KR20200125292A - 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기에 관한 것으로서, 내주면에 내접기어 형상의 링기어가 형성되고 일측에 입력축이 회전 가능하게 삽입되며 타측에 출력축이 회전 가능하게 삽입되는 원통 형상의 하우징과, 상기 입력축의 단부에 형성되는 선기어와, 상기 선기와 링기어 사이에 치합되는 하나 이상의 유성기어와, 상기 출력축의 단부에 형성되어 회전하고 회전핀에 의해 상기 유성기어를 회전 가능하도록 지지하는 고감속캐리어를 포함하여 이루어지는 유성기어 감속기에 있어서, 상기 고감속캐리어에는 상기 유성기어를 수용하도록 덮는 저감속캐리어가 결합되고, 상기 저감속캐리어에는 상기 선기어가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 내주면에는 상기 선기어와 치합될 수 있는 내접기어 형상의 저감속기어가 형성되어, 상기 입력축의 전진 또는 후진에 따라 상기 선기어가 상기 유성기어 또는 저감속기어와 선택적으로 연동되어 듀얼 감속이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기{Planetary geared reducer with dual reduction ratio}
본 발명은 감속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 입력에 대하여 서로 다른 감속비로 출력이 가능한 구조를 가지는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계, 세탁기, 자동차 등 다양한 장치에는 회전비를 가변시키기 위해 다양한 기어를 사용하는 감속기가 필요하다. 감속기는 상당한 속도로 회전하는 모터와 같은 동력원으로부터 회전력을 입력받아 이를 저속으로 전환하여 출력시키는 장치로서 다양한 종류의 기어들의 조립체를 사용한다.
이 가운데 유성기어를 이용하여 입력축으로부터 출력축에 전달되는 하중과 속도를 줄여 동력 전달효율을 높이는 감속기가 조선, 해양플랜트, 발전소, 산업플랜트 등 산업의 모든 분야에 많이 사용된다.
특히, 밸브 및 밸브 기어박스 등의 액츄에이터 작동을 위해 이러한 감속기가 많이 사용되는데, 밸브를 개폐하거나 작동시킬 때 중요하다.
도 1은 종래 유성기어를 이용한 감속기의 구조를 나타내는 단면도이다.
도시된 바와 같이, 종래 감속기는 내접기어가 형성된 기어하우징과, 일단은 모터 샤프트에 연결되고 타단은 상기 기어하우징의 입력 측에 삽입되는 입력축과 상기 입력축의 타단부에 결합된 선기어와, 상기 선기어와 기어하우징의 내접기어에 동시에 치합되는 복수개의 유성기어와, 하부에는 상기 유성기어의 중앙에 끼워지는 복수개의 연결핀이 설치되고 상부 중앙에 출력축이 설치되는 회전판을 포함하여 구성되었다.
이 같은 구성에 의해, 상기 입력축이 모터로부터 회전력을 전달받아 회전하면 이와 치합된 상기 복수개의 유성기어가 자전과 동시에 상기 입력축을 중심으로 공전하면서 상기 회전판이 상기 유성기어의 공전속도로 회전하면서 상기 출력축을 통하여 감속된 후 출력된다.
그러나 종래의 감속기는 구성이 간단하지만 단지 1개의 감속회전비가 가지기 때문에 두 종류 이상의 감속비를 구현할 수 없는 단점이 있다.
또 두 종류 이상의 감속비를 가지도록 하려면 구조가 매우 복잡해지고 부피가 커지는 문제가 있고, 특히 각 감속비에 대응하는 출력축이 별도로 구비되어야 하는 문제가 있다.
밸브의 경우, 개폐시 스트로크(stroke) 시작과 끝나는 시점에 토크가 크게 필요하므로 이때는 감속비를 높일 필요가 있지만, 스트로크 중간에는 큰 토크가 필요하지 않으므로 감속비를 줄여서 작동속도를 높일 필요가 있다.
결국 종래의 감속기로는 이러한 요구를 전혀 만족할 수 없었다.
- 대한민국 등록특허 10-0428653(2004.4.12) "다중 출력을 발생시키는 감속기어장치" - 대한민국 공개특허 10-2017-0041069(2017.4.14) "유성기어를 포함하는 이지알 밸브" - 대한민국 등록특허 10-1165075(2012.7.5) "이중 출력축을 가지는 구동장치"
이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 회전속도 입력에 대하여 서로 다른 감속비로 선택적 출력이 가능한 구조를 가지는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하나의 출력축에서 서로 다른 감속비로 출력될 수 있고, 입력축과 출력축이 동일 축심을 이루는 구조의 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기를 제공하는 것이다.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기는, 내주면에 내접기어 형상의 링기어가 형성되고 일측에 입력축이 회전 가능하게 삽입되며 타측에 출력축이 회전 가능하게 삽입되는 원통 형상의 하우징과, 상기 입력축의 단부에 형성되는 선기어와, 상기 선기와 링기어 사이에 치합되는 하나 이상의 유성기어와, 상기 출력축의 단부에 형성되어 회전하고 회전핀에 의해 상기 유성기어를 회전 가능하도록 지지하는 고감속캐리어를 포함하여 이루어지는 유성기어 감속기에 있어서, 상기 고감속캐리어에는 상기 유성기어를 수용하도록 덮는 저감속캐리어가 결합되고, 상기 저감속캐리어에는 상기 선기어가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 내주면에는 상기 선기어와 치합될 수 있는 내접기어 형상의 저감속기어가 형성되어, 상기 입력축의 전진 또는 후진에 따라 상기 선기어가 상기 유성기어 또는 저감속기어와 선택적으로 연동되어 듀얼 감속이 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 감속캐리어의 중심에는 돌출된 가이드봉이 형성되고, 상기 입력축의 중심에는 상기 가이드봉이 삽입되는 가이드홀이 형성되어, 상기 가이드봉과 가이드홀의 중심은 상기 입력축과 출력축의 중심과 일치함으로써 상기 입력축의 이동을 가이드할 수 있다.
이때, 상기 가이드홀과 가이드봉 사이에는 상기 입력축이 후진되도록 하는 복원스프링이 구비될 수 있다.
그리고 상기 입력축의 외주 상에는 걸림홈이 형성되고, 상기 하우징의 일측에는 상기 걸림홈에 삽입될 수 있는 걸림핀이 구비될 수 있다.
또 상기 걸림핀은 걸림스프링에 의해서 탄성 지지된다.
한편, 상기 고감속캐리어와 저감속캐리어 사이에는, 상기 유성기어와 치합되는 제1선기어; 상기 제1선기어와 스플라인 결합되는 제1감속캐리어; 상기 제1감속캐리어에 제1회전핀으로 회전 가능하게 결합되고 상기 선기어에 치합되는 하나 이상의 제1유성기어; 및 상기 하우징이 입력측 하우징과 출력측 하우징으로 분리 가능하되, 그 사이에 결합되고 내주면에 상기 제1유성기어와 치합되는 제1링기어가 형성되는 제1하우징;을 포함하여 이루어지되, 상기 제1회전핀은 상기 저감속캐리어에 결합되고, 상기 회전핀에는 상기 유성기어의 이탈을 방지하는 제1보조캐리어가 결합되는 제1감속수단이 더 장착될 수 있다.
여기서, 상기 제1감속수단과 저감속캐리어 사이에는, 상기 제1감속수단과 동일한 구성으로 이루어지는 제2감속수단이 더 장착될 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, 첫째, 두 종류의 감속비를 제공함에도 불구하고 구조가 단순하고 부피가 작아서 소형화 및 경량화가 가능하다.
둘째, 밸브 개폐에 적용시 개폐 시작과 끝나는 시점에 높은 감속비를 선택함으로써 토크를 크게 발생시켜 개폐가 원활하게 이루어질 수 있고, 개폐 중간 시점에는 큰 토크가 필요하지 않으므로 낮은 감속비를 선택함으로써 큰 토크 없이 작동속도를 높여 빠르게 개폐를 수행할 수 있다.
도 1은 종래 유성기어를 이용한 감속기의 구조를 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 전체 외관을 나타내는 사시도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 종단면도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 단면도
도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 작동상태도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 구조를 나타내는 단면도
도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 작동상태도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 구조를 나타내는 단면도
이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 전체 외관을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 종단면도를 나타낸다.
본 발명은 모터(미도시)와 같은 동력원에 의해 회전력이 입력축으로 입력되면, 감속이 이루어져 출력축으로 감속된 회전력이 출력되도록 하는 기어박스와 같은 장치이다.
본 발명의 일 실시 예는 크게, 하우징(10), 입력축(20), 출력축(30), 유성기어(40), 선기어(50), 고감속캐리어(60), 저감속캐리어(70)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 상기 하우징(10)에 대해 설명한다.
상기 하우징(10)은 상기 입력축(20), 출력축(30), 유성기어(40), 선기어(50), 고감속캐리어(60), 저감속캐리어(70)를 모두 내부에 수용하면서 지지하는 구성이다.
상기 하우징(10)은 대략 원통형으로 이루어지되, 분해 및 조립이 가능하도록 입력측 하우징(11)과 출력측 하우징(13)으로 분리되는 구조일 수 있다.
이때, 상기 입력측 하우징(11)과 출력측 하우징(13)은 가장자리에서 복수개의 체결볼트(16)로 상호 체결할 수 있다.
그리고 상기 입력측 하우징(11)에는 입력축(20)이 삽입되는 입력구(12)가 형성되고, 상기 출력측 하우징(13)에는 출력축(30)이 삽입되는 출력구(14)가 형성된다.
또 상기 하우징(10)의 내주면에는 내접기어인 링기어(15)가 형성되는데, 바람직하게는 상기 출력측 하우징(13)의 내주면에 형성될 수 있다.
다음으로 입력축(20)과 출력축(30)에 대해 설명한다.
상기 입력축(20)은 상기 하우징(10)의 입력구에 삽입되고 다양한 동력원에 의해 회전하게 된다.
상기 입력축(20)과 입력구(12) 사이에 부싱 및 오링이 삽입되어 회전 가능하고 실링이 이루어진다. 그리고 상기 입력축(20)은 상기 입력구(12)를 따라 전진 또는 후진이 가능하도록 슬라이딩 작동 가능하다.
상기 출력축(30)은 상기 하우징(10)의 출력구(14)에 삽입되어 회전 가능하게 설치된다.
이를 위해 상기 출력축(30)과 출력구(14) 사이에는 베어링(b)이 설치되고 실링을 위해 오링이 구비될 수 있다. 그리고 상기 출력축(30)은 중공형 또는 중실형 가능하다.
다음으로 선기어(50)와 유성기어(40)에 대해 설명한다.
상기 선기어(50)는 상기 입력축(20)의 단부에 결합되어 상기 입력축(20)의 회전에 의해 회전한다. 상기 선기어(50)의 외주에는 기어치가 형성된다.
그리고 상기 선기어(50)의 외측을 둘러 하나 이상의 유성기어(40)가 치합된다.
상기 유성기어(40)는 보통 2 ~ 4개가 일정한 간격을 두고 배열되며 상기 선기어(50)의 회전에 의해 연동되어 모두 동일한 방향과 동일한 속도로 회전하게 된다.
그리고 상기 유성기어(40)는 각각 상기 링기어에 치합된다.
따라서, 상기 선기어(50)가 회전하면 상기 유성기어(40)들이 회전하게 되는데, 상기 유성기어(40)들이 상기 링기어(15)에 연동되므로 상기 유성기어(40)들도 상기 링기어(15)를 따라 원 궤적을 그리며 이동하게 된다. 결국, 상기 유성기어(40)들은 자전하는 동시에 상기 선기어(50) 주위를 공전하게 된다.
이때, 상기 유성기어(40)는 각각 별도의 회전핀(41)에 의해 후술하는 상기 고감속캐리어(60)와 저감속캐리어(70) 상에 회전 가능하게 고정될 수 있다.
다음으로 상기 고감속캐리어(60)와 저감속캐리어(70)에 대해 설명한다.
상기 고감속캐리어(60)는 상기 출력축(30)의 단부에 결합 또는 형성되어 상기 출력축(30)과 함께 회전한다.
상기 고감속캐리어(60)는 대략 원판 형상으로 형성될 수 있고, 상기 입력축(20)의 단부가 삽입될 수 있도록 중앙에 안착홈(61)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 안착홈(61)에는 상기 입력축(20)의 단부가 삽입되어 회전 가능하도록 지지하는 베어링(b)이 구비된다.
또 상기 고감속캐리어(60)에는 원주 방향을 따라 일정간격으로 회전핀(41)이 수직으로 고정되고, 상기 회전핀(41)에 각각 상기 유성기어(40)들이 회전 가능하게 결합, 지지된다.
따라서, 상기 유성기어(40)가 공전함에 따라 상기 고감속캐리어(60)가 회전하게 되고 이로 인해 상기 출력축(30)도 회전하게 된다.
한편, 상기 저감속캐리어(70)는 상기 고감속캐리어(60)와 상기 회전핀(41)에 의해 서로 결합되는데, 상기 유성기어(40)들을 내부에 수용하게 된다. 따라서, 상기 유성기어(40)가 공전함에 따라 상기 저감속캐리어(70)도 상기 고감속캐리어(60)와 함게 회전하게 된다.
참고로 상기 저감속캐리어(70)와 입력측 하우징(11) 사이에도 베어링(b)이 게재된다.
상기 저감속캐리어(70)의 중앙에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주면에는 내접기어 형상의 저감속기어(71)가 형성된다.
이때, 상기 저감속기어(71)는 상기 선기어(50)와 치합될 수 있다. 따라서, 상기 선기어(50)의 회전력은 상기 저감속캐리어(70)에 전달되고, 이로 인해 상기 고감속캐리어(60)와 출력축(30)이 회전하게 된다.
예를 들어, 상기 입력축(20)이 후진한 상태에서 상기 선기어(50)가 상기 저감속기어(71)에 치합되어 회전하면 상기 출력축(30)은 상기 저감속캐리어(70)와 고감속캐리어(60)를 거쳐 상기 입력축(20)과 동일한 속도로 회전하게 된다. 다시 말해서, 실제 감속없이 등속 전달된다.(감속비 1 : 1)
그러나 상기 입력축(20)이 전진하여 상기 선기어(50)가 상기 유성기어(40)에 치합되어 회전하면, 상기 출력축(30)은 상기 유성기어(40)들과 링기어(15) 및 고감속캐리어(60)를 거쳐 상기 입력축(20)보다 작은 속도로 회전하게 된다. 다시 말해서, 감속비 N : 1로 감속이 이루어진다.
즉, 상기 입력축(20)의 전진 또는 후진에 따라 상기 선기어(50)가 상기 유성기어(40) 또는 저감속기어(71)와 선택적으로 연동되어 듀얼 감속이 이루어질 수 있다.
이하에서 4, 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 살펴본다. 도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 작동상태도이다.
본 발명의 다른 실시 예는 상기 입력축(20)의 전진 상태에서 후진이 원활하게 이루어지도록 상기 입력축(20)이 탄성 지지되는 구조를 개시한다.
이를 위해, 상기 고감속캐리어(60)의 내부 중심에는 돌출된 형상의 가이드봉(62)이 형성될 수 있다.
그리고 상기 입력축(20)의 단부 중심에는 가이드홀(21)이 형성된다.
이때, 상기 가이드홀(21)에는 상기 가이드봉(62)이 맞춤 삽입될 수 있게 가공된다.
따라서, 상기 입력축(20)은 전후진시 상기 출력축(30)의 중심과 동심을 유지하면서 슬라이딩이 가능하다.
그런데 상기 가이드홀(21)에는 복원스프링(23)이 구비된다.
상기 복원스프링(23)은 압축스프링이며, 일단이 상기 가이드봉(62)의 상단에 안착된다. 따라서, 외력으로 상기 입력축(20)을 눌러 전진시키면 상기 가이드봉(62)이 상기 복원스프링(23)을 압축시키면서 상기 가이드홀(21) 내부로 삽입되어 상기 선기어(50)가 상기 유성기어(40)에 연동된다.
반대로 외력을 제거하면 상기 복원스프링(23)의 탄성력에 의해 상기 입력축(20)은 밀려 후진하게 되면서 상기 선기어(50)는 상기 저감속기어(71)에 연동된다.
또 상기 입력축(20)의 외주 상에는 원주를 따라 연속적으로 걸림홈(22)이 형성된다.
그리고 상기 하우징(10)의 일측, 구체적으로 상기 입력구(12) 상에는 걸림핀(24)이 관통하도록 설치된다. 상기 걸림핀(24)의 선단은 상기 걸림홈(22)에 삽입될 수 있고, 후단은 걸림스프링(25)에 의해서 탄성 지지될 수 있다.
따라서, 상기 입력축(20)이 전진하면 상기 걸림홈(22)으로부터 상기 걸림핀(24)이 밀려나면서 이탈하고, 상기 입력축(20)이 후진하면 상기 걸림핀(24)이 상기 걸림홈(22)에 걸리면서 상기 입력축(20)이 더 이상 후진하지 않도록 한다.
본 발명을 밸브개폐에 사용할 경우, 토크가 크게 필요하지 않은 스트로크 중간에는 상기 입력축(20)이 후진된 상태에서 상기 선기어(50)가 상기 저감속기어(71)와 연동되도록 함으로써 입력속도와 등속으로 상기 출력축(30)이 빠르게 회전하도록 할 수 있다.
그러나 밸브 개폐시 스트로크(stroke) 시작과 끝나는 시점에 토크가 크게 필요하므로 이때는 감속비를 높일 필요가 있다. 따라서, 상기 입력축(20)을 전진시켜 상기 선기어(50)가 상기 유성기어(40)에 연동되게 함으로써 상기 출력축(30)이 크게 감속되도록 할 수 있는 것이다.
이하에서 도 6, 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하고자 한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 작동상태도를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 더 큰 감속비를 가진 감속기를 제시하기 위한 것으로서, 상기 고감속캐리어(60)와 저감속캐리어(70) 사이에 제1감속수단(80)을 추가 장착할 수 있는 구조이다. 이때, 상기 제1감속수단(80)을 추가하기 위해 상기 입력측 하우징(11)과 출력측 하우징(13)을 분리하고 그 사이에 상기 제1감속수단(80)을 장착, 연결할 수 있다.
구체적으로 상기 제1감속수단(80)은 제1선기어(81), 제1감속캐리어(82), 제1유성기어(83), 제1하우징(84), 제1보조캐리어(85)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1선기어(81)는 외주에 기어치가 형성되고 상기 유성기어(40)에 치합된다.
상기 제1선기어(81)의 일단은 상기 고감속캐리어(60)의 안착홈에 안착, 지지되고, 타단에는 스플라인이 형성되어 상기 제1감속캐리어(82)와 스플라인 결합된다.
상기 제1감속캐리어(82)는 상기 고감속캐리어(60)와 유사한 구조와 형상을 가진다.
상기 제1감속캐리어(82)의 중앙에는 일측 방향에서 상기 제1선기어(81)의 타단이 삽입되어 스플라인 결합되고, 타측 방향에서 상기 입력축(20)의 단부가 삽입, 안착될 수 있다.
이때, 상기 입력축(20)의 단부를 회전 가능하게 지지하기 위해 상기 제1감속캐리어(82)와 입력축(20) 사이에 베어링(b)이 게재된다.
상기 제1감속캐리어(82) 상에는 원주 방향을 따라 제1유성기어(83)가 하나 이상 배열된다. 상기 제1유성기어(83)는 각각 제1회전핀(86)에 의해 회전 가능하게 고정된다.
그리고 각 제1유성기어(83)는 상기 선기어(50)에 치합되어 상기 선기어(50)의 회전에 의해 모두 동일한 방향과 속도로 회전하게 된다.
상기 제1유성기어(83)의 외측을 둘러서 상기 제1하우징(84)이 구비된다.
상기 제1하우징(84)의 내주면에는 상기 제1유성기어(83)들과 치합되는 제1링기어(87)가 형성된다. 상기 제1링기어(87)는 내접기어 형상이다.
상기 제1하우징(84)의 장착을 위해 상기 입력측 하우징(11)과 출력측 하우징(13)을 분리하고 그 사이에 상기 제1하우징(84)이 조립되도록 체결할 수 있다.
그리고 상기 제1회전핀(86)들의 일단이 상기 제1감속캐리어(82)에 고정되고 타단은 상기 저감속캐리어(70)에 고정됨으로써 상기 제1감속캐리어(82)와 저감속캐리어(70)가 함께 회전하게 된다.
참고로 상기 고감속캐리어(60)에 일단이 고정된 회전핀(41)의 타단에는 별도의 제1보조캐리어(85)가 결합되어 상기 유성기어(40)의 이탈을 방지하면서 상기 고감속캐리어(60)와 함께 회전하게 된다.
작동상태를 설명하면, 상기 입력축(20)이 후진하여 상기 선기어(50)가 상기 저감속기어(71)에 연동되면 상기 저감속캐리어(70) 및 제1감속캐리어(82)가 감속없이 함께 회전한다.
상기 제1감속캐리어(82)가 회전하면 스플라인 결합된 상기 제1선기어(81)가 회전하게 되고, 상기 제1선기어(81)가 회전하면 상기 유성기어가 회전하면서 상기 고감속캐리어(60) 및 출력축은 N : 1의 감속비로 감속되어 회전한다.
만일, 상기 입력축(20)을 전진시켜 상기 선기어(50)가 상기 제1유성기어(83)에 연동되면 상기 제1유성기어(83)가 회전하면서 상기 제1감속캐리어(82) 및 제1선기어(81)는 N : 1의 감속비로 1차 감속회전된다.
그리고 상기 제1선기어(81)의 회전에 의해 상기 유성기어(40)가 회전하면서 상기 고감속캐리어(60) 및 출력축(30)은 N : 1의 감속비로 2차 감속회전된다.
결국, 상기 제1감속수단(80)을 더 장착함으로써 상기 입력축(20)에 대해 상기 출력축(30)은 N×N : 1의 감속비로 크게 감속되어 회전한다.
이하에서 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기의 구조를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 더 큰 감속비를 구현하기 위해 상기 제1감속수단(80)과 저감속캐리어(70) 사이에 제2감속수단(90)을 추가로 더 장착한 구조이다.
상기 제2감속수단(90)의 구조는 상기 제1감속수단(80)과 동일한 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제2감속수단(90)은 제2선기어(91), 제2감속캐리어(92), 제2유성기어(93), 제2하우징(94), 제2보조캐리어(95)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2선기어(91), 제2감속캐리어(92), 제2유성기어(93), 제2하우징(94), 제2보조캐리어(95)는 각각 상기 제1선기어(81), 제1감속캐리어(82), 제1유성기어(83), 제1하우징(84), 제1보조캐리어(85)와 동일한 구조와 형상으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 제2선기어(91)는 상기 제1유성기어(83)에 치합되고, 일단이 상기 제1감속캐리어(82)에 안착, 지지되고, 타단에는 스플라인이 형성되어 상기 제2감속캐리어(92)와 스플라인 결합된다.
상기 제2감속캐리어(92)의 중앙에는 일측 방향에서 상기 제2선기어(91)의 타단이 삽입되어 스플라인 결합되고, 타측 방향에서 상기 입력축(20)의 단부가 삽입, 안착될 수 있다.
이때, 상기 입력축(20)의 단부를 회전 가능하게 지지하기 위해 상기 제2감속캐리어(92)와 입력축(20) 사이에 베어링(b)이 게재된다.
상기 제2감속캐리어(92) 상에 제2유성기어(93)가 배열되고 각 제2유성기어(93)는 제2회전핀(96)에 의해 회전 가능하게 고정된다. 그리고 각 제2유성기어(93)는 상기 선기어(50)에 치합된다.
상기 제2유성기어(93)의 외측에는 상기 제2하우징(94)이 구비되며, 상기 제2하우징(94)의 내주면에는 상기 제2유성기어(93)들과 치합되는 제2링기어(97)가 형성된다.
상기 제2하우징(94)의 장착을 위해 상기 입력측 하우징(11)과 제1하우징(84)을 분리하고 그 사이에 상기 제2하우징(94)에 조립되도록 체결할 수 있다.
그리고 상기 제2회전핀(96)들의 일단이 상기 제2감속캐리어(92)에 고정되고 타단은 상기 저감속캐리어(70)에 고정됨으로써 상기 제2감속캐리어(92)와 저감속캐리어(70)가 함께 회전하게 된다.
또 상기 제1감속캐리어(82)에 일단이 고정된 제1회전핀(86)의 타단에는 별도의 제2보조캐리어(95)가 결합되어 상기 제1유성기어(83)의 이탈을 방지하면서 상기 제1감속캐리어(82)와 함께 회전하게 된다.
이와 같은 경우 상기 입력축(20)을 후진시킨 상태에서 출력축(30)은 N×N : 1의 감속비로 감속되어 회전하고, 전진시킨 상태에서 출력축(30)은 N×N×N : 1의 감속비로 감속되어 회전하게 된다.
이러한 방식으로 제3감속수단, 제4감속수단...을 추가적으로 장착할 수 있으며 감속수단이 추가될 때 마다 감속비가 점점 낮아지게 된다.
이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 하우징
11 : 입력측 하우징 12 : 입력구
13 : 출력측 하우징 14 : 출력구
15 : 링기어 16 : 체결볼트
20 : 입력축 21 : 가이드홀
22 : 걸림홈 23 : 복원스프링
24 : 걸림핀 25 : 걸림스프링
30 : 출력축
40 : 유성기어 41 : 회전핀
50 : 선기어
60 : 고감속캐리어
61 : 안착홈 62 : 가이드봉
70 : 저감속캐리어 71 : 저감속기어
80 : 제1감속수단 81 : 제1선기어
82 : 제1감속캐리어 83 : 제1유성기어
84 : 제1하우징 85 : 제1보조캐리어
86 : 제1회전핀 87 : 제1링기어
90 : 제2감속수단 91 : 제2선기어
92 : 제2감속캐리어 93 : 제2유성기어
94 : 제2하우징 95 : 제2보조캐리어
96 : 제2회전핀 97 : 제2링기어
b : 베어링

Claims (7)

  1. 내주면에 내접기어 형상의 링기어가 형성되고 일측에 입력축이 회전 가능하게 삽입되며 타측에 출력축이 회전 가능하게 삽입되는 원통 형상의 하우징과, 상기 입력축의 단부에 형성되는 선기어와, 상기 선기와 링기어 사이에 치합되는 하나 이상의 유성기어와, 상기 출력축의 단부에 형성되어 회전하고 회전핀에 의해 상기 유성기어를 회전 가능하도록 지지하는 고감속캐리어를 포함하여 이루어지는 유성기어 감속기에 있어서,
    상기 고감속캐리어에는 상기 유성기어를 수용하도록 덮는 저감속캐리어가 결합되고,
    상기 저감속캐리어에는 상기 선기어가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되며,
    상기 관통홀의 내주면에는 상기 선기어와 치합될 수 있는 내접기어 형상의 저감속기어가 형성되어,
    상기 입력축의 전진 또는 후진에 따라 상기 선기어가 상기 유성기어 또는 저감속기어와 선택적으로 연동되어 듀얼 감속이 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감속캐리어의 중심에는 돌출된 가이드봉이 형성되고,
    상기 입력축의 중심에는 상기 가이드봉이 삽입되는 가이드홀이 형성되어,
    상기 가이드봉과 가이드홀의 중심은 상기 입력축과 출력축의 중심과 일치함으로써 상기 입력축의 이동을 가이드 하는 것을 특징으로 하는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드홀과 가이드봉 사이에는 상기 입력축이 후진되도록 하는 복원스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 입력축의 외주 상에는 걸림홈이 형성되고,
    상기 하우징의 일측에는 상기 걸림홈에 삽입될 수 있는 걸림핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 걸림핀은 걸림스프링에 의해서 탄성지지되는 것을 특징으로 하는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고감속캐리어와 저감속캐리어 사이에는,
    상기 유성기어와 치합되는 제1선기어;
    상기 제1선기어와 스플라인 결합되는 제1감속캐리어;
    상기 제1감속캐리어에 제1회전핀으로 회전 가능하게 결합되고 상기 선기어에 치합되는 하나 이상의 제1유성기어; 및
    상기 하우징이 입력측 하우징과 출력측 하우징으로 분리 가능하되, 그 사이에 결합되고 내주면에 상기 제1유성기어와 치합되는 제1링기어가 형성되는 제1하우징;을 포함하여 이루어지되, 상기 제1회전핀은 상기 저감속캐리어에 결합되고, 상기 회전핀에는 상기 유성기어의 이탈을 방지하는 제1보조캐리어가 결합되는 제1감속수단이 더 장착되는 것을 특징으로 하는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1감속수단과 저감속캐리어 사이에는,
    상기 제1감속수단과 동일한 구성으로 이루어지는 제2감속수단이 더 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 듀얼 감속비를 가지는 유성기어 감속기.
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