KR20170064281A - 자동 구동 전환장치 - Google Patents

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Abstract

동력전달장치;
상기 동력전달장치에 연결되어 동력을 전달받는 캐리어;
상기 캐리어에 자유롭게 회전가능하게 부착 구성된 유성기어;
상기 유성기어를 사이에 두고 두개의 기어가 서로 맞물리게 치차결합되되,
일방의 기어는 주 동력전달장치에 동력을 전달하고 타방의 기어는 부 동력전달장치에 동력을 전달하되 상기 일방의 기어와 상기 타방의 기어는 상기 유성기어로부터 동력을 동시에 전달받거나 또는 상기 일방의 기어가 정지하고 상기 타방의 기어가 동력을 전달받는 것으로 동력을 전달받되 교차로 동력을 전달받는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치에 관한 것이다.

Description

자동 구동 전환장치{The Automatic device for driving switch}
본 발명은 다축바퀴구동장치에 관한 것으로 다축바퀴가 정지하였을 경우에 장애물을 용이하게 뛰어넘을 수 있는 것으로 특별히 계단을 오를 경우 또는 내려올 경우에는 계단턱이 있어 상하로 크게 요동치는 것을 방지하여 경사지를 운행하는 것과 같은 효과를 갖는 것으로 운행시 별도의 장치를 조작하지 않고도 자동으로 할 수있는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 버스, 승용차, 트럭 등 운송수단 및 이동수단들은 이동하는데 있어서 바퀴에 동력을 전달하여 바퀴를 구동함으로 이동하지만 장애물이 있을 때에는 바퀴로 넘는 것은 한계가 있다. 그래서 장애물을 극복하고자 개발된 바퀴로 다축바퀴가 있다. 다축바퀴는 이동수단의 동력장치에서 동력을 가운데 중심축으로 전달받아 다수 개의 종동축에 전달해서 종동축에 고정된 소륜을 회전시켜 구동하는 바퀴이다.
선행문헌으로는 대한민국 등록특허(10-1031321)에 개시되는 삼각휠은 동력 발생 장치에서 발생된 구동력을 각각의 소륜에 전달하는 동력전달 장치를 구비하고, 장애물에 걸려서 소륜의 회전이 정지되면 소륜을 회전시키는 회전력에 의해서 삼각휠 자체를 회전시켜 넘어가게 하는 방식으로 장애물을 타넘게 된다.
그렇지만 이러한 종래의 삼각휠 구동 방법은 동력 발생장치에서 발생된 구동력을 삼각휠을 구성하는 소륜에 전달하고, 소륜에서 발생된 구동력에 의해 자체적으로 삼각휠 프레임을 구동하여 장애물을 넘게되어 있기 때문에, 동력 전달 과정이 복잡하여 실제로 장애물을 넘기 위한 충분한 힘을 발휘하기 어렵다.
다른 한편으로, 종래의 삼각휠 구동방법은 소륜의 회전이 정지되어야만 삼각휠이 회전되도록 구성되어 있어서 소륜과는 별개로 삼각휠을 회전시킬 수 없다는 문제점과 이동시 계단을 오르거나 내려갈 때 기울여진 방향으로 차체 무게 중심이 쏠릴 때 다축 프레임이 의도하지 않게 오버러닝 하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허(10-1409203)에 개시되는 삼각휠 구동장치는 동력 발생 장치에서 발생된 구동력을 각각의 소륜에 전달하는 동력전달 장치를 구비한다.
여기서, 동력전달장치 기어 및 체인, 벨트 등 다양한 방법으로 동력을 가운데 중심축에서 바퀴가 연결된 종동축으로 전달한다.
여기서, 다축바퀴를 이용해서 장애물을 넘는 방법은 다축바퀴의 소륜 중에 진행방향으로 선행하는 소륜이 장애물을 만났을 때 다축 프레임을 회전시켜 장애물을 넘을 수 있다.
그렇지만, 종래의 다축구동장치는 운행 중에 다축바퀴의 프레임을 구동하는 방법은 사용자가 장치를 조작하여 상기 삼각휠 프레임에 회전력을 전달/해제하는 번거러움이 있다.
또 언덕에서 내려올 경우에 운전자의 통제를 벗어나 굴러떨어지는 위험이 상존해왔다.
따라서 휠체어로 운전자 특히 환자 스스로 언덕을 올라가거나 내려가는 일은 생각할 수 없는 것이거나 별도의 승강장치가 필요하였었다.
[문헌1] 대한민국 공개특허공보 10-2011-0138430(2011.12.28. 공개) [문헌2] 대한민국 공개특허공보 10-2103-0086418(2013.08.02. 공개) [문헌3] 대한민국 등록특허 10-1031321(2010.04.29. 공고) [문헌4] 대한민국 등록특허 10-1409203 (2014.06.19. 공고)
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위한 것으로 다축바퀴를 장착한 이동수단이 이동 중에 장애물을 만나서 다축 소륜에 일정크기의 부하가 있을 때 자동으로 다축 프레임이 회전 구동하여 간단하게 장애물을 극복함은 물론, 계단을 내려가거나 올라가거나 경사진 길을 이동할 때 다축 프레임이 의도하지 않는 오버러닝이 되지 않도록 스스로 브레이크 작용을 한다, 또한 소륜이 계단턱을 마주치거나 장애물을 만났을 경우에 자동으로 프레임만 별도로 회전 구동하여 다양한 상황의 장애물을 극복 가능하도록 구성된 다축 구동장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 계단 및 경사로에서 밀림 방지하고, 다축 프레오버러닝을 정밀하게 제어할 수 있는, 동력발생장치에서 발생한 동력을 감속 및 변환하여 다축구동장치에 전달하는 동력구동장치를 제공하는 것이다.
또한 운전자 특히 환자 스스로 언덕을 내려가거나 오를 경우에 만날 수 있는 사고를 미연에 방지하는 것으로 다축구동장치 구조의 특성을 극복하여 소륜이 고정된 종동축에 구속장치를 자동으로 제공하는 것이다.
안전하게 장애물을 극복하면서 이동하도록 다축바퀴 제동장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 아래와 같이 구성한다.
동력전달장치;
상기 동력전달장치에 연결되어 동력을 전달받는 캐리어;
상기 캐리어에 자유롭게 회전가능하게 부착 구성된 유성기어;
상기 유성기어를 사이에 두고 두개의 기어가 서로 맞물리게 치차결합되되,
일방의 기어는 주 동력전달장치에 동력을 전달하고 타방의 기어는 부 동력전달장치에 동력을 전달하되 상기 일방의 기어와 상기 타방의 기어는 상기 유성기어로부터 동력을 동시에 전달받거나 또는 상기 일방의 기어가 정지하고 상기 타방의 기어가 동력을 전달받는 것으로 동력을 전달받되 교차로 동력을 전달받도록 특별한 조작없이도 장애물을 만나면 부동력전달장치에 동력이 가해져서 계단이나 장애물을 넘을 수 있도록 구성하는 자동구동전환장치이다.
상기 자동구동전환장치를 구현하기 위하여 첫번째 실시예로는 상기 유성기어는 평기어로 구성되고 상기 주동력전달장치는 평기어로 구성되며,상기 부동력전달장치는 내접링기어로 구성한다.
여기서 상기 유성기어는 복수개로 구성하고
또한 상기 유성기어가 부착된 평판캐리어는 상기 동력전달장치로부터 직접적으로 동력을 전달받도록 구성한다.
상기 자동구동전환장치를 구현하기 위하여 두번째 실시예로는
여기서 상기 유성기어,상기 주동력전달장치 및 상기 부동력전달장치는 베벨기어로 구성하되 상기 주동력장치와 상기 부동력전달장치와 각 각 연결하는 상기 유성기어는 복수개로 구성하되 4개로 구성하는 것이 좋다.
또한 상기 유성기어가 부착된 상기 캐리어는 둥근형태의 축의 형태로 구성하고 상기 축에 직각으로 지지대를 구성하여 상기 베벨기어를 부착하는 구성을 갖도록 한다.
자동구동전환장치를 구현하는 제3실시예로는 상기 유성기어는 제1,2평기어와는 치차결합되고 상기 제2평기어와 축으로 연결된 상기 제3평기어로 구성하고 상기 주동력장치는 상기 유성기어의 제1평기어와 치차결합되고 상기 부동력전달장치는 상기 유성기어의 제3평기어와 치차결합하는 것으로 구성한다.
여기서 상기 부동력전달장치와 연결하는 상기 유성기어는 복수개인 평기어를 통하여 동력을 전달하고 또한 상기 제2평기어와 상기 제3평기어는 상기 유성기어가 연결된 상기 캐리어를 관통하여 축으로 고정연결하여 구성하며 상기 제1,제2 및 제3기어를 상기 유성기어로 구성하는 상기 유성기어는 복수개로 구성한다.구체적인 도면에서는 제1,2,3평기어를 세트로하여 4개로 구성하였다.
여기서 상기 유성기어를 부착한 캐리어는 십자형상으로 구성하고,
상기 주동력전달장치는 다축바퀴 구동장치에 동력을 전달하는 장치이고 상기 부 동력전달장치는 다축프레임구동장치에 동력을 전달하는 장치로 구성하되 상기 다축바퀴구동장치가 장애물을 만났을 때에 상기 다축바퀴구동장치의 소륜에 동력을 전달하는 구동을 정지하고 상기 다축프레임구동장치가 구동되어 장애물 또는 계단을 평지처럼 운행하도록 상기 소륜을 배치 구성한다.
여기서 상기 다축바퀴 구동장치는 복수개의 소륜에 동력을 전달하고 상기 부동력전달장치로부터 동력을 전달받은 상기 다축프레임 구동장치는 축에 동력을 전달하여 상기 다축바퀴 자체를 지지하는 상기 축을 회전시킴으로서 상기 다축바퀴 전체를 회전시키는 것으로 구성한다.
또한 상기 주동력전달장치로부터 동력을 전달받은 다축바퀴구동장치는 중심기어;
상기 중심기어와 치차결합하는 방향전환기어;
상기 방향전환기어와 치차결합하는 종동기어;
상기 종동기어는 주행하는 바퀴에 직접동력을 전달하는 것으로 구성한다.
여기서 상기 방향전환기어는 평기어로 구성하되 상기 중심기어로부터 동력을 전달받아 상기 종동기어에 동력을 전달한다.
또한 상기 방향전환기어는 체인 또는 벨트로 구성하여도 무방하다.
여기서 상기 방향전환기어는 복수개의 기어로 구성하고,도면에서는 3개로 구성하였다. 여기서 상기 종동기어는 상기 방향전환기어의 갯수와 동일하게 구성하여야 한다.
내접링과 평기어로 구성하는 제1실시예의 상기 부동력전달장치는 다축바퀴구동장치를 지지하고 있는 다축바퀴지지케이스에 나사결합하여 상기 부동력전달장치에서 전달받은 동력을 상기 다축바퀴지지케이스에 전달하여 상기 다축바퀴가 장애물로 정지할 경우에는 상기 다축바퀴지지케이스에 동력을 전달하여 장애물을 뛰어넘을 수 있도록 구성하며,
여기서 상기 주동력전달장치는 중심기어와 나사결합으로 결합하여 상기 주동력전달장치에서 전달받은 동력을 상기 중심기어에 전달하여 다축바퀴를 구동하는 것으로 구성한다.
제2 및 제3실시예의 자동구동전환장치를 베벨기어 및 평기어만을 가지고 활용할 경우에는 하기와 같은 구성을 둔다.
상기 다축바퀴구동장치를 지지하고 있는 다축바퀴지지케이스와 나사결합하고 있는 외부지지케이스와 상기 부동력전달장치와 나사결합하여 상기 부동력전달장치에서 전달받은 동력을 나사결합하고 있는 상기 외부지지케이스에 동력이 전달되고 상기 외부지지케이스는 상기 다축바퀴지지케이스와 나사결합으로 연결하여 상기 다축바퀴구동장치가 장애물로 인하여 정지하였을 경우에 상기 다축바퀴지지케이스에 동력을 전달하여 장애물을 뛰어넘을 수 있도록 구성하며,
여기서 상기 주동력전달장치는 중심기어와 나사결합으로 결합하여 상기 주동력전달장치에서 전달받은 동력을 상기 중심기어에 전달하여 다축바퀴를 구동하도록 구성하는 것이다.
이렇게 하여 원하는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명에 따른 다축바퀴 구동장치는 동력발생장치에서 발생한 동력을 일반평지 이동시에는 소륜을 구동하고, 장애물을 만나 소륜의 회전이 멈췄을 때 사용자의 별도 조작 없이 자동으로 프레임을 회전구동하여 장애물을 넘는다.
또한, 계단을 오르거나 내려갈 때 자동으로 감속되면서 적은 힘으로 프레임이 구동된다.왜냐하면 기어비에 따라서 유성기어보다 프레임 구동장치의 기어가 크기 때문이다. 이때, 프레임의 오버러닝이 발생하지 않는다.
또한, 제동장치를 구비하여 다축바퀴의 소륜과 다축프레임을 동시에 제동 할 수 있다.
또한, 제동장치와 연동하게 형성해서 프레임만 별도로 구동하여 장애물을 극복할 수 있다.
또한, 제동장치로 소륜을 제동하였을 때 프레임이 오버러닝 또는 임의 회전을 방지한다.
또한, 제동장치, 동력구동장치와 연동하여 프레임을 원하는 각도만큼 회전하도록 제어할 수 있고, 계단을 오르거나 내려갈 때 이동수단의 밀림을 방지할 수 있다.
또한, 다축구동장치 소륜에 제동장치를 설치할 수 있다.
이에 따라, 일반 바퀴처럼 일체로 작동하여, 이동수단이 장애물을 원활하고 안전하게 넘어갈 수 있게 하는 효과를 갖는다.
또한 계단에서 내려올 경우나 올라갈 경우에 방향에 따른 이동과 함께 반대방향으로 소륜에 힘이 가해져서 자동으로 브레이크를 잡는 효과와 동일한 효과를 발휘하여 계단에서 운전이 미숙하여도 통제를 벗어나 구르거나 넘어지는 사고를 미연에 방지하는 효과가 있는 것이다.
제1도는 평기어와 내접링기어로 구성되어진 자동구동전환장치를 보이는 일시예이다.
제2도는 제1도의 자동구동전환장치를 다축프레임과 다축프레임에 부착된 바퀴를 구동하는 장치에 결합하여 보이는 도이다.
제3도는 베벨기어로 구성되어진 자동구동전환장치를 보이는 일시예이다.
제4도는 제3도의 자동구동전환장치를 다축프레임과 다축프레임에 부착된 바퀴를 구동하는 장치에 결합하여 보이는 도이다.
제5a도는 평기어로만 구성되어진 자동구동전환장치를 보이는 일시예로써 다축프레임에 동력을 전달하는 평기어가 잘보이도록 도시한 도이다.
제5b도는 평기어로만 구성되어진 자동구동전환장치를 보이는 일시예로써 다축바퀴에 동력을 전달하는 평기어가 잘보이도록 도시한 도이다.
제6도는 제4도의 자동구동전환장치를 다축프레임과 다축프레임에 부착된 바퀴를 구동하는 장치에 결합하여 보이는 도이다.
제7도는 다축바퀴를 구동하는 기어를 보이는 도이다.
제8a도는 제1도와 제7도를 결합한 것을 보이는 도로써 언덕을 오를때의 동작설명도를 보이는 도이다.
제8b도는 제1도와 제7도를 결합한 것을 보이는 도로써 언덕을 내려갈때의 동작 설명도를 보이는 도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 아래와 같이 구성한다.
먼저 용어를 아래와 같이 정의한다.
용어의 정의
동력전달장치
제1,2,3실시예에서 각 각 평기어인 도2,4,6도에서 각 각 도면부호 200,400,600을 지칭하여 동력전달장치라고 하였으나 기어의 종류에 제한없이 체인이나 벨트등을 모두 포함하는 것으로 한다.동력을 전달하는 장치이면 모든 것을 포함하는 의미이다.
동력을 발생하는 장치는 모터,엔진 및 수동에 의한 페달 등이 포함된다.동력발생장치는 미도시한 상태이다.
다축바퀴구동장치:
제1실시예에서 도1,2에 구성한 유성기어(111내지 114)내부에 구성한 평기어(120)가 중심기어(710)에 동력을 전달하고 상기 중심기어는 방향전환기어(720,721,722)에 동력을 전달하며 상기 방향전환기어는 바퀴를 구동하는 종동기어(730,731,732)에 동력을 전달하여 바퀴가 구동하는 일련의 장치를 일컫는 것으로 청구범위에서 사용하는 용어의 의미는 바퀴를 구동하는 장치 모두를 포함하는 것이다.
다축프레임구동장치:
제1실시예에서 도1,2에 구성한 유성기어(111내지 114)내부에 구성한 평기어가 장애물을 만나 이동하지 않는 경우에 유성기어는 캐리어(110)로부터의 동력을 외부에 구성한 내접링기어(130)에 전달하고 상기 내접링기어(130)는 다축프레임(800)에 동력을 전달하여 다축프레임이 구동하여 장애물을 뛰어넘는 일련의 장치를 일컫는 것으로 청구범위에서 사용하는 용어로는 프레임을 구동하는 장치 모두를 포함한다.
도면을 중심으로 설명하면 하기와 같다.
도1을 중심으로 설명하기로 한다.
동력전달장치(200);
상기 동력전달장치에 연결되어 동력을 전달받는 캐리어(110);
상기 캐리어에 자유롭게 회전가능하게 부착 구성된 유성기어(111,112,113,114);
상기 유성기어를 사이에 두고 내부에 구성된 평기어(120)와 내접링기어(130)가 서로 맞물리게 치차결합되되,
일방의 기어는 평기어(120)에 동력을 전달하고 타방의 기어는 내접링기어(130)에 동력을 전달하되 상기 일방의 기어와 상기 타방의 기어는 상기 유성기어(111,112,113,114)로부터 동력을 동시에 전달받거나 또는 상기 일방의 기어가 정지하고 상기 타방의 기어가 동력을 전달받는 것으로 동력을 전달받되 교차로 동력을 전달받도록 구성되어 일방이 장애물을 만났을 경우에 구동력을 자동으로 전환하도록 한 것이다.
동력을 자동으로 프레임을 구동하거나 다축바퀴를 구동하도록 구성한 것으로 제1,2,3실시예를 가진다.
첫번째 실시예로는 평기어와 내접링기어로 구성하고
두번째 실시예로는 베벨기어로 구성하며
세번째의 실시예로는 평기어로만 구성하는 것에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서 먼저 제1실시예에 따라서 설명하기로 한다.
여기서 상기 유성기어는 평기어(111,112,113,114)로 구성되고 바퀴에 동력을 전달하는 것을 주동력전달장치라고 칭한다. 상기 주동력전달장치는 평기어(120)와 중심기어와 방향전환기어와 종동기어로 구성되며,
상기 부동력전달장치는 내접링기어(130)가 동력을 전달하여 나사결합하고 있는 다축프레임에 동력을 전달하는 것으로 구성한다.
여기서 상기 유성기어는 복수개로 구성하되 도면에서는 최상의 실시예로 4개를 구성하였다.
여기서 상기 유성기어가 부착된 평판캐리어(110)는 상기 동력전달장치로부터 직접적으로 동력을 전달받는 구성으로 한다.
제2도에 의하여 동력이 전달되는 과정을 설명하기로 한다.
동력을 직접 동력전달장치(200)에서 받아서 구동축(221)으로 유성기어를 포함한 캐리어(110)를 구동한다.
그러면 캐리어(110)에 부착 구성한 유성기어(111,112,113,114)는 자유롭게 회전하는 형태의 기어로써 주동력전달장치 일부 구성인 다축바퀴구동장치의 구성에 해당하는 평기어(120)가 다축바퀴에 동력을 전달하다가 바퀴가 장애물을 만났을 경우에는 주동력전달장치의 구성요소인 평기어(120)가 회전을 중단하게 된다.
이때에 동력전달장치(200)는 축을 치차결합하여 축을 회전시키고 축과 치차결합하고 있는 캐리어(110)를 회전시키게 되는데 유성기어가 캐리어와 함께 회전하게 되면 내접링기어(130)가 회전되어 내접링기어(130)와 나사결합하여 연결된 다축프레임(800)에 동력을 전달하여 장애물을 뛰어넘는다.
따라서 별도의 조작이 필요없이 다축바퀴가 장애물을 만나면 즉시 다축프레임(800)이 동력을 전달받아 장애물을 뛰어넘는 장점이 있는 것이다.
제2실시예는 도3과 도4를 중심으로 설명하면 아래와 같다.
용어의 정의
다축바퀴구동장치:
제2실시예에서 도4에서 베벨기어인 유성기어(311,312,313,314) 우측에 구성한 베벨기어(320)가 중심기어(710)에 동력을 전달하여 상기중심기어는 방향전환기어(720,721,722)에 동력을 전달하고 상기 방향전환기어는 바퀴를 구동하는 종동기어(730,731,732)에 치차결합하여 동력을 전달하여 바퀴가 구동하는 일련의 장치를 일컫는다.청구범위에서 사용하는 용어의 의미는 바퀴를 구동하는 장치 모두를 포함하는 것이다.
다축프레임구동장치:
제2실시예에서 베벨기어인 유성기어(311,312,313,114)우측에 구성한 베벨기어(320)가 장애물을 만나 다축바퀴가 이동하지 않는 경우에 유성기어는 캐리어(310)로부터의 동력을 좌측에 구성한 베벨기어(330)에 전달하고 상기 베벨기어(330)는 외부지지케이스(430)와 결합하고 외부지지케이스(430)는 다축프레임 (800)에 결합하여 동력을 전달받아서 다축프레임이 구동하여 장애물을 뛰어넘는 일련의 장치를 일컫는다.
청구범위에서 사용하는 용어로는 프레임을 구동하는 장치 모두를 포함한다
제2실시예로서는 유성기어(311,312,313,314), 주동력전달장치(320) 및 부동력전달장치(330)의 구성요소 가운데 베벨기어로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서 상기 주동력장치와 상기 부동력전달장치의 구성요소 중에 하나인 구성요소는 각 각 연결하는 상기 유성기어는 복수개(311,312,313,314)이되 본 발명에서는 4개인 것을 최선의 실시예로 구성한 것이다.
여기서 상기 유성기어가 부착된 상기 캐리어는 둥근형태의 축(310)의 형태로 구성하고 상기 축에 직각으로 지지대(315)를 구성하여 상기 베벨기어인 유성기어(311,312,313,314)를 부착하여 구성한다.
캐리어(310)에 동력을 전달하는 동력전달장치인 기어(400)는 기어축(350)에 동력을 전달하는 축동력전달장치(420)로 구성한다.
캐리어(311,312,313,314)를 움직이는 동력은 먼저 주동력전달장치의 구성요소인 베벨기어(320)는 중심기어(710)에 동력을 전달하고 중심기어(710)는 방향전환기어(720,721,722)에 동력을 전달하고 방향전환기어는 종동기어(730,731,732)에 구동력을 전달하여 다축바퀴에 동력을 전달하여 휠체어등을 비롯한 기구에 동력을 전달한다.
다축바퀴가 장애물을 만났을 때에 주동력전달장치의 구성요소인 베벨기어(320)는 동력전달이 더이상 진행되지 않고 캐리어의 동력은 부동력전달장치로 동력이 전달된다.베벨기어(330)는 외부지지케이스(430)의 홀(441,442,443,444,445,446)과 나사결합하기 위하여 베벨기어(330)의 나사홀인 삽입홀(341,342,343,344,345,346)과 나사결합한다. 물론 나사결합이 아닌 기존에 결합구로 사용하는 어떤 도구로 사용하는 것을 배제하지 않는다.
두개의 기구를 결합하는 통상적인 것을 사용할 수있다.
또한 외부지지케이스와 다축프레임과 결합하기 위하여 상기 외부지지케이스의 삽입홀(431,432,433,434,435,436,437,438,439)과 다축프레임(800)의 삽입홀(831,832,833,834,835,836,837,838,839)은 나사결합한다.
따라서 베벨기어(330)는 다축프레임을 구동시켜 장애물을 뛰어넘는다.
기어비를 도3,4에서는 다축바퀴구동장치와 프레임 구동장치의 기어비가 동일하게 도시되어있으나 제1실시예와 제3실시예에서와 같이 다축바퀴구동장치보다 프레임구동장치의 기어를 크게 구성하여 다축바퀴를 구동하는 동력보다 작은 힘으로 프레임구동장치를 회전시킬 수 있는 것이다.
도5,도6은 제3실시예에 해당한다.
제3실시예에 의한 다축바퀴구동장치와 다축프레임구동장치의 정의는 아래와 같다.
용어의 정의
다축바퀴구동장치:
제3실시예의 도6에서 제1평기어인 제1유성기어(511,512,513,514) 내측에 구성한 평기어(520)가 중심기어(710)에 동력을 전달하고 상기 중심기어는 방향전환기어(720,721,722)에 동력을 전달하고 상기 방향전환기어는 바퀴를 구동하는 종동기어(730,731,732)에 동력을 전달하여 바퀴가 구동하는 일련의 장치를 일컫는다.청구범위에서 사용하는 용어에서는 바퀴를 구동하는 장치인 것은 모두를 포함한다.
다축프레임구동장치:
제3실시예에서 제1평기어인 제1유성기어(511,512,513,514)내측에 구성한 평기어(520)가 장애물을 만나 이동하지 않는 경우에 유성기어는 캐리어(510)로부터의 동력을 좌측에 구성한 평기어(530)에 전달하고 상기 평기어(530)는 외부지지케이스(630)와 결합하고 외부지지케이스(630)는 다축프레임(800)에 결합하여 동력을 전달하여 다축프레임이 구동하여 장애물을 뛰어넘는 일련의 장치를 일컫는다.
청구범위에서 사용하는 용어에서는 프레임을 구동하는 장치 모두를 포함한다.
제5도는 평기어로 치차결합된 것으로 제3실시예다.
유성기어인 제1평기어(511,512,513,514)는 2평기어(511a,512a,513a,514a)와 치차결합되고 상기 제2평기어와 축으로 연결된 상기 제3평기어(511b,512b,513b,514b)로 구성하고 상기 주동력장치의 구성요소에 해당하는 상기 유성기어의 제1평기어와 치차결합되고 상기 부동력전달장치의 구성요소인 상기 유성기어의 제3평기어와 치차결합하는 것으로 구성한다.
여기서 상기 부동력전달장치의 구성요소에 해당하는 평기어(530)는 복수개인 평기어를 통하여 동력을 전달하는 것으로 구성한다.
여기서 상기 제2평기어(511a,512a,513a,514a)와
상기 제3평기어(511b,512b,513b,514b)는 상기 유성기어가 연결된 상기 캐리어(510)를 관통하여 축으로 연결하여 구성한다.
여기서 상기 제1,제2 및 제3평기어 세개를 상기 유성기어로 구성하는 유성기어는 복수개로 구성한다.이번 실시예에서는 4개의 유성기어를 사용하였다.
여기서 상기 유성기어를 부착한 캐리어(510)는 십자형상의 구성으로 이루워진다.
제6도는 동력을 직접 동력전달장치(600)에서 받아서 구동축(620)으로 유성기어를 포함한 캐리어(510)를 구동한다.
캐리어(510)에 동력을 전달하는 동력전달장치인 기어(600)는 구동축(650)에 동력을 전달하는 축동력전달장치(620)로 구성한다.
캐리어(510)를 움직이는 동력은 먼저 주동력전달장치의 구성요소인 평기어(520)에동력을 전달하고 평기어는 중심기어(710)에 동력을 전달하며 상기 중심기어(710)는 방향전환기어(720,721,722)에 동력을 전달하고 상기 방향전환기어는 종동기어(730,731,732)에 구동력을 전달하므로 다축바퀴에 동력을 전달하여 휠체어등을 비롯한 기구를 이동한다.
다축바퀴가 장애물을 만났을 때에 주동력전달장치의 구성요소인 평기어(520)가 동력전달이 더이상 진행되지 않고 캐리어의 동력은 부동력전달장치로 동력이 전달된다.평기어(530)는 외부지지케이스(630)의 홀(641,642,643,644,645,646,647,648,649)과 나사결합하기 위하여 평기어(530)의 나사홀인 삽입홀(541,542,543,544,545,546,547,548,549)과 나사결합한다. 물론 나사결합이 아닌 기존에 결합구로 사용하는 도구로 사용하는 것을 배제하지 않는 것이다.
두개의 기구를 결합하는 통상적인 것을 사용할 수있다.
또한 외부지지케이스와 다축프레임과 결합하기 위하여 상기 외부지지케이스의 삽입홀(631,632,633,634,635,636,637,638,639)과 다축프레임(800)의 삽입홀(831,832,833,834,835,836,837,838,839)을 나사결합한다.
따라서 평기어(530)에 전달된 동력은 다축프레임을 구동시켜 용이하게 장애물을 뛰어 넘는다.
상기 주동력전달장치의 구성요소는 다축바퀴에 동력을 전달하고 상기 부동력전달장치의 구성요소는 다축프레임에 동력을 전달하는 장치이다.
상기 다축바퀴가 장애물을 만났을 때에 상기 다축바퀴의 소륜에 동력을 전달하는 구동을 정지하고 상기 다축프레임이 구동되어 장애물 또는 계단을 평지처럼 운행하도록 상기 소륜을 배치한다.
상기 다축바퀴 구동장치는 복수개의 소륜에 동력을 전달하는 것으로 구성한다.
상기 부동력전달장치의 구성요소로부터 동력을 전달받은 상기 다축프레임은 상기 다축바퀴 자체를 지지하는 상기 축을 중심으로 회전시킴으로서 상기 다축바퀴 전체를 회전시키도록 구성한다.
제7도는 상기 주동력전달장치로부터 동력을 전달받은 다축바퀴구동장치에 관한 것을 보이는 도이다.
주동력전달장치로 부터 동력을 전달받은 중심기어(710);
상기 중심기어와 치차결합하는 방향전환기어(720,721,722);
상기 방향전환기어와 치차결합하는 종동기어(730,731,732);
상기 종동기어는 주행하는 바퀴에 직접동력을 전달하는 것으로 구성한다.
상기 방향전환기어는 평기어로 구성하되 상기 중심기어로부터 동력을 전달받아 상기 종동기어에 동력을 전달하는 것으로 한다.
상기 방향전환기어는 체인 또는 벨트로 구성한다.
상기 방향전환기어는 복수개의 기어로 구성하고,상기 종동기어(730,731,732)는 상기 방향전환기어의 갯수와 동일하게 구성한다.
상기 주동력전달장치의 구성요소들은 중심기어와 나사결합으로 결합하여 상기 주동력전달장치에서 전달받은 동력을 상기 중심기어에 전달하여 다축바퀴를 구동하는 것으로 구성한다.
도8a도와 도8b도는 도7과 도1의 결합도면을 보이는 것이다.
그러나 도1 대신에 도3과 도5에서 각 각 베벨기어와 평기어로만 이루어지는 기어를 적용하는 것도 동일하다.
도면 참조부호는 도3과 도5를 적용하여 한 것과 동일하게 참조부호를 기재하였다.
도8a에서는 계단을 오를 경우에 작동하는 순서를 도시한 것이다.
다축바퀴가 계단을 만나면 소륜이 화살표 방향으로 회전하다가 멈추게 되고종동기어(730,731,732) 또한 화살표 방향으로 회전하다 멈추게 된다. 그러면 치합되어 회전하는 방향전환기어(720,721,722)또한 멈추게 되고 도7에서 가운데 위치한 중심기어(710)또한 더 이상 회전되지 않는다. 그리고 상기 중심기어(710)에 축 또는 나사로 연결 고정된 바퀴구동장치(120,320,520)는 더이상 이동하고 있지 않은 고정된 상태로 있게 된다. 이때 동력전달장치(200,400,600)를 통하여 지속적으로 동력이 축(250,350,550)을 통하여 전달되어 캐리어(110,310,510)를 화살표 방향으로 회전하면 유성기어(111,112,113,114,311,312,313,314,511,512,513,514)는 다축바퀴에 동력을 전달하는 구동장치(120,320,520)를 중심으로 두고 화살표 방향으로 회전하게 된다. 그리고 상기 유성기어의 회전에 의해 다축 프레임에 동력을 전달하는 구동장치(130,330,530)는 화살표 방향으로 회전하게 되어 연결된 프레임(800)을 화살표 방향으로 회전시켜 계단을 오를 수 있게 된다.
도8b는 계단을 내려갈 때에 프레임을 구동하는 구동장치에 의하여 내려가고 있을 때에 일어나는 오버러닝(임의회전)을 방지하도록 작동하는 장치에 대한 설명이다.
다축바퀴가 계단을 내려갈 때 소륜이 처음계단에서 다음계단을 내려가게 되면 프레임(800)이 화살표 방향으로 회전하게 된다. 연결된 다축 프레임에 동력을 전달하는 구동장치(130,330,530)를 화살표 방향으로 회전하게 된다.
이때 동력을 멈추면 캐리어(110,310,510)가 회전을 멈추게 된다. 그러면 상기 다축 프레임에 구동을 전달하는 장치에 치합된 평기어인 유성기어(111,112,113,114)와 베벨기어인 유성기어(311,312,313,314)및 평기어인 유성기어들(511,512,513,514)이 화살표 방향으로 회전하게 되고 이 유성기어에 치합된 다축바퀴에 동력을 전달하는 기어인 동력전달장치(120,320,520)가 화살표 방향으로 회전하게 된다. 여기에 고정 연결되어 회전하는 중심기어(710)를 회전하고 치합 된 방향전환기어를 회전하고 치합 연결된 종동기어(730)를 화살표 방향으로 회전하면, 소륜이 프레임이 이동하는 방향과 반대되는 방향으로 회전되어 계단에 밀착되어 더 이상 회전하지 않게 되어 오버러닝 또는 임의 회전이 발생하지 않는다.
또한, 계단이 아닌 경사진 길에서는 중심이동이 아랫방향으로 향해 있기 때문에 소륜이 윗 방향으로 더 이상 회전하지 않게 된다.
이와 같이 소륜과 캐리어(110,310,510)가 회전이 되지 않을 경우에는 다축프레임에 동력을 전달하는 구동장치(130,330,530)가 구동을 전달하지 않게 되면 더이상 프레임(800)이 오버러닝 또는 임의회전이 발생하지 않게 된다.
따라서 계단을 내려가거나, 이동수단이 가속이 된 상태에서 소륜을 제동하거나 캐리어에 동력을 차단하면 임의회전 및 오버러닝 없이 제동이 되어 안전하게 멈추거나 이동할 수 있다.
따라서 본 발명의 자동구동전환장치는 다축바퀴구동장치에 연결되어 오버러닝 또는 임의 회전을 방지하여 불의의 사고를 방지하는 것으로 자동으로 구동을 전환하여 소륜과 차축인 프레임이 자동으로 동력을 전환할 뿐만아니라 경사지에서도 오버러닝을 또는 임의 회전을 방지하여 안전사고를 미연에 방지하는 효과를 가지고 있는 것이다.
110,310,510:캐리어 111,112,113,114:평기어인 유성기어
115,116,117,118:캐리어에 부착된 돌출된 암나사부
120:다축바퀴에 동력을 전달하는 평기어
121,122,123,124,125,126:중심기어와 나사 결합하기위한 삽입홀
130:다축프레임에 동력을 전달하는 내접링기어 131,132,133,134,135,136,137,138,139:
다축프레임에 동력을 결합하기 위한 나사홈
200,400,600:동력전달장치 220,420,620:축동력전달장치
230:외부지지케이스
231,232,233,234,235,236,237,238,239:내접링 및 다축프레임과
외부지지케이스를 결합하기 위한 외부지지케이스의 삽입홀
311,312,313,314:베벨기어인 유성기어 315:유성기어 지지봉
320:다축바퀴에 동력을 전달하는 베벨기어
330:다축프레임에 동력을 전달하는 베벨기어
341,342,343,344,345,346,347:다축프레임에 동력을 전달하는 베벨기어와
외부지지케이스(430)와 결합하기 위한 삽입홀 350,650:기어축
430:외부지지케이스
431,432,433,434,435,436,437,438,439:다축프레임에 동력을 전달하는
베벨기어와 나사결합한 외부지지케이스와 다축프레임을 결합하기 위한 삽입홀
511,512,513,514:제1평기어인 제1유성기어
511a,512a,513a,514a:제2평기어인 제2유성기어
511b,512b,513b,514b:제3평기어인 제3유성기어
520:다축바퀴에 동력을 전달하는 평기어
521,522,523,524,525,526:중심기어와 나사결합하기위한 삽입홀
530:다축프레임에 동력을 전달하는 평기어
541,542,543,544,545,546,547,548,549:다축프레임에 동력을 전달하는
베벨기어와 외부지지케이스(630)와 결합하기 위한 삽입홀
630:외부지지케이스
631,632,633,634,635,636,637,638,639:다축프레임과 외부지지케이스와
결합하기 위한 삽입홀
641,642,643,644,645,646,647,648,649:다축프레임에 동력을 전달하는
평기어와 외부지지케이스와 결합하기 위한 삽입홀
710:중심기어 720,721,722:방향전환기어 730,731,732:종동기어
800:다축프레임
831,832,833,834,835,836,837,838,839:외부지지케이스를 다축프레임에
결합하기 위한 삽입홀

Claims (25)

  1. 동력전달장치;
    상기 동력전달장치에 연결되어 동력을 전달받는 캐리어;
    상기 캐리어에 자유롭게 회전가능하게 부착 구성된 유성기어;
    상기 유성기어를 사이에 두고 두개의 기어가 서로 맞물리게 치차결합되되,
    일방의 기어는 주 동력전달장치에 동력을 전달하고 타방의 기어는 부 동력전달장치에 동력을 전달하되 상기 일방의 기어와 상기 타방의 기어는 상기 유성기어로부터 동력을 동시에 전달받거나 또는 상기 일방의 기어가 정지하고 상기 타방의 기어가 동력을 전달받는 것으로 동력을 전달받되 교차로 동력을 전달받는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 유성기어는 평기어로 구성되고 상기 주동력전달장치는 평기어로 구성되며,상기 부동력전달장치는 내접링기어로 구성된 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  3. 제2항에 있어서 상기 유성기어는 복수개로 구성한 것을 특징으로하는 자동구동전환장치.
  4. 제2항에 있어서 상기 유성기어가 부착된 캐리어는 상기 동력전달장치로부터 직접적으로 동력을 전달받는 자동구동전환장치.
  5. 제1항에 있어서 상기 유성기어,상기 주동력전달장치 및 상기 부동력전달장치는 베벨기어인 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  6. 제5항에 있어서 상기 주동력장치와 상기 부동력전달장치와 각 각 연결하는 상기 유성기어는 복수개인 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  7. 제5항에 있어서 상기 유성기어가 부착된 상기 캐리어는 둥근형태의 축의 형태로 구성하고 상기 축에 직각으로 지지대를 구성하여 상기 베벨기어를 부착하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  8. 제5항에 있어서 상기 주동력전달장치의 기어보다 상기 부동력전달장치의 기어가 더크게 구성한 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  9. 제1항에 있어서 상기 유성기어는 제1,2평기어와는 치차결합되고 상기 제2평기어와 축으로 연결된 상기 제3평기어로 구성하고 상기 주동력장치는 상기 유성기어의 제1평기어와 치차결합되고 상기 부동력전달장치는 상기 유성기어의 제3평기어와 치차결합하는 것으로 구성한 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  10. 제9항에 있어서 상기 부동력전달장치와 연결하는 상기 유성기어는 복수개인 평기어를 통하여 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  11. 제9항에 있어서 상기 제2평기어와 상기 제3평기어는 상기 유성기어가 연결된 상기 캐리어를 관통하여 축으로 고정연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  12. 제9항에 있어서 상기 제1,제2 및 제3기어를 상기 유성기어로 구성하는 상기 유성기어는 복수개로 구성한 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  13. 제9항에 있어서 상기 유성기어를 부착한 캐리어는 십자형상의 구성으로 이루워지는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서 상기 주동력전달장치는 다축바퀴 구동장치에 동력을 전달하는 장치이고 상기 부 동력전달장치는 다축프레임구동장치에 동력을 전달하는 장치인 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  15. 제14항에 있어서 상기 다축바퀴구동장치가 장애물을 만났을 때에 상기 다축바퀴구동장치의 소륜에 동력을 전달하는 구동이 정지되면 상기 다축프레임구동장치가 구동되어 장애물 또는 계단을 극복하여 운행하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  16. 제14항에 있어서 상기 다축바퀴 구동장치는 복수개의 소륜에 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  17. 제14항에 있어서 상기 부동력전달장치로부터 동력을 전달받은 상기 다축프레임 구동장치는 축에 동력을 전달하여 상기 다축바퀴 자체를 지지하는 상기 축을 회전시킴으로서 상기 다축바퀴 전체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  18. 제14항에 있어서 상기 주동력전달장치로부터 동력을 전달받은 다축바퀴구동장치는 중심기어;
    상기 중심기어와 치차결합하는 방향전환기어;
    상기 방향전환기어와 치차결합하는 종동기어;
    상기 종동기어는 주행하는 바퀴에 직접동력을 전달하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  19. 제18항에 있어서 상기 방향전환기어는 평기어로 구성하되 상기 중심기어로부터 동력을 전달받아 상기 종동기어에 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  20. 제18항에 있어서 상기 방향전환기어는 체인 또는 벨트로 구성한 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  21. 제18항에 있어서 상기 방향전환기어는 복수개의 기어로 구성하고,상기 종동기어는 상기 방향전환기어의 갯수와 동일하게 구성하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  22. 제2항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서 상기 부동력전달장치는 다축바퀴구동장치를 지지하고 있는 다축바퀴지지케이스에 결합하여 상기 부동력전달장치에서 전달받은 동력을 상기 다축바퀴지지케이스에 전달하여 상기 다축바퀴가 장애물로 정지할 경우에는 상기 다축바퀴지지케이스에 동력을 전달하여 장애물을 뛰어넘을 수 있는 것을 특징으로하는 자동구동전환장치.
  23. 제22항에 있어서 상기 주동력전달장치는 중심기어와 결합하여 상기 주동력전달장치에서 전달받은 동력을 상기 중심기어에 전달하여 다축바퀴를 구동하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  24. 제5항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서 상기 다축바퀴구동장치를 지지하고 있는 다축바퀴지지케이스와 결합하고 있는 외부지지케이스와 상기 부동력전달장치와 결합하여 상기 부동력전달장치에서 전달받은 동력을 결합하고 있는 상기 외부지지케이스에 동력이 전달되고 상기 외부지지케이스는 상기 다축바퀴지지케이스와 결합하여 상기 다축바퀴구동장치가 장애물로 인하여 정지하였을 경우에 상기 다축바퀴지지케이스에 동력을 전달하여 장애물을 뛰어넘을 수 있는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
  25. 제24항에 있어서 상기 주동력전달장치는 중심기어와 결합하여 상기 주동력전달장치에서 전달받은 동력을 상기 중심기어에 전달하여 다축바퀴를 구동하는 것을 특징으로 하는 자동구동전환장치.
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