KR20180003606A

KR20180003606A - 유성기어장치의 시리즈

Info

Publication number: KR20180003606A
Application number: KR1020177035172A
Authority: KR
Inventors: 노리오 시로코시; 야스시 오노
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2018-01-09
Also published as: TW201702499A; JPWO2016194065A1; JP6461332B2; US10760648B2; EP3306139A1; WO2016194065A1; EP3306139A4; TWI683968B; CN107614938B; CN107614938A; US20180156313A1

Abstract

감속비가 3∼10의 8종류의 유성기어장치로 구성되는 유성기어장치의 시리즈는, 각 감속비의 유성기어장치에 있어서 톱니수가 108개 혹은 약간 다른 톱니수의 내접기어를 사용하고, 또한 기어의 모듈이 모든 감속비의 유성기어장치의 사이에서 공통이다. 각 감속비의 유성기어장치에 있어서의 태양기어의 톱니수(Za)와 내접기어의 톱니수(Zc)의 조합은 표에 나타내는 바와 같다. 기어절삭 공구의 종류를 감소할 수 있고, 일부의 서로 다른 감속비의 유성기어장치의 사이에 있어서 내접기어, 유성기어, 유성캐리어의 공통화를 달성할 수 있다.

Description

유성기어장치의 시리즈{PLANETARY GEAR DEVICE SERIES}

본 발명은, 감속비가 서로 다른 유성기어장치(遊星gear裝置)를 구비한 유성기어장치의 시리즈(series)에 관한 것이다.

유성기어장치는, 공지된 바와 같이 태양기어(太陽gear)와, 이를 동심모양(同心狀)으로 둘러싸는 내접기어(內接gear)와, 태양기어 및 내접기어에 맞물리고 있는 유성기어(遊星gear)와, 유성기어를 회전하도록 지지하고 있는 유성캐리어(遊星carrier)를 구비하고 있다. 전형적인 플래니터리형(planetary型)의 유성기어 감속기(遊星gear 減速機)에서는, 태양기어가 입력축(入力軸)이 되고, 내접기어가 고정되고, 유성캐리어가 출력축(出力軸)이 된다.

유성기어장치의 메이커(maker)는, 용도에 따라 각종 감속비(減速比)의 감속기가 필요한 시장의 요구에 따라, 서로 다른 감속비를 구비한 동일한 구조의 유성기어장치를 시리즈로서 제공하고 있다. 유성기어기구의 성립조건을 충족하도록, 감속비마다 각 구성기어의 모듈(module), 톱니수 등을 개별로 설계할 필요가 있다. 일반적으로는, 동일 시리즈의 유성기어장치로서도 감속비가 서로 다르면, 각 구성기어(構成gear)의 사양(仕樣)이 서로 다르기 때문에 감속비별로 구성부품을 준비할 필요가 있다.

특허문헌1에 개시되는 감속비가 서로 다른 단순 유성기어감속기로 이루어지는 시리즈에서는, 유성캐리어의 유성축에 크랭크부(crank部)를 설치함으로써, 유성캐리어 등의 부품의 공통화를 도모하고 있다. 특허문헌2에 개시되는 감속비가 서로 다른 단순 유성기어감속기로 이루어지는 시리즈에서는, 유성캐리어의 유성축의 위치를 감속비에 따라 변경할 수 있도록 하여 내접기어 등의 부품의 공통화를 도모하고 있다.

: 일본국 공개특허 특개2007-64365호 공보 : 일본국 공개특허 특개2011-52788호 공보

다양한 감속비의 유성기어장치를 포함하는 시리즈를 구성하는 경우에는, 각 감속비에 따른 모듈 및 톱니수의 기어를 제작할 필요가 있다. 특허문헌1, 2에 있어서와 같이 유성축의 위치를 조정만으로 대응하는 것은 어려운 경우가 많다. 이 때문에, 서로 다른 감속비의 유성기어장치를 포함하는 시리즈를 구축하려면, 기어절삭 가공용의 공구의 종류, 관리공수(管理工數), 부품의 종류, 제조비용이 증가하는 문제가 여전히 남아 있다.

유성기어장치의 시리즈화에 있어서는, 장치치수의 변동, 특히 외경치수의 변동을 작게 하기 위하여, 시리즈에 포함되는 각 감속비의 유성기어장치에 있어서, 내접기어를 가능한 한 공통화할 수 있는 것이 바람직하다. 또한 기어절삭 가공용의 공구의 종류를 삭감할 수 있도록, 각 감속비의 유성기어장치의 사이에 있어서, 모듈을 공통화할 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 과제는, 이러한 점을 감안하여 감속비가 서로 다른 유성기어장치의 사이에 있어서 부품의 공통화를 도모한 유성기어장치의 시리즈를 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 속도비가 서로 다른 복수종류의 유성기어장치를 포함하는 유성기어장치의 시리즈는,

상기 유성기어장치로서, 감속비 R이 3∼10까지의 8종류의 유성기어장치를 포함하고,

상기 유성기어장치의 사이에 있어서 치직각 모듈은 공통이고,

각 감속비의 상기 유성기어장치는, 그 태양기어의 톱니수(Za)와 내접기어의 톱니수(Zc)가 표1에 게재된 값으로 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.

여기에서 각 감속비의 유성기어장치의 태양기어 및 내접기어가, 일률적으로 표1 톱니수의 정수배의 톱니수를 갖고 있어도 좋다.

본 발명에 있어서는, 감속비가 3∼10의 유성기어장치를 포함하는 시리즈에 있어서 유성기어감속기에 일반적으로 널리 사용되고 있는 톱니수가 108개인 내접기어를 각 감속비의 유성기어장치의 사이에서 가능한 한 공통적으로 사용할 수 있고, 각 감속비의 유성기어장치를 구성하는 기어의 모듈(치직각 모듈)을 모두 공통화할 수 있도록, 각 감속비의 유성기어장치를 구성하는 각 기어의 톱니수설계를 하고 있다.

본 발명에 의하면, 감속비가 3, 4, 5, 7, 10에 있어서 톱니수가 108개로 공통인 내접기어를 사용할 수 있고, 이들 이외의 감속비에 있어서도 톱니수가 108개와 근소하게 다른 내접기어를 사용할 수 있다. 즉 사용되는 내접기어의 종류로서, 톱니수가 108, 105 및 104개인 3종류의 내접기어를 사용하여 시리즈에 포함되는 감속비가 3∼10의 8종류의 유성기어장치를 제작할 수 있다. 따라서 각 감속비의 유성기어장치의 외경치수의 변동을 억제할 수 있다.

또한 시리즈에 포함되는 각 감속비의 유성기어장치에 사용하는 기어의 모듈이 모두 공통이므로, 기어절삭 가공용의 공구의 종류를 삭감시킬 수 있어, 공구비용 등을 대폭적으로 절감시킬 수 있다.

도1은, 본 발명이 적용 가능한 유성기어장치를 나타내는 구성도 및 모식도이다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 감속비가 서로 다른 유성기어장치(遊星gear裝置)의 시리즈(series)의 실시형태에 관하여 설명한다.

도1(a)는 본 실시형태에 관한 유성기어장치의 시리즈를 구성하는 각 유성기어장치의 구성도이고, 도1(b)는 그 모식도이다. 유성기어장치(1)는, 태양기어(太陽gear)(A)와, 이 태양기어(A)를 동심모양(同心狀)으로 둘러싸는 내접기어(內接gear)(C)와, 태양기어(A) 및 내접기어(C)에 맞물리고 있는 유성기어(遊星gear)(B)와, 유성기어(B)를 회전할 수 있도록 지지하고 있는 유성축(遊星軸)을 구비한 유성캐리어(遊星carrier)(D)를 갖고 있다. 본 예에서는 3개의 유성기어(B)가 등각도(等角度) 간격으로 배치되어 있다. 또한 각 기어(A, B, C)로서, 평기어(平gear) 또는 헬리컬기어(helical gear)가 사용된다.

유성기어장치(1)는, 플래니터리형(planetary型)의 감속기(減速機)로서, 태양기어(A)가 입력축(入力軸)이며, 내접기어(C)가 고정되고, 유성캐리어(D)가 출력축(出力軸)이다. 공지된 바와 같이 태양기어(A)의 톱니수를 Za, 유성기어(B)의 톱니수를 Zb, 내접기어(C)의 톱니수를 Zc라고 하면, 감속비 R은 다음식으로 주어진다.

R = (Zc/Za) + 1

감속비가 서로 다른 유성기어장치의 시리즈는, 상기와 같이 구성되는 유성기어장치(1)로서, 감속비가 3∼10까지의 8종류의 유성기어장치로 구축되어 있다. 이외의 감속비의 유성기어장치를 포함하는 것도 가능하다.

본 발명자는, 감속비 3∼10의 8종류의 유성기어장치(1)로 구축되는 시리즈에 있어서, 그들의 내접기어(C)에 대하여, 가능한 한한 톱니수가 108개인 내접기어를 사용하고, 각 유성기어장치(1)의 기어의 모듈(치직각 모듈(齒直角 module))을 모두 공통으로 하는 것에 착안하였다. 이들에 의거하여 각 감속비의 유성기어장치(1)의 각 기어의 톱니수 설계를 하였다. 이에 따라 각 감속비의 유성기어장치의 톱니수 등이 표2과 같이 설정된 유성기어장치의 시리즈를 얻었다. 표2는, 각 기어에 대하여 비틀림각이 10°인 헬리컬기어를 사용하고, 치직각 모듈을 1.0mm로 하고 3개의 유성기어(B)의 등배설계(等配設計)를 채용하고, 톱니의 압력각(壓力角)을 20°로 한 경우이다.

표2에서 알 수 있는 바와 같이, 각 감속비의 유성기어장치를 구성하는 기어의 모듈은 공통이다. 따라서 기어절삭용의 공구의 종류를 삭감시킬 수 있어, 공구관리가 용이하게 되고, 또 공구비용의 절감도 달성할 수 있다.

내접기어(C)에 대하여는, 감속비 R이 3, 4, 5, 7, 10의 유성기어장치에 있어서 톱니수가 108개로 공통인 내접기어가 사용되고, 감속비 R이 6, 8에 있어서 톱니수가 105개로 공통인 내접기어가 사용되고, 감속비 R이 9에 있어서는 톱니수가 104개인 내접기어가 사용된다. 따라서 8종류의 유성기어장치를 위하여 3종류의 내접기어를 준비하는 것만으로 좋다. 내접기어(C)의 톱니수 차이가 근소하므로, 시리즈에 포함되는 유성기어장치 사이에 있어서의 장치 외경치수의 편차도 억제된다.

각 감속비의 유성기어장치에 있어서의 구성기어(構成gear)의 중심간 거리에 대하여는, 감속비 R이 6, 7인 유성기어장치에 있어서는 공통으로 32.3mm이며, 감속비가 8, 10의 유성기어장치에 있어서는 공통으로 30.8mm이다. 중심간 거리가 동일한 유성기어장치의 사이에서는, 유성기어를 지지하는 유성축을 구비한 유성캐리어의 공통화를 도모할 수 있다.

또한 유성기어에 대하여는, 감속비가 7, 8, 9인 유성기어장치의 사이에서 공통화를 도모할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 감속비가 3∼10의 8종류의 유성기어장치로 구성되는 시리즈를, 각 기어를 표2에 나타내는 바와 같이 설정함으로써 기어절삭용의 공구를 각 감속비의 유성기어장치의 사이에서 공통화할 수 있다. 또한 내접기어, 유성캐리어 및 유성기어에 관하여도, 일부 감속비의 유성기어장치의 사이에서 공통화할 수 있다. 따라서 공구의 종류를 감소할 수 있어, 공구관리 및 재고관리의 경비절감을 도모할 수 있다. 또한 시리즈 구성용의 기어의 종류를 감소할 수 있어, 제조비용을 절감시킬 수 있다.

(기타의 실시형태)

또한 표2에 나타내는 각 감속비의 유성기어장치를 구성하는 기어의 톱니수를 일률적으로 정수배로 하여, 감속비 3∼10까지의 8종류의 유성기어감속기의 시리즈를 동일하게 구축할 수 있다. 또한 전위치형(轉位齒形)을 채용함으로써 유성기어의 톱니수를 1개 증감시킬 수도 있다. 이에 따라 중심간 거리도 표2에 나타내는 값으로부터 증감된다.

표2에 나타내는 톱니수를 일률적으로 정수 배로 한 톱니수를 사용하는 경우 및 전위치형을 사용함으로써 표2에 나타내는 톱니수가 증감한 유성기어를 사용하는 경우도, 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 이러한 경우에 있어서도, 표2에 나타내는 설계에 의거하여 구성된 유성기어장치의 시리즈의 경우와 같은 작용효과를 발휘한다.

Claims

감속비가 서로 다른 복수종류의 유성기어장치(遊星gear裝置)를 포함하는 유성기어장치의 시리즈(series)로서,
상기 유성기어장치로서, 감속비 R이 3∼10까지의 8종류의 유성기어장치를 포함하고,
상기 유성기어장치의 사이에 있어서 치직각 모듈(齒直角 module)은 공통이고,
각 감속비의 상기 유성기어장치는, 태양기어(太陽gear)의 톱니수(Za)와 내접기어(內接gear)의 톱니수(Zc)가 표1에 게재된 값, 또는 일률적으로 정수 배로 한 값으로 설정되어 있는
유성기어장치의 시리즈.
[표 1]
제1항에 있어서,
각 감속비의 상기 유성기어장치의 상기 태양기어의 톱니수(Za), 유성기어의 톱니수(Zb), 상기 내접기어의 톱니수(Zc), 치직각 모듈을 1.0mm로 하였을 경우의 중심간 거리는, 각각 표2에 게재된 값인 유성기어장치의 시리즈.
[표 2]