KR101357220B1 - Multi speed transmission - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 허브 내장형 다단 변속기에 관한 것으로서 특히, 다수의 유성기어세트 및 원웨이 클러치를 이용하여 콤팩트한 내장형 변속기로 다단 변속을 구현하고, 특히 높은 변속비를 얻을 수 있는 동시에 강제 변속 기능을 이용하여 보다 정확한 변속이 이루어지도록 하기 위한 장치로써, 제품의 상품성을 극대화시키고 변속 정확성을 크게 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hub-integrated multistage transmission, and in particular, to implement a multistage shift in a compact internal transmission using a plurality of planetary gear sets and one-way clutches, and in particular, a high transmission ratio can be obtained and at the same time a forced transmission function is used. The present invention relates to a device for precise shifting, and to a device capable of maximizing product merchandise and greatly improving shifting accuracy.
일반적으로 차륜이 마련되어져 인력을 전달받거나 혹은 전동력 등의 각종 구동력을 이용하여 주행하는 자전거, 휠체어, 자동차, 스쿠터 등의 운송장치에는 주행성능을 향상시키기 위한 변속기가 마련된다.In general, a wheel is provided and a transmission device for improving driving performance is provided in a transportation device such as a bicycle, a wheelchair, a car, a scooter, which receives a manpower or runs using various driving forces such as electric power.
이러한 변속기는 탑승자 혹은 사용자의 조작에 따라 고속으로부터 저속에 이르기까지 다단으로 변속을 실시하여, 주행 환경에 따라 요구되는 토크 또는 속도를 얻을 수 있는 것이다.Such a transmission is shifted to a multi-stage from high speed to low speed according to the operation of a passenger or a user so that torque or speed required according to the driving environment can be obtained.
특히, 최근에는 태양기어, 유성기어, 링기어, 그리고 캐리어로 이루어진 유성기어세트를 허브쉘 내에 마련하여 콤팩트한 구성을 통해 다단으로 속도를 변속하는 동시에 기어가 외부로 노출되는 것 또한 방지하고 있는 실정이다.Particularly, in recent years, a planetary gear set including a sun gear, a planetary gear, a ring gear, and a carrier is provided in a hub shell so as to shift speed to multiple stages through a compact configuration, to be.
그러나, 유성기어세트를 이용하는 종래의 변속기는 복잡한 구조에 비해 변속단의 수가 적고, 부하 구동 주행 상태에서 변속 조작 시 구동부하에 의해 강하게 구속되어진 폴의 제어가 원활하지 않아 원활한 변속이 이루어지지 않고 있다는 종래 기술상의 문제점이 있었다.
However, the conventional transmission using the planetary gear set has fewer shift stages than the complicated structure, and the pawl, which is strongly constrained by the driving load, is not smoothly shifted when the shift operation is performed in the load driving state. There was a problem in the prior art.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 다수의 유성기어세트 및 원웨이 클러치를 이용하여 높은 변속비를 얻을 수 있는 다단의 내장형 변속기를 콤팩트하게 구성할 수 있어 제품의 상품성을 극대화시키고, 강제 변속 기능을 이용하여 보다 정확한 변속이 이루어지도록 함으로써 변속 정확성을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 허브 내장형 다단 변속기를 제공하고자 한다.
The present invention is to solve the above problems, by using a plurality of planetary gear set and one-way clutch can be configured in a compact multi-stage internal transmission that can obtain a high speed ratio to maximize the productability of the product, forced shift The purpose of the present invention is to provide a hub-integrated multi-speed transmission that can greatly improve shifting accuracy by using a function to achieve a more accurate shifting.
이러한 본 발명은 차체에 고정된 샤프트와, 상기 샤프트의 외주에 회전 가능하게 위치하여 회전력을 입력받는 스프로켓 및 회전력을 출력시키는 허브쉘과; 상기 허브쉘의 내부에 마련되는 태양기어, 유성기어, 캐리어, 링기어로 이루어진 유성기어세트와 원웨이 클러치로 이루어진 출력 클러치를 포함하여, 상기 스프로켓으로 입력되는 회전력을 변속시켜 상기 허브쉘로 출력시키는 변속부와; 변속레버의 조작에 따라 상기 샤프트에 마련된 폴을 컨트롤하여 상기 태양기어의 회전을 선택적으로 제한하여 변속을 제어하는 제어부를 포함한 다단 변속기에 있어서; 상기 변속부에는 저속 유성기어세트, 중속 유성기어세트, 그리고 고속 유성기어세트가 마련되되; 상기 저속 유성기어세트의 캐리어와 상기 중속 유성기어세트의 캐리어는 상기 스프로켓으로부터 회전력을 입력받아 회전하는 드라이버와 모두 일체를 이루어 중저속 캐리어를 이루며; 상기 저속 유성기어세트의 저속 유성기어와 상기 중속 유성기어세트의 중속 유성기어는 상기 중저속 캐리어의 방사상 소정 위상각 차이를 두고 위치하여 서로 치합하고; 상기 고속 유성기어세트의 고속 캐리어는 상기 중속 유성기어세트의 중속 링기어와 일체로 형성되며; 상기 고속 유성기어세트의 고속 캐리어와 상기 허브쉘 사이에 제1출력 클러치가 마련되며; 상기 고속 유성기어세트의 고속 링기어와 상기 허브쉘 사이에 제2출력 클러치가 마련됨으로써 달성된다.The present invention includes a shaft fixed to the vehicle body, a hub shell which is rotatably positioned on the outer circumference of the shaft and outputs a sprocket for receiving the rotational force and the rotational force; Including a planetary gear set consisting of a sun gear, a planetary gear, a carrier, a ring gear and an output clutch composed of a one-way clutch provided inside the hub shell, shifting the rotational force input to the sprocket to output to the hub shell A transmission unit; And a control section for controlling the shift by selectively limiting the rotation of the sun gear by controlling the pawl provided on the shaft in accordance with the operation of the shift lever, the multi-stage transmission including: The transmission portion is provided with a low speed planetary gear set, a medium speed planetary gear set, and a high speed planetary gear set; The carrier of the low speed planetary gearset and the carrier of the medium speed planetary gearset are integrally formed with a driver that rotates by receiving rotational force from the sprocket to form a medium to low speed carrier; The low speed planetary gear set of the low speed planetary gear set and the medium speed planetary gear set of the medium speed planetary gear set are positioned to be engaged with each other at a radial predetermined phase angle difference of the medium and low speed carrier; The high speed carrier of the high speed planetary gear set is integrally formed with the medium speed ring gear of the medium speed planetary gear set; A first output clutch is provided between the high speed carrier of the high speed planetary gear set and the hub shell; A second output clutch is provided between the high speed ring gear of the high speed planetary gear set and the hub shell.
이때, 상기 샤프트에는 저속 폴, 중속 폴, 그리고 고속 폴이 폴자리부 내에 각각 위치하여, 링스프링에 의해 세워지도록 마련되는 것이 좋다.In this case, the low speed pole, the medium speed pole, and the high speed pole is located in the pole seat, respectively, it is preferable that the shaft is provided to stand by the ring spring.
그리고, 상기 제어부는 변속레버의 조작에 따라 인출되는 케이블이 연결되어 상기 샤프트의 외주면에 회전 가능하게 지지되는 케이블 연결부재와; 상기 케이블 연결부재의 내주면에 끼워맞춤 조립되는 중간 연결부재와; 상기 중간 연결부재의 내주면에 끼워맞춤 조립되어 일체로 회전 제어되는 각도 제어부재와; 상기 각도 제어부재에 연결되어 회전에 따라 상기 저속 폴, 중속 폴, 고속 폴을 제어하는 폴제어부재로 구성되는 것이 양호하다.The control unit includes a cable connection member connected to the cable drawn out according to the operation of the shift lever and rotatably supported on an outer circumferential surface of the shaft; An intermediate connecting member fitted to the inner circumferential surface of the cable connecting member; An angle control member fitted to the inner circumferential surface of the intermediate connecting member and integrally controlled to rotate; It is preferable that the pole control member is connected to the angle control member and controls the low speed pawl, the medium speed pawl, and the high speed pawl in accordance with the rotation.
또한, 상기 저속 유성기어세트의 저속 태양기어는 상기 저속 폴에 의해 회전이 선택적으로 제한되며, 상기 중속 유성기어세트의 중속 태양기어는 상기 중속 폴에 의해 회전이 선택적으로 제한되고, 상기 고속 유성기어세트의 고속 태양기어는 상기 고속 폴에 의해 회전이 선택적으로 제한되되; 상기 폴제어부재의 내주면에는 홈부가 형성되어, 상기 폴제어부재의 회전에 따라 상기 저속 폴, 상기 중속 폴, 그리고 상기 고속 폴 중 어느 하나 이상이 상기 홈부로 빠져 나오는 것이 바람직하다.In addition, the low speed sun gear of the low speed planetary gear set is selectively limited in rotation by the low speed pole, and the medium speed sun gear of the medium speed planetary gear set is selectively limited in rotation by the medium speed pole, and the high speed planetary gear The set of high speed sun gears is selectively limited in rotation by the high speed poles; A groove portion is formed on an inner circumferential surface of the pole control member, and at least one of the low speed pawl, the medium speed pawl, and the high speed pawl exits to the groove portion as the pole control member rotates.
그리고, 상기 샤프트에 회전 불가능하게 조립된 콘 너트와 상기 각도 제어부재 사이에는 코일스프링이 연결되고; 상기 각도 제어부재의 결합홈 내에 상기 폴제어부재의 날개가 소정 유격을 가지고 위치하되, 상기 날개는 양측이 상기 각도 제어부재에 지지된 핀스프링의 양단에 지지되어 상기 결합홈의 중앙에 위치하도록 탄성 지지되는 것이 좋다.A coil spring is connected between the cone nut rotatably assembled to the shaft and the angle control member; Wings of the pole control member are positioned with a predetermined clearance in the coupling groove of the angle control member, the wings are elastic so that both sides are supported at both ends of the pin spring supported by the angle control member to be located in the center of the coupling groove. It is good to be supported.
마지막으로, 상기 제어부에는, 상기 각도 제어부재에 반경 방향으로 유동 가능하게 지지되는 롤러와; 상기 중저속 캐리어의 내주면에 형성된 일방향 경사 요홈으로 이루어진 강제 변속 수단이 마련되어, 상기 각도 제어부재와 상기 폴제어부재 사이에 위상각 차이가 발생함에 따라 상기 롤러가 그 외주에 위치하여 회전하는 중저속 캐리어의 내주면에 형성된 일방향 경사 요홈으로부터 내측으로 강제 이동하면서, 상기 중속 폴 또는 상기 고속 폴을 강제로 눕혀주는 강제 변속 기능을 갖는 것이 가장 바람직하다.
Finally, the control unit, and the roller which is supported to flow in the radial direction to the angle control member; A medium speed carrier having a forced shifting means including a one-way inclined groove formed on an inner circumferential surface of the medium and low speed carrier, wherein the roller is positioned and rotated at its outer circumference as a phase angle difference occurs between the angle control member and the pole control member. It is most preferable to have a forced shift function for forcing the medium speed pawl or the high speed pawl while forcibly moving inwardly from the one-way inclined groove formed on the inner circumferential surface thereof.
이상과 같은 본 발명은 다수의 유성기어세트 및 원웨이 클러치를 이용하여 높은 변속비를 얻을 수 있는 다단의 내장형 변속기를 콤팩트하게 구성할 수 있어 제품의 상품성을 극대화시키고, 강제 변속 기능을 이용하여 보다 정확한 변속이 이루어지도록 함으로써 변속 정확성을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.
The present invention as described above can be configured in a multi-stage built-in transmission that can obtain a high transmission ratio compactly by using a plurality of planetary gear sets and one-way clutch to maximize the merchandise of the product, more accurate by using a forced transmission function It is an invention that can greatly improve shifting accuracy by allowing shifting to occur.
도 1은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기를 도시하는 사시도,
도 2는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기를 도시하는 정면도,
도 3은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기를 도시하는 정단면도,
도 4는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 허브쉘을 분리한 분해사시도,
도 5는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 스프로켓을 분리한 분해사시도,
도 6은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 고속 유성기어세트를 분리한 분해사시도,
도 7은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 폴을 분리한 분해사시도,
도 8은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 유성기어세트의 횡단면도,
도 9는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 출력 클러치의 횡단면도,
도 10은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 제어부를 도시하는 사시도,
도 11은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 제어부의 분해사시도,
도 12는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 폴을 도시하는 사시도,
도 13은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서, 폴제어부재의 회전에 따른 폴의 제어를 도시하는 우측면도,
도 14는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 강제 변속 수단을 도시하는 도,
도 15는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 제어부의 요부를 도시하는 분해사시도,
도 16은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 폴제어부재와 각도 제어부재의 위상각 차이의 발생을 도시하는 도,
도 17은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 2단에서 3단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도,
도 18은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 4단에서 3단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도,
도 19는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 3단에서 2단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도,
도 20은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 2단에서 1단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도.1 is a perspective view showing a hub-integrated multi-speed transmission of the present invention,
2 is a front view showing a hub-embedded multi-speed transmission of the present invention,
3 is a front sectional view showing a hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
Figure 4 is an exploded perspective view of the hub shell separated in the multi-stage transmission built-in hub of the present invention,
Figure 5 is an exploded perspective view of the sprocket separated in the multi-stage transmission built-in hub of the present invention,
6 is an exploded perspective view of a high speed planetary gear set separated from a hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
Figure 7 is an exploded perspective view of a pole separated in the multi-stage transmission with a built-in hub of the present invention,
8 is a cross-sectional view of a planetary gear set in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
9 is a cross-sectional view of the output clutch in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
10 is a perspective view showing a control unit in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
11 is an exploded perspective view of a control unit in a hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
12 is a perspective view showing a pawl in a hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
13 is a right side view showing control of a pole according to rotation of a pole control member in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
14 is a diagram showing a forced transmission means in the hub-integrated multistage transmission of the present invention;
15 is an exploded perspective view showing a main portion of a control unit in the hub-embedded multi-stage transmission of the present invention;
FIG. 16 is a view showing occurrence of phase angle differences between the pole control member and the angle control member in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention; FIG.
17 is a diagram illustrating a forced shift function from two gears to three gears in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
FIG. 18 is a diagram illustrating a force shift function from four gears to three gears in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention; FIG.
19 is a diagram illustrating a forced transmission function from three gears to two gears in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention;
20 is a diagram illustrating a forced shift function from two gears to one gear in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention.
도 1은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기를 도시하는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기를 도시하는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기를 도시하는 정단면도이다.1 is a perspective view showing a hub-integrated multistage transmission of the present invention, Figure 2 is a front view showing a hub-integrated multistage transmission of the present invention, Figure 3 is a front sectional view showing a hub-integrated multistage transmission of the present invention.
그리고, 도 4는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 허브쉘을 분리한 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 스프로켓을 분리한 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 고속 유성기어세트를 분리한 분해사시도이다.And, Figure 4 is an exploded perspective view of the hub shell separated in the multi-stage gearbox of the present invention, Figure 5 is an exploded perspective view of the sprocket separated in the hub-type multi-stage transmission of the present invention, Figure 6 is a hub of the present invention An exploded perspective view of a high speed planetary gear set separated in a built-in multi-stage transmission.
또한, 도 7은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 폴을 분리한 분해사시도이며, 도 8은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 유성기어세트의 횡단면도로서, 도 8의 (a)는 저속 유성기어세트(410), 도 8의 (b)는 중속 유성기어세트(420), 그리고 도 8의 (c)는 고속 유성기어세트(430)를 각각 나타낸다.In addition, Figure 7 is an exploded perspective view of a pole separated in the multi-stage gearbox of the present invention, Figure 8 is a cross-sectional view of the planetary gear set in the hub-type multi-stage transmission of the present invention, Figure 8 (a) is a low speed planetary The
그리고, 도 9는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 출력 클러치의 횡단면도로서, 도 9의 (a)는 제1출력 클러치(440)를 나타내며, 도 9의 (b)는 제2출력 클러치(450)를 나타낸다.And, Figure 9 is a cross-sectional view of the output clutch in the hub-integrated multi-stage transmission of the present invention, Figure 9 (a) shows the
다음으로, 도 10은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 제어부를 도시하는 사시도이며, 도 11은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 제어부의 분해사시도이고, 도 12는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 폴을 도시하는 사시도이다.Next, FIG. 10 is a perspective view showing a control unit in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention, FIG. 11 is an exploded perspective view of the control unit in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention, and FIG. 12 is a hub-integrated multistage transmission of the present invention. It is a perspective view which shows a pole in the figure.
또한, 도 13은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서, 폴제어부재의 회전에 따른 폴의 제어를 도시하는 우측면도로서, 도 13의 (a)는 1단, 도 13의 (b)는 2단, 도 13의 (c)는 3단, 그리고 도 13의 (d)는 4단을 각각 나타낸다.FIG. 13 is a right side view showing the control of the pole according to the rotation of the pole control member in the hub-integrated multistage transmission of the present invention, in which FIG. 13 (a) is one stage and FIG. 13 (b) is two. 13 (c) shows three stages, and FIG. 13 (d) shows four stages, respectively.
그리고, 도 14는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 강제 변속 수단을 도시하는 도로서, 도 14의 (a)는 중저속 캐리어(413)의 일방향 경사 요홈(413a)을 도시하는 도이며, 도 14의 (b)는 그 우측면도이다.14 is a diagram showing a forced transmission means in the hub-integrated multistage transmission of the present invention, and FIG. 14A is a diagram showing one-way inclined grooves 413a of the medium and
다음으로, 도 15는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 제어부의 요부를 도시하는 분해사시도이고, 도 16은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 폴제어부재와 각도 제어부재의 위상각 차이의 발생을 도시하는 도이다.
Next, Figure 15 is an exploded perspective view showing the main portion of the control unit in the hub-integrated multi-stage transmission of the present invention, Figure 16 is a phase angle difference between the pole control member and the angle control member in the hub-integrated multistage transmission of the present invention. Is a diagram illustrating.
본 발명의 허브 내장형 다단 변속기는 다수의 유성기어세트 및 원웨이 클러치를 이용하여 콤팩트한 내장형 변속기로 변속비가 큰 다단 변속을 구현하고, 폴의 강제 변속 기능을 갖아 변속 정확성을 크게 향상시킬 수 있는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.The hub-integrated multi-stage transmission of the present invention implements a multi-shift with a large speed ratio with a compact built-in transmission using a plurality of planetary gear sets and one-way clutches, and has a force shifting function of a pole to greatly improve shifting accuracy. It is the technical basic characteristic.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 허브 내장형 다단 변속기는 도 1 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 차체에 고정된 샤프트(100)와, 상기 샤프트(100)의 외주에 회전 가능하게 위치하여 회전력을 입력받는 스프로켓(200) 및 회전력을 출력시키는 허브쉘(300)과; 상기 허브쉘(300)의 내부에 마련되는 태양기어, 유성기어, 캐리어, 링기어로 이루어진 유성기어세트와 원웨이 클러치로 이루어진 출력 클러치를 포함하여, 상기 스프로켓(200)으로 입력되는 회전력을 변속시켜 상기 허브쉘(300)로 출력시키는 변속부(400)와; 변속레버의 조작에 따라 상기 샤프트(100)에 마련된 폴을 컨트롤하여 상기 태양기어의 회전을 선택적으로 제한하여 변속을 제어하는 제어부(500)를 포함한 다단 변속기에 있어서; 상기 변속부(400)에는 저속 유성기어세트(410), 중속 유성기어세트(420), 그리고 고속 유성기어세트(430)가 마련되되; 상기 저속 유성기어세트(410)의 캐리어와 상기 중속 유성기어세트(420)의 캐리어는 상기 스프로켓(200)으로부터 회전력을 입력받아 회전하는 드라이버와 모두 일체를 이루어 중저속 캐리어(413)를 이루며; 상기 저속 유성기어세트(410)의 저속 유성기어(412)와 상기 중속 유성기어세트(420)의 중속 유성기어(422)는 상기 중저속 캐리어(413)의 방사상 소정 위상각 차이를 두고 위치하여 서로 치합하고; 상기 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)는 상기 중속 유성기어세트(420)의 중속 링기어(424)와 일체로 형성되며; 상기 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)와 상기 허브쉘(300) 사이에 제1출력 클러치(440)가 마련되며; 상기 고속 유성기어세트(430)의 고속 링기어(434)와 상기 허브쉘(300) 사이에 제2출력 클러치(450)가 마련된다.As illustrated in FIGS. 1 to 20, the hub-embedded multi-stage transmission of the present invention has a
우선 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 크게 샤프트(100), 스프로켓(200), 허브쉘(300), 변속부(400), 그리고 제어부(500)로 구성되어 있다.First, the hub-embedded multi-stage transmission of the present invention is composed of a
상기 샤프트(100)는 변속이 요구되는 스쿠터, 자전거, 인력거 등(이하 '주행장치'라 한다)의 몸체에 그 양단이 고정 너트 등의 체결수단에 의해 회전 불가능하게 고정 지지된다.The
이때, 상기 샤프트(100)는 부위에 따라 각기 다른 직경으로 형성되며, 특히 상기 샤프트(100)의 중앙 외주면에는 다수의 폴자리부(101)(102)(103)가 소정 위상차를 두고 오목하게 형성되어 있어 이후에 설명할 폴(501)(502)(503)이 각각 상기 폴자리부(101)(102)(103) 내에 위치하게 된다.At this time, the
본 실시예에 있어서는 3개의 폴자리부(101)(102)(103)가 소정의 위상각 차를 두고 형성된 것이 도 13에 예시되어 있다.In the present embodiment, three
이러한 샤프트(100)는 본 발명의 뼈대를 이루는 것으로, 이하에서 설명할 구성요소들은 모두 상기 샤프트(100)의 외주에 회전 가능하게 혹은 회전 불가능하게 마련되는 것이다.The
다음으로 스프로켓(200)은 주행장치로부터 인력 또는 전동력 등의 회전력을 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 입력받는 구성으로, 상기 샤프트(100)의 일측에 회전 가능하게 마련된다.Next, the
이에 따라, 상기 스프로켓(200)은 예를 들어 체인과 같은 동력전달수단을 통해 외부로부터 구동력을 입력받는다.Accordingly, the
그리고 허브쉘(300)은 상기 샤프트(100)의 최외곽에 위치하여 변속된 종동력을 주행장치의 바퀴 등으로 출력하는 구성인 것이다.The
이러한 허브쉘(300)은 대략 원통 형상으로 이루어진 것으로, 그 외주에 바퀴의 살을 연결할 수 있는 다수의 홀(301)이 형성될 수 있으며, 도면상 좌측은 폐쇄된 반면 도면상 우측은 개방되어 이 개방부위를 통해 그 내부에 각종 구성요소를 삽입하여 조립할 수 있다.The
상기 허브쉘(300)의 폐쇄된 좌측에는 상기 샤프트(100)에 결합한 콘 너트(902)와 베어링(904)이 마련되어, 상기 허브쉘(300)은 상기 샤프트(100)로부터 독립적으로 회전 가능하게 지지된다.On the closed left side of the
다음으로 변속부(400)는 상기 허브쉘(300) 내에 위치하여 상기 스프로켓(200)을 통해 입력되는 회전을 다단으로 변속한 후, 상기 허브쉘(300)을 통해 출력시키는 것으로, 다수의 유성기어세트 및 원웨이 클러치로 이루어진 출력 클러치를 포함한다.Next, the transmission unit 400 is positioned in the
본 실시예에 있어서는 3개의 유성기어세트, 즉 저속 유성기어세트(410), 중속 유성기어세트(420), 그리고 고속 유성기어세트(430)가 마련되고, 2개의 출력 클러치, 즉 제1출력 클러치(440) 및 제2출력 클러치(450)가 마련되어 4단의 변속비를 출력시키는 것을 예로 들어 이하에서 설명한다.In this embodiment, three planetary gear sets, that is, a low speed planetary gear set 410, a medium speed planetary gear set 420, and a high speed planetary gear set 430 are provided, and two output clutches, that is, a first output clutch, are provided. An example in which 440 and a
즉, 상기 변속부(400)는 저속 유성기어세트(410), 중속 유성기어세트(420), 그리고 고속 유성기어세트(430)를 포함하여, 스프로켓(200)으로부터 저속 유성기어세트(410) 또는 중속 유성기어세트(420)로 전달되어진 회전력을 변속하여 상기 고속 유성기어세트(430)에 전달하고, 상기 고속 유성기어세트(430)로부터 다시 한번 변속하여 제1출력 클러치(440) 또는 제2출력 클러치(450)를 통해 상기 허브쉘(300)로 출력 가능한 것이다.That is, the transmission unit 400 includes a low speed planetary gear set 410, a medium speed planetary gear set 420, and a high speed planetary gear set 430, and the low speed planetary gear set 410 or the
따라서 본 실시예에 있어서는 상기 변속부(400)의 유성기어세트(410)(420)(430)에 의해 실질적인 변속이 이루어지며, 상기 출력 클러치(440)(450)를 통해 변속된 회전력이 허브쉘(300)로 출력되는 것이다.Therefore, in the present embodiment, a substantial shift is made by the planetary gear sets 410, 420, 430 of the shifting unit 400, and the rotational force shifted through the
각각의 상기 유성기어세트는 링기어, 캐리어, 유성기어, 태양기어를 포함하는 것으로, 유성기어는 상기 캐리어에 자전 가능하게 지지되며 상기 캐리어의 회전에 따라 공전하고, 상기 캐리어의 외측에 위치하는 링기어와 치합하는 동시에 상기 캐리어의 내측에 위치하는 태양기어와도 치합하고 있다.Each of the planetary gear sets includes a ring gear, a carrier, a planetary gear, and a sun gear, wherein the planetary gear is rotatably supported by the carrier and revolves as the carrier rotates, and is located outside the carrier. The gear is engaged with the gear and at the same time with the sun gear located inside the carrier.
이에 따라, 각각의 유성기어세트는 캐리어를 통해 회전력을 입력받아 유성기어를 거쳐 링기어로 회전력을 출력시킴으로써, 가속이 이루어지는 것이다.Accordingly, each planetary gear set receives the rotational force through the carrier and outputs the rotational force through the planetary gear through the ring gear, thereby accelerating.
따라서, 상기 저속 유성기어세트(410)는 도 7 및 도 8의 (a)와 같이 저속 태양기어(411), 저속 유성기어(412)를 포함하며, 저속 캐리어는 이후에 설명할 중속 캐리어 및 드라이버와 일체를 이루는 중저속 캐리어(413)로 마련되며, 저속 링기어는 별도로 마련되어 있지 않다.Accordingly, the low speed planetary gear set 410 includes a low
그리고, 상기 중속 유성기어세트(420)는 도 7 및 도 8의 (b)와 같이 중속 태양기어(421), 중속 유성기어(422), 중속 링기어(424)를 포함하며, 중속 캐리어는 상기 저속 캐리어 및 상기 스프로켓(200)이 고정된 드라이버와 모두 일체를 이루어 중저속 캐리어(413)로 마련된다.The medium speed planetary gear set 420 includes a medium
즉, 상기 저속 유성기어세트(410)와 상기 중속 유성기어세트(420)는 하나의 중저속 캐리어(413)를 서로 공유하게 되며, 특히, 상기 저속 유성기어(412)와 상기 중속 유성기어(422)는 상기 중저속 캐리어(413)의 방사상 소정 위상각 차이를 두고 위치하여 치합한 상태를 이루어 서로 맞물려 항상 반대방향으로 회전하게 된다.That is, the low speed planetary gear set 410 and the medium speed planetary gear set 420 share one medium and
이때, 상기 중저속 캐리어(413)는 상기 허브쉘(300)의 개방된 도면상 우측에 위치하되 상기 샤프트(100)에 결합한 콘 너트(901)와 베어링(903)이 마련되어, 상기 중저속 캐리어(413)는 상기 샤프트(100)로부터 회전 가능하게 지지된다.At this time, the medium and
이와 더불어, 상기 허브쉘(300)과 상기 중저속 캐리어(413)는 그 사이에 위치하는 베어링(905)에 의해 상호 독립적으로 회전 가능하게 마련되며, 도 3에 도시한 먼지커버(310)에 의해 이물질이 침입하는 것을 방지한다.In addition, the
상술한 베어링(903)(904)(905)은 볼베어링을 예시하였지만, 미끄럼베어링 등 그 종류에 제한되지는 않는다.The
또한, 상기 고속 유성기어세트(430)는 도 6 및 도 8의 (c)와 같이 고속 태양기어(431), 고속 유성기어(432), 고속 캐리어(433), 그리고 고속 링기어(434)를 포함하며, 이때 상기 고속 캐리어(433)는 상기 중속 유성기어세트(420)의 중속 링기어(424)와 일체로 이루어져 있다.In addition, the high speed planetary gear set 430 includes a high
본 발명에 있어서 저속 태양기어(411), 중속 태양기어(421), 고속 태양기어(431)는 그 내주면에 형성된 내기어에 각각 저속 폴(501), 중속 폴(502), 고속 폴(503)이 세워질 경우, 각각의 폴(501)(502)(503)이 해당 태양기어(411)(421)(431)의 내기어에 치합함으로써, 해당 태양기어(411)(421)(431)의 회전이 선택적으로 제한되는 것이다.In the present invention, the low
이때, 상기 저속 폴(501), 중속 폴(502), 고속 폴(503)을 세우거나 눕히는 제어에 대해서는 이후 제어부(500)의 설명에서 상세히 하기로 한다.In this case, the control of setting up or laying down the
따라서, 본 발명은 상기 태양기어(411)(421)(431)들의 회전 가능 여부에 따라 각각의 유성기어세트(410)(420)(430)에서 변속비가 변화하여 각기 다른 변속비로 변속이 이루어지는 것이다.Therefore, according to the present invention, the gear ratios of the planetary gear sets 410, 420, and 430 are changed according to whether the sun gears 411, 421, and 431 are rotatable. .
특히, 상술한 바와 같이 저속 유성기어세트(410)와 중속 유성기어세트(420)는 중저속 캐리어(413)를 공유하는 동시에, 저속 유성기어(412)와 중속 유성기어(422)가 서로 맞물려 있고, 중속 링기어(424)가 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)와 일체로 이루어져 있기 때문에, 상기 변속부(400)에 전달된 회전력은 저속 유성기어세트(410) 또는 중속 유성기어세트(420)로부터 고속 유성기어세트(430)에 전달되면서 2번 변속된 후 허브쉘(300)을 통해 출력되는 것이다.In particular, as described above, the low speed planetary gear set 410 and the medium speed planetary gear set 420 share the medium and
그리고, 상기 변속부(400) 내에는 원웨이 클러치로 이루어진 출력 클러치(440)(450)가 마련되어 있어, 상기 출력 클러치(440)(450)의 내측에 위치하는 구성요소의 회전 속도가 외측에 위치하는 구성요소의 회전 속도보다 빠를 경우 내측에 위치하는 구성요소의 회전력을 외측에 위치하는 구성요소에 전달하게 된다.In addition, an
반면에, 상기 출력 클러치(440)(450)의 내측에 위치하는 구성요소의 회전 속도가 외측에 위치하는 구성요소의 회전 속도보다 느릴 경우, 오버 러닝(over running)하면서 내측에 위치하는 구성요소의 회전력을 외측에 위치하는 구성요소에 전달하지 못하게 되는 것이다.On the other hand, when the rotational speed of the components located inside of the
이와 같은 작동을 하는 출력 클러치(440)(450)는 본 실시예에 있어서 제1출력 클러치(440) 및 제2출력 클러치(450), 2개가 마련된다.In this embodiment, two
즉, 도 6 및 도 9의 (a)와 같이 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433) 외주면과 상기 허브쉘(300) 내주면 사이에 제1출력 클러치(440)가 마련되며, 도 6 및 도 9의 (b)와 같이 상기 고속 유성기어세트(430)의 고속 링기어(434) 외주면과 상기 허브쉘(300) 내주면 사이에 제2출력 클러치(450)가 마련된다.That is, the
이에 따라, 최종적으로 변속된 회전력은 오직 제1출력 클러치(440) 또는 제2출력 클러치(450)를 통해 허브쉘(300)로 출력되는 것이다.Accordingly, the finally shifted rotational force is output to the
마지막으로, 상기 변속부(400)의 변속을 제어하는 제어부(500)에는 도 11 및 도 13에 도시한 바와 같이 3개의 폴, 즉 저속 폴(501), 중속 폴(502), 그리고 고속 폴(503)이 각각 상술한 샤프트(100)의 폴자리부(101)(102)(103) 내에 위치하게 되며, 이러한 폴(501)(502)(503)들은 미도시한 링스프링에 의하여 탄력적으로 세워지도록 위치한다.Finally, as shown in FIGS. 11 and 13, the control unit 500 controlling the shift of the transmission unit 400 includes three poles, that is, the
즉, 본 발명에 있어서 상기 제어부(500)에는 상기 폴(501)(502)(503)을 컨트롤하는 폴제어부재(530)가 회전함에 따라 한 개 또는 다수의 폴(501)(502)(503)을 선택적으로 세우거나 눕혀 해당 태양기어(411)(421)(431)의 내기어에 치합 상태 또는 해제 상태로 컨트롤하여 변속을 제어하는 것이다.That is, in the present invention, the control part 500 has one or
이때, 각각의 폴(501)(502)(503)에는 도 12와 같이 제어부위(501a)(502a)(503a)와 걸림부위(501b)(502b)(503b)가 서로 다른 간격을 두고 돌출 형성되어 있는 것으로, 우선 상기 저속 폴(501)에는 도면상 우측 단부에 제어부위(501a)가 형성되어 있고, 이 제어부위(501a)로부터 이격되어 다시 걸림부위(501b)가 형성되어 있다.At this time, each of the
그리고 상기 중속 폴(502)에는 제어부위(502a)와 걸림부위(502b) 사이의 간격이 상기 저속 폴(501)에 비하여 더 넓게 형성되고, 다시 상기 고속 폴(503)에는 제어부위(503a)와 걸림부위(503b) 사이의 간격이 상기 중속 폴(502)에 비해 한층 더 넓게 형성되어 있다.The
즉, 상기 저속 폴(501)은 제어부위(501a)와 걸림부위(501b) 사이의 간격이 가장 좁은 반면 상기 고속 폴(503)은 제어부위(503a)와 걸림부위(503b) 사이의 간격이 가장 넓게 형성된다.That is, the
이에 따라, 각각의 폴(501)(502)(503)에 형성된 제어부위(501a)(502a)(503a)의 외측에는 폴제어부재(530)가 위치하게 되는 것이며, 걸림부위(501b)(502b)(503b)의 외측에는 태양기어(411)(421)(431)가 각각 위치하게 되는 것이다.Accordingly, the
즉, 상기 폴제어부재(530)의 내주면에는 홈부(531)(532)(533a)(533b)가 형성되어, 상기 폴제어부재(530)의 회전에 따라 상기 저속 폴(501), 상기 중속 폴(502), 그리고 상기 고속 폴(503) 중 어느 하나 이상이 상기 홈부(531)(532)(533a)(533b)로 빠져 나오게 되는 것이다.That is,
이때, 폴제어부재(530)에는 도 13에 도시한 바와 같이 상기 저속 폴(501) 및 상기 중속 폴(502)에 대응하여 하나씩의 홈부(531)(532)가 형성되어 있는 반면, 상기 고속 폴(503)에 대응하여 두 개의 홈부(533a)(533b)가 형성되어 있다.At this time, the
이에 따라, 상기 폴제어부재(530)의 회전 각도에 따라 탄력적으로 세워지려 하는 폴(501)(502)(503)의 제어부위(501a)(502a)(503a)가 홈부(531)(532)(533a)(533b)에 위치할 경우, 상기 폴(501)(502)(503)의 걸림부위(501b)(502b)(503b)가 세워져 해당하는 태양기어(411)(421)(431)의 내주면에 형성된 내기어에 치합하여 상기 태양기어(411)(421)(431)의 회전을 제한하게 되는 것이다.Accordingly, the
이때, 상기 폴제어부재(530)에는 도 13에 도시한 바와 같이 16도 회전마다 고속 폴(503)이 치합 또는 해제상태로 전환되도록 두 개의 홈부(533a)(533b)가 소정 각도 차이를 두고 형성되어 있고, 초기 각도로부터 32도 회전 후 상기 저속 폴(501)이 해제되고 상기 중속 폴(502)이 치합되도록 홈부(531)(532)가 형성되어 있다.In this case, as shown in FIG. 13, two
즉, 초기 상태, 즉 1단에서는 에서는 도 13의 (a)와 같이 저속 폴(501)이 폴제어부재(530)의 홈부(531)로 빠져 나오며, 폴제어부재(530)가 초기 위치로부터 반시계방향으로 16도 회전할 경우, 즉 2단에서는 도 13의 (b)와 같이 저속 폴(501) 및 고속 폴(503)이 각각 상기 폴제어부재(530)의 홈부(531)(533a)로 빠져 나오게 된다.That is, in the initial state, that is, in the first stage, the low-
이후, 상기 폴제어부재(530)가 반시계방향으로 16도 더 회전할 경우, 즉 3단에서는 도 13의 (c)와 같이 중속 폴(502)만이 상기 폴제어부재(530)의 홈부(532)로 빠져 나오며, 상기 폴제어부재(530)가 반시계방향으로 16도 더 회전할 경우, 즉 4단에서는 도 13의 (d)와 같이 중속 폴(502) 및 고속 폴(503)이 각각 상기 폴제어부재(530)의 홈부(532)(533b)로 빠져 나오게 되는 것이다.Thereafter, when the
다음으로 사용자의 변속레버 조작이 상술한 폴제어부재(530)에 어떻게 전달되는지에 대하여 이하에서 살펴보기로 한다.Next, how the shift lever operation of the user is transmitted to the above-described
본 발명에 있어서, 상기 제어부(500)는 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 변속레버의 조작에 따라 인출되는 케이블이 연결되어 상기 샤프트(100)의 외주면에 회전 가능하게 지지되는 케이블 연결부재(510)와; 상기 케이블 연결부재(510)의 내주면에 끼워맞춤 조립되는 중간 연결부재(512)와; 상기 중간 연결부재(512)에 끼워맞춤 조립되어 일체로 회전 제어되는 각도 제어부재(520)와; 상기 각도 제어부재(520)에 연결되어 회전에 따라 상기 저속 폴(501), 중속 폴(502), 고속 폴(503)을 제어하는 폴제어부재(530)로 구성된다.In the present invention, the control unit 500 is a cable connecting member which is connected to the cable drawn out in accordance with the operation of the shift lever as shown in Figure 10 and 11 rotatably supported on the outer peripheral surface of the shaft ( 510; An intermediate connecting
이때, 상기 케이블 연결부재(510)의 외주연에는 변속레버의 조작에 따라 당겨지는 미도시한 케이블이 연결되어 있어, 변속레버의 조작 시 상기 케이블 연결부재(510)가 회전하게 된다.At this time, the
이에 따라 상기 케이블 연결부재(510)를 우측면에서 보았을 때, 변속레버의 가속 조작 시 반시계방향으로 회전하며, 감속 조작 시 시계방향으로 회전하게 된다.Accordingly, when the
그리고, 이 케이블 연결부재(510)의 내주면에는 중간 연결부재(512)가 위치하며, 상기 케이블 연결부재(510)의 내주면과 상기 중간 연결부재(512)의 외주면은 서로 치합하고 있어 상기 샤프트(100)의 외주면 상에서 일체로 회전하게 된다.In addition, an intermediate connecting
다음으로 상기 각도 제어부재(520)의 도면상 우측면에는 도 11과 같이 두 개의 돌기(521)가 돌출 형성되어 상기 중간 연결부재(512)의 내주면에 형성된 조립홈(512a)에 끼워맞춰져 상기 중간 연결부재(512)와 상기 각도 제어부재(520)는 일체로 회전하는 것이다.Next, as shown in FIG. 11, two
이와 더불어, 상기 각도 제어부재(520)의 도면상 좌측에는 폴제어부재(530)가 연결되어 있어, 상기 각도 제어부재(520)의 회전에 따라 상기 폴제어부재(530)가 함께 회전하게 되어, 저속 폴(501), 중속 폴(502), 고속 폴(503) 중 어느 하나 이상을 선택적으로 세울 수 있는 것이다.In addition, the
이때, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이 상기 샤프트(100)에 회전 불가능하게 조립된 콘 너트(901)와 상기 각도 제어부재(520) 사이에는 코일스프링(501)이 연결되고; 상기 각도 제어부재(520)의 결합홈(522) 내에 상기 폴제어부재(530)의 날개(534)가 소정 유격을 가지고 위치하되, 상기 날개(534)는 양측이 상기 각도 제어부재(520)에 지지된 핀스프링(502)의 양단에 지지되어 상기 결합홈(522)의 중앙에 위치하도록 탄성 지지되는 것이 좋다.At this time, as shown in FIGS. 15 and 16, a
즉, 상기 콘 너트(901)는 상술한 중저속 캐리어(413)를 베어링(903)을 매개로 샤프트(100)에 지지하기 위한 것으로, 이러한 콘 너트(901)의 도면상 좌측면에 조립공(901b)이 형성되어 있는 동시에 상기 각도 제어부재(520)의 도면상 우측면에도 조립공(523)이 형성되어 있어, 이러한 두 조립공(901b)(523)에 각각 코일스프링(501)의 양단이 삽입 고정된다.That is, the
이에 따라, 상기 각도 제어부재(520)는 항상 일방향으로 회전하려는 힘을 받게 되어, 변속레버의 조작에 따라 그 역방향으로 회전하였다가 상기 코일스프링(501)의 복원력에 의해 초기 각도로 복귀하게 되는 것이다.Accordingly, the
따라서, 변속레버의 가속 조작 시 사용자의 조작력에 의해 상기 각도 제어부재(520)가 반시계방향으로 회전하는 반면, 감속 조작 시 상기 코일스프링(501)의 복원력에 의해 시계방향으로 회전하게 된다.Accordingly, while the
이때, 상기 콘 너트(901)의 내주면에는 소정 각도로 가이드홈(901a)이 형성되어 있어, 이 가이드홈(901a) 내에 상기 각도 제어부재(520)의 돌기(521)가 관통하여 위치하게 되어, 상기 각도 제어부재(520)의 최대 회전 각도를 제한할 수 있게 된다.At this time, the guide groove 901a is formed at a predetermined angle on the inner circumferential surface of the
이와 더불어 상기 각도 제어부재(520)의 외주면에는 서로 마주보도록 2개의 결합홈(522)이 형성되어 있고, 이러한 결합홈(522) 내에 상기 폴제어부재(530)의 날개(534)가 위치하게 된다.In addition, two
이때 상기 날개(534)의 폭은 상기 결합홈(522)의 폭보다 다소 좁게 형성되어 소정의 유격이 형성된다.At this time, the width of the
하지만, 상기 각도 제어부재(520)에는 지지돌기(524)에 지지되는 대략 W자 형상의 핀스프링(502)이 2개 마련되어 상기 결합홈(522)을 통과하여 돌출된 상기 날개(534)의 양단을 도 16과 같이 탄력적으로 지지하게 되는 것이다.However, the
도 16은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 폴제어부재와 각도 제어부재의 위상각 차이의 발생을 도시하는 도로서, 도 16의 (a)는 감속 변속 시 폴이 태양기어에 강하게 맞물려 변속이 이루어지지 않은 상태를 도시하는 도이고, 도 16의 (b)는 변속이 이루어진 상태를 도시하는 도이며, 도 16의 (c)는 가속 변속 시 폴이 태양기어에 강하게 맞물려 변속이 이루어지지 않은 상태를 도시하는 도이다.16 is a view showing the occurrence of the phase angle difference between the pole control member and the angle control member in the hub-embedded multi-stage transmission of the present invention. FIG. Figure 16 (b) is a view showing a state in which the shift has been made, Figure 16 (c) is a state in which the pole is strongly engaged with the sun gear during the shift, the shift is not made. It is a figure which shows.
이에 따라, 상기 폴제어부재(530)의 날개(534)가 도 16의 (b)와 같이 상기 각도 제어부재(520)의 결합홈(522) 중앙에 위치하도록 탄성 지지하게 됨으로써, 상기 폴제어부재(530)에 별도의 외력이 작용하지 않는 상태에서는 상기 폴제어부재(530)가 상기 각도 제어부재(520)와 항상 함께 회전할 수 있도록 하게 된다.Accordingly, the
그러나 부하 구동 상태에서는 폴이 태양기어에 강하게 맞물려 있을 경우, 폴이 샤프트(100)의 폴자리부 내로 눕혀지지 않아 도 16의 (a)나 (c)와 같이 변속이 원활하게 이루어지지 않는 현상이 발생할 우려가 있다.However, when the pole is strongly engaged with the sun gear in the load driving state, the pawl does not lie down in the pole seat of the
이러한 현상은 변속레버의 조작에 따라 각도 제어부재(520)는 회전하였지만 상기 핀스프링(502)의 탄성력이 작용함에도 불구하고 폴제어부재(530)가 상기 각도 제어부재(520)와 함께 회전하지 못하여, 상기 각도 제어부재(520)와 상기 폴제어부재(530) 사이에 위상각 차이가 발생할 경우인 것이다.In this phenomenon, the
이에 대비하여, 본 발명에서는 도 14에 도시한 바와 같이 강제 변속 수단(540)이 추가로 마련되는 것이 가장 바람직하다.In contrast, in the present invention, it is most preferable that the forced transmission means 540 is further provided as shown in FIG.
즉, 본 발명에 있어서, 상기 제어부(500)에는, 상기 각도 제어부재(520)에 반경 방향으로 유동 가능하게 지지되는 롤러(541a)(541b)(541c)와; 상기 중저속 캐리어(413)의 내주면에 형성된 일방향 경사 요홈(413a)으로 이루어진 강제 변속 수단(540)이 마련되어, 상기 각도 제어부재(520)와 상기 폴제어부재(530) 사이에 위상각 차이가 발생함에 따라 상기 롤러(541a)(541b)(541c)가 그 외주에 위치하여 회전하는 중저속 캐리어(413)의 내주면에 형성된 일방향 경사 요홈(413a)으로부터 내측으로 강제 이동하면서, 상기 중속 폴(502) 또는 상기 고속 폴(503)을 강제로 눕혀주는 강제 변속 기능을 갖는 것이 바람직하다.That is, in the present invention, the control unit 500 includes:
즉, 상기 각도 제어부재(520)에는 상기 고속 폴(503)을 강제로 눕히기 위한 2개의 롤러(541a)(541b)와 상기 중속 폴(502)을 강제로 눕히기 위한 1개의 롤러(541c)가 마련되어 있다.That is, the
이는 본 발명의 실시예에 있어서 상기 고속 폴(503)은 세워지거나 눕혀지는 전환이 2번 이루어지는 반면, 상기 중속 폴(502)은 1번 이루어지기 때문인 것이다.This is because, in the embodiment of the present invention, the
이 롤러(541a)(541b)(541c)는 상기 각도 제어부재(520)에 지지되는 것으로 반경방향 즉, 샤프트(100)의 중심을 향하는 안쪽과 그 반대 방향인 바깥 쪽으로 유동 가능하게 마련되어, 그 안쪽으로는 고속 폴(503) 또는 중속 폴(502)이 위치하고, 그 바깥쪽으로 상기 중저속 캐리어(413)의 내주면에 형성된 일방향 경사 요홈(413a)에 인접하여 위치하게 된다.The
이에 따라, 변속 시 고속 폴(503)이 고속 태양기어(431)의 내기어에 강하게 맞물려 있거나 또는 중속 폴(502)이 중속 태양기어(421)의 내기어에 강하게 맞물려 있을 경우, 해당 폴에 접촉하여 바깥쪽으로 돌출되는 상기 롤러(541a)(541b)(541c)가 중저속 캐리어(413)의 일방향 경사 요홈(413a)에 닿게되어 안쪽으로 강제 이동하게 되는 것이다.Accordingly, when the
상술한 강제 변속의 작용을 2단에서 3단으로의 가속 변속 시와 4단에서 3단으로, 다시 3단에서 2단으로, 그리고 2단에서 다시 1단으로 감속 변속 시를 각각 설명하면 다음과 같다.
The operations of the forced shift described above are explained in the case of the acceleration gear shifting from the second gear to the third gear, and the gear shifting from the first gear to the third gear, the third gear to the second gear, and the second gear to the first gear. same.
- 2단에서 3단으로의 가속 변속 시-Acceleration shifting from 2 gears to 3 gears
도 17은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 2단에서 3단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도로서, 도 17의 (a)는 2단 상태를 나타내며, 도 17의 (b)는 3단으로의 가속 변속 시 각도 제어부재(520)는 반시계방향으로 회전하였으나 고속 폴(503)이 고속 태양기어(431)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 폴제어부재(530)가 회전하지 못한 상태를 도시하는 도이고, 도 17의 (c)는 강제 변속 수단(540)에 의해 폴제어부재(530)가 반시계방향으로 회전하여 3단으로 변속이 완료된 상태를 나타낸다.FIG. 17 is a diagram illustrating a forced shift function from two gears to three gears in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention. FIG. 17A shows a two-stage state, and FIG. 17B shows three gears. Although the
2단은 변속레버의 조작에 의해 각도 제어부재(520)가 초기 각도로부터 반시계방향으로 16도 회전한 상태이다.In the second stage, the
이때, 고속 폴(503)은 도 17의 (a)와 같이 각도 제어부재(520)의 롤러(541a)(541b) 사이에 위치한다.At this time, the
이후 3단으로의 가속 변속을 위해 변속레버를 조작하여 상기 각도 제어부재(520)를 반시계방향으로 16도 더 회전시켰으나, 고속 폴(503)이 고속 태양기어(431)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 도 17의 (b)와 같이 폴제어부재(530)가 상기 각도 제어부재(520)와 함께 회전하지 못하게 된다.Thereafter, the
그 결과, 상기 각도 제어부재(520)와 상기 폴제어부재(530) 사이에는 도 16의 (c)와 같이 위상각 차이가 발생하게 되어, 상기 고속 폴(503)은 상기 각도 제어부재(520)의 롤러(541b) 안쪽에 위치하게 된다.As a result, a phase angle difference occurs between the
이에 따라, 상기 롤러(541b)는 상기 각도 제어부재(520) 상에서 바깥쪽으로 돌출되며, 이와 같이 돌출된 롤러(541b)는 도 17의 (c)와 같이 그 바깥쪽에서 시계방향으로 회전하고 있는 중저속 캐리어(413)의 일방향 경사 요홈(413a)을 타고 안쪽을 향하여 강제로 눌리게 되는 것이다.Accordingly, the
결과적으로, 세워져 있던 고속 폴(503)이 눕혀지게 되고, 이후 상기 각도 제어부재(520)와 위상차가 발생하였던 폴제어부재(530)는 핀스프링(502)에 의해 상기 각도 제어부재(520)와 동일하게 회전할 수 있게 됨으로써 도 16의 (b)와 같이 변속이 이루어질 수 있는 것이다.
As a result, the standing high-
- 4단에서 3단으로의 감속 변속 시-When decelerating from 4 gear to 3 gear
도 18은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 4단에서 3단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도로서, 도 18의 (a)는 4단 상태를 나타내며, 도 18의 (b)는 3단으로의 감속 변속 시 각도 제어부재(520)는 시계방향으로 회전하였으나 고속 폴(503)이 고속 태양기어(431)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 폴제어부재(530)가 회전하지 못한 상태를 도시하는 도이고, 도 18의 (c)는 강제 변속 수단(540)에 의해 폴제어부재(530)가 시계방향으로 회전하여 3단으로 변속이 완료된 상태를 나타낸다.FIG. 18 is a diagram illustrating a forced transmission function from four gears to three gears in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention. FIG. 18A shows a four-speed state, and FIG. 18B shows three gears. Although the
4단은 변속레버의 조작에 의해 각도 제어부재(520)가 초기 각도로부터 반시계방향으로 48도 회전한 상태이다.In the fourth stage, the
이때, 고속 폴(503)은 도 18의 (a)와 같이 각도 제어부재(520)의 도면상 우측 롤러(541b)보다 시계방향측에 위치한다.At this time, the
이후 3단으로의 감속 변속을 위해 변속레버를 조작하여 상기 각도 제어부재(520)를 시계방향으로 16도 회전시켰으나, 고속 폴(503)이 고속 태양기어(431)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 도 18의 (b)와 같이 폴제어부재(530)가 상기 각도 제어부재(520)와 함께 회전하지 못하게 된다.Thereafter, the
그 결과, 상기 각도 제어부재(520)와 상기 폴제어부재(530) 사이에는 도 16의 (a)와 같이 위상각 차이가 발생하게 되어, 상기 고속 폴(503)은 상기 각도 제어부재(520)의 롤러(541b) 안쪽에 위치하게 된다.As a result, a phase angle difference occurs between the
이에 따라, 상기 롤러(541b)는 상기 각도 제어부재(520) 상에서 바깥쪽으로 돌출되며, 이와 같이 돌출된 롤러(541b)는 도 18의 (c)와 같이 그 바깥쪽에서 시계방향으로 회전하고 있는 중저속 캐리어(413)의 일방향 경사 요홈(413a)을 타고 안쪽을 향하여 강제로 눌리게 되는 것이다.Accordingly, the
결과적으로, 세워져 있던 고속 폴(503)이 눕혀지게 되고, 이후 상기 각도 제어부재(520)와 위상차가 발생하였던 폴제어부재(530)는 핀스프링(502)에 의해 상기 각도 제어부재(520)와 동일하게 회전할 수 있게 됨으로써 도 16의 (b)와 같이 변속이 이루어질 수 있는 것이다.
As a result, the standing high-
- 3단에서 2단으로의 감속 변속 시-When decelerating from 3 gear to 2 gear
도 19는 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 3단에서 2단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도로서, 도 19의 (a)는 3단 상태를 나타내며, 도 19의 (b)는 2단으로의 감속 변속 시 각도 제어부재(520)는 시계방향으로 회전하였으나 중속 폴(502)이 중속 태양기어(421)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 폴제어부재(530)가 회전하지 못한 상태를 도시하는 도이고, 도 19의 (c)는 강제 변속 수단(540)에 의해 폴제어부재(530)가 시계방향으로 회전하여 2단으로 변속이 완료된 상태를 나타낸다.FIG. 19 is a diagram illustrating a forced shift function from three gears to two gears in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention, and FIG. 19 (a) shows a three-stage state, and FIG. 19 (b) shows two gears. Although the
3단은 변속레버의 조작에 의해 각도 제어부재(520)가 초기 각도로부터 반시계방향으로 32도 회전한 상태이다.In the third stage, the
이때, 중속 폴(502)은 도 19의 (a)와 같이 각도 제어부재(520)의 롤러(541c)보다 시계방향측에 위치한다.At this time, the
이후 2단으로의 감속 변속을 위해 변속레버를 조작하여 상기 각도 제어부재(520)를 시계방향으로 16도 회전시켰으나, 중속 폴(502)이 중속 태양기어(421)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 도 19의 (b)와 같이 폴제어부재(530)가 상기 각도 제어부재(520)와 함께 회전하지 못하게 된다.Thereafter, the
그 결과, 상기 각도 제어부재(520)와 상기 폴제어부재(530) 사이에는 도 16의 (a)와 같이 위상각 차이가 발생하게 되어, 상기 중속 폴(502)은 상기 각도 제어부재(520)의 롤러(541c) 안쪽에 위치하게 된다.As a result, a phase angle difference occurs between the
이에 따라, 상기 롤러(541c)는 상기 각도 제어부재(520) 상에서 바깥쪽으로 돌출되며, 이와 같이 돌출된 롤러(541c)는 도 19의 (c)와 같이 그 바깥쪽에서 시계방향으로 회전하고 있는 중저속 캐리어(413)의 일방향 경사 요홈(413a)을 타고 안쪽을 향하여 강제로 눌리게 되는 것이다.Accordingly, the
결과적으로, 세워져 있던 중속 폴(502)이 눕혀지게 되고, 이후 상기 각도 제어부재(520)와 위상차가 발생하였던 폴제어부재(530)는 핀스프링(502)에 의해 상기 각도 제어부재(520)와 동일하게 회전할 수 있게 됨으로써 도 16의 (b)와 같이 변속이 이루어질 수 있는 것이다.
As a result, the standing
- 2단에서 1단으로의 감속 변속 시-When decelerating from 2nd gear to 1st gear
도 20은 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 있어서 2단에서 1단으로의 강제 변속 기능을 도시하는 도로서, 도 20의 (a)는 2단 상태를 나타내며, 도 20의 (b)는 1단으로의 감속 변속 시 각도 제어부재(520)는 시계방향으로 회전하였으나 고속 폴(503)이 고속 태양기어(431)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 폴제어부재(530)가 회전하지 못한 상태를 도시하는 도이고, 도 20의 (c)는 강제 변속 수단(540)에 의해 폴제어부재(530)가 시계방향으로 회전하여 2단으로 변속이 완료된 상태를 나타낸다.20 is a diagram illustrating a forced transmission function from two gears to one gear in the hub-mounted multi-stage transmission of the present invention. FIG. 20 (a) shows a two-stage state, and FIG. 20 (b) shows one gear. Although the
2단은 변속레버의 조작에 의해 각도 제어부재(520)가 초기 각도로부터 반시계방향으로 16도 회전한 상태이다.In the second stage, the
이때, 고속 폴(503)은 도 20의 (a)와 같이 각도 제어부재(520)의 도면상 좌측 롤러(541a)보다 시계방향측에 위치한다.At this time, the
이후 1단으로의 감속 변속을 위해 변속레버를 조작하여 상기 각도 제어부재(520)를 시계방향으로 16도 회전시켰으나, 고속 폴(503)이 고속 태양기어(431)의 내기어에 강하게 맞물려 있어 도 20의 (b)와 같이 폴제어부재(530)가 상기 각도 제어부재(520)와 함께 회전하지 못하게 된다.Thereafter, the
그 결과, 상기 각도 제어부재(520)와 상기 폴제어부재(530) 사이에는 도 16의 (a)와 같이 위상각 차이가 발생하게 되어, 상기 고속 폴(503)은 상기 각도 제어부재(520)의 롤러(541a) 안쪽에 위치하게 된다.As a result, a phase angle difference occurs between the
이에 따라, 상기 롤러(541a)는 상기 각도 제어부재(520) 상에서 바깥쪽으로 돌출되며, 이와 같이 돌출된 롤러(541a)는 도 20의 (c)와 같이 그 바깥쪽에서 시계방향으로 회전하고 있는 중저속 캐리어(413)의 일방향 경사 요홈(413a)을 타고 안쪽을 향하여 강제로 눌리게 되는 것이다.Accordingly, the
결과적으로, 세워져 있던 고속 폴(503)이 눕혀지게 되고, 이후 상기 각도 제어부재(520)와 위상차가 발생하였던 폴제어부재(530)는 핀스프링(502)에 의해 상기 각도 제어부재(520)와 동일하게 회전할 수 있게 됨으로써 도 16의 (b)와 같이 변속이 이루어질 수 있는 것이다.
As a result, the standing high-
상술한 바와 같이, 본 발명의 강제 변속 수단(540)은 롤러(541a)(541b)(541c)가 안쪽으로 이동하면서 눕혀지지 않은 고속 폴(503) 또는 중속 폴(502)을 샤프트(100)의 폴자리부(103)(102) 내로 강제 변속 시키게 되는 강제 변속 기능을 갖게 된다.As described above, the forced transmission means 540 of the present invention, the
상술한 폴제어부재(530)의 제어 각도에 따라 상기 저속 폴(501), 중속 폴(502), 고속 폴(503)의 제어 상태는 도 13에 나타나 있으며 이를 도표로 정리하면 다음과 같다.According to the control angle of the
아래의 표 1에는 각각의 폴(501)(502)(503) 작동여부에 따른 출력 클러치(440)(450)의 회전력 전달 여부 또한 표시되어 있다.Table 1 below also shows whether the
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기에 대한 작용을 최저속인 1단으로부터 최고속인 4단에 이르기까지 구분하여 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the operation of the hub-integrated multi-stage transmission of the present invention will be described in detail with reference to the first speed from the lowest speed to the fourth speed.
- 1단- Stage 1
1단은 변속레버의 조작이 없는 초기 상태로, 도 13의 (a)와 같이 오직 저속 폴(501)만이 폴제어부재(530)의 홈부(531) 내에 위치하도록 세워진 상태로 저속 태양기어(411)만이 구속된 상태이다.The first stage is an initial state in which the shift lever is not operated, and the low
이러한 상태에서 스프로켓(210)을 통해 구동력이 전달되면 중저속 캐리어(413)가 회전하게 된다.In this state, when the driving force is transmitted through the sprocket 210, the medium-
이에 따라, 상기 중저속 캐리어(413)에 지지된 저속 유성기어세트(410)의 저속 유성기어(412)가 고정된 저속 태양기어(411)와 치합하여 회전하게 되며, 상기 저속 유성기어(412)에 맞물린 중속 유성기어세트(420)의 중속 유성기어(422)가 연동하여 반대방향으로 회전하게 된다.Accordingly, the low speed
이때, 중속 태양기어(421)는 구속되지 않기 때문에 아이들 회전하게 됨으로써, 상기 중속 유성기어(422)는 자전과 동시에 공전을 하여 중속 링기어(424)에 저속의 회전력이 전달되는 것이다.At this time, since the medium
이러한 중속 링기어(424)는 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)와 일체로 이루어져 있어 함께 회전하게 되며, 이때 고속 태양기어(431)는 구속되지 않기 때문에 고속 유성기어(432) 또한 아이들 회전하게 됨으로써, 상기 고속 캐리어(433)의 회전력이 제2출력 클러치(450)에 전달되지 못하고 제1출력 클러치(440)를 통해 허브쉘(300)로 출력되는 것이다.The medium
정리하면, 1단에서는 저속 폴(501)이 저속 태양기어(411)를 구속함에 따라, 스프로켓(210)→중저속 캐리어(413)→저속 유성기어(412)→중속 유성기어(422)→중속 링기어(424)→고속 캐리어(433)→제1출력 클러치(440)→허브쉘(300)로 회전력이 전달되어 최저속으로 출력이 이루어지게 된다.
In summary, in the first stage, as the
- 2단- 2nd stage
2단은 변속레버가 도면상 우측에서 보았을 때 초기 위치로부터 반시계방향으로 16도 회전하여 저속 폴(501)과 고속 폴(503)이 도 13의 (b)와 같이 각각 폴제어부재(530)의 홈부(531)(533a) 내에 위치하도록 세워진 상태로 저속 태양기어(411) 및 고속 태양기어(431)가 구속된 상태이다.The second stage rotates 16 degrees counterclockwise from the initial position when the shift lever is viewed from the right side of the drawing so that the
이러한 상태에서 스프로켓(210)을 통해 구동력이 전달되면 중저속 캐리어(413)가 회전하게 된다.In this state, when the driving force is transmitted through the sprocket 210, the medium-
이에 따라, 상기 중저속 캐리어(413)에 지지된 저속 유성기어세트(410)의 저속 유성기어(412)가 고정된 저속 태양기어(411)와 치합하여 회전하게 되며, 상기 저속 유성기어(412)에 맞물린 중속 유성기어세트(420)의 중속 유성기어(422)가 연동하여 회전하게 된다.Accordingly, the low speed
이때, 중속 태양기어(421)는 구속되지 않기 때문에 아이들 회전하게 됨으로써, 상기 중속 유성기어(422)는 자전과 동시에 공전을 하여 중속 링기어(424)에 저속의 회전력이 전달되는 것이다.At this time, since the medium
이러한 중속 링기어(424)는 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)와 일체로 이루어져 있어 함께 회전하게 되며, 이때 고속 태양기어(431)가 구속되어 있기 때문에, 상기 고속 캐리어(433)의 회전력에 의해 고속 유성기어(432) 및 고속 링기어(434)가 회전하게 되며, 이에 따라 제2출력 클러치(450)를 통해 허브쉘(300)로 출력되는 것이다.The medium
이때, 상기 제1출력 클러치(440)로부터 허브쉘(300)로 전달되는 회전속도는 상기 제2출력 클러치(450)로부터 허브쉘(300)로 전달되는 회전속도 보다 느리기 때문에 상기 제1출력 클러치(440)는 허브쉘(300)에 회전력을 전달하지 못하게 된다.In this case, since the rotation speed transmitted from the
정리하면, 2단에서는 저속 폴(501) 및 고속 폴(503)이 각각 저속 태양기어(411) 및 고속 태양기어(431)를 구속함에 따라, 스프로켓(210)→중저속 캐리어(413)→저속 유성기어(412)→중속 유성기어(422)→중속 링기어(424)→고속 캐리어(433)→고속 유성기어(432)→고속 링기어(434)→제2출력 클러치(450)→허브쉘(300)로 회전력이 전달되어 저속으로 출력이 이루어지게 된다.
In summary, in the second stage, as the
- 3단- Level 3
3단은 변속레버가 도면상 우측에서 보았을 때 반시계방향으로 16도 더 회전하여 초기 위치로부터 32도 회전한 상태로, 도 13의 (c)와 같이 오직 중속 폴(502)만이 폴제어부재(530)의 홈부(532) 내에 위치하도록 세워진 상태로 중속 태양기어(421)가 구속된 상태이다.In the third stage, the shift lever is rotated 16 degrees counterclockwise as seen from the right side of the drawing and rotated 32 degrees from the initial position. As shown in (c) of FIG. 13, only the
이러한 상태에서 스프로켓(210)을 통해 구동력이 전달되면 중저속 캐리어(413)가 회전하게 된다.In this state, when the driving force is transmitted through the sprocket 210, the medium-
이에 따라, 상기 중저속 캐리어(413)에 지지된 중속 유성기어세트(420)의 중속 유성기어(422)가 고정된 중속 태양기어(421)와 치합하여 회전하게 되며, 상기 중속 유성기어(422)에 맞물린 저속 유성기어세트(410)의 저속 유성기어(412)가 연동하여 회전하게 된다.Accordingly, the medium-speed
이때, 저속 태양기어(411)는 구속되지 않기 때문에 아이들 회전하게 됨으로써, 상기 중속 유성기어(422)는 자전과 동시에 공전을 하여 중속 링기어(424)에 고속의 회전력이 전달되는 것이다.At this time, since the low
이러한 중속 링기어(424)는 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)와 일체로 이루어져 있어 함께 회전하게 되며, 이때 고속 태양기어(431)는 구속되지 않기 때문에 고속 유성기어(432) 또한 아이들 회전하게 되어, 상기 고속 캐리어(433)의 회전력이 제2출력 클러치(450)에 전달되지 못하고 제1출력 클러치(440)를 통해 허브쉘(300)로 출력되는 것이다.The medium
정리하면, 3단에서는 중속 폴(502)이 중속 태양기어(421)를 구속함에 따라, 스프로켓(210)→중저속 캐리어(413)→중속 유성기어(422)→중속 링기어(424)→고속 캐리어(433)→제1출력 클러치(440)→허브쉘(300)로 회전력이 전달되어 고속으로 출력이 이루어지게 된다.
In summary, in the third stage, as the
- 4단- Four Stage
4단은 변속레버가 도면상 우측에서 보았을 때 반시계방향으로 16도 더 회전하여 초기 위치로부터 48도 회전한 상태로, 도 13의 (d)와 같이 중속 폴(502)과 고속 폴(503)이 폴제어부재(530)의 홈부(532)(533b) 내에 위치하도록 세워진 상태로 중속 태양기어(421) 및 고속 태양기어(431)가 구속된 상태이다.In the fourth stage, the shift lever is rotated 16 degrees counterclockwise when viewed from the right side of the drawing, and rotated 48 degrees from the initial position. As shown in FIG. 13D, the
이러한 상태에서 스프로켓(210)을 통해 구동력이 전달되면 중저속 캐리어(413)가 회전하게 된다.In this state, when the driving force is transmitted through the sprocket 210, the medium-
이에 따라, 상기 중저속 캐리어(413)에 지지된 중속 유성기어세트(420)의 중속 유성기어(422)가 고정된 중속 태양기어(421)와 치합하여 회전하게 되며, 상기 중속 유성기어(422)에 맞물린 저속 유성기어세트(410)의 저속 유성기어(412)가 연동하여 회전하게 된다.Accordingly, the medium-speed
이때, 저속 태양기어(411)는 구속되지 않기 때문에 아이들 회전하게 됨으로써, 상기 중속 유성기어(422)는 자전과 동시에 공전을 하여 중속 링기어(424)에 회전력이 전달되는 것이다.At this time, since the low
이러한 중속 링기어(424)는 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)와 일체로 이루어져 있어 함께 회전하게 되며, 이때 고속 태양기어(431)가 구속되어 있기 때문에, 상기 고속 캐리어(433)의 회전력에 의해 고속 유성기어(432) 및 고속 링기어(434)가 회전하게 되며, 이에 따라 제2출력 클러치(450)를 통해 허브쉘(300)로 출력되는 것이다.The medium
이때, 상기 제1출력 클러치(440)로부터 허브쉘(300)로 전달되는 회전속도는 상기 제2출력 클러치(450)로부터 허브쉘(300)로 전달되는 회전속도 보다 느리기 때문에 상기 제1출력 클러치(440)는 허브쉘(300)에 회전력을 전달하지 못하게 된다.In this case, since the rotation speed transmitted from the
정리하면, 4단에서는 중속 폴(502) 및 고속 폴(503)이 각각 중속 태양기어(421) 및 고속 태양기어(431)를 구속함에 따라, 스프로켓(210)→중저속 캐리어(413)→중속 유성기어(422)→중속 링기어(424)→고속 캐리어(433)→고속 유성기어(432)→고속 링기어(434)→제2출력 클러치(450)→허브쉘(300)로 회전력이 전달되어 최고속으로 출력이 이루어지게 된다.
In summary, in the fourth stage, as the
따라서, 본 발명의 허브 내장형 다단 변속기는 3개의 유성기어세트(410)(420)(430)와 2개의 출력 클러치(440)(450)를 이용하여 다단의 변속기를 보다 콤팩트하게 높은 변속비로 구현할 수 있어 제품의 상품성을 향상시키고, 변속레버의 조작에 따라 폴제어부재(530)를 제어하여 회전력의 전달경로를 변경시킴으로써 최대 4배의 다양한 변속비를 얻을 수 있다는 가장 큰 이점을 지닌 발명인 것이다.Therefore, the multi-stage gearbox of the present invention can implement a multistage transmission at a higher speed ratio by using three planetary gear sets 410, 420, 430 and two
특히, 강제 변속 수단(540)에 의해 강제 변속 기능을 가짐으로써 변속 조작 시 폴(502)(503)을 강제로 눕혀주게 됨으로써 변속이 원활하게 이루어지도록 하여 변속 정확도를 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.In particular, by having the force shift function by the force shifting means 540, by forcibly laying down the
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the above drawings or embodiments.
100 : 샤프트 101, 102, 103 : 폴자리부
200 : 스프로켓 300 : 허브쉘
301 : 홀 310 : 먼지커버
400 : 변속부 410 : 저속 유성기어세트
411 : 저속 태양기어 412 : 저속 유성기어
413 : 중저속 캐리어 420 : 중속 유성기어세트
421 : 중속 태양기어 422 : 중속 유성기어
424 : 중속 링기어 430 : 고속 유성기어세트
431 : 고속 태양기어 432 : 고속 유성기어
433 : 고속 캐리어 434 : 고속 링기어
440 : 제1출력 클러치 450 : 제2출력 클러치
500 : 제어부 510 : 케이블 연결부재
512 : 중간 연결부재 520 : 각도 제어부재
521 : 돌기 522 : 결합홈
523 : 조립공 530 : 폴제어부재
531, 532, 533a, 533b : 홈부 540 : 강제 변속 수단
541a, 541b, 541c : 롤러 901, 902 : 콘 너트
903, 904, 905 : 베어링100:
200: Sprocket 300: Hub shell
301: hole 310: dust cover
400: transmission portion 410: low speed planetary gear set
411: low speed sun gear 412: low speed planetary gear
413: medium and low speed carrier 420: medium speed planetary gear set
421: medium speed sun gear 422: medium speed planetary gear
424: medium speed ring gear 430: high speed planetary gear set
431 high
433: high speed carrier 434: high speed ring gear
440: first output clutch 450: second output clutch
500
512: intermediate connecting member 520: angle control member
521: protrusion 522: coupling groove
523: assembly worker 530: pole control member
531, 532, 533a, 533b: groove portion 540: forced transmission means
541a, 541b, 541c:
903, 904, 905: Bearing
Claims (6)
상기 허브쉘(300)의 내부에 마련되는 태양기어, 유성기어, 캐리어, 링기어로 이루어진 유성기어세트와 원웨이 클러치로 이루어진 출력 클러치를 포함하여, 상기 스프로켓(200)으로 입력되는 회전력을 변속시켜 상기 허브쉘(300)로 출력시키는 변속부(400)와;
변속레버의 조작에 따라 상기 샤프트(100)에 마련된 폴을 컨트롤하여 상기 태양기어의 회전을 선택적으로 제한하여 변속을 제어하는 제어부(500)를 포함한 다단 변속기에 있어서;
상기 변속부(400)에는 저속 유성기어세트(410), 중속 유성기어세트(420), 그리고 고속 유성기어세트(430)가 마련되되;
상기 저속 유성기어세트(410)의 캐리어와 상기 중속 유성기어세트(420)의 캐리어는 상기 스프로켓(200)으로부터 회전력을 입력받아 회전하는 드라이버와 모두 일체를 이루어 중저속 캐리어(413)를 이루며;
상기 저속 유성기어세트(410)의 저속 유성기어(412)와 상기 중속 유성기어세트(420)의 중속 유성기어(422)는 상기 중저속 캐리어(413)의 방사상 소정 위상각 차이를 두고 위치하여 서로 치합하고;
상기 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)는 상기 중속 유성기어세트(420)의 중속 링기어(424)와 일체로 형성되며;
상기 고속 유성기어세트(430)의 고속 캐리어(433)와 상기 허브쉘(300) 사이에 제1출력 클러치(440)가 마련되며;
상기 고속 유성기어세트(430)의 고속 링기어(434)와 상기 허브쉘(300) 사이에 제2출력 클러치(450)가 마련되는 것을 특징으로 하는 허브 내장형 다단 변속기.
A shaft 100 fixed to the vehicle body, a sprocket 200 that is rotatably positioned on an outer circumference of the shaft 100 and receives a rotational force, and a hub shell 300 that outputs the rotational force;
Including a planetary gear set consisting of a sun gear, a planetary gear, a carrier, a ring gear and an output clutch composed of a one-way clutch provided inside the hub shell 300, the rotational force input to the sprocket 200 is shifted. A transmission unit 400 outputting the hub shell 300;
And a control unit (500) for controlling the shift by selectively controlling the rotation of the sun gear by controlling a pawl provided on the shaft (100) according to an operation of the shift lever, the multi-step transmission comprising:
The transmission unit 400 is provided with a low speed planetary gear set 410, a medium speed planetary gear set 420, and a high speed planetary gear set 430;
The carrier of the low speed planetary gear set 410 and the carrier of the medium speed planetary gear set 420 are integrally formed with the driver to rotate by receiving rotational force from the sprocket 200 to form a medium low speed carrier 413;
The low speed planetary gear 412 of the low speed planetary gear set 410 and the medium speed planetary gear 422 of the medium speed planetary gear set 420 are located at a radially predetermined phase angle difference of the medium and low speed carrier 413. Match;
The high speed carrier 433 of the high speed planetary gear set 430 is integrally formed with the medium speed ring gear 424 of the medium speed planetary gear set 420;
A first output clutch 440 is provided between the high speed carrier 433 of the high speed planetary gear set 430 and the hub shell 300;
And a second output clutch (450) between the high speed ring gear (434) of the high speed planetary gear set (430) and the hub shell (300).
The low speed pole 501, the medium speed pawl 502, and the high speed pawl 503 are located in the pole seats 101, 102, 103, respectively, and the ring spring is disposed in the shaft 100. Hub built-in multi-stage transmission characterized in that it is provided to stand by.
변속레버의 조작에 따라 인출되는 케이블이 연결되어 상기 샤프트(100)의 외주면에 회전 가능하게 지지되는 케이블 연결부재(510)와;
상기 케이블 연결부재(510)의 내주면에 끼워맞춤 조립되는 중간 연결부재(512)와;
상기 중간 연결부재(512)에 끼워맞춤 조립되어 일체로 회전 제어되는 각도 제어부재(520)와;
상기 각도 제어부재(520)에 연결되어 회전에 따라 상기 저속 폴(501), 중속 폴(502), 고속 폴(503)을 제어하는 폴제어부재(530)로 구성되는 것을 특징으로 하는 허브 내장형 다단 변속기.
The method of claim 2, wherein the control unit 500
A cable connection member 510 connected to a cable drawn out according to an operation of the shift lever and rotatably supported on an outer circumferential surface of the shaft 100;
An intermediate connecting member 512 fitted to the inner circumferential surface of the cable connecting member 510;
An angle control member 520 fitted to the intermediate connecting member 512 and integrally controlled to rotate;
Connected to the angle control member 520 hub built-in multi-stage, characterized in that consisting of a pole control member 530 to control the low speed pole 501, the medium speed pole 502, the high speed pole 503 in accordance with the rotation. Transmission.
상기 폴제어부재(530)의 내주면에는 홈부(531)(532)(533)가 형성되어, 상기 폴제어부재(530)의 회전에 따라 상기 저속 폴(501), 상기 중속 폴(502), 그리고 상기 고속 폴(503) 중 어느 하나 이상이 상기 홈부(531)(532)(533)로 빠져 나오는 것을 특징으로 하는 허브 내장형 다단 변속기.
The low speed sun gear 411 of the low speed planetary gear set 410 is selectively limited in rotation by the low speed pole 501, and the medium speed sun gear of the medium speed planetary gear set 420 421 is rotationally limited by the medium speed pawl 502, the high speed sun gear 431 of the high speed planetary gear set 430 is selectively limited by the high speed pole 503;
Grooves 531, 532, 533 are formed on the inner circumferential surface of the pole control member 530, and the low speed pole 501, the medium speed pole 502, and the rotation of the pole control member 530. At least one of the high-speed poles (503) is a hub-integrated multi-stage transmission, characterized in that exit into the groove (531, 532, 533).
The coil spring (501) is connected between the cone nut (901) rotatably assembled to the shaft (100) and the angle control member (520). In the coupling groove 522 of the angle control member 520, the blade 534 of the pole control member 530 is positioned with a predetermined clearance, and both sides of the wing 534 are provided in the angle control member 520. The hub-embedded multi-stage transmission characterized in that the support is supported on both ends of the pin spring (502) is elastically supported to be located in the center of the coupling groove (522).
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