KR20100008580U - 감속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 감속기에 관한 것으로서, 외측에 플랜지부를 가지며 일정 직경의 중공 부분을 갖는 링기어 고정 슬리브와, 상기 링기어 고정 슬리브 내면 중 일부에 고정되며 내주면에 일정 갯수의 치형이 형성되는 중공형 고정링 기어와, 상기 링기어 고정 슬링브 내면 중 나머지 부분에 회전 가능하도록 배치되며, 내주면에 상기 고정링 기어와 다른 갯수의 치형이 형성되는 중공형 회전링 기어와, 상기 회전링 기어와 고정링 기어에 동시에 치합되며 중앙에 설치되는 선기어에 의해 회전력을 전달받는 적어도 두 개의 중공형 유성 기어와, 상기 링기어 고정 슬리브의 플랜지부에 고정되어 상기 감속기가 해당 기계에 설치되도록 유도하는 중공형 선회베어링 외륜 및 상기 선회 베어링 외륜의 내주면에 회전 가능하도록 설치하되, 상기 회전링 기어와 함께 회전되도록 고정되는 중공형 선회베어링 내륜을 포함하고, 상기 유성 기어를 지지하는 캐리어를 배제시킴으로써 독자적으로 링기어내에 구속되어 타원 형태로 탄성 변형되어 운전되어 백래쉬를 설정할 필요가 없으며, 조립 공수가 비교적 간단하며 소형 및 대형 기계 설비에 두루 적용할 수 있다.

감속기, 유성 기어, 탄성 변형, 링기어, 선회베어링, 감속, 치차

Description

감속기{GEAR REDUCER}

본 고안은 입력축의 고속 회전을 감소시키면서 토크를 높혀 출력시킬 수 있는 감속기에 관한 것으로서, 특히 유성 기어를 지지하기 위한 별도의 캐리어가 필요없으며, 기어들의 탄성 압입에 의해 백래쉬가 전혀 없도록 유도하여 대형 및 소형 기계에 적용시킬 수 있도록 구현되는 감속기에 관한 것이다.

일반적으로 감속기(reducer)는 다수의 기어링 조합으로 입력축에 입력되는 고속 회전을 감소시키고, 이에 반하여 토크를 증가시켜 출력시킴으로써 다양한 산업 기계 전반에 걸쳐 주요 구성 요소로 사용되고 있다.

상술한 감속기로는 웜 감속기, 싸이클로 감속기, 유성 기어 감속기 등 다양한 감속기가 사용된다. 상기 웜 감속기나 싸이클로 감속기는 고정밀도의 분할 정도가 요구되는 로봇 관절용 감속기나 회전 테이블 또는 용접 포지셔너에 주로 사용되고 있으나, 전달되는 회전 모멘트가 소형이며 가격이 고가이기 때문에 유성 기어 감속기를 주로 사용한다.

상기 유성 기어 감속기는 외형을 이루며 내주에 치차열이 형성된 인터널 기어와, 상기 인터널 기어의 중심부에 배치되며, 동력원에 의해 회전하도록 입력축이 마련된 선기어(평기어)와, 상기 선기어와 인터널 기어 사이에 맞물리도록 배치된 복수개의 유성 기어와, 상기 유성 기어들의 축 단부가 결합되어 회전하도록 상기 인터널 기어의 측면에 배치되며 중심 부위에 출력축이 마련된 캐리어를 포함하고 있다. 상기 캐리어는 상기 유성 기어의 중심축에 마련된 베어링의 지지를 받고 있기 때문에 감속기의 동작시, 상기 유성 기어는 내경의 변형없이 진원을 유지하도록 운전된다.

이러한 종래의 유성 기어 감속기는 별도의 캐리어를 사용하여 유성 기어들을 지지하기 때문에 상기 캐리어로 인해 각 기어들의 원활한 치합이 달성되지 못하고 누적 공차가 심하여 각 기어간의 이격거리로 인한 소음 및 진동 발생이 심화되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 고안의 목적은 비교적 저렴한 비용으로 소형 및 대형 기계 장치에 모두 적용 가능하도록 구현되는 감속기를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 별도의 캐리어를 배제시킴과 동시에 부품수를 최소화하여 조립 공수를 증가시키고 동작을 원활히 수행할 수 있도록 구현되는 감속기를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 각 기어들을 조립할 때 강제 압입하는 방식으로 조립하여 동작시 탄성 변형을 일으키게 함으로써 백래쉬 설정이 필요없어, 설계의 용이성 및 기기의 원활한 동작을 제공하는 감속기를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안은 감속기에 있어서, 외측에 플랜지부를 가지며 일정 직경의 중공 부분을 갖는 링기어 고정 슬리브와, 상기 링기어 고정 슬리브 내면 중 일부에 고정되며 내주면에 일정 갯수의 치형이 형성되는 중공형 고정링 기어와, 상기 링기어 고정 슬링브 내면 중 나머지 부분에 회전 가능하도록 배치되며, 내주면에 상기 고정링 기어와 다른 갯수의 치형이 형성되는 중공형 회전링 기어와, 상기 회전링 기어와 고정링 기어에 동시에 치합되며 중앙에 설치되는 선기어에 의해 회전력을 전달받는 적어도 두 개의 중공 형 유성 기어와, 상기 링기어 고정 슬리브의 플랜지부에 고정되어 상기 감속기가 해당 기계에 설치되도록 유도하는 중공형 선회베어링 외륜 및 상기 선회 베어링 외륜의 내주면에 회전 가능하도록 설치하되, 상기 회전링 기어와 함께 회전되도록 고정되는 중공형 선회베어링 내륜을 포함함을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 감속기는 유성 기어를 지지하는 캐리어를 배제시킴으로써 유성 기어 내경에 구비되는 별도의 베어링의 지지없이 중공형으로 형성되기 때문에 독자적으로 구속되어 타원 형태로 탄성 변형되어 운전되어 백래쉬를 설정할 필요가 없으며, 조립 공수가 비교적 간단하며 소형 및 대형 기계 설비에 두루 적용할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 고안에 따른 감속기의 분리 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 감속기의 결합된 상태 및 요부 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 감속기(1)는 입력축(구동축)의 동력을 전달하는 하나의 선기어(10)에 3개의 유성 기어(20)를 함께 치합시키 도록 구현된다. 바람직하게도 상기 유성 기어(20)는 동일한 각도를 갖도록 위치시킬 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 상기 유성 기어(20)는 2개 또는 4개 이상 적용하여도 무방할 것이다.

상기 선기어(10)와 유성 기어(20)는 함께 치합되어 일정 직경을 갖는 고정링 기어(30)의 내부에 치합된다. 따라서, 상기 고정링 기어(30)의 내주면에는 상기 유성 기어(20)와 치합될 수 있는 치형(31)이 형성될 것이다. 상기 고정링 기어(30)는 상기 유성 기어(20)의 치폭의 절반에 위치 시키며, 나머지 절반은 회전링 기어(50)를 위치시킨다. 따라서, 상기 회전링 기어(50)의 내면에 역시 치형(51)이 형성되어 상기 유성 기어(20)와 치합될 것이다.

상기 고정링 기어(30)와 상기 회전링 기어(50)는 링기어 고정 슬리브(40)의 내주면(41)에 담지되도록 설치된다. 이때, 상기 고정링 기어(30)의 외주면에는 고정홈(32)이 원주를 따라 일정 간격으로 형성되어 있으며, 상기 링기어 고정 슬리브(40)의 내면에는 상기 고정홈(32)에 요합되기 위한 고정핀(42)이 형성된다. 따라서, 상기 고정링 기어(30)는 상기 링기어 고정 슬리브(40)의 내면(41)에 고정되는 방식으로 설치될 것이다. 그러나, 상기 회전링 기어(50)는 상기 링기어 고정 슬리브(40)내에서 회전 가능하도록 설치된다. 즉, 고정링 기어(30)는 외부에 링기어 고정 슬리브(40)의 내주면(41)에 박음되어 고정핀(42)으로 회전력을 지지하며 회전링 기어(50)와의 중심 불일치를 링기어 고정 슬리브(40)의 탄성 변형으로 보정하도록 한다. 또한 상기 링기어 고정 슬리브(40)의 외주면을 따라 돌출되도록 형성되는 플랜지부(43)는 볼트(미도시 됨)로 선회 베어링(60)의 외륜(61)과 함께 기계의 본체 에 견고하게 고정된다.

상기 회전링 기어(50)는 상기 선회 베어링 내륜(62)의 측면에 설치된 회전링 기어(50)의 잇수와 동일하게 가공된 외치(621)에 압입되어 있어 상기 회전링 기어(50)의 회전에 따라 유격없이 상기 선회 베어링 내륜(62)의 회전을 유도하게 된다.

이때, 고정링 기어(30)와 회전링 기어(50)는 잇수를 서로 상이하게 형성시킴으로서 상기 유성 기어(20)가 상기 고정링 기어(30)의 원주를 1회전하면 두 개의 링기어(고정링 기어, 회전링 기어)(30, 50)의 잇수차 만큼 상기 회전링 기어(50)는 회전 각도의 차가 발생된다. 이 차이가 감속비가 된다. 대략 이 감속비는 50 ~ 500 정도의 범위가 된다. 요구되는 감속비가 매우 크거나 정확한 속비가 요구될 경우에는 상기 선 기어(20)의 회전을 치차 또는 벨트 등으로 감속하여 조정할 수 있을 것이다.

일반적인 치차 감속기는 치차가 맞물림 할 경우에 두 개의 치 사이에는 일정한 유격(backlash)을 두어야 회전이 가능하지만 본 고안에 따른 감속기(1)는 선기어(10)와 얇은 두께를 가진 유성 기어(20)와 상대적으로 얇은 두께의 링기어(30, 50)가 탄성 변형 내에서 강제로 압입되어 있으므로 유격 없이 맞물림이 가능하다. 상기 기어들이 조립된 상태에서는 상기 유성 기어(20)는 중공형 홀(21)이 형성되어 미소하게 타원 형상으로 변형되고, 상기 링 기어(30, 50)는 상기 유성 기어(20) 개수 만큼 다각형으로 변형되면서 회전한다.

부가적으로, 상기 선기어(10)의 회전축에는 엔코더 용 샤프트(71)가 관통되 는 방식으로 아이들(idle) 회전하도록 설치되며, 상기 선회 베어링 내륜(62)과 함께 회전하도록 설치되는 커버(81)와 일체로 형성이 가능하다. 상기 엔코더 용 샤프트(71)에는 엔코더(도 3의 5)를 설치하여 상기 선기어(10)의 고속 회전 입력에 따른 선회 베어링 내륜(62)의 저속 및 고 토크의 회전수를 체크할 수 있는 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 감속기가 적용된 감속 모듈(2)의 개략적인 구성도 및 단면도로써, 소정의 하우징(82)에 본 고안에 따른 감속기(1)가 설치된다. 상기 감속기(1)의 일측은 선회 베어링(60)이 노출되는 방식으로 설치될 수 있는데, 더욱 상세하게는, 상기 하우징(82)에 고정된 선회 베어링 외륜(61)내에서 회전하는 선회베어링 내륜(62)을 포함한다.

상기 하우징(82)의 일측으로는 구동 모터(4) 및 상기 구동 모터(4)의 고속 회전을 1차적으로 감속시켜주는 전단 감속기(3)가 설치될 수 있으며, 상기 전단 감속기(3)에서 출력되는 회전수는 본 고안에 따른 감속기(1)에 전달되어 소망 저속 회전 및 고 토크를 갖도록 상기 선회 베어링 내륜(62)을 통해 출력되는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 감속기의 분리 사시도

도 2는 본 고안에 따른 감속기의 결합된 상태 및 요부 사시도; 및

도 3은 본 고안에 따른 감속기가 적용된 감속 모듈의 개략적인 구성도 및 단면도.

Claims (5)

1. 감속기에 있어서,

   외측에 플랜지부를 가지며 일정 직경의 중공 부분을 갖는 링기어 고정 슬리브;

   상기 링기어 고정 슬리브 내면 중 일부에 고정되며 내주면에 일정 갯수의 치형이 형성되는 중공형 고정링 기어;

   상기 링기어 고정 슬링브 내면 중 나머지 부분에 회전 가능하도록 배치되며, 내주면에 상기 고정링 기어와 다른 갯수의 치형이 형성되는 중공형 회전링 기어;

   상기 회전링 기어와 고정링 기어에 동시에 치합되며 중앙에 설치되는 선기어에 의해 회전력을 전달받는 적어도 두 개의 중공형 유성 기어;

   상기 링기어 고정 슬리브의 플랜지부에 고정되어 상기 감속기가 해당 기계에 설치되도록 유도하는 중공형 선회베어링 외륜; 및

   상기 선회 베어링 외륜의 내주면에 회전 가능하도록 설치하되, 상기 회전링 기어와 함께 회전되도록 고정되는 중공형 선회베어링 내륜을 포함함을 특징으로 하는 감속기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 선기어와 치합되는 유성 기어는 상기 고정링 기어 및 회전링 기어의 내 경에서 백래쉬가 없으며, 회전시 파괴 변형 한도내에서 탄성 변형하도록 강제 압입하여 설치함을 특징으로 하는 감속기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 링기어 고정 슬리브의 내주면에는 원주 방향을 따라 일정 간격을 갖는 고정핀이 형성 또는 설치되며, 상기 고정링 기어의 외주면에서는 상기 고정핀이 요합될 수 있는 고정홈을 설치하여, 상기 고정링 기어가 상기 링기어 고정 슬리브내에서 회전하지 않도록 설치함을 특징으로 하는 감속기.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 선회 베어링 내륜에는 상기 회전링 기어의 치형과 맞물릴 수 있는 외치가 돌출 형성되어 상기 회전링 기어와 함께 회전하도록 함을 특징으로 하는 감속기.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 고정링 기어와 회전 링 기어는 상기 유성 기어의 치폭의 각각 절반을 차지하도록 치합됨을 특징으로 하는 감속기.

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