KR102644381B1 - 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치 - Google Patents

반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아마추어 샤프트의 양단부와 아마추어 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 요크 사이의 상호 대향하는 부위에 동일 극성의 마그넷을 마주보도록 설치함으로써 아마추어 샤프트의 회전방향 변경시 반전음의 발생을 저감할 수 있는 워엄기어 장치를 개시한다.
전술한 워엄기어 장치는 워엄기어를 갖춘 아마추어 샤프트, 상기 워엄기어와 치결합되는 워엄휠, 및 상기 아마추어 샤프트의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 요크를 포함하고, 상기 아마추어 샤프트의 양단부와 상기 하우징 및 요크 사이에서 상호 대향하는 부위에는 동일 극성의 마그넷이 설치된다.

Description

반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치{Worm gear device with reverse sound reduction}
본 발명은 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아마추어 샤프트와 이를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 요크 사이의 상호 대향하는 부위에 동일 극성의 마그넷을 마주보도록 설치하여 아마추어 샤프트의 회전방향 변경시 반전음의 발생을 저감할 수 있는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 워엄기어 장치는 동력의 전달과정에서 그 경로를 대략 90도로 전환하기 위한 것으로 워엄기어와 워엄휠 사이의 치결합 구조로 구성된다. 또한, 워엄기어 장치는 워엄기어로부터 워엄휠로 동력을 전달하는 과정에서 각각의 기어들이 가지고 있는 치형의 특성으로 인해 입력 속도 대비 출력 속도를 크게 낮출 수 있기 때문에 감속장치로도 널리 활용되고 있는 실정이다.
또한, 워엄기어 장치는 워엄기어와 워엄휠이 가지는 치형의 특성으로 인해 동력의 전달이 워엄기어에서 워엄휠을 향한 일방향으로 이루어질 수밖에 없기 때문에, 역방향으로 입력되는 동력의 전달을 차단할 수 있는 셀프록 기능이 필요한 분야에서 널리 활용되고 있는 실정이다.
종래, 워엄기어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전자기력에 의해 고속으로 회전하는 아마추어 샤프트(10), 상기 아마추어 샤프트(10)의 일단부에 구비되는 워엄기어(20), 상기 워엄기어(20)와 치결합되는 워엄휠(30), 및 상기 아마추어 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지하는 하우징(미도시)을 포함하여 구성된다.
이 경우, 하우징에는 상기 아마추어 샤프트(10)의 자유단부로부터 축방향으로 미소하게 이격된 위치에 댐퍼(40)가 설치되어 있어, 상기 댐퍼(40)는 아마추어 샤프트(10)의 회전방향 변경시 발생하는 반전음을 저감하게 된다.
즉, 종래 워엄기어 장치에서는 워엄기어(20)의 치형부와 워엄휠(30)의 치형부 사이의 치결합부위에서 발생하는 추력이 아마추어 샤프트(10)의 회전방향 변경에 따라 반대방향으로 작용되게 되는데, 이 과정에서 추력의 생성방향이 반대방향으로 전환됨에 따라 기인하는 아마추어 샤프트(10)의 축방향 이동은 하우징과의 접촉에 의해 반전음의 발생을 초래하게 된다.
그런데, 상기와 같이 워엄기어 장치에서 수반되는 반전음의 발생은 리미트 스위치 또는 소프트 스타터와 같은 부품의 추가적 설치를 통해 해소할 수 있기 때문에 비용 상승에 따른 개선 방안의 요구가 대두되고 있는 실정이다.
특히, 상기 댐퍼(40)의 적용에 따른 반전음의 저감은 댐퍼(40)의 재질이나 치수 등의 설계적 변경 요소에 비해 효과가 미흡하기 때문에 근본적인 해결 방안이 될 수 없다는 문제점을 안고 있다.
등록특허 제10-1512049호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 아마추어 샤프트의 양단부와 아마추어 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 요크 사이의 상호 대향하는 부위에 동일 극성의 마그넷을 마주보도록 설치함으로써 아마추어 샤프트의 회전방향 변경시 반전음의 발생을 저감할 수 있는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 아마추어 샤프트의 양단부에 설치되는 마그넷의 구조를 대칭 형상으로 설정하여 부품을 일원화함으로써 아마추어 샤프트와의 조립성을 개선할 수 있는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 아마추어 샤프트의 양단부와 하우징 및 요크에 대해 각각 설치되는 마그넷의 구조를 최적화하여 장착 대상물과의 접착 유지력을 향상시킬 수 있는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 워엄기어를 갖춘 아마추어 샤프트, 상기 워엄기어와 치결합되는 워엄휠, 및 상기 아마추어 샤프트의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 요크를 포함하고, 상기 아마추어 샤프트의 양단부와 상기 하우징 및 요크 사이에서 상호 대향하는 부위에는 동일 극성의 마그넷이 마주보게 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 마그넷은 상기 아마추어 샤프트의 양단부에 설치되는 제1마그넷부재, 및 상기 제1마그넷부재와 마주보는 위치에서 상기 하우징 및 요크에 각각 설치되는 제2마그넷부재로 구성되고, 상기 제1마그넷부재와 상기 제2마그넷부재는 적정의 간격을 두고 이격되게 설치되는 비접촉식 구조로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제1마그넷부재는 상기 아마추어 샤프트의 양단부에서 대칭 구조로 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제1마그넷부재는 상기 아마추어 샤프트의 외부로 노출되는 노출단부, 상기 노출단부로부터 일체로 연장되되, 단면적이 점진적으로 축소되어 상기 아마추어 샤프트의 종단부에 삽입되는 원추대부, 및 상기 원추대부로부터 일체로 연장되되, 단면적이 일정하게 유지되어 상기 아마추어 샤프트의 종단부에 삽입되는 축소부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제2마그넷부재는 단면으로 보아 원추대 형상으로 이루어지되, 상기 제1마그넷부재를 향해 배치되는 소경부, 및 상기 소경부로부터 일체로 연장되고 단면적이 점진적으로 확장되는 대경부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 마그넷은 네오디뮴(Neodymium) 자성체(Nd-Magnet)로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치는 아마추어 샤프트의 양단부와 아마추어 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 요크 사이에서 상호 대향하는 부위에 마그넷을 설치하되, 동일 극성의 마그넷을 서로 마주보도록 배치함으로써 아마추어 샤프트의 회전방향 변경시 워엄기어와 워엄휠의 치형부 사이에서 발생하는 추력에 의한 아마추어 샤프트의 축방향 이동으로부터 기인하는 반전음의 발생을 저감할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치는 아마추어 샤프트의 양단부에 설치되는 마그넷의 구조를 대칭 형상으로 설정하여 부품을 일원화함으로써, 아마추어 샤프트에 대한 마그넷의 조립 공정에서 아마추어 샤프트의 양단부에 대한 구분없이 일원화된 구조의 마그넷을 장착할 수 있으므로, 마그넷의 조립성을 개선할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치는 아마추어 샤프트의 양단부와 하우징 및 요크에 대해 각각 설치되는 마그넷의 구조를 최적화함으로써 장착 대상물에 대한 마그넷의 접착 유지력을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 워엄기어 장치에 대한 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면으로, 본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치에 대한 내부 구조를 도시한 종단면도이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 2와 도 3을 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치는 전자기력에 의해 고속으로 회전하는 아마추어 샤프트(10), 상기 아마추어 샤프트(10)의 일단부에 구비되는 워엄기어(20), 상기 워엄기어(20)와 치결합되는 워엄휠(30), 및 상기 아마추어 샤프트(10)의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 장착 대상물을 포함하여 구성된다. 예컨대, 상기 아마추어 샤프트(10)의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 장착 대상물은 하우징(50)과 요크(60)가 될 수 있다. 다만, 장착 대상물은 하우징(50)과 요크(60)에 한정되는 것이 아님은 물론일 것이다.
상기 아마추어 샤프트(10)의 양단부와 상기 하우징(50) 및 요크(60) 사이, 즉 상기 아마추어 샤프트(10)의 일단부와 상기 하우징(50) 사이, 및 상기 아마추어 샤프트(10)의 타단부와 상기 요크(60) 사이 중 상호 대향하는 부위에는 각각 마그넷(70)이 설치된다.
특히, 상기 마그넷(70)은 상기 아마추어 샤프트(10)의 양단부와 상기 하우징(50) 및 요크(60) 사이의 상호 대향하는 부위에서 동일 극성끼리 서로 마주보는 위치로 배치되도록 설치된다.
즉, 상기 마그넷(70)은 상기 아마추어 샤프트(10)의 양단부에 각각 설치되는 제1마그넷부재(71), 및 상기 제1마그넷부재(71)와 마주보는 위치에서 상기 하우징(50) 및 요크(60)에 각각 설치되는 제2마그넷부재(72)로 구성된다.
또한, 상기 제1마그넷부재(71)와 상기 제2마그넷부재(72)는 상호 적정의 간격을 두고 이격되게 설치되는 비접촉식 구조로 배치되도록 구성된다.
또한, 상기 제1마그넷부재(71)는 상기 아마추어 샤프트(10)의 양단부에서 대칭 구조로 설치되도록 구성된다.
또한, 상기 제1마그넷부재(71)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 아마추어 샤프트(10)의 외부로 노출되는 노출단부(73), 상기 노출단부(73)로부터 일체로 연장되되, 단면적이 점진적으로 축소되어 상기 아마추어 샤프트(10)의 종단부에 삽입되는 원추대부(74), 및 상기 원추대부(74)로부터 일체로 연장되되, 단면적이 일정하게 유지되어 상기 아마추어 샤프트(10)의 종단부에 삽입되는 축소부(75)를 구비하도록 구성된다. 이 경우, 상기 아마추어 샤프트(10)의 양단부에는 상기 제1마그넷부재(71)의 원추대부(74)와 축소부(75)를 내부에 수용하기 위한 요홈부를 일체로 갖추도록 구성된다.
또한, 상기 제2마그넷부재(72)는 도 3에 도시된 바와 같이 단면으로 보아 원추대 형상으로 이루어지되, 상기 하우징(50) 및 요크(60)에 대해 상기 제1마그넷부재(71)를 향해 배치되는 소경부(76), 및 상기 소경부(76)로부터 일체로 연장되고 단면적이 점진적으로 확장되는 대경부(77)를 구비하도록 구성된다.
또한, 상기 제1마그넷부재(71)와 제2마그넷부재(72)로 구성되는 상기 마그넷(70)은 네오디뮴(Neodymium) 자성체(Nd-Magnet)로 이루어져 이들 사이에서 발생하는 강력한 척력을 매개로 워엄기어 장치의 반전음을 최소화하도록 구성된다.
따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치는 아마추어 샤프트(10)의 양단부와 아마추어 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지하는 하우징(50)과 요크(60) 사이에서 상호 대향하는 부위에 마그넷(70)을 설치하되, 마그넷(70)의 배치가 상호 마주보는 위치에서 동일 극성끼리 서로 마주보도록 배치됨으로써 아마추어 샤프트(10)의 작동 중 회전방향이 변경될 때, 워엄기어(20)의 치형부와 워엄휠(30)의 치형부 사이에서 발생하는 추력에 의한 아마추어 샤프트(10)의 축방향 이동으로부터 기인하는 충돌에 의한 반전음의 발생을 저감할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 아마추어 샤프트(10)의 양단부에 설치되는 제1마그넷부재(71)와 하우징(50)과 요크(60)에 각각 설치되는 제2마그넷부재(72)가 동일 극성끼리 마주보게 배치됨으로써 아마추어 샤프트(10)에서 발생하는 축방향 추력을 효과적으로 감쇠할 수 있으므로 반전음의 발생 및 정도를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치는 아마추어 샤프트(10)의 양단부에 설치되는 마그넷(70)의 제1마그넷부재(71)에 대한 구조를 대칭 형상으로 설정하여 부품을 일원화할 수 있으므로, 아마추어 샤프트(10)에 대한 제1마그넷부재(71)의 조립 공정에서 아마추어 샤프트(10)의 양단부에 대한 구분없이 일원화된 구조의 마그넷을 장착할 수 있어, 마그넷에 대한 조립성을 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치는 아마추어 샤프트(10)의 양단부와 하우징(50) 및 요크(60)에 대해 각각 설치되는 마그넷(70)의 구조를 최적화함으로써 장착 대상물에 대한 마그넷의 접착 유지력을 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 제1마그넷부재(71)는 아마추어 샤프트(10)의 외부로 노출되는 노출단부(73), 노출단부(73)로부터 일체로 연장되면서 단면적이 점진적으로 축소되는 원추대부(74), 및 원추대부(74)로부터 일체로 연장되고 단면적이 일정하게 유지되는 축소부(75)를 구비하고 있으므로, 아마추어 샤프트(10)에 대한 접착 유지력을 높일 수 있게 된다.
또한, 제2마그넷부재(72)는 단면으로 보아 원추대 형상으로 이루어지는 소경부(76)와 대경부(77)를 구비하고 있으므로, 하우징(50)과 요크(60)에 대한 접착 유지력을 높일 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10-아마추어 샤프트 20-워엄기어
30-워엄휠 40-댐퍼
50-하우징 60-요크
70-마그넷 71-제1마그넷부재
72-제2마그넷부재 73-노출단부
74-원추대부 75-축소부
76-소경부 77-대경부

Claims (7)

  1. 워엄기어를 갖춘 아마추어 샤프트;
    상기 워엄기어와 치결합되는 워엄휠; 및
    상기 아마추어 샤프트의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 하우징과 요크를 포함하고,
    상기 아마추어 샤프트의 양단부와 상기 하우징 및 요크 사이에서 상호 대향하는 부위에는 동일 극성의 마그넷이 마주보게 설치되고,
    상기 마그넷은
    상기 아마추어 샤프트의 양단부에 설치되는 제1마그넷부재; 및
    상기 제1마그넷부재와 마주보는 위치에서 상기 하우징 및 요크에 각각 설치되는 제2마그넷부재로 구성되고,
    상기 제1마그넷부재와 상기 제2마그넷부재는 간격을 두고 이격되게 설치되는 비접촉식 구조로 배치되며,
    상기 제1마그넷부재는 상기 아마추어 샤프트의 양단부에서 대칭 구조로 설치되고,
    상기 제1마그넷부재는
    상기 아마추어 샤프트의 외부로 노출되는 노출단부;
    상기 노출단부로부터 일체로 연장되되, 단면적이 점진적으로 축소되어 상기 아마추어 샤프트의 종단부에 삽입되는 원추대부; 및
    상기 원추대부로부터 일체로 연장되되, 단면적이 일정하게 유지되어 상기 아마추어 샤프트의 종단부에 삽입되는 축소부를 구비하는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2마그넷부재는 단면으로 보아 원추대 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2마그넷부재는
    상기 제1마그넷부재를 향해 배치되는 소경부; 및
    상기 소경부로부터 일체로 연장되고 단면적이 점진적으로 확장되는 대경부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 마그넷은 네오디뮴 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반전음 저감 기능을 갖춘 워엄기어 장치.
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