KR20040045646A - Apparatus for changing speed of bicycles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자전거의 속도변환장치에 관한 것으로서 특히, 뒷바퀴의 허브 내에 유성기어를 구성하여 기어 비에 의하여 속도를 변환시키고, 허브축 및 그 외주면에서 태양기어를 제어함으로써 상기 유성기어의 기어 비를 조절하여 변속을 하는 것으로, 변속을 위한 제어부를 허브의 내측에 구성하고, 캐리어와 구동부의 동력전달에 있어서 폴의 결합에 의한 구조를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a speed conversion device of a bicycle, and in particular, by forming a planetary gear in the hub of the rear wheel to convert the speed by the gear ratio, and control the gear ratio of the planetary gear by controlling the sun gear in the hub axis and the outer peripheral surface By shifting by shifting, a control unit for shifting is configured inside the hub, and a structure is provided by coupling of a pole in power transmission of a carrier and a driving unit.
그리하여, 외관이 수려하고 속도변환의 조작이 용이하며, 속도변환 조작시 즉시 그 효과가 발생하고, 속도변환시에 소음이나 진동이 발생하지 않으며, 적은 부피를 차지하고, 허브의 전체 크기가 한정된 상태에서 속도비를 확장시키는 것이가능하며, 전체 중량과 비용을 감소시킬 수 있다.Thus, the appearance is beautiful and the speed change operation is easy, the effect occurs immediately when the speed change operation occurs, no noise or vibration occurs during the speed change operation, occupies a small volume, and the speed is limited in a state where the total size of the hub is limited. It is possible to extend the ratio and reduce the overall weight and cost.
또한, 변속을 위한 제어부가 오염되고 그로 인해 쉽게 부식되는 것을 방지하며, 래칫기어에 의한 소음을 감소시키며, 사용자가 페달을 구르지 않을 때 사용자의 발에 충격이 발생하지 않도록 하는 자전거의 속도변환장치에 관한 것이다.In addition, the control unit for shifting is contaminated and prevents easy corrosion, thereby reducing the noise caused by the ratchet gear, and to prevent the impact of the user's foot when the user does not roll the pedal to the speed converter of the bicycle It is about.
일반적으로 자전거에는 속도변환장치가 장착되며 경우에 따라서는 휠체어, 및 페달을 이용하는 장난감 자동차 등에도 속도변환장치가 장착되는 경우가 있다.In general, a bicycle is equipped with a speed converter, and in some cases, a speed converter is also installed in a wheelchair and a toy car using a pedal.
최근에는 앞바퀴와 뒷바퀴의 축에 여러 직경을 갖는 기어를 구성하고, 이 기어들 사이에서 동력을 매개하는 체인의 위치를 변경하여 속도를 변환하는 일반적인 속도변환장치 외에, 자전거 등의 뒷바퀴 허브의 내부에 설치되는 방식의 속도변환장치가 개발되어 사용되고 있는데, 이는 허브쉘 내에 소형의 기어들을 배열하여 기어이수비율에 의하여 속도를 변환하는 것이다.Recently, gears having various diameters are formed on the shafts of the front and rear wheels, and in addition to the general speed converter which converts speed by changing the position of the power-carrying chain between these gears, An installed speed converter has been developed and used. The small gears are arranged in the hub shell to convert the speed by the gear completion ratio.
상기와 같은 내기어형 자전거의 속도변환장치의 일례로는 본 출원인에 의한 국내 특허출원 2000-66916(1999-57970의 우선권주장 출원)을 들 수 있다.An example of the speed conversion device for an internal gear type bicycle as described above includes a domestic patent application 2000-66916 (priority claim application of 1999-57970) by the present applicant.
도 1은 종래의 자전거의 속도변환장치를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 a - a'선 단면도로서, 상기 본 출원인에 의한 출원의 구성은 크게, 자전거의 페달에 의하여 회전하는 구동 스프로켓의 동력을 전달받는 종동 스프로켓(10)과, 이 종동 스프로켓(10)의 동력을 전달받아 기어 잇수비에 의하여 속력의 변환을 일으키는 다단변속부(20)와, 상기 다단변속부(20)의 출력 중에서 빠른 쪽만을 선택적으로 자전거의 허브로 출력하는 변속출력부(30)와, 마지막으로 상기 다단변속부(20)의태양기어(23)를 제어함으로써 자전거의 변속을 제어하는 변속제어부(40)로 구성된다.1 is a cross-sectional view showing a speed conversion device of a conventional bicycle, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of Figure 1, the configuration of the application by the present applicant is large, of the drive sprocket that rotates by the pedal of the bicycle Among the outputs of the driven sprocket 10 which receives power, the multi-speed transmission part 20 which receives the power of this driven sprocket 10, and changes a speed by gear tooth ratio, and the output of the multi-speed transmission 20. The shift output unit 30 selectively outputs only the quick side to the hub of the bicycle, and finally, the shift control unit 40 controlling the shift of the bicycle by controlling the sun gear 23 of the multi-stage transmission unit 20. do.
상기 다단변속부(20)는 일측은 상기 종동 스프로켓(10)에 부착되고 타측은 이단 이상의 다단유성기어(22)가 설치되는 캐리어(21)와, 상기 다단유성기어(22)의 각 단에 맞물리며 내주면에 래칫톱니가 형성된 태양기어(23)와, 상기 다단유성기어(22)의 외측에 맞물리는 링기어(24)로 구성이 되어, 상기 태양기어(23)의 구속상태에 따라 속도의 변환이 일어나게 된다.The multi-stage transmission part 20 is coupled to each stage of the carrier 21, one side is attached to the driven sprocket 10 and the other side is provided with two or more multi-stage planetary gear 22, It consists of a sun gear 23 having a ratchet tooth formed on the inner circumferential surface and a ring gear 24 meshing with the outer side of the multi-stage planetary gear 22, so that the speed change is dependent on the restraint state of the sun gear 23. Get up.
즉, 상기 다단유성기어(22)가 2단으로 구성된 실시예에서, 상기 태양기어(23)는 2개로 구성이 되며, 이 태양기어(23)가 모두 구속받지 않을 때에는 상기 종동 스프로켓(10) 및 이에 부착된 캐리어(21)의 회전이 다단유성기어(22)를 회전시키게 되나, 상기 다단유성기어(22)는 다른 구속력을 받지 않고 공회전되고, 상기 회전력은 상기 변속출력부(30)의 클러치수단(31)을 통하여 허브(32)로 출력되게 된다.That is, in the embodiment in which the multi-stage planetary gear 22 is composed of two stages, the sun gear 23 is composed of two, and when the sun gear 23 is not restrained, the driven sprocket 10 and Rotation of the carrier 21 attached thereto causes the multi-stage planetary gear 22 to rotate, but the multi-stage planetary gear 22 is idling without any restraining force, and the rotational force is the clutch means of the shift output unit 30. The hub 31 is output to the hub 32.
그러나 상기 변속제어부(40)의 조작에 의하여 상기 태양기어(23)가 고정될 때는 상기 다단유성기어(22)가 상기 고정된 태양기어(23)를 타고 자전을 일으키게 되어, 속도의 증속이 일어나게 되는 것이다. 일반적으로 다단유성기어(22)의 잇수가 작은 쪽의 태양기어(23)를 고정시켰을 때, 더 증속되게 된다.However, when the sun gear 23 is fixed by the operation of the shift control unit 40, the multi-stage planetary gear 22 rotates on the fixed sun gear 23 to increase the speed. will be. In general, when the number of teeth of the multi-stage planetary gear 22 is fixed to the sun gear 23 of the smaller side, it is further increased.
상기 변속출력부(30)의 클러치수단(31)은 일정간격으로 핀군이 형성된 클러치링(31a)과, 상기 캐리어(21)와 링기어(24)의 외주면에 형성되는 베어링 자리부(21a)로 구성되어, 상기 클러치링(31a)의 상대적인 위치변동에 의하여 상기베어링 자리부(21a)에 핀군이 위치하여 일체로 회동하게 되며, 경우에 따라서는 상기 캐리어(21)와 링기어(24)에 래칫톱니와 래칫폴을 사용하기도 한다.The clutch means 31 of the shift output unit 30 includes a clutch ring 31a having a pin group formed at a predetermined interval, and a bearing seat portion 21a formed on the outer circumferential surfaces of the carrier 21 and the ring gear 24. The pin group is positioned in the bearing seat portion 21a by the relative positional shift of the clutch ring 31a, and is integrally rotated. In some cases, the ratchet is connected to the carrier 21 and the ring gear 24. Cogs and ratchet poles are also used.
또한, 상기 변속제어부(40)는 상기 두 개의 태양기어(23)를 회동시키거나 고정시키는 두 개의 폴(41, 42)과, 변환디스크(43)의 조작에 의하여 상기 폴(41, 42)의 위치를 제어하는 폴 제어링(44) 등으로 구성된다.In addition, the shift control unit 40 includes two poles 41 and 42 for rotating or fixing the two sun gears 23 and the poles 41 and 42 by operation of the conversion disk 43. And a pole control ring 44 for controlling the position.
그러나 상기와 같은 종래의 자전거의 속도변환장치는 그 구성요소가 복잡하여 전체적인 무게와 부피가 증가하는 단점이 있으며, 그에 따라 전체적인 내구성에도 문제가 발생할 수 있는 소지가 있고, 상기 변환디스크를 복귀시키기 위한 스프링이 허브의 외측에 위치하여 쉽게 오염되고, 부식이 발생할 수 있으며, 그리하여 내구성에 문제가 될 수 있다.However, the speed conversion device of the conventional bicycle as described above has the disadvantage that the overall weight and volume of the component is complicated, which may cause problems in the overall durability, and to recover the conversion disk The spring is located on the outside of the hub, which can be easily contaminated and corrosive, which can be a problem for durability.
또한, 상기 캐리어가 종동 스프로켓에 직접 고정되어 설치가 되므로, 허브쉘 내의 구성요소의 회전력은 상기 종동 스프로켓을 따라 구동 스프로켓에 직접 연결이 되므로, 자전거의 탑승자가 구동 스프로켓을 구동하다가 이를 멈추게 될 때, 상기 구동 스프로켓과 연결된 종동 스프로켓 및 그 구성요소는 계속 회전을 하려하므로, 탑승자에게 충격을 가하게 되는 문제점이 있었다.In addition, since the carrier is directly fixed to the driven sprocket is installed, since the rotational force of the components in the hub shell is directly connected to the drive sprocket along the driven sprocket, when the occupant of the bicycle stops driving the drive sprocket, Since the driven sprocket and its components connected to the drive sprocket continue to rotate, there is a problem in that the impact on the occupant.
본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 뒷바퀴의 허브 내에 유성기어를 구성하여 기어 비에 의하여 속도를 변환시키고, 허브축 및 그 외주면에서 태양기어를 제어함으로써 상기 유성기어의 기어 비를 조절하여 변속을 하는 자전거의 속도변환장치에 있어서, 외관이 수려하고 속도변환의 조작이 용이하며, 속도변환 조작시 즉시 그 효과가 발생하고, 속도변환시에 소음이나 진동이 발생하지 않으며, 적은 부피를 차지하고, 허브의 전체 크기가 한정된 상태에서 속도비를 확장시키는 것이 가능하며, 전체 중량과 비용을 감소시킬 수 있으며, 또한, 변속을 위한 제어부가 오염되고, 그로 인해 쉽게 부식되는 것을 방지하며, 래칫기어에 의한 소음을 감소시키며, 사용자가 페달을 구르지 않을 때 사용자의 발에 충격이 발생하지 않도록 하는 자전거의 속도변환장치를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above drawbacks, by forming a planetary gear in the hub of the rear wheel to change the speed by the gear ratio, by controlling the sun gear on the hub axis and the outer peripheral surface to adjust the gear ratio of the planetary gear In the speed changer of the bicycle for shifting, the appearance is beautiful and the operation of the speed change is easy, the effect occurs immediately during the speed change operation, no noise or vibration occurs during the speed change, occupies a small volume, It is possible to expand the speed ratio in a state where the total size of the hub is limited, to reduce the overall weight and cost, and also to prevent the control unit for shifting from being contaminated and thereby easily corroded, and by the ratchet gear Reduces noise and prevents shock from hitting your foot when you are not rolling on the pedals. To provide a speed converter.
이러한 본 발명은 자전거 뒷바퀴에 설치되는 허브축과; 소정의 공간을 형성하며 상기 허브축을 감싸도록 설치되며, 그 내측에 링기어 및 래칫홈이 형성되는 허브쉘과; 상기 허브축에 설치되며, 구동 스프로켓의 동력을 전달받는 종동 스프로켓과; 상기 종동 스프로켓에 일측이 부착되어 동력을 전달받으며 내주를 따라 래칫이 형성되는 전달부와; 일측에 상기 전달부의 래칫과 결합되는 폴이 외주에 적어도 2개 이상 설치되어, 상기 전달부와 일방향으로만 맞물리는 캐리어와; 상기 캐리어의 타측에 핀에 의하여 설치되며, 중속부와 고속부의 기어가 형성되고, 그 사이에 연장부가 형성되며, 상기 중속부의 기어의 일측이 상기 허브쉘의 링기어에 맞물리도록 설치되는 적어도 하나 이상의 이단유성기어와; 상기 캐리어의 타측의 상기 이단유성기어 사이에 설치되며 상기 허브쉘의 래칫홈에 일방향으로 걸리는 유성폴과; 외측의 기어부가 상기 이단유성기어의 중속부의 타측에 맞물리고, 상기 기어부에서연장되어 형성되며 상기 기어부보다 내경이 크고, 내주부에 일방향 걸림홈이 형성되는 걸림부로 이루어지는 제 1태양기어와; 외측의 기어부가 상기 이단유성기어의 고속부에 맞물리고, 상기 기어부에서 연장되어 상기 기어부보다 내경이 크고, 내주부에 일방향 걸림홈이 형성되는 걸림부로 이루어지는 제 2태양기어로 이루어지는 변속부와; 상기 허브축에 형성되는 폴안착부에 설치되며, 상기 제 1태양기어의 내주부의 걸림홈에 걸림 또는 해제되는 제 1폴과; 상기 제 2태양기어의 내주부의 걸림홈에 걸림 또는 해제되는 제 2폴과; 상기 제 1폴 및 제 2폴의 위치를 제어하는 폴 제어링과; 외주면에 와이어를 감기 위한 홈이 형성되고 외주면 일측에 걸이부가 형성되어 와이어의 당김에 의하여 일정각도 회전하여 연결부를 통하여 상기 폴 제어링의 위치를 변환시키는 변환디스크와; 상기 변환디스크의 위치를 복귀시키며 상기 전달부의 내측에 위치하는 스프링으로 이루어지는 변속제어부를 포함하여 구성함으로써 달성된다.The present invention and the hub shaft is installed on the rear wheel of the bicycle; A hub shell which forms a predetermined space and surrounds the hub shaft and has a ring gear and a ratchet groove formed therein; A driven sprocket installed on the hub shaft and receiving power from a drive sprocket; A transmission part having one side attached to the driven sprocket and receiving power and having a ratchet formed along an inner circumference thereof; At least two poles coupled to the ratchet of the transfer unit on one side of the carrier and engaged only in one direction with the transfer unit; At least one or more installed on the other side of the carrier by the pin, the middle speed and the high speed gear is formed, an extension part is formed therebetween, and one side of the gear of the middle speed gear is engaged with the ring gear of the hub shell. Two-stage planetary gears; A planetary pole installed between the two planetary gears on the other side of the carrier and caught in one direction by a ratchet groove of the hub shell; A first sun gear having an outer gear portion engaged with the other side of the middle speed portion of the two-speed planetary gear, extending from the gear portion, having a larger inner diameter than the gear portion, and having a one-way locking groove formed at the inner circumference thereof; A transmission portion formed of a second sun gear including an outer gear portion engaged with a high speed portion of the two-speed planetary gear, extending from the gear portion, having an inner diameter greater than that of the gear portion, and a locking portion having a one-way locking groove formed at the inner circumference; ; A first pole installed in a pole seat formed on the hub shaft, the first pole being engaged or released by a locking groove of an inner circumference of the first sun gear; A second pole which is caught or released by the locking groove of the inner circumference of the second sun gear; A pole control ring for controlling positions of the first pole and the second pole; A conversion disk having a groove for winding a wire on an outer circumferential surface and a hook portion formed on one side of the outer circumferential surface to rotate a predetermined angle by pulling the wire to change the position of the pole control ring through a connection portion; It is achieved by including a shift control section made up of a spring located inside the transfer section to return the position of the conversion disk.
도 1은 종래의 자전거의 속도변환장치를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a speed conversion device of a conventional bicycle,
도 2는 도 1의 a - a'선 단면도,2 is a cross-sectional view taken along line a-a 'of FIG.
도 3은 본 발명의 자전거의 속도변환장치를 나타내는 단면도,3 is a cross-sectional view showing a speed conversion device of the bicycle of the present invention;
도 4는 도 3의 A - A선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 도 3의 B - B선 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
도 6은 본 발명의 자전거의 속도변환장치에 펌프장치를 구성한 실시예를6 illustrates an embodiment in which a pump device is configured in a speed conversion device of a bicycle according to the present invention.
나타내는 단면도,Indicating section,
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 자전거의 속도변환장치의 각 속도단에서의7 to 9 are each at the speed stage of the speed conversion device of the bicycle of the present invention
제 1폴 및 제 2폴의 걸림 상태를 나타내는 개략 단면도.Schematic sectional drawing which shows the latching state of a 1st pole and a 2nd pole.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 허브축 110 : 폴안착부100: hub shaft 110: pole seat
200 : 허브쉘 210 : 링기어200: hub shell 210: ring gear
220 : 래칫홈 300 : 종동 스프로켓220: ratchet groove 300: driven sprocket
400 : 변속부 410 : 전달부400: transmission portion 410: transmission portion
420 : 캐리어 430 : 이단유성기어420: carrier 430: two-stage planetary gear
440 : 유성폴 450 : 제 1태양기어440: meteor pole 450: first sun gear
460 : 제 2태양기어 500 : 변속제어부460: second sun gear 500: shift control unit
510 : 제 1폴 520 : 제 2폴510: first pole 520: second pole
530 : 폴 제어링 540 : 변환디스크530: pole control ring 540: conversion disk
550 : 연결부 560 : 스프링550: connection 560: spring
600 : 펌프장치600: Pump device
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 자전거의 속도변환장치를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 A - A선 단면도이고, 도 5는 도 3의 B - B선 단면도로서, 본 발명은 크게, 자전거 뒷바퀴에 설치되는 허브축(100)과; 소정의 공간을 형성하며 상기 허브축(100)을 감싸도록 설치되며, 그 내측에 링기어(210) 및 래칫홈(220)이 형성되는 허브쉘(200)과; 상기 허브축(100)에 설치되며, 구동 스프로켓(미도시)의 동력을 전달받는 종동 스프로켓(300)과; 상기 종동 스프로켓(300)으로부터 동력을 전달받아 기어비에 의하여 속도를 변환하는 변속부(400)와; 상기 변속부(400)의 속도단을 제어하는 변속제어부(500)로 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.3 is a cross-sectional view showing a speed converter of the bicycle of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 3, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of Figure 3, the present invention is largely in the rear wheel Hub shaft 100 is installed; A hub shell 200 formed to form a predetermined space and surrounding the hub shaft 100 and having a ring gear 210 and a ratchet groove 220 formed therein; A driven sprocket 300 installed on the hub shaft 100 and receiving power from a driving sprocket (not shown); A transmission unit 400 that receives power from the driven sprocket 300 and converts speed by a gear ratio; Technical features of the shift control unit 500 for controlling the speed stage of the transmission unit 400.
상기 변속부(400)는 상세하게, 상기 종동 스프로켓(300)에 일측이 부착되어 동력을 전달받으며 내주를 따라 래칫(411)이 형성되는 전달부(410)와; 일측에 상기 전달부(410)의 래칫(411)과 결합되는 폴(421)이 외주에 적어도 2개 이상 설치되어, 상기 전달부(410)와 일방향으로만 맞물리는 캐리어(420)와; 상기 캐리어(420)의 타측에 핀(431)에 의하여 설치되며, 중속부(432)와 고속부(433)의 기어가 형성되고, 그 사이에 연장부(434)가 형성되며, 상기 중속부(432)의 기어의 일측이 상기 허브쉘(200)의 링기어(210)에 맞물리도록 설치되는 적어도 하나 이상의 이단유성기어(430)와; 상기 캐리어(420)의 타측의 상기 이단유성기어(430) 사이에 설치되며 상기 허브쉘(200)의 래칫홈(220)에 일방향으로 걸리는 유성폴(440)과; 외측의 기어부(451)가 상기 이단유성기어(430)의 중속부(432)의 타측에 맞물리고, 상기 기어부(451)에서 연장되어 형성되며 상기 기어부(451)보다 내경이 크고, 내주부에 일방향 걸림홈(452)이 형성되는 걸림부(453)로 이루어지는 제 1태양기어(450)와; 외측의 기어부(461)가 상기 이단유성기어(430)의 고속부(433)에 맞물리고, 상기 기어부(461)에서 연장되어 상기 기어부(461)보다 내경이 크고, 내주부에 일방향 걸림홈(462)이 형성되는 걸림부(463)로 이루어지는 제 2태양기어(460)로 구성된다.The transmission unit 400 is in detail, one side is attached to the driven sprocket 300 receives the power transmission and the ratchet 411 is formed along the inner periphery; At least two poles 421 coupled to the ratchet 411 of the transfer unit 410 on one side thereof are installed on an outer circumference thereof, the carrier 420 engaging only one direction with the transfer unit 410; The other side of the carrier 420 is installed by the pin 431, a gear of the middle speed portion 432 and the high speed portion 433 is formed, an extension portion 434 is formed therebetween, the middle speed portion ( At least one two-stage planetary gear 430 installed at one side of the gear of 432 to be engaged with the ring gear 210 of the hub shell 200; A planetary pole 440 installed between the two planetary gears 430 on the other side of the carrier 420 and caught in one direction by the ratchet groove 220 of the hub shell 200; The outer gear portion 451 meshes with the other side of the middle speed portion 432 of the two-stage planetary gear 430, and extends from the gear portion 451, and has an inner diameter larger than that of the gear portion 451. A first sun gear 450 comprising a locking portion 453 in which a one-way locking groove 452 is formed in the main portion; The outer gear portion 461 is engaged with the high speed portion 433 of the two-stage planetary gear 430, extends from the gear portion 461, and has an inner diameter larger than that of the gear portion 461, and is caught in one direction on the inner circumference portion. It consists of a second sun gear 460 consisting of a locking portion 463 is formed with a groove 462.
즉, 상기 종동 스프로켓(300)의 구동력은 그대로 캐리어(420)로 전달되는 것이 아니라, 그 사이에 전달부(410)가 구성되어, 래칫(411)과 폴(421)의 결합에 의하여 일방향(페달의 구동방향)으로만 결합되도록 하는 것이다.That is, the driving force of the driven sprocket 300 is not transmitted to the carrier 420 as it is, but the transmission unit 410 is configured therebetween, by combining the ratchet 411 and the pawl 421 in one direction (pedal). Drive direction).
그러나 상기 래칫(411)과 폴(421) 이외에도 일방향으로만 결합이 가능하도록 하는 클러치링과 핀군(종래기술 참고) 등의 다양한 일방향 클러치수단도 사용이 가능하다.However, in addition to the ratchet 411 and the pawl 421, a variety of one-way clutch means such as a clutch ring and a pin group (refer to the prior art) to be coupled in one direction may be used.
또한, 상기 변속제어부(500)는, 상기 허브축(100)에 형성되는 폴안착부(110: 도 7 참고)에 설치되며, 상기 제 1태양기어(450)의 내주부의 걸림홈(452)에 걸림 또는 해제되는 제 1폴(510)과; 상기 제 2태양기어(460)의 내주부의 걸림홈(462)에 걸림 또는 해제되는 제 2폴(520)과; 상기 제 1폴(510) 및 제 2폴(520)의 위치를 제어하는 폴 제어링(530)과; 외주면에 와이어(미도시)를 감기 위한 홈이 형성되고 외주면 일측에 걸이부(541)가 형성되어 와이어의 당김에 의하여 일정각도 회전하여 연결부(550)를 통하여 상기 폴 제어링(530)의 위치를 변환시키는 변환디스크(540)와; 상기 변환디스크(540)의 위치를 복귀시키며 상기 변속부(400)의 전달부(410)의 내측에 위치하는 스프링(560)으로 세부 구성된다.In addition, the shift control unit 500 is installed on the pole seat 110 (see FIG. 7) formed in the hub shaft 100, and the locking groove 452 of the inner circumference of the first sun gear 450. A first pole 510 that is caught or released; A second pole 520 that is engaged or released by the locking groove 462 of the inner circumference of the second sun gear 460; A pole control ring (530) for controlling positions of the first pole (510) and the second pole (520); A groove for winding a wire (not shown) is formed on an outer circumferential surface, and a hook portion 541 is formed on one side of the outer circumferential surface to rotate a predetermined angle by pulling the wire, thereby positioning the pole control ring 530 through the connection portion 550. A conversion disk 540 for converting; The conversion disk 540 returns to a position and is configured in detail with a spring 560 positioned inside the transmission part 410 of the transmission part 400.
상기 허브쉘(200) 내측의 소정의 공간은 상기 변속부(400)와 변속제어부(500)가 조밀하게 설치되도록 형성할 수 있으나, 경우에 따라서는 그 일측의 공간(C)을 확보하여 자전거의 편의를 위한 다른 추가 구성요소를 설치할 수도 있다.The predetermined space inside the hub shell 200 may be formed so that the shifting unit 400 and the shifting control unit 500 are densely installed, but in some cases, the space C of one side of the hub shell 200 may be secured. Other additional components may be installed for convenience.
즉, 그 일례로서, 도 6에서 도시하는 바와 같이, 상기 허브쉘(200)의 일측에는 장착홈(230)을 형성하고, 상기 허브축(100)에 설치되어 자전거 타이어의 공기를 공급하는 펌프장치(600)를 상기 장착홈(230)에 추가 구성할 수 있다.That is, as an example, as shown in FIG. 6, a pumping device is formed on one side of the hub shell 200 and is installed on the hub shaft 100 to supply air of a bicycle tire. 600 may be further configured in the mounting groove 230.
상기 펌프장치(600)는 허브축(100)의 회전력을 이용하여 자전거의 타이어의 공기를 추가로 공급할 수 있는 장치로서, 상기 허브축(100)에 편심되어 설치되어, 허브축(100)의 회전에 따라 왕복운동을 발생시키는 편심부(610)와; 상기 편심부(610)에 연결되며 공기를 압축시키고 출구가 형성되는 피스톤(620)과; 일측이 상기 피스톤(620)의 출구에 연결되며 타측이 타이어의 내부와 연결되어 공기를 공급하는 노즐부(630)와; 상기 장착홈(230)에 장착되어 상기 피스톤(620)의 위치를 고정시키는 하우징(640)으로 구성된다.The pump device 600 is a device that can additionally supply the air of the tire of the bicycle using the rotational force of the hub shaft 100, is installed eccentrically to the hub shaft 100, the rotation of the hub shaft 100 An eccentric portion 610 for generating a reciprocating motion according to the present invention; A piston 620 connected to the eccentric portion 610 and compressing air and forming an outlet; A nozzle unit 630 having one side connected to the outlet of the piston 620 and the other side connected to the inside of the tire to supply air; The housing 640 is mounted to the mounting groove 230 to fix the position of the piston 620.
즉, 상기 허브축(100)의 회전운동을 왕복운동으로 전환하여 피스톤(620)을 작동함으로써, 타이어에서 누설되는 공기를 다시 채우거나, 타이어 내의 공기압을 조절할 수 있도록 하는 것이다.That is, by operating the piston 620 by switching the rotational movement of the hub shaft 100 to the reciprocating motion, to refill the air leaking from the tire, or to adjust the air pressure in the tire.
한편, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 이단유성기어(430)의 연장부(434)에 제 1태양기어(450)의 걸림부(453)가 위치하도록 설치함으로써, 좁은 공간에 구성요소들이 효율적으로 배치되도록 함으로써, 전체의 부피를 줄일 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 3, by installing so that the engaging portion 453 of the first sun gear 450 is located in the extension portion 434 of the two-stage planetary gear 430, the components are efficient in a narrow space By being arranged in, it is possible to reduce the volume of the whole.
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 자전거의 속도변환장치의 각 속도단에서의 제 1폴 및 제 2폴의 걸림 상태를 나타내는 개략 단면도로서, 상기 도 3 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.7 to 9 are schematic cross-sectional views showing the locking state of the first pole and the second pole at each speed stage of the speed converter of the bicycle according to the present invention, respectively, with reference to FIGS. 3 to 9. And the effect is as follows.
본 발명의 자전거의 속도변환장치는 상기 변속제어부(500)의 제어에 의하여 변속부(400)가 작동하여 저속단, 중속단, 및 고속단의 3단계의 속도제어가 가능하다.In the speed conversion apparatus of the bicycle of the present invention, the speed change unit 400 operates under the control of the speed change control unit 500 to enable speed control in three stages of a low speed stage, a middle speed stage, and a high speed stage.
먼저 저속단에서는 도 7에서 도시하는 바와 같이, 제 1태양기어(450) 및 제 2태양기어(460)가 제 1폴(510) 및 제 2폴(520)에 걸리지 않은 자유상태로서, 이 경우에 페달의 구동에 의하여 종동 스프로켓(300)이 회전하면 그에 부착된 전달부(410)가 함께 회전하고, 이 회전력은 전달부(410)의 래칫(411)과 캐리어(420)에 설치되는 폴(421)의 결합에 의하여 캐리어(420)가 함께 회전하게 되며, 이 캐리어(420)에 설치된 이단유성기어(430) 및 유성폴(440) 전체가 함께 회전하게 된다.First, in the low speed stage, as shown in FIG. 7, the first sun gear 450 and the second sun gear 460 are free states not caught by the first pole 510 and the second pole 520. When the driven sprocket 300 is rotated by the driving of the pedal, the transmission part 410 attached thereto rotates together, and the rotational force is a pole installed in the ratchet 411 and the carrier 420 of the transmission part 410. The combination of the 421, the carrier 420 is rotated together, the two-stage planetary gear 430 and the planetary pole 440 installed on the carrier 420 is rotated together.
이 상태에서 상기 제 1태양기어(450) 및 제 2태양기어(460)는 자유상태이므로 상기 이단유성기어(430)도 자유상태로 허브축(100)을 중심으로 자유 공전할 뿐이며, 이때 상기 유성폴(440)이 허브쉘(200)에 형성된 래칫홈(220)에 걸림으로 그 구동력이 허브쉘(200)로 전달되어 자전거를 구동하게 된다.In this state, since the first sun gear 450 and the second sun gear 460 are in a free state, the two-stage planetary gear 430 may also freely revolve around the hub shaft 100 in a free state. As the pawl 440 is caught by the ratchet groove 220 formed in the hub shell 200, the driving force is transmitted to the hub shell 200 to drive the bicycle.
중속단에서는 도 8에서 도시하는 바와 같이 변속제어부(500)가 위치하게 된다. 즉, 사용자가 레버(도시되지 않음)를 당기면 레버에 연결된 와이어가 당겨지게 되고, 이에 연결된 변환디스크(450)가 일정각도 회전된다.In the intermediate speed stage, the shift control unit 500 is positioned as shown in FIG. 8. That is, when the user pulls the lever (not shown), the wire connected to the lever is pulled, and the conversion disk 450 connected thereto is rotated at an angle.
상기 변환디스크(540)가 회전되면 이 변환디스크(540)에 결합된 연결부(550)가 함께 회전하게 되고, 따라서 이 연결부(550)에 연결된 폴 제어링(530)이 일정각도 회전되어, 상기 제 1폴(510)의 위치는 바깥쪽으로 돌출되어 상기 폴 제어링(530)측에 위치한 제 1태양기어(450)의 걸림부(453)에 형성된 걸림홈(452)에 맞물리게 되는 것이다.When the conversion disk 540 is rotated, the connection portion 550 coupled to the conversion disk 540 is rotated together, so that the pole control ring 530 connected to the connection portion 550 is rotated by a predetermined angle. The position of the first pole 510 is projected outward to engage with the locking groove 452 formed in the locking portion 453 of the first sun gear 450 located on the pole control ring 530 side.
상기와 같은 결합관계에서 종동 스프로켓(300)이 회전하게 되면 전달부(410)의 결합에 의하여 캐리어(420)가 동시에 회전하게 되고, 이 캐리어(420)에 설치된 이단유성기어(430)가 함께 회전하게 되나, 이때 상기 이단유성기어(430)의 중속부(432)가 상기 제 1폴(510)에 의하여 고정된 제 1태양기어(450)에 맞물려 회전력이 발생하게 된다.When the driven sprocket 300 is rotated in the coupling relationship as described above, the carrier 420 is simultaneously rotated by the coupling of the transmission unit 410, and the two-stage planetary gear 430 installed in the carrier 420 rotates together. In this case, the intermediate speed portion 432 of the two-stage planetary gear 430 is engaged with the first sun gear 450 fixed by the first pole 510 to generate a rotational force.
상기 이단유성기어(430)가 제 1태양기어(450)에 맞물려 회전하는 회전속도는 상기 캐리어(420)의 회전속도보다 크게 되며, 대략 1.5 정도의 속도의 증가가 있게 된다.The rotational speed at which the two-stage planetary gear 430 is engaged with the first sun gear 450 and rotates is greater than the rotational speed of the carrier 420, and the speed increases by approximately 1.5.
따라서 상기 이단유성기어(430)를 통한 링기어(210)의 회전이 상기 캐리어(420)의 회전속도보다 빠르게 되고, 따라서 이 경우에 유성폴(440)은 작동하지 않고 미끄럼이 일어나는 대신에 상기 링기어(210)를 통한 회전력이 허브쉘(200)로 전달되게 된다.Therefore, the rotation of the ring gear 210 through the two-stage planetary gear 430 is faster than the rotation speed of the carrier 420, so in this case the planetary pole 440 does not work and the ring instead of slipping occurs The rotational force through the gear 210 is transmitted to the hub shell 200.
한편, 고속상태에서는 도 9에서 도시하는 바와 같이 변속제어부(500)가 위치하는 상태가 된다. 즉, 상기의 중속상태에서 사용자가 레버(도시되지 않음)를 한 번 더 당기면 레버에 연결된 와이어가 당겨져 이에 연결된 변환디스크(540)가 일정각도 더 회전된다.On the other hand, in the high speed state, the shift control unit 500 is positioned as shown in FIG. That is, when the user pulls the lever (not shown) once more in the medium speed state, the wire connected to the lever is pulled, and the conversion disk 540 connected thereto is further rotated by a predetermined angle.
상기 변환디스크(540)가 회전되면 상기 중속의 경우와 마찬가지로, 이 변환디스크(540)에 결합된 연결부(550)가 함께 회전하게 되고, 따라서 이 연결부(550)에 연결된 폴 제어링(530)이 일정각도 회전되어, 상기 제 1폴(510)은 내측으로 다소 이동하여 상기 제 1태양기어(450)와의 결합은 해제되나, 이때 상기 제 2폴(520)의 위치는 바깥쪽으로 돌출되어 상기 폴 제어링(530)측에 위치한 제 2태양기어(460)의 걸림부(463)에 형성된 걸림홈(462)에 맞물리게 되는 것이다.When the conversion disk 540 is rotated, as in the case of the medium speed, the connection portion 550 coupled to the conversion disk 540 is rotated together, so that the pole control ring 530 connected to the connection portion 550 is Rotated by a certain angle, the first pole 510 is moved slightly inward to release the coupling with the first sun gear 450, the position of the second pole 520 is projected outward to control the pole The engaging groove 462 is formed in the locking portion 463 of the second sun gear 460 located on the ring 530 side.
상기와 같은 결합관계에서 종동 스프로켓(300)이 회전하게 되면 캐리어(420)가 동시에 회전하게 되고, 이 캐리어(420)에 설치된 이단유성기어(430)가 함께 회전하게 되나, 이때 상기 이단유성기어(430)의 고속부(433)가 상기 제 2폴(520)에 의하여 고정된 제 2태양기어(460)에 맞물려 회전력이 발생하게 된다.When the driven sprocket 300 rotates in the coupling relationship as described above, the carrier 420 rotates at the same time, and the two-stage planetary gear 430 installed in the carrier 420 rotates together, but the two-stage planetary gear ( The high speed portion 433 of 430 meshes with the second sun gear 460 fixed by the second pole 520 to generate rotational force.
상기 이단유성기어(430)가 제 2태양기어(460)에 맞물려 회전하는 회전속도는 상기의 중속단의 경우보다 더 커지고, 당연히 상기 캐리어(420)의 회전속도보다 크게 되며, 저속단에 비하여 대략 2배 정도의 속도의 증가가 있게 된다.The rotational speed at which the two-stage planetary gear 430 is rotated in engagement with the second sun gear 460 is larger than that of the intermediate speed stage, and is larger than the rotational speed of the carrier 420, and is about the lower speed stage. There is a twofold increase in speed.
이 경우에도 상기 중속단 상태의 경우와 마찬가지로, 상기 이단유성기어(430)를 통한 링기어(210)의 회전이 상기 캐리어(420)의 회전속도보다 빠르게 되므로, 상기 유성폴(440)과 래칫홈(220)과의 결합은 발생하지 않고 미끄럼이 일어나며, 상기 이단유성기어(430)의 고속부(433)를 통해 전달된 링기어(220)를 통한 회전력이 허브쉘(200)로 전달되게 되는 것이다.In this case, as in the case of the middle speed stage, the rotation of the ring gear 210 through the two-stage planetary gear 430 is faster than the rotation speed of the carrier 420, so that the planetary pole 440 and the ratchet groove Coupling with the 220 does not occur and the sliding occurs, the rotational force through the ring gear 220 transmitted through the high speed portion 433 of the two-stage planetary gear 430 is to be transmitted to the hub shell 200. .
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the above drawings and embodiments.
이상과 같은 본 발명은 뒷바퀴의 허브 내에 유성기어를 구성하여 기어 비에 의하여 속도를 변환시키고, 허브축 및 그 외주면에서 태양기어를 제어함으로써 상기 유성기어의 기어 비를 조절하여 변속을 하는 자전거의 속도변환장치에 있어서, 외관이 수려하고 속도변환의 조작이 용이하며, 속도변환 조작시 즉시 그 효과가 발생하고, 속도변환시에 소음이나 진동이 발생하지 않으며, 적은 부피를 차지하고, 허브의 전체 크기가 한정된 상태에서 속도비를 확장시키는 것이 가능하며, 전체 중량과 비용을 감소시킬 수 있으며, 또한, 변속을 위한 제어부가 오염되고, 그로 인해 쉽게 부식되는 것을 방지하며, 래칫기어에 의한 소음을 감소시키며, 사용자가 페달을 구르지 않을 때 사용자의 발에 충격이 발생하지 않도록 하는 효과가 있는 발명인 것이다.The present invention as described above constitutes a planetary gear in the hub of the rear wheel to convert the speed by the gear ratio, by controlling the sun gear on the hub shaft and its outer peripheral surface to adjust the gear ratio of the planetary gear to shift speed In the converting device, the appearance is beautiful and the speed change operation is easy, the effect occurs immediately during the speed change operation, no noise or vibration occurs during the speed change operation, takes up a small volume, and the total size of the hub is limited. It is possible to expand the speed ratio in the state, reduce the overall weight and cost, and also prevent the control unit for the shifting from being contaminated, thereby easily corroded, reducing the noise by the ratchet gear, Is an invention that has the effect of preventing the impact of the user's feet when the pedal is not rolling.
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