KR101299052B1 - 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리와 무단 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리와 무단 변속기에 관한 것으로, 제1슬롯이 형성된 제1디스크; 상기 제1디스크가 고정되며, 제1스플라인이 형성된 기준샤프트; 상기 제1디스크와 이격되어 대향하도록 상기 기준샤프트에 고정되며, 동일 회전 중심선에서 투영된 형태가 상기 제1슬롯과 서로 겹쳐지는 형상을 가진 제2슬롯을 구비한 제2디스크; 상기 제1스플라인과 맞물려 슬라이딩되는 제2스플라인이 형성된 이동샤프트; 상기 제1슬롯과 제2슬롯을 따라 움직임으로써 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 반경 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 제1슬롯에 일단부가 수용되고 상기 제2슬롯에 타단부가 수용되는 슬라이딩 핀; 및 상기 슬라이딩 핀에 일단이 회동가능하게 힌지 결합되며, 상기 이동샤프트에 타단이 회동가능하게 연결된 링크;을 포함하는 것이다.

Description

링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리와 무단 변속기{Variable radius pulley and Continuously variable transmission}

본 발명은 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리와 무단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 엔진 또는 모터의 회전력을 도로의 구배 상태 또는 운전자의 의지에 따라 구동륜에 전달하는 기능을 갖는다. 이를 위한 변속기는 운전자의 의지대로 변속단을 직접 선택하는 수동변속기와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동변속기와, 각 변속단 사이에 변속영역 없이 무단으로 변속이 이루어지는 무단변속기(CVT; Continuously Variable Transmission)로 대별된다.

무단변속기는 유압을 이용하는 자동변속기의 단점을 보완하여 연비 및 동력성능 그리고 중량에서 큰 장점을 갖는 장치로서, 입력축과 출력축에 각각 고정된 한 쌍의 풀리에 벨트가 무한궤도 형태로 연결되고, 상기 풀리의 이동에 따라 벨트의 외경이 변동되면서 변속이 이루어지는 방식으로 동작한다. 이러한 무단변속기는 일반적으로 엔진 또는 모터와 연결되는 입력축에 장착된 구동풀리와, 출력축에 장착된 종동풀리와, 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트를 포함한다. 한편, 상기 구동풀리는 입력축에 고정된 고정플랜지와, 입력축을 따라 직선 왕복이동이 가능하게 장착되는 가동플랜지로 이루어지고, 상기 종동풀리 역시 상기 구동풀리와 동일한 구조로 이루어진다.

계속해서, 수동변속기는 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트의 연결 풀리를 운전자가 강제로 조정해서 구동풀리 대비 종동풀리의 회전속도를 조정하는 장치로서, 대표적으로 자전거의 기어 구조가 예시될 수 있다.

주지된 바와 같이, 자전거의 기어는 다수의 스프로킷(풀리)이 페달에 연결된 회전축(구동축)과 동축으로 배치 고정되고, 뒷바퀴의 회전축(종동축)과는 체인(벨트)으로 연결된 구조를 이룬다. 따라서 운전자가 레버를 조작해 스프로킷에 감긴 체인의 위치를 변경하면, 상기 체인은 다수의 스프로킷 중 어느 하나와 맞물리면서 구동 반경에 변화를 일으키게 되고, 결국 뒷바퀴의 회전축과 페달에 연결된 회전축 간의 회전 반경에 대한 비율에 변화가 발생한다. 결국, 이러한 변화를 통해 뒷바퀴의 회전속도와 회전력에 변화를 주어서, 변속기의 통상적인 기능이 자전거에 적용될 수 있도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 종래 변속기는 그 구조가 복잡하고, 특히 수동변속기의 경우엔 변속을 위한 운전자의 고도한 조작기술이 요구되므로, 그 적용 대상이 특정 차량 또는 운송수단에 한정되는 문제가 있었다.

한편, 국내외에서 운행되고 있는 전동스쿠터, 전동휠체어 및 골프카 등 전기 모터 구동 방식의 소형차량은 별도의 변속기 없이 운행된다. 이러한 이유로 해당 소형차량은 도로상황에 맞는 변속 및 등판능력이 부족하여 언덕이 많은 국내지형에는 등판이 어렵고, 상대적으로 배터리 소모 또한 커서 대중화에 한계가 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 부가 구성없이도 변속기능 구현을 위한 구조를 갖춤으로써 입력축(구동축) 대비 출력축(종동축)의 회전 속을 효과적으로 조정할 수 있도록 하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리와 무단 변속기의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

제1슬롯이 형성된 제1디스크;

상기 제1디스크가 고정되며, 제1스플라인이 형성된 기준샤프트;

상기 제1디스크와 이격되어 대향하도록 상기 기준샤프트에 고정되며, 동일 회전 중심선에서 투영된 형태가 상기 제1슬롯과 서로 겹쳐지는 형상을 가진 제2슬롯을 구비한 제2디스크;

상기 제1스플라인과 맞물려 슬라이딩되는 제2스플라인이 형성된 이동샤프트;

상기 제1슬롯과 제2슬롯을 따라 움직임으로써 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 반경 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 제1슬롯에 일단부가 수용되고 상기 제2슬롯에 타단부가 수용되는 슬라이딩 핀; 및

상기 슬라이딩 핀에 일단이 회동가능하게 힌지 결합되며, 상기 이동샤프트에 타단이 회동가능하게 연결된 링크;을 포함하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리이다.

상기의 본 발명은, 변속을 위한 반경 변화가 쉽고 세밀한 변속이 가능하며, 변속을 위한 조작이 간편하므로 다양한 형태의 차량에 적용 가능한 장점이 있다.

또한, 풀리를 연결하는 동력전달부재가 제1,2디스크에 의해 그 이탈이 방지되므로, 변속 작업시 빈번히 발생하는 동력전달부재의 탈선 문제가 해소되고, 이로 인해 변속기 장착 차량의 안정된 주행을 보장할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제1실시 예로서 무단 변속기용 풀리를 도시한 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 도 1의 풀리가 동작하는 모습을 도시한 정면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 제2실시 예로서 무단 변속기용 풀리가 적용된 무단 변속기를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3에 도시한 무단 변속기의 동작모습을 도시한 정면도이고,
도 5는 도 3에 도시한 무단 변속기의 A-A' 단면을 실시 예로 도시한 단면도이고,
도 6은 도 3에 도시한 무단 변속기의 A-A' 단면을 다른 실시 예로 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 제3실시 예로서 무단 변속기용 풀리의 동작 모습을 도시한 정면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 제4실시 예로서 무단 변속기용 풀리를 도시한 정면도 및 측면도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1실시 예로서 무단 변속기용 풀리를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 도 1의 풀리가 동작하는 모습을 도시한 정면도인 바, 이를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 제1실시 예로서의 무단 변속기용 풀리는 제1슬롯(111)이 형성된 제1디스크(110); 상기 제1디스크(110)가 고정되며, 제1스플라인(141)이 형성된 기준샤프트(140); 상기 제1디스크(110)와 이격되어 대향하도록 상기 기준샤프트(140)에 고정되며, 동일 회전 중심선에서 투영된 형태가 상기 제1슬롯(111)과 서로 겹쳐지는 형상을 가진 제2슬롯(121)을 구비한 제2디스크(120); 상기 제1스플라인(141)과 맞물려 슬라이딩되는 제2스플라인(151)이 형성된 이동샤프트(150); 상기 제1슬롯(111)과 제2슬롯(121)을 따라 움직임으로써 상기 제1디스크(110)와 상기 제2디스크(120)의 반경 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 제1슬롯(111)에 일단부가 수용되고 상기 제2슬롯(121)에 타단부가 수용되는 슬라이딩 핀(130); 및 상기 슬라이딩 핀(130)에 일단이 회동가능하게 힌지 결합되며, 상기 이동샤프트(150)에 타단이 회동가능하게 연결된 링크(160);를 포함한다.

결국, 제1디스크(110)와 제2디스크(120)는 슬라이딩 핀(130)을 매개로 서로 나란하게 고정되고, 제1디스크(110)와 제2디스크(120)의 각 중심홈(112, 122)에 연결된 기준샤프트(140)의 회전력을 받아 동일한 방향으로 일정하게 회전한다.

한편, 슬라이딩 핀(130)은 그 일단과 타단이 각각 제1슬롯(111)과 제2슬롯(121)에 이동가능하게 수용되면서, 다수 개의 슬라이딩 핀(130)이 제1,2디스크(110, 120)의 반경 방향으로 이동할 수 있도록 된다.

기준샤프트(140)는 제1디스크(110)와 제2디스크(120)에 각각 형성된 중심홈(112, 122)을 관통해 고정되면서 자체 회전력을 제1디스크(110)와 제2디스크(120)에 전달하도록 되고, 제1디스크(110)를 관통한 일단에는 이동샤프트(150)와의 연동을 위한 제1스플라인(141)이 형성된다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 제1스플라인(141)이 나선방향을 따라 연장된 형상을 갖도록 해서 헬리컬 기어의 형태를 이루도록 했고, 제1스플라인(141)이 기준샤프트(140)의 상기 일단의 외주면에 형성되도록 했다.

이동샤프트(150)는 기준샤프트(140)의 상기 일단과 동축 선상으로 결합하도록 되고, 제1스플라인(141)과의 맞물림을 위한 제2스플라인(151)이 형성된다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 헬리컬 기어 형태의 제1스플라인에 대응해서 제2스플라인(151) 또한 나선방향을 따라 연장된 형상을 갖는 헬리컬 기어 형태를 이루도록 했고, 제2스플라인(151)이 이동샤프트(150)의 내주면에 형성되도록 했다. 따라서 본 실시 예에서는 기준샤프트(140)가 이동샤프트(150)에 삽입되는 구조를 이룬다.

하지만, 이에 한정되지 않고 이동샤프트가 기준샤프트에 삽입되는 구조를 이룰 수도 있음은 물론이며, 이를 위해 제1스플라인은 기준샤프트의 내주면에 형성되고, 제2스플라인은 이동샤프트의 외주면에 형성되도록 할 수도 있을 것이다.

링크(160)는 일단이 슬라이딩 핀(130)에 회동가능하게 힌지 결합되고 타단이 이동샤프트(150)에 회동가능하게 연결되면서, 이동샤프트(150)와 슬라이딩핀(130)이 서로 연동하도록 매개한다. 본 실시 예에서 이동샤프트(150)에는 링크(160)의 연결을 위해 힌지편(152)을 형성시키고, 슬라이딩 핀(130)에는 인입홈(131)을 형성시켰다. 이에 대응해 링크(160)의 일단에는 인입홈(131)에 이동가능하게 삽입되는 인입돌기(161)를 형성시키고, 타단에는 힌지편(152)과 축대(미도시함)를 매개로 힌지 결합되는 회전편(162)을 형성시켰다. 결국 이동샤프트(150)가 기준샤프트(140)의 길이방향을 따라 이동할 때 인입돌기(161)가 인입홈(131)으로 삽탈되면서 연결상태를 유지하므로, 이동샤프트(150)의 이동에 상관없이 링크(160)는 이동샤프트(150)와 슬라이딩 핀(130) 간의 연동을 지속적으로 매개한다.

이상 설명한 본 발명에 따른 풀리의 동작 모습을 좀 더 구체적으로 설명하면, 제1,2스플라인(141, 151)을 매개로 기준샤프트(140)와 맞물린 이동샤프트(150)는 기준샤프트(140)의 회전을 따라 회전하고, 아울러 제1디스크(110)와 제2디스크(120) 또한 기준샤프트(140)의 회전을 따라 회전한다.

기준샤프트(140)와 이동샤프트(150)가 전술한 바와 같이 회전하는 도중 외력에 의해 이동샤프트(150)가 기준샤프트(140)의 길이방향을 따라 이동한다. 이때, 제1스플라인(141)과 제2스플라인(151)은 나선방향을 따라 연장된 형상을 갖는 헬리컬 기어 형태를 이루므로, 이동샤프트(150)는 기준샤프트(140)의 길이방향을 따라 이동함과 동시에 회전(시계방향; 도 2(b) 참고)하고, 도 2(b)에 도시한 바와 같이 링크(160)를 이용해 슬라이딩 핀(130)을 중심방향으로 집중되도록 이동시킨다. 반면, 상기 외력의 반대방향으로 힘이 가해져서 이동샤프트(150)가 원위치로 복귀하면, 이동샤프트(150)는 기준샤프트(140)의 길이방향을 따라 이동함과 동시에 반시게방향으로 회전하고, 도 2(a)에 도시한 바와 같이 링크(160)를 이용해 슬라이딩 핀(130)을 제1디스크(110)의 가장자리 방향으로 분산되도록 이동시킨다. 결국 본 발명에 따른 풀리는 이동샤프트(150)의 이동을 통해 풀리의 반경에 변화를 주는 구조로 되어서, 변속기에 구성돼 제 기능을 수행할 수 있도록 된다.

도 3은 본 발명에 따른 제2실시 예로서 무단 변속기용 풀리가 적용된 무단 변속기를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시한 무단 변속기의 동작모습을 도시한 정면도이고, 도 5는 도 3에 도시한 무단 변속기의 A-A' 단면을 실시 예로 도시한 단면도이고, 도 6은 도 3에 도시한 무단 변속기의 A-A' 단면을 다른 실시 예로 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 무단 변속기는 원동기, 자전거, 자동차 등과 같은 차량은 물론 드릴 또는 절단기와 같은 자동 공구 등에도 적용될 수 있다. 또한, 상기 무단 변속기에 출력을 가하는 구동부는 모터(M) 또는 내연기관일 수도 있고 인력일 수도 있다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 구동부를 모터(M)로 제시한다.

본 발명에 따른 실시 예에서는 무단 변속기에 적용된 풀리의 동작 관계를 명확히 구분 설명하기 위해서, 모터(M)로부터 회전력을 받아 회전하는 풀리를 구동풀리(100)로, 구동풀리(100)와 동력전달부재(300)를 매개로 연동하는 풀리를 종동풀리(200)로 각각 구분해 설명한다. 하지만, '구동풀리' 및 '종동풀리'라는 명칭은 무단 변속기에서 본 발명에 따른 풀리의 기능적 구분을 위해 명명한 것일 뿐, '구동풀리' 및 '종동풀리'는 본 발명에 따른 풀리와 동일한 구조를 갖는다. 따라서 이하의 풀리를 청구하는 청구범위에서는 '풀리'를 '구동풀리'와 '종동풀리'로 구분하지 않고, '풀리'로만 기재한다. 그러나, 무단 변속기를 청구하는 청구범위에서는 기능적 구분을 명확히 하기 위해 풀리를 '구동풀리'와 '종동풀리'로 구분해 정의한다.

본 발명에 따른 무단 변속기는 구동풀리(100)와 종동풀리(200)가 벨트 또는 체인과 같은 동력전달부재(300)에 의해 무한궤도 타입으로 연결돼 연동하면서, 구동풀리(100)와 종동풀리(200)에 각각 구성된 제1디스크(110, 210; 이하 '110')와 제2디스크(120, 220; 이하 '120')의 상대 회전에 따른 슬라이딩 핀(130, 230; 이하 '130')의 반경 변화에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이 구동풀리(100) 대비 종동풀리(200)에 대한 동력전달부재(300)의 반경에 변화를 일으킨다. 즉, 본 발명에 따른 무단 변속기는 구동풀리(100)와 종동풀리(200)에 각각 구성된 이동샤프트(150', 150")를 기준샤프트(140, 140')의 길이방향을 따라 이동시키는 것만으로, 동력전달부재(300)를 매개로 연동하는 구동풀리(100) 대비 종동풀리(200)의 회전수를 조정할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 무단 변속기는 회전 중인 구동풀리(100) 또는 종동풀리(200)를 운전자가 조작해서 슬라이딩 핀(130)의 반경에 변화를 줄 수 있도록 되며, 이를 위해 구동풀리(100)와 종동풀리(200)를 이루는 본 발명에 따른 풀리는, 제1디스크(110)가 고정되며 외주면에 제1스플라인(141, 141')이 형성된 기준샤프트(140)와, 제1스플라인(141, 141')이 삽입되어 슬라이딩될 수 있도록 내주면에 제2스플라인(151, 151')이 형성된 이동샤프트(150', 150")와, 슬라이딩 핀(130)과 이동샤프트(150', 150")를 서로 연결하는 링크(160')를 구비한다.

여기서, 제1 실시 예에서는 이동샤프트(150)와 링크(160')의 연결이 이동샤프트(150)의 힌지편(152)과 링크(160')의 회전편(162)을 매개로 이루어지도록 했지만, 제2 실시 예에서는 이동샤프트(150)와 링크(160')의 연결이 보조디스크(154)를 매개로 이루어지도록 했다.

보조디스크(154)는 도 5에 도시한 바와 같이 이동샤프트(150', 150")가 삽입되는 관 형상을 이루고, 둘레부를 따라 링크(160')가 회동가능하게 연결되도록 된 것으로서, 보조디스크(154)에 삽입되는 이동샤프트(150', 150")와의 연동을 위해 이동샤프트(150', 150")의 외주면에는 제3스플라인(153, 153')이 형성되고, 보조디스크(154)의 내주면에는 제3스플라인(153, 153')이 삽입되어 슬라이딩될 수 있도록 제4스플라인(154a, 154a')이 형성된다.

도 5를 참조해서 본 발명에 따른 일 실시 예를 설명하면, 제1스플라인(141')은 축선방향을 따라 연장된 형상을 가지고, 제3스플라인(153)은 나선방향을 따라 연장된 형상을 갖는다. 즉, 제1스플라인(141')은 축선방향과 나란한 통상적인 직선 형태의 스플라인 기어의 형상을 이루고, 제3스플라인(153)은 통상적인 헬리컬 기어의 형상을 이루는 것이다. 물론, 제1스플라인(141')이 맞물리는 제2스플라인(151')도 제1스플라인(141')의 슬라이딩을 위해 축선방향을 따라 연장된 형상을 이루고, 제3스플라인(153)이 맞물리는 제4스플라인(154a)도 제3스플라인(153)의 슬라이딩을 위해 나선방향을 따라 연장된 형상을 이룬다.

따라서, 도 5(a)에 도시한 바와 같이 이동샤프트(150')가 보조디스크(154)로부터 돌출되게 결합한 상태에서, 이동샤프트(150')는 제1스플라인(141')과 제2스플라인(151') 간의 맞물림을 통해 기준샤프트(140)와 더불어 회전한다. 이때, 기준샤프트(140')와 제1,2디스크(110, 120)는 서로 고정되므로 제1,2디스크(110, 120)는 기준샤프트(140')의 회전을 따라 회전하고, 이동샤프트(150')의 제3스플라인(153)과 보조디스크(154)의 제4스플라인(154a) 또한 서로 맞물려 있으므로 보조디스크(154)도 기준샤프트(140')의 회전을 따라 회전한다.

계속해서, 도 5(b)에 도시한 바와 같이 이동샤프트(150')가 외력을 받아 보조디스크(154)의 내측으로 삽입되면, 나선방향을 따라 연장된 형상의 제3스플라인(153)은 제4스플라인(154a)에 압력을 가하고, 제3스플라인(153)에 지지를 받는 보조디스크(154)는 상기 압력을 따라 회전한다. 이때, 보조디스크(154)의 플랜지(154b) 부분에 타단이 회동가능하게 연결된 링크(160')는 보조디스크(154)의 상기 회전에 따라 힘을 받아 이동하고, 상기 이동은 슬라이딩 핀(130)과 연동해서 슬라이딩 핀(130)이 제1,2슬롯(111, 121)을 따라 이동하도록 한다. 결국, 슬라이딩 핀(130)의 이러한 이동은 도 4에 도시한 바와 같은 구동풀리(100)와 종동풀리(200)를 감싸는 동력전달부재(300)에 대한 반경 변화를 일으켜서, 본 발명에 따른 무단 변속기가 변속기능이 발현되도록 한다.

전술한 실시 예에서는 기준샤프트(140')의 제1스플라인(141')과 이동샤프트(150')의 제2스플라인(151')이 축선방향을 따라 연장된 형상을 가지고, 이동샤프트(150')의 제3스플라인(153)과 보조디스크(154)의 제4스플라인(154a)이 나선방향을 따라 연장된 형상을 갖는 것으로 하였지만, 이와는 반대로 도 6에 도시한 바와 같이 기준샤프트(140)의 제1스플라인(141)과 이동샤프트(150")의 제1스플라인(151)이 나선방향을 따라 연장된 형상을 가지고, 이동샤프트(150")의 제3스플라인(153')과 보조디스크(154')의 제4스플라인(154a')이 축선방향을 따라 연장된 형상을 가질 수도 있다. 즉, 제1스플라인(141)과 제2스플라인(151)은 통상적인 헬리컬 기어의 형상을 이루고, 제3스플라인(153')과 제4스플라인(154a')은 통상적인 직선 형태의 스플라인 기어의 형상을 이루는 것이다.

이 경우, 도 6(a)에 도시한 바와 같이 기준샤프트(140)가 회전을 하면, 제1스플라인(141)과 제2스플라인(151)이 서로 맞물린 상태이므로 이동샤프트(150")는 기준샤프트(140)와 더불어 회전을 한다. 또한 이동샤프트(150")의 제3스플라인(153')은 보조디스크(154')의 제4스플라인(154a')과 맞물린 상태이므로, 보조디스크(154')는 제1,2디스크(110, 120)의 회전과 더불어 회전한다.

계속해서, 도 6(b)에 도시한 바와 같이 이동샤프트(150")가 보조디스크(154')의 내측으로 삽입되는 외력을 받으면, 이동샤프트(150")의 제2스플라인(151)은 기준샤프트(140)의 제1스플라인(141)에 압력을 받아 회전하고, 상기 회전은 제3스플라인(153')과 제4스플라인(154a')으로 전달돼 상기 보조디스크(154')를 회전시킨다. 결국 보조디스크(154')와 연결된 링크(160')는 앞서 언급한 바와 같이 보조디스크(154')의 회전을 따라 이동하고, 이를 통해 링크(160')의 타단과 회동 가능하게 연결된 슬라이딩 핀(130)은 위치가 이동된다.

이상 설명한 실시 예에서는 제1스플라인과 제1스플라인홈, 제2스플라인과 제2스플라인홈 중 하나는 축선 방향을 따라 연장된 형상을 가지고, 다른 하나는 나선방향을 따라 연장된 형상을 가지는 것으로 하였지만, 이외에도 제1스플라인과 제1스플라인홈, 제2스플라인과 제2스플라인홈 모두가 나선방향을 따라 연장된 형상인 헬리컬 기어의 형태를 가질 수도 있다. 물론 이 경우엔 나선각을 서로 다르게 해서 이동샤프트의 직선이동 대비 보조디스크의 회전이 원활히 이루어지도록 한다.

참고로, 나선각이란, 나선이 수평면과 이루는 각을 뜻하는 것으로서, 축선 방향을 따라 연장된 형상을 갖는 직선 형태의 스플라인의 나선각은 90도이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 풀리는 이동샤프트(150', 150")의 강제 이동을 통해 제1,2디스크(110, 120) 대비 보조디스크(154, 154')의 상대 회전이 이루어지고, 이러한 보조디스크(154, 154')의 상대 회전을 통해 슬라이딩 핀(130)에 대한 위치이동이 가능해진다.

한편, 본 발명에 따른 제2실시 예에 의한 풀리를 도 3에 도시한 바와 같이 구동풀리(100)와 종동풀리(200)로 구성해 조립한 후 동력전달부재(300)를 이용해 무한궤도 타입으로 연결해서 본 발명에 따른 무단 변속기를 완성한다. 본 발명에 따른 무단 변속기의 실시 예에서는 구동풀리(100)에 구성된 이동샤프트(150', 150")와 종동풀리(200)에 구성된 이동샤프트(250)에 외력을 가하기 위한 쉬프트레버(170)가 더 포함된다. 쉬프트레버(170)는 운전자의 조작에 따라 수평으로 이동하면서 두 이동샤프트(150', 150", 250)에 동시,동방향에 대한 외력을 가할 수 있고, 상기 외력은 전술한 과정을 통해 구동풀리(100)와 종동풀리(200)의 해당 제1디스크(110, 210) 대비 보조디스크(154, 154')를 상대 회전시켜서 슬라이딩 핀(130) 이동에 따른 동력전달부재(300)의 감김 반경을 조정한다.

도 7은 본 발명에 따른 제3실시 예로서 무단 변속기용 풀리의 동작 모습을 도시한 정면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 제1슬롯(111')과 제2슬롯(미인출)은 슬라이딩 핀(130)이 기준샤프트(140) 축선 방향과 평행하게 단계적으로 안착되어질 수 있도록 안착홈(111a)이 형성된다.

도시한 바와 같이, 제1디스크(110')의 제1슬롯(111')에는 일정 간격으로 안착홈(111a)이 형성되고, 제2디스크에 형성되는 제2슬롯(121)에도 제1슬롯(111)의 안착홈(111a)에 상응하는 안착홈이 형성된다.

안착홈(111a)은 도시한 바와 같이 슬라이딩 핀(130)이 동력전달부재(300)의 압력을 받을 경우 일정한 위치에 정지하도록 해서, 반경 변화가 일정하게 이루어질 수 있도록 하는 것으로서, 도 7(a) 및 도 7(b)에서 보인 바와 같이 제1슬롯(111')과 제2슬롯에 각각 형성된 안착홈(111a)의 위치는 동일선상인 것이 바람직할 것이다.

결국, 제1,2디스크(110', 120) 대비 이동샤프트(150; 또는 보조디스크)의 상대 회전으로 인해 슬라이딩 핀(130)이 제1,2슬롯(111', 121)을 따라 이동할 경우, 슬라이딩 핀(130)은 더 큰 힘을 받기 전까지는 안착홈(111a)으로의 안착을 고수하고, 이를 통해 복수 개의 슬라이딩 핀(130)은 항상 일정한 반경을 유지하는 효과가 있다.

도 8은 본 발명에 따른 제4실시 예로서 무단 변속기용 풀리를 도시한 정면도 및 측면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 슬라이딩 핀(130')은 체인이 수용되어질 수 있도록 체인 치형(132)이 형성된다.

체인은 동력전달부재(300)의 한 실시 예로서, 슬라이딩 핀(130')의 외주면에는 체인과의 걸림을 위한 체인 치형(132)이 돌출 형성된다.

체인 치형(132)은 슬라이딩 핀(130')과 회전 가능하도록 될 수도 있고, 슬라이딩 핀(130')과 일체로 될 수도 있을 것이다.

한편, 체인 치형(133)은 타이밍 벨트 타입의 동력전달부재(300)와의 걸림에도 그 적용이 가능할 수 있으며, 그 형태는 체인 또는 타이밍 벨트의 형상에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100, 100'; 구동풀리 110, 110'; 제1디스크 111; 제1슬롯
120, 120'; 제2디스크 121, 121'; 제2슬롯 130; 슬라이딩 핀
140, 140'; 기준샤프트 150; 이동샤프트 154; 보조디스크
170; 쉬프트레버 200; 종동풀리 300; 동력전달부재

Claims (8)

1. 제1슬롯이 형성된 제1디스크; 상기 제1디스크가 고정되며, 제1스플라인이 형성된 기준샤프트; 상기 제1디스크와 이격되어 대향하도록 상기 기준샤프트에 고정되며, 동일 회전 중심선에서 투영된 형태가 상기 제1슬롯과 서로 겹쳐지는 형상을 가진 제2슬롯을 구비한 제2디스크; 상기 제1스플라인과 맞물려 슬라이딩되는 제2스플라인이 형성되고, 외주면에 제3스플라인이 형성된 이동샤프트; 상기 제1슬롯과 제2슬롯을 따라 움직임으로써 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 반경 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 제1슬롯에 일단부가 수용되고 상기 제2슬롯에 타단부가 수용되는 슬라이딩 핀; 상기 슬라이딩 핀에 일단이 회동가능하게 힌지 결합되며, 상기 이동샤프트에 타단이 회동가능하게 연결된 링크; 상기 제3스플라인과 맞물려 슬라이딩되는 제4스플라인이 내주면에 형성되고, 상기 링크와 회동가능하게 힌지 결합되는 보조디스크;를 포함하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리에 있어서,
   상기 제1슬롯과 제2슬롯은, 상기 슬라이딩 핀이 상기 기준샤프트 축선 방향과 평행하게 단계적으로 안착되어질 수 있도록 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리.
2. 제1슬롯이 형성된 제1디스크;
   상기 제1디스크가 고정되며, 제1스플라인이 형성된 기준샤프트;
   상기 제1디스크와 이격되어 대향하도록 상기 기준샤프트에 고정되며, 동일 회전 중심선에서 투영된 형태가 상기 제1슬롯과 서로 겹쳐지는 형상을 가진 제2슬롯을 구비한 제2디스크;
   상기 제1스플라인과 맞물려 슬라이딩되는 제2스플라인이 형성되고, 외주면에 제3스플라인이 형성된 이동샤프트;
   상기 제1슬롯과 제2슬롯을 따라 움직임으로써 상기 제1디스크와 상기 제2디스크의 반경 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 제1슬롯에 일단부가 수용되고 상기 제2슬롯에 타단부가 수용되며, 체인이 수용되어질 수 있도록 체인 치형이 형성된 슬라이딩 핀;
   상기 슬라이딩 핀에 일단이 회동가능하게 힌지 결합되며, 상기 이동샤프트에 타단이 회동가능하게 연결된 링크; 및
   상기 제3스플라인과 맞물려 슬라이딩되는 제4스플라인이 내주면에 형성되고, 상기 링크와 회동가능하게 힌지 결합되는 보조디스크;
   를 구비한 것을 특징으로 하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1스플라인은 상기 기준샤프트 외주면에 형성되며,
   상기 제2스플라인은 상기 기준샤프트가 삽입되어 상기 제1스플라인과 맞물릴 수 있도록 상기 이동샤프트의 내주면에 형성된 것을 특징으로 하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1스플라인은 상기 기준샤프트 내주면에 형성되며,
   상기 제2스플라인은 상기 기준샤프트에 삽입되어 상기 제1스플라인과 맞물릴 수 있도록 상기 이동샤프트의 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1스플라인과 제2스플라인은 나선방향을 따라 연장된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 슬라이딩 핀은
   상기 보조디스크가 상기 제1디스크 및 제2디스크 중의 적어도 어느 하나와 동일한 회전 중심선 상에서 서로 상대 회전을 함에 따라 상기 링크가 움직임으로써 반경 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 링크를 이용한 무단 변속기용 반경 변화 풀리.
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