KR101872432B1 - 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 기어를 이용할 때 발생되는 추력이 특정 위치의 베어링에 집중되어 베어링의 수명이 단축되는 것을 방지하기 위한 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기에 관한 것이다.
또한, 모터의 구동축에 결합되되, 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 나사산이 형성된 제1 구동기어와 상기 제1 구동기어로부터 동력을 전달받되, 제1 구동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 회전축에 결합되는 제1 피동기어와 상기 제1 피동기어의 비틀림 방향에 따라 일측으로 발생되는 추력을 상쇄시켜 복수 개의 베어링 중 회전축의 일측에 배치된 베어링에 추력이 집중되어 베어링이 마모되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 피동기어와 동일한 회전축에 배치되되, 제1 구동기어와 비틀림 방향이 반대되는 제2 구동기어와 상기 제2 구동기어로부터 동력을 전달받되, 제1 피동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 출력축에 결합되는 제2 피동기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기{reducer for preventing wear of bearing due to thrust of helix gear}

본 발명은 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 기어를 이용할 때 발생되는 추력이 특정 위치의 베어링에 집중되어 베어링의 수명이 단축되는 것을 방지하기 위한 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기에 관한 것이다.

일반적으로 전동스쿠터는 모터의 출력이 약하고, 중량의 제한이 높아 경량화된 구동부 및 감속기를 사용하고 있다.

반면, 한국등록실용신안 제20-0343361호 "전동스쿠터의 감속장치"와 같이 감속기에 평기어를 사용할 경우, 진동 및 소음이 큰 문제점이 있었다.

이에 따라, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 헬릭스 기어를 사용함으로써, 소음 및 진동을 감소시킬 수 있게 된다.

반면, 헬릭스 기어는 비틀림 방향에 따라 추력(F1, F2)을 발생시키는 문제점이 있다.

특히, 일반적으로 복수 개의 구동기어(11, 13)와 피동기어(12, 14)로 구성되는 종래의 감속기는 구동기어(11, 13)의 비틀림 방향이 동일한 것을 사용하며, 이로 인해 첫번째 피동기어(12)에서 발생되는 추력(F1)과 두번째 구동기어(13)에서 발생되는 추력(F2)이 중첩되어 일측의 베어링(5)에 집중되어 베어링(5)이 쉽게 마모되는 문제점이 있었다.

한국등록실용신안 제20-0343361호 "전동스쿠터의 감속장치"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 기어를 이용할 때 발생되는 추력이 특정 위치의 베어링에 집중되어 베어링의 수명이 단축되는 것을 방지하기 위한 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 기어를 이용할 때 발생되는 추력을 상쇄시키기 위한 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 외주면에 치형이 형성된 림과 축에 고정되는 림 사이에 복수 개의 홈을 형성하여 기어의 중량을 감소시킴으로써 에너지손실을 감소시키되, 복수 개의 홈에 의해 림과 보스 사이의 얇아진 연결부가 추력에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기는 모터의 구동축에 결합되되, 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 나사산이 형성된 제1 구동기어와 상기 제1 구동기어로부터 동력을 전달받되, 제1 구동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 회전축에 결합되는 제1 피동기어와 상기 제1 피동기어의 비틀림 방향에 따라 일측으로 발생되는 추력을 상쇄시켜 복수 개의 베어링 중 회전축의 일측에 배치된 베어링에 추력이 집중되어 베어링이 마모되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 피동기어와 동일한 회전축에 배치되되, 제1 구동기어와 비틀림 방향이 반대되는 제2 구동기어와 상기 제2 구동기어로부터 동력을 전달받되, 제1 피동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 출력축에 결합되는 제2 피동기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 피동기어의 비틀림 각도는 제2 구동기어의 비틀림 각도보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 구동기어에서 발생되는 추력을 감소시키기 위해 상기 회전축에 결합되되, 상기 제2 구동기어와 비틀림 방향이 반대되는 제3 구동기어와 상기 제3 구동기어로부터 동력을 전달받되, 상기 제2 구동기어에서 발생되는 추력을 감소시키기 위해 상기 제3 구동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 출력축에 결합되는 제3 피동기어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축에 결합되되, 회전축에 수평한 나사산이 형성된 제3 구동기어와 상기 제3 구동기어로부터 동력을 전달받는 제3 피동기어를 더 포함하여, 상기 제2 구동기어와 제2 피동기어의 치폭을 감소시킴으로써 상기 제2 구동기어와 제2 피동기어에서 발생되는 추력을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 구동기어, 제1 피동기어, 제2 구동기어, 제2 피동기어 중 적어도 어느 하나 이상은 외주면에 치형이 형성된 림과 축에 고정되는 림 사이가 복수 개의 홈이 형성된 연결부를 통해 연결됨으로써 기어의 중량 및 에너지손실을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부는 경사진 헬릭스 기어에 의해 발생되는 추력의 방향을 따라 림으로부터 보스를 향해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기에 의하면, 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 기어를 이용할 때 발생되는 추력이 특정 위치의 베어링에 집중되어 베어링의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기에 의하면, 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 기어를 이용할 때 발생되는 추력을 상쇄시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기에 의하면, 외주면에 치형이 형성된 림과 축에 고정되는 림 사이에 복수 개의 홈을 형성하여 기어의 중량을 감소시킴으로써 에너지손실을 감소시키되, 림과 보스 사이 연결부를 경사지게 배치함으로써 연결부가 추력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 감속기를 도시한 도면.
도 2는 종래의 감속기를 간단하게 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제1 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제2 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제3 실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제4 실시예를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제1 실시예를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제2 실시예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제3 실시예를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제4 실시예를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제1 실시예를 도시한 것이며, 회전하는 모터의 구동축(2)에 결합되되, 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 나사산(예를 들면 우나선, 이하 RH)이 형성된 제1 구동기어(11)와 상기 제1 구동기어(11)로부터 동력을 전달받되, 제1 구동기어(11)의 비틀림 방향(RH)과 반대 방향(좌나선, 이하 LH)을 가지며, 회전축(3)에 결합되는 제1 피동기어(12)와 상기 제1 피동기어(12)의 비틀림 방향에 따라 일측으로 발생되는 추력(F1)을 상쇄시켜 복수 개의 베어링(5) 중 회전축(3)의 일측에 배치된 베어링(5)에 추력이 집중되어 마모가 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 피동기어(12)와 동일한 회전축(3)에 배치되되, 제1 구동기어(11)와 비틀림 방향이 반대(LH)되는 제2 구동기어(13)와 상기 제2 구동기어(13)로부터 동력을 전달받되, 제1 피동기어(12)의 비틀림 방향과 반대 방향(RH)을 가지며, 출력축(4)에 결합되는 제2 피동기어(14)를 포함하여 구성된다.

보다 상세하게는, 제1 구동기어(11)와 제2 구동기어(13)의 비틀림 방향을 반대가되도록 구성함으로써, 제1 구동기어(11)와 제1 피동기어(12) 사이에서 발생하여 회전축(3)에 가해지는 추력(F1)의 방향과 제2 구동기어(13)와 제2 피동기어(14) 사이에서 발생하여 회전축(3)에 가해지는 추력(F2)의 방향을 상호 반대되게 구성하여 추력이 상쇄되며, 베어링(5)에 가해지는 힘의 크기가 감소하고, 추력에 의한 베어링(5)의 마모를 크게 줄일 수 있으며, 추력의 발생에 따른 에너지 손실을 크게 줄일 수 있게 된다.

또한, 상기 비틀림 방향(RH, LF)은 하나의 일 실시예로써, 반대로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제1 피동기어(12)와 상기 제2 구동기어(13)의 비틀림 각도가 동일할 경우, 상기 제1 피동기어(12)에서 발생되는 추력(F1)보다 제2 구동기어(13)에서 발생되는 추력(F2)이 더 크게 형성될 수 있으며, 이로 인해 타측의 베어링(미도시)에 추력이 가해질 수도 있다.

이는, 비틀림 각도, 기어의 지름 등에 따라 상기 제1 피동기어(12)에서 발생되는 추력(F1)과 제2 구동기어(13)에서 발생되는 추력(F2)이 다를 수 있음에 따른 것으로 비틀림 각도를 상이하게 구성함으로써 이를 보정할 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 구동기어(11) 및 제1 구동기어(11)에 대응하는 제1 피동기어(11)의 비틀림 각도는 제2 구동기어(13)의 비틀림 각도보다 크게 형성하여 제1 구동기어(11)와 제1 피동기어(11) 사이에서 발생하는 추력의 크기와 제2 구동기어(13)와 제2 피동기어(14) 사이에서 발생하는 추력의 크기가 완전히 일치하거나, 유사하게 형성할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제2 실시예를 도시한 것이며, 상기 제2 구동기어(13)에서 발생되는 추력(F2)이 제1 피동기어(12)에서 발생되는 추력이 더 클경우, 상기 제2 구동기어(13)에서 발생되는 추력(F2)을 감소시키기 위해 상기 회전축(3)에 결합되되, 상기 제2 구동기어(13, LH)와 비틀림 방향이 반대되는 제3 구동기어(15, RH)와 상기 제3 구동기어(15)로부터 동력을 전달받되, 상기 제2 구동기어(13)에서 발생되는 추력(F2)을 감소시키기 위해 상기 제3 구동기어(13)의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 출력축에 결합되는 제3 피동기어(16, LH)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이를 통해 감속 기어비에 의해 제2 피동기어(12)에서 발생되는 추력(F1)보다 큰 추력(F2)이 반대 방향으로 발생되는 문제를 제3 구동기어(15)에서 발생되는 추력을 통해 상쇄시킴으로써 회전축(3)에 가해지는 추력을 보다 더 효과적으로 상쇄시킬 수 있게 된다.

즉, 제2 구동기어(13)에서 발생되는 추력(F2)을 제2 피동기어(12)에서 발생되는 추력(F1)과 제3 구동기어(15)에서 발생되는 추력의 합력으로 상쇄시키는 것이며, 각 기어의 비틀림 각도, 기어의 지름 등에 따라 상기 제2 구동기어(13)의 폭(W1)과 상기 제3 구동기어(15)의 폭(W2)의 비율을 상이하게 구성함으로써 보다 효과적으로 추력의 발생을 상쇄시킴이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제3 실시예를 도시한 것이며, 추력의 발생을 억제하면서, 보다 강한 회전력을 전달할 수 있도록 헬릭스 기어와 평기어의 조합으로 구성될 수도 있다.

보다 상세하게는, 추력의 발생을 억제하면서, 보다 강한 회전력을 전달할 수 있도록 상기 회전축(3)에 결합되되, 회전축(3)에 수평한 나사산이 형성된 제3 구동기어(15)와 상기 제3 구동기어(15)로부터 동력을 전달받는 제3 피동기어(16)를 더 포함하여, 상기 제2 구동기어(13)와 제2 피동기어(14)의 치폭(W1)을 W2에서 W1과 같이 감소시킴으로써 상기 제2 구동기어(13)와 제2 피동기어(14)에서 발생되는 추력을 감소시키도록 구성할 수 있다.

즉, 회전력을 제2 구동기어(13)와 제3 구동기어(15)가 나누어 전달함으로써, 발생되는 추력을 억제하되, 정숙성, 진동 및 소음의 감소 등 헬릭스 기어의 장점을 동시에 가질 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기의 제4 실시예를 도시한 것이며, 추력 이외에 기어의 자체 중량에 의한 에너지 손실을 방지하기 위해 기어의 일측 또는 양측에 복수 개의 홈(7a)을 형성함으로써 기어의 중량을 감소시켜 보다 높은 동력전달 효율을 가질 수 있도록 구성할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 제1 구동기어, 제1 피동기어, 제2 구동기어, 제2 피동기어, 제3 구동기어, 제3 피동기어 중 적어도 어느 하나 이상은 외주면에 치형이 형성된 림(6)과 축(3)에 고정되는 림(8) 사이가 복수 개의 홈(7a)이 형성된 연결부(7)를 통해 연결됨으로써 기어의 중량 및 에너지손실을 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 연결부(7)는 경사진 헬릭스 기어에 의해 발생되는 추력(F)의 방향을 따라 림(6)으로부터 보스(8)를 향해 소정의 각도(A1)로 경사지게 형성될 수도 있으며, 이를 통해 상기 연결부(7)를 보다 얇게 형성하면서, 추력에 의한 연결부(7) 및 기어의 파손을 최대한 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 모터
2 : 구동축
3 : 회전축
4 : 출력축
5 : 베어링
6 : 림
7 : 연결부
8 : 보스
11 : 제1 구동기어
12 : 제1 피동기어
13 : 제2 구동기어
14 : 제2 피동기어
15 : 제3 구동기어
16 : 제3 피동기어

Claims (6)

1. 모터의 구동축에 결합되되, 소정의 각도로 비틀린 헬릭스 나사산이 형성된 제1 구동기어와;
   상기 제1 구동기어로부터 동력을 전달받되, 제1 구동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 회전축에 결합되는 제1 피동기어와;
   상기 제1 피동기어의 비틀림 방향에 따라 일측으로 발생되는 추력을 상쇄시켜 복수 개의 베어링 중 회전축의 일측에 배치된 베어링에 추력이 집중되어 베어링이 마모되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 피동기어와 동일한 회전축에 배치되되, 제1 구동기어와 비틀림 방향이 반대되는 제2 구동기어와;
   상기 제2 구동기어로부터 동력을 전달받되, 제1 피동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 출력축에 결합되는 제2 피동기어를 포함하며,
   상기 제1 구동기어, 제1 피동기어, 제2 구동기어, 제2 피동기어 중 적어도 어느 하나 이상은 외주면에 치형이 형성된 림과 축에 고정되는 림 사이가 복수 개의 홈이 형성된 연결부를 통해 연결됨으로써 기어의 중량 및 에너지손실을 감소시키되,
   상기 연결부는 경사진 헬릭스 기어에 의해 발생되는 추력의 방향을 따라 림으로부터 보스를 향해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는
   헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 피동기어의 비틀림 각도는 제2 구동기어의 비틀림 각도보다 큰 것을 특징으로 하는
   헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 구동기어에서 발생되는 추력을 감소시키기 위해 상기 회전축에 결합되되, 상기 제2 구동기어와 비틀림 방향이 반대되는 제3 구동기어와;
   상기 제3 구동기어로부터 동력을 전달받되, 상기 제2 구동기어에서 발생되는 추력을 감소시키기 위해 상기 제3 구동기어의 비틀림 방향과 반대 방향을 가지며, 출력축에 결합되는 제3 피동기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 회전축에 결합되되, 회전축에 수평한 나사산이 형성된 제3 구동기어와;
   상기 제3 구동기어로부터 동력을 전달받는 제3 피동기어를 더 포함하여, 상기 제2 구동기어와 제2 피동기어의 치폭을 감소시킴으로써 상기 제2 구동기어와 제2 피동기어에서 발생되는 추력을 감소시키는 것을 특징으로 하는
   헬릭스 기어의 추력에 의한 베어링의 마모를 방지하기 위한 감속기.
   
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