KR100500901B1 - 무체인 동력전달장치용 샤프트부재 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 동력전달장치용 샤프트부재는, 원둘레 상에 소정의 결착부를 형성하는 원판 베이스; 상기 원판 베이스의 저면 중앙으로 일정길이 연장되는 샤프트 결합단; 상기 샤프트 결합단의 축 중심에 적정 깊이의 다각형홈으로 형성된한 조인트 안내부; 상기 조인트 안내부에 삽입되어 상하좌우 및 축방향으로의 제한적인 유동이 이루어질 수 있도록 구체로 형성되고, 상기 구체 외면이 상기 조인트안내부에 대응하는 다각형면으로 형성되어 상기 조인트 안내부 내에서의 축 회전이 제한되도록 한 조인트부; 상기 조인트부가 양측단에 각각 일체로 형성되도록 한 샤프트; 상기 조인트 안내부에 삽입되어 샤프트의 조인트부 선단과 맞닿아 구름 마찰을 이루도록 한 볼베어링; 상기 조인트 안내부에 삽입되어 볼베어링이 일측 방향으로 장력 지지되도록 한 탄성부재;를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 원판 베이스와 샤프트가 축방향은 물론 상하좌우 방향으로의 유동이 가능한 상태로 축결합되도록 함으로서, 자전거 등과 같이 진동 및 충격이 불가피한 동력전달장치에 있어서, 샤프트 연결부위 또는 치접부위에 직접적인 충격하중이 가해지지 않게 됨에 따라, 부드러운 동력전달이 가능하고, 또한 동력전달장치의 수명을 연장할 수 있게 되어 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

무체인 동력전달장치용 샤프트부재 {SHAFT MEMBER FOR CHAINLESS POWER TRANSMISSION}

본 발명은 무체인 동력전달장치용 샤프트부재에 관한 것으로서, 특히, 진동 및 충격이 불가피한 동력전달장치에 있어서, 샤프트 연결부위 또는 치접부위에 직접적인 충격하중이 가해지지 않고 부드러운 동력전달이 이루어지도록 한 동력전달장치용 샤프트부재에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 무체인 동력전달장치의 개략적인 구조를 보인 사시도 이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 종래 기술에 따른 동력전달 기어부재는 크게 크라운기어(10)와, 롤러기어(20)와, 샤프트(30)로 구성된다.

상기 크라운기어(10)는 원판부(11)의 가장자리 둘레 상에 다수 기어치(12)를 형성하고, 상기 기어치(12) 간 사이를 일정 곡률로 한 치홈(13)을 형성하여 이루어진다.

상기 롤러기어(20)는 크라운기어(10)의 기어치(12)와 수직으로 맞물리도록 된 다수의 롤러치(25)를 배치하는데, 상기 롤러치(25)의 축 중심을 관통시켜 형성한 상, 하단 축핀(26)을 다단원판부(21)에 결합 고정시켜 공회전이 이루어지도록 하는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 종래 기술의 동력전달장치는 무체인 자전 등에 사용되는데, 크라운기어(10)에 자전거 페달(40)이 결합되어 동력을 전달받고, 상기 크라운기어(10)와 치접된 롤러기어(20)로 동력을 전달하게 된다.

상기 롤러기어(20)는 별도의 샤프트(30)와의 연결을 통해 동력을 뒷차축(50)으로 전달하게 된다.

이때, 상기 뒷차축(50)과 축 결합된 별도의 크라운기어(10')를 상기 샤프트(30)의 타단에 결합되도록 한 별도의 롤러기어(20')가 구동시킴으로서, 동력전달이 이루어지게 된다.

상기 크라운기어(10) 및 롤러기어(20)는 도시되지는 않았지만 별도 제작된 기어박스에 의해 자전거 본체에 고정된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 자전거의 운행 시, 바퀴가 요철 등에 부딪히는 등 충격이 가해지게 되면, 순간적으로 뒷차축(50)과 페달(40)축이 뒤틀리게 되는 문제가 발생된다.

이로 인해, 샤프트(30)와 롤러기어(20)의 연결부위 또는 롤러기어(20)와 크라운기어(10)의 치접부위에 충격하중이 집중되고, 이러한 충격하중이 지속적으로 반복되거나, 허용하중 이상의 충격이 가해질 경우 상기 연결부위 또는 치접부위가 일순간 파손되는 문제가 있다.

이러한, 종래 기술은 제품의 신뢰성을 떨어뜨리게 될 뿐 아니라, 수리비용이 발생되는 등 소비자의 불편을 초래하게 되는 문제를 갖는 것이어서, 이에 대한 기술적 개선이 요구되고 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 자전거의 운행 시, 바퀴가 요철 등에 부딪히는 등 충격이 가해지더라도, 샤프트 연결부위 또는 치접부위에 직접적인 충격하중이 가해지지 않도록 하기 위해 원판 베이스와 샤프트가 축방향은 물론 상하좌우 방향으로의 유동이 가능한 상태로 축결합되도록 한 동력전달장치용 샤프트부재를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동력전달장치용 샤프트부재는, 원둘레 상에 소정의 결착부를 형성하는 원판 베이스; 상기 원판 베이스의 저면 중앙으로 일정길이 연장되는 샤프트 결합단; 상기 샤프트 결합단의 축 중심에 적정 깊이의 다각형홈으로 형성된한 조인트 안내부; 상기 조인트 안내부에 삽입되어 상하좌우 및 축방향으로의 제한적인 유동이 이루어질 수 있도록 구체로 형성되고, 상기 구체 외면이 상기 조인트안내부에 대응하는 다각형면으로 형성되어 상기 조인트 안내부 내에서의 축 회전이 제한되도록 한 조인트부; 상기 조인트부가 양측단에 각각 일체로 형성되도록 한 샤프트; 상기 조인트 안내부에 삽입되어 샤프트의 조인트부 선단과 맞닿아 구름 마찰을 이루도록 한 볼베어링; 상기 조인트 안내부에 삽입되어 볼베어링이 일측 방향으로 장력 지지되도록 한 탄성부재;를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 원판베이스의 샤프트 결합단이 형성된 이면에 결착부를 이용해서 다른 동력전달부재가 더 연결되도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 동력전달부재는 롤러기어 또는 크라운기어인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 조인트 안내부는 육각형상의 홈으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 조인트부는 구체 외면에 육각면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 동력전달장치용 샤프트부재 구조를 보인 분해사시도 이고, 도 3은 본 발명에 따른 동력전달장치용 샤프트부재 구조를 보인 단면도이며, 도 4a내지 도 4c는 본 발명에 따른 원판 베이스와 결합되는 동력전달부재의 실시 예를 보인 사시도 이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명에 따른 동력전달장치용 샤프트부재는 원둘레 상에 소정의 결착부(111)를 형성하는 원판 베이스(110)와, 상기 원판 베이스(110)의 저면 중앙으로 일정길이 연장되는 샤프트 결합단(120)와, 상기 샤프트 결합단(120)의 축 중심에 적정 깊이의 다각형홈으로 형성된 조인트 안내부(130)와, 상기 조인트 안내부(130)에 삽입되어 상하좌우 및 축방향으로의 제한적인 유동이 이루어질 수 있도록 구체(141)로 형성되고, 상기 구체(141) 외면에 다각형면(일예로 후술할 육각면(143))을 형성시켜 조인트 안내부(130) 내에서의 축 회전이 제한되도록 한 조인트부(140)와, 상기 조인트부(140)가 양측단에 각각 일체로 형성되도록 한 샤프트(150)와, 상기 조인트 안내부(130)에 삽입되어 샤프트(150)의 조인트부(140) 선단과 맞닿아 구름 마찰을 이루도록 한 볼베어링(160)과, 상기 조인트 안내부(130)에 삽입되어 볼베어링(160)이 일측 방향으로 장력 지지되도록 한 탄성부재(170)로 구성된다.

이때, 상기 원판 베이스(110)의 샤프트 결합단(120)이 형성된 이면에는 결착부(111)를 이용해서 별도의 동력전달부재(180)가 더 형성될 수 있도록 하는데, 이러한 동력전달부재(180)로는 도 4a 내지 4c에서 보여지는 바와 같이 다수의 롤러치가 결합된 롤러기어, 원주면 수직방향으로 기어치를 형성한 크라운기어 또는 일반적인 원형기어가 사용될 수 있다.

물론, 상기 언급한 기어종류 외에도 벨트 풀리나 내접기어 등과 같이 특수목적을 갖는 다양한 동력전달부재가 사용될 수 있다.

그리고, 상기 조인트 안내부(130)는 육각형상의 홈으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 조인트 안내부(130)에 삽입 결합되는 조인트부(140)는 구체(141) 외면에 육각면(143)을 형성하도록 한다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명을 이용한 무체인 자전거의 동력전달 작용에 대해 설명한다.

우선, 자전거 페달(미도시)을 구동시켜 회전동력이 발생되고, 상기 회전동력은 별도의 동력전달부재(180)를 거쳐 원판 베이스(110)에 전달된다.

이때, 상기 동력전달부재(180)는 원판 베이스(110) 상에 형성한 결착부(111)를 이용해 분해 결합시킬 수 있도록 하는 별도의 가공물을 사용할 수도 있고, 원판 베이스(110) 자체에 기어치를 가공시켜 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 원판 베이스(110)로 전달된 회전동력은 다시 샤프트 결합단(120)과 결합된 샤프트(150)로 전달된다.

이때, 상기 샤프트 결합단(120)의 조인트 안내부(130)에는 탄성부재(170) 및 볼베어링(160)이 차례로 삽입되고, 이어 상기 볼베어링(160)과 접촉되어 구름마찰되도록 한 조인트부(140)가 삽입된다.

상기 조인트부(140)는 샤프트(150)의 일측 또는 양측 선단에 일체로 형성되는데, 구체(141) 외표면에 육각면(143)이 형성되도록 하고 있다.

이때, 상기 조인트부(140)를 구체(141)로 형성하는 이유는 샤프트(150)가 외부요인 즉, 자전거 운행 시, 요철 등에 의한 충격하중을 받고 나서, 상기 충격하중에 의해 상하좌우방면의 요동이 일 때, 적정 치의 유동이 가능해지도록 하기 위함이다. 이를 위해 조인트 안내부(130)의 내홈 직경보다, 조인트부(140)의 육각면(143)의 외경을 조금 작게 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 샤프트(150)는 전후방향 즉, 조인트 안내부(130)의 축 방향으로의 요동이 일 수도 있는데, 이때는 조인트 안내부(130) 내에 삽입시킨 탄성부재(170)에 의해 탄력적인 유동이 가능하게 된다.

상기와 같이 샤프트(150)로 전달된 회전동력은 샤프트(150)의 타측단에 일체로 형성한 조인트부(140)를 통해 샤프트 결합단(120')이 형성된 또 다른 원판 베이스(110')로 전달된다.

그리고, 상기 원판베이스로 전달된 회전동력은 별도의 동력전달부재(180)를 통해 자전거 뒷차축 등에 전달된다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 원판 베이스와 샤프트가 축방향은 물론 상하좌우 방향으로의 유동이 가능한 상태로 축결합되도록 함으로서, 자전거 등과 같이 진동 및 충격이 불가피한 동력전달장치에 적합한 구조를 갖게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술내용을 통해, 당업자라면, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위 안에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위에 의해 정해져야 할 것이다.

상기, 본 발명은 원판 베이스와 샤프트가 축방향은 물론 상하좌우 방향으로의 유동이 가능한 상태로 축결합되도록 함으로서, 자전거 등과 같이 진동 및 충격이 불가피한 동력전달장치에 있어서, 샤프트 연결부위 또는 치접부위에 직접적인 충격하중이 가해지지 않게 됨에 따라, 부드러운 동력전달이 가능하고, 또한 동력전달장치의 수명을 연장할 수 있게 되어 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 무체인 동력전달장치의 개략적인 구조를 보인 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 동력전달장치용 샤프트부재 구조를 보인 분해사시도.

도 3은 본 발명에 따른 동력전달장치용 샤프트부재 구조를 보인 단면도.

도 4a내지 도 4c는 본 발명에 따른 원판 베이스와 결합되는 동력전달부재의 실시 예를 보인 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110: 원판 베이스 111: 결착부

120: 샤프트 결합단 130: 조인트 안내부

140: 조인트부 150: 샤프트

160: 볼베어링 170: 탄성부재

180: 동력전달부재

Claims (5)

1. 원둘레 상에 소정의 결착부를 형성하는 원판 베이스;

   상기 원판 베이스의 저면 중앙으로 일정길이 연장되는 샤프트 결합단;

   상기 샤프트 결합단의 축 중심에 적정 깊이의 다각형홈으로 형성된한 조인트 안내부;

   상기 조인트 안내부에 삽입되어 상하좌우 및 축방향으로의 제한적인 유동이 이루어질 수 있도록 구체로 형성되고, 상기 구체 외면이 상기 조인트안내부에 대응하는 다각형면으로 형성되어 상기 조인트 안내부 내에서의 축 회전이 제한되도록 한 조인트부;

   상기 조인트부가 양측단에 각각 일체로 형성되도록 한 샤프트;

   상기 조인트 안내부에 삽입되어 샤프트의 조인트부 선단과 맞닿아 구름 마찰을 이루도록 한 볼베어링;

   상기 조인트 안내부에 삽입되어 볼베어링이 일측 방향으로 장력 지지되도록 한 탄성부재;

   를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력전달장치용 샤프트부재.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 원판베이스의 샤프트 결합단이 형성된 이면에 결착부를 이용해서 다른 동력전달부재가 더 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치용 샤프트부재.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 동력전달부재는 롤러기어 또는 크라운기어인 것을 특징으로 하는 동력전달장치용 샤프트부재.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 조인트 안내부를 육각형상의 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 동력 전달장치용 샤프트부재.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 조인트부는 구체 외면에 육각면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 동력전달장치용 샤프트부재.