KR20130074331A - 워엄 기어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워엄 기어에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 워엄 기어는 워엄과 워엄 휠로 이루어지는 워엄 기어에 있어서, 상기 워엄 휠의 치는 인볼류트 치형이며, 상기 워엄은 상기 워엄 휠의 치에 대응되는 나사산이 중심부에서 외측으로 점차적으로 커지는 장구형태를 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

워엄 기어{worm gear}

본 발명은 워엄 기어 구조에 관한 것으로서, 워엄 기어와 워엄 휠을 통해서 감속 장치에 많이 사용되는 워엄 기어의 치형과 형상에 관한 것이다.

서로 직각이긴 하지만 같은 평면 위에 있지 않는 두 축 사이의 회전을 전달하는 치차를 워엄 기어라 하며, 감속비가 큰 경우에 사용된다.

실제적으로 워엄 기어를 구동축으로 하고 워엄 휠을 종동축으로 하여 1/60정도까지 감속이 가능하며, 공작기계의 분할기구, 감속장치 등에 사용된다.

도 1은 워엄 기어를 도시하는 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 워엄 기어는 워엄(20)과 워엄 휠(10)로 이루어지며, 이들이 서로 물려서 회전을 전달하게 된다. 워엄(20)은 사다리꼴 나사(22)가 외주면에 형성되고, 워엄 휠(10)은 사다리꼴 나사의 암나사의 일부를 휠의 바깥둘레에 깎아서 치(12)를 성형한 것이다.

이러한 워엄 기어는 워엄 휠에 성형된 치(12)의 피치원(P)은 워엄 기어에 형성된 나사의 유효지름에 접촉되면서 동력을 전달하게 된다.

이러한 워엄 기어에 관련된 선행 기술에는 공개번호 제10-2003-0082657호(2003.10.23) 롤러치가 달린 워엄 휠로 구성된 워엄기어 장치, 제10-1996-0000544호(1996.01.12)가 있었다.

이러한 종래의 워엄 기어는 사이클로이드 치형을 이용하기 때문에 맞물림 잇수가 제한적이며, 유막 형성에 불리하고, 워엄과 워엄 휠간의 중심 거리가 멀고 내구성이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 워엄과 워엄 휠의 물림 과정에서 유막 형성이 용이하고, 치의 내구성을 향상시킬 수 있고, 소형화가 가능한 워엄 기어를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 맛물림 잇수를 증가시켜서 물림 과정에서 작용되는 하중을 분산시킬 수 있는 워엄 기어를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 워엄 기어는 워엄과 워엄 휠로 이루어지는 워엄 기어에 있어서, 상기 워엄 휠의 치는 인볼류트 치형이며, 상기 워엄은 상기 워엄 휠의 치에 대응되는 나사산이 중심부에서 외측으로 점차적으로 커지는 장구형태를 이루는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 워엄은 상기 워엄 휠의 피치원에 대응되도록 나사산이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 워엄 기어의 물림률이 3이상 인것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 워엄 기어는 워엄과 워엄 휠의 치가 인볼류트 치형으로 형성되고 이에 대응되는 워엄의 나사산이 중심부에서 외측으로 점차적으로 커지는 장구 형태를 이루기때문에 물림 과정에서 유막 형성이 용이하고, 사이클로이드 치와 비교하여 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 워엄과 워엄 휠 사이의 중심 거리를 좁힐 수 있어서 소형화가 가능하고, 맛물림 잇수를 증가시켜서 물림 과정에서 작용되는 하중을 분산시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 워엄 기어을 도시하는 개념도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 워엄 기어을 도시하는 개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 워엄과 워엄 휠의 물림을 도시하는 개념도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 워엄 기어을 도시하는 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 워엄 기어는 워엄 휠(P)의 치(12)는 인볼류트(involute) 치형이며, 워엄(20)은 상기 워엄 휠(10)의 치(12)에 대응되는 나사산이 중심부에서 외측으로 점차적으로 커지는 장구형태를 이루게 된다.

인볼류트 치형은 외전 구름원의 반경이 무한대에 가까운 에피싸이클로이드(epicycloid)곡선을 이용한 것이며, 호환성이 좋다.

즉, 워엄(20)의 외주면에 인볼류트 치형에 대응되는 사다리꼴 형태의 나사를 형성하고, 워엄 휠(10)은 사다리꼴 나사의 암나사에 대응되는 인볼류트 치를 휠의 바깥둘레에 깎은 것이다.

그리고, 상기 워엄(20)은 워엄 휠(10)의 피치원(P)에 대응되도록 나사산이 형성된다. 즉, 나사산의 유효 지름의 곡률(r)이 피치원(P)의 반지름(r1)에 대응되도록 한다. (여기서, 나사산의 유효 지름은 워엄 피치원의 지름에 해당하게 된다.)

특히, 도 2에 도시된 바와 같이 워엄(20)의 나사 골이 워엄 휠(10)의 인볼류트 치(12)에 대응된다.

또한, 워엄(20)은 장구 형태의 외형을 이루기 때문에 워엄 휠의 치가 워엄의 회전축(즉, 중심축)에 보다 밀착된 상태로 치합하게 된다.

따라서, 종래의 워엄 기어와 달리 워엄 휠(10)의 중심(O1)과 워엄(10)의 중심축사이의 거리(d)를 좁힐 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 워엄과 워엄 휠의 물림을 도시하는 개념도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 워엄 기어가 회전되면 워엄 휠이 시계 방향으로 회전되고, 이때 워엄 휠(10)의 치 t1 t2,t3는 워엄(10)의 나사에 접촉된 상태이고, 치 t0는 물림이 끝나는 치이고, t4는 물림이 시작되는 치이다.

본 발명에 따른 워엄 기어는 장구 형태의 워엄의 곡률과 워엄 휠의 피치원을 조정하여 물림률이 3이상 되도록 제작된다.

종래의 워엄 기어에 있어서, 워엄 기어의 효율상 워엄의 리드각(β)은 30도 이내로 제한되고, 3줄 나사 이내로 사용하게 된다.

따라서, 종래의 워엄 기어에서는 물림율이 3미만으로 나타나지만 본 발명에 따른 워엄 기어는 장구 형태의 워엄을 이용하기 때문에 3줄 나사 이상을 워엄에 형성하여 물림률이 3이상 되도록 한다.

따라서, 이러한 구조상의 특징으로 인하여 워엄 기어의 물림률이 증가되므로 워엄 기어를 소형화하더라도 충분한 동력 전달이 가능하게 된다. 또한 워엄 기어의 중량을 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 워엄 휠의 치가 인볼류트로 제작되고, 워엄 기어의 나사산이 이에 대응되는 형상을 가지므로, 치면이 나사산에 접촉되면서 미끄럼이 발생하게 되면 윤활막 형성이 원활하게 이루어 진다.

즉, 종래의 워엄 기어는 워엄 휠의 치와 워엄 기어의 나사가 접촉되는 과정에서 강한 면압력으로 인하여 윤활막이 파괴되어 소부(열손상)가 발생하게 된다.

그러나, 본 발명에서는 인볼류트 치형에 대응되는 형태(오목한 형태)로 나사산이 형성되므로 윤활막 형성에 유리하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 인볼류트 치형과 장구형 워엄을 이용한 워엄 기어를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10: 워엄 휠
12: 치
20: 워엄
22: 나사

Claims (3)

1. 워엄과 워엄 휠로 이루어지는 워엄 기어에 있어서,
   상기 워엄 휠의 치는 인볼류트 치형이며, 상기 워엄은 상기 워엄 휠의 치에 대응되는 나사산이 중심부에서 외측으로 점차적으로 커지는 장구형태를 이루는 것을 특징으로 하는 워엄 기어.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 워엄은,
   상기 워엄 휠의 피치원에 대응되도록 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 워엄 기어.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   물림률이 3이상 인것을 특징으로 하는 워엄 기어.
   

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