KR101692464B1 - 베어링을 이용하여 회전운동을 니들의 직선 왕복운동으로 변환시키는 문신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문신장치에 관한 것으로 베어링에 의해 모터의 회전운동을 니들의 직선 왕복운동으로 변환할 수 있도록 함으로써 동력전달 계통을 단순화하여 동작 신뢰도를 높이고 소음 및 진동을 최소화할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 하우징과; 상기 하우징의 하단으로 돌출되어 승강 가능하도록 설치된 니들(needle)과; 상기 하우징 내부 상측에 설치된 구동모터와; 상기 구동모터의 하측에서 서로에 대하여 공회전 하는 내륜과 외륜으로 이루어지고 상기 내륜이 상기 구동모터의 회전축에 대하여 경사지게 편심결합된 상태에서 회전축과 함께 공회전하고 상기 외륜은 회전하지 않도록 구속되어 상기 내륜의 공회전시 상기 외륜이 상기 구동모터의 회전축을 중심으로 일단부와 타단부가 서로 대칭된 형태로 번갈아 상승운동과 하강운동을 반복하도록 한 베어링과; 상단부가 상기 베어링 외륜의 일단부에 연결되어 상기 베어링 외륜의 일단부가 반복적으로 승강할 때 함께 승강하면서 니들(needle)을 승강시켜주는 승강부재를 포함한다.

Description

베어링을 이용하여 회전운동을 니들의 직선 왕복운동으로 변환시키는 문신장치{TATTOO APPARATUS USING BEARING}

본 발명은 문신장치에 관한 것으로, 특히 베어링에 의해 모터의 회전운동을 니들의 직선 왕복운동으로 변환할 수 있도록 함으로써 동력전달 계통을 단순화하여 동작 신뢰도를 높이고 소음 및 진동을 최소화할 수 있도록 한 문신장치에 관한 것이다.

일반적으로, 문신이라 함은 피부에 상처를 만들고 색소 등을 고의로 넣어서 그림이나 문자 등을 나타내는 것으로, 이 문신의 어원은 폴리네시아계의 상처(마크의 뜻)에서 시작되었다고 알려져 있다.

이처럼 문신은 처음에는 동물의 뼈로 만든 작은 도구들로 피부를 눌러 찍거나 뚫어 흠집을 내고 그 흠집을 염료로 채워 피부에 지울 수 없는 흔적을 남기는 방법으로 행해졌으나, 오늘날에는 모터의 구동을 통해 니들을 직선 왕복운동시켜 피부에 시술을 신속히 행하도록 한 문신장치가 개발되어 사용되고 있다.

도 1은 종래기술에 의한 문신장치를 설명하기 위한 주요부분의 참조분해도이다.

도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 문신장치는 구동모터(10)의 회전운동을 니들(Needle)의 직선 왕복운동으로 변환하기 위하여 틀채(20)와, 상기 틀채(20)에 삽입된 상태로 구동모터(10)의 회전축(11)과 결합되어 회전운동하되 경사진 형태로 형성되어 상사부(30A)와 하사부(30B)를 갖는 회전판(30)과, 상기 회전판(30)의 하부에 설치되어 상기 회전판(30)이 회전함에 따라 하사부(30B)에 의해 일측과 타측이 교번하여 눌려지면서 상하 왕복 운동을 하는 시소 바(43 seesaw bar)를 포함하여 구성되었다. 그리고 상기 시소 바(43)의 일측과 니들을 중간에서 연결하는 연결부재(60)도 필수적으로 구비되었다.

이같은 종래기술에 의하면 상기 회전판(30)의 하사부(30B)가 시소 바(43)의 일측과 접촉하여 누를 때는 연결부재(60)에 의해 시소 바(43)의 일측과 연결된 니들(70)이 하방향으로 이동하고, 상기 회전판(30)의 하사부(30B)가 시소 바(43)의 타측과 접촉하여 누를 때는 상기 니들(70)이 상방향으로 이동하면서 직선 왕복운동하였다.

그러나, 종래기술에 의하면 상기 회전판(30)과 시소 바(43)가 접촉된 상태를 계속 유지하지 못하고 단절되어 있다가 주기적으로 접촉되는 메커니즘을 갖는 관계로 이들의 접촉순간마다 끊임없이 소음 및 진동이 발생되었다. 이같은 소음 및 진동은 니들(70)이 인체에 직접 작용하기 때문에 정밀함과 정숙성이 요구되는 제품의 특성상 자칫 치명적인 문제가 될 가능성이 높았다.

또한, 시소 바(43)의 일측과 타측이 상하방향으로 운동하는 반면 이에 접촉하는 회전판(30)은 회전방향으로 운동하기 때문에 상호 접촉시 마찰에 의한 마모가 심하였다. 따라서 제품의 수명이 단축되는 결과를 초래하였다.

뿐만 아니라 종래에는 상기 부품들과 함께 시소 바(43)를 회전 가능하게 지지하는 받침대(41)와 철심(45) 등을 필수적으로 구비하여 시소 바 어셈블리(50)를 이루는 등 많은 구동모터(10)와 니들(70) 사이에 많은 부품들로 복잡하게 이루어져 있었다. 이로 인해 제품의 생산단가가 높아지고 고장발생률이 높은 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제2013-0058843호(2013.06.05)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 베어링에 의해 모터의 회전운동을 니들의 직선 왕복운동으로 변환할 수 있도록 함으로써 동력전달 계통을 단순화하여 동작 신뢰도를 높이고 소음 및 진동을 최소화할 수 있도록 한 문신장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 문신장치는, 하우징과; 상기 하우징의 하단으로 돌출되어 승강 가능하도록 설치된 니들(needle)과; 상기 하우징 내부 상측에 설치된 구동모터와; 상기 구동모터의 하측에서 서로에 대하여 공회전 하는 내륜과 외륜으로 이루어지고 상기 내륜이 상기 구동모터의 회전축에 대하여 경사지게 편심결합된 상태에서 회전축과 함께 공회전하고 상기 외륜은 회전하지 않도록 구속되어 상기 내륜의 공회전시 상기 외륜이 상기 구동모터의 회전축을 중심으로 일단부와 타단부가 서로 대칭된 형태로 번갈아 상승운동과 하강운동을 반복하도록 한 베어링과; 상단부가 상기 베어링 외륜의 일단부에 연결되어 상기 베어링 외륜의 일단부가 반복적으로 승강할 때 함께 승강하면서 니들(needle)을 승강시켜주는 승강부재를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 승강부재는 중간판과, 상기 중간판의 일단부에서 상측으로 결합되어 상단부가 상기 베어링 외륜으로 연결되는 상부봉과, 상기 중간판의 타단부에서 하측으로 결합되어 하우징의 중심선 상에 위치하면서 상기 니들이 승강하도록 연결되는 하부봉으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 하우징 내부에는 상기 하부봉이 인입된 상태에서 승강하도록 안내하는 가이드홀을 구비한 가이드부재가 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 승강부재 중간판의 중심부에는 하측으로 결합된 중심봉이 설치되고 상기 가이드부재에는 상기 중심봉가 인입된 상태에서 승강하도록 안내하는 중심홀이 더 형성되어 상기 승강부재의 승강시 흔들림이 방지되도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 베어링 내륜과 상기 구동모터 회전축의 결합을 위하여 상기 베어링 내륜의 내측홀에 끼워지고 중심축에 대하여 경사진 형태로 형성되어 상기 구동모터 회전축이 끼워지는 끼움공을 갖는 내측 브래킷을 구비하고, 상기 베어링 외륜과 상기 승강부재의 연결을 위하여 상기 베어링 외륜을 감싼 형태로 설치되고 하측면에는 반구형의 접속홈이 형성된 외측 브래킷을 더 구비하며, 상기 승강부재는 상단부가 반구형으로 형성되어 상기 외측 브래킷의 접속홈에 접속되도록 한 상부봉을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 문신장치는, 베어링에 의해 모터의 회전운동을 니들의 직선 왕복운동으로 변환할 수 있도록 함으로써 동력전달 계통을 단순화하여 동작 신뢰도를 높이고 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 베어링과 연결된 승강부재가 가이드부재에 의해 좌우 흔들림 없이 승강할 수 있도록 구속되어 있는 관계로 그로부터 동력을 전달받는 니들이 불안정하게 좌우로 흔들리는 일없이 정밀하게 직선 왕복운동할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 문신장치를 설명하기 위한 주요부분의 참조분해도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 부분 분해사시도
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 문신장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 부분 분해사시도이다. 그리고 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 의한 문신장치의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 문신장치는 구동모터(110), 베어링(120), 내측 브래킷(131) 및 외측 브래킷(132), 승강부재(140), 가이드부재(150), 니들(160) 및 하우징(170)을 포함하여 이루어지며, 상기 구동모터(110)의 회전축(111)에 편심결합된 베어링(120)을 이용하여 상기 구동모터(110)가 제공하는 회전운동을 니들(160)의 직선 왕복운동(승강운동)으로 변환할 수 있도록 구성된다.

이로써, 동력전달 계통을 대폭 단순화할 수 있는 것은 물론 동작 신뢰도를 높이고 소음 및 진동을 최소화할 수 있게 된다.

이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 문진장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 구동모터(110)는 상기 하우징(170) 내부 상측에 설치되어 니들(160)의 동작을 위한 구동력을 제공하게 된다.

상기 베어링(120)은 상기 구동모터(110)의 회전운동을 니들(160)의 직선 왕복운동으로 변환하는 중추적인 역할을 수행하는 것으로 본 발명의 구성에서 가장 핵심적인 구성요소라고 할 수 있다. 상기 베어링(120)은 내륜(121)과 외륜(122)으로 이루어진 볼 베어링 또는 미끄럼 베어링으로 구비될 수 있다. 여기서 상기 베어링(120)의 내륜(121)은 내측 브래킷(131)에 의하여 구동모터(110)의 회전축(111)에 대해 경사지게 편심결합된다. 여기서 상기 내측 브래킷(131)은 도 3에 도시된 것처럼 상기 베어링(120) 내륜(121)의 내측에 형성된 홀에 끼워져 고정되고 중심축에 대하여 경사진 형태로 형성되어 상기 구동모터(110) 회전축(111)이 끼워지는 끼움공(131a)을 갖는다. 또한, 상기 베어링(120)의 외륜(122)은 회전하지 않도록 상기 승강부재(140)에 의해 구속되어 상기 내륜(121)의 공회전시 도 5a 및 도 5b에 도시된 것처럼 구동모터(110)의 회전축(111)을 중심으로 상기 외륜(122)의 일단부와 타단부가 회전하지 않는 대신 서로 대칭된 형태로 번갈아 상승운동과 하강운동을 반복하게 된다.

상기 승강부재(140)는 상기 하우징(170) 내부에서 승강 가능하도록 설치되어 상기 베어링(120)에 의해 변환된 직선 왕복운동을 니들(160)에 전달하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 승강부재(140)는 원판 형태의 중간판(141)과, 상기 중간판(141)의 일단부에서 상측으로 결합되어 상단부가 상기 베어링(120) 외륜(122)으로 연결되는 상부봉(142)과, 상기 중간판(141)의 타단부에서 하측으로 결합되어 하우징(170)의 중심선 상에 위치하면서 상기 니들(160)이 승강하도록 연결되는 하부봉(143)과, 상기 중간판(141)의 중심부에서 하측으로 결합된 중심봉(144)으로 이루어진다. 여기서 상기 상부봉(142)의 상단부는 반구형으로 형성되어 상기 베어링(120) 외륜(122)을 감싼 형태로 설치된 외측 브래킷(132)에 형성된 반구형 접속홈(132a)에 접속된다. 그리고 상기 상부봉(142), 하부봉(143), 중심봉(144)은 상기 중간판(141)에 끼워지는 형태로 결합된다. 한편 상기 승강부재(140)는 탄성지지되는데 이를 위해 상기 중심봉(144)을 감싼 형태의 압축스프링(145)이 구비되어 상기 승강부재(140)의 하강시 가이드부재(150)와의 사이에서 눌리면서 압착되도록 한다.

상기 가이드부재(150)는 상기 하우징(170) 내부에 고정된 형태로 설치되어 상기 승강부재(140)가 안정적으로 승강하도록 안내하는 역할을 하게 된다. 이를 위해 상기 가이드부재(150)는 상기 승강부재(140)의 하부봉(143)이 인입된 상태에서 승강하도록 안내하는 가이드홀(151)과, 상기 승강부재(140)의 중심봉(144)이 인입된 상태에서 승강하도록 안내하는 중심홀(152)을 구비한다. 이같은 가이드부재(150)가 구비되면 상기 승강부재(140)가 흔들리지 않고 안정적으로 승강할 수 있게 된다.

상기 니들(160)은 상기 하우징(170)의 하단으로 돌출되어 승강 가능하도록 설치된다. 여기서 상기 승강부재(140)의 하부봉(143) 양자 간을 연결하기 위하여 연결용 브래킷(165)이 설치된다. 상기 니들(160)의 경우 상기 연결용 브래킷(165)에 끼워 장착할 수 있도록 하여 새로운 것으로 용이하게 교체할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 하우징(170)은 앞서 언급된 구성요소들이 설치되는 내부공간을 제공한다. 그리고 상기 하우징(170)은 도 3에 도시된 것처럼 구동모터(110)의 설치를 위한 내부공간을 제공하는 상부 하우징(170a), 상기 베어링(120), 내측 브래킷(131) 및 외측 브래킷(132), 승강부재(140) 및 가이드부재(150)를 수용할 수 있는 내부공간을 제공하는 중간 하우징(170b), 상기 니들(160)을 수용할 수 있는 내부공간을 제공하는 하부 하우징(170c)의 결합으로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 문신장치의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 구동모터(110)가 구동하여 회전축(111)이 회전하게 되면 상기 회전축(111)에 편심결합된 베어링(120)의 내륜(121)이 회전한다. 이때 베어링(120)의 내륜(121)은 구동모터(110)의 회전축(111)에 편심결합된 상태이므로 둘레부위가 싸인곡선을 그리면서 상하방향으로 요동치듯 자전한다.

이때 상기 내륜(121)의 외측으로 결합된 외륜(122)의 경우에는 상기 승강부재(140)의 상부봉(142)에 의해 구속된 상태에 있으므로 회전하지는 않고 상기 구동모터(110)의 회전축(111)을 중심으로 일단부와 타단부가 번갈아 상승운동과 하강운동만을 반복적으로 수행하게 된다.

이에 따라 상부봉(142)의 상단부가 베어링(120) 외륜(122)의 일단부에 접속된 형태로 연결되어 있는 승강부재(140)가 승강운동하게 된다. 이때 상기 승강부재(140)는 중심봉(144)이 상기 가이드부재(150)의 중심홀(152)을 따라 안내를 받으면서 흔들림 없이 안정적으로 승강동작을 반복하게 되며, 하부봉(143)에 의해 니들(160)을 반복적으로 승강시키게 된다.

이처럼 본 발명의 실시예에 의한 문신장치는 베어링(120)에 의해 구동모터의 회전운동을 간단히 니들의 직선 왕복운동으로 변환할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 구동모터 120 : 베어링
121 : 내륜 122 : 외륜
131 : 내측 브래킷 132 : 외측 브래킷
140 : 승강부재 141 : 중간판
142 : 상부봉 143 : 하부봉
144 : 중심봉 150 : 가이드부재
151 : 가이드홀 152 : 중심홀
160 : 니들 170 : 하우징

Claims (5)

1. 하우징(170)과;
   상기 하우징(170)의 하단으로 돌출되어 승강 가능하도록 설치된 니들(160))(needle)과;
   상기 하우징(170) 내부 상측에 설치된 구동모터(110)와;
   상기 구동모터(110)의 하측에 설치되고 서로에 대하여 공회전하는 내륜(121)과 외륜(122)으로 이루어지며 상기 내륜(121)이 상기 구동모터(110)의 회전축(111)에 대하여 경사지게 편심결합된 상태에서 상기 구동모터(110)의 회전축(111)과 함께 공회전하고 상기 외륜(122)은 회전하지 않도록 구속되어 상기 내륜(121)의 공회전시 상기 외륜(122)의 둘레부 중 상기 구동모터(110)의 회전축(111)을 중심으로 서로 간에 반대편에 위치한 일단부와 타단부가 서로 번갈아 상승운동과 하강운동을 반복하도록 한 베어링(120)과;
   상기 하우징(170) 내부에서 상기 베어링(120)의 하측으로 이격 설치되는 중간판(141)과, 하단부는 상기 중간판(141) 둘레부의 상측으로 결합되고 상단부는 상기 베어링(120) 외륜(122)으로 접속된 상태에서 상기 베어링(120) 외륜(122)이 회전하지 않도록 구속하되 상단은 반구형으로 형성된 상부봉(142)과, 상단부가 상기 중간판(141)의 둘레부 중 상기 상부봉(142)의 하단부가 결합된 반대편 위치에서 하측으로 결합되어 상기 하우징(170)의 중심선 상에 위치하면서 상기 니들(160)과 연결되는 하부봉(143)과, 상기 중간판(141)의 중심부에는 하측으로 형성된 중심봉(144)을 구비하되, 상기 중간판(141)과 상부봉(142)과 하부봉(143)과 중심봉(144)이 일체로 형성된 단일의 부재로 이루어진 승강부재(140)와;
   상기 하우징(170) 내부에서 상기 승강부재(140)의 하측으로 설치되고, 상기 승강부재(140)의 하부봉(143)이 인입된 상태에서 승강하도록 안내하는 가이드홀(151)과, 상기 중심봉(144)이 인입된 상태에서 승강하도록 안내하여 상기 승강부재(140)의 승강시 흔들림을 방지하는 중심홀(152)이 형성된 가이드부재(150)와;
   상기 중심봉(144) 외측에 끼워진 형태로 설치되어 상기 승강부재(140)의 하강시 상기 승강부재(140)와 가이드부재(150)의 사이에서 눌리면서 상기 승강부재(140)를 탄성지지하는 압축스프링(145)과;
   상기 베어링(120) 내륜(121)과 상기 구동모터(110) 회전축(111)의 결합을 위하여 상기 베어링(120) 내륜(121)의 내측홀에 끼워지며, 상기 구동모터(110) 회전축(111)에 대하여 경사진 형태로 형성되어 상기 구동모터(110) 회전축(111)이 끼워지도록 한 끼움공(131a)을 갖는 내측 브래킷(131)과;
   상기 베어링(120) 외륜(122)과 상기 승강부재(140)의 연결을 위하여 상기 베어링(120) 외륜(122)을 감싼 형태로 설치되고 하측면에는 상기 승강부재(140)의 상부봉(142) 상단부가 접속되는 접속홈(132a)이 형성된 외측 브래킷(132)을 포함하는 것을 특징으로 하는 문신장치.
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