KR20180106120A

KR20180106120A - 통합구동장치

Info

Publication number: KR20180106120A
Application number: KR1020170033758A
Authority: KR
Inventors: 우현수; 조장호; 이혁진; 정기수
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-01
Also published as: KR101922557B1

Abstract

본 발명의 일실시예는 크기가 감소되면서도 고출력을 발생시키고, 호환성이 개선된 통합구동장치를 제공한다. 그리고, 통합구동장치는 제1구동모듈부 및 제2구동모듈부를 포함한다. 제1구동모듈부는 고정자 및 회전자를 가진다. 그리고, 제2구동모듈부는 제1구동모듈부와 결합되고, 제1구동모듈부로부터 구동력을 제공받아 출력을 발생한다. 여기서, 제2구동모듈부는 회전자에 결합되어 회전자와 함께 회전하는 구동축부와, 구동축부와 동심축 상에 구비되는 제동축부와, 구동축부 및 제동축부에 결합되고, 구동축부의 회전 시에 구동축부와 함께 일체로 회전하면서 구동축부의 회전력을 제동축부로 전달하는 웨이브 제너레이터부와, 웨이브 제너레이터부의 외주면과 이격된 상태로 웨이브 제너레이터부의 외주면을 감싸도록 구비되는 서큘러 스플라인부와, 웨이브 제너레이터부 및 서큘러 스플라인부의 사이에 구비되고, 웨이브 제너레이터부의 회전력을 전달받아 서큘러 스플라인부와 부분적으로 결합되면서 회전하는 플렉스 스플라인부와, 제동축부의 외주면을 가압하여 회전되는 제동축부를 정지시키는 제동부를 포함한다.

Description

통합구동장치{INTEGRATED DRIVE APPARATUS}

본 발명은 통합구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크기가 감소되면서도 고출력을 발생시키고, 호환성이 개선된 통합구동장치에 관한 것이다.

하모닉 드라이브(Harmonic Drive)는 감속기의 일종으로서 소형, 경량이면서도 고감속비를 얻을 수 있고, 전달 토크의 용량이 크며, 백래시(Backlash)가 작기 때문에 정밀한 감속비를 얻기 위한 장치, 예를 들면, 여러 분야의 로봇 등에 널리 이용되고 있다.

일반적으로, 하모닉 드라이브는 원통형의 서큘러 스플라인(Circular Spline), 컵 형태의 플렉스 스플라인(Flex Spline) 및 웨이브 제너레이터(Wave Generator)로 구성된다. 웨이브 제너레이터는 통상 타원 형상을 이루며 플렉스 스플라인의 내측에 설치된다. 웨이브 제너레이터가 장착된 플렉스 스플라인은 서큘러 스플라인의 내주면에 설치된다. 일반적으로 서큘러 스플라인 내주면과 플렉스 스플라인 외주면에는 치형이 가공되어 미끌림이 발생되지 않도록 구성된다.

한편, 하모닉 드라이브는 동력을 발생하는 모터와 결합되어 사용되고 있는데, 기존에 경량 협업 로봇들의 각 관절에 들어가는 구동모듈의 경우, 일반적으로 프레임이 없는 모터와 하모닉 드라이브가 하나의 축과 하우징에 결합되는 형태로 구성되었다. 이러한 형태의 구성은 필요로 하는 기능과 성능을 만족시키면서 크기와 무게를 감소시킬 수는 있지만, 호환성에는 문제점이 있다. 즉, 대상이 되는 로봇이 달라지는 경우 등에 의해 적용되는 모터 또는 감속기의 크기, 형상 등이 달라지는 경우, 모터와 하모닉 드라이브가 하나의 축과 하우징으로 결합되는 종래의 구동장치에서는 호환성을 기대하기 어렵다. 따라서, 종래에는 기존의 감속기를 그대로 두고 모터만 변경되는 경우라도 구동장치를 전체적으로 분해하여야 하고, 하나의 축 및 하우징에 결합이 가능하도록 모터를 설계, 제작해야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제는 감속기만 변경되는 경우라도 동일하게 생길 수 있다.

등록특허공보 제1208406호(2012.12.05. 공고)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 크기가 감소되면서도 고출력을 발생시키고, 호환성이 개선된 통합구동장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 고정자 및 회전자를 가지는 제1구동모듈부; 그리고 상기 제1구동모듈부와 결합되고, 상기 제1구동모듈부로부터 구동력을 제공받아 출력을 발생하는 제2구동모듈부를 포함하고, 상기 제2구동모듈부는 상기 회전자에 결합되어 상기 회전자와 함께 회전하는 구동축부와, 상기 구동축부와 동심축 상에 구비되되, 상기 구동축부와 분리되어 배치되는 제동축부와, 상기 구동축부 및 상기 제동축부에 결합되고, 상기 구동축부의 회전 시에 상기 구동축부와 함께 일체로 회전하면서 상기 구동축부의 회전력을 상기 제동축부로 전달하는 웨이브 제너레이터부와, 상기 웨이브 제너레이터부의 외주면과 이격된 상태로 상기 웨이브 제너레이터부의 외주면을 감싸도록 구비되는 서큘러 스플라인부와, 상기 웨이브 제너레이터부 및 상기 서큘러 스플라인부의 사이에 구비되고, 상기 웨이브 제너레이터부의 회전력을 전달받아 상기 서큘러 스플라인부와 부분적으로 결합되면서 회전하는 플렉스 스플라인부와, 상기 제동축부의 외주면을 가압하여 회전되는 상기 제동축부를 정지시키는 제동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합구동장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 웨이브 제너레이터부는 상기 구동축부 및 상기 제동축부의 외주면에 동시에 결합되는 결합링부와, 상기 결합링부와 함께 회전하면서 상기 플렉스 스플라인부를 회전시키는 회전링부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 결합링부는 상기 구동축부의 외주면에 원주방향으로 돌출 형성되고 원주방향을 따라 제1결합홀이 형성되는 제1플랜지부와, 상기 제동축부의 외주면에 원주방향으로 돌출 형성되고 상기 제1결합홀에 대응되는 제2결합홀이 관통 형성되는 제2플랜지부의 사이에 구비되고, 상기 결합링부에는 상기 제2결합홀에 대응되는 제3결합홀이 관통 형성되며, 상기 제2결합홀, 상기 제3결합홀 및 제1결합홀에는 제1결합부재가 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2결합홀은 상기 제1결합홀의 형성 간격의 2배 간격으로 형성되고, 상기 결합링부에는 상기 제1결합홀 중, 상기 제1결합부재가 결합되지 않은 나머지 제1결합홀에 대응되도록 제4결합홀이 형성되며, 상기 제4결합홀 및 상기 나머지 제1결합홀에는 제2결합부재가 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제4결합홀에는 상기 제2결합부재의 헤드가 삽입되어 상기 결합링부의 외측면으로 돌출되지 않도록 제1삽입홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 플렉스 스플라인부는 상기 웨이브 제너레이터부 및 상기 서큘러 스플라인부의 사이에 구비되고, 상기 웨이브 제너레이터부의 회전력을 전달받아 상기 서큘러 스플라인부와 부분적으로 맞물리는 기어 결합되어 회전하는 기어부와, 상기 기어부와 연결되고 상기 제동축부와 평행하게 형성되어 상기 제동축부를 길이방향으로 감싸도록 형성되는 제1연결부와, 상기 제1연결부와 연결되고, 상기 제동축부의 반지름 방향으로 형성되는 제2연결부와, 상기 제2연결부에 연결되고, 상기 제동축부의 외즉지름보다 큰 내측지름을 가지도록 형성되는 회전중량부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2구동모듈부는 상기 서큘러 스플라인부에 결합되는 고정링부와, 상기 고정링부 및 상기 서큘러 스플라인부에 제3결합부재에 의해 결합되는 고정하우징부와, 상기 고정하우징부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전중량부의 일측면에 결합되어 상기 회전중량부와 함께 회전하는 회전하우징부와, 상기 회전중량부의 타측면에 결합되어 상기 회전중량부와 함께 회전하는 출력하우징부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1구동모듈부는 상기 구동축부와 회전 가능하게 결합되고 내측에 상기 고정자 및 상기 회전자가 수용되는 제1하우징부와, 상기 구동축부와 회전 가능하게 결합되고 상기 제1하우징부와 제1체결부재에 의해 결합되는 제2하우징부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1구동모듈부 및 상기 제2구동모듈부는 상기 고정링부, 상기 제1하우징부 및 상기 제2하우징부를 결합하는 제2체결부재에 의해 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전하우징부는 상기 고정하우징부의 외주면과 이격된 상태로 상기 고정하우징부의 외주면을 감싸도록 구비되고, 상기 회전하우징부의 내주면 및 상기 고정하우징부의 외주면의 사이에는 상기 회전하우징부의 회전을 지지하는 베어링이 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전하우징부 및 상기 고정하우징부의 사이에는 상기 회전하우징부와 함께 회전하는 실링부재가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 플렉스 프슬라인부의 회전중량부가 웨이브 제너레이터부보다 구동축부의 중심으로부터 멀리 위치되어 회전될 수 있다. 따라서, 회전중량부에서는 높은 회전토크가 발생될 수 있어 고출력에 유리할 수 있으며, 이를 통해, 전체적인 크기가 감소되도록 하면서도 고출력이 발생되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제2체결부재가 분리됨으로써 제1구동모듈부 및 제2구동모듈부가 용이하게 분리될 수 있기 때문에, 정비, 교체 등의 작업이 쉽게 이루어질 수 있다. 또한, 제1구동모듈부 또는 제2구동모듈부를 교체해야 하는 경우, 교체되는 해당 구동모듈부만 교체하면 되는 편의성이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 구동축부와 제동축부가 각각 웨이브 제너레이터에 의해 결합 및 분리될 수 있기 때문에, 변경되는 해당 구동모듈과 결합되는 해당 축부만 함께 교체하는 방식으로도 쉽게 재조립이 가능하여 호환성이 개선될 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 제1구동모듈부를 중심으로 나타낸 단면사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 웨이브 제너레이터를 중심으로 나타낸 분해단면사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 하모닉 드라이브를 중심으로 나타낸 단면사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 제2구동모듈부를 증심으로 나타낸 단면사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 제1구동모듈부 및 제2구동모듈부의 결합예를 나타낸 분해단면사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 제1구동모듈부를 중심으로 나타낸 단면사시도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 통합구동모듈은 제1구동모듈부(100) 그리고 제2구동모듈부(200)를 포함할 수 있다.

그리고, 제1구동모듈부(100)는 고정자(110), 회전자(120), 제1하우징부(130) 및 제2하우징부(140)를 가질 수 있다.

고정자(110)는 전자력이 발생되도록 코일이 감겨진 형태일 수 있으며, 코일에 전류가 흐르게 되면 전자력이 발생될 수 있다. 회전자(120)는 자석(Magnet)일 수 있으며, 고정자(110)에서 발생되는 전자력에 의해 회전될 수 있다. 고정자(110)는 중간부재(150)에 의해 구동축부(210)와 결합될 수 있으며, 이를 통해, 고정자(110)가 회전하게 되면, 구동축부(210)는 고정자(110)와 함께 회전될 수 있다. 중간부재(150)는 구동축부(210)의 외측지름에 대응되는 내측지름을 가지도록 형성될 수 있다.

제1하우징부(130)는 구동축부(210)와 제1베어링(160)에 의해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제1하우징부(130)는 내측에 고정자(110) 및 회전자(120)가 수용되도록 형성될 수 있다. 제1하우징부(130)에는 원주방향을 따라 일정한 간격으로 복수의 제1체결홀(131)이 관통 형성될 수 있다.

제2하우징부(140)는 구동축부(210)와 제2베어링(161)에 의해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제2하우징부(140)에는 제1체결홀(131)에 대응되도록 제2체결홀(141)이 관통 형성될 수 있다. 제1체결홀(131) 및 제2체결홀(141)에는 제1체결부재(170)가 결합될 수 있으며, 이를 통해, 제1하우징부(130) 및 제2하우징부(140)는 결합될 수 있다. 제1체결부재(170)는 제2체결홀(141)에서 제1체결홀(131) 방향으로 결합될 수 있으며, 전체 제1체결홀(131) 및 제2체결홀(141) 중 일부에 결합될 수 있다.

제1구동모듈부(100)는 별도로 조립된 후, 구동축부(210)에 결합될 수 있다. 다시 말하면, 중간부재(150)에 결합되는 회전자(120)와, 고정자(110)가 내측에 구비되도록 제1하우징부(130) 및 제2하우징부(140)가 제1체결부재(170)에 의해 결합되고, 제1베어링(160) 및 제2베어링(161)이 각각 제1하우징부(130) 및 제2하우징부(140)에 결합된 상태에서, 제2베어링(161), 중간부재(150) 및 제1베어링(160)의 방향으로 구동축부(210)가 삽입 결합될 수 있다.

그리고, 제2구동모듈부(200)는 제1구동모듈부(100)와 결합될 수 있으며, 제1구동모듈부(100)로부터 구동력을 제공받아 출력을 발생할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 웨이브 제너레이터를 중심으로 나타낸 분해단면사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 하모닉 드라이브를 중심으로 나타낸 단면사시도이며, 이하에서는 도 1 및 도 2와 함께 도 4 및 도 5를 더 포함하여 설명한다.

도 4 및 도 5를 포함하여 보는 바와 같이, 제2구동모듈부(200)는 구동축부(210), 제동축부(220), 웨이브 제너레이터부(310), 서큘러 스플라인부(320), 플렉스 스플라인부(330) 및 제동부(380)를 포함할 수 있다.

구동축부(210)는 제1구동모듈부(100)의 회전자(120)와 함께 회전하면서 구동력을 전달할 수 있다. 그리고, 구동축부(210)는 외주면에 원주방향으로 돌출 형성되는 제1플랜지부(211)를 가질 수 있다. 제1플랜지부(211)에는 원주방향을 따라 제1결합홀(212)이 형성될 수 있으며, 제1결합홀(212)의 내주면에는 나사가 형성될 수 있다.

제동축부(220)는 외주면에 원주방향으로 돌출 형성되는 제2플랜지부(221)를 가질 수 있으며, 제2플랜지부(221)에는 원주방향을 따라 제2결합홀(222)이 관통 형성될 수 있다. 제2결합홀(222)은 제1결합홀(212)의 형성 간격의 2배 간격으로 형성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 제1결합홀(212)이 8개가 형성되면, 제2결합홀(222)은 4개가 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로, 제1결합홀(212) 및 제2결합홀(222)의 개수는 적절하게 변경될 수 있다.

구동축부(210) 및 제동축부(220)의 내측으로 배선 등이 배치되는 등의 편의성이 제공될 수 있도록, 구동축부(210) 및 제동축부(220)의 내부는 축방향으로 관통 형성될 수 있다.

웨이브 제너레이터부(310)는 결합링부(311) 및 회전링부(318)를 가질 수 있다.

결합링부(311)는 구동축부(210) 및 제동축부(220)의 외주면에 동시에 결합될 수 있다. 구체적으로, 결합링부(311)는 구동축부(210)의 제1안착면(213) 및 제동축부(220)의 제2안착면(223)에 결합될 수 있다. 제1안착면(213) 및 제2안착면(223)은 동일한 지름을 가지도록 형성될 수 있으며, 결합링부(311)의 내주면(312)은 제1안착면(213) 및 제2안착면(223)의 외즉지름에 대응되는 내측지름을 가지도록 형성될 수 있다.

또한, 결합링부(311)에는 제2결합홀(222)에 대응되는 제3결합홀(313)이 관통 형성될 수 있다. 그리고, 제2결합홀(222), 제3결합홀(313) 및 제1결합홀(212)에는 제1결합부재(230)가 결합될 수 있다. 제1결합부재(230)는 외주면에 나사가 형성될 수 있으며, 따라서, 제1결합홀(212)에 나사 결합될 수 있다. 이를 통해, 구동축부(210) 및 제동축부(220)는 결합링부(311)와 함께 결합될 수 있다. 또한, 제1체결부재(170)가 제1결합홀(212)에 나사 결합되는 과정에서 결합링부(311)의 양측면은 각각 제1플랜지부(211) 및 제2플랜지부(221)와 밀착 결합될 수 있다. 이를 통해, 구동축부(210) 및 제동축부(220)는 동심축 상에 구비될 수 있다.

더하여, 결합링부(311)에는 제4결합홀(314)이 관통 형성될 수 있다. 제4결합홀(314)은 제1결합홀(212) 중, 제1결합부재(230)가 결합되지 않은 나머지 제1결합홀(212a)에 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 제4결합홀(314)은 제3결합홀(313)의 사이 사이에 형성될 수 있다. 제1결합부재(230)가 결합되지 않는 나머지 제1결합홀(212a)과 제4결합홀(314)에는 제2결합부재(231)가 결합될 수 있다. 제2결합부재(231)는 제4결합홀(314)에서 제1결합홀(212) 방향으로 결합될 수 있다. 제2결합부재(231)는 외주면에 나사가 형성될 수 있으며, 따라서, 제2결합부재(231)는 제1결합홀(212)에 나사 결합될 수 있다.

또한, 제4결합홀(314)에는 제1삽입홈(315)이 형성될 수 있으며, 제1삽입홈(315)에는 제2결합부재(231)의 헤드(322)가 삽입될 수 있다. 이를 통해, 제1결합홀(212) 및 제4결합홀(314)에 결합되는 제2결합부재(231)의 헤드(322)는 결합링부(311)의 외측면으로 돌출되지 않을 수 있다.

구동축부(210), 제동축부(220) 및 결합링부(311)의 조립에 대해서 설명하면, 먼저, 제4결합홀(314)에서 제1결합홀(212a) 방향으로 제2결합부재(231)가 결합될 수 있다. 이를 통해 구동축부(210) 및 결합링부(311)는 결합될 수 있다. 이후, 제2결합홀(222), 제3결합홀(313) 및 제1결합홀(212) 방향으로 제1결합부재(230)가 결합될 수 있다. 이때, 제2결합부재(231)의 헤드(322)는 결합링부(311)의 외측으로 돌출되지 않도록 제4결합홀(314)의 제1삽입홈(315)에 삽입된 상태이기 때문에, 결합링부(311)의 양측면에는 제1플랜지부(211) 및 제2플랜지부(221)가 각각 밀착되어 고정될 수 있다. 이를 통해, 웨이브 제너레이터부(310)는 구동축부(210) 및 제동축부(220)의 사이에 정확하게 위치될 수 있다. 또한, 웨이브 제너레이터부(310)는 구동축부(210)의 회전 시에 구동축부(210)와 함께 일체로 회전하면서 구동축부(210)의 회전력을 제동축부(220)로 전달할 수 있다.

회전링부(318)는 결합링부(311)의 외주면에 구비될 수 있다. 회전링부(318)는 베어링일 수 있다. 회전링부(318)는 제동축부(220)와 함께 회전할 수 있으며, 제동축부(220) 및 회전링부(318)는 타원형상으로 형성될 수 있다.

서큘러 스플라인부(320)는 웨이브 제너레이터부(310)의 외주면, 구체적으로는 회전링부(318)의 외주면과 이격된 상태로 웨이브 제너레이터부(310)의 외주면을 감싸도록 구비될 수 있다. 서큘러 스플라인부(320)의 내주면에는 치형(미도시)이 형성될 수 있다. 또한, 서큘러 스플라인부(320)에는 원주 방향을 따라 복수의 제3체결홀(321)이 관통 형성될 수 있다. 서큘러 스플라인부(320)는 회전하지 않도록 고정될 수 있다.

플렉스 스플라인부(330)는 기어부(331), 제1연결부(332), 제2연결부(333) 및 회전중량부(334)를 가질 수 있다.

기어부(331)는 웨이브 제너레이터부(310) 및 서큘러 스플라인부(320)의 사이에 구비될 수 있다. 기어부(331)는 웨이브 제너레이터부(310)의 회전력을 전달받아 서큘러 스플라인부(320)와 부분적으로 맞물리는 기어 결합되어 회전할 수 있다. 구체적으로, 기어부(331)의 외주면에는 서큘러 스플라인부(320)의 내주면에 형성되는 치형과 맞물리는 치형(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서, 구동축부(210)가 회전하게 되면 결합링부(311)와 함께 타원형상의 회전링부(318)가 회전하면서 기어부(331)에서 회전링부(318)의 장축 부분에 가압되는 부분이 순차적으로 외측으로 밀려나게 된다. 그러면, 기어부(331)에서 외측으로 밀리는 부분이 서큘러 스플라인부(320)의 치형과 맞물리게 된다. 기어부(331)의 치형의 개수는 서큘러 스플라인부(320)의 치형의 개수보다 적을 수 있으며, 따라서, 기어부(331)는 웨이브 제너레이터부(310)의 회전량보다 작은 회전량으로, 웨이브 제너레이터부(310)의 회전방향과 반대방향으로 회전할 수 있다.

제1연결부(332)는 기어부(331)와 연결될 수 있으며, 제동축부(220)와 평행하게 형성될 수 있다. 즉, 제1연결부(332)는 제동축부(220)를 길이방향으로 감싸도록 형성될 수 있다.

제2연결부(333)는 제1연결부(332)와 연결될 수 있으며, 제동축부(220)의 반지름 방향으로 형성될 수 있다.

회전중량부(334)는 제2연결부(333)에 연결될 수 있으며, 제동축부(220)의 외측지름보다 큰 내측지름을 가지도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 회전중량부(334)는 웨이브 제너레이터부(310)보다 구동축부(210)의 중심으로부터 멀리 위치되어 회전될 수 있다. 따라서, 회전중량부(334)에서는 높은 회전토크가 발생될 수 있어 고출력에 유리할 수 있으며, 이를 통해, 전체적인 크기가 감소되도록 하면서도 고출력이 발생되도록 할 수 있다.

회전중량부(334)에는 원주방향을 따라 복수의 제4체결홀(335)이 관통 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 제2구동모듈부를 증심으로 나타낸 단면사시도인데, 이하에서는 도 6을 포함하여 설명한다.

제2구동모듈부(200)는 고정링부(340), 고정하우징부(350), 회전하우징부(360) 및 출력하우징부(370)를 포함할 수 있다.

고정링부(340)는 제1고정부(341) 및 제2고정부(342)를 가질 수 있다.

제1고정부(341)에는 원주방향을 따라 제5체결홀(343)이 관통 형성될 수 있으며, 제5체결홀(343)은 서큘러 스플라인부(320)에 형성되는 제3체결홀(321)에 대응되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1고정부(341)에는 제5체결홀(343)에 결합되는 제3결합부재(240)의 헤드(241)가 삽입되도록 제2삽입홈(344)이 형성될 수 있다. 제5체결홀(343) 및 제3체결홀(321)에는 제3결합부재(240)가 결합될 수 있으며, 이를 통해, 고정링부(340)는 서큘러 스플라인부(320)와 결합될 수 있다.

제2고정부(342)는 제1고정부(341)보다 큰 지름을 가지도록 형성될 수 있으며, 제1고정부(341)의 일측면에 원주방향을 따라 돌출되도록 형성될 수 있다. 제2고정부(342)에는 제2하우징부(140)의 제2체결홀(141)에 대응되도록 제6체결홀(345)이 형성될 수 있으며, 제6체결홀(345)의 내주면에는 나사가 형성될 수 있다.

또한, 제2고정부(342)에는 제1하우징부(130) 및 제2하우징부(140)를 결합하는 제1체결부재(170)의 헤드(171, 도 3 참조)가 삽입되도록 제3삽입홈(346)이 형성될 수 있다.

고정하우징부(350)는 서큘러 스플라인부(320)에 제동축부(220)의 축방향과 평행하게 구비될 수 있다. 그리고, 고정하우징부(350)에는 서큘러 스플라인부(320)에 형성되는 제3체결홀(321)에 대응되는 제7체결홀(351)이 형성될 수 있다. 제7체결홀(351)에는 제3결합부재(240)가 결합될 수 있으며, 이를 통해, 고정하우징부(350) 및 서큘러 스플라인부(320)는 결합될 수 있다.

회전하우징부(360)는 고정하우징부(350)의 외주면과 이격된 상태로 고정하우징부(350)의 외주면을 감싸도록 구비될 수 있다. 그리고, 회전하우징부(360)의 내주면 및 고정하우징부(350)의 외주면의 사이에는 회전하우징부(360)의 회전을 지지하는 제3베어링(361)이 구비될 수 있다. 또한, 회전하우징부(360)에는 회전중량부(334)에 형성되는 제4체결홀(335)에 대응되도록 제8체결홀(362)이 형성될 수 있다.

그리고, 회전하우징부(360) 및 고정하우징부(350)의 사이에는 실링부재(363)가 구비될 수 있다. 실링부재(363)는 회전하우징부(360)가 회전 시에, 고정하우징부(350)의 외주면을 실링하면서 회전하우징부(360)와 함께 회전될 수 있다. 실링부재(363)는 회전하우징부(360) 및 고정하우징부(350)의 사이 공간으로 작동오일의 누출이 방지되고, 외부로부터 먼지 등의 이물질이 유입되는 것이 차단될 수 있다.

출력하우징부(370)는 회전중량부(334)의 타측면에 구비될 수 있으며, 출력하우징부(370)에는 서큘러 스플라인부(320)에 형성되는 제3체결홀(321)에 대응되는 제9체결홀(371)이 형성될 수 있다. 제8체결홀(362), 제4체결홀(335) 및 제9체결홀(371)에는 제4결합부재(250)가 결합될 수 있으며, 이를 통해, 회전하우징부(360) 및 출력하우징부(370)는 회전중량부(334)와 함께 회전할 수 있다.

제동부(380)는 제동축부(220)에 제4베어링(381)에 의해 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 또한, 제동부(380)는 서로 이격되어 구비되는 한 쌍의 제동블럭(382)을 가질 수 있으며, 각각의 제동블럭(382)에는 마찰부(383)가 형성될 수 있다. 마찰부(383)는 외부로부터 가압되어 제동축부(220)의 외주면을 가압하여 회전되는 제동축부(220)가 정지되도록 할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 통합구동모듈에서 제1구동모듈부 및 제2구동모듈부의 결합예를 나타낸 분해단면사시도이다.

도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 제1구동모듈부(100) 및 제2구동모듈부(200)는 각각 독립적으로 조립될 수 있다. 그리고, 각각 개별적으로 조립된 제1구동모듈부(100) 및 제2구동모듈부(200)는 제2체결부재(400)에 의해 결합될 수 있다.

즉, 조립된 제2구동모듈부(200)의 구동축부(210)가 조립된 제1구동모듈부(100)의 제2베어링(161), 중간부재(150) 및 제1베어링(160)의 방향으로 삽입 결합될 수 있으며, 이렇게 삽입된 상태에서, 제2체결부재(400)가 제1체결홀(131), 제2체결홀(141) 및 제6체결홀(345)에 결합됨으로써, 제1구동모듈부(100) 및 제2구동모듈부(200)는 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 제2체결부재(400)가 분리됨으로써, 제1구동모듈부(100)가 제2구동모듈부(200)로부터 용이하게 분리될 수 있기 때문에, 정비, 교체 등의 작업이 쉽게 이루어질 수 있다. 또한, 크기 변경, 용량 변경의 이유로 제1구동모듈부 또는 제2구동모듈부를 교체해야 하는 경우, 교체되는 해당 구동모듈부와 결합되는 해당 축부만 함께 교체하는 방식으로 쉽게 재조립이 가능하기 때문에 호환성이 개선될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 제1구동모듈부 110: 고정자
120: 회전자 130: 제1하우징부
140: 제2하우징부 200: 제2구동모듈부
210: 구동축부 211: 제1플랜지부
220: 제동축부 221: 제2플랜지부
230: 제1결합부재 250: 제4결합부재
310: 웨이브 제너레이터부 320: 서큘러 스플라인부
330: 플렉스 스플라인부 334: 회전중량부
340: 고정링부 350: 고정하우징부
360: 회전하우징부 363: 실링부재
370: 출력하우징부 380: 제동부

Claims

고정자 및 회전자를 가지는 제1구동모듈부; 그리고
상기 제1구동모듈부와 결합되고, 상기 제1구동모듈부로부터 구동력을 제공받아 출력을 발생하는 제2구동모듈부를 포함하고,
상기 제2구동모듈부는
상기 회전자에 결합되어 상기 회전자와 함께 회전하는 구동축부와,
상기 구동축부와 동심축 상에 구비되되, 상기 구동축부와 분리되어 배치되는 제동축부와,
상기 구동축부 및 상기 제동축부에 결합되고, 상기 구동축부의 회전 시에 상기 구동축부와 함께 일체로 회전하면서 상기 구동축부의 회전력을 상기 제동축부로 전달하는 웨이브 제너레이터부와,
상기 웨이브 제너레이터부의 외주면과 이격된 상태로 상기 웨이브 제너레이터부의 외주면을 감싸도록 구비되는 서큘러 스플라인부와,
상기 웨이브 제너레이터부 및 상기 서큘러 스플라인부의 사이에 구비되고, 상기 웨이브 제너레이터부의 회전력을 전달받아 상기 서큘러 스플라인부와 부분적으로 결합되면서 회전하는 플렉스 스플라인부와,
상기 제동축부의 외주면을 가압하여 회전되는 상기 제동축부를 정지시키는 제동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제1항에 있어서,
상기 웨이브 제너레이터부는
상기 구동축부 및 상기 제동축부의 외주면에 동시에 결합되는 결합링부와,
상기 결합링부와 함께 회전하면서 상기 플렉스 스플라인부를 회전시키는 회전링부를 가지는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제2항에 있어서,
상기 결합링부는 상기 구동축부의 외주면에 원주방향으로 돌출 형성되고 원주방향을 따라 제1결합홀이 형성되는 제1플랜지부와, 상기 제동축부의 외주면에 원주방향으로 돌출 형성되고 상기 제1결합홀에 대응되는 제2결합홀이 관통 형성되는 제2플랜지부의 사이에 구비되고,
상기 결합링부에는 상기 제2결합홀에 대응되는 제3결합홀이 관통 형성되며,
상기 제2결합홀, 상기 제3결합홀 및 제1결합홀에는 제1결합부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제3항에 있어서,
상기 제2결합홀은 상기 제1결합홀의 형성 간격의 2배 간격으로 형성되고,
상기 결합링부에는 상기 제1결합홀 중, 상기 제1결합부재가 결합되지 않은 나머지 제1결합홀에 대응되도록 제4결합홀이 형성되며,
상기 제4결합홀 및 상기 나머지 제1결합홀에는 제2결합부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제4항에 있어서,
상기 제4결합홀에는 상기 제2결합부재의 헤드가 삽입되어 상기 결합링부의 외측면으로 돌출되지 않도록 제1삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제1항에 있어서,
상기 플렉스 스플라인부는
상기 웨이브 제너레이터부 및 상기 서큘러 스플라인부의 사이에 구비되고, 상기 웨이브 제너레이터부의 회전력을 전달받아 상기 서큘러 스플라인부와 부분적으로 맞물리는 기어 결합되어 회전하는 기어부와,
상기 기어부와 연결되고 상기 제동축부와 평행하게 형성되어 상기 제동축부를 길이방향으로 감싸도록 형성되는 제1연결부와,
상기 제1연결부와 연결되고, 상기 제동축부의 반지름 방향으로 형성되는 제2연결부와,
상기 제2연결부에 연결되고, 상기 제동축부의 외즉지름보다 큰 내측지름을 가지도록 형성되는 회전중량부를 가지는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제6항에 있어서,
상기 제2구동모듈부는
상기 서큘러 스플라인부에 결합되는 고정링부와,
상기 고정링부 및 상기 서큘러 스플라인부에 제3결합부재에 의해 결합되는 고정하우징부와,
상기 고정하우징부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전중량부의 일측면에 결합되어 상기 회전중량부와 함께 회전하는 회전하우징부와,
상기 회전중량부의 타측면에 결합되어 상기 회전중량부와 함께 회전하는 출력하우징부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제7항에 있어서,
상기 제1구동모듈부는
상기 구동축부와 회전 가능하게 결합되고 내측에 상기 고정자 및 상기 회전자가 수용되는 제1하우징부와,
상기 구동축부와 회전 가능하게 결합되고 상기 제1하우징부와 제1체결부재에 의해 결합되는 제2하우징부를 가지는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제8항에 있어서,
상기 제1구동모듈부 및 상기 제2구동모듈부는 상기 고정링부, 상기 제1하우징부 및 상기 제2하우징부를 결합하는 제2체결부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제7항에 있어서,
상기 회전하우징부는 상기 고정하우징부의 외주면과 이격된 상태로 상기 고정하우징부의 외주면을 감싸도록 구비되고, 상기 회전하우징부의 내주면 및 상기 고정하우징부의 외주면의 사이에는 상기 회전하우징부의 회전을 지지하는 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.
제7항에 있어서,
상기 회전하우징부 및 상기 고정하우징부의 사이에는 상기 회전하우징부와 함께 회전하는 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 통합구동장치.