KR200491507Y1 - 리듀서 - Google Patents

Abstract

리듀서는 본질적으로 하우징, 경질 기어, 가요성 치형 외부 컵, 파동 발생기, 입력 샤프트, 교차 롤러 베어링, 중공 샤프트, 및 스크류를 포함한다. 스크류의 로킹 힘에 의해 베어링 내부 링의 환형 위치설정 표면과 중공 샤프트의 외부 환형 맞닿음 표면이 서로 협동하여 환형 테이퍼링된 표면의 방식으로 토크를 전달하고, 이는 조립 정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라, 토크를 전달하는 기능도 제공한다. 힘이 최대 정격 로드를 초과하면, 출력 샤프트 부분의 토크 전달 불량이 발생하여 리듀서의 내부 부품을 보호할 수 있고, 이에 의해 수명을 연장시킨다.

Description

리듀서{Reducer}

본 고안은 리듀서, 특히 리듀서 내부의 부품을 효과적으로 보호할 수 있는 리듀서에 관한 것이다.

도 1a를 참조하면, 종래의 하모닉 리듀서의 단면도가 도시되고, 여기서 하모닉 리듀서는 고 감속비를 갖는 감속기이고, 본질적으로 경질 내부 기어(1), 경질 내부 기어(1) 내에 배치되는 가요성 치형 외부 컵(2), 및 가요성 치형 외부 컵(2) 내에 회전가능하게 배치되는 파동 발생기(3)를 포함한다. 파동 발생기(3)가 가요성 치형 외부 컵(2)에 조립된 후에, 가요성 치형 외부 컵(2)은 파동 발생기(3)의 외주연부에 의해 밀려 타원 형상으로 되고, 이에 의해 파동 발생기(3)가 동력원에 의해 회전될 때, 경질 내부 기어(1) 및 가요성 치형 외부 컵(2)은 파동 발생기(3)의 장축을 따라 서로 완전히 맞물리고, 파동 발생기(3)의 단축을 따라 서로 맞물림 해제될 것이다. 경질 내부 기어(1)와 가요성 치형 외부 컵(2) 사이의 치부의 개수의 차이가 있기 때문에, 파동 발생기(3)가 회전 상태를 유지할 때, 치부의 개수의 차이는 고 감속비 효과를 달성하므로, 고 토크 출력을 생성할 수 있다.

그러나, 종래의 하모닉 리듀서의 가요성 치형 외부 컵(2)에는 출력 샤프트(4)가 일체로 형성되고, 힘은 가요성 치형 외부 컵(2)의 본체 및 치형 부분에 의해 지지된다. 가요성 치형 외부 컵(2)이 최대 정격 로드를 초과하는 힘을 받으면, 가요성 치형 외부 컵(2)의 저부는 비틀림 변형을 일으키기 쉽고, 하모닉 리듀서를 완전히 불능으로 만들고 수리할 수 없는 파손을 초래한다.

도 1b를 참조하면, 일본 특허(JP20140234341)의 도면들 중 하나의 도면이 도시되고, 이는 토크 제한 효과를 달성하기 위하여 요철부의 기하형태를 미는 스프링을 사용하는 하모닉 기어 장치를 도시하고, 이에 따라 하모닉 기어 장치가 소정 기간 동안 사용될 때, 스프링(5)은 탄성 피로 및 파손이 발생하기 쉽다.

본 고안은 상술된 단점들을 없애고 그리고/또는 완화하려는 것이다.

본 고안의 하나의 목적은 리듀서의 내부 부품을 감속 및 붕괴로부터 효과적으로 보호할 수 있는 리듀서를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 리듀서는:

수용 공간을 갖는 하우징;

수용 공간 내에 배치되고 복수의 내부 치부를 갖는 경질 기어;

수용 공간 내에 위치되고, 경질 기어 내에 배치되고, 복수의 내부 치부와 메쉬 결합되는 복수의 외부 치부와, 하우징으로부터 돌출되고 출력 샤프트 단부 표면을 갖는 출력 샤프트 부분을 포함하는 가요성 치형 외부 컵;

가요성 치형 외부 컵 내에 회전가능하게 배치되는 파동 발생기;

파동 발생기 내에 삽입되고 파동 발생기를 회전 구동하는 입력 샤프트;

하우징에 고정되는 베어링 외부 링과, 베어링 외부 링에 대해 회전가능한 베어링 내부 링을 포함하는 교차 롤러 베어링으로서, 베어링 내부 링은 경사진 환형 위치설정 표면을 갖는, 교차 롤러 베어링;

가요성 치형 외부 컵의 출력 샤프트 부분 상으로 슬리브 결합되고, 환형 위치설정 표면과 맞닿도록 경사진 외부 환형 맞닿음 표면과, 내부 나사식 구멍을 포함하는 중공 샤프트; 및

내부 나사식 구멍 내에 스크류 결합되고 출력 샤프트 단부 표면에 맞닿는 스크류 단부 표면을 갖는 스크류

를 포함한다.

바람직하게는, 스크류 단부 표면은 테이퍼링되고, 출력 샤프트 단부 표면은 평탄하고, 스크류 단부 표면은 출력 샤프트 단부 표면에 점 접촉되고, 또는, 스크류 단부 표면은 평탄하고, 출력 샤프트 단부 표면은 테이퍼링되고, 스크류 단부 표면은 출력 샤프트 단부 표면과 점 접촉한다.

바람직하게는, 볼이 스크류 단부 표면 및 출력 샤프트 단부 표면과 맞닿고, 출력 샤프트 단부 표면에는 볼의 일부를 수용하기 위해 리세스가 형성된다.

스크류의 로킹 힘에 의해 베어링 내부 링의 환형 위치설정 표면과 중공 샤프트의 외부 환형 맞닿음 표면이 서로 협동하여 환형 테이퍼링된 표면의 방식으로 토크를 전달하고, 이는 조립 정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라, 토크를 전달하는 기능도 제공한다. 힘이 최대 정격 로드를 초과하면, 출력 샤프트 부분의 토크 전달 불량이 발생하여 리듀서의 내부 부품을 보호할 수 있고, 이에 의해 수명을 연장시킨다.

이들은 본 고안의 다른 목적들과 함께, 본 고안을 특징짓는 신규한 다양한 특징들과 함께, 본 명세서에 후속되어 그 일부를 형성하는 청구범위에서 특히 지적될 것이다. 본 고안, 그 작동 장점 및 그 사용에 의해 얻어지는 특정 목적들에 대한 더 나은 이해를 위해서는, 첨부 도면과 본 고안의 양호한 실시예들에 대해 기술된 상세한 설명을 참조하여야 한다.

본 고안에 따르면, 리듀서의 내부 부품을 감속 및 붕괴로부터 효과적으로 보호할 수 있는 리듀서를 제공할 수 있다.

도 1a는 종래의 하모닉 리듀서의 단면도.
도 1b는 일본 특허(JP20140234341)의 도면들 중 하나의 도면.
도 2는 본 고안의 제1 실시예의 단면 구성도(1).
도 3은 본 고안의 제1 실시예의 단면 구성도(2)로서, 출력 샤프트 부분의 출력 샤프트 단부 면과 맞닿는 스크류의 스크류 단부 면을 도시하는 도면.
도 4는 본 고안의 제1 실시예의 단면도.
도 5는 본 고안의 제1 실시예의 단면도.

본 고안은 본 고안에 따른 양호한 실시예를 단지 설명을 목적으로 도시하는 첨부 도면과 함께 보았을 때 이하의 설명으로부터 더 명확해질 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 제1 실시예에 따른 리듀서는 본질적으로 하우징(20), 경질 기어(30), 가요성 치형 외부 컵(40), 파동 발생기(50), 입력 샤프트(60), 교차 롤러 베어링(70), 중공 샤프트(80), 및 스크류(90)를 포함한다.

하우징(20)은 수용 공간(21)을 갖는다.

경질 기어(30)는 수용 공간(21) 내에 배치되고 복수의 내부 치부(31)를 갖는다.

가요성 치형 외부 컵(40)은 수용 공간(21) 내에 위치되고 경질 기어(30) 내에 배치되고, 복수의 외부 치부(31)와 메쉬 결합되는 복수의 외부 치부(41)와, 하우징(20)으로부터 돌출되고 출력 샤프트 단부 표면(421)을 갖는 출력 샤프트 부분(42)을 포함한다. 가요성 치형 외부 컵(40)의 컵 부분(43) 및 출력 샤프트 부분(42)은 서로 일체로 형성되고, 힘은 가요성 치형 외부 컵(40)의 컵 부분(43) 및 외부 치부(41)에 의해 지지된다.

파동 발생기(50)는 가요성 치형 외부 컵(40) 내에 회전가능하게 배치된다.

입력 샤프트(60)는 파동 발생기(50) 내에 삽입되어 회전 구동한다.

리듀서의 경질 기어(30), 가요성 치형 외부 컵(40), 및 파동 발생기(50)는 모두 공지된 구성요소이고, 그 작동 방식은 종래 기술과 동일하고, 이들은 본 고안의 창조적인 관점이 아니다. 따라서, 이들 구성 요소의 상세한 구조 및 동작은 상세히 설명되지 않을 것이다.

교차 롤러 베어링(70)은 하우징(20)에 고정되는 베어링 외부 링(71), 및 베어링 외부 링(71)에 대해 회전가능한 베어링 내부 링(72)을 포함한다. 베어링 내부 링(72)은 경사진 환형 위치설정 표면(721)을 갖고, 구체적으로, 복수의 롤러(73)가 베어링 외부 링(71)과 베어링 내부 링(72) 사이에 배치된다.

중공 샤프트(80)는 가요성 치형 외부 컵(40)의 출력 샤프트 부분(42) 상으로 슬리브 결합되고, 환형 위치설정 표면(721)과 맞닿도록 경사진 외부 환형 맞닿음 표면(81), 및 내부 나사식 구멍(82)을 포함한다.

스크류(90)는 내부 나사식 구멍(82) 내에 스크류 결합되고 출력 샤프트 단부 표면(421)과 맞닿는 스크류 단부 표면(91)을 갖는다.

상술한 내용은 본 고안의 주요 구성요소의 구조적 관계이고, 그 작동 및 기능은 이하 설명된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 스크류 단부 표면(91)은 테이퍼링되어 원추형, 원뿔형 또는 반구형 등의 형상이고, 출력 샤프트 단부 표면(421)은 평탄하다. 스크류(90)는 내부 나사식 구멍(82) 내로 스크류 결합되고, 스크류 단부 표면(91)은 출력 샤프트 단부 표면(421)과 점 접촉된다. 이 때, 중공 샤프트(80)는 좌측으로 변위되어, 중공 샤프트(80)의 외부 환형 맞닿음 표면(81)이 베어링 내부 링(72)의 환형 위치설정 표면(721)을 밀것이고, 외부 환형 맞닿음 표면(81)의 중공 샤프트(80)의 단부는 로드(100)에 의해 클램핑되어 고정된다. 최대 정격 로드를 초과하면, 중공 샤프트(80)의 단부가 로드(100)에 의해 클램핑되어 고정되기 때문에, 가요성 치형 외부 컵(40)의 출력 샤프트 부분(42)의 전달된 토크가 순간적으로 불능 상태가 되어, 출력 샤프트 부분(42)의 순간 슬립을 야기한다. 이 경우, 출력 샤프트 부분(42)이 중공 샤프트(80)에서 아이들링하여, 감속 및 붕괴의 발생을 피하면서, 리듀서의 내부 부품을 효과적으로 보호함으로써 수명을 연장시킨다. 스크류(90)의 로킹 토크(Nm)는 제동 토크(Nm)에 비례하고, 스크류(90)의 로킹 힘에 의해, 베어링 내부 링(72)의 환형 위치설정 표면(721) 및 중공 샤프트(80)의 외부 환형 맞닿음 표면(81)은 서로 협력하여 환형 테이퍼링된 표면의 방식으로 토크를 전달하고, 이는 조립 정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 토크를 전달하는 기능도 제공한다.

도 4를 참조하면, 본 고안의 제2 실시예에 따른 리듀서는 또한 본질적으로 하우징(20), 경질 기어(30), 가요성 치형 외부 컵(40), 파동 발생기(50), 입력 샤프트(60), 교차 롤러 베어링(70), 중공 샤프트(80), 및 스크류(90)를 포함하고, 차이점은 아래와 같다.

스크류(90)의 스크류 단부 표면(91)은 평탄하고, 출력 샤프트 부분(42)의 출력 샤프트 단부 표면(421)은 테이퍼링되고, 스크류 단부 표면(91)은 출력 샤프트 단부 표면(421)과 점 접촉한다. 이에 의해, 스크류(90)는 프리로드를 조정하는데 사용되어, 마찰 토크가 조정될 수 있다. 힘이 최대 정격 로드를 초과하면, 출력 샤프트 부분(42)의 토크 전달 불량이 발생할 것이고, 이는 리듀서의 내부 부품을 보호할 수 있다. 나머지 구조, 구성 및 효율은 제1 실시예와 동일하다.

도 5를 참조하면, 본 고안의 제3 실시예에 따른 리듀서는 또한 본질적으로 하우징(20), 경질 기어(30), 가요성 치형 외부 컵(40), 파동 발생기(50), 입력 샤프트(60), 교차 롤러 베어링(70), 중공 샤프트(80), 및 스크류(90)를 포함하고, 차이점은 아래와 같다.

이 실시예는 스크류 단부 표면(91)과 출력 샤프트 단부 표면(421)에 맞닿고, 스크류 단부 표면(91)은 평탄하고, 출력 샤프트 단부 표면(421)에는 볼(110)의 일부를 수용하기 위한 리세스가 형성되고, 이에 의해, 볼(110)은 스크류(90)의 스크류 단부 표면(91)과 점 접촉하고, 출력 샤프트 부분(42)은 중공 샤프트(80) 내에서 볼을 공회전 구동한다. 힘이 최대 정격 로드를 초과하면, 출력 샤프트 부분(42)의 토크 전달 불량이 발생할 것이고, 이는 리듀서의 내부 구성요소를 보호할 수 있다. 나머지 구조, 구성 및 효율은 제1 실시예와 동일하다.

본 고안에 따른 다양한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 고안의 범주 내에서 추가의 실시예들이 있을 수도 있다는 것을 당업자라면 명확히 알 수 있을 것이다.

20 : 하우징 30 : 경질 기어
40 : 가요성 치형 외부 컵 50 : 파동 발생기
60 : 입력 샤프트 70 : 교차 롤러 베어링
80 : 중공 샤프트 90 : 스크류

Claims (3)

1. 리듀서이며,
   수용 공간(21)을 갖는 하우징(20);
   상기 수용 공간(21) 내에 배치되고 복수의 내부 치부(31)를 갖는 경질 기어(30);
   상기 수용 공간(21) 내에 위치되고, 상기 경질 기어(30) 내에 배치되고, 상기 복수의 내부 치부(31)와 메쉬 결합되는 복수의 외부 치부(41)와, 상기 하우징(20)으로부터 돌출되고 출력 샤프트 단부 표면(421)을 갖는 출력 샤프트 부분(42)을 포함하는 가요성 치형 외부 컵(40);
   상기 가요성 치형 외부 컵(40) 내에 회전가능하게 배치되는 파동 발생기(50);
   상기 파동 발생기(50) 내에 삽입되고 상기 파동 발생기(50)를 회전 구동하는 입력 샤프트(60);
   상기 하우징(20)에 고정되는 베어링 외부 링(71)과, 상기 베어링 외부 링(71)에 대해 회전가능한 베어링 내부 링(72)을 포함하는 교차 롤러 베어링(70)으로서, 상기 베어링 내부 링(72)은 경사진 환형 위치설정 표면(721)을 갖는, 교차 롤러 베어링(70);
   상기 가요성 치형 외부 컵(40)의 출력 샤프트 부분(42) 상으로 슬리브 결합되고, 상기 환형 위치설정 표면(721)과 맞닿도록 경사진 외부 환형 맞닿음 표면(81)과, 내부 나사식 구멍(82)을 포함하는 중공 샤프트(80); 및
   상기 내부 나사식 구멍(82) 내에 스크류 결합되고 상기 출력 샤프트 단부 표면(421)에 맞닿는 스크류 단부 표면(91)을 갖는 스크류(90)
   를 포함하는, 리듀서.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크류 단부 표면(91)은 테이퍼링되어 원추형, 원뿔형 또는 반구형이고, 상기 출력 샤프트 단부 표면(421)은 평탄하고, 상기 스크류 단부 표면(91)은 상기 출력 샤프트 단부 표면(421)에 점 접촉되고, 또는, 상기 스크류 단부 표면(91)은 평탄하고, 상기 출력 샤프트 단부 표면(421)은 테이퍼링되고, 상기 스크류 단부 표면(91)은 상기 출력 샤프트 단부 표면(421)과 점 접촉하는, 리듀서.
3. 제1항에 있어서, 상기 스크류 단부 표면(91) 및 상기 출력 샤프트 단부 표면(421)과 맞닿는 볼(110)을 더 포함하고, 상기 출력 샤프트 단부 표면(421)에는 상기 볼(110)의 일부를 수용하기 위해 리세스가 형성되는, 리듀서.

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