KR20170138931A - 시일 부재 및 기어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원은, 회전체와 피회전체 사이에 개재하여, 회전체의 수용 공간을 외부로부터 차단하는 시일 부재를 개시한다. 시일 부재는, 상기 수용 공간의 윤곽보다도 회전체측에 위치하는 내주연을 갖고, 또한, 상기 회전체의 상기 단부면으로부터의 회전력을 피회전체에 전달하는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 구비한다.

Description

시일 부재 및 기어 장치{Seal member and gear device}
본 발명은 시일 부재 및 기어 장치에 관한 것이다.
산업용 로봇이나 공작 기계와 같은 여러가지 기술분야에 있어서, 여러가지 기어 장치가 사용되고 있다(일본 특허 공개 제2000-154849호 공보를 참조). 일본 특허 공개 제2000-154849호 공보는, 기어 장치와 상대 부재 사이에 면 부재를 배치하는 것을 제안한다.
일본 특허 공개 제2000-154849호 공보의 면부재는, 경질 코어재와, 경질 코어재를 전체적으로 피복하는 탄성재를 구비한다. 일본 특허 공개 제2000-154849호 공보에 의하면, 탄성재는 높은 마찰력으로 귀결되므로, 기어 장치로부터 상대 부재로의 큰 전달 토크가 달성된다.
일본 특허 공개 제2000-154849호 공보의 면부재는, 경질 코어재와 탄성재로 이루어지는 층구조를 가지므로, 면부재를 기어 장치에 고정하기 위한 고정구(예를 들어, 볼트)는 탄성재를 관통한다. 이 결과, 높은 응력이, 고정구의 주위에 있어서, 탄성재에 발생된다. 탄성재는 경질 코어재보다도 낮은 강성을 가지므로, 높은 응력에 견디지 못하여 파손되기 쉽다.
기어 장치는, 출력축에 평행한 전달축 주위로 회전하는 전달 기어를 갖는 경우가 있다. 이 경우, 전달 기어를 수용하기 위한 넓은 공간이 기어 장치에 형성될 필요가 있다. 이것은, 탄성재와 기어 장치 사이의 작은 맞닿음 면적으로 귀결된다. 큰 전달 토크가, 작은 맞닿음 면적 하에서, 기어 장치로부터 상대 부재에 전달되면, 탄성재의 강도를 초과한 전단 응력이 탄성재에 발생하는 경우도 있다. 이 결과, 탄성재는 파손되기도 한다.
본 발명은 시일 부재의 파손 리스크를 저감하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 국면에 관한 시일 부재는, 회전체와 피회전체 사이에 개재하여, 회전체의 수용 공간을 외부로부터 차단한다. 시일 부재는, 상기 수용 공간의 윤곽보다도 회전체측에 위치하는 내주연을 갖고, 또한, 상기 회전체의 단부면으로부터의 회전력을 피회전체에 전달하는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 구비한다.
본 발명의 다른 국면에 관한 기어 장치는, 소정의 출력축 주위의 회전력을 출력한다. 기어 장치는, 상기 출력축에 직교하는 가상 평면을 따르는 단부면과, 윤활제가 수용되도록 상기 단부면으로부터 오목하게 들어간 수용 공간의 윤곽을 상기 단부면 상에서 형성하는 내측 에지면과, 상기 윤활제의 누출을 방지하는 시일 부재를 구비한다. 상기 시일 부재는, 상기 윤곽을 따르도록 형성된 내주연을 갖고, 또한, 상기 단부면에 맞닿음 및 고정되는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 관한 기어 장치는, 소정의 출력축 주위의 회전력을 출력한다. 기어 장치는, 상기 출력축과 평행한 전달축 주위로 회전하는 기어와, 상기 출력축에 직교하는 가상 평면을 따르는 단부면과, 상기 기어 및 상기 기어를 윤활하는 윤활제가 수용되도록 상기 단부면으로부터 오목하게 들어간 수용 공간의 윤곽을 상기 단부면 상에서 형성하는 내측 에지면을 포함하는 캐리어와, 상기 윤활제의 누출을 방지하는 시일 부재를 구비한다. 상기 윤곽은, 상기 출력축을 중심으로 하여 그려진 제1 가상 원을 따르는 제1 호상 윤곽과, 상기 전달축을 중심으로 하여 그려지고, 또한, 상기 제1 가상 원에 부분적으로 중첩하는 제2 가상 원을 따르는 제2 호상 윤곽을 포함한다. 상기 시일 부재는, 상기 윤곽을 따르도록 형성된 내주연을 갖고, 또한, 상기 단부면에 맞닿음 및 고정되는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 포함한다.
상술한 기술은, 시일 부재의 파손 리스크를 저감할 수 있다.
상술한 기술의 목적, 특징 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해 보다 명백해진다.
도 1은 제1 실시 형태의 기어 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 기어 장치의 캐리어의 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시되는 기어 장치의 캐리어의 개략적인 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시되는 기어 장치의 시일 부재의 개략적인 정면도이다.
도 5는 도 1에 도시되는 A-A선을 따르는 개략적인 단면도이다(제2 실시 형태).
도 6은 제3 실시 형태의 시일 부재의 개략적인 배면도이다.
도 7은 도 6에 도시되는 시일 부재의 개략적인 단면도이다.
도 8은 개량된 돌기 구조의 개략적인 단면도이다.
도 9는 제4 실시 형태의 시일 부재의 개략적인 배면도이다.
도 10은 도 9에 도시하는 시일 부재의 개략적인 단면도이다.
도 11은 제5 실시 형태의 시일 부재의 개략적인 배면도이다.
<제1 실시 형태>
본 발명자 등은, 출력축에 평행한 전달축 주위로 회전하는 전달 기어를 윤활하는 윤활제의 누출을 방지하는 시일 부재가, 큰 전달 토크 하에서 파손되기 쉽다고 하는 과제를 발견했다. 제1 실시 형태에 있어서, 시일 부재의 파손 리스크를 저감하는 기술이 설명된다.
도 1은, 제1 실시 형태의 기어 장치(회전체)(100)의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하여, 기어 장치(100)가 설명된다.
도 1은, 기어 장치(100)와, 상대 부재(피회전체)(CPM)를 도시한다. 기어 장치(100)는 상대 부재(CPM)에 연결된다. 기어 장치(100)는 출력축(OPX) 주위의 회전력을 출력하여, 상대 부재(CPM)를 회전시켜도 된다. 대체적으로서, 상대 부재(CPM)는, 기어 장치(100)를 고정하기 위하여 사용되어도 된다.
기어 장치(100)는 3개의 전달 기어(201)(도 1은, 3개의 전달 기어(201) 중 1개를 도시한다)와, 캐리어(300)와, 시일 부재(400)를 구비한다. 3개의 전달 기어(201) 각각은, 출력축(OPX)에 평행한 전달축(TAX) 주위로 회전한다. 본 실시 형태에 있어서, 기어는 전달 기어(201)에 의해 예시된다.
캐리어(300)는 단부면(311)과, 내측 에지면(312)을 포함한다. 단부면(311)은 출력축(OPX)에 직교하는 가상 평면(PPN)을 따른다. 시일 부재(400)는 단부면(311)과 상대 부재(CPM) 사이에 끼워진다. 도 1에 대해서, 가상 평면(PPN)은, 단부면(311)과 시일 부재(400)의 경계에 그려지고 있다.
3개의 전달 기어(201)가 수용되는 수용 공간(313)은 캐리어(300)에 형성된다. 수용 공간(313)은 단부면(311)으로부터 오목하게 들어간 영역이다. 내측 에지면(312)은 단부면(311) 상에서 수용 공간(313)의 윤곽을 형성한다. 3개의 전달 기어(201)는 공통의 입력 기어(도시하지 않음)와 수용 공간(313) 내에서 교합한다. 따라서, 3개의 전달 기어(201) 및 입력 기어를 윤활하기 위한 윤활제도 수용 공간(313)에 충전된다. 시일 부재(400)는 윤활제의 누출을 방지한다.
도 2는, 캐리어(300)의 개략적인 정면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 캐리어(300)가 설명된다.
도 2는, 제1 가상 원(FPC)과, 3개의 제2 가상 원(SPC)과, 출력축(OPX)과, 3개의 전달축(TAX)을 도시한다. 제1 가상 원(FPC) 및 3개의 제2 가상 원(SPC)은, 단부면(311) 상에 그려지고 있다. 제1 가상 원(FPC)의 중심은, 출력축(OPX)에 합치한다. 3개의 제2 가상 원(SPC)의 중심은, 3개의 전달축(TAX)에 각각 합치한다. 출력축(OPX)과 3개의 전달축(TAX)을 연결하는 선분(도시하지 않음)은 제1 가상 원(FPC)을 대략 등분할한다. 3개의 제2 가상 원(SPC)은, 제1 가상 원(FPC)에 부분적으로 겹친다.
내측 에지면(312)이 단부면(311) 상에서 그리는 윤곽은, 3개의 제1 호상 윤곽(FAC)과, 3개의 제2 호상 윤곽(SAC)을 포함한다. 3개의 제1 호상 윤곽(FAC) 및 3개의 제2 호상 윤곽(SAC)은 교대로 배열되어, 출력축(OPX) 및 3개의 전달축(TAX)을 둘러싼다. 3개의 제1 호상 윤곽(FAC) 각각은, 제1 가상 원(FPC)을 따른다. 3개의 제2 호상 윤곽(SAC) 중 1개는, 3개의 제2 가상 원(SPC) 중 1개를 따른다. 3개의 제2 호상 윤곽(SAC) 중 또다른 하나는, 3개의 제2 가상 원(SPC) 중 또다른 하나를 따른다. 3개의 제2 호상 윤곽(SAC) 중 나머지 하나는, 3개의 제2 가상 원(SPC) 중 나머지 하나를 따른다.
도 3은, 캐리어(300)의 개략적인 정면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여, 캐리어(300)가 더 설명된다.
도 3은, 3개의 제1 호상 윤곽(FAC) 및 3개의 제2 호상 윤곽(SAC)에 의해 둘러싸인 수용 공간(313) 내에 배치된 3개의 전달 기어(201)를 도시한다. 3개의 전달 기어(201)는 도 2를 참조하여 설명된 3개의 제2 가상 원(SPC)에 의해 둘러싸이는 원형 영역 내에서, 3개의 전달축(TAX) 주위로 각각 회전한다.
도 3은, 입력 기어(IPG)를 도시한다. 입력 기어(IPG)의 회전축은, 출력축(OPX)에 일치한다. 입력 기어(IPG)는, 3개의 전달 기어(201)에 교합한다. 입력 기어(IPG)가, 출력축(OPX) 주위로 회전하면, 3개의 전달 기어(201)는 3개의 전달축(TAX) 주위로 각각 회전한다.
도 4는, 시일 부재(400)의 개략적인 정면도이다. 도 1 및 도 4를 참조하여, 시일 부재(400)가 설명된다.
시일 부재(400)는 시일 기부(410)와, 시일 환부(420)를 포함한다. 시일 기부(410)는 외주연(411)과 내주연(412)을 포함한다. 외주연(411)은 단부면(311)의 외형 윤곽을 따른다. 따라서, 외주연(411)은 대략 원형이다. 외주연(411)에 의해 둘러싸인 내주연(412)은 내측 에지면(312)이 단부면(311) 상에서 그리는 윤곽을 따른다. 시일 기부(410)는 시일 환부(420)보다도 높은 강성을 갖는 재료로 형성된다. 시일 기부(410)는 내주연(412)으로부터 외주연(411)을 향하여 넓어지는 금속판이어도 된다. 대체적으로서, 시일 기부(410)는 경질 수지로 형성되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 시일 기부(410)에 사용되는 특정한 재료에 한정되지 않는다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 시일 기부(410)에는, 다수의 관통 구멍(413)이 형성된다. 시일 기부(410)는 단부면(311)에 맞닿아진다. 시일 부재(400)를 단부면(311)에 고정하기 위한 복수의 고정구는, 이들 관통 구멍(413)에 각각 삽입 관통된다. 도 1은, 복수의 고정구로서, 2개의 볼트(BLT)를 도시한다. 이들 볼트(BLT)는, 상대 부재(CPM) 및 시일 기부(410)를 관통하여, 단부면(311)에 형성된 나사 구멍과 나사 결합된다.
높은 응력은 복수의 볼트(BLT)의 주위에서 발생되기 쉽다. 상술한 바와 같이, 시일 기부(410)는 비교적 높은 강성을 가지므로, 높은 응력 하에서도 파손되기 어렵다. 기어 장치(100)를 설계하는 설계자는, 복수의 볼트(BLT)의 주위에서 발생하는 최대 응력을 고려하여 시일 기부(410)의 재료를 선택해도 된다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 시일 환부(420)는 내주연(412)을 따라서 배치되고, 폐루프를 그린다. 시일 환부(420)는 시일 기부(410)보다도 낮은 강성을 갖는다. 예를 들어, 시일 환부(420)는 고무로 형성되어도 된다. 대체적으로서, 수용 공간(313) 내의 윤활제의 누출을 방지하기에 충분한 시일 성능을 발휘할 수 있는 다른 재료로 형성되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 시일 환부(420)에 사용되는 특정한 재료에 한정되지 않는다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 시일 환부(420)의 환상의 전방 에지는, 상대 부재(CPM)에 압접된다. 시일 환부(420)의 환상의 후방 에지는, 단부면(311)에 압접된다. 따라서, 윤활제는 수용 공간(313) 내에 갇힌다.
시일 환부(420)는 내주연(412)을 따라서 배치되므로, 복수의 볼트(BLT)의 체결 위치로부터 충분히 이격되어 있다. 추가로, 시일 기부(410)의 변형량은 얼마 되지 않는다. 따라서, 시일 환부(420)는 복수의 볼트(BLT)의 주위가 높은 응력에 노출되기 어렵다. 이 결과, 시일 환부(420)는 장기간에 걸쳐서 높은 시일 성능을 유지할 수 있다.
<제2 실시 형태>
제1 실시 형태의 원리는 여러가지 기어 구조에 적용 가능하다. 제2 실시 형태에 있어서, 예시적인 기어 구조가 설명된다.
도 5는, 도 1에 도시되는 A-A선을 따르는 개략적인 단면도이다. 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하여, 기어 장치(100)가 설명된다.
제1 실시 형태에 관련하여 설명되는 바와 같이, 기어 장치(100)는 3개의 전달 기어(201)와, 캐리어(300)와, 시일 부재(400)를 구비한다. 추가로, 기어 장치(100)는 3개의 크랭크축 조립체(200)와, 외통(500)과, 2개의 주베어링(501, 502)과, 기어부(600)를 포함한다. 3개의 전달 기어(201) 각각은, 3개의 크랭크축 조립체(200) 각각의 일부로서 사용된다. 외통(500)은 전체적으로 원통 형상이다. 출력축(OPX)은, 외통(500)의 중심축에 대략 일치한다. 외통(500)은 캐리어(300)와 기어부(600)를 둘러싼다. 외통(500)이 고정되면, 캐리어(300) 및 상대 부재(CPM)는 회전한다. 캐리어(300)가 고정되면, 외통(500)은 출력축(OPX) 주위로 회전한다. 2개의 주베어링(501, 502)은, 캐리어(300)와 외통(500) 사이에 형성된 환상 공간에 감입된다. 주베어링(501, 502) 각각의 중심은 출력축(OPX)과 일치한다.
외통(500)은 대략 원통상의 케이스(511)와, 복수의 내치 핀(512)을 포함한다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 케이스(511)는 복수의 홈부가 형성된 내주면(513)을 포함한다. 복수의 홈부는, 출력축(OPX)을 둘러싸도록, 대략 일정한 간격으로 형성된다. 복수의 홈부 각각은, 출력축(OPX)에 대략 평행하다. 복수의 내치 핀(512)은 복수의 홈부에 각각 감입된다. 따라서, 복수의 내치 핀(512) 각각은, 케이스(511)에 의해 적절하게 보유 지지된다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 복수의 내치 핀(512)은 출력축(OPX) 주위에 환상으로 대략 일정 간격으로 배치된다. 복수의 내치 핀(512) 각각의 반주면은, 케이스(511)의 내벽으로부터 출력축(OPX)을 향하여 돌출된다. 따라서, 복수의 내치 핀(512)은 기어부(600)와 교합하는 복수의 내치로서 기능한다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 캐리어(300)는 기부(321)와, 단부판(322)을 포함한다. 기부(321)는 기판부(323)(도 1을 참조)와, 3개의 샤프트부(324)(도 5를 참조)를 포함한다. 기판부(323)는 제1 원판부(325)와, 제2 원판부(326)를 포함한다. 제1 원판부(325)는 제1 실시 형태에 관련하여 설명된 단부면(311) 및 내측 에지면(312)을 포함한다. 제1 실시 형태에 관련하여 설명된 수용 공간(313)은 제1 원판부(325)에 형성된다.
제2 원판부(326)는 제1 원판부(325)와 단부판(322) 사이에 위치한다. 제2 원판부(326)는 직경에 있어서, 제1 원판부(325)보다도 작다. 3개의 샤프트부(324)는 제2 원판부(326)로부터 단부판(322)을 향하여 연장된다.
기판부(323)는 출력축(OPX)의 연장 설치 방향에 있어서, 단부판(322)으로부터 이격된다. 기판부(323)는 단부판(322)과 대략 동축이다. 즉, 출력축(OPX)은, 기판부(323) 및 단부판(322)의 중심축에 상당한다.
제2 원판부(326)는 기어부(600)에 대향하는 내면(327)을 포함한다. 단부면(311)은 내면(327)과는 반대측에 위치한다. 내면(327)은 단부면(311)과 대략 평행하다.
중앙 관통 구멍(328)(도 2를 참조)은 제2 원판부(326)에 형성된다. 중앙 관통 구멍(328)은 출력축(OPX)을 따라서 연장되고, 수용 공간(313)에 연결된다. 출력축(OPX)은, 중앙 관통 구멍(328)의 중심축에 상당한다.
3개의 보유 지지 관통 구멍(329)(도 2를 참조)은 기판부(323)에 형성된다. 3개의 보유 지지 관통 구멍(329)의 중심은, 3개의 전달축(TAX)과 대략 일치한다. 크랭크축 조립체(200)의 일부는 보유 지지 관통 구멍(329) 내에 배치된다.
단부판(322)은 내면(381)과, 내면(381)과는 반대측의 외면(382)을 포함한다. 내면(381)은 기어부(600)에 대향한다. 내면(381) 및 외면(382)은 단부면(311)에 대략 평행하다.
중앙 관통 구멍(373)(도 1을 참조) 및 3개의 보유 지지 관통 구멍(374)(도 1은, 3개의 보유 지지 관통 구멍(374) 중 1개를 도시한다)은 단부판(322)에 형성된다. 중앙 관통 구멍(373)은 출력축(OPX)을 따라, 내면(381)과 외면(382) 사이에서 연장된다. 출력축(OPX)은, 중앙 관통 구멍(373)의 중심축에 상당한다. 3개의 보유 지지 관통 구멍(374) 각각은, 전달축(TAX)을 따라서 내면(381)과 외면(382) 사이에서 연장된다. 전달축(TAX)은, 보유 지지 관통 구멍(374)의 중심축에 상당한다. 크랭크축 조립체(200)의 일부는, 보유 지지 관통 구멍(374) 내에 배치된다. 단부판(322)에 형성된 3개의 보유 지지 관통 구멍(374)은 기판부(323)에 형성된 3개의 보유 지지 관통 구멍(329)과 각각 대략 동축이다.
3개의 샤프트부(324) 각각은, 제2 원판부(326)의 내면(327)으로부터 단부판(322)의 내면(381)을 향하여 연장된다. 단부판(322)은 3개의 샤프트부(324) 각각의 선단면에 접속된다. 단부판(322)은 리머 볼트, 위치 결정 핀이나 다른 적절한 고정 기술에 의해, 3개의 샤프트부(324) 각각의 선단면에 접속되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 단부판(322)과 3개의 샤프트부(324) 각각과의 사이의 특정한 접속 기술에 한정되지 않는다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 기어부(600)는 제2 원판부(326)의 내면(327)과 단부판(322)의 내면(381) 사이에 배치된다. 3개의 샤프트부(324)는 기어부(600)를 관통하고, 단부판(322)에 접속된다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 기어부(600)는 2개의 요동 기어(610, 620)를 포함한다. 요동 기어(610)는 단부판(322)과 요동 기어(620) 사이에 배치된다. 요동 기어(620)는 기판부(323)와 요동 기어(610) 사이에 배치된다. 요동 기어(610, 620)는, 공통의 설계도면에 기초하여 형성되어도 된다. 요동 기어(610, 620) 각각은, 트로코이드 기어여도 되고, 싸이클로이드 기어여도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 요동 기어(610, 620)로서 사용되는 기어의 특정한 종류에 한정되지 않는다.
요동 기어(610, 620) 각각은, 케이스(511)의 내벽을 향하여 돌출되는 복수의 외치(630)(도 5를 참조)를 포함한다. 크랭크축 조립체(200)가 전달축(TAX) 주위로 회전하면, 요동 기어(610, 620)는, 복수의 외치(630)를 복수의 내치 핀(512)에 맞물리게 하면서, 케이스(511) 내로 주회 이동(즉, 요동 회전)한다. 이 동안에, 요동 기어(610, 620)의 중심은, 출력축(OPX) 둘레를 주회하게 된다. 캐리어(300) 또는 외통(500)의 회전은, 요동 기어(610, 620)의 요동 회전에 의해 야기된다.
중앙 관통 구멍(611)은 요동 기어(610)의 중심으로 형성된다. 중앙 관통 구멍(621)은 요동 기어(620)의 중심으로 형성된다. 중앙 관통 구멍(611)은 단부판(322)의 중앙 관통 구멍(373)과 요동 기어(620)의 중앙 관통 구멍(621)에 연통한다. 중앙 관통 구멍(621)은 제2 원판부(326)의 중앙 관통 구멍(328)과 요동 기어(610)의 중앙 관통 구멍(611)에 연통한다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 3개의 원형 관통 구멍(612)이 요동 기어(610)에 형성된다. 마찬가지로, 3개의 원형 관통 구멍이 요동 기어(620)에 형성된다. 요동 기어(610)의 원형 관통 구멍(612) 및 요동 기어(620)의 원형 관통 구멍은, 기판부(323) 및 단부판(322)의 보유 지지 관통 구멍(329, 374)과 협동하여, 크랭크축 조립체(200)가 수용되는 수용 공간을 형성한다.
3개의 사다리꼴 관통 구멍(613)(도 1은, 3개의 사다리꼴 관통 구멍(613) 중 1개를 도시한다)은 요동 기어(610)에 형성된다. 3개의 사다리꼴 관통 구멍(623)(도 5를 참조)은 요동 기어(620)에 형성된다. 캐리어(300)의 샤프트부(324)는 사다리꼴 관통 구멍(613, 623)을 관통한다. 사다리꼴 관통 구멍(613, 623)의 크기는, 샤프트부(324)와 간섭하지 않도록 정해진다.
전달 기어(201)에 추가로, 3개의 크랭크축 조립체(200) 각각은, 크랭크축(210)과, 2개의 저널 베어링(221, 222)과, 2개의 크랭크 베어링(231, 232)을 포함한다. 크랭크축(210)은 제1 저널(211)과, 제2 저널(212)과, 제1 편심부(213)와, 제2 편심부(214)를 포함한다. 제1 저널(211)은 전달축(TAX)을 따라서 연장되고, 단부판(322)의 보유 지지 관통 구멍(374)에 삽입된다. 제2 저널(212)은 제1 저널(211)과는 반대측에서, 전달축(TAX)을 따라서 연장되고, 기판부(323)의 보유 지지 관통 구멍(329)에 삽입된다. 전달 기어(201)는 제2 저널(212)에 설치된다.
저널 베어링(221)은 제1 저널(211)과 보유 지지 관통 구멍(374)을 형성하는 단부판(322)의 내벽 사이의 환상 공간에 감입된다. 이 결과, 제1 저널(211)은 단부판(322)에 연결된다. 저널 베어링(222)은 제2 저널(212)과 보유 지지 관통 구멍(329)을 형성하는 기판부(323)의 내벽 사이의 환상 공간에 감입된다. 이 결과, 제2 저널(212)은 기판부(323)에 연결된다. 따라서, 캐리어(300)는 크랭크축 조립체(200)를 지지할 수 있다.
제1 편심부(213)는 제1 저널(211)과 제2 편심부(214) 사이에 위치한다. 제2 편심부(214)는 제2 저널(212)과 제1 편심부(213) 사이에 위치한다. 크랭크 베어링(231)은 제1 편심부(213)와 원형 관통 구멍(612)을 형성하는 요동 기어(610)의 내벽 사이의 환상 공간에 감입된다. 이 결과, 요동 기어(610)는 제1 편심부(213)에 설치된다. 크랭크 베어링(232)은 제2 편심부(214)와 원형 관통 구멍을 형성하는 요동 기어(620)의 내벽 사이의 환상 공간에 감입된다. 이 결과, 요동 기어(620)는 제2 편심부(214)에 설치된다.
제1 저널(211)은 제2 저널(212)과 대략 동축이며, 전달축(TAX) 주위로 회전한다. 제1 편심부(213) 및 제2 편심부(214) 각각은, 원기둥상으로 형성되고, 전달축(TAX)으로부터 편심되어 있다. 제1 편심부(213) 및 제2 편심부(214) 각각은, 전달축(TAX)에 대하여 편심 회전하고, 요동 기어(610, 620)에 요동 회전을 부여한다. 캐리어(300)가 상대 부재(CPM)에 고정되어 있으면, 요동 기어(610, 620)는, 외통(500)의 복수의 내치 핀(512)과 교합하므로, 요동 기어(610, 620)의 요동 회전은, 출력축(OPX) 주위의 외통(500)의 회전 운동으로 변환된다. 외통(500)이 고정되면, 요동 기어(610, 620)의 요동 회전은, 제1 저널(211) 및 제2 저널(212)로부터 캐리어(300)에 전달되는 출력축(OPX) 주위의 회전력으로 변환된다. 이 결과, 캐리어(300)는 출력축(OPX) 주위로 회전한다.
<제3 실시 형태>
기어 장치를 설계하는 설계자는, 캐리어 내에 돌출되고, 캐리어의 단부면에 대한 시일 부재의 상대적인 위치를 유지하는 보유 지지부를 형성해도 된다. 제3 실시 형태에 있어서, 예시적인 보유 지지부가 설명된다.
도 6은, 제3 실시 형태의 시일 부재(400A)의 개략적인 배면도이다. 도 3 및 도 6을 참조하여, 시일 부재(400A)가 설명된다. 제1 실시 형태의 설명은, 제1 실시 형태와 동일한 부호가 첨부된 요소에 원용된다.
시일 부재(400A)는 시일 기부(410A)와, 시일 환부(420A)와, 2개의 돌기(430)를 포함한다. 제1 실시 형태와 마찬가지로 시일 기부(410A)는 외주연(411)을 포함한다. 제1 실시 형태의 설명은 외주연(411)에 원용된다.
시일 기부(410A)는 외주연(411)에 의해 둘러싸인 내주연(412A)을 포함한다. 내주연(412A)에 의해 둘러싸이는 영역은, 형상에 있어서, 제1 실시 형태에 관련하여 설명된 내주연(412)에 의해 둘러싸인 영역과는 상이하다. 시일 기부(410A)의 내주연(412A)의 형상은, 캐리어(도시하지 않음)에 형성된 수용 공간(도시하지 않음)에 대략 합치하도록 결정되면 된다. 따라서, 본 실시 형태의 원리는, 내주연(412A)에 의해 둘러싸이는 영역의 특정한 형상에 한정되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 시일 기부(410A)에는, 다수의 관통 구멍(413A)이 형성된다. 제1 실시 형태와 마찬가지로, 시일 기부(410A)를 캐리어에 고정하기 위한 고정구(도시하지 않음: 예를 들어, 볼트)는 이들 관통 구멍(413A)에 삽입 관통된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 시일 환부(420A)는 내주연(412A)을 따라서 배치되고, 폐루프를 그린다. 시일 환부(420A)는 시일 기부(410A)보다도 낮은 강성을 갖는다. 예를 들어, 시일 환부(420A)는 고무로 형성되어도 된다. 대체적으로서, 캐리어에 형성된 수용 공간(도시하지 않음) 내의 윤활제의 누출을 방지하기에 충분한 시일 성능을 발휘할 수 있는 다른 재료로 형성되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 시일 환부(420A)에 사용되는 특정한 재료에 한정되지 않는다.
2개의 돌기(430)는 시일 기부(410A)로부터 배면측에 돌출되고, 캐리어 내에 삽입된다. 2개의 돌기(430)는 상술한 보유 지지부의 일례이다.
도 7은, 캐리어(300A)와 상대 부재(CPM) 사이에 끼워진 시일 부재(400A)의 개략적인 단면도이다. 도 1 및 도 7을 참조하여, 시일 부재(400A)가 더 설명된다.
캐리어(300A)는 2개의 돌기(430)에 대응하여 단부면(311)으로부터 천공된 걸림 결합 구멍(314)(도 7은, 2개의 돌기(430) 중 한쪽에 대응하는 걸림 결합 구멍(314)만을 도시한다)에 있어서만, 도 1을 참조하여 설명된 캐리어(300)와 상이하다. 따라서, 캐리어(300)에 관한 설명은, 걸림 결합 구멍(314)을 제외하고, 캐리어(300A)에 원용되어도 된다.
조립 시에 있어서, 2개의 돌기(430)는 2개의 걸림 결합 구멍(314)에 각각 삽입된다. 이 결과, 시일 부재(400A)와 단부면(311) 사이의 위치 관계는 적절하게 유지된다. 그 후, 시일 부재(400A)는 캐리어(300A)와 상대 부재(CPM)에 의해 압축되어도 된다. 마지막으로, 고정구(도시하지 않음)가 상대 부재(CPM) 및 시일 부재(400A)에 삽입 관통되어, 캐리어(300A)에 형성된 나사 구멍(도시하지 않음)에 나사 결합된다.
도 8은, 개량된 돌기 구조(440)의 개략적인 단면도이다. 도 8을 참조하여, 개량된 돌기 구조(440)가 설명된다.
돌기(430)는 고무층(441)에 의해 덮여도 된다. 고무층(441)이 초래하는 큰 마찰력의 결과, 돌기(430)는 걸림 결합 구멍(도시하지 않음)으로부터 이탈하기 어려워진다.
<제4 실시 형태>
제3 실시 형태의 보유 지지부는, 캐리어에의 걸림 결합 구멍의 천공이 필요해진다. 제4 실시 형태에 있어서, 캐리어에의 걸림 결합 구멍의 천공을 필요로 하지 않는 예시적인 보유 지지부가 설명된다.
도 9는, 제4 실시 형태의 시일 부재(400B)의 개략적인 배면도이다. 도 9를 참조하여, 시일 부재(400B)가 설명된다. 제3 실시 형태의 설명은, 제3 실시 형태와 동일한 부호가 첨부된 요소에 원용된다.
제3 실시 형태와 마찬가지로, 시일 부재(400B)는 시일 기부(410A)를 구비한다. 제3 실시 형태의 설명은, 시일 기부(410A)에 원용된다.
시일 부재(400B)는 시일 환부(420B)와, 3개의 갈고리부(450)를 더 구비한다. 3개의 갈고리부(450)는 시일 기부(410A)와 일체적이다. 시일 부재(400B)를 제조하는 제조자는 금속판을 펀칭 가공하여 시일 기부(410A)와 3개의 갈고리부(450)를 일체적으로 형성해도 된다. 제조자는, 펀칭 가공 후, 3개의 갈고리부(450)를 캐리어(도시하지 않음)에 형성된 3개의 제1 호상 윤곽(도시하지 않음)에 있어서 각각 구부려도 된다. 3개의 갈고리부(450)는 상술한 보유 지지부의 일례이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 시일 환부(420B)는 내주연(412A)을 따라서 배치되고, 폐루프를 그린다. 시일 환부(420B)는 시일 기부(410A)보다도 낮은 강성을 갖는다. 예를 들어, 시일 환부(420B)는 고무로 형성되어도 된다. 대체적으로서, 캐리어(도시하지 않음)의 수용 공간(도시하지 않음) 내의 윤활제의 누출을 방지하기에 충분한 시일 성능을 발휘할 수 있는 다른 재료로 형성되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 시일 환부(420B)에 사용되는 특정한 재료에 한정되지 않는다.
도 10은, 캐리어(300)와 상대 부재(CPM) 사이에 끼워진 시일 부재(400B)의 개략적인 단면도이다. 도 10을 참조하여, 시일 부재(400B)가 더 설명된다.
도 10은, 3개의 갈고리부(450) 중 1개를 도시한다. 갈고리부(450)는 수용 공간(313) 내에 삽입된다. 시일 환부(420B)는 갈고리부(450)를 전체적으로 피복하고, 캐리어(300)의 내측 에지면(312)에 맞닿는다. 시일 환부(420B)가 고무재로 형성되면, 시일 환부(420B)와 내측 에지면(312) 사이에 높은 마찰력이 발생한다. 이 결과, 시일 부재(400B)와 단부면(311) 사이의 위치 관계는 적절하게 유지된다. 그 후, 시일 부재(400B)는 캐리어(300)와 상대 부재(CPM)에 의해 압축되어도 된다. 마지막으로, 고정구(도시하지 않음: 예를 들어, 볼트)가 상대 부재(CPM) 및 시일 부재(400B)에 삽입 관통되어, 캐리어(300)에 형성된 나사 구멍(도시하지 않음)에 나사 결합된다.
<제5 실시 형태>
제4 실시 형태의 갈고리부는, 제1 호상 윤곽에 있어서 굴곡된다. 대체적으로서 갈고리부는, 제2 호상 윤곽에 있어서 굴곡되어도 된다. 제5 실시 형태에 있어서, 제2 호상 윤곽으로 굴곡된 갈고리부를 갖는 예시적인 시일 부재가 설명된다.
도 11은, 제5 실시 형태의 시일 부재(400C)의 개략적인 배면도이다. 도 11을 참조하여, 시일 부재(400C)가 설명된다. 제4 실시 형태의 설명은, 제4 실시 형태와 동일한 부호가 첨부된 요소에 원용된다.
제4 실시 형태와 마찬가지로, 시일 부재(400C)는 시일 기부(410A)와, 시일 환부(420B)를 구비한다. 제4 실시 형태의 설명은 이들 요소에 원용된다.
시일 부재(400C)는 3개의 갈고리부(450B)를 더 구비한다. 갈고리부(450B)는 시일 기부(410A)와 일체적이다. 시일 부재(400C)를 제조하는 제조자는 금속판을 펀칭 가공하여 시일 기부(410A)와 3개의 갈고리부(450B)를 일체적으로 형성해도 된다. 제조자는, 펀칭 가공 후, 3개의 갈고리부(450B)를 캐리어(도시하지 않음)에 형성된 3개의 제2 호상 윤곽(도시하지 않음)에 있어서 각각 구부려도 된다.
상술한 여러가지 실시 형태의 원리는, 기어 장치에 대한 요구에 적합하게 조합되어도 된다. 예를 들어, 기어 장치는 3개 미만의 크랭크축을 가져도 된다. 대체적으로서 기어 장치는 3개를 초과하는 크랭크축을 가져도 된다. 기어 장치는, 1개의 요동 기어를 가져도 된다. 대체적으로서, 기어 장치는 2개를 초과하는 요동 기어를 가져도 된다.
상술한 실시 형태에 관련하여 설명된 시일 부재 및 기어 장치는, 이하의 특징을 주로 구비한다.
상술한 실시 형태의 일 국면에 관한 시일 부재는, 회전체와 피회전체 사이에 개재하여, 회전체의 수용 공간을 외부로부터 차단한다. 시일 부재는, 상기 수용 공간의 윤곽보다도 회전체측에 위치하는 내주연을 갖고, 또한, 상기 회전체의 상기 단부면으로부터의 회전력을 피회전체에 전달하는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 구비한다.
상기 구성에 의하면, 회전체의 회전력을 시일 기부가 전달하기 때문에 시일 환부가 회전 토크에 의해 전단되는 경우가 없다.
상술한 실시 형태의 다른 국면에 관한 기어 장치는, 소정의 출력축 주위의 회전력을 출력한다. 기어 장치는, 상기 출력축에 직교하는 가상 평면을 따르는 단부면과, 윤활제가 수용되도록 상기 단부면으로부터 오목하게 들어간 수용 공간의 윤곽을 상기 단부면 상에서 형성하는 내측 에지면과, 상기 윤활제의 누출을 방지하는 시일 부재를 구비한다. 상기 시일 부재는, 상기 윤곽을 따르도록 형성된 내주연을 갖고, 또한, 상기 단부면에 맞닿음 및 고정되는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 포함한다.
상기 구성에 의하면, 시일 기부가 회전력을 전달하기 때문에 종래의 탄성재에 비하여 전달 토크를 크게 할 수 있다.
상술한 실시 형태의 또다른 국면에 관한 기어 장치는, 소정의 출력축 주위의 회전력을 출력한다. 기어 장치는, 상기 출력축과 평행한 전달축 주위로 회전하는 기어와, 상기 출력축에 직교하는 가상 평면을 따르는 단부면과, 상기 기어 및 상기 기어를 윤활하는 윤활제가 수용되도록 상기 단부면으로부터 오목하게 들어간 수용 공간의 윤곽을 상기 단부면 상에서 형성하는 내측 에지면을 포함하는 캐리어와, 상기 윤활제의 누출을 방지하는 시일 부재를 구비한다. 상기 윤곽은, 상기 출력축을 중심으로 하여 그려진 제1 가상 원을 따르는 제1 호상 윤곽과, 상기 전달축을 중심으로 하여 그려지고, 또한, 상기 제1 가상 원에 부분적으로 중첩하는 제2 가상 원을 따르는 제2 호상 윤곽을 포함한다. 상기 시일 부재는, 상기 윤곽을 따르도록 형성된 내주연을 갖고, 또한, 상기 단부면에 맞닿음 및 고정되는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 포함한다.
상기 구성에 의하면, 시일 기부는, 캐리어의 단부면에 맞닿음 및 고정되지만, 시일 환부보다도 높은 강성을 가지므로, 시일 부재는 파손되기 어렵다. 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부는, 수용 공간의 윤곽을 따르도록 형성된 시일 기부의 내주연을 따라서 형성되므로, 캐리어와 시일 기부의 고정에 기인하는 높은 응력에 노출되기 어렵다. 따라서, 시일 부재는 파손되기 어려워진다.
수용 공간의 윤곽은, 출력축을 중심으로 하여 그려진 제1 가상 원을 따르는 제1 호상 윤곽과, 전달축을 중심으로 하여 그려지고, 또한, 제1 가상 원에 부분적으로 중첩하는 제2 가상 원을 따르는 제2 호상 윤곽을 포함하므로, 단부면은, 좁아진다. 이 결과, 단부면에 고정되는 시일 기부도 좁아진다. 그러나, 시일 기부는, 시일 환부보다도 높은 강성을 가지므로, 높은 전단 응력에 견딜 수 있다. 따라서, 시일 부재는 파손되기 어렵다. 시일 환부는, 수용 공간의 윤곽을 따르므로, 윤활제의 누출은 시일 환부에 의해 적절하게 막을 수 있다.
상기 구성에 대해서, 상기 시일 부재는, 상기 캐리어 내에 돌출되고, 상기 단부면에 대한 상기 시일 부재의 상대 위치를 유지하는 보유 지지부를 포함해도 된다.
상기 구성에 의하면, 보유 지지부는, 캐리어 내에 돌출되고, 단부면에 대한 시일 부재의 상대 위치를 유지하므로, 시일 부재는, 캐리어에 용이하게 고정된다.
상기 구성에 대해서, 상기 보유 지지부는, 상기 시일 기부로부터 돌출되는 돌기를 포함해도 된다. 상기 돌기는, 상기 단부면에 천공된 걸림 결합 구멍에 삽입되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 시일 기부로부터 돌출되는 돌기는, 캐리어의 단부면에 천공된 걸림 결합 구멍에 삽입되므로, 단부면에 대한 시일 부재의 상대 위치는 변화되기 어렵다. 따라서, 시일 부재는, 캐리어에 용이하게 고정된다.
상기 구성에 대해서, 상기 시일 부재는, 상기 돌기를 피복하는 고무층을 포함해도 된다.
상기 구성에 의하면, 돌기는, 고무층에 의해 피복되므로, 돌기는, 걸림 결합 구멍 내에서, 높은 마찰력 하에서 보유 지지된다. 단부면에 대한 시일 부재의 상대 위치는 변화되기 어려워지므로, 시일 부재는 캐리어에 용이하게 고정된다.
상기 구성에 대해서, 상기 보유 지지부는, 상기 시일 기부로부터 상기 제1 호상 윤곽 및 상기 제2 호상 윤곽 중 적어도 한쪽에서 굴곡되고, 상기 수용 공간에 삽입된 갈고리부를 포함해도 된다.
상기 구성에 의하면, 갈고리부는, 시일 기부로부터 내주연에 있어서 굴곡되어, 수용 공간에 삽입되므로, 단부면에 대한 시일 부재의 상대 위치는 변화되기 어렵다. 따라서, 시일 부재는, 캐리어에 용이하게 고정된다.
상기 구성에 대해서, 상기 시일 환부는 고무재로 형성되어도 된다. 상기 고무재는 상기 갈고리부를 피복하고, 상기 내측 에지면에 맞닿아도 된다.
상기 구성에 의하면, 고무재는 갈고리부를 피복하고, 내측 에지면에 맞닿으므로, 고무재와 내측 에지면 사이에서 큰 마찰력이 발생한다. 단부면에 대한 시일 부재의 상대 위치는 변화되기 어려워지므로, 시일 부재는 캐리어에 용이하게 고정된다.
상술한 실시 형태의 원리는, 여러가지 기어 장치의 설계에 바람직하게 이용된다.

Claims (8)

  1. 회전체와 피회전체 사이에 개재하여, 회전체의 수용 공간을 외부로부터 차단하는 시일 부재이며,
    상기 수용 공간의 윤곽보다도 회전체측에 위치하는 내주연을 갖고, 또한, 상기 회전체의 단부면으로부터의 회전력을 피회전체에 전달하는 시일 기부와,
    상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 구비하는
    시일 부재.
  2. 소정의 출력축 주위의 회전력을 출력하는 기어 장치이며,
    상기 출력축에 직교하는 가상 평면을 따르는 단부면과,
    윤활제가 수용되도록 상기 단부면으로부터 오목하게 들어간 수용 공간의 윤곽을 상기 단부면 상에서 형성하는 내측 에지면과,
    상기 윤활제의 누출을 방지하는 시일 부재를 구비하고,
    상기 시일 부재는, 상기 윤곽을 따르도록 형성된 내주연을 갖고, 또한, 상기 단부면에 맞닿음 및 고정되는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 포함하는
    기어 장치.
  3. 소정의 출력축 주위의 회전력을 출력하는 기어 장치이며,
    상기 출력축과 평행한 전달축 주위로 회전하는 기어와,
    상기 출력축에 직교하는 가상 평면을 따르는 단부면과, 상기 기어 및 상기 기어를 윤활하는 윤활제가 수용되도록 상기 단부면으로부터 오목하게 들어간 수용 공간의 윤곽을 상기 단부면 상에서 형성하는 내측 에지면을 포함하는 캐리어와,
    상기 윤활제의 누출을 방지하는 시일 부재를 구비하고,
    상기 윤곽은, 상기 출력축을 중심으로 하여 그려진 제1 가상 원을 따르는 제1 호상 윤곽과, 상기 전달축을 중심으로 하여 그려지고, 또한, 상기 제1 가상 원에 부분적으로 중첩하는 제2 가상 원을 따르는 제2 호상 윤곽을 포함하고,
    상기 시일 부재는, 상기 윤곽을 따르도록 형성된 내주연을 갖고, 또한, 상기 단부면에 맞닿음 및 고정되는 시일 기부와, 상기 내주연을 따라서 형성되고, 또한, 상기 시일 기부보다도 낮은 강성을 갖는 시일 환부를 포함하는
    기어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시일 부재는, 상기 캐리어 내에 돌출되고, 상기 단부면에 대한 상기 시일 부재의 상대 위치를 유지하는 보유 지지부를 포함하는
    기어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보유 지지부는, 상기 시일 기부로부터 돌출되는 돌기를 포함하고,
    상기 돌기는, 상기 단부면에 천공된 걸림 결합 구멍에 삽입되는
    기어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 시일 부재는, 상기 돌기를 피복하는 고무층을 포함하는
    기어 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 보유 지지부는, 상기 시일 기부로부터 상기 제1 호상 윤곽 및 상기 제2 호상 윤곽 중 적어도 한쪽에서 굴곡되고, 상기 수용 공간에 삽입된 갈고리부를 포함하는
    기어 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 시일 환부는 고무재로 형성되고,
    상기 고무재는 상기 갈고리부를 피복하고, 상기 내측 에지면에 맞닿는
    기어 장치.
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