KR101013529B1 - 반전회전구동기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반전회전구동기구에 관한 것이다. 이 반전회전구동기구는, 동축상에 배치되어 반전 회전하는 주동축 및 종동축과; 상기 주동축과 일체로 회전하는 주동부재와; 상기 주동부재를 중심으로 방사상으로 대칭 배치되어 상기 주동부재의 회전을 전달받는 복수의 전동유니트와; 상기 복수의 전동유니트 사이에서 상기 종동축을 중심으로 방사상으로 대칭 배치되어 상기 전동유니트의 회전을 적어도 1회 반전시키는 복수의 반전유니트와; 상기 복수의 반전유니트의 중앙에 배치되어 상기 반전유니트의 회전을 전달받고, 상기 종동축과 일체로 회전하는 종동부재와; 상기 주동부재, 상기 복수의 전동유니트, 상기 복수의 반전유니트 및 상기 종동부재의 외측에서 서로 대향하도록 배치되고, 상기 주동축, 상기 복수의 전동유니트, 상기 복수의 반전유니트 및 상기 종동축을 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 패널과; 상기 종동축과 상기 종동부재의 결합체 및 상기 주동축과 상기 주동부재의 결합체 중 적어도 어느 한쪽의 유동을 방지하는 유동방지부를 포함한다.

반전회전, 전동유니트, 반전유니트, 유동방지부, 동심축

Description

반전회전구동기구{COUNTER ROTATING DRIVE MECHANISM}

본 발명은 반전회전구동기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 서로 동심축을 이루는 축들의 반전 회전(counter rotating)을 위한 반전회전구동기구에 관한 것이다.

반전회전구동기구는 구동원에 의해 주동축이 회전할 때 그 주동축과 동심축을 이루는 종동축이 주동축과 반대방향으로 회전되는 것을 가능하게 하는 메커니즘으로서, 근래에 냉각팬, 환풍기, 송풍기, 선박, 항공기 등의 분야에서 그 사용이 시도되고 있다.

일예로, CRP(Counter/Contra Rotating Propeller)로 칭해지는 선박추진장치는 회전방향이 반대인 두 개의 프로펠러를 동심축 상에 구비한다. 위와 같은 선박추진장치는 전방 프로펠러와 후방 프로펠러의 유체역학적인 상호 작용을 통해 소음을 낮추고 에너지 효율을 높일 수 있다.

기존의 CRP 선박추진장치는 두 개의 축이 서로 회전 가능하게 끼워져서 하나의 이중축을 형성하되, 두 개의 모터가 이중축을 서로 반대방향으로 회전시킴으로써 이에 연결된 두 개의 프로펠러를 반대방향으로 회전시키도록 되어 있다. 그러나 위와 같은 CRP 선박추진장치는 두 개의 모터의 설치에 따라 구성이 복잡해지고 설치용적이 증가하며 비용이 증가한다는 문제가 있다.

이에 대해, 베벨기어를 사용하여 하나의 모터로 두 개의 축을 반대 회전시키는 장치가 미국특허 제5890938호 등에 개시되어 있다. 그러나 이 장치는 그 구조가 복잡하고 불안정하다는 문제를 갖고 있다.

또한, 본 출원인이 발명자로서 제안한 것으로, 한국 특허 제10-0673560호에 개시된 장치가 있다. 그러나 이 장치는 패널의 앞뒤로 복수의 중간기어들이 배치되어 있기 때문에 중간기어들의 수가 너무 많고 장치가 복잡해지고 커진다는 문제가 있다. 또한 주동축이나 종동축에 유동이 발생하여 장치를 불안정하게 만든다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 한 쌍의 패널 내측에 최소화된 수의 중간기어들을 일괄 배치하여 구조적으로 콤팩트하고 안정된 반전회전구동기구를 제공하는 것을 제1목적으로 한다. 또한, 주동축이나 종동축의 유동을 방지할 수 있는 반전회전구동기구를 제공하는 것을 제2목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반전회전구동기구는, 동축상에 배치되어 반전 회전하는 주동축과 종동축을 포함하는 반전회전구동기구에 있어서, 상기 주동축과 일체로 회전하는 주동부재와; 상기 주동부재를 중심으로 방사상으로 대칭 배치되어 상기 주동부재의 회전을 전달받는 복수의 전동유니트와; 상기 복수의 전동유니트 사이에서 상기 종동축을 중심으로 방사상으로 대칭 배치되어 상기 전동유니트의 회전을 반전시키는 복수의 반전유니트와; 상기 복수의 반전유니트의 중앙에 배치되어 상기 반전유니트의 회전을 전달받고, 상기 종동축과 일체로 회전하는 종동부재와; 상기 주동부재, 상기 복수의 전동유니트, 상기 복수의 반전유니트 및 상기 종동부재의 외측에서 서로 대향하도록 배치되고, 상기 주동축, 상기 복수의 전동유니트, 상기 복수의 반전유니트 및 상기 종동축을 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 패널과; 상기 종동축과 상기 종동부재의 결합체 및 상기 주동축과 상기 주동부재의 결합체 중 적어도 어느 한쪽의 유동을 방지하는 유동방지부를 포함할 수 있다.

상기 복수의 전동유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 전동축과; 상기 전동축에 결합되어 상기 주동부재의 회전을 전달받는 제1전동부재와; 상기 제1전동부재에 인접되게 상기 전동축에 결합되어 상기 제1전동부재와 일체로 회전하는 제2전동부재를 포함할 수 있고, 상기 복수의 반전유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 반전축과; 상기 제2전동부재와 대응하는 위치에서 상기 반전축에 결합되어 상기 제2전동부재의 회전을 반전시키는 제1반전부재와; 상기 제1반전부재에 인접되게 상기 반전축에 결합되어 상기 제1반전부재와 일체로 회전하는 제2반전부재를 포함할 수 있다.

상기 유동방지부는, 상기 종동부재의 양 측면 중 적어도 어느 하나에 배치된 제1플랜지와; 상기 제1플랜지가 삽입되도록 상기 제1반전부재와 상기 제2반전부재의 사이 및 상기 제2반전부재와 상기 제2패널의 사이 중 적어도 어느 하나에 형성된 제1유동방지홈을 포함할 수 있다.

상기 유동방지부는, 상기 주동부재의 양 측면 중 적어도 어느 하나에 배치된 제2플랜지와; 상기 제2플랜지가 삽입되도록 상기 제1전동부재와 상기 제2전동부재의 사이 및 상기 제1전동전부재와 상기 제1패널의 사이 중 적어도 어느 하나에 형성된 제2유동방지홈을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 플랜지의 돌출 높이와 상기 제1 및 제2 유동방지홈의 깊이는 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.

상기 유동방지부는, 상기 종동부재의 양 측면을 지지하도록 상기 제2전동부재의 일 측면 및 상기 제2반전부재의 반대편 일 측면에 각각 결합된 한 쌍의 제1플랜지와, 상기 주동부재의 양 측면을 지지하도록 상기 제1전동부재의 일 측면 및 상기 제1반전부재의 반대편 일 측면에 각각 결합된 한 쌍의 제2플랜지 중 적어도 어느 한쪽을 포함할 수도 있다.

상기 주동축과 상기 종동축은 서로 상대 회전 가능하게 끼워질 수도 있고, 서로 이격되게 배치될 수도 있다.

상기 주동부재, 상기 제1 및 제2 전동부재, 상기 제1 및 제2 반전부재 및 상기 종동부재 사이의 회전비는 1:1로 구성될 수 있다.

상기 전동유니트와 상기 반전유니트는 동일한 구성으로 서로 반대방향으로 배치될 수 있다.

상기 주동부재, 상기 제1 및 제2 전동부재, 상기 제1 및 제2 반전부재 및 상기 종동부재는 서로 평행한 회전축들 상에 배치될 수 있다.

또한, 상기 복수의 전동유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 전동축과; 상기 전동축에 결합되어 상기 주동부재의 회전을 전달받는 제1전동부재와; 상기 전동축에 결합되어 상기 제1전동부재와 일체로 회전하는 제2전동부재와; 상기 제1전동부재를 사이에 두고 상기 제2전동부재와 대향하도록 상기 전동축에 결합되어 상기 제1전동부재와 일체로 회전하는 제3전동부재를 포함하고, 상기 복수의 반전유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 반전축과; 상기 반전축에 결합되어 상기 제2전동부재의 회전을 반전시키는 제1반전부재와; 상기 반전축에 결합되어 상기 제1반전부재와 일체로 회전하는 제2반전부재와; 상기 반전축에 결합되어 상기 제3전동부재의 회전을 반전시키는 제3반전부재와; 상기 반전축에 결합되어 상기 제3반전부재와 일체로 회전하는 제4반전부재를 포함하고, 상기 종동부재는, 상기 제2반전부재의 회전을 전달받는 제1종동부재와; 상기 제4반전부재의 회전을 전달받는 제2종동부재를 포함하고, 상기 종동축은, 상기 제2패널에 회전 가능하게 지지되고 상기 제1종동부재와 일체로 회전하는 제1종동축과; 상기 제1패널에 회전 가능하게 지지되고 상기 제2종동부재와 일체로 회전하는 제2종동축을 포함할 수 있다.

이 반전회전구동기구는 상기 종동축과 상기 종동부재의 결합체 및 상기 종동축과 상기 종동부재의 결합체 중 적어도 어느 한쪽의 유동을 방지하는 유동방지부를 더 포함할 수 있다.

상기한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 반전회전구동기구는 상호 평행한 회전축들 상에서 회전하는 주동부재, 전동유니트, 반전유니트 및 종동부재의 간단한 조합을 통해, 구조적으로 불안정한 베벨기어를 사용하지 않고도, 하나의 구동원에 의해 주동축과 종동축의 반대방향 회전을 구현할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 패널이 주동부재, 전동유니트, 반전유니트 및 종동부재의 외측에 배치되어 이 구성요소들을 감싸도록 되어 있고, 각각의 전동유니트와 반전유니트를 일체로 구성하여 개수를 최소화할 수 있으므로, 회전축들의 길이 축소가 가능하고, 콤팩트한 구조의 반전회전구동기구를 제공할 수 있다.

또한, 복수의 전동유니트와 복수의 반전유니트가 각각 주동축을 중심으로 방사상 대칭 배치되므로, 역학적으로 안정된 반전회전구동기구를 제공할 수 있다.

또한, 주동부재, 제1 및 제2 전동부재, 제1 및 제2 반전부재 및 종동부재를 동일한 구성을 갖도록 하고, 전동유니트와 반전유니트를 동일하게 구성하되 반대방향으로 배치함으로써, 제조공정상 모듈화를 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 유동방지부에 의하여 주동축과 주동부재의 결합체와 종동축과 종동부재의 결합체 중 적어도 어느 한쪽의 유동을 방지할 수 있다.

또한, 필요에 따라 주동축과 종동축을 서로 끼워지게 배치하거나 이격되게 배치함으로써 다양한 응용기술에 활용할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 종동축과 제1 및 제2 종동부재를 입력측과 출력측 양쪽에 배치함으로써 제2종동축을 주동축과 교대로 입력축으로 활용하거나 제3의 출력축으 로 활용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 반전회전구동기구를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 서로 다른 실시예들을 설명할 때 동일하거나 유사한 구성요소들에는 동일한 참조번호가 부여되었으며, 필요에 따라 반복 설명을 생략할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반전회전구동기구를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 반전회전구동기구는 주동축(112)과, 종동축(114)과, 주동부재(130)와, 전동유니트(140)와, 반전유니트(150)와, 종동부재(160)와, 제1 및 제2 패널(120, 122)을 포함한다. 본 실시예에 따른 반전회전구동기구는 유동방지부(170)를 더 포함할 수 있다.

주동축(112)은 양측 단부에서 제1 및 제2 패널(120, 122)에 회전 가능하게 지지된다. 주동축(112)의 입력측 단부는 모터와 같은 구동원에 연결될 수 있고, 출력측 단부는 프로펠러와 같은 부하에 연결될 수 있다.

종동축(114)은 반전회전구동기구의 출력측에 배치되며, 제2패널(122)에 회전 가능하게 지지된다. 종동축(114)은 중공형으로 되어 있고, 주동축(112)의 출력측 단부와 동심으로 서로 상대 회전 가능하게 끼워져 있다.

주동부재(130)는 주동축(112)에 연결되어 주동축(112)과 일체로 회전한다. 주동부재(130)는 주동축(112)과 별도로 제작되어 키결합이나 열박음과 같은 공지된 방법에 의해 주동축(112)에 결합되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 주동축(112)과 일체로 형성될 수도 있다.

전동유니트(140)는 주동부재(130)의 회전을 전달받는 것으로서, 복수의 전동축(145)과, 복수의 제1전동부재(141)와, 복수의 제2전동부재(143)를 포함한다.

복수의 전동축(145)은 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치되고, 각각 양측 단부에서 제1 및 제2 패널(120, 122)에 회전 가능하게 지지된다. 도 1 및 도 2에는 세 개의 전동축(145)이 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치된 예가 도시되어 있다(도 4 참조).

복수의 제1전동부재(141)는 주동부재(130)와 연결되도록 복수의 전동축(145)에 각각 결합되어 전동축(145)과 일체로 회전한다. 복수의 전동축(145)이 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치됨에 따라, 복수의 제1전동부재(141)도 주동축(112) 또는 주동부재(130)를 중심으로 방사상으로 대칭 배치된다.

복수의 제2전동부재(143)는 복수의 제1전동부재(141)와 인접하게 복수의 전동축(145)에 각각 결합되어 복수의 전동축(145)과 일체로 회전한다. 복수의 제2전동부재(143)도 복수의 제1전동부재(141)와 마찬가지로 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치된다.

반전유니트(150)는 전동유니트(140)의 회전을 반전시키는 것으로서, 복수의 반전축(155)과, 복수의 제1반전부재(151)와, 복수의 제2반전부재(153)를 포함한다.

복수의 반전축(155)은 복수의 전동축(145) 사이에서 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치되고, 각각 양측 단부에서 제1 및 제2 패널(120, 122)에 회전 가능하게 지지된다.

복수의 제1반전부재(151)는 복수의 제2전동부재(143)와 각각 연결되도록 복 수의 반전축(155)에 각각 결합되어 반전축(155)과 일체로 회전한다. 복수의 반전축(155)이 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치됨에 따라, 복수의 제1반전부재(151)도 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치된다. 복수의 제1반전부재(151)는 복수의 제2전동부재(143)와 서로 쌍을 이루므로, 제2전동부재(143)의 개수가 셋이라면 제1반전부재(151)의 개수도 셋이 되어 서로 연결된다(도 5 참조).

복수의 제2반전부재(153)는 복수의 제1반전부재(151)에 인접하게 복수의 반전축(155)에 각각 결합되어 복수의 반전축(155)과 일체로 회전한다. 복수의 제1반전부재(151)와 마찬가지로 복수의 제2반전부재(153)도 주동축(112)을 중심으로 방사상으로 대칭 배치된다.

종동부재(160)는 복수의 제2반전부재(153)의 중앙에 배치되어 복수의 반전부재(153)의 회전을 전달받는다(도 6 참조).

종동축(114)은 종동부재(160)의 중심에 배치되어 종동부재(160)와 일체로 회전하고, 이에 따라 종동부재(160)의 회전을 본 실시예에 따른 반전회전구동기구의 출력측으로 내보낸다. 종동축(114)은 중공형으로 되어 있다. 종동축(114) 내측에는 주동축(112)이 끼워져서 서로 동심으로 반대방향으로 상대 회전한다.

제1 및 제2 패널(120, 122)은 상기한 주동부재(130), 전동유니트(140), 반전유니트(150) 및 종동부재(160)의 외측에 배치되어, 주동축(112), 종동축(114), 전동축(145) 및 반전축(155)의 회전을 지지한다. 이 점에서 상술한 한국 특허 10-0673560호와 차이가 있고, 이로 인해 각 축들(112, 114, 145, 155)의 길이가 축소될 수 있고, 반전회전구동기구의 구성이 콤팩트해질 수 있다.

제1패널(120)의 중앙 영역에는 주동축(112)이 회전 가능하게 결합되는 주동축공(124)이 형성되어 있고, 제2패널(122)의 중앙 영역에는 종동축(114)이 회전 가능하게 결합되는 종동축공(128)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 패널(120, 122)의 둘레 영역에는 복수의 전동축(145)과 복수의 반전축(155)이 회전 가능하게 결합되는 복수의 축공(126)이 각각 형성되어 있다.

제1 및 제2 패널(120, 122)은 설계상 필요에 따라 주동부재(130), 전동유니트(140), 반전유니트(150) 및 종동부재(160)를 전체적으로 감싸도록 서로 연결될 수 있다.

유동방지부(170)는 주동축(112)과 주동부재(130)의 결합체와 종동축(114)과 종동부재(160)의 결합체 중 적어도 어느 하나에서 발생하는 유동을 방지한다. 이를 위해 유동방지부(170)는, 주동부재(130) 및 종동부재(160)의 양 측면에 각각 결합된 플랜지(172)와; 플랜지(172)가 삽입되도록 제1전동부재(141)와 제2전동부재(143)의 사이, 제1전동부재(141)와 제1패널(120)의 사이, 제1반전부재(151)와 제2반전부재(153)의 사이 및 제2반전부재(153)와 제2패널(122)의 사이에 각각 형성된 유동방지홈(174, 178)을 포함한다.

이와 같은 구성에 의해 유동방지부(170)는 주동부재(130)와 종동부재(160) 사이의 축 방향 간격을 일정하게 유지할 수 있고, 이에 따라 주동축(112)의 출력측 단부와 종동축(114)에 각각 결합되는 프로펠러와 같은 부하들 사이에 일정한 간격을 확보할 수 있다.

설계상 필요에 따라, 주동축(112)과 주동부재(130)의 결합체 및 종동축(114) 과 종동부재(160)의 결합체 중 어느 한쪽의 유동을 방지하기 위한 플랜지(172)와 유동방지홈(174, 178)은 생략될 수 있다. 또한, 한 쌍의 플랜지(172)와 유동방지홈(174, 178)의 결합 중에서도 어느 한쪽의 것은 생략될 수 있다.

도 3에는 플랜지(172)의 외경, 즉 돌출 높이가 주동부재(130) 및 종동부재(160)의 외경보다 큰 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 즉, 플랜지(172)의 외경은 주동부재(130)와 제1전동부재(141)가 맞물린 상태에서, 그리고 종동부재(160)와 제2반전부재(153)가 맞물린 상태에서, 플랜지(172)가 유동방지홈(174, 178)에 삽입되는 크기이면 충분하다. 예컨대, 기어 물림인 경우, 플랜지(172)의 외경은 주동부재(130) 및 종동부재(160)의 외경과 실질적으로 동일하거나 조금 작은 것이 바람직하다.

또한, 플랜지(172)의 돌출 높이와 유동방지홈(174, 178)의 깊이를 실질적으로 동일하게 함으로써 주동축(112)과 주동부재(130)의 결합체나 종동축(114)과 종동부재(160)의 결합체의 반경방향 유동을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 반전회전구동기구에 있어서, 상기한 주동부재(130), 제1 및 제2 전동부재(141, 143), 제1 및 제2 반전부재(151, 153), 종동부재(160)는 기어 또는 마찰롤러와 같은 공지된 다양한 동력전달요소를 포함하여 구성될 수 있다. 기어인 경우에는, 평기어, 헬리컬기어 등 다양한 기어가 적용 가능하다.

주동부재(130), 제1 및 제2 전동부재(141, 143), 제1 및 제2 반전부재(151, 153) 및 종동부재(160)의 회전비는 1:1로 할 수 있고, 필요에 따라 다른 비율로 할 수도 있다. 회전비를 1:1로 하는 경우에는, 주동부재(130), 제1 및 제2 전동부 재(141, 143), 제1 및 제2 반전부재(151, 153) 및 종동부재(160)의 구성을 모두 동일하게 할 수 있으므로 제조공정상 모듈화를 용이하게 구현할 수 있다. 나아가 전동유니트(140)와 반전유니트(150)를 동일하게 구성하여 반대방향으로 배치할 수 있고, 이에 따라, 제조공정상 모듈화를 더욱 용이하게 구현할 수 있다.

주동부재(130), 제1 및 제2 전동부재(141, 143), 제1 및 제2 반전부재(151, 153) 및 종동부재(160)는 모두 평행한 회전축들(112, 114, 145, 155) 상에서 회전하므로 간단한 구성으로 용이한 조립이 가능하다.

이하, 본 실시예에 따른 반전회전구동기구의 작동을, 동력전달요소가 기어인 경우를 예로 하여, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 주동부재(130)가 주동축(112)과 일체로 시계방향으로 회전하면 주동부재(130)와 맞물려 있는 복수의 제1전동부재(141)는 복수의 전동축(145)과 일체로 각각 반시계방향으로 회전한다.

제1전동부재(141)가 반시계방향으로 회전함에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1전동부재(141)와 전동축(145) 상에서 일체로 회전하는 제2전동부재(143)도 반시계방향으로 회전한다. 이에 따라 제2전동부재(143)와 맞물려 있는 제1반전부재(151)는 시계방향으로 회전한다. 도 5에는 세 개의 제2전동부재(143)와 세 개의 제1반전부재(151)가 서로 맞물려 회전하는 예가 도시되어 있다.

제1반전부재(151)가 시계방향으로 회전함에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1반전부재(151)와 반전축(155) 상에서 일체로 회전하는 제2반전부재(153)도 시계방향으로 회전하고, 제2반전부재(153)와 맞물려 있는 종동부재(160)는 반시계방향 으로 회전한다. 이에 따라 종동부재(160)와 일체로 회전하는 종동축(114)도 반시계방향으로 회전한다. 즉, 주동축(112)과 종동축(114)은 서로 끼워진 상태에서 반대방향으로 회전하게 된다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 주동부재(130)와 제1전동부재(141)의 맞물림, 제2전동부재(143)와 제1반전부재(151)의 맞물림 및 제2반전부재(153)와 종동부재(160)의 맞물림은 모두 주동축(112)을 중심으로 방사상 대칭으로 이루어지기 때문에, 역학적인 안정을 확보할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 반전회전구동기구를 도시한 것이다. 본 실시예에 따른 반전회전구동기구는, 제1실시예와 비교할 때, 유동방지부(170)를 구성하는 플랜지(172)가 주동부재(130) 및 종동부재(160)의 양 측면을 각각 지지하도록 구성되어 있다는 점에 차이가 있다. 이를 위해, 플랜지(172)는 제1반전부재(151)의 일 측면 및 제2반전부재(153)의 반대편 일 측면에, 그리고 제1전동부재(141)의 일 측면 및 제2전동부재(143)의 반대편 일 측면에 각각 배치된다. 제1전동부재(141)의 일 측면에 배치된 플랜지(172)는 제1패널(120)에 인접한 유동방지홈(178)에 삽입된 상태에서, 제1반전부재(151)의 일 측면에 배치된 플랜지(172)와 협력하여 주동부재(130)의 양 측면을 지지한다. 마찬가지로, 제2반전부재(153)의 일 측면에 배치된 플랜지(172)는 제2패널(122)에 인접한 유동방지홈(178)에 삽입된 상태에서 제2전동부재(143)의 일 측면에 배치된 플랜지(172)와 협력하여 종동부재(160)의 양 측면을 지지한다. 이 경우, 플랜지(172)는 방사상 대칭을 이루는 복수의 제1반전부재(151) 중 적어도 하나에, 복수의 제2반전부재(153) 중 적어도 하 나에, 복수의 제1전동부재(141) 중 적어도 하나에, 그리고 복수의 제2전동부재(143) 중 적어도 하나에, 각각 배치될 수 있다. 본 실시예에서도, 주동축(112)과 주동부재(130)의 결합체 및 종동축(114)과 종동부재(160)의 결합체 중 어느 한쪽의 유동을 방지하기 위한 유동방지부(170)는 설계상 필요에 따라 생략될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 반전회전구동기구를 도시한 것이다. 본 실시예에 따른 반전회전구동기구는, 제1실시예와 비교할 때, 주동축(112)과 종동축(114)이 동심축 상에서 서로 이격되어 있다는 점에서 차이가 있다. 이처럼 반대방향으로 회전하는 주동축(112)과 종동축(114)이 제1패널(120)과 제2패널(122) 측에 각각 독립적으로 배치되어 있으므로, 페달을 이용한 운동기구 등에 적용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 반전회전구동기구를 도시한 것이다. 본 실시예에 따른 반전회전구동기구는, 제1실시예와 비교할 때, 종동부재(160)가 내치차로 구성되어 있다는 점에서 차이가 있다. 즉, 제2반전부재(153)와 종동부재(160)가 내접 연결된다. 이 경우, 도시되지 않았지만, 주동부재(130)도 내치차로 구성되어 제1전동부재(141)와 내접 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 설계상 필요에 따라, 주동부재(130)와 종동부재(160) 중 어느 하나만 내치차로 구성하는 것도 가능하다.

도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 반전회전구동기구를 도시한 것이다. 제1실시예와 비교할 때, 제1 및 제2 종동축(114, 116)과 제1 및 제2 종동부재(160, 162)가 입력측 및 출력측에 각각 대칭으로 배치되어 있다는 점에서 차이가 있다. 이를 위하여, 전동유니트(140)는 복수의 전동축(145), 복수의 제1전동부재(141) 및 복수의 제2전동부재(143)에 더하여 복수의 제3전동부재(147)를 더 포함한다. 제3전동부재(147)는 제1전동부재(141)를 사이에 두고 제2전동부재(143)와 대향하도록 배치된다. 또한 반전유니트(150)는 복수의 반전축(155), 복수의 제1반전부재(151) 및 복수의 제2반전부재(153)에 더하여 복수의 제3반전부재(157)와 복수의 제4반전부재(159)를 더 포함한다. 제2종동축(116), 제2종동부재(162), 제3전동부재(147), 제3 및 제4 반전부재(157, 159)의 구성 및 작용은 제1종동축(114), 제1종동부재(160), 제2전동부재(143), 제1 및 제2 반전부재(151, 153)의 구성 및 작용과 같으므로 반복 설명을 생략한다. 유동방지부(170)도 제1실시예와 비교할 때 플랜지(172) 및 유동방지홈(174)의 개수만 늘어났을 뿐 그 구성 및 작용은 같으므로 반복 설명을 생략한다. 이러한 구성에 의하면, 주동축(112)의 입력측 단부와 제2종동축(116)의 어느 한쪽을 회전시키면, 다른 한쪽의 반대방향 회전이 발생하고, 동시에 주동축(112)의 출력측 단부와 제1종동축(114)에 상호 반대방향의 회전이 발생한다. 따라서, 주동측(112)의 입력측 단부와 제2종동축(116)을 교대로 입력축으로 활용할 수 있고, 필요에 따라 주동측(112)의 입력측 단부와 제2종동축(116) 중 어느 하나를 입력축으로, 다른 하나를 제3의 출력축으로 활용할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들이 첨부도면을 참조하여 설명되었으나, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

예를 들어, 상술한 실시예들에서는 반전을 1회 구현함으로써 주동축(112)과 종동축(114, 116)을 이중축으로 구성하였으나, 반전의 회수를 복수로 함으로써 삼중축 이상으로도 구성할 수 있다.

또한, 주동축(130)을 중실축으로 구성하고 종동축(114, 116)을 중공축으로 구성한 것도 하나의 예일 뿐이며, 그 반대로 구성할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 반전회전구동기구를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반전회전구동기구를 나타낸 분리사시도.

도 3은 도 1의 III-III선에 따른 단면도.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 반전회전구동기구에서 주동부재와 전동유니트의 연결을 보인 도면.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 반전회전구동기구에서 전동유니트와 반전유니트의 연결을 보인 도면.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 반전회전구동기구에서 반전유니트와 종동부재의 연결을 보인 도면.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 반전회전구동기구의 단면도.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 반전회전구동기구의 단면도.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 반전회전구동기구 개략도.

도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 반전회전구동기구의 단면도.

* 도면의 참조번호 리스트

112: 주동축

114: 종동축

120: 제1패널

122: 제2패널

130: 주동부재

140: 전동유니트

150: 반전유니트

160: 종동부재

170: 유동방지부

Claims (13)

1. 반전회전구동기구에 있어서,

   동축상에 배치되어 반전 회전하는 주동축 및 종동축과;

   상기 주동축과 일체로 회전하는 주동부재와;

   상기 주동부재를 중심으로 방사상으로 대칭 배치되어 상기 주동부재의 회전을 전달받는 복수의 전동유니트와;

   상기 복수의 전동유니트 사이에서 상기 종동축을 중심으로 방사상으로 대칭 배치되어 상기 전동유니트의 회전을 적어도 1회 반전시키는 복수의 반전유니트와;

   상기 복수의 반전유니트의 중앙에 배치되어 상기 반전유니트의 회전을 전달받고, 상기 종동축과 일체로 회전하는 종동부재와;

   상기 주동부재, 상기 복수의 전동유니트, 상기 복수의 반전유니트 및 상기 종동부재의 외측에서 서로 대향하도록 배치되고, 상기 주동축, 상기 복수의 전동유니트, 상기 복수의 반전유니트 및 상기 종동축을 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 패널과;

   상기 종동축과 상기 종동부재의 결합체 및 상기 주동축과 상기 주동부재의 결합체 중 적어도 어느 한쪽의 유동을 방지하는 유동방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 전동유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 전동축과; 상기 전동축에 결합되어 상기 주동부재의 회전을 전달받는 제1전동부재와; 상기 제1전동부재에 인접되게 상기 전동축에 결합되어 상기 제1전동부재와 일체로 회전하는 제2전동부재를 포함하고,

   상기 복수의 반전유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 반전축과; 상기 제2전동부재와 대응하는 위치에서 상기 반전축에 결합되어 상기 제2전동부재의 회전을 반전시키는 제1반전부재와; 상기 제1반전부재에 인접되게 상기 반전축에 결합되어 상기 제1반전부재와 일체로 회전하는 제2반전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
3. 제2항에 있어서,

   상기 유동방지부는, 상기 종동부재의 양 측면 중 적어도 어느 하나에 배치된 제1플랜지와; 상기 제1플랜지가 삽입되도록 상기 제1반전부재와 상기 제2반전부재의 사이 및 상기 제2반전부재와 상기 제2패널의 사이 중 적어도 어느 하나에 형성된 제1유동방지홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
4. 제3항에 있어서,

   상기 유동방지부는, 상기 주동부재의 양 측면 중 적어도 어느 하나에 배치된 제2플랜지와; 상기 제2플랜지가 삽입되도록 상기 제1전동부재와 상기 제2전동부재의 사이 및 상기 제1전동전부재와 상기 제1패널의 사이 중 적어도 어느 하나에 형 성된 제2유동방지홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 플랜지의 돌출 높이와 상기 제1 및 제2 유동방지홈의 깊이는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
6. 제2항에 있어서,

   상기 유동방지부는, 상기 종동부재의 양 측면을 지지하도록 상기 제2전동부재의 일 측면 및 상기 제2반전부재의 반대편 일 측면에 각각 결합된 한 쌍의 제1플랜지와, 상기 주동부재의 양 측면을 지지하도록 상기 제1전동부재의 일 측면 및 상기 제1반전부재의 반대편 일 측면에 각각 결합된 한 쌍의 제2플랜지 중 적어도 어느 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 주동축과 상기 종동축은 상대 회전 가능하게 끼워진 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 주동축과 상기 종동축은 서로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
9. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 주동부재와, 상기 제1 및 제2 전동부재와, 상기 제1 및 제2 반전부재와, 상기 종동부재 사이의 회전비는 1:1인 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전동유니트와 상기 반전유니트는 동일한 구성을 가지며 서로 반대방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
11. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 주동부재와, 상기 제1 및 제2전동부재와, 상기 제1 및 제2 반전부재와, 상기 종동부재는 서로 평행한 회전축들 상에 배치된 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
12. 제1항에 있어서,

    상기 복수의 전동유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 전동축과; 상기 전동축에 결합되어 상기 주동부재의 회전을 전달받는 제1전동부재와; 상기 전동축에 결합되어 상기 제1전동부재와 일체로 회전하는 제2전동부재와; 상기 제1전동부재를 사이에 두고 상기 제2전동부재와 대향하도록 상기 전동축에 결합되어 상기 제1전동부재와 일체로 회전하는 제3전동부 재를 포함하고,

    상기 복수의 반전유니트 각각은, 그 양측 단부에서 상기 제1 및 제2 패널에 회전 가능하게 지지되는 반전축과; 상기 반전축에 결합되어 상기 제2전동부재의 회전을 반전시키는 제1반전부재와; 상기 반전축에 결합되어 상기 제1반전부재와 일체로 회전하는 제2반전부재와; 상기 반전축에 결합되어 상기 제3전동부재의 회전을 반전시키는 제3반전부재와; 상기 반전축에 결합되어 상기 제3반전부재와 일체로 회전하는 제4반전부재를 포함하고,

    상기 종동부재는, 상기 제2반전부재의 회전을 전달받는 제1종동부재와; 상기 제4반전부재의 회전을 전달받는 제2종동부재를 포함하고,

    상기 종동축은, 상기 제2패널에 회전 가능하게 지지되고 상기 제1종동부재와 일체로 회전하는 제1종동축과; 상기 제1패널에 회전 가능하게 지지되고 상기 제2종동부재와 일체로 회전하는 제2종동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.
13. 제12항에 있어서,

    상기 종동축과 상기 종동부재의 결합체 및 상기 종동축과 상기 종동부재의 결합체 중 적어도 어느 한쪽의 유동을 방지하는 유동방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반전회전구동기구.

Images