KR101600572B1 - 높이 조절 포스트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높이 조절 포스트에 관한 것으로서, 각종 테이블이나 의료기기에서 모터에 의하여 높이가 조절되는 포스트가 승하강속도가 빠르면서 보다 부드러운 운동이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
내장된 모터에 의하여 회전하며 수직 하부로 연장되어 비원형 홈이 형성되는 동력전달보스를 구비하는 모터박스)와;
원판형으로 형성되고 상면 중앙이 돌출되어 상기 동력전달보스의 홈에 삽입되어 회전하는 동력전달축과, 원형 파이프 형상을 이루며 상단에는 상기 동력전달축이 고정장착되고 하부에서 상부로 길게 절개되는 한 쌍의 가이드 장공을 구비하는 회전원통과, 상기 한 쌍의 가이드 장공을 관통하는 고정핀과, 상부 내주면은 단턱지게 확장되어 상기 회전원통의 하단이 삽입 안착되고 내주면에는 제1 나사산이 형성되는 제1 너트 하우징을 구비하며, 상단은 상기 모터박스의 저면에 고정되고 하단에는 제1 너트 하우징이 고정 장착되는 제1 포스트와;
상부는 개방되어 상기 제1 포스트가 삽입되고 하부는 막혀있되 중앙에 관통된 스크류 관통홀이 형성되는 제2 포스트와;
외주면에는 제1 나사산에 상응하는 나사산이 형성되고 길이방향으로 관통되는 중공과 상단에 상기 고정핀이 일 가이드 장공을 관통한 후 삽입되고 다시 외경면으로 돌출되어 다른 가이드 장공을 관통하도록 형성되는 고정핀 삽입홀을 구비하고, 하단은 상기 스크류 관통홀을 관통한 후 외경이 단턱지게 축소되어 링 형상의 가이드 부싱과, 가이드 부싱의 하부로 외경이 단턱지게 축소되었다가 확장되는 홈에 삽입되어 상기 가이드 부싱을 고정하는 제1 멈춤링과, 하단에 장착되어 외주면을 따라 3 ~ 4 개의 고정볼트에 의하여 고정되며 내주면에는 제2 나사산이 형성되는 제2 너트 하우징이 장착되는 중공스크류와;
상부는 개방되어 상기 제2 포스트가 삽입되고 하부는 막혀 있는 제3 포스트와;
상단 외주면은 단턱지게 축소된 후 중공의 내경에 상응하는 외경을 가지는 가이드로울러와 외경이 단턱지게 축소된 후 확장되어 가이드로울러을 고정하는 제2 멈춤링이 장착되며, 외주면은 제2 나사산에 상응하는 나사산이 형성되고 하단은 상기 제3 포스트의 내측 바닥면에 고정되는 스크류를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 높이 조절 포스트에 관한 것이다.

Description

높이 조절 포스트{The height control post}

본 발명은 높이 조절 포스트에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 각종 테이블이나 의료기기에서 모터에 의하여 높이가 조절되는 포스트가 승하강속도가 빠르면서 보다 부드러운 운동이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 개발된 높이 조절 포스트에 관한 것이다.

대구경의 파이프에 소구경의 파이프가 삽입되어 길이를 조절하고 고정되는 기술은 다양한 분야에서 사용되는 것으로 가깝게는 의자와 안테나와 같은 소형 물품에서 책상을 포함하는 각종 테이블에서도 적용되고 있다.

여기에 사용되는 높이 조절 포스트 즉 높이가 조절되는 다리에서 가장 흔하게 적용되는 기술은 대구경 파이프에 형성되는 홀이나 끝단에 소구경 파이프의 돌기가 돌출되어 고정되는 것으로 보급형 학생용 책상에 많이 사용되고 있다.

다른 방식으로는 랙과 피니언 구조로 외부에서 공구를 삽입하는 등의 방식으로 피니언을 회전시키도록 하여 높이 조절하는 방식으로 비교적 고중량의 장치에 적용되는 기술로 의료장비에서도 많이 사용되었으며 모터에 의하여 전동으로 승하강하는 경우도 있다.

또 다른 방식으로는 내부에 스크류를 내장하여 스크류를 회전하면 회전에 따라 높이가 높아지거나 낮아지는 구조를 가진 것으로 모터를 이용할 경우 비교적 작은 출력으로 조용하고 부드러운 승하강이 이루어지는 특성이 있다.

하지만 스크류를 내장하여 높이를 조절하는 경우 스크류의 길이에 따른 조절하는 높이가 제한되어 있으며 승하강 속도가 지나치게 느리게 이루어지는 단점이 있는 것이다.

대한민국실용신안등록 제20-0337563-0000호 (2003년12월22일) 대한민국실용신안등록 제20-0349571-0000호 (2004년04월26일) 대한민국공개특허 제10-2011-0108082호 (2011년10월05일) 대한민국특허등록 제10-1511354-0000호 (2015년04월01일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 모터에 의하여 회전하는 스크류가 내장되어 높이가 조절되는 포스트가 동일한 모터의 회전속도에서 보다 빠르게 원하는 높이에 도달할 수 있도록 하는 높이 조절 포스트를 개발하는 것에 있다.

또한, 스크류와 나사결합으로 이루어지는 결합의 유격에 의하여 승하강할 때 발생하는 미세한 요동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 높이 조절 포스트를 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내장된 모터에 의하여 회전하며 수직 하부로 연장되어 비원형 홈이 형성되는 동력전달보스를 구비하는 모터박스)와;

원판형으로 형성되고 상면 중앙이 돌출되어 상기 동력전달보스의 홈에 삽입되어 회전하는 동력전달축과, 원형 파이프 형상을 이루며 상단에는 상기 동력전달축이 고정장착되고 하부에서 상부로 길게 절개되는 한 쌍의 가이드 장공을 구비하는 회전원통과, 상기 한 쌍의 가이드 장공을 관통하는 고정핀과, 상부 내주면은 단턱지게 확장되어 상기 회전원통의 하단이 삽입 안착되고 내주면에는 제1 나사산이 형성되는 제1 너트 하우징을 구비하며, 상단은 상기 모터박스의 저면에 고정되고 하단에는 제1 너트 하우징이 고정 장착되는 제1 포스트와;

상부는 개방되어 상기 제1 포스트가 삽입되고 하부는 막혀있되 중앙에 관통된 스크류 관통홀이 형성되는 제2 포스트와;

외주면에는 제1 나사산에 상응하는 나사산이 형성되고 길이방향으로 관통되는 중공과 상단에 상기 고정핀이 일 가이드 장공을 관통한 후 삽입되고 다시 외경면으로 돌출되어 다른 가이드 장공을 관통하도록 형성되는 고정핀 삽입홀을 구비하고, 하단은 상기 스크류 관통홀을 관통한 후 외경이 단턱지게 축소되어 링 형상의 가이드 부싱과, 가이드 부싱의 하부로 외경이 단턱지게 축소되었다가 확장되는 홈에 삽입되어 상기 가이드 부싱을 고정하는 제1 멈춤링과, 하단에 장착되어 외주면을 따라 3 ~ 4 개의 고정볼트에 의하여 고정되며 내주면에는 제2 나사산이 형성되는 제2 너트 하우징이 장착되는 중공스크류와;

상부는 개방되어 상기 제2 포스트가 삽입되고 하부는 막혀 있는 제3 포스트와;

상단 외주면은 단턱지게 축소된 후 중공의 내경에 상응하는 외경을 가지는 가이드로울러와 외경이 단턱지게 축소된 후 확장되어 가이드로울러을 고정하는 제2 멈춤링이 장착되며, 외주면은 제2 나사산에 상응하는 나사산이 형성되고 하단은 상기 제3 포스트의 내측 바닥면에 고정되는 스크류를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 회전원통의 내부에는 상기 제1 너트 하우징과 결합하는 중공스크류가 상승할 때 탄성복원력을 가지도록 하는 압축코일스프링이 내장됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 제1 내지 제3 포스트의 3단의 구성을 가지고 스크류와 중공스크류에 의하여 1회의 회전에 두 개의 스크류가 회전하도록 하여 동일한 조건에서 하나의 포스트가 회전하는 것보다 두 배의 속도로 승하강하도록 하여 빠르게 원하는 높이에 도달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 내부에 압축코일스프링을 두어 높이가 높아질 때 밀어내는 힘을 줄 수 있어 모터의 부담을 줄이고 승하강시에 지속적인 가압력으로 나사결합을 위한 유격을 일방향으로 밀착하여 유동이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접힌 상태를 나타낸 측단면도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펼친 상태를 나타낸 측단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분해사시도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용 상태를 나타낸 측단면도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접힌 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펼친 상태를 나타낸 측단면도로서, 내장된 모터에 의하여 회전하며 수직 하부로 연장되어 비원형 홈이 형성되는 동력전달보스(111)를 구비하는 모터박스(11)와;

원판형으로 형성되고 상면 중앙이 돌출되어 상기 동력전달보스(111)의 홈에 삽입되어 회전하는 동력전달축(121)과, 원형 파이프 형상을 이루며 상단에는 상기 동력전달축(121)이 고정장착되고 하부에서 상부로 길게 절개되는 한 쌍의 가이드 장공(122)을 구비하는 회전원통(123)과, 상기 한 쌍의 가이드 장공(122)을 관통하는 고정핀(124)과, 상부 내주면은 단턱지게 확장되어 상기 회전원통(123)의 하단이 삽입 안착되고 내주면에는 제1 나사산(125)이 형성되는 제1 너트 하우징(126)을 구비하며, 상단은 상기 모터박스(11)의 저면에 고정되고 하단에는 제1 너트 하우징(126)이 고정 장착되는 제1 포스트(12)와;

상부는 개방되어 상기 제1 포스트(12)가 삽입되고 하부는 막혀있되 중앙에 관통된 스크류 관통홀(131)이 형성되는 제2 포스트(13)와;

외주면에는 제1 나사산(125)에 상응하는 나사산이 형성되고 길이방향으로 관통되는 중공(141)과 상단에 상기 고정핀(124)이 일 가이드 장공(122)을 관통한 후 삽입되고 다시 외경면으로 돌출되어 다른 가이드 장공(122)을 관통하도록 형성되는 고정핀 삽입홀(142)을 구비하고, 하단은 상기 스크류 관통홀(131)을 관통한 후 외경이 단턱지게 축소되어 링 형상의 가이드 부싱(143)과, 가이드 부싱(143)의 하부로 외경이 단턱지게 축소되었다가 확장되는 홈에 삽입되어 상기 가이드 부싱(143)을 고정하는 제1 멈춤링(144)과, 하단에 장착되어 외주면을 따라 3 ~ 4 개의 고정볼트(145)에 의하여 고정되며 내주면에는 제2 나사산(146)이 형성되는 제2 너트 하우징(147)이 장착되는 중공스크류(14)와;

상부는 개방되어 상기 제2 포스트(13)가 삽입되고 하부는 막혀 있는 제3 포스트(15)와;

상단 외주면은 단턱지게 축소된 후 중공(141)의 내경에 상응하는 외경을 가지는 가이드로울러(161)와 외경이 단턱지게 축소된 후 확장되어 가이드로울러(161)을 고정하는 제2 멈춤링(162)이 장착되며, 외주면은 제2 나사산(146)에 상응하는 나사산이 형성되고 하단은 상기 제3 포스트(15)의 내측 바닥면에 고정되는 스크류(16)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 높이 조절 포스트를 나타내었다.

본원은 기본적으로 3개의 포스트를 구비하고 높이 조절을 위하여 모터박스(11)를 구동시키면 기존에 하나의 포스트가 완전히 상승 또는 하강하고 나면 다른 포스트가 동작하는 것처럼 단계적으로 상승하거나 하강하는 것이 아니라 제1 포스트(12)와 제2 포스트(13), 제2 포스트(12)와 제3 포스트(15)가 동시에 삽입되거나 인출되는 움직임을 가지도록 하는 것이다.

이러한 구조는 동일한 회전을 하는 모터와 동일한 피치를 가진 스크류를 적용하더라도 단계적으로 작동하는 것보다 배가 되는 속도로 승하강할 수 있는 것으로 빠른 속도로 원하는 높이에 도달할 수 있게 되는 장점이 있는 것이다.

구체적인 본원의 작동을 설명하면 접힌 상태에서 모터박스(11)의 내부 모터를 구동시키면 회전력은 동력전달보스(111)에서 동력전달축(121)으로 전달되며, 동력전달축(121)이 고정된 회전원통(123)은 회전하며 고정핀(124)에 의하여 중공스크류(14)도 역시 회전하게 된다.

상기 중공스크류(14)의 회전은 나사 결합하는 제1 너트 하우징(126)에 의하여 중공스크류(14)는 가이드 장공(122)의 경로에 따라 상대적 위치가 이동하게 되는 것으로 스크류 관통홀(131)로 단턱진 하부가 제2 포스트(13)를 관통한 후 가이드 부싱(143)과 제1 멈춤링(144)에 의하여 회전운동을 하지만 승하강운동은 제2 포스트(13)가 같이 운동하는 구조를 가진다.

또한 중공스크류(14)의 회전은 회전하지 못하고 고정되어 있는 스크류(11)가 중공스크류(14)에 고정된 제2 너트 하우징(147)의 회전에 의하여 상대적 상하 위치가 변하게 되는 것으로 제2 포스트(13)와 제3 포스트(15)의 상대적 길이가 변하게 되는 것이다.

이때 가이드로울러(161)은 스크류(11)와 결합된 제2 너트 하우징(147)과 상대적 위치가 멀어진 상단이 중공(141)의 대부에서 유동이 발생할 수 있는 것으로 이를 방지하기 위하여 장착한 것이다.

이러한 본원의 구성은 부드럽고 정숙한 움직임이 가능한 스크류를 이용하도록 하면서 두 개의 스크류 즉 중공스크류(14)와 스크류(16)의 결합 관계에 의하여 하나의 스크류 보다 빠른 속도로 높이를 조절할 수 있다는 효과를 가지는 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용 상태를 나타낸 측단면도로서, 상기 회전원통(123)의 내부에는 상기 제1 너트 하우징(126)과 결합하는 중공스크류(14)가 상승할 때 탄성복원력을 가지도록 하는 압축코일스프링(127)이 내장됨을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 높이를 높이는 방향에서는 자체적인 하중에 의하여 모터에 많은 부하가 발생하는 것은 필연적이나 내부의 압축스프링(127)은 상승하는 방향으로 탄성복원력이 작용하도록 하여 모터에 작용하는 부하를 줄이도록 하는 역할을 하게 된다.

또한, 나사산에 의한 결합은 외경의 나사산과 내경의 나사산 사이에 어느정도의 유격을 가지고 있어야 회전하는 것이며 유격이 없으면 꽉 물린 상태로 회전에 따른 부하가 많이 발생하거나 회전이 불가능한 상태이다.

이렇게 유격은 필연적인 것이나 나사 결합이 이루어지는 곳이 제1 및 제2 너트 하우징(126, 147)에서 이루어지며 나사 결합이 이루어지는 곳의 상하 폭이 작은 상태에서 전체적으로 높이 조절 포스트(1)의 상부가 유동하게 되는 원인이 되며 특히 승하강 운동시에는 백러시 현상으로 인하여 소음과 유동 등의 기계적인 단점이 발생하게 된다.

하지만 압축코일스프링(127)은 지속적으로 압력이 작용하도록 하는 역할을 하게 되어 유동을 줄여주는 역할을 하게 된다.

1 : 높이 조절 포스트
11 : 모터박스
111 : 동력전달보스
12 : 제1 포스트
121 : 동력전달축 122 : 가이드 장공
123 : 회전원통 124 : 고정핀
125 : 제1 나사산 126 : 제1 너트 하우징
127 : 압축코일스프링
13 : 제2 포스트
131 : 스크류 관통홀
14 : 중공스크류
141 : 중공 142 : 고정핀 삽입홀
143 : 가이드 부싱 144 : 제1 멈춤링
145 : 고정볼트 146 : 제2 나사산
147 : 제2 너트 하우징
15 : 제3 포스트
16 : 스크류
161 : 가이드로울러 162 : 제2 멈춤링

Claims (2)

1. 내장된 모터에 의하여 회전하며 수직 하부로 연장되어 비원형 홈이 형성되는 동력전달보스(111)를 구비하는 모터박스(11)와;
   원판형으로 형성되고 상면 중앙이 돌출되어 상기 동력전달보스(111)의 홈에 삽입되어 회전하는 동력전달축(121)과, 원형 파이프 형상을 이루며 상단에는 상기 동력전달축(121)이 고정장착되고 하부에서 상부로 길게 절개되는 한 쌍의 가이드 장공(122)을 구비하는 회전원통(123)과, 상기 한 쌍의 가이드 장공(122)을 관통하는 고정핀(124)과, 상부 내주면은 단턱지게 확장되어 상기 회전원통(123)의 하단이 삽입 안착되고 내주면에는 제1 나사산(125)이 형성되는 제1 너트 하우징(126)을 구비하며, 상단은 상기 모터박스(11)의 저면에 고정되고 하단에는 제1 너트 하우징(126)이 고정 장착되는 제1 포스트(12)와;
   상부는 개방되어 상기 제1 포스트(12)가 삽입되고 하부는 막혀있되 중앙에 관통된 스크류 관통홀(131)이 형성되는 제2 포스트(13)와;
   외주면에는 제1 나사산(125)에 상응하는 나사산이 형성되고 길이방향으로 관통되는 중공(141)과 상단에 상기 고정핀(124)이 일 가이드 장공(122)을 관통한 후 삽입되고 다시 외경면으로 돌출되어 다른 가이드 장공(122)을 관통하도록 형성되는 고정핀 삽입홀(142)을 구비하고, 하단은 상기 스크류 관통홀(131)을 관통한 후 외경이 단턱지게 축소되어 링 형상의 가이드 부싱(143)과, 가이드 부싱(143)의 하부로 외경이 단턱지게 축소되었다가 확장되는 홈에 삽입되어 상기 가이드 부싱(143)을 고정하는 제1 멈춤링(144)과, 하단에 장착되어 외주면을 따라 3 ~ 4 개의 고정볼트(145)에 의하여 고정되며 내주면에는 제2 나사산(146)이 형성되는 제2 너트 하우징(147)이 장착되는 중공스크류(14)와;
   상부는 개방되어 상기 제2 포스트(13)가 삽입되고 하부는 막혀 있는 제3 포스트(15)와;
   상단 외주면은 단턱지게 축소된 후 중공(141)의 내경에 상응하는 외경을 가지는 가이드로울러(161)와 외경이 단턱지게 축소된 후 확장되어 가이드로울러(161)을 고정하는 제2 멈춤링(162)이 장착되며, 외주면은 제2 나사산(146)에 상응하는 나사산이 형성되고 하단은 상기 제3 포스트(15)의 내측 바닥면에 고정되는 스크류(16)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 높이 조절 포스트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전원통(123)의 내부에는 상기 제1 너트 하우징(126)과 결합하는 중공스크류(14)가 상승할 때 탄성복원력을 가지도록 하는 압축코일스프링(127)이 내장됨을 특징으로 하는 높이 조절 포스트.

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