KR200280613Y1 - 평판기어를 이용한 변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판기어 또는 평판홈기어를 사용한 변속장치에 관한 것으로, 원판의 회전방향으로 소정의 개수의 홈을 파고 홈 중에서 동일한 크기의 반경내에 이루어진 홈으로 속도단을 구성하는 것을 특징으로 하는 평판기어 또는 원판의 동일한 반경을 따라서 원판의 회전방향으로 소정의 개수의 홈으로 구성되는 속도단; 속도단을 구성하는 홈들 중에서 동일한 반경방향을 가지는 홈들을 각 속도단의 공통된 트임홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판홈기어를 포함하므로, 사용하여 변속장.

Description

평판기어를 이용한 변속장치 {Transmission using flat gear}

본 발명은 기어를 이용하여 동력을 전달하는 동력전달장치 또는 변속장치에 관한 것으로, 특히 원판에 원주방향으로 동일한 반경 내에 홈을 파고 그 홈의 열이 하나의 속도단을 구성하는 평판기어/평판홈기어로 구성되는 동력전달 또는 변속장치 관한 것이다.

종래의 동력전달 또는 변속장치에는 체인이 스프라켓(Sprocket)간을 이동하는 변속장치는 동력전달시에 체인의 이탈, 불규칙한 변속시간 및 윤활유에 의한 피복의 오염 등을 발생시킨다. 또한 스퍼어기어(Spur Gear)를 조합한 기어박스형 변속장치는 기어의 개수의 증가로 전체 중량 및 부피가 늘어나고 변속장치의 구현이 복잡해진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 문제점들을 해결하기 위해 원판에 홈을 배치한 평판기어 또는 평판홈기어 및 상기 기어들을 이용한 변속장치를제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원판의 원주방향을 따라서 동일한 반경 내에 홈들을 파고 그 홈들로 구성되는 속도단을 3개 가지는 평판기어에 대한 평면도를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 원판의 원주방향을 따라서 동일한 반경 내에 홈들을 파고 그 홈들로 구성되는 속도단의 공통된 트임홈을 갖는 평판홈기어에 대한 평면도를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 평판기어 또는 평판홈기어와 수직으로 결합하는 베벨기어를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 평판기어 또는 평판홈기어의 동력을 전달하기 위해서 베벨기어와 결합되는 스플라인부를 나타내는 도면이다.

도 5는 도 4의 스플라인부에 대한 좌측면도 및 정면도를 나타내는 도면이다.

도 6a는 본 발명에 따른 평판홈기어와 동력축이 베벨기어에 의해서 수직으로 결합되어 있는 도면이다.

도 6b는 본 발명에 따른 평판홈기어에서 발생한 동력을 동력축에 전달하는 베벨기어를 고정하시키는 고정판을 나타내는 사시도이다.

도 6c는 본 발명에 따른 평판홈기어에서 발생한 동력을 동력축에 전달하는베벨기어와 그 베벨기어를 고정시키는 고정판이 결합되어 있는 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 평판홈기어와 동력축이 결합되어 속도를 가변하는 변속장치에 대한 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 평판기어를 사용하여 동력을 전달하거나 변속하는 장치에 대한 사시도를 나타내는 도면이다.

상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 평판기어는, 원판의 회전방향으로 소정의 개수의 홈을 파고 상기 홈 중에서 동일한 크기의 반경내에 이루어진 홈으로 속도단을 포함한다.

상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 평판홈기어는, 원판의 동일한 반경을 따라서 상기 원판의 회전방향으로 소정의 개수의 홈으로 구성되는 속도단;상기 속도단을 구성하는 홈들 중에서 동일한 반경방향을 가지는 홈들을 각 속도단의 공통된 트임홈을 포함한다.

상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 평판기어를 사용한 변속장치는, 원판의 동일한 반경을 따라서 소정의 개수의 홈들로 하나의 속도단을 구성하고 상기 속도단을 2개 이상 가지는 평판기어;상기 평판기어의 속도단의 개수와 동일한 개수로 구성되고 상기 평판기어와 수직으로 결합되는 베벨기어;상기 베벨기어와 결합하여 동력을 전달하는 스플라인부를 포함한다.

상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 평판홈기어를 사용한 변속장치는, 2개 이상의 속도단을 가지고 각 속도단에서 동일 직경 내에 트임홈을 형성하고 있는 평판홈기어;상기 평판홈기어의 속도단의 홈과 수직으로 결합되는 베벨기어;상기 베벨기어와 스플라인 결합되어 동력을 전달하는 스플라인부를 포함한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 원판의 원주방향을 따라서 동일한 반경 내에 홈들을 파고 그 홈들로 구성되는 속도단을 3개 가지는 평판기어에 대한 평면도를 나타내는 도면이다.

평판기어(100)는 일정반경을 홈의 한 변의 중점으로 하는 홈들로 속도단을 구성하는데, 도 1의 실시예에서는 3개의 속도단으로 구성된다. 3개의 속도단은 각각 저속부(110), 중속부(120) 및 고속부(130)로 나타낸다. 각 속도단은 고속으로 갈수록 홈의 개수가 많아진다. 또한 각 홈들은 동일한 모듀율(Module)로 구성되고 베벨기어와 선접촉되도록 평판기어(100)의 홈은 베벨기어의 치형과 동일한 형태를 가지게 되어 베벨기어와 수직으로 결합시 동일한 회전력을 전달하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 원판의 원주방향을 따라서 동일한 반경 내에 홈들을 파고 그 홈들로 구성되는 속도단을 3개 가지고 있으며, 각 속도단을 구성하는 홈들 중에서 동일한 직경 내에 위치하는 홈들을 각 속도단의 공통된 트임홈을 갖는 평판홈기어에 대한 평면도를 나타내는 도면이다.

평판홈기어(200)는 속도단으로 저속부(210), 중속부(220) 및 고속부(230)로 구성되고, 각 속도단의 공통된 트임홈(243, 245)으로 구성된다. 트임홈(243, 245)은 평판홈기어(200)를 구성하는 홈들과 수직으로 결합하여 평판홈기어의 회전력을 전달하는 베벨기어가 다른 속도단으로 미끄럼이동하기 위한 경로가 된다. 예를 들면, 저속부(210)의 홈들과 결합되어 있던 베벨기어가 고속 또는 중속으로 가변되는 경우에 트임홈(243, 245)을 따라서 이동하여 변속을 하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 평판기어 또는 평판홈기어와 수직으로 결합하는 베벨기어를 나타내는 도면이다.

베벨기어는 제 1 또는 제 2도에서 설명한 평판기어 또는 평판홈기어의 홈과 동일한 모듀율을 가지며, 베벨기어치형(310)은 평판기어 또는 평판홈기어의 홈과 결합되어 회전력을 전달하게 된다. 스플라인홈(320)은 기어의 동력을 전달하는 동력축과 스플라인 결합할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

도 4는 본 발명에 따른 평판기어 또는 평판홈기어의 동력을 전달하기 위해서 베벨기어와 결합되는 스플라인부(400)를 나타내는 도면으로, 장축 스플라인홈(410) 및 단축 스플라인홈(420)으로 구성된다.

평판기어와 결합되는 스플라인부(400)는 장축 스플라인홈(410)이 동력축과 결합되고 단축 스플라인홈(420)은 평판기어의 속도단의 개수와 동일 개수의 베벨기어 중 하나와 결합되는데, 스플라인부(400)가 기어의 반경방향으로 이동함으로써 단축 스플라인홈(420)과 평판홈기어의 각 속도단에 결합되어 있는 베벨기어가 결합되어 회전력을 전달하게 된다.

도 5는 도4의 스플라인부에 대한 좌측면도 및 정면도를 나타내는 도면으로, 장측 스프라인홈(510) 및 단축 스플라인홈(520)이 나타나 있다. 평판기어(100)를 이용하여 동력전달을 하는 경우라면, 장축 스플라인홈(510)에 베벨기어가 결합되고 단측 스플라인홈(520)에는 동력축이 결합되어 동력전달을 하게 된다. 그리고 평판홈기어(200)을 이용하여 동력전달을 하는 경우라면, 장측 스플라인(510)에 동력측이 결합되고 단측 스플라인 홈에 하나의 베벨기어가 결합되어 동력을 전달한다.

도 6a는 본 발명에 따른 평판홈기어와 동력축이 베벨기어에 의해서 수직으로결합되어 있는 도면을 나타낸다.

평판기어(600)는 원판의 원주방향으로 동일한 반경 내에 홈을 파서 3개의 속도단을 구성하였고, 저속부(610), 중속부(620) 및 고속부(630)로 이루어져 있다.

구동축(640)에 의해서 평판기어(600)가 회전을 하면, 평판기어(600)의 홈과 수직으로 결합되는 베벨기어(663, 665 또는 667)가 회전을 하고 베벨기어(663, 665 또는 667)중의 하나와 스플라인부(650)의 단축 스플라인홈(653)이 결합되어 회전을 동력을 동력축(670)으로 전달하게 된다. 동력축(670)과 스플라인부(650)는 장축 스플라인홈(655)으로 결합되어 동력을 전달하게 된다. 동력전달과정을 예를 들어 설명하면, 저속 베벨기어(663)가 평판기어(600)의 저속부(610)와 결합되어 저속의 회전력을 동력축(670)에 전달하고 있을 때 가변을 하기 위해서 스플라인부(650)를 이동시켜 고속 베벨기어(667)와 단축 스플라인홈(653)과 결합되어 고속으로 가변된 회전력을 동력축(670)에 전달하게 된다. 이때 하나의 베벨기어가 단축 스플라인홈(653)과 결합되면 다른 두 개의 베벨기어는 공회전을 하여 회전을 전달시키지 않게 된다. 3개의 베벨기어(663, 665, 667)를 고정하는 방법은 도 6b 및 도 6c에서 설명한다.

도 6b는 본 발명에 따른 평판홈기어에서 발생한 동력을 동력축에 전달하는 베벨기어를 고정시키는 고정판을 나타내는 사시도이다.

도 6c는 본 발명에 따른 평판홈기어에서 발생한 동력을 동력축에 전달하는 베벨기어와 그 베벨기어를 고정시키는 고정판이 결합되어 있는 단면도를 나타낸다.

이하에서 베벨기어를 고정하는 방법에 대한 설명은 도 6b 및 도 6c를 함께설명한다.

두 개의 베벨기어(663 및 665)을 고정하는 방법을 설명하면, 고정판(680)은 두 개의 베벨기어(663 및 665) 사이에 끼워져 있고 베벨기어(663 및 665)에는 볼고 정홈(685 및 687)이 있어 그 사이에 볼이 압입되어 고정판(680)으로 볼을 고정하여 베벨기어(663 및 665)가 각기 따로 회전할 수 있도록 되어 있다. 스플라인홈(691 내지 693)은 스플라인부에 베벨기어(663 및 665)를 고정하기 위해서 사용하는 홈이다. 만약 회전속도를 3단으로 하는 경우에는 3개의 베벨기어를 사용하여 이상과 같이 고정하여 회전력을 동력축으로 전달하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 평판홈기어와 동력축이 결합되어 속도를 가변하는 변속장치에 대한 도면으로, 평판홈기어에는 3개의 속도단이 있고 각 속도단의 공통 트임홈이 있어 베벨기어가 이동하여 속도를 가변할 수 있다.

평판홈기어(700)는 저속부(710), 중속부(720), 고속부(730)의 속도단과 각 속도단의 공통된 트임홈(753, 755)으로 구성되고 평판홈기어(700)와 수직으로 결합되어 있는 베벨기어(770)와 베벨기어(770)와 스플라인홈(763)으로 결합되어 있는 스플라인부(760)를 통하여 회전력을 전달하게 된다.

회전력의 전달과정을 설명하면, 구동축(740)에서 회전력을 발생하여 평판홈기어(700)를 회전시켜 평판홈기어(700)의 저속부(710), 중속부(720) 또는 고속부(730) 중의 하나와 결합되는 베벨기어(770)를 회전시키는데, 가변하려는 경우는 트임홈(753,755)이 베벨기어(770)와 일치하게 되었을 때 베벨기어(770)가 장축 스플라인홈을 따라서 미끄럼 이동을 하여 저속부(710), 중속부(720) 또는 고속부(730)중의 하나의 속도단으로 이동하여 속도를 가변한다.

도 8은 본 발명에 따른 평판기어를 사용하여 동력을 전달하거나 변속하는 장치에 대한 사시도를 나타내는 도면으로, 2개의 평판기어가 동력축으로 결합되어 회전력을 전달하게 된다.

구동측 평판기어(810)와 종동측 평판기어(860)는 동력축(830)으로 연결되고, 동력축(830)은 동력축 지지부(840)에 의해서 프레임에 고정된다. 그리고, 동력축(830)의 구동측 및 종동측에는 각각 3개씩의 베벨기어(821, 823, 825, 861, 863 및 865)가 동력축(830)과 스플라인 결합된다.

구동축(817)을 통하여 회전력이 발생하면, 구동측 평판기어(810)가 회전을 하고 저속부(811), 중속부(813) 또는 고속부(815) 중의 하나와 결합되어 회전력을 전달하는 저속 베벨기어(821), 중속 베벨기어(823) 또는 고속 베벨기어(825)와 스플라인 결합된 동력축(830)을 통해 회전력을 종동측으로 전달한다.

종동측에서는 종동측 평판기어(860)의 저속부(861), 중속부(863) 또는 고속부(865)와 회전속도에 따라서 각각 수직결합되는 저속 베벨기어(821), 중속 베벨기어(823) 또는 고속 베벨기어(825) 중의 하나로부터 회전력을 전달받아 종동측 평판기어(860)가 회전하고, 종동축(867)을 통하여 회전력을 전달하게 된다.

본 발명에 의한 평판기어, 평판홈기어 또는 베벨기어의 재료로써 고강도 플라스틱을 사용하여 변속장치의 전체 중량을 감소시켜 동력전달 효율을 증가시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 동력전달과 변속에서 한 개의 평판기어 또는 평판홈기어와 동력축상에 배치된 한 개 이상의 베벨기어가 수직 결합하여 동력전달과 변속을 함으로써, 체인형의 단점인의 단점인 윤활유에 의한 피복 오염, 변속시 체인의 이탈 또는 불규칙한 변속 시간 등을 을 해결할 수 있고 스퍼어기어를 사용한 기어박스형에 비해서 중량과 부피를 감소시켜 동력전달효율을 높여 변속장치의 구조가 단순화되어 생산비용이 낮아지고 고장율도 낮아진다.

Claims (8)

1. 원판의 회전방향으로 소정의 개수의 홈을 파고 상기 홈 중에서 동일한 크기의 반경내에 이루어진 홈으로 속도단을 구성하는 것을 특징으로 하는 평판기어.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 원판의 반경방향으로 소정의 개수의 홈의 열로 이루어지는 속도단을 2개 이상 가지는 것을 특징으로 하는 평판기어.
3. 원판의 동일한 반경을 따라서 상기 원판의 회전방향으로 소정의 개수의 홈으로 구성되는 속도단; 및

   상기 속도단을 구성하는 홈들 중에서 동일한 반경방향을 가지는 홈들을 각 속도단의 공통된 트임홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판홈기어.
4. 원판의 동일한 반경을 따라서 소정의 개수의 홈들로 하나의 속도단을 구성하고 상기 속도단을 2개 이상 가지는 평판기어;

   상기 평판기어의 속도단의 개수와 동일한 개수로 구성되고 상기 평판기어와 수직으로 결합되는 베벨기어; 및

   상기 베벨기어와 스플라인결합하여 동력을 전달하는 스플라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 스플라인부는

   상기 베벨기어를 고정하는 스플라인을 가지고 있고 상기 평판기어의 반경방향으로 이동하여 상기 베벨기어 중의 하나와 결합되어 회전동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 스플라인부를 회전동력축을 매개로 연결하여 상기 변속장치를 2개 이상 결합하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
7. 2개 이상의 속도단을 가지고 각 속도단에서 동일 직경 내에 트임홈을 형성하고 있는 평판홈기어;

   상기 평판홈기어의 속도단의 홈과 수직으로 결합되는 베벨기어; 및

   상기 베벨기어와 스플라인 결합되어 상기 평판홈기어의 트임홈을 따라 상기 베벨기어를 이동시키고 상기 속도단 중의 하나와 상기 베벨기어를 수직결합되도록 하는 스플라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 스플라인부를 회전동력축을 매개로 연결하여 상기 변속장치를 2개 이상 결합하는 것을 특징으로 하는 변속장치.