KR20230000768A

KR20230000768A - Strain wave gear device

Info

Publication number: KR20230000768A
Application number: KR1020210083301A
Authority: KR
Inventors: 류재완; 김형모; 이동주; 신상윤
Original assignee: 주식회사 에스비비테크
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2023-01-03

Abstract

The present invention relates to a wave gear apparatus. The wave gear apparatus comprises: a first gear wherein a hollow part is formed at the interior, and which has a rigid circular ring shape; a second gear provided on the outer circumferential surface of the first gear and having a flexible cylindrical shape; and a wave generator provided on the outer circumferential surface of the second gear, provided on the outer circumferential surface of the second gear to deform the second gear into a non-circular shape, and connected to an input shaft to rotate. An objective of the present invention is to provide the wave gear apparatus capable of maximizing a size of the hollow part.

Description

Wave gear device {STRAIN WAVE GEAR DEVICE}

이하의 설명은 파동 기어 장치에 관한 것이다.The following description relates to a wave gear device.

파동 기어 장치는 감속기의 일종으로, 강성 링 형상의 내치 기어(circular spline)와, 내치 기어의 내주면에 구비되는 가요성 원통 형상의 외치 기어(flex spline) 및 외치 기어의 내부에 구비되는 고강성 타원 형상의 파동 발생기(wave generator)를 포함한다. 또한, 파동 기어 장치는, 외치 기어의 몸통 형상에 따라 컵형(cup type)과, 실크햇형(silk hat type) 및 플랫형(flat type) 등이 알려져 있다.The wave gear device is a type of speed reducer, which includes a rigid ring-shaped internal gear (circular spline), a flexible cylindrical external gear provided on the inner circumferential surface of the internal gear, and a highly rigid ellipse provided inside the external gear Contains a wave generator of the shape. In addition, as for the wave gear device, a cup type, a silk hat type, a flat type, and the like are known according to the body shape of the outer tooth gear.

파동 기어 장치는, 파동 발생기에 의해 외치 기어가 타원 형상으로 변형되고, 그 장축 방향의 양단에서 내치 기어에 맞물린다. 그리고 파동 발생기가 회전함에 따라 내치 기어와 외치 기어의 맞물림 위치가 둘레 방향으로 이동하며, 양 기어의 치수(齒數) 차에 기인하는 상대 회전이 둘레 방향을 따라 발생한다. 여기서, 양 기어 중 일방의 기어(예를 들어, 내치 기어)는 하우징 등에 고정되어 있고, 고정되지 않은 타방의 기어로부터 치수 차에 근거하는 감속 회전이 출력된다.In the wave gear device, an external gear is deformed into an elliptical shape by a wave generator, and meshes with the internal gear at both ends in the long axis direction. And, as the wave generator rotates, the meshing position of the internal gear and the external gear moves in the circumferential direction, and relative rotation due to the difference in size between the two gears occurs along the circumferential direction. Here, one gear (for example, an internal gear) of both gears is fixed to a housing or the like, and reduced rotation based on a dimensional difference is output from the other gear that is not fixed.

한편, 파동 기어 장치는 내부에 전원 공급 및 제어 등을 위한 전선 등이 구비될 수 있도록 중공부가 형성된다. 그런데 파동 기어 장치의 크기가 점차 소형화 됨에 따라 파동 기어 장치 내부에 전선 등이 설치될 수 있는 충분한 크기의 공간을 확보하기가 어렵다는 문제점이 있다.On the other hand, the wave gear device is formed with a hollow part so that electric wires for power supply and control can be provided therein. However, as the size of the wave gear device is gradually reduced, there is a problem in that it is difficult to secure a space of a sufficient size in which an electric wire or the like can be installed inside the wave gear device.

전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above background art is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and cannot necessarily be said to be known art disclosed to the general public prior to the present application.

실시예의 목적은, 파동 기어 장치에서 소형화 하면서도 중공부의 크기를 최대한 확보할 수 있는 파동 기어 장치를 제공하는 것이다.An object of the embodiment is to provide a wave gear device that can maximize the size of the hollow part while miniaturizing the wave gear device.

실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks to be solved in the embodiments are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

실시예에 따른 파동 기어 장치에 대해서 설명한다.A wave gear device according to an embodiment will be described.

파동 기어 장치는, 내부에 중공부가 형성되고, 강성의 원형 링 형상을 갖는 제1 기어, 상기 제1 기어의 외주면에 구비되고, 가요성의 원통 형상을 갖는 제2 기어, 및 상기 제2 기어의 외주면에 구비되고, 상기 제2 기어의 외주면에 구비되어서 상기 제2 기어를 비원형으로 변형시키고, 입력축에 연결되어 회전하는 파동 발생기를 포함하여 구성된다.The wave gear device includes a first gear having a rigid circular ring shape and a hollow part formed therein, a second gear provided on an outer circumferential surface of the first gear and having a flexible cylindrical shape, and an outer circumferential surface of the second gear It is provided on, and is provided on the outer circumferential surface of the second gear to transform the second gear into a non-circular shape, and is configured to include a wave generator connected to the input shaft to rotate.

실시예들에 따르면, 파동 발생기가 가요성 기어의 외측에 구비되므로, 파동 기어 장치의 내부의 중공부 공간을 최대한 확보할 수 있다.According to embodiments, since the wave generator is provided on the outside of the flexible gear, it is possible to secure the maximum space of the hollow inside the wave gear device.

실시예에 따른 파동 기어 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the wave gear device according to the embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 일 실시예에 따른 파동 기어 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 파동 기어 장치의 측단면도이다.
도 3은 도 2에서 제1 기어와 제2 기어가 맞물리는 부분을 확대 도시한 도면이다.1 is a front view of a wave gear device according to an embodiment.
Figure 2 is a side cross-sectional view of the wave gear device of Figure 1;
FIG. 3 is an enlarged view of a portion where the first gear and the second gear are meshed with each other in FIG. 2 .

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 파동 기어 장치(100)에 대해서 설명한다. 참고적으로, 도 1은 일 실시예에 따른 파동 기어 장치(100)의 정면도이고, 도 2는 도 1의 파동 기어 장치(100)의 잇줄 방향에서의 측단면도이고, 도 3은 도 2에서 제1 기어(110)와 제2 기어(120)가 맞물리는 부분을 도시한 도면이다.Hereinafter, the wave gear device 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 3 . For reference, FIG. 1 is a front view of a wave gear device 100 according to an embodiment, FIG. 2 is a side cross-sectional view of the wave gear device 100 of FIG. 1 in the tooth line direction, and FIG. It is a view showing a part where the first gear 110 and the second gear 120 are engaged.

도면을 참조하면, 파동 기어 장치(100)는, 제1 기어(110)와, 제2 기어(120) 및 파동 발생기(130)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the wave gear device 100 includes a first gear 110, a second gear 120 and a wave generator 130.

제1 기어(110)는, 강성의 원형 링 형상을 갖는다. 제1 기어(110)는 강성의 원형 링 형상을 갖는 바디(111)와, 바디(111)의 외주면에 형성되는 제1 치부(112)를 포함하여 형성된다. 예를 들어, 제1 기어(110)는 잇줄(齒筋, tooth trace) 방향이 입력축(20)에 평행한 평기어일 수 있다.The first gear 110 has a rigid circular ring shape. The first gear 110 is formed by including a body 111 having a rigid circular ring shape and a first tooth 112 formed on an outer circumferential surface of the body 111 . For example, the first gear 110 may be a spur gear whose tooth trace direction is parallel to the input shaft 20 .

제1 기어(110)의 내부에는 전원 공급 등을 위한 전선이 설치되는 중공부(10)가 형성된다.Inside the first gear 110 is formed a hollow part 10 in which electric wires for power supply, etc. are installed.

제2 기어(120)는 제1 기어(110)와 동축 상에 구비되며 제1 기어(110)의 외주면에 구비되고, 제1 기어(110)와 맞물리는 제2 치부(122)가 내주면에 형성된다.The second gear 120 is provided coaxially with the first gear 110 and is provided on an outer circumferential surface of the first gear 110, and a second tooth 122 meshing with the first gear 110 is formed on the inner circumferential surface. do.

제2 기어(120)는, 전단부가 개방된 원통 형상을 갖는 가요성의 바디(121)를 포함하고, 제2 치부(122)는 바디(121)의 개방된 전단부의 내주면에 형성된다. 제2 기어(120)는 제1 기어(110)와 대응되도록 잇줄 방향이 입력축(20)에 평행한 평기어일 수 있다.The second gear 120 includes a flexible body 121 having a cylindrical shape with an open front end, and a second tooth 122 is formed on an inner circumferential surface of the open front end of the body 121 . The second gear 120 may be a spur gear whose tooth line direction is parallel to the input shaft 20 so as to correspond to the first gear 110 .

또한, 제2 기어(120)는 바디(121)의 단부에 다이어프램(123) 및 복수의 보스부(124)가 형성된다. 제2 기어(120)는 다이어프램(123)이 바디(121)의 단부에서 외주면 방향의 외방으로 연장되는 실크햇형(silk hat type)일 수 있다. 다만, 제2 기어(120)의 형상이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 제2 기어(120)는 컵형(cup type) 또는 플랫형(flat type)이 사용될 수도 있다.In addition, the second gear 120 has a diaphragm 123 and a plurality of bosses 124 formed at the end of the body 121 . The second gear 120 may have a silk hat type in which the diaphragm 123 extends outward from the end of the body 121 in the outer circumferential direction. However, the shape of the second gear 120 is not limited by the drawings, and the second gear 120 may be a cup type or a flat type.

파동 발생기(130)는 제2 기어(120)의 외주면에 구비되며, 입력축(20)이 연결되어서 회전함에 따라 제2 기어(120)를 비원형으로 변형시키고 회전시킨다.The wave generator 130 is provided on the outer circumferential surface of the second gear 120, and transforms and rotates the second gear 120 in a non-circular shape as the input shaft 20 is connected and rotates.

파동 발생기(130)는 링 형상을 갖는 강성의 캠(131)과, 캠(131)과 제2 기어(120) 사이에 구비되는 파동 베어링(132)을 포함하여 형성된다.The wave generator 130 is formed by including a rigid cam 131 having a ring shape and a wave bearing 132 provided between the cam 131 and the second gear 120 .

캠(131)은 적어도 내주면이 제2 기어(120)를 비원형으로 변형시킬 수 있도록 비원형으로 형성된다. 예를 들어, 캠(131)은 내주면이 타원형으로 형성된다. 여기서, 도 1에서는 캠(131)이 내주면과 외주면이 타원형인 링 형상을 갖는 것으로 예시하였으나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 캠(131)의 형상은 내주면이 타원형이라면 도면에 의해 한정되지 않고 실질적으로 다양한 형상으로 변경될 수 있다.The cam 131 is formed in a non-circular shape so that at least an inner circumferential surface can deform the second gear 120 into a non-circular shape. For example, the cam 131 has an elliptical inner circumferential surface. Here, in FIG. 1, the cam 131 is illustrated as having a ring shape in which the inner and outer circumferences are elliptical, but this is merely an example for convenience of explanation, and the shape of the cam 131 is shown in the drawings if the inner circumference is elliptical. It is not limited and can be substantially changed into various shapes.

파동 베어링(132)은 캠(131)의 외주면과 제2 기어(120)의 내주면 사이에 구비되며, 예를 들어, 볼 베어링이 사용될 수 있다.The wave bearing 132 is provided between the outer circumferential surface of the cam 131 and the inner circumferential surface of the second gear 120, for example, a ball bearing may be used.

파동 기어 장치(100)는, 캠(131)이 제2 기어(120)를 타원형으로 변형시키므로, 제2 기어(120)의 제2 치부(122) 중 변형된 타원의 장축 양단에서만 제1 기어(110)의 제1 치부(112)에 맞물린다. 그리고 캠(131)이 회전함에 따라 제1 기어(110)와 제2 기어(120)가 맞물리는 위치가 캠(131)의 둘레 방향을 따라 이동하고, 제1 기어(110)와 제2 기어(120)의 치수 차에 기인하는 상대 회전이 발생하고, 그 감속 회전이 출력축(30)을 통해서 출력된다.In the wave gear device 100, since the cam 131 deforms the second gear 120 into an elliptical shape, the first gear ( 110) is engaged with the first tooth 112. And as the cam 131 rotates, the position where the first gear 110 and the second gear 120 are engaged moves along the circumferential direction of the cam 131, and the first gear 110 and the second gear ( 120) occurs, and the reduced rotation is output through the output shaft 30.

여기서, 출력축(30)은 제1 기어(110) 또는 제2 기어(120)에 연결된다.Here, the output shaft 30 is connected to the first gear 110 or the second gear 120 .

참고적으로, 도 2와 도 3에서는 제1 기어(110)와 제2 기어(120) 모두에 점선으로 출력축(30)을 연결하여 예시하고 있는데, 이는 출력축(30)이 제1 기어(110)과 제2 기어(120) 중 일 측에만 연결된 것으로 의미한다.For reference, FIGS. 2 and 3 illustrate connecting the output shaft 30 with a dotted line to both the first gear 110 and the second gear 120, which means that the output shaft 30 is the first gear 110 It means that it is connected only to one side of the second gear 120.

본 실시예들에 따르면, 파동 기어 장치(100)는 파동 발생기(130)를 제2 기어(120)의 외측에 배치하고, 파동 발생기(130)에 입력축(20)을 연결하여 회전 및 파동을 발생시키는 구조를 갖는다. 이와 같이, 파동 발생기(130)를 파동 기어 장치(100)의 가장 외측에 배치함으로써, 중공부(10)의 크기를 확장시킬 수 있다. 또한, 파동 발생기(130)는 캠(131)과 파동 베어링(132)을 이루어지므로, 캠(131)의 내부에 형성되는 중공부(10)의 크기를 확장시키는데 한계가 있는데 반해, 입력축(20)은 파동 발생기(130)에 비해 중공부(10)의 크기를 보다 확장시킬 수 있다.According to the present embodiments, the wave gear device 100 generates rotation and waves by disposing the wave generator 130 outside the second gear 120 and connecting the input shaft 20 to the wave generator 130. has a structure that In this way, by disposing the wave generator 130 at the outermost side of the wave gear device 100, the size of the hollow part 10 can be expanded. In addition, since the wave generator 130 consists of the cam 131 and the wave bearing 132, there is a limit to expanding the size of the hollow part 10 formed inside the cam 131, whereas the input shaft 20 Compared to the silver wave generator 130, the size of the hollow part 10 can be more expanded.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

10: 중공부
20: 입력축
30: 출력축
100: 파동 기어 장치
110: 제1 기어
111: 바디
112: 제1 치부
120: 제2 기어
121: 바디
122: 제2 치부
123: 다이어프램
124: 보스부
130: 파동 발생기
131: 캠
132: 파동 베어링10: hollow part
20: input shaft
30: output shaft
100: wave gear device
110: first gear
111: body
112: first teeth
120: second gear
121: body
122: second teeth
123: diaphragm
124: boss part
130: wave generator
131: cam
132 wave bearing

Claims

A first gear having a hollow part formed therein and having a rigid circular ring shape;
a second gear provided on an outer circumferential surface of the first gear and having a flexible cylindrical shape; and
a wave generator provided on an outer circumferential surface of the second gear to deform the second gear into a non-circular shape and rotate by being connected to the input shaft;
Wave gear device comprising a.

According to claim 1,
The wave generator,
A rigid cam having a ring shape and at least an inner circumferential surface formed in an elliptical shape; and
a wave bearing provided between the cam and the second gear;
Wave gear device comprising a.

According to claim 1,
The first gear has a first tooth formed on an outer circumferential surface,
The wave gear device wherein the second gear has second teeth meshing with the first teeth formed on an inner circumferential surface.

According to claim 3,
A wave gear device having an output shaft connected to the first gear or the second gear.

According to claim 1,
The second gear,
A cylindrical body with one end opened; and
a diaphragm formed at the other end of the body;
Wave gear device comprising a.

According to claim 5,
The second gear is a wave gear device having a silk hat shape in which the diaphragm extends outward in a radial direction or a cup shape in which the diaphragm blocks the other end.