KR101793998B1 - 복층 기어 유닛 및 복층 기어 유닛 제작용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복층 기어 유닛의 파손을 방지할 수 있고, 특히, 제2기어부의 강도를 개선시킬 수 있는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1기어부와 상기 제1기어부의 중앙부에 돌출되게 형성되며 제1기어부의 외경보다 작은 외경을 갖는 제2기어부를 포함하되, 제1기어는 중앙에 형성되는 삽입공과; 삽입공과 이격되고 삽입공의 외곽에 형성되어 삽입공을 둘러싸는 형태의 리브와; 상기 리브의 외곽에 형성되고 리브와 이웃하는 외측홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛 및 이를 제작하기 위한 금형을 제공한다.

Description

복층 기어 유닛 및 복층 기어 유닛 제작용 금형{ A multi-stage gear unit and a mold for manufacturing the multi-stage gear unit}

본 발명은 복층 기어 유닛 및 복층 기어 유닛 제작용 금형에 관한 것으로서, 내구성이 향상되어 수명을 늘릴 수 있는 기어 유닛 및 이를 제작하기 위한 금형에 관한 것이다.

차량용 액츄에이터나 밸브에는 구동 모터와, 구동모터에 연결되는 피니언과, 피니언과 치합하는 복수의 기어모듈과, 기어모듈과 연결되는 출력축이 마련된다.

복수의 기어모듈은 복층 기어와 부분 기어 등으로 구성되는데, 이러한 구성은 한국 등록 특허 10-1150884에 개시되어 있다.

복층 기어의 경우, 외경이 상대적으로 큰 제1기어부와, 제2기어부의 중심에서 돌출되게 형성되고 외경이 상대적으로 작은 제2기어부를 포함한다.

이러한 복층기어의 경우, 제1기어부가 동력의 입력부가 되고, 제2기어부가 동력의 출력부가 되고, 상대적으로 제2기어부에 큰 하중이 걸리게 된다.

시간이 지나고 액츄에이터나 밸브가 장시간 동작하면, 복층 기어에 피로가 누적되고, 급기야는 파손이 발생하는데, 제2기어부에서 파손의 빈도가 크다는 문제점이 있었다.

복층 기어는 사출 공법에 의하여 제작되는데, 보통의 경우, 금형 내부에서 제1기어부의 형상이 완성되고, 제2기어부의 형상이 완성되는데, 이러한 시간차에 의하여 제1기어부에 비해서 제2기어부의 경화 정도가 낮아지고, 이것이 제2기어부의 피손 빈도를 높이는 원인으로 지적되었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 복층 기어 유닛의 파손을 방지할 수 있고, 특히, 제2기어부의 강도를 개선시킬 수 있는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1기어부와 상기 제1기어부의 중앙부에 돌출되게 형성되며 제1기어부의 외경보다 작은 외경을 갖는 제2기어부를 포함하되, 제1기어는 중앙에 형성되는 삽입공과; 삽입공과 이격되고 삽입공의 외곽에 형성되어 삽입공을 둘러싸는 형태의 리브와; 상기 리브의 외곽에 형성되고 리브와 이웃하는 외측홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛을 제공한다

리브는 6개의 단위 리브와, 각각의 단위 리브를 연결하는 6개의 연결부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

단위 리브는 절곡된 형태로 마련되고, 각각의 연결부는 단위 리브에 비하여 반경 방향으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결부의 두께는 단위 리브의 두께와 동일하거나 두껍게 형성되고, 그 외측면은 라운드 지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

각각의 단위 리브는 그 양 단부에 비해서 중앙부가 기어 유닛의 중심 방향에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 한다.

외측홈은 6개의 단위 외측 홈과, 각각의 외측 홈을 연결하는 6개의 연결홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

단위 외측홈은 절곡된 형태로 마련되고, 각각의 연결홈은 단위 외측홈에 비하여 반경 방향으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결홈의 폭은 단위 외측홈의 폭과 동일하거나 넓게 형성되며,

상기 연결홈의 내측면은 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 외측홈의 폭은 상기 리브의 폭 또는 좌우두께 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 외측홈 외곽에 형성되는 외곽 평면부와, 외곽 평면부에의 외곽에 형성되어 제1기어부의 치형과 이어지는 외곽 단차부를 더 포함하되, 상기 리브의 최상면은 외곽 평면부의 높이보다는 높고, 외곽 단차부의 최상면의 높이보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 한다.

삽입공과 리브 사이에 마련되며 삽입공 및 리브와 각각 이격되는 돌출부를 더 포함하되, 돌출부는 삽입공을 둘러싸는 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

돌출부는 환형 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 돌출부와 리브 사이에는 제1내측 평면부가 형성되고, 상기 삽입공과 상기 돌출부 사이에는 제2내측 평면부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

리브는 6개의 단위 리브와, 각각의 단위 리브를 연결하는 6개의 연결부를 구비하되, 상기 제1내측 평면부의 폭은 단위 리브의 중심부가 위치한 곳에서 가장 좁고, 연결부가 위치한 곳에서 가장 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1내측 평면부의 높이와 제2내측 평면부의 높이는 상호 동일하게 형성되고, 상기 제1내측 평면부 및 상기 제2내측 평면부의 높이는 상기 외측홈의 바닥면의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 제1기어부 금형 캐비티와, 제1기어부 금형 캐비티의 내경보다 작은 내경을 갖는 제2기어부 금형 캐비티를 포함하되, 제1기어부 금형 캐비티에는 수지가 주입되는 게이트와 연통되며 제1기어부의 표면에 돌출된 리브를 형성하기 위한 리브 형성홈과, 상기 리브 형성홈의 외곽에 형성되고 제2기어부 표면에 리브의 외곽에 외측홈을 형성하도록 제1기어부 금형 캐비티 내측으로 돌출되어 연장되는 연장벽부가 마련되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛 제작용 금형을 제공한다.

게이트는 복수개가 마련되고, 등간격으로 6개가 마련되며, 리브 형성홈은 내측벽과, 내측벽과 대향되고 연장벽부를 구성하는 외측벽을 포함하되,외측벽의 돌출높이는 내측벽의 돌출 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연장벽부의 폭은 상기 리브 형성홈의 폭보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연장벽부 및 리브 형성홈은 제2기어부 금형 캐비티의 최외곽부보다 방사방향으로 더 외곽에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 리브 형성홈보다 중심부에 가깝게 형성되며, 제1기어부의 표면에 삽입공을 둘러싸는 환형의 돌출부를 구성하기 위해서 제1기어부 금형 캐비티의 표면에 형성되는 홈부를 더 포함하며, 리브 형성홈과 홈부는 상호 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 제2기어부가 제1기어부보다 먼저 완성되기 때문에 제2기어부의 강도가 제1기어부의 강도보다 강해질 수 있다.

따라서, 이러한 점에서 제2기어부의 파손 정도를 줄일 수 있고, 기어 유닛의 전체적인 수명도 늘릴 수 있다.

한편, 제1기어부에 환형의 돌출부를 구비하고, 그 외곽에 폐곡선 형태의 리브와, 외곽홈을 구현함으로써 제1기어부의 강도를 보강할 수 있다.

제1기어부 금형 캐비티 내부에 일부러 수지의 흐름을 늦추는 연장벽부를 둠으로써 상대적으로 제2기어부 금형 캐비티 내부가 먼저 채워지게 함으로써 제2기어부를 제1기어부보다 먼저 완성시킬 수 있다.

도1(a)는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛에서 제1기어부의 사시도이다.
도1(b)는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛에서 제2기어부의 사시도이다.
도2(a)는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛의 측단면도이다.
도2(b)는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛의 평면도이다.
도3(a)는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛의 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도3(b)는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛을 제작하기 위한 금형 캐비티 내부에 수지가 채워지는 것을 도시한 사시도이다.
도4는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛을 제작하기 위한 금형 캐비티의 측단면도 및 그 내부에서의 수지의 흐름을 도시한 것이다.
도5 내지 도8는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛이 금형 캐비티 내부에서 제작되는 순서를 도시한 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 복층기어유닛(10)는 상대적으로 외경이 큰 제1기어부(100)와, 상대적으로 외격이 작으며, 제1기어부(100)의 중심에서 외측으로 돌출되는 제2기어부(200)를 포함한다.

제1기어부(100)의 외주면에는 제1치형부(101)가 형성되고, 제2기어부(200)의 외주면에는 제2치형부(201)가 형성된다.

복층 기어 유닛(10)은 사출 성형을 이용하여 제작된다. 즉, 복층 기어 유닛의 외형을 형성하도록 그 외형에 맞는 캐비티를 구비한 사출 금형을 제작하고 그 금형 캐비티에 사출기를 이용하여 수지재료를 주입한 후에 이를 냉각함으로써 복층 기어 유닛(10)을 제작한다.

이러한 복층 기어 유닛(10)은 차량용 밸브나 액츄에이터에서 모터의 구동력을 밸브 샤프트 등에 전달하는 동력 전달부의 역할을 수행한다.

도1과 도2를 이용하여 본 발명에 의한 복층 기어 유닛(10)을 설명한다.

제1기어부(100)의 중심에는 삽입공(102)이 형성된다. 삽입공(102)에는 지지축(미도시)이 삽입된다.

삽입공(102)의 테두리에는 강도 보강 및 지지축의 원활한 삽입을 위한 챔퍼(chamfer)(103)가 형성된다.

삽입공(102)의 외곽에는 삽입공과 동심 구조인 원환 구조의 돌출부(110)가 형성된다

돌출부(110)는 제1기어부(100)의 표면에서 돌출되어 형성되어 있으며, 그 측단면은 라운드진 돌기 형태로 되어 있다.

돌출부(110)는 기어의 강도를 보강하는 역할을 수행한다.

돌출부(110)의 외곽에는 대략적으로 다각형 형상의 리브(120)가 배치되고, 리브(120)의 바깥에는 외측홈(130)이 형성된다.

리브(120)는 돌출부(110)를 둘러싸는 형태로 마련되고, 외측홈(130)은 리브(120)를 둘러싸는 형태가 된다.

리브(120)는 대략 6각형 형태로 마련된다

리브(120)는 여러 개의 단위 리브(121)와, 단위 리브(121)를 각각 연결하는 연결부(122)를 포함한다.

단위 리브(121)는 곡선 형태로 마련되어 있으며, 각 단위 리브(121)의 중앙부는 돌출부(122)와 근접하게 형성된다.

각 단위 리브(121)의 중앙부는 다른 부분에 비해서 삽입공(102)에 가장 가까이 있고, 각 단위 리브(121)의 단부끼리 연결되는 연결부(122)는 삽입공에서 멀리 떨어져 있다.

리브(120)와 돌출부(110)는 이격되어 있는데, 돌출부(110)와 리브(120)의 간격도 단위 리브(120)의 중앙부에서 가장 가깝고, 연결부(122)에서 가장 멀게 된다.

리브(120)와 돌출부(110) 사이에는 제1평면부(141)가 형성되고, 돌출부(110)와 삽입공(102) 사이에는 제2평면부(142)가 형성된다.

제1평면부(141)의 높이와, 제2평면부(142)의 높이는 동일하게 형성될 수 있으며, 제1평면부(141) 및 제2평면부(142)의 높이는 리브(120)의 상면보다는 낮게 형성된다.

한편, 돌출부(110)의 높이도 리브(120) 보다는 낮게 형성된다.

리브(120)의 연장부(122)는 6개가 마련되고, 연장부(122)는 단위 리브(121)의 외측면에 비해서 방사 방향 또는 반경 방향으로 돌출되게 형성된다.

리브(120)는 대략 6각형 또는 6각별표 모양으로 형성된다.

연장부(122)의 외측면은 라운드 지게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 단위 리브(121)의 외측면은 연장부(122)의 외측면에 비해서 내측으로 오목하게 들어가게 형성되는 것이 바람직하다.

단위 리브(121)는 그 길이 방향을 따라서 그 폭이 균등하게 형성되고, 연장부(122)가 있는 부분에서 두꺼워진다.

연장부(122)의 폭은 단위 리브(121)에 비해서 두껍게 형성되는데, 후술하겠지만, 연장부(122)가 형성된 부분은 금형에서 수지 재료가 유입되는 게이트(도2 내지 도4참조, G)가 위치하는 곳이다.

따라서, 단위 리브(121)를 연결하면서 수지 재료가 유입되는 부분이기 때문에 그 부분의 폭을 단위 리브(121)보다 두껍게 함으로써 강도를 보강하는 것이 바람직하다.

리브(120)의 외곽에 형성되어 있는 외측홈(130)에 대해서 설명한다.

외측홈(130)의 경우에도 대략 6각형 또는 6각별표의 형태로 마련되는데, 단위 외측홈(131)과, 단위 외측홈(131)을 연결하는 연결홈(132)을 포함한다.

단위 외측홈(131)은 단위 리브(121) 외측에 배치되고, 연결홈(132)은 리브의 연결부(122) 외측에 배치된다.

여기서 단위 외측홈(131)의 내측면은 곡면형태로 마련되어 있는데, 그 곡면의 곡률은 단위 리브(121)의 외측면의 곡률과 동일한 것이 바람직하다.

그리고, 단위 외측홈(131)의 내측면의 중앙부는 양 단부에 비해서 기어의 중심부에 가깝게 형성되어 볼록하게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 단위 리브(121)의 배치 형상과 동일하다.

연결홈(132)은 단위 외측홈(131)보다 더 외측으로 리세스 처리 되어 있으며, 이는 리브의 연결부(122)가 외측으로 돌출된 것에 대응되게 한 것이다.

연결홈(132)의 내면은 라운드 처리 되어 있는데, 연결홈(132) 내측면의 곡률은 리브의 연결부(122)의 외측면의 곡률과 동일하는 것이 바람직하다.

한편, 단위 외측홈(131)의 폭과 연결홈(132)의 폭을 비교하면, 연결홈(132)의 폭은 단위 외측홈(131)의 폭과 최소한 동일하거나 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

외측홈(130)의 외곽에는 외곽 평면부(151)가 형성되어 있으며, 외곽 평면부(151)의 외측에는 단차부(152)가 형성된다. 단차부(152)의 외측면에 제1치형부(101)가 형성되어 있다.

이러한 구조하에서 보면 제1,2내측 평면부(141, 142)의 높이는 외측홈(130)의 바닥면의 높이보다 높게 형성되어 있다.

그리고, 외곽 평면부(151)도 외측홈(130)의 바닥면의 높이보다 높게 형성되어 있다.

제1,2내측 평면부(141, 142)의 높이는 외곽 평면부(151)의 높이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하나, 약간의 차이가 발생할 수 는 있다.

한편, 리브(120)의 최상면의 높이는 단차부(152)의 최상면의 높이보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 외측홈(130) 및 리브(120)는 제2기어부(200)의 최외곽부보다 방사방향으로 더 외곽에 위치하는 것이 바람직하다.

도2 내지 도4에서 도시한 바와 같이, 리브(120)의 연결부(122)에는 금형의 사출 재료가 주입되는 게이트(G)가 각각 위치한다.

도2(b) 및 도3(a)에서 연결부에 G로 표시된 부분이 금형의 게이트에 대응되는 부분이다.

6개의 게이트(G)로 동시에 수지 재료가 주입되면, 주입된 수지 재료는 최초로 리브(120)의 형상에 대응되는 캐비티 내부의 홈을 따라서 이동하여 리브(120)를 형성한다.

이 때 각 게이트(G)를 통해서 주입된 수지 재료는 게이트(G)를 빠져나와서 서로 다른 두 방향으로 이동한다(점선 참조)

특정한 게이트(G(G1))에서 빠져나와서 제1방향(A)으로 이동하는 수지 재료는 그 특정한 게이트(G(G1))의 옆 게이트(G(G2))에서 빠져나와서 제1방향(A)과 정 반대 방향(A')으로 이동하는 수지 재료와 금형 캐비티 내부의 리브 형성홈 내부에서 만나게 된다.

마주보는 방향을 따라서 이동하는 두 수지 재료 흐름이 만나면 만나는 지점에서 미세한 웰드 라인(weld line)이 형성된다.

도3(b)에서 도시한 바와 같이, 6개의 게이트(G)를 통해서 수지(R)가 동시에 주입되면, 주입되는 수지의 유동 모양이 꽃모양을 형성하면서 금형 캐비티(30)내부를 채운다.

금형 캐비티(30) 내부에 주입된 수지는 제1기어부 금형 캐비티(300) 을 완전하게 채우기에 앞서서 제2기어부 금형 캐비티(400)를 금형을 먼저 채운다.

도4(a)와 도4(b)는 본 발명에 의한 복층 기어 유닛을 제작하기 위한 사출 금형의 캐비티(30)의 측단면도이다.

캐비티(30)는 제1기어부 금형 캐비티(300)와, 제1기어부 금형 캐비티(300)의 내경보다 작은 내경을 갖는 제2기어부 금형 캐비티(400)를 포함한다.

한편, 제1기어부 금형 캐비티(300)에는 수지가 주입되는 6개의 게이트(G)와 연통되며 제1기어부(100)의 표면에 돌출된 리브(120)를 형성하기 위한 리브 형성홈(320)이 마련되어 있다.

또한, 리브 형성홈(320)의 외곽에 형성되고 제1기어부 표면 리브(120)의 외곽에 외측홈(130)을 형성하도록 연장벽부(330)가 형성된다

연장벽부(330)는 제1기어부 금형 캐비티(300) 내측으로 돌출되어 연장되어 있다.

게이트(G)는 복수개가 마련되고, 등간격으로 6개가 마련되어 있다.

그리고, 리브 형성홈(320)은 내측벽(320a)과, 내측벽(320a)과 대향되고 연장벽부(330)를 구성하는 외측벽(320b)을 포함하고, 그 바닥면(320c)은 게이트(G)의 출구가 마련된다.

여기서, 외측벽(320b)의 돌출높이는 내측벽(320a)의 돌출 높이보다 높게 형성된다.

연장벽부(330)의 폭은 리브 형성홈(320)의 폭보다 넓게 형성되어 있다.

연장벽부(330) 및 리브 형성홈(320)은 제2기어부 금형 캐비티(400)의 최외곽부(401)보다 방사방향으로 더 외곽에 위치하는 것이 바람직하다.

한편, 제1기어부(100)의 표면에 형성되는 돌출부(110)를 형성하기 위한 홈부(310)가 마련되며, 이는 리브 형성홈(320)보다 중심부에 가깝게 형성된다.

홈부(310)는 제1기어부(100)의 표면에 삽입공(102)을 둘러싸는 환형의 돌출부(110)를 구성하기 위한 것이며, 리브 형성홈(320)과 홈부(310)는 상호 이격되어 있는 것이 바람직하다.

도4(a)에서 도시한 바와 같이, 게이트(G)에서 토출되는 수지의 흐름은 크게 제1기어부 금형 캐비티(300)의 반경방향을 향하는 흐름과 제2기어부 금형 캐비티(400)내부를 향하는 흐름을 구분된다.

제1기어부 금형 캐비티(300)을 채우는 수지의 흐름을 ①로 표시하고, 제2기어부 금형 캐비티(400)을 채우는 수지의 흐름을 ②로 표시한다.

제1기어부 금형 캐비티(300)에는 리브(120)를 형성하기 위한 리브 형성홈(320)이 있고, 리브 형성홈(320)의 외곽에는 외측홈(130)을 형성하기 위한 돌출부(330)가 형성된다.

리브 형성홈(320) 내부로 유입된 수지의 흐름은 연장벽부(330)를 만나서 연장벽부(330)를 우회한다.

즉, 연장벽부(330)는 제1기어부 금형 캐비티(300)를 채우는 수지의 흐름을 일부러 지체시키는 역할을 한다.

이에 반하여 제2기어부 금형 캐비티(400)으로 이동하는 수지의 흐름은 게이트(G)를 빠져나와서 별다른 장애물 없이 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부를 채운다.

동일 시간 동안 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부에서 유동하는 수지의 흐름의 이동거리에 비해서 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부에서 유동하는 수지의 흐름의 이동거리가 더 길다.

도4(b)에서 도시한 바와 같이, 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부의 수지가 제2기어부 금형 캐비티(400)에서 가장 먼 곳에 이르고, 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부를 모두 채운 후에야 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부의 수지가 제1기어부 금형 캐비티(300)에서 가장 먼 곳에 이르고, 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부를 모두 채울 수 있다.

상술한 설명 및 도5에서 도시한 바와 같이, 리브(120)의 라운드지게 형성된 연장부(122)에는 게이트(G)가 위치한다.

상술한 바와 같이, 리브(120)의 높이는 외곽 평면부(151)보다 높게 형성되고, 그 사이에는 외측홈(130)을 형성된다.

이를 제1기어부 금형 캐비티(300) 관점에서 설명하면, 리브(120)를 성형하기 위한 리브 성형홈(320)의 바닥면의 높이는 외곽 평면부(151)를 성형하기 위한 외곽 평면부 성형부(351)보다 낮게 형성되고, 그 사이에 높게 형성되어 외측홈(130)을 성형하기 위한 연장벽부(330)가 마련된다고 말할 수 있다.

이러한 구조에 의해서 게이트(G)를 이용하여 수지 재료 주입시 제2기어부 방향으로 원활한 이동이 일어나고, 상대적으로 제1기어부의 반경 방향으로는 유동 저항이 일어난다.

따라서, 제1기어부에 비해서 제2기어부의 형상 제작이 완료될 수 있다.

도6(a)에서 도시한 바와 같이 게이트(G)를 기준으로 수지재료가 게이트 안쪽과 바깥쪽으로 뻗어나간다.

다만, 이 경우, 만약에 연장 벽부(330)가 없는 경우, 각각의 게이트(G)에서 빠져나와서 b2 지점을 향해서 반경 방향으로 흐르는 수지의 흐름으로 인해서 수지 흐름의 전체적인 윤곽이 원형 형태가 되기 어렵다.

이를 위해서 도6(b)에서 도시한 바와 같이, 서로 이웃한 게이트(G)에서 빠져나와서 만나는 수지의 흐름이 b1 부분과 으로 이동하는데, b1부분을 넘어서면서 유동저항이 급격하게 감소한다.

이 때, 각 게이트(G)에서 빠져나오는 수지 흐름은 b2 부분으로 이동하는데, b2 지점을 흐르는 수지의 유동 저항 시간이 b1지점대비 유동 저항 시간이 길기 때문에, 도6( c)에서 도시한 바와 같이 전체적으로 원형 형태로 진행된다.

그리고 도7(a)에서 도시한 바와 같이 전체적으로 제1기어부를 형성하기 위해 수지의 흐름이 반경방향으로 원형의 형태를 형성한다.

이러한 원형의 흐름은 치형을 형성할때까지 유지되기 때문에, 모든 치형 부분에서 동시에 성형이 완료된다.

따라서, 제1기어부의 모든 외곽 부분은 거의 동시에 성형되기 때문에, 그 강도가 전체적으로 균일하게 유지될 수 있다.

제1기어부(100)와 제2기어부(200)의 성형순서는 도8에서 3차원적으로 명확하게 나타난다,

즉, 도5(a)에서 도시한 바와 같이, 게이트에 주입된 수지(R)는 제1기어부 금형 캐비티(300)을 따라서 방사 방향으로 퍼지면서 한편으로는 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부로 이동한다.

이때, 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부에 있는 수지의 흐름 중 최외곽부와 제1기어부 금형 캐비티의 최외곽부(제1치형부가 위치하는 곳) 간의 거리는 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부에 있는 수지의 흐름 중 최외곽부와 제2기어부 금형 캐비티(400) 최외곽부(제2기어부의 끝단부)와의 거리보다 멀다.

따라서, 이러한 흐름이 계속되면, 도5(b)에서 도시한 바와 같이, 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부의 수지가 제2기어부 금형 캐비티(400) 내부를 모두 채운다.

그러나, 아직도 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부의 수지는 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부를 완전하게 채우지 못한 상태이다.

이 상태에서 수지가 더 주입되고 시간이 지나면, 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부의 수지가 제1기어부 금형 캐비티(300) 내부를 완전하게 채운다.

이와 같이, 제2기어부(200)를 먼저 완성하고, 제1기어부(100)를 그 다음에 완성함으로서, 제2기어부(200)의 강도를 개선시킬 수 있다.

종래 기술에서는 제1기어부(100)가 먼저 완성되고, 제2기어부(200)가 완성되었는데, 이러한 경우, 제1기어부(100)의 경화 정도에 비해서 제2기어부(200)의 경화 정도가 미세하게 낮았다.

기어 유닛(10) 자체로 볼 때는 큰 문제가 없으나, 기어 유닛(10)이 액츄에이터나 밸브에 적용되어 피로가 누적되면, 제2기어부(200)에서 파손이 일어날 수 있는데, 본 발명에서는 피로 누적으로 인한 파손의 문제를 해결할 수 있다.

게다가 제1기어부(100)가 모터의 피니언과 치합되는 입력루트가 되는 반면, 제2기어부(200)는 출력축과 연결되는 출력 기어 등과 치합되는데, 이러한 경우, 제2기어부(200)에 보다 큰 하중이 걸리게 되어 파손 가능성이 높다.

또한, 제2기어부(200)의 경우, 제1기어부(100)에 비해서 그 크기도 작기 때문에 동일한 하중이 적용되더라도 제1기어부(100)에 비해서 파손될 수 있는 가능성이 상대적으로 높다.

그런데 본 발명에서는 제2기어부(200)의 강도를 제1기어부(100)의 강도에 비해서 상대적으로 강하게 함으로써 이러한 피로 누적에 의한 파손 가능성을 현저하게 줄였다는데 기술적인 의미가 있다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

10: 복층 기어 유닛 100: 제1기어부
110: 돌출부 120: 리브
121: 단위 리브 122: 연결부
130: 외측홈 ` 131: 단위 외측홈
132: 연결홈 141: 제1내측 평면부
142: 제1내측 평면부 151: 외곽 평면부
152: 단차부 300: 제1기어부 금형 캐비티
310: 홈부(돌출부 형성용) 320: 리브 형성홈
330: 연장부(외측홈 형성용) 400: 제2기어부 금형 캐비티

Claims (20)

1. 제1기어부와 상기 제1기어부의 중앙부에 돌출되게 형성되며 제1기어부의 외경보다 작은 외경을 갖는 제2기어부를 포함하되,
   제1기어는 중앙에 형성되는 삽입공과;
   삽입공과 이격되고 삽입공의 외곽에 형성되어 삽입공을 둘러싸는 형태의 리브와;
   상기 리브의 외곽에 형성되고 리브와 이웃하는 외측홈을 포함하되,
   리브는 복수의 단위 리브를 포함하고, 각각의 단위 리브는 각각의 단위 리브들을 연결하는 복수의 연결부에 의하여 연결되며, 각각의 연결부는 단위 리브에 비하여 반경 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   리브는 6개의 단위 리브와, 각각의 단위 리브를 연결하는 6개의 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
3. 제2항에 있어서,
   단위 리브는 절곡된 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결부의 두께는 단위 리브의 두께와 동일하거나 두껍게 형성되고, 그 외측면은 라운드 지게 형성되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
5. 제2항에 있어서,
   각각의 단위 리브는 그 양 단부에 비해서 중앙부가 기어 유닛의 중심 방향에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
6. 제1항에 있어서,
   외측홈은 6개의 단위 외측 홈과, 각각의 외측 홈을 연결하는 6개의 연결홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
7. 제6항에 있어서,
   단위 외측홈은 절곡된 형태로 마련되고, 각각의 연결홈은 단위 외측홈에 비하여 반경 방향으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
8. 제7항에 있어서,
   상기 연결홈의 폭은 단위 외측홈의 폭과 동일하거나 넓게 형성되며,
   상기 연결홈의 내측면은 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
9. 제1항에 있어서,
   상기 외측홈의 폭은 상기 리브의 폭 또는 좌우두께 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛
10. 제1항에 있어서,
    상기 외측홈 외곽에 형성되는 외곽 평면부와, 외곽 평면부에의 외곽에 형성되어 제1기어부의 치형과 이어지는 외곽 단차부를 더 포함하되,
    상기 리브의 최상면은 외곽 평면부의 높이보다는 높고, 외곽 단차부의 최상면의 높이보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 복층 기어 유닛.
    
    
    
    
    
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