KR101797893B1

KR101797893B1 - 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치

Info

Publication number: KR101797893B1
Application number: KR1020170032693A
Authority: KR
Inventors: 정지양
Original assignee: 정지양
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2017-11-15

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치는 상기 아암의 회전되는 위치에 배치되어 있으며, 일방향이 통과되고 타방향이 걸림되는 제1 치형과 서로 다른 방향으로 걸림되는 제2 치형이 각각 한쌍으로 구비된 회전지지부; 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부의 한쪽 측면에 상기 제1 치형에 걸림되는 위치에 돌출된 상태로 힌지 결합되고, 상기 회전지지부에 탄성 지지되어 상기 제1 치형이 형성된 일부 구간에서 일방향으로 회전 시 상기 제1 치형을 넘어서 통과하고, 타방향으로 회전 시 상기 제2 치형에 걸림된 위치에서 일방향으로 이동하면 탄성에 의해 회전되면서 걸림된 위치를 벗어나 타방향으로 한단계 이동되도록 구비된 제1 걸림작동부; 및 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부의 다른쪽 측면에 상기 제2 치형에 걸림되는 위치에 돌출된 상태로 힌지 결합되고, 상기 회전지지부에 탄성 지지되어 상기 제1 걸림작동부가 상기 제1 치형이 형성된 일부 구간을 제외한 나머지 구간을 통과 시 상기 제2 치형이 형성된 일부 구간에서 타방향으로 회전 시 탄성에 의해 상기 제2 치형을 넘어서 통과하고, 일방향으로 이동 시 상기 제2 치형에 걸림된 위치에서 일방향으로 이동하면 걸림된 위치를 벗어나 타방향으로 한단계 이동되도록 구비된 제2 걸림작동부;를 포함한다.

Description

다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치 {Rotary Joint Apparatus of Adjusting Slant by Multiple Angeles}

본 발명은 아암의 회전 각도를 다단으로 조절하는 관절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수동으로 아암을 회전작동하는 각종 장치에 회전되는 각도를 제어하도록 설치된 관절의 구조를 개선하여 회전되는 회전각도가 조절되는 복수 위치에 다수 단계인 다단계로 서로 반대되는 방향으로 걸림되도록 한쌍으로 치형을 구비하고, 한쌍의 치형에 각각 서로 다른 방향으로 회전 시마다 걸림에 의해 통과되는 구간과 한 단계 씩 걸림되면서 이동되는 구간을 이동하면서 회전되는 각도가 조절됨에 따라 회전되는 양방향으로 각각 회전되는 각도를 조절할 수 있음에 따라 단순한 작동으로 정밀하게 각도를 조절할 수 있어 조절 정확도를 향상시키는 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 관한 것이다.

일반적으로 암타입 덕트, 휴대용 기기를 지지하는 거치대, 빨래 건조대, 낚시 의자 등에 지지되는 기둥, 각종 하중을 지지하는 지지축, 및 각종 목적에 사용되는 작동축 등으로 사용되는 아암에는 절첩이 가능하면서 사용자가 원하는 위치에서 하중이 지지하는 관절 장치가 설치되어 있다.

예를 들어, 공장이나, 음식점, 작업 현장에서 분진이나, 냄새를 외부 배출에 의해 제거하도록 설치되는 암타임의 덕트의 경우에는 플래시블한 덕트몸체가 복수의 관절 장치로 연결되어 있는 아암이 설치되어, 분진이 발생되는 위치가 변위되면, 사용자가 변위되는 위치에 따라 복수의 관절로 연결되어 있는 아암의 회전되는 각도를 조절하면서 플랙시블한 덕트를 이동하여 분진을 효과적으로 이동하면서 외부로 배출하도록 구비된다.

이렇게, 덕트의 이동을 위해 아암의 연결 위치에 설치되어 각도를 조절하는 관절장치는 분진을 외부로 배출하는 시간동안 조절된 각도를 유지하는 유지 수단이 설치되어 사용자가 조작에 의해 아암을 관절장치를 중심으로 회전되는 각도의 조절에 의해 위치를 조절하면 유지수단에 의해 각도를 유지한다.

이렇게, 덕트가 이동한 상태에서 각도가 조절된 위치에서 유지하면서 분진을 배출한 상태에서 다른 위치로 이동 시에는 사용자가 관절장치의 조작에 의해 유지장치를 해제하여 관절장치를 중심으로 아암을 회전시키면서 다른 위치로 이동하고, 이동 후에는 유지 장치를 작동시켜 위치를 유지하여 분진을 외부로 배출하도록 구비된다.

통상적이 관절장치는 아암의 회전되는 위치에 함께 회전되면서 회전 각도가 조절되는 위치에서 정지하는 브레이크 역할을 수행하도록 마찰에 의해 회전되는 각도를 조절한 상태에서 스프링으로 탄성지지된 마찰패드를 설치하여 정지시 마찰패드의 마찰력을 발생시키고, 이동 시에는 스프링에 의해 원위치를 복귀하도록 작동된다.

그러나, 통상적인 관절장치는 회전 각도 조절을 위해 마찰패드가 지속적으로 마찰을 실시하고, 마찰패드를 원상태로 복원하기 위해서 지속적으로 스프링이 작동되면 마찰패드의 마모　및 스프링의 늘어짐으로 인하여 일정시간이 지나면 각도조절 불능현상이 일어나는 문제점이 있었다.

이에, 최근에는 래칫 기어를 이용하여 기어의 걸림 결합에 의해 각도를 조절하는 종래 기술의 관절 장치가 개발되어 사용되고 있다.

이런, 종래 기술의 관절장치는 회전 각도를 조절하도록 상호 연결되는 아암에 각각 래칫 형태의 기어를 설치하여 아암의 이동 후에 사용자가 조작하면 래칫 기어가 상호 맞물리면서 고정되어 회전 지지된 상태를 유지할 수 있고, 다시 조작하면 래칫기어가 고정된 상태가 해제되어 회전에 의해 아암의 회전각도를 조절하도록 구비된다.

그러나, 종래 기술의 관절장치에 사용되는 래칫기어는 상호 맞물리는 기어가 각각 구비되어 있어 제작 비용이 증대되고, 맞물리는 기어의 치형에 회전되는 아암의 회전력이 집중됨에 따라 치형으로 하중이 집중되어 반복적인 작동에 의해 손상이 발생되어 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수동으로 아암을 회전작동하는 각종 장치에 회전되는 각도를 제어하도록 설치된 관절의 구조를 개선하여 회전되는 회전각도가 조절되는 복수 위치에 다수 단계인 다단계로 서로 반대되는 방향으로 걸림되도록 한쌍으로 치형을 구비하고, 한쌍의 치형에 각각 서로 다른 방향으로 회전 시마다 걸림에 의해 통과되는 구간과 한단계 씩 걸림되면서 이동되는 구간을 이동하면서 회전되는 각도가 조절됨에 따라 회전되는 양방향으로 각각 회전되는 각도를 조절할 수 있음에 따라 단순한 작동으로 정밀하게 각도를 조절할 수 있어 조절 정확도를 향상시키는 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명이 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치는 아암의 회전되는 위치에 설치되어 회전되는 각도를 복수의 단계별로 조절하는 회전 관절장치에 있어서, 상기 아암의 회전되는 위치에 배치되어 있으며, 한쪽 측면과 다른쪽 측면에 각각 한쌍으로 구비되어 한쪽의 일부 구간에 일방향이 접촉되면서 통과되고, 타방향이 걸림되는 형상의 제1 치형이 구비되고, 다른쪽의 상기 제1 치형과 동일한 구간에 일방향이 걸림되고, 타방향이 접촉되면서 통과되는 상기 제1 치형과 반대되는 형상으로 제2 치형을 구비한 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체부의 내부에서 상기 아암에 고정되어 회전 가능하게 지지된 회전지지부; 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부의 한쪽 측면에 상기 제1 치형에 걸림되는 위치에 돌출된 상태로 힌지 결합되고, 상기 회전지지부에 탄성 지지되어 상기 제1 치형이 형성된 일부 구간에서 일방향으로 회전 시 탄성에 의해 상기 제1 치형을 넘어서 통과하고, 타방향으로 회전 시 상기 제2 치형에 걸림된 위치에서 일방향으로 이동하면 탄성에 의해 회전되면서 걸림된 위치를 벗어나 타방향으로 한단계 이동되도록 구비된 제1 걸림작동부; 및 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부의 다른쪽 측면에 상기 제2 치형에 걸림되는 위치에 돌출된 상태로 힌지 결합되고, 상기 회전지지부에 상기 제1 걸림작동부와 대향되는 위치로 탄성 지지되어 상기 제1 걸림작동부가 상기 제1 치형이 형성된 일부 구간을 제외한 나머지 구간을 통과 시 상기 제2 치형이 형성된 일부 구간에서 타방향으로 회전 시 탄성에 의해 상기 제2 치형을 넘어서 통과하고, 일방향으로 회전시 상기 제2 치형에 걸림된 위치에서 타방향으로 이동하면, 탄성에 의해 회전되면서 걸림된 위치를 벗어나 일방향으로 한단계 이동되도록 구비된 제2 걸림작동부;를 포함한다.

또한, 상기 몸체부는, 상기 아암이 회전되는 위치에 배치되어 있으며, 상기 아암의 회전이 가능하도록 지지되는 위치에 설치되어 내부에 상기 아암과 결합되어 회전되는 각도를 조절하는 공간인 몸체공간을 가지는 몸체; 상기 몸체의 한쪽 측면에 배치되어 있으며, 중앙에 상기 아암에 고정되는 상기 회전지지부가 삽입되는 지지공을 가지는 지지커버; 상기 몸체의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체공간의 한쪽 측면에 일부 구간으로 중심을 바라보는 방사상의 위치에 사용자가 설정된 각도가 조절되는 위치마다 치형 형태로 돌출되어 상기 제1 걸림작동부가 일방향으로 통과되도록 타방향에 둥근 라운드 형태의 제1 라운드부를 형성하고, 상기 제1 걸림작동부가 타방향으로 걸림되도록 일방향에 걸림되는 홈 형태의 제1 걸림홈부가 형성되어 상기 아암의 회전 시에 상기 제1 걸림작동부가 일방향으로 통과되며, 타방향으로 걸림되도록 구비된 제1 치형을 가지는 제1 걸림기어체; 및 상기 몸체의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체공간의 다른쪽 측면에 상기 제1 치형의 형성된 구간과 동일한 일부 구간으로 중심을 바라보는 방사상의 위치에 사용자가 설정된 각도가 조절되는 위치마다 치형 형태로 돌출되어 상기 제2 걸림작동부가 타방향으로 통과되도록 일방향에 둥근 라운드 형태의 제2 라운드부를 형성하고, 상기 제2 걸림작동부가 일방향으로 걸림되도록 타방향에 걸림되는 홈 형태의 제2 걸림홈부가 형성되어 상기 아암의 회전 시에 상기 제2 걸림작동부가 타방향으로 통과되며, 일방향으로 걸림되도록 구비된 제2 치형을 가지는 제2 걸림기어체;를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 회전지지부는, 상기 몸체부의 내부에서 한쪽 측면으로 배치되어 있으며, 상기 아암에 연결되어 함께 회전되면서 각도를 조절하도록 실시된 회전축; 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축에 함께 회전되도록 고정되고, 상기 회전축의 중심에서 상기 몸체부의 상기 제1 치형에 걸림되는 위치에 상기 제1 걸림작동부가 회전 가능하게 힌지 결합되는 위치까지 연장된 바 형태로 구비된 제1 회전지지체; 상기 제1 회전지지체의 상기 몸체부 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 회전지지체의 한쪽 측면 방향으로 돌출되어 상기 제1 걸림작동부가 힌지 결합되고, 일방향으로 상기 제1 걸림작동부의 걸림 시 이동되는 위치를 원위치로 복귀하는 탄성력을 제공하도록 탄성 지지된 제1 작동힌지; 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축의 다른쪽 측면에 함께 회전되도록 고정되고, 상기 제1 회전지지체와 교차되는 일방향으로 상기 제1 작동힌지와 기설정된 간격으로 떨어져 상기 제1 작동힌지에 힌지 결합된 상기 제1 걸림작동부가 회전에 의해 원위치되는 탄성력을 발생시키기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 제1 탄성지지공을 가지는 제1 탄성지지체; 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축에 함께 회전되도록 상기 제1 회전지지체의 다른쪽 측면에 고정되고, 상기 회전축의 중심에서 상기 몸체부의 상기 제2 치형에 걸림되는 위치에 상기 제2 걸림작동부가 회전 가능하게 힌지 결합되는 위치까지인 연장된 바 형태로 구비된 제2 회전지지체; 상기 제2 회전지지체의 상기 몸체부 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제2 회전지지체의 한쪽 측면 방향으로 돌출되어 상기 제2 걸림작동부가 힌지 결합되고, 타방향으로 상기 제2 걸림작동부의 걸림 시 이동되는 위치를 원위치로 복귀하는 탄성력을 제공하도록 탄성 지지된 제2 작동힌지; 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축에 함께 회전되도록 고정되고, 상기 제2 회전지지체와 교차되는 타방향으로 상기 제2 작동힌지와 기설정된 간격으로 떨어져 상기 제2 작동힌지에 힌지 결합된 상기 제2 걸림작동부가 회전에 의해 원위치되는 탄성력을 발생시키기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 제2 탄성지지공을 가지는 제2 탄성지지체; 및 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체의 내부에서 상기 회전축이 회전 가능하게 지지되는 회전베어링;을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 제1 걸림작동부는, 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부와 힌지 결합되어 회전이 가능하도록 삽입되는 통공 형태의 제1 힌지공이 안쪽에 상기 제1 치형에서 상기 회전지지부의 회전되는 중심 방향인 제1 방향으로 형성되고, 상기 제1 힌지공에서 상기 제1 치형 방향인 제2 방향으로 상기 회전지지부의 힌지 결합된 부분이 제2 방향으로 이동되도록 제1 연결공으로 연결되어 이동 시 회전 반경이 줄어드는 제1 회전공이 형성되며, 상기 제1 힌지공의 제1 방향으로 떨어진 위치에 상기 제1 힌지공에 힌지 결합된 상기 회전지지부의 회전되는 탄성 지지되도록 삽입되는 통공 형태의 제1 지지공이 형성된 제1 작동몸체; 상기 제1 작동몸체의 제2 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 작동몸체에서 상기 몸체부의 걸림되는 제2 방향으로 연장되는 바 형태의 제1 작동바; 상기 제1 작동바의 제2 방향 끝에 배치되어 있으며, 상기 몸체부의 상기 제1 치형에 접촉되는 위치에 원통 형상으로 일방향 이동 시에 통과되고, 타방향으로 걸림되도록 구비된 제1 작동체; 상기 제1 작동몸체의 제1 방향에 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 상기 제1 지지공에 삽입된 상태에서 상기 회전지지부와 탄성 지지되어 상기 제1 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제1 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제1 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제1 치형에 걸림 후 타방향으로 이동하기 위해서 일방향으로 이동하면 회전반경이 축소된 상태로 걸림된 상기 제1 치형과의 걸림을 해제하여 타방향으로 통과하는 위치로 상기 제1 작동몸체를 회전시키는 탄성력을 제공하는 제1 회전탄성체; 및 상기 제1 작동몸체의 일방향인 제1 방향에서 중앙 방향으로 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 상기 회전지지부의 힌지부분에 고정되고, 타단이 상기 제1 작동몸체의 제1 방향에 고정되어 상기 제1 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제1 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제1 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제1 치형에 걸림 후 상기 제1 작동몸체에 삽입된 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제1 힌지공에서 상기 제1 연결공을 통해서 상기 제1 회전공으로 이동하면 인장되고, 상기 제1 작동체가 타방향으로 이동하기 위해서 일방향으로 이동하면 상기 제1 회전탄성체의 탄성력에 의해 회전하여 상기 제1 치형과의 걸림이 해제되어 타방향으로 통과된 후에 상기 제1 작동체의 회전반경이 증대되도록 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제1 힌지공에 위치하도록 상기 제1 작동몸체를 이동시키는 탄성력을 제공하는 제1 이동탄성체;를 포함할 수 있다.

상기 제2 걸림작동부는, 상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부와 힌지 결합되어 회전이 가능하도록 삽입되는 통공 형태의 제2 힌지공이 안쪽에 상기 제2 치형에서 상기 회전지지부의 회전되는 중심 방향인 제3 방향으로 형성되고, 상기 제2 힌지공에서 상기 제2 치형 방향인 제4 방향으로 상기 회전지지부의 힌지 결합된 부분이 제3 방향으로 이동되도록 제2 연결공으로 연결되어 이동 시 회전 반경이 줄어드는 제2 회전공이 형성되며, 상기 제2 힌지공의 제3 방향으로 떨어진 위치에 상기 제2 힌지공에 힌지 결합된 상기 회전지지부의 회전되는 탄성 지지되도록 삽입되는 통공 형태의 제2 지지공이 형성된 제2 작동몸체; 상기 제2 작동몸체의 제3 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제2 작동몸체에서 상기 몸체부의 걸림되는 제4 방향으로 연장되는 바 형태의 제2 작동바; 상기 제2 작동바의 제4 방향 끝에 배치되어 있으며, 상기 몸체부의 상기 제2 치형에 접촉되는 위치에 원통 형상으로 일방향 이동 시에 통과되고, 타방향으로 걸림되도록 구비된 제2 작동체; 상기 제2 작동몸체의 제3 방향에 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 상기 제2 지지공에 삽입된 상태에서 상기 회전지지부와 탄성 지지되어 상기 제2 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제2 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제2 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제2 치형에 걸림 후 일방향으로 이동하기 위해서 타방향으로 이동하면 회전반경이 축소된 상태로 걸림된 상기 제2 치형과의 걸림을 해제하여 일방향으로 통과하는 위치로 상기 제2 작동몸체를 회전시키는 탄성력을 제공하는 제2 회전탄성체; 및 상기 제2 작동몸체의 타방향인 제2 방향에서 중앙 방향으로 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 상기 회전지지부의 힌지부분에 고정되고, 일단이 상기 제2 작동몸체의 제3 방향에 고정되어 상기 제2 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제2 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제2 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제2 치형에 걸림 후 상기 제2 작동몸체에 삽입된 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제2 힌지공에서 상기 제2 연결공을 통해서 상기 제2 회전공으로 이동하면 인장되고, 상기 제2 작동체가 일방향으로 이동하기 위해서 타방향으로 이동하면 상기 제2 회전탄성체의 탄성력에 의해 회전하여 상기 제2 치형과의 걸림이 해제되어 일방향으로 통과된 후에 상기 제2 작동체의 회전반경이 증대되도록 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제2 힌지공에 위치하도록 상기 제2 작동몸체를 이동시키는 탄성력을 제공하는 제2 이동탄성체;를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치는 수동으로 아암을 회전작동하는 각종 장치에 회전되는 각도를 제어하도록 설치된 관절 위치에 한쌍의 서로 반대되는 방향이 걸림되는 치형이 일부 형성된 치형을 가지는 기어체를 한쌍으로 구비하고, 각각의 걸림되는 방향이 서로 대향되는 양단으로 각각 걸림되는 걸림체를 한쌍으로 구비하여 각각의 걸림체가 아암의 양방향으로 회전 시마다 걸림에 의해 통과되는 구간과 한 단계 씩 걸림되면서 이동되는 구간을 거치면서 회전되는 각도를 양방향에서 각각 조절할 수 있어 조절의 정확성이 향상되고, 단순한 작동으로 정밀하게 조절할 수 있어 조절의 정확도를 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치는 한쌍으로 구비되어 있는 서로 반대되는 방향으로 일부 형성되어 있는 치형을 따라서 서로 대향되는 방향으로 각각 걸림체가 회전 방향에 따라 각각 치형에 대응되어 회전되는 구간에 따라 걸림 통과 및 걸림 후 한단계 씩 이동되어 각도가 회전 각도가 조절됨에 따라 회전되는 양방향으로 각각 걸림에 의해 회전 각도가 조절될 수 있어 조절의 정확도를 향상시키는 효과를 제공한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치는 사용자가 회전에 의해 각도를 조절하는 다단의 위치마다 양방향으로 각각 걸림되면서 통과되는 구간과 걸림 후에 반대방향의 이동으로 한단계씩 이동함에 따라 이동되는 방향에 따라 서로 다른 작동 상태를 제시함으로써, 장치의 용도와 작동 관계에 따라 서로 다른 작동 원리를 적용할 수 있어 범용성을 확대하는 효과를 제공한다.

아울러, 상술된 걸림체는 관절장치의 내부에 회전 가능하게 힌지 결합하되, 힌지 결합된 중심 위치가 위치 별로 변위 되어 회전 반경을 조절하면서 탄성력을 이용하여 원위치로 복귀되는 구성을 제시하여 회전 반경에 따라 치형에 걸림된 상태에서 걸림이 해제되면 탄성에 의해 치형에서 벗어나 원위치로 회귀하여 양방향으로 회전되는 구간을 나누어서 일부 구간을 치형을 넘어서 통과하도록 이동되고, 나머지 구간은 걸림 후에 반대방향으로 이동하면 탄성에 의해 한단계씩 치형을 넘어 이동됨에 따라 작동의 편의성을 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 일부 구성을 생략한 상태를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 설치 상태를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 1의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 아암의 이동 전 상태를 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 4의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 아암을 일방향으로 회전하면 제1 작동체가 일방향으로 회전되면서 제1 치형을 넘어가는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 6은 도 5의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체가 일방향으로 이동되어 일방향의 하나의 단계를 이동된 상태를 나타내는 작동도이다.
도 7는 도 6의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체가 제1 치형이 형성된 a구간을 통과하여 b구간에 위치하고, 제2 작동체가 d구간을 통과하여 제2 치형이 형성된 c구간에 위치한 상태를 나타내는 작동도이다.
도 8은 도 7의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체가 제2 치형에 걸림 후 아암을 일방향으로 회전하면 제2 작동힌지의 위치가 변위되도록 제2 작동몸체가 이동되어 걸림 상태를 유지하는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 9는 도 8의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체의 일방향으로 걸림이 해제하기 위해서 아암을 반대방향인 타방향으로 이동하는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 10은 도 9의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 타방향 이동으로 제2 걸림체의 걸림 해제 후 제2 회전탄성체와 제2 이동탄성체의 작용으로 회전되면서 제2 걸림체가 제2 치형을 벗어나는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 11은 도 10의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 걸림체가 제2 치형을 벗어나 일방향의 다른 제2 치형에 걸림되도록 이동되어 한 단계씩 회전 이동하는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 12는 도 4의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 아암을 타방향으로 회전하면 제2 작동체가 타방향으로 회전되면서 제2 치형을 넘어가는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 13은 도 12의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체가 타방향으로 이동되어 타방향의 하나의 단계를 이동된 상태를 나타내는 작동도이다.
도 14는 도 13의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체가 제2 치형이 형성된 c구간을 통과하여 d구간에 위치하고, 제1 작동체가 b구간을 통과하여 제1 치형이 형성된 a구간에 위치한 상태를 나타내는 작동도이다.
도 15는 도 14의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체가 제1 치형에 걸림 후 아암을 타방향으로 회전하면 제1 작동힌지의 위치가 변위되도록 제1 작동몸체가 이동되어 걸림 상태를 유지하는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 16은 도 15의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체의 타방향으로 걸림이 해제하기 위해서 아암을 반대방향인 일방향으로 이동하는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 17은 도 16의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 일방향 이동으로 제1 걸림체의 걸림 해제 후 제1 회전탄성체와 제1 이동탄성체의 작용으로 회전되면서 제1 걸림체가 제1 치형을 벗어나는 상태를 나타내는 작동도이다.
도 18은 도 17의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 걸림체가 제1 치형을 벗어나 타방향의 다른 제1 치형에 걸림되도록 이동되어 한 단계씩 회전 이동하는 상태를 나타내는 작동도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 도 1의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치의 일부 구성을 생략한 상태를 나타내는 정면도이며, 도 3은 도 1의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치의 설치 상태를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치(100)는 암타입 덕트, 휴대용 기기를 지지하는 거치대, 빨래 건조대, 낚시 의자 등에서 하중을 지지하거나 각종 목적에 맞는 구조물이 지지되는 형태로 설치되는 것으로, 아암의 회전되는 각도를 조절하여 휴대와 보관이 용이하도록 절첩되는 구조를 제시한다.

즉, 휴대가 보관이 용이하도록 절첩한 상태에서 설치 시 펼치게 되면 아암과 아암의 결합, 기둥과 아암의 결합, 구조물과 아암의 결합되는 위치에 회전이 가능하게 지지된 상태에서 회전되는 방향에 따라 회전되는 각도를 조절하도록 회전 관절장치가 설치된다.

이런, 회전 관절장치(100)는 회전 가능하게 지지된 아암의 회전되는 부분에 설치되는 것으로, 도면을 참고하면 아암이 회전되는 위치에 설치되어 측면으로 회전에 의해 복수의 단계로 치형으로 구획된 다단으로 각도가 조절되도록 아암을 연결하고, 아암이 회전되는 두개의 방향 중에 하나의 방향으로 사용자가 치형을 통과하면서 회전되는 방향을 일방향으로 정의하고, 일방향과 반대 방향으로 치형을 단계별로 하나씩 걸림되면서 이동하는 방향을 타방향으로 정의한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치(100)는 아암이 회전되는 한쪽 방향으로 중심에서 바깥 방향을 제1 방향으로 정의하고, 한쪽 방향으로 바깥에서 중심 방향을 제2 방향으로 정의하며, 다른쪽 방향으로 중심에서 바깥 방향을 제3 방향으로 정의하고, 한쪽 방향으로 바깥에서 중심 방향을 제4 방향으로 정의한다.

상술한 바와 같은 방향의 정의는 설명의 편의를 위한 것으로, 설치 위치나 형태에 따라 변경될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치(100)는 회전되는 아암이 지지되는 몸체부(110), 회전지지부(120), 제1 걸림작동부(130), 및 제2 걸림작동부(140)를 포함한다.

몸체부(110)는 아암의 회전부분에 배치된 몸체(111), 지지커버(113), 및 제1 걸림기어체(115), 및 제2 걸림기어체(117)를 포함한다.

몸체(111)는 아암이 회전되는 위치에 배치되어 있으며, 아암의 회전이 가능하도록 지지되는 위치에 설치되어 내부에 아암과 결합되어 회전되는 각도를 조절하는 공간인 몸체공간(112)을 가지도록 구비된다.

지지커버(113)는 몸체(111)의 한쪽 측면에 배치되어 있으며, 중앙에 아암에 고정되는 회전지지부(120)가 삽입되는 지지공(114)을 가진다. 지지커버(113)는 몸체공간(112)의 개방된 한쪽 측면을 커버하면서 아암과 연결되어 함께 회전되도록 구비되고, 중앙에는 통공 형태로 아암과 연결되어 함께 회전되는 회전지지부(120)가 삽입되는 지지공(114)이 형성된다.

제1 걸림기어체(115)는 몸체(111)의 내부에 형성된 몸체공간(112)의 한쪽 측면으로 중공 형태로 배치되어 있으며, 이분할된 공간 중에 하나의 일부 구간인 a구간으로 중심에서 바라보는 방사상의 위치에 사용자가 설정된 각도가 조절되는 위치마다 치형 형태로 돌출되어 일부 구간에 복수의 단계 별로 설치된 제1 치형(116)이 내주연에 형성되도록 구비된다. 또한, 제1 걸림기어체(115)의 제1 치형(116)이 형성된 일부 구간인 a구간을 제외하는 나머지 구간을 b구간으로 정의하고, b구간에는 걸림되는 구성이 없어 제1 걸림작동부(130)가 걸림없이 통과하도록 형성된다.

제1 치형(116)은 제1 걸림작동부(130)가 일방향으로 통과되도록 타방향에 둥근 라운드 형태의 제1 라운드부(116a)를 형성하고, 제1 걸림작동부(130)가 타방향으로 걸림되도록 일방향에 걸림되는 홈 형태의 제1 걸림홈부(116b)가 형성되어 아암의 회전 시에 제1 걸림작동부(130)가 일방향으로 통과되며, 타방향으로 걸림되도록 구비된다.

이런, 제1 치형(116)은 제1 걸림기어체(115)의 내주연으로 a구간에 타"?향으?? 제1 라운드부(116a)를 형성하고, 일방향으로 제1 걸림홈부(116b)를 형성하여 아암의 회전에 따라 함께 회전되는 제1 걸림작동부(130)가 일방향으로 회전 시에 제1 라운드부(116a)에 접촉되면서 걸림 통과되고, 타방향으로 회전시 제1 걸림홈부(116b)에 걸림되는 치형 형상으로 구비된다.

제2 걸림기어체(117)는 몸체(111)의 내부에 형성된 몸체공간(112)의 제1 걸림기어체(115)와 한쌍이 되도록 다른쪽 측면으로 중공 형태로 배치되어 있으며, 이분할된 공간 중에 제1 치형(116)과 동일한 하나의 일부 구간인 c구간으로 중심에서 바라보는 방사상의 위치에 사용자가 설정된 각도가 조절되는 위치마다 제1 치형(116)과 반대되는 방향의 치형 형태로 돌출되어 일부 구간에 복수의 단계 별로 설치된 제2 치형(118)이 내주연에 형성되도록 구비된다. 또한, 제2 걸림기어체(117)의 제2 치형(118)이 형성된 일부 구간인 c구간을 제외하는 나머지 구간을 d구간으로 정의하고, d구간에는 걸림되는 구성이 없어 제2 걸림작동부(140)가 걸림없이 통과하도록 형성된다.

제2 치형(118)은 제2 걸림작동부(140)가 타방향으로 통과되도록 일방향에 둥근 라운드 형태의 제2 라운드부(118a)를 형성하고, 제2 걸림작동부(140)가 일방향으로 걸림되도록 타방향에 걸림되는 홈 형태의 제2 걸림홈부(118b)가 형성되어 아암의 회전 시에 제2 걸림작동부(140)가 타방향으로 통과되며, 일방향으로 걸림되도록 구비된다.

이런, 제2 치형(118)은 제1 걸림기어체(115)와 한쌍이 되도록 서로 떨어진 다른쪽 측면에 제2 걸림기어체(117)에 c구간에 일방향으로 제2 라운드부(118a)를 형성하고, 타방향으로 제2 걸림홈부(118b)를 형성하여 아암의 회전에 따라 함께 회전되는 제2 걸림작동부(140)가 타방향으로 회전 시에 제2 라운드부(118a)에 접촉되면서 걸림 통과되고, 일방향으로 회전 시 제2 걸림홈부(118b)에 걸림되는 치형 형상으로 구비된다.

회전지지부(120)는 아암에 연결된 상태에서 몸체(111)의 개방된 한쪽 측면에서 삽입되어 내부에서 회전 가능하게 설치된 회전축(121), 제1 회전지지체(122), 제1 작동힌지(123), 제1 탄성지지체(124), 제2 회전지지체(125), 제2 작동힌지(126), 제2 탄성지지체(127), 및 회전베어링(128)을 포함한다.

회전축(121)은 지지커버(113)의 지지공(114)의 삽입되어 몸체의 내부인 몸체공간(112)에 위치하도록 배치되어 있으며, 아암에 연결되어 함께 회전되면서 각도를 조절하도록 설치된다.

제1 회전지지체(122)는 몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 회전축(121)의 함께 회전되도록 고정되고, 회전축(121)의 중심에서 제1 치형(116)에 걸림되는 위치에 제1 걸림작동부(130)가 회전 가능하게 힌지 결합되는 위치까지 연장된 바 형태로 구비된다.

제1 작동힌지(123)는 제1 회전지지체(122)의 제1 치형(116) 방향으로 배치되어 있으며, 제1 회전지지체(122)의 한쪽 측면 방향으로 돌출되어 제1 걸림작동부(130)가 힌지 결합되는 힌지축 형태로 구비된다.

제1 작동힌지(123)는 제1 회전지지체(122)에 제1 치형(116) 방향에 돌출되어 제1 걸림작동부(130)가 회전 가능하도록 힌지 결합되어 제1 걸림작동부(130)의 회전되는 중심이 되는 축 형태로 구비된다.

제1 작동힌지(123)는 일방향으로 제1 걸림작동부(130)의 걸림 시 이동되는 위치를 원위치로 복귀시키도록 탄성 지지된다. 제1 작동힌지(123)는 제1 걸림작동부(130)의 걸림에 의해 제1 걸림작동부(130)의 내부에서 힌지 결합된 위치에서 이동 시에 탄성력이 작용되도록 일방향으로 탄성 지지되어 아암의 일방향 이동 시에 제1 치형(116)을 넘어가면서 이동되는 제1 걸림작동부(130)가 제1 치형(116) 통과 후에 원위치로 이동시키고, 아암의 타방향 이동 시에 제1 걸림작동부(130)의 걸림이 해제되면 걸림 전 위치로 제1 작동힌지(123)가 제1 걸림작동부(130) 내에 위치하도록 구비된다.

제1 탄성지지체(124)는 몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 회전축(121)과 함께 회전되도록 고정되고, 제1 회전지지체(122)와 교차되는 일방향으로 제1 작동힌지(123)와 기설정된 간격으로 떨어져 제1 작동힌지(123)에 힌지 결합된 제1 걸림작동부(130)가 회전에 의해 원위치되는 탄성력을 발생시키기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 제1 탄성지지공(124a)이 형성된다.

제1 회전지지체(122)와 제1 탄성지지체(124)는 회전축(121)과 함께 회전되면서 교차된 형태로 형성되어 제1 걸림작동부(130)에 회전되는 탄성력을 작용하도록 일방향으로 각각 탄성 지지되어 아암의 일방향 이동 시에 제1 치형(116)을 넘어가면서 이동되는 제1 걸림작동부(130)가 제1 치형(116) 통과 후에 원위치로 이동시키고, 아암의 타방향 이동 시에 제1 걸림작동부(130)가 제1 치형(116)에 걸림되면 제1 작동힌지(123)가 제1 걸림작동부(130) 내부에서 이동하면서 제1 걸림작동부(130)의 일방향으로 회전되는 탄성력이 부가된 상태로 걸림이 해제되면 제1 걸림작동부(130)가 지지된 제1 치형(116)에서 벗어나도록 타방향이 회전되는 회전력을 제공하도록 탄성 지지하는 탄성력이 작용되는 위치로 제1 탄성지지공(124a)이 형성되도록 구비된다.

제2 회전지지체(125)는 몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 회전축(121)에 함께 회전되도록 제1 회전지지체(122)의 다른쪽 측면에 고정되고, 회전축(121)의 중심에서 제2 치형(118)에 걸림되는 위치에 제2 걸림작동부(140)가 회전 가능하게 힌지 결합되는 위치까지인 연장된 바 형태로 구비된다.

제2 작동힌지(126)는 제2 회전지지체(125)의 제2 치형(118) 방향으로 배치되어 있으며, 제2 회전지지체(125)의 한쪽 측면 방향으로 돌출되어 제2 걸림작동부(140)가 힌지 결합되는 힌지축 형태로 구비된다.

제2 작동힌지(126)는 제2 회전지지체(125)에 제2 치형(118) 방향에 돌출되어 제2 걸림작동부(140)가 회전 가능하도록 힌지 결합되어 제2 걸림작동부(140)의 회전되는 중심이 되는 축 형태로 구비된다.

제2 작동힌지(126)는 타방향으로 제2 걸림작동부(140)의 걸림 시 이동되는 위치를 원위치로 복귀시키도록 탄성 지지된다. 제2 작동힌지(126)는 제2 걸림작동부(140)의 걸림에 의해 제2 걸림작동부(140)의 내부에서 힌지 결합된 위치에서 이동 시에 탄성력이 작용되도록 타방향으로 탄성 지지되어 아암의 일방향 이동 시에 제2 치형(118)을 넘어가면서 이동되는 제2 걸림작동부(140)가 제2 치형(118) 통과 후에 원위치로 이동시키고, 아암의 일방향 이동 시에 제2 걸림작동부(140)의 걸림이 해제되면 걸림 전 위치로 제2 작동힌지(126)가 제2 걸림작동부(140) 내에 위치하도록 구비된다.

제2 탄성지지체(127)는 몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 회전축(121)과 함께 회전되도록 고정되고, 제2 회전지지체(125)와 교차되는 타방향으로 제2 작동힌지(126)와 기설정된 간격으로 떨어져 제2 작동힌지(126)에 힌지 결합된 제2 걸림작동부(140)가 회전에 의해 원위치되는 탄성력을 발생시키기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 제2 지지공(127a)이 형성된다.

제2 회전지지체(125)와 제2 탄성지지체(127)는 회전축(121)과 함께 회전되면서 교차된 형태로 형성되어 제2 걸림작동부(140)에 회전되는 탄성력을 작용하도록 타방향으로 각각 탄성 지지되어 아암의 타방향 이동 시에 제2 치형(118)을 넘어가면서 이동되는 제2 걸림작동부(140)가 제2 치형(118) 통과 후에 원위치로 이동시키고, 아암의 일방향 이동 시에 제2 걸림작동부(140)가 제2 치형(118)에 걸림되면 제2 작동힌지(126)가 제2 걸림작동부(140) 내부에서 이동하면서 제2 걸림작동부(140)의 타방향으로 회전되는 탄성력이 부가된 상태로 걸림이 해제되면 제2 걸림작동부(140)가 지지된 제2 치형(118)에서 벗어나도록 일방향이 회전되는 회전력을 제공하도록 탄성 지지하는 탄성력이 작용되는 위치로 제2 지지공(127a)이 형성되도록 구비된다.

회전베어링(126)은 몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 회전축(121)이 회전 가능하게 지지되도록 구비된다. 회전베어링(126)은 회전축(121)의 회전을 지지하는 통상의 베어링이 사용되는 것으로, 상세한 설명을 생략한다.

제1 걸림작동부(130)는 몸체(111)의 내부에서 회전에 의해 제1 치형(116)에 걸림되도록 작동되는 제1 작동몸체(131), 제1 작동바(136), 작동체(137), 제1 회전탄성체(138), 및 제1 이동탄성체(139)를 포함한다.

제1 작동몸체(131)는 몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 제1 작동힌지(123)와 힌지 결합되어 회전이 가능하도록 삽입되는 통공 형태의 제1 힌지공(132)이 안쪽에 제1 치형(116)에서 제1 회전지지체(122)가 회전되는 중심 방향인 제1 방향으로 형성되고, 제1 힌지공(132)에서 치형(116) 방향인 제2 방향으로 제1 작동힌지(123)가 제2 방향으로 이동되도록 제1 연결공(133)으로 연결되어 이동 시 회전 반경이 줄어드는 제1 회전공(134)이 형성되며, 제1 힌지공(132)의 제1 방향으로 떨어진 위치에 제1 힌지공(132)에 힌지 결합된 제1 작동힌지(123)를 중심으로 회전되는 탄성력이 제공하기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 위치에 통공형태의 제1 지지공(135)을 형성한다.

제1 작동몸체(131)는 제1 작동힌지(123)가 제1 힌지공(132)에 삽입되어 회전 가능하게 지지된 상태에서 아암을 일방향으로 회전하면 제1 작동힌지(123)가 제1 힌지공(132)에서 제1 연결공(133)으로 이동하면서 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)를 넘어가고, 제1 치형(116)을 통과하면 다시 제1 힌지공(132)으로 복귀되어 이동된다.

또한, 제1 작동몸체(131)는 아암이 타방향으로 회전하면 제1 치형(116)의 제1 걸림홈부(116b)에 걸림된 상태에서 지속적으로 타방향으로 회전되면 제1 작동힌지(123)가 제1 연결공(133)을 통해서 제2 방향에 위치한 제1 회전공(134)으로 제1 작동힌지(123)가 이동되어 회전반경이 축소된다. 회전반경이 축소된 상태에서 타방향의 이동을 위해서 일방향으로 제1 작동몸체(131)를 이동하면 탄성에 의해 제1 회전공(134)에 위치한 제1 작동힌지(123)를 중심으로 회전 반경이 축소된 상태로 회전되어 제1 치형(116)을 벗어나 타방향으로 이동하게 되면 탄성에 의해 제1 작동힌지(123)가 제1 힌지공(132)의 위치로 원위치되면 제1 치형(116)의 걸림되는 위치로 복귀되어 타방향에 위치한 다음 단계의 제1 치형(116)으로 이동하도록 작동될 수 있다.

제1 작동바(136)는 제1 작동몸체(131)의 제2 방향으로 배치되어 있으며, 제1 작동몸체(131)에서 제1 치형(116)에 걸림되는 제2 방향으로 연장되는 바 형태로 구비된다.

제1 작동체(137)는 제1 작동바(136)의 제2 방향 끝에 배치되어 있으며, 몸체(111)의 제1 치형(116)에 접촉되는 위치에 원통 형상으로 일방향 이동 시에 통과되고, 타방향으로 걸림되도록 구비된다. 제1 작동체(137)는 일방향으로 통과 시에 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)를 넘어서 통과되고, 타방향을 회전 시 제1 걸림홈부(116b)에 삽입된 상태로 이탈이 방지되는 원통형상으로 구비한다.

제1 회전탄성체(138)는 제1 작동몸체(131)의 제1 방향에 제1 탄성지지체(124)와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 제1 작동몸체(131)의 제1 지지공(135)에 삽입되고, 타단이 제1 탄성지지체(124)의 제1 탄성지지공(124a)에 삽입되어 제1 작동체(137)가 일방향으로 이동 시 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)를 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 제1 작동체(137)가 타방향으로 이동 시 제1 치형(116)의 제1 걸림홈부(116b)에 걸림 후 타방향으로 이동하기 위해서 일방향으로 이동하면 회전반경이 축소된 상태로 걸림된 제1 치형(116)과의 걸림을 해제하여 타방향으로 통과하는 위치로 제1 작동몸체(131)를 회전시키는 탄성력을 제공하도록 구비된다.

즉, 제1 회전탄성체(138)는 제1 작동힌지(123)에 힌지 결합되어 있는 제1 작동몸체(131)가 타방향으로 회전시키는 회전력을 제공하도록 제1 작동몸체(131)의 일방향에 탄성 지지되어 아암을 일방향으로 회전 시에 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)를 넘어가는 제1 작동체(137)의 이동에 따른 위치변화를 회전되는 탄성으로 지지하고, 제1 치형(116) 통과 후에는 원위치로 복귀하는 탄성을 제공한다.

또한, 아암을 타방향으로 회전 시에 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)의 제1 걸림홈부(116b)에 걸림되면 제1 작동힌지(123)가 제1 연결공(133)을 통해서 제1 회전공(134)으로 이동 하게 되면서 제1 작동몸체(131)의 위치 변화에 의해 탄성력이 발생된다. 제1 작동체(137)의 걸림을 해제하기 위해서 일방향으로 이동하면 제1 작동몸체(131)의 회전반경이 축소되는 제1 회전공(134) 위치에 제1 작동힌지(123)기 위치한 상태에서 제1 회전탄성체(138)의 발생된 탄성력에 의해 제1 작동몸체(131)가 회전되면서 지지된 제1 치형(116)에서 걸림된 상태를 벗어나 타방향의 다음 제1 치형(116)으로 이동될 수 있다.

제1 이동탄성체(139)는 제1 작동몸체(131)의 일방향인 제1 방향에서 중앙 방향으로 제1 작동힌지(123)와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 제1 작동힌지(123)에 고정되고, 타단이 제1 작동몸체(131)의 제1 방향에 고정되어 제1 작동체(137)가 일방향으로 이동 시 치형(116)을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 제1 작동체(137)가 타방향으로 이동 시 제1 치형(116)에 걸림 후 제1 작동몸체(131)에 삽입된 제1 작동힌지(123)가 제1 힌지공(132)에서 제1 연결공(133)을 통해서 제1 회전공(134)으로 이동하면 인장되고, 제1 작동체(137)가 타방향으로 이동하기 위해서 일방향으로 이동하면 제1 회전탄성체(138)의 탄성력에 의해 회전하여 제1 치형(116)과의 걸림이 해제되어 타방향으로 통과된 후에 제1 작동체(137)의 회전반경이 증대되도록 제1 작동힌지(123)가 제1 힌지공(132)에 위치하도록 제1 작동몸체(131)를 이동시키는 탄성력을 제공하도록 구비된다.

제2 걸림작동부(140)는 몸체(111)의 내부에서 회전에 의해 제2 치형(118)에 걸림되도록 작동되는 제2 작동몸체(141), 제2 작동바(146), 제2 작동체(147), 제2 회전탄성체(148), 및 제2 이동탄성체(149)를 포함한다.

제2 작동몸체(141)는 몸체(111)의 내부에 배치되어 있으며, 제2 작동힌지(126)와 힌지 결합되어 회전이 가능하도록 삽입되는 통공 형태의 제2 힌지공(142)이 안쪽에 제2 치형(118)에서 제2 회전지지체(125)가 회전되는 중심 방향인 제3 방향으로 형성되고, 제2 힌지공(142)에서 제2 치형(118) 방향인 제4 방향으로 제2 작동힌지(126)가 제4 방향으로 이동되도록 제2 연결공(143)으로 연결되어 이동 시 회전 반경이 줄어드는 제2 회전공(144)이 형성되며, 제2 힌지공(142)의 제3 방향으로 떨어진 위치에 제2 힌지공(142)에 힌지 결합된 제2 작동힌지(126)를 중심으로 회전되는 탄성력이 제공하기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 위치에 통공형태의 제2 탄성지지공(127a)을 형성한다.

제2 작동몸체(141)는 제2 작동힌지(126)가 제2 힌지공(142)에 삽입되어 회전 가능하게 지지된 상태에서 아암을 타방향으로 회전하면 제2 작동힌지(126)가 제2 힌지공(142)에서 제2 연결공(143)으로 이동하면서 제2 치형(118)의 제2 라운드부(118a)를 넘어가고, 제2 치형(116)을 통과하면 다시 제2 힌지공(142)으로 복귀되어 이동된다.

또한, 제2 작동몸체(141)는 아암이 일방향으로 회전하면 제2 치형(118)의 제2 걸림홈부(118b)에 걸림된 상태에서 지속적으로 타방향으로 회전되면 제2 작동힌지(126)가 제2 연결공(143)을 통해서 제4 방향에 위치한 제2 회전공(144)으로 제2 작동힌지(126)가 이동되어 회전반경이 축소된다. 회전반경이 축소된 상태에서 일방향의 이동을 위해서 타방향으로 제2 작동몸체(141)를 이동하면 탄성에 의해 제2 회전공(144)에 위치한 제2 작동힌지(126)를 중심으로 회전 반경이 축소된 상태로 회전되어 제2 치형(118)을 벗어나 타방향으로 이동하게 되면 탄성에 의해 제2 작동힌지(126)가 제2 힌지공(142)의 위치로 원위치되면 제2 치형(118)의 걸림되는 위치로 복귀되어 타방향에 위치한 다음 단계의 제2 치형(118)으로 이동하도록 작동될 수 있다.

제2 작동바(146)는 제2 작동몸체(141)의 제4 방향으로 배치되어 있으며, 제2 작동몸체(141)에서 제2 치형(118)에 걸림되는 제4 방향으로 연장되는 바 형태로 구비된다.

제2 작동체(147)는 제2 작동바(146)의 제4 방향 끝에 배치되어 있으며, 몸체(111)의 제2 치형(118)에 접촉되는 위치에 원통 형상으로 타방향 이동 시에 통과되고, 일방향으로 걸림되도록 구비된다. 제2 작동체(147)는 타방향으로 통과 시에 제2 치형(116)의 제2 라운드부(118a)를 넘어서 통과되고, 일방향으로 회전 시 제2 걸림홈부(118b)에 삽입된 상태로 이탈이 방지되는 원통형상으로 구비한다.

제2 회전탄성체(148)는 제2 작동몸체(141)의 제3 방향에 제2 탄성지지체(144)와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 제2 작동몸체(141)의 제2 지지공(145)에 삽입되고, 타단이 제2 탄성지지체(144)의 제2 지지공(145)에 삽입되어 제2 작동체(147)가 타방향으로 이동 시 제2 치형(118)의 제2 라운드부(118a)를 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 제2 작동체(147)가 일방향으로 이동 시 제2 치형(118)의 제2 걸림홈부(118b)에 걸림 후 일방향으로 이동하기 위해서 타방향으로 이동하면 회전반경이 축소된 상태로 걸림된 제2 치형(118)과의 걸림을 해제하여 일방향으로 통과하는 위치로 제2 작동몸체(141)를 회전시키는 탄성력을 제공하도록 구비된다.

즉, 제2 회전탄성체(148)는 제2 작동힌지(143)에 힌지 결합되어 있는 제2 작동몸체(141)가 일방향으로 회전시키는 회전력을 제공하도록 제2 작동몸체(141)의 일방향에 탄성 지지되어 아암을 타방향으로 회전 시에 제2 치형(118)의 제2 라운드부(118a)를 넘어가는 제2 작동체(147)의 이동에 따른 위치변화를 회전되는 탄성으로 지지하고, 제2 치형(118) 통과 후에는 원위치로 복귀하는 탄성을 제공한다.

또한, 아암을 일방향으로 회전 시에 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)의 제2 걸림홈부(118b)에 걸림되면 제2 작동힌지(126)가 제2 연결공(143)을 통해서 제2 회전공(144)으로 이동 하게 되면서 제2 작동몸체(141)의 위치 변화에 의해 탄성력이 발생된다. 제2 작동체(147)의 걸림을 해제하기 위해서 타방향으로 이동하면 제2 작동몸체(141)의 회전반경이 축소되는 제2 회전공(144) 위치에 제2 작동힌지(126)기 위치한 상태에서 제2 회전탄성체(148)의 발생된 탄성력에 의해 제2 작동몸체(141)가 회전되면서 지지된 제2 치형(118)에서 걸림된 상태를 벗어나 일방향의 다음 제2 치형(118)으로 이동될 수 있다.

제2 이동탄성체(149)는 제2 작동몸체(141)의 타방향인 제3 방향에서 중앙 방향으로 제2 작동힌지(123)와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 제2 작동힌지(126)에 고정되고, 타단이 제2 작동몸체(141)의 제3 방향에 고정되어 제2 작동체(147)가 타방향으로 이동 시 제2 치형(118)을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 제2 작동체(147)가 일방향으로 이동 시 제2 치형(118)에 걸림 후 제2 작동몸체(141)에 삽입된 제2 작동힌지(143)가 제2 힌지공(142)에서 제2 연결공(143)을 통해서 제2 회전공(144)으로 이동하면 인장되고, 제2 작동체(147)가 일방향으로 이동하기 위해서 타방향으로 이동하면 제2 회전탄성체(148)의 탄성력에 의해 회전하여 제2 치형(118)과의 걸림이 해제되어 일방향으로 통과된 후에 제2 작동체(147)의 회전반경이 증대되도록 제2 작동힌지(126)가 제2 힌지공(142)에 위치하도록 제2 작동몸체(141)를 이동시키는 탄성력을 제공하도록 구비된다.

도 4는 도 1의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 아암의 이동 전 상태를 나타내는 구성도이다.

도 4를 참고하면, 아암의 각도를 조절하는 위치에 회전축(121)에 축 결합되어 있는 제1 걸림기어체(115)의 이분할된 구간에서 제1 치형(116)이 형성되는 구간인 a구간에 걸림되고, 제1 치형이 형성되지 않은 b구간은 걸림없이 통과되는 제1 걸림작동부(130)가 구비되고, 제1 걸림작동부(130)와 대향되는 위치에 서로 반대되는 방향으로 함께 회전되는 제2 걸림작동부(140)는 제2 걸림기어체(117)의 이분할된 구간에서 제2 치형(118)이 형성된 a구간과 동일한 방향의 구간인 c구간에 걸림되고, 제2 치형(118)이 형성되지 않은 d구간은 걸림없이 통과되도록 구비된다.

도 5는 도 4의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 아암을 일방향으로 회전하면 제1 작동체가 일방향으로 회전되면서 제1 치형을 넘어가는 상태를 나타내는 작동도이고, 도 6은 도 5의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체가 일방향으로 이동되어 일방향의 하나의 단계를 이동된 상태를 나타내는 작동도이며, 도 7는 도 6의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체가 제1 치형이 형성된 a구간을 통과하여 b구간에 위치하고, 제2 작동체가 d구간을 통과하여 제2 치형이 형성된 c구간에 위치한 상태를 나타내는 작동도이고, 도 8은 도 7의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체가 제2 치형에 걸림 후 아암을 일방향으로 회전하면 제2 작동힌지의 위치가 변위되도록 제2 작동몸체가 이동되어 걸림 상태를 유지하는 상태를 나타내는 작동도이며, 도 9는 도 8의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체의 일방향으로 걸림이 해제하기 위해서 아암을 반대방향인 타방향으로 이동하는 상태를 나타내는 작동도이고, 도 10은 도 9의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 타방향 이동으로 제2 걸림체의 걸림 해제 후 제2 회전탄성체와 제2 이동탄성체의 작용으로 회전되면서 제2 걸림체가 제2 치형을 벗어나는 상태를 나타내는 작동도이며, 도 11은 도 10의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 걸림체가 제2 치형을 벗어나 일방향의 다른 제2 치형에 걸림되도록 이동되어 한 단계씩 회전 이동하는 상태를 나타내는 작동도이다.

도 5 내지 도 11을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치(100)의 주요 구성이 아암이 일방향으로 회전 시에 걸림에 의해 회전 각도를 조절하는 작동 상태를 나타낸다.

먼저, 제1 작동체(137)가 a구간의 일방향 시작 지점에 위치하도록 제1 걸림작동부(130)가 위치하면 제2 작동체(147)는 d구간의 일방향 시작 지점에 위치한 상태로 제2 걸림작동부(140)가 위치한다. 이렇게, 제1 걸림작동부(130)와 제2 걸림작동부(140)가 위치한 상태에서 회전축(121)을 일방향으로 회전시키면, 회전지지부(120)에 지지된 제1 걸림작동부(130)와 제2 걸림작동부(140)가 함께 일방향으로 회전된다.

도 5를 참고하면, 회전축(121)이 일방향으로 회전되면 제1 걸림작동부(130)의 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)에 접촉하면서 제1 회전탄성체(138)와 제1 이동탄성체(139)로 탄성지지된 제1 작동몸체(131)가 제2 방향으로 이동하면서 제1 작동힌지(123)가 제1 작동몸체(131)의 제1 연결공(133)으로 이동하면서 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)를 넘어서 일방향으로 제1 작동체(137)가 통과한다. 이때, 제2 걸림작동부(140)의 제2 작동체(147)는 치형이 형성되지 않아 통과되는 d구간을 회전하면서 통과한다.

도 6를 참고하면 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)를 통과하면서 제1 작동힌지(123)가 제1 힌지공(133) 위치로 복귀하여 제1 작동체(137)가 일방향의 제1 치형(116)을 하나의 단계를 일방향 제1 치형(116)을 통과하도록 작동된다.

도 7을 참고하면, 상술한 바와 같이, 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)이 형성된 a구간을 통과하여 치형이 없는 b구간의 일방향 시작 위치에 도달하면 치형이 없는 제2 작동체(147)가 d구간을 통과하여 제2 치형(118)이 형성된 구간이 c구간의 일방향 시작 위치에 도달한다.

도 8을 참고하면, 아암을 지속적으로 일방향으로 회전시키면 제1 걸림작동부(130)는 치형이 없는 b구간을 통과하고, 제2 걸림작동부(140)의 제2 작동체(147)가 c구간으로 진입하면서 제2 치형(118)의 제2 걸림홈부(118b)에 걸림된 후에 일방향으로 제2 작동몸체(141)가 지속적으로 이동하면 제2 힌지공(142)에 힌지 결합된 제2 작동힌지(126)가 제2 연결공(143)을 지나서 제2 회전공(144)으로 이동하면 제2 작동몸체(141)의 회전반경이 축소되고, 제2 작동체(147)와 제2 회전공(144)으로 이동된 제2 작동힌지(126)가 일방향으로 지지된 상태를 유지한다. 이때, 제2 작동몸체(141)와 제2 작동힌지(126) 사이에 탄성지지된 제2 이동탄성체(149)는 제2 작동힌지(126)의 이동에 따라 인장되어 탄성력이 작용된다. 또한, 제2 작동몸체(141)의 제2 지지공(145)과 제2 탄성지지체(144)의 제2 탄성지지공(127a)의 간격이 축소되면서 각각 탄성 지지되는 제2 회전탄성체(148)의 간격이 줄어들면서 탄성력이 발생된다.

도 9를 참고하면, 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)에 일방향으로 걸림된 후 걸림된 상태를 해제하기 위해서 아암이 회전되는 방향인 일방향과 반대방향인 타방향으로 제2 작동체(147)를 아암의 회전에 의해 이동하면 걸림이 해제된다.

도 10을 참고하면, 제2 작동체(147)의 이동에 의해 걸림 상태가 해제되면 제2 회전탄성체(148)의 탄성력과 제2 이동탄성체(149)의 탄성력이 동시에 작용하여 제2 작동힌지(126)가 제2 회전공(143)에서 제2 연결공(144) 방향으로 이동하면서 제2 작동힌지(126)를 중심으로 제2 작동몸체(141)가 회전되어 걸림되어 있는 제2 치형(118)에서 벗어나 아암이 회전되는 방향인 일방향으로 이동한다.

도 11을 참고하면, 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)을 벗어나 일방향으로 회전하게 되면 제2 회전탄성체(148)의 탄성력과 제2 이동탄성체(149)의 탄성력이 지속적으로 작용하면서 제2 작동체(141)가 일방향으로 한단계 떨어진 위치에 형성된 제2 치형(118)으로 제2 걸림홈부(118b)에 걸림되도록 걸림 위치로 복귀하여 아암을 일방향으로 한단계 이동시킬 수 있다. 이렇게, 한 단계씩 이동되면 제1 작동체(137)가 도 4의 최초 회전 위치까지 회전되어 360도 한바퀴 회전하게 된다. 이와 같이, 360도 일방향으로 회전하게 되면 시작점에서 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)의 제1 라운드부(116a)를 접촉하면서 넘어서 통과하다가 180도 회전하면 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)의 제2 걸림홈부(118b)에 걸림된 후에 반대방향으로 이동하면 탄성에 의해 한단계씩 회전 이동되면서 나머지 180도가 회전되어 한바퀴 회전된다. 즉, 아암의 일방향 회전 시에 최초의 180도는 제1 걸림작동부(130)가 접촉된 상태로 제1 치형(116)을 넘어가면서 아암의 위치를 조절하고, 나머지 180도는 제2 걸림작동부(140)가 제2 치형(118)에 걸림후 한단계씩 회전 이동하면서 아암의 위치를 조절할 수 있다.

도 12는 도 4의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 아암을 타방향으로 회전하면 제2 작동체가 타방향으로 회전되면서 제2 치형을 넘어가는 상태를 나타내는 작동도이고, 도 13은 도 12의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체가 타방향으로 이동되어 타방향의 하나의 단계를 이동된 상태를 나타내는 작동도이며, 도 14는 도 13의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제2 작동체가 제2 치형이 형성된 c구간을 통과하여 d구간에 위치하고, 제1 작동체가 b구간을 통과하여 제1 치형이 형성된 a구간에 위치한 상태를 나타내는 작동도이고, 도 15는 도 14의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체가 제1 치형에 걸림 후 아암을 타방향으로 회전하면 제1 작동힌지의 위치가 변위되도록 제1 작동몸체가 이동되어 걸림 상태를 유지하는 상태를 나타내는 작동도이며, 도 16은 도 15의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 작동체의 타방향으로 걸림이 해제하기 위해서 아암을 반대방향인 일방향으로 이동하는 상태를 나타내는 작동도이고, 도 17은 도 16의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 일방향 이동으로 제1 걸림체의 걸림 해제 후 제1 회전탄성체와 제1 이동탄성체의 작용으로 회전되면서 제1 걸림체가 제1 치형을 벗어나는 상태를 나타내는 작동도이며, 도 18은 도 17의 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치에 제1 걸림체가 제1 치형을 벗어나 타방향의 다른 제1 치형에 걸림되도록 이동되어 한 단계씩 회전 이동하는 상태를 나타내는 작동도이다.

도 12 내지 도 18을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치(100)의 주요 구성이 아암이 타방향으로 회전 시에 걸림에 의해 회전 각도를 조절하는 작동 상태를 나타낸다.

먼저, 제2 작동체(147)가 c구간의 타방향 시작 지점에 위치하도록 제2 걸림작동부(140)가 위치하면 제1 작동체(137)는 b구간의 타방향 시작 지점에 위치한 상태로 제1 걸림작동부(130)가 위치한다. 이렇게, 제1 걸림작동부(130)와 제2 걸림작동부(140)가 위치한 상태에서 회전축(121)을 타방향으로 회전시키면, 회전지지부(120)에 지지된 제1 걸림작동부(130)와 제2 걸림작동부(140)가 함께 타방향으로 회전된다.

도 12를 참고하면, 회전축(121)이 타방향으로 회전되면 제2 걸림작동부(140)의 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)의 제2 라운드부(118a)에 접촉하면서 제2 회전탄성체(148)와 제2 이동탄성체(149)로 탄성지지된 제2 작동몸체(141)가 제4 방향으로 이동하면서 제2 작동힌지(143)가 제2 작동몸체(141)의 제2 연결공(143)으로 이동하면서 제2 치형(118)의 제2 라운드부(118a)를 넘어서 타방향으로 제2 작동체(147)가 통과한다. 이때, 제1 걸림작동부(130)의 제1 작동체(137)는 치형이 형성되지 않아 통과되는 b구간을 회전하면서 통과한다.

도 13을 참고하면 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)의 제2 라운드부(118a)를 통과하면서 제2 작동힌지(126)가 제2 힌지공(142) 위치로 복귀하여 제2 작동체(147)가 타방향의 제2 치형(116)을 하나의 단계를 타방향의 제2 치형(116)을 통과하도록 작동된다.

도 14를 참고하면, 상술한 바와 같이, 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)이 형성된 c구간을 통과하여 치형이 없는 d구간의 타방향 시작 위치에 도달하면 치형이 없는 b구간을 제1 작동체(137)가 통과하여 제1 치형(116)이 형성된 구간이 a구간의 타방향 시작 위치에 도달한다.

도 15를 참고하면, 아암을 지속적으로 타방향으로 회전시키면 제2 걸림작동부(140)는 치형이 없는 d구간을 통과하고, 제1 걸림작동부(130)의 제1 작동체(137)가 a구간으로 진입하면서 제1 치형(116)의 제1 걸림홈부(116b)에 걸림된 후에 타방향으로 제1 작동몸체(131)가 지속적으로 이동하면 제1 힌지공(132)에 힌지 결합된 제1 작동힌지(123)가 제1 연결공(133)을 지나서 제1 회전공(134)으로 이동하면 제1 작동몸체(131)의 회전반경이 축소되고, 제1 작동체(137)와 제1 회전공(134)으로 이동된 제1 작동힌지(123)가 타방향으로 지지된 상태를 유지한다. 이때, 제1 작동몸체(131)와 제1 작동힌지(123) 사이에 탄성 지지된 제1 이동탄성체(139)는 제1 작동힌지(123)의 이동에 따라 인장되어 탄성력이 작용된다. 또한, 제1 작동몸체(131)의 제1 지지공(135)과 제1 탄성지지체(124)의 제1 탄성지지공(124a)의 간격이 축소되면서 각각 탄성 지지되는 제1 회전탄성체(138)의 간격이 줄어들면서 탄성력이 발생된다.

도 16을 참고하면, 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)에 타방향으로 걸림된 후 걸림된 상태를 해제하기 위해서 아암이 회전되는 방향인 타방향과 반대방향인 일방향으로 제1 작동체(137)를 아암의 회전에 의해 이동하면 걸림이 해제된다.

도 17을 참고하면, 제1 작동체(137)의 이동에 의해 걸림 상태가 해제되면 제1 회전탄성체(138)의 탄성력과 제1 이동탄성체(139)의 탄성력이 동시에 작용하여 제1 작동힌지(123)가 제1 회전공(133)에서 제1 연결공(134) 방향으로 이동하면서 제1 작동힌지(123)를 중심으로 제1 작동몸체(131)가 회전되어 걸림되어 있는 제1 치형(116)에서 벗어나 아암이 회전되는 방향인 타방향으로 이동한다.

도 18을 참고하면, 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)을 벗어나 타방향으로 회전하게 되면 제1 회전탄성체(138)의 탄성력과 제1 이동탄성체(139)의 탄성력이 지속적으로 작용하면서 제1 작동체(131)가 일방향으로 한단계 떨어진 위치에 형성된 제1 치형(116)으로 제1 걸림홈부(116b)에 걸림되도록 걸림 위치로 복귀하여 아암을 타방향으로 한단계 이동시킬 수 있다. 이렇게, 한 단계씩 이동되면 제1 작동체(137)의 도 4의 최초 회전 위치까지 회전되어 360도 한바퀴 회전하게 된다. 이와 같이, 360도 일방향으로 회전하게 되면 시작점에서 제2 작동체(147)가 제2 치형(118)의 제2 라운드부(118a)를 접촉하면서 넘어서 통과하다가 180도 회전하면 제1 작동체(137)가 제1 치형(116)의 제1 걸림홈부(116b)에 걸림된 후에 반대방향으로 이동하면 탄성에 의해 한단계씩 회전 이동되면서 나머지 180도가 회전되어 한바퀴 회전된다. 즉, 아암의 타방향 회전 시에 최초의 180도는 제2 걸림작동부(140)가 접촉된 상태로 제2 치형(118)을 넘어가면서 아암의 위치를 조절하고, 나머지 180도는 제1 걸림작동부(130)가 제1 치형(116)에 걸림후 한단계씩 회전 이동하면서 아암의 위치를 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 아암이 일방향과 타방향의 양방향으로 회전 시에 180도 마다 서로 다른 걸림 방식으로 제1 걸림작동부(130)가 제1 치형(116)에 걸림되고, 제2 걸림작동부(140)가 제2 치형(118)에 회전 방향에 따라 걸림되면서 아암의 회전되는 각도를 양방향에서 각각 조절할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 관절장치 110 : 몸체부
111 : 몸체 112 : 몸체공간
113 : 지지커버 114 : 지지공
115 : 제1 걸림기어체 116 : 제1 치형
116a : 제1 라운드부 116b : 제1 걸림홈부
117 : 제1 걸림기어체 118 : 제2 치형
118a : 제2 라운드부 118b : 제2 걸림홈부
120 : 회전지지부 121 : 회전축
122 : 제1 회전지지체 123 : 제1 작동힌지
124 : 제1 탄성지지체 124a : 제1 탄성지지공
125 : 제2 회전지지체 126 : 제2 작동힌지
127 : 제2 탄성지지체 127a : 제2 탄성지지공
128 : 회전베어링 130 : 제1 걸림작동부
131 : 제1 작동몸체 132 : 제1 힌지공
133 : 제1 연결공 134 : 제1 회전공
135 : 제1 지지공 136 : 제1 작동바
137 : 제1 작동체 138 : 제1 회전탄성체
139 : 제1 이동탄성체 140 : 제2 걸림작동부
141 : 제2 작동몸체 142 : 제2 힌지공
143 : 제2 연결공 144 : 제2 회전공
145 : 제2 지지공 146 : 제2 작동바
147 : 제2 작동체 148 : 제2 회전탄성체
149 : 제2 이동탄성체

Claims

아암의 회전되는 위치에 설치되어 회전되는 각도를 복수의 단계별로 조절하는 회전 관절장치에 있어서,
상기 아암의 회전되는 위치에 배치되어 있으며, 한쪽 측면과 다른쪽 측면에 각각 한쌍으로 구비되어 한쪽의 일부 구간에 일방향이 접촉되면서 통과되고, 타방향이 걸림되는 형상의 제1 치형이 구비되고, 다른쪽의 상기 제1 치형과 동일한 구간에 일방향이 걸림되고, 타방향이 접촉되면서 통과되는 상기 제1 치형과 반대되는 형상으로 제2 치형을 구비한 몸체부;
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체부의 내부에서 상기 아암에 고정되어 회전 가능하게 지지된 회전지지부;
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부의 한쪽 측면에 상기 제1 치형에 걸림되는 위치에 돌출된 상태로 힌지 결합되고, 상기 회전지지부에 탄성 지지되어 상기 제1 치형이 형성된 일부 구간에서 일방향으로 회전 시 탄성에 의해 상기 제1 치형을 넘어서 통과하고, 타방향으로 회전 시 상기 제2 치형에 걸림된 위치에서 일방향으로 이동하면 탄성에 의해 회전되면서 걸림된 위치를 벗어나 타방향으로 한단계 이동되도록 구비된 제1 걸림작동부; 및
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부의 다른쪽 측면에 상기 제2 치형에 걸림되는 위치에 돌출된 상태로 힌지 결합되고, 상기 회전지지부에 상기 제1 걸림작동부와 대향되는 위치로 탄성 지지되어 상기 제1 걸림작동부가 상기 제1 치형이 형성된 일부 구간을 제외한 나머지 구간을 통과 시 상기 제2 치형이 형성된 일부 구간에서 타방향으로 회전 시 탄성에 의해 상기 제2 치형을 넘어서 통과하고, 일방향으로 회전시 상기 제2 치형에 걸림된 위치에서 타방향으로 이동하면, 탄성에 의해 회전되면서 걸림된 위치를 벗어나 일방향으로 한단계 이동되도록 구비된 제2 걸림작동부;를 포함하는
다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 몸체부는,
상기 아암이 회전되는 위치에 배치되어 있으며, 상기 아암의 회전이 가능하도록 지지되는 위치에 설치되어 내부에 상기 아암과 결합되어 회전되는 각도를 조절하는 공간인 몸체공간을 가지는 몸체;
상기 몸체의 한쪽 측면에 배치되어 있으며, 중앙에 상기 아암에 고정되는 상기 회전지지부가 삽입되는 지지공을 가지는 지지커버;
상기 몸체의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체공간의 한쪽 측면에 일부 구간으로 중심을 바라보는 방사상의 위치에 사용자가 설정된 각도가 조절되는 위치마다 치형 형태로 돌출되어 상기 제1 걸림작동부가 일방향으로 통과되도록 타방향에 둥근 라운드 형태의 제1 라운드부를 형성하고, 상기 제1 걸림작동부가 타방향으로 걸림되도록 일방향에 걸림되는 홈 형태의 제1 걸림홈부가 형성되어 상기 아암의 회전 시에 상기 제1 걸림작동부가 일방향으로 통과되며, 타방향으로 걸림되도록 구비된 제1 치형을 가지는 제1 걸림기어체; 및
상기 몸체의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체공간의 다른쪽 측면에 상기 제1 치형의 형성된 구간과 동일한 일부 구간으로 중심을 바라보는 방사상의 위치에 사용자가 설정된 각도가 조절되는 위치마다 치형 형태로 돌출되어 상기 제2 걸림작동부가 타방향으로 통과되도록 일방향에 둥근 라운드 형태의 제2 라운드부를 형성하고, 상기 제2 걸림작동부가 일방향으로 걸림되도록 타방향에 걸림되는 홈 형태의 제2 걸림홈부가 형성되어 상기 아암의 회전 시에 상기 제2 걸림작동부가 타방향으로 통과되며, 일방향으로 걸림되도록 구비된 제2 치형을 가지는 제2 걸림기어체;를 포함하는
다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전지지부는,
상기 몸체부의 내부에서 한쪽 측면으로 배치되어 있으며, 상기 아암에 연결되어 함께 회전되면서 각도를 조절하도록 실시된 회전축;
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축에 함께 회전되도록 고정되고, 상기 회전축의 중심에서 상기 몸체부의 상기 제1 치형에 걸림되는 위치에 상기 제1 걸림작동부가 회전 가능하게 힌지 결합되는 위치까지 연장된 바 형태로 구비된 제1 회전지지체;
상기 제1 회전지지체의 상기 몸체부 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 회전지지체의 한쪽 측면 방향으로 돌출되어 상기 제1 걸림작동부가 힌지 결합되고, 일방향으로 상기 제1 걸림작동부의 걸림 시 이동되는 위치를 원위치로 복귀하는 탄성력을 제공하도록 탄성 지지된 제1 작동힌지;
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축의 다른쪽 측면에 함께 회전되도록 고정되고, 상기 제1 회전지지체와 교차되는 일방향으로 상기 제1 작동힌지와 기설정된 간격으로 떨어져 상기 제1 작동힌지에 힌지 결합된 상기 제1 걸림작동부가 회전에 의해 원위치되는 탄성력을 발생시키기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 제1 탄성지지공을 가지는 제1 탄성지지체;
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축에 함께 회전되도록 상기 제1 회전지지체의 다른쪽 측면에 고정되고, 상기 회전축의 중심에서 상기 몸체부의 상기 제2 치형에 걸림되는 위치에 상기 제2 걸림작동부가 회전 가능하게 힌지 결합되는 위치까지인 연장된 바 형태로 구비된 제2 회전지지체;
상기 제2 회전지지체의 상기 몸체부 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제2 회전지지체의 한쪽 측면 방향으로 돌출되어 상기 제2 걸림작동부가 힌지 결합되고, 타방향으로 상기 제2 걸림작동부의 걸림 시 이동되는 위치를 원위치로 복귀하는 탄성력을 제공하도록 탄성 지지된 제2 작동힌지;
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전축에 함께 회전되도록 고정되고, 상기 제2 회전지지체와 교차되는 타방향으로 상기 제2 작동힌지와 기설정된 간격으로 떨어져 상기 제2 작동힌지에 힌지 결합된 상기 제2 걸림작동부가 회전에 의해 원위치되는 탄성력을 발생시키기 위해서 탄성 지지되도록 삽입되는 제2 탄성지지공을 가지는 제2 탄성지지체; 및
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 몸체의 내부에서 상기 회전축이 회전 가능하게 지지되는 회전베어링;을 포함하는
다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 걸림작동부는,
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부와 힌지 결합되어 회전이 가능하도록 삽입되는 통공 형태의 제1 힌지공이 안쪽에 상기 제1 치형에서 상기 회전지지부의 회전되는 중심 방향인 제1 방향으로 형성되고, 상기 제1 힌지공에서 상기 제1 치형 방향인 제2 방향으로 상기 회전지지부의 힌지 결합된 부분이 제2 방향으로 이동되도록 제1 연결공으로 연결되어 이동 시 회전 반경이 줄어드는 제1 회전공이 형성되며, 상기 제1 힌지공의 제1 방향으로 떨어진 위치에 상기 제1 힌지공에 힌지 결합된 상기 회전지지부의 회전되는 탄성 지지되도록 삽입되는 통공 형태의 제1 지지공이 형성된 제1 작동몸체;
상기 제1 작동몸체의 제2 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 작동몸체에서 상기 몸체부의 걸림되는 제2 방향으로 연장되는 바 형태의 제1 작동바;
상기 제1 작동바의 제2 방향 끝에 배치되어 있으며, 상기 몸체부의 상기 제1 치형에 접촉되는 위치에 원통 형상으로 일방향 이동 시에 통과되고, 타방향으로 걸림되도록 구비된 제1 작동체;
상기 제1 작동몸체의 제1 방향에 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 상기 제1 지지공에 삽입된 상태에서 상기 회전지지부와 탄성 지지되어 상기 제1 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제1 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제1 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제1 치형에 걸림 후 타방향으로 이동하기 위해서 일방향으로 이동하면 회전반경이 축소된 상태로 걸림된 상기 제1 치형과의 걸림을 해제하여 타방향으로 통과하는 위치로 상기 제1 작동몸체를 회전시키는 탄성력을 제공하는 제1 회전탄성체; 및
상기 제1 작동몸체의 일방향인 제1 방향에서 중앙 방향으로 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 상기 회전지지부의 힌지부분에 고정되고, 타단이 상기 제1 작동몸체의 제1 방향에 고정되어 상기 제1 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제1 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제1 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제1 치형에 걸림 후 상기 제1 작동몸체에 삽입된 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제1 힌지공에서 상기 제1 연결공을 통해서 상기 제1 회전공으로 이동하면 인장되고, 상기 제1 작동체가 타방향으로 이동하기 위해서 일방향으로 이동하면 상기 제1 회전탄성체의 탄성력에 의해 회전하여 상기 제1 치형과의 걸림이 해제되어 타방향으로 통과된 후에 상기 제1 작동체의 회전반경이 증대되도록 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제1 힌지공에 위치하도록 상기 제1 작동몸체를 이동시키는 탄성력을 제공하는 제1 이동탄성체;를 포함하는
다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 걸림작동부는,
상기 몸체부의 내부에 배치되어 있으며, 상기 회전지지부와 힌지 결합되어 회전이 가능하도록 삽입되는 통공 형태의 제2 힌지공이 안쪽에 상기 제2 치형에서 상기 회전지지부의 회전되는 중심 방향인 제3 방향으로 형성되고, 상기 제2 힌지공에서 상기 제2 치형 방향인 제4 방향으로 상기 회전지지부의 힌지 결합된 부분이 제3 방향으로 이동되도록 제2 연결공으로 연결되어 이동 시 회전 반경이 줄어드는 제2 회전공이 형성되며, 상기 제2 힌지공의 제3 방향으로 떨어진 위치에 상기 제2 힌지공에 힌지 결합된 상기 회전지지부의 회전되는 탄성 지지되도록 삽입되는 통공 형태의 제2 지지공이 형성된 제2 작동몸체;
상기 제2 작동몸체의 제3 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제2 작동몸체에서 상기 몸체부의 걸림되는 제4 방향으로 연장되는 바 형태의 제2 작동바;
상기 제2 작동바의 제4 방향 끝에 배치되어 있으며, 상기 몸체부의 상기 제2 치형에 접촉되는 위치에 원통 형상으로 일방향 이동 시에 통과되고, 타방향으로 걸림되도록 구비된 제2 작동체;
상기 제2 작동몸체의 제3 방향에 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 상기 제2 지지공에 삽입된 상태에서 상기 회전지지부와 탄성 지지되어 상기 제2 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제2 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제2 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제2 치형에 걸림 후 일방향으로 이동하기 위해서 타방향으로 이동하면 회전반경이 축소된 상태로 걸림된 상기 제2 치형과의 걸림을 해제하여 일방향으로 통과하는 위치로 상기 제2 작동몸체를 회전시키는 탄성력을 제공하는 제2 회전탄성체; 및
상기 제2 작동몸체의 타방향인 제2 방향에서 중앙 방향으로 상기 회전지지부와 탄성 지지하도록 배치되어 있으며, 일단이 상기 회전지지부의 힌지부분에 고정되고, 일단이 상기 제2 작동몸체의 제3 방향에 고정되어 상기 제2 작동체가 타방향으로 이동 시 상기 제2 치형을 넘어가 통과하도록 탄성 지지하고, 상기 제2 작동체가 일방향으로 이동 시 상기 제2 치형에 걸림 후 상기 제2 작동몸체에 삽입된 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제2 힌지공에서 상기 제2 연결공을 통해서 상기 제2 회전공으로 이동하면 인장되고, 상기 제2 작동체가 일방향으로 이동하기 위해서 타방향으로 이동하면 상기 제2 회전탄성체의 탄성력에 의해 회전하여 상기 제2 치형과의 걸림이 해제되어 일방향으로 통과된 후에 상기 제2 작동체의 회전반경이 증대되도록 상기 회전지지부의 힌지 부분이 상기 제2 힌지공에 위치하도록 상기 제2 작동몸체를 이동시키는 탄성력을 제공하는 제2 이동탄성체;를 포함하는
다단으로 회전각도가 조절되는 회전 관절장치.