KR101303290B1 - 원추형 무단변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무단변속장치에 관한 것으로서 구동부(엔진 또는 모터)와 연결된 원추형 구동풀리와 벨트를 통해 원추형 종동풀리로 동력전달을 수행하며, 변속을 위해 벨트이송장치의 벨트가이드를 이용하여 벨트를 이동시켜 원추형 구동풀리와 원추형 종동풀리의 피치반경의 변화로 변속이 이루어지며, 벨트가이드와 텐셔너가 설치된 벨트이송장치 사용으로 동력전달 효율이 증가된 새로운 구조의 원추형 무단변속장치에 관한 것이다.

Description

원추형 무단변속장치{Cone Type Continuously Variable Transmission}

본 발명은 무단변속장치에 관한 것으로서 구동부(엔진 또는 모터)와 연결된 원추형 구동풀리와 벨트를 통해 원추형 종동풀리로 동력전달을 수행하며 벨트이송장치를 이용하여 벨트를 이동시켜 변속이 이루어지며, 벨트이송장치에 설치된 텐션너와 벨트가이드의 사용으로 동력전달 효율이 증가된 새로운 구조의 원추형 무단변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 변속장치는 엔진 또는 모터에서 발생된 구동력을 도로의 구배 내지는 운전자의 의지에 따라 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있으며, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 변속단을 직접 선택하는 수동변속장치와 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동변속장치 및 각 변속단 사이에 변속영역 없이 무단으로 변속이 이루어지는 무단변속장치로 대별된다.

그 중 상기 무단변속장치는 유압을 이용하는 자동변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력성능 그리고 중량면에서 큰 장점을 가지고 있으며, 벨트로 연결되는 원추형 풀리를 입력축과 출력축에 각각 장착하고, 벨트를 이동시켜 이 풀리의 외경을 변동시켜 변속하는 방식이 주로 사용된다.

이러한 무단변속장치는 일반적으로 엔진(또는 모터)과 연결되는 입력축 상에 장착된 구동풀리와 출력축 상에 장착된 종동풀리와의 사이에 벨트를 포함하며, 상기 구동풀리는 입력축 상에 고정된 고정풀리와 상기 입력축 상을 직선왕복이 운동가능하게 장착되어 입력축 상을 이동하면서 구동풀리의 외경을 가변시키는 가변측 풀리로 이루어지고, 종동풀리 역시 동일한 구조로 이루어진다.

국내외에서 운행되고 있는 전동스쿠터, 전동휠체어 및 골프카 등 전기 모터 구동 소형차량들은 별도의 변속기를 부착하지 않고 운행하고 있다. 이러한 이유로 도로상황에 맞는 변속 및 등판능력이 부족하여 언덕이 많은 국내지형에는 등판이 어렵고 밧데리 운영시간이 적어 대중화하기 어려운 실정이다.

이에 본 발명에서는 소형 자동차 및 소형 전기자동차에 적용 가능한 원추형 무단변속장치를 제공하고자 한다.

상기 원추형 무단변속장치는 엔진(또는 모터)과 연결되는 입력축 상에 장착된 원추형 구동풀리와 출력축 상에 장착된 원추형 종동풀리 사이에 벨트를 포함하며, 텐셔너가 장착된 벨트이송장치를 이용하여 변속을 수행한다. 이에 구조가 간단하며 저가로 제작이 가능하다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 구조상 무단변속이 가능하며 비교적 단순한 구성을 이루고 있어 저가로 제조가 가능한 원추형 무단변속장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성을 위한 본 발명은,
양단이 개구된 하우징과;
벨트이송장치 슬롯과 변속레버 슬롯을 갖추고서, 상기 하우징의 양단에 설치되는 하우징커버와;
상기 하우징에 내설되어 구동부와 연결되는 원추형 구동풀리와;
상기 하우징에 회동가능하게 내설되며, 원추형 구동풀리와 이격되어 마주보게 배치되는 원추형 종동풀리와;
상기 원추형 구동풀리와 원추형 종동풀리를 연결하는 벨트와;
상기 벨트이송장치 슬롯과 변속레버 슬롯에 각각 이동가능하게 설치되는 가이드부 및 변속레버를 갖추고서, 하우징에 내설되어 벨트의 둘레에 설치되는 프레임과, 상기 프레임의 상·하·좌·우내면에 각각 구비되며 벨트의 구동시 이탈을 방지하면서 변속레버에 의해 함께 동작되어 벨트를 밀어 이동시키는 벨트가이드와, 상기 프레임에 구비되어 원추형 구동풀리와 원추형 종동풀리의 외면에 밀착되도록 벨트를 가압하는 텐셔너로 구성된 벨트이송장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안된 무단변속장치는 구조가 간단하며 적용차량에 따라 구동축과 종동축의 축간거리 변동이 쉬워 자동차 구조에 따라 적용이 용이하며, 도로상황이나 운전자의 속도요구에 맞게 쉽게 조작이 가능하다.

또한 본 발명은 비교적 단순한 구조를 이루고 있어 저가로 제조가 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원추형 무단변속장치의 결합사시도
도 2는 본 발명에 따른 원추형 무단변속장치의 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 벨트이송장치의 결합사시도
도 4는 본 발명에 따른 벨트이송장치의 분해사시도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 원추형 무단변속장치의 결합사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 원추형 무단변속장치의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원추형 무단변속장치는, 하우징(10)과 하우징커버(20), 원추형 구동풀리(30), 원추형 종동풀리(40), 벨트(50) 및 벨트이송장치(60)로 구성된다.

상기 하우징(10)은 내부가 양단으로 개구된 박스이다.
본 실시 예의 경우, 상기 하우징(10)의 내부에는 이후에 설명될 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40), 벨트(50) 및 벨트이송장치(60)가 내설된다.
특히, 상기 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)는 구동축(2)과 종동축(3)을 매개로 하우징(10)에 회동가능하게 내설되며, 상기 구동축(2)에는 구동부(1)가 설치되고, 종동축(3)에는 구동륜(4)이 설치된다.
참고로, 상기 구동부(1; 도 1 참조)는 전원을 인가받아 동작하는 공지의 모터 또는 차량의 엔진이다.

상기 하우징커버(20)는 하우징(10)의 양단에 설치되어 하우징(10)을 덮으면서 벨트이송장치(60)를 가이드하는 기능을 한다.
특히, 상기 하우징커버(20)에는 사선으로 절개된 벨트이송장치 슬롯(22)과 변속레버 슬롯(21)이 일체로 형성되며, 벨트이송장치 슬롯(22)과 변속레버 슬롯(21)에는 벨트이송장치(60)의 가이드부(61a)와 변속레버(61b)가 각각 삽입된다.
참고로, 상기 하우징커버(20)의 벨트이송장치 슬롯(22)과 변속레버 슬롯(21)을 사선으로 절개하여 형성한 이유는 구동풀리(30)와 종동풀리(40)가 원추형이기 때문이다.

상기 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)는 하우징(10)에 구동축(2)과 종동축(3)을 매개로 회동가능하게 내설되되, 서로 이격되어 대향되게 배치됨이 바람직하다.
예를 들어, 상기 하우징(10)에 원추형 구동풀리(30)를 설치함에 있어 왼쪽에 큰 직경이 오고, 오른쪽에 작은 직경이 오도록 설치하였다면, 원추형 종동풀리(40)는 이와는 반대로 왼쪽에 작은 직경이, 오른쪽에는 큰 직경이 오도록 하우징(10)에 설치하여 벨트(50)의 위치 이동에 따라 변속비가 변화될 수 있도록 함이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 벨트이송장치의 결합사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 벨트이송장치의 분해사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 벨트(50)는 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)가 함께 연동될 수 있도록 연결(도 1 참조)하는 띠 모양의 물건으로서, 본 실시 예의 경우 원추형 구동풀리(30)가 회전할 경우 벨트(50)에 의해 원추형 종동풀리(40) 역시 함께 회전하게 되면서 동력이 전달된다.

상기 벨트이송장치(60)는 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)에 연결된 벨트(50)를 강제로 이동시켜 변속비를 변경하는 기구로서, 본 실시 예의 경우 프레임(61)과 벨트가이드(62) 및 텐셔너(63)로 구성된다.

상기 프레임(61)은 사각형상의 틀로서, 본 실시 예의 경우 하우징(10)에 내설되어 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40) 및 벨트(50)의 둘레에 설치된다.
특히, 상기 프레임(61)의 상면과 하면 가장자리(도 3 참조)에는 가이드부(61a)가 일체로 형성되며, 특히 상기 프레임(61)의 상면 중앙(도 3 참조)에는 변속레버(61b)가 일체로 형성된다.
여기서, 상기 가이드부(61a)는 하우징커버(20)의 벨트이송장치 슬롯(22)에 각각 삽입되고, 변속레버(61b)는 변속레버 슬롯(21)에 삽입되어 상방으로 돌출된다.

상기 벨트가이드(62)는 프레임(61)에 구비되며 벨트(50)의 구동시 이탈을 방지하면서 변속레버(61b)에 의해 함께 동작되어 벨트(50)를 밀어 이동시키는 기능을 한다.
본 실시 예의 경우 상기 벨트가이드(62)는 서로 이격되어 마주보는 한 쌍의 편으로 구성되어 프레임(61)의 내면에 설치되며, 한 쌍의 편 사이에 벨트(50)가 위치하게 된다.
본 실시 예에 따르면, 상기 한 쌍의 편으로 구성된 벨트가이드(62)에 벨트(50)가 위치하기 때문에 벨트(50)가 구동 중에도 벨트(50)의 이탈 없이 안정적으로 이동시켜 줄 수 있다.

상기 텐셔너(63)는 프레임(61)에 설치된 벨트가이드(62)에 설치되어 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)의 외면에 벨트(50)가 밀착되도록 벨트(50)를 가압하는 공지의 기구이다.
본 실시 예에 따르면, 상기 벨트(50)를 텐셔너(63)가 지속적으로 가압하고 있기 때문에 벨트(50)의 이완에 따른 동력손실을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 벨트(50)가 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)의 중앙에 위치된 상태에서 벨트이송장치(60)의 변속레버(61b)를 구동부(1) 방향으로 밀게 되면 벨트가이드(62)가 함께 이동되면서 벨트(50)를 강제로 이동시키게 되고, 이로 인해 원추형 구동풀리(30)의 작은 직경과 원추형 종동풀리(40)의 큰 직경에 벨트(50)가 각각 걸리게 되면서 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)의 변속비가 변하게 되며, 이에 의해 차량에 적용한 경우 저속으로 주행하게 된다.
한편, 반대로 벨트이송장치(60)의 변속레버(61b)를 조작하게 되면 벨트가이드(62)가 함께 이동되면서 벨트(50)를 강제로 이동시키게 되고, 원추형 구동풀리(30)의 큰 직경과 원추형 종동풀리(40)의 작은 직경에 벨트(50)가 각각 걸리게 되면서 원추형 구동풀리(30)와 원추형 종동풀리(40)의 변속비가 변하게 되며, 이에 의해 차량에 적용한 경우 고속으로 주행하게 된다.

본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

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1: 구동부 2: 구동축 3: 중동축
4: 구동륜 10: 하우징 20: 하우징커버
21: 변속레버 슬롯 22: 벨트이송장치 슬롯
30: 원추형 구동풀리 40: 원추형 종동풀리 50: 벨트
60: 벨트이송장치 61: 프레임 61a: 가이드부
61b: 변속레버 62: 벨트가이드 63: 텐셔너

Claims (3)

1. 양단이 개구된 하우징과;
   벨트이송장치 슬롯과 변속레버 슬롯을 갖추고서, 상기 하우징의 양단에 설치되는 하우징커버와;
   상기 하우징에 내설되어 구동부와 연결되는 원추형 구동풀리와;
   상기 하우징에 회동가능하게 내설되며, 원추형 구동풀리와 이격되어 마주보게 배치되는 원추형 종동풀리와;
   상기 원추형 구동풀리와 원추형 종동풀리를 연결하는 벨트와;
   상기 벨트이송장치 슬롯과 변속레버 슬롯에 각각 이동가능하게 설치되는 가이드부 및 변속레버를 갖추고서, 하우징에 내설되어 벨트의 둘레에 설치되는 프레임과, 상기 프레임의 상·하·좌·우내면에 각각 구비되며 벨트의 구동시 이탈을 방지하면서 변속레버에 의해 함께 동작되어 벨트를 밀어 이동시키는 벨트가이드와, 상기 프레임에 구비되어 원추형 구동풀리와 원추형 종동풀리의 외면에 밀착되도록 벨트를 가압하는 텐셔너로 구성된 벨트이송장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 원추형 무단변속장치.
   
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