KR102418835B1 - 파동 기어 장치 - Google Patents

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KR102418835B1
KR102418835B1 KR1020210044009A KR20210044009A KR102418835B1 KR 102418835 B1 KR102418835 B1 KR 102418835B1 KR 1020210044009 A KR1020210044009 A KR 1020210044009A KR 20210044009 A KR20210044009 A KR 20210044009A KR 102418835 B1 KR102418835 B1 KR 102418835B1
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housing
wave
flexible external
teeth
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여영길
정승태
박수병
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주식회사 에스 피 지
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
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Abstract

파동 기어 장치의 소형화 및 컴팩트한 구성을 하기 위하여 파동 기어 장치의 주요 구성요소를 일체화 하는 파동 기어 장치를 개시된다. 파동 기어 장치는 하우징, 상기 하우징과 결합되며, 링형성으로 내주면에 내치가 형성되는 강성 내부기어, 상기 강성 내부기어의 내치와 맞물리도록 외주면에 외치가 형성되는 가요성 외부기어, 상기 가요성 외부기어를 반지름 반향으로 휠 수 있으며, 상기 외치의 일부가 상기 내치와 맞물리도록 하는 파동발생기 및 상기 강성 내부기어 및 상기 가요성 외부기어가 서로 상대 회전 가능할 수 있도록 지지하고 있는 지지 베어링을 포함하고, 상기 하우징 일측에 상기 강성 내부기어가 일체로 형성되며, 상기 하우징과 상기 강성 내부기어는 서로 다른 이종 재질로 구성될 수 있다.

Description

파동 기어 장치 {FLEXIBLE STRAIN WAVE GEAR DEVICE}
이하의 설명은 파동 기어 장치에 관한 것이다.
파동 기어 장치는 웨이브제너레이터에 의하여 발생되는 파동에 의하여 형상 변형되는 플렉스 스플라인과 서큘러 스플라인 사이의 치수 차이를 이용하여 감속을 구현하는 고정밀 감속기의 일종이다. 상기 파동 기어 장치는 소형, 경량이면서도 고감속비를 얻을 수 있고, 전달 토크의 용량이 크며, 백래시가 작기 때문에 정밀한 감속비가 요구되는 산업분야에 이용되고 있다.
일반적으로 파동 기어 장치는 웨이브제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인으로 구성된다. 웨이브제너레이터에 의해 생성된 파동에 의해 플렉스 스플라인이 변형되어 조화운동을 하게 되어 플렉스 스플라인의 일부 치형과 서큘러 스플라인의 치형일부가 서로 맞물리게 된다. 플렉스 스플라인의 치수(齒數)와 서큘러 스플라인의 치수(齒數)의 차이가 플렉스 스플라인의 치수 대비 미소한 차이가 나기 때문에 그러한 치수 차이로 인해 비교적 큰 감속비를 갖는 감속기가 구현될 수 있다.
전형적인 하모닉 감속기로서, 컵 형상 또는 실크 햇 형상의 서큘러 스플라인을 구비한 형식의 하모닉 감속기가 알려져 있다.
도 1은 종래의 하모닉 감속기의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 플렉스스플라인의 개구부를 타원 형상으로 휘게 한 상태를 도시한 단면도으로서, (a)는 변형 전의 상태, (b)는 타원의 장축(major axis)을 포함하는 단면, (c)는 단축(minor axis)을 포함하는 단면이며, 도 2에는 "실크 햇" 형상의 플렉스 스플라인을 파선으로 도시되어있다.
이러한 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 하모닉 감속기(1)는, 고리 형상의 서큘러 스플라인(2)과, 상기 서큘러 스플라인(2)의 내측에 동심 형상으로 배치된 컵 형상의 플렉스 스플라인(3)과, 상기 플렉스 스플라인(3)에 삽입된 타원형 윤곽의 웨이브 제너레이터(4)를 구비하고 있다.
컵 형상의 가요성 플렉스 스플라인(3)은 원통형의 몸통부(31)와, 그일단에 연속하는 고리 형상의 다이어프램(32)과, 상기 다이어프램(32)의 중심부에 일체 형성된 고리 형상의 보스(33; boss)와, 몸통부(31)의 개구부(34)의 외주면에 형성된 외부 톱니(35)를 구비하고 있다.
"실크 햇" 형상의 플렉스 스플라인(3A)의 다이어프램(32A)은, 도 2에서 파선으로 도시한 바와 같이, 반경 방향외측으로 확장된 고리 형상 플레이트이다. 상기 다이어프램(32A)의 외주 가장자리를 따라 고리 형상 보스(33A)가 일체적으로 형성되어 있다.
웨이브 제너레이터(4)는, 타원형의 강성 캠 플레이트(41)와, 상기 캠 플레이트(41)의 외주면에 끼움 결합된 웨이브 베어링(42)을 구비하고 있다.
웨이브 베어링(42)은 내측 레이스(42a; inner race), 외측 레이스(42b; outer race), 및 내측 및 외측 레이스 사이에 전동 가능하게 장착된 복수의 베어링 볼(42c)로 구성되어 있다. 내측 및 외측 레이스(42a,42b)는 가요성이다.
플렉스 스플라인(3)은 웨이브 제너레이터(4)에 의해 타원형으로 휠 수 있으며, 상기 타원형의 장축(3a) 상에 위치하는 상기 플렉스 스플라인(3)의 외부 톱니(35)가, 서큘러 스플라인(2)의 내부 톱니(21)의 대응 부분에 맞물린다.
전술한 배경기술로서 설명된 내용은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 인정하는 것이라고 할 수는 없다.
실시예의 목적은, 파동 기어 장치의 소형화 및 컴팩트한 구성을 하기 위하여 파동 기어 장치의 주요 구성요소를 일체화 하는 파동 기어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 파동 기어 장치의 부품의 수를 감소시키며, 강성 내부 기어 치의 성능을 저해하지 않고, 기어 치의 가공 및 내마모성을 향상시킨 파동 기어 장치를 제공하는 것이다.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따른 파동 기어 장치에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른, 파동 기어 장치는 하우징, 상기 하우징과 결합되며, 링형성으로 내주면에 내치가 형성되는 강성 내부기어, 상기 강성 내부기어의 내치와 맞물리도록 외주면에 외치가 형성되는 가요성 외부기어, 상기 가요성 외부기어를 반지름 반향으로 휠 수 있으며, 상기 외치의 일부가 상기 내치와 맞물리도록 하는 파동발생기 및 상기 강성 내부기어 및 상기 가요성 외부기어가 서로 상대 회전 가능할 수 있도록 지지하고 있는 지지 베어링을 포함하고, 상기 하우징 일측에 상기 강성 내부기어가 일체로 형성되며, 상기 하우징과 상기 강성 내부기어는 서로 다른 이종 재질로 구성될 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 실시예들에 따르면, 파동 기어 장치의 소형화 및 컴팩트한 구성을 하기 위하여 파동 기어 장치의 주요 구성요소를 일체화 할 수 있다.
또한, 파동 기어 장치의 부품의 수를 감소시키며, 강성 내부 기어 치의 성능을 저해하지 않고, 기어 치의 가공 및 내마모성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 파동 기어 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 파동 기어 장치의 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 플렉스 스플라인의 개구부를 타원 형상으로 휘게 한 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파동 기어 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파동 기어 장치의 강성 내치 기어를 도시한 단면도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파동 기어 장치를 도시한 단면도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 파동 기어 장치에 대해서 설명한다. 참고적으로, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파동 기어 장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파동 기어 장치의 강성 내치 기어를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파동 기어 장치(100)는 하우징(110), 상기 하우징(110)과 결합되며, 링형성으로 내주면에 내치가 형성되는 강성 내부기어(120), 상기 강성 내부기어(120)의 내치와 맞물리도록 외주면에 외치가 형성되는 가요성 외부기어(130), 상기 가요성 외부기어(130)를 반지름 반향으로 휠 수 있으며, 상기 외치의 일부가 상기 내치와 맞물리도록 하는 파동발생기(140) 및 상기 강성 내부기어(120) 및 상기 가요성 외부기어(130)가 서로 상대 회전 가능할 수 있도록 지지하고 있는 지지 베어링(150)을 포함하고, 상기 하우징(110) 일측에 상기 강성 내부기어(120)가 일체로 형성되며, 상기 하우징(110)과 상기 강성 내부기어(120)는 서로 다른 이종 재질로 구성된다.
또한, 상기 가요성 외부기어(130)를 지지하는 지지부재(160) 및 지지 베어링(150)을 더 포함하며, 상기 하우징(110), 강성 내부기어(120) 및 지지 베어링(150)의 외륜은 서로 상호 결합되어, 일체로 형성될 수 있다.
보다 구제적으로, 하우징(110)은 본 발명에 따른 파동 기어 장치(100)를 로봇 등의 사용하고자 하는 대상물에 고정하거나 연결하기 위한 것으로서, 그 내부에 파동발생기(140), 강성 내부기어(120), 가요성 외부기어(130) 및 지지 베어링(150)을 수용한다.
상기 파동발생기(140)는 상기 가요성 외부기어(130)의 내부에 형성되며, 상기 가요성 외부기어(130)의 형상을 변형시키는 플러그(141)를 포함한다. 여기서, 상기 플러그(141)와 가요성 외부기어(130)의 외치 사이에 파동 베어링(142)이 구비되어, 상기 플러그(141)와 가요성 외부기어(130) 사이의 상대 회전 운동이 원활이 이루어지도록 한다. 상기 파동 베어링(142)은 상기 플러그(141)에 의해 발생되는 파동에 따라 외형이 변형되는 것으로, 가동체, 상기 가동체를 구름운동 가능하게 지지하는 내륜 및 외륜을 포함한다.
또한, 상기 파동발생기(140)는 상기 가요성 외부기어(130)를 타원형으로 휘게 하여, 상기 강성 내부기어(120)와 부분적으로 맞물리게 하며, 양쪽 기어의 사이에 양쪽 기어의 톱니 수 차이에 따른 상대회전을 발생시킬 수 있다.
상기 플러그(141)는 회전력을 제공하는 구동원의 출력축과 동축 상에 설치되는 것으로 입력된 동력에 의하여 회전 운동할 수 있다. 상기 플러그(141)는 소정의 플러그 프로파일을 따라 그 외형이 형성되는 것으로, 바람직하게는 서로 대칭하는 2점에서 치맞물림이 이루어질 수 있도록 장축과 단축을 가지는 타원형상으로 형성될 수 있다.
상기 가요성 외부기어(130)는 상기 하우징(110) 내부에 형성되며, 상기 파동 베어링(142)을 사이에 두고 상기 플러그(141)에 연동 가능하게 형성되어, 상기 플러그(141)에 의해 발생된 파동에 의하여 형상이 변형될 수 있다. 상기 가요성 외부기어(130)는 일측의 외주면에 따라 띠 형상으로 형성된 외치를 포함한다. 상기 가요성 외부기어(130)는 형상에 따라 컵 타입 또는 실크 햇 타입으로 구성될 수 있다.
먼저, 상기 가요성 외부기어(130)가 컵 타입 형태로 구성된 파동 기어 장치(100)에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 가요성 외부기어(130)는 일측 외주면에 따라 상기 외치가 형성된 원통형상의 본체(131), 상기 본체(131)의 타측에 내경 방향으로 형성된 다이어프램(132) 및 상기 다이어프램(132)의 중심부분에 형성되어 있는 강성의 보스(133)를 포함한다. 상기 외치는 후술하는 강성 내부기어(120)의 내치와 잇수 차이를 가지는 복수개의 기어치로 구성될 수 있다.
상기 지지부재(160)는 상기 가요성 외부기어(130)의 보스(133)에 결합되어, 가요성 외부기어(130)을 지지할 수 있다. 따라서, 가요성 외부기어(130)가 출력이 되도록 파동 기어 장치(100)를 구성하는 경우에는 상기 지지부재(160)를 통하여 감속된 회전력을 출력하고, 상기 하우징(110)을 통하여 출력하는 경우는 상기 가요성 외부기어(130)가 제자리에서 형상 변형되도록 지지할 수 있다.
상기 가요성 외부기어(130)를 상기 지지부재(160)에 결합하기 위하여 상기 보스(133)의 내부에는 고정판이 구성되어 체결부에 의하여 상기 지지부재(160)와 체결될 수 있다.
상기 강성 내부기어(120)는 상기 하우징(110)의 내측에 일체로 형성되며, 복수의 돌기(123)가 형성된 몸체부(121) 및 상기 몸체부(121) 하부에 형성되며, 상기 내치가 형성된 치형부(122)를 포함하고, 상기 몸체부(121)와 상기 치형부(122)는 단차 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체부(121)는 상기 하우징(110)과 인서트 성형에 의하여 일체로 접합될 수 있다. 여기서, 인서트 성형(Insert Molding)은, 금형 내에서 이질 또는 이색의 플라스틱이나 플라스틱 이외의 부품(금속, 케이블, PCB, 자석 등)을 일체화 시키는 성형방법이다.
보다 구체적으로, 상기 몸체부(121)는 상기 강성 내부기어(120) 상부에 구비되고, 상기 몸체부(121) 상면에 복수의 돌기(123)가 형성되어, 상기 하우징(110)과 접합되기 용이한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체부(121) 일측에는 고정돌기(124)가 구성되며, 상기 고정돌기(124)에 의해 상기 강성 내부기어(120)가 상기 하우징(110)에 고정 지지될 수 있다.
또한, 상기 치형부(122)는 상기 외치와 부분적으로 치합되는 상기 내치를 형성하고 있으며, 상기 내치는 상기 내치는 상기 외치와 잇수 차이를 가지는 복수개의 치로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 강성 내부기어(120)의 내치 잇수는 상기 가요성 외치기어의 외치 잇수 보다 2+N 만큼 더 많게 형성될 수 있다. 여기서, N은 자연수인 것이 바람직한다.
따라서, 상기 플러그(141)에 의해 발생된 파동으로 인하여 가요성 외치기어의 형상 변형과 상기 외치 및 내치 사이의 잇수 차이로 인하여, 상기 외치와 내치가 부분적으로 치합됨과 아울러, 위상이 변형되면서 감속을 구현할 수 있다.
또한, 상기 강성 내부기어(120)는 상기 몸체부(121)와 상기 몸체부(121)의 내주면에 고정되는 동시에, 상기 내주면에 상기 내치가 형성된 상기 치형부(122)가 링 형상으로 구비되고, 상기 치형부(122)는 철계 소재로 형성되고, 상기 몸체부(121)는 철계 소재 보다 가벼운 경량 소재로 형성될 수 있다.
상기 하우징(110)은 본 발명에 따른 파동 기어 장치(100)를 로봇 등의 사용하고자 하는 대상물에 고정하거나 연결하기 위한 것으로서, 그 내부에 파동발생기(140), 가요성 외부기어(130), 강성 내부기어(120), 지지부재(160) 및 지지 베어링(150)을 수용한다. 여기서 상기 하우징(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어지고, 상기 강성 내부기어(120)는 상기 하우징(110)과 다른 소재로 이루어질 수 있다.
상기 지지 베어링(150)은 하우징(110)과 지지부재(160) 사이에 형성되며, 가요성 외부기어(130) 및 지지부재(160)가 강성 내부기어(120)에 대해 상대 회전할 수 있도록 지지한다. 상기 지지 베어링(150)은 지지부재(160)의 외주연에 일체로 형성된 내륜(152)과 하우징(110)의 내측면에 일체로 형성된 외륜(151) 및 내륜(152)과 외륜(151) 사이에 움직임 가능하게 개재되는 가동체(153)을 포함한다. 또한, 상기 지지 베어링(150)은 크로스 롤러 베어링으로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 지지 베어링(150)의 외륜과 상기 강성 내부기어(120) 각각은 인서트 성형에 의하여, 하우징(110)의 내측에 일체로 형성할 수 있다. 인서트 성형(Insert Molding)은, 금형 내에서 이질 또는 이색의 플라스틱이나 플라스틱 이외의 부품(금속, 케이블, PCB, 자석 등)을 일체화 시키는 성형방법이다. 따라서, 지지 베어링(150)의 외륜과 같이 상대적으로 큰 하중을 지지하는 구성 요소나, 강성 내부기어(120)와 같이 치합 구조를 가지는 구성품을 선 제작하여 금형에 위치시킨 후, 하우징(110)을 형성하는 용융된 모재를 주입함으로써 상기 하우징(110)과 상기 강성 내부기어(120) 및 상기 지지 베어링(150)의 외륜을 일체화 할 수 있다. 여기서, 상기 하우징(110)은 다이캐스팅 공정에 의하여 형성할 수 있다. 다이캐스팅(die casting)은 필요한 소정 주조형상에 완전히 일치하도록 정밀가공 된 강제의 금형에 용융 모재를 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀 주조법이다. 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하며, 대량생산이 가능하다.
한편, 도5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파동 기어 장치(100)를 도시한 단면도이다.
도5를 참고하면, 본 다른 실시예에 따른 파동 기어 장치(100)는 일 실시예에 따른 파동 기어 장치(100)와 비교하여 볼 때, 가요성 외부기어(130)를 실크햇 형상으로 구성한 점에서 구별되는 것으로, 다른 구성요소들은 일 실시예의 동일 이름의 구성요소와 실질상 동일하다. 그러므로, 중복 설명을 피하기 위하여 일 실시예에 따른 파동 기어 장치와 동일한 부재번호를 사용한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 가요성 외부기어(130)는 하우징(110) 내부에 형성되며, 파동 베어링(142)을 사이에 두고 플러그(141)에 연동 가능하게 형성되어 플러그(141)에 의해 발생된 파동에 의하여 형상 변형된다. 상기 가요성 외부기어(130)는 그 외주 일부에 띠 형상으로 형성된 외치를 포함한다. 상기 가요성 외부기어(130)는 실크햇 타입으로 구성된다.
상기 가요성 외부기어(130)는 상기 외치가 일측 외주면에 형성된 원통형상의 본체(131), 상기 본체(131)의 내경 방향으로 형성된 다이어프램(132) 및 상기 다이어프램(132)의 중심부분에 형성되어 있는 강성의 보스(133)를 포함한다.
상기 지지부재(160)는 상기 가요성 외부기어(130)의 보스(133)에 결합되어, 가요성 외부기어(130)를 지지한다. 따라서, 상기 가요성 외부기어(130)에서 출력이 되도록 파동 기어 장치(100)를 구성하는 경우는 상기 지지부재(160)를 통하여 감속된 회전력을 출력하고, 상기 하우징(110)을 통하여 출력하는 경우는 가요성 외부기어(130)가 제자리에서 형상 변형되도록 지지한다.
상기 가요성 외부기어(130)를 상기 지지부재(160)에 결합하기 위하여, 상기 보스(133)의 일측에는 상기 지지 베어링(150)의 외륜(151)이 배치되고, 체결부에 의하여 상기 지지부재(160)와 체결될 수 있다.
상기 강성 내부기어(120)는 상기 하우징(110)과 일체로 형성되며, 복수의 돌기(123)가 형성된 몸체부(121) 및 상기 몸체부(121) 하부에 형성되며, 상기 내치가 형성된 치형부(122)를 포함하고, 상기 몸체부(121)와 상기 치형부(122)는 단차 구조를 형성한다. 여기서, 상기 강성 내부기어(120)의 몸체부(121)는 인서트 성형에 의하여, 상기 하우징(110)에 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 치형부(122)는 상기 외치와 부분적으로 치합되는 상기 내치를 형성하고 있으며, 상기 내치는 상기 내치는 상기 외치와 잇수 차이를 가지는 복수개의 치로 구성될 수 있다.
이와 같이, 파동 기어 장치를 구성함으로써, 하우징과 강성 외부기어를 인서트 성형에 의하여 제조함으로써, 부품수를 절감함과 아울러 조립 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. 더 나아가 하우징을 다이캐스팅 방식으로 주조함으로써, 부품 허용 공차를 줄일 수 있다는 이점이 있다.
또한, 파동 기어 장치의 소형화 및 컴팩트한 구성이 가능하고, 파동 기어 장치의 부품의 수를 감소시키며, 강성 내부 기어 치의 성능을 저해하지 않고, 기어 치의 가공 및 내마모성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 파동 기어 장치
110: 하우징
120: 강성 내부기어
121: 몸체부
122: 치형부
130: 가요성 외부기어
131: 본체
132: 다이어프램
133: 보스
140: 파동발생기
141: 플러그
142: 파동 베어링
150: 지지베어링
160: 지지부재

Claims (10)

  1. 하우징;
    상기 하우징과 결합되며, 링형성으로 내주면에 내치가 형성되는 강성 내부기어;
    상기 강성 내부기어의 내치와 맞물리도록 외주면에 외치가 형성되는 가요성 외부기어;
    상기 가요성 외부기어를 반지름 반향으로 휠 수 있으며, 상기 외치의 일부가 상기 내치와 맞물리도록 하는 파동발생기; 및
    상기 강성 내부기어 및 상기 가요성 외부기어가 서로 상대 회전 가능할 수 있도록 지지하고 있는 지지 베어링을 포함하고,
    상기 하우징 일측에 상기 강성 내부기어가 일체로 형성되며, 상기 하우징과 상기 강성 내부기어는 서로 다른 이종 재질로 구성되고,
    상기 강성 내부기어는
    상기 하우징과 일체로 형성되며, 복수의 돌기가 형성된 몸체부; 및
    상기 몸체부 하부에 형성되며, 상기 내치가 형성된 치형부;
    를 포함하고,
    상기 몸체부와 상기 치형부는 단차 구조로 형성하고,
    상기 몸체부 일측에 고정돌기가 구비되며, 상기 고정돌기에 의해 상기 강성 내부기어가 상기 하우징에 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 하우징과 인서트 성형에 의하여 일체로 접합되는 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 알루미늄(Al)으로 이루어지고,
    상기 강성 내부기어는 상기 하우징과 다른 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 강성 내부기어는 상기 몸체부와 상기 몸체부의 내주면에 고정되는 동시에, 상기 내주면에 상기 내치가 형성된 상기 치형부가 링 형상으로 구비되고,
    상기 치형부는 철계 소재로 형성되고, 상기 몸체부는 철계 소재 보다 가벼운 경량 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 외부기어는
    상기 외치가 일측 외주면에 형성된 원통형상의 본체;
    상기 본체의 내경 방향으로 형성된 다이어프램; 및
    상기 다이어프램의 중심부분에 형성되어 있는 강성의 보스;
    를 포함하는 파동 기어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파동발생기는
    상기 가요성 외부기어의 내부에 구비되며, 상기 가요성 외부기어의 형상을 변형시키는 플러그; 및
    상기 플러그와 상기 가요성 외부기어 사이에 구비되며, 상기 플러그와 상기 가요성 외부기어 사이의 상대 회전 운동이 가능하도록 회전하는 파동 베어링;
    을 포함하는 파동 기어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파동발생기는 상기 가요성 외부기어를 타원형으로 휘게 하여, 상기 강성 내부기어와 부분적으로 맞물리게 하며, 양쪽 기어의 사이에 양쪽 기어의 톱니 수 차이에 따른 상대회전을 발생시키는 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 다이캐스팅 공정에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지 베어링은 크로스 롤러 베어링인 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치.
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