KR101270584B1 - 동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구에 관한 것으로, 제1 로드의 일단부와 제2 로드의 타단부가 틸팅 가능하도록 힌지 결합된 본 발명에 따른 동력 전달 유닛은, 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 마련되어, 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 가해지는 구동부; 상기 제1 로드의 일단부와 타단부 사이에 마련된 래크 및 상기 래크에 대응하여 상기 제1 로드의 타단부에 마련된 피니언을 구비하여, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 전달받아 상기 제1 로드의 일단부가 틸팅될 때 상기 래크 및 상기 피니언을 통해 상기 피니언에 연결된 회전축이 회전되도록 함으로써, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 상기 회전축으로 전달하는 종동부; 상기 제2 로드의 일단부에 마련되어, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 전달받아 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 때 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 저장시켜 두었다가, 상기 구동부에 가해지던 동력이 해제되면 상기 제2 로드를 원위치시키는 복원부; 및 상기 종동부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부와 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 비율을 조정할 수 있도록, 상기 복원부의 복원 정도 또는 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정하도록 마련된 조정부;를 포함하여 구성된다.

Description

동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구 {POWER TRANSMISSION UNIT AND POWER TRANSMISSION APPARATUS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직선 방향의 동력을 회전축에 부드럽게 전달하면서도 주변 환경에 맞게 동력을 전달하는 비율을 조정할 수 있는 동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구에 관한 것이다.

오늘날 다양한 기계 장치들이 융복합되면서 동력을 전달하고 전달받아야 할 경우의 수가 늘어나고 있으며, 늘어나고 있는 경우의 수에 대응하여 다양한 동력 전달 기구들이 개발되고 있다.

그 중 직선 방향의 동력을 회전축을 회전시키기 위한 동력으로 이용하기 위하여 직선 방향의 동력을 회전축에 전달하는 동력 전달 기구들도 많이 개발되었는데, 대부분의 동력 전달 기구들이 종래의 캠 메커니즘(cam mechanism)을 벗어나지 못하고 있다.

즉, 직선 방향의 동력을 회전축에 전달하는 동력 전달 기구들의 대부분이 직선 방향으로 운동하는 로드의 단부에 캠을 배치하여, 로드의 단부가 캠의 일측을 밀어냄으로써 캠을 회전시켜 캠에 연결된 회전축으로 동력을 전달한다.

그런데, 이와 같이 종래의 캠 메커니즘으로 구성되는 동력 전달 기구는 로드의 단부와 캠의 일측 사이에 마찰이 심하여 부드럽지 못하며, 윤활재를 공급하지 않으면 마모가 심하여 기구의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.

또한, 종래의 캠 메커니즘으로 구성되는 동력 전달 기구는 주변 환경에 맞게 동력을 전달하는 비율을 조정하기 위해서는 로드의 단부가 다른 캠의 일측으로 이동되어야 하는데 이동되는 과정에서 충격이 발생할 수 있으며, 주변 환경에 맞는 적당한 캠이 없으면 동력을 전달하는 비율을 조정할 수 없어 동력을 비효율적으로 전달할 수밖에 없다는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 직선 방향의 동력을 회전축에 부드럽게 전달하면서도 주변 환경에 맞게 동력을 전달하는 비율을 조정할 수 있는 동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제를 해결하기 위해 제시된 본 발명에 따른 동력 전달 유닛은, 제1 로드의 일단부와 제2 로드의 타단부가 틸팅 가능하도록 힌지 결합된 동력 전달 유닛으로서, 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 마련되어, 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 가해지는 구동부; 상기 제1 로드의 일단부와 타단부 사이에 마련된 래크 및 상기 래크에 대응하여 상기 제1 로드의 타단부에 마련된 피니언을 구비하여, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 전달받아 상기 제1 로드의 일단부가 틸팅될 때 상기 래크 및 상기 피니언을 통해 상기 피니언에 연결된 회전축이 회전되도록 함으로써, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 상기 회전축으로 전달하는 종동부; 상기 제2 로드의 일단부에 마련되어, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 전달받아 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 때 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 저장시켜 두었다가, 상기 구동부에 가해지던 동력이 해제되면 상기 제2 로드를 원위치시키는 복원부; 및 상기 종동부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부와 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 비율을 조정할 수 있도록, 상기 복원부의 복원 정도 또는 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정하도록 마련된 조정부;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 종동부는, 상기 복원부에 의해 상기 제2 로드가 원위치될 때 상기 제2 로드와 힌지 결합된 상기 제1 로드도 원위치되면서 상기 회전축이 역회전되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 회전축은 상기 피니언의 회전에 대해 일 방향으로만 회전하도록 상기 피니언에 연결될 수 있다.

또한, 상기 복원부는, 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 때 압축되고 상기 제2 로드가 원위치되면 인장되면서 복원되는 스프링 및 상기 스프링이 압축되고 인장될 때 상기 스프링이 상기 제2 로드의 일단부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 스프링을 포함한 상기 제2 로드의 일단부를 감싸는 케이스를 구비할 수 있다.

이때, 상기 조정부는, 상기 스프링의 탄성계수를 조정할 수 있도록, 상기 스프링의 길이를 변경할 수 있는 길이조절수단을 구비할 수 있다.

또한, 상기 조정부는, 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 때 상기 스프링을 압축시키는 상기 스프링으로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정할 수 있도록, 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정하는 조정기어를 구비할 수 있다.

이때, 상기 조정기어는, 상기 제2 로드의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 제1 조정기어 및 상기 제1 조정기어의 일 지점에 위치하여 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭을 조정하는 제2 조정기어를 구비하여, 상기 제1 조정기어에 대한 상기 제2 조정기어의 위치 선정을 통해 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정할 수 있다.

또한, 상기 케이스는, 상기 제2 로드의 타단부까지 연장되어 형성되되, 상기 제1 로드의 일단부의 틸팅 및 상기 제1 조정기어에 대한 상기 제2 조정기어의 위치 선정을 방해하지 않도록, 상기 제1 로드의 일단부에 대향하는 면 및 상기 제1 조정기어에 대향하는 면이 개방되어 있을 수 있다.

이때, 상기 케이스는, 상기 제2 로드의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 돌기에 대응하는 홈이 상기 제2 로드와 접하는 면에 마련되어 있어, 상기 제2 로드가 상기 케이스 내부에서 이동할 때 이동 방향을 안내할 수 있다.

한편, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제를 해결하기 위해 제시된 본 발명에 따른 동력 전달 기구는, 전술한 동력 전달 유닛을 복수 개 포함하는 동력 전달 기구로서, 각각의 동력 전달 유닛에 포함된 종동부는, 각각의 상기 피니언에 연결된 회전축을 공동의 회전축으로 하고 각각의 상기 피니언의 회전 방향을 동일하게 함으로써, 각각의 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 개별적으로 가해지더라도 상기 공동의 회전축은 일 방향으로만 회전하도록 구성될 수 있다.

또한, 각각의 동력 전달 유닛에 포함된 조정부는, 각각의 상기 제2 로드의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 제1 조정기어 및 각각의 상기 제1 조정기어의 일 지점에 위치하여 각각의 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭을 조정하는 공동의 제2 조정기어를 구비하여, 상기 제1 조정기어에 대한 상기 공동의 제2 조정기어의 위치 선정을 통해 각각의 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정함으로써, 상기 종동부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부와 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 비율을 조정할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 동력 전달 기구는, 각각의 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 순차적으로 번갈아가면서 전달될 수 있도록, 상기 공동의 제2 조정기어에 연결되어 각각의 상기 제2 로드의 타단부의 틸팅 순서를 조율하는 조율 유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 동력 전달 유닛은 한 쌍이 포함되는 경우에, 상기 조율 유닛은, 상기 공동의 제2 조정기어의 양측에 마련된 한 쌍의 종기어 및 상기 한 쌍의 종기어 사이에 수직되게 설치되는 하나의 횡기어로 구성된 베벨기어일 수 있다.

본 발명에 따른 동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구에 따르면, 캠 메커니즘을 구비하지 않고도 직선 방향의 동력을 회전축에 전달할 수 있어 더욱 부드럽게 동력을 전달할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛 및 이를 포함하는 동력 전달 기구에 따르면, 종동부로 전달되는 동력과 복원부로 전달되는 동력을 적절히 조정할 수 있어 주변 환경에 맞게 동력을 전달하는 비율을 조정할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예의 일 부분을 대략적으로 도시한 부분 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 일 실시예의 작동 상태를 도시한 작동 상태도이다.
도 3은 도 1에 도시된 일 실시예에 포함되는 제2 로드와 케이스를 저면에서 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 일 실시예를 포함하는 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 도시한 저면도이다.
도 6은 도 4의 B부분을 확대하여 도시한 저면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 일 실시예를 포함하는 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 다른 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예의 작동을 설명하기 위하여 도시한 모식도이다.
도 11은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예에 포함되는 조정부의 작동을 설명하기 위하여 도시한 표 및 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 3 및 도 8 내지 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

여기서, 도 1은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예의 일 부분을 대략적으로 도시한 부분 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 일 실시예의 작동 상태를 도시한 작동 상태도이며, 도 3은 도 1에 도시된 일 실시예에 포함되는 제2 로드와 케이스를 저면에서 도시한 사시도이다. 또한, 도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예의 작동을 설명하기 위하여 도시한 모식도이고, 도 11은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예에 포함되는 조정부의 작동을 설명하기 위하여 도시한 표 및 그래프이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)는 제1 로드(12)의 일단부와 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅 가능하도록 힌지 결합된 유닛으로서, 구동부(100), 종동부(200), 복원부(300), 조정부(400)를 포함하여 구성된다.

여기서, 제1 로드(12) 및 제2 로드(14)는 바(bar) 형상의 부재로, 각각의 로드의 힌지 결합된 단부(end part)는 고정단이 되며, 그렇지 않은 단부는 자유단으로 구성된다.

즉, 틸팅(tilting) 가능하게 상호 힌지 결합된 제1 로드(12)의 일단부와 제2 로드(14)의 타단부는 서로 구속되어 함께 운동하지만, 상호 힌지 결합되어 있지 않은 제1 로드(12)의 타단부와 제2 로드(14)의 일단부는 독립적으로 운동한다.

이러한 제1 로드(12) 및 제2 로드(14)는 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)가 이용되는 기계 장치에 따라 두께나 길이 등이 달라질 수 있지만, 단순히 제1 로드(12) 및 제2 로드(14)의 관점에서만 본다면 틸팅 가능하게 힌지 결합되어 있으면 그 두께나 길이에는 제한이 없으며, 힌지 결합된 구조 역시 다양할 수 있다.

한편, 구동부(100)는 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 가해지는 구성요소로, 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부 중 어느 한 부분에 마련된다.

즉, 구동부(100)는 외부에서 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)로 최초로 동력이 가해지는 부분으로서, 제1 로드(12)의 일단부와 제2 로드(14)의 타단부가 상호 힌지 결합되어 있으므로 둘 중 어느 한 부분에 마련되더라도 제1 로드(12)와 제2 로드(14) 모두가 틸팅되도록 하는 부분이다.

이러한 구동부(100)는 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)가 이용되는 기계 장치에 대응하여 제1 로드(12)의 일단부와 제2 로드(14)의 타단부에 특별한 형태로 형성될 수도 있으나, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부에 수직된 방향으로 가해지는 동력을 최초로 받는 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부 중 어느 한 부분의 일 지점일 수도 있다.

한편, 종동부(200)는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부를 회전축(230)에 전달하는 구성요소로, 제1 로드(12)의 일단부와 타단부 사이에 마련된 래크(210) 및 래크(210)에 대응하여 제1 로드(12)의 타단부에 마련된 피니언(220)으로 구성된다.

즉, 종동부(200)는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부를 전달받으면, 도 1에 도시된 바와 같이 위치하던 제1 로드(12)의 일단부가 틸팅되면서 도 2에 도시된 바와 같이 위치하게 되고, 이로 인해 제1 로드(12)의 타단부가 이동하면서 래크(210)가 피니언(220)에 대해 상대적으로 이동하게 되어 피니언(220)을 회전시키게 된다.

이렇게 피니언(220)이 회전함으로써 피니언(220)에 연결된 회전축(230)이 회전하게 되고, 이로 인해 구동부(100)에 가해지는 직선 방향의 동력이 종동부(200)를 통해 회전축(230)을 회전시키기 위한 동력으로 전환될 수 있다.

이러한 종동부(200)는 후술할 복원부(300)에 의해 제2 로드(14)가 원위치될 때 제2 로드(14)와 힌지 결합되어 있는 제1 로드(12)도 원위치하게 되는데, 이때 회전축(230)이 역회전하면서 회전축(230)을 회전시키기 위한 동력이 직선 방향의 동력으로 재전환될 수도 있는바, 이를 방지하기 위하여 피니언(220)과 회전축(230)은 회전축(230)이 일 방향으로만 회전할 수 있도록 연결되어 있어야 할 것이다.

이때, 회전축(230)이 일 방향으로만 회전할 수 있도록 피니언(220)과 회전축(230)을 연결시키는 방법은 다양할 수 있으나, 보다 상세한 설명을 위해 예를 들면, 프리 휠(free wheel) 구조와 같이 피니언(220)과 회전축(230)을 연결시키는 방법이 이용될 수 있다.

여기서, 프리 휠 구조란 자전거에서 흔히 볼 수 있는 구조로, 용수철이 달린 원판 및 라쳇이라 불리는 서로 마주보는 2개의 톱니로 구성되어, 일 방향으로 미리 설정된 속도로 원판이 돌면 톱니가 원판과 맞물려 동력이 전달되나, 타 방향으로 돌거나 미리 설정된 속도 이상으로 원판이 돌면 톱니가 원판과 맞물리지 않아 동력이 전달되지 않는 구조를 말한다.

이러한 프리 휠 구조를 갖기 때문에, 종동부(200)는 후술할 복원부(300)에 의해 제1 로드(12)도 원위치되더라도 회전축(230)이 역회전하지 않고 일 방향으로만 회전하게 된다.

한편, 복원부(300)는 제2 로드(14)의 일단부에 마련되어, 구동부(100)에서 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부에 수직된 방향으로 가해지던 동력이 해제되면 제2 로드(14)를 원위치시키는 구성요소이다.

이와 같이 복원부(300)를 통해 제2 로드(14)가 원위치하게 되면, 제2 로드(14)와 힌지 결합되어 있는 제1 로드(12)도 원위치하게 되며, 이때, 제1 로드(12)와 연결되어 있는 회전축(230)의 작용에서는 전술한 바와 같다.

이러한 복원부(300)는 제2 로드(14)를 원위치시키기 위해, 구동부(100)에서 가해지던 동력의 일부를 전달받아 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 때 구동부(100)에 가해지던 동력의 일부를 저장하여 둘 수 있도록 구성된다.

더욱 구체적으로, 복원부(300)는 스프링(310) 및 케이스(320)를 포함하여 구성될 수 있는데, 여기서, 스프링(310)은 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 때 압축되고 제2 로드(14)가 원위치되면 인장되면서 복원되는 구성요소이고, 케이스(320)는 스프링(310)이 압축되고 인장될 때 스프링(310)이 제2 로드(14)의 일단부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 스프링(310)을 포함한 제2 로드(14)의 일단부를 감싸는 구성요소이다.

이때, 스프링(310)은 도 1 내지 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 코일 스프링일 수 있지만, 이에 제한되지 않고 다양한 스프링으로 교환 가능함은 물론이며, 압축과 인장이 바뀌는 경우에 있어서도 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다고 할 것이다.

또한, 케이스(320) 역시 스프링(310) 및 제2 로드(14)의 일단부를 감싸기만 하면 형태 및 재질에 있어서 제한되지 않는다. 다만, 케이스(320)를 제2 로드(14)의 타단부까지 연장되도록 형성하는 경우, 제2 로드(14)에 힌지 결합된 제1 로드(12)의 틸팅 및 후술하는 바와 같은 제1 조정기어(412)에 대한 제2 조정기어(414)의 위치 선정을 방해하지 않도록, 제1 로드(12)의 일단부에 대향하는 면 및 제1 조정기어(412)에 대향하는 면은 개방되도록 구성되어야 할 것이다.

또한, 케이스(320)는 제2 로드(14)와 접하는 내측면에 제2 로드(14)의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 돌기(14-2)에 대응하는 홈(322)이 마련될 수 있다. 이는 스프링(310)이 코일 스프링으로 구성될 경우 권취된 방향에 따라 압축과 인장되는 방향이 아닌 다른 방향으로 힘이 가해져 케이스(320)와 제2 로드(14)가 마찰되면서 후술할 조정기어(410)의 작동을 방해할 수 있기 때문에, 후술할 조정기어(410)의 작동으로 제2 로드(14)가 케이스(320) 내부에서 이동할 때 이동 방향을 안내하여 주기 위함이다.

한편, 조정부(400)는 종동부(200)로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부와 복원부(300)로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부의 비율을 조정하기 위한 구성요소이다.

예를 들면, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)가 장착된 이동 수단이 비탈길을 올라간다고 하면 회전축(230)의 회전수를 줄이면서 강한 토크가 걸리도록 동력이 전달되어야 하는 반면, 반대로 내리막길을 내려간다고 하면 회전축(230)의 회전수를 늘리면서 걸리는 토크를 줄이도록 동력이 전달되어야 할 것인바, 이와 같이 구동부(100)로 가해지는 동력을 주변 환경에 맞게 종동부(200)로 전달하는 역할을 하는 구성요소가 바로 조정부(400)이다.

이러한 조정부(400)는 종동부(200)로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부와 복원부(300)로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부의 비율을 조정하기 위하여, 복원부(300)의 복원 정도 또는 복원부(300)로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정하도록 작동될 수 있다.

예를 들어, 조정부(400)는 복원부(300)의 복원 정도를 조정하는 일 예로, 스프링(310)의 탄성계수를 조정할 수 있는데, 이때 스프링(310)의 탄성계수를 조정하는 방법으로는, 스프링(310)을 상황에 맞게 교체하는 방법도 있을 수 있으며, 스프링(310)의 탄성계수를 결정하는 스프링(310)의 길이를 변경할 수 있는 길이조절수단(미도시)를 구비하는 방법도 있을 수 있다.

또한, 조정부(400)는 복원부(300)로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정하는 일 예로, 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 때 스프링(310)을 압축시키기 위해 스프링(310)으로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정하는 방법이 있을 수 있다.

이때, 스프링(310)으로 전달되는 구동부(100)에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정하기 위해서 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정할 수 있으며, 이를 위한 것이 조정기어(410)이다.

조정기어(410)는 제1 조정기어(412)와 제2 조정기어(414)로 구성될 수 있는데, 제1 조정기어(412)는 제2 로드(14)의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 기어이며, 제2 조정기어(414)는 제1 조정기어(412)의 일 지점에 위치하여 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭을 조정하는 기어이다.

즉, 조정기어(410)는 제1 조정기어(412)에 대한 제2 조정기어(414)의 위치 선정을 통해 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정하는 기어를 의미하며, 이러한 조정기어(410)는 앞서 설명한 래크(210)와 피니언(220)과 형상은 유사해보이지만, 제2 로드(14)가 틸팅되더라도 제2 조정기어(414)가 제1 조정기어(412)를 따라 이동하지 않는다는 점에서 상이하다.

즉, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)에 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부에 수직된 방향으로 동력(P)가 가해져 도 2에 도시된 바와 같이 되더라도, 제2 조정기어(414)를 기준으로 제1 조정기어(412)가 마련된 제2 로드(14)가 마치 시소와 같이 운동을 할 뿐이며, 제2 로드(14)의 타단부와 제2 조정기어(414)와의 상대적 거리는 변화가 없다.

다만, 회전축(230)의 회전수를 증가시키기 위해서 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭을 크게 하고자 하는 경우에는 제2 로드(14)의 타단부와 제2 조정기어(414)의 상대적 거리를 길게 하도록 제2 조정기어(414)의 위치를 제1 조정기어(412) 상에서 이동시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 조정부(400)의 작동은 도 8 내지 도 11을 통해 보다 상세하게 설명될 수 있는데, 먼저, 도 8에 도시된 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)의 작동 상태를 기준으로 도 9 및 도 10을 비교 설명하기로 한다.

먼저, 조정부(400)는 도 8에서 도 9와 같이 스프링(310)의 길이를 조정하여 종동부(200)로 전달되는 동력 일부와 복원부(300)로 전달되는 동력의 일부의 비율을 조정할 수 있다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이 스프링(310)의 길이가 줄어들어 탄성계수가 작아지면 상대적으로 스프링(310)으로 전달되는 동력의 크기가 커졌음을 의미한다. 이와 같이, 스프링(310)으로 전달되는 동력의 크기가 커지면 도 11의 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅되는 폭이 작아지는데, 이는 도 8 및 도 9에서 제1 로드(12)와 제2 로드(14)가 이루는 각이 θ1에서 θ2로 커지는 것을 통해 재차 확인할 수 있다.

다시 말해서, 앞서 예를 든 바와 같이 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)가 장착된 이동 수단이 비탈길을 올라간다고 하면, 도 8에서 도 9으로 조정되는 것과 같이 스프링(310)의 길이를 조정하여 회전축(230)의 회전수를 줄이면서 강한 토크가 걸리도록 동력이 전달되도록 할 수 있다.

한편, 조정부(400)는 도 8에서 도 10과 같이 제1 조정기어(412)에 대한 제2 조정기어(414)의 위치 선정을 달리하여 종동부(200)로 전달되는 동력 일부와 복원부(300)로 전달되는 동력의 일부의 비율을 조정할 수 있다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이 제2 조정기어(414)의 위치가 제2 로드(14)의 타단부로부터 멀어지면 제2 조정기어(414)를 대칭점으로 하여 가상의 닮음꼴 삼각형(미도시)이 그려질 수 있는데, 이를 고려하여 보면 도 11의 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭이 커짐을 알 숭 lT고, 이는 도 8 및 도 10에서 제1 로드(12)와 제2 로드(14)가 이루는 각이 θ1에서 θ3로 작아지는 것을 통해 재차 확인할 수 있다.

다시 말해서, 앞서 예를 든 바와 같이 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)가 장착된 이동 수단이 내리막길을 내려간다고 하면 도8에서 도 10으로 조정되는 것과 같이 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭이 키워서 회전축(230)의 회전수를 늘리면서 걸리는 토크를 줄이도록 동력이 전달되도록 할 수 있다.

물론, 이와 같이 도 8 내지 도 11을 통해 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)는 스프링(310)이 길게 늘어나는 경우 또는 제2 로드(14)의 타단부와 제2 조정기어(414)와의 거리가 짧아지는 경우와 같이 반대로 작용할 수도 있는데, 이는 당업자가 본 명세서로부터 충분히 예측할 수 있는 부분이라 할 것이어서, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)에 의하면, 캠 메커니즘을 구비하지 않고도 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 직선 방향의 동력(P)을 회전축에 전달할 수 있어 더욱 부드럽게 동력을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 종동부(200)로 전달되는 동력과 복원부(300)로 전달되는 동력을 적절히 조정할 수 있어 주변 환경에 맞게 동력을 전달하는 비율을 조정할 수 있을 것이다.

한편, 이와 같은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)를 더욱 효율적으로 이용하고 회전축(230)에 더 큰 동력이 전달되도록 하기 위하여, 전술한 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)를 복수 개 포함하는 동력 전달 기구를 제작할 수 있을 것이다.

즉, 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예는, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전술한 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)를 다수 결합하여 제작할 수 있다.

여기서, 도 4는 도 1에 도시된 일 실시예를 포함하는 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 도시한 저면도이며, 도 6은 도 4의 B부분을 확대하여 도시한 저면도이고, 도 7은 도 1에 도시된 일 실시예를 포함하는 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 다른 일 실시예를 도시한 사시도이다.

이때, 도 4에 도시된 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예는 전술한 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10) 두 개를 결합하여 제작한 경우이고, 도 7에 도시된 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예는 전술한 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10) 세 개를 결합하여 제작한 경우이다.

물론, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)를 두 개 결합하여 제작하는 경우와 세 개를 결합하여 제작하는 경우가 완전히 동일하지 않지만, 당업자에게 있어서 자명하다고 할 수 있을 것이므로, 이하에서는 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)를 두 개 결합하는 경우만을 예를 들어 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10) 두 개를 포함하는 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예가 갖는 기술적 특징을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)에 포함되는 각각의 종동부(200)는 각각의 피니언(220)에 연결된 회전축(230)을 공동의 회전축으로 하고 각각의 피니언(220)의 회전 방향을 동일하게 함으로써, 각각의 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 개별적으로 가해지더라도 공동의 회전축은 일 방향으로만 회전하도록 할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)가 다수 구비될 때 각각의 회전축(230)이 다른 방향으로 회전하게 되면, 회전축(230)에 동력이 제대로 전달될 수 없기 때문이다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)에 포함되는 각각의 조정부(400)는 각각의 제2 로드(14)의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 제1 조정기어(412) 및 각각의 제1 조정기어(412)의 일 지점에 위치하여 각각의 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭을 조정하는 공동의 제2 조정기어(414)를 구비하여, 제1 조정기어(412)에 대한 공동의 제2 조정기어(414)의 위치 선정을 통해 각각의 제2 로드(14)의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정함으로써, 종동부(200)로 전달되는 동력 일부와 복원부(300)로 전달되는 동력 일부의 비율을 조정할 수 있다.

즉, 앞서 도 5를 참조하여 설명한 기술적 특징이 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예에서 종동부(200)를 통합한 구조에 대한 것이었다면, 이어서 도 6을 참조하여 설명한 기술적 특징은 본 발명에 따른 동력 전달 기구의 일 실시예에서 조정부(400)를 통합한 구조에 대한 것이라 할 것이다.

한편, 이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 동력 전달 기수의 일 실시예는 조율 유닛(500)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 조율 유닛(500)은 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)가 복수 개 구비될 때 각각의 제1 로드(12)의 일단부 또는 제2 로드(14)의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 순차적으로 번갈아가면서 전달될 수 있도록, 공동의 제2 조정기어(414)에 연결되어 각각의 제2 로드(14)의 타단부의 틸팅 순서를 조율하는 구성요소를 말한다.

이러한 조율 유닛(500)은 공동의 제2 조정기어(414)에 연결되어 각각의 제2 로드(14)의 타단부의 틸팅 순서를 조율할 수 있다면 어떠한 형상 및 구조로 이루어져도 무방하다.

그러나, 보다 상세한 설명을 위해 본 발명에 따른 동력 전달 유닛의 일 실시예(10)이 한 쌍이 포함되는 경우를 가정하여 설명하면, 조율 유닛(500)은 도 6에 도시된 바와 같이, 공동의 제2 조정기어(414)의 양측에 마련된 한 쌍의 종기어(512) 및 한 쌍의 종기어(512) 사이에 수직되게 설치되는 하나의 횡기어(514)를 포함하는 베벨기어(510)로 구성될 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 동력 전달 유닛의 일 실시예 12 : 제1 로드
14 : 제2 로드 12-2 : 돌기
100 : 구동부 200 : 종동부
210 : 래크 220 : 피니언
230 : 회전축 300 : 복원부
310 : 스프링 320 : 케이스
322 : 홈 400 : 조정부
410 : 조정기어 412 : 제1 조정기어
414 : 제2 조정기어 500 : 조율 유닛
510 : 베벨기어 512 : 종기어
514 : 횡기어

Claims (12)

1. 제1 로드의 일단부와 제2 로드의 타단부가 틸팅 가능하도록 힌지 결합된 동력 전달 유닛으로서,
   상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 마련되어, 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 가해지는 구동부;
   상기 제1 로드의 일단부와 타단부 사이에 마련된 래크 및 상기 래크에 대응하여 상기 제1 로드의 타단부에 마련된 피니언을 구비하여, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 전달받아 상기 제1 로드의 일단부가 틸팅될 때 상기 래크 및 상기 피니언을 통해 상기 피니언에 연결된 회전축이 회전되도록 함으로써, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 상기 회전축으로 전달하는 종동부;
   상기 제2 로드의 일단부에 마련되어, 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 전달받아 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 때 상기 구동부에 가해지는 동력 일부를 저장시켜 두었다가, 상기 구동부에 가해지던 동력이 해제되면 상기 제2 로드를 원위치시키는 복원부; 및
   상기 종동부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부와 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 비율을 조정할 수 있도록, 상기 복원부의 복원 정도 또는 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정하도록 마련된 조정부;를 포함하는,
   동력 전달 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 종동부는,
   상기 복원부에 의해 상기 제2 로드가 원위치될 때 상기 제2 로드와 힌지 결합된 상기 제1 로드도 원위치되면서 상기 회전축이 역회전되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 회전축은 상기 피니언의 회전에 대해 일 방향으로만 회전하도록 상기 피니언에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복원부는,
   상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 때 압축되고 상기 제2 로드가 원위치되면 인장되면서 복원되는 스프링 및 상기 스프링이 압축되고 인장될 때 상기 스프링이 상기 제2 로드의 일단부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 스프링을 포함한 상기 제2 로드의 일단부를 감싸는 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 유닛.
4. 제3항에 있어서,
   상기 조정부는,
   상기 스프링의 탄성계수를 조정할 수 있도록, 상기 스프링의 길이를 변경할 수 있는 길이조절수단을 구비하는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 유닛.
5. 제3항에 있어서,
   상기 조정부는,
   상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 때 상기 스프링을 압축시키는 상기 스프링으로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 크기를 조정할 수 있도록, 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정하는 조정기어를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 유닛.
6. 제5항에 있어서,
   상기 조정기어는,
   상기 제2 로드의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 제1 조정기어 및 상기 제1 조정기어의 일 지점에 위치하여 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭을 조정하는 제2 조정기어를 구비하여, 상기 제1 조정기어에 대한 상기 제2 조정기어의 위치 선정을 통해 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정하는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 유닛.
7. 제6항에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 제2 로드의 타단부까지 연장되어 형성되되, 상기 제1 로드의 일단부의 틸팅 및 상기 제1 조정기어에 대한 상기 제2 조정기어의 위치 선정을 방해하지 않도록, 상기 제1 로드의 일단부에 대향하는 면 및 상기 제1 조정기어에 대향하는 면이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 유닛.
8. 제7항에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 제2 로드의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 돌기에 대응하는 홈이 상기 제2 로드와 접하는 면에 마련되어 있어, 상기 제2 로드가 상기 케이스 내부에서 이동할 때 이동 방향을 안내하는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 유닛.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 동력 전달 유닛을 복수 개 포함하는 동력 전달 기구로서,
   각각의 동력 전달 유닛에 포함된 종동부는,
   각각의 상기 피니언에 연결된 회전축을 공동의 회전축으로 하고 각각의 상기 피니언의 회전 방향을 동일하게 함으로써, 각각의 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 개별적으로 가해지더라도 상기 공동의 회전축은 일 방향으로만 회전하는 것을 특징으로 하는,
   동력 전달 기구.
10. 제9항에 있어서,
    각각의 동력 전달 유닛에 포함된 조정부는,
    각각의 상기 제2 로드의 일단부와 타단부 사이에 길이 방향을 따라 마련된 제1 조정기어 및 각각의 상기 제1 조정기어의 일 지점에 위치하여 각각의 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅될 수 있는 폭을 조정하는 공동의 제2 조정기어를 구비하여, 상기 제1 조정기어에 대한 상기 공동의 제2 조정기어의 위치 선정을 통해 각각의 상기 제2 로드의 타단부가 틸팅되는 각도를 조정함으로써, 상기 종동부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부와 상기 복원부로 전달되는 상기 구동부에 가해지는 동력 일부의 비율을 조정하는 것을 특징으로 하는,
    동력 전달 기구.
11. 제10항에 있어서,
    각각의 상기 제1 로드의 일단부 또는 상기 제2 로드의 타단부에 수직된 방향으로 동력이 순차적으로 번갈아가면서 전달될 수 있도록, 상기 공동의 제2 조정기어에 연결되어 각각의 상기 제2 로드의 타단부의 틸팅 순서를 조율하는 조율 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    동력 전달 기구.
12. 제11항에 있어서,
    상기 동력 전달 유닛은 한 쌍이 포함되는 경우에, 상기 조율 유닛은,
    상기 공동의 제2 조정기어의 양측에 마련된 한 쌍의 종기어 및 상기 한 쌍의 종기어 사이에 수직되게 설치되는 하나의 횡기어로 구성된 베벨기어인 것을 특징으로 하는,
    동력 전달 기구.

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