KR20230084895A - Stepless automatic speed changing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무단 자동 변속 장치에 관한 것으로서, 특히 유성기어모듈과 차동기어모듈을 이용하여 이동수단의 속도에 따른 적절한 변속비를 제공 받을 수 있는 무단 자동 변속 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuously variable automatic transmission, and more particularly, to a continuously variable automatic transmission capable of receiving an appropriate transmission ratio according to the speed of a means of transportation by using a planetary gear module and a differential gear module.
일반적으로 변속기는, 각종 엔진 등에서 발생하는 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 변속장치를 의미하며, 다양한 변속 방법 중 하나로 유성기어장치를 이용하는 변속 방법이 있다.In general, a transmission refers to a transmission device that converts power generated from various engines into required rotational force according to speed and transmits it, and one of various transmission methods includes a transmission method using a planetary gear device.
유성기어장치는, 변속기 주축의 구동축에 고정되어 회전력을 전달하는 태양기어와, 변속기 주축의 피동축에 연결되어 구동력을 추진축으로 전달하는 링기어와, 태양기어와 링기어 사이에서 캐리어에 의해 지지되는 유성기어로 이루어진다. 이러한 유성기어장치에서의 캐리어의 출력은, 태양기어의 회전수와 링기어의 회전수에 의해 결정된다. The planetary gear device includes a sun gear fixed to the driving shaft of the transmission main shaft to transmit rotational force, a ring gear connected to the driven shaft of the transmission main shaft to transmit driving force to the propulsion shaft, and a carrier supported between the sun gear and the ring gear. It is made up of planetary gears. The output of the carrier in this planetary gear device is determined by the number of rotations of the sun gear and the number of rotations of the ring gear.
예를 들어, 링기어가 회전하지 않고 고정된 상태에서, 태양기어를 반시계 방향으로 회전시키면 캐리어는 반시계 방향으로 1:K로 감속된다. 또한, 링기어가 회전가능한 상태에서, 태양기어를 반시계 방향으로 회전시키면 캐리어는 반시계 방향으로 태양기어와 함께 1:1로 회전한다. 그리고 링기어가 시계 방향으로 회전되는 상태에서, 태양기어를 반시계 방향으로 회전시키면 1:K보다 더 많은 감속이 이루어진다. For example, if the sun gear is rotated counterclockwise while the ring gear is fixed and does not rotate, the carrier is decelerated at 1:K in the counterclockwise direction. Also, when the sun gear is rotated counterclockwise while the ring gear is rotatable, the carrier rotates 1:1 with the sun gear in the counterclockwise direction. In addition, when the sun gear is rotated counterclockwise while the ring gear is rotated clockwise, more deceleration than 1:K is achieved.
상술한 바와 같은 유성기어장치 한 쌍을 이용시, 1:1 또는 1:K와 같이 2가지의 변속비만을 얻을 수 있는바, 종래 변속기는, 여러 쌍의 유성기어장치를 조합하여 다양한 변속비를 얻고 있다. 그러나, 여러 쌍의 유성기어장치를 조합한다는 것은 경제적(비용 대비 효율) 및 물리적(변속기의 크기 증가)인 한계로 인해 현실적으로 어려움이 따른다. When using a pair of planetary gears as described above, only two transmission ratios such as 1:1 or 1:K can be obtained, and conventional transmissions obtain various transmission ratios by combining several pairs of planetary gears. . However, it is practically difficult to combine several pairs of planetary gear units due to economic (cost-effectiveness) and physical (increasing the size of the transmission) limitations.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 한 쌍의 유성기어모듈과 차동기어모듈을 이용하여 이동수단의 속도에 따른 적절한 변속비를 제공 받을 수 있어 변속기의 크기를 줄일 수 있으면서 경제적 효과를 얻을 수 있는 무단 자동 변속 장치를 제공함에 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, and by using a pair of planetary gear modules and differential gear modules, an appropriate transmission ratio according to the speed of a means of transportation can be provided, thereby reducing the size of the transmission and obtaining economic effects. The purpose is to provide a stepless automatic transmission device.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 무단 자동 변속 장치는, 차동기어모듈을 중심으로, 차동기어모듈의 일측편에 제1 유성기어모듈이 구비되고, 차동기어모듈의 타측편에 제2 유성기어모듈이 구비되며, 입력축이 제1 유성기어모듈 및 제2 유성기어모듈에 축결합되되, 상기 제2 유성기어모듈에 결합된 출력부재를 구동하기 위한 동력 전달은, 입력축을 통해 제2 유성기어모듈을 거쳐 이루어지고, 상기 출력부재의 구동에 따른 변속을 위한 동력 전달은, 입력축을 통해 제1 유성기어모듈, 차동기어모듈, 제2 유성기어모듈을 거쳐 이루어지며, 상기 차동기어모듈의 작동은, 출력부재의 회전 및 출력부재에 가해지는 부하가 고려되어 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention continuously variable automatic transmission includes a first planetary gear module on one side of the differential gear module and a second planetary gear module on the other side of the differential gear module. Is provided, the input shaft is shaft-coupled to the first planetary gear module and the second planetary gear module, and the power transmission for driving the output member coupled to the second planetary gear module is the second planetary gear module through the input shaft. Transmission of power for shifting according to the driving of the output member is performed through an input shaft through a first planetary gear module, a differential gear module, and a second planetary gear module, and the operation of the differential gear module is output The rotation of the member and the load applied to the output member are considered.
또한, 상기 제1 유성기어모듈은, 입력축과 일체로 회전되는 제1 태양기어, 상기 제1 태양기어를 둘러싸게 구비되는 제1 링기어, 상기 제1 태양기어와 제1 링기어 사이에서 제1 태양기어와 제1 링기어에 치합되고 회전가능하게 구비되는 복수 개의 제1 유성기어를 포함하고, 상기 차동기어모듈은, 마주하게 구비되며 입력축이 관통되는 제2 베벨기어 및 제3 베벨기어, 상기 제2 베벨기어와 제3 베벨기어에 치합되고 회전가능하게 축고정된 제1 베벨기어를 포함하며, 상기 제2 유성기어모듈은, 입력축과 함께 회전되는 제2 태양기어, 상기 제2 태양기어를 둘러싸게 구비되는 제2 링기어, 상기 제2 태양기어와 제2 링기어 사이에서 제2 태양기어와 제2 링기어에 치합되고 회전가능하게 구비되는 복수 개의 제2 유성기어를 포함하되, 상기 복수 개의 제1 유성기어는, 일측편에 인접한 제2 베벨기어에 일단이 고정된 복수 개의 제1 고정축에 각각 회전가능하게 구비되고, 상기 제1 베벨기어는, 출력부재의 회전에 연동되어 출력부재와 동일한 방향으로 회전되는 연동링에 축고정되며, 상기 제3 베벨기어는, 제2 링기어와 일체로 회전되는 한편, 상기 복수 개의 제2 유성기어는, 제2 유성기어모듈의 일측편에 인접하게 구비된 출력부재에 일단이 고정된 복수 개의 제2 고정축에 각각 회전가능하게 구비될 수 있다.In addition, the first planetary gear module includes a first sun gear integrally rotated with the input shaft, a first ring gear provided surrounding the first sun gear, and a first sun gear between the first sun gear and the first ring gear. A plurality of first planetary gears engaged with the sun gear and the first ring gear and rotatably provided, wherein the differential gear module includes second bevel gears and third bevel gears provided facing each other and through which an input shaft passes; It includes a first bevel gear meshed with a second bevel gear and a third bevel gear and rotatably shaft-fixed, wherein the second planetary gear module includes a second sun gear that rotates together with an input shaft, and the second sun gear. A second ring gear surrounded by a second ring gear and a plurality of second planetary gears rotatably provided and engaged with the second sun gear and the second ring gear between the second sun gear and the second ring gear, Each of the first planetary gears is rotatably provided on a plurality of first fixed shafts, one end of which is fixed to a second bevel gear adjacent to one side, and the first bevel gear is interlocked with the rotation of the output member to form an output member. The third bevel gear rotates integrally with the second ring gear, while the plurality of second planetary gears are adjacent to one side of the second planetary gear module. It may be rotatably provided on each of a plurality of second fixed shafts having one end fixed to the output member provided.
또한, 상기 출력부재는, 일단이 개방된 통 형태를 이루어 제1 유성기어모듈, 차동기어모듈 및 제2 유성기어모듈, 연동링이 내부에 구비되고, 타단에 제2 고정축의 일단이 고정되되, 상기 출력부재의 내측면에는, 연동링과 대응되는 위치에서 연동링과 이격되게 고정링이 구비되며, 상기 고정링과 연동링은 상호 인력이 작용되어, 출력부재의 회전시 연동링이 함께 회전될 수 있다.In addition, the output member has a cylindrical shape with one end open and has a first planetary gear module, a differential gear module, a second planetary gear module, and an interlocking ring inside, and one end of the second fixed shaft is fixed to the other end, A fixing ring is provided on the inner surface of the output member to be spaced apart from the interlocking ring at a position corresponding to the interlocking ring, and mutual attraction is applied between the fixing ring and the interlocking ring so that the interlocking ring rotates together when the output member rotates. can
또한, 상기 제1 태양기어 및 제2 태양기어는, 일방향으로의 회전만이 가능한 원웨이베어링을 통해 입력축과 결합될 수 있다.In addition, the first sun gear and the second sun gear may be coupled to the input shaft through a one-way bearing capable of only rotating in one direction.
또한, 동력발생부재의 회전에 따라 축회전되는 체인링과, 상기 제1 유성기어모듈의 타측에서 입력축과 함께 회전되게 구비되는 스프라켓과, 상기 체인링과 스프라켓에 결합되어 체인링의 회전력을 스프라켓으로 전달하는 체인을 포함하는 동력전달모듈;을 더 포함할 수 있다. In addition, a chainring rotated according to the rotation of the power generating member, a sprocket provided to rotate along with the input shaft on the other side of the first planetary gear module, and coupled to the chainring and the sprocket to transfer the rotational force of the chainring to the sprocket. A power transmission module including a chain to transmit; may be further included.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 유성기어모듈과 차동기어모듈을 이용함에 있어, 각 유성기어모듈을 구성하는 링기어의 회전량을 조정하여, 이동수단의 속도에 따른 적절한 적절한 변속비를 제공받을 수 있다. 이는 여러 쌍의 유성기어모듈을 이용한 변속기에 비해 크기를 현저히 줄일 수 있으며, 이를 제조하는데 소요되는 비용 및 시간도 절감할 수 있는바 경제적 효과도 얻을 수 있다. According to the present invention, in using a pair of planetary gear modules and differential gear modules, an appropriate transmission ratio according to the speed of a moving means can be provided by adjusting the amount of rotation of the ring gear constituting each planetary gear module. . This can significantly reduce the size compared to transmissions using several pairs of planetary gear modules, and can also reduce the cost and time required to manufacture them, so that economic effects can be obtained.
도 1은 본 발명인 무단 자동 변속 장치에 적용된 제1 유성기어모듈, 차동기어모듈, 제2 유성기어모듈, 연동링을 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명인 무단 자동 변속 장치에 적용된 제1 유성기어모듈, 차동기어모듈, 제2 유성기어모듈을 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명인 무단 자동 변속 장치에 적용된 제1 유성기어모듈, 차동기어모듈, 제2 유성기어모듈이 출력부재 내에 구비된 상태를 보여주는 정면도,
도 4는 본 발명인 무단 자동 변속 장치에 적용된 고정링과 연동링의 구조를 보여주는 측면도,
도 5는 본 발명인 무단 자동 변속 장치의 일 실시예에 따른 구조를 보여주는 분해사시도,
도 6은 본 발명인 무단 자동 변속 장치의 일 실시예에 따른 구조를 보여주는 결합사시도,
도 7은 본 발명인 무단 자동 변속 장치의 일 실시예에 따른 구조가 적용된 예를 보여주는 예시도,
도 8은 도 7과 같이 본 발명이 적용된 예에서 출력부재의 최종 출력이 자동으로 변속됨을 보여주는 나타내는 도면,1 is a perspective view showing a first planetary gear module, a differential gear module, a second planetary gear module, and an interlocking ring applied to the continuously variable automatic transmission of the present invention;
2 is a perspective view showing a first planetary gear module, a differential gear module, and a second planetary gear module applied to the continuously variable automatic transmission of the present invention;
3 is a front view showing a state in which a first planetary gear module, a differential gear module, and a second planetary gear module applied to the continuously variable automatic transmission of the present invention are provided in an output member;
4 is a side view showing the structure of a fixed ring and an interlocking ring applied to the continuously variable automatic transmission of the present invention;
5 is an exploded perspective view showing a structure according to an embodiment of the continuously variable automatic transmission of the present invention;
6 is a combined perspective view showing a structure according to an embodiment of the continuously variable automatic transmission of the present invention;
7 is an exemplary view showing an example in which a structure according to an embodiment of a continuously variable automatic transmission according to the present invention is applied;
8 is a view showing that the final output of the output member is automatically shifted in the example to which the present invention is applied as shown in FIG. 7;
본 발명에서는 한 쌍의 유성기어모듈과 차동기어모듈을 이용하여 이동수단의 속도에 따른 적절한 변속비를 제공 받을 수 있어 변속기의 크기를 줄일 수 있으면서 경제적 효과를 얻을 수 있도록, 차동기어모듈을 중심으로, 차동기어모듈의 일측편에 제1 유성기어모듈이 구비되고, 차동기어모듈의 타측편에 제2 유성기어모듈이 구비되며, 입력축이 제1 유성기어모듈 및 제2 유성기어모듈에 축결합되되, 상기 제2 유성기어모듈에 결합된 출력부재를 구동하기 위한 동력 전달은, 입력축을 통해 제2 유성기어모듈을 거쳐 이루어지고, 상기 출력부재의 구동에 따른 변속을 위한 동력 전달은, 입력축을 통해 제1 유성기어모듈, 차동기어모듈, 제2 유성기어모듈을 거쳐 이루어지며, 상기 차동기어모듈의 작동은, 출력부재의 회전 및 출력부재에 가해지는 부하가 고려되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단 자동 변속 장치를 제안한다.In the present invention, by using a pair of planetary gear modules and differential gear modules, an appropriate transmission ratio according to the speed of the means of transportation can be provided, so that the size of the transmission can be reduced and economic effects can be obtained. A first planetary gear module is provided on one side of the differential gear module, a second planetary gear module is provided on the other side of the differential gear module, and an input shaft is axially coupled to the first planetary gear module and the second planetary gear module, Power transmission for driving the output member coupled to the second planetary gear module is performed through the second planetary gear module through an input shaft, and power transmission for gear shift according to driving of the output member is controlled through an input shaft. 1 is made through a planetary gear module, a differential gear module, and a second planetary gear module, and the operation of the differential gear module is a continuously variable automatic transmission, characterized in that the rotation of the output member and the load applied to the output member are considered. suggests
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and can be variously modified and implemented by those skilled in the art within the scope of not departing from the technical gist of the present invention.
이하, 본 발명인 무단 자동 변속 장치는 첨부된 도 1 내지 도 8을 참고로 상세하게 설명한다. 그리고 도면에서는 편의상 기어의 기어이를 빗금으로 표시하거나 생략한다.Hereinafter, the continuously variable automatic transmission according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 attached. And in the drawings, for convenience, the teeth of the gear are indicated by hatching or omitted.
본 발명인 무단 자동 변속 장치는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 제1 유성기어모듈(100), 차동기어모듈(200) 및 제2 유성기어모듈(300)을 포함하며, 제1 유성기어모듈(100), 차동기어모듈(200) 및 제2 유성기어모듈(300) 각각을 구성하는 일부를 관통하거나 회전력이 전달되게끔 입력축(410)이 구비된다. As shown in FIGS. 1 to 5, the continuously variable automatic transmission of the present invention includes a first
제1 유성기어모듈(100)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 태양기어(110), 제1 링기어(120) 및 복수 개의 제1 유성기어(130)를 포함한다. 제1 태양기어(110) 및 제1 유성기어(130)는 평기어로 구성될 수 있으며, 제1 링기어(120)는 내주연을 따라 기어이가 형성된 링기어로 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 3 , the first
구체적으로, 제1 태양기어(110)는 입력축(410)과 일체로 회전되게 구비되어, 제1 태양기어(110)의 회전량은 입력축(410)과 동일한 회전량을 가진다. 다만, 입력축(410)의 역회전시 제1 태양기어(110)가 회전되지 않게끔 제1 태양기어(110)는 일방향으로의 회전만이 가능한 원웨이베어링을 통해 입력축(410)과 결합됨이 바람직하다. 제1 링기어(120)는, 입력축(410)이 중심을 관통하도록 구비되어, 제1 태양기어(110)의 외주연을 둘러싼다. Specifically, the
복수 개의 제1 유성기어(130)는, 각각 제1 태양기어(110)와 제1 링기어(120) 사이에서 제1 태양기어(110)와 제1 링기어(120)에 치합되고 회전가능하게 구비된다. 일 예로, 복수 개의 제1 유성기어(130)는, 도면에 도시된 바와 같이 3개로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 복수 개의 제1 유성기어(130)는 각각이 자전할 수 있게끔 제1 고정축(131)이 입력축(410)과 나란한 방향으로 관통되게 구비될 수 있다. 또한, 복수 개의 제1 유성기어(130)는 상호 간의 일정 간격을 유지하면서 제1 태양기어(110)를 중심으로 공전할 수 있게끔 복수 개의 제1 고정축(131)의 적어도 일단이 동일한 구성에 고정된 구조를 이룬다. 본 발명에서의 복수 개의 제1 유성기어(130)는, 차동기어모듈(200)을 구성하면서 제1 유성기어모듈(100)의 일측편에 인접한 제2 베벨기어(220)에 일단이 고정된 복수 개의 제1 고정축(131)에 각각 회전가능하게 구비된다. The plurality of first
차동기어모듈(200)은, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제1 베벨기어(210), 제2 베벨기어(220) 및 제3 베벨기어(230)를 포함하며, 제1 유성기어모듈(100)의 일측편에 구비된다. 먼저, 제2 베벨기어(220)는 상술한 제1 유성기어모듈(100)과 인접한 일측에 구비되며, 입력축(410)이 관통되어 입력축(410)을 중심으로 입력축(410)의 회전과 무관하게 회전가능하다. 제3 베벨기어(230)는 제2 베벨기어(220)와 이격된 일측편에 마주하게 구비되며, 입력축(410)이 관통되어 입력축(410)을 중심으로 입력축(410)의 회전과 무관하게 회전가능하다. 제1 베벨기어(210)는 제2 베벨기어(220)와 제3 베벨기어(230)에 치합되고 자전할 수 있게끔 다른 구성에 축고정되며, 본 발명에서의 제1 베벨기어(210)는 후술할 연동링(430)에 회전가능하게 축고정된다. 이러한 제1 베벨기어(210)는, 하나가 구비될 수 있음은 물론, 도면에 도시된 바와 같이 복수 개가 대칭되게 구비될 수 있으며, 일 예로 4개의 제1 베벨기어(210)가 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 제1 베벨기어(210)는 모두 연동링(430)에 회전가능하게 축고정되며, 연동링(430)이 출력부재(420)의 회전에 연동되어 회전되는바, 출력부재(420)의 회전과 동일한 방향으로 입력축(410)을 중심으로 공전될 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 4 , the
제2 유성기어모듈(300)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제2 태양기어(310), 제2 링기어(320) 및 복수 개의 제2 유성기어(330)를 포함하며, 제1 유성기어모듈(100)과 동일하게 구성될 수 있다. 제2 태양기어(310) 및 제2 유성기어(330)는 평기어로 구성될 수 있으며, 제2 링기어(320)는 내주연을 따라 기어이가 형성된 링기어로 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 3 , the second
구체적으로, 제2 태양기어(310)는 입력축(410)과 일체로 회전되게 구비되어, 제2 태양기어(310)의 회전량은 입력축(410)과 동일한 회전량을 가진다. 다만, 입력축(410)의 역회전시 제2 태양기어(310)가 회전되지 않게끔 제2 태양기어(310)는 일방향으로의 회전만이 가능한 원웨이베어링을 통해 입력축(410)과 결합됨이 바람직하다. 제2 링기어(320)는, 입력축(410)이 중심을 관통하도록 구비되어, 제2 태양기어(310)의 외주연을 둘러싼다. 이러한 제2 링기어(320)는 제3 베벨기어(230)와 일체로 회전되게끔 구성된다. 이때, 제3 베벨기어(230)와 제2 링기어(320)는 1:1의 기어비를 가질 수 있으며, 이로 인해 제2 링기어(320)의 회전량은 제3 베벨기어(230)와 동일한 회전량을 가진다. 일 예로, 제3 베벨기어(230)와 제2 링기어(320) 사이에는 동력전달판(510)이 더 구비될 수 있으며, 동력전달판(510)은 입력축(410)이 관통되게끔 중공이 관통형성된 원판 형태를 이룰 수 있으며, 일측면에 제3 베벨기어(230)가 일체로 결합되고, 타측면에 제2 링기어(320)가 일체로 결합될 수 있다.Specifically, the
복수 개의 제2 유성기어(330)는, 각각 제2 태양기어(310)와 제2 링기어(320) 사이에서 제2 태양기어(310)와 제2 링기어(320)에 치합되고 회전가능하게 구비된다. 일 예로, 복수 개의 제2 유성기어(330)는, 도면에 도시된 바와 같이 3개로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 복수 개의 제2 유성기어(330)는 각각이 자전할 수 있게끔 제2 고정축(331)이 입력축(410)과 나란한 방향으로 관통되게 구비될 수 있다. 또한, 복수 개의 제2 유성기어(330)는 상호 간의 일정 간격을 유지하면서 제2 태양기어(310)를 중심으로 공전할 수 있게끔 복수 개의 제2 고정축(331)의 적어도 일단이 동일한 구성에 고정된 구조를 이룬다. 본 발명에서의 복수 개의 제2 유성기어(330)는, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 유성기어모듈(300)의 일측편에 인접하게 구비되는 출력부재(420)에 일단이 고정된 복수 개의 제2 고정축(331)에 각각 회전가능하게 구비된다. The plurality of second
출력부재(420)는, 일 예로 원판 형태를 이루는 부분이 제2 유성기어모듈(300)의 일측편에 인접하게 구비되면서, 적어도 일부 가장자리가 타측을 향해 연장형성될 수 있다. 구체적인 일 예로, 출력부재(420)는 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 일단이 개방된 통 형태를 이루며 수평하게 배치될 수 있으며, 제1 유성기어모듈(100), 차동기어모듈(200) 및 제2 유성기어모듈(300), 연동링(440)이 내부에 구비될 수 있다. 이러한 출력부재(420)의 타단에는 복수 개의 제2 고정축(331)의 일단이 고정될 수 있으며, 일단과 타단을 잇는 측벽의 외측에는 도 7에 도시된 바와 같이 실질적인 구동을 위한 바퀴가 구비될 수 있다. In the
또한, 출력부재(420) 측벽의 내측(출력부재(420)의 내측면)에는, 연동링(440)과 대응되는 위치에 연동링(440)과 이격되게 고정링(430)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 연동링(440)은 차동기어모듈(200)에서 제1 베벨기어(210)가 구비된 지점을 둘러싸는 링 형태로 형성되며, 외주연을 따라 연동자석(441)이 구비될 수 있다. 고정링(430)은 고정링(430)을 둘러싸는 링 형태로 형성되며, 내주연을 따라 고정자석(431)이 구비될 수 있다. 고정링(430)과 연동링(440)은 다소 이격되게 배치되며, 연동자석(441)과 고정자석(431) 간의 자력으로 인해 상호 인력이 작용된다. 따라서, 출력부재(420)가 회전하게 되면, 출력부재(420)와 일체로 고정링(430)이 회전하게 되며, 고정링(430)과의 인력으로 인해 연동링(440)이 회전되는바, 연동링(440)에 회전가능하게 축고정된 제1 베벨기어(210)가 입력축(410)을 중심으로 공정하게 된다. In addition, a fixing
그리고 본 발명은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 출력부재(420)의 개방된 일단을 막게끔 원판 형태를 이루는 휠판(520)이 더 포함될 수 있으며, 휠판(520)은 중심에 입력축(410)이 관통되고 입력축(410)의 회전에 무관하게끔 구비될 수 있다. 이러한 휠판(520)에는 제1 유성기어(130)가 축회전되도록 하는 제1 고정축(131)의 타단이 고정될 수 있다. And, as shown in FIGS. 5 and 6, the present invention may further include a
상술한 바와 같은 본 발명에서, 출력부재(420)를 구동하기 위한 동력 전달은, 입력축(410)을 통해 제2 유성기어모듈(300)을 거쳐 이루어지고, 출력부재(420)의 구동에 따른 변속을 위한 동력 전달은, 입력축(410)을 통해 제1 유성기어모듈(100), 차동기어모듈(200), 제2 유성기어모듈(300)을 거쳐 이루어진다. 이때, 차동기어모듈(200)의 작동은, 출력부재(420)의 회전 및 출력부재(420)에 가해지는 부하가 고려되어 이루어진다.In the present invention as described above, power transmission for driving the
한편, 본 발명은 입력축(410)에 회전력을 제공하기 위한 구성으로, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 동력발생부재(600) 및 동력전달모듈(700)을 더 포함할 수 있다. 동력발생부재(600)는 모터 등과 같이 전기를 통해 회전력을 발생시키는 것일 수 있음은 물론, 자전거 페달 등과 같이 사용자의 조작을 통해 회전력을 발생시키는 것일 수 있다. 동력전달모듈(700)은 동력발생부재(600)로부터 발생된 회전력을 입력축(410)에 그대로 전달하거나, 감속 또는 가속되어 전달되도록 할 수 있다. On the other hand, the present invention is a configuration for providing rotational force to the
구체적인 일 예로, 동력전달모듈(700)은, 자전거와 같이 체인링(710), 스프라켓(720) 및 체인(730)을 포함할 수 있다. 체인링(710)은 동력발생부재(600)의 회전에 따라 축회전되며, 스프라켓(720)은 제1 유성기어모듈(100)의 타측편에서 입력축(410)과 함께 회전되게 구비될 수 있다. 이때, 체인(730)은 체인링(710)과 스프라켓(720)을 한꺼번에 둘러싸면서 체인링(710)과 스프라켓(720)에 결합되어, 체인링(710)의 회전력을 스프라켓(720)으로 전달할 수 있다. 다만, 스프라켓(720)의 역회전시 입력축(410)이 역회전되지 않게끔, 입력축(410)은 일방향으로의 회전만이 가능한 원웨이베어링을 통해 스프라켓(720)과 결합됨이 바람직하다. As a specific example, the
상술한 바와 같은 본 발명인 무단 자동 변속 장치의 동작에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 제1 유성기어모듈(100)과 제2 유성기어모듈(300) 각각은 제2 베벨기어(220)와 출력부재(420)가 캐리어 역할을 한다. 제1 유성기어모듈(100)및 제2 유성기어모듈(300)과 같은, 유성기어모듈은 링기어의 회전량을 변화시킴에 따라 캐리어의 출력을 유기적으로 변화시킬 수 있으며, 아래와 같은 [수학식 1]이 적용된다.The detailed description of the operation of the continuously variable automatic transmission according to the present invention as described above is as follows. In each of the first
(: 링기어 회전량, : 태양기어 회전량, : 캐리어 회전량, : 유성기어모듈의 감속비)( : ring gear rotation amount, : sun gear rotation amount, : carrier rotation amount, : Reduction ratio of planetary gear module)
차동기어모듈(200)에서, 제3 베벨기어(330)의 회전량은, 제1 베벨기어(310) 및 제2 베벨기어(320)의 회전량에 따라 결정되며, 아래와 같은 [수학식 2]가 적용된다.In the
(: 제1 베벨기어의 회전량, : 제2 베벨기어의 회전량, : 제3 베벨기어의 회전량)( : Rotation amount of the first bevel gear, : Rotation amount of the second bevel gear, : Amount of rotation of the 3rd bevel gear)
상기 [수학식 2]에서 확인되는 바와 같이, 의 범위는 과 에 의해 - ~ 무한대까지 가능하다.As confirmed in [Equation 2] above, the range of class by - ~ up to infinity
상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 이용하여, 출력부재(420)를 통한 최종 출력을 도출하여 보면, 다음과 같다. 이때, 제1 유성기어모듈의 감속비와 제2 유성기어모듈의 감속비는 동일한 것을 전제로 설명한다. When the final output through the
1) 제2 유성기어모듈(300)에서의 캐리어 역할을 하는 출력부재(420)의 출력1) Output of the
입력축의 회전량이 이면, 제2 태양기어(310)로 회전량이 전달되어, 제2 태양기어(310)는 반시계방향으로 만큼 회전하게 된다. 그리고 제2 링기어(320)은 제3 베벨기어(230)와 일체로 회전되는바, 제2 링기어(320)의 회전량()은, 제3 베벨기어(230)의 회전량()이 적용될 수 있다. 따라서, 제2 태양기어(310)로 전달된 회전량()과 제2 링기어의 회전량()에 따라 캐리어 역할을 하는 출력부재(420)의 출력량()이 결정되며, 출력부재(420)의 출력량()은 아래의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.The amount of rotation of the input shaft On the other side, to the
(: 제3 베벨기어 회전량, : 제2 태양기어 회전량, : 출력부재 회전량, : 제2 유성기어모듈의 감속비)( : 3rd bevel gear rotation amount, : 2nd sun gear rotation amount, : Output member rotation amount, : Reduction ratio of the second planetary gear module)
출력부재(420)는 바퀴에 동력을 전달하며, 제2 태양기어(310)가 다음 회전을 할 때까지 제2 링기어(320)와 함께 회전한다.The
2) 제1 유성기어모듈(100)을 통한 제3 베벨기어(230)의 회전량2) Rotation amount of the
상기 [수학식 2]와 같이 제3 베벨기어(230)의 회전량은, 제1 베벨기어(210) 및 제2 베벨기어(220)의 회전량에 따라 결정에 결정된다. 이때, 제2 베벨기어(220)의 회전량은, 제1 유성기어모듈(100)에 의해 결정된다. 즉, 입력축의 회전량이 이면, 제1 태양기어(110)로 회전량이 전달되고, 제1 유성기어(130)에 의해 로 감속되어, 캐리어 역할을 하는 제2 베벨기어(220)를 반시계방향으로 만큼 회전시킨다. 이를 상기 [수학식 2]에 적용하면 아래의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.As shown in [Equation 2], the amount of rotation of the
(: 제1 베벨기어의 회전량, : 제3 베벨기어의 회전량, : 제2 베벨기어의 회전량)( : Rotation amount of the first bevel gear, : The amount of rotation of the third bevel gear, : Amount of rotation of the second bevel gear)
따라서, 상기 [수학식 4]로부터 도출된 를 상기 [수학식 3]에 적용하면, 아래와 같은 [수학식 5]가 도출된다.Therefore, derived from [Equation 4] above When is applied to the above [Equation 3], the following [Equation 5] is derived.
일 예로, 동력발생부재(600)가 페달로 구성되고, 동력전달부재(700)가 체인링(710), 스프라켓(720) 및 체인(730)으로 구성되는 경우, 체인링(710)의 회전수()가 1일 때, 스프라켓(720)의 회전수()는 설계에 따라 다양한 기어비로 설계가 가능하다. 구체적으로, =1:5로 설계할 경우, 이며, 출력부재(420)의 최종 출력()은, 바퀴 회전수()에 비례함을 확인할 수 있다. 따라서, 체인링(710)의 1 회전할 때에 발생되는 출력부재(420)의 최종 출력()은 아래의 [표 1] 및 도 8에 도시된 바와 같이 바퀴 회전수에 따라 자동으로 변속이 가능해진다. For example, when the
상술한 바와 같은 본 발명인 무단 자동 변속 장치는, 한 쌍의 유성기어모듈(100,300)과 차동기어모듈(200)을 이용함에 있어, 각 유성기어모듈(100,300)을 구성하는 링기어(120,320)의 회전량을 조정하여, 이동수단(자전거 등)의 속도에 따른 적절한 적절한 변속비를 제공받을 수 있다. 따라서, 여러 쌍의 유성기어모듈을 이용한 변속기에 비해 크기를 현저히 줄일 수 있으며, 이를 제조하는데 소요되는 비용 및 시간도 절감할 수 있는바 경제적 효과도 얻을 수 있다. As described above, the continuously variable automatic transmission of the present invention uses a pair of
100 : 제1 유성기어모듈
110 : 제1 태양기어
120 : 제1 링기어
130 : 제1 유성기어
131 : 제1 고정축
200 : 차동기어모듈
210 : 제1 베벨기어
220 : 제2 베벨기어
230 : 제3 베벨기어
300 : 제2 유성기어모듈
310 : 제2 태양기어
320 : 제2 링기어
330 : 제2 유성기어
331 : 제2 고정축
410 : 입력축
420 : 출력부재
430 : 고정링
431 : 고정자석
440 : 연동링
441 : 연동자석
510 : 동력전달판
520 : 휠판
600 : 동력발생부재
700 : 동력전달모듈
710 : 체인링
720 : 스프라켓
730 : 체인100: first planetary gear module 110: first sun gear
120: first ring gear 130: first planetary gear
131: first fixed axis
200: differential gear module 210: first bevel gear
220: second bevel gear 230: third bevel gear
300: second planetary gear module 310: second sun gear
320: second ring gear 330: second planetary gear
331: second fixed shaft
410: input shaft 420: output member
430: fixed ring 431: fixed magnet
440: interlocking ring 441: interlocking magnet
510: power transmission plate 520: wheel plate
600: power generating member
700: power transmission module 710: chainring
720: sprocket 730: chain
Claims (5)
상기 제2 유성기어모듈(300)에 결합된 출력부재(420)를 구동하기 위한 동력 전달은, 입력축(410)을 통해 제2 유성기어모듈(300)을 거쳐 이루어지고,
상기 출력부재(420)의 구동에 따른 변속을 위한 동력 전달은, 입력축(410)을 통해 제1 유성기어모듈(100), 차동기어모듈(200), 제2 유성기어모듈(300)을 거쳐 이루어지며,
상기 차동기어모듈(200)의 작동은, 출력부재(420)의 회전 및 출력부재(420)에 가해지는 부하가 고려되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단 자동 변속 장치.Centered on the differential gear module 200, the first planetary gear module 100 is provided on one side of the differential gear module 200, and the second planetary gear module 300 is provided on the other side of the differential gear module 200. Is provided, the input shaft 410 is shaft-coupled to the first planetary gear module 100 and the second planetary gear module 300,
Transmission of power for driving the output member 420 coupled to the second planetary gear module 300 is achieved through the second planetary gear module 300 through the input shaft 410,
Power transmission for gear shift according to the drive of the output member 420 is made through the first planetary gear module 100, the differential gear module 200, and the second planetary gear module 300 through the input shaft 410. lose,
The operation of the differential gear module 200 is a continuously variable automatic transmission, characterized in that the rotation of the output member 420 and the load applied to the output member 420 are considered.
상기 제1 유성기어모듈(100)은, 입력축(410)과 일체로 회전되는 제1 태양기어(110), 상기 제1 태양기어(110)를 둘러싸게 구비되는 제1 링기어(120), 상기 제1 태양기어(110)와 제1 링기어(120) 사이에서 제1 태양기어(110)와 제1 링기어(120)에 치합되고 회전가능하게 구비되는 복수 개의 제1 유성기어(130)를 포함하고,
상기 차동기어모듈(200)은, 마주하게 구비되며 입력축(410)이 관통되는 제2 베벨기어(220) 및 제3 베벨기어(230), 상기 제2 베벨기어(220)와 제3 베벨기어(230)에 치합되고 회전가능하게 축고정된 제1 베벨기어(210)를 포함하며,
상기 제2 유성기어모듈(300)은, 입력축(410)과 함께 회전되는 제2 태양기어(310), 상기 제2 태양기어(310)를 둘러싸게 구비되는 제2 링기어(320), 상기 제2 태양기어(310)와 제2 링기어(320) 사이에서 제2 태양기어(310)와 제2 링기어(320)에 치합되고 회전가능하게 구비되는 복수 개의 제2 유성기어(330)를 포함하되,
상기 복수 개의 제1 유성기어(130)는, 일측편에 인접한 제2 베벨기어(220)에 일단이 고정된 복수 개의 제1 고정축(131)에 각각 회전가능하게 구비되고,
상기 제1 베벨기어(210)는, 출력부재(420)의 회전에 연동되어 출력부재(420)와 동일한 방향으로 회전되는 연동링(440)에 축고정되며,
상기 제3 베벨기어(230)는, 제2 링기어(320)와 일체로 회전되는 한편,
상기 복수 개의 제2 유성기어(330)는, 제2 유성기어모듈(300)의 일측편에 인접하게 구비된 출력부재(420)에 일단이 고정된 복수 개의 제2 고정축(331)에 각각 회전가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 무단 자동 변속 장치.According to claim 1,
The first planetary gear module 100 includes a first sun gear 110 integrally rotated with an input shaft 410, a first ring gear 120 provided surrounding the first sun gear 110, Between the first sun gear 110 and the first ring gear 120, a plurality of first planetary gears 130 meshed with and rotatably provided with the first sun gear 110 and the first ring gear 120 are provided. include,
The differential gear module 200 includes a second bevel gear 220 and a third bevel gear 230, the second bevel gear 220 and the third bevel gear ( 230) and a first bevel gear 210 rotatably shaft-fixed,
The second planetary gear module 300 includes a second sun gear 310 rotating together with an input shaft 410, a second ring gear 320 provided surrounding the second sun gear 310, and the second planetary gear module 300. 2 Includes a plurality of second planetary gears 330 rotatably provided and engaged with the second sun gear 310 and the second ring gear 320 between the sun gear 310 and the second ring gear 320 but
The plurality of first planetary gears 130 are rotatably provided on a plurality of first fixed shafts 131 having one end fixed to the second bevel gear 220 adjacent to one side, respectively,
The first bevel gear 210 is shaft-fixed to an interlocking ring 440 that rotates in the same direction as the output member 420 in conjunction with the rotation of the output member 420,
While the third bevel gear 230 rotates integrally with the second ring gear 320,
The plurality of second planetary gears 330 each rotate on a plurality of second fixed shafts 331 having one end fixed to the output member 420 provided adjacent to one side of the second planetary gear module 300. A continuously variable automatic transmission, characterized in that it is provided as possible.
상기 출력부재(420)는, 일단이 개방된 통 형태를 이루어 제1 유성기어모듈(100), 차동기어모듈(200) 및 제2 유성기어모듈(300), 연동링(440)이 내부에 구비되고, 타단에 제2 고정축(331)의 일단이 고정되되,
상기 출력부재(420)의 내측면에는, 연동링(440)과 대응되는 위치에서 연동링(440)과 이격되게 고정링(430)이 구비되며,
상기 고정링(430)과 연동링(440)은 상호 인력이 작용되어, 출력부재(420)의 회전시 연동링(440)이 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 무단 자동 변속 장치.According to claim 2,
The output member 420 has a cylindrical shape with one end open, and includes a first planetary gear module 100, a differential gear module 200, a second planetary gear module 300, and an interlocking ring 440 therein. And, one end of the second fixing shaft 331 is fixed to the other end,
On the inner surface of the output member 420, a fixing ring 430 is provided to be spaced apart from the interlocking ring 440 at a position corresponding to the interlocking ring 440,
The fixed ring 430 and the interlocking ring 440 are operated by mutual attraction, so that the interlocking ring 440 rotates together when the output member 420 rotates.
상기 제1 태양기어(110) 및 제2 태양기어(310)는, 일방향으로의 회전만이 가능한 원웨이베어링을 통해 입력축(410)과 결합되는 것을 특징으로 하는 무단 자동 변속 장치.According to claim 2,
The continuously variable automatic transmission, characterized in that the first sun gear (110) and the second sun gear (310) are coupled to the input shaft (410) through a one-way bearing capable of only rotating in one direction.
동력발생부재(600)의 회전에 따라 축회전되는 체인링(710)과,
상기 제1 유성기어모듈(100)의 타측에서 입력축(410)과 함께 회전되게 구비되는 스프라켓(720)과,
상기 체인링(710)과 스프라켓(720)에 결합되어 체인링(710)의 회전력을 스프라켓(720)으로 전달하는 체인(730)을 포함하는 동력전달모듈(700);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 자동 변속 장치.According to claim 2,
A chainring 710 that is axially rotated according to the rotation of the power generating member 600,
A sprocket 720 provided to rotate together with the input shaft 410 on the other side of the first planetary gear module 100;
A power transmission module 700 including a chain 730 coupled to the chainring 710 and the sprocket 720 to transmit rotational force of the chainring 710 to the sprocket 720; characterized in that it further comprises stepless automatic transmission.
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KR1020210173044A KR20230084895A (en) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | Stepless automatic speed changing apparatus |
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KR100294461B1 (en) | 1995-12-29 | 2001-10-24 | 나종오 | Reduction gear composed of planetary gear and differential gear set |
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2021
- 2021-12-06 KR KR1020210173044A patent/KR20230084895A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100294461B1 (en) | 1995-12-29 | 2001-10-24 | 나종오 | Reduction gear composed of planetary gear and differential gear set |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |