JP2017534824A

JP2017534824A - 変速機

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Publication number: JP2017534824A
Application number: JP2017543675A
Authority: JP
Inventors: クォン，ユン・グ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2034-11-07
Also published as: WO2016068371A1; EP3214341A1; KR101627425B1; US20160290445A1; US10274059B2; CN107429801B; EP3214341B1; CN107429801A; KR20160050204A; JP6400856B2; EP3214341A4

Abstract

本発明は変速機に関し、入力軸、前記入力軸から動力の伝達を受ける出力軸、及び前記入力軸から前記出力軸に伝えられる動力を変速させる変速装置を含み、前記変速装置は、リングギヤ；前記リングギヤの一側に内接し、前記入力軸から伝えられた動力によって回転しながらリングギヤを回転させる入力歯車と、前記入力歯車の中心点（Ａ）及び前記リングギヤの中心点（Ｂ）を経由するガイドバーとが形成されている入力部材；一端は前記入力歯車の中心点（Ａ）と前記リングギヤの中心点（Ｂ）へ移動可能に前記ガイドバーに結合され、他端は入力軸に結合され、前記入力歯車の回転中心を変更して前記リングギヤの回転力を変速する変速スライダー；及び前記リングギヤの他側に内接し、前記リングギヤによって回転させられながら、変速された動力を出力軸に伝える出力歯車を含む。

Description

本発明は、入力軸から出力軸に伝えられる動力を変速する変速機に関し、特に遊星歯車装置のような結合構造で変速自在に改善した構成を有する変速機に関する。

一般に、工作機械や自動車などのように動力を用いる機器は、必要な速度とトルクを得るため、動力源から伝えられる動力をそのまま用いることなく、変速機を用いて入力される動力の速度とトルクを変化させて用いている。

前記変速機は、歯車等の配列によって入力軸の回転数を出力軸で減速させるか増大させて歯車の変速を誘導し、前記歯車等は平歯車等の直径と歯数を利用してこれを多段に結合する方法が一般に用いられている。

しかし、従来の変速機は、変速歯車等の結合によって歯車の変速が行われるため、摩擦による騷音と摩耗が発生し、特に装置が大きく、空間を多く占めるので、動力伝達の効率性が低下するという問題点があった。

本発明は、前述した問題を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、遊星歯車装置のような結合構造で変速機を構成して製作、組立て及び設置の容易性を高め、特に変速力を向上させた変速機の提供にある。

前述した課題を解決するための手段として、本発明に係る変速機は、入力軸、前記入力軸から動力の伝達を受ける出力軸、及び前記入力軸から前記出力軸に伝えられる動力を変速させる変速装置を含み、前記変速装置は、リングギヤ；前記リングギヤの一側に内接し、前記入力軸から伝えられた動力によって回転しながらリングギヤを回転させる入力歯車と、前記入力歯車の中心点（Ａ）及び前記リングギヤの中心点（Ｂ）を経由するガイドバーとが形成されている入力部材；一端は前記入力歯車の中心点（Ａ）と前記リングギヤの中心点（Ｂ）へ移動可能に前記ガイドバーに結合され、他端は入力軸に結合され、前記入力歯車の回転中心を変更して前記リングギヤの回転力を変速する変速スライダー；及び前記リングギヤの他側に内接し、前記リングギヤによって回転させられながら、変速された動力を出力軸に伝える出力歯車を含むことを特徴とする。

前記変速スライダーが前記入力歯車の中心点（Ａ）に位置すれば、前記入力軸の１回転時に前記入力歯車が中心点（Ａ）を中心に１回転し、前記入力歯車の１回転時に前記リングギヤが中心点（Ｂ）を中心に１回転以下に回転しながら減速され、前記リングギヤの減速された回転力が前記出力歯車を介して前記出力軸に伝えられながら変速されることを特徴とする。

前記変速スライダーが前記リングギヤの中心点（Ｂ）に位置すれば、前記入力軸の１回転時に前記入力歯車が前記リングギヤの中心点（Ｂ）を中心に１回転し、前記入力歯車の１回転時に前記リングギヤが中心点（Ｂ）を中心に１回転し、前記リングギヤの回転力が前記出力歯車を介して前記出力軸に伝えられながら変速が発生しないことを特徴とする。

前記変速スライダーは、前記ガイドバーに移動可能に結合される結合部と、一端が前記結合部に前記ガイドバーの長手方向に回転可能に結合され、他端が前記入力軸に前記ガイドバーの長手方向に回転可能に結合される結合バーとを含むことを特徴とする。

前記入力歯車は前記リングギヤの一側下部に内接し、前記出力歯車は前記リングギヤの他側上部に内接し、前記入力歯車と前記出力歯車は上下に干渉しないように離隔されていることを特徴とする。

前記出力歯車の中心点（Ｃ）は、前記入力歯車の中心点（Ａ）と前記リングギヤの中心点（Ｂ）を経由する中心線上に位置することを特徴とする。

前記入力歯車、リングギヤ及び出力歯車のギヤ比は２：４：１に形成されていることを特徴とする。

前記変速スライダーを前記入力歯車の中心点（Ａ）と前記リングギヤの中心点（Ｂ）に移動させる変速バーをさらに含むことを特徴とする。

前記変速装置は、前記入力軸と前記出力軸の間に複数個が回転力を伝達できるように連結され、前記入力軸から前記出力軸へ伝えられる回転力を複数段に変速させることを特徴とする。

前記複数個の変速装置では、互いに対応する変速装置の変速スライダーと出力歯車を回転力が伝達できるように連結し、最下段に位置する変速装置の変速スライダーを入力軸に回転力が伝達できるように連結し、最上段に位置する変速装置の出力歯車を出力軸に回転力が伝達できるように連結していることを特徴とする。

本発明によれば、遊星歯車装置のような結合構造の変速装置を含んで変速機を構成することにより、製作、組立て及び設置の容易性を高め、特に変速力を向上させる効果がある。

本発明に係る変速機を示した斜視図である。本発明に係る変速機を示した平面図である。本発明に係る変速機を示した断面図である。本発明に係る変速機で入力歯車の中心点（Ａ）を中心に回転した状態を示した図である。本発明に係る変速機で入力歯車の中心点（Ａ）を中心に回転した状態を示した図である。本発明に係る変速機でリングギヤの中心点（Ｂ）を中心に回転した状態を示した図である。本発明に係る変速機でリングギヤの中心点（Ｂ）を中心に回転した状態を示した図である。本発明に係る変速機の他の実施形態を示した図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるよう、本発明の実施形態を詳しく説明する。ところが、本発明は幾多の異なる形態に具現されてよく、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面で本発明を明確に説明するため、説明と係わりのない部分は省略し、明細書全体にかけて類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。

本発明に係る変速機１００は、動力伝達装置（図示省略）と連結される入力軸１１０、入力軸１１０から動力の伝達を受けて駆動装置（図示省略）を回転させる出力軸１２０、及び入力軸１１０から出力軸１２０へ伝えられる動力を変速させる変速装置１３０を含む。

ここで変速装置１３０は、図１及び図２に示されているところのように、入力軸１１０と出力軸１２０の間で歯車の変速を行うように構成され、特に遊星歯車装置のような結合構造を有することによって製作、組立て及び設置の容易性を有する。

一例として、変速装置１３０は、リングギヤ１３１、入力軸１１０から伝えられた回転力でリングギヤ１３１を回転させる入力部材１３２、移動に伴って入力部材１３２の回転中心点を変更させてリングギヤ１３１の回転力を変速させる変速スライダー１３３、変速スライダー１３３を移動させる変速バー１３４、及びリングギヤ１３１から伝えられた回転力で出力軸１２０を回転させる出力歯車１３５を含む。

リングギヤ１３１は、変速装置１３０の本体（図示省略）に回転中心点（Ｂ）を中心に回転可能に備えられ、内周面に歯車が形成されている円形帯の形態を有し、一側に入力部材１３２が内接され、他側に出力歯車１３５が内接される。

つまり、入力部材１３２が回転すれば、リングギヤ１３１及び出力歯車１３５も入力部材１３２と同じ方向に回転する。

入力部材１３２はリングギヤ１３１の一側に内接し、入力軸１１０から伝えられた動力によって回転しながらリングギヤ１３１を回転させる入力歯車１３２ａと、入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）とリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）を経由するガイドバー１３２ｂとを形成する。ここで、ガイドバー１３２ｂには変速スライダー１３３が結合される。

変速スライダー１３３はガイドバー１３２ｂに結合され、入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）からリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）まで、またはリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）から入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）まで移動する。

つまり、変速スライダー１３３は、ガイドバー１３２ｂに移動可能に結合される結合部１３３ａと、一端が結合部１３３ａにガイドバー１３２ｂの長手方向である前後方向へ回転可能に結合され、他端が入力軸１１０にガイドバー１３２ｂの長手方向である前後方向へ回転可能に結合される結合バー１３３ｂとを含む。

このような変速スライダー１３３は、リングギヤ１３１の中心点（Ｂ）に位置すれば、入力歯車１３２ａがリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）を中心に公転しながらリングギヤ１３１を回転させ、このとき、入力歯車１３２ａとリングギヤ１３１は同じ回転比を有する。

一方、変速スライダー１３３は、入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）に位置すれば、入力歯車１３２ａが入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）を中心に自転しながらリングギヤ１３１を回転させ、このとき、入力歯車１３２ａの１回転時にリングギヤ１３１は１回転以下の回転をする。

よって、変速スライダー１３３は、リングギヤ１３１の中心点（Ｂ）または入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）に位置することによってリングギヤ１３１の回転を変速させることができる。

変速バー１３４は、変速スライダー１３３の結合バー１３３ｂに備えられる移動部１３４ａと、移動部１３４ａを押し出すか引っ張って変速スライダー１３３の結合部１３３ａを入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）またはリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）に位置させるシリンダー１３４ｂとを含む。

つまり、変速バー１３４は、シリンダー１３４ｂを介して移動部１３４ａを押し出すか引っ張ると、結合バー１３３ｂがガイドバー１３３に沿って移動し、変速スライダー１３３が入力軸１１０を中心に入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）またはリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）に位置する。

出力歯車１３５はリングギヤ１３１の他側に内接し、中心点（Ｃ）に出力軸１２０が連結される。つまり、出力歯車１３５は、リングギヤ１３１によって回転させられながら、変速された回転力を出力軸１２０に伝える。

ここで、入力歯車１３２ａと出力歯車１３５は、リングギヤ１３１内で互いに異なる高さに位置する。つまり、入力歯車１３２ａはリングギヤ１３１の一側下部に内接され、出力歯車１３５はリングギヤ１３１の他側上部に内接される。言い換えれば、入力歯車１３２ａと出力歯車１２０が上下に干渉せず、よって、入力歯車１３２ａの公転時に出力歯車１２０との衝突が防止される。

このような構成を有する本発明に係る変速機１００は、入力軸１１０と出力軸１２０の間に備えられた変速装置１３０を介して歯車の変速が可能であり、特に変速装置１３０の構造が単純なので、製作、組立て及び設置の際に容易性を得ることができる。

以下、本発明に係る変速機の作動状態を、図面を参照しながら詳しく説明する。

図４に示す通り、変速バー１３４により変速スライダー１３３がガイドバー１３２ｂに沿って移動して入力歯車１３２ａの中心点（Ａ）に位置し、このような状態で入力軸１１０が回転すれば、入力軸１１０によって変速スライダー１３３が回転し、変速スライダー１３３によって入力歯車１３２ａが中心点（Ａ）を中心に回転、即ち自転し、入力歯車１３２ａの自転によってリングギヤ１３１が回転し、リングギヤ１３１の回転によって出力歯車１３５が回転し、出力歯車１３５によって出力軸１２０が回転する。

このとき、入力歯車１３２ａの１回転時にリングギヤ１３１は１回転以下に回転することによって変速が発生する。

さらに詳しく説明すると、図５の（ａ）に示す通り、入力歯車１３２ａとリングギヤ１３１が噛み合わせられた地点をそれぞれα及びβと表示し、リングギヤ１３１に噛み合わせられた出力歯車１３５の地点をγと表示する。このとき、入力歯車１３２ａ、リングギヤ１３１及び出力歯車１３５のギヤ比は２：４：１に設定し、即ち、リングギヤ１３１の１回転時に入力歯車１３２ａは２回転し、出力歯車１３５は４回転する。

ここで、入力歯車１３２ａ、リングギヤ１３１及び出力歯車１３５のギヤ比は２：４：１に設定することによって正確なギヤ比を設定することができ、変速効率性を高めることができる。

このような状態で、図５の（ｂ）に示す通り、入力歯車１３１が中心点（Ａ）を中心に９０゜回転すれば（α地点を参照）、入力歯車１３２ａによってリングギヤ１３１が４５゜回転（β地点を参照）し、リングギヤ１３１によって出力歯車１３５が１８０゜回転（γ地点を参照）する。

このように、図５の（ｃ）から（ｄ）に示す通り、入力歯車１３２ａが中心点（Ａ）を中心に９０゜回転すれば（α地点を参照）、リングギヤ１３１が４５゜回転（β地点を参照）し、出力歯車１３５が１８０゜回転しながら回転力を伝える。

一方、図６に示す通り、変速バー１３４によって変速スライダー１３３がガイドバー１３２ｂに沿って移動してリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）に位置すれば、入力軸１１０によって変速スライダー１３３が回転し、変速スライダー１３３によって入力歯車１３２ａがリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）を中心に回転、即ち公転し、入力歯車１３２ａの公転によってリングギヤ１３１が回転し、リングギヤ１３１の回転によって出力歯車１３５が回転し、出力歯車１３５によって出力軸１２０が回転する。

このとき、入力歯車１３２ａの１回転時にリングギヤ１３１も１回転しながら変速が発生する。

さらに詳しく説明すれば、図７の（ａ）に示す通り、入力歯車１３２ａとリングギヤ１３１が噛み合わせられた地点をそれぞれα及びβと表示し、リングギヤ１３１に噛み合わせられた出力歯車１３５の地点をγと表示する。このとき、入力歯車１３２ａ、リングギヤ１３１及び出力歯車１３５のギヤ比は２：４：１に設定し、即ち、リングギヤ１３１の１回転時に入力歯車１３２ａは２回転し、出力歯車１３５は４回転する。

このような状態で、図７の（ｂ）から（ｄ）に示す通り、入力歯車１３２ａがリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）を中心に９０゜公転（α地点を参照）すれば、入力歯車１３２ａの公転によってリングギヤ１３１が９０゜回転（β地点を参照）し、リングギヤ１３１によって出力歯車１３５が３６０゜回転（γ地点を参照）する。

つまり、入力歯車１３２ａの１回転時にリングギヤ１３１が１回転し、出力歯車１３５が４回転する。

以下、本発明に係る変速機の他の実施形態の説明において、前述した実施形態と同一の構成と機能を有する構成に対しては同一の構成符号を用い、重複される説明は省略する。

図８は、本発明に係る変速機の他の実施形態を示した図である。

本実施形態に係る変速機は、入力軸１１０と出力軸１２０の間に変速装置１３０を含み、ただし、前記変速装置１３０は入力軸１１０と出力軸１２０の間に複数個が回転力を伝達できるように連結され、入力軸１１０から出力軸１２０へ伝えられる回転力を複数段に変速させる。

一方、前記変速装置１３０は、前述した変速装置と同一の構成と機能を有するので、重複される説明は省略する。

つまり、複数個の変速装置１３０では、互いに対応する変速装置１３０の変速スライダー１３３と出力歯車１３５を回転力が伝達できるように連結し、最下段に位置する変速装置１３０の変速スライダー１３３を入力軸１１０に回転力が伝達できるように連結し、最上段に位置する変速装置１３０の出力歯車１３５を出力軸１２０に回転力が伝達できるように連結している。

したがって、複数個の変速装置１３０を有する変速機は、複数個の変速装置１３０に含まれている変速スライダー１３３を入力歯車１３１の中心点（Ａ）またはリングギヤ１３１の中心点（Ｂ）に位置させることにより、多段に歯車の変速を行うことができる。

本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって表され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導き出される全ての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならない。

Claims

入力軸、
前記入力軸から動力の伝達を受ける出力軸、及び
前記入力軸から前記出力軸に伝えられる動力を変速させる変速装置を含み、
前記変速装置は、
リングギヤ；
前記リングギヤの一側に内接し、前記入力軸から伝えられた動力によって回転しながらリングギヤを回転させる入力歯車と、前記入力歯車の中心点（Ａ）及び前記リングギヤの中心点（Ｂ）を経由するガイドバーとが形成されている入力部材；
一端は前記入力歯車の中心点（Ａ）と前記リングギヤの中心点（Ｂ）へ移動可能に前記ガイドバーに結合され、他端は入力軸に結合され、前記入力歯車の回転中心を変更して前記リングギヤの回転力を変速する変速スライダー；及び
前記リングギヤの他側に内接し、前記リングギヤによって回転させられながら、変速された動力を出力軸に伝える出力歯車を含むことを特徴とする変速機。
前記変速スライダーが前記入力歯車の中心点（Ａ）に位置すれば、前記入力軸の１回転時に前記入力歯車が中心点（Ａ）を中心に１回転し、前記入力歯車の１回転時に前記リングギヤが中心点（Ｂ）を中心に１回転以下に回転しながら減速され、前記リングギヤの減速された回転力が前記出力歯車を介して前記出力軸に伝えられながら変速されることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記変速スライダーが前記リングギヤの中心点（Ｂ）に位置すれば、前記入力軸の１回転時に前記入力歯車が前記リングギヤの中心点（Ｂ）を中心に１回転し、前記入力歯車の１回転時に前記リングギヤが中心点（Ｂ）を中心に１回転し、前記リングギヤの回転力が前記出力歯車を介して前記出力軸に伝えられながら変速が発生しないことを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記変速スライダーは、前記ガイドバーに移動可能に結合される結合部と、一端が前記結合部に前記ガイドバーの長手方向に回転可能に結合され、他端が前記入力軸に前記ガイドバーの長手方向に回転可能に結合される結合バーとを含むことを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記入力歯車は前記リングギヤの一側下部に内接し、前記出力歯車は前記リングギヤの他側上部に内接し、前記入力歯車と前記出力歯車は上下に干渉しないように離隔されていることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記出力歯車の中心点（Ｃ）は、前記入力歯車の中心点（Ａ）と前記リングギヤの中心点（Ｂ）を経由する中心線上に位置することを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記入力歯車、リングギヤ及び出力歯車のギヤ比は２：４：１に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記変速スライダーを前記入力歯車の中心点（Ａ）と前記リングギヤの中心点（Ｂ）に移動させる変速バーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記変速装置は、前記入力軸と前記出力軸の間に複数個が回転力を伝達できるように連結され、前記入力軸から前記出力軸へ伝えられる回転力を複数段に変速させることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記複数個の変速装置では、互いに対応する変速装置の変速スライダーと出力歯車を回転力が伝達できるように連結し、最下段に位置する変速装置の変速スライダーを入力軸に回転力が伝達できるように連結し、最上段に位置する変速装置の出力歯車を出力軸に回転力が伝達できるように連結していることを特徴とする請求項９に記載の変速機。
前記変速スライダーが前記入力歯車の中心点（Ａ）に位置すれば、前記入力歯車とリングギヤは同じ回転比を有することを特徴とする請求項１に記載の変速機。