KR101215972B1

KR101215972B1 - Transmission Agency of Transportation

Info

Publication number: KR101215972B1
Application number: KR1020100016937A
Authority: KR
Inventors: 김종대; 나필찬
Original assignee: 주식회사 필택
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2012-12-27
Also published as: KR20110097214A

Abstract

본 발명은 본 발명은 2륜 내지 4륜을 이용한 자전거나 수레 등 원동기 또는 비원동기식 모든 수송기구의 구동력 전달을 위한 변속기를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 발명은 무 체인방식으로 구동력을 차동기어방식의 미동변속부와 내접기어방식의 조동변속부, 그리고 교차 축 동력전달방식의 출력부들이 변속레버로 임의적이고 선택적으로 관계하는 것에 의해 저 내지 고속의 조동변속단 각각에서 다단계적으로 미동 변속을 이루게 한 것이다.The present invention is achieved by providing a transmission for transmitting the driving force of all the motor or non-motorized vehicle such as a bicycle or a wagon using two to four wheels, the present invention is a chainless differential drive system driving force The micro-shifting gears, the internal gear-driven coarse gearshift gears, and the outputs of the cross-axis power transmission method are arbitrarily and selectively associated with the shifting lever to achieve multi-stage shifting in each of the low to high speed shifting gear stages. It is.

Description

Transmission Agency of Transportation

본 발명은 구동력의 회전 속도나 회전력을 바꾸는 기계적인 단계 변속기 및 그 변속기를 구비한 2륜 내지 4륜의 자전거나 수레 등 원동기 또는 비원동기식 모든 수송기구의 변속기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanical stage transmission that changes the rotational speed or rotational force of a driving force, and transmissions of all motorized or non-motorized vehicles such as two to four-wheeled bicycles and wagons provided with the transmission.

자전거나 수레 등의 모든 수송기구는 대략 2륜 내지 4륜을 이용하여 원동기 또는 비원동기식으로 자주하게 되는데, 그러한 원동기 또는 비원동기식의 수송기구는 대략 엔진 또는 발로 밟는 힘 등의 구동력이 소정의 동력전달장치를 통해 전륜이나 후륜 측으로 전달되어 소기의 주행을 이루게 된다.All vehicles such as bicycles and carts are frequently used as prime movers or non-motors using approximately two to four wheels. Such prime movers or non-motorized vehicles have a predetermined power transmission such as an engine or a stepping force. It is transmitted to the front wheel or the rear wheel through the device to achieve the desired driving.

이러한 수송기구는 구동력을 차륜 측으로 전달시키기 위한 동력전달장치에 그 구동력의 효율증대와 속도 가감을 위한 변속기가 부가적으로 구비되어서 초기 구동 또는 속도가 증가하는 주행조건이나 도로 환경에 따른 적절한 주행을 이루게 되는데, 그 일례로 자전거 변속기는, 대략 기계적인 단계 변속장치로 대 및 소의 스프로킷이 단차적으로 배열되는 주동 및 종동 측의 사이를 체인으로 연결하고 이 체인을 주동 및 종동의 대 및 소의 스프로킷들로 옮겨가며 그의 기어비에 의해 변속시키는 것과, 그리고 주동 또는 종동축에 대 또는 소의 평기어들을 적절히 병렬로 배치시키고 이들을 상호 교번적으로 교합시키면서 그의 기어비에 의해 변속시키는 것을 들을 수 있다.Such a transport mechanism is provided with a power transmission device for transmitting the driving force to the wheel side and additionally equipped with a transmission for increasing the efficiency of the driving force and increasing or decreasing the speed, so as to achieve proper driving according to the driving conditions or road conditions where the initial driving or speed is increased. In one example, a bicycle transmission is a roughly mechanical step gearing, which chains between the main and driven sides where the large and small sprockets are arranged stepwise and connects the chain to the main and small sprockets of the main and driven drives. Shifting and shifting by his gear ratio, and by shifting his gear ratio by arranging large or small spur gears in the main or driven shaft in proper parallel and alternating with each other.

그런데 이러한 변속기들에서 전자의 경우를 보면, 상기에서 설명한 바와 같이 단차적으로 배치되는 다단계의 주동 및 종동 스프로킷 사이에서 체인이 옮겨지면서 소기의 변속을 이루게 하고 있는데, 이러한 변속은 그 변속과정에서 빈번한 체인의 이탈현상이 발생하여 기구적으로 안정되지 못하고 동력전달 효율이 떨어지고 있으며, 또 이러한 체인의 이탈방지를 위해 변속기의 주위에 안내 보조기구들이 부가적으로 추가되어 그 구조가 복잡해지고 있다. 또한 차체의 외부로 노출, 즉 외장형으로 설치되어 차체의 외관이 저조해지고 기계요소들의 부식 등 유지 및 관리가 용이하지 못한 등의 많은 문제점이 있을 뿐 아니라, 스프로킷과 체인을 이용한 변속기에서는 변환작용이 낮은 단에서 높은 단, 또는 그 반대에서 순차적으로 거치는 과정을 필연적으로 이루어야 하므로 그 변환작용이 자유롭지 못한 문제점이 있었다.However, in the case of the former in these transmissions, as described above, the chain is moved between the multi-stage driving and driven sprockets that are stepped to achieve the desired shift, which is a frequent chain in the shifting process. Deviation occurs and mechanical stability is not stabilized and power transmission efficiency is deteriorated. Also, in order to prevent the departure of the chain, guide aids are added to the periphery of the transmission to make the structure complicated. In addition, there are many problems such as exposure to the outside of the body, that is, installed externally, resulting in poor appearance of the body and inability to maintain and manage such as corrosion of mechanical elements, and low transmission in the transmission using sprockets and chains. There is a problem in that the conversion action is not free because it must inevitably go through the step from the high to the step, or vice versa sequentially.

그리하여 근래에 와서는 변속기 구조의 간소화와 차체 외관 등을 고려하여 상기에서와 같은 전자 외장형의 변속기 보다는 대 및 소의 평기어 또는 그 이외의 동력전달요소들을 이용해 차체의 주동 및 종동축상에서 내장형으로 설치되는 후자의 변속기가 많이 개발되고 있다.Therefore, in recent years, in consideration of the simplification of the transmission structure and the appearance of the vehicle body, it is installed in the main body and driven shaft of the body using large and small spur gears or other power transmission elements rather than the electronic external transmission as described above. The latter transmission is being developed a lot.

이러한 내장형의 변속기는 상기 외장형 변속기에서의 외관 또는 기기의 구동에 안정성 및 부식 등으로 인한 유지 및 관리의 문제점들은 해결하였으나, 소기의 변속단수를 얻기 위해서는 동력전달요소들의 수가 증가 되는 등 그 구조가 복잡해지고 있다. The internal transmission solves the problems of maintenance and management due to stability and corrosion in the external transmission or the operation of the device, but the structure is complicated such that the number of power transmission elements is increased to obtain the desired transmission speed. ought.

더 상세하게는, 크기를 달리하는 대 및 소의 동력전달요소들을 주동 및 종동 2축 상으로 분리하여 단차적으로 배치시키고, 이들 각각의 주동 및 종동축 상에서 상호 대치되는 대 및 소의 동력전달요소들을 교번적으로 상호 교합시키면서 속도변환을 이루게 하고 있다.More specifically, the large and small power transmission elements of different sizes are separated on the main and driven two axes, and are arranged stepwise, and the large and small power transmission elements alternated on each of the main and driven axes are alternated. By interlocking with each other, speed conversion is achieved.

이렇게 크기를 달리하는 대 및 소의 동력전달요소를 이용하는 경우 기어설계의 토크 전달능력이 저하되는, 다시 설명하면 동력전달 작용점이 축을 벗어나 2축 상으로 분리 설치되는 동력전달요소들 사이의 교합 부분인 중간에서 이루어 2축들로 구동력(힘)이 분산되어 동력 전달능력이 떨어짐과 아울러, 각각의 축에 작용하는 편향력에 의한 축수의 편마모 현상이 일어나 부품의 사용수명을 단축시키는 문제점이 따르고 있다.In the case of using large and small power transmission elements of different sizes, the torque transmission capacity of the gear design is degraded. The driving force (force) is distributed to the two axes to reduce the power transmission capacity, along with the problem of shortened wear life of the number of shafts due to the biasing force acting on each axis is shortened.

그리고 상기에서와 같이 2축을 이용하는 것은 동력전달계통이 구조적으로 복잡해짐은 물론 그 축간거리에 의해 기기의 부피와 무게가 증대되고 있으며, 이러한 변속기를 자전거에 적용 시 설치가 용이하지 못하였을 뿐 아니라, 부가적으로 설치되는 중량의 변속기에 의해 차체의 중량이 증가 되어서 그에 따른 에너지의 손실로 수송기구의 효율적인 주행을 이루지 못한 문제점이 따르고 있는 것이다In addition, as described above, the use of two axes is not only structurally complicated in the power transmission system, but also increases the volume and weight of the device due to the distance between the shafts. In addition, the weight of the vehicle body is increased by the additionally installed transmission, which causes a problem of failing to efficiently drive the vehicle due to the loss of energy.

또 변속기의 동력전달요소들의 상호관계, 즉 변속을 위해서 주동 및 종동 2축상에 병렬로 배치되는 대응 측 기어와의 교합 또는 스플라인축 교합으로 이루는 변속단 각각에서 그 교합 이전에 구동력 전달이 단절되는 현상이 일어나는, 다시 설명하면 주동 측과 대기 측인 종동 측의 교합 위치가 인접한 경우는 큰 문제가 없으나 먼거리에서는 그 거리에 비례하여 단절현상이 길게 일어나고 있으며, 더욱이 기어들의 교합점이 축으로부터 원거리에 위치하여 동력 전달능력 저하는 물론 교합 충격이 커지고 있다.In addition, the relationship between the power transmission elements of the transmission, that is, the driving force transmission is interrupted before the engagement at each shift stage consisting of the mating or spline shaft engagement with the corresponding gears arranged in parallel on the main and driven two axes for shifting. In this case, when the occlusal position of the main side and the driven side are adjacent to each other, there is no big problem. However, in the long distance, the disconnection phenomenon occurs in proportion to the distance, and further, the occlusal point of the gears is located far from the axis. The deterioration in transmission is of course increasing occlusal shock.

그리하여 상기에서와 같은 구동력 전달의 단절현상은 에너지의 손실은 물론, 비원동기식의 자전거인 경우 일시적인 무 부하 상태로 구동력이 인가되는 페달이 헛도는 현상이 일어나고, 이렇게 페달이 헛돌아 변속 단에서 일어나는 큰 충격 등으로 인해 그 변속과정이 거칠고 부드럽지 못하며 운전이 불안정한 등의 많은 문제점이 따르고 있는 것이다.Thus, the disconnection of the driving force transmission as described above causes a loss of energy, as well as a phenomenon in which a pedal to which driving force is applied in a temporary non-loading state in the case of a non-motorized bicycle is idle. Due to a large impact, the shifting process is rough, not smooth, and many problems such as unstable operation are accompanied.

자전거나 수레와 같은 수송기구의 주행을 위한 변속기는 일정한 속도에서 토크가 최대가 되는데 대하여 주행의 시작 시 강한 토크와 낮은 회전을 필요로 하며, 속도가 증가함에 따라 토크보다도 빠른 회전 또한 필요로 한다. The transmission for driving a vehicle such as a bicycle or a wheelbarrow requires a strong torque and a low rotation at the start of the driving against the maximum torque at a constant speed, and also requires a rotation faster than the torque as the speed increases.

최적의 동력 전달능력을 얻기 위해서는 주동 및 종동 측 동력전달요소들이 가능한 차등되지 않는 기어비를 필요로 하며 아울러, 높은 동력효율과 축수부의 편마모 현상 방지는 2축으로 인한 구동력을 분산시키지 않고 집중시키어 주느냐와 직접적으로 관련된다.In order to achieve the optimal power transmission capability, the gear ratios of the main and driven power transmission elements need to be as undifferentiated as possible. In addition, high power efficiency and the prevention of uneven wear of the bearing ensure that the driving power due to the two axes is concentrated without being distributed. Directly related.

또 기기의 부피 또는 중량이 동력전달요소들의 복잡한 배열구조와 축간거리에 의해 증대되는 문제점이 일어나게 된다. 그리고 변속 단에서의 교합 충격으로 거칠고 부드럽지 못한 변속과정으로 운전이 불안정한 것이다.In addition, a problem arises in that the volume or weight of the device is increased due to the complicated arrangement of the power transmission elements and the interaxial distance. In addition, the driving is unstable due to the coarse and smooth shifting process due to the occlusal impact at the shift stage.

본 발명에 따른 변속기는 높은 동력효율과 부드러운 변속, 그리고 축수부의 편마모 방지로 부품의 사용수명 연장과 구조를 간단히 하여 기기의 소형화는 물론 경량화를 얻게 된다.The transmission according to the present invention has high power efficiency, smooth shifting, and prevents uneven wear of the bearing part, thereby extending the service life of the parts and simplifying the structure, thereby miniaturizing and lightening the device.

본 발명의 변속기가 제공하는 높은 동력효율과 부품의 사용수명 연장, 그리고 소형화는 차동기어방식을 이용한 변속구조, 즉 주동 및 종동 측의 동력전달요소들을 차등이 적은 가능한 동일한 기어 비로 함과 아울러 변속 단과 구동력의 입력단 및 출력단이 하나의 축 동심 상에서 중첩적으로 이루어 구동력이 분산되지 않고 집중되게 함으로써 달성 되게 되는데, 이는 종래기술에서 이분된 축으로 인한 동력전달계통에서의 구동력 분산으로 동력효율 저하와 그 복잡한 구조로 인한 부피의 감소는 물론 경량화를 얻지 못하였던 것과, 그리고 변속과정이 부드럽지 못한 것들을 해결하게 될 것이다.The high power efficiency, extended service life, and miniaturization provided by the transmission of the present invention can be achieved by using the differential gear method of the transmission structure, that is, the power transmission elements on the main and driven sides with the same gear ratio as possible with low differentials. The input and output ends of the driving force are superimposed on one axis concentric to achieve the driving force is not dispersed, which is achieved by the dispersion of the driving force in the power transmission system due to the divided shaft in the prior art, the power efficiency is reduced and its complexity The reduction in volume due to the structure, of course, would not have been achieved, and the shifting process would not be smooth.

또 본 발명의 변속기는 효율적인 주행과 경량화하기 위한 수송기구를 제공하는데, 여기서 수송기구는 기존 차륜의 허브구조를 가능한 형태변형 없이 그대로 유지하면서 상기 변속기를 내장형으로 간편히 설치하여서 수송기구 부품의 내구성과 외관성 향상은 물론 차체의 부피와 중량을 감소해 에너지 손실을 가능한 최소로 줄이어 효율적인 주행을 얻을 수 있게 된다.In addition, the transmission of the present invention provides a transport mechanism for efficient running and light weight, wherein the transport mechanism simply installs the transmission as a built-in type while maintaining the hub structure of the existing wheel as possible without deformation, durability and appearance of the transport mechanism parts. In addition to improving performance, the vehicle's volume and weight are reduced to reduce energy losses to the minimum possible, resulting in efficient driving.

본 발명에 따른 변속장치에 의하면 주동 및 종동 측의 동력전달요소들이 가능한 차등이 없는 동일의 기어비를 가지고 하나의 축 동심 상에서 기계적인 변속 단과 구동력의 입력단 및 출력단을 중첩적으로 적절하게 배열하여 갖춤으로써, 구동력을 집중시키어 높은 동력효율과 축수부의 편 마모 현상을 방지하여 부품의 내구성과 사용 수명을 연장함은 물론 변속과정이 거칠지 않고 부드럽고, 또 기기의 부피와 중량을 감소하여 소형화는 물론 경량화를 얻고, 그리고 기계적인 변속 단을 축의 동심 상에서 중첩적으로 가능한 무단변속과 같은 부드러운 변속을 이룬다.According to the transmission device according to the present invention, by having the same gear ratio with no difference in the power transmission elements on the main and driven sides, the mechanical shift stage and the input and output stages of the driving force are appropriately superimposed on one shaft concentrically. By concentrating the driving force, it prevents high power efficiency and prevents wear and tear on the bearing part, prolonging the durability and service life of the parts, and the shifting process is not rough and smooth, and also reduces the volume and weight of the device, resulting in miniaturization and light weight. In addition, the mechanical shift stage achieves smooth shifting such as continuously variable shifting, which can be superimposed concentrically on the shaft.

또 본 발명에 따른 수송기구는 차체의 큰 변형 없이 형태를 그대로 유지하면서 높은 동력효율로 에너지 손실 없이 효율적이 주행을 이루게 된다.In addition, the transport mechanism according to the present invention achieves efficient running without energy loss while maintaining its shape without large deformation of the vehicle body.

도 1은 본 발명 변속기가 적용된 후륜용 자전거의 측면도.
도 2는 도 1의 A-A선 부분을 따라 절단하여 보여 주는 단면도.
도 3은 본 발명 변속기의 분해사시도.
도 4a는 도 2의 B-B선 부분을 따라 절단하여 보여 주는 단면도.
도 4b는 도 4a의 C-C선 부분을 따라 절단하여 보여 주는 단면도.
도 4c의 (가)는 도 4a의 D-D선 부분을 확대하여 래칫구동의 동작과정을 보인 설명도.
도 4c의 (나)는 도 4a의 E-E선 부분을 확대하여 스플라인축 결합을 보인 단면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명 변속기의 변속과정을 보여 주는 설명도로서,
도 5는 저속단계의 구동력 전달계통 모습을 보인 단면도.
도 5a는 도 5의 가-가선 부분의 단면도.
도 5b는 도 5의 나-나선 부분의 단면도.
도 6은 중속단계의 구동력 전달계통 모습을 보인 단면도.
도 6a는 도 6의 가-가선 부분의 단면도.
도 6b는 도 6의 나-나선 부분의 단면도.
도 7은 고속단계의 구동력 전달계통 모습을 보인 단면도.
도 7a는 도 7의 가-가선 부분의 단면도.
도 7b는 도 7의 나-나선 부분의 단면도.1 is a side view of a rear wheel bicycle to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1; FIG.
Figure 3 is an exploded perspective view of the transmission of the present invention.
4A is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2.
4B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 4A.
4A is an explanatory view showing an operation process of the ratchet driving by expanding the DD line portion of FIG. 4A.
Figure 4c (b) is a cross-sectional view showing a spline shaft coupling to enlarge the EE line portion of Figure 4a.
5 to 7 are explanatory views showing a shift process of the transmission of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a driving force transmission system of the low speed stage.
FIG. 5A is a cross-sectional view of the temporary-visible portion of FIG. 5. FIG.
FIG. 5B is a cross-sectional view of the helix portion of FIG. 5. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a driving force transmission system of the medium speed stage.
FIG. 6A is a cross-sectional view of the temporary-visible portion of FIG. 6. FIG.
6B is a cross-sectional view of the helix portion of FIG. 6.
7 is a cross-sectional view showing a driving force transmission system of a high speed stage.
FIG. 7A is a cross-sectional view of the temporary-visible portion of FIG. 7. FIG.
FIG. 7B is a cross-sectional view of the helix portion of FIG. 7. FIG.

다음 본 발명의 일 실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다.Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명 변속기는 원동기 또는 비 원동기식 모든 수송기구들에서 그 수송기구의 자주를 위한 구동력을 부하 측에 전달하는 동력전달계통에 적용하게 되는데, 본 발명은 수송기구의 주행속도 가감을 위한 변속요소들을 가능한 한 효율적이고 그 구조를 단순하게 이루어 전륜 및 후륜 중 어느 하나 차륜의 허브에 내장형으로 갖춘 것에 그 특징이 있다. 이러한 변속기는 수송기구 이외 모든 기계기구들의 동력전달에도 적용이 가능할 것이다.The transmission of the present invention applies to a power transmission system that transmits the driving force for self-propelled transportation of the vehicle to the load side in all the prime movers or non-motorized vehicles. It is characterized by its efficient and simple structure, which is built-in at the hub of the front wheel and the rear wheel. Such a transmission may be applicable to power transmission of all mechanical devices other than the transportation device.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시 예로 후륜 자전거의 경우를 보이고 있는데, 프레임(10)의 전.후방으로 전륜 및 후륜(12,14)이 각각의 차축(12a,14a)을 이용해 고정 배치되고, 프레임(10)의 전방 상단에는 변속레버(15)를 가지는 핸들 바(16)가 구비되며, 프레임(10)의 중앙 하부 측에는 페달(17)이 구비된 크랭크암(18)을, 그리고 크랭크암(18)의 주축(18a)과 후륜(14)의 차축(14a) 각각에 설치되는 스프로킷 휠(19a,19b) 사이를 체인(13)으로 연결하여 페달(17)에 가해지는 구동력이 체인(13)을 통해 후륜(14)에 전달되어 소기의 주행을 이루게 될 것이다.1 and 2 illustrate an example of a rear bicycle, in which the front and rear wheels 12 and 14 are fixedly arranged using the axles 12a and 14a in front and rear of the frame 10. A handle bar 16 having a shift lever 15 is provided at the front upper end of the frame 10, and a crank arm 18 provided with a pedal 17 at the center lower side of the frame 10, and a crank. The driving force applied to the pedal 17 is connected between the main shaft 18a of the arm 18 and the sprocket wheels 19a and 19b provided on each of the axle 14a of the rear wheel 14 by the chain 13 so that the driving force applied to the pedal 17 is increased. It will be delivered to the rear wheel 14 through 13) to achieve the desired driving.

본 발명은 수송기구의 주행속도 가감을 위한 변속기를 차륜의 전륜 및 후륜(12,14) 중 어느 하나 차륜의 허브(20), 즉 차축(12a,14a)이 내부 중심 축길이방향으로 관통되어 설치되는 허브(20)에 내장형으로 갖춘게 되는데, 본 실시 예에서는 후륜 자전거에 적용된 경우를 설명할 것이다. 이러한 변속기는 차륜(12,14) 이외 페달(17)의 크랭크암(18) 주축(18a) 상에 설치될 수 도 있을 것이다.According to the present invention, a transmission gear for increasing and lowering a traveling speed of a transport mechanism is installed such that the hub 20 of the wheel, that is, the axles 12a and 14a of the front wheel and the rear wheel 12, 14 of the wheel penetrates in the direction of the inner center axis length. It will be equipped with a built-in hub 20, in this embodiment will be described a case applied to the rear wheel bicycle. Such a transmission may be installed on the crank arm 18 main shaft 18a of the pedal 17 in addition to the wheels 12 and 14.

본 발명 변속기는 도 3 및 도 4a,4b에서와 같이 후륜(14)의 허브(20)를 하우징으로 하며, 그 허브(20) 내의 차축(14a) 상에 입력부(30)와 변속부(40), 그리고 출력부(50)들이 상호 관계하며 순차적으로 배치되어 구성된다.The transmission according to the present invention has a hub 20 of the rear wheel 14 as a housing, as shown in FIGS. 3 and 4A, 4B, and has an input portion 30 and a transmission portion 40 on the axle 14a in the hub 20. And, the output unit 50 is mutually related and arranged sequentially.

먼저, 입력부(30)는 수송기구의 자주를 위한 구동력을 받아드리는 유입 측으로서, 후륜(14)의 차축(14a)을 통한 경로를 이용하게 되는데, 자주를 위한 페달(17)의 구동력이 체인(13)을 통해 전달되는 후륜(14)의 차축(14a)과 허브(20) 사이에 일단으로 스프로킷휠(19b)이 일체로 고정설치되는 유입단(32)과, 타단으로는 병렬로 배치되어 변속부(40) 측과 선택적으로 관계하며 구동력을 제1요소(34a) 및 제2요소(34b) 이분으로 주입시키는 주입단(34)을 구비하여 차축(14a) 상에서 자유로이 회전하도록 설치되는 슬리브형으로 이루고 있다. First, the input unit 30 is an inflow side that receives the driving force for the drive of the transport mechanism, and uses the path through the axle 14a of the rear wheel 14, and the driving force of the pedal 17 for the drive is the chain ( 13, an inflow end 32 in which the sprocket wheel 19b is fixedly installed at one end between the axle 14a of the rear wheel 14 and the hub 20 transmitted through the rear wheel 14, and the other end is arranged in parallel to shift A sleeve type is provided so as to freely rotate on the axle 14a, having an injection end 34 that selectively engages the portion 40 side and injects the driving force into two portions of the first element 34a and the second element 34b. It is coming true.

또 변속부(40)는 차축(14a) 상에서 변속레버(15)에 의해 이동하는 것으로 입력부(30)와 출력부(50) 각각과 관계하며 구동력을 입력부(30)의 이분 주입단(34)과 이후에 설명할 출력부(50)의 이분 출력단들 각각과 상호 교대적이고 선택적으로 결합또는 이탈하면서 허브(20)를 통해 저속 또는 중속 또는 고속으로 변속 배출해 차륜(14)에 전달하게 되는데, 이러한 변속부(40)는 허브(20)에 내장형으로 설치되는 케이싱(42)과, 이 케이싱(42) 내에서 변속레버(15)의 조작에 의한 이동으로 입력부(30)의 주입단(34) 또는 이후에 설명할 출력부(50)와 상호 교대적이고 선택적으로 관계하면서 입력부(30)를 통해 유입된 구동력을 변속시키는 차동기어유닛(44)으로 구성된다.In addition, the shifting unit 40 is moved by the shift lever 15 on the axle 14a, and is related to each of the input unit 30 and the output unit 50, and the driving force is supplied to the bisecting injection end 34 of the input unit 30. After shifting to each of the binary output stages of the output unit 50 to be described later and selectively alternately coupled or separated, the gears are shifted to the wheels 14 at low speed, medium speed, or high speed through the hub 20. 40 is a casing 42 which is installed in the hub 20 in a built-in type, and the injection end 34 of the input section 30 or later by a movement by the operation of the shift lever 15 in the casing 42 It is composed of a differential gear unit 44 which shifts the driving force introduced through the input unit 30 while alternately and selectively related to the output unit 50 to be described.

이를 더 구체적으로 설명하면, 케이싱(42)은 좌ㆍ우 한 쌍으로 이루고 그 말단에 차동기어유닛(44)을 통해 변속된 구동력이 출력부(50) 측으로 배출되게 하는 유출단(42a)을 갖추고 있다.In more detail, the casing 42 has a pair of left and right and has an outlet end 42a at the end thereof so that the driving force shifted through the differential gear unit 44 is discharged to the output unit 50 side. have.

그리고 차동기어유닛(44)은 케이싱(42) 내에서 차축(14a)을 이용해 상호 대향 되어 병렬로 배치되는 고정사이드기어(44a) 및 회전사이드기어(44b)와, 이들 고정사이드기어(44a) 및 회전사이드기어(44b) 사이의 차축(14a) 상에서 자유로이 회전과 이동을 이루도록 설치되는 동체(44d)의 주벽에서 방사상으로 설치되어 케이싱(42)과 결합되는 핀형의 축들(44e)을 이용해 설치되어서 고정사이드기어(44a) 및 회전사이드기어(44b)를 타고 공전과 자전을 이루는 피니언(44c)으로 구성되어 있다. 이때 차동기어유닛(44)은 기존의 기어 비에 따른 변속방식이 아닌 거리 비에 의한 변속을 이루게 된다.The differential gear unit 44 has a fixed side gear 44a and a rotating side gear 44b which are arranged in parallel to each other in the casing 42 by using an axle 14a, and the fixed side gear 44a and It is fixed by being installed by using pin-shaped shafts 44e radially installed at the circumferential wall of the body 44d, which is freely rotated and moved on the axles 14a between the rotational side gears 44b, and coupled with the casing 42. It consists of the pinion 44c which rotates and rotates by the side gear 44a and the rotating side gear 44b. At this time, the differential gear unit 44 achieves the shift by the distance ratio rather than the shifting method according to the existing gear ratio.

또한 이렇게 구성되는 차동기어유닛(44)의 고정사이드기어(44a)는 도 4b에서와 같이 차축(14a)과 키 결합되어 그 차축(14a)을 타고 축길이방향으로만 이동가능하게 설치되며, 회전사이드기어(44b)는 입력부(30) 또는 출력부(50)를 축으로 하여 회전 및 축길이방향으로 이동가능하게 설치되어 입력부(30)의 이분 주입단(34) 또는 이후에 설명할 출력부(50)의 이분 출력단들 각각의 어느 하나와 결합 또는 이탈하는 유입단(44b-1)(44d-1)과 유출단(44b-2)이 구비된다. 여기서, 입력부(30)와 차동기어유닛(44) 각각에서 상호 관계되어 구비되는 제1 및 제2요소(34a,34b)로 이분된 주입단(34)과 이분 유입단(44b-1,44d-1)의 사이는 도 4C에서와 같은 래칫구동 동종방식의 동력전달구조로 구동력이 구분 전달되게 하였다.In addition, the fixed side gear 44a of the differential gear unit 44 configured as described above is key-coupled with the axle 14a as shown in FIG. 4b and is installed to be movable only in the axial length direction on the axle 14a. The side gear 44b is installed to be rotatable in the rotational and axial length directions with respect to the input unit 30 or the output unit 50 as an axis, and the input portion 30 of the input unit 30 or an output unit to be described later ( An inlet end 44b-1, 44d-1 and an outlet end 44b-2 which are coupled to or separated from any one of the two output stages 50 are provided. Here, the injection end 34 and the bisecting inlet end 44b-1, 44d- divided into the first and second elements 34a and 34b provided in relation to each other in the input unit 30 and the differential gear unit 44, respectively. Between 1), the driving force is separately transmitted to the power transmission structure of the ratchet driving homogeneous type as shown in FIG. 4C.

한편 출력부(50)는 허브(20) 내의 측벽에서 차축(14a)의 길이방향과 동향으로 일정길이 일체로 연장되어 그 선단에 변속부(40)와 접속 또는 이탈하는 이분된 제1및 제2출력단(50a,50b)이 구비되고, 입력부(30) 상에서 공회전되게 설치되는 관형상으로 이루고 있다. 여기서, 변속부(40)와 출력부(50) 각각에서 상호 관계되어 구비되는 이분 유출단(44b-2)과 이분된 제1 및 제2출력단(50a,50b)의 사이는 도 4C의 (가)(나)에서와 같이 래칫구동과 스플라인축 이종방식의 동력전달구조로 구동력이 구분 전달되게 한다.On the other hand, the output section 50 extends integrally with a predetermined length in the longitudinal direction and the trend of the axle 14a on the side wall in the hub 20, and is divided into first and second portions which are connected to or separated from the transmission section 40 at the front end thereof. The output end 50a, 50b is provided, and it consists of tubular shape installed so that an idling may be performed on the input part 30. FIG. Here, the separation between the dividing outlet stage 44b-2 and the dividing first and second output stages 50a and 50b provided to each other in the transmission unit 40 and the output unit 50 is shown in FIG. As in (B), ratchet drive and spline shaft heterogeneous power transmission structure allow driving force to be transmitted separately.

또 변속레버(15)에 의한 변속부(40)의 이동은, 차축(14a)의 일 측에 그 축길이방향에서 변속레버(15)의 조작이 케이블 등의 동력전달부품을 통해 전달되는 구동력에 의해 차축(14a) 길이방향을 따라 이동가능하게 설치되고 탄성요소(60)에 의해 원상복귀되는 밀대(70)에 의해서 이루게 될 것이다. In addition, the shifting portion 40 is moved by the shift lever 15 to the driving force transmitted from the transmission lever 15 through a power transmission component such as a cable to the one side of the axle 14a in the axial length direction thereof. It will be achieved by the push rod 70 is installed to be movable along the longitudinal direction of the axle (14a) and is returned to the original by the elastic element (60).

그러면 도 5,6 및 7를 참조하여 본 발명 변속기를 이용해 저속 또는 중속 또는 고속의 변속과정을 설명하겠다. 이때 변속은 후륜(14)의 스프로킷(19b) 1회전을 기준으로 하여서, 저속의 경우는 후륜(14)이 1/2 회전하고 중속에서는 후륜(14)이 1회전하고 고속에서는 후륜(14)이 2회전 한다.5, 6, and 7 will be described a low speed, medium speed or high speed shifting process using the transmission of the present invention. At this time, the shifting is based on one rotation of the sprocket 19b of the rear wheel 14. At low speed, the rear wheel 14 rotates 1/2, at the middle speed, the rear wheel 14 rotates once, and at the high speed, the rear wheel 14 is rotated. 2 turns.

도 5는 변속부(40)가 허브(하우징)(20) 내의 최 좌측, 즉 제1 위치에 배치되어 저속단계의 과정을 보이고 있는 것으로서, 이때는 변속레버(16)에 변속을 위한 조작력이 인가되지 않은 상태로 도면에서의 동력전달경로화살표(W)에서와 같이 페달(17)의 구동력이 체인(13)과 스프로킷휠(19a)을 통해 입력부(30)로 전달된다.FIG. 5 shows that the shift portion 40 is disposed at the leftmost, i.e., first, position in the hub (housing) 20 to show a low speed step. In this case, the operation force for shift is not applied to the shift lever 16. As shown in the drawing, the driving force of the pedal 17 is transmitted to the input unit 30 through the chain 13 and the sprocket wheel 19a.

그리고 이렇게 입력부(30)로 유입된 구동력은 도 5a에서와 같이 그 입력부(30) 단부의 이분 주입단(34) 중 어느 하나인 제2요소(34b)와 차동기어유닛(44)의 이분 유입단 중 어느 하나인 유입단(44b-1) 사이에서의 래칫구동에 의해 차동기어유닛(44)의 회전사이드기어(44b)로 전달되어서 이 회전사이드기어(44b)와 치합된 피니언(44c)이 고정사이드기어(44a)을 타고 자전과 공전을 이루게 함과 동시, 피니언(44c)의 공전을 통해 케이싱(42)으로 전달된 구동력은 도 5b에서와 같이 차동기어유닛(44)의 유출단(42a)과 출력부((50)의 제1출력단(50a) 사이에서의 래칫구동에 의해 하우징(20)으로 전달되어 소기의 저속 변속비로 수송기구의 주행을 이루게 될 것이다.And the driving force introduced into the input unit 30 as shown in FIG. The pinion 44c meshed with the rotary side gear 44b is fixed to the rotary side gear 44b of the differential gear unit 44 by ratchet driving between any one of the inlet ends 44b-1. At the same time as the side gear 44a rotates and rotates, the driving force transmitted to the casing 42 through the idle of the pinion 44c is the outflow end 42a of the differential gear unit 44 as shown in FIG. 5B. It is transmitted to the housing 20 by ratchet driving between the first output end 50a of the output unit 50 and achieves the traveling of the transport mechanism at a desired low speed ratio.

도 6는 변속부(40)가 허브(20) 내의 좌측단에서 제2 위치로 이동 배치되어 중속단계의 과정을 보이고 있는 것으로서, 이때는 변속레버(16)의 변속을 위한 조작력이 밀대(70)를 통해 인가되어 변속부(40)가 화살표방향으로 이동하여 도면에서의 동력전달경로화살표(W)에서와 같이 페달(17)의 구동력이 체인(13)과 스프로킷휠(19a)을 통해 입력부(30)로 전달된다.6 shows that the shifting portion 40 is moved to the second position from the left end in the hub 20 to show the process of the intermediate speed step. In this case, the operation force for shifting the shift lever 16 is the pusher 70. The shifting portion 40 is moved in the direction of the arrow so that the driving force of the pedal 17 is inputted through the chain 13 and the sprocket wheel 19a as shown in the power transmission path arrow W in the drawing. Is passed to.

그리고 이렇게 입력부(30)로 유입된 구동력은 도 6a에서와 같이 그 입력부(30) 단부의 이분 주입단(34) 중 어느 하나인 제1요소(34a)와 차동기어유닛(44)의 이분 유입단 중 어느 하나인 유입단(44d-1) 사이에서의 래칫구동에 의해 차동기어유닛(44)의 피니언(44c)으로 전달되어서 이 피니언(44c)이 고정사이드기어(44a)를 타고 자전과 공전을 이루게 함과 동시, 그 피니언(44a)의 공전을 통해 케이싱(42)으로 전달된 구동력은 도 6b에서와 같이 차동기어유닛(44)의 유출단(42a)과 출력부((50)의 제1출력단(50a) 사이에서의 래칫구동에 의해 하우징(20)으로 전달되어 소기의 중속 변속비로 수송기구의 주행을 이루게 될 것이다Then, the driving force introduced into the input unit 30 is the bicomponent inlet end of the first element 34a and the differential gear unit 44, which is one of the two injection stages 34 at the end of the input unit 30, as shown in FIG. The pinion 44c of the differential gear unit 44 is transferred to the pinion 44c of the differential gear unit 44 by the ratchet driving between any one of the inlet stages 44d-1 so that the pinion 44c rotates and rotates on the fixed side gear 44a. Simultaneously with this, the driving force transmitted to the casing 42 through the idle of the pinion 44a is equal to that of the outlet 42a of the differential gear unit 44 and the first portion of the output unit 50 as shown in FIG. 6B. It will be delivered to the housing 20 by ratchet driving between the output ends 50a to achieve the driving of the vehicle at the desired medium speed ratio.

도 7은 변속부(40)가 허브(20) 내의 최 우측단 제3 위치로 이동 배치되어 고속단계의 과정을 보이고 있는 것으로서, 이때는 변속레버(16)의 변속을 위한 조작력이 밀대(70)를 통해 인가되어 변속부(40)가 화살표방향으로 이동하여 도면에서의 동력전달경로화살표(W)에서와 같이 페달(17)의 구동력이 체인(13)과 스프로킷휠(19a)을 통해 입력부(30)로 전달된다.FIG. 7 illustrates that the shifting unit 40 moves to the third rightmost position in the hub 20 to show a high speed process. In this case, the operating force for shifting the shift lever 16 is the pusher 70. The shifting portion 40 is moved in the direction of the arrow so that the driving force of the pedal 17 is inputted through the chain 13 and the sprocket wheel 19a as shown in the power transmission path arrow W in the drawing. Is passed to.

그리고 이렇게 입력부(30)로 유입된 구동력은 도 7a에서와 같이 그 입력부(30) 단부의 이분 주입단(34) 중 어느 하나인 제1요소(34a)와 차동기어유닛(44)의 이분 유입단 중 어느 하나인 유입단(44d-1) 사이에서의 래칫구동에 의해 차동기어유닛(44)의 피니언(44c)으로 전달되어서 이 피니언(44c)이 고정사이드기어(44a)를 타고 자전과 공전을 이루게 함과 동시, 그 피니언(44a)의 자전을 통해 회전사이드기어(44b)로 전달된 구동력은 도 7b에서와 같이 차동기어유닛(44)의 유출단(44b-2)과 출력부(50)의 제2출력단(50b) 사이에서의 스플라인축 구동에 의해 하우징(20)으로 전달되어 소기의 고속 변속비로 수송기구의 주행을 이루게 될 것이다Then, the driving force introduced into the input unit 30 is the bicomponent inlet end of the first element 34a and the differential gear unit 44, which is one of the two injection stages 34 at the end of the input unit 30, as shown in FIG. The pinion 44c of the differential gear unit 44 is transferred to the pinion 44c of the differential gear unit 44 by the ratchet driving between any one of the inlet stages 44d-1 so that the pinion 44c rotates and rotates on the fixed side gear 44a. Simultaneously with this, the driving force transmitted to the rotating side gear 44b through the rotation of the pinion 44a is the outlet end 44b-2 and the output unit 50 of the differential gear unit 44 as shown in FIG. 7B. It is transmitted to the housing 20 by the spline shaft drive between the second output end (50b) of the will achieve the driving of the transport at the desired high speed ratio

이와 같은 본 발명 변속기는 변속부(40)가 간단한 변속레버(15)의 조작에 의해 허브(20) 내에서 차축(14a)을 타고 이동하면서 차동기어유닛(44)과 상호 선택적 관계하는 것으로 저속 또는 중속 또는 고속의 변속을 얻게 된다. 이때 차동기어유닛(44)의 고정사이드기어(44a) 및 회전사이드기어(44b)와 피니언(44c)은 그 각각의 치열을 적어도 1열 이상의 복수 열로 이루어 보다 더 넓은 저속 내지 고속 변속범위와 세분된 변속을 얻을 수 있을 것이다.Such a transmission of the present invention has a low speed or a mutually selective relationship with the differential gear unit 44 while the transmission 40 moves on the axle 14a in the hub 20 by a simple shift lever 15. You get a medium or high speed shift. At this time, the fixed side gear 44a, the rotating side gear 44b, and the pinion 44c of the differential gear unit 44 are divided into a wider range of low speed to high speed transmission by forming a plurality of rows of at least one row thereof. You will get a shift.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.As described above, an embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto and may be changed within the scope of the claims.

10 :프레임 12 :전륜
14 :후륜 20 :허브
30 :입력부 32 :유입단
34 :주입단 40 :변속부
42 :케이싱 44 :차동기어유닛
50 :출력부 60 :밀대
7 :탄성요소10: frame 12: front wheel
14: rear wheel 20: hub
30: input part 32: inlet end
34: injection end 40: transmission portion
42: casing 44: differential gear unit
50: output unit 60: push rod
7: elastic element

Claims

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By the shift lever 15 in the driving force transmission device of the prime mover or the non-motorized transport mechanism using the two wheels 12, 14 to 4 wheels having the hub 20 with the axle 14a coupled to the frame 10. A transmission that converts the operation speed of the transport mechanism according to the driving conditions or road environment,
The driving force is received between the hub 20 and the axle 14a through the inflow end 32 on one side and divided into the divided first and second elements 34a and 34b of the other injection end 34. A sleeve-type input unit for pulling out;
A tubular output part 50 having first and second output ends 50a and 50b divided into two parts from the tip of the hub 20 and installed to be idle on the input part 30; And
A casing 42 having an outlet end 42a coupled to or separated from the first and second output ends 50a and 50b of the output part 50 at an end thereof, and the axle ( 14a), the fixed side gear 44a, which is installed to be movable only in the axial length direction, and the input part 30 and the output part 50 as the main axis, are installed to be movable in the rotational and axial length directions. The inlet end 44b-1 and the outlet end 44b-2 that are coupled to or separated from each of the injection end 34 of the 30 or the first and second output ends 50a and 50b of the output unit 50, respectively. The rotating side gear (44b) having a parallel arrangement and between the fixed side gear (44a) and the rotating side gear (44b) is rotatably installed with the input unit 30 as a main axis of the input unit (30) The casing 42 and the shaft 44e at the same time as having the inlet end 44d-1 engaging or disengaging with the bisected injection end 34 And a transmission portion 40 formed of a differential gear unit 44 having a pinion 44c that rotates and rotates on the rotating side gear 44b and the fixed side gear 44a on the fuselage 44d that is melt-coupled. ,
Here, the transmission part 40 is moved to the first to third positions by the shift lever 15 between the input part 30 and the output part 50, and the input part 30 and the output part ( 50) The transmission of the transport mechanism, characterized in that to selectively shift or discharge the drive force through the hub (20) at low speed, medium speed or high speed while being coupled or separated.

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