KR20210019884A - Apparatus for converting the linear reciprocation into the rotary motion - Google Patents

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KR20210019884A KR1020190099070A KR20190099070A KR20210019884A KR 20210019884 A KR20210019884 A KR 20210019884A KR 1020190099070 A KR1020190099070 A KR 1020190099070A KR 20190099070 A KR20190099070 A KR 20190099070A KR 20210019884 A KR20210019884 A KR 20210019884A
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이윤록
이지연
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Abstract

The present invention relates to a motion direction converting device capable of converting a linear reciprocating motion into a rotational motion. According to the present invention, the motion direction converting device comprises: a guide shaft having two rows of spiral grooves formed to cross each other in different directions along an outer circumferential surface; and a converter disposed around the outer circumferential surface of the guide shaft and slidingly moving in the axial direction of the guide shaft. The converter may be configured to rotate the guide shaft in only one direction while linearly reciprocating along the axial direction of the guide shaft.

Description

운동방향 변환장치 {Apparatus for converting the linear reciprocation into the rotary motion}{Apparatus for converting the linear reciprocation into the rotary motion}

본 발명은 운동방향 변환장치에 관한 것으로, 특별하기로, 본 발명은 가이드 샤프트 상에 배치된 컨버터의 직선 왕복운동을 수단으로 하여 가이드 샤프트를 일방향 회전운동으로 운동방향을 변환할 수 있도록 구성된 구동장치에 관한 것이다. The present invention relates to a motion direction converting device, and in particular, the present invention is a drive device configured to convert the motion direction of a guide shaft into one-way rotational motion by means of a linear reciprocating motion of a converter disposed on a guide shaft. It is about.

일반적으로, 파력 발전 장치는 파도의 상하작용을 수단으로 하여 지속적으로 전력을 생산할 수 있도록 구성되어 있다. 일례로, 특허문헌 1에 따른 파력발전기는 앞서 기술된 바와 같이 일 단부에 파도의 높낮이를 통해 상하로 이동하는 부력체와 타 단부에 동력전달기어를 구비한 동력전달봉과, 동력전달기어와 치합되는 래칫휠기어에 물려있는 휠기어축으로 구성되는데, 부력체의 상하 운동에너지를 래칫휠기어에 전달하고 래칫휠기어에 고정된 휠기어축으로 발전기축을 회전시켜 발전기를 통해 전력을 생산한다.In general, the wave power generation device is configured to continuously generate electric power by means of the vertical action of the wave. As an example, the wave power generator according to Patent Document 1 has a power transmission rod having a buoyancy body moving up and down through the height of the wave at one end and a power transmission gear at the other end, as described above, and a power transmission gear engaged with the power transmission gear. It is composed of a wheel gear shaft that is bitten by a ratchet wheel gear, which transmits the vertical kinetic energy of the buoyancy body to the ratchet wheel gear and rotates the generator shaft with the wheel gear shaft fixed to the ratchet wheel gear to generate power through the generator.

당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 특허문헌 1에 기술된 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환하는 구성은 동력전달기어와 래칫휠기어 간의 치합된 상태로 맞물려 회전하는 과정에서 상당한 소음이 발생되는 한편 각 기어에 상당한 부하가 걸려 쉽게 손상될 문제점을 갖는다. As is widely known to those skilled in the art, the configuration for converting the linear reciprocating motion described in Patent Document 1 into a rotational motion generates considerable noise in the process of rotating in a meshed state between the power transmission gear and the ratchet wheel gear. Each gear has a problem that it is easily damaged due to a considerable load.

또한, 특허문헌 1은 시소(seesaw) 작동하는 가늘고 긴 동력전달봉 등의 구성부재로 인해 파력발전기에 설치 공간을 증가시킬 수 밖만 아니라 조립 결합상태도 복잡해질 수밖에 없다. In addition, Patent Document 1 not only increases the installation space in the wave power generator, but also complicates the assembly and connection state due to constituent members such as a long and thin power transmission rod operating a seesaw.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0059915호Korean Patent Application Publication No. 10-2011-0059915

본 발명은 전술된 문제점을 감안하고 이를 해결하기 위해 창출된 것으로, 가이드 샤프트의 축선방향을 따라 활주이동하면서 가이드 샤프트를 일방향으로 회전시킬 수 있는 운동방향 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been created to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a motion direction conversion device capable of rotating the guide shaft in one direction while sliding along the axial direction of the guide shaft.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동방향 변환장치는 외주면을 따라 서로 다른 방향으로 교차되게 형성된 2열의 나선홈을 갖춘 가이드 샤프트와; 이 가이드 샤프트의 축선방향으로 활주이동가능하게 가이드 샤프트의 외주면 둘레에 배치된 컨버터;로 이루어지는데, 컨버터는 가이드 샤프트의 축선방향을 따라 직선 왕복운동하면서 가이드 샤프트를 일방향으로만 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, a motion direction conversion device according to a preferred embodiment of the present invention includes a guide shaft having two rows of helical grooves formed to intersect in different directions along an outer peripheral surface; It consists of a converter disposed around the outer circumferential surface of the guide shaft so as to be slidably movable in the axial direction of the guide shaft, and the converter is configured to rotate the guide shaft in only one direction while linearly reciprocating along the axial direction of the guide shaft. I can.

본 발명의 실시예에서, 컨버터는 관형상의 하우징과; 가이드 샤프트를 수용할 수 있게 하우징의 일측 단부 내주면 둘레에 배치되고, 소정의 간격을 두고 이격배치된 하나 이상의 안내돌기를 구비한 제1 슬리브; 가이드 샤프트를 수용할 수 있게 하우징의 타측 단부 내주면 둘레에 배치되고, 소정의 간격을 두고 이격배치된 하나 이상의 안내돌기를 구비한 제2 슬리브; 및 하우징과 슬리브 사이에 각각 개재되는 단방향 클러치 베어링;을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the converter comprises a tubular housing; A first sleeve disposed around an inner circumferential surface of one end of the housing to accommodate the guide shaft, and having at least one guide protrusion spaced apart from each other at a predetermined distance; A second sleeve disposed around an inner circumferential surface of the other end of the housing to accommodate the guide shaft and having at least one guide protrusion spaced apart from each other at a predetermined interval; And a one-way clutch bearing interposed between the housing and the sleeve, respectively.

바람직하기로, 제1 슬리브의 안내돌기는 가이드 샤프트의 외주면에 형성된 제1 나선홈에 삽입배치되는 한편 제2 슬리브의 안내돌기는 가이드 샤프트의 외주면에 형성된 제2 나선홈에 삽입배치될 수 있다.Preferably, the guide protrusion of the first sleeve may be inserted and disposed in the first spiral groove formed on the outer circumferential surface of the guide shaft, while the guide protrusion of the second sleeve may be inserted and disposed in the second spiral groove formed on the outer circumferential surface of the guide shaft.

제1 슬리브의 안내돌기는 제1 슬리브의 내주면 둘레를 따라 제1 나선홈의 나선방향으로 나선배치되고, 제2 슬리브의 안내돌기는 제2 슬리브의 내주면 둘레를 따라 제2 나선홈의 나선방향으로 나선배치될 수 있다.The guide protrusion of the first sleeve is helically arranged in the helical direction of the first helical groove along the circumference of the inner circumferential surface of the first sleeve, and the guide protrusion of the second sleeve is in the helical direction of the second helical groove along the circumference of the inner circumferential surface of the second sleeve. It can be placed in a spiral.

덧붙여서, 본 발명은 외주면 둘레를 따라 정방향으로 형성된 제1 나선홈과 역방향으로 형성된 제2 나선홈을 가이드 샤프트에 형성할 수 있다. In addition, according to the present invention, a first spiral groove formed in a forward direction and a second spiral groove formed in a reverse direction may be formed in the guide shaft along the periphery of the outer circumference.

본 발명은 파력발전에 채용할 수 있도록 가이드 샤프트에 발전기의 발전기 축에 동력을 전달하는 벨트를 권취하는 풀리를 추가로 구비하고, 컨버터에 파도의 수면 높낮이에 따라 상하이동할 수 있도록 부이를 추가로 구비할 수 있다.The present invention is further provided with a pulley for winding a belt that transmits power to the generator shaft of the generator on the guide shaft so as to be employed in wave power generation, and additionally provided with a buoy in the converter to move up and down according to the height of the water surface. can do.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary meaning, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 가늘고 긴 가이드 샤프트와 이 가이드 샤프트의 외주면 둘레에 배치되어 직선 왕복이동하는 컨버터를 수단으로 하여 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환시킬 수 있다.According to the above description of the present invention, in the present invention, a linear reciprocating motion can be converted into a rotary motion by means of an elongated guide shaft and a converter disposed around the outer circumferential surface of the guide shaft to move linearly.

특히, 본 발명은 가이드 샤프트와 컨버터의 단순한 구조로 구성되어 있고, 컨버터를 가이드 샤프트의 축선방향으로 전진 이동 및/또는 후진 이동에 연동되어 가이드 샤프트를 연속적으로 일방향 회전가능하도록 구성되어 운동방향을 효율적이면서 쉽게 변환시킬 수 있다. In particular, the present invention is composed of a simple structure of a guide shaft and a converter, and the converter is configured to be able to continuously rotate one-way in one direction by interlocking with the forward movement and/or backward movement in the axial direction of the guide shaft. It is easy to convert.

본 발명은 수면의 승하강으로 발생되는 상하 운동에너지를 전술된 간단한 운동방향의 변환 원리를 통해 발전기를 작동시켜 전기를 생산하는 파력발전 등에 활용하여 대체에너지로 개발할 수 있다.The present invention can be developed as alternative energy by utilizing the vertical kinetic energy generated by the elevation of the water surface to generate electricity by operating a generator through the above-described simple motion direction conversion principle.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동방향 변환장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 컨버터를 개략적으로 도해한 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 컨버터의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 단방향 클러치 베어링을 A-A 선으로 절취한 횡단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 운동방향 변환장치의 부분 절개도로, 컨버터의 직선 왕복운동을 샤프트의 회전운동으로 전환하는 결합 상태를 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 운동방향 변환장치의 사용 상태도이다.1 is a perspective view schematically showing a motion direction conversion apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal cross-sectional view schematically illustrating the converter shown in FIG. 1.
3 is an exploded perspective view of the converter shown in FIG. 1.
4 is a cross-sectional view of the one-way clutch bearing shown in FIG. 3 taken along line AA.
FIG. 5 is a partial cutaway view of the motion direction converting device shown in FIG. 1, and it is possible to confirm the combined state of converting the linear reciprocating motion of the converter into the rotational motion of the shaft.
6 is a state diagram of a motion direction conversion device according to the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and embodiments in connection with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In this specification, terms such as first and second are used to distinguish one component from other components, and the component is not limited by the terms. In the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 가이드 샤프트의 길이부 상에서 컨버터를 직선 왕복운동하여 가이드 샤프트를 일방향 회전운동할 수 있도록 운동방향을 변환시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 컨버터의 직선왕복운동이라 함은 가이드 샤프트의 축선방향을 따라 상승(혹은 전진) 및/또는 하강(혹은 후진) 이동하는 것을 의미한다. The present invention is characterized in that the converter is linearly reciprocated on the length of the guide shaft to change the direction of movement so that the guide shaft can be rotated in one direction. Here, the linear reciprocating motion of the converter means moving upward (or forward) and/or downward (or backward) along the axial direction of the guide shaft.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동방향 변환장치는 가이드 샤프트(1;guard shaft)와 이 가이드 샤프트(1) 상에서 활주이동가능하게 배치된 중공관(中空管) 형상의 컨버터(2;converter)로 이루어진다.Referring to Figures 1 to 5, the motion direction conversion device according to a preferred embodiment of the present invention is a guide shaft (1; a guard shaft) and a hollow tube (中空管) disposed slidably on the guide shaft (1). )-Shaped converter (2; converter).

가이드 샤프트(1)는 컨버터(2)의 직선 왕복운동에 이동 경로를 제공하는 가늘고 긴 구성부재로서, 가이드 샤프트의 축선방향을 따라 컨버터(2)를 활주이동을 가능하게 돕는다. The guide shaft 1 is an elongated constituent member providing a movement path for the linear reciprocating motion of the converter 2, and helps the converter 2 to slide along the axial direction of the guide shaft.

도시된 바와 같이, 가이드 샤프트(1)는 이의 외주면에 2열의 나선홈(12,13)을 형성하는데, 2열의 나선홈(12,13)은 외주면을 따라 서로 다른 방향으로 교차되는 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 가이드 샤프트(1)는 가이드 샤프트의 외주면 둘레를 따라 정방향으로 형성된 제1 나선홈(12)과 함께 샤프트의 외주면 둘레를 따라 역방향으로 형성되어 제1 나사선과 교차되게 형성된 제2 나선홈(13)을 구비한다. As shown, the guide shaft 1 forms two rows of helical grooves 12 and 13 on its outer circumferential surface, and the two rows of helical grooves 12 and 13 are formed in a form that crosses in different directions along the outer circumferential surface. I can. Specifically, the guide shaft 1 is formed in a reverse direction along the circumference of the outer circumference of the shaft with a first helical groove 12 formed in a forward direction along the circumference of the guide shaft, and a second helical groove formed to cross the first thread ( 13).

본 발명에서, 가이드 샤프트는 하나 이상의 제1 나선홈과 하나 이상의 제2 나선홈을 가이드 샤프트의 외주면 둘레를 따라 교호적으로 등간격을 두고 이격배치할 수 있다. 참고로, 도 1 내지 도 6에 도시된 가이드 샤프트는 2개의 제1 나선홈과 2개의 제2 나선홈을 외주면 둘레에 형성하고 있다. In the present invention, the guide shaft may be spaced apart at equal intervals alternately with one or more first spiral grooves and one or more second spiral grooves along the circumference of the outer peripheral surface of the guide shaft. For reference, the guide shaft shown in FIGS. 1 to 6 has two first spiral grooves and two second spiral grooves formed around an outer peripheral surface.

앞서 기술된 바와 같이, 컨버터(2)는 2열의 나선홈(12,13)을 갖춘 가늘고 긴 가이드 샤프트(1)의 축선방향을 따라 직선 왕복이동가능하게 구성되어 있다.As described above, the converter 2 is configured to be linearly reciprocated along the axial direction of the elongated guide shaft 1 with two rows of spiral grooves 12 and 13.

컨버터(2)는 하우징(21)과, 하우징(21)의 일측 단부 내주면 둘레에 배치된 제1 슬리브(22); 하우징(21)의 타측 단부 내주면 둘레에 배치된 제2 슬리브(23); 및 하우징(21)과 각 슬리브(22;23) 사이에 개재된 단방향 클러치 베어링(24);을 포함한다. 본 발명은 하우징 내에서 제1 슬리브(22)와 제2 슬리브(23)를 개별적으로 회전가능하게 배치한다. The converter 2 includes a housing 21 and a first sleeve 22 disposed around an inner circumferential surface of one end of the housing 21; A second sleeve 23 disposed around the inner peripheral surface of the other end of the housing 21; And a one-way clutch bearing 24 interposed between the housing 21 and each of the sleeves 22 and 23. The present invention arranges the first sleeve 22 and the second sleeve 23 individually rotatably within the housing.

구체적으로, 하우징(21)은 제1 및 제2 슬리브(22,23) 그리고 단방향 클러치 베어링(23)을 내부에 수용할 수 있는 크기를 갖추면서 내부를 가로지르는 가이드 샤프트(1)의 관통을 허용할 수 있는 관(tube)형상으로 형성될 수 있다. Specifically, the housing 21 has a size capable of accommodating the first and second sleeves 22 and 23 and the one-way clutch bearing 23 therein, while allowing penetration of the guide shaft 1 crossing the interior. It can be formed into a tube (tube) shape.

제1 슬리브(22)는 관형상의 하우징(21)의 일측 단부 내주면 둘레에 배치되고, 이와 대응되게 제2 슬리브(23)는 관형상의 하우징(21)의 타측 단부 내주면 둘레에 배치된다. 바람직하기로, 제1 슬리브(22)와 제2 슬리브(23)는 동일한 형상과 동일한 크기를 갖추고 관형상 하우징 내부에서 상호 거울대칭되게 배치될 수 있다. The first sleeve 22 is disposed around an inner peripheral surface of one end of the tubular housing 21, and correspondingly, the second sleeve 23 is disposed around an inner peripheral surface of the other end of the tubular housing 21. Preferably, the first sleeve 22 and the second sleeve 23 have the same shape and the same size and may be disposed mirror-symmetrically to each other in the tubular housing.

제1 슬리브(22)는 내부에 가이드 샤프트(1)를 수용할 수 있는 관형상으로 형성되되, 이의 내주면 둘레에 소정의 간격을 두고 이격배치된 하나 이상의 안내돌기(22a)를 구비한다. 제1 슬리브(22)의 안내돌기(22a)는 제1 나선홈(12)에 삽입배치된다. 즉, 하나 이상의 안내돌기(22a), 바람직하기로는 2개 이상의 안내돌기는 제1 나선홈의 나선방향과 동일하게 제1 슬리브의 내주면에서 정방향으로 나선배치되어 제1 나선홈과 맞춤결합된 상태로 제1 나선홈을 따라 이동할 수 있다. 하나 이상의 안내돌기(22a)는 제1 나선홈(12)을 따라 구름회전가능하도록 제1 슬리브(22)에 장착된다. The first sleeve 22 is formed in a tubular shape capable of accommodating the guide shaft 1 therein, and includes one or more guide projections 22a spaced apart from each other at a predetermined interval around the inner circumferential surface thereof. The guide protrusion 22a of the first sleeve 22 is inserted and disposed in the first spiral groove 12. That is, one or more guide protrusions (22a), preferably two or more guide protrusions, are helically arranged in a forward direction on the inner circumferential surface of the first sleeve in the same manner as the helical direction of the first helical groove, so that the first helical groove is aligned It can move along the first spiral groove. One or more guide protrusions 22a are mounted on the first sleeve 22 so as to be rollable along the first spiral groove 12.

이러한 결합 방식을 통해, 제1 슬리브는 가이드 샤프트의 제1 나선홈(12)을 따라 나선식 회전이동을 가능하게 배치되는데, 제1 슬리브가 가이드 샤프트의 길이부에서 하강 이동하는 경우에 정방향으로 회전하게 되는 반면에 제1 슬리브가 가이드 샤프트의 길이부에서 상승 이동하는 경우에 역방향으로 회전하게 될 것이다. Through this coupling method, the first sleeve is disposed to enable a helical rotational movement along the first helical groove 12 of the guide shaft, and when the first sleeve moves downward from the length of the guide shaft, it rotates in the forward direction. On the other hand, when the first sleeve moves upward in the length of the guide shaft, it will rotate in the reverse direction.

덧붙여서, 인접한 안내돌기들(22a) 사이의 이격 거리는 제1 나선홈(12)의 폭(W12) 크기보다 큰 길이로 떨어져 있어 제1 나선홈과 제2 나선홈의 교차지점에서 예상치 못하게 제2 나선홈으로의 불필요한 이동을 제한할 수 있다. In addition, the separation distance between the adjacent guide protrusions (22a) is separated by a length greater than the width (W 12 ) of the first spiral groove 12, so that the second spiral groove is unexpectedly at the intersection of the first spiral groove and the second spiral groove. It is possible to limit unnecessary movement to the spiral groove.

이와 대응되게, 제2 슬리브(23)는 제1 슬리브와 유사하게 내부에 가이드 샤프트(1)를 수용할 수 있는 관형상으로 형성되되, 이의 내주면 둘레에 소정의 간격을 두고 이격배치된 하나 이상의 안내돌기(23a)를 구비한다. 제2 슬리브(23)의 안내돌기(23a)는 제2 나선홈(13)에 삽입배치된다. 즉, 하나 이상의 안내돌기(23a), 바람직하기로는 2개 이상의 안내돌기는 제2 나선홈의 나선방향과 동일하게 제2 슬리브의 내주면에서 역방향으로 나선배치되어 제2 나선홈과 맞춤결합된 상태로 제2 나선홈을 따라 이동할 수 있다. 하나 이상의 안내돌기(23a)는 제2 나선홈(13)을 따라 구름회전가능하도록 제2 슬리브(23)에 장착된다. Correspondingly, the second sleeve 23 is formed in a tubular shape capable of accommodating the guide shaft 1 inside, similar to the first sleeve, but at least one guide spaced apart at a predetermined distance around the inner circumferential surface thereof. It has a protrusion 23a. The guide protrusion 23a of the second sleeve 23 is inserted and disposed in the second spiral groove 13. That is, one or more guide protrusions 23a, preferably two or more guide protrusions, are helically arranged in the opposite direction from the inner circumferential surface of the second sleeve in the same direction as the helical direction of the second helical groove, so that they are aligned with the second helical groove. It can move along the second spiral groove. At least one guide protrusion 23a is mounted on the second sleeve 23 so as to be rollable along the second spiral groove 13.

이러한 결합 방식을 통해, 제2 슬리브는 가이드 샤프트의 제2 나선홈(13)을 따라 나선식 회전이동을 가능하게 배치되는데, 제2 슬리브가 가이드 샤프트의 길이부에서 하강 이동하는 경우에 역방향으로 회전하게 되는 반면에 제2 슬리브가 가이드 샤프트의 길이부에서 상승 이동하는 경우에 정방향으로 회전하게 될 것이다. Through this coupling method, the second sleeve is arranged to enable a helical rotational movement along the second helical groove 13 of the guide shaft, and when the second sleeve moves downward from the length of the guide shaft, it rotates in the reverse direction. On the other hand, when the second sleeve moves upward in the length of the guide shaft, it will rotate in the forward direction.

덧붙여서, 인접한 안내돌기들(23a) 사이의 이격 거리는 제2 나선홈(13)의 폭(W13) 크기보다 큰 길이로 떨어져 있어 제1 나선홈과 제2 나선홈의 교차지점에서 예상치 못하게 제1 나선홈으로의 불필요한 이동을 제한할 수 있다. In addition, the separation distance between the adjacent guide protrusions (23a) is separated by a length greater than the width (W 13 ) of the second spiral groove 13, so that the first spiral groove is unexpectedly at the intersection of the first spiral groove and the second spiral groove. It is possible to limit unnecessary movement to the spiral groove.

본 발명은 하우징(21)과 제1 슬리브(22) 사이에 일방향, 예컨대 정역방향 중 정방향으로 회전하는 경우에만 회전 토크를 전달할 수 있는 단방향 클러치 베어링(24)을 개재하는데, 구체적으로 단방향 클러치 베어링(24)은 하우징(21)의 일측 단부와 제1 슬리브(22) 사이에 개재된다. 이와 달리, 단방향 클러치 베어링(24)은 타방향, 예컨대 정역방향 중 역방향으로 회전하는 경우에는 제1 슬리브를 헛돌게 하여 가이드 샤프트를 구속시킬 수 없다.The present invention interposed between the housing 21 and the first sleeve 22 in one direction, for example, a one-way clutch bearing 24 capable of transmitting rotational torque only when rotating in the forward direction among the forward and reverse directions, specifically a one-way clutch bearing ( 24) is interposed between one end of the housing 21 and the first sleeve 22. On the contrary, when the one-way clutch bearing 24 rotates in the other direction, for example, in the reverse direction among the forward and reverse directions, the first sleeve cannot be rotated to restrain the guide shaft.

구체적으로, 단방향 클러치 베어링(24)은 하우징(21)의 내주면에 결합배치는 외륜(241)과, 제1 슬리브(22) 또는 제2 슬리브(23)의 외주면에 결합배치는 내륜(242), 외륜(241)과 내륜(242) 사이에 볼(243)과 스프링(244)을 구비한다. 볼(243)은 스프링(244)의 자유단에 결속되어 외륜과 내륜에 접촉가능하게 배치된다. 이에 국한되지 않고, 단방향 클러치 베어링은 일방향(혹은 정방향)으로 회전 토크를 전달할 수 있는 임의의 클러치 베어링을 채용해도 무방할 것이다.Specifically, the one-way clutch bearing 24 includes an outer ring 241 coupled to the inner circumferential surface of the housing 21, and an inner ring 242 coupled to the outer circumferential surface of the first sleeve 22 or the second sleeve 23, A ball 243 and a spring 244 are provided between the outer ring 241 and the inner ring 242. The ball 243 is bound to the free end of the spring 244 and disposed so as to contact the outer ring and the inner ring. The present invention is not limited thereto, and any clutch bearing capable of transmitting rotational torque in one direction (or forward direction) may be employed as the one-way clutch bearing.

외륜(241)은 이의 내주연에 스프링(244)을 지지보유하는 지지돌기(241a)와 내부중심을 향해 돌출된 걸림턱(241b)을 순서대로 반복 배치한다. 단방향 클러치 베어링은 볼과 걸림턱 간의 쐐기 작용을 유도할 수 있도록 걸림턱을 어느 한쪽 회전방향으로만 돌출되어 반대쪽 회전방향 구동시, 예컨대 역방향 회전시 볼을 구속하지 않게 된다. The outer ring 241 repeatedly arranges a support protrusion 241a for supporting and holding the spring 244 on its inner periphery and a locking protrusion 241b protruding toward the inner center thereof in sequence. The unidirectional clutch bearing protrudes only in one rotational direction so as to induce a wedge action between the ball and the locking jaw and does not restrain the ball when driving in the opposite rotational direction, for example, when rotating in the reverse direction.

즉 내륜(242)이 역방향 회전될 때, 내륜과의 접촉으로 볼(243)이 지지돌기(241a)쪽으로 스프링을 압축하면서 이동하게 된다. 결과적으로 볼(243)이 걸림턱(241b)과 이격되면서 풀려 내륜과 외륜을 개별적으로 자유 회전시켜 내륜과 외륜 사이에 회전력 전달을 차단하게 된다. That is, when the inner ring 242 rotates in the reverse direction, the ball 243 moves while compressing the spring toward the support protrusion 241a due to contact with the inner ring. As a result, the ball 243 is released while being spaced apart from the locking protrusion 241b and freely rotates the inner and outer rings individually, thereby blocking transmission of rotational force between the inner and outer rings.

내륜(242)이 정방향 회전될 때, 내륜과의 접촉으로 볼(243)이 걸림턱(241b)을 향해 밀어붙여 이동하게 된다. 이로써, 컨버터(2)는 볼(243)을 통해 외륜(241)과 내륜(242)에 점접촉으로 죄여 외륜의 회전력을 외륜에 혹은 내륜의 회전력을 외륜에 전달할 수 있다. When the inner ring 242 is rotated in the forward direction, the ball 243 is pushed toward the locking projection 241b due to contact with the inner ring to move. As a result, the converter 2 can transmit the rotational force of the outer ring to the outer ring or the rotational force of the inner ring to the outer ring by clamping the outer ring 241 and the inner ring 242 in point contact through the ball 243.

본 발명은 하우징(21)과 제2 슬리브(23) 사이에 일방향, 예컨대 정역방향 중 정방향으로 회전하는 경우에만 회전 토크만 전달하는 단방향 클러치 베어링을 개재하는데, 구체적으로 단방향 클러치 베어링(24)은 하우징(21)의 일측 단부와 제2 슬리브(23) 사이에 개재된다. 추가로, 본 발명은 하우징(21)과 제1 슬리브(22) 사이에 배치되는 단방향 클러치 베어링을 하우징(21)과 제2 슬리브(23) 사이에 배치되는 단방향 클러치 베어링와 동일한 방향으로 회전하는 경우에만 회전 토크를 전달할 수 있도록 동일 구조로 이루어질 수 있다. The present invention interposed between the housing 21 and the second sleeve 23 in one direction, for example, a one-way clutch bearing that transmits only rotational torque only when it rotates in the forward direction among the forward and reverse directions. Specifically, the one-way clutch bearing 24 is a housing It is interposed between one end of (21) and the second sleeve (23). In addition, the present invention is only when the one-way clutch bearing disposed between the housing 21 and the first sleeve 22 rotates in the same direction as the one-way clutch bearing disposed between the housing 21 and the second sleeve 23 It may be of the same structure to transmit rotational torque.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동방향 변환장치는 다음과 같은 작동 방식으로 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환시킬 수 있다.The motion direction converting device according to a preferred embodiment of the present invention can convert a linear reciprocating motion into a rotational motion in the following manner of operation.

컨버터(2)가 샤프트(1)의 축선방향을 따라 하방으로 직선 하강운동하는 경우에, 제1 슬리브(22)는 제1 나선홈(12) 내에 일렬로 삽입된 하나 이상의 안내돌기(22a)를 통해 정방향으로 회전하면서 단방향 클러치 베어링의 조임(lock) 동작으로 하우징(21)과 제1 슬리브(22)를 상호 구속하게 된다. 이에 따라, 제1 슬리브(22)는 하우징 내에서 자유회전하지 못하고 비회전 상태를 유지하면서 강제로 하강 이동하면서 하나 이상의 안내돌기(22a)에 의해 제1 나선홈(12)의 나선방향에 따라 샤프트(1)를 일방향으로 강제로 회전운동하게 된다. 다시 말하자면, 제1 나선홈(12)은 제1 슬리브(22) 내부에 형성된 안내돌기(22a)의 이동 경로로 활용되며, 컨버터의 하강 이동과 동시에 샤프트를 축회전가능하도록 구성되어 있다. When the converter 2 moves down linearly in the axial direction of the shaft 1, the first sleeve 22 includes at least one guide protrusion 22a inserted in a row in the first spiral groove 12. The housing 21 and the first sleeve 22 are mutually constrained by a locking operation of the one-way clutch bearing while rotating in the forward direction. Accordingly, the first sleeve 22 is not freely rotated within the housing and is forcibly moved downward while maintaining a non-rotating state, and the shaft according to the helical direction of the first helical groove 12 by one or more guide protrusions 22a. (1) is forcibly rotated in one direction. In other words, the first spiral groove 12 is utilized as a movement path of the guide protrusion 22a formed in the first sleeve 22, and is configured to rotate the shaft simultaneously with the downward movement of the converter.

이와 동시에, 제2 슬리브(23)는 제2 나선홈(13) 내에 일렬로 배치된 하나 이상의 안내돌기(23a)를 통해 역방향으로 회전하면서 단방향 클러치 베어링의 풀림(unlock) 동작으로 하우징(21)과 제2 슬리브(23)를 개별적으로 자유 회전하게 된다. 이는 제2 나선홈의 나선방향을 따라 회전하는 제2 슬리브로 샤프트를 간섭하지 않게 된다. At the same time, the second sleeve 23 rotates in the reverse direction through one or more guide protrusions 23a arranged in a line in the second spiral groove 13, and the housing 21 and the housing 21 by unlocking the one-way clutch bearing. The second sleeve 23 is individually freely rotated. This does not interfere with the shaft with the second sleeve rotating along the helical direction of the second helical groove.

컨버터(2)가 샤프트(1)의 축선방향을 따라 상방으로 직선 상승운동하는 경우에, 제2 슬리브(23)는 제2 나선홈(13) 내에 일렬로 삽입된 하나 이상의 안내돌기(23a)를 통해 정방향으로 회전하면서 단방향 클러치 베어링의 조임 동작으로 하우징(21)과 제2 슬리브(23)를 상호 구속하게 된다. 이에 따라, 제2 슬리브(23)는 하우징 내에서 자유회전하지 못하고 비회전 상태를 유지하면서 강제로 상승 이동하면서 하나 이상의 안내돌기(23a)에 의해 제2 나선홈(12)의 나선방향으로 샤프트(1)를 일방향으로 강제로 회전운동하게 된다. 다시 말하자면, 제2 나선홈(13)은 제2 슬리브(23) 내부에 형성된 안내돌기(23a)의 이동 경로로 활용되며, 컨버터의 상승 이동과 동시에 샤프를 축회전가능하도록 구성되어 있다.When the converter 2 moves upward linearly along the axial direction of the shaft 1, the second sleeve 23 includes at least one guide protrusion 23a inserted in a line in the second spiral groove 13 The housing 21 and the second sleeve 23 are mutually constrained by the tightening operation of the one-way clutch bearing while rotating in the forward direction. Accordingly, the second sleeve 23 is not freely rotated within the housing and is forcibly moved upward while maintaining a non-rotating state, while at least one guide protrusion 23a moves the shaft in the helical direction of the second helical groove 12 ( 1) is forcibly rotated in one direction. In other words, the second spiral groove 13 is utilized as a moving path of the guide protrusion 23a formed in the second sleeve 23, and is configured to allow the shaft to rotate at the same time as the converter moves upward.

이와 동시에, 제1 슬리브(22)는 제1 나선홈(12) 내에 일렬로 배치된 하나 이상의 안내돌기(22a)를 통해 역방향으로 회전하면서 단방향 클러치 베어링의 풀림 동작으로 하우징(21)과 제1 슬리브(22)를 개별적으로 자유 회전하게 된다. 이는 제1 나선홈의 나선방향을 따라 회전하는 제1 슬리브로 샤프트를 간섭하지 않게 된다.At the same time, the first sleeve 22 rotates in the reverse direction through one or more guide protrusions 22a arranged in a row in the first spiral groove 12, and the housing 21 and the first sleeve are disengaged by the unidirectional clutch bearing. (22) will be individually freely rotated. This does not interfere with the shaft with the first sleeve rotating along the helical direction of the first helical groove.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동방향 변환장치는 도 6에 도시된 바와 같이 파도의 상하작용을 통해 전력을 생산할 수 있는 파력발전설비에 채용될 수 있다. The motion direction converting device according to a preferred embodiment of the present invention may be employed in a wave power generation facility capable of generating electric power through the vertical action of waves as shown in FIG. 6.

전술되었듯이, 본 발명은 파도의 상하작용에 연동되어 컨버터(2)의 직선 왕복운동을 유도할 수 있도록 컨버터(2)에 다수의 부이(200;buoy)를 장착한다. 컨버터(2)는 부이의 부력을 통해 수면의 높낮이에 따라 샤프트(1)에 결합된 상태로 샤프트의 축선방향을 따라 상하운동을 실시하게 된다. 이 과정을 통해, 컨버터(2)가 상승 이동하면서 2개의 단방향 클러치 베어링에 의해 샤프트(1)를 일방향으로 회전운동시키는 한편 컨버터(2)가 하강 이동하면서 2개의 단방향 클러치 베어링에 의해 샤프트(1)를 일방향으로 회전운동시킬 수 있다. 일방향으로만 회전하는 샤프트(1)는 이의 끝단에 고정된 풀리(100;pulley)를 구비하는 한편, 수면보다 높은 곳에 위치된 구조물에 발전기(300)를 설치한다. 본 발명은 발전기(300)의 발전기 축과 풀리(100)에 권취된 벨트(혹은 체인,참조부호 없음)를 통해 샤프트의 회전운동을 발전기 축에 동력을 전달하게 되고, 발전기 축이 회전하면서 발전기에서 전력을 생산할 수 있게 된다. 참고로, 구조물은 플랜트, 바지선, 부두, 연안일 수 있다. As described above, in the present invention, a plurality of buoys 200 are mounted on the converter 2 so as to induce a linear reciprocating motion of the converter 2 by interlocking with the vertical motion of the wave. The converter 2 moves up and down along the axial direction of the shaft while being coupled to the shaft 1 according to the height of the water surface through the buoyancy of the buoy. Through this process, as the converter 2 moves upward, the shaft 1 is rotated in one direction by two one-way clutch bearings, while the converter 2 moves downward and the shaft 1 is made by two one-way clutch bearings. Can be rotated in one direction. The shaft 1 rotating only in one direction has a pulley 100 fixed at its end, while installing the generator 300 in a structure positioned higher than the water surface. In the present invention, the rotational motion of the shaft is transmitted to the generator shaft through the generator shaft of the generator 300 and a belt (or chain, no reference numeral) wound around the pulley 100, and the generator shaft rotates in the generator. It will be able to generate electricity. For reference, the structure may be a plant, a barge, a pier, or a coast.

본 발명은 운동방향 변환장치를 불규칙한 파도의 특성에서도 컨버터를 샤프트에서 끊임없이 상승 및/또는 하강운동을 통해 연속적으로 에너지를 생성할 수 있다. In the present invention, the motion direction converter can continuously generate energy through constant upward and/or downward motion of the converter in the shaft even in the characteristic of irregular waves.

전술된 바와 같이, 본 발명은 도 6에 도시되었듯이 부이를 통해 파력발전에 채용될 수 있으며, 이에 국한되지 않고 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환하려는 다양한 유형의 구동설비에도 충분히 적용가능하다.As described above, the present invention may be employed for wave power generation through a buoy as shown in FIG. 6, but is not limited thereto, and is sufficiently applicable to various types of driving equipment for converting linear reciprocating motion into rotational motion.

이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 운동방향 변환장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.The present invention has been described in detail through examples, but this is for explaining the present invention in detail, and the motion direction converting apparatus according to the present invention is not limited thereto, and within the technical idea of the present invention, ordinary knowledge in the art It would be clear that the transformation or improvement is possible by those who have.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

1 ----- 가이드 샤프트,
12 ----- 제1 나선홈, 13 ----- 제3 나선홈
2 ----- 컨버터,
21 ----- 하우징, 22 ----- 제1 슬리브,
23 ----- 제2 슬리브, 24 ----- 클러치 베어링,
100 ----- 풀리,
200 ----- 부이,
300 ----- 발전기.1 ----- guide shaft,
12 ----- 1st spiral groove, 13 ----- 3rd spiral groove
2 ----- converter,
21 ----- Housing, 22 ----- 1st sleeve,
23 ----- second sleeve, 24 ----- clutch bearing,
100 ----- pulley,
200 ----- buoy,
300 ----- generator.

Claims (6)

외주면을 따라 서로 다른 방향으로 교차되게 형성된 2열의 나선홈(12,13)을 갖춘 가이드 샤프트(1)와;
상기 가이드 샤프트(1)의 축선방향으로 활주이동가능하도록 상기 가이드 샤프트의 외주면 둘레에 배치된 컨버터(2);로 이루어지는데,
상기 컨버터(2)가 상기 가이드 샤프트의 축선방향을 따라 직선 왕복운동하면서 상기 가이드 샤프트를 일방향으로만 회전시킬 수 있는, 운동방향 변환장치.
A guide shaft 1 having two rows of spiral grooves 12 and 13 formed to cross each other along the outer circumferential surface;
It consists of a converter (2) disposed around the outer peripheral surface of the guide shaft so as to be slidable in the axial direction of the guide shaft (1),
The converter 2 is capable of rotating the guide shaft in only one direction while linearly reciprocating along the axial direction of the guide shaft.
 청구항 1에 있어서,
상기 컨버터(2)는,
관형상의 하우징(21)과;
상기 가이드 샤프트(1)를 수용할 수 있게 상기 하우징(21)의 일측 단부 내주면 둘레에 배치되고, 소정의 간격을 두고 이격배치된 하나 이상의 안내돌기(22a)를 구비한 제1 슬리브(22);
상기 가이드 샤프트(1)를 수용할 수 있게 상기 하우징(21)의 타측 단부 내주면 둘레에 배치되고, 소정의 간격을 두고 이격배치된 하나 이상의 안내돌기(23a)를 구비한 제2 슬리브(23); 및
상기 하우징(21)과 상기 슬리브(23,23) 사이에 각각 개재되는 단방향 클러치 베어링(24);을 포함하는, 운동방향 변환장치.
The method according to claim 1,
The converter 2,
A tubular housing 21;
A first sleeve (22) disposed around an inner circumferential surface of one end of the housing (21) to accommodate the guide shaft (1) and having at least one guide protrusion (22a) spaced apart from each other at a predetermined interval;
A second sleeve 23 disposed around the inner circumferential surface of the other end of the housing 21 to accommodate the guide shaft 1 and having one or more guide protrusions 23a spaced apart from each other at a predetermined interval; And
One-way clutch bearing (24) interposed between the housing (21) and the sleeve (23, 23), respectively; Containing, motion direction conversion device.
 청구항 2에 있어서,
상기 하나 이상의 안내돌기(22a)는 상기 가이드 샤프트(1)의 외주면에 형성된 상기 제1 나선홈(12)에 삽입배치되고,
상기 하나 이상의 안내돌기(23a)는 상기 가이드 샤프트(1)의 외주면에 형성된 상기 제2 나선홈(13)에 삽입배치되는, 운동방향 변환장치.
The method according to claim 2,
The one or more guide protrusions 22a are inserted and disposed in the first spiral groove 12 formed on the outer circumferential surface of the guide shaft 1,
The one or more guide protrusions (23a) are inserted and disposed in the second spiral groove (13) formed on the outer circumferential surface of the guide shaft (1).
 청구항 2에 있어서,
상기 하나 이상의 안내돌기(22a)는 상기 제1 슬리브의 내주면 둘레를 따라 상기 제1 나선홈(12)의 나선방향으로 나선배치되고,
상기 하나 이상의 안내돌기(23a)는 상기 제2 슬리브의 내주면 둘레를 따라 상기 제2 나선홈(13)의 나선방향으로 나선배치되는, 운동방향 변환장치.
The method according to claim 2,
The at least one guide protrusion 22a is helically arranged in the helical direction of the first helical groove 12 along the circumference of the inner circumferential surface of the first sleeve,
The one or more guide protrusions (23a) are helically arranged in the helical direction of the second helical groove (13) along the circumference of the inner circumferential surface of the second sleeve.
 청구항 1에 있어서,
상기 가이드 샤프트(1)는 상기 가이드 샤프트의 외주면 둘레를 따라 정방향으로 형성된 상기 제1 나선홈(12)과 역방향으로 형성된 상기 제2 나선홈(13)을 갖춘, 운동방향 변환장치.
The method according to claim 1,
The guide shaft (1) is provided with the first spiral groove (12) formed in a forward direction along the outer circumference of the guide shaft and the second spiral groove (13) formed in a reverse direction.
 청구항 1에 있어서,
상기 가이드 샤프트(1)는 발전기(300의 발전기 축에 동력을 전달하는 벨트를 권취하는 풀리(100)를 추가로 구비하고,
상기 컨버터(2)는 파도의 수면 높낮이에 따라 상하이동할 수 있도록 부이(200)를 추가로 구비하는, 운동방향 변환장치.

The method according to claim 1,
The guide shaft 1 further includes a pulley 100 for winding a belt transmitting power to the generator shaft of the generator 300,
The converter (2) further comprises a buoy (200) to move up and down according to the height of the water surface of the wave, the movement direction conversion device.
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