KR101665688B1 - 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동기어와 종동기어 사이에 배치된 아이들 기어의 위치, 및 회동 중심을 가변시켜, 구동기어와 아이들 기어 사이, 그리고 종동기어와 아이들 기어 사이의 유격을 정밀하게 설정하는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체에 관한 것이다.

Description

백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체{Gap controllable gear assembly}

본 발명은 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동기어와 종동기어 사이에 배치된 아이들 기어의 위치 및 회동 중심을 가변시켜, 구동기어와 아이들 기어 사이, 그리고 종동기어와 아이들 기어 사이의 유격을 정밀하게 설정하는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 기어 동력 전달방식에 있어, 백래쉬(Back-lash)라 함은, 기어가 구동될 때 상호 당접한 기어치 사이의 유격에 의해 일정 구간 기어들이 헛도는 현상을 일컫는다.

상기 백래쉬는, 1차적으로 기어의 가공 오차나 조립 오차에 의해 발생되고, 2차적으로는 반복적인 동력의 전달에 의한 기어치의 마모에 의해 발생된다.

그리고, 상기와 같이 기어 사이에 기준치에 따른 유격이 형성되지 아니하면, 기어에 형성된 치합부 사이에 과도한 마찰이 발생되어 동력의 손실을 초래하거나, 과도한 백래쉬를 유발하여 동력 전달에 따른 정밀도를 저하한다.

즉, 치합부 사이에 기준치보다 좁은 유격이 형성되면 치합부의 마찰이 증가되므로 동력의 손실이 발생되고, 또 치합부 자체의 마멸이 발생되므로 내구성 및 작동 안정성 측면에서 바람직하지 아니하다.

역으로, 치합부 사이에 기준치보다 넓은 유격이 형성되어 과도한 백러쉬가 발생하면, 정밀한 동력 전달이 어렵고 또 반복적인 기어의 회전 정지작용에 의한 치합부의 충돌에 의해 치합부의 물리적인 파손이 발생될 수 있다.

따라서, 당 분야에서는 기어와 기어 사이의 유격을 조절하도록 하는 전용 조절구조체의 제안, 및 보급이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 아이들 기어가 다중 편심구조에 의해 아이들 기어의 고정 중심과 회동 중심을 다양한 궤적으로 변경시켜 구동기어와 아이들 기어 사이, 종동기어와 아이들 기어 사이의 유격을 정밀 설정 가능하고, 특히 다중 편심구조를 통해 아이들 기어의 유격을 조절한 편심휠과 편심축의 안정된 고정을 도모하도록 한 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체는,

중공 브라켓이 설치된 베이스와; 상기 중공 브라켓에 회동구조로 설치되며 편심부에 축공이 형성된 편심휠과; 상기 편심휠의 축공에 단부를 관통시켜 편심휠의 편심부에 회동구조로 설치되며, 편심진 크랭크부가 형성된 편심축; 및 상기 편심축의 크랭크부에 회동구조로 설치되어 크랭크부를 중심으로 회전하면서 구동기어와 종동기어를 상호 연동시키는 아이들 기어를 포함하고,

상기 편심휠의 정역 회전에 의한 아이들 기어를 고정한 편심축의 선회작용과, 편심축의 회전에 따른 크랭크부에 고정된 아이들 기어의 회동중심의 변경을 통해, 아이들 기어와 구동기어 사이, 아이들 기어와 종동기어 사이의 유격이 조절되도록 구성하는 한편,

상기 편심축을 축공에 관통시킨 편심휠은 외경에 조절 기어부가 형성되고 상기 편심휠을 동심구조로 고정한 중공 브라켓에는 편심휠의 조절 기어부와 치합되는 조절 기어축이 형성되어서,

상기 편심휠은 조절 기어축의 정역 회전력에 의해 회전하여 축공에 고정된 편심축을 선회시켜서, 편심축의 중심을 변경하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 편심축의 단부가 관통하는 편심휠의 축공 내벽에는 체결부가 형성되고, 상기 체결부에는 체결에 의해 승강하는 체결링이 배치되고, 상기 체결링에는 복수의 압착핀들이 승강구조로 설치되어서, 상기 체결링에 의한 압착에 의해 복수의 압착핀들은 편심축을 수직 압착시켜 고정하도록 구성한다.

보다 바람직하게는, 상기 중공 브라켓에는 하나 이상의 진퇴로가 횡방향으로 형성되고 각 진퇴로에는 고정핀이 진퇴구조로 설치되며, 상기 중공 브라켓에는 진퇴로의 후반부와 직교하는 체결공이 종방향으로 형성되어서,

상기 진퇴로에 설치된 고정핀은, 체결공과의 체결에 의해 종방향으로 하강하는 고정볼트와의 간섭에 의해 진퇴로를 따라 횡방향으로 전진하면서, 편심휠의 외경을 지지시켜 고정하도록 구성된다.

그리고, 상기 상호 직교되는 고정볼트의 하단과 편심휠의 후미에는 경사진 간섭면이 대응되게 형성되어, 상기 고정핀은 체결에 의해 하강하는 고정볼트의 선단과 간섭면을 통해 빗면구조로 간섭되면서 진퇴로를 따라 서서히 전진하여 편심휠의 외벽을 지지시켜 고정하도록 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 편심휠의 정역 회전을 통한 아이들 기어를 고정한 편심축의 선회작용과, 편심축의 정역 회전을 통한 편심축의 크랭크부에 설치된 아이들 기어의 회전 중심의 변경을 포함하는 다중 편심구조를 갖는 기어 유격 조절구조체를 제안하고 있다.

이러한 기어 유격 조절구조체의 다중 편심구조를 통해 작업자가 아이들 기어의 절입 각도와 절입 깊이를 유기적으로 조절하면, 구동기어와 아이들 기어 사이, 그리고 종동기어와 아이들 기어 사이의 유격이 정밀하게 설정되므로, 기어들 사이의 유격 불량에 따른 랙러쉬 등의 제반적인 문제점이 해소될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 기어 조립체는 편심휠과 편심축을 포함하는 다중 편심구조에 의해 아이들 기어의 회전 중심을 변경시켜 구동기어와 종동기어 및 아이들 기어 사이의 유격을 조절하여 백러쉬의 억제가 가능하다.

또한, 본 발명은 중공 브라켓과 편심휠 사이, 편심휠과 편심축 사이에 마련된 개량된 고정구조에 의해 편심휠과 편심축의 안정적이고 간편한 고정이 가능하고, 또 아이들 기어에서 반복적으로 충격이 제공되더라도 편심휠과 편심축의 고정이 불량해지는 문제점이 해소될 수 있다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체의 전체 구성을 보여주는 전체, 및 부분 결합 상태도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체의 정단면, 및 평면 구성을 보여주는 것이고,
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 기어의 유격 조절구조체에 마련된 기어 유격 조절상태를 보여주는 것으로, 도 3은 편심캠의 회전을 통한 편심축의 선회을 보여주는 것이고, 도 4는 편심축의 회전을 통한 아이들 기어의 회동 중심의 이동상태를 보여주는 것이며,
도 5a 및 도 5b는 각각 도 2a에 있어서의 'A'부분과 'B'부분을 확대하여 보여주는 요부 확대 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체의 전체 구성을 보여주는 전체, 및 부분 결합 상태도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체의 정단면, 및 평면 구성을 보여주는 것이고, 도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 기어의 유격 조절구조체에 마련된 기어 유격 조절상태를 보여주는 것으로, 도 3은 편심캠의 회전을 통한 편심축의 선회을 보여주는 것이고, 도 4는 편심축의 회전을 통한 아이들 기어의 회동 중심의 이동상태를 보여주는 것이며, 도 5a 및 도 5b는 각각 도 2a에 있어서의 'A'부분과 'B'부분을 확대하여 보여주는 요부 확대 구성도이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체(1)는, 기본적으로 베이스(10) 상에 이격되게 설치된 구동기어(100)와 종동기어(200) 사이에 배치되는 아이들 기어(40)의 회동 중심을 변경시켜서, 아이들 기어(40)와 구동기어(100) 사이, 그리고 아이들 기어(40)와 종동기어(200) 사이에 소정의 유격을 갖도록 하는 것이다.

상기 기어 조립체(1)는, 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이 중공 브라켓(11)이 설치된 베이스(10)와; 상기 중공 브라켓(11)에 회동구조로 설치되며 편심부에 축공(21)이 형성된 편심휠(20)과; 상기 편심휠(20)의 축공(21)에 단부(32)를 관통시켜 편심휠(20)의 편심부에 회동구조로 설치되고, 편심진 크랭크부(31)가 형성된 편심축(30); 및 상기 편심축(30)의 크랭크부(31)에 회동구조로 설치되어 크랭크부(31)를 중심으로 회전하면서 구동기어(100)와 종동기어(200)를 상호 연동시키는 아이들 기어(40)를 포함한다.

바람직한 실시예를 보여주는 도 2 내지 도 4를 보면, 상기 아이들 기어(40)와 이를 관통하는 편심축(30)의 크랭크부(31) 사이에는 베어링(41)이 설치되어 아이들 기어(40)의 원활한 회전이 가능하도록 구성되며, 상기 아이들 기어(40)는 베이스에 설치된 구동기어(100) 및 종동기어(200)와 삼각구도를 형성하여 구동기어(100)와 종동기어(200)를 상호 연동시키게 된다.

그리고, 상기 아이들 기어(40)는 후술되는 바와 같이 편심휠(20)과 편심축(30)으로 이루어진 다중 편심구조에 의해 회전 중심을 변경시켜서, 구동기어 및 종동기어 사이의 유격을 임의 조절하게 된다.

이를 부연하자면, 본 실시예에서는 상기 편심부에 축공(21)이 형성된 편심휠(20)을 중공 브라켓(11)에 회동구조로 설치하고, 상기 편심휠(20)의 축공(21)에 크랭크부(31)에 아이들 기어(40)를 설치한 편심축(30)의 단부를 관통시켜, 상기 아이들 기어(40)는 편심축(30)에 형성된 크랭크부(31)를 회동 중심으로 하여 공회전하도록 구성한다.

그리고, 본 실시예에서는 상기 편심휠(20)의 외경에 조절 기어부(24)를 형성하고, 상기 편심휠(20)을 동심구조로 고정한 중공 브라켓(11)에는 편심휠(20)의 조절 기어부(24)와 치합되는 조절 기어축(14)을 마련하여, 도 2b와 같이 상기 편심휠(20)은 조절 기어축(14)의 정역 회전에 의해 회전하여 축공(21)에 고정된 편심축(30)을 선회시켜서 편심축(30)의 고정 중심을 간편하게 변경하도록 구성한다.

또한, 상기 편심휠(20)의 축공(21)을 관통한 편심축(30)의 단부(32)에는 취구홈(33)을 형성하여서, 작업자는 상기 취구홈(33)에 취구(미도시)를 진입시켜서 편심축(30)을 정역으로 회전시켜서, 크랭크부(31)에 설치된 아이들 기어(40)의 회전 중심을 변경하도록 구성한다.

따라서, 작업자는 외부에 노출된 조절 기어축(14)에 형성된 취구홈, 또는 편심축(30)에 형성된 취구홈에 렌치나 드라이버 등의 취구를 삽입하고, 상기 취구를 통해 조절 기어축(14), 또는 편심축(30)을 회전시켜서 편심휠(20)과 편심축(30)을 각각 정방향 또는 역방향으로 간편하게 회전시킬 수 있다.

그리하여, 작업자가 조절 기어축(14)을 통해 중공 브라켓(11)에 회동구조로 설치된 편심휠(20)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키면 편심휠(20)의 축공(21)에 설치된 편심축(30)은 정역으로 선회하여 편심축(30)의 고정 중심을 변경하고, 또 취구홈에 드라이버 등의 취구를 삽입시켜 편심휠(20)의 축공(21)에 설치된 편심축(30)을 정역으로 회전시키면 편심축(30)의 크랭크부(31)에 설치된 아이들 기어(40)의 회전 중심이 변경된다.

이때, 상기 편심축(30)은 편심휠(20)의 중심부가 아닌 편심부에 형성된 축공(21)을 관통하여 편심휠(20)에 편심구조로 설치되는 관계로, 중공 브라켓(11)에 회동구조로 설치된 편심휠(20)을 정역으로 회전시키면 편심축(30)은 편심휠(20)의 중심부를 회전중심으로 하여 정역으로 선회한다.

이를 통해, 작업자는 도 3에서 보는 바와 같이 조절 기어축(14)을 통해 편심휠(20)을 정방향, 또는 역방향으로 회전시켜 편심휠(20)의 편심부에 설치된 편심축(30)을 정방향으로 선회시켜서, 편심휠(20)의 편심부에 설치된 편심축(30)의 고정 중심의 변경을 통해 아이들 기어(40)를 구동기어(100)에 치합시키고, 이후 도 4에서 보는 바와 같이 편심휠(20)의 정역 회전에 의해 고정 중심이 변경된 편심축(30)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 크랭크부(31)에 설치된 아이들 기어(40)의 회동 중심을 변경시켜서, 편심축(30)의 크랭크부(31)에 설치된 아이들 기어(40)와 종동기어(200) 및 구동기어(100)가 적정의 유격을 형성하여 치합되도록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 기어 조립체(1)는 편심휠(20)의 회전을 통한 편심축(30)의 고정 중심의 변경과, 편심축(30) 자체의 회전을 통한 아이들 기어(40)의 회동 중심의 변경을 포함하는 다중 편심구조를 이용하여, 구동기어(100)와 종동기어(200) 사이에 배치되는 아이들 기어(40)의 유격 조절이 가능하고, 상기 유격 조절을 통해 백러쉬의 억제가 가능하다.

한편, 본 발명에서는 편심축을 편심부에 설치하여 정역 회전을 통해 편심축의 고정 중심을 변경하고, 또 아이들 기어를 편심부에 설치한 편심축의 정역 회전시켜 아이들 기어의 회전 중심을 변경하여서 아이들 기어와 구동기어, 아이들 기어와 종동기어 사이의 유격을 간편하게 조절하도록 한 기어 유격 조절구조체를 구현함에 있어, 정역 회전을 통해 편심축의 고정 중심을 변경한 편심휠과 정역 회전을 통해 아이들 기어의 회동 중심을 변경한 편심축의 안정된 고정을 도모할 수 있는 전용의 고정구조를 제안하고 있다.

먼저, 상기 중공 브라켓에는 도 2a와 도 5a와 같이 하나 이상의 진퇴로(11a)를 횡방향으로 형성하고 각 진퇴로(11a)에 고정핀(12)을 진퇴구조로 설치하는 한편, 상기 중공 브라켓(11)에 진퇴로(11a)의 후반부와 직교하는 체결공(11b)을 종방향으로 형성한다.

그리고, 상기 진퇴로(11a)에 설치된 고정핀(12)은 체결공(11b)과의 체결에 의해 종방향으로 하강하는 고정볼트(13)와의 간섭에 의해 횡방향으로 전진하면서, 편심휠(20)의 외경을 지지시켜 고정하도록 한다.

이때, 상기 상호 직교되는 고정볼트(13)의 하단과 편심휠(20)의 후미에는 경사진 간섭면(12a, 13a)이 대응되게 형성되어, 상기 고정핀(12)은 체결에 의해 하강하는 고정볼트(13)의 선단과 간섭면(12a, 13a)을 통해 빗면구조로 간섭되면서 진퇴로를 따라 서서히 전진하여 편심휠(20)의 외벽을 지지시켜 고정하도록 구성된다.

또한, 상기 고정핀(12)과 직교하는 고정볼트(13)에는 영구자석을 발산하는 자성부(13b)가 형성되어, 상기 고정핀(12)은 자성부(13b)에서 발산되는 영구자력에 의해 고정볼트(13)의 선단에 달라 붙은 상태를 가 고정되어서, 고정볼트(13)가 종방향으로 상승하여 고정볼트(13)에 의한 고정핀(12)의 지지가 상쇄되더라도 고정핀(12)은 고정볼트(13)의 선단에 달라 붙은 상태를 유지하여서 진퇴로(11a)를 따라 후퇴하여 편심휠(20)과 비 간섭상태를 형성하도록 한다.

이와 같이 편심휠(20)의 외벽을 지지하는 고정핀(12)과, 상기 고정핀(12)의 후미를 지지하는 고정볼트(13)를 직교되게 배치하면, 상기 편심휠(20)에 가해지는 작용력에 의해 고정핀(12)에 횡방향으로 반복적으로 응력이 가해지더라도 상기 고정핀(12)의 후미를 지지하는 고정볼트(13)는 안정된 체결상태를 유지할 수 있고, 결과적으로 고정볼트(13)에 직교하여 지지된 고정핀(12)들에 의해 편심휠의 안정적인 고정이 가능하다.

그리고, 도 4와 도 5b와 같이 상기 편심축(30)의 단부(32)가 관통하는 편심휠(20)의 축공(21) 내벽에는 체결부(21a)가 형성되고, 상기 체결부(21a)에는 체결에 의해 승강하는 체결링(22)이 배치되고, 상기 체결링(22)의 가압면에는 복수의 압착핀(23)들이 설치되어서, 상기 체결링(22)에 의한 압착에 의해 복수의 압착핀(23)들은 편심축(30)을 수직 압착시켜 고정하도록 구성한다.

바람직한 실시예를 보여주는 도면을 보면 상기 체결링(22)의 압착면에는 환형슬롯이 형성되고, 상기 환형슬롯에 복수의 압착핀(23)들이 등각으로 배치되어 있다.

따라서, 상기 편심축(30)은 단일 체결링(22)에 의해 수직 압착하는 각 압착핀(23)들에 의해 안정되게 압착되어서, 안정된 고정상태를 형성하게 된다.

그리하여, 본 발명에 따른 기어 조립체(1)는 편심휠(20)과 편심축(30)을 포함하는 다중 편심구조에 의해 아일들 기어(40)의 고정 중심 및 회전 중심을 변경시켜 구동기어(100)와 종동기어(200) 및 아이들 기어(40) 사이의 유격을 조절하여 백러쉬의 억제가 가능하고, 특히 중공 브라켓(11)과 편심휠(20) 사이, 편심휠(20)과 편심축(30) 사이에 마련된 개량된 고정구조에 의해 편심휠(20)과 편심축(30)의 안정적이고 간편한 고정이 가능하다.

1. 기어 조립체
10. 베이스 11. 중공 브라켓
11a. 진퇴로 11b. 체결공
12. 고정핀 12a. 간섭면
13. 고정볼트 13a. 간섭면
13b. 자성부
14. 조절 기어축
20. 편심휠 21. 축공
21a. 체결부 22. 체결링
23. 압착핀 24. 조절 기어부
30. 편심축 31. 크랭크부
32. 단부 33. 취구홈
40. 아이들 기어 41. 베어링
100. 구동기어 200. 종동기어

Claims (3)

1. 중공 브라켓이 설치된 베이스와; 상기 중공 브라켓에 회동구조로 설치되며 편심부에 축공이 형성된 편심휠과; 상기 편심휠의 축공에 단부를 관통시켜 편심휠의 편심부에 회동구조로 설치되며, 편심진 크랭크부가 형성된 편심축; 및 상기 편심축의 크랭크부에 회동구조로 설치되어 크랭크부를 중심으로 회전하면서 구동기어와 종동기어를 상호 연동시키는 아이들 기어를 포함하여 구성되어, 상기 편심휠의 정역 회전에 의한 아이들 기어를 고정한 편심축의 선회작용과, 편심축의 회전에 따른 크랭크부에 고정된 아이들 기어의 회동중심의 변경을 통해, 아이들 기어와 구동기어 사이, 아이들 기어와 종동기어 사이의 유격이 조절되도록 구성한 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체에 있어서,
   상기 편심축을 축공에 관통시킨 편심휠은 외경에 조절 기어부가 형성되고 상기 편심휠을 동심구조로 고정한 중공 브라켓에는 편심휠의 조절 기어부와 치합되는 조절 기어축이 형성되어서,
   상기 편심휠은 조절 기어축의 정역 회전력에 의해 회전하여 축공에 고정된 편심축을 선회시켜서, 편심축의 중심을 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 편심축의 단부가 관통하는 편심휠의 축공 내벽에는 체결부가 형성되고, 상기 체결부에는 체결에 의해 승강하는 체결링이 배치되는 한편,
   상기 체결링의 압착면에는 복수의 압착핀들이 배치되어서, 상기 체결링에 의한 압착에 의해 복수의 압착핀들은 편심축을 수직 압착시켜 고정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 중공 브라켓에는 하나 이상의 진퇴로가 횡방향으로 형성되고 각 진퇴로에는 고정핀이 진퇴구조로 설치되며, 상기 중공 브라켓에는 진퇴로의 후반부와 직교하는 체결공이 종방향으로 형성되어서,
   상기 각 진퇴로에 설치된 고정핀들은, 체결공과의 체결에 의해 종방향으로 하강하는 고정볼트와의 간섭에 의해 진퇴로를 따라 횡방향으로 전진하면서, 편심휠의 외경을 등각 지지하여 고정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 백러쉬 억제기능을 갖는 유격 조절형 기어 조립체.
   

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