KR20220077377A - 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조 - Google Patents

유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유성기어 시스템을 이용한 감속기어 세트 및 차동기어 세트를 단일 구조체로 구성된 캐리어에 구비하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 감속기 캐리어의 구조에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 감속기 캐리어의 구조에 있어서, 유성기어 시스템으로 구성된 감속기어 세트와 차동기어 세트를 수용하는 캐리어; 상기 캐리어 일측에 구비되며, 모터로부터 동력을 전달받고 외측에 기어가 형성된 입력축; 상기 입력축으로부터 동력을 전달받는 감속기어 세트; 상기 감속기어 세트로부터 동력을 전달받는 차동기어 세트; 및 상기 캐리어를 관통하여 구비되며, 외측에 기어가 형성되고, 상기 차동기어 세트로부터 동력을 전달받는 출력축LH과 출력축RH를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조{ INTEGRAL CARRIER SYSTEM WITH PLANETARY GEAR REDUCER AND PLANETARY GEAR DIFFERENTIAL}
본 발명은 일체형 타입 캐리어를 포함한 감속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유성기어 타입으로 구성된 감속기 및 차동기어가, 단일 부재로 형성된 캐리어 내측에 구비되어 콤팩트화가 가능한 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조에 관한 것이다.
종래 감속기는 입력축 및 출력축에 구비되는 베벨기어, 상기 베벨기어 사이에 동력 전달 가능하도록 구비되는 차동기어, 상기 차동기어에 치합되는 웜기어를 포함하여 구성되어 있다.
최근 기계적인 구조를 개선하여 콤팩트하고 큰 감속비를 얻기 위하여, 미국특허 US2019/0211908 A1(이하, 인용문헌이라고 함.)에 게재되어 있듯이, 캐리어 내에 차동기어와 감속기를 함께 구비하는 형태로 구성되고 있다.
그러나 인용문헌은 감속기와 차동기어를 유성기어 세트로 구성할 경우, 감속기어가 많은 잇수로 큰 외경을 가진 기어와 적은 잇수로 작은 외경을 가진 기어로 다단형태의 스텝 기어로 구성된다. 스텝 기어의 경우 기어 제작에 있어 한 번에 제작할 경우 호브가 움직일 수 있는 반경이 다단 기어 사이에 형성되어야 하며, 다단기어를 따로 분리하여 구성할 경우, 다단의 기어가 서로 정렬되지 않은 상태로 구성되기 때문에 내치 또는 외치 고정기어가 포함된 유성기어 세트의 경우 다단기어의 설치가 어려운 문제점이 있다.
또한, 다단기어의 일측과 차동기어가 동일한 섹션에 배치될 경우, 차동기어 및 감속기어 양측에 기어 배치를 위한 공간의 간섭이 발생하여 기어 형성에 제약이 많이 따른다. 아울러, 이와 같은 형태의 캐리어의 경우 주물 소재로 제작되는데 주물의 경우, 항상 동일한 무게 중심이 유지되지 않기 때문에 가공이 필수적이고, 형태상 문제로 인해 가공을 통해서도 무게 중심을 잡기 쉽지 않아 캐리어의 회전에 있어 장치 전체에 떨림과 소음을 유발하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 바와 같은 종래 감속기의 문제를 해결하기 위하여, 감속기어 설치에 있어 별도의 기어정렬이 필요하지 않으며, 캐리어 베이스의 가공이 용이하여 무게중심 문제가 해결되고, 캐리어 내의 감속기어와 차동기어의 배치로 작동 시 간섭을 최소화하는 감속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 감속기에 있어서, 유성기어를 수용하는 캐리어; 상기 캐리어 일측에 구비되며, 모터로부터 동력을 전달받고 외측에 기어가 형성된 입력축 상기 입력축으로부터 동력을 전달받는 유성기어 시스템으로 구성된 감속기어 세트 상기 감속기어 세트가 설치된 캐리어가 회전함으로 동력을 전달받는 차동기어 세트 및 상기 캐리어를 관통하여 구비되며, 외측에 기어가 형성되고, 상기 차동기어 세트로부터 동력을 전달받는 출력축LH와 출력축RH를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 감속기어 세트는 상기 캐리어 내측에 구비되며, 상기 입력축에서 동력을 전달받는 1st기어와 상기 캐리어를 관통하여 상기 캐리어 외측으로 돌출되어 구비되며, 상기 1st기어와 결합되는 2nd기어 및 상기 2nd기어의 기어측면에 구비되어 상기 2nd기어와 기어 결합하고, 감속기 하우징과 같은 고정부재에 고정되어 회전하지 않는 고정기어를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 차동기어 세트는 상기 캐리어 내측에 구비되며, 상기 캐리어에 설치되어 함께 축을 중심으로 공전하는 차동유성기어LH 및 차동유성기어RH는 상기 캐리어 내측에 구비되며, 상기 차동유성기어LH와 치합되는 차동태양기어LH 및 상기 차동유성기어RH와 치합되는 차동태양기어RH를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 차동태양기어LH는 상기 출력축LH으로 동력을 전달하고, 상기 태양기어RH는 상기 출력축RH로 동력을 전달할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 단일 캐리어 내에 감속기어 세트 및 차동기어 세트를 구비하여 콤팩트화가 가능하고, 고정기어를 내치기어 또는 외치기어로 구성하여 감속비를 선택할 수 있다.
또한, 캐리어를 관통하여 구비되는 2nd기어에 차동유성기어가 설치됨으로 유성기어를 지지하기 위해 설치되는 캐리어 핀이 하나로 줄어들게 되고, 그에 따라 유성기어 시스템으로 구성된 차동기어 세트가 캐리어 내부에 구비되고 캐리어를 관통하여 구비되는 2nd기어와 2nd기어에 결합되는 1st기어에 의해 종래 감속기에 적용되는 유성기어 지지구조를 생략하여 단일 개체로 구성된 캐리어에 별도의 캐리어 커버의 구성없이 상기 차동기어 세트와 감속기어 세트를 설치하는 것이 가능해진다.
또한, 보편적으로 캐리어의 소재로 많이 사용되는 주물 소재에 있어서 단일 개체로 구성된 캐리어에 모든 가공 부위가 보링 가공으로 처리가 가능하기 때문에, 캐리어의 가공에서 캐리어의 언밸런스 문제까지 해결이 가능해진다.
그리고 본 발명으로부터 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 일체형 타입 캐리어를 포함한 감속기의 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 일체형 타입 캐리어를 포함한 감속기의 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 캐리어의 분해도이다.
도 4 및 도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 캐리어의 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 1st기어와 2nd기어의 분해도이다.
도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 1st기어와 2nd기어의 사시도이다.
도 8 은 본 발명의 실시 예에 따른 차동기어 세트를 도시한 도면이다.
도 9 은 본 발명의 실시 예에 따른 내치기어를 적용한 일체형 타입 캐리어를 포함한 감속기의 단면도이다.
도 10 는 본 발명의 실시 예에 따른 내치기어를 적용한 사시도이다.
이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 전기자동차에 대한 예시적인 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기도 한다.
도 1의 단면도와 도 2의 사시도에 도시된 바와 같이 본 발명은 전기자동차 등에 있어서 구동력 생산의 주체가 되는 구동 모터(미도시)등에서 구동력을 입력 받는 입력축(14), 상기 입력축(14)의 구동력을 전달 받는 유성기어 시스템으로 구성된 감속기어 세트(10), 감속기어 세트(10)에서 감속된 동력을 출력축LH(25), 출력축RH(26)으로 전달하는 유성기어 시스템으로 구성된 차동기어 세트(20), 상기 감속기어 세트(10)와 차동기어 세트(20)를 수용할 수 있도록 구성된 캐리어(30), 상기 캐리어(30)를 관통하여 상기 출력축LH(25)와 출력축RH(26)가 상기 차동기어 세트(20)에 설치되어 본 발명은 구성될 수 있다.
상기 캐리어(30)은, 하나의 구조체로서 양측에 베어링이 지지될 수 있도록 형성되어 있으며 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)가 수용되어 회전 가능하게 설치될 수 있는 구멍으로 형성된 공간으로 차동태양기어 설치 홈(30c)이 형성되어있고, 상기 차동태양기어LH(21), 차동태양기어RH(22)와 기어 결합하는 차동유성기어LH(23), 차동유성기어RH(24)가 수용되어 설치될 수 있는 홈으로 차동유성기어 설치 홈(30d)이 형성되어있고 상기 차동태양기어 설치 홈(30c)과 차동유성기어 설치 홈(30d)은 상기 차동태양기어LH(21), 차동태양기어RH(22)와 차동유성기어LH(23), 차동유성기어RH(24)가 기어 결합 하여 연결 될 수 있도록 공간이 형성되어있다.
상기 캐리어(30)은, 도 5에 도시된 바와 같이 2nd기어(12)가 상기 캐리어(30)를 관통하여 회전 가능하게 설치 될 수 있는 감속기어 설치 구멍(30b)이 형성되어 2nd기어(12)가 설치되며 상기 감속기어 설치 구멍(30b)는 상기 차동유성기어 설치 홈(30d)을 관통하여 형성되어 있다. 상기 감속기어 설치 구멍(30b)에 설치된 2nd기어(12)에 도 2에 도시된 것과 같이 차동유성기어LH(23)가 회전가능하게 설치되고, 차동유성기어RH(24)가 설치될 수 있는 캐리어 핀 설치 구멍(30a)이 상기 차동유성기어 설치 홈(30d)을 관통하여 형성되어 캐리어 핀(31)이 캐리어(30)에 회전하지 않게 설치되고 상기 캐리어 핀(31)에 차동유성기어RH(24)가 회전가능하게 설치된다. 또한 도 5에 도시된 것과 같이 캐리어(30)의 일측에 1st기어(11)가 설치될 수 있는 감속기어 설치 홈(30e)이 형성되어있다.
상기 감속기어 세트(10)는 유성기어 시스템으로 형성되며 구성으로는, 상기 캐리어(30) 내측에 구비되며 상기 입력축(14)으로부터 동력을 전달 받는 1st기어(11)와, 일측에 기어가 형성되어있으며 타측이 상기 캐리어(30)를 관통하여 타측에 돌출된 부위가 상기 1st기어(11)와 연결 부재로 결합되는 2nd기어(12)와, 감속기 하우징과 같은 고정부재에 회전하지 않도록 용접, 볼트, 핀 등으로 고정되어 있으며 외측 원주 방향 또는 내측 원주 방향에 기어가 형성되어 상기 2nd기어(12)와 기어 결합하는 고정기어(13)로 구성된다.
상기 1st기어(11)는 도 6에 도시된 것과 같이 외측에 기어가 형성되어 상기 입력축(14)과 기어 결합하는 1st기어 링(11a)과, 내측에 중공이 형성되어있으며 중공에는 상기 2nd기어(12)와 결합하여 동력을 전달하기 위한 스플라인, 기어, 고정 핀과 같은 연결부재가 설치되거나 형성된 1st기어 베이스(11b)로 구성되며, 1st기어 링(11a)와 1st기어 베이스(11b)는 압입, 열압입, 용접 등의 방법으로 결합 될 수 있다.
상기 2nd기어(12)는 일 측면에 기어가 현성된 환봉형태로 기어가 형성된 반대 측면에 상기 1st기어(11)와 결합 할 수 있는 연결부재가 외측에 형성되어있으며, 상기 캐리어(30)를 관통하여 설치되는 과정에서 환봉형태 축의 외측에 베어링이 지지되어 상기 캐리어(30)에 설치되고, 상기 일측에 형성된 기어와 상기 1st기어(11)와 결합되는 면에 각각 베어링 또는 와셔를 설치하여 회전가능하게 지지할 수 있다.
상기 1st기어(11)와 2nd기어(12)는 동력을 전달 할 수 있도록 연결부재로 결합되며, 결합하는 방법에 따라 본 발명이 표현한 것과 같이 2nd기어(12)의 연결부 단의 끝에 강철 링, 멈춤 링을 설치하거나, 연결부 내측에 멈춤 링을 삽입하여 영구적으로 고정하는 방법을 사용하여 2nd기어(12)가 축방향으로 빠지지 않게 지지할 수 있고, 또는 1st기어(11)와 2nd기어(12) 사이의 연결부재를 대신하여 파워록을 사용하여 고정하는 방법을 사용할 수 있는 등 통상적인 기술에 의해 용이하게 변경될 수 있다.
상기 고정기어(13)는 도 1, 도 2에 도시된 것과 같이 일측에 외치기어가 구성되어 상기 2nd기어(12)와 기어 결합하고, 상기 캐리어(30)를 지지하는 베어링이 설치될 수 있으며, 타측은 감속기 하우징과 같은 고정부재에 용접, 볼트, 핀 등으로 고정되어 회전하지 않게 설치될 수 있도록 형성되어있다. 또한 사용에 있어 요구되는 감속비에 따라 상기 외치기어를 도 9, 도 10에 도시된 것과 같이 내치기어로 구성하여 2nd기어(12)와 기어 결합하도록 구성할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 감속기어 세트(10)는 구성되며, 다수의 샘플 제작 경험을 토대로 상기 2nd기어(12)와 1st기어(11)에 형성된 기어는 기어 잇 수가 작은 2nd기어(12)를 기준으로 2 ~ 5배수 관계로 형성되어있을 때 조립이 쉬워진다는 것을 확인 할 수 있었다. 예를 들어 2nd기어(12)와 1st기어(11)이 배수 관계가 아닌 임의의 잇 수로 형성되어있다면, 입력축(14), 1st기어(11), 2nd기어(12), 고정기어(13)이 유성기어 시스템으로 연결되어있고 1st기어(11)과 2nd기어(12)가 동력을 전달 할 수 있게 결합되어있는 관계에서 1st기어(11)의 기어 산이 위치와 2nd기어(12)의 기어 산이 형성된 위치가 3개로 구성된 1st기어(11), 2nd기어(12)에 있어 각각 다름으로 입력축(14)와 기어결합 하면서 고정기어(13)과 기어결합이 가능한 각각의 기어 산을 찾기 위해 1st기어(11), 2nd기어(12)의 위치를 조립 시 매번 찾아 고정한 이후 조립해야 하며, 이를 해소하기 위해서는 전용 지그를 제작하여 위치를 지정하여 조립하는 번거로움과 불필요한 비용이 발생한다. 하지만 본 발명에서 제시한 것과 같이 2nd기어(12) 잇 수의 배수로 1st기어(11)를 형성할 경우 2nd기어(12)의 어느 기어 산과 조립하여도 1st기어(11)의 기어 산과 동일한 위치에 자리 잡아 전용 지그 없이도 1st기어(11)와 2nd기어(12)의 기어 산에 맞추는 것으로 조립이 쉬워진다. 2 ~ 5배수로 한정한 것은 실질적인 기어 구성에 있어서 유의미한 의미를 가진 구성은 상기와 같이 최대 5배수가 적절하기 때문이다. 또한 이와 동일한 이유로 일반적으로 3개의 유성기어로 구성되는 유성기어 시스템과 달리 필요에 의해 3개 이상의 유성기어로 감속기어 세트(10)을 구성해야할 경우 입력축(14), 1st기어(11), 2nd기어(12), 고정기어(13)를 구성하는 유성기어 개수의 배수로 입력축(14), 1st기어(11), 2nd기어(12), 고정기어(13)의 잇 수를 구성할 경우 동일한 배율마다 기어 산이 위치하여 별도의 전용 조립지그 없이 일반적인 기어를 배치한 상항에서도 어려움 없이 기어 조립이 가능해진다. 상기 차동기어 세트(20)는 유성기어 시스템으로 형성되며 구성으로는, 외측에 기어가 형성되어 있고 내측에 출력축LH(25)와 동력을 전달하며 결합할 수 있는 스플라인 등의 연결부재가 형성된 차동태양기어LH(21)와, 외측에 기어가 형성되어 있고 내측에 출력축RH(26)와 동력을 전달하며 결합할 수 있는 스플라인 등의 연결부재가 형성된 차동태양기어RH(22)와, 상기 차동태양기어LH(21)와 기어 결합하는 차동유성기어LH(23)와, 상기 차동태양기어RH(22)와 기어 결합하고 상기 차동유성기어LH(23)와 기어 결합하는 차동유성기어RH(24)로 구성된다.
상기 차동태양기어LH(21)는 원반 형태로 외측에 기어가 형성되어있고 내측에 중공이 형성되어 중공에는 상기 출력축LH(25)와 동력을 전달하며 결합할 수 있는 스플라인 등의 연결부재가 형성되어 출력축LH(25)과 결합된다.
상기 차동태양기어RH(22)는 원반 형태로 외측에 기어가 형성되어있고 내측에 중공이 형성되어 중공에는 상기 출력축RH(26)와 동력을 전달하며 결합할 수 있는 스플라인 등의 연결부재가 형성되어 출력축RH(26)와 결합된다.
상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)는 상기 캐리어(30)의 차동태양기어 설치 홈(30c)에 서로 대면하며 설치되고, 서로 대면하는 측면에는 와셔 또는 베어링이 설치될 수 있다. 또한 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)의 기어는 서로 대면하게 설치되는 면을 중심으로 일정거리 이격되어 형성되어있다.
상기 차동유성기어LH(23)는 내측에 중공이 형성된 원통 형태로, 내측 중공은 캐리어 핀(31) 등에 설치되어 회전가능하게 형성되어있고, 외측 일부에 기어가 형성되어있다.
상기 차동유성기어RH(24)는 내측에 중공이 형성된 원통 형태로, 내측 중공은 캐리어 핀(31) 등에 설치되어 회전가능하게 형성되어있고, 외측 일부에 기어가 형성되어있다.
상기 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)는, 도 1 및 도 7에 도시된 것과 같이 상기 2nd기어(12)에 상기 차동유성기어LH(23)가 회전 가능하게 설치되고 상기 캐리어(30)에 회전하지 않게 설치되는 캐리어 핀(31)에 상기 차동유성기어RH(24)가 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)의 방향을 180도 돌려 2nd기어(12)에 차동유성기어RH(24)를 설치하고 캐리어 핀(31)에 차동유성기어LH(23)를 설치하는 것도 가능하다.
상기와 같은 구성으로 차동기어 세트(20)는 구성되며, 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)는 도 8에 도시되고 상기에서 설명한 바와 같이 서로 대면하는 면을 중심으로 기어가 소정 거리만큼 이격되어있으며, 차동태양기어LH(21)와 기어 결합하는 차동유성기어LH(23)의 외측에 형성된 기어는 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)의 사이 소정 이격된 거리만큼 연장되어 형성되어있고, 상기 차동태양기어RH(22)와 기어 결합하는 차동유성기어RH(24)의 외측에 형성된 기어 역시 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)의 사이에 형성된 소정 이격된 거리만큼 연장되어 형성되어있다. 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)의 소정 이격된 거리만큼 기어가 연장되어 형성된 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)는 연장된 해당 기어 부분에서 서로 기어 결합하여, 차동태양기어LH(21)의 정, 역회전을 차동태양기어RH(22)까지 순환하여 전달할 수 있도록 하여 차동기어 시스템을 구성한다.
상기와 같이 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)가 대면하는 면을 중심으로 소정 이격된 부분이 형성되는 것은 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22) 및 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)가 서로 동일한 형태로 구성된 부품으로 좌, 우 구분 없이 동일한 부품으로 차동태양기어LH(21), 차동태양기어RH(22) 및 차동유성기어LH(23), 차동유성기어RH(24)를 구성 가능하게하기 위해 제시한 예이며, 구성과 필요에 따라 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)에 형성된 기어를 좌측 또는 우측에 몰아서 구성하여 좌, 우측 일측에 소정 이격된 공간을 따로 형성한 후 다른 형태로 형성된 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)를 사용하여 차동기어 세트(20)를 구성할 수도 있다.
출력축LH(25)는 전기자동차에 있어서 구동륜과 직접 연결되는 부재로 상기 차동태양기어LH(21)의 중공에 형성된 연결부재로 연결되어 구동력을 구동륜에 전달한다.
출력축RH(26)은 전기자동차에 있어서 구동륜과 직접 연결되는 부재로 상기 차동태양기어RH(22)의 중공에 형성된 연결부재로 연결되어 구동력을 구동륜에 전달한다.
상기와 같은 구성에서 본 발명의 동작은 상기에 언급한 바와 같이 전기자동차 등에 있어서 구동력 생산의 주체가 되는 구동 모터(미도시)등의 로터(회전자)로 구성되거나 로터에서 동력을 전달받는 입력축(14)에서 구동력이 전달이 시작되며, 상기 입력축(14)과 기어 결합하는 1st기어(11)에 입력축의 구동력이 전달된다. 상기 캐리어(30)에 유성기어 시스템으로 구성된 감속기어 세트(10)의 유성기어로써 설치되는 상기 1st기어(11)는 2nd기어(12)와 동력을 전달 가능하게 결합되어 있고, 상기 2nd(12)기어는 감속기 하우징 또는 고정부재에 회전하지 않게 고정되어있는 고정기어(13)와 기어 결합하여 설치됨으로, 상기 입력축(14)과 1st기어(11)의 잇수 차이에서 오는 감속과, 상기 2nd기어(12)와 고정기어(13)의 잇수 차이에서 오는 감속이 곱해져 상기 감속기어 세트(10)가 설치된 캐리어(30)는 입력축(14)에서 전달된 구동력이 상기 감속기어 세트(10)에서 감속된 회전으로 구동된다.
이때, 상기 캐리어(30)에 설치된 차동기어 세트(20)는 상기 설명한 바와 같이 유성기어 시스템으로 구성된 차동태양기어LH(21), 차동태양기어RH(22)와 구동력을 전달 할 수 있게 결합된 출력축LH(25), 출력축RH(26)로 상기 감속기어 세트(10)에서 감속된 회전 구동력이 구동륜 등과 같은 출력의 최동단으로 좌, 우측 동일한 회전 구동력으로 전달되지만, 자동차 등이 좌, 우측 회전할 때와 같이 차동이 필요할 때는, 상기 차동기어 세트(20)의 차동태양기어LH(21), 차동태양기어RH(22)와 기어 결합하고 또한 동시에 서로 기어 결합하고 있는 차동유성기어LH(23), 차동유성기어RH(24)의 동력의 순환에 의해 차동이 발생하여 회전하는 방향에 따라 일측엔 많은 구동력을 타측엔 적은 구동력을 전달한다.
상기와 같은 구성과 동작에서 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 감속기 캐리어의 구조는 상기 차동기어 세트(20)가 감속기어 세트(10) 내에 구비되어 콤팩트화가 가능하고, 상기 차동기어 세트(20)와 감속기어 세트(10) 간의 간섭 없이 작동된다.
그리고 보편적으로 주물 소재를 많이 사용하여 많이 제작되는 캐리어(30)는, 본 발명의 실시 예에서 밀링 또는 선반을 통해 전가공이 가능한 형태로 구성되어, 주물 소재의 사용에 있어 밸런스의 차이에 의해 고속회전에서 발생할 수 있는 진동 및 소음을 방지할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10 : 감속기어 세트
11: 1st기어, 11a : 1st기어 링, 11b : 1st기어 베이스 12 : 2nd기어
13 : 고정기어, 14 : 입력축, 15 : 내치 고정기어
20 : 차동기어 세트
21 : 차동태양기어LH, 22 : 차동태양기어RH
23 : 차동유성기어LH, 24 : 차동유성기어RH
25 : 출력축LH, 26 : 출력축RH
30 : 캐리어, 30a : 캐리어 핀 설치 구멍, 30b : 감속기어 설치 구멍,
30c : 차동태양기어 설치 홈, 30d : 차동유성기어 설치 홈
30e : 감속기어 설치 홈
31 : 캐리어 핀

Claims (12)

  1. 외부전원 및 동력을 전달 받아 회전하는 입력축(14);과 유성기어 시스템으로 구성되어 있으며 상기 입력축(14)과 기어 결합하여 동력을 전달 받는 감속기어 세트(10);와 유성기어 시스템으로 구성되며 차동기어LH(21), 차동기어(RH)와 연결되어 동력을 전달 받는 출력축LH(25), 출력축RH(26)를 포함하는 차동기어 세트(20);와 상기 감속기어 세트(10)와 차동기어 세트(20)를 내측에 수용할 수 있도록 구성된 캐리어(30);를 포함하고,
    상기 캐리어(30)는 하나의 구조체로서 양측에 지지 베어링으로 지지되고 상기 감속기어 세트(10)와 차동기어 세트(20)를 내측에 수용할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 감속기 캐리어의 구조.
  2. 청구항 1항에 있어서 상기 감속기어 세트(10)는, 상기 캐리어(30) 내측에 구비되며, 상기 입력축(14)으로부터 동력을 전달 받는 1st기어(11);와 상기 캐리어(30)를 관통하여 캐리어(30)의 일측 외측에 기어부가 돌출되어 구비되며 타측에 상기 1st기어(11)와 결합되는 2nd기어(12);와 상기 캐리어(30)의 외측에 구비되어 상기 2nd기어(12)와 기어 결합하며 감속기의 하우징과 같은 고정부재에 회전하지 않게 고정되는 고정기어(13);를 포함하고,
    상기 2nd기어(12)는 상기 고정기어(13)에 형성된 기어를 따라 회전하고, 이와 동시에 상기 캐리어(30)가 상기 2nd기어(12)에 의해 축을 중심으로 자전하는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 감속기 캐리어의 구조.
  3. 청구항 2항에 있어서 차동기어 세트(20)는, 상기 캐리어(30) 내측에 구비되며, 축을 중심으로 자전 가능한 차동태양기어LH(21);, 차동태양기어RH(22);와 상기 캐리어(30)와 함께 축을 중심으로 공전하며 상기 차동태양기어LH(21)와 기어 결합하는 차동유성기어LH(23);와 상기 캐리어(30)와 함께 축을 중심으로 공전하며 상기 차동태양기어RH(22)와 기어 결합하는 차동유성기어RH(24);를 포함하고, 상기 차동유성기어LH(23)는 상기 출력축LH(25)으로 동력을 전달하고, 상기 차동유성기어RH(24)는 상기 출력축RH(26)으로 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 감속기 캐리어의 구조.
  4. 청구항 2항에 있어서 상기 1st기어(11)는, 상기 캐리어(30)의 감속기어 설치 홈(30e)에 회전가능하게 설치되고, 상기 2nd기어(12)는 캐리어(30)와 1st기어(11)를 관통하여 감속기어 설치 구멍(30b)에 회전가능하게 설치되며,
    상기 1st기어(11)의 외측은 상기 입력축(14) 외측에 기어 결합하고, 상기 1st기어(11)의 내측은 상기 2nd기어(12)의 외측과 결합하여 1st기어(11)와 2nd기어(12)가 하나의 부재로 결합되는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  5. 청구항 4항에 있어서 1st기어(11)와 하나의 부재로 결합되는 2nd기어(12)의 결합부위 외측에는 스플라인과 같은 연결부재가 형성되어있고, 1st기어(11)는 상기 2nd기어(12)의 외측에 형성된 스플라인에 설치될 수 있는 스플라인이 내경에 설치되어있는 1st기어 베이스(11b)와 외측에 기어가 형성되어 있고 내측이 상기 1st기어 베이스(11b)가 설치될 수 있도록 형성된 1st기어 링(11a)으로 구성되며, 상기 1st기어 베이스(11b)와 1st기어 링(11a)이 열박음 방식의 압입으로 고정되는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  6. 청구항 3항에 있어서 상기 캐리어(30)는, 상기 캐리어(30) 내측에 구비되어 고정되는 캐리어 핀(31)을 더 포함하고, 상기 캐리어 핀(31)에 차동유성기어RH(24)가 구비되고, 상기 2nd기어(12)에 차동유성기어LH(23)가 구비되어, 상기 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)는 상기 캐리어(30)와 함께 축을 중심으로 공전하고, 상기 2nd기어(12)와 캐리어 핀(31)을 중심으로 자전하는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  7. 청구항 6항에 있어서, 상기 차동태양기어LH(21)의 내측은 상기 출력축LH(25)와 기어 결합하며 상기 차동태양기어LH(21)의 외측은 상기 차동유성기어LH(23)의 외측과 기어결합하고, 상기 차동태양기어RH(22)의 내측은 상기 출력축RH(26)과 기어 결합하며 상기 차동태양기어RH(22)의 외측은 상기 차동유성기어RH(24)의 외측과 기어결합하고,
    상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)의 사이에 베어링 혹은 부시가 구비되어 서로를 지지하며, 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)의 기어부가 일정한 거리로 이격되는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  8. 청구항 7항에 있어서 상기 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)는, 상기 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22) 사이에 구비된 이격된 거리의 끝까지 기어가 연장되도록 형성되어 상기 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)가 서로 치합되는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  9. 청구항 8항에 있어서 차동유성기어LH(23)와 차동유성기어RH(24)가 동일한 형상에 구비되어 있으되 배치되는 방향만 대비되도록 구성되어 있고, 차동태양기어LH(21)와 차동태양기어RH(22)가 동일한 형상에 구비되어 있으되 배치되는 방향만 대비되도록 구성되어 구분 없이 사용가능한 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  10. 청구항 6항에 있어서 상기 캐리어(30)는, 상기 2nd기어(12)를 수용하도록 관통되어 형성된 감속기 설치 구멍(30b);과 상기 캐리어 핀(31)을 수용하도록 형성된 캐리어 핀 설치 구멍(30a);과 상기 차동태양기어LH(21), 차동태양기어RH(22)를 수용할 수 있도록 캐리어(30) 내측에 공간이 형성된 차동태양기어 설치 홈(30c);과 차동유성기어LH(21), 차동유성기어RH(22)를 수용할 수 있도록 캐리어(30) 외측에 홈 형태로 형성된 차동유성기어 설치 홈(30d);과 상기 1st기어(11)를 설치 할 수 있도록 캐리어(30) 외측에 홈 형태로 형성된 감속기 설치 구멍(30b)을 포함하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  11. 청구항 5항에 있어서, 1st기어(11)의 잇수는 2nd기어(12)의 2 ~ 5배수로 구성되며, 1st기어(11)의 기어 골에 대한 2nd기어(12)의 기어 골의 위치가 동일한 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.
  12. 청구항 11항에 있어서, 1st기어(11), 2nd기어(12), 고정기어(13)의 잇수는 캐리어(30)의 원주 등 간격 설치된 1st기어(11), 2nd기어(12)의 개수의 배수로 구성되는 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기와 유성기어 차동장치를 포함한 일체형 캐리어의 구조.

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