KR20160089845A

KR20160089845A - 동력전달장치

Info

Publication number: KR20160089845A
Application number: KR1020150137853A
Authority: KR
Inventors: 임선호
Original assignee: 주식회사 세진아이지비
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-07-28
Also published as: KR101716453B1

Abstract

동력전달장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치는, 외부기어에 형성되는 치형에 상호간 대응되어 상대 이동되는 다수의 동력전달핀을 구비하는 핀치차; 핀치차의 회전축심에 대하여 교차되는 방향으로 배치되며, 핀치차의 회전을 위한 동력을 발생시키는 모터; 및 핀치차와 모터 사이에서 핀치차와 모터에 연결되며, 모터의 회전운동을 핀치차의 회전운동으로 전달하는 운동 전달유닛을 포함하며, 운동 전달유닛은, 유닛 하우징; 및 유닛 하우징의 내부에 마련되며, 모터 측의 회전력을 감속시켜 핀치차로 전달하는 내장형 감속모듈을 포함하며, 내장형 감속모듈은, 핀치차의 회전축심에 대하여 교차되는 방향으로 유닛 하우징에 형성되는 제1 관통부로 삽입되며, 모터에 의해 회전되는 구동 베벨기어; 제1 관통부와 연통되고 제1 관통부와 교차되는 방향으로 형성되는 제2 관통부로 삽입되며, 구동 베벨기어와 기어 맞물림되어 구동 베벨기어의 회전력을 감속시키는 피동 베벨기어; 제2 관통부 영역에서 피동 베벨기어와 연결되는 구동치차; 구동치차와 이웃되게 제2 관통부와 나란한 방향으로 유닛 하우징에 형성되는 제3 관통부에 결합되며, 구동치차로부터의 회전력을 핀치차로 전달하는 피동치차; 및 피동치차와 결합되며, 피동치차가 회전될 때, 피동치차에 예압을 걸어주는 피동치차 예압부재를 포함하며, 피동치차와 핀치차가 연결되기 위해 피동치차와 핀치차에는 핀에 의해 상호 연결되는 연결 홀이 형성되며, 피동치차에 피동치차 예압부재가 연결되기 위해 피동치차의 단부에는 예압홀이 형성되고, 피동치차 예압부재에는 예압홀에 결합되는 예압돌기가 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

동력전달장치{A TRANSMISSION DEVICE FOR CONVERTING A TORQUE}

본 발명은, 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 안정성 있는 동작 구현이 가능하면서도 전체적인 높이가 낮아질 수 있어 인덱스와 같이 콤팩트한 장비에도 두루 적용될 수 있는 동력전달장치에 관한 것이다.

동력전달장치는 회전운동을 직선운동으로, 또는 직선운동을 회전운동으로 전환시키는 랙과 피니언, 회전운동만을 전달하되 회전속도와 토크를 변환시키는 기어열로 대별된다.

통상의 경우에 있어 동력전달장치의 동력전달체계는 인벌류트 곡선을 원리로 한 치형이 주로 사용되고 있지만 드물게 사이클로이드 곡선을 원리로 한 치형과 핀치차를 사용하는 경우도 있다.

이러한 동력전달장치는 반도체 장비, LCD, PDP, OLED 등의 평면디스플레이 장비 등을 비롯한 다양한 산업 기계 등에 두루 사용되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 동력전달장치의 사용상태 측면 구조도이다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 동력전달장치(1)는 예컨대 베이스 플레이트(2)에 대하여 레일(4) 구조로 결합된 슬라이더(3)를 직선운동시키기 위하여 슬라이더(3)에 부분적으로 결합될 수 있다.

베이스 플레이트(2)에 대한 슬라이더(3)의 직선운동을 위해, 슬라이더(3)에 연결되는 동력전달장치(1)에는 베이스 플레이트(2) 영역에 위치 고정되는 랙(5)과 치형 맞물림되는 피니언(6)이 마련된다.

피니언(6)은 동력전달장치(1)의 외측으로 연장되게 마련되는 샤프트(7)의 단부에 결합되어 도 1과 같은 장치의 결합 시 랙(5)과 치형 맞물림된다.

이러한 구조에 의해, 동력전달장치(1)의 모터(8)가 동작되면 동력전달장치(1)의 내장부품들의 상호작용에 기초하여 샤프트(7)가 회전되면서 피니언(6)이 회전된다.

이때, 피니언(6)은 위치 고정된 랙(5)과 치형 맞물림되어 있기 때문에 결과적으로 회전되는 피니언(6)은 랙(5)의 길이 방향을 따라 직선운동하게 됨으로써, 베이스 플레이트(2)에 대한 슬라이더(3)의 직선운동이 구현된다.

따라서 슬라이더(3) 상에 원하는 부품이나 장치를 탑재한 경우, 해당 부품이나 장치가 직선운동될 수 있다.

도 1에 개시된 동력전달장치(1) 구조는 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 형태로서 피니언(6)의 회전축심에 감속기(9)와 더불어 모터(8)가 직결되는 형태라서 동력전달장치(1)의 전체적인 높이(H1)가 높아질 수밖에 없다.

종래기술처럼 동력전달장치(1)의 전체적인 높이(H1)가 높아질 경우, 콤팩트한 장비에 적용이 어려운 등 장비 적용에 다소 제약이 있을 수 있다.

예컨대 반도체 장비나 평면디스플레이 장비 등에 널리 적용되는 인덱스(INDEX)와 같은 콤팩트한 장비에는 도 1과 같이 높이(H1)가 높은 동력전달장치(1)를 적용하기는 곤란하다는 점을 고려해볼 때, 전체적인 높이(H1)를 낮추면서도 안정성이 있는 동작 구현이 가능한 동력전달장치에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2004-7013942호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 안정성 있는 동작 구현이 가능하면서도 전체적인 높이가 낮아질 수 있어 인덱스와 같이 콤팩트한 장비에도 두루 적용될 수 있는 동력전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외부기어에 형성되는 치형에 상호간 대응되어 상대 이동되는 다수의 동력전달핀을 구비하는 핀치차; 상기 핀치차의 회전축심에 대하여 교차되는 방향으로 배치되며, 상기 핀치차의 회전을 위한 동력을 발생시키는 모터; 및 상기 핀치차와 상기 모터 사이에서 상기 핀치차와 상기 모터에 연결되며, 상기 모터의 회전운동을 상기 핀치차의 회전운동으로 전달하는 운동 전달유닛을 포함하며, 상기 운동 전달유닛은, 유닛 하우징; 및 상기 유닛 하우징의 내부에 마련되며, 상기 모터 측의 회전력을 감속시켜 상기 핀치차로 전달하는 내장형 감속모듈을 포함하며, 상기 내장형 감속모듈은, 상기 핀치차의 회전축심에 대하여 교차되는 방향으로 상기 유닛 하우징에 형성되는 제1 관통부로 삽입되며, 상기 모터에 의해 회전되는 구동 베벨기어; 상기 제1 관통부와 연통되고 상기 제1 관통부와 교차되는 방향으로 형성되는 제2 관통부로 삽입되며, 상기 구동 베벨기어와 기어 맞물림되어 상기 구동 베벨기어의 회전력을 감속시키는 피동 베벨기어; 상기 제2 관통부 영역에서 상기 피동 베벨기어와 연결되는 구동치차; 상기 구동치차와 이웃되게 상기 제2 관통부와 나란한 방향으로 상기 유닛 하우징에 형성되는 제3 관통부에 결합되며, 상기 구동치차로부터의 회전력을 상기 핀치차로 전달하는 피동치차; 및 상기 피동치차와 결합되며, 상기 피동치차가 회전될 때, 상기 피동치차에 예압을 걸어주는 피동치차 예압부재를 포함하며, 상기 피동치차와 상기 핀치차가 연결되기 위해 상기 피동치차와 상기 핀치차에는 핀에 의해 상호 연결되는 연결 홀이 형성되며, 상기 피동치차에 상기 피동치차 예압부재가 연결되기 위해 상기 피동치차의 단부에는 예압홀이 형성되고, 상기 피동치차 예압부재에는 상기 예압홀에 결합되는 예압돌기가 마련되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치가 제공될 수 있다.

상기 내장형 감속모듈은, 상기 구동 베벨기어와 연결되고 상기 구동 베벨기어의 축 방향 유격을 조절하는 구동 베벨기어 유격 조절부재를 더 포함할 수 있다.

상기 내장형 감속모듈은, 상기 피동 베벨기어와 연결되고 상기 피동 베벨기어의 조립위치 유격을 조절하는 피동 베벨기어 유격 조절부재를 더 포함할 수 있다.

상기 내장형 감속모듈은, 상기 구동 베벨기어와 결합되어 상기 구동 베벨기어를 고정시키는 구동 베벨기어 고정부재; 및 상기 구동 베벨기어 고정부재를 상기 구동 베벨기어에 체결시키는 제1 체결부를 더 포함할 수 있다.

상기 내장형 감속모듈은, 상기 구동 베벨기어 고정부재에 이격 배치되며, 상기 구동 베벨기어의 회전을 가이드하는 다수의 구동측 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 내장형 감속모듈은, 상기 제2 관통부 측에서 상기 피동 베벨기어와 연결되며, 상기 피동 베벨기어의 회전을 가이드하는 다수의 피동측 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 내장형 감속모듈은, 상기 피동 베벨기어를 상기 유닛 하우징에 고정시키는 피동 베벨기어 고정 어댑터를 포함할 수 있다.

상기 내장형 감속모듈은, 상기 구동치차의 일측 단부에 형성되는 비원형 샤프트가 압입되는 샤프트 압입홀을 구비하는 샤프트 압입부와, 상기 피동 베벨기어에 형성되는 연결핀들이 삽입되는 핀 삽입구를 구비하며, 상기 구동치차와 연결되어 한 몸체를 이루는 구동치차 압입 구조체; 상기 구동치차와 상기 구동치차 압입 구조체를 체결시키는 구동치차 체결부; 및 상기 피동치차와 결합되며, 상기 피동치차의 회전을 가이드하는 다수의 출력측 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 운동 전달유닛은, 상기 유닛 하우징에 결합되어 상기 피동치차를 보호하는 피동치차 덮개; 상기 피동치차 덮개의 반대편에서 상기 유닛 하우징에 결합되어 상기 피동치차의 이탈을 저지시키는 출력단 고정 플레이트; 및 상기 유닛 하우징에 결합되어 상기 구동치차를 보호하는 구동치차 덮개를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 관통부 측에 결합되며, 상기 모터와 상기 구동 베벨기어를 연결시키는 모터 연결부를 더 포함할 수 있다.

상기 모터 연결부는, 상기 모터가 장착되는 모터 장착블록; 상기 모터 장착블록에 결합되어 상기 모터를 클램핑시키는 모터 클램프; 상기 유닛 하우징의 제1 관통부에 결합되는 입력축 구조체; 상기 입력축 구조체와 상기 모터 장착블록에 연결되어 상기 모터의 회전력을 상기 구동 베벨기어로 전달하는 입력축 고정 어댑터; 및 상기 유닛 하우징을 향한 상기 입력축 고정 어댑터의 전방에 배치되는 입력측 오일 씰을 포함할 수 있다.

상기 유닛 하우징에는 적어도 하나의 조립기준 정렬부가 더 형성될 수 있다.

상기 외부기어는 랙, 외치차 또는 내치차 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명에 따르면, 안정성 있는 동작 구현이 가능하면서도 전체적인 높이가 낮아질 수 있어 인덱스와 같이 콤팩트한 장비에도 두루 적용될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 동력전달장치의 사용상태 측면 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치가 랙에 결합된 상태의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 2를 다른 각도에서 도시한 도면들이다.
도 5는 도 2의 정면도이다.
도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 8 및 도 9는 각각 도 3 및 도 4의 요부 확대도이다.
도 10 및 도 11은 각각 도 8 및 도 9의 분해 사시도이다.
도 12 및 도 13은 각각 도 10 및 도 11의 요부 확대도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치가 외치차에 결합된 상태의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치가 내치차에 결합된 상태의 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치가 랙에 결합된 상태의 사시도이고, 도 3 및 도 4는 각각 도 2를 다른 각도에서 도시한 도면들이며, 도 5는 도 2의 정면도이고, 도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 7은 도 5의 B-B선에 따른 단면도이고, 도 8 및 도 9는 각각 도 3 및 도 4의 요부 확대도이며, 도 10 및 도 11은 각각 도 8 및 도 9의 분해 사시도이고, 도 12 및 도 13은 각각 도 10 및 도 11의 요부 확대도이며, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치가 외치차에 결합된 상태의 사시도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치가 내치차에 결합된 상태의 사시도이다.

도 2 내지 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 동력전달장치(100)는 안정성 있는 동작 구현이 가능하면서도 전체적인 높이(H2, 도 2 참조)가 도 1의 기존 동력전달장치(1)의 높이(H1)보다 훨씬 낮아질 수 있어 인덱스와 같이 콤팩트한 장비에도 두루 적용될 수 있도록 한 것으로서, 외부기어로서의 랙(110)과 상호작용하는 핀치차(115)와, 핀치차(115)의 회전을 위한 동력을 발생시키는 모터(M)와, 모터(M)의 회전운동을 핀치차(115)의 회전운동으로 전달하는 운동 전달유닛(120)을 포함한다.

본 실시예에서 랙(110)은 직선형의 막대형 기어로서 핀치차(115)와의 상호 작용에 기인하여 직선운동을 할 수 있다. 예컨대, 핀치차(115)가 제자리에서 회전하는 경우, 랙(110)은 직선운동할 수 있다.

참고로, 본 실시예의 경우, 외부기어로서 랙(110)을 개시하고 있으나 외부기어는 도 14에 도시된 외치차(110a)나 혹은 도 15에 도시된 내치차(110b)가 될 수도 있다.

예컨대, 도 2처럼 외부기어가 랙(110)인 경우에는 본 실시예에 따른 동력전달장치(100)가 구동될 때 랙(110)이 직선운동할 수 있다. 그리고 도 14 및 도 15처럼 외부기어가 외치차(110a) 혹은 내치차(110b)인 경우에는 본 실시예에 따른 동력전달장치(100)가 구동될 때 외치차(110a) 혹은 내치차(110b)가 회전운동할 수 있게 된다.

랙(110)의 일측에는 랙치형(111)이 형성된다. 랙치형(111)은 랙(110)의 일측에서 랙(110)의 길이 방향을 따라 연속적으로 균등하게 형성된다. 랙(110)에 형성되는 랙치형(111)은 트로코이드(trochoid) 치형, 사이클로이드(cycloid) 치형 및 인벌류트(involute) 치형 중에서 선택되는 어느 하나의 치형으로 적용될 수 있다.

랙(110)이 직선운동을 수행할 수 있도록 핀치차(115)는 랙(110)과 결합되어 제자리에서 회전운동을 수행한다.

도 9에 좀 더 자세하게 도시된 바와 같이, 핀치차(115)는 상호 이격되어 나란하게 배치되는 핀치차 본체(117) 사이에 원주 방향을 따라 다수의 동력전달핀(116)이 연결되는 구조를 갖는다.

동력전달핀(116)들의 간격은 랙(110)에 형성되는 랙치형(111)에 대응될 수 있다. 핀치차(115)에 대한 세부 구조는 본 출원인에 의해 기출원되어 등록된 다수의 문헌을 참조하도록 한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 동력전달장치(100)에 적용되는 모터(M)는 도 1에 도시된 종전의 동력전달장치(1)와는 달리 핀치차(115)의 회전축심에 대하여 교차되는 방향으로 배치되며, 그 위치에서 핀치차(115)의 회전을 위한 동력을 발생시킨다.

즉 본 실시예의 경우, 종전처럼 핀치차(115)의 회전축심에 모터(M)가 직결되는 형태가 아니라 핀치차(115)의 회전축심에 대하여 교차되게 옆으로 매달려 결합되는 형태, 다시 말해 랙(110)의 길이 방향과 나란하게 모터(M)가 연결되는 구조를 갖는다. 따라서 동력전달장치(100)의 전체적인 높이(H2, 도 2 참조)가 도 1의 기존 동력전달장치(1)의 높이(H1)보다 훨씬 낮아질 수 있어 인덱스와 같이 콤팩트한 장비에도 두루 적용될 수 있게 되는 것이다.

한편, 운동 전달유닛(120)은 핀치차(115)와 모터(M) 사이에서 핀치차(115)와 모터(M)에 연결되며, 모터(M)의 회전운동을 상기 핀치차(115)의 회전운동으로 전달하는 역할을 한다.

본 실시예에서 운동 전달유닛(120)은, 유닛 하우징(121)과, 유닛 하우징(121)의 내부에 마련되며, 모터(M) 측의 회전력을 감속시켜 핀치차(115)로 전달하는 내장형 감속모듈(125)을 포함한다.

유닛 하우징(121)은 운동 전달유닛(120)의 외관 구조물이다. 유닛 하우징(121) 내에 다수의 부품 조합으로 된 내장형 감속모듈(125)이 유기적인 메커니즘을 가지고 배열 및 연결되어야 하기 때문에 유닛 하우징(121)은 내부가 빈 금속 구조물로 제작될 수 있다.

이러한 유닛 하우징(121)에는 도 12 및 도 13에 자세히 도시된 바와 같이, 측면에 제1 내지 제3 관통부(121a~121c)가 형성된다. 제1 내지 제3 관통부(121a~121c)는 유닛 하우징(121)의 내부에서 서로 연통될 수 있다.

제1 내지 제3 관통부(121a~121c)를 통해 유닛 하우징(121) 내에 내장형 감속모듈(125)이 콤팩트하게 결합된다.

이처럼 내장형 감속모듈(125)이 유닛 하우징(121) 내에 최적화 상태로 갖춰짐에 따라 모터(M)의 사이드 탑재가 가능해지고, 이로 인해 동력전달장치(100)의 전체적인 높이(H2)를 줄일 수 있어 인덱스와 같이 콤팩트한 장비에도 두루 적용될 수 있게 되는 것이다.

참고로, 도 6 및 도 7처럼 유닛 하우징(121) 내에 마련되어 상호간 연결되는 다수의 부품들 중 구동치차 덮개(155), 피동치차 덮개(164), 출력단 고정 플레이트(165) 등의 커버 구조물들을 제외하고 나머지 부품들은 내장형 감속모듈(125)에 해당되므로 이하의 설명에서는 내장형 감속모듈(125)을 별도로 구별하지 않도록 한다.

내장형 감속모듈(125)에 대한 설명에 앞서, 유닛 하우징(121)의 제1 내지 제3 관통부(121a~121c)에 장착되는 대표적인 부품들에 대해 잠시 언급하면 아래와 같다.

제1 관통부(121a)에는 유닛 하우징(121)의 외부에 결합되는 모터(M)로부터의 회전동력을 받아 구동하는 구동 기어(131)와 그에 부속되는 부품들이 순서대로 결합된다.

제1 관통부(121a)에 교차되게 배치되는 제2 관통부(121b)에는 구동 기어(131)와 기어 맞물림되어 모터(M) 측의 회전력을 감속시키는 피동 기어(132)와, 피동 기어(132)에 연결되는 구동치차(151), 그리고 이들에 부속되는 부품들이 결합된다.

그리고 제3 관통부(121c)에는 구동치차(151)와 맞물려 회전되는 피동치차(161)와 그에 부속되는 부품들이 결합된다. 피동치차(161)는 최종적으로 핀치차(115)에 연결됨으로써 핀치차(115)를 회전시킨다.

결과적으로, 모터(M)로부터의 회전력은 구동 기어(131), 피동 기어(132), 구동치차(151), 피동치차(161) 및 핀치차(115)로 전달되어 핀치차(115)가 회전될 수 있도록 한다.

한편, 앞서도 기술한 것처럼 유닛 하우징(121)은 운동 전달유닛(120)의 외관 구조물을 이룬다.

유닛 하우징(121)의 일 측면에는 조립기준 정렬부(122)가 형성된다. 조립기준 정렬부(122)에는 조립기준을 형성하는 별도의 치구(미도시)가 장착될 수 있으며, 이러한 치구를 통해 동력전달장치(100)를 부품별로 조립하기 위한 조립기준을 형성할 수 있다. 즉 조립기준 정렬부(122)에 장착되는 치구를 통해 본 실시예에 따른 동력전달장치(100)를 부품별로 조립할 때, 랙(110)과의 조립거리, 상대위치 또는 모터(M) 등의 조립축선 등을 정렬하기 위한 기준을 형성할 수 있다.

본 실시예에서 조립기준 정렬부(122)들은 서로 교차되게 다수 개 마련될 수 있으며, 홈의 형태를 가질 수 있다. 하지만, 조립기준 정렬부(122)는 돌기의 형태가 될 수도 있다.

유닛 하우징(121)의 일측에는 모터 연결부(170)가 마련된다. 모터 연결부(170)는 랙(110)의 길이 방향을 따라 배치되는 모터(M, 도 6 참조)를 제1 관통부(121a) 쪽에 결합되는 구동 기어(131)와 연결되도록 하는 역할을 한다.

이러한 모터 연결부(170)는, 모터(M)가 장착되는 모터 장착블록(171)과, 모터 장착블록(171)에 결합되어 모터(M)를 클램핑시키는 모터 클램프(172)와, 유닛 하우징(121)의 제1 관통부(121a)에 결합되는 입력축 구조체(173)와, 입력축 구조체(173)와 모터 장착블록(171)을 연결시키는 입력축 고정 어댑터(174)를 포함한다.

대다수의 모터(M)가 단면 사각형 형상을 이루기 때문에 본 실시예에서 모터 장착블록(171) 역시 모터(M)의 형상에 대응되게 사각의 블록 구조를 이룬다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않는다. 즉 모터 장착블록(171)이 반드시 사각의 블록 구조를 이룰 필요는 없으며, 원형이라든지 아니면 기타 다각의 블록 구조를 가질 수도 있는 것이다.

모터 클램프(172)는 모터 장착블록(171)의 내측 클램프 수용부(171a)에 삽입된 상태에서 모터(M)를 견고하게 클램핑한다.

입력축 구조체(173)는 유닛 하우징(121)의 제1 관통부(121a)의 입구에 결합되는 구조물이다. 다수의 볼트(B1)에 의해 입력축 구조체(173)는 유닛 하우징(121)의 제1 관통부(121a)의 입구에 결합될 수 있다. 이때, 입력축 구조체(173)의 베어링 지지구(173a)는 제1 관통부(121a) 내로 삽입되고, 나머지 바디(173b)가 유닛 하우징(121)의 외측으로 돌출된다. 베어링 지지구(173a)의 내측에는 기밀유지를 위해 오링(O-Ring, R1)이 결합될 수 있다.

입력축 고정 어댑터(174)는 입력축 구조체(173)와 모터 장착블록(171)에 연결되는 구조물로서, 실질적으로는 모터(M)의 회전력을 구동 기어(131)로 전달하는 역할을 한다. 따라서 입력축 고정 어댑터(174)는 구동측 베어링(135)과 연결될 수 있다.

입력축 고정 어댑터(174)와 구동측 베어링(135)이 연결될 때 이들 사이의 오일이 누유되지 않도록 유닛 하우징(121)을 향한 상기 입력축 고정 어댑터(174)의 전방에는 입력측 오일 씰(175)이 결합된다.

한편, 본 실시예에 따른 동력전달장치(100)에는 내장형 감속모듈(125)의 일 부품으로서, 구동 기어(131)와, 구동 기어(131)와 기어 맞물림되어 구동 기어(131)의 회전력을 감속시키는 피동 기어(132)가 마련된다.

앞서도 기술한 것처럼 구동 기어(131)는 모터(M)에 의해 회전되는 부분으로서 유닛 하우징(121)의 제1 관통부(121a) 내에 배치되고, 피동 기어(132)는 유닛 하우징(121)의 제2 관통부(121b) 내에 배치되어 구동 기어(131)와 기어 맞물림된다.

이와 같은 구동 기어(131)와 피동 기어(132)를 적용함에 있어, 웜과 웜휠을 사용할 수도 있으나 본 실시예의 경우, 베벨 기어를 적용하고 있다.

이하 설명의 편의를 위해 구동 기어(131)와 피동 기어(132)를 구동 베벨기어(131)와 피동 베벨기어(132)로 하여 설명한다. 혼돈을 막기 위해 구동 기어(131) 및 구동 베벨기어(131), 그리고 피동 기어(132) 및 피동 베벨기어(132)에 동일한 참조부호를 부여한다.

도 12 및 도 13에 자세히 도시된 것처럼 구동 베벨기어(131)와 피동 베벨기어(132)의 사이즈가 다르다. 즉 피동 베벨기어(132)보다 구동 베벨기어(131)의 사이즈, 즉 기어수가 훨씬 적다. 때문에 구동 베벨기어(131)가 1회 회전되더라도 구동치차(151)와 연결되는 피동 베벨기어(132)는 1회 회전되지 않기 때문에 감속비를 구현할 수 있게 되는 것이다.

구동 베벨기어(131)가 유닛 하우징(121)의 제1 관통부(121a) 내에 결합될 수 있도록 구동 베벨기어 고정부재(133)와, 제1 체결부(134)가 마련된다.

구동 베벨기어 고정부재(133)는 구동 베벨기어(131)가 헛돌지 않도록 구동 베벨기어(131)를 고정시키는 역할을 한다. 이를 위해, 구동 베벨기어(131)에는 키 블록(131a)이 형성되고, 구동 베벨기어 고정부재(133)는 키 블록(131a)이 삽입되는 키 홈(133a)이 형성된다.

제1 체결부(134)는 구동 베벨기어 고정부재(133)를 구동 베벨기어(131)에 체결시키는 역할을 한다. 제1 체결부(134)는 헤드가 외측으로 돌출되지 않는 접시머리 볼트일 수 있다.

구동 베벨기어(131)의 축 방향을 따라 구동 베벨기어(131)의 원활한 회전 동작을 가이드하는 수단으로서 다수의 구동측 베어링(135)이 마련된다. 이때, 구동측 베어링(135)은 단열 앵귤러 볼베어링일 수 있다.

구동측 베어링(135)을 포함하여 구동 베벨기어(131)를 조립할 때, 구동 베벨기어(131)가 축 방향으로 밀리게 되면 구동측 베어링(135)의 유격이 커질 수밖에 없기 때문에 이러한 유격을 없애기 위해 유격 조절부재(136)가 마련된다.

다시 말해, 유격 조절부재(136)는 구동 베벨기어 고정부재(133)에 접하여 제1 체결부(134)에 의해 구동 베벨기어(131)와 함께 체결되며, 구동 베벨기어(131)의 축 방향 유격을 조절하는 역할을 한다.

유격 조절부재(136)는 링(ring) 타입의 구조물로 적용될 수 있는데, 유격 정도에 따라 적절한 두께가 선택될 수 있다.

이상 설명한 구동 베벨기어(131)가 유닛 하우징(121) 내에서 피동 베벨기어(132)와 상호작용하기 위해 피동 베벨기어(132)가 제2 관통부(121b) 내로 삽입되어 구동 베벨기어(131)와 기어 맞물림된다.

피동 베벨기어(132)의 주변에도 피동 베벨기어(132)와 연결되어 피동 베벨기어(132)의 회전을 가이드하는 다수의 피동측 베어링(141)이 마련된다. 피동측 베어링(141)은 전술한 구동측 베어링(135)과 달리 단열 깊은 홈 볼베어링으로 적용될 수 있다.

피동 베벨기어(132)가 유닛 하우징(121)에 고정될 수 있도록 유닛 하우징(121)에는 피동 베벨기어 고정 어댑터(143)가 마련된다.

피동 베벨기어 고정 어댑터(143)는 피동측 베어링(141)을 지지하는 베어링 지지구(143a)와, 베어링 지지구(143a)와 연결되는 어댑터 블록(143b)을 포함한다. 베어링 지지구(143a)의 내측에는 오링(O-Ring, R2)이 결합될 수 있다.

피동측 베어링(141)을 포함하여 피동 베벨기어(132)를 유닛 하우징(121)의 제2 관통부(121b) 내로 삽입하여 구동 베벨기어(131)와 조립할 때, 부품의 공차상 혹은 조립 공차상 조립위치에 유격이 발생될 수 있는데 이러한 유격을 없애기 위해 피동 베벨기어 유격 조절부재(142)가 마련된다. 다시 말해, 피동 베벨기어 유격 조절부재(142)는 피동 베벨기어(132)와 연결되며, 피동 베벨기어(132)의 조립위치 유격을 조절하는 역할을 한다.

피동 베벨기어 유격 조절부재(142)가 피동 베벨기어(132)와 연결될 수 있도록 피동 베벨기어(132)에는 다수의 연결핀(132a)이 마련되고, 피동 베벨기어 유격 조절부재(142)에는 연결핀(132a)들이 삽입되는 제1 핀 삽입구(142a)가 형성된다.

한편, 내장형 감속모듈(125)의 일 부품으로서, 구동치차(151)와, 피동치차(161)가 마련되며, 이들은 유닛 하우징(121) 내에서 이웃된 부품들과 콤팩트하게 결합된다.

앞서도 잠시 언급한 것처럼 구동치차(151)는 피동 베벨기어(132)와 연결된다. 그리고 피동치차(161)는 구동치차(151)와 핀치차(115)를 연결한다.

구동치차(151)에 대해 먼저 알아보면, 구동치차(151)는 피동 베벨기어(132)와 마찬가지로 유닛 하우징(121)의 제2 관통부(121b) 영역에서 피동 베벨기어(132)와 연결된다.

구동치차(151)의 일측에는 유닛 하우징(121)에 결합되어 구동치차(151)를 지지하는 구동치차 지지부(158)가 마련된다.

구동치차(151)가 피동 베벨기어(132)와 연결되기 때문에 구동치차(151)는 피동 베벨기어(132)와 동회전될 수 있다.

이때, 구동치차(151)와 피동 베벨기어(132)는 직결되지 않으며, 구동치차 압입 구조체(152)를 매개로 하여 연결된다.

구동치차 압입 구조체(152)는 도 11에 확대 도시된 바와 같이, 구동치차(151)의 일측 단부에 형성되는 비원형 샤프트(151a, 도 11 참조)가 압입되는 샤프트 압입홀(152a)을 구비하는 샤프트 압입부(152b)와, 피동 베벨기어(132)에 형성되는 연결핀(132a)들이 삽입되는 제2 핀 삽입구(152c)를 포함한다.

구동치차(151)의 비원형 샤프트(151a)는 피동 베벨기어(132)의 내부 중앙홀(132b, 도 13 참조)을 통과하여 그 상부에 배치되는 구동치차 압입 구조체(152)의 샤프트 압입부(152b)의 샤프트 압입홀(152a)에 압입될 수 있다. 이때, 압입만으로는 결합이 해제될 수도 있기 때문에 구동치차 체결부(153)가 마련되어 구동치차(151)와 구동치차 압입 구조체(152)를 체결시킬 수 있다. 구동치차 체결부(153)는 와셔(153a)와, 와셔(153a)를 통해 구동치차(151)에 체결되는 제2 체결부(153b)로서의 볼트를 포함할 수 있다.

그리고 구동치차(151)와 구동치차 압입 구조체(152)가 체결될 때, 피동 베벨기어(132)에 형성되는 연결핀(132a)들은 피동 베벨기어 유격 조절부재(142)에 형성되는 제1 핀 삽입구(142a)를 통과하여 구동치차 압입 구조체(152)의 제2 핀 삽입구(152c)에 삽입될 수 있다.

유닛 하우징(121)에는 제2 관통부(121b) 영역에 구동치차(151)를 보호하는 구동치차 덮개(155)가 결합된다. 내부 유지보수를 위해 구동치차 덮개(155)는 볼트에 의해 유닛 하우징(121)에에서 착탈될 수 있다.

다음으로, 피동치차(161)는 구동치차(151)와 이웃되게 유닛 하우징(121)의 제3 관통부(121c)에 결합된다.

피동치차(161)는 모터(M), 구동 베벨기어(131), 피동 베벨기어(132) 및 구동치차(151)로부터 전달되는 회전력을 핀치차(115)로 전달한다. 따라서 피동치차(161)는 유닛 하우징(121) 내에서 구동치차(151)와 기어 맞물림된다.

피동치차(161)가 핀치차(115)가 연결되기 위해 피동치차(161)와 핀치차(115)에는 상호 연결을 위한 연결 홀(C1,C2, 도 10 및 도 11 참조)이 형성된다. 연결 홀(C1,C2)에는 도시 않은 핀이 결합되어 피동치차(161)와 핀치차(115)를 상호간 연결시킨다.

이러한 피동치차(161)의 주변에는 피동치차(161)의 회전을 가이드하는 다수의 출력측 베어링(162)이 마련된다. 출력측 베어링(162)은 단열 앵귤러 볼베어링으로 적용될 수 있다.

그리고 피동치차(161)가 회전될 때, 피동치차(161)에 예압을 걸어주기 위한 수단으로서 피동치차 예압부재(163)가 피동치차(161)에 연결된다. 피동치차(161)에 피동치차 예압부재(163)가 연결되기 위해 피동치차(161)의 단부에는 다수의 예압홀(161a)이 형성되고, 예압부재(163)에는 예압홀(161a)에 결합되는 다수의 예압돌기(163a)가 마련된다. 피동치차(161)의 하부에는 출력측 오일 씰(167)이 결합된다.

피동치차(161)가 결합되는 제3 관통부(121c) 영역의 유닛 하우징(121)에는 피동치차(161)를 보호하는 피동치차 덮개(164)가 결합된다.

그리고 피동치차 덮개(164)의 반대편에는 유닛 하우징(121)에 결합되어 피동치차(161)의 이탈을 저지시키는 출력단 고정 플레이트(165)가 결합된다.

내부 유지보수를 위해 피동치차 덮개(164)와 출력단 고정 플레이트(165)는 볼트에 의해 착탈될 수 있다.

이러한 구성에 의해, 모터(M)가 동작되면 모터(M)로부터의 회전력이 구동 기어(131), 피동 기어(132), 구동치차(151), 피동치차(161) 및 핀치차(115)로 전달되어 핀치차(115)가 회전될 수 있게 되고, 이에 따라 랙(110)이 핀치차(115)와의 상호 작용에 기인하여 운동을 할 수 있다.

이와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예의 동력전달장치(100)에 따르면, 안정성 있는 동작 구현이 가능하면서도 특히, 전체적인 높이(H2)가 낮아질 수 있어 인덱스와 같이 콤팩트한 장비에도 두루 적용될 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

M : 모터 100 : 동력전달장치
110 : 랙 111 : 랙치형
115 : 핀치차 116 : 동력전달핀
117 : 핀치차 본체 120 : 운동 전달유닛
121 : 유닛 하우징 121a : 제1 관통부
121b : 제2 관통부 121c : 제3 관통부
122 : 조립기준 정렬부 125 : 내장형 감속모듈
131 : 구동 기어(구동 베벨기어) 132 : 피동 기어(피동 베벨기어)
133 : 구동 베벨기어 고정부재 134 : 제1 체결부
135 : 구동측 베어링 136 : 구동 베벨기어 유격 조절부재
141 : 피동측 베어링 142 : 피동 베벨기어 유격 조절부재
143 : 피동 베벨기어 고정 어댑터 151 : 구동치차
152 : 구동치차 압입 구조체 153 : 구동치차 체결부
155 : 구동치차 덮개 161 : 피동치차
162 : 출력측 베어링 163 : 피동치차 예압부재
164 : 피동치차 덮개 165 : 출력단 고정 플레이트
170 : 모터 연결부 171 : 모터 장착블록
172 : 모터 클램프 173 : 입력축 구조체
174 : 입력축 고정 어댑터 175 : 입력측 오일 씰

Claims

외부기어에 형성되는 치형에 상호간 대응되어 상대 이동되는 다수의 동력전달핀을 구비하는 핀치차;
상기 핀치차의 회전축심에 대하여 교차되는 방향으로 배치되며, 상기 핀치차의 회전을 위한 동력을 발생시키는 모터; 및
상기 핀치차와 상기 모터 사이에서 상기 핀치차와 상기 모터에 연결되며, 상기 모터의 회전운동을 상기 핀치차의 회전운동으로 전달하는 운동 전달유닛을 포함하며,
상기 운동 전달유닛은,
유닛 하우징; 및
상기 유닛 하우징의 내부에 마련되며, 상기 모터 측의 회전력을 감속시켜 상기 핀치차로 전달하는 내장형 감속모듈을 포함하며,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 핀치차의 회전축심에 대하여 교차되는 방향으로 상기 유닛 하우징에 형성되는 제1 관통부로 삽입되며, 상기 모터에 의해 회전되는 구동 베벨기어;
상기 제1 관통부와 연통되고 상기 제1 관통부와 교차되는 방향으로 형성되는 제2 관통부로 삽입되며, 상기 구동 베벨기어와 기어 맞물림되어 상기 구동 베벨기어의 회전력을 감속시키는 피동 베벨기어;
상기 제2 관통부 영역에서 상기 피동 베벨기어와 연결되는 구동치차;
상기 구동치차와 이웃되게 상기 제2 관통부와 나란한 방향으로 상기 유닛 하우징에 형성되는 제3 관통부에 결합되며, 상기 구동치차로부터의 회전력을 상기 핀치차로 전달하는 피동치차; 및
상기 피동치차와 결합되며, 상기 피동치차가 회전될 때, 상기 피동치차에 예압을 걸어주는 피동치차 예압부재를 포함하며,
상기 피동치차와 상기 핀치차가 연결되기 위해 상기 피동치차와 상기 핀치차에는 핀에 의해 상호 연결되는 연결 홀이 형성되며,
상기 피동치차에 상기 피동치차 예압부재가 연결되기 위해 상기 피동치차의 단부에는 예압홀이 형성되고, 상기 피동치차 예압부재에는 상기 예압홀에 결합되는 예압돌기가 마련되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 구동 베벨기어와 연결되고 상기 구동 베벨기어의 축 방향 유격을 조절하는 구동 베벨기어 유격 조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 피동 베벨기어와 연결되고 상기 피동 베벨기어의 조립위치 유격을 조절하는 피동 베벨기어 유격 조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 구동 베벨기어와 결합되어 상기 구동 베벨기어를 고정시키는 구동 베벨기어 고정부재; 및
상기 구동 베벨기어 고정부재를 상기 구동 베벨기어에 체결시키는 제1 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제4항에 있어서,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 구동 베벨기어 고정부재에 이격 배치되며, 상기 구동 베벨기어의 회전을 가이드하는 다수의 구동측 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 제2 관통부 측에서 상기 피동 베벨기어와 연결되며, 상기 피동 베벨기어의 회전을 가이드하는 다수의 피동측 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 피동 베벨기어를 상기 유닛 하우징에 고정시키는 피동 베벨기어 고정 어댑터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 내장형 감속모듈은,
상기 구동치차의 일측 단부에 형성되는 비원형 샤프트가 압입되는 샤프트 압입홀을 구비하는 샤프트 압입부와, 상기 피동 베벨기어에 형성되는 연결핀들이 삽입되는 핀 삽입구를 구비하며, 상기 구동치차와 연결되어 한 몸체를 이루는 구동치차 압입 구조체;
상기 구동치차와 상기 구동치차 압입 구조체를 체결시키는 구동치차 체결부; 및
상기 피동치차와 결합되며, 상기 피동치차의 회전을 가이드하는 다수의 출력측 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 운동 전달유닛은,
상기 유닛 하우징에 결합되어 상기 피동치차를 보호하는 피동치차 덮개;
상기 피동치차 덮개의 반대편에서 상기 유닛 하우징에 결합되어 상기 피동치차의 이탈을 저지시키는 출력단 고정 플레이트; 및
상기 유닛 하우징에 결합되어 상기 구동치차를 보호하는 구동치차 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 관통부 측에 결합되며, 상기 모터와 상기 구동 베벨기어를 연결시키는 모터 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제10항에 있어서,
상기 모터 연결부는,
상기 모터가 장착되는 모터 장착블록;
상기 모터 장착블록에 결합되어 상기 모터를 클램핑시키는 모터 클램프;
상기 유닛 하우징의 제1 관통부에 결합되는 입력축 구조체;
상기 입력축 구조체와 상기 모터 장착블록에 연결되어 상기 모터의 회전력을 상기 구동 베벨기어로 전달하는 입력축 고정 어댑터; 및
상기 유닛 하우징을 향한 상기 입력축 고정 어댑터의 전방에 배치되는 입력측 오일 씰을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 유닛 하우징에는 적어도 하나의 조립기준 정렬부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 외부기어는 랙, 외치차 또는 내치차 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 동력전달장치.