KR100992729B1

KR100992729B1 - 감속기

Info

Publication number: KR100992729B1
Application number: KR1020087019061A
Authority: KR
Inventors: 히사시 카와모토
Original assignee: 세이코 프레시죤 가부시키가이샤
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2010-11-05
Also published as: WO2007091640A1; US20080305909A1; KR20080089626A; CN101379318A; US7686725B2; JP2007211905A

Abstract

감속기(1)는 입력축(10)에 편심하여 요동하는 외부 톱니 기어(20)와, 외부 톱니 기어(20)와 근소의 치수차(齒數差)를 가지고 외부 톱니 기어(20)가 내접하여 맞물리는 내부 톱니 기어(30)와, 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분만을 취출하는 디스크(50)와, 디스크(50)로부터 출력축(40)으로 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분을 전달하는 기어부(41, 51)와, 출력축(40)을 포함하는 감속 기구(300)를 구비하고, 디스크(50)와 기어부(41, 51)와 출력축(40)은 입력축(10)의 축선과 수직 방향으로 배치되어 있다.

톱니 기어, 디스크, 치수차

Description

감속기{REDUCTION GEAR}

본 발명은 감속기, 특히 입력축에 편심하여 요동하는 외부 톱니 기어와, 근소의 치수차(齒數差)를 가지고 외부 톱니 기어가 내접하여 맞물리는 내부 톱니 기어와, 외부 톱니 기어의 자전(自轉) 성분을 취출하는 출력축을 포함하는 감속 기구를 구비한 감속기에 관한 것이다.

종래, 입력축과 입력축의 회전에 의해 회전하는 편심체와, 편심체에 장착되어 요동하는 외부 톱니 기어와, 외부 톱니 기어가 내접하여 맞물리는 내부 톱니 기어와, 외부 톱니 기어의 자전 성분만을 취출하는 취출 부재를 통해 연결된 출력축을 구비한 감속기가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).

이러한 감속기에 의해, 입력축의 회전을 감속하여 출력축으로 회전하는 것이 가능하게 된다.

특허 문헌 1 :　일본국 특허등록공보 제3034630호

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그러나, 상기의 감속기는 입력축의 축선 상에 출력축이 배치되어 있다. 이 때문에, 입력축과 외부 톱니 기어의 자전 성분을 취출하는 취출 부재와, 이 기구에 의해 취출된 외부 톱니 기어의 자전 성분을 출력축으로 전달하는 전달 부재와, 출력축이 축선 방향으로 배치된다. 이 때문에, 감속기의 축선 방향의 두께가 증대하여 소형화를 도모할 수가 없다고 하는 문제점이 있었다. 이에 의해, 종래 디지털 카메라 등의 소형화가 요청되는 전자 기기에 있어서, 이러한 감속기는 채용하는 것이 곤란하였다.

그래서, 본 발명은 축선 방향의 두께가 감소하고 소형화된 감속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

상기 목적은, 입력축에 편심하여 요동하는 외부 톱니 기어와, 상기 외부 톱니 기어와 근소의 치수차를 가지고 상기 외부 톱니 기어가 내접하여 맞물리는 내부 톱니 기어와, 상기 외부 톱니 기어의 자전 성분만을 취출하는 취출 부재와, 상기 취출 부재로부터 출력축으로 상기 외부 톱니 기어의 자전 성분을 전달하는 전달 부재와, 출력축을 포함하는 감속 기구를 구비하고, 상기 취출 부재와 상기 전달 부재와 상기 출력축은, 상기 입력축의 축선과 수직 방향으로 병렬로 배치되어 있는 감속기에 의해 달성할 수 있다.

　　　이러한 구성에 의해, 취출 부재와 전달 부재와 출력축이, 입력축의 축선과 수직 방향으로 병렬로 배치되어 있으므로, 입력축과 취출 부재와 전달부재와 출력축이 축선 방향으로 배치되는 경우와 비교하여, 감속기의 축선 방향의 두께를 감소시킬 수가 있다. 따라서, 감속기를 소형화할 수가 있다. 또, 외부 톱니 기어의 자전 성분을 입력축의 축선과 수직 방향으로 취출할 수가 있다.

또, 상기 구성에 있어서, 상기 취출 부재는 상기 외부 톱니 기어의 자전에 따라 회전하고, 상기 전달 부재는 상기 취출 부재 및 상기 출력축에 형성되고 서로 맞물리는 기어인 구성을 채용할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 출력축은 취출 부재의 회전에 따라 종동(從動) 회전할 수가 있다.

또, 외부 톱니 기어와 내부 톱니 기어의 치수를 변경하는 일 없이, 기어의 치수를 변경함으로써 용이하게 입력축과 출력축의 감속비를 변경할 수가 있다.

또, 취출 부재는 외부 톱니 기어의 자전 성분만을 취출한다. 이 때문에, 외부 톱니 기어의 일부분에 직접 벨트 부재 등을 개재시켜 출력축을 종동 회전시키는 경우와 비교하여, 외부 톱니 기어의 요동 성분에 영향을 받는 일이 없다.

또, 벨트 부재에 의해 종동 회전하는 경우와 비교하여, 입력축과 출력축의 축간 거리를 짧게 할 수가 있다. 이에 의해, 축선과 수직 방향의 감속기의 크기에 대해서도 최소한으로 억제할 수가 있다.

　　　또, 상기 구성에 있어서, 상기 출력축은 상기 내부 톱니 기어와 일체로 형성되어 있는 베어링부에 의해 회전 가능하게 지지되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 내부 톱니 기어에 의해 출력축의 위치 결정을 할 수가 있다. 이에 의해, 별도 출력축용의 위치 결정 부재나 베어링부를 설치할 필요는 없기 때문에, 부품수를 줄일 수가 있고 조립 공정도 간단하고 용이하게 할 수가 있다.

　　　또, 상기 구성에 있어서, 상기 감속 기구를 위치 결정하는 표면과, 상기 입력축으로 구동력을 전달하는 모터를 위치 결정하는 이면을 가지는 위치 결정판을 구비하고 있는 구성을 채용할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 감속 기구와 모터를 하나의 부재로 위치 결정을 할 수가 있다. 따라서, 모터를 포함한 감속기의 축선 방향의 두께를 감소할 수가 있다. 또, 하나의 부재로 감속 기구와 모터를 위치 결정할 수가 있으므로, 조립성이 향상하고 이에 따라 제조 비용도 저감한다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면, 축선 방향의 두께가 감소하고 소형화된 감속기를 제공할 수가 있다.

도 1은 감속기의 사시도이다.

도 2는 감속기의 단면도이다.

도 3은 출력축과 디스크의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 내부 톱니 기어와 외부 톱니 기어의 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면과 아울러 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면서, 본 발명과 관련되는 감속기의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 감속기의 사시도이다. 도 2는 감속기의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내듯이, 감속기(1)는 입력축(10), 편심체(11), 입력 축(10)에 편심하여 요동하는 외부 톱니 기어(20), 외부 톱니 기어(20)와 근소의 치수차를 가지고 외부 톱니 기어(20)가 내접하여 맞물리는 내부 톱니 기어(30), 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분을 취출하는 출력축(40), 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분만이 출력되는 디스크(취출 부재)(50), 표면 커버(60), 위치 결정판(70), 회전자(80), 고정자(90), 코일(100), 모터 커버(110)를 구비한다. 또한, 모터(200)는 입력축(10), 회전자(80), 고정자(90), 코일(100), 모터 커버(110)로 구성된다. 감속 기구(300)는 입력축(10), 외부 톱니 기어(20), 내부 톱니 기어(30), 출력축(40)을 포함한다.

　　　입력축(10)은 회전자(80)의 회전에 의해 일체적으로 회전한다. 입력축(10)은 위치 결정판(70)에 형성된 입력축용의 구멍을 관통한다. 또, 입력축(10)은 축단부에 있어서 편심체(11)를 통해 외부 톱니 기어(20)와 연결하여 외부 톱니 기어(20)를 회전시킨다.

외부 톱니 기어(20)에는 그 외주에 트로코이드(trochoid)계 이빨 형상(트로코이드의 특수해(特殊解)인 사이클로이드(cycloid) 부분이 이용될 때의 원호 이빨 형상)의 외부 톱니(21)가 형성되어 있다. 외부 톱니(21)는 내부 톱니 기어(30)의 내부 톱니(31)와 내접하여 맞물리고 있다. 또, 외부 톱니 기어(20)에는 외부 톱니 기어(20)의 평면으로부터 수직 방향으로 연신하도록 핀(22)이 형성되어 있다. 핀(22)은 디스크(50)에 형성된 핀 구멍(52)에 유동가능하게 끼워진다.

　　　편심체(11)는 입력축(10)에 대해서 편심하고 있고, 입력축(10)과 일체로 회전한다. 또, 편심체(11)는 외부 톱니 기어(20)에 장착되어 있고, 편심체(11)의 외 부 톱니 기어(20)와 접촉하는 면에는, 접동성(摺動性)이 좋은 미끄럼면이 형성되어 있다.

내부 톱니 기어(30)는 그 내주에 내부 톱니(31)가 형성되어 있다. 내부 톱니(31)와 외부 톱니(21)가 맞물림으로써, 내부 톱니 기어(30)와 외부 톱니 기어(20)는 내접하여 맞물린다. 내부 톱니 기어(30)는 위치 결정판(70) 상에 일체로 형성되어 있다. 내부 톱니 기어(30)에는 그 외주의 일부에, 축방향으로 연신하여 표면 커버(60)와 맞닿는 외측선부(33)가 형성되어 있다. 또, 내부 톱니 기어(30)에는 출력축(40)을 회전 가능하게 지지하는 베어링부(32)가 일체로 형성되어 있다.

　　　디스크(50)에는 그 외주에 기어부(51)가 형성되어 있다. 기어부(전달부재)(51)와 출력축(40)의 기어부(전달 부재)(41)는 서로 맞물린다. 출력축(40)은 도시하지 않는 베어링부와 후술하는 베어링부(32)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이에 의해, 출력축(40)은 디스크(50)의 회전에 따라 종동(從動) 회전한다. 또, 디스크(50)에는 핀 구멍(52)이 형성되어 있다.

출력축(40)은 그 외주에 기어부(41)가 일체로 형성되어 있다. 출력축(40)은 입력축(10)의 축선 상과 다른 영역에 배치되어 있다. 또, 출력축(40)은 입력축(10)과 평행하게 배치되어 있다.

　　　또, 디스크(50)와 출력축(40)과 기어부(41, 51)는, 도 2에 나타내듯이, 입력축(10)의 축선과 수직 방향으로 병렬로 배치되어 있다. 구체적으로는, 출력축(40)은 기어부(41, 51)가 서로 맞물리도록 디스크(50)에 인접하여 배치된다. 또, 베어링부(32)는 디스크(50)의 지름과 출력축(40)의 지름 등을 고려하여, 기어부(41, 51)가 서로 맞물리는 위치에 형성되어 있다.

이와 같이, 디스크(50)와 출력축(40)과 기어부(41, 51)가 입력축(10)의 축선과 수직 방향으로 병렬로 배치되어 있으므로, 입력축과 취출 부재와 전달 부재와 출력축이 축선 방향으로 배치되는 경우와 비교하여, 감속기(1)의 축선 방향의 두께를 감소시킬 수가 있고 소형화할 수가 있다. 또, 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분을 입력축(10)의 축선과 수직 방향으로 취출할 수가 있다.

　　　표면 커버(60)는 디스크 형상으로 형성되어 있고, 그 일부분에 기어부(41)를 넣기 위해서 노치(notch)부(62)가 형성되어 있다. 이 도 1에 있어서 노치부(62)는 도시하지 않는 출력축(40)의 베어링부까지 물러난 형상으로 되어 있다. 표면 커버(60)는 외측선부(33)의 상단부에 고착된다. 또, 표면 커버(60)에는 위치 결정판(70) 측으로 돌출하여 축부(61)가 형성되어 있다. 축부(61)는 디스크(50)를 회전 가능하게 지지한다. 또한, 축부(61)는 입력축(10)과 동일 에 형성되어 있다.

고정자(90)에는 코일(100)이 권회되어 있다.

모터 커버(110)는 입력축(10)을 회전 가능하게 지지함과 아울러, 코일(100)에 권회된 고정자(90)를 보유한다.

또, 도 2에 나타내듯이 위치 결정판(70)은 입력축(10)이 관통하는 입력축용의 구멍이 형성되어 있다. 이에 의해, 입력축(10)은 위치 결정판(70)에 의해 위치 결정된다. 또, 위치 결정판(70)에는 코일(100)이 권회된 고정자(90) 및 모터 커버(110)를 위치 결정하기 위한 모두 도시하지 않은 위치 결정 가이드부가 형성되어 있다. 이에 의해, 모터(200)가 위치 결정된다.

이상과 같이, 위치 결정판(70)은 감속 기구(300)와 모터(200)에 끼워지고, 표면에 감속 기구(300)를 위치 결정한다. 또, 이면에, 입력축(10)으로 구동력을 전달하는 모터(200)를 위치 결정한다. 이에 의해, 감속 기구(300)와 모터(200)를 하나의 부재로 위치 결정을 할 수가 있다. 따라서, 모터(200)를 포함한 감속기(1)의 축선 방향의 두께를 감소시킬 수가 있다. 또, 하나의 부재로 감속 기구(300)와 모터(200)를 위치 결정할 수가 있으므로, 조립성이 향상되고 이에 따라 제조 비용도 저감한다.

또한, 코일 수용 구멍(coil releasing hole)부(71)는 코일(100)의 두께를 수용하는 기능을 가진다. 이에 의해, 감속기(1)의 축선 방향의 두께를 감소시킬 수가 있다. 또, 위치 결정판(70)에는 감속기(1)를 위치 결정하기 위한 장착 가이드부(72)를 가진다. 이에 의해 출력축(40)을 정밀도 좋게 장착할 수가 있다.

다음에, 도 3 및 도 4를 이용하여 감속기의 작용에 대해서 설명한다. 도 3은 출력축(40)과 디스크(50)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4는 내부 톱니 기어(30)와 외부 톱니 기어(20)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 나타내듯이, 핀 구멍(52)에 핀(22)이 유동가능하게 끼워져 있다. 외부 톱니 기어(20)가 회전함으로써, 핀(22)을 통해 디스크(50)로 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분이 출력된다. 따라서, 외부 톱니 기어(20)의 회전에 따라 디스크(50)가 회전 구동한다. 또, 핀 구멍(52)에 의해, 외부 톱니 기어(20)의 후술하는 요동 성분이 흡수된다.

또, 도 4에 나타내듯이, 외부 톱니 기어(20)는 입력축(10)의 축심에 대해서 편심하여 회전한다. 입력축(10)이 1회전하면, 그에 따라 편심체(11)가 1회전한다. 이 편심체(11)의 회전에 의해 외부 톱니 기어(20)도 회전하려고 하지만, 내부 톱니 기어(30)와의 맞물림에 의해 그 자유로운 자전이 구속되고, 이 내부 톱니 기어(30)와 맞물리면서 요동 성분을 가지는 자전 운동을 한다.

이때의 편심량을 ΔE라고 하면, 외부 톱니 기어(20)는 축심으로부터 반경ΔE에 상당하는 원주상을 요동한다. 이 결과, 외부 톱니 기어(20)와 내부 톱니 기어(30)의 맞물림 위치가 차례차례 어긋나가고, 입력축(10)이 1회전하여도, 외부 톱니 기어(20)는 내부 톱니 기어(30)와의 근소의 치수차(齒數差)만큼(이 실시 형태의 경우, 8－7=1)만 위상이 어긋난다. 이것은 입력축(10)의 1회전이 외부 톱니 기어(20)의 -1/7회전으로 감속된 것을 의미한다(마이너스는 역회전을 나타낸다).

이상과 같이, 디스크(50)에는 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분만이 출력된다. 이에 의해, 입력축(10)과 디스크(50)의 사이에, 감속비 -1/7의 감속이 달성된다. 또, 출력축(40)은 디스크(50)에 종동 회전한다. 이에 의해, 입력축(10)의 회전을 변속하여 출력축(40)으로 출력할 수가 있다.

또, 본 실시예와 관련되는 감속기(1)의 경우 디스크(50)의 기어부(51)의 치수(齒數)는 32매이고, 출력축(40)의 기어부(41)의 치수는 8매이다. 따라서, 입력축(10)이 7회전하면 디스크(50)는 1회전하고, 출력축(40)은 4회전한다. 따라서, 입력축과 출력축의 사이에, 감속비 4/7의 감속이 달성된다.

이와 같이, 디스크(50)는 외부 톱니 기어(20)의 자전에 따라 회전하여, 기어부(41, 51)가 맞물림으로써, 출력축은 디스크의 회전에 따라 종동 회전할 수가 있 다.

또, 외부 톱니 기어(20)와 내부 톱니 기어(30)의 치수를 변경하는 일 없이, 기어부(41, 51)의 치수를 변경함으로써, 용이하게 입력축(10)과 출력축(40)의 감속비를 변경할 수가 있다. 특히, 출력축(40)과 기어부(41)가 수지(樹脂)에 의해 일체로 성형되어 있고, 디스크(50)에 대해서도 수지에 의해 성형되어 있는 것 같은 경우에는, 기어부(41, 51)의 치수가 다른 출력축(40), 디스크(50)를 미리 복수 성형하여 두고, 감속기(1)의 사용 용도에 따라, 출력축(40), 디스크(50)를 교환함으로써 용이하게 감속비를 변경할 수가 있다.

또, 디스크(50)는 외부 톱니 기어(20)의 자전 성분만을 취출한다. 이 때문에, 외부 톱니 기어에 직접 벨트부재 등을 개재시켜 출력축을 종동 회전시키는 경우와 비교하여, 외부 톱니 기어(20)의 요동 성분에 영향을 받는 일이 없다.

또, 벨트 부재에 의해 종동 회전하는 경우와 비교하여, 입력축(10)과 출력축(40)의 축간 거리를 짧게 할 수가 있다. 이에 의해, 축방향과 직행하는 방향의 감속기의 폭에 대해서도 최소한으로 억제할 수가 있다.

또, 도 4에 나타내듯이, 출력축(40)은 내부 톱니 기어(30)와 일체로 형성되어 있는 베어링부(32)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링부(32)는 내부 톱니 기어(30)의 내부 톱니(31)와 외부 톱니(21)의 맞물림에 영향을 미치지 않는 영역에 형성되어 있다. 이와 같이, 내부 톱니 기어(30)에 의해 출력축(40)의 위치 결정을 할 수가 있다. 이에 의해, 별도 출력축(40)용의 위치 결정 부재나 베어링부를 설치할 필요는 없기 때문에, 부품수를 줄일 수가 있고 조립 공정도 간단하고 용 이하게 할 수가 있다.

상기 실시예는 본 발명을 실시하기 위한 예에 지나지 않고, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니고, 이러한 실시예를 여러 가지 변형하는 것은 본 발명의 범위 내이고, 또한 본 발명의 범위 내에 있어서 다른 여러 가지 실시예가 가능하다는 것은 상기 기재로부터 자명하다.

상기 실시예에 있어서, 입력축과 모터축을 겸용하고 있지만 이러한 구성으로 한정되지 않는다.

또, 상기 실시예에 있어서, 내부 톱니 기어와 위치 결정판은 일체로 형성되어 있는 예를 들었지만, 이러한 구성에 한정하지 않고, 내부 톱니 기어와 위치 결정판은 별도의 부재로 구성되어 있어도 좋다.

Claims

입력축과, 상기 입력축과 일체로 회전하는 회전자와, 고정자와 상기 고정자에 권회된 코일을 포함하는 모터와,

출력축과, 상기 입력축에 편심하여 요동하는 외부 톱니 기어와, 상기 외부 톱니 기어와 근소의 치수차를 가지고 상기 외부 톱니 기어가 내접하여 맞물리는 내부 톱니 기어와, 상기 외부 톱니 기어의 자전 성분만을 취출하는 취출 부재와, 상기 취출 부재로부터 상기 출력축에 상기 외부 톱니 기어의 자전 성분을 전달하는 전달 부재를 포함하는 감속 기구와,

상기 모터와 상기 감속 기구에 끼워지는 위치 결정판을 구비한 감속기에 있어서,

상기 취출 부재는 상기 외부 톱니 기어의 자전에 따라 회전하고,

상기 전달 부재는 상기 취출 부재 및 상기 출력축에 형성되고 서로 맞물리는 기어이며,

상기 위치 결정판은 상기 코일의 두께를 수용(release)하는 구멍부를 가지고,

상기 취출 부재와 상기 전달 부재와 상기 출력축은 상기 입력축의 축선과 수직 방향으로 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
삭제
제1항에 있어서,

상기 출력축은 상기 내부 톱니 기어와 일체로 형성되어 있는 베어링부에 의해 회전 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 감속기.
제1항에 있어서,

상기 위치 결정판은 상기 감속 기구를 위치 결정하는 표면과, 상기 입력축에 구동력을 전달하는 모터를 위치 결정하는 이면을 구비하는 것을 특징으로 하는 감속기.