KR101644166B1

KR101644166B1 - 동력변환장치

Info

Publication number: KR101644166B1
Application number: KR1020140127583A
Authority: KR
Inventors: 이병성
Original assignee: 이병성
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-07-29
Also published as: KR20160035806A

Abstract

회전축에 결합된 다수개의 동력전달기어를 회동프레임을 통해 순차적으로 회전시키게 구성되고, 동력전달기어의 순차적인 회전을 통해 회전축이 일방향으로 연속적으로 회전되게 구성되며, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되게 구성되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 통해 물을 가열할 수 있게 구성된 동력변환장치에 관한 것이다.

Description

동력변환장치{POWER TRANSIMSSION APPARATUS}

본 발명은 동력변환장치에 관한 것으로, 회전축에 결합된 다수개의 동력전달기어를 회동프레임을 통해 순차적으로 회전시키게 구성되고, 동력전달기어의 순차적인 회전을 통해 회전축이 일방향으로 연속적으로 회전되게 구성되며, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되게 구성되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 통해 물을 가열할 수 있게 구성된 동력변환장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 동력변환장치는 많은 기어들이 구비됨에 따라 동력 전달 손실이 많아 최종 구동력이 발휘되기까지 일정시간이 소요되는 등 신속한 구동이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

그리고 통상 동력변환장치가 많은 기어들로 구성됨에 따라 원활한 구동을 위해서는 전기가 충분히 공급되어야 불편이 있고, 마찰 저감과 원활한 기어물림을 위하여 자주 윤활유를 공급하여 주어야 하기 때문에 운영 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 동력변환장치는 많은 기어들과 주변 부품들을 갖추고 있어 구조가 복잡하고 장치의 중량이 과중하여 설비 시공시 어려움뿐만 아니라 열발생장치나 발전장치에 연결이 복잡하고 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 회전축에 결합된 다수개의 동력전달기어를 회동프레임을 통해 순차적으로 회전시키게 구성되고 동력전달기어의 회전을 통해 회전축이 일방향으로 연속적으로 회전되게 구성되며 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 전달되게 구성되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 통해 물을 가열할 수 있게 한 동력변환장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적은, 설치대 상에 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 설치되어 회전축과 함께 회전하게 구성되되, 외면에는 원주방향을 따라 기어이빨이 형성되는 다수개의 동력전달기어와, 상기 동력전달기어와 각각 대응되게 설치되고 일단이 상기 회전축에 회동가능하게 설치되어 순차적으로 상하 회동되게 구성되는 다수개의 회동프레임과, 상기 회동프레임의 일단부에 설치되되, 상기 회동프레임이 하측으로 회동될 때는 상기 동력전달기어의 기어이빨에 걸림되면서 동력이 전달되어 동력전달기어를 회전시키고, 상기 회동프레임이 상측으로 회동될 때는 기어이빨에 대한 걸림이 해제되어 동력이 전달되지 않도록 구성된 레칫수단과, 상기 회동프레임의 타단에 결합되고 회동프레임의 타단을 상하 이동시켜 회동프레임을 상하 회동시키게 구성되는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 회동프레임은 상기 일단부가 상기 동력전달기어의 양측으로 상기 회전축 상에 회동가능하게 설치되는 한쌍의 회동판과, 상기 회동판의 일단부 저면에 설치되는 받침판과, 상기 회동판의 사이의 상측과 하측을 보강하는 보강판을 포함하여 구성되고, 상기 레칫수단은 상기 회동판 일단부의 사이에 설치되는 지지핀에 후단부가 회동가능하게 설치되되, 전단이 상기 기어이빨과 맞물려 하측방향으로만 동력을 전달하도록 기어이빨과 맞물리는 레칫과, 상기 레칫 전단부의 하면과 상기 받침판 사이에 설치되어 레칫에 탄성을 부여하는 스프링을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 회동프레임에는 회동프레임의 동력을 동력전달기어로 추가로 전달하여 동력전달기어의 회전을 도와주는 보조레칫수단이 더 구성되되, 상기 보조레칫수단은 상기 회동판의 상단에서 동력전달기어의 상측으로 만곡지게 설치되는 보조지지대와, 상기 보조지지대의 전단부에 설치되는 보조지지핀에 후단부가 회동가능하게 설치되되, 전단이 상기 동력전달기어의 기어이빨과 맞물려 하측방향으로만 동력을 전달하도록 기어이빨과 맞물리는 보조레칫과, 상기 보조레칫 전단부의 하면과 상기 보조지지대에서 연장되는 보조받침판 사이에 설치되어 보조레칫에 탄성을 부여하는 보조스프링을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 구동수단은, 정회전 및 역회전을 반복적으로 수행하는 정역회전 모터와, 상기 모터의 축의 단부에 결합되어 상기 모터의 정회전 역회전 작동에 따라 회전하는 구동스프라켓과, 중앙 부분이 상기 구동스프라켓에 결합되고 양단부는 하측으로 연장되어 상기 회동프레임의 타단부에 결합되되, 상기 구동스프라켓의 정회전 역회전 작동에 따라 반복적으로 그 양단이 서로 엇갈리게 상하 이동되게 구성되는 체인을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 동력변환장치는 회동프레임의 상하 운동을 통해 다수개의 동력전달기어에 계속적으로 동력을 전달되어 회전축이 연속적으로 회전할 수 있게 구성된다. 따라서, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치로 동력이 효율적으로 전달되기 때문에, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 열발생장치를 회전시켜 유체에 부여되는 압축, 마찰에 의해 난방 및 스팀 공급을 위한 열을 용이하게 발생시킬 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 동력변환장치의 사시도,
도 2는 본 바렴에 따른 동력변화장치의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 동력변환장치의 측단면도,
도 4 내지 도 6는 본 발명에 따른 동력변환장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 동력변환장치에서 구동수단을 도시한 사시도,
도 8 내지 도 12는 본 발명에 따른 동력변환장치의 작동을 설명하기 위한 도면.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 회전축에 결합된 다수개의 동력전달기어를 회동프레임을 통해 순차적으로 회전시키게 구성되고, 동력전달기어의 순차적인 회전을 통해 회전축이 일방향으로 연속적으로 회전되게 구성되며, 회전축의 회전력이 회전축에 결합된 발전기 또는 열발생장치(1)로 전달되게 구성되어, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 회전시켜 유체에 부여되는 압축, 마찰에 의해 난방 및 스팀 공급을 위한 열을 발생시키게 구성되는 동력전환장치에 관한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 동력변환장치는 기본 골조를 구성하는 프레임(10)을 구비하되, 프레임의 상부에는 설치대(11)가 설치된다.

그리고 설치대(11) 상에는 회전 가능하게 회전축(100)이 설치되고, 이 회전축(100)에는 소정 간격을 두고 다수개의 동력전달기어(200)가 설치된다. 여기서, 상기 동력전달기어(200)는 상기 회전축(100)에 일체로 결합되어 회전축과 함께 회전하게 구성되는 것으로, 외면에는 원주방향을 따라 기어이빨(210)이 형성된다. 즉, 상기 동력전달기어(200)가 회전하게 되면, 회전축(100)은 그 동력을 전달받아 일방향으로 회전하게 된다.

그리고, 상기 동력전달기어(200)는 회동프레임(300)의 상하 회동을 통해 일방향으로 회전하게 구성된다. 여기서, 상기 회동프레임(300)은 상기 동력전달기어(200)와 각각 대응되게 설치되고 일단이 상기 회전축(100)에 회동가능하게 설치되어 순차적으로 상하 회동되게 구성된다.

여기서, 상기 동력전달기어(200) 및 회동프레임(300)은 적어도 2개 이상으로 구성되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 도시된 바와 같이 동력전달기어(200) 및 회동프레임(300)이 각각 대응되게 4개로 이루어지는 것이 바람직하며, 회동프레임(301,302,303,304)이 순차적으로 상하 회동되게 구성되어 동력전달기어(200)를 순차적으로 회전시키게 구성되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 회동프레임(300)은 상기 일단부가 상기 동력전달기어(200)의 양측으로 상기 회전축(100) 상에 회동가능하게 설치되는 한쌍의 회동판(310)과, 상기 회동판(310)의 일단부 저면에 설치되는 받침판(320)과, 상기 회동판(310)의 사이의 상측과 하측을 보강하는 보강판(330)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 회동프레임(300)은 한쌍의 회동판(310)의 일단부가 상기 회전축상에 회동가능하게 설치되어, 회동판(310)의 일단부를 기준으로 회동판(310)의 타단부가 상하 방향으로 회동하게 구성된다.

그리고, 상기 회동프레임(300)의 일단부에는 레칫수단(400)이 설치되는 데, 상기 레칫수단(400)은 상기 회동프레임(300)이 하측으로 회동될 때는 상기 동력전달기어의 기어이빨(210)에 걸림되면서 회동프레임(300)의 동력이 동력전달기어(200)에 전달되어 동력전달기어를 회전시키고, 상기 회동프레임(300)이 상측으로 회동될 때는 기어이빨(210)에 대한 걸림이 해제되어 회동프레임(300)의 동력이 동력전단기어(200)에 전달되지 않게 구성된다.

구체적으로, 상기 레칫수단(400)은 상기 회동판(310) 일단부의 사이에 설치되는 지지핀(410)에 후단부가 회동가능하게 설치되되, 전단이 상기 기어이빨(210)과 맞물려 하측방향으로만 동력을 전달하도록 기어이빨(210)과 맞물리는 레칫(420)과, 상기 레칫(420) 전단부의 하면과 상기 받침판(320) 사이에 설치되어 레칫(420)에 탄성을 부여하는 스프링(430)을 포함하여 구성된다. 즉, 레칫수단(400)은, 상기 회동프레임(300)이 하측으로 회동될 때는 레칫(420)이 상기 동력전달기어의 기어이빨(210)에 걸림되면서 회동프레임(300)과 함께 동력전달기어(200)가 하측으로 회전하게 구성된다. 그리고, 상기 회동프레임(300)이 상측으로 회동될 때는 스프링(430)이 압축되면서 레칫(420)이 기어이빨(210)의 타고 넘어가게 구성되고, 이때 회동프레임(300)의 동력이 동력전달기어(200)에 전달되지 않으면서 회동프레임(300)만이 상측으로 회동되게 구성된다. 따라서, 상기 회동프레임(300)은 레칫수단(400)에 의해 하측으로 회동될 때만 동력전달기어(200)를 하측으로 회전시켜 동력전달기어를 일방향으로 연속적으로 회전시키게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회동프레임(300)에는 회동프레임(300)의 동력을 동력전달기어(200)로 추가로 전달하여 동력전달기어(200)의 회전을 도와주는 보조레칫수단(450)이 더 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 보조레칫수단(450)은 상기 회동판(310)의 상단에서 동력전달기어(200)의 상측으로 만곡지게 설치되는 보조지지대(451)와, 상기 보조지지대(451)의 전단부에 설치되는 보조지지핀(452)에 후단부가 회동가능하게 설치되되, 전단이 상기 동력전달기어의 기어이빨(210)과 맞물려 하측방향으로만 동력을 전달하도록 기어이빨(210)과 맞물리는 보조레칫(453)과, 상기 보조레칫(453) 전단부의 하면과 상기 보조지지대(451)에서 연장되는 보조받침판(454) 사이에 설치되어 보조레칫(453)에 탄성을 부여하는 보조스프링(455)을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 보조레칫수단(450)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회동프레임(300)이 하측으로 회동될 때는 보조레칫(453)이 상기 동력전달기어의 기어이빨(210)에 걸림되면서 회동프레임(300)과 함께 동력전달기어(200)가 하측으로 회전하게 구성된다. 따라서, 회동프레임(300)의 동력을 동력전달기어(200)로 추가로 전달하여 동력전달기어(200)의 회전을 도와주게 된다. 그리고, 상기 보조레칫수단(450)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회동프레임(300)이 상측으로 회동될 때는 기어이빨(210)에 대한 보조레칫(453)의 걸림이 해제되어 회동프레임(300)의 동력이 동력전단기어(200)에 전달되지 않게 구성된다.

그리고, 상기 회동프레임(300)의 타단에 결합되고 회동프레임(300)의 타단을 상하 이동시켜 회동프레임(300)을 상하 회동시키게 구성되는 구동수단(500)이 구성된다. 즉, 상기 구동수단(500)에 의해 회동프레임(300)을 상하로 회동시켜 회동프레임(300)의 동력을 동력전달기어(200)로 전달하게 구성된다.

구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 구동수단(500)은, 정회전 및 역회전을 반복적으로 수행하는 정역회전 모터(510)와, 상기 모터(510)의 축의 단부에 결합되어 상기 모터의 정회전 역회전 작동에 따라 회전하는 구동스프라켓(520)과, 중앙 부분이 상기 구동스프라켓(520)에 결합되고 양단부는 하측으로 연장되어 상기 회동프레임(300)의 타단부에 결합되되, 상기 구동스프라켓(520)의 정회전 역회전 작동에 따라 반복적으로 그 양단이 서로 엇갈리게 상하 이동되게 구성되는 체인(530)을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 구동수단(500)은 모터(510)의 정회전 역회전 작동에 따라 체인(530)을 승하강시켜 체인에 결합되는 회동프레임(400)을 상하 회동시키게 구성된다. 여기서, 상기 구동수단의 모터(510), 구동스프라켓(520) 및 체인(530)은 회동프레임(300)의 갯수에 대응되게 증감시킬 수 있으며, 모터(510)의 회동을 순차적으로 조절하여 회동프레임(300)이 순차적으로 상하 회동될 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

이제, 도 8 내지 도 12를 참조하여 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 동력전환장치의 작동 및 작용/효과를 살펴본다.

먼저, 모터(510)가 회전하기 시작하면 구동스프라켓(520)이 회전하게 되고, 구동스프라켓(520)에 결합된 체인(530)이 순차적으로 승하강하면서 체인(530)의 일단에 결합된 회동프레임(300)도 순차적으로 회동하게 된다. 여기서, 본 발명은 일례로 도시된 바와 같이 회동프레임(300)이 제1회동프레임(301), 제2회동프레임(302), 제3회동프레임(303), 제4회동프레임(304)의 4개로 구성되어 대응되는 4개의 동력전달기어(200)를 순차적으로 회전시키게 구성되며, 동력전달기어(200)의 순차적인 회전에 의해 회전축(100)이 일방향으로 연속적으로 회전되게 구성된다.

즉, 도 8의 상태에서 도 9에 도시된 바와 같이, 모터(500)가 회전되면 모터의 동력을 전달 받아 제1회동프레임(301)이 하측으로 이동되면서 동력전달기어(200)를 회전시킨다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2회동프레임(302)이 하측으로 회동되면서 동력전달기어(200)를 회전시킨다. 그리고 제1회동프레임(301)은 상측으로 회동되면 스프링(430)이 압축되면서 레칫(420)이 기어이빨(210)의 타고 넘어가기 때문에 제1회동프레임(301)의 동력이 동력전달기어(200)에 전달되지 않는다. 따라서, 제2회동프레임(302)의 동력만이 동력전달기어(200)에 전달되어 회전축(100)을 회전시키게 된다.

그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 제3회동프레임(303)이 하측으로 회동되면서 동력전달기어(200)를 회전시키며, 제1회동프레임(301) 및 제2회동프레임(302)은 동력전달기어(200)에 동력을 전달하지 않는 상태로 상측으로 회동된다. 따라서, 제2회동프레임(302)의 동력만이 동력전달기어(200)에 전달되어 회전축(100)을 연속적으로 회전시키게 된다.

그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1회동프레임(301) 및 제4회동프레임(304)이 하측으로 회동되면서 동력전달기어(200)를 회전시키며, 제2회동프레임(302) 및 제3회동프레임(303)은 동력전달기어(200)에 동력을 전달하지 않는 상태로 상측으로 회동된다. 따라서, 제1회동프레임(301) 및 제4회동프레임(304)의 동력만이 동력전달기어(200)에 전달되어 회전축(100)을 연속적으로 회전시킨다.

이와 같이, 본 발명은 다수개의 회동프레임(300)이 하측으로 회동할 때만 동력을 동력전달기어(200)에 전달하여 회전축(100)에 결합된 다수개의 동력전달기어(200)를 순차적으로 회전시킨다. 그리고, 회전축(100)에 결합된 동력전달기어(200)의 순차적인 회전을 통해 회전축(100)이 일방향으로 연속적으로 회전된다.

따라서, 본 발명은 회동프레임(300)의 상하 운동을 통해 다수개의 동력전달기어(200)에 계속적으로 동력을 전달되어 회전축(100)이 연속적으로 회전할 수 있게 구성된다. 그리고, 회전축(100)의 회전력이 회전축(100)에 결합된 발전기 또는 열발생장치(1)로 효율적으로 전달되게 구성되기 때문에, 발전기를 구동시켜 전기에너지를 얻을 수 있도록 구성되고 열발생장치를 회전시켜 유체에 부여되는 압축, 마찰에 의해 난방 및 스팀 공급을 위한 열을 발생시키게 된다. 한편, 상기 발전기 또는 열발생장치와 회전축의 사이에는 미도시된 증속기가 설치되어 회전축의 회전력을 증속시키면서 전달될 수 있게 구성될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 프레임 11: 설치대
100: 회전축 200: 동력전달기어
300: 회동프레임 400: 레칫수단
450: 보조레칫수단 500: 구동수단

Claims

설치대 상에 회전 가능하게 설치되는 회전축과,
상기 회전축에 설치되어 회전축과 함께 회전하게 구성되되, 외면에는 원주방향을 따라 기어이빨이 형성되는 다수개의 동력전달기어와,
상기 동력전달기어와 각각 대응되게 설치되고 일단이 상기 회전축에 회동가능하게 설치되어 순차적으로 상하 회동되게 구성되는 다수개의 회동프레임과,
상기 회동프레임의 일단부에 설치되되, 상기 회동프레임이 하측으로 회동될 때는 상기 동력전달기어의 기어이빨에 걸림되면서 동력이 전달되어 동력전달기어를 회전시키고, 상기 회동프레임이 상측으로 회동될 때는 기어이빨에 대한 걸림이 해제되어 동력이 전달되지 않도록 구성된 레칫수단과,
상기 회동프레임의 타단에 결합되고 회동프레임의 타단을 상하 이동시켜 회동프레임을 상하 회동시키게 구성되는 구동수단을 포함하여 구성되되,
상기 구동수단은, 정회전 및 역회전을 반복적으로 수행하는 정역회전 모터와, 상기 모터의 축의 단부에 결합되어 상기 모터의 정회전 역회전 작동에 따라 회전하는 구동스프라켓과, 중앙 부분이 상기 구동스프라켓에 결합되고 양단부는 하측으로 연장되어 상기 회동프레임의 타단부에 결합되되, 상기 구동스프라켓의 정회전 역회전 작동에 따라 반복적으로 그 양단이 서로 엇갈리게 상하 이동되게 구성되는 체인을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
제1항에 있어서,
상기 회동프레임은 상기 일단부가 상기 동력전달기어의 양측으로 상기 회전축 상에 회동가능하게 설치되는 한쌍의 회동판과, 상기 회동판의 일단부 저면에 설치되는 받침판과, 상기 회동판의 사이의 상측과 하측을 보강하는 보강판을 포함하여 구성되고,
상기 레칫수단은 상기 회동판 일단부의 사이에 설치되는 지지핀에 후단부가 회동가능하게 설치되되, 전단이 상기 기어이빨과 맞물려 하측방향으로만 동력을 전달하도록 기어이빨과 맞물리는 레칫과, 상기 레칫 전단부의 하면과 상기 받침판 사이에 설치되어 레칫에 탄성을 부여하는 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
제2항에 있어서,
상기 회동프레임에는 회동프레임의 동력을 동력전달기어로 추가로 전달하여 동력전달기어의 회전을 도와주는 보조레칫수단이 더 구성되되,
상기 보조레칫수단은 상기 회동판의 상단에서 동력전달기어의 상측으로 만곡지게 설치되는 보조지지대와, 상기 보조지지대의 전단부에 설치되는 보조지지핀에 후단부가 회동가능하게 설치되되, 전단이 상기 동력전달기어의 기어이빨과 맞물려 하측방향으로만 동력을 전달하도록 기어이빨과 맞물리는 보조레칫과, 상기 보조레칫 전단부의 하면과 상기 보조지지대에서 연장되는 보조받침판 사이에 설치되어 보조레칫에 탄성을 부여하는 보조스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환장치.
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