KR20010093412A - Continuous variable speed change transmission - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무단변속기에 관한 것으로, 특히 하나의 유성기어유닛과 하나의 벨트풀리식 변속조절기로 이루어져 간단한 구성으로 동력을 무단으로 가변시킬 수 있게 한 무단변속기에 관한 것이다.The present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly, to a continuously variable transmission consisting of one planetary gear unit and one belt pulley type shift controller, which enables the power to be changed in a simple configuration.
일반적으로 변속기란 입력되는 동력을 필요에 따라 가변 출력시키는 장치를 나타내는 것으로서, 이러한 변속기는 동력을 사용하는 거의 모든 장치에 사용되고 있다.In general, the transmission refers to a device for varying the output power input as needed, such a transmission is used in almost all devices using the power.
그리고, 변속기의 종류로서도 상황에 따라 운전자가 수동으로 변속시키는 수동변속기에서부터 상황을 스스로 판단하여 자동으로 변속시키는 자동변속기가 있는 바, 오늘날에는 자동변속기의 편리함으로 인해 자동차 등에서 이 자동변속기가 널이 이용되고 있다.In addition, as a type of transmission, there is an automatic transmission that automatically determines the situation by automatically determining the situation from a manual transmission that the driver manually shifts according to the situation. Today, the automatic transmission is used by the board in a car due to the convenience of the automatic transmission. It is becoming.
그런데, 이 자동변속기는 변속시점을 스스로 판단하여 변속시킨 다는 점에서편리함이 있기는 하지만, 결국 수동변속기와 같이 구비되어 있는 여러 가지의 변속기어가 상황에 따라 자동적으로 맞물리거나 떨어지면서 변속시켜 주도록 되어 있으므로, 기어가 맞물리거나 해제될 때 변속 충격이 발생할 뿐 아니라, 동력원에서부터 입력되는 동력의 크기에 따라 변속할 수 있는 상태가 달라지게 되어 있으므로, 큰 동력이 필요하다는 단점이 있다.By the way, this automatic transmission is convenient in that it determines the shift point by itself, but in the end, various transmission gears, such as a manual transmission, are automatically engaged or dropped depending on the situation. In addition, when the gear is engaged or released, not only the shift shock is generated, but also the shiftable state varies depending on the magnitude of the power input from the power source.
한편, 이러한 자동변속기의 단점을 보완하기 위해 개발된 것이 무단변속기 인 바, 이 무단변속기는 글자 그대로 변속상태가 연속적으로 이루어지게 한다는 것인데, 변속이 연속적으로 이루어지게 함으로 인해 변속시에 발생하는 변속 충격이 없어지게 됨은 물론 선형적인 변속출력을 얻을 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, it was developed to compensate for the shortcomings of the automatic transmission, which means that the continuously variable transmission is made literally continuously, and the shifting shock that occurs during the transmission is made continuously. This eliminates the need for a linear shift output.
그리고, 무단변속기로서 여러 가지 타입이 개발되어 있는 바, 이 대부분의 무단변속기는 유성기어유닛을 기본적으로 사용하고 있으면서, 이 유성기어에 벨트풀리를 결합시킨 구조와 유성기어에 마찰차를 결합시킨 구조 등으로 되어 있다.In addition, since various types have been developed as continuously variable transmissions, most of the continuously variable transmissions have a planetary gear unit basically, and a structure in which a belt pulley is coupled to the planetary gear and a friction differential is coupled to the planetary gear. Etc.
그런데, 상기한 바와 같은 종래의 무단변속기는 유성기어유닛과 벨트풀리 또는 마찰차가 직렬식으로 연결되어 동력원으로부터 입력된 동력이 유성기어유닛을 통과하면서 변속된 다음 다시 벨트풀리 또는 마찰차를 통과하거나, 먼저 벨트풀리 또는 마찰차를 통과한 다음 유성기어유닛을 거치면서 선형적인 변속이 이루어지게 한 구조로 되어 있으므로, 그 구조가 복잡하고 부피가 커지게 된다는 단점이 있었다.However, in the conventional continuously variable transmission, the planetary gear unit and the belt pulley or the friction difference are connected in series so that the power inputted from the power source is shifted while passing through the planetary gear unit and then passes through the belt pulley or the friction difference again. First of all, it has a disadvantage that the structure becomes complicated and bulky because it has a structure in which a linear shift is made while passing through a belt pulley or a friction wheel and then through a planetary gear unit.
그리고, 대부분의 자동차 등에서 사용하는 무단변속기는 변속 범위를 넓히기 위하여 하나의 유성기어유닛만을 사용하는 것이 아니라, 2 개 이상 다수 개의 유성기어유닛을 사용하도록 되어 있으므로, 구조가 더욱 복잡함은 물론 부피가 더욱 커진다는 단점이 있었다.In addition, the continuously variable transmission used in most automobiles is not limited to using only one planetary gear unit in order to widen the shifting range, but uses two or more planetary gear units so that the structure is more complicated and bulkier. There was a disadvantage of getting bigger.
한편, 자동차와 같은 동력 기구에 사용하는 변속기로서는 상기한 바와 같은 여러 종류가 개발되어 있지만, 자전거나 오토바이와 같은 소형 동력 기구에 사용할 수 있는 변속 기구는 거의 개발되어 있지 못하고, 단지 자전거에서 사용하는 변속기로서 직경이 서로 다른 다수 개의 스프로켓을 구동축과 피동축에 각각 배열해 두고, 이들 스프로켓에 걸려있는 체인이 다른 직경의 스프로켓으로 이동하게 하여 변속이 이루어지게 한 변속장치가 있기는 하지만, 이러한 자전거용 변속기는 체인이 다른 스프로켓으로 이동할 때 변속충격이 아주 클 뿐만 아니라, 변속이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서는 전후 스프로켓을 동시에 조작해 주어야 한다는 작동 상의 문제점도 있다.On the other hand, various types of transmissions described above have been developed as power transmissions used for power mechanisms such as automobiles, but hardly any transmission mechanisms that can be used for small power mechanisms such as bicycles and motorcycles have been developed. Although there are transmissions in which a plurality of sprockets having different diameters are arranged on the drive shaft and the driven shaft, respectively, and the chains hanging on these sprockets are moved to the sprockets having different diameters, the shift is made. In addition to the large shift shock when the chain moves to another sprocket, there is also an operational problem that the front and rear sprockets must be operated at the same time in order to shift smoothly.
그리고, 상기한 바와 같은 종래의 일반적인 변속기구조를 그대로 자전거나 오토바이 등에 설치하여 사용할 수가 없는 바, 이는 일반적인 변속기구의 부피가 크고, 그 사용 상태에 따른 문제점이 있기 때문인 것이다.In addition, the conventional general transmission structure as described above cannot be used as it is installed on a bicycle or a motorcycle as it is, because the volume of the general transmission mechanism is large, there is a problem according to the use state.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 제 문제점을 해결하여, 구조가 간단하면서 큰 변속 범위를 가짐과 더불어 변속이 선형적으로 이루어지게 하고, 자전거나 오토바이와 같은 주행 장치에도 적용시킬 수 있게 한 무단변속기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention solves the problems described above, the structure is simple and has a large speed range, the speed change is made linear, and a continuously variable transmission that can be applied to a driving device such as a bicycle or a motorcycle. The purpose is to provide.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무단변속기는, 하나의 유성기어유닛과 하나의 벨트풀리식 변속조절기로 이루어져 있으면서, 상기 유성기어유닛의 3 개 기어요소중 2 개 기어요소가 변속조절기에 선택적으로 연결되어 있고, 유성기어유닛의 피니언기어에 동력을 전달하는 입력축이 연결되어 있으며, 상기 변속조절기와 연결된 2 개의 기어요소중 임의의 하나 기어요소에 변속된 동력을 출력하는 출력축이 연결된 구조로 되어 있다The continuously variable transmission of the present invention for achieving the above object consists of one planetary gear unit and one belt pulley type shift regulator, wherein two gear elements of the three gear elements of the planetary gear unit are shift regulators. It is selectively connected to, the input shaft for transmitting power to the pinion gear of the planetary gear unit is connected, the output shaft for outputting the shifted power to any one gear element of the two gear elements connected to the shifting regulator is connected Become
그리고, 상기 변속조절기는 한쌍의 벨트풀리와 이들 벨트풀리의 회전축을 상기 유성기어유닛의 2 개기어요소와 연결시키는 연결기어요소 및 상기 벨트풀리의 직경을 가변시키는 지지대에 연결된 구조로 되어 있다.The shift regulator is connected to a pair of belt pulleys and a connecting gear element for connecting the rotational shafts of the belt pulleys with two gear elements of the planetary gear unit and a support for varying the diameter of the belt pulley.
한편, 상기 벨트풀리식 변속조절기에 구비된 연결기어요소와 맞물리게 되는 유성기어유닛의 2개 기어요소에는 연장기어부 또는 보조기어를 형성시켜, 유성기어유닛은 그 자체대로 정상적으로 작동할 수 있게 하면서, 이 유성기어유닛의 해당 기어가 변속조절기와 연결되게 한 구조로 되어 있다.On the other hand, the two gear elements of the planetary gear unit which is engaged with the coupling gear element provided in the belt pulley type shift regulator to form an extended gear portion or an auxiliary gear, so that the planetary gear unit can operate normally as it is, The gear of the planetary gear unit is connected to the shift controller.
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 무단변속기는 상기 변속조절기의 변속조절상태에 따라 입력축을 통해 입력되는 동력의 크기와 출력축을 통해 배출되는 동력의 크기를 가변시킬 수가 있으므로, 무단으로 변속이 가능할 뿐만 아니라 수동 또는 동력으로 가변시킬 수 있는 상기 벨트풀리식 변속조절기를 통해 변속이 용이한 장점이 있는 것이다.The continuously variable transmission of the present invention having such a structure can vary the magnitude of power input through the input shaft and the amount of power discharged through the output shaft according to the shift control state of the shift controller. Or it is easy to shift through the belt pulley type shift controller that can be changed by power.
따라서 본 발명에 따른 무단변속기는 하나의 간단한 구성으로 무한변속이 가능하므로 특히 자전거나 오토바이 등에 설치하여 사용하기가 용이하고, 필요에 따라 각종 동력기구 등에 설치하여 사용할 수가 있는 것이다.Therefore, the continuously variable transmission according to the present invention is capable of infinitely variable speed in one simple configuration. Especially, the continuously variable transmission is easily installed and used in bicycles or motorcycles, and can be installed and used in various power mechanisms as necessary.
도 1 은 본 발명에 따른 무단변속기의 제 1 실시예의 유성기어유닛을 분리하여 도시한 사시도,1 is a perspective view showing the planetary gear unit of the first embodiment of the continuously variable transmission according to the present invention;
도 2 는 도 1 의 실시예가 본 발명에 따른 변속조절기와 결합된 상태의 반단면도,FIG. 2 is a half sectional view of the embodiment of FIG. 1 coupled to a shift controller according to the present invention; FIG.
도 3 은 본 발명에 따른 무단변속기의 제 2 실시예의 유성기어유닛을 분리하여 도시한 사시도,Figure 3 is a perspective view showing the planetary gear unit of the second embodiment of the continuously variable transmission according to the present invention separately;
도 4 는 도 3 의 실시예가 본 발명에 따른 변속조절기와 결합된 상태의 반단면도,Figure 4 is a half sectional view of the embodiment of Figure 3 coupled to the shifting regulator according to the invention,
도 5 는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 변속조절기와 결합된 상태의 반단면도이다.5 is a half cross-sectional view of a state in which it is coupled with a shift controller according to a third embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 - 유성기어유닛 2 - 변속조절기1-Planetary gear unit 2-Shift controller
3 - 선기어 4 - 피니언기어3-Sun Gear 4-Pinion Gear
5 - 링기어 6 - 캐리어5-Ring Gear 6-Carrier
7,8 - 가변벨트풀리 9 - 벨트7,8-Adjustable belt pulleys 9-Belts
10 - 제 1 연결기어 11 - 제 2 연결기어10-1st connection gear 11-2nd connection gear
12 - 회전축 13 - 회전축12-axis of rotation 13-axis of rotation
14 - 지지대 15 - 중심축14-support 15-central axis
16 - 케이블 17 - 케이블연결판16-cable 17-cable connection plate
18 - 보조기어 19 - 기어연장부18-Auxiliary Gear 19-Gear Extension
20 - 스프로켓 21 - 페달20-Sprocket 21-Pedal
22 - 외접기어 23 - 보조기어부22-External gear 23-Auxiliary gear
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명은 하나의 유성기어유닛(1)과 하나의 벨트풀리식 변속조절기(2)로 이루어져 있으면서, 상기 유성기어유닛(1)을 구성하는 선기어(3)와 피니언기어(4) 및 링기어(5)로 이루어진 3 개 기어요소중 2 개 기어요소가 상기 변속조절기(2)에 선택적으로 연결되어 있고, 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)에 동력을 전달받는 입력축이 연결되어 있으며, 상기 변속조절기(1)와 연결된 2 개의 기어요소중 임의의 하나 기어요소에 출력축이 연결된 구조로 되어 있다.The present invention is composed of one planetary gear unit (1) and one belt pulley shift controller (2), the sun gear (3) and the pinion gear (4) and the ring gear (constituting the planetary gear unit 1) ( Two gear elements of the three gear elements consisting of 5) is selectively connected to the shifting regulator 2, the input shaft receiving power to the pinion gear 4 of the planetary gear unit 1 is connected, The output shaft is connected to any one gear element of the two gear elements connected to the shift regulator 1.
여기서, 상기 유성기어유닛(1)과 변속조절기(2)가 연결되는 형태에 따라 본 발명의 실시예가 달라지는 바, 이하에서 본 발명에 따른 실시예 별로 설명한다.Here, the embodiment of the present invention varies depending on the form in which the planetary gear unit 1 and the shift controller 2 are connected. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
여기서, 상기 변속 조절기(2)는 상기 유성기어유닛(1)을 구성하는 기어요소중 2개 기어요소에 맞물려져 이 기어요소의 회전속도를 제어하므로 써 출력요소의 회전속도를 조절해 주도록 되어 있다.Here, the shift controller 2 is meshed with two gear elements of the gear elements constituting the planetary gear unit 1 to control the rotational speed of the gear element to adjust the rotational speed of the output element. .
그리고, 상기 유성기어유닛(1)은 일반적으로 사용되는 것을 그 기본적인 구성으로 하는 바, 즉, 이 유성기어유닛(1)은 하나의 선기어(3)와 이 선기어(3)의 주변에 맞물려 자전 및 공전하는 다수 개의 피니언기어(4) 및 이들 피니언기어(4)에 공통적으로 외접하는 링기어(5)로 구성되어 있으며, 상기 다수 개의 피니언기어(4)는 하나의 캐리어(6)에 지지되어 함께 회전하도록 되어 있다.In addition, the planetary gear unit 1 is generally used in its basic configuration, that is, the planetary gear unit 1 is engaged with one sun gear 3 and the periphery of the sun gear 3 to rotate and rotate. It consists of a plurality of pinion gears (4) revolving and ring gears (5) commonly circumscribed to these pinion gears (4), said plurality of pinion gears (4) are supported on one carrier (6) together It is supposed to rotate.
한편, 상기 변속조절기(2)는 2 개의 가변벨트풀리(7,8)와 이들 가변벨트풀리(7,8)를 연결시키는 벨트(9) 및, 상기 가변벨트풀리(7,8)에 동력을 전달함과 더불어 변속된 동력을 출력하는 제 1 연결기어(10)와 제 2 연결기어(11)를 구비하여 이루어져 있다.On the other hand, the shift controller (2) powers the belt (9) connecting the two variable belt pulleys (7, 8) and these variable belt pulleys (7, 8), and the variable belt pulleys (7, 8). A first connection gear 10 and a second connection gear 11 for outputting the shifted power as well as the transmission is made.
그리고, 상기 가변벨트풀리(7,8)는 각각 2개의 분할판(7a,7b;8a,8b)로 이루어지고, 이들 분할판(7a,7b;8a,8b)은 서로 한 쌍식 짝을 이루어 각각의 회전축(12, 13)에 축선회 가능하면서 축방향을 따라서도 이동가능하게 결합되어 있으며, 한쪽 풀리(7)의 분할판(7a)과 다른쪽 풀리(8)의 분할판(8b)은 지지대(14)에 각각 고정 부착되어 있는 한편, 이 지지대(14)는 그 중앙부에 관통삽입된 중심축(15)에 회전이 가능하면서 축방향을 따라 이동도 가능하게 설치되어 있다.The variable belt pulleys 7 and 8 are each composed of two split plates 7a, 7b; 8a and 8b, and these split plates 7a, 7b and 8a and 8b are paired with each other. Axially rotatable and movable in the axial direction, and the partition plate 7a of one pulley 7 and the partition plate 8b of the other pulley 8 are supported. While each of the supporters 14 is fixedly attached to 14, the support 14 is rotatably mounted on the central shaft 15 inserted through the central portion thereof and is movable in the axial direction.
따라서, 상기 중심축(15)을 따라 지지대(14)를 이동시킴에 따라 양쪽 풀리(7,8)중 상기 지지대(14)에 연결되어 있는 분할판(7a, 8b)이 각각의 회전축(12,13)을 따라 축방향으로 이동하게 되는데, 이렇게 상기 분할판(7a, 8b)이 이동하게 되면, 양쪽 풀리(7,8)의 간격이 동일한 비율로 벌어지거나 오므려지게 된다.Accordingly, as the support 14 is moved along the central axis 15, the partition plates 7a and 8b connected to the support 14 of both pulleys 7 and 8 are connected to the respective rotation shafts 12,. 13 is moved in the axial direction. When the partition plates 7a and 8b are moved in this way, the intervals of both pulleys 7 and 8 are opened or closed at the same ratio.
이와 같이, 상기 풀리(7,8)의 간격이 동일한 비율로 오므려지거나 벌어짐에 따라 양쪽 풀리(7,8)사이에 걸쳐져 있는 벨트(9)를 통해 전달되어지는 속도가 단속없이 연속적으로 가변되어지는 것이다.In this way, as the gap between the pulleys 7 and 8 is retracted or opened at the same rate, the speed transmitted through the belt 9 spanning between the pulleys 7 and 8 is continuously varied without interruption. To lose.
한편, 상기한 바와 같이 중심축(15)을 따라 상기 지지대(14)를 이동시킬 수 있게 하기 위해, 이 지지대(14)의 중심부에 케이블(16)을 연결시키기 위한 케이블연결판(17)을 설치하여 사용할 수가 있다.On the other hand, in order to be able to move the support 14 along the central axis 15 as described above, in the center of the support 14 is installed a cable connecting plate 17 for connecting the cable 16 Can be used.
그러므로, 상기 연결판(17)에 케이블(16)을 연결시켜 이 케이블(16)을 밀거나 잡아 당기면 상기 지지대(14)가 중심축(15)을 따라 축방향으로 이동하면서, 양쪽 풀리(6,7)의 간격을 가변시켜 주게 되는 것이다.Therefore, when the cable 16 is connected to the connecting plate 17 to push or pull the cable 16, the support 14 moves in the axial direction along the central axis 15, and both pulleys 6, It is to change the interval of 7).
따라서, 상기한 바와 같이 양쪽 풀리(7,8)의 간격이 선형적으로 가변 되어짐에 따라 이 풀리(7,8)에 걸쳐져 있는 벨트(9)을 통해 전달되는 동력의 회전속도가 선형적으로 가변 되어지게 되는 것이다.Thus, as described above, as the spacing of both pulleys 7, 8 is linearly variable, the rotational speed of the power transmitted through the belt 9 spanning the pulleys 7, 8 is linearly variable. It will be done.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 유성기어유닛(1)과 변속조절기(2)를 결합시켜 이루어지는 본 발명의 무단변속기는 상기 유성기어유닛(1)의 기어요소와 변속조절기(2)의 연결상태에 따라 그 실시예가 달라지는 바, 이하에서는 각 실시예 별로 그 연결구성과 이에 따른 작동을 자세하게 설명하기로 한다.The continuously variable transmission of the present invention by combining the planetary gear unit 1 and the shift controller 2 having the configuration as described above depends on the connection state between the gear element of the planetary gear unit 1 and the shift controller 2. Since the embodiments vary, the following describes the connection configuration and operation according to each embodiment in detail.
도면 1 과 도면 2 는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 것인 바, 상기 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(10)와 제 2 연결기어(11)가 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)와 선기어(3)에 각각 맞물려진 구성으로 되어 있는 바, 이와 같이 상기 변속조절기(2)의 제 1 및 제 2 연결기어(10,11)가 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)와 선기어(3)에 맞물려져 결합될 수 있게 하기 위해, 상기 캐리어(6)가 연결된 반대쪽 측면에 외접기어를 갖춘 링형태의 보조기어(18)가 연결되어 있으며, 상기 선기어(3)에는 축방향을 따라 연장형성된 연장기어부(19)가 각각 구비되어 있다.1 and 2 show a first embodiment according to the present invention, wherein the first connecting gear 10 and the second connecting gear 11 of the shift controller 2 are planetary gear units 1. The first and second connecting gears 10 and 11 of the shifting regulator 2 are configured to be engaged with the pinion gear 4 and the sun gear 3 of the planetary gear unit 1. In order to be engaged and engaged with the pinion gear 4 and the sun gear 3, a ring-shaped auxiliary gear 18 having an external gear is connected to the opposite side to which the carrier 6 is connected, and the sun gear ( 3) is provided with an extension gear portion 19 extending in the axial direction, respectively.
따라서, 상기 보조기어(18)와 선기어(3)의 연장기어부(19)에 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(11)와 제 2 연결기어(10)가 각각 맞물려져 연결되도록 되어 있다.Accordingly, the first gear 11 and the second gear 10 of the shift controller 2 are engaged with the auxiliary gear 18 and the extension gear 19 of the sun gear 3 so as to be engaged with each other. .
그리고, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 제 1 실시예에서는 상기 변속조절기(2)와 맞물려 있지 않은 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)가 동력을 전달받는 입력요소로 되어 있고, 상기 링기어(5)가 변속된 동력을 전달하는 출력요소를 이루도록 되어 있다.In addition, in the first embodiment according to the present invention as described above, the pinion gear 4 of the planetary gear unit 1 which is not engaged with the shift controller 2 is an input element to which power is transmitted, and the ring The gear 5 is configured as an output element for transmitting the shifted power.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무단변속기는, 상기 캐리어(6)를 통해 피니언기어(4)로 동력이 인가되면, 이 피니언기어(4)에 내접 및 외접하고 있는 선기어(3)와 링기어(5)가 회전하게 되는데, 이와 동시에 피니언기어(4)를 통해 전달되는 동력이 상기 피니언기어(4)에 연결되어 있는 보조기어(18)와 제 1 연결기어(10)를 통하여 변속 조절기(2)로 전달되고, 이 변속 조절기(2)의 양쪽 벨트풀리(7,8)의 직경비에 따라 변속된 동력은 변속조절기(2)의 제 2 연결기어(11)와 상기 연장기어부(19)를 통하여 다시 유성기어유닛(1)의 선기어(3)로 전달되게 된다.Accordingly, the continuously variable transmission according to the first embodiment of the present invention, when power is applied to the pinion gear 4 through the carrier 6, and the sun gear (3) internal and external to the pinion gear (4); The ring gear 5 is rotated, and at the same time, the power transmitted through the pinion gear 4 is transmitted through the auxiliary gear 18 and the first connecting gear 10 connected to the pinion gear 4. (2), the power shifted according to the diameter ratio of both belt pulleys (7, 8) of the shift regulator (2) is the second connecting gear (11) of the shift regulator (2) and the extension gear portion ( 19) is transmitted to the sun gear (3) of the planetary gear unit (1) again.
이와 같이, 상기 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)를 통해 입력되는 구동원의 동력이 변속조절기(2)에서 조절된 후 선기어(3)로 전해지게 되므로, 상기 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 상기 선기어(3)는 그 회전속도가 느려지거나 빨라지게 되고, 이렇게 선기어(3)의 회전속도가 느리게 또는 빠르게 가변됨에 따라 이 선기어(3)의 주변을 따라 자전 및 공전하는 피니언기어(4)에 걸리는 부하가 가변되어지게 되므로, 그 결과 피니언기어(4)로부터 동력을 전달받는 링기어(5)의 구동력도 가변되어지게 되는 것이다.As such, since the power of the driving source input through the pinion gear 4 of the planetary gear unit 1 is controlled by the shift controller 2 and then transmitted to the sun gear 3, the adjustment of the shift controller 2 is performed. Depending on the state of the sun gear (3) the rotational speed is slowed down or faster, and as the rotational speed of the sun gear (3) is changed slowly or rapidly, the pinion gear that rotates and revolves around the sun gear (3) ( Since the load applied to 4) becomes variable, the driving force of the ring gear 5 which receives power from the pinion gear 4 also becomes variable as a result.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무단변속기는, 피니언기어(4)를 구동시키는데 필요한 동력이 선기어(3)의 상대 회전속도에 따라 가변되어지게 하고, 상기 선기어(3)의 회전속도는 구동원의 동력이 피니언기어(4)와 변속조절기(2)를 통해 전달되는 변속상태에 따라 달라지게 되므로, 상기 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 피니언기어(4)를 구동시키는데 필요한 동력의 크기가 달라지게 되는 것이다.That is, the continuously variable transmission according to the first embodiment of the present invention causes the power required to drive the pinion gear 4 to be varied according to the relative rotation speed of the sun gear 3, and the rotation speed of the sun gear 3 is Since the power of the drive source depends on the shift state transmitted through the pinion gear 4 and the shift controller 2, the magnitude of the power required to drive the pinion gear 4 according to the adjustment state of the shift controller 2. Will be different.
그리고, 출력요소인 상기 링기어(5)의 회전속도와 출력토오크의 크기는 서로 기어 이빨이 맞물려져 있는 피니언기어(4)의 회전속도와 토오크의 크기에 따라 달라지게 되므로, 결국 상기와 같이 선기어(3)의 회전속도에 따라 링기어(5)의 회전속도가 가변되어지게 되는 것이다.In addition, since the rotational speed of the ring gear 5 and the output torque, which are output elements, depend on the rotational speed and torque of the pinion gear 4 in which the gear teeth are engaged with each other, the sun gear as described above. The rotation speed of the ring gear 5 is variable according to the rotation speed of (3).
그러므로, 상기한 바와 같은 구조로 이루어진 변속조절기(2)에 연결된 케이블(16)을 당기거나 늦추어 변속조절기(2)에 설치된 지지대(14)를 이동시킴에 따라 이 지지대(14)에 고정부착되어 있는 양쪽 가변벨트풀리(7,8)의 직경이 상대적으로 가변되게 하고, 이 가변벨트풀리(7,8)사이에서 전달되는 속도가 선형적으로 가변되게 함으로써, 결국 선기어(3)의 구동속도가 가변되고 이에 따라 링기어(5)에서 출력되는 동력의 토오크와 회전속도가 선형적으로 가변되는 것이다.Therefore, by pulling or slowing the cable 16 connected to the shift controller 2 having the above-described structure, the support 14 installed on the shift controller 2 is moved, thereby being fixedly attached to the support 14. The diameters of both variable belt pulleys 7 and 8 are relatively variable, and the speed transmitted between the variable belt pulleys 7 and 8 is linearly variable, so that the driving speed of the sun gear 3 is variable. Accordingly, the torque and rotational speed of the power output from the ring gear 5 are linearly changed.
한편, 상기 링기어(5)를 통하여 출력되는 동력의 전달 방법은 본 발명에 따른 무단변속기의 적용상태에 따라 다르게 할 수가 있는 바, 도면 1 및 도면 2 에서는 상기 링기어(5)의 바깥쪽에 스프로켓(20)을 설치하여, 본 발명에 따른 무단변속기를 자전거에 설치하여 사용할 수 있게 한 것이다.On the other hand, the transmission method of the power output through the ring gear (5) can be different depending on the application state of the continuously variable transmission according to the present invention, in Figures 1 and 2 sprockets on the outside of the ring gear (5) By installing 20, the continuously variable transmission according to the present invention can be installed and used on a bicycle.
따라서, 상기 스프로켓(20)에 자전거의 체인을 연결시켜 사용할 수 있는 것이다. 또한 이에 따라 도면 1 과 도면 2 에는 상기 피니언기어(4)로 동력을 입력시키는 구동원으로서 자전거페달(21)을 이용하는 상태를 도시한 것이다.Therefore, the chain of the bicycle can be used by connecting the sprocket 20. 1 and 2 illustrate a state in which the bicycle pedal 21 is used as a driving source for inputting power to the pinion gear 4.
그러나, 상기 피니언기어(4)의 캐리어(6)에 엔진의 출력축을 연결하여 사용할 수도 있다. 따라서 본 발명에 따른 무단변속기는 차량이나 오토바이 등과 같이 엔진을 사용하는 이송장치에 설치하여 범용적으로 사용할 수가 있는 것이다.However, the output shaft of the engine may be connected to the carrier 6 of the pinion gear 4. Therefore, the continuously variable transmission according to the present invention can be installed in a transfer device using an engine, such as a vehicle or a motorcycle, and can be used universally.
한편, 도면 3 과 도면 4 는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 구조를 도시한 것인 바, 이 제 2 실시예는 상기 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(10)와 제 2 연결기어(11)가 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)와 링기어(5)사이를 연결시키도록 되어 있고, 상기 유성기어유닛(1)으로 동력을 입력하는 입력단이 상기 피니언기어(4)로 되어 있으며, 이 유성기어유닛(1)에서 변속된 동력을 출력하는 출력단이 선기어(3)가 되도록 구성되어 있는 점이 상기 제 1 실시예와 상이한 것이다.On the other hand, Figure 3 and Figure 4 shows the structure of the second embodiment according to the present invention, this second embodiment is the first connecting gear 10 and the second connecting gear (10) of the shift controller (2) 11) is connected between the pinion gear (4) and the ring gear (5) of the planetary gear unit 1, the input terminal for inputting power to the planetary gear unit (1) to the pinion gear (4) The output stage for outputting power shifted by the planetary gear unit 1 is configured to be the sun gear 3, which is different from the first embodiment.
한편, 상기한 바와 같이 상기 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(10)와 제 2 연결기어(11)가 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)와 링기어(5)에 각각 맞물릴 수 있도록 하기 위해, 상기 피니언기어(4)에는 제 1 실시예와 마찬가지로 보조기어(18)가 구비되어 있고 상기 링기어(5)에는 외접기어(22)가 구비되어 있다.On the other hand, as described above, the first connecting gear 10 and the second connecting gear 11 of the shift controller 2 fit the pinion gear 4 and the ring gear 5 of the planetary gear unit 1, respectively. In order to be bitten, the pinion gear 4 is provided with an auxiliary gear 18 as in the first embodiment, and the ring gear 5 is provided with an external gear 22.
따라서, 상기 피니언기어(4)에 설치되어 있는 보조기어(18)에 변속조절기(2)의 제 2 연결기어(11)가 맞물려지고, 상기 링기어(5)의 외접기어(22)에 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(10)가 맞물려 결합되도록 되어 있다.Accordingly, the second connecting gear 11 of the shift controller 2 is engaged with the auxiliary gear 18 installed on the pinion gear 4, and the shift controller 22 is connected to the external gear 22 of the ring gear 5. The first connecting gear 10 of (2) is engaged with each other.
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무단변속기는, 캐리어(6)와 피니언기어(4)를 통하여 입력되는 동력이 보조기어(18)를 통하여 변속조절기(2)로 전달되어 양쪽 풀리(7,8)의 직경변화에 따라 선형적으로 변속된 후, 다시유성기어유닛(1)의 링기어(5)로 전달되어 이 링기어(5)의 회전속도를 제어해 줌으로써, 상기 링기어(5)에 내접하여 공전 및 자전하는 피니언기어(4)의 속도가 가변 되어질 수 있게 하는 것이다.In the continuously variable transmission according to the second embodiment of the present invention having such a structure, power input through the carrier 6 and the pinion gear 4 is transmitted to the shift controller 2 through the auxiliary gear 18 so that both pulleys are provided. After shifting linearly according to the diameter change of (7,8), it is transferred to the ring gear 5 of the planetary gear unit 1 again to control the rotational speed of the ring gear 5, whereby the ring gear The speed of the pinion gear 4 that rotates and rotates inscribed in (5) can be varied.
즉, 링기어(5)의 회전속도에 따라 이 링기어(5)에 내접하여 회전하는 피니언기어(4)를 회전시키는데 필요한 동력의 크기를 가변시킬 수 있고, 이러한 작동 관계에 따라 결국 피니언기어(4)의 회전속도에 따라 링기어(5)의 회전속도가 달라지면서 이 링기어(5)에 내접하여 회전하는 피니언기어(4)의 토오크가 가변되어지게 되는 것이다.That is, according to the rotational speed of the ring gear 5, it is possible to vary the magnitude of the power required to rotate the pinion gear 4 which rotates inwardly to the ring gear 5, and in accordance with this operating relationship, the pinion gear ( As the rotational speed of the ring gear 5 varies depending on the rotational speed of 4), the torque of the pinion gear 4 which rotates in contact with the ring gear 5 is variable.
따라서, 상기 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 피니언기어(4)를 구동시키는데 필요한 동력의 토오크와 회전속도를 달리 할 수가 있고, 이 피니언기어(4)의 토오크와 회전속도가 가변됨에 따라 상기 피니언기어(4)에 내접한 상태에서 피니언기어(4)로 부터 토오크를 전달받아 회전하는 선기어(3)의 회전속도와 토오크가 가변되게 되는 것이다.Accordingly, the torque and rotational speed of the power required to drive the pinion gear 4 can be varied according to the adjustment state of the shift controller 2, and the torque and rotational speed of the pinion gear 4 are varied as described above. In the state in which the pinion gear 4 is inscribed, the rotation speed and the torque of the sun gear 3 which rotates by receiving torque from the pinion gear 4 are variable.
그러므로, 상기 제 1 실시예의 경우에서 자세히 설명한 바와 같이, 상기 변속조절기(2)의 변속상태를 제어해 줌으로써 제 2 연결기어(11)로 부터 제 1 연결기어(10)를 통해 유성기어유닛(1)으로 출력되는 속도가 선형적으로 가변되게 되고, 그 결과 선기어(3)의 회전속도와 토오크도 선형적으로 가변되어져 출력되는 것이다.Therefore, as described in detail in the case of the first embodiment, the planetary gear unit 1 through the first connecting gear 10 from the second connecting gear 11 by controlling the shift state of the shift controller 2. ), The output speed is linearly variable, and as a result, the rotational speed and torque of the sun gear 3 are also linearly variable and output.
한편, 도면 3 과 도면 4 에서도 본 발명에 따른 무단변속기를 자전거에 적용시킨 예를 도시하였는 바, 유성기어유닛(1)의 출력단인 선기어(3)에 스프로켓(20)을 일체로 설치하고, 상기 피니언기어(4)의 캐리어(6)에 페달(21)을 연결시킨 구조를 나타내었다.On the other hand, Figure 3 and Figure 4 also shows an example in which the continuously variable transmission according to the invention applied to the bicycle, the sprocket 20 is integrally installed on the sun gear (3) which is the output end of the planetary gear unit (1), The structure in which the pedal 21 is connected to the carrier 6 of the pinion gear 4 is shown.
따라서, 상기 페달(21)을 저어줌에 따라 발생하는 구동력이 유성기어유닛(1)의 피니언기어(4)를 통하여 변속조절기(2)로 전달된 후 이 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 그 출력이 선형적으로 가변된 후 다시 유성기어유닛(2)의 링기어(5)로 전달되어지면서 이 링기어(5)의 상대회전속도를 가변시키게 하므로써, 최종적으로 상기 링기어(5)에 내접하여 회전하는 피니언기어(4)의 작동조건을 가변시켜 주게 되므로, 그 결과 이 피니언기어(4)에 내접하여 회전하는 선기어(3)의 회전속도와 토오크가 가변되는 것이다.Therefore, the driving force generated by stirring the pedal 21 is transmitted to the shift controller 2 through the pinion gear 4 of the planetary gear unit 1 and then according to the adjustment state of the shift controller 2. The output is linearly changed and then transmitted to the ring gear 5 of the planetary gear unit 2 so as to vary the relative rotational speed of the ring gear 5, finally to the ring gear 5. Since the operating conditions of the pinion gear 4 which rotates internally are varied, as a result, the rotational speed and torque of the sun gear 3 which rotates internally and in turn rotate to the pinion gear 4.
도면 5 는 발명에 따른 제 3 실시예의 구조를 도시한 것인 바, 이 제 3 실시예는 상기 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(10)와 제 2 연결기어(11)가 유성기어유닛(1)의 선기어(3)와 링기어(5)사이를 연결시키도록 되어 있고, 상기 유성기어유닛(1)으로 동력을 입력하는 입력단이 피니언기어(4)로 되어 있으며, 이 유성기어유닛(1)에서 변속된 동력을 출력하는 출력단이 선기어(3)가 되도록 구성되어 있는 점이 상기 제 1 실시예와 상이한 것이다.Figure 5 shows the structure of the third embodiment according to the invention, the third embodiment is a first gear gear 10 and the second connection gear 11 of the shift controller 2 is a planetary gear unit (1) is connected between the sun gear (3) and the ring gear (5), the input terminal for inputting power to the planetary gear unit (1) is a pinion gear (4), the planetary gear unit ( The point that the output stage for outputting the power shifted in 1) is configured to be the sun gear 3 is different from the first embodiment.
한편, 상기한 바와 같이 상기 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(10)와 제 2 연결기어(11)가 유성기어유닛(1)의 선기어(3)와 링기어(5)에 각각 맞물릴 수 있도록 하기 위해, 상기 링기어(5)에는 제 2 실시예와 마찬가지로 링기어(5)의 외면에 외접기어(22)가 구비되어 있고, 상기 선기어(3)에는 보조기어부(23)가 구비되어 있다.Meanwhile, as described above, the first connecting gear 10 and the second connecting gear 11 of the shift controller 2 are engaged with the sun gear 3 and the ring gear 5 of the planetary gear unit 1, respectively. To this end, the ring gear 5 is provided with an external gear 22 on the outer surface of the ring gear 5 as in the second embodiment, and the sun gear 3 is provided with an auxiliary gear portion 23. have.
따라서, 상기 링기어(5)의 외접기어(22)에 변속조절기(2)의 제 1 연결기어(10)가 맞물려지고, 상기 선기어(3)의 보조기어부(23)에 변속조절기(2)의 제 2 연결기어(11)가 맞물려 결합되도록 되어 있다.Accordingly, the first connecting gear 10 of the shift controller 2 is meshed with the external gear 22 of the ring gear 5, and the auxiliary gear part 23 of the sun gear 3 of the shift controller 2 is engaged with the outer gear 22 of the ring gear 5. The second connecting gear 11 is engaged with each other.
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무단변속기는, 구동력이 캐리어(6)와 피니언기어(4)를 통하여 링기어(5)로 전달되고, 이 링기어(5)에 전달된 동력은 제 1 연결기어(10)를 통하여 변속조절기(2)로 전달되어 양쪽 풀리(7,8)의 직경변화에 따라 선형적으로 변속된 후, 제 2 연결기어(11)를 통하여 다시 유성기어유닛(1)의 선기어(3)로 전달되게 된다.In the continuously variable transmission according to the third embodiment of the present invention having such a structure, the driving force is transmitted to the ring gear 5 through the carrier 6 and the pinion gear 4, and the power transmitted to the ring gear 5. Is transmitted to the shift controller 2 through the first connecting gear 10 and is linearly shifted according to the diameter change of both pulleys 7, 8, and then the planetary gear unit again through the second connecting gear 11. It is transmitted to the sun gear 3 of (1).
따라서, 상기 피니언기어(4)를 통하여 링기어(5)로 전달된 동력이 변속조절기(2)를 통하여 변속된 후 선기어(3)로 전달되면서, 상기 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 선형적으로 가변되게 되는 것이다.Therefore, the power transmitted to the ring gear 5 through the pinion gear 4 is transferred to the sun gear 3 after shifting through the shift controller 2, and according to the adjustment state of the shift controller 2 Will be variable.
즉, 상기 링기어(5)와 선기어(3)사이를 연결시키는 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 선기어(3)를 통해 출력되는 구동력의 토오크와 회전속도를 가변시켜 줄 수 있게 되는 것이다.That is, the torque and the rotational speed of the driving force output through the sun gear 3 can be varied according to the adjustment state of the shift controller 2 connecting the ring gear 5 and the sun gear 3.
그러므로, 상기 제 3 실시예에 따른 무단변속기는, 상기 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 선기어(3)를 통해 출력되는 회전속도는 동일하게 유지시키면서 페달(21)을 통해 피니언기어(4)로 입력되는 동력의 크기를 가변시킬 수 있는 것이다.Therefore, the continuously variable transmission according to the third embodiment of the present invention maintains the rotational speed output through the sun gear 3 in accordance with the adjustment state of the shift controller 2, while maintaining the same rotational speed of the pinion gear 4 through the pedal 21. It is possible to change the magnitude of the power input to.
따라서, 본 발명에 따른 제 3 실시예의 무단변속기를 자전거에 설치하여 사용하는 경우에, 상기 선기어(3)를 통해 출력되는 회전속도는 동일하게 유지하면서페달(21)을 사용하여 입력되는 동력의 크기를 가변시켜 줄 수가 있으므로, 자전거를 타는 사람이 신체조건과 주행상태에 따라 페달(21)을 젓는 속도를 힘들이지 않고 편하게 가동시키면서 자전거를 탈 수가 있는 것이다.Therefore, in the case where the continuously variable transmission of the third embodiment of the present invention is installed and used in a bicycle, the magnitude of the power input using the pedal 21 while maintaining the same rotation speed output through the sun gear 3 is maintained. Since it can be changed, the person riding a bicycle can ride a bicycle while effortlessly operating the pedal 21 stably according to physical conditions and driving conditions.
한편, 도면 에는 본 발명에 따른 무단변속기를 자전거에 적용시킨 예를 도시하였는 바, 유성기어유닛(1)의 출력단인 선기어(3)에 스프로켓(20)을 일체로 설치하고, 상기 피니언기어(4)의 캐리어(6)에 페달(21)을 연결시킨 구조를 나타 내었다.Meanwhile, in the drawings, an example in which the continuously variable transmission according to the present invention is applied to a bicycle is provided. The sprocket 20 is integrally installed on the sun gear 3 which is the output end of the planetary gear unit 1, and the pinion gear 4 ) Shows a structure in which the pedal 21 is connected to the carrier 6.
한편, 상기에서 설명한 제 3 실시예의 다른 경우로서, 동력을 인출하는 기어요소로서 상기 선기어(3) 대신에 링기어(5)가 출력요소가 되게 하는 것이다.On the other hand, as another case of the third embodiment described above, the ring gear 5 is an output element instead of the sun gear 3 as a gear element for drawing power.
이와 같이, 링기어(5)를 출력요소로 하는 경우에는 상기 선기어(3)에 형성시킨 스프로켓을 없애고 대신 링기어(5)에 평행한 상태로 스프로켓을 설치하여 사용할 수가 있다.In this way, when the ring gear 5 is used as the output element, the sprocket formed on the sun gear 3 can be removed, and the sprocket can be installed in parallel with the ring gear 5.
이러한 경우의 변형실시예의 경우에 있어서도, 그 동작은 상기 제 3 실시예의 설명과정에 따라 이루어지게 된다.Even in the case of the modified embodiment in this case, the operation is made according to the description process of the third embodiment.
이상에서 열거하여 설명한 본 발명의 무단변속기는 자전거에 적용시킬 경우에는, 상기 변속조절기(2)의 조절상태에 따라 페달(21)을 작동시키는데 필요한 토오크를 가변시켜 줄 수가 있으므로, 자전거의 주행조건과 자전거를 타고 있는 사람의 상태에 따라 상기 변속조절기(2)를 가변시켜줌으로써 자전거를 편리하게 탈 수가 있게 할 수가 있는 것이다.When the continuously variable transmission of the present invention enumerated above is applied to a bicycle, the torque required to operate the pedal 21 can be varied according to the adjustment state of the shift controller 2, so that the driving conditions and By changing the shift controller 2 according to the state of a person riding a bicycle, it is possible to conveniently ride the bicycle.
따라서, 본 발명에 따른 무단변속기는 그 구조가 특히 간단하면서 적은 부품개수로 이루어지고 선형적인 변속을 효과적으로 수행할 수가 있는 구조로 되어 있으므로, 자전거와 같은 이송 기구에도 공간적 및 설비 상의 문제가 없이 간단하게 설치하여 효과적으로 사용할 수가 있는 것이다.Therefore, the continuously variable transmission according to the present invention has a particularly simple structure with a small number of parts and a structure capable of effectively performing linear shifting. It can be installed and used effectively.
그러나, 상기 여러가지의 실시예에 따른 무단변속기는 자전거에만 국한적으로 적용시킬 수 있는 것이 아니라, 모든 동력 이송 기구에 적용시킬 수가 있는 것이다.However, the continuously variable transmission according to the above various embodiments is not limited to a bicycle but can be applied to all power transmission mechanisms.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 무단변속기는, 하나의 벨트풀리식 변속조절기와 하나의 유성기어유닛만으로 이루어지면서, 상기 변속조절기에 구비되어 있는 제 1 연결기어 및 제 2 연결기어가 유성기어유닛의 3 기어요소중 2 개의 기어요소에 연결되고, 상기 유성기어유닛의 피니언기어를 통하여 외부 동력이 입력되며, 상기 변속조절기의 제 1 및 제 2 연결기어와 연결된 기어중의 하나를 통하여 변속된 동력이 출력되게 된 구조로 되어 있으면서, 상기 변속조절기의 조절상태에 따라 유성기어유닛의 출력요소를 통해 출력되는 동력의 토오크와 회전속도가 선형적으로 가변되게 할 수가 있으므로, 자전거나 오토바이와 같은 소형 동력구동장치에도 적용시켜 효과적으로 무단변속이 이루어지게 할 수가 있는 것이다.As described above, the continuously variable transmission includes only one belt pulley type shift controller and one planetary gear unit, and includes a planetary gear unit having a first connection gear and a second connection gear provided in the shift controller. Is connected to two gear elements of the three gear elements, and the external power is input through the pinion gear of the planetary gear unit, and the power shifted through one of the gears connected to the first and second connection gears of the shift regulator. In this structure, the torque and rotational speed of the power output through the output element of the planetary gear unit can be changed linearly according to the adjustment state of the shift controller, so that a small power such as a bicycle or a motorcycle It can also be applied to the drive to effectively make a stepless shift.
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