KR101360634B1 - 동력 전달 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터; 모터의 회전력을 직선 왕복 운동으로 전환하는 운동전환부; 다수의 링크부재가 X자를 이루면서 연속적으로 연결되어 신축이 가능하도록 서로 연동되고, 일측이 힌지결합부에 의해 힌지 결합되어 고정되며, 일측의 끝단이 운동전환부에 연결되어 직선 왕복 운동함으로써 타측이 길이방향을 따라 왕복 이동하는 다수의 링크어셈블리; 링크어셈블리 각각의 타측에 각각 연결되는 슬라이딩바; 슬라이딩바 각각을 직선 왕복 운동하도록 가이드하는 가이드부; 슬라이딩바 각각이 직선 운동방향으로 복원하기 위해 슬라이딩바에 탄성력을 제공하도록 설치되는 탄성부재; 슬라이딩바 각각의 끝단에 마련되는 래크부재; 래크부재에 각각 기어 결합되어 제 3 회전축에 함께 회전하도록 고정되되, 일방향베어링에 의해 제 3 회전축을 일방향으로 회전시키는 기어부재; 및 제 3 회전축의 회전력을 회전대상체에 전달하는 회전력전달부를 포함하도록 한 동력 전달 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 모터로부터 제공되는 회전력을 회전대상체에 안정적으로 전달하도록 한다.

Description

동력 전달 시스템{Driving force transmission system}

본 발명은 동력 전달 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 회전력을 회전 동력이 필요한 회전대상체에 안정적으로 전달하도록 하는 동력 전달 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 동력 전달 시스템은 모터나, 엔진 등으로부터 발생되는 회전력을 회전대상체에 전달하기 위한 시스템으로서, 회전력의 전달을 위하여, 기어, 벨트와 풀리, 체인과 스프로킷 등을 사용하게 된다.

이러한 동력 전달 시스템은 설치되는 환경이나 회전대상체에 따라 다양한 방식이 적용되고, 안정적으로 회전력을 회전대상체에 전달하기 위한 다양한 구조와 방식의 시스템이 사용 내지 개발되고 있다.

따라서, 회전력을 회전대상체에 안정적으로 전달하기 위한 신개념의 동력 전달 시스템의 개발이 필요하게 되었다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 모터로부터 제공되는 회전력을 회전 동력이 필요한 회전대상체에 안정적으로 전달하도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 회전력이 필요한 회전대상체에 동력을 전달하기 위한 시스템에 있어서, 모터; 상기 모터의 회전력을 직선 왕복 운동으로 전환하는 운동전환부; 다수의 링크부재가 X자를 이루면서 연속적으로 연결되어 신축이 가능하도록 서로 연동되고, 일측이 힌지결합부에 의해 힌지 결합되어 고정되며, 상기 일측의 끝단이 상기 운동전환부에 연결되어 직선 왕복 운동함으로써 타측이 길이방향을 따라 왕복 이동하는 다수의 링크어셈블리; 상기 링크어셈블리 각각의 타측에 각각 연결되는 슬라이딩바; 상기 슬라이딩바 각각을 직선 왕복 운동하도록 가이드하는 가이드부; 상기 슬라이딩바 각각이 직선 운동방향으로 복원하기 위해 상기 슬라이딩바에 탄성력을 제공하도록 설치되는 탄성부재; 상기 슬라이딩바 각각의 끝단에 마련되는 래크부재; 상기 래크부재에 각각 기어 결합되어 제 3 회전축에 함께 회전하도록 고정되되, 일방향베어링에 의해 상기 제 3 회전축을 일방향으로 회전시키는 기어부재; 및 상기 제 3 회전축의 회전력을 회전대상체에 전달하는 회전력전달부를 포함하는 동력 전달 시스템이 제공된다.

상기 운동전환부는, 상기 모터의 회전력을 변속시키는 변속기; 상기 변속기로부터 회전력을 전달받는 제 1 회전축에 설치되는 제 1 스프로킷; 상기 제 1 회전축과 나란하게 설치되는 제 2 회전축에 설치되는 제 2 스프로킷; 상기 제 1 및 제 2 스프로킷을 서로 연결시키는 체인; 상기 제 2 회전축에 다수로 고정되고, 편심축이 편심되도록 각각 설치되며, 각각의 상기 편심축이 상기 제 2 회전축의 중심과 일정 각도를 이루도록 설치되는 회전체; 상기 편심축 각각에 일측이 회전 가능하게 결합되는 연결바; 및 상기 연결바 각각에 한 쌍의 끝단이 힌지 결합되고, 다른 끝단이 상기 링크어셈블리의 끝단에 힌지 결합되는 링크바를 포함할 수 있다.

상기 링크어셈블리는, 상기 운동전환부에 연결되는 끝단이 연장된 길이를 가지는 연장링크부재로 이루어질 수 있다.

상기 링크어셈블리는, 상기 링크부재가 일측으로 갈수록 증가하도록 형성될 수 있다.

상기 탄성부재는, 상기 슬라이딩바에 삽입되어 상기 가이드부에 일단이 지지되고, 다른 일단이 상기 슬라이딩바의 걸림부에 지지될 수 있다.

본 발명에 따른 동력 전달 시스템에 의하면, 모터로부터 제공되는 회전력을 회전 동력이 필요한 회전대상체에 안정적으로 전달할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 시스템을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 시스템의 운동전환부를 도시한 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 시스템의 링크어셈블리를 도시한 측면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 시스템의 링크어셈블리의 다른 예를 도시한 측면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 시스템을 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 시스템(100)은 모터(110)와, 운동전환부(120), 다수의 링크어셈블리(130), 슬라이딩바(140), 가이드부(150), 탄성부재(160), 래크부재(170), 기어부재(180) 및 회전력전달부(190)를 포함할 수 있다.

모터(110)는 회전력을 발생시키기 위한 구동수단으로서, 운동전환부(120)로 회전력을 전달한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 운동전환부(120)는 모터(110)의 회전력을 직선 왕복 운동으로 전환하는데, 이를 위해 일례로, 모터(110)의 회전력을 변속시키는 변속기(121)와, 변속기(121)로부터 회전력을 전달받도록 설치면에 축지지부(122b)에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 1 회전축(122a)에 설치되는 제 1 스프로킷(122)과, 제 1 회전축(122a)과 나란하도록 축지지부(123b)에 의해 설치면에 회전 가능하게 설치되는 제 2 회전축(123a)에 설치되는 제 2 스프로킷(123)과, 제 1 및 제 2 스프로킷(122,123)을 서로 연결시키는 체인(124)과, 제 2 회전축(123a)에 다수로 고정됨과 아울러 편심축(125a)이 편심되도록 각각 설치되는 회전체(125)와, 편심축(125a) 각각에 일측이 회전 가능하게 결합되는 연결바(126)와, 연결바(126) 각각에 한 쌍의 끝단이 힌지 결합됨과 아울러 다른 끝단이 링크어셈블리(130)의 끝단에 힌지 결합되는 링크바(127)를 포함할 수 있다.

변속기(121)는 일례로 입력축과 출력축, 그리고 속도조절기 등으로 이루어질 수 있는데, 입력축과 출력축의 회전속도 비율은 속도조절기의 눈금 바늘이 눈금창의 중앙에 있을 때 약 1:1의 비율을 가지도록 하고, 크기와 사용 용도에 따라 좌우로 몇 대 몇 비율로 감속 또는 증속이 가능하도록 되어 있으며, 전체적으로 약 6:1의 비로 1:3의 감속과 1:3의 증속이 가능하도록 구성될 수 있고, 처음 기계 운전시에는 1:1의 회전속도비로 하여 기계 운전에 무리가 없도록 여유를 가지도록 할 수 있다. 따라서, 변속기(120)는 입력축과 출력축의 회전속도비를 1:1로 하여, 모터(110)의 뿌리와 변속기(120)의 입력축 뿌리에 해당하는 제 1 스프로킷(122)과 제 2 스프로킷(123)와의 회전속도비를 약 5:1로 하여 서서히 기계가 회전을 시작하여 부하를 줄이고, 무리가 없도록 하여 최종 단계인 회전대상체(300), 예컨대 발전기 로터의 RPM(약 3,800)이 미달 또는 초과시, 증속과 감속을 통하여 조정 역할과 예비적 역할을 수행할 수 있도록 한다.

제 1 및 제 2 회전축(122a,123a)는 양측이 베어링을 매개로 축지지부(122b,123b)에 결합됨으로써 설치 장소에 회전 가능하게 설치된다.

회전체(125)는 본 실시예에서처럼 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 편심축(125a)이 베어링을 매개로 연결바(126)에 회전 가능하게 결합됨으로써 회전에 의해 연결바(126)를 직선운동시키며, 중심과 편심축(125a)간의 거리가 탄성부재(160)와 링크어셈블리(130)의 신축 정도를 감안하여 결정될 수 있으며, 자전거의 페달과도 같이 일정 부분 지렛대의 역할을 하도록 한다.

회전체(125)는 각각의 편심축(125a)이 제 2 회전축(123a)의 중심과 일정 각도를 이루도록 설치될 수 있는데, 본 실시예에서처럼 한 쌍으로 이루어지는 경우 각각의 편심축(125a)이 제 2 회전축(123a)을 중심으로 180도를 이루도록 설치됨으로써 한 쌍의 슬라이딩바(140) 각각이 서로 반대방향으로 직선 운동하도록 할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 링크어셈블리(130)는 다수로 이루지는데, 본 실시예에서처럼 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 각각은 다수의 링크부재(131)가 X자를 이루면서 연속적으로 연결되어 X자를 이루는 각도에 따라 신축이 가능하도록 서로 연동되고, 일측이 힌지결합부(133)에 의해 설치면에 힌지 결합되어 고정되며, 일측의 링크부재(131) 각각의 끝단이 운동전환부(120)의 링크바(127)에 연결되어 직선 왕복 운동함으로써 타측이 길이방향을 따라 왕복 이동하게 된다.

링크어셈블리(130)는 가공 및 조립의 편의를 위하여 링크부재(131)가 서로 동일한 길이를 가지도록 형성될 수 있고, 운동전환부(120)에 연결되는 끝단이 연장된 길이를 가지는 연장링크부재(132)로 이루어짐으로써 운동전환부(120)로부터 전달되는 운동에 의해 신축에 유리하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다른 예로서, 링크어셈블리(230)는 링크부재(231)가 일측으로 갈수록 증가하도록 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서의 링크어셈블리(230)는 전체적인 형상이 원추형에 유사한 형태를 가짐으로써 슬라이딩바(140) 측으로 갈수록 전달되는 힘이 커지도록 한다.

슬라이딩바(140)는 링크어셈블리(130) 각각의 타측에 각각 연결되는데, 본 실시예에서는 링크어셈블리(130)에 각각 대응하도록 한 쌍으로 이루어지며, 끝단이 양측으로 분기되는 한 쌍의 분기단(미도시)에 의해 링크부재(131)에 힌지 결합되되, 분기단 양측이 베어링을 매개로 결합될 수 있다.

가이드부(150)는 슬라이딩바(140) 각각을 직선 왕복 운동하도록 가이드하도록 설치면에 설치된다. 가이드부(150)는 일례로 한 쌍의 슬라이딩바(140)가 일정 높이를 가지고서 전후로 직선운동을 가이드하고, 슬라이딩바(140)를 슬라이딩 가능하게 지지하기 위한 베어링이 슬라이딩바(140)와의 결합부위에 설치될 수 있고, 이로 인해 슬라이딩바(140)의 원활한 슬라이딩을 가능하도록 한다.

탄성부재(160)는 일례로 압축코일스프링으로 이루질 수 있고, 슬라이딩바(140) 각각이 직선 운동방향으로 복원하기 위해 슬라이딩바(140)에 탄성력을 제공하도록 각각 설치되는데, 일례로 슬라이딩바(140)에 삽입되어 가이드부(150)에 일단이 지지되고, 다른 일단이 슬라이딩바(140)의 걸림부(141)에 지지될 수 있다.

탄성부재(160)는 슬라이딩바(140)가 전방으로 당겨질 때 압축되고, 슬라이딩바(140)가 반대방향으로 후퇴할 때, 팽창에 의한 복원력에 의하여 슬라이딩바(140)에 힘을 가함으로써 슬라이딩바(140)의 후퇴가 원활하게 이루어지도록 한다.

래크부재(170)는 슬라이딩바(140) 각각의 끝단에 각각 마련되는데, 슬라이딩바(140)에 일체를 이루도록 형성되거나, 슬라이딩바(140)와 별개로 제작되어 슬라이딩바(140)의 끝단에 나사결합되거나, 볼트를 매개로 슬라이딩바(140)의 끝단에 결합될 수 있다.

기어부재(180)는 래크부재(170)에 각각 기어 결합되어 제 3 회전축(191a)에 함께 회전하도록 고정되되, 일방향베어링(181)에 의해 제 3 회전축(191a)을 일방향으로 회전시킨다. 기어부재(180)는 외주면이 래크부재(170)에 기어결합되도록 구성되거나, 본 실시예에서처럼 래크부재(170)에 기어결합되기 위한 피니언이 일측에 마련되도록 구성될 수 있다.

회전력전달부(190)는 제 3 회전축(191a)의 회전력을 회전대상체(300)에 전달한다. 회전력전달부(190)는 제 3 회전축(191a)의 회전력을 회전대상체(300), 예컨대 회전대상체의 로터축에 전달하도록 다양한 구성을 가질 수 있으며, 본 실시예에서처럼 베어링을 매개로 양측이 축지지부(191b)에 의해 회전 가능하게 설치된 제 3 회전축(191a)에 제 3 스프로킷(191)이 고정되고, 제 3 회전축(191a)과 나란하도록 축지지부(192b)에 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치된 제 4 회전축(192a)에 제 4 스프로킷(192)이 고정되고, 제 3 스프로킷(191)과 제 4 스프로킷(192)이 체인(193)으로 연결되며, 제 4 회전축(192a)이 축이음부재를 통해서 회전대상체(300)의 회전축, 예컨대 발전기의 로터축에 고정된다.

회전력전달부(190)는 제 4 회전축(192a)이 회전함에 따라 지속적인 회전력 유지를 위하여 제 4 회전축(192a)에 회전휠(194)이 고정될 수 있고, 제 4 회전축(192a)이 베어링 부재 또는 클러치를 이용하여 제 4 스프로킷(192)으로부터 회전대상체(300)로 전달되는 회전력을 단속시키도록 할 수 있고, 제 4 회전축(192a)에 회전속도를 가변시키기 위한 변속기가 설치될 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 동력 전달 시스템의 작용을 설명하기로 한다.

모터(110)의 구동에 의해 회전력이 운동전환부(120)로 전달되면, 운동전환부(120)에 의해 링크어셈블리(130)의 끝단이 직선 왕복 운동하게 됨으로써 링크부재(131)간의 각도 변화로 인해 슬라이딩바(140)가 급격하게 전후로 직선 운동을 하게 되며, 이로 인해 래크부재(170)가 기어결합된 기어부재(180)에 직선 왕복 운동을 인가하게 되는데, 이때, 기어부재(180)는 일방향베어링(181)에 의해 일방향으로만 회전하게 된다.

또한, 운동전환부(120)의 회전체(125) 각각에 편심축(125a)이 서로 180도로 반대되는 위치에 고정됨으로써 슬라이딩바(140)가 서로 반대방향으로 직선 운동을 하도록 하고, 이로 인해 기어부재(180)에 일방향으로 회전력을 계속적으로 인가하도록 함으로써 기어부재(180)가 최대한 일방향으로 정속 회전을 하도록 한다.

또한, 슬라이딩바(140)가 전진시 압축되었던 탄성부재(160)가 후진하려는 슬라딩바(140)에 복원력을 인가함으로써 슬라이딩바(140)의 원활한 후진을 가능하도록 하여 슬라이딩바(140)의 후진에 대한 효율을 높이도록 한다.

한편, 기어부재(180)의 일방향 회전력이 제 3 스프로킷(191), 체인(193), 그리고 제 4 스프로킷(192)에 의해 회전대상체(300)의 회전축, 예컨대 발전기의 로터축으로 전달된다.

이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110 : 모터 120 : 운동전환부
121 : 변속기 122 : 제 1 스프로킷
122a: 제 1 회전축 122b : 축지지부
123 : 제 2 스프로킷 123a : 제 2 회전축
123b : 축지지부 124 : 체인
125 : 회전체 125a : 편심축
126 : 연결바 127 : 링크바
130,230 : 링크어셈블리 131,231 : 링크부재
132 : 연장링크부재 133 : 힌지결합부
140 : 슬라이딩바 141 : 걸림부
150 : 가이드부 160 : 탄성부재
170 : 래크부재 180 : 기어부재
181 : 일방향베어링 190 : 회전력전달부
191 : 제 3 스프로킷 191a : 제 3 회전축
191b : 축지지부 192 : 제 4 스프로킷
192a : 제 4 회전축 192b : 축지지부
193 : 체인 194 : 회전휠
300 : 회전대상체

Claims (5)

1. 회전력이 필요한 회전대상체에 동력을 전달하기 위한 시스템에 있어서,
   모터;
   상기 모터의 회전력을 직선 왕복 운동으로 전환하는 운동전환부;
   다수의 링크부재가 X자를 이루면서 연속적으로 연결되어 신축이 가능하도록 서로 연동되고, 일측이 힌지결합부에 의해 힌지 결합되어 고정되며, 상기 일측의 끝단이 상기 운동전환부에 연결되어 직선 왕복 운동함으로써 타측이 길이방향을 따라 왕복 이동하는 다수의 링크어셈블리;
   상기 링크어셈블리 각각의 타측에 각각 연결되는 슬라이딩바;
   상기 슬라이딩바 각각을 직선 왕복 운동하도록 가이드하는 가이드부;
   상기 슬라이딩바 각각이 직선 운동방향으로 복원하기 위해 상기 슬라이딩바에 탄성력을 제공하도록 설치되는 탄성부재;
   상기 슬라이딩바 각각의 끝단에 마련되는 래크부재;
   상기 래크부재에 각각 기어 결합되어 제 3 회전축에 함께 회전하도록 고정되되, 일방향베어링에 의해 상기 제 3 회전축을 일방향으로 회전시키는 기어부재; 및
   상기 제 3 회전축의 회전력을 상기 회전대상체에 전달하는 회전력전달부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 운동전환부는,
   상기 모터의 회전력을 변속시키는 변속기;
   상기 변속기로부터 회전력을 전달받는 제 1 회전축에 설치되는 제 1 스프로킷;
   상기 제 1 회전축과 나란하게 설치되는 제 2 회전축에 설치되는 제 2 스프로킷;
   상기 제 1 및 제 2 스프로킷을 서로 연결시키는 체인;
   상기 제 2 회전축에 다수로 고정되고, 편심축이 편심되도록 각각 설치되며, 각각의 상기 편심축이 상기 제 2 회전축의 중심과 일정 각도를 이루도록 설치되는 회전체;
   상기 편심축 각각에 일측이 회전 가능하게 결합되는 연결바; 및
   상기 연결바 각각에 한 쌍의 끝단이 힌지 결합되고, 다른 끝단이 상기 링크어셈블리의 끝단에 힌지 결합되는 링크바
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 링크어셈블리는,
   상기 운동전환부에 연결되는 끝단이 연장된 길이를 가지는 연장링크부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력 전달 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 링크어셈블리는,
   상기 링크부재가 일측으로 갈수록 증가하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부재는,
   상기 슬라이딩바에 삽입되어 상기 가이드부에 일단이 지지되고, 다른 일단이 상기 슬라이딩바의 걸림부에 지지되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 시스템.

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