KR20020024168A - 일방향 기어 - Google Patents

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KR20020024168A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
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    • 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
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Abstract

본 발명은 내기어의 정/역회전시 언제나 외기어가 한방향으로 회전하거나 혹은 회기어의 정/역회전시 언제나 내기어가 한방향으로 회전하는 기어에 대한 것으로 2가지 기어장치가 고안되었다. 첫째 방법은 내기어와 외기어 사이에 중간기어와 걸쇠가 있는 기어장치와 외부걸쇠를 이용한 것이다. 내기어 정회전시 걸쇠가 내기어와 외기어를 직접 연결함으로서 내기어와 외기어가 함께 정회전한다. 그리고 내기어 역회전시 중간기어의 정회전과 함께 외기어가 정회전한다. 둘째 방법은 내기어와 외기어 사이에 중간기어가 있는 기어장치와 외부걸쇠를 장착하는 방법이다. 여기서 중간기어는 내부에 장착된 걸쇠에 의해 정회전만 가능한 기어이다. 내기어 정회전시 중간기어가 고정된 상태로 외기어와 함께 정회전한다. 그리고 내기어 역회전시 중간기어의 정회전과 함께 외기어가 정회전을 한다. 이러한 두 가지 기어장치에서 외부걸쇠는 중간기어가 장착된 회전판이 역회전하지 않도록 한다.
본 기어장치는 내기어의 정/역회전시 외기어가 한 방향으로 회전하거나 외기어의 정/역회전시 내기어가 한 방향으로 회전하는 다양한 동력전달장치에 이용될 수 있다. 구체적으로 일반적인 자전거의 페달부분 구동장치 혹은 뒷바퀴 부분의 구동장치에 사용될 수 있으며, 최근에 개발된 페달이 뒷바퀴에 위치하는 자전거나 손잡이의 회전력이 앞바퀴로 전달되는 자전거의 구동장치로 사용될 수 있다.

Description

일방향 기어 { one-way gear }
본 발명은 내기어의 정/역회전시 언제나 외기어가 한방향으로 회전하거나 혹은 외기어의 정/역회전시 언제나 내기어가 한방향으로 회전하는 기어에 대한 것이다.
기존의 기술은 내기어의 회전력이 내기어와 정회전할 경우와 내기어가 역회전할 경우에 각각 서로 다른 동력전달장치를 사용하기 때문에 상대적으로 구조가 복잡하다.
본 발명은 내기어와 외기어 사이에 중간기어와 걸쇠 혹은 중간기어만을 사용하는 기어장치와 외부걸쇠를 이용한 일방향 기어이다. 기존의 정/역회전시 서로 다른 경로로 회전력이 전달되는 방식에서 벗어남으로서 구조의 단순화를 이루었다.
도 1은 내기어와 외기어 사이에 중간기어와 걸쇠가 있는 일방향 기어의 작동원리
도 2는 내기어와 외기어 사이에 중간기어와 걸쇠가 있는 기어장치와 외부걸쇠
도 3은 내기어와 외기어 사이에 중간기어만 있는 일방향 기어의 작동원리
도 4는 내기어와 외기어 사이에 중간기어만 있는 기어장치와 외부걸쇠
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1. 내기어 2. 외기어 3. 중간기어A 4. 걸쇠
5. 회전판 6. 외부걸쇠 7. 걸쇠홈 8. 나사
9. 걸쇠지지대 10. 걸쇠고리 11. 쇠구슬 12. 중간기어B
13. 중간기어의 내기어 14. 중간기어의 외기어 15. 중간기어의 걸쇠
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 내기어와 외기어 사이에 중간기어와 걸쇠가 있는 일방향 기어의 작동원리이다. 도 1에서 보는 바와 같이 내기어(1) 정회전시 동력전달은 [ 내기어(1) 정회전 -＞ 걸쇠(4)가 내기어(1) 및 외기어(2)와 맞물림((중간기어A(3) 작동하지 않음)) -＞ 외기어(2) 정회전 ] 등의 과정이다. 여기서 걸쇠(4)가 내기어(1) 및 외기어(2)와 맞물리기 때문에 중간기어A(3)는 제자리에 고정된 상태로 회전판(5)을 따라 정회전한다. 그리고 내기어(1) 역회전시 동력전달은 [ 내기어(1) 역회전 -＞ 중간기어A(3) 정회전((걸쇠(4)가 작동하지 않음)) -＞ 외기어(2) 정회전 ] 등의 과정이다. 여기서 외부걸쇠(6)가 회전판의 외부면에 있는 걸쇠홈(7 :)에 걸리기 때문에 회전판(5)은 언제나 정회전만 가능하다. 따라서 내기어(1) 역회전시 중간기어A(3)가 장착된 회전판(5)이 고정되면서 중간기어A(3)는 뒤로 밀리지 않고제자리에서 정회전하면서 내기어(1)의 회전력을 외기어(2)로 전달한다.
도 2는 내기어와 외기어 사이에 중간기어와 걸쇠가 있는 기어장치와 외부걸쇠이다. 겉모양을 나타낸 2의 (가)에서 보는 바와 같이 일방향 기어는 기어장치와 기어장치의 외부에 있는 외부걸쇠로 구성된다. 외부걸쇠(6)는 외부의 한쪽 면에 고정되는데, 주요 기능은 회전판(5)의 걸쇠홈(7)과 맞물려 회전판(5)이 역회전하지 못하도록 한다. 따라서, 회전판(5)은 언제나 정회전만 가능하다. 기어의 겉모양은 원형이며, 필요에 따라 외기어(2)의 바깥 면을 톱니모양()이나 다른 형태로 할 수 있다.
도 2의 (나)는 기어장치를 분해하여 좌에서 우로 배열한 것이다. 기어장치를 구성하는 주요 부분으로 "중간기어A 및 걸쇠를 고정하는 나사(8), 좌우 회전판(5), 좌우 쇠구슬(11), 중간기어A(3), 걸쇠(4), 외기어(2), 내기어(1)" 등이다.
도 2의 (나)에서 보는 바와 같이 내기어(1)의 가운데는 비어있으며, 빈 공간에 회전축이 장착될 수 있다. 내기어(1)의 바깥면은 단순히 톱니모양이고, 내기어의 안쪽가장자리에는 작은 구슬들이 놓여진다. 여기서 쇠구슬(11)은 내기어(1)와 회전판(5)의 마찰력을 줄이는 역할을 한다. 외기어(2)는 내부 면에 톱니모양이며, 외기어의 가장자리에 작은 쇠구슬(11)이 놓여진다. 여기서 쇠구슬(11)은 외기어(2)와 회전판(5)의 마찰력을 줄이는 역할을 한다. 그리고 외기어(2)의 외부면은 기어의 사용목적에 따라 톱니모양이나 다른 형태로 만들 수 있다. 중간기어A(3)는 바깥면이 톱니모양이며, 중앙에 있는 구멍으로 나사(8)가 끼워져 좌/우회전판(5)에 고정된다. 걸쇠(4)는 걸쇠의 중앙에 있는 구멍으로 나사(8)가 끼워져 좌/우회전판(5)에 고정한다. 걸쇠의 지지대(9)는 언제나 고정되며, 지지대의 양쪽 중간부분에 있는 스프링은 걸쇠의 고리(10)가 언제나 밖으로 향하게 한다. 좌/우 회전판(5)은 중간기어A(3) 및 걸쇠(4)를 관통하는 나사(8)에 의해 고정된다. 좌측 회전판(5)의 바깥 면에는 외부걸쇠(6)가 걸리도록 원형의 걸쇠홈(7 :)이 있다. 회전판(5)이 정회전시 회전판은 외부걸쇠(6)를 밀어내며 정회전한다. 그러나 회전판(5)의 역회전은 불가능한데, 그 이유는 외부걸쇠(6)가 회전판의 바깥면에 있는 걸쇠홈(7)과 맞물리면서 회전판을 고정하기 때문이다.
도 3은 내기어와 외기어 사이에 중간기어만 있는 일방향 기어의 작동원리이다.
도 3에서 보는 바와 같이 내기어(1) 정회전시 동력전달은 [ 내기어(1) 정회전 -＞ 중간기어B(12)의 외기어(14)가 내부 걸쇠(15)에 의해 고정되면서 중간기어B가 내기어(1) 및 외기어(2)와 맞물림 -＞ 외기어(2) 정회전 ] 등의 과정이다. 여기서 중간기어B(12)는 내기어(13)에 걸쇠(15)가 장착되어 언제나 정회전만 가능하다. 따라서 내기어(1) 정회전시 고정된 중간기어B(12)는 내기어(1) 및 외기어(2)와 맞물리면서 다함께 정회전한다. 그리고 내기어(1) 역회전시 동력전달은 [ 내기어(1) 역회전 -＞ 중간기어B(2) 정회전((중간기어B의 내부 걸쇠(15)가 작동하지 않음)) -＞ 외기어(2) 정회전 ] 등의 과정이다. 여기서 회전판(5)의 바깥 부분에 있는 외부걸쇠(6)가 회전판바깥면의 걸쇠홈(7)에 걸리면서 회전판을 고정하기 때문에 중간기어B(12)는 뒤로 밀리지 않으면서 제자리에서 회전하면서 내기어(1)의 회전력을 외기어(2)로 전달한다.
도 4은 내기어와 외기어 사이에 중간기어만 있는 기어장치와 외부걸쇠이다. 겉모양을 나타낸 도 4의 (가)에서 보는 바와 같이 일방향 기어는 외부걸쇠와 기어장치로 구성된다. 외부걸쇠(6)는 외부의 한쪽 면에 고정되는데, 주요 기능은 회전판(5)과 맞물려 회전판이 역회전을 하지 못하도록 한다. 따라서, 회전판(5)은 언제나 정회전만 가능하다. 기어의 바깥면은 원형으로 되어 있으나 필요에 따라 외기어(2)의 바깥 면을 톱니모양이나 다른 기어형태로 할 수 있다.
도 4의 (나)는 기어장치를 분해하여 좌에서 우로 배열 한 것이다. 기어장치의 주요 부분으로 "중간기어B를 고정하는 나사(8), 좌우 회전판(5), 좌우 쇠구슬(11), 중간기어B(12), 외기어(2), 내기어(1)" 등이 있다.
도 4의 (나)에서 보는 바와 같이 내기어(1)의 가운데는 비어있으며, 빈 공간에 회전축이 장착될 수 있다. 내기어(1)의 바깥면은 단순히 톱니모양이고, 내기어의 안쪽 가장자리에는 작은 구슬들이 놓여진다. 여기서 쇠구슬(11)은 내기어(1)와 회전판(5)의 마찰력을 줄이는 역할을 한다. 외기어(2)는 내부 면에 톱니모양이며, 외기어의 가장자리에 작은 쇠구슬(11)이 놓여진다. 여기서 쇠구슬(11)은 외기어(2)와 회전판(5)의 마찰력을 줄이는 역할을 한다. 그리고 외기어(2)의 외부면은 기어의 사용목적에 따라 톱니모양이나 다른 형태로 만들 수 있다. 중간기어B(12)는 내기어(13)가 회전축에 고정되며, 고정된 내기어(13)의 걸쇠(15)에 의해 외기어(14)는 정회전만 가능하다.
그리고 중간기어B(12)는 중앙에 있는 구멍으로 나사(8)가 끼워져 좌/우회전판(5)에 고정된다. 좌/우 회전판(5)은 중간기어B(3) 및 걸쇠(4)를 관통하는나사(8)에 의해 고정된다. 좌측 회전판(5)의 바깥 면에는 외부걸쇠(6)가 걸리도록 원형의 걸쇠홈(7 :)이 있다. 회전판(5)이 정회전시 회전판은 외부걸쇠(6)를 밀어내며 정회전한다. 그러나 회전판(5)의 역회전은 불가능한데, 그 이유는 외부걸쇠(6)가 회전판의 바깥면에 있는 걸쇠홈(7)과 맞물리면서 회전판을 고정하기 때문이다. 도 4의 (다)는 중간기어B(12)를 분해한 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 내부기어의 정/역회전시 동력전달이 서로 다른 장치로 나뉘어 전달되지 않고, 하나의 장치 안에서 해결되도록 한다. 결과적으로 구조가 단순화하여 생산비를 절감할 수 있다.
내기어의 정/역회전시 외부기어가 한 방향으로 회전하는 기어는 역으로 외기어의 정/역회전시 내기어가 한 방향으로 회전하는 기어로 이용될 수 있다. 그리고 내기어와 외기어 사이에 있는 걸쇠 혹은 중간기어의 방향을 바꿈으로서 기어의 회전방향을 반대로 할 수 있다.
이러한 일방향 기어는 "내기어의 정/역회전시 외기어가 한방향으로 회전하는 동력전달장치" "외기어의 정/역회전시 내기어가 한 방향으로 회전하는 동력전달장치" 등에 사용될 수 있다. 예를 들어, 자전거의 페달부분이나 뒷바퀴 부분에 본 발명품을 장착하여 페달의 정/역회전시 언제나 뒷바퀴가 정회전하도록 할 수 있다. 그리고 페달이 뒷바퀴에 위치하여 페달의 회전력이 직접 뒷바퀴로 전달되는 자전거 혹은 손의 회전력이 앞바퀴로 전달되는 자전거에서 본 발명품을 장착하여 손잡이나 페달의 정/역회전시 언제나 바퀴가 정회전하도록 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 내기어의 정/역회전시 외기어가 정방향으로 회전하는 기어에서 내기어(1)와 외기어(2) 사이에 중간기어A(3)과 걸쇠(4)가 있는 기어장치와 외부걸쇠(6)를 이용한 기어로 내기어(1) 정회전시 회전판(5)에 장착된 걸쇠(4)가 내기어(1) 및 외기어(2)와 맞물리면서 외기어(2)가 정회전하고, 내기어(1) 역회전시 외부걸쇠(6)가 회전판(5)의 외부면에 있는 걸쇠홈(7)에 걸려 회전판(5)에 장착된 중간기어A(3)가 뒤로 밀리지 않고 제자리에서 정회전하면서 외기어(2)가 정회전하는 기어
  2. 내기어의 정/역회전시 외기어가 한 방향으로 회전하는 기어에서 내기어(1)와 외기어(2) 사이에 중간기어B(12)만이 있는 기어장치와 외부걸쇠(6)를 이용한 기어로 내기어(1)의 정회전시 회전판(5)에 장착된 중간기어B(12)의 내부걸쇠(15)가 중간기어B(12)의 외기어(14)에 걸리면서 중간기어B(12)가 제자리에 고정된 상태로 내기어(1) 및 외기어(2)와 맞물려 외기어(2)가 정방향으로 회전하고, 내기어(1) 역회전시 외부걸쇠(6)가 회전판(5)의 외부면에 있는 걸쇠홈(7)에 걸려 회전판(5)에 장착된 중간기어B(12)가 뒤로 밀리지 않고 제자리에서 정회전하면서 외기어(2)가 정회전하는 기어
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