KR200317416Y1 - 감속기 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 소형이면서도 큰 감속비를 얻을 수 있도록 된 감속기를 제공함에 있는 것으로, 이러한 본 고안은 케이싱과, 편심부를 갖는 입력축과, 상기 편심부에 결합됨과 아울러 외접치차를 갖는 제1,제2기어들과, 상기 제1기어와 치합되는 내접치차를 갖으며 그 제1기어가 유성 회전 운동을 하도록 상기 제1기어의 외경보다는 크게 형성됨과 아울러 케이싱 내에서 요동운동을 하도록 케이싱의 내경보다는 작게 형성된 링기어와, 상기 제2기어와 치합되는 내접치차를 갖으며 그 제2기어가 유성 회전 운동을 하도록 상기 제2기어의 외경보다는 크게 형성됨과 아울러 입력축의 회전력을 상기 제2기어의 유성 회전 운동에 의해 증감하여 출력하는 출력축, 및 상기 링기어와 케이스의 사이에 위치되게 설치됨과 아울러 미끄럼 운동과 요동 운동을 하면서 상기 링기어의 회전을 방지함과 동시에 그 링기어가 요동운동을 하도록 하는 커플링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

감속기{Decelerlation gear}

본 고안은 감속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형이면서도 큰 감속비를 얻을 수 있도록 된 감속기에 관한 것이다.

일반적으로 산업용으로 사용되는 감속기는 주로 기어들의 배열에 의해 입력축의 회전수를 증감시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 감속기는 주로 워엄 기어나 유성 치차들을 사용하고 있음은 주지된 사실이다.

그러나, 종래의 감속기들은 기어의 맞물림에 의한 상대 운동을 이용하므로 동력 손실이 많을 뿐 아니라 소음 및 진동이 많이 발생하며, 주로 중하중용으로만 이용되는 단점을 가지고 있다. 또한, 그 구조가 복잡하여 설치 장소에 제약을 받게 되는 단점이 있다.

본 고안의 목적은 소형이면서도 큰 감속비를 얻을 수 있도록 된 감속기를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 케이싱과, 편심부를 갖는 입력축과, 상기 편심부에 결합됨과 아울러 외접치차를 갖는 제1,제2기어들과, 상기 제1기어와 치합되는 내접치차를 갖으며 그 제1기어가 유성 회전 운동을 하도록 상기 제1기어의 외경보다는 크게 형성됨과 아울러 케이싱 내에서 요동운동을 하도록 케이싱의 내경보다는 작게 형성된 링기어와, 상기 제2기어와 치합되는 내접치차를 갖으며 그 제2기어가 유성 회전 운동을 하도록 상기 제2기어의 외경보다는 크게 형성됨과아울러 입력축의 회전력을 상기 제2기어의 유성 회전 운동에 의해 증감하여 출력하는 출력축, 및 상기 링기어와 케이스의 사이에 위치되게 설치됨과 아울러 미끄럼 운동과 요동 운동을 하면서 상기 링기어의 회전을 방지함과 동시에 그 링기어가 요동운동을 하도록 하는 커플링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 커플링은 그 양면에 제1돌출부와 제2돌출부가 서로 직교하는 방향으로 형성됨과 아울러 상기 제1돌출부가 결합되는 케이싱의 내면에는 수직홈이 형성되고 상기 제2돌출부가 결합되는 링기어의 일면에는 수평홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 감속기를 개략적으로 도시한 도면이고,

도 2a는 케이싱을 나타낸 측면도이고,

도 2b는 도 2a의 A-A선 단면도이고,

도 3은 편심부를 갖는 입력축을 나타낸 사시도이고,

도 4a는 링기어를 나타낸 측면도이고,

도 4b는 도 4a의 B-B선 단면도이고,

도 5a는 커플링을 나타낸 사시도이고,

도 5b는 커플링을 나타낸 측면도이고,

도 5c는 커플링을 나타낸 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 입력축 11 - 편심부

2,4 - 제1,제2기어들 3 - 링기어

31 - 수평홈 5 - 출력축

6 - 커플링 61,62 - 제1,제2돌출부

7 - 케이싱 71 - 수직홈

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 감속기를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2a는 케이싱을 나타낸 측면도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A선 단면도이고, 도 3은 편심부를 갖는 입력축을 나타낸 사시도이고, 도 4a는 링기어를 나타낸 측면도이고, 도 4b는 도 4a의 B-B선 단면도이고, 도 5a는 커플링을 나타낸 사시도이고, 도 5b는 커플링을 나타낸 측면도이고, 도 5c는 커플링을 나타낸 평면도이다.

도면에 나타낸 바와 같이 본 고안은 케이싱(7)이 구비되고, 편심부(11)를 갖는 입력축(1)이 설치된다. 상기 입력축(1)의 편심부(11)에는 제1,제2기어들(2,4)이 결합되는데, 이 제1,제2기어들(2,4)은 외접치차를 갖는 통상의 스퍼어 기어(평기어)이다. 이러한 제1,제2기어들(2,4)은 서로 고정되어 있다.

상기 제1기어(2)는 내접치차를 갖으며 요동 운동을 하도록 설치된 링기어(3)와 맞물려 있는데, 이러한 링기어(3)는 상기 제1기어(2)가 유성 회전 운동을 하도록 그 제1기어(2)의 외경보다는 크게 형성되고, 또 상기 케이싱(7) 내에서 요동운동을 할 수 있도록 그 케이싱(7)의 내경보다는 작게 형성된다.

이와 같이 링기어(3)를 요동 운동하도록 하기 위해서는 그 링기어(3)와 케이싱(7)의 사이에 위치되게 커플링(6)이 설치된다. 이 커플링(6)은 종래의 올덤 커플링(oldham's coupling)의 원리를 이용한 것으로, 상기 커플링(6)이 미끄럼 운동과 요동 운동을 하면서 링기어(3)의 회전을 방지함과 동시에 그 링기어(3)가 요동운동을 하도록 한다.

이러한 커플링(6)은 도 5a ∼ 도 5c에 나타낸 바와 같이 커플링(6)의 양면에 제1돌출부(61)와 제2돌출부(62)가 서로 직교하는 방향으로 형성됨과 아울러 상기 제1돌출부(61)가 결합되는 케이싱(7)의 내면에는 수직홈(71)이 형성되고 상기 제2 돌출부(62)가 결합되는 링기어(3)의 일면에는 수평홈(31)이 형성된다.

또한, 상기 제2기어(4)는 내접치차를 갖는 출력축(5)과 맞물려 입력축(1)의 회전력을 증감하여 출력되도록 하는데, 상기 출력축(5)의 내접치차의 직경은 상기 제2기어(4)가 유성 회전 운동을 하도록 그 제2기어(4)의 외경보다는 크게 형성된다.

도 2a와 도 2b에는 상기 케이싱의 측면도와 단면도가 도시되어 있는데, 이러한 케이싱(7)에는 커플링(6)의 제1돌출부(61)가 결합되는 수직홈(71)이 형성되어 있다. 이 수직홈(71)에 커플링(6)의 제1돌출부(61)가 결합되어 커플링(6)이 수직방향으로 미끄럼 운동을 하게 한다.

도 3a와 도 3b에는 입력축의 사시도가 도시되어 있는데, 상기 입력축(1)에는 편심부(11)를 갖고 있다. 상기 편심부(11)에 상기 제1,제2기어들(2,4)들이 설치되어 회전되는 것으로, 이러한 편심부(11)는, [출력축(5)에 구비된 내접치차의 잇수 - 제2기어(4)에 구비된 외접치차의 잇수 ≥ 2] ×모듈 의 편심량을 갖는다.

상기 입력축(1)의 편심부(11)에 설치되는 상기 제1,제2기어들(2,4)은 서로 고정되어 있다. 그리고, 상기 제1,제2기어들(2,4)에 구비된 외접치차의 잇수는 동일하거나, 다른 잇수를 갖는다.

도 4a와 도 4b에는 링기어의 측면도와 단면도가 도시되어 있는데, 이러한 링기어(3)에는 커플링(6)의 제2돌출부(62)가 결합되는 수평홈(31)이 형성되어 있다. 이 수평홈(31)에 커플링(6)의 제2돌출부(62)가 결합되어 커플링(6)이 수평 방향으로 미끄럼 운동을 하게 한다.

따라서, 이러한 링기어(3)는 상기 커플링(6)에 의해 회전 운동은 방지됨과 아울러 상하좌우 방향으로 미끄럼 운동을 하면서 요동하게 되는데, 이는 일반적인 올덤 커플링의 원리를 이용한 것이다. 즉, 상기 입력축(1)이 회전되면 제1기어(2)가 회전되고, 이에 따라 링기어(3)가 요동 운동을 하게 되는데, 이러한 링기어(3)는 상기 커플링(6)의 양면에 직교하는 방향으로 돌출된 제1,제2돌출부(61,62)에 의해 수직 방향과 수평 방향으로 미끄럼 운동을 하면서 링기어(3)가 회전 운동은 하지 않고 요동 운동을 하게 된다.

이와 같이 요동 운동을 하는 링기어(3)는 상기 제1기어(2)에 구비된 외접치차와 링기어(3)에 구비된 내접치차와 잇수 ≥2로 연결된다. 또한, 상기 출력축(5)에 구비된 내접치차는 제2기어(4)에 구비된 외접치차와 잇수 2이상의 차이가 있다. 그리고, 상기 각 부품들은 회전을 원활하게 하도록 일반 베어링(미도시)으로 결합되는데, 이러한 베어링의 설치부위는 입력축(1)과 제1,제2기어(2,4) 사이, 입력축(1)과 케이싱(7) 사이 및 출력축(5)과 케이싱(7) 사이에 설치되는 것으로, 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 알 수 있으므로 도면에서의 도시는 생략하였다.

이와 같이 구성된 본 고안은, 상기 입력축(1)이 회전하면 링기어(3)는 커플링(6)에 의해 회전하지 않고 요동치게 되고, 링기어(3)와 맞물린 제1기어(2)는 요동치면서 회전하는데, 잇수 차이만큼 즉, 2 잇수 차이만큼 회전하게 된다.

이때, 제1기어(2)와 제2기어(4)는 단단히 고정되어 같이 회전함으로, 잇수 차이 만큼 제1기어(2)와 같이 움직여(제1기어(2)와 링기어(4)에서 받은 동력으로) 제2기어(4)가 출력축(5)에 동력을 전달한다. 즉, 상기 잇수 차이만큼 동력을 전달하게 되므로, 제1,제2기어(2,4)와 링기어(3) 및 출력축(5)의 잇수 차이가 하나여도 큰 감속비를 얻는다. 상기 제1기어(2)와 링기어(3)의 잇수 차이가 4 라면 대략 10:1의 감속비를 얻을 수 있다.

이를 구체적으로 설명하면, 상기 입력축(1)이 회전하면 제1,제2기어(2,4)는 유성 회전 운동하고 상기 링기어(3)는 회전운동을 않하고 요동친다. 즉, 상기 제1 기어(2)가 돌면서 링기어(3)는 움직이지만 회전은 못한다.

또한, 상기 링기어(3) 외경이 케이싱(7) 내경보다 작아 위아래로 자유자재로 움직이고(종래의 올덤 커플링과 유사한 기능을 한다.), 상기 케이싱(7)과링기어(3)사이에 커플링(6)이 있고 링기어(3)가 회전하지 않기 때문에 입력축(1)이 1회전시 링기어(3)와 제1기어(2) 관계는 1-3/2 만큼 회전한다.(예; 링기어(3)의 잇수가 38이고, 제1기어(2)의 잇수가 40)

상기 편심축(1)은 출력축(5)의 내접치차 잇수와 제2기어(4)의 잇수 차이에서 출력축(5)의 잇수가 2개 이상 커야 제1기어(2)와 링기어(3)가 편심을 갖는다.

여기서, 상기 커플링(6)의 동작을 좀 더 자세하게 설명하면, 상기 링기어(3)와 케이싱(7) 사이에 커플링(6)이 구성되며 상기 케이싱(7)은 고정되어 있다. 상기 커플링(6)으로 인해 링기어(3)는 좌우 위아래로 움직이며 회전은 못하게 된다. 즉, 회전하지 않고 요동 슬라이딩 운동한다.

이러한 동작을 위해 상기 제1기어(2)와 링기어(3)의 기어 이는 정확하게 맞추어 주어야 한다. 편심이 않되어 있으면 크기가 다르기 때문에 가운데 떠 있는 꼴이 되고 않쪽은 작고 바깥쪽은 크니까 중심에 몰려 있어 제1기어(2)와 링기어(3)가 치합된다.

예를 들면, 링기어(3)의 내경이 100mm이고, 제1기어(2)의 외경이 80mm이면, 편심이 않되면 아무데도 않 닿는데, 20mm만큼 편심되면 항상 기어 이가 치합된다. 상기 링기어(3)에 구비된 내접치차와 출력축(5)에 구비된 내접치차는 동일하고, 상기 제2기어(4)와 제1기어(2)가 동일하면 상기 출력축(5)은 회전하지 않고, 상기 링기어(3)에 구비된 내접치차와 출력축(5)에 구비된 내접치차, 그리고 제1기어(2)에 구비된 외접치차와 제2기어(4)에 구비된 외접치차의 잇수 변화에 의해 큰 감속비와 적은 감속비를 얻을 수 있다.

이와 같은 동작을 하기 위한 본 고안에 의한 기본 식은 다음과 같다.

1 - [제2기어(4)의 외접치차/출력축(5)의 내접치차 ×링기어(3)의 내접치차/제1기어(2)의 외접치차]이다.

따라서, 상기 출력축(5)의 내접치차와 제2기어(4)의 외접치차 및 링기어(3)의 내접치차와 제1기어(2)의 외접치차가 큰 치합율을 갖고 있으므로, 큰 토르크와 큰 감속비로 인해 타 감속기 보다 큰 용적률로 인해 소형화가 가능한 것으로, 위 기본 식에 의해 감속 비의 각 예를 설명한다.

예 1)

제1기어(2)의 잇수가 37이고, 링기어(3)의 잇수가 39이며,

제2기어(4)의 잇수가 37이고, 출력축(5)의 잇수가 40이면,

위 기본 식에 의해,

1-[37/40 ×39/37]

= 1-39/40 = +1/40이다.

예 2)

제1기어(2)의 잇수가 37이고, 링기어(3)의 잇수가 39이며,

제2기어(4)의 잇수가 39이고, 출력축(5)의 잇수가 39이면,

위 기본 식에 의해,

1-[37/39 ×39/37]

= 0이다.

예 3)

제1기어(2)의 잇수가 37이고, 링기어(3)의 잇수가 39이며,

제2기어(4)의 잇수가 38이고, 출력축(5)의 잇수가 40이면,

위 기본 식에 의해,

1-[38/40 ×37/39]

= -1/740이다.

위 예 들에서 알 수 있듯이, 본 고안에 의하면, 제2기어(4)와 출력축(5)이 2잇수 이상인 경우 간섭되어 움직이지 않는다.

상기 입력축(1)의 회전시 출력축(5)과 제2기어(4)의 잇수 차이로 인해 떠있는 기어의 모듈 만큼 편심량을 갖는다.

상기 제2기어(4)와 출력축(5)의 잇수 차이가 2일 경우에는 1잇수 모듈 만큼 편심을 가지며, 잇수 차이가 3인 경우 1.5 잇수 모듈 만큼 편심 차이가 난다.

이러한 결론은 제2기어(4)와 출력축(5)의 잇수 차이는 큰 감속비를 얻는 다는 것이며, 이로 인해 감속기를 소형화시킬 수 있는 큰 장점이 있다.

또한, 상기 제1,제2기어(2,4)와 링기어(3) 및 출력축(5)은 입력축에 편심되어야 링기어(3)와 제1기어(2) 및 출력축(5)과 제2기어(4)가 2개 차이 나게 되어야 한다.

이상 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안에 의하면, 간단한 구조에 의해 감속기의 크기를 소형화 할 수 있으면서도 큰 감속비를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 케이싱;

   편심부를 갖는 입력축;

   상기 편심부에 결합됨과 아울러 외접치차를 갖는 제1,제2기어들;

   상기 제1기어와 치합되는 내접치차를 갖으며 그 제1기어가 유성 회전 운동을 하도록 상기 제1기어의 외경보다는 크게 형성됨과 아울러 케이싱 내에서 요동운동을 하도록 케이싱의 내경보다는 작게 형성된 링기어;

   상기 제2기어와 치합되는 내접치차를 갖으며 그 제2기어가 유성 회전 운동을 하도록 상기 제2기어의 외경보다는 크게 형성됨과 아울러 입력축의 회전력을 상기 제2기어의 유성 회전 운동에 의해 증감하여 출력하는 출력축; 및

   상기 링기어와 케이스의 사이에 위치되게 설치됨과 아울러 미끄럼 운동과 요동 운동을 하면서 상기 링기어의 회전을 방지함과 동시에 그 링기어가 요동운동을 하도록 하는 커플링을 포함하는 것을 특징으로 하는 감속기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커플링은 그 양면에 제1돌출부와 제2돌출부가 서로 직교하는 방향으로 형성됨과 아울러 상기 제1돌출부가 결합되는 케이싱의 내면에는 수직홈이 형성되고 상기 제2돌출부가 결합되는 링기어의 일면에는 수평홈이 형성된 것을 특징으로 하는 감속기.