KR102348855B1

KR102348855B1 - 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스

Info

Publication number: KR102348855B1
Application number: KR1020200100434A
Authority: KR
Inventors: 조주현
Original assignee: 주식회사 제이앤에이취프레스
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2022-01-11

Abstract

본 발명에 따른 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스는, 프레임에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축을 회전시켜 프레스 작업을 하는 단조 프레스로, 상기 크랭크축과 축 결합되는 입력축을 회전 중심축으로 갖는 선기어, 상기 선기어의 외측 기어와 맞물려 회전하는 복수의 유성기어, 상기 유성기어의 외측 기어와 맞물려 회전하는 링기어, 상기 유성기어와 상기 크랭크축을 회전 가능하게 연결하는 캐리어로 이루어지는 감속 장치를 포함하고, 상기 링기어는 단조 가공되고, 상기 프레임에 고정되는 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 플랜지의 서로 다른 위치에 각각 결합되어 이중 고정되고, 클러치와 브레이크에 의해 제어된 동력을 상기 크랭크축에 전달하는 플라이휠의 일 측면에는 상기 클러치와 상기 브레이크의 구동에 의한 누유를 방지하는 실링부재가 배치되고, 상기 플라이휠의 내주연은 상기 제2 플랜지의 외주연과 베어링 결합되고, 상기 플라이휠의 일 측면에는 제1 휠베어링 커버가 체결되고, 상기 플라이휠의 타 측면에는 제2 휠베어링 커버가 체결되고, 상기 제2 휠베어링 커버의 내주연에는 상기 플라이휠의 구동에 의해 제어되는 클러치 및 브레이크 내부로부터 누출된 오일의 유입을 방지하는 실링부재가 배치되고, 상기 제1 휠베어링 커버의 내주연은 베어링의 윤활제의 누출을 방지하도록 톱니형상으로 이루어질 수 있다.

Description

유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스 {FORGING PRESS MACHINE INCLUDING PLANETARY GEAR POWER TRANSMISSION SPEED REDUCTION DEVICE}

본 발명은 단조 프레스에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 감속 장치의 링기어를 프레임에 이중 고정하여 내구성을 높이고, 플라이휠의 양 측면에 휠베어링 커버를 배치하여, 플라이휠 내부로의 오일 유입 및 플라이휠 외부로의 윤활제 누출을 방지할 수 있는 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스에 관한 것이다.

일반적으로 단조 산업은 자동차, 기계 공업, 철도 차량, 건설중장비, 항공 및 방위 산업, 조선, 수공구 제품에 이르기까지 거의 모든 산업의 핵심 부품으로 구성되는 소형재를 생산하는 기반 산업을 일컫는다.

단조는 금속재료에 압축하중을 가하여 성형하는 가공법으로 가장 오래된 금속 가공 공정의 하나이다.

대부분의 단조는 금형세트, 단조용 프레스나 기계 해머와 관련 설비를 사용하여 이루어진다.

예를 들면, 항공기의 착륙용 기어나 제트엔진의 부품 그리고 자동차용 부품 중에서도 각종의 스핀들, 캡, 특수기어, 크랭크축 등의 샤프트류와, 커넥팅 로드 등의 로드류 등에 신뢰성 있게 사용될 수 있다.

이러한 단조 산업은 단위 생산성의 증대, 에너지 절감, 투입 소재 감소, 인력 절감 등이 절실히 요구되고 있으며, 이를 위해 단조 프레스 장비를 적용하는 추세이다.

1. 한국 등록특허 제10-2042016호(등록일자 2019년11월1일) 2. 일본 공개특허공보 특개2017-189741호(공개일자 2017년1월26일)

본 발명의 목적은 감속 장치의 구성 중 링기어의 형상 및 제조법을 변경하여 프레임에 이중 고정함으로써 내구성 향상 및 원가 절감의 효과를 기대할 수 있고, 플라이휠의 밀폐성을 높임으로써 유지보수가 용이한 단조 프레스를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스는, 프레임에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축을 회전시켜 프레스 작업을 하는 단조 프레스로, 크랭크축과 축 결합되는 입력축을 회전 중심축으로 갖는 선기어, 상기 선기어의 외측 기어와 맞물려 회전하는 복수의 유성기어, 상기 유성기어의 외측 기어와 맞물려 회전하는 링기어, 상기 유성기어와 상기 입력축을 회전 가능하게 연결하는 캐리어로 이루어지는 감속 장치를 포함하고, 상기 링기어는 단조 가공되고, 상기 프레임에 고정되는 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 플랜지의 서로 다른 위치에 각각 결합되어 이중 고정되고, 클러치와 브레이크에 의해 제어된 동력을 상기 크랭크축에 전달하는 플라이휠의 일 측면에는 상기 클러치와 상기 브레이크의 구동에 의한 누유를 방지하는 실링부재가 배치되고, 상기 플라이휠의 내주연은 상기 제2 플랜지의 외주연과 베어링 결합되고, 상기 플라이휠의 일 측면에는 제1 휠베어링 커버가 체결되고, 상기 플라이휠의 타 측면에는 제2 휠베어링 커버가 체결되고, 상기 제2 휠베어링 커버의 내주연에는 상기 플라이휠의 구동에 의해 제어되는 클러치 및 브레이크 내부로부터 누출된 오일의 유입을 방지하는 실링부재가 배치되고, 상기 제1 휠베어링 커버의 내주연은 베어링의 윤활제의 누출을 방지하도록 톱니형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 휠베어링 커버의 내주연은 단차진 형태이며, 상기 단차진 형태와 대응되도록 상기 제2 플랜지의 외주연도 단차진 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 휠베어링 커버의 단차진 형태의 제1면과 제2면 각각에는 톱니형상이 형성되어 이중 윤활제 실링 구조를 가질 수 있다.

또한, 상기 제2 플랜지의 외주연과 상기 제1 휠베어링 커버의 내주연은 소정거리 이격될 수 있다.

또한, 상기 유성기어를 상기 캐리어에 고정하여, 상기 유성기어의 단독 회전을 제한하는 결합부재를 포함하고, 상기 결합부재는 4각키일 수 있다.

또한, 상기 유성기어는 상기 결합부재가 삽입되는 제1 삽입홈을 포함하고, 상기 캐리어는 상기 결합부재가 삽입되는 제2 삽입홈을 포함하고, 상기 결합부재는 일부가 상기 제1 삽입홈에 삽입되고, 나머지부가 상기 제2 삽입홈에 삽입되어 고정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스는, 감속 장치의 구성 중 링기어를 단조 성형함으로써 제조 원가를 절감하고, 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 링기어-상부 플랜지-하부 플랜지를 별도로 구성하고, 링기어를 상부 및 하부 플랜지를 이용하여 프레임 이중 고정함으로써, 감속 장치의 체결력을 향상시킬 수 있다.

또한, 플라이휠의 밀폐를 위한 구성으로 제1 및 제2 휠베어링 커버를 적용하고, 특히 교체가 어려운 제2 휠베이링 커버의 소재 및 형상을 변경하여 플라이휠의 밀폐성을 높임으로써, 플라이휠 내부로부터의 윤활제 누출을 방지하여 단조 프레스의 유지보수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 4각키를 이용하여 유성기어를 캐리어에 고정함으로써, 유성기어의 단독 회전을 제한할 수 있다.

또한, 4각키를 이용하여 캐리어와 유성기어를 일체화시킴으로써, 단조 프레스의 최적 성능을 장기간 유지할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스의 단면도이다.
도 2는 도 1의 표시부의 확대도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 2의 A부분의 확대도이다.
도 5는 도 2의 B부분의 확대도이다.
도 6은 도 2의 C부분의 확대도이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스(이하, 단조 프레스로 기재)에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단조 프레스의 단면도이고, 도 2는 도 1의 표시부의 확대도이고, 도 3은 도 2의 측면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단조 프레스는 베드(bed)(100), 프레임(frame)(200), 크랭크 축(crankshaft)(300), 커넥팅 로드(connecting load)(400), 슬라이드(slide)(500), 플라이휠(flywheel)(600), 클러치(clutch)(700), 브레이크(brake)(800)를 포함할 수 있다.

여기서는 크랭크 축(300)에 연결되어, 크랭크 축(300)을 회전시키기 위한 플라이휠(600), 클러치(700), 브레이크(800) 부분을 중심으로 설명하기로 한다.

프레임(200)은 주축대가 되는 베드(100)와 결합되어 전체적인 틀을 형성할 수 있다.

크랭크 축(300)은 프레임(200)에 회전 가능하게 고정될 수 있다.

크랭크 축(300)은 굽힘 및 비틀림 하중을 받는 조건에서 작동되기 때문에 높은 강도가 요구된다.

커넥팅 로드(400)는 크랭크 축(300)에 연결되어 편심 회전 운동을 수행하여 크랭크 축(300)의 회전 운동을 직선 운동으로 변경시킬 수 있다.

슬라이드(500)는 커넥팅 로드(400)의 하단에 결합되어 커넥팅 로드(400)의 편심 회전 운동에 따라 상하 운동을 수행할 수 있다.

플라이휠(600)은 크랭크 축(300)의 일측에 결합될 수 있다.

클러치(700)는 플라이휠(600)의 일측에 설치되어 플라이휠(600)과 크랭크 축(300) 사이에서 크랭크 축(300)의 회전 운동을 연결하거나 끊어줄 수 있다.

브레이크(800)는 플라이휠(600)의 일측에 설치되어 크랭크 축(300)의 회전을 정지시킬 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단조 프레스는, 크랭크축과 축 결합되는 입력축을 회전 중심축으로 갖는 선기어(910), 선기어(910)의 외측 기어와 맞물려 회전하는 복수의 유성기어(920), 유성기어(920)의 외측 기어와 맞물려 회전하는 링기어(930), 유성기어(920)와 입력축을 회전 가능하게 연결하는 캐리어(940)로 이루어지는 감속 장치(900)를 포함하는, 즉 유성치차 구조의 단조 프레스이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단조 프레스는, 감속 장치(900)의 일부 구성과 교체가 어려운 플라이휠(600)의 밀폐를 위한 일부 구성의 형상 및 구조를 변경함으로써, 단조 프레스의 성능을 향상시키고, 유지보수를 용이하게 하며, 제조 원가를 절감하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 도 2의 A부분의 확대도이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 감속 장치(900), 즉 링기어(930)를 기준으로 좌측에는 제1 플랜지(931), 우측에는 제2 플랜지(932)가 배치될 수 있다.

링기어(930)는, 단조 프레스의 프레임(200)에 고정되는 제1 및 제2 플랜지(931, 932) 사이에 배치되고, 제1 및 제2 플랜지(931, 932)의 서로 다른 위치 각각 결합되어 프레임(200)에 이중 고정될 수 있다.

링기어(930)는, 단조 가공될 수 있다.

강한 압력으로 눌러 제품을 생산하는 단조 가공의 경우, 액체 상태의 재료를 틀에 부어 굳혀 만드는 주조 가공에 비해 제품의 밀도와 조직이 치밀하다.

즉, 본 발명에 따르면 링기어(930)를 제1 및 제2 플랜지(931, 932)에 이중 고정함으로써 감속 장치(900)의 체결력을 높일 수 있을 뿐 아니라, 단조 가공된 링기어(930)를 적용함으로써 링기어(930) 자체의 내구성을 높이고, 결과적으로 단조 프레스의 성능을 높일 수 있다.

또한, 단조 가공의 경우 주조 가공에 비해 생산 원가가 저렴하기 때문에 원가 절감의 효과가 있고, 링기어(930)-제1 플랜지(931)-제2 플랜지(932)를 별도로 구성함으로써 제작 용이성도 높일 수 있다.

도 6은 도 2의 C부분의 확대도이다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 플라이휠(600)의 내주연은 제2 플랜지(932)의 외주연과 베어링 결합되고, 플라이휠(600)의 양 측면에는 제1 및 제2 휠베어링 커버(620, 610)가 배치될 수 있다.

플라이휠(600)의 일 측면, 즉 감속 장치(900)와 인접한 측면에는 제1 휠베어링 커버(620)가 체결되고, 플라이휠(600)의 타 측면에는 제2 휠베어링 커버(610)가 체결될 수 있다.

제2 휠베어링 커버(610)의 내주연에는 플라이휠(600)의 구동에 의해 제어되는 클러치(700) 및 브레이크(800) 내부로부터 누출된 오일이 플라이휠(600)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 실링부재(630)가 배치될 수 있다.

제1 휠베어링 커버(620)의 내주연은 플라이휠(600)의 내부로부터 베어링(B1,B2) 윤활제가 누출되는 것을 방지하도록 톱니형상으로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 플라이휠(600)은 제2 플랜지(932)에 베어링 체결되기 때문에, 베어링(B1,B2)의 구동을 위해 윤활제가 사용되며, 플라이휠(600)의 구동에 따라 윤활제가 제2 플랜지(932)의 외주연을 타고 플라이휠(600)의 양 측면으로 누출될 수 있다.

제2 휠베어링 커버(610)는 위치와 체결 구조 상 분해 및 조립이 용이하지만, 제1 휠 베어링 커버는 위치와 체결 구조 상 분해 및 조립이 어려운 문제가 있다.

따라서, 제2 플랜지(932)의 외주연과 접하는 제1 휠 베어링 커버의 내주연을 톱니형상으로 구현함으로써 윤활제의 누출을 방지할 수 있다.

또한, 제1 휠베어링 커버(620)의 내주연을 단차진 형태로 형성하고, 이에 대응되도록 제2 플랜지(932)의 외주연도 단차진 형태로 형성할 수 있다.

제1 휠베어링 커버(620)의 내주연은 단차면, 즉 제1면(621)과 제2면(622)을 포함하며, 감속 장치(900)와 인접한 제1면(621)의 직경이 제2면(622)의 직경보다 크게 형성되어 윤활제의 누출을 더 어렵게 할 수 있다.

또한, 제1면(621)과 제2면(622) 각각은 톱니형상으로 형성되어 이중 윤활제 실링 구조를 가지되, 제1면(621) 및 제2면(622)은 제2 플랜지(932)의 외주연과 소정거리 이격되어 플라이휠(600)의 회전을 방해하지 않도록 형성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면 제1 휠베어링 커버(620)의 내주연에 제2 플랜지(932)와 인접할수록 큰 직경을 갖는 단차진 형태를 적용하고, 단차면 각각에 톱니형상 적용하여 윤활제의 누출을 방지함으로써, 제1 휠베어링 커버(620)의 교체 주기를 늦추고, 결과적으로 단조 프레스의 유지보수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 제1 휠베어링 커버(620)의 소재를 종래의 탄성소재에서 금속으로 변경 적용함으로써, 제1 휠베어링 커버(620)의 교체 주기를 늦추고, 결과적으로 단조 프레스의 유지보수를 용이하게 할 수 있다.

도 5는 도 2의 B부분의 확대도이다.

도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단조 프레스는 유성기어(920)를 캐리어(940)에 고정하여, 유성기어(920)의 단독 회전을 제한하는 결합부재(950)를 포함할 수 있다.

이때, 결합부재(950)는 4각키일 수 있다.

결합부재(950)는, 유성기어(920)축에 형성된 제1 삽입홈(H2)과 캐리어(940)에 형성된 제2 삽입홈(H1)에 삽입될 수 있다.

결합부재(950)는, 일부가 제1 삽입홈(H2)에 삽입되고, 나머지부가 제2 삽입홈(H1)에 삽입되어 고정됨으로써, 유성기어(920)와 캐리어(940)를 견고하게 결합시킬 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면 결합부재(950)를 단면이 4각형인 육면체 형태로 형성하고, 제1 및 제2 삽입홈(H2, H1)에 결합부재(950)를 완전 삽입하고 볼트로 고정함으로써, 유성기어(920)와 캐리어(940)를 견고하게 결합시켜 감속 장치(900)의 성능을 보전하고, 결과적으로 단조 프레스의 성능도 보전할 수 있다.

이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 베드
200: 프레임
300: 크랭크축
400: 커넥팅 로드
500: 슬라이드
600: 플라이휠
700: 클러치
800: 브레이크
900: 감속 장치
610: 제2 휠베어링 커버
620: 제1 휠베어링 커버
630: 실링부재
910: 선기어
920: 유성기어
930: 링기어
940: 캐리어
950: 결합부재
621: 제1면
622: 제2면
921: 유성기어 축
931: 제1 플랜지
932: 제2 플랜지
B1, B2: 베어링
H1: 제2 삽입홈
H2: 제1 삽입홈
M: 모터

Claims

프레임에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축을 회전시켜 프레스 작업을 하는 단조 프레스에 있어서,
상기 크랭크축과 축 결합되는 입력축을 회전 중심축으로 갖는 선기어, 상기 선기어의 외측 기어와 맞물려 회전하는 복수의 유성기어, 상기 유성기어의 외측 기어와 맞물려 회전하는 링기어, 상기 유성기어와 상기 입력축을 회전 가능하게 연결하는 캐리어로 이루어지는 감속 장치를 포함하고,
상기 링기어는,
단조 가공되고, 상기 프레임에 고정되는 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 플랜지의 서로 다른 위치에 각각 결합되어 이중 고정되고,
클러치와 브레이크에 의해 제어된 동력을 상기 크랭크축에 전달하는 플라이휠의 일 측면에는 상기 클러치와 상기 브레이크의 구동에 의한 누유를 방지하는 실링부재가 배치되고,
상기 플라이휠의 내주연은 상기 제2 플랜지의 외주연과 베어링 결합되고, 상기 플라이휠의 일 측면에는 제1 휠베어링 커버가 체결되고, 상기 플라이휠의 타 측면에는 제2 휠베어링 커버가 체결되고,
상기 제2 휠베어링 커버의 내주연에는 상기 플라이휠의 구동에 의해 제어되는 클러치 및 브레이크 내부로부터 누출된 오일의 유입을 방지하는 실링부재가 배치되고,
상기 제1 휠베어링 커버의 내주연은 베어링의 윤활제의 누출을 방지하도록 톱니형상으로 이루어지는, 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스.
제1 항에 있어서,
상기 제1 휠베어링 커버의 내주연은 단차진 형태이며,
상기 단차진 형태와 대응되도록 상기 제2 플랜지의 외주연도 단차진 형태로 형성되는, 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스.
제2항에 있어서,
상기 제1 휠베어링 커버의 단차진 형태의 제1면과 제2면 각각에는 톱니형상이 형성되어 이중 윤활제 실링 구조를 갖는, 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스.
제2 항에 있어서,
상기 제2 플랜지의 외주연과 상기 제1 휠베어링 커버의 내주연은 소정거리 이격되는, 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스.
제1 항에 있어서,
상기 유성기어를 상기 캐리어에 고정하여, 상기 유성기어의 단독 회전을 제한하는 결합부재를 포함하고,
상기 결합부재는 4각키인, 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스.
제5 항에 있어서,
상기 유성기어는 상기 결합부재가 삽입되는 제1 삽입홈을 포함하고,
상기 캐리어는 상기 결합부재가 삽입되는 제2 삽입홈을 포함하고,
상기 결합부재는,
일부가 상기 제1 삽입홈에 삽입되고, 나머지부가 상기 제2 삽입홈에 삽입되어 고정되는, 유성기어 동력전달 감속장치를 포함하는 단조 프레스.