KR200407226Y1 - 다중 입·출력 감속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기계식 치차감속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입력축에 형성된 구동기어와 출력축에 형성된 피동기어가 서로 맞물리어 감속되는 기계식 치형감속기에 있어서, 양측면에 각각 형성된 입력축개구와 전면과 후면에 각각 형성된 출력축개구를 구비한 하우징과 상기 하우징의 일측 입력축개구로 삽입 결합되어 상기 하우징의 타측 입력축개구로 돌출됨으로써 하우징 외부로 각각 연장형성된 입력축과 상기 입력축에 일체 형성된 구동기어로 이루어진 입력부 및 상기 하우징 전면의 출력축개구로 삽입 결합되어 상기 하우징 후면의 출력축개구로 돌출됨으로써 하우징 외부로 각각 연장형성된 출력축과 상기 출력축에 일체 결합하여 상기 입력기어에 맞물리는 피동기어로 이루어진 출력부를 포함하여 이루어짐으로써 됨으로써, 상기 입력축의 일측면 선단이나 타측면 선단이 선택적으로 동력원과 연결되고 상기 출력축의 일측면 선단이나 타측면 선단이 선택적으로 출력수단에 연결되는 것을 특징으로 하여 사용수명을 배가시킬 수 있는 효과를 제공한다.

감속기

Description

다중 입·출력 감속기{Multi Input and Output Reducer}

도 1은 종래의 단일 입·출력 웜감속기의 작동단면도.

도 2는 종래의 단일 입·출력 웜감속기의 접촉단면도.

도 3은 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따른 다중 입·출력 감속기의 사시도.

도 4는 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따른 감속기를 적용하여 설계된 주차설비의 모식도.

도 5 내지 도 6은 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따라 하우징 외부로 연장삽설된 입력축과 출력축을 구비한 감속기의 정면도 및 부분절개도와 측단면도.

도 7 내지 도 8은 본 고안의 바람직한 제2실시예에 따라 입력축과 웜휠의 중심축을 따라 각각 선택적으로 중공요홈부나 중공부가 형성된 다중 입·출력 감속기의 정단면도와 측단면도.

도 9 내지 도 10은 본 고안의 다중 입·출력 감속기를 180° 방향전환하여 사용하는 상태를 도시한 사용상태도로서, 180° 방향전환하기 전과 후에 있어 다중 입·출력 감속기 내부에서 맞물리는 웜과 웜휠의 치면 접촉상태를 나타낸 확대도.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*

100 : 감속기 10 : 입력축

20 : 출력축 30 : 하우징

본 고안은 기계식 치차감속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동력의 입력과 출력을 매개하는 입력축과 출력축을 하우징 외부로 연장형성하여 마치 복수의 입력축과 출력축을 구비하는 효과를 제공하여 사용수명을 연장시킨 다중 입·출력 감속기에 관한 것이다.

일반적으로 감속기는 모터나 액츄에이터, 엔진 등의 여러 동력원으로부터 입력되는 회전동력(토크, torque)의 회전속도를 감속하여 감속비만큼 증폭된 동력을 전달하는 장치로서, 형태에 따라 웜감속기, 유성감속기, 기어박스, 유성감속기와 싸이클로(cyclo)감속기 등 다양한 구조와 용도로 개발되어 있다.

한편, 감속기는 감속기어의 중심회전축의 방향성에 따라 평행축 및 직교축 감속기로도 구분되며, 평행축감속기는 평기어, 헬리컬기어, 더블헬리컬기어 등 두 중심회전축이 평행을 유지하고, 직교축 감속기는 베벨기어, 나사기어, 웜기어 등 두 중심회전축이 직각을 유지해야 하는 곳에 사용된다. 그 중 본 고안은 두 중심회전축이 서로 직각을 유지하여 작동될 필요가 있는 주차설비의 웜감속기에 관한 것 이다.

웜감속기는 구조가 간단하고 운전시 소음과 진동이 적고, 감속비가 큰 경우 자가 잠김(Self Locking)이 가능하여 역전방지기능이 있으며, 특히 충격하중에 강하고 직교축으로 입·출력 양축이 가능하며 관성모멘트가 적은 장점을 보유하고 있으므로, 빈번한 기동 및 정지가 요구되는 주차설비에 많이 채용되고 있다.

도 1a와 도 1b는 종래의 단일 입·출력 웜감속기의 부분 정단면도 및 측단면도이다.

이를 참조하여 구성과 동작을 간략히 살펴보면, 단일 입·출력 웜감속기는 모터로부터 동력을 전달받는 입력축(1)에 워엄(2)이 일체로 결합되고 상기 워엄(2)은 웜휠(3)과 맞물려 동력을 출력하며, 웜휠(3)의 출력축(4)에는 통상 체인이 연결된 스프라킷이 결합됨으로써, 하우징(5) 일측에서 타측으로 동력이 단일하게 입력 및 출력되는 단일 입·출력 웜감속기가 구성된다.

이와 같이 구성된 감속기는 모터로부터 출력되는 토오크를 한층 증가시키는 역할을 하게 되며, 스프라킷에 연결된 체인을 통해 모터의 구동력을 전달하게 된다.

한편, 상기 웜휠(3)와 워엄(2)은 작동시 반복하중과 표면피로나 외부이물질 등에 의해 발생되는 표면마찰로 인해 점진적인 부식과 마모가 발생되며, 치면이 무디어지고 피치선을 따라 홈이 형성되거나, 발열이 크게 발생하여 심한 경우 용착(welding)과 찢어짐(tearing)이 지속되어 정확한 감속비에 의한 동력전달을 기대하기 어려워진다.

즉 전술한 구성을 갖는 단일 입·출력 웜감속기에 있어서, 감속기어로 작동되는 상기 워엄(2)과 웜휠(3)의 치형은 잇수, 모듈, 압력각, 언더컷(Under cut) 등의 설계요소를 고려하여 정밀하게 가공되고 있는 바, 워엄(2)과 웜휠(3)가 마모 및 손상에 의해 기능을 상실하면 정확한 감속비를 얻을 수 없으므로 사용수명이 종료된 것으로 간주되어 통상 감속기 전체가 새것으로 교환된다.

그러나 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 워엄(2)이나 웜휠(3) 각각은 기어의 봉우리면을 기준으로 양쪽의 치면(齒面) 중 어느 하나의 치면에서만 접촉면이 형성되므로, 상기 치면만 지속적으로 마모된다.

따라서 상기 워엄(2)과 웜휠(3)의 마모되지 않는 나머지 치면을 활용할 수 있다면 사용수명을 더욱 배가시킬 수 있을 것이다.

이와 같은 필요에 의해 안출된 본 고안은 동력의 입력축과 출력축을 복수로 채용함으로써 웜감속기의 사용수명을 배가시킬 수 있는 감속기구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 복수의 입력축과 출력축이 하우징이 일측면으로 삽탈될 수 있는 구조를 가짐으로써 설치시 공간활용성을 높일 수 있는 감속기구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하고자 본 고안은 입력축에 형성된 구동기어와 출력축에 형성된 피동기어가 서로 맞물리어 감속되는 기계식 치형감속기에 있어서, 양측면에 각각 형성된 입력축개구(31a, 31b)와 전면과 후면에 각각 형성된 출력축개구(32a, 32b)를 구비한 하우징(30); 상기 하우징(30)의 일측 입력축개구(31a)로 삽입 결합되어 상기 하우징(30)의 타측 입력축개구(31b)로 돌출됨으로써 하우징(30) 외부로 각각 돌출되도록 연장형성된 입력축(10)과 상기 입력축(10)에 일체형성된 구동기어로 이루어진 입력부; 및 상기 하우징(30) 전면의 출력축개구(32a)로 삽입 결합되어 상기 하우징(30) 후면의 출력축개구(32b)로 돌출됨으로써 하우징(30) 외부로 각각 돌출되도록 연장형성된 출력축(20)과 상기 출력축(20)에 일체결합되어 상기 입력기어에 맞물리는 피동기어로 이루어진 출력부;를 포함하여 이루어짐으로써, 상기 입력축(10)의 일측면 선단이나 타측면 선단이 선택적으로 동력원과 연결되고 상기 출력축(20)의 일측면 선단이나 타측면 선단이 선택적으로 출력수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력감속기(100)를 제공한다.

또한, 상기 입력부의 입력축(10)은 하우징(30) 외부로 돌출되지 않고, 그 양 단 중 어느 일단면에 중공요홈부(10a)가 형성되며, 상기 중공요홈부(10a)에는 보조입력축(10b)이 삽입되어 결합됨으로써 상기 보조입력축(10b)을 통해 동력이 입력되며, 상기 출력부의 출력축(20)은 중심축을 따라 중공부(21a)가 형성된 상기 피동기어에 삽입되어 일체로 결합되되, 하우징(30) 외부 일측으로만 돌출되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력감속기(100)를 제공한다.

아울러 상기 구동기어와 피동기어는 각각 웜(11)과 웜휠(21)로 이루어지거나 한쌍의 베벨기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중입출력감속기(100)를 제공한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 예시도면을 참조하여 상세히 설명하고자 하며, 이하 예시도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하고, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 3은 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따른 다중입출력 감속기(100)의 사시도이다.

도시된 바와 같이 하우징(30)의 외부로 입력축(10)과 출력축(20)이 각각 연장형성되어 있다.

도 4는 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따른 감속기(100)를 적용하여 설계된 주차설비의 모식도이다. 동력의 입력축(10)과 출력축(20)을 구비한 감속기(100)는 상기 입력축(10)이 모터(Motor)의 출력축(20)과 커플링에 의해 연결되어 일체로 회전하면서 모터(Motor)로부터 동력을 입력받는다.

또한 상기 감속기(100)는 내부에 상기 입력축(10)에 일체형성된 웜(11)과 상기 출력축(20)에 일체결합된 웜휠(21)이 서로 맞물리는 감속기어를 내장하고 있어, 상기 입력축(10)에 입력된 동력은 웜(11)과 웜휠(21)의 기어조합에 의해 회전속도는 감속되나 크기는 증폭되어 출력축(20)을 통해 출력된다.

아울러, 상기 출력축(20)에는 구동스프로킷(40)이 결합되어 체인(41)을 구동시키고, 상기 체인(41)에는 차량(43)을 이송시키는 파레트(42)가 연결되어 있다.

이와 같은 구성으로 인해 감속기(100)에 입력된 모터의 구동력은 감속됨과 동시에 감속비만큼 토크가 증대되어 출력축(20)에 결합된 구동스프로킷(40)을 통해 출력되고, 구동스프로킷(40)이 회전함에 따라 이에 연결된 체인(41)을 이송시키며, 체인(41)의 이송에 따라 파레트(42)가 이송되어 차량(43)을 원하는 위치로 이동시킨다.

한편, 상기 출력축(20)에는 기어, 풀리, 링크장치 등의 다양한 출력수단이 연결될 수 있으며, 주차설비에는 도 2를 통해 살펴본 바와 같이 통상 구동스프로킷(40)과 체인(41)이 출력수단으로 연결된다.

도 5 내지 도 6은 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따라 하우징(30) 외부로 연장삽설된 입력축(10)과 출력축(20)을 구비한 감속기(100)의 정면도 및 부분절개도와 측단면도이다.

도시된 도 5와 도 6을 함께 참조하여 설명하면 본 고안의 감속기(100)는 양 측면에 각각 형성된 입력축개구(31a, 31b)와 전면과 후면에 각각 형성된 출력축개구(32a, 32b)를 구비한 하우징(30)과, 상기 하우징(30)의 일측 입력축개구(31a)로 삽입 결합되어 상기 하우징(30)의 타측 입력축개구(31b)로 돌출됨으로써 하우징(30) 외부로 각각 연장형성되어 일단이나 타단이 선택적으로 모터 등의 동력원과 연결되는 입력축(10)과 하우징(30) 내부에 위치하며 상기 입력축(10)에 일체형성된 웜(11)(worm)으로 이루어진 입력부와, 상기 하우징(30) 전면의 출력축개구(32a)로 삽입 결합되어 상기 하우징(30) 후면의 출력축개구(32b)로 돌출됨으로써 하우징(30) 외부로 각각 연장형성된 출력축(20)과 상기 출력축(20)에 일체결합되어 상기 웜(11)에 맞물리는 웜휠(21)(worm wheel)로 이루어진 출력부를 포함하여 구성된다.

또한 상기 하우징(30)은 상기 입력축(10)과 출력축(20)이 입력축개구(31a, 31b)와 출력축개구(32a, 32b)를 중심으로 각각 회전될 수 있도록 상기 입력축개구(31a, 31b)와 출력축개구(32a, 32b)에 각각 설치된 베어링(33)과, 상부에 공기가 배출되는 에어 벤트(34)(air vent)와, 하부에 오일을 제거하도록 장착된 드레인 플러그(35)(drain plug)를 구비한다. 본 실시예에 있어서 상기 베어링(33)은 롤러베어링이나 볼베어링으로 구성될 수 있다.

도 7 내지 도 8은 본 고안의 바람직한 제2실시예에 따라 입력축(10)과 웜휠(21)의 중심축을 따라 각각 선택적으로 중공요홈부(10a)나 중공부(21a)가 형성된 다중 입·출력 감속기의 정단면도와 측단면도이다.

중공요홈부(10a)가 구비된 상기 입력축(10)에는 상기 중공요홈부(10a)에 삽입되어 일체로 결합될 수 있는 입력보조축(10b)이 구비되고, 중공부(21a)가 형성된 상기 웜휠(21)에도 상기 중공부(21a)에 출력축(20)이 삽입되어 일측으로만 돌출형성될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 중공요홈부(10a)와 중공부(21a)는 입력축(10)과 웜휠(21)의 중심축을 기준으로 양단에 선택적으로 형성될 수 있으며, 전술한 제1실시예에서와 같이 입력축(10)이나 출력축(20) 중 어느 한 축이 돌출형성될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 중공요홈부(10a)나 중공부(21a)가 형성된 본 고안의 제2실시예는 입력축과 출력축이 모두 하우징 외부로 돌출형성된 제1실시예에서와 달리 입력축(10)과 출력축(20)이 설치환경에 따라 하우징(30)의 어느 한 측면으로만 선택적으로 돌출형성될 수 있으므로 설치공간의 효율적 이용을 꾀할 수 있다.

이상 상술한 본 고안의 다중 입·출력변속기는 복수의 입·출력축을 구비하되, 크게 제1실시예의 돌출형과 제2실시예의 중공형으로 나뉠 수 있으며, 상기 돌출형과 중공형이 함께 구성될 수 있으므로, 돌출형 입·출력축 타입, 중공형 입·출력축 타입, 돌출형 입력축 + 중공형 출력축 타입, 중공형 입력축 + 돌출형 출력축 타입 등의 여러 다양한 변형실시예들이 가능하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 고안에 따른 웜감속기(100)의 동작 및 사용예를 본 고안의 제1실시예를 기준으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 모터로부터 입력되는 동력은 웜(11)이 형성되어 있는 입력축(10)을 입력축개구(31a, 31b)를 중심으로 회전시키고, 입력축(10)의 회전에 따른 웜(11)의 회전에 의해 웜(11)의 치차와 맞물려 있는 웜휠(21)의 치차들을 감속회전시켜 상기 웜휠(21)에 일체결합된 출력축(20)에 감속출력된다.

한편, 감속기(100) 내부의 웜(11)과 웜휠(21)의 확대도로서 도 7의 A부분을 나타낸 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 외부동력원인 모터에 의해 반시계방향으로 회전하면서 일단의 입력축(10)에 전달되는 회전동력은 상기 입력축(10)에 일체형성된 웜(11)을 회전시키고, 상기 웜(11)의 좌측치면(11a)과 출력축(20)에 형성된 웜휠(21)의 우측치면(21b)이 미끄럼접촉되면서 웜(11)에서 웜휠(21)로 감속전달되어 웜휠(21)에 결합된 출력축(20)의 일단을 통해 출력된다.

이후 일정시간 사용하게 되면 웜(11)의 좌측치면(11a)과 웜휠(21)의 우측치면(21b)이 마찰에 의해 소정깊이로 마모되어 정확한 동력전달이 어려워지게 된다.

이때 도 10에 도시된 바와 같이 감속기(100)의 방향을 180° 전환시키면 타단의 입력축(10)이 동력의 입력축(10)으로 사용되고, 모터의 회전방향은 동일하므로 반시계방향의 회전동력이 상기 타단의 입력축(10)으로 전달된다.

이렇게 타단의 입력축(10)으로 전달된 동력은 역시 입력축(10)에 형성된 웜(11)을 회전시키되 이번에는 웜(11)의 우측치면(11b)과 웜휠(21)의 좌측치면(21a)이 미끄럼접촉되면서 웜(11)에서 웜휠(21)로 감속전달되어 출력축(20)의 타단으로 출력된다.

즉 위와 같이 일측선단과 타측선단이 하우징(30) 외부로 각각 연장형성된 입력축(10)과 출력축(20)을 구비한 본 고안의 다중입출력 감속기(100)는, 일정기간 작동되어 웜(11)의 좌측치면(11a)과 웜휠(21)의 우측치면(21b)이 마모되면 감속기(100) 전체를 180°회전한 후 재설치하여 재사용됨으로써, 마모되지 않았던 상기 웜(11)의 우측치면(11b)과 웜휠(21)의 좌측치면(21a)을 동력전달을 위한 접촉영역으로 활용할 수 있게 된다.

덧붙여 본 고안의 제1실시예 및 제2실시예의 감속기어인 구동기어와 피동기어의 종류로서 웜과 웜휠이 사용된 경우만을 기술하였으나, 직교축 감속기로서 다중 입·출력감속기라는 본 고안의 목적에 부합되는 다양한 종류의 감속기어가 적용될 수 있어 한 쌍의 베벨기어나 나사 기어 등이 사용될 수 있음은 물론이며, 그 구체적인 구성과 동작관계는 상기 상세히 기술한 웜과 웜휠을 적용한 실시예들을 통해 당업자에게 자명하게 유추될 수 있는 내용들로서 해당 설명은 생략한다.

이상, 본 고안의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 고안은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니며 웜과 웜휠을 이용한 웜감속기 이외에 다른 유형의 기어를 채용하여 감속을 도모하는 여타의 감속기에서도 적용가능함은 물론이다.

따라서, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 고안에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이므로, 전술한 바와 같이 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 고안의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

전술한 구성을 갖는 본 고안은 복수의 입력축과 출력축을 구비함으로써 감속기어의 사용수명을 배가시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 입력축에 형성된 구동기어와 출력축에 형성된 피동기어가 서로 맞물리어 감속되는 기계식 치형감속기에 있어서,

   양측면에 각각 형성된 입력축개구(31a, 31b)와 전면과 후면에 각각 형성된 출력축개구(32a, 32b)를 구비한 하우징(30);

   상기 하우징(30) 외부로 돌출되도록 연장형성된 입력축(10)과 상기 입력축(10)에 일체형성된 구동기어로 이루어진 입력부; 및

   상기 하우징(30) 외부로 돌출되도록 연장형성된 출력축(20)과 상기 출력축(20)에 일체결합되어 상기 입력기어에 맞물리는 피동기어로 이루어진 출력부;를 포함하여 이루어지고,

   상기 입력축(10)의 일단이나 타단이 선택적으로 동력원과 연결되고 상기 출력축(20)의 일단이나 타단이 선택적으로 출력수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력감속기.
2. 입력축에 형성된 구동기어와 출력축에 형성된 피동기어가 서로 맞물리어 감속되는 기계식 치형감속기에 있어서,

   양측면에 각각 형성된 입력축개구(31a, 31b)와 전면과 후면에 각각 형성된 출력축개구(32a, 32b)를 구비한 하우징(30);

   상기 하우징(30) 양단 중 어느 일단면에 중공요홈부(10a)가 형성되며, 상기 중공요홈부(10a)에는 보조입력축(10b)이 삽입되어 결합됨으로써 상기 보조입력축(10b)을 통해 동력이 입력되는 입력축(10)과 상기 입력축(10)에 일체형성된 구동기어로 이루어진 입력부; 및

   상기 하우징(30) 외부로 돌출되도록 연장형성된 출력축(20)과 상기 출력축(20)에 일체결합되어 상기 입력기어에 맞물리는 피동기어로 이루어진 출력부;를 포함하여 이루어지고,

   상기 입력축(10)의 일단이나 타단이 선택적으로 동력원과 연결되고 상기 출력축(20)의 일단이나 타단이 선택적으로 출력수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력감속기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 출력부의 출력축(20)은 중심축을 따라 중공부(21a)가 형성된 상기 피동기어에 삽입되어 일체로 결합되되, 하우징(30) 외부 일측으로만 돌출되도록 결합되는 방식과, 하우징(30) 외부 양측으로 돌출되도록 결합되는 방식 중 어느 하나의 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 입출력감속기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 구동기어와 피동기어는 각각 웜(11)과 웜휠(21)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중입출력감속기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 구동기어와 피동기어는 한 쌍의 베벨기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중입출력감속기.

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