KR930007003B1 - 기계적인 감속기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

기계적인 감속기

제1도는 본 발명의 제1실시예에 감속기의 축방향 단면도.

제2도는 하우징이 제거된 제1실시예에 감속기의 A방향의 측면도.

제3도-9도는 내측 피구동 감속부재를 외측 지지 감속부재에 대하여 1/11회전시키는데 필요한 연속적인 7단계를 도시하고 있다.

제10도-20도는 외측 피구동 감속부재에 대하여 1/7회전시키는데 필요한 연속적인 11단계를 도시하고 있다.

제21도는 감속기 회전자의 순간 추축(樞軸)회전을 도식적으로 도시하고 있다.

제22도는 4개의 아암(arm)을 지니는 회전자를 갖춘 제3실시예를 도시하고 있다.

제23도는 제22도의 감속기의 변형을 도시하고 있다.

제24도는 2개의 회전자를 갖춘 제4실시예에 감속기의 축방향 단면도.

제25도는 하우징이 제거된 제4실시예에 감속기의 B방향의 측면도.

제26도는 제5실시예 감속기의 부분적인 축방향 단면도.

제27도는 제6실시예 감속기의 축방향 단면도.

제28도는 제27도 감속기의 측면도로서, 플렌지(51)와 크라운(crown)(62)이 제거된 감속부재들이 제1회전자의 중간 평면에서 그리고 제2회전자의 중간 평면에서 부분적으로 잘려진 것을 도시하고 있다.

제29도는 마지막 실시예의 작동부재들과 구동 요소들의 확대 상세도.

본 발명은 감속기의 상이한 각속도(angular speed)함수의 감속비로 회전하는, 동일 축상의 피구동부재 및 구동축을 지닌 형태의 기계적인 감속기에 관한 것이며, 상기 감속기는 감속부재의 회전 중심을 따라 일정하게 분포된 각각의 일련의 구동요소들을 포함하는 서로에 대하여 각변위(angular displacement)될 수 있는 동일 축상의 제1, 제2감속부재로 구성되어 있다.

"싸이클로" 감속기 또는 "쐐기형 슬라이드 감속기"와 같은 기계적인 감속기가 있었지만 사용시에, 특히, 유동(play)이 없는 감속기가 필요한 때에는 전혀 만족스럽지 못하였다.

"싸이클로" 감속기 형태에 있어서, 감속은 편심기로 구동되는 판형캠(a disc shaped cam)을 통해 얻어지며, 상기 판형캠에는 그 주변부와 접촉하는 고정된 외측 슬리이브에 피보트된 롤러의 수보다 적은 수의 싸이클로이드 홈이 제공되어 있다. 판형캠 회전의 피구동부재로의 전달은, 중심의 둘레에 일정하게 분포된 판형캠의 직경보다 큰 직경의 구멍과 결합하며 또 판에 피보트된 롤러들을 매체로 수행된다.

상기와 같은 감속기는 고정된 슬리이브와 판형캠 사이의 다수의 접촉점 및 판형캠의 주변 표면을 얻기 위해 복잡한 가공을 필요로 한다. 이런 형태의 감속기는 다수의 상이한 감속비를 얻을 수 없으며, 더욱이, 큰 규모의 감속기를 사용하지 않고서 오직 하나의 단계로써는 높은 감속비를 얻을 수 없다.

"쐐기형 슬라이드 감속기"형에서, 원주상에 치(齒)가 형성된 디스크는 치가 형성된 움직일 수 있는 크라운과 함께 역시 치가 형성된 고정 크라운의 치와 맞물리는 식으로 편심기로 구동된다.

상기 치가 형성된 크라운의 치의 수는 두 크라운들의 2개의 인접한 치들 사이에 디스크의 한 치가 들어가도록 상이하게 되어 있어서 두 크라운들의 상대적인 각 변위를 야기한다.

상기 형태의 감속기의 결합은 장애(encumberance)가 비교적 크다는 점이며, 또한 무엇보다도 디스크의 치가 크라운들의 치의 양측에서 하는 미끄럼운동에 있다. 마지막으로 기어 전동하는 감속기는 위성 피니언을 사용하는 단점이 있으며, 특히 로보트공학에서 매우 중요한 전체 감속비의 실현화를 얻지 못한다.

본 발명의 목적은 입력축과 출력축 사이에 정밀한 각도의 한정을 지니며, 오직 한 단계로 다수의 감속비를 얻도록 하며, 간단한 가공으로 고도의 정밀도를 얻을 수 있는 제조방법을 지니는 기계적인 감속기에 잇다.

본 발명 감속기는 또한 마찰로 인한 손실뿐만 아니라 마모를 제한하기 위하여 상대운동을 하는 접촉점들을 제한하도록 되어 있다.

제1도에서 9도까지 도시된 감속기의 제1실시예는 두개의 베어링(2,3)에 피보트된 구동축(1)을 포함하고, 상기 베어링 중 하나는 감속기의 하우징(4)에, 다른 하나는 출력축(5)의 허브에 제공되어 있다. 구동축(1)과 출력축(5)은 동일 축상에 있으며 기계적인 감속기의 감속비에 따른 각 속도로 회전한다.

이런 기계적인 감속기는 구동축(1)에 대하여 그리고 그 자신들 사이에서 동일 축상에 있는지지 감속부재(6) 및 피구동 감속부재(7)를 포함하고 있다. 도시된 예에서 지지 감속부재(bearer reduction member, 6)는 하우징(4)에 견고하게 고정되어 있고 피구동 감속부재(7)는 출력축(5)에 고정되어 있다.

각각의 감속부재(6,7)는 상이한 직경들을 지니고 동심상에 있는 환형 크라운(8,9)을 포함한다.

각각의 크라운(8,9)은 대응하는 감속부재(6,7)의 회전 중심 둘레로 일정하게 분포된 노치(notct) (10,11)들로 이루어진 일련의 구동요소들을 포함한다.

특별한 실시예에서, 피구동 감속부재(7)는 11개의 노치(11)들을 포함하는 내측의 크라운(9)으로 되어 있다. 한편, 지지 감속부재(6)는 7개의 노치(10)들을 포함하는 외측의 크라운(8)으로 되어 있다.

감속기는 구동축(1) 에 고정된 편심기(13)에 의한 운동으로 구동되는 편심된 회전자(12)를 포함한다. 상기 편심된 회전자(12)는 회전자 중심에 대하여 대칭적으로 위치한 3개의 바경방향 아암(14)들을 포함하며, 각각의 아암(14)은 작동부재의 쌍을 이루는 2개의 핀들(15,16), (17,18), (19,20)을 갖추고 있다.

회전자의 변위중에, 작동부재(15,17,19)들은 지지 감속부재(6)의 노치(10)들과 맞물리는 한편, 작동부재(16,18,20)들은 피구동 감속부재(7)의 노치(1)들과 맞물린다.

회전자(12)의 운동중에, 작동부재의 쌍들(15,16), (17,18), (19,20)은 감속부재들(6,7)의 모든 노치들(10,11)과 계속하여 맞물린다. 그러나 두쌍 이상의 작동부재가 동시에 노치들(10,11)과, 맞물리지는 아니하며, 제3의 노치 쌍은 맞물리지 않은 상태로 있다.

제3도에 도시된 회전자 위치에서, 편심기(13)는 화살표 f방향으로 구동되고, 작동부재들(15,16)의 쌍은 감속부재들(6,7)의 각각의 노치들(10,11)로 들어가는 한편, 작동부재들(19,20)의 양은 각기 노치(10,11)로부터 빠져 나가며, 작동부재들(17,18)의 쌍은 노치들(10,11)에 맞물리지 않은 상태로 있다.

구동축(1)에 의해 구동되는 회전자(12)가 제3도의 위치에서 제4도의 위치로 회전할 때, 작동부재가 위치한 곳에서 각도상으로 고정되어, 지지 감속부재(6)의 노치(10)에서 유지되는 작동부재(15) 주변의 순간적인 추축회전이 이루어진다. 이러한 순간적인 추축회전은 작동부재(16)와 맞물리는 피구동 감속부재의 노치(11)의 회전을 화살표 g방향으로 구동시킨다. 회전자의 이러한 운동중에, 작동부재들(19,20)의 쌍은 노치들(10,11)로부터 빠져나오며, 회전자(12)의 상기 운동 또는 단계의 끝에는 작동부재들(17,18)의 쌍이 각기 노치들(10,11)속으로 들어가 맞물리는 동시에 작동부재들(15,16)은 맞물려 있던 노치들(10,11)을 떠난다.

이러한 회전자의 일원적인 운동 또는 단계중에, 피구동 감속부재(7)의 각 변위는 본 예어서 1/77회전이 된다. 회전자(12)의 아암(14)들중의 하나가 제3도에 도시된 위치로 되돌아오는 데는 구동축(1)이 2회전해야 한다.

제3도와 9도의 대응하는 노치들(10,11)의 위치를 통해 알 수 있듯이 연속적인 7단계를 지난 다음에, 피구동 감속부재(7)는 1/11 회전하였다.

내측 감속부재(7) 회전자(12)의 각 단계에 대한 회전의 폭은 대응하는 노치(10)와 맞물리는 작동부재 주위 회전자의 순간적인 추축회전의 각도 크기 및 같은 쌍의 작동부재들 사이의 거리에 의존한다.

노치들(10,11)은 작동부재들의 쌍이 그안에 들어갈 수 있도록 매우 정확한 운동 순간에 정렬해야 하기 때문에 작동부재들 쌍의 수뿐만 아니라 노치들(10,11)의 수를 임의로 선택할 수 없다.

감속부재(6,7)의 노치들(10,11)수는 다음과 같은 공식으로 주어진다.

상기 공식에서, N₁: 여기서는 외측 감속부재(6)인 지지 감속부재의 노치(10)들의 수

a : 1 이상의 정수 n : 1이상의 정수 b : 0이상의 정수

N₂: 여기서는 내측 감속부재(7)인 피구동 감속부재의 구동요소(11)의 수

N₂in : 여기서는 감속기(7)인, 피구동 감속부재(7)와 맞물린 상이한 쌍들에 속한 작동부재들(16,18,20)사이에 위치한 피구동 감속부재의 구동요소의 수

상술한 경우에서, N₂=11, N₂in=3, a=2, n=1, b=0이면,

그리고 감속비는 N₁in=2 일 때, R=2×11=22이 된다.

이것은 피구동 감속부재(7)가 11개의 노치들(11)을 포함하고, 지지 감속부재(6)가 7개의 노치들(10)을 포함하는 것이 도시한 실시예와 일치한다.

또한, 피구동 감속부재의 구동요소의 수를 지지 감속부재의 구동요소의 수에 대한 함수로 다음과 같이 표현할 수 있다.

단, c와 d는 정수

전술한 제1실시예에서, c=1, n=1, d=1, N₁=1 N₊in=2일때,

이 되며 이것은 제3도 내지 9도에 도시된 실시예에 해당된다.

제1실시예에서, 피구동 감속부재(7)를 1/11회전만큼 각 변위시키기 위해서는 구동축(1)을 2회전시켜야함을 알 수 있다. 여기서 감속부재(7)가 출력축(5)에 고정되어 있으면, 이 감속기의 감속비가 된다.

상기 감속비는 일반적으로 다음과 같은 공식으로 표현될 수 있다. 즉,

N₁in : 감속부재와 맞물리는 상이한 쌍들에 속하는 2개의 작동부재들 사이에 위치한 지지 감속부재(6)의 구동요소의 수이다.

여기서 N₂는 피구동 감속부재(7)의 구동요소의 수로서 11개이며, N₁in은 in은 2개, 정수 n은 1이다.

도시된 실시예에서 감속비는

이다.

회전자의 두 쌍의 작동부재들 사이에 위치한 지지 감속부재의 구동요소들의 수뿐만 아니라 감속부재들(6,7)의 구동요소의 수를 수정함으로써 다수의 다른 감속비를 얻을 수 있다.

이것은 더욱 정수 n을 변화시킬 수 있음을 뜻한다. 따라서 다음과 같은 값이 주어지면,

N₂=15, N₂in=4, N₂in=5

a=1, n=3, b=1

식 Ⅰ)에서

이며 감속비는

가 된다.

앞에서 주어진 식(Ⅰ) 및 (Ⅰa)에 부합하는 다음 값을 비 한정적인 예로써 인용할 수 있다.

[표 1]

인자들 a, b, c, d 및 n에 대한 임의의 값의 모든 조합이 실현될 수는 없으며, 더우기, 구동요소의 수 N₁및 N₂와 함께, 대응하는 수 N₁in 및 N₂in도 정수이어야만 한다는 조건을 만족시킬 필요성이 있다. 그럼에도 불구하고, 모든 경우를 다 예시한 것이 아닌 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 매우 다양한 수행이 가능하여 다수의 상이한 감속비에 도달하게 된다.

본 실시예에서, 지지 감속부재(6)는 피구동 감속부재(7)의 외측에 있으며, 구동축(1) 및 피구동 감속부재(7)는 같은 방향으로 회전한다. 회전자(12)는 역방향으로 회전한다.

제10도 내지 20도에 도시된 기계적인 감속기의 제2실시예는, 작동부재들의 쌍들(15,16), (17,18), (19,20)을 포함하는 제1실시예의 회전자(12)와 동일한 회전자(12)를 구동하는 구동축(1)을 포함하며, 이것은 제1실시예에서처럼, 감속부재(6,7)에 의해 각각 유지되는 노치(10)의 형상을 지닌 구동요소와 작용한다. 제1실시예에서와 같이, 외측 감속부재는 7개의 노치들(10)을 포함하는 한편, 내측 감속부재는 11개의 노치들(11)을 포함한다.

제2실시예가 제1실시예와 다른 점은 각도상으로 고정된 지지 감속부재가 여기서는 내측 감속부재(7)이며, 피구동 감속부재는 외측 감속부재(6)라는 것이다. 더우기, 구동축(1) 및 편심기(13)는 피구동 감속부재(6)와 반대방향으로 회전한다. 회전자(12)는 피구동 감속부재(6)와 같은 방향으로 회전한다.

이 경우에 편심기(13)와 피구동 감속부재(6)사이의 회전방향은 반대이며, 감속부재의 구동요소들의 수를 결정하는 공식은

또한 여기의 기호는 앞에서와 같은 뜻이다. 제2실시예에서는, e=1, n=1, f=1, N₂in=2, N₂=7이며, 따라서,

이며 감속비는 R=N₁in·N₂으로 표시되어 N₁in=3일 때 R=3×7=21이다.

실제 경우에 있어서, 만일 f=0이면, 지지 감속부재의 구동요소들의 수 N₁은 4가 된다.

이 경우에 N₁in은 1이되고 그때 감속비는 R=1×7=7이 된다.

또한, 여기서 피구동 감속부재의 구동요소의 수는 지지 감속부재의 구동요소 수의 함수로 표시할 수 있다.

여기서 g 및 n은 1이상의 정수, h는 0이상의 정수이다.

제2실시예의 경우에 있어서 N₁=11, N₁in=3, g=2, n=1, h=0이면

이 되며, 이것은 제10도 내지 20도에 도시된 실시예에 해당하는 것이다.

그러므로, 감속부재들의 구동요소들의 수뿐만 아니라 회전자가 동일한 감속기에 있어서, 감속비는 외측 또는 내측 감속부재가 되는 지지 감속부재에 따라 다르게 얻어질 수 있음을 알 수 있다.

제2실시예에 있어서, 피구동 감속부재가 고정된 지지 감속부재에 대하여 1/7회전하도록, 그리고 회전자가 1싸이클을 이루도록 연속적인 11단계를 거치는 것이 필요하다. 제10도에서 20도까지에 도시된 바와 같이, 회전자가 11단계를 거치는 대로 구동축의 3회전이 필요하다.

예를들어 n이 앞에서처럼 1이 아닐때, N₂=18, N₂in=5, N₁in=4, e=4, n=3, f=0이면 식 Ⅱ)에서

가 되며, 그리고 감속비는

가 된다.

지지 감속부재가 외측 부재(6)일 경우에, 식(Ⅱ) 및 (Ⅱa)를 모두 만족하는 매우 다양한 감속비가 앞의 경우처럼 얻어질 수 있다.

[표 2]

감속기의 특정 실시예에서, 두 개의 감속부재중 하나가 고정되어 있을지라도 감속비는 항상 정수이다.

제21도는, 제2실시예의 경우에서, 제10도에 도시된 회전자의 위치가 제11도에 도시된 위치로 이동함으로써 외측 피구동 감속부재(6)의 한 단계 구동이 야기되는 회전자의 순간적인 추축회전을 개략적으로 도시하고 있다.

회전자(12)는 삼각형으로 나타나 있으며, 이것의 꼭지점들은 작동부재의 쌍들(15,16), (17,18), (19,20)을 유지한다.

작동부재(18)가 지지 감속부재(7)의 노치(11)를 떠나고 작동부재(17)가 피구동 감속부재(6)를 떠나는 순간에, 작동부재(15,16)들은 감속부재(6,7)의 각각의 노치(10',11)로 들어가며, 이 노치는 하나가 다른 하나의 앞에 있는 회전자(12)의 선행 단계에 의해 대체되었던 것이다.

회전자는 다음 운동 단계중에, 지지 감속부재(7)의 노치(11)에서 유지되는 작동부재(16)의 중심 주위로 순간적인 추축회전을 통하여 실선으로 도시된 위치로부터 점선으로 도시된 위치로 변위된다. 이러한 추축회전 중에 한 쌍의 작동부재들(15,16)만이 감속부재들(6,7)가 맞물리며, 작동부재(16)는 고정되어 있고 그 축은 회전자(12)의 추축회전의 축으로 작용하는 한편, 작동부재(15)는 노치(10')와 맞물려 점선으로 도시된 위치(15',10″)로 이를 구동한다. 이 순간에 피구동 감속부재의 노치(10)는 감속부재(7)의 노치(11)앞에 위치한 (10')의 위치에 도착되어 있다.

따라서, 피구동 감속부재(6)는 작동부재(16)의 축 둘레로 회전자(12)의 순간적인 추축회전 중에 각도 α만큼 변위된다. 작동부재(15)가 노치(10″)를 떠나고 15'로 표시된 지점에 도달하는 순간에 작동부재들(19,20)은 노치(10n')와 노치(11n)에 맞물리도록 19'와 20'으로 표시된 지점에 도착한다.

그 다음 새로운 단계는 작동부재(20)둘레로 회전자(12)의 순간적인 추축회전에 의해 수행된다.

상술한 2개의 실시예에서, 하나의 감속부재는 다른 감속부재를 구동시키도록 고정되어 있으며 회전자의 순간적인 추축회전중에 지지부재로서 작용한다. 이러한 경우에, 회전자의 순간적인 추축회전이 그 둘레에서 이루어지는 지점은 회전자의 작동부재 축이며, 이것은 그 순간에 지지 감속부재의 구동요소와 맞물린다.

본 발명에 의한 기계적인 감속기의 주된 잇점은 다음과 같다.

1. 부품의 수를 감소시키고 그 가공이 용이하며 정밀하게 할 수 있다.

2. 정수의 감속비를 얻을 수 있다.

3. 매우 다양한 감속비를 얻을 수 있다.

4. 작은 장애로써 중요한 토크를 전달하며 높은 감속비를 얻을 수 있다.

5. 운동이 다양한 단위의 단계들로 분할되어 정밀도가 더욱 증가되며 마모를 일으킬 수 있는 유동(play)이 증가되지 않는다. 사실, 각각의 단계는 한쌍의 작동부재들이 대응하는 쌍의 구동요소들과 맞물림으로써 자체적으로 위치되며 고정된다.

표 Ⅱ의 5행에 따른 감속기를 예로들면, 피구동부재의 1회전에는 17×38=646단계가 필요하다. 이러한 각 단계들의 정밀성은 작동부재 쌍과 구동요소 쌍의 상호작용으로 주어지며, 존속하는 유동을 증가시킬 가능성은 없다.

도시되지 않은 변형예에서, 2개의 감속기들 즉, 지지 감속부재와 피구동 감속부재는 모두 회전자와는 다른 영구적인 운동 연결장치를 통해 연결되어 있으며, 각 변위될 수 있다. 상기 운동 연결장치는 감속부재들의 하나에 각기 갖춰진 치형과 맞물리며 하우징에 피보트된 피니온으로 형성할 수 있다.

그러한 감속기에서, 감속부재들은 작동중에 역방향으로 각 변위한다. 2개의 감속부재들의 이러한 운동 때문에 피구동 감속부재를 구동하며 지지 감속부재에서 지지되는 회전자의 순간적인 추축회전은 감속부재들과 맞물리는 쌍의 2개 작동부재의 중심을 연결하는 선상에 위치한 점을 중심으로 수행된다. 그러므로, 지지 감속부재의 구동요소의 수를 결정하는 일반적인 식은 다음과 같다.

V, n=1 이상의 정수, X=0이상의 정수

또한 상기 기호는 앞에서 설명한 것과 같은 뜻이며, 상기 식의 분수로된 항에서 (-) 부호는 편심기가 피구동 감속부재와 같은 방향으로 회전하는 경우이며, (+) 부호는 편심기가 피구동 감속부재와 반대방향으로 회전할 때이다.

또한 N₂를 N₁의 함수로 나타낼 수 있다.

Y, n ; 1이상의 정수, Z ; 0이상의 정수

상기 식에서 기호들은 앞에서 설명한 것과 같은 뜻이며, (+) 부호는 편심기가 피구동 감속부재와 같은 방향으로 회전하는 경우이며, (-) 부호는 서로 반대방향으로 회전할 때이다.

상기 식들 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 또는 Ⅰa, Ⅱa, Ⅲa에서 만일 N₂가 N₂in으로 나누어지며, N₂이 N₁in으로 나누어지면, 선택된 수로 감속기를 실현할 수 없다. 사실 상기 수들은 모두 정수가 되어야 한다.

제22도에 도시된 제3실시예의 기계적인 감속기는 5개의 구동요소들을(22) 지니는 외측 감속부재(21)와, 11개의 구동요소들(24)을 지니는 내측 감속부재(23)을 포함한다. 구동축(27)에 고정된 편심기(26)로 구동되는 회전자(25)는 감속부재들(21,23)의 구동요소들(22,24)과 연속적으로 맞물리는 작동부재들 각각의 쌍들(28,29), (30,31), (32,33), (34,35)을 지닌 4개의 아암을 포함한다.

본 실시예에서, 구동요소들(22,24)의 수는 외측 감속부재(21)가 지지부재일 때 식(Ⅲ)에 따른다.

상기 식에서 (-) 부호가 사용된 것은 피구동 감속부재가 편심기와 같은 방향으로 회전하기 때문이다.

만일 V=1, X=0, n=1이면

이며, 이 경우에 감속비는 R=N₁×N₂in에서 R=5×2=10이 된다.

또 지지 감속부재가 내측부재(23)이면,

을 이용한다.

상기 식에서 (+) 부호는 피구동 감속부재가 편심기와 반대방향으로 회전하기 때문이며, V=1, X=1, n=1이면

이 되고, 감속비는 R=N₁×N₂in=11×1=11이 된다.

제23도는 제22도에 도시된 감속기의 변형예를 도시하고 있으며, 회전자는 구동축(27)으로 구동되며, 편심기(26)는 겹쳐서 설치된 두 부분들(36,37)로 구성되며, 상기 두 부분들(36,37)은 각기 작동부재들(28,29), (32,33), 또 (30,31), (34,35)을 지닌 2개의 아암을 지닌다.

상기 두 부분들(36,37)은 탄력부재(38)의 작용에 대하여 서로 각 변위될 수 있다. 이것은 구동이 유동(play)없이 수행되도록, 감속부재의 구동부재를 형성하는 노치들의 너비에 대해, 회전자의 작동부재를 형성하는 핀들의 직경을 정확하게 조절할 수 있기 때문에 특히 유익하다.

연속적인 작동부재들 사이의 탄성덕분에, 작동부재들은 간극이 매우 작더라도 쐐기작용 없이 대응 노치들에 도입된다.

제24도 및 제25도에 도시된 본 발명 제4실시예의 감속기는 제1도에서 9도까지에 도시된 감속기의 2개의 회전자가 변형되어 이루어져 있다. 사실, 본 실시예의 감속기는 제1실시예서처럼 회전자(12)와 함께 구동축(1), 출력축(5), 하우징(4), 2개의 감속부재들(6,7) 및 편심기(13)로 구성되어 있다.

3개의 아암을 지니는 제2회전자(40)는 역시 편심기(13)에 동일 중심으로 제1회전자(12)의 원형 표면(41)에 피보트되어 있다. 또한 제2회전자의 아암들은 제1회전자(12)의 아암으로 형성된 각도의 이동분선을 따라 연장되어 있다. 제2회전자의 아암들은 감속부재들의 노치들(10,11)과 맞물리는 작동부재들의 쌍들(42,43), (44,45), (46,47)을 갖추고 있다.

그러나, 여기서 외측부재(6)인 지지 감속부재는 제1실시예에서처럼 7개의 노치들(10)로 구성되어 있지만, 제1회전자(12)에 대하여 각 변위된 제2회전자로 인하여 피구동 감속부재(7)의 노치들(11)의 수는 2배이다. 그러나 이것은 감속기의 작동 또는 감속비에 영향을 주지 않는다. 2개의 회전자는 개별적으로 작동하며 이것은 감속기를 평가할 때 고려되어야 한다.

상기 감속기의 장점의 하나는 각각의 회전자에 항상 2쌍의 작동부재들이 있어서 감속부재들과 맞물리기 때문에 감속기에 의해 전달될 수 있는 토크(torque)가 증가한다는 점이다.

제26도는 본 발명의 제5실시예의 감속기를 도시하고 있으며, 그 감속기는 적어도 3쌍의 작동부재들을 포함하는 회전자(52)를 구동하는 편심기(51)에 고정된 입력축(50)으로 구성되어 있다. 본 실시예에서, 작동부재들(53,54) 각각의 쌍은 회전자(52)의 구멍에 키이(key)되거나 구동된 이축(耳軸)(55)에 고정된 원통형 스터드(stud)로 이루어져 있다. 상기 스터드들은 회전자의 반대편 측면들에 위치하며, 그들의 축간에 떨어져 있는 거리는 그 크기와 부피를 줄이지 않고도 매우 좁혀질 수 있다.

상기 감속기는 하우징(57) 측벽들의 하나로 이루어져 있으며, 고정된 지지 감속부재(56)와 출력축(59)을 이루며 입력축(50)에 피보트된 피구동 감속부재로 이루어져 있다. 감속부재들(56,58)의 구동요소들은 각기 반경 방향의 노치들(60,51)로 구성되어 있다.

본 실시예의 감속기의 작동은 전기한 실시예의 작동과 유사하지만, 그러나 본 실시예의 구성을 통해 피구동 감속부재의 각각의 단계를 향하여 매우 느리게 전진운동을 할 수 있어서 큰 토크를 전달하면서 매우 큰 감속비를 얻을 수 있다.

전기한 5개의 실시예에서, 빠른 회전을 하는 감속기 부품들의 운동학적인 평형을 이루기 위하여 편심기와 구동축에 고정된 한개 또는 여러개의 평형추를 제공할 수 있다.

제27-29도에 도시된 본 발명의 제6실시예는 보링(boring) 또는 선반세공과 같은 용이한 가공을 필요로하는 디자인과 형상 덕분에 부품들의 가공이 매우 용이하며 부품의 수가 매우 감소된 본 발명 감속기의 산업상의 실현을 보여주고 있다.

상시 실시예의 감속기는 표 1의 제2행에 언급된 형태의 감속기이다. 즉, 감속기의 주요한 특성은 다음과 같다.

N₁=18, N₁in=5,

N₂=11, N₂in=3

R=55, n=1

제6실시예에서, 감속기는 한편으로는 고정된 플렌지(51)에 피보트되어 있으며, 다른 한편으로는 구동축(50)과 동일 축상의 출력축(52)의 단부에 피보트된 입력축 또는 구동축(50)을 포함하고 있다. 상기 출력축(52)은 종모양 부품(54)의 허브(hub)(53)에 피보트되어 있으며, 부품(54)의 원통형 주변부(55)는 고정된 감속부재를 이룬다. 상기 원통형 주변부(55)는 구동축(50)과 출력축(52)에 동일 축상에 있으며 주변부(55)의 주위에 2개 열로 각기 일정하게 분포된 18개의 원통 구멍들(56,57)을 포함하고, 상기 구멍들의 각각은 열은 축(50,52)에 수직한 평면에 배치되어 있다. 상기 구멍들(56,57)은 고정된 감속부재(53,54,55)의 구동요소를 이룬다.

상기 감속기는 더우기 고정된 감속부재(53,54,55)가 포함하는 가장자리와 플렌지(51)에 볼트(59)로 견고하게 고정된 하우징(58)을 포함한다. 또한 상기 감속기는 피구동축(52)과 일체로 제조되거나 그에 고정된 종모양 부분(60)으로 구성된 피구동 감속부재를 포함한다. 구동축(52)의 원통형 주변부(61)는 고정된 감속부재 또는 지지부재(53,54,55)의 주변부(55)에 집중적으로 위치한다. 주변부(61)의 자유단은 고정된 플렌지(51)에 제공된 허브(63)에 피보트된 링(ring)에 고정되어 있다.

피구동 감속부재(60,61)의 주변부(61)는 지지 감속부재의 주변부(55)의 구멍들(56,57)을 가진 평면에 정렬된 2개열의 원형 구멍들(64,65)을 포함하며, 그 구멍들은 주변부(61)의 원주상으로 일정하게 분포되어 있다. 구멍들 각각의 열은 11개의 구멍(64,65)들을 포함하며, 그 각각은 피구동 감속부재의 구동요소를 이룬다. 구멍들(64,65)의 직경은 구멍들(56,57)의 것보다 더 크다.

감속기는 구동축(56)에 180°의 각 변위된 즉, 서로 마주보는 위치의 2개의 편심기(66,67)를 포함하며, 편심기의 중간 평면들은 각기 구멍들(56,57), (57.65)의 중심에 정렬되어 있다.

3개의 아암들(A, B, C)을 지니는 회전자들(68,69)은 각각의 편심기들(66,67)에서 자유롭게 회전된다. 상기 회전자들(68,69)은 서로 축방향으로 떨어져 있지만, 그러나 각각은 회전 중심(70,71)에 대하여 동일한 각 위치에 놓여있다.

회전자들(68,69) 각각의 아암들(A, B, C)은 핀들로 형성된 각기 한쌍의 작동부재들(72,73), (74,75)을 갖추고 있으며, 작동부재의 주변 평면은 그의 일부분으로 되어 있다. 고정된 감속부재(53,54,55)의 구멍들(56,57)과 맞물리도록된 외측 스터드(72,74)를 구성하는 상기 구의 일부분의 직경은 구멍(56,57)의 직경보다 매우 근소하게 작다. 피구동 감속부재(60,61)의 구멍들(64,65)과 맞물리도록 된 내측 핀들(73,75)을 구성하는 구의 일부분의 큰 직경은 구멍들(64,65)의 직경보다 매우 근소하게 작다.

구멍들(56,57) 및 (64,65)의 직경의 차이는 감속기의 작동중에 핀들(72,74)이 구멍들(56,57)과 맞물리기 전에 구멍들(64,65)을 통하여 들어가서 맞물리기에 충분한 정도이다.

감속기의 작동중에 상대적인 운동을 하는 모든 표면과 베어링 및 작동부재들을 윤활시키기 위하여 얼마간의 오일이 하우징(58)의 내부 공간에 있다.

제6실시예의 감속기는 전기한 실시예들과 같은 원리로 작동하지만, 다음과 같은 추가적인 잇점들이 있다.

1. 운동을 하는 부품들은 회전자(68,69)들이 반대로 있기 때문에 평형을 이룬다.

2. 회전자의 아암에 갖추진 작동부재들은 어떠한 모멘트도 받지 않는데, 그 이유는 작동부재들에 작용하는 힘이 각각의 축을 통해 적용되기 때문이며 이것은 또한 감속부재들의 구동요소들에 대해서도 마찬가지다.

본 실시예의 변형예에서 핀들 및 그와 맞물리는 구멍들은 다른 형상을 가질 수 있다. 예를들면, 핀들은 롤러들로 대체될 수 있으며, 구멍들은 롤러들에 적합한 크기의 사각형 홈들로 대체될 수 있다.

다른 변형예로, 감속기는 구동축에 고정된 편심기에 각기 피보트된 3개, 4개 또는 그 이상의 회전자들을 포함할 수 있다. 편심기들은 구동축 둘레로 일정하게 분포되는 방식으로 서로 각 변위되어 있다.

일반적으로 감속기는 가역성이다. 즉, 이것은 감속비 대신에 중속비를 얻기 위해 입력축과 출력축의 작용을 반대로 할 수 있다는 것을 뜻한다. 높은 중속비에 대하여 전동 토크는 방해가 될 수 있다.

마지막으로 감속기는 대칭적이다. 즉, 다시 말해서 입력축은 출력축의 회전방향을 반대로 하도록 한 방향으로 또는 반대방향으로 구동될 수 있다. 변형예에서, 작동부재들은 핀 또는 치형 등과 같은 것으로, 또한 구동요소들은 홈 또는 깔쭉깔쭉한 형태(milled formation)로 이루어질 수 있다.

감속기의 양호한 작동을 위하여 작동부재들과 구동요소들은 어떤 형상으로 되더라도 유동(p lay)함이 없이 맞물려야 한다.

더우기, 본 발명에 의한 감속기에서, 편심기는 각각의 단계동안에 비교적 큰 각 운동을 하여서 구동축상의 편심기의 유동 또는 편심기상의 회전자의 유동이 실제로 출력축에 전달되지 않는다.

마지막으로 본 발명의 구성으로 인한 장점은 N₁in 및/또는 N₂in의 값이 2이상일때, 감속기 부피의 감소, 부품 및 그에 따른 가공의 수를 감소시킬 수 있으며, 더 큰 정밀도를 얻을 수 있다는 것이다.

본 발명에 의한 감속기는 여러 기계분야, 예를들면, 로보트, 경작용 기계, 가공기계, 시계장치, 애널로그형 디스플레이, 소형장치, 측정용 장치 및 도구, 전동장치 등에 사용될 수 있다.

Claims (15)

1. 감속비(reduction ratio)에 따라 다른 각도로 회전하는 구동축(1) 및 피구동 부재(5), 상기 구동축(1) 및 피구동 부재(5)와 동축상에 배치되며 상호간에 대해 각 변위(angular displacement)될 수 있는 2개의 감속부재(6,7) 및 상기 구동축(1)에 고정된 편심기(13)에 의해 구동되는 회전자(25)를 포함하는 기계적인 감속기에 있어서, 상기 2개의 감속부재(6,7) 각각은 해당 감속부재 동심축상에 일정하게 분포되는 다른 갯수의 일련의 구동요소(10,11)를 포함하며; 상기 회전자(25)는 그 둘레에 일정하게 분포된 적어도 3쌍의 작동부재(15,16; 17,18; 19,20)를 포함하며; 상기 작동부재 쌍들중 하나의 쌍의 각각의 작동부재는, 2개의 다른 직경을 지니며 상기 회전자(25)에 대해 동심축상에 있는 2개의 원중 하나의 원에 배치되며, 상기 각 쌍의 작동부재들은 회전자의 중심에 대해 반경방향으로 정렬되며; 상기 각각의 원에 배치된 회전자의 상기 작동부재들의 갯수는 동일하며, 상기 각 쌍의 작동부재들중 하나는 상기 감속부재들(6,7)중 하나의 구동요소들과 맞물리며, 상기 각 쌍의 다른 작동부재는 다른 감속부재의 구동요소들과 맞물리는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
2. 제1항에 있어서, 상기 감속부재들(6,7)은 모두 이동가능하며 회전자(25)에 대해 독립적인 운동 연결부에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
3. 제1항에 있어서, 상기 감속기는 상호간에 대해 독립적으로 이동가능한 2개의 회전자를 포함하며, 상기 회전자들의 쌍들은 상기 구동요소들 사이에 삽입되며, 상기 감속부재들중 적어도 하나의 구동요소들의 갯수는 두배로 되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
4. 제1항에 있어서, 상기 회전자의 작동부재의 2개의 인접쌍들은 상호간에 대해 상기 각 쌍들의 위치의 각 변위를 달성하는 장치에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
5. 제1항에 있어서, 상기 감속기는 하나의 회전자만을 포함하며, 적어도 하나의 감속부재의 구동요소들의 갯수는 홀수개로 되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
6. 제1항에 있어서, 상기 감속부재들의 구동요소들은 회전자의 동일면상에 위치한 구동축에 수직한 평면에 배치되며, 상기 회전자의 작동부재들은 회전자의 일측면으로부터 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
7. 제1항에 있어서, 상기 회전자들은 평행 평면들에 배치되며, 상기 각각의 회전자의 작동부재들은 각각의 감속부재의 해당 구동요소들과 맞물리는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
8. 제3항에 있어서, 상기 2개의 회전자들은 동일 편심기를 통해 구동축에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
9. 제7항에 있어서, 상기 각각의 회전자는 각각의 편심기(66,67)에 의한 구동축에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
10. 제9항에 있어서, 상기 편심기들(66,67)은 상호 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
11. 제1항에 있어서, 구동축에 고정된 편심기들에 의해 각각 구동되는 다수의 회전자를 포함하며, 상기 편심기들은 상기 구동축 둘레에 일정하게 분포되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
12. 제1항에 있어서, 상기 감속부재들(6,7)은 회전자(12 또는 68,69)를 포위하는 2개의 동심축상의 원통형 요소들(55,61)로 구성되며, 상기 감속부재들의 구동요소들은 구멍들(56,57 ; 64,65)로 구성되는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
13. 제12항에 있어서, 상기 구멍들(56,57 ; 64,65)은 원형이며, 하나의 감속부재들의 구멍(56,57)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
14. 제13항에 있어서, 상기 작동부재들의 각 쌍은 해당하는 감속부재들의 구멍들의 직경에 대응하는 직경을 지니는 2개의 동축상의 핀(pin ; 72, 73)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.
15. 제14항에 있어서, 상기 각각의 핀(72,73)은 부분적인 구형형상을 갖는 주변 표면을 지니는 것을 특징으로 하는 기계적인 감속기.

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