KR101350419B1

KR101350419B1 - Transmission

Info

Publication number: KR101350419B1
Application number: KR1020130115721A
Authority: KR
Inventors: 방영봉; 황순욱
Original assignee: 재단법인차세대융합기술연구원
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-01-16

Abstract

A transmission according to the present invention, the transmission changes speed between input and output terminals. The transmission comprises N th gear units having a multi-step structure; a cage; a brake member. Each gear unit includes at least one of the sun gear and the ring gear, a plurality of planetary gears. The sun gear is placed at the center of revolution of the planetary gears. The plurality of planetary gears interlocks with the outer surface of the sun gear. The ring gear interlocks with the plurality of planetary gears. The sun gears in the plurality of gear units are coaxially installed and include different shafts. The planetary gears in the plurality of gear units are placed corresponding to each gear unit. The plurality of planetary gears corresponding to each gear unit is integrally formed. The cage supports a rotary shaft of the planetary gear to rotate around the sun gear. The brake member includes the rotary shafts of the sun gear, ring gear, and the cage as the input terminal so when one gear is used as the output terminal, the brake member is capable of changing the speed by one of the other rotary shafts except the input and output terminals.

Description

Transmission {TRANSMISSION}

본 발명은 변속 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복합유성기어 세트를 포함하여 단순한 구조로 다단 변속 회전이 가능하며, 정지 및 개방 동작을 할 수 있는 변속 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed change device, and more particularly, to a speed change device capable of multi-speed change rotation including a complex planetary gear set and capable of stopping and opening operation.

최근 전기자동차를 개발함에 있어서 에너지 효율을 높이고 차체 내부 공간을 크게 하며, 모듈화에 따른 생산비 절감효과를 얻기 위해서 인휠 구동시스템의 개발을 추진하고 있다. 전기모터는 엔진보다는 속도-토크 특성이 자동차 구동에 적합하나, 역시 저속과 고속 영역에서는 에너지 효율이 좋지 않으므로 이러한 영역에서 작동시킬 경우 효율이 떨어지고 발열이 심해지는 문제점이 있다. 따라서 기계적 변속 장치가 모터와 함께 사용될 수 있으면 전기자동차의 성능을 높일 수 있다. 그러나 현재 개발되어 있는 변속 장치들은 복잡한 구조를 하고 있고 크기가 크며 축방향으로 긴 구조를 하고 있어서, 자동차 휠 안에 모터와 함께 장착하기가 어렵고, 자동차 휠의 경우는 고토크 저속회전, 저토크 고속회전 뿐 아니라 브레이크 동작, 사람이 차를 밀 수 있도록 하는 개방동작을 해야 하므로 기존의 변속 장치 등을 사용하면 휠 안에 장착하기 힘든 문제점이 있다.Recently, the development of an in-wheel drive system has been promoted in order to increase the energy efficiency, increase the internal space of the vehicle, and reduce the production cost by modularization. Electric motors are more suitable for driving a vehicle than speed-torque motors. However, since the energy efficiency is not good in a low speed and a high speed region, there is a problem that efficiency is lowered and heat generation is increased. Therefore, the performance of the electric vehicle can be improved if the mechanical transmission can be used together with the motor. However, currently developed transmission devices have a complicated structure, and are large in size and long in the axial direction, so that it is difficult to install them together with a motor in an automobile wheel. In the case of an automobile wheel, high torque low speed rotation, In addition, there is a problem in that it is difficult to mount in a wheel when using a conventional transmission or the like because the brake operation and the opening operation for allowing a person to push the car are required.

2열 복합유성기어세트 및 브레이크 기구를 이용한 변속기는 콤팩트 하지만 최대 3단까지만 변속이 가능하다. 엔진 자동차 자동변속기의 경우, 초기에는 3단 변속이 일반적이고 고급 자동차에만 4단 변속이 적용되었으나, 에너지 효율을 높이고 승차감을 좋게 하기 위해서 변속 가능한 단계를 계속 높이고 있다. 전기자동차의 경우도 현재는 2단 변속기만이라도 갖추면 좋다고 이야기 하지만, 장래에는 에너지 효율과 승차감을 고려하여 더욱 높은 단수의 변속기를 추구하게 될 것이고, 이 경우 기존의 변속 장치를 사용하면 콤팩트 하면서도 높은 단수의 변속을 하기 힘든 문제점이 있다.The transmissions using the two-row complex planetary gear set and brake mechanism are compact, but only up to three stages can be shifted. In the case of engine-powered automatic transmissions, three-speed transmissions are common in the early days and four-speed transmissions have been applied only to high-end cars, but they continue to increase the speed range to improve energy efficiency and ride comfort. In the case of an electric car, it is said that it is better to equip even a two-speed transmission at present, but in the future, it will pursue a higher single speed transmission considering energy efficiency and ride comfort. In this case, when a conventional transmission is used, There is a problem that it is difficult to shift.

그린 환경 추구를 위해 최근 보급이 활성화된 자전거의 경우도 1)매우 가파른 언덕을 올라갈 때, 2)중간 정도 경사진 언덕길을 올라갈 때, 3)완만한 경사로나 험지를 주행할 때, 4)포장된 평지를 고속으로 주행할 때 등 4단계 이상의 변속을 할 수 있으면 탑승자가 불편 없이 원하는 주행을 할 수 있다. 기존의 자전거 변속기도 4단 이상의 변속을 할 수 있으나, 구조 상 변속 단수가 올라가도 속도비가 크게 바뀌지 않기 때문에 8단 변속기도 최고단과 최저단의 속도비는 3대 1이 이하이므로 가파른 언덕길과 평지 고속 주행 조건을 충분히 만족시키지 못한다. In the case of bicycles that have recently been popularized for the green environment, there are two types of bicycles: 1) when climbing steep hills, 2) when climbing a medium sloping hill, 3) when driving on gentle slopes or rough terrain, If the vehicle can make four or more shifts, such as when driving at a high speed on a flat land, the passenger can perform the desired driving without inconvenience. The speed ratio of the conventional bicycle transmission can be changed to 4 or more. However, since the speed ratio does not change greatly even when the number of stages of the structure is increased, the speed ratio of the highest stage and the lowest stage is also 3 to 1 or less, The conditions are not satisfied sufficiently.

대한민국 공개특허 10-2006-0084967Korean Patent Publication No. 10-2006-0084967

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복합유성기어 세트를 포함함에 따라서 복잡하지 않고 단순한 구조를 가지며, 아울러 축방향으로 연장되는 구조를 갖지 않고 크기가 축소되어 공간 활용도가 개선될 수 있고, 상기 복합유성기어 세트를 통해 다단 변속 회전을 수행할 수 있는 변속 장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a planetary gear set having a complicated and simple structure including a complex planetary gear set and having no structure extending in the axial direction, And capable of performing multi-step speed-change rotation through the complex planetary gear set.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 변속 장치는, 입력단과 출력단 사이의 변속을 수행하는 변속 장치로서, In order to achieve the above-mentioned object, a transmission according to the present invention is a transmission device for performing a shift between an input end and an output end,

상기 변속 장치는 다단으로 배열된 구조를 갖는 N 개(N>2)의 기어단; 케이지; 및 브레이크 부재; 를 포함하며,The transmission includes N (N > 2) gear stages having a multi-stage arrangement structure; Cage; And a brake member; / RTI >

상기 각각의 기어단은, 태양기어와 링기어 중 적어도 하나; 및 수개의 유성기어; 를 포함하며,Wherein each of the gear stages includes at least one of a sun gear and a ring gear; And a plurality of planetary gears; / RTI >

상기 태양기어는 상기 수개의 유성기어의 공전 중심에 배치되고, 상기 수개의 유성기어는 상기 태양기어에 대해서 외접하여 맞물리며, 상기 링기어는 상기 수개의 유성기어에 대해서 내접하여 맞물리고, 상기 복수의 기어단에 포함된 각각의 태양기어는 동축선상에 배치되되 각각 별개의 축을 갖게 구성되며, 복수의 기어단에 포함된 각각의 유성기어는 기어단별로 서로 대응되게 배치되며 기어단별로 대응되는 복수의 유성기어는 동심원을 이루며 일체로 형성되고,Wherein the sun gear is disposed at the center of revolution of the several planetary gears, the several planetary gears externally engaging with the sun gear, the ring gear being in intimate contact with and engaging the several planetary gears, Each of the sun gears included in the gear stage is disposed on a coaxial line and has a separate shaft. Each of the planetary gears included in the plurality of gear stages is disposed so as to correspond to each gear stage, The planetary gears are concentrically formed and integrally formed,

상기 케이지는 상기 유성기어가 상기 태양기어를 중심으로 공전할 수 있도록 상기 유성기어의 자전 회전축을 지지하며, 상기 브레이크 부재는, 상기 태양기어의 회전축, 상기 링기어의 회전축, 및 상기 케이지의 회전축 중 어느 하나를 입력단으로 하고, 다른 하나를 출력단으로 하였을 때 상기 입력단과 상기 출력단을 제외한 다른 회전축 중 하나에 대해서 작용함에 따라서 기어 변속을 수행하는 것을 특징으로 한다.Wherein the cage supports the rotation axis of the planetary gear so that the planetary gear can revolve about the sun gear, and the brake member is arranged between the rotation shaft of the sun gear, the rotation shaft of the ring gear, When one of the input shaft and the output shaft is used as an input and the other is used as an output shaft, gear shifting is performed in response to one of the input shaft and one of the other shafts except the output shaft.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 수개의 태양기어의 직경은 서로 상이하게 구성된다.According to a preferred embodiment, the diameters of the several sun gears are different from each other.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 수개의 태양기어는, 상기 복수의 기어단의 배열 방향으로 직경이 순차적으로 커지거나 작아지도록 배열된다.According to a preferred embodiment, the several sun gears are arranged such that their diameters sequentially increase or decrease in the arrangement direction of the plurality of gear stages.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 브레이크 부재는, 마찰 브레이크로 구성된다.According to a preferred embodiment, the brake member is constituted by a friction brake.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 브레이크 부재는, 제1 치차부를 갖는 치차 브레이크로 구성되며, 상기 케이지, 상기 링기어, 및 상기 태양기어의 축의 적어도 일 부분에는, 상기 치차 브레이크에 구비된 제1 치차부에 맞물리는 제2 치차부가 형성된다.According to a preferred embodiment, the brake member is constituted by a gear brake having a first toothed portion, and at least a part of the shaft of the cage, the ring gear, and the sun gear is provided with a first gear And a second gear portion engaged with the second gear portion is formed.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 브레이크 부재는, 치차부를 갖는 렉 기어, 상기 렉 기어에 탄성을 가하는 스프링, 상기 렉 기어의 변위를 안내하는 가이드 레일, 상기 가이드 레일의 회전 중심으로 작용하는 회전 축, 및 상기 렉 기어를 변위하는 동력 전달부를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the brake member includes a gear having a gear portion, a spring for applying elasticity to the gear, a guide rail for guiding displacement of the gear, a rotary shaft acting as a center of rotation of the guide rail, And a power transmitting portion for displacing the recking gear.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 브레이크 부재는, 상기 복수의 기어단이 배열된 방향으로 변위하여 각각의 기어단에 작용할 수 있는 가변 브레이크 부재로 구성된다.According to a preferred embodiment, the brake member is constituted by a variable brake member which is displaceable in the direction in which the plurality of gear stages are arranged and can act on each gear stage.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 입력단 및 출력단을 제외한 다른 회전축 중 두개 이상의 회전축에 상기 브레이크 부재가 인가됨에 따라서 기어 정지가 수행되고,According to a preferred embodiment, the gear stop is performed as the brake member is applied to two or more rotary shafts of the other rotary shafts except the input and output stages,

상기 브레이크 부재가 상기 회전축에 대해서 작동하지 않음에 따라서 기어 개방이 수행된다.As the brake member does not operate with respect to the rotation shaft, gear opening is performed.

바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 입력단 및 출력단으로 작용하는 회전축을 제외한 나머지 회전축 중 하나 이상에 대해서 작용하는 제2 입력축을 더 포함하며,According to a preferred embodiment, the apparatus further comprises a second input shaft which acts on at least one of the rotation shafts except for the rotation axis acting as the input and output ends,

상기 제2 입력축이 소정의 각속도로 회전함에 따라서 출력축의 속도가 가변된다.As the second input shaft rotates at a predetermined angular velocity, the speed of the output shaft varies.

본 발명의 변속 장치에 의하면, 복합유성기어 세트를 포함함에 따라서 복잡하지 않고 단순한 구조를 가지며, 아울러 축방향으로 연장되는 구조를 갖지 않고 크기가 축소되어 공간 활용도가 개선될 수 있다. 또한, 상기 복합유성기어 세트를 통해 다단 변속 회전, 정지동작, 및 개방동작을 수행할 수 있다.According to the transmission of the present invention, the complex planetary gear set includes the complex planetary gear set, which has no complicated structure, has a simple structure, has no structure extending in the axial direction, and can be reduced in size to improve space utilization. In addition, the multistage transmission rotation, stop operation, and open operation can be performed through the complex planetary gear set.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치의 기어단의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치 기어단의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure of a gear stage of a speed shift device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a transmission according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a transmission according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating the structure of a gear stage according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a transmission according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a transmission according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a transmission according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

공간적으로 상대적인 용어인 “하부", "상부", “측부” 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재 또는 구성 요소들과 다른 부재 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 부재의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 뒤집을 경우, 다른 부재의 “상부"로 기술된 부재는 다른 부재의 "하부”에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "상부"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as " lower ", "upper ", " side ", and the like are used to easily describe one member or components and other members or components Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the directions shown in the drawings, terms that include different orientations of members during use or operation. For example, when reversing a member shown in the figure, Quot; upper "of the other member may be placed" lower " of the other member. Thus, by way of example, the term "upper" may include both downward and upward directions. , So that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는”은 언급된 부재 외의 하나 이상의 다른 부재의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used in the specification, "comprises" and / or "comprising " do not exclude the presence or addition of one or more other members other than the recited member.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

도면에서 각부의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다. In the drawings, the thickness and size of each part are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size and area of each component do not entirely reflect actual size or area.

또한, 실시예에서 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 본 발명을 이루는 구조에 대한 설명에서, 방향에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.Further, in the embodiment, the directions mentioned in the process of describing the structure of the present invention are based on those described in the drawings. In the description of the structure constituting the present invention in the specification, reference points and positional relations with respect to directions are not explicitly referred to, reference is made to the related drawings.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치의 기어단의 구조를 나타낸 도면이며, 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치를 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 장치의 기어단의 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing the structure of a gear stage of a transmission according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 3, 5 and 6 are views showing a transmission according to an embodiment of the present invention, 4 is a view showing the structure of a gear stage of a transmission according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 변속 장치는, 입력단과 출력단 사이의 변속을 수행하는 변속 장치로서, 상기 변속 장치는 다단으로 배열된 구조를 갖는 N 개(N>2)의 기어단; 케이지; 및 브레이크 부재;를 포함하며, The transmission according to the present invention is a transmission for performing a shift between an input end and an output end, wherein the transmission includes N (N > 2) gear stages having a multi-stage arrangement; Cage; And a brake member,

상기 태양기어는 상기 수개의 유성기어의 공전 중심에 배치되고, 상기 수개의 유성기어는 상기 태양기어에 대해서 외접하여 맞물리며, 상기 링기어는 상기 수개의 유성기어에 대해서 내접하여 맞물리고, Wherein the sun gear is disposed at the center of revolution of the plurality of planetary gears, the several planetary gears are engaged externally with respect to the sun gear, the ring gear is in intimate contact with the several planetary gears,

상기 복수의 기어단에 포함된 각각의 태양기어는 동축선상에 배치되되 각각 별개의 축을 갖게 구성되며,Wherein each of the sun gears included in the plurality of gear stages is disposed on a coaxial line and has a separate axis,

복수의 기어단에 포함된 각각의 유성기어는 기어단별로 서로 대응되게 배치되며 기어단별로 대응되는 복수의 유성기어는 동심원을 이루며 일체로 형성되고, Each of the planetary gears included in the plurality of gear stages is disposed to correspond to each gear stage, the plurality of planetary gears corresponding to the gear stages are concentrically formed and integrally formed,

상기 케이지는 상기 유성기어가 상기 태양기어를 중심으로 공전할 수 있도록 상기 유성기어의 자전 회전축을 지지하며,Wherein the cage supports a rotation axis of rotation of the planetary gear so that the planetary gear can revolve around the sun gear,

상기 브레이크 부재는, 상기 태양기어의 회전축, 상기 링기어의 회전축, 및 상기 케이지의 회전축 중 어느 하나를 입력단으로 하고, 다른 하나를 출력단으로 하였을 때 상기 입력단과 상기 출력단을 제외한 다른 회전축 중 하나에 대해서 작용함에 따라서 기어 변속을 수행한다.Wherein the brake member is configured such that when one of the rotary shaft of the sun gear, the rotary shaft of the ring gear, and the rotary shaft of the cage is used as an input terminal and the other is used as an output terminal, Thereby performing gear shifting.

도 1은 본 발명에 따른 변속 장치(1)의 기어단(10)의 구조를 나타낸 개념도이다.Fig. 1 is a conceptual diagram showing the structure of a gear stage 10 of the transmission 1 according to the present invention.

본 발명에 따른 변속 장치(1)는 수개의 기어로 구성된 기어단(10)이 복수 개 구비되어 상기 복수의 기어단(10)이 다단으로 적층된 구성을 가질 수 있다. The transmission 1 according to the present invention may have a configuration in which a plurality of gear stages 10 composed of several gears are provided and the plurality of gear stages 10 are stacked in multiple stages.

재술하면, 상기 각각의 일 기어단(10)을 하나의 열을 구성하는 기어세트로 보면, 본 발명에 따른 변속 장치(1)는 N 개의 열을 갖는 기어세트로 설명될 수 있다.In other words, the transmission 1 according to the present invention can be described as a gear set having N rows, when each of the one gear stages 10 is regarded as a gear set constituting one row.

이하에서는, 먼저 도 1 을 참조하여 각각의 기어단(10)의 구조에 관해 설명한다.Hereinafter, the structure of each gear stage 10 will be described with reference to FIG.

일 기어단(10)은 수개의 유성기어(14)를 포함하며, 유성기어(14) 외에 태양기어(12) 및 링기어(16) 중 적어도 하나를 포함한다. 이에 따라서, 수개의 기어단(10) 중 하나인 일 기어단(10)은 태양기어(12), 유성기어(14), 링기어(16)가 모두 구비되는 구성을 갖거나, 또는 유성기어(14)와 태양기어(12)가 구비되는 구성을 갖거나, 또는 유성기어(14)와 링기어(16)가 구비되는 구성을 가질 수 있다. The one gear stage 10 includes several planetary gears 14 and includes at least one of a sun gear 12 and a ring gear 16 in addition to the planetary gear 14. Accordingly, the one gear stage 10, which is one of the several gear stages 10, has a configuration in which both the sun gear 12, the planetary gear 14 and the ring gear 16 are provided, 14 and a sun gear 12 or a structure in which a planetary gear 14 and a ring gear 16 are provided.

태양기어(12)는 예컨대 회전 중심으로 작용하는 소정의 샤프트(미도시)와 같은 부재에 연결될 수 있다. 태양기어(12)는 상기 샤프트(미도시)를 통해 외부로부터 동력을 받거나, 또는 외부에 동력을 인가할 수 있다.The sun gear 12 may be connected to a member such as a predetermined shaft (not shown) acting as a center of rotation. The sun gear 12 may receive power from the outside or apply power to the outside through the shaft (not shown).

유성기어(14)는 태양기어(12)에 대해서 외접하여 맞물린다. 도면에서는 유성기어(14)의 수가 3 개로 도시되었으나, 이에 한정하지 아니하며 태양기어(12)와 맞물리는 수개의 유성기어(14)가 배치될 수 있다. 이때, 상기 유성기어(14)의 공전 중심 축은 태양기어(12)의 자전 중심 축과 중첩된다.The planetary gear 14 is engaged externally with respect to the sun gear 12. Although the number of the planetary gears 14 is shown as three in the drawing, the present invention is not limited thereto, and several planetary gears 14 engaging with the sun gear 12 may be disposed. At this time, the revolution center axis of the planetary gear 14 overlaps the rotation center axis of the sun gear 12.

링기어(16)는 유성기어(14)에 대해서 맞물림에 따라서, 링기어(16)에 형성된 치차부에 유성기어(14)가 내접한다. 즉, 링기어(16)에 대해 유성기어(14)가 내접하며, 복수의 유성기어(14) 사이에 태양기어(12)가 맞물릴 수 있다. 이때, 링기어(16)의 자전 중심 축은 태양기어(12)의 자전 중심 축과 서로 중첩된다.As the ring gear 16 meshes with the planetary gear 14, the planetary gear 14 is in contact with the gear portion formed in the ring gear 16. [ That is, the planetary gear 14 is in contact with the ring gear 16, and the sun gear 12 can be engaged with the plurality of planetary gears 14. [ At this time, the rotation center axis of the ring gear 16 overlaps with the rotation center axis of the sun gear 12.

상기한 설명은 일 기어단(10) 내에 태양기어(12)와 링기어(16)가 모두 구비된 예를 설명하였으나, 상술한 바와 같이 일 기어단(10) 내에서 태양기어(12) 및 링기어(16)는 어느 하나만 구비되어도 충분하며, 따라서 한쪽을 생략할 수 있다.
The above description has been made on the case where both the sun gear 12 and the ring gear 16 are provided in the one gear stage 10. However, as described above, in the one gear stage 10, It suffices that only one of the gears 16 is provided, so that one of them can be omitted.

도 2, 도 3, 도 5 및 도 6 은 본 발명에 따른 변속 장치(1)의 구조를 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명에 따른 변속 장치(1)의 기어단의 구조를 나타낸 도면이다.FIGS. 2, 3, 5, and 6 are views showing the structure of the transmission 1 according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the structure of the gear positions of the transmission 1 according to the present invention.

이하에서는 상기 각각의 기어단이 복수 구비되어 형성되는 변속 장치(1)에 관해 설명한다.Hereinafter, a description will be given of the speed shift device 1 in which a plurality of the gear stages are provided.

상술한 바와 같이, 각각의 일 기어단 내에는 태양기어가 구비될 수 있다. 이에 따라서, 예컨대 도 2 에 도시된 기어단 중 일 기어단을 제1 기어단(100)이라 하고, 다른 하나의 기어단을 제2 기어단(200)이라 할 때, 제1 기어단(100) 내에 제1 태양기어(110)가 구비되며, 제2 기어단(200) 내에 제2 태양기어(210)가 구비될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 각각의 기어단은 하나의 열을 구성하는 기어세트라 할 수 있다. 이러한 사항은 본 발명에 따른 변속기가 N 개의 기어단을 갖는 N 열의 복합유성기어세트일 때, N 개의 기어단 모두, 즉 N 개의 열에 해당하는 각각의 기어세트에 대해서 적용될 수 있다. As described above, a sun gear may be provided in each one gear stage. 2 is referred to as a first gear position 100 and the other gear position is referred to as a second gear position 200, the first gear position 100 is referred to as a first gear position, And the second sun gear 210 may be provided in the second gear stage 200. The second sun gear 210 may be provided in the second gear stage 200. [ On the other hand, as described above, each gear stage can be referred to as a gear set constituting one row. This can be applied to each of the N gear stages, i.e., each gear set corresponding to N rows, when the transmission according to the present invention is an N-row complex planetary gear set having N gear stages.

제1 태양기어(110)와 제2 태양기어(210)는 각각 예컨대 회전 중심으로 작용하는 소정의 샤프트(미도시)와 같은 부재에 연결될 수 있으며, 상기 샤프트(미도시)를 통해 외부로부터 동력을 받거나, 또는 외부에 동력을 인가하거나, 또는 브레이크 부재(400)에 의한 브레이킹 작용을 받을 수 있다. 이때, 제2 태양기어(210)의 자전축과 제1 태양기어(110)의 자전축은 서로 독립적으로 형성되되, 서로 중첩되게 배치된다. 즉, 복수의 기어단에 포함된 각각의 태양기어는 동축선상에 배치되되, 각각 별개의 축을 갖는다. 이에 따라서, 어느 하나의 태양기어에 대해서만 브레이크가 작용하는 것도 가능하며, 각각의 태양기어가 서로 상이한 각속도를 가질 수도 있다. The first sun gear 110 and the second sun gear 210 may each be connected to a member such as a predetermined shaft (not shown) acting as a center of rotation, for example, Receive power from the outside, or receive a breaking action by the brake member (400). At this time, the rotation axis of the second sun gear 210 and the rotation axis of the first sun gear 110 are formed independently of each other, and are arranged so as to overlap with each other. That is, each of the sun gears included in the plurality of gear stages is disposed on the coaxial line, and each has a separate axis. Accordingly, it is also possible for the brakes to act on only one of the sun gears, and each of the sun gears may have a different angular velocity.

예컨대, 도 2 에 도시된 바와 같이 제2 태양기어(210)의 회전축 내에 중공이 형성되고 상기 중공에 제1 태양기어(110)의 회전축이 배치되는 것과 같은 이중 회전축 구조가 구비될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, a double rotary shaft structure may be provided such that a hollow is formed in the rotary shaft of the second sun gear 210 and a rotary shaft of the first sun gear 110 is disposed in the hollow.

바람직하게는, 상기 제1 태양기어(110) 및 제2 태양기어(210)의 직경은 서로 상이할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 변속기가 N 개의 기어단을 가질 경우, N 개의 기어단 각각에 대해 적용될 수 있다. 즉, N 개의 기어단에 구비되는 태양기어는 서로 상이한 직경을 가질 수 있다. 이에 따라서, 각각의 태양기어에 맞물리는 유성기어 및 링기어의 직경이 상이해지며, 브레이크의 선택적 인가에 따른 변속이 이루어질 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.Preferably, diameters of the first sun gear 110 and the second sun gear 210 may be different from each other. This can be applied to each of the N gear stages when the transmission according to the present invention has N gear stages. That is, the sun gears provided in the N gear stages may have diameters different from each other. Accordingly, the diameters of the planetary gears and the ring gear meshed with the respective sun gears are different from each other, and shifting can be performed according to the selective application of the brakes. This will be described later.

상술한 바와 같이, 각각의 일 기어단 내에는 유성기어가 구비된다. 이에 따라서, 예컨대 제1 기어단(100) 내에 제1 유성기어(120)가 구비되며, 제2 기어단(200) 내에 제2 유성기어(220)가 구비된다. 이러한 사항은 본 발명에 따른 변속기가 N 개의 기어단을 갖는 N 열의 복합유성기어세트일 때, N 개의 기어단 모두, 즉 N 개의 열에 해당하는 각각의 기어세트에 대해서 적용될 수 있다.As described above, planetary gears are provided in each one gear stage. Accordingly, for example, the first planetary gear 120 is provided in the first gear stage 100 and the second planetary gear 220 is provided in the second gear stage 200. This can be applied to each of the N gear stages, i.e., each gear set corresponding to N rows, when the transmission according to the present invention is an N-row complex planetary gear set having N gear stages.

제1 유성기어(120)는 제1 태양기어(110)와 맞물려서 제1 태양기어(110)의 자전에 따라서 회전할 수 있게 구성된다.The first planetary gear 120 is configured to engage with the first sun gear 110 and rotate according to the rotation of the first sun gear 110. [

제2 유성기어(220)는 각각의 제1 유성기어(120)와 자전축을 공유하며 동심원을 형성한다. 즉, 제2 유성기어(220)는 제1 유성기어(120)와 동수로 배치되며 각각의 제1 유성기어(120)와 제2 유성기어(220)는 자전축을 공유하며 동심원을 구성함에 따라서, 제1 유성기어(120)와 제2 유성기어(220)는 함께 회전하고, 그 각속도는 동일하게 구성된다. 이러한 유성기어 사이의 관계는 제1 기어단(100) 및 제2 기어단(200) 뿐만 아니라, N 번째의 기어단까지 모두 동일하게 적용된다.The second planetary gears 220 share a rotation axis with each of the first planetary gears 120 and form a concentric circle. That is, the second planetary gear 220 is disposed in the same number as the first planetary gear 120, and each of the first planetary gears 120 and the second planetary gears 220 share a rotating shaft and form a concentric circle, The first planetary gear 120 and the second planetary gear 220 rotate together and their angular velocities are the same. The relationship between the planetary gears is the same not only to the first gear stage 100 and the second gear stage 200 but also to the Nth gear stage.

재술하면, 복수의 기어단에 포함된 각각의 유성기어는 기어단별로 서로 대응되게 배치되며, 기어단별로 대응되는 복수의 유성기어는 동심원을 이루며 일체로 형성되어 동일한 각속도를 가지며 함께 회전한다.In other words, each of the planetary gears included in the plurality of gear stages is arranged to correspond to each gear stage, and the plurality of planetary gears corresponding to the gear stages are concentrically formed and integrally formed and rotate at the same angular velocity.

한편, 도 2 에서는 제1 및 제2 유성기어(220)가 서로 접하여 일체로 구성되게 도시되었으나, 이에 한정하지 아니하며 제1 및 제2 유성기어(220)는 제1 및 제2 유성기어(220)의 중심 축을 연결하는 소정의 샤프트(미도시)와 같은 연결 수단에 의해 서로 이격되게 연결될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다. 2, the first and second planetary gears 220 are integrally formed by being in contact with each other. However, the first and second planetary gears 220 are not limited to the first and second planetary gears 220, Such as a shaft (not shown), which connects the central axes of the respective shafts.

상술한 바와 같이, 각각의 일 기어단 내에는 링기어가 구비될 수 있다. 이에 따라서, 예컨대 제1 기어단(100) 내에 제1 링기어(130)가 구비되며, 제2 기어단(200) 내에 제2 링기어(230)가 구비될 수 있다. 이러한 사항은 본 발명에 따른 변속기가 N 개의 기어단을 갖는 N 열의 복합유성기어세트일 때, N 개의 기어단 모두, 즉 N 개의 열에 해당하는 각각의 복합유성기어세트에 대해서 적용될 수 있다.As described above, a ring gear may be provided in each one gear stage. Accordingly, for example, the first ring gear 130 may be provided in the first gear stage 100, and the second ring gear 230 may be provided in the second gear stage 200. This can be applied to each of the N gear stages, that is, each composite planetary gear set corresponding to N rows, when the transmission according to the present invention is an N-row compound planetary gear set having N gear stages.

제1 링기어(130)는 제1 유성기어(120)와 맞물리며, 제1 유성기어(120)의 회전에 따라서 자전할 수 있게 구성된다. 즉, 복수의 제1 유성기어(120)는 제1 태양기어(110)에 대해서 외접하며 맞물리며, 제1 링기어(130)는 복수의 제1 유성기어(120)에 대해서 내접하며 맞물린다. 이때, 제1 링기어(130)의 자전 중심 축은 제1 태양기어(110)의 자전 중심 축과 서로 중첩된다.The first ring gear 130 meshes with the first planetary gear 120 and is configured to rotate in accordance with the rotation of the first planetary gear 120. That is, the plurality of first planetary gears 120 circumscribe and engage with the first sun gear 110, and the first ring gear 130 is in contact with and meshes with the plurality of first planetary gears 120. At this time, the rotation center axis of the first ring gear 130 overlaps with the rotation center axis of the first sun gear 110.

제2 링기어(230)는 제2 유성기어(220)에 대해서 내접하며 맞물린다. 제2 링기어(230)는 제2 유성기어(220)의 회전에 따라서 자전할 수 있으며, 제2 링기어(230)의 자전 축 또한 태양기어 및 제1 링기어(130)의 자전 축과 서로 중첩되게 구성된다.The second ring gear 230 is in contact with and engages with the second planetary gear 220. The second ring gear 230 can rotate according to the rotation of the second planetary gear 220 and the rotation axis of the second ring gear 230 can also rotate with the rotation axis of the sun gear and the first ring gear 130 Respectively.

한편, 도면에서는 1 열에서 N 열으로 열 수가 증가할 때마다 태양기어의 직경은 점점 감소하고, 유성기어와 링기어의 직경은 점점 증가하게 되어 있다. 즉, 상기 복수의 열에 포함된 수개의 태양기어의 직경은 서로 상이하며, 일 예에 의하면 상기 복수의 태양기어는 순차적으로 직경이 커지거나 작아지도록 배열될 수 있다.On the other hand, in the drawing, the diameter of the sun gear gradually decreases every time the number of columns increases from 1 to N, and the diameters of the planetary gear and the ring gear increase gradually. That is, the diameters of several sun gears included in the plurality of rows are different from each other. According to an example, the plurality of sun gears may be arranged so that their diameters become larger or smaller in order.

이와 같이 열이 바뀜에 따라서 기어 직경이 계속 증가하거나 감소하는 경우 태양기어나 링기어의 회전/고정 기구를 설계하기가 수월할 수 있으나, 이것은 본 변속기가 작동을 하는 데 있어서 본질적으로 요구되는 것은 아니다. It may be easier to design a sun gear or ring gear rotation / locking mechanism if the gear diameter continues to increase or decrease as the heat changes, but this is not essentially required for the transmission to operate .

이하에서는 케이지(300)에 대해 설명한다.Hereinafter, the cage 300 will be described.

케이지(300)는 각각의 유성기어의 자전축을 지지한다. 예컨대 제1 및 제2 유성기어(120, 220)는 자전축을 형성하는 소정의 샤프트를 구비하며, 케이지(300)에는 상기 샤프트가 삽입되어 회전할 수 있는 홀이 형성될 수 있다. 한편, 케이지(300)는 전체 기어단의 상, 하부에 마련되어 전체 유성기어의 상부 및 하부에서 유성기어의 자전축을 지지할 수 있다.The cage 300 supports the rotation axis of each planetary gear. For example, the first and second planetary gears 120 and 220 may include a predetermined shaft forming a rotation axis, and the cage 300 may be formed with a hole through which the shaft is inserted to rotate. On the other hand, the cage 300 is provided on the upper and lower portions of the entire gear stage, and can support the rotation axis of the planetary gears at the upper and lower portions of the entire planetary gears.

케이지(300)는 자전 축을 갖되, 태양기어, 링기어 및 케이지(300)의 자전 축은 서로 중첩된다.
The cage 300 has an axis of rotation, with the sun gear, the ring gear, and the axis of rotation of the cage 300 overlapping each other.

*케이지(300)는 태양기어의 자전 축과 중첩되는 자전 축을 가지며 유성기어의 자전 축을 지지하도록 구성됨으로써, 유성기어가 태양기어를 중심으로 공전할 때 유성기어의 자전축으로 작용하는 샤프트가 태양기어를 중심으로 공전함에 따라서 케이지(300)는 상기 공전 방향과 동일한 방향으로 자전할 수 있다.The cage 300 is configured to support the rotation axis of the planetary gear with its axis of rotation overlapping the axis of rotation of the sun gear so that the shaft acting as the axis of rotation of the planetary gear when the planetary gear revolves about the sun gear, The cage 300 can rotate in the same direction as the revolving direction.

한편, 역으로 케이지(300)가 자전함에 따라서 유성기어는 태양기어를 중심으로 공전할 수 있다.Conversely, as the cage 300 rotates, the planetary gear can revolve around the sun gear.

이하에서는 브레이크 부재(400)에 대해 설명한다.Hereinafter, the brake member 400 will be described.

상기 각각의 부재의 회전을 제어하여 정지시킬 수 있는 브레이크 부재(400)가 마련될 수 있으며, 상기 브레이크 부재(400)의 구체적인 실시 형태는 소정의 마찰 브레이크, 또는 치차 브레이크일 수 있다. 상기 브레이크 부재(400)는 소정의 형태 및 구성을 가짐으로써, 상기와 같은 태양기어, 링기어, 및 케이지(300)에 대해 브레이킹 작용을 인가할 수 있다.A brake member 400 capable of stopping and controlling the rotation of the respective members may be provided, and a specific embodiment of the brake member 400 may be a predetermined friction brake or a gear brake. The brake member 400 has a predetermined shape and configuration, so that a breaking action can be applied to the sun gear, the ring gear, and the cage 300 as described above.

일 예에 의하면, 브레이크 부재(400)가 치차 브레이크로 구성될 경우, 상기 치차 브레이크에는 제1 치차부가 형성되며, 상기 케이지(300), 상기 링기어, 및 상기 태양기어의 축의 적어도 일 부분에는 상기 제1 치차부에 맞물리는 제2 치차부가 형성될 수 있다.According to one example, when the brake member 400 is constituted by a gear brake, a first gear is formed in the gear brake, and at least a part of the shaft of the cage 300, the ring gear, And a second gear portion engaging with the first gear portion can be formed.

치차 브레이크는 치차부를 갖는 렉 기어(410), 상기 렉 기어(410)에 탄성을 가하는 스프링(420), 상기 렉 기어(410)의 변위를 안내하는 가이드 레일(430), 상기 가이드 레일(430)의 회전 중심으로 작용하는 회전 축(440), 및 상기 렉 기어(410)를 변위하는 동력부(470)를 포함하도록 구성될 수 있다.The gear brake includes a gear gear 410 having a gear portion, a spring 420 for applying elasticity to the gear gear 410, a guide rail 430 for guiding displacement of the gear gear 410, And a power section 470 for displacing the < RTI ID = 0.0 > regear 410. < / RTI >

예컨대, 도 6 에 도시된 바와 같이 치차 브레이크를 통해 입력축, 출력축 이외의 회전축을 정지시킬 때, 상기 동력부는 렉 기어(410)를 변위하여 렉 기어(410)의 치차부가 입출력축 이와의 회전축 둘레에 형성된 치차부에 맞물리게 한다. 이때, 렉 기어(410)와 치차 브레이크 사이의 치합은 렉 기어(410)가 가이드 레일(430)을 따라서 안내됨에 따라서 이루어질 수 있다. 한편, 치차 브레이크는 렉 기어(410)에 탄성을 가하는 스프링(420) 부재를 포함함에 따라서, 렉 기어(410)에 형성된 치차부와 입출력축 이외의 회전축에 형성된 치차부가 맞물려서 회전이 정지할 때, 그에 따른 충격이 완화될 수 있다. 6, when the rotary shaft other than the input shaft and the output shaft is stopped via the gear brake, the power unit displaces the gear gear 410 to rotate the gear shaft 410 about the rotation axis of the input / Engage the formed gear. At this time, the coupling between the gear gear 410 and the gear brake can be achieved as the gear gear 410 is guided along the guide rail 430. [ The gear brake includes a spring 420 that applies elastic force to the gear gear 410. When the gear teeth formed on the gear gear 410 and the gears formed on the rotational shafts other than the input and output shafts are engaged to stop rotation, The impact thereon can be mitigated.

한편, 실시예에 따라서 본 발명에 따른 변속 장치(1)가 복수의 기어단을 포함할 경우, 예컨대 도 2 에 도시된 바와 같이 브레이크 부재(400)가 인가되는 태양기어 축, 케이지(300), 및 링기어 마다 별개의 브레이크 부재(400)가 구비될 수 있으나, 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 복수의 태양기어 축, 케이지(300), 및 링기어 중 일부에 대해서만 브레이크 부재(400)가 구비되는 것도 가능하며, 도 6 에 도시된 바와 같이 브레이크 부재(400)가 변위되어 태양기어 축, 케이지(300), 및 링기어에 대해 선택적으로 브레이크가 인가되는 것도 가능하다. 즉, 브레이크 부재(400)가 변위됨에 따라서 입력축과 출력축을 제외한 다른 회전축에 브레이크를 인가하는 것이 가능하며, 이때 브레이크가 인가되는 회전축은 하나 또는 둘 이상일 수 있다. When the transmission 1 according to the present invention includes a plurality of gear stages, for example, the sun gear shaft to which the brake member 400 is applied as shown in FIG. 2, the cage 300, And a separate brake member 400 may be provided for each of the ring gears. However, as shown in FIG. 5, the brake member 400 is provided only for the plurality of sun gear shafts, the cage 300, It is also possible that the brake member 400 is displaced as shown in Fig. 6 so that the brake is selectively applied to the sun gear shaft, the cage 300, and the ring gear. That is, as the brake member 400 is displaced, it is possible to apply the brakes to the other rotary shafts except the input shaft and the output shaft, and the rotary shaft to which the brakes are applied may be one or more than two.

이때, 하나의 치차 브레이크가 적절히 작용할 수 있도록 하기 위해 상기 브레이크는 소정의 위치 가변 장치가 마련된 가변 브레이크로 구성될 수 있다.At this time, in order to allow one gear brake to function properly, the brake may be constituted by a variable brake provided with a predetermined position variable device.

예컨대, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크 부재(400)가 렉 기어(410)를 포함하는 치차 브레이크로 구성되고, 기어단이 상하 방향으로 다단으로 적층된 구조를 가질 경우 상기 렉 기어(410)가 변위하여 브레이크가 인가되는 부재에 적절히 맞물릴 수 있도록 상기 렉 기어(410)를 변위시키는 소정의 이송장치가 구비될 수 있다.6, when the brake member 400 is constituted by a gear brake including a gear gear 410 and has a structure in which gears are stacked in multiple stages in the vertical direction, the gears 410 May be provided with a predetermined transfer device for displacing the < RTI ID = 0.0 > regear < / RTI > 410 so as to be properly engaged with the member to which the brake is applied.

예컨대, 도 6 에 도시된 바와 같이, 렉기어(410)를 포함하는 브레이크 부재(400)를 선형모터 가동부(460)에 장착하여, 선형모터 고정부(450)를 따라서 기어단의 적층 방향으로 적절히 변위시켜서 렉 기어(410)를 통한 브레이크의 적절한 인가가 이루어질 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, a brake member 400 including a gear 410 is mounted on the linear motor moving part 460, and is appropriately moved in the stacking direction of the gear stages along the linear motor fixing part 450 A proper application of the brake through the gear gear 410 can be achieved.

이때, 일 예로 링기어에만 상기 브레이크 부재(400)가 작용할 경우 링기어의 자전이 정지하며 케이지(300)의 자전은 정지하지 아니하여, 유성기어는 공전에 방해를 받지 아니하며 자전 및 공전 운동을 동시에 할 수 있다. In this case, for example, when the brake member 400 acts only on the ring gear, the rotation of the ring gear is stopped and the rotation of the cage 300 is not stopped. Therefore, the planetary gear is not disturbed by the revolution, can do.

다른 예로, 케이지(300)에만 브레이크 부재(400)가 작용할 경우, 케이지(300)의 자전이 정지되며 유성기어의 공전이 정지되고 자전 운동만을 하게 된다.
As another example, when the brake member 400 acts on only the cage 300, the rotation of the cage 300 is stopped, and the revolution of the planetary gear is stopped and only the rotation is performed.

이하에서는, 본 발명에 따른 변속 장치(1)의 변속 작동에 대해 설명한다. Hereinafter, the shift operation of the transmission 1 according to the present invention will be described.

이하에서는, 설명의 편의상 본 발명에 따른 변속 장치(1)의 일 단에 배치된 기어단(10)을 1 열로 정의하며, 이로부터 순차적으로 n 번째로 배치된 기어단(10)을 n 열로 설명한다.Hereinafter, for convenience of description, the gear stages 10 disposed at one end of the transmission 1 according to the present invention are defined as one row, and the n-th gear stages 10 are sequentially described as n rows do.

본 발명에 따라서, N 개의 기어단(10)을 포함하여 N 열의 기어단(10)으로 구성된 변속 장치(1)에서, 태양기어(12), 링기어(16), 및 유성기어(14)를 포함하는 임의의 n 열의 기어단(10)에 적용되는 운동방정식은 식 (1), (2)와 같다.
The sun gear 12, the ring gear 16, and the planetary gear 14 in the transmission 1 composed of the N gear stages 10 including the N gear stages 10, Equations (1) and (2) are applied to the equations of motion applied to any n-th gear stage 10 included.

(1)

(One)

(2)

여기서

은 n 열 태양기어(12)의 각속도,

은 n 열 링기어(16)의 각속도,

는 유성기어(14)의 각속도 (모든 열의 유성기어(14)는 같은 축으로 결합되어 있으므로 각속도가 같다),

는 유성기어(14) 케이지의 각속도,

은 n 열 태양기어(12)의 직경,

은 n 열 링기어(16)의 직경을 나타낸다 (유성기어(14) 직경은 태양기어(12)의 직경과 링기어(16)의 직경으로 나타낼 수 있다 (

)). here

The angular velocity of the n-th row sun gear 12,

The angular speed of the n- row ring gear 16,

The angular velocity of the planetary gears 14 (the planetary gears 14 of all the rows are coupled with the same axis, so that the angular velocity is the same)

The angular velocity of the planetary gear 14 cage,

The diameter of the n-th row sun gear 12,

N represents the diameter of the heat ring gear 16 (planetary gear 14, the diameter can be represented by the diameter of the diameter and the ring gear 16 of the sun gear 12 (

)).

일 기어단(10)으로 구성된 변속 장치(1)의 경우 (N=1), 네 개의 각속도(

) 사이의 관계를 나타내는 두 개의 방정식이 존재하며 (식(3), (4)), 네 개의 각속도 중 두 개가 결정될 경우 나머지 두 개의 각속도는 알 수 있게 된다. 즉, 하나의 회전축을 고정시키고(

) 다른 하나의 회전축을 입력축으로 하여 입력 회전속도를 알 경우, 남은 두 개 회전축의 각속도가 결정되며 이것은 일반 변속 장치(1)의 동작에 해당한다.
In the case of the transmission 1 composed of one gear stage 10 (N = 1), four angular speeds

(3), (4)). When two of the four angular velocities are determined, the remaining two angular velocities are known. That is, one rotation axis is fixed

) Knowing the input rotational speed with the other rotational axis as the input shaft, the angular speed of the remaining two rotational axes is determined, which corresponds to the operation of the ordinary transmission (1).

(3)

(4)

2 개의 기어단(10)으로 구성된 변속 장치(1)의 경우 (N=2), 6 개의 각속도(

) 사이의 관계를 나타내는 4 개의 방정식(식(3)~(6))이 존재하며, 6 개의 각속도 중 두 개가 결정될 경우 나머지 4 개의 각속도가 결정된다.
In the case of the transmission 1 composed of two gear stages 10 (N = 2), six angular speeds

(Eqs. (3) to (6)) representing the relationship between the angular velocities of the two angular velocities. When two of the six angular velocities are determined, the remaining four angular velocities are determined.

(5)

(6)

이 6개의 각속도 중 유성기어(14)의 각속도 w_p 는 변속 장치(1) 밖으로 나타나는 값은 아니며 다른 값들에 의해서 결정되는 값이므로, 변속 장치(1)의 경우 외부에 연결되어 제어될 수 있는 5개의 회전축을 갖게 된다. 이 5개의 회전축 중 어느 하나를 입력축으로 하고 다른 하나를 출력축으로 하며 또 다른 하나를 회전하지 못하도록 고정하였을 때, 즉, 어느 하나를 브레이크가 인가된 고정축으로 하였을 때 입력축과 출력축은 일정한 비율로 회전하게 되므로, 변속을 수행할 수 있다. Among these six angular speeds, the angular speed w _p Is not a value appearing outside the transmission 1 but is a value determined by other values. Thus, in case of the transmission 1, it has five rotational shafts which can be connected and controlled externally. When one of the five rotary shafts is used as an input shaft and the other as an output shaft and the other is fixed so as not to be rotatable, that is, when one of them is a fixed shaft to which a brake is applied, the input shaft and the output shaft are rotated So that the shift can be performed.

이것의 경우의 수를 생각하면, 5개의 회전축 중 하나를 입력축으로 택할 가짓수 5, 남은 4개의 회전축 중 하나를 출력축으로 택할 가짓수 4, 남은 3개의 회전축 중 하나를 고정축으로 택할 가짓수 3의 조합으로 이루어지므로, 모든 경우의 수는 60가지가 된다 (5x4x3=60). 즉, 어느 축을 입력축, 출력축, 고정축으로 택하는가에 따라서 60가지의 변속이 가능하고, 입력축, 출력축이 결정될 경우 (20가지 경우의 수 (5x4=20)), 남은 3개의 축 중 어느 축을 고정하는가에 따라서 각각을 3단 변속기로 작동시킬 수 있다. Considering the number of cases in this case, it is possible to use a combination of 5 to select one of the five rotational shafts as an input shaft, 4 to select one of the remaining four rotational shafts as an output shaft, and 3 to select one of the remaining three rotational shafts as a fixed shaft , The number of all cases is 60 (5x4x3 = 60). That is, 60 shifts are possible depending on which axis is taken as an input shaft, an output shaft, and a fixed shaft, and when the input shaft and the output shaft are determined (number of 20 cases (5x4 = 20)), Each of which can be operated with a three-speed transmission.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 변속 장치(1)는 N 개의 기어단(10)을 포함하며, 이때 N 은 1 보다 큰 자연수이므로, 본 발명에 따른 변속 장치(1)는 3 개 이상으로 확장된 기어단(10)을 포함할 수 있다. 도 2에 나타낸 것과 같이 3 개의 기어단(10)으로 구성된 변속 장치(1)의 경우 (N=3), 8 개의 각속도(

) 사이의 관계를 나타내는 6 개의 방정식(식(3)~(8))이 존재하며, 8 개의 각속도 중 두 개가 결정될 경우 나머지 6 개의 각속도가 결정된다.
As described above, the transmission 1 according to the present invention includes N gear stages 10, wherein N is a natural number greater than 1, so that the transmission 1 according to the present invention can be extended to three or more And may include a gear stage 10. As shown in Fig. 2, in the case of the transmission 1 (N = 3) composed of three gear stages 10, eight angular speeds

(Eqs. (3) to (8)) representing the relationship between the angular velocities of the two angular velocities. When two of the eight angular velocities are determined, the remaining six angular velocities are determined.

(7)

(8)

이 8 개의 각속도 중 유성기어(14) 각속도 ω _P 는 변속 장치(1) 밖으로 나타나는 값은 아니며 다른 값들에 의해서 결정되는 값이므로, 3 열로 구성된 복합유성기어세트의 경우 외부에 연결되어 제어될 수 있는 7 개의 회전축을 갖게 된다. 이 7 개의 회전축 중 어느 하나를 입력축으로 하고 다른 하나를 출력축으로 하며 또 다른 하나를 회전하지 못하도록 고정하였을 때, 입력축과 출력축은 일정한 비율로 회전하게 되므로, 변속을 수행할 수 있다. 이것의 경우의 수를 생각하면, 7 개의 회전축 중 하나를 입력축으로 택할 가짓수 7, 남은 6 개의 회전축 중 하나를 출력축으로 택할 가짓수 6, 남은 5 개의 회전축 중 하나를 고정축으로 택할 가짓수 5 의 조합으로 이루어지므로, 42종류(7x6=42)의 5단 변속기로 구성이 가능하다.Among these eight angular speeds, the planetary gear 14 has an angular velocity ω _P Is not a value appearing outside the transmission 1 but a value determined by other values. Therefore, in the case of a compound planetary gear set composed of three rows, it has seven rotation axes that can be connected and controlled externally. When one of the seven rotary shafts is used as an input shaft and the other is used as an output shaft and the other is fixed so as not to be rotated, the input shaft and the output shaft are rotated at a constant ratio, so that shifting can be performed. Considering the number of cases, it is possible to use a combination of 7 to select one of the 7 rotary shafts as the input shaft, 6 to select one of the remaining 6 rotary shafts as the output shaft, and 5 to select one of the remaining 5 rotary shafts as the fixed shaft So that it can be configured as a 5-speed transmission of 42 kinds (7x6 = 42).

같은 식으로 도 3에 나타낸 4 개의 기어단(10)으로 구성된 변속 장치(1)(N=4)가 형성할 수 있는 변속기의 가짓수는 72(9x8=72)이고, 이 각각의 경우는 7 단 변속기로 작동을 한다. 마찬가지로 5 개의 기어단(10)으로 구성된 변속 장치(1)(N=5)가 형성할 수 있는 변속기의 가짓수는 110(11x10=110)이고, 이 각각의 경우는 9단 변속기로 작동을 한다. 즉, N 열로 구성된 복합유성기어(14)세트가 변속기로 구성될 수 있는 가짓수는 2N(2N+1)이고, 이 각각은 2N-1단 변속기로 작동을 한다.In the same manner, the number of transmissions that can be formed by the transmission 1 (N = 4) composed of the four gear stages 10 shown in FIG. 3 is 72 (9x8 = 72) Operate as a transmission. Similarly, the number of transmissions that can be formed by the transmission 1 (N = 5) composed of five gear stages 10 is 110 (11x10 = 110), and each of these cases operates as a 9-speed transmission. That is, the number of complex numbers of the compound planetary gear set 14 composed of N rows can be constituted by a transmission is 2N (2N + 1), each of which operates as a 2N-1 speed transmission.

기어단(10)의 수가 증가함에 따라서 변속 장치(1)가 형성할 수 있는 변속기의 가짓수가 매우 많아질 수 있다. As the number of the gear stages 10 increases, the number of transmissions that the transmission 1 can form becomes very large.

하기와 같이 3 개 이상의 기어단(10)을 포함한 변속 장치(1)를 구성함에 있어서 고정단, 입력단, 출력단이 각각 태양기어(12), 링기어(16), 유성기어(14) 케이지 중 어느 곳에 속하느냐에 따라서 변속기를 표 1과 같이 20 개로 분류하고, 이 20 개 경우에 대한 감속비의 일반식을 표 2 와 같이 도출하였다 In the transmission 1 including three or more gear stages 10 as described below, the fixed stage, the input stage, and the output stage may be either the sun gear 12, the ring gear 16, or the planetary gear 14 cage, As shown in Table 1, the transmission gears are classified into 20 gears according to whether they belong or not, and the general formula of the reduction ratio for these 20 cases is derived as shown in Table 2

3 개 이상의 기어단으로 구성된 변속 장치로부터 구성 가능한 변속기의 분류 Classification of transmissions that can be configured from a transmission comprising three or more gear stages 고정단Fixed end 입력단Input 출력단Output stage 분류번호Code number 태양기어Sun gear 링기어Ring gear 케이지Cage 1One 케이지Cage 링기어Ring gear 22 (고정단과 다른 단의) 태양기어 A(Fixed end and other end) sun gear A (고정단과 다른 단의) 태양기어 B(Fixed end and other end) sun gear B 33 (고정단과 다른 단의) 태양기어(Fixed and other stages) sun gear 링기어Ring gear 44 링기어Ring gear (고정단과 다른 단의) 태양기어(Fixed and other stages) sun gear 55 (고정단과 다른 단의) 태양기어(Fixed and other stages) sun gear 케이지Cage 66 케이지Cage (고정단과 다른 단의) 태양기어(Fixed and other stages) sun gear 77 링기어 ARing gear A (링기어 A와 다른 단의) 링기어 B(Ring gear A and the other end) ring gear B 88 링기어Ring gear 태양기어Sun gear 케이지Cage 99 케이지Cage 태양기어Sun gear 1010 (고정단과 다른 단의) 링기어 A(Fixed end and other end) ring gear A (고정단과 다른 단의) 링기어 B(Fixed end and other end) ring gear B 1111 (고정단과 다른 단의) 링기어(Fixed end and other end) ring gear 태양기어Sun gear 1212 태양기어Sun gear (고정단과 다른 단의) 링기어(Fixed end and other end) ring gear 1313 (고정단과 다른 단의) 링기어(Fixed end and other end) ring gear 케이지Cage 1414 케이지Cage (고정단과 다른 단의) 링기어(Fixed end and other end) ring gear 1515 태양기어 AThe sun gear A (태양기어 A와 다른 단의) 태양기어 B(The sun gear A and the other stage) the sun gear B 1616 케이지Cage 태양기어 AThe sun gear A (태양기어 A와 다른 단의) 태양기어 B(The sun gear A and the other stage) the sun gear B 1717 태양기어Sun gear 링기어Ring gear 1818 링기어Ring gear 태양기어Sun gear 1919 링기어 ARing gear A (링기어 A와 다른 단의) 링기어 B(Ring gear A and the other end) ring gear B 2020

3개 이상의 기어단을 포함한 변속 장치로부터 구현 가능한 변속기의 감속비 일반식Reduction ratio of a transmission that can be implemented from a transmission including three or more ranges. 고정단 일반식Fixed-end general formula 감속비 일반식Reduction ratio formula 분류번호Code number

= 0

One

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

표 2에 사용된 기호에 대한 설명은 다음과 같다.The symbols used in Table 2 are as follows.

소문자 w 는 각속도를 나타내고 대문자 D 는 피치원의 직경을 의미한다. 하첨자로 사용된 것들은 다음을 의미한다.The lower case w represents the angular velocity and the upper case letter D represents the diameter of the pitch circle. Those used as subscripts mean the following.

s : 태양기어(12), r : 링기어(16), c : 케이지, n : 열 수, i : 입력, o : 출력, t : 고정단c: cage, n: number of heat, i: input, o: output, t: fixed end

하첨자가 두 개 있을 경우, 왼쪽에 있는 것은 태양기어(12) 혹은 링기어(16)를 지정하고, 오른쪽에 있는 것은 입력단, 출력단, 고정단의 열 수를 지정한다.
If there are two hatching points, the left side designates the sun gear (12) or the ring gear (16), and the right side designates the number of input, output and fixed end columns.

예를 들어, 2열에 있는 태양기어(12)가 고정단이고, 3열에 있는 링기어(16)가 입력단이며, 6열에 있는 케이지가 출력단인 경우, 식의 도출은 다음과 같이 할 수 있다. 먼저 태양기어(12)가 고정단, 링기어(16)가 입력단, 그리고 케이지가 출력단인 경우는 분류번호 1에 해당한다. 고정단의 열 수는 2이고, 입력단의 열 수는 3이며, 출력단의 열 수는 6이므로, 감속비는 다음과 같다.
For example, if the sun gear 12 in the second row is a fixed stage, the ring gear 16 in the third row is the input stage, and the cage in the sixth row is the output stage, the equation can be derived as follows. The case where the sun gear 12 is the fixed end, the ring gear 16 is the input end, and the cage is the output end corresponds to the classification number 1. The number of columns in the fixed end is 2, the number of columns in the input end is 3, and the number of columns in the output end is 6. Therefore, the reduction ratio is as follows.

(9)

또한, 5열에 있는 링기어(16)가 고정단이고, 6열에 있는 태양기어(12)가 입력단이며, 1열에 있는 태양기어(12)가 출력단인 경우 (분류번호 16), 감속비는 다음과 같다.
When the ring gear 16 in the fifth row is a fixed stage and the sun gear 12 in the sixth row is the input stage and the sun gear 12 in the first row is the output stage (classification number 16), the reduction ratio is as follows .

(10)

구체적 적용 예로서, 3열로 구성되어 3 개의 기어단(10)을 포함한 변속 장치(1)를 이용한 감속기로서, 입력단은 케이지, 출력단은 직경이 가장 작은 링기어(16)인 경우, 이것은 표2에서 분류번호 2과 15에 해당한다. 분류번호 2의 감속비 일반식에서 어떤 태양기어(12)를 고정하느냐에 따라서 3가지 감속비가 결정되고, 분류번호 15의 감속비 일반식에서 출력단을 제외한 나머지 2개의 링기어(16) 중 어떤 링기어(16)를 고정하느냐에 따라서 2가지 감속비가 결정되어, 합계 5개의 감속비를 구현한다.
As a concrete example of application, when the speed reducer including three gears and including three gear stages 10 is used as a speed reducer, the input end is a cage and the output end is a ring gear 16 having the smallest diameter, It corresponds to the classification numbers 2 and 15. Three reduction ratios are determined depending on which sun gear 12 is fixed in the general reduction ratio of the classification number 2 and which ring gear 16 of the remaining two ring gears 16 excluding the output end in the reduction ratio general formula of the classification number 15 Two reduction ratios are determined depending on whether or not they are fixed, thereby realizing a total of five reduction ratios.

태양기어(12)와 링기어(16)의 피치원 직경의 상대적 크기를 고려하면, 아래와 같은 순서로 5개의 감속비를 얻을 수 있다 (1속이 감속비가 가장 큰 경우이고, 5속이 감속비가 가장 작은 경우이다).
Considering the relative sizes of the pitch circle diameters of the sun gear 12 and the ring gear 16, five reduction ratios can be obtained in the following order (when the first gear has the largest reduction ratio and the fifth gear has the smallest reduction ratio to be).

1속:

(11)1 genus:

(11)

2속:

(12)2 genres:

(12)

3속:

(13)3 generations:

(13)

4속:

(14)4 genus:

(14)

5속:

(15)
5 genus:

(15)

식(11) - 식(15)에 의해 기어의 직경이 주어졌을 때 감속비를 구할 수 있다. The reduction ratio can be obtained when the diameter of the gear is given by Eqs. (11) - (15).

예를 들어,D _s1 = 12, D _s2 = 30, D _s3 = 33, D _r1 = 60, D _r2 = 42, D _r3 = 39 일 경우 각 단의 감속비는 하기와 같다.For example, when D _s1 = 12, D _s2 = 30, D _s3 = 33, D _r1 = 60, D _r2 = 42, and D _r3 = 39, the reduction ratio of each stage is as follows.

1속 = 2.167, 2속 = 1.238, 3속 = 0.963, 4속 = 0.722, 5속 = 0.5421 = 2.167, 2 = 1.238, 3 = 0.963, 4 = 0.722, 5 = 0.542

1속 / 2속 = 1.75, 2속 / 3속 = 1.29, 3속 / 4속 = 1.33, 4속 / 5속 = 1.33 1 speed / 2 speed = 1.75, 2 speed / 3 speed = 1.29, 3 speed / 4 speed = 1.33, 4 speed / 5 speed = 1.33

자전거의 변속기로 사용할 경우 1속에서는 감속비가 많이 크고(가파른 경사를 올라갈 경우 사용), 다른 단에서는 비교적 일정한 비율로 감속비가 줄어들게 되어 자전거 변속기로서 매우 바람직한 성능을 가질 수 있다. 이 변속기의 전체변속비율(1속 / 5속)은 4로, 이것은 기존 10단 자전거 변속기의 전체변속비율보다 커서 넓은 범위의 변속을 할 수 있다.When used as a transmission of a bicycle, the reduction ratio is large in the first gear (when the steep gradient is used), and the reduction ratio is reduced at a relatively constant ratio in the other gear. The overall transmission ratio (1st / 5th speed) of this transmission is 4, which is larger than the overall transmission ratio of the existing 10-speed bicycle transmission, so that a wide range of shifting is possible.

변속특성을 원하는 대로 결정할 수 있는지에 대하여 아래와 같이 고찰할수 있다. 변속기에서는 변속되는 각 단의 절대적 감속비(입력축과 출력축의 각속도 비율)를 임의로 설정함이 바람직하나, 각 단의 감속비 비율(n단에서의 감속비 / n+1단에서의 감속비)을 자유롭게 설정할 수 있는 형태도 무방하다. 식(11) - 식(15)에서 1속과 2속의 감속비 비율을 k ₁ , 2속과 3속의 감속비 비율을 k ₂ , 3속과 4속의 감속비 비율을 k ₃ , 4속과 5속의 감속비 비율을 k ₄ 라고 할 경우 아래와 같이 쓸 수 있다.
Whether the transmission characteristic can be determined as desired can be examined as follows. Although it is preferable to arbitrarily set the absolute reduction ratio (angular speed ratio between the input shaft and the output shaft) of each stage to be shifted in the transmission, it is possible to freely set the reduction ratio ratio of each stage (reduction ratio in n stages / reduction ratio in n + Form is also acceptable. In the equation (11) - (15), the ratio of the reduction ratio of the _first and second gears is k ₁ , the ratio of the reduction ratio of the second and third gears is k ₂ , the ratio of the reduction ratios of the third and fourth gears is k ₃ , Is k ₄ , you can write as follows.

(16)

(17)

(18)

(19)

식(16) - 식(19)에서 변수 k ₁ , k ₂ , k ₃ , k ₄ 는 원하는 변속특성으로 주어진 값이고, 도출되어야 할 6개의 변수를 가지고 있으나

, 이 중 2개는 각 기어 피치원 직경의 기하학적 관계에 의한 종속변수이다. 예를 들어

는 식(20), 식(21)과 같이 다른 4개의 변수로 표시될 수 있다.
The variables k ₁ , k ₂ , k ₃ , and k ₄ in Equation (16) - Equation (19) are given as the desired shift characteristics and have six variables to be derived

, Two of which are dependent variables due to the geometric relationship of each gear pitch circle diameter. E.g

Can be expressed by four other variables as in Eqs. (20) and (21).

(20)

(21)

따라서 식(16)-(19)는 4개의 변수

로 표시될 수 있으나, 감속기의 경우 감속기를 구성하는 모든 기어의 직경을 같은 비율로 크거나 작게 해도 감속비는 같게 되므로, 독립변수의 수는 1개 줄어들게 되어 식(16) 식(19)는 3개의 독립변수(예를 들어,

)에 의한 식이 된다.Therefore, the equations (16) - (19)

The number of independent variables is reduced by one so that the reduction ratio becomes the same even if the diameter of all the gears constituting the reduction gear is increased or decreased by the same ratio. Independent variables (for example,

).

독립변수는 3개인 반면 만족시켜야 할 식은 4개(식(16) - 식(19))이므로, 식(16) - 식(19)는 특별한 경우를 제외하고는 해를 갖지 않는다. 따라서 3열로 구성된 변속 장치(1)의 경우 2열로 구성된 변속 장치(1)와는 달리 항상 각 단의 감속비 비율을 원하는 대로 설정할 수는 없다 (2열로 구성된 복합유성기어(14)세트의 경우 2개의 독립변수(

)와 2개의 만족시켜야 할 식을 가지므로 해를 갖는다).Equation (16) - Equation (19) does not have a solution, except for special cases, since there are three independent variables while four equations to be satisfied (Equation (16) - Equation (19) Therefore, in the case of the three-row transmission 1, it is not always possible to set the reduction ratio of each stage as desired (unlike the two-row transmission 1) variable(

) And two equations to be satisfied.

그러나 식(16) - 식(19)를 모두 만족시키지 않고 3개의 관계식만 만족시키도록 하면 독립변수가 3개이므로 대부분의 경우 해가 존재하고, 각 단의 감속비 비율을 원하는 대로 설정할 수 있다. 즉, 3 열로 구성된 변속 장치(1)를 5단 변속기로 사용하지 않고 4단 변속기로 사용한다면 각 단의 감속비 비율을 원하는 대로 설계할 수 있다.However, if only the three relational expressions are satisfied without satisfying all the expressions (16) - (19), there are three independent variables, so that the solution exists in most cases and the ratio of the reduction ratios at each stage can be set as desired. That is, if a three-row transmission (1) is used as a four-speed transmission without using a five-speed transmission, the ratio of reduction ratios at each stage can be designed as desired.

같은 식으로, 4 열로 구성된 복합유성기어(14)세트는 4개의 독립변수를 갖고 (예를 들어,

), 6개의 변속비 관계식을 가지므로 일반적으로 해를 구할 수 없다. 이 경우도 6개의 변속비 관계식 중 4개만을 만족시킨다면 많은 경우 해를 구할 수 있고, 따라서 4열로 구성된 복합유성기어(14)세트는 5단 변속기로 사용할 경우 (예: 도 5), 각 단의 감속비 비율을 원하는 대로 설계할 수 있다.In the same way, a set of four-row complex planetary gears 14 has four independent variables (e.g.,

), There are six transmission ratio relations, so solutions are generally not available. In this case, too, the solution can be obtained if only four out of the six transmission ratio relations are satisfied. Therefore, when a compound planetary gear set 14 composed of four rows is used as a five-speed transmission (e.g., Fig. 5) The ratio can be designed as desired.

정리하면, N 열로 구성된 복합유성기어(14)세트는(N=2) 최대 2N-1 단의 변속기로 작동시킬 수 있지만, N+1 단의 변속기로 구성할 경우 각 단의 감속비 비율을 원하는 대로 설계할 수 있다. In summary, a set of N planetary complex planetary gears 14 can be operated with up to 2N-1 speeds (N = 2), but in the case of an N + 1-speed transmission, Can be designed.

본 발명에 따른 변속 장치(1)는, 복합유성기어세트와 브레이크기구를 포함함에 따라서 복잡하지 않고 단순한 구조를 가지며, 아울러 축방향으로 연장되는 구조를 갖지 않고 크기가 축소되어 공간 활용도가 개선될 수 있다. 또한, 상기와 같은 다단 변속이 수행될 수 있다.The transmission 1 according to the present invention includes a complex planetary gear set and a brake mechanism so that it has no complicated and simple structure and does not have a structure extending in the axial direction and can be reduced in size, have. Also, the multi-step shift as described above can be performed.

한편, 상술한 바와 같이 하나의 기어단(10)에서는 유성기어(14)를 제외한 링기어(16) 및 태양기어(12) 중 하나는 없어도 변속 장치(1)로서의 역할을 할 수 있다. 이 경우 없는 요소는 그 요소의 회전축이 개방되어 있는 것과 마찬가지이므로 이 축에는 브레이크를 걸지 않은 것으로 볼 수 있고, 상술한 바와 같이 변속 가능한 단수를 낮추면서 원하는 변속비를 갖도록 설계하려는 경우는 이와 같이 감속 장치를 구성할 수 있다.As described above, one gear 10 can function as the transmission 1 without one of the ring gear 16 and the sun gear 12, except for the planetary gear 14. In this case, since the element having no rotational axis is open, it can be considered that no brake is applied to the element. In the case of designing to have a desired gear ratio while lowering the number of gears that can be shifted as described above, .

또한, 실시예에 따른 변속 장치(1)는 입력단과 출력단 이외의 회전축을 전부 개방하는 것에 의해 출력단이 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 만들 수 있어서 자동차에 적용할 경우 자동차를 사람이 밀 수 있는 상태(엔진 자동차에서 기어 중립상태)를 구현할 수 있다. 또한 입력단과 출력단 이외의 회전축 중 2개 이상에 브레이크를 작용할 경우 출력단의 회전에 브레이크를 가할 수 있어 자동차에 적용할 경우 메인브레이크나 사이드 브레이크의 역할을 할 수 있다. In the transmission 1 according to the embodiment, the output shaft can be freely rotated by opening all of the rotation shafts other than the input and output shafts. Thus, when the vehicle is applied to an automobile, A gear neutral state in the engine vehicle). In addition, when two or more of the rotary shafts other than the input stage and the output stage are braked, it is possible to apply a brake to the rotation of the output stage, which can serve as a main brake or a side brake when applied to an automobile.

이러한 특성은 break by wire를 구현함에 있어서도 또 다른 장점을 가지는데, 입력축과 출력축을 제외한 회전축 중 어떤 2개의 회전축에 브레이크를 가해도 출력단에 브레이크가 가해지기 때문에 여러 개(3개 이상)의 브레이크 중 1개가 주행 도중 고장이 나도 다른 2개의 브레이크로 자동차를 정지시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 브레이크의 안전성이 더욱 향상될 수 있다.
This characteristic has another advantage in implementing break-by-wire. Since brake is applied to any two rotary shafts except the input shaft and output shaft, the brake is applied to the output shaft, so that several (three or more) brakes If one fails while driving, the other two brakes can stop the car. Therefore, the safety of the brake can be further improved.

이상에서는 본 발명의 변속 장치를 하나의 입력축과 하나의 출력축을 갖는 변속 장치로 사용하는 것에 대하여 설명하였지만, 도 7 과 같이 상기 브레이크 부재가 가해지는 회전축에 다른 입력축(K)이 연결되어 이 추가 입력축(K)이 개방되거나 정지하고 있을 때에는 앞에서 언급한 식에 의한 감속비를 갖는 감속 장치로서 사용하고, 이 추가 입력축(K)이 회전하여 출력축의 속도가 두 입력축(K)의 회전속도에 의해서 결정될 때도 식(1) - 식(8)에서 브레이크축에 해당하는 회전축의 각속도 w 는 0이 아니고 어떤 값을 갖는 것에 불과하므로, 이것은 당연히 본 특허의 범위에 포함된다.In the above description, the transmission of the present invention is used as a transmission having one input shaft and one output shaft. However, as shown in FIG. 7, the input shaft K is connected to the rotary shaft to which the brake member is applied, When the additional input shaft K is rotated and the speed of the output shaft is determined by the rotational speed of the two input shafts K, Since the angular velocity w of the rotation axis corresponding to the brake axis in Equations (1) to (8) is not zero but only has a certain value, this is naturally included in the scope of the present patent.

즉, 본 발명의 변속 장치는, 상기 입력단 및 출력단으로 작용하는 회전축을 제외한 나머지 회전축 중 하나 이상에 대해서 작용하는 제2 입력축을 더 포함하며, 상기 제2 입력축이 소정의 각속도로 회전함에 따라서 출력축의 속도가 가변될 수 있다.
That is, the speed change device of the present invention further includes a second input shaft that operates with respect to at least one of the other rotation shafts except for the input shaft and the output shaft, and the second input shaft rotates at a predetermined angular speed, The speed can vary.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention.

1: 변속 장치 10: 기어단
12: 태양기어 14: 유성기어
16: 링기어 100: 제1 기어단
110: 제1 태양기어 120: 제1 유성기어
130: 제1 링기어 200: 제2 기어단
210: 제2 태양기어 220: 제2 유성기어
230: 제2 링기어 300: 케이지
400: 브레이크 부재 410: 렉기어
420: 스프링 430: 가이드 레일
440: 회전 축 450: 선형모터 고정부
460: 선형모터 가동부 470: 동력부1: transmission 10: gear stage
12: sun gear 14: planetary gear
16: ring gear 100: first gear stage
110: first sun gear 120: first planetary gear
130: first ring gear 200: second gear stage
210: second sun gear 220: second planetary gear
230: second ring gear 300: cage
400: Brake member 410:
420: spring 430: guide rail
440: rotation axis 450: linear motor fixing section
460: Linear motor moving part 470: Power part

Claims

1. A shift device for performing a shift between an input end and an output end,
The transmission includes N (N > 2) gear stages having a multi-stage arrangement structure;
Cage; And
A brake member; / RTI >
Wherein each of the gear stages includes:
At least one of a sun gear and a ring gear; And
Several planetary gears; / RTI >
Wherein the sun gear is disposed at the idle center of the several planetary gears,
The plurality of planetary gears externally engaged with the sun gear,
The ring gear being in contact with and meshing with the several planetary gears,
Wherein each of the sun gears included in the plurality of gear stages is disposed on a coaxial line and has a separate axis,
Each of the planetary gears included in the plurality of gear stages is disposed to correspond to each gear stage, the plurality of planetary gears corresponding to the gear stages are concentrically formed and integrally formed,
Wherein the cage supports a rotation axis of rotation of the planetary gear so that the planetary gear can revolve around the sun gear,
Wherein the brake member is configured such that when one of the rotary shaft of the sun gear, the rotary shaft of the ring gear, and the rotary shaft of the cage is used as an input terminal and the other is used as an output terminal, Performs gear shifting in response to actuation,
Further comprising a second input shaft acting on at least one of the rotational shafts except for the rotational axis acting as the input and output ends,
And the speed of the output shaft varies as the second input shaft rotates at a predetermined angular speed.

The method according to claim 1,
And the diameters of the several sun gears are different from each other.

The method according to claim 1,
The plurality of sun gears,
And the gears are arranged so that their diameters gradually increase or decrease in the arrangement direction of the plurality of gear stages.

The method according to claim 1,
Wherein the brake member comprises:
Wherein the friction brake is a friction brake.

The method according to claim 1,
Wherein the brake member comprises:
And a gear brake having a first gear portion,
Wherein at least a portion of the shaft of the cage, the ring gear,
And a second gear portion engaged with the first gear portion provided in the gear brake.

The method of claim 5,
Wherein the brake member comprises:
A gear having a first gear portion,
A spring for applying elasticity to the gear,
A guide rail for guiding the displacement of the lever gear,
A rotation axis acting as a rotation center of the guide rail, and
And a power transmitting portion for displacing the lever gear.

The method according to claim 1,
Wherein the brake member comprises:
Is a variable braking member which is displaceable in a direction in which the plurality of gear stages are arranged and can act on the respective gear stages.

The method according to claim 1,
The gear stop is performed as the brake member is applied to two or more rotary shafts of the other rotary shafts except the input and output ends,
And the gear opening is performed as the brake member does not operate with respect to the rotation shaft.