KR100872321B1 - 단순유성기어장치의 제조방법 및 단순유성기어장치의 시리즈 - Google Patents

단순유성기어장치의 제조방법 및 단순유성기어장치의 시리즈 Download PDF

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Abstract

적은 부품수로, 극소(極小)의 백래시를 공간적인 문제를 발생시키지 않고 양호하게 실현 및 유지한다.
캐리어핀의 축심(軸心)에 대하여 편심된 축심을 가지는(반경(半徑)방향으로 이동 가능한) 회전지지부를 구비하고, 이 회전지지부의 둘레에서 유성기어를 회전 가능하게 지지 가능한 더미 캐리어핀을 이용하여, 내치(內齒)기어(18)에 가장 근접한 상태에서 내치기어(18)와 맞물리도록, 편심방향을 조정하면서 유성기어(16)를 설치한 후에, 태양기어(14)를 선정하여 설치하고, 고정 지그를 이용하여 더미 캐리어핀의 위치 및 편심방향을 고정한 다음에 더미 캐리어핀을 빼내고, 실제 동력전달(傳動)에 사용할 편심 캐리어핀(34)을, 더미 캐리어핀으로 정한 위치에 있어서 캐리어체(體)(30)에 압입(壓入)한다.
Figure R1020070077607
유성기어, 내치기어, 캐리어핀, 태양기어, 단순유성기어, 캐리어체

Description

단순유성기어장치의 제조방법 및 단순유성기어장치의 시리즈{Method of manufacturing simple planetary gear apparatus and series of simple planetary gear apparatus}

본 발명은, 단순유성기어장치의 제조방법 및 단순유성기어장치에 관한 것이다.

태양(太陽)기어와, 캐리어체(體)로부터 축방향으로 뻗어 있는 캐리어핀에 의하여 회전 가능하게 지지되어 이 태양기어와 외접(外接)하는 유성기어와, 이 유성기어가 내접(內接)하는 내치기어를 구비한 단순유성기어장치가 다양한 용도로 널리 이용되고 있다.

단순유성기어장치의 각 기어의 맞물림에는, 불가피하게 백래시가 존재한다. 백래시의 저감은, 정밀한 산업용 로봇 제어 등의 분야에 있어서 특히 큰 과제가 되어 있다.

백래시를 저감하는 가장 기본적인 방법은, 이두께(齒厚; tooth thickness)의 크기가 약간 다른 복수의 기어를 미리 준비하여 놓아, 설치할 때에, 가장 간극없이 맞물리는 기어를 선택하는 것이다.

그러나, 이 방법은, 다량의 재고 부품수를 필요로 하고, 또한 설치의 작업성이 극단적으로 저하된다는 문제가 있다. 이는, 단순유성기어장치의 경우, 각 기어(태양기어, 유성기어 및 내치(內齒)기어)의 크기 편차 이외에, 캐리어핀의 캐리어체에 대한 지지위치의 편차(캐리어체에 형성되는 캐리어핀 지지용 구멍의 형성위치의 편차) 문제가 더하여지기 때문이다. 예컨대 유성기어 자체의 치수가 적정하였다 하더라도, 캐리어핀의 캐리어체에 대한 지지위치가 적정 위치보다 태양기어 측이 된 경우에는, 태양기어로서 적정 이두께보다 얇은 것을 설치할 필요가 있음에 더하여, 또한 내치기어도 적정 이두께보다도 두꺼운 것을 선택할 필요가 있다.

특허문헌 1에서는, 이와 같은 시행착오에 의하여 백래시를 저감하는 것이 아니라, 구조 상의 연구를 행함으로써 백래시를 더욱 간이한 방법으로 저감시키고자 시도해 본 기술이 제안되어 있다. 구체적으로는, 캐리어핀의 단면(斷面)형상을 태양기어의 접선(接線)방향과 평행한 방향으로 길고, 반경방향으로 짧은 타원형상으로 하고, 이 단면이 타원형상인 캐리어핀에 대하여 정원(正圓) 형상의 맞물림구멍을 가지는 유성기어를 여유를 가지고 끼운다. 이 구조에 의하면, 유성기어를 태양기어의 회전방향에서 직경방향에 의하여 크게 이동시킬 수 있어, 각 부재에 고도의 치수 정밀도를 필요로 하지 않아, 태양기어, 유성기어, 및 내치기어가 정상적인 맞물림을 유지할 수 있으며, 또한, 캐리어핀과 유성기어의 맞물림구멍과의 원주방향의 간극이 반경방향의 간극보다 작게 설정되어 있기 때문에, 설치 자유도(自由度)의 증대와 백래시의 저감을 적절하게 양립시킬 수 있다.

한편, 특허문헌 2에 있어서는, 캐리어핀으로서, 그 캐리어핀의 축심에 대하여 편심된 축심을 가지는 회전지지부를 가지고 이 회전지지부의 둘레에서 상기 유성기어를 회전 가능하게 지지 가능하게 구성한 캐리어핀을 이용하는 구조가 제안되어 있다. 구체적으로는, 캐리어핀의 편심방향을 조정함으로써 유성기어를 내치기어 측에 근접시킨 상태로 설치하고, 그리고 나서 이두께가 두꺼운 태양기어를 선정하여 설치한다는 것이다. 이 구조에 의하면, 내치기어, 유성기어, 및 태양기어의 3자(者)를 거의 간극이 없는 상태로 설치할 수 있어서, 백래시가 작은 단순유성기어장치를 얻을 수 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 2001-271894호 공보

[특허문헌 2] 일본국 특허공개 2002-206600호 공보

특허문헌 1에서 개시된 단순유성기어장치에서는, 그 구조상, 캐리어핀에 대하여 유성기어가 간극을 가지고 「여유있게 끼워짐(游嵌)」된 상태로 설치될 필요가 있다. 따라서, 유성기어의 회전축심은, 이 간극의 범위에서 움직일 수 있게 되어, 캐리어체에 대하여 1점(点)으로 정하여지지 않는다.

특허문헌 2에서 개시된 단순유성기어장치에서는, 그 구조상, 캐리어체에 대하여 캐리어핀이 이 캐리어핀의 편심방향의 선택을 하기 위한 「회전」을 허용하는 상태로 설치될 필요가 있다. 따라서, 캐리어핀을 지지하는 캐리어체의 캐리어핀 지지구멍은, 캐리어핀이 「여유있게 끼워짐」되는 정도의 구멍 직경으로 설정되어 있다(구체적으로는 캐리어핀과 캐리어핀 지지구멍 내주(內周)와의 간극은, 예컨대 1∼20㎛ 정도로 설정되어 있음). 따라서, 유성기어의 회전축심은, 캐리어핀의 편심방향의 변경에 따라 움직일 수 있을 뿐만 아니라, 그 지지점 자체가, 역시 캐리어체에 대하여 1점으로 정하여지지 않는 상태로 설치되게 된다.

이들의 작용은, 각각 특허문헌 1, 2의 「유성기어의 회전축심을 움직이는」 것을 실현하기 위한 구조와 표리 일체의 것이므로, 불가피한 것이다.

그러나, 최근의 산업용 로봇 등에 이용되는 정밀한 단순유성기어장치에 있어서는, 예컨대, 3arcㆍmin 이하라는 지극히 작은 백래시를 실현하지 않으면 안되는 것도 있으며, 이와 같은 구조에서는 여유있게 끼워짐에 의한 간극이 백래시의 원인이 되어, 이 요구를 만족하는 것이 곤란한 경우가 있었다.

특허문헌 2에 있어서는, 이 점에 대하여, 태양기어를 설치한 후에 캐리어핀의 편심방향을 캐리어체에 고정하는 기술을 더욱 제안하고 있다. 그러나, 이 고정은, 최적의 편심방향은 미리 알 수는 없기 때문에, (이 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이) 편심방향을 찾은 후에, 볼트 등을 이용하여 이 캐리어핀의 편심방향을 캐리어체 측에 고정하는 방법을 취할 수 밖에 없다. 따라서, 공간적, 혹은 장기(長期) 고정의 신뢰성이라는 점에서, 현실적으로는 설계가 대단히 곤란하다는 문제가 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 적은 부품 수로, 극소(極小)의 백래시를 공간적인 불량 등을 발생시키지 않고 양호하게 실현 및 유지할 수 있는 단순유성기어장치를 얻는 것을 그 과제로 하고 있다.

본 발명은, 태양기어와, 캐리어체에 삽입된 캐리어핀에 의하여 회전 가능하게 지지되어 이 태양기어와 외접하는 유성기어와, 이 유성기어가 내접하는 내치기어를 구비한 단순유성기어장치의 제조방법에 있어서, 최종적으로 상기 캐리어체에 체결여유를 가지고 설치되는 상기 캐리어핀과, 그 캐리어핀과 동일 형상의 상기 유성기어의 회전지지부를 구비함과 함께 이 회전지지부의 중심위치가 단순유성기어장치의 반경방향으로 이동할 수 있는 상태로 설치 가능한 더미 캐리어핀을 준비하는 공정과, 이 더미 캐리어핀을 상기 캐리어체에 삽입한 상태로, 이 더미 캐리어핀의 상기 회전지지부의 반경방향 위치를 조정하면서 상기 유성기어를 설치하는 공정과, 이 상태에서, 미리 준비한 태양기어군 중에서, 요구된 백래시를 만족 가능한 이두께(齒厚; tooth thickness)를 가지는 태양기어를 선정하여 설치하는 공정과, 설치된 상기 유성기어를, 설치된 위치에서 고정하는 공정과, 상기 더미 캐리어핀을 빼내는 공정과, 상기 캐리어핀을, 고정된 상기 유성기어에 있어서의 상기 더미 캐리어핀의 위치에 있어서 상기 캐리어체에 체결여유를 가지고 설치하는 공정과, 상기 유성기어의 고정을 해제하는 공정을 포함함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명에서는, 기본적으로는, 유성기어의 회전지지부를 구비함과 함께 이 회전지지부의 중심위치가 단순유성기어장치의 반경방향으로 이동할 수 있는 상태로 설치 가능한 캐리어핀을 이용한다. 단, 본 발명에서는, 조립에 있어서, 당초부터 이 캐리어핀을 이용하는 것이 아니고, 우선, 더미의 캐리어핀을 이용하여, 이 더미의 캐리어핀의 반경방향 위치(예컨대 편심방향)를 조정하면서 유성기어를 (기본적으로 내치기어에 근접하도록 하여) 설치하도록 한다. 이어서, 이 상태에서 미리 준비한 태양기어군 중에서, 요구된 백래시를 만족 가능한 이두께를 가지는 태양기어를 선정하여 설치한다. 일반적으로, 더 큰 이두께의 태양기어를 선정할수록 백래시는 작아진다. 이로써, 기본적으로 극소의 백래시를 만족 가능한, 내치기어, 유성기어, 및 태양기어의 각 부재, 및 이들의 최적 설치위치가 확정된다.

본 발명에서는, 여기서, 유성기어의 설치상태를 고정하고, 더미의 캐리어핀을 빼낸다. 그 후, 이 고정된 유성기어에 있어서의 더미의 캐리어핀의 반경방향 위치에 있어서 본래의 (실제의 동력전달(傳動)에 사용할) 캐리어핀을 캐리어체에 체결여유를 가지고 설치한다. 「체결여유를 가지는 설치」라는 것은 구체적으로는 예컨대 압입, 수축 끼워맞춤(shrinkage fit), 익스팬션 핏(expansion fit) 등, 오목 측(또는 구멍 측)의 치수보다도 그곳에 끼워넣어지는 볼록 측 치수 쪽이 크게 설정된 설치를 말한다. 체결여유를 가지고 설치함으로써, 유성기어의 고정을 해제하더라도, 캐리어체에 대한 캐리어핀의 회전지지부의 반경방향 위치가 고정된 상태가 유지되므로, 유성기어의 캐리어체에 대한 회전축심은 백래시가 극소의 상태로 부동(不動)상태가 된다.

캐리어핀은, 캐리어체에 「체결여유를 가지고」 설치되므로, 이 캐리어핀의 반경방향 위치의 고정에 있어서 볼트 등의 고정수단을 필요로 하지 않으며, 이를 위한 공간 등도 특별히 요하지 않는다. 또한 체결여유를 가진 설치는 볼트 고정과 같이 나사가 헐거워지는 것과 같은 사태가 쉽게 발생되지 않으므로, 고정기능도 안정되어 있다.

또한, 백래시 조정을 위한 부재(약간 이두께가 다른 것을 복수 준비하는 부재)는, 태양기어만으로 되어, 부품 점수의 증대도 방지할 수 있다.

여기서, 본 발명은, 장치발명으로서 파악한 경우에는, 태양기어, 캐리어체로부터 축방향으로 뻗어 있는 캐리어핀에 의하여 회전 가능하게 지지되어 이 태양기어와 외접하는 유성기어, 및 이 유성기어가 내접하는 내치기어를 구비한 단순유성기어장치에 있어서, 상기 캐리어핀으로서, 상기 유성기어의 회전지지부를 구비함과 함께 이 회전지지부의 중심위치가 단순유성기어장치의 반경방향으로 이동할 수 있는 상태로 설치 가능한 캐리어핀이 이용되며, 또한 이 캐리어핀이 상기 캐리어체에 압입되어 있는 것을 특징으로 하는 단순유성기어장치로 파악하는 것이 가능하다.

캐리어핀으로서, 「유성기어의 회전지지부의 중심위치가 단순유성기어장치의 반경방향으로 이동할 수 있는 상태로 설치 가능한 캐리어핀」이 이용될 때는, (통상의 제조에서는) 그 캐리어핀은, 캐리어체에 체결여유를 가지고 설치되지는 않는다. 왜냐하면, 체결여유를 가지고 설치하여 버린 것에서는, 최적 반경방향 위치를 찾는다는 기능을 살릴 수 없기 때문이다. 그러나, 본 발명의 요지인 「더미의 캐리어핀을 이용하여 회전지지부의 최적 반경위치를 찾은 후에, 이 최적 반경위치를 유성기어를 고정함으로써 고정 및 유지하고, 이를 그대로 따라하도록 하여 본래의 (실제의 동력전달에 사용될) 캐리어핀을 체결여유를 가지고 설치한다」는 순서를 밟음으로써, 결과적으로, 반경방향으로 자유로운 설치 형태의 효용을 누리면서, 이 캐리어핀이 체결여유를 가지고 설치되어 있는 단순유성기어장치를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 적은 부품수로, 극소의 백래시를 공간적인 불량 등을 발생시키지 않고 양호하게 실현 및 유지할 수 있는 단순유성기어장치를 얻을 수 있다.

이하 도면에 근거하여 본 발명의 실시예의 일례를 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 단순유성기어장치를 포함하는, 단순유성기어장치의 시리즈의 주요 구성을 나타내고 있다. 이 시리즈는, 감속비, 전달용량 등에 있어서 동일 구성을 취하면서, 백래시가 큰 (큰 백래시가 허용되는) 제품군과, 백래시가 작은 (작은 백래시 밖에 허용되지 않는) 제품군을 유저가 선택할 수 있도록 한 것이다. 백래시가 큰 제품군 쪽에는, 편심이 없는 동심 캐리어핀이 이용되고, 백래시가 작은 제품군 쪽에는, 본 발명을 실현 가능한 편심 캐리어핀이 이용되고 있다. 편의상, 우선, 단순유성기어장치의 전체 구성부터 설명한다.

단순유성기어장치(12)는, 태양기어(14)(14S : 후술)와, 이 태양기어(14)와 외접하는 3개의 유성기어(1개만 도시)(16)와, 이 유성기어(16)가 내접하는 내치기어(18)를 구비한다.

상기 태양기어(14)는, 중공(中空)의 태양기어축(20)에 압입 고정된다.

상기 유성기어(16)는, 동심 캐리어핀(32)(또는 편심 캐리어핀(34)) 및 니들 베어링(36)을 통하여 제1 캐리어체(캐리어체)(30) 및 제2 캐리어체(서브 캐리어체)(31)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

제1 캐리어체(30)는, 출력축을 겸용하고 있다. 제1 캐리어체(30)는, 연결부(30A)를 통하여 볼트(40)에 의하여 제2 캐리어체(서브 캐리어체)(31)와 연결되어 있다. 제1, 제2 캐리어체(30, 31)는, 각각 베어링(42A, 42B)을 통하여 케이싱(44)(제1 케이싱(44A))에 회전 가능하게 지지되어 있다. 여기서, 연결부(30A)에 형성된 (볼트(40)가 나사결합하는) 볼트구멍(30A1)은, 제1, 제2 캐리어체(30, 31)를 연결할 때에 사용되는 이외에, 후술하는 고정 지그에 의한 유성기어를 고정할 때에도 사용된다.

상기 동심 캐리어핀(32)은, 백래시가 큰 제품군을 제조할 때에 사용된다. 동심 캐리어핀(32)은, 제1, 제2 캐리어체(30, 31)에 대한 삽입부(32A) 및 유성기어(16)의 회전지지부(32B)를 구비한다. 이 삽입부(32A)의 중심(Co)과 회전지지부(32B)의 중심(유성기어(16)의 회전축심)(C1)은 동심이다. 또한, 삽입부(32A)의 외경(外徑)(캐리어핀계(系))(d1)은, 제1, 제2 캐리어체(30, 31) 측의 삽입구멍(30B, 31B)의 내경(內徑)(D1)보다 압입여유 상당분만큼 크다.

한편, 상기 편심 캐리어핀(34)은, 백래시가 작은 제품군을 제조할 때에 사용된다. 편심 캐리어핀(34)은, 제1, 제2 캐리어체(30, 31)에 대한 삽입부(34A) 및 유성기어(16)의 회전지지부(34B)를 구비하는데, 이 삽입부(34A)의 중심(Co)과 회전지 지부(34B)의 중심(C2)은 일치하고 있지 않으며, e만큼 편심되어 있다. 편심 캐리어핀(34) 삽입부(34A)의 외경은, 동심 캐리어핀 삽입부(32A)의 외경과 같은 d1이며, 따라서, 제1, 제2 캐리어체(30, 31) 측의 삽입구멍(30B, 31B)의 내경(D1)보다 압입여유(체결여유) 상당분만큼 크다. 다만, 두 캐리어핀(32, 34)의 설치 방법에 대해서는, 후에 상술한다.

케이싱(44)은, 제1∼제3 케이싱(44A∼44C)으로 구성되고, 볼트(46, 48)에 의하여 일체화되어 있다.

상기 내치기어(18)는, 케이싱(44)(제1 케이싱(44A))과 일체화되어 있고, 유성기어(16)가 내접(內接)맞물림하고 있다.

여기서, 이 단순유성기어장치(12)의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

백래시가 큰 제품군을 제조할 때에는, 상기 동심 캐리어핀(32)을 사용한다.

도 2를 참조하여, 동심 캐리어핀(32)은, 유성기어(16)의 회전축심(Co)의 위치를 변경하는 기능을 가지고 있지 않으므로, 제1 캐리어체(30)의 삽입구멍(30B)에 직접 「압입」된다(도 2(A)).

그 후, 이 동심 캐리어핀(32)에 니들 베어링(36)을 통하여 유성기어(16)가 설치된다(도 2(B)). 유성기어(16)와 내치기어(18)는, 양자(兩者)(16, 18)가 소정의 간극(백래시에 상당)이 형성된 상태로 맞물림하도록 하는 치수설정이 미리 이루어져 있다. 따라서, 제조 편차의 여하에 상관없이 반드시 설치를 할 수 있다.

이 상태에서, 태양기어(14)가 설치된다. 유성기어(16)와 태양기어(14)도, 양자(16, 14)가 소정의 간극(백래시에 상당)이 형성된 상태로 맞물림하도록 하는 치 수설정이 이루어져 있다. 따라서, 제조 편차의 여하에 상관없이 반드시 설치를 할 수 있다.

그 후, 볼트(40)를 통하여 제2 캐리어체(31)를 설치하고, 또한, 한 번 태양기어를 빼내서 이 태양기어(14)를 태양기어축(20)에 설치한 후, 다시 유성기어(16)에 맞물림시키는 등의 작업을 거쳐서, 도 1에 나타낸 바와 같은 단순유성기어장치(12)를 얻는다.

이와 같이, 백래시가 큰 단순유성기어장치(12)(의 제품군)를 제조할 때는, 태양기어(14), 유성기어(16), 내치기어(18)는, 모두 「선정」을 필요로 하지 않고, 표준치수로 제조된 것을 그대로 사용하여 설치하면 되므로, 제조를 지극히 간략화할 수 있다.

한편, 백래시가 작은 제품군을 제조할 때에는, 삽입부(34A)의 중심(Co)에 대하여 회전지지부(34B)의 중심(C2)이 편심되어 있는 편심 캐리어핀(34)을 이용한다. 다만, 이 편심 캐리어핀(34)은, 단순히 직접 설치하는 것이 아니라, 그 전(前) 공정으로 더미의 편심 캐리어핀(더미 캐리어핀)(50)을 이용한다.

더미 캐리어핀(50)은, 편심 캐리어핀(34)과 기본적으로 동일 형상이다. 다만, 삽입부(50A)의 외경(d2)(도 4 참조)이 편심 캐리어핀(34) 삽입부(34A)의 외경(d1)보다 약간 작게 설정되어, 제1 캐리어체(30)의 삽입구멍(30B)에 여유있게 끼워지는 크기로 되어 있다. 이 더미 캐리어핀(50)을 이용하여, 유성기어(16)를 내치기어(18)와 맞물림하도록 하여 설치한다. 도 3은 이 상태를 나타내고 있다.

여기서의 유성기어(16) 및 내치기어(18)는,모두 표준치수로 제조된 것이며, 앞의 백래시가 큰 제품군의 제조에 이용한 것과 공용되고 있다. 즉, 특히 「선정」된 것이 아니라, 기본적으로 양자(16, 18)는 소정의 백래시를 가지는 크기로 설계되어 있다. 그러나, 더미 캐리어핀(50)은, 삽입부(50A)의 중심(Co)과 회전지지부(50B)의 중심(C2)이 편심량(e)만큼 어긋나 있으므로, 도 4의 (A), (B)에 비교하여 나타낸 바와 같이, 이 더미 캐리어핀(50)을 삽입부(50A) 중심(Co)을 중심으로 하여 회전시킴으로써, 유성기어(16)의 중심(즉 회전축심)(C2)을 반경방향으로 움직일 수 있다. 따라서, 유성기어(16) 및 내치기어(18)에 표준치수로 제조된 것을 이용하였다고 하더라도, 양자(16, 18) 사이의 백래시가 거의 0(zero)인 상태(도 4(B)의 상태)를 형성할 수 있다.

이와 같이 하여, 유성기어(16)가 내치기어(18)에 가장 근접한 상태로 이 내치기어(18)와 맞물림하도록, 더미 캐리어핀(50) 회전지지부(50B)의 편심방향(반경방향 위치)을 조정하면서 이 유성기어(16)를 설치하고, 또한, 미리 준비한 복수의 태양기어군 중에서, 요구된 백래시를 만족 가능한 이두께(齒厚; tooth thickness)를 가지는 태양기어(14S)를 선정하여 설치한다(도 5 참조). 정성적(定性的)으로는, 가능한 한 큰 이두께의 태양기어(14S)를 선정하여 설치하면 그만큼 장치 전체의 백래시가 작은 설치가 가능하게 된다. 그러나, 장치 전체적으로는 약간의 백래시가 존재하는 쪽이 더욱 원활한 회전을 할 수 있으므로, 요구되는 백래시를 과부족 없이 만족하도록 하는 이두께를 가지는 태양기어(14S)를 선정하여 설치하는 것이 바람직하다.

그 후, 고정 지그(54)를 이용하여 제1 캐리어체(30)에 대하여 유성기어(16) 를 고정한다(도 6 참조). 이 고정은, 고정 지그(54)를 끼우고 제1 캐리어체(30) 연결부(30A)의 볼트구멍(30A1)에 볼트(56)를 체결하여, 유성기어(16)를 이 제1 캐리어체(30)와 고정 지그(54)로 강하게 끼워 누름으로써 행한다. 고정 지그(54)에는, 이 볼트(56)를 관통시키기 위한 관통구멍(54A), 및 더미 캐리어핀(50)과 실제의 동력전달에 사용될 편심 캐리어핀(34)을 교환하기 위한 삽입관통구멍(54B)이 각각 3개씩 형성되어 있다(도 6, 도 7 참조).

유성기어(16)를 고정한 후, 이 삽입관통구멍(54B)을 통하여, 더미 캐리어핀(50)을 빼낸다(도 7 참조). 이때, 유성기어(16)는 고정 지그(54)에 의하여 제1 캐리어체(30)에 대하여 고정상태가 유지되어 있으므로, 이 더미 캐리어핀(50)으로 정한 편심방향은 그대로 유지되어 있다.

그리고, 편심 캐리어핀(34)을 이 유성기어(16)에 있어서의 더미 캐리어핀(50)으로 정한 편심방향을 그대로 따르도록 하여 제1 캐리어체(30)에 압입하고, 압입 후에 고정 지그(54)를 빼내서 유성기어(16)의 고정을 해제한다(도 8 참조).

고정 지그(54)를 떼어낸 후는, 연결부(30A)의 볼트구멍(30A1)을 다시 이용하여, 볼트(40)를 통하여 제2 캐리어체(31)를 설치한다(도 9, 도 1 참조).

이 실시예에 관련된 제조방법에 의하면, 1 종류의 내치기어(18), 및 1 종류의 유성기어(16)를 이용하여, 태양기어(14)만 백래시 조정용으로 이두께의 크기가 다른 것을 복수 준비하기만 하면, 단순유성기어장치(12)의 백래시를, 3arcㆍmin 이하와 같은 극소 레벨을 포함하여, 의도하는 범위 내에 확실하게 수용할 수 있게 된다.

또한, 편심 캐리어핀(34)의 편심방향을 변경함으로써 유성기어(16)의 회전축심의 위치를 조정한다고 하는 방법을 채용하고 있으면서, 결과적으로, 편심 캐리어핀(34)의 편심방향을 (제1) 캐리어체(30)에 대한 「압입」에 의하여 고정하도록 하고 있으므로, 완성된 단순유성기어장치(12)의 구성은 극히 간소화되어 있어, 장치의 콤팩트화, 경량화가 가능하다. 또한, 편심 캐리어핀(34)의 압입에 의한 고정은, 경시적으로도 신뢰성이 있고, 극소한 백래시를 장기간에 걸쳐서 양호하게 유지할 수 있다.

또한, 이 실시예에서는, 동일 용량, 동일 감속비의 단순유성기어장치로서, 백래시의 요구의 정도만이 다른 단순유성기어장치를 제조하는 경우에는, 각각의 제조공정을 바꿈으로써, 부품의 공용화와 전체 제조공정의 간략화를 도모하도록 하고 있다. 즉, 백래시의 요구가 그다지 엄격하지 않을 때에는, 백래시의 요구가 심할 때와 완전히 동일한 내치기어, 유성기어를 이용하면서, 시행착오, 혹은 캐리어핀의 교환 등의 작업을 일체 행하지 않고, 극히 간이하게 제조할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시에 있어서는, 반드시 이와 같은 시리즈화를 행하는 것은 필수 요건은 아니다.

다만, 상기 실시예에 있어서는, 고정 지그를 이용하여 유성기어를 고정하도록 하고 있었으나, 이 유성기어의 고정방법은, 이와 같은 고정 지그를 이용하는 방법에 한정되는 것은 아니다. 또한, 고정할 때에 사용하는 볼트 구멍으로서, 제2 캐리어체(서브 캐리어체)를 제1 캐리어체(캐리어체)에 연결하기 위한 볼트 구멍을 공용하도록 하였으나, 이 볼트 구멍의 공용에 대해서도, 반드시 본 발명의 필수 요건 은 아니다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 편심 캐리어핀을 이용함으로써, 유성기어의 회전지지부를 단순유성기어장치의 반경방향으로 이동 가능한 구성을 얻었지만, 회전지지부의 중심위치를 반경방향으로 이동 가능하게 하는 구성은, 반드시 이와 같은 편심 캐리어핀을 이용하는 방법에 한정되지 않는다.

예컨대, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 캐리어체(70)에, 평행한 단차(72, 72)에 의하여 형성되는 홈부(76)를 반경방향으로 예컨대 3군데 형성하고, 이 홈부(76)에 슬라이드 가능하게 맞물리는 더미 캐리어핀(74)과, 압입여유(체결여유)를 가지고 맞물리는 (실제의 동력전달에 사용할) 캐리어핀(74)을 준비하도록 하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우도, 더미 캐리어핀(74)의 홈부(76) 상에서의 반경방향의 슬라이드를 이용하여 유성기어(도 10에서는 도시생략)를 설치하고, 연결부(70A)에 형성된 볼트 구멍(70A1)을 이용하여 설치된 유성기어를 고정하고, 더미 캐리어핀(74)을 빼낸 후에, 실제의 동력전달에 사용할 캐리어핀(74)을 홈부(76)에 압입하는 (체결여유를 가지고 설치하는) 공정을 거침으로써, 앞의 실시예와 기본적으로 마찬가지의 작용, 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 모든 용도에 적용할 수 있지만, 특히, 산업용 로봇의 관절구동이나 위치결정장치의 구동 등의 백래시가 작은 운전이 요구되는 용도에 최적이다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 제조방법을 이용하여 제조된 단순유성기어장치를 포함하여, 일부에 캐리어핀의 변형 구성을 빼내어 나타낸 단면도이다.

도 2는, 백래시가 큰 단순유성기어장치를, 본 발명에 관련된 단순유성기어장치의 부품을 이용하여 제조할 때의 공정도이다.

도 3은, 본 발명의 실시예에 관련된 설치방법의 하나의 공정에 관련된, 더미 캐리어핀을 이용하여 유성기어가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 4는, 동일하게 최적 편심위치를 찾는 순서를 나타낸 측면도이다.

도 5는, 동일하게 더미 캐리어핀 및 태양기어가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 6은, 동일하게 고정 지그가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 7은, 동일하게 더미 캐리어핀이 빼내어진 상태를 나타낸 단면도이다.

도 8은, 동일하게 편심 캐리어핀이 압입된 후, 고정 지그가 제거된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 9는, 동일하게 제2 캐리어체가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 10은, 본 발명의 다른 실시예의 일례에 관련된, 제1 캐리어체와 캐리어핀(더미 캐리어핀)의 구성을 나타낸 측면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12 : 단순유성기어장치

14 : 태양(太陽)기어

16 : 유성기어

18 : 내치(內齒)기어

20 : 중간 축부재

22 : 선단(先端) 축부재

24, 42A, 42B : 베어링

26 : 케이싱

30 : 제1 캐리어체(體)(캐리어체)

31 : 제2 캐리어체(서브 캐리어체)

30A : 연결부

30A1 : 볼트 구멍

32 : 동심(同心) 캐리어핀

34 : 편심(偏心) 캐리어핀

36 : 니들 베어링

40, 56 : 볼트

50 : 더미 캐리어핀

Claims (4)

  1. 태양기어(14)와, 캐리어체(體)(30)에 삽입된 캐리어핀(34)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 이 태양기어와 외접(外接)하는 유성기어(16)와, 이 유성기어가 내접(內接)하는 내치(內齒)기어(18)를 구비한 단순유성기어장치의 제조방법에 있어서,
    최종적으로 상기 캐리어체에 체결여유를 가지고 설치되는 상기 캐리어핀과, 그 캐리어핀과 동일 형상의 상기 유성기어의 회전지지부를 구비함과 함께 이 회전지지부의 중심위치가 단순유성기어장치의 반경(半徑)방향으로 이동할 수 있는 상태로 설치 가능한 더미 캐리어핀(50)을 준비하는 공정과,
    이 더미 캐리어핀을 상기 캐리어체에 삽입한 상태에서, 이 더미 캐리어핀의 상기 회전지지부의 반경방향 위치를 조정하면서 상기 유성기어를 설치하는 공정과,
    이 상태에서, 미리 준비한 태양기어군(群) 중에서, 요구된 백래시를 만족 가능한 이두께(齒厚; tooth thickness)를 가지는 태양기어를 선정하여 설치하는 공정과,
    설치된 상기 유성기어를, 설치된 위치에서 고정하는 공정과,
    상기 더미 캐리어핀을 빼내는 공정과,
    상기 캐리어핀을, 고정된 상기 유성기어에 있어서의 상기 더미 캐리어핀의 위치에 있어서 상기 캐리어체에 체결여유를 가지고 설치하는 공정과,
    상기 유성기어의 고정을 해제하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단순유성기어장치의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유성기어의 고정을 해제하는 공정 후에, 또한,
    상기 유성기어의 캐리어체 반대측에, 상기 캐리어체와 함께 상기 캐리어핀을 양쪽에서 지지하는 서브 캐리어체(31)를 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단순유성기어장치의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 서브 캐리어체를, 상기 유성기어를 고정할 때에 이용한 볼트 구멍을 이용하여 설치하는 것을 특징으로 하는 단순유성기어장치의 제조방법.
  4. 태양기어(14)와, 캐리어체(30)로부터 축방향으로 뻗어 있는 캐리어핀에 의하여 회전 가능하게 지지되어 이 태양기어와 외접하는 유성기어(16)와, 이 유성기어가 내접하는 내치기어(18)를 가지는 단순유성기어장치로서, 백래시가 큰 제1 단순유성기어장치와, 이 제1 단순유성기어장치에 비하여 백래시가 작은 제2 단순유성기어장치를 구비하는 단순유성기어장치의 시리즈에 있어서,
    상기 제1 단순유성기어장치와 제2 단순유성기어장치에서 상기 유성기어를 공통화하며,
    상기 제1 단순유성기어장치에 있어서는, 상기 캐리어핀으로서, 상기 유성기어의 회전지지부(32B)를 구비함과 함께 이 회전지지부의 중심이 상기 캐리어핀의 축심과 일치하고 있는 동심(同心) 캐리어핀(32)이 이용되고,
    상기 제2 단순유성기어장치에 있어서는, 상기 캐리어핀으로서, 상기 유성기어의 회전지지부(34B)를 구비함과 함께 이 회전지지부의 중심이 상기 캐리어핀의 축심에 대하여 편심되어 있는 편심 캐리어핀(34)이 이용되며, 또한 이 편심 캐리어핀이 상기 캐리어체에 체결여유를 가지고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 단순유성기어장치의 시리즈.
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