KR20100025766A - 백래시 제거를 위한 기어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백래시 제거를 위한 기어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공형 회동축의 일단부에 연결되어 동일하게 회전되고, 중앙부에 전방으로 돌출된 결합돌기가 형성되되 내부가 회동축의 중공과 연통되도록 통공되며, 원호를 따라 한 쌍의 제1설치홈이 형성된 제1기어와 결합돌기에 결합되되 회전가능하도록 구비되며, 제1기어의 기어치와 동일한 기어치를 갖는 제2기어와 각 제1설치홈에 각각 구비되되, 제1기어와 제2기어에 양 단이 각각 연결되어 제2기어를 일방향으로 회전시키는 실린더 및 제2기어를 제1기어에서 이탈되는 것을 방지하도록 제1기어의 결합돌기 단부에 구비되는 고정캡으로 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 정역회전되는 회동체와 동일하게 회전되는 제1, 2기어가 치합되는 다른 기어 사이에 틈을 제거함에 따라 백래시가 제거되어 정역회전되는 제1, 2기어에 의해 회전력이 안정적이고, 지속적으로 전달시킬 수 있다.
동력, 전달, 기어, 백래시

Description

백래시 제거를 위한 기어{Gear for the backlash removal}
본 발명은 기어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제2기어를 제1기어의 전면에 회전가능하도록 결합시키고, 이 제2기어를 회전시키는 실린더를 제1기어에 구비하여 정역회전되는 회동체와 동일하게 회전되는 제1, 2기어가 치합되는 다른 기어 사이에 틈을 제거함에 따라 백래시가 제거되어 정역회전되는 제1, 2기어에 의해 회전력이 안정적이고, 지속적으로 전달시킬 수 있는 백래시 제거를 위한 기어에 관한 것이다.
일반적으로, 한 쌍의 기어가 물릴 때에 이론적으로 각 기어치와 치홈 사이에 맞물리도록 형성되나 실제로 기어의 제작 오차 등에 의해 상호 간격이 발생된다.
이러한 제작 오차는 중심거리의 변동, 부하에 의한 치형이나 치차축의 마모나 변형을 비롯한 조립시의 공차 등의 요인에 의해 원활한 전동이 이루어지지 못함에 따라, 기어치의 물림상태에서의 기어치 뒷면에 다소의 틈새, 즉 백래시(backlash)가 발생하게 된다.
다시 말해, 이 백래시(backlash)는 기어가 맞물릴 때 원주 방향으로 기어치 와 이 기어치 사이가 벌어진 틈을 말하며, 틈새가 없는 경우 똑같은 크기의 기어치는 서로 맞물릴 수 없기 때문에 항상 생산공차가 존재하게 되는 것이다.
이러한 백래시(backlash)는 상호 맞물려 일방향으로 회전되는 한 쌍의 기어가 반대방향으로 회전될 경우 발생하게 되는 것으로, 정역회전하는 기어들 사이에 발생되어 응력과 마모를 증가시키는 문제점이 있다.
이 백래시(backlash)가 기어들 사이에 발생하면, 정역회전을 하는 일실시 예인 CD나 DVD 등의 기록매체를 이용하는 광픽업 장치에서 광픽업의 구동을 위한 동력전달이 주로 기어에 의해서 이루어지게 되는 데, 이와 같은 광픽업 장치의 동력전달기어에서는 백래시가 장치의 작동 및 신뢰도에 큰 영향을 미치게 된다.
즉, 광픽업 장치의 동력전달 기어에서 백래시가 존재하게 되면 동력전달의 오차가 발생되고 또한 외부의 충격등에 의해 픽업의 유동이 일어나서 픽업이 CD 또는 DVD 정보면 트랙을 벗어나는 결과가 초래되어 정보의 정확한 재생이 이루어지지 못하게 된다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해 다양한 방법이 개발되고 있으며, 그 중 백래시를 제거하는 기어를 도 1에 도시한 바와 같이 개발되어 사용하고 있다.
도 1은 종래 백래시 제거용 2중 기어를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 동일한 크기를 갖는 두 개의 기어가 동축적으로 결합됨에 있어, 하부기어(1)의 상면 일측에는 지지구(la)를 형성되고, 상부기어(2)의 일측에는 장방형의 홈(2a)을 형성되는 한편 그 홈의 일측벽에 돌기(2b)가 형성되어 상기 하부기어(1)의 지지구(la)와 돌기(2b)의 사이에 압축 스프링(3)이 설치 되어 있는 구성으로 이루어져 있다.
그리고, 하부기어(1)의 상면 다수 개소에는 걸림돌기(1b)가 형성되고, 그 돌기(1b) 형성부에 대응되는 상부기어(2)의 면상에는 가이드홈(2c)이 형성되어 그 가이드홈(2c) 내로 상기 돌기(1b)가 삽입되어 진다.
이와 같은, 종래의 백래시 제거용 2중 기어에서는 상부기어(2)의 홈(2a) 내부에 설치되어 있는 스프링(3)의 탄성력에 의해서 상부기어(2)가 일방향으로 밀려나게 되는데, 이러한 상부기어(2)의 유동은 걸림돌기(1b)가 가이드 홈(2c)의 일측벽에 걸림에 의해서 제한된다.
따라서, 상부기어(2)에는 항시 스프링(3)의 탄성력이 작용하는 상태이며, 상부기어(2)와 하부기어(1)의 기어치는 서로 어긋나 있는 상태를 유지하게 되어 이에 맞물림되는 다른 기어는 상부기어(2)에 작용하는 스프링의 탄성력에 의해 상부기어(2) 및 하부기어(1)의 기어치에 치홈의 양측이 밀착되어짐에 따라 백래시가 최소화되어 진다.
그러나, 종래 백래시 제거용 2중 기어는 장기사용시 상부기어(2)를 일방향으로 미는 스프링(3)의 탄성력이 저하되어 상부기어(2)를 지속적으로 미는 힘이 저하되는 문제점이 있다.
이는, 종래 백래시 제거용 2중 기어의 수명이 짧다는 것을 나타내는 것으로, 2중 기어를 제품에서 분리하여 스프링(3)를 교체하거나 새로운 제품으로 교체해야됨에 따라 소비자에게 불편을 초래하여 신뢰성을 저하시키게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 제2기어를 제1기어에 회전가능하도록 결합시키고, 제2기어를 회전시키는 실린더를 제1기어에 구비하여 제1기어와 제2기어에 치합되는 다른 기어와의 틈을 제거함에 따라 백래시를 제거할 수 있다.
그리고 각 실린더에 압력을 제공하는 제1관이 회전체의 중공을 통해 구비되고, 각 실린더의 압력이 배출되되 상호 연결됨에 따라 각 실린더의 길이가 일정하게 유지되어 제2기어를 제1기어에서 일 방향으로 회전시킨 후, 상태를 유지시킨다.
또한, 제2기어에 제1설치홈에 대응되는 제2설치홈을 형성하여 실린더의 상태확인 및 수리 교체작업을 용이하게 할 수 있는 백래시 제거를 위한 기어를 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 중공형 회동축, 상기 회동축의 일단부에 연결되어 동일하게 회전되고, 중앙부에 전방으로 돌출된 결합돌기가 형성되되 내부가 상기 회동축의 중공과 연통되도록 통공되며, 원호를 따라 한 쌍의 제1설치홈이 형성된 제1기어, 상기 제1기어의 결합돌기에 결합되되 회전가능하도록 구비되며, 상기 제1기어의 기어치와 동일한 기어치를 갖는 제2기어, 상기 각 제1설치홈에 각각 구비되되, 상기 제1기어와 제2기어에 양 단이 각각 연결되어 상기 제2기어를 일방향으로 회전시키는 실린더, 및 상기 제2기어를 제1기어에서 이탈되는 것을 방지하도록 상기 제1기어의 결합돌기 단부에 구비되는 고정캡을 포함하여 이루어진다.
바람직하게, 상기 실린더에 압력을 제공 및 배출하는 제1관 및 제2관이 상기 회동축의 중공부를 통해 설치되되, 상기 제1관과 제2관의 일단은 각각 분기되어 상기 각 실린더에 제1관과 제2관의 분기된 각 일단이 하나씩 연결됨에 따라 각 실린더의 로드 길이가 일정하게 유지되어 상기 제2기어를 제1기어에서 회전시킨 후, 상태를 유지시킨다.
그리고 상기 실린더는 유압에 의해 상기 제2기어를 회전시킨다.
또한, 상기 제2기어는, 상기 제1기어의 제1설치홈에 대응되는 제2설치홈이 형성되어 상기 제1설치홈에 구비된 실린더의 상태를 확인할 수 있고, 수리 및 교체작업을 용이하게 할 수 있다.
그리고 상기 제1기어와 제2기어에 치합되는 다른 기어의 기어치에 따라 상기 실린더에 제공되는 압력을 조절하는 제어부를 더 구비하여 상기 제2기어의 회전각도를 조절한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 백래시 제거를 위한 기어에 의하면, 정역회전되는 회동체와 동일하게 회전되는 제1, 2기어가 치합되는 다른 기어 사이에 틈을 제거함에 따라 백래시가 제거되어 정역회전되는 제1, 2기어에 의해 회전력이 안 정적이고, 지속적으로 전달시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어의 분리도를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어의 정면도를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어의 설치상태를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 백래시 제거를 위한 기어(100)는 회동축(110)과 제1기어(120), 제2기어(130), 실린더(140) 및 고정캡(150)으로 구성되며, 회동축(110)은 전달된 동력에 의해 회전되고, 내부에 중공이 형성된다.
그리고 제1기어(120)는 회동축(110)의 단부에 구비되어 동일하게 회전되며, 중앙부에 결합돌기(122)가 전방으로 돌출형성된다.
이 결합돌기(122)에는 제2기어(130)가 결합되는 것으로, 제2기어(130)에는 결합돌기(122)에 대응되는 결합공(132)이 형성되어 제1기어(120)와 결합된다.
이때, 제1기어(120)에는 회동축(110)의 중공에 연통되는 통공이 형성되는 것으로, 이 통공은 결합돌기(122)의 중앙부를 관통형성된다.
회동축(110)의 중공과 제1기어(120)의 통공은 실린더(140)의 제1관(144)이 구비되는 통로로써, 실린더(140)에 압력을 제공하여 제2기어(130)를 일 방향으로 회전시킨 후, 상태를 유지시켜준다.
그리고 제1기어(120)는 호를 따라 한 쌍의 제1설치홈(124)이 형성되며, 이 제1설치홈(124)에는 실린더(140)가 각각 구비된다.
이 실린더(140)의 로드(142)는 제2기어(130)에 고정되어 제1기어(120)로부터 제2기어(130)를 회전시키게 되는데, 회동축(110)의 중공을 따라 구비된 제1관(144)과 제2관(146)에 의해 제공 및 배출되는 압력으로 제2기어(130)를 회전시킨다.
이 제1관(144)과 제2관(146)은 단부가 분기되어 각 실린더(140)에 연결되는 것으로, 각 실린더(140)에는 제1관(144)의 분기된 일단부 하나와 제2관(146)의 분기된 일단부 하나가 연결되어 실린더(140)에 압력을 공급 및 배출시킴에 따라 로드(142)의 길이가 변화된다.
다시 말해, 각 실린더(140)는 일단이 분기된 하나의 제1관(144)과 제2관(146)에 의해 동일하게 작동되며, 일정각도 회전 후 상태를 유지하는 것이다.
이러한, 실린더 로드(142)의 길이 변화는 제1기어(120)의 중심축을 기준으로 제2기어(130)를 회전시키게 되어 치합되는 다른 기어의 기어치 간격에 따라 제2기어(130)를 회전시켜 제2기어(130)의 기어치가 치합되는 다른 기어의 기어치와 맞닿게 된다.
이는, 제1기어(120) 및 제2기어(130)가 다른 기어와 치합되어 회전될 경우, 백래시를 제거하기 위함으로 제1관(144)과 제2관(146)의 압력을 조절함에 따라 제2 기어(130)의 회전상태 유지를 용이하게 할 수 있어 제1기어(120)와 동일하게 다른 기어에 회전력을 전달할 수 있게 된다.
이때, 실린더(140)는 유압에 의해 제2기어(130)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 것으로, 경우에 따라 공압을 사용할 수도 있다.
이러한, 실린더(140)와 제1관(144) 및 제2관(146)의 설치를 살펴보면, 제1관(144)과 제2관(146)이 회동축(110)의 중공을 통해 설치되되, 제1관(144)과 제2관(146)의 단부는 각각 두 갈래로 분기된다.
이 분기된 제1관(144)과 제2관(146)의 각 단부는 회동축(110)의 단부에서 제1기어(120)의 후면을 따라 설치되어 한 쌍의 제1설치홈(124)에 설치된 각각의 실린더(140)에 연결되며, 제1관(144)을 통해 압력을 공급하고 제2관(146)을 통해 압력을 배출함에 따라 한 쌍의 실린더(140)는 동일하게 작동되어 제2기어(130)가 회전되는 것이다.
이러한 제2기어(130)는 제2관(146)을 통한 공급과 제1관(144)을 통한 배출에 의해 반대방향으로 회전되는 것이다.
그리고 이러한 회전 상태에서 제1관(144)과 제2관(146)의 압력을 유지함에 따라 실린더(140)가 제2기어(130)를 제1기어(120)에 고정시킴에 따라 제1기어(120)와 동일하게 회전되어 치합되는 다른 기어에 회전력을 전달할 수 있다.
한편, 실린더(140)와 제1관(144) 및 제2관(146)의 다른 설치 예를 살펴보면, 제1관(144)과 제2관(146)이 회동축(110)의 중공과 제1기어(120) 및 고정캡(150)의 통공을 지나 각 실린더(140)로 연결된다.
이때, 제2기어(130)에는 제1기어(120)의 제1설치홈(124)에 대응되는 제2설치홈(134)이 형성되는 것으로, 설치된 실린더(140)의 상태를 확인하거나, 수리 및 교체작업을 용이하게 할 수 있게 한다.
이러한 제2기어(130)의 제2설치홈(134)은 제1관(144)의 다른 설치 예에서 제1기어(120)와 고정캡(150)의 통공을 통과한 제1관(144)이 제2기어(130)의 제2설치홈(134)을 통해 실린더(140)와 연결되는 것이다.
한편, 고정캡(150)은 제1기어(120)의 결합돌기(122)의 단부에 고정되는 것으로, 내부에 제1기어(120)의 통공과 연통되는 통공이 형성된다.
이 고정캡(150)은 제1기어(120)의 결합돌기(122)에 회전가능하도록 결합된 제2기어(130)가 이탈 또는 분리되는 것을 방지하기 위해 구비되며, 내부 통공은 제1관(144)의 다른 설치 예에 따른 제1관(144)의 설치를 위해 사용된다.
또한, 고정캡(150)은 제1관(144)의 다른 설치 예에서, 제1관(144) 및 제2관(146)의 일부가 고정되어 제1기어(120) 및 회동축(110)과 동일하게 회전될 수 있게 된다.
이러한 고정캡(150)은 별도의 고정부재(미 도시)에 의해 제1기어(120)의 결합돌기(122)의 단부에 고정된다.
그리고 제1기어(120)와 제2기어(130)에 치합되는 다른 기어의 기어치에 따라 실린더(140)에 제공되는 압력을 조절하는 제어부(160)를 더 구비하여 제2기어(130)의 회전각도를 조절함이 바람직하다.
이는, 백래시 제거를 위한 기어(100)에 치합되는 다른 기어의 기어피치를 확 인하여 백래시를 효과적으로 제거하기 위함이다.
도 1은 종래 백래시 제거용 2중 기어를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어의 분리도를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어의 정면도를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 백래시 제거를 위한 기어의 설치상태를 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 기어 110 : 회동축
120 : 제1기어 122 : 결합돌기
124 : 제1설치홈 130 : 제2기어
132 : 결합공 134 : 제2설치홈
140 : 실린더 142 : 로드
144 : 제1관 146 : 제2관
150 : 고정캡 160 : 제어부

Claims (5)

  1. 중공형 회동축;
    상기 회동축의 일단부에 연결되어 동일하게 회전되고, 중앙부에 전방으로 돌출된 결합돌기가 형성되되 내부가 상기 회동축의 중공과 연통되도록 통공되며, 원호를 따라 한 쌍의 제1설치홈이 형성된 제1기어;
    상기 제1기어의 결합돌기에 결합되되 회전가능하도록 구비되며, 상기 제1기어의 기어치와 동일한 기어치를 갖는 제2기어;
    상기 각 제1설치홈에 각각 구비되되, 상기 제1기어와 제2기어에 양 단이 각각 연결되어 상기 제2기어를 일방향으로 회전시키는 실린더; 및
    상기 제2기어를 제1기어에서 이탈되는 것을 방지하도록 상기 제1기어의 결합돌기 단부에 구비되는 고정캡을 포함하여 이루어지는 백래시 제거를 위한 기어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실린더에 압력을 제공 및 배출하는 제1관 및 제2관이 상기 회동축의 중공부를 통해 설치되되, 상기 제1관과 제2관의 일단은 각각 분기되어 상기 각 실린더에 제1관과 제2관의 분기된 각 일단이 하나씩 연결됨에 따라 각 실린더의 로드 길이가 일정하게 유지되어 상기 제2기어를 제1기어에서 회전시킨 후, 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 백래시 제거를 위한 기어.
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더는 유압에 의해 상기 제2기어를 회전시키는 것을 특징으로 하는 백래시 제거를 위한 기어
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2기어는,
    상기 제1기어의 제1설치홈에 대응되는 제2설치홈이 형성되어 상기 제1설치홈에 구비된 실린더의 상태를 확인할 수 있고, 수리 및 교체작업을 용이하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 백래시 제거를 위한 기어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1기어와 제2기어에 치합되는 다른 기어의 기어치에 따라 상기 실린더에 제공되는 압력을 조절하는 제어부를 더 구비하여 상기 제2기어의 회전각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 백래시 제거를 위한 기어.
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