KR20040102749A

KR20040102749A - 세라믹이 결합된 오일실유닛을 가지는 기아박스 장치

Info

Publication number: KR20040102749A
Application number: KR1020030034342A
Authority: KR
Inventors: 로빈씨.에스. 장
Original assignee: 아펙스 다이나믹스 인크
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-08

Abstract

기아박스 장치에 있어서, 하우징(10)은 홀벽부(14,15)을 구비하여 형성된다. 축(40,50)은 홀벽부(14,15)에서 회전할 수 있게 장착된다. 오일실유닛(20,30)은 축(40,50) 및 홀벽부(14,15) 사이에 액체 실을 제공하기 위해 하우징(10)안에 장착된다. 오일실유닛(20,30)은 환형의 고무실부재(21,31) 및 환형의 세라믹 부재(60,70)로 구성된다. 세라믹 부재(60,70)는 고무실부재(21,31)의 반경방향의 내측에 마련되어 고무실부재(21,31)에 접촉된다. 고무실부재(21,31)내에 마련되는 세라믹부재(60,70)는 축(40,50)에 끼워져 고정된다. 세라믹부재(60,70)의 외측으로 마련되는 고무실부재(21,31)는 홀벽부(14,15)에 고정된다.

Description

세라믹이 결합된 오일실유닛을 가지는 기아박스 장치{GEARBOX DEVICE HAVING CERAMIC-INCORPORATING OIL SEAL UNITS}

본 발명은 기아박스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹이 결합된 오일실유닛을 구비하는 기아박스 장치에 관한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래의 기아박스 장치는 축홀(101)의 홀축에 대해 대칭되는 제1 및 제2홀벽부(104, 105)에 의해 한정되는 축홀(101)과, 상기 제1 및 제2홀벽부(104, 105)사이에 마련된 링 기어부(103)를 구비하는 원통형 하우징 (tubular housing)(1)과; 회전가능하게 제1홀벽부(104)내에 형성된 입력 축(input shaft)(3)과; 회전가능하게 제2홀벽부(105)내에 형성된 출력 축(output shaft)(4)과; 입력 축(3)과 제1홀벽부(104) 사이에 액체 실을 제공하기 위해 축홀(101)내에 마련되는 하나의 오일실(2)과, 출력 축(4)과 제2홀벽부(105) 사이에 액체실을 제공하기 위해 축홀(101)내에 마련되는 다른 오일실(2)로 구성된 두개의 오일실(2)을 포함하고 있다. 상기 출력축(4)은 플래니트 캐리어(planet carrier)(402) 및 플래니트 캐리어(402)상에 장착된 한 세트의 플래니트 기어(403)를 구비하고 있다. 플래니트 기어(403)는 링 기어부(103)와 치합되어 있다. 입력 축(3)은 한 세트의 플래니트 기어(403)에 치합된 선 기어(sun gear)(302)를 구비하고 있다. 출력 축(4)은 축홀(101)에서 출력 베어링을 고정하기 위해 장착된 너트(404)를 가지고 있으며, 너트(404)는 오일실(2)중의 하나에 대응되어 접촉되어 있다.

그러나, 상기 종래의 기아박스 장치는 아래와 같은 몇 가지 문제점이 있다.

1. 입력축(3) 및 너트(404)는 통상적으로 0.4um의 표면 거칠기(surface roughness)를 가진 합금강으로 제조되어 진다. 실제 테스트에 의하면, 입력 축(3) 및 출력축(4)이 3,000rpm의 속도로 작동될 때, 주로 고무로 만들어지는 오일 실(2)은 입력 축(3) 및 너트(404)의 접촉의 결과로써, 약 20,000시간 후에는 닳게된다. 그리하여, 일반적인 기아박스 장치는 프린팅 기계 또는 직물 기계와 같이 고 스피드가 요구되어지는 경우에는 적절하지 않다.

2. 합금강은 약 450에서 600의 비커즈(vickers) 강도를 가지고 있다. 따라서, 일정한 시간의 주기 후, 입력 축(3) 및 너트(404)의 표면 거칠기가 쉽게 손상되어서 고무 오일실(2)의 수명이 더 짧게 되어진다.

본 발명의 목적은 수명을 연장하기 위하여, 마모를 감소할 수 있는 세라믹이 결합된 오일실유닛을 구비하는 기아박스 장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 홀벽부(14, 15)을 구비하는 하우징(10)과; 회전가능하게 상기 홀벽부(14, 15)내에 마련된 축(40, 50)과; 상기 축(40, 50)과 상기 홀벽부(14, 15) 사이에 액체 실을 제공하기 위해 상기 하우징(10)내에 장착된 오일실유닛(20, 30)을 포함하되, 상기 오일실유닛(20, 30)은 환형의 고무실부재(21, 31) 및 환형의 세라믹부재(60, 70)를 포함하며, 상기 세라믹부재(60, 70)는 상기 고무실부재(60, 70)의 반경방향의 내측으로 마련되어 상기 고무실부재(21, 31)와 접촉하고 상기 축(40, 50)에 끼워져 결합하며, 상기 세라믹부재의 외측으로 마련되는 상기 고무실부재는 상기 홀벽부에 고정되는 것을 특징으로 하는 기어박스 장치를 제공함으로써 달성된다.

도1은 종래의 기아박스 장치의 개략적 단면도이며,

도2는 본 발명에 따른 기아박스 장치의 바람직한 제1실시예를 도시하는 개략적 단면도이며,

도3은 본 발명에 따른 기아박스 장치의 바람직한 제2실시예를 도시하는 개략적 부분 단면도이다.

본 발명의 특징 및 장점은 도면을 참조하여 나타나는 바람직한 실시예의 상세한 기술에 의해서 명백히 나타난다. 본 발명을 더 상세히 기술하기 이전에, 종래 기술과 같은 본 발명의 부분은 같은 번호로 기술되어진다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 기어박스 장치는 원통형 하우징(10), 입력축(40), 출력축(50), 제1오일실유닛(20) 및 제2오일 실유닛(30)을 포함하여 구성된다.

하우징(10)에는 축홀(11)이 형성되어 있다. 상기 축홀(11)은 홀축(A)을 가지며, 홀축(A)을 따라 서로 대칭인 제1 및 제2홀벽부(14, 15)에 의해 한정된다. 하우징(10)은 제1 및 제2홀벽부(14, 15) 사이에 링기어부(13)을 더 포함한다.

입력축(40)은 제1홀벽부(14)내에 회전가능하게 마련된다. 상기 입력 축(40)은 모터의 출력축(미도시)에 의해 구동되도록 결합되는 원통형의 커플링부(41)와 상기 커플링부(41)에 연결되는 선기어(42)를 구비한다. 상기 실시예에서, 커플링부(41)는 소경부(412), 대경부(411) 및 소경부(412)와 대경부(411)사이의 숄더(shoulder: 413)를 구비한다.

출력축(50)은 제2홀벽부(15)내에 회전가능하게 마련된다. 출력축(50)은 플래니트 캐리어(planet carrier)(52)와 상기 플래니트 캐리어(52)상에 장착된 한 세트의 플래니트 기어(53)를 가진다. 플래니트 기어(53)는 링기어부(13)와 치합된다.입력축(40)의 선기어(42)는 플래니트 기어(53)에 치합된다. 출력 베어링(80)은 출력축(50)이 제2홀벽부(15)내에서 회전할 수 있도록 축홀(11)내에 마련된다. 출력 축(50)은 축홀(11)내에 출력 베어링(80)이 유지되도록 너트(54)를 구비한다. 상기 실시예에서, 너트(54)는 외향경사면(541)을 구비한다.

제1오일실유닛(20)은 입력축(40)과 제1홀벽부(14) 사이에 액체 실(liquid seal)을 제공하기 위해 축홀(11)내에 마련된다. 제1오일실유닛(20)은 환형의 고무실부재(21)와 환형의 세라믹부재(60)로 구성된다. 상기 실시예에서, 세라믹 부재(60)는 제1홀벽부(14)에 고정된 고무실부재(21)의 반경방향의 내측에 마련되고어 고무실부재(21)와 접촉된다. 세라믹부재(60)는 소결(sintering)후 입력 축(40)에 끼워진다. 세라믹부재(60)는 미도시된 접착수단에 의해 입력축(41)의 커플링부(41)의 소경부(412)에 고정 결합되며 입력축(40)의 커플링 부(41)의숄더(shoulder)(413)에 접해 있다.

제2오일실유닛(30)은 출력축(50)과 제2홀벽부(15) 사이에 액체실(liquid seal)을 제공하기 위해 축홀(11)내에 마련된다. 제2오일실유닛(30)은 환형의 고무실부재(31)와 환형의 세라믹부재(70)로 구성된다. 상기 실시예에서, 세라믹 부재(70)는 제2홀벽부(15)에 고정된 고무 실 부재(31)와 접촉하도록 배치된다. 세라믹 부재(70)는 소결(sintering)후에 너트(54) 주위에 마련된다. 세라믹 부재(70)는 미도시된 접착수단에 의해 너트(54)의 외향경사면(541)에 고정 결합되는 내향경사면을 구비한다.

세라믹 부재(60,70)는 적어도 1700Hv의 비커즈 경도를 갖고, 표면 거칠기가 0.2um보다 크지 않도록 산화 알루미늄 또는 질화 실리콘으로 제조될 수 있다.

도3은 상기 제1실시예의 변형형태인 본 발명에 따른 기아박스 장치의 바람직한 제2실시예를 도시하고 있다. 제1실시예와는 달리, 제1오일실유닛(20′)의 고무 실부재(21′)는 세라믹 부재(20′)의 반경방향 내측으로 마련되며, 입력축(40)의 커플링 부(41)에 밀착되게 끼워진다. 세라믹 부재(20`)는 제1홀벽부에 고정되게 결합된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 발현된다.

1. 세라믹 부재(60,60′, 70)의 표면거칠기는 종래 발명의 합금강의 표면 거칠기 보다 작고, 0.2um보다 작은 표면 거칠기를 가지므로, 세라믹 부재(60,60′)와 고무 실 부재(21,21′)사이 및 세라믹 부재(70)와 고무실 부재(31) 사이에서의 마찰이 적게 되고, 따라서 고무실부재(21, 21′,31)의 마모가 감소된다. 실제 테스트에서, 제1 및 제2오일실유닛(20, 30)의 수명은 입력축(40) 및 출력축(50)이 6,000rpm의 속도에서 작동할 때 50,000 시간까지 연장될 수 있다. 그리하여, 본 발명의 기아박스 장치는 프린트 기계 또는 직물 기계와 같이 고 스피드가 요구되는 장치에서 사용될 수 있다.

2. 세라믹 부재(60,60′, 70)는 종래 발명의 합금강의 비커즈 강도 보다 크며, 적어도 1700Hv의 비커즈 강도를 가지므로, 일정한 시간의 주기 후에도, 세라믹 부재(60,60′, 70)의 표면 거칠기가 거의 손상되지 않으므로 제1 및 제2오일실유닛(20, 30)의 수명이 연장될 수 있다.

3. 세라믹 부재(60,60′, 70)는 종래 발명의 합금강의 열 전도 보다 더 큰 열 전도를 가진다. 따라서 세라믹 부재(60,60′, 70)는 세라믹 부재(60, 60′, 70) 및 고무 실 부재(21, 21′,31)사이에서 마찰에 의해 발생되는 열을 효율적으로 분산시킬 수 있다.

4. 세라믹부재(60,60′, 70)는 소결 후에 윤활제(lubricant)로 더 코팅될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 세라믹부재(60, 60′)와 고무실부재(21, 21′)사이및 세라믹 부재(70)와 고무실부재(31)사이에서의 마찰은 보다 감소될 수 있다.

5. 세라믹 부재(60,60′, 70)는 안정적인 화학적 특징 및 반부식 특징을 가진다.

본 발명의 기아박스 장치는 실시예에서 묘사되는 플래니터리 기아박스 장치에 한정되지 않는다.

본 발명이 가장 실용적이고, 바람직한 실시예와 연결되어 묘사될 지라도, 이 발명은 상기 실시예에 의해 한정되지 않고, 발명의 청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 배치를 통하여 다양하게 실시될 수 있다.

Claims

홀벽부(14, 15)를 구비하는 하우징(10)과;

회전가능하게 상기 홀벽부(14, 15)내에 마련된 축(40, 50)과;

상기 축(40, 50)과 상기 홀벽부(14, 15) 사이에 액체실을 제공하기 위해 상기 하우징(10)내에 장착된 오일실유닛(20, 30)을 포함하되,

상기 오일실유닛(20, 30)은 환형의 고무실부재(21, 31) 및 환형의 세라믹부재(60, 70)를 포함하며, 상기 세라믹부재(60, 70)는 상기 고무실부재(60, 70)의 반경방향의 내측으로 마련되어 상기 고무실부재(21, 31)와 접촉하고 상기 축(40, 50)에 끼워져 결합하며, 상기 세라믹부재의 외측으로 마련되는 상기 고무실부재는 상기 홀벽부에 고정되는 것을 특징으로 하는 기어박스 장치.
제1 및 제2 홀벽부(14, 15)를 구비하여 형성된 하우징(10)과;

회전가능하게 상기 제1홀벽부(14)내에 마련된 입력 축(40)과;

회전가능하게 상기 제2홀벽부(15)내에 마련된 출력 축(50)과;

상기 입력축(40)과 상기 제1홀벽부(14) 사이에 액체 실을 제공하기 위해 상기 하우징(10)내에 마련된 제1오일실유닛(20, 20′)과;

상기 출력축(50)과 상기 제2홀벽부(15) 사이에 액체 실을 제공하기 위해 상기 하우징(10)내에 마련된 제2오일실유닛(30)을 포함하되,

상기 제1 및 제2오일실유닛(20, 20′, 30)중 적어도 하나는 환형의 고무실부재(21, 21′, 31) 및 환형의 세라믹 부재(60,60′, 70)를 포함하고,

하나의 상기 고무실 부재(21, 21′, 31)와 하나의 상기 세라믹 부재(60,60′, 70)는 다른 하나의 상기 세라믹 부재(60,60′, 70)와 다른 하나의 상기 고무실부재(21, 21′, 31)내에 접촉되게 마련되며,

상기 다른 하나의 고무실 부재(21, 21′, 31)와 다른 하나의 세라믹 부재(60,60′, 70)내에 마련된 상기 하나의 고무실부재((21, 21′, 31)와 상기 하나의 세라믹 부재(60,60′, 70)는 상기 입력축(40)과 상기 출력축(50)의 대응되는 것에 각각 고정되며,

상기 하나의 고무실 부재(21, 21′, 31)와 하나의 세라믹 부재(60,60′, 70)에 외측으로 마련된 상기 다른 하나의 고무실부재((21, 21′, 31)와 상기 다른 하나의 세라믹 부재(60,60′, 70)는 상기 제1측벽부와 제2측벽부(14, 15)의 대응되는 것에 각각 고정된 것을 특징으로 하는 기어박스 장치.
제2항에 있어서, 상기 세라믹 부재(60, 70)는 상기 고무실 부재(21, 31)의 반경방향의 내측으로 마련되는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제3항에 있어서, 상기 세라믹 부재(60)는 상기 입력축(40)상에서 끼워져, 고정되게 연결되는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제3항에 있어서, 상기 기아 박스 장치는 상기 출력축(50)이 상기제2홀벽부(15)내에서 회전가능하도록 상기 하우징내에 마련된 출력 베어링(80)을 더 포함하며, 상기 출력축(50)은 상기 출력 베어링(80)이 상기 하우징내에 고정되도록 하는 너트(554)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제5항에 있어서, 상기 세라믹 부재(70)는 상기 너트(54) 주위에 마련되어, 너트에 고정되게 연결되는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제6항에 있어서, 상기 너트(54)는 외향 경사면(541)을 구비하며, 상기 세라믹 부재(70)는 상기 외향 경사면(541)에 고정되도록 내향 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제2항에 있어서, 상기 고무실 부재(21′)는 상기 세라믹 부재(60′)의 반경방향의 내측으로 마련되는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제7항에 있어서, 상기 세라믹 부재(60′)는 상기 제1홀벽부(14)에 고정되게 연결되는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제2항에 있어서, 상기 하우징(10)은 상기 제1 및 제2홀벽부(14, 15) 사이에 링 기어부(13)를 더 구비하며,

상기 출력축(50)은 플래니트 캐리어(planet carrier)(52) 및 상기 플래니트캐리어(52)상에 장착되어 상기 링 기어부(13)와 치합되는 한 세트의 플래니트 기어(53)를 구비하며,

상기 입력축(40)은 상기 플래니트 기어의 세트(53)와 치합하는 선기어(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.
제2항에 있어서, 상기 세라믹 부재(60, 60′, 70)는 적어도 1700Hv의 비커즈 경도를 갖고, 표면 거칠기가 0.2um보다 크지 않는 것을 특징으로 하는 기아박스 장치.