KR20170131220A - 센서 및 기어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원은, 기어 장치 내의 윤활제 중에 발생한 소정의 크기 이상의 이물을 검출하는 검출부와, 상기 검출부가 상기 이물을 검출하면, 상기 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하는 출력부를 구비하는 센서를 개시한다.

Description

센서 및 기어 장치 {SENSOR AND GEAR DEVICE}
본 발명은, 기어 장치의 파손 리스크의 증대를 검출하는 기술에 관한 것이다.
산업용 로봇, 공작 기계나 차량과 같은 다양한 기술 분야에 있어서, 다양한 기어 장치가 개발되어 있다. 기어 장치의 가동 부위의 마찰을 저감시키는 윤활제(윤활유)는, 기어 장치의 수명을 길게 하는 데 중요하다. 일본 특허 공개 평10-78411호 공보 및 일본 특허 공개 제2005-331324호 공보는, 윤활제의 질을 검사하기 위한 기술을 제안한다.
종래의 검사 기술은, 윤활제 중의 자성분의 농도나 금속분의 양을 검출하여, 윤활제의 질을 평가한다. 이들 기술은, 장기간에 걸친 윤활제의 질의 저하를 평가하는 데 유용하지만, 돌발적으로 발생한 고장 인자에 기인하는 기어 장치의 고장 리스크를 평가하는 것에는 적합하지 않다.
본 발명은, 돌발적으로 발생한 고장 인자에 기인하는 기어 장치의 고장 리스크의 증대를 검출하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 국면에 관한 센서는, 기어 장치 내의 윤활제 중에 발생한 소정의 크기 이상의 이물을 검출하는 검출부와, 상기 검출부가, 상기 이물을 검출하면, 상기 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하는 출력부를 구비한다.
본 발명의 다른 국면에 관한 기어 장치는, 소정의 출력 축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 내주면을 갖는 외통과, 상기 복수의 내치에 맞물리는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 중심이, 상기 출력 축 주위로 주회하도록, 상기 요동 기어에 요동 회전을 부여하는 크랭크 축 조립체와, 상기 크랭크 축 조립체를 지지하고, 또한 상기 외통에 대해, 상기 출력 축 주위로 상대적으로 회전하는 캐리어와, 상기 외통 및 상기 캐리어 중 적어도 한쪽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 경계를 갖는 검출 공간 내의 윤활제 중에서 부유하는 소정의 크기 이상의 이물을 검출하는 검출부와, 상기 검출부가, 상기 이물을 검출하면, 상기 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하는 출력부를 갖는 센서를 구비한다.
상술한 기술은, 돌발적으로 발생한 고장 인자에 기인하는 기어 장치의 고장 리스크의 증대를 검출할 수 있다.
상술한 기술의 목적, 특징 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 더 명백해진다.
도 1은 제1 실시 형태의 센서의 개략적인 블록도이다.
도 2a는 제2 실시 형태의 센서의 개념도이다.
도 2b는 제2 실시 형태의 센서의 개념도이다.
도 3a는 제3 실시 형태 내지 제5 실시 형태의 기어 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시되는 A-A선을 따르는 개략적인 단면도이다.
도 4a는 제6 실시 형태의 기어 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시되는 A-A선을 따르는 개략적인 단면도이다.
도 5는 제7 실시 형태의 기어 장치의 개략적인 단면도이다.
<제1 실시 형태>
기어 장치의 가동 부위간의 마찰(예를 들어, 치면간의 마찰)의 결과, 윤활제 중에서 부유하는 미세한 금속분은 서서히 증가한다. 미세한 금속분의 증가는, 윤활제의 윤활 성능을 서서히 저하시킨다. 그러나, 미세한 금속분의 증가는, 기어 장치의 즉시 고장으로는 귀결되기 어렵다. 한편, 기어 장치의 가동 부위로부터 박리된 큰 이물(금속편)은, 기어 장치의 즉시 고장을 일으키기 쉽다. 예를 들어, 큰 이물이, 기어 장치의 가동 부위 사이에 물려 들어가면, 기어 장치의 가동 부위에 과대한 부하가 가해지는 경우도 있다. 제1 실시 형태에 있어서, 기어 장치의 즉시 고장을 야기할 수 있는 큰 이물을 검출할 수 있는 센서가 설명된다.
도 1은, 제1 실시 형태의 센서(100)의 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하여, 센서(100)가 설명된다.
센서(100)는, 검출부(110)와 출력부(120)를 구비한다. 검출부(110)는 기어 장치(도시하지 않음) 내의 윤활제(예를 들어, 윤활유) 중에 발생한 소정의 크기 이상의 이물을 검출한다. 검출부(110)는, 소정의 크기 이상의 이물을 포착하도록 형성된 기계적 구조를 가져도 된다. 대체적으로서, 검출부(110)는, 광학적인 기술, 전자기적인 기술 및/또는 음향학적 기술에 기초하여 윤활제 중의 이물의 입경을 측정하는 검출 장치여도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 소정의 크기 이상의 이물을 검출하기 위한 특정 검출 기술에 한정되지 않는다.
검출부(110)가 검출하는 이물의 크기의 하한값은, 센서(100)가 설치되는 기어 장치의 구조나 성능에 적합하도록 결정되어도 된다. 기어 장치가, 강건한 구조를 가지면, 설계자는, 검출부(110)가 검출하는 이물의 크기의 하한값을 큰 값으로 설정해도 된다. 기어 장치가, 취약한 구조를 가지면, 설계자는, 검출부(110)가 검출하는 이물의 크기의 하한값을 작은 값으로 설정해도 된다.
검출부(110)가, 이물을 검출하면, 이물의 검출을 나타내는 검출 결과가, 검출부(110)로부터 출력부(120)로 출력된다. 검출 결과는, 전기적 에너지로서 전달되어도 되고, 전기적인 신호로서 출력되어도 되고, 무선 신호로서 출력되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 검출부(110)로부터 출력부(120)로 검출 결과를 출력하기 위한 특정 정보 전달 기술에 한정되지 않는다.
출력부(120)는, 검출 결과를 수취하면, 이물의 검출을 나타내는 신호를 생성한다. 신호는, 출력부(120)로부터 외부 장치(도시하지 않음)로 출력된다. 출력부(120)는, 일반적인 신호 생성 회로여도 되고, 전기 에너지를 출력하는 일반적인 출력 포트여도 된다. 외부 장치는, 기어 장치를 제어하는 제어 장치여도 되고, 출력부(120)로부터의 신호에 따라서 경고음이나 경고 메시지를 발하는 경고 장치여도 되고, 다른 전기적인 장치여도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 출력부(120)로부터 출력된 신호의 특정 전달처에 한정되지 않는다.
<제2 실시 형태>
제1 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리에 기초하여, 설계자는, 다양한 센서를 설계할 수 있다. 센서는, 기어 장치의 좁은 공간에 배치되는 경우도 있으므로, 가능한 한 간소한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 제2 실시 형태에 있어서, 간소한 구조를 갖는 센서가 설명된다.
도 2a 및 도 2b는, 제2 실시 형태의 센서(100A)의 개념도이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 센서(100A)가 설명된다. 제1 실시 형태의 설명은, 제1 실시 형태와 동일한 부호가 부여된 요소에 원용된다.
제1 실시 형태와 마찬가지로, 센서(100A)는, 출력부(120)를 구비한다. 제1 실시 형태의 설명은, 출력부(120)에 원용된다.
센서(100A)는, 검출부(110A)와, 전원(130)과, 제1 선(141)과, 제2 선(142)과, 제3 선(143)을 더 구비한다. 검출부(110A)는, 제1 검출편(111)과 제2 검출편(112)을 포함한다. 제1 검출편(111)과 제2 검출편(112) 사이의 간극 폭 DTW는, 센서(100A)가 설치되는 기어 장치(도시하지 않음)의 구조나 성능에 적합하도록 결정되어도 된다. 기어 장치가, 강건한 구조를 가지면, 설계자는, 폭 DTW를 큰 값으로 설정해도 된다. 기어 장치가, 취약한 구조를 가지면, 설계자는, 폭 DTW를 작은 값으로 설정해도 된다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 폭 DTW 이상의 치수를 갖는 이물(MTP)은, 제1 검출편(111)과 제2 검출편(112) 사이에 끼인다. 제1 검출편(111) 및 제2 검출편(112)은, 대략 평행하게 배치된 한 쌍의 금속 평판이어도 된다. 대체적으로서, 제1 검출편(111) 및 제2 검출편(112) 각각은, 도전성 선재의 단부면이어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 제1 검출편(111) 및 제2 검출편(112)의 특정 구조에 한정되지 않는다.
제1 선(141)은, 전원(130)과 제1 검출편(111)을 전기적으로 접속한다. 제2 선(142)은, 전원(130)과 출력부(120)를 전기적으로 접속한다. 제3 선(143)은, 출력부(120)와 제2 검출편(112)을 전기적으로 접속한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 이물(MTP)의 부존재하에서는, 검출부(110A), 출력부(120), 전원(130), 제1 선(141), 제2 선(142) 및 제3 선(143)에 의해 형성되는 회로는, 제1 검출편(111)과 제2 검출편(112) 사이에서 단절되어 있다. 이때, 전력은, 전원(130)으로부터 출력부(120)로 공급되지 않는다. 한편, 기어 장치로부터 발생하는 이물(MTP)은, 대부분의 경우, 도전성을 갖는 금속편이므로, 이물(MTP)이, 제1 검출편(111)과 제2 검출편(112) 사이에 끼이면, 제1 선(141) 및 제3 선(143)은 이물(MTP)에 의해 전기적으로 접속된다. 이 결과, 전력은, 전원(130)으로부터 출력부(120)로 공급된다. 출력부(120)는, 전원(130)으로부터 공급된 전력을 사용하여, 이물(MTP)이 제1 검출편(111)과 제2 검출편(112) 사이에 끼인 것을 나타내는 신호를 생성한다. 신호는, 그 후, 출력부(120)로부터 외부 장치로 출력된다. 대체적으로서, 출력부(120)는 전원(130)으로부터 공급된 전력을 사용하여, 경고음이나 경고 광(즉, 검출부(110A)가 이물(MTP)을 포착한 것을 나타내는 정보)을 발해도 된다. 이 경우, 출력부(120)는 외부 장치에 접속되지 않아도 된다. 예를 들어, 출력부(120)는, 일반적인 스피커 장치여도 되고, 일반적인 발광 장치(예를 들어, LED: Light Emitting Diode)여도 된다.
<제3 실시 형태>
상술한 실시 형태와 관련하여 설명된 센서는, 다양한 기어 장치에 설치될 수 있다. 제3 실시 형태에 있어서, 센서가 설치된 예시적인 기어 장치가 설명된다.
도 3a는, 제3 실시 형태의 기어 장치(200)의 개략적인 단면도이다. 도 3b는, 도 3a에 도시된 A-A선을 따르는 개략적인 단면도이다. 도 2a 내지 도 3b를 참조하여, 기어 장치(200)가 설명된다.
기어 장치(200)는, 센서(101)와, 외통(300)과, 캐리어(400)와, 3개의 크랭크 축 조립체(500)(도 3a는, 3개의 크랭크 축 조립체(500) 중 하나를 나타냄)와, 기어부(600)와, 2개의 주 베어링(710, 720)과, 인풋 기어(730)와, 외벽(740)을 구비한다. 센서(101)는, 제2 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리에 따라서 형성되어도 된다. 따라서, 제2 실시 형태의 설명은, 센서(101)에 원용되어도 된다.
도 3a는, 출력 축(OPX)을 나타낸다. 출력 축(OPX)은, 2개의 주 베어링(710, 720) 및 인풋 기어(730)의 중심축에 상당한다. 외통(300) 및 캐리어(400)는, 출력 축(OPX) 주위로 상대적으로 회전할 수 있다.
모터(도시하지 않음)나 다른 구동원(도시하지 않음)이 생성한 구동력은, 출력 축(OPX)을 따라 연장되는 인풋 기어(730)를 통해, 3개의 크랭크 축 조립체(500)에 각각 입력된다. 3개의 크랭크 축 조립체(500) 각각에 입력된 구동력은, 외통(300) 및 캐리어(400)에 의해 둘러싸인 내부 공간 내에 배치된 기어부(600)에 전달된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 2개의 주 베어링(710, 720)은, 외통(300)과, 외통(300)에 의해 둘러싸인 캐리어(400) 사이에 형성된 환상 공간에 끼움 삽입된다. 외통(300) 또는 캐리어(400)는, 기어부(600)에 전달된 구동력에 의해, 출력 축(OPX) 주위로 회전된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 외통(300)은, 대략 원통 형상의 케이스(310)와, 복수의 내치 핀(320)을 포함한다. 케이스(310)는, 제1 원통부(311)와, 제2 원통부(312)와, 제3 원통부(313)를 포함한다. 출력 축(OPX)은, 제1 원통부(311), 제2 원통부(312) 및 제3 원통부(313)의 공통의 중심축이다. 제1 원통부(311)는, 제2 원통부(312) 및 제3 원통부(313)보다 큰 외경을 갖는다. 제1 원통부(311)는, 기어부(600)를 둘러싼다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 원통부(311)는 복수의 홈부가 형성된 내주면(314)을 포함한다. 복수의 홈부는, 출력 축(OPX)을 둘러싸도록, 대략 일정한 간격으로 형성된다. 복수의 홈부 각각은, 출력 축(OPX)과 대략 평행이다. 복수의 내치 핀(320)은, 복수의 홈부에 각각 끼움 삽입된다. 따라서, 복수의 내치 핀(320) 각각은, 제1 원통부(311)에 의해 적절하게 보유 지지된다.
제2 원통부(312)는, 외벽(740)과의 연결에 사용된다. O링이나 다른 적절한 시일 부재는, 제2 원통부(312)와 외벽(740) 사이의 시일에 사용된다. 환상의 공극이, 제2 원통부(312)와 캐리어(400) 사이에 형성된다. 주 베어링(720)은, 환상의 공극에 끼움 삽입된다. 다른 또 하나의 환상의 공극이, 제3 원통부(313)와 캐리어(400) 사이에 형성된다. 주 베어링(710)은, 제3 원통부(313)와 캐리어(400) 사이의 공극에 끼움 삽입된다. 이 결과, 캐리어(400)는, 외통(300)에 대해 상대 회전 가능해진다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 내치 핀(320)은, 출력 축(OPX) 주위로 환상으로 대략 일정 간격으로 배치된다. 복수의 내치 핀(320) 각각의 반주면은, 케이스(310)의 내벽으로부터 출력 축(OPX)을 향해 돌출된다. 따라서, 복수의 내치 핀(320)은 기어부(600)와 맞물리는 복수의 내치로서 기능한다. 본 실시 형태에 있어서, 복수의 내치는, 복수의 내치 핀(320)에 의해 예시된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 캐리어(400)는, 기부(410)와, 단부판(420)을 포함한다. 캐리어(400)는, 전체적으로 원통 형상이다. 단부판(420)은, 대략 원판 형상이다. 단부판(420)의 주위면은, 제2 원통부(312)에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 주 베어링(720)은, 제2 원통부(312)와 단부판(420)의 주위면 사이의 환상의 공극에 끼움 삽입된다.
기부(410)는, 기판부(411)(도 3a를 참조)와, 3개의 샤프트부(412)(도 3b를 참조)를 포함한다. 기판부(411)는, 제1 원판부(413)와, 제2 원판부(414)를 포함한다. 제2 원판부(414)는, 제1 원판부(413)와 단부판(420) 사이에 위치한다. 제2 원판부(414)는, 직경에 있어서, 제1 원판부(413)보다 작다. 3개의 샤프트부(412)는, 제2 원판부(414)로부터 단부판(420)을 향해 연장된다.
제2 원판부(414)의 주위면은, 제3 원통부(313)에 의해 둘러싸인다. 주 베어링(710)은, 제3 원통부(313)와 제2 원판부(414)의 주위면 사이의 환상의 공극에 끼움 삽입된다. 제3 원통부(313)는, 제1 원판부(413)의 주위면을 부분적으로 둘러싼다. 시일 링이나 다른 적절한 시일 부재는, 제3 원통부(313)와 제1 원판부(413)의 주위면 사이의 환상의 공극에 끼움 삽입된다.
기판부(411)는, 출력 축(OPX)의 연장 방향에 있어서, 단부판(420)으로부터 이간된다. 기판부(411)는, 단부판(420)과 대략 동축이다. 즉, 출력 축(OPX)은, 기판부(411) 및 단부판(420)의 중심축에 상당한다.
제2 원판부(414)는, 기어부(600)에 대향하는 내면(415)을 포함한다. 제1 원판부(413)는, 내면(415)과는 반대측의 외면(416)을 포함한다. 내면(415) 및 외면(416)은, 출력 축(OPX)에 직교하는 가상 평면(도시하지 않음)을 따른다.
중앙 관통 구멍(417)(도 3a를 참조) 및 3개의 보유 지지 관통 구멍(418)(도 3a는, 3개의 보유 지지 관통 구멍(418) 중 하나를 나타냄)은, 기판부(411)에 형성된다. 중앙 관통 구멍(417)은, 출력 축(OPX)을 따라, 내면(415)과 외면(416) 사이에서 연장된다. 출력 축(OPX)은, 중앙 관통 구멍(417)의 중심축에 상당한다. 3개의 보유 지지 관통 구멍(418)의 중심은, 출력 축(OPX)을 중심으로 하는 가상 원(도시하지 않음) 상에서, 대략 등간격으로 배치된다.
도 3a는, 출력 축(OPX) 외에도 전달 축(TAX)을 나타낸다. 전달 축(TAX)은, 출력 축(OPX)으로부터 이격된 위치에서 규정된다. 전달 축(TAX)은, 출력 축(OPX)과 대략 평행이다. 보유 지지 관통 구멍(418)은, 전달 축(TAX)을 따라 내면(415)과 외면(416) 사이에서 연장된다. 전달 축(TAX)은, 크랭크 축 조립체(500)의 회전 중심축 및 보유 지지 관통 구멍(418)의 중심축에 상당한다. 크랭크 축 조립체(500)의 일부는, 보유 지지 관통 구멍(418) 내에 배치된다.
단부판(420)은, 내면(421)과, 내면(421)과는 반대측의 외면(422)을 포함한다. 내면(421)은 기어부(600)에 대향한다. 내면(421) 및 외면(422)은, 출력 축(OPX)에 직교하는 가상 평면(도시하지 않음)을 따른다.
중앙 관통 구멍(423)(도 3a를 참조) 및 3개의 보유 지지 관통 구멍(424)(도 3a는, 3개의 보유 지지 관통 구멍(424) 중 하나를 나타냄)은, 단부판(420)에 형성된다. 중앙 관통 구멍(423)은 출력 축(OPX)을 따라, 내면(421)과 외면(422) 사이에서 연장된다. 출력 축(OPX)은, 중앙 관통 구멍(423)의 중심축에 상당한다. 3개의 보유 지지 관통 구멍(424)의 중심은, 출력 축(OPX)을 중심으로 하는 가상 원(도시하지 않음) 상에서, 대략 등간격으로 배치된다. 3개의 보유 지지 관통 구멍(424) 각각은, 전달 축(TAX)을 따라 내면(421)과 외면(422) 사이에서 연장된다. 전달 축(TAX)은, 보유 지지 관통 구멍(424)의 중심축에 상당한다. 크랭크 축 조립체(500)의 일부는, 보유 지지 관통 구멍(424) 내에 배치된다. 단부판(420)에 형성된 3개의 보유 지지 관통 구멍(424)은, 기판부(411)에 형성된 3개의 보유 지지 관통 구멍(418)과 각각 대략 동축이다.
3개의 샤프트부(412) 각각은, 제2 원판부(414)의 내면(415)으로부터 단부판(420)의 내면(421)을 향해 연장된다. 단부판(420)은, 3개의 샤프트부(412) 각각의 선단면에 접속된다. 단부판(420)은 리머 볼트, 위치 결정 핀이나 다른 적절한 고정 기술에 의해, 3개의 샤프트부(412) 각각의 선단면에 접속되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 단부판(420)과 3개의 샤프트부(412) 각각의 사이의 특정 접속 기술에 한정되지 않는다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기어부(600)는, 제2 원판부(414)의 내면(415)과 단부판(420)의 내면(421) 사이에 배치된다. 3개의 샤프트부(412)는, 기어부(600)를 관통하여, 단부판(420)에 접속된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기어부(600)는, 2개의 요동 기어(610, 620)를 포함한다. 요동 기어(610)는, 단부판(420)과 요동 기어(620) 사이에 배치된다. 요동 기어(620)는, 기판부(411)와 요동 기어(610) 사이에 배치된다. 요동 기어(610, 620)는, 공통의 설계 도면에 기초하여 형성되어도 된다. 요동 기어(610, 620) 각각은, 트로코이드 기어여도 되고, 사이클로이드 기어여도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 요동 기어(610, 620)로서 사용되는 기어의 특정 종류에 한정되지 않는다.
요동 기어(610, 620) 각각은, 케이스(310)의 내벽을 향해 돌출되는 복수의 외치(630)(도 3b를 참조)를 포함한다. 크랭크 축 조립체(500)가, 전달 축(TAX) 주위로 회전하면, 요동 기어(610, 620)는, 복수의 외치(630)를 복수의 내치 핀(320)에 맞물리게 하면서, 케이스(310) 내에서 주회 이동(즉, 요동 회전)한다. 이 동안, 요동 기어(610, 620)의 중심은, 출력 축(OPX) 주위를 주회하게 된다. 외통(300) 및 캐리어(400)의 상대 회전은, 요동 기어(610, 620)의 요동 회전에 의해 야기된다.
중앙 관통 구멍(611)은, 요동 기어(610)의 중심에 형성된다. 중앙 관통 구멍(621)은, 요동 기어(620)의 중심에 형성된다. 중앙 관통 구멍(611)은, 단부판(420)의 중앙 관통 구멍(423)과 요동 기어(620)의 중앙 관통 구멍(621)에 연통된다. 중앙 관통 구멍(621)은, 기판부(411)의 중앙 관통 구멍(417)과 요동 기어(610)의 중앙 관통 구멍(611)에 연통된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 3개의 원형 관통 구멍(622)이 요동 기어(620)에 형성된다. 마찬가지로, 3개의 원형 관통 구멍이, 요동 기어(610)에 형성된다. 요동 기어(620)의 원형 관통 구멍(622) 및 요동 기어(610)의 원형 관통 구멍은, 기판부(411) 및 단부판(420)의 보유 지지 관통 구멍(418, 424)과 협동하여, 크랭크 축 조립체(500)가 수용되는 수용 공간을 형성한다.
3개의 사다리꼴 관통 구멍(613)(도 3a는, 3개의 사다리꼴 관통 구멍(613) 중 하나를 나타냄)은, 요동 기어(610)에 형성된다. 3개의 사다리꼴 관통 구멍(623)(도 3b를 참조)은, 요동 기어(620)에 형성된다. 캐리어(400)의 샤프트부(412)는, 사다리꼴 관통 구멍(613, 623)을 관통한다. 사다리꼴 관통 구멍(613, 623)의 크기는, 샤프트부(412)와 간섭하지 않도록 정해진다.
3개의 크랭크 축 조립체(500) 각각은, 전달 기어(510)와, 크랭크 축(520)과, 2개의 저널 베어링(531, 532)과, 2개의 크랭크 베어링(541, 542)을 포함한다. 전달 기어(510)는, 인풋 기어(730)와 맞물린다. 전달 기어(510)는, 인풋 기어(730)의 회전에 따라서, 전달 축(TAX) 주위로 회전한다.
크랭크 축(520)은, 제1 저널(521)과, 제2 저널(522)과, 제1 편심부(523)와, 제2 편심부(524)를 포함한다. 제1 저널(521)은, 전달 축(TAX)을 따라 연장되어, 단부판(420)의 보유 지지 관통 구멍(424)에 삽입된다. 제2 저널(522)은, 제1 저널(521)과는 반대측에서, 전달 축(TAX)을 따라 연장되어, 기판부(411)의 보유 지지 관통 구멍(418)에 삽입된다. 저널 베어링(531)은, 제1 저널(521)과 보유 지지 관통 구멍(424)을 형성하는 단부판(420)의 내벽 사이의 환상 공간에 끼움 삽입된다. 이 결과, 제1 저널(521)은, 단부판(420)에 연결된다. 저널 베어링(532)은, 제2 저널(522)과 보유 지지 관통 구멍(418)을 형성하는 기판부(411)의 내벽 사이의 환상 공간에 끼움 삽입된다. 이 결과, 제2 저널(522)은 기판부(411)에 연결된다. 따라서, 캐리어(400)는 크랭크 축 조립체(500)를 지지할 수 있다.
제1 편심부(523)는, 제1 저널(521)과 제2 편심부(524) 사이에 위치한다. 제2 편심부(524)는, 제2 저널(522)과 제1 편심부(523) 사이에 위치한다. 크랭크 베어링(541)은, 제1 편심부(523)와 원형 관통 구멍을 형성하는 요동 기어(610)의 내벽 사이의 환상 공간에 끼움 삽입된다. 이 결과, 요동 기어(610)는, 제1 편심부(523)에 설치된다. 크랭크 베어링(542)은, 제2 편심부(524)와 원형 관통 구멍(622)을 형성하는 요동 기어(620)의 내벽 사이의 환상 공간에 끼움 삽입된다. 이 결과, 요동 기어(620)는, 제2 편심부(524)에 설치된다.
제1 저널(521)은, 제2 저널(522)과 대략 동축이며, 전달 축(TAX) 주위로 회전한다. 제1 편심부(523) 및 제2 편심부(524) 각각은, 원기둥 형상으로 형성되고, 전달 축(TAX)으로부터 편심되어 있다. 제1 편심부(523) 및 제2 편심부(524) 각각은, 전달 축(TAX)에 대해 편심 회전하고, 요동 기어(610, 620)에 요동 회전을 부여한다. 본 실시 형태에 있어서, 편심부는, 제1 편심부(523) 및 제2 편심부(524) 중 한쪽에 의해 예시된다.
외통(300)이 고정되어 있으면, 요동 기어(610, 620)는, 외통(300)의 복수의 내치 핀(320)과 맞물리므로, 요동 기어(610, 620)의 요동 회전은, 출력 축(OPX) 주위의 크랭크 축(520)의 주회 운동으로 변환된다. 단부판(420) 및 기판부(411)는, 제1 저널(521) 및 제2 저널(522)에 각각 연결되어 있으므로, 크랭크 축(520)의 주회 운동은, 출력 축(OPX) 주위의 단부판(420) 및 기판부(411)의 회전 운동으로 변환된다. 요동 기어(610, 620) 사이의 주회 위상차는, 제1 편심부(523)와 제2 편심부(524) 사이의 편심 방향의 차이에 의해 결정된다.
캐리어(400)가 고정되어 있으면, 요동 기어(610, 620)는, 외통(300)의 복수의 내치 핀(320)과 맞물리므로, 요동 기어(610, 620)의 요동 회전은, 출력 축(OPX) 주위의 외통(300)의 회전 운동으로 변환된다.
인풋 기어(730)는, 출력 축(OPX)을 따라 연장된다. 기어부(731)는, 인풋 기어(730)의 선단부에 형성된다. 기어부(731)는, 전달 기어(510)와 맞물린다. 기어부(731)가 출력 축(OPX) 주위로 회전하면, 전달 기어(510)는 전달 축(TAX) 주위로 회전한다. 이 결과, 전달 기어(510)가 고정된 크랭크 축(520)이 회전하여, 요동 기어(610, 620)의 요동 회전이 야기된다.
외벽(740)은, 연결 벽(741)과, 지지벽(742)을 포함한다. 연결 벽(741)은, 인풋 기어(730)를 둘러싸는 통체이다. 연결 벽(741)은, 제2 원통부(312)와 끼워 맞추어진다. 이 결과, 연결 벽(741)은 외통(300)에 연결된다.
지지벽(742)은, 연결 벽(741)과 단부판(420)과 협동하여, 검출 공간(750)을 형성한다. 즉, 검출 공간(750)의 경계는, 연결 벽(741), 단부판(420) 및 지지벽(742)의 벽면에 의해 주로 형성된다.
연결 벽(741)은, 출력 축(OPX)을 따라 연장되는 한편, 지지벽(742)은 출력 축(OPX)에 대략 직교하고, 단부판(420)의 외면(422)에 대향한다. 지지벽(742)은, 연결 벽(741)에 의해 형성되는 원형 개구부를 폐쇄한다. 단부판(420)은, 지지벽(742)과는 반대측에서, 연결 벽(741)에 의해 형성되는 원형 개구부를 부분적으로 폐쇄한다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 단부벽은, 단부판(420)에 의해 예시된다.
연결 벽(741)에는, 출력 축(OPX)을 따라 형성된 관통 구멍이 형성된다. 오일 시일은, 관통 구멍에 끼움 삽입된다. 인풋 기어(730)는, 오일 시일에 끼움 삽입되고, 기어부(731)는 검출 공간(750) 내에 배치된다. 이 결과, 지지벽(742)은, 인풋 기어(730)를 적절하게 지지할 수 있다.
인풋 기어(730)는, 다른 기어(즉, 전달 기어(510)나 요동 기어(610, 620))보다 높은 회전수로 회전한다. 따라서, 인풋 기어(730) 및 전달 기어(510)의 치면으로부터 박리된 금속편은, 검출 공간(750)에 봉입된 윤활제 중에서 부유하기 쉽다.
센서(101)는, 연결 벽(741)에 설치된다. 대체적으로서, 센서는, 지지벽(742)에 설치되어도 된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 검출부(110A)는, 검출 공간(750) 내에 배치된다. 한편, 출력부(120) 및 전원(130)은, 다른 부위에 배치되어도 된다. 예를 들어, 출력부(120) 및 전원(130)은 외벽(740)에 형성된 관통 구멍에 끼움 삽입되어도 된다. 대체적으로서, 출력부(120) 및 전원(130)은, 외벽(740)의 외면에 설치되어도 된다. 또한 대체적으로서, 출력부(120) 및 전원(130)은, 외통(300), 캐리어(400) 및 외벽(740)으로부터 이격된 위치에 배치되어도 된다.
인풋 기어(730) 및 전달 기어(510)의 고속의 회전은, 검출 공간(750) 내에서의 윤활제의 격한 유동을 야기한다. 따라서, 센서(101)의 검출부(110A)는, 검출 공간(750) 내의 윤활제 중에서 부유하는 큰 이물(예를 들어, 인풋 기어(730) 및 전달 기어(510)의 치면으로부터 박리된 금속편)을 포착하기 쉽다.
본 실시 형태에 있어서, 외통(300)이 고정되는 한편, 캐리어(400)는 회전되어도 된다. 외통(300)이 고정되면, 외벽(740)도 고정된다. 이 결과, 외부 장치와 센서(101) 사이의 전기적 배선은 간소화된다.
외통(300)이 고정되면, 센서(101)는 기어부(731)와 전달 기어(510)의 맞물림 부분의 하방에 배치되어도 된다. 기어부(731)와 전달 기어(510)로부터 발생한 큰 이물은, 중력에 의해 하방으로 이동하여, 검출부(110A)에 의해 포착되기 쉬워진다.
<제4 실시 형태>
제3 실시 형태와 관련하여 설명된 기어 장치는, 캐리어와 외벽에 의해 둘러싸인 검출 공간 내에 있어서 이물을 검출하는 센서를 구비한다. 추가적으로, 또는 대체적으로서, 기어 장치는, 다른 검출 공간에 있어서 이물을 검출하는 센서를 구비해도 된다. 출력 축의 주위의 공간은, 인풋 기어뿐만 아니라, 요동 기어나 크랭크 축 조립체와 같은 다양한 부품과 인접한다. 따라서, 센서가, 출력 축의 주위의 공간에서 이물을 검출하면, 기어 장치의 다양한 부위에서의 고장 리스크의 증가가 탐지될 수 있다. 제4 실시 형태에 있어서, 출력 축의 주위에서 이물을 검출하는 센서가 설치된 예시적인 기어 장치가 설명된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기어 장치(200)는, 센서(102)를 구비한다. 센서(102)는, 제2 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리에 따라서 형성되어도 된다. 따라서, 제2 실시 형태의 설명은, 센서(102)에 원용되어도 된다.
제3 실시 형태와 관련하여 설명된 바와 같이, 캐리어(400)의 중앙 관통 구멍(417, 423) 및 기어부(600)의 중앙 관통 구멍(611, 621)은, 출력 축(OPX)을 따라 연결되어, 하나의 검출 공간(751)을 형성한다. 즉, 검출 공간(751)의 경계는, 캐리어(400) 및 기어부(600)에 의해 주로 형성된다.
캐리어(400)의 외면(416)은, 상대 부재(도시하지 않음)에 압박된다. 따라서, 검출 공간(751)은, 상대 부재에 의해 폐쇄된다. 이 결과, 검출 공간(751) 내의 윤활제는, 기어 장치(200) 내에 가두어진다.
센서(102)의 검출부(110A)(도 2a 및 도 2b를 참조)는, 검출 공간(751)에 배치된다. 외통(300)이 고정되는 한편, 캐리어(400)가 회전되면, 검출부(110A)는, 높은 강성을 갖는 도전성 부재에 의해 캐리어(400)로부터 이간되어 보유 지지되어도 된다. 이 경우, 도전성 부재는, 외벽(740)을 향해 연장되어, 검출 공간(751)의 외부에 배치된 출력부(120)(도 2a 및 도 2b를 참조) 및 전원(130)(도 2a 및 도 2b)에 전기적으로 접속되어도 된다.
캐리어(400)가 고정되는 한편, 외통(300)이 회전되면, 검출부(110A)는, 기판부(411) 또는 단부판(420)에 설치되어도 된다. 이 경우, 도전성 부재는, 검출부(110A)로부터 상대 부재에 설치된 출력부(120) 및 전원(130)에 전기적으로 접속되어도 된다.
<제5 실시 형태>
제3 실시 형태 및 제4 실시 형태와 관련하여 설명된 기어 장치 중에서, 크랭크 축 조립체는, 가장 복잡한 구조를 갖는다. 따라서, 크랭크 축 조립체는, 높은 파손 리스크에 노출된다. 센서가, 크랭크 축 조립체의 부근에 배치되면, 크랭크 축 조립체의 파손 리스크의 증대를 즉시 검출하기 쉽다. 제5 실시 형태에 있어서, 크랭크 축 조립체의 부근에 배치된 센서를 갖는 예시적인 기어 장치가 설명된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기어 장치(200)는, 센서(103)를 구비한다. 센서(103)는, 제2 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리에 따라서 형성되어도 된다. 따라서, 제2 실시 형태의 설명은, 센서(103)에 원용되어도 된다.
제3 실시 형태와 관련하여 설명된 바와 같이, 3개의 보유 지지 관통 구멍(418)(도 3a는, 3개의 보유 지지 관통 구멍(418) 중 하나를 나타냄)은, 기판부(411)에 형성된다. 제2 저널(522)은, 전달 축(TAX)을 따라, 제2 편심부(524)로부터 연장되어, 대응하는 보유 지지 관통 구멍(418)에 삽입된다. 이 결과, 제2 저널(522)은, 보유 지지 관통 구멍(418)의 일부를 차지한다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 단부판은, 기판부(411)에 의해 예시된다. 관통 구멍은, 보유 지지 관통 구멍(418)에 의해 예시된다.
센서(103)의 검출부(110A)(도 2a 및 도 2b를 참조)는, 보유 지지 관통 구멍(418)의 나머지 영역(제2 저널(522)에 의해 점유되어 있지 않은 영역)에 배치된다. 제2 저널(522)에 의해 점유되어 있지 않은 보유 지지 관통 구멍(418)의 영역은, 검출 공간(752)으로서 사용된다. 검출 공간(752)의 윤곽은, 기판부(411)에 의해 주로 형성된다.
제4 실시 형태와 관련하여 설명된 바와 같이, 캐리어(400)의 외면(416)은, 상대 부재(도시하지 않음)에 압박되므로, 검출 공간(752) 내의 윤활제는, 기어 장치(200) 내에 가두어진다.
본 실시 형태에 관하여, 캐리어(400)가 고정되는 한편, 외통(300)은 회전되는 것이 바람직하다. 검출부(110A)는, 기판부(411)에 설치된다. 도전성 부재는, 검출부(110A)로부터 상대 부재에 설치된 출력부(120) 및 전원(130)에 전기적으로 접속된다.
<제6 실시 형태>
제5 실시 형태와 관련하여 설명된 센서는, 크랭크 축 조립체의 단부의 부근에 배치된다. 대체적으로서, 센서는, 크랭크 축 조립체의 축 길이 방향에 있어서, 크랭크 축 조립체의 중심 부근에 배치되어도 된다. 이 경우, 크랭크 축 조립체의 파손 리스크의 증대를 고정밀도로 검출할 수 있다. 제6 실시 형태에 있어서, 크랭크 축 조립체의 중심 부근에 있어서 센서가 설치된 예시적인 기어 장치가 설명된다.
도 4a는, 제6 실시 형태의 기어 장치(200B)의 개략적인 단면도이다. 도 4b는, 도 4a에 도시된 A-A선을 따르는 개략적인 단면도이다. 도 2a, 도 2b, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 기어 장치(200B)가 설명된다. 제3 실시 형태의 설명은, 제3 실시 형태와 동일한 부호가 부여된 요소에 원용된다.
제3 실시 형태와 마찬가지로, 기어 장치(200B)는, 캐리어(400)와, 3개의 크랭크 축 조립체(500)(도 4a는, 3개의 크랭크 축 조립체(500) 중 하나를 나타냄)와, 기어부(600)와, 2개의 주 베어링(710, 720)과, 인풋 기어(730)와, 외벽(740)을 구비한다. 제3 실시 형태의 설명은, 이들 요소에 원용된다.
기어 장치(200B)는, 센서(104)와, 외통(300B)을 더 구비한다. 센서(104)는, 제2 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리에 따라서 형성되어도 된다. 따라서, 제2 실시 형태의 설명은, 센서(104)에 원용되어도 된다.
제3 실시 형태와 마찬가지로, 외통(300B)은, 복수의 내치 핀(320)을 포함한다. 제3 실시 형태의 설명은, 복수의 내치 핀(320)에 원용된다.
외통(300B)은, 대략 원통 형상의 케이스(310B)를 더 포함한다. 제3 실시 형태와 마찬가지로, 케이스(310B)는, 제2 원통부(312)와, 제3 원통부(313)를 포함한다. 제3 실시 형태의 설명은, 이들 요소에 원용된다.
케이스(310B)는, 제1 원통부(311B)를 더 포함한다. 제3 실시 형태와 마찬가지로, 제1 원통부(311B)는, 내주면(314)을 포함한다. 제3 실시 형태의 설명은, 내주면(314)에 원용된다.
제1 원통부(311B)는, 내주면(314)을 둘러싸는 외주면(315)을 포함한다. 내주면(314)과 외주면(315) 사이에서 연장되는 관통 구멍이, 제1 원통부(311B)에 형성된다. 센서(104)는, 이 관통 구멍을 이용하여, 제1 원통부(311B)에 설치된다.
센서(104)의 검출부(110A)(도 2a 및 도 2b를 참조)는, 내주면(314)의 근방에서 관통 구멍에 매설된다. 이 결과, 검출부(110A)는, 관통 구멍으로 낙하한 큰 이물을 끼울 수 있다. 관통 구멍은, 외주면(315)의 근방에 있어서, 윤활제와 반응하지 않는 수지나 다른 적절한 봉입제에 의해 폐색된다. 이 결과, 윤활제는, 기어 장치(200B) 내에 가두어진다. 본 실시 형태에 있어서, 검출 공간은, 검출부(110A)의 주위에 있어서의 윤활제의 충전 영역에 의해 예시된다. 검출 공간의 윤곽은, 내주면(314) 및 요동 기어(610, 620)의 주위면에 의해 주로 형성된다.
출력부(120)(도 2a 및 도 2b를 참조) 및 전원(130)(도 2a 및 도 2b를 참조)은, 외주면(315)의 부근에서 관통 구멍에 매설되어도 된다. 대체적으로서, 출력부(120) 및 전원(130)은 외통(300B)의 외면에 설치되어도 된다.
본 실시 형태에 관하여, 외통(300B)이 고정되는 한편, 캐리어(400)는 회전되는 것이 바람직하다. 이 경우, 검출부(110A)가, 출력 축(OPX)의 하방에 위치하도록, 외통(300B)이 고정되어도 된다. 큰 이물은, 중력에 의해 하방으로 이동하여, 최종적으로 검출부(110A)에 끼인다.
<제7 실시 형태>
상술한 실시 형태와 관련하여 설명된 기어 장치는, 출력 축으로부터 이격된 전달 축을 따라 연장된 크랭크 축 조립체를 갖는다. 대체적으로서, 기어 장치는, 출력 축을 따라 연장된 크랭크 축 조립체를 가져도 된다. 다양한 기어 장치에 설치될 수 있다. 제7 실시 형태에 있어서, 출력 축을 따라 연장된 크랭크 축 조립체를 갖는 예시적인 기어 장치가 설명된다.
도 5는, 제7 실시 형태의 기어 장치(200C)의 개략적인 단면도이다. 도 2a, 도 2b 및 도 5를 참조하여, 기어 장치(200C)가 설명된다. 제3 실시 형태의 설명은, 제3 실시 형태와 동일한 부호가 부여된 요소에 원용된다.
제3 실시 형태와 마찬가지로, 기어 장치(200C)는, 외통(300)과, 외벽(740)을 구비한다. 제3 실시 형태의 설명은, 이들 요소에 원용된다.
기어 장치(200C)는, 센서(105)와, 캐리어(400C)와, 크랭크 축 조립체(500C)와, 기어부(600C)와, 2개의 주 베어링(710C, 720C)과, 인풋 기어(730C)를 구비한다. 센서(105)는, 제2 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리에 따라서 형성되어도 된다. 따라서, 제2 실시 형태의 설명은, 센서(105)에 원용되어도 된다.
도 5는, 출력 축(OPX)을 나타낸다. 출력 축(OPX)은, 2개의 주 베어링(710C, 720C) 및 인풋 기어(730C)의 중심축에 상당한다. 외통(300) 및 캐리어(400C)는, 출력 축(OPX) 주위로 상대적으로 회전할 수 있다.
모터(도시하지 않음)나 다른 구동원(도시하지 않음)이 생성한 구동력은, 출력 축(OPX)을 따라 연장되는 인풋 기어(730C)를 통해, 크랭크 축 조립체(500C)에 입력된다. 크랭크 축 조립체(500C)에 입력된 구동력은, 외통(300) 및 캐리어(400C)에 의해 둘러싸인 내부 공간 내에 배치된 기어부(600C)에 전달된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 주 베어링(710C, 720C)은, 외통(300)과, 외통(300)에 의해 둘러싸인 캐리어(400C) 사이에 형성된 환상 공간에 끼움 삽입된다. 외통(300) 또는 캐리어(400C)는, 기어부(600C)에 전달된 구동력에 의해, 출력 축(OPX) 주위로 회전된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어(400C)는, 기부(410C)와, 단부판(420C)을 포함한다. 캐리어(400C)는, 전체적으로 원통 형상이다. 단부판(420C)은, 대략 원판 형상이다. 단부판(420C)의 외주면은, 제2 원통부(312)에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 주 베어링(720C)은, 제2 원통부(312)와 단부판(420C)의 주위면 사이의 환상의 공극에 끼움 삽입된다. 주 베어링(720C)의 롤러가, 단부판(420C) 상에서 직접적으로 구름 이동하도록, 단부판(420C)의 외주면은 형성된다.
기부(410C)는, 기판부(411C)와, 복수의 샤프트부(412C)를 포함한다. 기판부(411C)의 외주면은, 제3 원통부(313)에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 주 베어링(710C)은, 제3 원통부(313)와 기판부(411C)의 외주면 사이의 환상의 공극에 끼움 삽입된다. 주 베어링(710C)의 롤러가, 기판부(411C)의 외주면 상에서 직접적으로 구름 이동하도록 기판부(411C)의 외주면은 형성된다.
기판부(411C)는, 출력 축(OPX)의 연장 방향에 있어서, 단부판(420C)으로부터 이간된다. 기판부(411C)는, 단부판(420C)과 대략 동축이다. 즉, 출력 축(OPX)은, 기판부(411C) 및 단부판(420C)의 중심축에 상당한다.
기판부(411C)는, 내면(415C)과, 내면(415C)과는 반대측의 외면(416C)을 포함한다. 내면(415C)은, 기어부(600C)에 대향한다. 내면(415C) 및 외면(416C)은, 출력 축(OPX)에 직교하는 가상 평면(도시하지 않음)을 따른다.
중앙 관통 구멍(417C)은, 기판부(411C)에 형성된다. 중앙 관통 구멍(417C)은, 출력 축(OPX)을 따라, 내면(415C)과 외면(416C) 사이에서 연장된다. 출력 축(OPX)은, 중앙 관통 구멍(417C)의 중심축에 상당한다.
단부판(420C)은, 내면(421C)과, 내면(421C)과는 반대측의 외면(422C)을 포함한다. 내면(421C)은, 기어부(600C)에 대향한다. 내면(421C) 및 외면(422C)은, 출력 축(OPX)에 직교하는 가상 평면(도시하지 않음)을 따른다.
중앙 관통 구멍(423C)은, 단부판(420C)에 형성된다. 중앙 관통 구멍(423C)은, 출력 축(OPX)을 따라, 내면(421C)과 외면(422C) 사이에서 연장된다. 출력 축(OPX)은, 중앙 관통 구멍(423C)의 중심축에 상당한다.
복수의 샤프트부(412C) 각각은, 기판부(411C)의 내면(415C)으로부터 단부판(420C)의 내면(421C)을 향해 연장된다. 단부판(420C)은, 복수의 샤프트부(412C) 각각의 선단면에 접속된다. 단부판(420C)은, 리머 볼트, 위치 결정 핀이나 다른 적절한 고정 기술에 의해, 복수의 샤프트부(412C) 각각의 선단면에 접속되어도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 단부판(420C)과 복수의 샤프트부(412C) 각각과의 사이의 특정 접속 기술에 한정되지 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 기어부(600C)는, 기판부(411C)의 내면(415C)과 단부판(420C)의 내면(421C) 사이에 배치된다. 복수의 샤프트부(412C)는, 기어부(600C)를 관통하여, 단부판(420C)에 접속된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 기어부(600C)는, 2개의 요동 기어(610C, 620C)를 포함한다. 요동 기어(610C)는, 단부판(420C)과 요동 기어(620C) 사이에 배치된다. 요동 기어(620C)는, 기판부(411C)와 요동 기어(610C) 사이에 배치된다. 요동 기어(610C, 620C)는, 공통의 설계 도면에 기초하여 형성되어도 된다. 요동 기어(610C, 620C) 각각은, 트로코이드 기어여도 되고, 사이클로이드 기어여도 된다. 본 실시 형태의 원리는, 요동 기어(610C, 620C)로서 사용되는 기어의 특정 종류에 한정되지 않는다.
요동 기어(610C, 620C) 각각은, 복수의 내치 핀(320)에 맞물린다. 크랭크 축 조립체(500C)가, 출력 축(OPX) 주위로 회전하면, 요동 기어(610C, 620C)는, 내치 핀(320)에 맞물리면서, 케이스(310) 내에서 주회 이동(즉, 요동 회전)한다. 이 동안, 요동 기어(610C, 620C)의 중심은, 출력 축(OPX) 주위를 주회하게 된다. 외통(300) 및 캐리어(400C)의 상대 회전은, 요동 기어(610C, 620C)의 요동 회전에 의해 야기된다.
요동 기어(610C, 620C) 각각의 중심에는, 관통 구멍이 형성된다. 크랭크 축 조립체(500C)는, 요동 기어(610C, 620C) 각각의 중심에 형성된 관통 구멍에 끼움 삽입된다.
요동 기어(610C, 620C) 각각에는, 출력 축(OPX) 주위로 규정된 가상 원을 따라 배치된 복수의 샤프트부(412C)에 대응하여, 복수의 관통 구멍이 형성된다. 복수의 샤프트부(412C)는, 이들 관통 구멍에 삽입 관통된다. 이들 관통 구멍의 크기는, 복수의 샤프트부(412C)와 요동 기어(610C, 612C) 사이의 간섭이 발생하지 않도록 설정된다.
크랭크 축 조립체(500C)는, 크랭크 축(520C)과, 2개의 저널 베어링(531C, 532C)과, 2개의 크랭크 베어링(541C, 542C)을 포함한다. 크랭크 축(520C)은, 제1 저널(521C)과, 제2 저널(522C)과, 제1 편심부(523C)와, 제2 편심부(524C)를 포함한다. 제1 저널(521C)은, 출력 축(OPX)을 따라 연장되어, 단부판(420C)의 중앙 관통 구멍(423C)에 삽입된다. 제2 저널(522C)은, 제1 저널(521C)과는 반대측에서, 출력 축(OPX)을 따라 연장되어, 기판부(411C)의 중앙 관통 구멍(417C)에 삽입된다. 저널 베어링(531C)은, 제1 저널(521C)과 중앙 관통 구멍(423C)을 형성하는 단부판(420C)의 내벽 사이의 환상 공간에 끼움 삽입된다. 이 결과, 제1 저널(521C)은, 단부판(420C)에 연결된다. 저널 베어링(532C)은, 제2 저널(522C)과 중앙 관통 구멍(417C)을 형성하는 기판부(411C)의 내벽 사이의 환상 공간에 끼움 삽입된다. 이 결과, 제2 저널(522C)은, 기판부(411C)에 연결된다. 따라서, 캐리어(400C)는, 크랭크 축 조립체(500C)를 지지할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 단부벽은, 단부판(420C)에 의해 예시된다. 제2 단부판은, 기판부(411C)에 의해 예시된다.
제1 편심부(523C)는, 제1 저널(521C)과 제2 편심부(524C) 사이에 위치한다. 제2 편심부(524C)는, 제2 저널(522C)과 제1 편심부(523C) 사이에 위치한다. 크랭크 베어링(541C)은, 요동 기어(610C)의 중심에 형성된 관통 구멍에 끼움 삽입되고, 제1 편심부(523C)에 연결된다. 이 결과, 요동 기어(610C)는, 제1 편심부(523C)에 설치된다. 크랭크 베어링(542C)은, 요동 기어(620C)의 중심에 형성된 관통 구멍에 끼움 삽입되고, 제2 편심부(524C)에 연결된다. 이 결과, 요동 기어(620C)는, 제2 편심부(524C)에 설치된다.
제1 저널(521C)은, 제2 저널(522C)과 대략 동축이며, 출력 축(OPX) 주위로 회전한다. 제1 편심부(523C) 및 제2 편심부(524C) 각각은, 원기둥 형상으로 형성되고, 출력 축(OPX)으로부터 편심되어 있다. 제1 편심부(523C) 및 제2 편심부(524C) 각각은, 출력 축(OPX)에 대해 편심 회전하고, 요동 기어(610C, 620C)에 요동 회전을 부여한다. 본 실시 형태에 있어서, 편심부는, 제1 편심부(523C) 및 제2 편심부(524C) 중 한쪽에 의해 예시된다.
외통(300)이 고정되어 있으면, 요동 기어(610C, 620C)는, 외통(300)의 복수의 내치 핀(320)과 맞물리므로, 요동 기어(610C, 620C)의 요동 회전은, 출력 축(OPX) 주위의 크랭크 축(520C)의 주회 운동으로 변환된다. 단부판(420C) 및 기판부(411C)는, 제1 저널(521C) 및 제2 저널(522C)에 각각 연결되어 있으므로, 크랭크 축(520C)의 주회 운동은, 출력 축(OPX) 주위의 단부판(420C) 및 기판부(411C)의 회전 운동으로 변환된다. 요동 기어(610C, 620C)간의 주회 위상차는, 제1 편심부(523C)와 제2 편심부(524C) 사이의 편심 방향의 차이에 의해 결정된다.
캐리어(400C)가 고정되어 있으면, 요동 기어(610C, 620C)는, 외통(300)의 복수의 내치 핀(320)과 맞물리므로, 요동 기어(610C, 620C)의 요동 회전은, 출력 축(OPX) 주위의 외통(300)의 회전 운동으로 변환된다.
인풋 기어(730C)는, 출력 축(OPX)을 따라 연장되어, 지지벽(742)을 관통한다. 크랭크 축(520C)에는, 출력 축(OPX)을 따라 연장되는 관통 구멍(525)이 형성된다. 인풋 기어(730C)의 선단부는, 관통 구멍(525)에 삽입된다.
키 홈(732)은, 인풋 기어(730C)의 선단부에 형성된다. 다른 또 하나의 키 홈(526)은, 관통 구멍(525)을 형성하는 크랭크 축(520C)의 내벽면에 형성된다. 키 홈(732, 526)은, 출력 축(OPX)과 대략 평행하게 연장된다. 키(733)는, 키 홈(732, 526)에 삽입된다. 이 결과, 인풋 기어(730C)는, 크랭크 축(520C)에 연결된다. 인풋 기어(730C)가 출력 축(OPX) 주위로 회전하면, 크랭크 축(520C)은, 출력 축(OPX) 주위로 회전한다. 이 결과, 요동 기어(610C, 620C)의 요동 회전이 야기된다.
기판부(411C)에 형성된 중앙 관통 구멍(417C)은, 제1 공방부(491)와 제2 공방부(492)를 포함한다. 제1 공방부(491) 및 제2 공방부(492)는 모두 원형의 단면을 갖는다. 제1 공방부(491)는, 단면적에 있어서, 제2 공방부(492)보다 작다.
제1 공방부(491)에는, 제2 저널(522C) 및 저널 베어링(532C)이 배치된다. 한편, 제2 공방부(492)에는, 센서(105)가 배치된다. 따라서, 제2 공방부(492)는, 센서(105)가 이물을 검출하기 위한 검출 공간으로서 사용된다. 기판부(411C)의 외면(416C)은, 상대 부재(도시하지 않음)에 압접된다. 따라서, 중앙 관통 구멍(417C) 내의 윤활제는, 기어 장치(200C) 내에 가두어진다. 센서(105)의 검출부(110A)(도 2a 및 도 2b를 참조)는, 중앙 관통 구멍(417C) 내의 윤활제에 접촉하도록 배치된다. 출력부(120) 및 전원(130)은, 상대 부재에 설치되어도 된다. 본 실시 형태에 있어서, 관통 구멍은, 중앙 관통 구멍(417C)에 의해 예시된다.
제2 공방부(492)는, 크랭크 축 조립체(500C)에 인접한다. 따라서, 크랭크 축 조립체(500C)로부터 큰 금속편이 발생하면, 검출부(110A)는, 크랭크 축 조립체(500C)로부터 발생한 큰 금속편을 포착할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 캐리어(400C)가 고정되는 한편, 외통(300)이 출력 축(OPX) 주위로 회전되는 것이 바람직하다. 이 경우, 검출부(110A)로부터 출력부(120) 및 전원(130)에의 전기적 접속이 용이화된다.
제3 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리에 따라서, 센서(100A)(도 2a 및 도 2b를 참조)가, 외벽(740)에 의해 둘러싸인 검출 공간(750) 내의 이물의 검출을 위해 추가적으로 배치되어도 된다. 제6 실시 형태와 관련하여 설명된 원리에 따라서, 설계자는, 외통(300)에 형성된 관통 구멍에 센서(100A)를 추가적으로 배치해도 된다.
상술한 다양한 실시 형태와 관련하여 설명된 설계 원리는, 다양한 센서 및/또는 기어 장치에 적용 가능하다. 상술한 다양한 실시 형태 중 하나와 관련하여 설명된 다양한 특징 중 일부가, 다른 또 하나의 실시 형태와 관련하여 설명된 센서 및/또는 기어 장치에 적용되어도 된다.
상술한 실시 형태와 관련하여 설명된 센서 및 기어 장치는, 이하의 특징을 주로 구비한다.
상술한 실시 형태의 일 국면에 관한 센서는, 기어 장치 내의 윤활제 중에 발생한 소정의 크기 이상의 이물을 검출하는 검출부와, 상기 검출부가, 상기 이물을 검출하면, 상기 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하는 출력부를 구비한다.
기어 장치 내의 윤활제 중에 발생한 소정의 크기 이상의 이물은, 기어 장치의 다양한 부품을 파손시킬 수 있다. 게다가, 큰 이물의 발생은, 이물의 발생원의 강도의 현저한 저하를 의미하기도 한다. 상기 구성에 따르면, 검출부가, 기어 장치 내의 윤활제 중에 발생한 소정의 크기 이상의 이물을 검출하면, 출력부는, 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하므로, 센서는, 기어 장치의 고장 리스크를 급격하게 증대시키는 큰 이물의 발생을 통지할 수 있다.
상기한 구성에 관하여, 상기 검출부는, 상기 이물을 포착해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 검출부는, 이물을 포착하므로, 센서는, 기어 장치의 파손 부위의 분석을 용이하게 한다.
상기한 구성에 관하여, 센서는, 상기 출력부에 전력을 공급하는 전원과, 상기 전원을 상기 검출부에 전기적으로 접속하는 제1 선과, 상기 전원을 상기 출력부에 전기적으로 접속하는 제2 선과, 상기 검출부를 상기 출력부에 전기적으로 접속하는 제3 선을 더 구비해도 된다. 상기 검출부에 의해 포착된 상기 이물은, 상기 제1 선과 상기 제3 선을 전기적으로 접속해도 된다. 상기 출력부는, 상기 제1 선과 상기 제3 선 사이의 전기적인 접속하에서, 상기 전원으로부터 공급된 상기 전력을 사용하여, 상기 정보를 출력해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 검출부에 의해 포착된 이물은, 제1 선과 제3 선을 전기적으로 접속하고, 또한 출력부는, 제1 선과 제3 선 사이의 전기적인 접속하에서, 전원으로부터 공급된 전력을 사용하여 정보를 출력하므로, 센서는, 전원으로부터 연결되는 회로의 통전을 조건으로 하여, 큰 이물의 검출을 통지할 수 있다.
상술한 실시 형태의 다른 국면에 관한 기어 장치는, 소정의 출력 축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 내주면을 갖는 외통과, 상기 복수의 내치에 맞물리는 요동 기어와, 상기 요동 기어의 중심이, 상기 출력 축 주위로 주회하도록, 상기 요동 기어에 요동 회전을 부여하는 크랭크 축 조립체와, 상기 크랭크 축 조립체를 지지하고, 또한 상기 외통에 대해, 상기 출력 축 주위로 상대적으로 회전하는 캐리어와, 상기 외통 및 상기 캐리어 중 적어도 한쪽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 경계를 갖는 검출 공간 내의 윤활제 중에서 부유하는 소정의 크기 이상의 이물을 검출하는 검출부와, 상기 검출부가, 상기 이물을 검출하면, 상기 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하는 출력부를 갖는 센서를 구비한다.
상기한 구성에 따르면, 검출부가, 외통 및 캐리어 중 적어도 한쪽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 경계를 갖는 검출 공간 내의 윤활제 중에서 부유하는 소정의 크기 이상의 이물을 검출하면, 출력부는, 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하므로, 고장 리스크를 급격하게 증대시키는 큰 이물의 발생은, 센서에 의해 통지된다.
상기한 구성에 관하여, 기어 장치는, 상기 출력 축을 따라 연장되는 인풋 기어와, 상기 인풋 기어를 둘러싸고, 상기 외통에 연결되는 연결 벽과, 상기 인풋 기어를 지지하는 지지벽을 갖는 외벽을 더 구비해도 된다. 상기 캐리어는, 상기 지지벽에 대향하는 제1 단부벽을 포함해도 된다. 상기 제1 단부벽은, 상기 외벽과 협동하여, 상기 검출 공간을 형성해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 제1 단부벽은, 외벽과 협동하여, 검출 공간을 형성하므로, 센서가 검출 공간에 배치되는 데 충분한 공간이 형성되도록, 설계자는, 외벽을 설계할 수 있다.
상기한 구성에 관하여, 상기 센서는, 상기 외벽에 설치되어도 된다.
상기한 구성에 따르면, 센서는, 외벽에 설치되므로, 설계자는, 센서와 기어 장치의 가동 부위와의 간섭을 발생하는 일 없이, 센서를 용이하게 배치할 수 있다.
상기한 구성에 관하여, 상기 검출 공간은, 상기 출력 축을 따라 상기 캐리어 및 상기 요동 기어를 관통하는 관통 구멍이어도 된다.
상기한 구성에 따르면, 검출 공간은, 출력 축을 따라 캐리어 및 요동 기어를 관통하는 관통 구멍이므로, 센서는, 요동 기어나 캐리어로부터 박리된 큰 박리편을 용이하게 검출할 수 있다.
상기한 구성에 관하여, 상기 외통은, 상기 내주면을 둘러싸는 외주면을 포함해도 된다. 상기 센서는, 상기 내주면과 상기 외주면 사이에서 연장되는 관통 구멍에 끼움 삽입되어도 된다.
상기한 구성에 따르면, 센서는, 외통의 내주면과 외주면 사이에서 연장되는 관통 구멍에 끼움 삽입되므로, 센서는, 외통 또는 캐리어의 회전에 의해 출력 축으로부터 이간되는 방향으로 흐르는 윤활제 중의 큰 이물을 용이하게 검출할 수 있다.
상기한 구성에 관하여, 상기 외통이 고정되는 한편, 상기 캐리어는 상기 출력 축 주위로 회전해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 외통이 고정되므로, 센서는, 검출 공간에 용이하게 배치된다.
상기한 구성에 관하여, 상기 크랭크 축 조립체는, 상기 출력 축으로부터 이격된 위치에서 상기 출력 축과 평행하게 연장되는 전달 축 주위로 회전하는 제1 저널, 상기 제1 저널과는 반대측에서 상기 전달 축을 따라 연장되는 제2 저널 및 상기 제1 저널과 상기 제2 저널 사이에서 상기 요동 기어에 연결되고, 또한 상기 전달 축에 대해 편심 회전하는 편심부를 갖는 크랭크 축을 포함해도 된다. 상기 캐리어는, 상기 제1 저널이 연결되는 제1 단부벽과, 상기 제2 저널이 연결되는 제2 단부벽을 포함해도 된다. 상기 제2 단부벽에는, 상기 제2 저널이 부분적으로 삽입되는 관통 구멍이 형성되어도 된다. 상기 관통 구멍은, 상기 검출 공간으로서 사용되어도 된다.
상기한 구성에 따르면, 제1 저널 및 제2 저널은, 캐리어의 제1 단부벽과 제2 단부벽에 각각 연결되므로, 크랭크 축은, 캐리어에 의해 적절하게 지지된다. 제1 저널과 제2 저널 사이에서 요동 기어에 연결된 편심부는, 전달 축에 대해 편심 회전하므로, 크랭크 축은, 요동 기어에 요동 회전을 부여할 수 있다. 제2 단부벽에 형성된 관통 구멍은, 검출 공간으로서 사용되므로, 센서는, 크랭크 축 조립체로부터 발생한 큰 이물을 용이하게 검출할 수 있다.
상기한 구성에 관하여, 상기 크랭크 축 조립체는, 상기 출력 축 주위로 회전하는 제1 저널, 상기 제1 저널과는 반대측에서 상기 출력 축을 따라 연장되는 제2 저널 및 상기 제1 저널과 상기 제2 저널 사이에서 상기 요동 기어에 연결되고, 또한 상기 출력 축에 대해 편심 회전하는 편심부를 갖는 크랭크 축을 포함해도 된다. 상기 캐리어는, 상기 제1 저널이 연결되는 제1 단부벽과, 상기 제2 저널이 연결되는 제2 단부벽을 포함해도 된다. 상기 제2 단부벽에는, 상기 제2 저널이 부분적으로 삽입되는 관통 구멍이 형성되어도 된다. 상기 관통 구멍은, 상기 검출 공간으로서 사용되어도 된다.
상기한 구성에 따르면, 제1 저널 및 제2 저널은, 캐리어의 제1 단부벽 및 제2 단부벽에 각각 연결되므로, 크랭크 축은, 캐리어에 의해 적절하게 지지된다. 제1 저널과 제2 저널 사이에서 요동 기어에 연결된 편심부는, 출력 축에 대해 편심 회전하므로, 크랭크 축은, 요동 기어에 요동 회전을 부여할 수 있다. 제2 단부벽에 형성된 관통 구멍은, 검출 공간으로서 사용되므로, 센서는, 크랭크 축 조립체로부터 발생한 큰 이물을 용이하게 검출할 수 있다.
상기한 구성에 관하여, 상기 캐리어는 고정되는 한편, 상기 외통은 상기 출력 축 주위로 회전해도 된다.
상기한 구성에 따르면, 캐리어가 고정되므로, 센서는, 검출 공간에 용이하게 배치된다.
상술한 실시 형태의 원리는, 다양한 센서 및 기어 장치에 적합하게 이용된다.

Claims (12)

  1. 기어 장치 내의 윤활제 중에 발생한 소정의 크기 이상의 이물을 검출하는 검출부와,
    상기 검출부가 상기 이물을 검출하면, 상기 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하는 출력부를 구비하는, 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 이물을 포착하는, 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 출력부에 전력을 공급하는 전원과,
    상기 전원을 상기 검출부에 전기적으로 접속하는 제1 선과,
    상기 전원을 상기 출력부에 전기적으로 접속하는 제2 선과,
    상기 검출부를 상기 출력부에 전기적으로 접속하는 제3 선을 더 구비하고,
    상기 검출부에 의해 포착된 상기 이물은, 상기 제1 선과 상기 제3 선을 전기적으로 접속하고,
    상기 출력부는, 상기 제1 선과 상기 제3 선 사이의 전기적인 접속하에서, 상기 전원으로부터 공급된 상기 전력을 이용하여 상기 정보를 출력하는, 센서.
  4. 소정의 출력 축을 둘러싸는 복수의 내치가 형성된 내주면을 갖는 외통과,
    상기 복수의 내치에 맞물리는 요동 기어와,
    상기 요동 기어의 중심이, 상기 출력 축 주위로 주회하도록 상기 요동 기어에 요동 회전을 부여하는 크랭크 축 조립체와,
    상기 크랭크 축 조립체를 지지하고, 또한 상기 외통에 대해, 상기 출력 축 주위로 상대적으로 회전하는 캐리어와,
    상기 외통 및 상기 캐리어 중 적어도 한쪽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 경계를 갖는 검출 공간 내의 윤활제 중에서 부유하는 소정의 크기 이상의 이물을 검출하는 검출부와, 상기 검출부가 상기 이물을 검출하면, 상기 이물이 검출된 것을 나타내는 정보를 출력하는 출력부를 갖는 센서를 구비하는, 기어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 축을 따라 연장되는 인풋 기어와,
    상기 인풋 기어를 둘러싸고, 상기 외통에 연결되는 연결 벽과, 상기 인풋 기어를 지지하는 지지벽을 갖는 외벽을 더 구비하고,
    상기 캐리어는, 상기 지지벽에 대향하는 제1 단부벽을 포함하고,
    상기 제1 단부벽은, 상기 외벽과 협동하여, 상기 검출 공간을 형성하는, 기어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 외벽에 설치되는, 기어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 검출 공간은, 상기 출력 축을 따라 상기 캐리어 및 상기 요동 기어를 관통하는 관통 구멍인, 기어 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 외통은, 상기 내주면을 둘러싸는 외주면을 포함하고,
    상기 센서는, 상기 내주면과 상기 외주면 사이에서 연장되는 관통 구멍에 끼움 삽입되는, 기어 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외통이 고정되는 한편, 상기 캐리어는 상기 출력 축 주위로 회전하는, 기어 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 크랭크 축 조립체는, 상기 출력 축으로부터 이격된 위치에서 상기 출력 축과 평행하게 연장되는 전달 축 주위로 회전하는 제1 저널, 상기 제1 저널과는 반대측에서 상기 전달 축을 따라 연장되는 제2 저널 및 상기 제1 저널과 상기 제2 저널 사이에서 상기 요동 기어에 연결되고, 또한 상기 전달 축에 대해 편심 회전하는 편심부를 갖는 크랭크 축을 포함하고,
    상기 캐리어는, 상기 제1 저널이 연결되는 제1 단부벽과, 상기 제2 저널이 연결되는 제2 단부벽을 포함하고,
    상기 제2 단부벽에는, 상기 제2 저널이 부분적으로 삽입되는 관통 구멍이 형성되고,
    상기 관통 구멍은, 상기 검출 공간으로서 사용되는, 기어 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 크랭크 축 조립체는, 상기 출력 축 주위로 회전하는 제1 저널, 상기 제1 저널과는 반대측에서 상기 출력 축을 따라 연장되는 제2 저널 및 상기 제1 저널과 상기 제2 저널 사이에서 상기 요동 기어에 연결되고, 또한 상기 출력 축에 대해 편심 회전하는 편심부를 갖는 크랭크 축을 포함하고,
    상기 캐리어는, 상기 제1 저널이 연결되는 제1 단부벽과, 상기 제2 저널이 연결되는 제2 단부벽을 포함하고,
    상기 제2 단부벽에는, 상기 제2 저널이 부분적으로 삽입되는 관통 구멍이 형성되고,
    상기 관통 구멍은, 상기 검출 공간으로서 사용되는, 기어 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 캐리어가 고정되는 한편, 상기 외통은 상기 출력 축 주위로 회전하는, 기어 장치.
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