KR20140108420A - 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방진 및 방음 구조가 개량된 감속기를 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 감속기는, 구동원에 연결된 입력축의 회전력을 감속하여 출력부재에 전달하는 감속기에 있어서, 출력부재에 구비되는 방진 및 방음용 댐퍼로 가능하기 위한 것으로, 출력부재에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀과, 그 댐퍼홀에 충전되는 점성체와, 그 점성체의 유출 방지를 위해 댐퍼홀에 결합되는 커버부재를 포함하는 구성을 가진다. 이러한 구성에 따르면, 높은 강성과 과부하의 사용환경 및 기어 치형의 맞물림에 의한 소음 및 진동을 효과적으로 흡수할 수 있어서 소음 및 진동이 저감된 감속기를 제공할 수 있다.

Description

감속기{A REDUCER}

본 발명은 감속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음 및 방진 구조를 개량한 감속기에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 기계장치의 주요 동력전달용 구성부품으로 많이 사용되는 감속기는 주로 기어 배열에 의해 입력측의 회전수를 출력측에서 감속시켜 주도록 기능하기 위한 것으로서, 그 특성에 따라 시스템의 성능에 큰 영향을 미치게 된다.

예컨대, 산업용 로봇이나 의료용 로봇의 관절기구 등과 같이 정밀 구동제어가 요구되는 고정밀 감속기는 일반적인 감속기에 비하여 높은 감속비의 구현과 반복 정밀도 및 경량화 등과 같은 특성이 요구되며, 특히 소음 및 진동 특성은 감속기의 성능을 나타내는 주요 인자로 부각되고 있다.

통상 고정밀 감속기로 널리 채용되고 있는 하모닉 감속기(Harmonic Drive)와 사이클로 감속기(Cyclo Drive) 및 RV감속기의 일예가 대한민국 등록특허공보 제10-0582446호, 동 제10-0786205호, 동 제10-0800449호, 동 제10-0586451호 및 동 제10-0884819호 등에 상세하게 개시되어 있다.

일반적으로 하모닉 감속기의 경우에는 동력을 받는 부분과 동력을 전달하는 부분이 같이 맞물려 감속하는 1단 감속구조를 가지므로, 소형화 및 경량화에 유리한 반면에 부하가 많이 걸리는 부분에는 취약한 특성을 가진다.

그리고 사이클로이드(Cycloid) 치형 기어를 사용하는 사이클로이드 감속기와 RV감속기의 경우에는 내접 유성치차에 의해 동력을 받는 부분과 사이클로이드 치형 기어에 의해 동력을 전달하는 부분이 분리된 2단 감속구조에 의해 동시 맞물림 수가 많기 때문에 소형 경량이면서 강성이 높고 과부하에 강한 특성을 가진다.

그러나, 종래의 통상적인 사이클로이드 감속기와 RV감속기는 높은 강성과 과부하의 사용환경 및 사이클로이드 치형 기어의 병진운동에 따른 소음 및 진동에 취약한 한계를 가지는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 바와 같은 종래의 사이클로이드 감속기와 RV감속기 등과 같은 고정밀 감속기가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 진동 및 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 방진 구조를 개량한 감속기를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 감속기는, 구동원에 연결된 입력축의 회전력을 감속하여 출력부재에 전달하는 감속기에 있어서, 상기 출력부재에는 방진 및 방음용 댐퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다른 감속기는, 구동원에 연결된 입력축의 회전력을 감속하여 출력부재에 전달하는 감속기에 있어서, 베이스에 대해 회전 가능하게 설치되며, 구동원에서 제공되는 동력에 의하여 회전 구동되는 입력축과; 상기 입력축에 설치되며, 상기 입력축과 함께 회전 구동되는 태양기어와; 상기 태양기어에 치합되며, 상기 태양기어 둘레에서 자전 및 공전운동하는 복수의 유성기어와; 상기 베이스에 결합 설치되며, 상기 복수의 유성기어에 치합되어 상기 복수의 유성기어가 자전 및 공전운동 하도록 안내하는 링기어와; 상기 복수의 유성기어 각각의 회전 중심에 설치되어, 상기 복수의 유성기어의 공전운동을 전달하는 복수의 캐리어핀과; 내부에 상기 입력축의 회전 중심을 중심으로 중공이 형성되며, 외주연의 중심이 상기 중공의 중심에 대해 편심 된 소정의 외주연 캠 프로파일을 가지며, 상기 입력축 둘레에서 공전운동 가능하게 상기 복수의 캐리어핀에 장착되는 편심부재와; 상기 편심부재의 외주연의 중심과 동심으로 상기 편심부재 외주에 아이들 가능하게 설치되며, 그 판면을 관통하여 복수의 회전규제공이 형성되고, 상기 편심부재의 편심 공전운동을 병진운동으로 변환하며, 외주연에 소정 형상의 외치가 형성된 병진운동부재와; 상기 회전규제공을 관통하여 상기 링기어와 상기 베이스를 연결하며, 상기 병진운동부재의 회전을 규제하는 회전규제핀과; 상기 병진운동부재의 외치와 부분적으로 치합되며 상기 병진운동부재의 외치와 기어잇수 차이를 가지는 내치 및 방진 및 방음용 댐퍼를 가지며, 상기 병진운동부재의 병진운동에 연동되어 감속 회전되는 출력부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 방진 및 방음용 댐퍼는 상기 출력부재에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀과, 상기 댐퍼홀에 충전되는 점성체와, 그 점성체의 유출 방지를 위해 상기 댐퍼홀에 결합되는 커버부재를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 방진 및 방음용 댐퍼는 상기 출력부재에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀과, 상기 댐퍼홀에 압입되는 캡슐부재와, 그 캡슐부재에 충전되는 점성체를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 방진 및 방음용 댐퍼는 상기 출력부재에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀과, 상기 댐퍼홀에 압입되는 다공체를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 댐퍼홀의 내벽은 그루브가 형성된 요철면으로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 감속기는, 높은 강성과 과부하의 사용환경 및 기어 치형의 맞물림에 의해 발생하는 소음 및 진동을 출력부재에 구비된 방진 및 방음용 댐퍼가 효과적으로 흡수할 수 있어서 소음 및 진동이 저감된 감속기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 감속기를 개략적으로 도시해 보인 단면 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 감속기를 개략적으로 도시해 보인 분리사시도,
도 3은 도 1 및 도 2의 요부를 발췌하여 도시해 보인 개략적 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시해 보인 요부 발췌 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 감속기를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예로 예시해 보인 도 1 및 도 2는 예컨대, 높은 강성과 과부하의 사용환경에 주로 사용됨에 따라 소음 및 진동에 취약한 한계를 가지는 RV감속기와 같은 사이클로이드 치형을 사용하는 사이클로이드 감속기를 예시한 것으로서, 본 발명은 예시한 감속기에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 유성 치차 감속기와 하모닉 감속기 등에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의해 방진 및 방음 구조가 개량된 사이클로이드 감속기(100)는 설치기반이 되는 베이스(110)와, 구동원(미도시)에서 제공되는 동력에 의하여 회전 구동되는 입력축(120)과, 유성 감속부(130)와, 사이클로이드 감속부(150) 및 유성 감속부(130)에서 일차적으로 감속된 회전력을 사이클로이드 감속부(160)에 전달하는 복수의 캐리어핀(140)을 포함한다.

상기 베이스(110)는 감속기(100)가 장착되는 로봇 등의 장치 본체(미도시)에 구동원(미도시)과 결합되도록 고정 설치되는 것으로서, 상기 입력축(120)이 삽입되는 제1중공(111)과, 복수의 회전규제핀(112)이 결합되는 복수의 제1결합공(113) 및 체결나사(114)가 결합되는 복수의 제2결합공(115)이 형성되어 있다.

상기 입력축(120)은 베이스(110)의 제1중공(111)과 입력축(120)의 사이에 개재되는 제1베어링(121)에 의해 상기 베이스(110)의 제1중공(111)에 대해 회전 가능하게 설치된다.

상기 유성 감속부(130)는 입력축(120)의 회전을 일차적으로 감속하는 것으로서, 태양기어(131)와, 복수의 유성기어(132) 및 링기어(133)를 포함한다.

상기 태양기어(131)는 외치(外齒) 기어로서, 입력축(120)의 일단부에 설치되어 입력축(120)과 동일한 회전비로 회전한다.

상기 유성기어(132)는 각각 외치(外齒) 기어로서, 태양기어(131) 및 링기어(133)에 각각 치합되어 태양기어(131)의 주위에서 자전 및 공전운동하며, 상기 캐리어핀(140)을 통하여 회전력을 출력한다.

상기 링기어(133)는 회전규제핀(112)에 의하여 베이스(110)에 결합되는 내치(內齒) 기어로서, 복수의 유성기어(132)를 사이에 두고 태양기어(131)의 둘레에 설치되어 유성기어(132)가 태양기어(131)의 둘레에서 자전 및 공전운동하도록 안내한다.

상기 캐리어핀(140)은 복수의 유성기어(132)의 회전 중심에 각각 설치되어, 각 유성기어(132)의 공전운동을 사이클로이드 감속부(150)로 전달하고, 자전운동의 전달은 차단한다. 즉, 상기 캐리어핀(140)은 유성기어(132) 및 후술하는 편심부재(150) 중 적어도 어느 하나에 대해 아이들(idle) 회전 가능하게 설치되는 것으로, 이를 위하여 상기 캐리어핀(140)과 유성기어(132)의 사이 및/또는 캐리어핀(140)과 편심부재(150)의 사이에 베어링이 구비될 수 있다.

상기 사이클로이드 감속부(150)는 입력축(120)의 둘레에서 편심 회전운동하는 편심부재(151)와, 그 편심부재(151)의 편심회전운동을 병진운동으로 변환하는 사이클로이드 디스크(153) 및 사이클로이드 디스크(153)의 병진운동에 연동되어 감속 회전되는 출력부재(190)를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 상기 사이클로이드 감속부(150)는 캐리어핀(140)의 공전운동을 편심회전운동, 병진운동 및 감속회전운동으로 순차적으로 변환함으로써, 회전력을 2차적으로 감속하여 출력한다.

상기 편심부재(151)는 입력축(120)에 대해 동심(同芯)으로 형성된 제2중공(151a)에 제2베어링(33)이 개재되어 입력축(20)을 회전 중심으로 하여 회전하도록 설치된다. 그 외주연의 중심이 제2중공(210a)의 중심에 대해 편심 된 제1 및 제2편심부를 가지는 캠 프로파일을 가지는 원통형상으로 형성할 수 있다. 즉, 상기 편심부재(151)를 복수의 캐리어핀(140)에 설치하면, 상기 유성기어(132)의 공전운동에 의하여 편심부재(151)가 입력축(120) 둘레에서 회전 운동하게 된다. 이때, 편심부재(151)의 외주연은 그 캠 프로파일에 따라 편심회전 운동한다.

상기 사이클로이드 디스크(153)는 상기 편심부재(151)의 외주연의 중심과 동심(同芯)으로 편심부재(210)의 외주에 아이들 가능하게 설치되는 구성적 특징을 가진다. 여기서, 미설명 도면부호 B1 및 B2는 각각 회전운동을 지지하기 위한 베어링을 나타낸다. 여기서, 도면부호 153a는 상기 사이클로이드 디스크(153)의 외주면에 소정 기어잇수를 가지도록 사이클로이드 치형으로 형성된 외치를 나타낸다.

상기 출력부재(190)는 본 발명을 특징지우는 구성요소로서, 상기 사이클로이드 디스크(153)의 외치(153a)와 부분적으로 치합되도록 기어잇수 차이를 가지는 내치(191)와, 외부 회전체(미도시)에 맞물리는 출력부(192) 및 방진 및 방음용 댐퍼(180)를 포함한다. 여기서, 상기 사이클로이드 디스크(153)의 외치(153a)와 상기 출력부재(190)의 내치(192) 사이에 별도의 니들핀(미도시)이 기어운동을 수행하도록 구성할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 방진 및 방음용 댐퍼(180)는 도 3에 발췌하여 확대도시한 바와 같이 상기 출력부재(190)에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀(193)에 설치되는 것으로, 상기 댐퍼홀(190)에 압입되는 캡슐부재(181)와, 그 캡슐부재(181)에 충전되는 점성체(182)를 포함하여 구성될 수도 있다. 여기서, 상기 댐퍼홀(193)의 내벽은 그루브(G)의 형성에 의해 요철면으로 이루어진 구성에 의해 방진 및 방음용 댐퍼(180)의 기능을 증진시킬 수도 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 도 4에 예시한 바와 같이 상기 방진 및 방음용 댐퍼(180)는 상기 출력부재(190)에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀(193)에 충전된 점성체(182)와, 그 점성체(182)의 외부 유출 방지를 위해 상기 댐퍼홀(193)에 결합되는 캡부재(C)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 점성체(182)는 Q비록 도면에 의해 예시하지는 않았으나, 예컨대, 그리스나 윤활유와 같은 점성 오일 등이 충전될 수 있으며, 다른 측면으로는 상기 점성체(182)를 코르크나 스치로폼 등과 같은 다공체로 대체할 수도 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사이클로이드 감속기의 동작을 상세하게 설명한다.

구동원(미도시)에서 제공된 구동력에 의하여 입력축(120)이 회전하게 되면, 유성 감속부(130)의 태양기어(131)가 입력축(120)의 축선을 중심으로 회전하게 된다. 이때, 복수의 유성기어(132)가 태양기어(131) 및 링기어(133)에 각각 치합되어자전운동 및 공전운동을 하게 된다. 여기서, 유성기어(132)의 공전 회전비와 입력축의 회전 사이의 회전수 차이에 의하여 1차 감속된다.

이어서, 유성기어(132)의 공전운동은 캐리어핀(140)을 통하여 사이클로이드

감속부(150)의 편심부재(151)에 전달된다. 이에 따라 편심부재(151)는 입력축(120)

둘레에서 회전하게 된다. 이 경우 편심부재(151)의 외주에 아이들 가능하게 설치된 사이클로이드 디스크(153)가 편심부재(151)의 외주에 형성된 캠 프로파일에 따라 입력축(120)의 둘레에서 원형 병진운동을원형 병진운동을 하게 된다. 이때, 사이클로이드 디스크(153)는 회전규제핀(112)에 의하여 회전이 억제된다.

그리고, 상기 사이클로이드 디스크(153)의 외치는 편심부재(151)의 편심 원운동에 의하여 출력부재(190)의 내치와 부분적으로 치합되면서, 출력부재(190)가 기어잇수에 차이에 대응하는 만큼 상대 회전되도록 함으로써, 2차적으로 회전력이 감속되어 출력부재(190)를 통하여 출력된다.

본 발명에 따르면, 상기 사이클로이드 디스크(153)의 외치와 출력부재(190)의 내치와 부분적으로 치합되어 병진운동을 하게 되는 과정에서 발생하는 소음 및 진동이 출력부재(190)의 댐퍼홀(193) 및 그루브(G) 요철면과, 방진 및 방음용 댐퍼(180)의 점성체(182) 또는 다공체 등에 의해 흡수됨으로써, 소음 및 진동이 감소되도록 작용하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

110: 베이스 112: 회전규제핀
113 : 제1결합공 114 : 체결나사
115 : 제2결합공 120: 입력축
130: 유성 감속부 131: 태양기어
132: 유성기어 133: 링기어
140: 캐리어핀 150: 사이클로이드 감속부
151 : 편심부재 153: 사이클로이드 디스크
180 : 방진 방음 댐퍼 181 : 캡슐
182 : 점성체 190: 출력부재
191 : 댐퍼홀

Claims (5)

1. 구동원에 연결된 입력축의 회전력을 감속하여 출력부재에 전달하는 감속기에 있어서,
   상기 출력부재에는 방진 및 방음용 댐퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 감속기.
2. 구동원에 연결된 입력축의 회전력을 감속하여 출력부재에 전달하는 감속기에 있어서,
   베이스에 대해 회전 가능하게 설치되며, 구동원에서 제공되는 동력에 의하여 회전 구동되는 입력축과;
   상기 입력축에 설치되며, 상기 입력축과 함께 회전 구동되는 태양기어와;
   상기 태양기어에 치합되며, 상기 태양기어 둘레에서 자전 및 공전운동하는 복수의 유성기어와;
   상기 베이스에 결합 설치되며, 상기 복수의 유성기어에 치합되어 상기 복수의 유성기어가 자전 및 공전운동 하도록 안내하는 링기어와;
   상기 복수의 유성기어 각각의 회전 중심에 설치되어, 상기 복수의 유성기어의 공전운동을 전달하는 복수의 캐리어핀과;
   내부에 상기 입력축의 회전 중심을 중심으로 중공이 형성되며, 외주연의 중심이 상기 중공의 중심에 대해 편심 된 소정의 외주연 캠 프로파일을 가지며, 상기입력축 둘레에서 공전운동 가능하게 상기 복수의 캐리어핀에 장착되는 편심부재와;
   상기 편심부재의 외주연의 중심과 동심으로 상기 편심부재 외주에 아이들 가능하게 설치되며, 그 판면을 관통하여 복수의 회전규제공이 형성되고, 상기 편심부재의 편심 공전운동을 병진운동으로 변환하며, 외주연에 소정 형상의 외치가 형성된 병진운동부재와;
   상기 회전규제공을 관통하여 상기 링기어와 상기 베이스를 연결하며, 상기 병진운동부재의 회전을 규제하는 회전규제핀과;
   상기 병진운동부재의 외치와 부분적으로 치합되며 상기 병진운동부재의 외치와 기어잇수 차이를 가지는 내치 및 방진 및 방음용 댐퍼를 가지며, 상기 병진운동부재의 병진운동에 연동되어 감속 회전되는 출력부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방진 및 방음용 댐퍼는 상기 출력부재에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀과, 상기 댐퍼홀에 충전되는 점성체와, 그 점성체의 유출 방지를 위해 상기 댐퍼홀에 결합되는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방진 및 방음용 댐퍼는 상기 출력부재에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀과, 상기 댐퍼홀에 압입되는 캡슐부재와, 그 캡슐부재에 충전되는 점성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속기.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 방진 및 방음용 댐퍼는 상기 출력부재에 구비된 적어도 하나 이상의 댐퍼홀과, 상기 댐퍼홀에 압입되는 다공체를 포함하는 것을 특징으로 하는 감속기.

Images