KR101107995B1 - 감속기 - Google Patents

Abstract

입력축과 입력축에 형성된 편심체를 가지는 감속기에 있어서, 구조적인 특징을 갖게 함으로써 입력축의 회전에 의해 발생하는 열을 효율적으로 방열 가능하게 한다. 입력축(102)에 형성된 제1, 제2 편심체(104A, 104B)를 구비하고, 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)와 내부톱니기어(122)의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기(100)로서, 입력축(102)이 중공부(102A)를 가지고, 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 그 입력축(102)과 일체로 형성됨과 함께, 입력축(102)의 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 형성되어 있는 축방향 위치에 오목부(102B)가 전체 둘레에 걸쳐 형성되고, 또한 오목부(102B)의 컷인 능선(102B1, 102B2)이 입력축(102)의 축심(O)과 직각인 면에 대하여 경사져 있다.

Description

감속기{Reduction gear}

본 출원은 2007년 12월 21일에 출원된 일본 특허출원 제2007-330743호와 2008년 6월 24일에 출원된 일본 특허출원 제2008-164763호에 근거하는 우선권을 주장한다. 그 출원의 모든 내용은 이 명세서 중에 참조에 의해 원용되어 있다.

본 발명은 방열 구조를 가지는 감속기 및 그 입력축의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 입력축과, 그 입력축에 형성된 편심체와, 그 편심체의 외측에 형성된 외부톱니기어와, 그 외부톱니기어와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어를 구비하고, 그 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 일본 공개특허공보 2001-187945호 참조). 이러한 감속기에서는, 입력축이 회전하면 입력축에 형성된 편심체가 그 입력축과 일체로 되어 회전한다. 그러면, 편심체의 외측에 형성된 외부톱니기어가 그 내측에 형성된 편심체 베어링을 개재하여 요동 운동을 하게 된다. 그리고 요동 운동하는 외부톱니기어가 내부톱니기어와 내접하여 맞물려, 그 내부톱니기어와의 맞물림에 의해 발생하는 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전이 출력된다.

이런 종류의 감속기의 분야에 있어서도 소형화·고출력화가 진행되고 있다.

상술한 바와 같은 감속기의 경우, 각 부의 슬라이딩이나 맞물림에 의해 열이 발생한다. 발열의 문제는 이런 종류의 감속기에 있어서 고속으로 회전하는 입력축과 그것에 형성된 편심체 부근에 가장 가혹하게 집중하게 된다. 그리고 이 발열은 감속기의 내구성에 크게 영향을 주어, 그 감속기의 소형화, 고출력화의 장애가 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 입력축과 입력축에 형성된 편심체를 가지는 감속기에 있어서, 구조적인 특징을 갖게 함으로써 입력축의 회전에 의해 발생하는 열을 효율적으로 방열 가능하게 하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

본 발명은 입력축과, 그 입력축에 형성된 편심체와, 그 편심체의 반경 방향 외측에 형성된 외부톱니기어와, 그 외부톱니기어와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어를 구비하고, 그 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기로서, 상기 입력축이 그 반경 방향 중앙부에 중공부를 가지고, 상기 편심체가 그 입력축과 일체로 형성되며, 그 입력축의 상기 중공부측으로서, 상기 편심체가 형성되어 있는 축방향 위치를 포함하는 축방향 위치에 오목부가 전체 둘레에 걸쳐 형성되고, 그 오목부의 컷인(cut-in) 능선이 상기 입력축의 축심과 직각인 면에 대하여 경사져 있는 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

이러한 구성을 채용한 결과, 오목부가 없을 때에 비해 입력축의 중공부측의 편심체 부근의 표면적이 보다 증가한다. 이 때문에 열저항을 낮추는 것이 가능해져, 중공부에서의 방열 효과가 증대한다.

또 오목부를 형성함으로써 입력축과 편심체로 구성되는 부분의 금속량이 적어지지 때문에, 그만큼 오목부 부근에서의 방열 효과를 보다 증대시킬 수 있음과 함께 경량화도 실현할 수 있다.

또 본 발명에서는 이 효과를 최대한으로 끌어내기 위하여 의도적으로 편심체를 입력축과 일체로 형성하고, 그 결과 두꺼워진 부분에 상기 오목부를 형성하도록 하고 있다. 그 때문에 강도를 저하시키는 일 없이 깊은 오목부를 형성할 수 있어, 큰 방열 효과 및 중량 경감 효과를 발휘시킬 수 있다.

또한 본 발명과 관련되는 오목부는 그 컷인 능선이 입력축의 축선에 대하여 경사지도록 설정되기 때문에, 가공이 용이하고 또한 (경사진 능선으로 되어 있는 만큼) 보다 큰 방열 면적을 쉽게 확보할 수 있다. 또 오목부 저면의 단부 부근이 「둔각」이 되기 때문에 응력의 집중도 완화시킬 수 있다.

본 발명은 중공부를 가지는 입력축과, 그 입력축에 형성된 편심체와, 그 편심체의 반경 방향 외측에 형성된 외부톱니기어와, 그 외부톱니기어와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어를 구비하고, 그 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기의 상기 입력축의 제조 방법에 있어서, 상기 입력축의 상기 중공부측으로서, 상기 편심체가 형성되어 있는 축방향 위치를 포함하는 축방향 위치에 오목부를 전체둘레에 걸쳐 형성할 때, 그 입력축의 중공부의 내경을 상기 오목부의 단부에 상당하는 위치로부터 축방향을 따라 서서히 증대시키는 것에 의해 그 오목부의 제1 컷인 능선을 형성하는 제1 컷인 능선 형성 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 감속기의 입력축의 제조 방법으로 파악할 수도 있다.

또 입력축과, 그 입력축에 형성된 편심체와, 그 편심체의 반경 방향 외측에 형성된 외부톱니기어와, 그 외부톱니기어와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어를 구비하고, 그 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기로서, 상기 입력축이 그 축심 부분에 중공부를 가져 상기 편심체와 일체로 형성되어 있고, 상기 입력축의 상기 중공부측으로서, 상기 편심체가 형성되어 있는 축방향 위치에 그 편심체의 폭보다 넓은 오목부를 전체둘레에 걸쳐 형성하는 것으로도 상기 과제를 해결할 수 있다.

즉 이러한 구성을 채용한 결과, 오목부가 없을 때에 비해 입력축의 중공부측의 편심체 부근의 표면적이 보다 증가한다. 이 때문에 열저항을 낮추는 것이 가능해져, 중공부에서의 방열 효과가 증대된다.

또한 오목부를 형성함으로써 입력축의 금속량이 적어지므로, 그 만큼의 열용량을 낮출 수 있기 때문에 오목부 부근에서의 방열 효과를 더욱 증대시킬 수 있어, 경량화도 실현할 수 있다.

또한 본 발명에서는 이 효과를 최대한으로 끌어내기 위하여 의도적으로 편심체를 입력축과 일체로 형성하고, 그 결과 두꺼워진 부분에 상기 오목부를 형성하도록 하고 있다. 편심체를 키 혹은 스플라인 등을 이용하여 입력축에 장착하는 구조인 경우, 편심체의 장착 부분은 당해 키 혹은 스플라인 등의 존재에 의해 오히려 강도가 저하되어 충분한 깊이의 오목부를 형성할 수 없다. 본 발명에서는 편심체분 만큼 두껍게 되어 있는 부분에 오목부를 형성할 수 있으므로, 강도를 저하시키는 일 없이 깊은 오목부를 형성할 수 있어, 큰 방열 효과 및 중량 경감 효과를 발휘시킬 수 있다.

또 깊은 오목부가 중공부측에 있어서 전체둘레에 걸쳐 편심체의 폭보다 넓게 형성되어 있으므로, 입력축과 편심체로 구성되는 부분의 금속량이 적어져, 감속기 자체를 가볍게 하는 것이 가능하다.

또 편심체의 양측에 입력축을 지지하는 베어링이 형성되고, 그 베어링의 외측의 적어도 일방에 축심으로부터 베어링까지의 거리에 비해 축심으로부터 짧은 거리로 입력축에 맞닿는 씰 부재가 형성되어 있는 경우에는, 씰 부재의 반경을 작게 할 수 있어 씰 성능을 향상시킬 수 있다. 그리고 베어링으로 지지되는 입력축의 축 지름에 비해 베어링의 외측의 입력축의 축 지름을 작게 할 수 있으므로, 중량 경감의 효과도 가진다.

또한 오목부에 보다 열전도율이 높은 부재를 적극적으로 배치했을 때는 입력축과 편심체로 구성되는 부분의 열용량이 적으므로, 입력축과 편심체로 구성되는 부분의 열을 신속히 빼앗을 수 있게 되는 경우가 있다.

본 발명에 의하면 편심체를 가지는 감속기에 있어서, 입력축의 회전에 의해 편심체 부근에 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있게 된다.

［도 1］본 발명의 제1 실시형태의 일례와 관련되는 감속기의 주요부 확대 단면도
［도 2］동 전체 단면도
［도 3］본 발명의 제2 실시형태와 관련되는 감속기의 측단면도
［도 4］도 3의 감속기에 편평 모터를 적용한 경우의 일례를 나타내는 도
［도 5］본 발명의 제3 실시형태와 관련되는 감속기의 측단면도
［도 6］본 발명의 제4 실시형태와 관련되는 모터 일체형 감속기의 측단면도
［도 7］도 6의 Ⅶ－Ⅶ선을 따르는 편심체의 단면도

이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태의 일례에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태의 일례와 관련되는 감속기의 측단면도, 도 1은 도 2의 주요부 확대도이다.

감속기(100)는 입력축(102)과, 그 입력축(102)에 일체로 형성된 제1, 제2 편심체(104A, 104B)와, 그 제1, 제2 편심체(104A, 104B)의 반경 방향 외측에 형성된 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)와, 그 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어(122)를 구비한다. 입력축(102)은 내경(D1)의 중공부(102A)를 가지고 있고, 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 형성된 축방향 위치에 대응하여 오목부(102B)가 형성되어 있다. 이하 상세하게 서술한다.

입력축(102)은 제2 편심체(104B)의 부근에 배치된 베어링(142)과 도시하지 않은 모터 내에 배치한 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

제1, 제2 편심체(104A, 104B)의 외주는 각각 약 180° 위상이 상이하도록 입력축(102)의 축심(O)에 대하여 편심되어 있다. 제1, 제2 편심체(104A, 104B)의 외주에는 제1, 제2 편심체 베어링(롤러)(106A, 106B)을 개재하여 상기 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)가 감합되어 있다. 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)는 내부톱니기어(122)에 내접하여 맞물려 있다.

내부톱니기어(122)의 내부톱니는 원기둥 형상의 외부 핀(116)으로 구성되어 있다. 내부톱니기어(122)의 톱니수(외부 핀(116)의 수)는 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)의 톱니수보다 조금 (1 내지 3 정도) 많다.

제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)에는 복수의 내부 핀 구멍(108A, 110A)이 축방향으로 형성되어 있다. 내부 핀 구멍(108A, 110A)에는 내부 롤러(114)를 개재하여 내부 핀(112)이 헐겁게 끼워져 있다. 또 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)의 축방향 양측에는 제1, 제2 플랜지(118, 124)가 배치되어 있다. 제1 플랜지(118)로부터는 상기 내부 핀(112)이 편측지지 상태로 일체로 돌출 형성되어 있다.

제1 플랜지(118)의 반경 방향 가장 외측에는 틀체(120)가 볼트 (127)(도 1에서는 볼트구멍만 표시)에 의해 연결 고정되어 있다. 틀체(120)는 감속기(100)의 케이싱을 겸한다. 틀체(120)와 내부톱니기어(122)는 크로스 롤러 베어링(128)을 개재하여 상대적으로 회전 가능하다. 한편, 제2 플랜지(124)는 베어링(142)을 개재하여 입력축(102)을 회전 가능하게 지지하고 있다. 제2 플랜지(124)는 볼트(126)를 개재하여 내부톱니기어(122)와 일체로 연결 고정되어 있다.

또한 도면의 부호 130, 144, 146은 제1~제3 씰 부재, 부호 148은 O링을 각각 나타내고 있다. 이들 제1~제3 씰 부재(130, 144, 146) 및 O링(148)에 의해 감속기(100)의 내부가 밀폐되어 있다. 이 감속기(100)는 예를 들면, 도시하지 않은 편평 모터를 입력축(102)에 탑재하여 결합하는 것에 의해, 예를 들면 로봇의 관절 구동용으로서 사용된다. 본 발명에서는 조합하는 모터의 종류는 특별히 한정되지 않기 때문에, 모터 부분의 도시 및 상세한 설명은 생략한다.

여기서 입력축(102)에 형성한 오목부(102B)에 대하여 상세하게 설명한다.

입력축(102)에는 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 일체로 형성되어 있다. 입력축(102)의 제1, 제2 편심체(104A, 104B)와 축방향으로 인접한 부위는 두껍게 되어(예를 들면 직경(d1)), 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 형성되어 있는 축방향 위치에 대응하여 오목부(102B)가 형성되어 있어도 충분한 강도가 확보되고 있다.

입력축(102)의 중공부(102A)측에는 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 형성되어 있는 축방향 위치에 대응하여, 오목부(102B)가 전체둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 오목부(102B)의 형성 깊이는 ΔD이다. 즉, 오목부(102B)가 형성된 부분의 입력축(102)의 내경(D2)은 오목부(102B)가 형성되지 않은 부분의 입력축(102)의 내경(D1)보다 깊이 ΔD의 2배만큼 크다(2·ΔD=D2-D1).

오목부(102B)의 일방의 단부(P1)부터 타방의 단부(P4)까지의 폭(Q1)은 제1, 제2 편심체(104A, 104B)의 일방의 단부(P5)부터 타방의 단부(P6)까지의 폭(q)의 2배를 넘을 정도로 충분히 넓다. 오목부(102B)의 저면(102Bb)(가장 깊은 부분)의 일방의 단부(P2)부터 타방의 단부(P3)까지의 폭(Q2)조차도 제1, 제2 편심체(104A, 104B)의 상기 폭(q)보다는 넓다. 또 오목부(102B)의 저면(102Bb)의 일방의 단부(P2)부터 타방의 단부(P3)까지의 축방향 위치는, 제1, 제2 편심체(104A, 104B)의 일방의 단부(P5)부터 타방의 단부(P6)까지의 축방향 위치를 완전히 포함하고 있다. 즉, 입력축(102)상에 있어서 오목부(102B)의 저면(102Bb)이 존재하는(형성되어 있는) 축방향 범위(Q2)는 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 형성되어 있는 축방향 범위(q)를 포함하고 있다.

오목부(102B)를 형성하고 있는 제1, 제2 컷인 능선(102B1, 102B2)은 입력축(102)의 축심(O)과 직각인 면에 대하여 경사져 있다. 즉, 제1, 제2 컷인 능선(102B1, 102B2)의 컷인 각도(α1, α2)는 입력축(102)의 축심(O)에 대하여 90도 미만인 각도로 설정되어 있다. 이 실시형태에서는 제1, 제2 컷인 능선(102B1, 102B2)의 구체적인 컷인 각도(α1, α2)는 양방 모두 거의 30도(45도 이하의 얕은 컷인 각도)로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 그 오목부(102B)의 축심(O)을 포함하는 단면의 형상은 이 실시형태에서는 「경사가 완만한 등변사다리꼴」이다. 단, 컷인 각도(α1, α2)는 반드시 동일하게 할 필요는 없고, 예를 들면 입력축의 외주 형상을 고려하여 동일하지 않게 해도 된다. 마찬가지로 2개의 컷인 능선은, 반드시 2개 모두 입력축의 축심과 직각인 면에 대하여 경사져 있을 필요는 없고, 예를 들면, 일방측의 컷인 능선에 대해서는, 입력축의 축심과 직각(90도)으로 되어 있어도 된다.

다음으로, 감속기(100)의 작용에 대하여 설명한다.

입력축(102)에 대하여 편평 모터 등으로부터의 동력이 전달되면, 당해 입력축(102)에 일체로 형성되어 있는 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 편심 회전한다. 이 제1, 제2 편심체(104A, 104B)가 편심한 회전은 제1, 제2 편심체 베어링(106A, 106B)을 개재하여 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)로 전달되어, 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)가 축심(O)에 대하여 요동을 시작한다. 한편, 이 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)의 내부 핀 구멍(108A, 110A)에는 제1 플랜지(118) 및 틀체(120)와 함께 고정 상태에 있는 내부 핀(112)이 삽입되어 있다. 그 때문에, 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)는 그 자전이 규제되어 요동만 한다. 또 내부톱니기어(122)의 외부 핀(116)의 수(내부 톱니의 수)는 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)의 톱니수보다 조금 많이 설정되어 있기 때문에, 내부톱니기어(122)는 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)가 1회 요동할 때마다 당해 톱니수 차분만큼 자전(제1, 제2 외부톱니기어(108, 110)에 대하여 상대 회전)한다. 내부톱니기어(122)의 자전은, 그 내부톱니기어(122)와 볼트(126)를 개재하여 일체로 회전하는 제2 플랜지(124)를 개재하여 취출된다.

또한 본 실시형태에 있어서 제2 플랜지(124)가 고정되도록 설계했을 경우는, 입력축(102)의 회전이 감속된 다음 제1 플랜지(118)(즉, 틀체(120))의 회전으로서 출력된다.

여기서, 입력축(102)의 회전에 의해 제1, 제2 편심체(104A, 104B), 제1, 제2 편심체 베어링(106A, 106B) 및 제1, 제2 외부톱니기어(108, 110) 사이에서 마찰에 의한 열이 발생한다. 그러나 이 열은 오목부(102B)의 존재에 의해 방열 표면적이 증가하고 있는 것과 맞물려, 중공부(102A)측에 원활하게 방출된다.

특히 본 실시형태에서는 오목부(102B)의 형성(가공)이 매우 용이하다. 즉, 오목부(102)의 제1 컷인 능선(102B1)을 형성(가공)하려면, 예를 들면, 오목부(102B)의 일방의 단부(P1)(오목부의 일방측의 단부에 상당하는 위치)로부터 축방향을 따라 내경을 D1부터 D2까지 서서히 증대시키는 것에 의해(예를 들면 도시하지 않은 절삭 바이트를 축방향으로 이동시키면서 입력축(102)의 반경 방향 외측으로 서서히 움직이는 것에 의해) 제1 컷인 능선(102B1)(오목부(102B)의 다른 일방의 단부(P2)측부터 절삭하는 경우는 제2 컷인 능선(102B2))을 형성할 수 있다(제1 컷인 능선 형성 공정). 여기서, 한 번 반경 방향의 움직임을 멈추어 축방향으로만 이동시키면, 내경(D2)이 일정한 저면(102Bb)을 형성할 수 있다(오목부 저면 형성 공정). 또한 그 후 증대한 내경(D2)을 서서히 감소시켜 증대전의 내경(D1)으로 되돌리면(다시 절삭 바이트를 축방향으로 이동시키면서 반경 방향 내측으로 되돌리면) 제2 컷인 능선(102B2)(단부(P2)측부터 절삭하는 경우는 제1 컷인 능선(102B1))을 형성할 수 있다(제2 컷인 능선 형성 공정). 이것에 의해 (경사진 능선으로 되어 있는 만큼) 보다 큰 방열 면적을 매우 간단하게 형성·확보할 수 있다.

또한 오목부(102B)는 중공부(102A)의 형성과 동시에 형성해도 되고, 중공부(102A)를 형성한 후에 오목부(102B)만을 별도로 형성해도 된다.

또 제1, 제2 컷인 능선(102B1, 102B2)이 입력축(102)의 축심(O)와 직각인 면에 대하여 경사져 있기 때문에, 오목부(102B)의 저면(102Bb)과 제1, 제2 컷인 능선(102B1, 102B2)은 「둔각」으로 교차하고 있고, 저면(102Bb)의 단부(P2, P3)부근에서의 응력 집중을 피할 수도 있다.

또 본 실시형태에서는 편심체(104)를 입력축(102)과 일체로 형성하고, 그 결과 두꺼워진 부분에 오목부(102B)를 형성하고 있다. 예를 들면 편심체를 키 혹은 스플라인 등을 이용하여 입력축에 장착하는 구조인 경우에는, 입력축의 편심체의 장착 부분은 당해 키 혹은 스플라인 등의 존재에 의해 강도가 저하하여, 충분한 깊이의 오목부를 형성할 수 없다. 이에 반하여, 본 실시형태에서는 편심체(104)분 만큼 두껍게 되어 있는 부분에 오목부(102B)를 형성할 수 있으므로, 강도를 저하시키는 일 없이 깊은 오목부(102B)를 형성할 수 있어, 큰 방열 효과 및 중량 경감 효과를 발휘시킬 수 있다. 또 오목부(102B)가 깊은 만큼 감속기(100) 자체를 보다 가볍게 하는 것이 가능하고, 입력축(102)이 가볍기 때문에 궤도 효율을 높일 수도 있다.

또한 본 실시형태에서는 오목부(102B)의 저면(가장 깊은 부분)(102Bb)의 단부(P2, P3)가 각각 제1, 제2 편심체(104A, 104B)의 단부(P5), 단부(P6)의 축방향 위치를 완전하게 포함하는 위치에 형성되어 있기 때문에, 제1, 제2 편심체(104A, 104B) 부근에 발생하는 열을 효율적으로 오목부(102B)측에 해방할 수 있다.

또한 본 발명에서는 오목부(102B)에 보다 열전도율이 높은 부재를 적극적으로 배치하거나 도포하거나 하여 복사되는 열을 증대시키는 것을 금지하는 것은 아니다. 이것에 의해, 단순한 오목부로 해두는 것보다 더 효율적으로 열을 방출할 수 있는 경우가 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 오목부(102B)의 축심을 포함하는 단면의 형상이 등변사다리꼴로 되어 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 컷인 능선의 컷인 각도는 반드시 동일할 필요는 없고, 값도 30도로 한정되지 않는다. 단, 높은 방열 효율, 가공의 용이성, 및 응력 집중의 저감을 동시에 실현하려면, 오목부의 컷인 능선은 바람직하게는 양방 모두 축심에 대하여 45도 이하의 컷인 각도로 경사진 각도로 해두는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 한층 방열 효율이 높고 응력 집중이 적은 오목부를 보다 간단하게 형성할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는 강체의 외부톱니기어가 요동하는 내접 요동 맞물림형 유성기어 감속기를 대상으로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 외부톱니기어가 휘는 것에 의해 내부톱니기어와의 상대 회전을 취출하는, 이른바 「휨 맞물림식의 유성 감속기」에도 적용할 수 있다. 이 경우는 외부톱니기어를 휘게 하기 위하여 이용되는 타원체 및 그 타원 외주부 등을 각각 본 발명의 편심체로 간주할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2, 제3 실시형태의 일례에 대하여 상세하게 설명한다. 또한 이하의 실시형태에 있어서는 제1 실시형태와 상이한 용어를 이용하는 경우가 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시형태와 관련되는 감속기의 측단면도, 도 4는 도 3에 나타내는 감속기에 편평 모터를 적용한 경우의 일례를 나타내는 도이다. 이들을 이용하여 제2 실시형태를 설명한다.

먼저, 감속기(200)의 구성에 대하여 설명한다.

감속기(200)는 도 3에 나타내는 바와 같이 입력축(202)과, 그 입력축(202)에 형성된 제1, 제2 편심체(204A, 204B)와, 그 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 반경 방향 외측에 형성된 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)와, 그 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어(222)를 갖춘다.

상기 입력축(202)은 씰 부재(244)의 외측에 있어서 축 지름(dd1)이며, 축심(O) 부분에 중공부(202A)(내경(DD1))를 가지고 있다. 그리고, 입력축(202)은, 축 지름(dd1)보다 조금 굵은 축 지름의 부분에서 씰 부재(244, 246)와 맞닿아 있다. 제1 베어링(240)과 제2 베어링(242) 사이의 입력축(202)의 외주에는 볼록(bulge)부(204)가 형성되어 있다(제1 베어링(240), 제2 베어링(242)의 부분에 있어서 축 지름(dd2)). 입력축(202)과 볼록부(204)는 일체로 형성되어 있다. 이 때문에, 도 3에 나타내는 바와 같이 볼록부(204)의 축 지름(dd2)은 입력축(202)의 축 지름(dd1)보다 크게 되는 관계를 가진다(dd2>dd1). 또 볼록부(204)의 외주에 제1, 제2 베어링(240, 242)이 형성되기 때문에, 입력축(202)은 축심(O)을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다.

상기 볼록부(204)의 외주에는 제1, 제2 편심체(204A, 204B)가 각각 약 180° 위상이 상이하도록 형성되어, 제1, 제2 편심체 베어링(206A, 206B)과 맞닿아 있다. 제1, 제2 편심체 베어링(206A, 206B)은 내륜, 외륜을 가지지 않고, 전동체(롤러) 자체이며, 그 전동체가 직접 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)와 제1, 제2 편심체(204A, 204B)에 맞닿아 있다.

입력축(202), 보다 구체적으로는 입력축(202)의 중공부(220A)측으로서, 볼록부(204)가 형성되어 있는 축방향 위치에는, 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 합계의 폭(qq)보다 넓은 단일한 오목부(202B)(단차 S이며 폭 QQ)가 전체둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 즉, 오목부(202B)가 형성된 부분의 입력축(202)의 내경(DD2)은, 오목부(202B)가 형성되지 않은 부분의 입력축(202)의 내경(DD)보다 크게 되는 관계를 가진다(DD2>DD1).

이와 같이, 입력축(202)과 볼록부(204)가 일체로 형성되어 있으므로, 단차 S인 깊은 오목부(202B)를 입력축(202)에 형성할 수 있다. 이 때문에, 볼록부(204) 부분의 두께 (dd2－DD2)/2와 볼록부(204)가 형성되지 않은 부분의 입력축(202)의 두께 (dd1－DD1)/2를 동등하게 한다고 하는, 두께 관계의 설계 조정이 가능하다. 그리고 경량화하면서 회전 부하에 따라 감속기(200)가 사용상 충분한 강도를 유지하는 것을 가능하게 하고 있다.

상기 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)는, 2개의 동일한 형상의 톱니기어로 구성할 수 있고, 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 외측에 형성되어 있다. 그리고, 중심구멍(208B, 210B)에서 제1, 제2 편심체 베어링(206A, 206B)과 맞닿음과 동시에 외부 핀(216)을 내부톱니로 하는 내부톱니기어(222)에 내접하여 맞물려 있다. 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)에는 복수의 내부 핀 구멍(208A, 210A)이 형성되고, 그 내부 핀 구멍(208A, 210A)에 내부 롤러(214)를 개재하여 내부 핀(212)이 헐겁게 끼워져 있다. 이 내부 핀(212)은, 원반 형상의 제1 플랜지(218)와 일체로 형성되어 있다. 이 때문에, 내부 핀(212)이 제1 플랜지(218)에 편측 지지 상태라 해도, 감속기(200) 전체를 박형으로 하면서 감속기(200)가 높은 강성을 유지하는 것을 가능하게 하고 있다.

상기 제1 플랜지(218)는 제1 베어링(240)을 개재하여 볼록부(204)를 지지하여 입력축(202)을 회전 가능하게 하고 있다. 또 이 제1 플랜지(218)에 대하여 제1, 제2 외부 톱니기어(208, 210)를 사이에 두고 반대측에 원반 형상의 제2 플랜지(224)가 배치되어 있다. 볼록부(204)는 제2 베어링(242)을 개재하여 그 제2 플랜지(224)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 양측에 볼록부(204)를 지지하는 제1 베어링(240)과 제2 베어링(242)이 형성되어 있다. 또한 제2 플랜지(224)는 볼트(226)를 개재하여 내부톱니기어(222)와 일체로 연결 고정되어 있다. 도면상에는 나타나지 않지만, 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)의 톱니수와 외부 핀(216)(내부톱니기어(222)의 내부톱니)의 수에는 근소한 차(1 내지 3 정도)가 형성되어 있다.

제1 플랜지(218)의 반경 방향 가장 외측에는, 내부톱니기어(222)를 덮어 둘러싸는 태양으로, 케이싱을 겸한 틀체(220)가 볼트(227)에 의해 제1 플랜지(218)에 연결 고정되어 있다. 또 당해 틀체(220)와 내부톱니기어(222)는, 크로스 롤러 베어링(228)을 개재하여 상대적으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉, 크로스 롤러 베어링(228)을 중심으로 보면, 이 틀체(220)가 크로스 롤러 베어링(228)의 외륜으로서 기능하고, 한편, 내부톱니기어(222)가 이 크로스 롤러 베어링(228)의 내륜으로서 기능하는 것 같은 구성으로 되어 있다.

상기 내부톱니기어(222)와 틀체(220) 사이에는, 제1 씰 부재(230)가 배치되어 있다. 또 제1 플랜지(218)와 입력축(202) 사이로서, 제1 베어링(240)의 외측(도 3에 있어서 우측)에는 제2 씰 부재(244)가 배치되어 있다. 또 제2 플랜지(224)와 입력축(202)의 사이로서, 제2 베어링(242)의 외측(도 3에 있어서 좌측)에는 제3 씰 부재(246)가 배치되어 있다. 또 제1 플랜지(218)와 틀체(220)의 연결 부분에는 O링(248)이 배치되어 있다. 이들 제1~제3 씰 부재(230, 244, 246) 및 O링(248)에 의해 감속기(200)의 내부가 밀폐되어 있다.

또한 상술해 온 바와 같이, 제1 베어링(240), 제2 베어링(242)은, 볼록부(204)를 지지하고 있다. 이에 반해, 제2, 제3 씰 부재(244, 246)는 제1 베어링(240), 제2 베어링(242)의 외측에 있어서, 볼록부(204)가 형성되지 않은 위치의 입력축(202)에 맞닿아 있다. 즉, 제2, 제3 씰 부재(244, 246)는 축심(O)으로부터 제1 베어링(240), 제2 베어링(242)까지의 거리에 비해, 축심(O)으로부터 짧은 거리로 입력축(202)에 맞닿아 있다. 이 때문에, 제2, 제3 씰 부재(244, 246)의 반경은 작게 되는 점에서 입력축(202) 둘레에서 씰하는 길이는 볼록부(204) 둘레에서 씰하는 경우에 비해 짧아져, 결과적으로 씰 성능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 입력축(202)의 축 지름(dd1)이 작은 만큼, 중량을 경감하는 것이 가능해진다.

또한 감속기(200)의 내부에는, 윤활제로서의 그리스나 기어 오일(도시 생략)이 수용되어 있다. 또한 수용되는 윤활제는, 감속기(200)의 운전시에 있어서 적어도 일부가 유동화되는 종류의 윤활제이면 되고, 상온에서 반드시 액체인 윤활제에 한정되는 것은 아니다.

상기 감속기(200)에, 예를 들면, 편평 모터를 적용했을 경우의 일례를 도 4를 이용하여 설명한다.

편평 모터(250)는 입력축(202)에 설치되고, 전자 코일(254)을 가지는 스테이터 (252)와 자석(258)을 가지는 로터(256)를 구비한다.

상기 스테이터(252)는, 모터 케이싱(262)과 일체로 형성되고, 반경 방향(축심과 직교하는 방향)에 있어서, 자석(258)과 소정의 간격으로 대치하고 있다. 스테이터(252)에 형성된 전자 코일(254)은 축방향으로 공간을 점유하기 쉽다. 이 때문에, 편평 모터(250)가 감속기(200)에 접속되었을 때, 전자 코일(254)을 수납 가능한 홈부(218A)가 제1 플랜지(218)의 표면에 형성되어 있다. 상기 로터(256)는, 스플라인(260)을 개재하여 입력축(202)에 장착되고, 로터(256)의 외주에 자석(258)이 배치된다.

편평 모터(250)는, 모터 케이싱(262)을 엔드 커버(264)에 끼워 넣어 볼트(227)로 감속기(200)와 일체로 고정할 수 있다, 또한 리졸버(266)는 자기 센서의 일종이며, 입력축(202)에 장착되어 편평 모터(250)의 회전을 검출하기 위하여 이용된다(혹은 인코더 등의 광학식 센서를 이용할 수도 있다).

다음에, 감속기(200)의 작용에 대하여 설명한다.

입력축(202)에 대하여 동력원(도시하지 않는다), 혹은 도 4에서 나타낸 편평 모터(250)로부터의 동력(회전력)이 전달되면, 당해 입력축(202)에 일체로 형성되어 있는 볼록부(204)의 제1, 제2 편심체(204A, 204B)가 편심 회전한다. 이 제1, 제2 편심체(204A, 204B)가 편심한 회전은 제1, 제2 편심체 베어링(206A, 206B)을 개재하여 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)로 전달된다. 즉, 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)가 축심(O)에 대하여 요동을 시작한다. 한편, 이 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)에는 고정된 내부 핀(212)이 삽입되어 있기 때문에 자전이 규제되어, 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)는 요동만 하게 된다. 또 전술한 바와 같이, 이 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)의 톱니수와 내부톱니기어(222)의 외부 핀(216)의 수 사이에는 근소한 차(톱니수 차)가 마련되어 있기 때문에, 내부 톱니기어(222)는 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)가 1회 요동 회전할 때마다 당해 톱니수 차분만큼 자전(제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)에 대하여 상대 회전)하게 된다. 또한 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)의 요동 성분은, 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210)와 내부 핀(212) 및 내부 롤러(214)의 헐겁게 끼움에 의해 흡수된다. 내부톱니기어(222)의 자전은, 제1 플랜지(218)에 연결 고정되어 있는 틀체(220)와의 사이에 배치되어 있는 크로스 롤러 베어링(228)에 의해 원활하게 이루어지고, 그 내부톱니기어(222)와 볼트(226)를 개재하여 일체 회전하는 제2 플랜지(224)를 통하여 출력된다.

또한 본 실시형태에 있어서 제2 플랜지(224)가 고정되어 있는 경우는, 입력축(202)의 회전이 감속된 다음 제1 플랜지(218)(즉, 틀체(220))의 회전으로서 출력된다.

입력축(202)의 회전에 의해, 제1, 제2 편심체(204A, 204B), 제1, 제2 편심체 베어링(206A, 206B) 및 제1, 제2 외부톱니기어(208, 210) 사이에서 마찰에 의한 열이 발생하는데, 이 열은 중공부(202A)측의 오목부(202B)에 원활하게 방출된다. 이 때, 입력축(202)의 회전에 의해 중공부(202A)측에 있어서 공기의 강제 대류가 이루어진다. 그 때문에, 오목부(202B)의 존재에 의해 방열 표면적이 증가하고 있는 것과 맞물려, 중공부(202A)에 있어서의 방열 효과가 한층 증대된다.

또 오목부(202B)를 형성함으로써 입력축(202)의 금속량이 적어지므로, 그 만큼의 열용량을 낮출 수 있다. 그리고, 볼록부(204)의 중공부(202A)측에, 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 합계의 폭(qq)보다 넓은 오목부(202B)(단차 S이며 폭 QQ)가 존재하는 것에 의해 볼록부(204)에 집중하는 열은 원활하게 중공부(202A)에 방출된다. 그리고, 오목부(202B)가 없을 때에 비해, 입력축(202)의 회전에 의해, 오목부(202B) 부근에서의 방열 효과를 더 증대시킬 수 있다.

또 본 실시형태에서는, 볼록부(204)를 입력축(202)과 일체로 형성하고, 그 결과 두꺼운 부분에 오목부(202B)를 형성하고 있다. 볼록부(204)를 키 혹은 스플라인 등을 이용하여 입력축(202)에 장착하는 구조인 경우에는, 입력축(202)의 볼록부(204)의 장착 부분은 당해 키 혹은 스플라인 등의 존재에 의해 오히려 강도가 저하되어, 충분한 깊이의 오목부(202B)를 형성할 수 없다. 이에 반해, 본 실시형태에서는, 볼록부(204)분 만큼 두껍게 되어 있는 부분에 오목부(202B)를 형성할 수 있으므로, 강도를 저하시키는 일 없이 깊은 오목부(202B)를 형성할 수 있어, 큰 방열 효과 및 중량 경감 효과를 발휘시킬 수 있다.

또 깊은 오목부(202B)가 중공부(202A)측에 있어서 전체둘레에 걸쳐 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 합계한 폭(qq)보다 넓게(축방향으로 길게) 형성되어 있으므로, 입력축(202)과 볼록부(204)로 구성되는 부분의 금속량이 적어져, 감속기(200) 자체를 가볍게 하는 것이 가능하다.

또 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 양측에, 볼록부(204)를 지지하는 제1 베어링(240), 제2 베어링(242)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 베어링(240), 제2 베어링(242)의 더 외측에, 축심(O)으로부터 제1 베어링(240), 제2 베어링(242)까지의 거리에 비해 축심(O)으로부터 짧은 거리로 입력축(202)에 맞닿는 제2, 제3 씰 부재(244, 246)가 형성되어 있다. 이 때문에, 제2, 제3 씰 부재(244, 246)의 반경을 작게 할 수 있으므로 씰하는 거리가 짧고, 씰 성능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 볼록부(204)의 축 지름(dd2)에 비해 입력축(202)의 축 지름(dd1)을 작게 할 수 있으므로 중량 경감의 효과도 가진다.

또한 오목부(202B)에 보다 열전도율이 높은 부재를 적극적으로 배치했을 때는, 입력축(202)과 볼록부(204)로 구성되는 부분의 열용량이 적으므로, 입력축(202)과 볼록부(204)로 구성되는 부분의 열을 신속히 빼앗을 수 있게 된다. 예를 들면, 입력축(202), 볼록부(204)의 금속이 스테인리스이면, 상기 부재로서 구리나 철 등의 열전도율이 보다 높은 금속을 사용할 수 있다. 또 예를 들면, 그라파이트 시트를 사용한 경우에는, 그 열전도율의 이방성에 의해, 축방향으로 고효율로 열을 전도할 수 있고, 볼록부(204)의 방열을 아주 효과적으로 실시할 수 있다. 그 외, 예를 들면, DLC(다이아몬드 라이크 카본)를 오목부(202B)에 직접 형성하여, 고효율로 방열을 실현할 수도 있다.

즉, 입력축(202)과 입력축(202)에 형성된 볼록부(204)를 가지는 감속기(200)에 있어서, 입력축(202)의 회전에 의해 발생하는 열을 효율적으로 방열하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 있어서는 오목부(202B)는 도 3의 형태(입력축(202)의 중공부(202A)측에 단일한 오목형상)로 형성되어 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 5에 나타내는 본 발명의 제3 실시형태의 감속기(201)와 같이, 오목부(202C)가 복수의 홈을 가지고, 그 홈이 스파이럴 형상으로 형성되어 있어도 된다. 이 경우에는 다수의 홈에 의해, 중공부(202A)측의 열저항이 보다 낮아져, 방열과 급속 냉각이 용이하게 이루어진다. 또한 입력축(202)의 회전에 의해 중공부(202A)에 존재하는 냉각 매체가 되는 공기를 한 방향으로 적극적으로 유도하므로, 보다 방열 효과를 증대시킬 수 있다. 또한 이러한 효과는 상기 홈이 중공부(202A)에 있어서 연속적으로 혹은 단속적(냉각 팬과 같이 중공부(202A)의 둘레 방향으로 규칙적으로 설치된 경우도 포함)으로 형성되어 있어도 현저한 효과를 나타내는 것이다.

또 제2, 제3 실시형태에 있어서는, 오목부(202B)의 폭(QQ)은 제1, 제2 편심체(204A, 204B)의 합계의 폭(qq)보다 크지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 오목부(202B)의 폭이 1개의 편심체의 폭 이상이어도 된다. 그 경우에 있어서도, 그 방열이나 경량화 등에 있어서, 상응하는 본 발명의 효과를 가지기 때문이다. 혹은 편심체가 3개 이상이면 오목부의 폭이 그 합계의 편심체의 폭 이상이어도 된다.

또 제2, 제3 실시형태에 있어서는, 제2, 제3 씰 부재(244, 246)가 모두 축심(O)으로부터 제1 베어링(240), 제2 베어링(242)까지의 거리에 비해, 축심(O)으로부터 짧은 거리로 입력축(202)에 맞닿고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 어느 하나의 씰 부재가 상기 조건을 만족시키면 된다.

또 제2, 제3 실시형태에 있어서는, 도 3~5에 나타내는 바와 같은 내접 요동 맞물림형 유성 톱니기어 감속기를 대상으로 하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 외부톱니기어가 휘는 것에 의해 내부톱니기어와의 상대 회전을 취출하는, 이른바 「휨 맞물림식의 유성 감속기」에도 적용할 수 있고, 그래서 외부톱니기어를 휘게 하기 위해서 이용되는 웨이브 제네레이터와 같은 타원체 및 그 타원 외주부 등도 각각 본 발명의 볼록부 및 편심부로 간주할 수 있다.

제2, 제3 실시형태의 오목부(202B)에 예를 들면, 카본 블랙 등을 포함하는 도료를 도포하여 복사되는 열을 증대시켜 보다 방열 효과를 현저하게 할 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 제4 실시형태의 일례에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제4 실시형태와 관련되는 모터일체형의 감속기의 측단면도, 도 7은 도 6의 Ⅶ－Ⅶ선을 따르는 편심체의 단면도이다. 이들을 이용하여 제4 실시형태를 설명한다.

먼저, 모터 일체형의 감속기(300)의 구성에 대하여 설명한다.

모터 일체형의 감속기(300)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 축심(O) 부근에 로터와 스테이터로 이루어지는 모터가 배치된 것이며, 그 감속기 부분의 구성은 도 3에 나타낸 제2 실시형태와 거의 동일하다. 그 때문에, 주로 모터를 구성하는 로터 및 스테이터에 대하여 설명하고, 다른 부분에 대해서는 도 6 중에서 대응 부위에 도 3에서 나타내는 구성요소의 부호와 뒤 2자리가 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

상기 로터는 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 볼록부(304)와 일체로 형성된 입력축(302) 자체로 구성되고, 그 오목부(302B)의 둘레 방향 등간격으로 복수의 자석(358)을 배치함으로써 실현된다. 자석(358)으로는, 예를 들면 페라이트 자석(스텐인리스에 비해 비중이 가볍고, 비열이 작고, 열전도율이 높다)을 사용할 수 있다. 로터는, 자석(358)의 두께(T)를 단차(S)보다 얇게 형성하여 오목부(302B)에 배치함으로써 열저항을 낮게 할 수 있다. 또 도 7에 나타내는 바와 같이, 자석(358)이 오목부(302B)의 둘레 방향 등간격으로 간극(L)을 두고 배치되기 때문에, 그 간극(L)의 부분에 있어서의 열저항은 제2 실시형태에서 나타낸 바와 같이 작다. 그 때문에 로터 전체에 있어서도 열저항은 낮고, 또한 열용량을 줄일 수 있다. 또한 로터의 비열을 작고, 그리고 중량을 가볍게 할 수 있다.

상기 스테이터는 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 플랜지(318)에 일체로 형성된 돌기부(318A)를 중공부(302A)에 배치하여, 그것에 복수의 전자 코일(354)을 장착함으로써 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 전자 코일(354)에 흘려보내는 전류를 제어함으로써 로터인 입력축(302)을 회전시킬 수 있다.

또한 제2 플랜지(324)는 축심(O)에 개구를 갖지 않으므로, 모터에 대한 먼지 등의 유입을 방지할 수 있다.

다음으로, 모터 일체형의 감속기(300)의 작용에 대하여 설명한다. 여기서, 감속기 부분의 작용에 대해서는 제2 실시형태의 감속기와 거의 동일하므로 생략하고, 입력축(302)에 있어서의 방열에 대하여 설명한다.

입력축(302)(로터)의 회전에 의해 제1, 제2 편심체(304A, 304B), 제1, 제2 편심체 베어링(306A, 306B), 및 제1, 제2 외부톱니기어(308, 310) 사이에서 마찰에 의한 열이 발생하는데, 이 열은 오목부(302B)에 원활하게 방출된다. 이 때, 입력축(302)(로터)의 회전에 의하여 중공부(302A)측에 있어서 공기의 강제 대류가 이루어진다. 중공부(302A)측에 배치된 자석(358)의 두께(T)는 단차(S)보다 얇으므로, 오목부(302B)가 없는 상태에 비해 자석(358)의 부분에서의 열저항을 작게 할 수 있다. 또한 자석(358)은 간극(L)을 두고 오목부(302B)에 배치되어 있으므로, 간극(L)에 있어서의 열저항은 낮다. 이 때문에, 입력축(302)(로터) 전체로서 열저항을 낮추는 것이 가능해져, 중공부(302A)에 있어서의 방열 효과가 한층 증대한다.

또 복수의 자석(358)을 배치해도 자석(358)은 오목부(302B)를 모두 메우지 않기 때문에 열용량을 낮출 수 있다. 그리고 중공부(302A)측에 제1, 제2 편심체(304A, 304B)의 합계의 폭(qq)보다 넓은 오목부(302B)(단차 S이며 폭 QQ)가 존재하는 것에 의해, 볼록부(304)에 집중하는 열은 원활히 중공부(302A)측에 방출된다. 그리고, 오목부(302B)가 없을 때에 비해, 입력축(302)의 회전에 의해 오목부(302B)나 자석(358)이 배치된 장소에서의 방열 효과를 더 증대시킬 수 있다.

또 모터를 감속기 부분의 중공부에 배치했으므로, 모터 일체형의 감속기(300)는 모터를 외부 장착하는 경우에 비해, 소형이며 경량인 감속기 장착 모터를 실현할 수 있다. 그 때문에 소형이며, 고출력이 요구되는 로봇 핸드 등의 분야 등에 적용을 용이하게 할 수 있다. 그리고, 그 때 모터는 감속기 내부에 밀봉된 상태가 되므로, 외력에 의한 모터의 손상이나 오염 등을 방지할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 자석(358)을 페라이트 자석으로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

또 본 실시형태에서는 로터에 자석(358)을 이용하여 오목부(302B)에 자석(358)을 배치했는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 오목부(302B)에 전자 코일(354)을 형성해도 된다. 또 오목부(302B)에 로터 구성요소 중 적어도 일부를 구비하고 있는 것만이어도 된다.

또한 상기 실시형태에 있어서 입력축과 편심체는 일체로 형성되어 있는데, 본 발명은 그 형성 방법을 특별히 한정하는 것이 아니고, 주조나 절삭 가공이어도 되고, 프레스 가공 등이어도 된다.

그 가공 방법의 하나로서, 구체적으로, 입력축이 되는 원관을 편심체의 외형 형상으로 성형된 금형에 세트하고, 그 원관에 초고압의 액체를 충전함과 동시에 양측으로부터 압축하여 한번에 편심체를 형성하는, 이른바 벌지 성형을 이용해도 된다. 이 방법(하이드로 포밍이라고도 한다)은 액체의 압력 제어에 의하여 각종 합금(탄소강, 스테인리스, 알루미늄, 구리 등)의 원관을 짧은 공정수로 형상을 안정하게 성형할 수 있다.

본 발명은 편심체와 일체로 형성됨과 함께, 그 반경 방향 중앙부에 중공부를 가지는 입력축을 구비한 감속기에 적용할 수 있다.

Claims (10)

1. 입력축과, 상기 입력축에 형성된 편심체와, 상기 편심체의 반경 방향 외측에 형성된 외부톱니기어와, 상기 외부톱니기어와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어를 구비하고, 상기 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기로서,
   상기 입력축이 그 반경 방향 중앙부에 중공부를 가지고,
   상기 편심체가 상기 입력축과 일체로 형성되며,
   상기 입력축의 상기 중공부측으로서, 상기 편심체가 형성되어 있는 축방향 위치를 포함하는 축방향 위치에 오목부가 전체 둘레에 걸쳐 형성되고,
   상기 오목부의 컷인(cut-in) 능선이 상기 입력축의 축심과 직각인 면에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 오목부의 양측의 컷인 능선의 컷인 각도가 상기 입력축의 축심에 대하여 45도 이하의 각도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 입력축상에 있어서, 상기 오목부의 가장 깊은 부분이 형성되어 있는 축방향 범위가 상기 편심체가 형성되어 있는 축방향 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속기.
4. 중공부를 가지는 입력축과, 상기 입력축에 형성된 편심체와, 상기 편심체의 반경 방향 외측에 형성된 외부톱니기어와, 상기 외부톱니기어와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어를 구비하고, 상기 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기의 상기 입력축의 제조 방법에 있어서,
   상기 입력축의 상기 중공부측으로서, 상기 편심체가 형성되어 있는 축방향 위치를 포함하는 축방향 위치에 오목부를 전체둘레에 걸쳐 형성할 때, 상기 입력축의 중공부의 내경을 상기 오목부의 일방측의 단부에 상당하는 위치로부터 축방향을 따라 서서히 증대시키는 것에 의해 상기 오목부의 제1 컷인 능선을 형성하는 제1 컷인 능선 형성 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 감속기의 입력축의 제조 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 컷인 능선 형성 공정에 의해 상기 오목부의 제1 컷인 능선을 형성한 후에, 상기 축방향을 따른 내경의 증대를 중지하고, 축방향을 따라 서서히 감소시키는 것에 의해, 상기 오목부의 제2 컷인 능선을 형성하는 제2 컷인 능선 형성 공정을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 감속기의 입력축의 제조 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1 컷인 능선 형성 공정과 상기 제2 컷인 능선 형성 공정 사이에, 축방향을 따라 내경이 일정한 부분을 확보하는 오목부 저면 형성 공정을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 감속기의 입력축의 제조 방법.
7. 입력축과, 상기 입력축에 형성된 편심체와, 상기 편심체의 반경 방향 외측에 형성된 외부톱니기어와, 상기 외부톱니기어와 내접하여 맞물리는 내부톱니기어를 구비하고, 상기 외부톱니기어와 내부톱니기어의 상대 회전을 출력으로서 취출하는 감속기로서,
   상기 입력축이 그 축심 부분에 중공부를 가져 상기 편심체와 일체로 형성되어 있고,
   상기 입력축의 상기 중공부측으로서, 상기 편심체가 형성되어 있는 축방향 위치에 상기 편심체의 폭보다 넓은 오목부가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 편심체가 복수 형성되어 있는 경우에는 상기 오목부가 그들 복수의 편심체의 합계의 폭보다 넓게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
   상기 편심체의 양측에 상기 입력축을 지지하는 베어링이 형성되고,
   상기 베어링의 외측의 적어도 일방에, 상기 축심으로부터 상기 베어링까지의 거리에 비해 상기 축심으로부터 짧은 거리로 상기 입력축에 맞닿는 씰 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
10. 청구항 7 또는 청구항 8에 기재된 감속기에 모터를 일체화한 모터 일체형의 감속기로서,
    상기 오목부에 상기 모터의 로터의 적어도 일부를 배치하고, 상기 중공부에 상기 모터의 스테이터를 배치한 것을 특징으로 하는 모터 일체형의 감속기.

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