KR102311330B1 - 사이클로이드 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이클로이드 감속기에 관한 것으로, 구체적으로는 감속기의 내구성 및 열교환 효과를 향상시켜줄 수 있는 사이클로이드 감속기에 관한 것이다.

Description

사이클로이드 감속기{A CYCLOID REDUCER}

본 발명은 사이클로이드 감속기에 관한 것으로, 구체적으로는 감속기의 내구성 및 열방출 효과를 향상시켜줄 수 있는 사이클로이드 감속기에 관한 것이다.

일반적으로 감속기라 함은 동력장치에서 입력되는 고속의 저 토크를 소정 비율로 감속하여 저속의 고 토크로 출력되도록 하기 위한 장치로서, 사용하고자 하는 용도에 따라, 다양한 형태를 이루게 된다.

특히, 사이클로이드 감속기(cycloid reducer)는 작은 부피에도 큰 토크의 전달이 가능하고 감속비가 크며 구름 접촉으로 효율이 높기 때문에 각종 기계장치에서 감속기구로 사용되어 왔으며, 그 적용처가 점차적으로 확대되고 있다.

이러한 사이클로이드 감속기는 입력축, 사이클로이드 디스크인 외치 기어, 상기 외치 기어와 치합하는 구름핀을 갖는 내치 기어, 편심축, 그리고 출력축을 포함하여 구성된다.

특히 최근에는 기존 감속시스템 대비 고감속, 초정밀, 초소형 등 특정 용도에 부합하는 특화형 감속기 개발을 위한 일환으로 새로운 치형설계 기술 연구가 활발히 진행되고 있으나, 아직까지 이들을 활용한 대부분의 감속기들은 내구성이 떨어지고 수명이 짧을 뿐만 아니라 폭 넓은 감속비를 구현하는데 문제점이 있다.

한편 하기 선행기술문헌은 풍력발전기의 수평축을 일정각도 수평회전시키되 일정 속도로 감속된 상태로 안정적으로 풍력발전기 타워가 회전될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워 회전용 사이클로이드 감속기를 개시하고 있을 뿐 본 발명의 기술적 요지는 개시하고 있지 않다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0116574호

본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.

큰 감속비의 확보뿐만 아니라 내구성 및 정숙성 또한 담보할 수 있는 사이클로이드 감속기를 제공하는 것이다.

아울러, 감속기의 열방출 효과를 향상시켜줄 수 있는 사이클로이드 감속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기는, 원통형상으로 형성되되 내부에는 모터의 출력축을 삽입하기 위한 삽입공이 형성되는 입력부재; 상기 입력부재의 외주면에 형성된 제1 영역이 삽입되는 제1 중공이 형성되는 제1 외치기어; 상기 입력부재의 외주면에 형성된 제2 영역이 삽입되는 제2 중공이 형성되는 제2 외치기어; 내주면에 상기 제1 외치기어 및 제2 외치기어의 외주면에 형성된 치형과 대응되는 치형을 갖는 내치기어가 형성되고, 외주면에 방열홈이 형성되는 하부 하우징; 상기 입력부재의 외주면이 삽입되는 제3 중공이 형성되고, 상기 제1 외치기어 및 제2 외치기어의 편심회전에 기초하여 감속 회전하는 출력부재를 포함하고, 상기 제1 외치기어, 제2 외치기어 및 하부 하우징 중 적어도 어느 하나는 소결체로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 방열홈은 일정한 패턴으로 이루어져서 상기 하부 하우징의 둘레를 따라 상기 하부 하우징의 외주면에 반복되어 형성되는 것이 바람직하다.

상기 패턴은 상기 하부 하우징의 폭방향을 따라 형성되는 직선 또는 사선 형태인 것이 바람직하다.

상기 직선 또는 사선은 상기 하부 하우징의 폭방향을 기준하여, 상기 하부 하우징의 일단부터 타단까지 연장되어 형성되는 것이 바람직하다.

상기 방열홈의 패턴은 직선 또는 사선이 일단부터 일정길이까지 연장되고 이격되어 직선 또는 사선이 타단부터 일정길이까지 연장되는 것이 반복적으로 형성되는 패턴인 것이 바람직하다.

상기 패턴은 상호 인접한 상기 직선 또는 사선을 연결하는 원호 형태인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기는 입력공이 형성되는 입력부재와, 내치기어가 형성된 하부 하우징과, 두 개의 외치기어 및 출력부재로 구성됨으로써 박형 구조를 실현할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 종래의 사이클로이드 감속기 대비 다수의 롤러핀 등의 삭제가 가능하므로 제작이 용이하고 제조단가를 낮출 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

아울러, 상호 맞물리는 외치기어, 내치기어가 소결체로 형성되어 감속기의 내구성을 향상시켜줄 수 있다.

아울러, 제조 시 재료 선택의 폭이 넓을 뿐만 아니라 치수 정밀도가 우수한 부품의 생산이 가능하며, 이로 인하여 균일 품질을 구현할 수 있으며 대량생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

아울러, 하우징의 외주면에 복수 개의 방열홈을 형성하여 감속기의 열교환이 보다 원활하게 이루어질 수 있어서 열방출 효과를 향상시켜줄 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기의 일측 방향 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기의 타측 방향 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기의 일측 방향 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기의 타측 방향 분해사시도이다.
도 5a 내지 도 7b는 도 1에 도시된 하부 하우징의 정면도로서, 방열홈의 다양한 예를 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기 중 입력부재와 지지부재의 단면도이다.
도 9는 도 1의 A-A'부의 단면도이다.
도 10은 도 9의 B-B'부의 단면도이다.
도 11은 도 9의 C-C'부의 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기의 구동을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기의 하부 하우징의 다른 예를 나타내는 정면도, 분해사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 유격보상기어의 회전에 의한 탄성체의 변형을 나타내는 개념도이다.
도 17 및 도 18은 도 15에 도시된 유격보상기어, 외측기어, 내측기어 간 치합과정을 나타내는 개념도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 도 1 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로이드 감속기(이하, '감속기'라 함)는 원통형상으로 형성되되 내부에는 모터의 출력축을 삽입하기 위한 삽입공(140)이 형성되는 입력부재(100), 입력부재(100)의 외주면에 형성된 제1 영역(110)이 삽입되는 제1 중공(210)이 형성되는 제1 외치기어(200), 입력부재(100)의 외주면에 형성된 제2 영역(120)이 삽입되는 제2 중공(310)이 형성되는 제2 외치기어(300)를 포함한다.

그리고, 감속기는 내주면에 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)의 외주면에 형성된 치형과 대응되는 치형을 갖는 내치기어(410)가 형성되고, 외주면에 방열홈(430)이 형성되는 하부 하우징(400), 입력부재(100)의 외주면이 삽입되는 제3 중공(510)이 형성되고, 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)의 편심회전에 기초하여 감속 회전하는 출력부재(500), 입력부재(100)의 제1 영역(110) 및 제1 외치기어(200)의 내주면 사이에 배치되는 제1 지지부재(240), 입력부재(100)의 제2 영역(120) 및 제2 외치기어(300)의 내주면 사이에 배치되는 제2 지지부재(340)를 포함한다.

제1 외치기어(200), 제2 외치기어(300) 및 하부 하우징(400) 중 적어도 어느 하나는 소결체로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 외치기어(200), 제2 외치기어(300) 및 하부 하우징(400) 중 적어도 하나는 SMF9060M와 윤활제 0.75%를 배합하여 성형하고, 소결과정을 수행하여 형성된다.

소결 시 로내 온도분포는 순차적으로 550~750℃ 초기 예열부, 1050~1160℃ 고온부, 400~1000℃ 서냉부로 이루어지고, 속도는 105 ± 5mm/min로 수행된다.

즉, 제1 외치기어(200), 제2 외치기어(300) 및 하부 하우징(400)이 소결체로 형성됨으로써 각종 열처리(침탄, 고주파, 진공) 등을 통해 강도, 경도 증가, 내마모성이 향상될 수 있고, 부품의 특성에 따라 다양한 원료합금제조가 가능하고, 재료선택의 범위가 넓고, 치수 정밀도가 우수한 부품 생산, 균일 품질 구현이 가능하고, 대량생산성을 향상시켜줄 수 있다.

감속기의 방열성능을 향상시켜주기 위해, 하부 하우징(400)의 외주면에 방열홈(430)이 형성되어 열교환면적을 넓혀줄 수 있으며, 방열홈(430)은 일정한 패턴으로 이루어져서 하부 하우징(400)의 둘레를 따라 하부 하우징(400)의 외주면에 반복되어 형성된다.

일 예로, 패턴은 도 5a,b에 도시된 바와 같이 하부 하우징(400)의 폭방향을 따라 형성되는 직선(431) 또는 사선(432) 형태로 이루어지되, 직선(431) 또는 사선(432)은 하부 하우징(400)의 폭방향을 기준하여, 하부 하우징(400)의 일단부터 타단까지 연장되어 형성된다.

다른 예로, 패턴은 도 6a,b에 도시된 바와 같이, 하부 하우징(400)의 폭방향을 따라 형성되는 직선(431) 또는 사선(432) 형태로 이루어지되, 구체적으로 상기 방열홈의 패턴은 직선(431) 또는 사선(432)이 일단부터 일정길이까지 연장되고 이격되어 직선(431) 또는 사선(432)이 타단부터 일정길이까지 연장되는 것이 반복적으로 형성되는 패턴일 수 있다.

즉, 하부 하우징(400)의 둘레를 따라 직선(431) 또는 사선(432)이 상호 교번하여 지그재그로 형성된다.

또 다른 예로, 패턴은 도 7a,b에 도시된 바와 같이, 상호 인접한 직선(431) 또는 사선(432)을 연결하는 원호(433) 형태로 이루어질 수 있다.

전술된 바와 같이, 입력부재(100)는 원통형상으로 형성되되 내부에는 모터의 출력축을 삽입하기 위한 삽입공(140)이 형성되며, 모터의 출력축의 회전을 그대로 전달받을 수 있도록 외주면 일부 영역에는 키홈(150)이 형성될 수 있다.

이러한 입력부재(100)의 외주면에는 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)가 결합되는데, 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)의 회전축은 입력부재(100)의 회전축(C0)과 편심되도록 배치되어야 한다.

이를 위하여 입력부재(100)의 외주면에는 도 8에 도시된 바와 같이 제1 영역(110), 제2 영역(120) 및 분리영역(130)이 형성되어야 한다.

제1 영역(110)은 제1 외치기어(200)가 결합되는 영역으로, 제1 영역(110)의 중심축인 제1 편심축(C1)은 입력부재(100)의 회전축(C0)으로부터 미리 설정된 거리만큼 일측 방향으로 이격되도록 제1 영역(110)을 형성하여야 한다.

제2 영역(120)은 제2 외치기어(300)가 결합되는 영역으로, 제2 영역(120)의 중심축인 제2 편심축(C2)은 입력부재(100)의 회전축(C0)으로부터 미리 설정된 거리만큼 타측 방향으로 이격되도록 제2 영역(120)을 형성하여야 한다.

즉, 제1 편심축(C1) 및 제2 편심축(C2)은 입력부재(100)의 회전축(C0)을 중심으로 상호 대향되도록 배치되며, 나아가 제1 편심축(C1)과 입력부재(100)의 회전축(C0)과의 이격거리는 제2 편심축(C2)과 입력부재(100)의 회전축(C0)과의 이격거리와 동일하다.

분리영역(130)은 제1 영역(110) 및 제2 영역(120) 사이에 형성되는 영역으로, 이러한 분리영역(130)으로 인하여 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)가 상호 간섭되지 않고 회전할 수 있게 된다.

제1 외치기어(200)는 입력부재(100)의 외주면에 형성된 제1 영역(110)에 회전 가능하도록 결합되는 구성으로, 제1 영역(110)과의 결합을 위하여 중심부에 제1 중공(210)이 형성되며, 나아가 제1 중공(210)의 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 복수 개의 제1 출력공(220)이 형성된다.

아울러, 제1 외치기어(200)의 내주면, 즉 제1 중공(210)의 측면과 제1 영역(110)의 외주면 사이에는 제1 지지부재(240)가 배치될 수 있으며, 이를 통하여 제1 외치기어(200)의 원활한 회전을 담보할 수 있게 된다.

제2 외치기어(300)는 입력부재(100)의 외주면에 형성된 제2 영역(120)에 회전 가능하도록 결합되는 구성으로, 제2 영역(120)과의 결합을 위하여 중심부에 제2 중공(310)이 형성되며, 나아가 제2 중공(310)의 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 복수 개의 제2 출력공(320)이 형성된다.

아울러, 제2 외치기어(300)의 내주면, 즉 제2 중공(310)의 측면과 제2 영역(120)의 외주면 사이에는 제2 지지부재(340)가 배치될 수 있으며, 이를 통하여 제2 외치기어(300)의 원활한 회전을 담보할 수 있게 된다.

하부 하우징(400)은 상술한 입력부재(100)의 하부, 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)를 수용하는 구성으로, 내주면에는 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)에 치합되는 내치기어(410)가 형성된다.

제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)의 외주면에 형성된 외치(250)와 대응되는 내치(420)가 내치기어(410)의 내주면에 형성된다.

아울러 하부 하우징(400)의 하부에는 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)를 하부에서 지지하기 위한 하부 커버(440)가 배치되며, 하부 커버(440)는 하부 하우징(400)과 볼트 체결되고, 하부 커버(440)와 하부 하우징(400) 간에 제2 베어링부재(450)가 개재된다.

한편 상술한 바와 같이 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)는 입력부재(100)의 제1 영역(110) 및 제2 영역(120)에 삽입되는 2 Stage 구조의 외치기어부를 형성하며, 제1 외치기어(200)는 제1 편심축(C1)을 중심으로 자전하되 입력부재(100)의 회전축(C0)을 중심으로 내치(420)를 따라 공전하며, 제2 외치기어(300)는 제2 편심축(C2)을 중심으로 자전하되 입력부재(100)의 회전축(C0)을 중심으로 내치(420)를 따라 공전하게 된다.

즉, 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)는 입력부재(100)의 회전축(C0)을 중심으로 편심회전을 하되, 특히 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)는 상호 위상이 180도가 되도록 편심회전이 이루어지도록 할 수 있다.

이는 하나의 외치기어만을 구비할 경우 감속기 전체의 하중 및 무게중심이 지속적으로 변경됨으로써 발생될 수 있는 소음 및 진동 등의 문제점이 발생할 수 있는데, 상술한 바와 같이 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)가 상호 180도 위상을 갖도록 편심회전하도록 구성함으로써 상술한 문제점을 방지할 수 있다.

출력부재(500)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 입력부재(100)의 외주면이 삽입되는 제3 중공(510)이 형성되고, 하부에는 제1 외치기어(200)의 제1 출력공(220) 및 제2 외치기어(300)의 제2 출력공(320)에 삽입되는 출력핀(520)이 형성되는 구성이다.

출력핀(520)은 제1 출력공(220) 및 제2 출력공(320)과 대응되도록 출력부재(500)의 하부에 형성되어야 하며, 출력핀(520)의 직경은 제1 출력공(220) 및 제2 출력공(320)의 직경보다 작게 형성되어야 하며, 이에 대한 자세한 내용은 후술하도록 한다.

아울러, 출력부재(500)의 제3 중공(510)의 측면, 즉 출력부재(500)의 내주면과 입력부재(100)의 외주면 사이에는 출력부재(500)의 원활한 회전을 담보하기 위한 제3 베어링부재(530)가 배치되는 것이 바람직하다.

즉, 모터가 구동되면 입력부재(100)가 함께 회전하게 되고, 입력부재(100)의 회전에 기초하여 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)가 하부 하우징(400)에 형성된 내치를 따라서 상호 대향되도록 편심회전하게 된다.

이후 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)의 편심회전 시 제1 중공(210) 및 제2 중공(310)의 회전에 의하여 출력핀(520) 또한 회전하게 되며, 이로 인하여 출력부재(500)는 모터의 회전속도에서 미리 설정된 감속비에 의하여 감속된 속도로 회전하게 된다.

상부 하우징(600)은 출력부재(500)와 결합되는 구성이며, 상부 하우징(600)과 출력부재(500) 간에 제1 베어링부재(620)가 개재되고, 제1 베어링부재(620)의 상부에 고정링(610)이 개재되어 상부 하우징(600), 출력부재(500), 제1 베어링부재(620)를 견고히 고정시켜줄 수 있다.

이러한 상부 하우징(600)에 의하여 출력부재(500)를 외부로부터 보호할 수 있게 된다.

한편, 제1 외치기어(200) 및 제2 외치기어(300)에 형성된 외치(250) 및 내치기어(410)에 형성된 내치(420)에 적용되는 트로코이드 곡선으로, 크게 기초원(base circle) 외부를 또 다른 구름원(rolling circle)이 구를 때 구름원 위의 한 점의 궤적에 의해 생성되는 에피 트로코이드(epitrochoid) 곡선과, 기초원 내부를 구름 원이 구를 때 구름 원 위의 한 점의 궤적에 의해 생성되는 하이포 트로코이드(hypotrochoid) 곡선으로 구분된다.

또한 상기 생성된 에피 트로코이드 및 하이포 트로코이드 곡선의 오프셋(offset) 곡선을 각각 유사-에피 트로코이드(epitrochoid-like) 및 유사-하이포 트로코이드(hypotrochoid-like) 곡선으로 칭하며, 통상 사이클로이드 감속기의 치형으로 이들 곡선들이 사용되고 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 감속기의 경우 도 12에 도시된 바와 같이 동종의 에피 기어의 치합에 의한 내접기어(dual epi internal gear pair, 이하 '듀얼 에피 내접기어'라 함) 시스템을 구성하는 것과, 도 13에 도시된 바와 같이 동종의 하이포 기어의 치합에 의한 내접기어(dual hypo internal gear pair, 이하 '듀얼 하이포 내접기어'라 함) 시스템으로 구성될 수 있다.

구체적으로 도 12에 도시된 바와 같이 내치기어 및 외치기어를 각각 내치 에피 기어(31a) 및 외치 에피 기어(32a)로 구성하여 듀얼 에피 내접기어 시스템을 구축할 수 있고, 또는 도 13에 도시된 바와 같이 내치기어 및 외치기어를 각각 내치 하이포 기어(31b) 및 외치 하이포 기어(32b)로 구성하여 듀얼 하이포 내접기어 시스템을 구축할 수 있다.

도 12의 듀얼 에피 내접기어 및 도 13의 듀얼 하이포 내접기어를 적용한 사이클로이드 감속기의 경우 외치기어는 그 중심이 내치기어와 미리 설정된 길이(35a, 35b)만큼 편심되어 구름 회전접촉하며, 내치기어와 외치기어의 치수차는 임의 k 치수차 설계가 자유롭게 가능하기 때문에 다양한 감속비를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한 기존 사이클로이드 감속기와 달리 본 발명에 적용되는 사이클로이드 감속기의 외치기어 및 내치기어는 이론적으로 한 점에서 접촉하기 때문에 제작 및 조립이 용이한 장점이 있지만 낮은 비틀림 강성(torsional rigidity)으로 인해 내구성 측면에서 다소 불리한 점이 있다.

이에 본 발명에서는 이를 극복하고자 이차적인 특징으로 상기한 바와 같이 구성한 듀얼 에피 내접기어를 이폭 방향으로 동일한 비틀림 방향 및 같은 크기의 나선각을 갖는 외치 에피 기어 및 내치 에피 기어의 헬리컬 기어로 구성함으로써, 상기 나선각을 갖는 내치 에피 기어 및 외치 에피 기어를 치합한 듀얼 에피 내접기어가 헬리컬 에피 내접기어로 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기한 바와 같이 구성한 듀얼 하이포 내접기어를 이폭 방향으로 동일한 비틀림 방향 및 같은 크기의 나선각을 갖는 내치 하이포 기어 및 외치 하이포 기어의 헬리컬 기어로 구성함으로써, 상기 나선각을 갖는 외치 하이포 기어 및 내치 하이포 기어를 치합한 듀얼 하이포 내접기어가 헬리컬 하이포 내접기어로 되도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 되면 새롭게 구성된 헬리컬 에피 내접기어 또는 헬리컬 하이포 내접기어의 나선각을 갖는 내치 에피 또는 하이포 기어의 헬리컬 내치 기어와 외치 에피 또는 하이포 기어의 헬리컬 외치 기어가 맞물려 회전할 때, 이빨의 한쪽 끝에서 먼저 접촉하기 시작하여 회전이 계속됨에 따라 접촉이 이폭 방향으로 확대된다.

그러므로 이가 점진적으로 맞물리어 나선각이 0°인 종래의 듀얼 에피 내접기어 또는 듀얼 하이포 내접기어의 물림에 비해 더 부드럽고 더 정숙하게 작동하며, 이러한 점진적인 맞물림은 더 낮은 동적계수와 더 높은 회전속도를 허용한다.

또한 본 발명과 같이 평행 축상에서 맞물리는 헬리컬 에피 또는 하이포 내접기어는 반드시 같은 나선각을 갖고 동일 비틀림 방향임에 주의하여야 하는데, 비틀림 방향은 축 추력의 방향을 고려하여 설정되며, 나선각의 값은 표준화되지 않았지만 15° ∼ 30° 범위가 통상적이며 나선각이 작을수록 추력은 작아지고, 반면 나선각이 커지면 보다 부드럽게 작동된다.

한편, 외치 에피 기어(31a) 또는 외치 하이포 기어(31b) 내에 구성된 출력홀(40)에 삽입된 출력부재(500)의 출력핀(50) 사이의 직경 차이(60)는 내치기어(33a 또는 33b)와 동종의 외치기어(34a 또는 34b) 사이의 편심량(35a 또는 35b)의 2배가 되도록 구성하여야 입력과 출력의 원활한 연결이 이루어진다.

외치기어(200,300)가 내치기어(410)에 치합 시, 외치(250)와 내치(420) 간 유격에 의해 래틀(rattle) 소음이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해, 도 14 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 감속기는 내치(420)에 대응되는 유격보상치(710)가 외주면에 형성되고, 내치기어(410)와 평행하게 하부 하우징(400)에 설치되는 유격보상기어(700), 내치기어(410)와 유격보상기어(700)가 일정각도만큼 상호 어긋하게 배치되도록 내치기어(410)에 설치되어 유격보상기어(700)를 지지하는 탄성체(800)를 더 포함한다.

하부 하우징(400)은 유격보상기어(700)가 삽입되는 유격보상기어홈(460)이 형성되고, 내치기어(410)의 원주방향을 따라 내치기어(410)의 측면에 탄성체삽입홈(470)이 형성되고, 탄성체(800)가 탄성체삽입홈(470)에 삽입되어 탄성체(800)의 일단이 탄성체삽입홈(470)의 단부에 고정된다.

그리고, 유격보상기어(700)의 측면에 걸림돌기(720)가 형성되어 탄성체삽입홈(470)에 삽입되고, 탄성체(800)의 타단이 걸림돌기(720)에 고정된다.

즉, 외치기어(200.300)와 내치기어(410)의 치합 시, 유격보상치(710)가 우선 외치(250)에 접하여 유격보상기어(700)가 정회전한 후 내치(420)가 외치(250)에 치합됨으로써 래틀 소음을 줄여줄 수 있다.

이때, 유격보상기어(700)의 정회전 시, 걸림돌기(720)가 탄성체삽입홈(470)에서 회전하여 탄성체(800)를 압축변형시킨다.

외치기어(200,300)와 내치기어(410)의 분리 시, 탄성체(800)가 원상태로 복원되어 걸림돌기(720)를 밀고, 걸림돌기(720)와 유격보상기어(700)가 역회전하여 원위치로 복귀된다.

유격보상기어(700)는 내치기어(410)의 일측에 배치되어 제1 외치기어(200) 또는 제2 외치기어(300)에 치합되거나, 내치기어(410)의 양측에 배치되어 각각 제1 외치기어(200), 제2 외치기어(300)에 치합될 수 있다.

이에 따라, 유격보상기어홈(460)은 내치기어(410)의 양측에 배치되도록 하부 하우징(400)에 형성되고, 탄성체삽입홈(470)도 내치기어(410)의 양측에 형성되며, 걸림돌기(720)도 제1 외치기어(200)와 제2 외치기어(300)의 측면에 각각 형성되어 탄성체삽입홈(470)에 삽입된다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 입력부재
200: 제1 외치기어
300: 제2 외치기어
400: 하부 하우징
500: 출력부재
600: 상부 하우징
B : 볼트

Claims (5)

1. 원통형상으로 형성되되 내부에는 모터의 출력축을 삽입하기 위한 삽입공이 형성되는 입력부재;
   상기 입력부재의 외주면에 형성된 제1 영역이 삽입되는 제1 중공이 형성되는 제1 외치기어;
   상기 입력부재의 외주면에 형성된 제2 영역이 삽입되는 제2 중공이 형성되는 제2 외치기어;
   내주면에 상기 제1 외치기어 및 제2 외치기어의 외주면에 형성된 치형과 대응되는 치형을 갖는 내치기어가 형성되고, 외주면에 방열홈이 형성되는 하부 하우징; 및
   상기 입력부재의 외주면이 삽입되는 제3 중공이 형성되고, 상기 제1 외치기어 및 제2 외치기어의 편심회전에 기초하여 감속 회전하는 출력부재;
   를 포함하고,
   상기 제1 외치기어, 제2 외치기어 및 하부 하우징 중 적어도 어느 하나는 소결체로 형성되는 사이클로이드 감속기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 방열홈은,
   일정한 패턴으로 이루어져서 상기 하부 하우징의 둘레를 따라 상기 하부 하우징의 외주면에 반복되어 형성되는 사이클로이드 감속기.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 패턴은,
   상기 하부 하우징의 폭방향을 따라 형성되는 직선 또는 사선 형태인 사이클로이드 감속기.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 패턴은 직선 또는 사선이 일단부터 일정길이까지 연장되고 이격되어 직선 또는 사선이 타단부터 일정길이까지 연장되는 것이 반복적으로 형성되는 패턴인 사이클로이드 감속기.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 패턴은,
   상호 인접한 상기 직선 또는 사선을 연결하는 원호 형태인 사이클로이드 감속기.
   

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