KR940004912Y1 - 윈치용 감속장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

윈치용 감속장치

제1도는 본 고안의 분리사시도.

제2도는 본 고안의 조립단면도.

제3도는 제2도의 A-A화살표방향에서 본 감속장치 구성상태의 단면도.

제4도는 제2도의 B-B화살표방향에서 본 감속장치의 단면도.

제5 (a) (b) (c) (d)도는 본 고안의 감속 비율을 나타내기 위한 일례도.

제6 (a) (b)도는 본 고안의 윈치드럼과 감속장치와의 연결구성 일례를 보인 단면도.

제7도는 본 고안의 윈치용 감속장치의 다른 실시예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 윈치드럼 1a, b, c : 본체

2 : 모우터 3 : 감속장치

4 : 전자석브레이크장치 5a, b : 축

6 : 연결관체 9 : 환형후레임

10 : 감속회전환체 11a, b : 환형더블체인수단

13 : 결속관체 14 : 접속링

16 : 공전체수단 17a : 고정체인기어수단

17b : 감속회전체인기어수단 21 : 캠수단

23 : 덮개체 26 : 와이어로우프

본 고안은 체인과 체인기어를 이용하여 감속비율이 좋으며, 강력한 출력을 얻을 수 있는 윈치용 감속장치에 관한 것이다.

일반적으로 모우터에 연결되어 회전비를 감속시키는 장치로는 윔기어(worm gear)가 대체로 많이 사용되고 있으며, 특수용도로서는 싸이클로이드기어(cycloidal gear)가 있고, 또 모우터에 일체형으로 장착된 기어드모우터(geared motor)등이 있다.

상기 소개된 감속장치들 중에서 감속비율이 크고 큰 출력을 얻을 수 있는 것으로는 싸이클로이드기어를 들 수 있다.

그런데 싸이클로이드기어는 태양치차와 그 태양치차에 맞물린 상태로 역회전 작동을 하는 유성치차가 편심상태로 장착되는 구성으로 되어 있는 바, 이러한 싸이클로이드기어는 태양치차와 유성치차의 치수(齒數)의 차이와 또, 나사산의 간격(pitch) 그리고 나사골의 깊이등에 의하여 감속비율의 작용 효과들을 기대하기 위해서 반드시 수반되는 것으로는 치차의 정밀도를 들 수 있다.

그런데 정밀한 치차를 가공하기 위해서는 재료의 선택이 중요하고, 무엇보다도 고도의 가공 기술이 요구되며, 또한 가공시간이 많이 걸리게 되므로 제작단가가 여타 감속장치에 비하여 월등하게 비싸지게 마련이다.

때문에 싸이클로이드기어는 감속비율이 높고 감속력이 좋은 점에 비하여 가격이 고가라는 점에 의하여 일반화되지 못하고 특수용도로만이 사용되고 있는 실정이다.

본 고안은 싸이클로이드기어의 상기 문제점을 해결하고자 안출한 것으로 윔기어등으로 구성되는 감속장치에 비하여 감속비율이 높고 감속력이 좋으면서도 저렴한 가격으로 제작할 수 있는 감속장치를 제공함에 목적을 두고 있으며, 또한 감속장치의 각 부속품들의 구입 및 가공이 용이하여 싸이클로이드기어 보다 훨씬 저렴한 가격으로 제공할 수 있으므로 일반화시킬 수 있다는 데에도 역점을 두고 있다.

따라서 본 고안의 감속장치를 윈치에 적용하였을 경우에는 감속성능이 탁월한 윈치를 싼가격으로 제공할 수 있고, 나아가 종래 고가의 싸이클로이드기어와 같은 특수용도의 감속기로도 사용가능케한 것으로, 본 고안을 첨부한 실시예의 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 고안의 구성상태를 보여주기 위한 일부분해 사시도로서 윈치드럼(1)을 회전이 자유롭게 장설한 본체(1a) (1b)의 일측에는 정, 역회전용 모우터(2)가 부착되며, 타측에는 전자석브레이크장치(4)가 부설된 감속장치(3)가 취부되어 진다.

일측본체(1a)에 부착된 모우터(2)의 축(5a)과 타측본체(1b)에 부착된 감속장치(3)와 전자석브레이크장치(4)의 축(5b)은 윈치드럼(1)의 내부에서 연결관체(6)에 의해 연결되는데, 축(5a)과 연결관체(6)는 코터핀(7)으로 결합되며, 다른 축(5b)은 키(8)로서 결합되게 하여 감속장치(3)와 전자석브레이크장치(4)의 조립과 고장 수리등의 보수가 용이하도록 구성되어 진다.

타측본체(1b)의 외면측에 장착되는 감속장치(3)는 제1도에서 보여지는 바와 같이, 타측본체(1b)에 일체형으로 착설된 환형후레임(9)과 이 환형후레임의 내측에 회전이 자유롭게 설치한 감속회전판체(1)와 환형후레임의 내주면에 밀접상태로 삽입되는 환형더블체인수단(11a) (11b) 및 환형더블체인수단에 각각 설치되는 두개의 체인기어들로 구성되어 진다.

상기의 감속회전판체(10)는 축(5b)의 회전력에는 영향을 받지 않도록 베어링(12)에 의해 축설되며, 감속회전판체(1)의 감속회전력을 윈치드럼(1)에 전달하는 결속관체(13)는, 그 일단이 베어링(12)을 감싸도록 하고, 타단측은 윈치드럼 내측으로 연장되고 접속링(14)에 의해 윈치드럼 내면과 접속 연결된다.

위 접속링(14)은 결속관체(13)의 외주면에 나사조립 또는 용착된 상태로 윈치드럼(1)에 접속되는데, 그 접속구성은 제6도의 도시예와 같이 키(14a) 구성을 이용하거나 수개의 결속돌기(14a)등의 수단으로 연결되어지며, 이와 같이 윈치드럼(1)에 연결되는 결속관체(13)의 외주면은 지지 베어링(15)으로 지지되어 있다.

전기한 감속회전판체(1)의 전면 둘레에는 등간격으로 돌봉(10a)을 다수 돌설하고, 그 돌봉들에 베어링 또는 메탈등으로 구성된 공전체수단(16)이 끼워져 있다.

또한, 환형더블체인수단(11a) (11b)은 같은 수의 체인로울러로 구성되고, 또 그들이 일체적으로 결합구성되어 환형후레임(9) 내주면에 밀접상태로 삽입되도록 구성된다.

환형더블체인수단(11a) (11b)에는 두 개의 체인기어가 착설되는데, 내측에 위치하는 체인수단(11a)에는 체인기어의 정상적인 치차를 갖는 고정 체인기어수단(17a)의 각 치차들이 체인로울러들 사이에 견고하게 끼워진채로 설치되며, 또 고정체인기어수단(17a)에는 감속회전판체(1)의 직경보다 큰 내경을 갖는 원형공이 형성되어 있으며, 환형후레임(9) 내측면에 등간격으로 돌설된 다수의 고정봉(18)에 끼워지는 결속공(19)들이 형성되어 있다.

또한, 외측에 위치하는 체인수단(11b)에도 체인기어가 착설되어지는데, 그 체인기어는 체인수단(11b)보다 약간 작은 상태로서 편심운동하는 감속회전체인기어수단(17b)이 착설된다.

위 감속회전체인기어수단(17b)의 축수공에는 베어링(20)이 축설되고, 이 베어링에는 키홈(21)이 있는 캠수단(21)이 끼워져 축(5b)에 키(21b)로 결합되며, 이와 같이 캠수단(21)이 결합된 감속회전체인기어수단(17b)은 체인수단(11b)에 편심상태로 착설되게 되며, 또 감속회전체인기어수단(17b)에는 감속회전판체(10)의 돌봉(10a)들에 착설된 공전체수단(16)이 삽입될 수 있는 구멍(22)이 등간격으로 다수 형성되어 있으며, 이들 구멍들의 내경은 공전체수단(16)의 외경보다 크게 구성되는데, 그 구멍(22)과 공전체수단(16)의 내, 외경 편차는 캠수단(21)의 운동편차와 동일하게 구성함이 가장 바람직한 구성이다.

따라서, 상기한 감속회전체인기어수단(17b)이 각 치차들의 나사골과 체인수단(11b)의 체인로울러와의 편차도 캠수단(21)의 운동편차와 동일한 편차를 갖도록 구성하므로서 캠수단(21)의 회전작용에 따라 감속회전체인기어수단(17b)이 체인수단(11b)의 각 체인로울러에 순차적으로 치합되면서 편심운동을 하면서 감속회전작동을 하게 되며, 이와 같은 감속회전체인기어수단(17b)의 편심운동의 편차는 작으면 작을수록 기계적마찰 소음을 줄일 수 있음과 동시 감속비율의 정밀도를 높일 수 있다.

따라서, 본 고안에서는 감속회전체인기어수단(17b)의 치차는 체인기어의 정상적인 치차의 나사산 높이보다 약 절반정도 작은 상태로 구성하였다.

한편, 환형후레임(9)에는 덮개체(23)를 보울트로 체결하고, 덮개체(23)에는 축(5b)을 제어하는 전자석브레이크장치(4)가 착설되어 있다.

그리고 미설명부호 24는 본체(1a)와 (1b)를 연결하는 간격유지용 지지봉이며, 25는 윈치드럼(1)을 축(5a)에 지지하는 베어링이고, 26은 윈치드럼에 감겨있는 와이어로우프를 표시한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 감속장치(3)는 주로 무거운 물체를 들어올리거나 내려주는 기계인 윈치(winch)에 사용되는 것이며, 경우에 따라서는 동력모우터와는 별개체로 구성되어 그 동력기계에 체인이나 벨트등으로 연결하여 사용되는 감속기에 적용될 수 있는 것으로서, 본 고안의 주된 실시예인 윈치에 상기한 감속장치(3)를 장착한 것을 실시일례로 하여 작성된 제1도 내지 제6도의 도면에 따라서 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

윈치의 경우에는 정, 역회전용 모우터(2)와 윈치드럼(1)이 본체(1a) (1b)에 일체형으로 구성되는 것이 일반적 구성이다.

따라서 본 고안에서의 모우터(2)는 일측본체(1a)에 고정착설되어 타측 본체(1b)에 장착되는 감속장치(3)에 동력을 전달하도록 구성되며, 또 동력을 전달받은 감속장치(3)는 감속된 회전출력을 윈치드럼(1)에 전달하도록 구성되어 있다.

또한 감속장치(3)는 모우터(2)의 축(5a)에 직결된 다른 축(5b)상에 장치되어 진다.

상기의 감속장치(3)가 윈치드럼(1)을 감속회전시키는 작용 및 효과를 설명하면, 타측 본체(1b)의 환형후레임(9) 내주면에 밀접된 상태로 삽설된 환형더블체인수단(11a), (11b)의 내측 체인수단(11a)에 내설되는 고정체인기어수단(17a)은 그에 형성되어 있는 다수의 결속공(19)들이 환형후레임(9) 내측에 일정간격으로 환설된 다수의 고정봉(18)에 끼워져 고정상태로 있게되고, 이에 따라 환형더블체인수단(11a), (11b)은 환형후레임(9) 내주면에 밀착상태로 고정되어 진다.

고정체인기어수단(17a)의 원형공을 통해 감속회전체인기어수단(17b)과 연결되는 감속회전판체(10)는 축(5b)에 축설된 베어링(12)을 감싸는 결속관체(13)와 일체화 상태로 구성되며, 또 결속관체(13)의 일단은 윈치드럼(1) 내측으로 연장되어 결속링(14)에 의하여 윈치드럼(1)과 일체적으로 연결되어 있으므로서 감속회전판체(10)가 윈치드럼(1)을 회전시키게 된다.

상기 감속회전판체(10)의 전면에 일정간격으로 다수 돌설된 돌봉(10a)에 삽설한 다수의 공전체수단(1b)은 환형더블체인수단(11a), (11b)의 외측체인수단(11b)에 편심상태로 내설되는 감속회전체인기어수단(17b)의 각 구멍(22) 내측에 위치하게 되는데, 공전체수단(16)과 구멍(22)들은 감속회전판체(10)와 감속회전체인기어수(17b)에 대하여 각각 동심원상에 위치하고 있으며, 여기서 구멍(22)들의 내경은 공전체수단(16)의 외경보다 큰상태로서 그 직경(直徑)의 차(差)는 감속회전체인기어수단(17b)의 편심회전운동에 따른 편차와 동일한 치수를 갖도록 하므로서 감속회전체인기어의 편심운동에 따른 감속비율을 감속회전판체(10)에 전달할 수 있게 된다.

또한 감속회전체인기어수단(17b)에 편심운동력을 전달하는 캠수단(21)의 편심율은 감속회전체인기어수단의 편심운동거리(=편차)와 동일하다.

따라서 캠수단(21)의 편심회전작용에 따라 감속회전체인기어수단(17b)이 편심상태로 회전하게 되는 것이며, 그 편심회전 방향은 캠수단(21)의 회전방향과는 반대방향이다.

또한 감속회전체인기어수단(17b)의 역회전작동은 캠수단(21)의 1회전에 대하여 치차(또는 체인로울러)가 1피치씩 이동하는 것으로, 이와 같은 작용을 제5도의 도시예로서 설명하면, 캠수단(21)의 활동부 a점이 축(5b)의 하측인 Y선상에 위치에 하고 있을 때에는 감속회전체인기어수단(17b)도 Y선상에 일치하는 하측부위의 치차인 b점이 내측 체인수단(11b)의 Y선상 하측에 밀접상태로 치합되어 있게 되고, 또 다수의 구멍 및 공전체수단 중 X선상의 좌측에 위치하는 하나의 구멍(22)과 공전체수단(16)은 제5(a)도의 실선표시와 같은 상태이며, 이를 기준으로 하여 캠수단(21)이 시계방향으로 90°회전한 상태(a점이 X선상에 위치한 상태)이면 감속회전체인기어수단(17b)의 b점은 X선상에서 치합되는 치차가 체인로울러에 맞물리기전의 편차 만큼 캠수단(21)의 회전방향과는 반대방향으로 이동하게 되며(제5(b)도 상태), 이때의 b점 이동거리는 ¼피치이며, 이에 따라 구멍(22)도 ¼피치 만큼 역회전하게 되어 공전체수단(16)도 그 만큼 역회전하게 된다.

이와 같은 작용원리에 의하여 캠수단(21)의 계속된 회전작동에 따라 활동부 a점이 다시 90°회전하여 Y선상의 상측에 일치하였을 때에는 감속 회전체인기어수단(17b)의 b점은 반대방향으로 다시 ¼피치 만큼 이동하게 되어 공전체수단(16)의 이동거리는 ½피치가 되며(제5(c)도 상태), 다시 캠수단(21)이 90°회전(처음상태어서 총 270°회전한 상태)하여 그 a점이 X선상의 우측에 위치하였을 때에는 감속회전체인기어수단(17b)의 b점은 다시 ¼피치(총 ¾피치)만큼 반대방향으로 이동하게 되므로 공전체수단(16)은 b점과 같은 방향으로 ¾피치 만큼 이동하게 되고(제5(d)도 상태), 캠수단(21)의 활동부 a점이 360°회전하여 제5(a)도 상태와 같은 위치에 도달하게 되었을 때에는 감속회전체인기어수단(17b)의 b점은 1피치 만큼 이동하게 되므로서 공전체수단(16)도 캠수단의 반대방향으로 1피치 만큼 이동한 상태가 되는 것이다. (제5(a)도 가상선 표시참조)

이와 같이 편심회전하는 캠수단(21)과는 반대방향으로 감속회전하는 감속회전체인기어수단(17b)의 각 구멍(22)들은 공전체수단(16)의 외주면에 밀접한 상태로서 회전하게 되므로서 감속회전력의 전달이 정확하고, 또 강력한 상태를 기대할 수 있으며, 또한 각 구멍(22)들에 밀착된 상태로 회전력을 전달받는 공전체수단(16)들은 회전자재로운 상태로 설치되어 있으므로서 각 구멍(22)들이 편심이동에 따른 압력을 완화시켜줄 수 있어 기계적 마찰과 소음을 없앨 수 있으므로 감속장치(3)의 사용수명을 현저하게 연장시킬 수 있을 뿐아니라, 캠수단(21)의 1회전마다 1피치 만큼 회전하는 감속비를 얻을 수 있어 종래의 윔기어에 의한 감속비 보다 현저히 큰 감속비율을 기대할 수 있고, 또한 증강된 감속력을 얻을 수 있는 것이다.

그리고, 상기와 같은 감속비율과 감속력을 제공하는 윈치는 모우터(2)의 정, 역회전에 의해 윈치드럼(1)에 감긴 와이어로우프(26)를 감거나 풀어주는 작용으로 무거운 물체를 안전하게 승강시킬 수 있으며, 물체의 승강작동증 정지시키고자 할 때에는 전자석브레이크장치(4)의 제어작동으로 물체의 승강을 멈출 수 있는 것이다.

한편, 본 고안의 윈치드럼(1)을 정, 역방향으로 감속회전시키는 감속장치(3)를 제7도의 도시예와 같이 본체(1c)와 덮개체(23)내에 장착구성할 수 있으며, 이 경우에는 축(5)의 양단을 본체(1c)와 덮개체(23)에 돌출상태로 하고, 그 돌출된 축단에 풀리나 체인기어를 축착하는 수단으로 별도의 모우터 동력을 전달받아 감속된 출력을 발생하는 감속기에 적용할 수도 있는 것이다.

이와 같은 본 고안은 윈치의 감속장치를 체인과 체인기어를 이용하므로서 부품의 구입이 용이할 뿐아니라 가공 및 조립이 편리하여 비교적 싼가격으로 수요자에게 제공할 수 있으며, 또한 감속비율이 높고 감속력도 큰 장점이 있으므로 일반화된 감속장치인 윔기어방식을 채택하고 있는 여타 윈치기계에 비하여 감속성능이 탁월한 일편에 싸이클로이드기어 보다는 훨씬 저렴하여 실용화하기에 매우 적합한 이점을 지니고 있어 산업발전에 크게 기여할 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 윈치드럼(1)의 양측 본체(1a), (1b)에 모우터(2)와 전자석브레이크장치(4)를 착설하여서 되는 윈치에 있어서, 본체(1b)의 환형후렌지(9) 내주면에 환형더블체인수단(11a) (11b)를 삽착시키는 구성과 그 환형더블체인수단의 내측체인수단(11a)에는 다수의 고정봉(18)에 끼워져 고정되는 고정체인수단(17a)이 그 각 치차들이 견고하게 치합되게 내설되고 외측체인수단(11b)에는 감속회전체인기어수단(17b)이 그에 형성된 치차의 나사산 높이 만큼 편심되게 내설하는 구성과, 외측체인수단과 감속회전체인기어수단의 편차와 동일한 편차를 가지며 편심운동하는 캠수단(21)이 감속회전 체인기어수단을 편심운동 시키므로서 다수의 구멍(22)들 속에 위치한 공전체수단(16)들이 캠수단의 회전방향과는 반대방향으로 감속회전하는 감속회전체인기어수단(17b)의 감속회전력을 받아 감속회전판체(10)를 회전시키게 하는 구성과, 감속회전판체(10)와 윈치드럼(1)을 결속관체(13)와 결속링(14)으로 연결시키는 구성을 구비한 감속장치(3)를 상기한 윈치드럼(1)과 전자석브레이크장치 사이에 장착하여서 됨을 특징으로 하는 윈치용 감속장치.
2. 제1항 기재에 있어서, 감속장치(3)를 구성하는 환형더블체인수단(11a), (11b)중 내측체인수단(11a)에 치합되는 고정체인기어수단(17a)의 각 치차는 정상적인 규격으로 된 것을 사용하고, 외측체인수단(11b)에 치합되는 감속회전체인기어수단(17b)의 각 치차들은 정상적인 치차의 나사산보다 약 절반정도의 높이를 갖는 나사산으로 하며, 또한 그 편심운동거리는 외측체인수단(11b)과 감속회전체인기어수단(17a)의 나사산 높이와의 편차거리로 구성함을 특징으로 하는 윈치용 감속장치.
3. 제1항 기재에 있어서, 감속장치(3)를 본체(1c)와 덮개체(23)내에 장착시킨 다음, 입력축과 출력축을 양측으로 돌출되게 하여 별개체로 된 모우터의 동력에 연결하는 수단으로 감속회전 출력을 얻을 수 있도록 함을 특징으로 하는 윈치용 감속장치.