KR101889751B1 - Gearing system for increasing a rotational force - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a gear device (100) for a bicycle capable of increasing a rotational force of the bicycle and being downsized and lightened, by improving an internal structure of minimizing frictional energy between shift gears and increasing an engaging force between components. Multiple carriers (130) are inserted in the existing transmission, instead of multiple ring gears, and a latch (164) is not disposed on an outer peripheral surface of the existing gear carrier, but is disposed on a radial outer peripheral surface of a ring gear (160). A plurality of second planetary gears (150) are additionally disposed which are revolved along a first gear teeth (162) provided on an radial inner peripheral surface of the ring gear (160) and meshed therewith. A plurality of planetary gears (140) and a single sun gear (120) positioned at the center of the planetary gears (9140) are disposed to be meshed with secondary planetary gears. The gear device is installed to a hug shaft (10) of a rear wheel of the bicycle to improve a driving speed and moving distance of the bicycle. Rotation directions of the sun gear (120) and the ring gear (160) are harmonized to minimize the loss of the frictional energy and improve the efficiency. The bicycle can be downsized and lightened by making wheels and a crank small.

Description

회전력을 증가시키기 위한 기어장치{Gearing system for increasing a rotational force}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a gearing system for increasing a rotational force,

본 발명은 회전력을 증가시키기 위한 기어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속기어들간의 마찰에너지 손실을 최소화하고 부품간 결합력을 증대하는 방식으로 내부구조를 개선함으로써, 자전거의 회전력을 증가시킬 수 있고 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있는 자전거용 기어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gear device for increasing rotational force, and more particularly, to a gear device for increasing rotational force by minimizing loss of friction energy between transmission gears and improving internal structure And more particularly to a gear device for a bicycle capable of reducing the size and weight of the bicycle.

일반적으로, 자전거는 사람이 발로 밟는 힘을 페달·크랭크기구·체인을 거쳐 뒷바퀴에 전달하는 구동원리가 기본적인 형태이다. 최근에는 주행속도와 상태에 따라 변속비를 변경하여 보다 효율적인 주행이 가능하게 만들어진 자전거가 일반화되어 있다. Generally, a bicycle is a basic type of driving principle in which a person treads his / her foot force to a rear wheel through a pedal, a crank mechanism, and a chain. BACKGROUND ART [0002] In recent years, a bicycle has been generalized in which a speed ratio is changed according to a running speed and a state to enable a more efficient running.

변속기를 변경하기 위한 구조로는, 자전거의 주행 장소 및 자전거의 속도를 향상시키기 위해 페달이 설치되는 크랭크축의 일측에 형성되는 스프라켓이나 후륜인 구동바퀴 측에 형성되는 스프라켓의 직경이 달리 설정된 다단의 스프라켓을 설치하여 동력전달매체인 체인의 위치를 변경할 수 있는 변속장치가 적용 설치되고 있다. The structure for changing the transmission includes a sprocket formed on one side of a crankshaft on which a pedal is installed and a sprocket formed on the side of a driving wheel which is a rear wheel, To change the position of the chain which is a power transmission medium.

본 발명자가 출원하여 공개된 바 있는 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0093252호(공개일자: 2016년 08월 08일)에는 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속장치가 개시되어 있다. 상기 자전거용 가속장치에서는 자전거의 변속기 몸체(310) 내에 수용되는 링기어(320)의 내부에 선기어(330)와 다수의 유성기어(340)를 배치하고 변속기 몸체(310)의 형상에 부합하도록 링기어(320)의 몸체를 다단으로 형성하여 결합력을 강화시키고 변속기 커버(350) 내에 수용 배치되는 기어 캐리어(360)의 방사상 외면상에 래치(370)를 배치하여 자전거 페달의 정회전 및 역회전시에도 링기어(320)의 자유로운 회전이 가능하도록 구성하였다. Korean Patent Publication No. 10-2016-0093252 (published on Aug. 08, 2016), filed by the present inventor, discloses an acceleration device for a bicycle for improving the running speed. In the bicycle acceleration device, a sun gear 330 and a plurality of planet gears 340 are disposed in a ring gear 320 accommodated in a transmission body 310 of a bicycle, The body of the gear 320 is formed in a multistage so that the coupling force is enhanced and the latch 370 is disposed on the radially outer surface of the gear carrier 360 accommodated and disposed in the transmission cover 350, The ring gear 320 is freely rotatable.

그런데, 전술한 바와 같은 공개특허의 자전거용 가속장치에서는 링기어(320)가 고정된 상태에서 기어 캐리어(360)의 유성기어 회전축(361)에 회전가능하게 장착하여 지지되는 유성기어들(340)과 선기어(330)의 회전구동에 의해서 기어 캐리어(360)를 회전구동시키는 구조로서, 기어 캐리어(360)가 회전구동함에 따라 기어 캐리어(360)의 방사상 외면상에 장착된 래치(370) 및 래치걸림구(374)에 부하가 많이 걸리게 되고, 링기어(320)의 제1 기어치형(322)을 따라 이동하는 캐리어(360)의 래치스프링(372)에 과다한 마찰열이 발생하게 되며, 유성기어(340)의 내구성과 내마모성에 문제점이 있었다.However, in the acceleration device for a bicycle according to the above-described patent, the planetary gears 340, which are rotatably mounted on the planetary gear rotation shaft 361 of the gear carrier 360 while the ring gear 320 is fixed, The gear carrier 360 rotates and drives the gear carrier 360 by the rotational drive of the sun gear 330. The latch 370 and the latch 370, which are mounted on the radially outer surface of the gear carrier 360 as the gear carrier 360 rotates, A large load is applied to the engagement hole 374 and excessive friction heat is generated in the latch spring 372 of the carrier 360 moving along the first gear teeth 322 of the ring gear 320, 340) have problems in durability and abrasion resistance.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0093252호(공개일자: 2016년 08월 08일)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0093252 (Publication date: August 08, 2016) 대한민국 등록특허 제 10-1749896 호(등록일자: 2017년 06월 16일)Korean Registered Patent No. 10-1749896 (Registered Date: June 16, 2017)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 변속기어들간의 마찰에너지 손실을 최소화하고 부품간 결합력을 증대하는 방식으로 내부구조를 개선함으로써, 자전거의 회전력을 증가시킬 수 있고 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있는 자전거용 기어장치에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the internal structure by minimizing the loss of friction energy between transmission gears and increasing the coupling force between the components so that the turning force of the bicycle can be increased, To a gear device for a bicycle.

전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,In order to solve the above-described technical problems,

자전거의 구동바퀴가 설치된 허브축의 축 수나사부에 체결 고정되고, 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 기어장치로서, A gear device for a bicycle which is fastened and fixed to a shaft male threaded portion of a hub shaft provided with a drive wheel of a bicycle,

상대적으로 직경이 큰 제1 측의 방사상 내주면 상에 다수의 제1 체결홈이 형성되고, 상기 제1 측으로부터 그 반대쪽의 제2 측으로 갈수록 직경이 감소하도록 다단구조로 형성된 변속기 몸체;A plurality of first fastening grooves formed on a radially inner circumferential surface of a first side having a relatively large diameter and formed in a multistage structure such that the diameter decreases from the first side to the second side opposite to the first side;

상기 변속기 몸체 내에 삽입하여 배치되고, 방사상 외면상에 다수의 래치가 돌출하여 형성되며, 상기 다수의 래치는 각각 래치 스프링에 의해서 탄성적으로 지지되고, 일측 방사상 내주면상에는 제1 기어치형이 형성된 링기어;A plurality of latches being elastically supported by latch springs, respectively, and a ring gear having a first gear teeth formed on one radial inner circumferential surface thereof, ;

상기 링기어내에 배치되어 상기 링기어를 회전 구동시키는 기어 어셈블리;A gear assembly disposed in the ring gear and rotationally driving the ring gear;

상기 변속기 몸체의 내부형상에 부합하도록 다단구조로 형성되고, 상기 기어 어셈블리를 회전가능하게 지지하기 위한 기어 캐리어;A gear carrier formed in a multi-stage structure to correspond to the internal shape of the transmission body and rotatably supporting the gear assembly;

상기 변속기 몸체의 상기 제2 측 외면상에 장착되고, 중앙에는 축삽입공이 관통하여 형성되며, 상기 축삽입공에는 상기 허브축의 일측 축 말단부가 삽입되는 링 스토퍼; 및A ring stopper mounted on an outer surface of the second side of the transmission body, the ring stopper being formed at a center thereof through the shaft insertion hole, and a shaft end of the hub shaft being inserted into the shaft insertion hole; And

상기 변속기 몸체의 상기 제1 측에 마주 대하여 결합되며, 상기 변속기 몸체쪽을 향하는 일측면에 커버 돌출부가 돌출하여 형성되고, 상기 커버 돌출부의 방사상 내면에는 쐐기형상의 래치 걸림구들이 톱니바퀴식으로 일방향으로 향하도록 서로 연결되게 형성된 변속기 커버;를 포함하며, A cover protrusion protruding from one side of the cover protruding from the first side of the transmission body toward the transmission body, and wedge-shaped latching fasteners are formed on the radially inner surface of the cover protrusion in one direction And a transmission cover formed to be connected to the transmission cover,

상기 기어 어셈블리가 상기 링기어 내에 삽입하여 배치되고 계속해서 상기 링기어가 상기 변속기 몸체 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 상기 래치 걸림구들에는 상기 래치가 필요에 따라 걸림 및 해제동작을 할 수 있도록 상기 래치스프링에 의해서 고정 지지되고, 상기 자전거의 정방향 또는 역방향 주행시 상기 선기어와 상기 링기어는 서로 같은 방향으로 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치를 제공한다.Wherein the latch assembly is inserted into the ring gear and the ring gear is inserted and inserted into the transmission body so that the latch can be engaged and disengaged, And the sun gear and the ring gear rotate in the same direction when the bicycle is driven in a forward or reverse direction.

상기 기어 어셈블리는, 상기 링기어의 내부에서 상기 제1 기어치형을 따라서 공전하도록 상기 제1 기어치형에 맞물리게 배치된 다수의 제2 유성기어; 상기 링기어의 내부에서 상기 제2 유성기어에 각각 맞물리게 배치된 다수의 제1 유성기어; 및 상기 링기어의 내부에서 상기 제1 유성기어들의 중심 위치에서 상기 제1 유성기어들과 맞물리게 배치된 선기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The gear assembly includes: a plurality of second planetary gears arranged to engage with the first gear teeth to revolve along the first gear teeth in the ring gear; A plurality of first planetary gears disposed in engagement with the second planetary gears in the ring gear, respectively; And a sun gear disposed in engagement with the first planetary gears at a center position of the first planetary gears in the ring gear.

상기 기어 캐리어에서 상기 링기어를 향하는 제1 측에는 다수의 유성기어 회전축이 돌출하여 형성되고, 상기 유성기어 회전축상에는 중앙 내부에 관통공이 형성된 베어링 니들이 장착되고, 이 상태에서 중앙 내부에 관통공이 각각 형성된 상기 제1 유성기어 및 상기 제2 유성기어가 상기 베어링 니들의 방사상 외면상에 각각 끼움 장착되는 것을 특징으로 한다.A plurality of planetary gear rotating shafts protruding from a first side of the gear carrier toward the ring gear, a bearing needle having a through hole formed in the center of the planetary gear rotating shaft, and a through- And the first planetary gear and the second planetary gear are fitted and mounted on the radially outer surface of the bearing needle, respectively.

상기 기어 캐리어의 상기 제1 측에 대향하는 제2 측에는 다단구조의 캐리어 돌출부가 형성되고, 상기 캐리어 돌출부의 말단부에는 다수의 제2 체결홈이 형성되며, 상기 선기어와 상기 제1 및 제2 유성기어들 및 상기 기어 캐리어가 상기 링기어 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 상기 캐리어 돌출부에서 상기 제2 체결홈 형성부위를 제외한 나머지 부위에는 서로 다른 직경의 제2 및 제3 베어링이 배치되는 것을 특징으로 한다.And a plurality of second fastening grooves are formed at a distal end of the carrier protrusion, and the sun gear and the first and second planetary gears are engaged with each other, And the second and third bearings having diameters different from each other are disposed on the carrier projecting portion except for the second engagement groove formation portion in a state where the gear carrier and the gear carrier are inserted and arranged in the ring gear .

상기 링 스토퍼의 방사상 내주면상에는 다수의 체결돌기가 방사상 안쪽으로 돌출하여 형성되고, 상기 체결돌기는 상기 제2 체결홈에 끼어맞추어 체결되는 것을 특징으로 한다.A plurality of fastening protrusions are formed radially inwardly protruding on the radial inner circumferential surface of the ring stopper, and the fastening protrusions are engaged with the second fastening grooves and fastened.

상기 링기어를 향하는 상기 선기어의 일측 방사상 외면은 단이 지게 형성되고, 이렇게 단이진 방사상 외면상에는 제1 베어링이 구름접촉 가능하게 장착되며, 상기 선 기어의 방사상 외면상에는 제2 기어치형이 형성되고 상기 제2 기어치형에는 상기 제1 유성기어가 맞물리게 배치되며, 상기 링기어의 중앙 관통 개구부를 통해서 상기 변속기 커버쪽으로 노출되는 상기 선기어의 방사상 외면상에는 제4 베어링이 구름가능하게 장착된되고, 상기 선기어의 방사상 내면상에는 상기 축 수나사부와 나사결합 방식으로 체결될 수 있도록 암나사부가 형성된 것을 특징으로 한다.Wherein a first radial outer surface of the sun gear facing the ring gear is formed so as to have a stepped shape and a first bearing is mounted on the radially outer surface of the sun gear so as to be rotatable on the radially outer surface, A fourth bearing is rotatably mounted on a radially outer surface of the sun gear which is exposed to the transmission cover through a central through opening of the ring gear, And a female threaded portion is formed on the radially inner surface so as to be fastened to the shaft threaded portion in a threaded manner.

상기 커버 돌출부는 상기 자전거용 기어장치의 부품들을 결합시킬 때 상기 제1 체결홈에 끼워 맞추어 결합되는 것을 특징으로 한다.And the cover protrusion is engaged with the first engagement groove when the parts of the gear device for bicycle are engaged.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기존 변속기 몸체 내로 삽입되는 링기어를 다단구조로 형성하는 대신에 캐리어를 다단구조로 형성하고 상기 캐리어의 방사상 외면상에 배치했던 래치를 링기어의 방사상 외면상에 배치하며 링기어의 방사상 내면상에 제공된 치형을 따라 맞물려서 공전하는 다수의 제2 유성기어를 추가 배치하고 그에 맞물리도록 다수의 제1 유성기어들 및 그 중심 위치에 단일의 선기어를 배치하는 방식으로 내부구조를 개선하였다. 이러한 구조변경에 의해 기어 어셈블리의 회전구동시 기어 캐리어 방사상 외면상에 제공된 래치 및 래치스프링에 부하가 많이 걸리는 문제를 해결하였고 선기어의 회전방향과 링기어의 회전방향을 일치시켜서 기어들간 마찰에너지를 손실을 최소화하여 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있으며, 이와같은 기어장치를 채택하는 자전거 바퀴와 크랭크를 작게 구성할 수 있어서 자전거의 소형화 및 경량화가 가능한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, instead of forming the ring gear inserted into the conventional transmission body into a multi-step structure, the carrier is formed into a multi-step structure and the latches disposed on the radially outer surface of the carrier are inserted into the radially outer surface A plurality of first planetary gears and a single sun gear disposed at a central position thereof so as to additionally arrange and engage with a plurality of second planetary gears disposed on the radially inner surface of the ring gear and engaged with the teeth provided on the radially inner surface of the ring gear, To improve the internal structure. This structure change solves the problem that a large load is applied to the latch and latch spring provided on the radial outer surface of the gear carrier when the gear assembly is rotated and the rotation direction of the sun gear coincides with the rotation direction of the ring gear, The efficiency of the bicycle can be minimized and the bicycle wheel and the crank that adopt such a gear device can be configured to be small so that the bicycle can be made smaller and lighter.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 기어장치가 자전거 허브축상에 장착되는 상태를 나타낸 도면;
도 2는 도 1에 도시된 자전거용 기어장치의 분해 사시도;
도 3은 도 2에 도시된 자전거용 기어장치의 결합상태 단면도;
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 자전거용 기어장치의 동작 상태도.Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a view showing a state in which a gear device for a bicycle for increasing rotational force is mounted on a bicycle hub axis according to a preferred embodiment of the present invention; Fig.
2 is an exploded perspective view of the bicycle gear device shown in FIG. 1;
3 is an assembled state sectional view of the gear device for bicycle shown in Fig. 2;
Figs. 4 and 5 are operational state diagrams of the gear device for bicycle shown in Fig. 2; Fig.

본 출원의 도면과 그 상세한 설명은 단지 본 발명의 실시 예에 관한 것이다. 여기에서 발표한 기구 및 방식들의 장점 및 다른 특징들은 본 발명의 대표적인 실시 예를 나타낸 첨부도면을 참조한 상세한 설명을 통해서 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 보다 명백해질 것이다. The drawings of the present application and the detailed description thereof relate only to embodiments of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Advantages and other features of the devices and methods disclosed herein will become more apparent to those of ordinary skill in the art from the detailed description with reference to the accompanying drawings, which represent representative embodiments of the invention.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 기어장치에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a gear device for a bicycle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 기어장치의 구조가 도시되어 있다. 1 to 3 show a structure of a gear device for a bicycle according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 기어장치(100)는 자전거의 구동바퀴가 설치된 허브축(10)의 축 수나사부(12)에 체결 고정되며, 상대적으로 직경이 큰 제1 측으로부터 그 반대쪽의 제2 측으로 갈수록 직경이 감소하도록 다단구조로 형성된 변속기 몸체(110), 상기 변속기 몸체(110) 내에 수용되는 기어 캐리어(130), 기어 어셈블리, 링기어(160), 및 상기 변속기 몸체(110)의 일측에 마주 대하여 결합되는 변속기 커버(170)를 포함한다.1 to 3, the bicycle gear device 100 for increasing the rotational force is fastened and fixed to the shaft male threaded portion 12 of the hub shaft 10 provided with the driving wheels of the bicycle, A gear carrier 130 housed in the transmission body 110, a gear assembly, a ring gear 160, and a ring gear 160. The transmission body 110 has a multi-stage structure in which the diameter decreases from the first side to the second side opposite the second side. And a transmission cover 170 which is coupled to one side of the transmission body 110 to face each other.

먼저, 상기 변속기 몸체(110)에서 상대적으로 직경이 작은 상기 제2측의 외면상에는 링 스토퍼(180)가 장착된다. 링스토퍼(180)의 중앙에는 축삽입공(182)이 관통하여 형성되고, 축삽입공(182)에는 허브축(10)의 일측 축 말단부(14)가 삽입된다. 변속기 몸체(110)를 향하는 링 스토퍼(180)의 방사상 외면상에는 다수의 체결돌기(184)가 방사상 안쪽으로 돌출하여 형성된다. First, the ring stopper 180 is mounted on the outer surface of the second side, which is relatively small in the transmission body 110. A shaft insertion hole 182 is formed at the center of the ring stopper 180 and a shaft end 14 of the hub shaft 10 is inserted into the shaft insertion hole 182. A plurality of fastening protrusions 184 are formed radially inwardly on the radially outer surface of the ring stopper 180 facing the transmission body 110.

상기 변속기 몸체(110)의 방사상 외면상에는 코그 캐리어(도시되지 않음)가 장착되고, 그 위에는 직경이 서로 다른 다수의 체인기어(112)가 배치되며, 이들사이에는 스페이서(도시되지 않음)가 배치된다. 체인기어들(112)은 변속기 몸체(110)와 일체를 이루도록 배치되고, 기어변속에 따라서 구동 체인기어(도시되지 않음)에 연결된 체인(도시되지 않음)의 선택적인 치합으로서 변속시킬 수 있도록 구성되어 있다. 상기 변속기 몸체(110)에서 상대적으로 직경이 큰 상기 제1 측의 방사상 내주면 상에는 다수의 제1 체결홈(114)이 형성된다.On the radially outer surface of the transmission body 110, there is mounted a cog carrier (not shown), on which a plurality of chain gears 112 of different diameters are arranged, and a spacer (not shown) is disposed therebetween . The chain gears 112 are arranged to be integral with the transmission body 110 and are configured to be shifted in accordance with a gear shift as an optional engagement of a chain (not shown) connected to gears (not shown) have. A plurality of first engagement grooves 114 are formed on the radially inner circumferential surface of the first side having a relatively large diameter in the transmission body 110.

한편, 상기 변속기 몸체(110) 내에 삽입하여 배치되는 링기어(160)의 일측 방사상 내주면상에는 제1 기어치형(162)이 형성된다. 상기 기어 어셈블리는, 링기어(160)의 내부에서 제1 기어치형(162)을 따라서 공전하도록 제1 기어치형(162)에 맞물리게 배치된 다수의 제2 유성기어(150), 링기어(160)의 내부에서 제2 유성기어(150)에 각각 맞물리게 배치된 다수의 제1 유성기어(140), 및 링기어(160)의 내부에서 제1 유성기어들(140)의 중심 위치에서 제1 유성기어들(140)과 맞물리게 배치된 선기어(120)를 포함한다. A first gear tooth 162 is formed on one radial inner circumferential surface of the ring gear 160 inserted in the transmission body 110. The gear assembly includes a plurality of second planetary gears 150 arranged in engagement with the first gear teeth 162 so as to revolve in the ring gear 160 along the first gear teeth 162, A plurality of first planetary gears 140 disposed in engagement with the second planetary gears 150 within the ring gear 160 and a plurality of second planetary gears 140 disposed at the center positions of the first planetary gears 140 within the ring gear 160, And a sun gear 120 arranged to be engaged with the sun gears 140.

링기어(160)를 향하는 선기어(120)의 일측 방사상 외면은 단이 지게 형성되고, 이렇게 단이진 방사상 외면상에는 제1 베어링(191)이 구름접촉 가능하게 장착된다. 선기어(120)의 방사상 내면상에는 허브축(10)의 축 수나사부(12)와 나사결합 방식으로 체결될 수 있도록 암나사부(122)가 형성된다. 선 기어(120)의 방사상 외면상에 형성된 제2 기어치형(124)에는 상기 제1 유성기어(140)가 맞물리도록 배치된다. 이에 의해, 링기어(160)의 내부에는 제1 베어링(191), 선기어(120), 제1 및 제2 유성기어(140,150)가 배치된다.One radial outer surface of the sun gear 120 facing the ring gear 160 is formed so as to be stepped, and the first bearing 191 is mounted in such a manner that the first bearing 191 is capable of rolling on the radially outer surface. On the radially inner surface of the sun gear 120, a female screw portion 122 is formed so as to be screwed with the shaft male screw portion 12 of the hub shaft 10. The first planetary gear 140 is disposed on the second gear teeth 124 formed on the radially outer surface of the sun gear 120. [ Accordingly, the first bearing 191, the sun gear 120, and the first and second planetary gears 140 and 150 are disposed in the ring gear 160.

링기어(160)의 방사상 외면상에는 다수의 래치(164)가 돌출하여 형성되고, 이 래치들(164)은 각각 래치 스프링(166)에 의해서 탄성적으로 지지된다. 링기어(160)의 내부에 배치되는 제1 및 제2 유성기어들(140,150)은 변속기 몸체(110)의 내부형상에 부합하도록 다단구조로 형성된 기어 캐리어(130)의 일측면상에 돌출하여 형성된 다수의 유성기어 회전축(132)에 의해서 회전가능하게 지지된다. 이를 위해서, 중앙 내부에 관통공이 형성된 베어링 니들(134)을 각각 유성기어 회전축(132)에 회전가능하게 삽입하고, 이 상태에서 다시 중앙 내부에 관통공이 형성된 제1 및 제2 유성기어들(140,150)을 베어링 니들(134)의 방사상 외면상에 끼움 장착한다. A plurality of latches 164 protrude from the radially outer surface of the ring gear 160. The latches 164 are elastically supported by latching springs 166, respectively. The first and second planetary gears 140 and 150 disposed inside the ring gear 160 are formed by projecting on one side of the gear carrier 130 formed in a multi-stage structure to conform to the internal shape of the transmission body 110 And is rotatably supported by the planetary gear rotating shaft 132 of the planetary gear mechanism. To this end, first and second planetary gears 140 and 150, in which a bearing needle 134 having a through hole formed in the center thereof is rotatably inserted into the planetary gear rotation shaft 132, respectively, Is fitted on the radially outer surface of the bearing needle (134).

변속기 몸체(110)쪽을 향하는 기어 캐리어(130)의 타측에는 다단으로 형성된 캐리어 돌출부(136)가 형성되고, 캐리어 돌출부(136)의 말단부에는 다수의 제2 체결홈(135)이 형성된다. 제2 체결홈(135)에는 앞서 설명한 바 있는 링 스토퍼(180)의 체결돌기(184)가 삽입하여 끼워지게 된다. 기어 캐리어(130)의 내경은 선기어(120)의 외경보다 크다. 선기어(120)와 제1 및 제2 유성기어들(140,150) 및 기어 캐리어(130)가 링기어(160) 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 기어 캐리어(130)의 캐리어 돌출부(136)에서 체결홈(135) 형성부위를 제외한 나머지 부위에는 서로 다른 직경의 제2 및 제3 베어링(192,193)이 배치된다. A plurality of second projections 136 are formed on the other side of the gear carrier 130 facing the transmission body 110 and a plurality of second coupling grooves 135 are formed on the distal ends of the carrier projections 136. The fastening protrusion 184 of the ring stopper 180 described above is inserted and fitted into the second fastening groove 135. The inner diameter of the gear carrier 130 is larger than the outer diameter of the sun gear 120. In the state in which the sun gear 120 and the first and second planetary gears 140 and 150 and the gear carrier 130 are inserted and arranged in the ring gear 160, The second and third bearings 192 and 193 having diameters different from each other are disposed in other portions except the forming portion of the second bearing 135.

상기 변속기 몸체(110)의 상대적으로 직경이 큰 타측에 체결되는 변속기 커버(170)의 일측면, 즉 변속기 몸체(110)쪽을 향하는 일측면에는 커버 돌출부(172)가 돌출하여 형성되고, 이 커버 돌출부(172)의 방사상 내면에는 쐐기형상의 래치 걸림구들(174)이 톱니바퀴식으로 일방향으로 향하도록 서로 연결되게 형성되어 있다. 커버 돌출부(172)는 자전거용 기어장치(100)의 부품들을 결합시킬 때 변속기 몸체(110)의 제1 체결홈(114)에 끼워 맞추어 결합된다.A cover protrusion 172 protrudes from one side of the transmission cover 170 which is fastened to the relatively large diameter side of the transmission body 110, that is, one side of the transmission body 170 facing the transmission body 110, On the radially inner surface of the protrusion 172, wedge-shaped latching hooks 174 are formed so as to be connected to each other so as to face in one direction in a sawtooth manner. The cover projection 172 is engaged with the first engagement groove 114 of the transmission body 110 when the parts of the gear device 100 for bicycle are engaged.

선기어(120)와 제1 및 제2 유성기어들(140,150) 및 기어 캐리어(130)가 링기어(160) 내에 삽입하여 배치된 후 링기어(160)가 변속기 몸체(110) 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 래치 걸림구들(174)에는 링기어(160)의 방사상 외면상에 배치된 래치(164)가 필요에 따라 걸림 및 해제동작을 할 수 있도록 래치스프링(166)에 의해서 고정 지지된다. The sun gear 120 and the first and second planetary gears 140 and 150 and the gear carrier 130 are inserted and arranged in the ring gear 160 and then the ring gear 160 is inserted and disposed in the transmission body 110 A latch 164 disposed on the radially outer surface of the ring gear 160 is fixedly supported by a latch spring 166 so that it can engage and release when necessary.

링기어(160)의 중앙 관통 개구부(참조부호 생략)를 통해서 변속기 커버(170)쪽으로 노출되는 선기어(120)의 방사상 외면상에는 제4 베어링(194)이 구름가능하게 장착된다. A fourth bearing 194 is mounted on the radial outer surface of the sun gear 120 which is exposed toward the transmission cover 170 through a central through opening (not shown) of the ring gear 160.

하기에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 기어장치(100)의 작동과정을 간략하게 설명한다.Hereinafter, an operational process of the gear device 100 for a bicycle according to the preferred embodiment of the present invention constructed as described above will be briefly described.

도 4 및 도 5에는 자전거용 기어장치(100)의 동작 상태가 도시되어 있다. 4 and 5 show the operating state of the gear device 100 for bicycle.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 자전거 운전자가 자전거 주행을 실시하는 경우, 변속기 커버(170)의 방사상 내면에 일방향으로 형성되어 있는 래치걸림구(174)는 주행방향으로 높게 형성되어 있고 역주행방향으로 낮게 형성되어 있어서, 정방향 주행시 래치(164)는 낮은 곳에서 높은 곳으로 탄력적으로 래치걸림구(174)에 걸림 없이 링기어(160)로 하여금 유연하게 회전할 수 있도록 허용한다. 2 to 5, when the bicycle rider performs the bicycle riding operation, the latching lug 174 formed in one direction on the radially inner surface of the transmission cover 170 is formed to be high in the running direction, The latch 164 allows the ring gear 160 to rotate freely flexibly from a low position to a high position without being hung on the latching hole 174. [

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 자전거 정방향 주행시 링기어(160)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 링기어(160)의 제1 기어치형(162)에 맞물리는 제2 유성기어(150)는 제1 기어치형(162)을 따라서 공전하면서 반시계방향으로 회전하게 되며, 제2 유성기어(150)에 맞물리는 제1 유성기어(140)는 시계방향으로 회전하게 되고, 끝으로 제1 유성기어(140)에 맞물리는 선기어(120)는 반시계방향으로 회전하게 된다. 결과적으로, 선기어(120)와 링기어(160)가 서로 같은 방향인 정방향으로 원활하게 회전이 가능하여 2.8배속 내지 3배속의 신속한 주행을 할 수 있게 되며, 서로 맞물리는 기어들간의 마찰에너지 손실이 최소화된다. 4, the ring gear 160 rotates in the counterclockwise direction when the bicycle is running in the forward direction, and the second planetary gear 150, which meshes with the first gear teeth 162 of the ring gear 160, The first planetary gear 140 engaged with the second planetary gear 150 rotates in a clockwise direction, and the first planetary gear 150 rotates in the counterclockwise direction while revolving along the first gear teeth 162, The sun gear 120 engaged with the gear 140 is rotated counterclockwise. As a result, the sun gear 120 and the ring gear 160 can smoothly rotate in the same direction, i.e., in the same direction, so that it is possible to perform a rapid traveling of 2.8 to 3 times, and a loss of friction energy between the meshing gears Is minimized.

이와는 달리, 사용자가 자전거의 페달을 반대방향으로 돌릴 경우에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 래치(164)는 래치스프링(166)에 의해 외측방향으로 이탈되어 변속기 커버(170)의 방사상 내면상에 형성된 래치걸림구(174)에 걸려서 동심원상 외측으로 이탈되지 않도록 팽창되어 원활한 주행이 이루어지게 된다. 이때, 링기어(160)는 시계방향으로 회전하게 되고, 링기어(160)의 제1 기어치형(162)에 맞물리는 제2 유성기어(150)는 제1 기어치형(162)을 따라서 공전하면서 시계방향으로 회전하게 되며, 제2 유성기어(150)에 맞물리는 제1 유성기어(140)는 반시계방향으로 회전하게 되고, 끝으로 제1 유성기어(140)에 맞물리는 선기어(120)는 시계방향으로 회전하게 된다. 5, the latch 164 is released outwardly by the latch spring 166 to engage with the radially inner surface of the transmission cover 170 So that it is expanded so as not to be detached to the outside concentrically so as to be smoothly run. At this time, the ring gear 160 rotates clockwise, and the second planetary gear 150 engaged with the first gear tooth 162 of the ring gear 160 revolves along the first gear tooth 162 The first planetary gear 140 engaged with the second planetary gear 150 rotates counterclockwise and the sun gear 120 meshed with the first planetary gear 140 And is rotated clockwise.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 기어장치(100)에서는 링기어(160)를 정방향이나 역방향으로 자유롭게 회전이 가능하고 페달을 정방향으로 회전하거나 역방향으로 회전을 하여도 걸림이나 충격이 없이 원활한 회전이 가능하게 된다.As described above, in the bicycle gear device 100 for increasing the rotational force according to the preferred embodiment of the present invention, the ring gear 160 is freely rotatable in the forward or reverse direction and the pedal is rotated in the forward direction, It is possible to rotate smoothly without any hitching or impact.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 하기 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. There will be. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention, but are for the purpose of illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which are equivalent or equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 허브축 110 : 변속기 몸체
112 : 체인기어 120 : 선기어
124,162 : 기어치형 130 : 기어 캐리어
132 : 유성기어 회전축 134 : 베어링 니들
140,150 : 유성기어 160 : 링기어
164 : 래치 166 : 래치 스프링
170 : 변속기 커버 174 : 래치 걸림구
180 : 링 스토퍼 191,192,193,194 : 베어링10: hub shaft 110: transmission body
112: chain gear 120: sun gear
124, 162: gear teeth 130: gear carrier
132: planetary gear rotating shaft 134: bearing needle
140, 150: planetary gear 160: ring gear
164: latch 166: latch spring
170: Transmission cover 174: Latch jig
180: ring stopper 191, 192, 193, 194: bearing

Claims (7)

자전거의 구동바퀴가 설치된 허브축(10)의 축 수나사부(12)에 체결 고정되고, 회전력을 증가시키기 위한 자전거용 기어장치(100)로서,
상대적으로 직경이 큰 제1 측의 방사상 내주면 상에 다수의 제1 체결홈(114)이 형성되고, 상기 제1 측으로부터 그 반대쪽의 제2 측으로 갈수록 직경이 감소하도록 다단구조로 형성된 변속기 몸체(110);
상기 변속기 몸체(110) 내에 삽입하여 배치되고, 방사상 외면상에 다수의 래치(164)가 돌출하여 형성되며, 상기 다수의 래치(164)는 각각 래치 스프링(166)에 의해서 탄성적으로 지지되고, 일측 방사상 내주면상에는 제1 기어치형(162)이 형성된 링기어(160);
상기 링기어(160)내에 배치되어 상기 링기어(160)를 회전 구동시키는 기어 어셈블리;
상기 변속기 몸체(110)의 내부형상에 부합하도록 다단구조로 형성되고, 상기 기어 어셈블리를 회전가능하게 지지하기 위한 기어 캐리어(130);
상기 변속기 몸체(110)의 상기 제2 측 외면상에 장착되고, 중앙에는 축삽입공(182)이 관통하여 형성되며, 상기 축삽입공(182)에는 상기 허브축(10)의 일측 축 말단부(14)가 삽입되는 링 스토퍼(180); 및
상기 변속기 몸체(110)의 상기 제1 측에 마주 대하여 결합되며, 상기 변속기 몸체(110)쪽을 향하는 일측면에 커버 돌출부(172)가 돌출하여 형성되고, 상기 커버 돌출부(172)의 방사상 내면에는 쐐기형상의 래치 걸림구들(174)이 톱니바퀴식으로 일방향으로 향하도록 서로 연결되게 형성된 변속기 커버(170);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치.A bicycle gear device (100) for a bicycle, which is fastened and fixed to a shaft male threaded portion (12) of a hub shaft (10)
A plurality of first fastening grooves 114 are formed on the radially inner circumferential surface of the relatively large first side and a plurality of first fastening grooves 114 formed on the radially inner circumferential surface of the transmission body 110 );
A plurality of latches 164 are formed on the radially outer surface of the transmission body 110. The plurality of latches 164 are elastically supported by a latch spring 166, A ring gear 160 having a first gear tooth 162 formed on one radial inner circumferential surface thereof;
A gear assembly disposed in the ring gear 160 to rotationally drive the ring gear 160;
A gear carrier 130 formed in a multi-stage structure to correspond to the internal shape of the transmission body 110 and rotatably supporting the gear assembly;
And a shaft insertion hole 182 is formed at the center of the shaft insertion hole 182. The shaft insertion hole 182 is formed at one side of the shaft end 10 of the hub shaft 10 14) is inserted; And
A cover protrusion 172 protrudes from one side of the transmission body 110 facing the first side of the transmission body 110 and faces the transmission body 110. The radially inner surface of the cover protrusion 172 A transmission cover 170 which is formed so that wedge-shaped latching tabs 174 are connected to each other so as to be turned in one direction with a gear wheel;
And a gear unit for a bicycle. 제 1 항에 있어서, 상기 기어 어셈블리는,
상기 링기어(160)의 내부에서 상기 제1 기어치형(162)을 따라서 공전하도록 상기 제1 기어치형(162)에 맞물리게 배치된 다수의 제2 유성기어(150);
상기 링기어(160)의 내부에서 상기 제2 유성기어(150)에 각각 맞물리게 배치된 다수의 제1 유성기어(140); 및
상기 링기어(160)의 내부에서 상기 제1 유성기어들(140)의 중심 위치에서 상기 제1 유성기어들(140)과 맞물리게 배치된 선기어(120);를 포함하며,
상기 기어 어셈블리가 상기 링기어(160) 내에 삽입하여 배치되고 계속해서 상기 링기어(160)가 상기 변속기 몸체(110) 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 상기 래치 걸림구들(174)에는 상기 래치(164)가 필요에 따라 걸림 및 해제동작을 할 수 있도록 상기 래치스프링(166)에 의해서 고정 지지되고, 상기 자전거의 정방향 또는 역방향 주행시 상기 선기어(120)와 상기 링기어(160)는 서로 같은 방향으로 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치.[2] The apparatus of claim 1,
A plurality of second planetary gears (150) arranged to engage with the first gear teeth (162) so as to revolve in the ring gear (160) along the first gear teeth (162);
A plurality of first planetary gears 140 disposed within the ring gear 160 so as to be meshed with the second planetary gears 150; And
And a sun gear 120 disposed in engagement with the first planetary gears 140 at a central position of the first planetary gears 140 within the ring gear 160,
The latching members 174 are provided with the latches 164 in a state where the gear assembly is inserted into the ring gear 160 and the ring gear 160 is inserted into the transmission body 110 And the sun gear 120 and the ring gear 160 are rotated in the same direction in the same direction when the bicycle is driven in the forward direction or the backward direction of the bicycle, And a gear unit for a bicycle. 제 2 항에 있어서, 상기 기어 캐리어(130)에서 상기 링기어(160)를 향하는 제1 측에는 다수의 유성기어 회전축(132)이 돌출하여 형성되고, 상기 유성기어 회전축(132)상에는 중앙 내부에 관통공이 형성된 베어링 니들(134)이 장착되고, 이 상태에서 중앙 내부에 관통공이 각각 형성된 상기 제1 유성기어(140) 및 상기 제2 유성기어(150)가 상기 베어링 니들(134)의 방사상 외면상에 각각 끼움 장착되는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치.3. The planetary gear set according to claim 2, wherein a plurality of planetary gear rotation shafts (132) protrude from a first side of the gear carrier (130) toward the ring gear (160) The first planetary gear 140 and the second planetary gear 150 in which the through holes are formed in the center in this state are mounted on the radially outer surface of the bearing needle 134 And each of the first and second gears is fitted and fitted. 제 3 항에 있어서, 상기 기어 캐리어(130)의 상기 제1 측에 대향하는 제2 측에는 다단구조의 캐리어 돌출부(136)가 형성되고, 상기 캐리어 돌출부(136)의 말단부에는 다수의 제2 체결홈(135)이 형성되며, 상기 선기어(120)와 상기 제1 및 제2 유성기어들(140,150) 및 상기 기어 캐리어(130)가 상기 링기어(160) 내에 삽입하여 배치된 상태에서, 상기 캐리어 돌출부(136)에서 상기 제2 체결홈(135) 형성부위를 제외한 나머지 부위에는 서로 다른 직경의 제2 및 제3 베어링(192,193)이 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치.The carrier according to claim 3, wherein a carrier protrusion (136) of a multi-stage structure is formed on a second side of the gear carrier (130) opposite to the first side, and a plurality of second fastening holes And the sun gear 120 and the first and second planetary gears 140 and 150 and the gear carrier 130 are inserted and arranged in the ring gear 160, And the second and third bearings (192, 193) of different diameters are disposed at other portions except for the portion where the second fastening groove (135) is formed. 제 4 항에 있어서, 상기 링 스토퍼(180)의 방사상 내주면상에는 다수의 체결돌기(184)가 방사상 안쪽으로 돌출하여 형성되고, 상기 체결돌기(184)는 상기 제2 체결홈(135)에 끼어맞추어 체결되는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치.The ring stopper according to claim 4, wherein a plurality of fastening protrusions (184) are formed radially inwardly protruding on the radial inner peripheral surface of the ring stopper (180), and the fastening protrusions (184) are engaged with the second fastening grooves Wherein the first and second gears are engaged with each other. 제 2 항에 있어서, 상기 링기어(160)를 향하는 상기 선기어(120)의 일측 방사상 외면은 단이 지게 형성되고, 이렇게 단이진 방사상 외면상에는 제1 베어링(191)이 구름접촉 가능하게 장착되며, 상기 선 기어(120)의 방사상 외면상에는 제2 기어치형(124)이 형성되고 상기 제2 기어치형(124)에는 상기 제1 유성기어(140)가 맞물리게 배치되며, 상기 링기어(160)의 중앙 관통 개구부를 통해서 상기 변속기 커버(170)쪽으로 노출되는 상기 선기어(120)의 방사상 외면상에는 제4 베어링(194)이 구름가능하게 장착된되고, 상기 선기어(120)의 방사상 내면상에는 상기 축 수나사부(12)와 나사결합 방식으로 체결될 수 있도록 암나사부(122)가 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치.3. The sun gear according to claim 2, wherein a radial outer surface of one side of the sun gear (120) facing the ring gear (160) is formed so as to have an end, and a first bearing (191) A second gear tooth 124 is formed on the radially outer surface of the sun gear 120 and the first planetary gear 140 is disposed on the second gear tooth 124 and the center of the ring gear 160 A fourth bearing 194 is rotatably mounted on the radially outer surface of the sun gear 120 exposed through the through opening to the transmission cover 170. On the radially inner surface of the sun gear 120, And a female screw portion (122) is formed so as to be fastened in a threaded engagement manner with the female screw portion (12). 제 1 항에 있어서, 상기 커버 돌출부(172)는 상기 자전거용 기어장치(100)의 부품들을 결합시킬 때 상기 제1 체결홈(114)에 끼워 맞추어 결합되는 것을 특징으로 하는 자전거용 기어장치.The gear device for a bicycle according to claim 1, wherein the cover protrusion (172) is fitted to the first engagement groove (114) when engaging parts of the bicycle gear device (100).
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