KR20170108640A

KR20170108640A - 동력전달장치

Info

Publication number: KR20170108640A
Application number: KR1020160032880A
Authority: KR
Inventors: 임선호
Original assignee: 주식회사 세진아이지비
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2017-09-27
Also published as: WO2017159971A1; KR101800673B1

Abstract

동력전달장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치는, 동력을 발생시키는 모터; 및 모터에 연결되어 모터의 회전력을 감속시키는 감속기를 포함하며, 모터와 감속기의 연결을 위해 모터의 모터측 출력 모듈과 감속기의 감속기측 입력 모듈 중 어느 하나에는 돌출형 수직키가 마련되고, 다른 하나에는 돌출형 수직키가 삽입되면서 결합되는 함몰형 수직키홈이 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

동력전달장치{A TRANSMISSION DEVICE FOR CONVERTING A TORQUE}

본 발명은, 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 장치의 전체적인 크기를 현저하게 감소시킬 수 있음은 물론 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있는 동력전달장치에 관한 것이다.

동력전달장치는 모터의 회전동력을 이용하여 장치의 직선운동, 곡선운동, 원운동 등을 구현시키는 일련의 장치이다.

이러한 동력전달장치는 반도체 장비, LCD, PDP, OLED 등의 평면디스플레이 장비 등을 비롯한 다양한 산업 기계에 두루 사용되고 있으며, 이미 본 출원인에 의해서도 다수 출원되어 등록된 바 있다.

도 1은 종래기술에 따른 동력전달장치의 사용상태 측면 구조도이다.

도 1을 참조하면, 통상의 동력전달장치(1)는 예컨대 베이스 플레이트(2)에 대하여 레일(4) 방식으로 결합된 슬라이더(3)를 직선운동시키기 위하여 슬라이더(3)에 탑재될 수 있다.

이러한 동력전달장치(1)는 동력을 발생시키는 모터(8)와, 모터(8)에 직결되고 모터(8)의 회전력을 감속시키는 감속기(9)를 포함할 수 있다. 감속기(9)는 핀치차(6, 혹은 피니언)와 연결되어 핀치차(6)를 회전시킬 수 있다. 그리고 핀치차(6)는 베이스 플레이트(2)의 일측에 위치 고정되는 랙(5)과 치형 맞물림딘다.

도 1의 동작을 설명한다.

모터(8)가 동작되면 모터(8)의 회전력이 모터(8)에 직결된 감속기(9)를 거쳐 일정한 비율로 감속된 후 핀치차(6)로 전달되어 핀치차(6)의 회전을 유도한다.

이때, 핀치차(6)는 위치 고정된 랙(5)과 치형 맞물림되어 있기 때문에 결과적으로 회전되는 핀치차(6)는 랙(5)의 길이 방향을 따라 직선운동하게 됨으로써, 베이스 플레이트(2)에 대한 슬라이더(3)의 직선운동이 구현될 수 있다.

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

한편, 도 1에 개시된 동력전달장치(1) 구조, 특히 모터(8)와 감속기(9)가 직결된 구조는 주변에서 흔히 사용되고 있는 형태인데, 이때의 모터(8)와 감속기(9)의 직결구조, 즉 결합구조는 주로 스플라인, 클램프, 커플링 등의 부품 혹은 구조를 사용한 방식이 채택되어 왔다. 다시 말해, 모터(8)와 감속기(9)의 전통적인 결합구조는 평행키, 스플라인, 클램프, 커플링 등을 사용한 방식을 적용하여 왔다.

하지만, 이 같은 전통적인 결합구조를 단순히 채택하게 되면 그 구조적인 한계로 인해 설사 감속기(9)를 경박단소하게 설계하더라도 모터(8)를 직결할 경우에 모터(8)의 축경과 길이에 따라 동력전달장치(1)의 전체 크기는 원래의 3배에 이를 정도로 커질 수밖에 없는 문제점이 있다. 이처럼 동력전달장치(1)의 전체 크기가 커질 경우에는 요즈음 대세인 스마트 액추에이터, 즉 모터와 감속기가 일체형인 스마트 액추에이터에 적용이 어렵다는 단점이 발생된다.

이를 극복하기 위한 방안으로서 입력축을 출력축에 배치하는 방안을 고려해볼 수도 있으나 이러한 경우에도 감속기(9) 내부의 관통가능 크기에 따라 감속기(9)의 경박단소 구현에 한계가 있을 수밖에 없으며, 또한 단순히 입력축을 출력축에 배치할 경우에는 감속비에 따라 고감속비에서는 입력 직경이 작아지고 저감속비에서는 입력직경이 커지는 현상으로 인해 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화하는 문제점이 야기될 수 있어 적용이 용이하지 않다는 점을 고려해볼 때, 이러한 단점을 보완할 수 있는 신개념의 동력전달장치에 대한 개발이 필요한 실정이다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2004-7013942호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 장치의 전체적인 크기를 현저하게 감소시킬 수 있음은 물론 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있는 동력전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 동력을 발생시키는 모터; 및 상기 모터에 연결되어 상기 모터의 회전력을 감속시키는 감속기를 포함하며, 상기 모터와 상기 감속기의 연결을 위해 상기 모터의 모터측 출력 모듈과 상기 감속기의 감속기측 입력 모듈 중 어느 하나에는 돌출형 수직키가 마련되고, 다른 하나에는 상기 돌출형 수직키가 삽입되면서 결합되는 함몰형 수직키홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치가 제공될 수 있다.

상기 감속기측 입력 모듈은 상기 감속기의 센터(center) 영역에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

상기 감속기측 입력 모듈은, 입력치차와, 상기 입력치차와 연결되는 입력치차 샤프트를 구비하는 입력치차 유닛; 및 상기 입력치차 유닛이 삽입되는 유닛 삽입구를 구비하며, 단부에 상기 돌출형 수직키와 상기 함몰형 수직키홈 중 어느 하나가 형성되는 입력축을 포함할 수 있다.

상기 감속기측 입력 모듈은, 상기 입력치차 유닛 쪽으로 삽입되어 상기 입력축에 체결되며, 상기 입력치차 유닛과 상기 입력축 간의 유격을 제거하는 유격 제거용 체결부재; 및 일부분은 상기 입력치차 유닛의 입력치차 샤프트에 형성되는 제1 키홈에 삽입되고 나머지는 상기 유닛 삽입구의 제2 키홈에 삽입되어 상기 입력치차 샤프트의 임의 회전을 저지시키는 키블록을 더 포함할 수 있다.

상기 감속기측 입력 모듈은, 상기 입력치차 유닛과 상기 입력축 사이에 개재되며, 상기 입력치차 유닛과 상기 입력축 간의 유격을 조절하는 유격 조절구를 더 포함할 수 있다.

상기 유격 조절구는, 일단부가 상기 입력축의 단부에 접하며, 측면에 제3 키홈이 형성되는 조절구 바디; 및 상기 조절구 바디와 연결되되 상기 조절구 바디보다 큰 단면적을 가지며, 상기 입력치차에 접하는 조절구 헤드를 포함할 수 있다.

상기 감속기측 입력 모듈은, 상기 입력축의 양단부에 회전 가능하게 지지되는 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 감속기측 입력 모듈은, 상기 입력축 양단부 지지베어링들에 각각 배치되어 상기 입력축 양단부 지지베어링을 지지하는 지지용 클립을 더 포함할 수 있다.

상기 돌출형 수직키와 상기 함몰형 수직키홈 중 어느 하나가 형성되는 상기 입력축의 단부는 다른 영역보다 단면적이 크게 형성되는 플랜지 단부를 형성할 수 있으며, 상기 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링 중 하나는 상기 유격 조절구의 조절구 헤드에 접면되어 자리배치되고, 상기 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링 중 다른 하나는 상기 플랜지 단부에 접면되어 자리배치될 수 있다.

상기 돌출형 수직키는 상기 모터측 출력 모듈에 마련되고, 상기 함몰형 수직키홈은 상기 감속기측 입력 모듈에 마련될 수 있다.

상기 감속기는, 감속을 위한 다수의 부품이 탑재되는 내치차 일체형 본체; 및 상기 내치차 일체형 본체에 마련되며, 상기 감속기측 입력 모듈과의 상호작용에 의해 상기 모터로부터의 회전동력을 감속시켜 출력하는 감속기측 출력 모듈을 포함할 수 있다.

상기 감속기는, 상기 감속기측 출력 모듈 측에 배치되며, 상기 감속기측 입력 모듈의 입력치차와 치합되어 연동되는 다수의 등방 1단 유성치차; 및 일단부가 상기 등방 1단 유성치차에 연결되어 상기 등방 1단 유성치차의 회전에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 다수의 편심캠을 구비하는 다수의 크랭크축을 더 포함할 수 있다.

상기 감속기는, 중심부에는 상기 감속기측 입력 모듈이 통과되는 모듈 통과공이 형성되고 외벽에는 상기 내치차 일체형 본체의 내치차에 치합되는 외치차가 형성되며, 상기 크랭크축의 편심캠과 연결되어 상기 크랭크축의 회전에 따라 병진회전운동하는 다수의 켤레 유성치차를 더 포함할 수 있다.

상기 감속기측 출력 모듈은, 상기 감속기측 입력 모듈의 입력치차가 중심부에 배치되는 편평 출력축; 및 상기 편평 출력축과 결합되며, 세차운동의 발생을 방지시키는 세차방지판을 포함할 수 있다.

상기 감속기측 출력 모듈은, 상기 편평 출력축과 상기 세차방지판에 결합되어 출력 진동을 억제시키는 진동억제핀을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 장치의 전체적인 크기를 현저하게 감소시킬 수 있음은 물론 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 동력전달장치의 사용상태 측면 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 배면 사시도이다.
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
도 6은 도 2의 부분 단면 구조도이다.
도 7은 도 2의 감속기 영역의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 배면 사시도이다.
도 9는 등방 1단 유성치차와 크랭크축의 사시도이다.
도 10 및 도 11은 각각 감속기측 출력 모듈의 분해도이다.
도 12 및 도 13은 감속기측 입력 모듈의 분해도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 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 동력전달장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 배면 사시도이고, 도 5는 도 4의 분해 사시도이며, 도 6은 도 2의 부분 단면 구조도이고, 도 7은 도 2의 감속기 영역의 분해 사시도이며, 도 8은 도 7의 배면 사시도이고, 도 9는 등방 1단 유성치차와 크랭크축의 사시도이며, 도 10 및 도 11은 각각 감속기측 출력 모듈의 분해도이고, 도 12 및 도 13은 감속기측 입력 모듈의 분해도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 동력전달장치(10)는 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 장치의 전체적인 크기를 현저하게 감소시킬 수 있음은 물론 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있도록 한 것으로서, 동력을 발생시키는 모터(300)와, 모터(300)에 연결되어 모터(300)의 회전력을 감속시키는 감속기(100)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하여 앞서 기술한 것처럼 종래기술의 경우에는 모터(8)와 감속기(9)의 직결구조, 즉 결합구조로서 스플라인, 클램프, 커플링 등의 부품 혹은 구조를 사용한 방식이 채택되어 왔기 때문에 그 구조적인 한계로 인해 장치의 전체적인 크기가 커질 수밖에 없고, 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화될 수밖에 없었다.

하지만, 본 실시예의 경우에는 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 스플라인, 클램프, 커플링 등의 부품 혹은 구조를 사용한 종전의 전통적인 방식에서 탈피하여 신개념의 수직키 방식으로 모터(300)와 감속기(100)를 직결시킴으로써, 종래 문제점을 효과적으로 해소하고 있다.

한편, 본 실시예에 따른 동력전달장치(10)의 경우, 모터(300)에서 동력을 발생시키면 이의 동력을 입력받아 감속기(100)가 회전속도를 감속하는 구조를 가지기 때문에 모터(300)에는 모터측 출력 모듈(310)이 마련되고 감속기(100)에는 감속기측 입력 모듈(180)이 마련될 수 있다.

결과적으로, 본 실시예에서 모터(300)와 감속기(100)를 직결시킨다는 의미는 모터측 출력 모듈(310)과 감속기측 입력 모듈(180)을 수직키 방식으로 연결시키는 것을 가리킨다.

이와 같은 수직키 방식의 연결을 위해, 다시 말해 수직키 방식으로 모터(300)와 감속기(100)의 연결을 위해 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)과 감속기(100)의 감속기측 입력 모듈(180) 중 어느 하나에는 돌출형 수직키(311)가 마련되고, 다른 하나에는 돌출형 수직키(311)가 삽입되면서 결합되는 함몰형 수직키홈(181)이 마련될 수 있다.

본 실시예의 경우, 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)에 돌출형 수직키(311)가, 감속기(100)의 감속기측 입력 모듈(180)에 함몰형 수직키홈(181)이 마련되어 이들이 수직키 방식으로 끼워져 결합되고 있다.

물론, 반대의 구조, 즉 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)에 함몰형 수직키홈(181)이, 감속기(100)의 감속기측 입력 모듈(180)에 돌출형 수직키(311)가 마련될 수도 있다. 따라서 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다. 돌출형 수직키(311)와 함몰형 수직키홈(181)의 단부는 모따기 처리됨으로써 출형 수직키(311)와 함몰형 수직키홈(181) 간의 체결이 용이해질 수 있도록 한다.

본 실시예처럼 돌출형 수직키(311)와 함몰형 수직키홈(181)을 적용하여 이들의 결합에 의해 모터(300)와 감속기(100)를 직결시킬 경우, 장치의 전체적인 크기를 현저하게 감소시킬 수 있음은 물론 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.

이에 대해 좀 더 부연한다. 본 실시예처럼 돌출형 수직키(311)와 함몰형 수직키홈(181)을 적용하여 이들의 결합에 의해 모터(300)와 감속기(100)를 직결시킬 경우에는 종전의 전통적인 체결방법에서의 모터축 길이만큼의 불필요한 공간, 예컨대 길이방향 최대 50% 이상 제거할 수 있으며, 감속비나 모터(300)의 축경으로부터 비교적 자유로운 설치가 가능해질 수 있다.

뿐만 아니라 간단하면서도 콤팩트한 효율적인 구조로 인해 모터(300)의 축경에 따른 설치 크기의 변화도 없앨 수 있다. 왜냐하면 표준화할 경우, 감속기(100)의 입력측 직경보다 작은 모터 직경은 모두 설치가 가능하기 때문이다.

물론, 이를 위해서는 감속기측 입력 모듈(180)이 축방향과 반경방향 모두에서 유격 없는 지지구조를 갖추어야 할 것이다. 왜냐하면, 기존 스플라인, 클램프, 커플링 등의 평행키 결합방식의 경우는 모터축의 원통면은 입력치차의 위치를 유지하고, 키나 스플라인은 동력전달만 담당하면 되었지만 본 실시예의 경우는 입력치차(183)의 위치를 유지할 원통면을 제거하였으므로 입력치차(183)를 정해진 위치에 유지하는 강인한 지지구조를 내장하여야 하기 때문이다. 이에, 본 실시예에서는 감속기측 입력 모듈(180)을 아래와 같은 구조로 적용함으로써 감속기측 입력 모듈(180)이 축방향과 반경방향 모두에서 유격 없는 지지구조를 갖추도록 하고 있다. 감속기측 입력 모듈(180)의 구체적인 구조 설명은 모터(300)와 감속기(100)의 설명 후, 진행한다.

한편, 본 실시예와 같은 수직키 개념으로 모터(300)와 감속기(100)를 직결시키는 방식은 어떠한 형태의 동력전달에도 경박단소 구현에 적용 가능할 수 있으며, 또한 기존의 단일 베어링 지지구조 보다 강인한 양단 지지구조의 입력축(186)을 구현할 수 있어 상대적인 고속 입력이 가능한 효과도 볼 수 있을 뿐만 아니라 요즈음 대세인 스마트 액추에이터, 즉 모터와 감속기가 일체형인 스마트 액추에이터의 경우에는 그 중요성이 배가된다. 왜냐하면, 기존 스마트 액추에이터의 경우에는 경박단소 구현을 위하여 모터축에 입력치차형상을 가공하여 적용하고 있는데, 이 경우 감속비가 변화하면 모터축의 입력치차도 변화하여 모터 자체를 여러 기종으로 관리해야 하기 때문에 양산성의 저하문제를 초래할 수 있기 때문이다. 그러나 본 실시예를 적용할 경우에는 스마트 액추에이터의 모터(300)를 단일 기종으로 유지할 수 있기 때문에 양산성, 채산성 등이 상당히 개선될 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해, 모터(300)와 감속기(100)의 구조를 먼저 설명하고 난 이후에 감속기측 입력 모듈(180)의 구조와 이의 결합구조를 함께 설명하도록 한다.

우선, 모터(300)는 본 실시예에 따른 동력전달장치(10)에서 동력을 발생시키는 부분이다. 서보모터 등 어떠한 종류가 적용되더라도 관계는 없다.

이러한 모터(300)에는 회전동력을 발생시키기 위한 모터측 출력 모듈(310)이 마련되는데, 모터측 출력 모듈(310)에 일자 형상으로 된 돌출형 수직키(311)가 마련된다. 돌출형 수직키(311)가 모터측 출력 모듈(310)에 일자 형상으로 돌출되게 일체로 마련되기 때문에 모터(300)에 전기가 인가되면 모터(300)의 돌출형 수직키(311)가 회전운동될 수 있다.

돌출형 수직키(311)는 도 3, 도 5 및 도 6처럼 감속기측 입력 모듈(180)의 함몰형 수직키홈(181)에 삽입되면서 결합될 수 있다. 앞서도 기술한 것처럼 본 발명은 본 실시예에 한정되지 않으며, 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)에 함몰형 수직키홈(181)이, 감속기(100)의 감속기측 입력 모듈(180)에 돌출형 수직키(311)가 마련될 수도 있다.

다음으로, 감속기(100)는 모터(300)에 연결되고, 즉 돌출형 수직키(311)와 함몰형 수직키홈(181)의 결합방식으로 감속기(100)가 모터(300)에 연결되고 감속기(100)는 모터(300)의 회전력을 감속시키는 역할을 한다. 감속비는 기어열에 따라 달라질 수 있다. 반드시 그러한 것은 아니나 본 실시예에 적용되는 감속기(100)는 내접식 유성치차 감속기일 수 있다.

감속기(100)는 도 7 내지 도 11에 자세히 도시된 바와 같이, 감속기(100)은 감속을 위한 다수의 부품이 탑재되는 내치차 일체형 본체(110)와, 자세히 후술할 감속기측 입력 모듈(180)과의 상호작용에 의해 모터(300)로부터의 회전동력을 감속시켜 출력하는 감속기측 출력 모듈(130)을 포함할 수 있다.

내치차 일체형 본체(110)에는 감속기측 입력 모듈(180)을 비롯하여 감속기측 출력 모듈(130)을 비롯한 다양한 부품, 특히 감속을 위한 다수의 부품이 탑재될 수 있다.

특히, 내치차 일체형 본체(110)는 후술할 켤레 유성치차(160) 즉, 한 쌍의 켤레 유성치차(160)와 치합된다. 켤레 유성치차(160)와의 치합을 위해 내치차 일체형 본체(110)의 내벽에는 내치차(111)가 형성된다. 내치차(111)는 내치차 일체형 본체(110)의 내벽에 일체로 형성된다.

내치차 일체형 본체(110)의 후단부에는 커버부재(175)가 결합된다. 즉 다수의 부품들이 이탈되지 않게 볼트(B3)들에 의해 커버부재(175)가 내치차 일체형 본체(110)의 후단부에 결합될 수 있다.

감속기측 출력 모듈(130)은 다수의 부품과의 유기적인 결합구조를 통해 감속기측 입력 모듈(180)과 연결되어 상호작용하며, 감속기측 입력 모듈(180)에서 입력되는 모터(300)의 회전동력을 미리 결정된 비율로 감속시켜 출력하는 역할을 한다.

이러한 감속기측 출력 모듈(130)은 주로 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 감속기측 입력 모듈(180)의 입력치차(183)가 중심부에 배치되는 편평 출력축(131)과, 편평 출력축(131)과 결합되며, 세차운동(precessional motion, 歲差運動)의 발생을 방지시키는 세차방지판(132)을 포함할 수 있다. 여기서, 세차운동이란 팽이의 회전축이 연직축 둘레를 회전하는 것과 같이 자전운동을 하고 있는 물체의 회전축이 어떤 부동축의 둘레를 회전하는 현상을 말한다.

편평 출력축(131)의 중앙에는 입력치차 유닛(182, 도 12 및 도 13 참조)의 입력치차(183)이 배치되는 입력치차 배치부(131a)가 형성된다. 입력치차 배치부(131a)의 주변에는 입력치차(183)과 치합되는 다수의 등방 1단 유성치차(141)가 회전 가능하게 배치되는 다수의 유성치차 배치부(131b)가 형성된다. 입력치차 배치부(131a)와 유성치차 배치부(131b)의 중앙은 모두 이웃된 구조물과의 연결을 위한 관통홀의 형태를 취할 수 있다.

세차방지판(132)을 향한 편평 출력축(131)의 일측에는 다수의 이격다리(131c)가 형성되며, 이격다리(131c)에는 볼트공(131d)이 형성된다. 이격다리(131c)는 편평 출력축(131)의 둘레 방향을 따라 다수 개 마련되는데, 이러한 이격다리(131c)들로 인해 편평 출력축(131)과 세차방지판(132)은 이격다리(131c)의 길이만큼 이격된 상태로 결합될 수 있다.

세차방지판(132)에는 이격다리(131c)의 볼트공(131d)에 연통되는 통공(132a)이 형성된다. 따라서 볼트(B)를 세차방지판(132)의 통공(132a)으로 삽입시켜 편평 출력축(131)의 이격다리(131c)에 형성되는 볼트공(131d)에 체결함으로써 편평 출력축(131)과 세차방지판(132)을 하나의 몸체로 연결할 수 있다.

편평 출력축(131)과 세차방지판(132) 사이에는 출력 진동을 억제시키는 진동억제핀(133)이 결합된다. 진동억제핀(133)은 상호간 이격간격을 두고 다수 개 적용된다. 진동억제핀(133)이 편평 출력축(131)과 세차방지판(132) 사이에 결합될 수 있도록 편평 출력축(131)과 세차방지판(132)에는 각각 핀홀(131e,132e)이 형성된다. 편평 출력축(131)에 형성되는 핀홀(131e)은 이격다리(131c)의 볼트공(131d) 주변에 배치될 수 있다.

한편, 감속기(100)에는 감속 작용을 위한 부품들로서 다수의 등방 1단 유성치차(140), 다수의 크랭크축(150), 다수의 켤레 유성치차(160)가 마련된다.

다수의 등방 1단 유성치차(140)는 감속기측 입력 모듈(180)의 입력치차(183)와 치합되어 연동된다. 즉 모터(300)에 의해 감속기측 입력 모듈(180)이 회전될 경우, 감속기측 입력 모듈(180)의 입력치차(183)과 치합되는 다수의 등방 1단 유성치차(140) 역시, 회전될 수 있다.

등방 1단 유성치차(140)들은 등각도로 이격 배치되며, 감속기측 출력 모듈(130)을 형성하는 편평 출력축(131)의 유성치차 배치부(131b) 상에 하나씩 회전 가능하게 배치되며, 크랭크축(150)과 연결된다. 이처럼 크랭크축(150)이 편평 출력축(131)을 통과해서 등방 1단 유성치차(140)와 연결되어야 하기 때문에 유성치차 배치부(131b)의 중심은 관통된다.

등방 1단 유성치차(140)들의 자리 이탈을 방지하고 감속기(100)의 단부 마감처리를 위해 출력축 실링덮개(171)와 출력축 오일씰(172)이 등방 1단 유성치차(140)들에 이웃되게 위치된 후에 편평 출력축(131)에 결합된다. 출력축 오일씰(172)은 출력축 실링덮개(171)와 편평 출력축(131) 사이에 배치되며, 출력축 실링덮개(171)는 편평 출력축(131)에 볼트(B1) 결합된다.

다수의 크랭크축(150)은 등방 1단 유성치차(140) 및 켤레 유성치차(160)와 연결된다. 다수의 크랭크축(150)은 등방 1단 유성치차(140)의 개수만큼 적용될 수 있다. 본 실시예의 경우, 3개의 등방 1단 유성치차(140)와 크랭크축(150)이 적용되고 있다.

이러한 크랭크축(150)은 도 9에 도시된 것처럼 그 일단부가 등방 1단 유성치차(140)에 연결되어 등방 1단 유성치차(140)의 회전에 의해 회전되는 회전축(151)과, 회전축(151) 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 다수의 편심캠(152)을 포함한다.

크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)가 헛돌지 않도록 회전축(151)의 일단부에는 D컷 가공부(151a)가 형성되고, 등방 1단 유성치차(140)에는 D컷 가공부(151a)가 결합되는 비원형 홀(141)이 형성된다.

크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)가 헛돌지 않도록 하기 위해 종전처럼 이들의 스플라인 결합을 고려해볼 수도 있으나 이럴 경우, 스플라인 구현을 위한 이수(이빨의 개수)가 많아져서 어떠한 것을 기준으로 하여 크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)를 조립해야 하는지 혼동의 여지가 있을 수 있다.

하지만, 본 실시예처럼 회전축(151)의 일단부에 D컷 가공부(151a)를 만들고, 이에 대응되게 등방 1단 유성치차(140)에 비원형 홀(141)을 형성시킬 경우, 크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)의 조립 시 위상 파악이 용이해질 수 있는 이점이 있다.

편심캠(152)은 회전축(151) 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 구조물로서, 각각이 켤레 유성치차(160)와 하나씩 연결될 수 있다. 편심캠(152)의 외측에는 베어링(B)이 마련된다.

다수의 켤레 유성치차(160)는 중심부에 감속기측 입력 모듈(180)이 통과되는 모듈 통과공(162)이 형성되고 외벽에 내치차 일체형 본체(110)의 내치차(111)에 치합되는 외치차(161)가 형성되며, 크랭크축(150)의 편심캠(152)과 연결되어 크랭크축(150)의 회전에 따라 병진회전운동하는 기어이다. 도시된 것처럼 한 쌍으로 적용될 수 있다.

켤레 유성치차(160)의 중심부 외곽에는 편평 출력축(131)의 이격다리(131c)가 통과되는 이격다리 통과홀(163)이 형성된다. 켤레 유성치차(160)의 양측에는 켤레 유성치차(160)의 지지를 위한 켤레 출력축지지 장축 앵귤러 볼 베어링(173)이 결합될 수 있다.

감속기(100)의 작용을 간략하게 설명한다.

모터(300)가 동작되면 모터측 출력 모듈(310)의 돌출형 수직키(311)와 키 결합된 감속기측 입력 모듈(180)이 회전된다. 감속기측 입력 모듈(180)이 회전되면 감속기측 입력 모듈(180)의 입력치차(183)과 치합되는 다수의 등방 1단 유성치차(140)가 회전된다.

등방 1단 유성치차(140)들이 회전되면 등방 1단 유성치차(140)들에 연결된 크랭크축(150)이 회전력을 전달받아 자전 및 공전하게 된다. 이때, 크랭크축(150)은 자전 및 공전운동하면서 소정의 감속비, 즉 감속기측 입력 모듈(180)과 그에 치합되어 있는 등방 1단 유성치차(140)의 치합비에 따른 감속운동을 수행하게 되며, 이와 함께 크랭크축(150)의 편심캠(152)에 장착된 켤레 유성치차(160)가 병진회전운동한다. 그리고 크랭크축(150)의 감속운동은 감속기측 출력 모듈(130)에 전달되어 요구되는 감속비에 따른 감속운동을 출력할 수 있게 된다.

마지막으로, 감속기측 입력 모듈(180)은 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)과 연결되며, 모터(300)로부터의 회전동력을 입력 받는 부분이다.

이러한 감속기측 입력 모듈(180)은 본 실시예에서 감속기(100)의 센터(center) 영역에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 즉 감속기측 입력 모듈(180)은 감속기(100)의 센터 영역에 배치된 상태에서 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)과 수직키 방식으로 결합될 수 있다. 전술한 것처럼 감속기측 입력 모듈(180)에는 함몰형 수직키홈(181)이 마련되기 때문에 모터측 출력 모듈(310)의 돌출형 수직키(311)와 결합될 수 있다.

모터측 출력 모듈(310)이 모터(300)에 실질적으로 일체로 마련되는 반면, 감속기측 입력 모듈(180)은 감속기(100)에 착탈 가능하게 조립될 수 있다. 물론, 감속기측 입력 모듈(180)이 감속기(100)에 조립되고 나면 이들 전체를 감속기(100)로 간주될 수도 있다.

이러한 감속기측 입력 모듈(180)은 다수의 부품들, 즉 입력치차 유닛(182), 입력축(186), 유격 제거용 체결부재(189), 유격 조절구(194), 그리고 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링(195)의 조립에 의해 제작될 수 있다.

참고로, 본 실시예와 달리 감속기측 입력 모듈(180)을 하나의 몸체로 제작하는 것을 고려해볼 수도 있다. 하지만, 감속기측 입력 모듈(180)을 하나의 몸체로 제작하게 되면 구조적인 한계로 인해 장착에 어려움이 있을 수 있고, 또한 이를 해결하기 위해서는 별도의 추가 부품이 필요한 등 부피가 커질 수 있기 때문에 저감속비 구현에도 제약이 발생될 소지가 있다. 따라서 본 실시예에서는 감속기측 입력 모듈(180)을 여러 부품들의 조합으로 효율적으로 구현하고 있는 것이다.

감속기측 입력 모듈(180)을 이루는 부품들에 대해 순차적으로 살펴보면, 우선 입력치차 유닛(182)은 모터측 출력 모듈(310)로부터의 회전력을 전달받아 전술한 감속기(100)의 구조에서 다수의 등방 1단 유성치차(140)를 회전시키는 역할을 한다.

이러한 입력치차 유닛(182)은 입력치차(183)와, 입력치차(183)와 연결되는 입력치차 샤프트(184)를 포함할 수 있다.

입력치차(183)는 감속기측 출력 모듈(130)의 편평 출력축(131)에 배치된 상태에서 다수의 등방 1단 유성치차(140)를 회전시키는 역할을 한다. 입력치차(183)는 쐐기형 치형으로 적용됨으로써 등방 1단 유성치차(140)들과의 동작이 유연해질 수 있도록 한다.

입력치차 샤프트(184)는 봉 형상의 부재로서, 후방의 입력축(186)과 연결되는 매개체의 역할을 한다.

이때, 입력치차 유닛(182)와 입력축(186)은 2개의 파트(part)로 분리된 개별적일 부품이지만 이들이 조립된 후에는 하나의 몸체를 이루어야 한다. 다시 말해, 입력축(186)에 대하여 입력치차 유닛(182)이 헛돌면 안 된다. 다시 말해, 모터측 출력 모듈(310)의 돌출형 수직키(311)에 함몰형 수직키홈(181)을 통해 결합된 입력축(186)에 대하여 입력치차 유닛(182)이 헛돌면 안 된다.

이를 위해 입력치차 유닛(182)의 입력치차 샤프트(184)에는 키블록(191)이 결합된다. 키블록(191)은 입력치차 샤프트(184)의 측면에 형성되는 제1 키홈(192a)에 일부분이 삽입되며, 나머지는 입력축(186) 내에 형성되는 유닛 삽입구(187)의 제2 키홈(192b)에 삽입됨으로써 입력축(186)에 대하여 입력치차 유닛(182)이 헛도는 것을 저지시킨다.

입력축(186)은 입력치차 유닛(182)과 조립되어 입력치차 유닛(182)과 한 몸체를 이루는 것으로서, 단부에 형성되는 함몰형 수직키홈(181)을 통해 모터측 출력 모듈(310)의 돌출형 수직키(311)와 직결된다.

이러한 입력축(186)은 단부가 막힌 원통형 구조물로서 내부에는 입력치차 샤프트(184)가 삽입되는 유닛 삽입구(187)가 형성된다. 입력축(186)의 단부, 즉 함몰형 수직키홈(181)가 형성되는 입력축(186)의 단부는 다른 영역보다 단면적이 크게 형성되는 플랜지 단부(186a)를 형성한다. 플랜지 단부(186a)에 입력축 양단부 지지베어링(195) 중 하나가 자리배치되어 지지될 수 있다. 입력축(186) 내로 오일을 주입할 수 있도록 입력축(186)의 측벽에는 오일 주입구(186b)가 형성될 수 있다.

입력치차 유닛(182)을 입력축(186)에 삽입시켜 이들을 하나의 몸체로 조립할 때, 입력치차 유닛(182)과 입력축(186) 간의 유격이 발생되면 안 되기 때문에 유격 제거용 체결부재(189)가 적용된다.

유격 제거용 체결부재(189)는 입력치차 유닛(182) 쪽으로 삽입되어 입력축(186)에 체결되며, 입력치차 유닛(182)과 입력축(186) 간의 유격을 제거하는 일종의 긴 볼트일 수 있다. 유격 제거용 체결부재(189)의 헤드에는 렌치홈(189a)이 형성된다.

한편, 유격 제거용 체결부재(189)를 사용하더라도 입력치차 유닛(182)과 입력축(186) 간의 유격이 발생될 수 있는데, 이러한 유격을 조절하기 위해 유격 조절구(194)가 더 사용될 수 있다.

다시 말해, 유격 조절구(194)는 입력치차 유닛(182)의 입력치차 샤프트(184)에 끼워진 상태에서 입력치차 유닛(182)과 입력축(186) 사이에 개재되며, 입력치차 유닛(182)과 입력축(186) 간의 유격을 조절하는 역할을 한다. 유격의 정도에 따라 여러 종류의 유격 조절구 중에서 하나가 선택되어 사용될 수 있다.

유격 조절구(194)에는 입력치차 유닛(182)의 입력치차 샤프트(184)가 통과되기 위한 샤프트 통과공(194c)이 형성된다.

이러한 유격 조절구(194)는 일단부가 입력축(186)의 단부에 접하며, 측면에 제3 키홈(192c)이 형성되는 조절구 바디(194a)와, 조절구 바디(194a)와 연결되되 조절구 바디(194a)보다 큰 단면적을 가지며, 입력치차(183)에 접하는 조절구 헤드(194b)를 포함할 수 있다. 이처럼 유격 조절구(194)가 이중의 계단 링 형상을 가짐으로써, 입력축 양단부 지지베어링(195) 중 다른 하나가 자리배치되어 지지될 수 있도록 할 수 있다.

조절구 바디(194a)에 형성되는 제3 키홈(192c)은 키블록(191)의 단부가 배치되는 장소를 이룬다. 즉 키블록(191)이 조절구 바디(194a)로 인해 위치가 간섭되지 않도록 조절구 바디(194a)에는 제3 키홈(192c)이 형성되어 키블록(191)의 단부가 배치될 수 있게끔 한다.

한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링(195)은 입력축(186)의 양단부에 회전 가능하게 지지된다. 다시 말해, 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)에 마련되는 돌출형 수직키(311)와 직결되는 입력축(186)이 원활하게 회전될 수 있도록 입력축 양단부 지지베어링(195)이 마련된다. 특히, 입력축 양단부 지지베어링(195)은 한 쌍으로 배치되되 입력축(186)의 양단부에 회전 가능하게 지지됨으로써 입력축(186)의 원활한 회전을 보장한다.

이러한 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링(195) 중 하나는 유격 조절구(194)의 조절구 헤드(194b)에 접면되어 자리배치되고, 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링(195) 중 다른 하나는 플랜지 단부(186a)에 접면되어 자리배치될 수 있으며, 그 위치에서 입력축(186)의 원활한 회전을 유도한다.

입력축 양단부 지지베어링(195)를 해당 위치에 설치하기 위해 지지용 클립(196)이 마련된다. 지지용 클립(196)은 입력축 양단부 지지베어링(195)들에 각각 배치되어 입력축 양단부 지지베어링(195)을 지지한다. 지지용 클립(196)은 일측이 개방된 링(ring) 형상을 이룰 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 구조를 갖는 감속기측 입력 모듈(130)을 도 6처럼 감속기(100)의 센터 영역에 조립하고, 감속기측 입력 모듈(130)에 마련되는 함몰형 수직키홈(181)이 모터(300)의 모터측 출력 모듈(310)에 마련되는 돌출형 수직키(311)와 직결되도록 함으로써, 도 6와 같은 간단하면서도 콤팩트한 구조로 모터(300)와 감속기(100)를 연결할 수 있으며, 이로 인해 장치의 전체적인 크기를 현저하게 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 장치의 전체적인 크기를 현저하게 감소시킬 수 있음은 물론 감속비에 따른 동력전달 한계량이 변화되는 현상을 효과적으로 예방할 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 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 동력전달장치 100 : 감속기
110 : 내치차 일체형 본체 111 : 내치차
130 : 감속기측 출력 모듈 131 : 편평 출력축
132 : 세차방지판 140 : 등방 1단 유성치차
150 : 크랭크축 160 : 켤레 유성치차
161 : 외치차 180 : 감속기측 입력 모듈
181 : 함몰형 수직키홈 182 : 입력치차 유닛
183 : 입력치차 184 : 입력치차 샤프트
186 : 입력축 186a : 플랜지 단부
187 : 유닛 삽입구 189 : 유격 제거용 체결부재
191 : 키블록 192a~192c : 제1 내지 제3 키홈
194 : 유격 조절구 194a : 조절구 바디
194b : 조절구 헤드 194c : 샤프트 통과공
195 : 입력축 양단부 지지베어링 196 : 지지용 클립
300 : 모터 310 : 모터측 출력 모듈
311 : 돌출형 수직키

Claims

동력을 발생시키는 모터; 및
상기 모터에 연결되어 상기 모터의 회전력을 감속시키는 감속기를 포함하며,
상기 모터와 상기 감속기의 연결을 위해 상기 모터의 모터측 출력 모듈과 상기 감속기의 감속기측 입력 모듈 중 어느 하나에는 돌출형 수직키가 마련되고, 다른 하나에는 상기 돌출형 수직키가 삽입되면서 결합되는 함몰형 수직키홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 감속기측 입력 모듈은 상기 감속기의 센터(center) 영역에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 감속기측 입력 모듈은,
입력치차와, 상기 입력치차와 연결되는 입력치차 샤프트를 구비하는 입력치차 유닛; 및
상기 입력치차 유닛이 삽입되는 유닛 삽입구를 구비하며, 단부에 상기 돌출형 수직키와 상기 함몰형 수직키홈 중 어느 하나가 형성되는 입력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제3항에 있어서,
상기 감속기측 입력 모듈은,
상기 입력치차 유닛 쪽으로 삽입되어 상기 입력축에 체결되며, 상기 입력치차 유닛과 상기 입력축 간의 유격을 제거하는 유격 제거용 체결부재; 및
일부분은 상기 입력치차 유닛의 입력치차 샤프트에 형성되는 제1 키홈에 삽입되고 나머지는 상기 유닛 삽입구의 제2 키홈에 삽입되어 상기 입력치차 샤프트의 임의 회전을 저지시키는 키블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제3항에 있어서,
상기 감속기측 입력 모듈은,
상기 입력치차 유닛과 상기 입력축 사이에 개재되며, 상기 입력치차 유닛과 상기 입력축 간의 유격을 조절하는 유격 조절구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제5항에 있어서,
상기 유격 조절구는,
일단부가 상기 입력축의 단부에 접하며, 측면에 제3 키홈이 형성되는 조절구 바디; 및
상기 조절구 바디와 연결되되 상기 조절구 바디보다 큰 단면적을 가지며, 상기 입력치차에 접하는 조절구 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제3항에 있어서,
상기 감속기측 입력 모듈은,
상기 입력축의 양단부에 회전 가능하게 지지되는 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제7항에 있어서,
상기 감속기측 입력 모듈은,
상기 입력축 양단부 지지베어링들에 각각 배치되어 상기 입력축 양단부 지지베어링을 지지하는 지지용 클립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제7항에 있어서,
상기 돌출형 수직키와 상기 함몰형 수직키홈 중 어느 하나가 형성되는 상기 입력축의 단부는 다른 영역보다 단면적이 크게 형성되는 플랜지 단부를 형성하며,
상기 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링 중 하나는 상기 유격 조절구의 조절구 헤드에 접면되어 자리배치되고, 상기 한 쌍의 입력축 양단부 지지베어링 중 다른 하나는 상기 플랜지 단부에 접면되어 자리배치되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 돌출형 수직키는 상기 모터측 출력 모듈에 마련되고, 상기 함몰형 수직키홈은 상기 감속기측 입력 모듈에 마련되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 감속기는,
감속을 위한 다수의 부품이 탑재되는 내치차 일체형 본체; 및
상기 내치차 일체형 본체에 마련되며, 상기 감속기측 입력 모듈과의 상호작용에 의해 상기 모터로부터의 회전동력을 감속시켜 출력하는 감속기측 출력 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제11항에 있어서,
상기 감속기는,
상기 감속기측 출력 모듈 측에 배치되며, 상기 감속기측 입력 모듈의 입력치차와 치합되어 연동되는 다수의 등방 1단 유성치차; 및
일단부가 상기 등방 1단 유성치차에 연결되어 상기 등방 1단 유성치차의 회전에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 다수의 편심캠을 구비하는 다수의 크랭크축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제12항에 있어서,
상기 감속기는,
중심부에는 상기 감속기측 입력 모듈이 통과되는 모듈 통과공이 형성되고 외벽에는 상기 내치차 일체형 본체의 내치차에 치합되는 외치차가 형성되며, 상기 크랭크축의 편심캠과 연결되어 상기 크랭크축의 회전에 따라 병진회전운동하는 다수의 켤레 유성치차를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제11항에 있어서,
상기 감속기측 출력 모듈은,
상기 감속기측 입력 모듈의 입력치차가 중심부에 배치되는 편평 출력축; 및
상기 편평 출력축과 결합되며, 세차운동의 발생을 방지시키는 세차방지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제14항에 있어서,
상기 감속기측 출력 모듈은,
상기 편평 출력축과 상기 세차방지판에 결합되어 출력 진동을 억제시키는 진동억제핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.