KR101626052B1 - 바이크용 자동 무한변속 동력전달장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바이크용 자동 무한변속 동력전달장치에 관한 것으로서, 외부의 구동력을 전달받는 입력축과 연결되는 유성기어 캐리어, 상기 유성기어 캐리어에 귀속되어 유성기어 캐리어에 의해 회동(공전)하면서 자전을 하는 유성기어, 상기 유성기어에 치합하는 선기어, 선기어에 고정되어 일체로 회동하는 선기어 샤프트, 선기어 샤프트에 고정되어 일체로 회동하고 회동하면서 유체로부터 회전저항을 받아 선기어의 회전을 감속시키는 유체저항 날개, 유성기어에 치합하는 링기어, 링기어에 고정되어 일체로 회동하는 링기어 하우징, 바이크 차체에 고정되거나 또는 링기어 하우징이 고정되어 일체로 회동하며 유체저항 날개와 간격을 두고 둘러싸면서 유체를 담아 유체저항 날개가 회전 시 유체에 의해 회전저항을 발생시키기 위한 유체저항 몸체, 유체저항 몸체 내에 담겨져 있고 회전저항 날개가 회전 시 회전저항을 발생시키기 위한 요소인 유체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 바이크용 자동 무한변속 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속 시 변속 기어의 충격이 없이 자동으로 변속이 가능하고, 초기 구동시에 급가속이 없이 부드럽게 출발하며, 경사도로나 대기 풍속 및 대기 상태에 따라 적절한 변속비로 무단으로 자동 변속할 수 있는 바이크용 동력전달장치에 관한 것이다.
일반적으로 바이크(bike)는 감속기를 사용한 방식, 휠인모터(wheel in motor)를 사용하는 방식 및 무단변속기 CVT(continuously variable transmission)를 사용한 방식 등 여러 방식이 사용된다.
감속기에 의한 전기 바이크는 변속기가 없는 모터 직구동 방식으로, 모터는 물론 에너지 효율이 현저히 저하되고 주행성능 역시 적절한 변속이 없어 낮을 수 밖에 없다. 또한, 모터의 특성상 초기 토오크가 높아 초기 가속력 증가로 악셀의 작은 조작에도 크게 반응하여 급출발을 발생시켜 안전사고를 유발시키는 문제점이 있다. 이를 보완하기 위하여 컨트롤러에 초기 토오크를 낮출 수 있지만, 급출발에 의한 사고를 대비하기에는 많이 부족하다. 따라서 감속기에 의한 전기 바이크는 시장 길이나 골목길 및 지체 도로에서 악셀 조작의 작은 실수에도 크게 작용하여 안전사고가 발생할 수 있다.
휠인모터 방식은 휠 안에 모터가 있는데, 모터 축이 고정되어 있고 회전하는 모터 몸체에 휠이 부착되어 있어 바퀴를 구동하는 방식이다. 휠인모터 전기 바이크는 휠 안에 모터가 있기 때문에 모터의 크기 제한으로 저출력에 사용될 수밖에 없다.
일반적으로 매뉴얼 바이크(manual bike)의 수동변속기는 기어변속 레버와 클러치 레버가 각각 구비되어, 클러치 레버를 작동후에 기어변속 레버를 작동해야 하는 번거로움과 기어변속에 의한 가속도 차이의 충격이 발생하므로 초보자나 여성 또는 노약자에게는 다소 운전하기 힘든 경향이 있다.
이러한 수동변속기의 문제점을 보완하기 위하여 기어변속 레버에 클러치 기능까지 갖춘 세미오토 변속기가 있으나, 마찬가지로 변속 시의 가속도 충격이 발생한다. 이러한 가속도 충격은 기어변속에 의해 적절한 시기에 변속이 안 되면 충격에 의한 사고도 유발한다.
기어 변속의 충격 문제점을 해결하기 위하여 오토 변속기, 즉 CVT(continuously variable transmission)가 개발되어 운전자가 쉽게 운전할 수 있는 장점이 있으며 자동 무한변속이므로 변속에 의한 충격이 없으나, 동력전달효율이 현저히 낮아 에너지 효율이 좋지 않은 단점이 있다. 또한 CVT 벨트와 풀리의 마찰에 의한 동력전달에 의해 벨트의 마모가 심해 자주 교환해야 하는 단점이 있다.
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본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 변속기어의 충격 없이 동력전달이 가능한 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치를 제공하고자 한다.
또한, 도로상황, 외부환경 및 안전을 고려하여 변속기가 자동으로 안전하면서 최적의 조건으로 운행할 수 있는 변속비로 변속이 가능한 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치를 제공하고자 한다.
또한, 구조가 바이크의 수동변속기 또는 세미 오토변속기나 CVT에 비해 간단한 구조로 되어 있어 제품 원가가 낮아지고 간단한 구조에 의한 제품의 내구성이 높은 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치를 제공하고자 한다.
또한, 일반 전기 바이크의 출발 시 급가속력으로 급출발에 의한 사고에 노출되어 있는 것을 해결코자 부드러운 출발 또는 가속이 가능한 전기 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치를 제공하고자 한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치는, 외부의 구동력을 전달받는 입력축과 연결되는 유성기어 캐리어(21), 상기 유성기어 캐리어에 귀속되어 유성기어 캐리어의 회전으로 공전과 함께 각각의 자전을 하는 유성기어(20), 상기 유성기어에 치합하는 선기어(30), 상기 선기어와 일체로 회동하는 선기어 샤프트(31), 상기 선기어 샤프트에 고정되어 일체로 회동하는 유체저항 날개(32), 상기 유성기어에 치합하는 링기어(40), 상기 링기어에 고정되어 일체로 회동하여 출력하는 링기어 하우징(41) 및 상기 유체저항 날개와 유체(50)를 내장하고 차체나 상기 링기어 하우징에 고정된 유체저항 몸체(42)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 유체는 오일, 유기성액, 물, 수용성액 또는 미세 분말인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 출력측의 상기 링기어 하우징에 바이크 휠 또는 바퀴를 고정하여 일체로 회동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 전기 모터의 정방향 및 역방향 전환으로 출력의 전진방향과 후진방향을 전환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치는, 외부의 구동력을 전달받는 입력축과 연결되는 선기어 샤프트(31), 상기 선기어 샤프트에 고정되어 일체로 회동하는 선기어(30), 상기 선기어에 치합하는 유성기어(20)와 이를 구속하는 유성기어 캐리어(21), 상기 유성기어 캐리어에 고정되어 일체로 회동하는 유체저항 날개(32), 상기 유성기어에 치합하는 링기어(40), 상기 링기어에 고정되어 일체로 회동하여 출력하는 링기어 하우징(41) 및 상기 유체저항 날개와 유체(50)를 내장하고 차체나 상기 링기어 하우징에 고정된 유체저항 몸체(42)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 유체클러치의 원리를 이용한 바이크 자동 무한변속 동력전달장치는, 외부의 구동력을 전달 받는 입력축과 연결되는 펌프샤프트(61), 상기 펌프샤프트에 고정되어 일체로 회동하는 펌프임펠러(62), 상기 펌프임펠러로부터 유체(50)를 통해 동력을 전달받아 출력을 가지며 하우징/휠(60)에 고정되어 직접 바퀴로 동력을 전달하는 터빈러너(63), 상기 터빈러너와 고정되어 일체로 회동하면서 터빈러너 및 펌프임펠러를 감싸고 있는 휠과 하우징(60) 및 상기 하우징(60)에 담겨져 있는 유체(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 변속 시 변속기어의 연결로 인한 기어 충격 발생이 없어 사용이 편리하면서 정숙성이 유지될 수 있으며, 아울러 기기의 내구성과 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 모터의 구동력을 이용하는 전기 바이크뿐만 아니라 내연기관 오토바이 또는 인력에 의한 자전거 등에 적용한다.
본 발명으로 인해 전기 바이크 전용 최상의 변속기로 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 바이크 자동 무한변속 동력전달장치의 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 바이크 자동 무한변속 동력전달장치의 각 기어의 회전방향 및 회전량을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 유체저항 몸체가 차체에 고정 대신 링기어 하우징에 고정한 실시예의 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 자동 무한변속 동력전달장치에 의한 각 기어들의 RPM 및 차량 속도 계산 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 출력을 갖는 링기어 하우징에 직접 바이크 바퀴/휠을 장착한 실시예의 구조도.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 전체 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 유체저항 날개와 선기어 및 선기어 샤프트의 구현 예.
도 8은 본 발명에 따른 유체저항 몸체와 바퀴/휠이 일체로 구현된 실시예.
도 9는 본 발명에 따른 유체저항 몸체와 바퀴/휠이 일체로 구현된 실시예의 내부 사시도
도 10은 본 발명에 따른 전체의 분해 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 단면도.
도 12는 Input을 선기어로 전달받는 다른 실시예의 구조도.
도 13은 유체저항 몸체를 링기어 하우징에 고정한 다른 실시예의 구조도.
도 14는 유체클러치의 원리를 이용한 바이크 자동 무한변속 동력전달장치의 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 바이크 자동 무한변속 동력전달장치의 각 기어의 회전방향 및 회전량을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 유체저항 몸체가 차체에 고정 대신 링기어 하우징에 고정한 실시예의 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 자동 무한변속 동력전달장치에 의한 각 기어들의 RPM 및 차량 속도 계산 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 출력을 갖는 링기어 하우징에 직접 바이크 바퀴/휠을 장착한 실시예의 구조도.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 전체 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 유체저항 날개와 선기어 및 선기어 샤프트의 구현 예.
도 8은 본 발명에 따른 유체저항 몸체와 바퀴/휠이 일체로 구현된 실시예.
도 9는 본 발명에 따른 유체저항 몸체와 바퀴/휠이 일체로 구현된 실시예의 내부 사시도
도 10은 본 발명에 따른 전체의 분해 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 단면도.
도 12는 Input을 선기어로 전달받는 다른 실시예의 구조도.
도 13은 유체저항 몸체를 링기어 하우징에 고정한 다른 실시예의 구조도.
도 14는 유체클러치의 원리를 이용한 바이크 자동 무한변속 동력전달장치의 구조도.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시 예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치의 구조도로서, 외부의 구동력(10)을 전달받는 입력축과 연결되는 유성기어 캐리어(21), 유성기어 캐리어에 귀속되어 있으면서 자유회전이 가능한 유성기어(20), 상기 유성기어에 치합하는 선기어(30), 선기어에 고정되어 일체로 회동하는 선기어 샤프트(31), 선기어 샤프트에 고정되어 일체로 회동하는 유체저항 날개(32), 유성기어와 치합하여 출력하는 링기어(40), 링기어에 고정되어 일체로 회동하면서 링기어의 출력을 받아 출력축과 연결되는 링기어 하우징(41), 차체에 고정되어 유체저항 날개로부터 소정 간격 이격되어 있고 유체저항 날개가 회전 시 유체저항을 발생시키기 위하여 일정하게 날개가 있는 유체저항 몸체(42), 유체저항 몸체 내에서 유체저항 날개가 회전하면서 유체저항을 발생시키기 위한 유체(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본원발명에서 바이크(bike)라 함은 2륜의 자전거, 오토바이뿐만 아니라 3륜 및 4륜의 모터사이클 등을 포함하는 총칭으로 정의한다.
상기 외부의 구동력(10)은 모터 또는 엔진등 회전력을 발생시키는 장치들이다.
상기 유성기어 캐리어(21)는 캐리어 핀에 의해 유성기어(20)와 연결되며 외부의 구동력을 전달받아 유성기어가 공전함에 따라 회전하게 된다.
상기 유성기어(20)는 선기어와 링기어에 치합하여 외부의 구동력을 전달받는 기어들로서 복수의 피니어 기어들로 구성되어 선기어의 둘레에 위치하면서 자전 및/또는 공전을 한다. 유성기어의 개수는 3개가 바람직하나 이에 한정하지는 않으며 등간격으로 배치된다.
상기 유성기어(20)은 외부의 구동력을 전달 받은 입력축과 연결되는 유성기어 캐리어(21)에 귀속되어 있으면서 회동되며, 선기어(30)와 링기어(40)에 각각 치합되어 있어 유성기어 캐리어에 의해 귀속되어 공전과 동시에 선기어와 링기어에 치합으로 인해 자전을 한다.
상기 선기어(30)는 유성기어(20)와 치합하여 있어 유성기어와 유성기어 캐리어를 포함한 유성기어 세트의 회전에 선기어와 링기어(40)에 동력이 전달되지만 링기어는 출력을 갖고 있어 링기어가 회전 전에 선기어가 회전하게 된다.
상기 선기어 샤프트(31)는 선기어(30)에 고정되어 일체로 회동된다.
상기 유체저항 날개(32)는 선기어 샤프트에 고정되어 일체로 회동되며 원주 바깥으로 여러 개의 날개가 있으며, 이 날개는 회전축선상과 평행하거나 또는 적절한 각을 형성하고, 회전 시 유체로부터 유체저항을 조정할 수 있는 구조로 회전날개에 구멍 등이 형성되어 있다.
상기 링기어(40)는 내주면에 치차열이 형성된 중공의 원통형 기어로서 유성기어와 내치합되어 있다. 상기 링기어 하우징(41)는 링기어에 고정되어 일체로 회동되며 출력축과 연결되는 출력 요소이다.
상기 유체저항 몸체(42)는 바이크 차체에 고정되어 있으면서 유체저항 날개와 유격되어 있으며 원주방향으로 유체저항을 발생시키기 위한 날개들이 있다.
상기 유체(50)는 유체저항 몸체 안에 액체 또는 미세분말로 담겨져 있어 유체저항 날개가 회전하면, 유체는 유체저항 날개에 회전저항을 주어 유체저항 날개의 회전량을 감소시킨다. 상기 유체는 오일, 유기성액, 물, 수용성액 또는 미세 분말 등 회전 저하 유체물 모두 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 바이크의 무한변속 동력전달과정은 다음과 같다. 외부의 구동력(10)으로부터 동력이 직접 유성기어 캐리어(21)를 회전시키면, 유성기어 캐리어에 귀속되어 있는 유성기어(20)를 같이 회전시키고, 출력을 갖는 링기어(40)는 차체가 가지는 저항에 의해 정지되어 있어 선기어(30)가 우선적으로 회전하게 되고, 선기어는 연동된 유체저항 날개(32)를 회전시킨다. 유체저항 날개는 유체저항 몸체(42)에 담겨져 있는 유체(50)에 회전하면서 부딪쳐 회전저항이 발생되어, 선기어의 회전량이 감소되고 감소된 회전량에 따라 링기어를 회전시키게 되면서 링기어 하우징의 회전으로 최종적으로 바이크의 바퀴를 구동시키게 된다.
초기 출발시의 차체에는 가속저항까지 발생되어 주행저항이 크게 작용하므로 유체저항 날개에 걸리는 회전저항이 주행저항보다 클 때 차체는 주행할 수 있게 된다. 초기에 외부 구동력의 회전수가 낮을 때에는 유체저항 날개의 회전저항이 현저히 낮아 차체는 출발하지 못하고 아이들링 상태이며, 외부 구동력의 회전수가 점차 증가되어 유체저항 날개의 회전저항이 주행저항보다 크게 작용하면 차체는 부드럽게 출발하여 주행하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치의 아이들링 상태와 주행상태에서의 기어간의 회전방향 및 회전량을 표현하기 위한 도면이다.
링기어의 회전각(Rθ), 유성기어 캐리어의 회전각(Pθ) 및 선기어의 회전각(Sθ)는 다음 수학식 1과 같이 계산된다.
여기서, A는 기어비로 링기어의 잇수(Rz)를 선기어의 잇수(Sz)로 나눈 값이고, 시계방향을 +θ 또는 θ, 반시계방향을 -θ로 하고, 유체저항 날개로부터의 회전저항으로 회전량 감소된 선기어의 회전각을 S'θ로 표현하고 선기어의 S'θ로 인해 링기어의 변화된 회전각을 R'θ로 한다.
입력축으로부터 유성기어 캐리어(21)와 유성기어(20)는 동시에 같은 회전량(Pθ)을 가진다. 링기어(40)는 출력을 갖기 때문에 주행저항이 걸려있어 초기에는 정지(Rθ)되어 있는 대신 선기어(30)는 자유회전(Sθ)을 하여 아이들링 상태가 된다. 유성기어 캐리어의 RPM이 높아지면 선기어는 유체저항 날개의 회전저항으로 더 이상 자유회전이 아닌 감소된 회전(S'θ)을 하고, 이로 인해 링기어는 입력축의 동일방향으로 회전(R'θ)을 하며 출력축을 이루어 주행상태가 된다. 이를 요약하면 표 1과 같다.
예를 들면 선기어(30)의 잇수(Sz)를 18, 유성기어(20)의 잇수(Pz)를 24, 링기어 (40)의 잇수(Rz)를 66으로 하고 유성기어 캐리어(21)의 회전각(Pθ)을 시계방향으로 360˚로 하면, 아이들링 상태(Rθ=정지)에서 선기어의 회전각(Sθ)은 1680˚ 자유회전으로 유체저항 날개에는 회전저항이 발생되어 있지만, 차체가 주행하기에는 부족한 저항값이다. 유성기어 캐리어의 RPM이 높아져 유체저항 날개에 회전저항이 증가되어 선기어의 회전량을 감소되어 회전각 S'θ와 출력을 갖는 링기어 회전각 R'θ 및 기어비는 표 2와 같다.
표 2와 같이 변속 기어비는 아이들링 상태의 무한에서 시작하여 동일 회전비(1:1)까지 존재할 수 있으나, 유체저항에 의한 변속 특성상 1:1에 가까운 변속까지 기어비가 가능하다. 변속 기어비의 경향을 그래프로 분석하면 2차원적인 기어비를 갖게 되는 것이 특징이다.
경사로가 심한 도로, 바람이나 습도 등에 의해 대기 저항이 높은 경우에는 기어비는 스스로 높은 기어비를 가지게 되고, 상대적으로 내리막 같은 도로에서는 낮은 기어비를 가지게 되는 등 무수히 많은 변속비 중에서 차체의 상태에 따라 최적의 기어비를 스스로 가지게 되는 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치이다.
도 3은 도 1의 유체저항 몸체를 차체에 고정하지 않고 링기어 하우징에 고정한 바이크 자동 무한변속 동력전달장치의 구조도로서, 유체저항 몸체를 차체에 고정시키지 아니하므로 공간활용을 극대화시킬 수 있고, 유체저항 마찰에 의해 유체저항 몸체가 유체저항 날개와 같이 회전하고자 하는 힘을 출력축에 가해 출력이 향상되는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 자동 무한변속 동력전달장치에 의해 각 기어들의 RPM 및 차량의 속도 곡선을 표현하는 그래프이다. 유성기어 캐리어의 회전각(Pθ)은 선형적인 일차함수이나, 선기어의 회전각(Sθ)는 유체저항으로 작용으로 곡선의 2차함수로 되며, 이에 따라 링기어의 회전각(Rθ)도 2차함수의 출력을 가지게 되어 차량의 속도도 2차함수 특성을 갖게 된다.
도 4의 속도 그래프에서도 알 수 있듯이, 외부 동력의 저RPM에서 차량의 속도는 완만하게 증가되므로 초기 출발 시 모터의 오버토오크(over torque)에도 부드러운 출발이 가능하고, 악셀의 조작 실수나 미숙에도 현저히 적게 반응하므로 급출발로 인한 사고 대처가 매우 용이하다. 또한, 고RPM에서는 차량의 가속력과 주행저항의 영향으로 낮은 기어비가 되어 고속주행도 가능하다. 즉, 저속에서는 높은 기어비가 주행 토오크를 높이게 되고, 고속에서는 낮은 기어비가 차량의 속도를 높여주어, 전기 바이크의 경우 최적의 모터와 밧데리 용량으로 높은 주행성능을 만족시킬 수 있고, 출발시 급출발이 없이 부드럽게 출발하므로 높은 안정성을 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 바이크의 자동 무한변속 동력전달장치 구조도로서, 출력을 갖는 링기어 또는 링기어 하우징에 직접 바이크의 바퀴나 휠을 장착하는 것이 특징이다. 외부의 구동력 전달하는 수단(11)은 모터 기어 또는 체인 스프로킷 또는 벨트풀리(11)를 사용하고, 유성기어 캐리어의 입력받는 수단(22)은 인풋기어 또는 체인 스프로킷 또는 벨트풀리(22)이고, 이를 연결하는 수단(12)은 아이들 기어 또는 체인 또는 벨트이다. 이와 같은 구조는 바이크 휠 안에 바이크 자동 무한변속 동력전달장치를 내장하여 고정시켜 공간활용 효율을 극대화시키다. 또한, 출력을 가지고 있는 링기어 하우징에 바로 바퀴가 장착됨으로써, 최종 출력을 전달하기 위한 동력전달장치가 불필요하여 전달효율이 높으며, 구조가 매우 간단하여 생산비를 줄일 수 있다. 이밖에 공간활용측면에서 외부 구동력인 모터 또는 엔진을 동력전달장치의 입력축과 평행하면서 이격된 공간에 최적의 조건으로 배치가 가능하다.
도 6은 도 5에 제시한 자동 무한변속 동력전달장치의 전체 사시도로서, 외부의 구동력 요소 중의 하나인 모터, 최종 출력 요소인 바퀴, 바퀴 안에 내장되어 있는 자동 무한변속 동력전달장치, 모터의 동력을 무한변속장치로 전달시키기 위한 장치 및 하우징 등을 보여준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로서 유체저항 날개(32)와 선기어(30) 및 선기어 샤프트(31)의 구현 예로서, 유체저항 날개의 외곽 원주에 일정하게 회전축과 평행한 복수의 날개가 등간격으로 설치되어 있다.
도 8은 도 5의 발명을 구현한 예로서 링기어(40), 유체저항 몸체(42), 바퀴/휠 및 타이어를 보여주고 있다. 유체저항 몸체(42) 내부 원주에 유체저항을 발생시키기 위한 날개가 균일하게 형성하고, 유체저항 몸체와 바퀴/휠이 일체 또는 고정되어 있다.
도 9는 도 5의 발명을 보여주는 내부 사시도로서, 외부의 구동력 요소 중에 하나인 모터(10), 모터의 동력을 전달시키기 위한 요소 중에 하나인 모터 풀리(11), 유성기어 캐리어 풀리(22), 유성기어 캐리어(21) 및 유성기어(20)를 보여준다. 도 10은 전체의 분해 사시도이고, 도 11은 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 12는 도 1의 Input을 유성기어 캐리어 대신 선기어로 한 자동 무한변속 동력전달장치의 구조도로서 유체저항에 의한 회전저항이 크고 높은 토오크용이다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 13은 도 12의 유체저항 몸체를 차체에 고정하지 않고 링기어 하우징에 고정한 자동 무한변속 동력전달장치의 구조도이다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 14는 유체클러치의 원리를 이용한 바이크 자동 무한변속 동력전달장치이다. 출력을 갖는 터빈러너(63)에 직접적으로 바이크 바퀴/휠을 장착하고, 외부의 구동력을 받는 펌프샤프트(61)가 펌프임펠러(62)를 회전시켜 유체(50)를 통하여 동력이 터빈러너로 전달된다.
외부의 구동력 RPM이 낮으면 펌프임펠러가 터빈러너로 동력전달효율이 낮아 부드러운 출발을 가능하고, 외부의 구동력 RPM이 점차 높아지면 동력전달효율도 높아지면서 높은 출력을 갖는다. 또한, 휠안에 동력전달장치가 내장되어 최적의 공간활용이 가능하며 펌프임펠러와 터빈러너로 구성되어 있어 간단한 구조에 의한 원가 경쟁력이 우수하고 내구성도 매우 좋다.
외부의 구동력 대비 차체의 주행저항에 따라 펌프임펠러와 터빈러너간의 동력전달효율은 주행에 적합한 출력을 갖는다. 주행저항이 높으면 감속율도 높아져 높은 출력을 갖고, 가속이 증가되면 동력전달효율은 100%에 가까운 전달력으로 속도를 높일 수 있다.
10: 모터 또는 엔진
11: 모터 기어 또는 체인 스프로킷 또는 벨트풀리
12: 아이들 기어 또는 체인 또는 벨트
20: 유성기어 21: 유성기어 캐리어
22: 인풋 기어 또는 체인 스프로킷 또는 벨트풀리
30: 선기어 31: 선기어 샤프 32: 유체저항 날개
40: 링기어 41: 링기어 하우징 42: 유체저항 몸체
50: 유체
60:하우징 61:펌프샤프트 62:펌프임펠러
63:터빈러너
11: 모터 기어 또는 체인 스프로킷 또는 벨트풀리
12: 아이들 기어 또는 체인 또는 벨트
20: 유성기어 21: 유성기어 캐리어
22: 인풋 기어 또는 체인 스프로킷 또는 벨트풀리
30: 선기어 31: 선기어 샤프 32: 유체저항 날개
40: 링기어 41: 링기어 하우징 42: 유체저항 몸체
50: 유체
60:하우징 61:펌프샤프트 62:펌프임펠러
63:터빈러너
Claims (7)
- 외부의 구동력을 전달받는 입력축과 연결되는 유성기어 캐리어(21);
상기 유성기어 캐리어에 귀속되어 유성기어 캐리어의 회전으로 공전과 함께 각각의 자전을 하는 유성기어(20);
상기 유성기어에 치합하는 선기어(30);
상기 선기어와 일체로 회동하는 선기어 샤프트(31);
상기 선기어 샤프트에 고정되어 일체로 회동하는 유체저항 날개(32);
상기 유성기어에 치합하는 링기어(40);
상기 링기어에 고정되어 일체로 회동하여 출력하는 링기어 하우징(41) 및
상기 유체저항 날개와 유체(50)를 내장하고 차체나 상기 링기어 하우징에 고정된 유체저항 몸체(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이크 자동 무한변속 동력전달장치. - 제1항에 있어서,
상기 유체는 오일, 유기성액, 물, 수용성액 또는 미세 분말인 것을 특징으로 하는 바이크 자동 무한변속 동력전달장치. - 제1항에 있어서,
출력측의 상기 링기어 하우징에 바이크 휠 또는 바퀴를 고정하여 일체로 회동하는 것을 특징으로 하는 바이크 자동 무한변속 동력전달장치. - 제1항에 있어서,
상기 외부의 구동력인 전기 모터를 정방향 및 역방향으로 전환하여 출력의 전진방향과 후진방향을 전환하는 것을 특징으로 하는 바이크 자동 무한변속 동력전달장치. - 외부의 구동력을 전달받는 입력축과 연결되는 선기어 샤프트(31);
상기 선기어 샤프트에 고정되어 일체로 회동하는 선기어(30);
상기 선기어에 치합하는 유성기어(20)와 이를 구속하는 유성기어 캐리어(21);
상기 유성기어 캐리어에 고정되어 일체로 회동하는 유체저항 날개(32);
상기 유성기어에 치합하는 링기어(40);
상기 링기어에 고정되어 일체로 회동하여 출력하는 링기어 하우징(41) 및
상기 유체저항 날개와 유체(50)를 내장하고 차체나 상기 링기어 하우징에 고정된 유체저항 몸체(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이크 자동 무한변속 동력전달장치. - 제5항에 있어서,
출력측의 상기 링기어 하우징에 바이크 휠 또는 바퀴를 고정하여 일체로 회동하는 것을 특징으로 하는 바이크 자동 무한변속 동력전달장치.
- 삭제
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