KR20100134915A - 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 및 자전거의 변속기 장치에서 기어 변속시에 동력의 손실이나 끊김이 없는 기어 변속을 달성하기 위해 제안된 것으로, 이를 달성하기 위해 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조가 제공된다.
자전거, 변속기, 자동 변속, 무단 변속
Description
본 발명은 차량 및 자전거의 기어변속시에 발생하는 동력전달의 손실이나 끊김을 방지하고 원활한 동력전달 및 부드러운 기어변속을 제공하기 위해 제안된 것으로서 종래의 변속기가 기어 변속시 동력전달의 끊김에 의한 변속 충격이 발생하고 무단변속기의 경우 동력전달에 있어 손실이 발생하는 것과 비교하여, 상기의 발명에 따른 수직한 변속기어 구조를 이용한 변속기의 경우 동력전달에 있어서 기어변속시 동력의 끊김에 의한 변속 충격이 발생하지 않으며, 기어구조에 의한 동력 손실을 최소화한 변속기의 구조를 제공한다.
종래의 경우 차량이나 자전거의 변속기를 이용한 기어변속시 체인의 인접한 기어 단으로 이동하는 중에는 동력의 끊김이 발생하고 이에 따른 체인 걸림이나 부드러운 기어 변속을 달성할 수가 없다. 또한 최근의 베어링을 이용한 무단변속기 방식은 동력전달이 베어링에 맞물린 원형 축의 회전에 의한 방식으로 동력전달에 있어 손실이 발생하게 되며 큰 동력전달비를 달성하기 위해 큰 베어링을 사용할 경우 변속기의 무게가 증가하는 단점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 종래의 차량이나 자전거의 변속기에 발생하는 기어 변속시 동력전달의 끊김이나 손실을 최소화하는 경량의 변속기를 제공하기 위해 제안된 것으로, 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기는 실제 동력을 전달하는 장치와 분리된 변속용 기어장치로 구성되며 기어변속을 위한 변속용 기어가 맞물린 회전부로 이루어진 변속기의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 변속 와이어에 의한 회전축의 좌우로 움직이는 변속조절기 및 상기의 변속조절기의 좌우 이동에 의해 안쪽에서 바깥쪽으로 움직이는 변속기어, 그리고 상기의 변속기어에 맞물려 구동축을 따라 회전하는 도넛형 디스크기어 및 상기의 디스크기어에 맞물려 회전하는 원통형기어로 구성된다. 상기의 구조에 의해 일단의 변속기가 구성되며, 상기의 변속기와 동일한 변속기가 축 대칭으로 회전부에 겸비되어 큰 변속비를 달성할 수 있다. 일반적으로 상기와 같이 두 개의 변속용 디스크를 이용하는 방식을 차량에서는 토로이달 변속 방식으로 알려져 있으나, 토로이달 방식의 경우 중간의 변속기어부가 존재하지 않으며 동력전달방식 또한 기어에 의한 방식이 아닌 두 구동축에 연결된 두 디스크 사이에 금속 롤러가 존재하고, 이러한 롤러에 의한 연속된 변속방식에 따른 동력 전달의 손실이 발생하고 이에 따른 실용화에 문제점이 있는 반면, 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기는 동력전달부와 분리된 중간 변속기어부에 의한 기어 변속을 달성하며 롤러나 벨트를 이용한 연속 변속이 아닌 기어를 이용한 변속기어부의 도넛형 디스크기어의 크기(기어수)에 따른 기어변속을 제공하는 유단 변속기를 제공한다.
상기한 구성을 포함하는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
첫째, 본 발명에 의하면, 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기는 기어변속시 발생할 수 있는 동력전달의 끊김을 최소화함으로써, 기어변속시 변속충격 및 체인 이탈을 방지하게 된다.
둘째, 본 발명에 의하면, 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기는 동력전달부와 분리된 변속기어부를 제동함으로써 기어변속시 발생할 수 있는 동력전달의 손실을 최소화한다.
셋째, 본 발명에 의하면, 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조는 종래의 변속기어가 제한된 기어비에 의한 변속비를 제공하는 것에 비해, 변속기어가 맞물리는 도넛형 디스크기어의 수 및 간격에 따라 가변할 수 있으므로 큰 기어비를 얻을 수 있다.
넷째, 본 발명에 의하면, 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조는 종래의 금속 베어링을 사용하는 무단변속기에 비해 무거운 금속 베어링을 사용하지 않음으로써 가벼운 변속기를 제작할 수 있다.
실시예1
도 1은 본 발명에 따른 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조의 구동축 및 변속기어부 그리고 회전부 및 변속조절기 및 회전부를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조는 체인과 맞물린 구동부와 구동부의 동력을 전달하기 위한 연결부 그리고 상기의 연결부에서 기어비를 조절하는 변속기어부 및 상기의 변속기어부의 무빙가이드를 따라 움직이는 변속기어 그리고 상기의 변속기어에 맞물린 도넛형 디스크기어 및 상기의 디스크기어에 맞물러 회전하는 원통형 기어 그리고 또 다른 변속기어부 및 회전부로 구성된다. 변속기어부는 변속와이어에 의한 변속을 가능하게 하는 변속조절기가 존재하며 상기의 변속조절기에 의해 변속기어부가 좌우로 이동하면서 변속기어가 무빙가이드를 따라 안쪽 및 바깥쪽으로 움직이면서 기어비를 가변하게 된다. 상기의 변속기어부의 무빙가이드를 따라 움직이는 변속기어는 구동축의 안쪽 및 바깥쪽으로 이동하면서 동력 전달비를 바꾸게 되고 동력전달은 상기의 변속기어와 맞물린 도넛형태로 안쪽과 바깥쪽이 분리된 디스크기어 및 디스크기어에 맞물린 원통형 기어에 의해 회전부의 또 다른 도넛형 디스크기어에 전달되며, 회전부로 동력을 전달하게 된다. 상기의 도넛형태의 디스크기어의 반경이 기어비를 결정하게 되며 안쪽으로 갈수록 기어수가 감소하고 바깥쪽 디스크기어로 갈수록 기어수는 증가하게 되어 기어비를 가변하게 된다. 회전부 와 구동부의 도넛형 디스크기어의 모양은 평평한 디스크 방식 및 원뿔 혹은 원추형 모두 가능하며 변속기어의 이동이 원활하며 안쪽 디스크기어와 바깥쪽 디스크기어가 같이 맞물리지 않도록 적절한 기어수 및 크기, 형태 형태이어야 한다. 또한 상기의 회전부 및 구동부의 디스크기어에 형성된 변속기어가 맞물려 동력을 전달하기 위한 홈의 모양 및 배열은 변속시 변속기어의 이동이 원활하며 서로 인접한 도넛형 디스크기어에 걸쳐서 존재하지 않은 형태로 동력전달의 끊김이나 손실을 최소화하는 형태이어야 한다.
이하에서는 전술한 본 발명에 따른 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조 및 기본 구성을 토대로 가장 바람직한 실시 예들을 구체적으로 설명한다. 또한, 전술한 본 발명에 따른 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조의 기본 구성에 적용된 구성에 따른 동작 방법들은 이하에서 설명되는 실시 예들에 모두 적용 가능하다. 또한, 도면들에 있어서 구동부 및 변속기어부 그리고 변속조절기 및 회전부의 크기 및 회전부 및 구동부의 디스크기어 상의 요철의 배열 형태 및 크기 등은 설명의 편의와 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이며, 상기의 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기의 구조에서 연결부의 좌우 이동에 따른 변속기어의 이동이 원활하며 이에 따른 변속시 동력전달의 끊김이나 충격 그리고 손실을 최소화 하는 형태 및 크기 그리고 재료이어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 기본 구조를 묘사하기 위한 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 기본 구성에서 각각의 도넛형 디스크기어가 원추형으로 이루어진변속기의 구조를 도시한 단면도.
도 3는 도 2에 도시한 원추형 디스크기어를 겸비한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 구동부의 기어변속장치와 변속기어에서 바라본 디스크 홈의 모양을 묘사하기 위한 단면도.
도 4는 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 구동부의 변속기어와 도넛형 디스크기어 및 상기의 기어와 맞물린 원통형 기어의 기하학적 형태를 묘사하기 위한 사시도.
도 5는 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 구동부 및 회전부의 변속기어와 도넛형 디스크기어 및 상기의 디스크기어와 맞물린 원통형 기어의 기하학적 형태를 묘사하기 위한 사시도.
도 6은 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 구동부의 변속기어와 도넛형 디스크기어 및 상기의 디스크기어와 맞물린 원통형 기어, 그리고 상기의 구동부 기어에 체인이 감긴 모습을 묘사하기 위한 단면도.
도 7은 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 구동부 및 회전부의 변속기어와 도넛형 디스크기어 및 상기의 디스크기어와 맞물린 원통형 기어의 회전방향을 묘사하기 위한 단면도.
도 8은 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 변속기어부인 도넛형 디스크기어 및 상기의 도넛형 디스크기어와 맞물린 원통형 기어의 기하학적 결합형태를 묘사하기 위한 사시도.
도 9는 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 도넛형 디스크기어의 변속기어가 맞물리는 이중 방사형의 디스크 상의 홈의 배열 형태를 묘사하기 위한 단면도.
도 10은 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 도넛형 디스크기어의 변속기어가 맞물리는 나선형의 디스크 상의 또 다른 홈의 배열 형태를 묘사하기 위한 단면도.
도 11은 도 1에 도시한 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 변속기어 구조를 이용한 변속기의 도넛형 디스크기어의 변속기어가 맞물리는 방사형의 디스크 상의 또 다른 홈의 배열 형태를 묘사하기 위한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 최외각의 도넛형 디스크기어
101 : 최내각의 도넛형 디스크기어
102 : 도넛형 디스크기어 상의 변속기어가 맞물리는 홈
103 : 도넛형 디스크기어 간 볼 베어링
104 : 회전부 회전기어
105 : 회전부의 변속용 기어
106 : 회전부의 변속기어팔
107 : 회전부의 변속기어 무빙가이드
108 : 구동부의 변속된 동력을 전달하기 위한 원통형 기어.
109 : 변속조절기
110 : 변속된 동력전달용 원통형 기어
111 : 도넛형 디스크기어에 부착된 볼 베어링
112 : 구동부의 회전기어
113 : 구동부의 변속용 기어
114 : 지지프레임에 부착된 볼 베어링
115 : 변속기어팔 고정용 횐전판
116 : 변속 와이어
117 : 회전부의 변속기어팔 지지부
118 : 구동부의 변속기어팔 지지부
119 : 구동부의 변속기어팔
120 : 구동부의 변속기어 무빙가이드
121 : 구동체인
Claims (7)
- 구동축 한쪽에 연결된 구동부;상기의 구동부와 결합한 변속기어 무빙가이드를 포함하는 변속기어부;상기의 변속기어부에 인접한 변속기어팔 지지부;상기의 변속기어팔 지지부에 연결된 변속기어팔;상기의 변속기어팔에 연결된 변속기어;상기의 변속기어에 맞물리는 요철을 포함하는 회전하는 도넛형 디스크기어;상기의 도넛형 디스크기어에 맞물려 돌아가는 원통형 기어;상기의 원통형 기어에 맞물려 회전하는 또 다른 도넛형 디스크기어;상기의 디스크기어에 맞물려 회전하는 회전부 변속기어부;상기의 변속기어부의 부빙가이드를 따라 움직이는 변속기어;상기의 구동부 및 회전부의 변속기어부를 구동축을 따라 좌우로 이동시키는 변속조절장치; 및상기의 변속기어부에 연결된 회전부로 구성된 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기.
- 제 1 항에 있어서,원판형 디스크형태의 구동부 및 회전부의 도넛형 디스크기어로 구성된 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기.
- 제 1 항에 있어서,원뿔형 디스크형태의 구동부 및 회전부의 도넛형 디스크기어로 구성된 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기.
- 제 1 항에 있어서,원추형 디스크형태의 구동부 및 회전부의 도넛형 디스크기어로 구성된 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기.
- 제 1 항 내지 4 항에 있어서,동력전달부 및 회전부와 인접한 변속기어가 맞물리는 디스크가 방사형의 요철을 포함하는 도넛형 디스크기어로 구성된 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기.
- 제 1 항 내지 4 항에 있어서,동력전달부 및 회전부와 인접한 변속용 기어가 맞물리는 디스크가 나선형의 요철을 포함하는 도넛형 디스크기어로 구성된 동력전달부와 수직인 변속기어부로 구성된 유단변속기.
- 제 1 항 내지 4 항에 있어서,동력전달부 및 회전부와 인접한 변속용 기어가 맞물리는 디스크가 이중 방사형의 요철을 포함하는 도넛형 디스크기어로 구성된 동력전달부와 수직인 변속기어 부로 구성된 유단변속기.
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| KR101251740B1 (ko) * | 2010-12-27 | 2013-04-05 | 현대 파워텍 주식회사 | 무단 변속장치 |
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2009
- 2009-06-16 KR KR1020090053276A patent/KR20100134915A/ko not_active Application Discontinuation
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