KR20220118150A - 다단 사이클로이드 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고, 구동모터의 동력을 전달받는 입출력 편심축; 및 상기 입출력 편심축에 연결되어 전달받은 동력에 의해 감속을 유도하며 회전 가능한 사이클로이드 기어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기를 제공한다.

Description

다단 사이클로이드 감속기{Multistage Cycloid Reducer}

본 발명은 다단 사이클로이드 감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇의 관절에 적용되어 동작을 원활하게 유도할 뿐만 아니라 구조적으로 단순화되면서도 고감속, 고정밀 특성을 구현할 수 있는 다단 사이클로이드 감속기에 관한 것이다.

산업용 로봇에서 휴머노이드 로봇은 관절의 유연한 운동을 위하여 감속기능을 갖는 다양한 액츄에이터(하모닉 감속기, RV 감속기 등)를 포함하여 사용하고 있다.

이중, 다양한 감속비를 구현할 수 있으며, 고정밀 고감속에 유리한 사이클로이드 감속기(Cycloid speed reducer)는 정밀 제어가 필요한 분야에 많이 활용된다.

이와 같은 사이클로이드 감속기와 관련된 선행기술로서, 특허문헌 1(등록 특허 공보 제10-1424739호)에서 구동원에 연결된 입력축의 편심체에 의해 병진운동하는 사이클로이드 디스크의 외치가 출력축의 내치와 맞물려 회전함에 따라 입력축의 회전력을 감속하여 출력축에 전달하는 사이클로이드 감속기가 개시된다.

종래의 1단 사이클로이드 감속기는 대부분 감속기 케이스와 감속기능을 수행하는 핀기어와, 회전을 지지하는 베어링 등이 서로 각기 분리된 상태로 제작된 후 상호 조립되는 구조를 갖고 있기 때문에 구조가 복잡하고, 가공 시에는 가공오차를 발생시키고, 조립 시에는 조립오차를 발생시켜서 고속 정밀제어를 저해하는 문제가 있었다.

또한, 밸런싱을 위해 2개의 사이클로이드 기어가 180도 방향으로 위치해 있고, 사이클로이드 기어의 내륜에는 180도 편심된 2개의 베어링이 각각 회전하고 사이클로이드 기어의 외측면은 하우징에 고정된 롤러와 맞닿으며 자전과 공전할 수 있는 구조로, 기존 1단 감속기 구조에 감속비를 높이기 위해 사이클로이드 감속기를 2단으로 구성하면 감속기 전체의 볼륨이 커지며, 무거워지는 문제가 있었다.

따라서, 로봇의 관절에 적용되어 동작을 원활하게 유도할 뿐만 아니라 구조적으로 단순화되면서도 고감속, 고정밀 특성을 구현할 수 있는 다단 사이클로이드 감속기의 개발이 요구된다.

등록 특허 공보 제10-1424739호(2014.08.04.)

본 발명의 일 목적은, 로봇의 관절에 적용되어 동작을 원활하게 유도할 뿐만 아니라 구조적으로 단순화되면서도 고감속, 고정밀 특성을 구현할 수 있는 다단 사이클로이드 감속기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 일 목적은, 감속기 구조를 단순화함으로써, 감속기 전체의 볼륨을 소형화할 수 있는 다단 사이클로이드 감속기를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고, 구동모터의 동력을 전달받는 입출력 편심축; 및 상기 입출력 편심축에 연결되어 전달받은 동력에 의해 감속을 유도하며 회전 가능한 사이클로이드 기어 유닛을 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 사이클로이드 기어 유닛은 기 결정된 수의 치형부를 구비하고, 상기 기 결정된 수의 치형부의 수에 근거하여 감속을 유도한다.

바람직하게는, 상기 사이클로이드 기어 유닛은, 상기 입출력 편심축의 일 측에서 배치되는 제1 사이클로이드 기어; 및 상기 입출력 편심축의 다른 일 측에서 배치되는 제2 사이클로이드 기어를 포함한다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어를 동축상에 배열 가능하도록 연결하는 중간 원판 모듈을 더 포함한다.

또한, 상기 입출력 편심축은, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어가 서로 180°의 편심을 가지며 회전되게 할 수 있다.

상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어 각각의 내륜에는, 니들 롤러 베어링이 설치될 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 중간 원판 모듈은, 서로 반대 편에 구비된 양 면에 각각 형성되고 원주 방향을 따라 복수 개로 배치되는 로터 핀을 구비하고, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어는 각각 상기 로터 핀에 삽입 가능하도록 원주 방향을 따라 복수 개로 구비되는 로터홀을 구비할 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은, 상기 제1 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제1하우징; 및 상기 제2 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제2하우징을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 상기 입출력 편심축은, 상기 입출력 편심축의 중앙 부분에 구비되는 중앙 지지봉; 상기 중앙 지지봉에 대해 편심 회전 가능하도록 상기 중앙 지지봉의 양 단에 각각 연결되는 편심봉; 상기 중앙 지지봉의 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 입력축봉; 및 상기 중앙 지지봉의 다른 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 출력축봉을 포함한다.

또 다른 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고, 구동모터의 동력을 전달받는 입출력 편심축; 및 상기 입출력 편심축에 연결되어 전달받은 동력에 의해 감속을 유도하며 회전 가능한 사이클로이드 기어 유닛을 포함하고, 상기 사이클로이드 기어 유닛은, 상기 입출력 편심축의 일 측에서 배치되는 제1 사이클로이드 기어; 및 상기 입출력 편심축의 다른 일 측에서 배치되는 제2 사이클로이드 기어를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 제1 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제1하우징; 및 상기 제2 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제2하우징을 포함하며, 상기 사이클로이드 기어 유닛은 기 결정된 수의 치형부를 구비하고, 상기 기 결정된 수의 치형부의 수에 근거하여 근거하여 감속을 유도한다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어를 동축상에 배열 가능하도록 연결하는 중간 원판 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 중간 원판 모듈은, 서로 반대 편에 구비된 양 면에 각각 형성되고 원주 방향을 따라 복수 개로 배치되는 로터 핀을 구비하고, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어는 각각 상기 로터 핀에 삽입 가능하도록 원주 방향을 따라 복수 개로 구비되는 로터홀을 구비할 수 있다.

상기 입출력 편심축은, 상기 입출력 편심축의 중앙 부분에 구비되는 중앙 지지봉; 상기 중앙 지지봉에 대해 편심 회전 가능하도록 상기 중앙 지지봉의 양 단에 각각 연결되는 편심봉; 상기 중앙 지지봉의 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 입력축봉; 및 상기 중앙 지지봉의 다른 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 출력축봉을 포함할 수 있다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는, 입력축과 출력축을 일체화함으로서 로봇의 관절에 적용되어 동작을 원활하게 유도할 수 있다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는, 감속기 1단과 2단에 각각 1개의 사이클로이드 기어를 구성함으로써, 구조적으로 단순화되면서도 고감속 및 고정밀의 특성을 구현할 수 있게 한다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는, 개발된 감속기 고유 설계 및 공정 기술은 경량 고감속비 감속기 개발에 활용 가능하다.

또한, 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는, 개발된 감속기를 국내 제조 및 이동 로봇 업체에 공급하여 다양한 로봇 분야에 활용 가능하다.

또한, 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기는, 글로벌 로봇시장에서 생존하는데 필요한 우리나라 산업로봇 생태계의 건전성 확보를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기 중 일부의 구성을 제외하고 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기 중 일부의 구성을 제외하고 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기의 일례를 도시하는 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기의 다른 일례를 도시하는 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기의 입력측과 출력측을 도시하는 개념도.

이하, 본 발명에 관련된 다단 사이클로이드 감속기(100)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 실시예에 의한 다단 사이클로이드 감속기(100)를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)를 도시하는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100) 중 일부의 구성을 제외하고 도시한 사시도이다.

또한, 도 3은 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100) 중 일부의 구성을 제외하고 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)의 일례를 도시하는 분해 사시도이다.

한편, 도 5는 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)의 다른 일례를 도시하는 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)의 입력측과 출력측을 도시하는 개념도이다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)는, 하우징(10), 입출력 편심축(20) 및 사이클로이드 기어 유닛(30)을 포함한다.

하우징(10)은 다단 사이클로이드 감속기(100)의 외관을 형성하도록 이루어진다.

일례로, 하우징(10)은 도 1 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)의 측면과 상하 단의 가장자리 일부를 형성하도록 이루어질 수 있다.

하우징(10)은, 후술하는, 제1 사이클로이드 기어(33) 및 제2 사이클로이드 기어(35)를 각각 수용하도록 제1하우징(12) 및 제2하우징(14)을 포함할 수 있다.

제1하우징(12)은 제1 사이클로이드 기어(33)를 수용할 수 있는 수용 공간(12a)을 구비하는 원통형의 형상일 수 있다.

또한, 제2하우징(14)도, 제2 사이클로이드 기어(35)를 수용할 수 있는 수용 공간(14a)을 구비하는 원통형의 형상일 수 있다.

한편, 제1하우징(12)의 수용 공간(12a)에는 제1 사이클로이드 기어(33)가 맞물리도록 내주를 따라 치형이 구비되는 링기어가 구비될 수 있다.

또한, 제2하우징(14)의 수용 공간(14a)에도 제1하우징(12)과 마찬가지로, 제2 사이클로이드 기어(35)가 맞물리도록 내주를 따라 치형이 구비되는 링기어가 구비될 수 있다.

제1 및 제2하우징(12, 14)에서 링기어가 구비될 수도 있으나, 도 2, 도 4 및 도 5 등에 도시된 바와 같이, 제1하우징(12)에 입력측지지봉(12a)이 구비되고, 입력측지지봉(12a)에 입력측베어링(12b)이 설치되고, 제2하우징(14)에 출력측지지봉(14a)이 구비되고, 출력측지지봉(14a)에 출력측베어링(14b)이 설치될 수도 있으며, 반드시 이러한 구조에 한정되지는 않는다.

일례로, 입력측베어링(12b) 및 출력측베어링(14b)은 각각 니들 롤러 베어링일 수 있다.

또한, 제1하우징(12)의 입력측베어링(12b)에는 제1 사이클로이드 기어(33)의 치형에 맞물리고, 제2하우징(14)의 출력측베어링(14b)에는 제2 사이클로이드 기어(35)의 치형에 맞물리는 예가 도 2 및 도 6에 도시된다.

도 4에 도시되는 바와 같이, 도면 기준으로, 제1하우징(12)은, 상측의 외주와 상면의 가장자리를 이루고, 제2하우징(14)은 하측의 외주와 하면의 가장자리를 이룬다. 도 4에는 제1 및 제2하우징(12, 14) 각각이 외주를 형성하는 원통형 부재와, 상면과 하면의 가장자리를 형성하는 부재가 별도의 부재로 이루어지는 예가 도시되어 있으나, 반드시 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 4를 참조하면, 제1 및 제2하우징(12, 14)은 각각 내부에 수용 공간(12a, 14a)을 구비하여 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)를 수용할 수 있는 원통형의 구조로 이루어질 수 있다.

하지만, 제1 및 제2하우징(12, 14)은, 반드시 원통형의 구조에 한정되는 것은 아니다.

한편, 제1 및 제2하우징(12, 14) 각각의 단부에는 구동 모터로부터의 구동력을 입력받는 입력 롤러 모듈(50) 및 감속된 동력을 출력 가능하게 하는 출력 롤러 모듈(60)이 각각 설치될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

입출력 편심축(20)은 하우징(10)의 내부에 설치되어, 구동모터의 동력을 전달받는다. 이를 위해, 입출력 편심축(20)은, 도면에서 도시되지는 않았지만, 구동모터의 동력을 전달받도록 구동모터에 회전 가능하도록 연결될 수 있다.

또한, 입출력 편심축(20)에는 사이클로이드 기어 유닛(30)이 연결되는데, 일례로, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)가 각각 입출력 편심축(20)의 양 측에 연결될 수 있다.

도 1에는 입출력 편심축(20)의 좌우측에 각각 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)가 연결되어 있는 예가 도시되는데, 좌측이 입력측이고, 우측이 출력측으로 이해될 수 있다.

또한, 구동 입출력 편심축(20)은, 링형상으로 형성되는 중공부(미도시)를 구비할 수도 있다.

또한, 입출력 편심축(20)은, 일부가 편심되도록 회전되어 제1 및 제 2사이클로이드 기어(33, 35)가 서로 180°의 편심을 유지하며 회전할 수 있게 한다.

보다 상세하게는, 입출력 편심축(20)은, 중앙 지지봉(22), 편심봉(24), 입력축봉(26) 및 출력축봉(28)을 포함할 수 있다.

중앙 지지봉(22)은 입출력 편심축(20)의 중앙 부분에 구비되는 봉이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인접한 편심봉(24)이나, 입력축봉(26) 및 출력축봉(28) 보다 기 결정된 만큼 폭이 큰 직경을 구비할 수 있다.

일례로, 중앙 지지봉(22)은 중공부(미도시)를 구비하도록 링형상으로 형성될 수 있다. 중공부에는 편심봉(24)이 편심되도록 배치될 수 있다.

또는, 중앙 지지봉(22)은 환봉 형상으로 형성될 수도 있으며, 양 단에 편심봉(24)이 편심되도록 연결될 수 있다.

편심봉(24)은 중앙 지지봉(22)에 대해 편심 회전 가능하도록 중앙 지지봉(22)의 양단에 연결된다.

중앙 지지봉(22)의 양 단에 각각 구비된 편심봉(24)에는 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)가 각각 설치될 수 있으며, 이를 위해, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)의 중간에는 기 결정된 직경의 중공이 구비될 수 있다.

일례로, 편심봉(24)은 중앙 지지봉(22)의 중공부(23)에 편심 회전 가능하도록 설치될 수도 있다.

입력축봉(26)은, 도 4에서 도시되는 중앙 지지봉(22)의 좌측 단에 연결된 편심봉(24)의 좌측 단에 편심 회전 가능하도록 연결된다.

입력축봉(26)에는 입력 롤러 모듈(50)이 설치될 수 있으며, 이를 위해, 입력 롤러 모듈(50)에는 기 결정된 직경의 입력측 축결합부(51)가 구비될 수도 있다.

출력축봉(28)은, 도 4에서 도시되는 중앙 지지봉(22)의 우측 단에 연결된 편심봉(24)의 우측 단에 편심 회전 가능하도록 연결된다.

출력축봉(28)에는 출력 롤러 모듈(60)이 설치될 수 있으며, 이를 위해, 출력 롤러 모듈(60)에는 기 결정된 직경의 출력측 축결합부(61)가 구비될 수 있다.

도 4에는 중앙 지지봉(22)의 양 단에 편심봉(24)이 중앙 지지봉(22)에 대하여 편심으로 배치되고, 양 단의 편심봉(24)에 대해 입력축봉(26)과 출력축봉(28)이 또한 편심으로 연결되는 예가 도시된다.

사이클로이드 기어 유닛(30)은 입출력 편심축(20)에 연결되어 전달받은 동력에 의해 감속을 유도하며 회전된다.

사이클로이드 기어 유닛(30)은 기 결정된 수의 디스크 치수를 구비하는데, 상기 기 결정된 수의 디스크 치수에 근거하여 감속을 유도할 수 있다.

일례로, 사이클로이드 기어 유닛(30)은, 제1 사이클로이드 기어(33) 및 제2 사이클로이드 기어(35)를 포함할 수 있다.

제1 사이클로이드 기어(33)는, 입출력 편심축(20)의 일 측에서 배치된다. 또한, 제2 사이클로이드 기어(35)는 상기 입출력 편심축(20)의 다른 일 측에서 배치된다.

제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)는, 전술한 입출력 편심축(20)의 중공부(23)에서, 서로 180°의 편심을 가지며 회전될 수 있다.

또한, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)는, 디스크의 치수 만큼 감속을 유도하게 한다.

또한, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)는, 각각 제1기어축결합부(33b) 및 제2기어축결합부(35b)를 구비할 수 있다.

제1기어축결합부(33b) 및 제2기어축결합부(35b)에는 각각 입력 편심축(20)의 편심봉(24)이 설치될 수 있다.

제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)는 각각 로터홀(33c, 35c)을 구비하는데, 로터홀(33c, 35c)에는 니들 롤러 베어링이 설치될 수 있다. 니들 롤러 베어링은 제1 및 제 2사이클로이드 기어(33, 35)의 내륜에 설치됨으로써, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)와 후술하는 중간 원판 모듈(40)을 편심되지 않도록 회전 가능하게 한다.

또한, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)에는, 각각 후술하는 로터 핀(43)에 삽입 가능하도록 원주 방향을 따라 복수 개로 구비되는 로터홀(33c, 35c)이 구비된다.

또한, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35) 각각의 외주에는 원주 방향을 따라서 치형부(33a, 35a)가 형성될 수 있다. 치형부(33a, 35a)는, 기 결정된 곡률을 가질 수 있으며, 돌출되도록 형성될 수 있다.

일례로, 제1 사이클로이드 기어(33)의 치형부(33a)는 N 개일 수 있고, 제2 사이클로이드 기어(35)의 치형부(35a)는 N-1 개일 수 있다.

이와 같이, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)가 각각 감속기 1단 및 2단의 기능을 수행하게 되며, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)는 하나의 입출력 편심축(20)에 연결되도록 구성되어 감속기의 구조는 단순화되게 되고, 감속기 전체의 부피는 소형화될 수 있다.

한편, 사이클로이드 기어 유닛(30)이 제1 사이클로이드 기어(33) 및 제2 사이클로이드 기어(35)를 포함하도록 구성되면, 하우징(10)도 제1 사이클로이드 기어(33) 및 제2 사이클로이드 기어(35)를 각각 수용하도록 제1하우징(12) 및 제2하우징(14)을 포함할 수 있다.

제1하우징(12)은 제1 사이클로이드 기어(33)를 수용할 수 있는 수용 공간(12a)을 구비할 수 있다.

또한, 제2하우징(14)도, 제2 사이클로이드 기어(35)를 수용할 수 있는 수용 공간(14a)을 구비할 수 있다.

한편, 제1하우징(12)의 수용 공간(12a)에는 제1 사이클로이드 기어(33)가 맞물리도록 입력측지지봉(12a)에 설치되는 입력측베어링(12b)이 구비되는 예가 도 도 2 및 도 6에 도시된다.

하지만 반드시 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고, 제1하우징(12)의 수용 공간(12a)에는 제1 사이클로이드 기어(33)가 맞물리도록 내주를 따라 치형이 구비되는 링기어가 구비될 수도 있을 것이다.

또한, 제2하우징(14)의 수용 공간(14a)에는 제2 사이클로이드 기어(35)가 맞물리도록 출력측지지봉(14a)에 설치되는 출력측베어링(14b)이 구비되는 예가 도 도 2 및 도 6에 도시된다.

마찬가지로 반드시 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고, 제2하우징(14)의 수용 공간(14a)에도 제1하우징(12)과 마찬가지로, 제2 사이클로이드 기어(35)가 맞물리도록 내주를 따라 치형이 구비되는 링기어가 구비될 수도 있을 것이다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)는, 중간 원판 모듈(40)을 더 포함할 수 있다.

중간 원판 모듈(40)은, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35) 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)를 동축상에 배열 가능하도록 연결한다.

일례로, 중간 원판 모듈(40)은 로터 핀(43)을 구비할 수 있다. 로터 핀(43)은, 서로 반대 편에 구비된 양 면에 각각 형성되고 원주 방향을 따라 복수 개로 배치될 수 있다.

도 3 및 도 4에는 중간 원판 모듈(40)의 도면 상에서 상측 및 하측면 각각에 6개의 로터 핀(43)이 구비되어 있는 예가 도시된다.

로터 핀(43)에는, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)와, 후술하는 입력 롤러 모듈(50) 및 출력 롤러 모듈(60)이 설치될 수 있다.

한편, 로터 핀(43)에 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35)와, 후술하는 입력 롤러 모듈(50) 및 출력 롤러 모듈(60)이 설치되는 경우, 로터 핀(43)과, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35) 각각 사이에는 니들 롤러 베어링(43a)이 설치될 수 있으며, 로터 핀(43)과, 후술하는 입력 롤러 모듈(50) 및 출력 롤러 모듈(60) 각각의 사이에도 니들 롤러 베어링(미도시)이 설치될 수 있다.

니들 롤러 베어링에 의해, 로터 핀(43)과, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35) 각각 사이에서 편심 회전이 방지되며, 로터 핀(43)과, 후술하는 입력 롤러 모듈(50) 및 출력 롤러 모듈(60) 각각의 사이에서도 편심 회전이 방지될 수 있다.

본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)는, 입력 롤러 모듈(50) 및 출력 롤러 모듈(60)을 더 포함할 수 있다.

입력 롤러 모듈(50) 및 출력 롤러 모듈(60)은 각각 제1 및 제2하우징(12, 14)의 단부에 설치될 수 있다.

일례로, 입력 롤러 모듈(50)은 제1하우징(12)의 단부에 볼트에 의해 체결될 수 있는데, 이를 위해, 도 4에는 입력 롤러 모듈(50) 및 제1하우징(12) 각각에 볼트로서 서로 체결될 수 있도록 볼트 구멍이 원주 방향으로 형성되어 있는 예가 도시된다.

마찬가지로, 출력 롤러 모듈(60)은 제2하우징(14)의 단부에 볼트에 의해 체결될 수 있는데, 도 4에는 출력 롤러 모듈(60) 및 제2하우징(14) 각각에 볼트로서 서로 체결될 수 있도록 볼트 구멍이 원주 방향으로 형성되어 있는 예가 도시된다.

또한, 입력 롤러 모듈(50)은 제1 사이클로이드 기어(33)의 치수에 정합 가능하도록 기 결정된 수의 입력측베어링(12b)들을 구비할 수 있다.

제1 사이클로이드 기어(33)의 치수의 수는 N개 일 수 있다.

일례로, 도 6을 참조하면, 제1 사이클로이드 기어(33)의 치수의 수가 11개인 예가 도시된다.

또한, 출력 롤러 모듈(60)은 제2 사이클로이드 기어(35)의 치수에 정합 가능하도록 기 결정된 수의 출력측베어링(14b)들을 구비할 수 있다.

제2 사이클로이드 기어(35)의 치수의 수는 N-1 개 일 수 있다.

일례로, 도 6을 참조하면, 제2 사이클로이드 기어(35)의 치수의 수가 10개인 예가 도시된다.

도 4에는 입력 롤러 모듈(50)이 기 결정된 폭의 원판 형상과 기 결정된 폭을 가진 원형의 튜브 구조가 내측으로 돌출 형성되는 예가 도시된다. 입력 롤러 모듈(50)은 플랜지(flange)를 구비한 구조로 이해될 수도 있다.

입력 롤러 모듈(50)에 원형의 튜브 구조가 형성되어 제1하우징(12)의 단부에 결합될 수 있다.

마찬가지로, 출력 롤러 모듈(60)은 제2 사이클로이드 기어(35)의 치수에 정합 가능하도록 기 결정된 수의 출력측베어링(14b)들을 구비할 수 있다.

일례로, 전술한 바와 같이, 제1 사이클로이드 기어(33)의 치수의 수는 N개이고, 제2 사이클로이드 기어(35)의 치수의 수는 N-1 개 일 수 있다.

입력 롤러 모듈(50)과 마찬가지로, 도 4에는 출력 롤러 모듈(60)이 기 결정된 폭의 원판 형상과 기 결정된 폭을 가진 원형의 튜브 구조가 내측으로 돌출 형성되는 예가 도시된다. 출력 롤러 모듈(60)은 플랜지를 구비한 구조로 이해될 수도 있다.

출력 롤러 모듈(60)에 원형의 튜브 구조가 형성되어 제2하우징(14)의 단부에 결합될 수 있다.

이하, 본 발명의 다단 사이클로이드 감속기(100)의 동작에 대하여 서술하기로 한다.

구동 모터의 동작에 의해 발생된 동력은 입출력 편심축(20)에 제공되며, 이에 입출력 편심축(20)은 회전하게 된다.

또한, 입출력 편심축(20)에 연결되는 제1 사이클로이드 기어(33)도 입출력 편심축(20)과 함께 회전하게 된다.

입출력 편심축(20)이 회전하게 되면, 중앙 지지봉(22)의 양단의 편심봉(24)은, 중앙 지지봉(22)에 대해, 상대적으로 편심 회전하게 된다. 또한, 중앙 지지봉(22)의 양단의 편심봉(24)은, 입력축봉(26) 및 출력축봉(28) 각각에 대해 상대적으로 편심 회전하게 된다.

이때, 중간 원판 모듈(40)과 제1 사이클로이드 기어(33)는 서로 간에 상대적으로 편심으로 회동하지 않고, 중간 원판 모듈(40)과 제2 사이클로이드 기어(35)는 서로 간에 상대적으로 편심으로 회동하지 않는다.

입출력 편심축(20)이 회전하여 제1 사이클로이드 기어(33)가 회동하게 되면, 제1 사이클로이드 기어(33)와 제2 사이클로이드 기어(35) 사이에서, 제1 및 제2사이클로이드 기어(33, 35)의 치형의 수에 근거하여 제2 사이클로이드 기어(35)는 감속되어 회전하게 된다.

이때, 니들 롤러 베어링에 의해, 로터 핀(43)과, 제1 및 제2 사이클로이드 기어(33, 35) 각각 사이에서 편심 회전은 방지되며, 로터 핀(43)과, 후술하는 입력 롤러 모듈(50) 및 출력 롤러 모듈(60) 각각의 사이에서도 편심 회전이 방지되게 된다.

이상에서 설명한 다단 사이클로이드 감속기(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100:다단 사이클로이드 감속기
10:하우징 12:제1하우징 12c: 수용 공간
12a:입력측지지봉 12b:입력측베어링
14:제2하우징 14c: 수용 공간
14a:출력측지지봉 14b:출력측베어링
20:입출력 편심축
22:중앙 지지봉 24:편심봉 26:입력축봉
28:출력축봉
30:사이클로이드 기어 유닛 33:제1 사이클로이드 기어
33a :치형부 35:제2 사이클로이드 기어
33b:제1기어축결합부 33c:로터홀
35a:치형부 35b:제2기어축결합부
35c: 로터홀
35a: 치형부 33a: 니들 롤러 베어링
40:중간 원판 모듈 43:로터 핀
50:입력 롤러 모듈
51:입력측 축결합부
60:출력 롤러 모듈
61:출력측 축결합부

Claims (13)

1. 외관을 형성하는 하우징;
   상기 하우징 내부에 설치되고, 구동모터의 동력을 전달받는 입출력 편심축; 및
   상기 입출력 편심축에 연결되어 전달받은 동력에 의해 감속을 유도하며 회전 가능한 사이클로이드 기어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 사이클로이드 기어 유닛은 기 결정된 수의 치형부를 구비하고, 상기 기 결정된 수의 치형부의 수에 근거하여 감속을 유도하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 사이클로이드 기어 유닛은,
   상기 입출력 편심축의 일 측에서 배치되는 제1 사이클로이드 기어; 및
   상기 입출력 편심축의 다른 일 측에서 배치되는 제2 사이클로이드 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어를 동축상에 배열 가능하도록 연결하는 중간 원판 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 입출력 편심축은, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어가 서로 180°의 편심을 가지며 회전 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어 각각의 내륜에는, 니들 롤러 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 중간 원판 모듈은, 서로 반대 편에 구비된 양 면에 각각 형성되고 원주 방향을 따라 복수 개로 배치되는 로터 핀을 구비하고,
   상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어는 각각 상기 로터 핀에 삽입 가능하도록 원주 방향을 따라 복수 개로 구비되는 로터홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
8. 제3항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 제1 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제1하우징; 및
   상기 제2 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제2하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 입출력 편심축은,
   상기 입출력 편심축의 중앙 부분에 구비되는 중앙 지지봉;
   상기 중앙 지지봉에 대해 편심 회전 가능하도록 상기 중앙 지지봉의 양 단에 각각 연결되는 편심봉;
   상기 중앙 지지봉의 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 입력축봉; 및
   상기 중앙 지지봉의 다른 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 출력축봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
   
10. 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 설치되고, 구동모터의 동력을 전달받는 입출력 편심축; 및
    상기 입출력 편심축에 연결되어 전달받은 동력에 의해 감속을 유도하며 회전 가능한 사이클로이드 기어 유닛을 포함하고,
    상기 사이클로이드 기어 유닛은,
    상기 입출력 편심축의 일 측에서 배치되는 제1 사이클로이드 기어; 및
    상기 입출력 편심축의 다른 일 측에서 배치되는 제2 사이클로이드 기어를 포함하고,
    상기 하우징은,
    상기 제1 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제1하우징; 및
    상기 제2 사이클로이드 기어를 수용 가능하게 하는 제2하우징을 포함하며,
    상기 사이클로이드 기어 유닛은 기 결정된 수의 치형부를 구비하고, 상기 기 결정된 수의 치형부의 수에 근거하여 근거하여 감속을 유도하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
    
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어를 동축상에 배열 가능하도록 연결하는 중간 원판 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 중간 원판 모듈은, 서로 반대 편에 구비된 양 면에 각각 형성되고 원주 방향을 따라 복수 개로 배치되는 로터 핀을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 사이클로이드 기어는 각각 상기 로터 핀에 삽입 가능하도록 원주 방향을 따라 복수 개로 구비되는 로터홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 입출력 편심축은,
    상기 입출력 편심축의 중앙 부분에 구비되는 중앙 지지봉;
    상기 중앙 지지봉에 대해 편심 회전 가능하도록 상기 중앙 지지봉의 양 단에 각각 연결되는 편심봉;
    상기 중앙 지지봉의 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 입력축봉; 및
    상기 중앙 지지봉의 다른 일 단에 연결되는 편심봉의 일 단에 편심 회전 가능하도록 연결되는 출력축봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 사이클로이드 감속기.

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