KR20210084487A

KR20210084487A - 현악기들을 위한 튜닝 머신

Info

Publication number: KR20210084487A
Application number: KR1020217013501A
Authority: KR
Inventors: 던우디 다비드; 요한 피르케 올리버
Original assignee: 던우디 다비드
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-07-07
Also published as: CN113039598A; WO2020087168A1; JP2022506124A; TWI834748B; US20220020343A1; US12057094B2; CN113039598B; JP7384329B2; TW202025134A

Abstract

현악기를 위한 튜닝 머신은 제1 단부, 및 편심기를 갖는 반대 제2 단부를 갖는 입력 샤프트로서, 사용자로부터의 입력에 응답하여 회전가능한 입력 샤프트; 입력 샤프트가 회전함에 따라 원 운동을 통해 회전자를 이동시키기 위해 편심기를 수용하도록 중심 축방향 보어를 갖는 기어 부재 또는 회전자로서, 외부 제1 로브들을 가진 제1 또는 상부 기어 부분, 및 외부 제2 로브들을 가진 제2 또는 하부 기어 부분을 갖는 회전자; 제1 기어 부분의 제1 로브들 주위에 위치되는 내부 제1 톱니들을 갖는 제1 또는 상부 링 기어; 상부 링 기어로부터 분리되고 제2 로브들 주위에 위치되는 내부 제2 톱니들을 갖는 제2 또는 하부 링 기어로서, 상기 상부 및 하부 링 기어들은 회전자가 그것의 중심 축 주위에서 하부 링 기어를 회전시키기 위해 그것의 원 운동을 통해 이동함에 따라 제1 로브들 중 적어도 하나가 내부 제1 톱니들 중 적어도 하나와 맞물리고, 제2 로브들 중 적어도 하나가 하부 링 기어의 내부 제2 톱니들 중 적어도 하나와 맞물리고 적어도 하나를 구동하도록 상기 링 기어들 내에 회전자의 원 운동을 수용하기 위해 회전자보다 더 큰 제2 또는 하부 링 기어; 및 일 방향으로 입력 샤프트의 회전의 결과로서 현악기의 스트링을 권취하고 반대 방향으로 입력 샤프트의 회전의 결과로서 스트링을 권출하도록 하부 링 기어에 의해 구동되는 스트링 포스트를 포함한다.

Description

현악기들을 위한 튜닝 머신

본 발명은 현악기들을 튜닝하기 위한 머신 헤드 또는 튜닝 머신에 관한 것으로, 특히 우쿨렐레들, 기타들, 벤조들, 또는 유사한 현악기들을 위한 튜닝 머신에 관한 것이다.

현악기들은 전형적으로 각각의 스트링의 일 단부 상에 고정된 앵커를 제공하고 다른 단부 상에 메커니즘을 제공하며 이는 사용자가 스트링에서 선택 양의 장력을 설정하는 것을 허용한다. 스트링이 진동하는 빈도는 수개의 다른 파라미터들 중에서, 스트링의 진동 길이 및 그것의 장력에 크게 의존한다. 스트링의 장력을 조정하기 위해 사용되는 기어드 기계 메커니즘은 종종 튜닝 머신 또는 머신 헤드로 지칭된다. 튜닝 머신들은 본 기술분야에 널리 공지되어 있고, 기타들, 벤조들 등 상에 사용되는 전형적 튜닝 머신은 하우징을 통해 연장되는 웜 샤프트의 단부에 고정되는 튜닝 핸들을 포함한다. 웜 휠은 하우징 내부의 웜 샤프트와 맞물리게 되고, 원통형 포스트는 웜 휠에 연결되고 웜 휠의 회전 축과 정렬된다. 원통형 포스트는 기구의 주축대 내의 구멍을 통해 스트링들과 동일한 측면으로 연장되고 그것의 축이 일반적으로 스트링들에 수직이도록 정렬된다. 동작에서, 핸들(따라서, 웜 샤프트)이 회전됨에 따라, 그것이 웜 휠, 따라서 원통형 포스트를 회전시킨다. 이것에 의해, 원통형 포스트 내에 정의되는 기타 스트링 삽입 구멍을 통해 삽입되는 기타 스트링은 원통형 포스트 상에 또는 이 포스트로부터 권취되거나 권출되며, 그것에 의해 스트링 장력을 증가 또는 감소시켜 스트링의 튜닝을 달성한다.

다양한 디자인들의 다수의 상용가능 튜닝 머신이 있지만, 대부분은 상기 공통 특징들 및 기능들을 갖고, 대부분은 주로 금속으로 제조된다. 종래의 기어드 튜닝 머신들의 많은 것의 단점은 기어 비율이 기어들 내의 톱니들의 크기에 의해 다소 제한된다는 것이다. 전형적으로, 36:1의 기어 감소는 톱니들이 너무 미세하게 되고 용이하게 손상되므로 종래의 튜닝 머신들에 대한 제한이다. 따라서, 많은 중량을 주축대에 추가하는 것 없이 작거나 큰 현악기들 상에 사용될 수 있고, 36:1 이상의 높은 기어 감소 비율들을 포함하는, 광범위한 기어 감소 비율들을 제공할 수 있고, 낮은 비용으로 경제적으로 대량 생산될 수 있는 간단하고, 경량이고 비용 효율적 튜닝 머신에 대한 요구가 실시예들에서 있다.

따라서, 일부 실시예들에서, 본 발명은 현악기를 위한 튜닝 머신을 제공하며, 튜닝 머신은 제1 단부, 및 편심기를 갖는 반대 제2 단부를 갖는 입력 샤프트로서, 사용자로부터의 입력에 응답하여 회전가능한 입력 샤프트; 입력 샤프트가 회전함에 따라 원 운동을 통해 회전자를 이동시키기 위해 편심기를 수용하도록 중심 축방향 보어를 갖는 기어 부재 또는 회전자로서, 외부 제1 로브들을 가진 제1 또는 상부 기어 부분, 및 외부 제2 로브들을 가진 제2 또는 하부 기어 부분을 갖는 회전자; 상부 기어 부분의 제1 로브들 주위에 위치되는 내부 제1 톱니들을 갖는 제1 또는 상부 링 기어; 상부 링 기어로부터 분리되고 하부 기어 부분의 제2 로브들 주위에 위치되는 내부 제2 톱니들을 갖는 제2 또는 하부 링 기어로서, 상기 상부 및 하부 링 기어들은 회전자가 그것의 중심 축 주위에서 하부 링 기어를 회전시키기 위해 그것의 원 운동을 통해 이동함에 따라 제1 로브들 중 적어도 하나가 내부 제1 톱니들 중 적어도 하나와 맞물리고, 제2 로브들 중 적어도 하나가 하부 링 기어의 내부 제2 톱니들 중 적어도 하나와 맞물리고 적어도 하나를 구동하도록 상기 링 기어들 내에 회전자의 원 운동을 수용하기 위해 회전자보다 더 큰 제2 또는 하부 링 기어; 및 일 방향으로 입력 샤프트의 회전의 결과로서 현악기의 스트링을 권취하고 반대 방향으로 입력 샤프트의 회전의 결과로서 스트링을 권출하도록 하부 링 기어에 의해 구동되는 스트링 포스트를 포함한다.

일부 실시예들에서, 제1 및 제2 로브들은 볼록할 수 있고 제1 내부 톱니들과 제2 내부 톱니들 사이의 상보적 오목 홈들과 각각 맞물릴 수 있다.

일부 실시예들에서, 회전자는 대응하는 링 기어의 내부 톱니들보다 적어도 하나 더 적은 로브를 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 회전자는 대응하는 링 기어의 내부 톱니들보다 1개 또는 2개 더 적은 로브를 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 스트링 포스트는 하부 링 기어의 중심 축과 동축으로 하부 링 기어에 연결될 수 있다.

일부 실시예들에서, 장치는 현악기 상에 장착하기 위한 하우징을 더 포함할 수 있으며, 하우징은 보어를 정의하고 입력 샤프트는 보어 내에 회전을 위해 저널링되고, 하우징은 회전자를 수용하기 위해 공동을 더 정의하고 그 위에 상부 링 기어가 장착된다.

일부 실시예들에서, 하우징은 현악기 상에 장착하기 위해 하단 표면을 갖는 베이스 부분을 포함할 수 있으며, 공동은 베이스 부분 내에 정의될 수 있고 하단 표면에 개방될 수 있으며, 하우징은 공동의 한계를 정하는 하단 표면과 반대인 상단 벽을 더 포함할 수 있고, 보어는 상단 벽 내에 정의되고 상부 링 기어는 상단 벽의 내부 측면 내에 정의된다.

일부 실시예들에서, 장치는 사용자가 회전을 입력 샤프트에 부여하는 것을 용이하게 하기 위해 입력 샤프트의 제1 단부에 연결되는 핸들을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태들 및 특징들은 첨부 도면들 및 청구항들과 함께 본 발명의 실시예들의 이하의 설명의 검토 시 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 분명해질 것이다.

도면들은 이러한 명세서의 일부를 구성하고 본 발명의 바람직한 실시예를 포함하며, 이는 다양한 형태들로 달성될 수 있다. 일부 사례들에서, 본 발명의 다양한 양태들은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 과장되거나 확대되어 도시될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 도면들에서,
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜닝 머신의 사시도이다.
도 2는 도 1의 튜닝 머신의 측면도이다.
도 3은 도 1의 튜닝 머신의 다른 사시도이다.
도 4는 도 1의 튜닝 머신의 상단으로부터의 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 튜닝 머신의 측면으로부터의 분해 사시도이다.
도 6은 핸들 및 하우징 없이 입력 샤프트, 회전자, 하부 링 기어 및 출력 샤프트를 도시하는 도 1의 튜닝 머신의 사시도이다.
도 7은 입력 샤프트 상의 편심기의 클로즈업 사시도이다.
도 8은 상부 링 기어를 도시하는 하우징의 하단으로부터의 사시도이다.
도 9는 상부 링 기어 및 회전자를 도시하는 하단으로부터의 하우징의 도면이다.
도 10은 하부 링 기어 및 회전자를 그 안에 도시하는 상단으로부터의 출력 부재의 도면이다.

본 발명의 원리들의 이해를 촉진하는 목적들을 위해, 도면들에 예시되는 예시적 실시예가 이제 참조될 것이고, 특정 언어가 동일한 것을 설명하기 위해 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위의 어떠한 제한도 그것에 의해 의도되지 않는다는 점이 이해될 것이다. 관련 기술분야에서 숙련되고 이러한 개시의 소유를 갖는 자에게 떠오르게 될, 본원에 예시되는 발명의 특징들의 임의의 변경들 및 추가 수정들, 및 본원에 예시되는 바와 같은 본 발명의 원리들의 임의의 부가 적용들은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 예를 들어 기타, 벤조, 우쿨렐레 등과 같은, 현악기의 주축대 상에 장착될 수 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 머신 헤드 또는 튜닝 머신(100)이 도시된다. 튜닝 머신(100)은 하우징(102), 입력 샤프트(104), 핸들(106), 기어 부재 또는 회전자(108) 및 출력 부재(110)를 포함한다.

하우징(102)은 현악기의 주축대 상의 평탄 표면에 접경하도록 적응되는 평탄 표면(116)을 갖는 베이스 부분(114)을 포함한다. 베이스 부분(114)은 하우징(102)을 주축대에 부착하기 위한 나사들과 같은 파스너들을 수용하기 위해 하나 이상의 장착 구멍(118)을 포함한다. 하우징(102)은 원형 공동(126)과 같은 내부 공동을 함께 정의하는 원주 측벽(122) 및 상단 벽(124)을 갖는 상승된 부분(120)을 더 포함한다. 상단 벽(124)은 공동(126)과 동축인 중앙 보어(128)를 포함한다.

입력 샤프트(104)는 제1 단부(138) 및 편심기(134)를 갖는 반대 제2 단부(136)를 갖는다. 편심기는 그것의 중심(135)이 축의 중심(137)으로부터 오프셋된 상태에서 회전 축에 고정되는 원형 디스크 또는 핀이라는 점이 독자에 의해 이해되어야 한다. 제1 단부(138)에서, 입력 샤프트(104)는 핸들(106) 및 입력 샤프트(104)의 단부(138)가 키 끼워맞춤을 갖는다고 할 수 있도록 핸들(106)을 통과하는 일반적으로 직사각형 축방향 보어(140) 내에 수용되기 위해 형상화됨으로써 핸들(106)에 연결된다. 입력 샤프트의 단부(136)는 편심기(134)가 공동(126) 내로 연장되는 방식으로 하우징(102)의 중앙 보어(128) 내에 회전을 위해 저널링된다. 따라서, 회전 핸들(106)은 공동(126) 내에서 편심기(134)를 회전시킨다. 이러한 방식으로, 입력 샤프트는 사용자로부터의 입력에 응답하여 회전가능하지만; 입력 샤프트를 회전시키기 위한 다른 사용자 입력 메커니즘들은 숙련된 독자에게 이후에 분명할 것이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 정의되는 하우징(102)의 공동(126) 내에, 상부 링 기어 부분(180)과 같은 내부 링 기어는 중심(186) 주위에 방사상으로 위치되는 그들 사이에 반원형 홈들(184)을 정의하는 공동(126)의 원주 주위에 균일하게 이격되는 복수의 톱니(188)를 포함하며, 이는 입력 샤프트(104)의 세로 축(137)과 일치한다. 톱니들(188)은 바람직하게는 원형이다. 따라서, 공동(126), 홈들(184) 및 톱니들(188)을 갖는 상부 링 기어 부분(180)은 내부 톱니들을 갖는 제1 링 기어의 일 실시예이다.

튜닝 머신(100)은 하부 링 기어 부분(160)과 같은 제2 링 기어를 더 포함한다. 예시된 실시예에서, 하부 링 기어 부분(160)은 디스크 부분(150)을 포함하는 출력 부재(110)의 일부이다. 함께, 하우징(102)의 디스크 부분(150)은 바람직하게는 디스크 부분(150)이 내부 공동(126) 내에 수용되도록 형상화되고 구성된다. 출력 부재(110)는 스트링 포스트로서의 기능을 하고 기구의 스트링의 단부가 권취되는 스트링 권취 부분(154)을 포함하는 디스크 부분(150)에 수직인 출력 샤프트(152)를 더 포함한다. 따라서, 스트링 포스트(150)는 하부 링 기어 부분(160)에 직접 연결됨으로써 예시된 실시예에서 하부 링 기어 부분(160)에 의해 구동된다. 그러나, 일부 실시예들에서, 스트링 포스트는 링 기어에 의해 구동되도록, 예를 들어 중간 기어들에 의해서와 같이, 하부 링 기어에 간접적으로 결합될 수 있다.

도 4, 도 6 및 도 10을 참조하면, 디스크 부분(150)은 중심(166) 주위에 방사상으로 위치되는 그들 사이에 반원형 홈들(164)을 정의하는 디스크 부분의 원주 주위에 균일하게 이격되는 복수의 톱니(168)가 제공되는 내부 평면 표면(162)을 정의하며, 이는 출력 샤프트(152)의 세로 축과 일치한다. 인접 반원형 홈들(164) 사이의 톱니들(168)은 원형이다. 따라서, 디스크 부분(150), 홈들(164) 및 톱니들(168)을 갖는 하부 링 기어 부분(160)은 내부 톱니들을 갖는 제2 링 기어의 실시예들이다.

튜닝 머신(100)이 기구의 주축대 상에 장착된 상태에서, 출력 부재(110)의 출력 샤프트(152)는 본 기술분야에 흔한 바와 같이 주축대 내의 개구부를 통과하고, 디스크 부분(150)은 하우징(102)의 내부 공동(126) 내에 수용되며. 하우징은 디스크 부분(150)이 내부 공동(126) 내에 회전가능하도록 주축대에 고정된다.

회전자(108)는 상부 기어 부분(190) 및 하부 기어 부분(191)에 연결되는 2개의 적층된 디스크 유사 기어 부분을 포함한다. 회전자(108)는 입력 샤프트(104)의 편심기(134)를 수용하는 그것을 통과하는 중심 축방향 보어(174)를 갖는다. 상부 기어 부분(190)은 중심 축방향 보어(174) 주위에 방사상으로 위치되는 복수의 반원형 로브(172)를 갖는 원주 에지를 정의한다. 인접 로브들(172) 사이의 전이 구역 또는 반원형 홈(176)은 오목하다. 상부 기어 부분(190)은 조립된 튜닝 머신 내의 하우징(102)의 상부 링 기어 부분(180) 내에 끼워맞춰지도록 구성된다. 하부 기어 부분(191)은 중심 축방향 보어(174) 주위에 방사상으로 위치되는 복수의 반원형 로브(192)를 갖는 원주 에지를 정의한다. 인접 로브들(192) 사이의 전이 구역 또는 반원형 홈(196)은 오목하다. 하부 기어 부분(191)은 조립된 튜닝 머신 내의 출력 부재(110)의 하부 링 기어 부분(160) 내에 끼워맞춰지도록 구성된다.

회전자의 로브들(172)은 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 링 기어 부분(180)의 홈들(184)과 맞물리도록 크기 설정되고 형상화된다. 따라서, 상부 링 기어(180)는 회전자(108)가 입력 샤프트(104)의 중심 축(137) 주위에서 편심기(134)의 회전의 결과로서 그것의 편심기 원 운동을 통해 구동됨에 따라 로브들(172) 중 적어도 하나가 링 기어의 내부 톱니들(188) 중 적어도 하나와 맞물리도록 상부 링 기어 내에 상부 기어(190)의 편심기 원 운동을 수용하기 위해 상부 기어(190)보다 더 크다. 상부 기어 부분(190) 상의 로브들(172)의 수는 상부 링 기어 부분(180) 상의 반원형 홈들(184)의 수보다, 적어도 하나 더 적고, 2개 더 적을 수 있다. 본원에 설명되는 바와 같이, 로브들(172)의 수는 입력 샤프트(104)로부터 회전자(108)로의 기어 감소 비율을 결정한다.

회전자의 로브들(192)은 도 10에 도시된 바와 같이, 하부 링 기어 부분(160)의 홈들(164)과 맞물리도록 크기 설정되고 형상화된다. 따라서, 하부 링 기어(160)는 회전자(108)가 입력 샤프트(104)의 중심 축(137) 주위에서 편심기(134)의 회전의 결과로서 그것의 편심기 원 운동을 통해 구동됨에 따라 로브들(192) 중 적어도 하나가 링 기어의 내부 톱니들(168) 중 적어도 하나와 맞물리도록 하부 링 기어(160) 내에 하부 기어(191)의 편심기 원 운동을 수용하기 위해 하부 기어(191)보다 더 크다. 하부 기어 부분(191) 상의 로브들(192)의 수는 하부 링 기어 부분(160) 상의 반원형 홈들(164)의 수보다, 적어도 하나 더 적고, 2개 더 적을 수 있다. 본원에 설명되는 바와 같이, 반원형 홈들(164)의 수는 회전자(108)로부터 출력 샤프트(152)로의 기어 감소 비율을 결정한다.

예시된 실시예에서, 상부 링 기어 부분(180)은 7개의 반원형 홈(184)을 갖고 회전자(108)의 상부 기어 부분(190)은 6개의 반원형 로브(172), 및 따라서 상부 링 기어 부분의 톱니들(188)을 갖는다. 따라서, 상부 기어 부분은 홈들(184)보다 적어도 하나 더 적은 로브(172)을 갖는다. 바람직하게는 상부 기어 부분은 상부 링 기어(180)의 톱니들(188)보다 1개 또는 2개 더 적은 로브(172)를 갖는다. 바람직하게는, 상부 기어 부분은 상부 링 기어 부분의 톱니들(188)보다 1개 더 적은 로브(172)를 갖는다.

예시된 실시예에서, 하부 링 기어 부분(160)은 6개의 반원형 홈(164), 및 따라서 6개의 톱니(168)를 갖고, 회전자(108)의 하부 기어 부분(191)은 5개의 반원형 로브(192)를 갖는다. 따라서, 하부 기어 부분은 하부 링 기어 부분의 홈들(164)/톱니들(168)보다 적어도 하나 더 적은 로브(192)를 갖는다. 바람직하게는, 하부 기어 부분은 하부 링 기어의 톱니들(168)보다 1개 또는 2개 더 적은 로브(192)를 갖는다. 바람직하게는, 하부 기어 부분은 하부 링 기어 부분의 톱니들(168)보다 1개 더 적은 로브(192)를 갖는다.

조립된 튜닝 머신(100)에서, 회전자(108) 및 디스크 부분(150)은 하우징(102)의 내부 공동(126) 내에 수용되며, 이는 현악기의 주축대 위로 장착된다. 따라서, 회전자(108)는 하부 기어(191)의 로브들(192)이 하부 링 기어(160)의 홈들(164)과 맞물리고, 상부 기어(190)의 로브들(192)이 상부 링 기어(180)의 홈들(184)과 맞물리는 방식으로 디스크 부분(150)과 상부 벽(124) 사이에 샌드위치된다. 디스크(150)는 하우징(102) 내에서 자유롭게 회전될 수 있고, 결국 출력 샤프트(152)에 연결된다. 회전자(108)의 중앙 보어(174)는 입력 샤프트(104)의 편심기(134)를 수용하며, 이는 단부(136)에서 하우징의 보어(128) 내에서 회전되도록 저널링되고 단부(138)에서 핸들(106)에 연결된다. 따라서, 조립된 튜닝 머신(100)에서, 핸들(106)을 통해, 또는 임의의 다른 메커니즘에 의해 입력 샤프트(104)의 회전은 입력 샤프트의 세로 축(137) 주위에서 편심기(134)의 회전을 야기하며, 이는 회전자(108)를 구동시켜 평면 편심기 원형 방식으로 공동(126) 내에 이동한다.

하단으로부터의 도면인 도 9를 참조하면, 하우징의 공동(126) 내에 회전자(108)가 도시된다. 회전자(108)는 회전자가 편심기 원에서 이동하도록 중앙 보어(174)를 통해 편심기(134)에 의해 구동된다. 이것은 상부 기어(190) 상의 로브들(172) 중 하나 이상이 상부 링 기어(180)의 인접 톱니들(188)에 대해 접경하게 하고 그것에 의해 각각의 연속 체결이 로브들(172)과 톱니들(188)/홈들(184) 사이에 있는 상태에서, 예를 들어 방향(181)으로와 같이, 회전의 아크를 통해 회전을 회전자(108)에 부여하게 한다. 방향(181)은 입력 샤프트/편심기의 선회의 방향과 반대이다. 그 결과는 입력 샤프트(따라서, 편심기)의 한번의 선회가 회전자의 부분 선회만을 초래하므로 입력 샤프트로부터 회전자로의 제1 기어 감소이다. 회전자는 로브들(172)과 톱니들(188)/홈들(184) 사이의 연속 체결들의 결과로서 그것의 중앙 보어(174) 주위에서 회전하고, 그것은 또한 편심기(134)에 의해 구동되는 결과로서 편심기 원 운동으로 이동한다는 점이 주목되어야 한다.

상단으로부터의 도면인 도 10을 참조하면, 출력 부재(110)의 디스크 부재(150)의 상단 상에 회전자(108)가 도시된다. 회전자(108)가 방향(181)으로 회전하고(상기 설명된 바와 같음) 그것의 편심기 원 운동으로 이동함에 따라, 하부 기어(191) 상의 하나 이상의 로브(192)는 디스크 부재(150) 상의 하부 링 기어(160)의 하나 이상의 인접 톱니(168)에 대해 구동되며, 그것에 의해 회전을 방향(181)의 반대의 방향으로, 회전의 아크를 통해 디스크 부재(150)(따라서 출력 샤프트)에 부여하고, 각각의 연속 체결은 로브들(192)과 톱니들(168)/홈들(164) 사이에 있다. 그 결과는 회전자의 한번의 선회가 디스크 부재(150)의 부분 회전만을 초래하므로 회전자(108)로부터 디스크 부재(150)(따라서, 출력 샤프트)로의 제2 기어 감소이다. 입력 샤프트(104)로부터 출력 샤프트(152)로의 전체 기어 감소는 입력 샤프트로부터 회전자로의, 그리고 회전자로부터 디스크 부재로의 기어 감소들의 배수이다. 유리하게는, 출력 샤프트(152)(따라서, 스트링 권취 부분)의 선회의 방향은 입력 샤프트(104)(따라서, 핸들(102))의 선회의 방향과 동일하다. 입력 샤프트의 회전을 반전시키는 것은 출력 샤프트의 회전을 반전시킨다. 따라서, 스트링 포스트는 일 방향으로 입력 샤프트의 회전의 결과로서 기구의 스트링을 권취하고 반대 방향으로 입력 샤프트의 회전의 결과로서 스트링을 권출하기 위해 상부 및 하부 링 기어들과 상호작용하는 회전자에 의해 구동된다.

모션의 완전한 원을 통한 회전자(108)의 이동은 회전의 아크를 통한 회전자(108)의 회전을 야기하며, 그의 값은 기어 비율에 의존하고 상부 기어 부분 상의 로브들(172)의 수에 의해 결정된다. 예를 들어, 상부 기어가 6개의 로브(172)를 갖는 예시된 실시예에서, 회전자의 완전한 원형 이동에서 기인하는 회전자(108)의 회전은 회전자의 완전한 선회의 1/6일 것이다. 따라서, 그러한 일 실시예에서의 회전자에 대한 입력 샤프트의 기어 비율은 6:1일 것이며, 이는 회전자(108)의 한번의 완전한 선회를 생성하기 위해 고속 입력 샤프트의 6번의 완전한 선회가 요구되는 것을 의미한다.

모션의 완전한 원을 통한 회전자(108)의 이동은 회전의 아크를 통한 디스크 부재(150)의 회전을 야기하며, 그의 값은 기어 비율에 의존하고 하부 링 기어(160) 상의 홈들(164)/톱니들(168)의 수에 의해 결정된다. 예를 들어, 하부 링 기어가 6개의 홈(164)/톱니(168)를 갖는 예시된 실시예에서, 회전자의 완전한 원형 이동에서 기인하는 디스크 부재(150)의 회전은 회전자의 완전한 선회의 1/6일 것이다. 따라서, 그러한 일 실시예에서의 출력 샤프트에 대한 회전의 기어 비율은 6:1일 것이며, 이는 출력 샤프트의 한번의 완전한 선회를 생성하기 위해 회전자의 6번의 완전한 선회가 요구되는 것을 의미한다. 이들을 조합하면, 입력 샤프트(104)로부터 출력 샤프트(152)로의 전체 감소는 36:1일 것이다.

따라서, 예시된 실시예에서의 기어 비율은 36:1일 것이며, 이는 기구의 스트링이 권취되는 출력 샤프트(152)의 한번의 완전한 선회를 생성하기 위해 입력 샤프트의 36번의 완전한 선회가 요구되는 것을 의미한다. 튜닝 머신(100)의 기어 비율은 상부 기어 부분(190) 상의 로브들(172)의 수 및/또는 하부 링 기어 부분(160) 상의 홈들(164)의 수를 변경함으로써 선택될 수 있다. 예를 들어, 64:1의 기어 비율은 상부 기어 부분(190) 상에 8개의 로브(172)(따라서, 바람직하게는 상부 링 기어 부분 상에 9개의 홈(184)), 및 하부 링 기어 부분(160) 상에 8개의 반원형 홈(164)(따라서, 바람직하게는 하부 기어 부분(191) 상에 7개의 로브(192))을 제공함으로써 획득될 수 있다. 유사하게, L x G:1의 기어 비율은 상부 링 기어 부분(180) 상의 대응하는 L+1 홈(184)과 함께, 회전자(108)의 상부 기어 부분(190) 상의 L 수의 로브(172), 및 회전자의 하부 기어 부분(191) 상의 G-1 로브(192)와 함께, 하부 링 기어 부분(160) 상의 G 수의 홈(164)으로 달성될 수 있다.

바람직하게는, 회전자 상의 로브들(172 및 192)의 수는 각각의 상부 및 하부 링 기어 부분들(180 및 160) 상의 홈들(184 및 164)의 수보다 더 적은 로브의 2개 이하이다. 홈들보다 회전자 상에 2개 더 적은 로브를 갖는 효과는 각각의 부분들 사이에서 기어 비율들을 변경하는 것을 초래할 것이다. 또한, 로브들/톱니들/홈들 상호작용에 관한 효과는 회전자와 링 기어들 사이에 더 큰 슬라이딩 모션을 초래할 것이며, 이는 디스크와 링 기어들 사이의 증가된 마찰의 결과로서 구동의 효율을 감소시키는 경향이 있을 것이다. 실제로, 톱니 체결당 출력 구동의 더 큰 각도 변위뿐만 아니라, 직겨의 큰 차이로 인한 톱니들의 맞물림을 갖는 문제들이 있을 것이기 때문에 작은 튜닝 머신 상에 2개 더 적은 톱니를 가는 회전자를 디자인하는 것은 곤란할 것이다.

본 발명의 튜닝 머신들의 유리한 양태는 부분들의 단순성이 캐스팅, 사출 성형, 3D 프린팅 기술들 또는 간단한 기계가공과 같은 방법들에 의해 플라스틱, 금속 또는 둘 다로부터 경제적으로 대량 생산되는 것을 고도로 처리될 수 있게 한다는 것이다. 또한, 입력 샤프트로부터 회전자로의, 그리고 회전자로부터 출력 샤프트로의 조합된 기어 감소 비율들은 비교적 가공되지 않은 부분들로 높은 기어 비율들을 달성하는 것을 가능하게 한다. 대조적으로, 종래의 기어드 튜닝 머신들에서 비교적 높은 기어 양들을 달성하는 것은 고장날 가능성이 많은 미세 기어 메커니즘들을 필요로 한다. 본 발명의 기어 부분들은 기능을 손상시키는 것 없이 덜 정확한 치수들로 이루어질 수 있도록 치수들의 더 큰 가변성을 가질 수 있으며, 이는 경제적인 대량 생산 방법들을 사용하여 덜 엄격한 치수 사양들로 그들을 제조하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 본 발명의 튜닝 머신의 부분들은 사출 성형 플라스틱들에 의해 제조될 수 있으며, 이는 작은 현악기들(예컨대, 우쿨렐레들) 상에 또는 전형적으로 큰 튜닝 머신들(예컨대, 베이스 기타들)을 갖는 현악기들 상에 사용될 수 있는 경량이고 비용 효율적 튜닝 머신들을 초래하고, 비교가능 선행 기술 금속 튜닝 머신들과 대조적으로 상당한 중량 감소를 달성한다. 일부 실시예들에서, 튜닝 머신들은 예를 들어 출력 샤프트/스트링 포스트 내의 금속 로드 코어와 같은, 구조적 강화를 위한 금속 부분들을 포함할 수 있고, 이들은 플라스틱 사출 성형 공정에 용이하게 통합될 수 있다. 게다가, 유리하게는, 본 발명의 기어 메커니즘은 출력 샤프트에 의해 구동될 수 없다. 따라서, 스트링 장력에 의해 출력 샤프트 상에 야기되는 회전력은 스트링의 권출을 초래하기 위해 기어 메커니즘을 반전시키지 않는다. 기어 메커니즘은 핸들에 의한 입력 샤프트의 회전에 의해 또는 다른 방법으로만 구동될 수 있다. 본 발명의 다른 혜택들은 기어 메커니즘에서 감소된 백래시가 있을 수 있고, 기어 구조의 단순성 때문에, 64:1과 같은, 이러한 종류들의 현악기를 위한 튜닝 머신들에 대해 꽤 높은 기어 비율들을 포함하는, 높은 비율로부터 낮은 비율로의 다양한 기어 비율들의 튜닝 머신들을 디자인하는 것이 꽤 간단하다는 점이다.

상기 설명 및 예시들이 본 발명의 바람직하거나 대체 실시예들을 구성하지만, 다수의 변화가 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것 없이 이루어질 수 있다는 점이 이해될 것이다. 따라서, 본원에 설명되고 예시되는 실시예들은 본 발명을 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims

현악기를 위한 튜닝 머신으로서,
제1 단부, 및 편심기를 갖는 반대 제2 단부를 갖는 입력 샤프트로서, 입력에 응답하여 회전가능한 입력 샤프트;
상기 입력 샤프트가 회전함에 따라 원 운동을 통해 회전자를 이동시키기 위해 상기 편심기를 수용하도록 중심 축방향 보어를 갖는 기어 부재 또는 회전자로서, 외부 제1 로브들을 가진 제1 또는 상부 기어 부분, 및 외부 제2 로브들을 가진 제2 또는 하부 기어 부분을 갖는 회전자;
상기 제1 기어 부분의 제1 로브들 주위에 위치되는 내부 제1 톱니들을 갖는 고정된 제1 또는 상부 링 기어;
상기 상부 링 기어로부터 분리되고 상기 제2 로브들 주위에 위치되는 내부 제2 톱니들을 갖는 회전가능 제2 또는 하부 링 기어로서, 상기 상부 및 하부 링 기어들은 상기 회전자가 그것의 중심 축 주위에서 상기 하부 링 기어를 회전시키기 위해 그것의 원 운동을 통해 이동함에 따라 상기 제1 로브들 중 적어도 하나가 상기 내부 제1 톱니들 중 적어도 하나와 맞물리고, 상기 제2 로브들 중 적어도 하나가 상기 하부 링 기어의 내부 제2 톱니들 중 적어도 하나와 맞물리고 적어도 하나를 구동하도록 상기 링 기어들 내에 상기 회전자의 원 운동을 수용하기 위해 상기 회전자보다 더 큰 회전가능 제2 또는 하부 링 기어; 및
일 방향으로 상기 입력 샤프트의 회전의 결과로서 상기 현악기의 스트링을 권취하고 반대 방향으로 상기 입력 샤프트의 회전의 결과로서 상기 스트링을 권출하도록 상기 하부 링 기어에 의해 구동되는 스트링 포스트를 포함하는 튜닝 머신.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 로브들은 볼록하고 상기 내부 제1 톱니들과 상기 내부 제2 톱니들 사이의 상보적 오목 홈들과 각각 맞물릴 수 있는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전자는 상기 대응하는 링 기어의 내부 톱니들보다 적어도 하나 더 적은 로브를 갖는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전자는 상기 대응하는 링 기어의 내부 톱니들보다 1개 또는 2개 더 적은 로브를 갖는, 장치.
제3항에 있어서, 상기 스트링 포스트는 상기 하부 링 기어의 중심 축과 동축으로 상기 하부 링 기어에 연결되는, 장치.
제5항에 있어서, 상기 현악기 상에 장착하기 위한 하우징을 더 포함하며, 상기 하우징은 보어를 정의하고 상기 입력 샤프트는 상기 보어 내에 회전을 위해 저널링되고, 상기 하우징은 상기 회전자를 수용하기 위해 공동을 더 정의하고 그 위에 상기 상부 링 기어가 장착되는, 장치.
제6항에 있어서, 상기 하우징은 상기 현악기 상에 장착하기 위해 하단 표면을 갖는 베이스 부분을 포함하며, 상기 공동은 상기 베이스 부분 내에 정의되고 상기 하단 표면에 개방되며, 상기 하우징은 상기 공동의 한계를 정하는 하단 표면과 반대인 상단 벽을 더 포함하고, 상기 보어는 상기 상단 벽 내에 정의되고 상기 상부 링 기어는 상기 상단 벽의 내부 측면 내에 정의되는, 장치.
제7항에 있어서, 상기 장치는 사용자가 회전을 상기 입력 샤프트에 부여하는 것을 용이하게 하기 위해 상기 입력 샤프트의 제1 단부에 연결되는 핸들을 더 포함하는, 장치.
제2항에 있어서, 상기 스트링 포스트은 상기 하부 링 기어의 중심 축과 동축으로 상기 하부 링 기어에 연결되는, 장치.
제9항에 있어서, 상기 현악기 상에 장착하기 위한 하우징을 더 포함하며, 상기 하우징은 보어를 정의하고 상기 입력 샤프트는 상기 보어 내에 회전을 위해 저널링되고, 상기 하우징은 상기 회전자를 수용하기 위해 공동을 더 정의하고 그 위에 상기 상부 링 기어가 장착되는, 장치.
제10항에 있어서, 상기 하우징은 상기 현악기 상에 장착하기 위해 하단 표면을 갖는 베이스 부분을 포함하며, 상기 공동은 상기 베이스 부분 내에 정의되고 상기 하단 표면에 개방되며, 상기 하우징은 상기 공동의 한계를 정하는 하단 표면과 반대인 상단 벽을 더 포함하고, 상기 보어는 상기 상단 벽 내에 정의되고 상기 상부 링 기어는 상기 상단 벽의 내부 측면 내에 정의되는, 장치.
제11항에 있어서, 상기 장치는 사용자가 회전을 상기 입력 샤프트에 부여하는 것을 용이하게 하기 위해 상기 입력 샤프트의 제1 단부에 연결되는 핸들을 더 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 스트링 포스트는 상기 하부 링 기어의 중심 축과 동축으로 상기 하부 링 기어에 연결되는, 장치.
제13항에 있어서, 상기 현악기 상에 장착하기 위한 하우징을 더 포함하며, 상기 하우징은 보어를 정의하고 상기 입력 샤프트는 상기 보어 내에 회전을 위해 저널링되고, 상기 하우징은 상기 회전자를 수용하기 위해 공동을 더 정의하고 그 위에 상기 상부 링 기어가 장착되는, 장치.
제14항에 있어서, 상기 하우징은 상기 현악기 상에 장착하기 위해 하단 표면을 갖는 베이스 부분을 포함하며, 상기 공동은 상기 베이스 부분 내에 정의되고 상기 하단 표면에 개방되며, 상기 하우징은 상기 공동의 한계를 정하는 하단 표면과 반대인 상단 벽을 더 포함하고, 상기 보어는 상기 상단 벽 내에 정의되고 상기 상부 링 기어는 상기 상단 벽의 내부 측면 내에 정의되는, 장치.
제15항에 있어서, 상기 장치는 사용자가 회전을 상기 입력 샤프트에 부여하는 것을 용이하게 하기 위해 상기 입력 샤프트의 제1 단부에 연결되는 핸들을 더 포함하는, 장치.