WO2015141928A1

WO2015141928A1 - 웜 기어 장치

Info

Publication number: WO2015141928A1
Application number: PCT/KR2014/011873
Authority: WO
Inventors: 송금석; 류영조; 김수연
Original assignee: (주)파루
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2015-09-24
Also published as: HU230743B1; KR101559476B1; AU2014386872A1; AU2014386872B2; HUP1600221A2; KR20150108995A

Abstract

본 발명은 웜 기어 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 의하면, 몸체; 몸체에 회전가능하게 내재되어 동력을 전달하는 웜 휠; 웜 휠을 기준으로 상·하부 측에 구비되어 웜 휠의 회전을 원활하게 하는 슬루 링 유닛; 슬루 링 유닛을 감싸는 형태로 몸체와 결합되는 커버; 몸체의 일측에 설치되며, 웜 휠과 치합되어 구동되는 웜 샤프트의 양측에 구비되어 웜 샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링 유닛; 베어링 유닛의 일측에 구비되어 회전속도 감속 및 토크를 높이는 유성감속기; 유성감속기의 일측에 구비되어 웜 샤프트를 회전시키는 DC모터; 및 유성감속기의 반대측에 구비된 베어링 유닛의 일측에 구비되어 웜 샤프트의 회전범위를 제어하는 리미트 스위치; 를 포함하여 구성됨으로써, 웜 휠의 회전을 원활하게 함과 아울러 부품의 분해없이 그리스를 공급할 수 있게 된다.

Description

웜 기어 장치

본 발명은 웜 기어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 몸체 내에 웜 휠을 기준으로 상·하부 측에 구비되는 제1볼 리테이너의 제1볼 수납홈과 제2볼 리테이너의 제2볼 수납홈을 깊게 형성하여 트러스트 베어링(Thrust Bearing)과 레이디얼 베어링(Redial Bearing)의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 구조를 개선한 슬루 링 유닛과, 몸체의 외부에 장착된 그리스 주입구 등을 구비함으로써, 웜 휠의 회전을 원활하게 함과 아울러 부품의 분해없이 그리스를 공급할 수 있도록 하는 등 다양한 기능을 개선시킨 웜 기어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 웜 기어 장치는 웜 샤프트(Worm Shaft)와 치합되어 회전하는 웜 휠(Worm Wheel)을 구비하여 상호간에 직각으로 교차하지 않는 2축간에 일정 감속비의 회전을 전동하는 데 사용되는 것으로, 태양광 모듈 등 다양한 분야에 적용되고 있다.

이러한 웜 기어 장치는, 몸체의 일측에 원위치에서 회전가능하게 설치되는 웜 샤프트를 구비하고, 그 웜 샤프트와 치합되어 몸체 내에서 회전하는 웜 휠 등으로 구성되어 있다.

종래의 따른 웜 기어 장치는, 사용기간이 경과함에 따라 웜샤프트 및 웜 휠의 회전이 원활하게 수행되지 못하고, 웜 샤프트 및 웜 휠의 회전을 원활하게 수행하기 위해 그리스를 공급하는 과정에서 부품을 분해해야만 하는 불편함 등이 있었다.

상기와 같은 웜 기어 장치에 관련된 선행문헌으로는, 등록특허 제10-0836923호(2008.06.03), 등록특허 제10-0144542호(1998.04.20) 등이 게시되어 있다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 몸체 내에 웜 휠을 기준으로 상·하부 측에 구비되는 제1볼 리테이너의 제1볼 수납홈과 제2볼 리테이너의 제2볼 수납홈을 깊게 형성하여 트러스트 베어링과 레이디얼 베어링의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 구조를 개선한 슬루 링 유닛과, 몸체의 외부에 장착된 그리스 주입구 등을 구비함으로써, 웜 휠의 회전을 원활하게 함과 아울러 부품의 분해없이 그리스를 공급할 수 있도록 하는 등 다양한 기능을 개선시킨 웜 기어 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웜 기어 장치는, 몸체; 상기 몸체에 회전가능하게 내재되어 동력을 전달하는 웜 휠; 상기 웜 휠을 기준으로 상·하부 측에 구비되어 상기 웜 휠의 회전을 원활하게 하는 슬루 링 유닛; 상기 슬루 링 유닛을 감싸는 형태로 상기 몸체와 결합되는 커버; 상기 몸체의 일측에 설치되며, 상기 웜 휠과 치합되어 구동되는 웜 샤프트; 상기 웜 샤프트의 양측에 구비되어 상기 웜 샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링 유닛; 상기 베어링 유닛의 일측에 구비되어 회전속도 감속 및 토크를 높이는 유성감속기; 상기 유성감속기의 일측에 구비되어 상기 웜 샤프트를 회전시키는 DC모터; 및 상기 유성감속기의 반대측에 구비된 상기 베어링 유닛의 일측에 구비되어 상기 웜 샤프트의 회전범위를 제어하는 리미트 스위치; 를 포함하여 구성된다.

상기 슬루 링 유닛은, 상기 웜 휠의 하부에 구비되어 상기 웜 휠을 회전가능하게 지지하는 제1슬루 링과, 상기 웜 휠의 상부에 구비되어 상기 제1슬루 링과 함께 상기 웜 휠이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 제2슬루 링이 한 쌍을 이루어 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2슬루 링은, 상부 중앙라인에 링 형상을 이루어 하향으로 함몰 형성된 제1볼 수납홈을 갖는 제1볼 리테이너; 상기 제1볼 수납홈에 배치되는 볼; 상기 제1볼 수납홈 내에 상기 볼이 일정 간격을 유지하도록 수용하여 구름운동을 수행할 수 있게 하는 볼 수용홀이 형성된 볼 케이지; 및 상기 제1볼 리테이너 상부에 상기 볼 및 볼 케이지를 감싸도록 설치되며, 하부 중앙라인에 상기 제1볼 수납홈과 대응하는 형상의 제2볼 수납홈을 갖는 제2볼 리테이너; 를 포함하며, 상기 제1볼 리테이너의 제1볼 수납홈과 상기 제2볼 리테이너의 제2볼 수납홈을 깊게 형성하여 트러스트 베어링과 레이디얼 베어링의 구조를 병합한 것을 특징으로 한다.

상기 제1볼 리테이너의 제1볼 수납홈 하부측 중앙라인에는 하향으로 함몰 형성되어 그리스를 보관하는 제1그리스 보관홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2볼 리테이너의 제2볼 수납홈 상부측 중앙라인에는 상기 제1그리스 보관홈과 대응하는 형상의 제2그리스 보관홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 볼 케이지의 볼 수용홀에는 수용된 볼을 기준으로 하여 양측에 외향으로 함몰 형성된 제3그리스 보관홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 볼 케이지는 적어도 4개 이상으로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체와 커버 사이에는 수분 및 분진의 유입을 방지하는 씰이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체의 외부에 테이퍼 롤러 베어링 그리스 주입구, 웜 샤프트 그리스 주입구 및 슬루 링 그리스 주입구를 장착하여 부품을 분해하지 않고 원하는 부위에 그리스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웜 기어 장치에 의하면, 몸체 내에 웜 휠을 기준으로 상·하부 측에 구비되는 제1볼 리테이너의 제1볼 수납홈과 제2볼 리테이너의 제2볼 수납홈을 깊게 형성하여 트러스트 베어링과 레이디얼 베어링의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 구조를 개선한 슬루 링 유닛과, 몸체의 외부에 장착된 그리스 주입구 등을 구비함으로써, 웜 휠의 회전을 원활하게 함과 아울러 부품의 분해없이 그리스를 공급하는 등 다양한 기능을 개선시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 웜 기어 장치를 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 슬루 링 유닛을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도 3은 도 2의 "A"부 확대도이다.

도 4는 도 2의 슬루 링 유닛을 결합하여 도시한 구성도이다.

도 5는 도 4의 'A-A'선 단면도이다.

도 6은 도 5의 "B"부 확대도이다.

도 7은 본 발명에 따른 웜과 웜 휠이 치합된 상태를 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 웜 기어 장치를 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명에 따른 웜 기어 장치의 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.

도 10은 도 9를 다른 각도에서 도시한 사시도이다.

도 11은 본 발명에 따른 웜 기어 장치를 태양광 모듈에 적용시킨 상태를 도시한 사용상태도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 하는 바, 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 당업자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약, 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따르며, 본 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

또한, 본 명세서에 게재되는 웜 기어 장치는 다양한 실시예로 구현될 수 있는 바, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않음을 첨언한다.

본 발명에 따른 웜 기어 장치(100)는, 몸체(110)와, 몸체(110)에 회전가능하게 내재되는 웜 휠(120)과, 웜 휠(120)을 기준으로 상·하부에 구비되는 슬루 링 유닛(Slew Ring Unit)(130)과, 몸체(110)에 슬루 링 유닛(130)을 감싸는 구조로 결합되는 커버(140)와, 몸체(110)의 일측에 설치되며 웜 휠(120)과 치합되어 구동되는 웜 샤프트(Worm Shaft)(150)와, 웜 샤프트(150)의 양측에 구비되어 웜 샤프트(150)를 회전가능하게 지지하는 베어링 유닛(160)과, 베어링 유닛(160)의 일측에 구비되는 유성감속기(170)와, 웜 샤프트(150)를 회전시키는 DC모터(180)와, 웜 샤프트(150)의 회전 범위를 제어하는 리미트 스위치(190)를 포함하여 구성된다.

몸체(110)에는 웜 샤프트(150)를 원위치에서 회전 가능하게 내재하는 웜 샤프트 수납부(112)와, 웜 샤프트 수납부(112)의 일측에 웜 샤프트 수납부(112)에 내재된 웜 샤프트(150)와 치합되어 회전하는 웜 휠(120)을 수용하는 웜 휠 수납부(114)가 구비된다.

몸체(110)의 외부에는 테이퍼 롤러 베어링 그리스 주입구(116a), 웜 샤프트 그리스 주입구(116b) 및 슬루 링 그리스 주입구(116c) 등을 장착하여 부품을 분해하지 않고 원하는 부위(예를 들면, 베어링 유닛, 웜 샤프트 및 슬루 링 유닛 등)에 그리스를 공급할 수 있도록 한다.

웜 휠(120)은 몸체(110)의 웜 휠 수납부(114) 측에 회전가능하게 내재되어 필요로 하는 구조물(태양광 모듈 등)에 회전동력을 전달하게 된다.

슬루 링 유닛(130)은 몸체(110)의 웜 휠 수납부(114) 측에 설치되되, 웜 휠(120)을 기준으로 상·하부 측에 구비되어 웜 휠(120)의 회전을 원활하게 하는 역할을 수행한다.

이러한 슬루 링 유닛(130)은, 웜 휠(120)의 하부에 구비되어 웜 휠(120)을 회전가능하게 지지하는 제1슬루 링(132)과, 웜 휠(120)의 상부에 구비되어 제1슬루 링(132)과 함께 웜 휠(120)이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 제2슬루 링(134)이 한 쌍을 이루도록 마련된다.

제1,2슬루 링(132, 134)은 제1볼 수납홈(136a)을 갖는 제1볼 리테이너(136)와, 제1볼 수납홈(136a)에 배치되는 볼(137)과, 제1볼 수납홈(136a) 내에서 볼(137)이 일정 간격으로 유지되도록 하는 볼 케이지(138)와, 제1볼 리테이너(136) 상부에 설치되는 제2볼 리테이너(139)를 포함하여 구성된다.

제1볼 리테이너(136)에는 상부 중앙라인에 링(Ring) 형상을 이루어 하향으로 함몰 형성된 제1볼 수납홈(136a)이 구비된다.

제1볼 수납홈(136a)의 하부측 중앙라인에는 하향으로 함몰 형성되어 그리스(Grease)를 보관하는 제1그리스 보관홈(136a-1)이 구비된다.

이러한 제1그리스 보관홈(136a-1)에 의해 그리스 보관량을 좀더 늘릴 수 있게 된다.

볼 케이지(138)에는 제1볼 수납홈(136a) 내에 볼(137)이 일정 간격을 유지하도록 수용하여 구름운동을 수행할 수 있도록 하는 볼 수용홀(138a)이 마련된다.

볼 수용홀(138a)에는 수용된 볼(137)을 기준으로 양측에 외향으로 함몰 형성된 제3그리스 보관홈(138a-1)을 구비하여 그리스 보관량을 늘릴 수 있도록 한다.

이러한 볼 수용홀(138a)이 형성된 볼 케이지(138)는 적어도 4개 이상으로 분할되게 마련하고, 연속 배치하여 링 형상을 이루는 하나의 몸체를 이루도록 함으로써 제조 및 설치의 편의성을 향상시킬 수 있다.

물론, 볼 케이지(138)는 분할하지 않고 링 형상을 이루는 하나의 몸체로 형성할 수도 있다.

제2볼 리테이너(139)는 제1볼 리테이너(136) 상부에 볼(137) 및 볼 케이지(138)를 감싸도록 설치된다.

제2볼 리테이너(139)의 하부 중앙라인에는 제1볼 수납홈(136a)과 대응하는 형상의 제2볼 수납홈(139a)이 형성된다.

제2볼 수납홈(139a)의 상부측 중앙라인에는 제1그리스 보관홈(136a-1)과 대응하는 형상의 제2그리스 보관홈(139a-1)이 구비된다.

이러한 제2그리스 보관홈(139a-1)에 의해 그리스 보관량을 늘릴 수 있게 된다.

상기의 구성을 갖는 슬루 링 유닛(130)은 제1볼 리테이너(136)의 제1볼 수납홈(136a)과 제2볼 리테이너(139)의 제2볼 수납홈(139a)을 깊게 형성하여 트러스트 베어링(Thrust Bearing)과 레이디얼 베어링(Radial Bearing)이 병합된 구조를 이루도록 한다.

이러한 슬루 링 유닛(130)에 의하면, 트러스트 베어링와 레이디얼 베어링의 역할을 동시에 수행할 수 있게 된다.

또한, 슬루 링 유닛(130)에는 몸체(110)의 외부에 장착되는 슬루 링 그리스 주입구(116c)를 통해 그리스를 공급할 수 있다.

커버(140)는 판 형태를 이루어 슬루 링 유닛(130)을 감싸는 형태로 체결수단(B)을 통해 몸체(110)와 결합된다.

커버(140)와 몸체(110) 사이에는 수분 및 분진 등의 이물질 유입을 방지하는 씰(Sesl)(142)을 구비하도록 한다.

커버(140)는 체결수단(B)을 통해 몸체(110) 측에 고정될 수 있다.

베어링 유닛(160)은 몸체(110)의 일측에 설치되되, 웜 휠(120)과 치합되어 구동되는 웜 샤프트(150)의 양측에 구비되어 웜 샤프트(150)를 회전가능하게 지지하는 역할을 수행한다.

베어링 유닛(160)은 웜 샤프트(150)의 양단부 측에 구비되는 테이퍼 롤러 베어링(162)과, 테이퍼 롤러 베어링(162)을 수납하는 구조를 이루어 웜 샤프트(150)의 양단부를 회전가능하게 지지하는 웜 샤프트 베어링 케이스(164)를 포함한다.

테이퍼 롤러 베어링(162)은 테이퍼 롤러 베어링 그리스 주입구(116a)를 통해 그리스를 공급받을 수 있다.

테이퍼 롤러 베어링(162)이 내재된 웜 샤프트 베어링 케이스(164) 측에는 오일 씰(Oil Seal)(166)을 구비하여 누유를 방지할 수 있도록 한다.

웜 샤프트 베어링 케이스(164)는 체결수단(B)에 의해 몸체(110) 측에 고정될 수 있다.

유성감속기(170)는 베어링 유닛(160)의 일측에 구비되어 1차 회전속도 감속 및 토크(Torque)를 높이는 중간감속기이다.

DC모터(180)는 유성감속기(170)의 일측에 구비되어 웜 샤프트(150)를 회전시키게 된다.

DC모터(180)는 모터 커버(180a)에 내재하여 보호할 수 있도록 한다.

리미트 스위치(190)는 유성감속기(170)의 반대측에 구비된 베어링 유닛(160)의 일측에 구비되어 웜 샤프트(150)의 회전범위를 제어한다.

리미트 스위치(190)는 리미트 스위치 커버(190a)에 내재하여 보호할 수 있도록 한다.

상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 웜 기어 장치(100)에 의하면, 몸체(110) 내에 웜 휠(120)을 기준으로 상·하부 측에 구비되는 제1볼 리테이너(136)의 제1볼 수납홈(136a)과 제2볼 리테이너(139)의 제2볼 수납홈(139a)을 깊게 형성하여 트러스트 베어링과 레이디얼 베어링의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 구조를 개선한 슬루 링 유닛(130)과, 몸체(110)의 외부에 장착된 각각의 그리스 주입구를 구비함으로써, 웜 휠(120)의 회전을 원활하게 함과 아울러 부품의 분해없이 그리스를 공급할 수 있는 이점이 있다.

참고로, 상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 웜 기어 장치(100)는, 본 출원인이 출원하여 등록된 특허등록 제10-1247663호(2013.03.20)(발명의 명칭 : 태양광 모듈의 회전지지장치)에 게재된 태양광 모듈(200) 측에 설치하는 등 다양한 분야에 제한됨없이 적용할 수 있을 것이다(도 11 참조).

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 당업자에게 자명한 범위는 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.

Claims

몸체;

상기 몸체에 회전가능하게 내재되어 동력을 전달하는 웜 휠;

상기 웜 휠을 기준으로 상·하부 측에 구비되어 상기 웜 휠의 회전을 원활하게 하는 슬루 링 유닛;

상기 슬루 링 유닛을 감싸는 형태로 상기 몸체와 결합되는 커버;

상기 몸체의 일측에 설치되며, 상기 웜 휠과 치합되어 구동되는 웜 샤프트;

상기 웜 샤프트의 양측에 구비되어 상기 웜 샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링 유닛;

상기 베어링 유닛의 일측에 구비되어 회전속도 감속 및 토크를 높이는 유성감속기;

상기 유성감속기의 일측에 구비되어 상기 웜 샤프트를 회전시키는 DC모터; 및

상기 유성감속기의 반대측에 구비된 상기 베어링 유닛의 일측에 구비되어 상기 웜 샤프트의 회전범위를 제어하는 리미트 스위치;

를 포함하는 웜 기어 장치.
제1항에 있어서,

상기 슬루 링 유닛은,

상기 웜 휠의 하부에 구비되어 상기 웜 휠을 회전가능하게 지지하는 제1슬루 링과, 상기 웜 휠의 상부에 구비되어 상기 제1슬루 링과 함께 상기 웜 휠이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 제2슬루 링이 한 쌍을 이루어 구비되는 것을 특징으로 하는 웜 기어 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1,2슬루 링은,

상부 중앙라인에 링(Ring) 형상을 이루어 하향으로 함몰 형성된 제1볼 수납홈을 갖는 제1볼 리테이너;

상기 제1볼 수납홈에 배치되는 볼;

상기 제1볼 수납홈 내에 상기 볼이 일정 간격을 유지하도록 수용하여 구름운동을 수행할 수 있게 하는 볼 수용홀이 형성된 볼 케이지; 및

상기 제1볼 리테이너 상부에 상기 볼 및 볼 케이지를 감싸도록 설치되며, 하부 중앙라인에 상기 제1볼 수납홈과 대응하는 형상의 제2볼 수납홈을 갖는 제2볼 리테이너;

를 포함하며,

상기 제1볼 리테이너의 제1볼 수납홈과 상기 제2볼 리테이너의 제2볼 수납홈을 깊게 형성하여 트러스트 베어링과 레이디얼 베어링의 구조를 병합한 웜 기어 장치.
제3항에 있어서,

상기 제1볼 리테이너의 제1볼 수납홈 하부측 중앙라인에는 하향으로 함몰 형성되어 그리스를 보관하는 제1그리스 보관홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 웜 기어 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 제2볼 리테이너의 제2볼 수납홈 상부측 중앙라인에는 상기 제1그리스 보관홈과 대응하는 형상의 제2그리스 보관홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 웜 기어 장치.
제3항에 있어서,

상기 볼 케이지의 볼 수용홀에는 수용된 볼을 기준으로 하여 양측에 외향으로 함몰 형성된 제3그리스 보관홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 웜 기어 장치.
제6항에 있어서,

상기 볼 케이지는 적어도 4개 이상으로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 하는 웜 기어 장치.
제1항에 있어서,

상기 몸체와 커버 사이에는 수분 및 분진의 유입을 방지하는 씰이 구비되는 것을 특징으로 하는 웜 기어 장치.
제1항에 있어서,

상기 몸체의 외부에 테이퍼 롤러 베어링 그리스 주입구, 웜 샤프트 그리스 주입구 및 슬루 링 그리스 주입구를 장착하여 부품을 분해하지 않고 원하는 부위에 그리스를 공급하는 것을 특징으로 하는 웜 기어 장치.