KR101537002B1 - 트로코이드기어를 구비한 감속기 - Google Patents

트로코이드기어를 구비한 감속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기어 형상 및 베어링에 가해지는 하중을 조절하여 저소음과 내구성이 향상된 트로코이드기어를 구비한 감속기에 관한 것이다.
본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기는, 하우징(100)과; 기어의 치형이 크라우닝 형상을 가지도록 형성되는 다수의 드라이브기어(110)와; 상기 다수의 드라이브기어(110)와 결합되어 함께 회전하며, 내측에는 2단으로 편심자(210)가 형성되는 크랭크샤프트(200)와; 상기 하우징(100)의 일측에 구비되며, 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 일단이 삽입 장착되는 홀더플랜지(300) 및 출력디스크(400)와; 상기 하우징(100)의 내측에 구비되며, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210)가 좌우로 관통되게 설치되는 한 쌍의 트로코이드기어(500)와; 상기 하우징(100)의 양단에 각각 구비되어, 상기 하우징(100)과 트로코이드기어(500) 사이에 구비되며, 상기 트로코이드기어(500)의 편심 회전을 안내하는 다수의 롤러핀(700) 등으로 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 저소음과 내구성이 향상되는 이점이 있다.

Description

트로코이드기어를 구비한 감속기 {Reducer have trochoid gear}
본 발명은 트로코이드기어를 구비한 감속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게 는 기어 형상 및 베어링에 가해지는 하중을 조절하여 저소음과 내구성이 향상된 트로코이드기어를 구비한 감속기에 관한 것이다.
일반적으로, 감속기(減速器, REDUCER)는 모터의 회전수를 줄여 속도를 줄이는 물건을 일컫는다. 예로, 줄을 감거나 풀 때 모터의 속도가 너무 빨라 위험하기 때문에 이를 적당한 속도로 감속하기 위해 개발된 장치이다.
감속기는 말 그대로 감속 장치의 일종으로써, 일련의 기어 장치와 기계요소인 축, 베어링(BEARING)을 조합하여, 케이싱(CASING) 내에 조립된 하나의 감속 장치의 기능을 가지고 있으며, 치차감속 장치의 감속기를 치차 감속기(GEAR REDUCER)라 부른다.
치차 감속기는 원동기의 회전력을 정해진 감속비로 감속시켜 피동기에 전달하는 장치로써, 감속기능 외에 동력 전달 장치이면서 회전력(TORQUE)을 감속비 만큼 증폭시킨다.
특히, 유성 기어 감속기(planetary reduction gear)는, 건설 기계 로더의 허브에 유성 기어 장치를 설치하여 최종적으로 감속하여 큰 구동력을 발생하는 장치를 말한다.
유성 기어는 맞물리는 1쌍의 기어 한쪽은 고정되어 있고, 다른 쪽은 이와 맞물린 상태로 그 주위를 회전하는 기구의 기어 전동 장치를 말한다.
따라서, 유성 기어 감속기는 액슬 축에 선 기어를, 하우징에 링 기어를, 바퀴의 허브에 유성 기어 캐리어를 설치하여, 링 기어를 고정하고 선 기어를 구동하면 유성 기어 캐리어는 감속된다.
따라서 엔진에서 전달된 동력으로 선 기어를 회전하면, 링 기어 내면을 따라 유성 기어가 회전하여 유성 기어 캐리어가 바퀴를 구동시키므로 바퀴는 감속되어 큰 구동력을 발생하게 되는 것이다.
최근에는 등록실용신안 제20-0393466호 및 등록특허 제10-1323713호와 같은 다수의 감속장치가 구비된 기술이 개시되고 있다. 즉, 입력축의 선기어(인풋기어)로부터 유성기어(스퍼어기어)로 동력이 전달되도록 하여 기어 잇수에 비례하여 감속이 이루어지는 제1감속부와, 차동기어 감속부로 이루어지는 제2감속부가 동시에 구비되는 기술이 제안되고 있다.
그러나, 이러한 최근의 종래기술에서도 많은 감속 비율을 얻을 수는 있으나, 그로 인한 소음 발생이 문제되며, 베어링 등에 가해지는 하중의 증가로 인하여 제품수명이 단축되는 문제점이 있다.
실용신안등록 제20-0393466호 특허 제10-1323713호
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인풋기어(선기어)와 드라이브기어(유성기어)가 크라우닝 형상을 가지도록 하여 소음이 감소되는 트로코이드기어를 구비한 감속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 크랭크샤프트를 일정한 힘으로 밀도록 함으로써 베어링에 가해지는 부하와 클리어런스를 최적으로 유지함으로써 내구성이 향상되는 트로코이드기어를 구비한 감속기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기는, 외관을 형성하는 하우징(100)과; 상기 하우징(100)의 일측으로 돌출되게 형성되어 인풋기어와 맞물려 회전하며, 기어의 치형이 크라우닝 형상을 가지도록 형성되는 다수의 드라이브기어(110)와; 상기 다수의 드라이브기어(110)와 결합되어 함께 회전하며, 내측에는 2단으로 편심자(210)가 형성되는 크랭크샤프트(200)와; 상기 하우징(100)의 일측에 구비되며, 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 일단이 삽입 장착되는 홀더플랜지(300)와; 상기 하우징(100)의 다른 일측에 구비되며, 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 다른 일단이 삽입 장착되는 출력디스크(400)와; 상기 하우징(100)의 내측에 구비되며, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210)가 좌우로 관통되게 설치되는 한 쌍의 트로코이드기어(500)와; 상기 하우징(100)의 양단에 각각 구비되어, 상기 홀더플랜지(300)와 트로코이드기어(500)가 회전 가능하도록 지지하는 메인베어링(600)과; 상기 하우징(100)과 트로코이드기어(500) 사이에 구비되며, 상기 트로코이드기어(500)의 편심 회전을 안내하는 다수의 롤러핀(700);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 출력디스크(400)에는, 상기 크랭크샤프트(200)의 이탈을 차단하는 스톱링(420)과; 상기 스톱링(420)과 크랭크샤프트(200) 사이에 구비되어, 상기 크랭크샤프트(200)에 일방향의 힘을 가하는 탄성부재(430);가 구비됨을 특징으로 한다.
상기 탄성부재(430)는 코니컬와셔(conical washer) 또는 파도와셔(wave Washer)임을 특징으로 한다.
상기 크랭크샤프트(200)의 양단에는 한 쌍의 테이퍼롤러베어링(230)이 서로 대칭되게 설치되며, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 외측에는 니들베어링(220)이 쌍으로 설치됨을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인베어링(600)은, 상기 하우징(100)의 양단에 서로 대칭되게 설치되며, 40도의 접촉각을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에서는 유성치차(인풋기어 및 드라이브기어) 형태에 의해 1차 감속이 이루어짐은 물론, 트로코이드기어에 의해 2차감속이 이루어진다. 따라서, 큰 감속비를 가지게 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는, 인풋기어와 드라이브기어가 크라우닝(crowning) 형상을 가지는 기어이(tooth, 齒)로 이루어진다. 따라서, 치차운동에 의한 소음과 마찰에 의한 마찰열을 감소시키게 되는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 메인베어링으로 앵귤러콘택트볼베어링(angular contact ball bearing)을 채용함과 동시에 접촉각을 40도가 되도록 함으로써, 감속시 조건부하를 최소의 부하로 가능하게 하는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에서는 크랭크샤프트의 일측에 탄성부재를 구비하여 크랭크샤프트에 일정한 외력이 작용하도록 하여 적정한 하중으로 크랭크샤프트를 밀착시킨다. 따라서, 메인베어링의 클리어런스(clearance)를 최적으로 계속 유지할 수 있으므로 저소음 및 열의 감소가 가능하여 제품수명이 연장되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도.
도 2는 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기의 바람직한 실시예의 단면도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 크랭크샤프트와 트로코이드기어의 작동상태도.
이하 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기의 일 실시예가 각각 도시되어 있다. 즉, 도 1에는 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기의 분해사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기의 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기는, 외관을 형성하는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 일측으로 돌출되게 형성되어 인풋기어와 맞물려 회전하는 다수의 드라이브기어(110)와, 상기 다수의 드라이브기어(110)와 결합되어 함께 회전하며 내측에는 단차지게 편심자(210)가 형성되는 크랭크샤프트(200)와, 상기 하우징(100)의 일측에 구비되며 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 일단이 삽입 장착되는 홀더플랜지(300)와, 상기 하우징(100)의 다른 일측에 구비되며 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 다른 일단이 삽입 장착되는 출력디스크(400)와, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210)가 좌우로 관통되게 설치되는 한 쌍의 트로코이드기어(500)와, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 외측에 설치되는 한 쌍의 트로코이드기어(500)와, 상기 하우징(100)의 양단에 각각 구비되어 상기 홀더플랜지(300)와 트로코이드기어(500)가 회전 가능하도록 지지하는 메인베어링(600)과, 상기 하우징(100)과 트로코이드기어(500) 사이에 구비되어 상기 트로코이드기어(500)의 편심 회전을 안내하는 다수의 롤러핀(700) 등으로 구성된다.
상기 하우징(100)은 도시된 바와 같이 원형의 링(ring) 형상을 가지며, 내면에는 다수의 치차가 형성된다. 즉, 상기 하우징(100)의 내면에는 홈과 같은 라운드진 톱니 형상의 기어이(tooth, 齒)가 형성된다. 이러한 하우징(100) 내주면의 기어이(tooth, 齒)에는 상기 롤러핀(700)이 수용된다.
상기 다수의 드라이브기어(110)는 도시된 바와 같이 상기 하우징(100)의 좌측으로 돌출되게 설치되며, 이러한 드라이브기어(110)는 2개 이상(도 1에서는 3개)가 설치된다.
상기 드라이브기어(110)는 평기어로 이루어져 유성기어 역할을 하는 것이며, 선(sun)기어 역할을 하는 인풋기어(도시되지 않음)와 치차결합한다. 따라서, 인풋기어가 외부로부터 공급되는 동력(서브모터의 회전력 등)에 의해 회전하게 되면, 상기 드라이브기어(110)가 회전을 하게 된다. 이러한 유성기어 치차결합 및 작동상태를 많이 알려진 것이므로 여기서는 더 이상의 상세 설명은 생략한다.
상기 드라이브기어(110)의 외면에 형성된 기어이(tooth, 齒)의 치형은 크라우닝(crowning) 형상을 가진다. 즉, 기어의 이(tooth, 齒) 끝면을 이 나비 방향으로 적당히 둥그스름하게 가공되어, 부하(負荷)시의 기어의 맞물림을 원활하게 하도록 형성된다.
상기 드라이브기어(110)의 내측에는 회전 중심이 되는 크랭크샤프트(200)가 삽입되어 결합된다. 즉, 상기 크랭크샤프트(200)의 좌측단이 상기 드라이브기어(110)의 내측에 삽입되어 치차 결합된다. 따라서, 상기 드라이브기어(110)가 인풋기어와 맞물려 회전하게 되면, 상기 크랭크샤프트(200)도 함께 회전하게 된다.
상기 크랭크샤프트(200)는 좌우로 소정의 길이를 가지도록 형성되며, 중앙부에는 도시된 바와 같이 단차지게 형성(도 2에서 볼 경우)된 편심자(210)가 구비된다. 상기 편심자(210)는 도시된 바와 같이, 2단으로 이루어지며 원통 형상을 가진다. 그리고, 회전 중심은 상기 크랭크샤프트(200)의 회전 중심과 편심되게 형성된다.
상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 외측에는 니들베어링(220)이 쌍으로 설치된다. 즉, 상기 편심자(210)의 외측은 니들베어링(220)이 감싸게 되며, 이러한 니들베어링(220)은 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 부분이 상기 트로코이드기어(500)의 내측에서 원활하게 회전 가능하도록 하기 위한 것이다.
상기 하우징(100)의 좌측에는 상기 홀더플랜지(300)가 설치된다.
상기 홀더플랜지(300)는 도시된 바와 같이, 소정 두께를 가지는 원형의 평판으로 이루어지며, 중앙부에는 인풋기어(도시되지 않음)가 관통하는 중앙홀(C)이 좌우로 관통되게 형성되고, 중앙홀(C)의 외측으로는 상기 크랭크샤프트(200)의 좌측단 부분이 삽입되는 베어링홀(B)이 각각 좌우로 관통되게 형성된다.
상기 베어링홀(B)의 내측에는 테이퍼롤러베어링(230)이 삽입되어, 상기 크랭크샤프트(200)와 홀더플랜지(300)지가 서로 자유로이 회전 가능하도록 한다.
구체적으로 살펴보면, 상기 크랭크샤프트(200)의 양단에는 한 쌍의 테이퍼롤러베어링(230)이 서로 대칭되게 설치되며, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 외측에는 니들베어링(220)이 쌍으로 설치된다.
상기 크랭크샤프트(200)의 좌우 양단에 한 쌍의 테이퍼롤러베어링(230)이 서로 마주보도록 설치하는 것은, 상기 크랭크샤프트(200)가 상기 하우징(100)의 내측에서 견고하게 정위치에 고정된 상태를 유지하도록 하기 위함이다. 즉, 상기 크랭크샤프트(200)의 좌우 양단에도 니들베어링을 설치하는 경우에는 상기 크랭크샤프트(200)가 좌우로 유동되어 정위치를 벗어날 우려가 크므로, 이를 방지하기 위함이다.
한편, 상기 하우징(100)의 우측에는 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 우측단이 삽입 장착되는 출력디스크(400)가 설치된다.
상기 출력디스크(400)는 도시된 바와 같이 소정 두께를 가지는 평판으로 이루어져, 상기 하우징(100)의 우측면을 차폐하게 되며, 이러한 출력디스크(400)의 좌측면에는 3개의 출력샤프트(410)가 좌측으로 돌출되게 형성된다.
상기 3개의 출력샤프트(410) 사이에는 3개의 베어링홀(B)이 형성된다. 상기 베어링홀(B)의 내측에도 상기에서 설명한 테이퍼롤러베어링(230)이 설치된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 출력샤프트(410)의 베어링홀(B)에는 상기 크랭크샤프트(200)의 우측단에 구비되는 테이퍼롤러베어링(230)이 위치하게 된다.
상기 출력디스크(400)에는, 상기 크랭크샤프트(200)의 이탈을 차단하는 스톱링(420)과, 상기 스톱링(420)과 크랭크샤프트(200) 사이에 구비되어 상기 크랭크샤프트(200)에 일방향의 힘을 가하는 탄성부재(430)가 더 구비된다.
구체적으로 살펴보면, 상기 출력디스크(400)의 베어링홀(B)의 내주면을 따라서는 원형의 와셔홈(422)이 형성되고, 이러한 와셔홈(422)에 스톱링(420)이 구비된다.
상기 스톱링(420)은 도시된 바와 같이, 상기 크랭크샤프트(200)가 상기 출력디스크(400)의 베어링홀(B)을 관통하여 우측으로 이탈하지 않도록 차단하는 역할을 한다.
상기 스톱링(420)의 좌측에는 탄성부재(430)가 더 구비된다. 즉, 도시된 바와 같이 상기 스톱링(420)과 크랭크샤프트(200) 사이에는 탄성부재(430)가 더 구비된다. 따라서, 상기 탄성부재(430)가 탄성력으로 상기 크랭크샤프트(200)를 좌측으로 밀게 되는 것이다.
상기 탄성부재(430)로는 코니컬와셔(conical washer) 또는 파도와셔(wave Washer)가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 하우징(100)의 내측에는 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210)가 좌우로 관통되게 설치되는 한 쌍의 트로코이드기어(500)가 구비된다.
상기 트로코이드기어(500)는, 상기 홀더플랜지(300)와 출력디스크(400) 사이에 한 쌍이 구비된다. 이처럼 상기 트로코이드기어(500)를 2개 설치하는 것은 힘의 밸런스를 잡기 위함이다.
상기 트로코이드기어(500)의 외면에는 상기 하우징(100)의 내면에 형성되는 것과 같은 톱니 형상의 기어이(tooth, 齒)가 라운드진 형상으로 형성된다. 즉, 상기 트로코이드기어(500)의 외면에는 요철(凹凸) 형상의 기어이(tooth, 齒)가 곡률을 가지도록 형성되는데, 이러한 트로코이드기어(500)의 외주면에 형성되는 요철(凹凸) 형상의 기어이(tooth, 齒)에는 롤러핀(700)이 수용된다. 즉, 상기 트로코이드기어(500)와 하우징(100) 사이에 다수의 롤러핀(700)이 수용되어 회전한다.
상기 트로코이드기어(500)의 외주면에 형성되는 톱니 형상의 기어이(tooth, 齒)는 트로코이드 치형을 가지도록 형성된다. 트로코이드(trochoid)는 직선을 따라 굴러가는 원에 붙어있는 점의 자취로 그려지는 곡선이다.
이와 같이 상기 트로코이드기어(500)의 외주면에 형성되는 요철 형상의 기어이(tooth, 齒)가 트로코이드(trochoid) 치형을 가지도록 하는 것은, 가는 원기둥 형상의 상기 롤러핀(700)이 요철 형상의 기어이(tooth, 齒)에 수용되어 원활하게 회전되도록 하기 위함이다.
상기 트로코이드기어(500)의 중앙부에는 중앙홀(C)이 좌우로 관통되게 형성되며, 이러한 중앙홀(C)의 외측으로는 각각 2개 이상(도면에서는 3개)의 출력홀(510)과 크랭크홀(520)이 각각 등(等)각도로 형성된다. 상기 출력홀(510)과 크랭크홀(520)은 각각 상기 출력샤프트(410)와 크랭크샤프트(200)가 각각 좌우로 관통되게 삽입 설치되는 부분이다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 크랭크홀(520)에는 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 부분이 삽입되어 장착된다. 즉, 2단으로 이루어지는 상기 편심자(210)가 상기 한 쌍의 트로코이드기어(500)의 크랭크홀(520)에 각각 삽입 장착되어 편심자(210)의 회전에 따라 상기 트로코이드기어(500)가 회전된다. 따라서, 상기 한 쌍의 트로코이드기어(500)는 서로 간섭되지 않고 별개로 편심된 상태로 회전이 가능하게 된다.
상기 하우징(100)의 양단에는, 상기 홀더플랜지(300)와 트로코이드기어(500)가 회전 가능하도록 지지하는 메인베어링(600)이 서로 대칭되게 설치된다.
상기 메인베어링(600)으로는 앵귤러콘택트볼베어링이 사용된다. 앵귤러콘택트볼베어링(angular contact ball bearing)은 휠 베어링으로서 적용되고 있는 것으로, 횡하중(스러스트 하중)에 강한 특징을 갖는다. 이러한 앵귤러콘택트볼베어링(angular contact ball bearing)은 기계분야에서 많이 사용되는 것이므로 여기서는 더 이상의 구성과 기능 설명은 생략한다.
한편, 상기 메인베어링(600)은, 도시된 바와 같이 아우터(610)와 볼조립체(620) 등으로 이루어지며, 상기 하우징(100)의 양단에 서로 대칭되게 설치되어 상기 홀더플랜지(300)와 트로코이드기어(500)가 하우징(100)과 원활하게 회전하면서 균형을 유지하도록 한다.
그리고, 앵귤러콘택트볼베어링(angular contact ball bearing)으로 이루어지는 상기 메인베어링(600)은 접촉각(α)이 40도가 되도록 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 내륜과 외륜 사이에 구비되는 볼의 접촉각(α)은 15도, 30도 또는 40도가 주로 사용되나, 여기서는 40도가 되도록 함이 바람직하다. 이는 축방향 하중의 부하능력을 크게 하여 내구성을 향상시키기 위함이다.
상기 하우징(100)과 트로코이드기어(500) 사이에는, 상기 트로코이드기어(500)의 편심 회전을 안내하는 다수의 롤러핀(700)이 설치된다.
상기 롤러핀(700)은 도시된 바와 같이 가는 원기둥 형상을 가지며, 다수개가 구비되어 상기 하우징(100)과 트로코이드기어(500) 사이에 내장된다. 이러한 롤러핀(700)의 갯수는 상기 트로코이드기어(500)의 외주면에 형성되는 요철 홈의 갯수보다 1개 더 많은 갯수를 가진다.
이는 상기 한 쌍의 트로코이드기어(500)가 서로 요철(톱니 부분)이 엇갈리도록 설치되는데, 이러한 서로 엇갈리는 요철부분에 순차적으로 상기 롤러핀(700)이 수용되도록 하여 편심운동이 가능하도록 하기 위함이다.
그리고, 상기 하우징(100)과 출력디스크(400) 사이에는 틈새를 차폐하는 오일씰(800)이 더 구비되어, 하우징(100) 내부의 오일의 유출을 방지한다.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 트로코이드기어를 구비한 감속기의 작동에 대해 살펴본다.
먼저, 인풋기어(도시되지 않음)의 회전에 따라 맞물려 있는 상기 드라이브기어(110)가 회전한다. 그리고, 상기 드라이브기어(110)는 상기 크랭크샤프트(200)에 결합되어 있으므로 크랭크샤프트(200)가 회전하게 된다.
이와 같이 인풋기어(도시되지 않음)를 통해 입력된 외부의 회전이 상기 3개의 드라이브기어(110)에 전달되면서 1차감속이 이루어진다. 즉, 이때에는 인풋기어와 드라이브기어(110)의 톱니수 비(比) 만큼 감속이 이루어진다.(여기서 인풋기어의 톱니수가 드라이브기어의 톱니수보다 작음)
상기 드라이브기어(110)가 회전하게 되면, 이와 치차 결합되어 있는 크랭크샤프트(200)는 동일한 회전수로 회전한다.
그리고, 2단으로 이루어진 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 부분은 상기 한 쌍의 트로코이드기어(500)에 각각 삽입되어 있고, 이러한 한 쌍의 트로코이드기어(500)의 외주면에 형성된 톱니는 서로 엇갈리게 설치되며, 트로코이드기어(500)의 외주면 톱니에 삽입되는 상기 롤러핀(700)은 트로코이드기어(500)의 톱니 수보다 한 개 더 많은 수량이 등(等)간격으로 설치되어 있다.
따라서, 상기 크랭크샤프트(200)가 회전하면, 이러한 크랭크샤프트(200)의 2단 편심자(210) 부분에 장착된 한 쌍의 트로코이드기어(500)가 각각 회전하게 되어 감속이 이루어진다.
구체적으로 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 크랭크샤프트(200)가 (a)와 같이 원점에서 시계방향으로 회전하게 되면, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 부분은 편심되어 있으므로 편심운동(크랭크운동)을 하게 되어 자전과 동시에 공전을 하게 된다.
따라서, 도 3의 (b)상태를 거쳐 (c)상태가 되면, 크랭크샤프트(200)는 1회전을 완료하게 되고, 이에 따라 상기 트로코이드기어(500)는 반시계방향으로 등(等) 피치 간격으로 구비된 롤러핀(700)의 1피치 만큼 이동하게 된다. 도 3에는 2개의 트로코이드기어(500) 중 하나(전방)의 트로코이드기어(500) 상태를 도시하고 있으며, 나머지 다른 하나(후방)의 트로코이드기어(500)는 도 3에 도시된 트로코이드기어(500)와 별개로 순차적으로 움직인다. 즉, 상기 한 쌍의 트로코이드기어(500)는 서로 톱니의 요철 부분이 엇갈리게 설치되어 있다.
이처럼, 상기 크랭크샤프트(200)가 1회전을 하면, 상기 트로코이드기어(500)는 롤러핀(700)과 접촉하면서 1회 편심운동(크랭크운동)을 한다. 따라서, 결과적으로 상기 크랭크샤프트(200)의 회전 방향과 반대방향으로 롤러핀(700)의 1개 피치분 만큼 상기 트로코이드기어(500)가 회전을 하게 된다.
상기와 같은 트로코이드기어(500)를 통한 회전에 의해 2차감속이 이루어진다.
그런 다음에는 상기 트로코이드기어(500)의 회전이 상기 출력샤프트(410)를 통해 상기 출력디스크(400)에 전달되어 외부로 공급된다. 즉, 상기 트로코이드기어(500)에는 상기 출력디스크(400)와 고정된 출력샤프트(410)가 상기 출력홀(510)에 삽입되어 있으므로, 상기 트로코이드기어(500)가 회전함에 따라 상기 출력디스크(400)가 회전하게 되어 외부로의 회전 출력이 가능하게 된다.
이렇게 함으로써 상기 크랭크샤프트(200)의 회전수를 상기 롤러핀(700)의 핀 개수분만큼 감속할 수 있게 되어, 2차감속이 이루어진다.
이와 같이, 1차감속과 2차감속이 이루어지면, 총 감속비는 1차감속과 2차감속을 곱한 값이 되어 큰 감속을 이루게 된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
100. 하우징 110. 드라이브기어
200. 크랭크샤프트 210. 편심자
220. 니들베어링 230. 테이퍼롤러베어링
300. 홀더플랜지 400. 출력디스크
410. 출력샤프트 420. 스톱링
430. 탄성부재 500. 트로코이드기어
600. 메인베어링 700. 롤러핀
800. 오일씰

Claims (5)

  1. 외관을 형성하는 하우징(100)과;
    상기 하우징(100)의 일측으로 돌출되게 형성되어 인풋기어와 맞물려 회전하며, 기어의 치형이 크라우닝 형상을 가지도록 형성되는 다수의 드라이브기어(110)와;
    상기 다수의 드라이브기어(110)와 결합되어 함께 회전하며, 내측에는 2단으로 편심자(210)가 형성되는 크랭크샤프트(200)와;
    상기 하우징(100)의 일측에 구비되며, 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 일단이 삽입 장착되는 홀더플랜지(300)와;
    상기 하우징(100)의 다른 일측에 구비되며, 상기 다수의 크랭크샤프트(200)의 다른 일단이 삽입 장착되는 출력디스크(400)와;
    상기 하우징(100)의 내측에 구비되며, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210)가 좌우로 관통되게 설치되는 한 쌍의 트로코이드기어(500)와;
    상기 하우징(100)의 양단에 각각 구비되어, 상기 홀더플랜지(300)와 트로코이드기어(500)가 회전 가능하도록 지지하는 메인베어링(600)과;
    상기 하우징(100)과 트로코이드기어(500) 사이에 구비되며, 상기 트로코이드기어(500)의 편심 회전을 안내하는 다수의 롤러핀(700)을 포함하며;
    상기 출력디스크(400)에는,
    상기 크랭크샤프트(200)의 이탈을 차단하는 스톱링(420)과, 상기 스톱링(420)과 크랭크샤프트(200) 사이에 구비되어 상기 크랭크샤프트(200)에 일방향의 힘을 가하는 탄성부재(430)가 구비됨을 특징으로 하는 트로코이드기어를 구비한 감속기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부재(430)는 코니컬와셔(conical washer) 또는 파도와셔(wave Washer)임을 특징으로 하는 트로코이드기어를 구비한 감속기.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 크랭크샤프트(200)의 양단에는 한 쌍의 테이퍼롤러베어링(230)이 서로 대칭되게 설치되며, 상기 크랭크샤프트(200)의 편심자(210) 외측에는 니들베어링(220)이 쌍으로 설치됨을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 트로코이드기어를 구비한 감속기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 메인베어링(600)은,
    상기 하우징(100)의 양단에 서로 대칭되게 설치되며, 40도의 접촉각을 가지는 것을 특징으로 하는 트로코이드기어를 구비한 감속기.
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