KR102150763B1 - 복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기 - Google Patents

복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편심 베어링이 결합되는 입력축과, 상기 편심 베어링에 결합되며 복수개의 관통공이 형성되고, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제1 디스크와, 상기 편심 베어링에 결합되어 상기 제1 디스크와 인접하게 구비되고, 복수개의 관통공이 형성되며, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제2 디스크와, 하우징에서 상기 디스크 둘레를 따라 등간격으로 고정된 고정핀과, 상기 디스크의 관통공으로 삽입되며 출력축과 연결되는 출력핀;을 포함하고, 상기 제1 디스크 또는 상기 제2 디스크는 각각 관통공이 복수개가 구비되고, 복수개의 관통공 중 적어도 하나는 복수개의 치형이 구비되고, 치형이 구비되는 관통공에 삽입되는 출력핀은 외주면에 치형이 구비되는 것을 특징으로 하는 복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기에 관한 것이다.

Description

복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기 {COMPLEX ROTATING SHAFT CYCLOID REDUCER}
본 발명은 복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기에 관한 것이다.
싸이크로 감속기는 입력축의 회전속도를 감속시킨 상태로 출력축을 회전시키는 감속기의 일종으로, 싸이클로 감속기는 2개의 디스크가 편심되게 입력축에 결합되어 있고, 출력축은 연결된 출력핀이 디스크에 형성된 복수개의 관통홀에 삽입되어, 디스크의 토크가 출력핀에 전달되면서 출력축의 회전속도 감소되며 회전하는 방식이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 디스크(13, 14)는 외주면이 싸이클로이드 곡선으로 형성되고, 디스크(13, 14) 둘레를 따라 하우징에 고정설치된 고정핀(12)이 구비된다. 그리고 회전속도는 싸이클로이드 곡선의 골의 개수와 고정핀(12)의 개수에 따라 결정된다.
일 예로, 싸이크로이드 곡선의 골의 개수가 n개이고, 고정핀의 개수가 n+1 개이면, 입력축이 1회전하는 동안 디스크는 n 번 고정핀과 골의 센터를 맞추면서 1/n 회전하면서 출력축의 속도가 감소된다.
그런데, 도 2에서와 같이, 종래의 싸이크로 감속기는 일 예로 관통공이 6개인 디스크(13, 14)에서는 출력핀(11)을 가압하는 동시접촉점(P) 수가 표시된 부분에서 4개 형성되며, 나머지 출력핀이 디스크와 접촉하는 지점에서는 슬립이 발생하여 디스크의 토크가 출력핀에 충분하게 전달되지 못하는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위해 제안된 것으로 본 발명은 일측면으로서, 디스크와 출력핀에 슬립이 발생하는 것을 최소화시킬 수 있는 사이크로 감속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 디스크에 형성된 관통공에 치형을 형성하거나 단면이 원형인 관통공을 복합적으로 구비하여 설계사양에 최적화된 싸이크로 감속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서, 본 발명은 편심 베어링이 결합되는 입력축과, 상기 편심 베어링에 결합되며 복수개의 관통공이 형성되고, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제1 디스크와, 상기 편심 베어링에 결합되어 상기 제1 디스크와 인접하게 구비되고, 복수개의 관통공이 형성되며, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제2 디스크와, 하우징에서 상기 디스크 둘레를 따라 등간격으로 고정된 고정핀과, 상기 디스크의 관통공으로 삽입되며 출력축과 연결되는 출력핀;을 포함하고, 상기 제1 디스크 또는 상기 제2 디스크는 각각 관통공이 복수개가 구비되고, 복수개의 관통공 중 적어도 하나는 복수개의 치형이 구비되고, 치형이 구비되는 관통공에 삽입되는 출력핀은 외주면에 치형이 구비되는 것을 특징으로 하는 싸이크로 감속기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 디스크 및 상기 제2 디스크의 관통공에 구비되는 치형과, 상기 출력핀에 구비되는 치형은 인벌류트 기어로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 동일한 출력핀이 삽입되는 제1 디스크 및 상기 제2 디스크의 관통공에 치형이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 동일한 출력핀이 삽입되는 제1 디스크 또는 상기 제2 디스크의 관통공에 치형이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 디스크 또는 상기 제2 디스크의 복수개의 관통공의 일부는 치형으로 구비되고, 나머지는 단면이 원형으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 디스크 및 상기 제2 디스크의 관통공은 각각 짝수개로 구비되고, 각각의 디스크에서 치형이 형성된 관통홀과 단면이 원형인 관통공이 번갈아 구비되고, 치형이 구비되는 출력핀은 상기 제1 디스크 및 상기 제2 디스크에서 치형이 구비되는 관통공에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수개의 관통홀에 n 개의 치형이 형성되고, 상기 출력핀의 외주면에는 n-2 개의 치형이 형성되어 서로 결합할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스크와 출력핀에 슬립이 발생하는 것을 최소화시킬 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은 디스크에 형성된 관통공에 치형을 형성하거나 단면이 원형인 관통공을 복합적으로 구비하여 설계사양에 최적화되도록 설계할 수 있다.
도 1은 종래의 싸이클로 감속기를 분해한 간략도.
도 2는 종래의 싸이크로 감속기에서 디스크와 출력핀의 결합관계를 나타낸 간략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 싸이크로 감속기에서 디스크와 출력핀의 결합관계를 나타낸 간략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 디스크와 제2 디스크의 정면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 싸이크로 감속기에서 디스크와 출력핀의 결합관계를 나타낸 간략도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 제1 디스크와 제2 디스크의 정면도.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 싸이크로 감속기(100)를 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에에 의한 싸이크로 감속기는, 편심베어링(160)이 결합되는 입력축(170)과, 상기 편심베어링(160)에 결합되며 복수개의 관통공(150)이 형성되고, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제1 디스크(130)과, 상기 편심베어링(160)에 결합되어 상기 제1 디스크(130)와 인접하게 구비되고, 복수개의 관통공(150)이 형성되며, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제2 디스크(140)와, 하우징에서 상기 디스크 둘레를 따라 등간격으로 고정된 고정핀(120)과 상기 디스크의 관통공(150)으로 삽입되며 출력축(110)과 연결되는 출력핀(111)을 포함한다.
먼저, 도 1, 도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 입력축(170)에는 베어링이 결합하고, 상기 베어링은 중심이 상기 입력축(170)의 중심과 서로 일치하지 않는 편심베어링(160)으로 구비된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 디스크(130) 및 제2 디스크(140)는, 정면에서 봤을때 둘레(외주면)에는 싸이클로이드 곡선이 형성되는 판재 형상으로 구비되며, 중심에는 상기 편심베어링(160)이 삽입된다. 이때, 상기 디스크 중심과 상기 베어링 중심은 일치하지만, 상기 디스크 중심과 상기 입력축(170) 중심은 일치하지 않고 편심되게 구비된다.
여기서, 편심베어링(160)은, 상기 제1 디스크(130)와 제2 디스크(140)에 각각 결합하도록 한 쌍의 베어링으로 구비될 수 있고, 각각의 베어링의 중심과 입력축(170)의 중심이 상이하게 구비되어 서로 다른 편심이 발생한다. 이와 같은 2개의 디스크가 편심베어링(160)에 결합된 구조는 공지의 싸이크로 감속기에 개시된 것을 채용할 수 있다.
그리고, 상기 제1 디스크(130)와 상기 제2 디스크(140)에서 둘레를 따라 형성된 싸이클로이드 곡선은 아래로 오목한 곡선과 위로 볼록한 곡선이 반복적으로 나타난다. 여기서 상기 제1 디스크(130)와 상기 제2 디스크(140) 둘레를 따라 고정핀(120)이 배치되는데, 상기 고정핀(120)은 하우징에 고정되어 움직이지 않고, 상기 디스크가 회전시 상기 싸이클로이드 곡선의 오목한 부분에 해당하는 골에 상기 고정핀(120)이 반복적으로 삽입되게 구비될 수 있다.
그리고, 도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 디스크(130) 및 제2 디스크(140)는, 내부에 디스크 중심을 기준으로 등간격(등각도)로 이격된 복수개의 관통공(150)을 구비한다. 상기 관통공(150)에는 출력축(110)과 연결된 출력핀(111)이 삽입된다. 상기 출력핀(111)의 개수는 상기 관통공(150)의 개수와 동일하게 구비될 수 있다.
그리고, 복수개의 관통공(150) 중 적어도 하나는 복수개의 치형이 구비되고, 치형이 구비되는 관통공(150)에 삽입되는 출력핀(111)은 외주면에 치형이 구비될 수 있다.
본 발명에서 치형이라는 용어는 톱니바퀴, 기어에서 하나의 이(teeth)를 의미하는 것을 포함하며, 복수개의 치형은 정면에서 봤을때, 폐곡선의 형상의 톱니바퀴, 기어의 모양으로 구비될 수 있고 또한 톱니바퀴, 기어의 일부 형상으로 구비될 수 있다.
일 예로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 디스크(130) 및 제2 디스크(140)에 형성된 관통공(150)은 전체가 치형으로 구비되는, 인벌류트 기어로 구비될 수 있다.
다른 실시예로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 디스크(130) 및 제2 디스크(140)는, 복수개의 관통공(150) 중 일부는 치형으로 구비되고, 나머지 관통공(150)은 단면이 원형을 구비될 수 있다. 일 실시예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 관통공(150)은 짝수개가 구비되고, 치형이 형성된 관통공(150)과 단면이 원형인 관통공(150)은 번갈아 구비될 수 있다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제1 디스크(130) 또는 제2 디스크(140) 중 하나는 복수개의 관통공(150)에 모두 치형이 구비되고, 나머지 하나의 디스크는 모두 단면이 원형인 관통공(150)이 구비될 수도 있다.
여기서, 외주면에 치형이 구비되는 출력핀(111)이 삽입되는 관통공(150)은 제1 디스크(130) 또는 제2 디스크(140)의 관통공(150)에 각각 삽입되기 때문에, 상기 출력핀(111)이 삽입되는 제1 디스크(130) 또는 제2 디스크(140)의 관통공(150) 중 적어도 하나에 치형이 형성되면 디스크와 출력핀(111)이 인벌류트 기어로 결합되어 효과적으로 디스크 회전시 슬립이 방지된 상태로 출력핀(111)에 토크를 전달할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 디스크(130)와 제2 디스크(140)에 각각에 구비되는 복수개의 관통공(150)은 요구되는 사양에 따라 일부는 치형으로 구비되거나, 나머지는 단면이 원형인 형상으로 구비되는 다양한 조합으로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 출력핀(111)은 상기 외주면에 치형이 구비되고, 정면에서 봤을때, 일 실시예로 상기 출력핀(111)의 단면은 도면에 도시된 인벌류트 기어 형상으로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 출력핀(111)은 관통공(150)에 삽입되어 상기 관통공(150)에 형성된 치형과 맞물린 상태로 상기 디스크가 회전함에 따른 토크를 상기 출력핀(111)에 전달할 수 있게 상기 출력핀(111)의 치형과 상기 관통공(150)의 치형이 맞물려 돌아갈 수 있는 인벌류트 기어로 구비될 수 있다.
그리고, 일 예로 상기 관통공(150)의 치형의 개수가 n 개인 경우, 상기 출력핀(111)의 치형은 상기 관통공(150)의 치형보다 적은 개수로 구비되고, 일 실시예로 n-2개의 치형으로 구비될 수 있다. 도면에서는 일 예로, 관통공(150)의 치형의 개수가 16개로 구비되고, 출력핀(111)의 치형은 14개로 구비되는 것이 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 해당하고 다양한 형태의 실시예가 가능할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 관통공(150)과 출력핀(111)이 인벌류트 기어 형상의 치형으로 구비되고, 일 실시예로, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제1 디스크(130)와 상기 제2 디스크(140)의 6개의 관통공(150) 모두가 인벌류트 기어 형상으로 구비되는 경우, 상기 제1 디스크(130)와 상기 제2 디스크(140)와 출력핀(111)이 서로 접촉하는 동시 접촉점(P)의 개수가 각각 16개에 해당된다.
그래서, 도 2에 도시된 것과 같은 종래의 4개 동시 접촉점 개수가 형성되는 것에 비해 대폭 증가하여, 상기 제1 디스크(130) 및 제2 디스크(140) 회전시 출력축(110)과 슬립이 발생하는 것을 원천적으로 차단하고, 디스크의 토크를 손실없이 출력축(110)으로 전달할 수 있게 된다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 제1 디스크(130)와 상기 제2 디스크(140)의 상기 6개의 관통공(150) 중 3개는 디스크가 인벌류트 기어로 구비되고, 나머지 3개는 단면이 원형인 관통공(150)으로 구비되며, 상기 관통공(150)이 치형으로 구비되는 출력핀(111)의 외주면이 치형으로 구비되는 경우에는, 제1 디스크(130)와 제2 디스크(140) 각각 10개의 동시 접촉점수(P)가 생기게 되어, 도 3 및 도 4에 도시된 경우보다 적은 동시접촉점수를 가지게 된다. 그 결과, 상기 제1 디스크(130)와 상기 제2 디스크(140)의 토크 전달을 제3 및 도 4에 도시된 실시예보다 완화 시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 싸이크로 감속기는 상기 제1 디스크(130)와 제2 디스크(140)에 형성된 관통공(150)의 개수, 형상을 가변시켜 디스크와 출력핀(111)의 슬립을 방지하면서 디스크의 토크를 출력축(110)에 설정된 값만큼 전달시킬 수 있다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
110: 출력축
111: 출력핀
120: 고정핀
130: 제1 디스크
140: 제2 디스크
150: 관통공
160: 편심 베어링
170: 입력축

Claims (7)

  1. 편심베어링(160)이 결합되는 입력축(170);
    상기 편심베어링(160)에 결합되며 복수개의 관통공(150)이 형성되고, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제1 디스크(130);
    상기 편심베어링(160)에 결합되어 상기 제1 디스크(130)와 인접하게 구비되고, 복수개의 관통공(150)이 형성되며, 외주면이 싸이클로이드 곡선을 형성하는 제2 디스크(140);
    하우징에서 디스크 둘레를 따라 등간격으로 고정된 고정핀(120); 및
    상기 제1 디스크(130) 및 상기 제2 디스크(140)의 관통공(150)으로 삽입되며 출력축(110)과 연결되는 출력핀(111);을 포함하고,
    복수개의 관통공(150) 중 적어도 하나는 복수개의 치형이 구비되고, 치형이 구비되는 관통공(150)에 삽입되는 출력핀(111)은 외주면에 치형이 구비되고,
    동일한 출력핀(111)이 삽입되는 제1 디스크(130) 또는 상기 제2 디스크(140)의 관통공(150)에 치형이 구비되고,
    상기 제1 디스크(130) 및 상기 제2 디스크(140)의 관통공(150)에 구비되는 치형과, 상기 출력핀(111)에 구비되는 치형은 인벌류트 기어로 구비되는 것을 특징으로 하는 복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디스크(130) 또는 상기 제2 디스크(140)의 복수개의 관통공(150)의 일부는 치형으로 구비되고, 나머지는 단면이 원형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 디스크(130) 및 상기 제2 디스크(140)의 관통공(150)은 각각 짝수개로 구비되고, 각각의 디스크에서 치형이 형성된 관통공(150)과 단면이 원형인 관통공(150)이 번갈아 구비되고, 치형이 구비되는 출력핀(111)은 상기 제1 디스크(130) 및 상기 제2 디스크(140)에서 치형이 구비되는 관통공(150)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디스크(130) 및 제2 디스크(140)에서 상기 복수개의 관통공(150)에 n 개의 치형이 형성되고, 상기 출력핀(111)의 외주면에는 n-2 개의 치형이 형성되어 서로 결합하는 것을 특징으로 하는 복합 회전축 정밀 싸이크로 감속기.
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