KR20190126300A - 추력 체인 장치 - Google Patents

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KR20190126300A
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이반 세니에르
알렉산드르 드보바이스
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세라피드 - 프랑스
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Abstract

본 발명은 추력 체인 장치를 제안하며, 상기 추력 체인 장치는 추력부와 하우징부를 포함하는 개방 추력 체인, 상기 추력 체인의 추력부 상에 구비된 추력 체인 가이드, 추력 체인과 맞물리는 톱니가 구비된 구동 톱니바퀴, 및 하우징부의 보관 공간을 포함하여 구성된다. 상기 보관 공간은 추력부와 평행하고 추력부 반대쪽에 위치한다. 구동 톱니바퀴가 추력부의 측면 및 하우징부의 측면 상에서 추력 체인과 양쪽으로 그리고 대칭으로 맞물린다. 체인은, 톱니바퀴에서 이격되어 배열되며, 추력부와 하우징부 사이의 연결부를 구비한다. 구동 톱니바퀴는 톱니에 마련된 원형-인볼루트 표면에 의해 추력 체인과 접촉하며, 체인과 맞물리는 톱니는 추력부와 -10° 및 10°사이의 각도를 갖는 작용선을 구비한다.

Description

추력 체인 장치
본 발명은 추력(thrust)으로 하중을 이동시키는 기계장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이러한 기계장치에서 사용되는 트랜스미션 조립체에 관한 것이다.
큰 하중을 긴 거리에 걸쳐 이동해야 하는데 사용 가능한 공간이 제한된 경우에는, 강성 체인(rigid chain)으로 알려진 체인 기계장치를 사용하는 것이 일반적이다. 본 출원인에 의해 출원된 FR 2786476에는 강성 체인을 사용하는 관절형 하중-거상 컬럼(articulated load-lifting column)이 설명되어 있다.
체인이 제한된 공간을 점유하는 접힌 상태로부터 고압축 하중을 견딜 수 있는 견고한 직선(rectilinear) 구조체의 전개된 상태로 상기 체인을 전환하기 위해 관절형-바(bar) 또는 강성-체인 기계장치가 사용된다.
실린더, 암(arm) 또는 팬터그래프(pantograph) 시스템과 비교하면, 긴 거리에 걸쳐 배치하는 경우에는 강성 체인이 접힌 상태에서 더 작다.
강성 체인 기계장치는 예를 들면 엔터테인먼트 산업에서 장식용 부재 또는 배경용 부재를 고속으로 상당히 긴 거리 이동시키는데 사용된다. 이런 형태의 기계장치는 또한 제조업에서도 사용될 수 있는데, 예를 들면 고-중량 제품을 대량 생산하는 제조업에서도 사용될 수 있다.
강성 체인의 가동 범위는 체인의 링크 수를 변경하여 사용 환경에 맞추어질 수 있다.
본 출원인에 의해 시장에 출시되어 현존하는 기계장치는 시장에서 잘 받아들여지는 상태이다. 하지만 이러한 기술을 효율이 나쁘고 매우 번거로운 기술을 대체하여 새로운 시장에 침투시키기 위해서는, 빈번한 유지보수가 필요하지 않으면서, 길이가 길고, 고속이고, 저소음인 추력 체인(thrust chain)이 필요하다는 점을 본 출원인이 확인하였다.
본 발명은 현 상황을 개선하려는 것으로, 길고, 고속이고, 저소음이며, 빈번한 유지보수가 요구되지 않는 추력 체인을 구현한다.
본 발명은 추력 체인 장치를 제안하며, 추력 체인 장치는 추력부(thrust portion)와 하우징부(housing portion)를 포함하는 개방(open) 추력 체인, 상기 추력 체인의 추력부 상에 구비된 추력 체인 가이드, 추력 체인과 맞물리는 톱니가 구비된 구동 톱니바퀴(sprocket), 및 하우징부의 보관 공간을 포함하여 구성된다. 상기 보관 공간은 추력부와 평행하고 추력부 반대편에 위치한다. 구동 톱니바퀴가 추력부의 측면 및 하우징부의 측면 상에서 추력 체인과 양쪽으로(bilaterally) 그리고 대칭적으로 맞물린다. 체인은 추력부와 하우징부 사이에 위치되며 톱니바퀴에서 이격되어 배열되는 연결부를 구비한다. 구동 톱니바퀴는 톱니에 형성된 원형-인볼루트(circular-involute) 표면에 의해 추력 체인과 접촉하며, 추력부와 -10° 및 10°사이의 각도를 갖는 작용선(line of action)가지고 톱니가 체인과 맞물린다. 상기 가이드는 합성 물질로 만들어진 접촉면을 포함한다.
이러한 장치는 가변 하중을 들어올리는데 유용하다. 유지보수가 최소한으로 감소될 수 있다.
이러한 트랜스미션 조립체는 체인의 병진 운동(translational movement) 방향에 잘 정렬된 체인에 힘을 가하는 것을 가능하게 한다. 체인의 병진 운동 방향의 힘이 아닌, 기어 휠로부터 체인으로 전달되는 힘 성분들은 무시될 수 있다. 본 트랜스미션의 에너지 효율은 종래의 트랜스미션들의 에너지 효율보다 상당히 높고, 성능이 향상된다. 에너지 손실을 줄이는 것 이외에도, 트랜스미션 조립체 및 설비에 가해지는 기계적 스트레스도 감소된다. 특히, 체인을 안내하는 부재가 스트레스를 덜 받는다. 그 결과, 모든 다른 특징이 종래 설비와 동일한 상술된 트랜스미션 조립체는, 동작 중의 진동, 마모 및 소음이 종래의 설비에 비해 현저하게 감소된 설비를 구축할 수 있도록 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 접촉면은 구름(rolling) 표면이다.
일 실시예에 있어서, 상기 접촉면은 미끄러짐(sliding) 표면이다.
일 실시예에 있어서, 오직 하나의 구동 톱니바퀴만 구비되며, 구동 톱니바퀴는 하나 이상의 치열(rows of teeth)을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 추력부와 하우징부 중 적어도 하나가 구동 톱니바퀴 위에 배치되고, 연결부는 톱니바퀴 아래에 배치된다. 톱니바퀴 영역이 최소한의 공간을 점유한다. 수직 조립체의 경우에, 추력부와 하우징부는 톱니바퀴 위에 배치된다. 경사(oblique) 조립체의 경우에, 추력부는 톱니바퀴 위에 배열되고 플레이 테이크-업(play take-up) 부재가 추가될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 연결부는 (고정되지 않아 )자유롭다. 연결부는 톱니바퀴 아래에 배치되며, 따라서 링크의 길이 및 링크의 수에 따라 연결부 모양이 결정된다.
일 실시예에 있어서, 연결부는 반송(return) 부재의 안내를 받는다. 반송부재는 원형 원호부(circular arc)와는 구별되는 프로파일을 가진다. 특정의 프로파일이 특히 소음 관점에서의 성능을 향상시키는 점이 실험으로 입증되었다.
일 실시예에 있어서, 반송 부재는 대략 원의 인볼루트(involute of a circle)(형상)이다. 원의 인볼루트는 고려되어야 하는 부품의 상세한 형상을 가능하게 한다.
일 실시예에 있어서, 반송 부재는 움직이지 않는다(static). 이 장치는 조립이 간단하다.
일 실시예에 있어서, 반송 부재의 위치는 조정가능하다. 최종 위치 조정은 기계작동시에 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 반송 부재가 텐셔너(tensioner)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 반송 부재는 압축(compressing) 부재를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 톱니바퀴는 5개 내지 15개의 직선(straight) 톱니를 구비한다. 이 정도의 톱니 수는 기어휠과 체인 사이의 움직임의 연속성을 잘 보장하고, 한 톱니에서 다른 톱니로 이동할 때 제어되지 않는 운동을 방지하며, 관련 진동과 소음을 제한할 수 있게 한다.
일 실시예에 있어서, 톱니바퀴는 3 mm 내지 64 mm 사이의 모듈을 갖는 직선 톱니를 가진다.
일 실시예에 있어서, 체인은 바(bar)에 의해 서로 연결되는 링크를 가지고 있다. 바는 체인의 링크에 공회전(idley)식으로 설치된다. 마찰 해소를 위해 기어휠과 바 사이의 롤링이 일어난다. 트래스미션 어셈블리를 사용하는 동안 발생하는 마모가 감소한다.
일 실시예에 있어서, 최소한 하나의 바가 실질적으로 원통형의 몸체를 가지며 최소한 하나의 링이 상기 몸체에 대해 자유롭게 회전하도록 배치되어 있는데, 이는 체인에 대한 가이드 롤러 및/또는 구동 롤러를 형성하기 위함이다. 롤러는 마모 부품으로써의 역할을 하며, 유지보수 작업 중에 체인을 완전히 분해하지 않고도 빠르고 쉽게 교체할 수 있으므로 유지관리 비용이 절감된다.
일 실시예에 있어서, 톱니바퀴의 회전축은 작동 중일 때 수평이다.
일 실시예에 있어서, 추력부는 직선(rectilinear)이다.
일 실시예에 있어서, 체인은 사전-장력된(pre-tensioned) 탄성 부재를 구비한다.
일 실시예에 있어서, 작용선(line of action)이 추력부와 -2°와 2°사이의 각도를 형성한다.
일 실시예에 있어서, 가이드는 추력부에 대응하는 제 1 직선부, 하우징부에 대응하는 제 2 직선부 및 연결부에 대응하는 곡선부을 구비하며, 바깥쪽으로 배향하는 구름 표면을 제공하며, 곡선부는, 볼록하며(convex) 일 단부의 제 1 직선부 및 타 단부의 제 2 직선부에 부드럽게 연결되고, 곡선부는 반송 부재를 형성하며, 곡선부은 일정하지 않은(non-constant) 반경을 가지며 180°이상 연장된다.
일 실시예에 있어서, 곡선부는 구동 톱니바퀴의 축과 추력부의 축을 통과하는 평면에 대해 대칭이며, 4개의 동일한 사분원으로 구성되며, 각 사분원은 구동 톱니바퀴의 축과 추력부의 축을 통과하는 평면에 대해 45°각도를 갖는 평면에 대해 대칭이며 추력부의 축과 평행하고, 각 사분원은 제 1 직선부 또는 제 2 직선부를 연장하는 상단 직선 영역, 다른 사분원의 하단 직선 영역을 연장하고 그리고 구동 톱니바퀴의 축을 통과하며 추력부의 축에 대해 수직인 평면에 위치하는 하단 직선 영역을 가지며, 상단 직선 영역과 하단 직선 영역 사이에 둥근 영역(rounded zone)을 가진다.
일 실시예에 있어서, 곡선부는 오프셋 중심에서 동일한 반지름을 갖는 두 개의 원형 원호부(circular arc)를 가지며, 원호부는 서로 수평으로 이격되고, 반지름은 두 개의 상단 직선 영역 사이 거리의 절반 미만이다.
일 실시예에 있어서, 가이드는 가이드 롤러를 위한 구름 표면을 형성한다.
일 실시예에 있어서, 곡선부는 다수의 원형 원호부를 포함하고, 상기 곡선부는 접선을 가진다
본 발명의 장치는 가변 하중을 들어올리는데 유용하며, 유지보수가 최소한으로 줄어들 수 있다. 또한 트랜스미션 조립체 및 설비에 가해지는 기계적 스트레스도 감소되며, 특히, 체인을 안내하는 부재가 스트레스를 덜 받아서, 동작 중의 진동, 마모 및 소음이 종래의 설비에 비해 현저하게 감소된다.
본 발명의 다른 특징, 상세 내역 및 장점은 아래의 상세 설명 및 첨부된 도면으로부터 명확해진다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 강성 체인 장치의 측면도이며,
도 2 내지 5는 도 1의 상세도이며, 톱니바퀴의 각도가 연속해서 5°씩 이동한 위치를 도시하고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 강성 체인 장치의 측면도이며,
도 7 내지 10은 도 6의 상세도이며, 톱니바퀴의 각도가 연속해서 5°씩 이동한 위치를 도시하고,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강성 체인 장치의 측면도이며,
도 12 및 13은 본 발명의 일실시예에 따른 강성 체인의 평면 사시도이며,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 강성 체인의 사시도이다.
도면 및 상세한 설명에 있는 대부분의 구성요소들은 잘 알려져 있으며, 따라서 본 발명을 좀더 잘 이해하고 그리고 본 발명을 적절하게 정의하기 위해서 사용될 수 있다.
체인과 맞물리는 톱니바퀴(sprocket)의 프로파일은 두 개의 기어가 서로 맞물리는 프로파일과 상당히 다르다. 체인은 톱니바퀴의 톱니와 접촉하는 원형 직선(circular straight) 실린더 형태의 바(bar)를 구비한다. 바는 고정식으로 장착되지 않아 톱니바퀴와 접촉하여 회전할 수 있다. 바의 직경 및 두 개의 연속된 바의 중앙에서 중앙까지의 거리는 톱니바퀴에 영향을 미치는 체인의 매개변수이다. 톱니바퀴는 톱니의 수, 직경, 인접한 두 톱니 사이의 개구부 및 추력 각도로 특징지어진다. FR 2780472는 추력 체인 구동기를 설명하는데, 톱니바퀴의 톱니 당 하나의 롤러(roller) 비율이고 톱니에 구비된 두 플랜지(flange) 사이에서 공회전 롤러와 결합되는 톱니바퀴를 포함한 추력 체인 구동기를 개시한다. 추력 체인의 곡선부는 고정되지 않아 자유로운 상태이다. 체인의 병진(translational) 운동 방향과는 별개의 방향으로 추력이 체인 축에 가해진다.
하단부가 맞물리지 않는 추력 체인의 경우, 본 출원인은 추가적인 매개변수를 확인했다. US 2009/0008615에서는 체인을 운반하고 안정시키기 위해 링크에서 측면으로 돌출하는 추종 베어링과 함께 동작하는 가이드 부분이 체인 하단부와 결합된다. 그러나, 드릴링 공정에서는, 다른 부재의 소음이 추력 체인의 소음을 매우 크게 초과하기 때문에, 이 경우, 소음은 비-제한 매개변수이다.
하지만, 진동과 소음이 주요 매개변수인 주거용 또는 사무용 건물의 경우에는, 예를 들어 케이블이나 벨트와 같은 다른 기술을 현재 사용하고 있는 시장에 추력 체인이 도입되기를 본 출원인은 희망하고 있다.
상술한 목적을 위해, 추력 체인 장치는 개방(open) 추력 체인을 포함하여 구성된다. 이 경우, "개방"은 끝이 분리된 체인을 의미한다. 체인은 추력부, 하우징부 및 추력부와 하우징부 사이의 연결부를 가지고 있다. 연결부는 톱니바퀴에서 이격되어 배치된다. 본 장치는 상기 추력 체인의 추력부 위에 있는 추력 체인 가이드를 포함한다. 가이드는 추력부의 경로를 결정한다. 추력부는 통상 수직(방향)이고 가이드는 가로 방향(보통 수평방향의 힘)을 흡수한다. 본 장치에는 추력 체인과 맞물리는 톱니가 있는 구동 톱니바퀴가 포함된다. 톱니바퀴는 하나 이상의 치열(row of teech)을 가진다. 동일 평면에 위치한 톱니가 줄을 이룬다. 본 장치는 하우징부의 보관 공간을 가지고 있다. 상기 보관 공간은 추력부와 평행하고톱니바퀴 회전 축에 대해서 추력부의 반대편에 배치된다.
구동 톱니바퀴는 상기 추력부의 측면 및 하우징부의 측면 상에서 대칭으로 그리고 양쪽으로 추력 체인과 맞물린다. 톱니바퀴로 전달되는 체인 하우징부의 질량은 톱니바퀴를 구동하는 모터의 필요되는 토크를 감소시킨다. 구동 톱니바퀴는 원형-인볼루트(circular-involute) 표면에 의해 추력 체인과 접촉되며, 상기 표면은 톱니에 형성되고, 체인과 맞물리는 톱니는 추력부와 -10°에서 10°사이의 각도를 갖는 작용선(line of action)을 가진다. 가이드는 합성 물질로 만들어진 접촉면을 포함한다.
바람직하게는, 작용선은 추력부와 -2°내지 2°의 각도를 형성한다. 가이드에 적용되는 힘은, 상기 각도의 사인(sine)으로 한정되는 제 1 근사치이기 때문에, 체인 추력의 3.5% 미만이다. 합성 소재로 만들어진 접촉면은 적은 마찰과 무시할 수 있는 정도의 체인 마모를 보장하며, 반면에 상기 접촉면은 간격을 가지고 시행되는 유지보수에 따라 마모 수준이 결정된다.
도면에 도시된 바와 같이, 톱니가 형성된 톱니바퀴(1)는 X축에 평행한 축을 중심으로 회전하도록 장착된다. 체인(10) 상의 원형 맞물림(circular meshing) 표면(100)은 Z축을 따라 병진(translation) 하도록 장착된다. 본 발명에서 "축"이라는 용어는 기하학적 의미로 사용된다. 상술한 실시예에서, 원형 맞물림 표면(100)은 프로파일에서 보여지는 바(11)의 원형 윤곽(contour)에 대응한다. X축은 구동 사프트(5)의 주(main) 방향에 대응한다. Z축은 바(11)에 의해 운반되는 원형 맞물림 표면(100)이 따라 이동하는 수직 방향에 대응한다.
중심이 Cn-1, Cn 및 Cn+1 로 표시되는 원에 의해 형성되는 원형 맞물림 표면(100)은 링이 없는 바(11)의 몸체에 의해 또는 매개 부재에 의해 직접 이동되는데, 링과 같은 매개 부재는 바(11)의 몸체에 의해 운반되고 구동 롤러를 형성한다.
톱니바퀴(1)의 회전축과 원형 맞물림 표면(100)의 병진축은 직교하며 거리 d만큼 서로 이격된다.
맞물림되어 이동하는 동안, 톱니바퀴(1)의 최소한 하나의 톱니(2)가 원형 맞물림 표면(100)과 접촉한다. 톱니(2)는 곧으며(straight) 그리고 원형의 맞물림 표면(100)은 X축에 직각으로 이동가능하므로, X축을 따라 연장되는 선 위에서 접촉이 일어난다. 도면의 평면도에서 보인 바와 같이, 접촉은 결국 참조된 접촉점에 의해 보여질 수 있다.
기계학에 있어서, 운동을 전달하는 가장 일반적인 것 중의 하나는 회전 운동을 다른 회전 운동으로 변환하는 것이다. 공지의 트랜스미션에서는 제 1 기어 휠 및 제 2 기어 휠로 이루어진 직선 기어 쌍을 포함하여, 직선 톱니를 가진 제 1 기어 휠과 직선 톱니를 가진 제 2 기어 휠이 서로 맞물려서 제 1 회전을 제 2 회전으로 변환한다. 문헌에서는 이러한 단순한 유형의 기어 쌍이 다른 유형의 기어 쌍을 정의하는 데 사용된다. 추력 체인의 기어 쌍을 설명하기 위해 특정 기술 용어가 유추되어 사용될 것이다.
본 발명에서, 조립체는 X축을 중심으로 하는 회전 운동을 Z축을 따라 움직이는 병진 운동으로 변환한다. 이 경우, 장치는 랙 및 피니언 기어와 어느 정도 유사하다. 그러나 원형 맞물림 표면(100)은 일반적인 랙의 프로파일과 다르다. 따라서 일측 톱니(2)의 프로파일과 타측 원형 맞물림 표면(100) 사이의 맞물림은 랙 및 피니언 기어와는 다른 맞물림 특성을 가지는 장치의 기어 쌍을 제공한다. 이 경우에, 바(11)는 두 가지 다른 기능을 수행한다.
- 톱니바퀴(1)의 톱니(2)와 접촉하게 되는 원형 맞물림 표면(100)을 형성하거나 또는 운반하며, 그리고
- 링크의 두 플레이트 사이에 양호한 연결을 보장하여, 체인의 안정성을 보장한다.
체인(10)의 추력부(10a)라고 간주되는, 이 경우 수직인, 직선(rectilinear)부와 톱니바퀴(1)가 맞물린다. 따라서 맞물리는 동안, 바(11)의 이동은 병진 운동이다. 이러한 병진 운동은 폐쇄 체인을 포함하는 기존 시스템과 체인(10)의 기어 쌍을 구별하는데, 기존 시스템은 파워트레인 시스템 또는 자전거 구동 시스템의 방식과 같이, 톱니가 있는 풀리(pulley)에 곡선부가 감겨 있는 폐쇄 체인을 포함하는 시스템이다. 또한, 체인(10)의 하우징부(10b)라고 간주되는, 이 경우 수직인, 직선(rectilinear)부와 톱니바퀴(1)가 맞물린다. 하우징부(10b)은 보관 공간(9)에 배치된다.
간단히 말해서, 체인(10)의 맞물림은 랙의 맞물림과 같지 않거나 또는 종래의 롤러 체인의 맞물림과도 같지 않다.
바(11)의 원형 프로파일과 바(11)의 직선 운동이 조합되어, 견고한 체인 기계장치에 적합한 속도로 고성능 수준의 트랜스미션 조립체의 맞물림이 가능하다.
Z축은 톱니바퀴(1)의 접선 속도가 원형 맞물림 표면(100)의 선형 속도와 동일한 접촉선(contact line)이다. 따라서, 랙 및 피니언 기어를 유추하면, 접촉선과 톱니바퀴(1)의 회전축과 이격된 거리(d)는 톱니바퀴(1)의 피치 반지름 및 체인(10)추력부(10a)의 피치 라인(pitch line)에서의 접촉선으로 비유될 수 있다. 톱니바퀴(1)의 모듈 m과 체인(10)의 모듈 m은 동일하다. 톱니바퀴(1)의 피치 p와 체인(10)의 피치 p는 동일하다. 톱니바퀴(1)의 피치 p는 두 개의 연속하는 톱니의 맞물리는 프랭크(flank) 위의 유사한 두 점 사이의 톱니바퀴(1)의 피치 원(pitch circle)에 걸리는 호의 길이로 정의된다. 피치 p와 모듈 m은 다음 수식으로 연관된다: p = m * π.
맞물림이 일어날 때, 한 톱니(2) 프로파일의 맞물림 프랭크와 원형 맞물림 표면(100) 사이에 접촉이 일어난다. 프로파일에서 보면, 두 볼록한(convex) 표면 사이의 접촉은 접촉 접선(contact tangent)(181)에 의해 도면에 도시된 접선을 정의할 수 있게 한다. 접촉 접선(181)은 파선으로 표시된다. 맞물림이 일어날 때, 접촉점(M)은 작용선(line of action)(182)으로 알려진 이론적인 선을 따라 움직인다. 기계적 관점에서, 작용선(182)은 접촉점(M)을 통해 다른 부재와 맞물리는 부재로부터 전달되는 힘의 방향을 나타낸다.
작용선(182)은 접선(181)에 대해 실질적으로 수직이다. 톱니가 맞물리는 원형-인볼루트(mating circular-involute) 프로파일을 가지는 두 개의 기어 휠이 구비된 종래의 기어 쌍의 경우, 접촉 접선은 중앙에서 중앙까지 거리 방향과 각도 α를 형성하는데, 즉 두 기어 휠 각각의 중심을 연결하는 선과 각도를 형성한다. 따라서 작용선은 중앙에서 중앙까지 거리의 방향과 각도 α±π/2를 형성한다. 각도 α를 통상적으로 압력각(pressure angle)이라고 한다. 본 발명에서 '압력각'이라는 용어가 사용된다.
톱니가 맞물리는 원형-인볼루트 프로파일을 갖는 랙 및 피니언 기어의 경우, 랙은 무한 반경의 기어 휠에 비유될 수 있다. 랙의 병진 운동 방향으로 확장되고 무한 반경 기어 휠의 피치 원에 해당하는 선을 기준선 또는 피치선이라고 한다. 이 경우, 작용선은 기준선과 각도 α를 형성한다. 그런 다음, 접촉 접선은 기준선과 각도 α±π/2를 형성한다. 각도 α를 또한 압력각이라 한다.
휠-휠 기어 혹은 랙 및 피니언 기어이든지, 맞물리는 원형-인볼루트 프로파일을 갖는 톱니는 제 1 장애물 전송 시스템, 특히 레오나르도 다 빈치에 기인하는 시스템에 비해 특성이 개선되었다. 제 1 특성은 실질적으로 호모-키니틱 전송 (homo-kinetic transmission)을 제공하는 것이다: 기어 쌍의 부재 중 한 부재의 속도가 일정하다면, 다른 부재의 속도도 일정하다. 제 2 특성은 가공 공차 및 접촉 시작과 종료 현상에도 불구하고, 압력각 α이 맞물림 중에 상당히 일정하다는 것이다. 제 3 특성은 두 볼록한 표면 사이에 미끄러짐이 없이 구름 접촉을 용이하게 한다. 따라서 운동의 전달이 충분히 연속적이고 균일하다. 더욱이 마찰에 의한 마모도 제한된다.
상당한 힘을 견디고 랙의 약화를 방지하기 위해, 원형-인볼루트 프로파일을 가진 톱니는 대개 (끝이) 잘린다. 즉, 각 톱니의 반경방향 단부는 끝이 한정되고(capped) 그리고 톱니의 (두 톱니 사이) 근저(roots)는 바닥까지 가공되지 않는다. 따라서, 톱니의 반경방향 단부는 날카롭게 점을 형성하기 보다는 둥글며, 혹은 실질적으로 평평하다. 톱니의 근저는 같은 이유로, 실질적으로 맞물리는 암놈 형상(female shape)를 갖는다. 맞물리는 원형-인볼루트 프로파일을 이렇게 적용하여 접근 단계와 리세스 단계로 간주되는 두 개의 맞물림 톱니 사이의 접촉의 시작과 끝에서 발생하는 특정한 미끄러짐 및 작동 간섭 현상을 제한한다.
압력각의 값은 보통 표준에 의해 설정된다. 이 값은 예를 들면 유럽 표준에 따르면 명목상으로 20°이고, 미국 표준에 따르면 25°이다. 특정 기어 쌍, 특히 구형 기어 쌍은 예외적으로 14.5°의 값을 가진다. 표준값을 설정하면 휠 또는 랙과 같은 기어 부재의 제조(가공)도 단일 공구를 사용하여 가능하다. 즉, 압력각(α)이 비표준인 기어 쌍을 설계하는 것은 복잡하고 비용이 많이 드는 전용 가공 공구를 설계하는 것을 의미한다. 마지막으로, 기어 쌍은 일반적으로 톱니 수, 모듈 등과 같은 많은 수의 매개 변수를 상호 참조하는 차트를 사용하여 설계된다. 이 차트는 표준 압력각 α를 사용하여 작성된다. 기술자들은 보통 이 차트에서 벗어나지 말라고 권고받는다.
본 실시예에서, 톱니바퀴(1)의 톱니(2)는 원형 맞물림 프로파일을 가지는 바와 함께 작동한다. 접근 단계와 리세스 단계를 포함하여, 특정한 미끄러짐 및 작동 간섭 현상은 이 경우에 방지된다.
예를 들어, 톱니바퀴(1)는 5 내지 15 개의 사이의 톱니(2)를 갖는다. 본 실시예에서 톱니바퀴(1)는 톱니(2)가 9 개인 휠이다. 톱니바퀴(1)는 피치 p의 랙과 맞물리는 원형-인볼루트 프로파일이 있는 기어 휠과 형상이 유사하다. 톱니(2)는 선행 프랭크(leading flank)(2a)와 후행 프랭크(trailing flank)(2b)를 가지고 있다. 선행과 후행이라는 개념은 톱니바퀴와 체인 사이에서 가해지는 힘과 관련이 있다. 톱니(2)는 실질적으로 뾰족하다. 접촉점(M)에서의 압력각(α)이 실질적으로 0이 되도록 거리(d)가 조정된다. 이 경우, 거리(d)는 표준 압력각 20° 또는 25°에 해당하는 거리보다 작다. 거리(d)의 값은 부재의 치수에 대한 함수로서 선택되며, 특히 바(11)의 직경과 피치(p)의 함수로 선택된다. 예를 들어, 피치 p는 10 ~ 200 mm 이다. 모듈 m은 10/π mm ~ 200/π mm, 즉 약 3 mm ~ 64 mm 이다.
아래 표는, 왼쪽 열에 밀리미터 단위로 표시된 피치 p 및 첫번째 줄에 표시된 톱니 수의 함수로서, 밀리미터 단위로 주어진 거리 d의 몇 가지 예시 값을 보여준다.
톱니의 수 = 5 6 8 9 12 12 15
p = 20 mm 15.915 19.099 25.465 28.648 31.831 38.197 47.746
p = 30 mm 23.873 28.648 38.197 42.972 47.746 57.296 71.620
p = 40 mm 31.831 38.197 50.930 57.296 63.662 76.394 95.493
p = 50 mm 39.789 47.746 63.662 71.620 79.577 95.493 119.366
p = 60 mm 47.746 57.296 76.394 85.944 95.493 114.592 143.239
p = 80 mm 63.662 76.394 101.859 114.592 127.324 152.789 190.986
p = 90 mm 71.620 85.944 114.592 128.916 143.239 171.887 214.859
p = 100 mm 79.577 95.493 127.324 143.239 159.155 190.986 238.732
제안된 값의 조합은 본 발명의 예시적 실시예이다. 이러한 조합은 절대값이 0에 가까운 압력각 α에 대응한다. 도 1 내지 도 10에 보인 실시예에서, 원형 맞물림 표면(100)의 직경은 24 mm, 가이드 롤러의 직경은 60 mm, 피치는 60 mm이다. 가이드(20)의 두 직선부 사이의 절반-거리는 85.944 mm이다.
도시된 기어 쌍은 톱니바퀴(1)의 톱니(2)와 맞물리는 원형 맞물림 표면(100)으로 구성되며, 따라서 실질적으로 압력각(α)이 0 이다. 즉, 작용선(182)은 체인(10)의 추력부(10a)의 병진 운동 방향과 실질적으로 0 각도를 형성한다. 작용선(182)은 실질적으로 Z축과 평행하다. 접촉 접선(181)은 체인(10)의 추력부(10a)의 병진 운동 방향과 실질적으로 직각(α±π/2)을 형성한다. 실제로 가공 공차를 고려했을 때, 각도는 절대적으로 5° 미만이다.
다른 예에 있어서, 압력각(α)은 앞서 언급한 표준값보다 작지만 0 보다는 큰 절대값을 갖는다. 예를 들어, 압력각 α는 -10°와 10° 사이, 또는 -5°와 5° 사이, -2°와 2° 사이 또는 -1°와 1° 사이일 수 있다. 그런 다음, 접촉 접선(181)은 80°와 100°사이, 85°와 95°사이, 88°와 92°사이, 89°와 91° 사이의 체인(10) 추력부(10a)의 병진 운동 방향과 각도(α± π/2)를 각각 형성한다.
도시된 예에서, 바(11)에 의해 운반되는 원형 맞물림 표면(100) 사이의 공간은 고정되지 않은 자유이다. 하나의 외부 바(11)를 다른 외부 바에 연결하는 "근저(root)"가 없다. 맞물림 동작 중 톱니바퀴(1)의 톱니(2)의 움직임은 자유롭다.
톱니바퀴(1)가 적은 수의 톱니(2)를 가지는 경우, 톱니(2)의 방사형 끝이 뾰족하도록 가공된다. 톱니(2)의 반경방향 단부는 끝이 한정되지 않는다(not capped). 톱니바퀴(1)가 많은 수의 톱니(2)를 가진 경우, 톱니들은 끝이 한정된다(capped). 이것은 동시 접촉 횟수를 제한하여 결국 진동과 유사 소음을 줄이는 데 도움이 된다. 또한, 도면의 상단에 도시된, 접촉점 Mn+1이 톱니 2n+1의 끝에 접근하면, 톱니 2n 및 그다음의 원형 맞물림 표면 100n의 쌍 사이에 새로운 접촉점 Mn이 설정되고, 이러한 것이 계속된다. 그런 다음, 접점 Mn+1이 크게 스트레스를 받기 전에 2n/100n의 새로운 쌍에 의해 힘이 전달된다.
도시된 예에서, 톱니바퀴(1)의 톱니(2)의 근저는 원형 맞물림 표면(100)의 직경과 같거나 또는 큰 직경을 가진 실질적으로 원형 프로파일로 가공된다. 따라서 가공 공차에도 불구하고, 각 원형 맞물림 표면(100)은 아래쪽 톱니(2)에 의해 구동되어지기 전에 두 톱니(2) 사이의 근저에 위치한다.
여기에서 설명되는 실시예에서, 바(11)는 체인(10)의 링크(12)에 대해서 공회전하게(idly) 설치된다. 이렇게 하면 맞물림할 때 톱니(1)의 맞물림 표면에 대항하여 바깥(outer) 바(11)를 쉽게 굴릴 수 있어 마찰이 줄어든다. 바(11)와 톱니(2)의 마모가 줄어든다. 변형 예에서, 바(11)는 바에 의해 연결된 두 개의 링크(12) 중 하나에 대해 움직이지 않도록 설치된다. 이런 경우, 그리고 회전이 방지되는 접촉이 원형 맞물림 표면(100) 상에 직접적으로 일어나는 경우, 맞물림 중에 미끄러짐 현상이 발생한다. 그럼에도 불구하고 체인(10)의 제작이 용이하게 될 수 있다. 예를 들면, 링크(12)와 바깥 바(11)가 단일 부품으로 형성되거나 또는 함께 용접될 수 있다.
상술한 장치는 기어 쌍에서 발생하는 반경방향 힘을 상당히 감소시킬 수 있도록 한다. 반경방향 힘은 주로 y 방향으로 향한다. 이는 이동 중일 때 체인(10)을 더욱 안정시키고, 특히 고속에서 톱니바퀴(1)에 의해 체인(10)으로 전달되는 진동을 줄이는 데 도움이 된다. 따라서, 작동 중일 때 소음의 양과 소음 수준도 공지된 설비에 비해 감소된다. 이러한 성능은 특히 극장, 음악관, 오페라장 과 같은 엔터테인먼트 산업에서 사용되는 개인용 엘리베이터 및 화물 엘리베이터와 같은 기계 장치를 위한 응용설비에서 유용하다. 이러한 성능은 또한 가정이나 의료 시설에서 개인의 이동성을 높이는 데도 유용하다.
또한 작동 중인 체인(10)에서 발생하는 반경방향 힘을 감소시키면 트랜스미션 조립체를 구성하는 부품에 가해지는 복합 스트레스가 감소한다. 톱니바퀴(1)에서 바(11)로 전달되는 힘은 주로 체인(10)의 병진 운동 방향으로 향한다. 접선 성분은 증가하지만 반경(radial) 성분은 무시할 수 있다. 그러므로 전송비율은 100%에 가깝다. 따라서, 반경 방향에서 체인(10)의 움직임에 반대하는 가이드 부재는 공지의 시스템보다 스트레스를 덜 받는다. 브래킷과 같은 가이드 부재는 일반적으로 사용되는 금속보다 기계적 강도 특성이 낮은 재료로 제작될 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌과 같은 플라스틱 재료는 작동 중에 파손될 위험이 낮은 상태에서 사용될 수 있다. 이것은 원재료의 절감 뿐만 아니라 금속과 금속 간의 접촉을 제한하는 것을 가능하게 한다. 특히 덜컹거리는 소음도 줄어든다.
지금부터, 앞, 뒤, 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽이라는 용어가 상대적인 의미로 사용된다. 3차원 기준 시스템이 도면에 도시되는데, x는 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 가로 방향, y는 앞쪽에서 뒤쪽으로 향하는 깊이 방향, z는 아래에서 위로 향하는 수직 방향이다. 체인은 실질적으로 선형 부재이기 때문에 머리와 꼬리라는 용어는 두 개의 단부를 식별하는데 사용된다.
주요 작동 원리, 특히 기계의 운동학은 FR 2786476에 설명되어 있으며, 이를 참조한다.
체인(10)은 서로 평행한 추력부(10a)와 하우징부(10b)를 구비하고 있다. 추력부(10a)와 하우징부(10b)는 구브러진 연결부(10c)에 의해 연결된다. 추력부(10a)는 일 측에 있는 톱니바퀴(1)의 톱니(2)에 의해 운반되고, 하우징부(10b)는 직경방향으로 반대쪽에 있는 톱니바퀴(1)의 톱니(2)에 의해 운반된다. 연결부(10c)는 톱니바퀴(1) 아래에서 180°곡선을 형성한다. 연결부(10c)는 추력부(10a)와 하우징부(10b)에 의해 운반된다. 톱니바퀴(1)는 연결부(10c)와 관련하여 그 내측부로부터 체인(10)의 추력부(10a)와 맞물린다. 톱니바퀴(1)는 연결부(10c)와 관련하여 그 내측부로부터 하우징부(10b)와 맞물린다.
체인(10)은 링크(12)를 포함한다. 링크(12)는 체인(10)을 형성하기 위해 서로 연결된다. 본 장치에 사용되는 체인(10)은 이동 트랜스미션 부재를 형성한다. 따라서 링크(12)는 테일 링크(121)부터 연결 플레이트를 운반하는 헤드 링크(12N)까지 숫자 1에서 N으로 식별된다. n은 링크(12n) 또는 링크(12n)의 부분을 가리킨다. 예를 들어 참조 기호 121n은 링크 12n의 플레이트 121n 중 하나를 가리킨다. 이러한 맥락에서, 링크라는 용어는 체인(10)을 따라 동일하게 복제되는 기본적인 기계 패턴을 참조하는 것으로 이해되어야 한다. 링크 12n은 한쪽은 링크 12n-1에 연결되고 다른 한쪽은 링크 12n+1에 연결되며, 여기서 1 < n < N 이다.
상승 중, 즉, 톱니바퀴(1)가 시계 방향으로 회전하는 동안, 링크(12n)는 연속적으로 체인(10)의 하우징부(10b), 연결부(10c), 그 다음 추력부(10a)의 일부에 해당하고, 그리고 하강 중에는 그 반대이다.
본 장치에는 정지(stationary) 가이드(20)도 있다. 가이드(20)는 아래에 설명되는 가이드 롤러(171)를 위한 구름(rolling) 표면을 형성한다. 가이드(20)는 폴리우레탄이나 폴리아미드와 같은 저-마모 합성 소재로 만들어진 구름 표면이 형성된 부품일 수 있다. 가이드(20)는 추력부(10a)에 대응하는 제 1 직선부, 하우징부(10b)에 대응하는 제 2 직선부, 연결부(10c)에 대응하는 곡선부을 가지고 있다. 가이드(20)는 바깥쪽으로 배향하는 구름 표면과 볼록하게 구부러진 부분을 제공한다. 곡선부는 제 1 직선부의 일 단부 및 제 2 직선부의 타 단부에 부드럽게 연결된다. 즉, 어떤 특정한 분기점이 없다. 곡선부는 반송(return) 부재(21)를 형성한다. 도 1 내지 5에 도시된 실시예에서, 곡선부는 반경이 일정한 반원이다.
성능을 더욱 개선하기 위해, 본 출원인은 가이드(20의) 곡선부의 프로파일에 대한 시험을 수행하였다. 체인(10)과 톱니바퀴(1)는 마모와 소음을 줄이기 위해 매우 엄격한 가공 공차를 가지고 있다. 특정 소음원을 찾기 위해 하우징부(10b) 측면상의 맞물림이 연구되었다. 한 톱니가 수평면 XY에 대해 40°에 위치하고 그 다음 톱니는 0°에 위치하는, 9개의 톱니를 갖는 톱니바퀴의 경우에, 선행 플랭크(flank)(2a) 또는 그 다음 톱니의 상부쪽 플랭크와는 접촉이 있고 후행 또는 하부쪽 플랭크(2b)와는 접촉이 없다. 이 상황은 정상적인 것으로 간주된다. 도 3, 4 및 5에 각각 표시된 45°, 50° 및 55°위치의 경우, 그 다음 톱니의 선행 플랭크(2a)와의 접촉이 상실되고 하부쪽 또는 후행 플랭크(2b)과 접촉이 다시 생기는 점이 발견되었다. 접촉이 다시 일어날 때 소음이 발생한다.
반대로, 접촉면의 연속성이 연구되었다. 도 6 내지 10에 도시된 실시예에서, 곡선부는 180°이상 연장되었음에도 불구하고 비정형(non-constant) 반지름이다. 곡선부는 XZ 평면에 대해 대칭이다. 곡선부는 동일한 두 개의 사분원으로 구성되어 있어서 쉽게 만들수 있다. 각 사분원은 XZ 평면에 대해 45°인 평면에 대해 대칭이며 X축에 평행한다. 각 사분원에는 제 1 직선부 또는 제 2 직선부를 연장하는 상단 직선 영역, 다른 사분원의 하단 직선 영역을 연장하고 XY 평면에 위치하는 하단 직선 영역, 및 상단 직선 영역과 하단 직선 영역 사이의 둥근(rounded) 영역을 가진다.
곡선부는 오프셋 중심이 동일한 반지름을 갖는 두 개의 원형 원호부를 가질 수 있다. 상기 중심은 수평적으로 서로 분리될 수 있다. 반지름은 도 1 내지 5의 실시예에서의 반지름보다 작을 수 있다. 반지름은 두 상단 직선 영역 사이 거리의 절반 미만일 수 있다. 두 개의 원형 원호부는 특히 더 작은 하단 직선 영역에 의해 연결될 수 있다.
둥근 영역은 제 1 직선부와 제 2 직선부 사이 거리의 절반보다 더 큰 반경을 가지고 있는데, 중심은, 상단 직선 영역에 수직인 선 및 상단 직선 영역의 단부에서의 시컨트(secant) 및 하단 직선 영역에 수직인 선 및 하단 직선 영역의 단부에서의 시컨트와의 교차점에 위치하는 점으로 간주된다. 비교를 위해 전체적으로 가이드(20)를 참조하면, 이론적인 중심은 제 1 및 제 2 직선부 사이 거리의 절반에 해당하는 거리만큼 직선 영역으로부터 이격되어 가이드(20)의 대칭 XZ 평면에 배치된다. 곡선부는, 예를 들면 사분원 같은, 원형 인볼루트에 가깝다. 둥근 영역은 연결부의 하단부에 배열된 실제 톱니바퀴(1)와 동일한 가상의 톱니바퀴에 대해 기하학적으로 구축된다.
도 7 내지 도 10에는 톱니바퀴(1)의 각도가 40°, 45°, 50° 및 55°인 경우의 체인(10)의 위치를 도시한다. 이러한 각각의 각도에서, 다음 톱니의 선행 플랭크(2a)와 접촉하고 후행 플랭크(2b)와는 접촉하지 않는다. 그러므로, 도시된 바와 같이 적어도 15°편위(excursion)에 걸쳐 접촉이 일정하다. 실제로 40°각도 이상에서 선행 플랭크 상의 접촉이 일정하다. 더 일반적으로, 접촉은 360°/톱니 수 이상 에서 일정하다.
톱니바퀴(1)가 시계 반대 방향으로 회전할 때, 체인(10)과 접촉하는 각 톱니(2)에 의해 체인(10)이 하우징 쪽으로 밀어진다. 톱니바퀴(1)가 시계 방향으로 회전할 때, 체인(10)은 체인(10)과 접촉하는 각 톱니(2)를 밀어낸다. 맞물림의 시작부에서 접촉이 일어나고, 맞물림의 종점부에서 접촉이 상실되어, 추력부(10a)가 로딩된다.
도 11의 실시예에 있어서, 반송 부재(21)는 가이드 롤러(171)를 위한 볼록한 구름 표면(22)이 구비된 부품이다. 체인을 보다 완전하게 보여주기 위해 도면의 오른쪽에는 반송 부재(21)가 생략되었다. 반송 부재(21)는 체인 링크의 경로를 방해하지 않도록 x 방향으로 얇다. 볼록한 구름 표면(22)은 도 6과 유사하게 가변 반지름을 가진다. 볼록한 구름 표면(22)는 고정되거나 이동할 수 있다. 이동 가능한 경우, z 방향으로 푸셔(pusher)(23)가 제공된다. 푸셔(23)는 탄력이 있다. 푸셔(23)는 체인(10)에 압축력을 가한다.
체인(10)은 FR 2780472에 설명된 형태가 될 수 있으니, 이를 참조하도록 바란다.
도 11 내지 13에 도시된 실시예에 있어서, 체인(10)은 복수의 연속 링크(12)를 가진다. 링크(12)는 가로(transverse) 핀을 형성하는 바(11)에 연결된다. 각 링크(12)는 기본적으로 평행한 두 개의 표면(12a)을 가지고 있다. 각 표면(12a)은 조인트 핀을 수용하기 위해 두 개의 구멍이 천공되어 있다. 각 표면(12a)에는 확장부(12b)가 제공되는데, 링크(12)가 직선으로 있을 때, 특히 체인(10)의 추력부 안에 있을 때, 전방 링크 표면(12a)의 가로 활성 후방 면(transverse active rear face) 및 후방 링크 표면의 가로 활성 전방 면에 대해서 각각 견딜 수 있도록 가로 활성 전방 면 및 가로 활성 후방 면을 구비하는 확장부(12b)가 제공된다. 각 표면(12a)에는 횡방향으로 오프셋된 업스트림부와 다운스트림부가 있다. 오프셋은 프레스에서 제공될 수 있다. 업스트림부와 다운스트림부는 평행하다. 업스트림부와 연장부(12b)는 동일 평면에 위치한다. 다운스트림부는 링크의 내부쪽으로 오프셋된다. 다운스트림부는 동일한 바(11)에 연결된 다른 링크(12)의 업스트림부 옆에 있다.
링크(12)의 각 조인트 핀은 그 단부에 가이드 롤러(171)를 구비한다. 가이드 롤러(171)는 표면의 바깥쪽에 위치한다. 가이드 롤러(171)는 하우징부 및 추력부에서 가이드(20)의 일부를 구성하는 케이스의 측면 플랜지에 구비된 측면 가이드 레일과 협동하고, 연결부에서 반송 부재(21)와 협동한다.
도 14에 도시된 실시예에서, 체인(10)은 탄성 텐셔너(tensioner)(15)도 가지고 있다. 탄성 텐셔너(15)를 보이기 위해 가이드 롤러(171) 3개가 생략되었다. 탄성 텐셔너(15)는 링크(12) 사이의 움직임을 제거하는데 도움이 된다. 탄성 텐셔너(15)는 폴리우레탄과 같은 유연한 소재로 제작된다. 각각의 탄성 텐셔너(15)는 일체형(one-piece) 부품이다. 각 텐셔너(15)에는 조인트 핀이 되는 바(11)를 수용하도록 설계된 3개의 구멍(16)이 있다. 각각의 텐셔너(15)는 링크(12)의 두께와 비슷한 두께를 가지는 평행육면체(parallelepiped)이다. 텐셔너(15)의 길이는 두 개의 동일 평면상의 텐셔너 사이의 접촉을 방지하기 위해 링크(12)의 길이보다 짧다. 텐셔너(15)의 높이는 링크(12)의 높이보다 작으며, 텐셔너(15)는 연장부를 가지지 않는다. 각각의 텐셔너(15)는 두 개의 이웃한 바(11) 위에 장착된다. 각 텐셔너(15)는 링크(12) 너머 바(11)의 단부에 장착된다. 짝수 텐셔너와 홀수 텐셔너는 바(11)의 제 1 단부에 장착되며, 반대쪽에, 짝수 텐셔너와 홀수 텐셔너가 동일한 바(11)의 제 2 단부(제 1 단부의 반대편)에 장착된다.
홀수 텐셔너는 동일 평면(coplanar)에 있다. 짝수 텐셔너는 홀수 텐셔너의 평면에 평행한 평면에서 동일 평면에 있다. 홀수 텐셔너는 2개의 연속 링크(12)의 표면과 접촉한다. 짝수 텐셔너는 홀수 텐셔너와 접촉한다. 홀수 텐셔너는 링크(12)와 짝수 텐셔너 사이에 있다. 짝수 텐셔너는 홀수 텐셔너와 가이드 롤러(171) 사이에 있다.
트랜스미션 조립체는 별도의 부품인 모듈 또는 조립 키트가 될 수 있다. 예를 들어 동일한 구동기가 장착된 2개의 동일한 섀시는 길이가 다른 하우징 및/또는 체인과 호환될 수 있다. 추가되거나 제거될 수 있는 여러 개의 선택적 체인 또는 링크가 키트에 포함될 수 있다.
본 발명은 상술한 트랜스미션 조립체 및 기계장치에 국한되지 않으며, 이는 순전히 예시로만 제공되며, 해당 기술에 숙련된 당업자가 상상할 수 있는 모든 변형들을 포함한다.

Claims (18)

  1. 추력 체인 장치에 있어서,
    상기 추력 체인 장치는 추력부(10a)와 하우징부(10b)를 포함하는 개방 추력 체인(10), 추력 체인의 추력부 상에 구비된 추력 체인 가이드(20), 추력 체인과 맞물리는 톱니(2)가 구비된 구동 톱니바퀴(1), 및 하우징부의 보관 공간(9)을 포함하여 구성되며,
    보관 공간(9)은 추력부와 평행하고 추력부 반대편에 배치되며,
    구동 톱니바퀴(1)는 추력부(10a)의 측면 및 하우징부(10b)의 측면 상에서 추력 체인과 양쪽으로 그리고 대칭으로 맞물리며,
    체인(10)은 추력부(10a)와 하우징부(10b) 사이에 위치되며 톱니바퀴에서 이격되어 배열되는 연결부(10c)를 가지며,
    구동 톱니바퀴(1)는 톱니(2)에 형성된 원형-인볼루트 표면(2a)에 의해 추력 체인과 접촉하며,
    추력부와 -10°와 10°사이의 각도를 갖는 작용선을 가지고 톱니(2)가 체인(10)과 맞물리며, 및
    가이드(20)는 합성 물질로 만들어진 접촉면을 포함하는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    접촉면은 구름 표면 또는 미끄러짐 표면인 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    오직 하나의 구동 톱니바퀴(1)만 구비되는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    추력부(10a)와 하우징부(10b) 중 적어도 하나가 구동 톱니바퀴(1) 위에 배치되고, 연결부(10c)는 구동 톱니바퀴(1) 아래에 배치되는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    연결부(10c)는 반송 부재(21)의 안내를 받는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    반송 부재(21)는 대략 원의 인볼루트(an involute of a circle)인 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    반송 부재는 움직이지 않는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    반송 부재의 위치를 조정할 수 있는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    반송 부재가 텐셔너(15)를 포함하는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    반송 부재는 압축 부재를 포함하는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    톱니바퀴(1)는 축에 대해 회전할 수 있도록 장착되며 원형-인볼루트 프로파일을 가지는 5개 내지 15개의 톱니(2)를 가지며, 체인(10)은 바(11)를 포함하며, 적어도 하나의 바(11)가 톱니바퀴(1)와 맞물리며, 톱니바퀴(1)는 3 mm 내지 64 mm 사이의 모듈(m)을 갖는 직선 톱니를 구비하는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    체인은 사전-장력된 탄성 부재를 구비하는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    작용선은 추력부와 -2°와 2°사이의 각도를 형성하는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    가이드(20)는 추력부(10a)에 대응하는 제 1 직선부, 하우징부(10b)에 대응하는 제 2 직선부 및 연결부(10c)에 대응하는 곡선부을 구비하며, 바깥쪽으로 배향하는 구름 표면을 제공하며, 곡선부는 볼록하고, 곡선부는 일 단부의 제 1 직선부 및 타 단부의 제 2 직선부에 부드럽게 연결되고, 곡선부는 반송 부재(21)를 형성하며, 곡선부는 일정하지 않은 반경을 가지며 180°이상 연장되는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    곡선부는 구동 톱니바퀴의 축 및 추력부의 축을 통과하는 평면에 대해 대칭이며, 4개의 동일한 사분원으로 구성되며,
    각 사분원은 구동 톱니바퀴의 축 및 추력부의 축을 통과하는 평면에 대해 45°각도를 갖는 평면에 대해 대칭이며 추력부의 축과 평행하고,
    각 사분원은 제 1 직선부 또는 제 2 직선부를 연장하는 상단 직선 영역, 다른 사분원의 하단 직선 영역을 연장하고 그리고 구동 톱니바퀴의 축을 통과하며 추력부의 축에 대해 수직인 평면에 위치하는 하단 직선 영역, 및 상단 직선 영역과 하단 직선 영역 사이에 둥근 영역을 가지는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    곡선부는 오프셋 중심에서 동일한 반경을 가지는 두 개의 원형 원호부를 가지며, 원호부는 서로 수평으로 이격되고, 반경은 두 개의 상단 직선 영역 사이 거리의 절반 미만인 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    가이드(20)가 가이드 롤러를 위한 구름 표면을 형성하는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    곡선부는 다수의 원형 원호부를 포함하며, 상기 곡선부는 접선을 가지는 점을 특징으로 하는 추력 체인 장치.
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