KR102429673B1 - 기어 조립체 및 이를 구비한 감속기 - Google Patents

기어 조립체 및 이를 구비한 감속기 Download PDF

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Abstract

기어 조립체가 제공된다. 기어 조립체는 링형 단면의 기어 부재, 기어 부재의 내주면에 기어 부재와 동심축 상으로 배치되는 링 형 단면의 지지 부재, 기어 부재와 지지 부재 사이에 배치되는 링형 단면의 진동 감쇠 부재를 포함한다.

Description

기어 조립체 및 이를 구비한 감속기{GEAR ASSEMBLY AND REDUCER HAVING THE SAME}
본 발명은 기어 조립체 및 이를 구비한 감속기에 관한 것이다.
일반적으로, 감속기는 주차 시스템, 엘리베이터, 각종 산업 현장에서의 전동모터, 서보모터 등과 같은 동력원의 원동축을 통해 전달되는 고부하의 회전속도를 감속시킨다.
이와 같은 감속기에 사용되는 기어는 평기어, 웜기어, 유성기어 등이 있는데, 웜기어나 유성기어를 사용한 감속기는 엔진이나 모터 등으로부터 출력되는 고속회전을 입력값으로 하여 로봇, 자동화 및 정밀제어기기 등에서 요구되는 안정도 및 정밀도를 구현할 수 있도록 일정비율로 감속하여 출력시킨다.
특히, 유성기어를 사용하는 감속기는 외부의 모터와 같은 구동장치에 의하여 전달되는 회전력을 일정한 비율로 감속시켜 출력하기 위한 변속기의 일종으로 회전력을 몇 개의 유성 기어로 분산시키며, 각종 산업용 기계, 중장비, 선박 등 다양한 부분에 적용되고 있다.
종래의 감속기는 기어들이 회전하게 되는 경우 기어들이 서로 접촉하면서 마찰이 발생할 수 있고, 이에 따라 소음이 발생할 수 있으며, 이로 인한 소음이 외부에까지 전달된다.
또한, 감속기 내부에서 소음이 발생하는 것을 방지하기 위하여 플라스틱 재질의 기어를 제작할 수 있으나 기어의 급수가 현저하게 저하되고 강도가 매우 약하다.
본 발명의 일 실시예는 내부에서 기어들의 마찰에 의해 발생하는 진동을 감쇄시켜 소음을 저감시킬 수 있는 기어 조립체 및 이를 구비한 감속기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 링형 단면의 기어 부재, 상기 기어 부재의 내주면에 상기 기어 부재와 동심축 상으로 배치되는 링 형 단면의 지지 부재 및 상기 기어 부재와 상기 지지 부재 사이에 배치되는 링형 단면의 진동 감쇠 부재를 포함하는 기어 조립체가 제공된다.
이때, 상기 진동 감쇠 부재는 일측이 상기 기어 부재의 내주면에 접하고, 타측이 상기 지지 부재의 외주면에 접하여 지지되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 지지 부재는 상기 기어 부재의 연장 방향으로 상기 기어 부재와 동일한 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 지지 부재의 연장 방향 양 단부에는 상기 지지 부재의 양 단부로부터 외측 방향으로 돌출되어 상기 진동 감쇠 부재의 이탈을 방지하는 링 형상의 돌출부가 형성될 수 있다.
이때, 상기 진동 감쇠 부재는 오링으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 오링은 복수 개로 형성되며, 상기 복수 개의 오링은 상기 지지 부재의 연장 방향을 따라 배치될 수 있다.
이때, 상기 기어 부재의 내주면과 상기 지지 부재의 외주면 사이 공간을 채우는 실런트를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 오링 중 서로 이웃하는 오링들 사이에 상기 실런트가 채워질 수 있다.
이때, 상기 지지 부재의 내주면에 배치되는 베어링 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 모터의 구동에 따라 회전력을 전달받는 구동축이 수용되는 하우징, 상기 하우징의 내측면에 배치되는 링 기어, 상기 구동축에 결합되는 선 기어 및 상기 선 기어 및 상기 링 기어 사이에 위치하여 상기 선 기어에 외접하고 상기 링 기어에 내접하는 복수 개의 유성 기어를 포함하되, 상기 복수 개의 유성 기어 중 적어도 어느 하나는 전술한 기어 조립체를 포함하는 감속기가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체 및 이를 구비한 감속기는 진동 감쇠 부재를 구비하여 별도의 슬립 방지 장치가 없어도 슬립을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체 및 이를 구비한 감속기는 진동 발생의 주 원인인 유성 기어의 진동을 흡수하고, 유성 기어를 통해 링 기어로 전달되는 진동을 감쇄시켜 소음을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체 및 이를 구비한 감속기는 베어링 부재가 구비되어 기어 부재가 핀 부재를 중심으로 회전될 때 기어 부재와 핀 부재가 마모되는 것을 방지하고 기어 부재의 회전 운동이 원활하게 이루어지도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 구비한 감속기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 구비한 감속기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 구비한 감속기의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 구비한 감속기를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 구비한 감속기의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 구비한 감속기의 평면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체(30)를 구비한 감속기(1)는 하우징(3), 선 기어(9), 복수 개의 유성 기어(30) 및 링 기어(11)를 포함한다. 이때, 복수 개의 유성 기어(30) 중 적어도 어느 하나는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체일 수 있다.
이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체(30)를 구비한 감속기(1)는 유성 기어(30)로부터 발생하는 진동을 흡수하고, 유성 기어를 통해 링 기어(11)로 전달되는 진동을 감쇄시켜 소음을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 하우징(3)은 원통 형상으로 내부에는 선 기어(9), 복수 개의 유성 기어(30) 및 링 기어(11)를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 하우징(3)은 중심부에 모터(미도시)의 구동에 따라 회전력을 전달받는 구동축(5)이 형성될 수 있다. 이때, 구동축(5)의 하단부에는 피니언(7)이 형성되고, 피니언은 랙(미도시)과 맞물려 회전될 수 있다.
또한, 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 링 기어(11)는 링형 단면으로 형성되고, 하우징(3)의 내측면에 고정되도록 배치된다. 이때, 링 기어(11)의 내주면은 헬리컬 기어 또는 평 기어 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 선 기어(9)는 링 기어(11)의 중심부에 배치되어 구동축(5)에 결합되어 고정될 수 있다. 선 기어(9)는 구동축(5)으로 전달되는 모터의 회전력을 복수 개의 유성 기어(30)에 전달할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 선 기어(9)와 링 기어(11) 사이에는 복수 개의 유성 기어(30)가 위치한다. 도 3을 참고하면, 복수 개의 유성 기어(30)는 선 기어(9)에 외접하고, 링 기어(11)에 내접될 수 있다. 또한, 유성 기어(30)는 핀 부재(17)에 삽입되어 캐리어(13)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 캐리어(13)는 원판 형상으로 중심부에 구동축(5)이 삽입되고, 이때 부시(15)가 구동축과 캐리어 사이에 설치되어 결합 강도를 높이고, 정밀도가 향상될 수 있다.
또한, 캐리어(13)는 구동축(5)을 중심으로 방사형으로 핀 부재(17)가 회전 가능하게 결합될 수 있도록 형성될 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 선 기어(9)를 통해 복수 개의 유성 기어(30)로 전달된 회전력은 유성 기어를 통해 링 기어(11)로 전달되며 이때 진동이 발생한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체(30)는 이러한 진동을 감쇄시켜 소음을 저감시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 도시한 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체를 도시한 단면도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체(30)는 기어 부재(31), 지지 부재(35), 진동 감쇠 부재(33) 및 베어링 부재(39)를 포함할 수 있다. 이때, 기어 조립체(30)는 복수 개의 유성 기어(30) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 기어 부재(31)는 링 형 단면으로서 중심부에 제1 결합홀(31a)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 결합홀(31a)의 단면은 원형으로서 제1 결합홀(31a)에 진동 감쇠 부재(33), 지지 부재(35), 베어링 부재(39) 및 핀 부재(17)가 삽입되어 회전 가능하게 결합된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 지지 부재(35)는 링 형 단면으로서 지지 부재의 중심부에는 제2 결합홀(35a)이 형성될 수 있다. 이때 제2 결합홀(35a)의 단면은 원형으로서 제2 결합홀에 베어링 부재(39) 및 핀 부재(17)가 삽입되어 회전 가능하게 결합된다.
또한, 지지 부재(35)는 제1 결합홀(31a)의 내주면에 기어 부재(31)와 동심축(C) 상으로 배치될 수 있다. 이때, 지지 부재(35)는 탄성 재질로 형성되어 댐핑 기능을 할 수 있다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 지지 부재(35)는 기어 부재(31)의 연장 방향으로 연장 형성되어 기어 부재의 길이(L2)와 동일한 길이(L1)를 갖도록 형성되어 기어 부재와 지지 부재 사이에 위치한 진동 감쇠 부재(33)를 지지할 수 있다.
또한, 지지 부재(35)의 연장 방향 양 단부에는 지지 부재의 양 단부로부터 외측 방향으로 돌출되어 진동 감쇠 부재(33)의 이탈을 방지하는 링 형상의 돌출부(37)가 형성될 수 있다.
한편, 돌출부(37)의 단부는 기어 부재(31)의 내주면에 소정의 간격으로 이격 배치될 수 있다. 이때 소정의 간격은 진동 감쇠 부재(33)가 압축되어도 돌출부(37)의 양 단부가 기어 부재(31)의 내주면에 닿지 않을 수 있는 간격으로서, 이는 진동 감쇠 부재의 압축률에 따라 조절될 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 기어 부재(31)와 지지 부재(35) 사이에 진동 감쇠 부재(33)가 배치될 수 있도록 공간(S)이 형성될 수 있다.
이때, 진동 감쇠 부재(33)는 링 형 단면으로서 일측 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 진동 감쇠 부재(33)의 외측면은 기어 부재(31)의 내주면에 접하고, 타측, 예를 들어, 진동 감쇠 부재의 내측면은 지지 부재(35)의 외주면에 접하여 지지될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 진동 감쇠 부재(33)는 오링으로 형성될 수 있다. 이때, 오링은 복수 개로 형성되고, 복수 개의 오링은 지지 부재(35)의 연장 방향을 따라 배치될 수 있다. 따라서, 오링의 개수는 지지 부재(35)의 길이(L2)에 따라 조절될 수 있다.
또한, 도 6을 참고하면, 기어 부재(31)의 내주면과 지지 부재(35)의 외주면 사이에 형성된 공간(S)을 실런트(34)가 채울 수 있다. 또한, 복수 개의 오링 중 서로 이웃하는 오링들 사이에 실런트가 채워져서 기어 부재의 내주면과 지지 부재의 외주면 사이에 형성된 공간(S)를 메울 수 있다.
이때, 실런트(34)는 기어 부재(31)에 작용하는 토크에 비례하여 슬립을 방지할 수 있는 전단력을 갖을 수 있다. 또한 실런트(34)는 진동 감쇠 부재(33)가 기어 부재(31)의 내주면과 지지 부재(35)의 외주면 사이에 형성된 공간(S)에 용이하게 부착될 수 있도록 접착제 역할을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 지지 부재(35)는 제 2 결합홀(35a)의 내주면에 베어링 부재(39)가 배치되어 결합 강도를 높이고, 정밀도가 향상될 수 있다. 이때, 베어링 부재(39)는 링 형 단면으로서, 마찰 성능이 우수한 테프론 베어링일 수 있다.
또한 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 베어링 부재(39)의 중심부에는 제3 결합홀(39a)이 형성되고, 제3 결합홀에 핀 부재(17)가 삽입되어 회전 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 베어링 부재(39)는 기어 부재(31)가 핀 부재(17)를 중심으로 회전될 때 기어 부재와 핀 부재가 마모되는 것을 방지하고 기어 부재의 회전 운동이 원활하게 이루어지도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체(30)가 구비된 감속기(1)의 감속 과정을 이하 설명한다.
모터를 통해 회전력을 전달받은 구동축(5)을 통해 선 기어(9)가 구동축의 중심축(C)을 중심으로 회전한다. 선 기어(9)가 회전하면 복수 개의 유성 기어(30)는 링 기어(11)에 지지되어 자전하고, 동시에 선 기어(9)를 중심으로 공전한다.
이때, 복수 개의 유성 기어(30)에 의해 캐리어(13)도 유성 기어의 공전 속도로 회전하고, 이때 캐리어(13)의 회전 속도는 구동축(5)의 회전 속도보다 감속된 상태이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체는 진동 발생의 주 원인인 유성 기어의 진동을 흡수하고, 유성 기어를 통해 링 기어로 전달되는 진동을 감쇄시켜 소음을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기어 조립체는 진동 감쇠 부재를 구비하여 별도의 슬립 방지 장치가 없어도 슬립을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 감속기 3 : 하우징
5 : 구동축 7 : 피니언
9 : 선 기어 11 : 링 기어
13 : 캐리어 15 : 부시
17 : 핀 부재 30 : 기어 조립체
31 : 기어 부재 31a : 제1 결합홀
33 : 진동 감쇠 부재 34 : 실런트
35 : 지지 부재 35a : 제2 결합홀
37 : 돌출부 39 : 베어링 부재
39a : 제3 결합홀

Claims (10)

  1. 링형 단면의 기어 부재;
    상기 기어 부재의 내주면에 상기 기어 부재와 동심축 상으로 배치되는 링 형 단면의 지지 부재;
    상기 기어 부재와 상기 지지 부재 사이에 배치되는 링형 단면의 진동 감쇠 부재; 및
    상기 기어 부재의 내주면과 상기 지지 부재의 외주면 사이 공간을 채우는 실런트를 포함하는 기어 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 진동 감쇠 부재는 일측이 상기 기어 부재의 내주면에 접하고, 타측이 상기 지지 부재의 외주면에 접하여 지지되도록 형성되는, 기어 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 기어 부재의 연장 방향으로 상기 기어 부재와 동일한 길이를 갖도록 형성되는 기어 조립체.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 부재의 연장 방향 양 단부에는 상기 지지 부재의 양 단부로부터 외측 방향으로 돌출되어 상기 진동 감쇠 부재의 이탈을 방지하는 링 형상의 돌출부가 형성되는 기어 조립체.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 진동 감쇠 부재는 오링으로 형성되는 기어 조립체.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 오링은 복수 개로 형성되며,
    상기 복수 개의 오링은 상기 지지 부재의 연장 방향을 따라 배치되는 기어 조립체.
  7. 삭제
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 오링 중 서로 이웃하는 오링들 사이에 상기 실런트가 채워지는 기어 조립체.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 부재의 내주면에 배치되는 베어링 부재를 더 포함하는 기어 조립체.
  10. 모터의 구동에 따라 회전력을 전달받는 구동축이 수용되는 하우징;
    상기 하우징의 내측면에 배치되는 링 기어;
    상기 구동축에 결합되는 선 기어; 및
    상기 선 기어 및 상기 링 기어 사이에 위치하여 상기 선 기어에 외접하고 상기 링 기어에 내접하는 복수 개의 유성 기어를 포함하되,
    상기 복수 개의 유성 기어 중 적어도 어느 하나는 제 1항 내지 제 6항, 제 8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 따른 기어 조립체를 포함하는 감속기.
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US20020142881A1 (en) * 2001-03-29 2002-10-03 Bodtker Joen Christen Low noise planetary isolator
JP2011169269A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Isuzu Motors Ltd 内燃機関における低騒音ギヤ構造
JP2011174526A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Suzuki Motor Corp 複合ギヤ

Patent Citations (3)

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