WO2016056840A1 - 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치 - Google Patents

스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2016056840A1
WO2016056840A1 PCT/KR2015/010597 KR2015010597W WO2016056840A1 WO 2016056840 A1 WO2016056840 A1 WO 2016056840A1 KR 2015010597 W KR2015010597 W KR 2015010597W WO 2016056840 A1 WO2016056840 A1 WO 2016056840A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
power transmission
power
amplified
transmission shaft
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/010597
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
신남수
신조영
Original Assignee
신남수
신조영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신남수, 신조영 filed Critical 신남수
Publication of WO2016056840A1 publication Critical patent/WO2016056840A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes

Definitions

  • the present invention relates to a snow-type power transmission device, and more specifically, the tension is increased by accumulating energy, and then, when necessary, the gears are coupled while varying the double speed by the force generated as the spring is compressed to improve RPM.
  • the invention relates to an in-vehicle power transmission and conversion device for driving a mechanical device, a ship, an automobile, or the like, or for improving the driving force to generate a generator.
  • hydroelectric power generation, thermal power generation, and nuclear power generation are widely used as a method of generating electric power, but the thermal power generation and nuclear power generation are not environmentally friendly since they mainly use and mass produce fossil raw materials and radioactive materials. There was a problem, and the hydroelectric power generation had a problem of low power generation efficiency compared to the investment cost.
  • the present inventor has disclosed a patent application No. 10-2009-0113031 "generator with a spring power source" to solve the above problems.
  • the preceding invention was able to solve the problems of the prior art, but the configuration was relatively complicated, a lot of installation space was required, and the maintenance was difficult.
  • the present inventors solve the above problems and provide an improved device in terms of efficient operation of energy, in which energy lost in power transmission efficiency is small and exerts large energy even with small force. I created it and completed it.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, by tensioning the spring by one shaft to accumulate power and to rotate the power shaft by the rotational force generated while the tensioned spring is restored, the rotational force of a small RPM has a large double speed
  • the purpose is to improve the RPM combined with different.
  • the present invention is a preferred configuration for achieving the above object, the manual drive means having a reducer;
  • a power transmission shaft coupled to the driving force of the manual driving means; It is coupled to the outer periphery of the power transmission shaft to rotate the power transmission shaft in one direction in the same direction as the rotation direction of the manual drive means, the idle (IDLE) when the power transmission shaft rotates in a direction different from the rotation direction of the manual drive means.
  • Power transmission one-way rotating unit in a state; And a circular case coupled to an outer periphery of the end of the power transmission shaft and having a bearing mounted at a central portion thereof, wherein a partition wall having a spiral shape is formed inside the case so that a circle gradually decreases from the outside to the central portion.
  • One end of the power storage spring is fixed to one end of the outermost partition wall, the other end of the power storage spring is connected to the pull rope is connected to the power transmission shaft connected to the power transmission shaft of the center of the case by rotating the partition wall; And a power conversion gear unit coupled to the other end of the power transmission shaft.
  • the power transmission one-way rotation unit the roller disk which is fitted to the outer periphery of the power transmission shaft;
  • An inner one-way bearing inserted into an outer circumference of the power transmission shaft so as to contact the roller disc, and one end of which protrudes a hanger having a screw formed on the outer circumference and rotates only in one direction;
  • a guard fitted to an outer circumference of the power transmission shaft to surround the roller disc and the inner one-way bearing, and having a screw formed on an inner circumference thereof, the guard being coupled to the screw of the inner one-way bearing; It is coupled to the outside of the guard rotates in only one direction, the one-way rotary pulley receives power by the manual drive means; characterized in that it comprises a.
  • the power transmission one-way rotation unit, the auxiliary rotation unit is fitted to contact the guard on the outer periphery of the power transmission shaft and the engaging pin insertion groove is formed on the front;
  • a locking pin inserted into the locking pin insertion groove of the auxiliary rotation part and coupled to the support pin by a spring and coupled to the locking groove of the guard; It is coupled to the auxiliary rotating unit is rotated in one direction only, the one-way rotary auxiliary pulley which receives power by a known drive motor and reducer provided separately; characterized in that it further comprises.
  • the power conversion gear unit a power transmission gear gear that is built up on the other end of the power transmission shaft;
  • a power acceleration standby gear in which an internal gear is formed such that the power transmission small gear meshes with the inner gear;
  • a mother gear having a gear formed on an outer circumference thereof and arranged on the same axis as the central axis of the power acceleration standby gear;
  • a rotary amplifier gear that is engaged with the parent gear and the rotational speed is amplified.
  • the power acceleration standby gear of the power conversion gear unit has a gear number of 13 times that of the power transmission small gear, and the mother gear has a gear number of 7 times that of the power transmission small gear. do.
  • the rotary amplifier gear unit the first amplified standby gear having a first amplified small gear on the central shaft to be engaged with the outer peripheral gear of the parent gear; A second amplified air gear having a second amplified small gear on a central shaft to be engaged with the outer peripheral gear of the first amplified air gear; A third amplified air gear having a third amplified small gear on a central shaft to be engaged with the outer peripheral gear of the second amplified air gear; A fourth amplified air gear having a fourth amplified small gear on a central shaft to be engaged with the outer peripheral gear of the third amplified air gear; And a fifth amplified small gear engaged with the outer circumferential gear of the fourth amplified atmospheric gear.
  • the rotary amplifier gear unit is further provided with a gear box into which the amplification small gear and the amplification standby gear are introduced, and the gear box is supplied with lubricating oil so as to smoothly rotate the gear.
  • the power conversion gear unit is further coupled with a rotational speed control unit for controlling the speed of the power transmission shaft is rotated while the tensioned power storage spring is restored, the rotational speed control unit is pinion, the pinion and meshing And a friction table provided at the end of the rack and in contact with the power transmission shaft.
  • the spring is stretched by one shaft to accumulate power, and the power shaft is rotated by the rotational force generated while the tensioned spring is restored. have.
  • FIG. 1 is an overall conceptual diagram of a snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual view illustrating a connection state of a one-way rotating unit and a power storage unit in a snow storage type power transmission and conversion device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view of the power transmission one-way rotation in the snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the power transmission one-way rotating part in the snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the power transmission one-way rotating part in the snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a side cross-sectional conceptual view of the power storage unit in the snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is an exploded perspective view of the power converter gear unit in the snow-type power transmission and conversion device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a power conversion gear unit in a snow-type power transmission and conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional conceptual view of a rotational speed control unit in a snow type power transmission and conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • hanger 330 guard
  • auxiliary rotating part 362 locking pin coupling groove
  • slope 380 one-way rotational auxiliary pulley
  • blocking station 400 power storage unit
  • parent gear 540 rotary amplifier gear
  • Embodiments according to the present invention may be variously modified and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments in accordance with the concept of the present invention to a particular disclosed form, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from another, for example, without departing from the scope of the rights according to the inventive concept, the first component may be called a second component and similarly The second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is an overall conceptual view of a snow-type power transmission and conversion device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a part conceptual view showing a connection state of the one-way rotation unit and the power storage unit.
  • the axis-type power transmission device P is a power transmission one-way rotating unit 300 coupled to the manual driving means 100 and the power transmission shaft 200 and the outer periphery of the power transmission shaft 200. ) And a power storage unit 400 coupled to the end of the power transmission shaft 200, and a power conversion gear unit 500.
  • the manual driving means 100 may include a manual handle that can be manually driven by the user manually, it is preferable that a reducer is provided so that a large force can be transmitted even with a small force.
  • the power transmission shaft 200 is connected by the manual driving means 100 and the belt and rotates to serve to transmit power.
  • Figure 3 is a perspective view of the power transmission one-way rotation in the snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the power transmission one-way rotation
  • Figure 5 is a cross-sectional view of the power transmission one-way rotation.
  • the power transmission one-way rotation unit 300 is fixedly coupled to one side outer circumference of the power transmission shaft 200, the power transmission shaft 200 in the same direction while rotating only in the direction of rotation by the manual drive means (100). Rotate Therefore, if the power transmission shaft 200 rotates in the opposite direction to the rotational direction of the manual drive means 100, the power transmission one-way rotating unit 300 is idle (IDLE) state without rotation.
  • the power transmission one-way rotary unit 300 is a roller disc 310, the inner one-way bearing 320 and the guard 330, and the outer one-way bearing 340 and one-way rotary pulley 350 ).
  • the auxiliary rotation unit 360 and the locking pin 370 and the one-way rotational auxiliary pulley 380 and blocking block 390 may be included.
  • Roller disc 310 is to be coupled to the outer periphery of the power transmission shaft 200, the locking groove 312 is formed at a predetermined depth at a right angle with the bottom surface so that the locking step is formed on one side of the front.
  • the inner one-way bearing 320 is fitted to the power transmission shaft 200 to be in contact with the roller disc 310, the one end is formed with a protruding hanger 322 is formed in the outer periphery protruded to one direction only by one-way bearing Rotate
  • the guard 330 is to be fitted to the power transmission shaft 200 while surrounding the roller disc 310 and the inner one-way bearing 320, the circular side plate 334 so that the coupling portion 332 is formed therein for this purpose.
  • the front plate 336 is blocked on one side, the screw is formed on the inside to be coupled to the screw formed on the hanger 322 of the inner one-way bearing 320.
  • a locking groove 338 is formed in the front plate 336.
  • a through hole 338 is formed through the front plate 336.
  • the outer one-way bearing 340 is fitted to the outside of the guard 330 to rotate only in one direction.
  • the one-way rotary pulley 350 is fitted to the outside of the guard 330 and the outer one-way bearing 340 to rotate only in one direction, and is connected by the power transmission means such as the manual driving means 100 and the belt to drive the driving force. It serves to convey.
  • the auxiliary rotation part 360 is fitted to the power transmission shaft 200 to be in contact with the protector 330, the engaging pin coupling groove 362 may be formed on the front.
  • the locking pin 370 may be inserted into the locking pin coupling groove 362 of the auxiliary rotation part 360, and may be coupled by a spring.
  • the end of the locking pin 370 is preferably coupled to the locking groove 312 of the roller disc 310 through the through hole 338 formed in the guard 330.
  • one side of the catch pin 370 is formed with a catching surface 372 to be caught by the catching groove 312 of the roller disc 310 and the other side is formed with an inclined surface 374 to facilitate withdrawal from the catching groove 312 It is desirable to.
  • One-way rotational auxiliary pulley 380 is fitted to the outer side of the auxiliary rotation part 360 to rotate only in one direction, and is connected by the driving means 110, such as a motor and the power transmission means, such as a belt to transfer the driving force. can do.
  • Blocking block 390 is a configuration that can be provided between the one-way rotational pulley 350 and one-way rotational auxiliary pulley 380, the rotation of the one-way rotational pulley 350 and one-way rotational auxiliary pulley 380 is not interfered with each other. It plays a role of preventing.
  • Figure 6 is a side cross-sectional conceptual view of the power storage unit in the snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the power storage unit 400 may include a circular case 410 and the partition wall 420 and the power storage spring 430 and the pulling rope 440.
  • the case 410 which is circular is provided with at least one or more (four in the drawing) spaced apart from each other at a predetermined interval, the bearing 412 is coupled to the center portion of the power transmission shaft 200 is the bearing 412 It is fitted through the fitting.
  • the partition wall 420 is formed in a spiral shape in which the size of the circle gradually decreases from the inner outer side to the center side of the case 410.
  • the power storage spring 430 and the pulling rope 440 is configured to be connected to each other, one end of the power storage spring 430 is fixedly connected to the end of the outermost partition wall 420, the other side of the power storage spring 430
  • the pulling rope 440 connected to the end is swung along the partition wall 420 partitioned inside the case 410 and is fixedly connected to the power transmission shaft 200 provided at the center of the case 410.
  • a plurality of rotating rollers 450 may be provided along the partition wall 420 inside the case 410 of the power storage unit 400 to freely rotate at predetermined intervals.
  • the power storage unit 400 may be formed by combining a plurality of cases 410, each power storage unit 400 may be operated in series or at the same time in parallel.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the power conversion gear unit in the snow-type power transmission and conversion apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 8 is a schematic cross-sectional view of the power conversion gear unit.
  • the power conversion gear unit 500 includes a power transmission small gear 510, a power acceleration standby gear 520, a parent gear 530, and a rotary amplifier gear 540.
  • the power transmission small gear 510 is geared on the outer circumference and is built up on the other end of the power transmission shaft 200, and the power acceleration standby gear 520 has an inner circumference such that the power transmission small gear 510 is engaged with the inner side.
  • An internal gear is formed in the.
  • the power acceleration standby gear 520 has 13 times as many gears as the power transmission small gear 510.
  • the parent gear 530 has gears formed on the outer circumference thereof and is arranged on the same axis as the central axis 531 of the power acceleration standby gear 520. At this time, the parent gear 530 has seven times as many gears as the power transmission small gear 510.
  • the rotary amplifier gear part 540 is engaged with the parent gear 530 and amplifies the rotational force transmitted from the power transmission shaft 200.
  • the rotary amplifier gear 540 includes a first amplified small gear 541, a first amplified atmospheric gear 542, a second amplified small gear 543, a second amplified atmospheric gear 544, and a third amplified small gear. 545, the third amplified air gear 546, the fourth amplified small gear 547, the fourth amplified small fish 548, and the fifth amplified small gear 550 are implemented to be engaged with each other.
  • the first amplified small gear 541 is installed on the central axis of the first amplified atmospheric gear 542 and is engaged with the outer peripheral gear of the parent gear 530.
  • the second amplified small gear 543 is formed on the central axis of the second amplified atmospheric gear 544 and meshes with the outer peripheral gear of the first amplified atmospheric gear 542.
  • the third amplified small gear 545 is installed on the central axis of the third amplified gear 546 and meshes with the outer peripheral gear of the second amplified gear 544.
  • the fourth amplified small gear 547 is built on the central axis of the fourth amplified gear 548 and meshes with the outer peripheral gear of the third amplified gear 546.
  • the fifth amplified small gear 550 is engaged with and coupled to the outer circumferential gear of the fourth amplified standby gear 548, thereby serving to transmit rotational force to a separate machine or device or a generator.
  • the first amplified air gear 542, the second amplified air gear 544, the third amplified air gear 546, and the fourth amplified air gear 548 are 6 than the first, second, third, and fourth amplified small gears. It has twice as many gears.
  • the gears of the rotary amplification gear unit 540 are coupled to be positioned in the gearbox 560, thereby reducing frictional force when the gear is rotated by lubricating oil supplied into the gearbox 560 and making the rotation smooth. do.
  • FIG. 9 is a cross-sectional conceptual view of a rotational speed control unit in a snow type power transmission and conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • the power transmission shaft 200 of the present invention may further include a rotational speed control unit 600 for controlling the speed at which the power transmission shaft 200 rotates by the restoring force of the tensioned power storage spring 430.
  • the rotational speed control unit 600 may be applied in various forms, but is engaged with the pinion 610 and the pinion 610 is provided with a rake 620 to operate back and forth, and the power transmission shaft at the end of the rake 620. Friction table 630 in contact with the 200 may be combined.
  • the storage power transmission device P according to an embodiment of the present invention having the above configuration features can be maximized in its utility by being applied in the form of various devices, especially generators.
  • the power transmission shaft 200 is rotated via a speed reducer to power the power storage unit 400. Will be thrown away.
  • the one-way rotation pulley 350 of the power transmission one-way rotation unit 300 connected by a belt or the like is rotated.
  • the inner guard 330 and the inner one-way bearing 320 rotate in the same direction as the driving direction by the rotation of the one-way rotating pulley 350 to rotate the power transmission shaft 200 in the same direction as the driving direction.
  • the power storage spring 430 connected to the pulling rope 440 while the pulling rope 440 of the power storage shaft 400 is wound around the end of the power transmission shaft 200 by the rotation of the power transmission shaft 200. Pulled and tensioned.
  • the tensioned power storage spring 430 is tensioned while being pulled tightly toward the center portion of the case 410 along the spiral partition wall 420.
  • the power stored in the power storage spring 430 operates the device coupled to the power transmission shaft 200 while rotating the power transmission shaft 200 again when necessary, or rotates a generator to store electricity. Can be.
  • the tensioned power storage spring 430 of the power storage unit 400 when the tensioned power storage spring 430 of the power storage unit 400 is gradually compressed, the power transmission shaft 200 rotates in the opposite direction as when driven, and the generator generates power using the rotational force. Through the power storage is possible.
  • a problem such as failure of the manual driving means 100 may occur, or the driving means 110 such as a motor may be rotated using the stored electric power.
  • the auxiliary one-way rotating pulley 380 of the power transmission one-way rotating part 300 connected by a belt or the like through the reduction gear is rotated.
  • the auxiliary one-way rotating pulley 380 is rotated while rotating the auxiliary auxiliary rotating part 360 and the power transmission shaft 200 in the driving direction, the power storage unit 400 by rotating the power storage spring 430
  • the power due to the tensile force will be accumulated.
  • the tensioned power storage spring 430 When the tensioned power storage spring 430 is compressed to its original state to drive a device or a generator by using the power stored in the power storage unit 400, the power transmission shaft 200 may be formed by the force generated while being compressed. ) Rotates in the opposite direction as the drive.
  • the roller disc 310 fixedly coupled by a bolt or the like rotates integrally, even if the roller disc 310 rotates. Since the guard 330 is inside, only the roller disc 310 is rotated and the guard 330 and the inner one-way bearing 320 is not rotated. In addition, even when the roller disc 310 rotates, the locking pin 370 of the auxiliary rotating part 360, which is caught in the locking groove 312 of the roller disc 310, is caught in the locking groove 312 of the roller disc 310. Since it is not caught by the inclined surface 374, the auxiliary rotation part 360 also does not rotate.
  • the power transmission small gear 510 built up at the end of the power transmission shaft 200 is rotated, and the power transmission small gear 510 is a power acceleration standby gear. Rotating 520 transmits power.
  • the power acceleration standby gear 520 accelerates the rotational force while rotating the parent gear 530 coupled on the same axis, which in turn rotates the rotational force in the rotary amplifier gear part 540 in multiple stages.
  • the power acceleration standby gear 520 having 13 times as many gears as the power transmission small gear 510 and the mother gear 530 having 7 times as many gears rotate, the first amplified small gear 541 is rotated. Rotation is made 91 times faster than the power transmission gear 510.
  • the second amplified small gear 543 is rotated by the rotation of the first amplified small gear 541 while the first amplified atmospheric gear 542 having six times as many gears as the first amplified small gear 541 rotates. Amplify the rotation speed and transmit it. This is again transmitted to the third amplified small gear 545 via a second amplified atmospheric gear 544 having a gear number six times larger than that of the second amplified small gear 543 to amplify the rotation speed. Then, the third amplified small gear 545 is transferred to the fourth amplified small gear 546 via the third amplified atmospheric gear 544 having a gear number six times larger than that of the third amplified small gear 545 to amplify the rotation speed. Then, the fourth amplified small gear 548 is transmitted to the fifth amplified small gear 548 through the fourth amplified atmospheric gear 547 having six times as many gears as the fourth amplified small gear 546 to amplify the rotation speed.
  • the rotational power is amplified and transmitted to the fifth amplified small gear 550 in this way to transmit a high speed driving force to a separate machine or generator.
  • the friction force is generated as the plurality of small gears rotate at a high speed, the friction force is reduced by the lubricating oil supplied into the gearbox 560 and the rotation is smooth.
  • the power generation action is performed by the built-in power, and the driving means 110 is driven by the power generation.
  • the driving force is accumulated as it is driven.
  • the pinion 610 of the rotation speed control unit 600 is rotated by a predetermined number of revolutions. Accordingly, the engaged rack 620 advances to the power conversion gear unit 500, in one embodiment, the power acceleration standby gear 520, while the friction table 630 presses the side of the power acceleration standby gear 520. The rotational speed of the transmission shaft 200 is controlled.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 인장된 스프링이 에너지를 축설한 후 필요시에 스프링이 압축되면서 발생하는 힘에 의해 별도의 장치, 선박, 자동차 등을 구동시키거나, 또는 발전기를 발전시키도록 하는 축설형 동력전달장치에 관한 발명이다. 본 발명은 감속기를 구비한 수동구동수단; 상기 수동구동수단의 구동력이 전달되도록 결합되는 동력전달축; 상기 동력전달축의 외주연에 결합되어 상기 수동구동수단의 회전방향과 동일방향으로 동력전달축을 일방향으로 회전시키고, 상기 동력전달축이 수동구동수단의 회전방향과 다른 방향으로 회전시에는 아이들(IDLE) 상태로 되는 동력전달 일방향회전부; 및 상기 동력전달축의 끝단 외주연에 결합되며, 중앙부에 베어링이 장착된 원형의 케이스가 구비되고, 상기 케이스의 내부에는 외측에서 중앙부로 가면서 점차 원이 작아지도록 나선형 형태를 이루는 격벽 이 형성되고, 상기 최외측 격벽 일측 끝단에는 동력축설스프링의 일측 끝단이 고정되며, 상기 동력축설스프링의 타측 끝단에는 당김로프가 연결되어 상기 격벽을 휘돌아 상기 케이스 중앙부의 동력전달축에 연결되는 동력축설부; 상기 동력전달축의 타측 끝단에 결합되는 동력변환기어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 하나의 샤프트에 의해 스프링을 인장시켜 동력을 축적시키고 인장된 스프링이 복원되면서 발생하는 회전력에 의해 동력축을 회전시키되, 작은 RPM의 회전력이 큰 배속을 달리하면서 결합되어 RPM이 향상되는 장점이있다.

Description

스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치
본 발명은 축설형 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장된 스프링이 에너지를 축설한 후 필요시에 스프링이 압축되면서 발생하는 힘에 의해 수개의 기어가 배속을 달리하면서 결합되어 RPM이 향상되도록 변환시킴으로써, 기계장치, 선박, 자동차 등을 구동시키거나, 또는 발전기를 발전시키도록 구동력을 향상시키도록 하는 축설형 동력전달 및 변환장치에 관한 발명이다.
주지된 바와 같이, 전력을 생산하는 방법으로는 수력발전과 화력발전 및 원자력 발전이 널리 이용되고 있으나 상기 화력발전 및 원자력 발전은 주로 화석원료 및 방사성 물질을 사용 및 양산하게 되므로 환경 친화적이지 못하였다는 문제가 있었고, 상기 수력발전은 그 투자비용 등에 비해 발전효율이 저조하였다는 문제가 있었다.
따라서 근래에는 태양열이나 풍력, 지열 등의 자연력을 이용하는 방안이 많이 연구 개발 되고는 실정이나, 이 또한 설비의 건립 및 유지관리에 소요되는 비용이 대규모이고, 자연의 힘을 이용해야만 했으므로 설치여건, 기후여건 등에 있어 많은 제약이 따르게 된다는 문제가 있었다.
본 발명인은 위와 같은 제반적인 문제를 해소하고자 특허출원 제10-2009-0113031호‘태엽을 동력원으로 하는 발전기’를 개시한 바가 있다.
그러나, 위 선행발명은 앞서 본 종래의 문제점을 해소할 수는 있었으나, 비교적 그 구성이 복잡하였고 설치공간이 많이 요구되었으며 유지 보수가 곤란한 문제가 발생 되었다.
따라서, 본 발명인은 위와 같은 제반적인 문제를 해소하고, 동력의 전달효율에 있어서 손실되는 에너지가 작고 적은 힘으로도 큰 에너지를 발휘하는, 에너지의 효율적 운용면에 있어서 향상된 장치를 제공하고자 본 발명을 창작하여 완성하기에 이르렀다.
[선행기술문헌]
대한민국 등록특허 제10-0963023호
본 발명은 전술한 문제를 해소하고자 안출된 것으로서, 하나의 샤프트에 의해 스프링을 인장시켜 동력을 축적시키고 인장된 스프링이 복원되면서 발생하는 회전력에 의해 동력축을 회전시키되, 작은 RPM의 회전력이 큰 배속을 달리하면서 결합되어 RPM이 향상되도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 바람직한 구성으로서, 감속기를 구비한 수동구동수단; 상기 수동구동수단의 구동력이 전달되도록 결합되는 동력전달축; 상기 동력전달축의 외주연에 결합되어 상기 수동구동수단의 회전방향과 동일방향으로 동력전달축을 일방향으로 회전시키고, 상기 동력전달축이 수동구동수단의 회전방향과 다른 방향으로 회전시에는 아이들(IDLE) 상태로 되는 동력전달 일방향회전부; 및 상기 동력전달축의 끝단 외주연에 결합되며, 중앙부에 베어링이 장착된 원형의 케이스가 구비되고, 상기 케이스의 내부에는 외측에서 중앙부로 가면서 점차 원이 작아지도록 나선형 형태를 이루는 격벽이 형성되고, 상기 최외측 격벽 일측 끝단에는 동력축설스프링의 일측 끝단이 고정되며, 상기 동력축설스프링의 타측 끝단에는 당김로프가 연결되어 상기 격벽을 휘돌아 상기 케이스 중앙부의 동력전달축에 연결되는 동력축설부; 상기 동력전달축의 타측 끝단에 결합되는 동력변환기어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동력전달 일방향회전부는, 상기 동력전달축의 외주연에 끼워지는 롤러원판; 상기 롤러원판과 접하도록 동력전달축의 외주연에 끼워지며, 일측 끝단에는 외주연에 나사가 형성된 걸림대가 돌출되고 일방향으로만 회전되는 내측일방향베어링; 상기 롤러원판과 내측일방향베어링을 감싸도록 상기 동력전달축의 외주연에 끼워지며, 내주연에 나사가 형성되어 상기 내측일방향베어링의 나사와 결합되는 보호대; 상기 보호대 외측에 결합되어 일측방향으로만 회전하며, 상기 수동구동수단에 의해 동력을 전달받는 일방향회전풀리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동력전달 일방향회전부는, 상기 동력전달축의 외주연에 상기 보호대와 접하도록 끼워지며 전면에 걸림핀삽입홈이 형성되는 보조회전부; 상기 보조회전부의 걸림핀삽입홈에 삽입되어 스프링에 의해 탄지 결합되며, 상기 보호대의 걸림홈에 걸리도록 결합되는 걸림핀; 상기 보조회전부 외측에 결합되어 일방향으로만 회전하며, 별도로 구비되는 공지의 구동모터와 감속기에 의해 동력을 전달받는 일방향회전보조풀리;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동력변환기어부는, 상기 동력전달축의 타측 끝단에 축설되는 동력전달 소기어; 상기 동력전달 소기어가 내측에 치합되도록 내접기어가 형성되는 동력가속 대기어; 외주연에 기어가 형성되어 상기 동력가속 대기어의 중앙축과 동일축에 축설되는 모체기어; 및 상기 모체기어에 치합되어 회전속도가 증폭되는 회전증폭기어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동력변환기어부의 동력가속 대기어는 동력전달 소기어보다 13배의 기어수를 가지며, 상기 모체기어는 동력전달 소기어보다 7배의 기어수를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전증폭기어부는, 상기 모체기어의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제1증폭 소기어를 가지는 제1증폭 대기어; 상기 제1증폭 대기어의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제2증폭 소기어를 가지는 제2증폭 대기어; 상기 제2증폭 대기어의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제3증폭 소기어를 가지는 제3증폭 대기어; 상기 제3증폭 대기어의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제4증폭 소기어를 가지는 제4증폭 대기어; 및 상기 제4증폭 대기어의 외주연 기어와 치합되는 제5증폭 소기어;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전증폭기어부에는 증폭 소기어와 증폭 대기어가 인입되는 기어박스가 더 마련되고, 상기 기어박스에는 윤활유가 공급되어 기어의 회전이 원할하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동력변환기어부에는 인장된 동력축설스프링이 복원되면서 회전하는 동력전달축의 속도를 제어하기 위한 회전속도제어부가 더 결합되며, 회전속도제어부는 피니언과, 상기 피니언과 치합되는 레크와, 상기 레크의 끝단에 구비되어 상기 동력전달축과 접하는 마찰대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하나의 샤프트에 의해 스프링을 인장시켜 동력을 축적시키고 인장된 스프링이 복원되면서 발생하는 회전력에 의해 동력축을 회전시키되, 작은 RPM의 회전력이 큰 배속을 달리하면서 결합되어 RPM이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치의 전체 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 일방향회전부와 동력축설부의 연결 상태를 도시한 일부 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력전달 일방향회전부의 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력전달 일방향회전부의 분해 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력전달 일방향회전부의 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력축설부의 측단면 개념도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력변환기어부의 분해 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력변환기어부의 평단면 개념도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 회전속도제어부의 단면 개념도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>
100 : 수동구동수단 200 : 동력전달축
300 : 동력전달 일방향회전부 310 : 롤러원판
312 : 걸림홈 320 : 내측일방향베어링
322 : 걸림대 330 : 보호대
332 : 결합부 338 : 관통공
340 : 외측일방향베어링 350 : 일방향회전풀리
360 : 보조회전부 362 : 걸림핀결합홈
370 : 걸림핀 372 : 걸림면
374 : 경사면 380 : 일방향회전보조풀리
390 : 차단고정대 400 : 동력축설부
410 : 케이스 420 : 격벽
430 : 동력축설스프링 440 : 당김로프
450 : 회전롤러 500 : 동력변환기어부
510 : 동력전달 소기어 520 : 동력전달 대기어
530 : 모체기어 540 : 회전증폭기어부
550 : 제5증폭 소기어 600 : 회전속도제어부
610 : 피니언 620 : 레크
630 : 마찰대
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치의 전체 개념도이고, 도 2는 일방향회전부와 동력축설부의 연결 상태를 도시한 일부 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달장치(P)는 수동구동수단(100)과 동력전달축(200) 및 상기 동력전달축(200)의 외주연에 결합되는 동력전달 일방향회전부(300)와 상기 동력전달축(200)의 끝단에 결합되는 동력축설부(400), 그리고, 동력변환기어부(500)를 포함하여 구성된다.
여기서 수동구동수단(100)은 사용자가 직접 수작업으로 구동시킬 수 있는 수동 핸들 등을 포함할 수 있으며, 적은 힘으로도 큰 힘을 전달할 수 있도록 감속기가 구비되는 것이 바람직하다.
여기서 동력전달축(200)은 수동구동수단(100)과 벨트 등에 의해 연결되어 회전하면서 동력을 전달하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력전달 일방향회전부의 사시도이고, 도4는 동력전달 일방향회전부의 분해 사시도이고, 도 5는 동력전달 일방향회전부의 단면도이다.
여기서 동력전달 일방향회전부(300)는 동력전달축(200)의 일측 외주연에 견고히 고정 결합되는 것으로서, 수동구동수단(100)에 의해 회전하는 방향으로만 회전하면서 동일방향으로 동력전달축(200)을 회전시킨다. 따라서, 만약 동력전달축(200)이 수동구동수단(100)의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 경우에는 동력전달 일방향회전부(300)는 회전을 하지 않고 아이들(IDLE) 상태가 된다.
이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달 일방향회전부(300)는 롤러원판(310)과 내측일방향베어링(320)및 보호대(330), 그리고, 외측일방향베어링(340)과 일방향회전풀리(350)를 포함한다. 또한, 보조회전부(360)와 걸림핀(370) 및 일방향회전보조풀리(380)와 차단고정대(390)를 포함할 수 있다.
롤러원판(310)은 동력전달축(200)의 외주연에 끼움 결합되는 것으로서, 전면 일측에는 걸림턱이 형성되도록 걸림홈(312)이 바닥면과 직각을 이루며 소정의 깊이로 형성된다.
내측일방향베어링(320)은 롤러원판(310)과 접하도록 동력전달축(200)에 끼움 결합되며, 일측 끝단에는 외주연에 나사가 형성된 걸림대(322)가 돌출 형성되어 일방향베어링에 의해 일방향으로만 회전한다.
보호대(330)는 롤러원판(310)과 내측일방향베어링(320)을 감싸며 동력전달축(200)에 끼움 결합되는 것으로서, 이를 위해 내측에 결합부(332)가 형성되도록 원형의 측면판(334) 일측에 전면판(336)이 막히고, 내측일방향베어링(320)의 걸림대(322)에 형성된 나사와 결합되도록 내측에 나사가 형성되어 이루어진다. 전면판(336)에는 걸림홈(338)이 형성된다. 또한, 전면판(336)에는 관통공(338)이 관통 형성된다.
외측일방향베어링(340)은 보호대(330)의 외측에 끼움 결합되어 일방향으로만 회전한다.
일방향회전풀리(350)는 보호대(330)와 외측일방향베어링(340)의 외측에 끼움 결합되어 일측 방향으로만 회전하며, 수동구동수단(100)과 벨트 등의 동력전달수단에 의해 연결되어 구동력을 전달하는 역할을 한다.
보조회전부(360)는 보호대(330)와 접하도록 동력전달축(200)에 끼움 결합되는 것으로서, 전면에는 걸림핀결합홈(362)이 형성될 수 있다.
걸림핀(370)은 보조회전부(360)의 걸림핀결합홈(362)에 삽입되되, 스프링에 의해 탄지 결합될 수 있다. 걸림핀(370)의 끝단은 보호대(330)에 형성된 관통공(338)을 관통하여 롤러원판(310)의 걸림홈(312)에 걸리도록 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 걸핌핀(370)의 일측은 롤러원판(310)의 걸림홈(312)에 걸리도록 걸림면(372)이 형성되고 타측은 걸림홈(312)에서 인출이 용이하도록 경사면(374)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
일방향회전보조풀리(380)는 보조회전부(360)의 외측에 끼움 결합되어 일측 방향으로만 회전하며, 모터 등의 구동수단(110)과 벨트 등의 동력전달수단에 의해 연결되어 구동력을 전달하는 역할을 할 수 있다.
차단고정대(390)는 일방향회전풀리(350)와 일방향회전보조풀리(380) 사이에 구비될 수 있는 구성으로서, 일방향 회전풀리(350)와 일방향회전보조풀리(380)의 회전이 서로 간섭을 받지 않도록 하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력축설부의 측단면 개념도이다.
여기서 동력축설부(400)는 원형의 케이스(410)와 격벽(420) 및 동력축설스프링(430)과 당김로프(440)를 포함할수 있다.
원형으로 되는 케이스(410)는 적어도 하나 또는 그 이상(도면에서는 4개)이 서로 소정의 간격으로 이격되어 구비되며, 중앙부에는 베어링(412)이 결합되어 동력전달축(200)이 베어링(412)을 관통하여 끼움 결합된다.
격벽(420)은 케이스(410)의 내부 외측부터 중앙부측으로 갈수록 점차 원의 크기가 작아지는 나선형 형태를 이루며 형성된다.
동력축설스프링(430)과 당김로프(440)는 서로 연결되어 구성되며, 동력축설스프링(430)의 일측 끝단은 최외측 격벽(420)의 끝단에 고정 연결되고, 동력축설스프링(430)의 타측 끝단에 연결된 당김로프(440)는 케이스(410)의 내부에 구획 형성된 격벽(420)을 따라 휘돌아 케이스(410)의 중앙부에 구비된 동력전달축(200)에 고정 연결된다.
또한, 동력축설부(400)의 케이스(410) 내부의 격벽(420)을 따라 다수의 회전롤러(450)가 소정의 간격으로 자유회전 가능하도록 구비될 수 있다.
한편, 동력축설부(400)는 다수의 케이스(410)가 복수로 결합되어 형성될 수 있으며, 각각의 동력축설부(400)가 직렬로 작동하거나 동시에 병렬로 작동할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 동력변환기어부의 분해 사시도이고, 도 8은 동력변환기어부의 평단면 개념도이다.
여기서 동력변환기어부(500)는 동력전달 소기어(510)와 동력가속 대기어(520) 및 모체기어(530)와 회전증폭기어부(540)를 포함한다.
동력전달 소기어(510)는 외주연에 기어가 형성되어 동력전달축(200)의 타측 끝단에 축설되며, 동력가속 대기어(520)는 동력전달 소기어(510)가 내측에 치합되도록 내주연에 내접기어가 형성된다. 이때, 동력가속 대기어(520)는 동력전달 소기어(510)보다 13배 많은 기어수를 가진다.
모체기어(530)는 외주연에 기어가 형성되며, 동력가속 대기어(520)의 중앙축(531)과 동일 축에 축설된다. 이때, 모체기어(530)는 동력전달 소기어(510)보다 7배 많은 기어수를 가진다.
회전증폭기어부(540)는 모체기어(530)에 치합되어 동력전달축(200)으로부터 전달되어 오는 회전력을 증폭시키는 역할을 한다.
이를 위한 회전증폭기어부(540)는 제1증폭 소기어(541)와 제1증폭 대기어(542), 제2증폭 소기어(543)와 제2증폭 대기어(544), 제3증폭 소기어(545)와 제3증폭 대기어(546), 제4증폭 소기어(547)와 제4증폭 대기어(548) 및 제5증폭 소기어(550)가 서로 치합되어 구현된다.
제1증폭 소기어(541)는 제1증폭 대기어(542)의 중앙축에 축설되어 모체기어(530)의 외주연 기어와 치합된다. 또한, 제2증폭 소기어(543)는 제2증폭 대기어(544)의 중앙축에 축설되어 제1증폭 대기어(542)의 외주연 기어와 치합된다. 또한, 제3증폭 소기어(545)는 제3증폭 대기어(546)의 중앙축에 축설되어 제2증폭 대기어(544)의 외주연 기어와 치합된다. 또한, 제4증폭 소기어(547)는 제4증폭 대기어(548)의 중앙축에 축설되어 제3증폭 대기어(546)의 외주연 기어와 치합된다. 또한, 제5증폭 소기어(550)는 제4증폭 대기어(548)의 외주연 기어와 치합되어 결합됨으로써, 별도의 기계 또는 장치 또는 발전기 등에 회전력을 전달하는 역할을 한다.
이때, 제1증폭 대기어(542), 제2증폭 대기어(544) 제3증폭 대기어(546), 제4증폭 대기어(548)는 제1,2,3,4증폭 소기어 보다 6배 많은 기어수를 가진다. 그리고, 회전증폭기어부(540)의 기어들은 기어박스(560) 내부에 위치하도록 결합됨으로써, 기어박스(560) 내부에 공급되는 윤활유에 의해 기어의 회전 시 마찰력을 줄이고 회전이 원할하도록 해 주는 역할을 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달 및 변환장치에서 회전속도제어부의 단면 개념도이다.
본 발명의 동력전달축(200)에는 인장된 동력축설스프링(430)의 복원력에 의해 동력전달축(200)이 회전하는 속도를 제어하기 위한 회전속도제어부(600)를 더 구비할 수 있다.
이때, 회전속도제어부(600)는 다양한 형태로 적용할 수 있으나, 피니언(610) 및 피니언(610)과 치합되어 전후 작동하는 레크(620)가 구비되고, 레크(620)의 끝단에는 동력전달축(200)과 접하는 마찰대(630)가 결합되어 구성될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 축설형 동력전달장치(P)의 작동원리에 대하여 살펴보기로 한다.
상기와 같은 구성적 특징을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달장치(P)는 다양한 장치, 특히 발전기의 형태로 적용이 됨으로써 그 효용성을 극대화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 축설형 동력전달장치(P)의 수동구동수단(100)을 사용자가 구동시키게 되면, 감속기를 거쳐 동력전달축(200)을 회전시켜 동력축설부(400)에 동력을 축설시키게 된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 수동구동수단(100)이 구동되면 벨트 등에 의해 연결된 동력전달 일방향회전부(300)의 일방향회전풀리(350)를 회전시키게 된다.
일방향회전풀리(350)의 회전에 의해 내측의 보호대(330)와 내측일방향베어링(320)이 구동방향과 동일방향으로 회전하면서 동력전달축(200)을 마찬가지로 구동방향과 동일방향으로 회전을 시킨다.
따라서, 동력전달축(200)의 회전에 의해 동력축설부(400)의 당김로프(440)가 동력전달축(200)의 끝단에 감기면서 당김로프(440)와 연결된 동력축설스프링(430)이 당겨지며 인장되게 된다. 인장되는 동력축설스프링(430)은 나선형으로 형성된 격벽(420)을 따라 케이스(410)의 중앙부측으로 팽팽하게 당겨지면서 동력을 축설하게 된다.
이때, 당김로프(440)와 동력축설스프링(430)은 당겨지면서 격벽(420)을 따라 구비된 회전롤러(450)에 접하면서당김이 용이하게 된다.
이렇게 동력축설스프링(430)에 축설된 동력은 필요시에 다시 동력전달축(200)을 반대로 회전시키면서 동력전달축(200)에 결합된 장치를 작동시키거나, 발전기 등을 회전시켜 전기를 축전시킬 수 있다.
즉, 필요한 경우 동력축설부(400)의 인장된 동력축설스프링(430)을 서서히 압축시키게 되면 동력전달축(200)이 구동시와 반대방향으로 회전하게 되고, 이 회전력을 이용하여 발전기 등의 발전을 통해 축전이 가능하게 된다.
한편, 수동구동수단(100)의 고장 등의 문제가 발생하거나, 축전된 전력을 이용하여 모터 등의 구동수단(110)을 회전시킬 수도 있다.
이 경우 마찬가지로 감속기를 거쳐 벨트 등에 의해 연결된 동력전달 일방향회전부(300)의 보조일방향회전풀리(380)를 회전시키게 된다. 이때, 보조일방향회전풀리(380)가 회전하면서 내측의 보조회전부(360)와 동력전달축(200)을 구동방향으로 회전시키고, 끝단의 동력축설부(400)를 회전시켜 동력축설스프링(430)의 인장력에 의한 동력을 축설하게 된다.
그리고, 동력축설부(400)에 축설된 동력을 이용하여 장치 또는 발전기 등을 구동하기 위해 인장된 동력축설스프링(430)을 원상태로 압축시키게 되면, 압축되면서 발생하는 힘에 의해 동력전달축(200)이 구동시와 반대방향으로 회전하게 된다.
이때, 동력전달축(200)이 구동시와 반대방향으로 회전함에 따라 볼트 등에 의해 고정 결합된 롤러원판(310)이 일체로 회전하게 되는데, 롤러원판(310)이 회전하여도 롤러원판(310)이 보호대(330) 내부에 있으므로, 롤러원판(310)만 회전이 되고 보호대(330)와 내측일방향베어링(320)은 회전을 하지 않게 된다. 또한, 롤러원판(310)이 회전을 하여도 롤러원판(310)의 걸림홈(312)에 걸려 있는 보조회전부(360)의 걸림핀(370)이 롤러원판(310)의 걸림홈(312)에서 경사면(374)에 의해 걸리지 않고 빠져나오게 되므로 보조회전부(360)도 회전하지 않게 된다.
따라서, 동력축설스프링(430)의 동력에 의한 동력전달축(200)이 구동시와 반대방향으로 회전시에는 동력전달축(200)의 내측일방향베어링(320)과 보호대(330) 및 일방향회전풀리(350)와 일방향회전보조풀리(380)가 포함된 동력전달 일방향회전부(300)는 회전을 하지 않게 된다.
상기와 같이 동력전달축(200)이 축설 동력에 의해 회전하면서 동력전달축(200) 끝단에 축설된 동력전달 소기어(510)를 회전시키게 되고, 동력전달 소기어(510)는 동력가속 대기어(520)를 회전시켜 동력을 전달하게 된다.
동력가속 대기어(520)는 동일축 상에 결합된 모체기어(530)를 회전시키면서 회전력을 가속시키고, 이는 다시 회전증폭기어부(540)에서 회전력이 다단으로 증폭되게 된다.
즉, 동력전달 소기어(510) 보다 13배 많은 기어수를 가지는 동력가속 대기어(520)와 7배 많은 기어수를 가지는 모체기어(530)가 회전하면서, 제1증폭 소기어(541)는 동력전달 소기어(510) 보다 91배 빠른 회전력으로 회전을 하게 된다.
또한, 제1증폭 소기어(541)의 회전에 의해 제1증폭 소기어(541)보다 6배 많은 기어수를 가지는 제1증폭 대기어(542)가 회전을 하면서, 제2증폭 소기어(543)로 회전속도를 증폭하여 전달한다. 이는 다시 제2증폭 소기어(543)보다 6배 많은 기어수를 가지는 제2증폭 대기어(544)를 거쳐 제3증폭 소기어(545)에 전달되어 회전속도를 증폭한다. 그리고, 다시 제3증폭 소기어(545) 보다 6배 많은 기어수를 가지는 제3증폭 대기어(544)를 거쳐 제4증폭 소기어(546)에 전달되어 회전속도를 증폭한다. 그리고, 다시 제4증폭 소기어(546) 보다 6배 많은 기어수를 가지는 제4증폭 대기어(547)를 거쳐 제5증폭 소기어(548)에 전달되어 회전속도를 증폭한다.
이렇게 제5증폭 소기어(550) 측으로 동력이 증폭되어 전달되는 회전력은 별도의 기계장치 또는 발전기 등에 고속의 구동력을 전달한다.
이때, 다수의 소기어가 고속으로 회전함에 따라 마찰력이 발생하게 되는데, 기어박스(560) 내부에 공급되는 윤활유에 의해 마찰력을 줄이고 회전이 원활하게 된다.
본 발명은 상기와 같이 수동구동수단(100)에 의해 구동되는 동력을 동력축설부(400)에 축설된 후에는 축설된 동력에 의해 발전작용이 이루어지고, 그 발전력에 의해 구동수단(110)이 구동되면서 구동력이 축적된다.
또한, 동력축설부(400)에 축설된 동력의 속도를 제어하고자 하는 경우 회전속도제어부(600)의 피니언(610)을 소정의 회전수만큼 회전을 시킨다. 따라서, 치합되어 있는 레크(620)가 동력변환기어부(500), 일 실시예로 동력가속 대기어(520) 측으로 전진하면서 마찰대(630)가 동력가속 대기어(520)의 측면을 압박하면서 동력전달축(200)의 회전속도를 제어하게 된다.

Claims (5)

  1. 감속기를 구비한 수동구동수단(100);
    상기 수동구동수단(100)의 구동력이 전달되도록 결합되는 동력전달축(200);
    상기 동력전달축(200)의 외주연에 결합되어 상기 수동구동수단(100)의 회전방향과 동일방향으로 동력전달축(200)을 일방향으로 회전시키고, 상기 동력전달축(200)이 수동구동수단(100)의 회전방향과 다른 방향으로 회전시에는 아이들(IDLE) 상태로 되는 동력전달 일방향회전부(300);
    상기 동력전달축(200)의 일측 끝단 외주연에 결합되며, 중앙부에 베어링이 장착된 원형의 케이스(410)가 구비되고, 상기 케이스(410)의 내부에는 외측에서 중앙부로 가면서 점차 원이 작아지도록 나선형 형태를 이루는 격벽(420)이 형성되고, 상기 최외측 격벽(420) 일측 끝단에는 동력축설스프링(430)의 일측 끝단이 고정되며, 상기 동력축설스프링(430)의 타측 끝단에는 당김로프(440)가 연결되어 상기 격벽(420)을 휘돌아 상기 케이스(410) 중앙부의 동력전달축(200)에 연결되는 동력축설부(400);
    상기 동력전달축(200)의 타측 끝단에 결합되는 동력변환기어부(500); 및
    피니언(610)과, 상기 피니언(610)과 치합되는 레크(620)와, 상기 레크(620)의 끝단에 구비되어 상기 동력전달축(200)과 접하는 마찰대(630)를 포함하여 상기 동력변환기어부(500)에 결합되며, 인장된 동력축설스프링(430)이 복원되면서 회전하는 동력전달축(200)의 속도를 제어하기 위한 회전속도제어부(600);로 구성되며,
    상기 동력전달 일방향회전부(300)는,
    상기 동력전달축(200)의 외주연에 끼워져 고정 결합되며, 전면 일측에 걸림홈(312)이 형성되는 롤러원판(310); 상기 롤러원판(310)과 접하도록 동력전달축(200)의 외주연에 끼워지며, 일측 끝단에는 외주연에 나사가 형성된 걸림대(322)가 돌출되고 일방향으로만 회전되는 내측일방향베어링(320); 상기 롤러원판(310)과 내측일방향베어링(320)을 감싸도록 상기 동력전달축(200)의 외주연에 끼워지며, 전면판에는 관통공(338)이 관통 형성되고, 내주연에 나사가 형성되어 상기 내측일방향베어링(320)의 나사와 결합되는 보호대(330); 상기 내측일방향베어링(320)의 외측을 감싸며 결합되는 외측일방향베어링(340); 상기 보호대(330)와 외측일방향베어링(340)의 외측을감싸며 결합되어 일측방향으로만 회전하며, 상기 수동구동수단(100)에 의해 동력을 전달받는 일방향회전풀리(350); 상기 동력전달축(200)의 외주연에 상기 보호대(330)와 접하도록 끼워지며 전면에 걸림핀삽입홈(362)이 형성되는 보조회전부(360); 상기 보조회전부(360)의 걸림핀삽입홈(362)에 삽입되어 스프링에 의해 탄지 결합되며, 상기 보호대(330)의 관통공을 관통하여 롤러원판(310)의 걸림홈(312)에 걸리도록 결합되는 걸림핀(370); 상기 보조회전부(360) 외측에 결합되어 일방향으로만 회전하며, 별도로 구비되는 공지의 구동모터인 구동수단과 감속기에 의해 동력을 전달받는 일방향회전보조풀리(380);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 동력변환기어부(500)는,
    상기 동력전달축(200)의 타측 끝단에 축설되는 동력전달 소기어(510);
    상기 동력전달 소기어(510)가 내측에 치합되도록 내접기어가 형성되는 동력가속 대기어(520);
    외주연에 기어가 형성되어 상기 동력가속 대기어(520)의 중앙축(531)과 동일축에 축설되는 모체기어(530); 및
    상기 모체기어(530)에 치합되어 회전속도가 증폭되는 회전증폭기어부(540);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 동력변환기어부(500)의 동력가속 대기어(520)는 동력전달 소기어(510)보다 13배 많은 기어수를 가지며,
    상기 모체기어(530)는 동력전달 소기어(510)보다 7배 많은 기어수를 가지는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 회전증폭기어부(540)는,
    상기 모체기어(530)의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제1증폭 소기어(541)를 가지는 제1증폭 대기어(542);
    상기 제1증폭 대기어(542)의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제2증폭 소기어(543)를 가지는 제2증폭 대기어(544);
    상기 제2증폭 대기어(544)의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제3증폭 소기어(545)를 가지는 제3증폭 대기어(546);
    상기 제3증폭 대기어(546)의 외주연 기어와 치합되도록 중앙축에 제4증폭 소기어(547)를 가지는 제4증폭 대기어(548); 및
    상기 제4증폭 대기어(548)의 외주연 기어와 치합되는 제5증폭 소기어(550);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회전증폭기어부(540)에는 증폭 소기어와 증폭 대기어가 인입되는 기어박스(560)가 더 마련되고, 상기 기어박스(560)에는 윤활유가 공급되어 기어의 회전이 원할하도록 하는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치.
PCT/KR2015/010597 2014-10-09 2015-10-07 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치 WO2016056840A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140136321A KR101535096B1 (ko) 2014-10-09 2014-10-09 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치
KR10-2014-0136321 2014-10-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016056840A1 true WO2016056840A1 (ko) 2016-04-14

Family

ID=53792369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/010597 WO2016056840A1 (ko) 2014-10-09 2015-10-07 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101535096B1 (ko)
WO (1) WO2016056840A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113757057A (zh) * 2021-08-02 2021-12-07 上海寅生科技有限公司 一种拉力无级调节配重发电机构和具有其的健身器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5657969U (ko) * 1979-10-11 1981-05-19
KR840001084A (ko) * 1982-08-23 1984-03-28 전두명 인력차의 동력 저축장치
KR20040074804A (ko) * 2003-02-19 2004-08-26 이승석 조경용 풍차의 브레이크 장치
KR100963019B1 (ko) * 2009-11-23 2010-06-10 신남수 태양광 이용 태엽 발전기
JP2012087775A (ja) * 2010-09-24 2012-05-10 Masanobu Yatsugi コイルバネを使った回転力付与機構

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5657969U (ko) * 1979-10-11 1981-05-19
KR840001084A (ko) * 1982-08-23 1984-03-28 전두명 인력차의 동력 저축장치
KR20040074804A (ko) * 2003-02-19 2004-08-26 이승석 조경용 풍차의 브레이크 장치
KR100963019B1 (ko) * 2009-11-23 2010-06-10 신남수 태양광 이용 태엽 발전기
JP2012087775A (ja) * 2010-09-24 2012-05-10 Masanobu Yatsugi コイルバネを使った回転力付与機構

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113757057A (zh) * 2021-08-02 2021-12-07 上海寅生科技有限公司 一种拉力无级调节配重发电机构和具有其的健身器

Also Published As

Publication number Publication date
KR101535096B1 (ko) 2015-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8198749B2 (en) Wind turbine generator
DK1538332T3 (en) Wind turbine
WO2012060570A2 (ko) 풍향조절 날개형 수직축 풍차 및 이를 위한 요동운동장치
WO2016056840A1 (ko) 스프링의 장력을 이용한 축설형 동력전달 및 변환장치
CN208153645U (zh) 一种电机用微型行星减速器
CN206571537U (zh) 一种汽轮机电动盘车装置及汽轮机发电系统
WO2017164482A1 (ko) 1축 동력 변환 장치
CN206290591U (zh) 一种适用轴与传动轮联接的自锁式轴套
WO2011139015A1 (ko) 대용량 풍력 발전기
KR20120121713A (ko) 고속용 회전축과 저속용 회전축을 겸비한 현수교 케이블 가설용 드라이빙 윈치장치
WO2012081862A2 (ko) 태양광 및 풍력을 이용한 발전장치
WO2012165699A1 (ko) 태엽발전 전기자동차
WO2021060705A1 (ko) 가로등용 풍력발전장치
CN215666824U (zh) 一种基于行星轮系的电机内置式绞车
WO2021215899A1 (en) Hybrid power transmission apparatus
CN103769834B (zh) 螺旋式偏心拉爪轴承取出器
CN101969251A (zh) 恒速转速装置
WO2014038856A1 (ko) 지렛대 원리와 되감기 현상을 이용한 승강 페달이 구비된 자가 발전장치
WO2022014785A1 (ko) 고출력 양방향 구동 모터와 이를 이용한 동력피복개폐기
KR20100080009A (ko) 풍력발전기의 기어박스와 발전기의 연결장치
KR100557277B1 (ko) 발전기 회전자 인출 및 삽입용 전동 장치
CN200971836Y (zh) 一种储能发电装置
CN218830935U (zh) 一种夹持装置
WO2012165698A1 (ko) 태엽발전 전기레인지
WO2012005518A2 (ko) 선박용 하이브리드 동력발생장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15849697

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15849697

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1