KR20100076365A

KR20100076365A - 허브타입의 무단변속장치

Info

Publication number: KR20100076365A
Application number: KR1020080134381A
Authority: KR
Inventors: 신용철; 신현우
Original assignee: 신용철; 신현우
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-06
Also published as: KR101029316B1

Abstract

구동륜의 허브에 고정 내접된 케이스(211)의 일측부에 회동 장착된 입력축(110)과 케이스의 타측부에 회동 장착된 아이들축(S2)을 포함하는 본 발명의 허브타입의 무단변속장치는, 케이스의 일측부 밖으로 돌출된 입력축의 일측 부분에는 피동 스프로킷(D)이 고정 외접되며, 케이스 내에는 기립된 프레임 중앙에 가변입력링크가 회전가능하게 삽입되며, 가변입력링크(130)의 일측에는 입력축의 선단이 회동 삽입되며, 가변입력링크를 사이에 두고 가변입력링크에 대하여 방사상 바깥방향으로 배치되어 입력축의 둘레방향으로 일정한 위상차를 가지고서 프레임에 복수개의 출력링크가 회동 장착되며, 가변입력링크의 타측에는 회전반경이 외부부하에 의해 가변가능한 가변 캠(P)을 탄성적으로 방사바깥방향으로 가압하는 반력장치(S)가 내장되며, 가변 캠의 선단에는 가변 입력링크의 회전중심에 대하여 공전회전하는 디스크판(140)이 회동 결합되며, 출력링크 각각에는 일방향 클러치 베어링를 개재하여 종동기어가 외접되며, 디스크판에 상기 위상차와 동일한 위상차를 가지고서 형성된 구멍 각각에는 동일한 길이의 커플러링크의 일단이 링크결합되고, 출력링크 각각에는 커플러링크의 타단이 링크결합되며, 입력축의 기단에는 종동기어 모두와 맞물림하는 출력기어(G3)가 회동 외접되고, 그리고 출력기어에는 입력축의 기단쪽으로 돌출되고 입력축의 회전중심과 동심인 환형 출력축(G4)이 일체로 형성되며, 환형 출력축은 케이스의 일측에 고정 내접되어 있다.

커플러링크, 가변 입력링크, 출력링크, 입력축, 종동축

Description

허브타입의 무단변속장치{Continuously Variable Transmission of Hub Type}

본 발명은 출력축에 작용하는 부하의 증감에 따라 출력되는 순간토크가 자동으로 증감되는 허브타입의 컴팩트한 무단변속장치에 관한 것이다.

일반적으로, 감속기는 서로 다른 크기의 기어를 서로 조합함으로써 일정한 감속비로 동력을 출력하는 정속감속기와, 원뿔 형태의 감속장치를 적용하여 감속비를 가변시킬 수 있는 무단 변속기로 구분된다.

모터나 엔진 등의 동력 발생장치로부터 발생되는 회전력은 고회전력으로 출력되지만 힘(토크)이 적다. 따라서, 대부분의 산업기계에 있어서는 감속장치를 이용하여 토크를 증가시켜 작동하게 된다.

여기서, 감속기는 동력발생장치로부터 전달되는 회전수를 감속시키는 대신 토크를 증가시킨다.

그러나, 상기 감속기는 동력발생장치로부터 공급되는 회전수를 감속시킴과 동시에 토크를 증가시켜 출력하게 되나, 출력축에 가해지는 부하가 출력축의 출력토크보다 클 경우 부하가 동력발생원인 모터나 엔진에 역으로 작용함으로써 모터나 엔진의 수명을 단축하는 문제점이 있다.

그리고, 출력축의 출력토크보다 큰 부하가 모터나 엔진에 역방향으로 작용함으로써 목표하는 출력을 출력축으로 공급하지 못하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 무단변속장치가 본 발명자에 의해 특허출원된 제10-2007-0064349호에 개시되어 있다.

상기 특허출원에 의해 개시된 무단변속장치에는 외력(모터 또는 엔진 등)에 의해 일방향회전운동하게 되는 입력축과 상기 입력축의 구동력을 전달받아 외부에 그 구동력을 전달하는 출력축 사이에 레버 크랭크기구가 개재되어 있다.

이 레버 크랭크기구는 입력축의 일방향 회전운동을 출력축이 일정 각도 범위내에서 왕복선회운동하게 하는 공지의 기구이며, 이러한 공지의 기구를 이용하여 장치는 예를 들면, 와이퍼 구동장치가 해당 될 수 있다.

하지만, 상기 레버 크랭크 기구를 이용한 종래의 무단변속장치는 동력전달체계가 일측으로 편위되는 방식을 채택하고 있어서, 작동중 떨림이나 소음이 발생된다고 하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결할 수 있는 무단변속장치가 본 발명자에 의해 특허출원된 제10-2008-0092992호에 개시되어 있다.

상기 무단변속장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도시되지 않은 프레임에 회전가능하게 장착되어 외부로부터 입력된 회전력을 전달받는 입력축(1); 상기 입력축(1)을 사이에 두고 상기 입력축(1)에 평행하게 배치되어 상기 프레임에 회전가능하게 장착된 상태에서 상기 입력축(1)으로부터의 동력을 전달받게 되는 한 쌍의 종동축(2, 2'); 상기 입력축(1)의 회전력을 전달받아 회전운동가능하게 상기 입력축(1)에 결합되어 있고, 회전반경이 외부 부하에 의해 가변가능한 한 쌍의 가변 핀(P1, P2)을 탄성적으로 방사바깥방향으로 각각 가압하는 한 쌍의 반력장치(3a, 4a)를 상기 한 쌍의 가변 핀(P1, P2)과 함께 각각 수용하고 있는 한 쌍의 가변 입력링크(3, 4); 상기 한 쌍의 종동축(2, 2') 각각에 전달되는 양방향 회전력을 일방향으로만 전달받아 상기 한 쌍의 종동축(2, 2') 각각을 일방향으로 회전시키는 일방향 클러치 베어링(5, 6; 5', 6')을 개재하여, 일단이 외접되어 결합되어 있는 2쌍의 출력링크(7, 8; 7', 8'); 및 상기 한 쌍의 가변 핀(P1, P2) 각각에 일단이 회전가능하게 결합되어 있고, 상기 2쌍의 출력링크(7, 8; 7', 8') 각각에 타단이 회전가능하게 결합되어 있는 2쌍의 커플러링크(9, 10; 9' 10')를 포함하고 있다.

여기에서, 상기 입력축(1)과 상기 한 쌍의 가변 입력링크(3, 4) 간의 구동적 결합 방식은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 입력축(1)의 양단에 한 쌍의 가변 입력링크(3, 4) 각각의 일단이 고정적으로 외접되어 있는 방식이 취해질 수도 있고, 또는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 입력축(1)의 외주면에 고정적으로 외접된 입력기어(G1)를 마련하고 그리고 상기 한 쌍의 가변 입력링크(3, 4)를 일체화한 하나의 원통형 하우징(11)에 고정적으로 외접된 1차피동기어(G2)를 마련한 상태에서 이들(G1, G2)을 서로 맞물리게 하는 방식이 취해질 수도 있다.

또한, 상기 한 쌍의 가변 핀(P1, P2)는 서로에 대하여 180도의 위상차를 가지고서 배치되어 있고, 상기 2쌍의 출력링크들 중 출력링크(7, 7')는 상기 하나의 출력링크(7)가 상기 다른 하나의 출력링크(7') 보다도 회전방향에서 0도 보다 크고 180도 보다 작은 앞선 위상차를 가지는 방식으로 배치될 수 있으며, 아울러 다른 출력링크(8, 8')도 상기 하나의 출력링크(8)가 상기 다른 하나의 출력링크(8') 보다도 회전방향에서 0도 보다 크고 180도 보다 작은 앞선 위상차를 가지는 방식으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 2쌍의 출력링크(7, 8; 7', 8')와 상기 한 쌍의 종동축(2, 2') 간의 구동적 결합 방식은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 종동축(2, 2') 각각의 양단에 일방향 클러치 베어링(5, 6; 5', 6')을 개재한 상태에서 상기 출력링크(7, 8, 7' 8')의 일단이 고정적으로 외접되는 방식이 취해질 수 있고, 또는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 종동축(2, 2') 각각을 관형으로 만들고 상기 한 쌍의 종동축(2, 2') 각각의 양단에 일방향 클러치 베어링(5, 6; 5' 6')을 개재한 상태에서 상기 출력링크(7, 8; 7' 8')의 일단이 각각 고정적으로 내접되는 방식이 취해질 수도 있다.

또한, 상기 한 쌍의 종동축(2, 2')에는 한 쌍의 출력기어(G3, G3')가 각각 고정적으로 외접되어 있고, 그리고 상기 한 쌍의 출력기어(G3, G3') 사이에는 이들과 맞물리게 최종출력기어(G4)가 배치되어 있다.

상기 최종출력기어(G4)에는 동력을 전달해야할 외부기기의 도시되지 않은 종동축과 커플링될 최종출력축(15)이 고정적으로 내접되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 무단변속장치는 상기 가변 입력링크를 중심으로 해서, 커플러링크, 출력링크 및 종동축이 좌우에 대칭적으로 배치되어 있어서, 작동중 떨림이 발생되지 않아, 소음이 종래보다 발생되지 않으며, 아울러, 2개의 종 동축 사이에 고정적으로 외접된 한 쌍의 출력기어가 최종출력기어를 개재하여 서로 맞물려 있어서, 상기 최종출력기어를 상기 한 쌍의 출력기어들이 서로 협력하여 일방향으로 회전시킴으로써, 출력기어로 하여금 큰 힘을 가지고서 회전하게 하여, 큰 힘으로 외부의 기기를 구동시킬 수가 있다.

하지만, 이러한 무단변속장치는 서로 위상차를 두고서 링크 운동하는 제1링크부(3, 9, 9', 7, 7')와 제2링크부(4, 10, 10', 8, 8')간에 입력축(1)의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 있어서, 무단변속장치가 비대해진다고 하는 문제점이 있고, 상기 제1링크부와 제2링크부가 서로 위상차를 가지고서 선회운동 즉, 서로 반대방향으로 선회운동함으로써, 상기 입력축(1)에 배가된 비틀림 부하를 주게 되어, 입력축(1)이 내구성에 취약하게 만들고, 심지어는 정확한 시점에서 시계방향운동에는 반시계방향으로 또는 반시계방향에서 시계방향으로 상기 제1링크부 또는 제2링크부가 선회운동을 전환하지 못한다고 하는 문제점이 있다.

더욱이, 상기와 같이 전체적인 크기가 비대해지는 종래의 무단변속장치를 자전거, 전기자전거, 전동휠체어, 전동카 등의 구동륜의 허브에 장전하는 경우, 두드러지게 돌출되게 되어, 자전거, 전기자전거, 전동휠체어, 전동카 등의 외관을 해친다고 하는 문제를 상기 종래의 무단변속장치는 가지고 있다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 그 과제를 가진다.

본 발명은 구동륜의 허브에 고정적으로 내접된 케이스의 일측부에 회전가능하게 장착되어 있는 입력축과 상기 케이스의 타측부에 회전가능하게 장착되어 있는 아이들축을 포함하고 있는 허브타입의 무단변속장치로서, 상기 케이스의 일측부 밖으로 돌출된 상기 입력축의 일측 부분에는 피동 스프로킷이 고정적으로 외접되어 있으며, 상기 케이스 내에는 기립된 프레임이 내장되어 있으며, 상기 프레임 중앙에 가변입력링크가 회전가능하게 삽입되어 있으며, 상기 가변입력링크의 일측에는 상기 입력축의 선단이 회전가능하게 삽입되어 있으며, 상기 가변입력링크를 사이에 두고 상기 가변입력링크에 대하여 방사상 바깥방향으로 배치되어 상기 입력축의 둘레방향으로 일정한 위상차를 가지고서 상기 프레임에 복수개의 출력링크가 회전가능하게 장착되어 있으며, 상기 가변입력링크의 타측에는 회전반경이 외부 부하에 의해 가변가능한 가변 캠을 탄성적으로 방사바깥방향으로 가압하는 반력장치가 내장되어 있으며, 상기 가변 캠의 선단에는 상기 가변 캠과 함께 상기 가변 입력링크의 회전중심에 대하여 공전식으로 회전하는 디스크판이 회전가능하게 결합되어 있으며, 상기 복수개의 출력링크 각각에는 일방향 클러치 베어링를 개재하여 복수개의 종동기어가 외접되어 있으며, 상기 디스크판에 상기 위상차와 동일한 위상차를 가지고서 형성된 복수개의 구멍 각각에는 동일한 길이의 복수개의 커플러링크의 일 단이 회전가능하게 링크결합되어 있고, 상기 복수개의 출력링크 각각에는 상기 복수개의 커플러링크의 타단이 회전가능하게 링크결합되어 있으며, 상기 입력축의 기단에는 상기 복수개의 종동기어 모두와 맞물림하여 회전되는 하나의 출력기어가 회전가능하게 외접되어 있고, 그리고 상기 하나의 출력기어에는 상기 입력축의 기단쪽으로 돌출되고 상기 입력축의 회전중심과 동심의 회전축선을 가지는 환형 출력축이 일체로 형성되어 있으며, 상기 환형 출력축은 상기 케이스의 일측에 고정적으로 내접되어 있는 허브타입의 무단변속장치로 되어 있다.

본 발명은 서로 위상차를 두고서 링크 운동하는 4개의 링그부들이 동일한 2차원레벨에서 그리고 상하좌우 대칭적으로 배치되어 있어서, 무단변속장치가 컴팩트해지고, 상기 입력축에 배가된 비틀림 부하를 주지 않게 되어, 입력축이 내구성에 강화시켜서, 정확한 시점에서 시계방향운동에서 반시계방향으로 또는 반시계방향에서 시계방향으로 상기 링크부들이 선회운동을 전환시킬 수 있다.

더욱이, 상기와 같이 본 발명의 컴팩트한 무단변속장치에 의하면, 자전거, 전기자전거, 전동휠체어, 전동카 등의 구동륜의 허브에 장전되어도, 두드러지게 돌출되지 않게 되어, 자전거, 전기자전거, 전동휠체어, 전동카 등의 외관을 해치지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면인 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

도 6에는 도시되지 않은 구동륜의 허브에 적용될 수 있는 허브타입의 무단변속장치의 실시예가 단면도로서 도시되어 있고, 도 6에는 케이스와 제1 및 제2지지편이 제거된 상태에서 입력축 측에서 본 것이 사시도로서 도시되어 있고, 도 7에는 케이스와 제 2지지편이 제거된 상태에서 디스크판 측에서 본 것이 사시도로서 도시되어 있다.

본 실시예의 허브타입의 무단변속장치는, 도시되지 않은 구동륜의 허브에 고정적으로 내접된 케이스(211)의 일측부에 베어링(B1)을 개재하여 관통하여 회전가능하게 장착되어 있는 입력축(110)과 상기 케이스(211)의 타측부에 베어링(B2)을 개재하여 관통하여 회전가능하게 장착되어 있는 아이들축(S2)을 포함하고 있다.

상기 케이스(211)의 일측부 밖으로 돌출된 상기 입력축(110)의 일측 부분에는 피동 스프로킷(D)이 고정적으로 외접되어 있으며, 상기 피동 스프로킷(D)은 도시되지 않은 페달축에 장착된 도시되지 않은 구동 스프로킷에 감겨진 체인(도시되지 않음)에 감겨진 상태에서, 상기 입력축(110)과 함께 회전하게 되어 있다.

상기 케이스(211) 내에는 기립된 프레임(F)이 내장되어 있으며, 상기 프레임(F) 중앙에 형성된 구멍(O)에 베어링(B3)을 개재한 상태에서 가변입력링크(130)가 상기 프레임(F)에 대하여 회전가능하게 삽입되어 있다.

상기 가변입력링크(130)의 일측에는 일방향클러치(C)를 개재한 상태에서 상기 입력축(110)의 선단이 회전가능하게 삽입되어 있다.

또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가변입력링크(130)을 사이에 두고 상기 가변입력링크(130)에 대하여 방사상 바깥방향으로 배치되어 90도의 위상 차를 가지고서 상기 프레임(F)에 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174)가 회전가능하게 장착되어 있다.

상기 가변입력링크(130)의 타측에는 회전반경이 외부 부하에 의해 가변가능한 가변 캠(P)을 탄성적으로 방사바깥방향으로 가압하는 반력장치(S)를 내장하고 있다.

상기 가변 캠(P)의 선단에는 상기 가변 입력링크(130)의 회전운동에 따라 상기 가변 입력링크(130)의 회전중심에 대하여 공전하게 되는 상기 가변 캠(P)과 함께 상기 가변 입력링크(130)의 회전중심에 대하여 공전식으로 회전하는 디스크판(140)가 회전가능하게 결합되어 있다.

상기 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174) 각각에는 일방향 클러치 베어링(151, 152; 153, 154)를 개재하여 4개의 종동기어(121, 122, 123, 124)가 외접되어 있어서, 상기 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174) 각각에 전달되는 양방향 회전력을 일방향으로만 전달받아 상기 4개의 종동기어(121, 122, 123, 124) 각각을 일방향으로 회전시키다.

상기 디스크판(140)에 90도의 위상차를 가지고서 형성된 4개의 구멍(181, 182, 183, 184) 각각에는 동일한 길이의 4개의 커플러링크(191, 192, 193, 194)의 일단이 회전가능하게 링크결합되어 있고, 상기 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174) 각각에는 상기 4개의 커플러링크(191, 192, 193, 194)의 타단이 회전가능하게 링크결합되어 있다.

상기 일방향 클러치 베어링(151, 152; 153, 154)들은 상기 4개의 종동기 어(121, 122; 123, 124)에 각각 모두 동일한 방향으로 즉, 시계방향 또는 반시계방향으로 걸음되어, 상기 종동기어(121, 122; 123, 124)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킨다.

또한, 상기 입력축(110)의 기단에는 상기 4개의 종동기어(121, 122, 123, 124) 모두와 맞물림하여 회전되는 하나의 출력기어(G3)가 회전가능하게 외접되어 있고, 그리고 상기 하나의 출력기어(G3)에는 상기 입력축(110)의 기단쪽으로 돌출되고 상기 입력축(110)의 회전중심과 동심의 회전축선을 가지는 환형 출력축(G4)이 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기 환형 출력축(G4)은 상기 케이스(211)의 일측에 고정적으로 내접되어 있다.

상기 프레임(F)은 상기 아이들축(S2)에 일단이 지지되는 제1지지편(220)의 타단에 일측이 고정되어 있고, 환형의 출력축(G4)에 고정적으로 외접된 상기 케이스(211)의 보스(212)에 기단이 베어링(B4)을 개재하여 기립되어 있는 제2지지편(230)의 선단에 타측이 고정되어 있다.

이러한 구성을 가진 본 실시예의 무단변속기는 다음같이 동력전달 및 변속된다.

도시되지 않은 체인으로부터 스프로킷(D)을 통하여 동력을 받아 일방향으로 회전하는 입력축(110)은 가변 입력링크(130)을 회전시켜서, 상기 가변 입력링크(130)에 편심되어 수용되게 배치된 가변 캠(P)을 회전시키고, 이 가변 캠(P) 회전력은 상기 가변 캠(P)에 회전가능하게 결합된 디스크판(140)을 상기 가변 입력링 크(130)의 회전중심에 대하여 공전식으로 회전시킨다.

공전식으로 회전되는 상기 디스크판(140)은,

상기 디스크판(140)의 0도 ~ 90도 공전운동에 의해, 상기 디스크판(140)에 링크결합된 4개의 커플러링크(191, 192, 193, 194)를 통해서 상기 4개의 커플러링크(191, 192, 193, 194) 각각에 링크결합된 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174)들중 예를 들면, 하나의 출력링크(171)가 실질의 구동을 위한 일정각도 선회운동되는 경우에, 상기 하나의 출력링크(171)에 대하여 -180도 이내의 위상차를 가지는 다른 하나의 출력링크(174)를 정방향으로 진퇴 선회운동시키고, 상기 하나의 출력링크(171)에 대하여 +180도 이내의 위상차를 가지는 또 다른 하나의 출력링크(172)를 정방향으로 진입 선회운동시키고, 상기 하나의 출력링크(171)에 대하여 180도 이상의 위상차를 가지는 나머지 하나의 출력링크(173)를 역방향으로 선회운동시키고;

계속해서 상기 디스크판(140)의 91도 ~ 180도 공전운동에 의해, 상기 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174)들중 하나의 출력링크(171)에 대하여 +90도 위상차를 가지는 상기 출력링크(172)가 실질의 구동을 위한 일정각도 선회운동되어서, 상기 출력링크(172)에 대하여 -180도 이내의 위상차를 가지는 상기 출력링크(171)를 정방향으로 진퇴 선회운동시키고, 상기 출력링크(172)에 대하여 +180도 이내의 위상차를 가지는 상기 출력링크(173)를 정방향으로 진입 선회운동시키고, 상기 출력링크(172)에 대하여 180도 이상의 위상차를 가지는 나머지 하나의 출력링크(174)를 역방향으로 선회운동시키며;

계속해서 상기 디스크판(140)의 181도 ~ 270도 공전운동에 의해, 상기 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174)들중 하나의 출력링크(172)에 대하여 +90도 위상차를 가지는 상기 출력링크(173)가 실질의 구동을 위한 일정각도 선회운동되어서, 상기 출력링크(173)에 대하여 -180도 이내의 위상차를 가지는 상기 출력링크(172)를 정방향으로 진퇴 선회운동시키고, 상기 출력링크(173)에 대하여 +180도 이내의 위상차를 가지는 상기 출력링크(174)를 정방향으로 진입 선회운동시키고, 상기 출력링크(173)에 대하여 180도 이상의 위상차를 가지는 나머지 하나의 출력링크(171)를 역방향으로 선회운동시키며; 그리고

계속해서 상기 디스크판(140)의 271도 ~ 360도 공전운동에 의해, 상기 4개의 출력링크(171, 172, 173, 174)들중 하나의 출력링크(173)에 대하여 +90도 위상차를 가지는 상기 출력링크(174)가 실질의 구동을 위한 일정각도 선회운동되어서, 상기 출력링크(174)에 대하여 -180도 이내의 위상차를 가지는 상기 출력링크(173)를 정방향으로 진퇴 선회운동시키고, 상기 출력링크(173)에 대하여 +180도 이내의 위상차를 가지는 상기 출력링크(174)를 정방향으로 진입 선회운동시키고, 상기 출력링크(173)에 대하여 180도 이상의 위상차를 가지는 나머지 하나의 출력링크(171)를 역방향으로 선회운동시키다.

상기 출력링크(171, 172, 173, 174)와 상기 종동기어(121, 122, 123, 124) 사이에는 상기 출력링크(171, 172, 173, 174)의 정방향 선회운동에만 그 운동을 상기 종동기어(121, 122, 123, 124)에 각각 전달하는 일방향 클러치 베어링(151, 152)이 개재되어 있어서, 결국, 상기 4개의 종동기어(121, 122, 123, 124)들과 동시에 맞물려 있는 출력기어(G3)는 상기 입력축(110)이 구동되면 항상 정방향으로 회전운동하게 된다.

결국, 상기 출력기어(G3)는 상기 환형 출력축(G4)에 정방향운동을 전달하게 되어서 상기 환형 출력축(G)에 고정된 케이스(211)를 정방향으로 회전시켜서 자전거의 구동륜을 정방향으로 회전시킨다.

여기에서, 구동륜 및 케이스(211)를 경유하여 환형 출력축(G4)에서 전달되는 큰 부하가 종동기어, 출력링크, 커플러링크 디스크판 및 가변 캠(P)를 통해서 반력장치(S)에 전달되어, 상기 가변 캠(P)이 가변 입력링크(130)의 중심축선에 가까워질 경우에, 상기 가변 캠(P)의 공전반경이 작아져, 상기 출력링크(171, 172, 173, 174)의 선회왕복운동의 각도가 작아지게 되어서 종동기어(121, 122, 123, 124)는 저속모드가 되고, 반대로 상기 환형 출력축(G4)에서 전달되는 작은 부하가 상기와 같은 방식으로 상기 반력장치(S)에 전달되어, 상기 가변 캠(P)이 상기 가변 입력링크(130)의 중심축선에 대하여 멀어질 경우에, 상기 가변 캠(P)의 공전반경이 커져 상기 출력링크들의 의 선회왕복운동의 각도가 커지게 되어서 상기 종동기어들은 고속모드가 된다.

그리고 상기 환형 출력축에서 전달되는 부하가 반력장치(S)을 압축시켜 상기 가변 캠(P)이 상기 가변 입력링크(130)의 중심축선에 위치될 경우에, 상기 가변 캠(P)의 공전반경이 제로인 상태에서 자전만 하게 되어, 상기 출력링크의 선회왕복운동의 각도가 제로로 되어서 종동기어들의 속도는 "0"이 되며, 이때, 변속비의 기준이 되는 최저속도가 "0"이 되기 때문에, 이론상 변속비가 0 ~∞으로 되어서 본 실시예의 무단변속기는 무단으로 변속이 가능하다.

상기 실시예에서 상기 입력축(110)은 중공형의 축으로 되어 있다. 상기 입력축(110)이 중공형이면 상기 입력축(110)의 중공부를 통해 상기 가변 캠(P)의 방사바깥방향으로 이동되는 상한치를 제어할 수 있는 도시되지 않은 스톱부를 삽입할 수 있다는 점에서 바람직한 것은 물론이다.

상기 실시예에서 입력축(110)에 대하여 방사상 바깥방향으로 4개의 출력링크가 90도의 위상차를 가지고서 디스크판에 링크결합되어 있는 것으로서 도시 및 설명되었지만, 상기 실시예에서 입력축(110)에 대하여 방사상 바깥방향으로 서로에 180도의 위상차를 가지고서 디스크판에 링크결합되어 있는 2개 출력링크, 서로에 120도의 위상차를 가지고서 디스크판에 링크결합되어 있는 3개의 출력링크, 서로에 72도의 위상차를 가지고서 디스크판에 링크결합되어 있는 5개의 출력링크, 서로에 60도의 위상차를 가지고서 디스크판에 링크결합되어 있는 6개의 출력링크 등, 적어도 10개 이내의 출력링크들이 상기 입력축(110)의 둘레 방향으로 서로에 일정각도를 가지고서 디스크판에 링크결합될 수 있는 구현방법은 당해업자에게는 자명하게 치환될 수 있는 구현방법이다.

도 1 및 도 2는 종래의 무단변속장치를 도시한 개념도,

도 3 및 도 4는 도 1의 무단변속장치를 허브타입으로 개량한 것을 도시한 단면도 및 측면도.

도 5는 본 발명의 실시예를 개념적으로 도시한 도면,

도 6은 도 5의 개념에 근거하여 허브타입으로 개조된 무단변속장치를 도시한 도면.

Claims

구동륜의 허브에 고정적으로 내접된 케이스(211)의 일측부에 회전가능하게 장착되어 있는 입력축(110)과 상기 케이스(211)의 타측부에 회전가능하게 장착되어 있는 아이들축(S2)을 포함하고 있는 허브타입의 무단변속장치로서,

상기 케이스(211)의 일측부 밖으로 돌출된 상기 입력축(110)의 일측 부분에는 피동 스프로킷(D)이 고정적으로 외접되어 있으며,

상기 케이스(211) 내에는 기립된 프레임(F)이 내장되어 있으며,

상기 프레임(F) 중앙에 가변입력링크(130)가 회전가능하게 삽입되어 있으며,

상기 가변입력링크(130)의 일측에는 상기 입력축(110)의 선단이 회전가능하게 삽입되어 있으며,

상기 가변입력링크(130)을 사이에 두고 상기 가변입력링크(130)에 대하여 방사상 바깥방향으로 배치되어 상기 입력축(110)의 둘레방향으로 일정한 위상차를 가지고서 상기 프레임(F)에 복수개의 출력링크가 회전가능하게 장착되어 있으며,

상기 가변입력링크(130)의 타측에는 회전반경이 외부 부하에 의해 가변가능한 가변 캠(P)을 탄성적으로 방사바깥방향으로 가압하는 반력장치(S)가 내장되어 있으며,

상기 가변 캠(P)의 선단에는 상기 가변 캠(P)과 함께 상기 가변 입력링크(130)의 회전중심에 대하여 공전식으로 회전하는 디스크판(140)이 회전가능하게 결합되어 있으며,

상기 복수개의 출력링크 각각에는 일방향 클러치 베어링를 개재하여 복수개의 종동기어가 외접되어 있으며,

상기 디스크판(140)에 상기 위상차와 동일한 위상차를 가지고서 형성된 복수개의 구멍 각각에는 동일한 길이의 복수개의 커플러링크의 일단이 회전가능하게 링크결합되어 있고, 상기 복수개의 출력링크 각각에는 상기 복수개의 커플러링크의 타단이 회전가능하게 링크결합되어 있으며,

상기 입력축(110)의 기단에는 상기 복수개의 종동기어 모두와 맞물림하여 회전되는 하나의 출력기어(G3)가 회전가능하게 외접되어 있고, 그리고 상기 하나의 출력기어(G3)에는 상기 입력축(110)의 기단쪽으로 돌출되고 상기 입력축(110)의 회전중심과 동심의 회전축선을 가지는 환형 출력축(G4)이 일체로 형성되어 있으며,

상기 환형 출력축(G4)은 상기 케이스(211)의 일측에 고정적으로 내접되어 있는 것을 특징으로 하는 허브타입의 무단변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 가변입력링크(130)의 일측에는 일방향클러치(C)를 개재한 상태에서 상기 입력축(110)의 선단이 회전가능하게 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 허브타입의 무단변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 일방향 클러치 베어링들은 상기 복수개의 종동기어에 각각 모두 동일한 회전방향으로 걸음되어 있는 것을 특징으로 하는 허브타입의 무단변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 프레임(F)은 상기 아이들축(S2)에 일단이 지지되는 제1지지편(220)의 타단에 일측이 고정되어 있고, 환형의 출력축(G4)에 고정적으로 외접된 상기 케이스(211)의 보스(212)에 기단이 베어링(B4)을 개재하여 기립되어 있는 제2지지편(230)의 선단에 타측이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 허브타입의 무단변속장치.
제 1항에 있어서,

상기 반력장치는 탄성 스프링, 상기 반력장치에 전달되는 부하에 따라 실린더를 전진 및 후진시키는 유압 또는 공압회로에 접속된 공압실린더 또는 유압실린더인 것을 특징으로 하는 허브타입의 무단변속장치.