KR20070113857A - 모터와 피니언을 구비한 유성기어 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형의 유성감속기에서 모터의 축에 피니언을 간단하고 안정되게 결합하도록 하여 고효율의 제작과 회전 정밀도가 가능하도록 한 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조에 관한 것이다.

상기의 본 발명은,

모터의 회전축에 결합되어 선기어의 기능을 수행하는 피니언에 맞물린 다수의 제1 유성기어군들이 작은 직경에 의하여 1차로 감소된 회전수로 회전하도록 하고,

상기 유성기어군의 외주에 위치하며 맞물린 링기어를 고정 설치하고,

상기 링기어의 내부에 위치하는 제1 캐리어에 의해 안정된 회전력이 전달되도록 하는 1단 감속이 이루어지도록 하되,

모터의 회전축의 타측은 규격보다 0.01 내지 0.015mm 작게 형성하면서 일측인 모터 측에는 규격보다 0.01 내지 0.015mm 크게 형성한 후 접촉부위에 접착제를 바른 후 강제 끼워 맞춤에 의해 결합되도록 함으로써 모터와 피니언의 안정된 조립으로 인해 고효율의 제작과 회전 정밀도를 유지할 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

유성기어, 모터, 피니언

Description

유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조{structure of satellite gear decelerate}

도 1은 종래 유성감속기의 일부 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 종래 유성감속기의 전체 구성을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명 유성감속기의 일 실시예에 따른 전체 구성을 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명 유성감속기의 일 실시예에 따른 구성을 나타낸 단면도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 피니언의 구성을 나타낸 요부 확대도.

도 6은 본 발명의 모터의 구성을 나타낸 요부 확대도.

도 7은 본 발명의 모터와 피니언의 결합상상태를 나타낸 요부 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 모터 22 : 회전축

23 : 피니언 24, 29 : 유성기어군

26 : 링기어 27, 30 : 캐리어

28 : 선기어 31 : 출력 샤프트

본 발명은 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조에 관한 것으로, 상세하게는 소형의 유성감속기에서 모터의 축에 피니언을 간단하고 안정되게 결합하도록 하여 고효율의 제작과 회전 정밀도가 가능하도록 한 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조에 관한 것이다.

일반적으로 유성감속기는 선기어, 링기어, 유성기어들이 동심선상에 배치된 상태의 기어열을 말하는 것으로, 동일 변속비의 경우 다른 원리의 감속기에 배치되는 기어열에 비해 그 체적이 작고 입출력이 동심이며 동력전달효율이 높기 때문에 소형경량화가 요구되는 지능형 로봇, R/C, 항공기, 자동차, 사무기기, 공작기계 등에 많이 사용되고 있다.

종래의 유성감속기는 도 1에 도시한 것과 같이, 바깥쪽에 내접기어인 링기어(3)를 배치하고,

상기의 링기어(3)에 맞물리는 유성기어(2)들을 원주상으로 배치하고,

상기의 유성기어(2)들과 맞물리는 선기어(1)를 중앙에 배치하여 동심을 이루도록 구성한 것이다.

상기의 유성감속기는 유성기어(2)를 사용함에 따라 전달하중이 분산되어 전체적인 크기를 줄일 수 있으며, 유성기어(2)를 대칭으로 배열할 경우 유성기어(2)의 반경 방향 하중이 서로 상쇄되어 베어링과 프레임 설계 시 축방향 하중만 고려하면 되므로 유리하게 된다.

또한 가공이 용이하며 접촉 선속도가 작고, 전달하중의 분산으로 마찰손실이 감소하므로 소음이 줄어들고 효율이 향상되는 이점이 있어 많이 이용되고 있다.

그리고 종래에는 상기의 선기어와 아이들기어 및 링기어들을 사용하는 유성감속기를 도 2에 도시한 것과 같이 모터(11) 회전축(12)에 결합된 선기어(13)에 맞물린 다수의 제1 유성기어군(14)들이 작은 직경에 의하여 1차로 감소된 회전수로 회전하도록 하고,

상기 유성기어군(14)의 외주에 위치하며 맞물린 링기어(15)가 같이 회전하도록 하고,

상기 링기어(15)의 내부에 위치하는 제1 캐리어(16)에 의해 안정된 회전력이 전달되도록 하는 1단 감속이 이루어지도록 한다.

그리고 필요에 따라 상기의 선기어와 유성기어와 링기어 및 캐리어들에 의해 2단 감속이 이루어지도록 하거나 제3 감속 이나 제4 감속이 순차적으로 이루어지도록 하였다.

그리고 상기 모터(11)와 링기어(15)가 결합되는 부위에는 모터 플랜지(17)에 의해 밀폐된 상태가 유지되는 중에 안정된 결합이 이루어지도록 하는 한편, 상기의 링기어(15)와 출력 샤프트(18)가 결합되는 부위에는 출력측 플랜지(19)에 의해 안정된 결합이 이루어지도록 하였다.

그러나 상기와 같은 유성기어를 이용한 유성감속기의 구성에 의하여서는 소형의 유성감속기의 크기가 커지게 되어 설치공간에 제약을 받게 됨은 물론, 감속비를 최적의 상태로 유지할 수 없어 그 사용이 한계성을 갖게 되고, 고효율의 제작을 위한 회전 정밀도가 떨어져 제작 공차나 조립 공차에 의한 불량률이 발생하는 주된 원인이 되었다.

더구나 모터(11) 회전축(12)에 선기어(13)를 결합할 때 일반적인 생크에 의한 축 결합구조를 이용하였으므로 가공에 따른 복잡함이 있음은 물론, 접하는 면이 정확하지 않게 되면 회전시 유격이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 소형의 유성감속기에서 모터의 축에 피니언을 간단하고 안정되게 결합하도록 하여 고효율의 제작과 회전 정밀도가 가능하도록 한 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조는 선기어와 유성기어와 링기어 및 캐리어들에 의해 감속이 다단으로 이루어지도록 설계가 가능한 것으로서,

모터의 회전축에 결합되어 선기어의 기능을 수행하는 피니언에 맞물린 다수의 제1 유성기어군들이 작은 직경에 의하여 1차로 감소된 회전수로 회전하도록 하고,

상기 유성기어군의 외주에 위치하며 맞물린 링기어를 고정 설치하고,

상기 링기어의 내부에 위치하는 제1 캐리어에 의해 안정된 회전력이 전달되도록 하는 1단 감속이 이루어지도록 하되,

모터의 회전축의 타측인 끝단은 규격보다 0.01 내지 0.015mm 작게 형성하면서 일측인 모터 측에는 규격보다 0.01 내지 0.015mm 크게 형성한 후 접촉부위에 접착제를 바르면서 강제로 끼워 맞춤에 의해 결합되도록 함으로써 모터와 피니언의 안정된 조립으로 인해 고효율의 제작과 회전 정밀도를 유지할 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 실시예에 따른 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조는 모터 플랜지와 출력측 플랜지의 사이에 선기어와 유성기어와 링기어 및 캐리어들을 1단 또는 다단으로 배열하면서 일측에는 모터의 회전축에 결합된 피니언과 결합되도록 하는 동시에 타측에는 출력 샤프트가 돌출되어 감속된 회전력을 이용할 수 있도록 한 것으로서,

모터(21)의 회전축(22)에 선기어의 역할을 하는 피니언(23)을 결합하고,

상기 피니언(23)의 외주연에 위치하며 맞물리는 다수의 제1 유성기어군(24)들이 작은 직경에 의하여 1차로 감소된 회전수로 회전하도록 하고,

상기 피니언(23)과 제1 유성기어군(24)들의 사이에는 와샤(25)를 배열하여 맞물린 상태의 회전력만 전달되도록 하고,

상기 제1 유성기어군(24)의 외주에 위치하며 맞물린 링기어(26)가 같이 회전하도록 하고,

상기 링기어(26)의 회전에 따라 그 내부에 위치하는 제1 캐리어(27)에 의해 안정된 회전력이 선기어(28)로 전달되도록 하고,

상기 선기어(28)의 외부에는 다수의 제2 유성기어군(29)들이 맞물리도록 결 합하여 작은 직경에 의하여 2차로 감소시킨 회전수로 회전하도록 하고,

상기 제2 유성기어군(29)의 외주에는 링기어(26)가 맞물려 같이 회전하도록 하고,

상기 링기어(26)의 회전에 따라 그 내부에 위치하는 제2 캐리어(30)에 의해 안정된 회전력이 출력 샤프트(31)로 전달되도록 하는 2단 감속이 이루어지도록 하고,

상기 회전축(22)과 피니언(23)의 외주연에 위치하는 모터 플랜지(32)의 결합부위인 제1 볼트부(33)와 상기 링기어(26)의 일측 결합부위인 제2 볼트부(34)를 통해 모터(21)와 링기어(26)의 조립이 안정된 상태에서 정밀도를 유지할 수 있도록 하고,

상기 링기어(26)의 타측 결합부위인 제4 볼트부(35)와 출력측 플랜지(36)의 결합부위인 제3 볼트부(37)을 통해 출력 샤프트(31)와 링기어(26)의 조립이 안정된 상태에서 정밀도를 유지할 수 있도록 하고,

상기의 제1 및 제2 유성기어군(24)(29)들과 제1 및 제2 캐리어(27)(30)들은 각각 결합핀(28)(39)들에 의해 지지되도록 함으로써 이들을 중심으로 회전 가능하도록 구성하되,

상기 제1 선기어의 역할을 하는 피니언(23)의 축공(41)은 규격(예컨대 3.157mm)으로 형성하고,

상기 피니언(23)의 축공(41)에 끼워지는 모터(21)의 회전축(22)의 타측(42)인 끝단은 규격인 3.157mm 보다 0.01 내지 0.015mm 작게 형성하면서 일측(43)인 모 터(21) 측에는 규격인 3.157mm 보다 0.01 내지 0.015mm 커지도록 완만한 경사의 외면을 갖게 형성하도록 하고,

서로 결합할 때 접하는 부위인 상기 회전축(22)의 외면과 피니언(23)의 축공(41) 내면에 접착제(44)를 바른 후 강제 끼워 맞춤에 의해 결합되도록 한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 따른 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조는 모터 플랜지와 출력측 플랜지의 사이에 선기어와 유성기어와 링기어 및 캐리어들을 1단 또는 다단으로 배열하면서 일측에는 모터의 회전축에 결합된 피니언과 결합되도록 하는 동시에 타측에는 출력 샤프트가 돌출되어 감속된 회전력을 이용할 수 있도록 한다.

그리고 상기의 선기어와 유성기어와 링기어 및 캐리어들을 다단으로 반복하여 배열하면 다단의 설계가 가능한 것이다.

상기 선기어의 역할을 하는 피니언(23)의 축공(41)은 규격(예컨대 3.157mm)으로 형성한다.

상기 피니언(23)의 축공(41)에 끼워지는 모터(21)의 회전축(22)의 타측(42)인 끝단은 규격인 3.157mm 보다 0.01 내지 0.015mm 작게 형성하면서 일측(43)인 모터(21) 측에는 규격인 3.157mm 보다 0.01 내지 0.015mm 커지도록 완만한 경사의 외면을 갖게 형성하도록 함으로써 강제 끼워 맞춤에 의한 결합이 가능하도록 한다.

그리고 상기의 회전축(22)에 피니언(23)을 결합할 때 접하는 부위인 상기 회전축(22)의 외면과 피니언(23)의 축공(41) 내면에 접착제(44)를 바른 후 강제 끼워 맞춤에 의해 결합되도록 한다.

그러므로 모터(21)의 회전축(22)에 결합되어 선기어의 기능을 수행하는 피니언(23)의 외주연에 위치하며 맞물리는 다수의 제1 유성기어군(24)들이 상기의 모터 플랜지(28)와의 사이에 와샤(25)를 통하여 접하도록 하여 작은 직경에 의하여 1차로 감소된 회전수의 회전력만 전달되도록 한다.

상기 제1 유성기어군(24)의 외주에 위치하며 맞물린 링기어(26)는 같이 회전하는 중에 치수에 따라 감소된 회전력으로 회전하도록 한다.

상기 링기어(26)의 회전에 따라 그 내부에 위치하는 제1 캐리어(27)에 의해 안정된 1단 감속이 이루어지도록 한다.

상기 제1 캐리어(27)에 의한 안정된 회전력이 선기어(28)로 전달되도록 한다.

상기 선기어(28)의 외부에 다수의 제2 유성기어군(29)들이 맞물리도록 결합되어 있으므로 작은 직경에 의하여 2차로 감소시킨 회전수로 회전하도록 한다.

상기 제2 유성기어군(29)의 외주에 링기어(26)가 맞물려 있으므로 같이 회전한다.

상기 링기어(26)의 회전에 따라 그 내부에 위치하는 제2 캐리어(30)에 의한 안정된 회전력이 출력 샤프트(31)로 전달되도록 하는 2단 감속이 이루어지도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유성기어 감속기용 모터 와 피니언의 조립구조에 의하여서는 모터의 회전축에 결합되어 선기어의 기능을 수행하는 피니언에 맞물린 다수의 제1 유성기어군들이 작은 직경에 의하여 1차로 감소된 회전수로 회전하도록 하고,

상기 유성기어군의 외주에 위치하며 맞물린 링기어를 고정 설치하고,

상기 링기어의 내부에 위치하는 제1 캐리어에 의해 안정된 회전력이 전달되도록 하는 1단 감속이 이루어지도록 하되,

모터의 회전축의 타측은 규격보다 0.01 내지 0.015mm 작게 형성하면서 일측인 모터 측에는 규격보다 0.01 내지 0.015mm 크게 형성한 후 접촉부위에 접착제를 바른 후 강제 끼워 맞춤에 의해 결합되도록 함으로써 모터와 피니언의 안정된 조립으로 인해 고효율의 제작과 회전 정밀도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 모터(21)의 회전축(22)에 선기어의 역할을 하는 피니언(23)을 결합하고, 상기 피니언(23)의 외주연에 위치하는 다수의 제1 유성기어군(24)들이 결합되도록 하고, 상기 제1 유성기어군(24)의 외주에 위치하는 링기어(26)가 맞물리도록 하고, 상기 링기어(26)에는 제1 캐리어(27)를 통해 선기어(28)가 결합되도록 하고, 상기 선기어(28)의 외부에는 제2 유성기어군(29)들을 맞물리도록 결합하고, 상기 제2 유성기어군(29)의 외주에는 링기어(26)가 맞물리도록 결합하고, 상기 링기어(26)에서 제2 캐리어(30)를 통해 출력 샤프트(31)를 결합하여 2단 감속이 이루어지도록 한 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조에 있어서,

   상기 제1 선기어의 역할을 하는 피니언(23)의 축공(41)은 규격인 3.157mm 로 형성하고,

   상기 피니언(23)의 축공(41)에 끼워지는 모터(21)의 회전축(22)의 타측(42)인 끝단은 규격인 3.157mm 보다 0.01 내지 0.015mm 작게 형성하면서 일측(43)인 모터(21) 측에는 규격인 3.157mm 보다 0.01 내지 0.015mm 커지도록 완만한 경사의 외면을 갖게 형성하고,

   서로 결합할 때 접하는 부위인 상기 회전축(22)의 외면과 피니언(23)의 축공(41) 내면에 접착제(44)를 바른 후 강제 끼워 맞춤에 의해 결합되도록 구성한 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기용 모터와 피니언의 조립구조.

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