KR20110017249A

KR20110017249A - 구동장치

Info

Publication number: KR20110017249A
Application number: KR1020090074819A
Authority: KR
Inventors: 김기수
Original assignee: 김기수
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2011-02-21

Abstract

본 발명에 의하면, 장애물을 넘고 계단을 오를 수 있는 차체에 설치되는 구동장치에 있어서, 상기 차체에 설치되는 동력발생장치에 연결된 샤프트에 연결되는 동력전달장치; 상기 동력전달장치에 각각 치합되며 상기 동력전달장치의 회전력에 의해 회전 구동되는 휠이 고정되는 복수개의 종동장치; 및 상기 동력전달장치와 복수개의 종동장치가 작동 가능하게 고정되며 장애물 출현에 의한 종동장치의 정지시 회전 구동되어 장애물을 넘어가는 캐리어를 포함하며, 상기 동력전달장치는, 상기 샤프트에 고정되는 선기어, 상기 선기어 둘레에 치차 결합되는 복수개의 유성기어 및 상기 복수개의 유성기어의 둘레에 치차 결합되며 상기 유성기어와 동일한 방향으로 회전되는 링기어를 포함하고, 상기 종동장치는, 상기 링기어의 외부치에 치합되어 휠을 구동시키는 구동기어를 포함하는 구동장치가 제공된다.

휠체어, 차량, 구동, 계단, 승월, 오름, 기어, 휠, 구동, 장애물

Description

구동장치{Driving unit}

본 발명은 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠체어 등과 같은 이동수단의 휠이 회전에 의해 구동하는 중 장애물 또는 계단에 의해 저지되는 경우 간단하게 장애물을 넘거나 계단을 오를 수 있도록 할 수 있는 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 운전자 또는 승객이 탑승하기 위한 승용차 또는 상용차 등과 같은 형태의 차량, 장애인 또는 환자가 이동을 위해 탑승하는 휠체어, 화물 또는 짐 등을 운반하기 위한 운반차량, 장갑차 또는 특장차 등과 같은 특수차량 등 다양한 이동수단이 널리 개발되어 있어 편의성을 도모함은 물론 특수한 목적에 유용하게 이용되고 있다.

상기와 같은 이동수단들은, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 사람 또는 화물이 적재될 수 있는 다양한 형태를 취할 수 있는 차체(1)를 포함한다. 상기 차체(1)의 소정의 위치에는 물론 엔진(2)이 탑재되어 있어 동력을 발생시킨다. 또한, 상기 차체(1)에는 엔진(2)에 연계된 샤프트(4)로부터 동력을 전달받아 휠(3)을 구동시키기 위한 구동장치가 설치되어 있다. 이에 따라 상기 엔진(2)을 작동시키면 상기 구동장치에 연결된 휠(3)이 회전하게 되고 이에 따라 해당 차량 또는 이동수단이 구동 또는 이동할 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 이동수단들은 대부분 휠이 액슬축 또는 구동축에 대해 회전 구동만을 행함으로써, 평지 또는 한정된 높이의 장애물 등은 무난하게 이동할 수 있지만, 이동중 모래밭, 진흙밭 또는 높은 장애물을 만나거나, 특히 계단에 이르게 되면 휠이 헛돌거나 또는 그 장애물들을 통과하지 못해 구동이 불가능하거나 이동할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이동수단의 구동 중 비교적 높은 장애물 또는 계단을 만나는 경우 간단하게 장애물을 넘어 통과하거나 계단을 오를 수 있는 구동장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 휠에 일정크기의 부하가 걸리는 경우 캐리어가 회전 구동될 수 있는 구동장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 의하면, 장애물을 넘고 계단을 오를 수 있는 차체에 설치되는 구동장치에 있어서, 상기 차체에 설치되는 동력발생장치에 연결된 샤프트 에 연결되는 동력전달장치; 상기 동력전달장치에 각각 치합되며 상기 동력전달장치의 회전력에 의해 회전 구동되는 휠이 고정되는 복수개의 종동장치; 및 상기 동력전달장치와 복수개의 종동장치가 작동 가능하게 고정되며 장애물 출현에 의한 종동장치의 정지시 회전 구동되어 장애물을 넘어가는 캐리어를 포함하며, 상기 동력전달장치는, 상기 샤프트에 고정되는 선기어, 상기 선기어 둘레에 치차 결합되는 복수개의 유성기어 및 상기 복수개의 유성기어의 둘레에 치차 결합되며 상기 유성기어와 동일한 방향으로 회전되는 링기어를 포함하고, 상기 종동장치는, 상기 링기어의 외부치에 치합되어 휠을 구동시키는 구동기어를 포함하는 구동장치가 제공된다.

여기서, 상기 캐리어는, 상기 동력전달장치와 종동장치를 외부로부터 차폐하고, 상기 선기어 및 각각의 유성기어와, 상기 구동기어가 베어링과 회동축에 의해 회전 가능하게 고정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 링기어는 주변으로부터의 차폐 및 원활한 구동을 위한 커버를 구비하며, 상기 커버는 로드에 의해 상기 링기어의 몸체에 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 캐리어는 휠 박스인 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의하면, 이동수단의 이동중 장애물에 이르면 하나의 휠에 연결되는 구동기어를 지지축으로 하여 캐리어가 회전되어 후속되는 휠이 전방의 휠을 넘어가게 됨으로써, 장애물을 넘을 수 있게 되며, 계단에 이르면 연속적인 캐리어의 회전 구동으로 인해 계단을 오를 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동장치가 적용되는 이동수단을 개략적으로 나타낸 저면도이고, 도 3은 도 2의 구동장치를 A방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 구동장치를 B방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다. 또한, 도 5는 도 2의 구동장치가 장애물을 오르는 구동상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6a와 도 6b는 도 2의 구동장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동장치는, 승용차, 상용차, 운반수단 및 휠체어 등과 같은 다양한 이동수단의 차체를 포함하는 차체(V)에 설치되며, 상기 차체(V)에 설치되는 연소엔진 또는 전기모터 등과 같은 동력발생장치(M)에 구비된 액슬축과 같은 샤프트(S)에 연결되어 회전력과 같은 동력을 전달받는 동력전달장치(110), 상기 동력전달장치(110)에 각각 치합되며 상기 동력전달장치(110)의 회전력에 의해 회전 구동되는 휠(W)이 고정되는 복수개의 종동장치(120) 및 상기 동력전달장치(110)와 복수개의 종동장치(120)가 작동 가능하게 고정되며 장애물 출현에 의한 종동장치(120)의 정지시 회전 구동되 어 장애물을 넘어가는 캐리어(130)를 포함한다.

여기서, 상기 바람직한 실시예는, 차체(V)의 이동을 위한 복수개의 휠(W) 중 제1휠(W1)에 관련된 구동부에 대해서만 상세히 설명할 것이나, 상기 제1휠(W1)을 제외한 다른 휠들 즉, 제2휠(W2), 제3휠(W3) 및/또는 제4휠(W4)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

상기 동력전달장치(110)는, 이동수단의 차체(V)에 구비된 동력발생장치(M)에 연결된 샤프트(S)로부터 상기 동력발생장치(M)에 의한 회전력과 동력을 전달받기 위하여 유성기어(sun and planet gear)군으로 형성되는 것으로, 샤프트(S)에 고정되는 선기어(112), 상기 선기어(112) 둘레에 치차 결합되는 복수개의 유성기어(114) 및 상기 복수개의 유성기어(114)의 둘레에 치차 결합되며 상기 유성기어(114)와 동일한 방향으로 회전되는 링기어(116)를 포함한다.

여기서, 상기 복수개의 유성기어(114)는 각각 선기어(112)의 회전에 따라 자전하거나 또는 부하에 따라 공전되도록 설치되며, 상기 링기어(116)는 내면 및 외면 모두에 치가 형성되고 외부에 상기 링기어를 주변으로부터 안정적으로 보호하고 원활한 구동을 가능하게 하기 위한 보호용 커버(116a)가 로드(116b)에 의해 몸체에 연결 고정된다.

상기 종동장치(120)는, 상기 동력전달장치(110)에 각각 치합 연결되어 상기 동력전달장치(110)의 회전력이나 구동력을 휠(W)에 전달되도록 하기 위한 것으로, 상기 동력전달장치(110)의 링기어(116)의 외부치에 치합되는 구동기어(122)를 포함한다.

상기 캐리어(130)는, 상기 동력전달장치(110)와 복수개의 종동장치(120)를 내부에 구성하여 외부로부터 차폐시키고 장애물 출현에 의한 종동장치(120)의 정지시 회전 구동되어 휠(W)이 장애물을 넘어가도록 하기 위한 것으로, 상기 동력전달장치(110)의 선기어(112) 및 각각의 유성기어(114)와, 상기 종동장치(120)의 구동기어(122)가 베어링(미부호)과 회동축 또는 회전축(미부호)에 의해 회전 가능하게 고정된다.

또한, 상기 캐리어(130)는 휠(W)의 개수 및 각각의 기어군들의 배열에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 선택적으로 휠 박스(wheel box) 형상으로 형성되어 휠 박스 기능을 수행하는 것이 좋다.

여기서, 상기 제1휠(W1)에 적용되는 동력전달장치(110)와 종동장치(120)는, 제2휠(W2), 제3휠(W3) 및/또는 제4휠(W4)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있는 바, 상기 제2휠(W2)에 적용되는 동력전달장치 및 종동장치의 각각의 구성요소에는 그 도면부호에 "'"를 부가하고, 상기 제3휠(W3)에 적용되는 동력전달장치 및 종동장치의 각각의 구성요소에는 그 도면부호에 """를 부가하여 각각 구분되도록 표시하였다. 물론, 상기 각각의 구성요소들 중 동일 구성요소들은 동일 기능을 수행함은 당연하다.

여기서, 상기 바람직한 실시예는 3개의 휠(W)이 구비되는 구동장치에 대해 설명하고 있으나, 도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이, 2개 또는 4개의 휠이 구비된 이동수단에도 동일한 구성요소들이 동일한 기능으로 적용될 수 있음은 자명한 것이며, 상기와 같이 4개의 휠이 구비되는 경우 제4휠(W4) 또는 전술된 각각의 휠(W1- W3)에 적용되는 구동장치의 각각의 구성요소들이 동일하게 적용될 것이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동장치의 작용과 효과에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구동장치가 설치된 이동수단이 평지 또는 낮은 장애물을 통과하는 경우, 예컨대 모터와 같은 동력발생장치(M)가 작동하면, 샤프트(S)에 연결된 동력전달장치(110)의 선기어(112)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 상기 선기어(112)에 치합된 각각의 유성기어(114,114',114")는 시계방향으로 회전하게 되며, 동시에 링기어(116)도 동일 방향인 시계방향으로 회전하게 된다.

이 상태에서, 상기 링기어(116)의 회전에 따라 상기 링기어(116)에 치합된 종동장치(120)의 각각의 구동기어(122,122',122")가 반시계방향으로 회전하게 된다.

이에, 상기 종동장치(120)의 구동기어(122,122")에 각각 연결된 제1휠(W1)과 제3휠(W3)은 지면에서 화살표 방향으로 전진 이동하게 된다.

상기와 같이 이동수단이 전방으로 이동하는 경우의 조건은 상기 캐리어(130)의 공전의 부하량이 유성기어군의 자전력 보다 크기 때문에 유성기어군이 충분히 자전할 수 있는 범위로 한정될 수 있다.

한편, 상기와 같은 차량의 이동 중에 높이가 높은 장애물에 걸리거나 계단을 만나 상기 제1휠(W1)이 걸려 정지하게 되면 상기 제1휠(W1)이 지지점이 되어 상기 제2휠(W2)이 제1휠(W1)을 타고 넘어 가는 방식으로 장애물을 넘어가거나, 상기와 같은 동작을 연속 반복적으로 수행되어 계단을 오를 수 있게 된다.

즉, 상기 제1휠(W1)이 장애물 또는 계단에 걸리게 되면, 종동장치(120)의 구동기어(122)가 정지하게 되며, 이때 링기어(116) 또한 순간적으로 정지하게 된다.

이 상태에서, 상기 링기어(116)가 정지함에도 불구하고 동력발생장치(M)는 계속 회전하게 되어 샤프트(S)를 통해 동력전달장치(110)에 회전력이 전달되고 이에, 선기어(112)는 계속 회전하게 된다.

이 때, 상기 링기어(116)에 걸리는 부하력이 상기 유성기어(114,114',114")가 자전하려는 힘 보다 크게 됨에 따라 각각의 유성기어(114,114',114")는 공전하게 되고, 상기 각각의 유성기어(114,114',114")가 공전하게 되면, 상기 유성기어들에 연결된 캐리어(130) 자체가 구동기어(122)의 축을 중심으로 반시계방향으로 공전하게 된다.

상기와 같이, 캐리어(130)의 회전이 계속되면, 제2휠(W2)이 제1휠(W1)의 전방에 배치되고, 제3휠(W3)은 상부에 위취하게 되어 초기의 정상 구동상태로 복귀하게 된다.

물론, 단순한 장애물은 전술된 바와 같은 캐리어(130)의 회전이 1회 또는 2회 실행되어 해당 장애물을 넘을 수 있는 반면, 계단은 전술된 바와 같은 캐리어(130)의 회전 운동이 연속 반복적으로 실행됨으로서 계단을 오를 수 있게 된다.

상술한 바에 의하면, 이동수단이 전방으로 이동하는 경우에 대해서만 설명하고 있으나, 동력발생장치(M)를 역작동시키거나 또는 샤프트(S)를 역회전시키면 상술된 바와 같은 작동이 역전되어 차량이 후진됨은 물론 후방으로의 스텝 작동이 실 행될 수 있다.

또한, 해당 구동장치를 전륜의 구동축을 연계하여 설치하면 휠(W)이 조향륜으로 사용될 수 있는 반면, 후륜의 구동축에 연계하여 설치하면 연료의 절약 및 주행의 신속성을 제공받을 수 있다. 물론, 전,후륜 구동축 모두에 구동장치를 연계하여 설치할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 종래의 이동수단을 개략적으로 나타낸 저면도;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동장치가 적용되는 이동수단을 개략적으로 나타낸 저면도;

도 3은 도 2의 구동장치를 A방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면;

도 4는 도 2의 구동장치를 B방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면;

도 5는 도 2의 구동장치가 장애물을 오르는 구동상태를 개략적으로 나타낸 도면; 및

도 6a와 도 6b는 도 2의 구동장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims

장애물을 넘고 계단을 오를 수 있는 차체에 설치되는 구동장치에 있어서,

상기 차체(V)에 설치되는 동력발생장치(M)에 연결된 샤프트(S)에 연결되는 동력전달장치(110);

상기 동력전달장치(110)에 각각 치합되며 상기 동력전달장치(110)의 회전력에 의해 회전 구동되는 휠(W)이 고정되는 복수개의 종동장치(120); 및

상기 동력전달장치(110)와 복수개의 종동장치(120)가 작동 가능하게 고정되며 장애물 출현에 의한 종동장치(120)의 정지시 회전 구동되어 장애물을 넘어가는 캐리어(130)를 포함하며,

상기 동력전달장치(110)는,

상기 샤프트(S)에 고정되는 선기어(112),

상기 선기어(112) 둘레에 치차 결합되는 복수개의 유성기어(114) 및

상기 복수개의 유성기어(114)의 둘레에 치차 결합되며 상기 유성기어(114)와 동일한 방향으로 회전되는 링기어(116)를 포함하고,

상기 종동장치(120)는,

상기 링기어(116)의 외부치에 치합되어 휠(W)을 구동시키는 구동기어(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 캐리어(130)는,

상기 동력전달장치(110)와 종동장치(120)를 외부로부터 차폐하고,

상기 선기어(112) 및 각각의 유성기어(114)와, 상기 구동기어(122)가 베어링(B)과 회동축(R)에 의해 회전 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 링기어(116)는 주변으로부터의 차폐 및 원활한 구동을 위한 커버(116a)를 구비하며, 상기 커버(116a)는 로드(116b)에 의해 상기 링기어(116)의 몸체에 연결되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
제2항에 있어서, 상기 캐리어(130)는 휠 박스인 것을 특징으로 하는 구동장치.