KR102154787B1 - Reducer having dual eccentric rotating shaft - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동력장치로부터 전달되는 회전력을 감속시키는 감속기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 입력축으로 전달되는 회전력을 서로 다른 이빨 개수를 가지는 제1, 2기어 각각과 치합시켜 상대 회전시키는 방식을 제안함으로써 단순한 구조로도 고 감속비는 물론 큰 출력을 생성할 수 있으며, 나아가 단일의 입력축을 통해 서로 다른 감속비를 가지는 출력을 동시에 생성하는 것이 가능한 편심 감속기에 관한 것이다. The present invention relates to a speed reducer that reduces the rotational force transmitted from a power unit, and more specifically, by proposing a method of engaging the rotational force transmitted to the input shaft with each of the first and second gears having different numbers of teeth, The structure also relates to an eccentric reducer capable of generating a large output as well as a high reduction ratio, and further, simultaneously generating outputs having different reduction ratios through a single input shaft.
감속기는 기어를 이용하여 속도를 변환시키는 기구로서, 모터나 엔진 등과 같은 동력장치로부터 전달되는 고속의 회전수를 저속으로 감소시킴과 동시에 큰 회전력(토크)을 생성시키는 일종의 동력전달장치이다. 이러한 감속기는 전통적인 산업 분야는 물론 근자 산업용 로봇에도 점차 그 적용이 확대되고 있다. A speed reducer is a mechanism that converts speed using a gear, and is a kind of power transmission device that reduces the speed of rotation transmitted from a power device such as a motor or engine to a low speed and generates a large rotational force (torque). These reducers are gradually being applied not only to traditional industrial fields but also to industrial robots in recent years.
한편, 감속기에 있어 큰 감속비를 얻기 위해서는 감속기 자체의 크기를 키워야 한다. 하지만, 이럴 경우 로봇 등과 같이 탑재 공간이 한정된 산업 분야에는 적용이 어려운 단점이 있을 뿐 아니라 복잡한 구조에 따른 가공성 및 생산성이 현저히 떨어지는 문제가 있었다.On the other hand, in order to obtain a large reduction ratio in the reducer, the size of the reducer itself must be increased. However, in this case, there is a disadvantage that it is difficult to apply to an industrial field where the mounting space is limited, such as a robot, and there is a problem that the processability and productivity according to the complex structure are significantly reduced.
이를 위해, 입력축에 편심부를 형성하고 이 편심부와 출력축 사이에 기어를 치합시키는 편심 감속기가 다수 제안되고 있다. 편심 감속기는 단일의 입력축을 통한 편심 회전이 가능하다는 점에서, 부드러운 감속이 가능함은 물론 큰 감속비를 구현하는 것이 가능한 장점이 있다.To this end, a number of eccentric reducers have been proposed that form an eccentric portion on the input shaft and engage a gear between the eccentric portion and the output shaft. The eccentric reducer has the advantage of being able to implement a large reduction ratio as well as a smooth reduction in that eccentric rotation through a single input shaft is possible.
하지만, 편심 감속기는 편심 회전을 통한 출력을 생성하는 구조란 점에서, 편심 회전과정에서 진동이 발생하는 문제가 있으며, 이러한 진동은 감속기 부품 상호 간의 체결력을 약화시킴은 물론 부품 자체의 내구성을 저하시켜 장시간 안정적인 운용을 어렵게 한다. 때문에, 이러한 문제를 해결하면서 편심 감속기의 장점을 최대한 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요한 시점이다.However, since the eccentric reducer is a structure that generates output through eccentric rotation, there is a problem that vibration occurs in the eccentric rotation process, and this vibration weakens the clamping force between the reducer parts and reduces the durability of the parts themselves. It makes stable operation for a long time difficult. Therefore, it is time to study on a way to maximize the advantages of eccentric reducers while solving these problems.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 단순한 구조로서 큰 감속비를 용이하게 구현하면서 감속 과정에서의 진동 발생을 원천적으로 해결할 수 있는 감속기를 제안함에 있다. The present invention has been proposed to improve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to propose a reducer capable of fundamentally solving the occurrence of vibration in the deceleration process while easily implementing a large reduction ratio with a simple structure.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 외부의 회전력이 입력되며, 외면의 일측부위에는 제1편심부(11)가 형성되고 제1편심부(11)와 대향하는 외면의 타측부위에는 제2편심부(12)가 형성되는 입력축(10); 내면을 따라 복수 개의 제1이빨(21)이 마련되어 제1편심부(11)가 형성되는 입력축(10)의 반경 방향 외측으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제1기어(20); 내면을 따라 복수 개의 제2이빨(31)이 마련되어 제2편심부(12)가 형성되는 입력축(10)의 반경 방향 외측으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제2기어(30); 내면을 따라 복수 개의 제3이빨(41)이 마련되어 제1, 2기어(20, 30) 사이에서 제1, 2편심부(11, 12) 경계의 입력축(10) 반경 방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제3기어(40); 외면을 따라 복수 개의 제4이빨(51)이 마련되어 입력축(10)의 제1편심부(11) 외측에 위치하여 입력축(10)에 대해 편심 회전운동하되, 편심 회전운동 과정에서 제4이빨(51) 중 일부 이빨이 제1, 3기어(20, 40) 각각의 제1, 3이빨(21, 41) 중 일부 이빨과 동시에 치합되는 제4기어(50); 외면을 따라 제4이빨(51)과 동일한 개수의 제5이빨(61)이 마련되어 입력축(10)의 제2편심부(12) 외측에 위치하여 입력축(10)에 대해 편심 회전운동하되, 편심 회전운동 과정에서 제5이빨(61) 중 일부 이빨이 제3, 2기어(40, 30) 각각의 제3, 2이빨(41, 31) 중 일부 이빨과 동시에 치합되는 제5기어(60);가 구비되어, 제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 중 어느 하나의 기어는 제4, 5기어(50, 60)가 회전하는 과정 중에 고정된 상태를 유지하며, 제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 중 다른 기어들은 입력축(10)과 동심으로 제4, 5기어(50, 60)와 함께 회전 운동하여 서로 다른 2개의 기어를 통해 서로 다른 값으로 감속된 출력생성이 가능한 것을 특징으로 하는 이중 편심 구조의 감속기를 제공한다.In the present invention, in order to achieve this purpose, an external rotational force is input, and a first
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본 발명은 입력축에 좌우 대칭 구조의 편심부를 형성하여 편심 회전 운동을 유도함으로써 입력축의 회전 과정에서 진동이 발생하는 현상을 사전에 방지하며, 편심부 각각에 내치 기어와 치합되는 외치 기어를 결합하되 내치 기어 중의 어느 하나가 고정된 상태에서 외치 기어를 내치 기어에 동시에 치합시켜 편심 회전 운동시킴으로써 소형화 가능한 단순한 구조로서 큰 감속비를 구현할 수 있도록 해준다.The present invention prevents vibrations from occurring during the rotation of the input shaft by inducing an eccentric rotational motion by forming an eccentric part of a left-right symmetrical structure on the input shaft, and combining the internal gear and the external gear meshing to each eccentric part, With one of the gears being fixed, the external gear is simultaneously engaged with the internal gear and rotated eccentrically, so that a simple structure capable of miniaturization and a large reduction ratio can be realized.
또한, 본 발명은 외치 기어 각각과 치합되는 내치 기어 사이에 별도의 내치 기어를 배치하되 배치되는 별도의 내치 기어가 기존의 내치 기어와 조합되어 외치 기어에 동시에 치합될 수 있도록 구성함으로써, 단일의 입력축을 통해 서로 다른 감속비를 가지는 출력을 동시에 생성하는 것이 가능하다. In addition, the present invention arranges a separate internal gear between each of the external gears and the internal gear meshing, but the arranged separate internal gear is configured to be combined with the existing internal gear to be simultaneously engaged with the external gear, so that a single input shaft It is possible to simultaneously generate outputs with different reduction ratios.
도 1은 본 발명에 따른 일례로서의 감속기 전체 구성을 보여주는 개략적인 분해 사시도.
도 2는 도 1에 있어 기어들 상호 간의 치합 구성을 보여주는 개략적인 횡단면 구성도.
도 3은 도 1에 있어 기어들 상호 간의 치합 구성을 보여주는 개략적인 평단면 구성도.
도 4는 본 발명에 있어 다른 예로서의 감속기 기어 치합 구성을 보여주는 개략적인 단면 구성도.
도 5는 도 2에 개시된 감속기의 개략적인 작동 구성도.1 is a schematic exploded perspective view showing the overall configuration of a reducer as an example according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional configuration diagram showing a meshing configuration between gears in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic top cross-sectional view showing a meshing configuration between gears in FIG. 1;
Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing a gear reduction gear configuration as another example in the present invention.
5 is a schematic operation configuration diagram of the speed reducer disclosed in FIG. 2.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. A detailed look at the preferred embodiments according to the present invention with reference to the accompanying drawings is as follows. In the above description of the embodiments of the present invention, there is no direct relation to the technical features of the present invention, or in the technical field to which the present invention belongs. For matters that are self-evident to those with knowledge of, detailed explanations will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 일례로서의 감속기에 대한 개략적인 분해 사시도를 보여주며, 도 2 및 도 3 각각은 도 1에 있어 기어들 상호 간의 치합 구성을 보여주는 개략적인 횡단면 구성도 및 평단면 구성도를 보여준다. 1 shows a schematic exploded perspective view of a speed reducer as an example according to the present invention, and each of FIGS. 2 and 3 is a schematic cross-sectional configuration diagram and a flat cross-sectional configuration diagram showing a meshing configuration between gears in FIG. 1 Show.
각 도면에 개시된 것과 같이 본 발명은 입력축(10) 및 상호 간에 치합되어 연동되는 제1, 2, 4, 5기어(20, 30, 50, 60)를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이들 각 구성을 도면의 예시를 참조하여 구체적으로 살펴본다.As disclosed in each drawing, the present invention is characterized by including an
입력축(10)은 외부의 동력원으로부터 전달되는 회전력이 입력되는 부분으로, 감속기의 중앙부위에 위치하며 제1, 2편심부(11, 12) 각각이 구비된다. 제1, 2편심부(11, 12) 각각은 입력축(1)의 중간 부위에서 입력축(10) 반경의 외측 방향으로 돌출되는형상으로 이루어진다.The
이때, 제1편심부(11)는 입력축(10) 외면의 일측부위에 형성되고, 제2편심부(12)는 제1편심부(11)와 대향하는 입력축(10) 외면의 타측부위에 형성된다. 즉, 입력축(10)의 단면 기준으로 제1, 2편심부(11, 12) 각각은 좌우 대칭 구조를 이루게 된다.At this time, the first
본 발명이 입력축(10)에 편심부를 형성함에 있어 제1, 2편심부(11, 12)로 분리 구성하고, 이들 제1, 2편심부(11, 12) 각각이 좌우 대칭 구조를 이루도록 형성한 이유는 입력축(10)의 회전 과정에서 편심 요소로 인한 진동이 발생하는 현상을 원천적으로 제거하기 위함이다.In the present invention, in forming an eccentric portion on the
도면에는 후술할 제4, 5기어(50, 60) 각각과의 접촉 과정에서 발생되는 비틀림 및 전단력에 대해 높은 저항력을 가질 수 있도록 편심부 자체가 입력축에 일체형으로 형성된 경우가 개시되어 있으나, 본 발명은 편심부가 입력축에 대하여 착탈 가능하게 분리형으로 구성되는 경우를 배제하지 않는다.The drawing discloses a case in which the eccentric part itself is integrally formed with the input shaft so as to have high resistance against torsion and shear forces generated in the process of contacting each of the fourth and
제1기어(20)는 제1편심부(11)가 형성되는 입력축(10)의 반경 방향 외측으로 일정 간격 이격되어 위치하며, 그 내면에는 복수 개의 제1이빨(21)이 마련된다. 제2기어(30)는 제2편심부(12)가 형성되는 입력축(10)의 반경 방향 외측으로 일정 간격 이격되어 위치하며, 그 내면에는 복수 개의 제2이빨(31)이 마련된다.The
이때, 제1, 2기어(20, 30) 중 어느 하나의 기어는 후술할 제4, 5기어(50, 60)와 치합되어 회전하는 과정 중에 고정된 상태를 유지하며, 나머지 하나의 기어는 입력축(10)과 동심으로 제4, 5기어(50, 60) 각각과 함께 회전 운동하며 출력을 생성하는 특징이 있다. At this time, any one of the first and
즉, 제1, 2기어 중 어느 하나는 다른 하나에 대하여 상대적인 회전운동을 하며 그 결과로 출력을 생성하는 것이다. 이에 대한 구체적인 작동은 후술한다. 도 1에는 이 중에서 제1기어(20)가 고정되는 경우가 개시되어 있다. 도면부호 28은 제1기어(20)의 고정단이며, 도면부호 68은 제2기어(30)와 결합되는 출력단이다.That is, one of the first and second gears performs a rotational motion relative to the other and generates an output as a result. A specific operation for this will be described later. In FIG. 1, a case in which the
제4, 5기어(50, 60) 각각은 입력축(10)에 동축으로 결합되어 편심 회전 운동한다. 보다 구체적으로는 제4기어(50)는 입력축(10)의 제1편심부(11) 외측에 위치하여 입력축(10)에 대해 편심 회전운동하며, 제5기어(60)는 입력축(10)의 제2편심부(12) 외측에 위치하여 입력축(10)에 대해 편심 회전운동한다.Each of the fourth and
이때, 제4기어(50)의 외면에는 복수 개의 제4이빨(51)이 마련되며, 제4기어(50)가 편심 회전운동하는 과정에서 제4이빨(51) 중의 일부 이빨이 제1기어(20)에 마련되는 제1이빨(21) 중의 일부 이빨과 치합된다.At this time, a plurality of
또한, 제5기어(60)의 외면에는 복수 개의 제5이빨(61)이 마련되며, 제5기어(50)가 편심 회전운동하는 과정에서 제5이빨(61) 중의 일부 이빨이 제1, 2기어(20, 30) 각각의 제1, 2이빨(21, 31) 중의 일부 이빨과 동시에 치합된다. 제5이빨(61)은 제4이빨(51)과 동일한 개수로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of
이처럼 본 발명은 입력축에 제1, 2편심부를 분리 구성하고, 이들 각 편심부에 제4, 5기어를 배치하여 편심 회전 운동시키되, 편심 회전 운동하는 제4, 5기어 각각은 어느 하나가 고정단으로 기능하는 제1, 2기어와 치합시키는 방식을 제안함으로써, 단순한 구조로 인해 소형화가 가능함은 물론 장시간 진동의 영향없이 안정적인 작동을 담보할 수 있고, 나아가 상대적으로 큰 감속비를 구현하는 것이 가능하다.As described above, the present invention separates the first and second eccentric parts on the input shaft, and arranges the fourth and fifth gears on each of these eccentric parts to perform eccentric rotational motion, but each of the fourth and fifth gears for eccentric rotational motion is one of the fixed ends. By proposing a method of meshing with the first and second gears that function as, it is possible to downsize due to a simple structure, assuring stable operation without the influence of vibration for a long time, and further, it is possible to implement a relatively large reduction ratio.
제4, 5기어(50, 60) 각각과 제1, 2편심부(11, 12) 사이에는 도면과 같이 제1, 2베어링(56, 66)이 매개될 수 있다. 이처럼 제4, 5기어 각각과 제1, 2편심부 사이에 제1, 2베어링 각각이 매개되면, 입력축이 회전할 때 제4, 5기어 각각은 입력축의 축심을 기준으로 편심된 거리만큼 반경을 더 가지면서 편심 회전하게 된다.First and
한편, 제1기어(20) 및 제5기어(60) 각각은 편심 회전 운동과정에서 제4, 5기어(50, 60) 및 제1, 2기어(20, 30) 각각과 동시에 치합되는데, 이럴 경우 제1기어(20)에 있어 제1이빨(21) 및 제5기어(60)에 있어 제5이빨(61) 각각의 중앙부위에는 동시에 다른 방향의 힘이 전달되고, 이러한 현상이 장시간 작동시 그 경계 부위가 파단될 수 있다.On the other hand, each of the
때문에, 본 발명은 제1기어(20) 및 제5기어(60) 각각의 외면에 일정 깊이의 원주홈을 형성하거나, 또는 제4, 5기어(50, 60) 각각과 치합되는 개별 기어 및 제1, 2기어(20, 30) 각각과 치합되는 개별 기어로 분리 구성되는 경우를 배제하지 않는다. 이럴 경우, 원주홈이나 개별 기어의 경계지점은 힘의 전달 과정에서 불연속점을 이루게 됨에 따라, 서로 다른 힘이 동시에 작용하더라도 이빨이 파단되는 형상을 원천적으로 방지하는 것이 가능하다.Therefore, the present invention forms a circumferential groove of a certain depth on the outer surface of each of the
본 발명은 제1, 2기어(20, 30) 각각에 마련되는 제1, 2이빨(21, 31) 및 제4, 5기어(50, 60) 각각에 마련되는 제4, 5이빨(51, 61) 각각은 동일한 모듈 값 m을 가지는 경우를 제안한다. 기어에 있어 모듈 값 m은 피치원의 지름을 기어의 이빨 개수로 나눈 값으로서, 제1, 2기어(20, 30) 및 제4, 5기어(50, 60) 각각이 서로 다른 피치원의 지름 및 이빨 개수를 가지더라도 동일한 모듈 값을 가지는 것이 가능하다.The present invention is the first and second teeth (21, 31) provided in each of the first and second gears (20, 30), and the fourth and fifth teeth (51, 51) provided in each of the fourth and fifth gears (50, 60). 61) It is proposed that each has the same module value m. For gears, the module value m is a value obtained by dividing the diameter of the pitch circle by the number of teeth of the gear, and the first and second gears (20, 30) and the fourth and fifth gears (50, 60) each have a different diameter of the pitch circle. And even with the number of teeth, it is possible to have the same module value.
이럴 경우, 제1, 2기어(20, 30) 각각이 제5기어(60)에 동시에 치합된 상태에서 회전력이 전달되더라도 제1, 2기어(20, 30) 중의 어느 하나의 기어는 다른 하나의 기어에 대하여 일정 피치만큼 상대 회전이 가능하다. In this case, even if rotational force is transmitted while the first and
또한, 본 발명은 각 도면에 개시된 것과 같이, 제4, 5기어(50, 60) 및 제1, 2기어(20, 30) 각각에 이빨을 형성함에 있어 이빨의 단면(치형)이 인벌류트 치형(involute tooth profile)으로 이루어지는 경우를 제안한다. 도 1 및 도 3 각각에는 인벌류트 치형의 일례들이 개시되어 있으나, 본 발명은 사이클로이드 치형(cycloid tooth profile)을 이루지만 않는다면 이러한 예에 국한되지 않고 다양한 형상으로 변경되어 적용되는 경우를 배제하지 않는다.In addition, the present invention, as disclosed in each of the drawings, in forming the teeth in each of the fourth and fifth gears (50, 60) and the first and second gears (20, 30), the cross section (tooth shape) of the teeth is involute teeth A case of (involute tooth profile) is proposed. Although examples of involute teeth are disclosed in each of FIGS. 1 and 3, the present invention is not limited to these examples and does not exclude the case of being changed into various shapes and applied as long as it does not form a cycloid tooth profile.
한편, 본 발명은 도 4에 개시된 것과 같이, 제1, 2기어(20, 30) 사이에 별도의 제3기어(40)가 더 부가되는 구성을 제안한다. 제3기어(40)의 내면에는 복수 개의 제3이빨(41)이 마련되며, 제1, 2편심부(11, 12) 경계의 입력축(10) 반경 방향으로 일정 간격 이격되어 위치한다.Meanwhile, the present invention proposes a configuration in which a separate
이럴 경우, 도 4에서 알 수 있듯이, 편심 회전운동 과정에서 제4기어(50)의 제4이빨(51) 중 일부 이빨은 제1, 3기어(20, 40) 각각의 제1, 3이빨(21, 41) 중 일부 이빨과 동시에 치합되며, 제5기어(60)의 제5이빨(61) 중 일부 이빨은 제3, 2기어(40, 30) 각각의 제3, 2이빨(41, 31) 중 일부 이빨과 동시에 치합되는 특징이 있다.In this case, as can be seen in FIG. 4, some of the
또한, 제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 중 어느 하나의 기어는 제4, 5기어(50, 60)가 회전하는 과정 중에 고정된 상태를 유지하며, 제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 중 다른 기어들은 입력축(10)과 동심으로 제4, 5기어(50, 60)와 함께 회전 운동하며 출력을 생성한다.In addition, any one of the first, second, and third gears (20, 30, 40) maintains a fixed state during the rotation of the fourth and fifth gears (50, 60), and the first, second, and third gears Other gears among the
즉, 도 2에 개시된 실시예의 경우 제1, 2기어(20, 30) 중의 어느 하나의 기어가 고정되면 다른 하나의 기어가 출력을 생성하게 되나, 도 4에 개시된 실시예는 제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 중 어느 하나의 기어가 고정되면 다른 2개의 기어 각각이 출력을 생성할 수 있다. 다른 2개의 기어를 통해 생성되는 출력은 서로 다른 감속비를 가질 수 있음은 물론이다.That is, in the case of the embodiment disclosed in FIG. 2, when any one of the first and
이 실시예에 있어서, 제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 및 제4, 5기어(50, 60) 각각이 동일한 모듈 m 을 가지도록 구성되거나 또는 제1, 2, 3이빨(21, 31, 41) 및 제4, 5이빨(51, 61) 각각이 인볼류트 치형(tooth profile)으로 이루어질 수 있음은 물론이다.In this embodiment, each of the first, second, and third gears (20, 30, 40) and the fourth and fifth gears (50, 60) is configured to have the same module m, or the first, second, and third teeth ( It goes without saying that each of the 21, 31, and 41) and the fourth and
또한, 이 실시예에 있어, 제4, 5기어(50, 60) 각각은 그 중앙 부위에 일정 깊이의 원주 홈이 형성되거나, 또는 제4, 5기어(50, 60) 각각이 제1, 3기어(20, 40) 및 제3, 2기어(40, 30) 각각과 치합되는 개별 기어로 분리되어 구성될 수도 있을 것이다.In addition, in this embodiment, each of the fourth and
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 개략적인 작동을 전술한 설명부분 및 첨부된 도 5를 참조하여 살펴본다. 설명의 편의를 위해, 제1, 2기어(20, 30) 중 제1기어(20)는 도 1에 개시된 것과 같이 고정된 상태로 이루어지는 것을 상정한다.A schematic operation of the present invention made in such a configuration will be described with reference to the above description and the accompanying FIG. 5. For convenience of explanation, it is assumed that the
모터 등과 같은 외부의 동력원으로부터 전달되는 회전력이 입력축(10)으로 입력되면, 입력축(10)에 마련되는 제1, 2편심부(11, 12) 각각은 입력축(10)의 회전 중심을 기점으로 시계방향(CW)으로 회전한다. When the rotational force transmitted from an external power source such as a motor is input to the
이때, 도 2와 같이 제4기어(50)의 제4이빨(51) 중의 일부 이빨은 제1편심부(11)에 의해 고정된 제1기어(20)의 제1이빨(21) 중의 일부 이빨과 치합되어 있으며, 제5기어(60)의 제6이빨(61) 중의 일부 이빨은 제2편심부(12)에 의해 고정된 제1기어(20)의 제1이빨(21) 중의 일부 이빨과 고정되지 않은 제2기어(30)의 제2이빨(31) 중의 일부 이빨과 동시에 치합되어 있다.At this time, as shown in FIG. 2, some of the
때문에, 입력축(10)으로 전달되는 회전력에 의해 제1, 2편심부(11, 12)가 시계방향으로 회전하면, 제1기어(20)와 제4기어(50) 상호 간의 치합 부위 및 제5기어(60)와 제1, 2기어(20, 30)의 치합 부위는 도면과 같이 제1, 2편심부(11, 12)의 회전 방향과 동일하게 시계방향으로 연속하며 변화하게 된다.Therefore, when the first and second
제4기어(50)와 제1기어(20) 그리고 제5기어(60)와 제1, 2기어(20, 30) 각각이 동일한 모듈 m 값을 가지며 치합된 상태에서 제1, 2편심부(11, 12)가 시계방향으로 회전하면, 제4기어(50)와 제1기어(20) 그리고 제5기어(60)와 제1, 2기어(20, 30) 각각의 치합 부위가 시계방향으로 회전하는 동안, 제2기어(30)는 실선으로 표시된 것과 같이 제2편심부(12)와 동일하게 시계방향으로 서서히 회전한다. The
한편, 제5기어(60)와 치합되는 제1, 2기어(20, 30) 중 제1기어(20)는 고정되어 있기 때문에, 제1, 2편심부(11, 12)의 회전에 따라 동력전달기어(300)와 제1, 2기어(512, 612)의 치합 부위가 일방향으로 회전하더라도, 고정된 제1기어(20)에 전달되는 제1, 2편심부(11, 12) 각각의 회전력은 이와 반대로 작용하여 제4, 5기어(50, 60) 각각은 점선으로 표시된 것과 같이 반시계방향으로 서서히 회전하게 된다. On the other hand, since the
즉, 제4, 5기어(50, 60) 및 제1, 2기어(20, 30) 각각을 동일한 모듈 값 m을 가지도록 구성한 다음, 제1, 2기어(20, 30) 중의 어느 하나의 기어를 고정한 상태에서 입력축(10)을 통해 회전력을 전달하면, 제4, 5기어(50, 60) 각각은 반대 방향으로 회전하게 되며, 입력축(10)을 통해 전달되는 입력 값은 큰 비율로 감속되어 제2기어(30)를 통해 출력되는 것이다. That is, after configuring each of the fourth and fifth gears (50, 60) and the first and second gears (20, 30) to have the same module value m, one of the first and second gears (20, 30) When the rotational force is transmitted through the
만일, 도 5에 개시된 것과 같이, 제4, 5기어(50, 60) 각각의 피치원 지름 및 이빨 개수를 18(mm) 및 18(개)로 하고, 제1기어(20)의 피치원 지름 및 이빨 개수를 19(mm) 및 19(개)로 하며, 제2기어(30)의 피치원 지름 및 이빨 개수를 20(mm) 및 20(개)로 구성한 경우에 있어 출력되는 감속비를 계산해 보면 아래와 같다.If, as disclosed in FIG. 5, the pitch circle diameter and the number of teeth of each of the fourth and
제1, 2기어(20, 30) 및 제4, 5기어(50, 60) 각각이 동일한 모듈 값 m을 가진 상태에서 제1기어(20)가 고정되면, 감속비는 + 1/62로서 제2기어(30)를 통한 출력은 시계방향으로 1 : 62를 가지게 되고, 이와 반대로 제2기어(30)가 고정되면 감속비는 - 1/62로서 각 도면과 달리 제1기어(20)를 통한 출력은 반시계방향으로 1 : 62를 가지게 된다.When the
즉, 입력축으로부터 전달되는 회전력은 제1, 2기어 중의 어느 하나를 통해 큰 감속비로 출력시킬 수 있으며, 나아가 제1, 2기어 각각의 이빨 개수를 다양하게 변화시키거나 또는 제1, 2기어 중 특정 기어를 고정하게 되면 큰 감속비를 가지는 출력을 입력축의 회전 방향과는 반대 방향으로 생성시키는 것도 가능함을 알 수 있다.That is, the rotational force transmitted from the input shaft can be output with a large reduction ratio through one of the first and second gears, and further, the number of teeth of each of the first and second gears can be varied in various ways, or a specific number of the first and second gears can be changed. It can be seen that when the gear is fixed, it is possible to generate an output having a large reduction ratio in a direction opposite to the rotation direction of the input shaft.
도 5는 제1, 2기어(20, 30) 및 제4, 5기어(50, 60) 상호 간의 치합에 대한 것이나, 도 4와 같이 제1, 2기어(20, 30) 사이에 제3기어(40)를 매개하여 제4, 5기어(50, 60) 각각과 치합시키게 되면, 서로 다른 출력축을 통해 서로 다른 값의 감속비의 출력 생성이 가능하다.5 shows the first and second gears (20, 30) and the fourth and fifth gears (50, 60) for mutual engagement, but as shown in FIG. 4, the third gear between the first and second gears (20, 30) When meshing with each of the fourth and
예로, 제4, 5기어(50, 60) 각각의 피치원 지름 및 이빨 개수를 전술한 예와 동일하게 18(mm) 및 18(개)로 하고, 제1기어(20)의 피치원 지름 및 이빨 개수를 20(mm) 및 20(개)로 하며, 제2기어(30)의 피치원 지름 및 이빨 개수를 22(mm) 및 22(개)로 하고, 제3기어(40)의 지름 및 이빨 개수를 21(mm) 및 21(개)로 구성한 경우에 있어 출력되는 감속비를 계산해 보면 아래와 같다.For example, the pitch circle diameter and the number of teeth of each of the fourth and
먼저, 제1기어(20)를 고정하는 경우를 살펴본다. 제1기어(20)를 고정하되 제3기어(40)를 출력축으로 하게 되면 감속비는 + 1/21를 가지게 된다. 이와 달리, 제1기어(20)를 고정하되 제3기어(40)를 출력축으로 하게 되면 감속비는 + 1/12를 가지게 된다. First, a case of fixing the
다음으로 제3기어(40)가 고정되는 경우를 살펴본다. 제3기어(40)를 고정하되 제2기어(30)를 출력축으로 하게 되면 감속비는 + 1/22를 가지게 된다. 만일, 제3기어(40)를 고정하되 제1기어(20)를 출력축으로 하게 되면 감속비는 + 1/20를 가지게 된다. Next, a case where the
마지막으로 제2기어(30)가 고정되는 경우를 살펴본다. 제2기어(30)를 고정하되 제3기어(40)를 출력축으로 하게 되면 감속비는 + 1/21를 가지게 된다. 이와 달리, 제2기어(30)를 고정하되 제1기어(20)를 출력축으로 하게 되면 감속비는 + 1/10를 가지게 된다. Finally, a case where the
즉, 도 1(및 도 2)에 개시된 실시예는 1개의 기어가 고정되면 다른 1개의 기어를 통해 일정하게 감속된 출력 생성이 가능함에 비해, 도 4에 개시된 실시예는 1개의 기어가 고정되면 서로 다른 2개의 기어를 통해 서로 다른 값으로 감속된 출력 생성이 가능한 것이다.That is, in the embodiment disclosed in Fig. 1 (and Fig. 2), when one gear is fixed, the constant decelerated output can be generated through the other gear, whereas the embodiment disclosed in Fig. 4 is performed when one gear is fixed. It is possible to generate outputs reduced to different values through two different gears.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.In the above, the description has been limited to the preferred embodiments of the present invention, but this is only an example, and the present invention is not limited thereto and may be changed and implemented in various ways, and further, a separate technical feature is provided based on the disclosed technical idea. It will be obvious that it can be added and implemented.
10 : 입력축 11, 12 : 제1, 2편심부
20, 30, 40, 50, 60 : 제1, 2, 3, 4, 5기어
21, 31, 41, 51, 61 : 제1, 2, 3, 4, 5이빨10:
20, 30, 40, 50, 60: 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th gear
21, 31, 41, 51, 61: 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th teeth
Claims (8)
내면을 따라 복수 개의 제1이빨(21)이 마련되어 제1편심부(11)가 형성되는 입력축(10)의 반경 방향 외측으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제1기어(20);
내면을 따라 복수 개의 제2이빨(31)이 마련되어 제2편심부(12)가 형성되는 입력축(10)의 반경 방향 외측으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제2기어(30);
내면을 따라 복수 개의 제3이빨(41)이 마련되어 제1, 2기어(20, 30) 사이에서 제1, 2편심부(11, 12) 경계의 입력축(10) 반경 방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 제3기어(40);
외면을 따라 복수 개의 제4이빨(51)이 마련되어 입력축(10)의 제1편심부(11) 외측에 위치하여 입력축(10)에 대해 편심 회전운동하되, 편심 회전운동 과정에서 제4이빨(51) 중 일부 이빨이 제1, 3기어(20, 40) 각각의 제1, 3이빨(21, 41) 중 일부 이빨과 동시에 치합되는 제4기어(50);
외면을 따라 제4이빨(51)과 동일한 개수의 제5이빨(61)이 마련되어 입력축(10)의 제2편심부(12) 외측에 위치하여 입력축(10)에 대해 편심 회전운동하되, 편심 회전운동 과정에서 제5이빨(61) 중 일부 이빨이 제3, 2기어(40, 30) 각각의 제3, 2이빨(41, 31) 중 일부 이빨과 동시에 치합되는 제5기어(60);가 구비되어,
제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 중 어느 하나의 기어는 제4, 5기어(50, 60)가 회전하는 과정 중에 고정된 상태를 유지하며, 제1, 2, 3기어(20, 30, 40) 중 다른 기어들은 입력축(10)과 동심으로 제4, 5기어(50, 60)와 함께 회전 운동하여 서로 다른 2개의 기어를 통해 서로 다른 값으로 감속된 출력생성이 가능한 것을 특징으로 하는 이중 편심 구조의 감속기.An external rotational force is input, and a first eccentric portion 11 is formed on one side of the outer surface, and a second eccentric portion 12 is formed on the other side of the outer surface facing the first eccentric portion 11. );
A first gear 20 positioned radially outwardly of the input shaft 10 in which a plurality of first teeth 21 is provided along the inner surface of the first eccentric portion 11 at a predetermined interval;
A second gear 30 positioned radially outwardly of the input shaft 10 in which a plurality of second teeth 31 is provided along the inner surface of the second eccentric portion 12 at a predetermined interval;
A plurality of third teeth 41 are provided along the inner surface of the input shaft 10 at the boundary of the first and second eccentric parts 11 and 12 between the first and second gears 20 and 30 at a predetermined interval in the radial direction. A third gear 40;
A plurality of fourth teeth 51 are provided along the outer surface and are located outside the first eccentric portion 11 of the input shaft 10 and rotate eccentrically with respect to the input shaft 10, but in the course of the eccentric rotation movement, the fourth teeth 51 ) A fourth gear 50 in which some of the first and third gears 20 and 40 are simultaneously engaged with some of the first and third teeth 21 and 41 of each of the first and third gears 20 and 40;
Along the outer surface, fifth teeth 61 of the same number as the fourth teeth 51 are provided, located outside the second eccentric part 12 of the input shaft 10, and rotate eccentrically with respect to the input shaft 10, but eccentric rotation A fifth gear 60 in which some of the fifth teeth 61 are simultaneously engaged with some of the third and second teeth 41 and 31 of the third and second gears 40 and 30 during the exercise process; Equipped,
Any one of the first, second, and third gears (20, 30, 40) maintains a fixed state during the rotation of the fourth and fifth gears (50, 60), and the first, second, and third gears ( Other gears among 20, 30, and 40) rotate concentrically with the input shaft 10 together with the fourth and fifth gears 50 and 60 to generate outputs reduced to different values through two different gears. A speed reducer of double eccentric structure characterized by.
상기 제1, 2, 3, 4, 5이빨(21, 31, 41, 51, 61) 각각은 인볼류트 치형(tooth profile)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 편심 구조의 감속기.The method of claim 2,
Each of the first, 2, 3, 4, and 5 teeth (21, 31, 41, 51, 61) is made of an involute tooth profile (tooth profile).
상기 제1, 2, 3, 4, 5기어(20, 30, 40, 50, 60) 각각은 동일한 모듈 값 m(m = 피치원 지름/기어의 이빨 개수)을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 편심 구조의 감속기.The method of claim 2,
Each of the first, 2, 3, 4, and 5 gears (20, 30, 40, 50, 60) has the same module value m (m = pitch circle diameter / number of teeth of the gear), characterized in that the double eccentric structure Of reducer.
상기 제4, 5기어(50, 60) 각각은 그 중앙 부위에 일정 깊이의 원주 홈이 형성되거나, 또는 제1, 3기어(20, 40) 및 제3, 2기어(40, 30) 각각과 치합되는 개별 기어로 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 편심 구조의 감속기.
The method of claim 2,
Each of the fourth and fifth gears (50, 60) has a circumferential groove of a certain depth formed at the center thereof, or the first and third gears (20, 40) and the third and second gears (40, 30) respectively A speed reducer of a double eccentric structure, characterized in that it is configured separately into individual gears that are engaged.
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