KR101412661B1 - 기어 세트 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 기어 세트는, 서로 치합되는 수개의 기어를 포함하여 구성되는 기어 세트로서, 상기 기어 세트는 제1 내지 제8 기어를 포함하고, 상기 제1 내지 제8 기어는 각각 정팔면체를 구성하는 각각의 면 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

기어 세트{GEAR SET}

본 발명은 기어 세트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수개의 기어가 입체적으로 치합되는 기어 세트로서, 각각의 기어는 정팔면체를 구성하는 각각의 면 상에 배치되게 구성됨으로서 구성요소가 단일화되고 동력축이 안정화되며, 멀티 구동이 용이하게 달성되고 회전축을 공유하는 대칭 기어 간의 회전 방향이 동일하게 구성되는 기어 세트에 관한 것이다.

기어는 2 개 또는 그 이상의 축 사이에 회전이나 동력을 전달하는 장치로를 지칭한다.

이러한 기어의 종류에는 회전축이 평행하게 배치된 평기어 외에도 회전축이 교차하는 베벨기어, 회전 운동을 병진 운동으로 변환하는 웜기어 등 다양한 형태로 구현되어 다양한 분야에서 사용되고 있다. 동력 전달의 매개로서 사실상 기어가 사용되지 않는 산업 분야가 전무하다 해도 과언이 아닌 현황에 비추어, 기어의 효율적인 구성을 통한 에너지 전달 효율 제고 및 동력 전달 방향의 유연한 운영은 매우 중요한 문제이다.

그러나 기어 및 기어 구조체가 다양한 방향의 출력축을 갖도록 구성되는 것은 한계가 있으며, 아울러 입력축과 출력축의 회전 방향을 일정하게 유지함과 동시에 여러 방향의 출력축을 갖는 것은 매우 어려운 문제이다. 또한, 수개의 기어가 복합적으로 연계될 경우 다수의 기어의 연결로 인한 기어 구조체의 운용상의 신뢰성이 저하될 수 있고 이는 시스템 전체의 안정성 저하로 이어질 수 있다. 또한, 아울러 각각의 기어의 제원이 상이할 경우 제조 단가가 증가하고 운용상 경제성이 저하될 가능성도 있다.

실용신안출원 20-2009-0013395

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수개의 기어가 입체적으로 치합되는 기어 세트로서, 각각의 기어는 정팔면체를 구성하는 각각의 면 상에 배치되게 구성되어 구성요소가 단일화되고 동력축이 안정화되며, 멀티 구동이 용이하게 달성될 뿐만 아니라, 회전축을 공유하는 대칭 기어 간의 회전 방향이 동일하게 구성되는 기어 세트를 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기어 세트는, 서로 치합되는 수개의 기어를 포함하여 구성되는 기어 세트로서, 상기 기어 세트는 제1 내지 제8 기어를 포함하고, 상기 제1 내지 제8 기어는 각각 정팔면체를 구성하는 각각의 면 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 기어 제3 기어, 제5 기어, 및 제7 기어는 각각 제2 기어, 제4 기어, 및 제6 기어, 및 제8 기어와 서로 대칭면 상에 배치되는 대칭 기어로 구성되며, 상기 대칭 기어는 서로 회전축을 공유하며, 회전방향이 동일하게 구성된다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제8 기어는,소정의 중심각을 갖는 원추형 형상의 베벨 기어로 구성된다.

본 발명에 따른 기어 세트는 동일한 복수의 기어로 구성됨에 따라서 구성 요소의 단일화가 이루어져 생산 공정의 단순화가 이루어지고 생산 단가가 절감될 수 있다.

아울러, 기어 세트를 구성하는 각각의 기어가 정팔면체를 구성하는 면 상에 배치됨에 따라서 컴팩트한 디자인 및 구성으로 이루어질 수 있으며, 비교적 안정적인 구조인 정팔면체 구조를 가짐에 따라 동력축의 안정적인 배치 및 구동이 이루어지며 시스템 전체의 안정성이 향상될 수 있다.

아울러, 정팔면체 구조를 가짐에 따라서, 모든 기어가 같은 운동량과 같은 회전수를 가질 수 있으며, 운동 방향성에 있어서도 4 개의 기어는 시계방향으로 회전하며 다른 4 개의 기어는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 또한, 정팔면체 구조에 따라서 서로 마주보게 배치되어 회전축을 공유하는 기어는 회전방향이 일치함에 따라서, 회전방향을 유지하기 위해서 별도의 타 요소를 구비함이 없이 회전력 전달이 가능해질 수 있다.

또한, 구성 요소의 단일화 및 구형에 인접한 정팔면체 형상의 안정적인 구조를 가짐에 따라서 예컨대 심해저, 또는 심해 유전과 같은 고압과 같은 열악한 환경에서도 신뢰성있는 동력 전달이 가능해질 수 있다.

아울러, 정팔면체를 구성하는 각각의 면 상에 배치된 각각의 기어 전부에 대해서 동력 전달축이 연결될 수 있음에 따라서, 다양한 방향으로 동력 전달이 이루어질 수 있으며, 다축 연결을 통한 멀티 구동이 용이하게 달성될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 세트를 나타낸 사시도이며,
도 2 는 도 1 에 도시된 기어 사이의 치합부를 확대 도시한 도면이고,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 세트를 구성하는 기어를 나타낸 도면이고,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 세트의 작동을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 세트(100)를 나타낸 사시도이며, 도 2 는 도 1 에 도시된 기어 사이의 치합부를 확대 도시한 도면이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 세트(100)를 구성하는 기어를 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 세트(100)의 작동을 나타낸 도면이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 세트(100)는 제1 내지 제8 기어(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)로 구성된 총 8 개의 기어(100)를 포함하며, 상기 상기 박스는 상기 제1 내지 제8 기어(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)가 각각 정팔면체를 구성하는 각 면 상에 배치되는 구성을 가질 수 있다.

각각의 기어(100)는 정팔면체를 구성하는 각 면 상에 배치됨에 따라서 어느 하나의 면 상에 배치된 하나의 기어는 이웃하는 면 상에 배치된 다른 3 개의 기어와 치합하여 구동된다. 예컨대, 도 1 에 도시된 바와 같이, 제1 기어(100a)는 이웃하는 면에 배치된 제3 기어(100c), 제6 기어(100f), 및 제7 기어(100g)와 치합한다.

한편, 각각의 기어(100)는 정팔면체를 구성하는 각 면 상에 배치됨에 따라서 각각의 기어(100)는 정팔면체의 대칭면 상에 배치된 대칭 기어를 가질 수 있다. 여기서, 대칭 기어란 정팔면체를 구성하는 각각의 면 중 서로 마주보게 배치되어 서로 평행하게 대칭되는 면 상에 배치되는 기어로서, 본 발명에 따른 기어 세트(1)가 정팔면체를 구성하는 각 면 상에 배치되는 8 개의 기어(100)로 구성됨에 따라서 총 4 쌍의 대칭 기어를 포함할 수 있다.

예컨대, 제1 기어(100a)와 제2 기어(100b)는 서로 마주보게 배치됨으로서 서로 대칭 기어를 구성할 수 있으며, 마찬가지로 제3 기어(100c)와 제4 기어(100d), 제5 기어(100e)와 제6 기어(100f), 및 제7 기어(100g)와 제8 기어(100h)가 서로 대칭 기어를 구성하게 된다.

각각의 기어(100)는 정팔면체를 구성하는 각 면 상에 배치됨에 따라서, 서로 대칭을 이루는 각각의 대칭 기어들은 회전축을 공유하게 된다. 즉, 제1 기어(100a)의 회전축과 제2 기어(100b)의 회전축은 서로 중첩되어 제1 기어(100a)와 제2 기어(100b)는 서로 회전축을 공유하게 된다.

한편, 정팔면체를 구성하는 각 면 상에 배치된 각각의 기어(100)의 치합 구조에 따라서 대칭 기어는 서로 동일한 회전 방향을 갖게 된다. 즉, 제1 내지 제8 기어(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)는 각각 서로 치합되어 있기 때문에, 하나의 기어에 인가된 회전력은 다른 7 개의 기어 전부에 대해 회전력을 인가하며, 이때 대칭을 이루는 기어끼리는 동일한 회전 방향을 갖게 된다.

바람직하게는, 각각의 기어(100)는 소정의 중심각을 갖는 원추형 형태의 베벨 기어 형태로 구성될 수 있다.

즉, 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기어 세트(1)를 구성하는 각각의 기어(100)는 동일 평면상에 배치되지 아니하고, 정팔면체를 구성하는 각 면 상에 각각의 기어(100)가 배치되며 상기 각각의 면과 면이 만나는 모서리 부분에서 치합이 이루어진다. 따라서 인접하는 기어끼리는 회전축이 교차하게 구성되므로, 각각의 기어(100)는 평기어로 구성되는 것보다 소정의 중심각을 갖는 원추형의 베벨 기어와 같이 구성됨이 바람직하다.

이때, 도 3 에 도시된 바와 같이, 각각의 기어(100)의 형태를 구성하는 원추의 중심각은 θ1 일 수 있으며, 측면각은 θ2 일 수 있다. 이때, θ2 = 90°- θ1/2 의 크기를 가질 수 있다. 이때, 기어(100)를 구성하는 몸체(110) 및 몸체(110)의 외주면을 따라 형성된 치차부(120) 모두에 대해서 상기와 같은 측면각이 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.

실시예에 따라서, 각각의 기어(100)가 원추형의 베벨 기어 형태로 구성될 경우, 인접하는 기어(100) 사이의 치합이 보다 안정적으로 이루어지며 동력 전달 효율이 더욱 개선될 수 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 기어 세트(1)의 구동을 나타낸 도면이다.

예컨대, 도 4 에 도시된 바와 같이, 제1 기어(100a)의 회전축과 제1 연결축(130a)이 연결되고, 제2 기어(100b)의 회전축과 제2 연결축(130b)이 연결되게 구성될 수 있다. 한편, 상기 연결축(130a, 130b)은 제1 및 제2 기어(100a, 100b) 외에 다른 대칭 기어에도 연결될 수 있도록 수개가 더 구비될 수 있으며, 소정의 클러치와 같은 장치를 통해 각각의 기어(100)와 연결축 사이의 연결 및 연결 해제가 이루어질 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 대칭 기어에 연결된 연결축은 회전축을 공유하며, 서로 회전 방향이 동일하다.

본 발명에 따른 기어 세트(1)는 동일한 복수의 기어(100)로 구성됨에 따라서 구성 요소의 단일화가 이루어져 생산 공정의 단순화가 이루어지고 생산 단가가 절감될 수 있다.

아울러, 기어 세트(1)를 구성하는 각각의 기어(100)가 정팔면체를 구성하는 면 상에 배치됨에 따라서 컴팩트한 디자인 및 구성으로 이루어질 수 있으며, 비교적 안정적인 구조인 정팔면체 구조를 가짐에 따라 동력축의 안정적인 배치 및 구동이 이루어지며 시스템 전체의 안정성이 향상될 수 있다.

아울러, 정팔면체 구조를 가짐에 따라서, 모든 기어(100)가 같은 운동량과 같은 회전수를 가질 수 있으며, 운동 방향성에 있어서도 4 개의 기어는 시계방향으로 회전하며 다른 4 개의 기어는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 또한, 정팔면체 구조에 따라서 서로 마주보게 배치되어 회전축을 공유하는 기어는 회전방향이 일치함에 따라서, 회전방향을 유지하기 위해서 별도의 타 요소를 구비함이 없이 회전력 전달이 가능해질 수 있다.

또한, 구성 요소의 단일화 및 구형에 인접한 정팔면체 형상의 안정적인 구조를 가짐에 따라서 예컨대 심해저, 또는 심해 유전과 같은 고압과 같은 열악한 환경에서도 신뢰성있는 동력 전달이 가능해질 수 있다.

아울러, 정팔면체를 구성하는 각각의 면 상에 배치된 각각의 기어 전부에 대해서 동력 전달축이 연결될 수 있음에 따라서, 다양한 방향으로 동력 전달이 이루어질 수 있으며, 다축 연결을 통한 멀티 구동이 용이하게 달성될 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1: 기어 세트 100 : 기어
110 : 몸체 120 : 치차부
130 : 연결축

Claims (4)

1. 서로 치합되는 수개의 기어(100)를 포함하여 구성되는 기어 세트(1)로서,
   상기 기어 세트(1)는 제1 내지 제8 기어(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)를 포함하고,
   상기 제1 내지 제8 기어(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)는 각각 정팔면체를 구성하는 각각의 면 상에 배치되고,
   상기 제1 내지 제8 기어(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h) 각각은 상기 제1 내지 제8 기어 중 상기 정팔면체의 이웃하는 면 상에 배치된 다른 3개의 기어와 치합되며,
   상기 제1 기어(100a) 제3 기어(100c), 제5 기어(100e), 및 제7 기어(100g)는 각각 제2 기어(100b), 제4 기어(100d), 및 제6 기어(100f), 및 제8 기어(100h)와 서로 대칭면 상에 배치되는 대칭 기어로 구성되며,
   상기 대칭면 상에 배치된 대칭 기어는 서로 회전축을 공유하며, 회전방향이 동일한 것을 특징으로 하는 기어 세트(1).
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 내지 제8 기어(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)는,
   소정의 중심각을 갖는 원추형 형상의 베벨 기어인 것을 특징으로 하는 기어 세트(1).
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 치합은 상기 정팔면체의 모서리부분에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기어 세트(1).

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