WO2019216561A1 - 동력전달장치 - Google Patents

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WO2019216561A1
WO2019216561A1 PCT/KR2019/004505 KR2019004505W WO2019216561A1 WO 2019216561 A1 WO2019216561 A1 WO 2019216561A1 KR 2019004505 W KR2019004505 W KR 2019004505W WO 2019216561 A1 WO2019216561 A1 WO 2019216561A1
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gear
shaft
teeth
electric
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PCT/KR2019/004505
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설인환
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Seol In Hwan
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Definitions

  • the present invention relates to a power transmission device, and more particularly, to a power transmission device capable of transmitting power by using a new type of gear engaged with an elongated worm.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Such gear types include spur gears, helical gears, bevel gears, worms and worm gears.
  • 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.
  • the worm has a rod shape
  • the worm gear that is in contact with the teeth of the worm has a disk shape
  • the teeth of the worm gear are formed at intervals along the circumference, so that the worm and the worm gear are mutually
  • the contact area becomes small, that is, the bite rate decreases.
  • jang-shaped worms such as hindley worms are known as power transmission devices.
  • the long worm is curved in the shape of an angular shape on the outer circumference and has a spiral groove, for example, a spiral tooth, formed in the curved area.
  • 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 ordinary worms and worm gears. 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.
  • the conventional power transmission device is limited to such long-type worms and worm gears, there was no attempt to use with various types of gears fully utilizing the characteristics of the long-term worms.
  • the present applicant has developed a new type of gear that can rotate in engagement with the long worm to the long worm, leading to the development of a power transmission device capable of transmitting power.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power transmission device that can improve the bit rate of the gear, reduce the wear of the gear, and improve the power transmission efficiency.
  • 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 first electric shaft disposed at intervals parallel to the worm shaft;
  • a first gear tooth provided on the first transmission shaft and having a tooth tooth that is conjugated to be rotated at a constant speed by meshing with an worm tooth of the elongated worm on an outer circumferential surface thereof. It can be achieved by a power train, including a first electric gear that rotates in engagement with the long worm.
  • the worm teeth of the long worm may have a variable diameter and have the same effective height.
  • the outer circumference of the first electric gear may have a cross-sectional shape in which the outer diameter gradually increases and decreases again along the axial direction of the first electric shaft, corresponding to the cross-sectional shape of the shaft diameter portion.
  • the first gear teeth of the first electric gear may have an axial module, a lead angle, and an axial pitch, which have a variable pitch diameter and have the same effective height height, and which are conjugated with the worm teeth of the long worm. Can be.
  • a second electric shaft disposed parallel to the first electric shaft with the worm shaft interposed therebetween; And a second electric gear provided on the second transmission shaft, the second gear tooth having a tooth shape that is conjugated with the worm tooth of the elongated worm on the outer circumferential surface thereof to be continuously formed in a spiral shape, and engaged with the elongated worm to rotate. It may further include.
  • the outer circumference of the second electric gear may have a cross-sectional shape in which the outer diameter gradually increases and decreases again along the axial direction of the second electric shaft corresponding to the cross-sectional shape of the shaft diameter portion.
  • the second gear teeth of the second electric gear may have an axial module, a lead angle, and an axial pitch, which have a variable pitch diameter and have the same effective height height, and which are conjugated with the worm teeth of the elongated worm. Can be.
  • a third electric shaft disposed perpendicularly to and opposed to the first electric shaft with the worm shaft interposed therebetween; And a worm gear provided on the third transmission shaft, and having worm gear teeth formed on the outer circumferential surface thereof in an circumferential direction and engaging with the worm teeth of the jangular worm.
  • the plurality of worm teeth of the worm gear may have a diameter and an effective height of the same pitch circle, and may have an axial module, a lead angle, and an axial pitch that are conjugated with the worm teeth of the long-shaped worm.
  • FIG. 1 is a block diagram of a power transmission device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front rupture front view of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a power transmission device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front sectional view of the main part breaking of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a power transmission device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front sectional view taken along the main portion of FIG. 5.
  • FIG. 1 and 2 show a power transmission device according to a first embodiment of the present invention.
  • the power transmission device 1a includes a worm shaft 10, an janggu worm 20, a first transmission shaft 30, and a first transmission. Gear 40.
  • 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).
  • 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.
  • 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 according to a variable pitch diameter, and are continuously formed spirally along the axial direction of the worm shaft 10 on the outer circumferential surface of the shaft portion. have.
  • 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 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.
  • the long worm 20 has a larger outer diameter than the worm shaft 10.
  • the first transmission shaft 30 has a rod shape of a circular cross section having a predetermined length.
  • the first electric shaft 30 is arranged at intervals parallel to the worm shaft 10. Both ends of the first transmission shaft 30 are rotatably supported by a bearing (not shown). In addition, the first transmission shaft 30 may be supported by the bearing so as not to flow from side to side in the axial direction of the first transmission shaft 30.
  • the first electric gear 40 has a disk shape of a predetermined thickness.
  • the outer circumference of the first electric gear 40 corresponds to the cross-sectional shape of the shaft diameter portion 21 of the long gear worm 20 so that the outer diameter gradually increases and decreases again along the axial direction of the first electric shaft 30. It has a cross-sectional shape, for example, a cross-sectional shape protruding in the form of an arc.
  • a first gear tooth 43 having a tooth shape conjugated to the worm tooth 23 of the long gear worm 20 spirals along the axial direction of the first electric shaft 30. It is formed continuously.
  • Each first gear tooth 43 of the first electric gear 40 has a variable pitch circle diameter and has the same effective height height.
  • each of the first gear teeth 43 has an axial module, a lead angle, and an axial pitch that are conjugated to the worm teeth 23 of the long-shaped worm 20.
  • the first gear teeth 43 has the number of rows multiplied by the gear ratio (deceleration ratio) to the number of worm teeth 23 of the long gear worm 20.
  • one side flank of each first gear tooth 43 of the first electric gear 40 is, for example, one tooth surface of each first gear tooth 43 is a portion of each of the worm teeth 23 of the long-term worm 20. Simultaneous contact with one side of the flank, meshing and rotating along the flank of each worm tooth (23). At this time, one tooth surface of each of the first gear teeth 43 of the first electric gear 40 is in a straight line in the normal direction of the worm teeth 23 to one side flank of each worm tooth 23 of the long gear worm 20. As the contact is achieved, the lubricant is easily introduced and discharged between the worm teeth 23 and the first gear teeth 43 during the high speed rotation. Accordingly, the occurrence of wear between the worm tooth 23 and the first gear tooth 43 can be reduced, and the lifespan of the long gear worm 20 and the first electric gear 40 can be extended.
  • 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, the bite rate of the long gear worm 20 and the first electric gear 40 can be improved.
  • the reduction ratio between the long worm 20 and the first electric gear 40 can be obtained by the ratio of the pitch circle diameter and the pitch circle diameter of the first electric gear 40 in the center line of the long worm 20. do.
  • first electric shaft 30 and the first electric gear 40 are shown as being coupled by a key in this embodiment, the present invention is not limited thereto, and the first electric shaft 30 and the first electric gear 40 are not limited thereto. ) Are concentric and can be made in one piece.
  • the power transmission device 1a has the worm shaft 10 and the first transmission shaft 30 of the rotation center axis line and the first transmission shaft 30 of the worm shaft 10.
  • the axis of rotation between the axis of rotation of the axis is arranged side by side.
  • the long worm 20 and the first electric gear 40 are disposed such that the center of the long worm 20 is orthogonal to the axis of the worm shaft 10 while the center line of the first electric gear 40 passes. .
  • each first gear tooth 43 of the first electric gear 40 is in contact with one side flank of each worm tooth 23 of the elongated worm 20 and is engaged and rotated along the flank, Accordingly, the bite rate of the long gear worm 20 and the first electric gear 40 is improved, so that the wear of the gear is reduced and the power transmission efficiency can be improved.
  • the power transmission device 1a uses the rotation speed input to the worm shaft 10 to determine the pitch circle diameter at the centerline of the long worm 20 and the first electric gear 40. Decelerating according to the pitch circle diameter, it is possible to rotate the first transmission shaft (30).
  • FIG. 3 and FIG. 4 show a power transmission device according to a second embodiment of the present invention.
  • the power transmission device 1b has a second electric field having the same structure as that of the first transmission shaft 30 and the first transmission gear 40.
  • the coaxial 50 and the second electric gear 60 are arranged to face each other with the worm shaft 10 and the long worm 20 therebetween.
  • the second transmission shaft 50 is disposed to be parallel to the first transmission shaft 30 with the worm shaft 10 therebetween.
  • the second electric shaft 50 is disposed at intervals parallel to the worm shaft 10. Both ends of the second transmission shaft 50 are rotatably supported by a bearing (not shown). In addition, the second transmission shaft 50 may be supported by the bearing so as not to flow left and right along the axial direction of the second transmission shaft 50.
  • the second electric gear 60 has a disk shape of a predetermined thickness.
  • the outer circumference of the second electric gear 60 gradually increases in outer diameter along the axial direction of the second electric shaft 50 in response to the cross-sectional shape of the shaft diameter portion 21 of the long gear worm 20, and then decreases again. It has a cross-sectional shape, for example, a cross-sectional shape protruding in the form of an arc.
  • the second electric gear 60 may have the same outer diameter or different outer diameter as the first electric gear 40.
  • the second gear teeth 63 having the same teeth as the worm teeth 23 of the long gear worm 20 are spirally continuous along the axial direction of the second transmission shaft 50. It is formed.
  • Each second gear tooth 63 of the second electric gear 60 has a variable pitch circle diameter and has the same effective height height.
  • each second gear tooth 63 has an axial module, a lead angle, and an axial pitch that are conjugated with the worm teeth 23 of the long worm 20.
  • the second gear tooth 63 has a number of rows obtained by multiplying the number of worm teeth 23 of the long-term worm 20 by a desired gear ratio (reduction ratio).
  • each second gear tooth 63 of the second electric gear 60 simultaneously contacts one side flank of each worm tooth 23 of the long-shaped worm 20, and each of the worm teeth 23 It will engage and rotate along the flank.
  • one tooth surface of each of the second gear teeth 63 of the second electric gear 60 is in a straight line in the normal direction of the worm teeth 23 to one side flank of each worm tooth 23 of the long gear worm 20.
  • the center line of the elongated worm 20 passes through the center line of the second electric gear 60 so as to be perpendicular to the axis of the worm shaft 10.
  • the long gear worm 20 and the second electric gear 60 are disposed. As a result, the bite rate of the long gear worm 20 and the second electric gear 60 can be improved.
  • the reduction ratio between the long worm 20 and the second electric gear 60 may be obtained by the ratio of the pitch circle diameter at the centerline of the long worm 20 to the pitch circle diameter of the second electric gear 60. do.
  • the second motor shaft 50 and the second motor gear 60 are illustrated as being coupled by a key, the present invention is not limited thereto, and the second motor shaft 50 and the second motor gear 60 are not limited thereto. ) Are concentric and can be made in one piece.
  • the power transmission device 1b has the worm shaft 10 and the first transmission shaft 30 of the rotation center axis line and the first transmission shaft 30 of the worm shaft 10.
  • the worm shaft 10 and the second transmission shaft 50 are arranged side by side with the interaxial distance between the rotation central axis of the worm shaft 10 and the rotation central axis of the worm shaft 10 and the rotation center axis of the second transmission shaft 50. It has an interaxial distance of and is arranged side by side.
  • the center of the long gear worm 20 and the center line of the first electric gear 40 and the center line of the second electric gear 60 passes through the long gear worm 20 and the third so as to be orthogonal to the axis of the worm shaft 10.
  • the first electric gear 40 and the second electric gear 60 are arranged.
  • each first gear tooth 43 of the first electric gear 40 and one flank of each second gear tooth 63 of the second electric gear 60 are respectively long-shaped worms 20. Simultaneous contact with one side of the flank of each worm tooth 23 of the worm is engaged to rotate along the flank, thereby improving the bite rate of the long worm 20, the first electric gear 40 and the second electric gear (60). As a result, the wear of the gear is reduced and the power transmission efficiency can be improved.
  • the power transmission device 1b according to the second embodiment of the present invention differs from or makes the same pitch circle diameter of the first electric gear 40 and the second electric gear 60, so that the worm shaft 10
  • the rotation speed input to the gearbox is decelerated at various reduction ratios through the long gear worm 20, the first electric gear 40, and the second electric gear 60, respectively, and the first electric shaft 30 and the second electric shaft ( 50) can be rotated at the same rotational speed or at a different rotational speed.
  • FIG. 5 and 6 show a power transmission device according to a third embodiment of the present invention.
  • the power transmission device 1c according to the third embodiment of the present invention unlike the first embodiment described above, further includes a third transmission shaft 70 and a worm gear 80.
  • the third transmission shaft 70 is disposed to be parallel to the first transmission shaft 30 with the worm shaft 10 therebetween.
  • the third transmission shaft 70 is orthogonal to the worm shaft 10 and disposed at intervals. Both ends of the third transmission shaft 70 are rotatably supported by a bearing (not shown). In addition, the third transmission shaft 70 may be supported by the bearing so as not to flow from side to side in the axial direction of the third transmission shaft 70.
  • the worm gear 80 has a disk shape of a predetermined thickness.
  • the outer circumference of the worm gear 80 is formed to be bent along the circumferential direction.
  • a plurality of worm gear teeth 83 meshing with the worm teeth 23 of the long-shaped worm 20 are formed at intervals along the circumferential direction.
  • a plurality of worm teeth 83 of the worm gear 80 has the same pitch circle diameter and the same effective value height as well as the axial module and lead angle which are conjugated with the worm teeth 23 of the long worm 20. , Axial pitch.
  • the reduction ratio between the long worm 20 and the worm gear 80 may be obtained by the ratio of the number of rows of the long worm 20 and the number of worm gear teeth 83 of the worm gear 80.
  • the worm gear 80 is preferably coupled by the third electric shaft 70 and the key 90.
  • the power transmission device 1c has the worm shaft 10 and the first transmission shaft 30 of the rotation center axis line and the first transmission shaft 30 of the worm shaft 10.
  • the worm shaft 10 and the third transmission shaft 70 are arranged side by side with the interaxial distance between the rotation center axis of the worm shaft 10 and the rotation center axis of the worm shaft 10 and the rotation center axis of the third transmission shaft 70. They are arranged at right angles to each other.
  • the center of the long gear worm 20 and the center line of the first electric gear 40 and the center line of the second electric gear 60 passes through the long gear worm 20 and the third so as to be orthogonal to the axis of the worm shaft 10.
  • the first electric gear 40 and the second electric gear 60 are arranged.
  • each first gear tooth 43 of the first electric gear 40 is in contact with one side flank of each worm tooth 23 of the elongated worm 20 and is engaged and rotated along the flank, Accordingly, the bite rate of the long gear worm 20 and the first electric gear 40 is improved, so that the wear of the gear is reduced and the power transmission efficiency can be improved.
  • the worm teeth 23 of the long worm 20 are rotated while being engaged in the normal direction of the flank, for example, the normal direction of the worm gear teeth 83, on one side of the worm gear teeth 83 of the worm gear 80.
  • the rotational speed input to the worm shaft 10 is adjusted to the long worm 20 and the first.
  • the electric motor 40 and the worm gear 80 are decelerated at various reduction ratios, and the first electric motor 30 and the third electric motor 70 are rotated at the same rotational speed or rotated at different rotational speeds, respectively. It becomes possible.
  • first transmission shaft 30 and the third transmission shaft 70 have a shape orthogonal to each other, various types of power transmission devices can be realized, and power transmission devices having various reduction ratios can be implemented. Will be.

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Abstract

본 발명은 동력전달장치에 관한 것으로서, 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 나란하게 간격을 두고 배치되는 제1전동축; 및 상기 제1전동축에 마련되고, 외주면에 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 치형을 갖는 제1기어 이빨이 나선형으로 연속적으로 형성되어, 상기 웜 이빨과 맞물려 회전하는 제1전동기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동력전달장치
본 발명은 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 장구형 웜과 맞물리는 새로운 형태의 기어를 이용하여, 동력을 전달할 수 있는 동력전달장치에 관한 것이다.
동력전달장치는, 회전운동을 직선운동으로, 또는 직선운동을 회전운동으로, 또는 회전운동만을 전달하되 회전속도와 토크를 변환시키는 기어열로 대별된다.
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.
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.
이러한 기어의 종류는 스퍼기어, 헬리컬기어, 베벨기어, 웜과 웜기어 등이 있다.
특히, 웜기어는 일반기어에 대해 월등히 큰 기어비를 가지고 있으며, 동력의 입력방향과 출력방향이 직각으로 되는 특수 기어이다.
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.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 동력전달장치로서 장구형상의 웜 예컨대, 힌들리 웜(hindley worm)이 알려져 있다.
장구형 웜은 외주면에 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.
그런데, 종래의 동력전달장치는 이러한 장구형 웜과 웜기어로 한정하여 사용하고 있으며, 장구형 웜의 특징을 충분히 살려 다양한 형태의 기어와 함께 사용하고자 하는 시도가 없었다.
따라서, 본 출원인은 장구형 웜에 장구형 웜과 맞물려 회전할 수 있는 새로운 형태의 기어를 개발하여, 동력을 전달할 수 있는 동력전달장치를 개발하기에 이르렀다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기어의 물림율을 향상시키고, 기어의 마모를 줄이며, 동력전달효율을 향상시킬 수 있는 동력전달장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
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 나란하게 간격을 두고 배치되는 제1전동축; 및 상기 제1전동축에 마련되고, 외주면에 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물려 일정한 속도로 회전할 수 있는 공액(conjugated)이 되는 치형을 갖는 제1기어 이빨이 나선형으로 연속적으로 형성되어, 상기 장구형 웜과 맞물려 회전하는 제1전동기어를 포함하는, 동력전달장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 장구형 웜의 웜 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 가질 수 있다.
상기 제1전동기어의 외주는, 상기 축경부의 단면형상에 대응하여 상기 제1전동축의 축선방향을 따라 외경이 점진적으로 커지다가 다시 작아지는 단면형상을 가질 수 있다.
상기 제1전동기어의 제1기어 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 가질 수 있다.
상기 웜축을 사이에 두고 상기 제1전동축과 나란하게 대향 배치되는 제2전동축; 및 상기 제2전동축에 마련되고, 외주면에 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 치형을 갖는 제2기어 이빨이 나선형으로 연속적으로 형성되어, 상기 장구형 웜과 맞물려 회전하는 제2전동기어를 더 포함할 수 있다.
상기 제2전동기어의 외주는, 상기 축경부의 단면형상에 대응하여 상기 제2전동축의 축선방향을 따라 외경이 점진적으로 커지다가 다시 작아지는 단면형상을 가질 수 있다.
상기 제2전동기어의 제2기어 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 가질 수 있다.
상기 웜축을 사이에 두고 상기 제1전동축과 직교하며 대향 배치되는 제3전동축; 및 상기 제3전동축에 마련되고, 외주면에 원주방향을 따라 간격을 두고 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물리는 웜기어 이빨이 형성된 웜기어를 더 포함할 수 있다.
상기 웜기어의 복수의 웜 이빨은 동일한 피치원의 직경과 유효치 높이를 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 기어의 물림율을 향상시키고, 기어의 마모를 줄이며, 동력전달효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치의 구성도,
도 2는 도 1의 요부 파단 정면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치의 구성도,
도 4는 도 3의 요부 파단 정면도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치의 구성도,
도 6은 도 5의 요부 파단 정면도이다.
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.
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.
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.
이하, 첨부 도면을 참조하며, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
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.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치(1a)는 웜축(10)과, 장구형 웜(20)과, 제1전동축(30)과, 제1전동기어(40)를 포함한다.
웜축(10)은 일정 길이를 갖는 원형 단면의 봉 형상을 가진다. 웜축(10)의 양단부는 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 지지된다.
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.
축경부(21)에는 웜 이빨(23)이 형성되어 있다. 웜 이빨(23)은 가변하는 피치경에 따라 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.
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.
여기서, 장구형 웜(20)은 웜축(10)에 비해 상대적으로 외경이 큰 것이 바람직하다.
제1전동축(30)은 일정 길이를 갖는 원형 단면의 봉 형상을 가진다. 제1전동축(30)은 웜축(10)과 나란하게 간격을 두고 배치된다. 제1전동축(30)의 양단부는 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한, 제1전동축(30)은 제1전동축(30)의 축선방향을 따라 좌우로 유동하지 않도록 베어링에 지지될 수 있다.
제1전동기어(40)는 일정 두께의 원반 형상을 가진다. 제1전동기어(40)의 외주는, 장구형 웜(20)의 축경부(21)의 단면형상에 대응하여 제1전동축(30)의 축선방향을 따라 외경이 점진적으로 커지다가 다시 작아지는 단면형상 예컨대, 아크 형태로 돌출된 단면형상을 가진다.
제1전동기어(40)의 외주면에는 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)에 공액이 되는 치형을 갖는 제1기어 이빨(43)이 제1전동축(30)의 축선방향을 따라 나선형으로 연속적으로 형성되어 있다.
제1전동기어(40)의 각 제1기어 이빨(43)은 피치원 직경이 가변하고, 동일한 유효치 높이를 가진다. 또한, 각 제1기어 이빨(43)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)에 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 가진다. 또한, 제1기어 이빨(43)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23) 수에 기어비(감속비)를 곱한 줄수를 가진다.
따라서, 제1전동기어(40)의 각 제1기어 이빨(43)의 일측 플랭크는 예컨대, 각 제1기어 이빨(43)의 일측 치면은 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 플랭크에 동시에 접촉하며, 각 웜 이빨(23)의 플랭크를 따라 맞물리며 회전하게 된다. 이 때, 제1전동기어(40)의 각 제1기어 이빨(43)의 일측 치면은 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 플랭크에 웜 이빨(23)의 법선방향으로 일직선을 이루며 접촉함에 따라, 고속 회전시 웜 이빨(23)과 제1기어 이빨(43) 사이로 윤활제가 쉽게 유입 및 배출하게 된다. 이에 웜 이빨(23)과 제1기어 이빨(43) 사이의 마모 발생을 줄일 수 있고, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 수명도 연장할 수 있게 된다.
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, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40) 사이의 감속비는 장구형 웜(20)의 중심선에서의 피치원 직경과 제1전동기어(40)의 피치원 직경의 비로 얻을 수 있게 된다.
여기서, 본 실시예에서는 제1전동축(30)과 제1전동기어(40)가 키에 의해 결합되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 제1전동축(30)과 제1전동기어(40)는 동심을 이루며 일체로 만들어질 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치(1a)는 웜축(10)과 제1전동축(30)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 제1전동축(30)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 나란하게 배치된다.
그리고, 장구형 웜(20)의 중심이 제1전동기어(40)의 중심선이 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)가 배치된다.
이로써, 제1전동기어(40)의 각 제1기어 이빨(43)의 일측 플랭크는 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 플랭크에 동시에 접촉하며 플랭크를 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치(1a)는 웜축(10)에 입력되는 회전수를 장구형 웜(20)의 중심선에서의 피치원 직경과 제1전동기어(40)의 피치원 직경에 따라 감속하여, 제1전동축(30)을 회전시킬 수 있게 된다.
한편, 도 3 및 도 4에는 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치가 도시되어 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)는 전술한 제1실시예와 달리, 전술한 제1전동축(30) 및 제1전동기어(40)와 동일한 구조를 갖는 제2전동축(50) 및 제2전동기어(60)가 웜축(10) 및 장구형 웜(20)을 사이에 두고 대향 배치되어 있다.
즉, 제2전동축(50)은 웜축(10)을 사이에 두고 제1전동축(30)과 나란하게 대향 배치되어 있다.
제2전동축(50)은 웜축(10)과 나란하게 간격을 두고 배치된다. 제2전동축(50)의 양단부는 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한, 제2전동축(50)은 제2전동축(50)의 축선방향을 따라 좌우로 유동하지 않도록 베어링에 지지될 수 있다.
제2전동기어(60)는 일정 두께의 원반 형상을 가진다. 제2전동기어(60)의 외주는, 장구형 웜(20)의 축경부(21)의 단면형상에 대응하여 제2전동축(50)의 축선방향을 따라 외경이 점진적으로 커지다가 다시 작아지는 단면형상 예컨대, 아크 형태로 돌출된 단면형상을 가진다. 여기서, 제2전동기어(60)는 제1전동기어(40)와 동일한 외경 또는 상이한 외경을 가질 수 있다.
제2전동기어(60)의 외주면에는 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)과 동일한 치형을 갖는 제2기어 이빨(63)이 제2전동축(50)의 축선방향을 따라 나선형으로 연속적으로 형성되어 있다.
제2전동기어(60)의 각 제2기어 이빨(63)은 피치원 직경이 가변하고, 동일한 유효치 높이를 가진다. 또한, 각 제2기어 이빨(63)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 가진다. 또한, 제2기어 이빨(63)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23) 수에 원하는 기어비(감속비)를 곱한 줄수를 가진다.
따라서, 제2전동기어(60)의 각 제2기어 이빨(63)의 일측 플랭크는 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 플랭크에 동시에 접촉하며, 각 웜 이빨(23)의 플랭크를 따라 맞물리며 회전하게 된다. 이 때, 제2전동기어(60)의 각 제2기어 이빨(63)의 일측 치면은 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 플랭크에 웜 이빨(23)의 법선방향으로 일직선을 이루며 접촉함에 따라, 고속 회전시 웜 이빨(23)과 제2기어 이빨(63) 사이로 윤활제가 쉽게 유입 및 배출하게 된다. 이에 웜 이빨(23)과 제2기어 이빨(63) 사이의 마모 발생을 줄일 수 있고, 장구형 웜(20)과 제2전동기어(60)의 수명도 연장할 수 있게 된다.
또한, 제2전동기어(60)를 장구형 웜(20)과 조립할 때, 장구형 웜(20)의 중심선이 제2전동기어(60)의 중심선을 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록 장구형 웜(20)과 제2전동기어(60)를 배치한다. 이로써, 장구형 웜(20)과 제2전동기어(60)의 물림율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 장구형 웜(20)과 제2전동기어(60) 사이의 감속비는 장구형 웜(20)의 중심선에서의 피치원 직경과 제2전동기어(60)의 피치원 직경의 비로 얻을 수 있게 된다.
여기서, 본 실시예에서는 제2전동축(50)과 제2전동기어(60)가 키에 의해 결합되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 제2전동축(50)과 제2전동기어(60)는 동심으로 이루며 일체로 만들어질 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)는 웜축(10)과 제1전동축(30)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 제1전동축(30)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 나란하게 배치됨과 동시에, 웜축(10)과 제2전동축(50)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 제2전동축(50)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 나란하게 배치된다.
그리고, 장구형 웜(20)의 중심이 제1전동기어(40)의 중심선과 제2전동기어(60)의 중심선이 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)와 제2전동기어(60)가 배치된다.
이로써, 제1전동기어(40)의 각 제1기어 이빨(43)의 일측 플랭크와 제2전동기어(60)의 각 제2기어 이빨(63)의 일측 플랭크는 각각, 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 플랭크에 동시에 접촉하며 플랭크를 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40) 및 제2전동기어(60)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)는 제1전동기어(40)와 제2전동기어(60)의 각 피치원 직경을 달리하거나 또는 동일하게 하므로써, 웜축(10)에 입력되는 회전수를 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40) 및 제2전동기어(60)를 거쳐 다양한 감속비로 감속시켜, 각각 제1전동축(30)과 제2전동축(50)을 동일 회전수로 회전시키거나, 또는 상이한 회전수로 회전시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 다양한 감속비를 갖는 동력전달장치를 구현할 수 있게 된다.
도 5 및 도 6에는 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치가 도시되어 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)는 전술한 제1실시예와 달리, 제3전동축(70)과 웜기어(80)를 더 포함한다.
제3전동축(70)은 웜축(10)을 사이에 두고 제1전동축(30)과 나란하게 대향 배치되어 있다.
제3전동축(70)은 웜축(10)과 직교하며 간격을 두고 배치된다. 제3전동축(70)의 양단부는 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한, 제3전동축(70)은 제3전동축(70)의 축선방향을 따라 좌우로 유동하지 않도록 베어링에 지지될 수 있다.
웜기어(80)는 일정 두께의 원반 형상을 가진다. 웜기어(80)의 외주는 원주방향을 따라 만곡되게 함몰 형성되어 있다.
웜기어(80)의 외주면에는 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)과 맞물리는 복수의 웜기어 이빨(83)이 원주방향을 따라 간격을 두고 형성되어 있다. 웜기어(80)의 복수의 웜 이빨(83)은 동일한 피치원의 직경과 동일한 유효치 높이를 가짐과 동시에, 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 가진다.
한편, 장구형 웜(20)과 웜기어(80) 사이의 감속비는 장구형 웜(20)의 줄수와 웜기어(80)의 웜기어 이빨(83) 수의 비로 얻을 수 있게 된다.
이러한 웜기어(80)는 제3전동축(70)과 키(90)에 의해 결합되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)는 웜축(10)과 제1전동축(30)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 제1전동축(30)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 나란하게 배치됨과 동시에, 웜축(10)과 제3전동축(70)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 제3전동축(70)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 직교하며 배치된다.
그리고, 장구형 웜(20)의 중심이 제1전동기어(40)의 중심선과 제2전동기어(60)의 중심선이 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)와 제2전동기어(60)가 배치된다.
이로써, 제1전동기어(40)의 각 제1기어 이빨(43)의 일측 플랭크는 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 플랭크에 동시에 접촉하며 플랭크를 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)은 웜기어(80)의 웜기어 이빨(83)의 일측 플랭크에 플랭크의 수직방향 예컨대, 웜기어 이빨(83)의 법선방향으로 맞물리며 회전하게 된다.
따라서, 장구형 웜(20)에 각기 다른 형태의 제1전동기어(40)와 웜기어(80)를 각각 맞물림 결합함으로써, 웜축(10)에 입력되는 회전수를 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40) 및 웜기어(80)를 거쳐 다양한 감속비로 감속시켜, 각각 제1전동축(30)과 제3전동축(70)을 동일 회전수로 회전시키거나, 또는 상이한 회전수로 회전시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 제1전동축(30)과 제3전동축(70)이 서로 직교하는 형태를 가짐에 따라 다양한 형태의 동력전달장치를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 감속비를 갖는 동력전달장치를 구현할 수 있게 된다.

Claims (9)

  1. 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 나란하게 간격을 두고 배치되는 제1전동축; 및
    상기 제1전동축에 마련되고, 외주면에 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 치형을 갖는 제1기어 이빨이 나선형으로 연속적으로 형성되어, 상기 장구형 웜과 맞물려 회전하는 제1전동기어를 포함하는, 동력전달장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장구형 웜의 웜 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 갖는, 동력전달장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전동기어의 외주는, 상기 축경부의 단면형상에 대응하여 상기 제1전동축의 축선방향을 따라 외경이 점진적으로 커지다가 다시 작아지는 단면형상을 갖는, 동력전달장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1전동기어의 제1기어 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 갖는, 동력전달장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 웜축을 사이에 두고 상기 제1전동축과 나란하게 대향 배치되는 제2전동축; 및
    상기 제2전동축에 마련되고, 외주면에 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 치형을 갖는 제2기어 이빨이 나선형으로 연속적으로 형성되어, 상기 장구형 웜과 맞물려 회전하는 제2전동기어를 더 포함하는, 동력전달장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2전동기어의 외주는, 상기 축경부의 단면형상에 대응하여 상기 제2전동축의 축선방향을 따라 외경이 점진적으로 커지다가 다시 작아지는 단면형상을 갖는, 동력전달장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2전동기어의 제2기어 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 갖는, 동력전달장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 웜축을 사이에 두고 상기 제1전동축과 직교하며 대향 배치되는 제3전동축; 및
    상기 제3전동축에 마련되고, 외주면에 원주방향을 따라 간격을 두고 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물리는 복수의 웜기어 이빨이 형성된 웜기어를 더 포함하는, 동력전달장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 웜기어의 복수의 웜 이빨은 동일한 피치원의 직경과 유효치 높이를 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 공액이 되는 축방향 모듈, 리드각, 축방향 피치를 갖는, 동력전달장치.
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