KR20110085809A - 자동변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 주요 부분이 "동력이 입력되는 입력축(100); 상기 입력축의 외주면에 일정한 간격으로 차례로 시설되는 2개 이상의 일방향클러치베어링(200); 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 차례로 시설되는 2개 이상의 원심클러치(300); 상기 원심클러치의 외주면에 외경이 작은 것에서 외경이 큰 것으로 차례로 시설되는 2개 이상의 입력기어(400); 동력이 출력되는 출력축(500); 상기 출력축의 외주면에 외경이 큰 것에서 외경이 작은 것으로 차례로 시설되는 2개 이상의 출력기어(600)" 등으로 구성되어; 상기 입력축(100)의 회전속도에 따라 특정한 원심클러치(300)가 입력축의 회전력을 출력축(500)으로 전달하는 특징을 갖는 자동변속기이다.

본 발명의 자동변속기는 입력축의 회전속도에 따라 자동으로 변속이 조절되기 때문에 변속을 위해서 부가적인 조절장치가 필요하지 않다. 그리고 변속과정에서 동력손실이 발생하지 않으며, 변속충격이 적은 부드러운 변속이 가능하다. 이러한 점에서 본 발명의 자동변속기는 종래 자동변속기를 대체할 수 있는 하나의 모델이 될 수 있을 것이다.

변속기, 자동변속기, 무단변속기, 원심클러치, 일방향클러치베어링

Description

자동변속기{ An Automatic Transmitter }

도 1. 종래 원심클러치를 이용한 자동변속기의 실시 예

도 2는 본 발명의 자동변속기의 실시 예

도 3 내지 도 4는 본 발명의 자동변속기의 다른 실시 예

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1: 구동축 2: 원심클러치 3: 구동기어

4: 베어링 5: 피동축 6: 일방향클러치베어링

7: 피동기어 100: 입력축 200: 일방향클러치베어링

300: 원심클러치 400: 입력기어 500: 출력축

600: 출력기어

본 발명은 입력축의 회전속도에 따라 특정한 원심클러치가 작동하는 방식으로 동력을 전달하는 자동변속기에 대한 것이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0600083호는 다수의 원심클러치를 이용한 자동변속기를 제시하고 있다. 이러한 자동변속기를 도 1을 중심으로 간단히 설명하면 다음과 같다.

구동축(1) 상에 다수의 원심클러치(2)가 시설되고, 각 원심클러치의 외주면에 구동기어(3)가 시설된다. 구동축 상에는 저속에서 작동하는 원심클러치, 중속에서 작동하는 원심클러치, 그리고 고속에서 작동하는 원심클러치가 차례로 시설된다. 그리고 피동축(5) 상에 다수의 일방향클러치베어링(6)이 시설되고, 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 구동기어에 대응하는 피동기어(7)가 시설된다. 동력전달 및 변속과정은 다음과 같다.

구동축(1)이 저속으로 회전할 경우에 저속에서 작동하는 원심클러치가 작동하면서 저속에 대응하는 구동기어 및 피동기어로 동력이 전달되고, 그리고 상기 회전력이 일방향클러치베어링을 통해서 피동축으로 전달된다. 그리고 구동축이 고속으로 회전할 경우에 저속 및 고속에서 작동하는 원심클러치가 작동하면서 저속 및 고속에 대응하는 구동기어 및 피동기어로 동력이 전달되고, 그리고 고속에 대응하는 피동기어의 회전력이 일방향클러치베어링을 통해서 피동축으로 전달된다. 여기서 동력전달은 고속에 해당되는 피동기어만이 일방향클러치베어링을 통해서 피동축으로 전달되고, 그 외 피동기어들은 공회전을 하게 된다.

위와 같은 자동변속기는 이론상으로 가능하나 실제 상용화를 어렵게 하는 심각한 기술적 문제가 있다. 그것은 상기 자동변속기가 일방향클러치베어링을 이용해서 동력을 전달하는데, 일방향클러치베어링은 그 구조상 변속충격을 견디기 힘들다는 것이다. 이러한 자동변속기는 원심클러치가 작동하기 전에 입력기어 및 출력기어가 회전하지 않으며, 원심클러치가 작동하는 순간에 입력기어 및 출력기어가 회 전한다. 그리고 입력기어 및 출력기어의 회전과 함께 일방향클러치베어링이 작동한다. 따라서 일방향클러치베어링은 큰 변속충격을 받게 된다. 이러한 변속충격에 의해서 일방향클러치베어링의 내부 구조 및 베어링이 손상되기 쉽다. 이러한 이유에서 도 1과 같은 원심클러치를 이용한 변속기는 상용화되기 어렵다.

본 발명은 일방향클러치베어링 및 원심클러치를 이용한 자동변속기와 관련된 것이다. 본 발명의 목적은 입력축 상에 일방향클러치베어링 및 원심클러치를 시설함으로서 일방향클러치베어링에 가해지는 변속충격이 줄이고자 한다.

본 발명의 자동변속기는 입력축에 일방향클러치베어링과 원심클러치 및 출력기어가 구성되고, 출력축에 출력기어가 구성된다. 구체적으로 입력축에 일정한 간격으로 2개 이상의 일방향클러치베어링이 차례로 시설되고, 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 각각 원심클러치가 시설되고, 상기 원심클러치의 외주면에 각각 입력기어가 시설된다. 그리고 출력축에 상기 입력기어에 대응하는 다수의 출력기어가 시설된다. 입력축 및 출력축에 시설되는 동력전달장치들은 저속과 중속 및 고속에 대응하도록 차례로 배열된다. 여기서 저속과 중속 및 고속에서 모든 일방향클러치베어링이 작동하고, 또한 1개 이상의 원심클러치가 작동하는 경우에 출력축의 회전과 함께 모든 출력기어 및 입력기어가 회전한다. 이러한 자동변속기는 1개 이상의 원심클러치가 작동하는 상황에서 모든 일방향클러치베어링과 입력기어 및 출력기어가 회전하고, 모든 일방향클러치베어링과 입력기어 및 출력기어가 회전하는 중에 변속이 이루어지기 때문에 일방향클러치베어링에 가해지는 변속충격이 적다.

본 발명의 구성 및 작동을 도면을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 기본구성 및 작동을 나타내고, 도 3내지 도 4는 본 발명의 부분적 변형을 나타낸다. 도 2 내지 도4에서 L은 변속이 "저속(Low)" 인 상태를 말하고, M은 변속이 "중속(Middle)" 인 상태를 말하고, H는 변속이 "고속(High)" 인 상태를 말한다. 본 발명의 명세서에서 입력부는 "입력축, 입력축에 시설되는 다수의 일방향클러치베어링, 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 시설되는 다수의 원심클러치, 상기 원심클러치의 외주면에 시설되는 다수의 입력기어" 등을 말하고, 출력부는 "출력축, 출력축에 시설되는 다수의 출력기어" 등을 말한다. 그리고 입력부의 저속장치는 저속(L)에서 입력축의 회전력을 출력축으로 전달하는 "입력축에 시설되는 일방향클러치베어링, 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 시설되는 원심클러치, 상기 원심클러치의 외주면에 시설되는 입력기어" 등을 말한다. 그리고 입력부의 중속장치는 중속(M)에서 입력축의 회전력을 출력축으로 전달하는 "일방향클러치베어링, 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 시설되는 원심클러치, 상기 원심클러치의 외주면에 시설되는 입력기어" 등을 말한다. 그리고 입력부의 고속장치는 고속(H)에서 입력축의 회전력을 출력축으로 전달하는 "일방향클러치베어링, 상기 일방향클러치베러링의 외주면에 시설되는 원심클러치, 상기 원심클러치의 외주면에 시설되는 입력기어" 등을 말한다. 먼저 도 2를 참고로 본 발명의 기본구성 및 동력전달과정을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 주요 부분은 "동력이 입력되는 입력축(100); 상기 입력축의 외주 면에 일정한 간격으로 차례로 시설되는 2개 이상의 일방향클러치베어링(200); 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 차례로 시설되는 2개 이상의 원심클러치(300); 상기 원심클러치의 외주면에 외경이 작은 것에서 외경이 큰 것으로 차례로 시설되는 2개 이상의 입력기어(400); 동력이 출력되는 출력축(500); 상기 출력축의 외주면에 외경이 큰 것에서 외경이 작은 것으로 차례로 시설되는 2개 이상의 출력기어(600)" 등으로 구성된다.

입력축(100)에 일정한 간격으로 2개 이상의 일방향클러치베어링(200)이 차례로 시설되고, 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 각각 원심클러치(300)가 시설된다. 여기서 일방향클러치베어링의 외주면에 시설되는 2개 이상의 원심클러치는 저속(L)에서 작동하는 원심클러치에서 고속(H)에서 작동하는 원심클러치의 순서로 차례로 시설된다. 원심클러치(300)의 외주면에 각각 입력기어(400)가 시설되고, 상기 입력기어는 외경이 작은 것에서 외경이 큰 것으로 차례로 시설된다. 따라서 저속(L)에 해당되는 입력기어의 외경이 가장 작고, 고속(H)에 해당되는 입력기어의 외경이 가장 크다.

출력축(500)에는 다수의 출력기어(600)가 시설되는데, 출력기어는 외경이 큰 것에서 외경이 작은 것으로 차례로 시설된다. 입력부의 입력기어와 출력부의 출력기어는 서로 맞물리도록 구성된다.

위와 같은 구성에 따라 입력부의 저속장치와 중속장치 및 고속장치는 각각 "입력축에 시설되는 일방향클러치베어링(200), 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 시설되는 원심클러치(300), 상기 원심클러치의 외주면에 시설되는 입력기어(400)" 등으로 구성된다.

다음으로 본 발명의 변속 및 동력전달과정은 다음과 같다. 먼저 저속(L)에서 변속 및 동력전달과정을 다음과 같다. 입력축이 정회전하는 경우에 입력축에 시설된 모든 일방향클러치베어링이 작동한다. 그리고 입력축의 회전속도가 증가하는 경우에 저속(L)에서 작동하는 원심클러치가 작동한다. 따라서 입력축의 회전력은 저속(L)에 해당되는 일방향클러치베어링과 원심클러치 및 입력기어를 통해서 출력기어로 전달된다. 그리고 출력기어의 역회전과 함께 출력축 및 모든 출력기어들이 역회전한다. 여기서 출력기어의 역회전과 함께 상기 출력기어와 맞물리는 모든 입력기어가 정회전한다. 그러나 중속 및 고속에 해당되는 입력기어의 회전력은 중속 및 고속에 동력을 전달하는 원심클러치가 작동하지 않기 때문에 입력축으로 전달되지 않는다. 따라서 저속(L)에서 입력축의 회전력은 저속(L)에 해당되는 "일방향클러치베어링, 원심클러치, 입력기어, 출력기어" 등을 통해서 출력축으로 전달된다.

중속(M)에서 변속 및 동력전달과정은 다음과 같다. 저속(L)에서 원심클러치가 작동한 후 입력축의 회전속도가 증가하는 경우에 중속(M)에서 작동하는 원심클러치가 작동한다. 중속(M)에서 원심클러치가 작동하는 경우에 저속(L)에서 작동하는 원심클러치가 함께 작동한다. 그리고 중속에 해당되는 출력기어의 역회전과 함께 출력축 및 모든 출력기어들이 역회전한다. 여기서 입력축의 회전력은 중속(M)에 해당되는 일방향클러치베어링과 원심클러치 및 입력기어를 통해서 출력기어로 전달된다. 그리고 저속에 해당되는 입력기어가 입력축의 회전속도보다 빠르기 때문에 일방향클러치베어링의 클러치가 작동하지 않으면서 입력기어가 공회전한다. 그리고 고속에 해당되는 원심클러치가 작동하지 않기 때문에 고속에 해당되는 입력기어가 공회전한다.

위와 같은 방식으로 고속(M)에서 입력축의 회전력은 고속에 해당되는 일방향클러치베어링과 원심클러치 및 입력기어를 통해서 출력기어 및 출력축으로 전달된다.

도 3은 본 발명의 자동변속기의 변형된 예로서 가장 저속에서 동력을 전달하는 입력부의 저속장치가 "일방향클러치베어링(200), 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 시설되는 입력기어(400)" 로 구성된다. 이러한 구성은 도 2의 실시 예에서 가장 저속에서 동력을 전달하는 입력부의 저속장치에서 원심클러치(300)가 생략되는 것과 같다. 이러한 자동변속기는 원심클러치가 작동하지 않는 저속에서 입력축의 회전력을 출력축으로 전달하는 특징이 있다.

도 4는 본 발명의 자동변속기의 변형된 예로서 가장 고속에서 동력을 전달하는 입력부의 고속장치가 "원심클러치(300), 상기 원심클러치의 외주면에 시설되는 입력기어(400)" 등으로 구성된다. 이러한 구성은 도 2의 실시 예에서 가장 고속에서 동력을 전달하는 입력부의 고속장치에서 일방향원심클러치베어링(200)이 생략되는 것과 같다.

본 발명의 자동변속기는 입력축의 회전속도에 따라 자동으로 변속이 조절되기 때문에 변속을 위해서 부가적인 조절장치가 필요하지 않다. 그리고 변속과정에서 동력손실이 발생하지 않으며, 변속충격이 적은 부드러운 변속이 가능하다. 이러 한 점에서 본 발명의 자동변속기는 종래 자동변속기를 대체할 수 있는 하나의 모델이 될 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 본 발명은 주요 부분이 "동력이 입력되는 입력축(100); 상기 입력축의 외주면에 일정한 간격으로 차례로 시설되는 2개 이상의 일방향클러치베어링(200); 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 차례로 시설되는 2개 이상의 원심클러치(300); 상기 원심클러치의 외주면에 외경이 작은 것에서 외경이 큰 것으로 차례로 시설되는 2개 이상의 입력기어(400); 동력이 출력되는 출력축(500); 상기 출력축의 외주면에 외경이 큰 것에서 외경이 작은 것으로 차례로 시설되는 2개 이상의 출력기어(600)" 등으로 구성되어;

   상기 입력축(100)의 회전속도에 따라 특정한 원심클러치(300)가 입력축의 회전력을 출력축(500)으로 전달하는 특징을 갖는 자동변속기
2. 청구항 1에서 가장 저속에서 동력을 전달하는 입력부의 저속장치가 "일방향클러치베어링(200), 상기 일방향클러치베어링의 외주면에 시설되는 입력기어(400)" 로 구성되는 특징을 갖는 자동변속기
3. 청구항 1에서 가장 고속에서 동력을 전달하는 입력부의 고속장치가 "원심클러치(300), 상기 원심클러치의 외주면에 시설되는 입력기어(400)" 등으로 구성되는 특징을 갖는 자동변속기

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