KR101839432B1 - 유성기어 감속기 출력 축의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서보모터나 감속기의 출력 축에 볼스크류를 체결시키기 위해 사용되는 커플링이나 파워 록을 사용하지 않고 직접 연결시킬 수 있게 한 유성기어 감속기 출력 축의 구조에 관한 것으로 감속기(100)의 출력 축(10)에 선단 상부가 절개된 평행키 삽입홈(21)을 형성하고 하부 양측에 절개홈(22)(22')을 형성시킨 중공의 회전샤프트(20)를 결합시키고 중공의 회전 샤프트(20) 외주연에 육각렌치 볼트(40)로 결합 및 분리시킬 수 있는 클램프(30)를 결합시켜 중공의 회전샤프트(20)에 볼스크류를 삽입시켜 클램프(30)의 육각렌치 볼트(40)로 결합 및 분리해체할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

Description

유성기어 감속기 출력 축의 구조{The structure of the planetary gear speed reducer output shaft}

본 발명은 서보모터나 감속기의 출력 축에 볼스크류를 체결시키기 위해 사용되는 커플링(Coupling)이나 파워 록(Power Lock)을 사용하지 않고 직접 연결시킬 수 있게 한 유성기어 감속기 출력 축의 구조에 관한 것으로 더욱 상세하게는 감속기의 출력 축에 설치된 중공의 회전샤프트에 클램프를 결합시켜 볼스크류를 연결시킬 때 커플링이나 파워 록을 사용하지 않으므로 감속기와 볼스크류의 설치공간을 최대한 단축시키고 또한 감속기의 회전샤프트에 볼스크류를 직접 원터치로 결합 및 분리시킬 수 있게 하여 작업시간의 단축과 작업성 및 편의성을 제공할 수 있게 한 유성기어 감속기 출력 축의 구조에 관한 것이다.

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일반적으로 감속기는 엔진이나 모터 등으로부터 출력되는 고속회전을 입력 값으로 하여 로봇 자동화 및 정밀제어기기 등에서 요구되는 안정도와 정밀도를 구현할 수 있도록 일정비율로 감속출력시키는 장치로 다수의 기어를 조합하여 기어치의 갯수 차이로 인한 감속을 도모하고 있으며 주로 웜기어나 유성기어가 사용되고 있다.

상기한 감속기의 구조는 보다 큰 감속비를 도모하기 위해서 기어 간의 연결이 다단으로 이루어져야 함에 따라 대,소직경의 많은 기어와 다수의 축으로 인하여 부피가 커지고 중량이 증가하며 특히 직경 차가 클수록 저단으로 큰 감속을 구현할 수 있어서 기어 간의 직경차를 크게 하는 것이 바람직하다.

상기 감속기의 종류로는 평기어들의 배열에 의해 구성되는 가장 일반적인 감속기가 있고 유성기어를 이용하는 감속기는 중앙에 위치하는 태양기어의 주위로 수개의 유성기어가 큰 직경을 갖는 외측의 치차(내치차)와 상호 결합하여 자전과 공전을 함께 수행하는 유성기어에 의해 출력 축의 회전속도를 감속시키는 것이며 싸이클로이드 치형(Cycloid tooth)을 이용한 싸이클로이드 감속기는 크기가 작고 구조가 간단하면서도 큰 감속비를 얻을 수 있어 산업현장에 널리 사용되고 있다.

또한 기존에 사용되는 감속기 출력 축의 구조는 편형형이거나 돌출형의 감속기로 제작되어 볼스크류를 연결시키기 위해서는 반드시 파워 록이나 커플링을 사용하여야 하므로 감속기와 볼스크류의 연결로 인한 연결거리가 길어져서 설치공간 확보로 전체설비의 공간점유률이 커지는 문제와 별도의 부품이 요구되고 결합 및 분리에 따른 작업시간의 지연되는 등의 문제로 출력 축의 결합 및 분리를 원터치로 할 수 있고 결합거리를 단축시킬 수 있는 구조가 요구되고 있는 실정이다.

종래의 감속기 출력 축에 관한 구조의 선행기술로는 등록특허공보 제10-0866102호(전위감속기의 출력축 지지구조),등록실용신안공보 제20-0458498호(유성감속기의 모터축 결합구조) 및 공개특허공보 제10-2012-0111062호(싸이클로이드 감속기의 모터축 구조) 등이 제시되었다.

상기 첫 번째 등록특허는 회전링기어를 정위치에서 구속가능하도록 회전링기어의 외주부에 접속되는 가이드블록,고정링기어와 회전링기어 간의 접속부 내지 인접부에 형성되는 제1가이드홀,회전링기어와 가이드블록 간의 접속부 내지 인접부에 형성되는 제2가이드홀,제1가이드홀과 제2가이드홀에 다수가 수용되며 제1가이드홀과 제2가이드홀의 가이드면에 접속되게 설치되어 회전링기어에 연동되는 베어링전동체,고정링기어와 가이드블록에 일방향으로 관통형성된 축관통홀,축관통홀과 다른 방향에서 축관통홀에 연통되게 관통형성된 볼트관통홀,일측부와 타측부가 각각 고정링기어와 가이드블록에 위치하도록 축관통홀을 관통하여 설치되는 가이드축 및 가이드축의 일측부와 타측부를 정위치 고정시키도록 볼트관통홀을 관통하여 고정링기어와 가이드블록에 결합되는 축고정볼트를 포함하여 구성되는 구조이다.

상기 두 번째 등록실용신안은 결합부는 길이방향을 따라 수평으로 절개된 수평절개홈과 수평절개홈에서 직각으로 절개된 수직절개홈으로 구성되고 수평절개홈 및 수직절개홈에 의해 분할 형성된 가압편이 구비되고 동력전달축의 결합부 외주면을 감싸며 결합되어 가압편과 모터축을 면접촉시켜 고정하는 커플링을 포함하되,수평절개홈은 수직절개홈의 길이 방향에 대한 중심부분에 연결 형성되어 있어서 수평절개홈과 수직절개홈이 'T'자 형상으로 이루어지고 'T'자 형상의 수평절개홈과 수직절개홈은 서로 마주보는 방향에 대칭되게 배치되도록 한 쌍 구비되며 커플링의 마모 방지를 위한 부싱을 더 포함하되 부싱은 커플링의 조임시 오므려지면서 내면이 모터축에 밀착되도록 하는 관통홈이 형성되고 관통홈의 반대편에 형성되어 오므려지는 형상 변형을 용이하게 하기 위한 가변홈이 형성된 구조이다.

상기 세 번째 공개특허는 모터축이 삽입되는 프레임,모터축에 삽입되어 모터축과 프레임 사이의 간격이 발생하지 않도록 하고 모터축 회전을 편심회전으로 전환하는 편심체,내측에 싸이클로이드 기어가 형성되어 프레임에 체결되는 싸이클로이드 박스,외측에 싸이클로이드기어가 형성되어 싸이클로이드 박스 내부에 삽입되고 중앙홀에 편심체가 삽입되며 방사상으로 출력편이 삽입되는 홀이 형성된 싸이클로이드 디스크를 포함하는 구조이다.

상기 첫 번째 등록특허는 출력 축의 흔들림을 안정적으로 방지할 수 있을 정도로 회전링기어를 반경반향 및 축방향으로 견고하게 지지할 수 있는 전위감속기의 출력 축 지지구조로 출력 축의 안정적인 회전 작동은 도모할 수 있으나 출력 축의 구조가 돌출형으로 구성되어 볼스크류를 결합하기 위해서는 커플링이나 파워 록이 필요한 구조이다.

상기 두 번째 등록 실용신안은 동력전달 축에 모터 축을 결합시키기 위하여 동력전달 축에 수평 및 수직절개홈을 형성하여 모터 축과 결합시 접촉면적을 넓혀 견고하게 고정시킬 수 있는 구조로 볼스크류와 결합되는 동력 전달 축은 돌출형이어서 커플링이나 파워 록이 요구되는 구조이다.

상기 세 번째 공개특허는 감속기의 편심회전하는 구동축이 싸이클로이드 디스크를 압착하는 과정에서 발생하는 반발력에 의한 응력이 모터 축에 집중되지 않도록 싸이클로이드 감속기의 모터축 구조에 관한 것이다.

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따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 유성기어 감속기의 출력 축의 구조를 중공의 회전샤프트로 구성하고 그 외주연에 클램프를 결합시킨 구조로 형성하여 중공의 회전샤프트의 내부로 볼스크류를 삽입시켜 클램프의 육각렌치 볼트를 조여서 원터치로 결합시킬 수 있게 하여 별도의 커플링이나 파워 록을 사용하지 않고 결합 및 분리에 따른 시간을 단축하며 감속기와 볼스크류를 직접 연결하므로 결합거리를 최소화하여 설비의 공간점유률을 최소화할 수 있게 하여 작업성과 편의성을 향상시킨 감속기 출력 축의 구조를 제공할 수 있게 하였다.

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본 발명은 감속기의 출력 축에 선단 상부가 절개된 평행키 삽입홈을 형성하고 하부 양측에 절개홈을 형성시킨 중공의 회전샤프트를 결합시키고 중공의 회전 샤프트 외주연에 육각렌치 볼트로 결합 및 분리시킬 수 있는 클램프를 결합시켜 중공의 회전샤프트에 볼스크류를 삽입시켜 클램프의 육각렌치 볼트로 결합 및 분리해체할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

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그러므로 본 발명은 종래 감속기의 출력 축에 볼스크류와 같은 공구나 툴을 결합시키기 위하여 사용되던 커플링이나 파워 록을 사용하지 않고 직접 원터치로 결합 및 분리시킬 수 있게 하여 작업성뿐만 아니라 편의성을 제공하고 감속기에 볼스크류를 직접 연결시키므로 결합에 따른 감속기와 볼스크류의 연결거리를 최소화하여 설비의 전체크기 및 부피를 최소화할 수 있으며 툴의 교체 및 분리시간을 단축시켜 작업의 연속성을 부여하며 설비비용의 절감과 공구의 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

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도 1 은 본 발명의 전체 구조를 도시한 사시도
도 2 는 본 발명의 정면구조 개념도
도 3 은 본 발명의 부분절개된 상태의 단면도

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 전체 구조를 도시한 사시도로 감속기의 출력 축을 중공의 회전샤프트로 구성하고 그 외주연 클램프를 결합시켜 육각렌치 볼트로 조이거나 풀어서 볼스크류를 원터치로 결합 및 분리시킬 수 있는 구조를 도시하였고,도 2 는 본 발명의 정면구조 개념도로 중공의 회전축과 클램프가 결합된 출력 축의 구조를 도시하였으며,도 3 은 본 발명의 부분절개된 상태의 단면도로 감속기의 출력 축에 중공의 회전샤프트와 클램프의 결합구조를 도시하였다.

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감속기(100)의 출력 축(10)에 중공의 회전샤프트(20)를 결합시키고 중공의 회전 샤프트(20) 외주연에 육각렌치 볼트(40)로 결합 및 분리시킬 수 있는 클램프(30)를 결합시켜 중공의 회전샤프트(20)에 볼스크류(도시없음)를 삽입시켜 클램프(30)의 육각렌치 볼트(40)로 결합 및 분리해체할 수 있게 하는 유성기어를 사용하는 감속기(100)의 출력 축(10)을 형성함에 있어서,

상기 중공의 회전샤프트(20)는 선단 상부가 절개된 평행키 삽입홈(21)을 형성하고 하부 양측에 절개홈(22)(22')을 형성시킨 구조이다.

상기 클램프(30)는 일측에 절개홈(31)이 형성되고 타측은 분리부(32)를 형성하여 분리부(32)의 상,하부에 각각 볼트체결 공(33)(33')을 천공하여 육각 렌치 볼트(40)를 설치할 수 있게 하였다.

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이와 같이 된 본 발명은 감속기의 출력 축에 볼스크류와 같은 공구나 툴을 결합시키기 위하여 사용되던 커플링이나 파워 록을 사용하지 않고 직접 원터치로 결합 및 분리시킬 수 있게 하기 위하여 유성기어 감속기의 출력 축의 구조를 중공의 회전샤프트로 구성하고 그 외주연에 클램프를 결합시킨 구조로 형성하여 중공의 회전샤프트의 내부로 볼스크류를 삽입시켜 클램프의 육각렌치 볼트를 조여서 원터치로 결합시킬 수 있게 하여 결합 및 분리에 따른 시간을 단축하며 감속기와 볼스크류를 직접 연결하므로 결합거리를 최소화하여 설비의 공간점유률을 최소화할 수 있게 하여 작업성과 편의성을 향상시킨 감속기 출력 축의 구조를 제공하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 유성기어 감속기(100)의 출력 축(10)에 선단 상부가 절개된 평행키 삽입홈(21)을 형성하고 하부 양측에 절개홈(22)(22')을 형성시킨 중공의 회전샤프트(20)와 클램프(30)을 이용하여 별도의 커플링이나 파워 록을 사용하지 않고 볼스크류와 같은 공구를 원터치로 결합 및 분리시킬 수 있게 한 것이다.

상기 출력 축(10)에 중공이 형성된 회전샤프트(20)를 결합시켜 그 내부로 볼스크류를 삽입될 수 있게 상부가 절개된 평형키 삽입홈(21)을 형성하고 하부 양측에 절개홈(22)(22')을 형성한다.

상기 중공의 회전샤프트(20)에 형성된 평행키 삽입홈(21)은 볼스크류를 삽입 및 결합시킬 때 볼스크류의 평행키를 삽입 및 수납시킬 때 가이드 역할을 수행하고 또한 하부 양측에 형성된 절개홈(22)(22')과 함께 후술하는 클램프(30)로 조여서 결합시 볼스크류를 압착하여 결합력을 증가시키며 클램프(30)를 풀어서 분리시 불스크류와 일정간격의 유격을 형성하여 용이하게 해체할 수 있게 하였다.

상기 클램프(30)는 중공의 회전샤프트(20)의 외주연에 결합되어 볼스크류의 결합 및 분리시 육각렌치 볼트(40)를 조이거나 풀어서 결합 또는 분리시킬 수 있게 한 것으로 일측에 절개홈(31)을 형성하고 타측은 분리부(32)를 형성하며 분리부(32)의 상,하부에 각각 볼트체결 공(33)(33')을 천공하여 육각렌치 볼트(40)를 설치할 수 있게 하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 결합방식은 감속기(100)의 출력 축(10)에 설치된 중공의 회전샤프트(20) 중공에 볼스크류의 평행키를 회전샤프트(20)의 평행키 삽입홈(21)에 맞추어 삽입시키고 회전샤프트(20)의 외주연에 설치된 클램프(30)의 육각렌치 볼트(40)를 조이면 클램프(30)가 회전샤프트(20)를 조이고 이때 회전샤프트(20)의 평행키 삽입홈(21)에 형성된 절개부와 하부 양측 절개홈(22)(22')의 절개부가 조여서 볼스크류를 견고하게 결합시켜 감속기(100)와 볼스크류의 연결거리를 최단거리로 연결시킨다.

상기와 결합되어 사용 후 볼스크류를 분리시킬 때에는 클램프(30)의 육각렌치 볼트(40)를 풀면 회전샤프트(20)의 평행키 삽입홈(21)에 형성된 절개부와 하부 양측 절개홈(22)(22')의 절개부가 벌어지면서 홈의 유격이 발생하여 볼스크류를 용이하게 분리시킬 수 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 감속기(100)에 결합되는 볼스크류를 별도의 커플링이나 파워 록을 사용하지 않고 중공의 회전샤프트(20)와 클램프(30)를 이용하여 용이하게 결합 및 분리시키고 감속기(100)와 볼스크류의 연결거리를 최단거리로 연결시킬 수 있게 하였다.

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본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

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10: 출력 축 20: 회전샤프트
21: 평행키 삽입홈 22,22': 절개홈
30: 클램프 31:절개홈
32: 분리부 33,33': 볼트체결 공
40: 육각렌치 볼트 100: 감속기

Claims (3)

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2. 감속기(100)의 출력 축(10)에 중공의 회전샤프트(20)를 결합시키고 중공의 회전 샤프트(20) 외주연에 육각렌치 볼트(40)로 결합 및 분리시킬 수 있는 클램프(30)를 결합시켜 중공의 회전샤프트(20)에 볼스크류를 삽입시켜 클램프(30)의 육각렌치 볼트(40)로 결합 및 분리해체할 수 있게 하는 유성기어를 사용하는 감속기(100)의 출력 축(10)을 형성함에 있어서,
   상기 중공의 회전샤프(20)는 선단 상부가 절개된 평행키 삽입홈(21)을 형성하고 하부 양측에 절개홈(22)(22')을 형성시킨 것을 특징으로 하는 유성기어 감속기 출력 축의 구조.
3. 삭제

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