KR101353540B1 - 조화감속기용 써큘러 스플라인 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조화감속기용 서큘러 스플라인을 제조하는 방법에 관한 것으로, 원기둥형상의 기재를 준비하는 단계와; 상기 기재에 중공을 형성하는 단계와; 상기 원기둥면을 기준면으로 하여 기재의 중공 내면에 치형을 형성하는 단계와; 상기 기재의 외형을 소정의 형상으로 가공하는 단계와; 상기 소정의 형상으로 가공된 외형 및 중공 내면에 치형을 갖는 기재를 필요한 크기로 절단하는 단계를 포함한다.

Description

조화감속기용 써큘러 스플라인 및 그의 제조방법{A CIRCULAR SPLINE FOR THE STRAIN WAVE GEARING REDUCER AND FABRICATING METHOD THEREOF}

본 발명은 조화감속기, 보다 상세하게는 소형화와 경량화를 위해 외형을 사각형으로 형성한 조화감속기용 써큘러 스플라인 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 조화감속기는 내치가 형성된 링 형상의 써큘러 스플라인과, 상기 써큘러 스플라인의 내치와 2지점에서 맞물리는 외치를 갖는 플렉스플라인과, 상기 2지점에서 맞물리는 위치를 원주방향으로 이동시키도록 파동을 발생하여 상기 플렉스플라인에 전달하는 파동발생기를 포함한다.

상기 써큘러 스플라인의 외형은 제조가 용이하다는 점에서 원기둥형상으로 하는 것이 일반적이나, 조화감속기를 소형 경량하기 위해 써큘러 스플라인의 외형을 사각형으로 하는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 써큘러 스플라인의 외형이 사각형일 경우, 내치를 형성하기 위한 절삭가공 시 및 기어의 치수를 측정 시 기준면을 잡기가 어려운 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 외형이 사각형상인 써큘러 스플라인의 내치의 형성 및 내치의 기어측정을 정확하고 손쉽기 할 수 있는 조화감속기용 써큘러 스플라인의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 출력축 또는 고정축을 체결하는 보스를 수용할 수 있는 케이싱 역할을 겸할 수 있는 조화감속기용 써큘러 스플라인을 제공함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 조화감속기용 서큘러 스플라인의 제조 방법은, 원기둥형상의 기재를 준비하는 단계와; 상기 기재에 중공을 형성하는 단계와; 상기 원기둥면을 기준면으로 하여 기재의 중공 내면에 치형을 형성하는 단계와; 상기 기재의 외형을 소정의 형상으로 가공하는 단계와; 상기 소정의 형상으로 가공된 외형 및 중공 내면에 치형을 갖는 기재를 필요한 크기로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 소정의 형상으로 기재의 외형을 가공하는 단계는 기재의 중공 내면에 치형을 형성하는 단계보다 먼저 수행되는 것이 바람직하다.

상기 기재의 중공 내면에 치형을 형성하는 단계는 소정의 형상으로 기재의 외형을 가공하는 단계보다 먼저 수행되는 것도 가능하다.

상기 소정의 형상으로 기재의 외형을 가공하는 단계는 상기 기재에 중공을 형성하는 단계보다 먼저 수행되는 것도 가능하다.

상기 절단 단계는 치형이 형성된 기재 부분을 복수 개로 절단하는 것이 바람직하다.

상기 중공 내면에 치형을 형성하는 단계 이전에, 상기 기재의 중공 내면에 일정간격으로 적어도 하나의 원주홈을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 소정의 형상은 사각형인 것이 바람직하다.

상기 기재의 중공에 출력축 또는 고정축을 체결하는 보스를 수용하는 공간을 가공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예는, 웨이브 제너레이터와, 상기 웨이브 제너레이터와의 상호 작용에 의하여 형상변형되는 플렉스플라인과, 상기 플렉스플라인을 수용하는 서큘러 스플라인를 포함하는 조화감속기에 있어서, 상기 서큘러 스플라인은 상기 플렉스플라인을 수용하는 중공을 포함하며, 상기 중공은 상기 플렉스플라인의 다이아프램에 연결되는 출력축 또는 고정축을 체결하는 보스를 함께 수용할 수 있는 내면을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 의하면, 외형이 사각형인 조화감속기의 써큘러 스플라인에 내치의 형성 및 기어 측정을 정확하고 손쉽게 할 수 있다.

또한, 외형이 사각형인 조화감속기의 써큘러 스플라인을 저비용으로 대량생산할 수 있다.

특히, 외형이 사각형인 조화감속기의 써큘러 스플라인은 출력축 또는 고정축을 체결하는 보스를 삽입하는 케이싱 역할을 하도록 일체로 제조함으로써 제조비용을 줄일 수 있다.

도 1은 사각형 외형을 갖는 조화감속기를 나타낸 사시도,
도 2A는 본 발명에 따른 조화감속기용 써큘러 스플라인의 제조과정에서 사용되는 중간 가공물의 사시도,
도 2B는 본 발명의 방법에 따른 조화감속기용 써큘러 스플라인의 내치 절삭 가공 시의 기준점을 나타내는 도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인의 제조과정을 나타낸 순서도,
도 4는 도 3의 순서도에 따라 조화감속기용 써큘러 스플라인을 제조하는 과정을 나타낸 공정도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인의 제조과정을 나타낸 순서도,
도 6은 도 5의 순서도에 따라 조화감속기용 써큘러 스플라인을 제조하는 과정을 나타낸 공정도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인의 제조과정을 나타낸 순서도,
도 8은 도 7의 순서도에 따라 조화감속기용 써큘러 스플라인을 제조하는 과정을 나타낸 공정도,
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인의 제조과정을 나타낸 순서도,
도 10은 도 9의 순서도에 따라 조화감속기용 써큘러 스플라인을 제조하는 과정을 나타낸 공정도,
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인을 제조하는 과정을 나타낸 공정도, 및
도 12는 도 11의 제5실시예에 의해 제조된 케이싱 일체형 써큘러 스플라인을 포함하는 조화감속기를 나타내는 분해단면도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들에 따른 조화감속기용 써큘러 스플라인 및 그의 제조방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.

도 1은 사각형 외형을 갖는 조화감속기(1)를 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명에 따른 케이싱 일체형 써큘러 스플라인(20)을 포함하는 조화감속기(1)를 나타내는 분해단면도이다.

도 1 및 도 12를 참조하면, 소형 경량화를 위해 외형을 사각형으로 형성한 조화감속기(1)는 동력을 전달하기 위한 모터박스(10), 중공의 내부에 내치(22)가 형성된 사각형상의 써큘러 스플라인(20), 상기 써큘러 스플라인(20)의 내치(22)에 2 지점에서 맞물리는 외치를 갖는 플렉스플라인(52), 상기 플렉스플라인(50)의 내부에는 모터박스(10)로부터 전달된 동력에 의해 상기 맞물리는 2지점의 위치를 가변시키도록 회전하는 타원 형상의 파동발생기(54), 및 상기 플렉스플라인(50)의 다이어프램부(56)에 고정되는 출력축(40) 또는 고정축(40)을 체결하는 보스(60)를 포함한다.

도 1에는 상기 보스(60)를 수용하는 케이싱(30)이 별도로 포함되어 있으나, 도 12에는 케이싱이 없는 대신에 써큘러 스플라인(20)이 보스(60)를 수용할 수 있도록 일체로 형성되어 있다.

상기 써큘러 스플라인(20)은 외형이 사각형, 육각형 등 다양한 형태로도 가능하다. 이와 같은 사각형의 써큘러 스플라인(20)을 제작할 때에, 사각기둥의 기재에 중공을 형성한 후에 미세한 치형들을 절삭가공한다.

이때, 중공의 중심과 동심을 이루는 원기둥면을 기준점으로 하여 치형을 형성하는 것이 아니라 사각기둥면을 기준점으로 하여 미세한 치형들을 정밀하게 절삭 가공하는 것은 매우 어렵다.

도 2A와 2B는 이러한 어려움을 극복하기 위한 본 발명에 따른 써큘러 스플라인(20)을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.

도 2A는 원기둥 기재에 중공을 형성한 후 일부의 원기둥만 남기고 나머지는 사각기둥으로 가공한 형태의 중간 가공물을 나타내며, 도 2B는 도 2A에 개시된 중간 가공물을 이용하여 중공에 치형을 형성하는 방법을 나타낸 것이다.

도 2B와 같이, 바이트와 같은 절삭공구(80)는 중공으로 삽입하여 내면을 가공하며, 절삭공구(80)는 상기 나머지 원기둥면을 기준점(90)으로 하여 중공 내면에 치형을 형성할 수 있다.

중공 내면과 남겨진 원기둥면은 동심을 이루기 때문에, 원기둥면의 원주를 따라 기준점을 이동시키고, 이 기준점(90)의 이동에 상응하여 절삭공구(80)를 이동시키면서 절삭가공을 하면 미세한 치형들을 손쉽고 정확하게 가공할 수 있다.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인(20)의 제조과정을 나타낸 순서도 및 공정도이다.

먼저, 원기둥 기재를 준비하고(S110), 기재의 원기둥면과 동심을 이루는 중공을 형성한다(S120).

다음에, 원기둥면을 기준점으로 하여 바이트와 같은 절삭 공구(80)를 이용하여 중공 내면에 치형(22)을 형성하고(S130), 중공이 형성된 기재의 외면을 일부만 남기고 사각형으로 가공한다(S140).

마지막으로, 외형이 사각형이고 중공 내면에 치형(22)이 형성된 기재에 대해 필요한 크기로 절단하면 사각형 써큘러 스플라인(20)을 제작할 수 있다(S150). 이때 써큘러 스플라인(22)의 재질은 보통 강성 재질이기 때문에 와이어 컷팅, 레이저 등 이용한 절단할 수 있다.

도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인(20)의 제조과정을 나타낸 순서도 및 공정도이다.

먼저, 원기둥 기재를 준비하고(S210), 기재의 원기둥면과 동심을 이루는 중공을 형성한다(S220).

다음에, 중공이 형성된 기재의 외면을 일부만 남기고 사각형으로 가공하고(S230), 남겨진 원기둥면을 기준점으로 하여 바이트와 같은 절삭 공구(80)를 이용하여 중공 내면에 치형(22)을 형성한다(S240), .

마지막으로, 외형이 사각형이고 중공 내면에 치형(22)이 형성된 기재에 대해 필요한 크기로 절단하면 사각형 써큘러 스플라인(20)을 제작할 수 있다(S250).

도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인(20)의 제조과정을 나타낸 순서도 및 공정도이다.

먼저, 원기둥 기재를 준비하고(S310), 원기둥 기재의 외면을 일부만 남기고 사각형으로 가공한다(S320).

다음에, 상기 기재의 남겨진 원기둥면과 동심을 이루는 중공을 형성하고(S330), 남겨진 원기둥면을 기준점으로 하여 바이트와 같은 절삭 공구(80)를 이용하여 중공 내면에 치형(22)을 형성한다(S340), .

마지막으로, 외형이 사각형이고 중공 내면에 치형(22)이 형성된 기재에 대해 필요한 크기로 절단하면 사각형 써큘러 스플라인(20)을 제작할 수 있다(S350).

도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 제4실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인(20)의 제조과정을 나타낸 순서도 및 공정도이다.

먼저, 원기둥 기재를 준비하고(S410), 기재의 원기둥면과 동심을 이루는 중공을 형성한다(S420).

다음에, 상기 중공 내면에 일정간격으로 적어도 하나의 원주홈(24)을 형성한다(S430). 이때, 원주홈(24)은 후술하는 단계(S460)에서 절단하는 위치와 일치하도록 한다. 이러한 원주홈(24)을 형성하는 이유는 중공 내면에 치형(22)을 형성한 후에 절단할 경우 절단부위에서 치형이 파손되는 것을 막아주기 위한 것이다.

이어서, 원기둥면을 기준점으로 하여 바이트와 같은 절삭 공구(80)를 이용하여 중공 내면에 치형(22)을 형성하고(S440), 중공이 형성된 기재의 외면을 일부만 남기고 사각형으로 가공한다(S450).

마지막으로, 외형이 사각형이고 중공 내면에 치형(22)이 형성된 기재에 대해 필요한 크기로 복수 개 절단하면 복수의 사각형 써큘러 스플라인(20)을 제작할 수 있다(S460). 이와 같이 하나의 공정으로 복수의 사각형 써큘러 스플라인(20)을 제작함으로써 제조비용을 크게 줄일 수 있다.

도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 사각형 외형을 갖는 조화감속기용 써큘러 스플라인을 제조하는 과정을 나타낸 공정도이다.

먼저, 원기둥 기재를 준비하고, 기재의 원기둥면과 동심을 이루는 중공을 형성한다.

다음에, 기재의 중공 내면의 일 측에는 원기둥면을 기준점으로 하여 바이트와 같은 절삭 공구(80)를 이용하여 중공 내면에 치형(22)을 형성하고, 도 12에 나타낸 바와 같은 플렉스플라인(50)에 결합된 축력측의 보스를 수용하기 적합하게 중공 내면의 다른 부분을 가공한다. 이와 같이 중공에 치형(22)과 보스 삽입 공간을 동시에 가공함으로써 도 12와 같은 케이싱 일체형 써큘러 스플라인(20)을 제공할 수 있다.

이어서, 상기 중공 내면에 치형(22)과 보스 삽입공간을 형성한 기재의 외면을 일부만 남기고 사각형으로 가공한다.

마지막으로, 외형이 사각형이고 중공 내면에 치형(22) 및 보스(60) 삽입공간이 형성된 기재에 대해 필요한 크기로 절단하면 케이스 일체형 사각형 써큘러 스플라인(20)을 제작할 수 있다.

이와 같이 써큘러 스플라인(20)에 보스(60)를 삽입하는 공간을 치형가공과 동시에 수행하여 제작하면 제조비용을 줄일 수 있고, 케이싱과 써큘러 스플라인(20)을 결합할 필요가 없기 때문에 구조가 간단한 장점이 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

1: 조화감속기 10: 모터박스
20: 써큘러 스플라인 22: 내치
24: 원주홈 30: 케이싱
40: 출력축 50: 플렉스플라인
52: 외치 60: 보스
80: 절삭공구

Claims (9)

1. 조화감속기용 서큘러 스플라인을 제조하는 방법에 있어서,
   원기둥형상의 기재를 준비하는 단계와;
   상기 기재에 중공을 형성하는 단계와;
   상기 원기둥 둘레를 기준으로 하여 기재의 중공 내면에 치형을 형성하는 단계와;
   상기 기재의 외형을 소정의 형상으로 가공하는 단계와;
   상기 소정의 형상으로 가공된 외형 및 중공 내면에 치형을 갖는 기재를 필요한 크기로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조화감속기용 서큘러 스플라인을 제조하는 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 절단 단계가 치형이 형성된 기재 부분을 복수 개로 절단하는 단계인 것을 특징으로 하는 조화감속기용 서큘러 스플라인을 제조하는 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 중공 내면에 치형을 형성하는 단계 이전에, 상기 기재의 중공 내면에 일정간격으로 적어도 하나의 원주홈을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조화감속기용 서큘러 스플라인을 제조하는 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 소정의 형상이 사각형인 것을 특징으로 하는 조화감속기용 서큘러 스플라인을 제조하는 방법.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 기재의 중공에 출력축 또는 고정축을 체결하는 보스를 수용하는 공간을 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조화감속기용 서큘러 스플라인을 제조하는 방법.
9. 삭제

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