KR19980086380A - 감속기 장치 - Google Patents

Abstract

저속 및 고토크의 회전을 얻을 수 있는 소형, 경량이면서 저렴하게 제작할 수 있는 감속기장치를 제공하는 것에 있다.

감속기의 출력축(2)을 상호간의 회전이 자유롭고 동일 축선상에 배치된 복수 개의 회전축(2a),(2b)으로 구성되고, 그 중의 1의 회전축을 둘러싸서 내주면에 반경방향으로 요철 형상으로 된 캠면(3)이 있는 캠링(4)을 고정배치하고, 상술한 1의 회전축에 상술한 캠면과의 슬라이딩 접속으로 상술한 반경 방향으로 이동되는 피스톤(8)을 수용하는 실린더(7)를 복수 개 형성한 실린더 블록(6)을 설치함과 동시에, 선 기어(14)를 설치하고, 상기 선 기어와 그 주위에 고정배치된 안쪽 기어(15)에 교합되어 회전하는 유성기어(16)를 다른 회전축으로 자유롭게 회전될 수 있도록 부착했다. 회전축(2a)을 그 선단부(2c)를 중심으로 자유롭게 요동될 수 있도록 설치함으로써 기울어진 슬라이드 밸브(10)에 실린더 블록을 틈새가 발생되지 않도록 슬라이딩 접속시킬 수 있다.

Description

감속기 장치

본 발명은, 콘크리이트 믹서차, 유압셔블의 선회장치나 주행장치, 운반차의 리프트장치 등의 각종 기계의 감속에 사용되는 감속기장치에 관한 것이다.

종래에는, 각종 기계에 있어서 유압모터와 기어 감속기를 조합시키거나 또는 유압모터만으로 기계의 회전수를 감속시는 일이 있어 왔다. 이러한 감속수단을 사용하는 목적은, 저속과 고토크를 얻기 위함으로, 당해 기계의 엔진 등의 구동원으로 유압펌프를 회전시키고, 그 토출유체 (吐出流體) 를, 예를 들어 도 1에서와 같은 차축식 액셜 피스톤 모터(a)에 공급하고, 상기 모터(a)의 회전축(b)의 회전을 유성기어 감속장치(c)에 전달하고, 그 회전축(출력축)(d)에서 감속비율 15∼130 정도의 저속·고토크를 얻는다. 상기 모터(a) 대신에 사판식(斜板式) 액셜 피스톤 펌프가 사용될 때도 있다. 또한 도 2에서와 같이, 출력축(d)의 주위에 배치된 내면이 반경 방향으로 요철형상으로 된 캠면이 있는 캠링(e)과, 상기 출력축(d)에 부착된 실린더 블록(f)의 실린더(g)에서 상기 반경 방향으로 상기 캠면을 따라 출몰하는 피스톤(h)으로 구성된 다행정형 레이디얼 피스톤 모터(i)에 구동원으로 구동된 유압펌프로부터의 압력유체를 공급하고, 저속·고토크를 얻는 일도 있어 왔다.

상기 종래의 유압모터의 단독구성으로서의 감속기장치는, 출력해야 하는 토크가 커지게 되면 유압모터도 크고 구성이 특수해지고, 큰 부착공간이 필요하고 중량도 커져 차량에는 어울리지 않으며 가격도 높아지는 부적합한 면이 있다. 또한 액셜 피스톤 모터와 유성기어를 조합시킨 것은, 액셜 피스톤 모터가 고속·저토크 모터이므로, 소정의 저속·고토크를 얻기 위하여 감속비율을 15 ∼ 130 정도로 하고 있다. 이 감속비율을 얻기 위해서는 2 단 또는 3 단계의 감속구성으로서의 유성기어 기구가 필요하고, 그 결과 도 1에서와 같이, 전체의 길이가 길어지고 중량도 커지며 가격도 비싸진다.

본 발명은, 저속 및 고토크의 회전을 얻을 수 있는 소형, 경량이면서 저렴한 가격으로 제작할 수 있는 감속기장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 종래의 감속기 장착형인 차축식 액셜 피스톤 모터의 감속기장치의 일부 절단 측면도

도 2는 다행정형 레이디얼 피스톤 모터의 단면도

도 3은 본 발명의 실시 1 형태의 절단 측면도

도 4는 도 3의 4-4 선 단면도

도 5는 도 3의 5-5 선 단면도

도 6은 경사진 슬라이드 밸브의 적합상태를 나타내는 설명도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 2 : 출력축

2a : 1의 회전축 2b : 다른 회전축

2f : 후단부 3 : 캠면

4 : 캠링 6 : 실린더 블록

7 : 실린더 8 : 피스톤

9 : 레이디얼 피스톤 모터 10 : 슬라이드 밸브

10a : 슬라이딩 접속면 11 : 유체 급배 제어구

14 : 선 기어 15 : 안쪽 기어

16 : 유성 기어 17 : 유성 감속기구

21 : 스러스트 베어링 21a : 내륜

본 발명에서는, 감속기의 출력축을 상호간의 회전이 자유롭게 이루어질 수 있도록 동일 축선상에 배치한 복수 개의 회전축으로 구성되고, 그 중의 1의 회전축을 둘러싸서 내주면에 반경 방향으로 요철 형상으로 된 캠면이 있는 캠링을 고정배치하고, 상기 1의 회전축에 상기 캠면과의 슬라이딩 접속으로 상기 반경 방향으로 이동되는 피스톤을 수용하는 실린더를 복수 개 형성한 실린더 블록을 설치함과 동시에 선 기어를 형성하고, 상기 선 기어와 이에 고정배치된 안쪽 기어에 교합되어 회전하는 유성기어를 다른 회전축으로 자유롭게 회전될 수 있도록 부착함으로써, 상기의 목적을 달성할 수 있도록 했다. 상기 1의 회전축의 선단부를 스러스트 베어링을 거쳐서 여기에 인접하는 다른 회전축의 후단부에 접속하고, 상기 1의 회전축의 중간부의 둘레면에 상기 선 기어를 형성하는 것이 바람직하며, 상기 1의 회전축의 후단부측의 실린더 블록의 측면에 슬라이딩 접속되는 슬라이드 밸브를 설치하고, 상기 측면 및 여기에 슬라이딩 접속되는 슬라이드 밸브의 측면에 상기 실린더의 유체 급배 제어구를 설치할 수도 있다. 또는 상기 1의 회전축을 상기 스러스트 베어링으로 지지한 선단부를 중심으로 하여 쟈유롭게 요동될 수 있도록 설치하면, 슬라이드 밸브와 실린더 블록을 빈틈없이 슬라이딩 접속시킬 수 있어 모터의 용적효율을 향상시킬 수 있으며, 그 요동의 자유성은, 상기 스러스트 베어링의 내륜에 상기 1 의 회전축의 선단부를 느슨하게 끼워맞춤으로써 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명하면, 도 3에서 부호(1)은 감속기의 케이싱, (2)는 동일 축선상에 배치된 복수 개의 회전축(2a),(2b)으로 상호간에 자유롭게 회전될 수 있도록 구성되며, 상기 케이싱(1)을 거쳐서 안팎으로 뻗은 출력축을 나타낸다. 상기 출력축(2)을 구성하는 1의 회전축(2a)를 둘러싸서, 내주면에 예를 들어 도 4에서와 같이 반경 방향으로 요철 형상으로 된 6개의 산(3a)과 6개의 골(3b)을 번갈아 배치한 트로코이드 곡선 형상의 캠면(3)이 있는 캠링(4)을 볼트(5)로 상기 케이싱(1)에 부착하여 고정배치하고, 상기 회전축(2a)에 이것과 함께 회전하는 실린더 블록(6)을 설치했다. 상기 실린더 블록(6)에는 상기 반경 방향으로 방사상으로 뻗은 실린더(7)를 등간격으로 예를 들어 8 실을 설치하고, 각 실린더(7)에 상기 캠면(3)과의 슬라이딩 접속으로 상기 반경 방향으로 이동되는 피스톤(8)이 수용된다. 각 피스톤(8)의 두부에는 캠면(3)과 원활하게 회전되면서 슬라이딩 접속되도록 캠 롤러(8)가 설치된다. 상기 캠링(4), 실린더 블록(6), 실린더(7), 피스톤(8)은 레이디얼 피스톤 모터(9)를 구성하고, 상기 실린더 블록(6)의 측면에 슬라이딩 접속되고 또한 상기 케이싱(1)에 설치된 3 단의 단부(1a)에 고정된 원통 형상의 슬라이드 밸브(10)에 의하여 상기 실린더(7)내로의 유체 공급과 배출이 제어된다. 상기 실린더(7)의 8실의 흡입량을 1 회전당 수백 ㎤ 정도로 설계한 경우에도, 상기 실린더 블록(6)의 폭은 60 ㎜ 정도, 캠링(4)의 외경은 300㎜ 정도의 소형으로 구성할 수 있다.

상기 레이디얼 피스톤 모터(9)의 작동은 공지된 이런 종류의 모터와 특별히 다른 점이 없고, 상기 유체 급배 제어구(11)를, 도 4 및 도 5에서와 같이 각 실린더(7)에서 실린더 블록(6)의 측면으로 연이어 통하도록 설치한 유체 급배 제어구(11a)와, 캠링(4)의 각 골(3b)의 영역으로 향하여 2개씩 합계 12개를 슬라이드 밸브(10)에 설치한 유체 급배 제어구(11b),(11c)로 구성하고, 이 제어구(11a)∼(11c)들을 회전측의 축선을 중심으로 한 원호상에 배치해 놓는다. 그리고, 상기 실린더 블록(6) 및 회전축(2a)을 화살표 방향으로 회전시킬 때에는, 골(3b)의 한쪽의 유체 급배 제어구(11b)에 도 3에서 볼 수 있는 유압펌프(24)로부터의 토출유체를 상기 슬라이드 밸브(10)내의 통로(12)를 거쳐서 공급하고, 나머지의 유체 급배 제어구(11c)를 드레인(drain)으로 슬라이드 밸브(10)내의 통로(13)를 거쳐서 접속한다. 이렇게 하여 각 피스톤(8)이 캠링(4)의 골(3b)로 향하는 캠면(3)에 위치할 때에는, 유체 급배 제어구(11b)에서 실린더(7)로 공급되는 압력유체에 의하여 상기 피스톤(8)이 밀리고, 이로써 화살표 방향의 회전력이 발생되며, 각 피스톤(8) 이 산(3a)으로 향하는 캠면(3)에 위치할 때에는, 유체 급배 제어구(11c)를 거쳐서 실린더(7)내의 유체를 드레인으로 배제하고, 상기 회전력을 방해하지 않도록 피스톤(8)이 캠면(3)에 눌리워져 실린더(7)내로 몰입되고, 화살표 방향으로 실린더 블록(6) 및 회전축(2a)이 회전된다. 도시한 것에서는, 각 피스톤(8)이 6 왕복하면 상기 회전축(2a)이 1 회전한다.

부호(14)는 상기 회전축(2a)의 중간부의 주위에 설치된 선 기어(14)를 나타내고, 이것과 그 주위의 케이싱(1)에 고정배치된 안쪽 기어(15)와, 이 기어(14),(15)들에 서로 맞물려 회전하는 유성기어(16) 및 회전축(2b)으로 1단 감속의 유성 감속기구(17)를 구성하도록 하였다. 상기 유성기어(16)는 예를 들어 3개 설치되고, 상기 회전축(2b)에서 반경 방향으로 뻗은 플랜지(18)에 등간격으로 설치된 지축(19)으로 유성기어(16)가 지지된다. 상기 유성 감속기구(17)는 예를 들어 4∼7의 감속비율로 설정된다.

상기 출력축(2)을 구성하는 1의 회전축(2a)의 선단부(2c)는, 다른 회전축(2b)의 플랜지(18)를 설치한 후단부(2d)에서 내부로 뻗은 축의 구멍(20)내로 삽입되고, 그 내부에서 스러스트 베어링(21)으로 지지하였다. 상기 1의 회전축(2a)은 상기 스러스트 베어링(21)과 피스톤(8) 및 캠 롤러(8)를 거쳐서 캠링(4)으로 지지되어 회전하고, 다른 회전축(2b)은 그 외주에 형성된 단부(26)와 강력한 레이디얼 베어링(22),(22)으로 케이싱(1)에 의하여 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. (23)은 상기 회전축(2b)의 선단부(2e)에 형성된 회전체 부착용의 부착부재이다.

상기 슬라이드 밸브(10)와 실린더 블록(6)의 측면은, 그 슬라이딩 접속 부분으로부터의 유체의 누출을 극소화하기 위하여 빈틈없이 슬라이딩 접속하는 것이 바람직하나, 상기 슬라이드 밸브(10)는 그 중심축(A)이 도 6에서와 같이 상기 회전축(2a)의 중심축(B)에 대하여 기울어져 케이싱(1)에 부착될 때가 있고, 그런 경우에는 중심축(A)에 수직이 되는 슬라이드 밸브(10)의 슬라이딩 접속면(10a)과 중심축(B)에 수직이 되는 실린더 블록의 측면과의 사이에 빈틈이 발생하고, 그 빈틈에서 유체가 누출되어, 모터의 용적효율이 저하될뿐만 아니라 레이디얼 피스톤 모터의 특징인 저속시의 원활한 회전이 나빠지져 본래의 기능을 발휘할 수 없게 된다. 슬라이드 밸브(10)의 경사를 수정하면 그 저하를 방지하고 그 기능을 발휘시킬 수 있으나, 이 수정작업은 시간도 걸리고 용이한 일이 아니다. 본 발명의 감속장치에서는, 회전축(2)을 구성하는 1의 회전축(2a)은, 그 선단부(2c)가 스러스트 베어링(21)에 한쪽이 고정된 상태에서 지지되어 있고, 그 후단부(2f)는 자유단(自由端) 상태이므로, 상기 선단부(2c)를 중심으로 하여 자유롭게 요동할 수 있도록 설치함으로써 상기 실린더 블록(6)의 측면을 슬라이드 밸브(10)의 슬라이딩 접속면(10a)의 경사에 추종시키고, 빈틈없이 슬라이딩 접속시킬 수 있다. 또한 다른 회전축(2b)은 2개의 레이디얼 베어링(22)으로 요동할 수 없도록 지지되어 있고, 스러스트 베어링(21)의 위치는 부동이다. 이 요동의 자유성을 갖기 위하여, 상기 스러스트 베어링(21)의 내륜(21a)에 상기 선단부(2c)를 느슨하게 끼워붙이는 것이 적합하고, 도 6에서와 같이 슬라이드 밸브(10)의 중심축(A)이 회전축(2a)의 중심축(B)에 대하여 θ의 경사를 발생시켜도, 상기 회전축(2a)은 그 중심축(B)이 중심축(A)에 평행이 되도록 그 선단부(2c)를 중심으로 하여 요동하고, 그 결과 실린더 블록(6)의 측면과 슬라이드 밸브의 측면(10a)이 빈틈없이 슬라이딩 접속되어 그곳으로부터의 누출이 감소되고, 특별한 수정없이 모터의 용적효율의 저하를 방지하고 저속시의 원활한 운전을 확보할 수 있다.

도 3에서와 같은 레이디얼 피스톤 모터(9)에는, 예를 들어 콘크리이트믹서차에 탑재된 엔진(25)으로 구동되는 유압펌프(24)에서 압력유체가 공급되고, 상기 레이디얼 피스톤 모터(9)의 피스톤(8)이 출몰하여 실린더 블록(6) 및 회전축(2a)이 회전한다. 이 회전에 수반하여 유성 감속기구(17)의 선 기어(14) 및 유성기어(16)가 회전되고, 상기 유성기어(16)를 부착한 회전축(2b)이 엔진(25)의 회전수보다도 감속되어 회전된다. 상기 회전축(2b)에서 필요로 하는 감속회전수의 4∼7배의 속도로 상기 레이디얼 피스톤 모터(9)의 회전축(2a)을 회전시키는 것이 좋고, 상기 모터(9)에 유량을 공급하는 유압펌프(24)도 비교적 용량이 작은 소형의 저렴한 것으로 충분하다. 또한 회전축(2b)에 커다란 토크가 필요해도, 그 토크의 1/4∼1/7 정도의 토크를 얻을 수 있는 소형의 레이디얼 피스톤 모터(9)를 설치하면 충분하고, 상기 모터(9)도 저렴하게 제작할 수 있다. 또한 유성 감속기구(17)는 1단의 구성이므로, 제작이 용이하고 저렴해진다. 상기 슬라이드 밸브(10)에서 실린더(7)에 공급하는 유체의 일부는, 슬라이드 밸브(10)와 실린더 블록(6)의 빈틈사이에 진입하여 윤활을 위한 유막을 설치하나, 상기 빈틈사이에 진입하는 유체의 압력으로 슬라이드 밸브(10)는 케이싱(1)의 단부(1a)로 밀리워지고, 그 반력(反力)으로 실린더 블록(6) 및 1의 회전축(2a)은 다른 회전축(2b) 방향의 스러스트 힘(力)을 발생시킨다. 이 스러스트 힘은 1의 회전축(2a)의 선단부(2c)에 설치한 스러스트 베어링(21)에 의하여 다른 회전축(2b)의 단부(26)를 거쳐서 케이싱(1)으로 지지되고, 레이디얼 피스톤 모터(9)를 설치한 것에 의한 스러스트 힘의 폐해는 출력축(2)에 발생되지 않는다. 또한, 상기 다른 회전축(2b)을 1의 회전축(2a)보다도 굵게 하고, 이것을 강력한 레이디얼 베어링(22)으로 지지함으로써 불균일한 레이디얼 하중에 대해서도 충분한 강도를 유지할 수 있다. 종래의 동일 기능의 감속기장치와의 비교에 있어서, 본 발명의 장치에서는 중량을 약 30 % 감소시키고, 길이를 약 30 % 감소시킬 수 있었다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의할 때는 감속기의 출력축을 상호간에 자유롭게 회전되고 동일 축선상의 복수 개의 회전축으로 구성함과 동시에, 그 1의 회전축의 주위에 내주면을 캠면으로 한 캠링을 고정배치하고, 상기 캠면에서 상기 1의 회전축과 일체의 실린더블록의 피스톤을 이동시키는 레이디얼 피스톤 모터로 하고, 상기 1의 회전축에 설치한 선 기어와 그 주위의 안쪽 기어에 서로 맞물리는 다른 회전축에 부착한 유성기어로 유성 감속기구로 한 것이므로, 레이디얼 피스톤 모터의 1의 회전축이 선 기어를 겸비하고, 상기 1 의 회전축에 발생되는 스러스트 힘을 그 선단부의 축받이로 지지할 수 있으며, 감속기장치의 축방향의 전체 길이가 짧아지고, 소형 레이디얼 피스톤 모터와 1 단 감속의 유성 감속기구의 조합이 가능하고, 저속 및 고토크의 감속기장치를 중량이 가볍고도 작게 구성할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있으며, 상기 1의 회전축을 스러스트 베어링으로 지지한 선단부를 중심으로 하여 자유롭게 요동될 수 있도록 설치함으로써, 슬라이드 밸브에 경사가 있어도 자동적으로 그 슬라이딩 접속면에 실린더 블록의 측면을 빈틈없이 슬라이딩 접속시킬 수 있고, 모터의 용적 효율 및 원활한 저속회전의 특성을 유지할 수 있으며, 그 요동의 자유성은 스러스트 베어링의 내륜에 상기 1 의 회전축의 선단부를 느슨하게 끼워맞추는 간단한 구성으로 확보할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 감속기의 출력축을 상호간의 회전이 자유롭고 동일 축선상에 배치한 복수 개의 회전축으로 구성하고, 그 중의 1 의 회전축을 둘러싸서 내주면에 반경 방향으로 요철 형상으로 된 캠면이 있는 캠링을 고정배치하고, 상기 1 의 회전축에, 상기 캠면과의 슬라이딩 접속으로 상기 반경 방향으로 이동되는 피스톤을 수용하는 실린더를 복수 개 형성한 실린더 블록을 설치함과 동시에 선 기어를 형성하고, 상기 선 기어와 그 주위에 고정배치된 안쪽 기어에 교합되어 회전하는 유성기어를 다른 회전축으로 자유롭게 회전될 수 있도록 부착한 것을 특징으로 하는 감속기장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전축의 선단부를 스러스트 베어링을 매개로 하여 이것에 인접한 다른 회전축의 후단부에 접속하고, 상기 1의 회전축의 중간부의 둘레면에 상기 선 기어를 형성한 것을 특징으로 하는 감속기장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 1의 회전축의 후단부측의 실린더 블록의 측면과 슬라이딩 접속되는 슬라이드 밸브를 설치하고, 상기 측면 및 이것에 슬라이딩 접속되는 슬라이드 밸브의 측면에 상기 실린더의 유체 급배 제어구를 설치하는 것을 특징으로 하는 감속기장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 1의 회전축을 상기 스러스트 베어링으로 지지한 선단부를 중심으로 하여 자유롭게 요동될 수 있도록 설치하고, 상기 1의 회전축의 후단부에 형성한 상기 실린더 블록의 측면에, 상기 실린더의 유체 급배 제어부를 갖는 슬라이드 밸브를 슬라이딩 접속시킨 것을 특징으로 하는 감속 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 스러스트 베어링의 내륜에 상기 1의 회전축의 선단부를 느슨하게 끼워맞추고, 상기 후단부를 자유롭게 요될 수 있도록 상기 1의 회전축을 축받이한 것을 특징으로 하는 감속 장치.