KR101543097B1 - 하모닉 감속기 - Google Patents

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KR101543097B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

플렉스 스플라인의 외접기어와 서큘러 스플라인의 내접기어가 경사진 형태의 헬리컬기어타입인 하모닉 감속기가 소개되되, 상기 플렉스 스플라인의 외접기어는 기어치의 중앙부가 양단부보다 높이가 낮도록 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

하모닉 감속기 {HARMONIC DRIVE}
본 발명은 치면의 하중을 분산시켜 하모닉 감속기의 토크 용량을 증대시키고 축방향으로의 하중을 상쇄시킬 수 있는 하모닉 감속기에 관한 것이다.
일반적으로 하모닉 감속기는 기본적으로 원통형의 서큘러 스플라인(CIRCULAR SPLINE), 컵 형태의 플렉스 스플라인(FLEX SPLINE) 및 웨이브 제너레이터(WAVE GENERATOR)로 구성되어 있다. 웨이브 제너레이터는 통상 타원 형상을 이루며 플렉스 스플라인의 내측에 설치된다. 웨이브 제너레이터가 장착된 플렉스 스플라인은 서큘러 스플라인의 내주면에 설치된다. 일반적으로 서큘러 스플라인 내주면과 플렉스 스플라인 외주면에는 치형이 가공되어 미끌림이 발생되지 않도록 구성된다.
하모닉 감속기의 출력토크의 한계는 플렉스 스플라인과 서큘러 스플라인 사이의 치 맞물림에 의해 결정된다. 대부분의 플렉스 스플라인은 스퍼 기어 형태이며, 치물림률을 개선하기 위한 스퍼 기어의 치형 개선에 주로 집중되었다. 종래와는 달리 본 발명은 플렉스 스플라인~서큘러 스플라인 사이의 치폭을 증가시킴으로써, 치면의 하중을 분산시켜 하모닉 감속기의 토크 용량을 증대하고자 한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
US 2008-0110287 A1 US 2005-0253675 A1 US 7891272 B2
본 발명은 치면의 하중을 분산시켜 하모닉 감속기의 토크 용량을 증대시키고 축방향으로의 하중을 상쇄시킬 수 있는 하모닉 감속기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하모닉 감속기는, 플렉스 스플라인의 외접기어와 서큘러 스플라인의 내접기어가 경사진 형태의 헬리컬기어타입인 것을 특징으로 하되, 상기 플렉스 스플라인의 외접기어는 기어치의 중앙부가 양단부보다 높이가 낮도록 형성될 수 있다.
삭제
플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치는 중앙의 높이가 가장 낮고, 양단부로 갈수록 높이가 높아지도록 유선형으로 형성될 수 있다.
플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치의 양단부는 일정길이만큼 높이가 동일하게 수평선으로 형성될 수 있다.
플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치의 양단부는 상호 높이가 동일할 수 있다.
서큘러 스플라인의 내접기어는 기어치의 높이가 일정할 수 있다.
플렉스 스플라인의 외접기어는 제1기어와 제2기어로 분할되어 형성되며, 분할된 제1기어와 제2기어는 서로 반대방향으로 경사진 헬리컬기어타입일 수 있다.
서큘러 스플라인은 제1스플라인과 제2스플라인으로 분할되며, 제1스플라인과 제2스플라인의 내접기어는 각각 제1기어와 제2기어의 외접기어에 대응되는 형상으로서 서로 반대방향으로 경사진 헬리컬기어타입일 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 하모닉 감속기에 따르면, 치면의 하중을 분산시켜 하모닉 감속기의 토크 용량을 증대시키고 축방향으로의 하중을 상쇄시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기의 플렉스 스플라인을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하모닉 감속기의 분해 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기의 플렉스 스플라인을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하모닉 감속기의 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 하모닉 감속기는, 플렉스 스플라인(300)의 외접기어(320)와 서큘러 스플라인(100)의 내접기어(120)가 경사진 형태의 헬리컬기어타입일 수 있다. 기존의 플렉스 스플라인에서, 개방부의 외접기어(320)의 기어치형이 헬리컬기어타입이며, 동일 외형을 가진 플렉스 스플라인(300)으로도 치폭을 증가시킬 수 있게 된다. 그리고 기어의 물림률이 기존(스퍼기어)보다 커지므로 플렉스 스플라인의 하중전달력을 증가시킬 수 있다
또한, 플렉스 스플라인(300)의 외접기어(320)는 기어치의 중앙부(322)가 양단부(324)보다 높이가 낮도록 형성될 수 있다. 기어치의 중간 부분의 이높이가 양끝보다 낮도록 하고, 서큘러 스플라인(100)은 기존 서큘러 스플라인에서 기어치형이 헬리컬기어타입이 되도록 한다.
또한, 치폭을 따라 이높이를 달리하여 표준 헬리컬 기어로 할 경우 플렉스 스플라인의 탄성 변형을 저해하는 문제를 해결할 수 있고, 아울러 기어전동부의 진동과 소음발생이 줄어든다.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치는 중앙(322)의 높이가 가장 낮고, 양단부(324)로 갈수록 높이가 높아지도록 유선형으로 형성될 수 있다. 그리고 플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치의 양단부는 일정길이만큼 높이가 동일하게 수평선으로 형성될 수 있다.
또한, 플렉스 스플라인(300)의 외접기어(320)의 기어치(324)의 양단부는 상호 높이가 동일할 수 있다. 반면, 서큘러 스플라인(100)의 내접기어(120)는 기어치의 높이가 일정할 수 있다.
도 3은 또 다른 실시예로서, 플렉스 스플라인의 외접기어(320)는 제1기어(340)와 제2기어(360)로 분할되어 형성되며, 분할된 제1기어(340)와 제2기어(360)는 서로 반대방향으로 경사진 헬리컬기어타입일 수 있다. 여기서, 서큘러 스플라인(100)은 제1스플라인(140)과 제2스플라인(160)으로 분할되며, 제1스플라인(140)과 제2스플라인(160)의 내접기어(142,162)는 각각 제1기어(340)와 제2기어(360)의 외접기어에 대응되는 형상으로서 서로 반대방향으로 경사진 헬리컬기어타입일 수 있다.
이는 더블 헬리컬 타입의 하모닉 감속기로서, 서큘러 스플라인을 분할형으로 하여 조립한다. 그리고 더블 헬리컬이므로 각 헬리컬에서 발생하는 축방향 하중이 상쇄되어 플렉스 스플라인의 고정을 위한 부자재를 생략할 수 있다(일반적으로, 하모닉 감속기는 구동축방향으로의 하중이 발생되어 축방향으로의 지지부재가 필요한 단점이 있었다). 또한, 헤링본기어가 아니므로 제조상의 이점을 유지한 채 탄성 변형을 용이하게 하기 위해 이높이가 달라져야 하는 조건을 충족시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 하모닉 감속기에 따르면, 치면의 하중을 분산시켜 하모닉 감속기의 토크 용량을 증대시키고 축방향으로의 하중을 상쇄시킬 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 서큘러 스플라인 300 : 플렉스 스플라인
500 : 웨이브 제너레이터

Claims (8)

  1. 플렉스 스플라인의 외접기어와 서큘러 스플라인의 내접기어가 경사진 형태의 헬리컬기어타입인 것을 특징으로 하되, 상기 플렉스 스플라인의 외접기어는 기어치의 중앙부가 양단부보다 높이가 낮도록 형성된 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치는 중앙의 높이가 가장 낮고, 양단부로 갈수록 높이가 높아지도록 유선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치의 양단부는 일정길이만큼 높이가 동일하게 수평선으로 형성된 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    플렉스 스플라인의 외접기어의 기어치의 양단부는 상호 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    서큘러 스플라인의 내접기어는 기어치의 높이가 일정한 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    플렉스 스플라인의 외접기어는 제1기어와 제2기어로 분할되어 형성되며, 분할된 제1기어와 제2기어는 서로 반대방향으로 경사진 헬리컬기어타입인 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    서큘러 스플라인은 제1스플라인과 제2스플라인으로 분할되며, 제1스플라인과 제2스플라인의 내접기어는 각각 제1기어와 제2기어의 외접기어에 대응되는 형상으로서 서로 반대방향으로 경사진 헬리컬기어타입인 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기.
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