KR20070035732A - 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속 장치에 관한 것으로서,

입력축(10)으로 하여금 두 개 이상의 분기축(10-3, 10-4)을 포함하는 형태로 구성하고, 제 1 분기축(10-3) 상에 일정 간격을 두고 자유 회전 기능하게 결합된 제 1 공회전 기어(20) 및 제 2 공회전 기어(30)를 배치하는 한편, 제 2 분기축(10-4) 상에는 동일 몸체로서 제 1 기어부(40-1) 및 제 2 기어부(40-2)를 포함하는 중간 기어(40)를 배치하며, 출력축(50)으로 하여금 제 2 공회전 기어(30) 및 제 2 기어부(40-2)와 동시에 맞물리는 링 기어부(50-2)를 포함하는 형태로 구성함으로써

종래의 태양 기어 등을 삭제함에 따라 내부 구조가 현저히 단순하면서도 더욱 높은 변속비 확보가 가능하다.

변속 장치, 유성 기어, 태양 기어.

Description

변속 장치{transmission apparatus}

도 1 은 본 발명에 따른 변속 장치의 정단면도,

도 2 는 상기 도 1 에 있어서의 A-A선 단면도,

도 3 은 상기 도 1 에 있어서의 B-B선 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 입력축 10-1 : 축 부분

10-2 : 판상 플랜지부 10-3 : 제 1 분기축

10-4 : 제 2 분기축 10-5 : 고정판

20 : 제 1 공회전 기어 30 : 제 2 공회전 기어

40 : 중간 기어 50 : 출력축

50-1 : 축 부분 50-2 : 링 기어부

60 : 케이스 60-1 : 원통체

60-2 : 차폐판 70 : 고정 링 기어

본 발명은 변속 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구조가 간단하면서 도 높은 변속비를 얻을 수 있는 매우 바람직한 구조의 변속 장치에 관한 발명이다.

통상의 기계 장치에 있어서는 동력원, 즉 엔진(engine) 또는 모터(motor) 등으로부터의 회전력을 각 구성 부분으로 전달하기에 앞서 적정 비율로 증속 또는 감속시키는 과정을 거치게 된다.

변속 장치는 상기 동력원으로부터의 회전력을 증속 또는 감속, 즉 변속시키는 역할을 수행하는 부재로서, 입력축 선단에 장착된 태양 기어(gear), 그 둘레에 배치된 다수의 유성 기어, 그리고 유성 기어들을 둘러싸는 형태로서 이들과 동시에 맞물린 링(ring) 기어를 포함하여 구성되는 유성 기어 장치 내지 메커니즘(mechanism)을 채택하고 있는 것이 보통이다.

그러나 이러한 종래의 변속 장치는 상기 태양 기어를 비롯한 구성 요소들의 수가 너무 많아 전체적으로 크고 무거운 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 상기 태양 기어를 삭제한 구조의 변속 장치가 개발되어 있기는 하나, 태양 기어 하나가 삭제하는 대신 다른 부위는 더욱 복잡해짐에 따라 그다지 실용성을 인정받지 못하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 내부 구조가 단순하면서도 높은 변속비 확보가 가능한 변속 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 전체적으로 작으면서 가벼운 것은 물론 그에 따른 원가 절감의 효과를 얻을 수 있는 변속 장치를 제공하는 데 본 발명의 부수적 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 입력축으로 하여금 두 개 이상의 분기축을 포함하는 형태로 구성하고, 제 1 분기축 상에 일정 간격을 두고 자유 회전 가능하게 결합된 제 1 공회전 기어 및 제 2 공회전 기어를 배치하는 한편, 제 2 분기축 상에는 동일 몸체로서 제 1 기어부 및 제 2 기어부를 포함하는 중간 기어를 배치하며, 출력축으로 하여금 상기 제 2 공회전 기어 및 제 2 기어부와 동시에 맞물리는 링 기어부를 포함하는 형태로 구성함으로써 달성된다.

즉 본 발명의 변속 장치에 따르면, 종래의 태양 기어를 삭제하는 동시에, 입력축의 회전력이 상기 중간 기어 상의 제 1 기어부 및 제 2 기어부를 통하여 출력축으로 전달되도록 함으로써, 종래 보다 그 구조가 현저히 단순하면서도 높은 변속비 확보가 가능한 특징이 있다.

또한, 본 발명의 상기 제 1 공회전 기어와 제 2 공회전 기어의 모듈(module)을 각각 달리하여 기어 이빨 수 조정 폭을 더욱 넓힘으로써, 변속비의 현저한 증대가 가능한 특징이 있다.

이하, 본 발명 실시예의 변속 장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, 본 발명 실시예의 냉각 장치는, 서로 반대 방향으로 갈라진 제 1 분기축(10-3) 및 제 2 분기축(10-4)을 포함하는 입력축(10)과, 제 1 분기축(10-3) 상에 일정 간격을 두고 자유 회전 가능하게 결합된 제 1 공회전 기어(20) 및 제 2 공회전 기어(30)와, 상기 제 2 분기축(10-4) 상에 자유 회전 가 능하게 결합되며, 동일 몸체 상에 형성된 제 1 기어부(40-1) 및 제 2 기어부(40-2)를 포함하는 중간 기어(40)와, 상기 제 2 공회전 기어(30) 및 제 2 기어부(40-2)와 동시에 맞물리는 링 기어부(50-2) 및 이와 일체로 형성된 축 부분(50-1)을 포함하는 출력축(50)과, 상기 입력축(10) 및 출력축(50) 등을 둘러싸는 형상의 케이스(case, 60)와, 이 케이스(60) 내주벽 상에 결합되며, 상기 제 1 공회전 기어(20)와 맞물리는 고정 링 기어(70)를 포함하여 구성된다.

상기 입력축(20)은 각 분기축(10-3, 10-4)의 일측단이 결합되는 판상 플랜지(flange)부(10-2)와, 이들 분기축(10-3, 10-4)의 타측단에 결합되어 전체를 견고히 하는 고정판(10-5)을 또한 포함하는 구조이다.

입력축(10) 상의 축 부분(10-1)과 일체로서 그 선단에 원판 형상으로 성형된 상기 판상 플랜지부(10-2)와 이에 결합되는 상기 분기축(10-3, 10-4)과 고정판(10-5) 사이의 상호 결합은 용접에 의한 영구 결합 방법이 무난하겠지만, 볼트(bolt) 체결 등에 의한 분해 가능형 결합 방법이라도 무방하다.

한편, 상기 분기축(10-3, 10-4)은 서로 반대 방향으로 갈라진 두 개의 축으로 도시되어 있으나, 동적 평형을 헤치지 않는 한 이들 분기축(10-3, 10-4)을 두 개 이상으로 할 수도 있다.

상기 케이스(60)는 일측단이 완전 개방된 형상의 원통체(60-1)와, 이 원통체(60-1) 상의 완전 개방부에 결합된 차폐판(60-2)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 고정 링 기어(70)와 원통체(60-1) 내주벽 사이의 상호 결합은 열간 또는 냉간 압입에 의하는 것이 바람직하다.

그러나 스플라인(spline) 구조에 의한 상호 맞물림, 또는 볼트 체결 등의 기타 결합 방법을 이용할 수도 있다.

도면 부호 "S"는 상기 원통체(60-1)와 차폐판(60-2) 사이의 상호 결합을 위한 볼트를, 도면 부호 "B"는 기어(20, 30, 40)와 분기축(10-3, 10-4) 사이의 상대 운동을 가능케 하는 베어링(bearing)을 각각 나타낸다.

또한, 도면 부호 "T"는 상기 제 1 공회전 기어(20)와 제 2 공회전 기어(30) 사이의 마찰을 완화시켜 주는 트러스트 칼라(thrust collar) 또는 회전 스프링(spring)을 나타낸다.

두 개의 공회전 기어(20, 30) 사이에 마찰이 발생하는 이유는, 이들 제 1 공회전 기어(20)와 제 2 공회전 기어(30)는 이빨 수가 서로 다른 상기 고정 링 기어(70)와 상기 출력축(50) 상의 링 기어부(50-2)와 각각 맞물려 회전하는 관계로 이들의 회전 속도 역시 다르기 때문이다.

도면상으로는 상기 공회전 기어(20, 30) 사이에 트러스트 칼라 또는 회전 스프링이 삽입된 구조를 예로 하여 설명하고 있으나, 이들 트러스트 칼라 등의 부재를 삭제하는 대신, 그 위치에다 적정 규격의 스냅 링(snap ring)을 체결하더라도 무방하다.

다시 말하자면, 본 발명에 따른 변속 장치는 도시한 바와 같은 실시예의 구조에만 한정되지 않음을 의미한다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 변속 장치의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

우선, 동력원으로부터의 회전력을 받아 상기 입력축(10)이 회전하면, 제 1 및 제 2 분기축(10-3, 10-4) 상의 상기 공회전 기어(20, 30) 및 중간 기어(40)는 각 분기축(10-3, 10-4)을 회전 중심으로 하여 자전하는 동시에 고정 링 기어(70) 및 링 기어부(50-2)와 맞물려 이들을 따라 공전하게 된다.

그런데, 상기 제 1 공회전 기어(20)와 제 2 공회전 기어(30)는 서로 별개의 부재인 관계로 각각의 상대 기어, 즉 고정 링 기어(70)와 상기 출력축(50) 상의 링 기어부(50-2)와 맞물려 단지 자유 회전(공회전)할 뿐이지만, 상기 중간 기어(40) 상의 제 1 기어부(40-1)와 제 2 기어부(40-2)는 동일 몸체를 구성함에도 불구하고 각각 별개의 부재, 즉 상기 고정 링 기어(70)(고정 상태) 또는 상기 출력축(50) 상의 링 기어부(50-2)(회전 가능 상태)와 맞물려 회전하는 양상을 띠게 된다.

다시 말하자면, 상기 제 분기축(10-3) 상의 제 1 및 제 2 공회전 기어(20, 30)가 회전력 전달과는 무관하게 단순 공회전하는 반면, 상기 제 2 분기축(10-4) 상의 중간 기어(40)를 구성하는 제 1 기어부(40-1)와 제 2 기어부(40-2)는 동일 몸체임에도 불구하고 서로 다른 형태로 동력 전달에 관여한다.

즉 제 1 기어부(40-1)는 입력축(10)으로부터의 회전력을 받아 상기 고정 링 기어(70)의 내주면을 따라 이동하면서 자전 및 공전하는 데 비하여, 제 2 기어부(40-2)는 외관상으로 제 1 기어부(40-1)와 동일 형태의 자전 및 공전을 계속하는 한편으로, 상기 출력축(50) 상의 링 기어부(50-2)에 그 회전력을 전달함으로써 이를 회전시키게 된다.

그 결과, 상기 링 기어부(50-1)를 포함하는 출력축(50)은, 입력축(10)이 1 회전하는 동안, 상기 제 1 기어부(40-1) 중 특정의 기어 이빨 하나가 맞물려 지나간 상대 기어 이빨 수의 차이만큼 천천히 회전한다.

참고로, 동일 몸체를 구성하는 상기 제 1 기어부(40-1)와 제 2 기어부(40-2)의 이빨 수가 동일한 경우라면, 앞서 언급한 바의 맞물려 지나간 상대 기어 이빨 수 차이가 발생하지 않음에 따라 출력축(50)은 회전하지 않는다.

상기와 같은 경우, 동시 고정된 상태의 고정 링 기어(70) 및 링 기어부(50-2) 내주면을 따라 각각의 상대 기어부(40-1, 40-2)가 공전해 나아가는 형태로 이해하면 된다.

이러한 원리에 따르면, 상기 중간 기어(40)를 구성하는 제 1 기어부(40-1)와 제 2 기어부(40-2)의 이빨 수 차이가 작을수록 상기 입력축(10)에 대한 출력축(50)의 변속비, 즉 감속비는 커지게 된다.

상기와 같은 "감속" 원리는 회전력 전달 방향을 반대로 하게 되면 "증속" 원리가 될 것이며, 본 발명에 있어서는 이러한 두 가지 변속 원리를 포함하는 의미에서 "변속" 장치라 했다.

또한, 상기 중간 기어(40) 상의 제 1 기어부(40-1)와 상기 고정 링 기어(70)의 이빨 수 차이를 작게 할수록 입력축(10)에 대한 출력축(50)의 변속비는 커진다.

본 발명 실시예의 변속 장치에 있어서는, 앞서 설명한 바와 같은 변속비 증대 방안 이외에도, 상기 중간 기어(40) 상의 제 1 기어부(40-1)와 제 2 기어부(40-2)의 모듈을 각각 달리하여 상호 이빨 수 차이를 최소화함으로써 더욱 큰 변속비(예를 들면, 1/1,000 내지 1/10,000)를 얻을 수 있었다.

한편, 도 2 및 도 3 은 상기 도 1 에 있어서의 A-A선 단면도 및 B-B선 단면도이다.

앞서 언급한 바 있듯이, 판상 플랜지부(10-2)는 하중 분포 측면에서 볼 때 원판 형상으로 성형하는 것이 바람직하다.

도면상으로 나타나지는 않지만, 도 1 에 있어서의 고정판(10-5) 역시 그 측면을 원판 형상으로 하는 것이 좋다.

이상, 본 발명의 실시예의 변속 장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명했으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기본 취지를 벗어나지 않는 한에서의 다양한 설계 변경이 가능할 것이다.

예를 들면, 상기 입력축(10)을 구성하는 분기축(10-3, 10-4)을 그 축 부분(10-1)과 일체로 성형할 수도 있다.

이러한 경우를 포함한 기타의 사소한 설계 변경 등도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해함이 마땅할 것이다.

상기와 같이, 본 발명에 따르면, 종래의 태양 기어 등을 삭제함에 따라 내부 구조가 현저히 단순하면서도 더욱 높은 변속비 확보가 가능한 변속 장치를 얻을 수 있다.

아울러, 상기 구조 단순화에 따른 변속 장치의 소형화 및 경량화 효과는 물론, 높은 원가 절감 효과 또한 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 서로 반대 방향으로 갈라진 제 1 분기축(10-3) 및 제 2 분기축(10-4)을 포함하는 입력축(10)과;

   상기 제 1 분기축(10-3) 상에 일정 간격을 두고 자유 회전 가능하게 결합된 제 1 공회전 기어(20) 및 제 2 공회전 기어(30)와

   상기 제 2 분기축(10-4) 상에 자유 회전 가능하게 결합되며, 동일 몸체 상에 형성된 제 1 기어부(40-1) 및 제 2 기어부(40-2)를 포함하는 중간 기어(40)와;

   상기 제 2 공회전 기어(30) 및 제 2 기어부(40-2)와 동시에 맞물리는 링 기어부(50-2) 및 이와 일체로 형성된 축 부분(50-1)을 포함하는 출력축(50)과;

   상기 입력축(10) 및 출력축(50) 등을 둘러싸는 형상의 케이스(60)와;

   상기 케이스(60) 내주벽 상에 결합되며, 제 1 공회전 기어(20)와 맞물리는 고정 링 기어(70)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변속 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력축(10)은 각각의 분기축(10-3, 10-4)의 일측단이 결합되는 판상 플랜지부(10-2)와, 이들 분기축(10-3, 10-4)의 타측단에 결합되어 전체를 견고히 하는 고정판(10-5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이스(60)는 일측단이 완전 개방된 형상의 원통체(60-1)와, 이 원통체(60-1) 상의 완전 개방부에 결합된 차폐판(60-2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정 링 기어(70)는 케이스(60)를 구성하는 상기 원통체(60-1) 상에 압입된 것을 특징으로 하는 감속 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 공회전 기어(20)와 제 2 공회전 기어(30)의 모듈을 각각 달리한 것을 특징으로 하는 변속 장치.

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