KR101717152B1 - 소음 경감 피니언 기어 구조체 - Google Patents
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Abstract
소음 경감 피니언 기어 구조체가 개시되며, 상기 소음 경감 피니언 기어 구조체는, 금속재의 피니언부와, 상기 피니언부에 결합되는 합성수지재의 밀착기어부로 이루어지고; 상기 피니언부는, 상기 피니언부의 전단 둘레에 형성되어서 외부의 동력이 전달되는 동력수용부와, 상기 피니언부의 후단 둘레에 형성되어서 상기 밀착기어부와의 마찰저항을 증대시키는 널링부와, 널링부 사이의 상기 피니언부 후단 둘레에 복수개 형성되어서 탄성 변형된 밀착기어부가 복원될시 상기 밀착기어부의 대응 부분이 삽입되므로 상기 피니언부 및 상기 밀착기어부의 체결력을 증대시키는 체결력증대홈과, 상기 피니언부의 후단 둘레에 형성되는 전단단턱으로 이루어지며; 상기 밀착기어부는, 외주면에 형성되고 상기 피니언부에서 전달된 회전동력을 외부로 전달하는 기어이와, 중앙에 관통되도록 형성되고 상기 피니언부의 널링부가 억지 끼워 맞춤되는 결합구멍과, 상기 전단단턱에 대응되는 상기 결합구멍의 전단 둘레에 형성되고 상기 피니언부의 널링부가 상기 결합구멍에 억지 끼워 맞춤되면서 발생되는 버가 결합구멍 외측으로 배출되는 것을 차단시키는 버지지턱과, 상기 피니언부의 널링부가 상기 밀착기어부의 결합구멍에 완전히 결합될 시, 상기 피니언부의 전단단턱과 상기 밀착기어부의 버지지턱 사이의 이격된 공간에 의해 형성되어서, 버가 수용되도록 하는 버수용 공간으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 소음 경감 피니언 기어 구조체에 관한 것으로, 더 상세하는 피니언과 밀착기어부의 결합력이 극대화되고, 용이하게 제조될 수 있는 소음 경감 피니언 기어 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 의료용 안마기, 의료용 지압기 등에는 모터, 피니언 기어 등이 필수적으로 내장된다. 이와 관련하여, 종래에 한국 실용신안 공개 공보 제20-2990-013039호에 피니언 기어가 내장된 안마기가 개시된바 있다.
그런데, 개시된 의료용 안마기는 금속 재질로 이루어진 피니언 기어를 포함하는바, 그 구동시 금속 재질로 이루어진 부품들끼리의 기계적 마찰에 의한 소음이 발생하여 이용자에게 편안한 휴식감을 주기가 어려웠다.
의료용 안마기는 제품의 특성상 이용자의 편안한 휴식 등을 위해 무소음, 안정적 구동 등의 특성이 꼭 필요하다는 점을 고려하면, 이는 시급히 개선해야할 문제점이었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에 금속제의 피니언부와 합성 수지로 이루어진 밀착기어부를 포함하는 피니언 기어 구조체가 개시된바 있다. 그런데, 개시된 피니언 기어 구조체에 의하면, 밀착기어부가 합성 수지로 이루어진바, 밀착기어부와 피니언부의 결합력이 약했다. 이에 따라, 이러한 피니언 기어 구조체의 경우, 장기간의 사용시 밀착기어부와 피니언부 사이에 유격이 발생되어 피니언부로 공급된 외부 동력이 밀착기어부에 제대로 전달되지 않는다는 문제가 발생하였다.
또한, 피니언부와 밀착기어부의 결합력을 향상시키기 위해 밀착기어부의 내경을 축소하게되면, 밀착기어부와 피니언부의 결합이 어려워지게 되고, 밀착기어부와 피니언부의 결합시 발생하는 버를 제거하기 위한 버 제거 공정이 수행되어야만 했다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피니언과 밀착기어부의 결합력이 극대화된 소음 경감 피니언 기어 구조체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 용이하게 제조될 수 있는 소음 경감 피니언 기어 구조체를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체는, 금속재의 피니언부와, 상기 피니언부에 결합되는 합성수지재의 밀착기어부로 이루어지고; 상기 피니언부는, 상기 피니언부의 전단 둘레에 형성되어서 외부의 동력이 전달되는 동력수용부와, 상기 피니언부의 후단 둘레에 형성되어서 상기 밀착기어부와의 마찰저항을 증대시키는 널링부와, 널링부 사이의 상기 피니언부 후단 둘레에 복수개 형성되어서 탄성 변형된 밀착기어부가 복원될시 상기 밀착기어부의 대응 부분이 삽입되므로 상기 피니언부 및 상기 밀착기어부의 체결력을 증대시키는 체결력증대홈과, 상기 피니언부의 후단 둘레에 형성되는 전단단턱으로 이루어지며; 상기 밀착기어부는, 외주면에 형성되고 상기 피니언부에서 전달된 회전동력을 외부로 전달하는 기어이와, 중앙에 관통되도록 형성되고 상기 피니언부의 널링부가 억지 끼워 맞춤되는 결합구멍과, 상기 전단단턱에 대응되는 상기 결합구멍의 전단 둘레에 형성되고 상기 피니언부의 널링부가 상기 결합구멍에 억지 끼워 맞춤되면서 발생되는 버가 결합구멍 외측으로 배출되는 것을 차단시키는 버지지턱과, 상기 피니언부의 널링부가 상기 밀착기어부의 결합구멍에 완전히 결합될 시, 상기 피니언부의 전단단턱과 상기 밀착기어부의 버지지턱 사이의 이격된 공간에 의해 형성되어서, 버가 수용되도록 하는 버수용 공간으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 구현예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체에 있어서, 상기 체결력증대돌기부는, 상기 결합구멍의 내경의 중심 방향으로 0.2 ~ 1.2 mm 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체는, 금속재의 피니언부와, 상기 피니언부에 결합되는 합성수지재의 밀착기어부로 이루어지고; 상기 피니언부는, 상기 피니언부의 전단 둘레에 형성되어서 외부의 동력이 전달되는 동력수용부와, 상기 피니언부의 후단 둘레에 형성되어서 상기 밀착기어부와의 마찰저항을 증대시키는 널링부와, 상기 널링부 사이의 상기 피니언부 후단 둘레에 형성되어서 탄성 변형된 밀착기어부가 복원될시 상기 밀착기어부의 대응 부분이 삽입되므로 상기 피니언부 및 상기 기어부의 체결력을 증대시키는 체결력증대홈으로 이루어지며; 상기 밀착기어부는, 외주면에 형성되고 상기 피니언부에서 전달된 회전동력을 외부로 전달하는 기어이와, 중앙에 관통되도록 형성되고 상기 피니언부의 널링부가 억지 끼워 맞춤되는 결합구멍과, 결합구멍 내에 돌출되고 널링부가 삽입될 시 탄성 변형되고 상기 체결력증대홈에 대응될 시 복원되면서 상기 체결력증대홈에 끼워맞춤되는 체결력증대돌기부로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 전단단턱과 버지지턱 사이에는 버수용공간이 형성될 수 있다. 이에 따라, 피니언부와 밀착기어부의 결합시 형성되는 버는 버수용공간에 수용될 수 있다. 이에 따라, 본 구조체의 제조 과정에 있어 버 제거 공정의 필요가 없어 본 구조체의 제조 과정이 단순화될 수 있다. 또한, 버수용공간에 버가 수용되는바, 버에 의한 압력이 밀착기어부와 피니언부에 작용될 수 있어, 밀착기어부와 피니언부가 보다 강하게 밀착될 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 피니언부의 둘레를 따라 체결력증대홈이 형성된다. 이에 따라, 피니언부의 결합구멍으로의 삽입시 탄성 변형된 밀착기어부의 대응 부분이 피니언부의 삽입 완료후 복원되어 체결력증대홈에 삽입될 수 있다. 이를 통해, 밀착기어부와 피니언부의 결합력을 향상시킬 수 있다
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 밀착기어부의 내주면에는 그 둘레를 따라 피니언부의 체결력증대홈에 삽입되는 체결력증대돌기부가 형성될 수 있다. 이에 따라, 밀착기어부의 홈에 대한 삽입성이 극대화되어 밀착기어부와 피니언부의 결합력이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 체결력증대돌기부는, 결합구멍의 내경의 중심 방향으로 0.2 ~ 1.2 mm 돌출되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 피니언부의 결합구멍으로의 용이한 삽입이 이루어지면서, 체결력증대돌기부의 체결력증대홈 내로의 삽입성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 피니언부는 소결 공정에 의해 형성된다. 이에 따라, 피니언부의 제조시, 그 내경의 지수가 안정화되어 편심음이 개선될 수 있고, 비틀림 토크(torque)가 증가될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 버지지턱은 경사면일 수 있다. 이에 따라, 버수용공간은 전단을 향할수록 그 직경이 줄어드는 쐐기 형상이 될 수 있고, 버가 수용되지 못하는 버수용공간의 모서리 부분이 최소화되어 밀착기어부와 피니언부에 버에 의한 압력이 강하게 작용될 수 있다. 이를 통해, 밀착기어부와 피니언부의 밀착력이 극대화될 수 있다.
도 1의 (a)는 본원의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 피니언부의 개략적인 단면도이다.
도 1의 (b)는 본원의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 밀착기어부의 개략적인 단면도이다.
도 1의 (c)는 본원의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 2는 피니언부와 밀착기어부의 결합시 발생될 수 있는 버를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 다른 구현예에 따른 피니언부의 개략적인 단면도이다.
도 3의 (b)는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 다른 구현예에 따른 밀착기어부의 개략적인 단면도이다.
도 3의 (c)는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본원의 또 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 1의 (b)는 본원의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 밀착기어부의 개략적인 단면도이다.
도 1의 (c)는 본원의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 2는 피니언부와 밀착기어부의 결합시 발생될 수 있는 버를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 다른 구현예에 따른 피니언부의 개략적인 단면도이다.
도 3의 (b)는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 다른 구현예에 따른 밀착기어부의 개략적인 단면도이다.
도 3의 (c)는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본원의 또 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체의 개략적인 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
참고로, 본 발명의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(전방, 전단, 후단 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들어 도 1을 보았을 때, 전반적으로 3시 방향이 전방, 전반적으로 3시 방향을 향하는 부분 또는 단부가 전단, 전반적으로, 9시 방향을 향하는 부분 또는 단부가 후단 등이 될 수 있다.
본 발명은 소음 경감 피니언 기어 구조체에 관한 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체(이하 '본 구조체'라 함)에 대해 설명한다.
도 1의 (a)는 본 구조체의 피니언부(1)의 개략적인 단면도이고, 도 1의 (b)는 본 구조체의 밀착기어부(2)의 개략적인 단면도이며, 도 1의 (c)는 피니언부(1) 및 밀착기어부(2)가 결합된 본 구조체의 개략적인 단면도이다.
본 구조체는 피니언부(1)를 포함한다. 피니언부(1)의 후단부는 외부의 동력을 전달받는 동력수용부(151)이고, 전단부는 후술하는 밀착기어부(2)의 결합구멍(29)에 억지 끼워 맞춤된다. 이에 따라, 피니언부(1)가 외부의 동력에 의해 구동되면, 밀착기어부(2)는 피니언부(1)와 연동되어 구동될 수 있다.
또한, 피니언부(1)의 전단부는 그 외주면을 따라 상기 밀착기어부(2)와의 마찰 저항을 증대시키는 널링부(152)가 형성된다. 여기에서, 피니언부(1)의 전단부라 함은, 밀착기어부(2)의 결합구멍(29)에 억지 끼워 맞춤되는 부분을 의미할 수 있다. 널링부(152)는 피니언부(1)의 전단이 널링(knuring)처리됨으로써 형성될 수 있다. 참고로, 널링부(152)는 밀착기어부(2)에 대한 피니언부(1)의 삽입이 불가능하지 않도록, 그 두께가 얇을 수 있다.
또한, 피니언부(1)는 금속 재질로 이루어진다. 또한, 피니언부(1)는 소결 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 피니언부(1)의 제조시, 그 내경의 치수가 안정화되어 편심음이 개선될 수 있고, 비틀림 토크(torque)가 증가될 수 있다.
또한, 피니언부(1)의 전단부에는 내측으로 함몰 형성되는 체결력증대홈(11)이 형성될 수 있다. , 체결력증대홈(11)은 널링부(152) 사이의 피니언부(1) 후단 둘레에 형성될 수 있다. 이에 따라, 탄성 변형된 밀착기어부(2)가 복원될시 밀착기어부(2)의 대응 부분이 체결력증대홈(11)에 삽입됨으로써, 피니언부(1) 및 밀착기어부(2)의 체결력이 증대될 수 있다.
여기에서, 체결력증대홈(11)에 대한 밀착기어부(2)의 대응 부분이라 함은, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합이 이루어졌을때, 밀착기어부(2)의 내주면 중 체결력증대홈(11)와 대향하는 부분을 의미할 수 있다.
참고로, 체결력증대홈(11)의 스펙(깊이, 직경)은 도면에 한정되지 않는다.
또한, 체결력증대홈(11)은 복수 개가 형성될 수 있다. 이에 따라, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력이 향상될 수 있다.
또한, 피니언부(1)는 그 둘레를 따라 후술하는 밀착기어부(2)의 후단과 접촉되는 단턱(12)이 형성될 수 있다.
또한, 본 구조체는 밀착기어부(2)를 포함한다. 밀착기어부(2)의 외주면에는 피니언부(1)로부터 전달된 동력을 외부 구성에 전달하는 기어이(미도시)가 형성된다. 즉, 밀착기어부(2)는 피니언부(1)의 구동과 연계되어 외부 구성과 연동된다. 예시적으로, 외부 구성은 랙 기어 등일 수 있다.
또한, 밀착기어부(2)에는 피니언부(1)가 관통 배치되는 결합구멍(29)이 형성된다.
또한, 밀착기어부(2)의 내주면은 피니언부(1)의 결합구멍(29)으로의 억지 끼워 맞춤 시에는 탄성 변형되고 피니언부(1)의 결합구멍(29)으로의 억지 끼워 맞춤 후에는 체결력증대홈(11)에 적어도 일부가 삽입되어 상기 피니언부(1)에 밀착될 수 있다.
밀착기어부(2)는 탄성 변형이 가능한 합성 수지로 이루어진다. 이에 따라, 밀착기어부(2)의 내주면은 상기와 같이 탄성 변형되고 피니언부(1)에 밀착될 수 있다.
또한, 밀착기어부(2)가 탄성 변형 가능한 합성 수지로 이루어진바, 피니언부(1)는 밀착기어부(2)에 대하여 억지 끼워 맞춤이 가능하다. 이에 따라, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합이 용이하게 수행될 수 있다.
예시적으로, 밀착기어부(2)는 러버(rubber), 실리콘 등으로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 밀착기어부(2)의 내주면 중 체결력증대홈(11)과 대응되는 부분은 체결력증대홈(11) 내로 삽입되어 피니언부(1)에 밀착될 수 있다. 이를 통해, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력이 향상될 수 있다.
즉, 본 구조체는, 피니언부(1)의 전단부에 널링부(152)를 형성하여, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력을 향상시키고, 피니언부(1)에 체결력증대홈(11)을 형성함으로써, 밀착기어부(2)의 내주면의 일부가 탄성 변형되어 체결력증대홈(11)에 삽입되게함으로써, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력을 더욱 향상시킨다.
또한, 본 구조체에 있어서, 밀착기어부(2)에는 체결력증대홈(11)에 삽입되는 체결력증대돌기부(21)(후술함)가 별도로 형성되지 않는다. 그 이유는, 밀착기어부(2)는 합성 수지로 이루어져 피니언부(1)의 형상에 맞춰 피니언부(1)에 밀착되는바, 체결력증대돌기부(21)가 형성되지 않더라도, 재질 특성에 따른 변형력 및 밀착력을 통해 그 내주면의 적어도 일부가 피니언부(1)의 체결력증대홈(11) 내로 충분히 삽입될 수 있기 때문이다.
또한, 상술한 바와 같이, 피니언부(1)는 억지 끼워 맞춤에 의해 결합구멍(29)에 삽입되는데, 도 2를 참조하면, 삽입시 버(Burr)가 형성될 수 있다. 이러한 버는 제거되지 않고, 버수용공간(22)에 수용될 수 있다.
구체적으로, 피니언부(1)의 전단부는, 전단단턱(13)이 형성되도록, 그 내측 방향(피니언부(1)의 중심을 향하는 방향)으로 함몰될 수 있다. 또한, 밀착기어부(2)는 전단단턱(13)과 대향하는 버지지턱(25)이 형성되도록, 그 내주면이 외측 방향(피니언부(1)의 중심을 향하는 방향과 반대되는 방향)으로 함몰될 수 있다. 이때, 전단단턱(13)과 버지지턱(25)은 그 사이에 버수용공간(22)이 형성되도록 서로 이격될 수 있다.
즉, 버지지턱(25)은, 전단단턱(13)에 대응되는 결합구멍(29)의 일측 둘레에 형성되고 피니언부(1)의 널링부(151)가 결합구멍(29)에 억지 끼워 맞춤되면서 발생되는 버가 결합구멍(29) 외측으로 배출되는 것을 막을 수 있다.
밀착기어부(2)가 합성 수지로 이루어지고, 피니언부(1)의 외주면이 널링 처리된바, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합시, 밀착기어부(2)의 내주면이 피니언부(1)의 외주면에 긁혀 버(burr)가 형성될 수 있다. 형성되는 버는 피니언부(1)의 결합 방향을 따라 이동되는데, 예시적으로, 피니언부(1)가 밀착기어부(2)에 대하여 전방으로 이동되며 결합되는 경우, 버는 전방으로 이동되며 전단단턱(13)의 전방으로 몰리게 된다. 전단단턱(13)의 전방으로 몰린 버는 버지지턱(25)에 의해 그 전방으로의 이동이 제한되게 되고, 이에 따라, 전단단턱(13)과 버지지턱(25) 사이에 형성된 버수용공간(22)에 수용되게 된다.
버가 버수용공간(22)에 수용되게 되는바, 본 구조체의 제작 과정에서 버를 제거하는 별도의 공정이 필요 없게 된다. 만약, 버수용공간(22)이 없다면, 다시 말해, 전단단턱(13), 버지지턱(25) 및 전단단턱(13)과 버지지턱(25) 사이의 소정의 공간이 존재하지 않는 경우, 형서된 버는 수용되는 공간이 없어, 제거되어야만 하고, 본 구조체의 제조 과정에 버 제거 공정이 꼭 수반되어야 한다. 그러나, 본 구조체에 의하면, 버가 버수용공간(22)에 수용되는바, 그 제작 과정에서 버 제거 공정이 수행될 필요가 없어 본 구조체 간명한 단계로 제작될 수 있고, 제작비가 경감될 수 있다.
또한, 버가 버수용공간(22)에 수용되는바, 버에 의한 압력이 밀착기어부(2)와 피니언부(1)에 작용될 수 있어, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력이 증대될 수 있다.
즉, 본 구조체는, 결합구멍(29)의 내경을 최대한 축소시켜 밀착기어부(2)를 형성함으로써, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력을 향상시키고, 결합구멍(29)의 내경 축소화에 따라, 결합구멍(29)내로의 피니언부(1)의 삽입시 발생하는 버는 버수용공간(22)에 수용되게 함으로써, 버 제거 공정을 생략하며, 동시에, 탄성 변형되는 피니언부(1)의 재질 특성을 이용해, 밀착기어부(2)의 체결력증대홈(11)과 대응되는 부분이 체결력증대홈(11) 내로 삽입되게 함으로써, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력을 극대화할 수 있다.
또한, 이러한 본 구조체에 있어서, 밀착기어부(2)는 탄성 변형이 가능한 합성 수지로 이루어지는바, 밀착기어부(2)가 외부 구성과 연동되는 경우, 밀착기어부(2)와 외부 구성 사이의 기계적 마찰이 저감되어 소음 발생이 최소화될 수 있다. 예시적으로, 밀착기어부(2)와 연동되는 외부 구성은 랙 기어 등일 수 있다.
일반적으로, 밀착기어부(2)와 연동되는 외부 구성은 금속 재질이다. 그런데, 만약, 밀착기어부(2)가 금속 재질로 이루어지는 경우, 밀착기어부(2)와 외부 구성이 연동될때, 금속 재질과 금속 재질이 함께 연동되는바, 기계적 마찰에 따른 큰 소음이 발생된다.
그러나 본 구조체에 의하면, 밀착기어부(2)가 합성 수지로 이루어지는바, 밀착기어부(2)의 외부 구성과의 연동에 따른 소음이 저감될 수 있다.
즉, 본 구조체는, 밀착기어부(2)를 탄성 변형이 가능한 합성 수지로 형성함으로써, 밀착기어부(2)의 외부 구성과의 연동에 따른 소음을 저감시키고, 피니언부(1)에 널링부(152) 및 체결력증대홈(11)을 형성함으로써, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력을 극대화한다.
만약, 피니언부(1)에 널링부(152) 및 체결력증대홈(11)이 형성되지 않는다면, 탄성 변형이 가능한 합성 수지로 이루어진 밀착기어부(2)가 피니언부(1)와 결합되더라도, 그 결합력이 약할 수 있다. 그러나, 본 구조체는, 피니언부(1)에 널링부(152) 및 체결력증대홈(11)을 형성함으로써, 그러한 문제를 극복하여 합성 수지로 이루어진 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력을 극대화한다.
이하에서는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체(이하 '본 구조체'라 함)에 대해 설명한다. 다만, 전술한 본원의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체에서 상술한 내용과 중복되는 구성은 생략하거나, 간략하게 설명하기로 하며, 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.
도3의 (a)는 본 구조체의 피니언부(1)의 개략적인 단면도이고, 도 3의 (b)는 본 구조체의 밀착기어부(2)의 개략적인 단면도이며, 도 3의 (c)는 피니언부(1) 및 밀착기어부(2)가 결합된 본 구조체의 개략적인 단면도이다.
상술한 바와 같이, 피니언부(1)는 금속 재질로 이루어지며, 그 외주면의 둘레를 따라 체결력증대홈(11) 및 단턱(12)이 형성된다.
또한, 밀착기어부(2)의 내주면에는 체결력증대홈(11)에 삽입되는 체결력증대돌기부(21)가 형성된다. 체결력증대돌기부(21)는 피니언부(1)의 결합구멍(29)으로의 억지 끼워 맞춤시에는 탄성 변형되어 피니언부(1)가 결합구멍(29)에 배치되게 할 수 있고, 피니언부(1)의 억지 끼워 맞춤 후에는 탄성 복원되어 체결력증대홈(11)에 삽입될 수 있다.
이에 따라, 밀착기어부(2)의 내경을 지나치게 축소시키지 않더라도 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력이 향상될 수 있다. 또한, 이를 통해, 밀착기어부(2)의 내경을 지나치게 축소시키지 않더라도, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력을 확보할 수 있는바, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합시 버가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
예시적으로, 체결력증대돌기부(21)는, 결합구멍(29)의 내경의 중심 방향으로 0.2 ~ 1.2 mm 돌출되도록 형성될 수 있다. 만약, 체결력증대돌기부(21)가 0.2 mm 미만으로 돌출될 경우, 체결력증대돌기부(21)와 체결력증대홈(11)의 결합성이 저하될 수 있다. 또한, 체결력증대돌기부(21)가 1.2 mm를 초과하여 돌출될 경우, 체결력증대돌기부(21)의 과다한 돌출로 인해, 피니언부(1)의 결합구멍(29)으로의 삽입이 어려울 수 있다. 즉, 체결력증대돌기부(21)가 돌출되는 수치 범위인 0.2 ~ 1.2 mm는, 피니언부(1)의 결합구멍(29)으로의 용이한 삽입이 이루어지게 하면서, 체결력증대돌기부(21)와 체결력증대홈(11)의 결합성을 향상시킨다는데 그 임계적 의의가 있다.
또한, 밀착기어부(2)의 후단은 상술한 피니언부(1)의 단턱(12)과 접촉될 수 있다. 이에 따라, 밀착기어부(2)의 후단은 피니언부(1)의 단턱(12)에 지지될 수 있다.
이하에서는 본원의 다른 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체(이하 '본 구조체'라 함)에 대해 설명한다. 다만, 전술한 본원의 일 실시예에 따른 소음 경감 피니언 기어 구조체에서 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나, 간략하게 설명하기로 하며, 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.
도 4는 본 구조체의 개략적인 단면도이다.
본 구조체에 의하면, 상술한 버지지턱(25)은 경사면일 수 있다. 이에 따라, 버수용공간(22)은 전단을 향할수록 그 직경이 줄어드는 쐐기 형상일 수 있다. 이를 통해, 버가 수용되지 못하는 버수용공간(22)의 모서리 부분을 최소화할 수 있다.
버가 버수용공간(22)의 모든 부분에 수용되게 함으로써, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)에는 버에 의한 압력이 보다 강하게 작용될 수 있고, 이러한 압력에 의해 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 밀착력이 극대화될 수 있다.
본 구조체는, 피니언부(1)의 둘레를 따라 밀착기어부(2)의 전방에 배치되어 밀착기어부(2)를 피니언부(1)의 단턱(12) 측으로 가압하며 배치되는 가압부재(3)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 밀착기어부(2)는 피니언부(1)의 단턱(12)와 가압부재(3) 사이에 개재될 수 있고, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력이 향상될 수 있다.
또한, 가압부재(3)의 내주면 및 피니언부(1)의 가압부재(3)와 접촉되는 외주면 각각에는 서로 맞물리는 나사산(31)이 형성될 수 있다. 즉, 가압부재(3)와 피니언부(1)는 나사 결합할 수 있는데, 이에 따라, 가압부재(3)가 피니언부(1)로부터 탈락되는 일이 방지될 수 있고, 가압부재(3)와 단턱(12) 사이에 개재되는 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력이 극대화될 수 있다.
전술한 본 구조체는, 의료용 안마기, 의료용 지압기 등과 같은 의료용 기구에 적용될 수 있다. 본 구조체가 적용된 의료용 안마기, 의료용 지압기 등은 본 구조체를 통해 그 소음을 경감시킬 수 있는바, 사용자에게 편안함을 줄 수 있다.
전술한 본 구조체에 따른 효과를 정리하면 이하와 같다.
전단단턱(13)과 버지지턱(25) 사이에는 버수용공간(22)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합시 형성되는 버는 버수용공간(22)에 수용될 수 있다. 이에 따라, 본 구조체의 제조 과정에 있어 버 제거 공정의 필요가 없어 본 구조체의 제조 과정이 단순화될 수 있다. 또한, 버수용공간(22)에 버가 수용되는바, 버에 의한 압력이 밀착기어부(2)와 피니언부(1)에 작용될 수 있어, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 밀착력이 증대될 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 피니언부(1)는 소결 공정에 의해 형성된다. 이에 따라, 피니언부(1)의 제조시, 그 내경의 지수가 안정화되어 편심음이 개선될 수 있고, 비틀림 토크(torque)가 증가될 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 피니언부(1)는 그 외주면이 널링(knurling) 처리된다. 이에 따라, 피니언부(1)의 외주면과 밀착기어부(2) 사이의 마찰력이 증대되어 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력을 향상될 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 밀착기어부(2)는 탄성 변형이 가능한 합성 수지로 이루어진다. 이에 따라, 밀착기어부(2)는 피니언부(1)의 형태에 대응하여 피니언부(1)에 밀착될 수 있다. 이를 통해, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 밀착기어부(2)는 탄성 변형이 가능한 합성 수지로 이루어지는바, 밀착기어부(2)의 외부 구성과의 연동시, 기계적 마찰이 저감되어 소음 발생이 최소화될 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 밀착기어부(2)의 내주면에는 그 둘레를 따라 피니언부(1)의 체결력증대홈(11)에 삽입되는 체결력증대돌기부(21)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 밀착기어부(2)의 체결력증대홈(11)에 대한 삽입성이 극대화되어 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합력이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 피니언부(1)는 억지 끼어 맞춤에 의해 밀착기어부(2)의 결합구멍(29)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합이 용이하게 수행되어 본 구조체의 제조 과정이 간명화될 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 전단단턱(13)과 버지지턱(25) 사이에는 버수용공간(22)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합시 형성되는 버는 버수용공간(22)에 수용될 수 있다. 이에 따라, 본 구조체의 제조 과정에 있어 버 제거 공정의 필요가 없어 본 구조체의 제조 과정이 단순화될 수 있다. 또한, 버수용공간(22)에 버가 수용되는바, 버에 의한 압력이 밀착기어부(2)와 피니언부(1)에 작용될 수 있어, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 밀착력이 증대될 수 있다.
또한, 본 구조체에 의하면, 버지지턱(25)은 경사면일 수 있고, 버수용공간(22)은 전단을 향할수록 그 직경이 줄어드는 쐐기 형상일 수 있다. 이에 따라, 버가 수용되지 못하는 버수용공간(22)의 모서리 부분이 최소화되어 밀착기어부(2)와 피니언부(1)에 버에 의한 압력이 강하게 작용될 수 있다. 이를 통해, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 밀착력이 극대화될 수 있다.
또한, 본 구조체는, 피니언부(1)의 둘레를 따라 밀착기어부(2)의 전방에 배치되어 밀착기어부(2)를 피니언부(1)의 단턱(12) 측으로 가압하며 배치되는 가압부재(3)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력이 향상될 수 있다.
한편, 본 구조체에 있어서,밀착기어부(2)를 이루는 재료는 합성 수지 외에 밀착기어부(2)의 내산화성을 증가시키는 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)를 포함할 수 있다. 이러한 RD는 내오존성 및 내산화성을 증가시키며, 밀착기어부(2)의 부식 및 산화를 방지한다.
본 구조체에 있어서, 밀착기어부(2)를 이루는 재료는, 합성 수지에 RD 0.4 내지 1.2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 RD의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 내산화성을 획득하기 어려우며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 조직의 밀도 및 견고성에 영향을 주는 문제가 있기 때문이다.
이러한 본 구조체에 따르면, 합성 수지로 이루어지는 밀착기어부(2)의 내산화성이 크게 향상되며, 이에 따라 제품의 수명이 극대화될 수 있다.
또한, 피니언부(1)의 표면에는 마모방지코팅층이 형성될 수 있다.
마모방지코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 피니언부(1)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이 마모방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 용사되어서 이루어진다.
피니언부(1)의 외주면에 세라믹 코팅을 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 마모방지코팅층이 AAAAAA의 외주면에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지코팅층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지코팅층의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 AAAAAA의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 피니언부(1)의 외주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 피니언부(1)의 외주면이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 재료들로 이루어진 코팅층은, 피니언부(1)의 외주면의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이러한 마모방지코팅층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 피니언부(1)의 외주면의 둘레에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다.
마모방지코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
피니언부(1)의 외주면에 마모방지코팅층이 코팅되는 동안 피니언부(1)의 외주면의 온도는 상승되는데, 가열된 피니언부(1)의 외주면의 변형이 방지되도록 피니언부(1)의 외주면이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
마모방지코팅층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층 둘레에 도포된다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.
따라서 피니언부(1)의 외주면의 둘레에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 피니언부(1)의 외주면이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 피니언부 11: 체결력증대홈
12: 단턱 13: 전단단턱
151: 동력수용부 152: 널링부
2: 밀착기어부 21: 체결력증대돌기부
22: 버수용공간 25: 버지지턱
29: 결합구멍 3: 가압부재
31: 나사산
12: 단턱 13: 전단단턱
151: 동력수용부 152: 널링부
2: 밀착기어부 21: 체결력증대돌기부
22: 버수용공간 25: 버지지턱
29: 결합구멍 3: 가압부재
31: 나사산
Claims (4)
- 금속재의 피니언부(1)와, 상기 피니언부(1)에 결합되는 합성수지재의 밀착기어부(2)로 이루어지고;
상기 피니언부(1)는,
상기 피니언부(1)의 전단 둘레에 형성되어서 외부의 동력이 전달되는 동력수용부(151)와, 상기 피니언부(1)의 후단 둘레에 형성되어서 상기 밀착기어부(2)와의 마찰저항을 증대시키는 널링부(152)와, 널링부(152) 사이의 상기 피니언부(1) 후단 둘레에 복수개 형성되어서 탄성 변형된 기어부가 복원될시 상기 밀착기어부(2)의 대응 부분이 삽입되므로 상기 피니언부(1) 및 상기 밀착기어부(2)의 체결력을 증대시키는 체결력증대홈(11)과, 상기 피니언부(1)의 후단 둘레에 형성되는 전단단턱(13)으로 이루어지며;
상기 밀착기어부(2)는,
외주면에 형성되고 상기 피니언부(1)에서 전달된 회전동력을 외부로 전달하는 기어이와, 중앙에 관통되도록 형성되고 상기 피니언부(1)의 널링부(152)가 억지 끼워 맞춤되는 결합구멍(29)과, 상기 전단단턱(13)에 대응되는 상기 결합구멍(29)의 전단 둘레에 형성되고 상기 피니언부(1)의 널링부(152)가 상기 결합구멍(29)에 억지 끼워 맞춤되면서 발생되는 버가 결합구멍 외측으로 배출되는 것을 차단시키는 버지지턱(25)과, 상기 피니언부(1)의 널링부(152)가 상기 밀착기어부(2)의 결합구멍(29)에 완전히 결합될 시, 상기 피니언부(1)의 전단단턱(13)과 상기 밀착기어부(2)의 버지지턱(25) 사이의 이격된 공간에 의해 형성되어서, 버가 수용되도록 하는 버수용공간(22)과, 결합구멍(29) 내에 돌출되고 널링부(152)가 삽입될 시 탄성 변형되며 상기 체결력증대홈(11)에 대응될 시 복원되면서 상기 체결력증대홈(11)에 끼워맞춤되는 체결력증대돌기부(21)로 이루어지며;
버지지턱(25)은 경사면이고, 버수용공간(22)은 전단을 향할수록 그 직경이 줄어드는 쐐기 형상이어서, 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 결합시 버에 의한 압력이 증대되어 밀착기어부(2)와 피니언부(1)의 밀착력이 증대되고;
피니언부(1)에 결합되고 밀착기어부(2)에 밀착되어서 밀착기어부(2)를 피니언부(1)의 단턱(12) 측으로 가압하므로 피니언부(1)와 밀착기어부(2)의 결합력을 증대시키는 가압부재(3)를 포함하며;
상기 체결력증대돌기부(21)는, 상기 결합구멍(29)의 내경의 중심 방향으로 0.2 ~ 1.2 mm 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 소음 경감 피니언 기어 구조체. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
밀착기어부(2)는 합성수지재로 이루어지고, 상기 밀착기어부(2)에 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)가 포함되며, 합성수지의 밀착기어부(2)에 RD 0.4 내지 1.2 중량부를 포함하여서 이루어지고;
피니언부(1)의 표면에는 마모방지코팅층이 형성되되, 상기 마모방지코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 피니언부(1)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅되며, 마모방지코팅층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 도포되고, 상기 실링재의 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 소음 경감 피니언 기어 구조체.
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