KR20150095535A - 삼축 캐스터 - Google Patents

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Abstract

캐스터들이 삼축상으로 배치된 삼축 캐스터가 개시된다.
삼축 캐스터는
중앙의 회전축을 중심으로 회전하는 Y자형 프레임; 및
상기 Y자형 프레임을 구성하는 각 브랜치의 단부에 설치된 3개의 캐스터;
를 포함한다.

Description

삼축 캐스터{3-Axis caster}
본 발명은 이동장치의 차륜에 관한 것으로서, 특히 캐스터들이 삼축상으로 배치된 삼축 캐스터에 관한 것이다.
종래에 있어서 이동 장치의 방향 전환을 용이하게 하기 위한 것으로서 캐스터(caster, 다리 바퀴)가 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 의자, 이동용 테이블, 캐리어, 유모차 등에 캐스터를 적용한 것들이 있다.
도 1은 종래의 캐스터를 도시한다.
도 1을 참조하면, 종래의 캐스터(100)는 반경(D)의 구름 바퀴(102)의 바퀴축(104)에 대하여 수직 방향으로 연장된 차축(106) 및 바퀴축(104)에 대하여 수직 방향으로 소정의 거리(t)만큼 이격되어 설치된 주축(108)을 포함한다. 케이스(110)는 차축(106) 및 주축(108)을 수용한다. 주축(108)은 케이스(110)에 대하여 수평면상에서 360도 회전 가능하게 설치된다. 주축(108)의 상단은 예를 들어, 이동 장치의 베이스 프레임(미도시) 저면에 부착된다.
종래의 캐스터(100)는 주축(108)이 차축(106)에 대하여 t만큼 빗겨나서 설치되어 있기 때문에 구름바퀴(102)가 주축(108)을 중심으로 수평면상에서 360도 회전 가능하다.
이동장치에 이러한 캐스터(100)를 설치하면 이동장치의 진행 방향을 자유롭게 조절할 수 있다.
그렇지만, 이와 같은 캐스터(100)들은 이동장치들의 저면에 설치되기 때문에 구름 바퀴(102)로는 넘을 수 없는 장애물과 조우하게 되면 이동장치의 통행에 불편을 초래하는 문제점이 있었다. 특히 구름바퀴(102)의 크기가 작은 경우 이동장치를 들어 옮겨야 하는 등 불편함이 매우 컸다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 장애물을 쉽게 넘을 수 있는 삼축 캐스터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 삼축 캐스터는
이동 장치에 취부되는 삼축 캐스터에 있어서,
중앙의 회전축을 중심으로 회전하며, 서로 120도의 각도를 가지는 3개의 브랜치들을 구비하는 Y자형 프레임; 및
상기 Y자형 프레임을 구성하는 상기 브랜치들 각각의 단부에 설치된 3개의 캐스터;
를 포함하며,
여기서, 상기 캐스터는 회전축을 중심으로 회전하는 구름 바퀴, 상기 회전축에 회전가능하게 형성되고, 상기 회전축으로부터 상기 구름바퀴의 반경 방향으로 수평하게 연장된 고정 브라켓, 그리고 상기 고정 브라켓의 종단에서 수직 방향으로 연장된 주축을 포함하며,
상기 캐스터의 상기 주축이 상기 브랜치의 연장방향에 대하여 120도의 각도를 가지도록 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 삼축 캐스터는 Y자형 프레임을 구성하는 각 브랜치의 종단에 캐스터를 설치함으로써 이동 장치가 장애물을 용이하게 넘을 수 있게 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 삼축 캐스터에 베이스 캐스터 브라켓 및 베이스 캐스터 주축을 설치함으로써 삼축 캐스터에 추가적인 캐스터 기능을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 삼축 캐스터는 각각의 캐스터를 프레임의 회전에 따라 반대 방향으로 회전시킴으로써 진행방향에 대하여 뒤쪽에 위치하는 캐스터에 대해서는 충분한 캐스터 기능을 발휘하도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 캐스터를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 삼축 캐스터의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 삼축 캐스터의 실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 삼축 캐스터를 적용한 이동 장치의 움직임을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 삼축 캐스터의 다른 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 장치의 기하학적 배치 및 외관을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 삼축 캐스터를 적용한 베이스 캐스터의 구성을 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 삼축 캐스터의 구성을 도시한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 삼축 캐스터(200)는 중앙의 회전축(202)을 중심으로 회전하는 Y자형의 프레임(204) 및 Y자형 프레임(204)의 각 브랜치(204a, 204b, 204c)의 종단에 설치되는 3개의 캐스터(206; 206a, 206b, 206c)를 포함한다.
여기서, 캐스터(206a, 206b, 206c)는 도 1에 도시된 종래의 캐스터(100)와 유사한 구성을 갖는다. 캐스터(206a, 206b, 206c)들은 동일한 구성을 가지므로, 캐스터(206)으로 표기하도록 한다.
각 브랜치(204a, 204b, 204c)의 길이는 동일하며, 그 길이 및 캐스터(206)의 크기는 장애물의 크기 및 종류에 따라 적절히 설계될 수 있다.
캐스터(206)는 회전축(206-1)을 중심으로 회전하는 구름 바퀴(206-2), 회전축(206-1)에 회전가능하게 형성되고, 회전축(206-1)로부터 구름바퀴(206-2)의 반경 방향으로 수평하게 연장된 고정 브라켓(206-3), 그리고 고정 브라켓(206-3)의 종단에서 수직 방향으로 연장되어 회전가능하게 설치되는 주축(206-4)을 포함한다.
여기서, 각 브랜치(204a, 204b, 204c) 사이의 각도는 120도의 각도를 가지도록 설치된다.
회전축(202)에는 횡방향으로 차륜축축(미도시)이 설치될 수 있다. 즉, 차륜축의 양단에 본 발명의 삼축 캐스터(200)이 하나씩 설치되고, 차륜축상에 조향 장치가 설치될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 삼축 캐스터의 실시예를 도시한다.
도 3을 참조하면, 두 개의 삼축 캐스터(200-1, 200-2)의 회전축(202-1, 202-2) 사이에는 횡방향으로 차륜축(302)이 설치되고, 차륜축(302)의 중앙에 조향 장치(304)를 설치한 것이 도시된다. 조향장치(304)을 조정함에 의해 차륜축(302)이 좌우로 회전한다.
도 3을 참조하면, 지면에 닿고 있는 캐스터(206b, 206c)들의 진행 방향은 조향 장치(304)에 의해 제어된다.
도 4는 본 발명에 따른 삼축 캐스터를 적용한 이동 장치의 움직임을 도시한다.
도 4의 (a)를 참조하면, 이동 장치(400)의 앞뒤로 차륜축(402-1, 402-2)이 마련되고 각각의 차륜축(402-1, 402-2) 양끝에는 본 발명의 삼축 캐스터(200)들이 설치된 것이 도시된다. 또한, 앞쪽의 차륜축(402-1)에는 조향 장치(404)가 설치되어 있다.
조향장치(404)를 조절하여 오른쪽으로 회전시키면, 삼축 캐스터(200)에서 지면에 닿아있는 두 개의 구름바퀴들 중에서 이동 방향에서 앞쪽에 있는 구름바퀴들이 회전방향으로 회전하고 이에 따라 이동 장치(400)는 (c)에 도시된 바와 같이 오른쪽으로 향하게 된다.
이동장치(400)가 조향된 방향으로 진행하게 되면 삼축 캐스터(200)에서 지면에 닿아있는 두 개의 구름바퀴들 중에서 앞쪽의 구름바퀴들이 진행 방향과 일치되게 된다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 조향 장치(404)를 조정하더라도 앞쪽의 차륜축(402-1)의 양측에 설치된 삼축 캐스터(200)들에서 지면에 닿아있는 두 개의 구름바퀴들 중에서 앞쪽의 구름바퀴들은 조향된 방향으로 회전하지만 뒤쪽의 구름 바퀴들은 조향된 방향으로 회전하지 못하고 원래의 직진성을 유지하고 있다.
이는 도 2에 도시된 바와 같이 뒤쪽의 캐스터에 있어서 주축(206-4)이 지면과 평행한 상태가 되기 때문에 구름바퀴(206-2)가 용이하게 좌우로 회전하기가 어렵기 때문이다.
도 5는 본 발명에 따른 삼축 캐스터의 다른 실시예를 도시한다.
도 5에 도시된 장치는 삼축 캐스터(500)의 Y자형 프레임(204)이 회전하더라도 진행 방향에서 뒤쪽에 있는 캐스터(206)의 주축이 지면에 대하여 수직인 상태를 유지하게 한다.
도 5에 도시된 삼축 캐스터(500)는 회전축(202)과 일체로 회전축 기어(502)를 설치하고, 캐스터(206)의 주축(206-4)과 결합된 캐스터 각도 조절 기어(504)를 두고, Y자형 프레임(204)의 회전량만큼 캐스터(206)의 주축(206-4)을 회전시켜주도록 구성된다.
회전축 기어(502)는 회전축(202)에 일체로 형성되어 있고, Y자형 프레임(204)은 회전축(202)을 중심으로 회전한다. 회전축 기어(502)는 회전축(202)에 고정되어 있으므로, Y자형 프레임(204)이 회전축을 중심으로 회전함에 따라 제1방향전환기어(506)는 Y자형 프레임(204)의 회전 방향으로 회전한다.
제1방향전환기어(506)의 회전에 의해 발생된 구동력은 제2방향 전환기어(508), 각도 변환 기어(510), 체인(512) 그리고 캐스터 각도 조절 기어(504)를 통하여 캐스터 고정 케이스(514)에 전달된다. 여기서, 제1방향전환기어(506)와 제2방향전환기어(508)의 회전 방향은 서로 반대이지만 제2방향전환기어(508)와 캐스터 각도 조절 기어(504)의 회전 방향은 서로 같음을 유의한다.
도 5를 다시 참조하면, 제2방향전환기어(508)는 단차를 가진 기어인 것을 알 수 있다. 이와 같이 단차를 둔 것은 캐스터 각도 조절 기어(504)가 회전축 기어(502)보다 높게 배치되기 때문에 이에 상응하도록 하기 위한 것이다.
구체적으로, 도 5의 왼쪽 그림에서 회전축 기어(502)를 기준으로 캐스터 각도 조절 기어(504)가 높게 위치한다. 이는 캐스터(206)가 Y자형 프레임(204)의 단부에서 360도 회전하도록 하기 위해 필요하다. 따라서, 제2방향전환기어(508)의 위에 단차를 두고 각도 변환 기어(510)를 설치하고, 아래쪽의 제2방향전환기어(508)를 제1방향전환기어(506)과 치합하게 하고, 위쪽의 각도 변환 기어(510)와 캐스터 각도 조절 기어(504) 사이에 체인(512)을 걸도록 구성한다.
캐스터 각도 조절 기어(504)에는 캐스터 고정 케이스(514)가 일체로 형성되고, 또한 캐스터 고정 케이스(514)에는 캐스터(206)의 주축(206-4)이 고정된다. 여기서, 캐스터(206)가 캐스터 각도 조절 기어(504)를 중심으로 360도 회전할 수 있도록 캐스터 각도 조절기어(504)의 외측에 캐스터 고정 케이스(514)를 설치하고, 캐스터 고정 케이스(514)에 캐스터(206)의 주축(206-4)을 고정시킨다.
캐스터 각도 조절 기어(504)의 작용에 의해 주축(206-4)은 Y자형 프레임(204)의 회전량만큼 반대 방향으로 회전한다. 그 결과 지면에 닿은 캐스터(206)들의 주축(206-4)들이 모두 지면에 대하여 수직을 유지하는 것이 가능하게 된다.
도 6은 도 5에 도시된 장치의 기하학적 배치 및 외관을 도시한다.
도 6의 왼쪽 그림 (a)을 참조하면, 캐스터 각도 조절 기어(504)들은 회전축(206-1)을 중심으로 정삼각형을 이루어 배치된다.
또한, 캐스터 고정 케이스(514)는, 캐스터 각도 조절 기어(504)에 일체로 형성되어 있어서, 캐스터 각도 조절 기어(504)의 회전에 따라 회전한다.
한편, 도 6의 오른쪽 그림 (b)을 참조하면, 캐스터 고정 케이스(514)에는 캐스터(206)의 주축(206-4)이 고정되어 있으므로, 캐스터 각도 조절 기어(504)의 회전에 따라 캐스터(206)가 함께 회전한다.
도 7은 본 발명에 따른 삼축 캐스터의 변형 실시예의 구성을 도시한다.
도 7에 도시된 장치(700, 이하 베이스 캐스터라 함)는 이동 장치의 베이스 프레임의 저면에 취부되는 것으로서, 도 2에 도시된 바의 삼축 캐스터(200), 삼축 캐스터(200)의 회전축(202)에 회전 가능하게 형성되고 수평방향으로 연장된 베이스 브라켓(706), 그리고 베이스 캐스터 브라켓(706)의 종단(회전축과 반대쪽)에서 수직 방향으로 연장되어 설치되는 베이스 캐스터 주축(708)을 포함한다. 베이스 캐스터 주축(708)은 베이스 캐스터 브라켓(706)에 대해 좌우로 회전 가능하다.
즉, 도 7의 이동 장치(300)는 본 발명에 따른 삼축 캐스터(200)를 하나의 구름 바퀴로 삼는 캐스터를 가지는 형태이다. 삼축 캐스터(200) 자체로는 캐스터 기능을 발휘하지 못하기 때문에 이를 해결하기 위하여 베이스 캐스터 브라켓(706) 및 베이스 캐스터 주축(708)을 이용하여 캐스터 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
구체적으로, 베이스 캐스터 주축(708)이 삼축 캐스터(200)의 회전축(202)으로부터 수평방향으로 소정 거리만큼 이격되어 설치되며 또한 베이스 캐스터 브라켓(708)에 대하여 좌우 방향으로 자유롭게 회전할 수 있게 설치되므로, 베이스 프레임의 조향 방향에 따라 삼축 캐스터(200)가 용이하게 움직여지게 된다.
200...삼축 캐스터
202...회전축 204...Y자형 프레임
206...캐스터
302, 402...차륜축 304, 404...조향장치

Claims (2)

  1. 이동 장치에 취부되는 삼축 캐스터에 있어서,
    중앙의 회전축을 중심으로 회전하는 Y자형 프레임; 및
    상기 Y자형 프레임을 구성하는 상기 브랜치들 각각의 단부에 설치된 3개의 캐스터;
    를 포함하며,
    여기서, 상기 캐스터는 회전축을 중심으로 회전하는 구름 바퀴, 상기 회전축에 회전가능하게 형성되고, 상기 회전축으로부터 상기 구름바퀴의 반경 방향으로 수평하게 연장된 고정 브라켓, 그리고 상기 고정 브라켓의 종단에서 수직 방향으로 연장된 주축을 포함하며,
    상기 캐스터의 상기 주축이 상기 브랜치의 연장방향에 대하여 120도의 각도를 가지도록 설치된 것을 특징으로 하는 삼축 캐스터..
  2. 제1항에 있어서, 상기 Y자형 프레임을 구성하는 각 브랜치들 사이의 각도는 120도의 각도를 유지하는 것을 특징으로 하는 삼축 캐스터.
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