KR200207525Y1 - 무단변속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무단변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 등과 같은 원동기에서 부하측 즉, 바퀴로 전달되는 회전력을 부하조건에 따라 변속함에 있어서 부하의 조건에 따라 변속을 하지 않고 무단으로 변속된 회전력을 부하측으로 전달할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

즉, 본 고안은 원동기에 의하여 회동되는 변속판(10)과, 상기 변속판(10)에 의하여 회동되며 반경방향으로 이동되는 변속부(20)와, 상기 변속부(20)의 반경방향 이동을 가이드하며 변속판(10)에 압접되게하는 가이드부와, 상기 변속부(20)를 통하여 변속 출력되는 회전력을 집중출력하는 출력부(40) 부, 변속부(20)에서 출력부(40)로 회전력을 전달하는 연결축(51) 및, 변속부(20)의 반경방향 이동을 제어하는 제어부(60)로 구성한 것이다.

따라서, 본 고안은 변속판과 구름접촉되는 변속휠의 조향에 의한 측력에 의하여 변속부가 반경방향으로 이동되어 변속이 이루어지게 하므로서 부하측 즉 주행조건에 따른 변속이 단이지지 않고 무단으로 부드럽게 이루어지는 것이다.

Description

무단변속기{A stepless speed change device}

본 고안은 무단변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 등과 같은 원동기에서 부하측 즉, 바퀴로 전달되는 회전력을 부하조건에 따라 변속함에 있어서 부하의 조건에 따라 변속을 하지 않고 무단으로 변속된 회전력을 부하측으로 전달할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 자동차 등과 같은 각종 기계기구에는 엔진 즉 원동기에서 발생된 회전력을 부하측 즉, 주행조건에 따라 조절하여 전달할 수 있게한 변속기가 구비되어 있다.

상기한 바와 같은 변속기는 일반적으로 각각 다른 기어비를 가지는 다수의 기어열을 구비하고, 부하측의 조건에 따라 기어열을 선택적으로 변경하여 원동기에서 전달되는 회전력을 부하측에 알맞게 변환하여 전달할 수 있게 하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 변속기의 부하측의 조건에 따른 변속작업이 각기 다른 기어비를 가진 기어열의 선택에 의하여 이루어지므로 변속과정에 있어서 회전력이 일정한 기울기로 변화되는 것이 아니라 일정한 계단을 형성하며, 다음 단까지 변속하기 위하여 원동기를 불필요하게 고속으로 작동시켜야 하는 등의 문제점이 있었다.

또한, 이상과 같이 변속의 단을 이루는 종래의 변속기는 원동기와 부하측에 많은 충격을 주어 기계의 수명을 단축시키는 등의 문제점이 있었다.

이에, 본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 원동기로부터 동력을 전달받아 회동되는 변속판에 의하여 회동되는 변속휠을 구비하고, 상기 변속휠의 조향에 의한 반경방향의 이동에 의하여 변속이 이루어지게 하여 단이 지지 않고 부드럽게 변속이 이루어지도록 한 것이다.

도 1 은 본 고안에 따른 일 실시예를 보인 측 단면도.

도 2 는 본 고안에 따른 일 실시예를 보인 정 단면도.

도 3 은 본 고안에 따른 일 실시예를 보인 출력부의 정 단면도.

도 4 는 본 고안에 따른 일 실시예를 보인 변속부의 주요 구성 사시도.

도 5 는 본 고안에 따른 일 실시예를 보인 변속부의 상세 측 단면도.

도 6 은 본 고안에 따른 일 실시예를 보인 변속부의 상세 정면도.

도 7 은 본 고안에 따른 변속부의 일 실시예로서 변속과정에 있어서

출력부의 회전속도가 증가되게 변속되는 과정을 보인 상세 정면도.

도 8 은 본 고안에 따른 변속부의 일 실시예로서 변속과정에 있어서

출력부의 회전력이 증가되게 변속되는 과정을 보인 상세 정면도.

도 9 는 본 고안에 따른 일 실시예를 보인 제어부의 주요 구성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 변속판

20 : 변속부

21 : 변속휠 21a : 휠축

22 : 변속프레임 23 : 베벨기어

24 : 기어하우징 24a: 면베어링

25 : 변속출력축 26 : 액츄에이터

31 : 중앙프레임 32 : 가이드봉 33 : 고정프레임

34 : 스프링 35 : 고정볼트

40 : 출력부

41 : 출력기어 42 : 출력축

51 : 연결축 52 : 자재이음

53 : 스플라인 54 : 변속기어

60 : 제어부 71 : 속도센서 72 : 스로틀센서

100 : 몸체

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 변속과정에 있어서의 변속이 단이 지지 않고 무단으로 이루어지게 한 것으로, 원동기로부터 동력을 전달받아 회동되는 원형판재로 전면이 최대의 마찰력을 갖도록 형성되어 몸체(100)에 축지되는 변속판(10)과, 상기 변속판(10)과 구름접촉되어 회동되며 변속판(10)의 반경방향으로 이동되는 변속휠(21)을 구비하여 회전력을 변속출력하는 하나 이상의 변속부(20)와, 상기 변속부(20)의 반경방향 이동을 가이드하며 변속판(10)에 압접되게 하는 가이드부와, 상기 변속부(20)에서 변속출력되는 회전력을 집중 출력할 수 있게 출력기어(41)가 구비된 출력축(42)으로 이루어진 출력부(40)와, 상기 변속부(20)의 반경방향 이동에 따른 각도변화와 길이변화를 흡수할 수 있게 변속부(20)에서 출력부(40)로 회전력을 전달하는 연결축(51) 및, 상기 출력부(40)에 회전속도를 감지하는 속도센서(71)와 원동기의 스로틀센서(72)를 통하여 입력되는 신호를 비교연산하여 변속부(20)의 반경방향 이동을 제어하는 제어부(60)로 구성한 것이다.

여기서, 상기 변속부(20)는 변속판(10)에 구름접촉되어 회동되며 조향수단에 의하여 반경방향으로 이동되는 변속휠(21)과, 상기 변속휠(21)에 의한 조향력에 의하여 가이드봉(32)을 따라 슬라이딩 이동되는 변속프레임(22)과, 상기 변속프레임(22)에 축지되며 회전되는 변속휠(21)의 휠축(21a)과 베벨기어(23)와 같은 기어결합에 의하여 회전력을 출력하는 변속출력축(25)으로 구성한 것이다.

한편, 상기 조향수단은 휠축(21a)의 일단이 축지되며 변속프레임(22)에 변속출력축(25)을 지점으로 회동되게 결합되는 기어하우징(24)과, 상기 휠축(21a)의 타단에 결합되어 변속출력축(25)을 지점으로 조향회동되게 변속프레임(22)에 구속되는 조향액츄에이터(26)로 구성한 것으로, 상기 변속프레임(22)과 기어하우징(24) 사이에는 마찰력 완화를 위한 면베어링(24a)을 구비하여 실시할 수 있는 것이며, 상기 조향액츄에이터(26)는 유압에 의한 유압액츄에이터 또는 공압에 의한 공압액츄에이터 및 자력에 의한 솔레노이드로 구성하여 실시할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 가이드부는 변속판(10)의 전면 중앙에 위치된 중앙프레임(31)에 방사형으로 구비된 가이드봉(32)과, 상기 방사형으로 구비된 가이드봉(32)의 외측단부를 구속하며 변속판(10)이 축지된 몸체(100)에 스프링(34)과 같은 탄성수단을 매개로 탄성 가압되게 고정볼트(35)로 고정설치되는 고정프레임(33)으로 구성한 것이다.

또한, 상기 연결축(51)은 상기 변속부(20)의 반경방향 이동에 따른 각도변화와 길이변화를 흡수할 수 있게 양단에 자재이음(52)을 각각 구비하고, 일측 자재이음(52)의 단부에는 스플라인(53)과 같은 신축결합구조를 구비하며, 타측 자재이음(52)의 단부에는 출력부(40)의 출력기어(41)와 기어결합되는 변속기어(54)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.

한편, 상기 변속판(10)과 원동기 사이 또는 출력부(40)와 부하측 사이에 회전력을 단속할 수 있도록 한 클러치를 구비하고 출력부(40)의 후단에는 회전수를 가감속하는 가감속기를 구비하여 실시하는 것이 바람직한 것이다.

이하, 본 고안의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이 원동기에 의하여 회동되는 변속판(10)과 상기 변속판(10)에 의하여 회동되며 반경방향으로 이동되는 변속부(20)와 상기 변속부(20)의 반경방향 이동을 가이드하며 변속판(10)에 압접되게하는 가이드부와 상기 변속부(20)를 통하여 변속 출력되는 회전력을 집중출력하는 출력부(40) 및 변속부(20)에서 출력부(40)로 회전력을 전달하는 연결축(51)으로 이루어진 본 고안은 엔진 등과 같은 원동기로부터 변속판(10)으로 전달되는 회전력에 의하여 변속판(10)이 회전하게 되면 상기 변속판(10)에 압접되어 있는 변속부(20)의 변속휠(21)이 회동되게되고, 상기 변속휠(21)이 회동되면 변속휠(21)의 휠축(21a)의 단부에 결합되어 있는 베벨기어(23)를 통하여 기어결합된 변속출력축(25)이 회동되고, 상기 변속출력축(25)과 결합된 연결축(51)이 출력부(40)의 출력기어(41)를 회동시키므로서 출력부(40)의 출력축(42)을 통하여 회전력이 부하측 즉, 바퀴로 출력되게 되는 것이다.

이상과 같은 정속 작동과정에 있어 스로틀센서(72)와 속도센서(71)를 통하여 입력되는 신호의 변화가 발생하게 되면 제어부(60)는 상기 입력된 신호를 비교 연산하여 그 결과가 출력부(40)의 회전수를 증가시켜야 할 경우 즉, 자동차에 있어서 차속을 증가시켜야 하는 경우로 판단될 때에는 변속휠(21)의 변속판(10)의 바같측으로 회동되게 액츄에이터(26)를 작동시킨다.

상기한 바와 같이 변속휠(21)의 변속판(10)의 바같측으로 회동되게 액츄에이터(26)를 작동시키면, 상기 변속휠(21)에 반경방향의 바같측을 향하여 측하중이 작용되게되고, 상기 측하중으로 인하여 가이드봉(32)에 미끄럼결합된 변속프레임(22)이 반경방향의 바같쪽을 향하여 이동되게 된다.

이상과 같이 변속프레임(22)이 반경방향의 바같쪽을 향하여 이동되게되면 변속판(10)의 1 회전에 대한 변속휠(21)의 회전수가 서서히 증가되어 출력부(40)의 출력축(42)을 통하여 출력되는 회전수가 단이 지지 않고 서서히 증가하게 되는 것이다.

상기 회전수가 목표치에 이르게 되면 제어부(60)는 액츄에이터(26)의 작동을 해제하여 변속휠(21)이 원래의 상태로 복귀되게 하므로서 출력축(42)이 정속회전되게 되는 것이다.

따라서, 본 고안은 변속판과 구름접촉되는 변속휠의 조향에 의한 측력에 의하여 변속부가 반경방향으로 이동되어 변속이 이루어지게 하므로서 부하측 즉 주행조건에 따른 변속이 단이지지 않고 무단으로 부드럽게 이루어져 변속과정에 불필요한 손실을 방지되고, 부하측 동작 즉, 자동차의 주행이 최적의 조건하에서 이루어지는 매우 유용한 것이다.

Claims (3)

1. 원동기로부터 동력을 전달받아 회동되는 원형판재로 전면이 최대의 마찰력을 갖도록 형성되어 몸체(100)에 축지되는 변속판(10)과;

   상기 변속판(10)과 구름접촉되어 회동되며 변속판(10)의 반경방향으로 이동되는 변속휠(21)을 구비하여 회전력을 변속출력하는 하나 이상의 변속부(20)와;

   상기 변속부(20)의 반경방향 이동을 가이드하며 변속판(10)에 압접되게 하는 가이드부와;

   상기 변속부(20)에서 변속출력되는 회전력을 집중 출력할 수 있게 출력기어(41)가 구비된 출력축(42)으로 이루어진 출력부(40)와;

   상기 변속부(20)의 반경방향 이동에 따른 각도변화와 길이변화를 흡수할 수 있게 변속부(20)에서 출력부(40)로 회전력을 전달하는 연결축(51) 및;

   상기 출력부(40)에 회전속도를 감지하는 속도센서(71)와 원동기의 스로틀센서(72)를 통하여 입력되는 신호를 비교연산하여 변속부(20)의 반경방향 이동을 제어하는 제어부(60)로 구성한 것을 특징으로 하는 무단변속기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 변속부(20)는 변속판(10)에 구름접촉되어 회동되며 조향수단에 의하여 반경방향으로 이동되는 변속휠(21)과, 상기 변속휠(21)에 의한 조향력에 의하여 가이드봉(32)을 따라 슬라이딩 이동되는 변속프레임(22)과, 상기 변속프레임(22)에 축지되며 회전되는 변속휠(21)의 휠축(21a)과 베벨기어(23)와 같은 기어결합에 의하여 회전력을 출력하는 변속출력축(25)으로 구성하고;

   상기 가이드부는 변속판(10)의 전면 중앙에 위치된 중앙프레임(31)에 방사형으로 구비된 가이드봉(32)과, 상기 방사형으로 구비된 가이드봉(32)의 외측단부를 구속하며 변속판(10)이 축지된 몸체(100)에 스프링(34)과 같은 탄성수단을 매개로 탄성 가압되게 고정볼트(35)로 고정설치되는 고정프레임(33)으로 구성하며;

   상기 연결축(51)은 상기 변속부(20)의 반경방향 이동에 따른 각도변화와 길이변화를 흡수할 수 있게 양단에 자재이음(52)을 각각 구비하고, 일측 자재이음(52)의 단부에는 스플라인(53)과 같은 신축결합구조를 구비하며, 타측 자재이음(52)의 단부에는 출력부(40)의 출력기어(41)와 기어결합되는 변속기어(54)를 구비한 것을 특징으로 하는 무단변속기.
3. 제 2 항에 있어서;

   상기 조향수단은 휠축(21a)의 일단이 축지되며 변속프레임(22)에 변속출력축(25)을 지점으로 회동되게 결합되는 기어하우징(24)과, 상기 휠축(21a)의 타단에 결합되어 변속출력축(25)을 지점으로 조향회동되게 변속프레임(22)에 구속되는 조향액츄에이터(26)로 구성한 것을 특징으로 하는 무단변속기.