KR102565770B1 - Reducer using duplex ball - Google Patents
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Abstract
본 발명은 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에 관한 것으로, 해결하고자 하는 과제는 총 감속비에 대한 폭넓은 조절 범위를 제공할 수 있으며, 감속기 제작 시 정밀 가공이 요구되는 부품의 수와 종류를 줄여 심플한 구조로 제작함으로써 부품 원가와 제조 시간을 최소화하는데 있다.
일례로, 외주면을 따라 제1 안착홈이 형성된 원반 형태의 제1 레이스; 상기 제1 안착홈을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함하는 제1 볼 층; 상기 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 상기 제1 레이스의 중심축을 기준으로 상기 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함하는 제2 볼 층; 및 내주면이 상기 제2 볼 층의 외주 부분을 감싸는 형태로 상기 제2 볼 층과 접촉하는 원반 형태의 제2 레이스를 포함하는 듀플렉스 볼을 이용한 감속기를 개시한다.The present invention relates to a reducer using a duplex ball, and the problem to be solved is to provide a wide adjustment range for the total reduction ratio, and to manufacture a reducer with a simple structure by reducing the number and type of parts requiring precision machining. This is to minimize component cost and manufacturing time.
For example, a disk-shaped first race having a first seating groove formed along an outer circumferential surface; A first ball layer including a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove; It includes a plurality of second balls arranged in a circular shape while closely interposed between the first balls, arranged to be offset from each other in a direction relatively farther apart than the first balls based on the central axis of the first race. a second ball layer; and a disk-shaped second race in contact with the second ball layer in a form in which an inner circumferential surface surrounds an outer circumferential portion of the second ball layer.
Description
본 발명의 실시예는 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a reducer using a duplex ball.
일반적으로 사용되는 감속기는 주로 기어들의 배열에 의해 입력측의 회전수를 그 출력 측에서 감속하도록 하는 것이다. 이러한 기어들은 평기어들의 직경과 치차수를 이용하여 이를 다단으로 결합하는 방법으로 가장 일반적이다.A commonly used reducer is one that reduces the number of revolutions on the input side at the output side mainly by arrangement of gears. These gears are most common as a method of combining them in multiple stages using the diameter and number of teeth of the spur gears.
일반적인 감속기는 구성품들의 형태나 모양이 복잡하여 사출 성형이나 CNC 가공 등의 정밀 가공이 요구됨에 따라 각 부품에 대한 원가가 상승할 수 밖에 없는 가격적인 단점이 존재하며, 각종 부품들에 대한 정밀 가공을 수행해야 함에 따라 부품 제작에 상당한 시간이 소요되기 때문에 해당 제품을 빠른 시일 내에 생산하기 어렵다는 단점이 있다.A general reducer has a price disadvantage that the cost of each part inevitably rises as precision machining such as injection molding or CNC machining is required due to the complex shape and shape of the components, and precision machining for various parts It has a disadvantage that it is difficult to produce the product in a short period of time because it takes a considerable amount of time to manufacture the parts.
본 발명의 실시예는, 총 감속비에 대한 폭넓은 조절 범위를 제공할 수 있으며, 감속기 제작 시 정밀 가공이 요구되는 부품의 수와 종류를 줄여 심플한 구조로 제작함으로써 부품 원가와 제조 시간이 최소화된 듀플렉스 볼을 이용한 감속기를 제공한다.Embodiments of the present invention can provide a wide adjustment range for the total reduction ratio, and reduce the number and types of parts requiring precision machining when manufacturing a reducer to produce a simple structure, thereby minimizing part cost and manufacturing time. A reducer using a ball is provided.
본 발명의 실시예에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기는, 외주면을 따라 제1 안착홈이 형성된 원반 형태의 제1 레이스; 상기 제1 안착홈을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함하는 제1 볼 층; 상기 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 상기 제1 레이스의 중심축을 기준으로 상기 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함하는 제2 볼 층; 및 내주면이 상기 제2 볼 층의 외주 부분을 감싸는 형태로 상기 제2 볼 층과 접촉하는 원반 형태의 제2 레이스를 포함한다.A reducer using a duplex ball according to an embodiment of the present invention includes a disk-shaped first race having a first seating groove formed along an outer circumferential surface; A first ball layer including a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove; It includes a plurality of second balls arranged in a circular shape while closely interposed between the first balls, arranged to be offset from each other in a direction relatively farther apart than the first balls based on the central axis of the first race. a second ball layer; and a disk-shaped second race in contact with the second ball layer in a form in which an inner circumferential surface surrounds an outer circumferential portion of the second ball layer.
또한, 상기 제1 안착홈은 상기 제1 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되고, 상기 제2 레이스는, 상기 제2 레이스가 갖는 내주면이 상기 제2 볼과 각각 한 지점에서 접촉하도록 형성되고, 상기 감속기는, 상기 제2 볼 층에 접촉되고, 외부로부터 회전력을 받아 상기 제1 레이스의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 상기 제2 볼 층을 공전시키는 입력 레이스를 더 포함할 수 있다.In addition, the first seating groove is formed to contact the first ball at two points, and the second race is formed to contact the second ball at one point, respectively, with an inner circumferential surface of the second race, The reducer may further include an input race that is in contact with the second ball layer and receives a rotational force from the outside to revolve the second ball layer around a rotational axis formed along a central axis of the first race.
또한, 상기 감속기의 감속비(reduction ratio1)는, 상기 제1 레이스의 고정 시 상기 제2 레이스에 대한 상기 제1 볼 층 및 상기 제2 볼 층의 공전 각속도 비로 정의되며, 의 수식에 따라 산출되고, 상기 r1은 상기 제1 볼의 반지름이고, 상기 r2는 상기 제2 볼의 반지름이고, 상기 는 상기 제1 볼의 회전축과, 상기 제1 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 상기 는 상기 제2 볼의 회전축과, 상기 제2 레이스가 갖는 내주면의 법선이 이루는 각도이고, 상기 R1은 상기 제1 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고, 상기 R2는 상기 제2 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리일 수 있다.In addition, the reduction ratio (reduction ratio 1) of the reducer is defined as the revolving angular velocity ratio of the first ball layer and the second ball layer with respect to the second race when the first race is fixed, It is calculated according to the formula of, wherein r1 is the radius of the first ball, r2 is the radius of the second ball, Is an angle between the axis of rotation of the first ball and the normal of the inclined surface of the first seating groove, is an angle between the axis of rotation of the second ball and the normal of the inner circumferential surface of the second race, R1 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race, and R2 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race, and It may be the distance between the center and the axis of rotation of the input race.
또한, 상기 제2 레이스에는, 상기 제2 레이스의 내주면을 따라 상기 제2 볼 층의 외주 부분이 안착되는 제2 안착홈이 형성되고, 상기 감속기는, 상기 제1 볼 층 및 상기 제2 볼 층 중 적어도 하나의 볼 층에 접촉되고, 외부로부터 회전력을 받아 상기 제1 레이스의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 상기 제1 볼 층과 상기 제2 볼 층을 공전시키는 입력 레이스를 더 포함하고, 상기 제1 안착홈은 상기 제1 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되고, 상기 제2 안착홈은 상기 제2 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성될 수 있다.In addition, a second seating groove in which the outer circumferential portion of the second ball layer is seated is formed along the inner circumferential surface of the second race, and the reducer includes the first ball layer and the second ball layer. In contact with at least one ball layer of, further comprising an input race for revolving the first ball layer and the second ball layer around a rotational axis formed along the central axis of the first race by receiving a rotational force from the outside, , The first seating groove may be formed to contact the first ball at two points, respectively, and the second seating groove may be formed to contact the second ball at two points, respectively.
또한, 상기 감속기의 감속비(reduction ratio2)는, 상기 제1 레이스의 고정 시 상기 제2 레이스에 대한 상기 제1 볼 층 및 상기 제2 볼 층의 공전 각속도 비로 정의되며, 의 수식에 따라 산출되고, 상기 r1은 상기 제1 볼의 반지름이고, 상기 r2는 상기 제2 볼의 반지름이고, 상기 는 상기 제1 볼의 회전축과, 상기 제1 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 상기 는 상기 제2 볼의 회전축과, 상기 제2 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 상기 R1은 상기 제1 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고, 상기 R2는 상기 제2 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리일 수 있다.In addition, the reduction ratio (reduction ratio 2) of the reducer is defined as the revolving angular velocity ratio of the first ball layer and the second ball layer with respect to the second race when the first race is fixed, It is calculated according to the formula of, wherein r1 is the radius of the first ball, r2 is the radius of the second ball, Is an angle between the axis of rotation of the first ball and the normal of the inclined surface of the first seating groove, Is an angle between the axis of rotation of the second ball and a normal line of an inclined surface of the second seating groove, R1 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race, and R2 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race. It may be the distance between the center of and the axis of rotation of the input race.
또한, 상기 제2 레이스에는, 상기 제2 레이스의 내주면을 따라 상기 제2 볼 층의 외주 부분이 안착되는 제2 안착홈이 형성되고, 상기 제1 안착홈은, 두 경사면 사이가 개방되어 상기 제1 볼 층의 일부가 관통되도록 형성되고, 상기 감속기는, 상기 제1 레이스의 중심축에 삽입되고, 외부로부터 회전력을 받아 상기 제1 레이스의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 회전하며, 외주면의 일부가 경사진 경사면을 갖는 원통 형태의 입력 레이스; 및 상기 입력 레이스의 경사면과 상기 제1 볼 층 사이에 밀착 개재된 다수의 동력 인가볼을 더 포함하고, 상기 제1 안착홈은 상기 제1 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되고, 상기 제2 안착홈은 상기 제2 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성될 수 있다.In addition, in the second race, a second seating groove is formed along the inner circumferential surface of the second race, in which the outer circumferential portion of the second ball layer is seated, and the first seating groove is opened between the two inclined surfaces, A part of the first ball layer is formed to penetrate, and the reducer is inserted into the central axis of the first race, receives rotational force from the outside and rotates around a rotational axis formed along the central axis of the first race, and the outer circumferential surface A portion of the cylindrical input race having an inclined surface; and a plurality of power-applying balls closely interposed between the inclined surface of the input race and the first ball layer, wherein the first seating groove is formed to contact the first ball at two points, respectively, and the second The seating groove may be formed to contact the second ball at two points, respectively.
또한, 상기 감속기의 감속비(reduction ratio3)는, 상기 제1 레이스의 고정 시 상기 제2 레이스에 대한 상기 입력 레이스의 각속도 비로 정의되며, 의 수식에 따라 산출되고, 상기 r1은 상기 제1 볼의 반지름이고, 상기 r2는 상기 제2 볼의 반지름이고, 상기 r3는 상기 동력 인가볼의 반지름이고, 상기 는 상기 제1 볼의 회전축과, 상기 제1 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 상기 는 상기 제2 볼의 회전축과, 상기 제2 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 상기 는 상기 동력 인가볼의 회전축과, 상기 입력 레이스가 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 상기 R1은 상기 제1 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고, 상기 R2는 상기 제2 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고, 상기 R3는 상기 동력 인가볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리일 수 있다.In addition, the reduction ratio (reduction ratio 3) of the reducer is defined as the ratio of the angular velocity of the input race to the second race when the first race is fixed, It is calculated according to the formula of , wherein r1 is the radius of the first ball, r2 is the radius of the second ball, r3 is the radius of the power-applying ball, Is an angle between the axis of rotation of the first ball and the normal of the inclined surface of the first seating groove, Is an angle between the axis of rotation of the second ball and the normal of the inclined surface of the second seating groove, is an angle between the axis of rotation of the powered ball and the normal of the inclined surface of the input race, R1 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race, and R2 is the center of the second ball and a distance between the axis of rotation of the input race, and R3 may be a distance between the center of the power-applying ball and the axis of rotation of the input race.
또한, 상기 감속기는, 상기 제1 레이스와 상기 제2 레이스 사이를 연결하는 볼 베어링을 더 포함할 수 있다.In addition, the reducer may further include a ball bearing connecting between the first race and the second race.
본 발명에 따르면, 총 감속비에 대한 폭넓은 조절 범위를 제공할 수 있으며, 감속기 제작 시 정밀 가공이 요구되는 부품의 수와 종류를 줄여 심플한 구조로 제작함으로써 부품 원가와 제조 시간이 최소화된 듀플렉스 볼을 이용한 감속기를 제공할 수 있다.According to the present invention, a duplex ball that can provide a wide adjustment range for the total reduction ratio and minimizes part cost and manufacturing time by reducing the number and type of parts that require precision machining when manufacturing a speed reducer is manufactured in a simple structure. A reduced gear can be provided.
도 1은 본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에서 입력 레이스를 제거한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 감속비를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에서 입력 레이스를 제거한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 감속비를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 제1 볼 층 및 제2 볼 층 간의 정렬 구성에 대한 변형예와 그에 따른 감속비 산정 방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에서 제1 레이스 및 제2 레이스를 제거한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 감속비를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a reducer using a duplex ball according to a first embodiment (basic form) of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view in which an input race is removed from a reducer using a duplex ball according to a first embodiment (basic form) of the present invention.
3 is a diagram shown to explain a reduction ratio of a reducer using a duplex ball according to a first embodiment (basic form) of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the configuration of a reducer using a duplex ball according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention.
5 is a perspective view in which an input race is removed from a reducer using a duplex ball according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention.
6 is a diagram showing a reduction ratio of a reduction gear using a duplex ball according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention.
7 is a view to explain a modified example of an alignment configuration between a first ball layer and a second ball layer according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention and a method for calculating a reduction ratio accordingly.
8 is a cross-sectional view showing the configuration of a reducer using a duplex ball according to a third embodiment (application mode 2) of the present invention.
9 is a perspective view in which a first race and a second race are removed from a reducer using a duplex ball according to a third embodiment (application mode 2) of the present invention.
10 is a diagram showing a reduction ratio of a reduction gear using a duplex ball according to a third embodiment (application mode 2) of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When it is said that a certain part "includes" a certain component throughout the specification, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. .
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에서 입력 레이스를 제거한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a reducer using a duplex ball according to a first embodiment (basic form) of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a reducer using a duplex ball according to a first embodiment (basic form) of the present invention This is a perspective view with the input race removed.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기(100)는 제1 레이스(110), 제1 볼 층(120), 제2 볼 층(130), 제2 레이스(140) 및 입력 레이스(150) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.1 and 2, the reducer 100 using duplex balls according to the first embodiment (basic form) of the present invention includes a first race 110, a first ball layer 120, and a second ball layer. (130), the second race 140 and the input race 150 may include at least one.
상기 제1 레이스(110)는, 대략 원반 형태로 이루어져 그 외주면을 따라 제1 안착홈(111)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 안착홈(111)은 제1 볼 층(120)에 구성되는 제1 볼들과 각각 두 지점에서 각각 접촉할 수 있으며, 예를 들어 제1 안착홈(111)의 단면이 V자형, U자형, ㄷ자형, 사다리꼴 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이러한 제1 안착홈(111)에 형성되는 경사면의 각도는 감속기(100)의 감속비를 결정하는 요소 중 하나로 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.The first race 110 may be formed in a substantially disk shape, and a first seating groove 111 may be formed along an outer circumferential surface thereof. Here, the first seating groove 111 may contact each of the first balls configured in the first ball layer 120 at two points, for example, the cross section of the first seating groove 111 is V-shaped, It may be formed in various shapes such as a U-shape, a U-shape, and a trapezoid. The angle of the inclined surface formed in the first seating groove 111 is one of the factors determining the reduction ratio of the reducer 100, and a more detailed description thereof will be described later.
상기 제1 볼 층(120)은, 제1 안착홈(111)을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함할 수 있다. 이러한 제1 볼 층(120)을 구성하는 제1 볼들 간은 촘촘하게 밀착되지 않고, 일정 간격(제2 볼의 지름 보다 작음) 이격된 상태로 배열되며, 이격된 공간에는 제2 볼들이 제1 볼을 기준으로 오프셋 된 상태로 밀착 개재될 수 있다.The first ball layer 120 may include a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove 111 . The first balls constituting the first ball layer 120 are not in close contact, and are arranged spaced apart at regular intervals (smaller than the diameter of the second balls), and in the spaced space, the second balls are the first balls It may be tightly interposed in an offset state based on.
상기 제2 볼 층(130)은 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 제1 레이스(110)의 중심축(또는 감속기(100)의 회전축(C0))의 수직방향으로 제1 볼로부터 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함할 수 있다. 즉, 제2 볼 층(130)은 제1 레이스(110)의 중심축(또는 회전축(C0))을 기준으로 제1 볼 층(120)의 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치될 수 있으며, 달리 정의하면, 제1 볼 층(120)의 중심을 잇는 제1 가상의 원이 있다고 가정했을 때, 제2 볼 층(130)의 중심을 있는 제2 가상의 원은 제1 가상의 원보다 지름이 큰 형태로 이루어질 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 볼 층(130)의 중심을 지나 C0에 수직인 가상선은 제1 볼 층(120)의 중심을 지나 C0에 수직인 가상선과 동일 선상에 위치하지 않아도 되며, 동일 선상에 위치하는지의 여부는 감속비의 결정 요소로서 영향은 없다. The second ball layer 130 is closely interposed between the first balls and arranged in a circular shape, in the vertical direction of the central axis of the first race 110 (or the rotational axis C0 of the reducer 100). It may include a plurality of second balls each disposed to be offset from the first ball. That is, the second ball layer 130 is offset in a direction relatively farther than the first ball of the first ball layer 120 based on the central axis (or rotational axis C0) of the first race 110. If defined differently, assuming that there is a first imaginary circle connecting the center of the first ball layer 120, the second imaginary circle having the center of the second ball layer 130 is 1 It can be formed in a shape with a larger diameter than an imaginary circle. However, as shown in FIG. 1, the imaginary line passing through the center of the second ball layer 130 and perpendicular to C0 passes through the center of the first ball layer 120 and is not located on the same line as the imaginary line perpendicular to C0. and whether they are located on the same line has no effect as a determining factor for the reduction ratio.
상기 제2 레이스(140)는, 대략 원반 형태로 이루어질 수 있으며, 그 내주면이 제2 볼 층(130)의 외주 부분을 감싸는 형태로 제2 볼 층(130)과 접촉할 수 있다. 이러한 제2 레이스(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 그 단면이 'L'자 구조로 이루어져 있어 일측이 개방되어 있으며, 상술한 제1 안착홈(111)과 같은 구조가 아닌 평면이 제2 볼 층(130)과 한 지점에서 접촉하도록 형성됨에 따라 제2 볼과 한 점에서 각각 접촉할 수 있다. 여기서, 'L'자 구조에 의해 제2 레이스(140)가 개방되는 부분은, 원반 형태의 감속기(100)를 기준으로 상부면 또는 하부면에서 링 형상으로 이루어지는 가장자리 부분에 해당될 수 있다.The second race 140 may be formed in a substantially disk shape, and may contact the second ball layer 130 in a form in which an inner circumferential surface surrounds an outer circumferential portion of the second ball layer 130 . As shown in FIG. 1, the second race 140 has an 'L'-shaped cross section, so one side is open, and the second race 140 has a plane that is not the same structure as the first seating groove 111 described above. As it is formed to contact the ball layer 130 at one point, it may contact the second ball at one point, respectively. Here, the portion where the second race 140 is opened by the 'L' shape may correspond to an edge portion formed in a ring shape on the upper or lower surface of the disk-shaped reducer 100.
상기 입력 레이스(150)는, 제2 볼 층(130)에 접촉되고, 외부(예를 들어 모터)로부터 회전력을 받아 제1 레이스(110)의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 제2 볼 층(130)을 공전시킬 수 있다. The input race 150 is in contact with the second ball layer 130 and receives a rotational force from the outside (eg, a motor) around a rotational axis formed along the central axis of the first race 110 as the second ball. Layer 130 can be orbited.
좀 더 구체적으로, 입력 레이스(150)는 베이스(151), 중심축(152) 및 돌기(153)를 포함할 수 있다. 베이스(151)는 원반 형태로 이루어지며, 그 지름이 제1 레이스(110)보다 크며 그 가장자리 부분이 제1 볼 층(120)과 제2 볼 층(130) 사이 부분에 대응되는 정도의 크기로 제작될 수 있다. 중심축(152)은 베이스(151)의 일면으로부터 연장되어 제1 레이스(110)의 중심을 관통하며, 감속기(100)의 회전축(C0)을 형성할 수 있다. 돌기(153)는 베이스(151)의 가장자리 부분이 제1 볼 층(120)과 제2 볼 층(130) 사이 부분으로 연장되되, 제2 볼 층(130)의 볼들과 각각 한 점에서 접촉하도록 형성됨으로써, 상술한 바와 같이 'L'자 구조의 제2 레이스(140)의 개방 부분을 통해 제2 볼 층(130)이 외부로 이탈되지 않도록 함과 동시에, 제2 볼 층(130)에 접촉함으로써 제2 볼 층(130)을 회전시킬 수 있다. 이때, 제2 볼 층(130)은, 입력 레이스(150)에 의한 회전력에 의해 감속기(100)의 회전축(C0)을 중심으로 원을 그리며 회전하는 공전이 이루어질 수 있다. 물론, 제1 볼 층(120)은 제2 볼 층(130)과 밀착되어 있으므로, 제2 볼 층(130)의 회전에 의해 제1 볼 층(120) 또한 공전할 수 있으며, 이러한 볼 들의 공전과 더불어 제1 볼과 제2 볼은 각각의 볼 회전축(C1, C2)를 중심으로 회전하는 자전도 함께 이루어질 수 있다. More specifically, the input race 150 may include a base 151 , a central axis 152 and a protrusion 153 . The base 151 is made in the shape of a disk, its diameter is larger than that of the first race 110, and its edge portion is of a size corresponding to the portion between the first ball layer 120 and the second ball layer 130. can be manufactured The central axis 152 extends from one surface of the base 151, passes through the center of the first race 110, and forms a rotational axis C0 of the reducer 100. The protrusion 153 extends to a portion between the edge portion of the base 151 between the first ball layer 120 and the second ball layer 130, and contacts the balls of the second ball layer 130 at one point, respectively. By being formed, as described above, the second ball layer 130 is prevented from escaping to the outside through the open portion of the second race 140 having an 'L' shape, and at the same time, it contacts the second ball layer 130. By doing so, the second ball layer 130 can be rotated. At this time, the second ball layer 130 may be rotated in a circle around the rotational axis C0 of the reducer 100 by the rotational force of the input race 150. Of course, since the first ball layer 120 is in close contact with the second ball layer 130, the first ball layer 120 can also revolve by the rotation of the second ball layer 130, and the rotation of these balls In addition, the rotation of the first ball and the second ball around the respective ball axis of rotation (C1, C2) may also be achieved.
도 3은 본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 감속비를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.3 is a diagram shown to explain a reduction ratio of a reducer using a duplex ball according to a first embodiment (basic form) of the present invention.
본 발명의 제1 실시예(기본형태)에 따른 감속기(100)의 감속비(reduction ratio1)는, 제1 레이스(110)의 고정 시 제2 레이스(140)에 대한 제1 볼 층(120) 및 제2 볼 층(130)의 공전 각속도 비로 정의될 수 있다. 또한, 감속기(100)의 감속비(reduction ratio1)는 하기의 수식 1에 따라 산출(시계방향(CW) 기준)될 수 있다.The reduction ratio (reduction ratio 1) of the reducer 100 according to the first embodiment (basic form) of the present invention, when the first race 110 is fixed, the first ball layer 120 for the second race 140 and It may be defined as the orbital angular velocity ratio of the second ball layer 130 . In addition, the reduction ratio 1 of the reducer 100 may be calculated (based on clockwise direction (CW)) according to Equation 1 below.
[수식 1][Equation 1]
수식 1에서 는 제1 레이스(110)의 각속도 비를 나타내고, 는 제2 레이스(140)의 각속도 비를 의미한다. in Equation 1 Represents the angular velocity ratio of the first race 110, Means the angular velocity ratio of the second race 140.
또한, 도 1 및 도 3을 참조하면, 수식 1에서 r1은 제1 볼의 반지름이고, r2는 제2 볼의 반지름이고, 는 제1 볼의 회전축(C1)과 제1 안착홈(111)이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 는 제2 볼의 회전축(C2)과, 제2 레이스(140)가 갖는 내주면의 법선이 이루는 각도이고, R1은 제1 볼의 중심과 입력 레이스(110)의 회전축(C0) 간의 거리이고, R2는 제2 볼의 중심과 입력 레이스(110)의 회전축(C0) 간의 거리를 의미한다.1 and 3, in Equation 1, r1 is the radius of the first ball, r2 is the radius of the second ball, Is the angle formed by the normal line of the inclined surface of the rotational axis C1 of the first ball and the first seating groove 111, Is the angle formed by the rotational axis C2 of the second ball and the normal of the inner circumferential surface of the second race 140, R1 is the distance between the center of the first ball and the rotational axis C0 of the input race 110, R2 Means the distance between the center of the second ball and the axis of rotation C0 of the input race 110.
수식 1과 같이 제1 실시예(기본형태)에 따른 감속기(100)의 감속비(reduction ratio1)는 제1 볼과 제2 볼의 반지름(r1, r2), 제1 레이스(110)의 제1 안착홈(111)이 갖는 경사각, 제1 볼과 제2 볼 각각의 중심과 입력 레이스(150)의 회전축(C0) 간의 거리(R1, R2)에 따라 감속비에 대한 폭 넓은 조절 범위를 갖게 되어 보다 자유로운 감속비 설계 변경이 가능하다. As shown in Equation 1, the reduction ratio (reduction ratio 1) of the reducer 100 according to the first embodiment (basic form) is the radius (r1, r2) of the first ball and the second ball, the first seating of the first race 110 Depending on the angle of inclination of the groove 111 and the distances R1 and R2 between the center of each of the first and second balls and the rotational axis C0 of the input race 150, the gear ratio can be adjusted more freely. Reduction ratio design can be changed.
더불어, 제1 실시예(기본형태)에 따른 감속기(100)는, 정밀 가공이 요구되는 부품 수와 종류가 최소화되며 그 구조 또한 심플하게 제작됨에 따라 부품 원가와 제조 시간이 최소화될 수 있다.In addition, in the reducer 100 according to the first embodiment (basic form), the number and types of parts requiring precision machining are minimized, and the structure is also simply manufactured, so that part cost and manufacturing time can be minimized.
한편, 본 실시예에서 설명한 레이스 구성 각각은 일체형으로 이루어질 수 있으나, 레이스 구성 단위로 여러 단위 부품들이 조립되어 하나의 레이스 구성을 이루도록 구현 가능하다.Meanwhile, each of the race configurations described in this embodiment may be formed integrally, but may be implemented such that several unit parts are assembled in a race configuration unit to form one race configuration.
도 4는 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에서 입력 레이스를 제거한 사시도이다.4 is a cross-sectional view showing the configuration of a reducer using duplex balls according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view using duplex balls according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention. This is a perspective view with the input race removed from the reducer.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기(200)는 제1 레이스(210), 제1 볼 층(220), 제2 볼 층(230), 제2 레이스(240) 및 입력 레이스(250) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.4 and 5, the reducer 200 using a duplex ball according to the second embodiment (application form 1) of the present invention includes a first race 210, a first ball layer 220, and a second ball It may include at least one of the layer 230 , the second lace 240 and the input lace 250 .
상기 제1 레이스(210)는, 대략 원반 형태로 이루어져 그 외주면을 따라 제1 안착홈(211)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 안착홈(211)은 제1 볼 층(220)에 구성되는 제1 볼들과 각각 두 지점에서 각각 접촉할 수 있으며, 예를 들어 제1 안착홈(111)의 단면이 V자형, U자형, ㄷ자형, 사다리꼴 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이러한 제1 안착홈(211)에 형성되는 경사면의 각도는 감속기(200)의 감속비를 결정하는 요소 중 하나로 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.The first race 210 may be formed in a substantially disk shape, and a first seating groove 211 may be formed along an outer circumferential surface thereof. Here, the first seating groove 211 may contact each of the first balls configured in the first ball layer 220 at two points, for example, the cross section of the first seating groove 111 is V-shaped, It may be formed in various shapes such as a U-shape, a U-shape, and a trapezoid. The angle of the inclined surface formed in the first seating groove 211 is one of the factors determining the reduction ratio of the reducer 200, and a more detailed description thereof will be described later.
상기 제1 볼 층(220)은, 제1 안착홈(111)을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함할 수 있다. 이러한 제1 볼 층(220)을 구성하는 제1 볼들 간은 촘촘하게 밀착되지 않고, 일정 간격(제2 볼의 지름 보다 작음) 이격된 상태로 배열되며, 이격된 공간에는 제2 볼들이 제1 볼을 기준으로 바깥쪽으로 오프셋 된 상태로 밀착 개재될 수 있다.The first ball layer 220 may include a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove 111 . The first balls constituting the first ball layer 220 are not closely adhered to each other and are arranged at regular intervals (smaller than the diameter of the second balls), and in the spaced space, the second balls are the first balls It may be closely interposed in a state offset outward based on .
상기 제2 볼 층(230)은 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 제1 레이스(210)의 중심축(또는 감속기(200)의 회전축(C0))의 수직방향으로 제1 볼로부터 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함할 수 있다. 즉, 제2 볼 층(230)은 제1 레이스(210)의 중심축(또는 회전축(C0))을 기준으로 제1 볼 층(220)의 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치될 수 있으며, 달리 정의하면, 제1 볼 층(220)의 중심을 잇는 제1 가상의 원이 있다고 가정했을 때, 제2 볼 층(230)의 중심을 있는 제2 가상의 원은 제1 가상의 원보다 지름이 큰 형태로 제1 가상의 원 바깥을 둘러싸는 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 볼 층(230)의 중심은 제1 볼 층(220)의 중심과 동일 선상에 위치하도록 제2 볼 층(230)이 제1 볼 층(220)의 각 중심에 맞게 배치될 수 있다. The second ball layer 230 is closely interposed between the first balls and arranged in a circular shape, in the vertical direction of the central axis of the first race 210 (or the rotational axis C0 of the reducer 200). It may include a plurality of second balls each disposed to be offset from the first ball. That is, the second ball layer 230 is offset in a direction relatively farther than the first ball of the first ball layer 220 based on the central axis (or rotational axis C0) of the first race 210. If defined differently, assuming that there is a first imaginary circle connecting the center of the first ball layer 220, the second imaginary circle having the center of the second ball layer 230 is It may be formed in a form that surrounds the outside of the first imaginary circle in a form having a larger diameter than that of the first imaginary circle. In addition, as shown in FIG. 4, the center of the second ball layer 230 is located on the same line as the center of the first ball layer 220, It can be arranged according to each center.
상기 제2 레이스(240)는 대략 원반 형태로 이루어질 수 있으며, 그 내주면이 제2 볼 층(230)의 외주 부분을 감싸는 형태로 제2 볼 층(230)과 접촉할 수 있다. 이러한 제2 레이스(240)에는, 제2 레이스(240)의 내주면을 따라 제2 볼 층(230)의 외주 부분이 안착되도록 하는 제2 안착홈(241)이 형성될 수 있다. 이러한 제2 안착홈(241)은 제2 볼과 각각 두 지점에서 접촉할 수 있으며, 예를 들어 제2 안착홈(241)의 단면이 V자형, U자형, ㄷ자형, 사다리꼴 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 제2 안착홈(241)에 형성되는 경사면의 각도는 감속기(200)의 감속비를 결정하는 요소 중 하나로 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.The second race 240 may be formed in a substantially disc shape, and may contact the second ball layer 230 in a form in which an inner circumferential surface surrounds an outer circumferential portion of the second ball layer 230 . In the second race 240, a second seating groove 241 may be formed along the inner circumferential surface of the second race 240 so that the outer circumferential portion of the second ball layer 230 is seated. The second seating groove 241 may contact the second ball at two points, respectively. For example, the cross section of the second seating groove 241 is formed in various shapes such as V-shaped, U-shaped, U-shaped, trapezoidal, etc. It can be. The angle of the inclined surface formed in the second seating groove 241 is one of the factors determining the reduction ratio of the reducer 200, and a more detailed description thereof will be described later.
상기 입력 레이스(250)는, 제1 볼 층(220) 및 제2 볼 층(230)과 동시에 접촉되고, 외부로부터 회전력을 받아 제1 레이스(210)의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 제1 볼 층(220) 및 제2 볼 층(230)을 공전시킬 수 있다.The input race 250 is in contact with the first ball layer 220 and the second ball layer 230 at the same time, and receives a rotational force from the outside around a rotational axis formed along the central axis of the first race 210. The first ball layer 220 and the second ball layer 230 may be revolved.
좀 더 구체적으로, 입력 레이스(250)는 베이스(251), 중심축(252) 및 돌기(253)를 포함할 수 있다. 베이스(251)는 원반 형태로 이루어지며, 그 지름이 제1 레이스(210)보다 크며 그 가장자리 부분이 제1 볼 층(220)과 제2 볼 층(230) 사이 부분에 대응되는 정도의 크기로 제작될 수 있다. 중심축(252)은 베이스(251)의 일면으로부터 연장되어 제1 레이스(210)의 중심을 관통하며, 감속기(200)의 회전축(C0)을 형성할 수 있다. 돌기(253)는 베이스(251)의 가장자리 부분이 제1 볼 층(220)과 제2 볼 층(230) 사이 부분을 향해 연장되며, 연장되어 돌출된 부분이 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 볼 층(220) 및 제2 볼 층(230)의 각 볼들과 한 점에서 각각 접촉하도록 제1 볼 층(220) 및 제2 볼 층(130)의 각 볼에 대하여 한 점에서 동시에 접촉됨으로써 제1 볼 층(220)과 제2 볼 층(230)에 회전력을 함께 전달할 수 있다. 이때, 제1 볼 층(220)과 제2 볼 층(130)은, 입력 레이스(250)에 의한 회전력에 의해 감속기(200)의 회전축(C0)을 중심으로 원을 그리며 회전하는 공전이 이루어질 수 있다. 이때, 제1 볼 층(220)과 제2 볼 층(230)에 구성되는 각 볼들은 각각의 볼 회전축(C1, C2)를 중심으로 회전하는 자전도 함께 이루어질 수 있다.More specifically, the input race 250 may include a base 251 , a central axis 252 and a protrusion 253 . The base 251 is formed in a disk shape, its diameter is larger than that of the first race 210, and its edge portion is of a size corresponding to the portion between the first ball layer 220 and the second ball layer 230. can be manufactured The central axis 252 may extend from one surface of the base 251, pass through the center of the first race 210, and form a rotational axis C0 of the reducer 200. The protrusion 253 has an edge portion of the base 251 extending toward a portion between the first ball layer 220 and the second ball layer 230, and the protruding portion may be formed in a ring shape. In addition, at one point with respect to each ball of the first ball layer 220 and the second ball layer 130 so as to contact each ball of the first ball layer 220 and the second ball layer 230 at one point, respectively. By being in contact at the same time, it is possible to transmit rotational force to the first ball layer 220 and the second ball layer 230 together. At this time, the first ball layer 220 and the second ball layer 130 may rotate in a circle around the rotation axis C0 of the reducer 200 by the rotational force of the input race 250. there is. At this time, each of the balls composed of the first ball layer 220 and the second ball layer 230 may also be rotated around the respective ball rotation axes C1 and C2.
도 6은 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 감속비를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing a reduction ratio of a reduction gear using a duplex ball according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention.
본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 감속기(200)의 감속비(reduction ratio2)는, 제1 레이스의 고정 시 제2 레이스(240)에 대한 제1 볼 층(220) 및 제2 볼 층(230)의 공전 각속도 비로 정의될 수 있다. 또한, 감속기(200)의 감속비(reduction ratio2)는 하기의 수식 2에 따라 산출(시계방향(CW))될 수 있다.The reduction ratio 2 of the reducer 200 according to the second embodiment (application form 1) of the present invention is the first ball layer 220 and the second ball layer 220 for the second race 240 when the first race is fixed. It can be defined as the orbital angular velocity ratio of the ball layer 230 . In addition, the reduction ratio (reduction ratio 2) of the reducer 200 may be calculated (clockwise (CW)) according to Equation 2 below.
[수식 2][Equation 2]
수식 2에서 는 제1 레이스(210)의 각속도 비를 나타내고, 는 제2 레이스(240)의 각속도 비를 의미한다. in Equation 2 Represents the angular velocity ratio of the first race 210, Means the angular velocity ratio of the second race 240.
또한, 도 4 및 도 6을 참조하면, 수식 2에서 r1은 제1 볼의 반지름이고, r2는 제2 볼의 반지름이고, 는 제1 볼의 회전축(C1)과 제1 안착홈(211)이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 는 제2 볼의 회전축(C2)과 제2 안착홈(241)이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, R1은 제1 볼의 중심과 입력 레이스(250)의 회전축(C0) 간의 거리이고, R2는 제2 볼의 중심과 입력 레이스(250)의 회전축(C0) 간의 거리를 의미한다.4 and 6, in Equation 2, r1 is the radius of the first ball, r2 is the radius of the second ball, Is the angle formed by the normal line of the inclined surface of the rotation axis C1 of the first ball and the first seating groove 211, Is the angle between the rotational axis C2 of the second ball and the normal line of the inclined surface of the second seating groove 241, R1 is the distance between the center of the first ball and the rotational axis C0 of the input race 250, R2 Means the distance between the center of the second ball and the axis of rotation C0 of the input race 250.
수식 2와 같이 제2 실시예(응용형태1)에 따른 감속기(200)의 감속비(reduction ratio1)는 제1 볼과 제2 볼의 반지름(r1, r2), 제1 레이스(210)의 제1 안착홈(211)이 갖는 경사각, 제1 볼과 제2 볼 각각의 중심과 입력 레이스(250)의 회전축(C0) 간의 거리(R1, R2)에 따라 감속비에 대한 폭 넓은 조절 범위를 갖게 되어 보다 자유로운 감속비 설계 변경이 가능하다. As shown in Equation 2, the reduction ratio (reduction ratio 1) of the reducer 200 according to the second embodiment (application form 1) is the radius (r1, r2) of the first ball and the second ball, the first Depending on the angle of inclination of the seating groove 211, the distances R1 and R2 between the center of each of the first and second balls and the rotational axis C0 of the input race 250, a wide range of adjustment for the reduction ratio is provided, making it more It is possible to freely change the reduction ratio design.
더불어, 제2 실시예(응용형태1)에 따른 감속기(200)는, 정밀 가공이 요구되는 부품 수와 종류가 최소화되며 그 구조 또한 심플하게 제작됨에 따라 부품 원가와 제조 시간이 최소화될 수 있다.In addition, in the reducer 200 according to the second embodiment (application form 1), the number and types of parts requiring precision processing are minimized, and the structure is also simply manufactured, so that part cost and manufacturing time can be minimized.
한편, 본 실시예에서 설명한 레이스 구성 각각은 일체형으로 이루어질 수 있으나, 레이스 구성 단위로 여러 단위 부품들이 조립되어 하나의 레이스 구성을 이루도록 구현 가능하다.Meanwhile, each of the race configurations described in this embodiment may be formed integrally, but may be implemented such that several unit parts are assembled in a race configuration unit to form one race configuration.
도 7은 본 발명의 제2 실시예(응용형태1)에 따른 제1 볼 층 및 제2 볼 층 간의 정렬 구성에 대한 변형예와 그에 따른 감속비 산정 방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다. 7 is a view to explain a modified example of an alignment configuration between a first ball layer and a second ball layer according to a second embodiment (application mode 1) of the present invention and a method for calculating a reduction ratio accordingly.
도 7을 참조하면, 제1 볼 층(220)과 제2 볼 층(230)이 동일 선(감속기(100) 회전축(C0)에 수직인 선)상에 위치하지 않더라도 제1 볼 층(220)과 제2 볼 층(230) 각각에 구성된 볼들의 회전축(도 4를 참조하면 C1, C2)이 감속기(200)의 회전축(C0)과 평행하게 유지되는 설계 조건을 만족하면 두 구조에 대한 감속비 산출식은 서로 동일하다.7, even if the first ball layer 220 and the second ball layer 230 are not located on the same line (a line perpendicular to the rotation axis C0 of the reducer 100), the first ball layer 220 and the second ball layer 230, the rotational axes of the balls (refer to FIG. 4, C1, C2) are kept parallel to the rotational axis C0 of the reducer 200. Calculate the reduction ratio for the two structures if the design condition is satisfied Expressions are identical to each other.
도 8은 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기에서 제1 레이스 및 제2 레이스를 제거한 사시도이다.8 is a cross-sectional view showing the configuration of a reducer using a duplex ball according to a third embodiment (application mode 2) of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view using a duplex ball according to a third embodiment (application mode 2) of the present invention. It is a perspective view with the first race and the second race removed from the reducer.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기(300)는 제1 레이스(310), 제1 볼 층(320), 제2 볼 층(330), 제2 레이스(340), 입력 레이스(350) 및 동력 인가볼(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.8 and 9, the reducer 300 using a duplex ball according to the third embodiment (application form 2) of the present invention includes a first race 310, a first ball layer 320, and a second ball At least one of the layer 330, the second race 340, the input race 350, and the power supply ball 360 may be included.
상기 제1 레이스(310)는 외주면을 따라 개방형으로 이루어진 제1 안착홈(314)이 형성될 수 있으며, 대략적으로는 원반 구조로 이루어지나 원반 구조를 기본으로 한 기하학적 구조로 이루어질 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 레이스(310)는 베이스(311), 중심축(312), 제1 돌기(313a), 제2 돌기(313b) 및 제2 안착홈(314)을 포함할 수 있다. The first race 310 may have an open first seating groove 314 formed along an outer circumferential surface thereof, and may have a roughly disk structure or a geometric structure based on the disk structure. More specifically, the first race 310 may include a base 311, a central shaft 312, a first protrusion 313a, a second protrusion 313b, and a second seating groove 314.
상기 베이스(311)는 대략 원반 형태로 이루어질 수 있고, 중심축(312)은 베이스(311)의 후면으로부터 연장되어 감속기(300)의 중심을 관통하며, 감속기(300)의 회전축(C0)을 형성할 수 있다.The base 311 may be formed in a substantially disk shape, and the central axis 312 extends from the rear surface of the base 311 to pass through the center of the reducer 300 and forms a rotational axis C0 of the reducer 300. can do.
상기 제1 돌기(313a)은 베이스(311)의 가장자리 부분이 제1 볼 층(320)과 제2 볼 층(330) 사이 부분을 향해 연장되며, 연장되어 돌출된 부분이 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 돌기(313a)에는 경사면이 형성되고, 해당 경사면은 제1 안착홈(314)의 일부를 형성할 수 있다.In the first protrusion 313a, an edge portion of the base 311 extends toward a portion between the first ball layer 320 and the second ball layer 330, and the protruding portion may be formed in a ring shape. . In addition, an inclined surface is formed on the first protrusion 313a, and the inclined surface may form a part of the first seating groove 314.
상기 제2 돌기(313b)는 제1 돌기(313a)와 대응하는 위치에 형성되고, 도 8에서는 베이스(311), 중심축(312) 및 제1 돌기(313a)와 물리적으로 분리된 것으로 도시되어 있으나, 실질적으로 중심축(312)의 단부로부터 연장되는 구조물과 물리적으로 결합됨으로써, 베이스(311), 중심축(312) 및 제1 돌기(313a)과 실질적으로 하나의 구조물로서 제작될 수 있다. 이러한 제2 돌기(313b)에는 제1 돌기(313a)에 형성된 경사면과 좌우 대칭되는 경사면이 형성되고, 해당 경사면은 제1 안착홈(314)의 일부를 형성함으로써, 제1 돌기(313a)와 제2 돌기(313b)는 바닥 부분이 개방된 제1 안착홈(314)을 형성할 수 있다. The second protrusion 313b is formed at a position corresponding to the first protrusion 313a, and in FIG. 8, it is shown as being physically separated from the base 311, the central axis 312, and the first protrusion 313a. However, the base 311, the central axis 312, and the first protrusion 313a may be substantially manufactured as one structure by being physically coupled to a structure extending from an end of the central axis 312. An inclined surface symmetrical to the inclined surface formed on the first projection 313a is formed on the second projection 313b, and the inclined surface forms a part of the first seating groove 314, thereby forming a part of the first projection 313a and the second projection 313a. The second protrusion 313b may form a first seating groove 314 with an open bottom.
상기 제1 안착홈(314)은, 제1 돌기(313a)와 제2 돌기(313b)의 각 경사면에 의해 형성되어 제1 볼 층(320)에 구성되는 제1 볼들과 각각 두 지점에서 각각 접촉할 수 있고, 제1 돌기(313a)와 제2 돌기(313b) 사이 부분은 개방된 홀(hole)로 이루어질 수 있으며, 이러한 홀(hole)은 제1 레이스(310)의 외주면을 따른 링 형상으로 이루어질 수 있다.The first seating groove 314 is formed by each inclined surface of the first protrusion 313a and the second protrusion 313b and contacts the first balls configured in the first ball layer 320 at two points, respectively. A portion between the first protrusion 313a and the second protrusion 313b may be made of an open hole, and this hole has a ring shape along the outer circumferential surface of the first race 310. It can be done.
상기 제1 볼 층(320)은 제1 안착홈(314)을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 안착홈(314)에서 개방된 부분에는 제1 볼 층(320)에 구성된 각 제1 볼의 일부(왼쪽 부분 또는 하부)가 관통된 상태로 안착될 수 있다. 이러한 제1 볼 층(320)을 구성하는 제1 볼들 간은 촘촘하게 밀착되지 않고, 일정 간격(제2 볼의 지름 보다 작음) 이격된 상태로 배열되며, 이격된 공간에는 제2 볼들이 제1 볼을 기준으로 바깥쪽으로 오프셋 된 상태로 밀착 개재될 수 있다.The first ball layer 320 may include a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove 314 . Accordingly, a part (left part or lower part) of each first ball configured in the first ball layer 320 may be seated in a through state in the open portion of the first seating groove 314 . The first balls constituting the first ball layer 320 are not closely adhered to each other and are arranged spaced apart at regular intervals (smaller than the diameter of the second balls), and in the spaced space, the second balls are the first balls It may be closely interposed in a state offset outward based on .
상기 제2 볼 층(330)은, 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 제1 레이스(310)의 중심축(또는 감속기(300)의 회전축(C0))의 수직방향으로 제1 볼로부터 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함할 수 있다. 즉, 제2 볼 층(330)은 제1 레이스(110)의 중심축(또는 회전축(C0))을 기준으로 제1 볼 층(320)의 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치될 수 있으며, 달리 정의하면, 제1 볼 층(320)의 중심을 잇는 제1 가상의 원이 있다고 가정했을 때, 제2 볼 층(330)의 중심을 있는 제2 가상의 원은 제1 가상의 원보다 지름이 큰 형태로 제1 가상의 원 바깥을 둘러싸는 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 볼 층(230)의 중심은 제1 볼 층(320)의 중심과 동일 선상에 위치하도록 제2 볼 층(330)이 제1 볼 층(320)의 각 중심에 맞게 배치될 수 있다. The second ball layer 330 is closely interposed between the first balls and arranged in a circular shape, in the vertical direction of the central axis of the first race 310 (or the rotation axis C0 of the reducer 300). It may include a plurality of second balls each disposed to be offset from the first ball. That is, the second ball layer 330 is offset in a direction relatively farther than the first ball of the first ball layer 320 based on the central axis (or rotational axis C0) of the first race 110. If defined differently, assuming that there is a first imaginary circle connecting the center of the first ball layer 320, the second imaginary circle having the center of the second ball layer 330 is It may be formed in a form that surrounds the outside of the first imaginary circle in a form having a larger diameter than that of the first imaginary circle. In addition, as shown in FIG. 8, the center of the second ball layer 230 is located on the same line as the center of the first ball layer 320, It can be arranged according to each center.
상기 제2 레이스(340)는 대략 원반 형태로 이루어질 수 있으며, 그 내주면이 제2 볼 층(330)의 외주 부분을 감싸는 형태로 제2 볼 층(330)과 접촉할 수 있다. 이러한 제2 레이스(340)에는, 제2 레이스(340)의 내주면을 따라 제2 볼 층(330)의 외주 부분이 안착되도록 하는 제2 안착홈(341)이 형성될 수 있다. 이러한 제2 안착홈(341)은 제2 볼과 각각 두 지점에서 접촉할 수 있으며, 예를 들어 제2 안착홈(341)의 단면이 V자형, U자형, ㄷ자형, 사다리꼴 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 제2 안착홈(341)에 형성되는 경사면의 각도는 감속기(300)의 감속비를 결정하는 요소 중 하나로 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.The second race 340 may be formed in a substantially disc shape, and may contact the second ball layer 330 in a form in which an inner circumferential surface surrounds an outer circumferential portion of the second ball layer 330 . In the second race 340, a second seating groove 341 may be formed along the inner circumferential surface of the second race 340 so that the outer circumferential portion of the second ball layer 330 is seated. The second seating groove 341 may contact the second ball at two points, respectively, and for example, the cross section of the second seating groove 341 is formed in various shapes such as V-shaped, U-shaped, U-shaped, trapezoidal, etc. It can be. The angle of the inclined surface formed in the second seating groove 341 is one of the factors determining the reduction ratio of the reducer 300, and a more detailed description thereof will be described later.
상기 입력 레이스(350)는, 제1 레이스(310)의 중심축(312)에 삽입되고, 외부로부터 회전력을 받아 제1 레이스(310)의 중심축에 따라 형성되는 회전축(C0)을 중심으로 회전하며, 그 외주면의 일부가 경사져 동력 인가볼(360)과 한 점에서 접촉하는 경사면을 가질 수 있다. 이러한 입력 레이스(350)는 대략 원통 형태로 이루어지며, 그에 따라 동력 인가볼(360)과 접촉하는 경사면은 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 입력 레이스(350)는 모터(10)와 연결되어, 모터(10)로부터 회전력을 전달 받아 동력 인가볼(360)이 중심축(C0)을 중심으로 공전할 수 있다. The input race 350 is inserted into the central axis 312 of the first race 310 and rotates around a rotational axis C0 formed along the central axis of the first race 310 by receiving rotational force from the outside. In addition, a part of the outer circumferential surface may be inclined to have an inclined surface contacting the power supply ball 360 at one point. The input race 350 is formed in a substantially cylindrical shape, and accordingly, an inclined surface contacting the power supply ball 360 may be formed in a ring shape. In addition, the input race 350 is connected to the motor 10 and receives rotational force from the motor 10 so that the power supply ball 360 can revolve around the central axis C0.
상기 동력 인가볼(360)은, 입력 레이스(350)의 경사면과 제1 볼 층(320) 사이에 밀착 개재된 다수 개의 볼로 이루어질 수 있다. 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 동력 인가볼(360)은 1개 이상부터 감속기(300)의 동작을 가능하게 하나, 바람직하게는 두 개 이상으로 이루어진 것이 효율적이다. 이와 같은 동력 인가볼(360)의 공전에 의해 동력 인가볼(360)과 접촉해 있는 제1 볼 층(320)이 회전축(C0)을 중심으로 회전하며, 이러한 제1 볼 층(320)의 공전에 의해 제2 볼 층(330)이 회전할 수 있다. 이때, 제1 레이스(310)와 제2 레이스(340) 중 제1 레이스(310)만을 고정시키는 경우 제2 레이스(340)가 출력 레이스로서 역할을 수행하거나, 제2 레이스(340)만을 고정시키는 경우 제1 레이스(310)가 출력 레이스로서 역할을 수행할 수 있다.The power supply ball 360 may be formed of a plurality of balls closely interposed between the inclined surface of the input race 350 and the first ball layer 320 . The power supply ball 360 according to the third embodiment (application mode 2) of the present invention enables the operation of the reducer 300 from one or more, but preferably two or more are more efficient. Due to the revolution of the power-applying balls 360, the first ball layer 320 in contact with the power-applying balls 360 rotates about the rotation axis C0, and the first ball layer 320 rotates. As a result, the second ball layer 330 may rotate. At this time, when only the first race 310 is fixed among the first race 310 and the second race 340, the second race 340 serves as an output race or fixes only the second race 340. In this case, the first race 310 may serve as an output race.
도 10은 본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 듀플렉스 볼을 이용한 감속기의 감속비를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.10 is a diagram showing a reduction ratio of a reduction gear using a duplex ball according to a third embodiment (application mode 2) of the present invention.
본 발명의 제3 실시예(응용형태2)에 따른 감속기(300)의 감속비(reduction ratio3)는, 제1 레이스(310)의 고정 시 제2 레이스(340)에 대한 입력 레이스(350)의 각속도 비로 정의될 수 있다. 또한, 감속기(300)의 감속비(reduction ratio3)는 하기의 수식 3에 따라 산출(시계방향(CW), 반 시계방향(CCW))될 수 있다.The reduction ratio 3 of the reducer 300 according to the third embodiment (application mode 2) of the present invention is the angular velocity of the input race 350 with respect to the second race 340 when the first race 310 is fixed. can be defined as a ratio. In addition, the reduction ratio (reduction ratio 3) of the reducer 300 may be calculated (clockwise (CW), counterclockwise (CCW)) according to Equation 3 below.
[수식 3][Formula 3]
수식 3에서 는 제1 레이스(310)의 각속도 비를 나타내고, 는 제2 레이스(340)의 각속도 비를 나타내며, 는 입력 레이스(350)의 각속도 비를 의미한다. in Equation 3 Represents the angular velocity ratio of the first race 310, Represents the angular velocity ratio of the second race 340, Means the angular velocity ratio of the input race 350.
또한, 도 8 및 도 10을 참조하면, r1은 제1 볼의 반지름이고, r2는 제2 볼의 반지름이고, r3는 동력 인가볼(360)의 반지름이고, 는 제1 볼의 회전축(C1)과 제1 안착홈(314)이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 는 제2 볼의 회전축(C2)과 제2 안착홈(341)이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, 는 동력 인가볼(350)의 회전축과 입력 레이스(350)가 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고, R1은 제1 볼의 중심과 입력 레이스(350)의 회전축(C0) 간의 거리이고, R2는 제2 볼의 중심과 입력 레이스(350)의 회전축(C0) 간의 거리이고, R3는 동력 인가볼(350)의 중심과 제3 입력 레이스(350)의 회전축(C0) 간의 거리를 의미한다.8 and 10, r1 is the radius of the first ball, r2 is the radius of the second ball, r3 is the radius of the power supply ball 360, Is the angle formed by the normal line of the inclined surface of the rotation axis C1 of the first ball and the first seating groove 314, Is the angle formed by the normal line of the inclined surface of the rotation axis C2 of the second ball and the second seating groove 341, Is the angle formed by the rotation axis of the power supply ball 350 and the normal of the inclined surface of the input race 350, R1 is the distance between the center of the first ball and the rotation axis C0 of the input race 350, and R2 is the first 2 is the distance between the center of the ball and the rotation axis C0 of the input race 350, and R3 means the distance between the center of the power supply ball 350 and the rotation axis C0 of the third input race 350.
수식 3과 같이 제3 실시예(응용형태2)에 따른 감속기(200)의 감속비(reduction ratio1)는 제1 볼과 제2 볼의 반지름(r1, r2), 제1 레이스(310)의 제1 안착홈(311)이 갖는 경사각, 제1 볼, 제2 볼 및 동력 인가볼(360) 각각의 중심과 입력 레이스(350)의 회전축(C0) 간의 거리(R1, R2)에 따라 감속비에 대한 폭 넓은 조절 범위를 갖게 되어 보다 자유로운 감속비 설계 변경이 가능하다. As shown in Equation 3, the reduction ratio (reduction ratio 1) of the reducer 200 according to the third embodiment (application form 2) is the radius (r1, r2) of the first ball and the second ball, the first The width for the reduction ratio according to the inclination angle of the seating groove 311, the distances R1 and R2 between the center of each of the first ball, the second ball, and the power supply ball 360 and the rotation axis C0 of the input race 350 It has a wide adjustment range, so it is possible to change the reduction ratio design more freely.
더불어, 제2 실시예(응용형태1)에 따른 감속기(200)는, 정밀 가공이 요구되는 부품 수와 종류가 최소화되며 그 구조 또한 심플하게 제작됨에 따라 부품 원가와 제조 시간이 최소화될 수 있다.In addition, in the reducer 200 according to the second embodiment (application form 1), the number and types of parts requiring precision processing are minimized, and the structure is also simply manufactured, so that part cost and manufacturing time can be minimized.
한편, 제3 실시예(응용형태2)에 따른 감속기(300)는, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 레이스(310)와 제2 레이스(340) 사이를 연결하는 볼 베어링(370)을 더 포함할 수 있다. 이러한 볼 베어링(370)의 안쪽 부분은 제1 레이스(310)와 연결되고, 바깥쪽 부분은 제2 레이스(340)와 연결되어 제1 레이스(310)와 제2 레이스(340) 간을 연결할 뿐만 아니라 이들 각각의 회전을 원활하게 할 수 있다.On the other hand, the reducer 300 according to the third embodiment (application mode 2) further includes a ball bearing 370 connecting between the first race 310 and the second race 340 as shown in FIG. can include The inner part of the ball bearing 370 is connected to the first race 310, and the outer part is connected to the second race 340 to connect the first race 310 and the second race 340. Rather, it is possible to smoothly rotate each of them.
한편, 본 실시예에서 설명한 레이스 구성 각각은 일체형으로 이루어질 수 있으나, 레이스 구성 단위로 여러 단위 부품들이 조립되어 하나의 레이스 구성을 이루도록 구현 가능하다.Meanwhile, each of the race configurations described in this embodiment may be formed integrally, but may be implemented such that several unit parts are assembled in a race configuration unit to form one race configuration.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 듀플렉스 볼을 이용한 감속기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing a reducer using a duplex ball according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and the subject matter of the present invention as claimed in the following claims Anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be made.
100: 듀플렉스 볼을 이용한 감속기(기본형태)
110: 제1 레이스
111: 제1 안착홈
120: 제1 볼 층
130: 제2 볼 층
140: 제2 레이스
150: 입력 레이스
151: 베이스
152: 중심축
153: 돌기
200: 듀플렉스 볼을 이용한 감속기(응용형태1)
210: 제1 레이스
211: 제1 안착홈
220: 제1 볼 층
230: 제2 볼 층
240: 제2 레이스
241: 제2 안착홈
250: 입력 레이스
251: 베이스
252: 중심축
253: 돌기
300: 듀플렉스 볼을 이용한 감속기(응용형태2)
310: 제1 레이스
311: 베이스
312: 중심축
313a: 제1 돌기
313b: 제2 돌기
314: 제1 안착홈(개방형)
320: 제1 볼 층
330: 제2 볼 층
340: 제2 레이스
341: 제2 안착홈
350: 입력 레이스
360: 동력 인가볼
370: 볼 베어링
10: 모터100: Reducer using duplex ball (basic form)
110: first race
111: first seating groove
120: first ball layer
130: second ball layer
140: second race
150: input race
151: base
152: central axis
153: projection
200: reducer using duplex ball (application form 1)
210: first race
211: first seating groove
220: first ball layer
230: second ball layer
240: second race
241: second seating groove
250: input race
251: base
252: central axis
253: projection
300: reducer using duplex ball (application form 2)
310: first race
311: base
312: central axis
313a: first protrusion
313b: second protrusion
314: first seating groove (open type)
320: first ball layer
330: second ball layer
340: second race
341: second seating groove
350: input race
360: powered ball
370: ball bearing
10: motor
Claims (8)
상기 제1 안착홈을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함하는 제1 볼 층;
상기 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 상기 제1 레이스의 중심축을 기준으로 상기 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함하는 제2 볼 층; 및
내주면이 상기 제2 볼 층의 외주 부분을 감싸는 형태로 상기 제2 볼 층과 접촉하는 원반 형태의 제2 레이스를 포함하고,
상기 제1 안착홈은 상기 제1 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되고,
상기 제2 레이스는, 상기 제2 레이스가 갖는 내주면이 상기 제2 볼과 각각 한 지점에서 접촉하도록 형성되고,
감속기는,
상기 제2 볼 층에 접촉되고, 외부로부터 회전력을 받아 상기 제1 레이스의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 상기 제2 볼 층을 공전시키는 입력 레이스를 더 포함하고,
상기 감속기의 감속비(reduction ratio1)는,
상기 제1 레이스의 고정 시 상기 제2 레이스에 대한 상기 제1 볼 층 및 상기 제2 볼 층의 공전 각속도 비로 정의되며, 하기의 수식에 따라 산출되고,
상기 r1은 상기 제1 볼의 반지름이고,
상기 r2는 상기 제2 볼의 반지름이고,
상기 는 상기 제1 볼의 회전축과, 상기 제1 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고,
상기 는 상기 제2 볼의 회전축과, 상기 제2 레이스가 갖는 내주면의 법선이 이루는 각도이고,
상기 R1은 상기 제1 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고,
상기 R2는 상기 제2 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리인 것을 특징으로 하는 듀플렉스 볼을 이용한 감속기.
a disc-shaped first race having a first seating groove formed along an outer circumferential surface thereof;
A first ball layer including a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove;
It includes a plurality of second balls arranged in a circular shape while closely interposed between the first balls, arranged to be offset from each other in a direction relatively farther apart than the first balls based on the central axis of the first race. a second ball layer; and
Including a disk-shaped second race in contact with the second ball layer in the form of an inner circumferential surface surrounding the outer circumferential portion of the second ball layer,
The first seating groove is formed to contact the first ball at two points, respectively,
The second race is formed such that an inner circumferential surface of the second race contacts the second ball at one point,
reducer,
Further comprising an input race that is in contact with the second ball layer and receives a rotational force from the outside to revolve the second ball layer around a rotational axis formed along a central axis of the first race,
The reduction ratio (reduction ratio 1) of the reducer is,
It is defined as the revolving angular velocity ratio of the first ball layer and the second ball layer with respect to the second race when the first race is fixed, calculated according to the following formula,
The r1 is the radius of the first ball,
The r2 is the radius of the second ball,
remind Is an angle between the axis of rotation of the first ball and the normal of the inclined surface of the first seating groove,
remind is an angle between the axis of rotation of the second ball and the normal of the inner circumferential surface of the second race,
The R1 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race,
The R2 is a reducer using a duplex ball, characterized in that the distance between the center of the second ball and the axis of rotation of the input race.
상기 제1 안착홈을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함하는 제1 볼 층;
상기 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 상기 제1 레이스의 중심축을 기준으로 상기 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함하는 제2 볼 층; 및
내주면이 상기 제2 볼 층의 외주 부분을 감싸는 형태로 상기 제2 볼 층과 접촉하는 원반 형태의 제2 레이스를 포함하고,
상기 제2 레이스에는,
상기 제2 레이스의 내주면을 따라 상기 제2 볼 층의 외주 부분이 안착되는 제2 안착홈이 형성되고,
감속기는,
상기 제1 볼 층 및 상기 제2 볼 층 중 적어도 하나의 볼 층에 접촉되고, 외부로부터 회전력을 받아 상기 제1 레이스의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 상기 제1 볼 층과 상기 제2 볼 층을 공전시키는 입력 레이스를 더 포함하고,
상기 제1 안착홈은 상기 제1 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되고,
상기 제2 안착홈은 상기 제2 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되고,
상기 감속기의 감속비(reduction ratio2)는,
상기 제1 레이스의 고정 시 상기 제2 레이스에 대한 상기 제1 볼 층 및 상기 제2 볼 층의 공전 각속도 비로 정의되며, 하기의 수식에 따라 산출되고,
상기 r1은 상기 제1 볼의 반지름이고,
상기 r2는 상기 제2 볼의 반지름이고,
상기 는 상기 제1 볼의 회전축과, 상기 제1 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고,
상기 는 상기 제2 볼의 회전축과, 상기 제2 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고,
상기 R1은 상기 제1 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고,
상기 R2는 상기 제2 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리인 것을 특징으로 하는 듀플렉스 볼을 이용한 감속기.
a disc-shaped first race having a first seating groove formed along an outer circumferential surface thereof;
A first ball layer including a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove;
It includes a plurality of second balls arranged in a circular shape while closely interposed between the first balls, arranged to be offset from each other in a direction relatively farther apart than the first balls based on the central axis of the first race. a second ball layer; and
Including a disk-shaped second race in contact with the second ball layer in the form of an inner circumferential surface surrounding the outer circumferential portion of the second ball layer,
In the second race,
A second seating groove in which the outer circumferential portion of the second ball layer is seated is formed along the inner circumferential surface of the second race,
reducer,
The first ball layer and the second ball layer are in contact with at least one ball layer, and the first ball layer and the second ball layer and the second ball layer are centered on a rotational axis formed along the central axis of the first race by receiving a rotational force from the outside. Further comprising an input race for orbiting the ball layer;
The first seating groove is formed to contact the first ball at two points, respectively,
The second seating groove is formed to contact the second ball at two points, respectively,
The reduction ratio (reduction ratio 2) of the reducer is,
It is defined as the revolving angular velocity ratio of the first ball layer and the second ball layer with respect to the second race when the first race is fixed, calculated according to the following formula,
The r1 is the radius of the first ball,
The r2 is the radius of the second ball,
remind Is an angle between the axis of rotation of the first ball and the normal of the inclined surface of the first seating groove,
remind Is an angle between the axis of rotation of the second ball and the normal of the inclined surface of the second seating groove,
The R1 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race,
The R2 is a reducer using a duplex ball, characterized in that the distance between the center of the second ball and the axis of rotation of the input race.
상기 제1 안착홈을 따라 원 형태로 배열된 다수의 제1 볼을 포함하는 제1 볼 층;
상기 제1 볼 사이 사이에 각각 밀착 개재되어 원 형태로 배열되되, 상기 제1 레이스의 중심축을 기준으로 상기 제1 볼보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 방향으로 각각 오프셋 되도록 배치되는 다수의 제2 볼을 포함하는 제2 볼 층; 및
내주면이 상기 제2 볼 층의 외주 부분을 감싸는 형태로 상기 제2 볼 층과 접촉하는 원반 형태의 제2 레이스를 포함하고,
상기 제2 레이스에는, 상기 제2 레이스의 내주면을 따라 상기 제2 볼 층의 외주 부분이 안착되는 제2 안착홈이 형성되고,
상기 제1 안착홈은, 두 경사면 사이가 개방되어 상기 제1 볼 층의 일부가 관통되도록 형성되고,
감속기는,
상기 제1 레이스의 중심축에 삽입되고, 외부로부터 회전력을 받아 상기 제1 레이스의 중심축에 따라 형성되는 회전축을 중심으로 회전하며, 외주면의 일부가 경사진 경사면을 갖는 원통 형태의 입력 레이스; 및
상기 입력 레이스의 경사면과 상기 제1 볼 층 사이에 밀착 개재된 다수의 동력 인가볼을 더 포함하고,
상기 제1 안착홈은 상기 제1 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되고,
상기 제2 안착홈은 상기 제2 볼과 각각 두 지점에서 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 듀플렉스 볼을 이용한 감속기.
a disc-shaped first race having a first seating groove formed along an outer circumferential surface thereof;
A first ball layer including a plurality of first balls arranged in a circular shape along the first seating groove;
It includes a plurality of second balls arranged in a circular shape while closely interposed between the first balls, arranged to be offset from each other in a direction relatively farther apart than the first balls based on the central axis of the first race. a second ball layer; and
Including a disk-shaped second race in contact with the second ball layer in the form of an inner circumferential surface surrounding the outer circumferential portion of the second ball layer,
In the second race, a second seating groove is formed along the inner circumferential surface of the second race, in which the outer circumferential portion of the second ball layer is seated,
The first seating groove is formed so that a portion of the first ball layer is penetrated by opening between the two inclined surfaces,
reducer,
a cylindrical input race inserted into the central axis of the first race, rotated around a rotational axis formed along the central axis of the first race by receiving a rotational force from the outside, and having an inclined surface at a part of an outer circumferential surface; and
Further comprising a plurality of power supply balls closely interposed between the inclined surface of the input race and the first ball layer,
The first seating groove is formed to contact the first ball at two points, respectively,
The second seating groove is a reducer using a duplex ball, characterized in that formed to contact the second ball at two points, respectively.
상기 감속기의 감속비(reduction ratio3)는,
상기 제1 레이스의 고정 시 상기 제2 레이스에 대한 상기 입력 레이스의 각속도 비로 정의되며, 하기의 수식에 따라 산출되고,
상기 r1은 상기 제1 볼의 반지름이고,
상기 r2는 상기 제2 볼의 반지름이고,
상기 r3는 상기 동력 인가볼의 반지름이고,
상기 는 상기 제1 볼의 회전축과, 상기 제1 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고,
상기 는 상기 제2 볼의 회전축과, 상기 제2 안착홈이 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고,
상기 는 상기 동력 인가볼의 회전축과, 상기 입력 레이스가 갖는 경사면의 법선이 이루는 각도이고,
상기 R1은 상기 제1 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고,
상기 R2는 상기 제2 볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리이고,
상기 R3는 상기 동력 인가볼의 중심과 상기 입력 레이스의 회전축 간의 거리인 것을 특징으로 하는 듀플렉스 볼을 이용한 감속기.
According to claim 6,
The reduction ratio (reduction ratio 3) of the reducer is,
It is defined as the ratio of the angular velocity of the input race to the second race when the first race is fixed, and is calculated according to the following formula,
The r1 is the radius of the first ball,
The r2 is the radius of the second ball,
r3 is the radius of the power supply ball,
remind Is an angle between the axis of rotation of the first ball and the normal of the inclined surface of the first seating groove,
remind Is an angle between the axis of rotation of the second ball and the normal of the inclined surface of the second seating groove,
remind is an angle between the rotational axis of the power supply ball and the normal of the inclined surface of the input race,
The R1 is the distance between the center of the first ball and the axis of rotation of the input race,
The R2 is the distance between the center of the second ball and the axis of rotation of the input race,
The speed reducer using a duplex ball, characterized in that R3 is the distance between the center of the power supply ball and the rotation axis of the input race.
상기 감속기는, 상기 제1 레이스와 상기 제2 레이스 사이를 연결하는 볼 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀플렉스 볼을 이용한 감속기.According to claim 6,
The reducer using a duplex ball, characterized in that the reducer further comprises a ball bearing connecting between the first race and the second race.
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| JP2021156407A (en) | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Spherical acceleration/deceleration machine and control method for spherical acceleration/deceleration machine |
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Family Cites Families (1)
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| KR20190082471A (en) | 2018-01-02 | 2019-07-10 | 유순기 | Two hole type ball gear reducing device having self-locking function |
-
2022
- 2022-05-30 KR KR1020220065892A patent/KR102565770B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| KR102339337B1 (en) | 2021-04-19 | 2021-12-15 | 신희찬 | Reducer using duplex roller drive |
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| Publication number | Publication date |
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| KR20230111562A (en) | 2023-07-25 |
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|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |