KR20150087452A

KR20150087452A - Improved teeth's gearing structure with strain wave gearing apparauters

Info

Publication number: KR20150087452A
Application number: KR1020140006811A
Authority: KR
Inventors: 이정호; 손정윤; 손정형; 강상규
Original assignee: 주식회사 알에스티
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-07-30

Abstract

The present invention relates to a distortional wave gear apparatus having a cam plate provided on a wave generator generating a wave by receiving a rotational force from a drive motor as a drive source, wherein a second curved portion having the radius of curvature larger than that of a first curved portion and smaller than that of a third curved portion between the first curved portion related to a long shaft and the third curved portion related to a short shaft in the cam plate. According to the present invention, the curved portion having a middle size of the radius of curvature is formed between the first curved portion having small radius of curvature and the third curved portion having the largest radius of curvature for a cam curved line therein to protrude compared with the past. Therefore, the second curved portion is related to an extended line of the first curved portion which is coupling portion to substantially extend the coupling portion.

Description

개선된 치합구조를 갖는 변형 파동기어 장치{improved Teeth’s gearing structure with strain wave gearing apparauters}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to improved Teeth's gearing structure with strain wave gearing apparauters,

본 발명은 의료기기, 반도체 제조장치, 자동차 생산라인, 인쇄기기 등의 각종 산업분야와 과학기술분야에서 의료용 로봇 또는 산업용 로봇의 관절부위를 작동시키기 위하여 사용하는 변형 파동기어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deformed wave gear device used for operating joints of medical robots or industrial robots in various industrial fields such as medical devices, semiconductor manufacturing devices, automobile production lines, printing machines, and the like.

더욱 상세하게는, 변형 파동기어 장치의 플렉스플라인을 타원형으로 탄성 변형시켜주는 캠판의 곡선구조를 개선하여 플렉스플라인과 서큘러 스플라인의 치합구간을 넓혀줌으로써 큰 토크(Turque)의 전달이 용이하고, 플렉스플라인의 뒤틀림(Twisting)으로 인한 라쳇팅(Ratching) 현상이 방지되도록 한 개선된 치합구조를 갖는 변형 파동기어 장치에 관한 것이다.More specifically, the curved structure of the cam plate that elastically deforms the flexure of the deformed wave gear device to an elliptical shape is improved to widen the engagement section of the flexure and the circular spline, thereby facilitating transmission of a large torque, To a modified wave gear device having an improved coupling structure in which a ratching phenomenon due to twisting of a flex fly is prevented.

주지된 바와 같이 의료용이나 반도체 제조장치 및 자동차 생산라인, 인쇄기기 등에서 주로 사용하는 의료용 로봇 또는 산업용 로봇에는 암(Arm)과 같은 관절부위를 작동시키기 위하여 변형 파동기어 장치가 사용된다.As is well known, a deformable wave gear device is used in a medical or industrial robot mainly used in a medical or semiconductor manufacturing apparatus, an automobile production line, a printing apparatus, or the like to operate joints such as an arm.

변형 파동기어 장치는, 금속의 탄성력을 역학적으로 이용하여 구동모터의 회전력을 감속시켜 주는 것으로서, 흔히 변형 파동기어(Strain Wave Gearing)라고도 불려지며, 1959년 최초 발명자인 미국인 무서(C,W Musser)에게 특허가 허여된 이래 많은 발전을 거듭해 왔다.The deformation wave gear device is a technique that dynamically utilizes the elastic force of metal to decelerate the rotational force of a driving motor. It is also called a strain wave gear. In 1959, the first inventor, C, W Musser, Since the grant of the patent,

이러한 변형 파동기어 장치는 타 감속기에 비해 구동모터의 회전력을 제어하여 원하는 비율의 감속비를 손쉽게 얻을 수 있고, 비교적 소형이면서 백 래쉬(Back Lash)가 작으며, 뛰어난 위치결정도 및 효율이 크다는 잇점 때문에 로봇의 암과 같이 정밀한 동작이 요구되는 부위에 널리 쓰인다.Such a deformed wave gear device can easily obtain a desired ratio of reduction ratio by controlling the rotational force of the driving motor as compared with other reduction gears, has a relatively small size and has a small back lash, It is widely used in areas where precise operation is required like the arm of a robot.

도 1은 통상적인 변형 파동기어 장치의 정면도이고, 도 2는 측면을 나타낸 반단면도이다.Fig. 1 is a front view of a conventional deformation wave gear device, and Fig. 2 is a half sectional view showing a side view.

도시한 바와 같이 통상의 변형 파동기어 장치는, 구동원인 구동모터로부터 회전력을 전달받아 파동을 발생시키는 웨이브 제네레이터(Wave Generater,10)와; 상기 웨이브 제네레이터를 수용하는 컵 형태의 탄성체로서 웨이브 제네레이터(10)의 파동에 의해 타원형으로 탄성 변형하면서 개구부 측의 외치(21)가 후술하는 서큘러 스플라인의 내치와 탄력적으로 부분 치합하는 플렉스플라인(20) 및; 상기 플렉스플라인을 수용하는 중공형의 강성체로서 그 내면에 상기 외치(21)와 부분 치합하는 내치(31)가 구비된 서큘러 스플라인(30); 으로 구성되어 있다.As shown in the figure, a conventional deformation wave gear device includes a wave generator 10 for receiving a rotational force from a drive motor as a driving source to generate a wave, Shaped elastic body that accommodates the wave generator and is elastically deformed into an elliptical shape by the wave of the wave generator 10 while the external teeth 21 on the opening side are flexibly joined to the internal teeth of a circular spline ); A hollow rigid body for receiving the flex fly, the circular rigid body having an internal teeth (31) partially mating with the external teeth (21) on its inner surface; .

상기 웨이브 제네레이터(10)는 구동원인 구동모터(도시되지 않았음)의 출력축과 직결되어 변형 파동기어 장치의 입력축 역할을 수행하는 캠축(11)과, 상기 캠축(11)에 축설되는 타원형의 편심체로서 서로 직교하는 위치에 장축(L)과 단축(S)을 갖는 캠판(12) 및, 상기 캠판(12)의 주연에 압입되는 볼 베어링으로서 볼(13c)을 감싸는 얇은 두께의 내,외륜(13a,13b)이 각각 상기 캠판(12)과 플렉스플라인(20)에 접촉하는 파동 베어링(13),으로 구성된다.The wave generator 10 includes a camshaft 11 that is directly connected to an output shaft of a drive motor (not shown) driven by the drive source to serve as an input shaft of the deformed wave gear device, and an elliptical eccentric body A cam plate 12 having a long axis L and a minor axis S at positions mutually orthogonal to each other and a thin inner and outer ring 13a which surrounds the ball 13c as a ball bearing which is pressed into the periphery of the cam plate 12 And a wave bearing 13 in contact with the cam plate 12 and the flex plate 20, respectively.

상기 컵 형태의 플렉스플라인(20)은 몸체(22)의 개구부 내측에 파동 베어링(13)이 삽입되고, 외측면에는 톱니형태의 외치(21)가 형성되며, 타측으로는 몸체(22)와 다이아프램(23)을 통하여 연결되는 보스부(24)가 두껍게 형성된다.The cup-shaped flex plate 20 has a wave bearing 13 inserted into the opening of the body 22, a tooth-like external tooth 21 formed on the outer surface thereof, and a body 22 The boss portion 24 connected through the diaphragm 23 is formed thick.

상기 다이아프램(23)은 몸체(22)의 후단과 보스부(24)를 일체로 연결하고, 상기 보스부(24)는 캠축(11)과 동축상에 위치하는 중공형으로서 출력 측에 취부된다.The diaphragm 23 integrally connects the rear end of the body 22 and the boss portion 24 and the boss portion 24 is mounted on the output side as a hollow shape positioned coaxially with the camshaft 11 .

상기 서큘러 스플라인(30)은 중공형의 강성체로서 그 내면에 톱니형태의 내치(31)가 일체로 형성되어 상기 플렉스플라인(20)의 외치(21)와 탄력적으로 부분 치합된다.The circular spline 30 is a hollow rigid body having a tooth-like internal teeth 31 integrally formed on the inner surface thereof and elastically partially engaged with the external teeth 21 of the flex fly 20.

그리고, 상기 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30) 사이에는 회전체인 플렉스플라인(20)을 지지하면서 필요에 따라 출력축 역할을 겸하는 크로스 롤러 베어링(Cross roller bearing)이 설치되기도 하는데, 이는 제품의 사양에 따른 선택사항이므로 본원에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.A cross roller bearing, which also serves as an output shaft, may be provided between the flex plate 20 and the circular spline 30 while supporting the flex plate 20 as a rotating body. The description thereof will be omitted here because it is an option according to the specification of the product.

또한, 상기 서큘러 스플라인(30)이 하우징 역할을 수행하거나, 또는 상기의 모든 부품을 수용하는 별도의 케이싱이 설치되기도 하는데, 이 엮시 장치의 사양에 따른 선택사항이므로 본원에서는 설명을 생략한다.Further, the circular spline 30 may serve as a housing, or a separate casing may be provided to accommodate all of the above components. Since the circular spline 30 is an option according to the specification of the hooking device, the description is omitted here.

상기와 같이 구성된 변형 파동기어 장치는 웨이브 제네레이터(10)를 구성하는 타원형의 캠판(12)에 의해 파동 베어링(13)과 플렉스플라인(20)이 모두 타원형으로 탄성 변형되며, 동일한 위치에 장축(L)과 단축(S)을 갖는다.In the deformed wave gear device configured as described above, both the wave bearing 13 and the flex plate 20 are elastically deformed into an elliptical shape by the elliptical cam plate 12 constituting the wave generator 10, L) and a short axis (S).

따라서, 구동모터의 회전력이 캠축(11)을 통하여 입력되면, 웨이브 제네레이터(10)의 캠판(12)이 회전하면서 최초로 파동을 발생시키고, 이 파동은 파동 베어링(13)을 통하여 플렉스플라인(20)을 타원형으로 탄성 변형시키며, 이로 인해 외치(21)가 서큘러 스플라인(30)의 내치(31)와 탄력적으로 부분치합 및 이격을 반복하면서 입력된 회전력이 감속된다.Therefore, when the rotational force of the drive motor is inputted through the camshaft 11, the cam plate 12 of the wave generator 10 rotates first to generate a wave, which is transmitted through the wave bearing 13 to the flex plate 20 Thereby causing the external teeth 21 to elastically partially engage and disengage from the internal teeth 31 of the circular spline 30 and to decelerate the input rotational force.

감속된 회전력은 플렉스플라인(20)의 외치(21)→몸체(22)→다이아프램(23)→보스부(24)→출력축을 통하여 외부로 출력된다.The decelerated rotational force is output to the outside through the output shaft 21 of the flex fly 20, the body 22, the diaphragm 23, the boss portion 24, and the output shaft.

상기의 동작에서 외부로 출력되는 감속비는 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)에 형성된 외치(21) 및 내치(31)의 치수(잇수) 차이에 의해 결정된다.The reduction ratio output to the outside in the above operation is determined by the difference in the number of teeth (number of teeth) of the internal teeth 21 and internal teeth 31 formed in the flexplane 20 and the circular spline 30. [

통상, 감속을 위하여 플렉스플라인(20)에 형성된 치수(잇수)는 서큘러 스플라인(30)에 형성된 치수(잇수) 보다 2~6개 적으며, 짝수로 구성되어 있다.Generally, the number of teeth (number of teeth) formed on the flex fly 20 for deceleration is 2 to 6 smaller than the number of teeth (number of teeth) formed on the circular spline 30, and is made up of an even number.

또한, 웨이브 제네레이터(10)의 장축(L)부위에서 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)의 외치 및 내치(21,31)가 치합되는 비율은 전체 치수(잇수)의 약 30% 정도로 알려져 있다.The ratio of the external teeth of the flexplane 20 to the internal teeth 21 and 31 of the circular spline 30 at the long axis L of the wave generator 10 is about 30% It is known.

여기서는 플렉스플라인(20)의 치수가 서큘러 스플라인(30)의 치수보다 2개 적다는 가정하에 동작을 설명하기로 한다.Here, the operation will be described on the assumption that the size of the flexplane 20 is smaller than the dimension of the circular spline 30 by two.

도 3의 (a)와 같이 캠판(12)의 장축(L)이 수직으로 위치해 있고, 단축(S)이 수평으로 위치해 있을 경우에는 플렉스플라인(20)이 상,하로 길게 타원형으로 변형된다.3 (a), when the long axis L of the cam plate 12 is positioned vertically and the short axis S is horizontally positioned, the flex plate 20 is deformed into a long oval shape up and down.

이 상태에서는, 장축(L)방향의 외치(21) 만이 서큘러 스플라인(30)의 내치(31)와 치합되고, 단축(S)방향의 외치(21)는 이격된다.In this state, only the external teeth 21 in the long axis L direction are engaged with the internal teeth 31 of the circular spline 30, and the external teeth 21 in the short axis S direction are separated.

(b)와 같이 구동모터가 시계방향으로 90°회전하면, 웨이브 제네레이터(10)의 캠판(12)과 파동 베어링(13)도 같은 방향으로 회전하면서 파동을 발생시킴과 동시 장,단축(L,S)의 위치도 90°회전하게 된다.the cam plate 12 and the wave bearing 13 of the wave generator 10 rotate in the same direction to generate a wave when the drive motor rotates 90 degrees clockwise as shown in Fig. S is rotated by 90 degrees.

따라서, 장,단축(L,S)의 위치변화와 함께 탄성체인 플렉스플라인(20)도 선변형을 일으키면서 90°회전하여 일측의 외치(21)가 서큘러 스플라인(30)의 내치(31)와 전부 치합되지 않고 장축(L)부분을 따라가면서 치합되며, 단축(S)부분은 이격된다.The flexplane 20 which is an elastic body is rotated by 90 degrees while causing a linear deformation so that the external teeth 21 of one side are inserted into the internal teeth 31 of the circular spline 30, (L), and the short axis (S) portion is spaced apart from each other.

(c)와 같이 웨이브 제네레이터(10)가 180°회전하면, 플렉스플라인(20)의 치형 중 1개의 치형 만이 반시계 방향으로 회전한다.when the wave generator 10 rotates 180 degrees as shown in Fig. 5C, only one tooth of the tooth of the flex plate 20 rotates in the counterclockwise direction.

(d)와 같이 웨이브 제네레이터(10)가 360°(1회전)회전하면, 플렉스플라인(20)의 치수(잇수)가 서큘러 스플라인(30)의 치수(잇수)보다 2개 적기 때문에, 이들 2개의 치수(잇수)차이 만큼 반시계 방향으로 이동하고, 이 이동량이 곧 출력축의 감속비가 된다.(number of teeth) of the flexplane 20 is smaller than the dimension (number of teeth) of the circular spline 30 when the wave generator 10 rotates 360 占 (one rotation) Clockwise direction by the difference of the number of teeth (teeth number), and this amount of movement is the reduction ratio of the output shaft.

상기 동작을 종합하면, 캠축(11)을 통하여 입력된 구동모터의 회전력은 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)에 형성된 외치 및 내치(21,31)의 치수(잇수) 차이에 의해 일정한 비율로 감속된 뒤 출력됨을 알 수 있다.The rotational force of the drive motor inputted through the camshaft 11 is constant in accordance with the difference in the number (teeth number) of the external teeth and the internal teeth 21 and 31 formed in the flexplane 20 and the circular spline 30 Deceleration rate and output.

또한, 상기의 과정에서 입력된 회전력이 원하는 비율로 정확히 감속된 뒤 출력되기 위해서는 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)의 치차접속이 정확히 이루어져야만 한다.Further, in order to output the rotational force inputted in the above-mentioned process after being accurately decelerated at a desired ratio, the gear connection between the flexplane 20 and the circular spline 30 must be precisely performed.

즉, 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)에 형성된 외치(21) 및 내치(31)의 치합구간(영역)이 넓고, 각 치형간의 치차접속이 제대로 이루어져야만 정확한 비율의 감속과 큰 토크의 전달이 가능한 것이다.That is to say, if the coupling section (area) of the external teeth 21 and the internal teeth 31 formed in the flexplane 20 and the circular spline 30 is wide and the gear connection between the teeth is properly performed, .

그런데, 감속이 이루어지는 과정에서 플렉스플라인(20)은 회전과 동시 탄성변형을 반복하기 때문에 몸체(22)에서 뒤틀림(Twisting) 현상이 발생하고, 이 뒤틀림이 양 치형간의 원활한 치차접속을 방해하여 라쳇팅 현상을 야기시키며, 이 라쳇팅 현상 때문에 정확한 비율의 감속과 큰 토크의 전달이 방해 받는다.However, in the course of deceleration, the flexure 20 repeats rotation and simultaneous elastic deformation, so that twisting phenomenon occurs in the body 22, and this twisting interferes with smooth gear connection between the two teeth Causing a chattering phenomenon, which impedes precise rate deceleration and large torque transmission due to the ratcheting phenomenon.

이러한 뒤틀림 현상은 기본적으로 플렉스플라인의 탄성변형에서 기인하며, 탄성변형에 따른 코닝각(Corning angle)의 변화에 따라 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)의 외치(21) 및 내치(31)가 접촉면적을 달리하기 때문이다.This twist phenomenon is basically caused by the elastic deformation of the flexplane and the external teeth 21 and internal teeth 21 of the flexplane 20 and the circular spline 30 are deformed in accordance with the change of the Corning angle according to the elastic deformation 31) have different contact areas.

코닝이란, 플렉스플라인이 타원형으로 변형할 때 축방향으로의 휨을 나타내는 것으로, 그 중심선으로부터 외측 또는 내측으로 휜 양을 코닝각(Corning angle)이라 부른다.Corning refers to the deflection in the axial direction when the flexplane is deformed into an elliptical shape, and the amount of deflection from the center line toward the outer side or the inner side is called a corning angle.

따라서, 코닝각은 플렉스플라인의 축방향 길이가 짧을수록 커지고, 길이가 길수록 작아지며, 또한 다이아프램(24) 측 보다는 개구단부 쪽으로 갈수록 커지게 되어 상기의 개구단부에서 최대치가 된다.Therefore, the corning angle increases as the axial length of the flexure becomes shorter, becomes smaller as the length becomes longer, and becomes larger as it goes toward the opening end rather than the diaphragm 24 side, and becomes the maximum at the opening end.

도 4는 플렉스플라인(20)의 탄성변형에 따른 코닝각의 변화를 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a diagram schematically showing a change in the Corning angle according to the elastic deformation of the flex plate 20. As shown in Fig.

도면에서 중심선의 상측은 장축방향의 단면을 나타내고, 하측은 단축방향의 단면을 나타내며, 설명의 편의상 길이가 다른 2개의 플렉스플라인을 하나의 도면에 도시하였다.The upper side of the center line in the drawing shows a cross section in the major axis direction, and the lower side shows a cross section in the minor axis direction. Two flexplanes having different lengths are shown in one figure for convenience of explanation.

도시한 바와 같이 플렉스플라인(20)의 코닝각(θ)은 플렉스플라인(20)의 길이가 짧고 개구단부 쪽으로 갈수록 커짐을 알 수 있으며, 상기 개구단부에서 최대치를 나타내게 된다.As can be seen, the cornering angle? Of the flexplane 20 is found to be shorter in the length of the flexplane 20 and larger toward the end of the opening, and the maximum value is shown at the opening end.

또한, 코닝각(θ)의 변화는 치형의 맞물림에도 영향을 미친다.Also, the change in the corning angle? Affects the engagement of the tooth profile.

도 5는 코닝각(θ)이 작을 때, 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)의 외치(21) 및 내치(31)의 치합상태를 도시한 것이고, 도 6은 코닝각(θ)이 클 경우의 치합상태를 나타낸 것이다.5 shows the state of engagement of the external teeth 21 and internal teeth 31 of the flexplane 20 and the circular spline 30 when the Corning angle is small. In the case of a large size.

도면에서와 같이 플렉스플라인(20)의 코닝각(θ)이 작을수록 외치(21)와 내치(31)의 접촉면적(빗금친 부분)이 커지고, 코닝각이 클수록 외치(21)와 내치(31)의 접촉면적(빗금친 부분)이 작아짐을 알 수 있다.As shown in the drawing, the smaller the cornering angle? Of the flexure 20 is, the larger the contact area (hatched portion) between the external teeth 21 and the internal teeth 31 becomes, and the larger the cornering angle, 31) is smaller than the contact area (hatched portion).

따라서, 코닝각이 작으면 양 치형간의 접촉면적이 비교적 크게 되나, 코닝각이 커질수록 양 치형간의 접촉면적이 작아지게 되어 라쳇팅 현상이 쉽게 일어날 수 있고, 큰 토크의 전달이 어려워진다.Accordingly, when the cornering angle is small, the contact area between the two teeth becomes relatively large. However, as the cornering angle increases, the contact area between the teeth becomes small, so that the ratcheting phenomenon can easily occur and transmission of a large torque becomes difficult.

(특허문헌 0001) 한국 공개특허 10-2013-31348호(Patent Document 0001) Korean Patent Publication No. 10-2013-31348

(특허문헌 0002) 한국 특허공고 92-7996호(Patent Document 0002) Korean Patent Publication No. 92-7996

(특허문헌 0003) 한국 등록특허공고 10-245287호(Patent Document 3) Korean Patent Registration No. 10-245287

(특허문헌 0004) 한국 등록특허공고 10-245288호(Patent Document 0004) Korean Patent Registration No. 10-245288

(특허문헌 0005) 한국 등록특허공고 10-1312577호(Patent Document 0005) Korean Patent Registration No. 10-1312577

이러한 문제점을 해결하기 위하여 그동안 여러가지 방안이 강구되었다.In order to solve these problems, various measures have been proposed.

한국 공개특허 제 10-2013-0031348호에서는, 20°보다 작은 저압력각의 인볼류트 양편위 치형을 기본치형으로 채용하고, 플렉스플라인의 치근 중앙부근에 설정한 기준의 축직각 단면에서 치의 높이를 표준의 2mn(m은 모듈, n은 양의 정수이며, 통상 n=1)으로 하며, 외치의 치근방향을 따라 코닝을 고려한 치의 전위를 행함으로써 외치의 치근방향의 각 축직각 단면에 있어서의 랙치형의 직선부를 치근방향에 따라 보았을 경우 일치시켜 주도록 하고 있다.In Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0031348, an involute dual-tooth position with a low pressure angle smaller than 20 DEG is adopted as a basic tooth profile, and a height of a tooth at a right angled section of the reference set near the center of the root of the flex plate (M is a module, n is a positive integer, and is usually n = 1), and a value of a tooth taking coring is taken along the root direction of the external teeth is applied to the root tooth of the external tooth, When the straight portion of the rack tooth profile is viewed along the root direction, it is made to coincide.

이렇게 함으로써, 플렉스플라인 및 서큘러 스플라인의 외치와 내치가 주단면에서 광범위한 맞물림을 유지하고, 다른 축직각 단면에서는 부분적인 맞물림을 유지하며, 고감속비 이더라도 고부하 토크시 외치 및 내치의 라쳇팅이 방지될 수 있도록 하였다.By doing so, the external teeth and the internal teeth of the flexplane and the circular spline maintain wide engagement at the main end face, while partial engagement at the other axial right end face is maintained, and ratcheting of the external tooth and internal tooth at high load torque is prevented even at a high reduction ratio .

상기 한국 공개특허 제 10-2013-0031348호에서 행한 코닝을 고려한 치의 전위란, 외치의 치끝면을 등고치의 원추기어가 되도록 경사지게 형성하고, 내치는 주단면으로부터 다이아프램 쪽으로 갈수록 치의 높이를 점차 감소시켜 간섭이 방지되게 한 것이다.In Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0031348, the tooth potential is considered to be inclined so as to be a conical gear of a hatch tooth, and the internal tooth gradually decreases in height from the main end surface toward the diaphragm Interference is prevented.

또 다른 기술로는, 한국 특허공고 제 92-0007996호의 "파형식 맞물림 변형기어 장치"가 있다.Another technique is disclosed in Korean Patent Publication No. 92-0007996, entitled " wave-form meshing gear unit ".

상기 한국 특허공고 제 92-0007996호는, 내,외측기어의 이끝면이 파동발생기인 캠판의 형상에 따라 내측기어의 운동궤적에 대해 외측기어에 적용된 1/2감속비를 가진 상사변환에 의해 얻어진 사상곡선을 따라 대응되게 형성하고, 상기 상사변환은 내,외측기어들의 접촉상태로부터 분리상태로 이동하는 기준점 상에서 영향(작용)을 받도록 하고 있다.Korean Patent Publication No. 92-0007996 discloses that the end surfaces of the inner and outer gears are formed in the shape of an imaginary plane obtained by transformation of the upper gear with a 1/2 reduction ratio applied to the outer gear with respect to the motion locus of the inner gear, And the similarity transformation is effected on a reference point that moves from the contact state of the inner and outer gears to the disengaged state.

즉, 내,외측기어의 양 이끝면을 상사변환에 의해 얻어지는 사상곡선을 따라 볼록한 형상으로 형성하여 내측기어가 맞물리는 기어영역 내에서 외측기어와 연속적으로 접촉하는 기어장치를 제공하고, 내측기어의 피로강도 중 특히 이뿌리의 피로강도를 개선하여 비틀림 강성이 높으면서 고효율의 기어장치를 제공하는 것이다.That is, the amount of the inner and outer gears is formed into a convex shape along a skew curve obtained by the top-shift transformation so as to continuously contact the outer gear in the gear region where the inner gear meshes, The present invention provides a gear device with high torsional rigidity and high efficiency by improving the fatigue strength of the root, especially of the fatigue strength.

또 다른 기술로는, 한국 등록특허공보에 게재된 등록특허 제 10-0245287호의 "무전위 치형의 3차원 부편위 가요물림식 기어장치"가 있다.As another technique, there is a "three-dimensional undulating flexible type gear device of a non-volatile type " in Korean Patent Registration No. 10-0245287.

상기 등록특허 제 10-0245287호는, 서큘러 스플라인과 플렉스플라인의 치형을 모두 무전위의 평기어로 하고, 상기 플렉스플라인의 개구부를 정규의 굽힘량 보다 적은 부편위 상태로 설정하고, 상기 플렉스플라인의 치근의 각각을 축 직각단면에서 상기 내치에 대한 상기 외치의 치의 랙근사에 의한 이동궤적을 구하고, 상기 이동궤적을 하나의 축 직각단면에 중첩시켜 상기 이동궤적의 포락선(치의 이동궤적)을 구하고, 상기 포락선에 다이아프램 측 치근단부 혹은 단부 외측 근방의 축 직각단면에서 이동궤적을 원활하게 접속시켜 상기 포락선 및 이동궤적으로 구성되는 복합곡선을 구하고, 상기 복합곡선에서 상기 포락선의 시작점으로부터 편위가 0인 경우의 이동궤적의 정점에서 치형깊이 방향으로 치형높이의 2배에 상당하는 끝점까지의 부분은, 상기 끝점을 원점으로 하여 1/2의 축소비로 상사변환을 행함으로써 얻어지는 상사곡선을 구하고, 상기 상사곡선을 양 기어의 치끝단부면의

치형의 주요부로 하고, 치형의 기준점 근방에 삽입시킨 개구부의 굽힘량에 상당하는 유한의 압력각을 가지는 직선과 이 직선을 상기

치형 주요부에 원활하게 이어주는 이행곡선을 갖춘 복합곡선 및 그 근접곡선을 양기어의 치끝단부 치형으로 하는 것이다.The above-mentioned Japanese Patent No. 10-0245287 discloses a structure in which the teeth of the circular spline and the flex fly are both spur gears without electromagnetism, the opening of the flex fly is set to a sub-deviation state smaller than a normal bending amount, (The movement locus of the tooth) of the movement locus by superimposing the locus of movement on one right-angled cross-section, by finding the locus of movement by rack approximation of the value of the outer tooth relative to the inner tooth, And obtaining a composite curve composed of the envelope and the movement locus by smoothly connecting the movement locus on the diaphragm side apex or the end face of the end portion in the direction perpendicular to the axis at an angled cross section on the envelope, The portion from the apex of the movement locus to the end point corresponding to twice the tooth height in the tooth depth direction, The top curve is obtained by performing top-to-bottom conversion with a reduction ratio of 1/2 with the end point as the origin, and the top curve is defined as the

A straight line having a finite pressure angle corresponding to the amount of bending of the opening inserted into the vicinity of the reference point of the tooth profile,

A composite curve having a transition curve that smoothly connects to the tooth-like main portion, and a proximity curve thereof are made to be tooth-tipped teeth of both gears.

이 발명은 외치에 크라우닝(Crowing)이나 릴리이빙(Relieving)등의 추가공정이 필요치 않고 치근두께를 일정하게 유지하면서 다이아프램측 치근단부에 이르기까지 치근 전반에 걸쳐 원활하고 자연스러운 맞물림을 실현할 수 있다.This invention does not require additional processes such as crowing or relieving at the external teeth, and allows smooth and natural meshing throughout the entire root to the apex of the diaphragm while keeping the root thickness constant .

또 다른 기술로는, 한국 등록특허 제 10-0245288호의 "무전위 2원호 복합치형의 가요물림식 기어장치"가 있다.Another technique is disclosed in Korean Patent No. 10-0245288 entitled " Flexible gear device of two-armed unidirectional comb tooth type ".

상기 등록특허 제 10-0245288호는, 내치 및 외치의 각 치형은, 치끝단부 부분이 피치점 근방의 직선과, 그에 원활하게 접속하는 제 1의

원호와, 상기 제 1의

원호와 원활하게 접속함과 동시에 이 제 1의

원호 보다도 곡률반경이 큰 제 2의

원호로 형성되고, 이뿌리를 제외한 치원 부분이 기준점에 관한 치끝단부 치형의 점대칭의 곡선 또는 그의 수정곡선에 의하여 형성되어 있는 치형으로 이루어지는 기준랙에 의하여 형성되며, 1)상기 외치의 치근방향에 있어서의 각 위치에서 축 직각단면에서의 상기 내치에 대한 상기 외치의 랙 근사에 의한 운동궤적을 구하고, 2)상기 운동궤적을 하나의 축 직각평면상에 중첩함으로써 상기 운동궤적의 포락선을 구하고, 3)상기 포락선에 다이아프램 측의 치근단부 근방의 축 직각단면에 있어서의 가요성 외치의 이동궤적을 접속시켜 상기 포락선 및 이동궤적으로 구성된 복합곡선을 구하고, 4)상기 복합곡선에 선정한 맞물림의 한계점에서 축비 1/2로 상사변환해서 얻어지는 상사곡선의 근사곡선을 상기 제 1 및 제 2

원호에 의해 규정된 곡선으로 적용하는 것이 특징이다.In the above-mentioned Patent No. 10-0245288, the teeth of the internal teeth and the teeth of the external teeth are formed such that the tooth tip end portion has a straight line in the vicinity of the pitch point,

An arc, and the first

It is possible to smoothly connect with the circular arc,

A second radius of curvature greater than the arc

Wherein the tooth part is formed by a circular arc and the tooth part except the tooth root is formed by a reference rack formed by a curve of a point symmetry of a tooth tip end tooth relative to a reference point or a tooth formed by a quadrature curve thereof, 2) obtaining an envelope of the motion locus by superimposing the locus of motion on one axial right angle plane, and 3) obtaining an envelope of the motion locus by superimposing the motion locus on one axial right angle plane, ) Connecting a movement locus of a flexible external tooth on a cross section perpendicular to the axis of the diaphragm near the apex of the diaphragm to the envelope to obtain a composite curve composed of the envelope and the movement locus, and 4) An approximate curve of a superior curve obtained by transforming the profile into an axial ratio of 1/2,

It is characterized by applying to a curve defined by an arc.

이 발명 엮시 크라우닝 내지 릴리이빙 등의 추가공정이 필요 없으며, 치의 두께를 일정하게 유지하면서 다이아프램 측 치근단부에 이르기까지 치근 전반에 걸쳐 원활한 맞물림이 가능하고, 공작이 용이한 고강도, 고강성, 고정도, 소용량의 기어장치를 제공할 수 있다.This invention does not require any additional process such as crowning or relieving, and it is possible to smoothly engage the root throughout the root to the apical portion of the diaphragm while maintaining the thickness of the teeth constant, and to provide a high strength, It is possible to provide a high-precision, small-capacity gear device.

그런데, 위에서 열거한 발명들은 모두 플렉스플라인의 코닝 또는 편위량을 고려하여 상기 플렉스플라인 및 서큘러 스플라인을 구성하는 외치와 내치의 형상 내지 구조변경을 통하여 소기의 목적을 달성토록 하고 있다.However, all of the above-described inventions are intended to achieve the desired purpose by changing the shape and structure of the external teeth and the internal teeth constituting the flexplane and the circular spline in consideration of the amount of deflection or the amount of deflection of the flexplane.

그러나, 변형 파동기어 장치에서 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)의 치합상태는 치형구조에도 영향을 받으나, 근본적으로는 파동원인 캠판(12)의 형상 및 구조에 의해 가장 큰 영향을 받으며, 위에서 열거한 발명들은 이 점을 간과하고 있다.However, in the modified wave gear device, the coupling state of the flexure 20 and the circular spline 30 is affected by the tooth profile, but basically, the shape and structure of the cam plate 12 cause the greatest influence The inventions listed above overlook this point.

즉, 플렉스플라인(20)에 파동력을 제공하는 캠판(12)의 캠곡선에 따라 파동 베어링을 통하여 전달되는 파동력의 세기와 범위가 달라지고, 이로 인해 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)을 구성하는 외치 및 내치(21,31)의 치합상태가 달라진다.That is, the strength and range of the wave force transmitted through the wave bearings are changed along the cam curve of the cam plate 12 which provides the wave force to the flex plate 20, and thus the flex plate 20 and the circular spline The internal teeth 21 and 31 constituting the external teeth 30 and the internal teeth 21 and 31 are different from each other.

캠판에 관한 종래 기술로는 한국 등록 특허공보에 게재된 제 10-1312577호의 "휨 맞물림식 기어장치"가 있다.As a conventional technology related to the cam plate, there is a "bending gear type gear device" of the Korean Patent Registration No. 10-1312577.

상기 한국 등록특허 제 10-1312577호의 내용을 요약하면, 강성을 가진 내치기어(서큘러 스플라인)와, 상기 내치기어에 내접 맞물림 가능한 가요성을 가진 외치기어(플렉스플라인)와, 자신의 외주로 상기 외치기어를 휨 변형시킴으로써 상기 내치기어와 외치기어의 내접 맞물림을 실현시키는 기진체(캠판)를 구비한 휨 맞물림식 기어장치에 있어서,[0004] In summary, the Korean Registered Patent No. 10-1312577 discloses an internal gear having a rigid internal gear (flexure spline), an external gear (flexible fly) having flexibility capable of meshing with the internal gear, (Cam plate) for realizing internal-engagement of the internal gear and the external gear by bending deformation of the external gear,

상기 기진체의 외주의 형상이, 상기 내치기어와 외치기어를 맞물림 상태로 함과 함께 원호형상으로 된 제 1곡선부와, 상기 제 1곡선부 보다 작은 곡률반경의 제 2곡선부와, 상기 제 1곡선부 보다 큰 곡률반경이고 상기 내치기어와 외치기어를 비맞물림 상태로 하는 제 3곡선부를 순차로 연결한 형상임과 함께,Wherein the shape of the outer periphery of the vibrator is a first curved portion in an arcuate shape with the internal gear and the external gear engaged with each other and a second curved portion having a curvature radius smaller than that of the first curved portion, And a third curved portion having a radius of curvature larger than that of the first curved portion and making the internal gear and the external gear in non-engaged state,

상기 제 1곡선부, 제 2곡선부 및 제 3곡선부의 연결부분에 있어서 상기 제 1곡선부 및 제 2곡선부의 접선이 공통으로 되어 있고, 상기 제 2곡선부 및 제 3곡선부의 접선이 공통으로 되어 있으며, Wherein a tangent of the first curved portion and the second curved portion is common in a connecting portion of the first curved portion, the second curved portion and the third curved portion, and the tangents of the second curved portion and the third curved portion are common In addition,

상기 제 1곡선부 보다 작은 곡률반경의 상기 제 2곡선부에 의해서, 상기 내치기어와 상기 외치기어 사이의 치형의 간섭을 회피할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.The second curve portion having a radius of curvature smaller than that of the first curved portion can avoid the interference of the tooth profile between the internal gear and the external gear.

또한, 상기 기진체와 상기 외치기어 사이에 복수의 전동체를 가지는 기진체 베어링(파동 베어링)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.Further, a vibrator bearing (wave bearing) having a plurality of rolling elements is disposed between the vibrator and the external gear.

또 다른 특징은, 상기 내치기어와 외치기어의 치수차를 i(i=2, 4, ㆍㆍㆍ)라 하였을 때에, 상기 내치기어와의 치수차가 i보다 큰 j이고, 또한 상기 내치기어와 내접 맞물림하는 강성을 가진 가상 외치기어를 상정하고, Another feature is that when the difference in dimension between the internal gear and the external gear is i (i = 2, 4, ...), the difference in dimension between the internal gear and the internal gear is j, Assuming a virtual shout gear having a stiffness for engaging,

상기 제 1곡선부에 의해서 휨 변형된 상기 외치기어의 치형이, 상기 가상 외치기어의 치형과 동일하게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.And the tooth profile of the external gear that is flexibly deformed by the first curved portion is set to be the same as the tooth profile of the virtual external gear.

즉, 상기 한국 등록특허 제 1312577호의 특징을 요약하면, 원호곡선인 제 1곡선부와 제 3곡선부의 조합으로 이루어진 기진체에 있어서, 상기 제 1곡선부와 제 3곡선부 사이에 곡률반경이 가장 작은 제 2곡선부를 형성하여, 상기 기진체가 장축부위를 벗어남과 동시 그 외측의 내치기어와 외치기어의 맞물림이 급속히 분리되게 하여 치형간섭이 배제되도록 한 것이다.That is, the Korean Patent No. 1312577 is characterized in that, in a vibrator having a combination of a first curved line and a third curved line, the radius of curvature is between the first curved line and the third curved line A small second curved portion is formed so that the internal gear in the outside of the instrument body and the external gear in the external gear are rapidly separated from each other so that the tooth-shaped interference is excluded.

그러나, 이러한 장치는 캠판의 주연에 원호곡선인 제 1곡선부와 제 3곡선부를 형성하고, 이들 제 1곡선부와 제 3곡선부 사이에 곡률반경이 가장 작은 제 2곡선부를 형성하는 것이므로 원하는 형상의 캠판을 제작하기가 어려워 원가상승을 유발하고, 장축의 치합구간 내에서 맞물려 있던 내치 및 외치기어가 급속히 분리됨으로 인해 진동 및 소음이 발생하며, 곡률반경이 가장 작은 제 2곡선부가 결과적으로 치합구간의 감소를 초래함으로 휨 응력의 증대와 함께 큰 토크의 전달을 어렵게 하는 단점이 있었다.However, in such a device, a first curved portion and a third curved portion, which are arc curves, are formed at the periphery of the cam plate, and a second curved portion having the smallest radius of curvature is formed between the first curved portion and the third curved portion, So that vibration and noise are generated due to rapid separation of the internal teeth and the shouting gears engaged in the coupling section of the long axis and the second curved section having the smallest radius of curvature as a result, Resulting in an increase in bending stress and a difficulty in transmitting a large torque.

상기한 바와 같이 종래의 변형 파동기어 장치는, 플렉스플라인의 코닝각 또는 편위량을 감안하여 상기 플렉스플라인과 서큘러 스플라인의 외치 및 내치의 형상변경 내지는 구조변경을 통하여 양 치형간의 접촉면적을 증대시켜 주거나, 토크의 증대, 라쳇팅 현상의 방지 등을 목적으로 하고 있다.As described above, the conventional deformation wave gear device increases the contact area between the teeth by changing the shape and / or the configuration of the external teeth and the internal teeth of the flexplane and the circumferential spline in consideration of the Corning angle or the deviation amount of the flexplane To increase the torque, to prevent the phenomenon of ratcheting, and the like.

그러나, 이러한 장치들은 근본적인 파동원인 캠판의 구조에 대해서는 도외시하고 있다.However, these devices have disregarded the structure of the cam plate which is the fundamental wave.

캠판에 관한 한국 등록특허 제 10-0245288호 엮시, 원호곡선인 제 1곡선부와 제 3곡선부 사이에 곡률반경이 가장 작은 제 2곡선부를 형성하는 것이어서, 캠판의 제작이 어렵고, 제 2곡선부에 의해 치합구간을 벗어난 내치 및 외치가 급속히 분리되도록 하는 방식이어서 진동 및 소음발생으로 현실적인 적용에 어려움이 많았다.Korean Patent Registration No. 10-0245288 on the cam plate is used to form a second curved portion having the smallest radius of curvature between the first curved portion and the third curved portion as the arc curves, So that the inner teeth and the outer teeth that are out of the engagement section are separated rapidly, and thus, it is difficult to apply them realistically due to vibration and noise.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 캠판의 장축에 해당하는 제 1곡선부와 단축에 해당하는 제 3곡선부 사이에 상기 제 1곡선부 보다 크고 제 3곡선부 보다는 작은 중간형태의 제 2곡선부를 일체로 형성하여 플렉스플라인과 서큘러 스플라인의 치합 및 이격동작이 자연스럽게 이루어지고, 상기 제 2곡선부로 인해 결과적으로 치합구간의 확장효과를 얻을 수 있어 큰 토크의 전달이 안정적으로 이루어질 수 있는 변형 파동기어 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a cam plate having a first curved portion corresponding to a long axis of the cam plate and a third curved portion corresponding to a short axis, The second curve portion is integrally formed and the flexure and the circular spline are naturally engaged and spaced apart from each other. As a result, the second curve portion can consequently obtain the effect of expanding the engagement portion, and the transmission of the large torque can be stably performed And to provide a deformed wave gear device having such a deformed wave gear device.

또한, 확장된 치합구간을 통하여 치형 간의 유격으로 인한 백래쉬와 라쳇팅 현상의 방지 및 치형의 과다마모를 방지토록 함에 있다.In addition, through the extended engagement section, prevention of backlash and ratcheting phenomenon due to clearance between teeth is prevented, and excessive wear of the teeth is prevented.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 구동모터로부터 회전력을 전달받아 장치 내에 파동을 제공하는 웨이브 제네레이터와; 상기 웨이브 제네레이터에 의해 타원형으로 탄성 변형하면서 개구부 측의 외치가 서큘러 스플라인의 내치와 탄력적으로 치합하는 플렉스플라인 및; 상기 플렉스플라인을 수용하며 그 내면에 내치를 구비하는 서큘러 스플라인; 으로 구성되고,In order to accomplish the above object, the present invention provides a wave generator comprising: a wave generator for receiving a rotational force from a drive motor to provide a wave in the device; A flexplane elastically deforming into an elliptical shape by the wave generator and mating with an inner tooth of the circular spline while the outer teeth on the opening side are elastically deformed; A circular spline which receives the flexplane and has an internal teeth on an inner surface thereof; Lt; / RTI >

상기 웨이브 제네레이터는 타원형의 편심체로서 서로 직교하는 위치의 장,단축에 각각 원호곡선인 제 1곡선부와 상기 제 1곡선부 보다 큰 곡률반경을 갖는 제 3곡선부의 조합으로 이루어지는 캠판과, 볼 베어링으로서 볼을 감싸는 내,외륜이 각각 상기 캠판 및 플렉스플라인과 접촉하는 파동 베어링을 포함하여서 되는 변형 파동기어 장치에 있어서,Wherein the wave generator includes a cam plate formed by a combination of a first curved portion having a circular arc curve and a third curved portion having a larger radius of curvature than the first curved portion at each of the long and short axes at positions orthogonal to each other as an elliptical eccentric body, Wherein the inner and outer rings surrounding the ball each include a wave bearing in contact with the cam plate and the flex fly,

상기 캠판의 장축에 해당하는 제 1곡선부와 단축에 해당하는 제 3곡선부 사이에 상기 제 1곡선부 보다 크고 제 3곡선부 보다는 작은 곡률반경을 갖는 제 2곡선부를 일체로 형성하여서 된다.A second curved portion having a curvature radius larger than the first curved portion and smaller than the third curved portion may be integrally formed between the first curved portion corresponding to the long axis of the cam plate and the third curved portion corresponding to the short axis.

상기 제 1곡선부는 캠판의 장축에 위치하여 치합구간에 해당하고, 소정의 곡률반경을 갖는 원호곡선이며, 그 중심점이 장축 상에 위치한다.The first curved portion is located on the long axis of the cam plate and corresponds to the engagement section, is a circular curve having a predetermined curvature radius, and its center point is located on the long axis.

상기 제 3곡선부는 캠판의 단축에 위치하여 비치합구간에 해당하고, 상기 제 1곡선부 보다 큰 곡률반경을 갖는 원호곡선이며, 그 중심점이 단축 상에 위치한다.The third curved portion is a circular arc curve having a radius of curvature larger than that of the first curved portion and located on the short axis of the cam plate.

상기 제 2곡선부는 제 1곡선부 보다 크고 제 3곡선부 보다는 작은 곡률반경을 갖는 원호곡선이고, 그 중심점이 장,단축으로부터 벗어난 위치에 존재한다.The second curved portion is a circular curve having a curvature radius larger than the first curved portion and smaller than the third curved portion, and the center point thereof is located at a position deviated from the short axis.

상기의 제 1,2,3곡선부는 서로 연결되어 하나의 캠곡선을 형성하며, 장축 및 단축을 중심으로 대칭되는 형태를 띠게 된다.The first, second and third curved portions are connected to each other to form a single cam curve, and are symmetrical about a long axis and a short axis.

따라서, 하나의 캠판에는 각각 2개씩의 제 1,3곡선부와 4개의 제 2곡선부가 장,단축을 사이에 두고 서로 대칭되는 위치에 존재한다.Therefore, in one cam plate, there are two first and third curved portions and four second curved portions, respectively, at positions symmetrical with each other across the long axis.

상기와 같이 구성된 본 발명은 곡률반경이 작은 제 1곡선부와 곡률반경이 가장 큰 제 3곡선부 사이에 중간 크기의 곡률반경을 갖는 제 2곡선부가 형성됨으로 인해 그 부분의 캠곡선이 종래의 것에 비해 외측으로 돌출된다.Since the second curved portion having a medium radius of curvature is formed between the first curved portion having a small radius of curvature and the third curved portion having the largest radius of curvature, the present invention having the above- .

따라서, 제 2곡선부가 치합구간인 제 1곡선부의 연장선에 해당되어 실질적으로 치합구간이 확장되는 효과를 가져오게 된다.Therefore, the second curved portion corresponds to the extension of the first curved portion, which is the coupling section, and the coupling section is substantially extended.

본 발명에 의하면, 치합구간에 속하는 제 1곡선부와 비치합구간에 속하는 제 3곡선부 사이에 상기 제 1곡선부와 제 3곡선부의 중간 크기의 곡률반경을 갖는 제 2곡선부를 형성하여 상기 제 2곡선부가 외측으로 돌출되고, 이 돌출된 양 만큼 결과적으로 치합구간의 확장효과를 가져옴으로 큰 토크를 안정적으로 전달할 수 있다.According to the present invention, a second curved portion having an intermediate radius of curvature between the first curved portion and the third curved portion is formed between the first curved portion belonging to the coupling section and the third curved portion belonging to the non-embedded section, 2 curved portion is projected outwardly, and as a result, the protruding amount results in an enlarging effect of the engagement section, so that a large torque can be stably transmitted.

또한, 상기 제 2곡선부가 제 1 또는 제 3곡선부 보다 크거나 작은 것이 아니라, 중간 크기의 곡률반경을 갖으므로 플렉스플라인과 서큘러 스플라인의 치합 및 이격동작이 자연스럽게 이루어져 진동 및 소음을 방지하며, 치합구간의 확장된 양에 비례하여 맞물리는 치형 간의 유격이 방지됨으로 백래쉬와 치형의 과다마모 및 라쳇팅 현상이 방지되는 효과가 있다.In addition, since the second curved portion has a radius of curvature that is not larger than or smaller than the first or third curved portion, the coupling and separating operations of the flexure and the circular spline are naturally performed to prevent vibration and noise, The gap between the teeth engaged with each other in proportion to the expanded amount of the engagement section is prevented, thereby preventing the backlash and the excessive wear of the teeth and the ratcheting phenomenon.

도 1은 일반적인 변형 파동기어 장치의 정면도
도 2는 일반적인 변형 파동기어 장치의 측면을 나타낸 반단면도
도 3의 (a)(b)(c)(d)는 일반적인 변형 파동기어 장치에서 치형부의 동작을 나타낸 개략적인 정면도
도 4는 종래 변형 파동기어 장치에서 코닝에 따른 플렉스플라인의 변형을 설명하기 위한 측단면도
도 5와 도 6은 종래 변형 파동기어 장치에서 코닝각에 따른 치형의 치합상태를 나타낸 요부의 확대 단면도
도 7은 본 발명에 따른 캠판의 캠곡선을 설명하기 위한 개략도
도 8은 본 발명의 캠판이 적용된 변형 파동기어 장치의 정면도1 is a front view of a general modified wave gear device;
2 is a cross-sectional view showing a side view of a general modified wave gear device
3 (a), 3 (b), 3 (c) and 3 (d) are schematic front views showing the operation of the teeth in a general modified wave gear device
Fig. 4 is a side sectional view for explaining a deformation of a flex plane according to Corning in a conventional modified wave gear apparatus; Fig.
5 and 6 are an enlarged cross-sectional view of a recessed portion showing a coupling state of teeth according to a Corning angle in a conventional modified wave gear device
7 is a schematic view for explaining the cam curve of the cam plate according to the present invention;
8 is a front view of a modified wave gear device to which a cam plate of the present invention is applied

이하에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 7은 본 발명에 따른 캠판의 캠곡선을 설명하기 위한 개략도이다.7 is a schematic view for explaining the cam curve of the cam plate according to the present invention.

도시한 바와 같이 본 발명은, 구동모터로부터 회전력을 전달받아 장치 내에 파동을 제공하는 웨이브 제네레이터와; 상기 웨이브 제네레이터에 의해 타원형으로 탄성 변형하면서 개구부 측의 외치가 서큘러 스플라인의 내치와 탄력적으로 치합하는 플렉스플라인 및; 상기 플렉스플라인을 수용하며 그 내면에 내치를 구비하는 서큘러 스플라인; 으로 구성되고,As shown in the drawing, the present invention includes: a wave generator that receives a rotational force from a drive motor and provides a wave in the device; A flexplane elastically deforming into an elliptical shape by the wave generator and mating with an inner tooth of the circular spline while the outer teeth on the opening side are elastically deformed; A circular spline which receives the flexplane and has an internal teeth on an inner surface thereof; Lt; / RTI >

상기 웨이브 제네레이터는 타원형의 편심체로서 서로 직교하는 위치의 장,단축(L,S)에 각각 원호곡선인 제 1곡선부(S1)와 상기 제 1곡선부(S1) 보다 큰 곡률반경(r3)을 갖는 제 3곡선부(S3)의 조합으로 이루어지는 캠판(12)과, 볼 베어링으로서 볼을 감싸는 내,외륜이 각각 상기 캠판(12) 및 플렉스플라인과 접촉하는 파동 베어링을 포함하여서 되는 변형 파동기어 장치에 있어서,The wave generator includes an elliptic eccentric body having a first curved portion S1 which is a circular curved line and a curved radius r3 which is larger than the first curved portion S1 respectively on long and short axes L and S at mutually orthogonal positions, And a third curved portion S3 having a third curved portion S3 having a radius of curvature and a third curved portion S3 having a radius of curvature In the gear device,

상기 캠판(12)의 장축(L)에 해당하는 제 1곡선부(S1)와 단축(S)에 해당하는 제 3곡선부(S3) 사이에 상기 제 1곡선부(S1) 보다 크고 제 3곡선부(S3) 보다는 작은 곡률반경(r2)을 갖는 제 2곡선부(S2)를 일체로 형성하여서 된다.A first curved portion S1 corresponding to the long axis L of the cam plate 12 and a third curved portion S3 corresponding to the minor axis S are formed between the first curved portion S1 and the third curved portion S1, The second curved portion S2 having a radius of curvature r2 smaller than that of the portion S3 may be integrally formed.

상기 제 1곡선부(S1)는 캠판(12)의 장축(L)에 위치하여 치합구간에 해당하고, 소정의 곡률반경(r1)을 갖는 원호곡선이며, 그 중심점(S1-1)이 장축(L) 상에 위치한다.The first curved portion S1 is a circular arc curve having a predetermined curvature radius r1 corresponding to the coupling section located on the long axis L of the cam plate 12 and the center point S1-1 of the curved portion S1 has a long axis L).

상기 제 3곡선부(S3)는 캠판(12)의 단축(S)에 위치하여 비치합구간에 해당하고, 상기 제 1곡선부(S1) 보다 큰 곡률반경(r3)을 갖는 원호곡선이며, 그 중심점(S3-1)이 단축(S) 상에 위치한다.The third curved portion S3 is a circular arc curve having a radius of curvature r3 that is larger than the first curved portion S1 and corresponds to a non-overlapping portion located on the minor axis S of the cam plate 12, The center point S3-1 is positioned on the short axis S.

상기 제 2곡선부(S2)는 제 1곡선부(S1) 보다 크고 제 3곡선부(S3) 보다는 작은 곡률반경(r2)을 갖는 원호곡선이고, 그 중심점(S2-1)이 장,단축(L,S)으로부터 벗어난 위치에 존재한다.The second curve S2 is a circular curve having a radius of curvature r2 that is larger than the first curve S1 and smaller than the third curve S3 and whose center point S2-1 is a long or short axis L, S).

상기의 제 1,2,3곡선부(S1,S2,S3)는 하나의 캠판(12)에 각각 복수개가 형성되며, 상기 캠판(12)의 중심점(12-1)을 사이에 두고 서로 대칭되는 위치에 형성된다.The first, second, and third curved portions S1, S2, and S3 are formed on a single cam plate 12, and are symmetrical with each other with the center point 12-1 of the cam plate 12 therebetween. .

상기 제 1,2,3곡선부(S1,S2,S3)는 서로 연결되어 하나의 캠곡선을 형성하며, 장축(L) 및 단축(S)을 중심으로 상,하 또는 좌,우가 대칭이다.The first, second, and third curved portions S1, S2, and S3 are connected to each other to form a single cam curve. Up, down, left, and right are symmetrical with respect to the long axis L and the short axis S.

상기 캠판(12)의 중심점(12-1)으로부터 제 1,2,3곡선부(S1,S2,S3)의 중심점(S1-1,S2-1,S3-1) 까지의 거리는 캠판(12)의 크기에 따라 다르며, 제 2곡선부(S2)를 제외한 제 1,3곡선부(S1,S3)의 4개의 중심점(S1-1,S3-1)은 직사각형을 이룬다.The distance from the center point 12-1 of the cam plate 12 to the center points S1-1, S2-1, S3-1 of the first, second and third curved portions S1, S2, And the four center points S1-1 and S3-1 of the first and third curved portions S1 and S3 except for the second curved portion S2 form a rectangle.

상기와 같이 구성된 본 발명은 곡률반경(r1)이 작은 제 1곡선부(S1)와 곡률반경(r3)이 가장 큰 제 3곡선부(S3) 사이에 중간 크기의 곡률반경(r2)을 갖는 제 2곡선부(S2)가 형성됨으로 인해 그 부분의 캠곡선이 종래의 것에 비해 외측으로 돌출된다.(도 7의 점선부분 참조)The present invention having the above-described structure is characterized in that the first curved portion S1 having the small radius of curvature r1 and the third curved portion S3 having the largest radius of curvature r3 have the curvature radius r2 of medium size between the first curved portion S1 and the third curved portion S3, 2 curved line S2 is formed, the cam curve of the portion is protruded outward compared with the conventional one (see the dotted line portion in Fig. 7).

따라서, 본 발명에 의하면, 도 8과 같이 제 1,3곡선부(S1,S3) 사이에 형성된 제 2곡선부(S2) 만큼 치합구간이 연장되는 효과를 가져오게 되어 실질적으로 치합구간이 확장된다.Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 8, the coupling section is extended by the second curved section S2 formed between the first and third curved sections S1 and S3, and the coupling section is substantially extended .

도 7에서 점선은 종래의 캠곡선이고, 실선은 본 발명에 의한 캠곡선을 도시한 것으로, 제 2곡선부(S2)가 종래의 것에 비해 외측으로 돌출됨을 알 수 있다.In FIG. 7, the dotted line indicates the conventional cam curve, and the solid line indicates the cam curve according to the present invention. It can be seen that the second curve S2 protrudes outwardly from the conventional one.

이 돌출된 부분이 결과적으로 장축(L) 부위에서 기존의 치합구간인 제 1곡선부(S1)에 더해져 치합구간을 넓혀주게 된다.As a result, the protruded portion is added to the first curved portion S1, which is a conventional coupling portion at the long axis L, to widen the coupling portion.

도 8은 본 발명의 캠판(12)이 장착된 변형 파동기어 장치의 정면도를 나타낸 것이다.8 shows a front view of a deformed wave gear device to which the cam plate 12 of the present invention is mounted.

도면에서와 같이 본 발명은, 캠판(12)의 캠곡선을 구성하는 제 1,3곡선부(S1,S3) 사이에 상기 제 1곡선부 보다는 크고 제 3곡선부 보다는 작은 제 2곡선부(S2)를 일체로 형성하여 플렉스플라인(20)과 서큘러 스플라인(30)의 외치 및 내치(21,31)가 접속하는 치합구간을 확장시킬 수 있어, 양 치형이 보다 광범위한 영역에서 치차접속을 하게 된다.(점선부분 참조)As shown in the drawing, the present invention is characterized in that, between the first and third curved portions S1 and S3 constituting the cam curve of the cam plate 12, a second curved portion S2 (which is larger than the first curved portion and smaller than the third curved portion) ) Can be integrally formed to extend the coupling section in which the external teeth of the flexplane 20 and the circular spline 30 and the internal teeth 21 and 31 are connected to each other so that the teeth of the double teeth are engaged in a wider range (See dotted line)

따라서, 본 발명의 파동기어 장치는 보다 큰 토크를 안정적으로 전달할 수 있고, 진동 및 소음이 방지되어 품질향상에도 기여할 수 있다.Therefore, the wave gear device of the present invention can stably transmit a larger torque, and vibration and noise can be prevented, thereby contributing to quality improvement.

또한, 치차 간의 유격이 없어 과다마모와 이탈에 따른 라쳇팅 현상이 방지되고, 치물림의 개선으로 치의 높이를 크게 할 수 있으며, 치형 간의 접속이 원활하여 내구성 향상에 기여한다.In addition, there is no clearance between the gears to prevent ratcheting phenomenon due to excessive wear and separation, height of teeth can be increased by improvement of tooth engagement, smooth connection between teeth is contributed, and durability is improved.

아울러, 본 발명의 원호형 캠곡선은 사이클로이드 치형이므로, 치차접속시 양 치형간의 치형간섭이 배제되어 고토크 뿐만 아니라 내구성, 저소음, 저진동의 파동기어 장치를 구현할 수 있다.In addition, since the arcuate cam curve of the present invention is a cycloid tooth profile, the tooth gear interference between the teeth is eliminated at the time of connecting the teeth, so that a wave gear device having durability, low noise and low vibration as well as high torque can be realized.

10 : 웨이브 제네레이터 11 : 캠축
12 : 캠판 12-1 : 중심점
13 : 파동 베어링 20 : 플렉스플라인
21 : 외치 22 : 몸체
23 : 다이아프램 24 : 보스부
30 : 서큘러 스플라인 31 : 내치
L : 장축 S : 단축
S1 : 제 1곡선부 S1-1 : 중심점
S2 : 제 2곡선부 S2-1 : 중심점
S3 : 제 3곡선부 S3-1 : 중심점
r1,r2,r3 : 곡률반경 10: Wave generator 11: Cam shaft
12: cam plate 12-1: center point
13: wave bearing 20: flex fly
21: shout 22: body
23: diaphragm 24: boss portion
30: Circular spline 31: Inner tooth
L: Long axis S: Short axis
S1: first curve S1-1: center point
S2: second curve S2-1: center point
S3: third curved portion S3-1: center point
r1, r2, r3: radius of curvature

Claims

구동모터로부터 회전력을 전달받아 장치 내에 파동을 제공하는 웨이브 제네레이터와; 상기 웨이브 제네레이터에 의해 타원형으로 탄성 변형하면서 개구부 측의 외치가 서큘러 스플라인의 내치와 탄력적으로 치합하는 플렉스플라인 및; 상기 플렉스플라인을 수용하며 그 내면에 내치를 구비하는 서큘러 스플라인; 으로 구성되고,
상기 웨이브 제네레이터는 타원형의 편심체로서 서로 직교하는 위치의 장,단축(L,S)에 각각 원호곡선인 제 1곡선부(S1)와 상기 제 1곡선부(S1) 보다 큰 곡률반경(r3)을 갖는 제 3곡선부(S3)의 조합으로 이루어지는 캠판(12)과, 볼 베어링으로서 볼을 감싸는 내,외륜이 각각 상기 캠판(12) 및 플렉스플라인과 접촉하는 파동 베어링을 포함하여서 되는 변형 파동기어 장치에 있어서,
상기 캠판(12)의 장축(L)에 해당하는 제 1곡선부(S1)와 단축(S)에 해당하는 제 3곡선부(S3) 사이에 상기 제 1곡선부(S1) 보다는 크고 제 3곡선부(S3) 보다 작은 곡률반경(r2)을 갖는 제 2곡선부(S2)를 일체로 형성하여서 됨을 특징으로 하는 개선된 치합구조를 갖는 변형 파동기어 장치.

A wave generator for receiving a rotational force from the driving motor and providing a wave in the device; A flexplane elastically deforming into an elliptical shape by the wave generator and mating with an inner tooth of the circular spline while the outer teeth on the opening side are elastically deformed; A circular spline which receives the flexplane and has an internal teeth on an inner surface thereof; Lt; / RTI >
The wave generator includes an elliptic eccentric body having a first curved portion S1 which is a circular curved line and a curved radius r3 which is larger than the first curved portion S1 respectively on long and short axes L and S at mutually orthogonal positions, And a third curved portion S3 having a third curved portion S3 having a radius of curvature and a third curved portion S3 having a radius of curvature In the gear device,
A first curved portion S1 corresponding to the long axis L of the cam plate 12 and a third curved portion S3 corresponding to the short axis S are formed between the first curved portion S1 and the third curved portion S1, And a second curved portion (S2) having a radius of curvature (r2) smaller than that of the portion (S3) are integrally formed.