KR20190129775A

KR20190129775A - Power transmission apparatus

Info

Publication number: KR20190129775A
Application number: KR1020190069222A
Authority: KR
Inventors: 설인환; 박노호
Original assignee: 설인환; 박노호
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2019-11-20

Abstract

The present invention relates to a power transmission apparatus, which comprises: a worm shaft; an hourglass worm provided on the worm shaft to form an axial diameter portion of which an outer diameter gradually decreases in an axial direction of the worm shaft, and then increases, wherein spiral worm teeth are formed in the axial diameter portion; an electric shaft orthogonal to the worm shaft at intervals; and a first electric gear provided on the electric shaft, and provided with a plurality of pins arranged at equidistant intervals along a circumferential direction in a radial direction of the electric shaft or along a circumferential direction in parallel with an axis of the electric shaft to rotate by being engaged with the worm teeth of the hourglass worm.

Description

Power Transmission Unit {POWER TRANSMISSION APPARATUS}

본 발명은 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 동력전달장치에 관한 것이다. 복잡한 감속장치 없이도 큰 감속비를 구현할 수 있으며, 입력치차에 의한 회전운동을 비롯하여 랙에 의한 직선운동까지 핀에 의한 구름운동이 가능하여 백래쉬를 극소화시킬 수 있는 동력전달장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 핀과 맞물리는 장구형 웜과 랙 형태의 기어를 이용하여, 큰 감속비와 최소한의 백래쉬, 역구동 방지 등의 장점을 가지는 동력전달장치를 구현하는 것이다.The present invention relates to a power transmission device for converting rotational motion into linear motion. The present invention relates to a power transmission device capable of realizing a large reduction ratio even without a complicated reduction gear and minimizing backlash by allowing rolling motion by a pin from a rotational motion by an input gear to a linear motion by a rack. More specifically, by using a gear in the form of a long gear and rack gear meshing with the pin, to implement a power transmission device having the advantages of a large reduction ratio, minimum backlash, reverse drive prevention.

동력전달장치는, 회전운동을 직선운동으로, 또는 직선운동을 회전운동으로, 또는 회전운동만을 전달하되 회전속도와 토크를 변환시키는 기어열로 대별된다.The power transmission device is roughly classified into a linear motion, a linear motion, a rotational motion, or a gear train for transmitting only the rotational motion and converting rotational speed and torque.

통상의 경우에 있어, 동력전달장치의 동력전달체계는 원에 감은 실을 팽팽한 상태로 풀 때 실 끝이 그리는 궤적인 인벌류트(involute) 곡선을 이용한 치형을 갖는 기어가 주로 사용되고 있다.In a normal case, the power transmission system of the power transmission device is mainly a gear having a tooth shape using a trajectory involute curve drawn by the end of the thread when the thread wound on the circle is released in tension.

이러한 기어는 그 치형이 원주상에 형성되고, 2개 또는 그 이상의 축 사이에 원주상에 형성된 기어를 맞물려서 회전이나 동력을 전달하는 장치로서, 기어를 이용할 경우 동력이나 회전의 전달이 확실하고, 정확한 각속도비로 전달할 수 있다.These gears are teeth formed on the circumference, and are gears that rotate or transmit power by engaging a gear formed on the circumference between two or more shafts. Can be delivered at an angular velocity ratio.

회전운동을 전달하는 기어의 종류는 스퍼기어, 헬리컬기어, 베벨기어, 웜과 웜기어 등이 있다. 회전운동을 직선운동으로의 변환장치로서는, 랙과 피니언을 맞물리게 한 소위, 랙 피니언이 알려져 있다.Gears that transmit rotational motion include spur gears, helical gears, bevel gears, worms and worm gears. As a converter for converting a rotational motion into a linear motion, a so-called rack pinion which engages a rack and a pinion is known.

통상적으로 사용되고 있는 랙 피니언은, 랙의 톱니와 피니언의 톱니 모두가 그 치면(tooth surface)을 인벌류트 곡선을 기본 원리로 한 치형(tooth form)을 이용하고 있다. 그러나, 백래시(backlash)가 적은 정밀한 구동에는 치형 대신에 핀 또는 롤러를 사용하는 핀기어와, 이 핀에 맞물려서 일정 속도로 돌아갈 수 있는 즉, 공액을 이루는 사이클로이드 치형을 가지는 랙을 사용한다. 그러나, 랙과 피니언만으로븐 감속비의 조절이 어려워서, 보통 피니언에 다른 종류의 기어쌍을 덧붙여서 원하는 기어비를 얻어야 한다. 보통, 베벨 기어, 유성 기어, 웜 기어 등이 사용된다.In rack pinions which are commonly used, both teeth of a rack and teeth of a pinion use a tooth form whose tooth surface is based on involute curves. However, for precise driving with low backlash, a pin gear using a pin or a roller instead of a tooth and a rack having a conjugated cycloid tooth that can be engaged at the pin and return at a constant speed are used. However, it is difficult to adjust the reduction ratio by the rack and the pinion alone, so it is usually necessary to add another type of gear pair to the pinion to obtain the desired gear ratio. Usually, bevel gears, planetary gears, worm gears and the like are used.

특히, 웜기어는 일반기어에 대해 월등히 큰 기어비를 가지고 있으며, 동력의 입력방향과 출력방향이 직각으로 되는 특수 기어이다.In particular, worm gears have a much larger gear ratio than general gears, and are special gears in which the input and output directions of the power are at right angles.

웜과 웜기어로 구성된 동력전달장치의 경우, 웜은 봉 형상인데 반하여, 웜의 이빨과 맞물려 접촉하는 웜기어는 원반 형상을 가지며, 웜기어의 이빨은 원주를 따라 간격을 두고 형성되므로, 웜과 웜기어의 상호 접촉 면적이 작아지는 즉, 물림율이 저하되는 문제점이 있다.In the case of the power transmission device consisting of a worm and a worm gear, the worm has a rod shape, whereas the worm gear that is in contact with the teeth of the worm has a disk shape, and the teeth of the worm gear are formed at intervals along the circumference, so that the worm and the worm gear are mutually There is a problem that the contact area becomes small, that is, the bite rate decreases.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 동력전달장치로서 장구형상의 웜 예컨대, 힌들리 웜(hindley worm)이 알려져 있다.In order to remedy this problem, jang-shaped worms such as hindley worms are known as power transmission devices.

장구형 웜은 외주면이 장구형상으로 만곡되고, 만곡 영역에 나선형의 홈 예컨대, 나선형의 이빨이 형성된 것으로서, 이와 맞물리는 웜기어는 이빨 수가 많아서 이빨간의 압력을 지지하는 면적이 통상의 웜 및 웜기어에 비해 넓어지므로, 기어의 마모를 감소시키는 동시에, 큰 동력을 전달할 수 있는 특징이 있다.The long worm has an outer circumferential surface curved in a long shape, and a spiral groove, for example, a spiral tooth is formed in the curved area, and the worm gear meshing with the tooth has a large number of teeth, so that the area supporting the pressure between the teeth is larger than that of the normal worm and the worm gear. Since it is wider, the wear of the gear is reduced, and at the same time, there is a feature that can transmit a large power.

그런데, 종래의 동력전달장치는 이러한 장구형 웜과 웜기어로 한정하여 사용하고 있으며, 장구형 웜의 특징을 충분히 살리면서 랙 피니언에 효율적으로 연결하여 함께 사용하고자 하는 시도가 없었다.By the way, the conventional power transmission device is limited to such long-type worms and worm gears, there was no attempt to efficiently connect to the rack pinion while using the features of the long-term worms.

따라서, 본 출원인은 장구형 웜과 랙 피니언을 연결하면서 핀기어의 장점을 적용할 수 있는 새로운 형태의 직선운동 기구를 개발하여, 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 동력을 전달할 수 있는 동력전달장치를 개발하기에 이르렀다.Therefore, the present applicant has developed a new type of linear motion mechanism that can apply the advantages of the pin gear while connecting the long gear worm and the rack pinion, and develops a power transmission device that can transfer power by converting rotational motion into linear motion. It came to the following.

국내등록특허공보 제10-1482251호Domestic Patent Publication No. 10-1482251

본 발명은 복잡한 감속장치 없이도 큰 감속비를 구현할 수 있으며, 입력 치차에 의한 회전운동과 이에 연결된 랙에 의한 직선운동까지 핀에 의한 구름운동이 가능하게 하여 기어의 물림율을 향상시키고, 백래시를 최소화하며 동력전달효율을 향상시킬 수 있는 동력전달장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.The present invention can realize a large reduction ratio even without a complicated reduction gear, and enables the rolling motion by the pin to the rotational motion by the input gear and the linear motion by the rack connected thereto, thereby improving the bite rate of the gear and minimizing the backlash. It is an object of the invention to provide a power transmission device capable of improving power transmission efficiency.

본 발명의 목적은, 웜축; 상기 웜축에 마련되어, 상기 웜축의 축방향을 따라 외경이 점진적으로 작아지다가 다시 커지는 축경부를 형성하고, 상기 축경부에는 나선형의 웜 이빨이 형성된 장구형 웜; 상기 웜축과 간격을 두고 직교하는 전동축; 및 상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 반경방향으로 원주방향을 따라, 또는 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물려 회전하는 복수의 제1핀을 구비하는 제1전동기어를 포함하는, 동력전달장치에 의해 달성될 수 있다.An object of the present invention, the worm shaft; It is provided on the worm shaft, the outer diameter gradually decreases in the axial direction of the worm shaft, and then form an axial diameter portion that is larger, wherein the axial diameter portion has a long worm tooth having a spiral worm teeth; A transmission shaft perpendicular to the worm shaft at intervals; And a plurality of rotary shafts provided at equal intervals along the circumferential direction in the radial direction of the transmission shaft or along the circumferential direction in parallel with the axis of the transmission shaft to rotate in engagement with the worm teeth of the long worm. It can be achieved by a power transmission device comprising a first electric gear having a first pin of.

여기서, 상기 제1전동기어를 사이에 두고 상기 장구형 웜과 대향 배치되며, 상기 랙은 상기 복수의 제1핀과 맞물려 직선 운동하도록 상기 복수의 제1핀의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형의 복수의 기어 이빨을 구비하는 랙을 더 포함할 수 있다.Here, the first electric gear is disposed opposite to the elongated worm, the rack is formed along one side of the tangential direction of the pitch circle of the plurality of first pins to linearly engage the plurality of first pins. The rack may further include a rack having a plurality of gear teeth of a cycloid tooth.

상기 장구형 웜의 웜 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 가질 수 있다.The worm teeth of the long worms may have a variable diameter and have the same effective height.

상기 제1전동기어의 상기 복수의 제1핀은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨의 축방향 모듈 및 축방향 피치와 공액(conjugated)이 되는 크기의 직경 및 피치를 가질 수 있다.The plurality of first pins of the first electric gear have a diameter of the same pitch circle, and a diameter and pitch of a size conjugated with the axial module and the axial pitch of the worm teeth of the long-shaped worm. It can have

상기 제1전동기어의 상기 복수의 제1핀은 구름운동가능하게 마련될 수 있다.The plurality of first pins of the first electric gear may be provided to enable rolling motion.

상기 제1전동기어와 나란하게 상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 복수의 제2핀을 구비하는 제2전동기어; 및 상기 복수의 제2핀과 맞물려 직선 운동하도록 상기 복수의 제2핀의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형의 복수의 기어 이빨을 구비하는 랙을 더 포함할 수 있다.A second electric gear provided on the transmission shaft in parallel with the first electric gear and having a plurality of second pins formed at equal intervals along the circumferential direction in parallel with the axis of the transmission shaft; And a rack having a plurality of gear teeth of a cycloid tooth formed along one side tangential direction of the pitch circle of the plurality of second pins so as to linearly engage with the plurality of second pins.

상기 제2전동기어의 상기 복수의 제2핀은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 상기 랙의 기어 이빨의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가질 수 있다.The plurality of second pins of the second electric gear may have a diameter of the same pitch circle, and may have a diameter and pitch of a size that is conjugate with the module and pitch of the gear teeth of the rack.

상기 복수의 제2핀은 구름운동가능하게 마련될 수 있다.The plurality of second pins may be provided to enable rolling motion.

상기 랙은 한 개 또는 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 상기 랙은 상기 제2전동기어를 사이에 두고 대향 배치될 수 있다.The rack may be provided in one or a pair, and the pair of racks may be disposed to face each other with the second electric gear therebetween.

본 발명에 따르면, 직선운동하는 기구에 큰 감속비를 주면서 백래시를 제로 가까이 할 수 있으며, 기어의 물림율을 향상시키고, 동력전달효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존 랙기어 동력전달장치의 단점 중의 하나인 역구동 즉, 랙이 핀기어를 구동하는 경우 문제를 해소할 수 있어 볼스크루나 직선베어링을 대체할 수도 있다.According to the present invention, the backlash can be brought close to zero while giving a large reduction ratio to the linearly moving mechanism, the bite rate of the gear can be improved, and the power transmission efficiency can be improved. In addition, the reverse drive, which is one of the disadvantages of the existing rack gear power transmission device, that can solve the problem when the rack drives the pin gear can replace the ball screw or linear bearing.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치의 구성도,
도 2는 도 1의 장구형 웜과 제1전동기어의 맞물림 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치의 구성도,
도 4는 도 3의 제2전동기어와 랙의 맞물림 상태를 도시한 도면,
도 5는 다른 실시예로서 제2전동기어와 랙의 맞물림 상태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a power transmission device according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view illustrating an engaged state of the long gear worm and the first electric gear of FIG. 1;
3 is a configuration diagram of a power transmission device according to a second embodiment of the present invention;
4 is a view illustrating an engagement state of a rack with a second electric gear of FIG. 3;
FIG. 5 is a view illustrating an engaged state of a second electric gear and a rack as another embodiment;
6 is a configuration diagram of a power transmission device according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the skilled person the scope of the invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and / or" includes each and all combinations of one or more of the mentioned components.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

이하, 첨부 도면을 참조하며, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해 설명하기로 한다.Prior to the description, in various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, different configurations from the first embodiment will be described. do.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치가 도시되어 있다.1 and 2 show a power transmission device according to a first embodiment of the present invention.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치(1a)는 웜축(10)과, 장구형 웜(20)과, 전동축(30)과, 제1전동기어(40)를 포함한다.As shown in these figures, the power transmission device 1a according to the first embodiment of the present invention includes a worm shaft 10, an elongated worm 20, a transmission shaft 30, and a first electric gear ( 40).

웜축(10)은 일정 길이를 갖는 원형 단면의 봉 형상을 가진다. 웜축(10)의 양단부는 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 지지된다.The worm shaft 10 has a rod shape of circular cross section having a predetermined length. Both ends of the worm shaft 10 are rotatably supported by a bearing (not shown).

장구형 웜(20)은 웜축(10)의 중앙 영역에 마련된다. 장구형 웜(20)은 웜축(10)의 축선방향을 따라 외경이 점진적으로 작아지다가 다시 커지는 축경부(21)를 형성한다.The long worm 20 is provided in the central region of the worm shaft 10. The long worm 20 forms an shaft diameter portion 21 whose outer diameter gradually decreases and then increases along the axial direction of the worm shaft 10.

축경부(21)에는 웜 이빨(23)이 형성되어 있다. 웜 이빨(23)은 가변의 축방향 모듈, 가변의 리드각, 가변의 축방향 피치를 가지며, 축졍부의 외주면에 웜축(10)의 축선방향을 따라 나선형으로 연속적으로 형성되어 있다. 또한, 웜 이빨(23)은 축경부(21)의 단면형상에 대응하여 피치원의 직경이 가변하고, 동일한 유효치 높이를 가진다. 웜 이빨(23)의 치형은 상대물인 제1핀(43)의 형상, 크기, 위치 및 배치 자세, 감속비에 의해 결정되며, 서로 공액을 이루도록 수학적으로 유니크(unique)하게 결정될 수 있다.Worm teeth 23 are formed in the shaft diameter portion 21. The worm teeth 23 have a variable axial module, a variable lead angle, and a variable axial pitch, and are continuously formed spirally along the axial direction of the worm shaft 10 on the outer circumferential surface of the shaft. In addition, the worm teeth 23 have a variable diameter of the pitch circle corresponding to the cross-sectional shape of the shaft diameter portion 21, and have the same effective value height. The tooth shape of the worm tooth 23 is determined by the shape, size, position and arrangement posture, and reduction ratio of the first pin 43, which is a counterpart, and may be mathematically unique to form a conjugate with each other.

한편, 본 실시예에서는 웜축(10)과 장구형 웜(20)이 동심으로 이루며 일체로 만들어진 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 웜축(10)과 장구형 웜(20)은 분리가능하도록 키에 의해 결합될 수도 있다.On the other hand, in the present embodiment, the worm shaft 10 and the long-shaped worm 20 is shown as being made concentric and integrally, but is not limited to this, the worm shaft 10 and the long-shaped worm 20 is separated from the key May be combined.

여기서, 웜기어(80)는 웜축(10)에 비해 상대적으로 외경이 큰 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the worm gear 80 has a larger outer diameter than the worm shaft 10.

전동축(30)은 일정 길이를 갖는 원형 단면의 봉 형상을 가진다. 전동축(30)은 웜축(10)과 간격을 두고 직교하며 배치된다. 전동축(30)의 양단부는 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한, 전동축(30)은 전동축(30)의 축선방향을 따라 좌우로 유동하지 않도록 베어링에 지지될 수 있다.The transmission shaft 30 has a rod shape of a circular cross section having a predetermined length. The transmission shaft 30 is disposed at right angles to the worm shaft 10 at intervals. Both ends of the transmission shaft 30 are rotatably supported by a bearing (not shown). In addition, the transmission shaft 30 may be supported by the bearing so as not to flow left and right along the axial direction of the transmission shaft 30.

제1전동기어(40)는 일정 두께의 원반 형상을 가지며, 전동축(30)에 마련된다. 제1전동기어(40)의 외주면에는 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)과 맞물려 회전하는 복수의 제1핀(43)이 형성되어 있다.The first electric gear 40 has a disk shape having a predetermined thickness and is provided on the transmission shaft 30. On the outer circumferential surface of the first electric gear 40, a plurality of first pins 43 are formed, which rotate in engagement with the worm teeth 23 of the long gear worm 20.

복수의 제1핀(43)은 원기둥 형상을 가지며, 전동축(30)의 축선에 대해 법선방향으로 예컨대, 전동축(30)의 반경방향으로 제1전동기어(40)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 복수의 제1핀(43)은 동일한 피치원 직경을 가진다. 또한, 복수의 제1핀(43)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 축방향 모듈 및 축방향 피치와 공액을 이루는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 그리고, 복수의 제1핀(43)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 이 뿌리와 간섭이 발생하지 않도록 웜 이빨(23)의 유효치 높이를 가진다.The plurality of first pins 43 have a cylindrical shape, and the like, along the circumferential direction of the first electric gear 40 in the normal direction with respect to the axis of the electric shaft 30, for example, in the radial direction of the electric shaft 30, and the like. It is arranged at intervals. The plurality of first pins 43 have the same pitch circle diameter. In addition, the plurality of first pins 43 have a diameter and pitch of a size conjugating with the axial module and the axial pitch of the worm teeth 23 of the long-shaped worm 20. The plurality of first pins 43 have an effective height of the worm teeth 23 so that interference with the roots of the worm teeth 23 of the long worm 20 does not occur.

제1전동기어(40)의 각 제1핀(43)의 일측면은 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 치면과 동시에 접촉하며, 각 웜 이빨(23)의 치면을 따라 맞물리며 회전하게 된다.One side of each of the first pins 43 of the first electric gear 40 is in contact with one side tooth surface of each worm tooth 23 of the long gear worm 20, and along the tooth surface of each worm tooth 23 To interlock and rotate.

또한, 제1전동기어(40)를 장구형 웜(20)과 조립할 때, 장구형 웜(20)의 중심선이 제1전동기어(40)의 중심선을 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)를 배치한다. 이로써, 제1핀(43) 몇 개가 웜 이빨(23) 몇 개에 동시에 맞물리는 것이 가능하므로, 운동 전달이 연속적으로 이루어져 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율을 향상시킬 뿐만 아니라 반전시 덜거덕거림 발생을 저지할 수 있게 된다.In addition, when assembling the first electric gear 40 with the elongated worm 20, the center line of the elongated worm 20 passes through the center line of the first electric gear 40 so as to be perpendicular to the axis of the worm shaft 10. The long gear worm 20 and the first electric gear 40 are disposed. As a result, several of the first pins 43 can be engaged with several worm teeth 23 at the same time, and thus the movement transmission is continuously performed, thereby improving the bite rate of the long gear worm 20 and the first electric gear 40. Not only that, but also to prevent rattling during inversion.

한편, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40) 사이의 감속비는 장구형 웜(20)의 줄수와 제1전동기어(40)의 제1핀(43) 개수의 비로 얻을 수 있게 된다.On the other hand, the reduction ratio between the long worm 20 and the first electric gear 40 can be obtained by the ratio of the number of rows of the long worm 20 and the number of the first pin 43 of the first electric gear 40. .

여기서, 본 실시예에서는 전동축(30)과 제1전동기어(40)가 키(70)에 의해 결합되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 전동축(30)과 제1전동기어(40)는 동심으로 이루며 일체로 만들어질 수도 있다.Here, in the present exemplary embodiment, although the electric shaft 30 and the first electric gear 40 are illustrated as being coupled by the key 70, the present invention is not limited thereto, and the electric shaft 30 and the first electric gear 40 are not limited thereto. Are concentric and can be made in one piece.

그리고, 제1전동기어(40)에 마련되는 복수의 제1핀(43)은 제1전동기어(40)에 구름운동가능하게 마련될 수 있다.In addition, the plurality of first pins 43 provided in the first electric gear 40 may be provided in the first electric gear 40 so as to enable rolling motion.

예컨대, 각 제1핀(43)의 저부를 제1전동기어(40)에 수용된 베어링으로 자전가능하게 지지함으로써, 제1전동기어(40)와 장구형 웜(20)이 맞물려 회전할 때, 제1핀(43)은 구름운동하면서 웜 이빨(23)의 치면을 이동하여 운동을 전달하기 때문에 전달 저항이 적어지게 된다. 따라서, 맞물리는 치형간에 틈새를 주지 않아도 끼지 않고 돌아가므로, 백래시가 거의 없는 동력전달이 가능해진다.For example, when the bottom of each first pin 43 is rotatably supported by a bearing housed in the first electric gear 40, when the first electric gear 40 and the elongate worm 20 rotate in engagement with each other, 1 pin (43) transfers the movement by moving the tooth surface of the worm teeth (23) while rolling motion is less transmission resistance. Therefore, it is possible to rotate without intervening teeth between teeth, so that power transmission with little backlash is possible.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치(1a)는 웜축(10)과 전동축(30)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 전동축(30)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 직교하며 배치된다.By such a configuration, the power transmission device 1a according to the first embodiment of the present invention has the worm shaft 10 and the transmission shaft 30 of the rotation center axis of the worm shaft 10 and the rotation center axis of the transmission shaft 30. It has an interaxial distance therebetween and is orthogonal.

그리고, 장구형 웜(20)의 중심이 제1전동기어(40)의 중심선을 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)가 배치된다.In addition, the long worm 20 and the first electric gear 40 are disposed such that the center of the long worm 20 is perpendicular to the axis of the worm shaft 10 while passing through the center line of the first electric gear 40. .

이로써, 제1전동기어(40)의 각 제1핀(43)의 일측면은 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 치면에 동시에 접촉하며 치면을 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시킬 수 있게 된다.Thus, one side of each of the first pin 43 of the first electric gear 40 is in contact with the tooth surface of one side of each worm tooth 23 of the long gear worm 20 to be engaged and rotated along the tooth surface. The bite rate of the long gear worm 20 and the first electric gear 40 is improved, the wear of the gear is reduced, it is possible to improve the power transmission efficiency.

한편, 도 3 및 도 4에는 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)가 도시되어 있다.3 and 4 illustrate a power transmission device 1b according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)는 전술한 제1실시예와 달리, 제2전동기어(50)와 랙(60)을 더 포함한다.Unlike the first embodiment described above, the power transmission device 1b according to the second embodiment of the present invention further includes a second electric gear 50 and a rack 60.

제2전동기어(50)는 일정 두께의 원반 형상을 가지며, 제1전동기어(40)와 나란하게 전동축(30)에 마련된다. 제2전동기어(50)의 외주면에는 복수의 제2핀(53)이 형성되어 있다.The second electric gear 50 has a disk shape having a predetermined thickness, and is provided on the electric shaft 30 in parallel with the first electric gear 40. A plurality of second pins 53 are formed on the outer circumferential surface of the second electric gear 50.

복수의 제2핀(53)은 원기둥 형상을 가지며, 전동축(30)의 축선과 나란하게 제2전동기어(50)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 복수의 제2핀(53)은 동일한 피치원 직경을 가진다. 또한, 복수의 제2핀(53)은 후술할 랙(60)의 기어 이빨(63)의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 그리고, 복수의 제2핀(53)은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 유효폭보다 긴 길이를 가진다.The plurality of second pins 53 have a cylindrical shape and are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the second electric gear 50 in parallel with the axis of the transmission shaft 30. The plurality of second pins 53 have the same pitch circle diameter. In addition, the plurality of second pins 53 have a diameter and pitch of a size that is conjugate with the module and pitch of the gear teeth 63 of the rack 60 to be described later. The plurality of second pins 53 have a length longer than the effective width of the gear teeth 63 of the rack 60.

여기서, 본 실시예에서는 전동축(30)과 제2전동기어(50)가 키(70)에 의해 결합되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 전동축(30)과 제2전동기어(50)는 동심으로 이루며 일체로 만들어질 수도 있다.Here, in the present exemplary embodiment, although the electric shaft 30 and the second electric gear 50 are shown to be coupled by the key 70, the present invention is not limited thereto, and the electric shaft 30 and the second electric gear 50 are not limited thereto. Are concentric and can be made in one piece.

그리고, 제2전동기어(50)에 마련되는 복수의 제2핀(53)은 제2전동기어(50)에 구름운동가능하게 마련될 수 있다.In addition, the plurality of second pins 53 provided on the second electric gear 50 may be provided in the second electric gear 50 so as to enable rolling motion.

예컨대, 각 제2핀(53)의 저부를 제2전동기어(50)에 수용된 베어링으로 자전가능하게 지지함으로써, 제2전동기어(50)와 랙(60)이 맞물려 직선 운동할 때, 제2핀(53)은 구름운동하면서 기어 이빨(63)의 치면을 이동하여 운동을 전달하기 때문에 전달 저항이 적어지게 된다. 또한, 제2핀(53) 몇 개가 기어 이빨(63) 몇 개에 동시에 맞물리는 것이 가능하므로, 운동 전달이 연속적으로 이루어질 수 있고, 반전시 백래시에 의한 덜거덕거림 발생을 저지할 수 있게 된다.For example, by supporting the bottom of each second pin 53 so as to be rotatable with a bearing housed in the second electric gear 50, when the second electric gear 50 and the rack 60 mesh with each other and linearly move, Since the pin 53 transmits the movement by moving the tooth surface of the gear tooth 63 while rolling, the transmission resistance is reduced. In addition, since it is possible for several of the second pins 53 to be engaged with several gear teeth 63 at the same time, the movement transmission can be made continuously, and it is possible to prevent the occurrence of rattling due to backlash at the inversion.

랙(60)은 일정 길이의 로드 형상을 가진다. 랙(60)의 일측면에는 그 길이방향을 따라 복수의 기어 이빨(63)이 형성되어 있다.The rack 60 has a rod shape of a predetermined length. On one side of the rack 60, a plurality of gear teeth 63 are formed along its longitudinal direction.

복수의 기어 이빨(63)은 제2전동기어(50)의 제2핀(53)과 맞물려 직선 운동하도록, 복수의 제2핀(53)의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된다.The plurality of gear teeth 63 are formed along a tangential direction of one side of the pitch circle of the plurality of second pins 53 so as to linearly engage with the second pins 53 of the second electric gear 50.

또한, 복수의 기어 이빨(63)은 제2전동기어(50)의 제2핀(53)의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 통상, 제2핀(53)과 공액을 이룰 수 있는 사이클로이드(cycloid) 곡면이 랙의 치형으로 사용될 수 있다.In addition, the plurality of gear teeth 63 has a diameter and pitch of a size that is conjugate with the module and pitch of the second pin 53 of the second electric gear 50. In general, a cycloid curved surface that may be conjugated with the second pin 53 may be used as a tooth of the rack.

이로써, 제2핀(53) 몇 개가 기어 이빨(63) 몇 개에 동시에 맞물리는 것이 가능하므로, 제2전동기어(50)와 랙(60)의 운동 전달이 연속적으로 이루어져 제2전동기어(50)와 랙(60)의 물림율을 향상시킬 뿐만 아니라 반전시 덜거덕거림 발생을 저지할 수 있게 된다.As a result, since some of the second pins 53 can be engaged with several gear teeth 63 at the same time, the transmission of the second electric gear 50 and the rack 60 is continuously performed, and thus the second electric gear 50 In addition to improving the bite rate of the rack and 60, it is possible to prevent the rattling occurs during inversion.

또한, 제2전동기어(50)의 제2핀(53)의 일측면은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 치면에 치면의 수직방향 예컨대, 기어 이빨(63)의 법선방향으로 맞물리며 회전하게 된다.In addition, one side of the second pin 53 of the second electric gear 50 is rotated while meshing with the tooth surface of the gear teeth 63 of the rack 60 in the vertical direction of the tooth surface, for example, the normal direction of the gear teeth 63. Done.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)는 웜축(10)과 전동축(30)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 전동축(30)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 직교하며 배치됨과 동시에, 전동축(30)과 랙(60)이 축간거리를 가지며 직교하며 배치된다.By such a configuration, the power transmission device 1b according to the second embodiment of the present invention has the worm shaft 10 and the transmission shaft 30 of the rotation center axis of the worm shaft 10 and the rotation center axis of the transmission shaft 30. At the same time the orthogonal spacing between the shaft and the transmission shaft 30 and the rack 60 is arranged at right angles with the interaxial distance.

또한, 제2전동기어(50)의 제2핀(53)이 랙(60)의 기어 이빨(63)과 맞물리도록 랙(60)이 배치된다.In addition, the rack 60 is disposed such that the second pin 53 of the second electric gear 50 meshes with the gear teeth 63 of the rack 60.

이로써, 제1전동기어(40)의 몇 개의 제1핀(43)의 일측면이 장구형 웜(20)의 몇 개의 웜 이빨(23)의 일측 치면에 동시에 접촉하며 치면을 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시키고 맞물리는 치형간의 틈새도 제거할 수 있게 된다.Thus, one side of the several first pins 43 of the first electric gear 40 is in contact with one side tooth surface of the several worm teeth 23 of the long gear worm 20 is engaged and rotated along the tooth surface. In this way, the bite rate of the long gear worm 20 and the first electric gear 40 is improved, the wear of the gear is reduced, it is possible to improve the power transmission efficiency and to remove the gap between the interdigital teeth.

한편, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 회전에 따라 감속된 회전수로 회전하는 전동축(30)은 제2전동기어(50)를 회전시키고, 랙(60)은 제2전동기어(50)의 회전에 따라 랙(60)의 길이방향을 따라 직선 운동하게 된다.On the other hand, the electric shaft 30 that rotates at a reduced speed in accordance with the rotation of the long gear worm 20 and the first electric gear 40 rotates the second electric gear 50, the rack 60 is made of As the two electric gears 50 rotate, linear movements are performed along the longitudinal direction of the rack 60.

이 때, 제2전동기어(50)의 제2핀(53)의 일측면은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 치면에 치면의 수직방향으로 맞물리며 회전하게 된다. 또한, 제2전동기어(50)의 몇 개의 제2핀(53)이 랙(60)의 몇 개의 기어 이빨(63)의 일측 치면에 동시에 접촉하며 치면을 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 제2전동기어(50)와 랙(60)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시키고 맞물리는 치형간의 틈새도 제거할 수 있게 된다.At this time, one side of the second pin 53 of the second electric gear 50 is rotated while meshing with the tooth surface of the gear teeth 63 of the rack 60 in the vertical direction of the tooth surface. In addition, several second pins 53 of the second electric gear 50 are in contact with one tooth surface of the several gear teeth 63 of the rack 60 at the same time to rotate along the tooth surface, the second transmission The bite rate of the gear 50 and the rack 60 is improved, thereby reducing the wear of the gear, improving the power transmission efficiency, and eliminating gaps between the interdigitated teeth.

따라서, 장구형 웜(20)에 제1전동기어(40)를 맞물림 결합함과 동시에, 제1전동기어(40)가 마련된 전동축(30)에 제2전동기어(50)를 나란하게 마련하고, 제2전동기어(50)를 랙(60)과 맞물림 결합함으로써, 웜축(10)에 입력되는 회전수를 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)를 거쳐 감속하여, 전동축(30)을 회전시킴과 동시에, 전동축(30)의 회전을 제2전동기어(50)와 랙(60)을 통해 직선 왕복 운동으로 변환시킴으로써, 회전운동을 직선운동으로 백래시가 없는 다양한 감속비로 변환하여 출력하는 다양한 구동방식의 동력전달장치를 구현할 수 있게 된다.Accordingly, the first electric gear 40 is engaged with the long gear worm 20, and the second electric gear 50 is provided side by side on the transmission shaft 30 provided with the first electric gear 40. By engaging the second electric gear 50 with the rack 60, the rotation speed input to the worm shaft 10 is reduced via the long gear worm 20 and the first electric gear 40. 30) and at the same time, the rotation of the electric shaft 30 is converted to linear reciprocating motion through the second electric gear 50 and the rack 60, thereby converting the rotational motion to various reduction ratios with no backlash in the linear motion It is possible to implement a power transmission device of a variety of drive system to output.

또한, 다른 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 랙(60)을 제2전동기어(50)를 사이에 두고 대향 배치함과 동시에, 제2전동기어(50)에 맞물리도록 결합함으로써, 전동축(30)의 회전을 제2전동기어(50)와 한 쌍의 랙(60)을 통해 각기 다른 방향으로의 직선 왕복 운동으로 변환시킬 수도 있다. In another embodiment, as shown in FIG. 5, the pair of racks 60 are disposed to face each other with the second electric gear 50 interposed therebetween, and engaged with the second electric gear 50. As a result, the rotation of the transmission shaft 30 may be converted into linear reciprocating motion in different directions through the second electric gear 50 and the pair of racks 60.

이로써, 회전운동을 상반되는 방향으로 직선운동이 가능한 또 다른 형태의 동력전달장치를 구현할 수 있게 된다.Thus, it is possible to implement another type of power transmission device capable of linear movement in the opposite direction to the rotational movement.

도 6에는 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치가 도시되어 있다.6 shows a power transmission device according to a third embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)는 전술한 실시예들과 달리, 장구형 웜(20)과 랙(60)이 제1전동기어(40')를 사이에 두고 대향 배치됨과 동시에, 제1전동기어(40')에 각각 맞물리며 결합되어 있다.As shown in FIG. 6, unlike the above-described embodiments, the power transmission device 1c according to the third embodiment of the present invention has the long gear worm 20 and the rack 60 having the first electric gear 40. ') Is disposed to face each other, and is engaged with and engaged with the first electric gear 40', respectively.

제1전동기어(40')의 복수의 제1핀(43')은 전동축(30)의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 있다. The plurality of first pins 43 'of the first electric gear 40' are formed at equal intervals along the circumferential direction in parallel with the axis of the transmission shaft 30. As shown in FIG.

제1전동기어(40')의 복수의 제1핀(43')은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 축방향 모듈 및 축방향 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가짐과 동시에, 복수의 제1핀(43')은 후술할 랙(60)의 기어 이빨(63)의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 그리고, 복수의 제1핀(43')은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 유효폭보다 긴 길이를 가진다. 또한, 복수의 제1핀(43')은 제1전동기어(40')에 구름운동가능하게 마련된다.The plurality of first pins 43 'of the first electric gear 40' have the same pitch circle diameter, and the axial modules and the axial pitch of the worm teeth 23 of the long-shaped worm 20 In addition to having a diameter and pitch of conjugated size, the plurality of first pins 43 'have a diameter and pitch of conjugate size with a module and pitch of the gear teeth 63 of the rack 60 to be described later. . The plurality of first pins 43 ′ have a length longer than the effective width of the gear teeth 63 of the rack 60. In addition, the plurality of first pins 43 'are provided on the first electric gear 40' to enable rolling motion.

이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)의 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 치형은 전술한 제1실시예에서의 장구형 웜의 웜 이빨의 치형과는 다르게 결정되므로, 전혀 다른 종류의 장구형 웜이 사용된다.Accordingly, the teeth of the worm teeth 23 of the long worm 20 of the power transmission device 1c according to the third embodiment of the present invention are teeth of the worm teeth of the long worm worm according to the first embodiment described above. Since it is determined differently from, a completely different type of jang worm is used.

한편, 랙(60)의 기어 이빨(63)은, 랙(60)이 제1전동기어(40')의 복수의 제1핀(43')과 맞물려 직선 운동하도록, 복수의 제1핀(43')의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형을 가진다.On the other hand, the gear teeth 63 of the rack 60 have a plurality of first pins 43 so that the rack 60 is linearly engaged with the plurality of first pins 43 'of the first electric gear 40'. ') Has a cycloid tooth formed along the tangential direction on one side of the pitch circle.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)는 전술한 실시예들과 달리, 사용되는 기어의 수가 줄어들어, 보다 컴팩트한 장치를 구현할 수 있지만, 웜축(10)이 랙(60)의 길이방향과 평행하지 않고 약간의 교차각을 갖게 된다. 이러한 교차각은 설계에 따라 1도 내지 10도 정도이므로, 동력전달장치의 구성에 큰 문제를 야기하지 않으며 전체적인 직선운동기구로서는 제1실시예와 유사한 성능을 보일 수 있다.With this configuration, unlike the above-described embodiments, the power transmission device 1c according to the third embodiment of the present invention can reduce the number of gears used, thereby realizing a more compact device, but the worm shaft 10 It is not parallel to the longitudinal direction of the rack 60 and has a slight crossing angle. Since the crossing angle is about 1 to 10 degrees depending on the design, it does not cause a big problem in the configuration of the power transmission device and can exhibit similar performance as that of the first embodiment as the overall linear motion mechanism.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may realize the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

1a,1b,1c : 동력전달장치
10 : 웜축
20 : 장구형 웜
30 : 전동축
40,40' : 제1전동기어
50 : 제2전동기어
60 : 랙1a, 1b, 1c: power train
10: worm shaft
20: long worm
30: electric shaft
40,40 ': First electric gear
50: second electric gear
60: rack

Claims

Worm shaft;
It is provided on the worm shaft, the outer diameter gradually decreases in the axial direction of the worm shaft, and then form an axial diameter portion that is larger, wherein the axial diameter portion has a long worm tooth having a spiral worm teeth;
A transmission shaft perpendicular to the worm shaft at intervals; And
A plurality of rotation shafts provided in the transmission shaft and formed at equal intervals in the circumferential direction in the radial direction of the transmission shaft or along the circumferential direction in parallel with the axis of the transmission shaft to rotate in engagement with the worm teeth of the long-shaped worm; A power transmission device comprising a first electric gear having a first pin.

The method of claim 1,
The worm teeth of the long worm has a variable diameter of the pitch circle and has the same effective height, power transmission device.

The method of claim 1,
The plurality of first pins of the first electric gear has a diameter of the same pitch circle, and at the same time having a diameter and pitch of a size that is conjugate with the axial module and the axial pitch of the worm teeth of the long-shaped worm, Power train.

The method of claim 1,
The plurality of first pins of the first transmission gear is provided with a rolling motion, power transmission device.