KR102436543B1 - 싸이클로이드 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 싸이클로이드 감속기는 입력된 토크를 감속하는 감속부와 감속된 토크를 외부로 전달하는 출력부를 포함한다. 감속부의 일 구성요소인 싸이클로이드 로우터는 그 치형돌기가 원호 형상으로 형성되어 있어 기존의 파선 형상의 치형돌기를 가질 때보다 가공난이도가 낮아져 생산성이 증가하는 이점이 있다. 또한, 싸이클로이드 로우터에서 등간격으로 형성된 관통공에 로우터 핀이 수용되고, 로우터 핀이 회전하는 힘을 안정적으로 전달하기 위해 관통공과 로우터 핀 사이의 갭을 메우는 부싱이 형성되어 하중을 효과적으로 분산시키고 안정적으로 감속 토크를 외부로 전달하는 이점이 있다.

Description

싸이클로이드 감속기{Cycloidal reducer}

본 발명은 싸이클로이드 감속기에 관한 것이다.

산업용 로봇은 다수의 관절 자유도를 갖는 관절 구조에 액추에이터 모터, 서보 모터 등을 통해 관절에 움직임을 제공하고 있다. 로봇의 관절은 서보 모터 등으로부터 고출력 토크를 얻기 위해 서보 모터의 출력단에 감속기를 설치하는 것이 일반적인 구성에 해당한다.

산업용 로봇은 로봇의 전체 또는 일부분의 감속을 위해 하모닉 구동(harmonic drive) 방식 또는 싸이클로이드 구동(cycloidal drive) 방식을 채택하고 있다. 이중 싸이클로이드 구동 방식이 여러 산업분야에서 다양하게 사용되고 있다. 싸이클로이드 구동 방식은, 싸이클로이드 디스크의 외치가 출력축의 내치와 맞물려 회전함에 따라 입력축의 회전력을 감속하여 출력축에 전달하는 구조를 통해, 큰 토크의 전달이 가능하고 감속비를 크게 구성할 수 있다.

한편, 싸이클로이드 감속기는 통상적으로 2 이상의 싸이클로이드 디스크를 사용하여 디스크들 간에 대향되는 위치에 형성되도록 구성하며, 하중이 일측으로 편중되지 않도록 구성하였다. 또한, 싸이클로이드 디스크의 외부치형과 디스크를 수용하는 하우징의 내부치형의 치수차가 1이 되도록 설계하여 싸이클로이드 디스크가 전체적으로 하우징에 접촉할 수 있도록 구성하였다.

싸이클로이드 디스크의 외부치형을 제작하기 위해서는 숙련된 기술자에 의해 치형 형상을 제작하여야 하였으며, 이러한 싸이클로이드 디스크의 외부치형 제작에 고가의 장비, 인력, 시간, 비용이 소요되는 단점이 존재한다.

KR 10-1855712 B1

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여, 싸이클로이드 로우터의 외치에 해당하는 치형돌기가 원호 형상으로 함몰되도록 형성되어 가공성이 향상된 싸이클로이드 감속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 싸이클로이드 로우터의 회전에 의하여 일방향으로 하중이 집중되는 것을 방지하기 위해 싸이클로이드 로우터의 관통공과 로우터 핀 사이에 갭을 메우도록 형성된 부싱을 구비하여 동작 간에 발생하는 하중을 효과적으로 분산시키는 싸이클로이드 감속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 싸이클로이드 감속기는, 입력 토크를 감속하는 감속부와 상기 감속부를 통해 미리 설정된 감속 토크를 전달받아 외부로 출력 토크를 전달하는 출력부를 포함하는 싸이클로이드 감속기에 있어서, 감속부는, 입력 토크를 전달받는 입력 샤프트, 내부영역에 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 복수개의 관통공과, 가장자리 둘레를 따라 형성된 치형돌기가 형성되며, 상기 입력 샤프트의 외주면 상에 편심 회전가능하게 배치되는 싸이클로이드 로우터, 상기 싸이클로이드 로우터가 수용되며, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기와 접촉가능하게 상기 하우징의 내주면 둘레를 따라 배치되는 복수개의 이너 핀을 포함하는 중공형상의 하우징, 상기 입력 샤프트의 축선방향으로 배치된 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공들 내에서 각각 배치되는 복수개의 로우터 핀들을 포함하며, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기는 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 가장자리 둘레를 따라 등간격으로 형성되고, 상기 치형돌기는, 제1 곡률반경을 가지며, 상기 이너 핀과 각각 치합되는 원호 형상의 함몰부, 및 상기 제1 곡률반경과 상이한 적어도 하나의 곡률반경을 가지며, 상기 함몰부 사이에 돌출 형성되는 돌출부를 포함한다.

또한, 상기 함몰부는 상기 제1 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 작은 크기의 원주의 길이를 가지며, 상기 하우징의 상기 이너 핀은, 외주면이 상기 제1 곡률반경과 같거나 상기 제1 곡률반경보다 작은 크기의 제4 곡률반경을 갖는 원형으로 형성되고, 상기 하우징의 내주면에는 상기 이너 핀이 고정되는 복수의 이너핀 고정홈들이 형성되며, 상기 이너핀 고정홈은 상기 제4 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 크거나 같은 원주의 길이를 가진다.

또한, 상기 함몰부가 상기 이너 핀에 치합될 때, 상기 이너 핀과 치합되는 상기 함몰부의 중심은 상기 이너 핀의 중심을 사이에 두고 상기 싸이클로이드 로우터의 중심과 이격되는 위치에 형성된다.

또한, 상기 돌출부는, 상기 돌출부의 중앙에 형성되며 제2 곡률반경을 가지는 중앙돌출부, 및 상기 중앙돌출부로부터 대칭 형성되며, 상기 제2 곡률반경과 상이한 제3 곡률반경을 가지는 측면돌출부를 포함한다.

또한, 상기 함몰부의 수와 상기 이너 핀의 수의 차이인 치수차는 2 이상이다.

또한, 상기 감속부는, 상기 관통공과 상기 로우터 핀 사이에 배치되며, 상기 관통공과 상기 로우터 핀 사이의 갭을 메워 상기 로우터 핀의 회전에 따라 함께 회전하는 부싱을 더 포함한다.

또한, 상기 감속부는, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공에 삽입 형성되며, 상기 관통공의 내주면과 그 외주면이 접촉하고, 상기 로우터 핀의 외주면과 그 내주면이 접촉하는 마찰 저감 수단을 더 포함한다.

또한, 상기 마찰 저감 수단은, 상기 관통공의 내주면과 접촉하며 상기 관통공의 중심과 동일한 중심을 가지는 링 형상의 제1 링부, 상기 제1 링부의 직경보다 작은 직경을 가지면서 상기 제1 링부와 동심원의 형태로 형성되며, 그 내주면은 베어링 홀을 형성하는 제2 링부, 및 상기 제1 링부와 상기 제2 링부 사이에 형성되며, 상기 제1 링부와 상기 제2 링부가 상대운동하도록 회전하는 베어링을 포함한다. 상기 로우터 핀의 직경은 베어링 홀의 내직경의 1/10 이상 1/2 이하이다.

또한, 상기 부싱은, 상기 부싱의 중심을 기준으로 편심된 위치에 형성된 관통 형성되는 개구부를 포함하여, 상기 로우터 핀이 상기 부싱의 상기 개구부를 회전 가능하게 끼워진다.

또한, 상기 부싱은 탄성 재질로 형성되며, 상기 부싱의 강도는 상기 로우터 핀의 강도와 동일하거나 낮다.

또한, 상기 출력부는, 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트, 상기 제1 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트, 및 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 출력부측 베어링을 포함한다.

또한, 상기 제2 환형 플레이트에는, 상기 제2 환형 플레이트의 내부영역에 상기 제2 환형 플레이트의 원주방향으로 등간격으로 배치된 복수개의 로우터 핀 수용부가 형성되며, 상기 로우터 핀 수용부에는 상기 로우터 핀들의 각각의 일단이 회전 불가능하게 결합된다.

또한, 상기 제1 환형 플레이트의 외경은 상기 하우징의 내경보다 작게 형성되어 상기 출력부가 상기 하우징의 내주면에 삽입된다.

또한, 상기 출력부는 상기 싸이클로이드 로우터의 일면에 결합되고 상기 복수개의 로우터 핀의 일단을 수용하는 제1 출력부와, 상기 싸이클로이드 로우터의 타면에 결합되고 상기 복수개의 로우터 핀의 상기 일단과 대향 형성되는 타단을 수용하는 제2 출력부를 포함하고, 상기 제1 출력부는, 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트, 상기 제1 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트, 및 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 제1 출력부측 베어링을 포함하고, 상기 제2 출력부는, 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제3 환형 플레이트, 상기 제3 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제4 환형 플레이트, 및 상기 제3 환형 플레이트와 상기 제4 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제3 환형 플레이트와 상기 제4 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 제2 출력부측 베어링을 포함한다.

또한, 상기 감속부는, 일면에 상기 로우터 핀과 대응되는 위치에 형성되어 상기 로우터 핀이 삽입되는 분리 로우터 핀 수용부를 가지는 분리 환형 플레이트와, 상기 분리 환형 플레이트의 타면 중앙으로부터 돌출 형성되어 상기 출력부에 결합되는 분리 돌출부를 포함하는 로우터-출력부 연결부재를 더 포함하고, 상기 로우터-출력부 연결부재는 상기 제1 환형 플레이트 및 상기 제2 환형 플레이트 중 적어도 하나와 체결된다.

또한, 상기 이너 핀은 탄성 재질로 형성되며, 상기 이너 핀은 중공 구조로 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 싸이클로이드 감속기는 입력 토크를 감속하는 감속부와 상기 감속부를 통해 미리 설정된 감속 토크를 전달받아 외부로 출력 토크를 전달하는 출력부를 포함하는 싸이클로이드 감속기에 있어서, 감속부는, 입력 토크를 전달받는 입력 샤프트, 내부영역에 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 복수개의 관통공과, 가장자리 둘레를 따라 형성된 치형돌기가 형성되며, 상기 입력 샤프트의 외주면 상에 편심 회전가능하게 배치되는 싸이클로이드 로우터, 상기 싸이클로이드 로우터가 수용되며, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기와 접촉가능하게 상기 하우징의 내주면 둘레를 따라 배치되는 복수개의 이너 핀을 포함하는 중공 형상의 하우징, 상기 입력 샤프트의 축선방향으로 배치된 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공들 내에서 각각 배치되는 복수개의 로우터 핀들, 및 상기 관통공과 상기 로우터 핀 사이에 배치되며, 상기 관통공과 상기 로우터 핀 사이의 갭을 메워 상기 로우터 핀의 회전에 따라 함께 회전하는 부싱을 더 포함한다.

또한, 상기 부싱은, 상기 부싱의 중심을 기준으로 편심된 위치에 형성된 관통 형성되는 개구부를 포함하여, 상기 로우터 핀이 상기 부싱의 상기 개구부를 회전 가능하게 끼워진다.

또한, 상기 부싱은 탄성 재질로 형성되며, 상기 부싱의 강도는 상기 로우터 핀의 강도와 동일하거나 낮다.

또한, 상기 감속부는, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공에 삽입 형성되며, 상기 관통공의 내주면과 그 외주면이 접촉하고, 상기 로우터 핀의 외주면과 그 내주면이 접촉하는 마찰 저감 수단을 더 포함한다.

또한, 상기 마찰 저감 수단은, 상기 관통공의 내주면과 접촉하며 상기 관통공의 중심과 동일한 중심을 가지는 링 형상의 제1 링부, 상기 제1 링부의 직경보다 작은 직경을 가지면서 상기 제1 링부와 동심원의 형태로 형성되며, 그 내주면은 베어링 홀을 형성하는 제2 링부, 및 상기 제1 링부와 상기 제2 링부 사이에 형성되며, 상기 제1 링부와 상기 제2 링부가 상대 운동하도록 회전하는 베어링을 포함한다. 상기 로우터 핀의 직경은 상기 베어링 홀의 내직경의 1/10 이상 1/2 이하이다.

또한, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기는 상기 가장자리 둘레를 따라 등간격으로 형성되고, 상기 치형돌기는, 제1 곡률반경을 가지며, 상기 이너 핀과 각각 치합되는 원호 형상의 함몰부, 및 상기 제1 곡률반경과 상이한 적어도 하나의 곡률반경을 가지며, 상기 함몰부 사이에 돌출 형성되는 돌출부를 포함한다.

또한, 상기 함몰부는 상기 제1 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 작은 크기의 원주의 길이를 가지며, 상기 하우징의 상기 이너 핀은, 외주면이 상기 제1 곡률반경과 같거나 상기 제1 곡률반경보다 작은 크기의 제4 곡률반경을 갖는 원형으로 형성되고, 상기 하우징의 내주면에는 상기 이너 핀이 고정되는 복수의 이너핀 고정홈들이 형성되며, 상기 이너핀 고정홈은 상기 제4 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 크거나 같은 원주의 길이를 가진다.

또한, 상기 함몰부가 상기 이너 핀에 치합될 때, 상기 이너 핀과 치합되는 상기 함몰부의 중심은 상기 이너 핀의 중심을 사이에 두고 상기 싸이클로이드 로우터의 중심과 이격되는 위치에 형성된다.

또한, 상기 돌출부는, 상기 돌출부의 중앙에 형성되며 제2 곡률반경을 가지는 중앙돌출부, 및 상기 중앙돌출부로부터 대칭 형성되며, 상기 제2 곡률반경과 상이한 제3 곡률반경을 가지는 측면돌출부를 포함한다.

또한, 상기 함몰부의 수와 상기 이너 핀의 수의 차이인 치수차는 2 이상이다.

또한, 상기 출력부는, 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트, 상기 제1 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트, 및 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 출력부측 베어링을 포함한다.

또한, 상기 제2 환형 플레이트에는, 상기 제2 환형 플레이트의 내부영역에 상기 제2 환형 플레이트의 원주방향으로 등간격으로 배치된 복수개의 로우터 핀 수용부가 형성되며, 상기 로우터 핀 수용부에는 상기 로우터 핀들의 각각의 일단이 회전 불가능하게 결합된다.

또한, 상기 제1 환형 플레이트의 외경은 상기 하우징의 내경보다 작게 형성되어 상기 출력부가 상기 하우징의 내주면에 삽입된다.

또한, 상기 출력부는 상기 싸이클로이드 로우터의 일면에 결합되고 상기 복수개의 로우터 핀의 일단을 수용하는 제1 출력부와, 상기 싸이클로이드 로우터의 타면에 결합되고 상기 복수개의 로우터 핀의 상기 일단과 대향 형성되는 타단을 수용하는 제2 출력부를 포함하고, 상기 제1 출력부는, 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트, 상기 제1 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트, 및 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 제1 출력부측 베어링을 포함하고, 상기 제2 출력부는, 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제3 환형 플레이트, 상기 제3 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제4 환형 플레이트, 및 상기 제3 환형 플레이트와 상기 제4 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제3 환형 플레이트와 상기 제4 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 제2 출력부측 베어링을 포함한다.

또한, 상기 감속부는, 일면에 상기 로우터 핀과 대응되는 위치에 형성되어 상기 로우터 핀이 삽입되는 분리 로우터 핀 수용부를 가지는 분리 환형 플레이트와, 상기 분리 환형 플레이트의 타면 중앙으로부터 돌출 형성되어 상기 출력부에 결합되는 분리 돌출부를 포함하는 로우터-출력부 연결부재를 더 포함하고, 상기 로우터-출력부 연결부재는 상기 제1 환형 플레이트 및 상기 제2 환형 플레이트 중 적어도 하나와 체결된다.

또한, 상기 이너 핀은 탄성 재질로 형성되며, 상기 이너 핀은 중공 구조로 형성된다.

전술한 과제 해결 수단과 후술할 구체적인 내용에 따르면, 본 발명의 싸이클로이드 감속기에 적용되는 싸이클로이드 로우터는 싸이클로이드 치형이 아닌 원호 치형을 사용한 함몰부를 포함하므로 싸이클로이드 로우터의 가공이 용이해지며 생산성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 싸이클로이드 로우터에 등간격으로 형성된 관통공과 해당 관통공에 삽입되는 로우터 핀 사이의 갭(gap)을 메우도록 부싱이 형성되어, 부싱을 통해 로우터 핀에 의한 래디얼 하중이 분산되어 싸이클로이드 감속기의 내구성이 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 싸이클로이드 감속기의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 싸이클로이드 감속기의 단면도이다.
도 4는 도 2의 A 부분의 확대도이다.
도 5는 도 2의 B 부분의 확대도이다.
도 6은 도 1의 싸이클로이드 감속기의 싸이클로이드 디스크의 사시도이다.
도 7은 도 1의 싸이클로이드 감속기에서, 싸이클로이드 로우터와 하우징의 이너 핀이 치합되는 형상을 나타낸 도이다.
도 8은 도 1의 싸이클로이드 감속기 중 출력부의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기의 사시도이다.
도 10은 도 9의 싸이클로이드 감속기의 분해사시도이다.
도 11은 도 9의 싸이클로이드 감속기의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기의 사시도이다.
도 13은 도 12의 싸이클로이드 감속기의 분해사시도이다.
도 14는 도 12의 싸이클로이드 감속기의 단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기를 설명하기 위한 도면들이다.

이하에서는 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)는 축방향을 따라 결합되어 있는 구동 장치(미도시)와 출력 장치(미도시) 사이에 동력전달이 가능하도록 결합된다. 구동 장치는 감속기의 전단측인 입력단에 배치되어 모터의 회전력을 통해 후단설비인 감속기의 중공형 입력 샤프트(110)를 회전구동시킨다. 출력 장치는 감속기의 후단측인 출력단에 배치되어 구동 장치의 모터 등의 입력 토크를 감속기 내에 배치된 싸이클로이드 디스크의 편심 회전을 통해 미리 설정된 감속 토크를 전달받아 출력 토크를 외부로 전달한다. 여기서, 전단측이라 함은 구동 장치의 입력 토크를 공급받아 중공형 입력 샤프트를 향해 방향 설정된 입력단을 의미한다. 그리고 후단측이라 함은 출력 토크를 외부로 전달하는 중공형 출력 샤프트를 향해 방향설정된 출력단을 의미한다.

본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)는 입력 토크를 감속하는 감속부(100)와, 감속부(100)를 통해 미리 설정된 감속 토크를 전달받아 외부로 출력 토크를 전달하는 출력부(200)를 포함한다. 또한, 감속부(100)는 세부구성으로 입력 샤프트(110)와, 싸이클로이드 로우터(130)와, 하우징(120)을 포함한다.

이하에서는 감속부(100)의 세부 구성요소에 대해 상세히 설명하기로 한다.

입력 샤프트(110)는 본 발명에 따른 싸이클로이드 감속기(10)에 입력 토크를 전달한다. 전달된 입력 토크는 후술할 싸이클로이드 로우터(130)와 하우징(120)의 치합에 의하여 감속이 수행되어 감속 토크가 출력부(200)에 전달된다. 감속부(100)와 출력부(200)는 도시된 바와 같이 동일 축선방향을 따라 결합된다.

감속부(100)는 복수개의 치아(teeth)를 가지는 치형돌기(132, 133)를 가지는 싸이클로이드 로우터(130)를 포함한다. 보다 상세하게는, 싸이클로이드 로우터(130)는 중앙에 삽입공(C1)이 형성되어 입력 샤프트(110)가 삽입되도록 형성되며, 내부영역에 원주방향을 따라 등간격으로 배치되는 복수개의 관통공(C2)을 형성할 수 있으며, 실질적으로 삽입공(C1)과 복수개의 관통공(C2)은 편평한 디스크 형상의 싸이클로이드 디스크(131)에 형성된다. 싸이클로이드 로우터(130)는 입력 샤프트(110)가 삽입공(C1)에 삽입되되, 입력 샤프트(110)의 외주면 상에 편심 회전가능하게 결합된다. 싸이클로이드 로우터(130)의 편심회전에 따라 감속이 수행된다.

싸이클로이드 로우터(130)는 입력 샤프트(110)의 축선방향에서 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 관통공(C2)들 내에서 각각 배치되는 복수개의 로우터 핀(134)들을 포함한다. 로우터 핀(134)들은 관통공(C2)으로부터 돌출되도록 형성된다. 로우터 핀(134)들의 일단은 출력부(200)와 결합되어 감속부(100)의 감속 토크를 출력부(200)로 전달한다.

이하에서는 싸이클로이드 로우터(130)의 치형돌기(132, 133)에 대하여 보다 상세히 설명한다. 한편, 이러한 치형돌기(132, 133)의 구성 및 기술적 특징은 후술할 다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(20)와 또다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(30)에도 동일하게 적용된다.

싸이클로이드 로우터(130)의 치형돌기(132, 133)는, 제1 곡률반경을 가지며, 후술할 하우징(120)의 이너 핀(124)과 각각 치합되는 원호 형상의 함몰부(132)를 포함한다. 보다 상세하게는, 함몰부(132)는 싸이클로이드 디스크(131) 본체로부터 내측 중심 방향으로 절삭 가공되어 형성되며, 이너 핀(124)의 배치간격과 대응되도록 형성된다. 즉, 함몰부(132)는 제1 곡률반경을 가지는 원호 형상의 함몰 원호를 가지며, 이러한 제1 곡률반경의 함몰 원호가 싸이클로이드 디스크(131) 본체의 가장자리 둘레를 따라 등간격으로 형성된다.

한편, 함몰부(132) 사이에는 제1 곡률반경과 상이한 적어도 하나의 곡률반경을 가지며, 함몰부(132) 사이에 돌출 형성되는 돌출부(133)가 형성된다. 이론적으로, 돌출부(133)는 인접하는 함몰부(132) 사이에 각각 형성되며, 함몰부(132)의 수와 돌출부(133)의 수는 동일하게 형성될 수 있다. 돌출부(133)는 하우징(120)의 이너 핀(124)과 접촉하지 않으며, 함몰부(132) 사이를 구획하는 역할을 할 수 있다.

이하에서는 싸이클로이드 로우터(130)의 세부 구성요소인 부싱(135)과 마찰 저감 수단(136), 및 그것들의 관계에 대해 보다 상세히 설명한다.

싸이클로이드 로우터(130)는 관통공(C2)과 로우터 핀(134) 사이에 배치되며, 관통공(C2)과 로우터 핀(134) 사이의 갭을 메워 로우터 핀(134)의 회전에 따라 함께 회전하는 부싱(135)을 더 포함한다. 로우터 핀(134)의 외면이 관통공(C2)에 접촉할 때 일점 접촉하게 되는 경우, 접촉 부분에 대한 응력 집중이 발생한다. 이는 전체적인 싸이클로이드 감속기(10)의 수명 단축의 원인으로 작용한다. 이러한 문제점을 해소하기 위해, 로우터 핀(134)과 싸이클로이드 로우터(130)의 관통공(C2) 사이에 갭을 메우는 형상을 가지는 부싱(135)을 결합하도록 형성한다. 따라서, 로우터 핀(134)은 부싱(135)을 통해 관통공(C2)에 접촉할 때 외주면 전면에 대한 접촉을 형성하여 응력을 분산시키고, 감속기 전체의 수명을 연장시킨다.

한편, 감속부(100)는 싸이클로이드 로우터(130)의 관통공(C2)에 삽입 형성되며, 관통공(C2)의 내주면과 그 외주면이 접촉하고, 로우터 핀(134)의 외주면과 그 내주면이 접촉하는 마찰 저감 수단(136)을 더 포함한다. 마찰 저감 수단은 예를 들면 베어링일 수 있다. 베어링은 유압 베어링, 볼 베어링, 핀 베어링, 크로스 베어링 등 다양한 형태가 채택되어 사용될 수 있다. 다만 마찰 저감 수단이 단순히 베어링에 한정되는 것은 아니며, 싸이클로이드 로우터(130)의 회전에 의해 발생하는 마찰을 저감시킬 수 있는 어떠한 수단이라도 가능하다.

한편, 마찰 저감 수단(136)은 관통공(C2)의 내주면과 접촉하며 관통공(C2)의 중심과 동일한 중심을 가지는 링 형상의 제1 링부(137)를 포함한다. 또한, 마찰 저감 수단(136)은 제1 링부(137)의 직경보다 작은 직경을 가지면서 제1 링부(137)와 동심원의 형태로 형성되며, 그 내주면은 관통공(C2) 또는 부싱(135)이 접촉하는 베어링 홀을 형성하는 제2 링부(138)를 포함한다. 이 때, 제1 링부(137)와 제2 링부(138) 사이에 배치되며, 제1 링부(137)와 제2 링부(138)가 상대운동하도록 회전하는 베어링(B3, B4)을 포함한다.

보다 상세하게는, 제1 링부(137)의 외주면은 관통공(C2)의 내주면과 접촉하고, 제2 링부(138)의 내주면은 로우터 핀(134) 또는 로우터 핀(134)의 외주면을 감싸도록 결합 형성된 부싱(135)의 외주면과 접촉한다. 따라서, 마찰 저감 수단(136)은 로우터 핀(134), 또는 로우터 핀(134)의 외주면에 형성된 부싱(135)과 싸이클로이드 디스크(131) 사이에서 전달되는 래디얼 하중 및 쓰러스트 하중을 효과적으로 지지할 수 있다.

이 때, 로우터 핀(134)의 직경은 베어링 홀의 내직경의 1/10 이상 1/2 이하의 크기를 가진다. 베어링 홀의 내직경과 로우터 핀(134)의 직경 사이의 관계에 의하여, 적합한 크기의 부싱(135)이 선택되어 결합되고, 싸이클로이드 로우터(130)가 무리없이 회전 및 감속 토크 전달의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 부싱(135)의 존재로 인하여 로우터 핀(134)을 작은 직경으로 형성할 수 있어 제작비용 절감 및 싸이클로이드 감속기의 안정성을 향상시키는 이점이 있다.

부싱(135)은 부싱(135)의 중심을 기준으로 편심된 위치에 관통 형성된 개구부를 포함한다. 부싱(135)의 개구부는 중심으로부터 일측으로 편심 형성되며, 개구부의 내주면은 로우터 핀(134)이 관통 결합된다. 결합된 부싱(135)은 마찰 저감 수단의 베어링 홀 내주면과 간극 없이 접촉 결합된다. 부싱(135)이 베어링 홀 내주면과 간극 없이 접촉 결합되어 안정적으로 하중을 분산 전달하기 위해, 개구부는 로우터 핀(134)이 형성된 위치에 대응되도록 형성된다. 부싱(135)이 로우터 핀(134)에 결합되면, 부싱(135)은 로우터 핀(134)의 회전에 대응하여 함께 회전하며, 회전력을 전달할 수 있다.

부싱(135)이 원활하게 하중을 전달하기 위해, 부싱(135)은 탄성 재질로 형성된다. 부싱(135)이 탄성 변형되면서 로우터 핀(134)과 마찰 저감 수단과의 사이에서 안정적으로 기능한다. 또한, 부싱(135)의 강도는 로우터 핀(134)의 강도보다 동일하거나 낮도록 형성되어, 부싱(135)은 로우터 핀(134)을 안정적으로 지지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10) 중 하우징(120)에 대해 보다 상세히 설명한다.

중공형상의 하우징(120)은 후단측을 개방한 중공의 원통형상 또는 컵형상으로 형성된다. 이러한 형상은 하우징 중공부(121)를 가지는 원판 형상의 하우징 플레이트(123)와, 상기 하우징 플레이트(123)의 가장자리 둘레를 따라 형성된 하우징 측벽(122)을 통해 형성된다. 하우징(120)의 이러한 형상에 의해, 싸이클로이드 로우터(130)는 중공형상의 하우징(120)에 수용된다.

하우징 측벽(122)의 내주면에는 내주면 둘레를 따라 복수개의 이너핀 고정홈이 형성되고, 내주면 둘레를 따라 형성된 이너핀 고정홈 각각에는 복수개의 이너 핀(124)이 배치된다. 이너 핀(124)은 싸이클로이드 로우터(130)의 치형돌기(132, 133)와 치합되어 싸이클로이드 로우터(130)가 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

한편, 이너 핀(124)은 탄성 재질로 형성되며, 이너 핀(124)는 중공 구조로 형성된다. 이너 핀(124)이 탄성 재질로 형성되면, 이너 핀(124)은 싸이클로이드 로우터(130)의 치형돌기(132, 133)와 치합되면서 안정적으로 싸이클로이드 로우터(130)로부터 전달되는 하중을 지지한다. 또한, 이너 핀(124)이 중공 구조로 형성되면 중공 부분을 통해 더욱 탄성 변형이 용이하게 되므로, 이너 핀(124)은 싸이클로이드 로우터(130)로부터 전달되는 하중을 효과적으로 지지할 수 있다.

이하에서는 싸이클로이드 로우터(130)와 이너 핀(124) 과의 치합관계 등에 대하여 추가적으로 설명한다. 싸이클로이드 로우터(130)의 회전에 의하여, 함몰부(132)는 하우징(120)의 이너 핀(124)과 치합되었다가 이격되는 과정을 반복한다. 이와 같은 치합/이격 과정의 반복에 의하여, 싸이클로이드 로우터(130)의 감속 토크가 조절된다. 이 때, 함몰부(132)는 제1 곡률반경을 갖는 가상의 원의 반원 원주의 길이보다 작은 크기의 원주의 길이를 가지므로, 이너 핀(124)이 함몰부(132)로부터 치합되지 않는 오류를 방지할 수 있다. 또한, 하우징(120)의 이너핀 고정홈에 배치된 이너 핀(124)의 단면은 함몰부(132)의 제1 곡률반경과 같거나 또는 제1 곡률반경보다 작은 크기의 제4 곡률반경을 갖는 원형으로 형성된다. 따라서, 제1 곡률반경보다 작거나 같은 제4 곡률반경을 가지는 이너 핀(124)은 함몰부(132)에 안정적으로 치합될 수 있다.

한편, 전술한 이너핀 고정홈들은 제4 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 크거나 같은 원주의 길이를 가지도록 형성되어, 이너 핀(124) 외주의 반 이상이 이너핀 고정홈들에 수용된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)의 동작 시에 이너 핀(124)이 하우징(120)으로부터 이탈되지 않고 이너핀 고정홈에 안정적으로 수용된다.

이하에서는, 싸이클로이드 로우터(130)의 함몰부(132)와 하우징(120)의 이너 핀(124)과의 관계와, 싸이클로이드 로우터(130)의 원활한 회전을 위한 함몰부(132)와 돌출부(133)의 관계에 대해 추가적으로 설명한다.

함몰부(132)가 이너 핀(124)에 치합될 때, 이너 핀(124)과 치합되는 함몰부(132)의 중심은 이너핀(124)의 중심을 사이에 두고 싸이클로이드 로우터(130)의 중심과 이격되는 위치에 형성된다. 보다 상세하게는, 함몰부(132)와 이너 핀(124)이 치합될 때, 함몰부(132)의 원호 곡률반경(제1 곡률반경)이 이너 핀(124)의 곡률반경(제4 곡률반경)보다 크거나 같다. 제1 곡률반경이 제4 곡률반경보다 크거나 같으므로, 싸이클로이드 로우터(130)의 중심을 기준으로 함몰부(132)의 중심이 이너 핀(124)의 중심보다 더욱 이격되어 형성된다. 따라서, 함몰부(132)와 이너 핀(124)의 치합이 안정적으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)에서, 싸이클로이드 로우터(130)의 돌출부(133)는 실질적으로 이너 핀(124)의 외면과 접촉하지 않는다. 그러나, 싸이클로이드 로우터(130)의 오작동으로 인한 회전거리 미달 또는 과도에 의해 돌출부(133)와 이너 핀(124)이 접촉할 가능성도 존재한다. 이 경우, 싸이클로이드 감속기(10)의 정지 없이 원활하게 작동이 수행되기 위하여 일정한 곡률반경을 가진다. 예시적으로, 돌출부(133)의 중앙에는 제2 곡률반경을 가지는 중앙돌출부가 형성되고, 중앙돌출부로부터 대칭 형성되며 제2 곡률반경과 상이한 제3 곡률반경을 가지는 측면돌출부를 가진다. 중앙돌출부와 측면돌출부의 구성을 통해 돌출부(133)가 함몰부(132)와 연속적인 형상을 형성함으로써, 이너 핀(124)은 돌출부(133) 부분과 접촉하더라도 돌출부(133)의 일측으로 자연스럽게 슬라이딩되어 함몰부(132)에 안정적으로 수용될 수 있다.

한편, 싸이클로이드 로우터(130)의 함몰부(132)의 수와 하우징(120)의 이너핀 고정홈에 수용된 이너 핀(124)의 수 차이(치수차)는 2 이상이다. 예를 들면, 함몰부(132)가 20개 형성되어 있고 이너 핀(124)이 22개 배치될 수 있다. 반대로, 함몰부(132)가 22개 형성되어 있고 이너 핀(124)이 20개 배치될 수도 있다. 함몰부(132)의 수와 이너 핀(124)의 치수차가 2 이상인 경우 싸이클로이드 로우터(130)의 회전에 따라 치합되는 부분과 이격되는 부분이 형성된다. 이 경우, 싸이클로이드 로우터(130)의 모든 외주면(치형돌기를 포함함)이 하우징(120)의 이너 핀(124) 등과 접촉하지 않게 되므로, 치수차가 1인 싸이클로이드 감속기와 비교하였을 때 감속기 작동시 마찰이 저감되는 이점이 있다.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10) 중 출력부(200) 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

싸이클로이드 감속기(10)에서 출력부(200)는 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트(210)를 포함한다. 또한, 출력부(200)는 제1 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고, 제1 환형 플레이트(210)의 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트(220)를 포함한다. 그리고 출력부(200)는 제1 환형 플레이트(210)와 제2 환형 플레이트(220) 사이에 배치되며, 제1 환형 플레이트(210)와 제2 환형 플레이트(220)가 상대 운동하도록 회전하는 출력부측 베어링(B6)을 포함한다.

제1 환형 플레이트(210)는 그 내부영역에, 출력부(200)와 연결되어 외부로 출력 토크를 전달할 수 있는 외부 수용홈(211)이 형성된다. 외부 수용홈(211)은 싸이클로이드 감속기(10)를 통해 연결된 다른 부품 또는 장치에 출력 토크를 전달한다.

한편, 제2 환형 플레이트(220)의 내부영역에는 제2 환형 플레이트(220)의 원주방향으로 등간격으로 배치되는 복수개의 로우터 핀 수용부(221)를 포함한다. 로우터 핀 수용부(221)는 전술한 싸이클로이드 로우터(130)의 관통공(C2)들 내에 수용된 로우터 핀(134)들의 일단이 결합 수용된다. 로우터 핀(134)의 직경과 로우터 핀 수용부(221)의 직경은 실질적으로 동일하도록 형성되어 로우터 핀 수용부(221)에 수용된 로우터 핀(134)들이 이탈하지 않도록 할 수 있다. 결합된 로우터 핀(134)들의 각각의 일단은 로우터 핀 수용부(221)에 일단 결합되면 단독으로 회전 불가능하다. 다만, 로우터 핀(134)은 로우터 핀 수용부(221)와 함께 동작이 연동되며, 제2 환형 플레이트(220)는 싸이클로이드 로우터(130)의 회전에 의하여 함께 회전할 수 있다. 싸이클로이드 로우터(130)의 회전에 따른 제2 환형 플레이트(220)의 회전에 대하여 발생하는 마찰과 래디얼 하중, 및 쓰러스트 하중을 지지하기 위해, 제1 환형 플레이트(210)와 제2 환형 플레이트(220) 사이에 베어링(B6)들이 형성된다.

또한, 제2 환형 플레이트(220)의 내주면에는 입력 샤프트(110)에 대하여 발생하는 마찰과 래디얼 하중, 및 쓰러스트 하중을 지지하기 위하여 베어링(B5)을 포함하는 마찰 저감 수단이 형성된다.

한편, 제1 환형 플레이트(210)의 외경은 하우징(120)의 내경보다 작게 형성되어, 출력부(200)가 하우징(120)의 내주면에 삽입된다. 보다 상세하게는, 제1 환형 플레이트(210)의 외주면은 하우징 측벽(122)의 내주면보다 작게 형성되어, 실질적으로 출력부(200)의 일부 또는 전부가 하우징(120)에 수용된다. 따라서, 출력부(200)가 안정적으로 하우징(120)에 의해 수용되므로 전체적인 싸이클로이드 감속기(10)의 안정성이 향상된다.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(20)에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 전술한 제1 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)와 중복되는 구성요소에 대해서는 간략하게 언급하거나 생략하기로 한다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기를 설명하기 위한 도면들이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(20)는 전술한 일실시예와 차별되는 구성으로 감속부(100)의 양단으로 2개의 출력부(200, 300)를 포함한다. 즉, 출력부(200, 300)는 싸이클로이드 로우터(330)의 일면에 결합되고 복수개의 로우터 핀(134)의 일단을 수용하는 제1 출력부(200)와, 싸이클로이드 로우터(130)의 타면에 결합되고 복수개의 로우터 핀(134)의 일단과 대향 형성되는 타단을 수용하는 제2 출력부(300)를 포함한다. 이와 같은 구조에 의하여, 로우터 핀(134)에 의해 전달되는 감속 토크는 로우터 핀(134)의 양단을 통해 제1 출력부(200)와 제2 출력부(300)에 동시에 전달될 수 있다. 따라서, 싸이클로이드 감속기(20)는 대향되는 측에 출력 토크를 전달하는 이점이 있다.

제1 출력부(200)는 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트(210)와, 제1 환형 플레이트(210)와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트(220)를 포함한다. 또한, 제1 출력부(200)는 제1 환형 플레이트(410)와 제2 환형 플레이트(420) 사이에 배치되며, 제1 환형 플레이트(410)와 제2 환형 플레이트(420)가 상대 운동하도록 회전하는 제1 출력부측 베어링(B6)을 포함한다.

또한, 제2 출력부(300)는 기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제3 환형 플레이트(310)와, 제3 환형 플레이트(310)와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제4 환형 플레이트(320)를 포함한다. 추가적으로, 제2 출력부(300)는 제3 환형 플레이트(310)와 제4 환형 플레이트(320) 사이에 배치되며, 제3 환형 플레이트(310)와 제4 환형 플레이트(320)가 상대 운동하도록 회전하는 제2 출력부측 베어링(B8)을 포함한다.

제1 출력부(200)의 상세 구성 및 동작은 전술한 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)의 출력부(200)와 동일하다. 또한, 제2 출력부(300)의 상세 구성 및 동작은 제1 출력부(200)와 동일하며, 제2 출력부(300)는 제1 출력부(200)와 대칭 형성된다. 즉, 제3 환형 플레이트(310)는 제1 환형 플레이트(210)에 대응되고, 제4 환형 플레이트(320)는 제2 환형 플레이트(220)에 대응된다. 제2 출력부(300)측 외부 수용홈(311)은 제1 출력부(200)측 외부 수용홈(211)에 대응되고, 제2 출력부(300)측 로우터 핀 수용부(321)는 제2 출력부(300)측 로우터 핀 수용부(221)에 대응된다. 또한, 제2 출력부측 베어링(B8)은 제1 출력부측 베어링(B6)에 대응되며, 제4 환형 플레이트(320) 내주면의 베어링(B7)은 제2 환형 플레이트(220) 내주면의 베어링(B5)에 대응된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클로드 감속기(20)에서는 로우터 핀(134)의 일단이 제2 환형 플레이트(220)의 로우터 핀 수용부(221)에 회전 불가능하게 결합되고, 로우터 핀(134)의 타단이 제4 환형 플레이트(320)의 로우터 핀 수용부(321)에 회전 불가능하게 결합된다. 따라서, 싸이클로이드 로우터(130)의 회전에 따라 제1 출력부(200)와 제2 출력부(300)는 함께 연동되어 회전할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(20)에서, 감속부(100)의 일 구성인 하우징(150)은 하우징 중공부(151)와 링 형상의 하우징 측벽(152)을 가지지만, 원판형의 하우징 플레이트를 가지지 않는다. 감속 토크는 로우터 핀(134)을 통해 싸이클로이드 로우터(130) 양단에 형성된 제1 출력부(200)와 제2 출력부(300)에 전달될 수 있다. 한편, 하우징(150)은 싸이클로이드 로우터(130)의 치형돌기(132, 133)와 치합되기 위한 복수개의 이너 핀(154)을 포함할 수 있으며, 이너 핀(154)은 전술한 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)의 이너핀(124) 구성과 동일하다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(20)는 본 발명의 일실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(10)와는 상이하게, 출력부의 외직경이 하우징 측벽(322)의 내직경보다 작거나 같지 않다. 보다 상세하게는, 제1 출력부(200)의 제1 환형 플레이트(210)에는 제1 하우징 수용부(미도시)가 형성되고 제2 출력부(300)의 제3 환형 플레이트(310)에는 제2 하우징 수용부(312)가 형성된다. 제1 하우징 수용부의 내직경과 제2 하우징 수용부(312)의 내직경은 하우징 측벽(152)의 외직경보다 크거나 같도록 형성된다. 따라서, 하우징(150)이 안정적으로 제1 출력부(200)와 제2 출력부(300) 사이에 수용될 수 있도록 한다. 이러한 결합에 의하여, 제1 출력부(200)와 제2 출력부(300)가 감속부(100)에 조립하기 용이해지는 이점이 있다.

이하에서는, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(30)에 대해 설명하기로 한다.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기를 설명하기 위한 도이다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 싸이클로이드 감속기(30)는 감속부(100)와 출력부(500)를 포함한다. 추가적인 구성요소로, 감속부(100)는 싸이클로이드 로우터(130)와 출력부(500) 사이에 일면에 로우터-출력부 연결부재(160)를 더 포함한다. 로우터-출력부 연결부재는(160), 로우터 핀(134)과 대응되는 위치에 형성되어 로우터 핀(134)이 삽입되는 분리 로우터 핀 수용부(165)를 가지는 분리 환형 플레이트(163)와, 분리 환형 플레이트의 타면 중앙, 즉 분리 환형 플레이트 중공부(161)로부터 돌출 형성되어 출력부(500)에 결합되는 분리 돌출부(162)를 포함한다. 로우터-출력부 연결부재(160)는 싸이클로이드 로우터(130)와 출력부(500) 사이를 연결하여 로우터 핀(134)으로부터 전달되는 감속 토크를 출력부(500)에 전달할 수 있다.

로우터-출력부 연결부재(160)는 출력부(500)를 구성하는 제1 환형 플레이트(510)와 제2 환형 플레이트(520) 중 적어도 하나와 체결될 수 있다. 보다 상세하게는, 로우터-출력부 연결부재(160)는 분리 로우터 핀 수용부(165)에 로우터 핀(134)이 삽입 결합되고, 후면에 형성된 출력부 결합홈(164)이 출력부(500) 중 제2 환형 플레이트(520)의 수용홈(521)과 동일한 간격으로 배치되어 결합될 수 있다. 출력부 결합홈(164)과 수용홈(521)을 통한 로우터-출력부 연결부재(160)와 출력부(500)의 결합에 의하여, 로우터 핀(134)으로부터 전달되는 토크가 출력부(500)까지 안정적으로 전달될 수 있다.

한편, 로우터-출력부 연결부재(160)의 외면에는 커버부재(530)가 추가로 형성될 수 있다. 커버부재(530)는 출력부(500)와 싸이클로이드 로우터(130) 사이에 결합되어 출력부(500)와 싸이클로이드 로우터(130) 간에 필요한 간격을 확보하며, 로우터-출력부 연결부재(160)가 회전하면서 원심력에 의해 이탈할 위험을 방지한다. 또한, 커버부재(530)는 로우터-출력부 연결부재(160)의 외면을 커버하여 로우터-출력부 연결부재(160)를 외부 환경으로부터 보호한다. 커버부재(530)는 출력부(500), 로우터-출력부 연결부재(160), 및 싸이클로이드 로우터(130)에 대응되는 형상 및 크기를 가지도록 형성되어, 싸이클로이드 감속기 조립 시 구성요소들의 동심을 유지하도록 가이딩하는 역할을 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 싸이클로이드 감속기
100: 감속부 110: 입력 샤프트
120: 하우징 121: 하우징 중공부
122: 하우징 측벽 123: 하우징 플레이트
124: 이너 핀 130: 싸이클로이드 로우터
131: 싸이클로이드 디스크 132: 함몰부
133: 돌출부 134: 로우터 핀
135: 부싱 136: 마찰 저감 수단
137: 제1 링부 138: 제2 링부
160: 로우터-출력부 연결부재 161: 분리 환형 플레이트 중공부
162: 분리 돌출부 163: 분리 환형 플레이트
164: 출력부 결합홈 165: 분리 로우터 핀 수용부
200: 출력부(제1 출력부) 210: 제1 환형 플레이트
211: 외부 수용홈 220: 제2 환형 플레이트
221: 로우터 핀 수용부 300: 제2 출력부
310: 제3 환형 플레이트 311: 외부 수용홈
320: 제4 환형 플레이트 321: 로우터 핀 수용부

Claims (14)

1. 입력 토크를 감속하는 감속부와 상기 감속부를 통해 미리 설정된 감속 토크를 전달받아 외부로 출력 토크를 전달하는 출력부를 포함하는 싸이클로이드 감속기에 있어서,
   감속부는,
   입력 토크를 전달받는 입력 샤프트;
   내부영역에 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 복수개의 관통공과, 가장자리 둘레를 따라 형성된 치형돌기가 형성되며, 상기 입력 샤프트의 외주면 상에 편심 회전가능하게 배치되는 싸이클로이드 로우터;
   상기 싸이클로이드 로우터가 수용되며, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기와 접촉가능하게 내주면 둘레를 따라 배치되는 복수개의 이너 핀을 포함하는 중공형상의 하우징;
   상기 입력 샤프트의 축선방향으로 배치된 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공들 내에서 각각 배치되는 복수개의 로우터 핀들;을 포함하며,
   상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기는 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 가장자리 둘레를 따라 등간격으로 형성되고,
   상기 치형돌기는,
   제1 곡률반경을 가지며, 상기 이너 핀과 각각 치합되는 원호 형상의 함몰부; 및
   상기 제1 곡률반경과 상이한 적어도 하나의 곡률반경을 가지며, 상기 함몰부 사이에 돌출 형성되는 돌출부;를 포함하고,
   상기 함몰부는 상기 제1 곡률반경을 갖는 가상의 원의 반원 원주 길이보다 작은 크기의 원주 길이를 가지며,
   상기 함몰부의 수와 상기 이너 핀의 수의 차이인 치수차는 2 이상이고,
   상기 돌출부의 중앙에 형성되며 제2 곡률반경을 가지는 중앙돌출부; 및
   상기 중앙돌출부로부터 대칭 형성되며, 상기 제2 곡률반경과 상이한 제3 곡률반경을 가지는 측면돌출부;를 포함하고,
   상기 중앙돌출부는, 상기 이너 핀의 외면과 접촉되지 않고,
   상기 제2 곡률반경은 상기 싸이클로이드 로우터의 곡률 반경과 동일하게 형성되고,
   상기 하우징의 상기 이너 핀은, 외주면이 상기 제1 곡률반경과 같거나 상기 제1 곡률반경보다 작은 크기의 제4 곡률반경을 갖는 원형으로 형성되고,
   상기 하우징의 내주면에는 상기 이너 핀이 고정되는 복수의 이너핀 고정홈들이 형성되며, 상기 이너핀 고정홈은 상기 제4 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 크거나 같은 원주의 길이를 가지며,
   상기 함몰부는 상기 이너 핀에 치합될 때, 상기 이너 핀과 치합되는 상기 함몰부의 중심은 상기 이너 핀의 중심을 사이에 두고 상기 싸이클로이드 로우터의 중심과 이격되는 위치에 형성되고,
   상기 이너 핀이 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 함몰부와 치합될 때, 상기 이너 핀의 외주면 일부는 상기 이너핀 고정홈의 표면과 접촉되어 고정되고, 상기 이너핀의 외주면 나머지는 상기 함몰부의 원호 형상 표면과 접촉되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 감속부는,
   상기 관통공과 상기 로우터 핀 사이에 배치되며, 상기 로우터 핀의 회전에 따라 함께 회전하는 부싱;을 더 포함하고,
   상기 부싱은, 상기 부싱의 중심을 기준으로 편심된 위치에 형성된 관통 형성되는 개구부를 포함하여, 상기 로우터 핀이 상기 부싱의 상기 개구부를 회전 가능하게 끼워지며,
   상기 부싱은 탄성 재질로 형성되며, 상기 부싱의 강도는 상기 로우터 핀의 강도와 동일하거나 낮고,
   상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공에 삽입 형성되며, 상기 관통공의 내주면과 그 외주면이 접촉하고, 상기 로우터 핀의 외주면과 그 내주면이 접촉하는 마찰 저감 수단;을 더 포함하고,
   상기 관통공의 내주면과 상기 부싱의 외주면은 서로 이격된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 마찰 저감 수단은,
   상기 관통공의 내주면과 접촉하며 상기 관통공의 중심과 동일한 중심을 가지는 링 형상의 제1 링부;
   상기 제1 링부의 직경보다 작은 직경을 가지면서 상기 제1 링부와 동심원의 형태로 형성되며, 그 내주면은 베어링 홀을 형성하는 제2 링부; 및
   상기 제1 링부와 상기 제2 링부 사이에 형성되며, 상기 제1 링부와 상기 제2 링부가 상대운동하도록 회전하는 베어링;을 포함하며,
   상기 로우터 핀의 직경은 베어링 홀의 내직경의 1/10 이상 1/2 이하인 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 출력부는,
   기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트;
   상기 제1 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트; 및
   상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 출력부측 베어링;을 포함하고,
   상기 제1 환형 플레이트의 외경은 상기 하우징의 내경보다 작게 형성되어 상기 출력부가 상기 하우징의 내주면에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제2 환형 플레이트에는, 상기 제2 환형 플레이트의 내부영역에 상기 제2 환형 플레이트의 원주방향으로 등간격으로 배치된 복수개의 로우터 핀 수용부가 형성되며,
   상기 로우터 핀 수용부에는 상기 로우터 핀들의 각각의 일단이 회전 불가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 감속부는,
   일면에 상기 로우터 핀과 대응되는 위치에 형성되어 상기 로우터 핀이 삽입되는 분리 로우터 핀 수용부를 가지는 분리 환형 플레이트와, 상기 분리 환형 플레이트의 타면 중앙으로부터 돌출 형성되어 상기 출력부에 결합되는 분리 돌출부를 포함하는 로우터-출력부 연결부재를 더 포함하고,
   상기 로우터-출력부 연결부재는 상기 제1 환형 플레이트 및 상기 제2 환형 플레이트 중 적어도 하나와 체결되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
8. 입력 토크를 감속하는 감속부와 상기 감속부를 통해 미리 설정된 감속 토크를 전달받아 외부로 출력 토크를 전달하는 출력부를 포함하는 싸이클로이드 감속기에 있어서,
   감속부는,
   입력 토크를 전달받는 입력 샤프트;
   내부영역에 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 복수개의 관통공과, 가장자리 둘레를 따라 형성된 치형돌기가 형성되며, 상기 입력 샤프트의 외주면 상에 편심 회전가능하게 배치되는 싸이클로이드 로우터;
   상기 싸이클로이드 로우터가 수용되며, 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기와 접촉가능하게 내주면 둘레를 따라 배치되는 복수개의 이너 핀을 포함하는 중공 형상의 하우징;
   상기 입력 샤프트의 축선방향으로 배치된 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공들 내에서 각각 배치되는 복수개의 로우터 핀들; 및
   상기 관통공과 상기 로우터 핀 사이에 배치되며, 상기 로우터 핀의 회전에 따라 함께 회전하는 부싱;을 더 포함하고,
   상기 부싱은, 상기 부싱의 중심을 기준으로 편심된 위치에 형성된 관통 형성되는 개구부를 포함하여, 상기 로우터 핀이 상기 부싱의 상기 개구부를 회전 가능하게 끼워지고,
   상기 부싱은 탄성 재질로 형성되며, 상기 부싱의 강도는 상기 로우터 핀의 강도와 동일하거나 낮고,
   상기 싸이클로이드 로우터의 상기 관통공에 삽입 형성되며, 상기 관통공의 내주면과 그 외주면이 접촉하고, 상기 로우터 핀의 외주면과 그 내주면이 접촉하는 마찰 저감 수단;을 더 포함하고,
   상기 마찰 저감 수단은,
   상기 관통공의 내주면과 접촉하며 상기 관통공의 중심과 동일한 중심을 가지는 링 형상의 제1 링부;
   상기 제1 링부의 직경보다 작은 직경을 가지면서 상기 제1 링부와 동심원의 형태로 형성되며, 그 내주면은 베어링 홀을 형성하는 제2 링부; 및
   상기 제1 링부와 상기 제2 링부 사이에 형성되며, 상기 제1 링부와 상기 제2 링부가 상대 운동하도록 회전하는 베어링;을 포함하며,
   상기 로우터 핀의 직경은 상기 베어링 홀의 내직경의 1/10 이상 1/2 이하이며,
   상기 관통공의 내주면과 상기 부싱의 외주면은 서로 이격된 상태로 배치되며,
   상기 싸이클로이드 로우터의 상기 치형돌기는 상기 가장자리 둘레를 따라 등간격으로 형성되고,
   상기 치형돌기는,
   제1 곡률반경을 가지며, 상기 이너 핀과 각각 치합되는 원호 형상의 함몰부; 및
   상기 제1 곡률반경과 상이한 적어도 하나의 곡률반경을 가지며, 상기 함몰부 사이에 돌출 형성되는 돌출부;를 포함하고,
   상기 함몰부의 수와 상기 이너 핀의 수의 차이인 치수차는 2 이상으로 형성되며,
   상기 함몰부는 상기 제1 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 작은 크기의 원주의 길이를 가지고,
   상기 하우징의 상기 이너 핀은, 외주면이 상기 제1 곡률반경과 같거나 상기 제1 곡률반경보다 작은 크기의 제4 곡률반경을 갖는 원형으로 형성되고,
   상기 하우징의 내주면에는 상기 이너 핀이 고정되는 복수의 이너핀 고정홈들이 형성되며, 상기 이너핀 고정홈은 상기 제4 곡률반경을 갖는 반원의 원주의 길이보다 크거나 같은 원주의 길이를 가지며,
   상기 함몰부는 상기 이너 핀에 치합될 때, 상기 이너 핀과 치합되는 상기 함몰부의 중심은 상기 이너 핀의 중심을 사이에 두고 상기 싸이클로이드 로우터의 중심과 이격되는 위치에 형성되고,
   상기 이너 핀이 상기 싸이클로이드 로우터의 상기 함몰부와 치합될 때, 상기 이너 핀의 외주면 일부는 상기 이너핀 고정홈의 표면과 접촉되어 고정되고, 상기 이너핀의 외주면 나머지는 상기 함몰부의 원호 형상 표면과 접촉되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
9. 삭제
10. 제8 항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 돌출부의 중앙에 형성되며 제2 곡률반경을 가지는 중앙돌출부; 및
    상기 중앙돌출부로부터 대칭 형성되며, 상기 제2 곡률반경과 상이한 제3 곡률반경을 가지는 측면돌출부;를 포함하고,
    상기 중앙돌출부는, 상기 이너 핀의 외면과 접촉되지 않고,
    상기 제2 곡률반경은 상기 싸이클로이드 로우터의 곡률 반경과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
11. 삭제
12. 제8 항에 있어서,
    상기 출력부는,
    기설정된 크기의 내경을 가지는 링 형상의 제1 환형 플레이트;
    상기 제1 환형 플레이트와 중심을 공유하는 동심원 구조로 형성되고 상기 내경과 상이한 외경을 가지는 링 형상의 제2 환형 플레이트; 및
    상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1 환형 플레이트와 상기 제2 환형 플레이트가 상대 운동하도록 회전하는 출력부측 베어링;을 포함하고,
    상기 제1 환형 플레이트의 외경은 상기 하우징의 내경보다 작게 형성되어 상기 출력부가 상기 하우징의 내주면에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 환형 플레이트에는, 상기 제2 환형 플레이트의 내부영역에 상기 제2 환형 플레이트의 원주방향으로 등간격으로 배치된 복수개의 로우터 핀 수용부가 형성되며,
    상기 로우터 핀 수용부에는 상기 로우터 핀들의 각각의 일단이 회전 불가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 감속부는,
    일면에 상기 로우터 핀과 대응되는 위치에 형성되어 상기 로우터 핀이 삽입되는 분리 로우터 핀 수용부를 가지는 분리 환형 플레이트와, 상기 분리 환형 플레이트의 타면 중앙으로부터 돌출 형성되어 상기 출력부에 결합되는 분리 돌출부를 포함하는 로우터-출력부 연결부재를 더 포함하고,
    상기 로우터-출력부 연결부재는 상기 제1 환형 플레이트 및 상기 제2 환형 플레이트 중 적어도 하나와 체결되는 것을 특징으로 하는, 싸이클로이드 감속기.
    

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