KR101944822B1

KR101944822B1 - 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기

Info

Publication number: KR101944822B1
Application number: KR1020180017324A
Authority: KR
Inventors: 강승일
Original assignee: 강승일
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-02-01

Abstract

본 발명의 변속기는 모터의 회전축과 결합되어 회전력을 전달받으며, 전달받은 회전력을 하부로 전달하는 변속기어를 포함하는 변속기어축부와; 기 변속기어축부의 상부와 기어 결합되어 회전력을 전달받아 회전되고, 1차 변속을 할 때는 상기 변속기어와 기어 결합하여 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어축부로 전달하여 하부로 변속된 회전력을 전달할 수 있게 하며, 1차 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 유성기어 타입의 1차 유성기어 변속부와; 상기 1차 유성기어 변속부의 하부에 설치되며, 상기 변속기어축부에서 회전력을 전달받아 1차 변속 또는 2차 변속하는 유성기어 타입의 2차 유성기어 변속부와; 상기 변속기어축부의 변속기어에 결합되어 상기 변속기어를 하강시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부가 공회전되고, 상기 변속기어를 상승시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어축부의 변속기어로 전달할 수 있도록 상기 변속기어를 상승 또는 하강시키는 변속포크뭉치부와; 상기 모터의 하부에 결합되어 상기 변속기어축부의 상단 부분이 설치되는 공간을 형성되며 상기 변속기어축부가 떨림없이 회전될 수 있도록 플랜지 베어링이 형성되며, 상기 1차 유성기어 변속부가 하부에 결합되는 모터 플랜지와; 기 1차 유성기어 변속부와 2차 유성기어 변속부의 사이에 설치되며, 상기 변속기어축부의 하부와 상기 변속포크뭉치부가 설치되는 공간을 형성하고, 내부에 오일이 충전되고 상기 2차 유성기어 변속부의 상부와 볼트로 결합되는 변속 플랜지를 포함하여 구성된다.
본 발명의 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기에 따르면 변속기어만 올렸다 내렸다 하면 되므로 변속의 개폐가 용이하고, 변속 여부에 상관없이 1차 선기어와 2단 변속선기어가 변속기어축부를 지지하고, 또한 1차 유성기어 변속부가 계속 회전하고 있으므로 변속기에 진동이 없으며 내구성이 증대되는 효과가 있다.

Description

변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기{Planetary Gear Transmission with Two Reduction Ratio Having Easy Speed Change and Low Vibration}

본 발명은 유성기어를 이용하여 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차 유성기어 변속부는 상하로 움직이지 않고 1차 변속을 할 때는 부하운전을 하고 1차 변속을 하지 않을 때는 공회전하며, 변속기어축부의 변속기어만 상하로 움직여 상부로 상승했을 때는 1차 변속된 회전력을 1차 유성기어 변속부의 1단 유성캐리어로부터 전달받아 2차 유성기어 감속부의 2단 선기어로 전달하며, 상기 변속기어축부의 변속기어가 하부로 하강했을 때는 상기 변속기어축부의 변속가이드샤프트으로부터 변속되지 않는 회전력을 바로 전달받아 2차 유성기어 변속부로 전달하여 2차 변속만 실시하는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 웜과 웜기어를 사용한 변속기나 유성기어를 사용한 변속기가 있다. 이 중에서 웜과 웜기어를 사용한 변속기의 경우 변속비의 조절이 용이한 반면 동력전달 방향이 한정되거나 변속이 용이하지 않아, 다단 변속의 경우 유성기어 변속기를 사용하고 있다.

상기 유성기어 변속기는 통상 유성기어세트를 사용해 변속비를 조절하는데, 선기어와 링기어 그리고, 이들과 같은 축 상에서 회전하는 캐리어에 의해 지지된 여러 개의 유성기어로 구성되며 이러한 선기어, 링기어 및 캐리어의 일부를 고정하거나 구동함으로써 몇 개의 변속조합을 얻게 된다

이러한 유성기어 변속기는 특히 토크가 많이 필요한 건설기계분야의 오거나 공작기계분야에서 사용될 수 있는데, 오거나 공작기계에 장착되는 모터가 지닌 정격토크를 유성기어 변속기로써 4~5배 이상의 토크 증대를 가지도록 할 수 있다.

또한, 공작기계에서 토크를 증대시키는 목적은 주축이 지닌 정출력구간에서 회전하고 피삭재의 가공부하가 크지 않다면 문제가 없으나, 가끔 정출력구간 이하의 저속가공이 이루어지는 경우가 발생된다 정출력구간 이하에서는 모터의 출력(kW)이 떨어지며 토오크 또한 감소되어 중절삭가공이 불가능해 진다.

따라서 유성기어 변속기를 공작기계에 사용하게 되면 용량이 작은 모터에서도 가공부하가 큰 제품의 가공이 이루어질 수 있다.

상술한 일반적인 유성기어 변속기는 1단에서 여러 단을 사용하면 고속에서 저속까지 변속이 가능하나, 치차의 결합으로 이루어지는 변속이므로 하나의 유성기어 변속기에서 두 가지 변속비를 가진 것은 제작이나 사용상 문제점이 많았다.

본 발명의 변속기의 장점을 설명하기 위하여 상기 오거에 대해 설명한다.

상기 오거(AUGER)의 활용 범위(어떤 공법에 적용하는지)에 대해 설명하면 모든오가는 파일을 삽입하기 위한 천공작업에 사용되며, 천공되는 지질이 토사, 풍화토등 연약지반에서만 가능하며 풍화암,연,경암 등은 따로 함마작업이 병행된다.

각 오거(AUGER)의 제원(전장, 전폭, 수직고, 최대굴착깊이, 스크류의 최소/대 직경 등등)은 제작회사, 장비 기종에 따라 다르며 대략의 천공깊이는 위에서 설명한 것과 같으며 스크류의 최소작경은 100mm 부터 흔히 사용되는 400mm, 450mm, 500mm, 600mm, 800mm, 1000mm, 1200mm, 1500mm 최대 2000mm 까지 사용된다.

보통 소공이라는 것은 100 ~ 600mm를 사이를 지칭하며, 대공이라는 것은 800mm 이상을 지칭한다.

보통 대공을 천공할 때는 3 ~ 10 RPM을 요구되고 소공을 천공할 때는 14 ~ 30RPM 이 요구된다.

위와 같이 소공과 대공에 적용되는 회전수가 차이가 많이 나므로 대공과 소공을 1개의 오거를 사용하여 천공할 수가 없고 대공용 오거, 소공용 오거로 분리하여 사용하여 불편한 점이 많았고, 2가지 속도로만 천공을 하므로 지반의 상태에 따라 속도를 조정하는 것이 제한되어 작업효율을 높이는데 제약이 많았고 오거는 구경에 따라 구입비용이 수천만원에서 수억원에 이르는 고가의 장비이므로 2대를 보유하는 것이 초기 투자 비용의 증대를 가져오는 문제점이 있다.

상기 오거는 천공을 할 때 토크가 많이 필요하므로 인버터를 사용한 속도 변환은 힘이 부족하고 모터를 크게 하면 거기에 따른 변속기도 커지는 등 문제가 있어 인버터를 오거에 적용하는 것에는 많이 제약이 있고 비용 또한 많이 드는 문제점이 있었고 고작 폴체인지 모터를 사용하여 2가지로 속도를 변환하는게 고작이었다.

상기 오거와 비슷한 역할을 하는 드릴링머신이나 다른 건설기계에서도 변속비가 2가지인 유성변속기가 필요한 경우가 많다.

한국등록특허공보 제 10-1648329 1차 감속부에서 2가지 감속비를 가지는 유성기어 감속기는 감속개폐장치가 1차 감속부에 결합되어 1차 감속부의 1단 변속선기어를 상승시켰다 하강시켰다 하여 1차 감속을 하거나 1차 감속을 하지 않게 하여 1차 감속부의 무게가 무겁고 흔들림이 많아 운전에 문제점이 많고 내구성에도 문제점이 있었다.

즉 1차 감속부는 감속을 하지 않을 때는 회전하지 않고 감속할 때만 회전하여 변속의 어려움이 있으며, 운전이 원활하지 않고 내구성에도 문제점이 있었다.

1. 한국등록특허공보 제 10-1221717 (등록일자 : 2013년 01월 27일) 2가지 감속비를 가지는 유성기어 감속기 2. 한국등록특허공보 제 10-1648329 (등록일자 : 2016년 08월 08일) 1차감속부에서 2가지 감속비를 가지는 유성기어 감속기 3. 한국등록특허공보 제 10-0985975 (등록일자 : 2010년 09월 30일) 4가지 속도를 가진 오거

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 1차 유성기어 변속부가 1차 변속을 하지 않고 공회전할 때는 변속기어축부의 변속가이드샤프트에서 변속기어로 회전력이 전달되어 2차 유성기어 변속부로 회전력이 전달되고, 1차 유성기어 변속부가 1차 변속을 할 때에는 1차 유성기어 변속부의 1단 유성캐리어를 통하여 상기 변속기어축부의 변속기어로 회전력이 전달되어 1차 변속된 회전력이 2차 유성기어 변속부로 회전력이 전달되며, 상기 1차 감속부의 1단 변속선기어가 상하로 움직이지 않고 상기 변속기어축부의 변속기어만 상하로 움직여 변속 개폐할 수 있는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기를 제공함에 있다.

본 발명의 변속기는 모터의 후단에 설치되어 상기 모터의 회전속도를 변속하며, 변속에 의해 상기 모터가 지닌 정격 토크를 증대시키는 것으로, 모터의 회전축과 결합되어 회전력을 전달받으며, 전달받은 회전력을 하부로 전달하는 변속기어를 포함하는 변속기어축부와; 기 변속기어축부의 상부와 기어 결합되어 회전력을 전달받아 회전되고, 1차 변속을 할 때는 상기 변속기어와 기어 결합하여 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어축부로 전달하여 하부로 변속된 회전력을 전달할 수 있게 하며, 1차 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 유성기어 타입의 1차 유성기어 변속부와; 상기 1차 유성기어 변속부의 하부에 설치되며, 상기 변속기어축부에서 회전력을 전달받아 1차 변속 또는 2차 변속하는 유성기어 타입의 2차 유성기어 변속부와; 상기 변속기어축부의 변속기어에 결합되어 상기 변속기어를 하강시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부가 공회전되고, 상기 변속기어를 상승시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어축부의 변속기어로 전달할 수 있도록 상기 변속기어를 상승 또는 하강시키는 변속포크뭉치부와; 상기 2차 유성기어 변속부에서 변속된 회전력을 전달받는 피니언샤프트와, 상기 피니언샤프트의 외부와 기어 결합되어 상기 피니언샤프트의 회전력을 다른 장치로 전달하는 피니언기어로 구성되는 피니언축부와; 상기 모터의 하부에 결합되어 상기 변속기어축부의 상단 부분이 설치되는 공간을 형성되며 상기 변속기어축부가 떨림없이 회전될 수 있도록 플랜지 베어링이 형성되며, 상기 1차 유성기어 변속부가 하부에 결합되는 모터 플랜지와; 기 1차 유성기어 변속부와 2차 유성기어 변속부의 사이에 설치되며, 상기 변속기어축부의 하부와 상기 변속포크뭉치부가 설치되는 공간을 형성하고, 내부에 오일이 충전되고 상기 2차 유성기어 변속부의 상부와 볼트로 결합되는 변속 플랜지와; 상기 2차 유성기어 변속부의 하부를 막아주는 메인커버와, 상기 메인커버의 내측에 설치되며 상기 피니언축부(9)가 회전시 흔들림을 방지하는 하부베어링과, 상기 메인커버의 외측에 설치되며 상기 피니언축부가 관통 시 내부의 오일이 새는 것을 방지하는 리테이너커버로 이루어진 메인커버부를 포함하여 구성된다.

상기 변속기어축부는 상기 모터의 회전축과 키 결합되어 모터의 회전력을 전달받으며 내부에 회전력을 하부로 전달하기 위한 커플러 내부스플라인가 형성된 모터커플러와; 기 모터커플러의 내부에서 상기 커플러 내부스플라인과 결합되어 상기 모터의 회전력을 전달받으며, 내부에 나사가 형성된 회전연결대와; 단은 상기 회전연결대의 나사와 결합되며, 상기 1차 유성기어 변속부가 공회전할 때에는 상기 모터의 변속되지 않은 회전력을 직접 하부로 전달하는 변속가이드샤프트과; 기 1차 유성기어 변속부가 공회전할 때는 상기 변속가이드샤프트가 내부에서 기어 결합되어 상기 모터의 변속되지 않은 회전력을 직접 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부로 전달하며, 상기 1차 유성기어 변속부가 1차 변속을 시행하여 부하 회전할 때는 외부에 형성된 유성캐리어 결합기어와 상기 1차 유성기어 변속부가 기어 결합하여 1차 변속된 회전력을 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부로 전달하고, 상기 변속포크뭉치부에 의해 상하로 움직이는 상기 변속기어로 구성된다.

상기 1차 유성기어 변속부는 상기 변속기어축부의 회전연결대과 스프라인 기어 결합하여 상기 변속기어축부로부터 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전되는 1단 선기어와; 기 1단 선기어와 기어 결합하여 회전되는 다수 개의 1단 유성기어와; 모터 플랜지의 하부와 결합되어 고정되며, 상기 1단 유성기어가 공전할 수 있게 하는 1단 링기어와; 각의 상기 1단 유성기어를 결합시켜 상기 1단 유성기어가 같이 회전되게 하며, 상기 1단 링기어가 고정되고 상기 1단 유성기어가 회전되므로 회전되고, 상기 1차 유성기어 변속부가 변속을 위해 부하 운전을 할 때에는 상기 변속기어축부의 변속기어로 1차 변속된 회전력을 전달하고, 상기 1차 유성기어 변속부가 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 1단 유성캐리어를 포함하여 구성된다.

상기 2차 유성기어 변속부는 상기 변속기어축부의 변속기어로부터 회전력을 전달받는 2단 변속선기어와; 기 2단 변속선기어의 회전에 의해 회전되는 2단 유성기어와, 각각의 상기 2단 유성기어를 결합시키며 상기 2단 유성기어의 회전에 의해 회전되고, 변속된 회전력을 하부로 전달하는 2단 유성캐리어를 포함하는 2단 유성캐리어뭉치와; 상기 변속 플랜지의 하부과 결합되어 고정되며, 상기 2단 변속선기어와 같이 상기 2단 유성기어와 2단 유성캐리어를 회전할 수 있게 하는 23단 링기어와; 기 2단 유성캐리어에서 회전력을 전달받아 회전하는 3단 선기어와, 상기 3단 선기어의 회전에 의해 회전하고 상기 23단 링기어를 따라 공전하는 3단 유성기어와, 상기 3단 유성기어를 결합시키며 상기 3단 유성기어가 회전되고 상기 23단 링기어가 고정되어 회전되며 변속된 회전력을 상기 피니언축부로 전달하는 3단 유성기어뭉치를 포함하여 구성된다.

상기 변속포크뭉치부는 상기 변속기어축부의 변속기어의 변속포크 결합링홈에 결합되어 상기 변속기어를 상하로 올렸다 내렸다 하는 변속 포크부와; 상기 변속 포크부의 일단이 중앙에 결합되고, 상기 변속 플랜지의 외부에서 조작 가능하도록 상기 변속 플랜지의 내부에서 외부로 연장된 원형바 형상이며, 회전시킬 때 상기 변속 포크부가 일정 각도까지 회전되게 하는 변속 메인바와; 상기 변속 메인바의 일단에 형성되어 상기 변속 메인바를 회전시키는 변속 레버로 구성된다.

상기 변속 포크부는 일단이 상기 변속 메인바에 결합되는 바 결합구와; 기 바 결합구에서 양측으로 분할되어 반원을 이루는 변속포크와; 상기 변속포크가 상기 변속 메인바의 회전으로 일정 각도를 형성해도 수평을 이루면서 상하로 움직이고, 상기 변속포크 결합링홈에 끼워지는 2개의 상하이동 수평바와; 기 변속포크의 양단에 회전 가능하도록 결합되며, 상기 변속포크의 양단과 각각의 상기 상하이동 수평바를 연결시켜 상기 상하이동 수평바가 상승하거나 하강할 때도 수평을 이루도록 하는 연결바로 구성된다.

상술한 변속기로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.

상기 변속 메인바의 외부 말단은 상기 변속 레버가 삽입되어 회전할 수 있게 4각으로 형성된 구조이며,

상기 변속 플랜지에는 상기 1차 유성기어 변속부의 1단 링기어와 볼트 결합되는 변속상부 플랜지와, 상기 2차 유성기어 변속부의 23단 링기어와 볼트 결합되는 변속하부 플랜지와, 상기 변속 메인바가 삽입되는 2개의 변속포크뭉치부 결합구가 형성된다.

본 발명의 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기에 따르면 변속기어만 올렸다 내렸다 하면 되므로 변속의 개폐가 용이하고, 변속 여부에 상관없이 1차 선기어와 2단 변속선기어가 변속기어축부를 지지하고, 또한 1차 유성기어 변속부가 계속 회전하고 있으므로 변속기에 진동이 없으며 내구성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기의 중립 상태일 때의 전체 조립도
도 2는 본 발명의 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기의 전체 분해도
도 3은 본 발명의 변속기가 1차 변속과 2차 변속을 다 시행할 때의 변속기어 위치를 보여주는 전체 조립도
도 4는 본 발명의 변속기가 1차 변속과 2차 변속을 다 시행할 때의 변속비 설명도
도 5는 본 발명의 변속기가 1차 변속은 하지 않고 2차 변속만 시행할 때의 변속기어 위치를 보여주는 전체 조립도
도 6은 본 발명의 변속기가 1차 변속은 하지 않고 2차 변속만 시행할 때의 변속비 설명도
도 7은 본 발명의 변속기에 따른 변속기어축부 조립도
도 8은 본 발명의 변속기에 따른 변속기어축부 분해도
도 9는 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 모터커플러 개략도
도 10은 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 회전연결대 개략도
도 11은 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 변속가이드샤프트 개략도
도 12는 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 변속기어 개략도
도 13은 본 발명의 변속기에 따른 변속포크뭉치와 변속 플랜지 개략도
도 14는 본 발명의 변속기에 따른 변속포크뭉치 개략도
도 15는 본 발명의 변속기에 따른 1차 유성기어 변속부 조립도
도 16은 본 발명의 변속기에 따른 1차 유성기어 변속부 분해도
도 17은 본 발명의 변속기의 1차 유성기어 변속부에 따른 1단 선기어 개략도
도 18은 본 발명의 변속기의 1차 유성기어 변속부에 따른 1단 링기어 개략도
도 19는 본 발명의 변속기의 1차 유성기어 변속부에 따른 1단 유성기어와 1단 유성캐리어 개략도
도 20은 본 발명의 변속기에 따른 2차 유성기어 변속부 조립도
도 21은 본 발명의 변속기에 따른 2차 유성기어 변속부 분해도
도 22는 본 발명의 변속기의 2차 유성기어 변속부에 따른 2단 변속선기어 개략도
도 23은 본 발명의 변속기의 2차 유성기어 변속부에 따른 23단 링기어 개략도
도 24는 본 발명의 변속기에 따른 피니언축부 개략도
도 25는 본 발명의 변속기에 따른 메인커버부 개략도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 "변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기의 중립 상태일 때의 전체 조립도이며, 도 2는 본 발명의 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기의 전체 분해도이고, 도 3은 본 발명의 변속기가 1차 변속과 2차 변속을 다 시행할 때의 변속기어 위치를 보여주는 전체 조립도이며, 도 4는 본 발명의 변속기가 1차 변속과 2차 변속을 다 시행할 때의 변속비 설명도이고, 도 5는 본 발명의 변속기가 1차 변속은 하지 않고 2차 변속만 시행할 때의 변속기어 위치를 보여주는 전체 조립도이며, 도 6은 본 발명의 변속기가 1차 변속은 하지 않고 2차 변속만 시행할 때의 변속비 설명도이고, 도 7은 본 발명의 변속기에 따른 변속기어축부 조립도이며, 도 8은 본 발명의 변속기에 따른 변속기어축부 분해도이고, 도 9는 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 모터커플러 개략도이며, 도 10은 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 회전연결대 개략도이고, 도 11은 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 변속가이드샤프트 개략도이며, 도 12는 본 발명의 변속기의 변속기어축부에 따른 변속기어 개략도이고, 도 13은 본 발명의 변속기에 따른 변속포크뭉치와 변속 플랜지 개략도이며, 도 14는 본 발명의 변속기에 따른 변속포크뭉치 개략도이고, 도 15는 본 발명의 변속기에 따른 1차 유성기어 변속부 조립도이며, 도 16은 본 발명의 변속기에 따른 1차 유성기어 변속부 분해도이고, 도 17은 본 발명의 변속기의 1차 유성기어 변속부에 따른 1단 선기어 개략도이며, 도 18은 본 발명의 변속기의 1차 유성기어 변속부에 따른 1단 링기어 개략도이고, 도 19는 본 발명의 변속기의 1차 유성기어 변속부에 따른 1단 유성기어와 1단 유성캐리어 개략도이며, 도 20은 본 발명의 변속기에 따른 2차 유성기어 변속부 조립도이고, 도 21은 본 발명의 변속기에 따른 2차 유성기어 변속부 분해도이며, 도 22는 본 발명의 변속기의 2차 유성기어 변속부에 따른 2단 변속선기어 개략도이고, 도 23은 본 발명의 변속기의 2차 유성기어 변속부에 따른 23단 링기어 개략도이며, 도 24는 본 발명의 변속기에 따른 피니언축부 개략도이고, 도 25는 본 발명의 변속기에 따른 메인커버부 개략도이다.

도 1과 도 2에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 변속기(A)는 모터(1)의 후단에 설치되어 상기 모터(1)의 회전속도를 변속하며, 변속에 의해 상기 모터(1)가 지닌 정격 토크를 증대시키는 역할을 한다.

상기 변속기(A)는 모터(1)의 회전축과 결합되어 회전력을 전달받으며, 전달받은 회전력을 하부로 전달하는 변속기어(34)를 포함하는 변속기어축부(3)와; 상기 변속기어축부(3)의 상부와 기어 결합되어 회전력을 전달받아 회전되고, 1차 변속을 할 때는 상기 변속기어(34)와 기어 결합하여 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어축부(3)로 전달하여 하부로 변속된 회전력을 전달할 수 있게 하며, 1차 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 유성기어 타입의 1차 유성기어 변속부(4)와; 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)에 결합되어 상기 변속기어(34)를 하강시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전되고, 상기 변속기어(34)를 상승시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어(34)로 전달할 수 있도록 상기 변속기어(34)를 상승 또는 하강시키는 변속포크뭉치부(6)와; 상기 1차 유성기어 변속부(4)의 하부에 설치되며, 상기 변속기어축부(3)에서 회전력을 전달받아 1차 변속 또는 2차 변속하는 유성기어 타입의 2차 유성기어 변속부(7)와; 상기 2차 유성기어 변속부(7)에서 변속된 회전력을 전달받는 피니언샤프트(91)와, 상기 피니언샤프트(91)의 외부와 기어 결합되어 상기 피니언샤프트(91)의 회전력을 다른 장치로 전달하는 피니언기어(92)로 구성되는 피니언축부(9)와; 상기 모터(1)의 하부에 결합되어 상기 변속기어축부(3)의 상단 부분이 설치되는 공간을 형성되며 상기 변속기어축부(3)가 떨림없이 회전될 수 있도록 플랜지 베어링(21)이 형성되며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 하부에 결합되는 모터 플랜지(2)와; 상기 1차 유성기어 변속부(4)와 2차 유성기어 변속부(7)의 사이에 설치되며, 상기 변속기어축부(3)의 하부와 상기 변속포크뭉치부(6)가 설치되는 공간을 형성하고, 내부에 오일이 충전되고 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 상부와 볼트로 결합되는 변속 플랜지(5)와; 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 하부를 막아주는 메인커버(81)와, 상기 메인커버(81)의 내측에 설치되며 상기 피니언축부(9)가 회전시 흔들림을 방지하는 하부베어링(82)과, 상기 메인커버(81)의 외측에 설치되며 상기 피니언축부(9)가 관통 시 내부의 오일이 새는 것을 방지하는 리테이너커버(83)로 이루어진 메인커버부(8)를 포함하여 구성된다.

상기 변속기어축부(3)는 상기 모터(1)의 회전축(11)과 키 결합되어 모터의 회전력을 전달받으며 내부에 회전력을 하부로 전달하기 위한 커플러 내부스플라인(312)가 형성된 모터커플러(31)와; 상기 모터커플러(31)의 내부에서 상기 커플러 내부스플라인(312)과 결합되어 상기 모터(1)의 회전력을 전달받으며, 내부에 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322)가 형성된 회전연결대(32)와; 일단은 상기 회전연결대(32)의 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322)과 기어와 결합되며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전할 때에는 상기 모터(1)의 변속되지 않은 회전력을 직접 하부로 전달하는 변속가이드샤프트(33)과; 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전할 때는 상기 변속가이드샤프트(33)가 내부에서 기어 결합되어 상기 모터(1)의 변속되지 않은 회전력을 직접 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 전달하며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 1차 변속을 시행하여 부하 회전할 때는 외부에 형성된 유성캐리어 결합기어(342)와 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 기어 결합하여 1차 변속된 회전력을 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 전달하고, 상기 변속포크뭉치부(6)에 의해 상하로 움직이는 상기 변속기어(34)로 구성된다.

상기 1차 유성기어 변속부(4)는 상기 변속기어축부(3)의 회전연결대(32)와 스프라인 기어 결합하여 상기 변속기어축부(3)로부터 상기 모터(1)의 회전력을 전달받아 회전되는 1단 선기어(41)와; 상기 1단 선기어(41)와 기어 결합하여 회전되는 다수 개의 1단 유성기어(42)와; 상기 모터 플랜지(2)의 하부와 결합되어 고정되며, 상기 1단 유성기어(42)가 공전할 수 있게 하는 1단 링기어(43)와; 각각의 상기 1단 유성기어(42)를 결합시켜 상기 1단 유성기어(42)가 같이 회전되게 하며, 상기 1단 링기어(43)가 고정되고 상기 1단 유성기어(42)가 회전되므로 회전되고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속을 위해 부하 운전을 할 때에는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)로 1차 변속된 회전력을 전달하고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 1단 유성캐리어(44)를 포함하여 구성된다.

상기 변속포크뭉치부(6)는 상기 변속기어축부의 변속기어(34)의 변속포크 결합링홈(344)에 결합되어 상기 변속기어(34)를 상하로 올렸다 내렸다 하는 변속 포크부(61)와; 상기 변속 포크부(61)의 일단이 중앙에 결합되고, 상기 변속 플랜지(5)의 외부에서 조작 가능하도록 상기 변속 플랜지(5)의 내부에서 외부로 연장된 원형바 형상이며, 회전시킬 때 상기 변속 포크부(61)가 일정 각도까지 회전되게 하는 변속 메인바(62)와; 상기 변속 메인바(62)의 일단에 형성되어 상기 변속 메인바(62)를 회전시키는 변속 레버(63)로 구성된다.

본 발명의 변속기(A)는 1차 변속을 시행하거나 시행하지 않을 때 상기 변속기어(3)만 올렸다 내렸다 하면 되므로 변속의 개폐가 용이하고, 변속 여부에 상관없이 상기 1차 선기어(4)과 2단 변속선기어(71)가 변속기어축부(3)를 지지하고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 계속 회전하고 있으므로 변속기(A)에 진동이 없으며 내구성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)가 중간에 있는 중립 상태일 때를 도시한 것으로, 본 발명의 상기 변속기(A)는 상기 모터(1)를 정지시킨 후 상기 변속 레버(63)로 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)를 중간 상태로 했을 때이며, 상기 모터(1)을 회전시키면 상기 회전축(11)을 통해 상기 변속기어축부(3)의 모터커플러(31)로 회전력이 전달되고, 다시 상기 모터커플러(31)에서 상기 회전연결대(32)로 회전력이 전달되며, 상기 회전연결대(32)를 통해 상기 1차 유성기어 변속부(4)의 1단 선기어(41)과 상기 변속기어축부(3)의 변속가이드샤프트(33)가 회전되나, 상기 변속기어(34)가 중립 상태로 있기 때문에 상기 1차 유성기어 변속부(4)에서 회전력이 상기 변속기어(34)로 전달되지 않고 공회전하며, 또한 상기 변속가이드샤프트(33)를 통해서도 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 2단 변속선기어(71)로 회전력이 전달되지 않는다.

도 3은 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)가 상부에 있어 부하 상태일 때를 도시한 것으로, 본 발명의 상기 변속기(A)는 상기 모터(1)를 정지시킨 후 상기 변속 레버(63)로 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)를 상부 상태로 했을 때이다.

상기 변속기(A)의 운전 상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 모터(1)을 회전시키면 상기 회전축(11)을 통해 상기 변속기어축부(3)의 모터커플러(31)로 회전력이 전달되고, 다시 상기 모터커플러(31)에서 상기 회전연결대(32)로 회전력이 전달되며, 상기 회전연결대(32)를 통해 상기 1차 유성기어 변속부(4)의 1단 선기어(41)과 상기 변속기어축부(3)의 변속가이드샤프트(33)가 회전된다.

상기 1단 선기어(41)가 회전하고, 상기 1단 유성기어(42)는 상기 1단 선기어(41)와 기어 결합되어 있기 때문에 상기 1단 링기어(43)를 타고 공전하게 되고, 상기 1단 링기어(43)가 고정되어 회전되지 않으므로 상기 1단 유성캐리어(44)가 회전된다.

상기 변속기어(34)가 상부 상태로 있기 때문에 상기 1단 유성캐리어(44)에서 상기 1차 유성기어 변속부(4)에서 변속된 회전력이 상기 변속기어(34)로 전달된다.

1차 변속된 회전력은 상기 변속기어(34)가 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 2단 변속선기어(71)와 연결되어 있으므로 상기 2단 변속선기어(71)로 전달된다.

또한, 상기 회전연결대(32)를 통해 회전력이 상기 변속가이드샤프트(33)로 전달되나, 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 2단 변속선기어(71)와 연결되어 있는 상기 변속기어(34)와는 기어 결합이 되어 있지 않기 때문에 상기 변속가이드샤프트(33)에서는 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 회전력이 전달되지 않는다.

1차 변속된 회전력은 상기 2차 유성기어 변속부(7)에서 다시 2차 변속되어 상기 피니언축부(9)로 전달된다.

도 4는 도 3의 상태와 같이 1차 변속과 2차 변속을 다 시행할 때의 변속비를 보여주고 있는 것으로 상기 1차 유성기어 변속부(4)은 1단 링기어(43) 치차수 88개, 1단 유성기어(42) 치차수 25개, 1단 선기어 (41) 치차수 38개일 때 감속비= 88/38+1=3.32 로 1 대 3.32의 변속비를 가진다.

상기 2차 유성기어 변속부(7)는 2단 변속부과 3단 변속부를 가지며, 2단 변속부는 23단 링기어(73) 치차수 75개, 2단 유성기어(721) 치차수 26개, 2단 변속선기어(71) 치차수 15개일 때 변속비= 75/15+1=6 으로 1 대 6의 변속비를 가진다.

3단 변속부는 23단 링기어(73) 치차수 75개, 3단 유성기어(742) 치차수 23개, 3단 선기어(741) 치차수 25개일 때 변속비= 75/25+1=4 로 1 대 4의 변속비를 가진다.

그러므로 상기 2차 유성기어 변속부(7)는 2단 변속비 * 3단 변속비이므로 2차 변속비= 6*4=24 이므로 1 대 24의 변속비를 가진다.

이와 같이 상기 1차 유성기어 변속부(4)과 2차 유성기어 변속부(7)를 거치면 총 감속비는 3.32*24로 해서 총 1/79.7이 되며 4극 전기모터의 회전수가 약 1760rpm 이므로 본 발명의 상기 1차 유성기어 변속부(4)과 2차 유성기어 변속부(2)를 거친 출력축의 회전수는 약 22RPM이 된다.

도 4에서와 같이 8극 전기모터의 사용할 때는 8극 전기모터의 회전수가 약 900rpm 이므로 본 발명의 상기 1차 유성기어 변속부(4)과 2차 유성기어 변속부(7)를 거친 출력축의 회전수는 약 11RPM이 된다.

도 5는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)가 하부에 있어 상기 모터(1)의 회전력을 상기 변속기어축부(3)의 변속가이드샤프트(33)를 타고 상기 변속기어(34)로 전달하고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)는 공회전하는 상태인 것을 도시한 것으로, 본 발명의 상기 변속기(A)는 상기 모터(1)를 정지시킨 후 상기 변속 레버(63)로 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)를 하부 상태로 했을 때이다.

상기 변속기(A)의 운전 상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 회전연결대(32)를 통해 회전력이 상기 변속가이드샤프트(33)로 전달되며, 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 2단 변속선기어(71)와 연결되어 있는 상기 변속기어(34)와는 기어 결합이 되어 있기 때문에 상기 변속가이드샤프트(33)에서 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 회전력이 전달되며, 상기 2차 유성기어 변속부(7)에서 변속된 후 상기 피니언축부(9)로 전달된다.

상기 회전연결대(32)를 통해 상기 1차 유성기어 변속부(4)로 전달된 회전력은 상기 1단 선기어(41)로 전달되어 상기 1단 선기어(41)이 회전하고, 상기 1단 유성기어(42)는 상기 1단 선기어(41)와 기어 결합되어 있기 때문에 상기 1단 링기어(43)를 타고 공전하게 되고, 상기 1단 링기어(43)가 고정되어 회전되지 않으므로 상기 1단 유성캐리어(44)가 회전되며, 회전력은 상기 변속기어(34)에 기어 결합이 되어 있지 않으므로 공회전하게 되어 상기 변속기어(34)에 회전력에 전달되지 않는다.

도 6은 도 5의 상태와 같이 2차 변속만 시행할 때의 변속비를 보여주고 있는 것으로 상기 1차 유성기어 변속부(4)는 공회전하므로 변속비는 1 대 1이다.

이와 같이 상기 1차 유성기어 변속부(4)는 공회전으로 감속이 되지 않고, 2차 유성기어 변속부(7)를 거치면 총 감속비는 1/24이 되며 4극 전기모터의 회전수가 약 1760rpm 이므로 본 발명의 상기 2차 유성기어 변속부(7)만 거친다면 2차 유성기어 변속부(7)의 감속비가 24 이므로 출력축의 회전수는 약 73.3rpm이 된다.

도 6에서와 같이 8극 전기모터의 사용할 때는 8극 전기모터의 회전수가 약 900rpm 이므로 본 발명의 상기 2차 유성기어 변속부(7)만 거친다면 2차 유성기어 변속부(7)의 상기 예와 같이 기어의 치차수 변경으로 필요 회전수 변경을 시행할 수 있어 수요자의 요구에 부응할 수 있다.

본 발명의 변속기(A)를 천공을 하는 오거에 사용한다면 1개의 오거로서 2가지의 속도를 낼 수 있으며, 토크에 문제가 없다면 유압오거에 있어서 유압량을 조절하여 속도를 변경할 수 있으므로 다목적으로 오거를 사용할 수도 있다.

오거는 1기가 수 천만원에서 수 억원에 달하는 고가의 장비이므로 본 발명의 유성기어의 캐리어가 회전하는 도그 클러치를 이용한 변속기를 적용하면 설비투자에 필요한 비용을 대폭 줄일 수 있으며, 오거 외에도 건설장비나 공작기계에 활용이 높은 변속기이며, 기존의 유성기어 변속기에서 쉽게 개조를 하여 본 발명을 적용할 수 있으므로 유용하게 사용할 수 있는 발명이다.

도 7과 도 8에 도시되어 있는 것 같이 상기 변속기어축부(3)는 상기 모터(1)의 회전축과 결합되어 회전력을 전달받으며, 전달받은 회전력을 하부로 전달하는 역할을 한다.

본 발명의 변속기(A)는 상기 변속포크뭉치부(6)의 변속레버(63)을 이용하여 상기 변속기어(34)만 상승시키거나 하강시키면 2가지 변속비를 낼 수 있으므로 상기 변속레버(63)의 무게가 매우 가벼우므로 조작이 쉬워 쉽게 변속을 할 수 있는 장점이 있다.

도 9에 도시되어 있는 것 같이 상기 모터커플러(31)는 상기 모터(1)의 회전축(11)과 키 결합되어 모터의 회전력을 전달받으며 내부에 회전력을 하부로 전달하기 위한 커플러 내부스플라인(312)가 형성된다.

상기 모터커플러(31)에는 상기 회전축(11)과 회전연결대(32)이 삽입되는 커플러 내부중공(311)과; 상기 커플러 내부중공(311)의 하부에 형성되어 상기 회전연결대(32)의 외부스플라인(321)과 기어 결합을 위한 커플러 내부스플라인(312)과; 상기 회전축(11)과의 결합을 위한 키가 삽입되는 키홈이 형성된다.

도 10에 도시되어 있는 것 같이 상기 회전연결대(32)는 상기 모터커플러(31)의 내부에서 상기 커플러 내부스플라인(312)과 결합되어 상기 모터(1)의 회전력을 전달받으며, 내부에 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322)가 형성된다.

상기 회전연결대(32)에는 외주면에 형성되며 상기 모터커플러(31)와 1차 유성기어 변속부(4)의 1단 선기어(41)와 기어 결합을 위한 상기 외부스플라인(321)과; 내주면에 설치되어 상기 변속가이드샤프트(33)의 회전연결대 결합스프라인(332)과 스프라인 결합을 위한 상기 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322) 형성된다.

도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 변속가이드샤프트(33)는 일단은 상기 회전연결대(32)의 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322)과 기어와 결합되며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전할 때에는 상기 모터(1)의 변속되지 않은 회전력을 직접 하부로 전달한다.

상기 변속가이드샤프트(33)에는 말단부분에 설치되어 회전시 상기 변속가이드샤프트(33)의 흔들림을 방지하는 흔들림방지베어링(3331)이 설치되는 베어링설치부(333)와; 외주면의 상기 베어링설치부(333) 상부에 설치되어 상기 변속기어(34)의 변속가이드샤프트 결합기어(343)와 기어 결합하는 변속기어 결합기어(331)와; 상단부에 형성되어 상기 회전연결대(32)의 변속가이드샤프트 결합 스프라인(322)과 스프라인 결합하는 회전연결대 결합스프라인(332) 형성된다.

도 12에 도시되어 있는 것 같이 상기 변속기어(34)는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전할 때는 상기 변속가이드샤프트(33)가 내부에서 기어 결합되어 상기 모터(1)의 변속되지 않은 회전력을 직접 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 전달하며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 1차 변속을 시행하여 부하 회전할 때는 외부에 형성된 유성캐리어 결합기어(342)와 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 기어 결합하여 1차 변속된 회전력을 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 전달하고, 상기 변속포크뭉치부(6)에 의해 상하로 움직인다.

상기 변속기어(34)에는 상기 변속가이드샤프트(33)과 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 2단 변속선기어(71)가 삽입되는 내부중공(341)과; 외주면에 형성되어 상기 1차 유성기어 변속부(4)의 1단 유성캐리어(44)와 기어 결합하는 유성캐리어 결합기어(342)와; 상기 내부중공(341)에 형성되어 상기 변속가이드샤프트(33)과 기어 결합하는 변속가이드샤프트 결합기어(343)와; 하부의 외주면에 형성되어 상기 변속포크뭉치부(6)의 변속 포크부(61)가 삽입 설치되는 변속포크 결합링홈(344)과; 상기 내부중공(341)의 하부에 형성되어 상기 2차 유성기어 변속부의 2단 변속선기어(71)에 기어 결합하는 2단 변속선기어 결합기어(345)가 형성된다.

도 13에 도시되어 있는 것 같이 상기 변속포크뭉치부(6)는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)에 결합되어 상기 변속기어(34)를 하강시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전되고, 상기 변속기어(34)를 상승시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어(34)로 전달할 수 있도록 상기 변속기어(34)를 상승 또는 하강시킨다.

상기 변속 플랜지(5)는 상기 1차 유성기어 변속부(4)와 2차 유성기어 변속부(7)의 사이에 설치되며, 상기 변속기어축부(3)의 하부와 상기 변속포크뭉치부(6)가 설치되는 공간을 형성하는 역할을 하며, 내부에 오일이 충전되고 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 상부와 볼트로 결합된다.

상기 변속 플랜지(5)에는 상기 1차 유성기어 변속부(4)와 볼트 결합되는 변속상부 플랜지(51)과, 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 23단 링기어(73)와 볼트 결합되는 변속하부 플랜지(52)와 상기 변속포크뭉치부(6)의 변속 메인바(62)가 삽입 설치되는 변속포크뭉치부 결합구(53)가 형성된다.

도 14에 도시되어 있는 것 같이 상기 변속포크뭉치부(6)는 상기 변속기어축부의 변속기어(34)의 변속포크 결합링홈(344)에 결합되어 상기 변속기어(34)를 상하로 올렸다 내렸다 하는 변속 포크부(61)와; 상기 변속 포크부(61)의 일단이 중앙에 결합되고, 상기 변속 플랜지(5)의 외부에서 조작 가능하도록 상기 변속 플랜지(5)의 내부에서 외부로 연장된 원형바 형상이며, 회전시킬 때 상기 변속 포크부(61)가 일정 각도까지 회전되게 하는 변속 메인바(62)와; 상기 변속 메인바(62)의 일단에 형성되어 상기 변속 메인바(62)를 회전시키는 변속 레버(63)로 구성된다.

상기 변속 포크부(61)는 일단이 상기 변속 메인바(62)에 결합되는 바 결합구(611)와; 상기 바 결합구(611)에서 양측으로 분할되어 반원을 이루는 변속포크(612)와; 상기 변속포크(612)가 상기 변속 메인바(62)의 회전으로 일정 각도를 형성해도 수평을 이루면서 상하로 움직이고, 상기 변속포크 결합링홈(344)에 끼워지는 2개의 상하이동 수평바(613)와; 상기 변속포크(612)의 양단에 회전 가능하도록 결합되며, 상기 변속포크(612)의 양단과 각각의 상기 상하이동 수평바(613)를 연결시켜 상기 상하이동 수평바(613)가 상승하거나 하강할 때도 수평을 이루도록 하는 연결바(614)로 구성된다.

상기 변속 메인바(62)의 외부 말단은 상기 변속 레버(63)가 삽입되어 회전할 수 있게 4각으로 형성된 구조이다.

도 15와 도 16에 도시되어 있는 것 같이 상기 1차 유성기어 변속부(4)는 상기 변속기어축부(3)의 상부와 기어 결합되어 회전력을 전달받아 회전되고, 1차 변속을 할 때는 상기 변속기어(34)와 기어 결합하여 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어축부(3)로 전달하여 하부로 변속된 회전력을 전달할 수 있게 하며, 1차 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 유성기어 타입이다.

도 17에 도시되어 있는 것 같이 상기 1단 선기어(41)는 상기 변속기어축부(3)의 회전연결대(32)와 스프라인 기어 결합하여 상기 변속기어축부(3)로부터 상기 모터(1)의 회전력을 전달받아 회전된다.

상기 1단 선기어(41)에는 상기 회전연결대(32)와 변속기어(34)가 설치되는 공간을 형성하는 회전연결대와 변속기어 설치중공(413)과, 상기 회전연결대(32)와 기어 결합을 위한 회전연결대 결합기어(411)와; 상기 1단 유성기어와의 기어 결합을 위한 유성기어 결합기어(412)가 형성된다.

도 18에 도시되어 있는 것 같이 상기 1단 링기어(43)는 상기 모터 플랜지(2)의 하부와 결합되어 고정되며, 상기 1단 유성기어(42)가 공전할 수 있게 한다.

상기 1단 링기어(43)에는 상기 1단 유성기어(42)와 기어 결합하는 링기어치차(431)과, 상기 모터 플랜지(2)와 변속 플랜지(5)와의 볼트 결합을 위한 모터 플랜지 및 변속 플랜지 결합볼트홀(432)가 형성된다.

도 19에 도시되어 있는 것 같이 상기 1단 유성기어(42)는 상기 1단 선기어(41)와 기어 결합하여 회전되며 3개로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 1단 유성캐리어(44)는 상기 1단 링기어(43)가 고정되고 상기 1단 유성기어(42)가 회전되므로 회전되고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속을 위해 부하 운전을 할 때에는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)로 1차 변속된 회전력을 전달하고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속을 하지 않을 때는 공회전한다.

상기 1단 유성캐리어(44)에는 상기 변속기어(34)와 기어 결합하여 1차 변속된 회전력을 상기 변속기어(34)로 전달하는 변속기어 결합기어(441)와; 상기 1단 유성기어가 삽입되는 유성기어 설치홀(442)이 형성된다.

도 20과 도 21에 도시되어 있는 것 같이 상기 2차 유성기어 변속부(7)는 상기 1차 유성기어 변속부(4)의 하부에 설치되며, 상기 변속기어축부(3)에서 회전력을 전달받아 1차 변속 또는 2차 변속하는 유성기어 타입이다.

상기 2차 유성기어 변속부(7)는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)로부터 회전력을 전달받는 2단 변속선기어(71)와; 상기 2단 변속선기어(71)의 회전에 의해 회전되는 2단 유성기어(721)와, 각각의 상기 2단 유성기어(721)를 결합시키며 상기 2단 유성기어(721)의 회전에 의해 회전되고, 변속된 회전력을 하부로 전달하는 2단 유성캐리어(722)를 포함하는 2단 유성캐리어뭉치(72)와; 상기 변속 플랜지(5)의 하부와 결합되어 고정되며, 상기 2단 변속선기어(71)와 같이 상기 2단 유성기어(721)와 2단 유성캐리어(722)를 회전할 수 있게 하는 23단 링기어(73)와; 상기 2단 유성캐리어(722)에서 회전력을 전달받아 회전하는 3단 선기어(741)와, 상기 3단 선기어(741)의 회전에 의해 회전하고 상기 23단 링기어(73)를 따라 공전하는 3단 유성기어(742)와, 상기 3단 유성기어(742)를 결합시키며 상기 3단 유성기어(742)가 회전되고 상기 23단 링기어(73)가 고정되어 회전되며 변속된 회전력을 상기 피니언축부(9)로 전달하는 3단 유성캐리어(743)로 이루어진 3단 유성기어뭉치(74)를 포함하여 구성된다.

도 21과 도 22에 도시되어 있는 것 같이 상기 2단 변속선기어(71)는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)로부터 회전력을 전달받는다.

상기 2단 변속선기어(71)에는 상기 변속기어(34)의 2단 변속선기어 결합기어(345)와 기어 결합하여 1차 변속된 회전력이나 1차 변속되지 않은 회전력을 전달받는 변속기어 결합기어(711)과; 상기 2단 유성기어(721)와 기어 결합하는 2단 유성기어 결합기어(712)와; 상기 변속기어축부(3)의 변속가이드샤프트(33)가 흔들리는 것을 방지하기 위하여 흔들림방지베어링(3331)이 설치되는 흔들림방지베어링 설치홈(713)이 형성된다.

도 23에 도시되어 있는 것 같이 상기 23단 링기어(73)는 상기 변속 플랜지(5)의 하부와 결합되어 고정되며, 상기 2단 변속선기어(71) 및 3단 선기어(741)와 같이 상기 2단 유성기어(721)와 2단 유성캐리어(722) 및 상기 3단 유성기어(742)와 3단 유성캐리어(743)를 회전할 수 있게 한다.

상기 23단 링기어(73)에는 상기 2단 유성기어(721)와 상기 3단 유성기어(742)와 기어 결합되어 상기 2단 유성기어(721)와 상기 3단 유성기어(742)가 상기 23단 링기어(73)를 따라 공전할 수 있게 하는 23단 링기어치차(731)와; 상단에 형성되어 상기 변속플랜지(5)와 볼트 결합될 수 있게 볼트가 삽입되는 변속플랜지 결합볼트홀(732)과; 하단에 형성되어 상기 메인커버부(8)의 메인커버(81)과 볼트 결합될 수 있게 볼트가 삽입되는 메인커버 결합볼트홀(733)이 형성된다.

도 24에 도시되어 있는 것 같이 상기 피니언축부(9)는 상기 2차 유성기어 변속부(7)에서 변속된 회전력을 전달받는 피니언샤프트(91)와, 상기 피니언샤프트(91)의 외부와 기어 결합되어 상기 피니언샤프트(91)의 회전력을 다른 장치로 전달하는 피니언기어(92)로 구성된다.

상기 피니언샤프트(91)에는 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 3단 유성캐리어(743)로부터 1차 및 2차 변속 또는 2차 변속된 회전력을 전달받는 3단 유성캐리어 결합기어(911)와, 상기 피니언기어(92)에 회전력을 전달하는 피니언기어 결합기어(912)와, 상기 3단 선기어(741)의 하단부를 지지하여 축의 흔들림을 방지하는 3단 선기어 지지구(913)이 형성된다.

상기 피니언기어(92)에는 상기 피니언샤프트(91)와 기어 결합을 위한 피니언샤프트 결합기어(921)과, 타 장치로 회전력을 전달하기 위한 동력전달기어(922)가 형성된다.

도 25에 도시되어 있는 것 같이 상기 메인커버부(8)는 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 하부를 막아주는 메인커버(81)와, 상기 메인커버(81)의 내측에 설치되며 상기 피니언축부(9)가 회전시 흔들림을 방지하는 하부베어링(82)과, 상기 메인커버(81)의 외측에 설치되며 상기 피니언축부(9)가 관통 시 내부의 오일이 새는 것을 방지하는 리테이너커버(83)로 이루어진다.

상기 메인커버(81)에는 상기 23단 링기어(73)의 메인커버 결합볼트홀(733)과 볼트 결합을 위한 23단 링기어 결합볼트홀(811)과, 타 장치와의 볼트 결합을 위한 부속장치 결합볼트홀(812)과 , 상기 리테이너커버(83)과의 볼트 결합을 위한 리테이너커버 결합볼트홀(813)이 형성된다.

A : 변속기
1 : 모터 11 : 회전축
2 : 모터 플랜지 21 : 플랜지 베어링
3 : 변속기어축부
31 : 모터커플러 311 : 커플러 내부중공
312 : 커플러 내부스플라인 313 : 키홈
32 : 회전연결대 321 : 외부스플라인
322 : 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인
33 : 변속가이드샤프트 331 : 변속기어 결합기어
332 : 회전연결대 결합스프라인 333 : 베어링설치부
3331 : 흔들림방지베어링 34 : 변속기어
341 : 내부중공 342 : 유성캐리어 결합기어
343 : 변속가이드샤프트 결합기어 344 : 변속포크 결합링홈
345 : 2단 선기어 결합기어
4 : 1차 유성기어 변속부
41 : 1단 선기어 411 : 회전연결대 결합기어
412 : 유성기어 결합기어 413 : 회전연결대와 변속기어 설치중공
42 : 1단 유성기어 43 : 1단 링기어
431 : 링기어치차
432 : 모터 플랜지 및 변속 플랜지 결합볼트홀
44 : 1단 유성캐리어 441 : 변속기어 결합기어
442 : 유성기어 설치홀
5 : 변속 플랜지
51 : 변속상부 플랜지 52 : 변속하부 플랜지
53 : 변속포크뭉치부 결합구
6 : 변속포크뭉치부
61 : 변속 포크부 611 : 바 결합구
612 : 변속포크 613 : 상하이동 수평바
614 : 연결바 62 : 변속 메인바
621 : 플랜지 결합구 622 : 결합패킹
63 : 변속 레버
7 : 2차 유성기어 변속부
71 : 2단 변속선기어 711 : 변속기어 결합기어
712 : 2단 유성기어 결합기어 713 : 흔들림방지베어링 설치홈
714 : 선기어베어링 설치부 72 : 2단 유성캐리어뭉치
721 : 2단 유성기어 722 : 2단 유성캐리어
7221 : 3단 선기어 결합기어 73 : 23단 링기어
731 : 23단 링기어치차 732 : 변속플랜지 결합볼트홀
733 : 메인커버 결합볼트홀 74 : 3단 유성기어뭉치
741 : 3단 선기어 7411 : 2단 유성캐리어 결합기어
7412 : 3단 유성캐리어 결합기어 742 : 3단 유성기어
743 : 3단 유성캐리어 7431 : 피니언샤프트 결합기어
8 : 메인커버부
81 : 메인커버 811 : 23단 링기어 결합볼트홀
812 : 부속장치 결합볼트홀 813 : 리테이너커버 결합볼트홀
814 : 베어링 오일주입구 82 : 하부베어링
83 : 리테이너커버 9 : 피니언축부
91 : 피니언샤프트 911 : 3단 유성캐리어 결합기어
912 : 피니언기어 결합기어 913 : 3단 선기어 지지구
92 : 피니언기어 921 : 피니언샤프트 결합기어
922 : 동력전달기어

Claims

모터(1)의 후단에 설치되어 상기 모터(1)의 회전속도를 변속하며, 변속에 의해 상기 모터(1)가 지닌 정격 토크를 증대시키는 변속기(A)에 있어서,
상기 모터(1)의 회전축과 결합되어 회전력을 전달받으며, 전달받은 회전력을 하부로 전달하는 변속기어(34)를 포함하는 변속기어축부(3)와;
상기 변속기어축부(3)의 상부와 기어 결합되어 회전력을 전달받아 회전되고, 1차 변속을 할 때는 상기 변속기어(34)와 기어 결합하여 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어축부(3)로 전달하여 하부로 변속된 회전력을 전달할 수 있게 하며, 1차 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 유성기어 타입의 1차 유성기어 변속부(4)와;
상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)에 결합되어 상기 변속기어(34)를 하강시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전되고, 상기 변속기어(34)를 상승시켰을 때는 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속된 회전력을 다시 상기 변속기어(34)로 전달할 수 있도록 상기 변속기어(34)를 상승 또는 하강시키는 변속포크뭉치부(6)와;
상기 1차 유성기어 변속부(4)의 하부에 설치되며, 상기 변속기어축부(3)에서 회전력을 전달받아 1차 변속 또는 2차 변속하는 유성기어 타입의 2차 유성기어 변속부(7)와;
상기 2차 유성기어 변속부(7)에서 변속된 회전력을 전달받는 피니언샤프트(91)와, 상기 피니언샤프트(91)의 외부와 기어 결합되어 상기 피니언샤프트(91)의 회전력을 다른 장치로 전달하는 피니언기어(92)로 구성되는 피니언축부(9)와;
상기 모터(1)의 하부에 결합되어 상기 변속기어축부(3)의 상단 부분이 설치되는 공간을 형성되며 상기 변속기어축부(3)가 떨림없이 회전될 수 있도록 플랜지 베어링(21)이 형성되며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 하부에 결합되는 모터 플랜지(2)와;
상기 1차 유성기어 변속부(4)와 2차 유성기어 변속부(7)의 사이에 설치되며, 상기 변속기어축부(3)의 하부와 상기 변속포크뭉치부(6)가 설치되는 공간을 형성하고, 내부에 오일이 충전되고 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 상부와 볼트로 결합되는 변속 플랜지(5)와;
상기 2차 유성기어 변속부(7)의 하부를 막아주는 메인커버(81)와, 상기 메인커버(81)의 내측에 설치되며 상기 피니언축부(9)가 회전시 흔들림을 방지하는 하부베어링(82)과, 상기 메인커버(81)의 외측에 설치되며 상기 피니언축부(9)가 관통 시 내부의 오일이 새는 것을 방지하는 리테이너커버(83)로 이루어진 메인커버부(8)를 포함하여 구성되는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기
제 1항에 있어서,
상기 변속기어축부(3)는 상기 모터(1)의 회전축(11)과 키 결합되어 모터의 회전력을 전달받으며 내부에 회전력을 하부로 전달하기 위한 커플러 내부스플라인(312)가 형성된 모터커플러(31)와;
상기 모터커플러(31)의 내부에서 상기 커플러 내부스플라인(312)과 결합되어 상기 모터(1)의 회전력을 전달받으며, 내부에 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322)가 형성된 회전연결대(32)와;
일단은 상기 회전연결대(32)의 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322)과 기어와 결합되며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전할 때에는 상기 모터(1)의 변속되지 않은 회전력을 직접 하부로 전달하는 변속가이드샤프트(33)과;
상기 1차 유성기어 변속부(4)가 공회전할 때는 상기 변속가이드샤프트(33)가 내부에서 기어 결합되어 상기 모터(1)의 변속되지 않은 회전력을 직접 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 전달하며, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 1차 변속을 시행하여 부하 회전할 때는 외부에 형성된 유성캐리어 결합기어(342)와 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 기어 결합하여 1차 변속된 회전력을 전달받아 상기 2차 유성기어 변속부(7)로 전달하고, 상기 변속포크뭉치부(6)에 의해 상하로 움직이는 상기 변속기어(34)로 구성되는 것을 특징으로 하는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기
제 1항에 있어서,
상기 1차 유성기어 변속부(4)는 상기 변속기어축부(3)의 회전연결대(32)와 스프라인 기어 결합하여 상기 변속기어축부(3)로부터 상기 모터(1)의 회전력을 전달받아 회전되는 1단 선기어(41)와;
상기 1단 선기어(41)와 기어 결합하여 회전되는 다수 개의 1단 유성기어(42)와;
상기 모터 플랜지(2)의 하부와 결합되어 고정되며, 상기 1단 유성기어(42)가 공전할 수 있게 하는 1단 링기어(43)와;
각각의 상기 1단 유성기어(42)를 결합시켜 상기 1단 유성기어(42)가 같이 회전되게 하며, 상기 1단 링기어(43)가 고정되고 상기 1단 유성기어(42)가 회전되므로 회전되고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속을 위해 부하 운전을 할 때에는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)로 1차 변속된 회전력을 전달하고, 상기 1차 유성기어 변속부(4)가 변속을 하지 않을 때는 공회전하는 1단 유성캐리어(44)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기
제 1항에 있어서,
상기 2차 유성기어 변속부(7)는 상기 변속기어축부(3)의 변속기어(34)로부터 회전력을 전달받는 2단 변속선기어(71)와;
상기 2단 변속선기어(71)의 회전에 의해 회전되는 2단 유성기어(721)와, 각각의 상기 2단 유성기어(721)를 결합시키며 상기 2단 유성기어(721)의 회전에 의해 회전되고, 변속된 회전력을 하부로 전달하는 2단 유성캐리어(722)를 포함하는 2단 유성캐리어뭉치(72)와;
상기 변속 플랜지(5)의 하부와 결합되어 고정되며, 상기 2단 변속선기어(71)와 같이 상기 2단 유성기어(721)와 2단 유성캐리어(722)를 회전할 수 있게 하는 23단 링기어(73)와;
상기 2단 유성캐리어(722)에서 회전력을 전달받아 회전하는 3단 선기어(741)와, 상기 3단 선기어(741)의 회전에 의해 회전하고 상기 23단 링기어(73)를 따라 공전하는 3단 유성기어(742)와, 상기 3단 유성기어(742)를 결합시키며 상기 3단 유성기어(742)가 회전되고 상기 23단 링기어(73)가 고정되어 회전되며 변속된 회전력을 상기 피니언축부(9)로 전달하는 3단 유성캐리어(743)으로 이루어진 3단 유성기어뭉치(74)를 포함하여 구성되며,
상기 2단 변속선기어(71)에는 상기 변속기어(34)의 2단 변속선기어 결합기어(345)와 기어 결합하여 1차 변속된 회전력이나 1차 변속되지 않은 회전력을 전달받는 변속기어 결합기어(711)와;
상기 2단 유성기어(721)와 기어 결합하는 2단 유성기어 결합기어(712)와;
상기 변속기어축부(3)의 변속가이드샤프트(33)가 흔들리는 것을 방지하기 위하여 흔들림방지베어링(3331)이 설치되는 흔들림방지베어링 설치홈(713)이 형성되는 것을 특징으로 하는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기
제 1항에 있어서,
상기 변속포크뭉치부(6)는 상기 변속기어축부의 변속기어(34)의 변속포크 결합링홈(344)에 결합되어 상기 변속기어(34)를 상하로 올렸다 내렸다 하는 변속 포크부(61)와;
상기 변속 포크부(61)의 일단이 중앙에 결합되고, 상기 변속 플랜지(5)의 외부에서 조작 가능하도록 상기 변속 플랜지(5)의 내부에서 외부로 연장된 원형바 형상이며, 회전시킬 때 상기 변속 포크부(61)가 일정 각도까지 회전되게 하는 변속 메인바(62)와;
상기 변속 메인바(62)의 일단에 형성되어 상기 변속 메인바(62)를 회전시키는 변속 레버(63)로 구성되며,
상기 변속 포크부(61)는 일단이 상기 변속 메인바(62)에 결합되는 바 결합구(611)와;
상기 바 결합구(611)에서 양측으로 분할되어 반원을 이루는 변속포크(612)와;
상기 변속포크(612)가 상기 변속 메인바(62)의 회전으로 일정 각도를 형성해도 수평을 이루면서 상하로 움직이고, 상기 변속포크 결합링홈(344)에 끼워지는 2개의 상하이동 수평바(613)와;
상기 변속포크(612)의 양단에 회전 가능하도록 결합되며, 상기 변속포크(612)의 양단과 각각의 상기 상하이동 수평바(613)를 연결시켜 상기 상하이동 수평바(613)가 상승하거나 하강할 때도 수평을 이루도록 하는 연결바(614)로 구성되고,
상기 변속 메인바(62)의 외부 말단은 상기 변속 레버(63)가 삽입되어 회전할 수 있게 4각으로 형성된 구조이며,
상기 변속 플랜지(5)에는 상기 1차 유성기어 변속부(4)의 1단 링기어(43)와 볼트 결합되는 변속상부 플랜지(51)와, 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 23단 링기어(73)와 볼트 결합되는 변속하부 플랜지(52)와, 상기 변속 메인바(62)가 삽입되는 2개의 변속포크뭉치부 결합구(53)가 형성되는 것을 특징으로 하는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기
제 2항에 있어서,
상기 모터커플러(31)에는 상기 회전축(11)과 회전연결대(32)이 삽입되는 커플러 내부중공(311)과;
상기 커플러 내부중공(311)의 하부에 형성되어 상기 회전연결대(32)의 외부스플라인(321)과 기어 결합을 위한 상기 커플러 내부스플라인(312)과;
상기 회전축(11)과의 결합을 위한 키가 삽입되는 키홈이 형성되며,
상기 회전연결대(32)에는 외주면에 형성되며 상기 모터커플러(31)와 1차 유성기어 변속부(4)의 1단 선기어(41)와 기어 결합을 위한 상기 외부스플라인(321)과;
내주면에 설치되어 상기 변속가이드샤프트(33)의 회전연결대 결합스프라인(332)과 스프라인 결합을 위한 상기 변속가이드샤프트 결합 내부스프라인(322) 형성되고,
상기 변속가이드샤프트(33)에는 말단부분에 설치되어 회전시 상기 변속가이드샤프트(33)의 흔들림을 방지하는 흔들림방지베어링(3331)이 설치되는 베어링설치부(333)와;
외주면의 상기 베어링설치부(333) 상부에 설치되어 상기 변속기어(34)의 변속가이드샤프트 결합기어(343)와 기어 결합하는 변속기어 결합기어(331)와;
상단부에 형성되어 상기 회전연결대(32)의 변속가이드샤프트 결합 스프라인(322)과 스프라인 결합하는 회전연결대 결합스프라인(332) 형성되며,
상기 변속기어(34)에는 상기 변속가이드샤프트(33)과 상기 2차 유성기어 변속부(7)의 2단 변속선기어(71)가 삽입되는 내부중공(341)과;
외주면에 형성되어 상기 1차 유성기어 변속부(4)의 1단 유성캐리어(44)와 기어 결합하는 유성캐리어 결합기어(342)와;
상기 내부중공(341)에 형성되어 상기 변속가이드샤프트(33)과 기어 결합하는 변속가이드샤프트 결합기어(343)와;
하부의 외주면에 형성되어 상기 변속포크뭉치부(6)의 변속 포크부(61)가 삽입 설치되는 변속포크 결합링홈(344)과;
상기 내부중공(341)의 하부에 형성되어 상기 2차 유성기어 변속부의 2단 변속선기어(71)에 기어 결합하는 2단 변속선기어 결합기어(345)가 형성되는 것을 특징으로 하는 변속이 용이하고 운전시 진동이 적은 2가지 변속비를 가지는 변속기