KR200287611Y1 - 정밀유성감속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 산업용 로봇, 공작기계 등에 사용되는 소형의 정밀유성감속기에 관한 것으로, 2개의 내접기어를 맞대어 기어 이의 피치점이 피치원 지름 상에서 서로 엇갈리도록 결합하고, 상기 내접기어에 각각 이맞물림되는 한쌍의 아이들기어에 1개의 선기어가 동시에 이맞물림되도록 함으로서 백래쉬를 최소화 할 수 있도록 한 정밀유성감속기에 관한 것이다.

즉, 모터축(81)의 피니언(61) 끝부분에 결합되어 회전하는 1개의 선기어(60)와, 기어 이의 피치점(P1)(P2)이 피치원 지름(D) 상으로 서로 엇갈리게 맞닿이도록 백래쉬를 조정하여 각각 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)에 고정볼트(33)(43)로 고정되는 한쌍의 내접기어(30)(40)와, 상기 내접기어(30)(40)에 각각 이맞물림되고 1개의 선기어(60)에 백래쉬가 조정된 상태로 동시에 이맞물림되어 공전하는 한쌍의 아이들기어(50)(51)를 결합구성한 것에 특징이 있으며, 본 고안은 동력전달시 백래쉬가 최소화되어 정확한 위치제어가 가능하므로 정밀제어용 설비 등에 사용할 수 있다.

Description

정밀유성감속기{precision planetary reducer}

본 고안은 각종 산업용 로봇, 공작기계 등에 사용되는 소형의 정밀유성감속기에 관한 것으로, 특히 케이스 내측에 2개의 내접기어를 축방향으로 맞대어 기어 이의 피치점이 피치원 지름 상에서 서로 엇갈리도록 결합하고, 상기 한쌍의 내접기어에 각각 아이들기어를 이맞물림하며, 상기 한쌍의 아이들기어에 1개의 선기어가 동시에 이맞물림되도록 함으로서 백래쉬(back lash)를 최소화 할 수 있도록 한 정밀유성감속기에 관한 것이다.

일반적으로 유성기어장치를 이용한 감속기는 각종 산업기계에 널리 사용되고 있으며, 케이스 내부에 서로 맞물려 회전하는 내접기어와 아이들기어 및 선기어를 1단 또는 2단으로 결합하여 구동모터의 고속 회전력을 감속시킴으로서 아이들기어에 평행핀으로 결합된 출력축이 저속 회전할 수 있도록 한 것이다.

상기 내접기어와 아이들기어 그리고 선기어는 서로 이맞물림(齒合) 상태에서 원활히 회전할 수 있도록 전위량, 오버핀 치수를 기초로 하여 치형(齒形)이 가공되며, 서로 맞물리는 각각의 기어 이(齒)와 이(齒) 사이에 일정한 간격의 틈새 즉, 백래쉬(backlash)가 필수적으로 형성된다.

상기한 유성기어장치의 이맞물림 구조상 필연적으로 발생하는 백래쉬는 정밀한 동력전달 및 제어가 요구되는 산업용 로봇, 공작기계 등의 작업 신뢰성을 결정하는 중요한 요소로 작용하는데, 상기 종래의 유성감속기는 백래쉬에 의해 정밀한 위치제어가 되지 않으므로 정밀한 제어가 필요한 산업설비에 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 유성감속기가 갖는 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 2개의 내접기어를 축방향으로 맞대어 기어 이의 피치점이 피치원 지름 상에서 서로 엇갈리도록 출력부 케이스와 입력부 케이스에 각각 고정볼트로 결합하고, 상기 한쌍의 내접기어에 각각 아이들기어를 이맞물림하며, 한쌍의 아이들기어의 엇갈린 기어 이 사이에 1개의 선기어 이가 동시에 맞물림되게 함으로서 백래쉬(backlash)를 최소화 할 수 있도록 한 정밀유성감속기를 제공코져 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성과 작용을 이하 첨부되는 도면과 함께 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 고안의 내접기어의 결합상태를 보인 일부확대 단면도.

도 3은 본 고안의 선기어와 아이들기어의 이맞물림 상태를 보인 일부확대도.

도 4는 본 고안의 바람직한 일실시예의 2단 감속형의 단면구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:출력부 케이스 11:나사공 12:체결공 13:체결볼트

20:입력부 케이스 21:나사공 22:나사공

30:내접기어 31:고정공 32:체결공 33:고정볼트

40:내접기어 41:고정공 42:체결공 43:고정볼트

50:아이들기어 51:아이들기어 52:평행핀 53:연결볼트 54:캐리어 플레이트

60:선기어 61:피니언

70:출력축 71:캐리어부 72:베어링

80:구동모터 81:모터축 82:취부볼트

D:피치원 지름

P1,P2:피치점

구동모터의 회전력이 모터축 끝부분에 결합된 선기어로 전달되면, 선기어와 내접기어 사이에 맞물린 아이들기어가 공전하고, 아이들기어에 평행핀으로 연결된 출력축이 감속회전하는 유성감속기에 있어서;

본 고안은 모터축(81)의 피니언(61) 끝부분에 결합되어 회전하는 1개의 선기어(60)와, 기어 이의 피치점(P1)(P2)이 피치원 지름(D) 상으로 서로 엇갈리게 맞닿이도록 각각 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)에 고정볼트(33)(43)로 고정되는 한쌍의 내접기어(30)(40)와, 캐리어부(71)에 결합되는 평행핀(52)에 의해 회전가능토록 지지되고 상기 한쌍의 내접기어(30)(40)와 1개의 선기어(60) 사이에 각각 맞물려 공전하는 한쌍의 아이들기어(50)(51)로 구성된 것에 특징이 있다.

상기 한쌍의 아이들기어(50)(51)는 120°의 등간격으로 캐리어부(71)에 결합된 평행핀(52)에 회전가능토록 지지된다.

상기 캐리어부(71)에 평행핀(52)과 엇갈리게 120° 등간격으로 나사결합되는 연결볼트(53)에 의해 캐리어 플레이트(54)가 고정되며, 캐리어 플레이트(54)는 스페이서(55)에 의해 캐리어부(71)와 일정간격을 유지하면서 아이들기어(50)(51)의 이탈을 방지한다.

아이들기어(50)(51)의 공전으로 감속회전하는 출력축(70)은 출력부 케이스(10) 내측에 결합된 베어링(72)에 의해 회전가능토록 지지된다.

상기 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)는 체결볼트(13)에 의해 결합고정되며, 입력부 케이스(20)가 취부볼트(82)에 의해 구동모터(80)에 결합된다.

상기와 같은 본 고안의 구성을 조립방법 및 동력전달과정과 함께 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

먼저 내접기어(30)(40)를 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20) 내측에 각각 고정볼트(33)(43)로 결합한다.

상기 고정볼트(33)(43)는 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)에 120°등간격으로 뚫린 나사공(11)(21)에 각각 조립된다.

이때, 각각의 내접기어(30)(40)는 도 2과 같이 최대한 한방향으로 비틀어 조립한다.

상기 내접기어(30)(40)는 고정공(31)(41)이 고정볼트(33)(43)의 외경보다 크게 형성되어 있으므로 일측방향으로 비틀게(회전시키게)되면 고정공(31)(41)의 내주연 일측에 고정볼트(33)(43)의 외주연 일측이 맞닿이게 되는 것이다.

즉, 2개의 내접기어(30)(40)를 서로 맞닿이게 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)를 체결볼트(13)로 결합하면 내접기어(30)(40) 이의 피치점(P1)(P2)이 피치원 지름(D) 상에서 서로 엇갈리게 되는 것이다.

상기와 같이 각각의 내접기어(30)(40)가 조립된 후 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)를 맞대어 선기어(60)가 이맞물림된 상태에서 좌, 우측 방향으로 비틀어 보면서 측정기구로 백래쉬량을 확인한 후, 측정된 백래쉬량에 따라 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)에 조립된 내접기어(30)(40)의 고정볼트(33)(43)를 풀어 비틀림 정도를 조정한다.

상기와 같이 내접기어(30)(40)가 기어 이의 피치점(P1)(P2)이 피치원 지름(D) 상에서 엇갈린 상태로 백래쉬 조정이 완료되면 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)를 조립하게 되는데 이때, 1개의 선기어(60)가 평행핀(52)에 결합된 한쌍의 아이들기어(50)(51)에 이맞물림된 상태에서 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)를 서로 반대 방향으로 비틀어 체결볼트(13)로 결합한다.

상기 출력부 케이스(10)의 체결공(12)과 내접기어(30)(40)의 체결공(32)(42)은 나사공(22)에 조립되는 체결볼트(13)의 외경보다 크게 형성되어 있으므로 일측방향으로 비틀게 되면 체결공(12)(32)(42)의 내주연 일측에 체결볼트(13)의 외주연 일측이 맞닿이게 되므로 일측방향으로 비틀리게 조립이 가능한 것이며, 케이스(10)(20)를 비틀어 조립하는 것은 백래쉬가 조정된 내접기어(30)(40)에 각각 맞물리는 한쌍의 아이들기어(50)(51)와 1개의 선기어(60)의 이맞물림 상태의 백래쉬를 조정하게 되는 것이다.

상기와 같이 조립된 본 고안은 구동모터(80)의 모터축(81)이 회전하면 피니언(61) 끝부분에 결합된 선기어(60)가 회전하고, 1개 선기어(60)의 기어 이에 동시에 맞물리고 2개의 내접기어(30)(40)의 기어 이에 각각 맞물린 한쌍의 아이들기어(50)(51)가 선기어(60)를 중심으로 공전하게 되면서 캐리어부(71)가 평행핀(52)으로 아이들기어(50)(51)에 연결된 출력축(70)을 감속회전 시키게 된다.

상기와 같이 모터축(81)의 회전력이 출력축(70)으로 전달되는 과정에서 입력부측의 내접기어(40)에 이맞물림되는 아이들기어(51)의 이는 도 3과 같이 선기어(60)의 기어홈을 기준으로 우측편 기어 이에 맞닿이고, 출력부측의 내접기어(30)에 이맞물림되는 아이들기어(50)의 이는 선기어(60)의 기어홈을 기준으로 좌측편 기어 이에 맞닿이게 됨으로 백래쉬가 최소화 된 상태에서 회전력을 전달하게 되는 것이다.

한편, 도 4는 전기한 본 고안의 바람직한 일실시예의 구성에서 2단 감속형의 일실시예를 나타낸 것으로, 모터축(81)의 회전력이 선기어(60)로 전달되기전에 1단계의 감속이 먼저 이루어지는 구성으로서 이의 감속과정은 일반적인 것이며, 1단계감속후 2단계의 감속과정과 작용은 본 고안의 바람직한 일실시예와 동일한 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략키로 한다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 고안은 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)에 각각 한쌍의 내접기어(30)(40)를 기어 이의 피치점(P1)(P2)이 피치원 지름(D) 상에서 서로 엇갈리게 맞닿이도록 결합하여 백래쉬를 조정하고, 상기 내접기어(30)(40)에 각각 이맞물림되고 1개의 선기어(60)에 백래쉬가 조정된 상태에서 동시에 이맞물림되어 공전하는 한쌍의 아이들기어(50)(51)를 결합하므로서, 기어 이의 물림이 개선되어 백래쉬가 최소화되고, 이로인해 정밀한 위치제어가 가능해 짐에 따라 정밀제어용 설비에 이용하여 작업 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 구동모터의 회전력이 모터축 끝부분에 결합된 선기어로 전달되면, 선기어와 내접기어 사이에 맞물린 아이들기어가 공전하고, 아이들기어에 평행핀으로 연결된 출력축이 감속회전하는 유성감속기에 있어서;

   모터축(81)의 피니언(61) 끝부분에 결합되어 회전하는 1개의 선기어(60)와,

   기어 이의 피치점(P1)(P2)이 피치원 지름(D) 상으로 서로 엇갈리게 맞닿이도록 백래쉬를 조정하여 각각 출력부 케이스(10)와 입력부 케이스(20)에 고정볼트(33)(43)로 고정되는 한쌍의 내접기어(30)(40)와,

   상기 내접기어(30)(40)에 각각 이맞물림되고 1개의 선기어(60)에 백래쉬가 조정된 상태로 동시에 이맞물림되어 공전하는 한쌍의 아이들기어(50)(51)로 구성된 것을 특징으로 하는 정밀유성감속기.