KR101026136B1

KR101026136B1 - 직각축기어의 구동향상장치

Info

Publication number: KR101026136B1
Application number: KR1020090081356A
Authority: KR
Inventors: 강대겸
Original assignee: 강대겸
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-04-05
Also published as: KR20110023452A

Abstract

본 발명은 구동력을 향상시키기 위한 직각축기어의 구동향상장치에 관한 것으로, 동력을 출력하는 출력회전축을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부가 구성되며, 상기 동력향상부는 동력을 발생하는 크랭크암과 원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되고, 상기 기어치 사이에 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암에 결합고정되어 동력이 입력되는 제1 회전직각축주기어와, 상기 제1 회전직각축주기어와 직각으로 만나고 상기 제1 회전직각축주기어의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제1 입력보조기어와 상기 제1 입력보조기어의 동력을 제1 연결보조기어에 전달하며, 케이싱에 결합 고정되어 회전시 케이싱을 회전시키는 보조기어연결회전축과 상기 보조기어연결회전축의 회전을 전달받아 제1 고정중공직각축주기어의 기어치에 맞물려 운동하는 제1 연결보조기어와 중공부가 형성되고, 고정소켓에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제1 고정중공직각축주기어와, 상기 제1 고정중공직각축주기어의 중공부를 관통하고 케이싱에 장착 고정되어 케이싱의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축의 동력을 출력하는 출력회전축과 상기 제1 회전직각축주기어, 제1 입력보조기어, 보조기어연결회전축과 제1 연결보조기어 및 제1 고정중공직각축주기어를 수용하며, 상기 출력회전축을 중심으로 회전 가능한 케이싱으로 구성된다.

따라서, 동력전달공간을 최소화함으로써 전체적인 공간 활용도를 높일 수 있으며, 동력전달의 길이와 무관하게 동력을 정확하게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 구동력을 향상시키고, 동력전달 손실을 최소화할 수 있어 동력을 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있으며, 길이조절이 가능한 크랭크암을 체결함으로써 구동력향상과 더불어 구동력 조절이 가능한 매우 유용한 발명이다.

기어, 치홈, 기어치, 축, 케이싱, 고정소켓, 나사산

Description

직각축기어의 구동향상장치{Driving improving device}

본 발명은 구동력을 향상시키기 위한 구동향상장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 직각으로 만나 두 축 사이에 운동을 전달하는 기어로서, 동력전달공간을 최소화하여 전체적인 공간 활용도를 높이며, 동력을 정확하게 전달할 뿐만 아니라, 구동력을 향상시켜 동력을 효과적으로 전달할 수 있으며, 사용자의 요구에 따라 회전체의 구동조절이 가능하도록 하는 직각축기어의 구동향상장치에 관한 것이다.

일반적으로 기어의 종류로는 두 축이 평행인 스퍼기어, 축에 대하여 치형을 경사지게 절삭한 헬리컬기어, 두 축이 교차하는 원추마찰차의 접촉면을 피치원으로 하는 베벨기어, 페이스기어, 서로 교차하지 않는 직각축간의 운동 전달에 사용되는 크라운기어와 하이포이드 기어, 스피로이드 기어, 플라로이드 기어 등 다양한 기어가 있다.

상기 기어 중에서 두 축이 평행인 스퍼기어(Spur gear) 및 헬리컬기어는 축에 평행하게 절삭한 이를 가지며, 가장 흔히 사용되고 있다.

또한, 교착축기어의 하나인 베벨기어(bevel gear)는 원뿔모양으로서 서로 직 각, 둔각 등으로 만나 두 축 사이에 운동을 전달하며, 종류로는 직선베벨기어, 곡선베벨기어, 제롤베벨기어 등이 있다.

또한, 상기 크라운기어는 수평에서 보면 왕관과 같은 모습을 하고 있기 때문에 크라운기어라 불리며, 2중 기어의 일종으로서 피치면이 수평이 되도록 맞물려 있다.

상기 하이포이드 기어(hypoid gear)는 베벨기어와 같은 형상을 하고 있지만 물림위치가 베벨기어와 약간 다르며, 피니언과 기어의 중심축이 교차하지도 않으면서 엇갈려 있다. 작은 기어의 직경을 스파이럴 베벨기어 보다 크게 하여 큰 동력전달이 가능하며 작은 기어의 중심선을 큰 기어의 중심선으로부터 떨어지게 하는 것도 가능하다. 대부분 자동차의 최종 감속기 등에 사용하고 있다.

통상적으로 기어와 기어 사이에 동력을 전달하기 위하여 체인(Chain) 이나 벨트(Belt) 등을 주로 사용하고 있으나, 이러한 체인이나 벨트 등은 장기간 사용하거나 혹은 온도변화나 과도한 부하가 걸리게 되면 늘어나거나 절단됨으로써 동력전달을 하지 못하고 기어에서 이탈하는 경우가 발생한다.

또한, 회전체를 구동하기 위한 일반적인 방법으로는, 단지 회전체 자체를 동력회전축과 결합하여 사용하고 있는 실정이다.

따라서, 사용자가 원하는 구동력을 얻기 위해서는 동력을 추가로 입력하거나 혹은 구동 회전체의 크기가 필요 이상으로 커지는 현상이 발생할 수도 있는바, 이에 따라 전체적인 공간적 활용도를 높일 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 평행축기어를 연속하여 연결 하여 동력을 전달하는 방법이 제안되었으며, 이러한 평행축기어의 연속된 연결은 다수의 기어가 연결됨으로 인하여 마찰이 발생하고 그로 인하여 동력손실이 발생하게 되는 단점이 있었다.

따라서, 동력의 정확한 전달뿐만 아니라, 동력손실을 최소화하여 구동력을 향상시킬 수 있는 방안이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 통상적으로 회전체의 구동력을 증가시키거나 감소시키기 위한 방법으로는 회전체에 별도의 가속기나 감속기를 장착함으로써 사용하고 있으나, 이러한 별도의 가속기나 감속기를 장착함이 없이 회전체의 구동력을 증가시키거나 감소시키기 위한 방법이 연구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출 된 것으로서, 동력을 정확하게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 동력손실을 최소화하여 구동력을 향상시키고 별도의 추가장치의 장착 없이 회전체의 구동력을 증가시키거나 감소시킬 수 있는 구동향상장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 동력을 출력하는 출력회전축을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부가 구성되며, 상기 동력향상부는 동력을 발생하는 크랭크암과, 동력이 입력되는 제1 회전직각축주기어와, 상기 제1 회전직각축주기어와 직각으로 만나고 상기 제1 회전직각축주기어의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제1 입력보조기어와 상기 제1 입력보조기어의 동력을 제1 연결보조기어에 전달하며, 케이싱에 결합 고정되어 회전시 케이싱을 회전시키는 보조기어연결회전축과 상기 보조기어연결회전축의 회전을 전달받아 제1 고정중공직각축주기어의 기어치에 맞물려 운동하는 제1 연결보조기어와, 제1 고정중공직각축주기어와, 상기 제1 고정중공직각축주기어의 중공부를 관통하고 케이싱에 장착 고정되어 케이싱의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축의 동력을 출력하는 출력회전축과 상기 제1 회전직각축주기어, 제1 입력보조기어, 보조기어연결회전축과 제1 연결보조기어 및 제1 고정중공직각축주기어를 수용하며, 상기 출력회전축을 중심으로 회전 가능한 케이싱으로 구성되는 직각축기어의 구동향상장치를 제공한다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 동력전달공간을 최소화함으로써 전체적인 공간 활용도를 높일 수 있으며, 동력전달의 길이와 무관하게 동력을 정확하게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 동력전달 손실을 최소화할 수 있어 동력을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 길이조절이 가능한 크랭크암을 체결함으로써 구동력향상과 더불어 구동력 조절이 가능한 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 동력향상부의 구성을 보여주는 구성도로서, 도 1을 참조하면,

동력을 발생하는 크랭크암(110)과, 원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되고, 상기 기어치 사이에 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력되는 제1 회전직각축주기어(120)와, 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 직각으로 만나고 상기 제1 회전직각축주기어(120)의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제1 입력보조기어(130)와, 상기 제1 입력보조기어(130)의 동력을 제1 연결보조기어(150)에 전달하며, 케이싱(180)에 결합 고정되어 회전시 케이싱(180)을 회전시키는 보조기어연결회전축(140)과, 상기 보조기어 연결회전축(140)의 회전을 전달받아 제1 고정중공직각축주기어(160)의 기어치에 맞물려 운동하는 제1 연결보조기어(150)와 중공부(161)가 형성되고, 고정소켓(162)에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제1 고정중공직각축주기어(160)와, 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중공부(161)를 관통하고 케이싱(180)에 장착 고정되어 케이싱(180)의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축(140)의 동력을 출력하는 출력회전축(170)과 상기 제1 회전직각축주기어(120), 제1 입력보조기어(130), 보조기어연결회전축(140)과 제1 연결보조기어(150) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)를 수용하며, 상기 출력회전축(170)을 중심으로 회전 가능한 케이싱(180)으로 구성된다.

특히, 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 제1 입력보조기어(130) 및 보조기어연결회전축(140)과 제1 연결보조기어(150)는 두 축이 서로 직각으로 만나 운동을 전달하는 기어이며, 본 발명에 따른 동력향상부의 구성을 포함한 모든 구동향상장치는 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 제1 고정중공직각축주기어(160)의 직경이 동일하고, 제1 입력보조기어(130)와 제1 연결보조기어(150)의 직경이 동일하다.

또한, 상기 보조기어연결회전축(140)은 동력을 전달하고자 하는 기어와 기어 사이의 길이에 상응하게 연장가능하다.

따라서, 본 발명의 구동향상장치는 상기와 같은 보조기어연결회전축(140)에 의하여 체인이나 벨트 등과 같이 늘어나거나 절단됨으로써 동력전달을 하지 못하는 단점을 극복할 수 있으며, 다수의 평행축기어를 연속연결하여 동력을 전달함으로써 발생 되는 동력손실을 방지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 동력향상에 의한 동력출력의 메카니즘(Mechanism)은 다음과 같다.

동력을 발생하여 상기 제1 회전직각축주기어(120)에 동력을 입력하는 크랭크암(110)은 고정부재(320)에 의해 일정 각도로 상기 제1 회전직각축주기어(120)에 고정되며, 상기 크랭크암(110)에 동력이 입력되면, 제1 회전직각축주기어(120)는 회전하게 되고, 회전하는 제1 회전직각축주기어(120)의 기어치 및 치홈은 직각으로 만나는 제1 입력보조기어(130)의 기어치와 치홈에 맞물려 상기 제1 입력보조기어(130)는 회전하게 된다.

상기 제1 입력보조기어(130)는 회전함으로써 동력을 보조기어연결회전축(140)에 전달하고, 상기 보조기어연결회전축(140)은 회전하면서 장착고정되어 있는 제1 연결보조기어(150)에 동력을 전달한다.

상기 제1 연결보조기어(150)는 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)의 기어치와 치홈에 맞물려 회전하고자 하나, 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)는 고정소켓(162)에 고정되어 있어 회전하지 못하고 다만 제1 연결보조기어(150)에 장착되어 고정된 보조기어연결회전축(140)만 회전하게 되며, 이때 상기 보조기어연결회전축(140)이 고정되어 있는 케이싱(180)이 상기 보조기어연결회전축(140)의 회전방향에 직각방향으로 회전하게 된다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 다른 예를 보여주는 구성도이며, 도 2c는 도 2a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 또 다른 예를 보여주는 구성도이다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 동력을 출력하는 출력회전축(170)을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부(100)가 구비된 구동향상장치를 보여주는 도면으로서, 일측의 동력향상부(100)가 출력회전축(170)을 중심으로 180°회전하여 고정되어 있는 구성을 나타낸 도면이다.

제1 회전직각축주기어(120)는 원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되고, 상기 기어치 사이에 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 동력을 발생하는 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력된다.

제1 입력보조기어(130)는 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 직각으로 만나고 제1 회전직각축주기어(120)의 기어치와 치홈에 맞물려 회전하면서 동력을 보조기어연결회전축(140)에 전달한다.

케이싱(180)에 내장된 보조기어연결회전축(140)은 회전하면서 제1 연결보조기어(150)에 동력을 전달한다.

제1 연결보조기어(150)는 제1 고정중공직각축주기어(160)의 기어치와 치홈에 맞물려 회전하고자 하나, 제1 고정중공직각축주기어(160)는 고정소켓(162)에 고정되어 있어 회전하지 못하고, 다만 제1 연결보조기어(150)에 장착되어 고정된 보조기어연결회전축(140)만 회전하게 되며, 이때 상기 보조기어연결회전축(140)이 고정되어 있는 케이싱(180)이 상기 보조기어연결회전축(140)의 회전방향에 직각방향으로 회전하게 된다.

상기 케이싱(180)은 제1 회전직각축주기어(120), 제1 입력보조기어(130), 보조기어연결회전축(140)과 제1 연결보조기어(150) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)를 수용하며, 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중공부(161)를 관통하고 상기 케이싱(180)에 장착 고정된 출력회전축(170)을 회전시킴으로써 동력을 출력하게 된다.

특히, 도 2a 내지 도 2c는 베벨기어의 형태로서, 상기 제1 입력보조기어(130)와 제1 회전직각축주기어(120) 및 제1 연결보조기어(150)와 제1 고정중공직각축주기어(160)가 만나는 위치에 따라 도 2a 내지 도 2c와 같이 다양한 차이를 보이나, 그 작용 및 효과에는 차이가 없다.

도 2a 내지 도 2c는 일반적인 자전거의 페달에 부착된 크랭크암 및 크랭크암의 동력을 체인을 통해 기어에 전달하는 구성을 대체할 수 있도록 적용된 본 발명의 구성을 나타내고 있는 것으로서, 본 발명 크랭크암(110)의 말단부에 페달과 같은 부재를 장착하여 동력을 입력해서 회전시킬 수 있도록 하게 된다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 의하면, 출력회전축(170)을 중심으로 일측에 구성된 동력향상부(100)의 케이싱(180)이 12시 방향에서 3시 방향을 통과하여 6시 방향을 지나가는 시점에 타측에 구성된 동력향상부(100)의 케이싱(180)은 다시 12시 방향에서 3시 방향으로 회전하게 됨으로써 추가적인 구동향상효과를 발휘하게 된다.

도 1과 도 2a 내지 도 2b에서 설명된 기어는 베벨기어의 형태로서, 상기 제1 회전직각축주기어(120) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)는 원뿔모양의 원뿔면에 기어치와 치홈이 형성되고, 제1 입력보조기어(130) 및 제1 연결보조기어(150)는 각각 상기 제1 회전직각축주기어(120) 및 제2 고정중공직각축주기어(160)에 대응되게 형성되었으나, 본 발명의 직각축기어는 원뿔모양의 베벨기어의 형태로 한정하는 것은 아니며, 두 축이 교차하는 원추마찰차의 접촉면을 피치원으로 하는 베벨기어, 페이스기어와, 서로 교차하지 않는 직각축간의 운동 전달에 사용되는 크라운기어와 하이포이드 기어, 스피로이드 기어, 플라로이드 기어를 포함하는 모든 종류의 직각축기어에 사용될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 구동향상장치는 기어의 형태가 상기 원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되는 기어의 구성 이외에도 원판부의 원판면 상에 다수의 기어치가 형성되는 기어의 구성을 포함하여 모든 종류의 직각축기어에 해당되며, 본 발명의 기술적 사상이 포함된 구성이라면 다양한 변형으로 다양한 분야에서 사용될 수 있다.

도 3a는 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 다른 예를 보여주는 구성도이며, 도 3c는 도 3a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 또 다른 예를 보여주는 구성도이다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 동력을 출력하는 출력회전축(170)을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부(100)가 구비된 구동향상장치를 보여주는 도면으로서, 일측의 동력향상부(100)가 출력회전축(170)을 중심으로 180°회전하여 고정되어 있는 구성을 나타낸 도면이다.

제2 회전직각축주기어(121)는 원판부의 가장자리 둘레 상에 다수의 기어치가 형성되고 상기 기어치 사이를 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 동력을 발생하는 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력된다.

제2 입력보조기어(131)는 상기 제2 회전직각축주기어(121)와 직각으로 만나고 상기 제2 회전직각축주기어(121)의 기어치에 맞물려 회전하면서 동력을 보조기어연결회전축(140)에 전달한다.

케이싱(180)에 내장된 보조기어연결회전축(140)은 회전하면서 제2 연결보조기어(151)에 동력을 전달한다.

제2 연결보조기어(151)는 제2 고정중공직각축주기어(161)의 기어치에 맞물려 회전하고자 하나, 상기 제2 고정중공직각축주기어(160)는 고정소켓(162)에 의해 고정되어 있어 회전하지 못하고, 다만 제2 연결보조기어(151)에 장착되어 고정된 보조기어연결회전축(140)만 회전하게 되며, 이때 상기 보조기어연결회전축(140)이 고정되어 있는 케이싱(180)이 상기 보조기어연결회전축(140)의 회전방향에 직각방향으로 회전하게 된다.

상기 케이싱(180)은 상기 제2 회전직각축주기어(121), 제2 입력보조기어(131), 보조기어연결회전축(140)과 제2 연결보조기어(151) 및 제2 고정중공직각축주기어(161)를 수용하며, 제2 고정중공직각축주기어(161)의 중공부(161)를 관통하고 상기 케이싱(180)에 장착 고정된 출력회전축(170)을 회전시킴으로써 동력을 출력하게 된다.

특히, 도 3a 내지 도 3c는 크라운기어의 형태로서, 상기 제2 입력보조기어(131)와 제2 회전직각축주기어(121) 및 제2 연결보조기어(151)와 제2 고정중공직각축주기어(161)가 만나는 위치에 따라 도 3a 내지 도 3c와 같이 다양한 차이를 보이나, 그 작용 및 효과에는 차이가 없으며, 상기 제2 회전직각축주기어(121)와 제2 고정중공직각축주기어(161)의 직경이 동일하고, 제2 입력보조기어(131)와 제2 연결보조기어(151)의 직경이 동일하다.

도 4a는 본 발명의 제 3의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 다른 예를 보여주는 구성도이며, 도 4c와 도 4d는 도 4a에 도시된 직각축기어의 구동 향상장치의 또 다른 예를 보여주는 구성도이다.

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 동력을 출력하는 출력회전축(170)을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부(100)가 구비된 구동향상장치를 보여주는 도면으로서, 일측의 동력향상부(100)가 출력회전축(170)을 중심으로 180°회전하여 고정되어 있는 구성을 나타낸 도면이다.

상기 보조기어연결회전축(140)은 회전하면서 장착고정되어 있는 제1 연결보조기어(150)에 동력을 전달한다.

상기 케이싱(180)은 제1 회전직각축주기어(120), 제1 입력보조기어(130), 보 조기어연결회전축(140)과 제1 연결보조기어(150) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)를 수용하며, 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중공부(161)를 관통하고 상기 케이싱(180)에 장착 고정된 출력회전축(170)을 회전시킴으로써 동력을 출력하게 된다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 기어와의 차이는, 상기 제1 입력보조기어(130)와 제1 회전직각축주기어(120) 및 제1 연결보조기어(150)와 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중심축이 교차하지도 않으면서 엇갈려 있다는 점이다.

특히, 도 4a 내지 도 4d는 하이포이드기어(hypoid gear)의 형태로서, 상기 제1 입력보조기어(130)와 제1 회전직각축주기어(120) 및 제1 연결보조기어(150)와 제1 고정중공직각축주기어(160)가 만나는 위치에 따라 도 4a 내지 도 4d와 같이 다양한 차이를 보이나, 그 작용 및 효과에는 차이가 없다.

도 4a 내지 도 4d에 도시된 기어는 제1 입력보조기어(130)와 제1 연결보조기어(150)의 직경을 보다 크게 함으로써 큰 동력전달이 가능하다.

또한, 제1 입력보조기어(130)와 제1 연결보조기어(150)의 중심선을 제1 회전직각축주기어(120)와 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중심선으로부터 떨어지게 하는 것도 가능하다. 이러한 기어방식은 주로 자동차의 최종 감속기 등에 사용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 출력회전을 보여주는 구성도로서, 도 5를 참조하면, 동력이 입력되는 입력회전축(171)과, 상기 입력회전축(171) 및 출력회전축(170)이 고정되는 고정판(200)과, 상기 입력회전축(171)의 양단에 각각 결합 고정되어 상기 입력회전축(171)의 회전시 상하 또는 좌우 왕복운동을 하는 한 쌍의 왕복프레임(300)과, 상기 왕복프레임(300)의 일단에 각각 체결되는 동력향상부(100)로 구성된다.

상기 동력향상부(100)는 동력을 발생하는 크랭크암(110)과, 원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되고, 상기 기어치 사이에 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력되는 제1 회전직각축주기어(120)와, 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 직각으로 만나고 상기 제1 회전직각축주기어(120)의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제1 입력보조기어(130)와, 상기 제1 입력보조기어(130)의 동력을 제1 연결보조기어(150)에 전달하며, 케이싱(180)에 결합 고정되어 회전시 케이싱(180)을 회전시키는 보조기어연결회전축(140)과, 상기 보조기어연결회전축(140)의 회전을 전달받아 제1 고정중공직각축주기어(160)의 기어치에 맞물려 운동하는 제1 연결보조기어(150)와 중공부(161)가 형성되고, 고정소켓(162)에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제1 고정중공직각축주기어(160)와, 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중공부(161)를 관통하고 케이싱(180)에 장착 고정되어 케이싱(180)의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축(140)의 동력을 출력하는 출력회전축(170)과 상기 제1 회전직각축주기어(120), 제1 입력보조기어(130), 보조기어연결회전축(140)과 제1 연결보조기어(150) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)를 수용하며, 상기 출력회전축(170)을 중심으로 회전 가능한 케이싱(180)으로 구성된다.

또한, 도 5에 도시된 제1 회전직각축주기어(120)와 제1 입력보조기어(130) 및 제1 연결보조기어(150) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)를 대신하여, 제2 회전직각축주기어(121)와 제2 입력보조기어(131) 및 제2 연결보조기어(151) 및 제2 고정중공직각축주기어(161)가 장착된 구성도 제작가능하며, 이러한 구성을 상술하면 다음과 같다.

동력이 입력되는 입력회전축(171)과, 상기 동력이 입력되는 입력회전축(171) 및 동력이 출력되는 출력회전축(170)이 고정되는 고정판(200)과, 상기 입력회전축(171)의 양단에 각각 체결되어 상기 입력회전축(171)의 회전시 상하 또는 좌우 왕복운동을 하는 한 쌍의 왕복프레임(300)과, 상기 왕복프레임(300)의 일단에 각각 체결되는 동력향상부(100)로 구성되며, 상기 동력향상부(100)는 동력을 발생하는 크랭크암(110)과 원판부의 가장자리 둘레 상에 다수의 기어치가 형성되고 상기 기어치 사이를 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력되는 제2 회전직각축주기어(121)와, 상기 제2 회전직각축주기어(121)와 직각으로 만나고 상기 제2 회전직각축주기어(121)의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제2 입력보조기어(131)와 상기 제2 입력보조기어(131)의 동력을 제2 연결보조기어(151)에 전달하며, 케이싱(180)에 결합 고정되어 회전시 케이싱(180)을 회전시키는 보조기어연결회전축(140)과 상기 보조기어연결회전축(140)의 회전을 전달받아 제2 고정중공직각축주기어(161)의 기어치에 맞물려 운동하는 제2 연결보조기어(151)와 중공부(161)가 형성되고, 고정소켓(162)에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제2 고정중공직각축주기어(161) 와, 상기 제2 고정중공직각축주기어(161)의 중공부(161)를 관통하고 케이싱(180)에 장착 고정되어 케이싱(180)의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축(140)의 동력을 출력하는 출력회전축(170)과, 상기 제2 회전직각축주기어(121), 제2 입력보조기어(131), 보조기어연결회전축(140)과 제2 연결보조기어(151) 및 제2 고정중공직각축주기어(161)를 수용하며, 상기 출력회전축(170)을 중심으로 회전 가능한 케이싱(180)으로 구성된다.

상기 구성에서 왕복프레임(300)은 한 쌍 이상이 구비될 수 있다.

한편, 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 제1 입력보조기어(130) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)와 제1 연결보조기어(150)는 두 축이 서로 직각으로 만나 운동을 전달하는 기어이다.

도 5의 구성은 도 2a를 통해 설명한 바와 같은 자전거의 페달 등과 같이 크랭크암(110)에 동력을 발생하는 동력원이 두 개가 아닌 원동기 혹은 엔진과 같이 하나의 엔진룸에 의해 동력을 발생하는 동력원이 하나인 경우로서, 한 곳의 동력원이 입력회전축(171)을 회전시키고 상기 입력회전축(171)의 양단에 각각 결합 고정되어 상기 입력회전축(171)의 회전을 전달받은 한 쌍의 왕복프레임(300)은 상기 입력회전축(171)의 회전시 상하 또는 좌우 왕복운동을 하게 된다.

상기 왕복프레임(300)의 일단에 각각 체결되는 동력향상부(100)는 상기 왕복프레임(300)의 동력전달을 받아 동력향상부(100)에 의해 동력을 향상시켜 출력하게 된다.

본 발명에 따른 구동향상장치는 상술한 구성을 포함하여 본 발명의 기술적 사상이 포함된 구성이라면 다양한 변형으로 다양한 분야에서 사용될 수 있으며, 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 5의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도로서, 도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 동력을 출력하는 출력회전축(170)을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부(100)를 나타낸 도면으로서, 특히, 상기 동력향상부(100)가 대향 되게 마주보고 있는 구성을 나타낸 도면으로서, 일측의 동력향상부(100)가 출력회전축(170)을 중심으로 180°회전하여 고정되어 있는 구성을 나타낸 도면이다.

한편, 상기한 바와 같이 동력향상부(100)는 제1 회전직각축주기어(120), 제1 입력보조기어(130), 보조기어연결회전축(140), 제1 연결보조기어(150), 제1 고정중공직각축주기어(160), 케이싱(180), 출력회전축(170), 크랭크암(110) 및 보조크랭크암(111) 등으로 구성되며, 동력향상부(100)를 구성하는 각각의 구성요소에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제1 회전직각축주기어(120)는 원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되고, 상기 기어치 사이에 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 동력을 발생하는 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력된다. 또한 상기 크랭크암(110)의 안쪽으로는 보조크랭크암(111)이 장착된다.

상기 제1 입력보조기어(130)는 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 직각으로 만나고 제1 회전직각축주기어(120)의 기어치와 치홈에 맞물려 회전하면서 동력을 보조기어연결회전축(140)에 전달하며, 상기 보조기어연결회전축(140)은 회전하면서 장착고정되어 있는 제1 연결보조기어(150)에 동력을 전달한다.

상기 제1 연결보조기어(150)는 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)의 기어치와 치홈에 맞물려 회전하고자 하나, 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)는 고정소켓(162)에 고정되어 있어 회전하지 못하고 다만 제1 연결보조기어(150)에 장착되어 고정된 보조기어연결회전축(140)이 회전하게 되며, 이때 상기 보조기어연결회전축(140)이 고정되어 있는 케이싱(180)이 상기 보조기어연결회전축(140)의 회전방향에 직각방향으로 회전하게 되며, 상기 케이싱(180)은 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중공부(161)를 관통하고 상기 케이싱(180)에 장착 고정된 출력회전축(170)을 회전시킴으로써 동력을 출력하게 된다.

특히, 도 6a는 동력을 발생하는 크랭크암(110)의 안쪽으로 보조크랭크암(111)을 결합하여 동력을 발생하는 크랭크암(110)의 길이를 조절가능하도록 한 것으로서, 상기 크랭크암(110)과 보조크랭크암(111)을 볼트와 너트 또는 나사 등의 고정부재(320)를 통해 결합한다.

또한, 도 6b는 동력을 발생하는 크랭크암(110)을 공압식이나 유압식 실린더 형태로 제작하여, 공압이나 유압에 의해 크랭크암(110)의 길이를 조절할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 상기와 같이 보조크랭크암(111)을 통해 크랭크암(110)의 길이를 조절함으로써 구동력을 증가시키거나 감소시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 길이 조절이 가능한 크랭크암(110)은 도 2a 내지 도 4d에 도시된 다양한 기어에 모두 적용 가능하다.

도 7a는 본 발명의 일체형 고정소켓의 체결순서를 보여주는 개략도이고, 도 7b는 본 발명의 분리형 고정소켓의 체결순서를 보여주는 개략도이다.

도 7a 내지 도 7b는 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)를 고정하기 위한 고정소켓(162)을 도시한 도면이다.

도 7a에 도시된 일체형 고정소켓(162)은 제1숫나사(410)와 제2숫나사(420) 및 제3숫나사(430)로 구성되는 숫나사부(400)와, 상기 제1숫나사(410)와 제2숫나사(420) 및 제3숫나사(430)에 대응되는 제1암사나사(510)와 제2암나사(520) 및 제3암나사(530)로 구성되는 암나사부(500)로 형성된다.

상기 제1숫나사(410)와 인접한 제2숫나사(420)의 나사산(600)은 그 형성방향이 반대이고, 상기 제2숫나사(420)와 인접한 제3숫나사(430)는 나사산(600)의 형성방향이 서로 반대이며, 제1숫나사(410)와 제2숫나사(420) 및 제3숫나사(430)의 직경은 서로 상이하다.

또한, 상기 제1암나사(510)는 제1숫나사(410)에 제2암나사(520)는 제2숫나 사(420)에 제3암나사(530)는 제3숫나사(430)에 각각 체결되도록 나사산(600)의 형성방향이 동일하게 형성된다.

도 7a는 일체형 고정소켓(162)의 체결순서를 도시한 도면으로서, 체결순서에 대해 상술하면 다음과 같다.

제1암나사(510)를 숫나사부(400)의 제1숫나사(410)에 화살표방향으로 체결하고 제2숫나사(420)에 제2암나사(520)를 체결한 후 제1,2암나사(510,520)가 체결된 숫나사부(400)의 제3숫나사(430)를 제3암나사(530)에 체결하며, 제2암나사(520)를 다시 제3암나사(530)의 외주면에 형성된 나사산(600)에 체결한다.

한편, 제3암나사(530)는 통공 된 내부의 내주면에 나사산(600)이 형성되어 있고 외주면에도 나사산(600)이 형성되어 있으며 각각의 나사산(600)의 형성방향은 반대이다.

또한, 제2암나사(520)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 직경이 다른 두개의 내주면에 각각 나사산(600)이 형성되어 있고 나사산(600)의 형성방향은 동일하다.

도 7b는 분리형 고정소켓(162)의 체결순서를 도시한 도면으로서, 체결순서에 대해 상술하면 다음과 같다.

숫나사부(400)의 제1숫나사(410)를 화살표방향으로 제1암나사(510)에 체결하고 제2암나사(520)를 제2숫나사(420)와 상기 제1암나사(510)의 외주면에 형성된 나사산(600)에 체결한 후 제3숫나사(430)에 제3암나사(530)를 체결한다.

한편, 제2암나사(520)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 직경이 다른 두개의 내주면에 각각 나사산(600)이 형성되어 있고 나사산(600)의 형성방향은 동일하다.

본 발명은 동력을 전달하는 모든 종류의 동력연결수단에 이용가능하며, 특히 자전거와 원동기를 포함한 모든 종류의 구동장치에 적용 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 동력향상부의 구성을 보여주는 구성도

도 2a는 본 발명의 제1의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도

도 2b는 도 2a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 다른 예를 보여주는 구성도

도 2c는 도 2a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 또 다른 예를 보여주는 구성도

도 3a는 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도

도 3b는 도 3a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 다른 예를 보여주는 구성도

도 3c는 도 3a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 또 다른 예를 보여주는 구성도

도 4a는 본 발명의 제 3의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도

도 4b는 도 4a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 다른 예를 보여주는 구성도

도 4c와 도 4d는 도 4a에 도시된 직각축기어의 구동향상장치의 또 다른 예를 보여주는 구성도

도 5는 본 발명의 제 4의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 출력회전을 보여주는 구성도

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 5의 실시예에 따른 직각축기어의 구동향상장치의 구성을 보여주는 구성도

도 7a는 본 발명의 일체형 고정소켓의 체결순서를 보여주는 개략도

도 7b는 본 발명의 분리형 고정소켓의 체결순서를 보여주는 개략도

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

100 : 동력향상부 110 : 크랭크암

111 : 보조크랭크암 120 : 제1 회전직각축주기어

121 : 제2 회전직각축주기어 130 : 제1 입력보조기어

131 : 제2 입력보조기어 140 : 보조기어연결회전축

150 : 제1 연결보조기어 151 : 제2 연결보조기어

160 : 제2 고정중공직각축주기어 161 : 제2 고정중공직각축주기어

161 : 중공부 162 : 고정소켓

170 : 출력회전축 171 : 입력회전축

180 : 케이싱 200 : 고정판

300 : 왕복프레임 310 : 결합회전부재

320 : 고정부재 400 : 숫나사부

410 : 제1숫나사 420 : 제2숫나사

430 : 제3숫나사 500 : 암나사부

510 : 제1암나사 520 : 제2암나사

530 : 제3암나사 600 : 나사산

Claims

동력을 출력하는 출력회전축(170)을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부(100)가 구성되며,

상기 동력향상부(100)는 동력을 발생하는 크랭크암(110);과

원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되고, 상기 기어치 사이에 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력되는 제1 회전직각축주기어(120);와,

상기 제1 회전직각축주기어(120)와 직각으로 만나고, 상기 제1 회전직각축주기어(120)의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제1 입력보조기어(130);와

상기 제1 입력보조기어(130)의 동력을 제1 연결보조기어(150)에 전달하며, 케이싱(180)에 결합 고정되어 회전시 케이싱(180)을 회전시키는 보조기어연결회전축(140);과

상기 보조기어연결회전축(140)의 회전을 전달받아 제1 고정중공직각축주기어(160)의 기어치에 맞물려 운동하는 제1 연결보조기어(150);와

중공부(161)가 형성되고, 고정소켓(162)에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제1 고정중공직각축주기어(160);와,

상기 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중공부(161)를 관통하고 케이싱(180)에 장착 고정되어 케이싱(180)의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축(140)의 동력을 출력하는 출력회전축(170);과

상기 제1 회전직각축주기어(120), 제1 입력보조기어(130), 보조기어연결회전축(140)과 제1 연결보조기어(150) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)를 수용하며, 상기 출력회전축(170)을 중심으로 회전 가능한 케이싱(180);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직각축기어의 구동향상장치
동력을 출력하는 출력회전축(170)을 중심으로 좌우 양측에 각각 구성이 동일한 동력향상부(100)가 구성되며,

상기 동력향상부(100)는 동력을 발생하는 크랭크암(110);과

원판부의 가장자리 둘레 상에 다수의 기어치가 형성되고 상기 기어치 사이를 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력되는 제2 회전직각축주기어(121);와,

상기 제2 회전직각축주기어(121)와 직각으로 만나고 상기 제2 회전직각축주기어(121)의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제2 입력보조기어(131);와

상기 제2 입력보조기어(131)의 동력을 제2 연결보조기어(151)에 전달하며, 케이싱(180)에 결합 고정되어 회전시 케이싱(180)을 회전시키는 보조기어연결회전축(140);과

상기 보조기어연결회전축(140)의 회전을 전달받아 제2 고정중공직각축주기어(161)의 기어치에 맞물려 운동하는 제2 연결보조기어(151);와

중공부(161)가 형성되고, 고정소켓(162)에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제2 고정중공직각축주기어(161);와,

상기 제2 고정중공직각축주기어(161)의 중공부(161)를 관통하고 케이싱(180)에 장착 고정되어 케이싱(180)의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축(140)의 동력을 출력하는 출력회전축(170);과

상기 제2 회전직각축주기어(121), 제2 입력보조기어(131), 보조기어연결회전축(140)과 제2 연결보조기어(151) 및 제2 고정중공직각축주기어(161)를 수용하며, 상기 출력회전축(170)을 중심으로 회전 가능한 케이싱(180);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직각축기어의 구동향상장치
동력이 입력되는 입력회전축(171);과

상기 동력이 입력되는 입력회전축(171) 및 동력이 출력되는 출력회전축(170)이 고정되는 고정판(200);과

상기 입력회전축(171)의 양단에 각각 체결되어 상기 입력회전축(171)의 회전시 상하 또는 좌우 왕복운동을 하는 한 쌍의 왕복프레임(300);과

상기 왕복프레임(300)의 일단에 각각 체결되는 동력향상부(100);로 구성되며,

상기 동력향상부(100)는 동력을 발생하는 크랭크암(100)과, 원뿔모양으로서 원뿔면에 다수의 기어치가 형성되고, 상기 기어치 사이에 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력되는 제1 회전직각축주기어(120)와, 상기 제1 회전직각축주기어(120)와 직각으로 만나고 상기 제1 회전직각축주기어(120)의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제1 입력보조기 어(130)와, 상기 제1 입력보조기어(130)의 동력을 제1 연결보조기어(150)에 전달하며, 케이싱(180)에 결합 고정되어 회전시 케이싱(180)을 회전시키는 보조기어연결회전축(140)과, 상기 보조기어연결회전축(140)의 회전을 전달받아 제1 고정중공직각축주기어(160)의 기어치에 맞물려 운동하는 제1 연결보조기어(150)와, 중공부(161)가 형성되고, 고정소켓(162)에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제1 고정중공직각축주기어(160)와, 상기 제1 고정중공직각축주기어(160)의 중공부(161)를 관통하고 케이싱(180)에 장착 고정되어 케이싱(180)의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축(140)의 동력을 출력하는 출력회전축(170)과, 상기 제1 회전직각축주기어(120), 제1 입력보조기어(130), 보조기어연결회전축(140)과 제1 연결보조기어(150) 및 제1 고정중공직각축주기어(160)를 수용하며, 상기 출력회전축(170)을 중심으로 회전 가능한 케이싱(180);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직각축기어의 구동향상장치
동력이 입력되는 입력회전축(171);과

상기 동력이 입력되는 입력회전축(171) 및 동력이 출력되는 출력회전축(170)이 고정되는 고정판(200);과

상기 입력회전축(171)의 양단에 각각 체결되어 상기 입력회전축(171)의 회전시 상하 또는 좌우 왕복운동을 하는 한 쌍의 왕복프레임(300);과

상기 왕복프레임(300)의 일단에 각각 체결되는 동력향상부(100);로 구성되며,

상기 동력향상부(100)는 동력을 발생하는 크랭크암(110);과

원판부의 가장자리 둘레 상에 다수의 기어치가 형성되고 상기 기어치 사이를 일정 곡률의 치홈이 형성되며, 상기 크랭크암(110)에 결합고정되어 동력이 입력되는 제2 회전직각축주기어(121);와,

상기 제2 회전직각축주기어(121)와 직각으로 만나고 상기 제2 회전직각축주기어(121)의 기어치에 맞물려 동력을 전달하는 제2 입력보조기어(131);와

상기 제2 입력보조기어(131)의 동력을 제2 연결보조기어(151)에 전달하며, 케이싱(180)에 결합 고정되어 회전시 케이싱(180)을 회전시키는 보조기어연결회전축(140);과

상기 보조기어연결회전축(140)의 회전을 전달받아 제2 고정중공직각축주기어(161)의 기어치에 맞물려 운동하는 제2 연결보조기어(151);와

중공부(161)가 형성되고, 고정소켓(162)에 의해 고정되어 회전하지 못하는 제2 고정중공직각축주기어(161);와,

상기 제2 고정중공직각축주기어(161)의 중공부(161)를 관통하고 케이싱(180)에 장착 고정되어 케이싱(180)의 회전시 회전하며 상기 보조기어연결회전축(140)의 동력을 출력하는 출력회전축(170);과

상기 제2 회전직각축주기어(121), 제2 입력보조기어(131), 보조기어연결회전축(140)과 제2 연결보조기어(151) 및 제2 고정중공직각축주기어(161)를 수용하며, 상기 출력회전축(170)을 중심으로 회전 가능한 케이싱(180);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직각축기어의 구동향상장치
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고정소켓(162)은 인접한 숫나사 나사산(600)의 형성방향이 서로 반대이고, 직경이 서로 상이한 제1숫나사(410)와 제2숫나사(420) 및 제3숫나사(430)로 구성되는 숫나사부(400)와,

상기 제1숫나사(410)와 제2숫나사(420) 및 제3숫나사(430)에 대응되는 제1암사나사(510)와 제2암나사(520) 및 제3암나사(530)로 구성되는 암나사부(500)로 형성됨을 특징으로 하는 직각축기어의 구동향상장치