KR101549879B1 - Driving modules with hollowness - Google Patents

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KR101549879B1
KR101549879B1 KR1020140035118A KR20140035118A KR101549879B1 KR 101549879 B1 KR101549879 B1 KR 101549879B1 KR 1020140035118 A KR1020140035118 A KR 1020140035118A KR 20140035118 A KR20140035118 A KR 20140035118A KR 101549879 B1 KR101549879 B1 KR 101549879B1
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KR
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encoder
output
input
motor shaft
hollow
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KR1020140035118A
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정의인
박상현
신우철
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주식회사 로보스타
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Abstract

The present invention relates to a hollow drive module, and more specifically, to a hollow drive module having a structure which does not cause play in an encoder input shaft even if thrust induced in an axial direction is applied when driving a harmonic drive. The hollow drive module according to the present invention comprises a hollow motor, a harmonic speed reducer, a torque sensor, and an encoder mounted thereon. The hollow motor comprises a stator, a rotor to rotate relative to the stator, and a motor shaft mounted on a middle unit penetrating the rotor. The hollow drive module further comprises: an input measurement encoder connected to the motor shaft to detect an input rotation speed of the harmonic speed reducer; and an output measurement encoder connected to an output shaft connected to an output side of the harmonic speed reducer to detect an output rotation speed of the harmonic speed reducer. A front end fixing bearing is mounted on a front end of the motor shaft and a rear end fixing bearing is mounted on a rear end of the motor shaft to prevent play in the motor shaft in an axial direction. A gap by cumulative tolerance is formed between an outer ring surface and a fixing end surface of the rear end fixing bearing. A first shim ring is layered in the gap by the cumulative tolerance.

Description

중공 구동 모듈{DRIVING MODULES WITH HOLLOWNESS}[0001] DRIVING MODULES WITH HOLLOWNESS [0002]

본 발명은 중공 구동 모듈에 관한 것으로, 특히 하모닉 드라이브의 구동시 축방향으로 유발되는 추력이 가해지더라도 엔코더 입력축의 유격이 발생되지 않는 구조를 갖는 중공 구동 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a hollow driving module, and more particularly, to a hollow driving module having a structure in which a clearance of an encoder input shaft is not generated even when a thrust generated in an axial direction is applied when a harmonic drive is driven.

일반적으로 산업용 로봇은 작업 공정 및 간격의 고밀도화를 위해 로봇의 경량화 및 단순화를 요구하고 있다.In general, industrial robots are required to reduce the weight and simplify the robot in order to increase the densification of work processes and intervals.

산업용 로봇의 경량화 및 단순화를 위해서는 로봇의 조인트를 구성하는 하모닉 감속기와 서보 모터가 일체형으로 구성되어 부품을 공용화하고 고밀도로 구성하여 무게 및 체적을 줄여야 하며, 전원공급, 센서 및 각종 유틸리티 라인이 이들 구성품의 축 중심을 관통할 수 있도록 중공형 모듈이 사용된다.In order to reduce the weight and simplify the industrial robot, the harmonic reducer and the servo motor constituting the joint of the robot should be integrated so that the parts are shared, and the density and weight are reduced to reduce the weight and volume. A hollow module is used so as to pass through the center of the shaft.

대한민국 등록특허공보 10-1208406에는 중공구동모듈이 개시되어 있으며, 중공구동모듈 구동시 하모닉 드라이브(200)의 출력부(220)의 유격으로 인하여 토크 센서(300)에 축 방향의 힘을 유발하여 이 힘에 의해 토크 센서가 축방향 힘을 받게 되어 측정된 토크값이 오차를 지니게 되는 문제를 해결하기 위해 하모닉 드라이브 출력부 유격이 토크 센서(300)에 절단되지 못하도록 차단 베어링(360)을 설치함으로써 해결하고 있다.A hollow drive module is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1208406. When the hollow drive module is driven, an axial force is generated in the torque sensor 300 due to the clearance of the output portion 220 of the harmonic drive 200, By solving the problem that the measured torque value has an error due to the torque sensor being subjected to an axial force by the force, it is possible to solve the problem by installing the blocking bearing 360 so that the harmonic drive output portion clearance can not be cut by the torque sensor 300 .

하지만, 대한민국 등록특허공보 10-1208406의 중공구동모듈은 하모닉 드라이브(200)의 출력부 유격에 대한 문제는 해결하고 있으나, 모터 샤프트(130)의 유격에 대한 고려는 충분히 반영시키지 못하고 있다.However, although the hollow drive module of Korean Patent Publication No. 10-1208406 solves the problem of the output portion clearance of the harmonic drive 200, the consideration of the clearance of the motor shaft 130 is not sufficiently reflected.

모터 샤프트(130)의 축방향 유격을 방지하기 위해 베어링(720, 730)을 설치하는 구조를 보이나, 두개의 베어링(720, 730)이 모두 축 방향으로 움직이지 못하도록 고정될 경우, 모터 샤프트(130), 모터 하우징(910) 및 엔코더 하우징(930)의 가공 정도에 따라 모터에 과부하가 걸릴 가능성과 모터 샤프트(130)의 유격 발생 가능성이 높아지게 된다.When the bearings 720 and 730 are installed to prevent the motor shaft 130 from being axially spaced apart from the motor shaft 130 and both bearings 720 and 730 are fixed to prevent axial movement of the bearings 720 and 730, The degree of machining of the motor housing 910 and the encoder housing 930 increases the likelihood that the motor will be overloaded and that the motor shaft 130 is likely to be jammed.

이러한 문제를 해결하기 위해 베어링을 축방향으로 고정하지 않고 웨이브 와셔와 같은 탄성체를 사용하여 베어링을 눌러주는 방법이 사용되고 있으나, 하모닉 드라이브를 사용하는 중공 구동 모듈의 경우 구동시 축 방향으로 추력이 유발되고 이로 인해 모터 샤프트가 탄성체인 웨이브 와셔를 밀어내면서 유격이 발생된다.In order to solve this problem, a method of pressing a bearing by using an elastic body such as a wave washer is used without fixing the bearing in an axial direction, but in the case of a hollow drive module using a harmonic drive, thrust is generated in the axial direction As a result, the motor shaft pushes the wave washer, which is an elastic body, and a clearance is generated.

이는 베어링이 모터 샤프트의 축 방향 고정 역할을 제대로 수행하지 못하는 결과를 초래할 뿐만 아니라, 후단에 연결된 엔코더 입력축의 축 방향 유격이 발생되어 엔코더 신호가 손상되고 로봇의 제어가 제대로 이루어지지 않는 심각한 문제를 초래하게 된다.
This not only results in the bearing failing to perform the axial locking function of the motor shaft but also causes an axial clearance of the encoder input shaft connected to the rear end resulting in a serious problem that the encoder signal is damaged and the robot is not controlled properly .

대한민국 등록특허공보 10-1208406Korean Patent Publication No. 10-1208406

본 발명이 해결하려는 과제는, 하모닉 드라이브의 구동시 축방향으로 유발되는 추력이 가해지더라도 엔코더 입력축의 유격이 발생 되지않는 중공 구동 모듈을 제안하고자 한다.A problem to be solved by the present invention is to propose a hollow drive module in which clearance of an encoder input shaft is not generated even if a thrust induced in an axial direction is applied when a harmonic drive is driven.

또한, 고정밀 조립이 가능하도록 하여 기계적 성능이 우수한 중공 구동 모듈을 제안하고자 한다.
In addition, a hollow drive module having excellent mechanical performance by allowing high-precision assembly is proposed.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 중공 구동 모듈은, 중공형 모터, 하모닉 감속기, 토크 센서 및 엔코더가 장착되는 중공 구동 모듈에 있어서, 상기 중공형 모터는 고정자와, 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자와, 상기 회전자의 관통된 중심부에 결합되는 모터 샤프트를 포함하며, 상기 중공 구동 모듈은 상기 모터 샤프트와 연결되어 상기 하모닉 감속기의 입력 회전속도를 검출하는 입력측정 엔코더와, 상기 하모닉 감속기의 출력측과 연결된 출력 샤프트와 연결되어 상기 하모닉 감속기의 출력 회전속도를 검출하는 출력측정 엔코더를 포함하고, 상기 모터 샤프트의 축 방향 유격을 방지하기 위해 상기 모터 샤프트의 전단에는 전단 고정 베어링과 후단에는 후단 고정 베어링이 장착되며, 상기 후단 고정 베어링의 외륜면과 베어링의 고정단면 간에는 누적 공차에 의한 간격이 형성되고, 상기 누적 공차에 의한 간격에는 제1 심링(Shim Ring)이 적층되는 것을 특징으로 하여 이루어진다. According to an aspect of the present invention, there is provided a hollow drive module including a hollow motor, a harmonic reducer, a torque sensor, and an encoder, wherein the hollow motor includes a stator, An input measuring encoder connected to the motor shaft for detecting an input rotational speed of the harmonic drive, and a motor shaft coupled to the center of the rotor, And an output measuring encoder connected to an output shaft connected to the output side for detecting an output rotational speed of the harmonic decelerator. In order to prevent an axial clearance of the motor shaft, a front fixed bearing is fixed to the front end of the motor shaft, A bearing is mounted, and the outer ring surface of the rear end fixing bearing and the bearing A gap due to the cumulative tolerance is formed between the positive cross sections, and a first shim ring is laminated at the intervals due to the cumulative tolerances.

여기서, 상기 입력측정 엔코더의 입력측인 엔코더 입력측면과 맞닿는 고정단면 간에는 누적 공차에 의한 간격이 형성되고, 상기 입력측정 엔코더의 내경 측면에는 제2 심링이 적층되거나, 외경 측면에는 제3 심링이 적층될 수 있다.Here, an interval due to the cumulative tolerance is formed between the fixed cross sections which are in contact with the input side of the encoder, which is the input side of the input measurement encoder, a second shim ring is stacked on the inner diameter side of the input measurement encoder, .

여기서, 상기 제2 심링이 적층되는 고정단면은 상기 모터 샤프트 면이고, 상기 제3 심링이 적층되는 고정단면은 상기 중공형 모터의 모터 하우징 면 또는 엔코더 하우징 면이 될 수 있을 것이다.Here, the stationary end surface on which the second shim rings are stacked is the motor shaft surface, and the stationary end surface on which the third shim rings are stacked may be the motor housing surface or the encoder housing surface of the hollow motor.

여기서, 상기 제1 내지 제5 심링의 두께는 0.05mm이며, 상기 누적 공차는 최소 0.07mm, 최대 0.31mm이 되도록 구현하는 것이 바람직하다.The thickness of the first to fifth shim rings is 0.05 mm, and the cumulative tolerance is preferably 0.07 mm and 0.31 mm.

여기서, 상기 출력측정 엔코더의 입력측인 엔코더 입력측면과 맞닿는 고정단면 간에는 누적 공차에 의한 간격이 형성되고, 상기 출력측정 엔코더의 내경 측면에는 제4 심링이 적층되거나, 외경 측면에는 제5 심링이 적층될 수 있다.Here, a gap due to the cumulative tolerance is formed between the fixed sections that are in contact with the input side of the encoder, which is the input side of the output measurement encoder, and a fourth shim ring is laminated on the inner diameter side of the output measurement encoder. .

여기서, 상기 제1 심링의 고정단면은 상기 중공형 모터의 모터 하우징 면 또는 엔코더 하우징 면이 될 수 있을 것이다.
Here, the fixed section of the first shim ring may be the motor housing surface of the hollow motor or the encoder housing surface.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 하모닉 드라이브의 구동시 축방향으로 유발되는 추력이 가해지더라도 엔코더 입력축의 유격이 발생 되지않고, 고정밀 조립이 가능하도록 하여 기계적 성능이 우수한 중공 구동 모듈을 제공할 수 있다.
According to the above-described structure of the present invention, it is possible to provide a hollow driving module having excellent mechanical performance by allowing high-precision assembly without causing clearance of the encoder input shaft even when a thrust induced in the axial direction is applied during driving of the harmonic drive .

도 1은 본 발명에 따른 중공 구동 모듈의 단면 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엔코더 입력축의 유격 발생 방지를 위해 베어링 외륜면과 베어링 고정단 간에 제1 심링을 조립한 확대단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 엔코더 입력축의 유격 발생 방지를 위해 입력측정 엔코더의 입력측에 제2 및 제3 심링을 조립한 확대단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 엔코더 입력축의 유격 발생 방지를 위해 출력측정 엔코더의 입력측에 제4 및 제5 심링을 조립한 확대단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1 내지 제3 심링의 적층 단면의 다른 구조이다.1 is a cross-sectional structural view of a hollow driving module according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a first shim ring assembled between a bearing outer ring surface and a bearing fixed end to prevent clearance of an encoder input shaft according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of assembling the second and third shims on the input side of the input measuring encoder in order to prevent the clearance of the encoder input shaft according to the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of a fourth and a fifth shim ring assembled on the input side of the output measuring encoder in order to prevent the clearance of the encoder input shaft according to the present invention.
5 is another structure of the laminated section of the first to third shim rings according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 중공 구동 모듈의 구조 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the structure and operation of the hollow driving module according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 중공 구동 모듈의 단면 구조도이다.1 is a cross-sectional structural view of a hollow driving module according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중공 구동 모듈(100)은 중공형 모터(110), 하모닉 감속기(120), 토크 센서(130), 입력측정 엔코더(140) 및 출력측정 엔코더(150)을 포함하여 이루어진다.1, the hollow driving module 100 of the present invention includes a hollow motor 110, a harmonic reducer 120, a torque sensor 130, an input measuring encoder 140 and an output measuring encoder 150, .

중공형 모터(110)는 고정자(111)와, 고정자(111)에 대하여 회전하며 중심부가 관통된 회전자(112)와, 회전자(112)의 관통된 중심부에 배치 결합되며 중앙에 관통된 중공부를 갖는 모터 샤프트(113)를 포함하며, 중공형 모터(110)의 외주연은 모터 하우징(114)에 의해 커버된다.The hollow motor 110 includes a stator 111, a rotor 112 that rotates with respect to the stator 111 and penetrates the center portion of the stator 111, And the outer periphery of the hollow motor 110 is covered by the motor housing 114. The motor housing 113 is provided with a motor shaft 113 having a portion to which the motor shaft 113 is attached.

하모닉 감속기(120)는 중공형 모터(110)의 출력측에 위치하고, 모터 샤프트(113)와 연결되어 모터 샤프트(113)의 회전을 감속하며, 중앙에 관통되어 형성된 중공부를 갖는다.The harmonic speed reducer 120 is located at the output side of the hollow motor 110 and has a hollow portion connected to the motor shaft 113 to decelerate the rotation of the motor shaft 113 and penetrate through the center.

하모닉 감속기(120)는 기어 치형이 형성된 컵형의 플렉스 스플라인(121)과, 플렉스 스플라인(121)의 외주면 기어 치형에 대응하여 내주면 기어 치형이 형성된 서큘러 스플라인(122)과, 플렉스 스플라인(121)에 개구부 내주면에 결합되며 모터 샤프트(113)와 연결된 웨이브 제너레이터(123)와, 커버 기능을 하는 감속기 하우징(124)를 포함하여 형성된다.The harmonic reducer 120 includes a cup-shaped flex spline 121 having a gear tooth formed therein, a circular spline 122 having an inner circumferential gear tooth profile formed in correspondence with the outer circumferential gear teeth of the flex spline 121, A wave generator 123 coupled to the inner circumferential surface and connected to the motor shaft 113, and a speed reducer housing 124 functioning as a cover.

토크 센서(130)는 외측이 크로스롤러베어링(710)의 외륜에 연결되어 지지되며, 상기 토크전달부(370)를 통해 상기 하모닉 감속기(120)와 연결되어 상기 하모닉 감속기(120)의 출력 측으로부터 전달되는 토크를 측정한다.The torque sensor 130 is connected to the outer ring of the cross roller bearing 710 and is connected to the harmonic reduction gear 120 through the torque transmission portion 370 and is connected to the output side of the harmonic reduction gear 120 The transmitted torque is measured.

입력측정 엔코더(140)는 중공형 모터(110)의 하모닉 감속기(120)와 연결되는 반대측에 위치하고, 모터 샤프트(113)와 연결되어 중공형 모터(110)의 회전속도 즉 하모닉 감속기(120)의 입력단 회전속도를 검출한다.The input measuring encoder 140 is located on the opposite side of the hollow motor 110 connected to the harmonic reducer 120 and connected to the motor shaft 113 to rotate the hollow motor 110, Detects the rotation speed of the input terminal.

출력측정 엔코더(150)는 입력측정 엔코더(140)의 측면으로 배치되며 서로 출력단이 마주 보는 방향으로 설치되고, 하모닉 감속기(120)의 출력단과 연결된 출력 샤프트(190)에 연결되어 하모닉 감속기(120)의 출력 회전속도를 검출한다.The output measuring encoder 150 is disposed on the side of the input measuring encoder 140 and installed in a direction in which the output ends thereof face each other and is connected to the output shaft 190 connected to the output terminal of the harmonic decelerator 120, The output rotational speed of the engine is detected.

입력측정 엔코더(140) 및 출력측정 엔코더(150)의 외주연으로는 엔코더 하우징(141)이 커버로 씌여진다.The encoder housing 141 is covered on the outer periphery of the input measuring encoder 140 and the output measuring encoder 150. [

모터 샤프트(113)의 축 방향 유격 방지를 위해 중공형 모터(110)의 전단부인 모터 샤프트(113) 외주연에 전단 고정베어링(161)이 장착되며, 중공형 모터(110)의 후단부인 모터 샤프트(113) 외주연에 후단 고정베어링(162)이 장착된다.A front end fixed bearing 161 is mounted on the outer periphery of the motor shaft 113 which is the front end portion of the hollow motor 110 to prevent the axial movement of the motor shaft 113, And a rear end fixing bearing 162 is mounted on the outer periphery of the front end portion 113 of the housing.

전단 고정베어링(161)과 후단 고정베어링(162)는 중공형 모터(110)의 구동시 모터 샤프트(113)의 축 방향 유격을 방지하는 역할을 한다.The front end fixing bearing 161 and the rear end fixing bearing 162 serve to prevent the axial clearance of the motor shaft 113 when the hollow motor 110 is driven.

전단 고정베어링(161)과 후단 고정베어링(162)은 모터 샤프트(113)의 축 방향 유격을 방지하는 역할을 하기 위해 전단 고정베어링(161)과 후단 고정베어링(162)이 모두 축 방향으로 움직이지 않도록 고정되는 경우, 베어링을 매개로 연결되는 모터 하우징(114)과 모터 샤프트(113) 간에는 가공 정도에 따라 모터 샤프트(113) 유격이 발생할 수 있고 이로 인해 중공형 모터(110)에 과부하가 걸릴 수 있는 문제가 있다.The front end fixed bearing 161 and the rear end fixed bearing 162 are both moved in the axial direction so as to prevent the axial clearance of the motor shaft 113 The gap between the motor housing 113 and the motor housing 113 via the bearings may cause a clearance between the motor shaft 113 and the hollow motor 110 due to the degree of processing, There is a problem.

이러한 문제를 해결하기 후단 고정베어링(162)과 모터 하우징(114) 사이에 탄성체인 웨이브 와셔를 삽입시켜 해결할 수 있겠으나, 탄성체인 웨이브 와셔는 후단의 입력측정 엔코더(140) 입력축의 축 방향 유격을 발생시켜 엔코더 신호의 손상을 유발시킨다.This problem can be solved by inserting an elastic wave washer between the rear end fixing bearing 162 and the motor housing 114. However, the wave washer, which is an elastic body, can prevent the axial clearance of the input shaft of the input measuring encoder 140 Thereby causing the encoder signal to be damaged.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 후단 고정 베어링(162)과 모터 하우징(114) 사이에 제1 심링(Shim Ring, 160)을 적층시킨다.In order to solve such a problem, in the present invention, a first shim ring 160 is laminated between the rear end fixing bearing 162 and the motor housing 114.

모터 하우징(114)은 베어링 고정단으로 포괄될 수 있는 구성이며, 엔코더 하우징(141)이 후단 고정 베어링(162)에 체결될 수 있는 구조일 경우 베어링 고정단은 엔코더 하우징이 될 것이다.The motor housing 114 is a structure that can be covered by a bearing fixing end and the bearing fixing end will be an encoder housing when the encoder housing 141 can be fastened to the rear end fixing bearing 162. [

입력측정 엔코더(140)의 입력측에 하모닉 드라이브의 구동시 유발되는 축 방향으로의 추력에 의한 입력측 유격을 발생시키지 않도록 추가적으로 입력측정 엔코더(140)의 입력측 내륜측과 외륜측에 제2 및 제3 심링(171, 172)을 더 적층시킬 수 있다.The input measuring encoder 140 is further provided on the input side inner ring side and the outer ring side of the input measuring encoder 140 so as not to generate the input side clearance due to axial thrust generated when the harmonic drive is driven on the input side of the input measuring encoder 140, (171, 172) can be further stacked.

또한, 출력측정 엔코더(150)의 입력측에 유격을 발생시키지 않도록 추가적으로 출력측정 엔코더(150)의 입력측 내륜측과 외륜측에 제4 및 제5 심링(181, 182)을 더 적층시킬 수 있다.In addition, the fourth and fifth shims 181 and 182 may be further laminated on the input side inner ring side and the outer ring side of the output measurement encoder 150 so as not to cause a gap on the input side of the output measurement encoder 150. [

제1 내지 제5 심링(160, 171, 172, 181, 182)은 하모닉 감속기(120)에 의한 유발되는 추력에 의해 모터 샤프트(113)가 엔코더에 가해지더라도 심링에 의해 눌려지지 않으므로 엔코더 입력축의 유격이 발생되지 않아 엔코더 신호의 손상이 없는 장점을 갖게 한다.Even if the motor shaft 113 is applied to the encoder due to the thrust generated by the harmonic speed reducer 120, the first to fifth shims 160, 171, 172, 181 and 182 are not pressed by the shimming, So that the encoder signal is not damaged.

또한, 심링은 그 두께가 0.01mm 까지 구현이 가능하므로 심링이 끼워지는 면과 면간의 공차 세팅에 의해 정밀 고정이 가능하게 되므로, 심링 두께(0.01mm) 만큼의 고정밀도로 조립이 가능하여 중공 구동 모듈의 기계적 성능이 향상될 수 있게 한다.Since the thickness of the shim ring can be increased up to 0.01mm, it can be precisely fixed by the tolerance setting between the surface on which the shim ring is fitted and the surface. Therefore, it is possible to assemble with high precision as much as the shim ring thickness (0.01mm) So that the mechanical performance of the semiconductor device can be improved.

도 2는 본 발명에 따른 엔코더 입력축의 유격 발생 방지를 위해 베어링 외륜면과 베어링 고정단 간에 제1 심링을 조립한 확대단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a first shim ring assembled between a bearing outer ring surface and a bearing fixed end to prevent clearance of an encoder input shaft according to the present invention.

도 2(도 1의 A 확대도)에 도시된 바와 같이, 제1 심링(160)은 후단 고정 베어링(162)과 베어링 고정단(여기에서는 모터 하우징임, 114) 사이에 장착될 수 있다.As shown in FIG. 2 (enlarged view A in FIG. 1), the first shim ring 160 can be mounted between a rear stage fixed bearing 162 and a bearing fixed end (here, motor housing 114).

제1 심링(160)은 0.01mm 내지 0.05mm의 두께를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 베어링 외륜면(162a)과 베어링 고정단면(114a) 간의 공차 세팅이 이루어지는 데, 누적 공차에 의해 간격이 발생할 수 있도록 가공된다.The first shim ring 160 may have a thickness of 0.01 mm to 0.05 mm and a tolerance setting is made between the bearing outer ring surface 162a and the bearing fixing surface 114a so that an interval is created by the cumulative tolerance Processed.

바람직하게는, 제1 심링(160)의 두께는 0.05mm인 경우, 베어링 외륜면(162a)과 베어링 고정단면(114a) 간의 누적 공차는 최소 0.07mm, 최대 0.31mm로 설계될 수 있다.Preferably, when the thickness of the first shim ring 160 is 0.05 mm, the cumulative tolerance between the bearing outer ring surface 162a and the bearing fixing surface 114a may be designed to be at least 0.07 mm and at most 0.31 mm.

제1 심링(160)은 베어링 외륜면(162a)과 베어링 고정단면(114a) 사이에 장착되어 하모닉 감속기(120)에 의한 추력에 의한 입력측정 엔코더(140)의 입력축의 축방향 유격을 방지하여 엔코더의 신호 손상을 방지할 수 있다.The first shim ring 160 is mounted between the bearing outer ring surface 162a and the bearing fixing end surface 114a to prevent the axial displacement of the input shaft of the input measuring encoder 140 due to thrust by the harmonic speed reducer 120, It is possible to prevent damage to the signal of the signal.

도 3은 본 발명에 따른 엔코더 입력축의 유격 발생 방지를 위해 입력측정 엔코더의 입력측에 제2 및 제3 심링을 조립한 확대단면도이다.FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of assembling the second and third shims on the input side of the input measuring encoder in order to prevent the clearance of the encoder input shaft according to the present invention.

도 3(도 1의 B 확대도)에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3 심링(171, 172)은 입력측정 엔코더(140)의 입력측의 상하에 장착된다.The second and third shim rings 171 and 172 are mounted above and below the input side of the input measuring encoder 140, as shown in Fig. 3 (enlarged view of Fig. 1B).

제2 심링(171)은 고정단(여기에서는 모터 샤프트임, 113)과 입력측정 엔코더(140) 사이에 장착되고, 제3 심링(172)은 고정단(여기에서는 모터 하우징임, 114)과 입력측정 엔코더(140) 사이에 장착된다.The second shim ring 171 is mounted between a fixed end (here the motor shaft) 113 and the input measuring encoder 140, the third shim ring 172 is a fixed end (here the motor housing) And is mounted between the measurement encoder 140.

제2 심링(171)은 고정단면(113a)과 엔코더 입력측면(140a) 간의 누적 공차에 의한 간격에 적층되며, 제3 심링(172)은 고정단면(114a)과 엔코더 입력측면(140a) 간의 누적 공차에 의한 간격에 적층될 수 있고, 제2 및 제3 심링(171, 172)은 제1 심링(160)과 함께 입력측정 엔코더(140)의 입력축 유격 방지를 보조하게 된다.The second shim ring 171 is stacked in the gap by the cumulative tolerance between the fixed end surface 113a and the encoder input side surface 140a and the third shim ring 172 is stacked in the gap between the fixed end surface 114a and the encoder input side surface 140a And the second and third shim rings 171 and 172 together with the first shim ring 160 assist in preventing the input shaft clearance of the input measuring encoder 140. [

입력측정 엔코더(140)는 스테이터(142)와 로터(143)로 이루어지는데 입력측정 엔코더(140)의 로터(143)는 축 방향으로 까딱거리게 설계되며, 엔코더(140)를 정상적인 성능으로 사용하기 위해서는 스테이터(142)에 대한 로터(143)의 축 방향 위치를 일정 범위 내에서 고정되도록 해야 잡아주어야 하며, 제2 심링(171) 및 제3 심링(172)은 그 역할을 한다.The input measuring encoder 140 consists of a stator 142 and a rotor 143. The rotor 143 of the input measuring encoder 140 is designed to move in the axial direction and in order to use the encoder 140 for normal performance The axial position of the rotor 143 with respect to the stator 142 must be fixed within a certain range and the second shim ring 171 and the third shim ring 172 serve as such.

실제, 엔코더 로터(143)가 스테이터(142) 대비 너무 위측에 있을 때에는 엔코더 로터(143) 쪽에 제2 심링(171)을 세팅하여 엔코더 로터(143)의 위치를 엔코더 스테이터(142) 아래쪽 방향으로 조정이 가능하다.The second shim ring 171 is set on the side of the encoder rotor 143 so that the position of the encoder rotor 143 is adjusted toward the lower side of the encoder stator 142 This is possible.

반대로, 엔코더 로터(143)가 스테이터(142) 대비 너무 아래에 있을 때에는 스테이터(142) 쪽에 제3 심링(172)을 세팅하여 엔코더 로터(143)의 위치를 엔코더 스테이터(142) 위쪽 방향으로 조정이 가능하다.Conversely, when the encoder rotor 143 is too far below the stator 142, the third shim ring 172 is set on the side of the stator 142 to adjust the position of the encoder rotor 143 in the upward direction of the encoder stator 142 It is possible.

도 4는 본 발명에 따른 엔코더 입력축의 유격 발생 방지를 위해 출력측정 엔코더의 입력측에 제4 및 제5 심링을 조립한 확대단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view of a fourth and a fifth shim ring assembled on the input side of the output measuring encoder in order to prevent the clearance of the encoder input shaft according to the present invention.

도 4(도 1의 C 확대도)에 도시된 바와 같이, 제4 및 제5 심링(181, 182)은 출력측정 엔코더(150)의 입력측의 상하에 장착된다.As shown in Fig. 4 (enlarged view of C in Fig. 1), the fourth and fifth shim rings 181 and 182 are mounted above and below the input side of the output measuring encoder 150. Fig.

제4 심링(181)은 출력측정 엔코더(150)와 고정단(여기에서는 부싱임, 191)과의 사이에 장착되고, 제5 심링(182)은 출력측정 엔코더(150)와 고정단(여기에서는 엔코더 하우징임, 141)과의 사이에 장착된다.The fourth shim ring 181 is mounted between the output measuring encoder 150 and a fixed end (here bushing) 191 and the fifth shim ring 182 is mounted between the output measuring encoder 150 and the fixed stage Encoder housing, 141).

제4 심링(181)은 엔코더 입력측면(150a)과 고정단면(191a) 간의 누적 공차에 의한 간격에 적층되며, 제5 심링(182)은 엔코더 입력측면(150a)과 고정단면(141a) 간의 누적 공차에 의한 간격에 적층될 수 있고, 제4 및 제5 심링(181, 182)은 제1 심링(160)과 함께 출력측정 엔코더(150)의 입력축 유격 방지를 보조하게 되며, 제2 및 제3 심링(171, 172)과 마찬가지로 스테이터(152)에 대한 로터(153)의 축 방향 위치를 일정 범위 내에서 고정하는 제4 심링(181) 또는 제5 심링(182)을 선택적으로 세팅하게 된다.The fourth shim ring 181 is stacked on the gap by the cumulative tolerance between the encoder input side 150a and the fixed section 191a and the fifth shim ring 182 is stacked on the interval between the encoder input side 150a and the fixed section 141a And the fourth and fifth shim rings 181 and 182 together with the first shim ring 160 assist in preventing the input shaft clearance of the output measuring encoder 150 and the second and third The fourth shim ring 181 or the fifth shim ring 182 for fixing the axial position of the rotor 153 with respect to the stator 152 within a certain range is selectively set as in the case of the shim rings 171 and 172. [

도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제3 심링의 적층 단면의 다른 구조이다.5 shows another structure of the laminated section of the first and third shim rings according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 심링(160)은 베어링 외륜면과 고정단면 사이에, 제3 심링(172)은 고정단면과 엔코더 입력측면 사이에 장착된다.As shown in FIG. 5, the first shim ring 160 is mounted between the bearing outer ring surface and the fixed section, and the third shim ring 172 is mounted between the fixed section and the encoder input side.

제1 및 제3 심링(160, 172)은 도 2와 도 3에서와 같이 고정단면이 각각 모터 하우징(114) 면이 기준이 되나, 도 5와 같이 엔코더 하우징(141)이 후단 고정 베어링(162)과 연결되는 구성을 갖는다면, 고정단면은 엔코더 하우징(141) 면이 기준이 될 수 있다.The first and third shim rings 160 and 172 are fixed to the motor housing 114 as shown in FIGS. 2 and 3. However, as shown in FIG. 5, the encoder housing 141 is fixed to the rear fixed bearing 162 , The fixed end face can be the reference face of the encoder housing 141. [

즉, 제1 심링(160)은 베어링 외륜면(162a)과 엔코더 하우징면(141a)의 누적 공차에 의한 간격에 적층되고, 제3 심링(172)은 엔코더 하우징면(141a)과 엔코더 입력측면(140a)의 누적 공차에 의한 간격에 적층될 수 있다.That is, the first shim ring 160 is stacked on the gap by the cumulative tolerance of the bearing outer surface 162a and the encoder housing surface 141a, and the third shim ring 172 is stacked on the encoder housing surface 141a and the encoder input side 140a. ≪ / RTI >

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, As will be understood by those skilled in the art. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

100 : 중공 구동 모듈 110 : 중공형 모터
111 : 고정자 112 : 회전자
113 : 모터 샤프트 113a, 114a, 141a, 191a : 고정단면
114 : 모터 하우징 120 : 하모닉 감속기
121 : 플렉스 스플라인 122 : 웨이브 제너레이터
123 : 서큘러 스플라인 124 : 감속기 하우징
130 : 토크 센서 131 : 크로스 롤러 베어링
140 : 입력측정 엔코더 140a, 150a : 엔코더 입력측면
141 : 엔코더 하우징 150 : 출력측정 엔코더
160 : 제1 심링 171 : 제2 심링
172 : 제3 심링 181 : 제4 심링
182 : 제5 심링 190 : 출력 샤프트
191 : 부싱 100: hollow drive module 110: hollow motor
111: stator 112: rotor
113: motor shaft 113a, 114a, 141a, 191a:
114: Motor housing 120: Harmonic reducer
121: Flex spline 122: Wave generator
123: Circular spline 124: Reducer housing
130: torque sensor 131: cross roller bearing
140: input measuring encoder 140a, 150a: encoder input side
141: Encoder housing 150: Output measuring encoder
160: first shim ring 171: second shim ring
172: third shim ring 181: fourth shim ring
182: fifth shim ring 190: output shaft
191: Bushing

Claims (7)

중공형 모터, 하모닉 감속기, 토크 센서 및 엔코더가 장착되는 중공 구동 모듈에 있어서,
상기 중공형 모터는 고정자와, 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자와, 상기 회전자의 관통된 중심부에 결합되는 모터 샤프트를 포함하며,
상기 중공 구동 모듈은 상기 모터 샤프트와 연결되어 상기 하모닉 감속기의 입력 회전속도를 검출하는 입력측정 엔코더와, 상기 하모닉 감속기의 출력측과 연결된 출력 샤프트와 연결되어 상기 하모닉 감속기의 출력 회전속도를 검출하는 출력측정 엔코더를 포함하고,
상기 모터 샤프트의 축 방향 유격을 방지하기 위해 상기 모터 샤프트의 전단에는 전단 고정 베어링과 후단에는 후단 고정 베어링이 장착되며,
상기 후단 고정 베어링의 외륜면과 베어링의 고정단면 간에는 누적 공차에 의한 간격이 형성되고,
상기 누적 공차에 의한 간격에는 제1 심링(Shim Ring)이 적층되고,
상기 입력측정 엔코더의 입력측인 엔코더 입력측면과 맞닿는 고정단면 간에는 누적 공차에 의한 간격이 형성되고,
상기 입력측정 엔코더의 내경 측면에는 제2 심링이 적층되거나, 외경 측면에는 제3 심링이 적층되는 것을 특징으로 하는 중공 구동 모듈.In a hollow drive module equipped with a hollow motor, a harmonic speed reducer, a torque sensor and an encoder,
The hollow motor includes a stator, a rotor rotated relative to the stator, and a motor shaft coupled to a penetrated center portion of the rotor,
The hollow driving module includes an input measuring encoder connected to the motor shaft to detect an input rotational speed of the harmonic decelerator, an output measuring unit connected to an output shaft connected to an output side of the harmonic decelerator to detect an output rotational speed of the harmonic decelerator, Encoder,
In order to prevent an axial clearance of the motor shaft, a front fixed bearing is mounted on a front end of the motor shaft, and a rear fixed bearing is mounted on a rear end thereof,
An interval due to the cumulative tolerance is formed between the outer ring surface of the rear stage fixed bearing and the fixed section of the bearing,
A first shim ring is laminated on the interval by the cumulative tolerance,
An interval due to the cumulative tolerance is formed between the fixed cross sections which are in contact with the encoder input side which is the input side of the input measuring encoder,
Wherein a second shim ring is laminated on an inner diameter side of the input measuring encoder or a third shim ring is laminated on an outer diameter side of the input measuring encoder. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 심링이 적층되는 고정단면은 상기 모터 샤프트 면이고,
상기 제3 심링이 적층되는 고정단면은 상기 중공형 모터의 모터 하우징 면 또는 엔코더 하우징 면인 것을 특징으로 하는 중공 구동 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the fixed end surface on which the second shim rings are stacked is the motor shaft surface,
Wherein the fixed end surface on which the third shim rings are stacked is a motor housing surface or an encoder housing surface of the hollow motor. 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 심링의 두께는 0.05mm이며,
상기 누적 공차는 최소 0.07mm, 최대 0.31mm인 것을 특징으로 하는 중공 구동 모듈.The method according to claim 1,
The thickness of the first to third shim rings is 0.05 mm,
Wherein the cumulative tolerance is at least 0.07 mm and at most 0.31 mm. 중공형 모터, 하모닉 감속기, 토크 센서 및 엔코더가 장착되는 중공 구동 모듈에 있어서,
상기 중공형 모터는 고정자와, 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자와, 상기 회전자의 관통된 중심부에 결합되는 모터 샤프트를 포함하며,
상기 중공 구동 모듈은 상기 모터 샤프트와 연결되어 상기 하모닉 감속기의 입력 회전속도를 검출하는 입력측정 엔코더와, 상기 하모닉 감속기의 출력측과 연결된 출력 샤프트와 연결되어 상기 하모닉 감속기의 출력 회전속도를 검출하는 출력측정 엔코더를 포함하고,
상기 모터 샤프트의 축 방향 유격을 방지하기 위해 상기 모터 샤프트의 전단에는 전단 고정 베어링과 후단에는 후단 고정 베어링이 장착되며,
상기 후단 고정 베어링의 외륜면과 베어링의 고정단면 간에는 누적 공차에 의한 간격이 형성되고,
상기 누적 공차에 의한 간격에는 심링(Shim Ring)이 적층되고,
상기 출력측정 엔코더의 입력측인 엔코더 입력측면과 맞닿는 고정단면 간에는 누적 공차에 의한 간격이 형성되고,
상기 출력측정 엔코더의 내경 측면 또는 외경 측면에는 심링이 적층되는 것을 특징으로 하는 중공 구동 모듈.In a hollow drive module equipped with a hollow motor, a harmonic speed reducer, a torque sensor and an encoder,
The hollow motor includes a stator, a rotor rotated relative to the stator, and a motor shaft coupled to a penetrated center portion of the rotor,
The hollow driving module includes an input measuring encoder connected to the motor shaft to detect an input rotational speed of the harmonic decelerator, an output measuring unit connected to an output shaft connected to an output side of the harmonic decelerator to detect an output rotational speed of the harmonic decelerator, Encoder,
In order to prevent an axial clearance of the motor shaft, a front fixed bearing is mounted on a front end of the motor shaft, and a rear fixed bearing is mounted on a rear end thereof,
An interval due to the cumulative tolerance is formed between the outer ring surface of the rear stage fixed bearing and the fixed section of the bearing,
A shim ring is stacked on the interval by the cumulative tolerance,
An interval due to the cumulative tolerance is formed between the fixed cross sections contacting with the encoder input side which is the input side of the output measurement encoder,
And a shim ring is laminated on the inner or outer diameter side of the output measuring encoder. 제5항에 있어서,
상기 출력측정 엔코더의 내경 측면 또는 외경 측면에 적층되는 심링의 두께는 0.05mm이며,
상기 누적 공차는 최소 0.07mm, 최대 0.31mm인 것을 특징으로 하는 중공 구동 모듈.6. The method of claim 5,
The thickness of the shim rings stacked on the inner or outer diameter side of the output measuring encoder is 0.05 mm,
Wherein the cumulative tolerance is at least 0.07 mm and at most 0.31 mm. 삭제delete
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