KR102329219B1

KR102329219B1 - 동력전달장치

Info

Publication number: KR102329219B1
Application number: KR1020200000579A
Authority: KR
Inventors: 박찬구
Original assignee: 위월드 주식회사
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2021-11-22
Also published as: US20210310544A1; KR20210087623A; EP3845776A1

Abstract

본 발명은 외주면이 형성된 풀리와, 원동축 및 풀리의 외주면을 감싸도록 구비되어, 원동축의 회전력을 전달하는 동력전달부재 및 풀리의 반경방향 외측에 구비되어, 서로 대향되는 방향으로 상기 동력전달부재를 각기 감싸는 한 쌍의 걸림단을 포함하는 동력전달장치에 관한 것으로, 동력전달부재를 이용하여 종동축과 회전을 병행하는 피동부, 상기 피동부의 외측에 구비된 도르래 또는 반달부재가 이루는 전반적인 높이를 저감시켜 공간적 효율을 증대시킴과 동시에 높은 기어비를 형성할 수 있는 동력전달장치에 관한 것이다.

Description

동력전달장치{Power Transmission apparatus}

본 발명은 풀리의 직경을 증가시키지 않고, 큰 기어비를 형성할 수 있는 동력전달장치에 관한 것이다.

동력전달장치란, 동력원의 축을 이루며 회전하는 원동축으로 부터의 회전력을 피회전장치의 축을 이루는 종동축에 전달하도록 구성되는 것으로서, 일반적으로 두 축이 이루는 상태나 이(治)의 모양에 따라, 스퍼기어(spur gear), 인터널기어(internal gear), 래크(rack), 헬리컬기어(gellical gear), 베벨기어(bevel gear) , 나사기어(screw gear), 웜기어(worm gear) 및 두 축이 일정거리 이격되어 축을 감싸는 로프 또는 벨트를 걸어 동력을 전달하는 풀리(Pully) 등으로 분류되며, 이때 두 축이 직교하며 회전하는 웜기어의 경우 높은 감속비를 요구하는 차동장치 및 안테나의 앙각구동장치 등에 다양하게 활용되고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 동력전달장치는 높은 기어비를 이루기 위해서 서로 맞물리는 나사산(기어 이, 治)의 치형 즉, 외주면을 따라 형성된 나사산의 개수에 기인하는 종동축의 직경을 증가시켜야 하고, 이에 따라 동력전달장치가 설치되는 기구의 전반적인 높이(Profile)가 높게 형성될 수밖에 없다는 한계가 발생하게 된다.

한국공개특허공보 제10-2019-0129774호('동력전달 장치', 2019.11.20. 공개)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 전반적인 높이(profile)가 저감됨에 따른, 한정된 공간상에 높은 기어비를 형성 가능하도록 설치되는 동력전달장치를 제공하고자 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 동력을 인가받아 회전하는 원동축으로부터, 상기 원동축의 동력을 전달받아 회전하는 종동축으로 동력을 전달하기 위한 동력전달장치에 있어서, 상기 원동축에 연결되어 회전력을 전달하는 동력전달부재; 외주면에서 상기 동력전달부재가 회전하도록 가이드하는 풀리; 및 상기 폴리의 외주면의 외측으로 이격 배치되어 상기 동력전달부재의 회전력을 전달받는 피동부;를 포함하고, 상기 피동부의 내부에 상기 원동축과 풀리가 배치되되, 내외측으로 중공된 개구부를 포함하여 상기 동력전달부재가 상기 피동부를 감싸도록 배치되며, 상기 피동부가 상기 종동축과 회전이 병행되도록 동력이 전달될 수 있다.

또한, 상기 동력전달부재는, 일면이 상기 원동축 및 피동부의 외주면을 감싸며, 타면이 상기 풀리의 외주면을 감싸도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 풀리는 제1풀리 및 제2풀리를 포함하여 복수로 구성되고, 상기 제1풀리가 상기 피동부의 내부에 배치되되, 상기 제2풀리가 상기 제1풀리의 외측으로 소정거리 이격 배치되며, 상기 피동부는 상기 제1풀리 및 제2풀리 사이에 개재되어, 상기 동력전달부재는 일면이 상기 원동축 및 피동부를 감싸되, 타면이 상기 제1풀리 및 제2풀리의 외주면을 감싸도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 피동부는 제1피동부 및 제2피동부를 포함하여 복수로 구성되고, 복수의 풀리와 복수의 피동부가 내외측으로 교번되도록 배치되되, 상기 동력전달부재가 복수의 풀리 및 피동부를 교번하며 감싸도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 서로 체결되는 상판(40); 및 하판(50);을 더 포함하고, 복수의 피동부는 상기 상판(40)에 고정되고, 복수의 풀리는 상기 하판(50)에 고정되며, 상기 원동축(10) 및 종동축(20)이 상기 하판(50)에 배치되되, 상기 종동축(20)이 상기 상판(40)과 연결되어 복수의 피동부와 회전이 병행될 수 있다.

또한, 상기 동력전달부재 및 풀리는 서로 맞물리는 복수의 나사산을 포함할 수 있다.

삭제

상기한 구성에 따른 본 발명은, 동력전달부재를 이용하여 종동축과 회전을 병행하는 피동부와, 상기 피동부의 외측에 구비된 도르래 또는 반달부재가 이루는 전반적인 높이를 저감시켜 공간적 효율을 증대시킴과 동시에 높은기어비를 형성할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치의 변형예를 도시한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1-1실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제1-2실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제2-1실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제2-2실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

< 제1실시예 : 동력전달부재 - 한 쌍의 걸림단에 따른 동력전달 >

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면으로서, 도 1을 참조하면, 본 발명은 동력을 인가받아 회전하는 원동축(10)으로부터, 상기 원동축(10)의 동력을 전달받아 회전하는 종동축(20)으로 동력을 전달하기 위한 동력전달장치에 관한 것으로, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치(1000)는 외주면이 형성된 풀리(100)와, 상기 원동축(10) 및 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸도록 구비되어, 상기 원동축(10)의 회전력을 전달하는 동력전달부재(200) 및 상기 풀리(100)의 반경방향 외측에 구비되어, 서로 대향되는 방향으로 상기 동력전달부재(200)를 각기 감싸는 한 쌍의 걸림단(310)을 형성하는 피동부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 동력전달부재(200)는 두께방향 일측으로 상기 원동축(10) 및 피동부(300)의 외주면을 감싸며, 타측으로 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸도록 구성되어, 상기 종동축(20)과 회전을 병행하도록 이루어진 피동부(300)가 상기 피동부(300)와 독립되도록 구성되어 고정된 풀리(100)의 외주면을 따라 회전함으로써, 상기 원동축(10)의 회전력을 상기 종동축(20)에 전달하거나, 상기 피동부(300)가 상기 종동축(20)과 회전을 병행하도록 구성되어 상기 원동축(10)의 회전력에 의해 상기 피동부(300), 종동축(20) 또는 상기 원동축(10)에 결합된 모터부가 회전하도록 이루어질 수 있다.

여기에서, 상기 동력전달부재(200)는 상기 한 쌍의 걸림단(310)에 각기 권취되어 상기 원동축(10)의 회전에 의해 상기 한 쌍의 걸림단(310)에 동력을 전달하기 위한 구성으로, 폐루프(close loop)를 이루며 상기 한 쌍의 걸림단(310)을 각기 감싸도록 권취되는 벨트(belt), 와이어(wire) 및 로프(rope) 등으로 이루어질 수 있다. 이때 상기 한 쌍의 걸림단(310)은 상기 풀리(100)의 반경방향 외측에 구비되며, 일직선상으로 서로 소정거리 이격된 한 쌍의 도르래(301) 또는 소정 두께를 이루며 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸되, 상기 풀리(100)의 반경방향으로 소정길이 연통된 개구부(320)를 이루는 반달부재(302)로 구성되어, 상기 동력전달부재(200)가 상기 한 쌍의 도르래(301)가 이격된 사이 및 상기 반달부재(302)의 개구부(320)를 지나 각각의 걸림단(310)을 감싸도록 이루어질 수 있다. 이때, 상기 원동축(100)은 상기 동력전달부재(200)를 감거나 풀 수 있는 공급/회수롤러 또는 상기 동력전달부재(200)가 타이밍벨트로 이루어질 경우 이에 맞물려 동력을 전달하는 기어로 구성될 수 있다.

더욱 자세하게는, 상기 원동축(10)으로부터 인출되어 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸고 상기 한 쌍의 걸림단(310) 중 어느 하나에 권취된 동력전달부재(200)의 일측부의 길이가 점차 짧아지도록 상기 원동축(10)이 회전하게 되면, 서로 회전을 병행하도록 고정된 상기 한 쌍의 걸림단(310)이 상기 풀리를 기준으로 상기 도 1을 바라보는 방향에서의 반시계방향으로 회전하게 된다. 이때 상기 원동축의 회전력(f)에 따른 상기 종동축(20)에서의 토크(T)는 상기 종동축으로부터 상기 걸림단(310)까지의 직선거리(L) 및 상기 걸림단(310)에 인가되는 직교방향으로의 회전력(F)의 곱(

)에 비례하게 되고, 이때 상기 걸림단(310)에 작용하는 직교방향으로의 회전력(F)는 상기 걸림단(310)과 풀리(100)의 접면 방향으로 작용하는 상기 동력전달부재(200)가 회수되는 상기 원동축(10)의 회전력(f*cos(c))에 비례한다. 즉, 상기 원동축에 작용하는 회전력(토크, T)은 하기의 식 1에 기되며, 이때 상기 접선각도(c)는 0 < c < 1/2

의 범위를 이루며, 상기 풀리(100)의 외주면으로부터 상기 걸림단(310)이 이격된 거리(t)에 의해 결정된다.

식 1 :

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 동력전달장치(1000)는 상기 걸림단(310)을 이루는 피동부(300)가 회전하는 구성을 일예로 들어 설명하나, 본 발명의 동력전달장치(1000)의 회전에 따른 상기 풀리(100), 피동부(300)의 고정관계는 특정된 한정어구 또는 구성을 언급하지 아니하는 이상 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양하게 변형실시가 가능할 것이다.

삭제

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치의 변형예를 도시한 구성도 이며, 도 4의 (a)는 도 3에 따른 배면도이고, 도 4의 (b)는 도 3에 따른 정면도로서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상술한 상기 한 쌍의 걸림단(310)이 이격된 거리에 따라 나타나는 회전반경이 제한되는 한계를 극복하기 위하여, 본 발명의 동력전달장치(1000)는 상기 동력전달부재(200)가 적어도 1회 이상 꼬여지도록 구성되어 상기 풀리(100)를 감싸 상기 피동부(300)의 회전반경을 제한하지 않고 360도 이상 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.

더욱 자세하게는, 상기 동력전달부재(200)는 상기 원동축(10)을 감싸는 일단부(210)가 마주보는 반대방향에 구비되는 어느 하나의 걸림단(310)을 감싸도록 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸고 이후, 상기 어느 하나의 걸림단(310)을 감싸고 재차 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸 다른 하나의 걸림단(310)을 감싸도록 권취된다. 이때, 상기 피동부(300)의 한 쌍의 걸림단(310)은 상기 풀리(100)의 축방향으로 서로 다른 높이를 이루도록 구성되어, 상기 풀리(100)를 감싸는 동력전달부재(200) 간의 간섭을 최소화 할 수 있다.

이때, 본 발명의 동력전달장치(1000)는 상기 동력전달부재(200)간의 불필요한 접촉을 방지하기 위한 다수의 아이들(idle) 롤러를 이용하여 상기 동력전달부재(200)의 장력을 유지함과 동시에 상기 동력전달부재(200)간의 마찰을 방지하도록 구성될 수 있다.

더욱 자세하게는, 상술한 구성에 따른 동력전달부재(1000)는 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 적용하고자 하는 장치에 맞는 다양한 결합, 고정수단을 이용하여 변형실시 될 수 있으며, 이때 상기 피동부(300)는 상기 한 쌍의 걸림단(310)을 포함하여, 상기 한 쌍의 걸림단(310)이 회전되도록 상기 종동축(20)과 연결하는 고정수단 또는 본 발명의 요지에 따라 상기 한 쌍의 걸림단(310)이 상기 종동축(20)에 독립되어 고정되는 별도의 고정수단을 통해 이루어질 수 있으며, 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 피동부(300)는 일측이 상기 종동축(20)과 회전을 병행하도록 고정되되, 타측이 상기 종동축의 반경방향 외측으로 소정길이(L)를 갖도록 연장된 로커암(520)으로 형성될 수 있으며, 이때 상기 로커암(520)은 타측에 상기 동력전달부재(200)가 각기 권취되는 한 쌍의 고정단(510)을 더 포함하되, 상기 동력전달부재(200)는 두께방향 일측으로 상기 원동축(10) 및 상기 한 쌍의 고정단(510)을 감싸도록 구성되어, 상술한 제1실시예에 따른 본 발명의 동력전달부재(1000)를 형성할 수 있다.

이때, 상기 풀리(100)는 외주면을 형성하되, 상측면이 소정곡률을 갖도록 하방으로 만곡된 형상을 갖도록 형성되어, 상기 한 쌍의 고정단(510)을 지나는 상기 동력전달부재(200)의 외측면을 감싸도록 형성되어, 상기 풀리(100)의 직경에 따른 장치의 전체 높이를 더욱 저감시킬 수 있다. 즉, 상기 종동축(20)은 상기 풀리(100)와 동심축을 이루지 않고, 상기 풀리(100)의 원심으로부터 반경방향으로 이격되도록 형성되어, 설계 시 상기 풀리(100)가 이루는 반경에 따른 한계를 극복할 수 있다. 즉, 상술한 구성을 이루는 본 발명의 동력전달부재(1000)에서의 상기 풀리(100)는 상기 원동축(10)에 체결된 동력전달부재(200)가 상기 한 쌍의 걸림단(310)을 감싸며, 상기 한 쌍의 걸림단(310)을 회전시키기 위한 가이드를 형성하는 다양한 구성으로 변형실시 가능할 것이다.

이때, 상기 풀리(100)의 외주면에 일부를 감싸도록 형성되되, 상기 풀리(100)와 대향되는 외주면상에 상기 동력전달부재를 가압하도록 형성된 고정기어를 더 포함하여, 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸는 동력전달부재(200)의 장력을 유지히고, 상기 동력전달부재(200)의 이탈을 방지할 수 있다.

또한, 상기 로커암(520)의 타측에 상기 한 쌍의 걸림단(310)의 외측으로 각기 구비된 한 쌍의 고정단(510)이 형성되어, 상기 종동축(20)의 상방을 감싸며, 상기 종동축(20)을 하방으로 가압하도록 양단이 상기 로커암(520)의 한 쌍의 고정단(510)에 고정되도록 구비되어 상기 동력전달부재(200)가 서로 접하는 내측에 개재되는 슬립벨트(500)를 더 포함하여, 상기 동력전달부재(200)간에 간섭을 방지할 수 있다.

< 제1-1실시예 : 기어비 증가를 위한 수직방향 배치구조 >

도 7은 본 발명의 제1-1실시예를 도시한 동력전달장치(1000)를 도시한 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 제1-1실시예를 도시한 동력전달장치(1000)를 도시한 단면도로서, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1-1실시예에 따른 동력전달장치(1000)는 외주면이 형성된 풀리(100)와, 상기 원동축 및 상기 풀리의 외주면을 감싸도록 구비되어, 상기 원동축의 회전력을 전달하는 동력전달부재(200) 및 상기 풀리의 반경방향 외측에 구비되어, 서로 대향되는 방향으로 상기 동력전달부재를 각기 감싸는 한 쌍의 걸림단을 형성하는 피동부(300)와, 상측으로 상기 풀리(100)가 고정되는 하판(50) 및 상기 하판(50)를 덮도록 체결되는 상판(40)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 풀리(100)는 외주면상에 일부가 중공된 개구부(111)를 이루는 제1풀리(110) 및 상기 제1풀리(110)의 반경방향 외측으로 소정거리 이격되도록 구비되되, 상기 제1풀리(110)와 동일한 방향으로 개구부(121)를 형성하는 제2풀리(120)를 포함하는 복수로 이루어지되, 상기 피동부(300)는 상기 제1풀리(110) 및 제2풀리(120) 사이에 개재되는 제1피동부(312)를 포함하여 상기 종동축과 수직되는 방향(반경방향)으로 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 이때 상기 동력전달부재(200)는 두께방향 일측으로 상기 원동축(10) 및 피동부(300)를 감싸되, 타측으로 상기 복수의 풀리(100)에 외주면을 감싸도록 구성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 원동축(10)의 회전력(f)은 상기 종동축(20)의 반경방향으로 배치된 복수의 풀리(110, 120, 130)의 사이에 개재된 복수의 피동부(312, 322, 332)의 개구부(312a, 322a, 332a)에 형성된 걸림단(310a, 310b, 310c)에 각기 인가되어, 상기 종동축(20)의 회전이 감속함에 따른 기어비가 증대되게 된다. 이때 본 발명의 제1-1실시예에 따른 동력전달장치(1000)의 종동축(20)에서의 토크(T)는 하기의 식2에 비례한다.

식 2 :

여기에서 상기 각각의 걸림단(310a, 310b, 310c)에 인가되는 힘(F)는 상기 종동축(20)으로부터 상기 각각의 걸림단(310a, 310b, 310c)까지의 거리(L)에 반비례하고, 상기 동력전달부재(200)가 일직선상으로 배치되는 상기 제1풀리(110), 제1피동부(312), 제2풀리(120) 및 제2피동부(322)의 순으로 각각의 걸림단(310)에 교번되며 감기도록 구성됨으로써, 상기 종동축(20)에 인가되는 회전을 감속하게 된다.

더하여, 상기 복수의 피동부(312, 322, 332)는 상기 풀리(100)와 동심원을 이루는 동일 평면상에 구비되는 것이 바람직하며, 이때 상기 복수의 풀리(110, 120, 130) 및 피동부(312, 322, 332)를 교번하며 감싸는 동력전달부재(200)의 조립을 위해서, 상기 복수의 풀리(110, 120, 130)는 상기 하판(50)에 고정되고, 상기 복수의 피동부(312, 322, 332)는 상기 상판(40)에 하방으로 형성됨으로써, 상기 동력전달부재(200)의 회전에 의해 상기 복수의 피동부(312, 322, 332)가 상기 풀리(110, 120, 130)의 둘레방향을 따라 회전을 수행하고, 이때 상기 종동축(20)은 상기 하판(50) 및 풀리(100)에 독립되어, 상기 복수의 피동부(312, 322, 332)와 회전을 병행하도록 상기 상판(40)에 고정되는 것이 바람직하다.

< 제1-2실시예 : 기어비 증가를 위한 수평방향 배치구조 >

도 9는 본 발명의 제1-2실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면으로서, 본 발명의 제1-2실시예에 따른 동력전달장치(1000)는 상기 피동부(300)가 상기 풀리(100)의 외측 둘레 방향에 수직하는 방향으로 돌출되도록 구비된 복수의 걸림단(310)을 형성하고, 상기 동력전달부재(200)는 상기 풀리(100)의 둘레방향으로 상기 복수의 걸림단(310)의 외주면을 교번하며 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 원동축(10)의 회전력을 전달하는 동력전달부재(200)가 상기 피동부(300)에 권취되어, 상기 풀리(100)를 축회전 시키도록 작동한다. 이때 상기 원동축(200)은 상기 풀리(100)의 반경방향 외측으로 이격되어 상기 동력전달부재(200)의 일측면이 상기 원동축(10) 및 풀리(100)의 외주면을 감싸도록 구성될 수 있다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1-2실시예에 따른 동력전달장치(1000)는 상기 풀리(100)가 상기 종동축(20)과 동심원을 이루며, 상기 종동축(20)과 회전을 병행하도록 이루어지되, 상기 피동부(300)는 상기 풀리(100)와 회전을 병행하도록 고정되어, 상기 원동축(10)의 회전력을 상기 종동축(20)에 전달하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 동력전달장치(1000)는 상기 풀리(100)의 반경방향 외측으로 소정거리 이격되어 상기 종동축(20)을 기준으로 서로 대칭되도록 구비되며, 상기 종동축(20)의 축방향으로 인접하는 상기 걸림단(310)의 개수에 대응되어 구비되는 복수의 고정롤러(351)를 더 포함하여, 상기 동력전달부재(200)는 상기 종동축(20)을 기준으로 동일한 방향으로 구비된 상기 복수의 고정롤러(351) 및 걸림단(310)을 교번하며 감싸며, 이후 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸 반대측에 구비된 복수의 고정롤러(351) 및 걸림단(310)을 감싸며 상기 원동축(10)에 결합되도록 구성될 수 있다.

더욱 자세하게 설명하자면, 상기 복수의 고정롤러(351)는 상기 풀리(100)의 반경방향 외측으로 소정거리 이격되어 상기 종동축(20)을 기준으로 서로 대칭되도록 구비된 아이들러(350)에 고정 설치될 수 있으며, 상기 아이들러(350)는 상기 풀리 및 피동부(300)에 독립되어 정해진 위치에 고정되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 원동축(10)으로부터 인출된 동력전달부재(200)는 상기 종동축(20)의 반경방향으로의 일측에 구비된 어느 하나의 아이들러(350)에 어느 하나의 고정롤러(351a)를 감싼 후, 상기 하나의 고정롤러(351a)와 대응되는 위치에 구비되는 풀리(100)의 복수의 걸림단(310) 중 어느 하나의 걸림단(310b)을 감싸고, 재차 상기 하나의 고정롤러(351a)으로부터 상기 종동축(20)의 축방향으로 소정거리 이격되도록 구비된 다른 하나의 고정롤러(351c) - 상기 다른 하나의 고정롤러(351c)와 대응되는 위치의 상기 풀리(100)의 외주면상에 구비되는 다른 하나의 걸림단(310d)를 감싼 이후, 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸며 상기 종동축(20)의 반경방향 타측에 구비된 걸림단(310e)-고정롤러(351f)-걸림단(310g)-고정롤러(351h) 순으로 감싼 후, 상기 원동축(10)에 결합된다. 이에 따라 상기 원동축(10)의 회전력(f)은 상기 풀리(100)의 반경방향으로 배치된 복수의 걸림단(310)에 각기 인가되어 상기 종동축(20)과 회전을 병행하도록 형성된 풀리(100)의 회전이 감속함에 따른 기어비가 증대되게 된다.

< 제2실시예 : 타이밍벨트를 이용한 풀리에 따른 동력전달 >

본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(2000)는 상기 동력전달부재(200)가 내측에 기어 이(이하, 나사산이라 함)이 형성된 타이밍벨트로 이루어지고, 상기 풀리(100)가 외주면 상에 상기 타이밍벨트로 이루어진 동력전달부재(200)에 맞물리는 나사산이 형성되도록 구성되어, 상기 원동축(10)의 회전에 따른 동력을 상기 종동축(20)에 전달하는 구성을 형성한다. 이하에서는 상술한 구성의 동력전달 방식에 따른 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치(2000)를 분류하여 설명하기로 한다.

< 제2-1실시예 : 타이밍벨트를 이용한 풀리 회전구동에 따른 동력전달 >

도 10는 본 발명의 제2-1실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면으로서, 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2-1실시예에 따른 동력전달장치(2000)는 외주면이 형성된 풀리(100), 상기 원동축(10) 및 상기 풀리(100)의 외주면을 감싸도록 구비되어, 상기 원동축(10)의 회전력을 전달하는 동력전달부재(200) 및 상기 풀리(100)의 반경방향 외측에 구비되어, 서로 대향되는 방향으로 상기 동력전달부재(200)를 각기 감싸는 한 쌍의 걸림단(310)을 형성하는 피동부(300)를 포함하며, 상기 동력전달부재(200)는 내측으로 복수의 나사산이 형성된 벨트로 이루어지되, 내측으로 상기 원동축(10), 한 쌍의 걸림단(310) 및 풀리(100)의 외주면을 감싸도록 구비되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 풀리(100)는 상기 종동축(20)과 회전을 병행하도록 이루어지되, 상기 피동부(300)는 상기 풀리(100)와 독립되도록 고정되고, 상기 원동축(10)이 상기 풀리(100)의 내측으로 구비됨으로써, 높은 기어비를 유지하며, 상기 동력전달장치(2000)가 이루는 전반적인 높이(L)를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

< 제2-2실시예 : 타이밍벨트를 이용한 피동부 회전구동에 따른 동력전달 >

도 11은 본 발명의 제2-2실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 도면으로서, 도 11을 참조하면 본 발명의 제2-2실시예에 따른 동력전달장치(2000)는 상기 피동부(300)가 상기 종동축(20)과 회전을 병행하도록 이루어지되, 상기 풀리(100)는 상기 피동부(300)와 독립된 회전을 수행하도록 고정되는 것을 특징으로 한다.

더욱 자세하게는, 상기 원동축(10)의 회전력(f)은 동력전달부재(200)를 통해 고정된 상기 풀리(100)에 전달되고, 상기 동력전달부재(200)와 풀리(100)가 맞물려 상기 걸림단(310)과 풀리(100)의 접선방향으로 상기 회전력(f)에 따른 반력이 전달된다. 이때 상기 걸림단(310)에 전달되는 반력(

)은 상기 원동축(10)과 풀리(100)의 기어비에 비례하게 된다. 즉, 상기 원동축의 회전력(f)에 따른 상기 종동축(20)에서의 토크(T)는 상기 종동축(20)으로부터 상기 걸림단(310)까지의 직선거리(L) 및 상기 걸림단(310)에 인가되는 직교방향으로의 회전력(F)의 곱(

)에 비례하게 되고, 이때, 상기 걸림단(310)에 인가되는 직교방향으로의 회전력(F)은 상기 걸림단(310)과 풀리(100)의 접면 방향으로 작용하는 상기 동력전달부재(200)의 반력(f*(D/d)*cos

)에 비례한다. 즉, 상기 원동축에 작용하는 회전력(토크, T)은 하기의 식 3에 기인되며, 이때 상기 접선각도(c)는 0 < c < 1/2∏의 범위를 이루며, 상기 풀리(100)의 외주면으로부터 상기 걸림단(310)이 이격된 거리(t)에 의해 결정된다.

식 3 :

이때, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 걸림단(310)과 풀리(100)의 접선각도(c)에 따른 cos(c)는 t/(D+d)에 비례하게 되고, 이를 적용한 식 3은 하기의 식 4로 나타낼 수 있으며, 즉 본 발명의 제2-2실시예에 따른 동력전달장치(2000)는 상기 풀리(100)로부터 상기 한 쌍의 걸림단(310)이 이루는 직선거리(t)에 비례하여 증대된 기어비를 형성할 수 있다.

식 4 :

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

10 : 원동축 20 : 종동축
1000, 2000, 3000 : 동력전달장치
100 : 풀리 110 : 제1풀리
120 : 제2풀리 130 : 제3풀리
111, 121, 131 : 개구부
200 : 동력전달부재
210 : 일단부 220 : 타단부
201 : 타이밍벨트 202 : 와이어
300 : 피동부
301 : 도르래 302 : 반달부재
310 : 걸림단 320 : 개구부
312 : 제1피동부 322 : 제2피동부
332 : 제3피동부
312a, 322a, 332a : 개구부
40 : 상판 50 : 하판
350 : 아이들러 351 : 고정롤러
400 : 고정기어 500 : 슬립벨트
510 : 고정단 520 : 로커암

Claims

동력을 인가받아 회전하는 원동축으로부터, 상기 원동축의 동력을 전달받아 회전하는 종동축으로 동력을 전달하기 위한 동력전달장치에 있어서,
상기 원동축에 연결되어 회전력을 전달하는 동력전달부재;
외주면에서 상기 동력전달부재가 회전하도록 가이드하는 풀리; 및
상기 풀리의 외주면의 외측으로 이격 배치되어 상기 동력전달부재의 회전력을 전달받는 피동부;
를 포함하고,
상기 피동부의 내부에 상기 원동축과 풀리가 배치되되, 내외측으로 중공된 개구부를 포함하여 상기 동력전달부재가 상기 피동부를 감싸도록 배치되며,
상기 피동부가 상기 종동축과 회전이 병행되도록 동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 동력전달부재는,
일면이 상기 원동축 및 피동부의 외주면을 감싸며, 타면이 상기 풀리의 외주면을 감싸도록 구비되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
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제2항에 있어서,
상기 풀리는 제1풀리 및 제2풀리를 포함하여 복수로 구성되고,
상기 제1풀리가 상기 피동부의 내부에 배치되되,
상기 제2풀리가 상기 제1풀리의 외측으로 소정거리 이격 배치되며,
상기 피동부는 상기 제1풀리 및 제2풀리 사이에 개재되어,
상기 동력전달부재는 일면이 상기 원동축 및 피동부를 감싸되,
타면이 상기 제1풀리 및 제2풀리의 외주면을 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제5항에 있어서,
상기 피동부는 제1피동부 및 제2피동부를 포함하여 복수로 구성되고,
복수의 풀리와 복수의 피동부가 내외측으로 교번되도록 배치되되,
상기 동력전달부재가 복수의 풀리 및 피동부를 교번하며 감싸는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제6항에 있어서,
서로 체결되는 상판(40); 및 하판(50);
을 더 포함하고,
복수의 피동부는 상기 상판(40)에 고정되고,
복수의 풀리는 상기 하판(50)에 고정되며,
상기 원동축(10) 및 종동축(20)이 상기 하판(50)에 배치되되,
상기 종동축(20)이 상기 상판(40)과 연결되어 복수의 피동부와 회전이 병행되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 동력전달부재 및 풀리는 서로 맞물리는 복수의 나사산을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.