KR200342722Y1 - 원추형 기어를 이용한 무단 변속기 - Google Patents

원추형 기어를 이용한 무단 변속기 Download PDF

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KR200342722Y1 KR20-2003-0034926U KR20030034926U KR200342722Y1 KR 200342722 Y1 KR200342722 Y1 KR 200342722Y1 KR 20030034926 U KR20030034926 U KR 20030034926U KR 200342722 Y1 KR200342722 Y1 KR 200342722Y1
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Abstract

입력부 및 출력부의 원주속도를 이용하여 변속이 이루어지면서 유지보수가 원활하여 사용수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 정확한 동력비를 전달할 수 있어 정밀한 산업기계에도 사용할 수 있는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기가 개시되어 있다. 본 고안에 따른 변속기는 내부가 중공되고 상부가 개방된 바디를 갖는 하우징부; 바디의 내부 일측에 회전가능하게 배치되는 입력회전체와, 입력회전체를 회전시키는 입력원추기어가 장착된 입력샤프트를 갖는 입력부; 바디의 내부 타측에 회전가능하게 배치되는 출력회전체와, 출력회전체 회전력을 전달받으면서 입력원추기어와 대응하게 배치되는 출력원추기어가 장착된 출력샤프트를 갖는 출력부; 입력회전체 및 출력회전체 사이에 회전가능하게 배치되는 회전스플라인축과, 회전스플라인축에 장착되어 입력원추기어의 원주속도를 출력원추기어 측으로 전달하는 회전체를 갖는 연결부; 및 입력회전체 및 출력회전체 사이에 배치되는 변속축과, 변속축에 장착되어 변속축의 선회에 따라 이동됨과 아울러 회전체를 이동시켜 변속이 이루어지게 하는 이동플레이트를 갖는 변속부를 포함한다.

Description

원추형 기어를 이용한 무단 변속기{Non-stage transmission}
본 고안은 원추형 기어를 이용한 무단 변속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하우징부, 하우징부의 내부에 서로 대응하게 배치된 입력원추기어 및 출력원주기어를 갖는 입력부 및 출력부, 입력부의 원주속도를 출력부 측으로 전달하는 연결부 및 입력부와 출력부 사이에 배치되어 속도의 변화를 주는 변속부를 구비함으로써, 유지보수가 원활하여 사용수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 정확한 동력비를 전달할 수 있어 정밀한 산업기계에도 사용할 수 있는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기에 관한 것이다.
일반적으로, 변속기는 출력축(出力軸)의 회전속도 및 회전력(torque)을 바꾸는 장치이다. 이러한 변속기는 각종의 산업 현장에서 널리 사용되고, 예를 들면 용도에 따라 산업기계, 호이스트, 물품이송용 컨베이어, 윈치, 엘리베이터 및 에스컬레이터 등 매우 다양한 곳에서 사용되고 있는 실정이다.
그러나 전술한 무단 변속기들은 그 구조가 비교적 복잡하여 사용도중 고장 발생률이 매우 높을 뿐만 아니라 고장발생시 수리, 부수가 곤란한 문제점이 있었다. 또한 정확한 동력비의 출력을 얻기가 매우 어려울 뿐만 아니라 유지보수가 어려워 변속기의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 하우징부, 하우징부의 내부에 서로 대응하게 배치된 입력원추기어 및 출력원주기어를 갖는 입력부 및 출력부, 입력부의 원주속도를 출력부 측으로 전달하는 연결부 및 입력부와 출력부 사이에 배치되어 속도의 변화를 주는 변속부를 구비함으로써, 유지보수가 원활하여 사용수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 정확한 동력비를 전달할 수 있어 정밀한 산업기계에도 사용할 수 있는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기를 제공하는데 있다.
도 1은 본 고안에 따른 원추형 기어를 이용한 무단 변속기를 나타낸 정면도이며,
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라서 도시된 단면도이고,
도 3은 도 1의 선 B-B를 따라서 도시된 단면도이며, 그리고
도 4는 도 3에 도시된 변속레버의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100 : 원추형 기어를 이용한 무단 변속기 110 : 하우징부
112 : 바디 114 : 전면플레이트
116 : 배면플레이트 118 : 상부플레이트
120 : 속도표시장공 130 : 입력부
132 : 입력회전체 134 : 제 1 입력스퍼기어
136 : 제 2 입력스퍼기어 138 : 입력샤프트
140 : 입력원추기어 150 : 출력부
152 : 출력회전체 154 : 제 1 출력스퍼기어
156 : 제 2 출력스퍼기어 158 : 출력샤프트
160 : 출력원추기어 170 : 연결부
172 : 회전스플라인축 176 : 연결체
178 : 이동보스 179 : 이동스퍼기어
180 : 변속부 182 : 변속축
184 : 가이드레일 186 : 이동플레이트
상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위해서 본 고안은,
내부가 중공되고 상부가 개방된 바디와, 바디의 전면 및 배면에 장착되는 전면플레이트 및 배면플레이트와, 바디의 상부에 장착되는 상부플레이트를 갖는 하우징부;
바디의 내부 일측에 회전가능하게 배치되는 입력회전체와, 입력회전체를 회전시키는 입력원추기어가 장착된 입력샤프트를 갖는 입력부;
바디의 내부 타측에 회전가능하게 배치되는 출력회전체와, 출력회전체의 회전력을 전달받으면서 입력원추기어와 대응하게 배치되는 출력원추기어가 장착된 출력샤프트를 갖는 출력부;
입력회전체 및 출력회전체 사이에 회전가능하게 배치되는 회전스플라인축과, 회전스플라인축에 장착되어 입력원추기어의 원주속도를 출력원추기어 측으로 전달하는 회전체를 갖는 연결부; 및
입력회전체 및 출력회전체 사이에 배치되는 변속축과, 변속축에 장착되어 변속축의 선회에 따라 이동됨과 아울러 회전체를 이동시켜 변속이 이루어지게 하는 이동플레이트를 갖는 변속부를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 하우징부, 하우징부의 내부에 서로 대응하게 배치된 입력원추기어 및 출력원주기어를 갖는 입력부 및 출력부, 입력부의 원주속도를 출력부 측으로 전달하는 연결부 및 입력부와 출력부 사이에 배치되어 속도의 변화를 주는 변속부를 구비함으로써, 유지보수가 원활하여 사용수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 정확한 동력비를 전달할 수 있어 정밀한 산업기계에도 사용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 원추형 기어를 이용한 무단 변속기에 대해 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 원추형 기어를 이용한 무단 변속기를 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라서 도시된 단면도이며, 그리고 도 3은 도 1의 선 B-B를 따라서 도시된 단면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 고안에 따른 원추형 기어를 이용한 무단 변속기(100)는 하우징부(110), 입력부(130), 출력부(150), 연결부(170) 및 변속부(180)를 구비한다.
먼저, 하우징부(110)는 내부가 중공되고 상부가 개방된 함체 형상의 바디(112)와, 바디(112)의 전면 및 배면을 덮는 전면플레이트(114)와 배면플레이트(116) 및 바디(112)의 상부를 덮는 상부플레이트(118)를 구비한다. 이때, 상부플레이트(118)의 중앙부분에는 속도표시장공(120)이 상부플레이트(118)의 전면에서부터 배면 측으로 형성된다. 바람직하게는 속도표시장공(120)의 일측에는 속도를 확인할 수 있는 눈금이 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 바디(112)에는 입력부(130), 출력부(150), 연결부(170) 및 변속부(180)가 배치된다.
입력부(130)는 바디(112)의 내부 일측에 회전가능하게 배치되는 입력회전체(132)와, 소정의 경사를 가지며 배치되면서 외부의 회전력을 전달받아 입력회전체(132)를 구동시키는 입력샤프트(138)를 구비한다. 입력회전체(132)는 내부가 중공된 원통형상을 가진다. 이러한 입력회전체(132)의 내주면 및 외주면 상에는 제 1 입력스퍼기어(134)와 제 2 입력스퍼기어(136)가 형성된다. 이때, 입력회전체(132)의 양단은 바디(112)의 전면 및 배면에 회전가능하게 장착된다. 한편, 입력샤프트(138)는 전면플레이트(114)와 소정의 경사를 이루며 관통함과 아울러 마찬가지로 입력회전체(132)의 내부를 경사지게 관통하여 연장부가 배면플레이트(116) 상에 회전가능하게 장착된다. 이때, 입력회전체(132)의 내부에 지나는 입력사프트(138)의 원주면 상에는 제 1 입력스퍼기어(134)와 맞물려 회전력을 전달하는 입력원추기어(140)가 일체로 형성된다. 바람직하게는 입력원추기어(140)는 바디(112)의 전면에서부터 바디(112)의 배면 측으로 방사상 좁아지게 연장됨과 아울러 제 1 입력스퍼기어(134)의 기어 이(gear tooth)와 정확히 맞물릴 수 있도록 입력원추기어(140)의 기어 이(gear tooth)는 바디(112)의 전면에서부터 바디(112)의 배면 측으로 방사상 좁아지게 형성된다.
출력부(150)는 바디(112)의 내부 타측에 회전가능하게 배치되면서 입력회전체(132)의 회전력을 전달받는 출력회전체(152)와, 소정의 경사를 가지며 배치되면서 출력회전체(152)의 회전력을 전달받아 회전하는 출력샤프트(158)를 구비한다. 출력회전체(152)는 입력회전체(132)와 내부가 중공된 원통형상을 가진다. 이러한 출력회전체(152)의 내주면 및 외주면 상에는 제 1 출력스퍼기어(154)와 제 2 출력스퍼기어(156)가 형성된다. 이때, 출력회전체(152)는 입력회전체(132)와 이격되게 배치되면서 양단은 바디(112)의 전면 및 배면에 회전가능하게 장착된다. 한편, 출력샤프트(158)는 배면플레이트(116)와 소정의 경사를 이루며 관통함과 아울러 마찬가지로 출력회전체(152)의 내부를 경사지게 관통하여 연장부가 전면플레이트(114) 상에 회전가능하게 장착된다. 이때, 출력회전체(152)의 내부에 지나는 출력사프트(158)의 원주면 상에는 제 1 출력스퍼기어(154)와 맞물려 회전력을 전달하는 출력원추기어(160)가 일체로 형성된다. 바람직하게는 출력원추기어(160)는 바디(112)의 전면에서부터 바디(112)의 배면 측으로 방사상 넓어지게 연장됨과 아울러 제 1 출력스퍼기어(154)의 기어 이(gear tooth)와 정확히 맞물릴 수 있도록 출력원추기어(160)의 기어 이(gear tooth)는 바디(112)의 전면에서부터 바디(112)의 배면 측으로 방사상 넓어지게 형성된다. 이와 같이 형성된 입력부(130) 및 출력부(150) 사이에는 연결부(170)가 배치된다.
연결부(170)는 입력회전체(132) 및 출력회전체(152) 사이에 배치되는 회전스플라인축(172)과, 회전스플라인축(172)에 이동가능하게 배치되는 연결체(176)를 구비한다. 회전스플라인축(172)의 일단 및 타단은 바디(112)의 전면 및 배면에 회전가능하게 장착된다. 이러한 회전스플라인축(172)의 원주면 상에는 통상의 제 1 스플라인홈(174)이 형성된다. 한편, 연결체(176)는 회전스플라인축(172)에 끼워지면서 내주면 상에는 제 1 스플라인홈(174)에 대응하는 제 2 스플라인홈(180)이 형성된 원통형상의 이동보스(178)를 구비하며, 이동보스(178)의 양측에는 제 2 입력스퍼기어(136) 및 제 2 출력스퍼기어(156)와 맞물려 회전하는 이동스퍼기어(179)가 일체로 형성된다.
한편, 변속부(180)는 회전스플라인축(172)의 상부에 배치되는 변속축(182)과, 변속축(182)의 상부에 배치되는 가이드레일(184) 및 변속축(182), 가이드레일(184)을 따라 이동하면서 이동스퍼기어(179)를 이동시키는 이동플레이트(186)를 구비한다. 변속축(182)은 타단이 바디(112)의 배면 상에 회전가능하게 고정되고 일단은 바디(112)의 전면 및 전면플레이트(114)를 지나 외부로 연장된다. 이때, 변속축(182)의 외주면 상에는 이동수나사(188)가 형성되고 외부로 연장된 변속축(182)을 수동으로 회전시킬 수 있는 핸들(190)이 장착된다. 한편, 이동플레이트(186)는 수직한 판 형상을 갖는다. 이러한 이동플레이트(186)의 상부에 인접하게는 가이드레일(184)이 끼워지는 제 1 이동공(192)이 형성되고, 제 1 이동공(192)의 하부에는 변속축(182)에 끼워지면서 내주면 상에 이동수나사(188)에 대응하는 이동암나사(194)가 형성된 제 2 이동공(196)이 형성된다. 이때, 이동플레이트(186)의 하부면 양측에는 이동보스(178)의 방사상 상부 측으로 연장되어 각각의이동스퍼기어(179) 사이에 배치되는 걸림돌기(198)가 형성되고, 이동플레이트(186)의 상부면 상에는 속도표시장공(120)을 관통하여 외부로 연장되는 인디케이터(199)가 배치된다.
바람직하게는, 바디(112)의 전면 외부로 노출된 변속축(182)에는 변속축(182)을 자동으로 회전시키기 위해서 제 1 베벨기어(210)가 장착될 수 있으며, 제 1 베벨기어(210)는 제 1 베벨기어(210)와 맞물리는 제 2 베벨기어(220)가 장착된 전동모터(230)와 연결될 수 있다(도 4참조).
전술한 바와 같이 형성된 원추형 기어를 이용한 무단 변속기(100)의 작동 상태를 간략하게 설명한다.
먼저, 핸드(190)를 조작하여 이동플레이트(186)를 바디(112)의 배면플레이트(116) 측으로 이동시키면, 이동플레이트(186)는 이동스퍼기어(179)를 바디(112)의 배면플레이트(116) 측으로 이동시킨다. 이와 같은 상태 하에서 입력샤프트(138)에 회전력이 전달되면, 입력원추기어(140) 및 입력회전체(132)는 회전하게 되고, 입력회전체(132)와 맞물려 있는 이동스퍼기어(179) 역시 회전하게 되면, 이동스퍼기어(179)가 회전함에 따라서 출력회전체(152), 출력원추기어(160) 및 출력샤프트(158)는 회전하게 된다. 이때, 이동스퍼기어(179)는 직경이 작은 입력원추기어(140) 측에 배치됨에 따라 입력원추기어(140)의 빠른 원주속도를 전달받게됨과 아울러 직경이 큰 출력원추기어(160) 측에 배치됨에 따라 출력샤프트(158)를 느리게 회전시킨다. 반대로 출력샤프트(158)의 회전속도를 빠르게 변속하기 위해서는 이동플레이트(186) 및 이동스퍼기어(179)를 바디(112)의 전면플레이트(114) 측으로이송시켜면, 이동스퍼기어(179)는 직경이 큰 입력원추기어(140) 측에 배치됨에 따라 입력원추기어(140)의 느린 원주속도를 전달받게됨과 아울러 직경이 작은 출력원추기어(160) 측에 배치됨에 따라 축력샤프트(158)는 빠르게 회전하게 된다. 또한 출력샤프트(158)에는 별도의 축이음부재 들을 이용하여 다수의 축들을 회전가능하게 연결할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 고안에 따른 원추형 기어를 이용한 무단 변속기(100)는 서로 대응 배치된 입력원추기어(140) 및 출력원추기어(160)의 원주속도비를 이용함과 아울러 기어로 이루어진 입력회전체(132) 및 출력회전체(152)를 사용함으로써, 종래 벨트로 이루어진 변속기에서의 미끄러짐 현상을 해결할 수 있고 벨트의 교체에 따른 번거로움 및 경제적인 부담을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수가 원활하여 사용수명을 연장할 수 있는 잇점이 있다.
또한, 변속축(182)에 제 1 베벨기어(210)를 장착하고, 제 1 베벨기어(210)와 맞물리는 제 2 베벨기어(220)가 장착된 전동모터(230)가 배치하여 자동으로 변속부(180)을 작동시킬 수 있다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 내부가 중공되고 상부가 개방된 바디와, 상기 바디의 전면 및 배면에 장착되는 전면플레이트 및 배면플레이트와, 상기 바디의 상부에 장착되는 상부플레이트를 갖는 하우징부;
    상기 바디의 내부 일측에 회전가능하게 배치되는 입력회전체와, 상기 입력회전체를 회전시키는 입력원추기어가 장착된 입력샤프트를 갖는 입력부;
    상기 바디의 내부 타측에 회전가능하게 배치되는 출력회전체와, 상기 출력회전체의 회전력을 전달받으면서 상기 입력원추기어와 대응하게 배치되는 출력원추기어가 장착된 출력샤프트를 갖는 출력부;
    상기 입력회전체 및 상기 출력회전체 사이에 회전가능하게 배치되는 회전스플라인축과, 상기 회전스플라인축에 장착되어 상기 입력원추기어의 원주속도를 상기 출력원추기어 측으로 전달하는 회전체를 갖는 연결부; 및
    상기 입력회전체 및 상기 출력회전체 사이에 배치되는 변속축과, 상기 변속축에 장착되어 상기 변속축의 선회에 따라 이동됨과 아울러 상기 회전체를 이동시켜 변속이 이루어지게 하는 이동플레이트를 갖는 변속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 입력회전체는 원통형상을 가지면서 양단이 상기 바디의 전면 및 배면 상에 회전가능하게 장착됨과 아울러 내주면 및 외주면 상에는제 1 입력스퍼기어 및 제 2 입력스퍼기어가 형성되고, 상기 입력샤프트는 상기 전면플레이트와 소정의 경사를 이루며 관통함과 아울러 마찬가지로 상기 입력회전체의 내부를 경사지게 관통하여 연장부가 상기 배면플레이트 상에 회전가능하게 장착됨과 아울러 상기 입력회전체의 내부를 지나는 상기 입력사프트의 원주면 상에는 상기 제 1 입력스퍼기어와 맞물려 회전력을 전달하는 입력원추기어가 상기 바디의 전면에서부터 상기 바디의 배면 측으로 방사상 좁아지게 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 입력원추기어는 상기 제 1 입력스퍼기어의 기어 이와 정확히 맞물릴 수 있도록 상기 입력원추기어의 기어 이는 상기 바디의 전면에서부터 상기 바디의 배면 측으로 방사상 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 출력회전체는 원통형상을 가지면서 양단이 상기 바디의 전면 및 배면 상에 회전가능하게 장착됨과 아울러 내주면 및 외주면 상에는 제 1 출력스퍼기어 및 제 2 출력스퍼기어가 형성되거, 상기 출력샤프트는 상기 배면플레이트와 소정의 경사를 이루며 관통함과 아울러 마찬가지로 상기 출력회전체의 내부를 경사지게 관통하여 연장부가 상기 전면플레이트 상에 회전가능하게 장착됨과 아울러 상기 출력회전체의 내부를 지나는 상기 출력샤프트의 원주면 상에는 상기 제 1 출력스퍼기어와 맞물려 회전력을 전달받는 출력원추기어가 상기 바디의배면에서 상기 바디의 전면 측으로 방사상 좁아지게 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 출력원추기어는 상기 제 1 출력스퍼기어의 기어 이와 정확히 맞물릴 수 있도록 상기 출력원추기어의 기어 이는 상기 바디의 배면에서부터 상기 바디의 전면측으로 방사상 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 회전스플라인축은 일단 및 타단이 바디의 전면 및 배면에 회전가능하게 장착되고 원주면 상에 통상의 제 1 스플라인홈이 형성되고, 상기 회전체는 상기 회전스플라인축에 끼워질 수 있도록 내주면 상에 제 1 스플라인홈에 대응하는 제 2 스플라인홈이 형성된 이동보스를 구비하며 이동보스의 양측에는 상기 제 2 입력스퍼기어와 상기 제 2 출력스퍼기어에 맞물리는 이동스퍼기어가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 변속축은 상기 회전스플라인축의 상부에 배치되면서 외주면 상에는 이동수나사가 형성됨과 아울러 일단은 상기 바디의 배면상에 회전가능하게 장착되고 타단은 상기 바디의 전면 및 전면플레이트를 관통하여 외부로 연장되고, 상기 변속축의 상부에는 일단 및 타단이 상기 바디의 전면 및 배면상에 장착되는 가이드레일이 배치되며, 상기 이동플레이트는 상부 인접하게에는 상기 가이드레일이 끼워지는 제 1 이동공이 형성되고 상기 제 1 이동공의 하부에는 상기 변속축에 끼워지면서 내주면 상에는 상기 이동수나사에 대응하는 이동암나사가 형성된 제 2 이동공이 형성되고 하부 양측에는 상기 이동보스의 방사상 상부측 연장되어 각각의 상기 이동스퍼기어 사이에 배치되어 상기 회전체를 이동시키는 걸림돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 상부플레이트의 중앙부분에는 속도표시장공이 상기 상부플레이트의 전면에서부터 배면 측으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 이동플레이트의 상부면 상에는 상기 속도표시장공을 관통하여 외부로 연장되는 인디케이터가 배치되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 전면플레이트의 외부로 노출된 상기 변속축에는 상기 변속축을 수동으로 회전시킬 수 있는 핸들이 장착되는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 변속축에는 상기 변속축을 자동으로 회전시키기 위해서 제 1 베벨기어가 장착될 수 있으며 상기 제 1 베벨기어는 상기 제 1 베벨기어와 맞물리는 제 2 베벨기어가 장착된 전동모터와 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 원추형 기어를 이용한 무단 변속기.
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