KR20000020021A - 내접식 유성치차 감속기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

내접식 유성치차 감속기

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

맞물림시 간섭량 및 백래쉬량을 최소화할 수 있는 치형을 갖는 유성치차를 채용하여 효율적인 감속운동이 가능하며, 범용 소재 및 가공 기술로 넓은 범위의 감속비를 갖는 고정밀 및 고강성 감속기의 감속 치차열이 가능하도록 동력전달 체제를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결 방법의 요지

내주면을 따라 내접기어가 형성된 중공체 형상의 본체; 서로 반대방향으로 소정의 편심량을 각각 갖는 두개의 편심축이 일체로 형성된 크랭크축; 두 개의 상기 편심축에 각각 회전 가능하게 지지되어, 상기 본체의 내접기어에 각각 맞물리는 외접기어가 그 외주면에 각각 형성된 두 개의 유성치차; 상기 크랭크축을 양단에서 지지하기 위하여, 상기 본체의 입력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 크랭크 지지판 및 상기 본체의 출력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 출력판; 및 상기 본체 내주면을 따라 각각 공전하는 각 유성치차의 공전력을 상기 출력판으로 전달하기 위한 감속동력 전달수단을 포함하여 이루어진 내접식 유성치차 감속기를 제공함.

4. 발명의 중요한 용도

서보 모터 등의 정밀 제어기기가 부착되는 기기에 적용되어, 고속 입력 및 넓은 범위의 감속비에서 동일한 크기로 표준화 설계가 가능하여 소형, 경량으로 유닛화 되어 취급이 용이하게 되고 소재 선택에 있어서의 그 선택 폭이 향상된 고정밀도, 고강성의 감속기를 로봇 등의 초정밀제어 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다.

Description

내접식 유성치차 감속기

본 발명은 내접식 유성치차 감속기에 관한 것으로, 특히, 간섭량 및 백래쉬량을 최소화하는 삼각형 치형을 채용한 내접식 유성치차열이 편심체에 의한 기구적 운동으로 병진 및 회전운동하면서 발생된 감속운동을 연속적으로 출력축으로 전달하며, 큰 범위의 감속비, 고정밀 및 고강성 특성을 갖는 내접식 유성치차 감속기에 관한 것이다.

종래의 경우, 서보 모터 등의 정밀제어기기에 적용되어 감속을 수행하기 위한 여러 감속기가 제안된 바 있다. 종래에 제안된 고정밀 제어용 감속기를 살펴보면, 금속의 탄성력을 이용 감속을 수행하는 하모닉 드라이브 타입 감속기, 치차 이외에 강구(鋼球)를 이용하여 감속을 수행하는 볼 감속기, 핀 롤러를 이용하는 감속기, RV 감속기, 싸이클로이드 감속기 등으로 대별된다.

그러나 , 이들 감속기의 경우, 감속열은 일정 수준의 탄성력과 피로 강도, 강구 또는 핀과의 상대 운동으로 인한 마모를 고려하여야 하므로 감속열 구성에 있어서, 소재 선택에 제한이 따르며, 또한, 금속의 탄력을 이용하여 감속하는 하모닉 드라이브 타입 감속기의 경우, 운동 전달 및 제어에 있어서 비틀림 스프링 상수가 고려되어야 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 감속기에 널리 사용된 인벌루트 치형은 외접식으로 사용할 경우, 효율, 동력 전달 등의 면에서 많은 장점이 있으나, 이는 치차의 이가 맞물려 회전하기 위한 여유를 필요로 하며 이는 백래쉬(backlash)를 유발하는 원인이 되었으며, 또한, 내접식으로 사용될 경우 백래쉬 외에도 내치차의 이끝원을 임의로 넓혀 치차간의 간섭으로 인한 언더컷(undercut)을 피해야 하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 트로코이드 곡선을 이용한 핀 치차가 제안되어 널리 이용되었으나, 이 경우, 위치전달오차나 치차간의 간섭 등은 제거할 수 있으나 치형의 수학적 정의 및 그의 가공이 곤란하므로 일반적인 호브 가공을 이용한 범용적인 치차 제조 방법을 이용하기 곤란하였으며, 치형의 크기가 핀의 직경과 연관되어 있어 치차의 모듈 등을 조절하는데 제약이 있었으며, 치차의 이수만큼의 핀을 필요로 하므로 소요 부품수가 급증하는 문제점이 있었다. 또한, 동력전달구조에 있어서 핀을 이용한 감속기는 접촉하는 핀 면에서의 미끄럼 마찰로 인하여 발열, 소음, 마모 등의 문제가 발생되었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 크랭크축을 이용한 감속수행 방식이 제안되었다. 이 경우, 크랭크축은 동력 전달뿐만 아니라 편심 운동을 유발하는 동력의 입력원으로도 작용하였으며, 이와 같은 양단의 크랭크축을 동력 입력원으로 채용한 경우, 감속기의 진동이 감소하는 효과가 있었다.

그러나, 상기 크랭크축을 이용한 감속기의 경우, 조립 상의 단점이 있으며, 초단 감속열의 치차 운동에 필요한 공간을 확보해야 함으로 출력축의 양단지지 및 오일을 밀봉하기 위한 형상이 복잡해지는 문제점이 있었으며, 또한, 서로 다른 상대운동량을 갖는 운동물체간의 간섭을 방지하기 위한 도피 구멍(through hole)의 가공에 NC 등과 같은 자동화 기계 가공을 필요로 하여 수작업에 의한 도피 구멍의 가공은 거의 불가능하며, 도피 구멍을 원주 상에 등각으로 정렬하기 곤란한 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 맞물림 시에 간섭량 및 백래쉬량을 최소화할 수 있는 치형을 갖는 유성치차를 채용하여 효율적인 감속운동이 가능하며, 범용 소재 이용 및 용이한 가공 기술의 적용으로 감속기어열을 구성할 수 있고 넓은 범위의 감속비에 적용이 용이한 고정밀 및 고강성 감속기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 감속기의 일실시예 구성을 나타낸 분해 조립도;

도2a는 도1에서의 감속기 본체를 나타낸 정면도 및 A-A 선을 따라 보여진 측단면도;

도2b는 도2a의 감속기 본체 내면에 형성된 기어의 치형을 부분적으로 나타낸 단면도;

도3a는 도1에서의 유성치차를 나타낸 정면도 및 측단면도;

도3b는 도3a의 유성치차의 외주면에 형성된 기어의 치형을 부분적으로 나타낸 단면도;

도4는 도1에서의 보조 크랭크축을 나타낸 사시도 및 측단면도;

도5는 도1에서의 주크랭크축을 나타낸 사시도 및 측단면도;

도6은 상기한 보조 크랭크축 및 주크랭크축과 유성치차의 분해 조립도;

도7a는 도1에서 세차방지판을 나타낸 정면도 및 측면도이며, 도7b는 도7a에서의 B-B 선 및 C-C 선을 따라 보여진 측단면도;

도8은 도1에서의 강화핀을 나타낸 측단면도 및 정면도;

도9는 세차방지판에 조립된 유성치차 조립체가 감속기 본체 내에 삽입된 상 태를 출력측으로부터 보여진 사시도;

도10a는 도1에서의 편평 출력판을 나타낸 정면도 및 측면도;

도10b는 도10a에서의 D-D 선, E-E 선, F-F 선을 따라 각각 보여진 편평 출력판의 측단면도;

도11a는 도1에서 입력커플링을 나타낸 사시도;

도11b는 도11a의 측면도 및 정면도;

도12는 모터가 본 발명에 따른 감속기에 장착된 상태를 나타낸 개략도;

도13은 본 발명에 따른 감속기의 다른 실시예 구성을 나타낸 분해조립도;

도14a 및 도14b는 도13의 감속기 치차부의 크랭크축을 나타낸 사시도, 측면도 및 정면도;

도15는 도13의 감속기 치차부의 세차방지판을 나타낸 정면도 및 측면도;

도16은 도13의 감속기 치차부의 동력전달핀 및 지지볼트를 나타낸 사시도;

도17은 도13의 편평 출력판을 나타낸 정면도 및 측면도;

도18은 일부분을 절개된 단면으로 나타낸 도13의 조립완성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 감속기 2: 감속기 본체

2a: 내면치차 2b: 나사구멍

3: 유성치차 3a: 주크랭크축 장착구멍

3b: 보조 크랭크축 장착구멍

4: 보조 크랭크축 4a, 4a', 5a, 5a': 편심축

5: 주크랭크축 6: 강화핀

7: 세차방지판 7a: 주크랭크축 지지용 관통구멍

7b: 보조 크랭크축 지지홈

7c: 핀장착홈 8, 8': 커플링

9: 편평 출력판 10, 11, 12: 베어링

21: 모터 22: 모터 장착부

23: 오일 씰부재 24: 입력측 오링 씰부재

25: 종동축 26: 출력측 오일 씰부재

30: 동력전달핀 31: 지지볼트

40: 분리판

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내주면을 따라 내접기어가 형성된 중공체 형상의 본체; 서로 반대방향으로 소정의 편심량을 각각 갖는 두개의 편심축이 일체로 형성된 크랭크축; 두 개의 상기 편심축에 각각 회전 가능하게 지지되어, 상기 본체의 내접기어에 각각 맞물리는 외접기어가 그 외주면에 각각 형성된 두 개의 유성치차; 상기 크랭크축을 양단에서 지지하기 위하여, 상기 본체의 입력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 크랭크 지지판 및 상기 본체의 출력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 출력판; 및 상기 본체 내주면을 따라 각각 공전하는 각 유성치차의 공전력을 상기 출력판으로 전달하기 위한 감속동력 전달수단을 포함하여 이루어진 내접식 유성치차 감속기를 제공한다.

또한, 본 발명은 내주면을 따라 내접기어가 형성된 중공체 형상의 본체; 서로 반대방향으로 소정의 편심량을 각각 갖는 두개의 편심축이 일체로 형성된 제1크랭크축; 상기 제1크랭크축과 동일한 편심량 및 편심방향을 각각 갖는 두 개의 편심축이 일체로 각각 형성된 두 개의 제2크랭크축; 두 개의 상기 제2크랭크축이 상기 제1크랭크축을 중심으로 서로 대향되게 각각 정렬되도록, 상기 제1크랭크축의 편심축이 각각 삽입되는 구멍이 중심부에 형성되고 두 개의 상기 제2크랭크축의 편심축이 각각 삽입되는 두 개의 구멍이 소정 반경의 원주 상에 서로 마주보게 형성된 다수의 소직경 구멍이 형성되며, 상기 본체의 내접기어에 각각 맞물리는 외접기어가 그 외주면에 형성된 두 개의 유성치차; 및 상기 제1크랭크축 및 두 개의 제2크랭크축의 양단부를 각각 회전 가능하게 지지하기 위하여, 상기 본체의 입력측에 회전 가능하게 지지되는 크랭크 지지판 및 상기 본체의 출력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 출력판을 포함하며, 공전하는 유성치차의 감속동력이 두 개의 상기 제2크랭크축의 출력측 단부에 의해 상기 출력판으로 전달되는 내접식 유성치차 감속기를 제공한다.

또한, 본 발명은 내주면을 따라 내접기어가 형성된 중공체 형상의 본체; 서로 반대방향으로 소정의 편심량을 각각 갖는 두개의 편심축이 일체로 형성된 크랭크축;

중심부에 상기 크랭크축의 편심축이 삽입되는 중심구멍이 각각 형성되고 소정 반경의 원주 상에 등각 정렬되도록 다수의 소구경 구멍이 각각 형성되며, 상기 본체의 내접기어에 각각 맞물리는 외접기어가 그 외주면에 형성된 두 개의 유성치차; 상기 크랭크축의 양단부를 회전 가능하게 지지하기 위하여, 상기 본체의 입력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 크랭크 지지판 및 상기 본체의 출력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 출력판; 및 두 개의 상기 유성치차의 다수의 소구경 구멍을 각각 통과하여 정렬되어 상기 본체 내주면을 따라 각각 공전하는 각 유성치차의 공전력을 상기 출력판으로 전달하기 위한 감속동력 전달수단을 포함하여 이루어진 내접식 유성치차 감속기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 감속기의 일실시예 구성을 나타낸 분해 조립도이다. 도1을 참조하면, 본 발명은 입력부, 감속 치차부 및 출력부로 크게 나누어진다.

입력부는, 예를 들면, 서보 모터 등과 같은 동력원의 축과 후술될 감속 치차부의 주크랭크축을 연결하는 전동수단으로 올드 햄(old ham) 커플링이며, 모터로부터의 회전동력을 감속 치차부의 주크랭크축(5)으로 전달한다. 상기 커플링은 원동측으로 모터 축에 고정된 입력커플링(8), 및 상기 입력커플링과 짝을 이루며 종동측 으로서 감속 치차부의 주크랭크축(5)의 일단부에 일체로 형성된 주크랭크축 단부 커플링(8')으로 구성된다(도5a 및 도11a참조).

감속 치차부는, 원통 형상으로 그 내주면을 따라 내면치차(2a)가 형성된 치차부, 베어링(15)을 통해 후술될 편평 출력판(9)을 회전 가능하게 지지하는 전측 연장부, 및 베어링(15')을 통해 후술될 세차방지판(7)을 회전 가능하게 지지하는 후측 연장부로 이루어진 감속기 본체(2)(도2a 참조); 상기 감속기 본체(2)의 내부에 수용되어 그의 내면치차(2a)에 내접하면서 각각 공전하는 두개의 유성치차(3)(도3a 참조); 180°의 위상 차로 서로 대향하도록 일체로 형성된 두 개의 편심축을 가지며 베어링을 통해 상기 각각의 편심축에 상기 유성치차(3)를 각각 회전 가능하게 장착하는 주크랭크축(5)(도5a 참조), 및 상기 주크랭크축(5)의 회전에 의해 상호 연동하는 유성치차(3)의 상대운동을 보다 안정적으로 수행되도록 하기 위하여 주크랭크축(5)과 동일한 편심량을 갖는 180°위상차로 대향하는 두개의 편심축을 가지며(도4a 참조), 감속기 본체(2)의 내부에서 공전하는 유성치차(3)의 동력을 후술하는 편평 출력판(9)에 전달하기 위한 보조 크랭크축(4); 및 상기 유성치차를 장착한 주크랭크축(5) 및 보조 크랭크축(4)의 일단을 베어링(12, 14)을 통해 지지하는 세차방지판(7)을 포함한다.

출력부는 감속기 본체(2)의 전측 연장부 내부로 삽입되어 베어링(15)을 통해 회전 가능하게 지지되는 편평 출력판(9)으로서 상기 두 개의 보조 크랭크축(4)을 통해 감속운동을 전달받아 종동축으로 동력을 전달한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 무한 감속기(IGB)는 내접식 유성치차의 편심 운동에 의한 병진 및 회전운동의 수행을 원활하게 추종하기 위한 독특한 치형, 감속열에서 유발된 감속운동을 연속적으로 출력축에 전달하기 위한 크랭크축 동력전달구조, 및 감속기 내부 운동체의 세차 운동이나 변형, 진동 등의 영향을 최소화하기 위한 양단 구속형 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

도2a는 도1에서의 감속기 본체를 나타낸 정면도 및 A-A 선을 따라 보여진 측단면도이며, 도2b는 도2a의 감속기 본체의 내면에 형성된 기어의 치형을 부분적으로 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 감속기 본체(2)는 내부에 유성치차열을 수용하기 위한 공간을 가지는 원통 형상으로 그 내주면에는 내면치차(2a)가 형성되며, 상기 본체의 가장자리에는, 후술될 모터 장착부를 고정하기 위한 다수의 나사 구멍(2b)이 원주방향 등간격으로 관통되어 형성된다. 본 발명에서 상기 내면치차(2a)의 치형은, 도2b에 도시된 바와 같이, 이뿌리각이 60。(±5。)이고 이끝각이 57.1。(±5。)인 삼각형 치형으로, 연속하는 인접한 이뿌리 사이에는 반경 0.3(±0.1)㎜, 범위 120。(±5。)로 라운딩부가 형성되며, 이끝부는 반경 0.25(±0.1)㎜, 범위 122.9。(±5。)로 라운딩이 형성된다.

또한 감속기 본체(2)의 전면 측에는 편평 출력판(9)을 수용하여 베어링(15)을 통해 회전 가능하게 지지하기 위한 전측 연장부가 일체로 형성되며, 감속기 본체(2)의 후면 측에는 세차방지판(7)을 수용하여 회전 가능하게 지지하기 위한 후측 연장부가 일체로 형성된다. 또 감속기 본체(2) 내부에 수용된 오일의 누유를 방지하기 위한 밀봉부재(16)가 상기한 전측 및 후측 연장부 내에 삽입된다.

도3a는 도1의 유성치차를 나타낸 정면도 및 측단면도이며, 도3b는 도3a의 유성치차의 외주면에 형성된 기어의 치형을 부분적으로 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 두 개의 유성치차(3)는 그 중심에 관통하여 형성된 소정 직경의 주크랭크축 장착구멍(3a) 및 소정 반경의 원주 상에 등간격으로 관통 형성된 다수의 작은 구멍(3b, 3b')을 갖는다. 상기 주크랭크축 장착구멍(3a)을 통하여 각각의 유성치차(3)가 주크랭크축(5)의 편심축(5a, 5a')에 베어링(10)을 통해 회전 가능하게 지지된다. 본 실시예에서는 원주방향 45°간격으로 총 8개의 작은 구멍(3b, 3b')이 형성되며, 상기 작은 구멍 중에서 서로 대향하는 두개의 작은 구멍은 보조 크랭크축 장착구멍(3b)이며, 이 장착구멍(3b)을 통해 각 유성치차(3)가 두개의 보조 크랭크축(4)의 편심축(4a, 4a')에 각각 삽입되어 베어링(11)을 통해 회전 가능하게 지지된다. 축중심 대칭으로 정렬된 나머지 6개의 작은 구멍은 후술될 강화핀(6)이 삽입되는 도피 구멍(3b')이다. 이 강화핀(6)은 소정의 편심량을 가지고 정렬된 두 유성치차(3)의 도피 구멍(3b')을 통과하여 배치되므로, 도피 구멍(3b')의 직경은 강화핀(6)에 의해 간섭받지 않고 두 유성치차(3)가 서로 상대 운동(편심량만큼의 서로 대향하여 병진 운동)을 할 수 있는 크기를 갖는다.

또한, 상기 유성치차(3)는 그 외주면에 삼각형상의 치형(3c)을 가지며, 본 실시예에서는, 도3b에 도시된 바와 같이, 이뿌리각이 63。(±5。)이고 이끝각이 60。(±5。)이며, 연속하는 인접한 이뿌리 사이에는 반경 0.25(±0.1)㎜, 범위 117。(±5。)로 라운딩부가 형성되며, 이끝부는 반경 0.3(±0.1)㎜, 범위 120。(±5。)로 라운딩부가 형성된 치형이 채용된다.

상기와 같이, 치형을 정삼각형 형상으로 형성할 경우, 종래의 감속기에서의 사이클로이드 치형 또는 인벌류트 치형에 비하여 형상의 정의가 용이하고 가공을 위한 호브의 성형이 용이해지는 효과가 있다. 특히, 병진운동과 회전운동을 동시에 수행하는 감속열에서 유발된 감속운동의 경우 간섭량 또는 백래쉬의 양을 감속비에 따라 용이하게 조절 가능하게 되는 효과가 있다

일반적으로, 무한 감속기는 내치와 외치의 이수차에 의해 감속운동을 유발하며, 동일한 모듈의 경우 고감속비에 비하여 저감속비에서의 이수차가 많게 된다. 따라서, 고감속비에서 내면치차의 피치 직경이 저감속비에서의 내면치차의 피치 직경보다 작아지고 이는 고감속비일수록 내면치차의 치와 치사이각이 작아짐을 의미한다. 이점은 고감속비일수록 더욱 정교한 위치 정밀도를 요구하는 정밀 감속기의 요구 조건을 별다른 조작 없이 충족시킨다. 또한, 비교적 고속 회전인 저감속비인 경우 상대적으로 큰 접촉기어의 공차여유로 소음 및 발열을 감소시킬 수 있는 장점을 가진다. 또한, 치형이 정삼각형으로 압력각이 30。(±5。)가 되므로, 종래의 인벌류트 치형 등에서 발생한 이뿌리 부근의 응력집중을 완화시킬 수 있는 장점이 있다.

도4a는 도1에서의 보조 크랭크축을 나타낸 사시도이며, 도4b는 도4a의 정면도 및 측면도이다. 도시된 바와 같이, 보조 크랭크축(4)은 축선 상에 일체로 나란히 형성된 두 개의 편심축(4a, 4a')을 가지며, 상기 두 개의 편심축은 동일한 편심량으로 180°위상차로 서로 대향한다. 또한, 상기 각각의 편심축(4a, 4a')은 상기한 각 유성치차(3)의 보조 크랭크축 장착구멍(3b)에 각각 삽입되며, 각 유성치차(3)는 베어링(11)을 통해 편심축(4a, 4b')에 회전 가능하게 지지된다.

도5a는 도1에서의 주크랭크축을 나타낸 사시도이며, 도5b는 도5a의 정단면도 및 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 주크랭크축(5)은 축선 상에 일체로 나란히 형성된 두 개의 편심축(5a, 5a')을 가지며, 상기 두 개의 편심축은 동일한 편심량으로 180°위상차로 서로 대향한다. 주크랭크축(5)의 입력 측 단부에는, 도시된 바와 같이, 동력원으로부터의 동력을 전달받기 위한 단부 커플링(8')이 일체로 형성된다. 상기 단부 커플링(8')은 베어링(14)을 통해 후술될 세차방지판(7)에 회전 가능하게 지지되며 각각의 편심축(5a, 5a')은 상기한 유성치차(3)의 주크랭크축 장착구멍(3a)에 삽입되며, 그에 따라, 각 유성치차(3)는 베어링(10)을 통해 각 편심축(5a, 5a')에 회전 가능하게 지지된다.

도6은 상기한 보조 크랭크축 및 주크랭크축과 유성치차의 분해 조립도이다. 도시된 바와 같이, 두 개의 유성치차(3)가 두개의 보조 크랭크축(4)의 각 편심축(4a, 4a') 및 주크랭크축(5)의 각 편심축(5a, 5a')에 각각 장착된다. 즉, 두 개의 보조 크랭크축(4)의 각 편심축(4a, 4a')은 유성치차의 대향하는 두 개의 소구경 구멍(즉, 보조 크랭크축 장착구멍(3b))에 각각 삽입되어 베어링(11)(예를 들면, 롤러베어링)을 통해 회전 가능하게 지지되고, 동시에, 주크랭크축(5)의 각 편심축(5a, 5a')은 유성치차의 중심구멍(즉, 주크랭크축 장착구멍(3a))에 삽입되어 베어링(10)(예를 들면, 롤러베어링)을 통해 회전 가능하게 지지된다. 상기 두 보조 크랭크축(4) 및 주크랭크축(5)의 양단은 유성치차(3)의 축방향 이동을 제한하기 위한 베어링(12, 13)(예를 들면, 미니어처 볼베어링 또는 단열깊은홈 볼베어링)을 통해 편평 출력판(9) 및 세차방지판(7)에 각각 지지된다. 상기 보조 크랭크축(4)에서의 두 편심축(4a, 4a')의 편심량과 주크랭크축(5)의 두 편심축(5a, 5a')의 편심량은 각각 같으며, 주크랭크축이 회전함에 따라, 두 개의 유성치차(3)는 상기 편심량만큼 서로 엇갈려 병진운동을 하면서, 180°의 위상차로 주크랭크축의 중심축 주위를 공전하게 된다.

즉, 입력부 커플링(8, 8')에 의해 회전력을 전달받은 주크랭크축이 회전하게 되면, 주크랭크축(5)의 편심축(5a, 5a') 상에서 정렬되어 본체(2)의 내면치차(2a)에 맞물린 각 유성치차(3)는 편심축의 편심량만큼 상대운동을 하면서 본체(2)의 내주면을 따라서 구르게 된다. 동시에, 각 유성치차(3)에서의 대향하는 보조크랭크축 장착구멍(3b)을 통하여 삽입된 보조크랭크축(4)은 상기한 상대운동이 전체적으로 균형을 이루도록 하며, 강성이 유지된다. 서로 대향한 위치에서 본체(2)의 내면치차(2a)에 내접하면서 구름운동을 수행하는 각 유성치차(3)의 공전속도는 유성치차의 이수와 내면치차(2a)의 이수 사이의 비만큼 감속된다. 이때, 유성치차(3)의 두 장착구멍(3b)에 각각 삽입된 두 개의 보조 크랭크축(4)의 중심은 주크랭크축(5)의 축중심 주위를 대향한 위치에서 감속된 속도로 선회하게 된다.

상기와 같이, 다수의 크랭크축(3개 또는 4개의 크랭크축)이 감속치차열의 구성에 적용될 경우, 감속기는 두 개의 유성치차(3)로 하여금 편심량만큼 병진운동을 수행하면서 중심축에 대해 공전운동을 하도록 허용하여 이 공전운동만을 출력축에 전달하는 구조의 구성이 가능하게 된다. 보조 크랭크축(4)을 주크랭크축(5) 주위에 배치할 경우, 초기 입력 감속열이 불필요하게 되므로, 백래쉬를 감소시킬 수 있어 위치결정의 정밀도를 높일 수 있게 되며, 조립 시에, 정렬된 각 유성치차(3)의 소정 반경 원주 상에서 등간격으로 형성된 도피 구멍(3b')에 의해 각 크랭크축의 위상이 자동 조절될 수 있으므로, 조립이 용이하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 감속치차열은 종래의 금속 탄성체, 핀 또는 강구에 의한 유성치차의 감속구동 대신에 크랭크축에 의한 기구적 운동으로 회전 및 병진운동을 수행하고 독특한 치형을 사용하므로 강재 이외에도 알루미늄 합금(듀랄루민), 공업용 플라스틱 등으로도 감속치차열을 구성할 수 있다.

도7a는 도1에서 세차방지판을 나타낸 정면도 및 측면도이며, 도7b는 도7a에서의 B-B 선 및 C-C 선을 따라 보여진 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 세차방지판(7)에는 주크랭크축(5)의 단부 커플링(8')이 베어링(14)(예를 들면, 솔리드형 침상 롤러베어링)을 통해 회전 가능하게 장착되기 위한 주크랭크축 지지용 관통구멍(7a)이 형성되며, 두 개의 보조 크랭크축(4)의 일단부를 베어링(12)(예를 들면, 미니어쳐 볼베어링)을 통해 회전 가능하게 장착하기 위하여 소정 반경의 원주 상에 상기 주크랭크축 지지용 관통구멍(7a)을 중심으로 서로 마주 보도록 두개의 보조 크랭크축 지지홈(7b)이 형성된다. 또한, 상기 소정 반경의 원주 상에는 후술된 강화핀(6)의 일단을 고정하기 위한 다수의 핀장착홈(7c)이 축중심 대칭으로 형성된다. 여기서, 보조 크랭크축 지지홈(7b)과 상기 핀장착홈(7c)은 동일 반경 원주 상에서 원주방향 등간격으로 정렬된다. 본 실시예에서는, 두 개의 보조 크랭크축 지지홈(7b)과 여섯 개의 핀장착홈(7c)이 축중심 대칭으로 동일 반경의 원주 상에 형성되며, 원주 상에서 서로 인접한 홈들은 45°의 간격으로 정렬된다.

본 실시예에서는 두 유성기어(3)의 상대적 편심운동의 전체적인 균형을 보장하고 감속기의 강성을 유지시키기 위한 강화핀(6)이 제공된다. 도8은 도1에서의 강화핀을 나타낸 측단면도 및 정면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 강화핀(6)은 원통형상으로, 그 일단은 상기한 세차방지판의 핀장착홈(7c)에 삽입되어 고정된다. 본 실시예에서 상기 강화핀(6)의 고정단부의 내주면에는 나사부가 형성되며, 핀장착홈(7c)에 일단이 삽입된 강화핀(6)은, 도7b에 도시된 바와 같이, 적절한 체결수단(예를 들면, 나사 또는 볼트)에 의해 세차방지판(7)에 체결된다. 도6에서의 크랭크축-유성치차 조립체가 상기 세차방지판에 조립될 때, 세차방지판(7)에 장착된 여섯 개의 강화핀(6)은, 도9에 도시된 바와 같이, 주크랭크축(5) 및 보조 크랭크축(4)에 의해 소정의 편심량을 가지고 정렬된 두 개의 유성치차(3)의 각각 도피 구멍(3b')을 관통하여 배치된다. 상기한 바와 같이, 강화핀(6)이 유성치차 각각의 도피구멍을 통과하도록 설치되면, 조립공정 시, 각 크랭크축의 위상이 자동적으로 조정되어 조립이 용이하게 되며, 또한, 감속기의 비틀림 강성이 향상되는 효과가 있다.

세차방지판(7)에 조립된 크랭크축-유성치차 조립체는 도2a의 감속기 본체(2) 내에 삽입되어 설치된다. 도9는 세차방지판에 조립된 유성치차 조립체가 감속기 본체 내에 삽입된 상태를 출력측으로부터 보여진 사시도이다. 도시된 바와 같이, 각각의 유성치차(3)는 감속기 본체(2)의 내면치차(2a)에 소정의 맞물림 길이로 내접하고 각 유성치차(3)는 180°의 위상차를 가지므로, 각 유성치차(3)는 내면치차(2a)의 서로 마주보는 위치에서 내면치차(2a)에서 각각 맞물리게 된다.

따라서, 주크랭크축(5)이 회전함에 따라, 각각의 유성치차(3)는 서로 대향 측에서 내면치차에 맞물려 회전하면서 감속기 본체(2) 내주면을 따라 구르게 된다. 이와 같이 구름 운동하는 유성치차(3)는 감속된 속도로 감속기 본체(2)의 내부에서 공전하게 되며, 두 개의 보조 크랭크축(4) 중심은 주크랭크축의 주위를 선회하게 된다. 그 결과, 각 보조 크랭크축(4)은 동일한 속도로 선회하면서 병진운동을 하게 된다. 이 때, 선회속도는 유성치차(3)와 내면치차(2a)의 이수비에 따라 결정된다.

도10a는 도1에서의 편평 출력판을 나타낸 정면도 및 측면도이다. 도10b는 도10a에서의 D-D 선, E-E 선, F-F 선을 따라 각각 보여진 편평 출력판의 측단면도이다. 편평 출력판(9)은, 도10a에 도시된 바와 같이, 대직경부와 소직경부가 연속적으로 일체로 형성된 구조로 베어링(15)(예를 들면, 단열깊은홈 볼베어링)을 통해 감속기 본체의 전측 연장부 내로 삽입되어 회전 가능하게 지지되며, 감속기 내에 충진된 오일의 누출을 방지하기 위하여 상기 대직경부와 출력판 지지 베어링(15) 사이에 오일 밀봉부재(16)가 삽입된다. 도10a 및 도10b에 도시된 바와 같이, 상기 편평 출력판(9)의 외면에는 종동축(25)에 연결하기 위하여 소정 반경의 원주 상에 소정 직경의 홈(9c)이 등간격으로 다수가 형성되며, 상기 홈의 내주에는 나사가 형성된다. 또한, 상기 편평 출력판(9)의 내면 중심부에는 주크랭크축 단부 베어링(13)(예를 들면, 단열깊은홈 베어링)을 삽입하여 주크랭크축을 회전 가능하게 지지하는 주크랭크축 지지홈(9a)이 형성되며, 상기 주크랭크축 지지홈(9a)을 중심으로 서로 마주보는 위치에는 보조 크랭크축 단부 베어링(12)(예를 들면, 미니어쳐 볼베어링)이 각각 삽입되어 지지되는 보조 크랭크축 지지홈(9b)이 각각 형성된다. 따라서, 상기 편평 출력판(9)이 상기 감속기 본체(2)에 조립되면, 주크랭크축(5) 및 보조 크랭크축(4)은 편평 출력판(9)과 세차방지판(7)에 의해 주크랭크축(5) 및 보조 크랭크축(4)의 양단이 회전 가능하게 각각 지지되게 된다. 상기한 바와 같이, 주크랭크축(5)을 중심으로 선회하는 두 개의 보조 크랭크축(4)이 단부 베어링(12)을 통해 상기 편평 출력판(9)의 보조 크랭크축 지지홈(9b)에 삽입되어 지지되어 있으므로, 병진 및 회전운동하는 두개의 보조 크랭크축(4)은 상기 편평 출력판(9)을 감속된 회전비로 회전시키게 된다.

상기 편평 출력판(9)과 세차방지판(7)에 의해 주크랭크축(5) 및 보조 크랭크축(4)이 양단에서 지지될 수 있으므로, 감속기의 강성도를 향상시킬 수 있으며, 고속 회전 시에 감속기 내부 운동체의 세차운동, 진동, 이상 마모 및 불연속적인 동력 전달 등을 최소화 가능하게 된다.

도11a는 도1에서 입력커플링을 나타낸 사시도이며, 도11b는 도11a의 측면도 및 정면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 입력커플링(8)은 올드 햄 커플링의 원동측 커플링으로 그 내부 중공부에 모터 축을 삽입하고 측부에 관통하여 형성된 나사 구멍(8a)에 스크류를 조임으로써, 입력커플링(8)을 상기 축에 고정하게 되며, 동력의 전달은 주크랭크축의 단부에 일체로 형성된 종동측 커플링(즉, 단부 커플링(8'))에 상기 입력커플링(8)을 맞물리게 함으로써 수행하게 된다. 전동수단으로서 올드 햄 커플링이 사용되므로, 모터를 감속기에 장착하기가 용이하며, 축선이 정확하게 일치되지 않더라도 원활하게 동력이 전달되는 유연성을 가질 수 있게 된다.

도12에는 본 발명에 따른 감속기에 모터를 장착한 예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 모터(21)는 모터 장착부(22)에 고정되며, 상기 모터 장착부(22)는 볼트 등의 체결 부재로 감속기 본체(2)에 고정된다. 여기서, 모터 장착부(22)에서 모터 축이 관통하여 설치되는 부분은 오일씰부재(23)로 밀봉되며, 모터 장착부(22)와 감속기 본체(2)와의 밀봉은 입력측 오링 씰부재(24)에 의해 수행된다. 따라서, 모터 축단에 고정된 입력커플링(8)은 감속기의 종동 커플링(즉, 주크랭크축 단부 커플링(8'))에 맞물려 동력을 감속기로 전달하고 감속기에서 감속된 출력은 편평 출력판(9)을 통해 종동축(25)으로 전달된다. 이때, 편평 출력판(9)의 중심부에 형성된 관통구멍의 밀봉은 상기 종동축(25)과 편평 출력판(9) 사이에 개입된 출력측 오일 씰부재(26)에 의해 수행된다.

본 발명자는 이상 설명한 구성과 작동 원리를 기초로 여러 실험을 거쳐 다양한 사용 용량의 제품을 개발하였으며, 그에 대한 성능과 사양은 아래의 표 1과 같다.

여기서, 최소기동토크는 무부하 상태에서 고속축을 기동시키는데 필요한 정적 토크를 의미하며, 증속기동토크(Backdriving Torque)는 무부하 상태에서 저속축을 기동시키는데 필요한 정적 토크를 의미한다.

상기 각각의 제품들이 수행 가능한 감속비는 아래의 표2와 같다.

표2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 감속기는 10에서 200까지의 감속비를 가지며, 이는 종래의 감속기 성능과 비교하여 매우 넓은 범위의 감속비에 적용될 수 있음을 보여준다.

이하, 본 발명의 다른 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시예는, 상기한 본 발명의 목적에 보다 확실하게 부응하기 위하여, 이전 실시예의 특징에 더하여 아래에 설명된 측면을 한층 더 고려하여 구성한 것을 특징으로 한다.

·감속기의 동작 중에 발생하는 진동 및 소음의 최소화.

·감속기의 소형화를 유지하는 동시에 보다 증대된 내충격성, 고효율, 고출력의 달성.

·보다 간단한 구성을 가지며, 제작, 취급 및 장착성의 용이함.

·보다 증대된 감속기의 비틀림 강성의 달성.

·초기 부하동력의 감소 및 초기 동작에서의 원할함.

상기한 측면을 한층 더 고려한 본 실시예는 이전 실시예에서의 감속 치차부의 구성을 개선함으로써 달성되며, 상기한 감속 치차부를 제외한 다른 구성은 이전 실시예의 구성과 유사하다. 따라서, 이하의 본 실시예의 설명 및 도면에서 이전 실시예와 유사한 구성은 이전 실시예와 동일한 참조부호로 지시하며, 또한 본 실시예의 구성, 작용 및 효과는 상기한 이전 실시예와의 차이점을 주로 하여 설명된다.

도13은 본 발명에 따른 감속기의 다른 실시예 구성을 나타낸 분해 조립도이다. 이전 실시예와 마찬가지로, 본 실시예는 입력부, 감속 치차부 및 출력부로 크게 나누어진다.

입력부는 모터 축을 고정하는 입력측 커플링(8)(도11a참조) 및 후술될 감속 치차부의 크랭크축(5)의 일단에 일체로 구비되는 크랭크축 단부 커플링(8')(도14b 참조)으로 구성된 올드 햄 커플링이며, 상기 커플링(8, 8')을 통해 모터의 회전력이 크랭크축(5)으로 전달된다.

감속 치차부는, 이전 실시예와 마찬가지로, 원통형상으로 그 내주면을 따라 내면치차(2a)가 형성된 감속기 본체(2)(도 2a 참조); 상기 감속기 본체 내에 수납되어 그의 내면치차(2a)에 내접하면서 공전하며, 그 중심부에는 후술될 크랭크축(5)의 편심축(5a, 5a')이 각각 삽입되는 크랭크축 장착구멍(3a)이 형성되고 소정 반경의 원주 상에 후술될 동력전달핀(30)이 관통하여 배치되는 다수의 도피구멍(3b)이 등간격으로 형성된 두개의 유성치차(3)(도 13 참조); 이 유성치차를 각각 회전 가능하게 지지하여 소정의 편심량으로 상대운동을 하도록 상호 연동시키기 위하여 두 개의 편심축(5a, 5a')이 일체로 형성된 크랭크축(5)(도 14a 참조); 감속기 본체(2) 내에서 공전하는 유성치차(3)의 감속된 공전운동을 출력측으로 전달하기 위한 다수의 동력전달핀(30)(도16 참조); 및 크랭크축(5)의 일단을 베어링(14)을 통해 회전 가능하게 지지하기 위한 세차방지판(7)(도17 참조)을 포함한다.

출력부는 동력전달핀(30)에 의해 유성치차(3)의 공전력을 전달받아 종동축(25)으로 동력을 전달하는 편평출력판(9)이며, 베어링(15, 15')를 통해 세차방지판(7)과 편평 출력판(9) 사이에서 크랭크축(5)의 양단이 회전 가능하게 지지된다.

도14a 및 도14b는 도13의 감속기 치차부의 크랭크축을 나타낸 사시도, 측면도 및 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 크랭크축(5)은 양측 편심축(5a, 5a') 사이에 크랭크축(5) 외주면을 따라 소정길이만큼 돌출된 분리판(40)이 일체로 형성된다. 따라서, 각각의 유성치차(3)는 베어링(10)을 통해 편심축(5a, 5a')에 각각 회전 가능하게 장착되며, 이 때, 각 유성치차(3)의 일면은 분리판(40)의 전면 및 후면에 각각 맞닿도록 장착되어, 두 유성치차(3) 사이에 소정 간격이 형성되도록 정렬된다. 이것은 유성치차(3)의 일측면 및 중심구멍의 내면을 동시에 지지하므로, 감속기 조립 시에, 두 유성치차(3)가 양호한 정렬상태를 유지하도록 하여 감속기의 조립성이 보다 용이하게 되며, 고속 작동 시에, 축방향으로의 유성치차(3)의 미세한 요동을 효과적으로 방지하고 감속기 본체(2)의 내면치차(2a')와의 물림율을 양호하게 유지시킴으로써, 진동 및 소음을 이전 실시예보다 더욱 감소시키게 된다. 또한 초기 구동 시에, 감속기 내부에 충진된 오일의 점성에 의한 초기부하의 증대를 감소시키는 부수적인 효과를 얻을 수 있다.

도15는 도13의 감속기 치차부의 세차방지판을 나타낸 정면도 및 측면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 세차방지판(7)은 크랭크축(5)의 단부 커플링(8')을 베어링(14)을 통해 회전 가능하게 지지하기 위한 크랭크축 지지용 관통구멍(7a)이 그의 중심부에 형성되며, 세차방지판(7)의 내면에 소정 반경 원주 상에는 후술될 동력전달핀(30)의 일단을 베어링(12)을 통하여 회전 가능하게 지지하기 위하여 다수의 핀 지지홈(7b)이 등간격으로 형성된다. 또한, 후술될 지지볼트(31)를 삽입하기 위하여 핀 지지홈(7b)과 연속하여 세차방지판(7)의 외면까지 관통된 볼트 삽입구멍(7c)이 형성된다. 이전 실시예의 경우, 크기가 각각 다른 보조 크랭크축 지지홈 및 강화핀 장착홈이 별도로 형성되지만(도7 참조), 본 실시예의 경우, 동일한 형상의 핀 지지홈(7b) 및 이에 연속한 볼트 삽입구멍(7c)이 형성되므로, 세차방지판(7)의 제작이 이전 실시예보다 용이하고 제작공수를 감소시켜 감속기의 제작비용을 보다 저렴하게 할 수가 있다.

도16은 도13의 감속기 치차부의 동력전달핀 및 지지볼트를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 동력전달핀(30)은 원통형상으로, 그 일단이 세차방지판(7)의 핀 지지홈(7b)에 삽입되어 베어링(12)을 통해 회전 가능하게 지지되며, 다른 단부는 편평 출력판(9)의 핀 지지홈(9b)에 삽입되어 베어링(12)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이때, 두 개의 유성치차(3)에 각각 형성된 도피구멍(3b)을 관통하도록 배치되며, 이 도피구멍(3b)의 직경은, 소정의 편심량을 갖고 서로 엇갈리게 상대운동을 하는 유성치차(3)가 동력전달핀(30)에 의해 그의 상대운동이 간섭되지 않을 정도로 설정된다. 두 개의 유성치차(3)에 형성된 각 도피구멍(3b)을 통과하여 배치된 동력전달핀(30)은, 세차방지판(7)의 각 볼트 삽입구멍(7c)을 통해 삽입되어 핀(30)의 내부를 관통하는 지지볼트(31)의 체결력에 의해, 세차방지판(7)과 편평 출력판(9) 사이에서 정확하고 확실하게 양단 지지된다.

본 실시예에서의 동력전달핀(30)은 이전 실시예의 보조 크랭크축 및 강화핀의 기능을 대신한다. 즉, 공전하는 유성치차의 동력을 출력측으로 전달하는 동시에 두 개의 유성치차의 상대운동을 전체적으로 균형을 이루게 하며, 감속기의 비틀림 강성을 유지한다.

본 실시예에서, 동력전달핀(30)은 유성치차(3)에 형성된 도피구멍(3b)의 수만큼 배치될 수도 있으며, 그 보다 적은 수의 핀을 등각 정렬되도록 배치할 수도 있다. 본 실시예에 적용된 동력전달핀(30)의 수는 감속기의 강성유지, 고효율 및 고출력에 기여한다. 이전 실시예의 경우, 동일한 위상차로 동일한 편심량을 갖는 주크랭크축 및 보조 크랭크축이 동일선상에 배치되므로(도6 참조), 각 편심축의 첨단이 0°또는 180°위상에 위치될 때, 사점(dead point)이 존재하게 된다. 이는 감속기가 계속 가동중일 경우에는 별 문제가 되지 않지만, 초기 동작 시에 상기한 사점에서 감속기가 동작을 시작하는 경우(또는 작동 중지 후 다시 동작시킬 경우), 초기 구동이 원활하지 못하여 부하가 증대되는 문제가 발생할 수가 있다. 그러나, 본 실시예의 경우 등각 정렬된 다수의 동력전달핀(30)이 채용되므로, 백래쉬가 감소되어 위치결정의 정밀도가 향상되어 상기한 문제점이 해소될 수 있으며, 그 결과, 보다 고효율을 달성할 수 있다. 또한, 이전 실시예의 경우, 주크랭크축(5)의 주위를 선회하는 두 개의 보조 크랭크축에 의해 출력측을 감속된 속도로 회전시키지만, 본 실시예에서는 유성치차(3)의 도피구멍(3b)마다 배치된 다수의 동력전달핀(30)에 의해 출력측을 회전시키게 되므로, 감속기의 비틀림 강성을 보다 증대시켜서 고출력 또는 보다 향상된 내충격성을 달성할 수 있게 되면, 조립작업이 보다 용이하게 수행될 수 있다. 또한, 이전 실시예의 보조 크랭크축은 정밀하게 가공되어야 하므로 제작이 용이하지 않으며 또 비용이 많이 소요되나, 본 실시예의 경우, 간단하게 제작 또는 구동이 용이한 동력전달핀(30)을 채용하므로 이전 실시예에 비해 생산성 및 경제성 측면에서 매우 유리한 이점이 있다.

도17은 도13의 감속기 치차부의 편평 출력판을 나타낸 정면도 및 측면도이다. 본 실시예에서의 편평 출력판(9)은 이전 실시예와 마찬가지로, 대직경부와 소직경부가 연속적으로 일체로 형성된 구조로서, 베어링(15)을 통해 감속기 본체의 전측 연장부 내로 삽입되어 회전 가능하게 지지된다. 상기 편평 출력판(9)의 외면에는 소정 반경의 원주 상에 소정 직경의 외면 나사홈(9c)이 등간격으로 다수가 형성되어 적당한 체결수단을 이용하여 종동축(25)을 연결하게 된다. 또한, 도17에 도시된 바와 같이, 상기 편평 출력판(9)의 내면 중심부에는 크랭크축의 단부 베어링(13)(예를 들면, 단열깊은홈 베어링)을 삽입하여 크랭크축(5)을 회전 가능하게 지지하는 크랭크축 지지홈(9a)이 형성되며, 그의 소정반경 원주 상에 베어링(12)을 통해 상기한 동력전달핀(30)의 일단을 회전 가능하게 지지하기 위한 다수의 핀 장착홈(9b)이 형성된다. 또한, 상기한 삽입볼트(31)의 나사부가 삽입되어 체결되도록 핀 장착홈(9b)의 내측면에 연속하여 내면 나사홈(9d)이 형성된다.

도18은 부분 절개단면으로 나타낸 도13의 감속기의 완성조립도이다.

따라서, 본 실시예의 감속기가 조립되면, 감속기 본체(2)의 내부에서 크랭크축(5) 및 동력전달핀(30)들의 양단이 편평 출력판(9)과 세차방지판(7)에 의해 회전 가능하게 각각 지지되며, 세차방지판(7)의 각 볼트 삽입구멍(7c)을 통해 삽입되어 핀(30)의 내부를 관통하는 지지볼트(31)가 편평 출력판(9)의 내면 나사홈(9d)에 체결됨으로써 상기한 양단지지가 정확하고 확실하게 보장된다. 상기한 바와 같이, 크랭크축(5)에 대해 선회하는 다수의 동력전달핀(30)이 베어링(12)을 통해 상기 편평 출력판(9)의 핀 장착홈(9b)에 삽입되어 지지되어 있으므로, 크랭크축(5)이 회전함에 따라서 유성치차(3)는 감속기 본체(2)의 내주면을 따라서 감속된 속도로 공전하게 되며, 따라서, 동력전달핀(30)은 크랭크축(5)의 주위를 선회하게 되고, 그에 따라 편평 출력판(9)은 감속된 회전비로 회전하게 된다. 상기 편평 출력판(9)과 세차방지판(7) 사이에서 크랭크축(5) 및 동력전달핀(30)의 양단이 지지볼트(31)의 체결에 의해 회전 가능하게 고정되므로, 감속기의 강성도가 이전 실시예보다 향상되고, 보다 큰 내충격성 및 고출력의 달성이 가능하게 된다. 또한, 고속 회전 시에 감속기 내부 운동체의 세차운동, 진동, 이상 마모를 최소화를 실현 가능하게 된다.

이상에서 이전 실시예와 구별되는 본 실시예의 특징이 설명되었지만, 이외의 본 실시예의 구성, 작용, 효과는 이전 실시예와 유사하거나 동일하므로 이하의 설명에서 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 감속기의 입력부, 출력부, 감속기 본체의 회전 방향에 따른 감속비(R: 편평 출력판 회전의 감속비 수치)의 관계를 살펴본다.

먼저, 감속기 본체를 고정했을 때, 입력커플링의 회전에 대한 편평 출력판의 속도비는 ⅰ= -1/R 이 되며, 이 때의 출력축의 회전 방향은 상기 입력커플링의 회전 방향과 반대가 된다. 반대로, 감속기 본체를 고정했을 때, 편평 출력판의 회전에 대한 입력커플링의 속도비는 ⅰ = -R 이 되며, 이 때의 입력커플링의 회전 방향은 상기 편평 출력판의 회전 방향과 반대가 된다. 다음, 편평 출력판을 고정했을 때, 입력커플링의 회전에 대한 감속기 본체의 속도비는 ⅰ = 1/(R+1) 이 되며, 이 때, 감속기 본체의 회전 방향은 입력커플링의 회전방향과 같게 된다. 반대로, 편평 출력판을 고정했을 때, 감속기 본체의 회전에 대한 입력커플링의 속도비는 ⅰ = R+1 이 되며, 이 때, 감속기 본체와 입력커플링의 회전방향은 같다. 다음, 입력커플링을 고정했을 때, 감속기 본체의 회전에 대한 편평 출력판의 속도비는 ⅰ = -(R+1)/R 이 되며, 편평 출력판의 회전방향은 감속기 본체와 반대가 된다. 반대로, 입력커플링을 고정했을 때, 편평 출력판의 회전에 대한 감속기 본체의 속도비는 ⅰ = -R/(R+1) 이 되며, 감속기 본체의 회전방향은 편평 출력판과 동일하다. 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 감속기는, 입력부, 출력부 및 감속기 본체의 회전방향을 고려하면, 보다 넓은 용도에서 유용하게 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 종래기술의 감속기와 차별되는 아래와 같은 효과가 있다.

· 범용소재의 이용이 가능하므로, 소재 선택에 있어서의 선택폭이 향상되어 생산성 및 경제성을 향상시킨다.

· 넓은 범위의 감속비에서 동일한 크기로 표준화 설계가 가능하여 소형, 경량으로 유닛화 되어 취급이 용이한 감속기를 실현한다.

· 비틀림 강성을 극대화하여 강성도 및 정밀도를 향상시켜서 감속기의 고효율 및 고출력을 달성한다.

· 진동 및 소음을 최소화하는 감속기를 실현한다.

· 고속입력 시에 감속기 내부 운동체의 세차운동, 이상 마모 및 불연속한 동력 전달을 최소화하여 신뢰성있는 감속기를 실현한다.

· 간단한 구성으로 필요 부품수가 감소하고, 제작, 장착 및 취급이 용이한 감속기를 실현한다.

Claims (13)

1. 내주면을 따라 내접기어가 형성된 중공체 형상의 본체;

   서로 반대방향으로 소정의 편심량을 각각 갖는 두개의 편심축이 일체로 형성된 크랭크축;

   두 개의 상기 편심축에 각각 회전 가능하게 지지되어, 상기 본체의 내접기어에 각각 맞물리는 외접기어가 그 외주면에 각각 형성된 두 개의 유성치차;

   상기 크랭크축을 양단에서 지지하기 위하여, 상기 본체의 입력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 크랭크 지지판 및 상기 본체의 출력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 출력판; 및

   상기 본체 내주면을 따라 각각 공전하는 각 유성치차의 공전력을 상기 출력판으로 전달하기 위한 감속동력 전달수단을 포함하여 이루어진 내접식 유성치차 감속기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 크랭크축의 일단부와 동력원의 축단부를 연결하는 위한 축이음 수단을 더 포함하는 내접식 유성치차 감속기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 축이음수단이 올드 햄 커플링을 포함하는 내접식 유성치차 감속기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 내접 기어가 이뿌리각이 55。 ∼ 65。이고 이끝각이 52.1。 ∼ 62.1。인 삼각형 치형이며, 상기 외접기어가 이뿌리각이 58 ∼ 68。이고 이끝각이 55。 ∼ 65。인 삼각형 치형인 내접식 유성치차 감속기.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 내접기어의 치형이 인접한 이뿌리 사이에 반경 0.2 ∼ 0.4㎜, 범위 115。 ∼ 125。로 라운딩되며, 이끝부는 반경 0.15 ∼ 0.35㎜, 범위 117.9。∼ 127.9。로 라운딩되며,

   상기 외접기어의 치형이 인접한 이뿌리 사이에 반경 0.15 ∼ 0.35㎜, 범위 112°∼ 122。로 라운딩되며, 이끝부는 반경 0.2 ∼ 0.4㎜, 범위 115。 ∼ 125。 로 라운딩된 내접식 유성치차 감속기.
6. 내주면을 따라 내접기어가 형성된 중공체 형상의 본체;

   서로 반대방향으로 소정의 편심량을 각각 갖는 두개의 편심축이 일체로 형성된 제1크랭크축;

   상기 제1크랭크축과 동일한 편심량 및 편심방향을 각각 갖는 두 개의 편심축이 일체로 각각 형성된 두 개의 제2크랭크축;

   두 개의 상기 제2크랭크축이 상기 제1크랭크축을 중심으로 서로 대향되게 각각 정렬되도록, 상기 제1크랭크축의 편심축이 각각 삽입되는 구멍이 중심부에 형성되고 두 개의 상기 제2크랭크축의 편심축이 각각 삽입되는 두 개의 구멍이 소정 반경의 원주 상에 서로 마주보게 형성된 다수의 소구경 구멍이 형성되며, 상기 본체의 내접기어에 각각 맞물리는 외접기어가 그 외주면에 형성된 두 개의 유성치차; 및

   상기 제1크랭크축 및 두 개의 제2크랭크축의 양단부를 각각 회전 가능하게 지지하기 위하여, 상기 본체의 입력측에 회전 가능하게 지지되는 크랭크 지지판 및 상기 본체의 출력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 출력판을 포함하며,

   공전하는 유성치차의 감속동력은 두 개의 상기 제2크랭크축의 출력측 단부에 의해 상기 출력판으로 전달되는 내접식 유성치차 감속기.
7. 제6항에 있어서,

   원통형상으로 두 개의 상기 유성치차의 소구경 구멍을 통과하여 배치되며, 그 일단이 상기 크랭크 지지판에 고정되어, 두 개의 유성치차의 상대운동의 균형 및 강성을 유지하는 다수의 강화핀을 더 포함하는 내접식 유성치차.
8. 제6항에 있어서,

   동력원으로부터 상기 제1크랭크축의 입력측 단부로 회전동력을 전달하기 위한 축이음 수단을 더 포함하며,

   상기 축이음 수단이 올드 햄 커플링을 포함하는 내접식 유성치차.
9. 제6항에 있어서,

   상기 내접 기어가 이뿌리각이 55。 ∼ 65。이고 이끝각이 52.1。 ∼ 62.1。인 삼각형 치형이며, 상기 외접기어가 이뿌리각이 58。 ∼ 68。이고 이끝각이 55。 ∼ 65。인 삼각형 치형인 내접식 유성치차 감속기.
10. 내주면을 따라 내접기어가 형성된 중공체 형상의 본체;

    서로 반대방향으로 소정의 편심량을 각각 갖는 두개의 편심축이 일체로 형성된 크랭크축;

    중심부에 상기 크랭크축의 편심축이 삽입되는 중심구멍이 각각 형성되고 소정 반경의 원주 상에 등각 정렬되도록 다수의 소구경 구멍이 각각 형성되며, 상기 본체의 내접기어에 각각 맞물리는 외접기어가 그 외주면에 형성된 두 개의 유성치차;

    상기 크랭크축의 양단부를 회전 가능하게 지지하기 위하여, 상기 본체의 입력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 크랭크 지지판 및 상기 본체의 출력측에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 출력판; 및

    두 개의 상기 유성치차의 다수의 소구경 구멍을 각각 통과하여 정렬되어 상기 본체 내주면을 따라 각각 공전하는 각 유성치차의 공전력을 상기 출력판으로 전달하기 위한 감속동력 전달수단을 포함하여 이루어진 내접식 유성치차 감속기.
11. 제10항에 있어서,

    상기 감속동력 전달수단이 튜브형상으로 그 양단이 상기 크랭크 지지판 및 상기 출력판에 의해 회전 가능하게 지지되는 다수의 중공형 부재 및 각 중공형 부재를 관통하여 상기 크랭크 지지판과 상기 출력판을 체결하는 체결수단을 포함하는 내접식 유성치차 감속기.
12. 제10항에 있어서,

    동력원으로부터 상기 크랭크축의 일단으로 동력을 전달하기 위한 축이음 수단을 더 포함하며,

    상기 축이음 수단이 올드 햄 커플링을 더 포함하는 내접식 유성치차.
13. 제10항에 있어서,

    상기 내접 기어가 이뿌리각이 55。 ∼ 65。이고 이끝각이 52.1。 ∼ 62.1。인 삼각형 치형이며, 상기 외접기어가 이뿌리각이 58。 ∼ 68。이고 이끝각이 55。 ∼ 65。인 삼각형 치형인 내접식 유성치차 감속기.