KR101852678B1

KR101852678B1 - Harmonic gear

Info

Publication number: KR101852678B1
Application number: KR1020160072278A
Authority: KR
Inventors: 문명일
Original assignee: 문명일
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2018-04-26
Also published as: KR20170139832A

Abstract

웨이브 제네레이터(Wave Generator), 플렉스플라인(Flex Spline), 서큘러스프라인(Circular Spline)을 구비하는 하모닉 기어에 있어서, 웨이브 제네레이터가 회전 동력을 전달하는 입력축, 입력축 주변에 입력축과 수직을 이루며 일방으로 길게 형성되어 길이 방향 중앙이 입력축에 고정 결합되는 회전몸체부, 회전몸체부의 길이 방향 양단에 하나씩 입력축과 평행하게 설치되는 자유회전축, 자유회전축에 회전가능하게 결합되며 원판형 혹은 원기둥형을 이루는 롤러를 구비하며, 상기 롤러에서 입력축으로부터 가장 먼 부분들은 플렉스플라인의 대척점에 있는 지점에서 외측면에 설치된 이(齒)를 서큘러스프라인의 대척점에 있는 지점에서 내측면에 형성된 이와 치합시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 하모닉 기어가 개시된다. 본 발명에 따르면 하모닉 기어의 웨이브 제네레이터에서 종래에 있던 다수의 베어링 부재가 설치되는 것을 회피할 수 있어서 전체적으로 하모닉 기어 구성을 단순화하고, 부품의 수 감소에 따른 조립 및 유지 비용을 줄일 수 있다. 1. A harmonic gear comprising a wave generator, a flex spline, and a circular spline, wherein the wave generator includes an input shaft for transmitting rotational power, A free rotation shaft provided parallel to the input shaft at both ends in the longitudinal direction of the rotation body, a disk-shaped or cylindrical roller rotatably coupled to the free rotation shaft, Wherein a portion of the roller farthest from the input shaft is engaged with a portion formed on an outer surface at a point opposite to a point of the flex plate and formed on the inner surface at a point located at a point opposite to the circular spline, Wherein the harmonic gear comprises a plurality of gears. According to the present invention, it is possible to avoid installation of a plurality of conventional bearing members in a wave generator of a harmonic gear, thereby simplifying the overall harmonic gear configuration and reducing assembly and maintenance costs due to a reduction in the number of parts.

Description

하모닉 기어{Harmonic gear}Harmonic gears {Harmonic gear}

본 발명은 하모닉 기어에 관한 것으로 보다 상세하게는 웨이브 제네레이터의 구성을 통해 전체 구조를 단순화할 수 있는 하모닉 기어에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a harmonic gear, and more particularly, to a harmonic gear that can simplify the entire structure through the construction of a wave generator.

하모닉 기어는 크게 웨이브 제네레이터(Wave Generator), 플렉스플라인(Flex Spline), 서큘러스프라인(Circular Spline)의 3가지 구조로 구성되어 있고 금속의 탄성역학을 응용하여 동력과 동작을 전달하는 고정밀 감속기를 의미하며 파동기어장치라는 명칭으로도 통용되고 있다.Harmonic gears are composed of three structures: Wave Generator, Flex Spline, and Circular Spline. The harmonic gear is a high precision gear reducer that transmits power and motion by applying the elastic dynamics of metal. It is also used as a wave gear device.

웨이브 제네레이터는 타원형상으로 외주에 얇은 볼베어링이 끼워져 있어 여기에 그 내면이 닿는 플렉스플라인을 탄성변형시키는 역할을 한다. 플렉스플라인은 컵형상의 금속 탄성체로서 상단부는 외주면에 이가 형성되어 있으며 하단부는 출력축과 연결되어 외부로 회전력을 인출하는 역할을 한다. 서큘러스플라인은 링형상의 부품으로 링의 안쪽 부위에 플렉스플라인과 들어맞는 이가 가공되어져 있지만 잇수가 플렉스플라인의 잇수에 비해 더 많이 형성되어 이 잇수의 차이가 감속비를 결정하게 된다.The wave generator has an elliptical shape and a thin ball bearing on the outer periphery thereof, which serves to elastically deform the flexplane on the inner surface thereof. The flex plate is a cup-shaped metal elastic body having an upper end formed on the outer circumferential surface thereof and a lower end connected to the output shaft to pull out the rotational force to the outside. The circular spline is a ring-shaped part, and the inner part of the ring is machined to fit the flexpline, but the number of teeth is larger than the number of teeth of the flexpline, and the difference in the number of teeth determines the reduction ratio.

대한민국 특허등록 제10-1390439호에는 하모닉 기어에 대한 일 구성례가 보다 상세히 개시되어 있다. 도1 및 도2는 이 하모닉 기어의 정면도 및 수직한 지름선을 따라 절단한 단면을 나타내는 측단면도이다.Korean Patent Registration No. 10-1390439 discloses a configuration example of a harmonic gear in more detail. Figs. 1 and 2 are side cross-sectional views showing cross sections taken along a front view and a vertical diameter line of the harmonic gear. Fig.

하모닉 기어(1)는, 원환 형상의 강성 서큘러스플라인(2)과, 이 강성 서큘러스플라인(2)의 내측에 배치된 가요성 플렉스플라인(3)과, 이 가요성 플렉스플라인(3)의 내측에 배치된 웨이브 제네레이터(4)를 가지고 있다.The harmonic gear 1 includes a ring-shaped rigid circular spline 2, a flexible flexure 3 disposed inside the rigid circular spline 2, And a wave generator 4 disposed inside.

강성 서큘러스플라인(2)은 전체로서 직사각형 단면형상의 강성(剛性)의 원환부재(21)를 구비하고 있다. 이 원환부재(21)의 내주(內周) 가장자리측의 부분은, 일방의 단면(22)으로부터 일정 두께로 원통형상으로 돌출한 원통부분(23)이 형성되어, 광폭(廣幅)의 부분으로 되어 있다. 이 광폭의 부분의 원형 내주면에, 내치(24)가 형성되어 있다. 원환부재(21)에는, 그 원주방향을 따라 소정의 각도간격으로, 부착용의 볼트구멍(25)이 형성되어 있다. 볼트구멍(25)은, 원환부재(21)를, 기어 중심축선(1a)에 평행한 방향으로 관통해서 연장되어 있다.The rigid circular spline 2 has a rigid ring-shaped member 21 having a rectangular sectional shape as a whole. A cylindrical portion 23 protruding in a cylindrical shape with a predetermined thickness from one end face 22 is formed at a portion on the inner circumferential edge side of the annular member 21 and is formed as a portion having a wide width . An inner tooth 24 is formed on the circular inner circumferential surface of this wide portion. Bolt holes 25 for attachment are formed in the annular member 21 at predetermined angular intervals along the circumferential direction. The bolt hole 25 extends through the annular member 21 in a direction parallel to the gear center axis 1a.

가요성 플렉스플라인(3)은, 전체로서 컵형상을 하고 있으며, 반경방향으로 휨가능한 원통형상 몸통부(31)와, 원통형상 몸통부(31)의 후단가장자리(rear end edge, 32)에 연속해서 반경방향의 내측으로 확대되어 있는 다이어프램(33)과, 이 다이어프램(33)의 내주 가장자리에 연속해서 형성되어 있는 두께가 두꺼운 원환형상의 보스(boss: 34)를 구비하고 있다. 보스(34)에는 원주방향을 따라 소정의 각도 간격으로, 부착용의 볼트 구멍(34a)이 형성되어 있다. 원통형상 몸통부(31)의 타방의 개구 가장자리(35) 측의 부위는, 그 외주면 부분에 외치(36)가 형성된 외치형성부분(37)으로 되어 있다.The flexible flex plate 3 is formed into a cup shape as a whole and includes a cylindrical body portion 31 which can be bent in the radial direction and a cylindrical body portion 31 which is bent in the rear end edge 32 of the cylindrical body portion 31 A diaphragm 33 continuously extended radially inward and a thick boss 34 formed continuously with the inner circumferential edge of the diaphragm 33. A bolt hole 34a for attachment is formed in the boss 34 at predetermined angular intervals along the circumferential direction. The portion of the cylindrical body 31 on the side of the other opening edge 35 is formed with a female tooth forming portion 37 having a female tooth 36 formed on the outer circumferential surface thereof.

웨이브 제네레이터(4)는, 가요성 플렉스플라인(3)의 원통형상 몸통부(31)에 있어서의 외치형성부분(37)의 내주면부분(38)을 반경방향의 외측으로 가압하고 있는 외치가압면(41)을 구비하고 있다. 가요성 플렉스플라인(3)의 외치형성부분(37)은 외치가압면(41)에 의해 비원형으로 휘어, 외치(36)가 강성 서큘러스플라인(2)의 내치(24)에 대하여 원주방향으로 떨어진 복수의 부위에 있어서 맞물리고 있다.The wave generator 4 has a configuration in which the inner peripheral surface portion 38 of the outer tooth forming portion 37 in the cylindrical body 31 of the flexible flex plate 3 is pressurized radially outward, (41). The external tooth forming portion 37 of the flexible flex plate 3 is bent in a noncircular shape by the external tooth pressing surface 41 so that the external teeth 36 extend in the circumferential direction with respect to the internal teeth 24 of the rigid circular spline 2 And are engaged with each other in a plurality of fallen portions.

웨이브 제네레이터(4)를 회전시키면, 외치(36) 및 내치(24)의 맞물림 위치도 둘레방향으로 이동하며, 외치(36) 및 내치(24)의 잇수 차이에 따른 상대회전이 가요성 플렉스플라인(3) 및 강성 서큘러스플라인(2) 사이에 발생한다.When the wave generator 4 is rotated, the engaging positions of the external teeth 36 and the internal teeth 24 also move in the circumferential direction and the relative rotation due to the difference in the number of teeth of the external teeth 36 and the internal teeth 24, (3) and the rigid circular spline (2).

웨이브 제네레이터(4)는, 중공입력축(42)과, 이 중공입력축(42)의 원형 외주면에 동축으로 고정한 비원형, 예를 들면 타원형상의 외주면(43)을 구비한 플러그(plug: 44)와, 반경방향으로 휨 가능한 내륜(45) 및 외륜(46)과 그 사이의 다수 볼베어링을 구비한 웨이브 베어링(wave bearing: 47)을 포함한다. 웨이브 베어링(47)은, 타원형상으로 휜 상태로 플러그(44)의 외주면(43)에 장착되어 있다. 웨이브 베어링(47)의 외륜(46)의 외주면이, 외치형성부분(37)을 반경방향의 외측으로 가압하고 있는 외치가압면(41)이다.The wave generator 4 includes a hollow input shaft 42 and a plug 44 having a non-circular outer circumferential surface 43, for example, an elliptical shape fixed coaxially with the circular outer circumferential surface of the hollow input shaft 42, And includes a wave bearing 47 having a plurality of ball bearings between the outer ring 46 and the inner ring 45 and the outer ring 46 that can be flexed in the radial direction. The wave bearings 47 are mounted on the outer circumferential surface 43 of the plug 44 while being warped in an elliptical shape. The outer peripheral surface of the outer ring 46 of the wave bearing 47 is the outer tooth pressing surface 41 which presses the outer tooth forming portion 37 radially outward.

그런데, 이런 종래의 통상적 하모닉 기어에서는 웨이브 제네레이터의 구성, 특히 웨이브 베어링을 이루는 구성이 다수 베어링을 내포하는 등 복잡한 구조를 가져 하모닉 기어 자체를 작게 형성하거나, 저비용의 간단 구조로 형성하는 것이 어렵다. However, in such conventional conventional harmonic gears, it is difficult to form the harmonic gear itself with a small structure or a low-cost simple structure because the structure of the wave generator, especially the structure constituting the wave bearing, contains many bearings.

하모닉 기어는 고속 감속비를 가지고 백래시가 매우 적으므로 높은 위치결정, 반복위치결정, 회전 정밀도를 가져 빠르고 정밀하게 동력을 전달할 수 있고, 핵심 부품이 대략 동일 축상에 있어 설계 조립이 간단하다는 장점을 바탕으로 발전해온 것이며, 최근에도 정밀 제어기계, 반도체 설비, 항공 우주, 정밀 의료 장비 분야 등에서 많은 발전 가능성을 가지는 것이지만 이런 기계적 복잡성의 문제로 적용 분야의 제한을 받을 수 있으므로 보다 간단한 구조의 하모닉 기어가 제공될 수 있다면 매우 바람직할 것이다. Harmonic gears have a high speed reduction ratio and very little backlash, so they can transmit power quickly and precisely due to high positioning, repeat positioning, and rotation precision, and they are easy to design and assemble because their core parts are on the same axis. Recently, there is a great deal of development potential in precision control machinery, semiconductor equipment, aerospace, precision medical equipment, etc. However, due to the limitation of the application field due to the mechanical complexity, a simpler structure harmonic gear is provided It would be highly desirable.

대한민국 특허등록 제10-1390439호 : 파동기어장치 및 가요성 외치기어Korean Patent Registration No. 10-1390439: Wave Gear Device and Flexible External Gear Gear

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전체적 구성을 단순화할 수 있는, 특히, 웨이브 제네레이터의 구성을 간단히 할 수 있는 하모닉 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a harmonic gear capable of simplifying the overall configuration, in particular, capable of simplifying the configuration of a wave generator.

본 발명은 웨이브 제네레이터의 다수 베어링이 설치되는 구성을 회피할 수 있어서 구성 부품의 수와 조립 노력 및 비용을 줄일 수 있는 하모닉 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a harmonic gear capable of avoiding a configuration in which a plurality of bearings of a wave generator are installed, thereby reducing the number of components and assembly effort and cost.

본 발명은 단순화된 구조를 바탕으로 소형화, 저비용화를 이루기가 용이한 하모닉 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a harmonic gear that can be easily downsized and reduced in cost based on a simplified structure.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하모닉 기어는In order to achieve the above object, a harmonic gear according to the present invention includes:

웨이브 제네레이터(Wave Generator), 플렉스플라인(Flex Spline), 서큘러스프라인(Circular Spline)을 구비하는 하모닉 기어에 있어서,In a harmonic gear having a wave generator, a flex spline, and a circular spline,

웨이브 제네레이터가 회전 동력을 전달하는 입력축, 입력축 주변에 입력축과 수직을 이루며 일방으로 길게 형성되어 길이 방향 중앙이 입력축에 결합되고 길이 방향 양단에는 각각이 원판형 혹은 원기둥형 롤러를 회전가능하게 고정시키는 자유회전축이 설치되는 회전몸체부, 회전몸체부 양단의 자유회전축에 각각에 결합되는 두 개의 롤러를 구비하며, 이들 두 개의 롤러에서 입력축으로부터 가장 먼 부분들은 플렉스플라인의 대척점에 있는 두 지점에서 외측면에 설치된 이(치)를 서큘러스프라인의 대척점에 있는 두 지점에서 내측면에 형성된 이와 치합시키도록 이루어지는 것을 특징으로 한다. The wave generator is composed of an input shaft for transmitting rotational power, a pair of rollers disposed perpendicular to the input shaft around the input shaft and formed in one side to be long, the center in the longitudinal direction being coupled to the input shaft, And two rollers respectively coupled to free rotation shafts on both ends of the rotating body. The two farthest parts of the two rollers from the input shaft are located at two points on the opposite sides of the flex plate And the teeth (teeth) provided on the side surface are engaged with the teeth formed on the inner surface at two points on the opposite points of the circular spline.

본 발명에서 자유회전축과 롤러의 회전가능한 고정 결합은 접속부가 단순 형태의 베어링 구조, 축과 이를 지지하는 회전몸체부 사이에 볼이나 롤러와 같은 별도 전동체를 넣지 않은 베어링 구조로 가령 슬라이드 베어링, 유체 베어링, 공기 베어링, 마그네틱 베어링 등을 구비하여 이루어지거나, 별도의 베어링을 전혀 사용하지 않고 자유회전축과 롤러 자체의 재질 및 표면처리를 통해 이루어지는 것일 수 있다.In the present invention, the rotatable fixed connection of the free rotation shaft and the roller is such that the connection part has a bearing structure of a simple form, a bearing structure in which a separate rolling member such as a ball or a roller is not inserted between the shaft and the rotating body for supporting the shaft, A bearing, an air bearing, a magnetic bearing, or the like, or may be made of material and surface treatment of the free rotation shaft and the roller itself without using any separate bearing.

본 발명에서 자유회전축은 회전몸체부에 대하여 통상은 완전히 고정되지만 회전가능하게 고정되는 것을 배재하는 것은 아니며, 회전가능하게 고정될 때에도 자유회전축과 롤러의 회전가능한 고정 결합과 같은 형태의 결합을 이룰 수 있다.In the present invention, the free rotation shaft is fixed to the rotating body part, but is not fixed to be rotatably fixed. Even when the free rotation shaft is fixed rotatably, have.

본 발명에 따르면 하모닉 기어의 웨이브 제네레이터에서 종래에 있던 다수의 베어링 부재가 설치되는 것을 회피할 수 있어서 전체적으로 하모닉 기어 구성을 단순화하고, 부품의 수 감소에 따른 조립 및 유지 비용을 줄일 수 있다. According to the present invention, it is possible to avoid installation of a plurality of conventional bearing members in a wave generator of a harmonic gear, thereby simplifying the overall harmonic gear configuration and reducing assembly and maintenance costs due to a reduction in the number of parts.

본 발명에 따르면 단순화된 구성를 바탕으로, 정밀하고 정확한 동력 전달이 가능하면서도, 하모닉 기어의 소형화, 저비용화를 이룰 수 있고, 활용 범위를 넓힐 수 있다.According to the present invention, it is possible to achieve precise and precise power transmission based on a simplified configuration, and to achieve miniaturization and cost reduction of the harmonic gear, and to broaden the application range.

도1 및 도2는 종래의 하모닉 기어의 일 예에 따른 정면도 및 수직한 지름선을 따라 절단한 단면을 나타내는 측단면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 기어에서 플렉스플라인을 제외한 상태를 나타내는 사시도,
도4는 도3의 실시예에 따른 하모닉 기어를 나타내는 정면도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 기어를 나타내는 분해사시도이다.1 and 2 are front and side sectional views, respectively, of a conventional harmonic gear according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a state in which the flexure fly is excluded from the harmonic gear according to the embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a front view of the harmonic gear according to the embodiment of FIG. 3;
5 is an exploded perspective view illustrating a harmonic gear according to an embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도3 내지 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 기어를 나타내는 사시도, 정면도 및 분해사시도이다.3 to 5 are a perspective view, a front view, and an exploded perspective view of a harmonic gear according to an embodiment of the present invention.

통상의 하모닉 기어와 같이 여기서도 하모닉 기어는 웨이브 제네레이터(Wave Generator: 140), 플렉스플라인(Flex Spline: 130), 서큘러스프라인(Circular Spline: 120)을 구비하여 이루어진다. Like the conventional harmonic gear, the harmonic gear also includes a wave generator 140, a flex spline 130, and a circular spline 120.

플렉스플라인(130)은 컵형상의 금속 탄성체로서 일 단부는 외주면에 이(131)가 형성되어 있으며 타 단부는 출력축(135)과 연결되어 외부로 회전력을 인출하는 역할을 한다. 서큘러스플라인(120)은 링 형상의 부품으로 링의 안쪽 부위에 플렉스플라인의 외주면의 이(131)와 들어맞는 이(121)가 가공되어져 있지만 잇수가 플렉스플라인의 잇수에 비해 더 많이 형성되어 있다.The flex plate 130 is a cup-shaped metal elastic body, one end of which is formed on the outer circumferential surface thereof and the other end of which is connected to the output shaft 135 to take out the rotational force to the outside. The circular spline 120 is a ring-shaped part, and the inner circumferential portion of the ring is machined to fit the teeth 131 of the outer circumferential surface of the flexpline, but the number of teeth is larger than the number of teeth of the flexpline have.

단, 종래의 웨이브 제네레이터는 입력축에 결합된 회전몸체부가 타원형상으로 외주를 따라 얇은 볼베어링이 끼워져 있던 것과 비교하여 여기서는 회전몸체부(143)가 입력축(141)과 수직한 한 평면에서 볼 때 아령형태 혹은 길고 좁은 판재 형태를 이루어 일 측으로 길게 뻗어있다. However, in the conventional wave generator, as compared with the case where the rotating body coupled with the input shaft has the elliptical shape and the thin ball bearings along the outer periphery thereof, the rotating body portion 143 has a dumbbell shape Or a long, narrow sheet form that stretches long to one side.

보다 구체적으로 구성을 살펴보면, 웨이브 제네레이터(140)는 입력축(141), 회전몸체부(143), 자유회전축(145), 롤러(147)를 구비하여 이루어진다. 입력축(141)은 일 측에서 회전 동력을 발생시키는 모터(200)로부터 회전 동력 받아서 타 측의 회전몸체부(143)로 전달하는 역할을 한다. 회전몸체부(143)는 입력축(141)과 수직을 이루는 평면에서 일방으로 길게 형성되고, 입력축(141)과 함께 회전하며, 길이 방향 중앙의 홀이 입력축(141)에 고정 결합되고, 길이 방향 양단의 홀에는 자유회전축(145))이 설치된다. 자유회전축(145)은 입력축(141)과 평행하게 설치되며, 각각이 롤러(147)를 회전가능하게 고정시킨다. More specifically, the wave generator 140 includes an input shaft 141, a rotating body 143, a free rotation shaft 145, and a roller 147. The input shaft 141 receives the rotational power from the motor 200 that generates the rotational power from one side and transmits the rotational power to the rotating body portion 143 on the other side. The rotary body portion 143 is elongated in one plane in a plane perpendicular to the input shaft 141 and rotates together with the input shaft 141. A hole in the center in the longitudinal direction is fixedly coupled to the input shaft 141, (The free rotation shaft 145) is provided in the hole of the motor. The free rotation shaft 145 is installed parallel to the input shaft 141, and rotatably fixes the roller 147 to each other.

회전몸체부(143) 양단에 있는 자유회전축(145) 각각에 결합되는 롤러(147)는 회전체인 원판 혹은 원기둥의 형태로 이루어지고, 자유회전축(145)이 이들 원판이나 원기둥의 회전중심을 지나면서 자유회전축(145)을 중심으로 롤러(147)가 회전할 수 있다. The roller 147 coupled to each of the free rotation shafts 145 at both ends of the rotating body portion 143 is in the form of a disk or a cylinder as a rotating body and the free rotation shaft 145 passes through the center of rotation of these disks or cylinders The roller 147 can be rotated around the free rotational axis 145. [

도4의 정면도 상에서 볼 때 하나의 롤러(147)에서 입력축(141)으로부터 가장 먼 곳에 위치하는 부분이 하나씩 있으므로 웨이브 제네레이터(140) 전체에서는 이런 부분이 두 개가 있고, 이 두 부분은 두 개의 롤러(147)에서 서로 가장 멀리 떨어져 위치하게 된다.4, there is one portion located at the farthest position from the input shaft 141 in one roller 147, so that there are two such portions in the entire wave generator 140, Lt; RTI ID = 0.0 > 147 < / RTI >

아울러, 이들 두 부분은, 정면도 상에서, 가요성이 있는 플렉스플라인(130)의 서로 대척점을 이루는 두 지점에서 외측면에 설치된 이(131))를 서큘러스프라인(120)의 대척점에 있는 두 지점에서 내측면에 형성된 이(121)와 치합시키도록 이루어진다. 이런 구성은 종래의 타원형 회전몸체부에서도 비슷하게 이루어지는 것이며, 이때의 하모닉 기어의 회전동력 전달 메카니즘에 대해서는 뒤에 더 상세히 설명한다.In addition, these two parts are provided on opposite sides of the circular spline 120 in a front view, which is provided on the outer surface at two points that are opposite to each other of the flexible flexplanes 130 (121) formed at the inner side at two points where the two sides are located. This configuration is similar to that of the conventional elliptical rotary body portion, and the rotary power transmission mechanism of the harmonic gear at this time will be described in more detail later.

여기서 자유회전축(145)과 롤러(147)의 회전가능한 고정 결합은 접속부가 단순 형태의 베어링 구조, 즉, 축과 이를 지지하는 회전몸체부 사이에 볼이나 롤러와 같은 별도 전동체를 넣지 않은 베어링 구조인 슬라이드 베어링 구조를 가진다. 여기서 명확히 도시되지 않지만 자유회전축(145)으로 관통되며 접하는 롤러(147)의 중앙관통공 내면에는 원통형의 슬라이드 베어링층이 설치된다. 한편, 자유회전축(145)은 회전몸체부(143)와 완전 고정되어 둘 사이의 상대적 회전은 이루어지지 않는다. Here, the rotatable fixed connection of the free rotation shaft 145 and the roller 147 is such that the connection part is a simple structure of a bearing structure, that is, a bearing structure in which a separate rolling member such as a ball or a roller is not inserted between the shaft and the rotating body, And has a slide bearing structure. Although not clearly shown here, a cylindrical slide bearing layer is provided on the inner surface of the through-hole of the center pipe of the roller 147 which passes through the free rotation shaft 145 and is in contact therewith. On the other hand, the free rotation shaft 145 is completely fixed to the rotating body portion 143 so that relative rotation between the two is not achieved.

슬라이드 베어링(미도시)은 미끄럼 베어링, 플레인 베어링(Plain bearing, 평면 베어링)이나 솔리드 베어링(Solid bearing)으로도 불리며, 자동차 엔진 크랭크 샤프트와 커넥팅로드 사이의 회전 운동과 같은 기계적 회전운동에 흔히 사용된다. 슬라이드 베어링은 전동체가 없이 면 접촉을 하게 되어 하중을 견디기에 적합하며, 통상적으로 고속회전에도 많이 사용된다. 단, 별도로 도시되지 않지만 주변에서 윤활유 혹은 윤활제가 적절히 공급되는 설치 환경에서 사용되는 것으로 한다.Slide bearings (not shown), also called plain bearings, plain bearings or solid bearings, are commonly used in mechanical rotational motion, such as rotational motion between an automotive engine crankshaft and a connecting rod . Slide bearings are suitable for bearing loads due to surface contact without rolling elements, and are usually used for high-speed rotation. However, it is assumed that it is used in an installation environment in which lubricating oil or lubricant is appropriately supplied in the periphery though it is not separately shown.

이런 슬라이드 베어링에서는 대개 면 접촉이 직접적으로 이루어지지는 않는다. 마찰면에서 빠른 상대 운동이 일어나면 그 사이에 윤활유의 막이 생겨 물체간의 직접적인 접촉을 하지 않게 되기 때문이다.In these slide bearings, surface contact is usually not directly achieved. When a fast relative motion occurs on the friction surface, a film of lubricant is formed therebetween and no direct contact is made between the objects.

이러한 본 실시예에서 하모닉 기어의 동작 및 작용을 살펴보면, 먼저, 모터(200)의 구동이 이루어지고, 이에 따라 모터(200)에 연결된 입력축(141)이 회전하게 된다. 입력축(141)은 회전몸체부(143)의 길이 방향 중간의 홀에 고정되어 있고 입력축(141)과 함께 회전하게 된다. The operation and operation of the harmonic gear in this embodiment will be described. First, the motor 200 is driven, and the input shaft 141 connected to the motor 200 is rotated. The input shaft 141 is fixed to the middle hole in the longitudinal direction of the rotating body portion 143 and rotates together with the input shaft 141.

회전몸체부(143)의 길이 방향 양단 홀에 입력축(141)과 평행하게 설치된 자유회전축(145)과 자유회전축(145)에 회전가능하게 결합된 롤러(147)도 함께 입력축(141)을 중심으로 회전하게 된다.A free rotation shaft 145 provided parallel to the input shaft 141 and a roller 147 rotatably coupled to the free rotation shaft 145 are provided in both longitudinal end holes of the rotating body portion 143 together with the input shaft 141 .

단, 이때, 롤러(147)는 자유회전축(145)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있고, 롤러(147)는 최외측단이 회전몸체부의 외측단을 벗어나 더 외측으로 노출되어 플렉스플라인(130)을 외측으로 가압하여 그 외주면의 이(131)가 서큘러스플라인(120) 내주면에 형성된 이(121)와 다소간의 압력을 가지고 치합되도록 한 상태이다. 또한, 롤러(147)의 최외측단은 플렉스플라인(130)과 밀착되어 이들 사이의 미끄럼 마찰은 커지고, 플렉스플라인(130)은 외측면에 형성된 이(131)가, 고정된 서큘러스플라인(120) 내주면에 형성된 이(121)와 맞물린 상태이므로 상호 미끄러짐은 발생하지 않는다.At this time, the roller 147 can freely rotate around the free rotation shaft 145, and the roller 147 is exposed to the outer side of the outer side of the rotary body part at the outermost end, So that the teeth 131 on the outer circumferential surface thereof are engaged with the teeth 121 formed on the inner circumferential surface of the circular spline 120 with a slight pressure. The outermost end of the roller 147 is brought into close contact with the flex plate 130 so that the sliding friction between the flex plate 130 and the flex plate 130 is increased. 120 do not mutually slip because they are engaged with the teeth 121 formed on the inner peripheral surface.

그러므로, 자유회전축(145)이 입력축(141) 중심으로 시계방향으로 회전 운동(공전)을 하여도 그 시점에서의 롤러(147) 최외측단이 외측으로 압력을 주면서 현재 접하고 있는 플렉스플라인(130) 내측면 부분과 서로 미끌어지면서 플렉스플라인(130) 내측면에서 움직이기보다는, 롤러(147)가 자유회전축(145)을 중심으로 자전하면서 이 플렉스플라인(130)의 내측면 위를 굴러가는 형태가 된다. Therefore, even if the free rotation shaft 145 rotates in the clockwise direction about the input shaft 141, the outermost end of the roller 147 at that time gives a pressure to the outside, The roller 147 rotates about the free rotation axis 145 and rolls on the inner surface of the flex plate 130 rather than moving on the inner side of the flex plate 130 while sliding on the inner side surface of the flex plate 130 .

즉, 롤러(147)는 전체적으로 플렉스플라인(130)을 따라 입력축(141) 주위를 시계방향으로 진행(공전)하면서 동시에 롤러(147) 외주면은 자유회전축(145)을 중심으로 회전(자전)하고, 그 회전에 따른 다음 위치의 롤러 외주면 부분이 차례로 공전 진행방향 상의 다음 위치에 있는 플렉스플라인(130) 내측면과 접촉하고, 이 위치에 형성된 플렉스플라인(130) 외측면 상의 이(131)를 그에 대응하는 서큘러스플라인(120) 내측면의 이(121)에 치합시키는 상태가 된다. In other words, the roller 147 wholly advances (rotates) around the input shaft 141 in the clockwise direction along the flex plate 130 while the outer circumferential surface of the roller 147 rotates (rotates) around the free rotation shaft 145 The roller outer circumferential surface portion at the next position following the rotation comes in contact with the inner surface of the flex plate 130 at the next position in the revolution progressing direction in order and the ribs 131 on the outer surface of the flex plate 130 formed at this position, Is engaged with the teeth 121 of the inner side surface of the corresponding circular spline 120.

가령, 플레스플라인(130) 외측면을 따라 형성된 이(131)의 갯수가 50개, 서큘러스플라인(120) 내측면을 따라 형성된 이(121)의 개수가 52개라 하고, 정면도상 12시 위치에 플렉스플라인(130)의 첫 번째 이와 이에 대응하는 서큘러스플라인(120)의 52번째 이 및 첫 번째 이 사이의 잇골이 한 롤러(147)의 최상측 부분에 압박되어 치합되어 있고, 정면도상 6시 위치에 플렉스플라인(130)의 26번째 이와 이에 대응하는 서큘러스플라인(120)의 26번째 이 및 27번째 이 사이의 잇골이 다른 롤러(147)의 최하측 부분에 압박되어 치합되어 있다. For example, the number of teeth 131 formed along the outer surface of the plastic spline 130 is 50, the number of teeth 121 formed along the inner surface of the circular spline 120 is 52, The first and second teeth of the fly 130 and the corresponding first and second teeth of the circular spline 120 are pressed against and engaged with the uppermost portion of the one roller 147, The 26th tooth of the flexplane 130 and the teeth of the 26th tooth and the 27th teeth of the corresponding circular spline 120 are pressed and engaged with the lowermost portion of the other roller 147. [

여기서 입력축(141)과 회전몸체부(143)를 180도 회전시켜 위쪽 12시 위치의 롤러(147)가 6시 위치로 오면 롤러(147)는 외측으로 압력을 주어 접하고 있는 플렉스플라인(130)의 내측면 상에서 굴러 이동하고, 롤러(147)의 하단은 6시 위치에서 플렉스플라인(130)의 27번째 이와 이에 대응하는 서큘러스플라인(120)의 26번째 이 및 27번째 이 사이의 잇골을 가압하면서 치합시키게 된다. 결과적으로 플레스플라인(130)은 6시 위치를 기준으로 볼 때 입력축(141)의 반회전마다 이(121) 하나의 피치만큼 반시계 방향으로 회전한 결과를 가져오고, 1회전이라면 이(121) 두 개의 피치만큼 반시계 방향으로 회전하게 되며, 26번 회전하면 플렛스플라인(130)이 서큘러스플라인(120)을 기준으로 한바퀴를 돌게 될 것이다. When the input shaft 141 rotates 180 degrees and the roller 147 at the upper 12 o'clock position comes to the 6 o'clock position, the roller 147 presses the flex plate 130, And the lower end of the roller 147 presses the jaws between the twenty-sixth and twenty-seventh positions of the twenty-seventh and twenty-seventh positions of the flexplane 130 and the corresponding circumferential splines 120 at the six o'clock position, . As a result, the playpline 130 rotates in the counterclockwise direction by one pitch of the pitch 121 every half of the rotation of the input shaft 141 with reference to the 6 o'clock position, The pitch spline 130 rotates counterclockwise by two pitches, and when it is rotated 26 times, the flat spline 130 rotates about the circumference of the circular spline 120.

이러한 본 발명에 따르면 웨이브 제네레이터(140)에서 종래에는 타원을 이루는 회전몸체부의 주위를 둘러가면서 많은 수가 형성되었던 볼베어링이나 원통베어링을 없애고, 롤러(147)와 자유회전축(145) 사이의 접촉면에 단순히 하나씩 두 개의 슬라이드 베어링 설치하는 것으로 하모닉 기어의 기능을 확보할 수 있다.According to the present invention, in the wave generator 140, a ball bearing or a cylindrical bearing, which has conventionally been formed around a circumference of an elliptical rotating body portion, is eliminated, and a single contact portion is formed on the contact surface between the roller 147 and the free rotational shaft 145 By installing two slide bearings, the function of the harmonic gear can be ensured.

이상에서는 자유회전축(145)은 회전몸체부(143)와 완전 고정되는 것으로 하지만 회전가능하게 고정될 수 있으며, 두 고정이 모두 회전가능한 고정이라면 웨이브 제네레이터(140) 내의 회전 접속면들의 마찰 및 마모 부담은 서로 분담되어 줄어들 수 있게 된다. 또한, 이들 회전 접속면 사이에는 회전을 위한 슬라이드 베어링과 같은 부재, 구성은 포함되지 않을 수 있으며, 이런 경우 회전고정부 구성을 더욱 간단하게 할 수 있다.In the above description, the free rotation shaft 145 is fixed to the rotation body part 143, but can be rotatably fixed. If the two rotation fixing parts are all rotatable, the friction and wear load of the rotation connection surfaces in the wave generator 140 Can be shared with each other. Further, a member such as a slide bearing for rotation may not be included between these rotation connecting surfaces, and in this case, the rotation fixing portion can be further simplified.

이상에서는 비록 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. That is, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

120: 서큘러스플라인 121, 131: 이(齒)
130: 플렉스플라인 135: 출력축
140: 웨이브 제네레이터 141: 입력축
143: 회전몸체부 145: 자유회전축
147: 롤러 200: 모터120: Circular spline 121, 131: This (齒)
130: flexplane 135: output shaft
140: Wave generator 141: Input shaft
143: rotating body part 145: free rotating shaft
147: roller 200: motor

Claims

웨이브 제네레이터(Wave Generator), 플렉스플라인(Flex Spline), 서큘러스프라인(Circular Spline)을 구비하는 하모닉 기어에 있어서,
외부 모터의 회전 동력을 전달하는 입력축,
상기 입력축 주변에 상기 입력축과 수직을 이루며 일방으로 길게 형성되어 길이 방향 중앙이 상기 입력축에 고정 결합되는 회전몸체부,
상기 회전몸체부의 길이 방향 양단에 상기 입력축과 평행하게 설치되는 자유회전축,
상기 자유회전축에 회전가능하게 결합되며 원판형 혹은 원기둥형을 이루는 롤러를 구비하고,
상기 회전몸체부는 상기 입력축과 수직을 이루는 평면에서 일방으로 길게 형성되고, 상기 길게 형성되는 일방에 대응하는 길이 방향에서 상기 입력축이 설치되는 중간 부분의 폭이 상기 길이 방향 양단의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 하모닉 기어.
In a harmonic gear having a wave generator, a flex spline, and a circular spline,
An input shaft for transmitting rotational power of the external motor,
A rotary body portion formed around the input shaft so as to be perpendicular to the input shaft and long in one direction and having a longitudinal center portion fixedly coupled to the input shaft,
A free rotation shaft provided parallel to the input shaft at both longitudinal ends of the rotating body,
And a roller that is rotatably coupled to the free rotation shaft and has a disk-like or cylindrical shape,
Wherein the rotary body portion is elongated in one plane in a plane perpendicular to the input shaft and a width of an intermediate portion in which the input shaft is installed in a longitudinal direction corresponding to one of the long sides is smaller than a width of both ends in the longitudinal direction. Harmonic gears.

제 1 항에 있어서,
상기 롤러에서 상기 입력축으로부터 가장 먼 부분들은 상기 플렉스플라인의 대척점에 있는 지점에서 외측면에 설치된 이(齒)를 상기 서큘러스프라인의 대척점에 있는 지점에서 내측면에 형성된 이와 치합시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 하모닉 기어.
The method according to claim 1,
Wherein a portion of the roller farthest from the input shaft is engaged with an inner surface formed at a point opposite to a point on the outer surface of the circular spline at a point opposite to the flexplane The harmonic gear comprising:

제 1 항에 있어서,
상기 자유회전축과 상기 롤러의 회전가능한 결합은 상기 자유회전축이 관통하는 상기 롤러의 관통공 내면에 슬라이드 베어링을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하모닉 기어.
The method according to claim 1,
Wherein the rotatable coupling between the free rotation shaft and the roller is provided with a slide bearing on the inner surface of the through hole of the roller through which the free rotation shaft passes.

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자유회전축은 상기 회전몸체부에 대하여 회전가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 하모닉 기어.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And the free rotation axis is rotatably fixed to the rotating body.