KR19980066693A

KR19980066693A - Brake

Info

Publication number: KR19980066693A
Application number: KR1019970002373A
Authority: KR
Inventors: 정의곤
Original assignee: 정의곤
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1998-10-15

Abstract

본 발명은 감속변속기의 회전이 감소하면 토오크는 증대된다는 점을 제동력으로 적용하여, 고정된 회전축을 갖는 모든 기계에서의 감속 및 특정방향으로의 정지상태를 유지할려는 용도의 제동장치로써, 감속 회전축에 기계와 연결하여 회전시키더라도 증속축으로의 고속 회전을 자연스럽게 차단하면서 동력 전달과정을 그대로 유지케하여, 레이디얼 구름베어링의 원활한 회전과 하중지지의 도움으로 회전하는 치차에 작용하는 허용 전달하중을 감속비로서 증대시켜 기계 구동의 역방향으로 지속적인 힘을 가함으로서 방향성을 갖는 제동이다.The present invention is applied to the braking force that the torque is increased when the rotation of the deceleration transmission is reduced, the braking device for the purpose of maintaining the deceleration in all machines having a fixed rotation axis and a stationary direction in a specific direction, Even if it is connected to the machine and rotates, it keeps the power transmission process intact while naturally blocking the high-speed rotation to the speed increaser shaft. This is a braking with directionality by increasing the force as a result of applying a constant force in the reverse direction of the mechanical drive.

제동력을 발생시키는 부분이 금속 재질의 기어를 사용함으로서 공해유발 거의 없으면서 교환정비에 따른 시간비용을 크게 줄이고, 제동에 방향성을 가짐으로 인해 급경사에 정지된 자동차의 원활한 출발에 대한 난점을 해결한다. 또한 자동차에서의 주행 및 보조제동과 방향성을 갖는 주차제동에 이르는 광범위한 영역까지 한 제동장치내에서의 동력값과 제동에 방향으로서 조절을 가능케 한다. 따라서 본 제동장치는 고정된 또는 움직이는 기계에 관계없이 고정된 회전축을 가지고 있는 모든 기계에 적용된다. 다만 기계의 높은 회전수에 의한 기어의 원주속도가 고속을 요하게 될 경우에는 기어 치형에 대한 연마가 이루어져야 되며, 특히 회전하는 인터널기어와 같은 내치형 기어의 마무리 정밀도가 필요하다.By using metal gears that generate braking force, it greatly reduces the time cost due to replacement maintenance with little pollution, and solves the problem of smooth starting of a vehicle stopped at a steep slope due to the direction of braking. It also enables adjustment of power values and braking in a braking system to a wide range of areas, from driving in cars and parking braking with directional braking. The brake system therefore applies to all machines with a fixed axis of rotation, whether fixed or moving. However, when the circumferential speed of the gear due to the high rotational speed of the machine requires a high speed, the gear tooth should be polished, and the finishing precision of the internal gear such as a rotating internal gear is necessary.

Description

Brake

제 1 도면은 본 발명의 전반적인 원리도1 is a general principle diagram of the present invention

제 3 도면은 실제 사용(인터널기어 방식)의 구성 평면도3rd drawing is a plan view of actual use (internal gear type)

제 3 도면은 실제 사용(선기어 방식)의 구성 평면도3rd drawing is a plan view of actual use (sun gear type)

제 4 도면은 선기어 방식의 방법 구성 단면도The fourth figure is a cross-sectional view of the method of the sun gear method

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

가 : 제동 입력동력장치나 : 움직이는 또는 정지할려는 기계A: Braking input power device; or Machine to be moved or stopped.

1 : 유성기어2 : 캐리어1: planetary gear 2: carrier

3 : 인터널기어4 : 선기어3: internal gear 4: sun gear

5 : 레이디얼 베어링6 : 안내링5: radial bearing 6: guide ring

7 : 유성기어 지지축8 : 윤할구멍7: planetary gear support shaft 8: lubrication hole

9 : 사각 외형체9: square outline

본 발명은 감속변속기의 회전이 감소하면 토오크는 증대된다는 점을 제동력으로 적용하여 고정된 회전축을 갖는 모든 기계에서의 감속 및 특정 방향으로의 정지상태를 유지할려는 용도의 제동장치로써, 감속 회전축에 기계와 연결하여 회전시키더라도 증속 회전축(제동 입력동력장치)으로의 고속 회전을 자연스럽게 차단하면서 동력 전달과정을 유지케하여, 치차에 작용하는 접선 방향으로의 허용 전달하중을 제동력으로 전환시켜 응용 사용한 것으로, 제동장치라 함은 운전중 기계의 속도를 낮추거나 정지시키는 장치이다.The present invention is a braking device for the purpose of applying the braking force that the torque is increased when the rotation of the deceleration transmission is reduced to maintain the deceleration in all machines having a fixed rotation axis and a stationary state in a specific direction. Even if it is rotated in connection with the motor, it keeps the power transmission process while naturally blocking the high-speed rotation to the increasing rotation axis (braking input power device), and converts the allowable transmission load in the tangential direction acting on the gear into braking force. Braking device is a device to slow down or stop the machine during operation.

일정치 않는 하중과 속도의 변화를 갖으면서 경사로 등에서의 정지, 출발 및 주행을 반복 되풀이 하는 자동차에서 사용되는 제동의 종류로서 설명하자면, 주행중에 주로 발로 조작되어 감속을 유도하는 주행제동과 정지된 상태를 계속 유지할려는 주차제동 및 긴 내리막길을 주행할 때의 주제동 혹사에 대한 성능 저하를 방지하고자 사용되는 보조제동으로 크게 나누어지는데, 종래의 자동차 또는 회전하는 기계에서 사용되어 왔던 제동방식은 주로 기계적인 마찰을 이용하여 운동에너지를 열에너지로 변환하는 마찰식을 발 또는 손으로 조작하는 제동이었고, 일반적으로 제동력을 발생시키는 부분들은 히전체 안쪽 등에 장착되어 있는 드럼 또는 디스크등에 마찰재를 강하게 밀어 붙혀 그 마찰력을 이용하거나 배기 파이프의 도중에 밸브를 설치하여 그 밸브를 닫음으로서 엔진의 압축기 역할로 증대된 배압으로 내리막길 또는 고속 주행시의 감속용으로 사용하였다.As a type of braking used in a vehicle that repeatedly stops, starts and runs on a slope, etc. with an uneven load and speed change, a driving braking and a stopped state that are mainly driven by a foot to induce deceleration while driving It is mainly divided into the parking brake to keep the engine and the auxiliary braking used to prevent the performance deterioration of the main motor overwork when driving downhill, and the braking method that has been used in a conventional automobile or a rotating machine is mainly a mechanical It is a braking system that uses foot or hand to operate a friction type that converts kinetic energy into thermal energy by using ordinary friction. In general, the parts that generate braking force are strongly pushed by a friction material to a drum or disk mounted on the inside of the heater and the frictional force. Or install a valve in the middle of the exhaust pipe By closing the valves were used for the deceleration of the downhill or when driving high speed to increase the back pressure to the compressor acts on the engine.

종래의 제동장치는 감속의 주행제동 및 보조제동과 정지상태를 유지할려는 주차제동을 한 제동장치내에서 얻을 수 없는 관계로 각기 독립된 구성으로 장착시키게 되고, 마찰재가 소모품의 구실을 하게 되어 공해유발 및 교환정비에 따른 시간비용등을 소모하게 되며, 제동페달 또는 레버에서 시작하여 제동력 발생부분까지의 동선이 길게 여러개로 나누어져 있음으로 인해 정비시에 대한 정확한 이상 유무를 확인함에 어려움이 있었다. 특히 주차시에 사용되는 제동력의 방향은 전,후에 관계없이 모든 방향으로 작용함에 따라 기계를 이동시키고자 할 경우에는 제동력을 없애야 되는 결과가 필연적으로 이루어져야 됨으로 눈길 급경사에서 정지된 자동차 등에서의 원활한 출발에 대한 안전성이 감소하게 된다.Conventional braking devices can not be obtained in the braking device of the braking device to maintain the braking and auxiliary braking and stop state of deceleration, so they are mounted in separate configurations, and the friction material serves as consumables, causing pollution and It is difficult to confirm the correct abnormality during maintenance due to the long time cost according to the exchange maintenance, and because the copper wire from the brake pedal or lever to the braking force generating part is divided into a long number. In particular, the direction of braking force used in parking is operated in all directions regardless of the front and rear, so if the machine is to be moved, the result of the braking force must be eliminated. Safety is reduced.

따라서 본 제동장치는 종래의 결점을 해결 또는 시간비용을 크게 줄임과 동시에, 제동력에 크기를 금속 재질의 기어 치폭과 적정한 감속비로서 조절하여 같은 제동토오크를 갖는 기존 마찰재 사용의 것들보다 크기를 작게하면서 사용시간을 연장시켰으며, 제동력에 방향성을 가짐으로서 눈길 급경사에 정지되어 있는 자동차의 원활한 출발을 보조하는 주차제동에 의미까지 포함하는 주행 및 주차제동에 이르는 광범위한 영역까지 한 제동장치내에서의 동력값과 방향으로 조절 가능케 한 마찰재를 사용치 않는 방향성을 갖는 제동장치이다. 이를 첨부도면에 의거하여 제동장치로써의 사용 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Therefore, this braking device solves the conventional drawback or greatly reduces the time cost, while controlling the size of the braking force as the gear tooth width and the proper reduction ratio of metal material, while using the smaller size than those of the existing friction materials with the same braking torque. It extends the time, and the power value in the braking system covers a wide range from driving and parking braking, which includes meaning to parking braking to assist the smooth start of the vehicle stopped on a steep snow slope by having the direction of braking force. It is a braking device that has a directionality without using a friction material that can be adjusted in the direction. The method of use as a braking device according to the accompanying drawings is described in detail as follows.

제 1 도는 본 발명의 전반적인 원리를 무한대의 직선 레크기어와 내,외측 기어가 일체로 형성되어 회전 가능한 유성기어를 레크기어의 구동력크기 방향으로 자유로운 이동이 이루어지는 캐리어에 지지, 고정을 시킨 형태를 도시한 것으로, 점선(가) 방향으로의 레크기어는 적정한 여러개의 변속비 조합에 감속축과 연결되어 증대된 토오크(힘)를 가해주는 의미를 갖고, 아랫쪽의 실선(나) 레크기어는 움직이는 또는 정지할려는 기계의 운동을 뜻한다.FIG. 1 illustrates the overall principle of the present invention in which a linear planetary gear and an inner and outer gear are integrally formed to support and fix a rotatable planetary gear to a carrier freely moving in the direction of driving force of the gear. For example, the dashed gear in the direction of the dashed line (a) has the meaning of applying increased torque (force) in connection with the reduction shaft to the appropriate combination of several gear ratios, and the lower solid line (b) rack gear is intended to move or stop. Means the movement of the machine.

제동이 이루어지는 관계는 윗쪽(가) 레크기어를 정지시킨 상태에서의 기계 운동은 아래(나) 레크기어의 이동이 된다. 즉 유성기어(1)의 안쪽기어를 회전시킴으로서 바깥기어는 정지된 윗쪽 레크기어 치면에서의 유성기어 전체를 이동시키게 되어 캐리어(2)는 이동중인 레크기어의 역방향으로 움직인다. 이때는 자동차에서의 주행상태와 일치하게 되는데, 정지된 윗쪽 레크기어를 아래 레크기어의 역방향으로 움직이게끔 힘을 지속적으로 가하게 되면, 아래 레크기어를 움직이게 하는 구동력이 윗쪽보다 클 경우에는 윗쪽 레크기어는 정지된 상태에서 역방향 힘을 반경이 큰 바깥기어에 가해져 기계의 속도 즉, 아래 레크기어의 이동 속도를 낮추는 주행제동에 의미를 가짐으로서 아래 레크기어의 속도는 점차 감소하면서 정지하게 되면 윗쪽 레크기어의 이동이 이루어진다. 여기에 정지된 아래 레크기어를 윗쪽과 같은 방향으로 움직이고자 할때의 윗쪽 레크기어는 제동에 의미를 상실하게 되고, 캐리어는 속도가 큰 레크기어에 우선한 역방향으로의 이동 속도를 갖는다. 따라서 윗쪽(가) 레크기어에 가해지는 지속적인 힘 방향에 의하여 아래(나) 레크기어는 같은 방향으로는 원활히 움직일 수 있어도 반대 방향으로의 이동에는 제동력이 발생하는 것과 같으므로 제동에 방향성을 가지고 있다.The braking relationship is that the mechanical motion in the state where the upper gear is stopped is the movement of the lower gear. That is, by rotating the inner gear of the planetary gear 1, the outer gear moves the entire planetary gear on the stationary upper gear gear surface, and the carrier 2 moves in the opposite direction of the moving gear. In this case, the driving condition of the car is consistent with the driving condition.If the force applied to move the stopped upper leg gear in the reverse direction of the lower leg gear is increased, the upper leg gear stops when the driving force for moving the lower leg gear is greater than the upper part. In this state, the reverse force is applied to the outer gear with a large radius to reduce the speed of the machine, that is, the speed of movement of the lower leg gear.The lower leg gear gradually decreases and stops. This is done. Here, when trying to move the stopped lower gear gear in the same direction as the upper gear, the upper gear gear loses the meaning of braking, and the carrier has a moving speed in the reverse direction prior to the large gear gear. Therefore, the lower gear may be moved smoothly in the same direction due to the continuous direction of force applied to the upper gear, and thus the braking force is generated in the opposite direction.

윗쪽(가) 레크기어에 가해지는 제동력을 회전축의 반경이 커지면 커질수록 끝에 작용하는 힘은 작아진다는 토오크 관계에서 살펴보면, 유성기어(1)에 일체로 형성되어 있는 기어를 잇수비 1:2로 하여 아랫쪽(나) 레크기어의 100 KGF.MM는 윗쪽(가) 레크기어의 50 KGF.MM와 같으므로, 일체로 형성되어 있는 두개의 기어에 의해 유성기어는 일정한 변속비를 갖는다고 볼 수 있다. 즉 제동 입력동력장치에서 발생된 작은 힘을 적정한 감속비로서 증대시켜 아래 레크기어의 역방향으로 윗쪽 레크기어에 지속적으로 가하는 방식으로 제동력에 효과를 얻는다.Looking at the torque relationship that the braking force exerted on the upper gear is smaller as the radius of the rotating shaft becomes larger, the force acting on the end becomes smaller.The gear formed integrally with the planetary gear 1 has the tooth ratio of 1: 2. Therefore, 100 KGF.MM of the lower (B) recreational gear is the same as 50 KGF.MM of the upper (A) recreational gear. Therefore, the planetary gear has a constant speed ratio by the two gears formed integrally. In other words, the small force generated by the braking input power unit is increased as an appropriate reduction ratio, and the braking force is effectively applied to the upper gear in the reverse direction of the lower gear.

아래(나) 레크기어의 이동 속도에 비해 윗쪽(가) 레크기어는 감속이 되어 힘이 증대된 관계로 매우 느린 이동 속도를 갖게 되는데, 제동에 관여하는 것은 한쌍의 레크기어 속도차가 아닌 아래 레크기어의 역방향으로 이동할려는 힘이 윗쪽 레크기어에 지속적으로 가해지는 것과 연관이 된다. 이것은 한쌍의 레크기어가 유성기어를 사이에 두고 마주보는 경우의 캐리어 진행 방향은 속도차에 따른데 반해, 제 1도와 같이 한쌍의 레크기어가 유성기어에 일치된 각도에서 맞물려 위치할 때의 캐리어 이동은 구동력에 따른 방향으로 이동 경향을 보이는 큰 차이점이 있다. 즉 유성기어(1) 전체를 이동시키는데 필요한 것은 속도차가 아닌 힘에 따른 것으로, 기계(나)가 움직이거나 또는 제동력을 발휘하는 경우에 한해서는 레크기어의 동시 이동은 절대 이루어지지 않으며, 이는 동시 회전이 이루어지는 동력전달장치외 뚜렷이 구분된다. 다만 기계가 역학적으로 제동력(가)에 방향과 일치된 개념일 때에만 동시 회전이 가능해지는 것으로, 눈길 급경사에 정지된 자동차의 원활한 출발을 할 때에 밀리는 방향으로는 제동력이 가해지나 구동력을 필요로 하면서 출발을 할 방향으로는 제동력이 상실되어 정지된 상태에서도 밀리지 않는 출발을 보조하는 주차제동에 의미를 포함한 것이 방향성을 갖는 본 제동장치 사용의 장점이 될 수 있으며, 동력 계산식에서의 회전수를 작게하여 사용 동력값을 줄인다.Compared with the movement speed of the lower (re) gear, the upper (a) gear is decelerated and the force is increased, so it has a very slow movement speed. The force to move in the reverse direction of is associated with the constant application of the upper leg gear. This is because the direction of carrier movement when a pair of recreational gears face each other with the planetary gear in between depends on the speed difference, whereas the carrier movement when the pair of recreational gears are engaged with each other at an angle coinciding with the planetary gears as shown in FIG. There is a big difference that tends to move in the direction according to the driving force. In other words, it is necessary to move the entire planet gear 1 according to the force, not the speed difference, and only when the machine (b) moves or exerts a braking force, the gears are never moved simultaneously. In addition to the power train, it is clearly distinguished. However, simultaneous rotation is possible only when the machine is mechanically matched to the direction of the braking force, and the braking force is applied in the direction to be pushed when the vehicle starts smoothly on a steep slope and requires driving force. Including the meaning of parking braking to assist the starting that does not push even in the stopped state due to the loss of braking force in the starting direction can be an advantage of the use of the directional braking device. Reduce power usage.

윗쪽(가) 레크기어는 적정한 여러개의 변속비 조합에 감속측을 의미하면서 제동 입력동력장치와 연결된 관계로, 외부에서 윗쪽 레크기어를 정시시키기 위한 힘이 가해지지 않아도 연결된 내부 회전 저항만으로도 아랫쪽(나) 레크기어의 이동에 관계없이 항상 정지상태를 유지할 수 있게 된다.Since the upper gear is connected to the braking input power unit, which means the deceleration side at the proper combination of several gear ratios, the lower gear is connected only by the internal rotational resistance connected even if no external force is applied to the upper gear. It is possible to maintain the stop state at all times regardless of the movement of the gear.

제 1 도를 종합해 보면 제동력을 발생시키는 부분을 기어로 사용하여 입력동력장치에서 발생된 작은 힘이 감속기를 거치면서 증대되어 연결된 기계 구동력의 역학적인 반대방향으로 힘을 지속적으로 가함으로서 방향성을 갖는 제동원리이다. 그러나 실제로 무한대의 직선 레크기어를 사용할 수 없는 이유로 레크기어에 상응하는 직선운동을 반복할 수 있는 회전운동으로 전환시켜야 됨으로, 제 2 도의 직선 레크기어를 대신하는 인터널기어(3)와 제 3도의 선기어(4)로 대체한 것이 실제 사용의 제동장치 원리이다.1 shows that the small force generated in the input power unit is increased through the reducer by using the part that generates the braking force as a gear, and the force is continuously applied in the opposite direction of the mechanical driving force. Braking principle. However, since the linear motion corresponding to the rack gear must be converted to a rotational motion that can repeat the linear motion of the linear gear because of the fact that it is impossible to use the infinite linear gear, the internal gear 3 and the third gear of FIG. The replacement of the sun gear 4 is the brake system principle of practical use.

제 2 도는 제 1 도의 직선운동을 회전운동으로 대체한 것으로, 유성기어(1) 외주에 물리는 한쌍의 인터널기어(3) 치면에서 제동토오크가 발생되는 방식으로 기계 회전수가 작으면서 큰 제동토오크를 필요로 할 때에 사용하는 제동장치의 구성 평면도이다.FIG. 2 replaces the linear motion of FIG. 1 with the rotational motion, and the braking torque is generated on the tooth surface of the pair of internal gears (3) that are held around the planetary gear (1). It is a structural plan view of the braking apparatus used when needed.

구동력크기의 방향으로 자유로운 회전이 이루어지는 캐리어(2)에 의해 일정한 각도와 거리에서 여러개의 유성기어(1)가 이끝 상호간에 닿지 않게끔 지지 고정이 되어 레이디얼 구름베어링(5)에 원활한 회전과 하중지지의 도움으로 회전하면서, 기계에서의 회전 구동력을 증속 회전축(입력동력장치)으로의 고속 회전을 무리없이 차단시키면서 동력 전달과정을 유지할 수 있게 하여, 제동 입력동력장치에서 감속변속기로 거쳐서 증대된 치차 회전토오크를 한쌍의 회전 가능한 인터널기어 치면에서 제동토오크로 전환시킨다.The carrier (2) freely rotates in the direction of the driving force magnitude, so that the planetary gears (1) are fixed to the ends so that they do not touch each other at a constant angle and distance, so that the radial rolling bearing (5) rotates smoothly and loads. Gears increased from the braking input power device to the deceleration transmission while maintaining the power transmission process while rotating the driving force of the machine without interruption of the high speed rotation to the speed increasing rotation shaft (input power device) while rotating with the support. The rotating torque is switched to the braking torque on the pair of rotatable internal gear teeth.

캐리어(2)는 구동 인터널기어 회전수만큼의 역방향 공전을 하고, 유성기어(1)는 구동 인터널기어 회전방향으로 (구동 인터널기어 잇수/유성기어 잇수) * 구동 인터널기어 회전수만큼의 자전을 하게 된다.The carrier 2 rotates in the reverse direction by the rotation speed of the drive internal gear, and the planetary gear 1 moves in the rotation direction of the drive internal gear (the number of driving internal gear teeth / the number of planetary gear teeth) * as much as the driving internal gear rotation speed. Will rotate.

여러개의 유성기어는 갯수 차이에 의해 보다 큰 제동토오크를 전달하면서 제동력 발생시에 안쪽으로 밀리는 반경방향으로의 하중을 합성하여 캐리어의 힘에 균형을 유도함으로서, 인터널기어(3) 외경면에 고정되어 있는 안내링(6)은 원칙적으로 제동력 발생시에도 하중을 받지 않으며, 다만 인터널기어의 고정된 위치에서 회전 균형을 갖게 하면서 회전시에 발생되는 마찰을 기름 윤활에 의한 미끄럼 베어링에 역할로서 감소시킨다. 그러나 기계와 연결되는 인터널기어 회전축이 하중을 갖는 경우일 때에는 안내링을 대신한 전동체의 레이디얼 베어링 내경에 끼워맞춤하여 사용하며, 이때에는 구름베어링 형식에 따른 한계 속도지수의 값에 따라 최고 사용 회전수를 고려하여 사용한다. 일례로 기계와 연결되는 인터널기어 외경면에 140MM의 내경을 갖는 단열 고정형 레이디얼 보올베어링이 기름 윤활로 회전할 때의 최고 사용 회전수인 300,000/140의 2142 RPM을 초과하지 않는 기계에 사용하고, 제동토오크의 값은 유성기어가 전달할 수 있는 허용 전달하중의 범위에서 정하여 인터널기어 피치원 지름에 의한 토오크로 계산한다.Several planetary gears are fixed to the outer diameter of the internal gear (3) by inducing a balance in the carrier's force by synthesizing the radial loads that are pushed inward when the braking force is generated while delivering greater braking torque due to the difference in number. The guiding ring 6 is in principle not subjected to a load even when a braking force is generated, but reduces the friction generated during rotation as a role in the sliding bearing by oil lubrication while maintaining a rotational balance at a fixed position of the internal gear. However, when the internal gear shaft connected to the machine has a load, it is used by fitting to the radial bearing inner diameter of the rolling element instead of the guide ring. In this case, the maximum speed depends on the value of the limit speed index according to the rolling bearing type. Consider using rotation speed. For example, an adiabatic fixed radial bearing with an internal diameter of 140 mm on the outer gear surface connected to the machine is used for a machine that does not exceed the maximum rotational speed of 300,000 / 140 2142 RPM when rotating by oil lubrication. In addition, the braking torque value is determined in the range of the allowable transmission load that can be transmitted by the planetary gear and is calculated as the torque by the internal gear pitch circle diameter.

제 3 도는 유성기어(1) 내주에 물리는 한쌍의 선기어(4) 치면에서 제동토오크가 발생되는 방식으로 기계 회전수가 크면서 작은 제동토오크을 필요로 할때에 사용하는 제동장치의 구성 평면도이고, 제 4 도는 선기어 방식의 사용 방법을 단면으로 표현하였다.FIG. 3 is a plan view of a braking device used when a large braking torque is required while the machine rotation speed is large in a manner in which braking torque is generated on a pair of sun gears 4 that are in the inner circumference of the planetary gear 1. Figure is a cross-sectional view showing how to use the sun gear method.

선기어(4) 방식에서 고정된 안내링(6)은 구동 선기어 회전수만큼의 역방향으로 회전하는 캐리어(2)의 회전 균형을 갖게함과 동시에 회전시의 마찰을 기름 윤활에 의한 미끄럼 베어링에 역할로서 감소시킨다. 제동력이 발생될 때의 선기어 상호간에 작용하는 회전력에 의하여 유성기어(1)는 바깥으로 밀리는 반경방향으로의 하중이 캐리어상에서 합성되어 힘에 균형이 이루어진다.The guide ring 6 fixed in the sun gear 4 system balances the rotation of the carrier 2 which rotates in the opposite direction as the drive sun gear rotational speed, and at the same time plays a role in the sliding bearing by oil lubrication. Decrease. When the braking force is generated, due to the rotational force acting on the sun gears, the planetary gear 1 is balanced with the force by synthesizing the radial load pushed outward on the carrier.

제 4 도는 제 3 도의 사용 방법을 단면으로 도시한 것으로, 유성기어(1) 내주에 같은 잇수와 크기를 갖는 한쌍의 선기어가 서로 닿지 않게 맞물려 있는데, 윗쪽(나) 선기어는 기계의 회전 구동력이고, 아래(가) 선기어는 제동 입력동력장치에서 발생된 힘이 적정한 감속비로 거쳐서 증대된 힘과의 연결이다.4 is a cross-sectional view of the method of use of FIG. 3, in which a pair of sun gears having the same number and size of teeth is in contact with each other in the inner circumference of the planetary gear 1, and the upper (b) sun gear is a rotational driving force of the machine. (A) The sun gear is the connection of the force generated by the braking input power unit to the increased force through the proper reduction ratio.

유성기어(1)의 중간 부위에 구멍(8)을 여러개 두어서 회전시에 생기는 원심력에 의한 압력차이로 베어링(5) 전동체 사이로의 윤활제 이동을 촉진시킴과 동시에 윤활제가 닿지 않는 곳에 비산시켜 주는 역할을 하고, 베어링 내경에 끼워맞춤이 된 지지축(7)의 양 끝은 캐리어(2)에 영구 고정을 시킨다. 캐리어의 외경면에는 고정된 안내링(6)이 회전하는 캐리어의 균형을 잡아줌과 동시에 회전 접촉으로 인한 마찰을 감소시키며, 외형체(9)는 유성기어(1) 외주의 이끝이 닿지 않는 간격을 유지하면서 유성기어 양면 축방향으로의 이동을 억제시키는 형태이다. 따라서 유성기어와 캐리어 및 한쌍의 선기어 모두는 회전이 가능하고, 안내링과 지지축은 항상 고정된 위치에서 회전체의 균형을 돕는다.By placing several holes 8 in the middle part of the planetary gear 1, the pressure difference due to the centrifugal force generated during rotation promotes the movement of lubricant between the bearings 5 and the rolling elements, while also scattering them out of the reach of lubricant. Both ends of the support shaft 7, which serve to fit the bearing inner diameter, permanently fix the carrier 2. A fixed guide ring 6 on the outer diameter surface of the carrier balances the rotating carrier and at the same time reduces friction due to the rotational contact, and the outer body 9 is spaced apart from the tip of the outer circumference of the planetary gear 1. It is a form that suppresses movement in the axial direction on both sides of the planetary gear while maintaining. Therefore, both the planetary gear, the carrier and the pair of sun gear can rotate, and the guide ring and the support shaft always help to balance the rotor in a fixed position.

기계와의 연결을 의미하는 윗쪽(나) 선기어의 회전 구동력은 베어링(5)의 원활한 회전과 하중지지의 도움을 받아 유성기어(1)를 회전시키게 되는데 기계의 회전이 가능하다는 것은 회전하는 여러개의 유성기어를 지지 고정을 하고 있는 캐리어(2)의 회전을 뜻하게 되어 유성기어는 윗쪽 선기어 회전에 역으로 정지된 아래(가) 선기어 치면 주위에서 (선기어 잇수/유성기어 잇수) * 선기어 회전수만큼의 자전을 하고, 캐리어는 선기어 회전수만큼의 역방향으로 회전한다. 즉 구동력 크기에 따라 회전하는 캐리어로 인해 유성기어는 아래 선기어 치면주위에서의 힘 전달이 이루어지지 않는 자전을 함으로서 제동 입력동력장치의 고속 회전이 자연스럽게 차단되는 것이다. 이때 자전하고 있는 유성기어에 윗쪽(나) 선기어 회전의 반대방향으로 아래(가) 선기어에서 회전력을 주게 될때에는 윗쪽에서의 회전 구동력이 아래보다 클 경우엔 제동력을 의미하는 아래 선기어축은 정지상태를 보이면서 자전하는 유성기어에 반대방향으로의 증대된 큰 힘을 지속적으로 가해주고 있으므로, 회전하는 캐리어의 원주속도는 시간 경과에 따라 점차 감소하다가 정지하게 되면 아래 선기어축의 회전이 이루어짐과 동시에 반대방향으로의 캐리어 회전이 이루어진다. 즉 아래(가) 선기어에서 회전력을 주고 있음에도 불구하고 회전이 이루어지지 않는다는 것은 윗쪽(나) 선기어가 회전하고 있는 것을 뜻함으로 기계의 원주속도를 낮추는 제동에 의미이고, 아래 선기어의 회전이 이루어지고 있다는 것은 방향성을 갖는 정지상태의 제동이다.The rotational driving force of the upper (b) sun gear, which means the connection with the machine, rotates the planetary gear 1 with the help of the smooth rotation of the bearings 5 and the load support. It means the rotation of the carrier (2) holding the planetary gear, and the planetary gear is stopped around the upper sun gear by rotating the upper sun gear (the number of sun gear teeth / the number of planetary gear teeth) * The motor rotates and the carrier rotates in the reverse direction by the number of sun gear revolutions. In other words, due to the carrier rotates according to the driving force magnitude, the planetary gear is naturally rotated to block the high speed rotation of the braking input power device by rotating the power transmission around the lower sun gear tooth surface. At this time, when the planetary gear is rotating in the opposite direction to the rotation of the upper (B) sun gear, when the lower (A) sun gear is applied to the rotating gear, the lower sun gear shaft, which means the braking force, is stopped when the upper driving force is greater than the lower. As the circumferential speed of the rotating carrier gradually decreases with time, and stops, the sun gear shaft rotates downward and the carrier rotates in the opposite direction. Rotation takes place. In other words, the rotation of the lower gear does not mean that the upper gear is rotating because the upper gear is rotating. This is a directional stop braking.

일반적으로 사용하는 기계의 회전수가 크면 필요한 제동토오크는 작고, 회전수가 작으면 큰 제동토오크를 갖는 경우가 흔하다. 따라서 인터널기어 방식과 선기어 방식은 서로 보안점을 갖는 개념이 되므로 사용하는 기계의 회전수 및 필요 제동토오크에 따라 선택 사용한다. 예로 승용차의 최대출력을 90PS/5400RPM이고 톱(5단) 기어의 총 감속비를 2.78로 하면 엔진 또는 트랜스밋션에서의 회전수는 크나 필요한 제동토오크는 작으므로 선기어 방식을 선택하는 것이 좋고, 구동 바퀴에서의 회전수는 2.78배로 감소하나 필요한 제동토오크는 증가함으로서 인터널기어 방식이 선택되어진다.In general, when the rotation speed of the machine used is large, the required braking torque is small, and when the rotation speed is small, it is common to have a large braking torque. Therefore, the internal gear type and the sun gear type have the concept of having a security point. Therefore, the internal gear type and the sun gear type are selected according to the rotational speed and the required braking torque of the machine. For example, if the maximum output of a car is 90PS / 5400RPM and the total reduction ratio of the top (five-speed) gear is 2.78, the rotational speed of the engine or transmission is large, but the required braking torque is small. The number of revolutions is reduced by 2.78 times, but the required braking torque is increased, so the internal gear type is selected.

제동력은 기어가 허용할 수 있는 전달하중으로 계산되는데, 일반적으로 스퍼어기어에서 한쌍의 이가 물려 있는 경우에 이에 걸리는 강도는 하중이 이끝에 작용하여 이가 부러지는 원인이 되는 굽힘강도와 접촉면에서의 치면상호간에 누르는 회전력으로 치면이 마멸되는 면압강도로 계산하여 작은 값을 택하며, 기어는 회전에 의하여 동력을 전달함으로서 원주속도의 영향을 받는데, 함께 맞물려서 회전하는 기어 상호간의 원주속도는 같다.The braking force is calculated as the allowable transmission load of the gear.In general, when a pair of teeth is bitten in a spur gear, the strength applied to it is the bending strength that causes the load to break at the tip and the tooth surface at the contact surface. Calculate the surface pressure that the tooth surface wears out by the pressing force between each other and choose small value, and the gear is influenced by the circumferential speed by transmitting power by rotation, and the circumferential speed between the gears that rotate together are the same.

유성기어의 원활한 회전과 제동력 발생시에 밀리는 하중을 레이디얼 구름베어링이 담당하면서 회전함에 따라 사용 수명 계산식이 필요하게 된다. 유성기어에 작용하는 접선과 반경방향으로의 힘을 합성하여 사용여건에 맞는 치차 및 하중계수를 곱하여 줌으로서 베어링에 걸리는 이론적인 하중을 계산해낸다. 특히 베어링의 전동체를 보올 대신 원통로울러로 사용하면 수명시간을 훨씬 연장시키며, 헬리컬기어를 사용한 경우에는 테이퍼로울러를 전동체로 한 구름베어링을 사용할 수도 있다.As the radial rolling bearing takes charge of the thrust load during the smooth rotation and braking force of the planetary gear, the service life calculation formula is required. The theoretical load on the bearing is calculated by multiplying the tangential and radial forces acting on the planetary gears and multiplying them by the gear and load factor for the application. In particular, if the rolling elements of the bearing are used as cylindrical rollers instead of the bowls, the life time will be extended much. If helical gears are used, rolling bearings with tapered rollers may be used.

선기어 방식에서 기어 재질을 니켈-크롬의 표면경화강을 사용하여 모듀율 2에 압력각 20도의 스퍼어기어로 일치시키고, 선기어 잇수 20개에 유성기어 잇수 32개로 유료 전달치폭 24MM로 한다면 구동력크기의 방향으로 자유로운 회전이 이루어지는 캐리어에 의해 일정한 90도의 각도와 중심거리 52MM에서 4개의 유성기어가 이끝 상호간에 닿지 않게 지지 고정이 되어 원통로울러 베어링 N204번(20, 47, 14 : NTN 카탈로그에 의한 기본 부하용량 1540 KGF)의 원활한 회전과 하중지지의 도움으로 회전한다. 이때 기계와 연결된 선기어축의 최고 사용회전수 8000RPM이다.In the sun gear method, if the gear material is made of nickel-chromium surface hardened steel, and the spur gear with a modulus ratio of 20 degrees is applied to the spur gear with a pressure angle of 20 degrees, the number of sun gear teeth and the number of planetary gear teeth of 32 is 24 mm. Four planetary gears are fixed to each other at a constant 90 degree angle and a center distance of 52mm by a carrier that rotates freely in the direction so that the roller roller bearings N204 (20, 47, 14: basic load by NTN catalogue) Rotation with the help of smooth rotation and load support of the capacity 1540 KGF). At this time, the maximum operating speed of the sun gear shaft connected to the machine is 8000 RPM.

최소 제동토오크는 최고 회전수를 가질때의 기어가 전달하 수 있는 하중으로 구할 수 있고, 기어 재질에 의한 굽힘응력은 40KGF/MM²이상이며, 잇수 20개를 갖는 선기어의 굽힘강도의 값이 가장 작으므로 치형계수는 0.346정 하중계수값 0.8로 하여 제동토오크 및 제동장치의 사용 수명시간과 제동 입력동력의 값을 구하여 보기로 한다.The minimum braking torque can be obtained from the load that the gear can deliver at the highest rotational speed. The bending stress due to the gear material is 40KGF / MM ² or more, and the bending strength of the sun gear with 20 teeth is the smallest. Therefore, the tooth coefficient is 0.346 static load coefficient value of 0.8 and the values of the braking torque and braking device life time and braking input power are determined.

8000RPM 일 때의 기어 원주속도(8000*2*20*3.14)/60000 = 16.75 M/S 속도계수 = 6.1/(6.1+16.75) = 0.267Gear circumferential speed at 8000 RPM (8000 * 2 * 20 * 3.14) / 60000 = 16.75 M / S Speed Coefficient = 6.1 / (6.1 + 16.75) = 0.267

선기어 전달하중 = 0.267*40*24*2*0.346*0.8*4 = 142*4 = 568 KGFSun gear transmission load = 0.267 * 40 * 24 * 2 * 0.346 * 0.8 * 4 = 142 * 4 = 568 KGF

8000RPM일 때의 제동토오크 = 568*2*20*COS20/2 = 10675 KGF.MMBraking torque at 8000 RPM = 568 * 2 * 20 * COS20 / 2 = 10675 KGF.MM

정지상태에서의 최대 제동토오크 = 10675/0.267 = 39980 KGF.MMBraking torque at standstill = 10675 / 0.267 = 39980 KGF.MM

제동 입력동력값을 계산함에 있어서 총 감속비 180에 전달효율 0.72이고, 제 4도면에서 아랫쪽 선기어가 제동에 의미로 회전할려는 원주속도를 1초 1.5MM씩 한다면, 선기어축 회전수 = (60000*0.0015)/(2/20*3.14)In calculating the braking input power value, if the total reduction ratio is 180 and the transmission efficiency is 0.72, and the lower sun gear in the fourth drawing has the circumferential speed to rotate for 1 second by 1.5 mm, the sun gear shaft rotation speed = (60000 * 0.0015 ) / (2/20 * 3.14)

입력동력장치의 회전수 = 0.7166*180 = 129 RPMRotation speed of input power unit = 0.7166 * 180 = 129 RPM

최소 입력토오크 = 10675/(180*0.72) = 82.37 KGF.MMInput torque = 10675 / (180 * 0.72) = 82.37 KGF.MM

최대 입력토오크 = 39980/(180*0.72) = 308.5 KGF.MM 따라서Input torque = 39980 / (180 * 0.72) = 308.5 KGF.MM

최소 동력값 = (129*82.37)/974000 = 11WPower value = (129 * 82.37) / 974000 = 11W

최대 동력값 = (129*308.5)/974000 = 41W 그러므로 약 50W 정도면 39980 KGF.MM 범위의 제동토오크를 얻는다.Maximum power value = (129 * 308.5) / 974000 = 41W Therefore, a braking torque in the range of 39980 KGF.MM is obtained at about 50W.

두개의 원통로울러 구름베어링에 걸리는 이론적인 합성하중은 142*1.2*1.2/COS20 = 218 KGF이고, 선기어 8000RPM에서의 베어링 회전수 = 8000*20/32 = 5000 RPM 속도계수 = (33.3/5000)^(3/10)수명계수 = 0.223*1540*2/218 = 3.14 따라서 수명시간 = 500*(3.14)^(10/3)= 22667 시간이다.The theoretical combined load on two cylindrical roller bearings is 142 * 1.2 * 1.2 / COS20 = 218 KGF, bearing rotation speed at sun gear 8000 RPM = 8000 * 20/32 = 5000 RPM speed factor = (33.3 / 5000) ^{( 3/10)} Life Factor = 0.223 * 1540 * 2/218 = 3.14 So Lifetime = 500 * (3.14) ^(10/3) = 22667 hours.

이 시간은 기계의 회전수가 8000RPM에서 지속적으로 22667시간을 사용한다는 것으로, 제동력이 발휘될 때에는 시간 경과에 따라 베어링의 회전수는 감소하면서 정지하게 된다. 따라서 제동력이 작용하는 순간에서의 회전수와 정지할 때의 회전수에 대한 평균회전수로 생각해 볼 수 있으므로, 실제 제동장치의 사용 수명시간은 22667*2의 45334시간이 된다. 그러나 베어링은 제동 의미가 없어도 기계에서의 회전에 따른 회전수를 가지면서 유성기어 자체의 하중으로 기계 회전시간과 일치된 시간으로 계속 회전함으로 인해 약간의 감소를 보이긴 하나 필요할 때에 초 단위로 사용되는 반복 시간의 합으로 설명함으로서 큰 지장은 없다. 특히 45334시간은 제동장치에서 허용할 수 있는최고 회전수에 따른 것으로, 그 이하의 회전수에서 일정한 최소 제동토오크 10675 KGF.MM를 사용한다면 최소 사용 수명시간이 된다. 이 시간을 연속적인 1일 사용에 두시간으로 한다면, 기계의 8000RPM에서 약 62년의 사용기간으로 매우 큰 수명시간에 해당하고, 자동차에 적용한다면 약 5000 시간만 되어도 충분하다. 아울러 주차제동에 의미로 아래 선기어가 회전할 때의 베어링 수명은 45334시간에 최소한 수십배가 된다.This time, the rotational speed of the machine is continuously used 22667 hours at 8000 RPM, when the braking force is exerted, the rotational speed of the bearing decreases as time passes. Therefore, it can be thought of as the average rotational speed with respect to the rotational speed at the moment when the braking force is applied and the rotational speed at the time of stopping, so that the actual service life of the braking device is 45,334 hours of 22667 * 2. However, although the bearing has a rotational speed in the machine without braking meaning, the bearing of the planetary gear itself shows a slight decrease due to the continuous rotation at the time consistent with the rotation time of the planetary gear. There is no big problem in explaining the sum of the repetition time. In particular, 45334 hours is based on the maximum allowable speed of the brake system, and the minimum service life time is obtained if a constant minimum braking torque 10675 KGF.MM is used at a lower speed. If this time is two hours of continuous daily use, it is a very long life time of about 62 years at the machine's 8000 RPM, and about 5000 hours would be enough if applied to a car. In addition, the bearing life when the lower sun gear rotates, which means parking braking, is at least several times as long as 45334 hours.

이상의 설명을 하중 및 속도의 변화와 일정치 않는 경사로를 주행 및 정지와 출발을 반복 되풀이 하는 자동차에 종합하여 보면 트랜스밋션에서의 높은 회전수에 선기어 방식을 적용하고, 구동 바퀴에는 인터널기어 방식을 적용한다.The above explanation is based on the change of load and speed, and the inclined ramp to the car which repeats driving, stopping and starting repeatedly. The sun gear method is applied to the high rotational speed in the transmission, and the internal gear method is used for the driving wheel. Apply.

전진 주행시의 제동력에 회전 방향은 내리막 경사에 정지되어 있는 경우의 제동력 방향과 일치되며, 다만 제동력크기에 차이가 있다. 즉 제동의 회전 방향으로 전진주행(또는 내리막주차)과 후진주행(또는 오르막주차)으로, 제동 회전력크기로서 주행시와 주차시 제동력으로 구분된다.The braking force in the forward driving is the same as the braking force in the case of stopping on the downhill slope, except that the braking force is different. That is, it is divided into forward driving (or downhill parking) and backward driving (or uphill parking) in the rotational direction of braking, and braking force when driving and parking as a braking rotational force size.

마찰재를 대신한 기름윤활의 기어로써 제동력을 발생시킴으로 공해유발의 염려가 거의 없다.There is little fear of pollution by generating braking force by gear of oil lubrication instead of friction material.

Claims

The free-rotating carrier supports radial rotational rolling bearings of inner diameter at a certain angle and center distance, so that the rotating planetary gears are supported and fixed so that they do not touch each other. When using a pair of gears to be engaged with a relatively small rotational speed machine, it is a pair of rotatable internal gears that engage the outer circumference.When using a high speed machine, a pair of rotatable gears that engage the inner circumference of the planetary gear is used. One gear rotation shaft is selected by sun gear and the other gear rotation shaft is connected with reducer and power unit, and it is inserted into the inner diameter of the outer body and combined with the whole.In case of braking force, It is a braking device with directionality that does not rotate simultaneously.