KR20000020556U - 1 혹은 2치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기에서의 유 - Google Patents

Abstract

동 고안은 유성기어 개수와 상관없이 고정.구동 인터널기어 이빨수가 1 혹은 2개 차이나는 유성기어식 감속기에서 기술적으로 가장 난해한 유성기어의 형태에 관한 것이며 입.출력 유성기어의 이빨의 구성에 관한 것이다. 위 감속기에서 입.출력 유성기어가 한 몸으로 구성되어 있는 유성기어는 출력측 유성기어 이빨이 이형치로 되어 있어 가공이 까다롭고 구동상 안정성이 중요하다. 동 고안은 유성기어의 중앙부에 환형의 홈을 파서 가공상의 편의와 정도제고, 대량생산시 품질유지를 기하고자 하는 것이며 유성기어 3개 모두의 입.출력측 기어 이빨을 일치하지 않게 구성하여 감속기 설계상의 융통성을 제공하고자 하는 것이다.

Description

1 혹은 2치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기에서의 유성기어 형태 및 입.출력 유성기어 이빨의 불일치 구성{ A Shape of Planetary Gear and non-straight teeth composition of input-output Planetary gear in 1 or 2 teeth differential internal-geared planetary Gear Reducer }

현재 '이빨수 다른 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기'에는 특허 제123419호의 감속기가 있다. 동 감속기는 유성기어의 중앙부에 베어링을 형성하고 3개의 유성기어 중 한 개는 입.출력측 유성기어의 이빨이 서로 일치하면서 고정.구동 인터널기어의 이빨수가 1개 차이나는 것을 특징으로 한다.

위 감속기에서 입.출력 유성기어가 한몸으로 구성되어 있으므로 유성기어의 형태와 이빨형성이 주요 기술적 과제가 된다. 그런데 특허 제 123419호의 감속기에서는 유성기어중앙부에 베어링을 형성하고 고정.구동 인터널기어와 태양기어에 상응하는 베어링가이드를 만들어 미끄럼 연접하도록 하였으나, 이럴 경우 유성기어를 한꺼번에 한 몸체에 가공하지 못하고 입.출력 유성기어를 따로 제작해 중간에 베어링을 삽입한 후 서로 붙여야한다는 단점이 있었다. 또한 유성기어에 베어링을 형성한다해도 의도한 바의 구동상의 안정성이라는 점에서 충분한 효과를 얻지 못하기 때문에 또다시 유성기어 케리어를 만들어 구동의 안정성을 구해야 한다는데 문제가 있었다.

유성기어의 배열에 있어서도 특허 제 123419호는 기준점을 고정.구동인터널기어의 이빨이 일치하는 지점으로하였기에 3개중 한 개의 유성기어는 입.출력측 유성기어의 이빨이 나란히 일치되게 가공되고 나머지 두 개는 입.출력측 유성기어의 이빨이 서로 불일치하게 하였는데 감속기 설계의 번잡함만 더 하였다. 동 고안은 어느 지점이라도 기준점으로 정할수 있으며 이에따라 유성기어의 이빨이 구성되는 방법을 취한다.

또 하나의 동종 감속기는 실용신안등록 제087732호의 '인터널기어를 이용한 감속장치'가 있는데 설명부분에서는 고정인터널기어의 이빨수 보다 유성기어 개수만큼 적은 이빨수를 가진 구동인터널기어를 표현하였으나 동 고안에서의 유성기어 개수와 상관없이 이빨수 차이가 나는 인터널기어를 이용한 유성기어 감속기와는 차별된다.

1 혹은 2치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기는 켬팩트한 구성으로 고감속을 구현한다. 여기서 'l 혹은 2치차'란 유성기어 개수와 상관없이 고정.구동 인터널기어의 이빨수가 1개 혹은 2개 차이난다는 것이다. 이는 유성기어가 3개이고 고정.구동 인터널기어의 이빨수 차이는 ±l 혹은 ±2인 것을 의미한다.

동 감속기의 감속원리를 도1에 의거, 설명하면 다음과 같다.

모터 혹은 엔진에 연결되어 회전하는 입력축(1)의 동일 방향에 태양기어(2)가 있어 입력측 유성기어(3a)와 맞물리며 태양기어(2)가 회전하면 입력측 유성기어(3a)는 자전하며 고정인터널기어(4)의 이빨을 따라 공전한다. 그런데 입력축 유성기어(3a)와 출력측 유성기어(3b)가 한 몸으로 구성되어있는 것이 동 감속기의 특징이므로 입력측 유성기어(3a)가 돌면 출력측 유성기어(3b)도 같이 회전한다. 출력측 유성기어(3b)의 공전궤도상에 구동인터널기어(5)의 이빨을 형성하고 그 이빨수를 고정인터널기어(4)의 이빨수와 차이나게하면, 입.출력측 유성기어(3)의 이빨수가 같을 경우, 입력측 유성기어(3a)가 고정인터널기어(4)를 한바퀴 돌 때 구동인터널기어(5)는 그 이빨수 차이만큼 더 돌거나 덜 돌게된다. 여기서 고정인터널기어(4)는 고정되어 있으므로 고정.구동 인터널기어의 이빨수에 비례하고 이빨수 차이에 반비례하며 감속이 이루어 지는 것이다. 구동인터널기어(5)의 회전중심에 출력축(6)을 형성하면 입력축(5)의 회전비가 출력축(6)으로 감속 전달되게 된다.

일반적으로 유성기어식 감속기는 구동의 안정성을 도모하기 위해 보통 3개의 유성기어를 1조로 사용한다. 동 고안의 유성기어도 보통 3개 1조로 구성된다. 그런데 입.출력 유성기어가 한몸으로 구성되고 그 이빨수가 같으므로, 고정인터널기어의 이빨수를 3의 배수로하면 구동인터널기어 이빨수는 고정인터널기어 이빨수보다±l, 혹은 ±2의 차이를 갖게되며 출력측 유성기어는 이형치가 된다. 이런 이형치 가공에서는 주어진 각도가 이빨마다 다르므로 유성기어제작의 편의성과 구동의 안정성을 확보하는 것이 동 감속기 제조기술에서 관건이다.

입.출력 유성기어의 이빨을 어디에 기준점을 두고 설계하는가에 따라 이 3개의 유성기어 배치도 달라진다.

도1은 일반적인 1 혹은 2치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기의 측면도.

도2는 본 고안에 따른 유성기어의 1형태. 중앙부에 환형 홈을 구성하고 양 끝에 돌출부를 형성한 유성기어의 측면도

도 3은 본 고안에 따른 3개 입.출력측 유성기어 이빨의 일치하지 않음을 표현한 도면.(1치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기에서의 1예)

도면의 부호설명

(1):입력축 (2):태양기어 (3a):입력측 유성기어

(3b):출력측 유성기어 (4):고정인터널기어 (5):구동인터널기어

(6):출력축

동 고안은 '1 혹은 2치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기'에 쓰이는 유성기어의 중앙부에 환형의 홈을 형성하여 입출력 유성기어 이빨을 가공하는데 편의를 제공하고, 그 양 끝에 돌출부를 만들어 회전축을 삼았다. 동 감속기의 입.출력측 유성기어는 이빨수가 같고 한 몸체에 형성되므로 한번에 가공한다면 입력측 유성기어인 정상치와 출력측 유성기어인 이형치의 가공방법이 중요하다.

일반적으로 기어 쉐퍼는 위.아래로 움직이며 치가공을 하는바, 동 감속기의 입.출력 유성기어의 제작상의 편의성을 도모하기 위해서 유성기어 중앙부에 환형의 홈을 파주면 제작도 쉽고 가공의 정밀도도 확보할 수 있으며 출력측 이형치의 일관된 품질을 관리할 수 있고 대량생산도 가능하다. 또한 양 끝에 돌출부를 만들면 유성기어의 자전축을 제공하고 유성기어 케리어의 구성에 도움을 준다. 특허 제123419호의 중앙부의 베어링을 배제하였으므로 구동의 안정성을 위해 동 고안의 유성기어는 유성기어 케리어를 구성하여 해결하고자 하는 것이다.

본 고안에 따르면 인터널기어의 어떤 점이라도 기준점이 될 수 있고 3개의 유성기어 모두 입.출력 유성기어의 이빨이 일치하지 않게 하면 감속기 설계에 융통성이 부여되어 설계가 용이해진다.

동 고안은 '1 혹은 2치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기'에서 중요한 유성기어 가공의 편의성을 도모하고자 유성기어 중앙부에 환형의 홈을 형성하였다. 이렇게 하면 유성기어의 대량생산이 가능해지고 정도유지가 쉬워지며 유성기어의 일관된 품질유지가 가능해 진다. 그리고 양 끝에 돌출부를 형성하면 유성기어 케리어 제작에 도움을 주고 입력축의 힘이 충분히 출력축에 전달되게 한다.

3개의 유성기어로 구성된 유성기어 유니트에서 3개의 입.출력측 유성기어 이빨이 서로 평행하지 않게 구성하면 설계상 융통성을 가질 수 있다.

Claims (1)

1. 회전하는 입력축(1)의 동일방향에 태양기어(2)가 있어 입력측 유성기어(3a)와 맞물려 돌아가며 그 유성기어는 외곽에 형성된 고정인터널기어(4)의 이빨을 궤도로하여 공전한다.입.출력유성기어(3)는 한 몸으로 구성되고 그 이빨수가 같으며 입력측 유성기어(3a)가 돌 때 출력측 유성기어(3b)는 구동인터널기어(4)의 이빨을 궤도삼아 공전하게 된다. 여기서 유성기어는 3개이고 고정인터널기어와 구동인터널기어의 이빨수가 ±1 혹은 ±2의 차이가 나는 '1 혹은 2치차 인터널기어를 이용한 유성기어식 감속기'에서:

   유성기어의 중앙부에 환형의 홈을 형성하고 양 끝에 돌출부를 형성하는 것.(예:도2):

   모든 유성기어의 입.출력측 유성기어의 이빨이 서로 일치하지 않게 구성하는 것.(예:도3)