KR102090813B1 - 이동 대차용 캐스터의 휠 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 이동 대차용 캐스터의 휠 어셈블리에 있어서, 캐스터 본체의 휠 커넥터에 고정 결합된 제1 휠 서포터에 구동 축이 회동 가능하게 결합된 구동 모터의 상기 구동 축에 결합되는 내부 휠; 상기 내부 휠의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제1 관통홀에 의한 내주면이 상기 내부 휠의 외주면에 대면되도록 한 상태에서, 상기 휠 커넥터에 고정 결합되는 제2 휠 서포터; 상기 제2 휠 서포터의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제2 관통홀에 의한 내주면이 상기 제2 휠 서포터의 외주면에 대면되는 외부 휠; 상기 외부 휠의 내주면과 상기 제2 휠 서포터의 외주면 사이에 내삽되는 베어링; 및 상기 내부 휠과 상기 외부 휠 각각에 고정 결합되는 파워 커넥터;를 포함하는 휠 어셈블리을 개시한다. 본 발명에 따르면, 종래의 구조에서 구동 모터 축에 작용하던 레이디얼 하중을 휠 커넥터로 지지시킬 수 있고, 내부 휠 및 베어링을 이용하여 구동 모터를 하중으로부터 분리시킬 수 있으며, 구동 모터에 연결된 내부 휠과 휠 커넥터에 연결된 외부 휠을 파워 커넥터를 통해 간접 연결하여 회전시킬 수 있다.

Description

이동 대차용 캐스터의 휠 어셈블리{WHEEL ASSEMBLY OF CASTER FOR MOVING VEHICLE}

본 발명은 이동 대차용 캐스터의 휠 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캐스터 본체의 휠 커넥터에 고정 결합된 제1 휠 서포터에 구동 축이 회동 가능하게 결합된 구동 모터의 상기 구동 축에 결합되는 내부 휠, 상기 내부 휠의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제1 관통홀에 의한 내주면이 상기 내부 휠의 외주면에 대면되도록 한 상태에서, 상기 휠 커넥터에 고정 결합되는 제2 휠 서포터, 상기 제2 휠 서포터의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제2 관통홀에 의한 내주면이 상기 제2 휠 서포터의 외주면에 대면되는 외부 휠, 상기 외부 휠의 내주면과 상기 제2 휠 서포터의 외주면 사이에 내삽되는 베어링, 및 상기 내부 휠과 상기 외부 휠 각각에 고정 결합되는 파워 커넥터를 포함하는 휠 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 이동 대차는 산업 화물이나 자재와 같은 물류를 적재하여 이송시키는 차량 또는 카트를 일컫는다. 이동 대차의 하부면에는 물류가 적재된 이동 대차를 이동시키기 위한 캐스터가 설치되는데, 이러한 캐스터는 이동형 선반, 휠체어 등에도 이용될 수 있다.

종래의 캐스터에서는 휠(바퀴)이 이동 대차를 이동시키며 이동 대차 자체의 하중 및 적재된 물류의 하중도 견디는 기능을 하는데, 이 때, 하중이 증가하면 휠을 구동시키는 구동 모터의 축에 걸리는 부하 또한 증가하므로, 레이디얼 하중에 의한 구동 모터 축의 변형 및 파손이 야기된다.

따라서, 구동 모터 축에 걸리는 부하의 영향을 받지 않고 이동 대차를 이송할 수 있도록 하는 캐스터용 휠 어셈블리를 제안하고자 한다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래의 구조에서 구동 모터 축에 작용하던 레이디얼 하중을 휠 커넥터로 지지시키는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 내부 휠 및 베어링을 이용하여 구동 모터를 하중으로부터 분리시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 구동 모터에 연결된 내부 휠과 휠 커넥터에 연결된 외부 휠을 파워 커넥터를 통해 간접 연결하여 회전시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 이동 대차용 캐스터의 휠 어셈블리에 있어서, 캐스터 본체의 휠 커넥터에 고정 결합된 제1 휠 서포터에 구동 축이 회동 가능하게 결합된 구동 모터의 상기 구동 축에 결합되는 내부 휠; 상기 내부 휠의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제1 관통홀에 의한 내주면이 상기 내부 휠의 외주면에 대면되도록 한 상태에서, 상기 휠 커넥터에 고정 결합되는 제2 휠 서포터; 상기 제2 휠 서포터의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제2 관통홀에 의한 내주면이 상기 제2 휠 서포터의 외주면에 대면되는 외부 휠; 상기 외부 휠의 내주면과 상기 제2 휠 서포터의 외주면 사이에 내삽되는 베어링; 및 상기 내부 휠과 상기 외부 휠 각각에 고정 결합되는 파워 커넥터; 를 포함하는 휠 어셈블리가 제공된다.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 장치, 시스템이 더 제공된다.

본 발명에 따르면, 종래의 구조에서 구동 모터 축에 작용하던 레이디얼 하중을 휠 커넥터로 지지시킬 수 있다.

또한, 내부 휠 및 베어링을 이용하여 구동 모터를 하중으로부터 분리시킬 수 있다.

또한, 구동 모터에 연결된 내부 휠과 휠 커넥터에 연결된 외부 휠을 파워 커넥터를 통해 간접 연결하여 회전시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 어셈블리가 포함된 이동 대차용 캐스터의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 어셈블리의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 어셈블리, 휠 커넥터 및 구동 모터의 분해 사시도.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.

또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 어셈블리(100)가 포함된 이동 대차용 캐스터(1000)의 사시도를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 캐스터(1000)는 휠 어셈블리(100), 캐스터 본체(200), 휠 커넥터(300) 및 구동 모터(400)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 휠 어셈블리(100)는, 후술할 캐스터 본체(200)에 형성되는 휠 수용홈에 설치될 수 있으며, 휠 축에 결합된 구동 모터(400)의 회전에 연동되어 캐스터(1000)가 결합된 이동 대차가 이동할 수 있도록 주행하는 기능을 수행한다.

이 때, 휠 어셈블리(100)는 캐스터 본체(200)에 적어도 하나 이상 설치될 수 있는데, 각각의 휠 어셈블리(100)는 각각의 휠 축에 결합된 각각의 구동 모터(400)의 동작 상태에 따라 이동 대차를 전진 또는 후진시키거나, 이동 대차의 진행 방향을 변경할 수도 있다.

다음으로, 캐스터 본체(200)는 휠 어셈블리(100)가 설치되는 적어도 하나 이상의 휠 수용홈을 포함할 수 있다.

예시적으로, 휠 수용홈들은 캐스터 본체(200)의 서로 대응되는 양측면의 내측에 형성될 수 있으나, 그 위치나 개수가 한정되는 것은 아니며, 캐스터 본체(200)의 면적이 넓어 하중을 지지 및 분산하는 휠 어셈블리(100)의 개수가 많이 필요하다면, 캐스터 본체(200)의 중심축 또는 하중 분산을 위한 복수의 위치에 캐스터 휠 수용홈들이 형성될 수 있을 것이다.

다음으로, 휠 커넥터(300)는, 휠 어셈블리(100)가 회동 가능하도록 결합되며, 휠 어셈블리(100)에 인가되는 이동 대차 자체의 하중 및 이동 대차에 적재되는 물류의 하중이 구동 모터(400)에 전달되지 않도록 지지하는 기능을 수행하는데, 휠 어셈블리(100), 휠 커넥터(300) 및 구동 모터(400)의 보다 구체적인 결합 구조에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.

한편, 휠 커넥터(300)는 캐스터 본체(200)에 고정 결합될 수 있으며, 다른 예로서, 소정의 서스펜션을 통해 캐스터 본체(200)에 연결될 수도 있다.

다음으로, 구동 모터(400)는, 휠 커넥터(300)에 포함되는 후술할 제1 휠 서포터(310)에 구동 축이 회동 가능하게 결합되어, 휠 어셈블리(100)가 지면을 주행할 수 있도록 구동력을 제공하는 기능을 수행할 수 있다.

다음으로, 도 2와 도3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 어셈블리(100)에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 어셈블리의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 어셈블리, 휠 커넥터 및 구동 모터의 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 휠 어셈블리(100)는 내부 휠(110), 제2 휠 서포터(120), 외부 휠(130), 베어링(140) 및 파워 커넥터(150)를 포함할 수 있다.

먼저, 내부 휠(110)은 캐스터 본체(200)의 휠 커넥터(300)에 고정 결합된 제1 휠 서포터(310)에 구동 축이 회동 가능하게 결합된 구동 모터(400)의 구동 축에 결합될 수 있다.

여기서, 제1 휠 서포터(310)는 일측단이 휠 커넥터(300)에 고정 결합되며, 타측단이 구동 모터(400)의 바디에 고정 결합될 수 있다.

예시적으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 휠 서포터(310)의 중앙부에 형성된 소정의 관통홀에 구동 모터(400)의 바디의 적어도 일부가 수용된 상태에서, 제1 휠 서포터(310)의 타측단이 나사를 통해 구동 모터(400)의 바디에 결합될 수 있을 것이다.

또한, 휠 커넥터(300)는 하나의 부재로 이루어질 수도 있으나, 도 3을 참조하면, 다수의 부재가 결합되어 골격을 형성하는 구조물일 수 있다.

한편, 내부 휠(110)은 구동 모터(400)의 구동 축과 일체로 형성될 수 있으며, 이를 통해 동력 손실을 줄일 수 있을 것이다.

또한, 내부 휠(110)은 감속기를 포함하거나 감속기일 수 있다. 이와 같이 감속기에 의해 감속된 rpm을 출력하고 큰 토크를 얻음으로써, 구동 모터(400)에 후술할 외부 휠(130)을 직접 결합하지 않아서 동력 전달 시 발생하는 힘 손실을 만회하고, 작은 용량의 모터를 이용하더라도 큰 토크로 변환시킬 수 있을 것이다.

다음으로, 제2 휠 서포터(120)는 내부 휠(110)의 직경보다 큰 직경을 가지며, 중앙부에 형성된 제1 관통홀에 의한 내주면이 내부 휠(110)의 외주면에 대면되도록 한 상태에서, 휠 커넥터(300)에 고정 결합될 수 있다.

예시적으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 휠 서포터(120)는 제1 관통홀에 의한 내주면이 내부 휠(110)의 외주면 및 제1 휠 서포터(310)의 외주면에 대면되도록 한 상태에서, 휠 커넥터(300)에 나사와 같은 결합 수단을 통해 고정 결합될 수 있을 것이다.

여기서, 제2 휠 서포터(120)는 구동 모터(400)나 내부 휠(110)과는 결합되지 않으므로, 구동 모터(400)의 회전에 연동되지 않는다.

다음으로, 외부 휠(130)은 제2 휠 서포터(120)의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제2 관통홀에 의한 내주면이 제2 휠 서포터(120)의 외주면에 대면될 수 있다.

여기서, 도 2를 참조하면, 베어링(140)이 외부 휠(130)의 내주면과 제2 휠 서포터(120)의 외주면 사이에 내삽될 수 있다. 즉, 제2 휠 서포터(120)의 외주면에 베어링(140)이 배치되고, 베어링(140)의 외주면에 외부 휠(130)이 배치될 수 있을 것이다.

베어링(140)은, 예시적으로 제2 휠 서포터(120)의 중심축 방향으로 설치되는 다수의 링 베어링을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아닐 것이다.

다음으로, 파워 커넥터(150)는 내부 휠(110)과 외부 휠(130) 각각에 고정 결합되어, 구동 모터(400)에 연동된 내부 휠(110)의 회전력을 외부 휠(130)에 전달할 수 있다.

즉, 내부 휠(110)이 회전하면, 파워 커넥터(150)를 통해 내부 휠(110)에 간접 연결된 외부 휠(130)이 회전하여 지면을 주행할 수 있다.

이 때, 외부 휠(130)에 인가되는 이동 대차의 하중, 이동 대차에 적재되는 물류의 하중 및 지면에 대한 반발력에 의해 생성되는 레이디얼 하중은 은 베어링(140)을 통해 제2 휠 서포터(120)에 분산되며, 제2 휠 서포터(120)에 분산된 레이디얼 하중은 제2 휠 서포터가 결합된 휠 커넥터(300)가 지지하게 된다.

상기와 같이, 내부 휠 및 베어링을 이용하여 구동 모터(400)가 외부 휠(130)과 직접적으로 연결되지 않도록 하고, 외부 휠(130)에 걸리는 레이디얼 하중을 휠 커넥터(300)가 지지하도록 함으로써, 종래의 구조에서 휠을 통해 구동 모터 축에 직접 작용하던 레이디얼 하중을 받지 않도록 할 수 있으며, 이를 통해 구동 모터(400) 축의 변형과 파손을 방지할 수 있다.

한편, 파워 커넥터(150)는 내부 휠(110)의 외측면과 외부 휠(130)의 외측면에 각각 고정 결합되며, 제2 휠 서포터(120)의 외측면과는 이격될 수 있는데, 이 때 내부 휠(110)의 외측면과 외부 휠(130)의 외측면은 파워 커넥터(150)에 의해 동일선 상에서 연결될 수 있다.

여기서, 도 2를 참조하면, 파워 커넥터(150)와 이격된 제2 휠 서포터(120)의 외측면에는 소정의 브라켓이 결합될 수도 있는데, 이 경우에도 제2 휠 서포터(120)는 내부 휠(110)이나 파워 커넥터(150), 구동 모터(400)와는 결합되지 않는다.

또한, 파워 커넥터(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 외부 휠(130)의 직경에 대응되는 원형 플레이트 형태일 수 있으며, 또는 내부 휠(110)의 직경에 대응되되 외부 휠(130)의 직경에 대응되는 다수의 암이 형성된 원형 플레이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 것이다.

한편, 휠 어셈블리(100)가 브라켓(160)을 더 포함하는 경우를 상정할 수 있다.

구체적으로, 브라켓(160)은 내부 휠(110)의 외측 영역에 설치되며, 내측면은 내부 휠(110)에 고정 결합되고 외측면은 파워 커넥터(150)에 고정 결합될 수 있는데, 내부 휠(110) 또는 파워 커넥터(150)와의 각각의 결합은 나사에 의한 결합일 수 있다.

이 때 내부 휠(110)은 중심 영역에 형성된 관통홀에 의해 구동 모터(400)의 구동 축에 결합되며, 브라켓(160)에 의해 파워 커넥터(150)에 결합될 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 이동 대차용 캐스터 100 : 휠 어셈블리
110 : 내부 휠 120 : 제2 휠 서포터
130 : 외부 휠 140 : 베어링
150 : 파워 커넥터 160 : 브라켓
200 : 캐스터 본체 300 : 휠 커넥터
310 : 제1 휠 서포터 400 : 구동 모터

Claims (8)

1. 이동 대차용 캐스터의 휠 어셈블리에 있어서,
   캐스터 본체의 휠 커넥터에 고정 결합된 제1 휠 서포터에 구동 축이 회동 가능하게 결합된 구동 모터의 상기 구동 축에 결합되는 내부 휠;
   상기 내부 휠의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제1 관통홀에 의한 내주면이 상기 내부 휠의 외주면에 대면되도록 한 상태에서, 상기 휠 커넥터에 고정 결합되는 제2 휠 서포터;
   상기 제2 휠 서포터의 직경보다 큰 직경을 가지며 중앙부에 형성된 제2 관통홀에 의한 내주면이 상기 제2 휠 서포터의 외주면에 대면되는 외부 휠;
   상기 외부 휠의 내주면과 상기 제2 휠 서포터의 외주면 사이에 내삽되는 베어링; 및
   상기 내부 휠과 상기 외부 휠 각각에 고정 결합되는 파워 커넥터;
   를 포함하는 휠 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 휠 서포터는, 일측단이 상기 휠 커넥터에 고정 결합되며, 타측단이 상기 구동 모터의 바디에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 어셈블리.
3. 제1항에 있어서,
   상기 파워 커넥터는 상기 내부 휠의 외측면과 상기 외부 휠의 외측면에 각각 고정 결합되며, 상기 제2 휠 서포터의 외측면과는 이격되는 것을 특징으로 하는 휠 어셈블리.
4. 제1항에 있어서,
   상기 파워 커넥터는 상기 외부 휠의 직경에 대응되는 원형 플레이트, 또는 상기 내부 휠의 직경에 대응되되 상기 외부 휠의 직경에 대응되는 다수의 암이 형성된 원형 플레이트인 것을 특징으로 하는 휠 어셈블리.
5. 제1항에 있어서,
   상기 내부 휠은, 중심 영역에 형성된 관통홀에 의해 상기 구동 모터의 상기 구동 축에 결합되며, 상기 내부 휠의 외측 영역에 설치되며 내측면은 상기 내부 휠에 고정 결합되고 외측면은 상기 파워 커넥터에 고정 결합되는 브라켓에 의해 상기 파워 커넥터에 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 어셈블리.
6. 제1항에 있어서,
   상기 내부 휠은 상기 구동 모터의 상기 구동 축과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 어셈블리.
7. 제1항에 있어서,
   상기 내부 휠은 감속기를 포함하거나, 감속기인 것을 특징으로 하는 휠 어셈블리.
8. 제1항에 있어서,
   상기 베어링은 상기 제2 휠 서포터의 중심축 방향으로 설치되는 다수의 링 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 어셈블리.

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