KR200329274Y1 - 감속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전속도를 감소시키는 감속기에 관한 것이다.

본 고안은 이를 위해 모터의 회전축 외주면에 끼워져 고정 설치되는 구동기어(20); 상기 모터의 상단에 고정 설치되며, 중앙의 통공을 중심으로 외측에 3개의 축공이 형성된 제1플레이트(10); 상기 제1플레이트의 상부에 위치하며, 하나의 통공과 2개의 축공이 형성된 제2플레이트(30); 상기 제1,2플레이트의 축공에 끼워져 설치되며, 2단으로 기어가 형성된 제1피동2단기어(21); 상기 제1,2플레이트의 축공에 끼워져 설치되며, 2단으로 기어가 형성된 제2피동2단기어(22); 상기 제1,2플레이트의 사이에 설치되며, 하단은 상기 축공에 끼워지고 상단은 통공을 통과하여 끼워지는 제3피동2단기어(23); 상기 제2플레이트의 중앙 상단에 돌출 구비되는 출력축(40); 상기 출력축의 외주면의 상단으로 순차적으로 설치되는 한쌍의 부시와, 출력기어, 또 한쌍의 부시(51); 및 상기 부시의 상단에는 중앙에 통공이 형성된 제3플레이트(70);가 조립 설치되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 큰 감속비에 비하여 사이즈를 소형으로 하면서 고토크에 대응할 수 있도록 한 것이며, 모터의 회전축과 감속기의 출력축을 일치시켜 로봇 등에 적용할 경우 관절부에 차지하는 공간을 최소화 할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

감속기{Reduction Gears}

본 고안은 회전속도를 감소시키는 감속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 큰 감속비에 비하여 사이즈를 소형으로 하면서 고토크에 대응할 수 있도록 한 것이며, 모터의 회전축과 감속기의 출력축을 일치시켜 로봇 등에 적용할 경우 관절부에 차지하는 공간을 최소화 할 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 감속기 또는 감속장치(減速裝置:Reduction Gears)는 회전속도를 감소시키는 것으로, 종래에 여러 종류의 감속기가 나와있다.

즉, 종래의 감속기중 소형 RC-servo 모터(일반적으로 감속기 내장)는 모터와 감속기의 출력축이 일직선상에 위치하지 않아서 모터의 배치시에 제한조건이 되는 문제점이 있었다.

또한 상기 감속기 내부의 포텐셔미터(위치제어용 저항으로 검출범위가 200도 내외로 제한됨)는 모터의 회전각을 최대 200도 내외로 제한하게 되는 문제점이 발생되었다.

또한 종래의 일반적인 소형 기어드모터의 경우에는 출력축과 모터의 회전축이 일치하는 종류도 있으나 그 출력축이 디컷된 축(decutted shaft)이 되어 있어서 기어 및 풀리 등과의 동력전달을 위한 조립시에 확실한 체결력을 기대하기 어렵다는 문제점이 발생되었다. 그리고 상기 디컷된 축의 경우 로봇의 관절과 같은 고토크가 작용되는 경우 결합력이 부족하여 잦은 고장과 백래시의 원인이 되어 큰 문제점으로 지적되었다.

또한 종래의 비교적 큰 감속기의 출력축에는 키 등이 적용되고 있으나 이 경우에도 키 자체의 사이즈로 인한 결합공간(축과 체결될 기어 및 풀리 등의 내부에 키 높이에 해당하는 사이즈는 활용이 불가능하다)의 손실을 각오해야 하는 등의 여러 문제점이 발생되었다.

본 고안의 감속기는 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 큰 감속비에 비하여 사이즈를 소형으로 하면서 고토크에 대응할 수 있도록 함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 모터의 회전축과 감속기의 출력축을 일치시켜 로봇 등에 적용할 경우 관절부에 차지하는 공간을 최소화 할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 회전각이 제한되지 않도록 함은 물론 출력축을 세레이션 방식으로 하여 기어 및 풀리같은 결합부품과의 결합력을 최대로 할 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 공간을 최대한 활용하면서 조립성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 일반적인 기어드모터와 비교할 경우 디컷된 축을 가지는 구조에 비하여 확실한 체결력을 가질 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 비교적 큰 사이즈의 축에 적용되는 키방식의 구조에 비하여는 결합공간을 최대한 활용할 수 있도록 한 것이며, 제7목적은 필요에 따라서 모터 회전축을 포함한 회전 동작부위에 직간접적으로 제한각이 없는 엔코더 혹은 각도 제한 방식의 포텐셔미터를 부착하여 사용할 수 있도록 한 것이고, 제8목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 감속기를 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 고안은 회전속도를 감소시키는 감속기에 있어서, 모터의 회전축 외주면에 끼워져 고정 설치되는 구동기어; 상기 모터의 상단에 고정 설치되며, 중앙의 통공을 중심으로 외측에 3개의 축공이 형성된 제1플레이트; 상기 제1플레이트의 상부에 위치하며, 하나의 통공과 2개의 축공이 형성된 제2플레이트; 상기 제1,2플레이트의 축공에 끼워져 설치되며, 2단으로 기어가 형성된 제1피동2단기어; 상기 제1,2플레이트의 축공에 끼워져 설치되며, 2단으로 기어가 형성된 제2피동2단기어; 상기 제1,2플레이트의 사이에 설치되며, 하단은 상기 축공에 끼워지고 상단은 통공을 통과하여 끼워지는 제3피동2단기어; 상기 제2플레이트의 중앙 상단에 돌출 구비되는 출력축; 상기 출력축의 외주면의 상단으로 순차적으로 설치되는 한쌍의 부시와, 출력기어, 또 한쌍의 부시; 및 상기 부시의 상단에는 중앙에 통공이 형성된 제3플레이트;가 조립 설치되어 구비됨을 특징으로 하는 감속기를 제공한다.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 적용된 감속기의 분해 사시도.

도 2 는 본 고안에 적용된 감속기의 결합상태 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 모터 10: 제1플레이트

13: 스톱퍼 20: 구동기어

21: 제1피동2단기어 22: 제2피동2단기어

23: 제3피동2단기어 30: 제2플레이트

40: 출력축 50, 51: 부시

60: 출력기어 70: 제3플레이트

본 고안에 적용된 감속기는 도 1, 2 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 고안은 모터(1)의 회전축(2) 외주면에 끼워져 고정 설치되는 구동기어(20)가 구비된다.

또한 본 고안은 상기 모터(1)의 상단에 고정 설치되며, 중앙의 통공(11)을 중심으로 외측에 3개의 축공(14)이 형성된 제1플레이트(10)가 구비된다.

또한 본 고안은 상기 제1플레이트(10)의 상부에 위치하며, 하나의 통공(31)과 2개의 축공(33)이 형성된 제2플레이트(30)가 구비된다.

한편 상기 제1,2플레이트(10)(30)의 축공(14)(33)에는 2단으로 기어가 형성된 제1피동2단기어(21)가 끼워져 설치되고, 또한 상기 제1,2플레이트(10)(30)의 축공(14)(33)에는 2단으로 기어가 형성된 제2피동2단기어(22)가 끼워져 설치되며, 또한 상기 제1,2플레이트(10)(30)의 사이에는 하단은 상기 축공(14)에 끼워지고 상단은 통공(31)을 통과하여 끼워지는 제3피동2단기어(23)가 끼워져 설치된다.

이때 상기 2단기어란, 모듈 및 혹은 이빨수가 다른 2개의 기어를 일체형으로 만든것을 의미한다.

그리고 본 고안은 상기 제2플레이트(30)의 중앙 상단에 출력축(40)이 돌출 구비되어 구성되는 것으로, 이때 상기 출력축(40)은 축 방향으로 미세한 3각형 홈이 톱니 모양으로 절삭되어 형성되게 세레이션 축(serrated shaft)으로 형성된다.

또한 이때 상기 출력축(40)의 외주면 상단으로는 순차적으로 한쌍의 부시(50)와, 출력기어(60), 또 한쌍의 부시(51)가 끼워져 설치된다.

본 고안은 또한 상기 부시(51)의 상단에 중앙에 통공(71)이 형성된 제3플레이트(70)가 설치된다.

또 한편 본 고안은 상기 제1플레이트(10)의 상면과 제3플레이트(70)의 저면에 일정 간격으로 구비되는 다수의 요홈(12)(72)과 상기 제2플레이트(30)에 형성되며, 상기 요홈(12)(72)과 같은 선상에 형성되는 다수의 구멍(32) 및 중간은 상기 구멍(32)에 끼워지고 상단은 제3플레이트(70)의 저면에 형성된 요홈(72)에 끼워지는 동시에 하단은 제1플레이트(10)의 상단에 형성된 요홈(12)에 끼워져 설치되는 스톱퍼(13)가 구비되어 구성된다.

본 고안에 적용된 상기 회전축(2), 구동기어(20), 출력축(40), 출력기어(60)는 일직선의 같은 선상에 배치되게 설치함을 특징으로 구성된다.

또한 본 고안은 상기 기어단수가 4단으로 되어 있지만, 이는 어디까지나 설명의 편의상 도시한 것일 뿐 동일한 방법으로 기어단수를 높이거나 낮추어서 감속비를 늘리거나 줄일 수 있음은 물론이다.

한편 본 고안은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 감속기는 모터위에 감속기를 설치하는 것으로, 소형화이면서 축이 일치되게 설치됨에 특징이 있다. 이의 구체적인 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 도면상 미 도시된 전원의 인가에 의해 모터(1)가 구동하면 모터(1)의 상단에 돌출된 회전축(2)이 회전되고, 이 회전축(2)의 구동에 의해서는 외주면에고정 설치된 구동기어(20)가 회전하게 된다.

상기와 같이 구동기어(20)가 회전하게 되면 이와 상호 맞물린 제1피동2단기어(21)가 축공(14)(33)을 중심으로 회전하여 1단 감속을 하게 된다.

또한 상기 회전하는 제1피동2단기어(21)는 제2피동2단기어(22)와 상호 맞물린 상태에서 이를 축공(14)(33)을 중심으로 회전시켜 2단 감속을 시키게 된다.

또한 상기 제2피동2단기어(22)는 일측에 상호 맞물린 제3피동2단기어(23)를 회전시켜 3단 감속을 시키게 된다.

상기와 같이 3단 감속된 제3피동2단기어(23)는 출력기어(60)와 상호 맞물려 이를 회전시키게 되고, 이 출력기어(60)의 회전에 의해서는 4단 감속이 되어 출력축(40)이 회전하게 되는 것이다.

상기 본 고안에 적용된 출력축(40)은 세레이션(작은 이빨을 가공하는 방식으로 기어의 내치차 방식도 가능하다)이라는 특수가공을 통하여 기어 및 풀리 같은 결합부품과의 결합력을 최대로 할 수 있으며, 공간을 최대한 활용하면서 조립성을 향상시켜주게 된다.

또한 도면상에는 도시하지 않았으나, 필요에 따라서 모터 회전축(2)을 포함한 회전 동작부위에 직간접적으로 제한각이 없는 엔코더 혹은 각도 제한 방식의 포텐셔미터를 부착하여 사용할 수 있음은 물론이다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 고안은 큰 감속비에 비하여 사이즈를소형으로 하면서 고토크에 대응할 수 있도록 한 것이고, 모터의 회전축과 감속기의 출력축을 일치시켜 로봇 등에 적용할 경우 관절부에 차지하는 공간을 최소화 할 수 있도록 한 것이며, 회전각이 제한되지 않도록 함은 물론 출력축을 세레이션 방식으로 하여 기어 및 풀리같은 결합부품과의 결합력을 최대로 할 수 있도록 한 것이고, 공간을 최대한 활용하면서 조립성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다. 또한 일반적인 기어드모터와 비교할 경우 디컷된 축을 가지는 구조에 비하여 확실한 체결력을 가질 수 있도록 한 것이고, 비교적 큰 사이즈의 축에 적용되는 키방식의 구조에 비하여는 결합공간을 최대한 활용할 수 있도록 한 것이며, 필요에 따라서 모터 회전축을 포함한 회전 동작부위에 직간접적으로 제한각이없는 엔코더 혹은 각도 제한 방식의 포텐셔미터를 부착하여 사용할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 회전속도를 감소시키는 감속기에 있어서,

   모터의 회전축 외주면에 끼워져 고정 설치되는 구동기어(20);

   상기 모터의 상단에 고정 설치되며, 중앙의 통공을 중심으로 외측에 3개의 축공이 형성된 제1플레이트(10);

   상기 제1플레이트의 상부에 위치하며, 하나의 통공과 2개의 축공이 형성된 제2플레이트(30);

   상기 제1,2플레이트의 축공에 끼워져 설치되며, 2단으로 기어가 형성된 제1피동2단기어(21);

   상기 제1,2플레이트의 축공에 끼워져 설치되며, 2단으로 기어가 형성된 제2피동2단기어(22);

   상기 제1,2플레이트의 사이에 설치되며, 하단은 상기 축공에 끼워지고 상단은 통공을 통과하여 끼워지는 제3피동2단기어(23);

   상기 제2플레이트의 중앙 상단에 돌출 구비되는 출력축(40);

   상기 출력축의 외주면의 상단으로 순차적으로 설치되는 한쌍의 부시(50)와, 출력기어(60), 또 한쌍의 부시(51); 및

   상기 부시의 상단에는 중앙에 통공이 형성된 제3플레이트(70);가 조립 설치되어 구비됨을 특징으로 하는 감속기.
2. 제 1 청구항에 있어서,

   상기 제1플레이트(10)의 상면과 제3플레이트의 저면에 일정 간격으로 구비되는 다수의 요홈(12)(72);

   상기 제2플레이트(30)에 형성되며, 요홈과 같은 선상에 형성되는 다수의 구멍(32); 및

   중간은 상기 구멍(32)에 끼워지고 상단은 제3플레이트의 저면에 형성된 요홈(72)에 끼워지는 동시에 하단은 제1플레이트의 상단에 형성된 요홈(12)에 끼워져 설치되는 스톱퍼(13);로 구비됨을 특징으로 하는 감속기.
3. 제 1 청구항에 있어서,

   상기 회전축(2), 구동기어(20), 출력축(40), 출력기어(60)는 일직선의 같은 선상에 배치되게 설치함을 특징으로 하는 감속기.