KR20080030377A

KR20080030377A - 동력변환전달장치

Info

Publication number: KR20080030377A
Application number: KR1020060096705A
Authority: KR
Inventors: 박영복
Original assignee: 박영복
Priority date: 2006-09-30
Filing date: 2006-09-30
Publication date: 2008-04-04
Also published as: KR100863067B1

Abstract

본 발명은 동력변환전달장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 회전운동을 발생시키는 동력발생장치로부터 회전력을 공급받아 회전축이 소정의 회전량으로 반복적으로 정회전과 역회전을 하도록 변환하는 동력변환전달장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 회전력을 발생하는 동력발생장치와, 상기 동력발생장치에 연설되어 동력발생장치의 회전력에 의하여 회전운동을 하는 플라이휠과, 상기 플라이휠에 편심되게 연설되어 플라이휠의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드의 왕복 직선운동을 정회전 및 역회전을 반복할 수 있도록 변환하는 기어부와, 상기 기어부의 정회전 및 역회전에 의하여 정회전 및 역회전 동작을 하는 회전축으로 구성되며,

상기의 기어부는, 커넥팅로드의 끝단부에 편심되게 연설되어 커넥팅로드의 왕복 직선운동에 따라 정회전 및 역회전을 발생시키는 제1기어와, 상기 제1기어의 회전력을 전달하는 제2기어와, 회전축과 연결된 것으로 상기 제2기어의 회전력을 전달받아 회전축을 회전시키는 종동기어로 이루어진다.

편심, 플라이휠, 커넥팅로드, 동력변환전달장치

Description

동력변환전달장치 {Power change delivery device}

도 1 은 본 발명의 실시예를 나타낸 동력변환전달장치의 정면도

도 2 는 본 발명의 실시예를 나타낸 동력발생장치의 평면도

도 3 은 본 발명의 실시예인 플라이휠에 다수의 편심공이 형성된 상태를 나타낸 부분도.

도 4 은 본 발명의 실시예인 제1기어에 다수의 편심공이 형성된 상태를 나타낸 부분도.

<도면의 주요 부분에 대한 상세한 설명>

10 : 동력발생장치

20 : 플라이휠 21 : 편심공

30 : 크랭크로드 31, 32 : 암나사

33, 34 : 수나사

40 : 제1기어 41 : 편심공

50 : 제2기어 51 : 제1단기어

52 : 제2단기어

60 : 종동기어

70 : 회전축

일반적으로 요즈음 현대인들은 육체적 활동보다는 정신적 활동을 많이 하는 관계로 각종 스트레스에 의한 정신적인 질환 및 운동 부족에 의한 비만과 함께 각종 질병에 노출되거나 아니면 체력이 점차로 떨어지고 있는 실정으로, 이를 해소하기 위하여 주기적인 스포츠 활동과 함께 등산과 같은 취미활동을 보다 폭넓게 하여 체력을 보강하고 있다.

그러나, 현대의 직장인들은 운동을 즐길 수 있는 공간이 극히 제한되어 있는 관계로 인하여 헬스장을 찾거나, 아니면 일반 가정에 운동기구를 구비하여 운동을 하는 경우가 대부분이다.

일반적으로 신체를 단련하기 위한 운동기구들은 동력을 전달받아 작동하는 동력운동기구와 보통 중량물을 이용한 수동운동기구들이 있다.

상기 수동운동기구들은 특별한 동력변환전달장치가 사용되지 않으나, 상기 동력을 이용한 동력운동기구들은 운동을 하는 운동자의 운동량과 운동 목적에 알맞도록 동력발생장치로부터 전달되는 회전력을 변환하여 전달하여야 하는 동력변환전달장치가 사용되어야 한다.

즉, 동력발생장치로부터 전달되는 일방향의 회전력을 운동기구의 특징에 알맞게 반복운동을 할 수 있도록 정회전과 역회전을 반복적으로 행할 수 있도록 변환하여 전달하는 장치가 필요하게 되었으며, 종래에는 이러한 목적에 부합하는 동력변환전달장치가 개발되지 못하여 다양한 운동기구를 개발하지 못한 단점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 발명은 안출된 것으로, 본 발명은 회전력을 발생하는 동력발생장치와, 상기 동력발생장치에 연설되어 동력발생장치의 회전력에 의하여 회전운동을 하는 플라이휠과, 상기 플라이휠에 편심되게 연설되어 플라이휠의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드의 직선운동을 정회전 및 역회전을 반복할 수 있도록 구성된 기어부와, 상기 기어부의 정회전 및 역회전에 의하여 정회전 및 역회전 동작을 하도록 설치된 회전축으로 구성되며,

상기의 기어부는, 커넥팅로드의 끝단부에 편심되게 연설되어 커넥팅로드의 왕복 직선운동에 따라 정회전 및 역회전을 발생시키는 제1기어와, 상기 제1기어의 회전력을 전달하는 제2기어와, 회전축과 연결된 것으로 상기 제2기어의 회전력을 전달받아 회전축을 회전시키는 종동기어로 이루어져 동력발생장치의 일방향 회전력 을 정회전과 역회전을 반복적으로 행하도록 동력을 변환하여 전달하는 동력변환전달장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 회전운동을 발생시키는 동력발생장치로부터 회전력을 공급받아 회전축이 소정의 회전량으로 반복적으로 정회전과 역회전을 하도록 변환하는 동력변환전달장치에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시예를 나타낸 동력변환전달장치의 정면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예를 나타낸 동력발생장치의 평면도이다.

도 1 과 도 2 에서와 같이 본 발명의 동력변환전달장치는 일측에 회전력을 발생하는 동력발생장치(10)가 설치되며, 상기 동력발생장치(10)에는 동력발생장치(10)의 회전력에 의하여 회전운동을 하도록 플라이휠(20)이 연설된다.

상기 동력발생장치는 보통 전기를 공급받아 회전력을 발생시키는 모터가 사용된다.

상기 플라이휠(20)에는 플라이휠(20)의 회전운동을 직선운동으로 변환하기 위하여 플라이휠(20)의 중심에 편심되게 커넥팅로드(30)가 설치되어 플라이휠(20)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다.

상기 플라이휠(20)의 회전운동이 직선운동으로 변환되어 왕복 직선운동을 하는 커넥팅로드(30)의 일측에는 왕복 직선운동을 정회전 및 역회전을 반복할 수 있 도록 구성된 기어부가 설치되고, 상기 기어부의 정회전 및 역회전에 의하여 정회전 및 역회전 동작을 하도록 설치된 회전축(70)이 설치된 구성으로 이루어진다.

상기의 기어부는, 커넥팅로드(30)의 끝단부에 편심되게 연설되어 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동에 따라 정회전 및 역회전을 발생시키는 제1기어(40)와, 상기 제1기어(40)의 회전력을 전달하는 제2기어(50)와, 회전축(70)과 연결된 것으로 상기 제2기어(50)의 회전력을 전달받아 회전축(70)을 회전시키는 종동기어(60)로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동을 소정의 회전각(θ)으로 정회전과 역회전을 반복하도록 상기 커넥팅로드(30)의 끝단부를 제1기어(40)의 축(45)에 편심되게 체결부재(35)를 이용하여 연설한다. 상기 제1기어(40)는 축(45)에 회전가능하도록 베어링으로 설치되고, 상기 축(45)은 프레임(80)에 고정설치된다.

상기 제1기어(40)에는 프레임(80)에 고정설치된 축(55)에 회전가능하도록 설치된 제2기어(50)가 연설되어 제1기어(40)의 회전각(θ)으로 정회전과 역회전을 하는 회전력을 종동기어(60)로 전달한다.

상기 제2기어(50)에 연설되어 정회전과 역회전의 회전력을 받는 종동기어(60)에는 회전축(70)에 고정설치되고, 상기 회전축(70)은 프레임(80)에 회전가능하도록 설치되어, 상기 종동기어(60)의 회전량 만큼 정회전과 역회전을 반복적으로 하게 된다.

상기 제2기어(50)는 제1기어(40)의 정회전 및 역회전 량과 속도를 변화하여 종동기어(60)에 전달할 수 있도록 제1기어(40)와 연설되는 제1단기어(51)와, 종동기어(60)와 연설되는 제2단기어(52)로 형성된다.

상기와 같은 구성으로 설치된 회전축(70)은 제2기어(50)의 제1단기어(51)와 제2단기어(52)의 크기 비에 따라 회전량과 회전속도가 변화될 수 있는 것이다. 즉, 최초 설치시 상기 제2기어(50)의 제1단기어(51)와 제2단기어(52)의 크기를 조절하여 설치함으로써 회전축(70)의 회전량을 조절가능하게 하는 것이다.

또한, 회전축(70)의 회전량을 조절하는 방법으로는 플라이휠(20)의 중심으로부터 이격되게 다수의 제1편심공(21)을 형성하고 상기 다수의 제1편심공(21)에 선택적으로 커넥팅로드(30)를 설치하여 편심량에 따라 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동거리를 조절하여 회전축(70)의 회전량을 조절하는 방법이 있으며, 또 다른 방법으로는 제1기어(40)의 중심으로부터 이격되게 다수의 제2편심공(41)을 형성하고 상기 다수의 제2편심공(41)에 선택적으로 커넥팅로드(30)를 설치하여 편심량에 따라 제1기어(40)의 회전각(θ)을 조절하여 회전축(70)의 회전량을 조절하는 방법이 있다.

상기 회전축(70)의 회전량을 조절하는 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명하면,

첫째로, 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동거리를 조절하여 회전축(70)의 회전 량을 조절하는 방법은, 상기 플라이휠(20)에 중심으로부터 이격된 서로 다른 위치에 다수의 제1편심공(21)을 형성시킨다. 상기 제1편심공(21)의 개수는 플라이휠(20)의 크기에 따라 변화하며 제1편심공(21)의 개수가 많을수록 회전축(70)의 회전량을 세밀하게 조절할 수 있는 것으로, 보통 제1편심공(21)은 3~10개가 형성된다. 상기 다수의 제1편심공(21)에는 길이조절이 가능한 커넥팅로드(30)가 다수의 제1편심공(21)에 선택적으로 설치됨으로써 상기 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동거리를 조절하여 회전축(70)의 회전량을 조절하게 된다. 즉, 플라이휠(20)의 중심으로부터 멀리 위치한 제1편심공(21)에 커넥팅로드(30)가 연설되면 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동의 거리가 길어지고, 플라이휠(20)의 중심으로부터 가까이 위치한 제1편심공(21)에 커넥팅로드(30)가 연설되면 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동의 거리가 짧아지게 된다.

상기 길이조절이 가능하도록 형성된 케넥팅로드(30)는 후술에서 상세히 설명한다.

둘째로, 제1기어(40)의 회전각(θ)을 조절하여 회전축(70)의 회전량을 조절하는 방법은, 상기 제1기어(40)에 중심으로부터 이격된 서로 다른 위치에 다수의 제2편심공(41)을 형성시킨다. 상기 제2편심공(41)의 개수는 제1기어(40)의 크기에 따라 변화하며 제2편심공(41)의 개수가 많을수록 회전축(70)의 회전량을 세밀하게 조절할 수 있는 것으로, 보통 제2편심공(41)은 3~10개가 형성된다. 상기 다수의 제2편심공(41)에는 길이조절이 가능한 커넥팅로드(30)가 다수의 제2편심공(41)에 선택적으로 설치됨으로써 상기 제1기어(40)의 회전각(θ)를 조절하여 회전축(70)의 회전량을 조절하게 된다. 즉, 제1기어(40)의 중심으로부터 멀리 위치한 제2편심공(41)에 커넥팅로드(30)가 연설되면 제1기어(40))의 회전각(θ)은 작아지고, 제1기어(40)의 중심으로부터 가까이 위치한 제2편심공(41)에 커넥팅로드(30)가 연설되면 제1기어(40)의 회전각(θ)은 커지게 된다

상기 길이조절이 가능하도록 형성된 케넥팅로드(30)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

상기 커넥팅로드(30)의 양단 내주연에 장공의 암나사(31, 32)를 형성하고, 상기 암나사(31, 32)에 플라이휠(20)과 제1기어(40)에 설치된 수나사(33, 34)를 연설하여 상기 암나사(31, 32)와 수나사(33, 34)를 이용하여 케넥팅로드(30)의 길이 조절이 가능하다.

또 다른 방법으로는, 턴버클의 방식을 이용한 것으로, 상기 커넥팅로드(30)의 양단 내주연에 장공의 암나사(31, 32)를 형성하되, 일단에는 오른나사를 형성하고 타단에는 왼나사를 형성하며, 상기 오른나사와 왼나사로 형성된 암나사(31, 32)에 대응되게 플라이휠(20)과 제1기어(40)에 설치된 수나사(33, 34)를 연설하여 상기 오른나사와 왼나사로 형성된 암나사(31, 32)와 오른나사와 왼나사로 형성된 수나사(33, 34)를 이용하여 케넥팅로드(30)의 길이 조절도 가능하다.

도 1 을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작 과정을 설명하면, 도 1 에 도시에 되어있는 화살표와 같이 동력변환전달장치의 구성요소들이 동작을 행하게 되는 것으로, 동력발생장치(10)인 모터가 전기를 공급받아 회전력을 발생시키면, 동력발생장치(10)의 회전력은 플라이휠(20)로 전달된다.

상기에서 플라이휠(20)은 중심으로부터 이격된 다수의 제1편심공(21)을 형성하고 있으며, 상기의 제1편심공(21)에는 커넥팅로드(30)가 연결되어 플라이휠(20)의 회전운동이 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동으로 변환된다.

상기 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동거리는 플라이휠(20)의 중심으로부터 이격된 다수의 제1편심공(21)에 선택적으로 커넥팅로드(30)를 설치함으로써 조절된다.

일측이 플라이휠(20)의 제1편심공(21)에 연결된 커넥팅로드(30)의 또 다른 일측은 기어부로 연결된다. 기어부는 다수의 기어가 서로 맞물린 구성으로 커넥팅로드(30)와 연결되는 제1기어(40)와, 상기 제1기어(40)의 회전력을 전달하는 제2기어(50)와, 회전축(70)과 연결된 것으로 상기 제2기어(50)의 회전력을 전달받아 회전축(70)을 회전시키는 종동기어(60)를 포함하여 구성된다.

상기에서 커넥팅로드(30)와 연결되는 제1기어(40)는 중심에서 이격된 위치에 다수의 제2편심공(41)을 형성하여 커넥팅로드(30)가 연결되도록 구성되며 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동에 따라 제1기어(40)는 정방향 및 역방향으로 회전각 θ만큼 회전운동을 하도록 구성된다.

상기 제1기어(40)의 회전각(θ)은 제1기어(40)의 중심에서 이격된 위치에 형성된 다수개의 제2편심공(41)에 선택적으로 커넥팅로드(30)를 설치함으로써 조절된다.

제1기어(40)의 회전각 회전운동은 제2기어(50)를 통해 회전축(70)과 연결된 종동기어(60)로 전달되며, 이때 종동기어(60)는 다른 기어(40, 50)에 비해 상대적으로 직경이 작은 기어를 적용하여 회전축(70)이 회전하는 회전량과 회전속도를 증가시켰다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

상기와 같이 간단한 구조로 이루어진 동력변환전달장치는 동력발생장치인 모터의 일방향 회전력을 변환하여 회전축이 정회전과 역회전을 반복적으로 행할 수 있도록 하는 것으로 동력을 이용한 운동기구와 같은 동력을 이용한 모든 기구에 용이하게 응용되어 사용될 수 있는 것이다.

또한, 동력발생장치인 모터의 균일한 회전력을 다수의 제1편심공과 제2편심공을 이용하여 간단하게 회전축의 회전량과 회전속도를 변화시킬 수 있어 그 활용도는 무궁무진한 것이다.

Claims

회전력을 발생하는 동력발생장치(10)와,

상기 동력발생장치(10)에 연설되어 동력발생장치(10)의 회전력에 의하여 회전운동을 하는 플라이휠(20)과,

상기 플라이휠(20)에 편심되게 연설되어 플라이휠(20)의 회전운동을 왕복 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드(30)와,

상기 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동을 정회전 및 역회전을 반복할 수 있도록 구성된 기어부와,

상기 기어부의 정회전 및 역회전에 의하여 정회전 및 역회전 동작을 하도록 설치된 회전축(70)을,

포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환전달장치.
제 1항에 있어서,

상기의 기어부는, 커넥팅로드(30)의 끝단부에 편심되게 연설되어 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동에 따라 정회전 및 역회전을 발생시키는 제1기어(40)와,

상기 제1기어(40)의 회전력을 전달하는 제2기어(50)와,

회전축(70)과 연결된 것으로 상기 제2기어(50)의 회전력을 전달받아 회전축(70)을 회전시키는 종동기어(60)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력변환전달장치.
제 2항에 있어서,

상기 제2기어(50)는 제1기어(40)의 정회전 및 역회전 량과 속도를 변화하여 종동기어(60)에 전달함으로써 상기 종동기어(60)에 연설되어 있는 회전축(70)의 정회전 및 역회전 량과 속도가 변화되도록 제1기어(40)와 연설되는 제1단기어(51)와, 종동기어(60)와 연설되는 제2단기어(52)로 형성되는 것을 특징으로 하는 동력변환전달장치.
제 1항에 있어서,

상기 플라이휠(20)에는 중심으로부터 이격된 서로 다른 위치에 형성된 다수의 제1편심공(21)과,

상기 다수의 제1편심공(21)에 선택적으로 설치할 수 있도록 길이 조절가능한 커넥팅로드(30)로 구성되어 상기 커넥팅로드(30)의 왕복 직선운동의 거리를 조절하여 회전축(70)의 회전량을 조절함을 특징으로 하는 동력변환전달장치.
제 2항에 있어서,

상기 제1기어(40)에는 중심으로부터 이격된 서로 다른 위치에 형성된 다수의 제2편심공(41)과,

상기 다수의 제2편심공(41)에 선택적으로 설치할 수 있도록 길이 조절가능한 커넥팅로드(30)로 구성되어 상기 제1기어(40)의 회전각(θ)을 조절하여 회전축(70) 의 회전량을 조절함을 특징으로 하는 동력변환전달장치.
제 4항 또는 제5항에 있어서,

상기 커넥팅로드(30)의 양단 내주연에 형성된 장공의 암나사(31, 32)와,

상기 암나사(31, 32)에 연설되어 플라이휠(20)과 제1기어(40)에 설치된 수나사(33, 34)에 의하여 플라이휠(20)과 제1기어(40) 사이에 연설된 커넥팅로드(30)의 길이가 조절됨을 특징으로 하는 동력변환전달장치.
제 4항 또는 제5항에 있어서,

상기 커넥팅로드(30)의 양단 내주연에 장공의 암나사(31, 32)를 형성하되, 일단에는 오른나사를 형성하고 타단에는 왼나사를 형성하고, 상기 오른나사와 왼나사로 형성된 암나사(31, 32)에 대응되게 연설되어 플라이휠(20)과 제1기어(40)에 설치된 수나사(33, 34)에 의하여 플라이휠(20)과 제1기어(40) 사이에 연설된 커넥팅로드(30)의 길이가 조절됨을 특징으로 하는 동력변환전달장치.