변속장치(TRANSMISSION)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2013년10월28일
(11) 등록번호 10-1321967
(24) 등록일자 2013년10월18일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B62M 11/14 (2006.01) F16H 3/44 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-0002605
(22) 출원일자 2011년01월11일
심사청구일자 2011년01월11일
(65) 공개번호 10-2012-0081322
(43) 공개일자 2012년07월19일
(56) 선행기술조사문헌
JP2001234990 A*
JP02164685 A*
KR1019990085031 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
조광호
인천광역시 부평구 청천1동 68-91 청천그린빌라
B-402
(72) 발명자
조광호
인천광역시 부평구 청천1동 68-91 청천그린빌라
B-402
(74) 대리인
홍병의
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 김우진
(54) 발명의 명칭 변속장치
(57) 요 약
본 발명은 산업기기, 농업기기에 적용되며, 변속 충격이 없이 변속 가능한 변속장치에 관한 것이다.
본 발명은 입력부와 연결된 제1캐리어; 상기 제1캐리어에 회전가능하도록 결합된 제1유성기어; 상기 제1유성기어
와 맞물리는 제1선기어가 형성되고, 출력 대상물에 연결된 허브축에 결합된 제1선기어축; 상기 제1유성기어가 맞
물리는 제1링기어가 내주면에 형성되며, 상기 제1선기어의 외부에 결합되고, 외주면에 디스크가 형성된 링기어커
버; 디스크에 결합 및 분리되면서 속도의 가감을 제어하는 클러치를 포함하여 구성된다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1321967
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특허청구의 범위
청구항 1
입력부(200)와 연결된 제1캐리어(21);
상기 제1캐리어(21)의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제1유성기어(31);
상기 제1유성기어(31)와 맞물리는 제1선기어(41)가 형성되고, 허브축(100)에 결합된 제1선기어축(410);
상기 제1유성기어(31)가 맞물리는 제1링기어(51)가 내주면에 형성되며, 상기 제1선기어(41)의 외부에 결합되고,
외주면에 디스크(53)가 형성된 링기어커버(5);
상기 디스크(53)에 협지되어 상기 링기어커버(5)를 고정시키는 고속모드 또는 상기 디스크(53)와 이격되어 링기
어커버(5)가 회전되도록 하는 저속 모드를 선택하여 속도를 제어하는 클러치(6);를 포함하고,
상기 제1캐리어(21)는 입력부(200)의 중심부와 연결되는 원통체와, 상기 원통체의 외주면에 다수로 분기된 브라
켓으로 구성되며, 상기 브라켓의 끝단에 제1유성기어(31)가 결합된 것을 특징으로 하는 변속장치.
청구항 2
삭제
청구항 3
제 1항에 있어서,
상기 제1선기어축(410)은 원통형상이며, 일단에 원판상의 제1선기어(41)가 형성된 것을 특징으로 하는
변속장치.
청구항 4
입력부(200)과 연결된 제1캐리어(21);
상기 제1캐리어(21)의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제1유성기어(31);
상기 제1유성기어(31)와 맞물리는 제1선기어(41)가 형성된 제1선기어축(410);
상기 제1선기어축(410)의 외주면에 결합된 제2캐리어(22);
상기 제2캐리어(22)의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제2유성기어(32);
상기 제2유성기어(32)에 맞물리는 제2선기어(42)가 형성되고, 출력대상물에 연결된 허브축(100)에 결합된 제2선
기어축(420);
상기 제1유성기어(31)가 맞물리는 제1링기어(51)와 제2유성기어(32)와 맞물리는 제2링기어(52)가 내주면에 형성
되며, 상기 제1선기어(41)와 제2선기어(42)의 외부에 결합되고, 외주면에 디스크(53)가 형성된 링기어커버(5);
상기 디스크(53)에 협지되어 상기 링기어커버(5)를 고정시키는 고속모드 또는 상기 디스크(53)와 이격되어 링기
어커버(5)가 회전되도록 하는 저속 모드를 선택하여 속도를 제어하는 클러치(6);를 포함하고,
상기 제2캐리어(22)는 원판형상이며, 제1선기어축(410)의 외주면에 결합되고, 외주연에 다수의 제2링기어(52)가
힌지결합된 것을 특징으로 하는 변속장치.
청구항 5
삭제
명 세 서
등록특허 10-1321967
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기 술 분 야
본 발명은 변속장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업기기, 농업기기에 적용되며, 변속 충격이 없이 변속[0001]
가능한 변속장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 자전거는 무공해 운송수단으로 최근에 환경오염 방지 정책에 힘입어 다시 주목받고 있는 대체 운송[0002]
수단이다.
최근에는 자전거에 대한 기술이 개량되어 보다 적은 힘으로 운행될 수 있고, 또한 용도에 따라 생활용, 스포츠[0003]
용 등 보다 세분화되어 폭넓은 사용자 계층을 보유하고 있다.
자전거는 대개 전륜과 후륜 및 차체 프레임, 핸들 등으로 구성되며, 브레이크와 변속장치가 더 부가된다.[0004]
변속장치는 저속 및 고속으로 변환시켜 보다 적은힘으로도 언덕이나 내리막길에서 유용하게 사용할 수 있는 장[0005]
치이다.
통상 변속장치는 전륜 및 후륜의 허브에 장착된 다단 기어와 이를 위치변동시키는 와이어 및 상기 와이어를 조[0006]
작하도록 핸들에 부착된 변속레버로 구성된다.
따라서 변속레버를 조작하면 와이어가 당겨지면서 체인의 위치를 다단 기어의 어느 위치로 변경시킴에 의해 속[0007]
도 변환이 가능해진다.
그러나 종래 기술은 변속시 체인의 위치가 변동될때 변속 충격이 발생되며, 오랜 사용시 와이어의 느슨해짐에[0008]
따라 제때 변속이 수행되지 않는 문제점이 발생되었다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 변속충격이 없으며, 종래 와이어 방식에[0009]
의한 변속장치와 달리 와이어를 사용하지 않음으로써 와이어의 느슨해짐에 의한 성능 저하를 원천적으로 방지할
수 있으므로 기기의 정확성과 내구성이 향상될 수 있도록 한 변속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
과제의 해결 수단
상기한 본 발명의 목적은, 입력부와 연결된 제1캐리어; 상기 제1캐리어의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제1유[0010]
성기어; 상기 제1유성기어와 맞물리는 제1선기어가 형성되고, 상기 허브축에 결합된 제1선기어축; 상기 제1선기
어축의 외주면에 결합된 제2캐리어; 상기 제2캐리어의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제2유성기어; 상기 제2유
성기어에 맞물리는 제2선기어가 형성되고, 상기 허브축에 결합된 제2선기어축; 상기 제1 및 제2유성기어가 맞물
리는 제1 및 제2링기어가 내주면에 형성되며, 상기 제1 및 제2선기어의 외부에 결합되고, 외주면에 디스크가 형
성된 링기어커버; 상기 디스크에 결합 및 분리되면서 속도의 가감을 제어하는 클러치를 포함하는 변속장치에 의
해 달성될 수 있다.
상기 제1캐리어는 입력부의 중심부와 연결되는 원통체와, 상기 원통체의 외주면에 다수로 분기된 브라켓으로 구[0011]
성되며, 상기 브라켓의 끝단에 제1유성기어가 힌지결합된 것을 특징으로 한다.
상기 제1선기어축은 원통형상이며, 일단에 원판상의 제1선기어가 형성된 것을 특징으로 한다.[0012]
상기 제2캐리어는 원판형상이며, 제1선기어축의 외주면에 결합되고, 외주연에 다수의 제2링기어가 힌지결합된[0013]
것을 특징으로 한다.
상기 링기어커버는 단면이 "┌┐" 형상으로써 그 내주면에 상기 제1 및 제2링기어가 형성된 것을 특징으로[0014]
한다.
등록특허 10-1321967
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상기 제1 및 제2링기어와 상기 제1 및 제2선기어의 기어비는 80:20인 것을 특징으로 한다.[0015]
상기 클러치가 디스크에 협지되면 링기어커버가 고정됨으로써 고속모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.[0016]
상기 클러치가 디스크와 이격되면 링기어커버가 회전됨으로써 회전력이 분산되어 저속 모드로 전환되는 것을 특[0017]
징으로 한다.
발명의 효과
본 발명에 따르면 변속 시점이 정확하게 유지될 수 있고, 변속시 충격 발생이 없어 사용이 편리하면서 정숙성이[0018]
유지될 수 있으며, 아울러 기기의 신뢰성이 향상될 수 있어 자전거, 산업기기, 농업기기 등의 변속장치에 적용
될 수 있는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 변속장치를 나타낸 도면으로써 도 1은 저속 모드일때이고, 도 2는 고속 모드일[0019]
때를 나타낸다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.[0020]
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 변속장치를 나타낸 도면으로써 도 1은 저속 모드일때이고, 도 2는 고속 모드일[0021]
때를 나타낸다.
본 발명에 따른 변속장치의 실시 예로는 전륜 또는 후륜의 중앙에 결합되는 허브축(100)과, 전륜 및 후륜의 허[0022]
브축(100)에 결합된 전,후륜 입력부(200)을 상호 연결하는 체인(C)을 포함하는 자전거에 적용된 것으로 설명한
다.
미설명부호 300은 허브축(100)의 중심에 결합된 중심축을 나타낸다.[0023]
본 발명에 따른 변속장치(A)는 상기 전,후륜 입력부 중 어느 하나에 적용되거나 또는 양자 모두에 적용될 수 있[0024]
음을 밝혀둔다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 변속장치(A1)는[0025]
입력부(200)와 연결된 제1캐리어(21);[0026]
상기 제1캐리어(21)의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제1유성기어(31);[0027]
상기 제1유성기어(31)와 맞물리는 제1선기어(41)가 형성되고, 상기 허브축(100)에 결합된 제1선기어축(410);[0028]
상기 제1유성기어(31)가 맞물리는 제1링기어(51)가 내주면에 형성되며, 상기 제1선기어(41)의 외부에 결합되고,[0029]
외주면에 디스크(53)가 형성된 링기어커버(5);
디스크(53)에 결합 및 분리되면서 속도의 가감을 제어하는 클러치(6);[0030]
를 포함하여 구성된다. [0031]
상기 제1캐리어(21)는 입력부(200)의 중심부와 연결되는 원통체와, 상기 원통체의 외주면에 다수로 분기된 브라[0032]
켓으로 구성되며, 상기 브라켓의 끝단에 제1유성기어(31)가 힌지결합된다.
상기 제1유성기어(31)는 스퍼기어가 적당하며, 제1캐리어(21)에 결합된 축에 형성된다.[0033]
등록특허 10-1321967
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상기 제1선기어축(410)은 원통형상이며, 일단에 원판상의 제1선기어(41)가 형성된 것이며, 상기 제1선기어(41)[0034]
도 제1유성기어(31)와 맞물리는 스퍼기어이다.
상기 링기어커버(5)는 단면이 "┌┐" 형상인 원통형상으로써 그 내주면에 상기 제1링기어(51)가 배치된다.[0035]
상기 제1링기어(51)와 상기 제1선기어(41)의 기어비는 80:20이 바람직하나 반드시 이에 한정될 필요는 없다.[0036]
상기 클러치(6)는 디스크(53)의 양면에 대응하여 배치된 복수의 편체를 갖는 것으로, 협지방식에 의해 디스크[0037]
(53)의 양면에 협지 또는 이격된다.
클러치(6)가 디스크(53)와 이격되면 링기어커버(5)가 회전됨으로써 회전력이 분산되어 저속 모드로 전환된다.[0038]
이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.[0039]
핸들(미도시)에 구비된 제어장치를 조작하여 저속 모드로 변환시키면, 도 1에 도시된 바와 같이, 클러치(6)와[0040]
디스크(53)가 상호 이격된 상태된다.
이후 페달을 회전시키면 체인(C)의 구동에 의해 입력부(200)가 회전되며, 이에 연결된 제1캐리어(21)가 회전되[0041]
고, 제1캐리어(21)에 결합된 제1유성기어(31)가 회전되며, 상기 제1유성기어(31)에 맞물린 제1선기어(41)가 회
전되므로 상기 제1선기어(41)가 결합된 허브축(100)이 회전되어 대상물에 출력을 전달하게 된다.
상기 대상물의 일 예는 자전거의 뒷바퀴일 것이며, 최초 입력된 입력부(200)의 회전력은 감속된 상태로 허브축[0042]
(100)을 통해 출력된다.
이와 동시에 상기 제1유성기어(31)에 맞물린 제1링기어(51)에 회전력이 가해짐으로써 링기어커버(5)가 회전되므[0043]
로 최초 입력된 회전력은 상기 링기어커버(5)를 회전시키는 힘으로 분산되므로 감속이 수행된다.
더욱이 클러치(6)와 디스크(53)의 이격 거리를 적정하게 미세 조절함으로써 디스크(53)에 작용되는 부하를 조절[0044]
할 수 있고, 이에 의해 디스크(53) 및 그에 연결된 링기어커버(5)의 회전속도를 강제적으로 감속시킬 수 있게
된다.
따라서 링기어커버(5)의 회전속도가 고속일때에 비해 1/2로 감속된 상태로 유지하면, 제1 및 제2선기어(41,42)[0045]
로 출력되는 속도가 1.5배 증속됨으로써 속도는 고속에 비해 중간정도인 중속으로 출력될 수 있다.
이와 반대로 도 2에 나타낸바와 같이, 제어장치를 조작하여 고속 모드로 변환시키면 클러치(6)가 디스크(53)에[0046]
협지되어 링기어커버(5)가 회전되지 않도록 고정시킴으로써 힘이 분산되지 않도록 하여 고속모드로 전환될 수
있다.
따라서 링기어커버(5)의 회전이 정지된다면 최초 입력된 회전력은 중간에 손실됨이 없이 전량이 제1 및 제2선기[0047]
어(41,42)로 전달되므로 기어비에 의해 1개의 선기어가 약 4배로 증속될 수 있다.
즉 제1링기어(51)가 정지되면 제1선기어(41)는 4배의 회전속도가 발휘된다. 이는 기어비의 변경에 의해 증감될[0048]
수 있음을 밝혀둔다.
그러므로 링기어커버(5)가 정지된 상태라면 제1선기어(41) 및 제2선기어(42)에서 각기 4배속으로 가속되므로,[0049]
총합은 16배속으로 가속될 수 있다.
만약 선기어를 갯수를 더욱 증가시킨다면 최종 출력되는 속도는 더욱 증가될 수 있을 것임은 당연하다.[0050]
한편 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변속장치를 나타낸 도면으로써 도 3은 저속 모드일때이고,[0051]
도 4는 고속 모드일때를 나타낸다.
등록특허 10-1321967
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도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 변속장치(A)는.[0052]
입력부(200)과 연결된 제1캐리어(21);[0053]
상기 제1캐리어(21)의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제1유성기어(31);[0054]
상기 제1유성기어(31)와 맞물리는 제1선기어(41)가 형성되고, 상기 허브축(100)에 결합된 제1선기어축(410);[0055]
상기 제1선기어축(410)의 외주면에 결합된 제2캐리어(22);[0056]
상기 제2캐리어(22)의 끝단에 회전가능하도록 결합된 제2유성기어(32);[0057]
상기 제2유성기어(32)에 맞물리는 제2선기어(42)가 형성되고, 상기 허브축(100)에 결합된 제2선기어축(420);[0058]
상기 제1유성기어(31)가 맞물리는 제1링기어(51)와 제2유성기어(32)와 맞물리는 제2링기어(52)가 내주면에 형성[0059]
되며, 상기 제1선기어(41)와 제2선기어(42)의 외부에 결합되고, 외주면에 디스크(53)가 형성된 링기어커버(5);
상기 디스크(53)에 결합 및 분리되면서 속도의 가감을 제어하는 클러치(6);[0060]
를 포함하여 구성된다.[0061]
상기 제2유성기어(32), 제2선기어축(420), 제2링기어(52), 제2선기어(42)는 이미 첫번째 실시예에서 설명한 상[0062]
기 제1유성기어(31), 제1선기어축(410), 제12링기어(51), 제1선기어(41)와 대동소이하므로 중복 설명은 생략한
다.
상기 제2캐리어(22)는 원판형상이며, 제1선기어축(410)의 외주면에 결합되고, 외주연에 다수의 제2링기어(52)의[0063]
축이 결합되어 회전가능하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.[0064]
핸들(미도시)에 구비된 제어장치를 조작하여 저속 모드로 변환시키면, 도 3에 도시된 바와 같이, 클러치(6)와[0065]
디스크(53)가 상호 이격된 상태가 된다.
이후 입력부(200)가 회전되면, 이에 연결된 제1캐리어(21)가 회전되고, 제1캐리어(21)에 결합된 제1유성기어[0066]
(31)가 회전되며, 상기 제1유성기어(31)에 맞물린 제1선기어(41)가 회전된다.
이후 제1선기어(41)가 형성된 제1선기어축(410)이 회전되고, 이 제1선기어축(410)에 형성된 제2캐리어(22)가 회[0067]
전되며, 이 제2캐리어(22)에 결합된 제2유성기어(32)가 회전되고, 이 제2유성기어(32)에 맞물린 제2선기어(42)
가 회전된다.
따라서 제2선기어(42)가 형성된 제2선기어축(420)이 회전되고, 이에 결합된 허브축(100)이 회전되어 출력이 발[0068]
생된다.
한편 제1유성기어(31)에 맞물린 제1링기어(5) 및 제2유성기어(32)에 맞물린 제2링기어(52)에 회전력이 전달됨으[0069]
로써 링기어커버(5)가 회전되므로 입력된 회전력이 분산되어 감속될 수 있다.
따라서 최초 입력된 입력부(200)의 회전력은 감속된 상태로 허브축(100)을 통해 출력된다.[0070]
이와 반대로 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어장치를 조작하여 고속 모드로 변환시키면 클러치(6)가 디스크(53)에[0071]
협지되어 링기어커버(5)가 회전되지 않도록 고정시킴으로써 힘이 분산되지 않도록 하여 고속모드로 전환될 수
있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이[0072]
없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은
모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
부호의 설명
5 : 링기어커버 6 : 클러치 [0073]
등록특허 10-1321967
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21 : 제1캐리어 22 : 제2캐리어
31 : 제1유성기어 32 : 제2유성기어
41 : 제1선기어 42 : 제2선기어
51 : 제1링기어 52 : 제2링기어
53 : 디스크
도면
도면1
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도면2
도면3
등록특허 10-1321967
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도면4
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