WO2018043914A1 - 초고 감속용 유성치차 감속장치 - Google Patents

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WO2018043914A1
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module
input shaft
gear reduction
shaft module
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PCT/KR2017/007863
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임선호
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주식회사 세진아이지비
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    • F16H2057/02073—Reduction gearboxes for industry

Definitions

  • the present invention relates to a planetary gear reduction apparatus for ultra-high deceleration, and more particularly, to provide an ultra-high deceleration ratio as an efficient structure, as well as an ultra-high deceleration that can be easily applied to compact equipment because of its light and simple structure. It relates to a planetary gear reduction gear.
  • Planetary reduction gear (planetary reduction gear) is a device that generates a large driving force by reducing the input torque can be widely used throughout the industry.
  • the planetary gear reducer may be used to reduce and transmit a rotational speed of a high load transmitted through a driving shaft of a power source such as an electric motor or a servo motor in an automation and precision control device.
  • a power source such as an electric motor or a servo motor in an automation and precision control device.
  • Conventional planetary gear reducers are provided with a sun gear disposed on a central axis, a plurality of planetary gears external to the sun gear, and a plurality of planetary gears disposed radially outward of the plurality of planetary gears.
  • a ring gear is circumscribed.
  • the reduction ratio provided by one planetary gear reducer has a predetermined value.
  • the number of gears of the ring gear and the sun gear divided by the number of gears of the sun gear may be a reduction ratio provided by the planetary gear reducer, which is invariably fixed.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an ultra high speed reduction planetary gear reduction apparatus that can be easily applied to compact equipment because it can provide an ultra-high reduction ratio as an efficient structure, as well as a light and simple structure.
  • FIG. 1 is a perspective view of an ultra high speed planetary gear reduction device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a rear perspective view of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a partial longitudinal cross-sectional view of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a view illustrating the end cover of FIG. 2 removed
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a clamp and a motor mounting plate separated from FIG. 4.
  • FIG. 6 is a view further separating part of the planetary gear reduction unit of FIG. 5.
  • FIG. 8 is an assembled cross-sectional view of FIG. 7.
  • 9 is an exploded view of an internal planetary gear reducer.
  • FIG. 10 is a rear view of FIG. 9.
  • FIGS. 9 and 10 are views showing only portions of FIGS. 9 and 10, respectively.
  • the planetary gear reduction unit for providing a first deceleration to reduce the rotational speed of the motor (primary) first; And an input shaft module having the planetary gear reduction unit connected to an end thereof, wherein at least two parts are coupled to one body, and further decelerating the primary deceleration by interaction with the input shaft module.
  • An ultra high speed planetary gear reduction apparatus including an internal planetary gear reducer having an output shaft module configured to output a road may be provided.
  • the input shaft module of the internal planetary gear reducer includes: a first input shaft module having one end disposed at the output shaft module side; And one side may be coupled to the first input shaft module and the other side may include a second input shaft module connected to the planetary gear reduction unit.
  • the first input shaft module may include: a first module head disposed on the output shaft module side and having an input tooth connected to an outer surface thereof; And a first module shaft connected to the second module head, wherein the second input shaft module includes: a second module hollow body having an empty hollow shape and into which the first module shaft is inserted; And a second module flange formed at an end of the second module hollow body and larger than a diameter of the second module hollow body.
  • One of the first module shaft of the first input shaft module and the second module hollow body of the second input shaft module is provided with a key block for key coupling, and the other side has a key groove to which the key block is coupled.
  • the first module shaft of the first input shaft module and the second module hollow body of the second input shaft module may be bolted to form a body after the key coupling is performed.
  • the planetary gear reduction unit, the primary gear for reducing the sun is rotatably disposed in the center of the second module flange of the second input shaft module; And a plurality of primary deceleration planetary gears engaged with the primary deceleration solar gear in a radially outer side of the primary deceleration solar gear.
  • the planetary gear reduction unit may further include a ring gear plate coupled to the rear surface of the internal planetary gear reducer and having a primary gearing ring gear unit coupled to the plurality of primary gearing gears.
  • One side of the primary deceleration solar gear may be integrally provided with a solar gear connector larger than the diameter of the primary deceleration solar gear, the solar gear connector is connected to the motor shaft connecting the motor shaft of the motor Can be combined.
  • the planetary gear reduction unit is coupled to the outside of the motor shaft connecting member for connecting the motor shaft for guiding the rotation of the motor shaft connecting member; And it may further include a bearing support member for supporting the bearing for the motor shaft connection.
  • the solar gear connector and the motor shaft connecting member may be coupled in an interference fit manner, and a plurality of cutting slots may be formed at an end of the motor shaft connecting member along its circumferential direction.
  • the planetary gear reduction unit may include a clamp for selectively clamping a cutting slot region of the motor shaft connecting member; And a motor mounting plate coupled to the rear surface of the internal planetary gear reducer to allow the motor to be mounted.
  • the internal planetary gear reducer may include: an internal tooth integrated body configured to form a place on which the input shaft module and the output shaft module are mounted, and wherein the internal tooth is integrally formed on the inner wall; And an end cover coupled to one side of the inner tooth integrated body to form a place where the planetary gear reduction unit is mounted.
  • the internal planetary gear reducer includes: a plurality of isotropic one-stage planetary gears disposed on the output shaft module side and arranged along the circumferential direction of the first module head and engaged with and interlocked with the input gears of the first module head; And a plurality of eccentric cams having one end connected to the isotropic one-speed planetary gear and rotated by the rotation of the isotropic one-speed planetary gear, and a plurality of eccentric cams connected with a phase difference of a predetermined interval on the rotation axis. It may further include an axis.
  • the internal planetary gear reducer has a module through hole through which the input shaft module passes, and an external tooth formed on the inner wall of the internal gear integrated body and connected to an eccentric cam of the crankshaft.
  • the rotation may further include a plurality of pairs of planetary gears that translate translation.
  • the output shaft module may include a flat output shaft having an input difference of the input shaft module disposed at a central portion thereof; And it is coupled to the flat output shaft, it may include a pre-wash plate to prevent the occurrence of pre-wash motion.
  • the output shaft module may further include a vibration suppressing pin coupled to the flat output shaft and the precession preventing plate to suppress output vibration.
  • FIG. 1 is a perspective view of an ultra high speed planetary gear reduction apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a rear perspective view of Figure 1
  • Figure 3 is a partial longitudinal cross-sectional view of Figure 1
  • Figure 4 is an end portion in Figure 2
  • Figure 5 is a view of removing the cover
  • Figure 5 is a view of separating the clamp and the motor mounting plate in Figure 4
  • Figure 6 is a view further removed a part of the planetary gear reduction unit in Figure 5
  • Figure 7 is an input shaft module and planetary An exploded view of a portion of the gear reduction unit
  • FIG. 8 is an assembled cross-sectional view of FIG. 7
  • FIG. 9 is an exploded view of the internal planetary gear reducer
  • FIG. 10 is a rear view of FIG. 9, and FIGS. 11 and 12 are respectively
  • FIGS. 9 and 10 are only partial views of the configuration
  • FIGS. 13 and 14 are exploded views of the input shaft module
  • FIGS. 15 and 16 are exploded views of the output
  • the ultra high speed planetary gear reduction device 1 can provide an ultra high speed reduction ratio as an efficient structure, as well as a light and simple structure so that it can be easily applied to compact equipment.
  • the planetary gear reduction unit 200 (mainly see FIGS. 2 to 8) to which a motor (not shown) is connected, and the internal planetary gear reducer 100 to which the planetary gear reduction unit 200 is coupled (100, mainly FIG. 1). 9 to 16).
  • the coupling structure of the ultra-high deceleration planetary gear reduction device 1 is a planetary gear reduction unit 200 having one side of the internal planetary gear reducer 100. It is coupled to the end of the input shaft module 120, in this case it is possible to provide a light and simple structure as shown in FIG. That is, since the rotational speed of the motor (not shown) is decelerated first by the planetary gear reducer 100 and then decelerated into the second through the internal planetary gear reducer 100, a large torque is generated. At the same time, it is possible to realize an ultra-high reduction ratio.
  • the internal planetary gear reducer 100 serves to further reduce the primary deceleration input from the planetary gear reduction unit 200 to output the secondary deceleration. do.
  • the internal planetary gear reducer 100 is coupled to one side of the internal tooth integrated body 110 and the internal tooth integrated body 110 in which a plurality of parts for deceleration are mounted, and the planetary gear reduction unit 200 is mounted.
  • An end shaft 191 forming a place, an input shaft module 120 (see FIGS. 13 and 14) input from the planetary gear reduction unit 200 and a primary deceleration for reducing the rotational speed of the motor to the primary, and 1
  • an output shaft module 130 see FIGS. 15 and 16 for further decelerating the secondary deceleration and outputting the secondary deceleration.
  • the input shaft module 120 can be easily mounted at the corresponding position without constraints or additional auxiliary structure use conditions, thereby minimizing the mounting volume. It is possible to improve the deceleration band than the conventional one.
  • the internal tooth integrated body 110 is a structure that is engaged with a pair of planetary gear 160, that is, a pair of pair of planetary gear 160 to be described later.
  • An internal tooth 111 is formed on an inner wall of the internal tooth integrated body 110 to engage with the pair of planetary gears 160.
  • the inner tooth 111 may be integrally formed on the inner wall of the inner tooth integrated body 110.
  • a plurality of through-holes 112 are formed around the internal tooth-integrated body 110.
  • the through hole 112 is provided for coupling the bolt 194a (see FIGS. 9 and 10) with the end cover 191. That is, the end cover 191 is coupled to an end of the internal tooth integrated body 110, and the end cover 191 is integrated with the internal tooth integrated body 110 and the end cover 191 to be coupled to the internal tooth integrated body 110. Holes 112 and 191a are formed in the holes. Thus, by inserting and fastening the bolts 194a into the through holes 112 and 191a, the internal tooth-mounted body 110 and the end cover 191 may be coupled to each other.
  • the input shaft module 120 is connected to the internal tooth integrated body 110, but the first deceleration which decelerates the rotational speed of the motor to the primary is input from the planetary gear reduction unit 200. That is, when the motor is operated, the planetary gear reduction unit 200 is first decelerated, and then directly transmitted to the input shaft module 120.
  • the input shaft module 120 is coupled to each other in at least two parts to form a body.
  • the input shaft module 120 is applied to one body as in the past, when the outer circumference of the rear end of the input shaft is larger than the space in the center of the reducer, it cannot be penetrated into the center space of the reducer body, and thus it is impossible to mount it at all. Since a separate auxiliary structure for mounting is required, it may result in difficulty in minimizing the mounting volume, which inevitably leads to limitations in implementing a reduction ratio.
  • the aforementioned problem may be solved. That is, since the second input shaft module 122 is connected to the planetary gear reduction unit 200, the first input shaft module 121 is disposed on the opposite side and is coupled to the second input shaft module 122. It is not necessary to increase the diameter of the module 121, there is no restriction in installation, and no separate auxiliary structure for mounting is also required. In particular, since the input gear 121c formed at the end of the first input shaft module 121 is disposed on the flat output shaft 131 of the output shaft module 130, the mounting volume can be minimized and the reduction ratio can be relatively reduced. It is also advantageous for implementation.
  • the input shaft module 120 having such a role includes a first input shaft module 121 having one end thereof disposed on the flat output shaft 131 side of the output shaft module 130, and one side thereof.
  • the second input shaft module 122 is coupled to the first input shaft module 121 and the other side is connected to the planetary gear reduction unit 200.
  • the second input shaft module 122 is connected to a plurality of primary deceleration planetary gears 220 forming the planetary gear reduction unit 200.
  • the first input shaft module 121 is disposed on the flat output shaft 131 side of the output shaft module 130 and is connected to the first module head 121a to which the input gear 121c is connected to the outer surface, and the second module head. It may include a first module shaft 121b inserted into the second input shaft module 122.
  • the input tooth 121c formed on the outer surface of the first module head 121a is applied to the wedge tooth shape so that the operation can be made flexible.
  • the second input shaft module 122 has a hollow hollow shape, is formed at the end of the second module hollow body 122a and the second module hollow body 122a into which the first module shaft 121b is inserted. It may include a second module flange (122b) is formed larger than the diameter of the two-module hollow body (122a).
  • the first input shaft module 121 and the second input shaft module 122 are coupled, they should not be arbitrarily rotated. That is, the first input shaft module 121 does not have to be idle with respect to the second input shaft module 122 to which the planetary gear reduction unit 200 is coupled.
  • a key block 121d is provided on an outer wall of the first module shaft 121b, and a key groove 122c is inserted into the inner wall of the second module hollow body 122a to fit the shape. Is formed. Accordingly, when the first input shaft module 121 and the second input shaft module 122 are coupled, the key block 121d and the key groove 122c are aligned to each other, thereby causing the first input shaft module 121 to fail. It can be prevented.
  • a bolt 123 is used so that the keyed first input shaft module 121 and the second input shaft module 122 may be one body.
  • the first module shaft 121b of the first input shaft module 121 and the second module hollow body 122a of the second input shaft module 122 may have a key through the key block 121d and the key groove 122c. After the coupling is performed, it is fixed with the bolt 123 to form an input shaft module 120 such as one body, that is, one structure.
  • the input shaft support bearing 125 and the input shaft oil seal 126 are provided around the input shaft module 120 so that the input shaft module 120 rotates smoothly and the oil provided to the input shaft module 120 does not leak.
  • the C ring 127 supporting the input shaft support bearing 125 is provided around the input shaft support bearing 125.
  • the output shaft module 130 is connected to and interacts with the input shaft module 120 through a plurality of components, and serves to further reduce the primary deceleration input from the input shaft module 120 to output the secondary deceleration. That is, it plays a role of outputting a large torque while greatly reducing the rotational speed from the motor.
  • the output shaft module 130 is coupled to the flat output shaft 131 and the flat output shaft 131 having the input gear 121c of the input shaft module 120 disposed at the center thereof. And a precession preventing plate 132 for preventing the generation of precessional motion.
  • an input gear disposition unit 131a in which the input gear 121c of the first input shaft module 121 is disposed is formed.
  • a plurality of planetary gear arrangement units 131b are formed around the input gear arrangement unit 131a in which a plurality of isotropic one-stage planetary gears 141 engaged with the input gear 121c are rotatably disposed.
  • the center of the input gear placement unit 131a and the planetary gear placement unit 131b may both take the form of a through hole for connection with a neighboring structure.
  • a plurality of separation legs 131c are formed, and a bolt hole 131d is formed in the separation legs 131c.
  • Spaced legs 131c are provided in plural along the circumferential direction of the flat output shaft 131. Due to these spaced legs 131c, the flat output shaft 131 and the precession preventing plate 132 have the length of the spaced legs 131c. Can be combined as far apart as possible.
  • the car wash prevention plate 132 is formed with a through hole 132a communicating with the bolt hole 131d of the spaced leg 131c. Therefore, the bolt B is inserted into the through hole 132a of the car wash prevention plate 132 and fastened to the bolt hole 131d formed at the spaced leg 131c of the flat output shaft 131 to prevent the washing of the flat output shaft 131 and the precession.
  • Plate 132 may be connected to one body.
  • the vibration suppressing pins 133 may be applied in plural numbers at intervals from each other.
  • Pinholes 131e and 132e are formed in the flat output shaft 131 and the precession preventing plate 132 so that the vibration suppressing pin 133 may be coupled between the flat output shaft 131 and the precession preventing plate 132.
  • the pinhole 131e formed in the flat output shaft 131 may be disposed around the bolt hole 131d of the spaced leg 131c.
  • the internal planetary gear reducer 100 has a deceleration action, that is, a plurality of isotropic one-stage as means for further decelerating the primary deceleration inputted from the input shaft module 120 and outputting the secondary deceleration.
  • the planetary gear 140, a plurality of crankshafts 150, and a plurality of pairs of planetary gears 160 are provided.
  • the plurality of isotropic one-step planetary gears 140 are arranged along the circumferential direction of the first module head 121a constituting the first input shaft module 121 of the input shaft module 120 to input the first gear head 121a. It meshes with 121c and interlocks. That is, when the input shaft module 120 is rotated by the motor, a plurality of isotropic one-stage planetary gear 140 meshed with the input gear 121c of the input shaft module 120 may also be rotated.
  • the isotropic one-stage planetary gears 140 are spaced at an isometric angle, rotatably disposed on the planetary gear arrangement portion 131b of the flat output shaft 131 forming the output shaft module 130, and the crankshaft 150. ). Since the crankshaft 150 must be connected to the isotropic one-stage planetary gear 140 through the flat output shaft 131, the center of the planetary gear arrangement portion 131b penetrates.
  • the output shaft sealing cover 171 and the output shaft oil seal 172 are isotropic one-stage planetary gears 140 to prevent displacement of the isotropic one-stage planetary gears 140 and finish the end of the internal planetary gear reducer 100. It is coupled to the flat output shaft 131 after being positioned adjacent to.
  • the output shaft oil seal 172 is disposed between the output shaft sealing cover 171 and the flat output shaft 131, the output shaft sealing cover 171 is coupled to the bolt (B1) to the flat output shaft 131.
  • the plurality of crankshafts 150 are connected to the isotropic one-speed planetary gear 140 and the pair of planetary gears 160.
  • the plurality of crankshafts 150 may be applied as many as the number of isotropic one-speed planetary gear 140. In the present embodiment, three isotropic one-stage planetary gear 140 and the crankshaft 150 is applied.
  • the crankshaft 150 has one end thereof connected to the isotropic one-speed planetary gear 140 and rotated by the rotation of the isotropic one-speed planetary gear 140, and a predetermined interval on the rotation shaft 151. It includes a plurality of eccentric cam 152 connected with a phase difference of.
  • D-cut processing portion 151a is formed at one end of the rotating shaft 151 so that the crankshaft 150 and the isotropic one-speed planetary gear 140 do not fall back, and the D-cut processing part is formed on the isotropic one-speed planetary gear 140.
  • a non-circular hole 141 to which the 151a is coupled is formed.
  • crankshaft 150 and the isotropic one-stage planetary gear 140 may consider the spline coupling as before, but in this case, the number of teeth for the spline implementation is increased and the crank is based on something. There may be confusion as to whether to assemble the shaft 150 and the isotropic one-speed planetary gear 140.
  • the eccentric cam 152 is a structure that is connected with a phase difference of a predetermined interval on the rotation axis 151, each of which is connected to the pair of planetary gear 160 one by one.
  • a number of supports are used for their connection, but the illustration and description are omitted.
  • the plurality of pair of planetary gear 160 has a module through hole 162 through which the input shaft module 120 is passed in the center and the outer tooth 161 meshed with the inner tooth 111 of the internal tooth integrated body 110 on the outer wall. Is formed, and is connected to the eccentric cam 152 of the crankshaft 150 is a gear that translates the translational motion in accordance with the rotation of the crankshaft (150). It can be applied in pairs as shown.
  • Both ends of the pair planetary gear 160 may have a pair of output shaft support long-axis angular ball bearings 173 for supporting the pair of planetary gears 160.
  • the planetary gear reduction unit 200 is an induction planetary gear as described above the first deceleration to decelerate the rotational speed of the motor primarily as a reducer or a reduction component connected to a motor (not shown). It serves to transfer to the input shaft module 120 of the reducer 100.
  • the planetary gear reduction unit 200 transmits the primary deceleration which reduced the rotational speed of the motor to the primary to the input shaft module 120 of the internal planetary gear reducer 100 described above, and thus the planetary gear reduction unit 200 ) May be connected to the input shaft module 120, that is, the second input shaft module 122 of the input shaft module 120.
  • the internal planetary gear reducer 100 may be connected to the second module flange 122b constituting the second input shaft module 122.
  • the internal planetary gear reducer 100 includes a ring gear plate 240 having a primary geared sun gear 210, a plurality of primary geared gears 220, and a primary geared ring gear 230. ) May be included.
  • the primary reduction gear 210 is a gear rotatably disposed at the center of the second module flange 122b of the second input shaft module 122.
  • the primary deceleration planetary gear 220 is meshed with the primary deceleration solar gear 210 in the radially outer side of the primary deceleration solar gear 210.
  • three primary reduction gear planetary gears 220 are provided at equal intervals, and are engaged with the primary reduction gear member 210 at the outside of the primary gear reduction gear 210.
  • a plurality of primary deceleration planetary gears 220 may be rotated.
  • the primary deceleration planetary gear 220 is also rotated for self-deceleration but must be idle.
  • a ring gear plate 240 is applied.
  • the ring gear plate 240 is a structure that is coupled to the rear surface of the internal planetary gear reducer 100, and a primary reduction ring gear unit 230 engaged with a plurality of primary reduction planetary gears 220 is formed at a central portion thereof. Is formed.
  • the reduction ratio may be a value obtained by dividing the number of gears of the first reduction gear ring 230 and the first reduction sun gear 210 by the number of gears of the first reduction sun gear 210. You can set the vehicle deceleration.
  • the primary deceleration solar gear 210 should be rotated for self-rotation or idle of the primary deceleration planetary gear 220.
  • a motor must be directly connected to the primary geared solar gear 210, and for this purpose, the solar gear connector 250 and the motor shaft connecting member 260 are provided.
  • the solar gear connector 250 is a structure that is formed larger than the diameter of the primary geared solar gear 210 on one side of the primary geared solar gear 210. As shown in the cross-sectional view of FIGS. 3 and 8, the primary geared solar gear 210 and the solar gear connector 250 may be an integral structure.
  • One side of the motor shaft connecting member 260 is coupled to the solar gear connector 250, the other side is connected to the motor shaft of the motor.
  • the solar gear connector 250 and the motor shaft connecting member 260 may be coupled in an interference fit manner.
  • the primary gearbox for speed reduction 210 may be rotated through the motor shaft connecting member 260 and the solar gear connector 250.
  • a plurality of cutting slots 261 are formed at the end of the motor shaft connecting member 260 along the circumferential direction thereof.
  • the plurality of cutting slots 261 may be means for allowing the motor shaft to be easily inserted.
  • the motor shaft connecting member 260 is provided with a motor shaft connecting bearing 271 for guiding the rotation of the motor shaft connecting member 260.
  • the motor shaft connection bearing 271 is supported by the bearing support member 272.
  • the bearing support member 272 may be screwed to the end cover 191 to support the motor shaft connection bearing 271.
  • the ultra-high speed planetary gear reduction device 1 is further provided with a clamp 274 and a motor mounting plate 275 for mounting a motor (not shown).
  • the clamp 274 serves to selectively clamp the cutting slot 261 area of the motor shaft connecting member 260. That is, after the motor shaft is connected to the motor shaft connecting member 260, the clamping slot 261 is tightened by the clamp 274 so that the connection between the motor shaft and the motor shaft connecting member 260 is not released.
  • the motor mounting plate 275 is coupled to the rear surface of the internal planetary gear reducer 100 to serve to mount the motor.
  • the motor mounting plate 275 may be coupled to the bearing support member 272 by screws (not shown).
  • the primary geared solar gear 210 may be rotated through the motor shaft connecting member 260 and the solar gear connector 250 constituting the planetary gear reduction unit 200. Can be.
  • a plurality of primary deceleration planetary gears 220 engaged therewith may be rotated by the primary deceleration ring gear unit 230, and due to its action.
  • the rotation speed of the motor can be decelerated primarily.
  • the first deceleration in which the rotational speed of the motor is decelerated first is transmitted to the input shaft module 120 of the internal planetary gear reducer 100, and when the second input shaft module 122 of the input shaft module 120 is rotated, the second input shaft is rotated.
  • the first input shaft module 121 which is coupled to the module 122 and constitutes one body, may be rotated.
  • the crankshaft 150 performs the second deceleration action according to the ratio of the predetermined reduction ratio, that is, the ratio of the input shaft module 120 and the isotropic one-stage planetary gear 140 engaged therewith while rotating and rotating.
  • the pair of planetary gears 160 mounted on the eccentric cam 152 of the crankshaft 150 are translated in rotation.
  • the deceleration movement of the crankshaft 150 is transmitted to the output shaft module 130 outputs the deceleration according to the required reduction ratio, that is, the second deceleration decelerated more than the primary deceleration on the planetary gear reduction unit 200 side You can do it.
  • the equipment is compact but can provide very high reduction ratios.
  • the present invention can be used in various machine tools requiring rotational motion or linear motion, as well as industrial machinery, semiconductor or flat display manufacturing equipment, and various logistics transport equipment.

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Abstract

초고 감속용 유성치차 감속장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초고 감속용 유성치차 감속장치는, 모터(motor)의 회전속도를 1차로 감속시킨 1차 감속도를 제공하는 유성치차 감속유닛; 및 유성치차 감속유닛이 단부에 연결되되 적어도 두 파트(part)가 한 몸체로 결합되어 형성되는 입력축 모듈과, 입력축 모듈과의 상호작용에 의해 1차 감속도를 더 감속시켜 2차 감속도로 출력하는 출력축 모듈을 구비하는 내접식 유성치차 감속기를 포함한다.

Description

초고 감속용 유성치차 감속장치
본 발명은, 초고 감속용 유성치차 감속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 효율적인 구조로써 초고 감속비를 제공할 수 있음은 물론 경박단소한 구조를 가지기 때문에 콤팩트한 장비에 용이하게 적용될 수 있는 초고 감속용 유성치차 감속장치에 관한 것이다.
유성치차 감속기(planetary reduction gear)는 입력토크를 감속시켜 큰 구동력을 발생시키는 장치로서, 산업 전반에 걸쳐 널리 사용될 수 있다.
예컨대, 자동화 및 정밀제어기기에서는 전동모터, 서보모터 등과 같은 동력원의 원동축을 통해 전달되는 고부하의 회전속도를 감속시켜 전달하기 위해 유성치차 감속기가 사용될 수 있다.
통상의 유성치차 감속기는 중심축에 배치되는 태양치차(sun gear)와, 태양치차에 외접되는 다수의 유성치차(planetary gear)와, 다수의 유성치차의 반경방향 외측에 배치되어 다수의 유성치차와 외접되는 링기어(ring gear)를 포함한다.
이에, 태양치차에 회전력이 입력되면 이의 회전력이 유성치차들에 전달되어 출력되는데, 이때의 유성치차들이 자체적으로 회전될 뿐만 아니라 링기어 상에서 회전되기 때문에 일정한 감속비를 구현할 수 있게 되는 것이다.
한편, 하나의 유성치차 감속기가 제공하는 감속비는 미리 결정된 값을 갖는다. 즉 링기어와 태양치차의 기어개수를 태양치차의 기어개수로 나눈 값이 해당 유성치차 감속기가 제공하는 감속비일 수 있는데, 이는 변경되지 않고 일정하게 정해져 있을 수밖에 없다.
때문에 더 높은 감속비, 특히 초고 감속비를 구현하고자 할 때는 2개의 유성치차 감속기를 연결해서 사용하는 것을 고려할 수 있다.
하지만, 유성치차 감속기들을 단순하게 연결시켜 사용할 경우에는 부피가 커질 수밖에 없기 때문에 인덱스(index)와 같은 콤팩트한 장비에 적용이 어려운 문제점이 있다는 점을 고려해볼 때, 콤팩트하면서도 초고 감속비를 구현할 수 있는 신개념의 감속장치에 대한 기술개발이 필요한 실정이다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 효율적인 구조로써 초고 감속비를 제공할 수 있음은 물론 경박단소한 구조를 가지기 때문에 콤팩트한 장비에 용이하게 적용될 수 있는 초고 감속용 유성치차 감속장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 효율적인 구조로써 초고 감속비를 제공할 수 있음은 물론 경박단소한 구조를 가지기 때문에 콤팩트한 장비에 용이하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고 감속용 유성치차 감속장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배면 사시도이다.
도 3은 도 1의 부분 종단면도이다.
도 4는 도 2에서 단부 커버를 분리한 도면이다.
도 5는 도 4에서 클램프와 모터 장착판을 분리한 도면이다.
도 6은 도 5에서 유성치차 감속유닛의 일부를 더 분리한 도면이다.
도 7은 입력축 모듈과 유성치차 감속유닛의 일부에 대한 분해도이다.
도 8은 도 7의 조립 단면도이다.
도 9는 내접식 유성치차 감속기의 분해도이다.
도 10은 도 9의 배면도이다.
도 11 및 도 12는 각각 도 9와 도 10의 일부 구성만을 발췌한 상태의 도면이다.
도 13 및 도 14는 각각 입력축 모듈의 분해도이다.
도 15 및 도 16은 각각 출력축 모듈의 분해도이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모터(motor)의 회전속도를 1차로 감속시킨 1차 감속도를 제공하는 유성치차 감속유닛; 및 상기 유성치차 감속유닛이 단부에 연결되되 적어도 두 파트(part)가 한 몸체로 결합되어 형성되는 입력축 모듈과, 상기 입력축 모듈과의 상호작용에 의해 상기 1차 감속도를 더 감속시켜 2차 감속도로 출력하는 출력축 모듈을 구비하는 내접식 유성치차 감속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치가 제공될 수 있다.
상기 내접식 유성치차 감속기의 입력축 모듈은, 일단부가 상기 출력축 모듈 측에 배치되는 제1 입력축 모듈; 및 일측은 상기 제1 입력축 모듈과 결합되고 타측은 상기 유성치차 감속유닛과 연결되는 제2 입력축 모듈을 포함할 수 있다.
상기 제1 입력축 모듈은, 상기 출력축 모듈 측에 배치되되 외면에 입력치차가 연결되는 제1 모듈 헤드; 및 상기 제2 모듈 헤드와 연결되는 제1 모듈 샤프트를 포함할 수 있으며, 상기 제2 입력축 모듈은, 내부가 빈 중공 형상을 가지며, 상기 제1 모듈 샤프트가 삽입되는 제2 모듈 중공바디; 및 상기 제2 모듈 중공바디의 단부에 형성되되 상기 제2 모듈 중공바디의 직경보다 크게 형성되는 제2 모듈 플랜지를 포함할 수 있다.
상기 제1 입력축 모듈의 제1 모듈 샤프트와 상기 제2 입력축 모듈의 제2 모듈 중공바디 중 어느 하나에는 키(key) 결합을 위한 키 블록이 마련되고, 상대편에는 상기 키 블록이 결합되는 키 홈이 형성될 수 있으며, 상기 제1 입력축 모듈의 제1 모듈 샤프트와 상기 제2 입력축 모듈의 제2 모듈 중공바디는 상기 키 결합이 진행된 후에 볼트로 고정되어 한 몸체를 형성할 수 있다.
상기 유성치차 감속유닛은, 상기 제2 입력축 모듈의 제2 모듈 플랜지의 중심부에 회전 가능하게 배치되는 1차 감속용 태양치차; 및 상기 1차 감속용 태양치차의 반경방향 외측에서 상기 1차 감속용 태양치차와 치합되는 다수의 1차 감속용 유성치차를 포함할 수 있다.
상기 유성치차 감속유닛은, 상기 내접식 유성치차 감속기의 배면에 결합되되 상기 다수의 1차 감속용 유성치차와 치합되는 1차 감속용 링기어부가 중심부에 형성되는 링기어 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 1차 감속용 태양치차의 일측에는 상기 1차 감속용 태양치차의 직경보다 큰 태양치차 연결구가 일체로 마련될 수 있으며, 상기 태양치차 연결구에는 상기 모터의 모터축이 연결되는 모터축 연결부재가 결합될 수 있다.
상기 유성치차 감속유닛은, 상기 모터축 연결부재의 외측에 결합되어 상기 모터축 연결부재의 회전을 가이드하는 모터축 연결용 베어링; 및 상기 모터축 연결용 베어링을 지지하는 베어링 지지부재를 더 포함할 수 있다.
상기 태양치차 연결구와 상기 모터축 연결부재는 억지끼워맞춤 방식으로 결합될 수 있으며, 상기 모터축 연결부재의 단부에는 그 둘레방향을 따라 다수의 절취슬롯이 형성될 수 있다.
상기 유성치차 감속유닛은, 상기 모터축 연결부재의 절취슬롯 영역을 선택적으로 클램핑시키는 클램프; 및 상기 내접식 유성치차 감속기의 배면에 결합되되 상기 모터가 장착되도록 하는 모터 장착판을 더 포함할 수 있다.
상기 내접식 유성치차 감속기는, 상기 입력축 모듈과 상기 출력축 모듈이 탑재되는 장소를 형성하되 내치차가 내벽에 일체로 형성되는 내치차 일체형 본체; 및 상기 내치차 일체형 본체의 일측에 결합되어 상기 유성치차 감속유닛이 장착되는 장소를 형성하는 단부 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 내접식 유성치차 감속기는, 상기 출력축 모듈 측에 배치되되 상기 제1 모듈 헤드의 둘레 방향을 따라 배치되어 상기 제1 모듈 헤드의 입력치차와 치합되어 연동되는 다수의 등방 1단 유성치차; 및 일단부가 상기 등방 1단 유성치차에 연결되어 상기 등방 1단 유성치차의 회전에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 다수의 편심캠을 구비하는 다수의 크랭크축를 더 포함할 수 있다.
상기 내접식 유성치차 감속기는, 중심부에는 상기 입력축 모듈이 통과되는 모듈 통과공이 형성되고 외벽에는 상기 내치차 일체형 본체의 내치차에 치합되는 외치차가 형성되며, 상기 크랭크축의 편심캠과 연결되어 상기 크랭크축의 회전에 따라 병진회전운동하는 다수의 켤레 유성치차를 더 포함할 수 있다.
상기 출력축 모듈은, 상기 입력축 모듈의 입력치차가 중심부에 배치되는 편평 출력축; 및 상기 편평 출력축과 결합되며, 세차운동의 발생을 방지시키는 세차방지판을 포함할 수 있다.
상기 출력축 모듈은, 상기 편평 출력축과 상기 세차방지판에 결합되어 출력 진동을 억제시키는 진동억제핀을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고 감속용 유성치차 감속장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배면 사시도이며, 도 3은 도 1의 부분 종단면도이고, 도 4는 도 2에서 단부 커버를 분리한 도면이며, 도 5는 도 4에서 클램프와 모터 장착판을 분리한 도면이고, 도 6은 도 5에서 유성치차 감속유닛의 일부를 더 분리한 도면이며, 도 7은 입력축 모듈과 유성치차 감속유닛의 일부에 대한 분해도이고, 도 8은 도 7의 조립 단면도이며, 도 9는 내접식 유성치차 감속기의 분해도이고, 도 10은 도 9의 배면도이며, 도 11 및 도 12는 각각 도 9와 도 10의 일부 구성만을 발췌한 상태의 도면이고, 도 13 및 도 14는 각각 입력축 모듈의 분해도이며, 도 15 및 도 16은 각각 출력축 모듈의 분해도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 초고 감속용 유성치차 감속장치(1)는 효율적인 구조로써 초고 감속비를 제공할 수 있음은 물론 경박단소한 구조를 가지기 때문에 콤팩트한 장비에 용이하게 적용될 수 있도록 한 것으로서, 도시 않은 모터(motor)가 연결되는 유성치차 감속유닛(200, 주로 도 2 내지 도 8 참조)과, 유성치차 감속유닛(200)이 결합되는 내접식 유성치차 감속기(100, 주로 도 1, 도 9 내지 도 16 참조)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 초고 감속용 유성치차 감속장치(1)의 결합구조는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유성치차 감속유닛(200)이 내접식 유성치차 감속기(100)의 일측, 특히 입력축 모듈(120)의 단부에 결합되는 형태인데, 이와 같을 경우 도 3에 도시된 것처럼 경박단소한 구조를 제공할 수 있음은 물론 구조적인 특징으로 인해 초고 감속비를 구현할 수 있다. 즉 도시 않은 모터의 회전속도가 유성치차 감속기(100)에 의해 1차로 감속된 후, 다시 내접식 유성치차 감속기(100)를 통해 2차로 감속된 후 출력될 수 있기 때문에 큰 토크(torque)를 발생시키면서도 초고 감속비를 구현할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 도 1, 그리고 도 9 내지 도 16을 참조하여 내접식 유성치차 감속기(100)에 대해 먼저 설명한 후, 이어서 도 2 내지 도 8을 참조하여 유성치차 감속유닛(200)에 대해 설명하도록 한다.
우선, 내접식 유성치차 감속기(100)에 대한 설명이다. 도 1, 그리고 도 9 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 내접식 유성치차 감속기(100)는 유성치차 감속유닛(200) 쪽에서 입력되는 1차 감속도를 더 감속시켜 2차 감속도로 출력하는 역할을 한다.
이러한 내접식 유성치차 감속기(100)는 감속을 위한 다수의 부품이 탑재되는 내치차 일체형 본체(110)와, 내치차 일체형 본체(110)의 일측에 결합되어 유성치차 감속유닛(200)이 장착되는 장소를 형성하는 단부 커버(191)와, 모터의 회전속도를 1차로 감속시킨 1차 감속도가 유성치차 감속유닛(200)으로부터 입력되는 입력축 모듈(120, 도 13 및 도 14 참조)과, 1차 감속도를 더 감속시켜 2차 감속도로 출력하는 출력축 모듈(130, 도 15 및 도 16 참조)을 포함한다.
내접식 유성치차 감속기(100)가 위와 같은 콤팩트한 구조로 적용될 경우, 제약조건이나 별도의 보조구조물 사용조건 없이도 입력축 모듈(120)을 해당 위치에 용이하게 장착할 수 있어 장착 부피를 최소화할 있고, 감속대역을 종래보다 향상시킬 수 있도다.
내치차 일체형 본체(110)는 후술할 켤레 유성치차(160) 즉, 한 쌍의 켤레 유성치차(160)와 치합되는 구조물이다. 켤레 유성치차(160)와의 치합을 위해 내치차 일체형 본체(110)의 내벽에는 내치차(111)가 형성된다. 내치차(111)는 내치차 일체형 본체(110)의 내벽에 일체로 형성될 수 있다.
내치차 일체형 본체(110)의 둘레에는 다수의 통공(112)이 형성된다. 통공(112)은 단부 커버(191)와의 볼트(194a, 도 9 및 도 10 참조) 결합을 위해 마련된다. 즉 내치차 일체형 본체(110)의 단부에는 단부 커버(191)가 결합되는데, 단부 커버(191)가 내치차 일체형 본체(110)에 결합되기 위해 내치차 일체형 본체(110)와 단부 커버(191)에는 각각 통공(112,191a)이 형성된다. 이에, 통공(112,191a)으로 볼트(194a)를 삽입하여 체결함으로써 내치차 일체형 본체(110)와 단부 커버(191)를 결합시킬 수 있다.
단부 커버(191)의 중앙에는 입력축 모듈(120), 특히 제2 입력축 모듈(122)에 연결되는 유성치차 감속유닛(200)의 구성들, 즉 모터축 연결부재(260) 등이 통과되는 제1 통과홀(191b)이 형성된다.
입력축 모듈(120)은 내치차 일체형 본체(110)에 연결되되 모터의 회전속도를 1차로 감속시킨 1차 감속도가 유성치차 감속유닛(200)으로부터 입력되는 부분이다. 즉 모터가 동작되면 유성치차 감속유닛(200)에 의해 1차로 감속된 후, 입력축 모듈(120)로 직접 전달된다.
본 실시예에서 입력축 모듈(120)은 적어도 두 파트(part)로 분리된 상태에서 상호 결합되어 한 몸체를 형성한다.
이에 대해 부연하면, 만약 종전처럼 입력축 모듈(120)이 하나의 몸체로 적용되면 감속기 중앙의 공간보다 입력축의 후단부 외주면 치형이 큰 경우에는 감속기 본체의 중앙공간으로 관통될 수 없어서 장착이 아예 불가능하거나 장착을 위한 별도의 보조구조물이 필요하여 결국, 장착 부피를 최소화하기가 어려운 결과를 초래할 수 있으며, 이로 인해 상대적으로 저감속비 구현에도 제약이 발생될 수밖에 없다.
하지만, 본 실시예처럼 입력축 모듈(120)이 적어도 두 파트(part)로 분리된 상태에서 상호 결합되어 한 몸체를 형성하게 되면 전술한 문제점을 해결할 수 있다. 즉 제2 입력축 모듈(122)은 유성치차 감속유닛(200) 측에 연결된 상태이고, 반대편에서 제1 입력축 모듈(121)이 배치되어 제2 입력축 모듈(122)과 결합되는 구조이기 때문에 제1 입력축 모듈(121)의 직경을 크게 할 필요가 없어 설치에 제약이 없을 뿐만 아니라 장착을 위한 별도의 보조구조물 역시 필요치 않다. 특히, 제1 입력축 모듈(121)의 단부에 형성되는 입력치차(121c)가 출력축 모듈(130)의 편평 출력축(131)에 배치되고 있기 때문에 장착 부피의 최소화를 구현할 수 있음은 물론 상대적으로 저감속비 구현에도 유리하다.
이러한 역할을 담당하는 입력축 모듈(120)은 도 13 및 도 14에 자세히 도시된 것처럼 그 일단부가 출력축 모듈(130)의 편평 출력축(131) 측에 배치되는 제1 입력축 모듈(121)과, 일측은 제1 입력축 모듈(121)과 결합되고 타측은 유성치차 감속유닛(200)과 연결되는 제2 입력축 모듈(122)을 포함한다. 자세히 후술하겠지만 제2 입력축 모듈(122)에는 유성치차 감속유닛(200)을 이루는 다수의 1차 감속용 유성치차(220)가 연결된다.
제1 입력축 모듈(121)은 출력축 모듈(130)의 편평 출력축(131) 측에 배치되되 외면에 입력치차(121c)가 연결되는 제1 모듈 헤드(121a)와, 제2 모듈 헤드와 연결되고, 제2 입력축 모듈(122)로 삽입되는 제1 모듈 샤프트(121b)를 포함할 수 있다. 제1 모듈 헤드(121a)의 외면에 형성되는 입력치차(121c)는 쐐기형 치형으로 적용됨으로써 동작이 유연해질 수 있도록 한다.
제2 입력축 모듈(122)은 내부가 빈 중공 형상을 가지며, 제1 모듈 샤프트(121b)가 삽입되는 제2 모듈 중공바디(122a)와, 제2 모듈 중공바디(122a)의 단부에 형성되되 제2 모듈 중공바디(122a)의 직경보다 크게 형성되는 제2 모듈 플랜지(122b)를 포함할 수 있다.
한편, 제1 입력축 모듈(121)과 제2 입력축 모듈(122)이 결합된 상태에서 이들이 임의로 회전되어서는 아니 된다. 즉 유성치차 감속유닛(200)이 결합된 제2 입력축 모듈(122)에 대하여 제1 입력축 모듈(121)이 헛돌면 아니 된다.
이를 위해, 제1 모듈 샤프트(121b)의 외벽에는 키 블록(121d)이 마련되고, 제2 모듈 중공바디(122a)의 내벽에는 키 블록(121d)이 형상맞춤되게 삽입되는 키 홈(122c)이 형성된다. 따라서 제1 입력축 모듈(121)과 제2 입력축 모듈(122)을 결합시킬 때, 키 블록(121d)과 키 홈(122c)을 맞춰 결합시킴으로써, 제1 입력축 모듈(121)이 헛도는 현상을 예방할 수 있다.
또한 키 결합된 제1 입력축 모듈(121)과 제2 입력축 모듈(122)이 한 몸체가 될 수 있도록 볼트(123)가 사용된다. 다시 말해, 제1 입력축 모듈(121)의 제1 모듈 샤프트(121b)와 제2 입력축 모듈(122)의 제2 모듈 중공바디(122a)는 키 블록(121d)과 키 홈(122c)을 통한 키 결합이 진행된 후에 볼트(123)로 고정되어 한 몸체, 다시 말해 마치 하나의 구조물과 같은 입력축 모듈(120)을 이룰 수 있다.
이러한 입력축 모듈(120)이 원활하게 회전되고 또한 입력축 모듈(120)로 제공되는 오일이 새지 않도록 입력축 모듈(120)의 주변에는 입력축 지지베어링(125)과, 입력축 오일씰(126)이 마련된다. 입력축 지지베어링(125)의 주변에는 입력축 지지베어링(125)을 지지하는 C링(127)이 마련된다.
출력축 모듈(130)은 다수의 부품을 통해 입력축 모듈(120)과 연결되어 상호작용하며, 입력축 모듈(120)에서 입력되는 1차 감속도를 더 감속시켜 2차 감속도로 출력하는 역할을 한다. 즉 모터로부터의 회전속도를 크게 감속시키면서도 큰 토크를 출력하는 역할을 한다.
이러한 출력축 모듈(130)은 주로 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 입력축 모듈(120)의 입력치차(121c)가 중심부에 배치되는 편평 출력축(131)과, 편평 출력축(131)과 결합되며, 세차운동(precessional motion)의 발생을 방지시키는 세차방지판(132)을 포함한다.
편평 출력축(131)의 중앙에는 제1 입력축 모듈(121)의 입력치차(121c)가 배치되는 입력치차 배치부(131a)가 형성된다. 그리고 입력치차 배치부(131a)의 주변에는 입력치차(121c)와 치합되는 다수의 등방 1단 유성치차(141)가 회전 가능하게 배치되는 다수의 유성치차 배치부(131b)가 형성된다. 입력치차 배치부(131a)와 유성치차 배치부(131b)의 중앙은 모두 이웃된 구조물과의 연결을 위한 관통홀의 형태를 취할 수 있다.
세차방지판(132)을 향한 편평 출력축(131)의 일측에는 다수의 이격다리(131c)가 형성되며, 이격다리(131c)에는 볼트공(131d)이 형성된다. 이격다리(131c)는 편평 출력축(131)의 둘레 방향을 따라 다수 개 마련되는데, 이러한 이격다리(131c)들로 인해 편평 출력축(131)과 세차방지판(132)은 이격다리(131c)의 길이만큼 이격된 상태로 결합될 수 있다.
세차방지판(132)에는 이격다리(131c)의 볼트공(131d)에 연통되는 통공(132a)이 형성된다. 따라서 볼트(B)를 세차방지판(132)의 통공(132a)으로 삽입시켜 편평 출력축(131)의 이격다리(131c)에 형성되는 볼트공(131d)에 체결함으로써 편평 출력축(131)과 세차방지판(132)을 하나의 몸체로 연결할 수 있다.
편평 출력축(131)과 세차방지판(132) 사이에는 출력 진동을 억제시키는 진동억제핀(133)이 결합된다. 진동억제핀(133)은 상호간 이격간격을 두고 다수 개 적용될 수 있다. 진동억제핀(133)이 편평 출력축(131)과 세차방지판(132) 사이에 결합될 수 있도록 편평 출력축(131)과 세차방지판(132)에는 각각 핀홀(131e,132e)이 형성된다. 편평 출력축(131)에 형성되는 핀홀(131e)은 이격다리(131c)의 볼트공(131d) 주변에 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 내접식 유성치차 감속기(100)에는 감속 작용, 즉 입력축 모듈(120)에서 입력되는 1차 감속도를 더 감속시켜 2차 감속도로 출력하기 위한 수단으로서 다수의 등방 1단 유성치차(140), 다수의 크랭크축(150), 다수의 켤레 유성치차(160)가 마련된다.
다수의 등방 1단 유성치차(140)는 입력축 모듈(120)의 제1 입력축 모듈(121)을 이루는 제1 모듈 헤드(121a)의 둘레 방향을 따라 배치되어 제1 모듈 헤드(121a)의 입력치차(121c)와 치합되어 연동된다. 즉 모터에 의해 입력축 모듈(120)이 회전될 경우, 입력축 모듈(120)의 입력치차(121c)와 치합되는 다수의 등방 1단 유성치차(140) 역시, 회전될 수 있다.
이러한 등방 1단 유성치차(140)들은 등각도로 이격배치되며, 출력축 모듈(130)을 형성하는 편평 출력축(131)의 유성치차 배치부(131b) 상에 하나씩 회전 가능하게 배치되며, 크랭크축(150)과 연결된다. 이처럼 크랭크축(150)이 편평 출력축(131)을 통과해서 등방 1단 유성치차(140)와 연결되어야 하기 때문에 유성치차 배치부(131b)의 중심은 관통된다.
등방 1단 유성치차(140)들의 자리이탈을 방지하고 내접식 유성치차 감속기(100)의 단부 마감처리를 위해 출력축 실링덮개(171)와 출력축 오일씰(172)이 등방 1단 유성치차(140)들에 이웃되게 위치된 후에 편평 출력축(131)에 결합된다.
출력축 오일씰(172)은 출력축 실링덮개(171)와 편평 출력축(131) 사이에 배치되며, 출력축 실링덮개(171)는 편평 출력축(131)에 볼트(B1) 결합된다.
다수의 크랭크축(150)은 등방 1단 유성치차(140) 및 켤레 유성치차(160)와 연결된다. 다수의 크랭크축(150)은 등방 1단 유성치차(140)의 개수만큼 적용될 수 있다. 본 실시예의 경우, 3개의 등방 1단 유성치차(140)와 크랭크축(150)이 적용되고 있다. 이러한 크랭크축(150)은 그 일단부가 등방 1단 유성치차(140)에 연결되어 등방 1단 유성치차(140)의 회전에 의해 회전되는 회전축(151)과, 회전축(151) 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 다수의 편심캠(152)을 포함한다.
크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)가 헛돌지 않도록 회전축(151)의 일단부에는 D컷 가공부(151a)가 형성되고, 등방 1단 유성치차(140)에는 D컷 가공부(151a)가 결합되는 비원형 홀(141)이 형성된다.
크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)가 헛돌지 않도록 하기 위해 종전처럼 이들의 스플라인 결합을 고려해볼 수도 있으나 이럴 경우, 스플라인 구현을 위한 이빨의 개수가 많아져서 어떠한 것을 기준으로 하여 크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)를 조립해야 하는지 혼동의 여지가 있을 수 있다.
하지만, 본 실시예처럼 회전축(151)의 일단부에 D컷 가공부(151a)를 만들고, 이에 대응되게 등방 1단 유성치차(140)에 비원형 홀(141)을 형성시킬 경우, 크랭크축(150)과 등방 1단 유성치차(140)의 조립 시 위상 파악이 용이해질 수 있는 이점이 있다.
편심캠(152)은 회전축(151) 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 구조물로서, 각각이 켤레 유성치차(160)와 하나씩 연결된다. 이들의 연결을 위해 다수의 지지구가 사용되나 이에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.
다수의 켤레 유성치차(160)는 중심부에 입력축 모듈(120)이 통과되는 모듈 통과공(162)이 형성되고 외벽에 내치차 일체형 본체(110)의 내치차(111)에 치합되는 외치차(161)가 형성되며, 크랭크축(150)의 편심캠(152)과 연결되어 크랭크축(150)의 회전에 따라 병진회전운동하는 기어이다. 도시된 것처럼 한 쌍으로 적용될 수 있다.
켤레 유성치차(160)의 중심부 외곽에는 편평 출력축(131)의 이격다리(131c)가 통과되는 이격다리 통과홀(163)이 형성된다. 켤레 유성치차(160)의 양측에는 켤레 유성치차(160)의 지지를 위한 켤레 출력축지지 장축 앵귤러 볼 베어링(173)이 결합될 수 있다.
다음으로, 유성치차 감속유닛(200)에 대한 설명이다. 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 유성치차 감속유닛(200)은 도시 않은 모터와 연결되는 감속기 혹은 감속부품으로서 모터의 회전속도를 1차로 감속시킨 1차 감속도를 전술한 내접식 유성치차 감속기(100)의 입력축 모듈(120)로 전달하는 역할을 한다.
이처럼 유성치차 감속유닛(200)은 모터의 회전속도를 1차로 감속시킨 1차 감속도를 전술한 내접식 유성치차 감속기(100)의 입력축 모듈(120)로 전달하기 때문에, 유성치차 감속유닛(200)은 입력축 모듈(120), 즉 입력축 모듈(120)의 제2 입력축 모듈(122)에 연결될 수 있다. 특히, 제2 입력축 모듈(122)을 이루는 제2 모듈 플랜지(122b)에 내접식 유성치차 감속기(100)이 연결될 수 있다.
이러한 내접식 유성치차 감속기(100)는 1차 감속용 태양치차(210), 다수의 1차 감속용 유성치차(220), 그리고 1차 감속용 링기어부(230)를 구비하는 링기어 플레이트(240)를 포함할 수 있다.
1차 감속용 태양치차(210)는 제2 입력축 모듈(122)의 제2 모듈 플랜지(122b)의 중심부에 회전 가능하게 배치되는 기어이다.
그리고 1차 감속용 유성치차(220)는 1차 감속용 태양치차(210)의 반경방향 외측에서 1차 감속용 태양치차(210)와 치합된다. 본 실시예에서 1차 감속용 유성치차(220)는 등간격으로 3개가 마련되며, 1차 감속용 태양치차(210)의 외측에서 1차 감속용 태양치차(210)와 치합된다.
따라서 1차 감속용 태양치차(210)가 회전되면 이에 연동되어 다수의 1차 감속용 유성치차(220)가 회전될 수 있다. 이때, 1차 감속용 유성치차(220)들은 감속을 위해 자체 회전도 되지만 공전되어야 한다. 이를 위해, 링기어 플레이트(240)가 적용된다.
링기어 플레이트(240)는 내접식 유성치차 감속기(100)의 배면에 결합되는 구조물로서, 그 중심부에는 다수의 1차 감속용 유성치차(220)와 치합되는 1차 감속용 링기어부(230)가 형성된다.
따라서 1차 감속용 태양치차(210)가 회전되면 이에 연동되어 다수의 1차 감속용 유성치차(220)가 자체 회전되면서 1차 감속용 링기어부(230)에 의해 공전될 수 있는데, 이로 인해 모터의 회전속도를 1차로 감속시킬 수 있다. 이때의 감속비는 1차 감속용 링기어부(230)와 1차 감속용 태양치차(210)의 기어개수를 1차 감속용 태양치차(210)의 기어개수로 나눈 값일 수 있으므로 미리 적절하게 설계하여 1차 감속도를 세팅할 수 있다.
한편, 전술한 것처럼 1차 감속용 유성치차(220)의 자체 회전 또는 공전을 위해서는 1차 감속용 태양치차(210)가 회전되어야 한다. 그러기 위해서는 1차 감속용 태양치차(210)에 모터가 직결되어야 하는데, 이를 위해 태양치차 연결구(250)와, 모터축 연결부재(260)가 마련된다.
태양치차 연결구(250)는 1차 감속용 태양치차(210)의 일측에서 1차 감속용 태양치차(210)의 직경보다 크게 형성되는 구조물이다. 도 3 및 도 8의 단면도에 도시된 것처럼 1차 감속용 태양치차(210)와 태양치차 연결구(250)는 일체형 구조물일 수 있다.
모터축 연결부재(260)는 그 일측이 태양치차 연결구(250)와 결합되고, 타측이 모터의 모터축과 연결된다. 본 실시예에서 태양치차 연결구(250)와 모터축 연결부재(260)는 억지끼워맞춤 방식으로 결합될 수 있다. 이에, 모터가 동작되어 모터축이 회전되면 모터축 연결부재(260)와 태양치차 연결구(250)를 통해 1차 감속용 태양치차(210)가 회전될 수 있다.
모터축 연결부재(260)의 단부에는 그 둘레방향을 따라 다수의 절취슬롯(261)이 형성된다. 다수의 절취슬롯(261)은 모터축이 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위한 수단일 수 있다.
이러한 모터축 연결부재(260)의 외측에는 모터축 연결부재(260)의 회전을 가이드하는 모터축 연결용 베어링(271)이 마련된다. 그리고 모터축 연결용 베어링(271)은 베어링 지지부재(272)에 의해 지지된다. 베어링 지지부재(272)는 단부 커버(191)에 나사 결합되면서 모터축 연결용 베어링(271)을 지지할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 초고 감속용 유성치차 감속장치(1)에는 모터(미도시)의 장착을 위해 클램프(274)와, 모터 장착판(275)이 더 마련된다.
클램프(274)는 모터축 연결부재(260)의 절취슬롯(261) 영역을 선택적으로 클램핑시키는 역할을 한다. 즉 모터축이 모터축 연결부재(260)에 연결된 후에는 클램프(274)로 절취슬롯(261) 영역을 조임으로서 모터축과 모터축 연결부재(260)의 연결이 임의로 해제되지 않도록 한다.
모터 장착판(275)은 내접식 유성치차 감속기(100)의 배면에 결합되되 모터가 장착되도록 하는 역할을 한다. 모터 장착판(275)은 도시 않은 나사에 의해 베어링 지지부재(272)에 결합될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 초고 감속용 유성치차 감속장치(1)의 작용을 설명한다.
우선, 도시 않은 모터가 동작되어 모터축이 회전되면 유성치차 감속유닛(200)을 이루는 모터축 연결부재(260)와 태양치차 연결구(250)를 통해 1차 감속용 태양치차(210)가 회전될 수 있다.
1차 감속용 태양치차(210)가 회전되면 이에 치합되는 다수의 1차 감속용 유성치차(220)가 자체 회전되면서 1차 감속용 링기어부(230)에 의해 공전될 수 있으며, 이의 작용으로 인해 모터의 회전속도를 1차로 감속시킬 수 있다.
한편, 유성치차 감속유닛(200)을 통해 모터의 회전속도를 1차로 감속되면, 이어서 1차 감속도가 내접식 유성치차 감속기(100)의 입력축 모듈(120)로 그대로 전달된다.
모터의 회전속도가 1차로 감속된 1차 감속도가 내접식 유성치차 감속기(100)의 입력축 모듈(120)로 전달되어 입력축 모듈(120)의 제2 입력축 모듈(122)이 회전되면 제2 입력축 모듈(122)과 축 결합되어 하나의 몸체를 이루는 제1 입력축 모듈(121)이 회전될 수 있다.
제1 입력축 모듈(121)이 회전되면 제1 입력축 모듈(121)의 입력치차(121c)와 치합되는 다수의 등방 1단 유성치차(140)가 회전된다. 등방 1단 유성치차(140)들이 회전되면 등방 1단 유성치차(140)들에 연결된 크랭크축(150)이 회전력을 전달받아 자전 및 공전하게 된다.
이때, 크랭크축(150)은 자전 및 공전운동하면서 소정의 감속비, 즉 입력축 모듈(120)과 그에 치합되어 있는 등방 1단 유성치차(140)의 치합비에 따른 2차 감속 작용을 수행하게 되며, 이와 함께 크랭크축(150)의 편심캠(152)에 장착된 켤레 유성치차(160)가 병진회전운동한다.
그리고 크랭크축(150)의 감속운동은 출력축 모듈(130)에 전달되어 요구되는 감속비에 따른 감속도, 즉 유성치차 감속유닛(200) 측의 1차 감속도보다 더 감속된 2차 감속도를 출력할 수 있게 된다. 따라서 장비는 콤팩트하지만 초고 감속비를 제공할 수 있다.
이와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 효율적인 구조로써 초고 감속비를 제공할 수 있음은 물론 경박단소한 구조를 가지기 때문에 콤팩트한 장비에 용이하게 적용될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
본 발명은 회전 운동 또는 직선 운동을 요하는 각종 공작기계를 비롯하여 산업용 기계 장치, 반도체 혹은 평면디스플레이 제조 설비, 그리고 각종 물류 이송 설비 등에 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 모터(motor)의 회전속도를 1차로 감속시킨 1차 감속도를 제공하는 유성치차 감속유닛; 및
    상기 유성치차 감속유닛이 단부에 연결되되 적어도 두 파트(part)가 한 몸체로 결합되어 형성되는 입력축 모듈과, 상기 입력축 모듈과의 상호작용에 의해 상기 1차 감속도를 더 감속시켜 2차 감속도로 출력하는 출력축 모듈을 구비하는 내접식 유성치차 감속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내접식 유성치차 감속기의 입력축 모듈은,
    일단부가 상기 출력축 모듈 측에 배치되는 제1 입력축 모듈; 및
    일측은 상기 제1 입력축 모듈과 결합되고 타측은 상기 유성치차 감속유닛과 연결되는 제2 입력축 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 입력축 모듈은,
    상기 출력축 모듈 측에 배치되되 외면에 입력치차가 연결되는 제1 모듈 헤드; 및
    상기 제2 모듈 헤드와 연결되는 제1 모듈 샤프트를 포함하며,
    상기 제2 입력축 모듈은,
    내부가 빈 중공 형상을 가지며, 상기 제1 모듈 샤프트가 삽입되는 제2 모듈 중공바디; 및
    상기 제2 모듈 중공바디의 단부에 형성되되 상기 제2 모듈 중공바디의 직경보다 크게 형성되는 제2 모듈 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 입력축 모듈의 제1 모듈 샤프트와 상기 제2 입력축 모듈의 제2 모듈 중공바디 중 어느 하나에는 키(key) 결합을 위한 키 블록이 마련되고, 상대편에는 상기 키 블록이 결합되는 키 홈이 형성되며,
    상기 제1 입력축 모듈의 제1 모듈 샤프트와 상기 제2 입력축 모듈의 제2 모듈 중공바디는 상기 키 결합이 진행된 후에 볼트로 고정되어 한 몸체를 형성하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유성치차 감속유닛은,
    상기 제2 입력축 모듈의 제2 모듈 플랜지의 중심부에 회전 가능하게 배치되는 1차 감속용 태양치차; 및
    상기 1차 감속용 태양치차의 반경방향 외측에서 상기 1차 감속용 태양치차와 치합되는 다수의 1차 감속용 유성치차를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유성치차 감속유닛은,
    상기 내접식 유성치차 감속기의 배면에 결합되되 상기 다수의 1차 감속용 유성치차와 치합되는 1차 감속용 링기어부가 중심부에 형성되는 링기어 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 1차 감속용 태양치차의 일측에는 상기 1차 감속용 태양치차의 직경보다 큰 태양치차 연결구가 일체로 마련되며,
    상기 태양치차 연결구에는 상기 모터의 모터축이 연결되는 모터축 연결부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유성치차 감속유닛은,
    상기 모터축 연결부재의 외측에 결합되어 상기 모터축 연결부재의 회전을 가이드하는 모터축 연결용 베어링; 및
    상기 모터축 연결용 베어링을 지지하는 베어링 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 태양치차 연결구와 상기 모터축 연결부재는 억지끼워맞춤 방식으로 결합되며,
    상기 모터축 연결부재의 단부에는 그 둘레방향을 따라 다수의 절취슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유성치차 감속유닛은,
    상기 모터축 연결부재의 절취슬롯 영역을 선택적으로 클램핑시키는 클램프; 및
    상기 내접식 유성치차 감속기의 배면에 결합되되 상기 모터가 장착되도록 하는 모터 장착판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 내접식 유성치차 감속기는,
    상기 입력축 모듈과 상기 출력축 모듈이 탑재되는 장소를 형성하되 내치차가 내벽에 일체로 형성되는 내치차 일체형 본체; 및
    상기 내치차 일체형 본체의 일측에 결합되어 상기 유성치차 감속유닛이 장착되는 장소를 형성하는 단부 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 내접식 유성치차 감속기는,
    상기 출력축 모듈 측에 배치되되 상기 제1 모듈 헤드의 둘레 방향을 따라 배치되어 상기 제1 모듈 헤드의 입력치차와 치합되어 연동되는 다수의 등방 1단 유성치차; 및
    일단부가 상기 등방 1단 유성치차에 연결되어 상기 등방 1단 유성치차의 회전에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축 상에 미리 결정된 간격의 위상차를 가지고 연결되는 다수의 편심캠을 구비하는 다수의 크랭크축를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 내접식 유성치차 감속기는,
    중심부에는 상기 입력축 모듈이 통과되는 모듈 통과공이 형성되고 외벽에는 상기 내치차 일체형 본체의 내치차에 치합되는 외치차가 형성되며, 상기 크랭크축의 편심캠과 연결되어 상기 크랭크축의 회전에 따라 병진회전운동하는 다수의 켤레 유성치차를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 출력축 모듈은,
    상기 입력축 모듈의 입력치차가 중심부에 배치되는 편평 출력축; 및
    상기 편평 출력축과 결합되며, 세차운동의 발생을 방지시키는 세차방지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 출력축 모듈은,
    상기 편평 출력축과 상기 세차방지판에 결합되어 출력 진동을 억제시키는 진동억제핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고 감속용 유성치차 감속장치.
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