KR20030048554A - 자립잠김 감속장치 - Google Patents

Abstract

윈치에 사용되는 자립잠김 감속장치는 입력축이 회전 가능하게 장착된 지지체를 가진다. 입력축은 편심 축부를 가진다. 3개의 핀은 편심 축부에 장착된 외접 기어에서 편심 축부를 중심으로 원주 상에 등간격으로 형성된다. 3개의 구멍은 외접 기어를 마주보는 지지체에서 입력축을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 형성된다. 핀들은 외접 기어가 편심 운동하도록 하기 위해, 구멍에 결합된다. 내접 기어의 내치의 치수가 외접기어의 외치의 치수보다 조금 많아서, 그로 의해 신뢰성이 높은 자립잠김 감속장치를 제공한다.

Description

자립잠김 감속장치{SELF-LOCKING REDUCTION DEVICE}

본 발명은 입력축으로부터의 회전력은 출력 수단에 전달되고, 출력 수단으로 부터의 회전력이 입력축에 전달되는 것은 저지하도록 한, 자립잠김 감속장치에 관한 것이다.

윈치에 사용되던 종래의 스퍼기어식 감속장치는, 부가적인 차단장치 없이 출력 수단으로부터의 회전력이 입력축에 전달되는 것을 저지하는 것이 불가능하다.

웜기어식 감속장치는, 치면의 마찰각보다 작은 리드각을 결정함으로써, 자립잠김이 어느 정도 가능하다. 그러나, 마찰계수가 미끄럼속도, 진동, 주행특성 및 윤활 등 때문에 기대치 보다 더 작아 질 수 있으며, 이것은 이완사고를 발생 시킬 수 있어, 자립잠김은 신뢰성이 결여된다.

본 발명자는 2단 내접 기어 기구를 가진 미소치수차 복합 하이포사이클로이드를 사용한 신뢰성이 높은 자립잠김 감속장치를 발명하였고, 그것을 일본 특허 출원 평11-210793(공개번호 2001-41293)으로 출원하였다.

이 감속장치는 40:1 이상의 고감속비를 얻도록 개발되었다. 그러나, 8:1 내지 40:1정도의 저감속비를 가지면서 구조가 간단하고 신뢰성이 높은 자립잠김 감속장치가 요망되고 있다.

본 발명의 목적은 신뢰성이 높은 자립잠김 기능을 갖는 구조가 간단한 고성능 감속장치 및 그것을 사용하는 윈치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 감속장치를 사용하는 윈치의 중앙 수직단면 정면도;

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도;

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도;

도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도;

도 5는 본 발명의 작용을 보여주는 도; 및

도 6은 본 발명에 따른 감속장치의 다른 실시형태의 중앙 수직단면 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명한다.

도 1 내지 도 5는 자립잠김 감속장치를 사용하는 윈치의 일실시형태를 나타낸다.

윈치(1)안의 지지체(2)는 U자형 지지 프레임(3), 나사(4)에 의해 U자형 지지 프레임(3)의 좌측(3a) 상부에 고정된 원통형 베어링(5), 및 지지 프레임(3)의 측(3b) 상부에 설치된 내부 튜브(6)의 암나사(6a)에 외부튜브(7)의 수나사(7b)를 결합해서 베어링(5)과 동축인 수평축선 "O"를 가지도록 우측(3b) 상부에 고정된 베어링 튜브(8)로 이루어지고, 외부 튜브(7a)의 헤드(7)는 우측(3b) 외부에 배치된다.

베어링(5)의 우단부에는, 외향 플랜지(5a)가 제공되고, 이 외향 플랜지에는 는 축선 "O"와 확경 구멍(9a)을 가진 베어링 구멍(9)이 형성된다. 외향 플랜지(5a)의 우단부에는 축선 "O"를 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 3개의 막힌 구멍(10)이 형성된다. 내부 튜브(6)의 좌단에는 외향 플랜지(6b)가 제공된다.

수평 입력축(11)은 베어링(5)과 지지체(2)의 베어링 튜브(8)에 의해 지지된다.

상기 입력축(11)은 각형 축부(11a), 중경 축부(11b), 대경 축부(11c), 편심 축부(11d), 및 소경 축부(11e)로 구성된다. 각형 축부(11a)는 외부 튜브(7)로부터 돌출된다. 중경 축부(11c)는 외부 튜브(7) 내에 제공된다. 대경 축부(11c)는 내부 튜브(6) 내에 압입된 메탈 슬리브(12) 내에 제공된다. 소경 축부(11e)는 베어링(5)의 베어링 구멍(9) 내에 니들 롤러 베어링(13)에 의해 지지된다. 따라서, 입력축(11)은 지지체(2)에 의해 축선 "O" 주위에 회전 가능하게 지지된다.

입력축(11)의 편심 축부(11d)에는, 외접 기어(14)의 축방향 구멍 내에 압입된 메탈 슬리브(15)가 회전 가능하게 제공된다. 3개의 구멍(10)에 각각 결합되는 3개의 핀(16)은 베어링(5)의 우단부와 마주보는 외접 기어(14)의 좌단부에서 편심 축부(11d)의 축선을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 제공된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 축선 "O"와 구멍(10)의 중심(101) 사이의 거리 "r1"은 편심 축부(11d)의 중심(102)과 핀(16)의 중심(103) 사이의 거리 "r2"와 거의 같다. 구멍(10)의 반경 "r3"과 핀(16)의 반경 "r4" 사이의 차 "r3-r4"는 축선 "O"와 편심 축부(11d)의 중심 사이의 편심 거리 "r5"와 거의 같다.

따라서, 입력축(11)이 회전할 때, 각각의 핀(16)은 구멍(10)의 내면 상에서 미끄러지고, 그 안에서 편심 운동한다. 외접 기어(14)는 축선 "O" 주위를 회전하지 않고 지지체(2)에 대하여 편심 운동한다.

출력 감기 드럼(17)이 니들 룰러 베어링(18)(19)을 매개로 베어링(5)과 베어링 튜브(8)의 내부 튜브(6)의 외주 상에 회전 가능하게 제공된다. 감기 드럼(17)은 튜브(20)와 그 양단에 형성되는 외향 플랜지(21,21)로 구성된다. 튜브(20)는 2개의 결합부(22a,23a)에 의해 서로 결합되는 통부(22,23)를 구비한다. 튜브(20)의 중앙에서의 통부(22)의 내면에서, 내접 기어(24)의 내치가 외접 기어(24)의 외치와 서로 동축으로 결합한다. 내치의 치수 "N2"가 외치의 치수 "N1"보다 조금 더 많다.

도 1에 가상선으로 나타낸 바와 같이, 와이어(25)가 감기 드럼(17)에 감기고, 또한 입력축(11)의 각형 축부(11a)에는 구동 수단(26)이 장착된다. 와이어(25) 대신에, 로프 등이 감기 드럼(17)에 감겨질 수 있다.

예를 들면, 구동 수단(26)은 입력축(11)의 각형 축부(11a)에 결합하는 부속장치(26A')에 의해 출력축이 접속되는 전동드릴 같은 전동공구(26A); 입력축(11)에 직결된 전동기(26B); 또는 입력축(11)의 각형 축부(11a)에 결합하는 수동식 회전 핸들(26C) 일 수 있다.

상기 구동 수단(26)에 의해, 입력축(11)은 원하는 방향으로 회전되며, 외접 기어(14)가 지지체(2)에 대해 회전하지 않고, 전술한 바와 같이 축선 "O"를 중심으로 편심 운동한다. 그리고, 외접 기어(14)에 맞물리는 내접 기어(24), 및 그와 접속된 감기 드럼(17)은, 입력축(11)의 1회전당, 내치의 치수(N2)와 외치의 치수(N1)의 차이에 상당하는 각속도, 즉 (N2-N1)/N2 만큼, 입력축(11)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하여, 와이어(25)가 감기 드럼(17)에 감기거나 또는 그로부터 풀려나온다.

구동 수단(26) 및 입력축(11)이 정지하고 있는 상태에서, 감기 드럼(17)에 어느 한 회전방향으로 회전하도록 하는 외력이 걸릴 때, 도 3 및 도 5에 나태낸 바와 같이, 3쌍의 구멍(10)과 핀(16)의 조합 중의 하나는 외접 기어(14)의 도 3에 있어서 우향 및 좌향의 회전을 저지하도록 접촉되어서, 감기 드럼(17)의 회전은 저지되며, 감기 드럼(17)으로부터 회전력이 입력축(11) 및 구동 수단(26)으로 전달되지 못한다.

도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 베어링(5) 내에는, 스프링강으로 제조된 1쌍의 로드(27,27) 또는 판스프링이 입력축(11)의 소경 축부(11e)를 확경 구멍(9a) 내에 탄성적으로 파지한다. 로드(27,27)의 양단부는 지지 구멍(28)에 결합된다. 상기 로드(27,27)는 탄성변형 가능한 그 중간부에서 소경 축부(11e)를 탄성적으로 파지하여, 입력축(11)을 제동하는 제동 수단으로 작용한다.

제동 수단은, 자립잠김 기능을 보다 신뢰성 있는 방식으로 제공하는 동시에, 구동 수단(26)의 조작에 적당한 저항력을 주어 조작 성능을 향상시킨다.

그러나, 입력축(11)의 회전 저항이 있는 어느 정도 큰 경우, 이같은 제동 수단을 생략하고, 1쌍의 로드(27,27)로 구성되는 제동 수단 대신에 종래의 제동 수단이 사용될 수도 있다.

상기 구멍(19)을 외접 기어(14)의 하단부에 설치하는 것도 가능하며, 핀(16)을 베어링(5)의 우단부에 설치하는 것도 가능하다.

상기 실시형태에 있어서는, 지지체(2), 입력축(11), 외접 기어(14), 내접 기어(24) 및 출력 수단으로서의 감기 드럼(17) 등이 본 발명의 자립잠김 감속장치를 구성한다.

도 6은, 본 발명에 따른 자립잠김 감속장치의 다른 실시형태를 나타낸다. 실시형태의 기본적 구성은 상술한 실시형태의 것과 거의 동일하므로, 그것에 대한 상세한 설명은 생략하고, 상위점에 대해서만 설명한다.

이 실시형태에 있어서는, 커버(32)가 좌단부에 단벽(31a)을 가진 실린더(1)의 우단부에 장착되어 자립잠김 감속장치(30)의 지지체(33)를 형성한다. 출력축(34)은 단벽(31a)으로부터 돌출된다. 입력축(34)는 베어링 구멍(35,36) 내에 각각 넣어지는 볼 베어링(37,38)에 의해 지지된다. 외접 기어(40)는 볼 베어링(37,38) 사이의 니들 롤러 베어링(41)을 매개로 입력축(39)의 대경 편심 축부(39a) 상에 결합된다. 3개의 구멍(42)은 외접 기어(40)의 우단부에 형성되고 3개의 핀(43)은 커버(32)의 좌단에 설치되어, 전술한 실시형태에서의 구멍(10)과 핀(16)의 관계와 같은 관계를 가진다. 판스프링(44)을 통해 출력축(34)의 우단부에 고착되는 내접 기어(45)가 외접 기어(40)에 맞물린다. 출력축(34)의 우단부에는 전술한 실시형태의 로드(27,27)와 유사한 1쌍의 로드(46,47)가 제공되어 입력축(39)의 좌단부를 탄성적으로 파지하여 입력축(39)에 제동력을 부여한다.

전술한 실시형태와 같은 원리 및 작용에 의해, 이 감속장치(30)는, 입력축(39)을 원하는 방향으로 회전시켜, 내접 기어(45)와 일체로 접속된 출력축(34)을 같은 방향으로, (N2-N1)/N2 (N1은 외접 기어(40)의 외치의 치수, N2는 내접 기어(45)의 내치의 치수)의 감속비로 회전시키고, 또한 입력축(39)의 정지시에, 출력축(34)으로부터의 회전력이 입력축(39)에 전달되는 것을 저지함으로써, 신뢰성이 높은 자립잠김 기능을 발휘할 수 있다.

또한, 도 6에 나타낸 감속장치(30)에 있어서는, 입력축(39)이 지지체(33)의 일단부로부터 돌출하고, 또한 출력축(34)이 입력축(39)과 정렬되도록 지지체(33)의 타단부로부터 돌출하여, 원동축과 종동축이 동일 직선 상에 배치됨으로써, 모든 구동기구에 조립이 가능한 범용성이 높은 감속장치를 제공한다.

상기 설명은 본 발명의 실시형태에 관한 것이다. 청구의 범위에서 벗어남이 없이, 당업자에 의해 다양한 변화와 변형이 행해 질 수 있다.

1쌍의 내접 기어와 외접 기어를 맞물리게 하여, 그 외접 기어와 지지체의 마주보는 면에, 구멍과 핀을 설치하여 간단한 구조로 출력 수단으로부터의 회전력이 입력축에 전달되는 것을 저지할 수 있으며, 신뢰성이 높은 자립잠김 기능을 가지며, 소형이며, 고성능화를 도모할 수 있는 감속장치를 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 지지체와;

   상기 지지체에 회전 가능하게 장착되고 편심 축부를 구비한 입력축과;

   상기 편심 축부에 회전 가능하게 장착된 외접 기어와;

   입력축을 구동하기 위한 구동 수단; 및

   입력축과 동축이고 지지체에 회전 가능하게 장착된 출력 수단을 포함하고,

   상기 출력 수단은 외접 기어와 결합하는 내접 기어를 가지고, 3개의 핀 또는 구멍이 외접 기어에서 상기 편심 축부를 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 형성되고, 또한 3개의 구멍 또는 핀이 외접 기어와 마주보는 지지체에서 상기 입력축을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 형성되어 있고, 외접 기어가 편심 운동하도록 전자의 핀 또는 구멍이 후자의 구멍 또는 핀과 결합하며, 외접 기어의 외치와 결합하는 내접 기어의 내치는 그 수가 외접 기어의 외치보다 조금 많은 것을 특징으로 하는 자립잠김 감속장치.
2. 제1항에 있어서,

   지지체에 제공된 입력축을 제동하는 제동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
3. 제2항에 있어서,

   제동 수단은 입력축을 탄성적으로 파지하는 탄성변형 가능한 한 쌍의 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제동 수단은 입력축을 탄성적으로 파지하는 탄성변형 가능한 한 쌍의 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 구동 수단은 부속장치를 매개로 한 전동공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 구동 수단에는 전동기가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 감속장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 구동 수단은 분리 가능하게 장착된 수동식 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
8. 제1항에 있어서,

   입력축은 지지체의 일단부에서 돌출되고, 상기 출력 수단은 입력축에 나란히정렬되도록 지지체의 타단부에서 돌출되는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 감속장치.
9. 상기 출력 수단은 회전 핸들로 입력축을 회전시킴으로써 와이어를 감기위한 감기 드럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 자립잠김 감속장치를 구비하는 윈치.