KR102181426B1

KR102181426B1 - 변속 및 역행방지 장치

Info

Publication number: KR102181426B1
Application number: KR1020180136767A
Authority: KR
Inventors: 문현덕; 안부령; 백두진
Original assignee: 문현덕
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-11-24
Also published as: KR20200053729A

Abstract

본 발명은 변속 및 역행방지 장치에 관한 것으로서, 특히 유성기어를 사용하지 않아 내구성이 뛰어나면서 바퀴의 역방향 회전을 방지할 수 있도록 고정된 차축에 대하여 회전가능하도록 구비되는 바퀴본체; 상기 바퀴본체의 외측에 구비되어 바퀴본체와 연동되는 회전체; 에피트로코이드 치형을 가지며 회전체의 내측에서 회전체의 회전에 따라 차축에 대하여 편심이동하는 디스크와, 상기 디스크의 치형 측에 수축 및 확장이 가능하도록 구비되는 복수 개의 구동변환핀을 포함하여, 상기 복수 개의 구동변환핀이 디스크의 치형에 맞닿지 않으면서 회전체에 고정될 시 회전체의 회전력이 바퀴본체에 그대로 전달하고, 상기 복수 개의 구동변환핀이 디스크의 치형에 맞닿으면서 회전체에 고정되지 않을 시 회전체의 회전력이 변속되어 바퀴본체에 전달하는 변속수단; 및 상기 회전체의 회전력이 변속되어 바퀴본체에 전달될 시 바퀴본체의 역방향 회전을 방지하는 역행방지수단;을 포함하는 변속 및 역행방지 장치에 관한 것이다.

Description

변속 및 역행방지 장치{Transmission and preventing reverse rotation apparatus}

본 발명은 변속 및 역행방지 장치에 관한 것으로서, 특히 경사로를 용이하게 올라갈 수 있는 변속 및 역행방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동수단이란 자전거 등과 같이 사람들이 타고 다른 지역으로 이동할 수 있는 것을 의미하며, 이러한 이동수단 중 하나로 다리가 자유롭지 못한 사람이나 몸이 불편한 사람이 앉은 채로 이동할 수 있도록 바퀴를 단 의자인 휠체어가 있으며, 주로 장애인이나 노약자들이 사회생활, 직장 및 여가 생활에 참여하는데 사용한다.
종래 휠체어는 바퀴본체에 장착된 핸드림을 손으로 돌리는 동작을 취할 시, 핸드림과 바퀴본체의 구동비가 1:1을 이루며 구동하게 되는바, 경사로를 올라가는데 매우 큰 힘이 든다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 전동식 휠체어가 판매되고 있으나, 전동식 휠체어는 고가의 제품인바 이를 구입하기에 부담이 크다.
따라서, 수동식 휠체어에서 경사로를 원활히 올라갈 수 있도록 변속장치가 마련된 기술이 대한민국 등록특허 제10-1185028호(이하, '인용발명'이라 함)에 게시되어 있다.
인용발명은 휠체어의 바퀴축에 도 1에 도시된 바와 같은 유성기어세트를 갖는 변속기를 장착하고, 경사로 주행시 조작할 수 있는 제2 핸드림을 유성기어세트와 연결 설치하여, 제2 핸드림을 잡고 밀어주면 구동비가 변속된 주행을 할 수 있도록 구성되어 있다.
이에 따라, 인용발명은 유성기어세트를 통해 경사로를 쉽게 올라갈 수 있도록 변속이 가능하다. 그러나, 인용발명은 제2핸드림과 같은 변속 주행용 추가 부품이 필요하고, 후진 방지용 장치 또한 추가로 조작해야 하는 불편함이 있으며, 다양한 크기의 톱니바퀴 기어 여러 개가 상호 치합되는 형태를 이루고 있어 구성요소가 복잡하며, 어느 하나의 기어 치합이 어긋나거나 기어가 빠지는 등 고장이 일어나기 쉽다는 문제점이 있다.

삭제

1. 대한민국 등록특허 제10-1185028호 '수동 휠체어의 변속장치를 포함한 2단 휠'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 변속을 함에 유성기어를 사용하지 않아 내구성이 뛰어나면서 바퀴의 역방향 회전을 방지할 수 있는 변속 및 역행방지 장치를 제공함에 목적이 있다.

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상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 변속 및 역행방지 장치는 고정된 차축에 대하여 회전가능하도록 구비되는 바퀴본체; 상기 바퀴본체의 외측에 구비되어 바퀴본체와 연동되는 회전체; 에피트로코이드 치형을 가지며 회전체의 내측에서 회전체의 회전에 따라 차축에 대하여 편심이동하는 디스크와, 상기 디스크의 치형 측에 수축 및 확장이 가능하도록 구비되는 복수 개의 구동변환핀을 포함하여, 상기 복수 개의 구동변환핀이 디스크의 치형에 맞닿지 않으면서 회전체에 고정될 시 회전체의 회전력이 바퀴본체에 그대로 전달하고, 상기 복수 개의 구동변환핀이 디스크의 치형에 맞닿으면서 회전체에 고정되지 않을 시 회전체의 회전력이 변속되어 바퀴본체에 전달하는 변속수단; 및 상기 회전체의 회전력이 변속되어 바퀴본체에 전달될 시 바퀴본체의 역방향 회전을 방지하는 역행방지수단;을 포함한다.

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본 발명에 따르면, 회전체와 바퀴본체의 구동비가 변환될 뿐만 아니라 에피트로코이드 치형과 구동변환핀의 개수에 따라 다양한 구동비를 가지도록 할 수 있다. 종래와 같이 유성기어를 사용한 변속 방식이 아니므로 내구성이 뛰어나면서도 변속이 용이하게 이루어진다.
또한, 경사로를 올라갈 때 변속을 하여 사용자가 손쉽게 경사로를 올라갈 수 있음은 물론, 역행방지수단이 작동되어 바퀴본체의 역회전을 방지할 수 있어 경사로를 올라가는 도중에 차체가 미끄러져 내려오지 않도록 할 수 있는바, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

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도 1은 종래 휠체어용 변속장치의 구조를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치가 적용된 휠체어를 보여주는 측면도,
도 3은 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치가 적용된 바퀴의 결합사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치가 적용된 바퀴의 분해사시도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치에서 구동비가 변환되는 과정을 보여주는 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치가 적용된 휠체어 바퀴에서 회전체와 바퀴본체의 구동비가 1:1일 때 바퀴본체의 회전과 이동거리를 보여주는 도면,
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치가 적용된 휠체어 바퀴에서 회전체와 바퀴본체의 구동비가 3:1일 때 바퀴본체의 회전과 이동거리를 보여주는 도면,
도 12는 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치에 적용되는 중심체, 회전구 및 디스크가 결합되는 상태를 보여주는 분해사시도,
도 13은 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치에 적용되는 회전구, 디스크 및 커버가 결합되는 상태를 보여주는 분해사시도,
도 14는 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치에 적용되는 변속판의 구조를 보여주는 사시도,
도 15 및 도 16은 본 발명에 의한 변속 및 역행방지 장치에 적용되는 역행방지수단의 구조를 보여주는 도면.

삭제

본 발명에서는 변속을 함에 유성기어를 사용하지 않아 내구성이 뛰어나면서 바퀴의 역방향 회전을 방지할 수 있도록 고정된 차축에 대하여 회전가능하도록 구비되는 바퀴본체; 상기 바퀴본체의 외측에 구비되어 바퀴본체와 연동되는 회전체; 에피트로코이드 치형을 가지며 회전체의 내측에서 회전체의 회전에 따라 차축에 대하여 편심이동하는 디스크와, 상기 디스크의 치형 측에 수축 및 확장이 가능하도록 구비되는 복수 개의 구동변환핀을 포함하여, 상기 복수 개의 구동변환핀이 디스크의 치형에 맞닿지 않으면서 회전체에 고정될 시 회전체의 회전력이 바퀴본체에 그대로 전달하고, 상기 복수 개의 구동변환핀이 디스크의 치형에 맞닿으면서 회전체에 고정되지 않을 시 회전체의 회전력이 변속되어 바퀴본체에 전달하는 변속수단; 및 상기 회전체의 회전력이 변속되어 바퀴본체에 전달될 시 바퀴본체의 역방향 회전을 방지하는 역행방지수단;을 포함하는 변속 및 역행방지 장치를 제안한다.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하, 본 발명인 변속 및 역행방지 장치는 첨부된 도 2 내지 도 16을 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 변속 및 역행방지 장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 차체에 고정된 차축(10)에 대하여 회전가능하도록 구비되면서 차체를 지지하는 바퀴본체(A)와, 상기 바퀴본체(A)의 외측에 구비되어 회전에 따라 바퀴본체(A)가 연동되어 회전하는 회전체(B)와, 상기 바퀴본체(A)의 외측에 구비되어 상기 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비를 변환하는 변속수단(C)을 포함한다.
상기 차체의 일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 휠체어를 들 수 있으며 보통의 휠체어는 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 1:1을 이루고 있어, 사용자가 핸드림(600)을 잡고 한바퀴 돌릴 경우, 이에 따라 바퀴본체(A)도 한바퀴 회전하게 되는데, 본 발명은 상기 변속수단(C)을 이용하여 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비를 변환할 수 있는 것이다.
구체적으로, 상기 변속수단(C)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 디스크(200)와 구동변환핀(20)을 포함한다. 상기 디스크(200)는 회전체(B)의 내측에서 회전체(B)의 회전에 따라 차축(10)에 대하여 편심이동하게 되며, 에피트로코이드(epitrochoid) 치형을 가진다. 여기서, 상기 에피트로코이드 치형이란, 한 개의 원이 고정되어 있고 다른 한 개의 원이 고정된 원의 원주를 따라서 한바퀴를 돌 때 도는 원 위의 임의의 한 점이 그리는 자취로 인해 만들어지는 에피트로코이드 곡선에 대응되는 형태를 의미한다.
상기 구동변환핀(20)은 디스크(200)의 치형 측에 수축 및 확장이 가능하도록 복수 개가 구비된다. 이에 따라, 도 6b 및 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 구동변환핀(20)이 확장되어 디스크(200)의 치형에 맞닿지 않으면서 회전체(B)에 고정될 시, 회전체(B)의 회전이 디스크(200)에 영향을 미치지 않으므로 일반적인 경우와 마찬가지로 회전체(B)의 회전력이 바퀴본체(A)에 그대로 전달된다.
반면, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 구동변환핀(20)이 수축되어 구동변환핀(20)이 디스크(200)의 치형에 맞닿으면서 회전체(B)에 고정되지 않을 시, 회전체(B)가 회전하게 되면 디스크(200)는 구동변환핀(20)의 내측에서 편심으로 이동하며 에피트로코이드 치형 중 외측으로 볼록한 형태를 이루는 부분이 구동변환핀(20)의 사이로 들어갔다가 나왔다하는 동작을 반복하면서 서서히 구동변환핀(20)을 밀게 되며, 이로 인해 회전체(B)의 회전력이 변속되어 바퀴본체(A)에 전달된다.
본 발명에서 변속수단(C)에 의해 변환되는 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비는 디스크(200)의 치형(즉, 디스크(200)에서 외측으로 볼록한 형태를 이루는 부분) 개수와 구동변환핀(20)의 개수에 따라 결정될 수 있다. 즉, 상기 디스크(200)의 치형 개수가 n개일 때, 상기 구동변환핀(20)은 n+1개가 차축(10)을 중심으로 동일한 거리 상에 등간격으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비는 변속수단(C)에 의해 1:1 또는 n:1(n>1)을 이루도록 변속이 가능하다.
일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 디스크(200)의 치형 개수가 3개일 때, 상기 구동변환핀(20)은 차축(10)을 중심으로 동일한 거리 상에 4개가 등간격으로 구비되며, 4개의 구동변환핀(20)이 수축되어 디스크(200)의 치형에 접할 시, 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비는 3:1을 이룬다.
따라서, 도 6b 및 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 구동변환핀(20)이 확장되어 디스크(200)의 치형에 맞닿지 않으면서 회전체(B)에 고정됨으로써 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 1:1을 이룰 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 회전체(B)를 한바퀴 돌리면 바퀴본체(A)도 한바퀴 돌게 되어, 도 9에 도시된 바와 같이 L1만큼 이동하게 된다. 반면, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 구동변환핀(20)이 수축되어 디스크(200)의 치형에 맞닿으면서 회전체(B)에 고정되지 않음으로써 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 3:1을 이룰 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 회전체(B)를 한바퀴 돌리면 바퀴본체(A)는 1/3바퀴를 돌게 되어, 도 10에 도시된 바와 같이 L2(L1의 1/3)만큼 이동하게 된다.
한편, 상기 변속수단(C)은 도 12에 도시된 바와 같이 차축(10)과 동일선상의 외측에 회전가능하도록 구비되는 회전구(300)를 포함할 수 있으며, 상기 회전구(300)에는 외측을 향해 편심된 구동축(310)이 돌출형성될 수 있다. 이와 같이 편심된 구동축(310)에는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 디스크(200)의 중앙부가 결합되며, 상기 디스크(200)는 편심되어 이동하게 된다.
또한, 상기 회전체(B)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 구동변환핀(20)의 외측을 감싸는 형태로 형성된 커버(400)를 포함할 수 있으며, 링 형태를 이루며 상기 커버(400)의 외측에 위치하도록 커버(400)와 연결된 핸드림(600)을 포함할 수 있다.
상기 커버(400)는 도 13에 도시된 바와 같이 내면에 구동축(310)과 결합되는 구동돌기(410)가 돌출형성될 수 있으며, 상기 구동돌기(410)는 편심된 구동축(310)에 대응되도록 커버(400)의 중심으로부터 편심되어 형성된다. 또한, 상기 커버(400)는 내주연을 따라 오목하게 함입된 고정홈(420)이 복수 개 형성될 수 있는데, 상기 복수의 고정홈(420)에는 도 7b에 도시된 바와 같이 복수 개의 구동변환핀(20)의 확장시 구동변환핀(20)이 고정된다.
즉, 복수 개의 구동변환핀(20)이 확장되어 커버(400)에 형성된 고정홈(420)에 고정되는 경우, 커버(400)와 일체로 형성된 핸드림(600)의 회전이 구동변환핀(20)에 의해 동일하게 바퀴본체(A)로 전달되므로 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 1:1로 유지되게 된다. 또한, 복수 개의 구동변환핀(20)이 수축되어 고정홈(420)으로부터 이탈되고 디스크(200)에 맞닿는 경우, 회전체(B)의 회전은 디스크(200)와 구동변환핀(20)의 영향으로 인해 구동비가 변환되어 바퀴본체(A)로 전달된다.
그리고, 상기 변속수단(C)은 도 4에 도시된 바와 같이 바퀴본체(A)에 결합되면서 외측면 상에서 디스크(200)가 편심이동하는 통형의 중심체(110)를 포함할 수 있으며, 상기 중심체(110)의 외측면에는 도 12에 도시된 바와 같이 내측으로 함입된 안착홈(112)이 회전구(300)의 직경에 대응되도록 형성되어, 상기 회전구(300)가 안착되어 독립적으로 회전가능하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 중심체(110)에는 안착홈(112)의 외측으로 관통되거나 함입된 유동가이드홀(111)이 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 상기 유동가이드홀(111)에는 디스크(200)의 내측면에서 내측을 향해 돌출형성된 유동돌기(210)가 삽입되어, 디스크(200)의 편심 이동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 가이드하는 역할을 한다.
또한, 상기 변속수단(C)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 외측가이드판(120), 변속판(130), 제1 내측가이드판(140) 및 제2 내측가이드판(150) 및 변속휠(500)을 포함할 수 있다.
상기 외측가이드판(120)은 외측에 디스크(200)가 위치하도록 구비되고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 구동변환핀(20)이 수축 및 확장이 가능하도록 안내하는 가이드홀(121)이 비스듬하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 변속판(130)은 도 14에 도시된 바와 같이 외측가이드판(120)의 내측에 구비되고 중심에 대하여 수직방향으로 구동변환핀(20)이 이동할 수 있는 이동홀(131)이 형성되고, 상기 이동홀(131)에 구동변환핀(20)이 외측을 향해 돌출되도록 구비될 수 있으며, 내측에 위치한 바퀴본체(A)와 결합된다.
상기 이동홀(131)의 최내측과 가이드홀(121)의 최내측에 구동변환핀(20)이 위치하는 경우, 구동변환핀(20)과 디스크(200)에 의해 회전체(B)와 바퀴본체(A)는 n:1(n>1)의 구동비를 가지게 되며, 이 상태에서 외측가이드판(120)을 가이드홀(121)이 형성된 방향으로 회전하게 되면, 구동변환핀(20)은 가이드홀(121)을 따라 이동홀(131) 내에서 외측으로 이동하게 되어, 구동변환핀(20)이 디스크(200)에 간섭되지 않은 상태가 되면서 고정홈(410)에 고정되므로 회전체(B)와 바퀴본체(A)는 1:1의 구동비를 가지게 된다. 즉, 상기 외측가이드판(120)의 회전에 따라 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비를 변환할 수 있다.
상기 제1 내측가이드판(140)은 변속판(130)의 내측에 구비되어 변속판(130)과 함께 바퀴본체(A)에 결합됨과 동시에, 커버(400)와 결합되어 회전체(B)가 회전할 수 있도록 결합시키는 역할을 한다. 상기 외측가이드판(120)에는 내측면에 내측을 향해 돌출된 결합돌기(122)가 형성될 수 있으며, 상기 결합돌기(122)는 변속판(130)에 형성된 결합공(132)과 제1 내측가이드판(140)을 관통한 후, 변속휠(500)에 형성된 결합홀(520)에서 나사 등이 결합될 수 있다.
상기 결합돌기(122)는 외측가이드판(120)이 변속휠(500)의 회전에 대응되게 동작하도록 하는 역할을 한다. 따라서, 사용자가 변속휠(500)을 파지하고 회전하게 되면, 외측가이드판(120)이 회전하게 된다.
한편, 상기 제2 내측가이드판(150)은 제1 내측가이드판(140)의 내측과 바퀴본체(A) 사이에 구비될 수 있으며, 보다 바람직하게는 제1 내측가이드판(140)의 내측에 구비되는 변속휠(500)과 바퀴본체(A) 사이에 구비될 수 있다. 상기 제2 내측가이드판(150)은 제1 내측가이드판(140)과 마찬가지로 변속판(130)과 함께 바퀴본체(A)에 결합되는 것으로, 상기 변속휠(500)의 회전시 바퀴본체(A)에 직접적인 영향을 끼치지 않도록 구비되는 것이다.
상기 변속휠(500)은 내측으로 바퀴본체(A) 및 제2 내측가이드판(150)과 결합되며, 외측으로 제1 내측가이드판(140) 및 변속판(130)과 결합된다. 이때, 변속판(130)으로부터 바퀴본체(A)에 이르기까지 결합나사가 관통함으로써 모두가 결합될 수 있다.
상기 변속휠(500)에는 변속판(130)의 회전에 따라 결합나사가 이동되는 경로를 따라 변속가이드홀(510)이 형성될 수 있다. 따라서, 사용자가 구동비 변환을 위해 변속휠(500)을 파지하고 회전하게 되면, 외측가이드판(120)이 회전하게 되고, 구동변환핀(20)이 외측가이드판(120)의 가이드홀(121)을 따라 변속판(130)에 형성된 이동홀(131) 내에서 확장 또는 수축하게 되면서 구동비가 변환된다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 변환될 뿐만 아니라 에피트로코이드 치형과 구동변환핀(20)의 개수에 따라 다양한 구동비를 가지도록 할 수 있어, 경사로를 올라갈 때 변속을 하여 사용자가 손쉽게 경사로를 올라갈 수 있으며, 종래와 같이 유성기어를 사용한 변속 방식이 아니므로 내구성이 뛰어나면서도 변속이 용이하게 이루어진다.
한편, 본 발명인 변속 및 역행방지 장치는 경사로를 올라가는 도중에 차체가 미끄러져 내려오는 것을 방지하기 위하여, 즉 바퀴본체(A)의 역방향 회전을 방지하기 위하여 상기 회전체(B)의 회전력이 변속되어 바퀴본체(A)에 전달될 시, 구체적으로 변속수단(C)에 의해 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 n:1(n>1)을 이룰 시, 작동되는 역행방지수단이 구비된다.
상기 역행방지수단의 일 예로, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 변속판(130)에는 내측을 향해 탄성적으로 돌출되는 역행방지핀(133)이 구비될 수 있으며, 상기 변속휠(500)에는 역행방지핀(133)이 구비된 지점과 대응되는 지점에 소정의 길이로 핀가이드홀(530)이 비스듬히 형성될 수 있다. 이때 역행방지핀(133)은 일부분이 내측을 향해 돌출되어 핀가이드홀(530)에 이동될 수 있도록 구비되며, 상기 핀가이드홀(530)은 변속휠(500)이 회전되는 방향의 일단이 반대 방향으로 회전되는 방향의 타단보다 내주연으로부터 이격되도록 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 중심체(110)는 도 15에 도시된 바와 같이 역행방지핀(133)이 돌출되어 맞닿는 부분에 외주연을 따라 일방향으로만 걸림이 발생되는 톱니가 형성될 수 있으며, 핀가이드홀(530)의 타단에 역행방지핀(133)이 위치하는 경우 역행방지핀(133)이 중심체(110)에 형성된 톱니와 맞닿도록 핀가이드홀(530)이 형성됨이 바람직하다.
따라서, 1:1 구동을 위해 변속휠(500)이 회전하는 경우 도 15a에 도시된 바와 같이 역행방지핀(133)은 핀가이드홀(530)의 일단으로 이동되어 중심체(110)와 맞닿지 않아 바퀴본체(A)와 결합된 변속판(130)이 양방향으로 회전하게 되며, n:1(n>1) 구동을 위해 변속휠(500)이 회전하는 경우 도 15b에 도시된 바와 같이 역행방지핀(133)은 핀가이드홀(530)의 타단으로 이동되어 중심체(110)에 형성된 톱니에 맞닿게 되어 바퀴본체(A)와 결합된 변속판(120)이 역방향으로 회전하면 역행방지핀(133)이 톱니에 걸려 역방향으로 회전하지 못하게 된다.
상기 역행방지수단의 다른 일 예로, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 변속판(130)에는 내주연 부근에 내주연을 따라 역행방지롤러(134)가 탄성적으로 구비될 수 있으며, 상기 외측가이드판(120)에는 역행방지롤러(134)가 구비된 지점과 대응되는 지점에 소정의 길이로 롤러가이드홀(123)이 비스듬히 형성될 수 있다. 이때, 역행방지롤러(134)는 일부분이 외측을 향해 돌출되어 롤러가이드홀(123)에 이동될 수 있도록 구비되며, 상기 롤러가이드홀(123)은 외측가이드판(120)이 회전되는 방향의 일단이 반대방향으로 회전되는 방향의 타단보다 내주연으로부터 이격되도록 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 중심체(110)는 외주연이 민짜 형태를 이룸이 바람직하며, 롤러가이드홀(123)의 타단에 역행방지롤러(134)가 위치하는 경우 역행방지롤러(134)가 중심체(110)와 맞닿도록 롤러가이드홀(123)이 형성됨이 바람직하다.
따라서, 1:1 구동을 위해 외측가이드판(120)이 회전하는 경우, 도 16a에 도시된 바와 같이 역행방지롤러(134)는 롤러가이드홀(123)의 일단으로 이동되어 중심체(110)와 맞닿지 않아 바퀴본체(A)와 결합된 변속판(130)이 양방향으로 회전하게 되며, n:1(n>1) 구동을 위해 외측가이드판(120)이 회전하는 경우, 도 16b에 도시된 바와 같이 역행방지롤러(134)는 롤러가이드홀(123)의 타단으로 이동되어 중심체(110)와 맞닿게 되어 바퀴본체(A)와 결합된 변속판(120)이 역방향으로 회전하지 못하게 된다.
상술한 역행방지수단을 통해 본 발명인 변속 및 역행방지 장치는 변속수단을 통해 경사로를 손쉽게 올라갈 수 있음은 물론, 역행방지수단을 통해 경사로를 올라감에 있어 바퀴가 역회전하여 사용자가 위험에 처하는 것을 방지할 수 있다.

A : 바퀴본체 B : 회전체
C : 변속수단
10 : 차축 20 : 구동변환핀
110 : 중심체 111 : 유동가이드홀
112 : 안착홈 120 : 외측가이드판
121 : 가이드홀 122 : 결합돌기
123 : 롤러가이드홀 130 : 변속판
131 : 이동홀 132 : 결합공
133 : 역행방지핀 134 : 역행방지롤러
140 : 제1 내측가이드판 150 : 제2 내측가이드판
200 : 디스크 210 : 유동돌기
300 : 회전구 310 : 구동축
400 : 커버 410 : 구동돌기
420 : 고정홈 500 : 변속휠
510 : 변속가이드홀 520 : 결합홀
530 : 핀가이드홀 600 : 핸드림

Claims

고정된 차축(10)에 대하여 회전가능하도록 구비되는 바퀴본체(A);
상기 바퀴본체(A)의 외측에 구비되어 바퀴본체(A)와 연동되는 회전체(B);
에피트로코이드 치형을 가지며 회전체(B)의 내측에서 회전체(B)의 회전에 따라 차축(10)에 대하여 편심이동하는 디스크(200)와, 상기 디스크(200)의 치형 측에 수축 및 확장이 가능하도록 구비되는 복수 개의 구동변환핀(20)을 포함하여, 상기 복수 개의 구동변환핀(20)이 디스크(200)의 치형에 맞닿지 않으면서 회전체(B)에 고정될 시 회전체(B)의 회전력이 바퀴본체(A)에 그대로 전달되고, 상기 복수 개의 구동변환핀(20)이 디스크(200)의 치형에 맞닿으면서 회전체(B)에 고정되지 않을 시 회전체(B)의 회전력이 변속되어 바퀴본체(A)에 전달되는 변속수단(C); 및
상기 회전체(B)의 회전력이 변속되어 바퀴본체(A)에 전달될 시 바퀴본체(A)의 역방향 회전을 방지하는 역행방지수단;을 포함하는 변속 및 역행방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동변환핀(20)은 차축(10)을 중심으로 동심원상에 등간격으로 구비되고,
상기 회전체(B)는 구동변환핀(20)의 외측을 감싸는 형태로 형성되어 내주연을 따라 구동변환핀(20)이 고정될 수 있는 복수의 고정홈(420)이 형성된 커버(400)를 포함하는 변속 및 역행방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스크(200)는 치형이 n개가 형성되고, 상기 구동변환핀(20)이 n+1개가 구비되어, 상기 변속수단(C)에 의해 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 1:1 또는 n:1(n>1)을 이루도록 변속이 가능한 변속 및 역행방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 변속수단(C)은 바퀴본체(A)에 결합되면서 외측면 상에서 디스크(200)가 편심이동하는 통형의 중심체(110)와, 외측을 향해 편심된 구동축(310)이 돌출형성된 회전구(300)를 포함하되,
상기 변속수단(C)은 최외측에 디스크(200)가 위치하도록 구비되고 구동변환핀(20)이 수축 및 확장이 가능하도록 안내하는 가이드홀(121)이 비스듬하게 형성된 외측가이드판(120);
상기 외측가이드판(120)의 내측에 구비되고 중심에 대하여 수직방향으로 구동변환핀(20)이 이동할 수 있는 이동홀(131)이 형성되고, 상기 이동홀(131)에 구동변환핀(20)이 외측을 향해 돌출되도록 구비되며, 내측에 위치한 바퀴본체(A)와 결합되는 변속판(130);
상기 변속판(130)의 내측에 구비되어, 상기 바퀴본체(A) 및 상기 변속판(130)과 결합되는 제1 내측가이드판(140);
상기 제1 내측가이드판(140)의 내측에 구비되어, 상기 바퀴본체(A) 및 상기 변속판(130)과 결합되는 제2 내측가이드판(150); 및
상기 제1 내측가이드판(140)과 상기 제2 내측가이드판(150) 사이에 구비되어, 내측으로 상기 바퀴본체(A) 및 상기 제2 내측가이드판(150)과 결합되고, 외측으로 상기 제1 내측가이드판(140) 및 상기 변속판(130)과 결합되는 변속휠(500);을 포함하여,
상기 외측가이드판(120)의 회전에 따라 회전체(B)와 바퀴본체(A)의 구동비가 변환되는 변속 및 역행방지 장치.
제4항에 있어서,
상기 변속판(130)은 내측을 향해 탄성적으로 돌출되는 역행방지핀(133)이 구비되고,
상기 중심체(110)는 역행방지핀(133)이 돌출되어 맞닿는 부분에 외주연을 따라 일방향으로만 걸림이 발생되는 톱니가 형성되되,
상기 변속판(130)이 정방향으로 회전하는 경우 역행방지핀(133)이 톱니에 걸리지 않으며, 상기 변속판(130)이 역방향으로 회전하면 역행방지핀(133)이 톱니에 걸려 바퀴본체(A)의 역방향 회전이 방지되는 변속 및 역행방지 장치.
제4항에 있어서,
상기 변속판(130)은 내주연 부근에 내주연을 따라 역행방지롤러(134)가 탄성적으로 구비되고, 상기 외측가이드판(120)은 역행방지롤러(134)가 구비된 지점과 대응되는 지점에 소정의 길이로 롤러가이드홀(123)이 비스듬히 형성되어, 롤러가이드홀(123)의 외측으로 돌출된 역행방지롤러(134)의 일부분이 롤러가이드홀(123)을 따라 이동할 수 있되,
상기 변속판(130)이 정방향으로 회전하는 경우 역행방지롤러(134)가 롤러가이드홀(123)의 일단으로 이동되어 중심체(110)와 이격되며, 상기 변속판(130)이 역방향으로 회전하면 역행방지롤러(134)가 롤러가이드홀(123)의 타단으로 이동되어 중심체(110)와 맞닿아 바퀴본체(A)의 역방향 회전이 방지되는 것을 특징으로 하는 변속 및 역행방지 장치.
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