KR20210085338A - Reinforcement structure of gear for transmitting driving force - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지 소재와 금속 소재를 사용하는 구동전달용 치차에 있어서 인서트 사출성형 시 접합 강도를 향상시킬 수 있는 이종접합 보강구조에 관한 것이다.The present invention relates to a heterojunction reinforcement structure of a gear for drive transmission, and more particularly, to a heterojunction reinforcement structure that can improve joint strength during insert injection molding in a gear for drive transmission using a synthetic resin material and a metal material. it's about
모터나 엔진 등에서 발생된 구동력은 트랜스미션 등의 동력전달수단으로 전달되는 것이 일반적이며, 동력전달수단으로 대표되는 기계요소로는 기어가 있다. 기어의 종류를 간단히 나눠보자면 치열의 형태에 따라 평기어나, 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 베벨 기어, 랙 앤 피니언 등으로 구분될 수 있다.Driving force generated from a motor or an engine is generally transmitted to a power transmission means such as a transmission, and a mechanical element represented by the power transmission means includes a gear. If we divide the types of gears simply, they can be divided into spur gears, spur gears, helical gears, bevel gears, rack and pinion, etc. according to the shape of the teeth.
이러한 기어는 종래 금속 소재(또는 각종 열처리 등이 가해진 합금소재 등)로 제작되었고, 금속제 기어는 회전체의 질량모멘트가 커서 진동과 소음이 심하고 고중량이어서 자동차의 경우 연비가 나빠지는 원인이 된 바 있다.These gears are made of conventional metal materials (or alloy materials to which various heat treatments have been applied, etc.), and metal gears have a large mass moment of rotation, which causes severe vibration and noise, and is heavy, causing poor fuel economy in the case of automobiles. .
근래 들어, 기존의 금속을 대체할 수 있는, 다양한 복합소재를 활용한 합성수지제 기반의 기어 제작에 대한 연구가 활발하고 있다. 예컨대, 아라미드 소재나, 케볼라 소재 등의 열경화성 복합재나 FRP 소재가 기어 제작에 사용될 수 있다. 이와 같은 합성수지제 소재는 기존 금속에 비해 경량화될 수 있는 한편 최근 자동차 제조사에 핫이슈로 대두되는 NVH 문제에도 유리한 장점이 있다. In recent years, research on the production of synthetic resin-based gears using various composite materials that can replace the existing metal has been actively researched. For example, an aramid material, a thermosetting composite material such as a Kevola material, or an FRP material may be used to manufacture the gear. Such synthetic resin materials can be lightweight compared to existing metals, while also having an advantage in the NVH problem, which has recently become a hot issue for automobile manufacturers.
그러나, 합성수지제 소재는 기어와 회동샤프트 간 연결부에 축방향 추력이나 치열에 가해지는 비틀림 모멘트에 취약하여 기어의 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.However, the synthetic resin material has a problem in that the durability of the gear is significantly reduced because it is vulnerable to an axial thrust or a torsional moment applied to the teeth at the connection part between the gear and the rotating shaft.
또한, 연결부에 기존의 금속 등의 이종소재로 이른바 인서트 사출성형할 경우 합성수지 소재와 금속 소재 간의 이종접합이 견고하지 못해 계면이 파손되는 등의 문제가 있었다. In addition, when the so-called insert injection molding is performed with a heterogeneous material such as a conventional metal at the connection part, there is a problem that the heterojunction between the synthetic resin material and the metal material is not strong and the interface is damaged.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 축방향 추력이나 치열에 가해지는 비틀림 모멘트를 충분히 버틸 수 있으며, 기어의 내구성이 향상되고, 인서트 사출성형 시 견고한 이종접합을 이루도록 하여 계면이 파손되지 않도록 하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and can sufficiently withstand the axial thrust or the torsional moment applied to the teeth, the durability of the gear is improved, and the interface is made to form a solid heterojunction during insert injection molding. The purpose is to avoid damage.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조는, The heterogeneous junction reinforcement structure of the gear for drive transmission of the present invention for achieving the above object,
외면에 치열이 마련되는 합성수지제 치차몸체부; 상기 치차몸체부의 중심축이 되는 금속제 내주체결부가 인서트 사출에 의해 일체로 형성된 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조에 있어서,A toothed body made of synthetic resin in which teeth are provided on the outer surface; In the heterojunction reinforcing structure of a gear for drive transmission in which a metal inner circumferential fastening part, which is the central axis of the gear body part, is integrally formed by insert injection,
상기 내주체결부 외면에 접합돌기부가 형성되며, A joint protrusion is formed on the outer surface of the inner peripheral fastening part,
상기 접합돌기부는, 상기 내주체결부로부터 반경방향으로 돌출되게 형성되는 돌기몸체; 및 상기 돌기몸체 상면에서 함몰 형성되는 추력대응홈부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The joint protrusion may include: a protrusion body formed to protrude from the inner circumferential fastening part in a radial direction; And it characterized in that it comprises a thrust response groove formed recessed in the upper surface of the protrusion body.
상기 접합돌기부는, 상기 인서트 사출성형 시 수지흐름이 원활하도록, 상기 돌기몸체의 양측벽에 마련되는 수지유도면부를 더 포함할 수 있다.The joint protrusion may further include a resin guide surface provided on both side walls of the protrusion body so that the resin flow is smooth during the insert injection molding.
상기 돌기몸체는 세로 단면이 사다리꼴 형상으로 마련될 수 있다.The protrusion body may be provided in a trapezoidal shape in a vertical cross section.
상기 내주체결부의 외면에 배치되는 상기 돌기몸체 사이의 간극은 상기 돌기몸체의 두께 대비 1배 내지 1.5배 사이인 것도 바람직하다.It is preferable that the gap between the protrusion bodies disposed on the outer surface of the inner circumferential fastening part is between 1 and 1.5 times the thickness of the protrusion body.
본 발명에 의한 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조는, 축방향 추력이나 치열에 가해지는 비틀림 모멘트를 버틸 수 있어 기어의 내구성이 유지될 수 있으며 내주체결부 외면에 접합돌기부가 마련되어 인서트 사출성형 시 견고한 이종접합이 이루어 질 수 있는 효과가 있다. The heterojunction reinforcing structure of the gear for drive transmission according to the present invention can withstand the axial thrust or the torsional moment applied to the teeth, so that the durability of the gear can be maintained. There is an effect that a strong heterojunction can be made.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조에서 내주체결부의 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 3에서 접합돌기부의 확대도이다.1 is a perspective view of a heterojunction reinforcement structure of a gear for drive transmission according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of an inner peripheral fastening part in a heterojunction reinforcement structure of a gear for drive transmission according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of FIG. 2 ;
4 is an enlarged view of the junction protrusion in FIG. 3 .
이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings according to embodiments thereof.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조에서 내주체결부의 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 도 3에서 접합돌기부의 확대도이다.1 is a perspective view of a heterojunction reinforcement structure of a gear for drive transmission according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of an inner peripheral fastening part in a heterojunction reinforcement structure of a gear for drive transmission according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a side view of FIG. 2 , and FIG. 4 is an enlarged view of the junction protrusion in FIG. 3 .
본 발명의 실시예에 따른 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 외면에 치열(101)이 마련되는 FRP 재질의 치차몸체부(100); 상기 치차몸체부(100)의 중심축이 되며, 외면에 접합돌기부(300)가 마련되어 있는 스틸제 내주체결부(200)로 이루어 진다. As shown in Figs. 1 to 4, the heterojunction reinforcing structure of a gear for drive transmission according to an embodiment of the present invention includes a
FRP 소재 기반의 기어 제작 시 기어 전체를 FRP 소재로 마련하게 되면 기존 스틸에 비해 경량화와 소음 저감, 진동 감소 등의 NVH 이슈에 유리할 수 있으나, 기어와 회동샤프트 간 연결부인 내주체결부(200)에 축방향 추력이나 치열(101)에 가해지는 비틀림 모멘트에 취약할 수 있다.When manufacturing a gear based on FRP material, if the entire gear is made of FRP material, it may be advantageous to NVH issues such as light weight, noise reduction, and vibration reduction compared to conventional steel, but it is not It may be vulnerable to an axial thrust or a torsional moment applied to the teeth 101 .
이에 본 실시예에서는 상기 내주체결부(200)는 이종 재료로 스틸 소재로 제작된 것으로 설명한다. 이를 통해, 축방향 추력이나 치열(101)에 가해지는 비틀림 모멘트를 충분히 버틸 수 있어 기어의 내구성이 유지될 수 있는 장점이 있다.Accordingly, in this embodiment, the inner
한편, 치차몸체부(100)를 FRP 소재로 마련하고, 내주체결부(200)를 스틸 등으로 마련하게 되는 경우, 이종소재 간 인서트 사출성형 시 FRP 소재와 스틸 소재 간의 이종접합이 견고하지 못해 응력강도 등의 기계적 물성을 충족하지 못하는 문제점이 있었다.On the other hand, when the
이에 본 실시예에서는 내주체결부(200)의 외면에 접합돌기부(300)가 마련되어 있다.. 상기 접합돌기부(300)는 주로 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 내주체결부(200)로부터 반경방향으로 돌출되게 형성되는 돌기몸체(310); 상기 돌기몸체(310) 상면에서 함몰 형성되는 추력대응홈부(320); 및 상기 인서트 사출성형 시 수지흐름이 원활하도록, 상기 돌기몸체(310)의 양측벽에 마련되는 수지유도면부(330)로 이루어져 있다.Accordingly, in this embodiment, the
상기 돌기몸체(310)는 내주체결부(200)의 외면으로부터 미리 설정된 높이만큼 돌출되게 마련된다. 그리고 상기 내주체결부(200)의 외면에 배치되는 상기 돌기몸체(310) 사이의 간극은 상기 돌기몸체(310)의 두께 대비 1배 내지 1.5배 사이일 수 있다.The
이러한 상기 돌기몸체(310)는 세로 단면이 사다리꼴 형상으로 마련될 수 있으며 사다리꼴 형상의 양측은 수지유도면부(330)의 역할을 하게 된다. 즉, 수지유도면부(330)는 인서트 사출성형 시 수지흐름이 원활하도록 하여 돌기몸체(310)와 치차몸체부(100)간 접합력을 높일 수 있으며, 빈 공극이나 캐비터 생성을 저지하는 역할을 수행할 수 있다.The
돌기몸체(310)의 상변은 상부평탄면(340)이 마련되어 치차몸체부(100)와의 접촉 면적을 증대시킬 수 있어 이종접합력을 향상시킬 수 있다.The upper side of the
상부평탄면(340)의 가운데에는 추력대응홈부(320)가 마련된다. 상기 추력대응홈부(320)는 주로 도 4에 도시된 바와 같이, 상부평탄면(340)에서 두께방향 내측으로 함몰되게 마련되며, 이러한 추력대응홈부(320)는 인서트 사출시 추력대응홈부(320)에 유입된 FRP소재에 의해 내주체결부(200)에 가해지는 추력(축방향으로 가해지는 힘)을 비교적 균일하게 치차몸체부(100)로 전달할 수 있고, 아래 표 1에 도시된 것과 같이 돌기몸체(310)에 가해지는 절대 응력값이나, 불균일하게 가해지는 응력분포를 줄일 수 있다.A
이와 같이, 접합돌기부(300)를 통해 FRP 소재의 치차몸체부(100)의 중앙에 샤프트체결을 위한 스틸 소재의 내주체결부(200)가 결합되어 축방향 추력이나 치열(101)에 가해지는 비틀림 모멘트를 버틸 수 있고 기어의 내구성이 유지될 수 있으며 내주체결부(200) 외면에 접합돌기부(300)가 마련되어 인서트 사출성형 시 견고한 이종접합을 이루게 된다. In this way, the inner
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100 : 치차몸체부
101 : 치열
200 : 내주체결부
300 : 접합돌기부
310 : 돌기몸체
320 : 추력대응홈부
330 : 수지유도면부
340 : 상부평탄면100: tooth body part 101: teeth
200: inner peripheral fastening part 300: joint protrusion
310: projection body 320: thrust response groove portion
330: resin guide surface part 340: upper flat surface
Claims (4)
상기 내주체결부 외면에 접합돌기부가 형성되며,
상기 접합돌기부는, 상기 내주체결부로부터 반경방향으로 돌출되게 형성되는 돌기몸체; 및 상기 돌기몸체 상면에서 함몰 형성되는 추력대응홈부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조.
A toothed body made of synthetic resin having teeth arranged on the outer surface; In the heterojunction reinforcing structure of a gear for drive transmission in which a metal inner circumferential fastening part, which is the central axis of the gear body, is integrally formed by insert injection,
A joint protrusion is formed on the outer surface of the inner peripheral fastening part,
The joint protrusion may include: a protrusion body formed to protrude from the inner circumferential fastening part in a radial direction; And Heterogeneous junction reinforcement structure of the gear for drive transmission, characterized in that it comprises a thrust response groove formed recessed in the upper surface of the protrusion body.
상기 접합돌기부는, 상기 인서트 사출성형 시 수지흐름이 원활하도록, 상기 돌기몸체의 양측벽에 마련되는 수지유도면부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조.
The method of claim 1,
The joint protrusion portion, the heterojunction reinforcement structure of the drive transmission gear, characterized in that it further comprises a resin guide surface portion provided on both side walls of the protrusion body so as to facilitate the flow of resin during the insert injection molding.
상기 돌기몸체는 세로 단면이 사다리꼴 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조.
The method of claim 1,
The protrusion body is a heterojunction reinforcement structure of a gear for drive transmission, characterized in that the vertical cross section is provided in a trapezoidal shape.
상기 내주체결부의 외면에 배치되는 상기 돌기몸체 사이의 간극은 상기 돌기몸체의 두께 대비 1배 내지 1.5배 사이인 것을 특징으로 하는 구동전달용 치차의 이종접합 보강구조.The method of claim 1,
A gap between the protrusion bodies disposed on the outer surface of the inner circumferential fastening portion is between 1 and 1.5 times the thickness of the protrusion body.
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KR20140002629U (en) | 2012-10-24 | 2014-05-07 | 광동 자오칭 엘앤브이 코. 엘티디. | Insert molded assembly of gear and threaded rod |
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2019
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KR20140002629U (en) | 2012-10-24 | 2014-05-07 | 광동 자오칭 엘앤브이 코. 엘티디. | Insert molded assembly of gear and threaded rod |
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