KR200325626Y1 - 백래쉬 방지용 기어유닛 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기어의 체결구조에 관한 것으로, 특히 치합부위에서 발생되는 백래쉬를 제거하여 동력이 정확하게 전달되도록 하기 위한 백래쉬 방지용 기어유닛에 관한 것이다.

본 고안에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛은 구동모터로부터 구동력을 공급받아 이를 종동기어에 전달하는 기어 유닛에 있어서, 상기 종동기어와 맞물려 회전을 하면서 동력을 전달하는 구동기어와, 상기 종동기어의 외주면 일측부에 위치하며, 상기 종동기어와 맞물려 회전하는 백래쉬 방지기어와, 상기 구동기어 및 백래쉬 방지기어와 동시에 맞물려 회전하며, 상기 종동기어와 대향되는 위치에 형성되는 조절기어와, 상기 백래쉬 방지기어의 회전축에 형성되어 상기 종동기어의 외주면을 따라서 상기 구동기어의 회전축 방향으로 가압하는 제1 탄성조절수단과, 상기 조절기어의 회전축에 형성되어 상기 종동기어의 회전축 방향으로 가압하는 제2 탄성조절수단으로 이루어지되, 상기 백래쉬 방지기어는 상기 종동기어와 조절기어의 회전축 중심을 연결하는 선을 기준으로 구동기어와 대향되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

백래쉬 방지용 기어유닛{Gear unit for preventing backlash}

본 고안은 기어의 체결구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치합부위에서 발생되는 백래쉬를 제거하여 동력이 정확하게 전달되도록 하기 위한 백래쉬 방지용 기어유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 동력 전달에 사용되는 기어 구조는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 특히 모터 등의 동력원으로부터 상기 기어 구조를 통하여 동력을 전달할 경우 무엇보다 정확한 전달이 중요하게 된다.

그러나, 기어들이 맞물려 일방향으로 회전하는 경우에 기어 치들은 서로 접촉되어 있지만 한쪽 기어의 치 두께와 상대 기어의 치홈 폭과 사이에는 유격이 생기게 되고, 그 유격량만큼 기어가 회전하여야 하므로 기어에 동력이 제대로 전달되지 않는 문제가 발생되는데, 이를 백래쉬라 한다.

만약 기어의 회전 방향을 바꾸게 될 경우, 동력은 한쪽 기어에 전달되지만 상대 기어에게는 동력이 전달되지 않는 상황이 초래되며, 이러한 문제는 빠른 움직임을 요하는 경우에는 적은 거리의 유격량이지만 큰 영향을 미칠 수 있으며, 여러 개의 기어들이 서로 맞물려 있는 기어 구조인 경우에는 이러한 오차가 계속해서 중첩되어 더 큰 오차를 유발하게 되는 것이다.

따라서, 이러한 백래쉬의 발생을 극력 저지하는 것은 기어의 맞물림을 원활하게 하고, 그리고 열의 발생이나 소음 따위를 방지하고자 하기 위해서는 무엇보다 중요한 문제라 할 수 있다.

그러나, 맞물려 있는 기어들간의 유격이 없는 기어 치를 가공하는 것은 경제적으로나 실질적면에서 한계가 있어 적용하기가 어렵다고 할 것이다.

또한, 이와 같은 백래쉬의 발생을 방지하기 위한 종래의 기술들을 살펴보면, 그 대부분이 2중 기어 구조로 하고, 양 기어 사이에 결합수단이나 탄성체결부를 구성하여 그 탄발력에 의해 백래쉬가 저지되도록 하고 있는 바, 그 구조가 복잡할 뿐 아니라 종동기어를 비롯한 기어 유닛을 모두 바꾸어야 하는 문제가 있어 역시 실제로 적용하는데는 많은 어려움이 있어 왔다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 탄력조절수단이 구비된 조절기어와 백래쉬 방지기어를 종동기어와 구동기어에 대하여 상호 대향되도록 형성하여 구동기어와 종동기어간에 발생되는 백래쉬를 효과적으로 저지하고자 하는데 목적이 있다.

또한, 본 고안에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛은 일체로 된 기어유닛을 별도 장착만하면 되므로 무엇보다 사용에 편리함을 도모하고자 하는데도 그 목적이 있다.

도 1은 본원 고안에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛의 사시도

도 2는 도 1에 따른 체결구조를 나타낸 개념도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10....구동기어 20....종동기어

30....백래쉬 방지지어 40....조절기어

50....구동모터 32,42..제1, 2 탄력조절수단

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛은, 구동모터로부터 구동력을 공급받아 이를 종동기어에 전달하는 기어 유닛에 있어서, 상기 종동기어와 맞물려 회전을 하면서 동력을 전달하는 구동기어와, 상기 종동기어의 외주면 일측부에 위치하며, 상기 종동기어와 맞물려 회전하는 백래쉬 방지기어와, 상기 구동기어 및 백래쉬 방지기어와 동시에 맞물려 회전하며, 상기 종동기어와 대향되는 위치에 형성되는 조절기어와, 상기 백래쉬 방지기어의 회전축에 형성되어 상기 종동기어의 외주면을 따라서 상기 구동기어의 회전축 방향으로 가압하는 제1 탄성조절수단과, 상기 조절기어의 회전축에 형성되어 상기 종동기어의 회전축 방향으로 가압하는 제2 탄성조절수단으로 이루어지되, 상기 백래쉬 방지기어는 상기 종동기어와 조절기어의 회전축 중심을 연결하는 선을 기준으로 구동기어와 대향되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 고안에 따른 실시예에 의하면, 상기 제1, 2 탄성조절수단은 스프링과 조절나사로 이루어져, 상기 조절나사의 회전에 따라 스프링의 탄성이 가변될수 있는 것을 특징으로 한다.

다음에는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛에 대하여 첨부된 도면을 기초하면서 자세히 설명하고자 한다.

먼저, 도 1은 본원 고안에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛의 사시도이다, 도면에 도시된 바와 같이, 본원 고안은 구동모터(50)로부터 구동력을 공급받아 이를 종동기어(20)에 전달하는 기어 유닛에 있어서, 상기 유닛에 별도의 백래쉬 방지용 기어유닛을 장착하여 구동기어(10)와 종동기어(20)간에 발생되는 백래쉬를 극력 저지하도록 구성된다.

이를 위하여, 상기 종동기어(20)와 맞물려 회전을 하면서 동력을 전달하는 구동기어(10)가 종동기어(20)와 모듈값을 가지도록 적절하게 선정되게 된다. 또한, 상기 종동기어(20)와 맞물려 회전하는 백래쉬 방지기어(30)가 역시 상기 구동기어(10)와 직경과 잇수가 같도록 하여 상기 종동기어(20)의 외주면 일측부에 위치하게 설치된다.

그리고, 상기 종동기어(20)와 대향되는 위치에는 조절기어(40)가 설치되며, 상기 조절기어(40)는 구동기어(10) 및 백래쉬 방지기어(30)와 동시에 맞물려 회전을 하게 된다. 여기서, 상기 백래쉬 방지기어(30)는 상기 종동기어(20)와 조절기어(40)의 회전축 중심을 연결하는 선을 기준으로 구동기어(10)와 대향되는 위치에 형성되게 된다.

한편, 상기 조절기어(40)와 백래쉬 방지기어(30)의 각 회전축에는 스프링과 조절나사로 이루어진 탄성조절수단(32, 42)이 별도로 장착되게 된다.

다음으로 도 2는 도 1에 따른 체결구조를 나타낸 개념도이다. 도면에 도시된 바와 같이 각 기어의 회전축 중심(A,B,C,D)을 연결하는 선은 그 내각의 합이 360도가 되는 사각형의 형태를 취하게 되며, 구동기어(10)와 백래쉬 방지기어(30)는 조절기어(40)와 종동기어(20)의 회전축 중심을 연결하는 선을 기준으로, 그리고 조절기어(40)와 종동기어(20)는 구동기어(10)와 백래쉬 방지기어(30)의 회전축 중심을 연결하는 선을 기준으로 각각 상호 대향되게 배치되게 된다.

따라서, 구동기어(10)가 어느 일방향으로 회전을 하게 됨에 따라 조절기어(40)와 종동기어(20)가 상호 치합되어 있어 같이 회전을 하게 되고, 또한 상기 백래쉬 방지기어(30) 역시 상기 구동기어(10)와 같은 방향으로 회전을 하게 된다.

한편, 본원 고안에서는 구동기어(10)와 종동기어(20)간에 발생하는 백래쉬를 방지하기 위하여 상기 백래쉬 방지기어(30)의 회전축에 상기 종동기어(20)의 외주면을 따라서 상기 구동기어(10)의 회전축 방향으로 가압하는 제1 탄성조절수단(32)을 장착하고, 또한 상기 조절기어(40)의 회전축에 형성되어 상기 종동기어(20)의 회전축 방향으로 가압하는 제2 탄성조절수단(42)을 장착하여 이를 해결하게 된다.

여기서, 상기 제1, 2 탄성조절수단(32, 42)은 내부에 스프링과 조절나사로 이루어져, 상기 조절나사의 회전에 따라 스프링의 탄성이 가변될 수 있다.

한편, 구동기어(10)와 종동기어(20)간에 발생되는 백래쉬를 방지하고, 또한 구동기어(10)가 균일한 각속도로 회전하면서 동력을 종동기어(20)에 전달하기 위해서는 구동기어(10)와 종동기어(20)간에 치합부위에서 치가 접촉을 끝마칠때까지는적어도 백래쉬 방지기어(30)와 종동기어(20)간의 치합부위에서 치는 물림상태를 계속 유지하고 있어야만 한다.

즉, 구동기어(10)와 종동기어(20)간에 치의 접촉와 백래쉬 방지기어(30)와 종동기어(20)간의 치의 접촉이 동시에 지속적으로 유지되면서 회전을 하게 될 경우 구동기어(10)와 종동기어(20)가 치합부위에 발생되는 유격량만큼 종동기어(20)에 동력이 전달되지 않는 현상, 즉 백래쉬는 극력 저지될 수가 있게 되는 것이다.

이를 위하여 상호 대향되게 설치되어 있는 종동기어(20)와 조절기어(40)에 있어서, 상기 조절기어(40)를 상기 종동기어(20)의 회전축 중심을 향하여 가압을 하게 되면, 그 힘이 백래쉬 방지기어(30)와 종동기어(20)간에 접촉하는 치에 작용을 하게 되고, 회전축이 고정되어 있는 종동기어(20)에 의하여 그에 상응한 반력이 종동기어(20)와 구동기어(10)간에 접촉하는 치에 역시 작용을 하게 된다.

이때 백래쉬 방지기어(30)의 회전축에도 별도의 제1 탄력조절수단(32)이 구비되어, 최소한 상기 조절기어(40)에 의해 가압되는 힘에 의해서 상기 백래쉬 방지기어(30)가 구동기어(10)와 멀어지는 방향으로 이탈되지 않을 정도의 힘으로 상기 구동기어(10)의 회전축 방향으로 역시 가압을 하는 역할을 하게 된다.

이렇게 할 경우, 종동기어(20)는 구동기어(10)와 백래쉬 방지기어(30)간에 치합되는 치들에 의해 양쪽에서 동시에 맞물린 상태, 즉 잡혀진 상태에서 회전을 하게 되므로, 치 두께와 상대 기어의 치홈 폭과 사이의 유격량에 의한 백래쉬 현상은 근원적으로 억제되는 효과를 얻을 수가 있다. 마찬가지로 구동기어(10)의 회전방향이 갑자기 바뀌는 경우나 고속 회전을 하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수가있다.

한편, 본원 고안에서는 상기와 같이 이루어지는 백래쉬 방지용 기어유닛을 별도의 유닛으로 제작하고, 이를 종동기어(20)에다 체결하는 방식으로 사용될 수도 있게 된다.

이를 위하여는, 먼저 상기 종동기어(20)의 직경과 잇수를 토대로 여기에 맞는 구동기어(10)와 백래쉬 방지기어(30)의 사양을 선정하고, 나머지 조절기어(40)의 사양은 상기 각 기어가 치합이 가능한 위치에서 회전축 중심을 연결한 사각형의 내각의 합이 360도가 만족되도록 하여 직경을 선정한 후, 각 기어와 같은 모듈값이 되도록 하여 잇수를 선정하면 정해지게 된다.

따라서, 본 고안에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛은 종동기어의 사양이 정해져 있거나 사용되고 있을 경우, 이를 바꾸지 아니하고도 단지 일체로 된 기어유닛을 별도로 장착만하면 되므로 무엇보다 사용에 편리함이 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의하면 탄력조절수단이 구비된 조절기어와 백래쉬 방지기어를 종동기어와 구동기어에 대하여 상호 대향되도록 형성하하여 구동기어와 종동기어간에 발생되는 백래쉬를 극력 저지하고자 하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 고안의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 구동기어와 종동기어간에 발생되는 백래쉬가 백래쉬 방지용 기어유닛을 통하여 근원적으로 억제 가능하게 되어, 동력전달이 정확하게 이루어지는 효과를 얻을 수가 있게 된다.

또한, 본원 고안에 따른 백래쉬 방지용 기어유닛을 필요에 따라서 간단히 장착만 하면 되기 때문에 사용에 매우 편리한 이점이 있게 된다.

Claims (2)

1. 구동모터(50)로부터 구동력을 공급받아 이를 종동기어(20)에 전달하는 기어 유닛에 있어서,

   상기 종동기어와 맞물려 회전을 하면서 동력을 전달하는 구동기어(10)와,

   상기 종동기어의 외주면 일측부에 위치하며, 상기 종동기어와 맞물려 회전하는 백래쉬 방지기어(30)와,

   상기 구동기어 및 백래쉬 방지기어와 동시에 맞물려 회전하며, 상기 종동기어와 대향되는 위치에 형성되는 조절기어(40)와,

   상기 백래쉬 방지기어의 회전축에 형성되어 상기 종동기어의 외주면을 따라서 상기 구동기어의 회전축 방향으로 가압하는 제1 탄성조절수단(32)과,

   상기 조절기어의 회전축에 형성되어 상기 종동기어의 회전축 방향으로 가압하는 제2 탄성조절수단(42)으로 이루어지되,

   상기 백래쉬 방지기어(30)는 상기 종동기어(20)와 조절기어(40)의 회전축 중심을 연결하는 선을 기준으로 구동기어(10)와 대향되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 백래쉬 방지용 기어 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1, 2 탄성조절수단(32, 42)은 스프링과 조절나사로 이루어져, 상기 조절나사의 회전에 따라 스프링의 탄성이 가변될 수 있는 것을 특징으로 하는 백래쉬 방지용 기어 유닛.