KR101983058B1 - 굴삭기용 주행 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구성 부품수가 작고 재료비를 절감할 수 있는 굴삭기용 유성기어 감속기를 제안한다. 본 발명 감속기는, 태양기어, 상기 태양기어에 외접하는 다수의 유성기어, 상기 유성기어를 연결하기 지지하는 링형상의 캐리어가 다단으로 설치되어 있다. 그리고 최종단에 설치되는 태양기어와, 태양기어에 외접하는 다수의 유성기어, 상기 유성기어를 지지하는 링형상의 캐리어, 상기 캐리어와 유성기어 사이에 설치되는 다수의 니들 롤러 베어링, 볼트를 통하여 캐리어에 고정되는 캐리어 플레이트를 포함한다. 여기서 캐리어 플레이트(40)는, 링 형상의 내륜(42)과, 링 형상의 외륜(44), 상기 내륜과 외륜 사이에 설치되어 캐리어 플레이트를 캐리어에 고정하기 위한 고정부(46), 그리고 상기 고정부를 내륜 및 외륜에 연결하는 연결부(48a,48b)로 구성된다. 여기서 니들 롤러 베어링은 연결부에 의하여 외측으로 이탈하지 않도록 지지되는데, 니들 롤러 베어링(23)의 외측을 지지하는 연결부는 볼록하게 성형되어 베어링 지지부(49a,49b)를 형성한다.

Description

굴삭기용 주행 감속기{Decelerators for excavators}

본 발명은 굴삭기용 주행 감속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐리어 플레이트의 구조 변경을 통하여 부품수를 감소시킴과 같이 베어링의 윤활유 투입 면적을 더 확보할 수 있도록 구성되는 굴삭기용 주행 감속기에 관한 것이다.

먼저 도 1을 참조하면서 종래의 굴삭기용 주행 감속기에 대하여 살펴보기로 한다. 굴삭기용 주행 감속기로 사용되는 유성기어 감속기는, 주행을 위한 구동원에서의 동력이 입력축(2)으로 전달되고, 이러한 입력축(2)에는 하나의 제1태양기어(4)가 지지되고 있다. 그리고 제1태양기어(4)의 주위에는 다수의 제1유성기어(6)가 설치되어 있어서, 제1태양기어(4)의 회전은 제1유성기어(6)의 공전 및 자전으로 나타나게 된다.

다수의 제1유성기어(6)는 링형상의 제1캐리어(8)에 의하여 전체적으로 지지되고 있기 때문에, 제1유성기어(6)의 공전은 제1캐리어(8)의 회전으로 이어진다. 그리고 제1캐리어(8)의 내부 치형은 제2태양기어(10)과 맞물려 있어서, 제2태양기어(10)가 제1캐리어(8)와 같은 주기로 회전하게 된다. 제2태양기어(10)의 외주측에는 다수의 제2유성기어(12)가 맞물려 있고, 제2태양기어(10)의 회전에 의하여 제2유성기어(12)는 자전 및 공전을 수행하게 된다.

다수 개로 구성되는 제2유성기어(12)는 링형상의 제2캐리어(14)에 의하여 지지되고 있어서, 제2유성기어(12)의 공전이 제2캐리어(14)의 회전으로 나타나게 된다. 제2캐리어(14)는 제3태양기어(20)를 회전시키는데, 이들의 결합은 제2캐리어(14)의 내주연에 성형된 치형이 제3태양기어(20)의 외주연에 성형된 치형과 맞물리는 것에 의하여 이루어진다. 제3태양기어(20)의 외주연에는 다수의 제3유성기어(22)이 외접하고 있어서, 제3태양기어(20)의 회전은 제3유성기어(22)의 자전 및 공전으로 나타나야 하고, 여기서 공전은 다수의 제3유성기어(22)에 결합된 원판상의 캐리어(25)의 공전으로 나타나야 한다. 그러나 제3캐리어(24)는, 굴삭기에서 고정된 상태를 가지고 있는 스핀들(28)에 볼트(B)로 고정되어 있기 때문에 실제 공전은 나타나지 않게 되고, 제3유성기어(22)는 자전만 이루어지고 있는 상태이다.

그리고 다수의 제3유성기어(22)는 하나의 링기어(30)에 외접하고 있기 때문에, 다수 유성기어(22)의 자전은 링기어(30)의 회전으로 나타나게 된다. 여기서 링기어(30)의 회전은 실질적으로 궤도를 회전시키는 스프라켓의 회전으로 연동되면서, 굴삭기의 주행이 이루어진다. 이하에서는 도 2를 같이 참고하면서 제3캐리어(24)의 주변 구성에 대하여 살펴본다.

도 3을 같이 참조하면 더욱 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 제3유성기어(22)는 자전만 이루어지는데, 제3유성기어(22)와 제3캐리어(24) 사이에는 제3유성기어(22)의 회전 지지를 위하여 니들 롤러베어링(23)이 개재되어 있다. 그리고 이러한 다수의 니들롤러베어링(23)이 이탈하는 것을 방지하기 위하여, 그 외측에는 트러스 플레이트(26)이 조립되며, 그 외측에는 캐리어 플레이트(26)가 지지되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 지지구조에 의하면, 도 3에서 캐리어 플레이트(24A)를 제외한 (b)에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 윤활면적(A)이 충분히 확보되지 못하는 단점이 지적될 수 있다. 또한 종래의 지지구조에서는, 니들 롤러베어링(23)을 지지하기 위한 구조적인 측면에서 다소 복잡한 단점도 지적될 우려가 있다.

본 발명의 목적은 충분한 윤활 면적을 확보할 수 있는 굴삭기용 유성기어 감속기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 니들 롤러베어링의 지지구조가 비교적 간단하게 설계되는 굴삭기용 유성기어 감속기를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 태양기어, 상기 태양기어에 외접하는 다수의 유성기어, 상기 유성기어를 연결하기 지지하는 링형상의 캐리어가 다단으로 설치되는 굴삭기용 유성 기어 감속기에서, 최종단에 설치되는 태양기어와, 태양기어에 외접하는 다수의 유성기어, 상기 유성기어를 지지하는 링형상의 캐리어, 상기 캐리어와 유성기어 사이에 설치되는 다수의 니들 롤러 베어링, 볼트를 통하여 캐리어에 고정되는 캐리어 플레이트로 구성된다.

그리고 본 발명 캐리어 플레이트는, 링 형상의 내륜과, 링 형상의 외륜, 상기 내륜과 외륜 사이에 설치되어 캐리어 플레이트를 캐리어에 고정하기 위한 고정부, 그리고 상기 고정부를 내륜 및 외륜에 연결하는 연결부로 구성된다. 여기서 니들 롤러 베어링은 상기 연결부에 의하여 외측으로 이탈하지 않도록 지지된다.

본 발명에서 니들 롤러 베어링의 외측을 지지하는 연결부는 볼록하게 성형되어 베어링 지지부를 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

이상에서와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 기본적으로 캐리어 플레이트는 니들 롤러 베어링의 많은 부분을 노출된 상태에서도 정확하고 안정적으로 지지할 수 있게 됨을 알 수 있다. 이러한 본 발명의 캐리어 플레이트의 구조는 실질적으로 니들 롤러 베어링에 충분한 윤활유를 공급하면서도, 안정적으로 지지할 수 작용 효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다.

그리고 본 발명에 의하면, 캐리어 플레이트는 종래의 것에 비하여 현저하게 재료가 저감됨을 알 수 있다. 또한 캐리어 플레이트를 이용하여 니들 롤러 베어링을 지지함으로써, 궁극적으로 부품 수도 작아지는 장점을 기대할 수 있을 것이다. 더욱이 이러한 캐리어 플레이트의 구성에 의하여, 부품수의 감소 및 제조 원가의 저감이라는 효과가 기대된다고 할 수 있다.

도 1은 종래의 굴삭기용 유성기어 감속기의 전체 종단면 예시도.
도 2는 도 1의 요부 확대도.
도 3은 종래의 굴삭기용 유성기어 감속기를 보인 것으로, (a)는 캐리어 플레이트의 장착상태를, 그리고 (b)는 캐리어 플레이트를 분리한 상태를 보인 예시도.
도 4는 본 발명 유성기어 감속기의 종단면 예시도.
도 5는 도 1의 요부 확대도
도 6은 본 발명 유성기어 감속기의 요부 예시 사시도.
도 7은 본 발명 유성기어 감속기의 캐리어 플레이트를 보인 예시 사시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 이하 본 발명의 설명에서, 상술한 바와 같은 종래의 구성과 동일한 요소에 대해서는 동일한 도면 부호로 설명하기로 한다.

굴삭기용 유성기어 감속기는, 주행을 위한 구동원에서의 동력이 입력축(2)으로 입력된다. 그리고 이러한 입력축(2)에는 하나의 제1태양기어(4)가 지지되고 있다. 그리고 제1태양기어(4)의 주위에는 다수의 제1유성기어(6)가 설치되어 있어서, 제1태양기어(4)의 회전은 제1유성기어(6)의 공전 및 자전으로 나타나게 된다.

다수의 제1유성기어(6)는 링형상의 제1캐리어(8)에 의하여 전체적으로 지지되고 있기 때문에, 제1유성기어(6)의 공전은 제1캐리어(8)의 회전으로 이어진다. 그리고 제1캐리어(8)의 내부 치형은 제2태양기어(10)과 맞물려 있어서, 제2태양기어(10)가 제1캐리어(8)와 같은 주기로 회전하게 된다. 제2태양기어(10)의 외주측에는 다수의 제2유성기어(12)가 맞물려 있고, 제2태양기어(10)의 회전에 의하여 제2유성기어(12)는 자전 및 공전을 수행하게 된다.

다수 개로 구성되는 제2유성기어(12)는 링형상의 제2캐리어(14)에 의하여 지지되고 있어서, 제2유성기어(12)의 공전이 제2캐리어(14)의 회전으로 나타나게 된다. 제2캐리어(14)는 제3태양기어(20)를 회전시키는데, 이들의 결합은 제2캐리어(14)의 내주연에 성형된 치형이 제3태양기어(20)의 외주연에 성형된 치형과 맞물리는 것에 의하여 이루어진다.

제3태양기어(20)의 외주연에는 다수의 제3유성기어(22)이 외접하고 있어서, 제3태양기어(20)의 회전은 제3유성기어(22)의 자전 및 공전으로 나타난다. 그리고 제3유성기어(22)의 공전은 다수의 제3유성기어(22)에 결합된 원판상의 캐리어(25)의 공전으로 나타나다. 그러나 제3캐리어(25)는, 굴삭기에서 고정된 상태를 가지고 있는 스핀들(28)에 볼트(B)로 고정되어 있기 때문에 실제 공전은 나타나지 않게 되고, 제3유성기어(22)는 자전만 이루어지고 있는 상태이다.

그리고 다수의 제3유성기어(22)는 하나의 링기어(30)에 외접하고 있기 때문에, 다수 유성기어(22)의 자전은 링기어(30)의 회전으로 나타나게 된다. 여기서 링기어(30)의 회전은 실질적으로 궤도를 회전시키는 스프라켓의 회전으로 연동되면서, 굴삭기의 주행이 이루어진다. 다음에는 도 5를 같이 참고하면서 제3캐리어(25)의 주변 구성에 대하여 살펴본다.

제3유성기어(22)는 자전만 이루어지는데, 제3유성기어(22)와 제3캐리어(25) 사이에는 제3유성기어(22)의 회전 지지를 위하여 니들 롤러베어링(23)이 개재되어 있다. 그리고 이러한 다수의 니들롤러베어링(23)이 이탈하는 것을 방지하기 위하여, 그 외측에는 캐리어 플레이트(40)가 상술한 볼트(B)에 의하여 제3캐리어(25)에 체결되어 지지되고 있다. 여기서 니들 롤러 베어링(23) 자체는 위에서 설명한 다른 유성기어에도 적용되는 것이라고 할 수 있다. 니들롤러베어링(23)은, 도시한 바와 같이, 제3캐리어(25)의 내측에서 방사 방향으로 돌출 성형된 걸림턱(25A)과, 후술하는 연결부(48a,48b)에 의하여 지지된다.

본 발명의 캐리어 플레이트(40)는, 도 6 및 도 7을 같이 참고하면 알 수 있는 바와 같이, 내륜(42)과, 상기 내륜(42) 보다 외측에 위치하고 그 사이가 비어 있는 외륜(44)을 포함하고 있다. 그리고 내륜(42)과 외륜(44) 사이에는, 연결부(48a,48b)를 통하여 지지되면서 볼트(B)를 통하여, 캐리어 플레이트(40)를 캐리어(25)에 고정하기 위하여, 컵 형상으로 내측으로 오목하게 성형되는 고정부(46)가 형성되어 있다.

상기 연결부(48a,48b)는 고정부(46)를 지지하기 위하여 일체로 성형되는 것이라고 할 수 있고, 고정부(46)는 무두 볼트(B)가 관통한 상태로 캐리어 플레이트(40)를 지지하는 것이라고 할 수 있다. 여기서 캐리어 플레이트(40)의 외측 연결부(48b) 및 외륜(44)은, 니들 롤러 베어링(23)이 위치하고 있는 외부까지 충분히 연장되어 있어서, 연결부(48a,48b)의 저면은 실질적으로 상기 니들 롤러 베어링(23)의 외측과 접촉하는 부분이라고 할 수 있다.

따라서 상기 연결부(48a,48b)의 저면(도면 상 좌측면)은 외륜 및 내륜에 비하여 상대적으로 돌출된 부분으로 실질적으로 베어링 지지부(49a,49b)를 형성하게 되어, 니들 롤러 베어링(23)이 임의로 빠지 않도록 지지하는 기능을 수행하고 있는 부분이다. 이상에서와 같이 본 발명에서는, 캐리어 플레이트(40)를 이용하여 니들 롤러 베어링(23)의 지지 기능을 겸할 수 있도록 구성하고 있음을 알 수 있고, 이러한 구성으로 부품수를 감소시키고 있다.

그리고 본 발명의 캐리어 플레이트(40)의 일부를 확대하여 도시하고 있는 도 7에서 더욱 명백하게 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 캐리어 플레이트(40)는, 내륜(42)와 외륜(44)으로 구성되고 그 사이에는 비어 있다. 이렇게 비어 있는 공간은 윤활유가 베어링으로 충분히 공급될 수 있는 영역으로 작용하게 되어, 윤활유 공급이라는 측면에서도 본 발명은 충분한 작용 효과를 가지게 됨을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 감속기는, 캐리어 플레이트의 형상 설계를 통하여 부품 수를 간단히 하고 윤활유의 침투가 충분하도록 구성하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 다양한 변형이 가능하고, 본 발명의 보호범위는 특허청구범의의 기재에 기초하여 해석되어야 할 것임도 당연할 것으로 생각된다.

2 ..... 입력축
4 ..... 태양기어
6 ..... 유성기어
8 ..... 캐리어
12 ..... 유성기어
14 ..... 캐리어
20 ..... 태양기어
22 ..... 유성기어
23 ..... 니들 롤러 베어링
25 ..... 캐리어
40 ..... 캐리어 플레이트
42 ..... 내륜
44 ..... 외륜
46 ..... 고정부
48a, 48b ..... 연결부
49a, 49b ..... 베어링 지지부

Claims (2)

1. 태양기어, 상기 태양기어에 외접하는 다수의 유성기어, 상기 유성기어를 연결하기 지지하는 링형상의 캐리어가 다단으로 설치되는 굴삭기용 유성 기어 감속기에 있어서;
   최종단에 설치되는 태양기어와, 태양기어에 외접하는 다수의 유성기어, 상기 유성기어를 지지하는 링형상의 캐리어, 상기 캐리어와 유성기어 사이에 설치되는 다수의 니들 롤러 베어링, 볼트를 통하여 캐리어에 고정되는 캐리어 플레이트로 구성되고;
   상기 캐리어 플레이트는, 링 형상의 내륜과, 링 형상의 외륜, 상기 내륜과 외륜 사이에 설치되어 캐리어 플레이트를 캐리어에 고정하기 위한 고정부, 그리고 상기 고정부를 내륜 및 외륜에 연결하는 연결부로 구성되고;
   상기 니들 롤러 베어링은 상기 연결부에 의하여 외측으로 이탈하지 않도록 지지되는 굴삭기용 주행 감속기.
   
2. 제 1 항에 있어서, 니들 롤러 베어링의 외측을 지지하는 연결부는 볼록하게 성형되어 베어링 지지부를 형성하는 굴삭기용 주행 감속기.

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