KR100982934B1 - 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동 입력축으로부터 전달되는 주동력원의 회전수가 유성기어유닛 또는 차동기어유닛의 기어비로 변속되어 구동수단으로 전달되는 변속기를 구성할 때, 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛과 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛을 축간 평행에 의한 2중으로 조합하여서 된 기어결합체를 구성한 후, 상기 기어결합체의 다중 기어비에 의하여 제1 회전동력원의 회전수에 대한 변속비와 보조동력원의 회전수에 대한 변속비를 최적상태로 조합함으로써 제1 회전동력원이 최저 입력으로 설정된 회전수에서 구동 출력축의 회전수에 대한 변속범위를 임의적으로 다양하게 확장할 수 있는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치에 관한 것이다.

Description

2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치 { Two reply power source speed change gear using gear corporate bady }

본 발명은 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명의 출원인이 선출원한 '2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치(출원번호:10-2009-0107694)'의 계속된 발명으로서, 구동 입력축으로부터 전달되는 주동력원의 회전수가 유성기어유닛 또는 차동기어유닛의 기어비로 변속되어 구동수단으로 전달되는 변속기를 구성할 때, 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛과 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛을 축간 평행에 의한 2중으로 조합하여서 된 기어결합체를 구성한 후, 상기 기어결합체의 다중 기어비에 의하여 제1 회전동력원의 회전수에 대한 변속비와 보조동력원의 회전수에 대한 변속비를 최적상태로 조합함으로써 제1 회전동력원이 최저 입력으로 설정된 회전수에서 구동 출력축의 회전수에 대한 변속범위를 임의적으로 다양하게 확장할 수 있는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종의 산업 현장에서는 용도에 따라 산업기계나 호이스트, 물품이송용 컨베이어, 윈치, 엘리베이터 및 에스컬레이터 등 매우 다양한 곳에서 주원동력의 입력회전수를 용도에 맞게 기어비를 통하여 변속시켜 구동축의 구동수단으로 변속된 출력회전수를 전달하는 다양한 형태의 유단변속장치와 무단변속장치들이 널리 사용되고 있다.

그리고 출력 회전수가 일정간격을 두고 순차적으로 변속되어야 하는 유단변속장치의 경우 수동변속기 및 자동변속기가 차량용으로 널리 사용되고 있는 데, 위와 같은 유단 변속장치들을 차량용으로 적용할 경우 엔진효율을 높이는 효과는 있으나 운전자가 변속장치들을 상황에 맞게 조작하여야 하는 번거러움이 있었다.

이에 운전자가 변속장치들을 조작하지 않으면서 높은 동력전달효율과 주행 중 변속충격을 없애고 변속비를 자동적으로 제어하여 연비성능을 향상시키고 최적의 주행상태로 유지할 수 있는 무단 변속장치들이 자동차용 및 산업용으로 개발되고 있는 바, 상기 무단변속장치들의 경우 특정한 기어비를 가지는 유성기어유닛의 한 구성요소에 별도의 동력전달수단이 부가되는 구조로 되어 있고, 상기 동력전달수단의 동력전달형태에 따라 벨트방식 무단변속장치와, 유압식 무단변속기 및 기어식 무단변속기로 구분할 수 있다.

그런데 벨트식 무단변속기의 경우 한정된 벨트의 사이즈에 의하여 큰 동력을 전달할 수 없게 되어 변속범위가 일정구간에 한정되는 문제점이 있었고, 유압식 무단변속기는 회전체의 구름접촉에 의한 윤활재의 전단력으로 큰 동력을 전달할 수 있으나 상기 동력전달수단을 제어하기 위한 별도의 유압장치가 요구됨에 따라 복잡한 구조에 의하여 중량과 가격이 상승되는 문제점 과 연료소모가 많이 드는 등의 여러 가지 문제점들이 상존하고 있었다.

위와 같은 문제점으로 근래에는 기어식 무단변속의 원리를 이용하여 간단한 구조로 큰 동력을 전달할 수 있는 유성기어유닛을 이용한 다양한 형태의 변속장치가 많이 개발되어 선행기술로 공지되어 있다.

즉 중앙의 선(Sun)기어와 외곽의 링(Ring)기어, 그리고 그 사이의 유성기어들을 하나로 연결하는 유성기어 캐리어(Carrier)로 이루어져 있는 유성기어유닛을 이용한 유단변속장치 또는 무단변속장치는 선기어, 링기어, 유성기어캐리어로 구성된 이 세가지 요소들 중 두 개의 요소를 입출력 축으로 사용하고 나머지 하나의 요소에 클러치 등과 같은 별도의 동력제어기구를 연결하여 축력회전축의 회전력을 변속하는 구조로 되어 있다.

그러나 위와 같은 유성기어유닛을 이용한 종래의 유단변속장치 또는 무단변속장치들은 해당 유성기어유닛의 각 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]들의 지정된 기어비에 한정되어 출력 회전수가 변속되는 구조로 되어, 출력 회전수의 변속이 일정범위 내에서만 이루어지게 되는 문제점이 있었고, 특히 선기어와 링기어 유성기어캐리어의 조합으로 이루어진 유성기어유닛의 특성상 각 구성요소들의 크기가 상대적으로 일정비율의 크기로 한정될 수 밖에 없는 구조로 되어 있으므로 유성기어유닛에 대한 각 구성요소들의 기어비를 이용한 출력 회전수의 변속범위가 최대 3:1~6:1의 범위를 초과하기 어려운 구조로 되어 있는 바, 단일 또는 복수의 유성기어유닛을 이용한 종래의 무단변속장치는 출력 회전수의 변속범위가 극히 제한적으로 한정되는 근원적인 문제점을 가지고 있었던 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫째 목적은 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛과 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛의 직렬조합에 의하여 기어비가 확장된 기어결합체를 구성하고 그 기어결합체를 구성하고 있는 서로 다른 기어유닛의 각 어느 한 구성요소에 주 동력원이 되는 제1 회전동력원과 보조동력원이 되는 제2 회전동력원을 각각 부가하여 구동출력축의 출력 회전수에 대한 변속범위를 다양하게 확장할 수 있는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치를 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명의 둘째 목적은 기어결합체를 구성하고 있는 각 기어유닛들에 대한 각 구성요소들의 치합에 의한 다중 기어비에 의하여 구동출력축의 초기 출력 회전수를 정지출력(0 RPM)에서부터 임의적으로 소망하는 회전수로 조절할 수 있는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 셋째 목적은 주축으로 사용되는 유성기어유닛 또는 차동기어유닛의 어느 한 구성요소와 연결되면서 주축의 구동입력 회전부로 기관의 주 동력원이 전달되는 제1 회전원동력(P1)과, 부축으로 사용되는 유성기어유닛 또는 차동기어유닛의 어느 한 구성요소와 연결되면서 부축의 변속제어 회전부로 보조 동력원이 전달되는 제2 회전원동력(P2)이 연결될 때, 보조동력원의 회전수가 일정한 고정회전수 또는 순차적으로 변동되는 가변회전수로 선택가능하게 함으로써, 감속기를 포함한 유단변속기와 산업용 무단변속기 및 자동차용 무단변속기 등과 같이 변속장치의 사용용도를 확장할 수 있는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명에 의한 2개의 회전원동력과 기어결합체를 이용한 변속장치의 기어결합체(가)는

적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)들에 대한 각 구성요소[선기어(S)(S′),링기어(R)(R′),유성기어캐리어(C)(C′)]들이 기어치합에 의하여 각 유성기어유닛(110)(110′)들을 상호 축간 평행이 되도록 직렬 조합하여서 된 유성기어결합체(100)와;

적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)들에 대한 각 구성요소[차동A축(DA)(DA′),차동B축(DB)(DB′),피니언기어하우징(DP)(DP′)]들이 기어치합에 의하여 각 차동기어유닛(210)(210′)들을 상호 축간 평행이 되도록 직렬 조합하여서 된 차동기어결합체(200)와;

적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)에 대한 각 구성요소[선기어(S)(S′), 링기어(R)(R′), 유성기어캐리어(C)(C′)]와 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)에 대한 각 구성요소[차동A축(DA)(DA′), 차동B축(DB)(DB′), 피니언기어하우징(DP)(DP′)]들이 기어치합에 의하여 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)과 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)들을 상호 축간 평행이 되도록 직렬 조합하여서 된 복합기어 결합체(300)로 각각 분리 구성되어 있다.

그리고 본 발명에 의한 2개의 회전원동력과 기어결합체를 이용한 변속장치의 회전원동력(P)은 기관의 주 동력원이 되는 제1 회전원동력(P1)과 기어결합체(가)의 기어유닛의 변속비를 제어하는 보조동력원이 되는 제2 회전원동력(P2)으로 구성되어 있고, 제1 회전원동력(P1)은 그 회전수가 항상 일정한 제1 고정동력원(FP1)과 회전수가 순차적으로 변동되는 제1 가변동력원(VP1)으로 분리 구성되어 있으며, 제2 회전원동력(P2)은 그 회전수가 항상 일정한 제2 고정동력원(FP2)과 회전수가 순차적으로 변동되는 제2 가변동력원(VP2)으로 분리 구성되어 있다.

본 발명의 상기 유성기어결합체(100)는 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)들이 상호 축간 평행에 의한 직렬조합으로 구성되어 있는 데, 두 개의 유성기어유닛(110)(110′)들의 상호 직렬조합으로 된 유성기어결합체(100)는 주축(10)으로 사용되는 어느 한 유성기어유닛(110)의 어느 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]를 구동 입력회전부(11)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]를 변속용 제어회전부(12)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]를 출력회전부(13)로 구성하고, 부축(20)으로 사용되는 다른 한 유성기어유닛(110′)의 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]를 부축(20) 입력회전부(21)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]를 부축(20) 변속제어회전부(22)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]를 부축(20)의 구동 출력회전부(23)로 구성하되, 상기 주축(10) 구동 입력회전부(11)에는 제1 회전원동력(P1)이 부여되고 상기 부축(20) 입력회전부(21)에는 주축(10) 출력회전부(13)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14D)(14E)의 치합에 의하여 부여되며, 상기 부축(20)의 변속제어회전부(22)는 제2 회전원동력(P2)이 부여되고 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14B)(14C)의 치합으로 주축(10)의 변속제어회전부(12)와 결합되어 있고, 상기 부축(20)의 출력회전부(23)는 주축(10)의 입력 제1회전 동력원(P1)과 부축(20)의 입력 제2회전 동력원(P2)이 상호 결합 제어 후 최종 변속된 회전력의 구동 출력부로 사용된다.

그리고 본 발명에 의한 2개의 회전원동력과 기어결합체를 이용한 변속장치는 제1 고정동력원(FP1)과 제1 가변동력원(VP1) 중 어느 하나의 제1 회전원동력(P1)이 유성기어결합체(100)와 차동기어결합체(200) 및 복합기어결합체(300) 중 어느 하나의 기어결합체(가)를 구성하고 있는 기어유닛의 어느 한 구성요소와 결합되어 있고, 제2 고정동력원(FP2)과 제2 가변동력원(VP2) 중 어느 하나의 제2 회전원동력(P2)이 상기 기어결합체(가) 중 제1 회전원동력(P1)과 결합되지 않은 다른 기어유닛의 어느 한 구성요소와 결합되어 있다.

본 발명의 상기 차동기어결합체(200)는 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)들이 상호 축간 평행에 의한 직렬조합으로 구성되어 있는 데, 두 개의 차동기어유닛(210)들의 축간 평행에 의한 직렬조합으로 된 차동기어결합체(200)는 주축(30)으로 사용되는 어느 한 차동기어유닛(210)의 어느 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(30)의 구동 입력회전부(31)로 하고, 다른 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(30)의 변속용 제어회전부(32)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(30)의 출력회전부(33)로 구성하고, 부축(40)으로 사용되는 다른 한 차동기어유닛(210′)의 어느 한 구성요소[차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(40)의 입력회전부(41)로 하고, 다른 한 구성요소[차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(40)의 변속제어회전부(42)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(40)의 구동 출력회전부(43)로 구성하되, 상기 주축(30) 구동 입력회전부(31)에는 제1 회전원동력(P1)이 부여되고 상기 부축(40)의 입력회전부(41)에는 주축(30) 출력 입력회전부(33)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34D)(34E)의 치합에 의하여 부여되며, 상기 부축(40)의 변속제어회전부(42)는 제2 회전원동력(P2)이 부여되고 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34B)(34C)의 치합으로 주축(30)의 변속제어회전부(32)와 결합되어 있고, 상기 부축(40)의 출력회전부(43)는 주축(30)의 입력 제1회전 동력원(P1)과 부축(40)의 입력 제2회전 동력원(P2)이 상호 결합 제어 후 최종 변속된 회전력의 구동 출력부로 사용된다.

본 발명의 상기 복합기어결합체(300)는 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)과 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)들이 상호 축간 평행에 의한 직렬조합으로 구성되어 있는 데, 복합기어결합체(300)는 주축(50)으로 사용되는 어느 한 어느 한 유성기어유닛(110)의 각 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)] 또는 어느 한 차동기어유닛(210)의 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(50)의 구동 입력회전부(51)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C), 또는 차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(50)의 변속용 제어회전부(52)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C), 또는 차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(50)의 출력회전부(53)로 구성하고, 부축(60)으로 사용되는 다른 어느 한 유성기어유닛(110′) 또는 차동기어유닛(210′)의 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′), 또는 차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(60)의 입력회전부(61)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′), 또는 차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(60)의 변속제어회전부(62)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′), 또는 차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(60)의 구동 출력회전부(63)로 구성하되, 상기 주축(50)의 구동 입력회전부(51)에는 제1 회전원동력(P1)이 부여되고 상기 부축(60)의 입력회전부(61)에는 주축(50) 축력회전부(53)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54D)(54E)의 치합에 의하여 결합되며, 상기 부축(60)의 변속제어회전부(62)는 제2 회전원동력(P2)이 부여되고 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54B)(54C)의 치합으로 결합되어 있고, 상기 부축(60)의 출력회전부(63)는 주축(50)의 입력 제1회전 동력원(P1)과 부축(60)의 입력 제2회전 동력원(P2)이 상호 결합 제어 후 최종 변속된 회전력의 구동 출력부로 사용된다.

상기와 같이 된 본 발명은 변속범위를 기어결합체의 어느 한 유닛의 감속비에 한정되지 않고 저속범위 및 고속범위에 이르기까지 매우 다양한 변속범위를 구현할 수 있는 잇점이 있고, 기어결합체의 다양한 실시예에 따라 큰 폭의 감속비를 간단한 구조로 쉽게 실현할 수 있게 함으로써, 그 적용분야가감속기를 포함한 여러형태의 변속장치와 차량용과 산업용에도 적용할 수 있는 매우 큰 효과가 있다.

특히 차량용 변속장치의 경우 엔진동력을 기어결합체로 전달함으로써 동력전달과정에서 엔진효율을 극대화 하여 연료비가 절감될 뿐만 아니라, 간단한 구조를 가지면서 매우 큰 감속비를 실현할 수 있는 기어결합체의 부피를 컴펙트하게 제작할 수 있으므로, 제작경비를 현저하게 절감할 수 있는 등 경제적으로 도 매우 큰 효과가 나타나게 되는 것이다.

도 1,2는 본 발명의 기어결합체를 구성하고 있는
각 유성기어결합체의 결합관계를 도시한 각 실시예도
도 3,4는 본 발명의 기어결합체를 구성하고 있는
각 차동기어결합체의 결합관계를 도시한 각 실시예도
도 5,6은 본 발명의 기어결합체를 구성하고 있는
각 복합기어결합체의 결합관계를 도시한 각 실시예도

상기와 같은 구성 및 효과를 극명하여 나타내어 주는 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

<유성기어결합체(100)와 2개의 회전 원동력을 이용한 변속장치의 실시예 >

도 1은 본 발명의 기어결합체(가)가 2열의 유성기어유닛(110)(110′)으로 결합된 유성기어결합체(100)로 이루어진 제1 실시예에 따른 결합관계를 도시한 결합단면도이고, 도 2는 본 발명의 유성기어결합체(100)로 이루어진 제2 실시예에 따른 결합관계를 도시한 결합단면도이다.

먼저 도 1에 도시한 바와 같이, 본원 발명의 제 1실시예에 의한 유성기어 결합체(100)로 이루어진 2개의 회전원동력과 유성기어 결합체(100)를 이용한 변속장치의 결합관계를 살펴보기로 한다.

본 발명의 유성기어결합체(100)를 이용한 제 1실시예에 따른 변속과정을 설명하기 위한 전제조건을 아래와 같은 <표 1>를 설정한 후, 차량용일 때의 출력 회전수의 변속과정을 살펴보았다.

설정예 1

번 호	내 용
1	P1의 최저 회전수 - 700rpm
2	P2의 회전수 - P1의 회전 같은 방향으로 700rpm
3	유성기어유닛의 각 부 회전비(S:C:R) - 2 : 1 : 1
4	14B : 14C의 기어 회전비 - 1 : 1
5	14C : 14E의 기어 회전비 - 1 : 1

주축(10) 유성기어유닛(110)의 유성기어캐리어(C)는 제 1회전동력원(VP1,FP1)의 회전수가 변동되는 제1 가변동력원(VP1)이 주축(10)을 통하여 전달되는 주축(10)의 구동 입력회전부(11)로 사용되고, 선기어(S)는 주축(10)의 변속제어회전부(12)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(14B)와 결합되어 있으며, 링기어(R)는 주축(10)의 출력회전부(13)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(14D)와 결합되어 있다.

그리고 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 유성기어캐리어(C′)는 부축(20)의 입력회전부(21)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(14E)로 되어 있고, 선기어(S′)는 서로 다른 기어(14B)(14C)의 치합에 의하여 제 2회전동력원(VP2,FP2)의 회전수가 일정한 제2 고정동력원(FP2)을 전달받으면서 부축(20)의 변속제어회전부(22)로 사용되며, 링기어(R′)는 부축(20)의 구동 출력회전부(23)로 사용된다.

여기서 상기 주축(10) 유성기어유닛(110)의 변속제어회전부(12)는 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 변소제어회전부(12)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14B)(14C)들의 치합에 의하여 결합되어 있고, 상기 주축(10) 유성기어유닛(110)의 출력회전부(13)는 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 입력회전부(21)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14D)(14E)들의 치합에 의하여 결합되어 있다.

이때 상기 주축(10) 유성기어유닛(110)의 각 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]들의 회전비와 제1부축(20) 유성기어유닛(110′)의 각 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]들의 회전비는 모두 2 : 1 : 1로 설정한 후, 상기 주축(10)의 변속제어회전부(12)에 축설되어 있는 기어(14B)와 부축(20)의 변속제어회전부(22)에 축설되어 있는 기어(14C)는 기어비를 1 : 1로 하여 주축(10) 유성기어유닛(110)의 선기어(S)와 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 선기어(S′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하고, 상기 주축(10)의 출력회전부(13)에 축설되어 있는 기어(14B)와 부축(20)의 입력회전부(21)에 축설되어 있는 기어(14E)는 기어비를 1 : 1로 하고 주축(10) 유성기어유닛(100)의 링기어(R)와 부축(20) 유성기어유닛(100′)의 유성기어캐리어(C′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하였다.

또한 제2 고정동력원(FP2)의 회전수를 700RPM으로 설정한 후, 주축(10)의 구동 입력회전부(11)에 전달되는 제1 가변동력원(VP1)의 초기 최저 입력 회전수를 700RPM에서 4,000RPM까지 가변시켜 본 결과 아래 <표 2>와 같이 부축(20)의 구동 출력회전부(23)에 나타나는 회전수의 변화량이 ‘0’RPM에서부터 ‘3,300’RPM까지 변속되는 결과를 얻게 되었다.

즉 본 발명의 제1 실시예에 따른 변속장치는 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)의 각 구성요소들이 상호 축간 평행을 이루도록 하는 각 기어들의 치합에 의한 직렬조합으로 입력 회전수에 대한 출력 회전수의 변속범위를 임의적으로 확장할 수 있게 되는 것이다.

이때 본 발명의 상기 설정예에 한정되지 않고 결합형태의 구조, P2의 회전수, 각 기어비를 임의적으로 변화시키게 되면 해당 조합조건에 부합하는 변속비가 나타나게 되는 것이므로, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

※속도변환의 예(RPM)

구성요소	회전수(RPM)
VP1	700	800	900	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000
14B	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
14D	350	450	550	650	1150	1650	2150	2650	3150	3650
14C	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
14E	350	450	550	650	1150	1650	2150	2650	3150	3650
23	0	100	200	300	800	1300	1800	2300	2800	3300

다음으로 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유성기어결합체(100)를 이용한 제 2실시예에 따른 변속과정을 설명하기 위한 전제조건을 아래와 같은 <표 3>를 설정한 후, 출력 회전수의 변속과정을 살펴보았다.

※설정예 2

번 호	내 용
1	P1의 최저 회전수 - 700rpm
2	P2의 회전수 - P1의 회전 같은 방향으로 700rpm
3	유성기어유닛의 각 부 회전비(S:C:R) - 2 : 1 : 1
4	14B : 14C의 기어 회전비 - 1 : 1
5	14D : 14E의 기어 회전비 - 1 : 1

주축(10) 유성기어유닛(110)의 선기어(S)는 제 1회전동력원(VP1,FP1)의 회전수가 변동되는 제1 가변동력원(VP1)이 주축(10)을 통하여 전달되는 주축(10)의 구동 입력회전부(11)로 사용되고, 유성기어캐리어(C)는 서로 다른 기어(14B)(14C)의 치합에 의하여 제 2회전동력원(VP2,FP2)의 회전수가 일정한 제2 고정동력원(FP2)을 전달받으면서 주축(10)의 변속제어회전부(12)로 사용되며, 링기어(R)는 주축(10)의 출력회전부(13)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(14D)와 결합되어 있다.

그리고 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 유성기어캐리어(C′)는 부축(20)의 입력회전부(21)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14D)(14E)와 결합되어 있고, 선기어(S′)는 서로 다른 기어(14B)(14C)의 치합에 의하여 제 2회전동력원(VP2,FP2)의 회전수가 일정한 제2 고정동력원(FP2)을 전달받으면서 부축(20)의 변속제어회전부(22)로 사용되며, 링기어(R′)는 부축(20)의 구동 출력회전부(23)로 사용된다.

여기서 상기 주축(10) 유성기어유닛(110)의 변속제어회전부(12)는 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 변속제어회전부(22)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14B)(14C)들의 치합에 의하여 결합되어 있고, 상기 주축(10) 유성기어유닛(110)의 출력회전부(13)는 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 입력회전부(21)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14E)(14D)들의 치합에 의하여 결합되어 있다.

이때 상기 주축(10) 유성기어유닛(110)의 각 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]들의 회전비와 제1부축(20) 유성기어유닛(110′)의 각 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]들의 회전비는 모두 2 : 1 : 1로 설정한 후, 상기 주축(10)의 변속제어회전부(12)에 축설되어 있는 기어(14B)와 부축(20)의 변속제어회전부(22)에 축설되어 있는 기어(14C)는 기어비를 1 : 1로 하여 주축(10) 유성기어유닛(110)의 유성기어캐리어(C)와 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 선기어(S′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하고, 상기 주축(10)의 출력회전부(13)에 축설되어 있는 기어(14D)와 부축(20)의 입력회전부(21)에 축설되어 있는 기어(14E)는 기어비를 1 : 1로 하고, 주축(10) 유성기어유닛(110)의 링기어(R)와 부축(20) 유성기어유닛(110′)의 유성기어캐리어(C′)에 대한 기어비를 1 : 1로 설정하였다.

또한 제2 고정동력원(FP2)의 회전수를 700RPM으로 설정한 후, 주축(10)의 구동 입력회전부(11)에 전달되는 제1 가변동력원(VP1)의 초기 최저 입력 회전수를 700RPM에서 4,000RPM까지 가변시켜 본 결과 아래 <표 4>와 같이 부축(20)의 구동 출력회전부(23)에 나타나는 회전수의 변화량이 ‘0’RPM에서부터 ‘1650’RPM까지 변속되는 결과를 얻게 되었다.

※속도변환의 예 ( - 는 역회전방향)

구성요소	회전수(RPM)
VP1	700	800	900	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000
14B	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
14D	350	300	250	200	-50	-300	-550	-800	-1050	-1300
14C	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
14E	350	300	250	200	-50	-300	-550	-800	-1050	-1300
23	0	50	100	150	400	650	900	1150	1400	1650

즉 본 발명의 제2 실시예에 따른 변속장치는 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)의 각 구성요소들이 상호 축간 평행을 이루도록 하는 각 기어들의 치합에 의한 직렬조합으로 입력 회전수에 대한 출력 회전수의 변속범위를 임의적으로 확장할 수 있게 되는 것이다.

위 제2 실시예도 역시 상기 설정예에 한정되지 않고 결합형태의 구조, P2의 회전수 및 각 기어비를 임의적으로 변화시키게 되면 해당 조합조건에 부합하는 변속비가 나타나게 되는 것이므로, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

< 차동기어결합체(200)와 2개의 회전 원동력을 이용한 변속장치의 실시예 >

도 3은 본 발명의 기어결합체(가)가 2열의 차동기어유닛(210)(210′)으로 결합된 차동기어결합체(200)로 이루어진 제3 실시예에 따른 결합관계를 도시한 결합단면도이고, 도 4는 본 발명의 차동기어결합체(200)로 이루어진 제4 실시예에 따른 결합관계를 도시한 결합단면도이다.

먼저 도 3에 도시한 바와 같이, 본원 발명의 제3실시예에 의한 차동기어 결합체(200)로 이루어진 2개의 회전원동력과 차동기어 결합체(200)를 이용한 변속장치의 결합관계를 살펴보기로 한다.

본 발명의 차동기어결합체(200)를 이용한 제3 실시예에 따른 변속과정을 설명하기 위한 전제조건을 아래와 같은 <표 5>를 설정한 후, 출력 회전수의 변속과정을 살펴보았다.

※설정예 3

번 호	내 용
1	P1의 최저 회전수 - 700rpm
2	P2의 회전수 - P1의 회전 같은 방향으로 200rpm
3	차동기어유닛의 각 부 회전비 ? DP X 2 = DA + DB
4	34B : 34C의 기어 회전비 - 1 : 1
5	34D : 34E의 기어 회전비 ? 1.5 : 1

주축(30) 차동기어유닛(210)의 차동A축(DA)은 제 1회전동력원(VP1,FP1)의 회전수가 변동되는 제1 가변동력원(VP1)이 주축(30)을 통하여 전달되는 주축(30)의 구동 입력회전부(31)로 사용되며, 피니언기어하우징(DP)은 주축(30)의 변속제어회전부(32)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(34B)와 결합되어 있으며, 차동B축(DB)은 주축(30)의 출력회전부(33)로 사용되며 일정한 기어비를 가진 기어(34D)와 결합되어 있다.

그리고 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 차동B축(DB′)은 부축(40)의 입력회전부(41)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(34E)와 결합되어 있고, 피니언기어하우징(DP′)은 부축(40)의 출력회전부(43)로 사용되고, 차동A축(DA′)은 제 2회전동력원(VP2,FP2)의 회전수가 일정한 제2 고정동력원(FP2)을 전달받으면서 부축(40)의 변속제어회전부(42)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(34C)와 결합되어 있다.

여기서 상기 주축(30) 차동기어유닛(210)의 변속제어회전부(32)는 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 변속제어회전부(42)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34B)(34C)들의 치합에 의하여 결합되어 있고, 상기 주축(30) 차동기어유닛(210)의 출력회전부(33)는 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 입력회전부(41)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34D)(34E)들의 치합에 의하여 결합되어 있다.

이때 상기 각 차동기어유닛(210)(210′)의 각 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]들의 회전비를 [피니언기어하우징(DP) × 2 = 차동A축(DA) + 차동B축(DB)]가 되도록 설정한 후, 상기 주축(30)의 변속제어회전부(32)에 축설되어 있는 기어(34B)와 부축(40)의 변속제어회전부(42)에 축설되어 있는 기어(34C)는 기어비를 1 : 1로 하여 주축(30) 차동기어유닛(210)의 피니언기어하우징(DP)와 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 차동A축(DA′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하고, 상기 주축(30)의 출력회전부(33)에 축설되어 있는 기어(34D)와 부축(40)의 입력회전부(41)에 축설되어 있는 기어(34E)는 기어비를 1 : 1.5로 하여 주축(30) 차동기어유닛(210)의 차동B축(DB)와 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 차동B축(DB′)에 대한 회전비를 1.5 : 1로 설정하였다.

또한 제2 고정동력원(FP2)의 회전수를 200RPM으로 설정한 후, 주축(40)의 구동 입력회전부(41)에 전달되는 제1 가변동력원(VP1)의 초기 최저 입력 회전수를 700RPM에서 4,000RPM까지 가변시켜 본 결과 아래 <표 6>와 같이 부축(40)의 출력회전부(43)에 나타나는 회전수의 변화량이 ‘0’RPM에서부터 ‘1,200’RPM까지 변속되는 결과를 얻게 되었다.

※속도변환의 예 (소수점 1자리 이하 삭제)

구성요소	회전수(RPM)
VP1	700	800	900	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000
34B	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
34D	300	400	500	600	1100	1600	2100	2600	3100	3600
34C	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
34E	200	266.6	333.3	400	733.3	1066.6	1400	1733.3	2066.6	2400
43	0	133.3	166.6	200	366.6	533.3	700	866.6	1033.3	1200

즉 본 발명의 제3 실시예에 따른 변속장치는 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)의 각 구성요소들이 상호 축간 평행을 이루도록 하는 각 기어들의 치합에 의한 직렬조합으로 입력 회전수에 대한 출력 회전수의 변속범위를 임의적으로 확장할 수 있게 되는 것이다.

이때 본 발명의 상기 설정예에 한정되지 않고 결합형태의 구조 및 P2의 회전수, 각 기어비를 임의적으로 변화시키게 되면 해당 조합조건에 부합하는 변속비가 나타나게 되는 것이므로, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

다음으로 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 차동기어결합체(200)를 이용한 제4 실시예에 따른 변속과정을 설명하기 위한 전제조건을 아래와 같은 <표 7>를 설정한 후, 출력 회전수의 변속과정을 살펴보았다.

※설정예 4

번 호	내 용
1	P1의 최저 회전수 - 700rpm
2	P2의 회전수 - P1의 회전 같은 방향으로 700rpm
3	차동기어유닛의 각 부 회전비 ? DP X 2 = DA + DB
4	34B : 34C의 기어 회전비 - 1 : 1
5	34D : 34E의 기어 회전비 - 2 : 1

주축(30) 차동기어유닛(210)의 피니언기어하우징(DP)은 제 1회전동력원(VP1,FP1)의 회전수가 변동되는 제1 가변동력원(VP1)이 전달되는 주축(30)의 구동 입력회전부(31)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(34A)와 결합되어 있고, 차동A축(DA)은 주축(30)의 변속제어회전부(32)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(34B)와 결합되어 있으며, 차동B축(DB)은 주축(40)의 출력회전부(43)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(34D)와 결합되어 있다.

그리고 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 피니언기어하우징(DP′)은 부축(40)의 입력회전부(41)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(34E)와 결합되어 있고, 차동A축(DA′)은 서로 다른 기어(34B)(34C)의 치합에 의하여 제 2회전동력원(VP2,FP2)의 회전수가 일정한 제2 고정동력원(FP2)을 전달받으면서 부축(40)의 변속제어회전부(42)로 사용되며, 차동B축(DB′)은 부축(40)의 구동 출력회전부(43)로 사용된다.

여기서 상기 주축(30) 차동기어유닛(210)의 변속제어회전부(32)는 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 변속제어회전부(42)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34B)(34C)들의 치합에 의하여 결합되어 있고, 상기 주축(30) 차동기어유닛(210)의 출력회전부(33)는 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 입력회전부(41)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34D)(34E)들의 치합에 의하여 결합되어 있다.

이때 상기 각 차동기어유닛(210)의 각 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]들의 회전비를 [피니언기어하우징(DP) × 2 = 차동A축(DA) + 차동B축(DB)]가 되도록 설정한 후, 상기 주축(30)의 변속제어회전부(32)에 축설되어 있는 기어(34B)와 부축(40)의 변속제어회전부(42)에 축설되어 있는 기어(34C)는 기어비를 1 : 1로 하여 주축(30) 차동기어유닛(210)의 차동A축(DA)와 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 차동A축(DA′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하고, 상기 주축(30)의 출력회전부(33)에 축설되어 있는 기어(34D)와 부축(50)의 입력회전부(41)에 축설되어 있는 기어(34E)는 기어비를 1 : 2로 하여 주축(30) 차동기어유닛(210)의 차동B축(DB)와 부축(40) 차동기어유닛(210′)의 피니언기어하우징(DP′)에 대한 회전비를 2 : 1로 설정하였다.

또한 제2 고정동력원(FP2)의 회전수를 700RPM으로 설정한 후, 주축(30)의 구동 입력회전부(31)에 전달되는 제1 가변동력원(VP1)의 초기 최저 입력 회전수를 700RPM에서 4,000RPM까지 가변시켜 본 결과 아래 <표 8>와 같이 부축(40)의 출력회전부(43)에 나타나는 회전수의 변화량이 ‘0’RPM에서부터 ‘6,600’RPM까지 변속되는 결과를 얻게 되었다.

※속도변환의 예

구성요소	회전수(RPM)
VP1	700	800	900	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000
34B	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
34D	700	900	1100	1300	2300	3300	4300	5300	6300	7300
44C	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
44E	350	450	550	650	1150	1650	2150	2650	3150	3650
43	0	200	400	600	1600	2600	3600	4600	5600	6600

즉 본 발명의 제4 실시예에 따른 변속장치는 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)의 각 구성요소들이 상호 축간 평행을 이루도록 하는 각 기어들의 치합에 의한 직렬조합으로 입력 회전수에 대한 출력 회전수의 변속범위를 임의적으로 확장할 수 있게 되는 것이다.

이때 본 발명의 상기 설정예에 한정되지 않고 결합형태의 구조 및 P2의 회전수, 각 기어비를 임의적으로 변화시키게 되면 해당 조합조건에 부합하는 변속비가 나타나게 되는 것이므로, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

<복합기어결합체(300)와 2개의 회전 원동력을 이용한 변속장치의 실시예 >

도 5는 본 발명의 기어결합체(가)가 주축(50)으로 사용되는 어느 한 차동기어유닛(210)과 부축(60)으로 사용되는 어느 한 유성기어유닛(110′)이 결합된 복합기어결합체(300)로 이루어진 제5 실시예에 따른 결합관계를 도시한 결합단면도이고, 도 6은 본 발명의 복합기어결합체(300)로 이루어진 제6 실시예에 따른 결합관계를 도시한 결합단면도이다.

먼저 도 5에 도시한 바와 같이, 본원 발명의 제5 실시예에 의한 복합기어 결합체(300)로 이루어진 2개의 회전원동력과 복합기어 결합체(300)를 이용한 변속장치의 결합관계를 살펴보기로 한다.

본 발명의 복합기어결합체(300)를 이용한 제5 실시예에 따른 변속과정을 설명하기 위한 전제조건을 아래와 같은 <표 9>를 설정한 후, 출력 회전수의 변속과정을 살펴보았다.

※설정예 5

번 호	내 용
1	P1의 최저 회전수 - 700rpm
2	P2의 회전수 - P1의 회전 같은 방향으로 175rpm
3	유성기어유닛의 각 부 회전비(S:C:R) - 2 : 1 : 1
4	차동기어유닛의 각 부 회전비 ? DP X 2 = DA + DB
5	54B : 54C의 기어 회전비 - 1 : 1
6	54D : 54E의 기어 회전비 - 1 : 1

주축(50) 차동기어유닛(210)의 차동A축(DA)은 제 1회전동력원(VP1,FP1)의 회전수가 변동되는 제1 가변동력원(VP1)이 주축(50)을 통하여 전달되는 주축(50)의 입력회전부(51)로 사용되며, 피니언기어하우징(DP)은 주축(50)의 변속제어회전부(52)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(54B)와 결합되어 있으며, 차동B축(DB)은 주축(50)의 출력회전부(53)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(54D)와 결합되어 있다.

부축(60) 유성기어유닛(110′)의 선기어(S′)는 부축(60)의 입력회전부(63)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(54E)와 결합되어 있고, 링기어(R′)는 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54B)(54C)의 치합에 의하여 제 2회전동력원(VP2,FP2)의 회전수가 일정한 제2 고정동력원(FP2)을 전달받으면서 부축(60)의 변속제어회전부(62)로 사용되며, 유성기어캐리어(C′)는 부축(60)의 구동 출력회전부(63)로 사용된다.

여기서 상기 주축(50) 차동기어유닛(210)의 변속제어회전부(52)는 부축(60) 유성기어유닛(110′)의 변속제어회전부(62)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54B)(54C)들의 치합에 의하여 결합되어 있고, 상기 주축(50) 차동기어유닛(210)의 출력회전부(53)는 부축(60) 유성기어유닛(110′)의 입력회전부(61)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54D)(54E)들의 치합에 의하여 결합되어 있다.

이때 상기 주축(50) 차동기어유닛(210)의 각 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]들의 회전비를 [피니언기어하우징(DP) × 2 = 차동A축(DA) + 차동B축(DB)]로 설정하고 상기 부축(60) 유성기어유닛(110′)의 각 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]들의 회전비는 2 : 1 : 1이 되도록 설정한 후, 상기 주축(50)의 변속제어회전부(52)에 축설되어 있는 기어(54B)와 부축(60)의 변속제어회전부(62)에 축설되어 있는 기어(54C)는 기어비를 1 : 1로 하고, 주축(50) 차동기어유닛(210)의 차동A축(DA)와 와 부축(60) 유성기어유닛(110′)의 링기어(R′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하고, 상기 주축(50)의 출력회전부(53)에 축설되어 있는 기어(54D)와 부축(60)의 입력회전부(61)에 축설되어 있는 기어(54E)는 기어비를 1 : 1로 하여 주축(50) 차동기어유닛(210)의 차동B축(DB) 와 부축(60) 유성기어유닛(100′)의 선기어(S′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하였다.

또한 주축(50) 차동기어유닛(210)의 입력회전부 차동A축(DA)과 회전 같은 방향으로 회전하는 제2 고정동력원(FP2)의 회전수를 175RPM으로 설정한 후, 주축(50)의 구동 입력회전부(51)에 전달되는 제1 가변동력원(VP1)의 초기 최저 입력 회전수를 700RPM에서 4,000RPM까지 가변시켜 본 결과 <표 10>과 같이, 부축(60)의 출력회전부(63)에 나타나는 회전수의 변화량이 ‘0’RPM에서부터 ‘1,650’RPM까지 변속되는 결과를 얻게 되었다.

※속도변환의 예

구성요소	회전수(RPM)
VP1	700	800	900	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000
54B	175	175	175	175	175	175	175	175	175	175
54D	350	450	550	650	1150	1650	2150	2650	3150	3650
54C	175	175	175	175	175	175	175	175	172	175
54E	350	450	550	650	1150	1650	2150	2650	3150	3650
63	0	50	100	150	400	650	900	1150	1400	1650

즉 본 발명의 제5 실시예에 따른 변속장치는 주축(50)으로 사용되는 어느 하나의 차동기어유닛(210)의 각 구성요소들과, 부축(60)으로 사용되는 어느 하나의 유성기어유닛(110′)의 각 구성요소들이 상호 축간 평행을 이루도록 하는 각 기어들의 치합에 의한 직렬조합으로 입력 회전수에 대한 출력 회전수의 변속범위를 임의적으로 확장할 수 있게 되는 것이다.

이때 본 발명의 상기 설정예에 한정되지 않고 결합형태의 구조 및 P2외 회전수, 각 기어비를 임의적으로 변화시키게 되면 해당 조합조건에 부합하는 변속비가 나타나게 되는 것이므로, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

다음으로 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 복합기어결합체(300)를 이용한 제6실시예에 따른 변속과정을 설명하기 위한 전제조건을 아래와 같은 <표 11>를 설정한 후, 출력 회전수의 변속과정을 살펴보았다.

※설정예 6

번 호	내 용
1	P1의 최저 회전수 - 700rpm
2	P2의 회전수 - P1의 회전 같은 방향으로 700rpm
3	유성기어유닛의 각 부 회전비(S:C:R) - 2 : 1 : 1
4	차동기어유닛의 각 부 회전비 ? DP X 2 = DA + DB
5	54B : 54C의 기어 회전비 - 1 : 1
6	54D : 54E의 기어 회전비 - 1 : 1

주축(50) 유성기어유닛(110)의 선기어(S)는 제 1회전동력원(VP1,FP1)의 회전수가 변동되는 제1 가변동력원(VP1)이 주축(50)을 통하여 전달되는 주축(50)의 구동 입력회전부(51)로 사용되고, 유성기어캐리어(C)는 주축(50)의 변속제어회전부(52)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(54B)와 결합되어 있으며, 링기어(R)는 주축(50)의 출력회전부(53)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(54D)와 결합되어 있다.

부축(60) 차동기어유닛(210′)의 피니언기어하우징(DP′)은 부축(60)의 입력회전부(61)로 사용되면서 일정한 기어비를 가진 기어(54E)와 결합되어 있고, 차동A축(DA′)은 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54B)(54C)의 치합에 의하여 제 2회전동력원(VP2,FP2)의 회전수가 일정한 제2 고정동력원(FP2)을 전달받으면서 부축(60)의 변속제어회전부(62)로 사용되며, 차동B축(DB′)은 부축(60)의 구동 출력회전부(63)로 사용된다.

여기서 상기 주축(50) 유성기어유닛(110)의 변속제어회전부(52)는 부축(60) 차동기어유닛(210′)의 변속제어회전부(62)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54B)(54C)들의 치합에 의하여 결합되어 있고, 상기 주축(50) 유성기어유닛(110)의 출력회전부(53)는 부축(60) 차동기어유닛(210′)의 입력회전부(61)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54D)(54E)들의 치합에 의하여 결합되어 있다.

이때 상기 주축(70) 유성기어유닛(110)의 각 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]들의 회전비는 2 : 1 : 1로 설정하고 상기 제1부축(80) 차동기어유닛(210′)의 각 구성요소[차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]들의 회전비를 [피니언기어하우징(DP′) × 2 = 차동A축(DA′) + 차동B축(DB′)]가 되도록 설정한 후, 상기 주축(50)의 변속제어회전부(52)에 축설되어 있는 기어(54B)와 부축(60)의 변속제어회전부(62)에 축설되어 있는 기어(54C)는 기어비를 1 : 1로 하여 주축(50) 유성기어유닛(110)의 유성기어캐리어(C)와 부축(60) 차동기어유닛(210′)의 차동A축(DA′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하고, 상기 주축(50)의 출력회전부(52)에 축설되어 있는 기어(54D)와 부축(60)의 입력회전부(61)에 축설되어 있는 기어(54E)는 기어비를 1 : 1로 하여 주축(50) 유성기어유닛(100)의 링기어(R)와 부축(60) 차동기어유닛(210′)의 피니언기어하우징(DP′)에 대한 회전비를 1 : 1로 설정하였다.

또한 주축(50) 유성기어유닛(110)의 입력회전부(51)의 회전과 같은 방향으로 회전하는 제2 고정동력원(FP2)의 회전수를 700RPM으로 설정한 후, 주축(50)의 구동 입력회전부(51)에 전달되는 제1 가변동력원(VP1)의 초기 최저 입력 회전수를 700RPM에서 4,000RPM까지 가변시켜 본 결과 <표 12>과 같이, 부축(60)의 출력회전부(63)에 나타나는 회전수의 변화량이 ‘0’RPM에서부터 ‘3,300’RPM까지 변속되는 결과를 얻게 되었다.

※속도변환의 예 (-는 역회전방향)

구성요소	회전수(RPM)
VP1	700	800	900	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000
54B	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
54K	350	300	250	200	-50	-300	-550	-8000	-1050	-1300
54D	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
54E	350	300	250	200	-50	-300	-550	-800	-1050	-1300
63	0	100	200	300	800	1300	1800	2300	2800	3300

즉 본 발명의 제6 실시예에 따른 변속장치는 주축(50)으로 사용되는 어느 하나의 유성기어유닛(110)의 각 구성요소들과, 부축(60)으로 사용되는 어느 하나의 차동기어유닛(210′)의 각 구성요소들이 상호 축간 평행을 이루도록 하는 각 기어들의 치합에 의한 직렬조합으로 입력 회전수에 대한 출력 회전수의 변속범위를 임의적으로 확장할 수 있게 되는 것이다.

이때 본 발명의 상기 설정예에 한정되지 않고 결합형태의 구조 및 P2의 회전수, 각 기어비를 임의적으로 변화시키게 되면 해당 조합조건에 부합하는 변속비가 나타나게 되는 것이므로, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

가 : 기어결합체 100 : 유성기어결합체 110,110′ : 유성기어유닛200 200 : 차동기어결합체 210,210′ : 차동기어유닛300 300 : 복합기어결합체
10,30,50 : 주축 20,40,60 : 부축
11,31,51 : 구동입력회전부 21,41,61 : 부축의 입력회전부
12,32,52 : 변속제어회전부 22,42,62 : 부축의 변속제어회전부13,33,53 : 출력회전부 23,43,63 : 부축의 구동 출력회전부14,34,54 : 기어

Claims (3)

1. 기어유닛을 이용한 변속장치에 있어서, 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)들에 대한 각 구성요소[선기어(S)(S′), 링기어(R)(R′), 유성기어캐리어(C)(C′)]들이 기어치합에 의하여 각 유성기어유닛(110)(110′)들을 상호 축간 평행이 되도록 직렬 조합하여서 된 유성기어결합체(100)와;적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)들에 대한 각 구성요소[차동A축(DA)(DA′), 차동B축(DB)(DB′), 피니언기어하우징(DP)(DP′)]들이 기어치합에 의하여 각 차동기어유닛(210)(210′)들을 상호 축간 평행이 되도록 직렬 조합하여서 된 차동기어결합체(200)와;적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)에 대한 각 구성요소[선기어(S)(S′), 링기어(R)(R′), 유성기어캐리어(C)(C′)]와 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)에 대한 각 구성요소[차동A축(DA)(DA′), 차동B축(DB)(DB′), 피니언기어하우징(DP)(DP′)]들이 기어치합에 의하여 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)와 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)들을 상호 축간 평행이 되도록 직렬 조합하여서 된 복합기어 결합체(300);들 중 어느 한 기어결합체로 구성하고 그 기어결합체 중 유성기어결합체(100)는 주축(10)으로 사용되는 어느 한 유성기어유닛(110)의 어느 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]를 구동 입력회전부(11)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]를 변속용 제어회전부(12)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)]를 출력회전부(13)로 구성하고, 부축(20)으로 사용되는 다른 한 유성기어유닛(110′)의 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]를 부축(20) 입력회전부(21)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]를 부축 변속제어회전부(22)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′)]를 부축(20)의 구동 출력회전부(23)로 구성하되, 상기 주축(10) 구동 입력회전부(11)에는 제1 회전원동력(VP1,FP1)이 부여되고, 상기 부축(20) 입력회전부(21)에는 주축 출력회전부(13)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14D)(14E)의 치합에 의하여 결합되며, 상기 부축(20)의 변속제어회전부(22)는 제2 회전원동력(FP2,VP2)이 부여되고 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(14B)(14C)의 치합으로 주축(10)의 변속제어회전부(12)와 결합되어 있고, 상기 부축(20)의 구동 출력회전부(23)는 주축(10)에서 제어된 입력 제1회전동력원(VP1,FP1)의 회전력과 부축(20)의 입력 제2회전동력원(VP2,FP2)의 입력 회전력이 상호 결합괸 제어에 의하여 최종 변속된 회전력의 구동출력부로 사용되는 2개의 유성기어유닛(110)(110′)들이 상호 축간 평행에 의한 직렬조합으로 이루어짐을 특징으로 하는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치.
   
2. 제1항에 있어서, 기어결합체는 주축(30)으로 사용되는 어느 한 차동기어유닛(210)의 어느 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(30)의 구동 입력회전부(31)로 하고, 다른 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(30)의 변속 제어회전부(32)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(30)의 출력회전부(33)로 구성하고, 부축(40)으로 사용되는 다른 한 차동기어유닛(210′)의 어느 한 구성요소[차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(40)의 입력회전부(41)로 하고, 다른 한 구성요소[차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(40)의 변속제어회전부(42)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(40)의 구동 출력회전부(43)로 구성하되, 상기 주축(30) 구동 입력회전부(31)에는 제1 회전원동력(FP1,VP1)이 부여되고 상기 부축(40)의 입력회전부(41)에는 주축(30) 출력회전부(31)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34D)(34E)의 치합에 의하여 결합되며, 상기 부축(40)의 변속제어회전부(42)는 제2 회전원동력(VP2,FP2)이 부여되고 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(34B)(34C)의 치합으로 주축(30)의 변속제어회전부(32)와 결합되어 있고, 상기 부축(40)의 구동 출력회전부(43)는 주축(30)에서 제어된 입력 제1회전동력원(VP1,FP1)의 회전력과 부축(40)의 입력 제2회전동력원(VP2,FP2)의 입력 회전력이 상호 결합된 제어에 의하여 최종 변속된 회전력의 구동 출력부로 사용되는 2개의 차동기어유닛(210)(210′)들이 상호 축간 평행에 의한 직렬 조합으로 된 차동기어결합체(200)로 이루어짐을 특징으로 하는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 복합기어결합체(300)는 주축(50)으로 사용되는 어느 한 유성기어유닛(110)의 어느 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C)] 또는 어느 한 차동기어유닛(210)의 어느 한 구성요소[차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(50)의 구동 입력회전부(51)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C), 또는 차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(50)의 변속 제어회전부(52)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S), 링기어(R), 유성기어캐리어(C), 또는 차동A축(DA), 차동B축(DB), 피니언기어하우징(DP)]를 주축(50)의 출력회전부(53)로 구성하고, 부축(60)으로 사용되는 다른 어느 한 유성기어유닛(110′) 또는 차동기어유닛(210′)의 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′), 또는 차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(60)의 입력회전부(61)로 하고, 다른 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′), 또는 차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(60)의 변속제어회전부(62)로 하며, 또 다른 어느 한 구성요소[선기어(S′), 링기어(R′), 유성기어캐리어(C′), 또는 차동A축(DA′), 차동B축(DB′), 피니언기어하우징(DP′)]를 부축(60)의 구동 출력회전부(63)로 구성하되, 상기 주축(50)의 구동 입력회전부(51)에는 제1 회전원동력(VP1,FP1)이 부여되고 상기 부축(60)의 입력회전부(61)에는 주축(50) 출력회전부(53)와 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54D)(54E)의 치합에 의하여 결합되며, 상기 부축(60)의 변속제어회전부(62)는 제2 회전원동력(VP2,FP2)이 부여되고 일정한 기어비를 가진 서로 다른 기어(54B)(54C)의 치합으로 주축(50)의 변속제어회전부(52)와 결합되어 있고, 상기 부축(60)의 구동 출력회전부(63)는 주축(50)에 제어된 입력 제1회전동력원(VP1,FP1)의 회전력과 부축(60)의 입력 제2회전동력원(VP2,FP2)의 입력 회전력이 상호 결합된 제어에 의하여 최종 변속된 회전력의 구동 출력부로 사용되는 적어도 한 개 이상의 유성기어유닛(110)(110′)과 적어도 한 개 이상의 차동기어유닛(210)(210′)들이 상호 축간 평행에 의한 직렬조합으로 된 복합기어결합체(300)로 이루어짐을 특징으로 하는 2개의 회전동력원과 기어결합체를 이용한 변속장치.

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