KR102641420B1 - Backlash reducing apparatus - Google Patents
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Abstract
백래시 저감 장치에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 백래시 저감 장치는: 제1기어부; 제1기어부를 내부에 삽입 수용하고, 제1기어부와 치합되는 제2기어부; 및 제1기어부와 제2기어부 사이에 수용되는 유체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An invention relating to a backlash reduction device is disclosed. A backlash reduction device according to the present invention includes: a first gear unit; a second gear unit that inserts and accommodates the first gear unit therein and meshes with the first gear unit; and a fluid portion accommodated between the first gear portion and the second gear portion.
Description
본 발명은 백래시 저감 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기어와 기어 사이에서 백래시(backlash) 발생을 저감시킬 수 있는 백래시 저감 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a backlash reduction device, and more specifically, to a backlash reduction device that can reduce the occurrence of backlash between gears.
백래시는 한 쌍의 맞물리는 기어를 회전시키기 위해 필요한 것으로, 한 쌍의 기어가 맞물렸을 때 치면 사이에 생기는 틈새를 의미한다. Backlash is necessary to rotate a pair of meshing gears, and refers to the gap created between the tooth surfaces when a pair of gears mesh.
한 쌍의 구동 및 피동측 기어 물림에서 발생되는 백래시는 기어의 원호를 기준으로 설계하는 이론적인 출력 값과 기동 출력 값을 정역 방향에 따라 다르게 변화시켜 정밀도를 저하시킨다. 백래시에 의한 출력 오차를 줄이기 위해 전위 기어를 포함하여 백래시를 작게 조정하는 기어 또는 별개의 구조를 이용하는 방법들이 제안되어 왔지만 백래시를 충분히 제거할 수 있는 수준에 도달하지 못했다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다. Backlash generated from the engagement of a pair of drive and driven gears changes the theoretical output value and starting output value, which are designed based on the arc of the gear, differently depending on the forward and reverse direction, reducing precision. In order to reduce the output error caused by backlash, methods using gears or separate structures that adjust the backlash to a small size, including a front gear, have been proposed, but they have not reached a level where backlash can be sufficiently eliminated. Therefore, there is a need to improve this.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1612945호(2016.04.08 등록, 발명의 명칭: 헬리컬 기어의 백래시 저감장치)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1612945 (registered on April 8, 2016, title of invention: Backlash reduction device for helical gears).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기어와 기어 사이에서 백래시 발생을 저감시킬 수 있는 백래시 저감 장치를 제공하는 것이다. The present invention was created to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide a backlash reduction device that can reduce the occurrence of backlash between gears.
본 발명에 따른 백래시 저감 장치는: 제1기어부; 상기 제1기어부를 내부에 삽입 수용하고, 상기 제1기어부에 와 치합되는 제2기어부; 및 상기 제1기어부와 상기 제2기어부 사이에 수용되는 유체부를 포함한다.A backlash reduction device according to the present invention includes: a first gear unit; a second gear unit inserted and received inside the first gear unit, and meshed with the first gear unit; and a fluid portion accommodated between the first gear portion and the second gear portion.
본 발명에서 상기 제1기어부는, 상기 제2기어부의 내부에 삽입되는 제1기어몸체부; 상기 제1기어몸체부의 단부에 형성되고, 상기 제2기어부와 치합되는 제1기어치; 및 상기 제1기어몸체부의 외측면에 장착되고, 상기 제2기어부의 내측면에 압입되는 오링부를 포함한다.In the present invention, the first gear part includes a first gear body part inserted into the second gear part; a first gear formed at an end of the first gear body and engaged with the second gear; and an O-ring portion mounted on the outer surface of the first gear body portion and press-fitted into the inner surface of the second gear portion.
본 발명에서 상기 오링부는 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어진다. In the present invention, the O-ring part is made of an elastically deformable material.
본 발명에서 상기 제2기어부는, 상기 제1기어몸체부를 수용하는 제2기어몸체부; 상기 제2기어몸체부의 내측면에 형성되고, 상기 제1기어치와 치합되는 제2기어치; 및 상기 제2기어몸체부의 내측면에 오목하게 형성되고, 상기 오링부를 수용하는 그루브부를 포함한다.In the present invention, the second gear portion includes a second gear body portion that accommodates the first gear body portion; a second gear formed on an inner surface of the second gear body and engaged with the first gear; and a groove portion that is concavely formed on an inner surface of the second gear body portion and accommodates the O-ring portion.
본 발명에서 상기 유체부는 상기 제1기어치와 상기 제2기어치 사이에서 압축된다.In the present invention, the fluid portion is compressed between the first gear and the second gear.
본 발명에서 상기 유체부는 상기 제1기어치의 회전에 의해 압축되고, 상기 제1기어치의 회전 토크를 상기 제2기어치로 전달하는 현탁액(suspension)으로 이루어진다.In the present invention, the fluid portion is compressed by the rotation of the first gear and consists of a suspension that transmits the rotational torque of the first gear to the second gear.
본 발명에 따른 백래시 저감 장치에 의하면, 외측기어인 제1기어부와 내측기어인 제2기어부 사이에 현탁액인 유체부가 차 있어서, 제1기어부의 회전토크가 고형화된 유체부에 의해 제2기어부로 전달되어 제1기어부와 제2기어부 사이에서 백래시 발생을 저감시킬 수 있다. According to the backlash reduction device according to the present invention, a fluid portion, which is a suspension, is filled between the first gear portion, which is an outer gear, and the second gear portion, which is an inner gear, and the rotational torque of the first gear portion is transmitted to the second gear by the solidified fluid portion. It can be transmitted to the second gear unit to reduce the occurrence of backlash between the first gear unit and the second gear unit.
또한 본 발명에 따르면 제1기어부의 오링부와 제2기어부의 그루브부에 의해 유체부의 유출을 방지할 수 있다. Additionally, according to the present invention, leakage of the fluid portion can be prevented by the O-ring portion of the first gear portion and the groove portion of the second gear portion.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백래시 저감 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백래시 저감 장치를 개략적으로 나타내는 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백래시 저감 장치를 개략적으로 나타내는 조립 단면도이다.
도 4는 도 1의 A-A를 개략적으로 나타내는 평단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a backlash reduction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an assembled perspective view schematically showing a backlash reduction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an assembled cross-sectional view schematically showing a backlash reduction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan cross-sectional view schematically showing AA of Figure 1.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 백래시 저감 장치의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, an embodiment of a backlash reduction device according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백래시 저감 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백래시 저감 장치를 개략적으로 나타내는 조립 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백래시 저감 장치를 개략적으로 나타내는 조립 단면도이고, 도 4는 도 1의 A-A를 개략적으로 나타내는 평단면도이다. Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing a backlash reduction device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an assembled perspective view schematically showing a backlash reduction device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an embodiment of the present invention. It is an assembled cross-sectional view schematically showing a backlash reduction device according to an embodiment, and FIG. 4 is a plan cross-sectional view schematically showing the line A-A of FIG. 1.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백래시 저감 장치는 제1기어부(100), 제2기어부(200), 유체부(300)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 to 4 , the backlash reduction device according to an embodiment of the present invention includes a
제1기어부(100)는 제2기어부(200)와 맞물려 제2기어부(200)로 회전 토크를 전달하는 구동기어이다. 제1기어부(100)는 제1기어몸체부(110), 제1기어치(120), 오링부(130)를 포함한다. The
제1기어몸체부(110)는 원통형으로 형성된다. 제1기어몸체부(110)는 제2기어부(200)의 제2기어몸체부(210)의 내측으로 삽입된다. 제1기어몸체부(110)의 외측면에는 오링부(130)가 장착되는 오링장착홈부(111)가 오목하게 형성된다. The first
제1기어치(120)는 제1기어몸체부(110)의 단부(도 2 기준 하단부) 외측면에 형성되는 것으로, 제2기어부(200)의 제2기어몸체부(210)의 내측면에 형성되는 제2기어치(220)와 치합된다. The
오링부(130)는 제1기어몸체부(110)의 외측면에 장착되고, 제2기어부(200)의 내측면에 오목하게 형성된 그루브부(230)에 압입 결합된다. 오링부(130)와 그루브부(230)에 압입되어, 제2기어부(200)의 제2기어몸체부(210)의 일측(도 2 기준 하측)에 수용된 유체부(300)가 외부로 유출되는 것을 방지한다. The O-
오링부(130)는 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어져, 제2기어부(200)의 그루브부(230)에 압축되어 압입된다. 오링부(130)는 그루브부(230)에서 탄성 복원되면서 그루브부(230)에서 유체부(300)가 유출되는 공간을 차단한다. 따라서 오링부(130)와 그루브부(230)에 의해 유체부(300)의 유출을 차단할 수 있다. 오링부(130)는 탄성 변형 가능한 재질로, 고무, 실리콘 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명에서 오링부(130)는 유체부(300)에 대해, 내식성, 내화학성을 구비한 재질을 포함하여 이루어진다. The O-
제2기어부(200)는 제1기어부(100)를 내부에 삽입 수용하고, 제1기어부(100)와 치합된다. 제2기어부(200)는 회전하는 제1기어부(100)의 회전 토크를 전달받는 종동기어이다. 제2기어부(200)는 제2기어몸체부(210), 제2기어치(220), 그루브부(230)를 포함한다. The
제2기어몸체부(210)는 원기둥 형상으로 형성되고, 내부에 제1기어몸체부(110)를 수용할 수 있도록 오목하게 형성된다. 제2기어몸체부(210)의 일측(도 2 기준 하측)에는 유체부(300)가 수용되어 있다. The second
제2기어치(220)는 제2기어몸체부(210)의 내측면에 제1기어부(100)의 제1기어치(120)에 대응되게 형성된다. 제2기어치(220)는 제1기어치(120)와 치합되어, 제1기어부(100)의 회전 토크가 제2기어부(200)로 전달된다. The
그루브부(230)는 제2기어몸체부(210)의 내측면에 제1기어부(100)의 오링부(130)를 수용할 수 있도록 오목하게 형성된다. 그루브부(230)는 압입된 오링부(130)를 수용한다. The
유체부(300)는 제1기어부(100)와 상기 제2기어부(200) 사이에 수용된다. 유체부(300)는 제1기어부(100)의 제1기어치(120)와 제2기어부(200)의 제2기어치(220) 사이에 배치되어, 제1기어치(120)와 제2기어치(22)의 사이의 틈을 제거하여 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이에서 백래시 발생을 방지한다. The
유체부(300)는 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이에서 압축된다. 즉 유체부(300)는 회전하는 제1기어치(120)와, 제1기어치(120)와 치합된 제2기어치(220) 사이에서 압축되면서 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이의 틈을 제거하고, 제1기어부(100)의 회전 토크가 제2기어부(200)로 전달되게 한다. The
본 발명에서 유체부(300)는 제1기어치(120)의 회전에 의해 압축되고, 제1기어치(120)의 회전 토크를 제2기어치(220)로 전달하는 현탁액(suspension)으로 이루어진다. In the present invention, the
현탁액으로 이루어지는 유체부(300)는 액체 속에 미소한 고체의 입자가 분산되어 있다. 이 미소한 고체의 입자(미립자)는 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이의 틈새에 있다가, 순간적으로 제1기어치(120)의 회전에 의해 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이에서 압축된다. 유체부(300)는 압력이 증가될수록 점도(viscosity)가 증가된다. The
유체부(300)는 점도가 증가되어 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이에서 고체와 같은 작용하게 되어, 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이의 틈을 제거하면서 제1기어치(120)의 회전 토크를 제2기어치(220)로 전달할 수 있다. 따라서 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이에 있는 유체부(300)에 의해 제1기어부(100)와 제2기어부(200) 사이에서 백래시 발생이 제로(0)로 수렴될 수 있도록 저감할 수 있다. The
본 발명에서 제1기어부(100)의 제1기어몸체부(110)의 일측(도 1 기준 상측)은 스핀들(미도시)에 압입 결합되고, 제2기어부(200)의 제2기어몸체부(210)의 일측(도 1 기준 하측)은 ECU의 베어링(미도시)에 압입 결합된다. In the present invention, one side (upper side in Figure 1) of the first
제1기어부(100)의 제1기어치(120)와 제2기어부(200)의 제2기어치(220)에서 기어치의 물린 구간 길이를 통해 제1기어부(100)와 제2기어부(200)의 축방향 누적공차를 보상할 수 있게 된다. The
스핀들의 회전에 따라 제1기어몸체부(110)도 회전되고, 제1기어치(120)와 맞물린 제2기어치(220)를 통해 제2기어몸체부(210)로 회전되면서 ECU 측의 마그넷(미도시)로 스핀들의 회전이 전달된다. 여기서 상술한 구성에 의해 제1기어부(100)와 제2기어부(200) 사이에서 백래시 발생이 방지되어 제1기어부(100)의 제1기어몸체부(110)와 스핀들의 압입된 부분에서 슬립이 발생되지 않게 된다. As the spindle rotates, the
제1기어부(100)와 제2기어부(200) 사이에 수용된 유체부(300)에 의하여, 제1기어치(120)와 제2기어치(220) 사이에서 백래시 제로로 근사하게 되어 스핀들의 회전을 기계각 틀어짐 없이 ECU 측 마그넷으로 전달할 수 있다. By the
본 발명에 따른 백래시 저감 장치에 의하면, 외측기어인 제1기어부(100)와 내측기어인 제2기어부(200) 사이에 현탁액인 유체부(300)가 차 있어서, 제1기어부(100)의 회전토크가 고형화된 유체부(300)에 의해 제2기어부(200)로 전달되어 제1기어부(100)와 제2기어부(200) 사이에서 백래시 발생을 저감시킬 수 있다. According to the backlash reduction device according to the present invention, the
또한 본 발명에 따르면 제1기어부(100)의 오링부(130)와 제2기어부(200)의 그루브부(230)에 의해 유체부(300)의 유출을 방지할 수 있다. Additionally, according to the present invention, leakage of the
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative, and various modifications and other equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. You will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.
100: 제1기어부 110: 제1기어몸체부
111: 오링장착홈부 120: 제1기어치
130: 오링부 200: 제2기어부
210: 제2기어몸체부 220: 제2기어치
230: 그루브부 300: 유체부100: first gear portion 110: first gear body portion
111: O-ring mounting groove 120: First gear
130: O-ring part 200: Second gear part
210: second gear body 220: second gear
230: groove part 300: fluid part
Claims (6)
상기 제1기어부를 내부에 삽입 수용하고, 상기 제1기어부와 치합되는 제2기어부; 및
상기 제1기어부와 상기 제2기어부 사이에 수용되는 유체부를 포함하고,
상기 제1기어부는,
상기 제2기어부의 내부에 삽입되는 제1기어몸체부; 및
상기 제1기어몸체부의 단부에 형성되고, 상기 제2기어부와 치합되는 제1기어치를 포함하고,
상기 제2기어부는,
상기 제1기어몸체부를 수용하는 제2기어몸체부; 및
상기 제2기어몸체부의 내측면에 형성되고, 상기 제1기어치와 치합되는 제2기어치를 포함하고,
상기 유체부는 상기 제1기어치의 회전에 의해 압축되고, 상기 제1기어치의 회전 토크를 상기 제2기어치로 전달하는 현탁액(suspension)으로 이루어지고,
상기 유체부는 상기 제1기어치와 상기 제2기어치 사이에서 압축되는 압력이 증가될수록 점도가 증가되어 고체화되면서 상기 제1기어치의 회전 토크를 상기 제2기어치로 전달하는 것을 특징으로 하는 백래시 저감 장치.
First gear unit;
a second gear unit that inserts and accommodates the first gear unit therein and meshes with the first gear unit; and
It includes a fluid portion accommodated between the first gear portion and the second gear portion,
The first gear unit,
a first gear body portion inserted into the second gear portion; and
It is formed at an end of the first gear body portion and includes a first gear gear meshed with the second gear portion,
The second gear unit,
a second gear body portion accommodating the first gear body portion; and
It is formed on an inner surface of the second gear body and includes a second gear gear engaged with the first gear gear,
The fluid portion is compressed by the rotation of the first gear and consists of a suspension that transmits the rotational torque of the first gear to the second gear,
A backlash reduction device wherein as the pressure compressed between the first gear and the second gear increases, the fluid portion increases in viscosity and solidifies, thereby transmitting the rotational torque of the first gear to the second gear. .
상기 제1기어부는,
상기 제1기어몸체부의 외측면에 장착되고, 상기 제2기어부의 내측면에 압입되는 오링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백래시 저감 장치.
According to paragraph 1,
The first gear unit,
A backlash reduction device further comprising an O-ring portion mounted on an outer surface of the first gear body portion and press-fitted into an inner surface of the second gear portion.
상기 오링부는 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백래시 저감 장치.
According to paragraph 2,
A backlash reduction device, wherein the O-ring part includes an elastically deformable material.
상기 제2기어몸체부의 내측면에 오목하게 형성되고, 상기 오링부를 수용하는 그루브부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백래시 저감 장치.
According to paragraph 2,
A backlash reduction device further comprising a groove portion formed concavely on an inner surface of the second gear body portion and receiving the O-ring portion.
상기 유체부는 상기 제1기어치와 상기 제2기어치 사이에서 압축되는 것을 특징으로 하는 백래시 저감 장치.
According to paragraph 4,
Backlash reduction device, wherein the fluid portion is compressed between the first gear and the second gear.
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