KR20170118566A - 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조 - Google Patents

기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조 Download PDF

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Abstract

기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조가 개시된다. 본 발명에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조에 의하면, 기어박스 하우징에 기어샤프트 조립에 사용되는 부품수를 줄이고, 조립을 간편하게 수행할 수 있게 함으로써 생산성을 높이고 품질 문제 발생을 방지할 수 있으며, 조립이나 해체에 별도의 전용공구가 필요없는 간단한 구조를 제공함으로써 사용자가 손쉽게 직접 부품을 해체하여 수리나 교환할 수 있도록 하여 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
그리고 조립이나 해체 과정에서 베어링 손상이 발생하지 않도록 함으로써 제품의 재활용 가능성을 높일 수 있다.

Description

기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조{assembling structure of gear shaft and gear box housing}
본 발명은 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트체결 없이 간단한 구조로 기어샤프트와 기어박스 하우징을 결합함으로써 조립시간을 단축하고, 사용자가 별도의 전용공구를 사용하지 않고도 해체 작업을 신속하게 수행할 수 있는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조에 관한 것이다.
일반적으로 기어박스(gear box)는 전동에 사용하는 기어 장치를 내장한 상자형 프레임으로서, 구동축을 회전시키는데 필요한 동력을 전달하기 위한 각종 기어가 내장되어 있는 박스를 말한다.
기어박스는 모터나 엔진 등의 구동부와 그에 의해 구동되는 구동축(종동축) 사이에 구비되어 구동축의 RPM과 회전력을 조절하면서 전달하기 위해 사용된다. 기어박스에 설치된 기어 어셈블리에 의한 감속비가 클수록 전달되는 토크는 더 커지게 되며, 이를 이용하여 구동축에 전달되는 회전수와 구동력을 조절한다.
그런데 분리된 기어박스에 외부에서 베어링(bearing)이 조립된 별도의 기어샤프트(gear shaft)를 결합하기 위해서는 베어링이 조립된 기어샤프트를 기어박스에 삽입한 후 베어링 부위에 커버를 씌우고 커버를 고정하기 위해 최소 3개의 볼트를 사용하여 볼트체결을 통해 고정하여야 한다.
이러한 볼트를 사용한 부품 결합 구조에서는 전용의 드라이버와 고정지그가 필요하며 볼트의 체결토크 혹은 풀림토크를 특별히 관리해야 하는 불편함이 있어 사용자가 직접 해체하거나 수리/교환하는 것이 어려운 문제점이 있다.
특히, 압입이나 리벳(rivet) 방식을 사용하는 경우 조립과 해체를 위해서는 별도의 전용 공구가 필요하며 해체 후 부품 변형으로 부품의 부분 교환이 어려워 제품을 폐기해야 하는 경우가 발생한다.
볼트의 사용 공간이 부족하거나 원가 절감을 위해서 기어샤프트에 조립된 볼 베어링을 스냅링(sanp-ring)으로 고정하여 기어샤프트를 고정하는 방법도 있지만, 조립이 어려워 조립과정에서 베어링의 손상이 발생할 수 있으며, 조립 후 전용공구 없이는 조립이나 해체가 불가하여 사용자가 직접 해체하거나 수리/교환이 어려운 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결하고, 볼트체결 없이 간단한 구조로 기어샤프트와 기어박스 하우징을 결합함으로써 조립시간을 단축하고, 사용자가 별도의 전용공구를 사용하지 않고도 해체 작업을 신속하게 수행할 수 있는 결합구조의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 실시예들은 기어박스 하우징에 기어샤프트 조립에 사용되는 부품수를 줄이고, 조립을 간편하게 수행할 수 있게 함으로써 생산성을 높이고 품질 문제 발생을 방지하고자 한다.
또한, 조립이나 해체에 별도의 전용공구가 필요없는 간단한 구조를 제공함으로써 사용자가 손쉽게 직접 부품을 해체하여 수리나 교환할 수 있도록 하여 사용 편의성을 향상시키고자 한다.
또한, 조립이나 해체 과정에서 베어링 손상이 발생하지 않도록 함으로써 제품의 재활용 가능성을 높이고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 내부에 기어 어셈블리가 구비되며, 기어박스의 외형을 형성하는 기어박스 하우징; 일측에 베어링이 구비되며, 상기 기어박스 하우징 일측의 샤프트삽입부에 형성된 관통공을 통해 상기 기어박스 하우징 내에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 기어샤프트; 상기 베어링의 외형과 대응되는 형상으로 상기 샤프트삽입부에 형성되며, 상기 기어샤프트가 상기 기어박스 하우징 내에 삽입될 때, 상기 베어링이 안착되는 베어링안착부; 및, 상기 샤프트삽입부 일측에 끼워져, 상기 베어링을 베어링안착부 측으로 압착하여 기어샤프트를 고정시키는 고정부재:를 포함하는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조가 제공될 수 있다.
상기 고정부재는, 상기 베어링을 압착하는 압착부와, 상기 기어샤프트와 간섭하지 않기 위해 형성되는 절개부와, 상기 절개부를 기준으로 양측으로 연장되는 고정다리를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 샤프트삽입부는, 상기 고정부재가 삽입되는 삽입공과, 삽입된 상기 고정부재의 고정다리가 끼워져 고정되는 고정홀을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 고정부재는 상기 삽입공에 형성된 걸림턱에 걸려 더 이상의 전진을 막는 걸림부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조는 상기 고정부재를 고정하기 위한 고정핀과, 상기 고정부재에 형성되며, 상기 고정핀이 관통할 수 있는 핀홀과, 상기 샤프트삽입부에 형성되며, 상기 핀홀을 관통한 고정핀이 삽입되는 핀홈을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조는 상기 베어링과 상기 베어링안착부 사이에 개재되는 웨이브와셔를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예들은 기어박스 하우징에 기어샤프트 조립에 사용되는 부품수를 줄이고, 조립을 간편하게 수행할 수 있게 함으로써 생산성을 높이고 품질 문제 발생을 방지할 수 있다.
또한, 조립이나 해체에 별도의 전용공구가 필요없는 간단한 구조를 제공함으로써 사용자가 손쉽게 직접 부품을 해체하여 수리나 교환할 수 있도록 하여 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 조립이나 해체 과정에서 베어링 손상이 발생하지 않도록 함으로써 제품의 재활용 가능성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징을 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징을 도시한 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어박스 하우징을 도시한 정면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트를 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재를 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재를 도시한 평면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이브 와셔를 도시한 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징의 결합구조를 도시한 분해사시도
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트가 기어박스 하우징에 결합된 상태를 도시한 사시도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트가 기어박스 하우징에 결합된 상태를 도시한 투시사시도
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징을 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어박스 하우징을 도시한 정면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재를 도시한 평면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이브 와셔를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징의 결합구조를 도시한 분해사시도이며, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트가 기어박스 하우징에 결합된 상태를 도시한 사시도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트가 기어박스 하우징에 결합된 상태를 도시한 투시사시도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조는 크게, 내부에 기어 어셈블리(103)가 구비되며, 기어박스의 외형을 형성하는 기어박스 하우징(100); 일측에 베어링(210)이 구비되며, 상기 기어박스 하우징(100) 일측의 샤프트삽입부(110)에 형성된 관통공(112)을 통해 상기 기어박스 하우징(100) 내에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 기어샤프트(200); 상기 베어링(210)의 외형과 대응되는 형상으로 상기 샤프트삽입부(110)에 형성되며, 상기 기어샤프트(200)가 상기 기어박스 하우징(100) 내에 삽입될 때, 상기 베어링(210)이 안착되는 베어링안착부(114); 및, 상기 샤프트삽입부(110) 일측에 끼워져, 상기 베어링(210)을 베어링안착부(114) 측으로 압착하여 기어샤프트(200)를 고정시키는 고정부재(300);를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 기어박스 하우징(100)은 하우징 몸체(102)와 하우징 커버(101)가 결합하여 이루어지며, 내측에 소정 공간을 형성한다. 그리고 상기 기어박스 하우징(100) 내부에는 다수의 기어들이 기어 어셈블리(103)를 구성하며 배치된다.
상기 기어박스 하우징(100) 일측에는 샤프트삽입부(110)가 구비될 수 있다. 상기 샤프트삽입부(110)는 상기 하우징 몸체(102) 일측에 일체로 형성될 수 있으며, 기어샤프트(200)가 삽입되어 고정되는 통로를 형성한다.
상기 기어샤프트(200)는 일단에 모터 등 구동부와 연결되는 연결부(220)가 구비되고, 상기 연결부(220)와 근접하여 베어링(210)이 구비될 수 있다. 그리고 상기 기어샤프트(200)에는 상기 기어 어셈블리(103) 중 하나의 기어에 맞물릴 수 있도록 웜기어(230)가 축방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 기어샤프트(200)는 상기 샤프트삽입부(110)에 형성된 관통공(112)을 통해 상기 기어박스 하우징(100) 내부로 삽입되며, 기어샤프트(200) 끝단이 기어박스 하우징(100) 내부의 샤프트지지부(106) 끼워져 회전 가능하게 지지될 수 있다.
그리고 상기 기어샤프트(200)가 회전함에 따라 웜기어(230)와 기어 어셈블리(103)를 통해 회전력이 종동축(104)으로 전달된다. 상기 종동축(104)은 종동축베어링(105)에 의해 회전 가능하게 지지된 상태이며, 모터 등 구동부에서 발생된 회전력을 상기 기어 어셈블리(103)를 통해 원하는 회전수와 토크로 조절된 상태로 전달받아 회전하게 된다.
상기 기어샤프트(200)와 기어박스 하우징(100)의 결합구조에 대해 이하에서 상세히 설명한다.
상기 기어샤프트(200)가 상기 기어박스 하우징(100) 내부로 삽입될 때, 상기 기어샤프트(200)에 구비된 베어링(210)은 상기 샤프트삽입부(110)에 형성된 베어링안착부(114)에 안착된다. 이때, 상기 베어링안착부(114)는 상기 베어링(210)의 형상과 대응되는 형상으로 오목하게 형성될 수 있다.
상기 베어링(210)이 상기 베어링안착부(114)에 안착된 상태에서 본 발명에 따른 고정부재(300)가 끼워져 기어샤프트(200)가 고정될 수 있다. 구체적으로 상기 고정부재(300)는 샤프트삽입부(110) 일측에 끼워져 상기 베어링(210)을 베어링안착부(114) 측으로 압착하여 기어샤프트(200)를 고정시킨다.
상기 고정부재(300)에 대하여 좀더 자세히 설명하면, 상기 고정부재(300)는 상기 베어링(210)을 압착하는 압착부(310)와, 상기 기어샤프트(200)와 간섭하지 않기 위해 형성되는 절개부(320)와, 상기 절개부(320)를 기준으로 양측으로 연장되는 고정다리(330)를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 상기 고정부재(300)는 평판형으로 형성되며 상기 베어링(210)을 베어링안착부(114) 측으로 압착할 수 있도록 압착부(310)가 형성된다. 그리고 상기 고정부재(300)가 끼워졌을 때, 기어샤프트(200)와 중첩되어 간섭하지 않도록 절개부(320)가 형성될 수 있다.
상기 절개부(320)는 'U'자 형태로 이루어지며, 상기 압착부(310)가 베어링(210)을 압착한 상태에서 기어샤프트(200)의 나머지 부분은 절개부(320)에 위치하기 때문에, 고정부재(300)와 간섭하지 않은 상태로 기어샤프트(200)가 고정될 수 있다.
상기 절개부(320)의 양측으로는 두 개의 고정다리(330)가 연장 형성되며, 상기 고정다리(330)의 일부 또한 압착부(310)와 함께 상기 베어링(210)을 압착하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 고정부재(300)는 상기 샤프트삽입부(110)에 형성되는 삽입공(116)을 통해 끼워진다. 이때, 상기 고정부재(300)는 상기 기어샤프트(200)의 축방향과 수직을 이루는 방향으로 삽입되어 끼워질 수 있다.
그리고 상기 삽입공(116)의 맞은 편에는 삽입된 고정부재(300)의 고정다리(330)가 끼워질 수 있도록 고정홀(118)이 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 고정홀(118)은 상기 두 개의 고정다리(330)에 대응되도록 두 개가 형성된다.
여기서 상기 고정부재(300)에는 걸림부(340)가 형성되는데, 상기 고정부재(300)가 상기 삽입공(116) 측으로 완전히 삽입된 상태에서 상기 걸림부(340)는 상기 삽입공(116)에 형성된 걸림턱(107)에 걸리게 되며, 그에 따라 상기 고정부재(300)가 더 이상 안쪽으로 전진하지 않게 된다.
이와 같이 상기 고정부재(300)는 일측은 상기 삽입공(116)에 타측은 상기 고정홀(118)에 걸쳐져 끼워진 상태를 유지하면서 상기 베어링(210)을 베어링압착부(310) 측으로 압착할 수 있다.
한편, 상기 고정부재(300)가 끼워진 상태에서 이탈하지 않도록 고정핀(500)으로 고정할 수 있다. 구체적으로 상기 고정부재(300)에는 상기 고정핀(500)이 관통할 수 있도록 핀홀(350)이 형성되며, 상기 샤프트삽입부(110)에는 상기 핀홀(350)을 관통한 고정핀이 삽입되는 핀홈(119)이 형성될 수 있다.
상기 고정부재(300)가 완전히 삽입된 상태에서 상기 핀홀(350)과 핀홈(119)은 동일한 위치에 놓이게 되며, 그 상태에서 상기 고정핀(500)을 상기 핀홀(350)과 핀홈(119)에 삽입시킴으로써 상기 고정부재(300)가 이탈하지 않도록 고정시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 베어링(210)과 베어링안착부(114) 사이에는 웨이브 와셔(400)가 구비될 수 있다. 상기 웨이브 와셔(400)가 베어링(210)과 베어링안착부(114) 사이에 위치하기 때문에 상기 베어링(210)은 베어링안착부(114)로부터 약간 들뜬 상태로 놓이게 된다.
이때, 상기 고정부재(300)가 끼워져 베어링(210)을 압착하게 되면, 웨이브 와셔(400)를 눌러 변형시키면서 베어링(210)을 베어링안착부(114) 측으로 압착하게 된다.
그리고 상기 웨이브 와셔(400)의 복원력에 의한 반발력이 고정부재(300) 쪽으로 작용함에 따라 상기 기어샤프트(200)를 더욱 강하게 결합시킬 수 있으며, 상기 고정부재(300)에 작용하는 결합력 또한 높아지게 된다.
지금까지 설명한 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조에 따르면, 기어박스 하우징에 기어샤프트 조립에 사용되는 부품수를 줄이고, 조립을 간편하게 수행할 수 있게 함으로써 생산성을 높이고 품질 문제 발생을 방지할 수 있으며, 조립이나 해체에 별도의 전용공구가 필요없는 간단한 구조를 제공함으로써 사용자가 손쉽게 직접 부품을 해체하여 수리나 교환할 수 있도록 하여 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
그리고 조립이나 해체 과정에서 베어링 손상이 발생하지 않도록 함으로써 제품의 재활용 가능성을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 기어박스 하우징 200 : 기어샤프트
300 : 고정부재 400 : 웨이브 와셔
500 : 고정핀

Claims (6)

  1. 내부에 기어 어셈블리가 구비되며, 기어박스의 외형을 형성하는 기어박스 하우징;
    일측에 베어링이 구비되며, 상기 기어박스 하우징 일측의 샤프트삽입부에 형성된 관통공을 통해 상기 기어박스 하우징 내에 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 기어샤프트;
    상기 베어링의 외형과 대응되는 형상으로 상기 샤프트삽입부에 형성되며, 상기 기어샤프트가 상기 기어박스 하우징 내에 삽입될 때, 상기 베어링이 안착되는 베어링안착부; 및,
    상기 샤프트삽입부 일측에 끼워져, 상기 베어링을 베어링안착부 측으로 압착하여 기어샤프트를 고정시키는 고정부재:를 포함하는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 베어링을 압착하는 압착부와,
    상기 기어샤프트와 간섭하지 않기 위해 형성되는 절개부와,
    상기 절개부를 기준으로 양측으로 연장되는 고정다리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 샤프트삽입부는,
    상기 고정부재가 삽입되는 삽입공과,
    삽입된 상기 고정부재의 고정다리가 끼워져 고정되는 고정홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 삽입공에 형성된 걸림턱에 걸려 더 이상의 전진을 막는 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재를 고정하기 위한 고정핀과,
    상기 고정부재에 형성되며, 상기 고정핀이 관통할 수 있는 핀홀과,
    상기 샤프트삽입부에 형성되며, 상기 핀홀을 관통한 고정핀이 삽입되는 핀홈을 더 포함하는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베어링과 상기 베어링안착부 사이에 개재되는 웨이브와셔를 더 포함하는 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조.
KR1020160046654A 2016-04-17 2016-04-17 기어샤프트와 기어박스 하우징 결합구조 KR101912173B1 (ko)

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