KR102635634B1 - Strain wave generator having circumferentially segmented cam - Google Patents

Abstract

본 발명은 하모닉 감속기용 웨이브 제너레이터에 관한 것으로서, 복수의 장경측 분할캠과 이와 같은 수의 단경측 분할캠이 원주방향을 따라 교대로 맞대어져 하나의 캠을 형성하되, 상기 장경측 분할캠의 외주면은 작은 반경의 일정한 원주면을 가지고, 상기 단경측 분할캠의 외주면은 큰 반경의 일정한 원주면을 가지며, 상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면이 서로 만나는 지점에서는 공통접선을 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 웨이브 제너레이터의 캠면에 대한 형상 가공이 용이하다.The present invention relates to a wave generator for a harmonic reducer, wherein a plurality of long-diameter split cams and the same number of short-diameter split cams are alternately butted together along the circumferential direction to form one cam, wherein the outer peripheral surface of the long-diameter split cam has a constant circumferential surface of a small radius, and the outer peripheral surface of the short diameter side split cam has a constant circumferential surface of a large radius, and the circumferential surface of the long diameter side split cam and the peripheral surface of the short diameter side split cam meet each other. It is characterized by having a tangent line. As a result, shape processing of the cam surface of the wave generator is easy.

Description

원주 분할캠 웨이브 제너레이터{STRAIN WAVE GENERATOR HAVING CIRCUMFERENTIALLY SEGMENTED CAM}Wonju split cam wave generator {STRAIN WAVE GENERATOR HAVING CIRCUMFERENTIALLY SEGMENTED CAM}

본 발명은 주로 산업용 로봇의 관절에 적용되는 하모닉 감속기의 일 구성요소인 웨이브 제너레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 백래쉬가 발생하거나 마찰 토크가 저하되는 현상을 방지할 수 있도록 개선된 웨이브 제너레이터에 관한 것이다.The present invention mainly relates to a wave generator, which is a component of a harmonic reducer applied to the joints of industrial robots, and more specifically, to a wave generator that has been improved to prevent the occurrence of backlash or a decrease in friction torque. .

일반적으로, 산업용 로봇에 적용되는 하모닉 감속기(10)는 서보모터의 고속회전을 1:30~1:320의 높은 감속비로 출력축에 전달하는바, 감속의 핵심은 도 1에 도시된 바와 같이 타원형 웨이브 제너레이터(11)가 회전함에 따라 이를 에워싼 플렉스 스플라인(12)이 외측의 서큘러 스플라인(13)과 치합하는 지점이 원주방향을 따라 이동하면서 그 잇수차만큼 역방향으로 회전하도록 하는 데 있다.In general, the harmonic reducer 10 applied to industrial robots transmits the high-speed rotation of the servomotor to the output shaft at a high reduction ratio of 1:30 to 1:320, and the key to deceleration is the elliptical wave as shown in FIG. 1. As the generator 11 rotates, the point where the flex spline 12 surrounding it engages with the outer circular spline 13 moves in the circumferential direction and rotates in the opposite direction by the number of teeth.

그러나, 이와 같은 원리의 하모닉 감속기에 의하면 치형의 설계 및 가공 오차, 베어링 등의 부품의 마모로 인한 치형간 공간 때문에 백래쉬가 발생하는 문제가 있었다.However, according to the harmonic reducer of this principle, there was a problem of backlash occurring due to design and processing errors in the teeth and space between teeth due to wear of parts such as bearings.

특히, 웨이브 제너레이터(11)가 타원형의 캠 형상이기 때문에 외형의 정밀가공이 상당히 곤란하므로 대량생산이 어렵고 생산단가 또한 높다는 문제가 있었다. 또한, 웨이브 제너레이터(11)의 캠 형상에 대한 정밀측정에도 상당히 고가의 장비가 필요하다는 문제가 있었다. 나아가, 플렉스 스플라인(12)이 탄성변형된 상태로 상기 웨이브 제너레이터(11)와 조립되어야 하기 때문에 숙련기술이 필요하고 생산성이 낮다는 문제가 있었다.In particular, because the wave generator 11 has an oval cam shape, precision machining of the outer shape is quite difficult, making mass production difficult and production costs also high. In addition, there was a problem that quite expensive equipment was required to precisely measure the cam shape of the wave generator 11. Furthermore, since the flex spline 12 must be assembled with the wave generator 11 in an elastically deformed state, skilled techniques are required and productivity is low.

한편, 상기 문제들을 해결하기 위해 출원인은 한국특허 제10-2303050호(공고일자: 20021.09.16.), 한국특허 제10-2345641호(공고일자: 2021.12.31.) 및 한국특허공개 제10-2021-0155587호(공개일자: 2021.12.23.)에 개시된 발명들을 제안한 바 있다.Meanwhile, in order to solve the above problems, the applicant applied for Korean Patent No. 10-2303050 (Publication Date: 20021.09.16.), Korean Patent No. 10-2345641 (Publication Date: 2021.12.31.), and Korea Patent Publication No. 10- The inventions disclosed in No. 2021-0155587 (publication date: December 23, 2021) have been proposed.

그 핵심은 도 2에 도시된 바와 같이 플렉스 스플라인(22)과 서큘러 스플라인(23) 간 결합을 면대면 마찰구조로 전환함으로써 치형설계 및 이로 인한 백래쉬 문제를 해결하고자 하는 데 있다.The key is to solve the problem of tooth design and resulting backlash by converting the coupling between the flex spline 22 and the circular spline 23 into a face-to-face friction structure, as shown in FIG. 2.

그러나, 이러한 경우에도 캠형 웨이브 제너레이터(21)에 대한 가공의 어려움은 여전히 존재하였다. 특히, 가공오차, 마찰면의 마모, 베어링의 마모 등으로 인해 웨이브 제너레이터(21)에 의한 수직면압(V)이 플렉스 스플라인(22) 측에 충분히 전달되지 못하는 경우 서큘러 스플라인(23)과의 마찰력(f)이 저하되어 충분한 마찰 토크가 발생하지 않으므로 감속기로서의 성능을 보장할 수 없게 된다는 지적이 제기될 수 있었다.However, even in this case, difficulties in processing the cam-type wave generator 21 still existed. In particular, if the vertical surface pressure (V) by the wave generator 21 is not sufficiently transmitted to the flex spline 22 due to processing errors, friction surface wear, bearing wear, etc., the friction force with the circular spline 23 ( It could be pointed out that the performance as a reducer cannot be guaranteed because f) is lowered and sufficient friction torque is not generated.

본 발명의 제1 목적은 형상 가공이 용이하도록 개선된 웨이브 제너레이터를 제공하는 데 있다.The first object of the present invention is to provide an improved wave generator to facilitate shape processing.

본 발명의 제2 목적은 치형 감속기의 경우 백래쉬가 발생하지 않도록 해주고 무치형 감속기의 경우에는 전달되는 수직면압이 저하되지 않도록 해줄 수 있는 웨이브 제너레이터를 제공하는 데 있다.The second object of the present invention is to provide a wave generator that can prevent backlash from occurring in the case of a tooth-type reducer and prevent the transmitted vertical surface pressure from decreasing in the case of a tooth-type reducer.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하모닉 감속기용 웨이브 제너레이터에 있어서, 복수의 장경측 분할캠과 이와 같은 수의 단경측 분할캠이 원주방향을 따라 교대로 맞대어져 하나의 캠을 형성하되, 상기 장경측 분할캠의 외주면은 작은 반경의 일정한 원주면을 가지고, 상기 단경측 분할캠의 외주면은 큰 반경의 일정한 원주면을 가지며, 상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면이 서로 만나는 지점에서는 공통접선을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wave generator for a harmonic reducer, wherein a plurality of long-diameter split cams and the same number of short-diameter split cams are alternately butted together along the circumferential direction to form one cam, The outer peripheral surface of the side split cam has a constant circumferential surface of a small radius, the outer peripheral surface of the short diameter side split cam has a constant circumferential surface of a large radius, and the circumferential surface of the long diameter side split cam and the peripheral surface of the short diameter side split cam are A wave generator is provided, characterized in that it has a common tangent at the point where they meet each other.

여기서, 상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면에는 V홈이 원주방향으로 서로 연결되게 형성되어 하나의 궤도를 이루며, 상기 궤도를 따라 다수의 볼이 안착될 수도 있다.Here, V grooves are formed on the circumferential surface of the long diameter side split cam and the peripheral surface of the short diameter side split cam to be connected to each other in the circumferential direction to form a single track, and a plurality of balls may be seated along the track.

또는, 상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면 상에는 다수의 롤러가 구름접촉 될 수도 있다.Alternatively, a plurality of rollers may be in rolling contact on the circumferential surface of the long diameter side split cam and the circumferential surface of the short diameter side split cam.

이때, 상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면에는 원주면 양쪽에 상기 롤러가 궤도를 이탈하지 않도록 가이드 해 주는 격벽이 원주방향으로 서로 연결되게 형성되어 하나의 궤도를 이루며, 상기 다수의 롤러는 상기 궤도를 따라 안착될 수도 있다.At this time, on the circumferential surface of the long diameter side split cam and the peripheral surface of the short diameter side split cam, partition walls that guide the roller to prevent it from leaving the track are formed on both sides of the circumferential surface to be connected to each other in the circumferential direction to form one track. , the plurality of rollers may be seated along the track.

또는, 상기 복수의 장경측 분할캠의 원주면과 상기 복수의 단경측 분할캠의 원주면 상에는 하나의 플렉시블 베어링 내륜이 결합하며, 상기 플렉시블 베어링 내륜 상에는 다수의 볼 또는 롤러가 안착될 수도 있다.Alternatively, one flexible bearing inner ring may be coupled to the circumferential surface of the plurality of long diameter side split cams and the plurality of short diameter side split cams, and a plurality of balls or rollers may be seated on the flexible bearing inner ring.

이때, 상기 다수의 볼 또는 롤러 상에는 하나의 플렉시블 베어링 외륜이 결합할 수도 있다.At this time, one flexible bearing outer ring may be coupled to the plurality of balls or rollers.

한편, 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내측에는 중심축이 설치되고, 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내주면과 상기 중심축의 외주면 사이에는 축방향으로 경사진 테이퍼 홈이 원주방향으로 연장되게 형성되며, 상기 테이퍼 홈에 다수의 볼이 삽입되고, 상기 중심축의 외주면에 결합하는 로크너트를 통해 상기 다수의 볼을 상기 축방향으로 가압함으로써 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 위치를 외측으로 미세조절 할 수도 있다.Meanwhile, a central axis is installed inside the plurality of long diameter side split cams and the short diameter side split cam, and a taper inclined in the axial direction is provided between the inner peripheral surface of the plurality of long diameter side split cams and the short diameter side split cam and the outer peripheral surface of the central axis. A groove is formed to extend in the circumferential direction, a plurality of balls are inserted into the tapered groove, and the plurality of balls are pressed in the axial direction through a lock nut coupled to the outer peripheral surface of the central axis to form the plurality of long diameter split cams. The position of the split cam on the short diameter side can also be finely adjusted outward.

이때, 상기 장경측 분할캠은 상기 장경측 분할캠의 원주면에 인접하여 원주방향으로 연장 형성되는 장공을 가지며, 상기 축방향으로 가압되는 다수의 볼에 의해 상기 장공의 폭이 좁아지는 탄성변형을 통해 반경방향으로 가압력을 발휘할 수도 있다.At this time, the long diameter side split cam has a long hole extending in the circumferential direction adjacent to the circumferential surface of the long diameter side split cam, and the width of the long hole is narrowed by elastic deformation due to the plurality of balls pressed in the axial direction. Pressure force can also be applied in the radial direction.

또는, 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내측에는 중심축이 설치되고, 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내주면에는 각각 축방향으로 경사진 테이퍼 홈이 형성되며, 상기 테이퍼 홈에 볼이 삽입되고, 상기 중심축의 외주면에 결합하는 로크너트를 통해 상기 볼을 상기 축방향으로 가압함으로써 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 위치를 외측으로 미세조절 할 수도 있다.Alternatively, a central axis is installed inside the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cam, and a tapered groove inclined in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cam, respectively, A ball is inserted into the tapered groove, and the positions of the plurality of long-diameter split cams and short-diameter split cams can be finely adjusted outward by pressing the ball in the axial direction through a lock nut coupled to the outer peripheral surface of the central axis. there is.

이때, 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠을 축방향으로 지지하는 플랜지가 상기 중심축의 일단부로부터 반경방향으로 연장 형성되고, 상기 플랜지는 상기 볼에 의해 가압되는 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠에 의해 상기 축방향으로 탄성변형함으로써 과도한 힘이 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠을 통해 반경방향으로 전달되는 것을 방지할 수도 있다.At this time, a flange that axially supports the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cam is formed to extend radially from one end of the central axis, and the flange is pressed by the ball. By elastically deforming the cam and the short-diameter split cam in the axial direction, excessive force can be prevented from being transmitted in the radial direction through the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cam.

이상과 같이, 본 발명에 따른 웨이브 제너레이터에 의하면 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 각 외주면이 모두 일정반경의 원주면을 가지므로 단순 회전에 의한 선반가공이나 연삭가공에 의해 쉽고, 빠르고, 정확하게 분할캠의 외주면을 정밀가공 할 수 있다는 이점이 있다.As described above, according to the wave generator according to the present invention, each outer peripheral surface of the long-diameter split cam and the short-diameter split cam has a circumferential surface of a constant radius, so that it can be easily, quickly, and accurately performed by lathe processing or grinding processing by simple rotation. There is an advantage in that the outer peripheral surface of the split cam can be precisely processed.

또한, 분할캠과 중심축 사이의 테이퍼 홈에 볼을 삽입하여 로크너트로 가압하는 구성으로부터 상기 분할캠을 외측으로 미세조절함으로써 외측에 결합하는 플렉스 스플라인과 서큘러 스플라인 간을 밀착시킬 수 있으므로 치형결합의 경우 백래쉬가 발생하지 않도록 하고 무치형 결합의 경우 전달되는 수직면압의 저하를 방지할 수 있다.In addition, by inserting a ball into the tapered groove between the split cam and the central axis and pressing it with a lock nut, the split cam can be finely adjusted outward to ensure close contact between the flex spline and circular spline that are joined to the outside, thereby improving the tooth shape connection. In this case, backlash can be prevented, and in the case of a toothless connection, a decrease in the transmitted vertical surface pressure can be prevented.

도 1은 종래기술에 따른 치형 하모닉 감속기의 정면도 및 상세도,
도 2는 종래기술에 따른 무치형 하모닉 감속기의 정면도 및 상세도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이브 제너레이터의 정면도,
도 4는 도 3의 웨이브 제너레이터의 변형예를 도시한 정면도,
도 5는 도 3의 웨이브 제너레이터의 좌측면도,
도 6 내지 도 8은 도 5의 웨이브 제너레이터의 변형예들을 도시한 좌측면도,
도 9는 도 5의 단면도,
도 10은 도 9의 변형예를 도시한 단면도,
도 11은 도 10의 다른 변형예를 도시한 부분적으로 분해된 사시도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이브 제너레이터의 정면도,
도 13은 도 12의 장경측 분할캠의 탄성부를 설명하기 위한 정면도,
도 14는 도 12의 웨이브 제너레이터의 절단된 모습을 도시한 사시도,
도 15는 도 3의 웨이브 제너레이터가 적용된 무치형 하모닉 감속기의 정면도 및 단면도,
도 16은 도 12의 웨이브 제너레이터가 적용된 치형 하모닉 감속기의 정면도 및 단면도이다.1 is a front view and detailed view of a tooth-shaped harmonic reducer according to the prior art;
Figure 2 is a front view and detailed view of a toothless harmonic reducer according to the prior art;
3 is a front view of a wave generator according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a front view showing a modified example of the wave generator of Figure 3;
Figure 5 is a left side view of the wave generator of Figure 3;
Figures 6 to 8 are left side views showing modified examples of the wave generator of Figure 5;
Figure 9 is a cross-sectional view of Figure 5;
Figure 10 is a cross-sectional view showing a modification of Figure 9;
Figure 11 is a partially exploded perspective view showing another modification of Figure 10;
12 is a front view of a wave generator according to another embodiment of the present invention;
Figure 13 is a front view for explaining the elastic part of the long diameter side split cam of Figure 12;
Figure 14 is a perspective view showing a cutaway view of the wave generator of Figure 12;
Figure 15 is a front view and cross-sectional view of the toothless harmonic reducer to which the wave generator of Figure 3 is applied;
FIG. 16 is a front view and cross-sectional view of a tooth-type harmonic reducer to which the wave generator of FIG. 12 is applied.

본 발명의 실시예에 따른 웨이브 제너레이터(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 2개의 장경측 분할캠(111)과 2개의 단경측 분할캠(112)이 원주방향으로 교대로 맞대어져 하나의 캠(110)을 형성한다.As shown in FIG. 3, the wave generator 100 according to an embodiment of the present invention has two long-diameter split cams 111 and two short-diameter split cams 112 alternately facing each other in the circumferential direction to form one cam. It forms (110).

장경측 분할캠(111)과 단경측 분할캠(112)은 각각 일정한 반경의 원주면(111a, 112a), 즉 정원(正圓)의 원주면을 갖는 바 장경측 분할캠(111)은 작은 반경(r1)의 원주면(111a)을 가지며, 단경측 분할캠(112)은 큰 반경(r2)의 원주면(112a)을 갖는다.The long diameter side split cam 111 and the short diameter side split cam 112 each have circumferential surfaces 111a and 112a of a certain radius, that is, a circular circumferential surface, and the long diameter side split cam 111 has a small radius. It has a circumferential surface (111a) of (r1), and the short diameter side split cam 112 has a circumferential surface (112a) of a large radius (r2).

이때, 장경측 분할캠(111)과 단경측 분할캠(112)은 서로 다른 중심(O1, O2)을 가지고, 각 원주면(111a)과 원주면(112a)이 만나는 지점(P)에서 서로 공통접선(L)을 갖도록 하여 원주면(111a, 112a) 간을 부드럽게 연결되게 한다. 이와 같이 함으로써 4개의 분할캠(111, 112)으로 이루어진 하나의 캠 외주면을 구현할 수 있다.At this time, the long-diameter side split cam 111 and the short-diameter side split cam 112 have different centers (O1, O2) and have a common point (P) where each circumferential surface (111a) and the circumferential surface (112a) meet. It has a tangent line (L) to smoothly connect the peripheral surfaces (111a, 112a). By doing this, it is possible to implement one cam outer peripheral surface composed of four split cams (111, 112).

이와 같이 분할캠의 조합을 이용한 캠은 도 4에 도시된 바와 같이 6개의 분할캠, 즉 3개의 장경측 분할캠(111')과 3개의 단경측 분할캠(112')의 조합에 의해서도 구현할 수 있으며, 같은 원리로 8개의 분할캠 등으로 적용할 수도 있다.As shown in FIG. 4, a cam using a combination of split cams can also be implemented by combining six split cams, that is, three long-diameter split cams 111' and three short-diameter split cams 112'. And, the same principle can be applied to 8 split cams, etc.

그리고, 모든 분할캠의 조합에 있어서 장경측 분할캠(111, 111')의 원주면(111a, 111a')이 외측의 플렉스 스플라인(도 1의 12 참조)이나 서큘러 스플라인(13)에 대한 작용면이 된다.In addition, in all combinations of split cams, the circumferential surfaces (111a, 111a') of the long-diameter split cams (111, 111') are the action surfaces for the outer flex spline (see 12 in FIG. 1) or circular spline (13). This happens.

장경측 분할캠(111)과 단경측 분할캠(112)의 원주면(111a, 112a)을 따라 다수의 볼(120)이 구름접촉 하게 되며, 이를 위해 상기 원주면(111a, 112a)에는 도 5에 도시된 바와 같이 V홈(111b, 112b)이 원주방향으로 연결되게 형성됨으로써 볼(120)이 그 궤도를 따라 안착되게 할 수 있다.A plurality of balls 120 are in rolling contact along the circumferential surfaces 111a and 112a of the long-diameter split cam 111 and the short-diameter split cam 112, and for this purpose, the circumferential surfaces 111a and 112a are shown in Figure 5. As shown, the V grooves 111b and 112b are formed to be connected in the circumferential direction, so that the ball 120 can be seated along its trajectory.

또는, 도 6에 도시된 바와 같이 원주면(111a, 112a) 상에 플렉시블 베어링 내륜(130)이 결합하여 볼(120)이 그 위에 안착되는 구성을 취하거나, 도 7에 도시된 바와 같이 플렉시블 베어링 외륜(140)이 추가적으로 결합하는 구성을 취할 수도 있다. 한편, 도 6 및 도 7에서 볼(120)과 플렉시블 베어링 내외륜(130, 140)은 롤러(도면 미도시) 및 이에 맞는 플렉시블 베어링 내외륜(도면 미도시)으로 대체될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 6, the flexible bearing inner ring 130 is coupled to the peripheral surfaces 111a and 112a and the ball 120 is seated on it, or as shown in FIG. 7, the flexible bearing inner ring 130 is coupled to the inner ring 130. The outer ring 140 may be configured to be additionally coupled. Meanwhile, in FIGS. 6 and 7, the ball 120 and the flexible bearing inner and outer rings 130 and 140 may be replaced with a roller (not shown) and a corresponding flexible bearing inner and outer ring (not shown).

다른 변형예로서 도 8에 도시된 바와 같이 장경측 분할캠(111)과 단경측 분할캠(112)의 원주면(111a, 112a) 상에 다수의 롤러(150)가 구름접촉되는 구성을 취할 수도 있으며, 이를 위해 상기 원주면(111a, 112a)에는 롤러(150)의 원활한 궤도 순환을 위해 일정 폭의 격벽(111c)이 원주방향으로 연결되게 형성되어 상기 롤러(150)가 원주면(111a, 112a)상의 궤도를 이탈하지 않고 안착되도록 할 수도 있다.As another modified example, as shown in FIG. 8, a configuration may be taken in which a plurality of rollers 150 are in rolling contact on the circumferential surfaces 111a and 112a of the long diameter side split cam 111 and the short diameter side split cam 112. For this purpose, partition walls 111c of a certain width are formed on the circumferential surfaces 111a and 112a to be connected in the circumferential direction for smooth orbital circulation of the rollers 150, so that the rollers 150 are connected to the circumferential surfaces 111a and 112a. ) can also be made to settle down without leaving the orbit.

한편, 웨이브 제너레이터(100)의 가공오차, 감속기에의 설치오차, 사용에 따른 마모발생 등을 고려하여 분할캠(111, 112)과 그 중심축(160) 사이에는 도 9에 도시된 바와 같이 볼(170)이 개재되어 분할캠(111, 112)의 반경방향 위치를 미세조절할 수 있게 구성된다.Meanwhile, in consideration of processing errors of the wave generator 100, installation errors in the reducer, wear due to use, etc., a ball is provided between the split cams 111 and 112 and their central axis 160, as shown in FIG. (170) is interposed so that the radial positions of the split cams 111 and 112 can be finely adjusted.

구체적으로 중심축(160)의 외주면이 경사진 테이퍼면(161)을 이룸으로써 분할캠(111, 112)의 내주면(111d)과의 사이에 테이퍼 홈(H)이 형성되도록 하여 상기 볼(170)이 삽입되게 한다. 그리고, 중심축(160)의 외주면에는 로크너트(180)가 나사결합하여 와샤(181)를 매개로 볼(170)을 테이퍼 홈(H) 내측으로 가압하도록 한다. 이에 따라, 테이퍼 홈(H) 내측으로 삽입되려는 볼(170)에 의해 분할캠(111, 112)이 외측, 즉 반경방향으로 위치가 조절될 수 있다.Specifically, the outer peripheral surface of the central axis 160 forms an inclined tapered surface 161, so that a tapered groove H is formed between the inner peripheral surface 111d of the split cams 111 and 112, so that the ball 170 Let this be inserted. In addition, a lock nut 180 is screwed to the outer peripheral surface of the central axis 160 to press the ball 170 into the tapered groove (H) via the washer 181. Accordingly, the positions of the split cams 111 and 112 can be adjusted outward, that is, in the radial direction, by the ball 170 to be inserted into the tapered groove (H).

상기와 같은 테이퍼 홈(H)은 도 10에 도시된 바와 같이 중심축(160')의 외주면을 일정 반경의 원주면으로 형성하고 분할캠(111, 112)의 내주면(111e)이 테이퍼 면을 이루도록 함으로써 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 10, the tapered groove (H) as described above forms the outer circumferential surface of the central axis 160' into a circumferential surface of a certain radius, and the inner peripheral surface 111e of the split cams 111 and 112 forms a tapered surface. It can also be formed by doing.

또는, 도 11에 도시된 바와 같이 분할캠(111, 112)의 내주면에 축 방향으로 경사진 테이퍼 홈(111f, 112f)이 형성되어 각 테이퍼 홈(111f, 112f)에 볼(170')이 삽입되도록 함으로써 로크너트(도 10의 180' 참조)로 가압하는 구성을 취할 수도 있다.Alternatively, as shown in Figure 11, tapered grooves 111f and 112f inclined in the axial direction are formed on the inner peripheral surfaces of the split cams 111 and 112, and balls 170' are inserted into each tapered groove 111f and 112f. By doing so, a configuration of pressing with a lock nut (see 180' in FIG. 10) may be adopted.

한편, 도 3에서 분할캠(111, 112)의 원주면(111a, 112a) 상에서 순환 회전하는 볼(120)이나 롤러 및 그 베어링의 마모로 인하여 그리고/또는 웨이브 제너레이터(100)의 외측에 결합하는 플렉스 스플라인(도 1의 12 참조)이나 서큘러 스플라인(13 참조)의 마모로 인하여, 수직면압이 저하되거나 백래쉬가 발생하는 경우에 있어서 이를 자동으로 보상해 줄 수 있는 구성으로서 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 장경측 분할캠(111)의 원주면(111a)에 인접한 내측의 지점에 원주방향으로 연장 형성되는 장공(111g)을 구비할 수 있다.Meanwhile, in FIG. 3, due to wear of the balls 120 or rollers and their bearings circularly rotating on the circumferential surfaces 111a and 112a of the split cams 111 and 112 and/or coupled to the outside of the wave generator 100. This is a configuration that can automatically compensate for when the vertical surface pressure decreases or backlash occurs due to wear of the flex spline (see 12 in FIG. 1) or circular spline (see 13), as shown in FIGS. 12 to 14. As shown, a long hole 111g extending in the circumferential direction may be provided at an inner point adjacent to the circumferential surface 111a of the long diameter side split cam 111.

도 14에서, 로크너트(180)에 의해 가압되는 볼(170)에 의해 외측으로 힘을 받게되는 분할캠(111)은 장공(111g)의 폭이 좁아지는 탄성변형을 통해 원주면(111a) 상의 볼(120)에 가압력을 발휘하게 된다. 이에 의해, 볼(120)이 외측의 플렉스 스플라인(도 1의 12 참조)과 서큘러 스플라인(13)에 더욱 밀착됨으로써 전달되는 수직면압의 저하나 백래쉬의 발생을 방지할 수 있다.In FIG. 14, the split cam 111, which is forced outward by the ball 170 pressed by the lock nut 180, is on the circumferential surface 111a through elastic deformation that narrows the width of the long hole 111g. A pressing force is exerted on the ball 120. As a result, the ball 120 is brought into closer contact with the outer flex spline (see 12 in FIG. 1) and the circular spline 13, thereby preventing a decrease in the transmitted vertical surface pressure or the occurrence of backlash.

이때, 분할캠(111, 112)을 지지하기 위해 중심축(160)의 일단부로부터 반경방향으로 연장 형성되는 플랜지(162)에는 그 기단부에 노치(162a)가 형성됨으로써 로크너트(180)에 의해 볼(170)이 가압되는 힘이 과도한 경우에 플랜지(162)가 축방향(도 14에서는 좌측방향)으로 탄성변형 되도록 하여 과도한 힘이 그대로 분할캠(111, 112)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.At this time, a notch 162a is formed at the base of the flange 162 extending radially from one end of the central axis 160 to support the split cams 111 and 112, thereby allowing the flange 162 to be secured by the lock nut 180. When the force with which the ball 170 is pressed is excessive, the flange 162 is elastically deformed in the axial direction (left direction in FIG. 14) to prevent the excessive force from being transmitted to the split cams 111 and 112. .

본 실시예에서는 플랜지(162)의 축방향 탄성변형을 위해 노치(162a)가 형성되는 구성을 취하였으나, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않고 플랜지(162)의 두께를 얇게하여 탄성변형이 더 용이하게 이루어지도록 하는 방법 등 다양한 다른 방안을 적용하여 상기 구성을 대체할 수 있다.In this embodiment, a notch 162a is formed to elastically deform the flange 162 in the axial direction. However, the present invention is not limited to this configuration and the thickness of the flange 162 is made thin to facilitate elastic deformation. The above configuration can be replaced by applying various other methods, such as a method to achieve this.

그리고, 이와 같이 플랜지(160)가 탄성변형되는 구성은 분할캠(111)에 장공(111g)이 형성되지 않은 도 10에 도시된 바와 같은 구조에서도 적용 가능하다.And, this configuration in which the flange 160 is elastically deformed can also be applied to the structure shown in FIG. 10 in which the long hole 111g is not formed in the split cam 111.

도 15는 도 3 및 도 10의 웨이브 제너레이터(100)가 적용된 무치형 하모닉 감속기(200)로서 분할캠(111, 112) 외측의 볼(120)에 의한 수직면압으로 플렉스 스플라인(210)이 서큘러 스플라인(220)의 내주면 상에서 구름운동하면서 그 직경차에 따른 역회전을 하게 됨으로써 구동축(즉, 중심축(160)) 대비 큰 감속비로 피동축(230)을 회전시킨다.Figure 15 is a toothless harmonic reducer 200 to which the wave generator 100 of Figures 3 and 10 is applied, and the flex spline 210 is formed into a circular spline by the vertical surface pressure caused by the ball 120 on the outside of the split cams 111 and 112. While rolling on the inner peripheral surface of 220, reverse rotation is performed according to the diameter difference, thereby rotating the driven shaft 230 at a large reduction ratio compared to the driving shaft (i.e., the central shaft 160).

도 16은 도 12 및 도 14의 웨이브 제너레이터가 적용된 치형 하모닉 감속기(300)로서 역시 분할캠(111, 112) 외측의 볼(120)의 가압에 의해 플렉스 스플라인(310)이 서큘러 스플라인(320)에 밀착되게 치합한 상태에서 그 치합 지점이 원주방향을 따라 이동하면서 잇수차만큼 역회전하게 됨으로써 큰 감속비로 피동축(330)을 회전시킨다.Figure 16 shows a tooth-shaped harmonic reducer 300 to which the wave generator of Figures 12 and 14 is applied, and the flex spline 310 is connected to the circular spline 320 by the pressure of the ball 120 outside the split cams 111 and 112. In a tightly meshed state, the meshing point moves in the circumferential direction and rotates in reverse by the number of teeth, thereby rotating the driven shaft 330 at a large reduction ratio.

한편, 이상에서 설명된 웨이브 제너레이터는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 후술하는 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 상기 설명된 바에 의해 한정되어서는 안 된다.Meanwhile, since the wave generator described above is only an example to aid understanding of the present invention, the scope of rights or technical scope of the present invention defined by the claims described later should not be limited by the above description.

100: 웨이브 제너레이터 110: 캠
111: 장경측 분할캠 111a: 원주면
111b: V홈 111c: 격벽
111d: 내주면 111e: 내주면(테이퍼 면)
111f: 테이퍼 홈 111g: 장공
112: 단경측 분할캠 112a: 원주면
112b: V홈 112f: 테이퍼 홈
120: 볼 130: 플렉시블 베어링 내륜
140: 플렉시블 베어링 외륜 150: 롤러
160: 중심축 161: 테이퍼 면
162: 플랜지 162a: 노치
170: 볼 180: 로크너트100: wave generator 110: cam
111: Long diameter side split cam 111a: Circumferential surface
111b: V groove 111c: Bulkhead
111d: Inner peripheral surface 111e: Inner peripheral surface (tapered surface)
111f: Taper groove 111g: Long hole
112: Short diameter side split cam 112a: Circumferential surface
112b: V groove 112f: Taper groove
120: Ball 130: Flexible bearing inner ring
140: Flexible bearing outer ring 150: Roller
160: central axis 161: tapered surface
162: flange 162a: notch
170: Ball 180: Locknut

Claims (10)

하모닉 감속기용 웨이브 제너레이터에 있어서,
복수의 장경측 분할캠과 이와 같은 수의 단경측 분할캠이 원주방향을 따라 교대로 맞대어져 하나의 캠을 형성하되,
상기 장경측 분할캠의 외주면은 작은 반경의 일정한 원주면을 가지고,
상기 단경측 분할캠의 외주면은 큰 반경의 일정한 원주면을 가지며,
상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면이 서로 만나는 지점에서는 공통접선을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.In the wave generator for harmonic reducer,
A plurality of long-diameter split cams and the same number of short-diameter split cams are alternately butted together along the circumferential direction to form one cam,
The outer circumferential surface of the long diameter split cam has a constant circumferential surface with a small radius,
The outer circumferential surface of the short diameter split cam has a constant circumferential surface with a large radius,
A wave generator characterized in that the circumferential surface of the long diameter side split cam and the circumferential surface of the short diameter side split cam have a common tangent line at a point where the circumferential surface of the short diameter split cam meets each other. 제1항에 있어서,
상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면에는 V홈이 원주방향으로 서로 연결되게 형성되어 하나의 궤도를 이루며,
상기 궤도를 따라 다수의 볼이 안착되는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to paragraph 1,
V grooves are formed on the circumferential surface of the long diameter side split cam and the peripheral surface of the short diameter side split cam to be connected to each other in the circumferential direction to form one orbit,
A wave generator characterized in that a plurality of balls are seated along the trajectory. 제1항에 있어서,
상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면 상에는 다수의 롤러가 구름접촉 되는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to paragraph 1,
A wave generator, characterized in that a plurality of rollers are in rolling contact on the circumferential surface of the long diameter side split cam and the circumferential surface of the short diameter side split cam. 제3항에 있어서,
상기 장경측 분할캠의 원주면과 상기 단경측 분할캠의 원주면에는 양쪽에 상기 롤러가 궤도를 이탈하지 않도록 가이드 해 주는 격벽이 원주방향으로 서로 연결되게 형성되어 하나의 궤도를 이루며,
상기 다수의 롤러는 상기 궤도를 따라 안착되는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to paragraph 3,
On both sides of the circumferential surface of the long-diameter side split cam and the circumferential surface of the short-diameter side split cam, partition walls that guide the roller to prevent it from leaving the track are formed to be connected to each other in the circumferential direction to form one track,
A wave generator, characterized in that the plurality of rollers are seated along the track. 제1항에 있어서,
상기 복수의 장경측 분할캠의 원주면과 상기 복수의 단경측 분할캠의 원주면 상에는 하나의 플렉시블 베어링 내륜이 결합하며,
상기 플렉시블 베어링 내륜 상에는 다수의 볼 또는 롤러가 안착되는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to paragraph 1,
One flexible bearing inner ring is coupled to the circumferential surface of the plurality of long-diameter split cams and the circumferential surface of the plurality of short-diameter split cams,
A wave generator, characterized in that a plurality of balls or rollers are seated on the flexible bearing inner ring. 제5항에 있어서,
상기 다수의 볼 또는 롤러 상에는 하나의 플렉시블 베어링 외륜이 결합하는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to clause 5,
A wave generator, characterized in that one flexible bearing outer ring is coupled to the plurality of balls or rollers. 제1항에 있어서,
상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내측에는 중심축이 설치되고,
상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내주면과 상기 중심축의 외주면 사이에는 축방향으로 경사진 테이퍼 홈이 원주방향으로 연장되게 형성되며,
상기 테이퍼 홈에 다수의 볼이 삽입되고,
상기 중심축의 외주면에 결합하는 로크너트를 통해 상기 다수의 볼을 상기 축방향으로 가압함으로써 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 위치를 외측으로 미세조절 하는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to paragraph 1,
A central axis is installed inside the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cam,
A tapered groove inclined in the axial direction is formed to extend in the circumferential direction between the inner peripheral surface of the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cam and the outer peripheral surface of the central axis,
A plurality of balls are inserted into the tapered groove,
A wave generator, characterized in that the positions of the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cams are finely adjusted outward by pressing the plurality of balls in the axial direction through a lock nut coupled to the outer peripheral surface of the central axis. 제7항에 있어서,
상기 장경측 분할캠은
상기 장경측 분할캠의 원주면에 인접하여 원주방향으로 연장 형성되는 장공을 가지며, 상기 축방향으로 가압되는 다수의 볼에 의해 상기 장공의 폭이 좁아지는 탄성변형을 통해 반경방향으로 가압력을 발휘하는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.In clause 7,
The longitudinal split cam is
It has a long hole extending in the circumferential direction adjacent to the circumferential surface of the long-diameter split cam, and exerts a pressing force in the radial direction through elastic deformation in which the width of the long hole is narrowed by a plurality of balls pressed in the axial direction. A wave generator characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내측에는 중심축이 설치되고,
상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 내주면에는 각각 축방향으로 경사진 테이퍼 홈이 형성되며,
상기 테이퍼 홈에 볼이 삽입되고,
상기 중심축의 외주면에 결합하는 로크너트를 통해 상기 볼을 상기 축방향으로 가압함으로써 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠의 위치를 외측으로 미세조절 하는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to paragraph 1,
A central axis is installed inside the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cam,
Tapered grooves inclined in the axial direction are formed on the inner peripheral surfaces of the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cams, respectively,
A ball is inserted into the tapered groove,
A wave generator, characterized in that the positions of the plurality of long-diameter side split cams and the short-diameter side split cams are finely adjusted outward by pressing the ball in the axial direction through a lock nut coupled to the outer peripheral surface of the central axis. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠을 축방향으로 지지하는 플랜지가 상기 중심축의 일단부로부터 반경방향으로 연장 형성되고,
상기 플랜지는 상기 볼에 의해 가압되는 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠에 의해 상기 축방향으로 탄성변형함으로써 과도한 힘이 상기 복수의 장경측 분할캠과 단경측 분할캠을 통해 반경방향으로 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 웨이브 제너레이터.According to any one of claims 7 to 9,
A flange supporting the plurality of long-diameter split cams and the short-diameter split cams in the axial direction is formed to extend radially from one end of the central axis,
The flange is elastically deformed in the axial direction by the plurality of long-diameter split cams and short-diameter split cams pressed by the balls, so that excessive force is transmitted in the radial direction through the plurality of long-diameter split cams and short-diameter split cams. A wave generator characterized by preventing transmission.