KR940001203B1 - 자동 조종용 기어 두부 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동 조종용 기어 두부

제1도는 전개상태에서의 기어두부의 개략 측면도.

제2도는 경사지게 위치한 피동부를 나타내주는 제1도에 따른 측면도.

제3도 및 제4도는 방향을 바꿔놓은 상태에서의 기어 두부의 측면도.

제5도 내지 제11도는 특별한 방법으로 정렬되어 있는 경사축을 갖는 다양한 종류의 기어두부의 측면도들.

제12도 내지 제14도는 세종류의 실시예를 나타내주는 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기어두부의 전반부 2 : 기어두부의 중반부

3 : 기어두부의 후반부 4 : 구동축

5, 6 : 경사축(선회축) 9, 9′ : 교점

35 : 구동축 38 : 플랜지판

46, 46′. 46″, 46′′′ : 피동축

본발명은 특허청구의 범위에 기재한 특징을 가지는 자동조종용 기어두부에 관한 것이다.

독일 특허 DE-AS 27 45 932에 개시된 내용에 의하면 자동조종용 기어두부는 상호 전후하여 배치되어 있는 두부분으로 구성되어 있으며, 이는 하나의 경사면을 따라 양 기어두부가 상호 회전가능하도록 배치되어 있다. 공구 운반장치는 구동축에 대해 공축인 하나의 축을 따라 기어두부 후반부에서 회전가능하도록 배치되어 있다.

기어두부의 전개상태에서의 기본적 배치는 자동조종기의 제어운동으로 인해 어려운 점이 있다. 기어두부가 공축상의 구동축(4축)의 축을 중심으로 회전하더라도 또는 기어두부의 후반부가 단독으로 이 축을 중심으로 회전하더라도 상기의 어려운 점을 실시할때 공구 운반장치의 그 구동축에 대한 비틀림은 발생하게된다. 이런 단점들은 특히 연속경로 제어시에 부정적 측면으로 효과가 발생되며, 이런 단점들은 오직 프로그램 즉 자동제어적 자동조종기 등을 통하여 불만족스럽게 극복하여 왔다. 그러나 PTP 제어(point to point 제어)시에는 공구 운반장치의 회전축을 동심원상의 구동축에 대해 공축으로 배치하는 것은 문제시되지 않는다.

독일특허 DE-OS 34 28 748에서는 자동조종을 위해 상호 전후하여 배치된 세부분의 기어두부로 구성되어 있는 것을 개시하고 있다. 이 기어두부 중반부에 두개의 경사 회전축을 도시하고 있으며, 이는 기어두부의 연장선상에서 기어두부의 종축과 서로 반대방향으로 된 예각을 이루고 있다. 상부에 위치한 구동부가 단독으로 기어두부로 전달되는 동력전달부의 끝에 위치해 있다.

이런 형태로 인하여 기어두부는 기어두부의 구조상 확장된 운동공간이 마련되고 공구 운반장치의 작업범위가 확장되어 기어두부 중반부에 대해 기어 후반부의 비틀림이 뒤따른다. 이런 공지의 경우에 있어서 피동축이 구동축에 대해 공축으로 하지 않음으로써 이 제어기술상의 단점을 제거하였다.

본발명에 있어서는 기어두부의 작업범위와 사용 가능성을 확장하고 특히 기어 전반부와 그의 축을 중심으로 돌지 않으면서 공구 운반장치의 회전이 기어두부의 후반부안에서 일어나도록 하는 문제를 해결한다.

본문제는 독일 특허 DE-OS 34 28 748의 특허청구 범위에 잘 나타나 있다.

본 발명은 동축으로 상호 전후하여 배치된 세개의 구동축으로 발명에 적합한 기어두부의 4가지의 상이한 운동이 발생될 수 있다는 취지를 포함하고 있으며 이 4가지 운동은 구동축의 축을 중심으로 기어두부의 전반부의 회전, 기어두부 전반부에 대해 제1경사축을 중심으로 기어두부 중반부의 회전, 기어두부 중반부에 대해 제2경사축을 중심으로 기어두부 후반부의 회전, 그리고 기어두부 후반부내에서 공구 운반장치의 회전이다. 본발명은 양 경사축을 따라 중공축이 원추차를 통하여 상호 연결되며 이로부터 그 구동모터를 구동시킨다. 이 중공축은 하부 구동부를 통해 기어두부의 전반부 또는 중반부에 지지되고 기어두부가 상호 인접하여 배치되어 있고 중공축의 회전이 경사축에 대해 동일 평면상으로 기어두부의 후반부와 중반부의 회전운동을 발생시킨다. 이런 중공축의 구조에 의해 중공축을 통해 내부 구동축으로부터 최후 기어두부에 위치하여 구동되는 축까지 동력전달이 이루어지도록 하고 공구 운동장치와 연결되어질수 있는 것이다.

독일 특허 DE-OS 34 31 033에서는 마찬가지로 세부분의 두부로 구성된 기어두부에 대해 개시되어 있으며 공구 운반장치와 결합된 축이 구동축에 대칭으로 위치하여 구동되며 중공축과 원추차가 서로 연결되어지고 그 내부로 전선, 호스 등이 지나가도록 되어 있다. 이런 배치로 인해 기어두부의 후반부는 직접 구동되지 않고 경사 원추 체인휠로 기어두부 전반부에 있는 체인 휠과 연결되어지며 기어두부 중반부 밖에서 점접촉으로 맞물리게 놓여 있다. 기어두부의 중반부가 회전되면 기어두부의 후반부는 기어두부 중반부에 있는 베어링에 의해 회전이 이루어진다. 그러나 기어두부의 전반부와 점접촉으로 맞물리게 되어 있기 때문에 부동으로 유지되는 기어두부의 전반부에서 기어두부 후반부의 굴림운동이 발생되며 이것이 기어두부 후반부의 비틀림으로 이어진다. 그와 반대로 기어두부의 전반부가 회전되면 기어두부의 후반부가 같은 크기의 회전각으로 고유 회전운동이 발생한다. 이 고유 회전운동은 서로 뒤섞여 놓여 있어 영향을 미치는 구동부재의 상대 회전운동의 결과이다. 그외에도 상기의 기어두부에 있어서 상부에 위치한 구동부재가 동력을 전달받는 쪽에 마련되어 있지 않아 결점의 감소와 상대운동의 영향을 발생되도록 함으로써 기어두부의 공간적 배치는 기어결점과 기어운동에 중요하며 부정적으로 영향을 미친다.

본발명에 있어서는 내부에 위치해 있고 기름이 도포된 기어와 지지부재가 상부에 위치한 하부 구동부와 연결되어짐을 통하여 현저한 개선이 이루어졌으며 이로 인해 회전의 정확도가 장시간 유지된다. 상대 회전 운동이 하부 위치관계에서 유효하고 제어를 통하여 보정이 된다.

그외에도 본발명은 기어 후반부에 있는 공구 운반장치 또는 플랜지판이 회전가능토록 배치되어 구동 될때 독일 특허 DE-OS 3428748에 개시된 이런 단점의 제거는 유일하게 제거가능한 것이 아님을 보여주고 있다. 특허청구의 범위 제5항 내지 제10항은 이런 단점의 제거 가능성을 보여주고 있다.

본 발명의 상세한 설명을 도면과 실시예를 통해 설명한다.

제1도는 독일 특허 DE-OS 34 28 748의 제1도를 따른 것으로 기어두부 후반부(3)에 있는 공구 운반장치 또는 플랜지판이 구동축(4)과 공축상으로 놓여 있는 피동축(46)을 중심으로 회전할수 있도록 위치시켜 구동시킬때 단점이 존재하고 있음을 보여주고 있다. 종전에는 피동축(46)에 대해 공구 운반장치가 비틀림을 받을 가능성과 구동축(4)에 대해 기어두부의 전반부(1)가 비틀림을 받을 가능성이 존재한다. 이런 경우에 있어서 이런 단점을 제거하기 위해서는 기어두부의 전반부가 구동축(4)에 대해 회전하지 않도록 배열한다면 가능하다.

제1도에서 번호(5), (6)은 경사진 방향 전환축을 나타내 주는 것으로 이에 따라 기어두부의 전반부(1) 및 후반부(3)에 대한 중반부(2)의 상대 회전운동이 발생한다.

제2도는 피동축(46)이 구동축(4)에 대해 예각을 이루며 경사지게 놓임으로써 또한 종전의 단점을 피할수 있음을 보여준다. 특히 피동축(46)이 양 경사축(5, 6)의 교점(9)과 교차함으로써 이동상태를 쉽게 알수 있게 해준다. 제2도에서는 플랜지판(38)의 구동을 위한 원추차(33, 34)가 있음을 알수 있다. 또한 피동축(46)에 대한 플랜지판(38)의 회전운동을 확실히 유지해서 기어두부의 전반부(1)의 구동이 일어나지 않도록 함으로써 종래의 단점을 줄일수 있다.

제3도 내지 제4도는 독일 특허 공개 DE-OS 34 28 748의 제2도 및 제4도에 따른 것이다. 이 경우 기어두부의 후반부(3)가 구동축(4)과 이루는 각도는 2α인데 두 종류의 회전양상이 나타난다. 첫번째 경우는 후반부(3)는 부동의 중반부(2)에 대해 180°회전되는 것이며, 두번째 경우는 중반부(2)가 같은 위치에 놓여 있는 후반부(3)와 함께 전반부(1)에 대해 180°방향이 어긋나게 된다. 제5도 내지 제11도는 종전의 단점을 없앤 다양한 실시예를 나타내준다.

제5도에서 경사축(5)와 (6)의 각도가 각각(α₁, α₂)로 다르기 때문에 교점(9)의 위치는 제1도가 대칭위치에 놓여 있는 것과 달리 측방으로 이동하여 위치하게 된다. 따라서 중반부(2)와 후반부(3)가 동일하게 어긋나 있어서 각기 다양한 각도를 이룰수 있다.

제6도는 이러한 방법으로 경사축(5)을 도면상의 평면에 대해 경사지게 배치하고, 도면상의 평면에서 그 교점(9)이 형성됨을 나타내고 있다. 경사 회전평면이 타원형(47)으로 이루어지고 이에 따라 양 기어두부(1, 2)가 상호구동되도록 되어 있다.

제7도에서는 양 경사축(5, 6)이 도면상의 평면에 대해 경사지게 배치한다는 생각을 확장해 본 것이다. 제5도 내지 제7도의 동일한 실시예에서 보듯이 제3도 내지 제4도에서의 단점을 없앨 수 있는 가능성이 제시되어 있다. 제7도의 경우 경사축(5, 6)의 교점(9)은 구동축(4)으로 부터 떨어져 있으나 도면상의 평면내에 위치할 수 있다.

제8도 내지 제11도에서는 경사축(5, 6)의 교점(9′)이 구동축(4)위에 놓이게 되며 피동축(46′, 46″, 46′′′)과 교점(9′)이 교차하게 되는데 이로써 자동적으로 기어구동을 조종할수 있다. 설명을 명확히 하기 위해 제8도와 제10도를 통해 피동축(46)과 (46′)가 구동축(4)에 대해 동일축을 이루며 교점(9′)과 교차하는 것을, 제9도와 제10도를 통해 피동축(46″)이 구동축(4)과 어느정도 각도를 이루며 교점(9′)과 교차하는데 주로 촛점을 맞추었다.

제8도에서의 구조는 제1도에 따른 것으로 기어두부의 전반부(1)와 후반부(3)의 경사축(5, 6)이 구동축(4)상에서 교차한다.

제9도에는 피동축(46″)이 구동축(4)에 대해 경사되어 있음과 어떻게 축 구동 단점을 제거하는 가를 나타내고 있다. 이 피동축(46″)을 경사축(6)에 일치시킨 후의 피동축(46″) 위치도 나타나 있다. 후자의 경우는 구동 전달부재의 감소와 이로 인한 제작비용 감소뿐만 아니라 회전운동 공간의 감소를 동시에 가져오며 많은 사용목적으로 적합하다. 경사축(6)과 피동축(46′′′)을 동일축으로 조정함으로써 불확실한 구동을 피할수 있게 되는 한편 경사축(5, 6)을 커플링시켜 단일축으로는 어떤 기능도 갖지 못하게 된다.

제8도와 제9도는 기어두부의 전개도상에 축(4, 5, 6, 46, 46″, 46′′′)이 도면상의 평면내에 놓여 있음을 보여주고 있다. 제8도의 경우 제3도 및 제4도에서 나타나고 있은 결점들을 없애지는 않은 것이다. 제6도와 제7도에서 알수 있듯이 이들 결점은 도면상의 평면에 대해 경사진 축(5, 6)을 통해 해소된다. 제10도 및 제11도에서는 교점(9′)에서 축(4, 5, 6, 46, 46″, 46′′′)이 동축을 이루도록 했다. 제10도 및 제11도는 제7도의 측면도 및 평면도로서 각각의 기어두부(1, 2, 3)가 경사진 축에 대한 돌출하우징을 나타내고 있으며 축(5, 6)의 교점(9′)은 도면 상의 평면내에 놓이게 되고 이 교점은 축(4)과 축(46′, 46′′′)의 교점과 일치하게 된다. 이외에도 피동축(46″)은 경사지게 배치를 하고 구동축(4)에 대해 동일선상에 놓이지 않도록 함으로써 상기의 단점을 없앴다.

제8도 내지 제11도에서 축(4, 5, 6, 46′, 46″, 46′′′)의 교점(9)은 볼 소켓식 연결이나 카던식 연결의 중심으로 위치토록 해서 이에 대해 구동축(4)이 피동축(46′, 46″, 46′′′)과 여유있게 움직이도록 결합되어 있다. 이런 소켓식 연결이나 카던식 연결이 도식적으로 설명되어 있다.

제12도 내지 제14도에서는 제1도에 따른 플랜지판(38)의 구동을 위한 실시예를 볼수 있다. 즉 제12도에서는 플랜지판(38)이 피동축(46)과 동축을 이루고 있으며, 제13도에서는 구동축(4)과 평행하게 정렬되어 있다. 제14도는 제8도 및 제9도의 실시예로서 축(5, 6)의 교점(9′)의 축(4)과 축(46′, 46″, 46′′′)의 끝점과 일치하고 있다. 피동축(46″, 46′′′)에 있는 축(35)의 경사배치는 종래의 단점을 제거하여 기어두부의 자동조종을 용이하게 한다. 이 실시예에서 내부 구동축(13)은 원추차(14, 15)에 대해 공동회전축(6)과 결합되어 있으며 기어두부 중반부(2)에 있는 하부구동부(17)와도 회전식으로 연결되어 있다. 중반부(2)는 원추차(14, 15)상에서 회전축(5)주위를 돌게 된다. 전반부(1)에 있는 베어링(40)은 회전축(5)과 수직면을 이룬다.

외부 구동축(26)은 전반부(1)내에서 하부구동부(27)를 움직이는데 외부팔(28)과 동축을 이루며 이 축에 대해 회전하도록 위치되어 있다. 마찬가지로 하부구동부(17, 25, 27, 36)는 모두 구동축에 의해 움직이도록 되어 있으며 운동공간이 매우 작다. 제2의 경사회전축(16)을 따라 중공축(32)이 배치되어 있으며 원추차(44, 45)를 통하여 상기 중공축(16)은 중공축(32)과 연결되어진다. 중공축(16)은 위에 놓여 있는 구동부(17)를 통하여 경사회전축(5)을 중심으로 기어두부의 중반부가 회전하도록 하면서, 기어두부의 전반부(1)에 지지되어 있다. 다른 중공축(32)은 하부에 위치한 구동부(25)와 함께 중반부에 지지되어 있으며 제2의 경사축(6)을 중심으로 기어두부의 후반부를 회전하게 한다. 구동부(17)와 구동부(25)는 모두 같은 크기를 갖고 있고 상호 대칭되게 구성되어져 결과적으로 상접해 있는 기어두부(2, 3)는 중공축(16, 32)이 동시에 그러나 서로 반대방향으로 회전되도록 유도한다.

이러한 방법으로 회전축(16, 32)을 통해 동력전달이 가능하게 되는데 중간에 있는 구동축(18)에서부터 내부 사이축(21, 24)으로 이어진다. 이때 구동축(35)상에 있는 두쌍의 원추차(22, 23)와 (33, 34)가 움직여서 동력전달이 가능해지며 후반부(3)에 있는 구동부(36)가 구동되고 이로 인해 플랜지판(38)이 구동된다. 후반부(3)에 있는 베어링(37)을 통하여 공구 운반장치까지 동력전달이 된다.

기어두부 후반부(3)는 중반부(2)의 베어링(39)에 의해 그리고 중반부는 전반부(1)의 베어링(40)등에 의해 회전가능하도록 안내된다. 사이축(24)은 후반부(3)의 베어링(41)에 의해 그리고 중공축(32)의 베어링(43)에 의해 안내된다. 이때 중반부(2)의 베어링(42)이 이를 도와주게 된다.

제12도에서 경사축들의 교점(9)이 구동축(4)의 아래쪽에 놓이게 된다. 제13도에서와 같이 교점(9)이 구동축(4)상에 놓이게 된다. 접합부재(29)의 결합은 플랜지부(30, 31)의 도움으로 이루어진다.

구동축(35)의 위치는 구동축(4)과 평행하게 되어 있다. 이 실시예에서 기어두부의 후반부에 구동축(35)의 배치를 위한 후방버팀부(48)를 둘수도 있다. 이때 구동축(35)은 기어두부(1, 2, 3)의 전개상태에서 구동축(4)과 동축을 이루게 된다. 제14도에서는 또한 종래의 결점을 줄이기 위해 경사축에 피동축(46″)을 형성해 두었다. 제14도의 피동측(46′)은 제13도에 의한 구동축(35)의 후방버팀부(48)로부터 얻어진다.

구동축(4)에 대한 피동축(46″)의 경사위치는 제14도에서와 같이 아래쪽뿐만 아니라 1점쇄선으로 표시한바와 같이 윗쪽으로도 할수 있다. 도면상의 평면에 대해 내부로 또는 외부로 경사배치를 하는 것이 가능하면 이로 인하여 문제점을 찾을 수 있다.

Claims (10)

1. 상호 전후하여 배치되어 있고 경사축을 따라 상호 접하여 위치해 있는 세부분의 기어두부로 구성되어 있고, 기어두부는 서로 공축상으로 배열된 세개의 구동축을 가지며, 그 구동축으로부터 경사축을 따라 각 구동되는 기어두부가지 동력이 전달되며, 상부에 위치한 하부구동부를 가지며 구동부의 연장선상에 있는 경사축이 구동부의 종축과 예각을 이루는 자동조종용 기어두부에 있어서, 기어후반부(3)에 있는 구동장치가 구동축(35), 기어두부의 후반부에서 지지되는 하부구동부(36), 하부구동부로부터 구동되고 회전가능토록 위치한 플랜지판(38)으로 구성되어지며, 기어두부의 중반부(2)와 후반부(3)로 전달되는 동력전달은 중공축(16, 32)으로부터 중공축과 직접 연결된 원추차(44, 45)로 이루어지며 이 원추차를 통하여 플랜지판(38)의 구동을 위해 각종 동력전달(21, 22, 23, 24, 33, 34, 35)이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동조종용 기어두부.
2. 제1항에 있어서, 상기 세부분의 기어두부(1, 2, 3)중의 두부분이 특히 상기 기어두부의 중반부(2)와 후반부(3)가 세 구동축(13, 18, 26)의 하나와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기어두부.
3. 제2항에 있어서, 상기 기어두부(2, 3)의 결합이 기어두부에 위치하고 지지되는 하부구동부(17, 25)로 이어지며 양 중공축(16, 32)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기어두부.
4. 제1항에 있어서, 상기 양 중공축(16, 32)이 기어두부의 중반부에 위치하고 있으며 기어두부의 전반부와 중반부(1, 2)에 있는 하부구동부(17, 25)를 통해 지지되는 것을 특징으로 하는 기어두부.
5. 제1항에 있어서, 상기 구동축(35)의 축(46″)이 구동축(4)에 대해 경사지게 위치하여 있는 것을 특징으로 하는 기어두부.
6. 제1항에 있어서, 상기 기어두부의 중반부(2)에 있는 양 경사축의 예각(α₁, α₂)이 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 기어두부.
7. 제6항에 있어서, 상기 구동축(35)의 경사배치로 인해 기어두부 중반부에 있는 양 경사축(5, 6)의 교점(9′)을 통해 축(46″)이 지나도록 한 것을 특징으로 하는 기어두부.
8. 제1항에 있어서, 상기 기어두부 중반부에 있는 양 경사축(5, 6)의 하나가 도면상의 평면에 대해 경사면을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 기어두부.
9. 제8항에 있어서, 상기 기어두부 중반부(2)에 있는 상기 양 경사축(5, 6)의 하나가 도면상의 평면에 대해 외부로 돌출된 위치로 인하여 그 교점(9′)이 도면상의 형성되는 것을 특징으로 하는 기어두부.
10. 제1항에 있어서, 상기 경사축(5, 6)의 교점(9′)을 축(4, 46′, 46″)의 중심으로 하여 구동축(4)과 피동축(46′, 46″)을 연결하는 볼ㆍ소켓 연결 및 카던식 연결이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기어두부.

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