KR20040012823A

KR20040012823A - 회전운동을 저속의 왕복운동으로 전환시키기 위한마찰유성기어조립체

Info

Publication number: KR20040012823A
Application number: KR10-2003-7014756A
Authority: KR
Inventors: 프렌켄에그베르트
Original assignee: 구스타프 클라우케 지엠비에이치
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2004-02-11
Also published as: EP1390644B1; PT1390644E; WO2002095264A1; CN1509382A; DE10124265A1; CN1291178C; KR100904940B1; US7086979B2; US20040182189A1; ES2243734T3; ATE302364T1; DE10124265B4; DE50203960D1; EP1390644A1; ZA200308474B

Abstract

본 발명은 전기모터(5)의 출력축인 기어조립체축(3)으로 구성되는 기어조립체에 관한 것으로, 출력회전동체(15)가 기어조립체축(3)과 결합되어 기어조립체축과의 접촉으로 방사상 방향으로 상호작용하고, 기어조립체축의 축방향에서 축방향으로 이동될 수 있고 출력회전동체(15)에 압력을 가하는 상측 안내동체와 상호작용한다. 기어조립체축의 상호작용 영역은 원형단면을 가지고, 안내동체(13)의 안내면(20)은 그 주연에서 높이가 달라질 수 있게 된 구조를 갖는다.

Description

회전운동을 저속의 왕복운동으로 전환시키기 위한 마찰유성기어조립체 {FRICTION-WHEEL PLANETARY GEAR FOR CONVERTING A ROTATING MOVEMENT INTO A BACK AND FORTH MOVEMENT WITH DECREASED FREQUENCY}

이러한 형태의 기어조립체는 잘 알려져 있으며 전기기계에 널리 사용되고 있다.

상기 언급된 종래기술에 비추어 본 발명의 한가지 기술적인 문제점은 이러한 형태의 기어조립체를 유리하게 개발하는 것에 있는 것으로 보인다.

본 발명은 기어조립체축, 즉 전기모터의 출력축과 기어조립체축에 결합되는 출력회전동체를 갖는 기어조립체에 관한 것이다.

도 1은 유압프레스장치에 사용되는 본 발명의 제1실시형태에 따른 기어조립체의 일부를 절개하여 보인 사시도,

도 2는 도 1에서 보인 기어조립체를 갖는 프레스장치의 종단면도,

도 3은 도 2의 III-III 선 단면도,

도 4는 기어조립체의 제1실시형태의 분해사시도,

도 5는 기어조립체에서 피스턴을 형성하는 상측 안내동체가 최하측 위치에 놓여 있는 것을 보인 부분확대단면도,

도 6은 도 5의 VI-VI 선 단면도,

도 7은 도 5의 VII-VII 선 단면도,

도 8은 도 5와 유사하나, 상측 안내동체가 상사중심위치에 놓인 것을 보인 단면도,

도 9는 도 8의 IX-IX 선 단면도,

도 10은 도 8의 X-X 선 단면도,

도 11은 제2실시형태의 기어조립체를 보인 분해사시도,

도 12는 도 5와 유사하나, 이동량이 제로인 위치에 놓인 제2실시형태를 보인 단면도,

도 13은 도 12의 XIII-XIII 선 단면도,

도 14는 도 12의 XIV-XIV 선 단면도,

도 15는 도 12와 유사하나, 출력회전동체가 출력축을 중심으로 하여 90°회전이동된 상태를 보인 단면도,

도 16은 도 15의 XVI-XVI 선 단면도,

도 17은 도 15의 XVII-XVII 선 단면도,

도 18-도 23은 도 12-도 17와 유사하나 최대이동거리의 반부분의 위치에 놓인 실시형태를 보인 단면도,

도 24-도 29는 도 12-도 17과 유사하나 최대이동거리의 위치에 놓인 실시형태를 보인 단면도,

도 30은 기어조립체의 다른 실시형태를 보인 분해사시도,

도 31은 상측 안내동체가 상사중심위치에 놓여 있는 것을 보인 것으로 도 30에서 보인 기어조립체의 종단면도,

도 32는 도 31의 XXXII-XXXII 선 단면도,

도 33은 도 31의 XXXIII-XXXIII 선 단면도,

도 34-도 36은 도 31-도 33과 유사하나 상측 안내동체가 하사중심위치에 놓여 있음을 보인 단면도,

도 37은 기어조립체의 또 다른 실시형태를 보인 분해사시도,

도 38은 도 37에서 보인 실시형태의 기어조립체를 보인 종단면도,

도 39는 도 38의 XXXIX-XXXIX 선 단면도,

도 40은 도 38의 XL-XL 선 단면도,

도 41은 도 38에서 보인 것에 대하여 90°회전이동된 기어조립체의 종단면도,

도 42는 기어조립체의 또 다른 실시형태를 보인 분해사시도,

도 43은 도 42에서 보인 기어조립체의 종단면도,

도 44는 도 43의 XLIV-XLIV 선 단면도,

도 45는 도 43의 XLV-XLV 선 단면도,

도 46-도 48은 도 43-도 45에 유사하나 출력회전동체가 기어조립체에 대하여 이동된 후의 상태를 보인 단면도,

도 49-도 51은 도 43-도 45에 유사하나 출력회전동체가 더욱 이동된 후의 상태를 보인 단면도,

도 52는 높이가 다르게 구성된 안내동체의 제작을 설명하는 설명도,

도 53은 도 5와 유사하나 축에 대하여 회전속도가 감속되는 구조를 보인 종단면도이다.

이러한 문제점은 청구항 제1항의 주제의 의하여 해결되는 바, 출력회전동체가 기어조립체축에 대하여 접함으로서 방사상 방향으로 기어조립체과 상호작용하고, 축방향으로 이동될 수 있고 출력회전동체에 대하여 탄지되는 안내동체(상측)와 기어조립체축의 축방향으로 상호작용하며, 안내동체의 안내면이 적어도 출력회전동체의 회전의 원형궤도에 대하여 그 주연에서 높이가 달라질 수 있도록 구성된다. 더욱이, 출력회전동체와 상호작용하는 출력축의 영역이 원형의 단면을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로, 본 발명은 기어조립체축의 회전운동이 기어조립체축에 대하여 동축상인 안내동체의 축방향 운동으로 전환될 수 있도록 하는 기어조립체를 제공한다. 특히, 기어조립체의 비교적 높은 고속 회전속도로부터 출력회전동체 또는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 출력회전동체가 수용되는 케이지의 저속 회전속도로의 감속이 이루어진다. 좁은 의미에서 마찰기어조립체, 특히 유성마찰기어조립체로 분류될 수 있는 기어조립체는 또한 특히 기어조립체축의 회전운동이 안내동체의 왕복운동으로 전환될 수 있도록 한다. 특히, 이러한 운동은 기어조립체축의 방향으로 이루어지는 왕복운동이다.

그러나, 본 발명은 또한 이러한 형태의 기어조립체에 의하여 왕복운동이 회전운동으로 전환되는 역전환시컨스도 포함한다. 이와같은 경우, 기어조립체에서 보았을 때 기어조립체축은 출력축이다.

출력회전동체에 대한 안내동체의 가압은 출력회전동체가 안내면에 일정하게 접촉할 수 있도록 함을 의미한다. 안내면은 높이가 달라질 수 있도록 구성되어 있으므로, 안내면의 상이한 축방향 위치는 출력회전동체의 회전위치에 따라서 달라질것이다. 따라서, 출력축의 회전운동은 안내동체의 펌핑운동으로 전환된다. 이와 같은 경우, 기어조립체는 간단한 구조를 가지며, 기어조립체축과 예를 들어 안내동체에 직접 형성되어 있는 피스턴면을 구동시키는 전기모터가 케이싱내에서 축방향으로 연속하여 배치될 수 있도록 한다. 따라서, 롯드형 장치 케이싱이 구성될 수 있다.

안내동체가 피스턴의 형태로 구성될 때, 본 발명에 따른 기어조립체는 예를 들어 인젝션 펌프 또는 전기작동형 에어펌프에 사용될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 유압 또는 공압공구를 작동시키기 위하여 유압이 피스턴 또는 안내동체를 통하여 증가될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 더욱이, 본 발명에 따른 기어조립체는 진동발생장치로서 세척기 또는 연마기에 배치될 수 있으며, 이와 같은 경우 이들 공구는 기어조립체축을 통하여 회전되고 구동되는 공구의 진동(축방향)이 안내면에 작용하거나 또는 선택적으로 안내동체의 스프링보조형 왕복운동이 결합되어 출력회전축을 통하여 발생된다.

더욱이, 본 발명은 출력축을 갖는 모터, 좋기로는 전기모터에 관한 것으로, 출력축은 지지구조를 갖는다. 모터, 좋기로는 문제의 형태의 전기모터를 개선하기 위하여, 출력축의 지지구조는 이러한 지지구조가 출력축에 직접 상호작용하는 출력회전동체로 구성되도록 제안되며, 출력회전동체는 상측과/또는 하측 안내동체와 상호작용한다. 이러한 구성으로 구조가 간단한 출력축 지지구조를 얻을 수 있다. 이와 같은 경우, 출력회전동체는 출력축에 결합된다. 지지구조의 이러한 구성은 특히 출력축의 축방향에서 출력회전동체가 축방향으로 이동될 수 있고 출력회전동체측으로 탄지된 상측 안내동체와 상호작용하는 경우 유리한 것으로 확인되었으며, 안내동체의 안내면은 그 주연에서 높이가 달라질 수 있도록 구성된다. 따라서, 출력축에 지지구조를 제공하는 것에 부가하여 선택된 구성은 출력축의 회전운동을 안내동체, 특히 상측 안내동체의 왕복운동으로 전환시키는 효과를 보임으로서 예를 들어 전기모터 또는 진동발생기에 의하여 구동되는 펌프의 구성이 가능하도록 한다.

이후 설명되는 잇점과 개선점은 청구범위 제1항에 기술된 바와 같은 기어조립체축을 갖는 기어조립체와, 청구범위 제2항에 기술된 바와 같은 출력축을 갖는 모터, 그리고 본 발명의 이들 주제의 조합에 관한 것이다. 설명을 간명하게 하기 위하여, 모터와 기어조립체의 축은 이후의 설명에서 일반적으로 기어조립체축이라 한다(본문에서 달리 언급하지 않는 한 기어조립체축이라 한다).

따라서, 유리한 개선점에서, 상측 안내동체, 즉, 전기 모터로부터 원격한 출력회전동체 측에 배치된 안내동체는 이러한 안내동체가 기어조립체축을 향하여 경사지고(전기모터측으로부터 상측 안내동체를 향하여 볼 때) 단면은 기어조립체축의 자유단부를 향하여 볼 때 기어조립체축의 종축선에 대하여 예각을 이룬다. 따라서, 안내면은 첨단부를 향하여 연장되어 출력회전동체와 안내면 사이에 타원접촉이 이루어질 수 있도록 하는 원추형면을 형성한다. 이 점에 관하여, 기어조립체축과 동심원상인 원에 대하여 높이가 달라질 수 있는 구조를 이루는 것이다. 예를 들어, 안내동체의 안내면은 밀링 컷터에 의하여 구성될 수 있으나, 이러한 안내면은 원형의 형상으로부터 편중되게 안내된다.

원추형면, 즉 안내면을 포함하는 요소-이 요소는 안내동체이다-는 후측으로 향하는 탄지력에 의하여 출력회전동체를 향하여 전환된다. 출력회전동체의 구조에 있어서, 이들은 디스크의 형태로 구성되는 것이 좋다. 출력회전동체는 예를 들어 볼 형태로 구성될 수도 있다. 더욱이, 디스크 형태의 구조에 있어서, 출력회전동체는 기어조립체축에 대하여 직경방향으로 대향되게 케이지 내에 수용되는 것이 유리한 것으로 확인되었다. 이러한 구조는 기어조립체축 또는 출력축에 대하여 방사상으로 정렬된 상태에서 작용토록 한다.

더욱이, 반대측, 즉 구동측 또는 모터측에서 하측 안내동체와 상호작용토록 하는 것이 특히 유리한 것으로 확인되었다. 아울러, 축방향에서 보았을 때 출력회전동체는 두 안내동체 사이에 갇히어 양측에서 관련된 안내면에 작용한다. 역시 이 경우에 있어서, 하측 안내동체의 안내면은 기어조립체축을 향하여 경사지고 단면이 기어조립체축 또는 출력축의 모터측 단부를 향하여 보았을 때 기어조립체축 또는 출력축의 종축선에 대하여 예각을 이루도록 연장되는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서 상측 및 하측 안내동체의 안내면의 경사각도는 기어조립체 종축선에 대하여 여러 각도를 포함하고, 기어조립체 종축선에 대하여 하측 안내동체의 안내면의 각도는 90°까지의 각도를 가질 수 있다. 이 점에 관하여, 하측 안내동체의 안내면은 높이에 대하여 균일하게 구성될 수 있어 이러한 안내면이 출력회전동체의 회전방향으로 균일한 하측 지지면의 기능을 충족시킬 수 있도록 할 수 있다. 그러나, 하측 안내동체의 안내면은 그 주연에 대하여 높이가 다르게 구성될 수 있다. 상측 안내동체의 안내면의 구성의 경우에도 동일한 방법으로, 하측 안내동체에 첨단부를 향하여 연장되어 출력회전동체와 안내면 사이에 타원접촉이 이루어질 수 있도록 하는 원추형면이 형성될 수 있다. 아울러, 상측 안내동체는 출력회전동체에 의하여 축방향으로 편향되고, 하측 안내면의 높이를 다르게 구성함으로서 출력회전동체와 함께 상측 안내동체가 탄지력 또는 편중력에 대항하여 진동방식으로 이동된다. 상측 안내동체의 회전 및 인상중에 출력회전동체가 하측 안내동체상에 지지되므로 안내면을 그 높이를 다르게 구성한 것에 관계없이 하측 안내동체는 출력회전동체의 회전운동에 대하여 결정적인 구성요소이다.

한 구성에 따라서, 두 안내동체는 출력축과 출력회전동체에 대하여 회전되지 않게 고정적으로 배치된다. 그러나, 조절이동이 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 한 유리한 구성에 있어서는 적어도 높이를 다르게 하측 안내동체와 상측 안내동체를 구성함으로서 이들 안내동체가 주연방향으로 상대측에 대하여 조절될 수 있도록 할 수 있다. 또한 안내동체의 축방향 운동을 고려할 때 높이를 달리 한 하측 안내동체의 안내면은 기어조립체축의 하중은 축방향으로 유도한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 적합한 경우 적당한 축커플링을 이용하여 축방향으로 이동가능한 축을 제공할 수도 있다.

축력회전동체와 기어조립체축 또는 출력축의 상호작용에 대하여, 출력회전동체는 기어조립체축 또는 출력축의 축선에 평행하게 연장된 축결합면을 갖도록 제안된다. 이 점에 관하여, 출력회전동체는 기어조립체축 또는 출력축에 의하여 마찰결합방식으로 이동될 수 있도록 할 수 있다. 더욱이, 출력회전동체는 기어조립체축에 대한 안내동체의 안내면과 같이 기어조립체축에 대한 동일한 각도로 연장된 안내면 결합면을 갖는다. 따라서, 출력회전동체를 디스크 형태로 구성되는 경우, 이들 출력회전동체는 주연변부의 영역에서 경사면을 갖는 것이 좋다. 그러나, 출력회전동체는 안내면 결합면으로서 주연변부에 의하여 해당 안내동체의 안내면과 상호작용토록 할 수 있다. 더욱이, 주연변부의 단면은 만곡형 주연변부, 예를 들어 원의 세그먼트 형상으로 만곡된 주연변부를 가질 수 있다. 이는 주연방향으로 요입되게 연장된 안내동체의 안내면과 상호작용하여 회전요소가 특히 유리하게 쌍을 이룰 수 있도록 한다.

다른 실시형태에 따라서, 기어조립체축 또는 출력축은 출력회전동체의 주연톱니와 결합하는 주연톱니를 갖는다. 이러한 방식으로 구성된 출력회전동체는 기어조립체축 또는 출력축에 대하여 서로 직경방향으로 대향되게 케이지내에 수용될 수 있다. 다른 한편으로, 출력회전동체는 출력회전동체와 기어조립체축을 수용하는 링동체의 내부톱니에 결합되도록 할 수 있다. 이 역시 기어조립체축 또는 출력축에서방사상으로 전반적으로 작용할 수 있도록 한다. 기어조립체축 또는 출력축의 사전에 결정된 회전속도에 대하여 진동운동의 주파수를 증가시키기 위하여, 3개 이상의 출력회전동체를 제공할 수도 있다. 또한 상측 안내동체의 안내면과 적당한 경우 하측 안내동체의 안내면도 출력회전동체의 수에 따라서 높이가 다르게 구성될 수 있다. 축방향으로 연속하여 출력회전동체의 둘 이상의 조립체와 상측 안내동체를 제공함으로서 이동거리를 더욱 연장시킬 수 있다.

본 발명에 따른 기어조립체는 구조가 매우 간단하다. 원추형의 안내면을 갖는 출력회전동체와 안내동체도 제작이 간단하다. 또한 이들은 공지의 기어조립체 보다 원활하게 작동한다. 다른 잇점은 순수한 싸인곡선운동이 가능하다는 점이다. 또한 기어조립체는 비교적 경량이며 차지하는 공간도 적다. 상측 안내동체와 적당한 경우 출력히전동체의 진동운동중에 펌핑효과 때문에 나타나는 불필요한 동력손실을 상쇄하기 위하여, 축방향으로 이동가능한 상측 안내동체에는 기어조립체축의 길이방향 연장선으로 향하는 통공이 구비될 수 있다. 상측 안내동체의 이동은 피스턴 직경, 즉 안내동체의 직경의 약 1/10 ~ 1/30 정도가 좋다. 만약, 안내동체가 동시에 폐쇄형태의 피스턴으로서 작용토록 되어 있다면, 방사상 방향으로 적당한 환기가 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어 이와 같은 환기를 위한 개방부가 기어조립체를 방사상으로 둘러싸고 있는 벽에 형성될 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1-도 3에서, 본 발명에 따른 기어조립체(1)가 예를 들어 유압프레스장치(2)에 배치되어 사용되는 것으로 설명된다.

유압프레스장치(2)는 기어조립체축(3)을 구비하며 도시된 실시형태에서 축전배터리(4)에 의하여 구동되는 전기모터(5)를 갖는다 배터리(4)가 프레스장치(2)에 결합되는 것을 도 1에서만 예시하였다.

전기모터(5)에 의하여, 피스턴(6)이 유압의 증가로 프레스장치(2)의 압축스프링(7)의 힘에 대항하여 이동된다. 프레스작동중에 고정 프레스 조오(10)를 향하여 이동되는 가동 프레스 조오(9)가 피스턴축(8)을 통하여 피스턴(6)에 연결된다.

이후 상세히 설명되는 본 발명에 따른 기어조립체(1)의 구성은 전기모터(5)에 의하여 구동되는 기어조립체축(3)의 회전운동이 펌핑 피스턴(34)의 진동펌핑운동으로 전환된다. 이러한 왕복펌핑운동은 기어조립체축(3)의 축방향으로 이루어지므로 피구동장치-이 경우에 있어서 프레스장치-는 롯드형으로 구성된다.

더욱이, 본 발명에 따른 기어조립체는 또한 펌핑운동이 이루어지는 다른 장치, 예를 들어 전기모터에 의하여 구동되는 인젝션 펌프 또는 에어 펌프 등에 이용될 수 있다. 더욱이, 기어조립체 동체의 진동운동은 예를 들어 세척기 또는 연마기와 같이 장치에서 진동을 발생토록 하는데 이용될 수 있다.

도 4-도 10은 본 발명에 따른 기어조립체의 제1실시형태를 보인 것이다. 본 발명의 기어조립체는 실질적으로 원통형 케이싱(11)내에 배치된 하측 안내동체(12), 상측 안내동체(13)와, 안내동체(12)(13) 사이에 배치되고 케이지(14)내에 수용되는 두개의 출력회전동체(15)로 구성된다.

전기모터(5)의 기어조립체축(3)에 대하여 동축상으로 배치된 안내동체(12)913)는 케이징(11)내의 회전이 고정된 위치에 수용되며, 이를 위하여, 예시된 실시형태에서는 고정핀(16)이 안내동체(12)(13)에서 회전축선에 평행하게 형성된 홈(17)에 주연측에서 반부분이 삽입되고 케이싱(11)에서 동일한 방향으로 형성되 내벽요구(18)에 주연측에서 다른 반부분이 삽입되어 고정된다.

각 안내동체(12)(13)는 서로 대향하는 안내면(19)(20)을 갖는다.

디스크의 형태로 구성된 출력회전동체(15)는 전기모터(5)측을 향하는 하측 안내동체(12)와 전기모터(5)로부터 원격한 상측 안내동체(13) 사이에 배치되며, 이들 출력회전동체(15)의 회전축선은 출력축(3)의 종축선 x에 평행하게 배치된다.

양측에서, 출력회전동체(15)는 이들의 회전주연변부에 의하여 안내동체(12)(13)의 각 안내면(19)(20)과 상호작용한다.

이미 언급된 바와 같이, 출력회전동체(15)는 이들이 기어조립체축(3)에 대하여 서로 직경방향으로 대향되게 놓이도록 케이지(14)내에 수용된다. 아울러, 케이지(14)는 안내동체와 함께기어조립체축의 둘레를 회전한다. 케이지(14)의 회전속도는 회전동체의 회전속도로 감속된다. 또한 이는 예를 들어 도 53에서 보인 실시형태와 같은 구성에 이용될 수 있다.

도 53은 도 5와 유사하나 안내동체(13)가 단순히 주연링의 형태로 구성되고 케이지(14)에 부착 또는 고정되게 연결된 중공축(35)이 안내동체(13)를 통하여 외측으로 관통된다. 이 중공축(35)은 축(3)의 회전속도 보다 낮은 케이지(14)의 회전속도가 다른 목적을 위하여 이용되고 축(3)이 동시에(중공축을 관통하여) 이용되어야 하는 경우에 이용될 수 있다. 만약 동시에 축(3)이 이용되는 것이 바람직하지 않은 경우, 중공축(35)은 중공축으로 구성될 필요는 없다. 이와 같은 경우 이는 솔리드형의 축으로 구성될 수 있다.

전동을 위한 축(3)은 하측 안내동체(12)의 베이스(21)와 케이지(14)의 중심을 통하여 관통하고, 출력축 단부(23)가 케이지(14)의 후측에서 이 케이지(14)의 외측으로 돌출된다.

상측 안내동체(13)의 베이스는 중심에, 즉 출력축(3)의 축방향 연장부에 축직경에 일치하는 통공(24)을 갖는다.

출력회전동체(15)는 각각 회전측면으로 구성되고 출력축(3)의 종축선 x에 평행하게 연장된 축결합면(25)을 갖는다. 이들 결합면(25)은 출력축(3)의 면과 같이 평활한 형태이어서 출력축(3)과 출력회전동체(15) 사이의 상호작용이 마찰결합에 의하여 이루어진다.

출력회전동체(15)와의 상호작용 영역에서, 기어조립체축(3)은 단면이 원형이다. 출력축(3)과 출력회전동체(15) 사이의 상호작용 영역은 기어조립체축(3)에 대하여 출력회전동체(15)의 진동운동을 고려하여 출력회전동체(15)의 축결합면(25)의 높이(축방향 길이) 보다 크다(축방향 길이). 출력회전동체(15)는 진동운동의 전 싸이클을 통하여 축결합면(25)에 의하여 기어조립체축(3)과 연속적으로 접촉한다. 상호작용 영역에서, 또한 그 외측 영역에서, 기어조립체축(3)은 그 전 길이를 통하여 동일한 원형단면을 갖는 것이 좋다.

두 안내동체(12)(13)의 안내면(19)(20)은 이들이 기어조립체축(3)을 향하여 경사지고, 하측 안내동체(12)의 안내면(19)은 단면에서 기어조립체축(3)의 모터측 단부로부터 보았을 때 기어조립체축(3)의 종축선 x과 예각 α를 이루고 상측 안내동체(13)의 안내면(20)은 단면에서 기어조립체축(3)의 자유단부(23)를 향하여 보았을 때 기어조립체축(3)의 종축선 x과 예각 β를 이룬다. 예시된 실시형태에서, 각 α와 각 β는 각각 약 45°가 되게 선택된다.

안내면(19)(20)의 이러한 구성은 출력회전동체(15)의 주연변부가 상호작용하는 원추형 면을 형성토록 한다. 도시된 바와 같이, 안내면 결합면(26)을 형성하는 이들 주연변부는 경사지게 구성되어 이들 결하면(26)이 기어조립체(3)에 대한 안내면(19)(20)과 마찬가지로 기어조립체축(3)에 대하여 동일한 각도로 연장되도록 하는 것이 좋다.

더욱이, 상측 안내동체(13)는 이 안내동체가 측부 케이싱(11)에서 축방향으로 이동되고 출력회전동체(15)측으로 탄지되게 배치된다. 기어조립체(1)가 서두에 언급된 바와 같이 프레스장치(2)에 사용될 때, 이러한 탄지구조는 펌핑 피스턴(34)에 작용하는 압축스프링35)에 의하여 이루어진다. 근본적으로, 상측 안내동체에 작용하는 부품의 중량은 충분하다.

상측 안내동체(13)의 이러한 탄지구조에 의하여, 출력회전동체(15)는 항상 축방향 내측으로 작용하여 이들과 기어조립체축(3) 사이의 마찰결합이 확보된다.

기본윤곽에 대하여, 하측 안내동체(12)의 안내면(19)은 원형 형상에 일치하도록 안내동체(12)로부터 연삭된다. 따라서, 출력회전동체(15)의 안내면 결합면(26)은 하측 안내면(19)의 원형 회전경로와 상호작용한다.

만약, 상측 안내동체(13)의 안내면(20)이 하측 안내면(19)과 동일한 방법으로 제작되는 경우, 즉 원형의 기본윤곽을 갖도록 제작되는 경우, 제작이 간단한 축(구동축)지지구조는 공차에 크게 구애받지 않고 조립이 용이하게 이루어질 수 있다. 더욱이, 피스턴 펌프 또는 진동발생기를 제작하는데 이러한 구성을 이용하기 위하여, 상측 안내동체(13)의 안내면(20)은 예를 들어 밀링 컷터에 의하여 원형 형상으로부터 편중되게 제작됨으로서 상측 안내동체(20)는 기본윤곽이 타원형의 형태를 이루게 되고 기어조립체축(3)에 대한 원추각 β는 동일한 각도를 유지하게 된다. 따라서, 상측 안내동체(13)의 안내면(20)은 안내면(20)에 상호작용하고 출력동체축으로부터 보았을 때 원형궤도에서 회전하는 출력회전동체(15)에 대하여 그 주연방향에서 높이가 다르게 구성된다.

이러한 안내면의 구조를 고려하여, 탄지력은 상측 안내동체(13)에서 기어조립체축(3)에 의하여 구동되는 출력회전동체의 회전중에 그 축방향 변위에 의하여 그 높이가 맞추어질 수 있도록 한다.

도 5-도 10은 출력회전동체(15)가 종축선 x에 대하여 타원형의 기본윤곽의 최소반경을 갖는 상측 안내동체(13)의 안내면 영역을 통하여 관통하는 출력회전동체의 위치를 보이고 있다. 따라서, 상측 안내동체(13)는 피스턴의 형태로 축방향 최상측 위치로 이동된다(도 5-도 7 참조).

출력회전동체(15)가 더 회전하는 중에 이 출력회전동체는 타원형 기본윤곽의 큰 반경을 갖는 안내면 영역을 관통하며, 이는 안내면(20)의 원추형으로 균일한 구조를 고려할 때 상측 안내동체(13)가 주어진 탄지력에 의하여 최하측 위치로, 즉 출력회전동체(15)를 향하여 이동되도록 한다(도 8-도 10 참조). 따라서 출력회전동체(15)의 일정한 회전은 상측 안내동체(13)의 진동운동이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

도 5(또는 도 6, 도 7)과 도 8(또는 도 9, 도 10)은 축방향으로 상이한 위치에 놓이는 출력회전동체(15)와 안내동체(13) 사이의 접촉점을 통한 단면을 보이고 있다.

이 경우에 있어서, 이동량은 안내면 영역의 상이한 반경의 비율에 따라서 달라진다.

도 52는 본 발명에 따라서, 높이가 달라지도록 구성된 안내면을 갖는 안내동체를 제작하는 한 방법을 보인 것이다. 밀링 컷터(37)가 그 회전축선(40)이 타원형 경로(39)를 따라 안내된다. 밀링 컷터의 각도 β는 안내면(20)이 원추형으로 구성될 수 있도록 한다. 이론적인 원형궤도(38)로부터 타원경로(39)가 편중됨으로서 이론적인 원형궤도(38)에 기초하여 그 높이가 달라질 수 있는 안내면(20)이 구성될 수 있다.

안내면(19)(20)이 비대칭형인 상기 언급된 실시형태와는 다르게, 도 11-도 29는 안내면(19)(20)이 대칭(이는 원형궤도에 대하여 높이의 차이가 동일함을 의미한다)으로 구성되어 각 주면에서 높이가 균일하게 달라질 수 있는 실시형태를 보이고 있다. 이로써, 자동이동조절(예를 들어 상측 안내동체에 대한 작동압력 또는 대응압력에 자동적으로 정합되는 조절), 수동이동조절 또는 감시이동조절이 이루어지고, 이를 위하여 하측 안내동체(12)는 측부 케이싱(11)에서 90°의 회전각도에서회전이동될 수 있다. 따라서 선택된 위치를 조절함이 없이 작동중에 가하여지는 주연방향의 힘을 유지하기 위하여, 주연에서 상대측에 대한 안내동체의 특정한 위치가 예를 들어 해제가능한 캐치기구에 의하여 적당한 방법으로 고정될 수 있다. 그러나, 고정 및 조절력은 놀랍게도 매우 낮다. 하측 안내동체(12)에 고정되고 종방향 슬로트(27)의 영역에서 측부 케이싱(11)을 관통한 핸들(28)이 취급목적을 위하여 제공된다.

이러한 핸들(28)의 도움으로, 상측 안내동체(13)를 수동으로 회전이동시킬 수 있으며 상측 안내동체(13)를 회전되지 않게 고정위치에 배치할 수 있다. 따라서, 안내동체(12)(13)는 이들의 각 주연에 대하여 상대측에 대해 조절될 수 있다.

도 12-도 17은 하측 안내동체(12)의 위치 A0에서 기어조립체(1)의 기능을 보인 것으로, 이 위치 A0에서 이동량은 거의 제로이다. 안내동체(12)(13)의 안내면(19)(20)은 상대측에 대하여 90°의 각도로 어긋나게 배치되어 일측 안내면의 최저높이부분이 타측 안내면의 최고높이부분에 대향되게 배치된다. 따라서, 기어조립체축(3)에서 회전하는 출력회전동체(15)는 높이방향, 즉, 축방향으로 상측 안내동체(13)의 변위에 영향을 주지 않는다. 대신에, 안내면(19)(20)의 높이를 다르게 구성한 것에 따라서 출력회전동체(15)는 출력회전동체를 고정하는 케이지(14)와 함께 기어조립체축(3) 상에서 종축선 x에 평행하게 회전한다.

도 18-도 23에서, 하측 안내동체(12)는 최대이동거리의 반에 해당하는 위치 A1으로 회전이동되었다. 이러한 위치에서, 안내동체(12)13)의 안내면(19)(20)은 이들의 주연방향에서 상대측에 대하여 45°의 각도 만큼 어긋나 있다. 이러한 최대거리의 반에 해당하는 위치에서, 제로위치로부터 알려진 기어조립체축(3)에서 출력회전동체(15)의 진동운동은 이에 종축선 x을 따른 상측 안내동체(13)의 왕복운동이 겹쳐있다.

최대이동변위 A2가 도 24-도 29에 도시되어 있다. 이 위치에서, 안내면(19)(20)은 제로위치에 대하여 90°로 회전된 하측 안내동체(12)를 고려할 때 이들의 주연에서 타원형의 기본윤곽에 대하여 동일한 방법으로 배치되므로 일측 안내면의 최고높이부분이 타측 안내면의 최고높이부분에 대향되게 놓인다. 따라서, 일측 안내면의 최저높이부분은 타측부분의 최저높이부분에 대향되게 놓인다. 이에 따라서, 이동량은 최대가 된다.

본 발명에 따른 기어조립체(1)의 제3실시형태가 도 30-도 36에서 설명된다. 이 실시형태는 실질적으로 제1실시형태에 따라서 이동이 이루어지는 것(예를 들어 회전속도에 따라서 단일-단)에 대하여 각각의 경우 각 단에 두개의 출력회전동체(15)를 갖는 2-단 기어조립체에 관한 것이다. 이 경우에 있어서도, 전기모터(5)를 향하고 높이가 균일하게 달라질 수 있게 구성된 안내면(19)을 갖는 하측 안내동체(12)가 제공된다.

축방향에서 보았을 때, 제1단, 즉, 전기모터(5)를 향하는 단을 구성하는 상측 안내동체(13)에는 양측에 안내면(20)이 구비되어 있다. 따라서, 중간 안내동체의 이들 안내면(20)은 높이가 달라질 수 있도록 구성되고 일측 안내면(20)은 제1단을 향하고 타측 안내면(20)은 제2단을 향하도록 배치된다.

제2단을 마감하고 전기모터(5)로부터 원격한 위치에 배치된 상측 안내동체(13)는 높이에 있어서 하측 안내동체(12)의 안내면(19)과 같이 동일한 방법으로 형성된 안내면(20)을 갖는다.

각 단에 결합되는 쌍의 출력회전동체(15)는 각각의 경우 케이지(14)내에서 기어조립체축(3)에 대하여 서로 직경방향으로 대향되게 수용되며, 이들 쌍의 출력회전동체(15)는 회전운동중에 기어조립체축(3)에서 서로 독립적으로 이동될 수 있도록 할 수 있다.

기어조립체(1)의 선택된 2-단 특성은 이동량 a가 증가되는 것이다.

도시된 바와 같이, 또한 제1실시형태의 경우와 같이, 모든 안내동체는 고정핀(16)에 의하여 회전되지 않게 고정된다.

그러나, 이 경우에 있어서, 제1단의 하측 안내동체와 제2단의 상측 안내동체는 높이가 달라질 수 있게 구성될 수 있으며 중간 안내동체는 이동이 이루어질 수 있도록 케이싱(11)내에 회전이동가능하게 수용됨으로서 이동조절-제2실시형태에 기초하여 설명한 바와 같이-이 이루어질 수 있는 2-단 기어조립체를 얻을 수 있다.

더욱이, 도 37-도 41에서 보인 바와 같은 기어조립체의 실시형태를 선택할 수 있다. 이 실시형태는 제1실시형태에 따른 기어조립체와 거의 같으나 이 경우에 있어서 출력축(3)은 출력회전동체의 주연톱니(30)와 결합하는 주연톱니(29)를 갖는다. 더욱이, 출력회전동체(15)와 기어조립체축(3)을 수용하는 링동체(31)가 케이싱(11)내에 제공된다. 이 링동체는 출력회전동체(15)의 주연톱니(30)와 결합되는 내부톱니(32)를 갖는다.

도시된 바와 같이 비대칭형의 안내면(19)(20)이 제공된다. 따라서, 출력회전동체(15)는 기어조립체축(3)에서 이들의 축방향 위치가 고정되어 있다. 다른 한편으로, 제2실시형태에 따라서 대칭형의 안내면(19)(20)이 제공되는 경우, 출력회전동체(15)의 축방향 변위는 기어조립체축(3)의 주연톱니(29)와 링동체(31)의 내부톱니(32)가 축방향에서 측정된 이들의 길이가 조절될 수 있다.

끝으로, 도 42-도 51은 비대칭형으로 구성된 안내면(19)(20), 즉, 높이가 균일한 하측 안내면(19)과 높이가 달라질 수 있도록 구성된 상측 안내면(20)을 갖는기어조립체(1)의 또 다른 구성을 보인 것이다.

상기 언급된 실시형태와는 다르게, 이 경우에 있어서는 출력축(3)의 둘레에 3개의 출력회전동체(15)가 배치된다. 이러한 구성은 높이가 달라질 수 있도록 구성된 상측 안내면(20)의 기본윤곽을 이용하여 높은 주파수를 얻을 수 있도록 한다. 이를 위하여, 상측 안내면(20)은 출력회전동체(15)의 반경에 일치하도록 모서리가 둥글게 된 삼각형의 기본윤곽을 갖는다.

3개의 출력회전동체(15)를 제공함으로서 피스턴 또는 진동동체를 구성하는 상측 안내동체(13)의 최대이동이 120°회전시 마다 이루어질 수 있다.

상측 안내동체(13)의 이동중에 기어조립체(1)에서 생성된 압력이 낮아져 작동에 좋지 않은 영향을 주는 것을 방지하기 위하여, 상측 안내동체(13)의 베이스(22)에 통공(33)을 제공하는 것이 바람직하다.

이상의 모든 특징은 본질적으로 본 발명에 속한다. 첨부된 우선권주장서류(선행출원의 사본)의 기술된 내용은 이들 서류 내용의 특징에 비추어 본 발명에 포함된다.

Claims

전기모터(5)의 출력축(3)인 기어조립체축(3)과 이 기어조립체축(3)에 결합되는 출력회전동체(15)를 갖는 기어조립체(1)에 있어서, 출력회전동체(15)가 기어조립체축에 대하여 접함으로서 방사상 방향으로 기어조립체와 상호작용하고, 축방향으로 이동될 수 있고 출력회전동체(15)에 대하여 탄지되는 상측 안내동체와 기어조립체축의 축방향으로 상호작용하며, 기어조립체축의 상호작용 영역이 원형단면을 가지고, 안내동체(13)의 안내면(20)이 그 주연에서 높이가 달라질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 기어조립체.
방사상 지지구조가 구비된 출력축(3)을 갖는 모터, 바람직하게는 전기모터(5)에 있어서, 지지구조가 출력축(3)에 직접 상호작용하는 출력회전동체(15)로 구성되고, 출력회전동체가 단면이 원형이며, 출력축도 상호작용영역에서 단면이 원형이고, 출력회전동체(15)가 상측 안내동체(13)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)의 회전축선이 원형궤도를 회전하는 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 기어조립체축(3)이 출력회전동체(15)와의 상호작용영역에서 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 기어조립체(1)가 감속기어조립체이고, 출력회전동체(15)가 기어조립체축(3)의 회전수 보다 낮은 회전수로 회전하는 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 기어조립체축(3)이 전기모터(5)로부터 상호작용영역까지 연속하여 동일한 원형단면을 가진 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 기어조립체축(3)에 항상 접촉을 유지한 상태에서 기어조립체(3)에 대하여 진동운동을 수행하는 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상측 안내동체(13)의 안내면(20)이 기어조립체축(3)을 향하여 경사지게 연장되고, 안내면이 단면에서 기어조립체축(3)의 자유단부(23)로부터 보았을 때 출력축(3)의 종축선(x)에 예각(β)을 이룬 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 높이가 달라질 수 있도록 구성된 구조가 기어조립체축(3)에 대하여 동심원인 원에 대하여 구성됨을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 디스크의 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 기어조립체(3)에 대하여 서로 직경방향으로 대향되게 케이지(14)내에 수용된 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 모터 측에서 하측안내동체(12)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 하측 안내동체(12)의 안내면(19)이 기어조립체축(3)을 향하여 경사지게 연장되고, 단면에서 기어조립체축(3)의 모터측 단부를 향하여 보았을 때 출력축(3)의 종축선(x)에 예각(α)을 이룬 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 하측 안내동체(12)의 안내면(19)이 그 주연에서 높이가 달라질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 하측 안내동체(12)와 상측 안내동체(13)의 적어도 이들 높이의 구성에서 이들 구성요소가 주연방향에서 상대측에 대하여 조절될 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 기어조립체축(3)의 축선(x)에 평행하게 연장된 축결합면(25)을 가진 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 기어조립체축(3)에 대한 안내동체(12, 13)의 안내면(19, 20)과 같이 기어조립체축(3)에 대하여 동일한 각도로 연장된 안내면 결합면(26)을 가진 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 안내면 결합면(26)인 주연변부에 의하여 안내동체(12, 13)의 안내면(19, 20)과 상호작용하는 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 기어조립체축(3)이 출력회전동체(15)의 주연톱니(30)와 결합되는 주연톱니(29)를 가진 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)가 출력회전동체(15)와 출력축(3)을 수용하는 링동체(31)의 내부톱니(32)와 결합되는 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
전상 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 3개 이상의 출력회전동체(15)가 제공된 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.
상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 출력회전동체(15)와 상측 안내동체(13)의 둘 이상의 조립체가 축방향으로 연속하여 제공된 것을 특징으로 하는 기어조립체 또는 모터.