KR101619185B1 - 백래쉬 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작 테이블을 회전시키기 위하여 기어들이 상호간에 치합된 상태로 동력을 전달하는 동력전달장치에서 각 기어 사이에 발생되는 백래쉬(Backlash)를 제거하기 위하여 탄성부재의 장력에 의해 축방향을 따라 상, 하로 이동하는 백래쉬 기어를 적용함으로써, 제작원가를 절감하고, 가공제품의 가공성을 향상시킬 수 있으며, 생산성을 향상시키도록 구동모터의 회전축에 장착되어 상기 구동모터의 회전력에 의해 회전되는 드라이브 기어와, 상기 드라이브 기어의 일측에 배치되는 아이들 축에 장착되어 상기 드라이브 기어와 치합되며, 상기 드라이브 기어로부터 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 회전되는 아이들 기어와, 상기 아이들 기어의 하부에서 상기 아이들 축에 장착되는 동력전달기어와, 상기 동력전달기어와 치합되며, 상기 동력기어전달기어로부터 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 공작 테이블을 회전시키도록 스핀들을 통하여 장착되는 마스터 기어로 구성되어 상기 각 기어들이 상호 치합되어 동력을 전달하는 동력전달장치에서 고속으로 회전되는 각 기어들 사이에 동력전달 중 발생되는 백래쉬를 제거하기 위한 것으로, 상기 아이들 기어에 대응하여 상기 드라이브 기어의 타측에 배치되는 백래쉬 회전축에 장착되며, 상기 아이들 기어와 함께 상기 드라이브 기어와 치합되는 백래쉬 아이들 기어; 상기 마스터 기어에 대응하여 상기 백래쉬 아이들 기어의 하부에서 상기 백래쉬 회전축 상에 장착되며, 상기 마스터 기어와 치합되는 백래쉬 기어; 및 상기 마스터 기어에 치합된 상기 백래쉬 기어를 상기 마스터 기어와 밀착시킨 상태로, 축방향 상, 하부로 유동되도록 상기 백래쉬 회전축에 장력을 제공하는 장력유닛을 포함하는 백래쉬 제거장치를 제공한다.

Description

백래쉬 제거장치{BACKLASH REMOVAL APPARATUS}

본 발명은 백래쉬 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작 테이블을 회전시키기 위하여 기어들이 상호간에 치합된 상태로 동력을 전달하는 동력전달장치에서 각 기어 사이에 발생되는 백래쉬(Backlash)를 제거하도록 하는 백래쉬 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에는 소재와 공구의 상대운동에 의해 가공하게 되고, 상술한 소재는 일례로 척, 로터리 테이블 등에 설치될 수 있고, 전동요소로서 기어가 이용된다.

이러한 기어들은 상호간에 치합된 상태로 동력을 전달하게 되는 바, 가공하는 형태에 따라서, 스핀들을 고속, 중속 및 저속의 회전속도로 회전시켜 줄 필요가 있다.

상술한 바와 같이 스핀들을 고속 또는 중속으로 회전시킬 때에는 스핀들이 주축의 역할을 하게 되며, 여기서, 기어를 이용한 동력전달구조의 경우, 두 개의 구동기어와 피동기어가 서로 맞물린 상태에서 피동기어를 소정 방향에서 역방향으로 회전을 변경하는 경우에 소정 방향으로 회전되는 피동기어의 관성에 의해 역방향으로의 회전거리가 소정방향의 회전거리보다 길어지게 되는 백래쉬(Backlash)가 발생된다.

이러한 백래쉬는 가공되는 소재에 가공오차를 발생시키는 바, 기어 호빙 머신과 같이 호브 커터를 이용해 기어를 절삭하는 공작기계와 같이 소재의 정밀가공이 요구되는 공작기계에서는 백래쉬의 제거가 필수적으로 요구되고 있는 실정이다.

즉, 백래쉬가 제거되지 않을 경우, 소재의 정밀 가공이 어렵게 되어 가공이 완료된 완제품의 정밀도가 크게 저하되게 되는 문제점이 있다.

또한, 각 기어에서 발생되는 백래쉬에 의해 따라 소재의 가공 정밀도가 크게 저하될 경우 이를 바로 잡기 위한 보정 작업 공정이 작업자에 의해 부가적으로 이루어져야 하기 때문에 결과적으로 상기 보정작업에 따른 작업자의 번거로움이 발생되며, 최종 제품 생산까지 전체작업공정에 대한 생산성 및 경제성 또한 크게 저하되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 공작 테이블을 회전시키기 위하여 기어들이 상호간에 치합된 상태로 동력을 전달하는 동력전달장치에서 각 기어 사이에 발생되는 백래쉬(Backlash)를 제거하기 위하여 탄성부재의 장력에 의해 축방향을 따라 상, 하로 이동하는 백래쉬 기어를 적용함으로써, 제작원가를 절감하고, 가공제품의 가공성을 향상시킬 수 있으며, 생산성을 향상시키도록 하는 백래쉬 제거장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치는 구동모터의 회전축에 장착되어 상기 구동모터의 회전력에 의해 회전되는 드라이브 기어와, 상기 드라이브 기어의 일측에 배치되는 아이들 축에 장착되어 상기 드라이브 기어와 치합되며, 상기 드라이브 기어로부터 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 회전되는 아이들 기어와, 상기 아이들 기어의 하부에서 상기 아이들 축에 장착되는 동력전달기어와, 상기 동력전달기어와 치합되며, 상기 동력기어전달기어로부터 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 공작 테이블을 회전시키도록 스핀들을 통하여 장착되는 마스터 기어로 구성되어 상기 각 기어들이 상호 치합되어 동력을 전달하는 동력전달장치에서 고속으로 회전되는 각 기어들 사이에 동력전달 중 발생되는 백래쉬를 제거하기 위한 것으로, 상기 아이들 기어에 대응하여 상기 드라이브 기어의 타측에 배치되는 백래쉬 회전축에 장착되며, 상기 아이들 기어와 함께 상기 드라이브 기어와 치합되는 백래쉬 아이들 기어; 상기 마스터 기어에 대응하여 상기 백래쉬 아이들 기어의 하부에서 상기 백래쉬 회전축 상에 장착되며, 상기 마스터 기어와 치합되는 백래쉬 기어; 및 상기 마스터 기어에 치합된 상기 백래쉬 기어를 상기 마스터 기어와 밀착시킨 상태로, 축방향 상, 하부로 유동되도록 상기 백래쉬 회전축에 장력을 제공하는 장력유닛을 포함하되, 상기 장력유닛은 상기 백래쉬 기어의 하부에서 내부에 상기 백래쉬 회전축이 일정부분 삽입된 상태로, 상기 백래쉬 회전축 상에 장착되는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 백래쉬 회전축의 단부에 일면이 고정 장착되는 슬라이더; 상기 백래쉬 회전축 상에서 상기 하우징과 슬라이더 사이에 개재되어 상기 백래쉬 회전축에 장력을 제공하는 탄성부재; 상기 하우징의 하부에 장착되는 고정캡; 및 상기 고정캡의 하부에서 상기 하우징의 내부로 삽입되게 장착되어 상기 슬라이더와 접촉되며, 상기 슬라이더의 위치 조정을 통해 상기 탄성부재의 장력을 조절하는 조절볼트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 하우징은 원통형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 상기 백래쉬 회전축이 삽입되는 상부에 베어링이 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성부재는 일단이 상기 하우징의 내측 상부에 지지되고, 타단은 상기 슬라이더의 일면에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 각 기어들은 각 기어열이 축방향을 기준으로 일정각도 경사진 헬리컬 기어로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치에 의하면, 공작 테이블을 회전시키기 위하여 기어들이 상호간에 치합된 상태로 동력을 전달하는 동력전달장치에서 각 기어 사이에 발생되는 백래쉬(Backlash)를 제거하기 위하여 탄성부재의 장력에 의해 축방향을 따라 상, 하로 이동하는 백래쉬 기어를 적용함으로써, 간단한 구조로 제작성 및 설치 편의성을 향상시키고, 제작원가를 절감시키는 효과가 있다.

또한, 백래쉬 제거장치를 통해 공작 테이블의 회전속도를 증대시킴으로써, 가공제품을 고속으로 가공할 수 있어 가공제품의 가공성을 향상시켜 전체적인 생산성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치가 적용된 동력전달장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치가 적용된 동력전달 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치에 적용되는 장력유닛의 단면도이다.
도 4는 도 1의 A부분에 대한 확대도로써, 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치가 마스터 기어와 치합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치의 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치가 적용된 동력전달장치의 사시도 및 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치에 적용되는 장력유닛의 단면도이며, 도 4는 도 1의 A부분에 대한 확대도로써, 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치가 마스터 기어와 치합된 상태를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 백래쉬 제거장치(150)는 기본적으로 높은 토크가 요구되는 대형 공작기계의 이송축을 구동시키거나, 기어를 가공하기 위한 호빙머신에서, 공작 테이블을 회전시키기 위해 기어간의 치합에 의해 동력을 전달하는 동력전달장치(100)에 적용된다.

여기서, 상기 동력전달장치(100)는 기어를 가공하는 호빙머신에서 소재가 안착되는 공작 테이블을 회전시키기 위해 적용되는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치(150)는 상기와 같은 동력전달장치(100)에 적용되는 것을 일실시예로 하여 설명하기로 한다.

먼저, 호빙머신에 적용되어 미도시된 공작 테이블을 회전시키는 동력전달장치(100)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 구동모터(101)의 회전축에 장착되어 상기 구동모터(101)의 회전력에 의해 회전되는 드라이브 기어(103)와, 상기 드라이브 기어(103)의 일측에 배치되는 아이들 축(105)에 장착되어 상기 드라이브 기어(103)와 치합되며, 상기 드라이브 기어(103)로부터 상기 구동모터(101)의 회전력을 전달받아 회전하는 아이들 기어(107)가 구비된다.

그리고 상기 동력전달장치(100)는 상기 아이들 기어(107)의 하부에서 상기 아이들 축(105)에 장착되는 동력전달기어(109)와, 상기 동력전달기어(109)와 치합되며, 상기 동력기어전달기어(109)로부터 상기 구동모터(101)의 회전력을 전달받아 공작 테이블을 회전시키도록 스핀들(111)을 통하여 장착되는 마스터 기어(113)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 백래쉬 제거장치(150)는 상기 공작 테이블을 회전시키기 위하여 각 기어(103, 107, 109, 113)들이 상호간에 치합된 상태로 동력을 전달하는 동력전달장치(100)에서 고속으로 회전되는 각 기어(103, 107, 109, 113)들 사이에 동력 전달 중 발생되는 백래쉬(Backlash)를 제거하기 위하여 탄성부재(163)의 장력에 의해 축방향을 따라 밀착되어 상, 하로 이동하는 백래쉬 기어(155)를 적용함으로써, 제작원가를 절감하고, 가공제품의 가공성을 향상시킬 수 있으며, 생산성을 향상시키도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치(150)는 백래쉬 아이들 기어(151), 백래쉬 기어(155), 및 장력유닛(157)으로 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 백래쉬 아이들 기어(151)는 상기 아이들 기어(107)에 대응하여 상기 드라이브 기어(103)의 타측에 배치되는 백래쉬 회전축(153)에 장착되며, 상기 아이들 기어(107)와 함께 상기 드라이브 기어(103)와 치합된다.

이러한 백래쉬 아이들 기어(151)는 상기 드라이브 기어(103)와 치합된 상태로, 상기 아이들 기어(107)와 함께, 상기 구동모터(101)의 회전력을 전달받아 회전된다.

본 실시예에서, 상기 백래쉬 기어(155)는 상기 마스터 기어(113)에 대응하여 상기 백래쉬 아이들 기어(151)의 하부에 장착되며, 상기 마스터 기어(113)와 치합된다.

그리고 상기 장력유닛(157)은 상기 마스터 기어(113)에 치합된 상기 백래쉬 기어(155)를 상기 마스터 기어(113)와 밀착된 상태로, 축방향 상, 하부로 유동되도록 상기 백래쉬 회전축(153)에 장력을 제공하게 된다.

이러한 장력유닛(157)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 하우징(159), 슬라이더(161), 탄성부재(163), 고정캡(165), 및 조절볼트(167)로 이루어지며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 하우징(159)은 상기 백래쉬 기어(155)의 하부에서 내부에 상기 백래쉬 회전축(153)이 일정부분 삽입된 상태로, 상기 백래쉬 회전축(153) 상에 고정 장착된다.

여기서, 상기 하우징(159)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징(159)은 상기 백래쉬 회전축(153)이 삽입되는 상부에 상기 백래쉬 회전축(153)의 회전을 안정적으로 지지하도록 베어링(169)이 장착된다.

본 실시예에서, 상기 슬라이더(161)는 상기 하우징(159)의 내부에서 상기 백래쉬 회전축(153)의 단부에 일면 중앙이 고정 장착된다.

이러한 슬라이더(161)는 상기 하우징(159)의 형상에 대응하여 원판 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 탄성부재(163)는 상기 백래쉬 회전축(153) 상에서 상기 하우징(159)과 슬라이더(161) 사이에 개재되어 상기 백래쉬 회전축(153)에 장력을 제공하게 된다.

여기서, 상기 탄성부재(163)는 일단이 상기 하우징(159)의 내측 상부에 지지되고, 타단은 상기 슬라이더(161)의 일면에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 고정캡(165)은 상기 하우징(159)의 하부에 장착되어 상기 백래쉬 회전축(153)이 일정부분 이상 삽입되어 상기 하우징(159)으로부터 돌출되는 것을 방지하게 된다.

그리고 상기 조절볼트(167)는 상기 고정캡(165)의 하부에서 상기 하우징(159)의 내부로 삽입되게 장착되어 상기 슬라이더(161)와 접촉되며, 상기 슬라이더(161)의 위치 조정을 통해 상기 탄성부재(163)의 장력을 조절하게 된다.

한편, 상기 각 기어(103, 107, 109, 113, 151, 155)들은 각 기어열이 축방향을 기준으로 일정각도 경사진 헬리컬 기어로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치의 작동 상태도이다.

도면을 참조하면, 상기와 같은 구성을 갖는 상기 장력유닛(157)은, 도 5의 (S1)과 (S2)에서 도시한 바와 같이, 작업자가 상기 구동모터(101)의 회전방향에 따라 상기 조절볼트(167)를 풀거나 조임으로써, 상기 하우징(159)의 내부에서 상기 슬라이더(161)의 위치를 상부 또는 하부에 위치되도록 조정하게 된다.

그러면, 상기 조절볼트(167)는 하우징(159)의 내부에서 상기 슬라이더(161)와의 사이에 개재된 상기 탄성부재(163)를 가압하여 장력을 증대시키거나, 반대로 가압을 해제하여 장력을 감소시킴으로써, 상기 백래쉬 회전축(153)에 제공되는 상기 탄성부재(163)의 장력을 조절하게 된다.

이에 따라, 상기 탄성부재(163)가 상기 백래쉬 회전축(153)에 제공하는 장력의 크기가 조정되며, 동시에, 상기 마스터 기어(113)와 치합되는 백래쉬 기어(155)는 상기 마스터 기어(113)의 회전방향에 따라 축방향 상, 하부로 상기 마스터 기어(113)에 밀착된 상태를 유지한 상태로 치합되어 회전하여 상기 드라이브 기어(103), 아이들 기어(107), 동력전달기어(109), 및 마스터 기어(113) 사이에서 발생될 수 있는 백래쉬를 제거하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 백래쉬 제거장치(150)를 적용하면, 공작 테이블을 회전시키기 위하여 기어들이 상호간에 치합된 상태로 동력을 전달하는 동력전달장치(100)에서 동력전달을 위한 상기 각 기어(103, 107, 109, 113)의 회전 시, 각 기어(103, 107, 109, 113)들 사이에 발생되는 백래쉬(Backlash)를 제거하기 위하여 탄성부재(163)의 장력에 의해 축방향을 따라 상, 하로 이동하는 백래쉬 기어(155)를 적용함으로써, 간단한 구조로 제작성 및 설치 편의성을 향상시키고, 제작원가를 절감시킬 수 있다.

또한, 백래쉬 제거장치(150)를 통해 백래쉬를 제거함에 따라 마스터 기어(113)를 고속으로 회전시켜 공작 테이블의 회전속도를 증대시킴으로써, 가공제품을 고속으로 가공할 수 있고, 아울러 가공제품의 가공 정밀성을 향상시켜 전체적인 생산성 및 상품성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 백래쉬 제거장치(150)가 기어를 가공하는 호빙머신에서 소재가 안착되는 공작 테이블을 회전시키는 동력전달장치(100)에 적용되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 호빙머신이 아닌 다른 대형 공작기계에서 동력을 전달하는 동력전달장치에도 적용이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100...동력전달장치 101...구동모터
103...드라이브 기어 105...아이들 축
107...아이들 기어 109...동력전달기어
111...스핀들 113...마스터 기어
150...백래쉬 제거장치 151...백래쉬 아이들 기어
153...백래쉬 회전축 155...백래쉬 기어
157...장력유닛 159...하우징
161...슬라이더 163...탄성부재
165...고정캡 167...조절볼트

Claims (6)

1. 구동모터의 회전축에 장착되어 상기 구동모터의 회전력에 의해 회전되는 드라이브 기어와, 상기 드라이브 기어의 일측에 배치되는 아이들 축에 장착되어 상기 드라이브 기어와 치합되며, 상기 드라이브 기어로부터 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 회전되는 아이들 기어와, 상기 아이들 기어의 하부에서 상기 아이들 축에 장착되는 동력전달기어와, 상기 동력전달기어와 치합되며, 상기 동력기어전달기어로부터 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 공작 테이블을 회전시키도록 스핀들을 통하여 장착되는 마스터 기어로 구성되어 상기 각 기어들이 상호 치합되어 동력을 전달하는 동력전달장치에서 고속으로 회전되는 각 기어들 사이에 동력전달 중 발생되는 백래쉬를 제거하기 위한 것으로,
   상기 아이들 기어에 대응하여 상기 드라이브 기어의 타측에 배치되는 백래쉬 회전축에 장착되며, 상기 아이들 기어와 함께 상기 드라이브 기어와 치합되는 백래쉬 아이들 기어;
   상기 마스터 기어에 대응하여 상기 백래쉬 아이들 기어의 하부에서 상기 백래쉬 회전축 상에 장착되며, 상기 마스터 기어와 치합되는 백래쉬 기어; 및
   상기 마스터 기어에 치합된 상기 백래쉬 기어를 상기 마스터 기어와 밀착시킨 상태로, 축방향 상, 하부로 유동되도록 상기 백래쉬 회전축에 장력을 제공하는 장력유닛;을 포함하되,
   상기 장력유닛은
   상기 백래쉬 기어의 하부에서 내부에 상기 백래쉬 회전축이 일정부분 삽입된 상태로, 상기 백래쉬 회전축 상에 장착되는 하우징;
   상기 하우징의 내부에서 상기 백래쉬 회전축의 단부에 일면이 고정 장착되는 슬라이더;
   상기 백래쉬 회전축 상에서 상기 하우징과 슬라이더 사이에 개재되어 상기 백래쉬 회전축에 장력을 제공하는 탄성부재;
   상기 하우징의 하부에 장착되는 고정캡; 및
   상기 고정캡의 하부에서 상기 하우징의 내부로 삽입되게 장착되어 상기 슬라이더와 접촉되며, 상기 슬라이더의 위치 조정을 통해 상기 탄성부재의 장력을 조절하는 조절볼트;
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 백래쉬 제거장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은
   원통형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백래쉬 제거장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은
   상기 백래쉬 회전축이 삽입되는 상부에 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 백래쉬 제거장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄성부재는
   일단이 상기 하우징의 내측 상부에 지지되고, 타단은 상기 슬라이더의 일면에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백래쉬 제거장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 각 기어들은
   각 기어열이 축방향을 기준으로 일정각도 경사진 헬리컬 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백래쉬 제거장치.
   

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