KR101529797B1 - 유성기어 트랜스미션용 시프트장치 - Google Patents

유성기어 트랜스미션용 시프트장치 Download PDF

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게이츠 코포레이션
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Abstract

본 발명은, 유성기어 트랜스미션용 시프트장치이며, 유성기어 트랜스미션과, 유성기어 트랜스미션에서 유성기어 조립체와 맞물리고 시프트 캠 정지부를 갖는 시프트 캠과, 이동가능한 케이블에 연결되고 램프가 형성된 부분을 포함하는 회전가능한 케이블 링과, 케이블 링의 램프가 형성된 부분과 협동적으로 맞물리는 램프가 형성된 부분 및 시프트 캠 정지부와 협동적으로 맞물림가능한 정지부를 포함하는 회전가능한 램프가 형성된 링과, 케이블 링과 시프트 캠 사이에 연결된 스프링을 포함하고, 케이블 링의 회전이 케이블 링의 회전 평면에 직각인 방향으로 소정의 거리만큼 램프가 형성된 링을 압박하고, 시프트 캠은 램프가 형성된 링과의 맞물림에 의해 회전에 대항하여 유지되고, 소정의 거리에서 램프가 형성된 링은 램프가 형성된 링의 축방향 이동과 동시에 케이블 링과 함께 회전될 수 있으며, 스프링력에 반응하는 시프트 캠은 램프가 형성된 링 정지부와 시프트 캠 정지부의 맞물림에 의해 제한되는 회전량만큼 램프가 형성된 링의 회전시 회전하며, 시프트 캠의 회전 동안 트랜스미션이 기어를 시프트시키는, 시프트장치에 관한 것이다.

Description

유성기어 트랜스미션용 시프트장치{SHIFT MECHANISM FOR A PLANETARY GEAR TRANSMISSION}
본 발명은 유성기어 트랜스미션용 시프트장치에 관한 것이며, 구체적으로는 공전 기어 셀렉터를 구비한 유성기어 트랜스미션용 시프트장치에 관한 것이다.
시프트장치에 의해 조작될 수 있는 자전거 트랜스미션이 공지되어 있다. 시프트장치는 통상적으로 트랜스미션 시프트 요소를 작동시키는 케이블을 당기도록 된 것으로 설계되어 있다. 케이블에 의해 조작될 수 있는 자전거 트랜스미션은 여러 형태가 있다. 이러한 트랜스미션은 후측 및/또는 전측 변속기, 내부에 기어가 형성된 허브 트랜스미션, 연속 가변 트랜스미션(CVT's) 등을 구비한 통상적인 체인구동 트랜스미션을 포함한다.
대표적인 기술로서, 하나타니(Hanataani)에게 허여된 미국 특허 제6,718,844호에 개시된 자전거 시프트 제어장치는 자전거에 장착하기 위한 베이스부재와, 제 1 및 제 2 방향으로 회전하도록 베이스부재에 상대적으로 회전가능하게 지지되는 작동부재, 트랜스미션 제어요소의 당김 및 해제를 조종하도록 베이스부재에 대하여 회전가능하게 장착된 트랜스미션 제어부재, 트랜스미션 제어요소를 지지하는 브라켓, 및 트랜스미션 제어부재와 회전하도록 연결된 중간 부재들을 포함한다. 상기 중간부재는 제 1 축을 중심으로 회전하며, 상기 중간부재는 중간부재와 브라켓이 맞물리는 맞물림 위치와 중간부재와 브라켓이 분리되는 분리위치 사이에서 상기 제 1 축 방향으로 이동할 수 있다. 상기 중간부재는 그 회전중에 분리 위치를 향하여 상기 제 1 축 방향으로 중간부재를 이동시키도록 하는 제 1 캠면을 포함하며, 상기 중간부재는, 그 중간부재가 분리위치에 있을 때, 상기 제 1 축을 중심으로 중간부재가 회전하지 않도록 하는 위치고정 면을 포함한다.
또한, 2010년 1월 20일자로 출원된 미국 특허출원 제12/657,461호를 참조한다.
공전 기어 셀렉터를 구비한 유성기어 트랜스미션용 시프트장치가 필요하다. 본 발명은 이런 필요를 충족시킨다.
본 발명의 주목적은 공전 기어 셀렉터를 구비하는 유성기어 트랜스미션용 시프트장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
본 발명은, 유성기어 트랜스미션용 시프트장치이며, 유성기어 트랜스미션과, 유성기어 트랜스미션에서 유성기어 조립체와 맞물리고 시프트 캠 정지부를 갖는 시프트 캠과, 이동가능한 케이블에 연결되고 램프가 형성된 부분을 포함하는 회전가능한 케이블 링과, 케이블 링의 램프가 형성된 부분과 협동적으로 맞물리는 램프가 형성된 부분 및 시프트 캠 정지부와 협동적으로 맞물림가능한 정지부를 포함하는 회전가능한 램프가 형성된 링과, 케이블 링과 시프트 캠 사이에 연결된 스프링을 포함하고, 케이블 링의 회전이 케이블 링의 회전 평면에 직각인 방향으로 소정의 거리만큼 램프가 형성된 링을 압박하고, 시프트 캠은 램프가 형성된 링과의 맞물림에 의해 회전에 대항하여 유지되고, 소정의 거리에서 램프가 형성된 링은 램프가 형성된 링의 축방향 이동과 동시에 케이블 링과 함께 회전될 수 있으며, 스프링력에 반응하는 시프트 캠은 램프가 형성된 링 정지부와 시프트 캠 정지부의 맞물림에 의해 제한되는 회전량만큼 램프가 형성된 링의 회전시 회전하며, 시프트 캠의 회전 동안 트랜스미션이 기어를 시프트시키는, 시프트장치를 포함한다.
도 1은 트랜스미션의 개략적인 단면도이다.
도 2는 기어비 표이다.
도 3은 각각의 기어용 브레이크와 클러치 위치들에 대한 표이다.
도 4는 자전거의 일부분의 측면도이다.
도 4a는 벨트의 측면도이다.
도 5는 트랜스미션의 단면도이다.
도 6은 브레이크의 사시도이다.
도 7은 도 5의 선 7-7에 의한 단면도이다.
도 8은 도 5의 선 8-8에 의한 단면도이다.
도 9는 도 5의 선 9-9에 의한 단면도이다.
도 10은 도 5의 선 10-10에 의한 단면도이다.
도 11은 도 5의 선 11-11에 의한 단면도이다.
도 12는 도 5의 선 12-12에 의한 단면도이다.
도 13은 도 5의 선 13-13에 의한 단면도이다.
도 14는 트랜스미션의 분해도이다.
도 15는 도 14의 상세도이다.
도 16은 도 14의 상세도이다.
도 17은 도 14의 상세도이다.
도 18은 도 14의 상세도이다.
도 19는 도 14의 상세도이다.
도 20은 도 14의 상세도이다.
도 21은 시프트 캠 링(600)의 일단부를 보여주는 측면도이다.
도 22는 시프트 캠 링(600)의 정면도이다.
도 23은 시프트 캠 링(600)의 타단부를 보여주는 측면도이다.
도 24는 시프트 캠 링(600)의 사시도이다.
도 25는 시프트 캠 링의 일단부를 보여주는 측면도이다.
도 26은 시프트 캠 링의 정면도이다.
도 27은 시프트 캠 링의 타단부를 보여주는 측면도이다.
도 28은 시프트 캠 링의 사시도이다.
도 29는 시프트 부재의 사시도이다.
도 30은 시프트 부재의 평면도이다.
도 31은 시프트 부재의 측면도이다.
도 32는 시프트 부재의 사용상태도이다.
도 33은 시프트 부재의 다른 각도에서 본 사용상태도이다.
도 34는 시프트 부재의 다른 각도에서 본 사용상태도이다.
도 35는 시프트 부재의 다른 각도에서 본 사용상태도이다.
도 36은 시프트 부재의 다른 각도에서 본 사용상태도이다.
도 37은 도 18의 상세도이다.
도 38은 도 19의 상세도이다.
도 39는 도 19의 상세도이다.
도 40은 도 6의 상세도이다.
도 41은 도 6의 상세도이다.
도 42는 도 6의 상세도이다.
도 43은 트랜스미션의 단면도이다.
도 44는 시프트장치와 캠의 세부 사시도이다.
도 45는 트랜스미션 하우징 내측의 시프트장치의 측면도이다.
도 46은 시프트장치의 측면도이다.
도 46a는 핸들바 시프트의 상세도이다.
도 47은 시프트장치의 분해도이다.
도 48은 램프(ramp)가 형성된 링의 사시도이다.
도 49는 케이블 리테이너의 측면도이다.
도 50은 고정링의 측면도이다.
도 51은 시프트 캠 조립체의 사시도이다.
도 52는 램프가 형성된 링의 사시도이다.
도 53은 도 52의 상세도이다.
도 54는 도 52의 상세도이다.
도 55는 케이블 캐리어의 사시도이다.
도 56은 도 55의 상세도이다.
도 57은 고정링의 사시도이다.
도 58은 도 57의 상세도이다.
이하에서는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 명세서의 일부분을 구성하는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 원리를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 트랜스미션의 개략적인 단면도이다. 본 발명의 유성기어장치는 제 1 유성기어장치에 연결된 입력부를 구비하고, 상기 제 1 유성기구는 제 2 유성기구에 직렬로 동축방향으로 연결되고 상기 제 2 유성기구는 제 3 유성기구에 직렬로 동축방향으로 연결되어 있으며, 상기 제 2 유성기구의 출력측은 제 1 유성기구 출력측으로부터 속도가 증가되고, 상기 제 3 유성기구의 출력측은 제 2 유성기어장치의 출력측보다 속도가 증가되며, 제 3 유성기구는 출력부재에 연결되어 있다.
본 발명의 트랜스미션장치는 자전거 하부 브라켓에 바람직하게 장착된다(도 4 참조). (도 4에서) 크랭크 아암들은 입력부재(22)의 각 단부에 장착된다. 캐리어(100)는 상기 입력부재(22)에 견고하게 연결되며, 이로써 입력부재(22)와 회전하게 된다. 상기 캐리어(100)는 또한 캐리어 핀 또는 샤프트(101)를 더 포함한다.
3개의 유성 피니언 기어(P1, P2, P3)들은 핀(101)에 저널(journal)로 연결되어 있다. 각각의 피니언 기어(P1, P2, P3)들은 핀(101)을 중심으로 같은 속도로 회전한다. 상기 피니언(P1, P2, P3)들은 3개의 다른 직경을 가져 기어(P1, P2, P3)를 포함하는 단일의 기어부로 구성될 수 있다.
링 기어부재(400)는 제 1 링기어(R1)과 제 2 링기어(R2)를 포함한다. 상기 제 1 링기어(R1)는 피니언(P1)과 맞물림 연결되어 있다. 선기어(S1, S2)들은 피니언 기어(P2, P3)와 각각 맞물림 연결되어 있다. 상기 선기어(S1, S2)들은 브레이크 1과 브레이크 4와 작용하는 기어들이다. 상기 브레이크 1과 브레이크 4는 자전거 프레임에 연결되어 있다(도 4 참조). 피니언(P1)의 회전속도는 브레이크 1 또는 브레이크 4가 맞물려 있는지 또는 분리되어 있는지에 따라 결정된다(도 3 참조).
제 2 유성기구는 캐리어 샤프트(201)에 고정 연결된 두 개의 피니언 기어(P4, P5)들을 구비하고 있으며, 상기 피니언 기어(P4, P5)들은 샤프트(201)와 함께 회전한다. 링기어(R2)는 피니언 기어(P4)와 맞물려 있다. 캐리어 샤프트(201)는 캐리어(200)에 저널 연결되어 있다. 상기 캐리어(200)는 브레이크 2와 맞물려 작용한다.
제 3 링기어(R3)는 캐리어(300)인 제 3 유성기구의 입력부에 고정 연결되어 있다. 상기 제 3 유성기구의 피니언 기어(P6)는 제 4 링기어(R4)와 맞물려 있다. 상기 링기어(R4)는 브레이크 3 및 일방향 클러치(CL3)과 맞물려 있다. 상기 일방향 클러치(CL3)는 캐리어(300)와 링기어(R3)와 맞물려 있다.
피니언 기어(P6, P7)들은 각각 캐리어 핀(301)에 저널 연결되어서 함께 회전한다. 피니언 기어(P6, P7)들은 두 개의 다른 직경을 가져 기어(P6, P7)을 형성하는 단일의 기어부를 구성한다. 상기 피니언 기어(P7)는 출력측 선기어(S3)와 맞물려 있다. 상기 출력측 선기어(S3)는 출력측 스프로킷(44)에 고정되어 있다.
모든 유성 캐리어장치들은 각각의 출력부의 속도가 증가하는 식으로 되어 있다. 즉, 각각의 유성 캐리어장치가 도 3에 도시된 바와 같이 모든 일방향 클러치들이 분리된 상태로 작동할 때, 제 3 유성기구는 스프로킷(44)을 회전시키고, 그 스프로킷은 제 2 유성기구의 상대적인 회전속도보다 더 빨리 회전하고, 다시 제 2 유성기구는 제 1 유성기구의 상대적인 회전속도보다 더 빨리 회전한다. 또한, 각각의 유성 캐리어장치는 서로 동축으로 구성되어 각각의 유성 캐리어장치들은 직렬로 연결된다.
각각의 유성기구는 일방향 클러치(CL1, CL2, CL3)를 더 포함한다. 맞물릴 때, 각각의 일방향 클러치는 1:1의 기어비로 각각의 개별 유성 캐리어장치와 로킹된다.
저마찰 부싱(50)이 입력부(22)와 선기어(S1) 사이에 배치된다. 저마찰 부싱(51)은 선기어(S1)와 선기어(S2) 사이에 배치된다. 또한, 저마찰 부싱(52)이 선기어(S3)와 입력부(22) 사이에 배치된다.
제 1 유성기구, 제 2 유성기구 및 제 3 유성기구들은 아래 조립체로 구성된다:
제 1 유성기구 - 캐리어(100), 피니언 기어(P1, P2, P3), 샤프트(101), 일방향 클러치(CL1), 링 기어(R1);
제 2 유성기구 - 캐리어(200), 피니언 기어(P4, P5), 샤프트(201), 일방향 클러치(CL2), 링기어(R2), 링기어(R3);
제 3 유성기구 - 캐리어(300), 피니언 기어(P6, P7), 샤프트(301), 일방향 클러치(CL3), 링기어(R4).
도 2는 기어비들의 표이다. 유성기구의 캐리어(100)는 1, 1.33 및 1.76의 기어비를 갖는다. 유성기구의 캐리어(200)는 1과 1.15의 기어비를 갖는다. 유성기구의 캐리어(300)는 1과 2.30의 기어비를 갖는다. 이들을 결합한 전체 기어비는 표의 칼럼(i)에 표시되어 있다.
본 발명의 트랜스미션은 각각의 기어비들 사이에 평균 약 15%의 극히 선형적인 증가를 보여준다. 이것은 기어들을 통한 사용자의 속도 증가와 감소 변경로서의 각각의 변경을 위해 필요한 힘을 예견하게 한다.
본 발명의 트랜스미션은 입력부(22)의 속도에 비하여 입력부의 전측 스프로킷(44)의 속도를 증가시켜서 전측 스프로킷(44)과 후륜(34)에 장착된 후측 스프로킷(36) 사이의 비율이 조정된다. 그러므로, 예를들어, 전측 스프로킷(44)이 32개의 톱니를 갖고, 후측 스프로킷은 42개의 톱니를 갖는다. 전측 스프로킷과 후측 스프로킷의 상기한 수의 톱니는 사용자 요구에 의해 조정될 수 있다.
도 3은 각각의 기어에 대한 브레이크와 클러치 위치들의 표이다. 예를 들어, 제 1 기어는 최저속의 기어로서 모든 유성기구(100, 200, 300)의 기어비는 1:1이며, 모든 클러치(CL1, CL2, CL3)들은 로킹된다. 제 1 기어에서, 모든 브레이크 1, 브레이크 2, 브레이크 3, 브레이크 4는 맞물려있지 않다.
본 발명의 트랜스미션은 종래 트랜스미션보다 중량이 20% 내지 30% 더 가볍다. 본 발명의 트랜스미션의 다른 유리한 점은 전측 스프로킷이 훨씬 작기 때문에 자전거 프레임의 공간을 여유롭게 하는 것이다.
아래 표는 단지 예로서 제공되며, 각각의 구성에 사용될 수 있는 설계 변수를 제한하려는 의도가 아니다. 직경의 단위는 mm이다.
피니언 기어 링기어 직경 톱니 수
P1 NA 13.6 17
P2 NA 18.4 23
P3 NA 10.4 13
P4 NA 11.2 14
P5 NA 13.6 17
P6 NA 16 20
P7 NA 10.4 13
NA R1 57.6 72
NA R2 45.6 57
NA R3 48 60
NA R4 52.8 66
도 4는 자전거의 부분 측면도이다. 본 발명의 트랜스미션은 하측 브라켓(20)에 장착되는 것이 바람직하다. 크랭크 아암(41)들은 입력부(22)에 연결된다. 사용자의 발은 페달에 결합된다. 유연성있는 구동부재(50)는 전측 스프로킷(44)과 후측 스프로킷(36) 사이에 맞물린다. 후측 스프로킷(36)은 휠(34)에 연결된다. 도면에 도시되지 않은 사용자, 즉 탑승자는 시트(24)에 않게 된다. 상기 휠(34)과, 크랭크 아암(41) 하측 브라켓(20), 시트(24)들은 공지기술과 같이 자전거 프레임(30)에 연결된다. 유연성있는 구동부재(50)는 벨트나 체인으로 구성될 수 있다.
도 4a는 벨트의 측면도이다. 상기 벨트(50)는 바디(98)를 포함한다. 톱니부(99)가 상기 벨트 바디(98)로부터 연장된다. 상기 톱니부는 벨트의 폭을 가로질러, 길이방향 또는 무단 방향에 대하여 직각으로 연장되어 있다. 이러한 벨트 형태는 자동차 기술분야에서 알려져 있듯이 톱니형 또는 동기형 벨트로 불려진다.
도 5는 트랜스미션의 단면도이다. 유성 캐리어장치(100, 200, 300)들이 트랜스미션 하우징(20) 또는 하측 브라켓내에 직렬로 연결된 것으로 도시되어 있다. 상기 캐리어(100)는 입력부(22)에 고정 연결된다. 캐리어(200)는 베어링(1002, 1003)에서 입력부(22)를 중심으로 회전가능하게 되어 있다. 캐리어(300)는 베어링(1003, 1004, 1005)에서 입력부(22)를 중심으로 회전가능하게 되어 있다. 상기 입력부(22)는 하측 브라켓(22)의 베어링(1001)에서 회전된다. 상기 입력부(22)는 트랜스미션의 중량 감소를 위하여 중공형으로 될 수도 있다.
도 6은 브레이크의 사시도로서, 선기어(S1, S2)들을 보여준다. 브레이크 1은 선기어(S1)와 맞물려 있고, 브레이크 4는 선기어(S2)와 맞물려 있다. 유성 트랜스미션을 시프팅하기 위한 브레이크장치는 유성기어들 세트가 동시에 두 개의 기어 세트들과 맞물릴 수 없어 로킹되는 것을 보장한다. 제안된 브레이크장치는 유성기어 세트의 선기어들 주변에 위치하지만, 복수의 링기어들을 구비한 유성기어세트의 브레이크 또는 변경에 쉽게 적용될 수 있다.
상기 브레이크장치는 두 쌍의 레버(701,702)(801,802)들을 포함하며, 상기 레버들은 하나의 레버가 다른 레버가 각각의 선기어와 맞물려 있는 동안 다른 레버가 선기어와 맞물리는 것을 방해 또는 방지하는 구조로 되어 있다. 한 선기어가 브레이크에 의해 정지되어 있을 때, 다른 선기어는 그 정지된 선기어에 대하여 강제로 회전하게 된다. 둘 이상의 선기어들을 구비한 유성기어장치의 경우에, 각각의 선기어는 다른 선기어와 다른 속도로 회전하게 된다. 그러나, 각각의 브레이크가 각각의 선기어에 동시에 작용하게 되면, 트랜스미션은 로킹되고 회전하지 않게 된다. 레버가 단차가 형성된 면과 맞물려서 선기어의 일방향으로의 회전을 제한하는 방식으로 각각의 레버는 선기어의 단차가 형성된 부분과 맞물려서 대응된 선기어를 정지 또는 회전을 제한하게 된다. 브레이크장치는 요구되는 구조에 따라 선기어들과 반경방향 외측 또는 반경방향 내측에서 맞물릴 수 있게 된다.
시프트 레버들은 윤곽면(601B)와 맞물리는 롤러(601)에 의해 작동된다. 상기 윤곽면들과 같이 상기 레버들은 브레이크로서 맞물리도록 이동되거나 각각의 선기어의 자유로운 운동을 허용하도록 개방된다.
브레이크 1과 브레이크 4는 각각 시프트부재(701, 801)을 포함한다. 시프트 캠(600)은 시프트 롤러(601)들과 맞물린다. 각각의 시프트 롤러(601)는 순응적인 패드(602)와 맞물린다.
각각의 시프트부재(701, 801)는 단부 캡(205)에 피벗가능하게 장착된다. 각각의 시프트부재(701)의 각 단부(702, 802)는 각각 선기어 톱니(210, 211)와 맞물린다.
작동시에, 시프트 캠(600)은 각각의 시프트 롤러(601)로 하여금 반경방향 외측으로 이동시키도록 회전함으로써, 각각의 패드(602)와 분리된다. 각각의 패드와 분리됨으로써 각각의 시프트부재(701, 801)는 스프링(7001)에 의해 유발된 편향으로 인해 피벗되도록 함으로써 시프트부재(701, 801)가 선기어 톱니부(210, 211)와 각각 맞물린다. 각각의 시프트부재(701, 801)가 각각의 선기어 톱니부와 맞물림은 각각의 선기어의 신계방향(CW)으로의 회전을 정지시킨다.
톱니부(210, 211)와 시프트(701, 801)의 맞물림에 의한 작용력은 각각의 시프트부재(701, 801)를 통하여 단부 캡(205)으로 전달되어 자전거 프레임으로 전달된다.
브레이크 2, 브레이크 3은 브레이크 1, 브레이크 4와 동일한 구조로 동일하게 작용한다.
도 7은 도 5의 선 7-7에 의한 단면도이다. 피니언 기어(P7)는 선기어(S3)와 기어물림 구조를 갖는다. 브레이크 3의 시프트부재(601)는 톱니부(213)와 맞물린다. 상기 톱니부(213)는 링기어(R4)의 외주면에 배치되어 있다. 본 실시예에서, 3 세트의 피니언 기어(P6, P7)들이 있다.
도 8은 도 5의 선 8-8의 단면도이다. 피니언 기어(P6)는 핀(301)에 저널 방식으로 결합되어 있다.
도 9는 도 5의 선9-9의 단면도이다. 피니언 기어(P5)는 핀(201)에 저널방식으로 결합되어 있다. 상기 피이언 기어(P5)는 링 기어(R3)와 기어 물림구조를 갖는다. 브레이크 2는 톱니부(212)와 맞물리는 시프트부재(901)를 포함한다. 톱니부(212)는 캐리어(200)의 외주면에 배치된다. 본 실시예에서 3 세트의 피니언 기어(P4, P5)들이 있다.
도 10은 도 5의 선 10-10에 의한 단면도로서, 피니언 기어(P4)는 링 기어(,R2)와 기어물림구조를 갖는다.
도 11은 도 5의 선 11-11에 의한 단면도이다. 피니언 기어(P1, P2)들이 핀(101)에 저널로 연결되어 있다. 피니언 기어(P1)는 링 기어(R1)와 기어 물림구조를 갖는다. 본 실시예에서 핀(101)에 각각 저널 연결된 4 세트의 피니언 기어(P1, P2, P3)가 있다.
도 12는 도 5의 선 12-12에 의한 단면도이다. 선 기어(S1)는 피니언 기어(P2)와 기어 물림구조를 갖는다. 선기어(S2)는 피니언 기어(P3)와 기어 물림 구조를 갖는다.
도 13은 도 5의 선 13-13에 의한 단면도이다. 피니언 기어(P3)는 선기어(S2)와 기어 물림 구조를 갖는다.
도 14도 트랜스미션의 분해도이다. 축 A-A는 회전축이고, 벨트는 스프로킷(44)과 후측 허브와 맞물린다(도 4 참조).
트랜스미션 케이스(20)는 카트리지 방식으로 하측 브라켓에 삽입될 수 있다. 즉, 케이스(20)는 원통형 수용부속에 삽입되며, 상기 원통형 수용부는 하측 스프로킷를 포함한다. 변형예에서, 안장 스테이(stays)와, 안장 튜브 및 체인 스테이들이 케이스(20)에 예를들어 용접에 의해 직접 고정될 수 있으며, 이로써 하측 브라켓의 트랜스미션 케이스(20)가 구성된다. 트랜스미션 내부는 어느 실시예들에서도 변경되지 않는다.
도 15는 도 14의 상세도이다. (본 기술분야에서 공지된) 시프트 케이블(1,2)들이 각각 조정 그로밋(grommets: 81, 82)들을 통하여 트랜스미션에 연결된다. 시프트 케이블(1,2)은 (도면에 도시되지 않은) 자전거 핸들바에서 시프트장치에 통상적으로 연결된다. 상기 그로밋(81, 82)들은 각각 홀(21, 22)에서 케이스(20)과 나사결합된다. 베어링(1006)이 선기어(S3)와 케이스(20) 사이에 배치된다.
스프로킷(44)은 (도면에 도시되지 않은) 벨트 톱니부를 수용하는 홀(440)을 포함한다. 더욱이, 상기 홀(440)은 휠에 의해 던져지는 먼지와 부스러기들이 스프로킷을 통해 떨어지도록 허용함으로써 스프로킷이 자동적으로 깨끗해지도록 한다. 이것은 먼지가 벨트와 스프로킷 사이에 축적되는 것을 방지하여 그렇지 않으면 기능이 저하된다.
부싱(1007, 1008)들이 각각 베어링(1005, 1006)과 맞물린다.
스페이서(800)는 베어링(1004)과 베어링(1003) 사이에 배치된다. 스페이서(801)는 베어링(1003)과 베어링(1002) 사이에 배치된다.
너트(42)는 선기어(S3)의 스파이더(51)에 스프로킷(41)을 고정시킨다.
도 16은 도 14의 상세도이다. 각각의 케이블(1,2)은 수용부(206)에 고정된다. 수용부(206)는 시프트 캠 링(600)에 고정된다. 각각의 케이블(1,2)을 연장시키거나 원위치로 되돌림으로써 시프트 캠 링은 트랜스미션 케이스(20)내에서 회전된다. 시프트 캠 링(600)의 회전운동의 범위는 약 130°이다.
표면(601A)는 롤러(603)와 맞물리고, 상기 롤러는 시프트 부재(702A, 802A)들과 맞물린다. 표면(602A)는 롤러(603A)와 맞물리고 상기 롤러는 순응적인 부재(601)와 맞물림으로써 시프트 부재(720, 721)들에 맞물린다. 표면(603A)은 롤러(603)와 맞물리고, 상기 롤러는 시프트 부재(702B, 802B)와 맞물린다. 표면(601B)는 롤러(603)와 맞물리고, 상기 롤러는 시프트 부재(820,821)와 맞물린다.
시프트 부재(720, 721)들은 톱니부(212)와 맞물린다. 시프트 부재(820,821)들은 톱니부(213)들과 맞물린다.
스프링(8001A, 8001B, 8001C, 8001D)들은 각각의 시프트 부재(720, 721, 820, 821)들을 톱니부(212, 213)들과 각각 맞물리게 편향시킨다. 시프트 부재들을 편향시킴으로써 롤러(603)가 캠 면(601A, 602A, 603A 및 601B)들과 접촉 유지된다.
도 17은 도 14의 상세도이다. 부싱(1010)은 베어링(1002)과 맞물린다. 시프트 부재(701A, 801A)는 톱니부(211)와 맞물린다. 시프트 부재(701B, 801B)들은 톱니부(210)와 맞물린다.
도 18은 도 14의 상세도이다. 도 19는 도 14의 상세도이다. 도 20은 도 14의 상세도이다. 나사가 형성된 링(23)은 케이스(20)에 단부(205)를 고정한다. 부싱(1009)은 베어링(1001)과 맞물린다. 캡(43)은 (도면에 도시되지 않은) 크랭크 아암들을 액슬 샤프트(22)에 유지시킨다.
스프링(7001A, 7001B, 7001C, 7001D)들은 각각 시프트 부재(701A, 801A, 701B, 801B)들을 톱니부(211, 210)들과 맞물린다.
도 21은 시프트 캠 링(600)의 단부를 보여주는 측면도이다. 시프트 캠 링(600)은 제조와 조립을 위한 부재(600A, 600B)를 포함한다. 상기 부재(600A)는 원통형이다. 시프트 캠 링(600)은 트랜스미션에 배치되고, 유성기어 센트들(100, 200, 300)들로 부터 반경방향으로 가장 외측에서 트랜스미션 케이스(20) 속에 배치된다(도 5 참조).
도 22는 시프트 캠 링(600)의 정면도이다. 도면에 도시된 부재(600A)는 중량을 감소시키면서 강도를 유지할 수 있도록 격자 구조를 갖는다. 시프트 캠 링(600)은 트랜스미션 케이스(20)에서 회전가능하다.
도 23은 시프트 캠 링(600)의 단부를 보여주는 측면도이다.
도 24는 시프트 캠 링(600)의 사시도이다. 각각의 시프트 원주방방 표면(601A, 602A)들은 부재(600A)의 반대쪽에 배치된다. 각각의 표면(601A, 602A)들은 시프트 캠 링(600)의 반경방향 내측 표면을 갖는다.
원주방향의 표면(601A)은 여러 경사 또는 반경을 각각 갖는 다수의 특징부를 포함한다. 부재(601A)와 시프트 부재(702A, 802A)들과 맞물리는 롤러(603)들의 반경방향 위치는 그 롤러(603)들이 맞물리는 표면(601A)을 따라 결정된다.
원주방향 표면(602A)은 다른 경사 또는 반경을 각각 갖는 다수의 특징부를 포함한다. 부재(601)과 시프트 부재(720, 721)들과 맞물리는 롤러(603)들의 반경방향 위치는 롤러(603)와 맞물리는 표면(602A)을 따라 결정된다.
원주방향 표면(603A)은 다른 경사 또는 반경을 각각 갖는 다수의 특징부를 포함한다. 부재(601)과 시프트 부재(702B, 802B)들과 맞물리는 롤러(603)들의 반경방향 위치는 롤러(603)와 맞물리는 표면(603A)을 따라 결정된다.
원주방향 표면(601A)은 다른 경사 또는 반경을 각각 갖는 다수의 특징부를 포함한다. 부재(601)과 시프트 부재(820, 821)들과 맞물리는 롤러(603)들의 반경방향 위치는 롤러(603, 602)와 맞물리는 표면(601B)을 따라 결정된다. 각각의 표면(603B, 601B)은 시프트 캠 링(600)의 반경방향 내측면을 포함한다.
도 25는 시프트 캠 링의 단부를 보여주는 측면도이다. 시프트 캠 링(600)은 제조와 조립을 위한 부재(600A,600B)를 포함한다. 상기 부재(600B)는 원통형이다. 시프트 캠 링(600)은 트랜스미션 케이스에서 유성기어 세트들로부터 가장 외측의 트랜스미션에 배치된다(도 5 참조). 트랜스미션은 시프트 케이블(1,2)들의 연장과 원위치로의 복귀를 통하여 시프트 캠 링(600)의 회전에 의해 변경된다(도 14 참조).
도 26은 시프트 캠 링의 정면도이다.
도 27은 시프트 캠 링의 단부를 보여주는 측면도이다.
도 28은 시프트 캠 링의 사시도이다. 부재(600B)는 연장된 부재(601B, 602B)들을 포함하며, 각각의 부재(601B, 602B)들은 협동부(600A), 즉 슬로트(603A, 604A)와 맞물린다.
도 29는 시프트 부재의 사시도이다. 부분(7002)은 부재(601)를 수용한다. 상기 부재(601)는 탄성재료로 구성되어 압축될 수 있으며, 그 압축이 해제될 때 원상회복된다.
각각의 시프트 부재(701, 801)(702,802)는 서로 동일하다. 각각의 시프트 부재(702, 802)에 대하여 부재(602)는 부분(7002)에 고정된다.
도 30은 시프트 부재의 평면도이다. 수용부(760)는 부재(601)를 수용한다. 각각의 시프트 부재(720, 820, 721, 821)들은 서로 동일하다. 각각의 시프트 부재(720, 820, 721, 821)들에 대하여 부재(602)가 부분(760)에 고정되어 있다.
도 31은 시프트 부재의 정면도이다. 수용부(760)는 부재(601)를 수용한다.
도 32는 시프트 부재의 사시도이다. 시프트 부재(820)는 부재 마운트(mount:840)에 피벗가능하게 장착된다. 상기 부재 마운트(840)는 (도면에 도시되지 않은) 케이스(20)에 고정된다. 롤러(603)가 표면(601B)와 부재(601) 사이에 배치된다.
도 33은 시프트 부재의 사시도이다. 스프링(8001A)은 시프트 부재(820)를 톱니부(213)를 향하여 편향시킨다.
도 34는 시프트 부재의 사시도이다. 시프트 부재(840)는 케이스(20)에 고정된다.
도 35는 시프트 부재의 사시도이다. 상기 시프트 부재(720)는 부재 마운트(740)에 피벗가능하게 장착된다. 스프링(8001A)은 시프트 부재(720)를 톱니부(212)를 향하여 편향시킨다. 롤러(603)가 표면(602A)와 부재(601) 사이에 배치된다.
도 36은 시프트 부재의 사시도이다. 부재 마운트(740)는 케이스(20)에 고정된다.
도 37은 도 18의 상세도이다. 일방향 클러치부재(720)가 캐리어에 피벗가능하게 장착된다. 스프링(921)은 링기어(R4)의 톱니부(213)에 대하여 일방향 클러치부재(920)을 편향시킨다. 상기 일방향 클러치부재(920)는 톱니부(213)과의 분리에 의해 링기어(R4)의 역방향 회전운동을 허용한다. 특정 기어가 맞물려짐에 따라, 상기 일방향 클러치는 트랜스미션의 “아이들 휠” 특징을 갖게 되어서 사용자가 페달링을 멈추는 것을 허용한다. 동일한 제 2의 일방향 클러치가 도 37에 도시된 반대쪽에 배치되며,이로써 한쌍의 일방향 클러치 시프트 부재를 형성한다.
도 38은 도 19의 상세도이다. 일방향 클러치부재(930)가 캐리어(200)에 피벗가능하게 장착된다. 스프링(931)은 링기어(R1)의 톱니부(401)에 대하여 일방향 클러치부재(930)를 편향시킨다. 상기 일방향 클러치부재(930)는 톱니부(401)와 맞물림으로써 링기어(R1)의 역방향 회전운동을 방지한다. 상기 일방향 클러치부재(930)는 톱니부(401)와의 맞물림이 해제됨으로써 캐리어(200)에 대한 링기어(R1)의 정방향 회전운동을 허용한다. 일방향 클러치부재는 특정 기어와 맞물림에 따라, 트랜스미션의 “아이들링 휠” 특징을 가져서 운전자가 페달링을 멈출 수 있도록 한다. 동일한 제 2의 일방향 클러치부재가 도 38에 도시된 것과 반대쪽에 배치됨으로써 한쌍의 일방향 클러치 시프트부재를 형성한다.
도 39는 도 19의 상세도이다. 일방향 클러치부재(901)는 캐리어(100)에 피벗가능하게 장착된다. 스프링(902)이 링기어(R1)의 톱니부(401)에 대하여 일방향 클러치부재(901)를 편향시킨다. 상기 일방향 클러치부재(901)는 톱니부(401)와의 맞물림이 해제됨으로써 캐리어(100)에 대한 링기어(R1)의 정방향 회전운동을 허용한다. 상기 일방향 클러치부재(901)는 톱니부(401)와 맞물림으로써 링기어(R1)의 역방향 회전운동을 방지한다. 일방향 클러치부재는 특정 기어와 맞물림에 따라, 트랜스미션의 “아이들링 휠” 특징을 가져서 운전자가 페달링을 멈출 수 있도록 한다. 동일한 제 2의 일방향 클러치부재가 도 39에 도시된 것과 반대쪽에 배치됨으로써 한쌍의 일방향 클러치 시프트부재를 형성한다.
도 40은 도 6의 상세도이다. 롤러(603)는 표면(601A)와 맞물림으로써 부재(602)를 압박하여 시프트부재(701)를 눌러주어 시프트부재(702)를 톱니부(210)로부터 분리되게 한다.
탄성부재(602)의 사용은 시프트 캠들이 시프트부재가 톱니부와 맞물려 있는 동안 회전할 수 있도록 한다. 상기 시프트부재가 톱니부와 맞물려 있어 압박하는 동안에 시프트 캠들은 회전하여 탄성부재를 압박한다. 자전거 운전자가 자전거 페달을 밟을 때, 트랜스미션에 입력되는 토크는 입력되는 토크가 한 페달에서 다른 페달로 변경됨에 따라 사이클을 이루게 된다. 최상의 사이클을 이루는 경우에도, 입력 토크는 한 페달에서 다른 페달로 변경되는 동안에는 0이나 0에 가깝게 떨어진다. 페달을 밟는 자전거 운전자의 사이클을 이루는 입력하중로 인하여, 토크가 순간적으로 0으로 되거나 0에 근접하게 될 때, 시프트부재/톱니부의 접촉면에서의 힘 또한 0으로 되거나 0에 근접하게 떨어지며, 이 순간에는 시프트부재는 탄성부재의 압축되지 않은 상태로 복귀하려는 경향으로 인하여 맞물림에서 벗어나 회전하게 된다. 이것은 운전자에게 하중이 걸린 상태에서 시프트를 할 수 있는 인상을 주지만, 실제로는 시프트가 무부하 부근에서 발생된다.
도 38를 참고하여 설명한 바와 같이 2개 세트의 시프트부재들이 영역 "A"에 동일하게 장착된다. 모든 시프트부재(701, 702, 801, 802)들이 장착부(2051, 2052, 2053, 2054)들 각각에서 부재(205)에 피벗가능하게 장착된다.
도 41은 도 6의 상세도이다. 시프트부재(701)는 롤러(601)의 작용에 의하여 반경방향 외측방향으로 이동되는 것이 허용되며, 운전자에 의해 시프트되는 동안에 표면(601A)이 회전되면서 상기 롤러는 표면(601A)에서 운동한다. 시프트부재(702)는 톱니부에 완전히 맞물려 있는 것으로 도시되어 있다. 시프트부재(701)는 돌출부(803)와 맞물려서 시프트부재(702)가 피벗됨에 따라 톱니부(210)와 맞물린다. 스프링(7001A)이 시프트부재(801)를 롤러(601)와 맞물리게 편향시킴에 따라 상기 롤러(601)는 표면(601A)에 맞물린다. 시프트부재(802, 702)들은 서로 독립적으로 피벗될 수 있지만, 돌출부(803)와 시프트부재(701)의 협동적인 배치 때문에 동시에 각각의 선기어들의 톱니부와 맞물릴 수 없다. 시프트부재(702)가 톱니부(210)와 맞물리게 되면, 돌출부(803)와 시프트부재(701)는 시프트부재(802)로 하여금 톱니부(211)와 맞물리지 않게 한다. 반대로, 시프트부재(802)가 톱니부와 맞물리면, 시프트부재(702)는 톱니부(21)와 맞물리도록 피벗될 수 없다.
도 42는 도 6의 상세도이다. 시프트부재(701)가 롤러(603)에 의해 완전히 눌려짐에 따라, 시프트부재(702)는 톱니부(210)로부터 완전히 맞물림 해제된다. 시프트부재(701)는 돌출부(803)와 협동적으로 맞물리며, 상기 돌출부는 시프트부재(702)가 톱니부(210)와 맞물리도록 피벗되지 않도록 한다. 상기 돌출부(803)는 시프트부재(701) 위에서 반경방향으로 배치된다. 시프트부재(701)가 회전하여 톱니부(210)와 맞물리게 되면, 시프트부재(802)는 도 39에 도시된 바와 같이 톱니부(211)와 맞물림이 유지된다. 시프트부재(802)는 돌출부(803)와 시프트부재(701)의 협동적인 배치로 톱니부(211)와 맞물리지 않게 된다.
시프트부재(802)가 도 40에 도시된 바와 같이 톱니부(211)와 맞물려지면, 시프트부재(702)는 돌출부(803)와 시프트부재(701)의 배치로 톱니부(210)와 맞물리지 않게 된다. 시프트부재(702, 802)들은 톱니부(210, 210)로부터 동시에 물림 해제될 수 있다. 시프트부재(702, 802)들은 돌출부(803)와 시프트부재(701)의 협동적 배치로 톱니부와 동시에 맞물리는 것이 방지된다. 돌출부(703, 803)들 각각은 서로 동일하다. 돌출부(703)는 시프트부재(701)의 단부로부터 연장되어 있다. 돌출부(803)는 시프트부재(801)로부터 연장되어 있다.
도 43은 기어 트랜스미션 내부의 시프트장치를 보여주는 트랜스미션의 단면도이다. 상기 트랜스미션은 크랭크 아암(41)과 연결된 입력축(22)을 갖는다(도 5 참조). 도 43 내지 도 58에 도시된 시프트장치는 도 18에 도시된 캠(600)을 실시예로 대체한 것이다. 다른 트랜스미션 구성과 그 작동은 도 1 내지 42에 도시된 바와같다.
한 기어를 이웃한 기어로 시프팅하는 것은 시프트 캠조립체(600)를 회전시킴으로써 달성된다(도 44 참조). 상기 시프트 캠조립체는 리테이너(5000), 파형 스프링(5001), 케이블 캐리어(5003), 램프가 형성된 링(5002) 및 고정 링(5004)들을 포함하는 본 발명의 시프트장치에 의해 작동된다.
도 44는 시프트장치와 캠의 세부 사시도이다. 도 44는 시프트장치와 시프트 캠(600)의 소조립부품을 보여준다. 케이블 캐리어(5003)는 연장된 스프링(5005)을 통하여 시프트 캠(600)에 연결된다. 상기 스프링(5005)의 일단부는 핀(5006)에 연결된다. 상기 핀(5006)은 케이블 캐리어(5003)에 고정되어 있다. 상기 스프링(5005)의 타단부는 핀(5007)에 연결되고, 상기 핀(5007)은 시프트 캠(600)에 고정된다. 도 51은 샤프트 캠 조립체의 사시도이다.
도 45는 트랜스미션 하우징 내부의 시프트장치의 단면도이다. 도 45는 트랜스미션 하우징(20) 내부에 장치된 본 발명의 시프트장치를 보여준다. 시프트 캠(600)은 돌출부(5008)와 돌출부(5009)를 통하여 램프가 형성된 링(5002)과 연결되어 있다. 케이블 캐리어(5003)은 (도 47 참조) 돌출부(5011)를 통하여 램프가 형성된 링(5002)과 연결된다. 상기 돌출부(5008)는 또한 리테이너(5000)의 다리부(5010)와 연결되어 있다.
도 46은 시프트장치의 측면도이다. 도 46은 케이블(1)과 시프트장치의 상호 연결구조를 보여준다. 상기 케이블(1)은 본 기술분야에서 공지된 자전거 핸들 바에 설치된 트위스트 시프터 또는 트리거에 연결된다(도 46a 참조). 케이블(1)은 케이블을 캐리어에 로킹시키도록 케이블 캐리어(5003)의 부재(64) 둘레로 제공되어 있다.
도 46a는 핸들바 시프터의 상세도이다. 본 기술분야에서 공지된 원격 회전 시프터(8)는 핸들바(7)에 설치되고, 상기 핸들바는 통상의 자전거 프레임(F)에 고정된다. 상기 케이블(1)은 상기 시프터(8)와 트랜스미션에 연결된다. 상기 시프터(8)는 회전운동에 의해 케이블(1)을 작동시키도록 사용된다. 전륜(2)은 본 기술분야에서 알려진 바와 같이 프레임(F)에 연결된다.
도 47은 시프트장치의 분해도이다. 리테이너(5000)는 시프트 캠(600)에 부착된다.
도 48은 램프가 형성된 링의 세부 사시도이다. 도 48은 다수의 내측 램프(381)와 램프면(382), 외측 램프(383) 및 램프면(384)을 구비한 램프가 형성된 링(5002)을 보여준다. 도 52는 램프가 형성된 링의 사시도이다. 도 53은 도 52의 상세도이다. 도 54는 도 52의 상세도이다.
각각의 내측 램프(381)는 다른 경사도를 갖는 두 개의 인접한 램프면들 사이에 배치되는 연결부(385)를 더 포함한다. 시프트가 거의 이루어질 때 토크 힘이 비교적 높게 되며, 케이블 캐리어(5003)의 회전이 최대 부근에서 연결부(385)에 접근할 때, 케이블 캐리어 램프가 상기 연결부(385)를 지나게 되는 위치에서 갑자기 요구되는 토크가 떨어져 운전자가 돌발적인 시프트를 정지시키고자 하는 경우에도 시프트가 발생된다. 그러므로, 시프트 순간의 마지막 단계에서 적합한 시프트가 발생된다. 또한, 케이블 캐리어 링(5003)이 램프의 선단에서 체류하지 않도록 하여, 시프트를 완전하게 하는데 필요한 힘(토크)가 감소되기 때문에 시프트가 신속히 일어나게 된다. 상기한 연결부와 동일한 연결부(543)가 고정된 링(5004)의 램프(541)에 위치한다(도 58 참조).
도 49는 케이블 리테이너의 정면도이다. 도 49는 다수의 램프(361)와 램프면(362)을 갖는 케이블 리테이너(5003)를 보여준다. 도 55는 케이블 캐리어의 사시도이다. 도 56은 도 55의 상세도이다.
도 50은 고정된 링의 정면도이다. 도 50은 다수의 램프(541)와 램프면(542)을 갖는 고정된 링(5004)을 도시하고 있다. 도 57은 고정 링의 사시도이다. 도 58은 도 57의 상세도이다. 상기 고정링(5004)은 하우징(20)과 기계적인 간섭을 통하여 하우징(20)에 상대적인 위치에서 고정된다. 상기 고정 링(5004)의 램프면(542)은, 램프가 형성된 링(5002)의 시계방향 회전운동을 제한하는 램프가 형성된 링(5002)의 램프면(382)과 작용한다. 고정 링(5002)의 램프(541)는 램프가 형성된 링(5002)의 램프(381)와 접촉하여 케이블 캐리어(5003)의 반시계방향 회전운동중에 램프가 형성된 링을 강제로 축방향으로 이동하게 한다.
시프트장치는 오름 기어와 내림 기어 두 가지의 모드로 작동한다.
오름 기어 모드에서의 동작은 다음과 같이 이루어진다. 파형 스프링(5001)이 램프가 형성된 링(5002)에 연속적인 축방향의 힘을 제공함으로써 램프가 형성된 링(5002)을 케이블 링(5003)과 접촉되게 한다. 케이블 홀더(5003)가 램프가 형성된 링(5002)과 하우징(20) 사이에 축방향으로 제공된다(도 47 참조). 케이블(1)은 엑추에이터로서, 도 46에 표시된 바와 같이 시계방향으로 케이블 캐리어(5003)을 강제로 회전시키는 식으로 운전자에 의해 당겨진다. 케이블 캐리어(5003)가 분리된 핀(5007, 5006)을 회전시킴에 따라 스프링력이 스프링(5005)에서 증가된다. 상기 핀(5007)은 시프트 캠(600)에 연결되어 있다. 상기 핀(5006)은 케이블 캐리어(5003)에 연결되어 있다. 램프(361)의 반경방향 내측의 상기 케이블 캐리어(5003)는 램프(383)의 반경방향 외측의 램프가 형성된 링(5002)과 접촉된다. 램프(381)의 반경방향 내측의 램프가 형성된 링(5002)은 램프(541)의 고정 링(5004)과 접촉하여서 램프면(542)이 램프가 형성된 링(5002)의 램프면(382)과 작용하여서 램프가 형성된 링(5002)의 시계방향 회전을 제한한다. 램프가 형성된 링(5002)의 제한된 회전은 램프(383, 361) 사이의 상대적인 운동을 초래하여 램프가 형성된 링(5002)로 하여금 회전방향에 직각인 방향인 방향 X-X로 축방향으로 이동하도록 한다(도 44 참조). 부연하면, 상기 방향 X-X는 입력측 샤프트(22)의 회전축과 동일 축 방향이다. 상기 램프가 형성된 링(5002)은 축방향 이동 중에 회전하지 않는다. 상기 램프가 형성된 링(5002)의 축방향 이동은, 램프면(382)이 램프면(542)과 더 이상 접촉하지 않게 되어 램프가 형성된 링(5002)이 회전하는 것을 허용하도록 램프면(382)이 배치될 때까지 계속된다. 램프가 형성된 링(5002)의 축방향 이동을 따라 램프가 형성된 링(5002)의 회전운동은 램프(383, 361)의 위치, 램프(383, 361)의 접촉면으로 부터의 회전력, 및 파형 스프링(5001)에 의한 축방향 힘에 의해 발생된다. 램프가 형성된 링(5002)의 회전 및 축방향 이동은 램프면(382, 542)들이 다시 접촉할 때까지 계속되며, 그 위치에서 램프가 형성된 링과 시프트 캠의 회전이 선택된 트랜스미션 기어에 대응된 소정의 위치에서 정지된다. 램프가 형성된 링(5002)의 회전운동은 시프트 캠(600)이 자유롭게 회전하도록 하며, 그것은 램프가 형성된 링(5002)의 회전운동중에 돌출부(5009)가 돌출부(5008)로부터 멀어지게 이동되기 때문이다. 시프트 캠(600)은 핀(5007, 5006)들에서 작용하는 스프링(5005)의 힘에 의해 강제로 회전되며, 상기 스프링은 또한 케이블 캐리어(5003)에도 작용한다. 시프트 캠(600)의 회전운동은 기어 변경이 되도록 트랜스미션 구성요소들을 배치시킨다.
이것은 "공전" 시프트장치로서 불리어질 것이다. 이것은 램프가 형성된 링과 이에 의한 샤프트 캠의 회전운동 전에 램프가 형성된 링이 축방향으로 소정의 거리만큼 이동함으로써 트랜스미션의 기어들이 시프트된다. 축방향 운동중의 회전의 결여는 "공전"을 포함한다.
내림기어 모드에서의 동작은 다음과 같다.
파형 스프링(5001)은 램프가 형성된 링(5002)에 계속적으로 축방향 힘을 제공함으로써, 램프가 형성된 링(5002)을 케이블 링(5003)과 접촉되게 압박한다. 상기 스프링(5005)은 핀(5007, 5006)들을 통해 시프트 캠(600)과 케이블 홀더(5003)에 작용하는 축방향 이동을 위한 스프링력을 계속적으로 제공한다. 상기 스프링(5005)은 또한 돌출부(5009, 5008)들로 하여금 서로 접촉하도록 배치되게 한다. 상기 케이블(1)은 엑추에이터로서 운전자에 의해 당겨져서 도 46에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 케이블 캐리어(5003)를 회전시키도록 한다. 케이블 캐리어(5003)가 회전됨에 따라, 램프면(362)은 램프면(384)과 접촉하게 하여 램프가 형성된 링(5002)을 반시계방향으로 회전되게 한다. 램프가 형성된 링(5002)의 회전은 시프트 캠(600)이 회전하게 하며, 그것은 돌출부(5009)가 돌출부(5008)와 맞물리기 때문이다. 램프가 형성된 링(5002)이 회전함에 따라, 램프가 형성된 링(5002)의 램프(381)은 고정된 링(5004)의 램프(541)와 접촉하여 램프가 형성된 링(5002)이 강제로 축방향 이동을 하게 한다. 램프면(542, 382)들은 회전과 축방향 이동중에는 분리된다. 램프가 형성된 링(5002)의 축방향 이동은, 램프(381, 541)들이 서로 지나치게 이동하여 램프가 형성된 링(5002)이 축방향을 역전시키고 램프면(542, 382)들이 다시 접촉하게 될 때까지이다. 램프가 형성된 링(5002)의 상기와 같은 안착은, 시프트 캠(600)의 위치를 고정하는 돌출부(5009, 5008)의 위치를 고정한다. 시프트 캠(600)의 회전운동은, 기어 체인지가 일어나도록 전술한 바와 같이 트랜스미션의 구성요소들을 위치시킨다.
램프면(382, 542)들의 축방향 길이는, 램프가 형성된 링(5002)이 램프(361, 383)의 길이 내에서 케이블 캐리어(5003)와 회전가능한 위치로 유지되도록 램프면(362, 384)들의 축방향 길이보다 작다.
램프(381, 541)들의 각도는 시프트 캠(122)의 요구되는 각도 운동(회전운동)에 일치하며, 필요에 따라 기어비로부터 변경될 수도 있다. 운전자/탑승자가 트랜스미션의 적절한 기어 위치에 일치하지 않는 위치로 케이블(1)을 이동시켜 케이블을 분리되게 하면, 경사진 램프로 인하여 케이블의 분리시에 시프트장치는 적절한 기어 위치로 자기 스스로 복귀된다.
본 발명의 한 형태에 대하여 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않고 구성과 관련 부품들에 대한 변형예를 만들 수 있을 것이 자명하다.
22 : 입력부
44 : 스프로킷
50, 51, 52 : 저마찰 부싱
100, 200, 300 : 캐리어
101 : 핀
201 : 캐리어 샤프트
301 : 캐리어 핀
400 : 링 기어부재
401 : 톱니부

Claims (3)

  1. 유성기어 트랜스미션과,
    상기 유성기어 트랜스미션에 있어서, 유성기어 조립체의 선 기어(S1)와 작용하는 브레이크 1(701, 702)에 맞물리고, 시프트 캠 돌출부(5008)를 갖는 시프트 캠(600)과,
    이동가능한 케이블(1)에 연결되고, 램프(361, 362)를 포함하는 회전가능한 케이블 캐리어(5003)와,
    상기 케이블 캐리어의 램프에 협동적으로 맞물리는 램프(381, 382)를 포함하고, 상기 시프트 캠 돌출부(5008)에 협동적으로 맞물림 가능한 돌출부(5009)를 갖는, 회전가능한 램프가 형성된 링(5002)과,
    상기 램프가 형성된 링(5002)을 상기 케이블 캐리어의 회전면에 대하여 수직한 방향으로 소정의 거리만큼 압박하는 케이블 캐리어 회전 수단을 포함하고, 상기 시프트 캠(600)은 상기 램프가 형성된 링(5002)과의 맞물림에 의해 회전하지 않게 유지되고, 상기 소정의 거리 사이에서, 상기 램프가 형성된 링은, 상기 램프가 형성된 링(5002)의 축방향 동작과 동시에 상기 케이블 캐리어(5003)와 함께 회전될 수 있으며,
    상기 케이블 캐리어(5003)와 상기 시프트 캠(600) 사이에 연결된 스프링(5005)을 더 포함하고, 상기 시프트 캠 돌출부(5008)와 상기 램프가 형성된 링의 돌출부(5009)의 맞물림에 의해 제한되는 회전량만큼, 상기 램프가 형성된 링(5002)이 회전할 때에, 상기 시프트 캠이 상기 스프링의 힘과 작용하면서 회전하며, 상기 브레이크 1(701, 702)이 상기 시프트 캠(600)의 회전에 따라 상기 선 기어(S1)에 맞물리는 것에 의해 상기 트랜스미션이 기어를 시프트시키는,
    유성기어 트랜스미션용 시프트장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동가능한 케이블은 원격 엑추에이터에 연결되는, 유성기어 트랜스미션용 시프트장치.
  3. 제1항에 있어서, 스프링(5001)이 램프가 형성된 링(5002)을 압박하여 케이블 캐리어(5003)와 맞물리게 하는, 유성기어 트랜스미션용 시프트장치.
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