KR102154827B1 - 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동기어와 연동되는 리드스크류 어셈블리가 고속 회전시 리드스크류 어셈블리에 사출결합된 웜휠 사출기어가 회전력에 의해 구동기어와의 유격을 발생시키면서 선단으로 밀리는 것을 방지하기 위해 내측에 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선단부에 리드스크류가 형성되고 후단부에 웜휠사출부가 형성되며 상기 웜휠사출부의 선단부 원주방향으로 체결지지홈이 형성된 리드스크류 어셈블리; 상기 체결지지홈에 결합되는 인서트부시; 및 상기 인서트부시를 내부에 위치시킨 상태로 상기 웜휠사출부에 사출결합되는 웜휠;을 포함하는 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어에 관한 것이다.

Description

밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어{WORM WHEEL INJECTION MOLDING GEAR WITH INSERT BUSH FOR PREVENTING INTRUSION}

본 발명은 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어에 관한 것으로, 특히, 구동기어와 연동되는 리드스크류 어셈블리가 고속 회전시 리드스크류 어셈블리에 사출결합된 웜휠 사출기어가 회전력에 의해 구동기어와의 유격을 발생시키면서 선단으로 밀리는 것을 방지하기 위해 내측에 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어에 관한 것이다.

도 1은 종래의 리드스크류 어셈블리(10)와 이에 결합되는 웜휠(20)의 결합전 상태를 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 결합사시도이다.

도 1을 참조하면, 리드스크류 어셈블리(10)는 선단부에 리드스크류(11)가 형성되고 후단부에 웜휠사출부(12)가 형성된다. 웜휠사출부(12)에 사출결합되는 웜휠(20)을 견고하게 고정시키기 위해 웜휠사출부(12)의 중심부에는 둘레 방향으로 널링(knurling)부(12-1)가 형성된다. 널링부(12-1)는 리드스크류 어셈블리(10)의 축 방향으로 형성된 일정 길이의 홈이 웜휠사출부(12)의 둘레 방향으로 다수 개가 구성된 형태를 갖는다. 이와 같이 형성된 널링부(12-1)를 감싸면서 웜휠(20)이 도 2와 같이 사출결합된다. 참고로, 도 1에는 웜휠(20)을 별도의 구성품으로 도시하고, 도 2에 웜휠(20)이 웜휠사출부(12)에 끼움결합되는 형태로 도시하였으나, 웜휠(20)은 널링부(12-1)를 감싸면서 인서트 사출방식으로 결합되는 것으로, 이를 개념적으로 도시한 것이다.

그러나, 고성능 액츄에이터(Actuator)의 경우 추력 측정 후나 고속 회전 후에 사출결합된 웜휠(20)이 밀리는 현상이 발생한다. 즉, 널링부(12-1)를 감싸면서 인서트 사출결합된 웜휠(20)이 웜휠사출부(12)의 선단부, 즉, 리드스크류(11)가 위치한 방향으로 밀리면서 구동기어인 웜기어(미도시)와 웜휠(20) 간의 축간 거리 미일치로 인한 리드스크류(11) RunOut(흔들림), 맞물림 소음, 추력저하 및 치형 마모 등의 문제가 발생하였다.

따라서, 추력 측정 후나 고속 회전에 따른 웜휠(20)이 밀리지 않는 구조 개선이 필요한 실정이다.

국내등록특허 제10-1920041호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 리드스크류 어셈블리에 인서트 사출결합된 웜휠이 종래와 같이 밀리지 않도록 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 축 길이방향으로의 밀림방지와 함께 회전방향으로도 밀리지 않도록 견고한 고정이 가능한 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어는, 리드스크류 어셈블리에 결합되는 웜휠 사출기어에 관한 것으로, 선단부에 리드스크류가 형성되고 후단부에 웜휠사출부가 형성되며 상기 웜휠사출부의 선단부 원주방향으로 체결지지홈이 형성된 리드스크류 어셈블리; 상기 체결지지홈에 결합되는 인서트부시; 및 상기 인서트부시를 내부에 위치시킨 상태로 상기 웜휠사출부에 사출결합되는 웜휠;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트부시는 상기 웜휠사출부의 반경보다 더 큰 반경을 가지며 일측이 개방된 형상으로 개방된 일측을 통해 상기 체결지지홈에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트부시는 상기 체결지지홈의 두께에 대응되는 두께를 갖는 'C'형의 판 형상이며, 개방된 입구의 양측에는 각각 제1회전방지면이 형성되고, 상기 인서트부시의 개방된 입구와 수평선상의 외측 둘레면에는 제2회전방지면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트부시는 상기 체결지지홈의 두께에 대응되는 두께를 갖는 'C'형의 판 형상이며, 개방된 입구의 양측에는 각각 제1회전방지면이 형성되고, 상기 제1회전방지면은 내측에서 외측 방향으로 점진적으로 개방된 폭이 넓어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트부시는 상기 웜휠의 내측 선단부에 위치되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 의한 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어는 다음과 같은 효과가 있다.

먼저, 체결지지홈의 구성으로 인서트부시 자체가 리드스크류 어셈블리의 선단으로 밀리는 것을 방지할 수 있으며, 이와 같은 인서트부시는 웜휠사출부의 반경보다 더 큰 반경을 가지면서 웜휠 내부에 인서트 사출방식으로 결합되므로 웜휠이 선단부로 밀리는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 인서트부시의 두께만큼 제1회전방지면과 제2회전방지면이 형성되어 웜휠의 내측면에 지지되므로 리드스크류 어셈블리의 회전방향으로도 웜휠의 고정력이 약해지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1회전방지면이 개방된 내측에서 외측 방향으로 개방된 폭이 넓어지도록 구성함으로써, 체결지지홈에 대한 결합이 용이함은 물론 웜휠과의 면접촉 지지력을 향상시킬 수 있다.

또한, 인서트부시를 웜휠의 내측 선단부에 위치되도록 함으로써, 웜휠의 후단부 외측에 위치한 기어 내측의 형상 변형을 방지하고, 구동기어와 치합되는 웜휠의 기어로부터 인서트부시의 결합 위치를 멀리 이격시킴으로써 구동기어로부터의 직접적인 진동 전달을 방지할 수 있으며, 이로 인해 인서트부시의 고정결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 리드스크류 어셈블리와 이에 결합되는 웜휠의 결합전 상태를 나타낸 분해사시도,
도 2는 도 1의 결합사시도,
도 3은 본 발명에 따른 리드스크류 어셈블리, 인서트부시 및 웜휠의 분해사시도,
도 4는 도 3에서 리드스크류 어셈블리와 인서트부시가 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 5는 도 4에서 웜휠까지 사출결합된 상태를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 인서트부시를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명인 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어의 사용 상태 사시도,
도9는 본 발명인 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어의 사용 상태 단면도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

먼저, 도면을 바탕으로 설명하기에 앞서 도면상에는 웜휠(300)을 사출 결합형태가 아닌 별도의 구성물로 도시하고 리드스크류 어셈블리(100)에 끼워지는 형태로 도시하였으나, 이는 인서트 사출결합되는 웜휠(300)을 개념적으로 형태만 도시한 것임을 미리 밝혀둔다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 본 발명인 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어의 바람직한 실시례에서는, 리드스크류 어셈블리(100)의 체결지지홈(121)에 인서트부시(200)를 결합한 상태에서 이에 인서트 사출방식으로 결합되는 웜휠(300)을 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하면, 리드스크류 어셈블리(100)의 선단부에는 리드스크류(110)가 형성되며, 후단부에는 웜휠사출부(120)가 형성된다. 리드스크류(110)와 웜휠사출부(120)는 리드스크류 어셈블리(100)의 중심회전축(도면부호 미기재)보다 큰 반경을 갖는다. 웜휠사출부(120)에는 리드스크류 어셈블리(100)의 회전 방향, 즉, 웜휠사출부(120)의 둘레 방향으로 소정 깊이의 체결지지홈(121)이 형성된다. 체결지지홈(121)은 기본적으로 웜휠사출부(120)의 원주 방향으로 동일한 폭과 깊이를 갖는 형태이나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 웜휠사출부(120)의 둘레 방향으로 다른 폭과 깊이를 가질수도 있으며, 동일한 폭으로 형성되지만 웜휠사출부(120)의 둘레 방향으로 지그재그 형태를 가질 수 있다.

인서트부시(200)는 체결지지홈(121)에 결합된다. 인서트부시(200)는 일측이 개방된 'C' 형상을 가지며 소정 두께로 형성된다. 인서트부시(200)의 두께는 체결지지홈(121)의 두께에 대응된다. 개방된 일측을 통해 체결지지홈(121)에 결합되는 인서트부시(200)는 체결지지홈(121)에 결합시 빡빡하게 끼워지지도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 인서트부시(200)는 웜휠사출부(120)의 반경보다 큰 반경을 가지며 결합된다. 이 상태에서 웜휠(300)이 도 5와 같이 인서트 사출방식으로 결합되므로 인서트부시(200)는 체결지지홈(121)에 체결된 상태를 유지하면서 웜휠사출부(120)의 선단(리드스크류(110)가 형성된 방향)으로 밀리지 않으며, 체결지지홈(121)의 외부로 노출된 인서트부시(200)의 반경을 형성하는 면(도면부호 미기재) 전체가 사출결합시 웜휠(300)의 내측면에 접촉지지되므로 결과적으로 웜휠(300)이 웜휠사출부(120)의 선단 방향으로 밀리는 것이 방지되는 구조를 갖는다.

도 6을 참조하면, 인서트부시(200)는 웜휠(300)의 내측 선단부(좌측)에 위치된다. 인서트부시(200)는 웜휠(300)의 기어(도면부호 미기재)가 형성된 후단부(우측)에 형성할 경우 기어의 내측 형상이 변형되므로 기어부의 강도가 약해질 수 있으며, 구동기어(미도시)로부터 회전시 전달되는 진동 등이 그대로 인서트부시(200)에 전달되므로 결합고정력이 약해질 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이 인서트부시(200)는 웜휠(300)의 내측 선단부에 위치시키는 것이 바람직하다.

한편, 미도시 하였으나, 체결지지홈(121)을 지그재그형으로 형성시에는 인서트부시(200)는 도시된 바와 같이 일측이 개방된 'C' 형상이 아닌 두 개의 몸체로 구성해야 한다. 즉, 폐쇄된 링 형상으로 체결지지홈(121)의 형상에 맞춰 끼워지도록 두 개의 몸체로 구성 후 두 개의 몸체 상호 간이 체결지지홈(121)에 끼워지면서 결합된 상태를 유지하도록 구성하거나 두 개의 몸체를 체결지지홈(121)에 결합 후 용접 등의 방식으로 결합된 상태를 유지하도록 구성할 수 있다. 결과적으로 인서트부시(200)도 지그재그형으로 구성되며, 이와 같이 구성시 전술한 웜휠사출부(120)의 선단 방향으로의 밀림 현상 방지와 함께, 리드스크류 어셈블리(100)의 회전방향으로의 결합력도 향상시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 인서트부시(200)의 일측 개방된 입구의 양측 내부에 각각 제1회전방지면(210)이 형성된다. 또한, 인서트부시(200)의 타측 폐쇄된 외측면에는 제2회전방지면(220)이 형성된다. 제1회전방지면(210)과 제2회전방지면(220)은 평면으로 도시하였으나 이로 한정하는 바람직하지 않다. 제1회전방지면(210)과 제2회전방지면(220)은 웜휠(300) 내측면과 접촉되면서 웜휠(300)과의 회전방향으로의 지지력을 향상시켜주므로, 미도시 하였으나, 제1회전방지면(210)과 제2회전방지면(220)은 접촉지지력 향상을 위해 지그재그 형태로 구성하거나 요철부 형태로 구성할 수도 있다.

제1회전방지면(210)과 제2회전방지면(220)은 내측으로부터 개방된 외측 방향으로 점진적으로 개방된 폭이 넓어지도록 형성되므로 제1회전방지면(210)과 제2회전방지면(220) 자체가 체결지지홈(121)에 결합시 인서트부시(200)의 내측으로의 가이드역할을 한다. 또한, 제1회전방지면(210)과 제2회전방지면(220)이 인서트부시(200)의 내측으로 점진적으로 폭을 넓게 형성하는 구조에 비해 외측으로 폭을 넓게 구성했을 경우 웜휠(300)과의 내측 결합력을 보다 향상시킬 수 있다. 즉, 웜휠(300)의 회전시 웜횔(300)과의 회전방향으로의 접촉면을 형성하는 제1회전방지면(210)과 제2회전방지면(220)의 회전면과의 경사진 형태가 최소화되므로 회전시 접촉지지력을 보다 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명인 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어의 사용 상태를 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 인서트부시(200)를 체결지지홈(121)에 결합시킨 상태에서 인서트 사출방식으로 웜휠(300)을 결합한 리드스크류 어셈블리(100)는 웜휠(300)이 구동기어인 웜기어(미도시)에 치합되어 회전하는 형태를 갖는다.

즉, 제2기어박스하우징(900)의 하부에는 구동모터(미도시)가 위치되며, 구동모터의 회전축에는 구동기어인 상기 웜기어가 연결되어 제2기어박스하우징(900)의 내부에 위치한다. 또한, 상기 웜기어에는 종동기어인 웜휠(300)이 치합되어 회전하며, 웜휠(300)이 회전하면서 리드스크류 어셈블리(100) 전체가 회전하는 구조이다.

웜휠(300)이 결합된 웜휠사출부(120)는 제2기어박스하우징(900)의 상부로 위치되는 제1기어박스하우징(500)의 내부에 위치된다. 또한, 리드스크류(110)는 제1기어박스하우징(500)의 선단으로 결합되는 마운팅하우징(400)의 내부에 위치한다.

웜휠사출부(120)의 선단부와 후단부에는 외측 둘레부에 각각 메탈부시(600)가 결합되며, 메탈부시96000는 웜휠사출부(120)와 마운팅하우징(400) 및 웜휠사출부(120)와 제1기어박스하우징(500)의 사이에 위치된다. 웜휠사출부(120)의 후단에는 스틸볼(700)이 결합되고, 스틸볼(700)의 후단으로 셋스크류(800)가 위치한다.

상기 구동모터와 웜기어 및 상기 웜기어에 치합되는 웜휠(300)의 연결 구조는 이미 공지된 기술이라 할 수 있으므로, 도 9에서는 제2기어박스하우징(900) 내부의 구조는 생략하고 도시하였다. 또한, 마운팅하우징(400), 제1기어박스하우징(500), 메탈부시(600), 스틸볼(700), 셋스크류(800) 및 제2기어박스하우징(900)에 대한 전체적인 구조 및 특징 등은 이미 공지의 기술이라 할 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명도 생략하도록 한다.

본 발명인 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어는 상기 구동모터가 회전하면서 이에 연결된 상기 웜기어가 회전하고, 상기 웜기어에 치합된 웜횔(300)이 회전하면서 웜횔(300)이 고정결합된 리드스크류 어셈블리(100)도 함께 회전하는 구조를 갖는다.

이때, 체결지지홈(121)에 삽입고정되며 웜휠(300)의 내부에 위치한 인서트부시(200)에 의해 추력 측정시나 고속 회전시에도 웜휠(300)이 웜휠사출부(120)의 선단으로 밀리는 현상이 효과적으로 방지됨은 물론, 리드스크큐 어셈블리(100)의 회전방향으로의 결합지지력도 향상시킬 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 리드스크류 어셈블리 11 : 리드스크류
12 : 웜휠사출부 12-1 : 널링부
20 : 웜휠
100 : 리드스크류 어셈블리 110 : 리드스크류
120 : 웜휠사출부 121 : 체결지지홈
200 : 인서트부시 210 : 제1회전방지면
220 : 제2회전방지면
300 : 웜휠 400 : 마운팅하우징
500 : 제1기어박스하우징 600 : 메탈부시
700 : 스틸볼 800 : 셋스크류
900 : 제2기어박스하우징

Claims (5)

1. 리드스크류 어셈블리에 결합되는 웜휠 사출기어에 관한 것으로,
   선단부에 리드스크류가 형성되고 후단부에 웜휠사출부가 형성되며 상기 웜휠사출부의 선단부 원주방향으로 체결지지홈이 형성된 리드스크류 어셈블리;
   상기 체결지지홈에 결합되는 인서트부시; 및
   상기 인서트부시를 내부에 위치시킨 상태로 상기 웜휠사출부에 사출결합되는 웜휠;을 포함하고,
   상기 인서트부시는 상기 체결지지홈의 두께에 대응되는 두께를 갖는 'C'형의 판 형상이며, 개방된 입구의 양측에는 각각 평면형상의 제1회전방지면이 형성되고, 상기 인서트부시의 개방된 입구와 수평선상의 외측 둘레면에는 상기 웜휠의 내주면과 밀착되어 상기 웜휠과 상기 리드스크류 어셈블리의 상대회전을 방지하는 평면형상의 제2회전방지면이 형성되며,
   상기 인서트부시는 상기 웜휠의 기어를 회피한 위치에 형성되되 상기 기어 보다 상기 리드스크류에 상대적으로 더 가깝도록 상기 웜휠의 내측 선단부에 위치되는 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 인서트부시는 상기 웜휠사출부의 반경보다 더 큰 반경을 가지며 일측이 개방된 형상으로 개방된 일측을 통해 상기 체결지지홈에 결합되는 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1회전방지면은 내측에서 외측 방향으로 점진적으로 개방된 폭이 넓어지는 밀림방지용 인서트부시가 적용된 웜휠 사출기어.
   
   
4. 삭제
5. 삭제

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