KR20100038146A - 로터리 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 저감속비를 실현하는 간단한 구성의 백래쉬 프리 감속기를 제안하는 것이다.

로터리 감속기(4)에 있어서 회전입력축(13)의 전단에는 편심축부(16)가 일체로 형성되어 있고, 그 편심회전에 의하여 편심판(18)이 자전운동 불가의 상태에서 편심량에 대응하는 반경으로 공전운동을 한다. 편심판(18)에는 동일한 원 상에 동일한 각도 간격으로 원통 모양의 캠팔로워(20)가 부착되어 있다. 캠팔로워(20)는 테이퍼 모양 원형외주면(20a)을 구비하고, 여기에 회전출력축(14)의 후단에 일체로 형성된 트로코이드 기어(22)에 있어서 바깥톱니의 테이퍼 모양 치면(22a)이, 여압너트(23)에 의한 스러스트력에 의하여 백래쉬 프리 상태로 맞물려 있다. 세트 칼라(24), 심판(25)으로 이루어지는 올덤여압기구에 의하여 편심판(18)을 지지하고 있는 올덤기구(19)의 백래시가 제거되고 있다.

Description

로터리 감속기{ROTARY REDUCTION GEAR}

본 발명은, 저감속비(低減速比) 예를 들면 1/10 이하의 저감속비를 실현할 수 있는 백래쉬 프리(backlash free)의 로터리 감속기(rotary 減速機)에 관한 것이다.

산업기기에 사용되고 있는 감속기로는 기어식 감속기(gear式 減速機)를 비롯하여 전동볼식 감속기(轉動 ball式 減速機), 싸이클로 감속기(cyclo 減速機)(일본의 스미토모 중기계 공업주식회사(Sumitomo Heavy Industries, Ltd., 住友重機械工業株式會社)의 등록상표) 및 하모닉 드라이브 감속기(harmonic drive 減速機)(일본의 주식회사 하모닉·드라이브·시스템즈(Harmonic Drive Systems Inc., ハ-モニック·ドライブ·システムズ)의 등록상표) 등이 알려져 있다. 예를 들면 싸이클로 감속기는 특허문헌1(일본국 공개특허 특개2003-278849호 공보)에 개시되어 있다.

일반적으로 기어식 감속기는 기어에 인벌류트 치형(involute 齒形 ; involute tooth form)을 사용하고 있기 때문에, 기어의 접촉점에서 미끄러짐이 발생한다. 이 때문에 백래쉬(backlash)를 제거하면, 기어 치면(齒面 ; tooth surface)의 조기마모(早期磨耗), 회전전달효율(回轉傳達效率)의 저하라는 문제가 발생한다. 전동볼식 감속기는, 에피사이클로이드 곡선(epicycloid 曲線)과 하이포 사이클로이드 곡선(hypocycloid 曲線)이 마주 보는 형상의 안내홈 내를 볼(ball)이 전동(轉動)하여 감속회전(減速回轉)을 실행시키는 기구이지만, 가공이 복잡하고 정밀도가 필요하며 또한 볼의 전동량(轉動量)이 많아 마모가 발생하기 쉽다는 문제점이 있다. 싸이클로 감속기는 핀(pin)을 고정하고, 유성기어(遊星 gear)로서의 트로코이드 기어(trochoid gear)를 편심회전(偏心回轉)시켜서, 트로코이드 기어 내에 동일한 각도로 배치되어 있는 내핀구멍(內 pin hole) 및 내핀(內 pin)에서 트로코이드 기어의 자전(自轉)만을 실행시켜서 감속회전을 얻는 기구이다. 내핀구멍과 내핀 사이에는, 기구(機構)의 측면에서 보아 편심량(偏心量) 2배의 틈을 형성할 필요가 있어 백래쉬를 제거한다는 것은 어렵다. 하모닉 드라이브 감속기는 구성부품 수가 적고 각도전달 정밀도(角度傳達 精密度)도 높지만, 구조의 측면에 있어서 1/50 미만의 저감속비를 실현시킨다는 것은 어렵다.

특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2003-278849호 공보

여기에서 저감속비로 백래쉬 프리의 감속기에 대한 요구가 있다. 기어식 감속기는, 백래쉬 프리를 실현하려고 한다면 기어 치면의 조기마모, 회전전달효율의 저하라는 문제가 발생한다. 전동볼식 감속기는 복잡한 가공이 필요하며, 백래쉬 프리로 하기 위해서는 높은 가공정밀도가 요구되기 때문에 고비용 등의 문제가 발생한다. 싸이클로 감속기는 백래쉬 프리를 실현한다는 것은 어렵다. 또한 하모닉 드라이브 감속기는 저감속비 예를 들면 1/10 이하의 것을 실현한다는 것이 어렵다.

본 발명의 과제는, 이러한 점을 고려하여 저감속비로 백래쉬가 없는 단순한 구조의 로터리 감속기를 제안하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 로터리 감속기는,

회전입력축(回轉入力軸)과,

이 회전입력축의 회전에 따라 당해 회전입력축의 회전중심축선(回轉中心軸線)을 중심으로 하여 편심회전(偏心回轉)하는 편심회전축(偏心回轉軸)과,

자전운동(自轉運動) 불가의 상태로 지지되어 있음과 아울러, 상기 편심회전축의 편심회전에 따라 상기 회전중심축선을 중심으로 하여 공전운동(公轉運動)을 하는 편심판(偏心板)과,

상기 편심판(18)에 있어서의 상기 회전중심축선(1a) 방향 일방(一方)의 단면(端面)에, 동일한 원(圓) 상에 동일한 각도 간격으로 부착되어 있고, 상기 회전중심축선(1a)의 방향으로 연장되어 있는 원통(圓筒) 모양이며 회전 가능한 캠팔로워(cam follower)와,

각 캠팔로워에 동시에 맞물림이 가능한 에피트로코이드 곡선(epitrochoid 曲線)에 의하여 치형(齒形 ; tooth form) 윤곽이 규정되어 있음과 아울러 상기 캠팔로워의 개수보다 적은 톱니 수의 바깥톱니를 구비하고, 상기 회전중심축선을 중심으로 하여 회전 가능한 트로코이드 기어(trochroid gear)와,

상기 트로코이드 기어와 동축상태(同軸狀態)로 부착된 회전출력축(回轉出力軸)과,

상기 캠팔로워 및 상기 트로코이드 기어를 상대적으로 가압(加壓)하는 방향으로 스러스트력(thrust 力)을 부여하고 있는 여압기구(與壓機構)

를 구비하고,

각 캠팔로워의 원형외주면(圓形外周面)은, 상기 트로코이드 기어를 향하여 외경(外徑)이 점차적으로 감소되는 테이퍼 모양 원형외주면이고,

상기 트로코이드 기어의 치면(齒面 ; tooth surface)은, 상기 캠팔로워의 상기 테이퍼 모양 원형외주면에 선접촉(線接觸) 가능한 테이퍼 모양 치면인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 로터리 감속기에서는, 캠팔로워와 트로코이드 기어의 접촉점 이 구름접촉(rolling contact)이기 때문에 백래쉬를 제거할 수 있고, 또한 접촉 부분의 마모(磨耗)가 적어 회전전달효율도 높다. 또 정밀도가 요구되는 복잡한 가공부품은 트로코이드 기어의 치면만이기 때문에 용이하고 또한 저렴하게 제조할 수 있다. 또한 캠팔로워를 공전운동시켜서 트로코이드 기어로부터 직접적으로 감속회전을 얻도록 되어 있기 때문에 백래쉬를 제거하는 것이 용이하다. 또한 이론상으로 1/2의 저감속비를 실현할 수 있고, 다단화(多段化) 함으로써 예를 들면 1/1000 이상의 고감속비도 실현 가능하다.

특히 본 발명에서는, 캠팔로워의 원형외주면 및 트로코이드 기어의 치면을 테이퍼면으로 하고, 여압기구에 의하여 이들이 확실하게 선접촉 상태가 되도록 스러스트력을 부여하고 있다. 따라서 이들 사이의 맞물림(접촉)이 확보되어 백래쉬가 없고 회전전달효율이 높은 감속기를 실현시킨다.

여기에서 상기 편심판을 상기 편심회전축의 원형외주면에 회전 가능한 상태로 지지하고, 올덤기구에 의하여 상기 편심판을 자전운동 불가의 상태로 지지하면 좋다. 올덤기구는, 상기 편심판을, 제1전동체(第一轉動體)를 통하여 상기 회전중심축선과 직교하는 제1방향으로 이동 가능한 상태로 지지하고 있는 회전제한판(回轉制限板)과, 상기 회전제한판을, 제2전동체를 통하여 상기 회전중심축선 및 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 이동 가능한 상태로 지지하고 있는 고정판(固定板)을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 경우에는 상기 편심판, 상기 회전제한판 및 상기 고정판을 서로 가압하는 방향의 압력을 부여하고 있는 올덤여압기구(Oldham's 與壓機構)를 배치하여, 이들 부재의 백래쉬에 기인하는 회전전달효율의 저하 등을 방지하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 로터리 감속기는,

통(筒) 모양의 감속기 하우징(減速機 housing)을 구비하고,

상기 감속기 하우징의 후단에, 통 모양의 상기 고정판이 동축상태로 연결고정(連結固定)되어 있고,

상기 회전출력축은, 상기 감속기 하우징 내에 위치하고 있는 뒤쪽 축부분과, 상기 감속기 하우징의 전단으로부터 전방으로 돌출되어 있는 선단측 축부분을 구비하고 있고,

상기 뒤쪽 축부분은, 출력측 베어링을 통하여 상기 감속기 하우징에 회전 가능한 상태로 지지되어 있고,

상기 뒤쪽 축부분의 후단부에는 동축상태로 상기 트로코이드 기어가 부착되어 있고,

상기 회전입력축은 뒤쪽으로부터 상기 고정판을 관통하여 상기 감속기 하우징 내로 연장되어 있고,

당해 회전입력축은 입력측 뒤쪽 베어링을 통하여 상기 고정판에 의하여 회전 가능한 상태로 지지되어 있음과 아울러, 당해 회전입력축의 선단부는 입력측 앞쪽 베어링을 통하여 상기 회전출력축의 후단부에 의하여 회 전 가능한 상태로 지지되어 있고,

상기 회전입력축의 외주면에 상기 편심회전축이 일체(一體)로 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다.

이 경우에는 상기 여압기구로서, 상기 감속기 하우징의 전단부 개구(開口)에 체결되어 고정되고, 상기 출력측 베어링의 외륜(外輪)에 스러스트력을 부여하고 있는 여압너트(與壓 nut)를 사용할 수 있다. 여압너트의 체결량을 조정하여 적절한 스러스트력을 부여할 수 있다.

또한 상기 올덤여압기구로서, 상기 회전입력축에 있어서의, 상기 입력측 뒤쪽 베어링의 내륜(內輪) 뒤쪽 부위에 고정된 칼라(collar)와, 이들 내륜 및 칼라 사이에 삽입된 심판(shim 板)을 사용할 수 있다. 심판의 두께를 조정함으로써 올덤기구를 백래쉬가 없는 적절한 상태로 유지할 수 있다.

본 발명의 로터리 감속기에서는, 동일한 원(圓) 상에 동일한 각도 간격으로 배치된 원통 모양의 캠팔로워를 회전중심축선을 중심으로 하여 공전운동시키고, 이들이 맞물려 있는(접촉하고 있는) 트로코이드 기어로부터 직접적으로 감속회전을 실행시킬 수 있도록 되어 있다. 또한 캠팔로워의 외주면 및 트로코이드 기어의 치면을 테이퍼 면(tapre 面)으로 하고, 여압기구에 의하여 이들 면이 확실하게 선접촉 상태가 되도록 스러스트력(thrust 力)을 부여하고 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 저감속비이고 백래쉬가 없으며 또한 간단한 구조의 감속기를 실현시킬 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 로터리 감속기의 실시예에 관하여 설명한다.

(전체 구성)

도1(a)는 본 실시예에 관한 로터리 감속기를 구비한 로터리 액추에이터의 선단면(先端面)을 나타내는 단면도이고, 도1(b)는 그 측면도로서 로터리 감속기의 부분을 A-A선으로 절단한 단면으로 나타나 있다. 도2는 로터리 액추에이터에 있어서의 로터리 감속기의 내부 구성을 나타내기 위하여 일부를 절단하여 나타내는 사시도이고, 도3은 캠팔로워와 트로코이드 기어의 배치관계를 나타내는 설명도이다.

로터리 액추에이터(rotary actuator)(1)는, 모터(motor)(2)와, 이 모터(2)에 있어서 전단(前端)의 부착 플랜지(附着 flange)(3)에 동축상태(同軸狀態)로 연결고정(連結固定)된 로터리 감속기(rotary 減速機)(4)를 구비하고 있다.

로터리 감속기(4)는 통(筒) 모양의 감속기 하우징(減速機 housing)(11)을 구비하고 있고, 이 감속기 하우징(11)의 후단(後端)에는 동축상태로 통 모양의 고정판(固定板)(12)이 연결고정되어 있다. 감속기 하우징(11) 및 고정 판(12)의 내부에는, 그 뒤쪽에 회전입력축(回轉入力軸)(13)이 동축상태로 배치되어 있고, 그 앞쪽에는 회전출력축(回轉出力軸)(14)이 동축상태로 배치되어 있으며, 회전출력축(14)은 감속기 하우징(11)의 전단으로부터 전방으로 돌출(突出)되어 있다. 회전입력축(13)에는 모터출력축(motor 出力軸)(15)이 동축상태로 연결고정되어 있다.

감속기 하우징(11) 내에 있어서 회전입력축(13)의 선단부(先端部)에는, 그 회전중심축선(回轉中心軸線)(1a)으로부터 소정량만큼 편심(偏心)된 편심축부(偏心軸部)(16)가 일체(一體)로 형성되어 있다. 이 편심축부(16)의 원형외주면(圓形外周面)에는 베어링(bearing)(17)을 통하여 일정한 두께의 편심판(偏心板)(18)이 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 편심판(18)은 올덤기구(Oldham's 機構)(19)를 통하여 자전운동(自轉運動) 불가의 상태로 고정판(12)에 의하여 지지되어 있고, 편심축부(16)의 회전에 따라 회전중심축선(1a)을 중심으로 하여 편심량(偏心量)에 대응하는 반경(半徑)으로 공전운동(公轉運動)을 한다.

편심판(18)의 앞쪽 단면(端面)에는, 동일한 원(圓) 상에 있어서 동일한 각도 간격으로 복수 개 예를 들면 10개의 원통(圓筒) 모양의 캠팔로워(cam follower)(20)(20(0)∼20(9))가 배치되어 있다(도3 참조). 각 캠팔로워(20)는, 편심판(18)의 단면(端面)으로부터 회전중심축선(1a)의 방향으로 돌출되어 있는 축(21)을 중심으로 하여 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 이들 캠팔로워(20)의 내측에는 트로코이드 기어(trochoid gear)(22)가 배치되 어 있다. 트로코이드 기어(22)는 회전출력축(14)의 후단에 일체로 형성되어 있고, 그 바깥톱니에 있어서 치형의 윤곽은 각 캠팔로워(20)에 동시에 맞물림이 가능한(접촉 가능한) 트로코이드 곡선(trochoid 曲線)에 의하여 규정되어 있다. 본 예에 있어서 트로코이드 기어(22)의 톱니 수는 캠팔로워(20)보다 「1」개 적은 「9」개로 되어 있다(도3에 있어서는 각 톱니를 A∼I로 나타내었다).

여기에서 캠팔로워(20)와 트로코이드 기어(22)의 접촉상태는, 여압너트(與壓 nut)(23)로 이루어지는 여압기구(與壓機構)에 의하여 부여되는 스러스트력(thrust 力)에 의하여 확보되어 있다. 또한 올덤기구(19)에 있어서 회전중심축선(1a) 방향의 백래시는, 회전입력축(13)의 후단부에 부착된 세트 칼라(set collar)(24) 및 심판(shim 板)(25)으로 이루어지는 올덤여압기구(Oldham's 與壓機構)에 의하여 방지되고 있다.

(각 부의 구성)

다음에 로터리 감속기(4)의 각 부의 구조를 설명한다. 우선 감속기 하우징(11)은, 원통(圓筒) 모양의 전반부분(前半部分)(11a)과, 외주면(外周面)이 사각형 형상의 후반부분(後半部分)(1lb)을 구비하고 있고, 후반부분(1lb)의 후단에 동일한 외주면 형상의 고정판(12)이 고정되어 있다. 고정판(12)의 중심부에 형성된 원형구멍의 내주면(內周面)에는 입력측 뒤쪽 베어링(26)을 통하여 원통 모양의 회전입력축(13)이 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 회전입력축(13)의 선단부는, 회전출력축(14)의 후단면(後端面)에 형성된 오목부 내주면에 부착된 입력측 앞쪽 베어링(27)에 의하여 회전 가능한 상태로 지지되어 있다.

고정판(12)과 편심판(18) 사이에 배치되어 있는 올덤기구(19)는, 이들 사이에 배치되어 있는 링(ring) 모양의 회전제한판(回轉制限板)(30)을 구비하고 있다. 회전제한판(30)의 뒤쪽 단면과 이에 대향(對向)하고 있는 고정판(12)의 앞쪽 단면에는, 서로 대향하는 부위에, 회전중심축선(1a)과 직교하는 방향으로 연장되고 일정한 길이를 구비하는 1조 혹은 복수 조의 안내홈(30a, 12a)이 형성되어 있다. 이들 안내홈(30a, 12a)에는, 쇠구슬, 원기둥 굴림대 등의 전동체(轉動體)(31)가 전동(轉動) 가능한 상태로 수납되어 있다.

이와 마찬가지로 회전제한판(30)의 앞쪽 단면과 이에 대향하고 있는 편심판(18)의 뒤쪽 단면에는, 이들이 서로 대향하는 부위에, 회전중심축선(1a) 및 안내홈(30a, 12a)과 직교하는 방향으로 연장되고 일정한 길이를 구비하는 1조 혹은 복수 조의 안내홈(30b, 18b)이 형성되어 있다. 이들 안내홈(30b, 18b)에는, 쇠구슬, 원기둥 굴림대 등의 전동체(32)가 전동 가능한 상태로 수납되어 있다. 여기에서 회전제한판(30)에 있어서 뒤쪽 안내홈(30a, 12a)의 방향과 그 앞쪽 안내홈(30b, 18b)의 방향은, 서로 직교하는 방향이 되도록 설정되어 있다.

이와 같이 편심판(18)을 반경방향(半徑方向)으로 일정량만큼만 이동 가능하도록 지지하고 있는 올덤기구(19)가 구성되어 있다. 회전입력축(13)의 회전에 따라 그 선단의 편심축부(16)가 편심회전(偏心回轉)하면, 올덤기구(19)에 의하여 지지되고 있는 편심판(18)은 자전운동이 저지되고, 회전중심축선(1a)을 중심으로 하여 편심량에 대응하는 반경으로 공전운동을 한다.

여기에서 회전입력축(13)에 있어서 고정판(12)에 부착된 입력측 뒤쪽 베어링(26)으로부터 후방으로 돌출되어 있는 후단부 외주면에, 올덤여압기구의 세트 칼라(24)가 고정되어 있다. 이 세트 칼라(24)와 입력측 뒤쪽 베어링(26)의 내륜(內輪)(26a) 사이에, 일정한 두께를 구비하는 링 모양의 심판(25)이 삽입되어 있다. 삽입되는 심판(25)의 두께를 두텁게 함으로써, 편심판(18)이 상대적(相對的)으로 후방으로 이동되어 편심판(18), 회전제한판(30) 및 고정판(12)이 서로 가압된다. 이에 따라 이들 사이에 배치되어 있는 전동체와 안내홈의 틈에 기인하는 회전전달오차(回轉傳達誤差) 및 백래쉬(backlash)를 억제할 수 있다. 또 세트 칼라(24)와 심판(25)을 대신하여, 회전입력축(13)의 외주면에 체결되는 여압너트에 의하여 입력측 뒤쪽 베어링(26)의 내륜(26a)을 슬라이드 방향(slide 方向)으로 가압하여도 좋다.

다음에 편심판(18)의 앞쪽 단면에 회전 가능한 상태로 부착되어 있는 각 캠팔로워(20)는, 전방(출력측) 즉 트로코이드 기어(22)를 향하여 외경이 점차적으로 감소되는 테이프 모양 원형외주면(20a)을 구비하고 있다. 마찬가지로 트로코이드 기어(22)에 있어서 바깥톱니의 테이퍼 모양 치면(22a)은, 후방(입력측) 즉 캠팔로워(20)를 향하여 외경이 점차적으로 감소되는 테이퍼 면으로 되어 있어, 캠팔로워(20)의 테이퍼 모양 원형외주면(20a)에 선 접촉(線接觸) 가능하도록 되어 있다.

트로코이드 기어(22)가 후단에 일체로 형성되어 있는 회전출력축(14)은, 트로코이드 기어(22)보다 한 단계 작은 외경의 뒤쪽 축부분(14a)과, 이 앞쪽에 형성되어 있으며 이 뒤쪽 축부분(14a)보다 한 단계 작은 직경의 중간 축부분(14b)과, 이 앞쪽에 형성되어 있는 선단측 축부분(14c)을 구비하고 있다. 뒤쪽 축부분(14a) 및 선단측 축부분(14c)의 후단부분은, 감속기 하우징(11)의 내주면에 부착된 출력측 뒤쪽 베어링(33) 및 출력측 앞쪽 베어링(34)에 의하여 회전 가능한 상태로 지지되어 있다.

여기에서 감속기 하우징(11)에 있어서 전단부(前端部)의 개구(開口)에는 전방으로부터 여압너트(23)가 체결되어 고정되어 있다. 여압너트(23)는 외주면에 수나사가 형성되어 있고, 감속기 하우징(11)에 있어서 전단부 개구의 내주면에는 볼트와 나사결합 가능한 암나사가 형성되어 있다. 여압너트(23)를 체결하면, 여압너트(23)가 출력측 앞쪽 베어링(34)의 외륜(34a)을 가압하고, 당해 베어링(34)을 통하여 회전출력축(14)으로는 후방을 향하는 스러스트력이 부여된다. 이 결과 회전출력축(14)의 후단에 일체로 형성되어 있는 트로코이드 기어(22)의 테이퍼 모양 치면(22a)이, 각 캠팔로워(20)의 테이퍼 모양 원형외주면(20a)에 가압되어 이들 사이의 접촉상태가 확보되므로 백래쉬가 없는 맞물림 상태를 형성할 수 있다.

또 여압너트 대신에 심판을 사용하여 스러스트력을 부여하여도 좋다. 예를 들면 회전출력축(14)이 원반(圓盤) 모양의 플랜지(flange) 타입인 경우 에는, 출력 플랜지와 베어링 사이에 소정 두께의 심판을 삽입하여 스러스트력을 조정할 수 있다.

(감속회전운동(減速回轉運動))

로터리 액추에이터(1)의 모터(2)를 구동하면, 그 출력축(出力軸)(15)에 연결되어 있는 회전입력축(13)이 회전하고, 그 전단부의 편심축부(16)에 의하여 편심판(18)이 회전중심축선(1a)을 중심으로 하여 공전운동을 한다. 본 예에서는 편심판(18)이 공전운동(편심회전)을 1회 하면, 캠팔로워(20)는 그 개수와 트로코이드 기어(22)의 톱니 수 차이 즉 1톱니만큼 회전한다. 캠팔로워(20)에 맞물려 있는(접촉되어 있는) 트로코이드 기어(22)는, 회전입력축(13)의 회전방향과는 역방향(逆方向)으로 회전중심축선(1a)을 중심으로 하여 1톱니만큼 회전한다. 따라서 트로코이드 기어(22)가 일체로 형성되어 있는 회전출력축(14)은, 입력회전축(13)과는 역방향으로 입력회전수의 1/9의 감속비(減速比)로 회전한다. 또한 여압너트(23)로 이루어지는 여압기구와, 세트 칼라(24) 및 심판(25)으로 이루어지는 올덤여압기구(19)에 의하여 구름접촉(rolling contact) 부분의 백래쉬를 제거할 수 있기 때문에, 회전전달오차를 감소시킬 수 있다.

도1에 있어서, 도1(a)는 본 발명을 적용한 로터리 감속기를 구비한 로터리 액추에이터의 선단면을 나타내는 단면도이고, 도1(b)는 그 측면도로서 로터리 감속기의 부분을 A-A선으로 절단한 단면을 나타내고 있다.

도2는 도1의 로터리 액추에이터에 있어서의 로터리 감속기의 내부 구성을 나타내기 위하여 일부를 절단하여 나타내는 사시도이다.

도3은 로터리 감속기의 캠팔로워와 트로코이드 기어의 관계를 나타내는 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 로터리 액추에이터 1a : 회전중심축선

2 : 모터 3 : 부착 플랜지

4 : 로터리 감속기 11 : 감속기 하우징

12 : 고정판 13 : 회전입력축

14 : 회전출력축 15 : 모터 출력축

16 : 편심축부 17 : 베어링

18 : 편심판 19 : 올덤기구

20 : 캠팔로워

20a : 테이퍼 모양 원형외주면 22 : 트로코이드 기어

22a : 테이퍼 모양 치면 23 : 여압너트

24 : 세트 칼라 25 : 심판

26 : 입력측 뒤쪽 베어링 26a : 내륜

27 : 입력측 앞쪽 베어링 30 : 회전제한판

31, 32 : 전동체 33, 34 : 출력측 베어링

34a : 외륜

Claims (6)

1. 회전입력축(回轉入力軸)(13)과,

   이 회전입력축(13)의 회전에 따라 당해 회전입력축(13)의 회전중심축선(回轉中心軸線)(1a)을 중심으로 하여 편심회전(偏心回轉)하는 편심회전축(偏心回轉軸)(16)과,

   자전운동(自轉運動) 불가의 상태로 지지되어 있음과 아울러, 상기 편심회전축(16)의 편심회전에 따라 상기 회전중심축선(1a)을 중심으로 하여 공전운동(公轉運動)을 하는 편심판(偏心板)(18)과,

   상기 편심판(18)에 있어서의 상기 회전중심축선(1a) 방향 일방(一方)의 단면(端面)에, 동일한 원(圓) 상에 동일한 각도 간격으로 부착되어 있고, 상기 회전중심축선(1a)의 방향으로 연장되어 있는 원통(圓筒) 모양이며 회전 가능한 캠팔로워(cam follower)(20)와,

   각 캠팔로워(20)에 동시에 맞물림이 가능한 에피트로코이드 곡선(epitrochoid 曲線)에 의하여 치형(齒形 ; tooth form) 윤곽이 규정되어 있음과 아울러 상기 캠팔로워(20)의 개수보다 적은 톱니 수의 바깥톱니를 구비하고, 상기 회전중심축선(1a)을 중심으로 하여 회전 가능한 트로코이드 기어(trochroid gear)(22)와,

   상기 트로코이드 기어(22)와 동축상태(同軸狀態)로 부착된 회전출력축(回轉出力軸)(14)과,

   상기 캠팔로워(20) 및 상기 트로코이드 기어(22)를 상대적으로 가압(加壓)하는 방향으로 스러스트력(thrust 力)을 부여하고 있는 여압기구(與壓機構)(23)

   를 구비하고,

   각 캠팔로워(20)의 원형외주면(圓形外周面)은, 상기 트로코이드 기어(22)를 향하여 외경(外徑)이 점차적으로 감소되는 테이퍼 모양 원형외주면(20a)이고,

   상기 트로코이드 기어(22)의 치면(齒面 ; tooth surface)은, 상기 캠팔로워(20)의 상기 테이퍼 모양 원형외주면(20a)에 선접촉(線接觸) 가능한 테이퍼 모양 치면(22a)인 것을 특징으로 하는 로터리 감속기(rotary 減速機)(4).
2. 제1항에 있어서,

   상기 편심판(18)은,

   상기 편심회전축(16)의 원형외주면에 회전 가능한 상태로 지지되어 있고,

   상기 편심판(18)을 자전운동 불가의 상태로 지지하고 있는 올덤 기구(Oldham's 機構)(19)를 구비하고 있고,

   이 올덤기구(19)는,

   상기 편심판(18)을, 제1전동체(第一轉動體)(32)를 통하여 상기 회전중 심축선(1a)과 직교하는 제1방향으로 이동 가능한 상태로 지지하고 있는 회전제한판(回轉制限板)(30)과,

   상기 회전제한판(30)을, 제2전동체(31)를 통하여 상기 회전중심축선(1a) 및 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 이동 가능한 상태로 지지하고 있는 고정판(固定板)(12)

   을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 로터리 감속기(4).
3. 제2항에 있어서,

   상기 편심판(18), 상기 회전제한판(30) 및 상기 고정판(12)을 서로 가압하는 방향의 압력을 부여하고 있는 올덤여압기구(Oldham's 與壓機構)(24, 25)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 로터리 감속기(4).
4. 제3항에 있어서,

   통(筒) 모양의 감속기 하우징(減速機 housing)(11)을 구비하고,

   상기 감속기 하우징(11)의 후단에, 통 모양의 상기 고정판(12)이 동축상태로 연결고정(連結固定)되어 있고,

   상기 회전출력축(14)은, 상기 감속기 하우징(11) 내에 위치하고 있는 뒤쪽 축부분(14a, 14b)과, 상기 감속기 하우징(11)의 전단으로부터 전방으로 돌출되어 있는 선단측 축부분(14c)을 구비하고 있고,

   상기 뒤쪽 축부분(14a, 14b)은, 출력측 베어링(33, 34)을 통하여 상기 감속기 하우징(11)에 회전 가능한 상태로 지지되어 있고,

   상기 뒤쪽 축부분(14a)의 후단부에는 동축상태로 상기 트로코이드 기어(22)가 부착되어 있고,

   상기 회전입력축(13)은 뒤쪽으로부터 상기 고정판(12)을 관통하여 상기 감속기 하우징(11) 내로 연장되어 있고,

   당해 회전입력축(13)은 입력측 뒤쪽 베어링(26)을 통하여 상기 고정판(12)에 의하여 회전 가능한 상태로 지지되어 있음과 아울러, 당해 회전입력축(13)의 선단부는 입력측 앞쪽 베어링(27)을 통하여 상기 회전출력축(14)의 후단부에 의하여 회전 가능한 상태로 지지되어 있고,

   상기 회전입력축(13)의 외주면에 상기 편심회전축(16)이 일체(一體)로 형성되어 있는 것을

   특징으로 하는 로터리 감속기(4).
5. 제4항에 있어서,

   상기 여압기구는, 상기 감속기 하우징(11)의 전단부 개구(開口)에 체결되어 고정되고, 상기 출력측 베어링(34)의 외륜(外輪)(34a)에 스러스트력을 부여하고 있는 여압너트(與壓 nut)(23)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하 는 로터리 감속기(4).
6. 제5항에 있어서,

   상기 올덤여압기구는,

   상기 회전입력축(13)에 있어서의, 상기 입력측 뒤쪽 베어링(26)의 내륜(內輪)(26a) 뒤쪽 부위에 고정된 칼라(collar)(24)와,

   이들 내륜(26a) 및 칼라(24) 사이에 삽입된 심판(shim 板)(25)

   을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 로터리 감속기(4).

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