KR101353172B1

KR101353172B1 - 감속 장치

Info

Publication number: KR101353172B1
Application number: KR1020097006299A
Authority: KR
Inventors: 고지 나카무라
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2014-01-17
Also published as: EP2068038A1; CN101517265B; EP2068038A4; JPWO2008038680A1; US20100009801A1; US8047943B2; JP5221358B2; CN101517265A; KR20090059133A; WO2008038680A1; EP2068038B1

Abstract

편심적 진동식 감속 장치인 감속 장치에는 내치 기어, 외치 기어, 캐리어, 크랭크 부재 및 베어링 기구가 제공된다. 외치 기어는 그의 중심 축선으로부터 오프셋 된 위치에 관통공을 포함한다. 캐리어는 외치 기어의 관통공 안으로 뻗어있는 지지 축을 포함한다. 크랭크 부재는 지지 축이 안으로 뻗어있는 관통공 및 외치 기어의 관통공의 내측에 결합하는 편심 부재를 포함한다. 편심 부재의 중심 축선은 지지 축의 중심 축선으로부터 오프셋 된다. 베어링은 지지 축과 크랭크 부재 사이에 배치되고, 크랭크 부재가 지지 축의 중심 축선에 대하여 회전할 수 있도록 크랭크 부재를 지지한다. 이러한 감속 장치에서, 캐리어와 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극이 캐리어와 크랭크 부재의 단부면 사이의 간극보다 더 좁다.

Description

감속 장치{REDUCTION GEAR TRANSMISSION}

본 출원은 그 내용이 본 명세서에서 참조되는 2006 년 9 월 29 일에 출원된 일본 특허 출원 제 2006-268655 의 우선권을 주장한다.

본 발명은 산업용 로봇 또는 기계 공구 등에 이용되는 감속 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 편심적 진동식 감속 장치류의 감속 장치에 관한 것이다.

내치 기어 및 외치 기어를 준비하는데 있어서, 이 두 기어가 맞물린 상태를 유지하면서 외치 기어가 내치 기어의 중심 축선을 중심으로 공전하게 될 때 외치 기어는 내치 기어에 대하여 회전한다. 이러한 현상을 이용하는 편심적 진동식 감속 장치가 개발되어 왔고, 이는 예컨대 일본 특허 출원 공보 제 1997-57678 에 교시되어 있다. 이러한 방식의 감속 장치는 내치 기어, 외치 기어, 캐리어, 크랭크 축, 및 베어링을 포함한다.

외치 기어는 내치 기어와 맞물린 상태를 유지하면서 내치 기어의 중심 축선을 중심으로 공전하며 회전한다. 중심으로부터 오프셋 된 위치에 형성되는 다수의 관통공이 외치 기어에 형성된다. 캐리어는 내치 기어의 중심 축선을 중심으로 회전할 수 있도록 지지된다. 크랭크 축은 회전 가능하게 캐리어에 부착된 다. 크랭크 축은 축부와 축부의 중심 축선으로부터 오프셋 된 위치에 형성된 중심 축선을 갖는 편심 부재를 포함한다. 크랭크 축의 편심 부재는 외치 기어의 관통공과 결합된다. 베어링은 캐리어와 크랭크 축의 축부들 사이에 배치되고, 크랭크 축의 축부가 캐리어에 대해 회전할 수 있도록 축부를 지지한다.

상기 설명된 구성에서, 크랭크 축이 모터에 의해 회전될 때, 크랭크 축의 편심 부재는 편심적으로 회전한다. 크랭크 축의 편심 부재가 편심적으로 회전할 때, 외치 기어는 내치 기어의 중심 축선을 중심으로 공전하면서 회전한다. 외치 기어가 회전할 때, 캐리어는 내치 기어에 대하여 회전한다. 크랭크 축의 회전은 캐리어의 회전에 전달될 수 있고, 캐리어의 회전수는 크랭크 축의 회전부와 비교하여 줄어들 수 있다.

편심적 진동식 감속 장치에서, 크랭크 축은 캐리어에 대하여 회전할 수 있도록 제공되어야 한다. 예컨대, 일본 특허 출원 공보 제 1997-57678 의 감속 장치에서, 크랭크 축의 축부는 테이퍼형 롤러 베어링에 의해 지지되고, 따라서 크랭크 축은 캐리어에 대하여 회전할 수 있도록 지지된다.

종래의 감속 장치에서, 축부는 크랭크 축에 형성되고, 이 축부는 베어링에 의해 지지된다. 크랭크 축의 축부는 편심 부재로부터 크랭크 축의 회전 축선 방향으로 양 측을 향해 뻗어있고, 따라서 회전 축선 방향으로의 크랭크 축의 길이는 증가된다. 그 결과, 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 길이가 증가된다.

본 발명은 상기 문제를 해결한다. 본 발명은 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 길이를 감소시키는 기술을 교시한다.

본 발명의 감속 장치가 적어도 내치 기어, 외치 기어, 캐리어, 크랭크 부재, 및 베어링 기구를 포함한다. 외치 기어는 그의 중심 축선으로부터 오프셋 된 위치에서 관통공을 포함하고, 외치 기어는 내치 기어와 맞물린 상태로 유지하면서 내치 기어의 중심 축선에 대하여 공전하면서 그의 중심 축선에서 회전할 수 있도록 지지된다. 캐리어는 외치 기어의 관통공 안으로 뻗어있는 지지 축을 포함한다. 캐리어는 내치 기어의 중심 축선에 대하여 회전할 수 있도록 지지된다. 크랭크 부재는 지지 축이 안으로 뻗어있는 관통공과 외치 기어의 관통공의 내측과 연결되는 편심 부재를 포함한다. 편심 부재의 중심 축선이 지지 축의 중심 축선으로부터 오프셋 된다. 베어링 기구는 캐리어의 지지 축이 끼워지는 내부 링 및 크랭크 부재의 관통공 안으로 끼워지는 외부 링을 포함한다. 베어링 기구는 크랭크 부재가 지지 축의 중심 축선에 대하여 회전할 수 있도록 크랭크 부재를 지지한다. 이러한 감속 장치에서, 캐리어와 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극이 캐리어와 크랭크 부재의 단부면 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극보다 더 좁다.

"캐리어와 내부 링 사이의 간극이 캐리어와 크랭크 부재 사이의 간극보다 더 좁다" 라는 말은 또한 캐리어와 내부 링 사이에 간극이 존재하지 않는 경우도 포함한다.

이러한 감속 장치에서, 베어링 기구는 크랭크 부재와 캐리어에 형성되는 지지 축 사이에 제공되고, 크랭크 부재는 지지 축에 대하여 회전할 수 있도록 지지된다. 따라서 크랭크 부재에는 베어링 기구를 장착하기 위한 축부가 더 이상 특별히 제공될 필요가 없다. 회전 축선 방향으로의 크랭크 부재의 길이를 줄임으로써 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 크기를 줄이는 것이 가능하다.

베어링 기구가 지지 축과 크랭크 부재 사이에 배치되고 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 길이가 줄어들 때, 크랭크 부재와 캐리어 사이의 적절한 간극 (회전 축선 방향으로 형성되는 간극) 을 유지하는 것이 더 이상 가능하지 않을 수 있다. 이러한 상황에서, 크랭크 부재가 지지 축의 축선 방향으로 약간만 이동한다면 크랭크 부재와 캐리어는 접촉할 수 있다. 이러한 경우, 크랭크 부재가 지지 축의 축선 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위해, 크랭크 부재를 지지하는 베어링 기구가 지지 축의 축선 방향으로 이동하는 것을 방지해야할 필요가 있게 된다.

본 발명의 감속 장치에서, 캐리어와 베어링 기구의 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극은 캐리어와 크랭크 부재의 단부면 사이의 간극보다 더 좁다. 따라서, 베어링 기구가 지지 축의 축선 방향으로 최대한으로 이동되는 경우에도 크랭크 부재와 캐리어 사이의 간극은 유지될 수 있다.

이러한 감속 장치에 따르면, 크랭크 부재와 캐리어가 접촉하는 것을 신뢰할 수 있게 방지하는 것이 가능하고, 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 길이는 현저하게 줄어들 수 있다.

이러한 감속 장치에서, 스페이서 부재가 캐리어와 베어링 기구 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

스페이서 부재를 사용함으로써, 캐리어와 베어링 기구의 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극을 조절하는 것이 가능하다. 캐리어와 베어링 기구의 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극은 캐리어와 크랭크 부재의 단부면 사이의 간극보다 더 좁게 신뢰할 수 있게 만들어질 수 있다.

대안적으로, 캐리어는 지지 축을 따라 그리고 베어링 기구의 내부 링을 향하여 돌출하는 돌출부를 포함하는 것이 바람직하다.

이에 의해 스페이서 부재를 사용하지 않고, 또는 스페이서 부재와 조합하여 돌출부를 사용하여, 캐리어와 베어링 기구의 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극을 캐리어와 크랭크 부재 사이의 간극보다 더 좁게 되도록 신뢰할 수 있게 만드는 것이 가능하다.

대안적으로, 베어링 기구의 내부 링은 지지 축을 따르고 캐리어를 향하여 돌출하는 돌출부를 포함하는 것이 바람직하다.

이에 의해 스페이서 부재를 사용하지 않고, 또는 스페이서 부재와 조합하여 캐리어를 향해 돌출하는 돌출부를 사용하여, 캐리어와 베어링 기구의 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극을 캐리어와 크랭크 부재 사이의 간극보다 더 좁게 되도록 신뢰할 수 있게 만드는 것이 가능하다.

이러한 감속 장치에서, 지지 축은 지지 축의 직경이 확장되는 확장부를 포함한다. 지지 축은 부분적으로는 그의 축선 방향을 따르는 확장부로 구성되고, 베어링 기구는 한 쌍의 베어링을 포함한다. 이러한 경우, 지지 축의 확장부는 상기 한 쌍의 베어링 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 감속 장치에서, 베어링 기구는 지지축의 축선 방향으로 이동하는 것이 지지 축의 확장부에 의해 방지된다. 베어링 기구는 스페이서 부재 등 및 지지 축의 확장부에 의해 위치에 정확하게 유지될 수 있다.

이러한 감속 장치에서, 한 쌍의 베어링은 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링인 것이 바람직하다.

이에 의해 크랭크 부재가 지지 축의 축선 방향으로 이동하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 크랭크 부재와 캐리어 사이의 간극은 비교적 작게 만들어질 수 있고, 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 크기는 더 줄어들 수 있다.

본 발명의 감속 장치에 따르면, 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 길이는 줄어들 수 있고, 예컨대, 산업용 로봇의 관절부가 컴팩트한 방식으로 구성될 수 있다.

도 1 은 실시형태 1 의 감속 장치를 이용하는 관절부를 나타낸다.

도 2 는 실시형태 1 의 감속 장치의 단면도를 나타낸다.

도 3 은 실시형태 1 의 감속 장치의 평면도 (도 2 의 화살표 (Ⅲ) 의 방향으로 본) 를 나타낸다.

도 4 는 실시형태 1 의 크랭크 부재의 조립된 구조를 나타낸다.

도 5 는 실시형태 1 의 크랭크 부재의 조립된 구조의 변형예를 나타낸다.

도 6 은 실시형태 2 의 크랭크 부재의 조립된 구조를 나타낸다.

도 7 은 실시형태 3 의 크랭크 부재의 조립된 구조를 나타낸다.

도 8 은 실시형태 4 의 크랭크 부재의 조립된 구조를 나타낸다.

실시형태의 바람직한 특징이 이하에 열거되어 있다.

(특징 1) 감속 장치는 한 쌍의 외치 기어를 포함한다. 한 쌍의 외치 기어는 서로에 대해 180 도의 위상차를 갖고, 내치 기어의 중심 축선을 중심으로 공전하면서 회전한다.

(특징 2) 캐리어는 외치 기어의 회전 축선 방향에서의 양 단부 (각각) 에 배치된 한 쌍의 시트 형상부와, 한 쌍의 시트 형상부 사이에 뻗어있는 다수의 기둥부를 포함한다.

(특징 3) 다수의 지지 축이 캐리어에 형성된다. 다수의 지지 축은 캐리어의 한 쌍의 시트 형상부 사이에 뻗어있다. 다수의 지지 축은 원주 방향으로 등거리로 배치된다.

(특징 4) 한 쌍의 편심 부재가 크랭크 부재에 형성된다. 한 쌍의 편심 부재 중 하나의 중심 축선 및 한 쌍의 편심 부재 중 다른 하나의 중심 축선은 서로에 대해 반대 방향으로 지지 축의 중심 축선으로부터 오프셋 된다. 한 쌍의 편심 부재 중 하나는 한 쌍의 외치 기어 중 하나에 형성된 관통공에 끼워진다. 한 쌍의 편심 부재 중 다른 하나는 한 쌍의 외치 기어 중 다른 하나에 형성된 관통공에 끼워진다. 따라서 한 쌍의 편심 부재는 그 사이의 180 도의 위상차를 가지고 또한 크랭크 부재의 회전에 따르면서 편심적으로 회전하고, 한 쌍의 외치 기어는 180 도의 상호 위상차로 내치 기어의 중심 축선을 중심으로 공전하면서 회전 한다.

(특징 5) 지지 축과 크랭크 부재의 관통공 사이에 배치된 베어링 기구의 적어도 일부분은 크랭크 부재의 편심 부재가 형성되는 축선 방향 길이의 범위 내에 위치된다.

(실시형태 1)

도 1 은 본 발명이 구현된 감속 장치 (10) 를 나타낸다. 도 1 에 나타낸 것과 같이, 감속 장치 (10) 는 예컨대, 산업용 로봇의 관절부 (100) 에 적절하게 사용될 수 있다. 관절부 (100) 는 제 1 암 (102), 제 2 암 (104), 감속 장치 (10), 및 모터 (106) 를 포함한다. 제 2 암 (104) 은 감속 장치 (10) 를 통해 흔들릴 수 있는 방식으로 제 1 암 (102) 에 연결된다. 감속 장치 (10) 는 또한 중앙공 (42) 을 갖는 중공 구조를 갖는다. 또한, 모터 (106) 는 중앙공 (108) 을 갖는 중공 구조를 갖는다. 감속 장치 (10) 의 중앙공 (42) 과 모터 (106) 의 중앙공 (108) 은 서로 연통하며, 전기 배선 등이 이러한 중앙공 (42 및 108) 을 통하여 제 1 암 (102) 측에서 제 2 암 (104) 측으로 배치될 수 있다.

감속 장치 (10) 는 내치 기어 (20), 캐리어 (30), 입력 축 (40), 세 개의 크랭크 부재 (70), 및 한 쌍의 외치 기어 (80a 및 80b) 를 포함한다. 내치 기어 (20) 는 모터 (106) 와 함께 제 1 암 (102) 에 고정된다. 캐리어 (30) 는 제 2 암 (104) 에 고정된다. 입력 축 (40) 은 모터 (106) 의 출력 축 (도시되지 않음) 에 고정된다. 감속 장치 (10) 에서, 입력 축 (40) 이 모터 (106) 에 의해 회전될 때, 한 쌍의 외치 기어 (80a 및 80b) 는 내치 기어 (20) 에 대하여 공전하 면서 회전하고, 캐리어 (30) 는 내치 기어 (20) 에 대하여 회전한다. 이러한 경우에, 모터 (106) 의 회전 속도는 줄어들고, 즉, 모터 (106) 의 회전 토크는 증가된다. 이에 의해 제 2 암 (104) 은 저속 및 높은 토크로 제 1 암 (102) 에 대하여 흔들린다.

도 2 는 감속 장치 (10) 의 구성을 나타낸다. 도 3 은 도 2 의 화살표 (Ⅲ) 의 방향에서 본 평면도를 나타낸다. 또한, 외치 기어 (80b) 등의 구조를 명확하게 나타내기 위해, 캐리어 (30) 및 입력 축 (40) 등의 부품이 제거된 상태가 나타나 있다. 감속 장치 (10) 의 구성은 도 2 및 도 3 을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

내치 기어 (20) 는 원통 형상을 갖는다. 다수의 핀 (22) 이 내치 기어 (20) 의 내주면을 따라 등거리로 배치된다. 내치 기어 (20) 는 내치 기어식 핀 기어이다. 다수의 구멍 (24) 이 내치 기어 (20) 에 형성된다. 이러한 구멍 (24) 은 고정에 사용되는 볼트 등의 통과를 가능하게 한다.

한 쌍의 외치 기어 (80a 및 80b) 는 동일한 형상을 갖는다. 외치 기어 (80a 및 80b) 는 대략 디스크 형상이다. 내치 기어 (20) 의 기어 핀 (22) 과 맞물리는 기어부 (82a 및 82b) 는 외치 기어 (80a 및 80b) 의 외주면을 따라 형성된다. 세 쌍의 캐리어 관통공 (84a 및 84b) 및 세 쌍의 크랭크 관통공 (86a 및 86b) 이 외치 기어 (80a 및 80b) 에 형성된다. 이하에, 도 2 의 상부측에 위치된 외치 기어 (80a) 는 "제 1 외치 기어 (80a)" 로, 그리고 도 2 의 하부측에 위치된 외치 기어 (80b) 는 "제 2 외치 기어 (80b)" 로 부를 것이다.

캐리어 (30) 는 서로 마주하는 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30c), 및 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 뻗어있는 기둥형 부재 (30b) 를 포함한다. 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30b) 는 한 쌍의 외치 기어 (80a 및 80b) 의 축선 방향으로의 각각의 단부에 위치된다. 즉, 한 쌍의 외치 기어 (80a 및 80b) 는 이들이 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30b) 사이에 수납되는 위치적 관계를 갖는다. 세 개의 기둥형 부재 (30b) 는 원주 방향을 따라 등거리로 배치된다. 캐리어 (30) 는 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30b) 가 다수의 기둥형 부재 (30b) 에 의해 결합되는 구성를 갖는다. 또한, 하나의 시트 형상부 (30a) (도 2 의 상부측) 는 세 개의 기둥형 부재 (30b) 와 일체로 형성되고, 다른 시트 형상부 (30c) (도 2 의 하부측) 는 다수의 볼트 (32) 에 의해 기둥형 부재 (30b) 에 고정된다. 이하에서, 도 2 의 상부측에 위치된 시트 형상부 (30a) 는 "제 1 시트 형상부 (30a)" 로, 그리고 도 2 의 하부측에 위치된 시트 형상부 (30c) 는 "제 2 시트 형상부 (30c)" 로 불릴 수 있다.

기둥형 부재 (30b) 는 외치 기어 (80a 및 80b) 의 캐리어 관통공 (84a 및 84b) 을 통과한다. 간극이 각각의 기둥형 부재 (30b) 와 각각의 캐리어 관통공 (84a 및 84b) 사이에 형성되고, 이 간극은 외치 기어 (80a 및 80b) 가 캐리어 (30) 에 대해 편심적으로 회전 (공전) 하는 것을 가능하게 한다.

또한, 세 개의 지지 축 (50) 이 캐리어 (30) 에 형성된다. 지지 축 (50) 의 한 단부 (도 2 의 상부측) 는 제 1 시트 형상부 (30a) 에 고정되고, 지지 축 (50) 의 다른 단부 (도 2 의 하부측) 는 제 2 시트 형상부 (30c) 에 고정된다. 즉, 지지 축 (50) 은 캐리어 (30) 의 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 뻗어 있다. 지지 축 (50) 은 외치 기어 (80a 및 80b) 의 크랭크 관통공 (86a 및 86b) 을 통과한다. 지지 축 (50) 의 직경이 나머지 부분보다 더 크게 구성되는 확장부 (52) 가 지지 축 (50) 의 축선 방향 중앙부에 형성된다.

캐리어 (30) 는 한 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (28a 및 28b) 을 통하여 내치 기어 (20) 에 부착된다. 캐리어 (30) 는 내치 기어 (20) 에 대하여 회전할 수 있도록 지지된다. 오일 시일 (29a 및 29b) 이 캐리어 (30) 와 내치 기어 (20) 사이에 형성된다.

크랭크 부재 (60) 는 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 을 통하여 지지 축 (50) 에 부착된다. 크랭크 부재 (60) 는 각각 대략 원통 형상을 갖고, 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 은 크랭크 부재 (60) 의 관통공 (66) 내에 수납된다. 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 은 각각의 크랭크 부재 (60) 가 각각의 지지 축 (50) 을 중심으로 회전하는 것을 가능하게 하고 크랭크 부재 (60) 가 각각의 지지 축 (50) 의 축선 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 각각의 지지 축 (50) 의 확장부 (52) 는 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 사이에 배치된다. 제거를 방지하기 위한 멈춤 링 (46a 및 46b) 이 크랭크 부재 (60) 의 관통공 (66) 내측에 부착된다. 이하에서, 도 2 의 상부측에 위치되는 테이퍼형 롤러 베어링 (56a) 은 "제 1 테이퍼형 롤러 베어링 (56a)" 으로, 도 2 의 하부측에 위치된 테이퍼형 롤러 베어링 (56b) 는 "제 2 테이퍼형 롤러 베어링 (56b)" 으로 부를 수 있다.

한 쌍의 편심 부재 (62a 및 62b) 및 종동 기어 (follower gear) (68) 가 각각의 크랭크 부재 (60) 에 형성된다. 편심 부재 (62a 및 62b) 는 디스크 형상이고, 이들의 각각의 중심 축선은 크랭크 부재 (60) 의 회전 중심 축선 (즉, 지지 축 (50) 의 중심 축선) 으로부터 반경 방향으로 오프셋 되어 있다. 제 1 편심 부재 (62a) (도 2 의 상부측) 및 제 2 편심 부재 (62b) (도 2 의 하부측) 는 서로에 대해 반대 방향으로 오프셋 되어 있고, 이들은 180 도의 위상차로 편심적으로 회전한다. 제 1 편심 부재 (62a) 는 니들 (needle) 롤러 베어링 (64a) 을 통하여 제 1 외치 기어 (80a) 의 크랭크 관통공 (86a) 에 끼워진다. 제 2 편심 부재 (62b) 는 니들 롤러 베어링 (64b) 을 통하여 제 2 외치 기어 (80b) 의 크랭크 관통공 (86b) 에 끼워진다. 따라서 제 1 외치 기어 (80a) 및 제 2 외치 기어 (80b) 는 크랭크 부재 (60) 의 회전에 의해 구동되어 180 도의 위상차로 편심적으로 회전한다. 크랭크 부재 (60) 에 의해 야기된 편심 회전에 의해 제 1 외치 기어 (80a) 및 제 2 외치 기어 (80b) 가 내치 기어 (20) 와 맞물린 상태를 유지하면서 내치 기어 (20) 에 대하여 공전하면서 회전하게 한다.

한 쌍이 되는 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 또는 56b) 의 적어도 일부분은 크랭크 부재 (60) 의 편심 부재 (62a 및 62b) 가 형성되는 축선 방향으로의 길이의 범위 내에 위치된다. 따라서 감속 장치 (10) 는 그의 회전 축선 방향으로의 길이가 더 줄어들 수 있고, 예컨대 크랭크 부재 (60) 가 스러스트 (thrust) 베어링 등에 의해 지지되는 구성과 비교하여 더 짧아진다.

입력 축 (40) 에는 구동 기어 (44) 가 제공된다. 구동 기어 (44) 는 크 랭크 부재 (60) 의 종동 기어 (68) 와 맞물린다. 따라서 입력 축 (40) 이 회전할 때 각각의 크랭크 부재 (60) 가 회전한다. 오일 시일 (36a 및 36b) 이 입력 축 (40) 과 캐리어 (30) 사이에 형성된다. 관통공 (42) 은 입력 축 (40) 에 형성되고, 전기 배선 등은 관통공 (42) 내에 배치될 수 있다.

도 4 는 크랭크 부재 (60) 의 조립부를 확대하여 나타낸다. 도 4 에 나타낸 것과 같이, 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 이 지지 축 (50) 에 끼워지고, 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 외부 링 (58a 및 58b) 은 크랭크 부재 (60) 의 관통공 (66) 에 끼워진다. 원통형 스페이서 (spacer) (54a) 가 제 1 테이퍼형 롤러 베어링 (56a) 의 내부 링 (57a) 및 캐리어 (30) 의 제 1 시트 형상부 (30a) 사이에 형성된다. 유사하게, 원통형 스페이서 (54b) 가 제 2 테이퍼형 롤러 베어링 (56b) 의 내부 링 (57b) 과 캐리어 (30) 의 제 2 시트 형상부 (30c) 사이에 형성된다. 따라서 지지 축 (50) 이 따라서 뻗어있는 간극이 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 과 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 형성된다. 또한, 지지 축 (50) 의 확장부 (52) 는 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 사이에 돌출된다. 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 은 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 및 지지 축 (50) 의 확장부 (52) 에 의해 유지되며, 이에 의해 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 이 지지 축 (50) 의 축선 방향으로 이동하는 것이 방지된다. 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 이 지지 축 (50) 을 따라 이동하지 않기 때문에, 간극 (D) (지지 축 (50) 이 뻗어있는 방향을 따르는 간극) 이 크랭크 부재 (60) 와 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 유지된다. 크랭크 부재 (60) 와 캐리어 (30) 사이의 간극 (D) 이 비교적 좁게 설정되더라도 크랭크 부재 (60) 는 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 와 접촉하는 것이 방지된다. 크랭크 부재 (60) 와 캐리어 (30) 사이의 간극 (D) 이 비교적 좁게 설정될 수 있기 때문에, 감속 장치 (10) 의 길이를 그의 회전 축선 방향으로 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 예컨대 구성 요소의 정확성 또는 조립의 정확성에 의해 발생하는 공차에 기초하여, 간극이 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 과 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 형성될 수 있다. 대안적으로, 미리 정해진 간극이 구성 요소의 정확성 또는 조립의 정확성에 의해 발생하는 공차를 참작하여 내부 링 (57a 및 57b) 과 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 설계될 수 있다. 예컨대, 도 5 에 나타낸 것과 같이, 본 실시형태의 경우, 지지 축 (50) 이 뻗어있는 방향을 따르는 간극 (E) 이 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 가 오르는 높이를 줄임으로써 내부 링 (57a 및 57b) 과 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 형성된다. 이러한 경우, 내부 링 (57a 및 57b) 과 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 존재하는 간극 (E) 은 크랭크 부재 (60) 와 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이의 간극 (D) 보다 더 좁아야 한다.

또한, 본 실시형태는 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 외부 링 (58a 및 58b) 이 크랭크 부재 (60) 의 관통공 (66) 내에 완전하게 수납되는 구성을 갖는다. 하지만, 외부 링 (58a 및 58b) 은 크랭크 부재 (60) 의 관통공 (66) 내에 완전하게 수납될 필요는 없고, 본 실시형태는 외부 링 (58a 및 58b) 의 일부가 크랭크 부재 (60) 의 관통공 (66) 내에 수납되는 구성을 가질 수 있다. 이러한 경우, 외부 링 (58a 및 58b) 은 크랭크 부재 (60) 의 측면으로부터 돌출되기 때문에, 내부 링 (57a 및 57b) 과 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이의 간극 (E) 은 외부 링 (58a 및 58b) 과 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이의 간극 (지지 축 (50) 이 따라서 뻗어 있는 간극) 보다 더 좁게 설계된다.

본 실시형태의 구성에서, 지지 축 (50) 의 확장부 (52) 및 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 은 캐리어 (30) 의 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이의 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 에 의해 지지된다. 이에 의해 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이의 거리는 외력이 한 쌍의 시트 형상부 (30a 및 30c) 에 가해지는 경우라도 유지되고, 그 결과 크랭크 부재 (60) 는 캐리어 (30) 이 시트 형상부 (30a 및 30c) 와 접촉하는 것이 방지된다. 또한, 지지 축 (50) 의 확장부 (52) 는 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 에 의해 유지된다. 이에 의해 지지 축 (50) 은 캐리어 (30) 에 대하여 축선 방향으로 이동하는 것이 방지되고, 지지 축 (50) 은 캐리어 (30) 로부터 분리되어 떨어지는 것이 방지된다.

다음에, 감속 장치 (10) 의 작동이 설명될 것이다. 입력 축 (40) 이 모터 (106) 에 의해 회전될 때, 입력 축 (40) 에 형성된 구동 기어 (44) 가 회전한다. 구동 기어 (44) 가 회전할 때, 크랭크 부재 (60) 는 구동 기어 (44) 와 맞물린 종동 기어 (68) 가 회전함에 따라 지지 축 (50) 을 중심으로 회전한다. 이러한 경우에, 크랭크 부재 (60) 는 도 4 에 나타낸 크랭크 부재의 조립된 구조에 의해 캐리어 (30) 와 접촉하지 않으면서 회전한다. 크랭크 부재 (60) 의 회전은 크랭크 부재 (60) 의 제 1 편심 부재 (62a) 및 제 2 편심 부재 (62b) 가 180 도의 위상차로 편심적으로 회전하게 한다. 제 1 편심 부재 (62a) 의 편심 회전에 따라, 제 1 외치 기어 (80a) 는 내치 기어 (20) 와 맞물린 상태를 유지하면서 내치 기어 (20) 의 중심 축선을 중심으로 공전하면서 회전한다. 또한, 제 2 편심 부재 (62b) 의 편심 회전에 따라, 제 2 외치 기어 (80b) 는 내치 기어 (20) 와 맞물린 상태를 유지하면서 내치 기어 (20) 의 중심 축선을 중심으로 공전하면서 회전한다. 이러한 경우에, 제 1 외치 기어 (80a) 및 제 2 외치 기어 (80b) 는 180 도의 위상차로 공전한다. 내치 기어 (20) 와 맞물린 상태를 유지하면서 공전함으로써, 외치 기어 (80a 및 80b) 는 또한 회전한다. 회전수에 대한 외치 기어 (80a 및 80b) 의 공전수의 비는 외치 기어 (80a 및80b) 의 이의 개수와 내치 기어 (20) 의 이의 개수의 관계에 의해 결정된다. 예컨대, 이의 개수의 차이가 하나인 경우에, 내치 기어 (20) 의 이의 개수가 52 개이고 외치 기어 (80a 및 80b) 의 이의 개수가 51 개 일때, 외치 기어 (80a 및 80b) 의 1 회전은 외치 기어 (80a 및 80b) 의 52 번의 공전에 의해 발생된다. 그 결과, 외치 기어 (80a 및 80b) 및 내치 기어 (20) 사이에서 회전수는 1/52 만큼 줄어든다. 캐리어 (30) 는 외치 기어 (80a 및 80b) 의 회전에 의해 내치 기어 (20) 에 대하여 회전된다. 도 1 에 나타낸 것과 같이, 내치 기어 (20) 는 제 1 암 (102) 측에 고정되고, 캐리어 (30) 는 제 2 암 (104) 측에 고정되며, 따라서 제 2 암 (104) 이 제 1 암 (102) 에 대하여 흔들릴 수 있게 된다.

(실시형태 2)

본 실시형태에서, 실시형태 1 의 감속 장치 (10) 내의 크랭크 부재 (60) 의 조립된 구조의 변형예가 설명될 거이다. 도 6 은 본 실시형태에 설명된 크랭크 부재 (60) 의 조립된 구조를 나타낸다. 도 6 에 나타낸 것과 같이, 본 실시형태의 조립된 구조에서, 실시형태 1 에 사용된 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 와 동등한 구성이 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 에 일체로 형성된다. 즉, 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 을 향하여 지지 축 (50) 을 따라 돌출되는 돌출부 (154a 및 154b) 가 캐리어 (30) 의 각각의 시트 형상부 (30a 및 30c) 에 형성된다. 돌출부 (154a 및 154b) 는 과도한 공간 (예컨대 간극 (D) 보다 더 큰) 이 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 과 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 실시형태 1 에 사용된 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 와 같이, 돌출부 (154a 및 154b) 는 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 이 지지 축 (50) 의 축선 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 본 실시형태의 구성에 따르면, 마찬가지로, 크랭크 부재 (60) 는 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 와 접촉하는 것이 방지될 수 있다. 실시형태 1 의 구성과 비교하여, 구성 요소의 개수는 줄어들 수 있고, 감속 장치 (10) 의 조립 공정은 더 용이해진다.

(실시형태 3)

본 실시형태에서, 실시형태 1 의 감속 장치 (10) 내의 크랭크 부재 (60) 의 조립된 구조의 다른 변형예가 설명될 것이다. 도 7 은 본 실시형태에 설명된 크랭크 부재 (60) 의 조립된 구조를 나타낸다. 도 7 에 나타낸 것과 같이, 본 실시형태의 조립된 구조에서, 실시형태 1 에 사용된 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 와 동등한 구성이 테이퍼형 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 에 일체로 형성된다. 즉, 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 를 향해 지지 축 (50) 을 따라 돌출하는 돌출부 (254a 및 254b) 가 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 에 형성된다. 돌출부 (254a 및 254b) 는 과도한 공간 (예컨대 간극 (D) 보다 더 큰) 이 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 과 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 실시형태 1 에 사용된 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 와 같이, 돌출부 (254a 및 254b) 는 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 이 지지 축 (50) 의 축선 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 본 실시형태의 구성에 따르면, 마찬가지로, 크랭크 부재 (60) 는 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 와 접촉하는 것이 방지될 수 있다. 실시형태 1 의 구성과 비교하여, 구성 요소의 개수는 줄어들 수 있고, 감속 장치 (10) 의 조립 공정은 더 용이해진다.

(실시형태 4)

본 실시형태에서, 실시형태 1 의 감속 장치 (10) 내의 크랭크 부재 (60) 의 조립된 구조의 또다른 변형예가 설명될 것이다. 도 8 은 본 실시형태에 설명된 크랭크 부재 (60) 의 조립된 구조를 나타낸다. 도 8 에 나타낸 것과 같이, 본 실시형태의 조립된 구조에서, 실시형태 1 에 사용된 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 대신, 제거 가능한 방식으로 지지 축 (50) 에 각각 부착될 수 있는 멈춤 링 (354a 및 354b) 이 제공된다. 멈춤 링 (354a 및 354b) 은 과도한 공간 (예컨대 간극 (D) 보다 더 큰) 이 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 의 내부 링 (57a 및 57b) 과 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 사이에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 여기서 사용된 "공간" 은 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 이 지지 축 (50) 의 축선 방향으로 이동할 수 있게 하는 공간 (간극) 을 의미한다. 본 실시형태에서, 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 이 지지 축 (50) 에 대하여 고정되어 있기 때문에, 그리고 테이퍼형 베어링 (56a 및 56b) 은 지지 축 (50) 과 함께 이동하기 때문에, 이러한 경우의 "공간" 은 멈춤 링 (354a 및 354b) 과 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30b) 사이에 형성된 공간을 나타낸다. 실시형태 1 에 사용된 원통형 스페이서 (54a 및 54b) 와 같이, 멈춤 링 (354a 및 354b) 은 지지 축 (50) 의 축선 방향으로의 이동을 방지하고, 이에 의해 테이퍼형 롤러 베어링 (56a 및 56b) 이 지지 축 (50) 의 축선 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 본 실시형태의 구성에 따르면, 마찬가지로, 크랭크 부재 (60) 는 캐리어 (30) 의 시트 형상부 (30a 및 30c) 와 접촉하는 것이 방지될 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시형태가 상기에 설명되었지만, 이들은 단지 본 발명의 어떠한 가능성을 예시하는 것이며 본 발명의 청구항을 제한하지 않는다. 청구항에 명시한 기술은 상기 명시된 구체적인 실시예의 변형예 및 변경을 포함한다.

상기 설명된 실시형태에서, 중앙공 (42) 을 갖는 중공 감속 장치 (10) 의 실시예가 설명되었다. 하지만, 본 실시형태에 설명된 기술은 중공이 아니며 중앙 공 (42) 을 갖지 않는 감속 장치에도 적용될 수 있다.

상기 설명된 실시형태에서, 기둥형 부재 (30b) 는 캐리어 (30) 에 제공되고, 기둥형 부재 (30b) 는 외치 기어 (80a 및 80b) 에 형성되는 관통공 (84a 및 84b) 을 통과한다. 하지만, 예컨대 캐리어 (30) 가 충분한 구조적 강도가 제공된 구성을 갖는다면, 캐리어 (30) 에 기둥형 부재 (30b) 를 제공할 필요는 없다.

상기 설명된 실시형태에서, 세 개의 크랭크 부재 (60) 가 이용되었다. 하지만, 크랭크 부재 (60) 의 개수는 세 개로 제한되지 않는다. 크랭크 부재 (60) 의 개수는 세 개 이하, 또는 네 개 이상일 수 있다.

상기 설명된 실시형태에서, 두 개의 외치 기어 (80a 및 80b) 가 이용되었다. 하지만, 외치 기어의 개수는 두 개로 제한되지 않는다. 외치 기어의 개수는 한 개 이거나, 또는 세 개 이상일 수 있다. 외치 기어의 개수가 줄어든다면, 회전 축선 방향으로의 감속 장치의 길이가 줄어들 수 있다. 외치 기어의 개수가 증가한다면, 감속 장치의 회전 균형이 개선된다. 외치 기어의 개수는 감속 장치의 목적 및 의도되는 용도에 따라 선택될 수 있다.

명세서 및 도면에 기재된 기술적 요소는 별개로 또는 모든 조합의 방식으로 이용될 수 있고, 출원시의 청구항에 명시된 조합으로 제한되지 않는다. 또한, 여기 기재된 기술은 동시에 다수의 목적을 또는 이러한 목적 중 하나를 달성하기 위해 이용될 수 있다.

Claims

내치 기어,

그의 중심 축선으로부터 오프셋 된 위치에 있는 관통공을 포함하는 외치 기어로서, 내치 기어의 중심 축선에 대하여 공전하고 내치 기어와 맞물린 상태를 유지하면서 그의 중심 축선을 중심으로 회전할 수 있도록 지지되는 외치 기어,

외치 기어의 관통공 안으로 뻗어있는 지지 축을 포함하는 캐리어로서, 내치 기어의 중심 축선에 대하여 회전할 수 있도록 지지되는 캐리어,

지지 축이 안으로 뻗어있는 관통공 및 외치 기어의 관통공 내측에 결합되는 편심 부재를 포함하는 크랭크 부재로서, 편심 부재의 중심 축선은 지지 축의 중심 축선으로부터 오프셋 되어 있는 크랭크 부재, 및

지지 축이 끼워지는 내부 링 및 크랭크 부재의 관통공에 끼워지는 외부 링을 포함하는 베어링 기구로서, 크랭크 부재가 지지 축의 중심 축선에 대하여 회전할 수 있도록 크랭크 부재를 지지하는 베어링 기구를 포함하며,

캐리어와 내부 링 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극이 캐리어와 크랭크 부재의 단부면 사이에서 지지 축을 따라 형성되는 간극보다 더 좁고,

상기 베어링 기구는, 한 쌍의 베어링으로 구성되어 있고,

상기 지지 축에는 축선 방향의 일부의 범위에 있어서 직경이 확장되고 있는 확장부가 형성되어 있고,

상기 지지 축의 확장부가, 상기 한 쌍의 베어링 사이에 위치하고 있음과 함께, 각각의 베어링의 내부 링에 맞닿아 있고,

상기 캐리어는, 상기 지지 축을 축 방향 및 직경 방향으로 고정 지지하고 있음과 함께, 상기 지지 축은, 상기 각각의 베어링의 내부 링을 축 방향 및 직경 방향으로 고정 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 감속 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 캐리어와 내부 링 사이에 배치된 스페이서 부재를 더 포함하는 감속 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 캐리어는 지지 축을 따라 내부 링을 향하여 돌출하는 돌출부를 포함하는 감속 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내부 링은 지지 축을 따라 캐리어를 향하여 돌출하는 돌출부를 포함하는 감속 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 베어링은 한 쌍의 테이퍼형 롤러 베어링인 감속 장치.