WO2021040300A1 - 가변 편심 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가변 편심 장치는 회전력을 전달받는 회전축 연결부와, 편심부재가 끼워져 왕복운동하게 되는 제 1 가이드부를 포함하여 이루어지는 몸체부와; 제 1 가이드부와 결합되는 제 2 가이드부와, 편심축을 포함하여 이루어지는 편심부재와; 편심부재를 운동하게 하기 위해 몸체부나 편심부재에 각각 설치되는 구동부 및 피구동부와, 상기 구동부에 동력원을 전달하는 동력전달부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

가변 편심 장치

본 발명은 가변 편심 장치에 관한 것이다. 회전운동을 직선운동으로 변환하는 슬라이더-크랭크 기구(Slider-Crank Mechanism)에서는 크랭크의 길이 및 각도에 따라 슬라이더의 위치가 결정된다. 슬라이더의 가동범위는 크랭크 길이(이하, ‘편심량’이라 함.)에 따라 결정되는데 크랭크는 단일체로 형성되어 그 길이를 변경시킬 수 없다. 본 발명은 슬라이더-크랭크 기구를 바탕으로 회전운동을 하면서도 편심량을 조절할 수 있도록 한 가변 편심 장치에 관한 것이다.

본 발명은 회전운동을 직선운동으로 변환하며 편심량에 따라 슬라이더의 운동범위가 결정되는 슬라이더-크랭크 기구에서, 편심량을 회전운동 중에 임의로 조절할 수 있도록 한 가변 편심 장치이다.

통상 슬라이더-크랭크 기구는 회전운동을 통하여 직선운동을 발생시켜 사용하는 다양한 분야에 적용되고 있지만, 본 설명에서는 도 1과 같은 형태의 전기 안마기를 예로 들어서 설명한다.

전기 안마기(1)는 전기를 공급받아 회전력을 발생시키는 구동 모터(2)와, 상기 구동 모터(2)의 축에 연결되어 회전력을 전달받고 구동 모터(2)의 축과 편심된 편심축을 구비한 편심부재(20)와, 편심부재(20)의 편심축(21)에 의해 발생하는 변위에 따라 상하로 이동하는 안마볼(3)을 포함하여 이루어진다.

구동 모터(2)의 축과 편심부재의 편심축(21)의 거리가 크랭크의 길이가 되며, 안마볼(3)이 슬라이더의 역할을 하는 것이다.

통상 두드리는 형태의 안마를 위해서는 안마볼이 2~3mm정도의 슬라이딩 변위로 승하강을 반복하게 설정하며, 이와 같은 슬라이딩 변위를 발생시키기 위해서는 편심량을 1~1.5mm 정도가 되도록 설계한다. 안마볼의 승하강되는 슬라이딩 변위는 편심량(e)의 2배이다.

그러나 운동선수들과 같이 안마를 자주 받는 사람들은 통상적인 안마기로는 안마의 효과가 만족스럽지 않아서 슬라이딩 변위가 10~15mm 정도까지 되는 강력한 안마기를 사용하고 있는 실정이다.

또한, 두드리는 형태 이외에 진동을 주는 마사지 형태의 안마를 위해서는 슬라이딩 변위를 1mm이하로 설정하여야만 한다.

지금까지의 안마기는 편심부재(20)에 의해 미리 결정되는 슬라이딩 변위에 따라서만 작동되므로, 안마에 익숙한 정도 및 안마의 형태에 따른 다양한 안마기가 필요한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬라이더-크랭크 기구에서 편심량을 회전 중 조절할 수 있도록 한 가변 편심 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 가변 편심 장치는,

슬라이더 크랭크 기구의 편심량을 조절할 수 있는 가변 편심 장치로서,

몸체부 하부에는 구동모터의 회전축과 연결되어 회전력을 전달받기 위해 몸체부의 하부면에 형성된 회전축 연결부가 구비되고,

몸체부 상부에는 편심부재가 상기 구동모터의 회전축에 직각인 방향으로 이동하도록 가이드하는 제 1 가이드부가 구비되어 있는 몸체부와;

상기 제 1 가이드부와 결합되어 편심부재의 이동을 가이드하는 제 2 가이드부와, 편심부재의 상면에서 외부의 크랭크와 연결하기 위한 구비된 편심축을 포함하는 편심부재와;

상기 몸체부에 탑재되어 편심부재의 이동에 필요한 구동력을 제공하는 모터와;

편심부재에 결합되며 상기 모터의 회전력을 전달받아 편심부재의 이동을 위한 직선운동으로 변환시키는 피구동부와;

몸체부가 구동모터의 회전력에 의해 회전하는 동안에도 몸체부에 탑재된 상기 모터로 외부 전기를 공급하기 위해, 몸체부의 외면에 링 형태로 배치된 금속 밴드와, 상기 금속밴드에 접촉되며 외부의 전원과 연결된 접점을 포함하는 동력전달부;를 구비하며,

상기 모터에 의해 편심부재를 이동시켜, 편심축이 상기 구동모터의 회전축과 어긋나는 양에 따라 편심량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 회전축 연결부와 편심축은 축 형태이거나 또는 외부의 축이 결합될 수 있는 통공형태이며, 상기 모터에는 감속기가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

모터 또는 감속기의 축에는 숫나사가 가공되며,

숫나사에 결합되는 피구동부는 편심부재에 고정되는 암나사인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 회전 중에도 편심량을 조절할 수 있고, 특히 안마기에 적용하는 경우, 작동 중 안마의 강도를 용이하게 조절할 수 있고, 두드리는 형태의 안마 뿐만 아니라 진동 마사지하는 형태의 안마까지 하나의 안마기에서 구현가능하게 하는 효과가 있다.

도 1,2 는 종래의 안마기 구성을 나타낸 도.

도 3은 본 발명 일 실시예를 나타낸 도.

도 4는 본 발명 일 실시예의 구성을 나타낸 분해사시도.

도 5는 본 발명 일 실시예의 편심부재와 구동부/피구동부를 나타낸 도.

이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명 일 실시예의 가변 편심 장치는 구동 모터(2)의 회전축의 중심과 편심축(21)의 중심까지의 거리가 편심량이 된다.

본 발명의 가변 편심 장치는 몸체부(10)와, 몸체부(10)와 결합되고 그 위치가 조절될 수 있는 편심부재(20), 편심부재(20)의 위치를 조절하기 위한 구동부/피구동부, 그리고 구동부에 동력을 전달하는 동력전달부로 이루어진다.

몸체부(10)는 구동 모터(2)의 회전력을 전달받기 위한 회전축 연결부(도시되지 않음)가 몸체부(10) 하부에 구비되어 있다.

또한 몸체부(10)는 덮개부(11)와 결합되어 제 1 가이드부를 이루는데, 몸체부(10)와 덮개부(11)가 이루는 틈새로 편심부재(20)의 측면 돌출부로 형성된 제 2 가이드부(22)가 끼워져, 편심부재(20)가 가이드되며 위치를 변경할 수 있고 또한 작동 중 몸체부에서 이탈하지 않게 된다.

편심부재를 몸체부와 결합시키는 것은 본 실시예에서 설명한 제 1,2 가이드부에 한정되지 않음은 물론이며, 몸체부에 홈을 파고 편심부재가 홈을 따라 이동하게 하는 등 다양한 형태의 제 1,2 가이드부를 구성할 수 있을 것이다.

또한 몸체부(10)에는 모터(12)와 감속기(13)로 이루진 구동부가 설치된다.

본 실시예에서는 감속기(13)를 구비하였지만, 모터의 종류에 따라 감속기를 구비하지 않는 것도 가능하다. 또한 본 설명에서 가변 편심 장치가 연결되는 모터는 도면 부호 2의 ‘구동 모터’로 칭하고, 몸체부(10)에 설치되어 편심량을 조절하기 위한 힘을 발생시키는 모터는 도면 부호 12의 ‘모터’로 구분하기로 한다.

몸체부(10)의 측면에는 금속밴드(14)가 링 형태로 배치되며, 외부 전원과 연결된 접점(30)이 스프링의 탄성력 등에 의해 금속밴드(14)에 항시 접촉되게 배치되어 있다. 동력전달부를 이루는 금속밴드(14)와 접점(30)은 회전중 구동부에 전원을 공급할 수 있는 형태이면 몸체의 어느 부분에 배치되어도 무방하며, 또한 접점(30)은 굳이 케이싱(40)이 아니더라도 별도의 프레임에 지지되는 등 다양한 형태로 배치될 수 있음은 물론이다.

감속기의 축에는 숫나사가 가공되고, 편심부재(20)의 하부에 형성되는 피구동부(23)와 결합된다. 본 실시예에서는 너트 및 너트를 고정하는 편심부재의 하부 구조에 의해 피구동부(23)가 이루어진다.

피구동부(23)에 의해 구동부와 연결된 편심부재(20)는 외부의 제어부 또는 스위치에 의해 작동되는 모터(12)의 정역회전에 따라 편심량을 늘이거나 줄이는 방향으로 이동하게 된다.

본 실시예에서는 모터와 감속기로 형성된 구동부와, 구동부의 회전운동에 의해 직선운동을 일으켜 편심부재(20)를 이동하게 하는 피구동부를 예로 들었지만, 편심부재를 임의 길이만큼 이동시킬 수 있는 어떠한 기구학적 구성도 본 발명의 기술적 사상에 포함될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 구동부를 본체부에, 피구동부는 편심부재에 설치하였으나, 그 반대의 경우도 가능할 것이다.

본 실시예에서의 편심축(21)은 축 형태를 이루고 있으나, 연결되는 링크가 축 형태인 경우, 그 축을 끼울 수 있는 통공으로 구성되는 것도 가능하다. 이러한 연결구조는 회전축 연결부에도 적용된다.

상기와 같은 구성에 의해 가변 편심 장치의 본체부가 구동 모터(2)의 회전력을 전달받아 회전하는 중에도 동력전달부로부터 전원을 전달받은 모터(12)는 정역회전하여 편심부재(20)의 편심량을 줄이거나 늘일 수 있게 된다.

전기 안마기에 상기 구성을 채택하였을 때 편심량을 늘이면 두드리는 형태의 안마에서 두드리는 세기가 강해질 것이고, 또한 편심량을 아주 작게 하면 진동에 의한 마사지 형태의 안마도 가능하게 되어, 다양한 강도와 형태의 안마를 하나의 안마기로 구현할 수 있게 된다.

본 발명은 안마기 뿐만 아니라 슬라이더-크랭크 기구를 채택한 많은 응용예에서도 슬라이더의 가동범위를 변경시키기 위해 적용될 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 슬라이더 크랭크 기구의 편심량을 조절할 수 있는 가변 편심 장치로서,

   몸체부(10) 하부에는 구동모터(2)의 회전축과 연결되어 회전력을 전달받기 위해 몸체부(10)의 하부면에 형성된 회전축 연결부가 구비되고,

   몸체부(10) 상부에는 편심부재(20)가 상기 구동모터(2)의 회전축에 직각인 방향으로 이동하도록 가이드하는 제 1 가이드부가 구비되어 있는 몸체부(10)와;

   상기 제 1 가이드부와 결합되어 편심부재(20)의 이동을 가이드하는 제 2 가이드부(22)와, 편심부재(2)의 상면에서 외부의 크랭크와 연결하기 위한 구비된 편심축(21)을 포함하는 편심부재(20)와;

   상기 몸체부(10)에 탑재되어 편심부재의 이동에 필요한 구동력을 제공하는 모터(12)와;

   편심부재(20)에 결합되며 상기 모터(12)의 회전력을 전달받아 편심부재(20)의 이동을 위한 직선운동으로 변환시키는 피구동부와;

   몸체부(10)가 구동모터(2)의 회전력에 의해 회전하는 동안에도 몸체부(10)에 탑재된 상기 모터(12)로 외부 전기를 공급하기 위해, 몸체부(10)의 외면에 링 형태로 배치된 금속 밴드와, 상기 금속밴드에 접촉되며 외부의 전원과 연결된 접점을 포함하는 동력전달부;를 구비하며,

   상기 모터(12)에 의해 편심부재(20)를 이동시켜, 편심축(21)이 상기 구동모터(2)의 회전축과 어긋나는 양에 따라 편심량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변 편심 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전축 연결부와 편심축은 축 형태이거나 또는 외부의 축이 결합될 수 있는 통공형태이며,

   상기 모터(12)에는 감속기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 편심 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   모터(12) 또는 감속기(13)의 축에는 숫나사가 가공되며,

   숫나사에 결합되는 피구동부는 편심부재에 고정되는 암나사(23)인 것을 특징으로 하는 가변 편심 장치.

Images