KR20040060905A - 동력전달장치겸용 감속기. - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부가 비어있는 원통형의 외주면에 동력전달면이 형성되어 있는 회전체와, 상기 회전체의 내부에 구성되어 외부 모터의 동력을 전달받아 회전체를 회전시키는 감속수단으로 구성된 동력전달장치겸용 감속기에 관한 것이다.

Description

동력전달장치겸용 감속기.{omitted}

본 발명은 내부가 비어있는 원통형으로 외주면에 동력전달면이 형성되어 있는 회전체와, 상기 회전체의 내부에 구성되어 외부 모터의 동력을 전달받아 회전체를 회전시키는 감속수단으로 구성된 동력전달장치겸용 감속기에 관한 것이다.

동력전달장치는 기계에 취부된 구동체에 모터의 회전력을 전달하는 장치로서 풀리, 기어, 캠 등이 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 동력전달장치와 모터 사이에 감속기가 설치된다.

상기 감속기는 유성기어 감속기나 하모닉 감속기와 같이 모터 회전축과 감속기 출력축이 일직선상에 있는 감속기와, 웜기어 감속기와 같이 일직선상에 있지 않는 감속기와 같이 다양한 종류의 감속기가 종래부터 개발되어 사용되고 있다.

상기 유성기어 감속기의 유성기어열은 선기어, 링기어, 유성기어로 구성된 기어들이 동심원상에 배치되어지는 기어열을 말한다. 유성기어열은 동일변속비의 경우 다른 원리의 기어열에 비해 그 체적이 작고 입출력이 동심이며 동력전달 효율이 높기 때문에 소형 경량화가 요구되는 항공기, 자동차, 사무기기, 공작기계 등에 많이 사용되고 있다.

유성기어열의 구조는 바깥쪽에 내접기어인 링기어가 있고, 링기어의 내접기어와 치합되는 유성기어들이 배치되고, 안쪽에 유성기어와 치합되는 선기어가 구성된다. 선기어를 중심으로 유성기어와 링기어가 배치된 형태는 동심을 이루고 있다.

유성기어열은 선기어와 캐리어가 회전하고, 링기어가 고정되며, 유성기어는 자전과 공전을 동시에 하는, 가장 일반적인 유성기어열의 배치 형태인 플랜터리 타입(Plantary Type)과; 선기어와 링기어가 회전하고, 캐리어가 고정되며, 유성기어는 캐리어가 고정되어 자전만하고 공전하지 않는 스타 타입(Star Type)과; 캐리어와 링기어가 회전하고, 태양치차가 고정되며, 유성기어는 자전과 공전을 하는 솔라 타입(Solar Type)이 있다.

상기 하모닉 감속기는 파형 발생기(Wave Generator), 플렉스 스플라인(Flexspline), 그리고 원형 스플라인(Circular Spline) 등 3개의 부품으로 되어있다. 파형 발생기는 타원 형상을 한 캠(cam)의 외주에 얇은 볼 베어링(ball bearing)이 끼워져 있어서 전체가 타원 형상으로 되어 있으며, 베어링의 내륜은 캠에 고정되고 외륜은 볼을 매개로 해서 탄성 변형을 하여 플렉스 스플라인을 변형시킨다. 즉, 파형발생기가 회전을 하면 플렉스 스플라인은 점진적으로 변형을 하여 파형발생기의 형상을 따르게 된다. 일반적으로 파형발생기는 입력축에 조립된다. 플렉스 스플라인은 파형발생기의 회전운동에 따라서 타원형상으로 변형되고 타원의 장축 부분에서 원형스플라인과 이가 맞물리며 단축 부분에서는 이가 완전히 떨어진 상태로 된다. 원형스플라인을 고정하고 파형발생기를 시계 방향으로 회전시키면 플렉스 스플라인은 탄성 변형하게 되고, 원형 스플라인과 이가 맞물린 위치는 순차적으로 이동해 간다. 따라서 파형발생기가 1회전하면 플렉스 스플라인은 원형 스플라인과 잇수 차이만큼 반대 방향으로 회전하여 입력축의 토오크를 출력축으로 전달하게 된다.

일반적으로 감속기와 동력전달장치는, 모터의 회전축에 감속기의 입력축을 축이음하고, 감속기의 출력축에 동력전달면이 외주면에 형성되어있는 풀리나 기어 등과 같은 동력전달장치를 결합하는 방식으로 사용되고 있다.

그러나, 이와 같이 모터와 감속기 및 동력전달장치를 일렬로 결합하여 사용하는 방식은 일정정도의 설치공간이 필요한 데, 소형 경량화가 요구되는 분야의 기계장치에 적합하지 않고, 설치에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 동력전달면이 외주면에 형성된 회전체 내부에 감속수단을 구성하여, 동력전달장치와 감속기를 일체로 제작함으로서, 소형 경량이고, 간단히 설치되는 동력전달장치겸용 감속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래기술에 있어서, 동력전달장치와 감속기 및 모터의 설치를 나타낸 개략도.

도 2는 유성기어 감속기의 일예를 나타낸 단면도.

도 3은 하모닉 감속기의 일예를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 동력전달장치겸용 감속기와 모터의 설치 예를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명에 있어서, 회전체와 브라켓 사이에 베어링이 설치된 실시예를 나타낸 단면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호설명＞

10 : 동력전달장치 20 : 감속수단

30 : 모터 40 : 브라켓

50 : 회전체 60 : 동력전달면

70 : 베어링 80 : 선기어

90 : 유성기어 100 : 유성기어 회전축

110 : 캐리어 120 : 링기어

130 : 원형 스플라인(Circular Spline)

140 : 파형 발생기(Wave Generator)

150 : 플렉스 스플라인(Flex spline)

이하, 본 발명에 의한 동력전달장치겸용 감속기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 있어서, 동력전달장치와 감속기 및 모터의 설치를 나타낸 개략도이다. 도 2는 유성기어 감속기의 일예를 나타낸 단면도이고, 도 3은 하모닉 감속기의 일예를 나타낸 단면도이다. 도 4는 본 발명의 동력전달장치겸용 감속기와 모터의 설치를 나타낸 단면도로서, 유성기어 감속기 중에서, 선기어와 링기어가 회전하고 캐리어가 고정되며 유성기어는 캐리어가 고정되어 자전만하고 공전하지 않는, 스타 타입(Star Type)과 동일하게 기어열이 배치되어 있는 일실시예를 보인 것이다.

본 발명은 내부가 비어있는 원통형의 외주면에 동력전달면이 형성되어 있는 회전체와, 상기 회전체의 내부에 구성되어 외부 모터의 동력을 전달받아 회전체를 회전시키는 감속수단으로 구성된 동력전달장치겸용 감속기에 관한 것이다.

상기 감속수단은 상기 회전체의 내주면에 형성되는 링기어와; 상기 링기어의 중심에 배치됨과 아울러 상기 모터의 구동축에 연결되는 선기어와; 상기 선기어와 링기어 사이에 배치되는 다수개의 유성기어와; 상기 유성기어 각각의 회전축이 자전가능하게 설치되는 캐리어로 이루어지되, 상기 캐리어는 중심부에 돌출부가 형성되어 상기 회전체의 일측 단면 중심부를 관통하여 외부 고정용 브라켓에 고정설치된다. 이와 같이 구성된 감속수단은 유성기어 감속기 중에 스타 타입(Star Type)의 유성기어열과 동일한 구성이며, 모터의 구동축의 회전운동이 선기어를 회전시키고, 선기어의 회전운동에 따라 동심원상에 치합되어있는 유성기어가 회전하되 유성기어의 회전축이 설치된 캐리어가 고정되어 있으므로 공전하지 않고 자전만 하게 되며, 유성기어의 자전에 의하여 치합되어있는 링기어가 회전하게 되며, 링기어와 일체로 결합되어 있는 회전체가 회전하는 것이다. 따라서, 회전체 외주면에 동력전달면을 형성하여 기계에 취부된 피구동체와 V-벨트, 타임벨트 등으로 연결하여 동력을 전달하는 것이다.

상기 외부 고정용 브라켓은 별도로 제작하여 캐리어를 회전하지 않게 외부에서 고정하는 일반적인 기술이다. 즉, 브라켓의 일단부를 외부의 고정된 벽체나 바닥면 등에 고정설치하고, 타단부는 상기 캐리어 돌출부와 회전하지 않도록 결합되면 된다. 일예로서 캐리어 돌출부의 외주면에 키를 형성하고 고정용 브라켓에 키홈을 형성하여 회전하지 않도록 결합할 수 있다.

상기 링기어는 상기 회전체의 내주면에 직접 형성되거나, 별도로 제작되어 상기 회전체의 내주면에 고정설치될 수 있다.

또한, 상기 감속수단은 상기 회전체의 내주면에 형성되는 원형 스플라인과; 상기 원형 스플라인의 중심에 배치됨과 아울러 상기 모터의 구동축에 연결되는 파형 발생기와; 상기 원형 스플라인과 파형 발생기 사이에 조립되는 플렉스 스플라인으로 구성될 수 있다. 이와 같은 감속수단은 하모닉 감속기의 내부 구성과 극히 유사한 일반적 기술로서 상세한 설명은 생략하며, 다만 하모닉 감속기는 원형 스플라인의 일측면에 출력축을 구성하여 별도의 외부 동력전달전달장치의 회전축과 연결되나, 본 발명에서는 원형 스플라인과 일체로 결합되는 회전체를 회전시키는 것이므로 별도의 출력축이 필요없다.

상기 원형 스플라인을 상기 회전체의 내주면에 직접 형성되거나, 별도로 제작되어 회전체의 내주면에 고정설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 동력전달면은 상기 회전체의 외주면에 직접 형성되거나, 별도 제작되어 상기 회전체의 외주면에 고정설치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 동력전달면은 체인과 연결되는 스프라켓이나, V-벨트와 연결되는 풀리홈, 또는 타임벨트와 연결되는 기어, 기계에 취부된 기어와 치합되는 기어, 캠 등과 같은 동력전달장치 중 어느 하나로 외주면에 직접 형성되거나 별도 제작되어 결합될 수 있다.

필요에 따라 상기 회전체 양단부 외주면에 고정용 브라켓을 회전가능하게 설치하고, 고정용 브라켓의 일단을 바닥면이나 케이스와 같은 외부고정벽체에 고정설치함으로써, 회전체가 고정용 브라켓에 의하여 지지되어 진동없이 회전하게 할 수 있다. 물론 회전체 외주면과 고정용 브라켓 사이에 베어링을 설치할 수 있음은 당연하다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 동력전달장치는 회전체의 외주면에 동력전달면이 형성되고, 회전체 내부의 빈공간에 모터로부터 동력을 전달받아 회전체를 회전시키는 감속수단이 구성된 동력전달장치겸용 감속기로서, 설치공간을 적게 차지하고, 소형 경량이며, 간단하게 설치할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (8)

1. 내부가 비어있는 원통형의 외주면에 동력전달면(60)이 형성되어 있는 회전체(50)와, 상기 회전체(50)의 내부에 구성되어 외부 모터의 동력을 전달받아 회전체(50)를 회전시키는 감속수단(20)으로 구성되는 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감속수단(20)은 상기 회전체(50)의 내주면에 형성되는 링기어(120)와; 상기 링기어(120)의 중심에 배치됨과 아울러 상기 모터(30)의 모터축에 연결되는 선기어(80)와; 상기 선기어(80)와 링기어(120) 사이에 배치되는 다수개의 유성기어(90)와; 상기 유성기어(90) 각각의 회전축(100)이 자전가능하게 설치되는 캐리어(110)로 이루어지되, 상기 캐리어(110)는 중심부에 돌출부가 형성되어 상기 회전체(50)의 일측 단면 중심부를 관통하여 외부 고정용 브라켓(40)에 고정설치되는 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 링기어(120)는 상기 회전체(50)의 내주면에 직접 형성하거나, 별도로 제작하여 상기 회전체(50)의 내주면에 고정설치되는 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 감속수단(20)은 상기 회전체(50)의 내주면에 형성되는 원형 스플라인(130)과; 상기 원형 스플라인(130)의 중심에 배치됨과 아울러 상기 모터(30)의 구동축에 연결되는 파형 발생기(140)와; 상기 원형 스플라인(130)과 파형 발생기(140) 사이에 조립되는 플렉스 스플라인(150)으로 구성되는 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 원형 스플라인(130)을 상기 회전체(50)의 내주면에 직접 형성되거나, 별도로 제작되어 회전체(50)의 내주면에 고정설치되는 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.
6. 제 1항에 있어서, 상기 동력전달면(60)은 상기 회전체(50)의 외주면에 직접 형성되거나, 별도 제작되어 상기 회전체(50)의 외주면에 고정설치되는 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.
7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 동력전달면(60)은 체인과 연결되는 스프라켓이나, V-벨트와 연결되는 풀리홈, 또는 타임벨트와 연결되는 기어, 기계에 취부된 기어와 치합되는 기어, 캠 등과 같은 동력전달장치 중 어느 하나인 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.
8. 제 1항에 있어서, 상기 회전체(50) 양단부 외주면에 고정용 브라켓(40)이 회전가능하게 설치되고, 고정용 브라켓(40)의 일단은 바닥면이나 케이스와 같은 고정벽체에 고정설치되는 것이 특징인 동력전달장치겸용 감속기.