KR20040057994A - 트랜스퍼 크레인용 감속기 - Google Patents

Abstract

기술적으로 더욱 합리적인 측면을 가지며, 또한 제품체계의 충실화가 용이하고, 더욱 저(低)코스트화, 납기의 단축화를 도모할 수 있는 트랜스퍼 크레인용 감속기를 얻는다.

컨테이너 등을 하역(荷役)하는 트랜스퍼 크레인을 구동하기 위하여 이용되는 트랜스퍼 크레인용 감속기(G)에 있어서, 모터(M)측으로부터 입력되는 회전동력에 의하여 회전하는 하이포이드 피니언(108)과, 이 하이포이드 피니언(108)과 맞물리는 하이포이드 기어(110)를 구비한다. 후단(後段)에는, 1단(段)의 평행축 기어세트(113)가 연결된다.

Description

트랜스퍼 크레인용 감속기{Reducer for transfer crane}

트랜스퍼 크레인은, 일반적으로, 항만의 컨테이너 야드(container yard) 등에 있어서 컨테이너 등의 반송ㆍ적하를 행하기 위하여 사용되고, 정격하중은 30ton에서 60ton 정도이다. 트랜스퍼 크레인에는, 레일 마운트식과 고무 타이어식의 두 가지 타입이 알려져 있다. 레일 마운트식 트랜스퍼 크레인은, 강제(鋼製) 차륜을 구비하여, 정하여진 레일 위를 주행한다. 고무 타이어식 트랜스퍼 크레인은, 고무타이어를 구비하고, 무(無)궤도 노면을 자유롭게 주행한다(예컨대, 일본국 특허공개 평11-079409호 공보 참조).

트랜스퍼 크레인은, 옥외에서 사용되고, 중량이 있으며, 또한 크레인 전체(트랜스퍼 크레인 자체)가 움직이는 「자주식(自走式)」이기 때문에, 일반적으로는 디젤 엔진을 탑재하여 발전기를 돌려서, 구동원(모터)의 전력을 얻고 있다.

도 6은 트랜스퍼 크레인의 주행구동장치의 일부를 나타낸 정면도이고, 도면의 우측에 위치하는 차륜(10A)이 구동륜, 좌측에 위치하는 차륜(10B)이 종동륜(從動輪)이다. 도 7에, 모식적으로 나타낸 바와 같이, 트랜스퍼 크레인의 저부에 있어서는, 이와 같은 구동 및 종동(從動)의 조합에 관련되는 한 쌍의 차륜(10A, 10B)을 구비한 구동계가 직사각형 대각(對角)의 정점(頂点) 상당위치에 일계통 더 구비되어 있으며, 다른 대각의 정점 상당위치에는, 단순히 종동만 하는 한 쌍의 종차륜(從車輪)(10B, 10B)이 각각 배치 구비되어 있다.

도 6으로 돌아와서, 모터(12)는, 커플링(14)을 통하여 감속기(16)와 연결되어 있다. 트랜스퍼 크레인용 감속기(16)는, 설치공간상의 문제로, 일반적으로는 구동륜(10A)의 비스듬하게 상부에 장착된다. 또한, 감속기(16)를 장착했을 때의 모터축(구동축)(12A)의 축심 방향과 차륜(10A)의 차축(10C)의 축심 방향의 관계에서, 이 감속기(16)에는 직교형이 요구된다. 이로 인하여, 트랜스퍼 크레인용감속기(16)에는, 통상적으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 초단(初段)에 베벨 피니언(30) 및 베벨 기어(32)로 이루어지는 베벨 기어세트(34)가 탑재되어 있다. 직교를 실현하기 위하여, 베벨 기어세트(34)가 탑재되어 있는 것은, 주로 코스트 및 전달효율상, 베벨 기어세트(34)가 가장 타당하다고 생각되었기 때문이라고 추측된다.

베벨 기어세트(34)에 의한 1단의 감속만으로는 트랜스퍼 크레인의 구동에 필요한 감속비를 얻을 수 없기 때문에, 이 베벨 기어세트(34)의 후단에 2단의 평행축 기어세트(36, 38)가 연결되어, 베벨 기어세트(34)를 포함하여 모두 3단의 감속기구를 통하여 출력축(40)이 구동되는 구성으로 되어 있다.

다시 도 6을 참조하여, 이 감속기(16)의 출력축(40)에는 스프로킷(sprocket; 42)이 설치되어 있다. 또한, 차륜(10A)의 차축(10C)에도 스프로킷(44)이 설치되어 있고, 양 스프로킷(42, 44)이 체인(46)을 통하여 서로 연결되어 있다.

모터(12)의 회전은, 베벨 기어세트(34), 2단의 평행축 기어세트(36, 38) 및 체인(46)의 각 감속기구에 의하여 감속되어서 차축(10C)에 전달되고, 이 차축(10C)의 회전에 의하여 차륜(10A)이 회전한다.

직교를 실현하기 위한 감속기구를 「단일물(單體)」로 본 경우에는, 베벨 기어세트는, 확실히 저렴하며, 또한 효율도 높다. 더욱이, 베벨 기어세트는, 비교적 운전소음이 크다는 단점이 있지만, 이 단점은 트랜스퍼 크레인의 사용환경에 있어서는, 그다지 큰 단점이 되지는 않는다.

이 때문에, 종래, 트랜스퍼 크레인용 감속기에 있어서 직교를 실현하기 위한 감속기구로서는, 당연히 베벨 기어세트가 이용되고, 그 이외의 감속기구가 채용되는 경우는 없었다.

그러나, 발명자가 트랜스퍼 크레인에 사용되는 감속기에 대하여, 감속기를 납입하는 제조회사의 입장, 및 유저의 입장에서, 기술적으로 더욱 깊이 검토한 결과, 종래 당연히 이용되어 온 베벨 기어세트는, 반드시 최량의 결과를 가져오는 것이 아니라는 것이 판명되었다.

본 발명은, 이 지견에 기하여 이루어진 것으로서, 기술적으로 더욱 합리적인 측면을 가지고, 또한 제품체계의 충실화가 용이하며, 더욱 저(低)코스트화, 납기의 단축화를 도모할 수 있는 트랜스퍼 크레인용 감속기를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관련되는 트랜스퍼 크레인용 감속기가 모터와 연결되어 있는 구성을 나타낸 단면도,

도 2는, 도 1의 화살표 Ⅱ방향에서 본 도면,

도 3은, 도 1의 이음 축 부근의 요부확대 단면도,

도 4는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련되는 트랜스퍼 크레인용 감속기가 모터와 연결되어 있는 구성을 대략 나타낸 정단면도,

도 5는, 윤활유의 봉입(封入)태양을 설명하기 위한 대략 단면도,

도 6은, 종래의 트랜스퍼 크레인용 구동장치의 차륜 부근의 구성을 나타낸 요부 정면도,

도 7은, 트랜스퍼 크레인의 차륜의 배치구성을 모식적으로 나타낸 평면도,

도 8은, 종래의 트랜스퍼 크레인용 감속기의 단면도이다.

본 발명은, 컨테이너 등을 하역(荷役)하는 트랜스퍼 크레인을 구동하기 위하여 이용되는 트랜스퍼 크레인용 감속기에 있어서, 구동원측으로부터 입력되는 회전동력에 의하여 회전하는 하이포이드 피니언 및 이 하이포이드 피니언과 맞물리는 하이포이드 기어를 가지는 하이포이드 기어세트를 구비하고, 이 하이포이드 기어세트의 후단(後段)에 1단(段)의 평행축 기어세트를 연결하고, 이 평행축 기어세트의 감속축을 이 감속기의 출력축으로 함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명에서는, 감속기의 직교를 실현하는 감속기구로서, 굳이 하이포이드 기어세트를 채용하였다. 그 이유는 이하와 같다.

제1의 이유는, 제품체계(시리즈)로서의 전체 코스트를 내릴 수 있고, 결과적으로, 감속기 1대당 제조코스트를 저감하여, 납기를 단축할 수 있기 때문이다.

상술한 바와 같이, 직교를 실현하기 위한 감속기구를 「단일물」로 본 경우에는, 베벨 기어세트는, 확실히 저렴하며, 또한 효율도 높다.

그러나, 베벨 기어세트의 경우, 선택할 수 있는 감속비의 절대치가 작기 때문에, 트랜스퍼 크레인의 용도에 있어서 필요하게 되는 감속비(10∼40, 일반적으로는 14∼32)를 확보하려면, 이 베벨 기어세트에 대하여 2단의 평행축 기어세트를 연결한 3단형 감속기가 필요하게 되어 버린다. 또한, 선택할 수 있는 감속비의 폭도 작기 때문에, 제품체계로서 망라ㆍ확보하려는 토탈 감속비의 폭에 따라서는, 더욱 2단형 감속기가 필요하게 되는 경우도 있다.

3단형 감속기는, 크기, 중량의 어느 면에 있어서도 상당히 큰 것이 되어 버려서, 코스트증가에 직결된다. 또한, 2단형 및 3단형의 쌍방에 있어서, 별도 제품군을 갖추기에는, 케이싱을 포함하여, 많은 부재에 대하여 별도의 설계를 하지 않으면 안되어, 전체적인 코스트는 더욱 상승하여 버린다. 이 때문에, (비록 단일물로서는 저렴한 베벨 기어세트를 채용하였다 하더라도) 트랜스퍼 크레인용 (정격 토크가 6kNm보다도 큰 것 같은) 감속기에 적용하는 경우, 그 1대당 코스트는 반드시 저감될 수 있는 것은 아니다.

이에 반하여, 하이포이드 기어세트는, 감속비의 조정폭이 넓고, 1단에서 큰 감속비를 얻을 수 있으며, 이로 인하여, 트랜스퍼 크레인의 구동용으로서 요구되는 대부분의 감속비를 얻음에 있어서, 이 감속기의 감속단수를 하이포이드 기어세트와평행축 기어세트의 합계 2단으로 끝낼 수 있다.

이로써, 설계의 부하가 거의 반감(半減)할 뿐만 아니라, 시리즈 전체의 부품개수를 감소시킬 수 있고, 특히 감속기 케이스, 회전축, 각종 기어 등의 대형부품의 공용화를 촉진할 수 있다. 이 때문에, 재고부담을 경감할 수 있으며, 결과적으로 감속기 1대당 코스트를 저감할 수 있다.

제2의 이유는, 3단을 2단으로 끝낼 수 있는 것에 기인하여, 감속기의 경량화, 소형화를 도모할 수 있는 것이다.

그리고, 동일 2단형끼리의 비교에서도, 하이포이드 기어세트를 이용한 감속기는, 베벨 기어세트를 이용한 감속기에 비하여, 하이포이드 피니언의 축심과 하이포이드 기어의 축심이 교차하지 않으므로, 역시 피니언축방향을 소형화할 수 있다.

감속기의 소형화는, 설치공간상의 제약이 강한 트랜스퍼 크레인용도의 감속기로서 큰 장점이 된다. 또한, 동일한 외형의 경우, 더욱 용량이 큰 감속기를 사용할 수 있는 것을 의미하고, 이 감속기의 내구성의 향상에 기여시키는 것과 같은 설계로 할 수도 있다.

제3의 이유는, 하이포이드 기어세트가 가지는 역전방지 기능이 트랜스퍼 크레인의 용도에 있어서 유효하게 기능한다고 하는 것이다.

하이포이드 기어세트에 있어서의 「역전방지 기능」은, 베벨 기어세트에 있어서의 그것보다도 높다. 여기서 말하는 「역전방지 기능」이라는 것은, 부하측(차륜측)으로부터 감속기의 출력축을 통하여 가해진 반력 혹은 관성력에 의하여, 감속기의 입력축측(모터측)이 회전되는 것을 저지하는 기능을 말하는 것이다.

종래의 베벨 기어세트에는, 이 역전방지 기능이 거의 없기 때문에, 트랜스퍼 크레인이 감속할 때에, 차륜측의 관성력에 의하여 감속기의 출력축이 회전되면, 그 회전동력은 이 감속기의 입력축을 통하여 모터측에까지 거의 그대로 전달되었다. 이로 인하여, 트랜스퍼 크레인의 제동 부하는, 오로지 모터에 부설된 제동기구만의 부담이 되어, 이 제동기구에는 상응하는 강도대책 및 방열대책이 필요하게 되었다.

이에 반하여, 하이포이드 기어세트에는 보다 높은 「역전방지 기능」이 있기 때문에, 가령 차륜측의 관성력에 의하여 감속기의 출력축이 회전되었다고 하더라도, 그 회전동력의 일부를 하이포이드 기어세트의 부분으로 받아서, 이것이 모터측에까지 도달하는 비율을 감소시킬 수 있다.

이 결과, 모터측에 부설하는 제동기구의 강도대책, 혹은 방열대책을 보다 완화할 수 있고, 또한 종래와 동일한 정도의 성능을 가지는 제동기구를 부설한 경우에는, 보다 확실하고 또한 안정된 제동효과를 얻을 수 있어서, 내구성을 향상시킬 수 있다.

제4의 이유는, 이 제3의 이유에 관련되며, 본 발명에 관련되는 감속기가 탑재된 트랜스퍼 크레인에서는, 감속시에 적당한 정도의 (약한) 엔진 브레이크와 유사한 감속 촉진력이 걸리므로, 서행시 등에 있어서 액셀 워크(동작)만에 의한 가감속이 하기 쉽게 된다는 것이다. 즉, 주행의 대부분을 차지하는 저속주행시에 있어서, 빈번하게 액셀조작과 브레이크조작을 되풀이하지 않아도 되게 되어서, 오퍼레이터의 운전조작성이 향상한다.

그밖에(제5의 이유로서), 하이포이드 기어세트의 특성상, 사용환경에 있어서베벨 기어세트를 사용한 경우에 비하여, 운전소음의 저감도 기대할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 있어서는, 트랜스퍼 크레인용 감속기에 있어서, 그 직교를 실현하기 위한 감속기구로서, 굳이 하이포이드 기어세트를 채용하고, 또한 감속기 전체를 2단형으로 하도록 하였기 때문에, 종래의 베벨세트를 채용한 감속기(혹은 감속기 시리즈)에서는 얻을 수 없는 많은 이점을 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명의 구체적인 변형으로서, 예컨대, 상기 하이포이드 피니언을, 상기 하이포이드 기어와 맞물리는 헤드부와 이 헤드부 이외의 통부(筒部)를 가지는 구성으로 함과 동시에, 또한, 한쪽 단면(端面)에 상기 구동원의 구동축이 삽입가능하게 된 제1오목부를, 다른쪽 단면에 상기 하이포이드 피니언의 통부가 삽입가능하게 된 제2오목부를, 각각 동축(同軸)으로 가지는 이음 축을 구비하고, 상기 이음 축을, 베어링을 통하여 케이싱에 수용하고, 이 이음 축을 수용한 케이싱을 통하여 해당 감속기를 구동원측의 케이싱에 연결가능하게 한 구성을 생각할 수 있다.

이 경우, 이 이음 축을 수용한 케이싱은, 감속기 본체의 케이싱과 일체로 하여도 좋고, 별도로 하여도 좋다.

트랜스퍼 크레인의 구동장치의 분야에 있어서는, 일반적으로 구동원(모터)과 감속기의 납품은 따로따로 되는 경우가 많다. 즉, 「이미 장착되어 있는 (혹은 장착할 것으로 정해져 있는) 모터에 합치하도록, 감속기를 장착한다」라는 요청이 적지 않다.

이 때문에, 종래는, 도 6을 이용하여 이미 설명한 바와 같이, 커플링을 통하여 감속기를 모터에 장착하는 방법이 일반적으로 채용되었다. 그러나, 이 장착방법은, 모터 및 감속기 전체의 축방향길이가 길어져서, 장착공간 증대의 원인이 되고 있었다.

상술한 바와 같은 구조의 이음 축을 구비하고, 이 이음 축을 통하여 모터와 감속기를 연결하도록 하면, 모터 및 감속기 전체의 축방향길이를 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 이음 축의 제2오목부의 깊이(축방향길이)나 내경의 변경에 의하여, 다종다양한 하이포이드 피니언을 용이하게 설치ㆍ지지할 수 있으며, 또한 그 헤드부의 축방향위치를 임의로 규정할 수 있다.

또한, 이 구성과, 스페이서를 이용하여 하이포이드 기어를 중간축의 축방향의 임의 위치에 장착하는 구성을 조합함으로써, 임의의 하이포이드 피니언과 임의의 하이포이드 기어의 조합을, 지장없이 동일한 케이싱에 설치할 수 있도록 되어, 감속비를 용이하게 조정할 수 있다.

또한, 이음 축의 제1요부의 깊이(축방향길이)나 내경(內徑)의 변경에 의하여, 다양한 모터에 대하여, 감속기를 합치시키도록 하여 장착할 수 있게 되어서, 설치공간의 감소를 도모하면서, 감속기 자체의 모터에 대한 적응성을 증대할 수 있다.

이음 축을 배치하는 것에 따른 장점에 대해서는, 후에 상술한다.

그리고, 트랜스퍼 크레인용 감속기로서 기능할 수 있는 정격 토크는 일반적으로는 6kNm 이상이고, 감속비는, 14∼32 정도이다. 이 정도의 범위이면, 본 발명에 관련되는 하이포이드 기어세트를 이용한 2단형 감속기로 충분히 대응할 수 있다.

<실시예>

이하, 도면에 기하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.

이 실시형태에 있어서의, 모터∼감속기∼체인∼차축에 이르는 기본적인 동력전달구성은, 이미 설명한 종래의 구성과 거의 마찬가지이므로, 중복설명은 생략하는 것으로 하고, 여기서는, 트랜스퍼 크레인용 감속기 주변의 구성을 중심으로 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는, 모터(구동원)(M) 및 감속기(G) 부근의 구성을 나타내고 있다. 도 3은 도 1의 요부확대도이다.

모터(M)는, 그 모터축(102)의 반(反)부하측에 인버터장치(104), 브레이크장치(제동기구)(106)를 구비하여, 오퍼레이터의 조작에 의하여, 언제라도 주행 중 최적인 가속ㆍ제동제어가 가능한 구성으로 되어 있다.

브레이크장치(106)는, 엔진정지시를 포함하는 비운전시에 있어서 제동력이 최대한으로 작용하여 정지시의 기계적인 록(Lock)이 가능하게 되어 있고, 주행시에 오퍼레이터의 가속ㆍ제동조작 등에 따라서 이 제동의 정도가 적절하게 조정되도록 되어 있다.

이 브레이크장치(106)는, 후술하는 바와 같이, 감속기 내의 하이포이드 기어세트의 역전방지 기능이, 종래의 베벨 기어세트의 그것보다도 높다는 점으로 인하여, 그 용량이 종래보다 저감되어 있다. 그리고, 용량을 종래의 상태로 한 경우에는, 더욱 확실한 제동효과를 얻을 수 있다.

모터(M)는, 이음 축 기구(J)를 통하여, 감속기(G)측과 연결되어 있다.

감속기(G)는, 그 초단(初段)감속기구로서, 하이포이드 피니언(108) 및 하이포이드 기어(110)를 구비한 하이포이드 기어세트(112)를 구비하고, 더욱이, 그 후단에, 또 1단의 평행축 기어세트(113)를 구비한다. 트랜스퍼 크레인용도의 감속기이므로, 이 감속기(G)의 정격 토크는 6kNm보다도 크고(일반적으로는 9kNm보다 크고), 구체적으로는 10kNm 부근으로 설정된다. 정격 토크가 크다는 것이, 트랜스퍼 크레인용도의 감속기(G)의 특징이다. 그리고, 본 발명에 있어서는 트랜스퍼 크레인용 감속기의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 16kNm 정도까지(많게는 12kNm 정도까지)의 범위인 것이 사용된다.

이하 보다 구체적으로 설명한다.

이음 축 기구(J)는, 이음 축(114)을 구비한다. 이 이음 축(114)에는 제1오목부(116)와 제2오목부(118)가 그 축방향 양단면측으로부터 축방향 중앙측을 향하여 각각 동축으로 형성되어 있다. 모터축(102)은 제1오목부(116)에 삽입되고, 키(120)를 통하여 이음 축(114)과 회전방향으로 일체화되어 있다.

한편, 하이포이드 기어세트(112)의 하이포이드 피니언(108)은, 오프셋량(E)을 가지고 하이포이드 기어(110)와 맞물리는 헤드부(108A)와, 이 헤드부(108A)와 동축으로 또한 단차(段差)를 가지고서 원통모양으로 형성된 원통부(통부)(108B)를 구비한다. 이 통부(108B)에는 그 외주에 널링(knurling)가공이 실시되어 있으며, 상기 이음 축(114)의 제2오목부(118)에 삽입ㆍ압착됨으로써, 이 이음 축(114)과 회전방향으로 일체화되어 있다.

이음 축(114)의 제2오목부(118)의 저부(底部)(118A)는, 하이포이드피니언(108)의 단부(端部)(108C)가 맞닿음으로써 이 하이포이드 피니언(108)의 이음 축(114)에 대한 축방향위치가 결정되는 기준벽(基準壁)부를 구성하고 있다.

그리고, 도시되어 있지 않지만, 제1오목부측으로부터 이음 축(114)의 이 기준벽부(118A)를 관통하여 하이포이드 피니언(108)의 축심부에 볼트 등을 나사결합하도록 하면, 하이포이드 피니언(108)과 이음 축(114)의 결합을 보다 강고하게 유지할 수 있다.

이음 축(114)의 외주에는 링모양의 볼록부(114A)가 형성되어 있으며, 이음 축(114)을 감속기(G)의 케이싱(140)에 대하여 회전가능하게 지지하기 위한 한 쌍의 베어링(150, 152) 사이의 거리를 규정하고 있다.

케이싱(140)에는, 이 한 쌍의 베어링(150, 152) 중 하이포이드 피니언(108)의 헤드부(108A)가 존재하는 측의 베어링(150)을 걸어고정하기 위한 래치돌기(140A)가 그 내주측의 단부에 형성되어 있다. 베어링(150)은, 이 래치돌기(140A)와 이음 축(114)의 링모양의 볼록부(114A)에 끼워져서 축방향으로 위치결정되어 있다. 그리고, 부호 156은 심(shim), 158은 오일 저류소로서 기능하는 링모양의 홈이다.

하이포이드 기어(110)는, 중간축(160)에 키(162)를 통하여 설치되어 있다. 중간축(160)은 베어링(164, 166)을 통하여 케이싱(140)에 회전가능하게 지지되어 있다. 하이포이드 기어(110)의 중간축(160) 축방향의 위치결정은, 이 중간축(160)에 형성한 단차부(160A)와 케이싱(140)에 설치된 스냅링(170, 172), 베어링(164, 166) 및 스페이서(176)에 의하여 행하여진다. 중간축(160)에는 피니언(180)이 직접형성되어 있으며, 기어(182)와의 맞물림에 의하여 (하이포이드 기어세트(112)의 후단에) 또 1단의 평행축 기어세트(113)를 형성하고 있다. 기어(182)는 출력축(184)에 키(186)를 통하여 연결되어 있다. 출력축(184)은 베어링(188, 190)을 통하여 케이싱(140)에 회전가능하게 설치되어 있다.

도 6을 이용하여 이미 설명하였으므로, 중복설명 및 재차 도시는 생략하지만, 출력축(184)에는 스프로킷(42)이 장착되어, 체인(46)을 통하여 차축(10A)이 회전하는 구성으로 되어 있다.

그런데, 하이포이드 기어세트(112)를 이용한 동력전달은, 그 구조상, 미끄럼을 수반하면서의 전달이 되므로, 이것을 트랜스퍼 크레인과 같은 고(高)용량ㆍ고(高)토크의 감속기에 단순히 적용한 경우, 하중조건에 따라서는 내구성이 저하하는 경우가 있다. 그래서 이 실시형태에서는, 이 감속기(G)의 윤활유로서, 극압(極壓)첨가제 함유 기어 오일을 사용하도록 하고 있다. 극압첨가제는, 경계윤활조건에 있어서의 윤활유의 내하중능(耐荷重能)(극압능)을 향상시키기 위하여 가해지는 첨가제이다. 구체적으로는 납비누 혹은 유황-인계(系)의 극압첨가제가 적합하다.

또한, 이 실시형태에서는, 이 감속기의 윤활유로서, 상기 기어 오일 중에서, 특히 유온(油溫) 40℃에 있어서의 점도가, 68cSt보다도 크고, 또한 320cSt보다도 작은 값을 나타내는 기어 오일을 사용하도록 하고 있다.

이 이유는 다음과 같다. 즉, 종래 일반적인 용도를 목적으로 한 하이포이드 기어세트(112)의 윤활유로서는, 내구성을 고려하여 하이포이드 기어세트용의 비교적 점도가 높은 윤활유가 사용되고 있었다. 그러나, 하이포이드 기어세트(112)에있어서의 하이포이드 피니언(108)과 하이포이드 기어(110)의 맞물림은, 본래 도 8에서 나타낸 바와 같은 베벨 기어세트(34)에 있어서의 베벨 피니언(30)과 베벨 기어(32)의 맞물림에 비하여 보다 많은 미끄럼을 수반하므로, 이것을 트랜스퍼 크레인과 같은 고용량ㆍ고토크의 전달기구에 채용한 경우, 온도상승에 의하여 오일의 점도가 저하되어, 치면(齒面)에서의 유막(油膜)잘림을 일으키는 원인이 되어서, 반드시 바람직하지는 않다. 한편, 트랜스퍼 크레인의 감속기(G)는, 상당한 내용적(內容積)을 가지므로, (점도가 낮은) 기어 오일을 풍부하게 보유할 수 있다. 이 때문에, 이 기어 오일을 이용하여 스플래시(splash)에 의한 냉각효과를 얻는 쪽이 오히려 신뢰성이 높고, 이 관점에서 점도는 320cSt 미만으로 억제하는 편이 바람직하다.

다만, 점도가 지나치게 낮아지면, (미끄럼을 수반하여 맞물리는) 치면 사이에 유막이 충분히 확보될 수 없게 되므로, 역시 바람직하지 못하다. 최적의 점도는, 68cSt∼320cSt의 범위, 더욱 바람직하게는 100cSt∼220cSt의 범위이다(모두 유온 40℃에 있어서의 값).

단, 본 발명에서는, 윤활유의 종류에 대해서는, 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 하이포이드 피니언 혹은 하이포이드 기어의 소재로서는, 크롬몰리브덴강(chromium-molybdenum steel)이 적합하다. 크롬몰리브덴강은 더욱더 하이포이드 기어세트의 내구성 향상에 기여할 수 있는 특수강이다.

그리고, 이 실시형태에서는, 이음 축 기구(J)부분의 케이싱을 감속기 본체의 케이싱(140)과 일체화하고 있지만, 교환성, 혹은 대체성을 중시하는 경우에는, 이들을 별개로 하도록 하여도 좋다.

다음으로 이 실시형태의 작용을 설명한다.

모터(M)의 모터축(102)이 회전하면, 이것과 일체적으로 이음 축(114)이 회전하여, 하이포이드 피니언(108)도 일체적으로 회전한다. 여기서, 케이싱(140)의 래치돌기(140A), 베어링(150), 이음 축(114)의 볼록부(114A)를 통하여 이음 축(114)의 오목부(118)의 기준벽부(118A)가 케이싱(140)에 대하여 축방향으로 위치결정되어 있으며, 하이포이드 피니언(108)은 자신의 단부(180C)와 기준벽부(118A)의 맞닿음에 의하여 이음 축(114)에 대하여 축방향으로 위치결정되어 있기 때문에, 하이포이드 피니언(108)은 케이싱(140)에 대하여 자신의 축방향의 위치결정이 매우 정확하게 행하여진다.

또한, 하이포이드 피니언(108)이 이음 축(114)의 제2오목부(118)에 끼워지는 구성으로 되어 있으므로, 이 제2오목부(118)의 깊이(축방향길이) 혹은 하이포이드 피니언(108)의 통부(108B) 길이의 조정에 의하여, 그 헤드부(108A)의 축방향위치를 조정할 수 있다.

한편, 상기 심(shim; 156)의 존재에 의하여, 베어링(150) 및 베어링(152)의 녹아 붙음 방지를 위한 베어링간극을 조정할 수 있다.

이로써 임의의 크기(치수(齒數))의 하이포이드 피니언(108)과 임의의 크기(치수)의 하이포이드 기어(110)의 조합의 하이포이드 기어세트(112)를 케이싱(140) 내에 지장없이 장착할 수 있고, 의도하는 감속비로 조정할 수 있다.

이 결과, 트랜스퍼 크레인용 감속기로서 필요한 감속비 10∼40(일반적으로는14∼32)을 2단의 감속기구만으로 실현할 수 있으며, 게다가, 이들의 다양한 하이포이드 기어세트(112)를 (동일한 2단의) 케이싱(140) 내에 수용하는 것이 가능하게 된다.

또한, 종래의 3단형보다 감속기 자체를 보다 소형화할 수 있는 것은 물론, 베벨 세트를 이용한 종래의 2단형과 비교해도 보다 소형화할 수 있다.

더욱이, 이음 축(114)을 이용함으로써, 헤드부(108A)가 다른 하이포이드 피니언(108)을 동일한 모터(M)의 모터축(102)과 연결가능하게 할 수 있으므로, 모터(구동원)가 동일하더라도 다양한 감속특성의 트랜스퍼 크레인의 구동계를 구축할 수 있다.

또한, 이음 축(114)의 제1오목부(116)의 변경에 의하여, 모터축(102)이 다르더라도 감속기(G)측에서 이것에 합치시켜서 연결할 수 있으므로, 트랜스퍼 크레인에 어떤 모터가 이미 장착되어 있다 하더라도, 유연하게 대응할 수 있다. 그리고, 모터가 다른 경우에는, 그 케이싱의 크기도 다른 경우가 많지만, 이 경우에는, 어댑터 등을 장착함으로써, 모터의 케이싱에 대한 감속기의 케이싱의 취합을 조정하면 좋다.

결국, 이음 축(114)이 존재함으로써, 그 제1오목부(116), 제2오목부(118)의 어느 한쪽, 또는 쌍방의 변경에 의하여, 임의의 감속비의 하이포이드 기어세트를 감속기(G)의 케이싱(140) 내에 지장없이 설치할 수 있으며, 또한, 이를 임의의 구동원에 연결할 수 있는 것이다. 이로써, 감속기의 모터에 대한 선택ㆍ장착의 다양성을 확보할 수 있으며, 결과적으로 더욱더 저(低)코스트화, 납기단축을 도모할 수있다.

또한, 모터(M)와 감속기(G)가 연결된 상태에 있어서의 축방향길이를 크게 단축할 수 있어서, 장착공간도 축소할 수 있다.

여기서, 하이포이드 기어세트(112)에는, 피니언측으로부터 기어측으로의 동력전달은 원활하게 행하여지지만, 기어측으로부터 피니언측으로의 동력전달이, 베벨 기어세트에 비하여 행하여지기 어렵다는 특성이 있다. 즉, 이미 서술한 「역전방지 기능」이 하이포이드 기어세트(112)는 베벨 기어세트보다도 높다. 이 때문에, 트랜스퍼 크레인이 감속상태에 있어서, 차륜(10A)측으로부터 모터(M)측으로 동력이 전달되어 오는 이른바 역구동상태가 형성되어 있을 때에, 그 동력전달의 일부를 저지하는 기능을 하이포이드 기어세트(112)가 맡을 수 있다.

이 때문에, 브레이크장치(106)의 용량을 약간 저감하여도, 종래와 동등한 제동기능을 얻을 수 있어서, 브레이크장치(106)의 강도대책 및 방열대책을 그만큼 경감할 수 있음과 동시에, 그 코스트 및 중량을 저감할 수 있다. 또한, 종래와 동등한 브레이크장치를 장착한 경우에는, 보다 확실한 제동기능을 얻을 수 있다.

더욱이, 감속시에 있어서 일반차량에 있어서의 이른바 엔진 브레이크와 유사한 약간의 감속 촉진작용이 얻어지므로, 특히 (트랜스퍼 크레인에 있어서 빈번하게 행하여지는) 저속에서의 주행에 있어서, 액셀 동작(워크)만으로 그 가감속을 용이하게 행할 수 있게 되어서, 오퍼레이터의 운전조작성을 향상시킬 수 있다.

또한, 하이포이드 기어세트(112)를 이용하고 있기 때문에, 운전시의 소음을 종래에 비하여 더욱 저감할 수 있다.

도 4에, 본 발명의 다른 실시형태의 예를 나타낸다.

이 실시형태에서는, 하이포이드 기어(210)가 설치된 중간축(260)과 출력축(284)의 쌍방의 축심(O1, O2)이, 하이포이드 피니언(208)의 축심(O3)과 직각인 단일 평면(도 4의 지면과 수직인 평면)(P) 상에 배치되어 있다. 즉, 감속기(G2) 내의 하이포이드 피니언(208)(및 모터(M2))의 축심(O3)은, 중간축(260)과 출력축(284)의 쌍방의 축심(O1, O2)과 수직이다. 더욱이, 이 실시형태의 경우, 평면에서 볼 때(도 4의 위에서 보아) 하이포이드 피니언(208)의 축심(O3)이, 중간축(260)의 축심(O1)과 출력축(284)의 축심(O2)의 사이에 위치하고 있다. 그 결과, 감속기(G2)의 하이포이드 피니언(208)의 축방향의 길이(모터(M2)의 축방향의 길이)(L)를 앞의 실시형태보다 짧게 할 수 있어서, 모터(M2)를 장착한 상태에서의 전체 크기를 더욱 콤팩트화할 수 있다. 또한, 형상적으로도 중심(重心)이 낮아서 설치의 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 이 실시형태에서는, 도 4 및 도 5의 (A)에 대략 나타낸 바와 같이, 이 평면(P)은 수평면이 된다. 즉, 이 감속기(G2)는, 이 평면(P)이 지면과 평행한 수평면이 되도록 미도시한 트랜스퍼 크레인에 장착가능하게 되어 있다. 또한, 케이싱(240)이 이 수평한 평면(P)을 경계로 상하의 케이싱 본체(240A, 240B)에 분할가능하게 되어 있다. 이 때문에, 중간축(260), 출력축(284) 기타의 감속기(G2) 내의 각 구성요소의 설치가 용이하며, 또한, 감속기(G2)의 윤활유(OL)의 유면(OL1)을 이 케이싱 본체(240A, 240B)의 결합면(평면(P))보다도 아래로 설정할 수 있다. 이 때문에, 도 5의 (B)에서 나타낸 앞의 실시형태의 케이싱(140)과의 비교에서도분명한 바와 같이, 윤활유 누설의 걱정도 없고, 또한, 보다 적은 유량으로 윤활을 행할 수 있다. 특히, 하이포이드 기어(210)의 윤활에 있어서 출력기어(282)로부터의 윤활유(OL)의 「비산(splash)」을 기대할 수 있으므로, 윤활불량에 따른 녹아 붙어버림의 우려도 저감될 수 있어서, 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 되기도 한다.

이 때문에, 콤팩트하고, 안정성이 높고, 설치성도 높고, 또한 내구성이 높은 감속기가 얻어진다.

기타 구성은, 앞의 실시형태와 마찬가지이므로, 중복설명을 생략한다.

본 발명에 의하면, 기술적으로 더욱 합리적인 측면을 가지고, 또한 제품체계의 충실화가 용이하고, 더욱 저코스트화, 납기의 단축화를 도모할 수 있는 트랜스퍼 크레인용 감속기를 얻을 수 있도록 된다고 하는 뛰어난 효과가 얻어진다.

Claims (15)

1. 컨테이너 등을 하역(荷役)하는 트랜스퍼 크레인을 구동하기 위하여 이용되는 트랜스퍼 크레인용 감속기에 있어서,

   구동원측으로부터 입력되는 회전동력에 의하여 회전하는 하이포이드 피니언 및 이 하이포이드 피니언과 맞물리는 하이포이드 기어를 가지는 하이포이드 기어세트를 구비하고,

   이 하이포이드 기어세트의 후단(後段)에 1단(段)의 평행축 기어세트를 연결하고,

   이 평행축 기어세트의 감속축을 이 감속기의 출력축으로 한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하이포이드 피니언을, 상기 하이포이드 기어와 맞물리는 헤드부와 이 헤드부 이외의 통부(筒部)를 가지는 구성으로 함과 동시에,

   또한, 한쪽 단면(端面)에 상기 구동원의 구동축이 삽입가능하게 된 제1오목부를, 다른쪽 단면에 상기 하이포이드 피니언의 통부가 삽입가능하게 된 제2오목부를, 각각 동축(同軸)으로 가지는 이음 축을 구비하고,

   상기 이음 축을, 베어링을 통하여 케이싱에 수용하고,

   이 이음 축을 수용한 케이싱을 통하여 이 감속기를 구동원측의 케이싱에 연결가능하게 한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2오목부의 깊이 또는 하이포이드 피니언의 통부의 길이의 적어도 한쪽의 조정에 의하여, 상기 하이포이드 피니언의 헤드부의 축방향위치를 조정가능하게 한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하이포이드 기어가 중간축에 장착되어 있으며, 또한 이 중간축에 대한 상기 하이포이드 기어의 축방향위치를 조정가능한 스페이서를 구비하고,

   이 스페이서의 존재에 의하여, 이 하이포이드 기어의 중간축에 있어서의 장착위치를 조정가능하게 한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 이음 축을 이용함으로써, 상기 헤드부가 다른 하이포이드 피니언을 동일한 구동원의 상기 구동축과 연결가능하게 한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 이음 축의 상기 제1오목부의 변경에 의하여, 다른 구동원의 상기 구동축에 연결가능하게 한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 이음 축의 상기 제1오목부, 제2오목부의 적어도 한쪽의 변경에 의하여, 복수 종류의 하이포이드 피니언을, 다른 구동원의 상기 구동축에 연결가능하게 한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하이포이드 기어가 설치된 축 및 상기 출력축의 쌍방이, 상기 하이포이드 피니언의 축심과 직각의 단일 평면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 감속기의 케이싱 본체가, 상기 단일 평면을 경계로 분할가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
10. 제9항에 있어서,

    상기 감속기가, 상기 단일 평면이 지면(地面)과 평행한 수평면이 되도록, 트랜스퍼 크레인에 장착가능하게 된 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
11. 컨테이너 등을 하역하는 트랜스퍼 크레인을 구동하기 위하여 이용되는 트랜스퍼 크레인용 감속기에 있어서,

    구동원측으로부터 입력되는 회전동력에 의하여 회전하는 하이포이드 피니언과,

    이 하이포이드 피니언과 맞물리는 하이포이드 기어를 적어도 가지고, 또한

    정격 토크를 6kNm보다도 크게 설정한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
12. 제11항에 있어서,

    이 감속기의 윤활유로서, 극압(極壓)첨가제 함유 기어 오일을 사용한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,

    이 감속기의 윤활유로서, 유온(油溫) 40℃에 있어서의 점도(粘度)가, 68cSt보다도 크고, 또한 320cSt보다도 작은 기어 오일을 사용한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 하이포이드 피니언 및 하이포이드 기어의 적어도 한쪽의 소재로서, 크롬몰리브덴강(chromium-molybdenum steel)을 사용한 것을 특징으로 하는 트랜스퍼크레인용 감속기.
15. 컨테이너 등을 하역하는 트랜스퍼 크레인을 구동하기 위하여 이용되는 트랜스퍼 크레인용 감속기에 있어서,

    구동원측으로부터 입력되는 회전동력에 의하여 회전하는 하이포이드 피니언 및 이 하이포이드 피니언과 맞물리는 하이포이드 기어를 가지는 하이포이드 기어세트를 구비하고, 또한,

    감속비가 10보다 크고, 또한 40보다 작은 범위로 설정된 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 크레인용 감속기.