KR100863981B1 - 더블 헬리컬기어 및 이를 이용한 기어펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 더블 헬리컬기어 및 이를 이용한 기어펌프에 관한 것으로, 더블헬리컬기어의 제1 단위기어체의 제1 기어이와 제2 단위기어체의 제2 기어이의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 다른 하나의 더블 헬리컬기어에서 이를 보상하면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 더블 헬리컬기어를 제공함에 있다. 또한, 본 발명은 기어펌프의 내부에 설치된 펌핑기어의 회전이 원활히 이루어짐과 아울러 내구성이 향상되도록 하는 더블 헬리컬기어를 이용한 기어펌프를 제공함에 있다.
Figure 112007025747758-pat00001
더블헬리컬기어, 단위기어체, 기어이, 기어펌프, 펌핑기어

Description

더블 헬리컬기어 및 이를 이용한 기어펌프{Double helical gear and gear pump using the same}
도 1은 종래에 따른 더블 헬리컬기어를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어의 결합 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어의 결합상태의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어의 결합상태의 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어를 이용한 기어펌프의 정단면도.
도 7은 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어를 이용한 기어펌프의 측평면도.
(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10: 제1 더블헬리컬기어 11: 제1 단위기어체
11a: 제1 기어이 11b: 결합돌기부
12: 제2 단위기어체 12a: 제2 기어이
12b: 결합홈부 20: 제2 더블헬리켈기어
21: 제3 단위기어체 21a: 제3 기어이
21b: 결합돌출부 22: 제4 단위기어체
23: 결합링 200: 기어펌프
210: 케이스 211: 펌핑실
212: 전동실 213: 흡입구
214: 토출구 220, 230: 제1,2 펌핑기어
240: 구동모터 250: 구동기어
260: 감속기어
본 발명은 더블 헬리컬기어 및 이를 이용한 기어펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 더블헬리컬기어의 제1 단위기어체의 제1기어이와 제2 단위기어체의 제2 기어이의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 다른 하나의 더블 헬리컬기어에서 이를 보상하면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 더블 헬리컬기어 및 기어펌프의 내부에 설치된 펌핑기어의 회전이 원활히 이루어짐과 아울러 내구성이 향상되도록 하는 더블 헬리컬기어를 이용한 기어펌프에 관한 것이다.
일반적으로 헬리컬기어는, 몸체 외주에 비틀린 기어이가 형성되어 스퍼기어보다 접촉선의 길이가 길어서 큰 힘을 전달할 수 있고, 원활하게 회전하므로 소음이 작으나, 기어이가 비틀려 있어 추력이 축방향으로 생긴다는 점과 공작이 어렵다는 결점이 있다.
또한, 축방향으로 발생되는 추력을 방지하기 위한 더블 헬리컬기어가 공지되어 있다.
도 1은 종래에 따른 더블 헬리컬기어를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 더블 헬리컬기어는 원형의 몸체 외주면에 축방향으로 비틀려진 제1 기어이(1a)가 형성된 제1 단위기어체(1) 및 상기 제1 단위기어체(11)와 반대방향으로 비틀려진 제2 기어이(2a)가 형성된 제2 단위기어체(2)가 상,하에서 고정되는 것이다.
상기와 같이 제조된 더블 헬리컬기어는 한쌍을 이맞물림시켜 동력전달 등에 사용하게 된다.
그러나, 상기의 헬리컬기어는 제1 단위기어체(1)와 제2 단위기어체(2)를 각각 사출성형 등으로 제조한 후 상하를 열융착 등의 방법으로 고정시키게 되는데 열융착으로 고정하는 과정에서 제1 단위기어체(1)의 제1 기어이(1a)와 제2 단위기어체(2)의 제2 기어이(2a)의 결합부가 일치하지 않게 고정되어 불량율이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 기어이가 일치되지 않은 한쌍의 더블 헬리컬기어는 이맞물림이 원활히 이루어지지 않게 되며, 회전시 마모는 물론 파손되는 문제점이 있다.
한편, 상기의 더블 헬리컬기어는 다양한 장치에 적용할 수 있으며, 이 중에서 기어펌프의 펌핑기어에 적용하여 유체을 압송하게 할 수 있다.
그러나, 기어펌프에 적용하는 더블 헬리컬기어는 전술한 문제점으로 인해 회전이 원활히 이루어지지 않게 됨은 물론 파손될 수 있어 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 더블헬리컬기어의 제1 단위기어체의 제1기어이와 제2 단위기어체의 제2 기어이의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 다른 하나의 더블 헬리컬기어에서 이를 보상하면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 더블 헬리컬기어를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 기어펌프의 내부에 설치된 펌핑기어의 회전이 원활히 이루어짐과 아울러 내구성이 향상되도록 하는 더블 헬리컬기어를 이용한 기어펌프를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 더블헬리컬기어는, 원형의 몸체 외주면에 축방향으로 비틀려진 제1 기어이가 형성된 제1 단위기어체 및 상기 제1 단위기어체와 반대방향으로 비틀려진 제2 기어이가 형성된 제2 단위기어체가 상,하에서 고정된 제1 더블헬리컬기어와, 상기 제1 더블헬리컬기어와 이맞물림되도록 제3,4 기어이가 형성된 제3,4 단위기어체로 이루어지며, 상기 제3 단위기어체는 중앙에 결합돌출부가 형성되어 상기 제4 단위기어체의 중앙에 결합되고, 상기 결합돌출부에 결합링이 고정되어진 제2 더블헬리컬기어를 포함하고, 상기 제1 더블헬리컬기어의 제1 단위기어체의 제1 기어이와 제2 단위기어체의 제2 기어이의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 상기 제2 더블헬리컬기어의 제3 단위기어체와 제4 단위기어체가 이에 대응하여 축에 대해 회전되면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 더블헬리컬기어를 이용한 기어펌프는, 상부에는 펌핑실이 형성되고, 하부에는 전동실이 설치되며, 상기 펌핑실과 연통되는 흡입구와 토출구가 각각 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내측에 상호 결합되고, 상기 흡입구에서 유입된 유체를 상기 토출구 측으로 압송하며, 더블 헬리컬로 이루어진 제1,2펌핑기어와, 상기 케이스의 하측에 결합되어 구동력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터의 단부에 결합되어지고, 상기 전동실에 설치되어진 구동기어와, 상기 구동기어와 결합되고, 상기 제1 펌핑기어와 동축상에 설치된 감속기어로 구성된 기어 펌프에 있어서, 상기 제1 펌핑기어는, 원형의 몸체 외주면에 축방향으로 비틀려진 제1 기어이가 형성된 제1 단위기어체 및 상기 제1 단체기어체와 반대방향으로 비틀려진 제2 기어이가 형성된 제2 단위기어체가 상,하에서 고정된 제1 더블헬리컬기어로 이루어지고, 상기 제2 펌핑기어는, 상기 제1 더블헬리컬기어와 이맞물림되도록 제3,4 기어이가 형성된 제3,4 단위기어체로 이루어지며, 상기 제3 단위기어체는 중앙에 결합돌출부가 형성되어 상기 제4 단위기어체의 중앙에 결합되고, 상기 결합돌출부에 결합링이 고정되어진 제2 더블헬리컬기어로 이루어지며, 상기 제1 더블헬리컬기어의 제1 단위기어체의 제1 기어이와 제2 단위기어체의 제2 기어이의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 상기 제2 더블헬리컬기어의 제3 단위기어체와 제4 단위기어가 이에 대응하여 축에 대해 회전되면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 더블 헬리컬기어는, 제1 더블헬리컬기어(10)와 제2 더블헬리컬기어(20)로 크게 구성되어 있다.
상기 제1 더블헬리컬기어(10)는, 원형의 몸체 외주면에 축방향으로 비틀려진 제1 기어이(11a)가 형성된 제1 단위기어체(11) 및 상기 제1 단위기어체(11)와 반대방향으로 비틀려진 제2 기어이(12a)가 형성된 제2 단위기어체(12)로 구성되며, 상기 제1 단위기어체(11) 및 제2 단위기어체(12)는 상,하에서 고정된다.
또한, 상기 제1 단위기어체(11) 및 제2 단위기어체(12)는 결합이 용이하게 이루어지도록 어느 일측에는 결합돌기부(11b)를 형성하고, 다른 일측에는 결합홈부(12b)를 형성하여 상호 열융착 등의 방법으로 고정시키게 되는데, 이때 상기 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a) 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 일치하지 않게 결합되어도 종래에는 불량품으로 사용할 수 없게 되나, 본 발명은 사용가능하다.
또한, 상기 제1 단위기어체(11) 및 제2 단위기어체(12)의 중앙은, 관통되어 있어 축이 결합되는 것이다.
상기 제2 더블헬리컬기어(20)는, 상기 제1 더블헬리컬기어(10)와 이맞물림되도록 제3,4 기어이(21a)(22a)가 형성된 제3,4 단위기어체(21)(22)로 이루어지며, 상기 제3 단위기어체(21)는 중앙에 결합돌출부(21b)가 형성되어 상기 제4 단위기어체(22)의 중앙에 결합되고, 상기 결합돌출부(21b)에 결합링(23)이 고정되어진다.
따라서, 상기 제3 단위기어체(21)의 결합돌출부(21b)에서 제4 단위기어체(22)가 회전가능하게 이루어져 제1 더블헬리컬기어(10)의 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 상기 제2 더블헬리컬기어(20)의 제3 단위기어체(21)와 제4 단위기어체(22)가 이에 대응하여 축에 대해 회전되면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 것이다.
또한, 상기 제3 단위기어체(21)의 결합돌출부(21b)와 결합링(23)은 열융착의 방법으로 고정시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3 단위기어체(21) 및 제4 단위기어체(22)의 중앙은 관통되어 축 결합되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 더블 헬리컬기어는 제1,2 더블헬리컬기어(10)(20)의 제1 내지 제4 단위기어체(11)(12)(21)(22)를 각각 사출성형하게 된다.
또한, 상기 제1 단위기어체(11)와 제2 단위기어체(12)를 결합돌기부(11b)와 결합홈부(12b)을 상호결합시킨 상태에서 열융착하게 된다.
이때 상기 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 상호 일치하지 않게 고정될 수도 있다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 어긋나게 결합된 상태를 나타내고 있다.(도면상 어긋난 부위를 "L"로 표현함.)
또한, 상기 제3 단위기어체(21)의 결합돌출부(21b)를 제4 단위기어체(22)의 중앙에 결합한 상태에서 상기 결합돌출부(21b)에 결합링(23)을 고정한 후 열융착하여 상기 제3 단위기어체(21)와 제4 단위기어체(22)가 축에 대해 상호 회전가능하게 설치된다.
즉, 제1 단위기어체(11)와 제2 단위기어체(12)의 결합부가 어긋나게 결합되더라도, 제3 단위기어체(21)와 제4 단위기어체(22)가 이를 보상하면서 회전이 원활히 이루어지게 된다.(도 5의 "L1"으로 표현함.)
상기와 같이 구성된 더블헬리컬기어는, 제1 단위기어체(11)와 제2 단위기어체(12)를 상,하에서 열융착을 결합하게 되는데 이때, 제1 기어이(11a)와 제2 기어이(12a)의 결합부가 일치하지 않고, 어긋나게 결합될 수 있다.
또한, 상기 제3 단위기어체(21)의 결합돌출부(21b)를 제4 단위기어체(22)의 중앙에 결합하고, 상기 결합돌출부(21b)에 결합링(23)을 고정한 후 열융착하게 된다.
상기와 같이 각각 제1,2 더블헬리컬기어(10)(20)를 제조한 상태에서 이맞물림하게 되면, 제1 더블헬리컬기어(10)의 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 어긋나게 결합되더라도, 제3 단위기어체(21)의 결합돌출부(21b)에서 제4 단위기어체(22)가 회전되면서 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부의 어긋난 것을 보상하면서 원활한 회전이 가능하게 된다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어를 이용한 기어펌프의 도면이다.(본 발명의 더블 헬리컬기어는 전술한 내용과 동일함으로 상세한 설명 및 도 면은 생략하고, 부호도 동일하게 부여하여 설명한다.)
도시된 바와 같이 기어펌프(200)는, 상부에는 펌핑실(211)이 형성되고, 하부에는 전동실(212)이 설치되며, 상기 펌핑실(211)과 연통되는 흡입구(213)와 토출구(214)가 각각 형성된 케이스(210)와, 상기 케이스(210)의 내측에 상호 결합되고, 상기 흡입구(213)에서 유입된 유체를 상기 토출구(214) 측으로 압송하며, 더블 헬리컬로 이루어진 제1,2 펌핑기어(220)(230)와, 상기 케이스(210)의 하측에 결합되어 구동력을 제공하는 구동모터(240)와, 상기 구동모터(240)의 단부에 결합되어지고, 상기 전동실(212)에 설치되어진 구동기어(250)와, 상기 구동기어(250)와 결합되고, 상기 제1 펌핑기어(220)와 동축상에 설치된 감속기어(260)로 구성된다.
또한, 상기 제1 펌핑기어(220)는, 원형의 몸체 외주면에 축방향으로 비틀려진 제1 기어이(11a)가 형성된 제1 단위기어체(11) 및 상기 제1 단위기어체(11)와 반대방향으로 비틀려진 제2 기어이(12a)가 형성된 제2 단위기어체(12)가 상,하에서 고정된 제1 더블헬리컬기어(10)로 이루어진다.
또한, 제2 펌핑기어(230)는, 상기 제1 더블헬리컬기어(10)와 이맞물림되도록 제3,4 기어이(21a)(22a)가 형성된 제3,4 단위기어체(21)(22)로 이루어지며, 상기 제3 단위기어체(21)는 중앙에 결합돌출부(21b)가 형성되어 상기 제4 단위기어체(22)의 중앙에 결합되고, 상기 결합돌출부(21b)에 결합링(23)이 고정되어진 제2 더블헬리컬기어(20)로 이루어진다.
또한, 상기 제1 더블 헬리컬기어(10)의 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 상기 제2 더블헬리컬기어(20)의 제3 단위기어체(21)와 제4 단위기어체(22)가 이에 대응하여 축에 대해 회전되면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 기어펌프(200)는, 주로 온수세정기 및 정수기 등에 설치하여 일정한 급수 압력을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 기어펌프(200)는 구동모터(240)가 회전하게 되면 이의 구동력이 구동기어(250)에 전달되고, 상기 구동기어(250)에 전달된 구동력은 감속기어(260)에 의해 감속됨과 아울러 동축에 설치된 회전축을 중심으로 펌핑실(211)에 설치된 제1 펌핑기어(220)에 전달되며, 상기 펌핑실(211)에 설치된 제1 펌핑기어(220)는 제2 펌핑기어(230)를 회전시키게 됨과 아울러 흡입구(213)에서 유입된 액체는 기어의 톱니에 따라 토출구(214)로 송출되게 된다.
이때 상기 펌핑실(211)에 유입된 유체에 의해 제1, 2 단위기어체(11)(12)는 양측으로 벌어질려는 힘이 발생하고, 이 힘에 의해 상기 제1, 2 단위기어체(11)(12)의 단부와 펌핑실(211) 내벽면 사이에 마모가 발생할 수 있는데, 본 발명의 제1, 2 단위기에체(11)(12)는 상,하가 견고히 고정되어 마모가 발생되지 않게 되며, 제1, 2 단위기어체(11)(12)의 기어이의 결합부위가 어긋나게 결합되어 있어도 제3,4 단위기어체(21)(22)가 축에 대해 회전되면서 어긋난 부위만큼 보상하여 원활하게 유체를 펌핑하게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하 다는 점이 이해될 것이다.
이상 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 더블 헬리컬기어는, 제1 더블 헬리컬기어의 제1 단위기어체의 제1기어이와 제2 단위기어체의 제2 기어이의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 제2 더블헬리컬기어의 제3 단위기어체와 제4 단위기어체가 이에 대응하여 축에 대해 회전되도록 함으로서, 이맞물림이 원활히 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기어펌프는, 펌핑실 내부에 설치되는 펌핑기어를 더블 헬리컬 기어로 형성하되, 상기 더블 헬리컬기어 중 어느 일측의 기어이가 일치하지 않고 고정되는 경우에 다른 일측의 더블 헬리컬기어가 이에 대응하여 축에 대해 회전되도록 함으로서, 기어펌프의 내부에 설치된 펌핑기어의 회전이 원활히 이루어짐과 아울러 내구성이 향상된다.

Claims (2)

  1. 원형의 몸체 외주면에 축방향으로 비틀려진 제1 기어이(11a)가 형성된 제1 단위기어체(11) 및 상기 제1 단위기어체(11)와 반대방향으로 비틀려진 제2 기어이(12a)가 형성된 제2 단위기어체(12)가 상,하에서 고정된 제1 더블헬리컬기어(10)와,
    상기 제1 더블헬리컬기어(10)와 이맞물림되도록 제3,4 기어이(21a)(22a)가 형성된 제3,4 단위기어체(21)(22)로 이루어지며, 상기 제3 단위기어체(21)는 중앙에 결합돌출부(21b)가 형성되어 상기 제4 단위기어체(22)의 중앙에 결합되고, 상기 결합돌출부(21b)에 결합링(23)이 고정되어진 제2 더블헬리컬기어(20)를 포함하고,
    상기 제1 더블헬리컬기어(10)의 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 상기 제2 더블헬리컬기어(20)의 제3 단위기어체(21)와 제4 단위기어체(22)가 이에 대응하여 축에 대해 회전되면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 더블 헬리컬기어.
  2. 상부에는 펌핑실(211)이 형성되고, 하부에는 전동실(212)이 설치되며, 상기 펌핑실(211)과 연통되는 흡입구(213)와 토출구(214)가 각각 형성된 케이스(210)와, 상기 케이스(210)의 내측에 상호 결합되고, 상기 흡입구(213)에서 유입된 유체를 상기 토출구(214) 측으로 압송하며, 더블 헬리컬로 이루어진 제1,2펌핑기어(220)(230)와, 상기 케이스(210)의 하측에 결합되어 구동력을 제공하는 구동모터(240)와, 상기 구동모터(240)의 단부에 결합되어지고, 상기 전동실(212)에 설치되어진 구동기어(250)와, 상기 구동기어(250)와 결합되고, 상기 제1 펌핑기어(220)와 동축상에 설치된 감속기어(260)로 구성된 기어 펌프에 있어서,
    상기 제1 펌핑기어(220)는, 원형의 몸체 외주면에 축방향으로 비틀려진 제1 기어이(11a)가 형성된 제1 단위기어체(11) 및 상기 제1 단위기어체(11)와 반대방향으로 비틀려진 제2 기어이(12a)가 형성된 제2 단위기어체(12)가 상,하에서 고정된 제1 더블헬리컬기어(10)로 이루어지고,
    상기 제2 펌핑기어(230)는, 상기 제1 더블헬리컬기어(10)와 이맞물림되도록 제3,4 기어이(21a)(22a)가 형성된 제3,4 단위기어체(21)(22)로 이루어지며, 상기 제3 단위기어체(21)는 중앙에 결합돌출부(21b)가 형성되어 상기 제4 단위기어체(22)의 중앙에 결합되고, 상기 결합돌출부(21b)에 결합링(23)이 고정되어진 제2 더블헬리컬기어(20)로 이루어지며,
    상기 제1 더블헬리컬기어(10)의 제1 단위기어체(11)의 제1 기어이(11a)와 제2 단위기어체(12)의 제2 기어이(12a)의 결합부가 일치하지 않게 고정될 경우에 상기 제2 더블헬리컬기어(20)의 제3 단위기어체(21)와 제4 단위기어체(22)가 이에 대응하여 축에 대해 회전되면서 이맞물림이 원활히 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 더블 헬리컬기어를 이용한 기어펌프.
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