[전문가 기고] 헬리컬 기어 적용으로 유성감속기의 정밀도와 저소음 구현

정하나 기자

우수한 맞물림의 과학, 헬리컬 기어 vs 스퍼 기어

사진. KOFON

 

정밀도와 부드러운 작동, 저소음이 핵심 요소로 작용하는 모션 컨트롤 분야에서 유성감속기의 핵심 부품으로 헬리컬 기어를 선택할 것인지, 스퍼 기어를 선택할 것인지는 근본적인 설계 철학의 문제로 인식되고 있다. 특히 고성능이 요구되는 응용 분야에서는 헬리컬 기어 기술이 선택이 아닌 필수적인 솔루션으로 자리 잡고 있다.

 

스퍼 기어는 기어의 이가 축과 평행한 직선 형태로 이뤄져 구조가 단순하고 견고하다는 장점을 가진다. 그러나 맞물림이 순간적인 선 접촉으로 이뤄지는 구조적 특성으로 인해, 여러 개의 이가 동시에 맞물렸다가 빠지면서 발생하는 충격이 진동과 소음을 유발하고, 고부하 환경에서는 마모를 가속시킨다.

 

반면 헬리컬 기어는 기어의 이가 일정한 각도로 가공돼 있어, 기어 이가 점진적이고 부드럽게 맞물리는 구조를 구현한다. 한 개의 이가 맞물리기 시작할 때 이전 이가 완전히 이탈하지 않고 겹쳐지는 방식으로 작동함에 따라, 동시에 더 많은 이가 하중을 분담하는 높은 중첩도(Contact Ratio)가 형성된다.

 

이러한 구조적 차이는 까다로운 산업 환경에서 결정적인 성능 차이로 이어진다. 헬리컬 기어는 연속적이고 중첩된 치형 접촉을 통해 스퍼 기어에서 흔히 발생하는 토크 맥동과 백래시 변동을 효과적으로 줄이며, 그 결과 매우 안정적이고 부드러운 회전을 가능하게 한다. 또한 기어 이 간 충격이 최소화됨에 따라 작동 시 소음과 진동이 크게 감소하며, 일반적으로 10~15㏈A 수준의 소음 저감 효과를 기대할 수 있어 의료 장비나 실험실 자동화와 같이 정숙성이 요구되는 환경에서도 높은 활용도를 보인다. 더불어 하중이 다수의 기어 이에 분산되면서 응력 집중이 줄어들어, 더 작은 크기에서도 높은 토크를 견딜 수 있고, 기어의 피로 수명과 신뢰성 역시 크게 향상된다.

 

 

 

사진. KOFON

 

감속기 기술 적용 범위를 넓히다
그동안 헬리컬 기어의 이러한 장점은 높은 비용이라는 제약과 함께 존재해 왔다. 복잡한 설계와 정밀한 헬릭스 각도 가공, 그리고 축 방향 하중을 견디기 위한 베어링 설계 등은 제조 난이도를 높이며, 결과적으로 헬리컬 기어는 주로 고급 장비에만 적용되는 기술로 인식되어 왔다. 반면 보급형 시장에서는 비용 문제로 인해 상대적으로 소음이 크고 정밀도가 낮은 스퍼 기어가 주로 사용되는 구조가 이어져왔다.


이러한 산업적 타협 구조 속에서 새로운 기준을 제시하고 있는 기업이 바로 KOFON이다.

 

KOFON은 ‘기술의 민주화’라는 철학을 바탕으로, 보급형 제품부터 플래그십 고토크 모델에 이르기까지 전 제품군에 프리미엄 헬리컬 기어 기술을 표준 적용하는 전략을 추진하고 있다. 이는 고급 기술을 특정 시장에 국한시키지 않고 산업 전반으로 확산시키겠다는 의지를 반영한 것으로, 감속기 기술의 새로운 방향성을 제시하는 시도로 평가된다.

 

KOFON은 첨단 제조 공정과 혁신적인 설계를 통해 대량 생산 과정에서의 기술적 난제를 해결하고, 헬리컬 기어 기술을 산업 표준으로 정착시키는 데 주력하고 있다. 이러한 전략은 ‘Helical-for-All’이라는 개념으로 구체화되며, KOFON의 핵심 기술 경쟁력으로 자리 잡고 있다.

 

이는 KOFON의 감속기를 사용하는 모든 장비 제조사와 최종 사용자가 헬리컬 기어의 실질적인 성능을 경험할 수 있도록 한다는 점에서 의미가 크다. 향상된 정밀도와 더욱 정숙한 작동, 그리고 높은 신뢰성을 기반으로 한 성능 개선은 단순한 제품 업그레이드를 넘어 기술적 가치의 확장으로 이어진다.

 

결국 탁월한 성능을 구현하기 위해서는 올바른 기술적 기반이 무엇보다 중요하다. 헬리컬 기어 기술의 표준화를 통해 KOFON은 가장 단순한 자동화 시스템부터 가장 복잡한 로봇 시스템에 이르기까지 구동부가 일관되게 더 부드럽고, 더 조용하며, 더 정밀하게 작동하는 기반을 제공하고 있다. 첨단 기술의 보편적 적용이라는 방향성 아래, 유성감속기의 미래는 새로운 기준 위에서 재정의되고 있다.

 

필자 
KOFON
(주)한강에프에이

정하나 기자 <월간로봇기술, 저작권자 @ (주)한국종합기술. 무단전재 - 재배포금지>
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