WO2016137051A1 - 가속감속 기어장치 - Google Patents

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WO2016137051A1
WO2016137051A1 PCT/KR2015/002713 KR2015002713W WO2016137051A1 WO 2016137051 A1 WO2016137051 A1 WO 2016137051A1 KR 2015002713 W KR2015002713 W KR 2015002713W WO 2016137051 A1 WO2016137051 A1 WO 2016137051A1
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latch
gear
bicycle
ring gear
disposed
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PCT/KR2015/002713
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박정균
서달원
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주식회사에프엑스기어
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    • F16H37/022—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuous variable friction gearing the toothed gearing having orbital motion

Definitions

  • the present invention relates to an acceleration and deceleration gear device for improving driving speed, and more particularly, by improving the internal structure in a manner of strengthening the bearing capacity of the transmission gear and increasing the coupling force between parts, the bicycle is installed on the rear wheel hub shaft of the bicycle. It is possible to increase the running speed and the moving distance of more than twice on average, and to the bicycle wheel and the crank can be configured small, and to reduce the weight and weight of the bicycle acceleration deceleration gear device that can be.
  • the basic principle of the bicycle is the driving principle of transmitting a person's foot force to a rear wheel via a pedal, a crank mechanism and a chain.
  • bicycles that have been made more efficient by changing the speed ratio according to the driving speed and the state have been generalized.
  • a multi-stage sprocket in which the diameter of the sprocket formed on one side of the crankshaft where the pedal is installed or the sprocket formed on the driving wheel side, which is the rear wheel, is set to improve the driving position of the bicycle and the speed of the bicycle.
  • Transmission is installed to change the position of the chain of the power transmission medium by installing a.
  • an acceleration / deceleration gear device for a bicycle for improving the traveling speed of the Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0453246 (registration date: April 08, 2011) registered by the applicant.
  • the bicycle accelerator 100 disclosed in the registration utility model is provided with an integrated sun gear 101 on the center line of the hub shaft 12 on which the driving wheels of the bicycle are installed, and the sun gear 101 on one side of the gear cover 106.
  • planetary gears 103 engaged with each other are respectively rotatably installed from the fixed shaft 104 formed integrally.
  • the gear housing 108 is installed in a form of accommodating one side of the hub bush 102 while penetrating from the line of the hub shaft 12.
  • a ring gear 107 is provided on the radially inner surface of the gear housing 108 so that the planetary gear 103 is inscribed.
  • the acceleration / deceleration gear device for a bicycle configured as described above is applied to a general bicycle or a small bicycle equipped with relatively small diameter wheels that are driven through the chain using only the drive chain gear on the pedal side and the drive wheel side chain gear.
  • By increasing the speed users can be satisfied with the speed.
  • the bicycle user provides the convenience of lightly stepping on the pedal.
  • Korean Patent No. 10-1089683 (Registration Date: November 29, 2011), the inventors improved the invention is disclosed a bicycle acceleration and deceleration gear device.
  • a plurality of latch latches 231 are formed around the inner circumference of the transmission cover 230, and a bearing insertion groove 232 is provided around the central opening.
  • a planetary gear carrier insertion groove 233 is provided between the latch latch 231 and the bearing insertion groove 232, and a plurality of bearing balls are provided between the bearing insertion groove 232 and the planetary gear carrier insertion groove 233. 112 is seated.
  • a latch insertion groove 215 for accommodating a plurality of latches 211 is formed on a radial outer surface of the planetary gear carrier 210 inserted into the planetary gear carrier insertion groove 233.
  • the latch 211 formed on the outer circumference of the planetary gear carrier 210 in which the sun gear 101 and the planetary gear 103 are rotatably installed is elastically fixed to the planetary gear carrier 210 by the latch spring 220. And the latch spring 211 is inserted into the latch latch 231 of the transmission cover 230 so that the latch spring 220 is oriented in one direction when the user rotates the pedal of the bicycle. Inflated so as not to be separated is possible smooth running.
  • the technical problem to be solved by the present invention by improving the internal structure in a manner to strengthen the bearing capacity of the transmission gear and increase the coupling force between parts, it is installed on the rear wheel hub axle of the bicycle, the average of twice the running speed and travel distance It is to provide an acceleration deceleration gear device for a bicycle that can increase the above, and can make the bicycle wheel and the crank small, which enables the miniaturization and light weight of the bicycle.
  • the transmission wheel is fixed to the male threaded portion of the hub shaft is installed, the transmission body formed in multiple stages to reduce the diameter toward one direction, ring gear, sun gear, a plurality of planetary gears, the outer gear of the transmission body accommodated in the transmission body
  • the acceleration deceleration gear device for a bicycle comprising a transmission cover coupled to,
  • the ring gear is formed in multiple stages in accordance with the shape of the transmission body to be seated in the transmission body, a plurality of latching latches are formed to be connected to each other in a one-wheel direction on the central inner peripheral surface of the ring gear. And a gear tooth shape is formed on one relatively large inner circumferential surface of the ring gear, and a plurality of planetary gears are engaged with the gear tooth shape so as to revolve along the radial inner diameter of the ring gear, and at the center of the planet gears.
  • the sun gears are engaged with each other, a plurality of first latch insertion grooves are formed on one radial outer surface of the sun gear, a first latch and a first latch spring are disposed in the first latch insertion groove, and the first latch is It is characterized in that it is arranged to selectively engage the latch latches of the ring gear It provides acceleration reduction gear device for an authority.
  • the radially inner diameter of the sun gear is formed with a female screw portion to be fastened to the male screw portion of the hub shaft by screwing.
  • a latch body and a ring stopper are sequentially arranged on the other side of the transmission body facing the side on which the transmission cover is mounted, and a leaf spring is disposed on the inner surface of the ring stopper.
  • a plurality of second latch insertion grooves are formed on a radial outer surface of the latch body, a ring gear latch is inserted into the second latch insertion groove, and a plurality of insertion grooves are formed on one side of the radial body of the latch body.
  • a coil spring and a stop ring are inserted into the insertion groove, and a change latch is disposed thereon, and the leaf spring partially surrounds the change latch. It is characterized in that it is arranged in such a way to fit.
  • the latching latch which is disposed in the existing transmission cover is formed on the radial inner surface of the ring gear, and the latch insertion groove and the gear tooth shape are formed on the outer surface of the sun gear, and the sun gear and the plurality of planets are formed.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an acceleration deceleration gear device for a bicycle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the combined state of the acceleration and deceleration gear device for the bicycle shown in FIG.
  • FIG. 3 is an operation state diagram of the acceleration / deceleration gear device for a bicycle shown in FIG. 1, illustrating an operation state of a first latch disposed on one radial outer surface of the sun gear;
  • FIG. 4 and 5 is an operation state diagram of the acceleration and deceleration gear device for a bicycle shown in Figure 1, showing the operation state of the change latch disposed on the radial outer surface of the latch body.
  • FIG. 1 shows an acceleration / deceleration gear device for a bicycle according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the bicycle acceleration and deceleration gear device 300 is fastened and fixed to the male screw portion 302 of the hub shaft 301 is installed, the driving wheel of the bicycle, toward one direction Transmission body 310 formed in multiple stages to reduce the diameter, the ring gear 320 accommodated in the transmission body 310, the sun gear 330, a plurality of planetary gears 340, the outer side of the transmission body 310 It includes a transmission cover 350 is coupled.
  • the ring gear 320 is formed in multiple stages in accordance with the shape of the transmission body 310 so as to be seated in the transmission body 310, and a plurality of latching latches 321 are provided on the central inner circumferential surface of the ring gear 320.
  • the wheel teeth are formed to be connected to each other so as to face in one direction, and a gear tooth shape 322 is formed on one inner circumferential surface of the relatively large diameter of the ring gear 320.
  • the lock ring 323, the sun gear 324, the bearing 325, the sun gear 330, the first bearing ball 326, and the planetary gear 340 are disposed in the ring gear 320.
  • a plurality of planetary gears 340 are engaged to revolve along the radial inner diameter of the ring gear 320, and at the center of the planet gears 340.
  • the sun gear 330 is arranged to engage.
  • the first bearing ball 326 is rollably mounted on the outer surface of the bushing 327 in which the ball guide groove is formed at the radial outer diameter.
  • the second bearing ball 328 is mounted in a cloudable manner.
  • the radially inner diameter of the sun gear 330 is formed with a female screw portion 335 to be fastened to the male screw portion 302 of the hub shaft 301 in a screwing manner.
  • a plurality of first latch insertion grooves 331 are formed on one side radial outer surface of the sun gear 330.
  • the first latch 332 and the first latch spring 333 are disposed in the first latch insertion groove 331.
  • the first latch 332 is inserted into and disposed in the first latch insertion groove 331 in a manner that is fixedly supported by the first latch spring 333.
  • a plurality of planetary gears 340 is disposed on the outer circumference of the sun gear 330 to mesh with the sun gear 330.
  • Bearing needles 341 are disposed in the planetary gears 340, respectively, and planetary gear rotation shafts 351 protruding from one inner surface of the transmission cover 350 are inserted into the bearing needles 341.
  • the cog carrier 360 is mounted on a radial outer surface of the transmission body 310, and a plurality of chain gears C1 to C10 having different diameters are disposed thereon, and spacers S1 to S5 are disposed therebetween. .
  • the chain gears P1 to P10 are adapted to shift as selective engagement of the chain from the drive chain gear in accordance with the gear shift.
  • FIG. 2 is a coupled state of the bicycle deceleration gear device 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the latch body 380 and the ring stopper 390 are sequentially disposed on the other side of the transmission body 310 opposite to the side on which the transmission cover 350 is mounted.
  • the leaf spring 392 is disposed on the inner surface of the ring stopper 390.
  • a plurality of second latch insertion grooves 382 are formed on the radial outer surface of the latch body 380, and ring gear latches 384 are inserted into the second latch insertion grooves 382.
  • a plurality of insertion grooves 381 are formed at one side of the radial body of the latch body 380.
  • the coil spring 370 and the stop ring 372 are fitted into the insertion groove 381 in a state where the ring gear latch 384 is inserted into the second latch insertion groove 382.
  • the change latch 386 is disposed thereon.
  • the leaf spring 392 is disposed in such a manner that a portion of the leaf spring 392 is wrapped around the chainy latch 386.
  • a shaft insertion hole 391 is formed in the center of the ring stopper 390, and the distal end portion 303 of the hub shaft 301 is inserted into the shaft insertion hole 391.
  • 3 to 5 illustrate an operating state of the acceleration / deceleration gear device for a bicycle according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above.
  • the sun gear 330 directly connected to the hub shaft 301 may gradually increase the speed of the driving wheel by three times or more when the pedal-side driving chain gear rotates once.
  • the planetary gear 340 revolves around the ring gear 320 and transmits the rotational force of the sphere to the sun gear 330 at double speed, thereby rapidly passing the hub shaft 301 of the driving wheel connected in coaxiality with the sun gear 330. Allow to rotate at speed.
  • the first latch 332 disposed on one side of the outer circumference of the sun gear 330 is the first.
  • the latch spring 333 is elastically fixed on the radially outer surface of the sun gear 330, and latches without being caught by the wedge-shaped latch latch 321 formed in one direction on one radial inner surface of the ring gear 320. While touching the end of the sphere 321 as if rubbing it is to rotate in a counterclockwise direction. At this time, as shown in FIG.
  • the change latch 386 is moved, and accordingly, the ring gear latch 384, which is supported by the extension of the leaf spring 392, is lifted up to raise the ring gear 320.
  • the latching latch 321 is formed in one direction on one side of the radially inner surface.
  • the latching latch 321 formed in one direction on one side radially inner surface of the ring gear 320 is formed high in the driving direction and low in the reverse driving direction, so that the ring gear 320 can be smoothly rotated in the forward direction. 2.8 to 3 times faster driving is possible.
  • the change latch 386 is moved to its original position, thereby extending the leaf spring 392.
  • the ring gear latch 384 supported by the lower portion descends downward and is separated from the latch latch 321 formed in one direction on one radial inner surface of the ring gear 320.
  • the ring gear latch 384 rotates along the rotational direction of the ring gear 320.
  • the first latch 332 disposed on the outer circumferential side of the sun gear 330 is caught by the wedge-shaped latch catching hole 321 formed in one direction on one radial inner surface of the ring gear 320, and the ring gear
  • the 320 and the sun gear 330 do not rotate with each other, and the planetary gears 340 are rotated while being rotated at a rotation ratio of 1: 1.
  • the first latch 322 is released outward by the first latch spring 333 is firmly latched to the latch latch 321 ring gear 320 ) Rotates in the reverse direction, so that the ring gear 320 and the sun gear 330 can not rotate with each other while pushing the planetary gears 340 to rotate at a rotation ratio of 1: 1.
  • the ring gear 320 can be freely rotated in the forward or reverse direction, and the pedal can be smoothly rotated without the engagement or the impact even when the pedal is rotated in the forward direction or the reverse direction.

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Abstract

변속기어의 지지력을 강화하고 부품간 결합력을 증대하는 방식으로 내부구조를 개선함으로써, 자전거의 뒷바퀴 허브축에 설치되어 자전거의 주행속도와 이동거리를 평균 2배이상 증가시킬 수 있고, 자전거 바퀴와 크랭크를 작게 구성할 수 있어서 자전거의 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있는 자전거용 가속감속 기어장치가 개시되어 있다. 자전거용 가속감속 기어장치의 링기어의 중앙 내주면 상에는 다수의 래치 걸림구들이 톱니바퀴식으로 일방향으로 향하도록 서로 연결되게 형성되며, 상기 링기어의 상대적으로 직경이 큰 일측 내주면 상에는 기어치형이 형성되고, 상기 기어치형에는 다수의 유성기어가 상기 링기어의 방사상 내경을 따라서 공전하도록 맞물리게 배치되고, 이와 함께 상기 유성기어들의 중심에는 상기 선기어가 맞물리게 배치되며, 상기 선기어의 일측 방사상 외면상에는 다수의 제 1 래치삽입홈이 형성되고, 상기 제 1 래치삽입홈에는 제 1 래치와 제 1 래치스프링이 배치되며, 상기 제 1 래치는 상기 링기어의 상기 래치 걸림구들에 선택적으로 걸리도록 배치된다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 01.07.2015]　가속감속 기어장치
본 발명은 주행속도 향상을 위한 가속감속 기어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속기어의 지지력을 강화하고 부품간 결합력을 증대하는 방식으로 내부구조를 개선함으로써, 자전거의 뒷바퀴 허브축에 설치되어 자전거의 주행속도와 이동거리를 평균 2배이상 증가시킬 수 있고, 자전거 바퀴와 크랭크를 작게 구성할 수 있어서 자전거의 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있는 자전거용 가속감속 기어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 사람이 발로 밟는 힘을 페달·크랭크기구·체인을 거쳐 뒷바퀴에 전달하는 구동원리가 기본적인 형태이다. 최근에는 주행속도와 상태에 따라 변속비를 변경하여 보다 효율적인 주행이 가능하게 만들어진 자전거가 일반화되어 있다.
변속기를 변경하기 위한 구조로는, 자전거의 주행 장소 및 자전거의 속도를 향상시키기 위해 페달이 설치되는 크랭크축의 일측에 형성되는 스프라켓이나 후륜인 구동바퀴 측에 형성되는 스프라켓의 직경이 달리 설정된 다단의 스프라켓을 설치하여 동력전달매체인 체인의 위치를 변경할 수 있는 변속장치가 적용 설치되고 있다.
상기와 같이 변속장치의 예로서 본 출원인이 선 등록한 대한민국 등록실용신안 제 20-0453246 호(등록일자: 2011년 04월 08일)의 주행속도 향상을 위한 자전거용 가속감속 기어장치를 들 수 있다.
상기 등록실용신안에 개시된 자전거용 가속 장치(100)는, 자전거의 구동바퀴가 설치된 허브축(12) 중심선상에 선기어(101)가 일체로 마련되고, 기어커버(106) 일측면에는 선기어(101)와 치합되는 유성기어(103)가 일체로 형성된 고정축(104)으로부터 각각 개별적으로 회전가능하게 설치된다. 상기 허브축(12)선상으로부터 관통되면서 허브부쉬(102)의 일측을 수용하는 형태로 기어하우징(108)이 설치된다. 기어하우징(108)의 방사상 내면상에는 상기 유성기어(103)가 내접되도록 링기어(107)가 마련된다.
이와 같이 구성된 자전거용 가속감속 기어장치는, 페달 측의 구동 체인기어와 구동바퀴측 체인기어만으로 체인을 통해 주행하는 일반 자전거 또는 비교적 작은 직경의 바퀴가 설치된 소형자전거에 적용 설치함으로써, 자전거의 효율적인 주행속도를 높여 이용자에게 속도에 대한 만족감을 제공 할수 있게 된다. 즉, 페달을 1회전 시키는데 필요로 하는 동일한 힘에 비해 속도를 두 배 이상으로 향상시키는 만큼 자전거 이용자는 페달을 가볍게 밟아 주행할 수 있는 편리성을 제공하게 된다.
한편, 본 출원인이 개량 발명한 대한민국 등록특허 제 10-1089683 호(등록일자: 2011년 11월 29일)에는 자전거 가속감속 기어장치가 개시되어 있다.
상기 등록특허에 개시된 자전거용 가속감속 기어장치에 있어서, 변속기 커버(230)의 내주연 둘레에 다수의 래치 걸림구(231)가 형성되고 중앙 개구부 둘레에는 베어링 삽입홈(232)이 마련되며, 상기 래치 걸림구(231)와 상기 베어링 삽입홈(232) 사이에는 유성기어 캐리어 삽입홈(233)이 제공되고 상기 베어링 삽입홈(232)과 상기 유성기어 캐리어 삽입홈(233) 사이에는 다수의 베어링볼(112)이 안착된다. 상기 유성기어 캐리어 삽입홈(233)에 삽입되는 유성기어 캐리어(210)의 방사상 외면상에는 다수의 래치(211)를 수용하기 위한 래치 삽입홈(215)가 형성된다. 선기어(101)와 유성기어(103)가 회전 가능하게 설치되는 유성기어 캐리어(210)의 외주연에 형성되는 래치(211)는 래치스프링(220)에 의해 유성기어 캐리어(210)에 탄력적으로 고정되어, 변속기 커버(230)의 래치 걸림구(231)에 걸리도록 삽입되어 사용자가 자전거의 페달을 돌려 주행할 경우에 래치 스프링(220)이 일방향으로 향하게 형성되어 있는 래치(211)를 동심원상 외측으로 이탈되지 않도록 팽창되어 원활한 주행이 가능하게 된다.
그런데, 전술한 바와 같은 등록특허의 자전거 가속감속 기어장치에서는 변속기 커버 내부에 래치 걸림구를 형성하고 유성기어 캐리어를 별도로 마련하여 배치하고 변속기 커버 내부에서 태양기어와 유성기어의 기어결합구조를 지지하도록 함으로써, 변속기어의 지지력이 취약하고 부품간 결합력이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 변속기어의 지지력을 강화하고 부품간 결합력을 증대하는 방식으로 내부구조를 개선함으로써, 자전거의 뒷바퀴 허브축에 설치되어 자전거의 주행속도와 이동거리를 평균 2배이상 증가시킬 수 있고, 자전거 바퀴와 크랭크를 작게 구성할 수 있어서 자전거의 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있는 자전거용 가속감속 기어장치를 제공하려는 것이다.
전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,
자전거의 구동바퀴가 설치된 허브축의 수나사부에 체결 고정되며, 일방향으로 향할수록 직경이 감소하도록 다단으로 형성된 변속기 몸체, 상기 변속기 몸체 내에 수용되는 링기어, 선기어, 다수의 유성기어, 상기 변속기 몸체의 외측에 결합되는 변속기 커버를 포함하는 자전거용 가속감속 기어장치에 있어서,
상기 링기어는 상기 변속기 몸체 내부에 안착되도록 상기 변속기 몸체의 형상에 부합하여 다단으로 형성되고, 상기 링기어의 중앙 내주면 상에는 다수의 래치 걸림구들이 톱니바퀴식으로 일방향으로 향하도록 서로 연결되게 형성되며, 상기 링기어의 상대적으로 직경이 큰 일측 내주면 상에는 기어치형이 형성되고, 상기 기어치형에는 다수의 유성기어가 상기 링기어의 방사상 내경을 따라서 공전하도록 맞물리게 배치되고, 이와 함께 상기 유성기어들의 중심에는 상기 선기어가 맞물리게 배치되며, 상기 선기어의 일측 방사상 외면상에는 다수의 제 1 래치삽입홈이 형성되고, 상기 제 1 래치삽입홈에는 제 1 래치와 제 1 래치스프링이 배치되며, 상기 제 1 래치는 상기 링기어의 상기 래치 걸림구들에 선택적으로 걸리도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 가속감속 기어장치를 제공한다.
상기 선기어의 방사상 내경에는 상기 허브축의 수나사부와 나사결합 방식으로 체결될 수 있도록 암나사부가 형성된다.
상기 변속기 커버가 장착되는 쪽에 대향하는 상기 변속기 몸체의 타측에는 래치 몸체 및 링 스토퍼가 차례로 배치되고, 상기 링 스토퍼의 내면상에는 판 스프링이 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 래치 몸체의 방사상 외면상에는 다수의 제 2 래치삽입홈이 형성되고, 상기 제 2 래치삽입홈에는 링기어 래치가 삽입하여 배치되고, 상기 래치 몸체의 방사상 몸체 일측에는 복수개의 삽입홈이 형성되고, 상기 제 2 래치삽입홈에 링기어 래치가 삽입하여 배치된 상태에서 상기 삽입홈에는 코일 스프링과 스톱링이 끼워지고 그 위로는 체인지 래치가 배치되며, 상기 판 스프링은 일부분이 상기 체인리 래치를 감싸도록 끼워지는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기존 변속기 커버 내부에 배치했던 래치걸림구를 링기어 내부 방사상 내면상에 형성하고 선기어의 외면상에 래치 삽입홈과 기어치형을 형성하고 선기어와 다수의 유성기어들을 링기어 내에 함께 배치하여 변속 지지하도록 구성함으로써, 자전거의 뒷바퀴 허브축에 설치되어 자전거의 주행속도와 이동거리를 평균 2배이상 증가시킬 수 있고, 자전거 바퀴와 크랭크를 작게 구성할 수 있어서 자전거의 소형화 및 경량화가 가능한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자전거용 가속감속 기어장치의 분해 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 자전거용 가속감속 기어장치의 결합상태 단면도;
도 3은 도 1에 도시된 자전거용 가속감속 기어장치의 동작 상태도로서, 선기어의 일측 방사상 외면상에 배치되는 제 1 래치의 동작 상태를 보여주는 도면;
도 4 및 5는 도 1에 도시된 자전거용 가속감속 기어장치의 동작 상태도로서, 래치 몸체의 방사상 외면상에 배치되는 체인지 래치의 동작 상태를 보여주는 도면.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자전거용 가속감속 기어장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자전거용 가속감속 기어장치가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자전거 가속감속 기어장치(300)는 자전거의 구동바퀴가 설치된 허브축(301)의 수나사부(302)에 체결 고정되며, 일방향으로 향할수록 직경이 감소하도록 다단으로 형성된 변속기 몸체(310), 상기 변속기 몸체(310) 내에 수용되는 링기어(320), 선기어(330), 다수의 유성기어(340), 상기 변속기 몸체(310)의 외측에 결합되는 변속기 커버(350)를 포함한다.
상기 링기어(320)는 변속기 몸체(310) 내부에 안착되도록 변속기 몸체(310)의 형상에 부합하여 다단으로 형성되고, 링기어(320)의 중앙 내주면 상에는 다수의 래치 걸림구들(321)이 톱니바퀴식으로 일방향으로 향하도록 서로 연결되게 형성되며, 링기어(320)의 상대적으로 직경이 큰 일측 내주면 상에는 기어치형(322)이 형성된다.
상기 링기어(320)의 내부에는 로크링(323), 선기어링(324), 베어링(325), 선기어(330), 제 1 베어링볼(326), 유성기어(340)가 배치된다. 상기 링기어(320)의 내부에서 기어치형(322)에는 다수의 유성기어(340)가 링기어(320)의 방사상 내경을 따라서 공전하도록 맞물리게 배치되고, 이와 함께 유성기어들(340)의 중심에는 선기어(330)가 맞물리게 배치된다. 제 1 베어링볼(326)은 방사상 외경에 볼가이드홈이 형성된 부쉬링(327)의 외면상에서 구름가능하게 장착된다. 상기 링기어(320)의 방사상 외면상에는 제 2 베어링볼(328)이 구름가능하게 장착된다.
선기어(330)의 방사상 내경에는 허브축(301)의 수나사부(302)와 나사결합 방식으로 체결될 수 있도록 암나사부(335)가 형성된다. 선기어(330)의 일측 방사상 외면상에는 다수의 제 1 래치삽입홈(331)이 형성된다. 제 1 래치삽입홈(331)에는 제 1 래치(332)와 제 1 래치스프링(333)이 배치된다. 제 1 래치삽입홈(331)에 제 1 래치(332)가 제 1 래치스프링(333)에 의해서 고정 지지되는 방식으로 삽입하여 배치된다.
다수의 유성기어(340)는 선기어(330)와 맞물리도록 선기어(330)의 외주연에 배치된다. 유성기어(340)의 내부에는 베어링 니들(341)이 각각 배치되고, 베어링 니들(341)에는 변속기 커버(350)의 일측 내부면으로부터 돌출하여 형성된 유성기어 회전축(351)이 삽입된다.
상기 변속기 몸체(310)의 방사상 외면상에는 코그 캐리어(360)가 장착되고, 그 위에는 직경이 서로다른 다수의 체인기어(C1~C10)가 배치되며, 이들사이에는 스페이서(S1~S5)가 배치된다. 체인기어들(P1~P10)은 기어변속에 따라서 구동 체인기어로부터 체인의 선택적인 치합으로서 변속시킬 수 있도록 되어 있다.
도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자전거 가속감속 기어장치(300)의 결합상태가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 변속기 커버(350)가 장착되는 쪽에 대향하는 변속기 몸체(310)의 타측에는 래치 몸체(380) 및 링 스토퍼(390)가 차례로 배치된다. 링 스토퍼(390)의 내면상에는 판 스프링(392)이 배치된다.
래치 몸체(380)의 방사상 외면상에는 다수의 제 2 래치삽입홈(382)이 형성되고, 제 2 래치삽입홈(382)에는 링기어 래치(384)가 삽입하여 배치된다. 래치 몸체(380)의 방사상 몸체 일측에는 복수개의 삽입홈(381)이 형성된다. 제 2 래치삽입홈(382)에 링기어 래치(384)가 삽입하여 배치된 상태에서 상기 삽입홈(381)에는 코일 스프링(370)과 스톱링(372)이 끼워진다. 그 위로는 체인지 래치(386)가 배치된다. 상기 판 스프링(392)은 일부분이 체인리 래치(386)를 감싸도록 끼워지는 방식으로 배치된다. 링 스토퍼(390)의 중앙에는 축삽입공(391)이 관통하여 형성되고, 축삽입공(391)에는 허브축(301)의 말단부(303)가 삽입된다.
하기에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 가속감속 기어장치(300)의 작동과정을 간략하게 설명한다.
도 3 내지 도 5에는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자전거용 가속감속 기어장치의 동작상태가 도시되어 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 자전거 운전자가 자전거 주행을 실시하면, 자전거 페달과 아암의 유기적 작용으로 자전거 허브축(301)이 회전하게 되고, 이로 이하여 허브축(301)에 결합된 선기어(330)가 회전하게 되고, 선기어(330)에 동심원상으로 맞물리게 결합된 유성기어들(340)들도 회전하게 되며, 변속기 몸체(310) 상에 장착된 체인기어들(C1~C10)도 회전하여 구동된다.
이때, 허브축(301)과 직속으로 연결된 선기어(330)는 페달측 구동 체인기어가 1회전할 때 구동바퀴를 3배속 이상으로 점차 속도를 높일수 있게 된다. 유성기어(340)는 링기어(320) 주위를 공전되면서 여기서 구가되는 회전력을 선기어(330)에 배속으로 전달하여 선기어(330)와 동일축상으로 연계된 구동바퀴의 허브축(301)를 빠른 속도로 회전할 수 있게 한다.
상세히 설명하면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 사용자가 정회전시 자전거의 변속비를 3배속으로 변속하고자 변속레버를 조작하면, 선기어(330)의 외주연 일측에 배치되는 제 1 래치(332)는 제 1 래치스프링(333)에 의해서 선기어(330)의 방사사 외면상에서 탄력적으로 고정되어, 링기어(320)의 일측 방사상 내면에 일방향으로 형성되어 있는 쐐기형상의 래치걸림구(321)에 걸리지 않고 래치걸림구(321)의 끝단부에 스치듯이 접촉하면서 따라서 반시계방향으로 회전하게 된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 체인지 래치(386)가 이동하게 되고 그에 따라 판 스프링(392)의 연장부에 의해서 지지되고 있던 링기어 래치(384)가 위로 올라와서 링기어(320)의 일측 방사상 내면에 일방향으로 형성되어 있는 래치걸림구(321)에 걸리게 된다. 링기어(320)의 일측 방사상 내면에 일방향으로 형성되어 있는 래치걸림구(321)는 주행방향으로 높게 형성되어 있고 역주행방향으로 낮게 형성되어 있어 링기어(320)는 정방향으로 원활하게 회전이 가능하여 2.8 내지 3배속의 신속한 주행을 할 수 있게 된다.
한편, 사용자가 정회전시 자전거의 변속비를 1:1로 변속하고자 변속레버를 조작하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 체인지 래치(386)가 원위치로 이동하게 되고 그에 따라 판 스프링(392)의 연장부에 의해서 지지되고 있던 링기어 래치(384)가 아래로 하강하여 링기어(320)의 일측 방사상 내면에 일방향으로 형성되어 있는 래치걸림구(321)로부터 이탈된다. 이에 의해서 링기어 래치(384)는 링기어(320)의 회전방향으로 따라서 돌게 된다. 이때, 선기어(330)의 외주연 일측에 배치되는 제 1 래치(332)는 링기어(320)의 일측 방사상 내면에 일방향으로 형성되어 있는 쐐기형상의 래치걸림구(321)에 걸리게 되고, 링기어(320)와 선기어(330)가 서로 못돌게 하여 유성기어들(340)을 밀면서 회전시켜서 결국 1:1의 회전비로 회전하게 되는 것이다.
한편, 사용자가 자전거의 페달을 반대방향으로 돌릴 경우에는 제 1 래치(322)는 제 1 래치스프링(333)에 의해 외측방향으로 이탈되어 래치걸림구(321)에 견고하게 걸림으로서 링기어(320)는 역방향으로 회전하게 되고, 링기어(320)와 선기어(330)가 서로 못돌게 하여 유성기어들(340)을 밀면서 회전시켜서 1:1의 회전비로 회전하게 된다. 이에 의해서, 링기어(320)를 정방향이나 역방향으로 자유롭게 회전이 가능하고 페달을 정방향으로 회전하거나 역방향으로 회전을 하여도 걸림이나 충격이 없이 원활히 회전이 가능하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 자전거의 구동바퀴가 설치된 허브축(301)의 수나사부(302)에 체결 고정되며, 일방향으로 향할수록 직경이 감소하도록 다단으로 형성된 변속기 몸체(310), 상기 변속기 몸체(310) 내에 수용되는 링기어(320), 선기어(330), 다수의 유성기어(340), 상기 변속기 몸체(310)의 외측에 결합되는 변속기 커버(350)를 포함하는 자전거용 가속감속 기어장치(300)에 있어서,
    상기 링기어(320)는 상기 변속기 몸체(310) 내부에 안착되도록 상기 변속기 몸체(310)의 형상에 부합하여 다단으로 형성되고, 상기 링기어(320)의 중앙 내주면 상에는 다수의 래치 걸림구들(321)이 톱니바퀴식으로 일방향으로 향하도록 서로 연결되게 형성되며, 상기 링기어(320)의 상대적으로 직경이 큰 일측 내주면 상에는 기어치형(322)이 형성되고, 상기 기어치형(322)에는 다수의 유성기어(340)가 상기 링기어(320)의 방사상 내경을 따라서 공전하도록 맞물리게 배치되고, 이와 함께 상기 유성기어들(340)의 중심에는 상기 선기어(330)가 맞물리게 배치되며, 상기 선기어(330)의 일측 방사상 외면상에는 다수의 제 1 래치삽입홈(331)이 형성되고, 상기 제 1 래치삽입홈(331)에는 제 1 래치(332)와 제 1 래치스프링(333)이 배치되며, 상기 제 1 래치(332)는 상기 링기어(320)의 상기 래치 걸림구들(321)에 선택적으로 걸리도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 가속감속 기어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 선기어(330)의 방사상 내경에는 상기 허브축(301)의 수나사부(302)와 나사결합 방식으로 체결될 수 있도록 암나사부(335)가 형성된 것을 특징으로 하는 자전거용 가속감속 기어장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 변속기 커버(350)가 장착되는 쪽에 대향하는 상기 변속기 몸체(310)의 타측에는 래치 몸체(380) 및 링 스토퍼(390)가 차례로 배치되고, 상기 링 스토퍼(390)의 내면상에는 판 스프링(392)이 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 가속감속 기어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 래치 몸체(380)의 방사상 외면상에는 다수의 제 2 래치삽입홈(382)이 형성되고, 상기 제 2 래치삽입홈(382)에는 링기어 래치(384)가 삽입하여 배치되고, 상기 래치 몸체(380)의 방사상 몸체 일측에는 복수개의 삽입홈(381)이 형성되고, 상기 제 2 래치삽입홈(382)에 링기어 래치(384)가 삽입하여 배치된 상태에서 상기 삽입홈(381)에는 코일 스프링(370)과 스톱링(372)이 끼워지고 그 위로는 체인지 래치(386)가 배치되며, 상기 판 스프링(392)은 일부분이 상기 체인리 래치(386)를 감싸도록 끼워지는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 가속감속 기어장치.
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