KR20120123834A - 유성 스프로킷 체인 감속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유성 스프로킷 체인 감속기에 관한 것으로, 케이싱본체 하우징 일측면으로 입력드럼의 축이 볼베어링과 입력베어링 하우징을 관통하여 상기 케이싱본체 하우징의 통공으로 삽입되어 타측면의 소켓볼트로 입력베어링 하우징이 고정되고, 상기 케이싱본체 하우징의 타측면에는 고정스프로킷이 접시머리핀볼트로 고정되되, 상기 고정스프로킷 중앙에는 통공이 형성되며, 외주면에는 톱니가 형성되어 전동용 2열체인이 외주면에 결합되고, 상기 고정스프로킷의 통공 내부로 출력아이들 플레이트가 위치되어 케이싱본체 하우징의 타측면에 고정되며, 상기 출력아이들 플레이트에는 통공과 체결공이 형성되어, 상기 통공에는 접시머리핀너트가 삽입된 입력핀스프로킷이 위치되며, 상기 체결공에는 3개의 출력베어링핀이 삽입되고, 상기 체결공에 삽입된 출력베어링핀에는 외주면이 톱니로 형성되는 3개의 유성스프로킷이 삽입되며, 상기 유성스프로킷이 관통되는 출력베어링핀에는 출력샤프트 플레이트가 고정되고, 상기 출력샤프트 플레이트 외측으로 돌출되는 축은 유성체인 감속기 케이싱을 관통하여 볼베어링과 출력 스프로킷 및 출력 베어링케이스로 삽입된다. 따라서, 본 발명은 종래의 유성감속기에서 사용되는 내접링기어 및 유성기어와 선기어(태양기어)를 전동용 체인 및 스프로킷으로 교체하여, 적은 비용과 간단한 구성으로 정밀도가 높은 감속기를 제작할 수 있는 효과가 있다.

Description

유성 스프로킷 체인 감속기{Chain decelerator of planet gear}
본 발명은 유성 스프로킷 체인 감속기에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 전동용 체인과 스프로킷을 이용한 유성 스프로킷 체인 감속기에 관한 것이다.
일반적으로 유성감속기는 선기어(태양기어), 내접 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 내접기어(3)인 링기어를 배치하고, 맞물리는 유성기어(2)들을 원주상으로 배치한 다음, 상기 유성기어(2)들과 맞물리는 선기어(1)를 중앙에 배치하여 동심을 이루도록 구성한다.
상기 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 설계시 축 방향 하중만 고려하면 되는 유리한 매카니즘을 지니게 된다.
또한, 종래의 유성감속기는 중대형으로 갈수록 내접 링기어의 가공비용이 고가인 반면, 기어의 접촉효율이 높고 전달하중의 분산으로 마찰손실이 감소하므로 소음이 줄어 효율이 향상되는 이점이 있어 많이 이용되고 있다.
그리고, 종래에는 상기 선기어와 아이들기어 및 내접 링기어를 사용하는 유성감속기를 도 1에 도시한 것과 같이 입력 회전축에 결합된 선기어에 맞물린 다수의 제1유성기어열을 배열함으로써 1차로 감소된 회전수로 회전하도록 하고, 상기 제1캐리어에 의해 안정된 회전력이 전달되도록 하는 1단 감속이 이루어지도록 하며, 필요에 따라 상기 선기어와 유성기어, 내접 링기어 및 캐리어들의 순차배열에 의해 2단 감속이 이루어지도록 하거나 제3감속이나 제4감속이 순차적으로 이루어지도록 한다.
그러나, 상기와 같이 유성기어를 이용한 유성감속기 구성에 의해서는 출력축에서 요구되는 토크나 축단하중의 크기에 따라 설치공간에 제약을 받게 됨은 물론, 감속비를 최적의 상태로 유지할 수 없어 그 사용이 한계성을 갖게 되고, 저비용의 제작을 위한 제작 공차나 조립 공차에 의한 불량률이 발생하는 주된 원인이 된다.
더구나, 회전축에 선기어를 결합할 때 일반적인 축 결합구조를 이용하였으므로 가공에 따른 복잡함이 있음은 물론, 접하는 면이 정확하지 않게 되면 회전시 유격이 발생하게 되는 등의 정밀도에서도 문제점이 발생된다.
또한, 유성 기어열의 배열에 따른 조립오차의 대응에 있어서 보다 정밀한 가공과 조립시 기어의 백레쉬를 감안한 조립공차는 필수적 요소가 되며, 내접 링기어 및 유성 기어와 선기어를 가공하기 위하여 고가의 기어가공용 전용장비가 필요로 한다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 기존의 유성감속기에서 내접 링기어 및 유성 기어와 선기어(태양기어)를 전동용 체인 및 스프로킷으로 교체하여 부품이 보다 간단하면서도 안정되게 결합시켜 저비용 고효율의 용이한 제작과 정밀도가 가능한 유성 스프로킷 체인 감속기를 제공하는데 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 케이싱본체 하우징 일측면으로 입력드럼의 축이 볼베어링과 입력베어링 하우징을 관통하여 상기 케이싱본체 하우징의 통공으로 삽입되어 타측면의 소켓볼트로 입력베어링 하우징이 고정되고, 상기 케이싱본체 하우징의 타측면에는 고정스프로킷이 접시머리핀볼트로 고정되되, 상기 고정스프로킷 중앙에는 통공이 형성되며, 외주면에는 톱니가 형성되어 전동용 2열체인이 외주면에 결합되고, 상기 고정스프로킷의 통공 내부로 출력아이들 플레이트가 위치되어 케이싱본체 하우징의 타측면에 고정되며, 상기 출력아이들 플레이트에는 통공과 체결공이 형성되어, 상기 통공에는 접시머리핀너트가 삽입된 입력핀스프로킷이 위치되며, 상기 체결공에는 3개의 출력베어링핀이 삽입되고, 상기 체결공에 삽입된 출력베어링핀에는 외주면이 톱니로 형성되는 3개의 유성스프로킷이 삽입되며, 상기 유성스프로킷이 관통되는 출력베어링핀에는 출력샤프트 플레이트가 고정되고, 상기 출력샤프트 플레이트 외측으로 돌출되는 축은 유성체인 감속기 케이싱을 관통하여 볼베어링과 출력 스프로킷 및 출력 베어링케이스로 삽입된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 종래의 유성감속기에서 사용되는 내접링기어 및 유성기어와 선기어(태양기어)를 전동용 체인 및 스프로킷으로 교체함으로써, 적은 비용과 간단한 구성으로도 정밀도가 높은 감속기를 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전동용 2열체인의 연결핀을 해제하여 전동용 2열체인을 쉽게 분리하고 조립시키는 단순한 행위만으로 완전한 기어 조립이 완성되므로, 별도의 공차개념을 도입할 필요성이 없을 뿐 아니라, 유성감속기가 이룩하고자하는 감속기능에 따른 핵심부품인 기어류에 있어, 고가인 기어가공을 생략할 수 있고, 고가의 기어가공 전용장비를 사용하지 아니하여도 매커니즘에 따른 기능과 신뢰성을 보유한 감속장치의 완성이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 유성기어 감속기의 구성을 나타낸 참고도.
도 2는 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 절개도.
도 3은 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 분해도.
도 4는 상기 도 2의 정면도와 측면도.
도 5는 상기 도 2에서 유성체인 감속기 케이싱이 제거된 상태의 정면도와 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 동력전달 구성의 분해도.
도 7은 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 동력전달 계통의 작동상태를 나타낸 참고도.
도 2는 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 절개도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 분해도이고, 도 4는 상기 도 2의 정면도와 측면도이고, 도 5는 상기 도 2에서 유성체인 감속기 케이싱이 제거된 상태의 정면도와 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 동력전달 구성의 분해도이고, 도 7은 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 동력전달 계통의 작동상태를 나타낸 참고도이다.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 유성 스프로킷 체인 감속기의 절개도 및 분해도로서, 본 발명의 유성 스프로킷 체인 감속기(100)는 케이싱본체 하우징(110)과, 고정스프로킷(120), 전동용 2열체인(130), 입력드럼(140), 출력아이들 플레이트(150), 입력핀스프로킷(160), 유성스프로킷(170), 출력샤프트 플레이트(180) 및 유성체인 감속기 케이싱(190)으로 이루어진다.
또한, 도 4는 상기 도 2의 정면도와 측면도를 도시하며, 도 5는 상기 도 2에서 유성체인 감속기 케이싱(190)이 제거된 상태의 정면도와 측면도를 도시하고 있다.
상기 케이싱본체 하우징(110)은 중앙에 통공(111)이 형성되며, 상기 통공(111)을 기준으로 일정간격으로 제1체결공(112)과 제2체결공(113)이 형성되고, 가장 외측에는 소켓볼트(114)가 삽입된다.
상기 케이싱본체 하우징(110) 일측면으로 마름모 형상을 갖는 입력드럼(140)의 축(141)이 볼베어링(142)과 입력베어링 하우징(143)을 관통하여 상기 케이싱본체 하우징(110)의 통공(111)으로 삽입되어 타측면의 소켓볼트(147)로 입력베어링 하우징(143)이 고정된다.
상기 입력드럼(140)의 입력베어링 하우징(143) 중앙에는 축(141)이 관통되도록 통공(144)이 형성되며, 상기 케이싱본체 하우징(110)의 통공(111)에 삽입되도록 돌출구(145)가 돌출되고, 상기 입력드럼(140)의 네 모서리에는 체결공(146)이 형성된다.
상기 케이싱본체 하우징(110)의 타측면에는 고정스프로킷(120)이 접시머리핀볼트(125)로 고정되되, 상기 고정스프로킷(120) 중앙에는 통공(121)이 형성되며, 외주면에는 톱니(123)가 형성되어 전동용 2열체인(130)이 외주면에 결합되고, 상기 접시머리핀볼트(125)이 관통되도록 고정스프로킷(120)에는 체결공(122)이 형성된다.
상기 고정스프로킷(120)의 통공(121) 내부에는 삼각형 형상을 갖는 출력아이들 플레이트(150)가 위치되어 케이싱본체 하우징(110)의 타측면에 고정되며, 상기 출력아이들 플레이트(150)에는 통공(151)과 체결공(152)이 형성되어, 상기 통공(151)에는 접시머리핀너트(163)가 삽입된 입력핀스프로킷(160)이 위치되며, 상기 체결공(152)에는 3개의 출력베어링핀(153)이 삽입된다.
상기 입력핀스프로킷(160)에는 중앙부와 중앙부 외측으로 통공(161)이 형성되되, 중앙부에 형성되는 통공(161)에는 도 6과 같이 입력드럼(140)의 축(141)이 삽입되며, 중앙부 외측에 형성되는 통공(161)으로는 접시머리핀너트(163)가 삽입됨을 알 수 있고, 외주면에는 삽입홈(162)이 형성되어 볼베어링(164)이 삽입된다.
상기 체결공(152)에 삽입된 출력베어링핀(153)에는 외주면이 톱니(172)로 형성되는 3개의 유성스프로킷(170)이 삽입되며, 상기 유성스프로킷(170)이 관통되는 출력베어링핀(153)에는 출력샤프트 플레이트(180)가 고정되고, 상기 출력샤프트 플레이트(180) 외측으로 돌출되는 축(182)은 유성체인 감속기 케이싱(190)을 관통하여 볼베어링(184)과 출력 스프로킷(185) 및 출력 베어링케이스(186)로 삽입된다.
상기 출력샤프트 플레이트(180)는 삼각형 형상으로 이루어지며, 상기 축(182)은 돌출구(181)로 돌출되는 일측에 형성되며, 출력샤프트 플레이트(180) 세 모서리에는 체결공(183)이 형성되어 상기 출력베어링핀(153)이 체결공(183)으로 삽입되고, 상기 출력 베어링케이스(186)에는 소켓볼트(187)가 삽입되어 유성체인 감속기 케이싱(190)의 통공(191) 외측에 형성되는 체결공(192)으로 고정된다.
상기 출력 베어링케이스(186)으로 삽입되는 축(182)의 외주면에는 홈이 형성되어 스프로킷 고정 멈춤나사(188)와 스프로킷 고정키(189)가 삽입된다.
상기 케이싱본체 하우징(110)과 고정스프로킷(120) 사이에는 간극조절용 스페이서(124)가 구비되어, 케이싱본체 하우징(110)에 고정되는 고정스프로킷(120)의 간격 조절이 가능하다.
또한, 상기 접시머리핀너트(163)는 유성스프로킷(170)군이 홀수일 경우에는 최소 3개에서 최대 6개로 한정되며, 상기 유성스프로킷(170)이 짝수일 경우에는 최소 2개에서 최대 4개로 한정하여 구성되고, 상기 접시머리핀너트(163)를 최소 갯수로 사용시 입력축인 상기 접시머리핀너트(163)는 연속회전을 하고, 출력축인 유성스프로킷(170)군은 간헐회전(촌동운전)장치로 사용한다.
본 발명에서는 상기와 같이 유성스프로킷(170)을 1단으로 사용할 수도 있지만, 2단 또는 3단으로 더 구비하여 2단 또는 3단의 감속장치로 구성할 수 있으며, 상기 유성스프로킷(170)을 2단으로 구성시 고정스프로킷(120) 외주면에는 전동용 3열체인이 결합되며, 상기 유성스프로킷(170)을 3단으로 구성시 고정스프로킷(120) 외주면에는 전동용 4열체인이 결합된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 유성 스프로킷 체인 감속기는 회전 입력축에 결합되어 선기어의 기능을 수행하는 선기어 대체용 접시머리핀너트(163)에 맞물린 다수의 유성스프로킷(170)들이 작은 직경에 의하여 1차로 감소된 회전수로 회전된다.
상기 유성스프로킷(170)의 외주에 위치하며, 맞물린 고정스프로킷(120)에 장착된 전동용 2열체인(130)의 캐리어에 의해 안정된 회전력이 전달되도록 하는 1단 감속이 이루어지도록 하되, 회전 입력축과 선기어 대체용 접시머리핀너트(163) 피니언의 안정된 조립으로 인해 저비용 고효율의 제작과 회전 정밀도를 유지할 수 있다.
도 7은 상기 유성 스프로킷 체인 감속기의 동력전달 계통의 작동상태를 나타낸 참고도로서, 유성스프로킷(170)은 시계방향으로 회전되며, 출력샤프트 플레이트(180)의 출력 스프로킷(185)은 반시계방향으로 회전됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 기존의 유성감속기에서 내접 링기어 및 유성 기어와 선기어(태양기어)를 전동용 체인 및 스프로킷으로 교체하여 부품이 보다 간단하면서도 안정되게 결합시켜 저비용 고효율의 용이한 제작과 정밀도가 가능하다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 체인 감속기 110 : 케이싱본체 하우징
120 : 고정스프로킷 130 : 전동용 2열체인
140 : 입력드럼 150 : 출력아이들 플레이트
160 : 입력핀스프로킷 170 : 유성스프로킷
180 : 출력샤프트 플레이트 190 : 유성체인 감속기 케이싱

Claims (6)

  1. 유성 스프로킷 체인 감속기(100)에 있어서,
    케이싱본체 하우징(110) 일측면으로 입력드럼(140)의 축(141)이 볼베어링(142)과 입력베어링 하우징(143)을 관통하여 상기 케이싱본체 하우징(110)의 통공(111)으로 삽입되어 타측면의 소켓볼트(147)로 입력베어링 하우징(143)이 고정되고,
    상기 케이싱본체 하우징(110)의 타측면에는 고정스프로킷(120)이 접시머리핀볼트(125)로 고정되되, 상기 고정스프로킷(120) 중앙에는 통공(121)이 형성되며, 외주면에는 톱니(123)가 형성되어 전동용 2열체인(130)이 외주면에 결합되고,
    상기 고정스프로킷(120)의 통공(121) 내부로 출력아이들 플레이트(150)가 위치되어 케이싱본체 하우징(110)의 타측면에 고정되며, 상기 출력아이들 플레이트(150)에는 통공(151)과 체결공(152)이 형성되어, 상기 통공(151)에는 접시머리핀너트(163)가 삽입된 입력핀스프로킷(160)이 위치되며, 상기 체결공(152)에는 3개의 출력베어링핀(153)이 삽입되고,
    상기 체결공(152)에 삽입된 출력베어링핀(153)에는 외주면이 톱니(172)로 형성되는 3개의 유성스프로킷(170)이 삽입되며, 상기 유성스프로킷(170)이 관통되는 출력베어링핀(153)에는 출력샤프트 플레이트(180)가 고정되고, 상기 출력샤프트 플레이트(180) 외측으로 돌출되는 축(182)은 유성체인 감속기 케이싱(190)을 관통하여 볼베어링(184)과 출력 스프로킷(185) 및 출력 베어링케이스(186)로 삽입되는 것을 특징으로 하는 유성 스프로킷 체인 감속기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 케이싱본체 하우징(110)과 고정스프로킷(120) 사이에는 간극조절용 스페이서(124)가 구비되는 것을 특징으로 하는 유성 스프로킷 체인 감속기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 접시머리핀너트(163)는 유성스프로킷(170)군이 홀수일 경우에는 최소 3개에서 최대 6개로 한정되며, 상기 유성스프로킷(170)이 짝수일 경우에는 최소 2개에서 최대 4개로 한정하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유성 스프로킷 체인 감속기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 접시머리핀너트(163)를 최소 갯수로 사용시 입력축인 상기 접시머리핀너트(163)는 연속회전을 하고, 출력축인 유성스프로킷(170)군은 간헐회전(촌동운전)장치로 사용하는 것을 특징으로 하는 유성 스프로킷 체인 감속기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유성스프로킷(170)을 2단 또는 3단으로 더 구비하여 2단 또는 3단의 감속장치로 구성할 수 있으며, 상기 유성스프로킷(170)을 2단으로 구성시 고정스프로킷(120) 외주면에는 전동용 3열체인이 결합되며, 상기 유성스프로킷(170)을 3단으로 구성시 고정스프로킷(120) 외주면에는 전동용 4열체인이 결합되는 것을 특징으로 하는 유성 스프로킷 체인 감속기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 출력 베어링케이스(186)으로 삽입되는 축(182)의 외주면에는 홈이 형성되어 스프로킷 고정 멈춤나사(188)와 스프로킷 고정키(189)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 유성 스프로킷 체인 감속기.
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