KR20080048897A - Planetary gearboxes and vehicles using them - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자전거, 휠체어 또는 그와 유사한 차량에 적용하기에 적합한 유성 기어식 변속기에 관한 것으로서, 유성 기어열을 2개 조합하여, 한쪽의 캐리어와 다른 한쪽의 내접기어를 각각 일체화시키고, 입력측과 출력측으로 나누어 작동하는 상기 두 캐리어가 협조하여 변속기의 하우징을 이루고, 더블 유성기어나 다단의 유성기어를 설치하며, 고정된 중심축에 회전 가능하게 설치된 각각의 태양기어를 상기 중심축과 결합하거나 분리하고, 상기 두 태양기어를 일체화시키거나 분리하는 것을 제어하여 변속한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planetary gear type transmission suitable for a bicycle, a wheelchair, or a similar vehicle, wherein two planetary gear trains are combined to integrate one carrier and the other internal gear, respectively, the input side and the output side. The two carriers, which are divided and operated together, form a housing of the transmission, install a double planetary gear or multiple planetary gears, and couple or separate each sun gear rotatably installed on a fixed central axis, The shifting is controlled by integrating or separating the two sun gears.
본 발명에 의하면 캐리어가 변속기의 하우징을 겸하여 작고 가벼우며, 중심축이 차체에 착탈이 가능하고, 클러치를 사용하지 않으면서도 가속과 감속 및 등속 구동이 원활하게 변속 되는 유성 기어식 변속기를 제공한다.According to the present invention, the carrier serves as a housing of the transmission and is small and light, and the central shaft is detachable to the vehicle body, and provides a planetary gear type transmission in which acceleration, deceleration, and constant speed are smoothly shifted without using a clutch.
Description
도 1은 본 발명에 따른 유성 기어식 변속기의 일 실시예를 적용한 휠체어 바퀴의 장착 상태를 도시한 사시도1 is a perspective view showing a mounting state of a wheelchair wheel to which an embodiment of the planetary gear transmission according to the present invention is applied.
a) 외측에서 본 사시도 b) 내측에서 본 사시도 a) perspective view from the outside b) perspective view from the inside
도 2는 도 1의 유성 기어식 변속기의 각부 요소들을 분해하여 배열한 분해 사시도FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the parts of the planetary gear transmission of FIG. 1
도 3은 도 1의 유성 기어식 변속기의 부분 단면도.3 is a partial cross-sectional view of the planetary gearbox of FIG. 1.
도 4는 도 3의 A - A 선을 따르는 단면도로 태양기어(8)이 고정되어 가속변속 되는 상태를 나타낸다.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3 showing a state in which the
도 5는 도 1의 유성 기어식 변속기의 직결상태를 도시한 부분 단면도로 가속 태양기어(8)과 감속 태양기어(9)가 홈캠(6)에 의해 가압되어 일체가 되어 있는 상태를 나타낸다.FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a direct connection state of the planetary gear type transmission of FIG. 1 showing the state where the
도 6은 도 3의 B - B 선을 따르는 단면도로 태양기어(9)가 고정되어 감속 1단 변속이 되는 상태를 나타낸다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3 to show the state in which the
도 7는 도 5의 C - C 선을 따르는 단면도로 태양기어(23)이 고정되어 감속 2단 변속이 되는 상태를 나타낸다.7 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
도 8은 도 1의 실시예에 따른 변속슬리브의 사시도8 is a perspective view of a shift sleeve according to the embodiment of FIG. 1;
도 9는 도 1의 실시예에 따른 홈캠 회전방향 고정부재의 사시도9 is a perspective view of a home cam rotation direction fixing member according to the embodiment of FIG.
도 10은 도 1의 실시예에 따른 홈캠의 사시도10 is a perspective view of a home cam according to the embodiment of FIG.
도 11은 도 1의 실시예에 따른 측면 돌기를 갖는 태양기어(8)의 사시도11 is a perspective view of a
도 12는 도 1의 실시예에 따른 측면 돌기를 갖는 태양기어(9)의 사시도12 is a perspective view of a
1: 중심축 2: 중심축 고정핀1: center axis 2: center axis pin
3: 변속 슬리브 4: 홈캠 회전방향 고정부재3: shifting sleeve 4: groove cam rotation direction fixing member
5: 변속 슬리브 되돌림 용수철 6: 제1 홈캠 5: shift sleeve return spring 6: first home cam
7: 제2 홈캠 8: 가속 태양기어 7: Second Homecam 8: Accelerated Sun Gear
9: 감속 1단 태양기어 10: 가속 유성기어9:
11: 감속 1단 유성기어 12: 출력 캐리어 부착 링기어11: Reduced
13: 입력 캐리어 부착 링기어 14: 입력 캐리어13: ring gear with input carrier 14: input carrier
15: 입력 캐리어 링기어 홀더 16: 입력 캐리어 푸쉬림 홀더15: input carrier ring gear holder 16: input carrier push holder
17: 출력 캐리어(바퀴 중심) 18: 바퀴17: output carrier (wheel center) 18: wheels
19, 20, 21: 유성기어 축 22: 감속 2단 유성기어19, 20, 21: planetary gear shaft 22:
23: 감속 2단 태양기어23:
24: 용수철 25: 변속축 결합링24: spring 25: shift shaft coupling ring
26: 구 27: 바퀴 중심축 밭침대26: Old 27: Wheel central axis field bed
28: 중심축 고정부재 29: 디스크 허브28: center shaft fixing member 29: disk hub
30: 변속줄잡이 31: 변속 줄 고정판30: shifting strap 31: shifting strap
32: 변속 줄 고정 나사 33: 변속 줄 안내판32: shifting line fixing screw 33: shifting line guide plate
35: 변속 줄 35: shifting line
100: 휠체어(차체) 110: 켈리퍼 브레이크100: wheelchair (body) 110: caliper brake
111: 디스크 허브 112: 디스크111: disk hub 112: disk
본 발명은 자전거, 휠체어 또는 그와 유사한 차량에 적용하기에 적합한 유성기어 변속기에 관한 것으로서, 특히 유성 기어열을 2개 조합하여, 캐리어가 변속기의 하우징을 겸하여 작고 가벼우며, 중심축이 차체에 착탈이 가능하고, 클러치를 사용하지 않으면서도 가속과 감속 및 등속 변속이 원활한 유성기어 변속기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 변속기는 회전축의 회전속도를 변속시키기 위한 장치로서, 벨트, 마찰차, 기어 등을 이용해 회전축의 변속을 이루고 있는데, 이 중 기어를 이용한 변속기의 경우 스퍼어기어, 헬리컬기어, 치차열 등을 이용한 외접기어 변속과, 한 개의 기어가 다른 기어의 안에서 연동되는 내접기어와, 태양기어 외주면에 피니언기어가 연접되어 연동되는 유성기어 변속이 주로 사용되게 된다.In general, the gearbox is a device for shifting the rotational speed of the rotating shaft, and the gearbox is used to change the rotational shaft by using a belt, a friction wheel, and a gear. Used external gear shifting, an internal gear in which one gear is interlocked in another gear, and a planetary gear shift in which a pinion gear is connected to the outer circumference of the sun gear are interlocked.
특히, 외접기어인 스퍼어기어 및 헬리컬기어와, 차차열을 이용해 구성한 변속기의 경우, 회전축 변속을 위한 기어간의 치합시 기어의 잇빨과 잇빨간의 충돌에 따른 충격력이 각 기어의 잇빨에 작용됨과 함께, 기어간의 치합에 따른 회전시 기어 잇빨에 하중이 집중되면서 기어 잇빨이 마모되거나 파손되게 되는 문제점이 있으며, 특히 기어 간의 치합시 외주면에 형성된 전체 잇수에 비해 일부분만 치합이 이루어지기 때문에, 이에 따른 기어 간의 치합이 원활하지 않아 이로 인한 소음 및 진동이 발생하게 되는 문제점도 있다.In particular, in the case of a gear configured using a spur gear and a helical gear, which are external gears, and a differential shield, the impact force due to the collision between the teeth of the gear and the teeth during the engagement of the gears for rotational shaft shifting acts on the teeth of each gear. , There is a problem that the gear teeth are worn out or damaged while the load is concentrated on the gear teeth during rotation due to the gearing between the gears. Particularly, since the gear teeth are partially engaged with each other when the gear teeth are engaged, the gear teeth are worn. There is also a problem that the noise and vibration caused by this is not smoothly engaged.
또한, 내접기어(이하 링기어)를 이용해 구성한 유성 기어식 변속기의 경우에는 다른 원리의 기어열에 비해 기어 간의 치합시 기어 이빨에 작용하였던 충격력이나 집중하중이 비교적 작게 작용되고, 많은 잇수가 치합되어 소음 및 진동이 작으며, 그 체적이 작고 입출력이 동심이며 동력전달효율이 높기 때문에 소형 경량화가 요구되는 항공기, 자동차, 사무기기, 공작기계 등의 분야에 많이 사용되고 있다. In addition, in the case of a planetary gearbox composed of an internal gear (hereafter referred to as a ring gear), the impact force or the concentrated load acted on the gear teeth when the gears are engaged with each other is relatively small compared to the gear trains of other principles, and a large number of teeth are engaged to make noise. And since the vibration is small, the volume is small, the input and output is concentric, and the power transmission efficiency is high, it is widely used in the fields of aircraft, automobiles, office equipment, machine tools, etc., which require small and light weight.
유성 기어열은 태양기어, 내접기어, 유성기어, 유성기어 축을 연결하는 캐리어 등으로 구성되고, 태양기어와 내접기어 사이에 있는 피니언의 수에 따라 단순 유성 기어열과 더블 유성 기어열 또는 다단 유성기어열을 포함하는 복합 유성 기어열로 구분된다. 복합 유성 기어열(compound planetary gear set)의 종류는 여러 가지가 있을 수 있겠으나 다음 설명하는 3종류가 널리 이용된다.The planetary gear train consists of a sun gear, an internal gear, a planetary gear, and a carrier connecting the planetary gear shaft.The planetary gear train is a simple planetary gear train and a double planetary gear train or a multi-stage planetary gear train according to the number of pinions between the sun gear and the internal gear. It is divided into a composite planetary gear train comprising a. There may be various kinds of compound planetary gear sets, but three types described below are widely used.
첫째, 심슨 타입(Simpson type)의 복합 유성 기어열은 2개의 싱글 유성 기어열이 복합된 형태를 갖는다. 2개의 싱글 유성 기어 열은 태양기어를 공유하며, 제 1열의 링 기어와 제 2열의 유성 캐리어가 함께 출력축에 연결된다. 입력은 제 1열의 유성 캐리어와 제 2열의 링 기어 및 공통의 태양기어를 통하여 선택적으로 이루어진다.First, the Simpson type composite planetary gear train has a combination of two single planetary gear trains. The two single planetary gear trains share the sun gear, and the ring gears of the first row and the planetary carriers of the second row are connected to the output shaft together. Input is selectively made via a planetary carrier in the first row, ring gears in the second row, and a common sun gear.
둘째, 라비뇨 타입(Ravigneaux type) 복합 유성 기어열는 싱글 유성 기어열과 더블 유성 기어열이 복합된 형태로서 이 2개의 열이 링 기어와 유성 캐리어를 공유하며, 싱글 유성 기어열의 유성 기어들은 더블 유성 기어열의 링 기어에 물려 있는 유성 기어들과 일체로 되어 있다. 입력은 2개의 독립된 태양기어와 공통의 유성 캐리어를 통하여 선택적으로 이루어지며, 출력은 공통의 링 기어를 통하여 이루어진다.Second, the Ravigneaux type planetary gear train is a combination of a single planetary gear train and a double planetary gear train. The two rows share a ring gear and a planet carrier, and the planetary gears of the single planetary gear train are double planetary gears. It is integral with the planetary gears in the row of ring gears. Input is optionally via two independent sun gears and a common planet carrier, and output is through a common ring gear.
셋째, 투 심플 타입(two simple type)의 복합 유성 기어열은 2개의 싱글 유성 기어열과 복합된 것이지만 심슨 타입과는 달리 공유하는 요소가 없다. 제 1열의 유성 캐리어와 제 2열의 링 기어가 연결되어 있고, 제 1열의 링 기어와 제 2열의 유성 캐리어는 함께 출력축에 연결된다. 입력은 2개의 태양기어와 제 1열의 유성 캐리어(제 2열의 링 기어)를 통하여 선택적으로 이루어진다.Third, the two simple type planetary gear train is a composite of two single planetary gear trains, but unlike the Simpson type, there is no shared element. The planetary carriers of the first row and the ring gears of the second row are connected, and the ring gears of the first row and the planetary carriers of the second row are connected to the output shaft together. Input is optionally made via two sun gears and a planetary carrier in the first row (ring gear in the second row).
상기 복합 유성 기어열은 차량의 자동 변속기에 적용하기 위해 개발된 것으로 변속을 위해서는 최소 5개의 마찰 요소가 제어 요소로서 요구되므로 비교적 크고 복잡한 구성을 갖는다. 또한 선기어를 포함하는 중심축이 회전 요소로 작동하게 되어 있다. 이러한 구성은 자전거나 휠체어에 적용하기에는 크고 고가이다.The composite planetary gear train was developed for application to an automatic transmission of a vehicle, and has a relatively large and complicated configuration since at least five friction elements are required as a control element for shifting. In addition, the central axis including the sun gear is intended to act as a rotating element. This configuration is large and expensive to apply to bicycles or wheelchairs.
유성 기어식 변속기를 자전거나 휠체어에 적용하는 여러 제안이 있다. There are several proposals to apply planetary gearboxes to bicycles or wheelchairs.
휠체어는 팔의 힘으로 좌우 바퀴를 구동 조작하기 위해서 상당한 체력을 필요로 한다. 통상은 구동 바퀴와 원형 푸쉬림이 고정되어 있고 그 푸쉬림은 반경이 바퀴보다 작게 구성되어 있으므로, 바퀴에 필요하게 되는 출력 모멘트보다 푸쉬림 에 거는 모멘트를 보다 크게 해야 하므로, 정상인에 있어서는 아무것도 아닌 작은 경사의 비탈길에서도 휠체어는 자력으로 오를 수 없는 경우가 많다. 따라서, 약한 힘으로도 비탈길을 오를 수 있도록 바퀴와 푸쉬림의 회전비를 바꾸고, 힘의 부하를 경감시킨 각종의 변속 장치가 제안되고 있다. Wheelchairs require considerable physical strength to drive left and right wheels with the power of their arms. Since the driving wheel and the circular push rim are usually fixed and the push rim is smaller than the wheel, the moment to be pushed is larger than the output moment required for the wheel. Even on slopes, wheelchairs are often unable to climb on their own. Therefore, various transmission apparatuses in which the rotational ratio between the wheel and the push rim are reduced so as to climb the slope even with a weak force and the load of the force is reduced have been proposed.
종래의 변속 가능한 수동 휠체어는, 푸쉬림으로부터 차바퀴에의 회전 구동은 특정의 감속비에 고정되고 있는 것, 혹은 예를 들면 미국 특허 5362081와 일본 특개 2000-316914과 같이, 다단 변속이 가능한 것이 제안되어 있지만, 변속하는 것과 구동력을 차바퀴에 전달하는 것의 양립이 어려워 노면이나 주행의 조건에 따라 자유롭게 변속할 수 없기 때문에, 휠체어 조작자의 부담을 경감하는데 만족한 것은 아니다. 또 변속 장치 자체가 복잡하여 고가이며, 무겁고 작동 소음도 커서, 생활 용품 등의 용도로 개선이 바람직하다. In the conventional shiftable manual wheelchair, the rotational drive from the push rim to the wheel is fixed at a specific reduction ratio, or, for example, it is proposed that multi-stage shifting is possible, such as US Patent 5362081 and Japanese Patent Application No. 2000-316914. Since it is difficult to achieve both speed shifting and transmission of the driving force to the wheels and cannot be freely shifted according to the road surface or driving conditions, it is not satisfactory to reduce the burden on the wheelchair operator. In addition, the transmission itself is complicated and expensive, heavy and has a high operating noise. Therefore, improvement is desirable for use in household goods and the like.
본 발명은, 상기 문제점을 개선하고자 하는 것으로서, The present invention is to improve the above problems,
본 발명의 목적은 회전 중에 쉽고 빠르게 변속되며, 구조가 단순하고, 두께가 얇고 가벼운 염가의, 자전거, 휠체어 또는 그와 유사한 차량에 적용하기에 적합한, 변속기를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a transmission that is easily and quickly shifted during rotation, simple in structure, thin in thickness and light in weight, suitable for use in bicycles, wheelchairs or similar vehicles.
또한, 본 발명의 다른 목적은 생활 용품으로서 요구되고 있는, 작동 소음이 작고 쾌적하게 사용할 수 있는 범용 변속기를 제공하는 것이다. Further, another object of the present invention is to provide a general-purpose transmission that can be used comfortably and with low operating noise, which is required as a household article.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은 유성기어열을 두 개 조합하 여, 한쪽 유성기어열의 캐리어와 다른 쪽 유성기어열의 링기어를 각각 일체화시키고, 구동측과 출력측으로 나누어 작동하는 상기 두 캐리어가 협조하여 변속기의 하우징을 형성하고, 각각에 다수의 유성기어가 설치되는 두개의 캐리어와; 상기 유성기어의 각 단에 맞물리며 내주면에 홈캠과 결합하기 위한 다수의 오목부가 형성된 두 개 이상의 태양기어와; 상기 유성기어에 맞물리는 상기 두 개의 링기어;로 이루어지는 다단변속부와; 상기 다단변속부가 설치되는 중심축과; 상기 다수의 태양기어 중 하나를 선택적으로 중심축에 고정하고, 상기 다수의 태양기어 중 인접한 두 개를 선택적으로 일체화하는 것을 제어하는 변속제어부;를 구성한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention is a combination of two planetary gear trains, the carrier of one planetary gear train and the ring gear of the other planetary gear train, respectively, and the two carriers are divided into a drive side and an output side to operate Two carriers cooperating to form a housing of the transmission, each of which includes a plurality of planetary gears; Two or more sun gears meshing with respective stages of the planetary gears and having a plurality of recesses formed on the inner circumferential surface for coupling with the home cam; A multistage transmission portion comprising: two ring gears engaged with the planetary gears; A central shaft on which the multi-speed transmission unit is installed; And a shift controller configured to selectively fix one of the plurality of sun gears to a central axis and to selectively integrate two adjacent ones of the plurality of sun gears.
특히 상기 캐리어에 설치되는 유성기어는 단순 유성기어열에 포함된 다수의 유성기어와 상기 다수의 유성기어에 외접하여 맞물리는 다수의 다른 유성기어가 더 포함되는 더블 유성기어이거나, 상기 다수의 유성기어들에 직결되며 상기 다수의 유성기어와 다른 직경을 갖는 다수의 다른 유성기어가 더 포함되는 다단 유성기어를 포함하고, 상기 다른 유성기어와 맞물리며 내주면에 홈캠과 결합하기 위한 다수의 오목부가 형성된 태양기어를 하나 이상 더 포함하는 것이 바람직하다. Particularly, the planetary gear installed in the carrier is a double planetary gear including a plurality of planetary gears included in a simple planetary gear train and a plurality of other planetary gears externally engaged with the plurality of planetary gears, or the plurality of planetary gears. And a multi-stage planetary gear that includes a plurality of other planetary gears having a diameter different from that of the plurality of planetary gears, and a sun gear having a plurality of recesses engaged with the other planetary gears and engaging with the home cam on the inner circumferential surface thereof. It is preferable to include one or more.
본 발명의 변속기는 전술한 비와 같이 다수의 태양기어를 갖고 그 태양기어들을 고정하는 것을 제어하여 변속한다. 태양기어를 고정하면 구동측과 출력측의 변속비는 아래의 표1과 같다.The transmission of the present invention shifts by controlling the fixing of the sun gears with a plurality of sun gears as described above. When the sun gear is fixed, the gear ratio of driving side and output side is shown in Table 1 below.
Zr : 내접기어의 이빨 수 Zs : 태양기어의 이빨 수 Zr: Number of teeth of internal gear Zs: Number of teeth of sun gear
Zpr: 링기어와 접하는 유성기어 단의 이빨 수 Zpr: Number of teeth in planetary gear stage in contact with ring gear
Zps: 태양기어와 접하는 유성기어 단의 이빨 수 Zps: Number of teeth of planetary gear stage in contact with sun gear
상기 구동측은, 인력으로 구동되는 휠체어의 푸쉬림 또는 자전거의 발페달에 의해 구동되는 동력을 전달받은 종동 스프라켓 또는 그와 유사한 장치와 결합하여 변속기에 토크를 공급한다. 구동측과 변속기의 입력측 사이에 일방향 클러치를 설치하는 것으로 자전거에 적용할 수 있다. The drive side combines with a driven sprocket or similar device that is powered by a pushwheel of a wheelchair driven by a manpower or by a foot pedal of a bicycle to supply torque to the transmission. It is applicable to bicycles by providing a one-way clutch between the drive side and the input side of the transmission.
또한 상기 중심축은, 휠체어나 자전거의 바퀴를 프레임에 신속하게 분리 및 장착할 수 있게 구성되고, 장착 시 프레임에 대해 회전하지 않게 설치되는 구조를 갖는다. In addition, the central axis is configured to be quickly detached and mounted on the frame of the wheel of a wheelchair or bicycle, and has a structure that is installed so as not to rotate relative to the frame when mounted.
상기 변속제어부는, 상기 중심축을 감싸고 주면에 홈캠을 위한 각각의 캠홈이 형성되어 일정 각도 회전에 의해 각각의 홈캠의 축방향 위치를 안내하는 변속슬리브와; 상기 중심축에 고정되어 상기 변속슬리브를 감싸고 축방향으로 길게 관통된 하나 이상의 안내홈을 갖는 홈캠 회전방향 고정부재와; 상기 홈캠 회전방향 고정부재의 안내홈에 삽입되어 회전방향으로 고정되고 상기 변속슬리브의 캠홈을 따라 축방향으로 이동하여 상기 태양기어를 축방향으로 이동시키거나 상기 중심축과 결합하고 분리하는데 관여하는 두 열 이상의 홈캠;으로 구성되는 것이 바람직하다.The shift control unit may include a shift sleeve surrounding the central axis and a respective cam groove for a home cam formed on a main surface thereof to guide an axial position of each home cam by a predetermined rotation; A home cam rotation direction fixing member fixed to the central shaft and having at least one guide groove extending in the axial direction to surround the shift sleeve; Inserted into the guide groove of the groove cam rotation direction fixing member is fixed in the rotation direction and moved along the cam groove of the shifting sleeve in the axial direction to move the sun gear in the axial direction or to engage with and separate from the central axis. It is preferably composed of more than ten home cam.
이와 같은 구성에서 마주하는 측면에 요철부을 갖는 두 개의 태양기어와, 변속기 내의 모든 태양기어가 중심축에 고정되지 않은 상태에서, 상기 홈캠에 의해 상기 두 태양기어가 축방향으로 가압되어 측면 요철부가 서로 치합하고 두 태양기어를 일체화하는 것으로 두 태양기어는 유성기어와 끼어 일체가 되고 동시에 링기어와도 일체가 된다. 따라서 입력 토크는 변속없는 직결 전달된다.In this configuration, the two sun gears having the concave-convex portions on the opposite sides and the sun gears in the transmission are not fixed to the central axis. By joining and integrating the two sun gears, the two sun gears are integral with the planetary gears and at the same time with the ring gears. Therefore, the input torque is directly transmitted without shifting.
또한 상기 변속슬리브는, 상기 입력측 캐리어에 근접하여 설치된 변속핸들과 결합하여 상기 변속핸들에 의하여 일정각도 회전하고, 상기 위치를 유지하는 유지기구(플런저)를 더 포함하는 구성으로 회전방향 위치를 제어하여 변속할 수 있다. 특히 휠체어의 경우 입력캐리어인 푸쉬림의 근처에 변속 핸들을 배치할 수 있으므로 조작이 간편하다.In addition, the shifting sleeve, in combination with a shifting handle provided in close proximity to the input side carrier rotates a predetermined angle by the shifting handle, and further comprises a holding mechanism (plunger) to maintain the position to control the position in the rotational direction You can shift. In particular, in the case of a wheelchair, the shift handle can be disposed near the input carrier push rim, which is easy to operate.
상기 변속 슬리브는, 상기 중심축을 축 방향으로 관통하는 관통 구멍과 상기 관통 구멍에 배치되는 변속축이 관통하여 프레임에서 돌출하고, 프레임에 고정 설치된 변속 손잡이를 줄 또는 링크 기구, 혹은 유사한 편성에 의해 상기 돌출된 변속축과 결합하여, 상기 변속 손잡이를 요동하는 것으로 회전방향 위치를 제어하여 변속할 수 있다. The shift sleeve has a through hole penetrating the central axis in the axial direction and a shift shaft disposed in the through hole, protruding from the frame, and having a shift knob fixed to the frame by a file or link mechanism or similar knitting. In combination with the protruding shift shaft, the shift knob can be shifted by rocking the shift knob.
상기 변속 슬리브는, 상기 중심축을 감싸고 상기 하우징을 지나 돌출하고, 프레임에 고정 설치된 변속 손잡이를 줄 또는 링크 기구, 혹은 유사한 편성에 의해 돌출된 상기 변속축과 결합하여, 상기 변속 손잡이를 요동하는 것으로 회전방향 위치를 제어하여 변속할 수 있다.The shift sleeve rotates by swinging the shift knob by enclosing the shift shaft and projecting past the housing and engaging the shift knob fixed to the frame with the rope or link mechanism or the shift shaft projected by similar knitting. You can shift by controlling the direction position.
상기 변속슬리브의 캠홈은, 상기 변속슬리브의 주면에 홈캠 회전방향 고정부재와 짝을 맞춰 원주방향으로 연속하여 오목하게 형성되는 홈으로, 각각의 상기 홈캠의 역활에 따라 어느 한쪽의 태양기어와 치합하는 위치로 안내하기 위해 축방향으로 경사진 홈과, 계속해서 상기 두 태양기어와 치합하지 않는 위치로 안내하는 홈 및 상기 다수의 태양기어가 중심축과 치합하지 않는 위치에서 상기 두 태양기어의 측면 요철부가 서로 치합하게 축방향으로 가압하는 안내홈이 형성되어 있다. The cam groove of the shifting sleeve is a groove which is continuously formed in a circumferential direction in a circumferential direction by mating with a groove cam rotational direction fixing member on a main surface of the shifting sleeve, and meshes with one of the sun gears according to the role of each of the grooved cams. Grooves inclined axially for guiding to a position, grooves continually guiding to positions not engaged with the two sun gears and lateral unevenness of the two sun gears in a position where the plurality of sun gears do not mate with a central axis; Guide grooves are formed in which the pressing portions axially engage with each other.
상기 변속슬리브는 상기 변속 손잡이의 당김에 의하여 일정각도 회전하고, 상기 손잡이에 의한 당김이 제거되었을 때, 상기 변속슬리브의 위치를 복귀시키기 위한 스프링을 더 포함하는 것이 바람직하다.The shift sleeve may further include a spring for rotating the shift sleeve at an angle by pulling the shift knob, and returning the position of the shift sleeve when the pull by the knob is removed.
휠체어의 경우 바퀴는 차체의 양쪽에 위치하며 본 발명의 변속기를 바퀴의 허브에 장착하게 되면 양쪽의 변속기를 동시에 제어하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 1개의 변속 손잡이에 하나 이상의 상기 유성 기어식 변속기와 줄 또는 링크 기구, 혹은 유사한 편성에 의해 결합하고, 연결된 변속기가 동시에 변속하게 구성된다.In the case of a wheelchair, the wheels are located at both sides of the vehicle body, and when the transmission of the present invention is mounted on the hub of the wheel, it is preferable to simultaneously control both transmissions. Thus, one or more of the planetary gear type transmission and the rope or link mechanism, or similar knitting are combined to the one shift knob, and the connected transmission is configured to shift simultaneously.
또한 상기 변속 손잡이에 액추에이터를 연결하고, 구동부에 가해지는 토크를 검출하는 센서와 상기 센서의 데이터에 따라 판단하는 제어기를 구비하면 상기 제어기를 통해 상기 액추에이터를 제어하여 자동으로 변속할 수 있어 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.In addition, if the actuator is connected to the shift knob, and a sensor for detecting torque applied to the driving unit and a controller for judging according to the data of the sensor, the actuator can be automatically shifted by controlling the actuator. Can be provided.
상기 홈캠은 회전방향 고정부재를 감싸는 링형인 것과 회전방향 고정부재의 안내홈에 삽입되는 조각으로 이루어진 것으로 구성할 수 있다. 특히 조각으로 이루어진 홈캠은 변속제어부의 크기를 최소화할 수 있다.The groove cam may be composed of a ring-shaped enclosing the rotation direction fixing member and a piece inserted into the guide groove of the rotation direction fixing member. In particular, the home cam made of pieces can minimize the size of the shift control unit.
홈캠은 상기 태양기어의 오목부와 치합하기 위한 볼록부를 가지는 것과 축방향으로 이동하여 숨어있는 돌기를 돌출시켜 그 돌기가 상기 태양기어의 오목부와 치합하게 작동하는 것으로 치합 시 소음과 저항을 줄일 수 있다.The home cam has a convex for engaging with the recess of the sun gear, and moves in an axial direction to protrude a hidden protrusion, so that the protrusion works with the recess of the sun gear to reduce noise and resistance during the engagement. have.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라서 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 4단 유성 기어식 변속기의 일 실시예를 적용한 휠체어 바퀴의 장착 상태를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 4단 유성 기어식 변속기의 각부 요소들을 분해하여 배열한 분해 사시도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described according to drawing. 1 is a perspective view illustrating a mounting state of a wheelchair wheel to which an embodiment of a four-speed planetary gear transmission according to the present invention is applied. FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating components of the four-speed planetary gear transmission of FIG. 1 in an exploded manner.
휠체어 바퀴의 중심 역할을 하는 출력 캐리어(17a)는 중심축(1)에 회전 가능하게 베어링(17z1)으로 지지가 되고 반경 방향으로 확장하여 변속기의 한쪽 측벽을 제공한다. 이 측벽에는 감속기어 열의 기어 축(20)이 3개 장착되어 3개의 유성기어(11)를 지지한다. 또한 출력 캐리어(17)는 출력 캐리어(17a)에 고정 결합하고 지지가 되어 감속 유성기어와 치합하는 감속 내접기어(13)를 접촉하지 않게 감싸고 축 방향으로 확장하여 가속 내접기어(12)와 결합한다. 출력 캐리어(17)의 외주면에는 바퀴를 지지하는 다수의 스포크 홀이 형성되어 있다. 또한 출력 캐리어(17a)는 베어링(17z1)을 감싸고 축방향으로 돌출하여 외주면에 디스크 허브(111)와 결합하기 위한 방사상 돌기를 갖는다.The
입력측인 푸쉬림(16)과 상대 회전하지 않게 단단히 결합하는 입력 캐리어(14)는 중심축(1)에 베어링(14z)으로 지지가 되고 반경 방향으로 확장하여 변속기의 다른 한쪽 측벽을 제공한다. 이 측벽에는 가속 유성기어 열의 유성기어 축(19)을 지지하는 3개 홈이 형성되어 3개의 가속 유성기어(10)를 지지한다. 또한 가속 유성기어(10)에 외접하여 설치되는 더블 유성기어(22)의 유성기어 축(21)을 지지하는 3개의 홈도 상기 측벽에 배치되어 있다. 더블 유성기어(22)는 입력 캐리어(14)의 측벽에 접하여 배치된 감속 2단 태양기어(23)와 외접한다. 가속 유성기어(10)은 입력캐리어(14)의 측벽에 접하여서 축방향으로 길게 확장되어 감속 2단 태양기어(23)와 나란히 배치된 가속 태양기어(8)와 외접한다. The
또한 입력 캐리어(14)로부터 고정 확장된 입력 캐리어 내접기어 홀더(15)는 감속 내접기어(12)와 용접이나 나사로 단단히 결합하고, 입력 캐리어(14)와 협조하여 유성기어 축(19, 21)을 지지한다. 입력 캐리어(14)는 출력 캐리어(17)를 베어링(17z2)로 지지하고 리테이너로 변속기를 외부와 차단한다.In addition, the input carrier
가속 태양기어(8), 감속 1단 태양기어(9) 및 감속 2단 태양기어(23)의 내주면은 턱이 져 큰 반경(8b,9b,23b)과 작은 반경(8a,9a,23a)의 내주면을 갖는다. 반경이 작은 내주면(8a,9a,23a)은 홈캠 회전방향 고정부재(4)를 감싸고 홈캠(6, 7)의 반경 방향 돌기(6f, 7f)와 치합을 위한 다수의 반경 방향 돌기(8a,9a,23a)가 형성되어 있고, 반경이 큰 내주면(8b,9b,23b)은 홈캠(6, 7)의 반경 방향 돌기(6f,7f)를 감싸고 회전할 수 있게 매끈한 내주면을 갖는다. 또한 접하는 태양기어(8, 9)의 측면에는 축방향 치합을 위한 다수의 돌기(8c, 9c)가 형성되어 있다. 두 태양기어(8, 9)는 축방향으로 이동하여 축방향 돌기(8c, 9c)가 서로 치합하여 같이 회전하게 배치되어 있다. 이때 두 태양기어의 큰 내주면(8b,23b)은 협조하여 제1홈캠(6)을 수용하며 회전할 수 있게 구성되어 있다. The inner circumferential surfaces of the
축방향의 관통 구멍(1a)을 갖는 중심축(1)은, 입력 캐리어(14)를 지지하는 베어링(14z)의 내륜 측면과 접하는 단이진 턱(1b)을 한쪽 끝 부분에 갖는 작은 반경의 축부와 차체와 결합하기 위해 작은 반경의 축부가 반대쪽 끝 부분에 형성되어 있다. 작은 반경과 큰 반경이 만나는 중심축의 중간부에는 프레임에 대해 축의 회전을 방지하기 위한 평면(1c)이 큰 반경의 축부에 형성되고 이어서 출력 캐리어를 지지하는 베어링(17z)의 내륜 측면을 지지하는 스냅링 홈(1d)이 형성되어 있다. 또한 작은 반경의 축부 끝 부분에는 중심축(1)을 차체에 고정하기 위한 볼(26)을 수용하는 2 ~ 4 개의 반경 방향 관통 구멍(1g)이 형성되어 있다. 반대편 끝 부분에는 중심축(1)을 차체(100)에 결합 고정할 때에 볼(26)이 중심축(1)에서 돌출되도록 지지하는 턱(2c)과 차체에서 분리하기 위해 볼(26)을 중심축 내로 수용하기 위한 오목한 홈(2d)이 형성되어 있다. The
중심축(1)과 변속슬리브(3) 사이에는 용수철(5)이 배치되어 중심축(1)과 변속슬리브(3)이 회전방향으로 고정되게 회전방향 탄성을 제공한다. 이것으로 바퀴가 차체(100)에서 분리되면 변속축(1)은 항상 가속 1단에 위치하고 차체(100)에 장착시 가속 1단 상태로 결합하게 유도한다. 또한 바퀴의 착탈을 위해 변속축 결합 링(25)의 외경은 중심축(1)의 작은 외경보다 작게 형성되고, 변속줄잡이(30)와 결합하기 위한 반경 방향 돌기가 형성되어 있다.A
바퀴의 중심(17)를 지지하는 베어링(17z)의 안쪽에는 변속슬리브(3)가 중심축(1)에 지지가 되어 회전 가능하게 설치된다. 변속슬리브(3)의 측면은 하우징을 돌출하여 변속줄잡이와 결합하기 위한 돌기(3c)가 형성되어 있다. 주면에는 제1홈캠(6)과 제2홈캠(7)을 위한 캠 안내 홈이 2열로 3조가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 제1홈캠(6)의 안내 홈은 0°~ 5°에서 제1홈캠(6)이 가속 태양기어(8)와 감속 2단 태양기어 사이의 중립에 위치하고, 25°~ 30°에서 가속 태양기어(8)을 감속 1단 태양기어 쪽으로 밀어 맞물리게 유도하고, 55°~ 65°에서 양 태양기어(8, 23)와 맞물리지 않게 위치하고, 85°~ 90°에서 감속 2단 태양기어(23)와 맞물리게 구성되어 있다. 또한 제2홈캠(7)의 안내 홈은 0°~ 5°에서 가속 태양기어(8)과 맞물리고, 25°~ 35°에서 두 태양기어(8, 9) 사이에서 맞물리지 않게 위치하고, 55°~ 65°에서 감속 1단 태양기어와 맞물리고, 85°~ 90°에서 두 태양기어(8, 9) 사이에서 맞물리지 않게 구성되어 있다. 이러한 변속슬리브(3)의 안내 홈(3a, 3b)이 원주방향으로 각각 0 °, 120°, 240°를 기점으로 3조가 배치되는데 이것은 홈캠(6, 7)이 축방향으로 이동 중 끼거나 기울어 지지않고 원활히 작동하게 하기 위함이다. Inside the
홈캠 회전방향 고정부재(4)는 베어링(14z)의 안쪽에 중심축(1f)에 회전 불가능하게 키(21)로 고정 설치되어 있고, 3개의 돌기가 변속슬리브(3)의 안내 홈(3b, 3c, 3d, 3e)과 만나지 않게 축방향으로 나란히 확장되어 변속슬리브(3)를 감싸고 있다. The groove cam rotational
제1홈캠(6)은 변속슬리브(3)의 안내 홈(3b)과 결합하기 위한 핀(6a)을 수용하는 오목한 홈(6b)과 홈캠 회전방향 고정부재(4)와 결합하는 축방향 안내면(6d)이 측면에 형성되어 있어 홈캠 회전방향 고정부재(4)의 홈에 몰입되어 3개의 조각으로 이루어져 있다. 또한 외주면(6c)에는 감속 2단 태양기어(23)의 내주면 반경 방향 돌기와 결합하기 위한 반경 방향 돌기(6f)와 가속 1단 태양기어를 축방향으로 가압하기 위한 단(6g)이 형성되어 있다. 따라서 제1홈캠(6)은 핀(6a)에 의해 변속슬리브(3)와 결합하고 변속슬리브(3)가 회전함에 따라 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의해 회전하지 않고 제1홈캠 안내홈(3b)을 따라 축방향으로 이동하여 베어링(9z)과 가속 1단 태양기어(8)를 축방향으로 가압하고 감속 1단 태양기어(9)와 치합하게 한다. The
제2홈캠(7)은 변속슬리브(3)의 안내 홈(3a)과 결합하기 위한 핀(7a)을 수용하는 오목한 홈(7b)과 홈캠 회전방향 고정부재(4)와 결합하는 축방향 안내면(7d)이 측면에 형성되어 있어 홈캠 회전방향 고정부재(4)의 홈에 몰입되어 있다. 또한 외주면(7c)에는 태양기어(8, 9)의 내주면 반경 방향 돌기와 결합하기 위한 반경 방향 돌기(7f)가 형성되어 있다. 따라서 제2홈캠(7)은 핀(7a)에 의해 변속슬리브(3)와 결합하고 변속슬리브(3)가 회전함에 따라 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의해 회전하지 않고 제2홈캠 안내 홈을 따라 축방향으로 이동한다.The
바퀴 중심축 받침대(27)는 차체(100)에 바퀴를 고정하기 위해 차체(100)의 형상에 맞춰 다양한 형상이 가능하다. 본 실시예에서는 환봉형의 차체(100)에 상하로 조절하여 장착할 수 있게 U자형의 홈(27a)을 만들고 나사를 환봉에 관통시켜 차 체(100)에 고정한다. 또한 차체(100)의 외측방향으로 바퀴의 중심축(1)을 지지하는 관통구멍(27b)이 형성되어 있고, 그 관통구멍(27b)의 바깥쪽에는 중심축(1)의 평면과 결합하는 평면 돌출부(27d)를 가져 중심축(1)이 회전하지 않게 지지하고, 중간 부분에는 중심축을 차체에 고정하기 위해 중심축으로부터 돌출한 볼(26)을 수용하는 단이진 턱이 형성되어 있다. 또한 평면 돌출부의 외주면에는 변속줄잡이(30)가 설치되고, 그 바깥쪽 주변에는 동심 상의 디스크 허브(111)를 수용하는 단이진 턱(27e)과 그것을 이탈하지 않게 지지하는 스냅링 홈(27c)이 형성되어 있다. 또한 변속줄잡이(30)는 용수철(24)로 가압되어 있다.The wheel
변속줄잡이(30)는 탑승자의 팔걸이 주변에 설치된 변속 손잡이(미 도시)와 1개의 변속 줄(35)로 결합하여 탑승자에 의해 변속 손잡이가 요동하면 상기 용수철(24)과 협조하여 같이 요동하게 구성된다. 변속 줄(35)은 변속 손잡이로부터 바퀴 중심축 받침대(27)에 부착된 변속줄 안내판(32)을 통과하여 변속줄잡이(30)의 외륜과 변속줄 고정판(32) 사이에서 감겨 변속줄 고정 나사(32)에 의해 고정된다.
디스크 허브(111)는 차량의 제동을 위한 브레이크 시스템과 연결한다. 작은 내주면은 바퀴 중심축 받침대에 지지가 되어 회전할 수 있게 설치된다. 또한 큰 내주면은 출력 캐리어(17)와 결합하여 회전력을 전달하기 위한 방사상 돌기를 갖는다. 외주면에는 디스크(112)를 고정하기 위한 단이진 턱이 형성되고 그 측면에 방사상 나사 구멍이 형성되어 있다. 디스크 허브는 디스크를 나사로 고정하여 같이 회전한다. 디스크는 캘리퍼(112)와 결합하여 바퀴의 회전을 제어한다.The
본 발명의 유성기어를 이용한 변속기의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the transmission using the planetary gear of the present invention.
도 5는 본 발명의 4단 유성 기어식 변속기의 변속 없는 등속 구동 상태를 도시한 부분 단면도이고, 도 6은 도 3의 B - B 선을 따르는 단면도이다.FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a constant speed driving state without a shift of the four-speed planetary gear transmission of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3.
휠체어 바퀴를 휠체어(100)에 장착 시 등속 구동 모드로 장착되기 위해 용수철(24)은 변속축 결합링(25)을 중립위치로 안내하여 변속축(2)을 직결 위치에 있게 한다. 변속축(2)을 잡아당긴 상태로 휠체어 바퀴의 중심축(1)이 바퀴 중심축 받침대(27)의 관통 구멍(27b)에 삽입하고, 변속축(2)을 놓으면 용수철(24) 작용에 의해 변속축(2)에 밀려 돌출된 볼(26)에 의해 중심축(1)은 바퀴 중심축 받침대(27)에 고정된다. 동시에 변속축(2)은 변속축 결합링(25)을 통해 변속줄잡이(30)와 연결된다. When the wheelchair wheel is mounted on the
등속 구동 모드로 결합된 변속기의 제2홈캠(7)은 변속슬리브(3)와 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의하여 베어링(9z)과 감속 태양기어(9)를 가속 태양기어(8) 쪽으로 밀어 두 태양기어(8, 9)는 치합하여 일체가 되고, 제2홈캠의 안내홈(3e)은 치합이 해제되지 않게 지지한다. 제1홈캠(6)은 변속슬리브(3)와 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의하여 가속 태양기어(8)와 감속 태양기어(9)가 일체가 되어 이룬 공간(8d, 9d) 사이에서 두 태양기어와 접촉하지 않게 위치한다. 따라서 두 태양기어(8, 9)는 중심축(1)과 결합하지 않고 동시에 중심축(1)에 베어링(14z, 17z)으로 지지가 된 두 개의 유성기어 열은 자유 회전할 수 있게 된다. The
이때 푸쉬림(16)으로부터 회전력이 입력되면 회전력은 입력 캐리어(14)를 거쳐 4개의 유성기어 축(19)으로 전달된다. 이 회전력은 가속 유성기어(10)를 통해 가속 내접기어(12)와 가속 태양기어(8)에 전달됨과 동시에 유성기어 축(19)과 결합한 입력 캐리어 내접기어 홀더(15)를 통해 감속 내접기어(13)에 전달된다. 이때 가속 태양기어(8)는 감속 태양기어(9)와 일체가 되어 있으므로 감속 태양기어(9)와 감속 내접기어(13)가 같이 돌게 되어 본 발명의 변속기는 직결 상태(direct drive)가 된다(유성기어는 임의의 두 기어를 동시에 회전시키면 세 번째 기어가 동일 방향, 동일속도로 회전하는 직결 상태가 된다). 따라서 바퀴(17)와 푸쉬림(16)은 중심축(1)에 자유회전 하게 지지가 되어 있고, 입력 캐리어(16)와 출력 캐리어(17)가 직결로 연결되어 있으므로 푸쉬림(16)의 회전은 바퀴(17)로 직접 전달되는 등속 구동 상태로 회전한다.At this time, when a rotational force is input from the
도 3은 본 발명의 3단 유성 기어식 변속기의 가속상태를 도시한 부분 단면도이고, 도 4는 도 3의 A - A 선을 따르는 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view showing the acceleration state of the three-speed planetary gear transmission of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
등속 구동 상태에서 탑승자가 변속 손잡이를 조작하여 가속모드를 선택하면 가속 변속줄(36)은 당겨지고, 감속 변속줄(35)은 느슨하게 됨에 따라 바퀴중심축 받침대(27)에 회전하게 설치된 변속줄잡이(30)는 회전하고, 변속줄잡이(30)와 일체로 결합한 변속축 결합링(25)/변속축(2)/변속키(5)를 통해 도 4에서와 같이 변속키(5)는 반시계 방향으로 회전하게 된다. When the passenger selects the acceleration mode by operating the shift knob in the constant speed driving state, the
변속키(5)가 회전하게 되면 변속슬리브(3)도 같이 회전하여 제2홈캠의 안내홈이 회전한다. 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의해 회전하지 않게 설치된 제2홈캠(7)은 안내홈에 결합한 제2홈캠의 볼(7a)과 함께 안내홈(3f)을 따라 출력 캐리어(17)쪽으로 이동하여 두 태양기어(8, 9)의 축방향 가압을 해제한다. 구속에서 풀 린 두 태양기어(8, 9)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되어 치합은 해제되고 분리된다. (이때 두 유성기어 열은 고정 요소가 없어 토크를 전달할 수 없는 상태가 되지만 탑승자기 변속을 위해 손잡이를 조작하고 있으므로 푸쉬림으로부터 입력되는 회전력은 없다.)When the shifting
계속해서 제2홈캠의 안내홈과 같이 회전하는 제1홈캠의 안내홈(3c -> 3b)은 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의해 회전하지 않게 설치된 제1홈캠(6)을 가속 태양기어(8)의 내주면 돌기(8b)와 결합하는 위치로 안내한다. 따라서 제1홈캠(6)과 가속 태양기어(8)는 치합하고 가속 태양기어(8)는 중심축(1)에 고정되어 가속 변속 상태가 된다. 이때 가속 태양기어(8)가 회전 중이라도 비교적 저속으로 회전하고 주면 전체의 돌기가 일시에 결합하므로 마찰 소음이나 결합에 따른 저항이 발생하지 않아 변속은 원활히 수행된다. Subsequently, the
가속모드로 기어 변속이 이루어진 상태에서 푸쉬림(16)으로부터 회전력이 입력되면 회전력은 입력 캐리어(14)를 거쳐 4개의 유성기어 축(19)으로 전달된다. 이 회전력은 가속 유성기어(10)를 통해 가속 내접기어(12)와 가속 태양기어(8)에 전달된다. 또한 입력 캐리어 내접기어 홀더(15)를 통해 감속 내접기어(13)에 전달되고 감속 유성기어(11)와 감속 태양기어(9)에 전달되지만 고정 요소가 없이 감속 유성기어 열은 공회전 상태가 된다. 따라서 가속 유성기어 열만이 작동하여 가속 내접기어(12)와 결합한 출력 캐리어(17)에 회전력이 정해진 변속비에 따라 전달된다. When a rotational force is input from the push rim 16 while the gear is shifted in the acceleration mode, the rotational force is transmitted to the four
다시 탑승자가 변속 손잡이를 조작하여 등속모드를 선택하면 감속 변속줄(35)은 당겨지고, 가속 변속줄(36)은 느슨하게 됨에 따라 바퀴중심축 받침대(27) 에 회전하게 설치된 변속줄잡이(30)는 회전하고, 변속줄잡이(30)와 일체로 결합한 변속축 결합링(25)/변속축(2)/변속키(5)를 통해 변속키(5)는 반시계 방향으로 회전하여 도 6에서와 같이 직결모드 위치로 복귀하게 된다. When the passenger again selects the constant speed mode by operating the shift knob, the
가속모드에서 등속모드로 변속하는 과정은 등속모드에서 가속모드로 변속하는 과정의 역순이므로 생략한다. 이 변속 과정에서 제1홈캠(6)이 가속 태양기어(8)와 결합이 해제된 후 가속 태양기어(8)와 감속 태양기어(9)가 축방향으로 결합하여 일체가 된다. 각각의 결합 해제와 결합에서 각각의 요소가 서로 다른 속도로 회전 중이라도 각각은 비교적 저속으로 회전하고 주면 전체의 돌기가 일시에 분리되거나 결합하므로 마찰 소음이나 결합에 따른 저항이 발생하지 않아 변속은 원활히 이루어진다. The process of shifting from the acceleration mode to the constant speed mode is the reverse of the process of shifting from the constant speed mode to the acceleration mode, and thus will be omitted. In this shifting process, after the
도 7는 도 1의 3단 유성 기어식 변속기의 감속상태를 도시한 부분 단면도이고, 도 8은 도 7의 C - C 선을 따르는 단면도이다.FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating a deceleration state of the three-speed planetary gear transmission of FIG. 1, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 7.
등속 구동 상태에서 탑승자가 변속 손잡이를 조작하여 감속모드를 선택하면 감속 변속줄(35)은 당겨지고, 가속 변속줄(36)은 느슨하게 됨에 따라 바퀴중심축 받침대(27)에 회전하게 설치된 변속줄잡이(30)는 회전하고, 변속줄잡이(27)와 일체로 결합한 변속축 결합링(25)/변속축(2)/변속키(5)를 통해 도 8에서와 같이 변속키(5)는 시계 방향으로 회전하게 된다. When the passenger selects the deceleration mode by operating the shift knob in the constant speed driving state, the
변속키(5)가 회전하게 되면 변속슬리브(3)도 같이 회전하여 제2홈캠(7)의 안내홈(3e, 3f, 3g)이 회전한다. 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의해 회전하지 않게 설치된 제2홈캠(7)은 안내홈에 결합한 제2홈캠의 볼(7a)과 함께 안내홈(3e -> 3g) 을 따라 출력 캐리어(17) 쪽으로 이동하여 두 태양기어(8, 9)의 축방향 가압을 해제한다. 구속에서 풀린 두 태양기어는 서로 반대 방향으로 회전하게 되어 치합은 해제되고 분리된다. (이때 두 유성기어 열은 고정 요소가 없어 토크를 전달할 수 없는 상태가 되지만 탑승자기 변속을 위해 손잡이를 조작하고 있으므로 푸쉬림으로부터 입력되는 회전력은 없다.)When the shifting
계속해서 제2홈캠의 안내홈과 같이 회전하는 제1홈캠의 안내홈(3b, 3c, 3d)은 홈캠 회전방향 고정부재(4)에 의해 회전하지 않게 설치된 제1홈캠(6)을 감속 태양기어(9)의 내주면 돌기(9b)와 결합하는 위치로 안내한다. 따라서 제1홈캠(6)과 감속 태양기어(9)는 치합하고 감속 태양기어(9)는 중심축(1)에 고정된다. 이때 감속 태양기어(9)가 회전 중이라도 주면 전체의 돌기가 일시에 결합하므로 마찰 소음이나 결합에 따른 저항이 발생하지 않아 변속은 원활히 이루어진다. Subsequently, the
감속모드로 기어 변속이 이루어진 상태에서 푸쉬림(16)으로부터 회전력이 입력되면 회전력은 입력 캐리어(14)를 거쳐 4개의 유성기어 축(19)으로 전달된다. 이 회전력은 가속 유성기어(10)를 통해 가속 내접기어(12)와 가속 태양기어(8)에 전달되지만 고정 요소가 없이 가속 유성기어 열은 공회전 상태가 되고, 또한 유성기어 축(19)에 결합한 입력 캐리어 내접기어 홀더(15)를 통해 감속 내접기어(13)에 전달되고 감속 유성기어(11)와 감속 태양기어(9)에 전달되어 감속 유성기어 열만이 작동하여 감속 유성기어 축과 결합된 출력 캐리어(17)에 회전력이 정해진 변속비에 따라 감속되어 전달된다. When the rotational force is input from the push rim 16 while the gear is shifted in the deceleration mode, the rotational force is transmitted to the four
다시 탑승자가 변속 손잡이를 조작하여 직결모드를 선택하면 가속 변속 줄(36)은 당겨지고, 감속 변속줄(35)은 느슨하게 됨에 따라 바퀴중심축 받침대에 회전하게 설치된 변속줄잡이(30)는 회전하고, 변속줄잡이와 일체로 결합한 변속축 결합링/변속축/변속키를 통해 도 6에서와 같이 변속키는 반시계 방향으로 회전하여 직결모드 위치로 복귀하게 된다. 감속모드에서 직결모드로 변속하는 과정은 직결모드에서 감속모드로 변속하는 과정의 역순이므로 생략한다.When the occupant selects the direct connection mode by manipulating the shift knob, the
상기의 바람직한 실시예는 본 발명의 구조적인 기술사상 및 기능적인 기술사상을 예시할 뿐만 아니라, 상기의 바람직한 실시예를 이용하는 방법을 예시하기 위한 목적으로 도시되고 기술되었으므로, 상기와 같은 기술사상을 벗어나지 않고 변경하여 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 기술사상의 범위 내에 포함되는 모든 변경 실시형태를 포함한다.The above preferred embodiments are illustrated and described for the purpose of illustrating not only the structural and functional technical ideas of the present invention, but also for the purpose of illustrating the method of using the preferred embodiments. It can be changed without implementation. Accordingly, the invention is intended to embrace all such modifications as fall within the scope of the spirit of the appended claims.
본 발명에 의하면 캐리어가 변속기의 하우징을 겸하므로 작고 가벼우며, 중심축이 차체에 착탈이 가능하고, 클러치를 사용하지 않으면서도 감속모드, 가속모드와 변속없이 동력이 전달되는 직결모드 및 동력전달 계통이 차체과 결합하여 회전하지 않는 정지모드를 갖는 유성 기어식 변속기를 제공한다.According to the present invention, since the carrier serves as the transmission housing, the vehicle is small and light, and the central shaft can be attached to or detached from the vehicle body, and a direct mode and a power transmission system in which power is transmitted without deceleration mode, acceleration mode and shifting without using a clutch. In combination with the vehicle body, there is provided a planetary gear transmission having a stop mode that does not rotate.
특히 본 발명을 휠체어의 바퀴에 적용하면 탑승자는 저속으로 변속하여 적은 힘으로 언덕을 쉽게 오르거나 모래밭이나 카펫 위를 주행할 수 있고, 고속으로 변속하여 평지를 좀더 빠르게 주행할 수 있다. In particular, when the present invention is applied to the wheel of the wheelchair, the occupant may shift at a low speed to easily climb a hill or travel on a sand field or a carpet with a small force, and may shift at a high speed to travel more flat.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060119401A KR20080048897A (en) | 2006-11-29 | 2006-11-29 | Planetary gearboxes and vehicles using them |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060119401A KR20080048897A (en) | 2006-11-29 | 2006-11-29 | Planetary gearboxes and vehicles using them |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080048897A true KR20080048897A (en) | 2008-06-03 |
Family
ID=39804930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020060119401A KR20080048897A (en) | 2006-11-29 | 2006-11-29 | Planetary gearboxes and vehicles using them |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20080048897A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010137880A2 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Byun Donghwan | Multistage transmission |
WO2010137881A2 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Byun Donghwan | Multistage transmission |
CN113952681A (en) * | 2021-11-30 | 2022-01-21 | 惠州兴为智能科技有限公司 | Strength training apparatus |
-
2006
- 2006-11-29 KR KR1020060119401A patent/KR20080048897A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010137880A2 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Byun Donghwan | Multistage transmission |
WO2010137881A2 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Byun Donghwan | Multistage transmission |
WO2010137880A3 (en) * | 2009-05-26 | 2011-03-31 | Byun Donghwan | Multistage transmission |
WO2010137881A3 (en) * | 2009-05-26 | 2011-03-31 | Byun Donghwan | Multistage transmission |
CN113952681A (en) * | 2021-11-30 | 2022-01-21 | 惠州兴为智能科技有限公司 | Strength training apparatus |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20061129 |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |