KR20030047677A - 동력전달 기어부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력 전달축간 일정 각도로 꺽여 배치되거나 병렬로 평행하게 배치되더라도 용이한 동력전달과 치합에 의한 마찰저항을 저감하게 형성한 새로운 타입의 동력전달 기어부재로;

축공관을 형성한 원판부의 가장자리 둘레상에서 외측으로 일정 기울기를 갖는 기어치와, 이 기어치간 사이를 일정 곡률로 형성한 치홈으로 구성된 크라운기어와,

상기 크라운기어의 기어치와 수직으로 맞물리게 축선에 대해 일정 기울기와 간격을 두고 배치된 다수의 롤러치와, 이 롤러치의 중심축 상,하단을 조립 고정하면서 중심의 축공으로부터 일정 기울기로 형성되는 링원판부로 구성된 롤러기어를 포함한 구성으로 이루어지는 동력전달 기어부재를 제공하는 뛰어나 효과가 있다.

Description

동력전달 기어부재 {GEAR MEMBER FOR POWER TRANSMISSION }

본 발명은 동력전달 기어부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모두 일방향으로 기울기를 갖는 크라운기어와 여기에 기울기를 갖는 다수 롤러치를 구비한 롤러기어와 맞물려 회전하게 하여 직선방향이나 일정 각도로 꺽인 배치 상태에서도 구름마찰에 의한 마찰저감과 아울러 정확한 동력전달이 이루어지게 한 동력전달 기어부재에 관한 것이다.

일반적으로 동력전달은 기어를 통해 이루어지고 있으며, 이는 크기가 작은 시계에서부터 대형의 최첨단 항공기 및 수만마력의 선박용 터빈에 이르기까지 넓게 사용되고 있다.

상기 기어는 기어상에 형성된 치의 모양과 배치에 따라 여러 종류가 있으며, 또, 한조를 이루어 다양하게 적용되도록 하고 있다.

즉, 두축이 서로 평행으로 되어 회전력을 전달하는 치끝이 직선이고 축과 평행한 원통기어인 스퍼어기어와, 치가 일정 곡률의 나선형으로 된 헬리컬기어가 있으며, 또 헬리컬기어를 동일축에 조합하여 치의 나선방향이 서로 반대방향이 한 더블 헬리컬기어가 있다.

그리고 베벨기어는 두축이 서로 교차되어 회전을 전달하는 기어와, 두축이 서로 어긋난 경우에 사용되는 나사기어와 하이포이드기어와 웜기어등이 알려지고 있다.

이런 상기 기어들은 치들이 서로 맞물려 회전하므로서 맞물리는 면의 접촉마찰과 마모가 발생하여 소음을 유발시키는 문제점 있다.

한편, 정밀기계에 적용시에는 마모의 발생으로 오차나 에러를 유발하는 등 기계작동에 심각한 우려를 주는 등 문제점이 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 모두 일방향으로 기울기를 갖는 크라운기어와 여기에 기울기를 갖는 다수 롤러치를 구비한 롤러기어와 맞물려 회전하게 하여 직선방향이나 일정 각도로 꺽인 배치 상태에서도 구름마찰에 의한 마찰저감과 아울러 정확한 동력전달이 이루어지게 한 동력전달 기어부재를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은

중공관을 형성한 원판부의 가장자리 둘레상에 외측으로 일정 기울기를 갖게 다수 형성한 기어치와, 이 기어치간 사이를 일정 곡률로 형성한 치홈으로 구성된 크라운기어와,

상기 크라운기어의 기어치와 수직으로 맞물리게 축선에 대해 일정 기울기와 간격을 두고 배치된 다수의 롤러치와, 이 롤러치의 축핀 상,하단을 조립 고정하면서 중심의 축관으로부터 일정 기울기로 형성되는 다단원판부로 구성된 롤러기어를 포함한 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 동력전달 기어부재를 제공하는데 있다.

도1은 본 발명에 따른 동력전달 기어부재를 도시한 사시도.

도2는 도1의 A-A를 도시한 도면.

도3는 본 발명에 따른 크라운기어의 다른예를 도시한 단면도.

도4는 본 발명에 따른 동력전달 기어부재의 1자형 배치를 도시한 사시도.

도5는 본 발명에 에 따른 크라운기어 상에 다수의 롤러기어가 배치됨을 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2:동력전달 기어부재 4:크라운기어

6:롤러기어 8:중공관

10:원판부 12:기어치

14:치홈 16:롤러치

20:축관 22:다단원판부

24:상단원판부 26:하단원판부

30:축

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 동력전달 기어부재를 도시한 사시도이고, 도2는 도1의 A-A를 도시한 도면이다.

도3는 본 발명에 따른 크라운기어의 변형예를 도시한 단면도이고, 도4는 본 발명에 따른 동력전달 기어부재의 배치예를 보여주는 사시도이다.

도5는 본 발명에 에 따른 크라운기어 상에 다수의 롤러기어가 배치되는 경우를 도시한 도면이다.

동력전달 기어부재(2)는 크게 크라운기어(4)와, 롤러기어(6)로 구성되어 이루어지고 있다.

크라운기어(4)는 중공관(8)을 형성한 원판부(10)의 가장자리 둘레상에 외측으로 일정 기울기 각도(θ¹)를 갖게 다수 기어치(12)를 형성하고 있으며, 이 기어치(12)간 사이를 일정 곡률로 한 치홈(14)을 형성하여 이루어지고 있다.

상기 중공관(8)은 일정 길이의 축(30)이 결합되는 관으로 원판부(10)의 중심에 형성하고 있으며, 중공관(8)의 길이나 원판부(10)의 넓이는 설계상에 제시된 길이이거나 넓이이면 충분하며 한정적으로 제한받지는 않는다.

그리고 기어치(12)는 롤러치(16)와 상호 최적으로 맞물릴 수 있는 간격이면 되고, 기어치(12)사이에 형성되는 치홈(14)의 곡률은 롤러치(16)의 외경과 일치하는 곡률로 형성되어 동력의 전달을 정밀하게 하고 있다.

또, 크라운기어(4)는 기어치(12)를 원판부(10)의 가장자리에서 외측으로 각도(θ²)를 더욱 크게 변경 형성하여 롤러기어(6)와 맞물리게 함도 가능하다.(도3참조)

롤러기어(6)는 크라운기어(4)의 기어치(12)와 수직으로 맞물리게 축선(L)에 대해 일정 기울기와 간격을 두고 다수의 롤러치(16)를 배치하고 있으며, 이 롤러치(16)의 축핀(18) 상,하단을 조립 고정하면서 중심의 축관(20)으로부터 일정 기울기로 다단원판부(22)를 형성하여 이루어지고 있다.

상기한 롤러치(16)는 상협하광의 테이퍼 형상으로 형성하고 있으나, 원주형으로 형성하여도 관계없다.

그리고 롤러치(16)의 중심에 조립된 축핀(18)은 축선(L)에서 대해 일정 기울기 자세로 다단원판부(22)에 다수 조립 고정되고 있으며, 다단원판부(22)의 크기에 따라 조립되는 롤러치(16)의 수량은 조정 가능하다.

상기한 다단원판부(22)는 축이 조립되는 축관(20)을 형성하여 축과 결합하게 하고 있으며, 이 축관(20)을 기준으로 할때 가장자리측이 일정 각도로 상승한 기울기 갖게 형성되어 롤러치(16)의 배치와 회전을 용이하게 하고 있다.

상기한 다단원판부(22)는 일정 직경을 한 상단원판부(24)와, 이 상단원판부(24)보다 큰 직경으로 형성되는 하단원판부(26)로 이루어지고 있다.

상기한 롤러기어(6)는 다단원판부(22)나 롤러치(16)의 외경을 축소하거나 증대시켜 다양한 크라운기어(4)에 적용할 수 있게 하고 있다.

그리고 크라운기어(4)를 일정 크기를 갖는 외경을 형성하고 있을 때 여기에 다수의 롤러기어(6)를 기어를 배치할 때는 롤러치(16)에서 연장되어 만나는 가상중심점(P)이 크라운기어(4)의 중심에 위치할 수 있는 크기로 형성하면 다수의 롤러기어(6)를 배치할 수 도 있다. (도5참조)

이에 따라 롤러기어(6)들의 분기를 통한 동력의 분산이나 반대로 분기된 동력을 크라운기어(4)측으로 집중시킬 수 있는 장치나 장비에 적용할 수 있다.

또, 크라운기어(4)나 롤러기어(6)를 통해 축간을 직선형으로 배치하여 동력을 전달하게 하는 배치도 가능하다.(도4참조)

한편 동력전달 기어부재(2)는 크라운기어(4)의 기어치(12)나 롤러기어(6)의 롤러치(16)를 가감 형성하므로서 회전비의 변경이 이루어져 회전속도를 다양하게 구현할 수 있다.

즉, 동력전달 기어부재(2)는 두축이 서로 교차되는 경우(도2참조)나, 두축간에 서로 평행을 이루는 경우(도4참조) 필요한 각도나 위치에 맞게 구성을 벗어나지 않는 범위내에서 변경 제작이 가능하다.

그리고 크라운기어(4)나 롤러기어(6)의 중공관(8)과 축관(20)에는 축(30)과 견고한 결합은 통상의 기술에 의해 이루어지며 예를 들어 기 형성된 키이홈(31)에 키이(32)를 결합하여 이루어지고 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면, 크라운기어(4)를 통해 동력이 전달되는 경우는 중공관(8)에 도시생략한 축을 통해 동력이 전달되면 축선상에 대해 일정 각도의 기울기로 형성된 기어치(12)는 축 회전을 하게 된다.

이때 기어치(12)와 맞물리는 롤러기어(6)의 롤러치(16)는 기어치(12)와 접촉시 구름작용을 하게 되어 기어치(12)와 접촉에 따른 마찰을 흡수하게 되고기어치(12)의 치홈(14)에 완전 결합이 이루어질때도 롤러치(16)는 미미하게 구름작용을 하게 되므로서 마찰에 의한 마모를 저감하게 된다.

즉, 상기 기어치(12)의 치홈(14)과 롤러치(16)간의 맞물림이 최대로 이루어지면 전달된 동력은 롤러치(16)들을 통해 다단원판부(22)를 거쳐 롤러기어(6)에 전달되므로서 축관(20)에 조립되는 축(30)을 통해 다른 기관이나 장치에 동력을 전달하게 된다.

그리고 크라운기어(4)를 통해 전달되는 동력을 주변의 다양한 기관이나 부품, 장치등에 전달하고자 할때에는 필요한 수량만큼 롤러기어(6)를 배치하면 되고, 이때 전제될 사항은 롤러기어(6)간의 간섭이 발생하지 않게 크라운기어(4)의 직경을 염두에 두어야 한다.

따라서 크라운기어(4)나 롤러기어(6)에 있어서, 기어치(12)나 롤러치(16)의 갯수를 조정하여 회전비를 변경하여 주므로서 다양한 회전속도를 얻을 수 있음은 당연하다.

상기한 크라운기어(4)를 통해 동력이 전달되는 경우 뿐 만 아니라 롤러기어(16)를 통해 반대로 동력이 전달되는 경우도 전달 경로만 바뀔 뿐 동일하게 이루어짐에 따라 상세한 설명은 생략한다.

한편, 동력전달 기어부재(2)는 어느 특정 장치나 기관에 적용시 설계 사양에 따라 다양하게 배치될 수 있는데, 양분된 축의 일단에 설치되어 동력을 직선방향으로 전달하거나 일정 각도 범위내에서 교차하게 배치되는 경우에도 동력의 전달은 용이하게 이루어진다.

이러한 본 발명은 축을 교차하거나 축간을 연결하여 동력 전달을 가능하게 하는 따위의 축의 다양한 배치 경우에 적용하여 동력의 손실없이 전달하게 되는 효과가 있어 자건거, 엔진등 다양한 곳에 적용이 가능하다.

그리고 기어치와 롤러치의 접촉시 롤러치가 구름작용을 하기 때문에 마찰을줄이게 되어 마모를 저감하므로서 소음을 현저하게 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.

따라서 기존 기어들의 치합이 아니라 일측은 롤러치를 구비하여 동력을 전달하게 하므로서 동력 전달시 정숙성이 특히 요구되는 기관에 적용하므로서 제품의 신뢰성이 고양되는 등 기초부품산업상 매우 유용한 발명이다.

Claims (6)

1. 중공관(8)을 형성한 원판부(10)의 가장자리 둘레상에 외측으로 일정 기울기를 갖게 다수 형성한 기어치(12)와, 이 기어치(12) 사이를 일정 곡률로 하는 치홈(14)을 형성하여 구성된 크라운기어(4)와,

   상기 크라운기어(4)의 기어치(12)와 수직으로 맞물리게 축선(L)에 대해 일정 기울기와 간격을 두고 배치된 다수의 롤러치(16)와, 이 롤러치(16)의 축핀(18) 상,하단을 조립 고정하면서 중심의 축관(20)으로부터 일정 기울기인 상,하단원판부(24)(28)로 형성되는 다단원판부(22)로 구성된 롤러기어(6)를 포함한 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 동력전달 기어부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 크라운기어(4)는 원판부(10)에 대해 일정 각도(θ)로 기어치(12)를 형성할 수 있음을 특징으로 하는 동력전달 기어부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 크라운기어(4)와 롤러기어(6)간을 직교상태로 배치하여 맞물리게 함을 특징으로 하는 동력전달 기어부재.
4. 제1항에 있어서, 상기 크라운기어(4)의 기어치(12)나 롤러기어(6)의 롤러치(16) 갯수를 상호 일정 배수가 되게 형성할 수 있음을 특징으로 하는 동력전달 기어부재.
5. 제1항에 있어서, 상기 롤러기어(6)의 롤러치(16)는 다단원판부(22)의 최외곽에서 가상선으로 연장 연결되는 선상에 가상중심점(P)이 형성되게 일정각도의 기울기로 배치 고정됨을 특징으로 하는 동력전달 기어부재.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 크라운기어(4)의 중심에 롤러치(16)의 연장 선상의 가상중심점(P)이 위치하게 다수 롤러기어(6)가 배치됨을 특징으로 하는 동력전달 기어부재.