KR20050061528A

KR20050061528A - 변속기

Info

Publication number: KR20050061528A
Application number: KR1020057006249A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 사가와
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-06-22
Also published as: US20050250617A1; DE10393566T5; KR100633702B1; DE10393566B4; WO2004038256A1; JPWO2004038256A1; AU2003301574A1; CN1708652A; CN100387867C

Abstract

본 발명에 의한 변속기는, 단면 원형을 가지는 제1 축체(軸體)의 외주면에 원주방향으로 제1 반복수의 제1 홈(12A)을 가지는 제1 외측롤러(10)와, 단면 원형을 가지는 제2 축체의 외주면에 원주방향으로 제1 반복수와 다른 제2 반복수를 가지는 제2 홈(22A)을 가지는 제2 외측롤러(20)와, 내경면에 원주방향으로 간격을 두고 축방향으로 뻗는 복수의 홈(30A)을 가지는 원통 형상의 내측롤러(30)를 포함한다. 제1 외측롤러(10)와 제2 외측롤러(20)는, 제1 홈(12A)에 위치하도록 한 복수의 볼(32)과 제2 홈(22A)에 위치하도록 한 복수의 볼(32)을 통하여 각각 내측롤러(30)와 대향하고 있다.

Description

변속기{Speed changing apparatus}

본 발명은 변속기에 관한 것으로서, 특히 볼(ball)형 변속기에 관한 것이다.

이 종류의 변속기에는 다양한 타입의 것이 제안되어 있으며, 이하에 그 몇 개 정도의 예를 설명한다.

제1 예는, 입력회전축과, 이 입력회전축의 외주면에 축심선 방향으로 이격하여 각각이 축심선 방향을 종축으로 하고 원주방향을 횡축으로 한 주기함수적으로 구불구불하게 고부라져 형성된 제1 및 제2 무단캠 홈과, 입력회전축의 외측에 입력회전축과 동심원적으로 회전 가능하게 장착된 원통체와, 이 원통체의 내주면에서 제1 무단캠 홈에 대향하는 부분에 제1 무단캠 홈과 마찬가지로 주기함수적으로 제1 무단캠 홈과 같은 진폭값으로 구불구불하게 고부라져 형성된 제3 무단캠 홈 및 상기 원통체의 내주면에서 제2 무단캠 홈에 대향하는 부분에 제2 무단캠 홈과 마찬가지로 주기함수적으로 제2 무단캠 홈과 같은 진폭값으로 구불구불하게 고부라져 형성된 제4 무단캠 홈과, 제1 무단캠 홈과 제3 무단캠 홈과의 사이로서 또한 양 캠 홈이 교차하는 위치 및 제2 무단캠 홈과 제4 무단캠 홈 사이로서 또한 양 캠 홈이 교차하는 위치에 각각 개재한 전동(轉動)체와, 제1 무단캠 홈과 제3 무단캠 홈과의 사이에 위치하는 전동체를 축심선 방향으로 이동 가능하게 지지하는 정지한 제1 지지부재와, 제2 무단캠 홈과 제4 무단캠 홈과의 사이에 위치하는 전동체를 축심선 방향으로 이동 가능하게 지지함과 함께 자신이 축심선을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지된 제2 지지부재와, 이 제2 지지부재에 연결된 출력회전축을 구비하여 이루어지는 감속기이다.

즉, 이 제1 예에서는, 입력축과 연결되는 대경(大徑)부에 제1, 제2 무단캠 홈이 있고, 제1 무단캠 홈은 제1 지지부재와, 제2 무단캠 홈은 출력축과 연결되는 제2 지지부재와 각각 전동체, 즉 볼에 의하여 접한다(예컨대, 일본국 특허공개 소59-180153호 공보 참조).

제2 예는, 동일 축선상에 모두 회전 가능하게 지지된 2축과, 일방의 축 단부(端部)에 고착된 내측통과, 타방의 축 단부에 고착된 내측통 외면으로 향하게 한 외측통과, 내측통 외측통의 대향면에서 어느 일면에 일방을, 타면에 타방을 마련한, 함께 엔드리스의 경사 홈 및 복수개의 사인파 홈과, 등각도 축선방향으로 사인파 홈의 수와 상이한 복수개의 좁고 긴 창(窓)이 뚫려서 내통 외통의 틈 사이에 회전 가능하게 삽입된 가이드통과, 가이드통의 각 좁고 긴 창에 1개씩 전동(轉動) 가능하게 삽입되어 경사 홈 및 사인파 홈에 맞물림하는 볼로 구성된 캡형 기어리스 변속장치이다(예컨대, 일본국 특허공개 소60-179563호 공보 참조).

하지만, 제1 예에서는 원통체의 내주면에 구불구불하게 고부라진 홈을 2개 형성할 필요가 있고, 제2 예에서도 외통의 내주면에 구불구불하게 고부라진 홈을 형성할 필요가 있기 때문에, 가공이 어렵고 손이 많이 간다.

한편, 제2 예에서는, 볼의 전동면에 볼의 엔트리 플러그를 마련할 필요가 있다. 그리고, 전동면에 엔트리 플러그에 의한 단차가 있으면 볼 수명단축의 원인이 된다.

여기서, 본 발명의 목적은, 가공이 비교적 간단하게 끝나는 변속기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 조립이 비교적 간단하고 볼의 장수명화를 도모할 수 있는 변속기를 제공하는 것에 있다.

도 1은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 축 요동형 볼 감속기를 케이싱을 없애고 나타낸 외관도이고,

도 2는, 도 1의 분해도이며,

도 3은, 도 2에 나타내어진 제1 및 제2 외측롤러에 형성되는 제1 및 제2 홈과 내측롤러에 설치되는 리테이너 및 이에 지지되는 볼과의 위치관계를, 볼 배치(A) 및 내측롤러 고정의 경우에 대하여 설명하기 위한 도면이고,

도 4는, 도 2에 나타내어진 제1 및 제2 외측롤러에 형성되는 제1 및 제2 홈과 내측롤러에 설치되는 리테이너 및 이에 지지되는 볼과의 위치관계를, 볼 배치(A) 및 제2 외측롤러 고정의 경우에 대하여 설명하기 위한 도면이며,

도 5는, 도 2에 나타내어진 제1 및 제2 외측롤러에 형성되는 제1 및 제2 홈과 내측롤러에 설치되는 리테이너 및 이에 지지되는 볼과의 위치관계를, 볼 배치(B) 및 내측롤러 고정의 경우에 대하여 설명하기 위한 도면이고,

도 6은, 도 2에 나타내어진 제1 및 제2 외측롤러에 형성되는 제1 및 제2 홈과 내측롤러에 설치되는 리테이너 및 이에 지지되는 볼과의 위치관계를, 볼 배치(B) 및 제2 외측롤러 고정의 경우에 대하여 설명하기 위한 도면이며,

도 7은, 도 3 ~ 도 6의 각 케이스에 대하여, 제1, 제2 외측롤러 및 내측롤러의 회전수와 감속비의 관계를 나타낸 도면이고,

도 8은, 도 2에 나타내어진 제1, 제2 홈 중, 특히 제2 홈의 형상의 제1 예를 나타낸 도면이며,

도 9는, 도 2에 나타내어진 제1, 제2 홈 중, 특히 제2 홈의 형상의 제2 예를 나타낸 도면이고,

도 10은, 도 2에 나타내어진 제1, 제2 홈 중, 특히 제2 홈의 형상의 제3 예를 나타낸 도면이다.

도 11(a) ~ (c)는, 도 2에 나타내어진 제1, 제2 홈의 단면형상에 대하여 몇개의 예를 나타낸 도면이고,

도 12(a) ~ (d)는, 본 발명에 사용되는 리테이너의 다른 복수의 예를 설명하기 위한 도면이며,

도 13은, 도 12(a), 도 12(b)에 나타내는 리테이너에 형성되는 볼의 받이부의 형상을 설명하기 위한 단면도이고,

도 14는, 도 12(d)에 나타내는 리테이너에 형성되는 볼의 받이부의 형상을 설명하기 위한 단면도이며,

도 15는, 본 발명에 의한 감속기를 케이싱에 수용한 실제기기(實機) 구조를 나타낸다.

< 발명의 개시 >

본 발명에 의한 변속기는, 단면 원형을 가지는 제1 축체(軸體)의 외주면에 원주방향으로 제1 반복수의 제1 홈을 가지는 제1 롤러와, 단면 원형을 가지는 제2 축체의 외주면에 원주방향으로 제1 반복수와 다른 제2 반복수를 가지는 제2 홈을 가지는 제2 롤러와, 내경면에 원주방향으로 간격을 두고 축방향으로 뻗는 복수의 홈을 가지는 원통 형상의 제3 롤러를 포함한다. 제1 롤러와 제2 롤러는, 제1 홈에 위치하도록 한 복수의 제1 전동(轉動)체와 제2 홈에 위치하도록 한 복수의 제2 전동체를 통하여 각각 제3 롤러와 대향하고 있다.

본 변속기에 있어서는, 제3 롤러의 복수의 홈에는 각각, 1개의 제1 전동체와 제2 전동체를 지지하고 축방향으로 슬라이드 가능한 리테이너가 설치된다.

본 변속기에 있어서는 또한, 리테이너와 제3 롤러 사이에 슬라이딩부재를 개재시키도록 하여도 좋다. 이 경우, 슬라이딩부재는 구름(轉)유닛이어도 좋고, 제1 및 제2 전동체가 슬라이딩부재를 겸하도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 슬라이딩부재는, 리테이너와 제3 롤러와의 대향부분의 적어도 일방을, 예컨대 도금에 의하여 마찰저감재료로 코팅함으로써 실현되어도 좋다.

본 변속기에 있어서는 또한, 제1 롤러가 입력축일 때, 제3 롤러, 제2 롤러 중 일방이 고정되고, 타방이 출력축이 된다.

본 변속기에 있어서는 더욱이, 제1 반복수는 K_S, 제2 반복수는 K_S·K_I으로 표시되고, 복수의 홈의 수는 최대로 K_S (K_I ± 1)로 표시된다.

본 변속기에 있어서의 제1, 제2 롤러는, 각각 중공(中空)으로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 변속기에 있어서의 제1, 제2 홈은, 정현파 혹은 삼각파 형상 등의 대칭형상을 가지는 것이 바람직하지만, 비대칭형상을 가지도록 되어도 좋다. 또한, 제1, 제2 홈은, 각각 그 단면형상이 단순원호형상, 베어링원호형상, 삼각형상 중 어느 하나로 되는 것이 바람직하다.

< 발명을 실시하기 위한 최량의 형태 >

도 1, 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 축 요동형 볼 감속기(이하, 볼 감속기라 약칭한다)에 대하여 설명한다. 본 볼 감속기의 기본적인 구성은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 외측롤러(제1 롤러)(10) 및 제2 외측롤러(제2 롤러)(20)와 내측롤러(제3 롤러)(30)로 구성되어 있다.

본 형태에서는, 제1 외측롤러(10)가 입력축이고, 제2 외측롤러(20), 내측롤러(30)의 일방이 출력축, 타방이 고정축이 된다.

도 2의 분해도에 나타내는 바와 같이, 제1 외측롤러(10)는, 입력 측 가까이의 제1 원통체(11)와 이보다 직경이 작은 출력 측 가까이의 제2 원통체(12)로 이루어진다. 제2 원통체(12)의 외경 부분에는 제1 반복수(K_S)의 제1 홈(12A)이 원주방향으로 뻗어있도록 형성되어 있다. 제2 외측롤러(20)는, 출력 측 가까이의 제1 원통체(21)와 이보다 직경이 작은 입력 측 가까이의 제2 원통체(22)로 이루어진다. 제2 원통체(22)의 외경 부분에는 제1 홈(12A)과 실질상 같은 폭으로 제2 반복수(K_S·K_I)의 제2 홈(22A)이 원주방향으로 뻗어있도록 형성되어 있다. 여기서, 반복수란, 본 형태에 있어서의 제1, 제2 홈(12A, 22A)은 주기적으로 진폭이 변화하는, 정현파 등의 주기함수파형의 홈으로서, 1주, 즉 360도에 있어서 진폭의 최대치가 몇번 반복되는가 하는 것을 의미한다. 여기서, 제1 원통체(11)와 제2 원통체(12), 및 제1 원통체(21)와 제2 원통체(22)의 직경의 대소관계는 역으로 해도 좋다.

내측롤러(30)도 원통체로서, 제2 원통체(12, 22)가 끼워넣음 가능한 내경을 가지며, 내경부분에는 원주방향으로 등간격을 두고 축방향으로 뻗는 복수의 홈(30A)이 형성되어 있다. 홈(30A)의 수는 최대로 K_S (K_I - 1) 혹은 K_S (K_I + 1) 만큼 마련된다. 각 홈(30A)에는, 이를 따라서 슬라이딩 가능하도록 리테이너(31)가 마련되어 있다. 리테이너(31)는 홈(30A)을 따라서만 슬라이딩 가능하고 서로 구속되지 않도록 되어 있다. 각 리테이너(31)는, 축방향으로 간격을 두고 2개씩, 전동체, 여기서는 볼(32)을 지지한다. 그리고, 리테이너(31)가 지지하는 2개의 볼(32) 중, 일방은 제2 원통체(12)의 제1 홈(12A)의 위를, 타방은 제2 원통체(22)의 제2 홈(22A)의 위를 전동하는 것이 가능하도록 구성된다. 리테이너(31)는, 볼(32)을 지지하는 기능만이 아니라, 2개의 볼(32)을 통하여 작용하는 당김/압축력을 받는 기능까지도 가진다.

그리고, 후술하는 바와 같이, 이러한 구조체는 케이싱에 수용되며, 제1, 제2 외측롤러(10, 20), 내측롤러(30)는 베어링 등을 이용하여 축방향의 움직임이 구속된다. 물론, 제1, 제2 외측롤러(10, 20), 내측롤러(30)는, 동심 형상으로 조합된다.

또한, 내측롤러(30)의 홈(30A)의 수, 즉 리테이너(31)의 수는 n × 360°/ [K_S (K_I ± 1)] (n은 양의 정수)의 간격을 유지할 수 있으면 이론상은 몇개라도 상관없다. 이후에서는, 상기 식 중의 ± 부호가 -인 경우를 배치 A, +인 경우를 배치 B로 정의한다.

다음으로, 도 3 ~ 도 6을 참조하여, 구체적인 실시예를 들어서 동작원리에 대하여 설명한다.

제1 실시예로서 제1 홈(12A)의 반복수가 1, 제2 홈(22A)의 반복수가 16인 경우(즉 K_S = 1, K_I = 16)의 원주방향의 전개도를 기초로 설명한다.

내측롤러(30)의 홈(30A)을 n × 360°/ [K_S (K_I - 1)]의 간격으로 하는 경우(배치 A)의 실시예를 도 3, 도 4에, n × 360°/ [K_S (K_I + 1)]의 간격으로 하는 경우(배치 B)의 실시예를 도 5, 도 6에 나타낸다.

배치 A에서 내측롤러(30)를 고정하는 경우(도 3), 즉 리테이너(31)를 원주방향에 대하여 고정하는 경우, 입력축인 제1 외측롤러(10)가 1 / 4 회전, 1 / 2 회전함에 따라서, 제1 홈(12A)에 의하여 리테이너(31)와 볼(32)이 축방향으로 요동하고, 볼(32)은 제2 외측롤러(20)의 제2 홈(22A)을 구르기 때문에, 제2 외측롤러(20)는 제1 외측롤러(10)와 같은 방향으로 1 / 64 회전, 1 / 32 회전한다. 이 경우, 감속비 1 / i는 1 / K_I가 된다.

한편, 배치 A에서 제2 외측롤러(20)를 고정하는 경우는, 도 3의 하측의 2개의 상태도를 제2 외측롤러(20)가 움직이지 않도록 전체를 우로 비켜서 행하면 되기 때문에 도 4에 나타내는 바와 같이 된다. 이 경우, 제1 외측롤러(10)의 (16 - 1) / 64 회전, (16 - 1) / 32 회전에 대하여, 리테이너(31), 즉 내측롤러(30)의 회전은 역회전이 되어 - 1 / 64 회전, - 1 / 32 회전이 된다. 즉, 감속비 1 / i는 - 1 / (K_I - 1)이 된다.

다음으로, 배치 B에서 내측롤러(30)를 고정하는 경우(도 5), 입력축인 제1 외측롤러(10)가 1 / 4 회전, 1 / 2 회전함에 따라서, 제2 외측롤러(20)는 제1 외측롤러(10)와 역방향으로 - 1 / 64 회전, - 1 / 32 회전한다. 이 경우, 감속비 1 / i는 - 1 / K_I가 된다.

한편, 제2 외측롤러(20)를 고정하는 경우는, 도 5의 하측의 2개의 상태도를 제2 외측롤러(20)가 움직이지 않도록 전체를 좌로 비켜서 행하면 되기 때문에 도 6에 나타내는 바와 같이 된다. 이 경우, 제1 외측롤러(10)의 (16 + 1) / 64 회전, (16 + 1) / 32 회전에 대하여 리테이너(31), 즉 내측롤러(30)의 회전은 같은 방향의 1 / 64 회전, 1 / 32 회전이 된다. 즉, 감속비 1 / i는 1 / (K_I + 1)이 된다.

도 7은, 제1, 제2의 외측롤러(10, 20) 및 내측롤러(30)의 회전수와 감속비의 관계를 나타낸 도면이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않으며, 이하와 같은 변경이 가능하다.

제1, 제2 외측롤러(10, 20)는, 각각 중공(中空)의 원통형상으로 되어 있지만, 중공이 아닌 단면 원형을 가지는 축체(軸體)로 구성되어도 좋다.

제1, 제2 홈(12A, 22A)은, 도 8에 나타내는 바와 같은 정현파형상, 도 9에 나타내는 바와 같은 삼각파형상 등의 대칭형상을 가지는 외에, 도 10에 나타내는 바와 같은 비대칭형상을 가지는 것이어도 좋다. 도 9에 나타내는 바와 같은 삼각파형상의 경우, 압력각(角)을 일정하게 할 수가 있어서, 볼에 대한 부하변동을 일정하게 할 수가 있다. 한편, 제1, 제2 홈(12A, 22A)의 단면형상은, 도 11(a)에 나타내는 바와 같은 단순원호형상, 도 11(b)에 나타내는 바와 같은 베어링원호형상, 도 11(c)에 나타내는 바와 같은 삼각형상 중 어느 것이어도 좋지만, 특히, 베어링원호형상, 삼각형상의 경우에는 볼과 의도하는 압력각을 취하기 쉬워서 내하중성이 향상된다고 하는 이점이 있다.

또한, 리테이너(31)는, 그 자체를 슬라이드 용이한 재료로 구성하거나, 혹은 슬라이드를 용이하게 하는 재료로 코팅되어 있는 것이 바람직하다.

이하에서, 도 12를 참조하여, 볼(32)의 지지기능과, 당김/압축력을 받는 기능을 가지는 리테이너의 다른 예에 대하여 설명한다. 도 12(a)는, 내측롤러(30)와 리테이너(31) 사이에 슬라이딩부재로서 구름(轉)유닛(51)을 개재시킨 제1 예를 나타낸다. 여기에서는, 내측롤러(30)에 있어서의 단면사각형상의 홈(30A)의 내벽에 대향하는 리테이너(31)의 3개의 측면에 각각 구름유닛(51)을 개재시키고 있지만, 적어도 홈(30A)의 바닥벽에 대향하는 측면에 배치되어 있으면 좋다.

도 12(b)는, 내측롤러(30)와 리테이너(31-2) 사이에 슬라이딩부재로서 구름유닛(52)을 개재시킨 제2 예를 나타내는데, 여기서는 구름유닛(52)을, 슬라이딩방향으로 평행한 리테이너(31-2)의 2개의 코너부에 대응하는 위치에 배치하고 있다. 이로 인하여, 내측롤러(30)의 내벽 및 리테이너(31-2)의 2개의 코너부에는 각각, 구름유닛(52)을 수용하기 위한 곡면 형상의 오목부(30a, 31-2a)가 축방향으로 뻗도록 형성되어 있다.

그리고, 상기 제1, 제2 예 어느 것에 있어서도, 구름유닛은 예컨대 핀 롤러에 의한 것이나, 복수의 볼을 리테이너로 지지하도록 한 것이 사용 가능하다.

또한, 제1, 제2 어느 예에 있어서도, 볼(32)을 수용하기 위한 리테이너(31-1, 31-2)에 형성되는 받이부(31-11, 31-21)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 단면형상으로 말하면 반경이 동일한 원호형상은 아니고, 도 11(b)에서 설명한 바와 같은 중심이 다른 원호를 대향시킨 형상을 가진다. 물론, 이 받이부(31-11, 31-21)의 형상은, 받이부의 중심선을 지나는 평면에 의한 단면이라면, 어느 단면이라도 동일한 형상이다. 이와 같은 받이부에 의하면, 볼(32)의 크기에 따라서 접촉반경을 자유로이 선택할 수가 있다.

이에 더하여, 받이부(31-11, 31-21)는 절삭툴을 사용하여 형성되는데, 절삭툴의 선단부의 달아남을 고려하여, 받이부(31-11, 31-21)의 가장 안쪽부는 더욱 오목부(31-12, 31-22)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 오목부(31-12, 31-22)는, 받이부(31-11, 31-21)에 윤활제가 주입되는 경우에 그 저류부로서 이용할 수가 있다.

볼(32)의 받이부에 관한 상기 설명은, 도 2에서 설명한 리테이너(31)의 경우에도 완전히 같다.

도 12(c), 도 12(d)는, 상기 슬라이딩부재를 볼(32)에 겸용시키도록 구성한 제3, 제4 예를 나타낸다.

도 12(c)에 있어서, 리테이너(31-3)는, 볼(32)의 직경보다도 작은 폭을 가지며, 볼(32)을 지지하기 위한 받이부(31-31)가 형성되어 있다. 받이부(31-31)의 단면형상은, 반경이 같은 원호 형상 혹은 구면 형상의 어느 쪽이라도 좋다. 한편, 내측롤러(30)에 형성되는 홈(30A)은, 리테이너(31-3)를 수용하기 위한 단면사각형상 부분(30A-1)과 볼(32)의 일부를 받기 위한 곡면형상 부분(30A-2)을 가진다. 물론, 이러한 단면사각형상 부분(30A-1)과 곡면형상 부분(30A-2)으로 이루어지는 홈(30A)은, 축방향으로 뻗도록 형성되어 있다. 이 예에서도, 홈(30A)의 바닥부와 리테이너(31-3)와의 사이에는 슬라이딩부재로서 구름유닛(53)이 배치되어 있다.

그리고, 상기 제1 ~ 제3 예에 있어서의 구름유닛(51 내지 53)은, 다른 주지의 슬라이딩부재로 실현되어도 좋은 것은 말할 나위도 없다. 예컨대, 슬라이딩부재는, 리테이너와 내측롤러(30)의 대향부분의 적어도 일방을, 예컨대 도금에 의하여 마찰저감재료로 코팅함으로써 실현되어도 좋다.

도 12(d)에 있어서, 리테이너(31-4)는, 볼(32)의 직경보다도 작은 폭을 가지며, 볼(32)을 지지하기 위한 받이부(31-41)가 리테이너(31-4) 본체를 관통하도록 형성되어 있다. 즉, 볼(32)의 상부의 일부와 하부의 일부가 노출되도록 형성되어 있다. 받이부(31-41)의 단면형상은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 단순한 관통구멍이 아니라, 상부, 즉 내측롤러(30) 측 근방에 있어서 상단면에 가까워감에 따라서 직경이 점차 감소하도록 형성되어 있다. 받이부(31-41)를 이와 같은 단면형상으로 함으로써, 리테이너(31-4)로 지지되어 있는 볼(32)에 역으로 리테이너(31-4)를 지지하는 기능을 가지게 할 수가 있다. 즉, 받이부(31-4)를 단순한 관통구멍으로 했을 경우에는, 내측롤러(30)의 홈(30A) 내에 지지되어야 할 리테이너(31-4)가 외측롤러 측으로 낙하되어 버린다. 그러나, 받이부(31-4)를 상기의 형상으로 함으로써 리테이너(31-4)의 낙하를 방지할 수가 있다.

한편, 내측롤러(30)에 형성되는 홈(30A)은, 리테이너(31-4)를 수용하기 위한 단면사각형상 부분(30A-3)과 볼(32)의 일부를 받기 위한 곡면형상 부분(30A-4)을 가진다. 물론, 이와 같은 단면사각형상 부분(30A-3)과 곡면형상 부분(30A-4)으로 이루어지는 홈(30A)은, 축방향으로 뻗도록 형성되어 있다. 필요에 따라서, 곡면형상 부분(30A-4)에, 제1, 제2 예에서 설명한 오목부(31-12, 31-22)와 마찬가지의 오목부가 축방향으로 윤활제 받이부로서 마련되어도 좋다. 그리고, 홈(30A)은, 단면사각형상 부분(30A-3)을 가지지 않는 곡면형상 부분(30A-4)만으로 실현되어도 좋다. 즉, 볼(32)만을 곡면형상 부분만의 홈(30A)으로 받도록 하여도 좋다.

제3, 제4 예에 있어서는, 볼(32)이 홈(30A)을 전동(轉動)하기 때문에, 볼(32)이 슬라이딩부재를 겸하고 있다고 할 수 있지만, 제4 예에 있어서도 리테이너(31-4)와 내측롤러(30)의 사이에, 구름유닛이 배치되어도 좋다.

또한, 제3, 제4 예에 있어서는, 볼(32)이 접선방향의 힘(도시되어 있는 내측롤러(30)의 내경에 접하는 접선방향의 힘)을 받는 것이 되기 때문에, 그만큼 리테이너(31-3, 31-4)에 작용하는 부하를 경감할 수가 있다.

이상의 4개의 예 중, 제3, 제4 예는, 상술한 바와 같이 리테이너(31-3, 31-4)에 작용하는 부하를 경감할 수가 있는 이점을 가지는 점에 있어서 우수하고, 그 중에서도 제4 예는, 제1 ~ 제3 예에 비하여 구조가 심플하며, 게다가 당김/압축력에 대한 단면적을 2배 정도 취할 수 있기 때문에 가장 유효하다고 할 수 있다.

도 15는, 도 2에 나타낸 구조와 마찬가지의 구조를 가지는 감속기를 케이싱에 수용한 실제기기 구조를 나타낸다. 여기에서는, 제1 외측롤러(10)는, 제작을 용이하게 하기 위하여, 입력 측 가까이의 제1 원통체(11)와 이보다 직경이 큰 출력 측 가까이의 제2 원통체(12')를 볼트(61)로 고착시켜 이루어진다. 제2 원통체(12')의 외경부분에는 제1 홈(12A)이 원주방향으로 뻗어 있도록 형성되어 있다. 제1 원통체(11)에는 입력축(100)이 도시하지 않은 볼트로 체결되어 있다. 제2 외측롤러(20)도, 제작을 용이하게 하기 위하여, 출력축(200)을 일체적으로 가지는 원형판(21')과 이보다 직경이 큰 입력 측 가까이의 제2 원통체(22')를 볼트(62)로 고착시켜 이루어진다. 제2 원통체(22')의 외경부분에는 제2 홈(22A)이 원주방향으로 뻗어 있도록 형성되어 있다. 내측롤러(30)의 입력 측에는 베어링 지지링(111)과 커버판(112)으로 이루어지는 입력 측 케이싱(110)이 체결되고, 출력 측에는 베어링 지지링(211)과 장착용 판(212)으로 이루어지는 출력 측 케이싱(210)이 설치되어 있다. 베어링 지지링(111)은 볼트(63)로 내측롤러(30)에 체결되고, 커비판(112)은 볼트(64)로 베어링 지지링(111)에 체결되어 있다. 한편, 베어링 지지링(211)은 볼트(65)로 내측롤러(30)에 체결되고, 장착용 판(212)은 볼트(66)로 베어링 지지링(211)에 체결되어 있다.

입력축(100)과 입력 측 케이싱(110) 사이에는 오일 시일(120)이 마련되어 있다. 한편, 출력축(200)과 베어링 지지링(211) 사이에는, 스러스트 방향이나 레이디얼 방향의 하중을 받을 수 있도록 크로스롤러 베어링(220)이 마련되어 있다. 또한, 출력축(200)과 장착용 판(212) 사이에는 O 링(225)이 배치되어 있다.

본 발명에 의한 변속기는 이하와 같은 효과를 가진다.

(1) 가공이 비교적 간단하다. 이는, 앞에 서술한 제1 예나 제2 예와 같이 제1, 제2 외측롤러의 내경부분에 반복수를 가지는 홈을 형성할 필요가 없기 때문이다.

(2) 조립이 비교적 간단하고 볼의 장수명화를 도모할 수 있다. 이는, 제2 예나 제3 예와 같이 볼 전동(轉動)면에 볼의 엔트리 플러그를 마련할 필요가 없어서, 단차가 생기지 않기 때문이다.

(3) 제1, 제2 외측롤러가 중공(中空)으로 되어 있는 경우, 특히 로봇의 아암과 같은 것을 구성함에 적합하다.

본 발명은 감속기 전반에 적용 가능하며, 특히 예컨대 로봇의 아암이나 자동 공구교환장치 등의 정밀제어가 요구되는 용도의 구동장치에 사용됨에 적합하다.

Claims

단면 원형을 가지는 제1 축체(軸體)의 외주면에 원주방향으로 제1 반복수의 제1 홈을 가지는 제1 롤러와,

단면 원형을 가지는 제2 축체의 외주면에 원주방향으로 상기 제1 반복수와 다른 제2 반복수를 가지는 제2 홈을 가지는 제2 롤러와,

내경면에 원주방향으로 간격을 두고 축방향으로 뻗는 복수의 홈을 가지는 원통 형상의 제3 롤러를 포함하며,

상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러가, 상기 제1 홈에 위치하도록 한 복수의 제1 전동(轉動)체와 상기 제2 홈에 위치하도록 한 복수의 제2 전동체를 통하여 각각 상기 제3 롤러와 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 1에 있어서,

상기 제3 롤러의 복수의 홈에는 각각 1개의 상기 제1 전동체와 상기 제2 전동체를 지지하고 상기 축방향으로 슬라이드 가능한 리테이너가 설치되는 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 2에 있어서,

상기 리테이너와 상기 제3 롤러 사이에 슬라이딩부재를 개재시키고 있는 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 3에 있어서,

상기 슬라이딩부재는 구름(轉)유닛인 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 3에 있어서,

상기 제1 및 제2 전동체가 상기 슬라이딩부재를 겸하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 1 내지 청구항 5 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 롤러가 입력축일 때, 상기 제3 롤러, 상기 제2 롤러 중 일방이 고정되고, 타방이 출력축이 되는 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 1 내지 청구항 6 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 반복수는 K_S, 상기 제2 반복수는 K_S·K_I으로 표시되고, 상기 복수의 홈의 수는 최대로 K_S (K_I ± 1)로 표시되는 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1, 제2 롤러는, 각각 중공(中空)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 변속기.
청구항 1 내지 청구항 8 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1, 제2 홈은, 정현파 혹은 삼각파 형상 등의 대칭형상을 가지는 것을 특징으로 하는 변속기.