KR102175823B1 - Variable crank and continuously variable transmission including it - Google Patents
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Abstract
종래의 무단변속기에 비하여, 구조와 작동 메커니즘이 단순한 새로운 형태의 무단변속기를 개시한다.
실시예에 따른 무단변속기는 가변크랭크를 포함하고, 가변크랭크는 제1 크랭크축; 일단이 소정 거리를 두고 상기 제1 크랭크축의 일단과 마주하고, 내부에 제1 유로와 제2 유로가 형성된 제2 크랭크축; 상기 제2 크랭크축에 구비되되, 로터가 상기 제2 크랭크축과 함께 회전하고, 송출구가 상기 제1 유로와 연결되고, 흡입구가 상기 제2 유로와 연결되고, 내부에 유체가 채워진 회전펌프; 및 상기 제1 크랭크축과 상기 제2 크랭크축 사이에 위치되는 크랭크핀유닛;으로 구성된다.Compared to the conventional continuously variable transmission, a new type of continuously variable transmission with a simple structure and operation mechanism is disclosed.
The continuously variable transmission according to the embodiment includes a variable crank, and the variable crank includes a first crankshaft; A second crankshaft having one end facing one end of the first crankshaft with a predetermined distance, and having a first flow path and a second flow path formed therein; A rotary pump provided on the second crankshaft, wherein the rotor rotates together with the second crankshaft, the transmission port is connected to the first flow path, the suction port is connected to the second flow path, and the fluid is filled therein; And a crankpin unit positioned between the first crankshaft and the second crankshaft.
Description
본 개시(Disclosure)는 무단변속기와 관련된다.The present disclosure relates to a continuously variable transmission.
무단변속기는 일정한 범위 안에서 연속적으로 변속비를 변화시킬 수 있는 변속 장치이다.The continuously variable transmission is a transmission device capable of continuously changing the transmission ratio within a certain range.
한국 등록특허공보 제10-0871405호에는 무단변속기의 일례가 게재되어 있다.Korean Patent Publication No. 10-0871405 discloses an example of a continuously variable transmission.
한편, 전술한 공보에 게재된 무단변속기를 포함한 종래의 무단변속기들은 그 구조가 매우 복잡하여, 제조비용이 높고, 정비가 용이하지 않다.On the other hand, conventional continuously variable transmissions, including the continuously variable transmissions published in the above publication, have a very complex structure, high manufacturing cost, and are not easy to maintain.
종래의 무단변속기에 비하여, 구조와 작동 메커니즘이 단순한 새로운 형태의 무단변속기를 제공하는 것이다.Compared to the conventional continuously variable transmission, a new type of continuously variable transmission with a simple structure and operation mechanism is provided.
실시예에 따른 가변크랭크는 제1 크랭크축; 일단이 소정 거리를 두고 상기 제1 크랭크축의 일단과 마주하고, 내부에 제1 유로와 제2 유로가 형성된 제2 크랭크축; 상기 제2 크랭크축에 구비되되, 로터가 상기 제2 크랭크축과 함께 회전하고, 송출구가 상기 제1 유로와 연결되고, 흡입구가 상기 제2 유로와 연결되고, 내부에 유체가 채워진 회전펌프; 및 상기 제1 크랭크축과 상기 제2 크랭크축 사이에 위치되는 크랭크핀유닛;을 포함하고, 상기 크랭크핀유닛은 일측이 상기 제1 크랭크축의 일단에 결합되는 제1 디스크; 일측이 상기 제2 크랭크축의 일단에 결합되는 제2 디스크; 상기 제1 디스크의 타측에 결합되는 제1 유압피스톤; 상기 제2 디스크의 타측에 결합되는 제2 유압피스톤; 및 원통 형태로, 상기 제1 유압피스톤의 로드와 상기 제2 유압피스톤의 로드를 연결하고, 내부에 상기 제1 유압피스톤의 유체와 상기 제2 유압피스톤의 유체가 공유되도록 하는 유로가 형성된 크랭크핀;을 구비하고, 상기 제2 디스크의 내부에는 상기 제2 크랭크축 내부의 유체가 상기 제2 유압피스톤과 공유되도록 하는 유로가 형성되고, 상기 제2 크랭크축의 회전속도가 빨라질수록, 상기 제2 유압피스톤의 내부 유체압력이 증가하여, 상기 제2 유압피스톤의 로드 돌출량이 늘어나는 것을 특징으로 한다.The variable crank according to the embodiment includes a first crankshaft; A second crankshaft having one end facing one end of the first crankshaft with a predetermined distance, and having a first flow path and a second flow path formed therein; A rotary pump provided on the second crankshaft, wherein the rotor rotates together with the second crankshaft, the transmission port is connected to the first flow path, the suction port is connected to the second flow path, and the fluid is filled therein; And a crankpin unit positioned between the first crankshaft and the second crankshaft, wherein the crankpin unit includes: a first disk having one side coupled to one end of the first crankshaft; A second disk having one side coupled to one end of the second crankshaft; A first hydraulic piston coupled to the other side of the first disk; A second hydraulic piston coupled to the other side of the second disk; And a crankpin having a cylindrical shape, which connects the rod of the first hydraulic piston and the rod of the second hydraulic piston, and has a flow path formed therein to allow the fluid of the first hydraulic piston and the fluid of the second hydraulic piston to be shared. And, a flow path through which the fluid inside the second crankshaft is shared with the second hydraulic piston is formed in the second disk, and as the rotational speed of the second crankshaft increases, the second hydraulic pressure As the internal fluid pressure of the piston increases, the rod protrusion amount of the second hydraulic piston increases.
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실시예에 따른 무단변속기는 실시예에 따른 커넥팅로드; 일측이 상기 크랭크핀에 결합되는 커넥팅로드; 상기 커넥팅로드의 타측에 링크결합되어, 상기 커넥팅로드의 움직임에 연동하여, 직선 왕복운동하는 랙기어; 회전축을 구비하고, 상기 랙기어에 안착되는 피니언기어; 및 출력축을 구비하고, 상기 회전축에 결합되는 베벨기어유닛;을 포함하고, 상기 베벨기어유닛은 내부에 원웨이클러치가 구비되고, 상기 회전축에 결합되는 제1 베벨기어; 내부에 원웨이클러치가 구비되고, 상기 회전축에 결합되어, 상기 제1 베벨기어와 마주하는 제2 베벨기어; 및 상기 출력축을 구비하고, 상기 제1 베벨기어와 상기 제2 베벨기어를 연결하는 제3 베벨기어;로 구성된다.The continuously variable transmission according to the embodiment comprises a connecting rod according to the embodiment; A connecting rod having one side coupled to the crankpin; A rack gear that is link-coupled to the other side of the connecting rod and interlocks with the movement of the connecting rod to perform linear reciprocation; A pinion gear having a rotating shaft and seated on the rack gear; And a bevel gear unit having an output shaft and coupled to the rotation shaft, wherein the bevel gear unit includes a first bevel gear having a one-way clutch therein and coupled to the rotation shaft; A second bevel gear having a one-way clutch therein, coupled to the rotation shaft, and facing the first bevel gear; And a third bevel gear having the output shaft and connecting the first bevel gear and the second bevel gear.
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실시예에 따른 무단변속기는 종래의 무단변속기에 비하여, 구조와 작동 메커니즘이 단순하여, 제품화시, 제조비용이 낮고 정비가 용이할 것으로 기대된다.The continuously variable transmission according to the embodiment has a simple structure and an operation mechanism compared to the conventional continuously variable transmission, and thus it is expected that the production cost is low and maintenance is easy when commercialized.
도 1은 실시예에 따른 가변크랭크(100)의 개략적인 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 가변크랭크(100)의 개념도이다.
도 3은 실시예에 따른 가변크랭크(100)의 작동 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 무단변속기(200)의 개념도이다.1 is a schematic perspective view of a
2 is a conceptual diagram of a
3 is a view showing an operation example of the
4 is a conceptual diagram of a continuously
이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 가변크랭크(100) 및 실시예에 따른 무단변속기(200)를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a
실시예에 따른 가변크랭크(100)
도 1은 실시예에 따른 가변크랭크(100)의 개략적인 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 가변크랭크(100)의 개념도이다.1 is a schematic perspective view of a
도 1 내지 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 가변크랭크(100)는 제1 크랭크축(110), 제2 크랭크축(115), 회전펌프(120) 및 크랭크핀유닛(130)을 포함한다.1 to 2, the
제2 크랭크축(115)의 일단은 제1 크랭크축(110)의 일단과 소정 거리를 두고 마주한다. 제1 크랭크축(110)의 타단은 엔진 등의 동력축에 연결된다. 제2 크랭크축(115)의 내부에는 제1 유로와 제2 유로가 형성되고, 제1 유로에는 유체의 흐름을 제어하는 밸브(예 : 체크밸브 등)가 더 구비될 수 있다.One end of the
회전펌프(120)는 제2 크랭크축(115)에 구비된다. 하나의 예로서, 회전펌프(120)의 로터(122)는 제2 크랭크축(115)에 결합되어 제2 크랭크축(115)과 함께 회전하고, 케이스(124)는 로터(122)를 감싸도록 구성될 수 있다. 이때, 케이스(124)의 내부에는 유체가 채워지고, 회전펌프(120)의 송출구는 제2 크랭크축(115)의 제1 유로와 연결되고, 회전펌프(120)의 흡입구는 제2 크랭크축(115)의 제2 유로와 연결된다. 즉, 제2 크랭크축(115)의 회전속도가 빨라질수록, 로터(122)의 회전량이 증가하여 제1 유로로 강한 압력을 지닌 유체가 다량 송출된다.The
크랭크핀유닛(130)은 제1 크랭크축(110)과 제2 크랭크축(115) 사이에 위치된다. The
하나의 예로서, 크랭크핀유닛(130)은 제1 디스크(132), 제1 유압피스톤(134), 제2 디스크(136), 제2 유압피스톤(138) 및, 크랭크핀(142)으로 구성될 수 있다.As an example, the
제1 디스크(132)는 일측이 제1 크랭크축(110)의 일단과 결합되고, 제2 디스크(136)의 일측은 제2 크랭크축(115)의 일단과 결합된다. 제2 디스크(136)의 내부에는 제2 크랭크축(115)의 내부의 유체가 제2 유압피스톤(138)과 공유되도록 하는 유로가 형성된다. One side of the
제1 유압피스톤(134)은 제1 디스크(132)의 타측에 결합된다. 제1 유압피스톤(134)은 내부 유체압력[유체량]에 의하여, 로드가 실린더 외부로 돌출되고, 내부에 구비된 스프링(134a)에 의해, 로드가 실린더 내부로 복원되도록 구성된다. 제1 유압피스톤(134)은 제1 디스크(132)의 반지름과 유사한 길이일 수 있다.The first
제2 유압피스톤(138)은 제2 디스크(136)의 타측에 결합된다. 제2 유압피스톤(138)은 내부 유체유압[유체량]에 의하여, 로드가 실린더 외부로 돌출되고, 내부에 구비된 스프링(138a)에 의해, 로드가 실린더 내부로 복원되도록 구성된다. 제2 유압피스톤(138)은 제2 디스크(136)의 반지름과 유사한 길이일 수 있다.The second
제1 유압피스톤(134)과 제2 유압피스톤(138)은 상호 마주하도록 배치된다.The first
크랭크핀(142)은 원통 형태로, 제1 유압피스톤(134)의 로드와, 제2 유압피스톤(138)의 로드를 연결한다. 크랭크핀(142)의 내부에는 유로가 형성되고, 제1 유압피스톤(134) 및 제2 유압피스톤(138)과 유체를 공유한다.The
도 2에는 제2 디스크(136)의 내부에 회전펌프(120)에서 크랭크핀유닛(130)으로 이어지는 유체의 유로가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예에 불과하며, 전술한 유로는 플렉시블(Flexible)한 외부 호스 등으로 대체될 수도 있을 것이다.In FIG. 2, a flow path of fluid leading from the
도 3은 실시예에 따른 가변크랭크(100)의 작동 예를 나타내는 도면이다.3 is a view showing an operation example of the
도 3 (a)를 참조하면, 제2 크랭크축(115)[제1 크랭크축(110)]이 저속 회전할 때에는, 회전펌프(120) 내부의 유체가 일정 속도 이상으로 가속되지 못하여, 회전펌프(120)가 제2 유압피스톤(138)으로 유체를 송출하지 못한다. 그에 따라, 제1 유압피스톤(134)의 로드는 제1 유압피스톤(134)의 실린더 내부에 위치되고, 제2 유압피스톤(138)의 로드는 제2 유압피스톤(138)의 내부에 위치된다. 즉, 크랭크핀(142)은 제2 크랭크축(115)[제1 크랭크축(110)]과 동일 축선 상에 배치된다.
도 3 (b)를 참조하면, 제2 크랭크축(115)[제1 크랭크축(110)]이 고속 회전할 때에는, 회전펌프(120)의 로터(122)도 함께 회전된다. 그에 따라, 케이스(124)의 내부 유체에 운동에너지가 부가되고, 제2 크랭크축(115)의 제1 유로와 제2 디스크(136)의 내부 유로를 통하여, 제2 유압피스톤(138)의 내부로 강한 압력의 유체가 다량 송출되며, 제2 유압피스톤(138)의 내부 유체압력[유체량]이 증가하여, 제2 유압피스톤(138)의 로드가 돌출된다.Referring to Figure 3 (a), when the second crankshaft 115 (first crankshaft 110) rotates at a low speed, the fluid inside the
Referring to Figure 3 (b), when the second crankshaft 115 (first crankshaft 110) rotates at high speed, the
한편, 제1 유압피스톤(134)도 크링크핀(142)을 매개로 제2 유압피스톤(138)과 유체를 공유하므로, 제1 유압피스톤(134)의 로드도 제2 유압피스톤(138)의 로드와 비슷한 길이만큼 돌출된다.Meanwhile, since the first
또 한편, 통상의 기술자는 회전펌프(120)를 제거하고, 크랭크핀유닛(130)을 별도의 유압장치를 이용하여, 조작할 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.On the other hand, a person of ordinary skill in the art may be configured to remove the
실시예에 다른 무단변속기(200)Continuously
도 4는 실시예에 따른 무단변속기(200)의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a continuously
도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 무단변속기(200)는, 가변크랭크(100), 커넥팅로드(210), 랙기어(220), 피니언기어(230) 및, 베벨기어유닛(240)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the continuously
가변크랭크(100)는 엔진과 결합된다.The
커넥팅로드(210)의 일측은 가변크랭크(100)의 크랭크핀(142)과 결합된다.One side of the connecting
랙기어(220)는 커넥팅로드(210)의 타측과 링크결합되며, 커넥팅로드(210)의 움직임에 따라, 상하 움직임[직선 왕복운동]의 폭이 커진다. 즉, 엔진이 빠르게 회전할수록, 가변크랭크(100)의 크랭크핀(142)의 회전 반경이 넓어지고, 그에 따라, 랙기어(220)의 움직임도 커지며, 이와 반대로, 엔진이 느리게 회전할수록, 가변크랭크(100)의 크랭크핀(142)은 제자리 회전하게 되고, 랙기어(220)의 움직임도 최소화된다[중립상태]. The
피니언기어(230)는 회전축(232)을 포함하고, 랙기어(220)에 안착된다.The
베벨기어유닛(240)는 출력축(242)을 구비하고, 회전축(232)에 결합된다. 베벨기어유닛(240)은 피니언기어(230)가 상하로 움직이는 랙기어(220)에 의하여, 정방향과 역방향으로 반복적으로 회전하더라도, 출력축(242)이 정방향으로만 회전될 수 있도록 한다.The bevel gear unit 240 has an
하나의 예로서, 베벨기어유닛(240)은 내부에 원웨이클러치(244a)가 구비되고, 회전축(232)에 결합되는 제1 베벨기어(244)와, 내부에 원웨이클러치(246a)를 구비하고, 회전축(232)에 결합되되, 제1 베벨기어(244)와 마주하는 제2 베벨기어(246) 및, 출력축(242)을 구비하고, 제1 베벨기어(244) 및 제2 베벨기어(246)와 동시에 치합되는 제3 베벨기어(248)로 구성될 수 있다. As an example, the bevel gear unit 240 has a one-
실시예에 따른 무단변속기(200)의 작동을 설명한다.The operation of the continuously
앞서 전술한 바와 같이, 엔진의 회전 속도가 빨라지면, 크랭크핀(142)의 회전 반경이 넓어지고, 그에 따라, 랙기어(220)의 움직임의 폭도 커지며, 랙기어(220)와 치합된 피니언기어(230)도 빠르게 회전하게 된다. 즉, 출력축(242)의 회전속도가 빨라지게 된다.As described above, when the rotation speed of the engine increases, the rotation radius of the
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본 개시는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여, 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형(응용)될 수 있을 것이다.The present disclosure may be variously modified (applied) without departing from the technical idea by those of ordinary skill in the art.
따라서, 본 개시의 청구범위는 '발명의 설명' 및 '도면' 전반에 내포된 기술적 사상을 바탕으로 폭넓게 해석되어야 한다.Accordingly, the claims of the present disclosure should be broadly interpreted based on the technical idea contained throughout the'description of the invention' and the'drawings'.
100 : 가변크랭크
110 : 제1 크랭크축 / 115 : 제2 크랭크축
120 : 회전펌프
122 : 로터
124 : 케이스
130 : 크랭크핀유닛
132 : 제1 디스크
134 : 제1 유압피스톤 / 134a : 스프링
136 : 제2 디스크
138 : 제2 유압피스톤 / 138a : 스프링
142 : 크랭크핀
--
200 : 무단변속기
210 : 커넥팅로드
220 : 랙기어
230 : 피니언기어
232 : 회전축
240 : 베벨기어유닛
242 : 출력축
244 : 제1 베벨기어 / 244a : 원웨이클러치
246 : 제2 베벨기어 / 246a : 원웨이클러치
248 : 제3 베벨기어100: variable crank
110: first crankshaft / 115: second crankshaft
120: rotary pump
122: rotor
124: case
130: crankpin unit
132: first disk
134: first hydraulic piston / 134a: spring
136: second disk
138: second hydraulic piston / 138a: spring
142: crankpin
-
200: continuously variable transmission
210: connecting rod
220: rack gear
230: pinion gear
232: rotating shaft
240: bevel gear unit
242: output shaft
244: first bevel gear / 244a: one-way clutch
246: second bevel gear / 246a: one-way clutch
248: third bevel gear
Claims (5)
일단이 소정 거리를 두고 상기 제1 크랭크축의 일단과 마주하고, 내부에 제1 유로와 제2 유로가 형성된 제2 크랭크축;
상기 제2 크랭크축에 구비되되, 로터가 상기 제2 크랭크축과 함께 회전하고, 송출구가 상기 제1 유로와 연결되고, 흡입구가 상기 제2 유로와 연결되고, 내부에 유체가 채워진 회전펌프; 및
상기 제1 크랭크축과 상기 제2 크랭크축 사이에 위치되는 크랭크핀유닛;을 포함하고,
상기 크랭크핀유닛은,
일측이 상기 제1 크랭크축의 일단에 결합되는 제1 디스크;
일측이 상기 제2 크랭크축의 일단에 결합되는 제2 디스크;
상기 제1 디스크의 타측에 결합되는 제1 유압피스톤;
상기 제2 디스크의 타측에 결합되는 제2 유압피스톤; 및
원통 형태로, 상기 제1 유압피스톤의 로드와 상기 제2 유압피스톤의 로드를 연결하고, 내부에 상기 제1 유압피스톤의 유체와 상기 제2 유압피스톤의 유체가 공유되도록 하는 유로가 형성된 크랭크핀;을 구비하고,
상기 제2 디스크의 내부에는 상기 제2 크랭크축 내부의 유체가 상기 제2 유압피스톤과 공유되도록 하는 유로가 형성되고,
상기 제2 크랭크축의 회전속도가 빨라질수록, 상기 제2 유압피스톤의 내부 유체압력이 증가하여, 상기 제2 유압피스톤의 로드 돌출량이 늘어나는 것을 특징으로 하는, 가변크랭크.
A first crankshaft;
A second crankshaft having one end facing one end of the first crankshaft with a predetermined distance, and having a first flow path and a second flow path formed therein;
A rotary pump provided on the second crankshaft, wherein the rotor rotates together with the second crankshaft, the transmission port is connected to the first flow path, the suction port is connected to the second flow path, and the fluid is filled therein; And
Including; a crankpin unit positioned between the first crankshaft and the second crankshaft,
The crankpin unit,
A first disk having one side coupled to one end of the first crankshaft;
A second disk having one side coupled to one end of the second crankshaft;
A first hydraulic piston coupled to the other side of the first disk;
A second hydraulic piston coupled to the other side of the second disk; And
A crankpin having a cylindrical shape, connecting the rod of the first hydraulic piston and the rod of the second hydraulic piston, and having a flow path formed therein so that the fluid of the first hydraulic piston and the fluid of the second hydraulic piston are shared; And,
A flow path is formed in the second disk so that the fluid inside the second crankshaft is shared with the second hydraulic piston,
The variable crank, characterized in that as the rotational speed of the second crankshaft increases, the internal fluid pressure of the second hydraulic piston increases, and the rod protrusion amount of the second hydraulic piston increases.
일측이 상기 크랭크핀에 결합되는 커넥팅로드;
상기 커넥팅로드의 타측에 링크결합되어, 상기 커넥팅로드의 움직임에 연동하여, 직선 왕복운동하는 랙기어;
회전축을 구비하고, 상기 랙기어에 안착되는 피니언기어; 및
출력축을 구비하고, 상기 회전축에 결합되는 베벨기어유닛;을 포함하고,
상기 베벨기어유닛은,
내부에 원웨이클러치가 구비되고, 상기 회전축에 결합되는 제1 베벨기어;
내부에 원웨이클러치가 구비되고, 상기 회전축에 결합되어, 상기 제1 베벨기어와 마주하는 제2 베벨기어; 및
상기 출력축을 구비하고, 상기 제1 베벨기어와 상기 제2 베벨기어를 연결하는 제3 베벨기어;로 구성되는 것을 특징으로 하는, 무단변속기.The variable crank of claim 1;
A connecting rod having one side coupled to the crankpin;
A rack gear that is linked to the other side of the connecting rod and interlocks with the movement of the connecting rod to perform linear reciprocation;
A pinion gear having a rotating shaft and seated on the rack gear; And
Includes; a bevel gear unit having an output shaft and coupled to the rotation shaft,
The bevel gear unit,
A first bevel gear provided with a one-way clutch inside and coupled to the rotation shaft;
A second bevel gear having a one-way clutch therein, coupled to the rotation shaft, and facing the first bevel gear; And
And a third bevel gear having the output shaft and connecting the first bevel gear and the second bevel gear.
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