KR20120116344A - 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈, 및 기어구조체의 시리즈 - Google Patents

기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈, 및 기어구조체의 시리즈 Download PDF

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Abstract

[과제] 기어구조체가 상이한 복수 종류의 변속장치를, 저비용으로 제조할 수 있는 변속장치의 시리즈를 제공한다.
[해결수단] 축부재(22)의 외주에 제1 기어(24) 및 제2 기어(26)가 축방향으로 나열되어 배치된 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈로서, 상기 시리즈는, 기어구조체 A1을 가지는 변속장치와, 기어구조체 B1을 가지는 변속장치를 포함하고, 상기 기어구조체 A1, B1은, 각각 축부재(22)의 외주에 제1 치부(齒部)(70) 및 제2 치부(齒部)(72)가 축방향으로 나열되어 배치된 공통의 베이스구조체(74)를 구비하고, 기어구조체 A1에서는, 상기 베이스구조체(74)의 제1 치부(齒部)(70)를 그대로 사용함으로써 상기 기어구조체 A1의 제1 기어(24A)를 구성하고, 기어구조체 B1에서는, 상기 베이스구조체(74)의 제1 치부(齒部)(70)의 반경방향 외측에, 대경의 제1 기어체(80)를, 소성 유동을 이용한 결합으로 고정함으로써 상기 기어구조체 B1의 제1 기어(24B)를 구성한다.

Description

기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈, 및 기어구조체의 시리즈{Series of speed-change device having gear structure, and series of gear structure}
본 출원은, 2011년 4월 12일에 출원된 일본 특허출원 제2011-087826호, 2011년 5월 23일에 출원된 일본 특허출원 제2011-115240호에 기초하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참조에 의하여 원용되어 있다.
본 발명은, 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈, 및 기어구조체의 시리즈에 관한 것이다.
감속장치에 있어서, 예컨대 감속비를 조정하기 위하여, 축(軸)부재의 외주에 제1 기어 및 제2 기어가 축방향으로 나열되어 배치된 기어구조체가 널리 사용되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1에 있어서, 도 5에 나타나는 바와 같은 기어구조체를 가지는 감속장치가 개시되어 있다.
이 감속장치(Go)는, 산업용 로봇의 관절부에 사용하는 것으로서, 기어구조체(2)가 장착되어 있다. 기어구조체(2)에서는, 중공(中空)의 축부재(4)의 외주에 제1 기어(6) 및 제2 기어(8)가 축방향으로 나열되어 배치되어 있다. 이 예와 같이, 축부재(4)에 제1 기어(6) 및 제2 기어(8)를 직접 형성하는 기어구조체(2)는, (축부재에 키 등을 이용하여 기어체(體)를 연결하는 구조와 비교하여) 백래시가 없다는 이점을 가진다.
그 기어구조체(2)의 부분에서의 감속비(혹은 증속비)를 조정함으로써, 감속장치(Go) 전체의 감속비를 비교적 용이하게 변경할 수 있다.
일본 공개특허 2008-89157호 공보 (도 1)
그러나, 이러한 축부재(4)에 제1 기어(6) 및 제2 기어(8)를 직접 형성하는 기어구조체(2)는, 감속비를 바꾸기 위하여, 예컨대 제1 기어(6)의 치수(齒數)를 바꾸려고 하였을 때는, 그 제1 기어(6)뿐만 아니라, 제2 기어(8) 및 축부재(4)를 포함한 기어구조체(2) 자체를 감속비마다 개별적으로 제조하지 않으면 안 되어, 감속장치의 제조비용 및 재고비용의 부담이 크다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 기어구조체가 상이한 복수 종류의 변속장치를, 저비용으로 제조할 수 있는 변속장치의 시리즈를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
본 발명은, 축부재의 외주에 제1 기어 및 제2 기어가 축방향으로 나열되어 배치된 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈로서, 그 시리즈는, 기어구조체 A를 가지는 변속장치와, 기어구조체 B를 가지는 변속장치를 포함하고, 그 기어구조체 A, B는, 각각 상기 축부재의 외주에 제1 치부(齒部) 및 제2 치부(齒部)가 축방향으로 나열되어 배치된 공통의 베이스구조체를 구비하고, 상기 기어구조체 A에서는, 그 베이스구조체의 상기 제1 치부(齒部)를 그대로 사용함으로써 당해 기어구조체 A의 상기 제1 기어를 구성하고, 상기 기어구조체 B에서는, 상기 베이스구조체의 상기 제1 치부(齒部)의 반경방향 외측에, 대경(大徑)의 제1 기어체를, 소성(塑性) 유동(流動)을 이용한 결합으로 고정함으로써 당해 기어구조체 B의 상기 제1 기어를 구성함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.
다만, 상기 기어구조체 A, 기어구조체 B의 "A", "B"의 부호는, 단지 양 기어구조체를 식별하기 위하여 붙여진 것이고, "A", "B"의 문자 자체는, 특별한 의미를 가지고 있는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 있어서의 "변속장치"라는 용어는, "감속장치"와 "증속장치"의 쌍방을 포함하는 개념으로서 사용되고 있고, "속비(速比)를 변경하는 장치"라는 개념으로 사용되고 있는 것은 아니다. 즉, 개개의 변속장치의 감속비 또는 증속비는, 그 변속장치 자체에서는 고정이어도 된다(물론, 속비를 변경 가능하여도 되지만, 단일의 변속장치에서의 속비의 가변은 필수가 아니다).
본 발명에 있어서는, 수용하고 있는 기어구조체가 상이한 복수 종류의 변속장치를, 특별한 관계를 가지는 기어구조체 A와 기어구조체 B를 포함하는 변속장치의 시리즈로서 구성한다.
기어구조체 A 및 기어구조체 B는, 각각 축부재의 외주에 제1 치부(齒部) 및 제2 치부(齒部)가 축방향으로 나열되어 배치된 "공통의 베이스구조체"를 구비한다. 그리고, 기어구조체 A는, 그 베이스구조체의 제1 치부(齒部)를 당해 기어구조체 A의 제1 기어로서 직접(그대로) 사용한다. 한편, 기어구조체 B에서는, 이 동일 베이스구조체의 제1 치부(齒部)의 반경방향 외측에, 대경(大徑)의 제1 기어체를 "소성 유동을 이용한 결합"에 의하여 고정함으로써 당해 기어구조체 B의 제1 기어를 구성한다.
이 결과, 적어도 제1 기어의 부분에 있어서 그 기어구조체에서 사용하는 기어를 용이하고 또한 저비용으로 변경할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기어구조체가 상이한 복수 종류의 변속장치를, 저비용으로 제조할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태의 일례에 관한 감속장치의 시리즈의 기어구조체 A1 및 기어구조체 B1을 나타내는 것으로서, (A)는 기어구조체 A1의 단면도, (B)는, 기어구조체 B1의 단면도이다.
도 2는, 상기 기어구조체 A1이 장착된 감속장치(Ga)를 나타내는 것으로서, (A)는 그 전체 단면도, (B)는 (A)의 IIB-IIB 단면도, (C)는 IIC-IIC 단면도이다.
도 3은, 상기 기어구조체 B1이 장착된 감속장치(Gb)를 나타내는 것으로서, (A)는 그 전체 단면도, (B)는 (A)의 IIIB-IIIB 단면도, (C)는 (A)의 IIIC-IIIC 단면도이다.
도 4는, 기어구조체 A1 및 기어구조체 B1을 가지는 감속장치의 시리즈를 보다 발전시킨 시리즈를 나타낸 계통도이다.
도 5는, 종래의 기어구조체가 장착된 감속장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시형태의 일례를 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시형태의 일례에 관한 감속장치의 시리즈에 있어서의 기어구조체 A1, B1의 구성을 나타낸 단면도, 도 2는, 기어구조체 A1이 장착된 감속장치(Ga)의 예를 나타낸 단면도, 도 3은, 기어구조체 B1이 장착된 감속장치(Gb)의 예를 나타낸 단면도이다.
본 실시형태에 관한 변속장치의 시리즈는, 기어구조체 A1이 장착된 감속장치(Ga)와 기어구조체 B1이 장착된 감속장치(Gb)를 포함한다.
이하, 주로 도 2를 참조하면서, (기어구조체 A1이 장착된) 감속장치(Ga)의 구성으로부터 설명한다.
감속장치(Ga)는, 산업용 로봇의 관절부에 사용되는 것으로서, 입력부(12), 기어구조체(A1), 및 메인감속기구부(16)를 구비한다.
상기 입력부(12)는, 도시하지 않은 모터로부터의 회전을 받는 부분으로서, 이 실시형태에서는 입력축(18) 및 그 입력축(18)과 일체화된 피니언(20)을 가지고 있다.
상기 기어구조체(A1)는, 중공부(22A)를 가지는 축부재(22)의 외주에, 제1 기어(24A) 및 제 2 기어(26)가 축방향으로 나열되어 배치된 것이다. 제1 기어(24A)가 상기 피니언(20)과 맞물리고, 제2 기어(26)가 후단의 메인감속기구부(16)의 입력기어(30)와 맞물려 있다. 기어구조체 A1의 보다 구체적인 구성은, 후에 상술한다.
상기 메인감속기구부(16)는, 요동내접 맞물림형의 유성기어기구로 구성되어 있다. 메인감속기구부(16)의 입력기어(30)는, 편심체축(32)에 고정되어 있다. 도 2에 있어서는, 입력기어(30) 및 편심체축(32)은, 1세트만 묘사되어 있지만, 이 입력기어(30) 및 편심체축(32)은, 실제로는 3세트 배치되어 있다. 편심체축(32)에는, 2개의 편심체(34)가 일체적으로 형성되어 있고, 롤러(36)를 통하여 외치(外齒)기어(38)가 편심(요동)회전 가능하게 장착되어 있다. 외치기어(38)는, 내치(內齒)기어(40)에 내접하여 맞물려있다. 내치기어(40)는, 케이싱(42)과 일체화되어 있고, 그 치수(齒數)는 외치기어(38)의 치수(齒數)보다 약간(예컨대 1만큼) 많다. 상기 편심체축(32)은, 한 쌍의 제1, 제2 캐리어(43, 44)에 원추롤러 베어링(46, 47)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1, 제2 캐리어(43, 44)는 볼트(48)에 의하여 일체화되어, 한 쌍의 앵귤러 볼 베어링(50, 51)을 통하여 케이싱(42)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
메인감속기구부(16)의 작용을 간단히 설명하면, 예컨대, 케이싱(42)(내치기어(40))을 고정한 경우에는, 편심체축(32)의 회전에 의하여 외치기어(38)가 내치기어(40)에 내접하면서 천천히 자전하고, 이 자전이 편심체축(32)의 축심(O1) 둘레의 공전, 즉 제1 캐리어(43)(및 제2 캐리어 (44))의 회전(자전)으로서 인출된다. 한편, 제1 캐리어(43)(및 제2 캐리어(44))를 고정한 경우에는, 편심체축(32)의 공전이 구속되기 때문에, 외치기어(38)는 자전하지 않는다(할 수 없다). 이로 인하여, 공전이 구속된 편심체축(32)의 회전(자전)에 의하여 외치기어(38)가 내치기어(40)에 내접하면서 요동만을 행한다. 이 요동에 의하여, 내치기어(40)가 회전하고, 그 내치기어(40)와 일체화되어 있는 케이싱(42)이 회전한다(이른바 하우징 회전).
이 실시형태에 관한 감속장치(Ga)는, 산업용 로봇에 그 관절구동용으로서 장착되고, 케이싱(42) 및 제1 캐리어(43) 중 일방이 전단(前段) 암(arm)측의 부재에, 타방이 후단(後段) 암측의 부재(모두 도시생략)에 각각 고정되어 있다. 이로써, 후단 암을 전단 암에 대하여서 상대적으로 회전시킬 수 있다.
다만, 본 발명에 있어서는, 기어구조체가 장착되는 변속장치(이 실시형태에서는 감속장치(Ga, Gb))의 구체적인 감속기구의 구성에 대해서는, 특히 한정되지 않는다.
다음으로, 도 1, 도 3을 함께 참조하면서, 본 실시형태에 관한 감속장치의 시리즈에 있어서, 감속장치(Ga)에 장착된 기어구조체 A1 및 감속장치(Gb)에 장착된 기어구조체 B1의 구성의 상세를 설명한다.
다만, 이후의 설명에 있어서, 동일 부호는, 기어구조체 A1 및 기어구조체 B1에 있어서 공통의 부재인 것을 나타내고 있다.
도 1 (A)는 기어구조체 A1을, 도 1 (B)는 기어구조체 B1을 각각 나타내고 있다. 보다 구체적으로는, 도 1 (A)는, 기어구조체 A1에 제1 기어체(80)를 압입하여 소성 결합하려고 하는 상태를 나타내고, 도 1 (B)는, 기어구조체 B1에, 제1 기어체(80)를 소성 결합함으로써 기어구조체 B1을 형성한 상태를 나타내고 있다.
(도 1의 감속장치(Ga)에 장착된) 기어구조체 A1은, 중공부(22A)를 가지는 축부재(22)의 외주에, 제1 기어(24A) 및 제2 기어(26)가 축방향으로 나열되어 배치된 것이다. 보다 구체적으로는, 기어구조체 A1은, 축부재(22)의 외주에 제1 치부(齒部)(70) 및 제2 치부(齒部)(72)가 축방향으로 나열되어 배치된 베이스구조체(74)를 구비하고, 그 베이스구조체(74)의 제1 치부(齒部)(70)를 그대로 사용함으로써 당해 기어구조체 A1의 제1 기어(24A)를 구성하고 있다. 즉, 간편하게 설명하면, "기어구조체 A1의 제1 기어(24A)=제1 치부(齒部)(70)"이다.
다만, 제1 치부(齒部)(70) 및 제2 치부(齒部)(72)는, 이 실시형태에서는 축부재(22)에 직접 형성되어 있다. 이 구성은, 축부재(22)와 제1 치부(齒部)(70) 및 제2 치부(齒部)(72) 사이에 백래시가 없다고 하는 점에서 뛰어나다. 단, 본 발명에서는, 제1 치부(齒部) 및 제2 치부(齒部)는, 반드시 축부재에 직접 형성되어 있을 필요는 없고, 예컨대 제1 치부(齒部) 및 제2 치부(齒部)를 구성하는 부재가 축부재에 압입 등, 어떠한 방법으로 고정되어 있는 구성이어도 된다.
한편, (도 3의 감속장치(Gb)에 장착된) 기어구조체 B1도, 중공부(22A)를 가지는 축부재(22)의 외주에, 제1 기어(24B) 및 제2 기어(26)가 축방향으로 나열되어 배치되어 있다. 또한, 기어구조체 B1도, 기어구조체 A1와 공통인 베이스구조체(74)를 구비한다. 단, 기어구조체 B1의 제1 기어(24B)는, 그 베이스구조체(74)의 제1 치부(齒部)(70)의 반경방향 외측에, 대경(大徑)의 제1 기어체(80)를, 소성 유동을 이용한 결합으로 고정함으로써 형성된다. 즉, 기어구조체 B1의 제1 기어(24B)를 상기와 마찬가지로 간편하게 설명하면, "기어구조체 B1의 제1 기어(24B)=제1 치부(齒部)(70)＋제1 기어체(80)"라는 것이 된다. 다만, 여기서 말하는 "소성 유동을 이용한 결합"이란, 도 1 (A)에 나타나는 바와 같이, 제1 치부(齒部)(70)의 외주에, 축방향(X)으로 하중을 가하면서 제1 기어체(80)를 압입함으로써, 그 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)를 결합하는 것이다.
제1 기어체(80)는, 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)에 대응한 내경(D1)(치고(齒高)(70h)보다 약간 작은 내경)의 중공부(80A)를 가지고 있다. 여기서, "제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)"란, 제1 치부(齒部)(70)의 산(山)부의 높이에 상당하고, 구체적으로는 축부재(22)의 축심으로부터 치선(齒先)까지의 거리를 의미하고 있다. 다만, 이 "제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)"는, 축부재(22)의 중공부(22A)의 내주와 제1 치부(齒部)(70)의 치선(齒先)(산부의 정점)으로 정의할 수도 있다. 제1 기어체(80)가, 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)에 대응한 내경(D1)(치고(齒高)(70h)보다 약간 작은 내경)의 중공부(80A)를 가지고 있음으로써, 그 제1 기어체(80)의 내주면을 제1 치부(齒部)(70)의 치(齒)와 치(齒)의 사이에 소성 유동시켜서, 제 1치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)를 백래시 없이 결합할 수 있다. 다만, 이 실시형태에서는 제2 기어(26)도, 제2 치부(齒部)(72)와 제2 기어체(84)를 이 결합수법으로 결합하고 있다. 이 결합수법은, "소성 결합"이라고 칭하여지는 경우도 있다.
도 1로부터 분명한 바와 같이, 기어구조체 A1와 기어구조체 B1의 차이는, 제1 기어체(80)의 소성 결합의 유무뿐이다.
다만, 이 실시형태에서는, 기어구조체 A1, B1 모두, 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h) 쪽이, 제2 치부(齒部)(72)의 치고(齒高)(72h)보다 높게 형성되어 있다. 이는, 제1, 제2 치부(齒部)(70, 72)를 형성하기 전의 "선반으로 형성되는 기어 블랭크(도시생략)의 제1, 제2 치부(齒部) 상당위치"의 외경을 상이하게 하여 둠으로써 실현될 수 있다. 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)와 제2 치부(齒部)(72)의 치고(齒高)(72h)가 상이하기 때문에, 제2 치부(齒部)(72)에 제2 기어체(84)를 소성 결합할 때에, 제1 치부(齒部)(70)의 제2 치부(齒部)측 단면(70E)을 "접촉면"으로서 활용할 수 있다. 다만, 제1 치부(齒部)(70)와 제2 치부(齒部)(72)의 쌍방에 제1 기어체(80) 및 제2 기어체(84)를 각각 소성 유동으로 고정하는 경우에는, 도 1 (B)에 나타나는 바와 같이, 제1 기어체(80)와 제2 기어체(84)를 축방향으로 접촉시키도록 하면 된다. 이로써, 제1 기어체(80)를 소성 결합할 때에, 이미 소성 결합되어 있는 제2 기어체(84)의 축방향 제1 기어체측의 단면(80E)을 "접촉면"으로서 활용할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 제1, 제2 치부(齒部)(70, 72) 자체는, 동일한 이깎기 공구로 연속하여 가공되어 있다. 즉, 이 실시형태에서는, 베이스구조체(74)의 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)와 제2 치부(齒部)(72)의 치고(齒高)(72h)는 각각 상이하지만, 그 제1 치부(齒部)(70)와 제2 치부(齒部)(72)의 피치원 직경(dp)과 치수(齒數)는 동일하다. 이로써 제1 치부(齒部)(70)와 제2 치부(齒部)(72)의 제조를 보다 간편화 가능하다.
도 2, 도 3으로 되돌아와, 각 기어구조체 A1, B1의 축부재(22)는, 한 쌍의 베어링(25, 27)을 통하여 제2 캐리어(44) 및 전단측의 부재(도시 생략)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 이 실시형태에 관한 베이스구조체(74)에서는, 제1 기어(24A, 24B)가 입력부(12)의 피니언(20)(도 2) 또는 피니언(21)(도 3)과 맞물려 있고, 제2 기어(26)가 메인감속기구부(16)의 입력기어(30)와 맞물려 있다. 피니언(20, 21)과 제1 기어(24A, 24B)의 맞물림은 "감속", 제2 기어(26)와 입력기어(30)의 맞물림은 "편심체축(32)의 제2 기어(26) 둘레의 공전"을 각각 실현하고 있다.
다음으로 본 실시형태에 관한 감속장치의 시리즈의 작용을 설명한다.
본 실시형태에 의하면, 기어구조체 A1, B1 중 어느 것을 선택할지, 즉, 제1치부(齒部)(70)를 그대로 이용하는 기어구조체 A1을 선택할지, 또는 제1 치부(齒部)(70)에 제1 기어체(80)를 소성 결합한 기어구조체 B1을 선택할지에 의하여 기어구조체 A1을 가지는 감속장치(Ga) 또는 기어구조체 B1을 가지는 감속장치(Gb)가 제조 가능하다. 기어구조체 A1을 선택하는 경우는, 제1 기어(24A)와 피니언(20)을 조합하게 되고, 기어구조체 B1을 선택하는 경우는, 제1 기어(24B)와 피니언(21)을 조합하게 된다.
본 실시형태에서는, 이러한 기어구조체로서의 기본적인 작용을 얻으면서, 또한 이하와 같은 유익한 작용을 얻을 수 있다.
첫째로, 어떤 감속비를 선택하는 경우도, 베이스구조체(74) 및 제2 기어(26)를 완전하게 공통화할 수 있다.
종래의 기어구조체에서는, 키나 스플라인으로 기어체를 축부재에 결합하는 것을 포함하여, 제1 치부(齒部) 자체와, 그 제1 치부(齒部)에 기어체를 결합한 것을, 모두 "기어"로서 활용한다고 하는 발상은 없었다. 그로 인하여, 제1 기어에서의 감속비(혹은 증속비)의 종류 수를 증대하려면, 그 종류 수와 동일한 수의 제1 기어체를 준비할 필요가 있었다(예컨대 제1 기어에서 n종의 감속비를 확보하려면 n개의 제1 기어체를 필요로 하였다). 그러나, 본 실시형태에 의하면, 제1 치부(齒部)(70) 자체를 제1 기어(24A)로서 사용하는 것을 가능하게 하고 있기 때문에, 제1 기어로 n종의 감속비를 얻으려면, (n-1)개의 제1 기어체(80)를 확보하는 것만으로도 충분하다. 그리고, 어느 경우에도, 베이스구조체(74) 및 제2 기어(26)를 완전하게 공통화할 수 있다. 이로 인하여, 제조비용 및 재고비용을 큰 폭으로 저감할 수 있다.
둘째로, 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80) 각각의 독립성을 높게 유지할 수 있다.
본 실시형태에 관한 감속장치의 시리즈에서는, 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)는 소성 결합에 의하여 고정되기 때문에, 제1 치부(齒部)(70)에 형성되어 있는 치형(齒形)과 제1 기어체(80)에 형성되어 있는 치형(齒形)은, 기본적으로 독립되어 있다. 예컨대, 제1 치부(齒部)(70)에 평치(平齒)가 형성되어 있어도, 사치(斜齒)가 형성되어 있어도, 또는 웜이 형성되어 있어도, 그 치고(齒高)(70h)에 대응한 내경(D1)의 중공부를 공통으로 가지는 어떤 제1 기어체도 결합하는 것이 가능하다
요컨대, 제1 치부(齒部)(70)는, 평치(平齒)이어도, 사치(斜齒)이어도 상관없다. 또한, 제1 기어체(80)도, 평치(平齒)이어도, 사치(斜齒)이어도 상관없다. 또한, 평행축 기어에 한정되지 않고, 베벨, 하이포이드, 웜 기어와 같은 직교기어이어도 된다. 이는, 본 시리즈에서는, 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)는, 단지 "감속비를 바꾼다"고 하는 기능의 범주를 넘어, "기어의 치형(齒形)의 종류를 바꾼다"고 하는 기능까지도 가지고 있는 것을 의미하고 있다. 예컨대, "제1 치부(齒部)를 그대로 사용할 때는, 모터의 사치(斜齒) 출력축을 직접 맞물림시키는 설계로 하는 경우가 많기 때문에, 제1 치부(齒部)에는 사치(斜齒)를 형성하여 두지만, 제1 기어체로서는, 평치(平齒), 사치(斜齒), 베벨, 하이포이드를 준비하여 둠으로써 다양한 설계에 대응할 수 있도록 하여 둔다"고 하는 시리즈의 구축이 가능하게 된다. 본 실시형태는, 제1 치부(齒部)(70)를 그대로 사용하는 것을 상정한 시리즈이기 때문에, 그 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)의 독립성이 높다고 하는 것은 매우 큰 메리트가 된다.
셋째로, 축부재의 축심에 대하여 제1 치부(齒部)와 제1 기어체를 매우 고(高)정밀도로 동축화할 수 있다.
본 실시형태에 관한 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)의 조립 정밀도는, 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)와 제1 기어체(80)의 내경(D1)의 형성 정밀도에 의존한다. 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)는, 그 제1 치부(齒部)(70)를 형성하기 전의 기어 블랭크(도시 생략)의 제1 치부(齒部) 상당위치의 외경의 형성 정밀도를 이어받기 때문에, 예컨대 선반에 의하여 매우 고(高)정밀도로 형성하는 것이 가능하다. 또한, 제1 기어체(80)의 내경(D1)도, 단순한 원형인 점에서, 이것도 매우 고(高)정밀도로 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)가 결합할 때의 양자의 동축성을, 고(高)정밀도로 유지할 수 있다. 덧붙여, 스플라인에 의한 결합의 경우는, 치(齒)와 치(齒)를 맞추는 것에 의하여 결합하는 것이기 때문에, 불가피하게 내(內)스플라인과 외(外)스플라인의 이깎기에 의한 축심 어긋남의 영향을 받아, 동축성을 고도로 유지하는 것이 곤란하다. 본 실시형태에서는, 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)를 결합시키는 구성이면서, 마치 처음부터 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80)를 일체형성한 것과 마찬가지의 형성 정밀도를 얻을 수 있다.
넷째로, 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80) 사이에 백래시가 존재하지 않는 결합이 가능이다.
본 실시형태에서는, 제1 치부(齒部)(70)에 제1 기어체(80)를 소성 결합하는 구성이 채용되고 있기 때문에, 그 제1 치부(齒部)(70)와 제1 기어체(80) 사이에 백래시가 존재하지 않는다. 그로 인하여, 산업용 로봇의 관절부에 사용하는 감속장치와 같이, 백래시를 피해야 하는 용도로 적용하는 것이 가능하다. 또한, 예컨대, 여러 가지 하이포이드 기어가 "백래시 없음"으로 축부재에 연결되어 있는 기어구조체를 복수 종류 준비하는 것은, 종래에는 매우 제조비용 및 재고비용이 들기 때문에, 실현 자체가 곤란하였지만, 본 발명에 의하면, 이러한 특이한 구조의 기어구조체이더라도, 제조비용이나 재고비용을 경감할 수 있어, 실현 가능성을 높일 수 있다.
다섯째로, 서브 시리즈화하는 것에 의한 발전성이 높다.
예컨대, 제1, 제2 치부(齒部)(70, 72)로서, 평치(平齒)를 형성한 기어구조체를 가지는 변속장치와, 사치(斜齒)를 형성한 기어구조체를 가지는 변속장치를, 서브 시리즈로서 복수 종류 구비하도록 구성하여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제2 기어(26)에 대해서는, 모두, 제2 치부(齒部)(72)에 제2 기어체(84)를 소성 결합(제1 기어(24B)에서의 소성 결합과 마찬가지의 결합)한 것이 채용되었었지만, 본 발명에서는, 예컨대, 제2 기어(26)에 대해서도, 제2 치부(齒部)(72)를 그대로 제2 기어체(26)로서 사용하는 기어구조체를 가지는 변속장치를 포함하도록 서브 시리즈화할 수 있다.
지금, 여기서, 변속장치에 장착하는 기어구조체의 종류에 주목하여, 그 기어구조체 자체를, 예컨대 도 4에 나타내는 바와 같이 시리즈화한 경우, 결과로서
i) 제1 치부(齒部)(70)가 제1 기어(24A)로서 그대로 사용됨과 함께, 제2 치부(齒部)(72)에는 제2 기어체(84)가 소성 결합되는 제1 기어구조체(A1-1)(도 2의 기어구조체 A1 상당)
ii) 제1 치부(齒部)(70)가 제1 기어(24A)로서 그대로 사용됨과 함께, 제2 기어(72)도 그대로 사용되는 제2 기어구조체(A1-2)
iii) 제1 치부(齒部)(70)에 제1 기어체(80)를 소성 결합함으로써 제1 기어(24B)를 구성함과 함께, 제2 기어(26)도 제2 치부(齒部)(72)에 제2 기어체(84)를 소성 결합하는 제3 기어구조체(B1-1)(도 3의 기어구조체 B1 상당)
iv) 제1 치부(齒部)(70)에 제1 기어체(80)를 소성 결합함으로써 제1 기어(24B)를 구성함과 함께, 제2 치부(齒部)(72)는 그대로 사용되는 제4 기어구조체(B1-2)
의 합계 4가지의 제1~제4의 기어구조체(A1-1, A1-2, B1-1, B1-2)를 포함하는 시리즈를 구축할 수 있다. 이는, 즉, 이들 제1~제4 기어구조체(A1-1, A1-2, B1-1, B1-2)를 가지는 감속장치의 시리즈를 실현할 수 있는 것과 다름없다.
다만, 전술한 도 2의 기어구조체 A1은, 이 분류에서 보다 상세하게 구분하면, 제1 기어구조체(A1-1)에 상당하고 있고, 도 3의 기어구조체 B1은, 제3 기어구조체(B1-1)에 상당하고 있다. 이러한 시리즈로 발전시킴으로써, 제2 기어(26)에 대해서도, 제1 기어(24A, 24B)와 마찬가지의 변형을 전개할 수 있다. 예컨대 제2 치부(齒部)(72)를 평치(平齒)로 하거나, 사치(斜齒)로 하거나 할 수 있음과 함께, 제2 기어체(84)를 평치(平齒)로 하거나, 사치(斜齒)로 하거나 할 수도 있다. 제2 기어체(84)를 베벨이나 하이포이드와 같은 직교기어로 하는 것도 가능하다. 즉, 이러한 시리즈로 발전시킴으로써, 제1 치부(齒部) 및 제2 치부(齒部)를 갖춘 베이스구조체를 공통화하면서, 제1 기어 및 제2 기어의 쌍방에 있어서 실현할 수 있는 감속비의 종류 및 치형(齒形)의 종류를 비약적으로 증대시킬 수 있다.
다만, 상기 실시형태에서는, 베이스구조체(74)의 제1 치부(齒部)(70)의 치고(齒高)(70h)와 제2 치부(齒部)(72)의 치고(齒高)(72h)를 각각 상이하게 하고, 그 차를 제2 기어체(84)의 소성 결합시의 "접촉면"으로서 활용하도록 하였지만, 본 발명에서는, 제1 치부(齒部)와 제2 치부(齒部)의 치고(齒高)는 동일하게 하여도 된다. 이로써 제1 치부(齒部)와 제2 치부(齒部)를 보다 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 도 3의 기어구조체 B1(도 4의 제3 기어구조체(B1-1))를 제조하는 경우에, 즉, 제1 치부(齒部)(70)와 제2 치부(齒部)(72)의 쌍방에 제1 기어체(80) 및 제2 기어체(84)를 각각 소성 유동으로 고정하는 경우에, 제1 기어체(80)와 제2 기어체(84)를 축방향으로 접촉시키도록 하여, 이미 소성 결합한 제2 기어체(84)를, 나중에 소성 결합하는 제1 기어체(80)의 "접촉면"으로서 이용하도록 하였지만, 어떠한 고정부재를 확보할 수 있다면, 이 접촉구성은 필수는 아니다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제1 치부(齒部)(70)와 제2 치부(齒部)(72)의 피치원 직경(dp)과 치수(齒數)를 동일하게 하여 치형(齒形)의 형성을 간단화하였지만, 본 발명에서는, 제1 치부(齒部)와 제2 치부(齒部)는, 원래부터 따로 따로(피치원 직경이나 치수(齒數)를 상이하게 하여) 형성하여도 된다. 이 경우는, 제1 치부(齒部)와 제2 치부(齒部)의 유용도를 보다 높일 수 있다.
다만, 상기 실시형태에 있어서는, 동력전달 경로상의 상류측의 기어를 제1 기어라고 칭하고 있지만, 본 발명에서는, 축부재에 축방향으로 나열되어 배치되어 있는 어떤 기어를 제1 기어로 파악하여도 된다.
상기 실시형태에서는, 모두 감속장치의 시리즈가 예시되어 있지만, 이미 설명한 바와 같이, 본 발명은, 증속장치의 시리즈로서도 적용 가능하다. 또한, 본 발명은, 예컨대, 도 4에 나타나는 바와 같은 체계로 파악한다면, 기어구조체의 시리즈로 파악하는 것도 가능하다.
G1…감속장치
12…입력부
14…감속비조정부
16…메인감속기구부
18…입력축
20…피니언
22…축부재
24A, 24B…제1 기어
26…제2 기어
80…제1 기어체
84…제2 기어체
A1, B1…기어구조체

Claims (9)

  1. 축부재의 외주에 제1 기어 및 제2 기어가 축방향으로 나열되어 배치된 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈로서,
    상기 시리즈는, 기어구조체 A를 가지는 변속장치와, 기어구조체 B를 가지는 변속장치를 포함하고,
    상기 기어구조체 A, B는, 각각 상기 축부재의 외주에 제1 치부(齒部) 및 제2 치부(齒部)가 축방향으로 나열되어 배치된 공통의 베이스구조체를 구비하고,
    상기 기어구조체 A에서는, 상기 베이스구조체의 상기 제1 치부(齒部)를 그대로 사용함으로써 상기 기어구조체 A의 상기 제1 기어를 구성하고,
    상기 기어구조체 B에서는, 상기 베이스구조체의 상기 제1 치부(齒部)의 반경방향 외측에, 대경(大徑)의 제1 기어체를, 소성 유동을 이용한 결합으로 고정함으로써 상기 기어구조체 B의 상기 제1 기어를 구성하는 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스구조체의 상기 제1 치부(齒部)와 상기 제2 치부(齒部)의 피치원 직경과 치수(齒數)가 동일한 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 베이스구조체의 상기 제2 치부(齒部)의 반경방향 외측에, 대경의 제2 기어체를 소성 유동을 이용한 결합으로 고정함으로써, 상기 제2 기어로서 사용하는 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 베이스구조체의 상기 제2 치부(齒部)를, 상기 제2 기어로서 그대로 사용하는 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 치부(齒部)와 제2 치부(齒部)의 치고(齒高)가 상이한 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3, 또는 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 치부(齒部)와 제2 치부(齒部)의 쌍방에 제1 기어체 및 제2 기어체를 각각 소성 유동으로 고정하는 경우에, 상기 제1 기어체와 상기 제2 기어체를 축방향으로 접촉시키는 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기어체로서, 직교기어가 고정된 변속장치와, 평행축 기어가 고정된 변속장치를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 치부(齒部)로서, 평치(平齒)를 형성한 변속장치와, 사치(斜齒)를 형성한 변속장치를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 기어구조체를 가지는 변속장치의 시리즈.
  9. 축부재의 외주에 제1 기어 및 제2 기어가 축방향으로 나열되어 배치된 기어구조체의 시리즈로서,
    상기 시리즈는, 기어구조체 A와, 기어구조체 B를 포함하고,
    상기 기어구조체 A, B는, 각각 상기 축부재의 외주에 제1 치부(齒部) 및 제2 치부(齒部)가 축방향으로 나열되어 배치된 공통의 베이스구조체를 구비하고,
    상기 기어구조체 A에서는, 상기 베이스구조체의 상기 제1 치부(齒部)를 그대로 사용함으로써 상기 기어구조체 A의 상기 제1 기어를 구성하고,
    상기 기어구조체 B에서는, 상기 베이스구조체의 상기 제1 치부(齒部)의 반경방향 외측에, 대경의 제1 기어체를, 소성 유동을 이용한 결합으로 고정함으로써 상기 기어구조체 B의 상기 제1 기어를 구성하는 것
    을 특징으로 하는 기어구조체의 시리즈.
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