KR101950686B1 - 단일방향 동력 전달 장치 - Google Patents

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KR101950686B1
KR101950686B1 KR1020180039553A KR20180039553A KR101950686B1 KR 101950686 B1 KR101950686 B1 KR 101950686B1 KR 1020180039553 A KR1020180039553 A KR 1020180039553A KR 20180039553 A KR20180039553 A KR 20180039553A KR 101950686 B1 KR101950686 B1 KR 101950686B1
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장종철
김문기
원서연
정원하
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주식회사 성하에너지
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Abstract

본 발명은 단일방향 동력 전달 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치는 입력축의 회전에 연동되어 입력축의 회전방향과 동일한 방향으로 회전이 가능한 하우징과, 하우징의 회전방향에 따라 선택적으로 하우징의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제1축과, 하우징의 회전방향에 따라 제2축에 선택적으로 동력을 전달하는 원웨이 베어링을 포함하여, 제1축 및 제2축은 입력축 및 하우징의 회전방향에 상관없이 항상 같은 방향으로 회전 출력할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

Description

단일방향 동력 전달 장치{ONE WAY POWER TRANSMISSION APPARATUS}
본 발명은 입력축의 회전 방향과 관계없이 출력축을 한 방향으로만 회전시키는 단일방향 동력 전달 장치에 관한 것이다.
최근 자원고갈 및 환경오염 문제에 대응하기 위한 방안으로, 화석연료 대신 자연으로부터 공급 가능한 에너지, 소위 재생 에너지를 이용한 발전에 대한 연구 및 관심이 증가하고 있다.
이 중, 풍력, 조력, 파력 등을 에너지원으로 사용하는 발전의 경우에는 공기 또는 유체에 의한 양방향 구동에 대하여 터빈을 한 방향으로 회전시키는 프로세스가 요구되고 있다.
즉, 자연 에너지의 불규칙한 방향변환에 대응하여 동력손실을 최소화하여, 유기적이고 계속적인 회전출력이 가능한 단일방향 동력 전달 장치가 요구된다.
아울러, 발전기의 설계 및 제작에 있어서, 유지·보수가 용이하고, 저렴한 비용으로 제작 가능하도록 발전기 및 내부 구성의 구조를 단순화하고자 하는 노력이 이루어지고 있다.
본 발명은 입력축의 회전 방향과 관계없이 출력축을 한 방향으로만 회전시키는 단일방향 동력 전달 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치는 양 방향으로 회전이 가능한 입력축, 입력축의 회전에 연동되어 회전이 가능한 하우징, 하우징의 회전방향에 따라 선택적으로 하우징의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제1축과, 제1축의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제1베벨 기어를 포함하는 제1종동부, 제1축과 동심회전하는 제2축과, 제2축의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제2베벨 기어를 포함하는 제2종동부, 하우징의 회전 방향에 따라 제2축에 선택적으로 동력을 전달하는 원웨이 베어링, 제1베벨 기어와 제2베벨 기어가 서로 반대 방햐응로 회전할 수 있도록, 제1베벨 기어와 제2베벨 기어 사이에 맞물려 회전하는 제3베벨 기어, 및 제1베벨 기어, 제2베벨 기어 및 제3베벨 기어 중 적어도 하나와 연동하여 회전이 가능한 출력축을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 입력축과 하우징은 서로 동심회전하며, 하우징은 입력축을 향해 돌출 연장되어 있는 돌기부를 포함하고, 돌기부와 마주하는 입력축의 일단부는 길이방향을 따라 홈부가 형성되어 있으며, 하우징의 돌기부는 입력축의 홈부에 삽입될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 돌기부는 입력축의 회전방향에 따라 홈부의 길이 방향으로 왕복이동 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하우징 및 제1축은 하우징의 회전방향에 따라 서로 맞물림 결합하거나 결합이 분리되도록 나사부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하우징과 원웨이 베어링 중 어느 하나인 제1유닛은 다른 하나인 제2유닛과 서로 결합되거나 분리될 수 있으며, 제1유닛은 제2유닛과 결합되는 결합위치와, 제2유닛과 결합이 분리되는 분리위치 사이에서 왕복이동 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1유닛이 회전하면서 제2유닛과 결합될 수 있도록, 제1유닛 및 제2유닛 중 어느 하나는 나선형 키부를, 다른 하나는 나선형 홈부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1유닛은 하우징이고, 제2유닛은 원웨이 베어링일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1축은 제2축에 적어도 일부가 삽입될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 원웨이 베어링은 제2축이 삽입되는 내륜부와 내륜부의 외측에 위치하는 외륜부를 포함하고, 내륜부와 외륜부는 서로 일방향으로의 상대 회전만 허용하며, 제2축은 내륜부에 대해 소정의 각도만큼 상대 회전 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2축은 원주방향을 따라 연장되어 있는 키부를 포함하고, 내륜부는 제2축상 키부의 원주방향 각도보다 더 큰 각도만큼 원주방향을 따라 내주면 상에 형성된 홈부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하우징이 제1방향으로 회전하면, 제1축은 적어도 어느 시점부터 하우징의 회전에 연동되어 회전하고, 원웨이 베어링은 제2축에 동력을 전달하지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하우징이 제2방향으로 회전하면, 제1축은 하우징과 회전 연동이 해제되고, 원웨이 베어링은 하우징의 회전에 연동되어 회전하며 제2축에 동력을 전달할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하우징 및 제1축이 서로 맞물림 결합되어 있는 동안에는 하우징과 원웨이 베어링은 서로의 운동을 구속하지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하우징과 원웨이 베어링이 서로 결합되어 있는 동안에는 하우징과 제1축은 서로의 운동을 구속하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 단일방향 동력 전달 장치는 입력축의 회전 방향에 따라 하우징에 제1축 또는 제2축이 관통 연결된 원웨이 베어링이 선택적으로 결합되고, 입력축, 하우징, 제1종동부 및 제2종동부가 동심 회전 하는 구조, 특히 제2축이 제1축의 외주면 상에 형성되는 구조를 갖도록 설계함으로써, 효율적인 공간 활용으로 장치의 소형화가 가능하며, 이에 따른 유지·보수 등의 관리가 용이한 효과가 있다.
또한, 단일방향 동력 전달 장치는 출력부가 단일방향으로만 회전하므로, 회전 수가 배가되어 발전효율 및 생산량을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치의 분리 사시도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치의 하우징의 내부 사시도이다.
도 4는 입력축이 제1방향으로 회전할 때, 각 구성의 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 동작 시, 도 1의 A-A'을 취한 단면도 이다.
도 6은 도 4에 따른 동작 시, 제2축 및 원웨이 베어링의 움직임을 도시한 도면이다.
도 7은 입력축이 제2방향으로 회전할 때, 각 구성의 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 따른 동작 시, 도 1의 A-A'을 취한 단면도 이다.
도 9는 도 7에 따른 동작 시, 제2축 및 원웨이 베어링의 움직임을 도시한 도면이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치의 하우징 내부의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면,본 발명의 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치(100)는 양방향으로 입력되는 동력을 단일방향으로만 출력하는 장치로서, 재생 에너지, 특히 파력 또는 풍력을 이용한 발전에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치(100)는 입력축(110), 하우징(120), 제1축(131)과 제1베벨 기어(132)를 포함하는 제1종동부(130), 제2축 (141)과 제2베벨 기어(142)를 포함하는 제2종동부(140), 원웨이 베어링(150), 제3베벨 기어(160), 그리고 출력축(170)을 포함하여 이루어질 수 있다.
입력축(110)은 외력에 의해 회전하여 동력을 전달하는 주축으로, 입력축 (110)의 회전에 의해 생산된 동력은 하우징(120), 제1종동부(130) 및 제2종동부 (140)를 거쳐 최종적으로 출력축(170)으로 전달되며, 출력축(170)을 단일방향으로만 회전시킬 수 있다.
입력축(110)은 입력되는 외력의 방향에 따라 양 방햐응로 모두 회전할 수 있으며, 입력축(110)의 외주면에는 입력축(110)을 지지하면서 회전을 부드럭보 원활하게 하는 베어링(B)이 결합될 수 있다.
한편, 입력축(110)은 연장되는 방향으로 하우징(120)과 결합될 수 있다.
하우징(120)은 원웨이 베어링(150)을 외부에서 감싸고 있으며, 하우징(120)의 내부는 중공 형태일 수 있다. 또한, 하우징(120)은 제1축(131) 및 제2축(141)이 통과할 수 있도록 중심부에 형성된 축 통과구(122)를 포함할 수 있다.
하우징(120)은 입력축(110)의 회전방향에 관계없이 항상 입력축(110)과 결합되어 입력축(110)의 회전에 연동되며, 입력축(110)과 하우징(120)은 동심 회전 할 수 있다.
입력축(110)과 하우징(120)의 결합은 서로 대응되는 홈부(111)와 돌기부(121)의 결합을 통해 이루어질 수 있다.
예를 들어, 입력축(110)의 일단부에는 입력축(110)의 길이방향을 따라 홈부(111)가 형성될 수 있으며, 하우징(120)은 입력축(110)과 마주하는 일면의 중심부에 입력축(110)을 향해 돌출 연장된 돌기부(121)를 포함할 수 있다.
이 때, 하우징(120)의 돌기부(121)는 입력축(110)의 홈부(111)에 항상 삽입되어 있어 입력축(110)의 회전에 지속적으로 연동될 수 있도록 하되, 돌기부(121)는 입력축(110)의 회전방향에 따라 홈부(111)에 삽입된 채로 홈부(111)의 길이방향을 따라 왕복이동 할 수 있다. 이는 후술할 하우징(120) 및 제1축(131)의 맞물림 결합과 결합 분리 사이의 상호 전환을 위해 하우징(120)이 위치이동할 수 있는 여유공간을 확보하기 위함이다.
제1종동부(130)는 하우징(120)의 회전방향에 따라 선택적으로 하우징(120)에 결합하여 선택적으로 하우징(120)의 회전에 연동되어 회전하는 제1축(131)과 제1축 (131)의 회전에 연동되어 회전하는 제1베벨 기어(132)를 포함할 수 있다. 제2종동부(140)는 제1축(131)과 동심 회전하는 제2축(141) 및 제2축(141)의 회전에 연동되어 회전하는 제2베벨 기어(142)를 포함할 수 있다.
한편, 제1축(131)은 제2축(141)에 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 제1축 (131)과 제2축(141)은 후술하는 제3베벨 기어(160)에 의해 서로 다른 방향으로 회전하게 되는데, 제2축(141)의 내부에 제1축(131)이 위치하도록 하여 동심 회전이 가능하도록 구성함으로써 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하였다.
제1축(131)은 하우징(120)의 회전 방향에 따라 하우징(120)과 서로 맞물림 결합하거나 결합이 분리될 수 있도록 나사부(133)를 포함할 수 있으며, 하우징(120) 또한 제1축(131)과의 결합 및 분리를 위한 나사부(123)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1축(131)의 나사부(133)는 제1축(131)의 외주면을 따라 형성된 수나사이고, 하우징(120)의 나사부(123)는 하우징(120)의 내주면을 따라 형성된 암나사 일 수 있다. 제1축(131) 및 하우징(120)이 서로 맞물림 결합되어 있는 동안에는 하우징(120)의 회전 동력이 제1축(131)에 직접적으로 전달되며, 제1축(131) 및 하우징(120)이 결합이 분리되는 동안에는 하우징(120)의 회전 동력이 제1축(131)에 직접적으로 전달되지 않도록 할 수 있다.
원웨이 베어링(150)은 하우징(120)의 내부에 배치되어 하우징(120)의 회전 방향에 따라 제2축(141)에 선택적으로 동력을 전달할 수 있다.
이러한 원웨이 베어링(150)은 제2축(141)이 삽입된 내륜부(151)와 내륜부 (151)의 외측에 위치하는 외륜부(152)를 포함할 수 있다. 내륜부(151)와 외륜부 (152)는 서로 일방향으로의 상대 회전만 허용하는데 이러한 메커니즘을 가능하게 하는 원웨이 베어링의 구조는 공지되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
하우징(120)과 원웨이 베어링(150) 중 어느 하나인 제1유닛은 다른 하나인 제2유닛과 서로 결합되거나 분리될 수 있다. 이러한 제1유닛은 제2유닛과 결합되는 결합위치와, 제2유닛과 결합이 분리되는 분리위치 사이에서 왕복이동 할 수 있다.
한편, 제1유닛이 회전하면서 제2유닛과 결합될 수 있도록, 제1유닛 및 제2 유닛 중 어느 하나는 나선형 키부를, 다른 하나는 나선형 홈부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 제1유닛이 하우징(120)이고, 제2유닛이 원웨이 베어링(150)인 것을 중심으로 설명하기로 한다. 구체적으로 나선형 키부(124)는 하우징 (120)의 하부 내측 상면에 형성되어 있으며, 나선형 홈부(154)는 원웨이 베어링(150)의 하면에 형성될 수 있다.
입력축(110) 및 하우징(120)이 제2방향으로 회전하게 되면 나선형 키부(124)가 나선형 홈부(154)에 삽입됨으로써 하우징(120) 및 원웨이 베어링(150)이 서로 결합되며, 원웨이 베어링(150)은 하우징(120)과 함께 제2방향으로 회전하게 되는데, 이 때 원웨이 베어링(150)의 내륜부(151)는 제2축(141)에 동력을 전달함으로써 제2축(141)이 제2방향으로 회전할 수 있도록 한다. 반대로, 입력축(110) 및 하우징(120)이 제1방향으로 회전하게 되면 나선형 키부(124)는 나선형 홈부(154)로 부터 이탈하여 하우징(120) 및 원웨이 베어링(150)의 결합이 해제될 수 있는데, 이 때 원웨이 베어링(150)은 하우징(120)에 대해 상대 회전 가능한 상태가 될 수 있다. 이렇게 원웨이 베어링(150)이 하우징(120)에 대해 상대회전 가능한 상태가 됨으로써, 제2축(141)에 동력을 전달하는 대신 제2방향으로 회전하는 제2축(141)으로부터 동력을 전달받게 된다.
제2축(141)은 내륜부(151)에 대해 소정의 각도만큼 상대 회전이 가능할 수 있다. 입력축(110)의 회전 방향이 제1방향에서 제2방향으로 전환될 때 제1축(131) 및 하우징(120)은 점차 나사결합이 해제되는데, 완전히 해제될 때까지는 방향 전환에 따른 기계적 충격을 완화하기 위하여 제2축(141)이 원웨이 베어링(150)에 회전 동력을 제공하는 것을 지연시킬 필요가 있기 때문이다.
이를 위해 제2축(141)은 원주방향을 따라 연장되어 있는 키부(143)를 포함하고, 내륜부(151)는 제2축(141) 상 키부(143)의 원주방향 각도보다 더 큰 각도만큼 원주방향을 따라 내주면 상에 형성된 홈부(153)를 포함할 수 있다.
즉, 내륜부(151)에 형성된 홈부(153)의 각도 내에서 제2축(141)에 연장 형성된 키부(143)가 회전할 수 있으므로, 제2축(141)은 내륜부(151)에 대해 소정의 각도만큼 상대 회전이 가능하게 된다.
한편, 제3베벨 기어(160)는 제1축(131)에 결합된 제1베벨 기어(132)와 제2축 (141)에 결합된 제2베벨 기어(142) 사이에서 맞물려 회전하면서 제1베벨 기어(132)와 제2베벨 기어(142)가 서로 반대 방향으로 회전하도록 할 수 있다. 이를 통해, 제1축(131) 및 제2축(141)은 동심 회전을 하되 서로 반대방향으로 회전할 수 있게 된다.
출력축(170)은 상술한 구성들로부터 동력을 전달받아 단일방향으로 회전할 수 있다. 출력축(170)은 제1베벨 기어(132), 제2베벨 기어(142), 및 제3베벨 기어(160) 중 적어도 하나와 연동하여 회전할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는, 출력축(170)이 제3베벨 기어(160)와 연결되어 회전하는 것을 중심으로 설명하기로 한다.
이하에서는, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치(100)의 동작에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제1방향을 반시계 방향으로, 제2방향을 시계 방향으로 가정하고, 제1축(131)은 항상 제1방향으로 회전하고, 제2축(141) 및 원웨이 베어링(150)은 항상 제2방향으로 회전하는 것으로 가정한다.
먼저, 도 4 내지 도 6은 입력축(110)이 제1방향으로 회전할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치(100)의 각 구성들의 동작을 도시한 도면으로, 도 4는 입력축이 제1방향으로 회전할 때, 각 구성의 회전 방향을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 따른 동작 시, 도 1의 A-A'을 취한 단면도이고, 도 6은 도 4에 따른 동작 시, 제2축 및 원웨이 베어링의 움직임을 도시한 도면이다.
입력축(110)이 제1방향으로 회전하여 그와 결합된 하우징(120)이 제1방향으로 회전하는 경우, 제1종동부(130)는 하우징(120)과 동일하게 제1방향으로 회전할 수 있다.
입력축(110)이 제1방향으로 회전하면, 입력축(110)의 홈부(111)에 삽입된 하우징(120)의 돌기부(121)는 입력축(110)과 멀어지는 방향으로 이동하여 도 8보다는 도 5와 같이 홈부(111)에 삽입되는 정도가 짧아질 수 잇다. 다만, 하우징(120)은 여전히 입력부(110)의 홈부(111)에 삽입된 상태이므로, 입력축(110)의 회전에 연동되어 제1방향으로 회전할 수 있다.
이 때, 제1축(131)은 하우징(120)에 점차 맞물림 결합되어, 맞물림 결합이 완료되어가는 적어도 어느 시점부터는 하우징(120)의 회전에 연동되어 제1방향으로 회전할 수 있으며, 제1베벨 기어(132) 또한 제1축(131)의 회전에 연동되어 제1방향으로 회전할 수 있다.
한편, 제1축(131)이 하우징(120)에 결합되어 하우징(120)의 회전에 연동된 경우, 원웨이 베어링(150)은 하우징(120)과의 결합이 해제될 수 있다.
즉, 하우징(120)은 회전방향에 따라 제1축(131)과 원웨이 베어링(150) 중 어느 하나와 선택적인 결합을 할 수 있다.
제1축(131)과 하우징(120)이 결합되어 있는 동안에는, 하우징(120)과 원웨이 베어링(150)은 서로의 운동을 구속하지 않으며, 원웨이 베어링(150)은 하우징(120)의 동력을 제2축(141)에 전달하지 않을 수 있다.
이 때, 제2베벨 기어(142)는 제3베벨 기어(160)에 의해 제1베벨 기어(132)의 회전 방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전하게 되며, 제2축(141)은 제2축(141) 상에 결합된 제2베벨 기어(142)와 동일한 제2방향으로 회전하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 제2축(141)은 내륜부(151)의 내주면에 형성된 홈부(153)의 각도 내에서 상대회전 할 수 있다.
그리고 내륜부(151)에 대한 제2축(141)의 상대회전에 의해 제2축(141) 상에 형성된 키부(143)의 일단부가 홈부(153)의 일단부에 맞닿게 되면 더 이상 제2축(141)은 내륜부(151)에 대해 상대회전 할 수 없게 된다. 다만, 제2축(141)의 회전 동력이 내륜부(151) 및 외륜부(152)에 순차적으로 전달되어 원웨이 베어링(150)은 제2축(141)과 함께 제2방향으로 회전할 수 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 9는 입력축(110)이 제2방향으로 회전할 때, 본 발명의 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치(100)의 각 구성들의 동작을 도시한 도면으로, 도 7은 입력축이 제2방향으로 회전할 때, 각 구성의 회전 방향을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 따른 동작 시, 도 1의 A-A'을 취한 단면도이고, 도 9는 도 7에 따른 동작 시, 제2축 및 원웨이 베어링의 움직임을 도시한 도면이다.
입력축(110)이 제2방향으로 회전하여 그와 결합된 하우징(120)이 제2방향으로 회전하는 경우, 제2종동부(130) 및 원웨이 베어링(150)은 하우징(120)과 동일하게 제2방향으로 회전할 수 있다.
입력축(110)이 제2방향으로 회전하면, 입력축(110)의 홈부(111)에 삽입된 하우징(120)의 돌기부(121)는 입력축(110)에 가까워지는 방향으로 이동하여 도 5보다는 도 8과 같이 홈부(111)에 깊숙하게 삽입될 수 있고, 하우징(120)은 입력축(110)의 회전에 연동되어 제2방향으로 회전할 수 있다.
이 때, 제1축(131)은 하우징(120)으로부터 점차 맞물림 결합이 해제되며, 제1축(131)은 더 이상 하우징(120)의 회전에 연동되지 않고 서로 반대 방향으로 회전하게 된다.
반면, 제1축(131)과 하우징(120)의 결합이 점차 해제됨에 따라, 원웨이 베어링(150)은 하우징(120)과 점차 결합되어 하우징(120)의 회전에 연동되어 회전할 수 있고, 외륜부(152) 및 내륜부(151)를 거쳐 내륜부(151)에 삽입된 제2축(141)에 동력을 전달할 수 있다.
즉, 원웨이 베어링(150)은 외륜부(152)에 형성된 나선형 홈부(154)가 하우징(120)의 나선형 키부(124)에 결합되면서 외륜부(152)가 하우징(120)의 회전 동력을 전달받게 되며, 제2축(141)은 제2축(141) 상에 형성된 키부(143)의 타단부가 내륜부(151)에 형성된 홈부(153)의 타단부에 맞닿을 때까지 소정의 각도만큼 상대회전 할 수 있다. 제2축(141) 및 내륜부(151)가 상대회전하는 동안에는, 내륜부 (151)의 각속도가 제2축(141)의 각속도보다는 더 빠를 수 있다.
원웨이 베어링(150)과 하우징(120)이 결합되어 있는 동안에는, 하우징(120)과 제1축(131)은 서로의 운동을 구속하지 않을 수 있다.
이 때, 제1베벨 기어(132)는 제3베벨 기어(160)에 의해 제2베벨 기어(142)의 회전 방향과 반대 방향인 제1방향으로 회전하게 되며, 제1축(131)은 제1축(131)에 결합된 제1베벨 기어(132)와 동일한 방향으로 회전하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단일방향 동력 전달 장치(100)는 입력축(110)의 회전에 연동되어 입력축(110)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전이 가능한 하우징(120)과, 하우징(120)의 회전 방향에 따라 선택적으로 하우징 (120)의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제1축(131)과, 하우징(120)의 회전 방향에 따라 제2축(141)에 선택적으로 동력을 전달하는 원웨이 베어링(150)을 포함하여, 제1축(131) 및 제2축(141)은 입력축(110) 및 하우징(150)의 회전 방향에 상관없이 항상 같은 방향으로 회전 출력할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이로써, 입력축(110)의 회전 방향이 전환되더라도 동력손실을 최소화하면서 단일방향 출력이 가능하도록 하므로, 바람 또는 파도의 움직임을 통해 전력을 생산하고자 하는 발전시설에서의 발전효율 및 생산량을 극대화 할 수 있는 장점이 있다.
그리고 단일방향 동력 전달 장치(100)는 제2축(141)이 제1축(131)과 동심 회전하는 구조, 더욱 상세하게는 제1축(131)이 제2축(141)에 적어도 일부가 삽입되는 구조를 가질 수 있는데, 이러한 효율적인 공간 활용으로 장치의 소형화가 가능하며, 이에 따른 유지·보수 등의 관리를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 단일방향 동력 전달 장치
110: 입력축 111: 홈부
120: 하우징 121: 돌기부
122: 축통과구 123: 나사부
124: 나선형 키부
130: 제1종동부 131: 제1축
132: 제1베벨 기어 133: 나사부
140: 제2종동부 141: 제2축
142: 제2베벨 기어 143: 키부
150: 원웨이 베어링 151: 내륜부
152: 외륜부 153: 홈부
154: 나선형 홈부
160: 제3베벨 기어
170: 출력축

Claims (14)

  1. 양 방향으로 회전이 가능한 입력축;
    상기 입력축의 회전에 연동되어 회전이 가능한 하우징;
    상기 하우징의 회전방향에 따라 선택적으로 상기 하우징의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제1축과, 상기 제1축의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제1베벨기어를 포함하는 제1종동부;
    상기 제1축과 동심회전하는 제2축과 상기 제2축의 회전에 연동되어 회전이 가능한 제2베벨기어를 포함하는 제2종동부;
    상기 하우징의 회전방향에 따라 상기 제2축에 선택적으로 동력을 전달하는 원웨이 베어링;
    상기 제1베벨기어와 상기 제2베벨기어가 서로 반대 방향으로 회전할 수 있도록 상기 제1베벨기어와 상기 제2베벨기어 사이에 맞물려 회전하는 제3베벨 기어; 및
    상기 제1베벨기어, 제2베벨기어, 및 제3베벨기어 중 적어도 하나와 연동 하여 회전이 가능한 출력축을 포함하며,
    상기 하우징과 상기 원웨이 베어링 중 어느 하나인 제1유닛은 다른 하나인 제2유닛과 서로 결합되거나 분리될 수 있으며,
    상기 제1유닛은, 상기 제2유닛과 결합되는 위치와 상기 제2유닛과 결합이 분리되는 위치 사이에서 왕복이동이 가능한, 단일방향 동력 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력축과 상기 하우징은 서로 동심회전 하며,
    상기 하우징은 상기 입력축을 향해 돌출 연장되어 있는 돌기부를 포함하고,
    상기 돌기부와 마주하는 상기 입력축의 일단부는 길이방향을 따라 홈부가 형성되어 있으며,
    상기 하우징의 돌기부는 상기 입력축의 홈부에 삽입되어 있는, 단일방향 동력 전달 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 입력축의 회전방향에 따라 상기 홈부의 길이방향으로 왕복이동 가능한, 단일방향 동력 전달 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 제1축은 상기 하우징의 회전방향에 따라 서로 맞물림 결합하거나 결합이 분리될 수 있도록 나사부를 포함하는, 단일방향 동력 전달 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1유닛이 회전하면서 상기 제2유닛과 결합될 수 있도록,상기 제1유닛 및 상기 제2유닛 중 어느 하나는 나선형 키부를, 다른 하나는 나선형 홈부를 포함하는, 단일방향 동력 전달 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1유닛은 상기 하우징이고, 상기 제2유닛은 상기 원웨이 베어링인, 단일방향 동력 전달 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1축은 상기 제2축에 적어도 일부가 삽입되어 있는, 단일방향 동력 전달 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원웨이 베어링은,
    상기 제2축이 삽입되는 내륜부와 상기 내륜부의 외측에 위치하는 외륜 부를 포함하고,
    상기 내륜부와 외륜부는 서로 일방향으로의 상대 회전만 허용하며,
    상기 제2축은 상기 내륜부에 대해 소정의 각도만큼 상대 회전이 가능한 단일방향 동력 전달 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2축은 원주방향을 따라 연장되어 있는 키부를 포함하고,
    상기 내륜부는 상기 제2축상 키부의 원주방향 각도보다 더 큰 각도만큼 원주방향을 따라 내주면 상에 형성된 홈부를 포함하는, 단일방향 동력 전달 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하우징이 제1방향으로 회전하면,
    상기 제1축은 적어도 어느 시점부터 상기 하우징의 회전에 연동되어 회전하고, 상기 원웨이 베어링은 상기 제2축에 동력을 전달하지 않는, 단일방향 동력 전달 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징이 제2방향으로 회전하면,
    상기 제1축은 상기 하우징과 연동이 해제되고, 상기 원웨이 베어링은 상기 하우징의 회전에 연동되어 회전하며, 상기 제2축에 동력을 전달하는, 단일방향 동력 전달 장치.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 제1축이 서로 맞물림 결합되어 있는 동안에는 상기 하우징과 상기 원웨이 베어링은 서로의 운동을 구속하지 않는, 단일방향 동력 전달 장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 원웨이 베어링이 서로 결합되어 있는 동안에는, 상기 하우징과 상기 제1축은 서로의 운동을 구속하지 않는, 단일방향 동력 전달 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04262149A (ja) * 1991-02-14 1992-09-17 Fumio Kasahara 動力伝達装置
JP2010216536A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Ntn Corp 一方向回転伝達装置
KR20130028246A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 (주)스마텍 양방향토크 일방향 전환장치

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