KR102514102B1 - 현악기용 튜닝 기계 - Google Patents

Abstract

현악기용 튜닝 기계로서, 제1 단부 및 편심 기구(eccentric)를 갖는 반대쪽 제2 단부를 갖는 입력 샤프트로서, 사용자로부터의 입력에 응답하여 회전 가능한, 상기 입력 샤프트; 상기 입력 샤프트가 회전할 때 원운동을 통해 기어 부재를 움직이게 하도록 상기 편심 기구를 수용하기 위한 중심축 구멍을 갖는 상기 기어 부재로서, 외부 치형들을 갖는, 상기 기어 부재; 상기 기어 부재의 상기 외부 치형들 주위에 위치되는 내부 치형들을 갖는 링 기어로서, 상기 기어 부재가 그것의 원운동을 통해 움직여 상기 링 기어를 그것의 중심축을 중심으로 회전시킬 때, 상기 외부 치형들 중 적어도 하나가 상기 내부 치형들 중 적어도 하나와 맞물리고 그것들을 구동시키도록, 상기 링 기어 내 상기 기어 부재의 상기 원운동을 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 상기 기어 부재보다 더 큰, 상기 링 기어; 및 상기 링 기어에 의해 상기 입력 샤프트의 일 방향으로의 회전의 결과로서 상기 악기의 현을 감고 상기 입력 샤프트의 반대 방향으로의 회전의 결과로서 상기 현을 풀게 구동되는 현 포스트를 포함하는, 현악기용 튜닝 기계.

Description

현악기용 튜닝 기계

본 발명은 현악기를 튜닝하기 위한 기계 헤드 또는 튜닝 기계, 특히 우쿨렐레, 기타, 밴조 또는 유사한 현악기용 튜닝 기계에 관한 것이다.

현악기들은 통상적으로 각 현의 한쪽 끝에 고정 장치를 제공하고 다른 쪽 끝에는 사용자가 현에 정선한 양의 팽팽함을 설정하게 하는 메커니즘을 제공한다. 현이 진동하는 주파수는 그 외 다른 여러 파라미터 중에서도, 현의 진동 길이 및 그것의 팽팽함에 크게 좌우된다. 현의 팽팽함을 조절하는 데 사용되는 기어 기계적 메커니즘을 보통 튜닝 기계 또는 기계 헤드라고 지칭한다. 튜닝 기계들은 해당 기술분야에 알려져 있으며, 기타, 밴조 등에 사용되는 통상적인 튜닝 기계는 하우징을 통해 연장되는 웜 샤프트의 끝에 고정되는 튜닝 핸들을 포함한다. 웜 휠은 하우징 내부의 웜 샤프트와 맞물리고, 원통형 포스트가 웜 휠에 연결되고 웜 휠의 회전축과 정렬된다. 원통형 포스트는 악기의 주축대의 홀을 통해 현들과 동일한 측까지 연장되고 그것의 축이 현들에 대체로 수직하도록 정렬된다. 동작 시, 핸들(그로 인해 웜 샤프트)이 회전됨에 따라, 그것이 웜 휠, 그로 인해 원통형 포스트를 회전시킨다. 이에 의해, 원통형 포스트에 형성된 기타 현 삽입 홀을 통해 삽입되는 기타 현이 원통형 포스트에 감겨지거나 그로부터 풀리게 됨으로써, 현의 팽팽함을 증가 시키거나 감소시켜서 현의 튜닝을 일으킨다.

다양한 설계의 시중에서 구할 수 있는 많은 튜닝 기계가 있으나, 대부분 상기한 공통 특징들 및 기능들을 가지며, 대부분은 주로 금속으로 제조된다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 우쿨렐레와 같은 소형 현악기들에서 주축대에 많은 중량을 가하지 않고 사용될 수 있고 경제적으로 저렴한 비용으로 대량 생산될 수 있는 간단하고 경량이며 비용 효율적인 튜닝 기계가 필요하다.

따라서, 일부 실시 예에서, 본 발명은 현악기용 튜닝 기계로서, 제1 단부 및 편심 기구(eccentric)를 갖는 반대쪽 제2 단부를 갖는 입력 샤프트로서, 사용자로부터의 입력에 응답하여 회전 가능한, 상기 입력 샤프트; 상기 입력 샤프트가 회전할 때 원운동을 통해 기어 부재를 움직이게 하도록 상기 편심 기구를 수용하기 위한 중심축 구멍을 갖는 상기 기어 부재로서, 외부 치형들을 갖는, 상기 기어 부재; 상기 기어 부재의 상기 외부 치형들 주위에 위치되는 내부 치형들을 갖는 링 기어로서, 상기 기어 부재가 그것의 원운동을 통해 움직여 상기 링 기어를 그것의 중심축을 중심으로 회전시킬 때, 상기 외부 치형들 중 적어도 하나가 상기 내부 치형들 중 적어도 하나와 맞물리고 그것들을 구동시키도록, 상기 링 기어 내 상기 기어 부재의 상기 원운동을 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 상기 기어 부재보다 더 큰, 상기 링 기어; 및 상기 링 기어에 의해 상기 입력 샤프트의 일 방향으로의 회전의 결과로서 상기 악기의 현을 감고 상기 입력 샤프트의 반대 방향으로의 회전의 결과로서 상기 현을 풀게 구동되는 현 포스트를 포함하는, 현악기용 튜닝 기계를 제공한다.

일부 실시 예에서, 상기 장치는 상기 기어 부재의 회전을 그것의 중심축 주위로 제한하도록 상기 기어 부재와 간섭되는 제한 메커니즘을 더 포함할 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 외부 치형들은 볼록할 수 있고 상기 내부 치형들 간 상보적으로 오목한 홈들과 맞물릴 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 기어 부재는 상기 링 기어의 상기 내부 치형들보다 적어도 하나 더 적은 외부 치형을 가질 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 기어 부재는 상기 링 기어의 상기 내부 치형들보다 하나 또는 두 개 더 적은 외부 치형을 가질 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 현 포스트는 상기 링 기어의 상기 중심축과 공동 축을 가지고 상기 링 기어에 연결될 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 현악기에 장착하기 위한 하우징을 더 포함할 수 있으며, 상기 하우징은 구멍을 획정하고 상기 입력 샤프트는 상기 구멍에서의 회전을 위해 저널링(journaling)되며, 상기 하우징은 또한 상기 기어 부재 및 상기 링 기어를 수용하기 위한 공동을 획정한다.

일부 실시 예에서, 상기 하우징은 상기 현악기에 장착하기 위한 저면을 갖는 기저부를 포함할 수 있되, 상기 공동이 상기 기저부에 획정될 수 있고 상기 저면으로 개방될 수 있으며, 상기 하우징은 상기 공동의 경계를 정하는 상기 저면 반대쪽 상부 벽을 더 포함할 수 있고, 상기 구멍이 상기 상부 벽에 획정된다.

일부 실시 예에서, 상기 제한 메커니즘은 상기 상부 벽에 획정되는 공극 및 상기 공극 내에서 이동하는 상기 기어 부재 상의 돌출부를 포함할 수 있고, 상기 공극은 상기 돌출부의 상기 이동을 상기 기어 부재의 상기 원운동은 허용하나 상기 기어 부재의 그것의 중심축 주위 회전은 허용하지 않는 운동 범위로 국한시킨다.

일부 실시 예에서, 상기 제한 메커니즘은 상기 상부 벽에 획정되고 상기 구멍 주위에 배열되는 공극들 및 상기 기어 부재 상의 돌출부들을 포함할 수 있되, 각각의 돌출부는 인접한 공극 내에서 이동하고, 상기 공극들은 상기 돌출부들의 상기 이동을 상기 기어 부재의 상기 원운동은 허용하나 상기 기어 부재의 그것의 중심축 주위 회전은 허용하지 않는 운동 범위로 국한시킨다.

일부 실시 예에서, 상기 장치는 사용자가 상기 입력 샤프트에 회전을 부여할 수 있게 하기 위해 상기 입력 샤프트의 상기 제1 단부에 연결되는 핸들을 더 포함할 수 있다.

일부 실시 예에서, 본 발명은 핸들 반대쪽 단부에 편심 기구를 갖는 입력 샤프트에 연결되는 상기 핸들을 포함하며, 상기 편심 기구가 디스크를 편심원으로 구동시키고, 상기 디스크가 그것의 편심원을 통해 이동할 때, 그것이 내부 링 기어를 구동시키는 현악기용 튜닝 기계를 제공한다. 상기 내부 링 기어는 현 포스트에 연결되는 출력 샤프트에 연결되고 상기 출력 샤프트가 회전할 때, 상기 현이 상기 현 포스트에 감기거나 풀린다.

본 발명의 그 외 다른 양태들 및 특징들은 첨부된 도면들 및 청구범위와 함께 본 발명의 실시 예들에 대한 이하의 구체적인 내용을 검토하면 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백해질 것이다.

본 발명의 실시 예들을 단지 예로서 도시하는 도면들에서:
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 튜닝 기계 또는 튜닝 기계의 사시도이다;
도 2는 도 1의 튜닝 기계의 상면도이다;
도 3은 도 1의 튜닝 기계의 측면도이다;
도 4는 도 1의 튜닝 기계의 측면도이다;
도 5는 도 1의 튜닝 기계의 상부로부터의 분해 조립 사시도이다;
도 6은 도 1의 튜닝 기계의 하부로부터의 분해 조립 사시도이다;
도 7은 도 1의 튜닝 기계의 내부 기어 부분 내 디스크의 일련의 상면도이다; 그리고
도 8은 도 1의 튜닝 기계의 하우징 내 디스크의 일련의 상면도이다.

본 발명의 원리들에 대한 이해를 증진시키기 위해, 이제 도면들에 도시된 대표적인 실시 예가 참조될 것이며, 특수 언어가 이를 설명하기 위해 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고 그에 의해 본 발명의 범위의 제한이 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 관련 기술분야의 통상의 지식을 갖고 본 개시 내용을 파악한 자에게 떠오를, 본원에 예시된 본 발명의 특징들의 임의의 대안 예들 및 추가 변형 예들 그리고 본원에 예시된 바와 같은 본 발명의 원리들의 임의의 추가 적용 예들은 본 발명의 범위 내인 것으로 여겨져야 한다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 튜닝 기계 또는 튜닝 기계(100)가 도시되며, 이는 현악기, 이를테면 예를 들어 기타, 밴조, 우쿨렐레 등의 주축대에 장착될 수 있다. 튜닝 기계(100)는 하우징(102), 입력 샤프트(104), 핸들(106), 기어 부재 또는 디스크(108) 및 내부 링 기어 부재(110)를 포함한다.

하우징(102)은 현악기의 주축대 상의 평면에 접하도록 구성된 평면(116)을 갖는 기저부(114)를 포함한다. 기저부(114)는 하우징(102)을 주축대에 부착시키기 위한 파스너들 이를테면 나사들을 수용하기 위한 하나 이상의 장착 홀(118)을 포함한다. 하우징(102)은 상층부(120)를 원형 공동(126)과 같은 내부 공동을 함께 획정하는 원주 측벽(122) 및 상부 벽(124)을 갖는 상층부(120)를 더 포함한다. 상부 벽(124)은 중앙 구멍(128) 및 하나 이상의 사다리꼴 개구(130)를 포함한다.

입력 샤프트(104)는 제1 단부(138) 및 편심 기구(eccentric)(134)를 갖는 반대쪽 제2 단부(136)를 갖는다. 읽는 사람은 편심 기구는 그것의 중심으로부터 중심이 한쪽으로 치우쳐진 회전축에 고정되는 원형 디스크 또는 핀이라는 것을 이해해야 한다. 제1 단부(138)에서 입력 샤프트(104)는, 핸들(106) 및 입력 샤프트(104)의 단부(138)가 키를 맞춘다고 말할 수 있도록 핸들(106)을 관통하는 대체로 직사각형인 축 방향 구멍(140) 내에 수용되도록 형성됨으로써, 핸들(106)에 연결된다. 입력 샤프트의 단부(136)는 하우징(102)의 중앙 구멍(128) 내 회전을 위해 편심 기구(134)가 공동(126)으로 연장되는 방식으로 저널링(journaling)된다. 그에 따라, 튜닝 핸들(106)이 편심 기구(134)를 공동(126) 내에서 회전시킨다. 이러한 방식으로, 입력 샤프트는 사용자로부터의 입력에 응답하여 회전 가능하지만, 이하 통상의 지식을 갖고 읽는 사람에게 입력 샤프트를 회전시키기 위한 그 외 다른 사용자 입력 메커니즘들도 분명해질 것이다.

튜닝 기계(100)는 링 기어를 더 포함한다. 도시된 실시 예에서, 링 기어는, 하우징(102)의 내부 공동(126) 내에 수용되도록 형성 및 구성된 디스크 부분(150), 및 디스크 부분에 수직하는 출력 샤프트(152)(현 포스트로서 기능하고 악기의 현의 끝이 감겨지는 현을 감는 부분(154)을 포함)를 포함하는 링 기어 부재(110)의 부분이다. 그에 따라, 현 포스트가 도시된 실시 예에서 링 기어에 직접 연결됨으로써, 링 기어에 의해 구동된다. 그러나, 일부 실시 예에서, 현 포스트는 링 기어에 의해 움직이기 위해, 이를테면 예를 들어 중간 기어들에 의해, 링 기어에 간접적으로 결합될 수도 있다.

디스크 부분(150)은 내부 원주 기어 부분(160) 및 내부 평면(162)을 포함하는 상면에 기어 공동(158)을 획정한다. 내부 기어 부분(160)은 출력 샤프트(152)의 길이 방향 축과 일치하는 중심(166) 주위에 방사상으로 위치되는 복수의 반원형 홈(164)을 포함한다. 인접한 반원형 홈들(164) 간 전이대들 또는 치형들(168)은 둥글려져 있다. 그에 따라, 기어 공동(158)을 갖는 디스크 부분(150), 홈들(164)을 갖는 내부 기어 부분(160) 및 치형들(168)이 내부 치형들을 갖는 링 기어의 실시 예들이다.

튜닝 기계(100)가 악기의 주축대에 장착되면, 링 기어 부재(110)의 출력 샤프트(152)가 해당 기술분야에서 흔한 주축대의 개구를 관통하고, 디스크 부분(150)은 디스크 부분(150)이 내부 공동(126) 내에서 평면 운동으로 회전 가능하도록 주축대에 고정되는 하우징(102)의 내부 공동(126) 내에 수용 및 케이징된다.

디스크(108)와 같은 기어 부재는 중심축 방향 구멍(174)을 중심으로 방사상으로 위치되는 복수의 반원형 치형(172)을 포함하는 외부 원주 기어 부분(170)을 갖는 에지를 획정한다. 인접한 치형들 간 전이대(176)는 오목하다. 디스크(108)는 링 기어 부재(110)의 디스크 부분(150)의 내부 기어 부분(160) 내에 맞도록 구성된다. 디스크의 치형들(172)은 도 7에 도시된 바와 같이, 내부 기어 부분(160)의 반원형 홈들(164)과 맞물리도록 크기 및 형상이 정해진다. 그에 따라, 링 기어는 기어 부재가 그것의 편심 원운동을 통해 움직여 링 기어를 그것의 중심축을 중심으로 회전시킬 때, 기어 부재의 외부 치형들 중 적어도 하나가 링 기어의 내부 치형들 중 적어도 하나와 맞물리고 그것들을 구동시키도록, 링 기어 내 기어 부재의 편심 원운동을 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 기어 부재보다 더 크다.

디스크(108) 상의 치형들(172)의 수는 디스크 부분(150) 상의 반원형 홈들(164)의 수보다 적어도 하나 더 적고, 두 개 더 적을 수도 있다. 본원에 설명될 바와 같이, 반원형 홈들(164)의 수는 튜닝 기계(100)의 기어비를 결정한다. 도시된 실시 예에서, 링 기어 부재(110)는 여섯 개의 반원형 홈을 갖고 디스크(108)는 다섯 개의 반원형 치형(172)을 갖는다. 그에 따라, 기어 부재는 링 기어의 내부 치형들보다 적어도 하나 더 적은 외부 치형을 갖는다. 바람직하게는, 기어 부재가 링 기어의 내부 치형들보다 하나 또는 두 개 더 적은 외부 치형을 갖는다. 바람직하게는, 기어 부재가 링 기어의 내부 치형들보다 하나 더 적은 외부 치형을 갖는다.

조립된 튜닝 기계(100)에서, 디스크(108)는 링 기어 부재(110)의 디스크 부분(150)의 기어 공동(158) 내에 수용되고, 디스크 부분(150)은 하우징(102)의 내부 공동(126) 내에 수용되며, 이는 현악기의 주축대로 장착된다. 디스크(108)의 중앙 구멍(174)은 입력 샤프트(104)의 편심 기구(134)를 수용하며, 이는 단부(136)에서 구멍(128) 내에서 회전하도록 저널링되고 단부(138)에서 핸들(106)에 연결된다. 그에 따라, 조립된 튜닝 기계(100)에서, 핸들(106)을 통한 입력 샤프트(104)의 회전은 디스크(108)가 기어 공동(158) 내에서 평면 편심원 방식으로 움직이게 한다.

튜닝 기계(100)는 기어 부재의 회전을 그것의 중심축 주위로 제한하도록 기어 부재와 간섭되는 제한 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제한 메커니즘은 하우징(102) 상의 상부 벽(124)의 내부를 향하는 디스크(108)의 표면(180) 상에 하나 이상의 돌출부 또는 핀(178)을 포함하고, 핀들(178)은 핀들(178)이 개구들 내에서 측 방향으로 디스크(108)의 편심 움직임에 의해 획정되는 원운동의 범위까지 움직임의 자유를 갖는 방식으로 공극들 또는 개구들(130) 내에 수용되도록 구성되나, 핀들(178)은 디스크(108)가 그것의 중심축을 중심으로 완전히 회전할 수는 없도록 개구들(130)의 벽에 의해 제약을 받는다(도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이). 그에 따라 디스크(108)는 디스크 부분에 대한 평면 원운동을 거치면서 하우징의 디스크 부분에 대한 그것의 각도 관계를 유지한다. 내부 링 기어 부재 - 그로 인해 출력 샤프트 - 는 디스크에 대한 그것의 각도 관계를 바꿔, 회전하도록 된다. 디스크(108)의 회전을 저해하기 위한 제한 메커니즘을 갖는 것이 바람직하며, 이는 사용자에 대한 보다 자연스러운 튜닝 경험을 위해 링 기어, 그로 인해 현 포스트가 입력 샤프트와 동일한 방향으로 선회하게 한다.

도 7을 참조하면, 디스크가 입력 샤프트(104) 상의 편심 기구(134)에 의해 구동될 때 그것의 편심 원운동 동안 몇몇 위치에서의 기어 공동(158) 내 디스크(108)가 도시되어 있다. 간략화를 위해, 단지 링 기어 부재(110)의 디스크 부분(150) 및 기어 공동(158) 내에 수용되는 디스크(108)의 상부만이 도시되어 있다. 디스크(108)는 상술된 바와 같이 디스크의 중심이 원으로 움직이나, 그것의 회전이 핀들(178)의 움직임의 범위에 의해 하우징의 개구들(130) 내에서 이동하게 제한되기 때문에 디스크 자체가 임의의 높은 정도로 회전하지는 않도록 디스크의 중앙 구멍(174)을 통해 편심 기구(134)에 의해 구동된다. 이는 치형들(172) 상의 핀들(178) 중 하나를 그것이 계속 동일한 영역에 있고 회전하지 않는다는 것을 나타내기 위해 심볼(*)을 써서 표기함으로써 도시된다. 디스크가 그것의 원운동 범위를 통해 이동할 때, 반원형 치형들(172) 중 하나 이상이 내부 기어 부분(160)의 인접한 반원형 홈(164)과 체결하고 내부 기어 부분(그로 인해 출력 샤프트(152))이 디스크의 원운동의 방향의 원호 회전을 통해 회전하게 한다. 디스크(108)가 계속해서 그것의 원운동을 통해 움직일 때, 다양한 치형(172)이 인접한 반원형 홈들(164)과 체결 및 체결 해제되어, 디스크 상의 반원형 치형들과 내부 기어 부분 상의 반원형 홈들 간이 각각 연속적으로 체결되며 내부 기어 부분(160)이 원호 회전을 통해 회전하게 한다. 입력 샤프트의 회전 역전은 링 기어의 회전을 역전시키며, 그로 인해 현 포스트의 회전 또한 역전시킨다. 그에 따라, 현 포스트는 링 기어에 의해 입력 샤프트의 일 방향으로의 회전의 결과로서 악기의 현을 감고 입력 샤프트의 반대 방향으로의 회전의 결과로서 현을 풀 수 있게 구동된다.

완전한 원운동을 통한 디스크(108)의 움직임은 원호 회전을 통해 내부 기어 부분(160)가 회전하게 하며, 이의 값은 기어비에 의존적이고 내부 기어 상의 홈들(164)의 수에 의해 결정된다. 예를 들어, 내부 기어가 여섯 개의 홈(164)을 갖는 도시된 실시 예에서, 디스크의 완전한 원운동으로부터 야기되는 내부 기어(160)의 회전은 내부 기어의 완전한 순환의 1/6일 것이다. 그로 인해 그러한 실시 예에서의 기어비는 6:1이 되어 내부 기어 부분(160), 그로 인해 악기의 현이 감기는 출력 샤프트(152)가 한 번 완전히 순환하는 데 고속 입력 샤프트의 6번의 완전한 순환이 요구됨을 의미할 것이다. 튜닝 기계(100)의 기어비는 내부 기어 상의 홈들(164)의 수를 변경함으로써 선택될 수 있다. 예를 들어, 8:1의 기어비는 내부 기어 부분(160) 상에 8개의 반원형 홈(164) 그리고 디스크 상에 7개의 반원형 치형(172)을 제공함으로써 얻어질 수 있다. 유사하게, 12:1의 기어비는 기어 부분 상의 12개의 반원형 홈 및 디스크 상의 11개의 반원형 치형으로 얻어질 수 있다. 그로 인해, n:1의 기어비는 기어 부분 상의 n개의 반원형 홈 및 디스크 상의 n-1개의 반원형 치형으로 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 디스크 상의 치형들(172)의 수는 내부 기어 부재 상의 홈들(164)의 수보다 두 개의 치형을 초과하여 더 적지 않다. 내부 기어 상의 홈들보다 디스크 상에 두 개 더 적은 치형을 갖는 효과는 기어비가 감소되게 할 것이다. 그에 따라 내부 링 기어(160)가 디스크의 사이클당 하나의 홈을 전진하게 되는 것이 아니라, 내부 링 기어는 두 개의 치형을 전진하게 될 것이다. 치형 상호 작용에 미치는 효과는 드라이브의 효율을 감소시키는(손실은 디스크와 링 기어들 간 마찰 증가로 설명됨) 경향이 있는 디스크와 링 기어 간 슬라이딩 모션을 더 크게 할 것이다. 실제로 치형 체결당 출력 드라이브의 더 큰 각 변위뿐만 아니라, 큰 직경 차로 인해 치형들의 맞물림에 문제들이 있을 것이기 때문에 작은 기어비 드라이브 상의 두 개 더 적은 치형을 갖는 디스크를 설계하는 것은 어려울 것이다.

일반적으로, 본 발명의 튜닝 기계(100)의 기어 메커니즘은 파선상 드라이브 메커니즘과 유사하나 여기서 디스크(108)는 회전이 금지되고 내부 기어(160) 또는 링 기어는 회전하는 데 자유롭다. 그에 의해, 디스크(108)의 편심 원운동은 내부 기어 부분(160)이 회전하고 출력 샤프트 또는 현 포스트를 구동시키게 한다. 디스크가 돌도록 허용되고 링 기어가 고정되는 통상적인 파선상 드라이브 메커니즘들에서, 결과로 초래되는 출력 샤프트 회전은 입력 샤프트의 회전과 반대 방향이다. 이것이 본 발명의 튜닝 기계의 일부 실시 예에서 작동하지만, 그것은 현 포스트가 핸들과 동일한 방향으로 회전하는 종래 기술의 튜닝 기계들에 익숙한 많은 현악기 연주가들에게 부자연스러울 것이다. 그에 따라, 본 발명의 튜닝 기계의 도시된 실시 예로, 하우징(102)의 개구들(130)에 핀들(172)의 제한 메커니즘을 사용하여 그것의 중심축을 중심으로 하는 디스크(108)의 회전을 방지함으로써, 결과로 초래되는 출력 샤프트의 회전은 핸들(106)의 회전과 동일한 방향이어서, 사용자가 튜닝 기계들이 현의 팽팽한 정도를 조정하는 것에 다시 익숙해져야 하거나 추가로 기어링을 바로잡아야 할 필요가 없게 한다. 어느 기어 구성에서든, 디스크 치형들 및 내부 기어 치형들(및 홈들)의 윤곽들을 전개시키는 방법은 해당 기술분야에 알려져 있는 파선상 기어 치형 설계의 원리들에 따른다.

본 발명의 튜닝 기계들의 바람직한 양태는 부품들의 단순함이 주조, 사출 설형, 3D 인쇄 기술들 또는 단순 기계 가공과 같은 방법들에 의해 플라스틱, 금속 또는 둘 다로 경제적으로 대량 생산되는 것을 꽤 잘 받아들이게 한다는 점이다. 본 발명에서의 기어 부품들은 그것들이 기능을 손상시키지 않고 덜 정확한 치수로 만들어질 수 있는 치수 변동성을 더 크게 할 수 있으며, 이는 그것들을 경제적인 대량 생산 방법들을 사용하여 덜 엄격한 치수의 사양으로 제조하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 본 발명의 튜닝 기계의 부품들은 플라스틱을 사출 성형함으로써 만들어질 수 있으며, 이는 소형 현악기들(우쿨렐레와 같은) 또는 통상적으로 큰 튜닝 기계들을 갖는 현악기들(베이스 기타와 같은)에 사용될 수 있는 튜닝 기계들이 경량이고 비용 효율적이게 하고, 비교할만한 종래 기술의 금속 튜닝 기계들과 대조하여 상당한 중량 감소를 달성한다. 일부 실시 예에서, 튜닝 기계들은 예를 들어 출력 샤프트/현 포스트의 금속봉 코어와 같이 구조 보강을 위한 금속 부분들을 포함할 수 있고, 이것들은 플라스틱 사출 성형 공정에 쉽게 편입될 수 있다. 또한, 바람직하게는 본 발명의 기어 메커니즘은 출력 샤프트에 의해 구동될 수 없다. 그로 인해 출력 샤프트 상 현의 팽팽함에 의해 야기되는 회전력이 현을 풀기 위한 기어 메커니즘을 역전시키지 않는다. 기어 메커니즘은 단지 핸들에 의한 입력 샤프트의 선회에 의해서만 구동되거나 또는 그 반대일 수 있다. 본 발명의 그 외 다른 이점들은 기어 메커니즘의 백래시(backlash)가 감소될 수 있다는 점이고, 기어 구조의 단순함으로 인해, 이러한 유형들의 현악기용 튜닝 기계들에 대해 꽤 낮은 기어비들, 이를테면 3:1을 비롯하여, 높은 비에서 낮은 비가지 다양한 기어비의 튜닝 기계들을 설계하는 것이 꽤 간단하다는 점이다.

상기한 설명 및 도해들이 본 발명의 바람직한 또는 대안적인 실시 예들을 이루지만, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 많은 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위에 따라 해석됨에 따라 본원에 설명되고 도시된 실시 예들이 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims (17)

1. 현악기용 튜닝 기계로서,
   제1 단부 및 편심 기구(eccentric)를 갖는 반대쪽 제2 단부를 갖는 입력 샤프트로서, 사용자로부터의 입력에 응답하여 회전 가능한, 상기 입력 샤프트;
   상기 입력 샤프트가 회전할 때 편심 원운동을 통해 기어 부재를 움직이게 하도록 상기 편심 기구를 수용하기 위한 중심축 구멍을 갖는 상기 기어 부재로서, 외부 치형들을 갖는, 상기 기어 부재;
   상기 기어 부재의 상기 외부 치형들 주위에 위치되는 내부 치형들을 갖는 링 기어로서, 상기 기어 부재가 그것의 편심 원운동을 통해 움직여 상기 링 기어를 그것의 중심축을 중심으로 회전시킬 때, 상기 외부 치형들 중 적어도 하나가 상기 내부 치형들 중 적어도 하나와 맞물리고 그것들을 구동시키도록, 상기 링 기어 내 상기 기어 부재의 상기 편심 원운동을 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 상기 기어 부재보다 더 큰, 상기 링 기어; 및
   상기 링 기어에 의해 상기 입력 샤프트의 일 방향으로의 회전의 결과로서 상기 현악기의 현을 감고 상기 입력 샤프트의 반대 방향으로의 회전의 결과로서 상기 현을 풀게 구동되는 현 포스트를 포함하는, 현악기용 튜닝 기계.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기어 부재의 회전을 그것의 중심축 주위로 제한하도록 상기 기어 부재와 간섭되는 제한 메커니즘을 더 포함하는, 현악기용 튜닝 기계.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 외부 치형들은 볼록하고 상기 내부 치형들 간 상보적으로 오목한 홈들과 맞물릴 수 있는, 현악기용 튜닝 기계.
4. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 기어 부재는 상기 링 기어의 상기 내부 치형들보다 적어도 하나 더 적은 외부 치형을 갖는, 현악기용 튜닝 기계.
5. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 기어 부재는 상기 링 기어의 상기 내부 치형들보다 하나 또는 두 개 더 적은 외부 치형을 갖는, 현악기용 튜닝 기계.
6. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 현 포스트는 상기 링 기어의 상기 중심축과 공동 축을 가지고 상기 링 기어에 연결되는, 현악기용 튜닝 기계.
7. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 현악기에 장착하기 위한 하우징을 더 포함하며, 상기 하우징은 구멍을 획정하고 상기 입력 샤프트는 상기 구멍에서의 회전을 위해 저널링(journaling)되며, 상기 하우징은 또한 상기 기어 부재 및 상기 링 기어를 수용하기 위한 공동을 획정하는, 현악기용 튜닝 기계.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 하우징은 상기 현악기에 장착하기 위한 저면을 갖는 기저부를 포함하되, 상기 공동이 상기 기저부에 획정되고 상기 저면으로 개방되며, 상기 하우징은 상기 공동의 경계를 정하는 상기 저면 반대쪽 상부 벽을 더 포함하고, 상기 구멍이 상기 상부 벽에 획정되는, 현악기용 튜닝 기계.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제한 메커니즘은 상기 상부 벽에 획정되는 공극 및 상기 공극 내에서 이동하는 상기 기어 부재 상의 돌출부를 포함하고, 상기 공극은 상기 돌출부의 상기 이동을 상기 기어 부재의 상기 편심 원운동은 허용하나 상기 기어 부재의 그것의 중심축 주위 회전은 허용하지 않는 운동 범위로 국한시키는, 현악기용 튜닝 기계.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제한 메커니즘은 상기 상부 벽에 획정되고 상기 구멍 주위에 배열되는 공극들 및 상기 기어 부재 상의 돌출부들을 포함하되, 각각의 돌출부는 인접한 공극 내에서 이동하고, 상기 공극들은 상기 돌출부들의 상기 이동을 상기 기어 부재의 상기 편심 원운동은 허용하나 상기 기어 부재의 그것의 중심축 주위 회전은 허용하지 않는 운동 범위로 국한시키는, 현악기용 튜닝 기계.
11. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
    사용자가 상기 입력 샤프트에 회전을 부여할 수 있게 하기 위해 상기 입력 샤프트의 상기 제1 단부에 연결되는 핸들을 더 포함하는, 현악기용 튜닝 기계.
12. 청구항 3 에 있어서,
    상기 기어 부재는 상기 링 기어의 상기 내부 치형들보다 적어도 하나 더 적은 외부 치형을 갖는, 현악기용 튜닝 기계.
13. 청구항 12 에 있어서,
    상기 현 포스트는 상기 링 기어의 상기 중심축과 공동 축을 가지고 상기 링 기어에 연결되는, 현악기용 튜닝 기계.
14. 청구항 13 에 있어서,
    상기 현악기에 장착하기 위한 하우징을 더 포함하며, 상기 하우징은 구멍을 획정하고 상기 입력 샤프트는 상기 구멍에서의 회전을 위해 저널링(journaling)되며, 상기 하우징은 또한 상기 기어 부재 및 상기 링 기어를 수용하기 위한 공동을 획정하는, 현악기용 튜닝 기계.
15. 청구항 14 에 있어서,
    상기 하우징은 상기 현악기에 장착하기 위한 저면을 갖는 기저부를 포함하되, 상기 공동이 상기 기저부에 획정되고 상기 저면으로 개방되며, 상기 하우징은 상기 공동의 경계를 정하는 상기 저면 반대쪽 상부 벽을 더 포함하고, 상기 구멍이 상기 상부 벽에 획정되는, 현악기용 튜닝 기계.
16. 청구항 15 에 있어서,
    상기 제한 메커니즘은 상기 상부 벽에 획정되는 공극 및 상기 공극 내에서 이동하는 상기 기어 부재 상의 돌출부를 포함하고, 상기 공극은 상기 돌출부의 상기 이동을 상기 기어 부재의 상기 편심 원운동은 허용하나 상기 기어 부재의 그것의 중심축 주위 회전은 허용하지 않는 운동 범위로 국한시키는, 현악기용 튜닝 기계.
17. 청구항 15 에 있어서,
    상기 제한 메커니즘은 상기 상부 벽에 획정되고 상기 구멍 주위에 배열되는 공극들 및 상기 기어 부재 상의 돌출부들을 포함하되, 각각의 돌출부는 인접한 공극 내에서 이동하고, 상기 공극들은 상기 돌출부들의 상기 이동을 상기 기어 부재의 상기 편심 원운동은 허용하나 상기 기어 부재의 그것의 중심축 주위 회전은 허용하지 않는 운동 범위로 국한시키는, 현악기용 튜닝 기계.

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