KR102007321B1 - 동력전달장치 - Google Patents

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 간격을 두고 직교하는 전동축; 및 상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 반경방향으로 원주방향을 따라, 또는 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 배치되어 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물려 회전하는 복수의 제1핀을 구비하는 제1전동기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동력전달장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS}

본 발명은 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 동력전달장치에 관한 것이다. 복잡한 감속장치 없이도 큰 감속비를 구현할 수 있으며, 입력치차에 의한 회전운동을 비롯하여 랙에 의한 직선운동까지 핀에 의한 구름운동이 가능하여 백래쉬를 극소화시킬 수 있는 동력전달장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 핀과 맞물리는 장구형 웜과 랙 형태의 기어를 이용하여, 큰 감속비와 최소한의 백래쉬, 역구동 방지 등의 장점을 가지는 동력전달장치를 구현하는 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.

회전운동을 전달하는 기어의 종류는 스퍼기어, 헬리컬기어, 베벨기어, 웜과 웜기어 등이 있다. 회전운동을 직선운동으로의 변환장치로서는, 랙과 피니언을 맞물리게 한 소위, 랙 피니언이 알려져 있다.

통상적으로 사용되고 있는 랙 피니언은, 랙의 톱니와 피니언의 톱니 모두가 그 치면(tooth surface)을 인벌류트 곡선을 기본 원리로 한 치형(tooth form)을 이용하고 있다. 그러나, 백래시(backlash)가 적은 정밀한 구동에는 치형 대신에 핀 또는 롤러를 사용하는 핀기어와, 이 핀에 맞물려서 일정 속도로 돌아갈 수 있는 즉, 공액을 이루는 사이클로이드 치형을 가지는 랙을 사용한다. 그러나, 랙과 피니언만으로븐 감속비의 조절이 어려워서, 보통 피니언에 다른 종류의 기어쌍을 덧붙여서 원하는 기어비를 얻어야 한다. 보통, 베벨 기어, 유성 기어, 웜 기어 등이 사용된다.

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 외주면이 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 살리면서 랙 피니언에 효율적으로 연결하여 함께 사용하고자 하는 시도가 없었다.

따라서, 본 출원인은 장구형 웜과 랙 피니언을 연결하면서 핀기어의 장점을 적용할 수 있는 새로운 형태의 직선운동 기구를 개발하여, 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 동력을 전달할 수 있는 동력전달장치를 개발하기에 이르렀다.

국내등록특허공보 제10-1482251호

본 발명은 복잡한 감속장치 없이도 큰 감속비를 구현할 수 있으며, 입력 치차에 의한 회전운동과 이에 연결된 랙에 의한 직선운동까지 핀에 의한 구름운동이 가능하게 하여 기어의 물림율을 향상시키고, 백래시를 최소화하며 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 간격을 두고 직교하는 전동축; 및 상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 반경방향으로 원주방향을 따라, 또는 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물려 회전하는 복수의 제1핀을 구비하는 제1전동기어를 포함하는, 동력전달장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 제1전동기어를 사이에 두고 상기 장구형 웜과 대향 배치되며, 상기 랙은 상기 복수의 제1핀과 맞물려 직선 운동하도록 상기 복수의 제1핀의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형의 복수의 기어 이빨을 구비하는 랙을 더 포함할 수 있다.

상기 장구형 웜의 웜 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 가질 수 있다.

상기 제1전동기어의 상기 복수의 제1핀은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨의 축방향 모듈 및 축방향 피치와 공액(conjugated)이 되는 크기의 직경 및 피치를 가질 수 있다.

상기 제1전동기어의 상기 복수의 제1핀은 구름운동가능하게 마련될 수 있다.

상기 제1전동기어와 나란하게 상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 복수의 제2핀을 구비하는 제2전동기어; 및 상기 복수의 제2핀과 맞물려 직선 운동하도록 상기 복수의 제2핀의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형의 복수의 기어 이빨을 구비하는 랙을 더 포함할 수 있다.

상기 제2전동기어의 상기 복수의 제2핀은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 상기 랙의 기어 이빨의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가질 수 있다.

상기 복수의 제2핀은 구름운동가능하게 마련될 수 있다.

상기 랙은 한 개 또는 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 상기 랙은 상기 제2전동기어를 사이에 두고 대향 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 직선운동하는 기구에 큰 감속비를 주면서 백래시를 제로 가까이 할 수 있으며, 기어의 물림율을 향상시키고, 동력전달효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존 랙기어 동력전달장치의 단점 중의 하나인 역구동 즉, 랙이 핀기어를 구동하는 경우 문제를 해소할 수 있어 볼스크루나 직선베어링을 대체할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치의 구성도,
도 2는 도 1의 장구형 웜과 제1전동기어의 맞물림 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치의 구성도,
도 4는 도 3의 제2전동기어와 랙의 맞물림 상태를 도시한 도면,
도 5는 다른 실시예로서 제2전동기어와 랙의 맞물림 상태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치의 구성도이다.

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, 전동축(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 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. 웜 이빨(23)의 치형은 상대물인 제1핀(43)의 형상, 크기, 위치 및 배치 자세, 감속비에 의해 결정되며, 서로 공액을 이루도록 수학적으로 유니크(unique)하게 결정될 수 있다.

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, 웜기어(80)는 웜축(10)에 비해 상대적으로 외경이 큰 것이 바람직하다.

전동축(30)은 일정 길이를 갖는 원형 단면의 봉 형상을 가진다. 전동축(30)은 웜축(10)과 간격을 두고 직교하며 배치된다. 전동축(30)의 양단부는 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한, 전동축(30)은 전동축(30)의 축선방향을 따라 좌우로 유동하지 않도록 베어링에 지지될 수 있다.

제1전동기어(40)는 일정 두께의 원반 형상을 가지며, 전동축(30)에 마련된다. 제1전동기어(40)의 외주면에는 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)과 맞물려 회전하는 복수의 제1핀(43)이 형성되어 있다.

복수의 제1핀(43)은 원기둥 형상을 가지며, 전동축(30)의 축선에 대해 법선방향으로 예컨대, 전동축(30)의 반경방향으로 제1전동기어(40)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 복수의 제1핀(43)은 동일한 피치원 직경을 가진다. 또한, 복수의 제1핀(43)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 축방향 모듈 및 축방향 피치와 공액을 이루는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 그리고, 복수의 제1핀(43)은 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 이 뿌리와 간섭이 발생하지 않도록 웜 이빨(23)의 유효치 높이를 가진다.

제1전동기어(40)의 각 제1핀(43)의 일측면은 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 치면과 동시에 접촉하며, 각 웜 이빨(23)의 치면을 따라 맞물리며 회전하게 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, 제1핀(43) 몇 개가 웜 이빨(23) 몇 개에 동시에 맞물리는 것이 가능하므로, 운동 전달이 연속적으로 이루어져 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율을 향상시킬 뿐만 아니라 반전시 덜거덕거림 발생을 저지할 수 있게 된다.

한편, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40) 사이의 감속비는 장구형 웜(20)의 줄수와 제1전동기어(40)의 제1핀(43) 개수의 비로 얻을 수 있게 된다.

여기서, 본 실시예에서는 전동축(30)과 제1전동기어(40)가 키(70)에 의해 결합되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 전동축(30)과 제1전동기어(40)는 동심으로 이루며 일체로 만들어질 수도 있다.

그리고, 제1전동기어(40)에 마련되는 복수의 제1핀(43)은 제1전동기어(40)에 구름운동가능하게 마련될 수 있다.

예컨대, 각 제1핀(43)의 저부를 제1전동기어(40)에 수용된 베어링으로 자전가능하게 지지함으로써, 제1전동기어(40)와 장구형 웜(20)이 맞물려 회전할 때, 제1핀(43)은 구름운동하면서 웜 이빨(23)의 치면을 이동하여 운동을 전달하기 때문에 전달 저항이 적어지게 된다. 따라서, 맞물리는 치형간에 틈새를 주지 않아도 끼지 않고 돌아가므로, 백래시가 거의 없는 동력전달이 가능해진다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치(1a)는 웜축(10)과 전동축(30)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 전동축(30)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 직교하며 배치된다.

그리고, 장구형 웜(20)의 중심이 제1전동기어(40)의 중심선을 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)가 배치된다.

이로써, 제1전동기어(40)의 각 제1핀(43)의 일측면은 장구형 웜(20)의 각 웜 이빨(23)의 일측 치면에 동시에 접촉하며 치면을 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 도 3 및 도 4에는 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)가 도시되어 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)는 전술한 제1실시예와 달리, 제2전동기어(50)와 랙(60)을 더 포함한다.

제2전동기어(50)는 일정 두께의 원반 형상을 가지며, 제1전동기어(40)와 나란하게 전동축(30)에 마련된다. 제2전동기어(50)의 외주면에는 복수의 제2핀(53)이 형성되어 있다.

복수의 제2핀(53)은 원기둥 형상을 가지며, 전동축(30)의 축선과 나란하게 제2전동기어(50)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 복수의 제2핀(53)은 동일한 피치원 직경을 가진다. 또한, 복수의 제2핀(53)은 후술할 랙(60)의 기어 이빨(63)의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 그리고, 복수의 제2핀(53)은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 유효폭보다 긴 길이를 가진다.

여기서, 본 실시예에서는 전동축(30)과 제2전동기어(50)가 키(70)에 의해 결합되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 전동축(30)과 제2전동기어(50)는 동심으로 이루며 일체로 만들어질 수도 있다.

그리고, 제2전동기어(50)에 마련되는 복수의 제2핀(53)은 제2전동기어(50)에 구름운동가능하게 마련될 수 있다.

예컨대, 각 제2핀(53)의 저부를 제2전동기어(50)에 수용된 베어링으로 자전가능하게 지지함으로써, 제2전동기어(50)와 랙(60)이 맞물려 직선 운동할 때, 제2핀(53)은 구름운동하면서 기어 이빨(63)의 치면을 이동하여 운동을 전달하기 때문에 전달 저항이 적어지게 된다. 또한, 제2핀(53) 몇 개가 기어 이빨(63) 몇 개에 동시에 맞물리는 것이 가능하므로, 운동 전달이 연속적으로 이루어질 수 있고, 반전시 백래시에 의한 덜거덕거림 발생을 저지할 수 있게 된다.

랙(60)은 일정 길이의 로드 형상을 가진다. 랙(60)의 일측면에는 그 길이방향을 따라 복수의 기어 이빨(63)이 형성되어 있다.

복수의 기어 이빨(63)은 제2전동기어(50)의 제2핀(53)과 맞물려 직선 운동하도록, 복수의 제2핀(53)의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된다.

또한, 복수의 기어 이빨(63)은 제2전동기어(50)의 제2핀(53)의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 통상, 제2핀(53)과 공액을 이룰 수 있는 사이클로이드(cycloid) 곡면이 랙의 치형으로 사용될 수 있다.

이로써, 제2핀(53) 몇 개가 기어 이빨(63) 몇 개에 동시에 맞물리는 것이 가능하므로, 제2전동기어(50)와 랙(60)의 운동 전달이 연속적으로 이루어져 제2전동기어(50)와 랙(60)의 물림율을 향상시킬 뿐만 아니라 반전시 덜거덕거림 발생을 저지할 수 있게 된다.

또한, 제2전동기어(50)의 제2핀(53)의 일측면은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 치면에 치면의 수직방향 예컨대, 기어 이빨(63)의 법선방향으로 맞물리며 회전하게 된다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(1b)는 웜축(10)과 전동축(30)이 웜축(10)의 회전 중심축선과 전동축(30)의 회전 중심축선 사이의 축간거리를 가지며 직교하며 배치됨과 동시에, 전동축(30)과 랙(60)이 축간거리를 가지며 직교하며 배치된다.

그리고, 장구형 웜(20)의 중심이 제1전동기어(40)의 중심선을 통과하면서 웜축(10)의 축선과 직교하도록, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)가 배치된다.

또한, 제2전동기어(50)의 제2핀(53)이 랙(60)의 기어 이빨(63)과 맞물리도록 랙(60)이 배치된다.

이로써, 제1전동기어(40)의 몇 개의 제1핀(43)의 일측면이 장구형 웜(20)의 몇 개의 웜 이빨(23)의 일측 치면에 동시에 접촉하며 치면을 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시키고 맞물리는 치형간의 틈새도 제거할 수 있게 된다.

한편, 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)의 회전에 따라 감속된 회전수로 회전하는 전동축(30)은 제2전동기어(50)를 회전시키고, 랙(60)은 제2전동기어(50)의 회전에 따라 랙(60)의 길이방향을 따라 직선 운동하게 된다.

이 때, 제2전동기어(50)의 제2핀(53)의 일측면은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 치면에 치면의 수직방향으로 맞물리며 회전하게 된다. 또한, 제2전동기어(50)의 몇 개의 제2핀(53)이 랙(60)의 몇 개의 기어 이빨(63)의 일측 치면에 동시에 접촉하며 치면을 따라 맞물리며 회전하게 되고, 이에 제2전동기어(50)와 랙(60)의 물림율이 향상되어, 기어의 마모가 줄어들며, 동력전달효율을 향상시키고 맞물리는 치형간의 틈새도 제거할 수 있게 된다.

따라서, 장구형 웜(20)에 제1전동기어(40)를 맞물림 결합함과 동시에, 제1전동기어(40)가 마련된 전동축(30)에 제2전동기어(50)를 나란하게 마련하고, 제2전동기어(50)를 랙(60)과 맞물림 결합함으로써, 웜축(10)에 입력되는 회전수를 장구형 웜(20)과 제1전동기어(40)를 거쳐 감속하여, 전동축(30)을 회전시킴과 동시에, 전동축(30)의 회전을 제2전동기어(50)와 랙(60)을 통해 직선 왕복 운동으로 변환시킴으로써, 회전운동을 직선운동으로 백래시가 없는 다양한 감속비로 변환하여 출력하는 다양한 구동방식의 동력전달장치를 구현할 수 있게 된다.

또한, 다른 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 랙(60)을 제2전동기어(50)를 사이에 두고 대향 배치함과 동시에, 제2전동기어(50)에 맞물리도록 결합함으로써, 전동축(30)의 회전을 제2전동기어(50)와 한 쌍의 랙(60)을 통해 각기 다른 방향으로의 직선 왕복 운동으로 변환시킬 수도 있다.

이로써, 회전운동을 상반되는 방향으로 직선운동이 가능한 또 다른 형태의 동력전달장치를 구현할 수 있게 된다.

도 6에는 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)는 전술한 실시예들과 달리, 장구형 웜(20)과 랙(60)이 제1전동기어(40')를 사이에 두고 대향 배치됨과 동시에, 제1전동기어(40')에 각각 맞물리며 결합되어 있다.

제1전동기어(40')의 복수의 제1핀(43')은 전동축(30)의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 있다.

제1전동기어(40')의 복수의 제1핀(43')은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 축방향 모듈 및 축방향 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가짐과 동시에, 복수의 제1핀(43')은 후술할 랙(60)의 기어 이빨(63)의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 가진다. 그리고, 복수의 제1핀(43')은 랙(60)의 기어 이빨(63)의 유효폭보다 긴 길이를 가진다. 또한, 복수의 제1핀(43')은 제1전동기어(40')에 구름운동가능하게 마련된다.

이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)의 장구형 웜(20)의 웜 이빨(23)의 치형은 전술한 제1실시예에서의 장구형 웜의 웜 이빨의 치형과는 다르게 결정되므로, 전혀 다른 종류의 장구형 웜이 사용된다.

한편, 랙(60)의 기어 이빨(63)은, 랙(60)이 제1전동기어(40')의 복수의 제1핀(43')과 맞물려 직선 운동하도록, 복수의 제1핀(43')의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형을 가진다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치(1c)는 전술한 실시예들과 달리, 사용되는 기어의 수가 줄어들어, 보다 컴팩트한 장치를 구현할 수 있지만, 웜축(10)이 랙(60)의 길이방향과 평행하지 않고 약간의 교차각을 갖게 된다. 이러한 교차각은 설계에 따라 1도 내지 10도 정도이므로, 동력전달장치의 구성에 큰 문제를 야기하지 않으며 전체적인 직선운동기구로서는 제1실시예와 유사한 성능을 보일 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1a,1b,1c : 동력전달장치
10 : 웜축
20 : 장구형 웜
30 : 전동축
40,40' : 제1전동기어
50 : 제2전동기어
60 : 랙

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 간격을 두고 직교하는 전동축;
   상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 반경방향으로 원주방향을 따라, 또는 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물려 회전하는 복수의 제1핀을 구비하는 제1전동기어; 및
   상기 제1전동기어를 사이에 두고 상기 장구형 웜과 대향 배치되며, 상기 복수의 제1핀과 맞물려 직선 운동하도록 상기 복수의 제1핀의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형의 복수의 기어 이빨을 구비하는 랙을 포함하는, 동력전달장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 장구형 웜의 웜 이빨은 피치원의 직경이 가변하며 동일한 유효치 높이를 갖는, 동력전달장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1전동기어의 상기 복수의 제1핀은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 상기 장구형 웜의 웜 이빨의 축방향 모듈 및 축방향 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 갖는, 동력전달장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1전동기어의 상기 복수의 제1핀은 구름운동가능하게 마련되는, 동력전달장치.
6. 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 간격을 두고 직교하는 전동축;
   상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 반경방향으로 원주방향을 따라, 또는 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 상기 장구형 웜의 웜 이빨과 맞물려 회전하는 복수의 제1핀을 구비하는 제1전동기어;
   상기 제1전동기어와 나란하게 상기 전동축에 마련되고, 상기 전동축의 축선과 나란하게 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 복수의 제2핀을 구비하는 제2전동기어; 및
   상기 복수의 제2핀과 맞물려 직선 운동하도록 상기 복수의 제2핀의 피치원의 일측 접선방향을 따라 형성된 사이클로이드 치형의 복수의 기어 이빨을 구비하는 랙을 포함하는, 동력전달장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2전동기어의 상기 복수의 제2핀은 동일한 피치원의 직경을 가짐과 동시에, 상기 랙의 기어 이빨의 모듈 및 피치와 공액이 되는 크기의 직경 및 피치를 갖는, 동력전달장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 복수의 제2핀은 구름운동가능하게 마련되는, 동력전달장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 랙은 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 상기 랙은 상기 제2전동기어를 사이에 두고 대향 배치되는, 동력전달장치.

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