KR100791816B1 - 기어드 모터의 시리즈 - Google Patents

Abstract

기어드 모터의 시리즈에 있어서, 사용자의 감속비의 요구 혹은 감속기타입의 요망에 유연하게 또한 확실하게 대응할 수 있음과 동시에, 소음이나 진동레벨의 저감을 도모한다.

모터에 대하여 복수 종류의 감속기를 조합시킴으로써, 임의의 기어드 모터를 선택가능하게 하는 경우에, 태양롤러(121)와 유성롤러(122)와 링롤러(123)를 구비한 단순유성 롤러부(120)를 복수 준비하고, 복수의 단순유성 롤러부(120)를 모터의 출력축 둘레의 커버(110)에 선택 및 연결함으로써, 복수의 중속(中速)모터군(SMC)을 구성가능하게 하고, 또한 동일 타입의 중속모터에, 유성롤러(122)의 공전(公轉)성분과 동기하는 캐리어(100)를 통하여 복수 종류의 감속기가 선택 및 연결가능하게 되어 있다.

Description

기어드 모터의 시리즈{Series of motors with speed reducer}

본 발명은, 모터에 대하여 복수 종류의 감속기를 조합시킴으로써, 임의의 기어드 모터(geared motor)를 선택가능하게 한 기어드 모터의 시리즈에 관한 것이다.

이러한 종류의 기어드 모터로서, 대부분의 것은, 회전동력을 발생하는 모터와, 이 회전동력을 감속하는 기어식 감속기를 조합시킨 것이다. 이러한 종류의 기어드 모터는, 기계적으로 감속하는 구조이기 때문에, 모터를 가장 효율이 좋은 상태(회전수 영역)에서 운전을 할 수 있어, 모든 산업분야에서 널리 사용되고 있다.

이 경우, 일반적인 기어식 감속기의 대부분(80% 이상)은, 총감속비가 1/10∼1/60정도의 범위에서 사용되고 있고, 감속기의 종류로서는, 예컨대 단순유성 기어 감속기, 요동 내접맞물림 유성기어 감속기, 베벨식 감속기, 하이포이드 감속기, 웜 감속기 등의 다양한 타입이, 용도에 따라 선택할 수 있도록 시리즈로서 준비되어 있다.

그런데, 이러한 종류의 기어드 모터의 시리즈에 있어서는, 기어식 감속기를 사용하는 관계에서, 감속비가 소정의 간격(공비(common ratio))으로 설정되어 있기 때문에, 반드시 풍부한 변화의 감속비를 준비할 수 있다고는 할 수 없어, 사용자의 요구에 세밀하게 대응할 수 없는 경우가 있었다.

또, 각각의 타입의 감속기는, 특화된 감속비의 범위를 가지고 있어, 제작코스트를 억제하면서, 각 타입의 감속비의 범위를 확대하는 데에는 한계가 있었다. 게다가, 일반적으로 고감속비를 커버할 수 있는 감속기일수록 제작코스트가 높기 때문에, 고감속비의 구동장치가 요구되는 경우에는, 필연적으로 코스트가 높은 타입의 감속기를 선택하여 모터와 조합시키지 않을 수 없고, 결과적으로 감속기타입의 선택의 자유도가 제한되어 버리는 문제가 있었다.

또한, 이들 문제와는 별도로, 기어식 감속기를 사용하는 경우에는, 기어의 맞물림부분(특히 고속으로 회전하는 입력축과 제1단기어의 맞물림부분)에 의해, 큰 소음이나 진동을 발생하는데다가, 또한 감속기측과 모터측과의 공진현상에 의해, 기어드 모터 전체의 소음레벨이나 진동레벨이 단독의 소음 이상으로 커지는 경우가 종종 있는 문제도 있었다.

이 점을, 특히 소음ㆍ진동레벨이 커지기 쉬운, 종래 공지의 요동내접맞물림 유성기어구조(국제분류 F16H1/32에 해당하는 기어장치)를 감속기로서 사용한 기어드 모터를 예로 들어 구체적으로 설명한다.

도 16은, 일본국 특허공개 평5-231482호 공보에 기재된 요동내접맞물림 유성기어 감속기를 구비한 기어드 모터(감속기가 있는 모터)의 예를 나타내고 있다. 이 기어드 모터(1)는, 감속기(2)와 모터(3)를 결합하여 일체화한 것이다.

감속기(2)의 케이싱(451)은, 중앙케이싱(452)과, 모터(3)측의 이음케이싱(453)과, 모터(3) 반대측의 프론트 케이싱(454)으로 이루어진다. 모터(3)의 케이싱(455)은, 원통케이싱(456)과, 감속기(2)측의 이음케이싱(453)과, 감속기(2) 반대측의 후면커버(457)로 이루어진다. 이 경우, 상기 이음케이싱(453)이, 감속기(2)와 모터(3)의 케이싱(451, 455)의 일부를 겸용하고 있고, 이 이음케이싱(453)을 통하여, 감속기(2)와 모터(3)가 일체로 결합되어 있다.

감속기(2)는, 입력축으로 이루어지는 제1축(411)과 출력축으로 이루어지는 제2축(412)을 구비한다.

제1축(411)의 바깥둘레 상에는, 소정 위상차(이 예에서는 180°)를 가지고 2개의 편심체(413a, 413b)가 끼워 맞춰지고, 이들 편심체(413a, 413b)가, 제1축(411)과 일체로 회전한다. 편심체(413a, 413b)의 중심은, 각각 제1축(411)의 축심에 대하여 소정의 편심량만큼 편심되어 있다. 각각의 편심체(413a, 413b)의 바깥둘레에는, 외치기어(外齒Gear; 415a, 415b)가 끼워 맞춰져 있다. 외치기어(415a, 415b)에는, 인너 핀 홀(inner pin hole)(416a, 416b)이 각각 복수 마련되어 있고, 이들 인너 핀 홀(416a, 416b)에 인너 핀(417)이 여유있게 끼워져(遊嵌) 있다.

외치기어(415a, 415b)의 바깥둘레에는 트로코이드 치형(齒形)(trochoidal tooth profile)이나 원호 치형(arc tooth profile)의 외치가 마련되어, 내치기어(內齒Gear; 420)에 대하여 내접맞물림되어 있다. 내치기어(420)는, 중앙케이싱(452)의 안쪽둘레에 일체적으로 형성되어 있고, 각 내치가, 중앙케이싱(452)의 안쪽둘레에 지지된 아웃터 핀(outer pin)(421)에 의해 형성되어 있다.

외치기어(415a, 415b)의 양측에는 한 쌍의 캐리어(423, 424)가 배치되어 있 다. 양 캐리어(423, 424)는, 베어링(431, 432)에 의해 회전가능하게 지지되고, 복수개의 캐리어 핀(연결핀)(425) 및 스페이서(426)로써 일체로 결합되어 있다.

인너 핀(417)의 양 끝은, 양측의 캐리어(423, 424)에 슬라이딩회전 가능하게 결합되어, 외치기어(415a, 415b)의 자전성분만이, 인너 핀(417)을 통하여 양측의 캐리어(423, 424)에 전달된다.

모터(3)측 캐리어(423)의 중앙구멍(423a)에는, 제1축(411)의 한쪽 끝이 위치하며, 커플링(470)을 통하여 모터축(461)과 연결되어 있다.

이 구성에 의해 이 감속기에서는 공지의 작용으로 외치기어(415a, 415b)의 치수분(齒數分)의 1의 감속을 실현할 수 있다.

이어서 다른 종래예를 설명한다.

도 17, 도 18은, 일본국 특허공개 평10-299841호 공보에 기재된 종래의 기어드 모터의 예를 나타내고 있다. 이 기어드 모터(500)에 사용되고 있는 요동내접맞물림 유성기어 감속기는, 이른바 분배축(power-distributed shaft)타입의 것이다.

이 내접맞물림 유성기어 감속기는, 외부의 모터축(501)에 연결되는 제1축(502)과, 이 제1축(502)과 동심(同心)의 원둘레 상에 배치되고, 이 제1축(502)과 연동하여 회전하는 복수의 분배축(503)과, 이 복수의 분배축(503) 상에 각각 마련된 편심체(504)와, 이 편심체(504)에 끼워 맞춰짐으로써, 상기 제1축(502)에 대하여 편심회전 가능하게 된 외치기어(505)와, 상기 제1축(502)과 동심으로 설치되고, 상기 외치기어(505)가 이 제1축(502)에 대하여 편심회전하면서 내접맞물림하는 내치기어(506)와, 상기 복수의 분배축(503)과 연결된 제2축(507)을 구비한다.

이 내접맞물림 유성기어구조에서는, 편심체(504)를 한 쌍의 캐리어(523, 524)의 사이에 위치하도록 배치함과 동시에, 캐리어(523, 524)에 의해 분배축(503)을 회전가능하게 지지하고 있다. 그리고, 상기 제1축(502)에 태양롤러(511)를 마련하고, 상기 복수의 분배축(503) 각각에, 이 태양롤러(511)와 각각 외접하는 복수의 분배롤러(512)를 스플라인결합에 의해 마련하고, 이들 복수의 분배롤러(512) 외측에, 이 분배롤러(512)가 내접하는 압접 링(press-contact ring)(513)을 마련한 것이다. 이 경우의 압접 링(513)은, 단순히 태양롤러(511)와 분배롤러(512)의 사이에 압접력을 발생시키기 위한 것이고, 기능으로서는 단순유성의 링의 그것과는 다르다.

이상의 예로 든 바와 같은 내접맞물림 유성기어 감속기를 채용한 기어드 모터는, 단순하고 또한 콤팩트한 구조로 강성(剛性;rigidity)이 높은 데다가, 높은 감속비를 얻을 수 있다는 이점(利点)을 가지기는 하지만, 외치기어가 요동하면서 상대측 기어와 맞물리는 구조로 되어 있기 때문에, 감속기측의 진동과 모터측의 진동이 겹쳐 공진함으로써, 아무래도 소음이 커지기 쉽다는 문제를 가지고 있다.

즉, 상기 기어드 모터의 경우, 감속기측에서 발생하는 진동에 의해, 그것과 결합되어 있는 모터가 진동이 가해져서, 모터 자신이 발생하는 진동과 함께 복잡한 공진을 일으킨다. 게다가 그 진동이 원래의 감속기로 되돌아 감으로써, 더욱 복잡한 공진을 일으키고, 이들이 원인으로, 드물게 기어드 모터 전체에서 큰 소음을 발생하는 경우가 있다.

이 점, 도 16의 기어드 모터(1)의 경우는, 모터축(461)과 제1축(411)을 스플라인식 커플링(470)을 통하여 플로팅(floating)결합함으로써, 모터 유닛(3) 자신의 진동과, 감속기 유닛(2) 자신의 진동의 상호전달을 저지하여, 양자가 공진하는 것을 방지하도록 하고 있다.

그러나, 커플링(470)을 통하여 플로팅결합하는 것만으로는, 진동의 상호전달을 크게 억제할 수 없기 때문에, 충분한 소음저감효과를 얻을 수 없었다.

또, 도 17의 분배축타입의 내접맞물림 유성기어구조를 채용한 기어드 모터의 경우에도, 실제로 운전하여 보면, 기대한 만큼의 소음저감효과를 얻을 수 없었다. 그 이유로서는, 다음의 것을 생각할 수 있다.

즉, 이 분배축타입의 구조는, 각 분배축(503)에 외치기어(505)의 요동운동에 수반하는 진동이나 휨이 발생하기 때문에, 이 분배축(503)은, 아무래도 이 외치기어(505)로부터의 하중을 받아 진동하거나 변형될(휠) 가능성이 높다. 그럼에도 불구하고, 이 기어드 모터에서는, 그 분배축(503) 상에, 태양롤러(511)와 압접하는 분배롤러(512)가 존재하기 때문에, 분배축(503)의 진동이나 변형이 직접, 분배롤러(512) → 태양롤러(511)로 전달되어 버려서, 마찰롤러를 사용함으로써 기대했던 진동전달의 저지작용이 잘 기능되고 있지 있다. 바꿔 말하면, 고속 저(低)토크의 동력전달에 적합한 롤러(512)를, 내접맞물림 유성기어구조의 하중전달에 수반되는 변형의 영향을 직접적으로 받는 분배축(503)에 직접 배치하고 있는 것에 원인이 있었다고 생각할 수 있다.

여하튼(원인이야 어떻든 간에), 결국 상술한 두 가지 예에서는, 플로팅결합 이나 마찰롤러를 설치하는 것을 채용하고 있다고 하여도, 소음개선효과는 기어드 모터의 상식을 완전히 갱신하기 전에는 달성되지 않고 있다.

이와 같은 소음이나 진동레벨이 커진다는 점은, 다른 타입의 감속기를 사용한 경우에도, 비슷한 결과가 되었다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 사용자의 감속비의 요구 혹은 감속기타입의 요망에 유연하게 또한 확실하게 대응할 수 있음과 더불어, 소음이나 진동레벨의 저감을 도모할 수 있는 구동장치의 시리즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 발명은, 모터에 대하여 복수 종류의 감속기를 조합시킴으로써, 임의의 기어드 모터를 선택가능하게 한 기어드 모터의 시리즈에 있어서, 태양롤러와, 이 태양롤러의 둘레를 구름 접촉(전접; 轉接)하는 유성롤러와, 이 유성롤러가 내접하는 링롤러를 구비한 단순유성 롤러기구를 복수 준비하고, 상기 복수의 단순유성 롤러기구를, 상기 모터의 출력축 둘레의 커버에 선택 및 연결함으로써, 복수의 중속(中速)모터군을 구성가능하게 하며, 또한 동일 타입의 중속모터에, 유성롤러의 공전(公轉)성분과 동기하는 캐리어를 통하여 상기 복수 종류의 감속기가 선택 및 연결가능하게 되어 있음으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

이 기어드 모터에 있어서 가장 중요한 요건은, 특정한 모터의 출력축둘레의 커버에 복수의 단순유성 롤러기구를 선택 및 연결함으로써, 실질적으로 복수의 중속모터군을 구성가능하게 하고, 게다가 동일 타입의 중속모터에 대하여, 복수 종류의 감속기를 자유롭게 선택하여 연결할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이, 단순유성 롤러기구의 부가에 의해 실질적으로 중속모터군이 구성가능함으로써, 감속기측 부담의 경감과 선택 제한의 완화를 도모할 수 있다.

즉, 하나는, 단순유성 롤러기구에서 1단계의 감속이 가능하기 때문에, 감속기측의 감속비를 그만큼 여유를 가지고 작게 설정할 수 있다. 예컨대, 총감속비 1/10∼1/60을 실현하는 경우, 단순유성 롤러기구에서 1/3∼1/9 혹은 일반적으로는 1/4∼1/6정도의 감속비를 맡을 수 있기 때문에, 감속기측에서는 1/2∼1/10정도의 감속비를 맡으면 되어, 감속기의 선정을 편하게 할 수 있게 된다. 또, 단순유성 롤러기구에서 1단계의 감속이 가능하기 때문에, 총감속비의 범위를 넓히는 것도 가능하게 된다. 또한, 단순유성 롤러기구에서는 각 롤러의 직경비를 바꿈으로써 세세하게 감속비를 조절하는 것을 용이하게 할 수 있기 때문에, 감속비의 변화의 풍부화를 도모할 수 있다.

또, 다른 하나는, 단순유성 롤러기구가 제1단계 감속기능을 발휘함으로써, 감속기로의 입력회전속도를 낮게 설정할 수 있다. 따라서, 단순유성 롤러기구에 의해 실현되는 고속부(1단계)에서의 소음발생이 적은 것에 더하여, 저속부인 감속기에 있어서 발생하는 소음ㆍ진동레벨을 대폭으로 저감할 수 있다. 또, 감속기와 모터의 사이에 단순유성 롤러기구가 개재됨으로써, 감속기와 모터 사이에서 전달되려고 하는 진동(특히 회전방향의 진동 및 축방향의 진동)을, 단순유성 롤러기구의 롤러의 상호 접촉에 의해 흡수할 수 있다.

그 결과, 감속기와 모터 사이에서 진동이 전달됨으로써 발생하는 복잡한 공진현상을 회피할 수 있어, 기어드 모터 전체에서 발생하는 소음ㆍ진동의 레벨을 (예상을 크게 뛰어넘어) 저감할 수 있다.

즉, 모터에 단순유성 롤러기구를 조합하는 것에 의해 「중속모터」를 형성함으로써, 종래에는 피할 수 없었던 감속기로부터 모터로의 진동전달, 및 모터로부터 감속기로의 진동전달을, 모두 유효하게 억제할 수 있고, 공진을 방지하여 결과적으로, 전체의 소음을 저감할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에서는, 모터에 조합하는 감속기로서 단순유성 롤러기구를 사용하고 있다.

즉, 단순유성 롤러기구는, 유성롤러의 자전이나 공전을 수반하는 단순유성 롤러기구 특유의 동력전달구조에 의해, (복수의) 롤러의 접촉면의 마찰에 의해 회전동력을 전달하기 때문에, 각 접촉면에 의해, 단순유성 롤러기구의 양측 감속기와 모터 사이에서 상호 전달하려고 하는 진동(특히 회전방향의 진동 및 축방향의 진동)을 매우 양호하게 흡수한다.

상술한 도 17의 분배축타입의 것에서도 마찰롤러는 사용되었다. 그러나, 분배축타입의 것인 경우에는, 단순유성 롤러기구를 가지고 있지 않고, 태양롤러(511)와 압접 링(513)의 사이에 끼워진 분배롤러(512) 자체가, 분배축(503)의 진동을 추출해내는 구조로 되어 있다. 그로 인해, 분배축(503)의 진동이나 변형에 수반하여, 분배롤러(512)의 위치가 어긋나거나, 분배롤러(512)가 진동하거나, 태양롤러(511)와의 사이에서 올바른(속도변동이 없는) 동력전달을 할 수 없게 되어서, 결과적으로, 마찰접촉면에 있어서의 진동흡수작용을 하기 전에, 분배롤러(512) 자체의 진동이, 모든 진동이나 소음에 영향을 끼치는 것이 되었다.

즉, 본래 이 장치는 공진회피라는 사상에 입각한 것이 아니기 때문에, 분배축(503)으로부터의 진동이 직접 분배롤러(512) → 태양롤러(511)로 전달되는 구성으로 되어 있고, 진동전달의 저지에 의한 공진회피라는 본 발명의 목적을 달성하는 것과 같은 구조로 되어 있지 않은 것이다.

따라서, 마찰롤러가 장착되어 있다고 하여도 소음개선효과는 기어드 모터의 상식을 갱신하기까지는 달성되지 않고, 「마찰롤러의 효과도 이 정도의 것」이라고 결과적으로 생각되며, 개발도 여기서 중단되어, 그 이상 음미되는 것도 없었다.

이에 반하여, 단순유성 롤러기구를 감속기와 모터의 사이에 개재시키는 본 발명의 경우는, (분배롤러의 자전 자체에 의해 직접 동력전달을 행하는 것이 아닌) 안쪽둘레측의 태양롤러와 바깥둘레측의 링롤러와, 이 사이에 끼워진 유성롤러의 3자의 상대운동에 의해 동력전달을 행하는 것이기 때문에, 상술한 분배롤러와 같이, 요동내접맞물림 유성기어 감속기로부터의 불필요한 변형이나 진동을 직접 받지 않는다.

따라서, 태양롤러와 링롤러 사이에 끼워져 있으면서도, 마찰 동력전달에 필요한 압력으로 유성롤러가 태양롤러 및 링롤러에 구름 접촉할 뿐이어서, 마찰접촉면에 있어서의 압력변동이 적어, 결과적으로 단순유성 롤러기구를 통한 진동전달이 억제된다. 게다가, 상술한 바와 같이 마찰접촉면이 진동흡수기능을 유효하게 달성하기 때문에, 감속기와 모터 사이의 상호진동전달을 저지하여, 소음저감에 큰 효과를 거두는 것이 된다.

또, 단순유성 롤러기구를 채용함으로써, 동 기구의 입력부와 출력부도 동축상에 배치할 수 있고, 따라서, 예컨대 태양롤러와 모터의 연결부와, 캐리어를 통하여 행하는 감속기와의 연결부를 동일 축선상에 배치할 수 있다.

이 동축성은, 특히 상술한 외치기어의 하중의 영향을 받는 축이, (분배축타입과 달리) 감속기의 중심부에 하나뿐인 구조로 할 수 있는 것을 의미하고, 이 부분의 강성을 높이는 것만으로 전체의 강성을 크게 취할 수 있게 된다는 점에서 유익하다.

또, 예컨대 요동내접맞물림 유성기어타입의 감속기와 모터를 결합하여 기어드 모터를 구성할 때에, 외치기어로부터의 진동을 하나의 고속축에 집약하고, 이 고속축과 단순유성 롤러기구의 한쪽 끝을 연결하는 것만으로 단순유성 롤러기구와의 연결을 완료할 수 있기 때문에, 진동차단이라는 점에서도 유익하다.

즉, 단순하고 콤팩트한 구조이면서, 강성을 크게 할 수 있고, 그만큼 큰 토크의 전달이 가능해진다는 장점을 얻을 수 있는 이외에, 소음저감에 관해서도 유리한 구조라고 할 수 있는 것이다.

또한, 이 동축성은, 하나의 중심축선상에, 모터의 구동축, 감속기측의 입출력축이 늘어선 구성의 기어드 모터에 대하여, 단순히 본 발명을 적용할 수 있다는 점에서도 유익하다. 예컨대, 도 16에 나타낸 종래의 기어드 모터(1)의 모터(3)와 요동내접맞물림 유성기어 감속기(2)의 사이에, 상기 단순유성 롤러기구를 부가함으로써, 본 발명의 시리즈에 포함되는 기어드 모터를 간단히 실현할 수 있다. 그 경우, 도 16의 기어드 모터(1)에서는, 모터축(461)과 요동내접맞물림 유성기어 감속기(2)의 제1축(411)을 커플링(470)으로 연결하고 있지만, 그 커플링(470)을 달리 이용하여, 단순유성 롤러기구의 유성롤러와 감속기를 캐리어를 통하여 연결하거나, 태양롤러의 축과 모터의 구동축을 연결하거나 할 수 있다.

여기서, 전단(前段)의 마찰 동력전달에 의한 토크전달은, 후단(後段)의 기어맞물림에 의한 토크전달보다도, 확보할 수 있는 토크전달량이 작아지지만, 본래 전단의 감속에 있어서 전달할 전달토크는 그다지 커지지 않고, 또한 후술하는 바와 같이, 단순유성 롤러기구는, 그 입출력부재를 선택함으로써 각 롤러에 있어서의 필요전달토크를 조정할 수 있기 때문에, 큰 문제가 되지는 않는다.

특히, 단순유성 롤러기구의 경우, 유성롤러를 감속기측과 분리한 캐리어로 지지할 수 있기 때문에, 비록 감속기측에서 진동이나 변형이 발생하여도, 그 영향은 단순유성 롤러기구의 롤러접촉면에는 대부분 미치지 않는다. 따라서, 확실하고 안정된 토크 동력전달이 행하여지기 때문에, 더욱 문제는 발생하기 어렵다.

또, 이상과 같은 다채로운 기능을 발휘하는 단순유성 롤러기구를 모터의 출력둘레의 커버에 설치하여 중속모터군을 구성하는 것은, 실질적으로 회전속도의 변화가 풍부한 모터의 시리즈를 제공할 수 있는 것을 의미한다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 단순유성 롤러기구가, 링롤러를 같은 직경으로 하고, 유성롤러와 태양롤러의 직경비를 변경하여, 다른 변속비를 갖도록 복수 구비되어 있음으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

이와 같이 가장 바깥둘레측에 있는 링롤러의 직경을 같은 직경으로 설정하고, 유성롤러와 태양롤러의 직경비만을 바꿔, 다른 복수의 변속비를 실현하도록 하면, 감속기나 모터와의 결합치수(connecting dimension)를 대폭으로 변경하지 않고, 다양한 종류의 감속비를 준비한 기어드 모터의 시리즈를 제공할 수 있다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 단순유성 롤러기구가, 상기 모터에 대하여 그 결합치수(connecting dimension)를 동일하게 하고, 롤러 변속비에 대응되는 식별번호인 프레임번호에 있어서, 다른 프레임번호(frame number)를 갖도록 복수 구비되어 있음으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

이와 같이, 모터와의 결합치수를 동일하게 하고 단순유성 롤러기구의 프레임번호를 복수 준비하도록 하면, 중속모터의 변화의 풍부화를 도모할 수 있다. 또한, 이 구성에 의해, 단순유성 롤러기구는, 마치 모터의 커버 내에 전부 포함되듯이 연결되기 때문에, 모터와의 일체화가 촉진되어서, 「중속모터」로서의 형태를 더욱 구비할 수 있다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 3의 어느 하나에 있어서, 상기 조합가능한 복수 종류의 감속기 속에, 베벨 기어(bevel gear)에 의한 직교축 기어 감속기가 포함되어 있고, 또한 이 직교축 기어 감속기와 상기 단순유성 롤러기구에 의해 1/3∼1/60 범위의 총감속비를 달성하는 기어드 모터가 시리즈 속에 포함되어 있음으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

이와 같이, 시리즈 속에, 베벨 기어에 의한 직교축 기어 감속기와 단순유성 롤러기구에 의해 1/3∼1/60 범위의 총감속비를 달성하는 것이 포함되어 있기 때문에, 코스트업을 억제하면서, 사용자의 선택의 폭을 넓힐 수 있다.

즉, 총감속비 1/3∼1/60의 직교감속기라고 하면, 일반적으로는 (특히 그 큰 감속비측은) 하이포이드 기어 세트의 영역이 된다. 그러나, 본 발명에 의하면, 「중속모터」로서의 출력으로서, 이미 1/4∼1/6(보다 크게는 1/2∼1/10)의 폭으로 1단(段) 감속된 것이 인출된다. 따라서, 훨씬 저렴한 베벨 기어 세트를 사용하는 것이 가능해져서 대폭적인 코스트저감이 도모된다.

도 1은, 본 발명의 실시예로서 나타낸 기어드 모터의 시리즈의 구성도이다.

도 2는, 동 시리즈에 있어서 구성할 수 있는 구동장치의 제1예를 나타낸 측단면도이다.

도 3은, 동 시리즈에 있어서 구성할 수 있는 구동장치의 제2예를 나타낸 측단면도이다.

도 4는, 동 시리즈에 있어서 구성할 수 있는 구동장치의 제3예를 나타낸 측단면도이다.

도 5는, 동 시리즈에 있어서 구성할 수 있는 구동장치의 제4예를 나타낸 측단면도이다.

도 6은, 동 시리즈에 있어서 구성할 수 있는 구동장치의 제5예를 나타낸 측단면도이다.

도 7은, 동 시리즈에 있어서 구성할 수 있는 구동장치의 제6예를 나타낸 측단면도이다.

도 8은, 동 시리즈의 모터의 선택군을 더욱 풍부화시킨 예을 나타낸 도면이다.

도 9는, 소음측정시험을 행하는 샘플로서 준비한 기어드 모터의 타입을 나타낸 도면이다.

도 10은, 소음측정시험결과를 표로서 나타낸 도면이다.

도 11은, 소음측정시험결과를 그래프로서 나타낸 도면이다.

도 12는, 타입별 소음스펙트럼을 나타낸 도면이다.

도 13은, 타입별 소음스펙트럼을 나타낸 도면이다.

도 14는, 타입별 소음스펙트럼을 나타낸 도면이다.

도 15는, 타입별 소음스펙트럼을 나타낸 도면이다.

도 16은, 종래의 기어드 모터의 단면도이다.

도 17은, 종래의 분배축타입의 요동내접맞물림 유성기어구조의 단면도이다.

도 18은, 도 17의 XIX-XIX선에 따른 개략 단면도이다.

도 19는, 소음측정시험에서 비교예로서 사용한 기어드 모터의 단면도이다.

도 20은, 소음측정시험에서 비교예로서 사용한 다른 기어드 모터의 단면도이다.

도 21은, 소음측정시험에서 비교예로서 사용한 또 다른 기어드 모터의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.

도 1은 실시예의 기어드 모터(이하에서는 구동장치라고도 한다) 시리즈의 전체 구성을 나타내고 있다. 이 시리즈는, 임의의 기어드 모터를 구성하기 위한, 기어부(주로 기어감속기)의 선택군(SG)과, 단순유성 롤러기구로서의 트랙션 드라이브(T/D라고 생략하는 경우도 있다)의 선택군(ST/D)과, 모터부(모터)의 선택군(SM)으로 구성되어 있다. 그리고, 모터부의 선택군(SM) 중에서 선택한 하나의 모터와, T/D의 선택군(ST/D) 중에서 선택한 하나의 T/D부(단순유성 롤러부)와, 기어부의 선택군(SG) 중에서 선택한 하나의 감속기(이 자체에 감속기능을 갖지 않는 출력기구부의 경우를 포함한다)의 3자를 연결함으로써, 임의의 기어드 모터를 구성할 수 있도록 되어 있다.

이 경우, 기어부의 선택군(SG)에는, 다음의 복수 종류의 출력기구부가 준비되어 있다.

⑴ 그 자체에는 감속기능은 없고, 모터 및 T/D와 조합함으로써, T/D에 의한 1단 감속을 실현하는 구동장치(GM1)를 구성하기 위한 출력기구부(G1).

⑵ 그 자체에 T/D가 설치되어 있고, 모터 및 T/D와 조합함으로써, T/D에 의한 2단 감속을 실현하는 구동장치(GM2)를 구성하기 위한 T/D식 감속출력기구부(감속기)(G2).

⑶ 그 자체에 요동내접맞물림 유성기어구조가 내장되어 있고, 모터 및 T/D와 조합함으로써, T/D에 의한 1단계 감속 + 요동내접맞물림 유성기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM3)를 구성하기 위한 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3).

⑷ 그 자체에 베벨식 기어구조가 내장되어 있고, 모터 및 T/D와 조합함으로써, T/D에 의한 1단계 감속 + 베벨식 기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM4)를 구성하기 위한 베벨식 기어감속기(G4)

⑸ 그 자체에 하이포이드식 기어구조가 내장되어 있고, 모터 및 T/D와 조합함으로써, T/D에 의한 1단계 감속 + 하이포이드식 기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM5)를 구성하기 위한 하이포이드식 기어감속기(G5).

⑹ 그 자체에 웜식 기어구조가 내장되어 있고, 모터 및 T/D와 조합함으로써, T/D에 의한 1단계 감속 + 웜식 기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM6)를 구성하기 위한 웜식 기어감속기(G6).

여기서, T/D에 의한 1단 감속을 실현하는 구동장치(GM1)를 구성하기 위한 출력기구부(G1)는, 도 2에 확대하여 나타낸 바와 같이, 케이싱(11)과, 케이싱(11)에 베어링(13)을 통하여 회전가능하게 마련된 출력축(12)과, 출력축(12)의 안쪽 끝에 결합된 캐리어핀(101)이 있는 캐리어(100)로 구성되어 있다.

또, T/D에 의한 2단 감속을 실현하는 구동장치(GM2)를 구성하기 위한 T/D식 감속출력기구부(G2)는, 도 3에 확대하여 나타낸 바와 같이, 케이싱(21)과, 케이싱(21)에 베어링(23)을 통하여 회전가능하게 마련된 출력축(22)과, 이 출력축(22)에 출력측이 결합된 후단감속부를 이루는 T/D(24)와, 이 T/D(24)의 입력측에 결합된 캐리어핀(101)이 있는 캐리어(100)로 구성되어 있다.

또한, T/D에 의한 1단 감속 + 요동내접맞물림 유성기어구조에 의한 2단 감속을 실현하는 구동장치(GM3)를 구성하기 위한 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3) 는, 도 4에 확대하여 나타낸 바와 같이, 케이싱(31)과, 케이싱(31)에 베어링(33)을 통하여 회전가능하게 마련된 출력축(32)과, 이 출력축(32)에 출력측이 결합된 요동내접맞물림 유성기어구조(34)와, 이 요동내접맞물림 유성기어구조(34)의 입력측에 결합된 캐리어핀(101)이 있는 캐리어(100)로 구성되어 있다.

또한, T/D에 의한 1단 감속 + 베벨식 기어구조에 의한 2단 감속을 실현하는 구동장치(GM4)를 구성하기 위한 베벨식 기어감속기(G4)는, 도 5에 확대하여 나타낸 바와 같이, 케이싱(41)과, 케이싱(41)에 베어링을 통하여 회전가능하게 마련된 출력축(42)과, 이 출력축(42)에 결합된 베벨 기어(44)와, 이 베벨 기어(44)와 맞물리는 베벨 피니언(45)과, 이 베벨 피니언(45)에 결합된 캐리어핀(101)이 있는 캐리어(100)로 구성되어 있다.

또한, T/D에 의한 1단 감속 + 하이포이드식 기어구조에 의한 2단 감속을 실현하는 구동장치(GM5)를 구성하기 위한 하이포이드식 기어감속기(G5)는, 도 6에 확대하여 나타낸 바와 같이, 케이싱(51)과, 케이싱(51)에 베어링을 통하여 회전가능하게 마련된 출력축(52)과, 이 출력축(52)에 결합된 하이포이드 기어(54)와, 이 하이포이드 기어(54)와 맞물리는 하이포이드 피니언(55)과, 이 하이포이드 피니언(55)에 결합된 캐리어핀(101)이 있는 캐리어(100)로 구성되어 있다.

또한, T/D에 의한 1단 감속 + 웜식 기어구조에 의한 2단 감속을 실현하는 구동장치(GM6)를 구성하기 위한 웜식 기어감속기(G6)는, 도 7에 확대하여 나타낸 바와 같이, 케이싱(61)과, 케이싱(61)에 베어링을 통하여 회전가능하게 마련된 출력축(62)과, 이 출력축(62)에 결합된 피니언 기어(64)와, 이 피니언 기어(64)와 맞물 리는 웜 기어(65)와, 이 웜 기어(65)에 결합된 캐리어핀(101)이 있는 캐리어(100)로 구성되어 있다.

또한, 케이싱에 관해서는, 도시예에서는, 다리가 있는 타입(출력축과 평행한 고정면(mounting surface)을 갖는)의 것을 나타내었지만, 플랜지타입(출력축과 직각인 고정면을 갖는)것도 필요에 따라 준비되어 있다.

또한, T/D(트랙션 드라이브)부의 선택군(ST/D)에는, 롤러 변속비에 대응되는 식별번호인 프레임번호에 있어서, 복수의 프레임번호(frame number)마다, 변속비를 달리한 복수의 롤러의 조합(링롤러, 유성롤러, 태양롤러의 조합 = 단순유성 롤러부 = T/D부(120))이 준비되어 있다.

또, 모터부의 선택군(SM)에는, 삼상(三相)모터, 브레이크가 있는 삼상모터, 단상(單相)모터, 인버터용 모터 등의 복수 종류의 모터가 준비되어 있다. 경우에 따라서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 대형 모터군을 별도로 준비하는 경우도 있다.

또한, 모터에는, 출력축둘레커버(110A, 110B)(모터 전단(前端)케이싱)가 부속되어 있고, 이 커버(110A, 110B)에 대하여, (마치 이 커버(110)에 포함되도록) T/D부(120)를 구성하는 롤러의 조합(링롤러, 유성롤러, 태양롤러의 조합)을 장착한다. 이로써, 모터와 일체화된 T/D기구를 구성할 수 있고, 복수의 T/D부를 모터에 고정한 공통 커버(110)에 선택하여 장착함으로써, 중속모터군(SMC)을 구성할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기 커버(110A, 110B)는, 동일 타입의 모터(종류는 상관없이)에 대하여 1종류 준비되어, 복수의 T/D의 연결에 공용된다.

T/D기구(단순유성 롤러기구)는, 태양롤러(121)와, 이 태양롤러(121)의 둘레를 구름 접촉하는 유성롤러(122)와, 이 유성롤러(122)가 내접하는 링롤러(123)를 주체로 하여 구성되어 있고, 모터의 전부(前部)에 마련하는 커버(110)에, 이들 단순유성 롤러부를 구성하는 3종류의 롤러(121, 122, 123)를 장착함으로써, 단순유성 롤러기구가 구성된다.

여기서는, 동일 타입의 단순유성 롤러부를 갖는 단순유성 롤러기구에 대하여, 유성롤러(122)의 공전성분을 꺼내는 캐리어(100)를 통하여, 그 출력측에 있어서 상기 복수 종류 준비된 기어부 중에서 임의의 출력기구부(주로 감속기)를 선택 및 연결가능하게 하고 있다.

또한, T/D부(120)는, 링롤러(123)를 같은 직경으로 하고, 유성롤러(122)와 태양롤러(121)의 직경비를 바꿔서, 다른 변속비를 갖도록 복수 구비되어 있어서 사용자의 선택의 폭을 더욱 넓힐 수 있다(도 1의 T/D 표의 횡축을 따른 전개).

또한, T/D부(120)가, 롤러 변속비에 대응되는 식별번호인 프레임번호에 있어서, 다른 프레임번호를 갖도록 복수 준비되고, 또한 T/D부(120)와 복수 종류 준비된 모터가 동일한 결합치수(connecting dimension)를 갖도록 설정됨과 동시에, T/D부(120)와 복수 종류 준비된 기어부가 동일한 결합치수를 갖도록 설정되어 있음으로써, 각각의 프레임 번호의 T/D부(120)를 중심으로 하여, (프레임번호가 다른)모터부, 기어부를 갖는 구동장치의 시리즈가 전개되어 있다. 이로써, 사용자의 선택을 더욱 넓힐 수 있다(도 1의 T/D 표의 종축을 따른 전개).

이와 같이, T/D부를 매트릭스적으로 준비하면, 시리즈 전체에 있어서의 사용 후의 선택의 폭을 더욱 넓힐 수 있다.

다음으로, 이 시리즈에 있어서 구성가능한 구동장치(기어드 모터)의 각 예에 관하여, 확대한 도 2 내지 도 7에 근거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는, T/D에 의한 1단 감속을 실현하는 구동장치(GM1)의 구성도이다.

이 구동장치(GM1)는, 모터부의 선택군(SM) 중에서 선택된 모터(M1)와, 모터의 출력축 둘레의 커버(110)와, T/D부의 선택군(ST/D) 중에서 선택되어 커버(110)에 장착된 T/D부(120)와, 커버(110)를 통하여 모터(M1)와 결합되는 출력기구부(G1)를 조합하여 일체화한 것이다.

이 구동장치(GM1)를 구성하기 위해서는, 모터(M1) 전단(前端)에 커버(110)를 고정함과 동시에, 커버(110) 앞면의 오목부(111)의 안쪽둘레부에, T/D부의 1요소인 링롤러(123)를 볼트(112)로 고정한다. 또한, 링롤러(123)의 안쪽둘레에 3∼4개의 유성롤러(122)를 배치하고, 유성롤러(122)의 내측에 태양롤러(121)를 배치하여, 이 태양롤러(121)를, 모터출력축(M1s)의 선단에 결합한다.

이 단계에서 중속모터(MC)가 구성된다.

즉, 모터출력축(M1s)의 고속회전을 T/D부(120)에서 감속하여 출력할 수 있기 때문에, 나중에는 유성롤러(122)의 공전을 꺼내는 캐리어(100)를 통하여 기어부와 연결함으로써, 이것을 실질적인 중속모터(MC1)로서 취급할 수 있게 된다. 이 경우, 상술한 바와 같이, T/D부(120)의 감속비는 복수 중에서 자유롭게 선택할 수 있도록 준비되어 있기 때문에, 감속비가 다른 중속모터(MC)를 시리즈로 하여 준비할 수 있다.

위와 같이, T/D부(120)를 모터(M1) 전단의 커버(110)에 장착한 후에는, 출력기구부(G1)의 캐리어(100)에 마련되어 있는 캐리어핀(101)을, 각 유성롤러(122)에 인너 롤러(inner roller)(캐리어핀(101)를 에워싸서, 캐리어핀(101)과 유성롤러(122)의 사이에 개재된 원통형 슬라이딩 촉진부재)(101A)를 통하여 끼워 맞춘다. 동시에, 케이싱(11)을 볼트(19)로써 모터(M1) 전단에 결합한 커버(110)에 연결한다. 이로써, 구동장치(GM1)가 조립된다.

이 구동장치(GM1)에서는, 모터(M1)의 고속회전이 T/D부(120)에 의해 중속회전으로 떨어진 후에, 그대로 출력축(12)으로부터 꺼내어진다.

즉, 모터(M1)의 출력축(M1s)이 회전하면, 그 회전이 T/D부(120)의 태양롤러(121)에 전해지고, 유성롤러(122)가 회전하려고 한다. 여기서, 유성롤러(122)는, 고정된 링롤러(123)에 접하고 있기 때문에, 링롤러(123)의 안쪽둘레를 따라 자전ㆍ공전운동을 하고, 그 공전운동성분이 캐리어(100)를 통하여, 출력기구부(G1)의 출력축(12)으로부터 꺼내어진다.

이 경우의 구동장치(GM1)는, 기어감속기를 사용하지 않기 때문에, T/D의 특징인 저소음, 저진동을 실현할 수 있다. 또한, 감속비는, T/D부(120)의 선정 방식에 따라 다양하게 변경할 수 있다.

그리고, 캐리어(100)는, 출력기구부(G1)의 출력축(12) 안쪽 끝에 대하여 스플라인(18)에 의해 결합되어 있기 때문에, 유성롤러(122)의 공전반지름의 크기 등에 따라 수시로 교환할 수 있다.

다음으로, 도 3은, T/D에 의한 2단 감속을 실현하는 구동장치(GM2)의 구성도이다.

이 구동장치(GM2)는, 모터부의 선택군(SM) 중에서 선택된 모터(M1)와, 모터의 출력축 둘레의 커버(110)와, T/D부의 선택군(ST/D) 중에서 선택되어 커버(110)에 장착된 T/D부(120)와, 커버(110)를 통하여 모터(M1)와 결합되는 T/D식 감속출력기구부(G2)를 조합하여 일체화한 것이다.

여기서, 상술한 중속모터(MC)부분까지의 구성은 동일하고, 다른 것은 T/D식 감속출력기구부(G2)를 출력측에 조합한 점이므로, 다른 점만 설명한다.

T/D식 감속출력기구부(G2) 중의 T/D(24)는, 태양롤러(24A)와, 그 바깥둘레에 구름 접촉하는 유성롤러(24B)와, 유성롤러(24B)가 자신의 안쪽둘레에 구름 접촉하는 링롤러(24C)와, 유성롤러(24B)의 공전성분을 꺼내는 캐리어핀(24D)이 있는 캐리어(24E)로 이루어지고, 이 캐리어(24E)가 출력축(22)의 후단에 일체로 형성되며, 태양롤러(24A)에, 전단(前段)의 T/D부(120)의 유성롤러(122)의 공전성분을 꺼내는 캐리어(100)가, 스플라인(28)을 통하여 결합되어 있다.

이 구동장치(GM2)를 구성하기 위해서는, 우선 상술한 중속모터(MC)를 구성한 후에, T/D식 감속출력기구부(G2)의 캐리어(100)에 마련되어 있는 캐리어핀(101)을, 각 유성롤러(122)에 인너 롤러(101A)를 통하여 끼워 맞춘다. 동시에, 케이싱(21)을 볼트(29)로 링롤러(24C)와 함께, 모터(M1)의 전단(前端)에 결합한 커버(110)에 연결한다. 이로써, 구동장치(GM2)가 조립된다.

이 구동장치(GM2)에서는, 모터(M1)의 고속회전이 제1단 감속부인 T/D부(120)에 의해 중속회전으로 떨어진 후에, T/D식 감속출력기구부(G2)로 입력되고, 동 출력기구부(G2) 내의 T/D(24)에서 더욱 감속된 후에, 출력축(22)으로부터 꺼내어진 다.

즉, 모터(M1)의 출력축(M1s)이 회전하면, T/D부(120)에서 중속으로 감속된 회전이, T/D식 감속출력기구부(G2)의 입력부재인 태양롤러(24A)에 입력된다. 이어서, 태양롤러(24A)의 회전에 의해, 유성롤러(24B)가 회전하려고 한다. 여기서, 유성롤러(24B)는, 고정된 링롤러(24C)에 접하고 있기 때문에, 링롤러(24C)의 안쪽둘레를 따라 자전ㆍ공전운동을 하고, 그 공전운동성분이 캐리어(24E)를 통하여, 출력축(22)으로부터 꺼내어진다.

이 경우의 구동장치(GM2)는, 상기의 예와 마찬가지로, 기어감속기를 사용하지 않는 것이므로, T/D의 특징인 저소음, 저진동을 실현할 수 있다. 또한, 감속비는, 1단계인 T/D부(120)의 선정 방식과, 2단계인 T/D(24)의 선정 방식에 따라 다양하게 변경할 수 있다.

다음으로, 도 4는, T/D에 의한 1단계 감속 + 요동내접맞물림 유성기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM3)의 구성도이다.

이 구동장치(GM3)는, 모터부의 선택군(SM) 중에서 선택된 모터(M1)와, 모터의 출력축 둘레의 커버(110)와, T/D부의 선택군(ST/D) 중에서 선택되어 커버(110)에 장착된 T/D부(120)와, 커버(110)를 통하여 모터(M1)와 결합되는 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3)를 조합하여 일체화한 것이다.

여기서, 상술한 중속모터(MC)부분까지의 구성은 동일하고, 다른 것은 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3)을 출력측에 조합한 점이므로, 다른 부분만 설명한다.

요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3) 중의 요동내접맞물림 유성기어구조(34)는, 입력축(34A)과, 입력축(34A)의 바깥둘레에 마련된 편심체(34B)와, 편심체(34B)의 바깥둘레에 베어링(34C)을 통하여 끼워 맞춰진 외치기어(34D)와, 외치기어(34D)가 내접맞물림하는 내치기어(34E)와, 외치기어(34D)에 자전성분만을 꺼내는 캐리어핀(34F)이 있는 캐리어(34G)로 이루어지고, 이 캐리어(34G)가 출력축(32)의 후단에 일체로 형성되고, 입력축(34A)에, 전단(前段)의 T/D부(120)의 유성롤러(122)의 공전성분을 꺼내는 캐리어(100)가, 스플라인(38)을 통하여 결합되어 있다.

이 구동장치(GM3)를 구성하기 위해서는, 우선 상술한 중속모터(MC)를 구성한 후, 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3)의 캐리어(100)에 마련되어 있는 캐리어핀(101)을, 각 유성롤러(122)에 인너 롤러(101A)를 통하여 끼워 맞춘다. 동시에, 케이싱(31)을 볼트(39)로써 내치기어(34E)와 함께, 모터(M1)의 전단에 결합한 커버(110)에 연결한다. 이로써, 구동장치(GM3)가 조립된다.

이 구동장치(GM3)에서는, 모터(M1)의 고속회전이 제1단 감속부인 T/D부(120)에 의해 중속회전으로 떨어진 후에, 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3)에 입력되고, 동 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3) 내의 요동내접맞물림 유성기어구조(34)에서 더욱 크게 감속된 후에, 출력축(32)으로부터 꺼내어진다.

즉, 모터(M1)의 출력축(M1s)이 회전하면, 그 회전이 T/D부(120)에서 중속으로 감속된 후에, 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3)의 입력부재인 외치기어(34D)에 입력된다. 외치기어(34D)는, 내치기어(34E)에 맞물려 있기 때문에, 입력된 회전동력은, 외치기어(34D)의 자전성분으로서 꺼내어지고, 출력축(32)에 전달된다.

이 경우의 구동장치(GM3)는, 출력기구부로서 결합되어 있는 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3) 자체가, 외치기어(34D)의 편심회전에 의해 진동 및 소음을 발생하기 쉬운 구조로 되어 있지만, 상술한 바와 같이 T/D부(120)의 존재에 의해, 전체로서 소음 및 진동이 예상을 넘는 크기로 대폭으로 저감된다.

다음으로, 도 5는 T/D에 의한 1단계 감속 + 베벨식 기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM4)의 구성도이다.

이 구동장치(GM4)는, 모터부의 선택군(SM) 중에서 선택된 모터(M1)와, 모터의 출력축 둘레의 커버(110)와, T/D부의 선택군(ST/D) 중에서 선택되어 커버(110)에 장착된 T/D부(120)와, 커버(110)를 통하여 모터(M1)와 결합되는 베벨식 기어감속기(G4)를 조합하여 일체화한 것이다.

여기서, 상술한 중속모터(MC)부분까지의 구성은 동일하고, 다른 것은 베벨식 기어감속기(G4)를 출력측에 조합한 점이므로, 다른 부분만 설명한다.

베벨식 기어감속기(G4)의 케이싱(41)에는, 서로 직교하는 관계로 입력축(46)과 출력축(42)이 각각 회전가능하게 장착되어 있고, 입력축(46)의 한쪽 끝에 베벨 피니언(45)이 형성되고, 입력축(46)의 다른쪽 끝에 스플라인(48)을 통하여, T/D부(120)의 유성롤러(122)의 공전성분을 꺼내는 캐리어(100)가 결합되어 있다. 또한, 출력축(42)에는, 베벨 피니언(45)과 맞물리는 베벨 기어(44)가 고정되어 있다.

이 구동장치(GM4)를 구성하기 위해서는, 우선 상술한 중속모터(MC)를 구성한 후에, 베벨식 기어감속기(G4)의 캐리어(100)에 마련되어 있는 캐리어핀(101)을, 각 유성롤러(122)에 인너 롤러(101A)를 통하여 끼워 맞춘다. 동시에, 케이싱(41)을 볼트(49)로써, 모터(M1) 전단에 결합한 커버(110)에 연결한다. 이로써, 구동장치(GM4)가 조립된다.

이 구동장치(GM4)에서는, 모터(M1)의 고속회전이 제1단 감속부인 T/D부(120)에 의해 중속회전으로 떨어진 후에, 베벨식 기어감속기(G4)에 입력되고, 동 베벨식 기어감속기(G4) 내의 베벨 피니언(45)과 베벨 기어(44)의 맞물림에 의해, 더욱 크게 감속된 후에, 출력축(42)으로부터 꺼내어진다.

이 경우의 구동장치(GM4)는, 출력기구부로서 결합되어 있는 베벨식 기어감속기(G4) 자체가 진동 및 소음을 발생하기 쉬운 구조로 되어 있지만, T/D부(120)의 존재에 의해, 전체적으로 소음 및 진동이 저감된다.

그리고, 베벨식 기어감속기(G4)를 사용하는 시리즈 중에는, 전단(前段)의 T/D부(120)와 합쳐, 1/3∼1/60 범위의 총감속비를 달성하는 것이 포함되어 있다. 이 영역 중, 특히 높은 범위(higher domain)의 영역은, 종래같으면 하이포이드식 기어구조가 아니면 실현하기 어려운 영역이었지만, 본 발명에 의해, 베벨식으로 대체할 수 있게 되어 대폭적인 코스트 다운이 가능하게 되었다. 그리고, 베벨식 기어구조는 일반적으로 하이포이드식보다 소음이 커지지만, 본 발명에서는 단순유성롤러에 의한 「중속모터」를 실현하고 있기 때문에, 소음의 관점에서도 특히 문제가 되지는 않는다.

다음으로, 도 6은 T/D에 의한 1단계 감속 + 하이포이드식 기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM5)의 구성도이다.

이 구동장치(GM5)는, 모터부의 선택군(SM) 중에서 선택된 모터(M1)와, 모터의 출력축 둘레의 커버(110)와, T/D부의 선택군(ST/D) 중에서 선택되어 커버(110)에 장착된 T/D부(120)와, 커버(110)를 통하여 모터(M1)와 결합되는 하이포이드식 기어감속기(G5)를 조합하여 일체화한 것이다.

여기서, 상술한 중속모터(MC)부분까지의 구성은 동일하고, 다른 것은 하이포이드식 기어감속기(G5)를 출력측에 조합한 점이므로, 다른 부분만 설명한다.

하이포이드식 기어감속기(G5)의 케이싱(51)에는, 서로 직교하는 관계로 입력축(56)과 출력축(52)이 각각 회전가능하게 장착되어 있다. 이 경우, 입력축(56)은, 출력축(52)의 중심을 지나는 출력축(52)과 직교하는 선에 대하여 소정 거리만큼 오프셋한 축선상에 배치되어 있고, 입력축(56)의 한쪽 끝에 하이포이드 피니언(55)이 형성되고, 입력축(56)의 다른쪽 끝에, 스플라인(58)을 통하여, T/D부(120)의 유성롤러(122)의 공전성분을 꺼내는 캐리어(100)가 결합되어 있다. 또한, 출력축(52)에는, 하이포이드 피니언(55)과 맞물리는 하이포이드 기어(54)가 고정되어 있다.

이 구동장치(GM5)를 구성하기 위해서는, 우선 상술한 중속모터(MC)를 구성한 후에, 하이포이드식 기어감속기(G5)의 캐리어(100)에 마련되어 있는 캐리어핀(101)을, 각 유성롤러(122)에 인너 롤러(101A)를 통하여 끼워 맞춘다. 동시에, 케이싱(51)을 볼트(59)로써, 모터(M1) 전단에 결합한 커버(110)에 연결한다. 이로써, 구동장치(GM5)가 조립된다.

이 구동장치(GM5)에서는, 모터(M1)의 고속회전이 제1단 감속부인 T/D부(120)에 의해 중속회전으로 떨어진 후에, 하이포이드식 기어감속기(G5)에 입력되고, 동 하이포이드식 기어감속기(G5) 내의 하이포이드 피니언(55)과 하이포이드 기어(54)의 맞물림에 의해, 더욱 크게 감속된 후에, 출력축(52)으로부터 꺼내어진다.

이 경우의 구동장치(GM5)에 있어서의, 출력기구부로서 결합되어 있는 하이포이드식 기어감속기(G5)는, 이것 자체의 진동 및 소음이 그다지 발생하지 않는 구조로 되어 있지만, T/D부(120)의 존재에 의해, 전체적으로 더욱 소음 및 진동이 저감된 구동장치가 실현된다.

다음으로, 도 7은, T/D에 의한 1단계 감속 + 웜식 기어구조에 의한 2단계 감속을 실현하는 구동장치(GM6)의 구성도이다.

이 구동장치(GM6)는, 모터부의 선택군(SM) 중에서 선택된 모터(M1)와, 모터의 출력축 둘레의 커버(110)와, T/D부의 선택군(ST/D) 중에서 선택되어 커버(110)에 장착된 T/D부(120)와, 커버(110)를 통하여 모터(M1)와 결합되는 웜식 기어감속기(G6)를 조합하여 일체화한 것이다.

여기서, 상술한 중속모터(MC)부분까지의 구성은 동일하고, 다른 것은 웜식 기어감속기(G6)를 출력측에 조합한 점이므로, 다른 부분만 설명한다.

웜식 기어감속기(G6)의 케이싱(61)에는 출력축(62)이 회전가능하게 장착되어 있고, 이 출력축(62)에 웜 기어(64)가 고정되어 있다. 또한, 웜 기어(64)에 맞물리도록 웜 피니언(65)을 구비한 입력축(66)이 회전가능하게 마련되고, 입력축(66)의 한쪽 끝에, 스플라인(68)을 통하여, T/D부(120)의 유성롤러(122)의 공전성분을 꺼내는 캐리어(100)가 결합되어 있다.

이 구동장치(GM6)를 구성하기 위해서는, 우선 상술한 중속모터(MC)를 구성한 후에, 웜식 기어감속기(G6)의 캐리어(100)에 마련되어 있는 캐리어핀(101)을, 각 유성롤러(122)에 인너 롤러(101A)를 통하여 끼워 맞춘다. 동시에, 케이싱(61)을 볼트(69)로써, 모터(M1) 전단에 결합한 커버(110)에 연결한다. 이로써, 구동장치(GM6)가 조립된다.

이 구동장치(GM6)에서는, 모터(M1)의 고속회전이 제1단 감속부인 T/D부(120)에 의해 중속회전으로 떨어진 후에, 웜식 기어감속기(G6)에 입력되고, 동 웜식 기어감속기(G6) 내의 웜 피니언(65)과 웜 기어(64)의 맞물림에 의해, 더욱 크게 감속된 후에, 출력축(62)으로부터 외부에 꺼내어진다.

이 경우의 구동장치(GM6)에 있어서의, 출력기구부로서 결합되어 있는 웜식 기어감속기(G6)도 이것 자체의 진동 및 소음이 그다지 발생하지 않는 구조로 되어 있지만, T/D부(120)의 존재에 의해, 전체적으로 더욱 소음 및 진동이 저감된다.

[소음측정시험]

다음으로, 본 발명의 유효성을 객관적으로 나타낸 데이터로서, 상술한 본 발명의 실시예의 구동장치의 소음측정시험을 실시한 결과에 관하여 설명한다.

여기서는, 본 발명의 구동장치의 샘플로서, 가장 소음레벨이 높다고 하는 요동내접맞물림 유성기어 감속기(G3)를 장착한 구동장치(GM3)를 사용하여 시험을 행하고, 비교를 위하여, 다른 복수의 기어드 모터에 관해서도 동일한 측정시험을 행하였다.

측정시험에 사용한 기어드 모터는 6종류가 있고, 모두 모터와 2단 감속부를 갖는다. 즉, 모터에 대하여, 1단계의 감속부로서 비교예를 포함하여 6종류의 감속부가 연결되고, 2단계의 감속부로서, 모두 요동내접맞물림 유성기어구조가 연결되어 있다.

각 샘플 ⒜∼⒡로서 준비한 기어드 모터는 다음과 같은 구성이고, 각 타입의 기어드 모터의 기구부분의 조합을, 간략하게 하기 위해 기호를 사용하여 도 9에 나타낸다.

여기서 사용하고 있는 기호의 의미는,

M ㆍㆍㆍ 모터

C ㆍㆍㆍ 요동내접맞물림 유성기어타입

F ㆍㆍㆍ 분배축타입(power-distributed shaft type)

P ㆍㆍㆍ 단순유성타입

G ㆍㆍㆍ 기어타입

T/D ㆍㆍㆍ 롤러에 의한 마찰 동력전달타입

이고, 개별적으로는,

C1 ㆍㆍㆍ 요동내접맞물림 유성기어타입의 감속단(후단측 = 2단계)

C2 ㆍㆍㆍ 요동내접맞물림 유성기어타입의 감속단(전단측 = 1단계)

F(G) ㆍㆍㆍ 분배축타입에서 기어식 감속단

F(T/D)ㆍㆍㆍ 분배축타입에서 마찰 동력전달롤러식 감속단

P(G) ㆍㆍㆍ 유성타입에서 기어식 감속단

P(T/D)ㆍㆍㆍ 유성타입에서 마찰 동력전달롤러식 감속단

A ㆍㆍㆍ 유성롤러의 유지타입(1)

B ㆍㆍㆍ 유성롤러의 유지타입(2)

이다.

[시험에 사용한 기어드 모터의 타입]

각 타입의 샘플 ⒜∼⒡의 기어드 모터에 관하여, 기호로 나타내면 다음과 같이 된다.

⒜ 샘플 ㆍㆍㆍ 「C1 + C2 + M」

⒝ 샘플 ㆍㆍㆍ 「C1 + F(G) + M」

⒞ 샘플 ㆍㆍㆍ 「C1 + F(T/D) + M」

⒟ 샘플 ㆍㆍㆍ 「C1 + P(G) + M」

⒠ 샘플 ㆍㆍㆍ 「C1 + P(T/D) A + M」

⒡ 샘플 ㆍㆍㆍ 「C1 + P(T/D) B + M」

이들 샘플 중, ⒜∼⒟는 비교예로서 준비한 기어드 모터, ⒠, ⒡는 본 발명의 실시예의 기어드 모터이다.

⒜의 샘플 「C1 + C2 + M」의 기어드 모터는, 도 19에 나타낸 타입의 기어드 모터(600)이다. 이 기어드 모터(600)는, 제1단계 감속부에 요동내접맞물림 유성기어기구(601)(C2)를 가지고, 제2단계 감속부에 요동내접맞물림 유성기어기구(602)(C1)를 갖는다. 그리고, 제1단계 요동내접맞물림 유성기어기구(601)의 입력축에, 모터(M)(603)의 축이 스플라인(605)에 의해 플로팅 결합되고, 제1단계 요동내접맞물림 유성기어기구(601)의 출력축이, 제2단계 요동내접맞물림 유성기어기구(602)의 입력축에 스플라인(604)에 의해 플로팅결합되어 있다.

⒝의 샘플 「C1 + F(G) + M」의 기어드 모터는, 도 20에 나타낸 타입의 기어드 모터(700)이다. 이 기어드 모터(700)는, 도 17의 「마찰롤러(태양롤러(511)와 분배롤러(512))」를, 「기어(태양기어(711)와 분배기어(712)」로 바꿔 놓은 것이다. 즉, 이 기어드 모터(700)는, 분배축 타입의 요동내접맞물림 유성기어기구(C1) (751)의 분배축(703)에, 태양기어(711)와 분배기어(712)로 이루어지는 기어 동력전달기구(752)[F(G)]에 의해 입력회전을 주도록 구성한 것이다. 태양기어(711)를 선단에 마련한 입력축(702)은, 모터(753)(M)의 축(701)에 스플라인결합되어 있다.

⒞의 샘플 「C1 + F(T/D) + M」의 기어드 모터는, 도 17에 나타낸 종래의 타입의 기어드 모터(500)이다. 이 기어드 모터(500)에서는, 분배축에 마찰롤러타입의 동력전달기구[F(T/D)]에 의해 입력회전을 주도록 되어 있다.

⒟의 샘플 「C1 + P(G) + M」의 기어드 모터는, 도 21에 나타낸 타입의 기어드 모터(800)이다. 이 기어드 모터(800)는, 1단계 감속부에 유성기어기구(801)[P(G)]를 가지고, 2단계 감속부에 요동내접맞물림 유성기어구조(802)(C1)를 가지는 것이고, 유성기어기구(801)의 입력축과 모터(M)의 출력축의 연결부(805), 및 유성기어기구(801)의 출력축과 요동내접맞물림 유성기어구조(802)의 입력축의 연결부(804)가, 함께 플로팅결합구조로 되어 있는 것이다.

⒠의 샘플 「C1 + P(T/D) A + M」의 기어드 모터는, 도 4의 본 발명 타입의 구동장치와 유사한 기어드 모터이다. 이 기어드 모터는, 1단계에 단순유성 롤러기구(T/D)를 구비하고, 또한 유성롤러의 공전성분을 꺼내는 것을, 캐리어에 마련한 리테이너(retainer)로 행하는 타입의 것이다.

⒡의 샘플 「C1 + P(T/D) B + M」의 기어드 모터는, 도 4의 본 발명 타입의 구동장치와 유사한 기어드 모터이다. 이 기어드 모터는, 단순유성 롤러기구(T/D)를 구비하고, 또한 유성롤러의 공전성분을 꺼내는 것을, 캐리어에 마련한 핀으로 행하는 타입의 것이다.

[시험의 조건 및 방법]

측정시험의 조건 및 방법은 이하와 같다.

⑴ 측정은, 무부하의 경우와 100%부하의 경우에서 행하였다.

⑵ 연습 운전은, 윤활방식에 의하지 않고, 우측 2분, 좌측 2분만큼, 측정 전에 무부하로 행하였다.

⑶ 측정시의 회전방향은, 좌우 양 방향에서 행하였다.

⑷ 측정은, 기어드 모터의 상측, 좌측 옆, 우측 옆, 저속축(低速軸)의 앞, 및 모터 뒤의 각 표면으로부터 1m(돌기물을 제외한 1m) 거리의 5개소에 마이크로폰을 설치하여 행하였다.

⑸ 측정은, 마이크로폰 셀렉터를 절환하여, 정밀소음측정계로 1군데씩 데이터를 읽어냄으로써 행하였다.

⑹ 측정장소는 방음실로 하였다.

⑺ 설치는, 설치조건으로서 엄격한 저(低)강성의 경량 가대(架臺)로 설치하는 것을 상정하였다. 그리고, 일부에 관해서는 FC정반(定盤;surface plate)(주철(鑄鐵))의 위에 설치하는 것에 관해서도 측정을 실시하였다. 양자 모두 가대나 정반의 상면과 샘플기구의 사이에 공간이 생기지 않도록 하고 있다.

⑻ 부하는 브로니 브레이크(brony brake)로 주었다.

⑼ 청감(聽感)보정은 A특성으로 하였다.

⑽ 소음계의 출력을 FFT분석하여, 소음스펙트럼을 측정하였다. 그 때의 샘플링 모드는, 32회 SUM(평균화처리)로 하였다.

[소음측정결과]

소음측정결과를 도 10의 표에 수치로 나타내고, 100%부하시의 소음량의 차이를 도 11의 그래프에 나타내었다. 또한 소음스펙트럼을 분석한 결과를, 도 12 내지 도 15에 나타내었다.

[소음측정결과로부터의 고찰 1]

이 측정시험결과로부터, 다음의 것을 고찰할 수 있다.

⑴ 우선, ⒜의 기어드 모터의 경우를 기준으로 보면, ⒝의 분배축타입의 기어식 기어드 모터는, ⒜보다도 고소음으로 되어 있다. 이것은, 분배축타입이기 때문에, 분배축을 통하여 진동이 상호 전달됨으로써, 전체가 공진화되어 있기 때문이라고 생각할 수 있다.

⑵ 다음으로 분배축타입에 있어서, 분배 동력전달방식을 마찰롤러식으로 한 ⒞타입을 보면, ⒝보다도 저소음화되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 마찰롤러의 접촉면에서의 진동흡수작용이 성공을 거두고 있기 때문이라고 생각할 수 있다. 그러나, 마찰롤러를 사용한 경우에도 ⒜타입과 큰 차는 없다. 이것은, 단순히 마찰롤러를 사용했다는 것만으로는, 소음저감의 효과는 반드시 얻을 수 있는 것이 아니라는 것을 의미하고 있다.

⑶ 다음으로 ⒟의 유성기어기구를 전단(前段)에 사용한 기어드 모터에 관하여 보면, ⒜∼⒞타입에 비하여 상당히 소음이 큰 것을 알 수 있다. 이것은, 유성기어기구 자체가 기어의 맞물림 개소를 다수 갖는 것이고, 다수의 맞물림 개소에서 발생하는 진동이, 전체의 소음레벨을 올리고 있기 때문이라고 생각할 수 있다. 이는 단순히 단순유성타입의 감속부를 개재시켰다는 것만으로는, 소음저감의 효과를 얻을 수 없고, 오히려 소음은 증대되어 버리는 경우가 있는 것을 의미하고 있다.

⑷ 이에 반하여, 본 발명의 실시예에서 나타낸 ⒠타입과 ⒡타입의 기어드 모터에 관하여 보면, 다른 타입의 것에 비하여, 대폭적인 저소음화를 달성할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이것은, 주로 단순유성타입에 있어서, 기어 대신에 마찰롤러를 사용한 것에 따른 것이라고 생각할 수 있다.

즉, ⒟의 유성기어타입의 기어드 모터에서는, 유성타입이기 때문에, 역으로 기어의 맞물림 개소가 많아져 극히 고소음화되어 있지만, ⒠, ⒡타입의 기어드 모터에서는, 그 기어를 마찰롤러로 대신하는 것으로서, 오히려 마찰접촉면이 다수 개소 확보되는 것이 되어, 소음흡수효과가 증대되어 전체의 저소음화를 달성할 수 있 었던 것이라고 생각할 수 있다.

⑸ 다음으로 ⒞타입과 ⒠, ⒡타입의 차이를 보면, ⒞의 분배롤러타입은, 마찰접촉면의 수는 ⒠, ⒡의 타입과 같은 정도를 확보할 수 있지만, 오히려 분배축의 진동을 추출해내 버리는(상술) 것으로서, 소음저하의 효과가 그다지 나오지 않았다고 생각할 수 있다. 반대로, ⒠, ⒡타입은, 단순유성타입이기 때문에, 불필요한 진동을 추출해내지 않기 때문에, 저소음화에 기여할 수 있었다고 간주할 수 있다.

⑹ 또, 설치방식을 경량 가대(架臺)로부터 정반(定盤)으로 한 경우, ⒜타입은 큰 변화가 있었지만, ⒠, ⒡타입에서는, 그다지 큰 변화는 보이지 않았다. 이 사실로부터 ⒜타입에서는, 상대히 큰 레벨의 진동이 기어드 모터 자체에 있고, 따라서 이것을 경량 가대에 장착한 경우에는, 이 경량 가대가 기어드 모터에 의해 진동이 가해져서(공진함으로써) 큰 소음을 발생한다.

한편, 이것을 정반과 같은 강성(剛性)상 극히 강고한 상대에 장착한 경우에는, 해당 진동이 설치에 의해 억제되게 되기 때문에, 소음도 감소한다;

이에 반하여, ⒠, ⒡타입에서는, 이미 기어드 모터 자체의 진동 레벨이 상당한 정도로 억제되어 있기 때문에, 설치방식의 차이, 혹은 설치하는 상대의 차이에 따른 차가 나오지 않는다는 추정이 가능해진다.

이 추정의 맞고 틀림은 여하튼, ⒠, ⒡의 본 발명의 경우는, 설치방식의 차이에 따른 차가 나오지 않는 레벨까지, 진동저감효과가 미치고 있는 것만은 명백하다. 이러한 종류의 기어드 모터는, 실제로 반드시 어떤 상대부재에 설치하지 않으면 안된다는 것을 생각하면, 「상대부재의 여하에 의하지 않고 소음레벨이 낮다」 라는 것은, 매우 큰 장점이라고 할 수 있다.

⑺ 소음스펙트럼을 보아도 알 수 있는 바와 같이, ⒠, ⒡의 경우는, 다른 ⒜∼⒟에 비하여, 대부분 모든 주파수영역에 있어서, 소음레벨이 저감되어 있다. 따라서, 주파수가 큰 범위에서 지각되기 쉬운 소음도, 주파수가 낮은 범위에서 지각되기 쉬운 진동도 대폭적으로 저감되어 있다고 간주할 수 있다.

그리고, 여기서는 내접맞물림 유성기어구조의 감속부와의 연결만을 데이터로 하여 나타내었지만, 다른 감속부와의 연결에 있어서도 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것이 발명자들의 추가 시험으로 확인되었다. 그리고, 그 지식이 본 발명 창안의 원점(原点)으로 되어 있다.

그리고, 상기 실시예에서는, 기어드 모터로서의 일체성을 확보하기 위해, 모터의 커버(110) 속에 T/D부(120)를 장착하였지만, 커버(110)를 따라 감속기와 모터 사이에서 진동이 전달되는 것을 차단하기 위해서, 일부러 감속기와 모터의 커버와 T/D부의 하우징을 분리한 후에 결합하도록 하여도 좋다. 그 경우에는, 예컨대 T/D기구 하우징의 양 끝에 플랜지를 형성하고, 이들 플랜지를 감속기와 모터에 결합하도록 하면 좋다.

이와 같이 케이싱(하우징 혹은 커버를 포함한다) 사이의 테두리를 잘라냄으로써, 케이싱을 따라 모터와 감속기의 사이에서 진동이 전달되는 것을 차단할 수 있게 되어, 한층 더 「저소음화」가 가능해진다. 이 경우, 각 케이싱의 연결부분에 고무 등의 진동흡수수단을 끼워 넣음으로써, 더욱 진동전달저지를 도모할 수 있다.

또한, 케이싱을 통한 외부로의 진동전달을 회피할 목적으로, 단순유성 롤러 기구의 링롤러(123)를 커버(110)에 직접 고정하지 않고, 양자의 사이에 진동흡수부재나 공간을 개재시키는 것도 생각할 수 있다.

그렇게 하면, 기어드 모터로서의 일체성은 약간 저하되지만, 감속기와 단순유성 롤러기구와 모터의 3자를, 동력전달경로에 있어서도, 또한 케이싱에 있어서도, 완전히 차단할 수 있다. 이 결과, 특히 케이싱의 진동을 억제할 수 있기 때문에, 구동장치 자체 뿐만 아니라, 상대기계(부재)와의 사이의 공진회피효과도 더욱 높일 수 있다. 그리고, 이와 같이 3자의 케이싱을 분리 단절한 경우에는, 기어드 모터의 외부로의 장착 다리부를, 단순유성 롤러기구의 케이싱에 마련함으로써, 설치상태에서의 상대부재로의 진동 전달을 더욱 억제할 수 있어, 더욱더 소음레벨을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 구동장치는 T/D부를 개재시킴으로써, 각 롤러의 직경의 변화를 조합함으로써, 매우 다종다양(多種多樣)한 감속비를 구비한 구동장치의 시리즈를 용이하게 전개할 수 있다.

즉, 기어식 감속기는, 그 구조상 하나하나의 부품이 특수하여, 많은 종류의 부품을 상시 보유하는 것은, 재고 코스트가 매우 많아지기 때문에, 메이커측에서의 큰 문제의 하나로 되어 있다. 그러나, 단순유성 롤러기구는, 롤러의 직경을 약간의 추가 가공으로 무단계로 용이하게 바꿀 수 있기 때문에, 보다 개별적인 미묘한 변속비의 조정에 관해서도 적용범위가 넓다.

그리고, 상술한 각 실시예의 구동장치(GM1∼GM6)에 있어서는, 윤활을 그리스윤활로 하고 있으며, 일반적으로는 분리하여 다른 종류의 그리스를 사용하는 제1단계의 T/D부분과, 2단계 이후의 감속부의 윤활을 공유화하고 있다. 이로써, 저속단에서 온도상승이 적고 소모(산화)가 적은 그리스를 고속단인 T/D부분으로 원활하게 보급할 수 있도록 되어 있다. 그리고, T/D부분과 기어식 감속기에서 그리스를 공유화하는 것에 관해서는, 일본국 특허공개 평11-364225호 공보에 상세한 개시가 있다.

본 발명의 기어드 모터의 시리즈에 의하면, 복수의 단순유성 롤러기구를 사용하여 실질적으로 복수의 중속모터군을 구성하고, 게다가 동일 타입 중속모터에 대하여, 복수 종류의 감속기를 자유롭게 선택하여 연결할 수 있도록 했기 때문에, 단순유성 롤러기구에 의한 감속기능의 발휘에 의해, 감속기측의 감속비를 그만큼 여유를 가지고 작게 설정할 수 있게 되고, 감속기의 선정도 코스트면을 고려하면서 편하게 할 수 있게 된다. 또한, 중속모터를 구성하는 단순유성 롤러기구로 1단계 감속이 행하여짐으로써, 기어드 모터의 총감속비의 범위를 넓히는 것도 용이하게 할 수 있다. 또한, 단순유성 롤러기구에 있어서 세세하게 감속비를 조절함으로써, 감속비의 변화의 풍부화가 도모되어, 사용자의 감속비의 요구에 유연하게 또한 확실하게 대응할 수 있다.

또한, 모터와 감속기의 사이에 단순유성 롤러기구가 존재함으로써, 감속기로의 입력회전속도를 낮게 설정할 수 있어, 감속기에 있어서 발생하는 소음ㆍ진동레벨 자체를 대폭적으로 저감할 수 있는 데다가, 감속기와 모터 사이에서 전달되려고 하는 진동(특히 회전방향의 진동 및 축방향의 진동)을, 단순유성 롤러기구의 롤러의 상호 접촉에 의해 흡수할 수 있기 때문에, 감속기와 모터 사이에서 일어나는 복잡한 공진현상을 회피할 수 있어, 기어드 모터 전체의 진동이나 소음의 레벨을 대폭적으로 저감할 수 있다.

Claims (4)

1. 모터(M)에 대하여 복수 종류의 감속기(SG)를 조합시킴으로써, 임의의 기어드 모터(GM)를 선택가능하게 한 기어드 모터의 시리즈에 있어서,

   태양롤러(121)와,

   이 태양롤러(121)의 둘레를 구름 접촉하는 유성롤러(122)와,

   이 유성롤러(122)가 내접하는 링롤러(123)

   를 구비한 단순유성 롤러기구(120)를 복수 준비하고,

   상기 복수의 단순유성 롤러기구(120)를, 상기 모터(M)의 출력축 둘레의 커버(110)에 선택 및 연결함으로써, 복수의 중속(中速)모터군(SMC)을 구성가능하게 하며,

   또한 동일 타입의 중속모터(MC)에, 유성롤러(122)의 공전(公轉)성분과 동기하는 캐리어(100)를 통하여 상기 복수 종류의 감속기(SG)가 선택 및 연결가능하게 되어 있고,

   상기 단순유성 롤러기구(120)가, 링롤러(123)를 같은 직경으로 하고, 유성롤러(122)와 태양롤러(121)의 직경비를 변경하여, 다른 변속비를 갖도록 복수 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기어드 모터의 시리즈.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 단순유성 롤러기구(120)가,

   상기 모터(M)에 대하여 그 결합치수(connecting dimension)를 동일하게 하고,

   롤러 변속비에 대응되는 식별번호인 프레임번호에 있어서, 다른 프레임번호(frame number)를 갖도록 복수 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기어드 모터의 시리즈.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 조합가능한 복수 종류의 감속기(SG) 속에, 베벨 기어(bevel gear)에 의한 직교축 기어 감속기가 포함되어 있고,

   또한 이 직교축 기어 감속기와 상기 단순유성 롤러기구(120)에 의해 1/3∼1/60 범위의 총감속비를 달성하는 기어드 모터(GM)가 시리즈 속에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 기어드 모터의 시리즈.

Images