KR20150004622A

KR20150004622A - Continuously Variable Transmission

Info

Publication number: KR20150004622A
Application number: KR1020130077862A
Authority: KR
Inventors: 이춘우
Original assignee: 이춘우
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2015-01-13

Abstract

본 발명은, 엔진 또는 모터의 구동축에 회전중심축선방향으로 일정 간격 이역되어 고정적으로 외접된 한 쌍의 입력링크, 상기 구동축에 평행하게 배치된 피동축, 상기 피동축에 회전중심축선방향으로 일정 간격 이격된 상태에서 각각 일방향클러치를 개재하여 외접된 한 쌍의 출력링크, 및 상기 한 쌍의 입력링크 각각에 일단이 180도의 위상차를 두고서 링크핀을 개재하여 링크결합되어 있고 타단의 외치에 상기 한 쌍의 출력링크 각각이 치합되어 있는 원호 또는 링 형상의 한 쌍의 결합링크를 포함하되, 상기 링크핀들이 부하에 따라 상기 입력링크의 회전반경방향으로 이동가능하게 되어 있는 무단변속기를 제공함으로써, 결합링크와 상기 한 쌍의 출력링크가 기어식으로 결합되어 있어서, 고 부하를 취급하는 크레인 등에 무단변속기로서 적용될 수 있으며, 상기 결합링크 및 상기 출력링크 사이에 베어링이 구비되지 않아, 주기적으로 윤활처리가 수행되는 것을 배제하여 유지보수비용을 낮출 수 있고, 입력링크의 1회전마다 한 쌍의 출력링크에 일정한 각속도로 구동력을 전달할 수 있다.The present invention relates to an engine or a motor having a pair of input links which are fixedly circumscribed by a drive shaft of an engine or a motor in a fixed spacing in the axial direction of a rotation center axis, a driven shaft disposed parallel to the drive shaft, A pair of input links each of which is circumscribed via a one-way clutch in a state of being spaced apart from each other, and a pair of input links each of which is linked by a link pin with a phase difference of 180 degrees with respect to each of the pair of input links, And the link pins are movable in the radial direction of rotation of the input link in accordance with a load, the coupling links And the pair of output links are gear-engaged so that they can be applied to a crane handling a high load or the like as a continuously variable transmission. And a bearing is not provided between the coupling link and the output link, thereby eliminating the periodic lubrication and lowering the maintenance cost. It is also possible to reduce the maintenance cost of the output link at a constant angular speed The driving force can be transmitted.

Description

[0001] Continuously Variable Transmission [

본 발명은 무단변속기에 관한 것으로서, 레버크랭크기구를 이용한 무단변속기에 관한 것이다.The present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly to a continuously variable transmission using a lever crank mechanism.

무단변속기는 4∼5단의 제한된 변속단을 갖는 기존의 수동 및 자동변속기와는 달리 주어진 변속범위 내에서 연속적인 변속이 가능한 변속장치이다.The continuously variable transmission is a transmission capable of continuous shifting within a given shift range, unlike conventional manual and automatic transmissions having a limited speed range of 4 to 5 stages.

기존 변속기는 크기가 다른 기어가 엔진축에 맞물리면서 속도를 변화시키는 윈리로 작동된다. 1단에서는 엔진축이 크기가 가장 큰 기어와 맞물려서 천천히 움직이게 되고 반대로 작은 기어와 맞물리면 속도가 빨라지게 된다. 즉 일정한 기어비로 고정되어 움직이는 것이다. 이런 원리로 기어를 사용하는 변속기는 변속단계가 한정돼 변속과정에서 쇼크가 일어나게 된다.Conventional transmissions are operated with a speed varying gear with different gears meshing with the engine shaft. In the first stage, the engine shaft is meshed with the largest gear and moves slowly. On the contrary, when the gear is meshed with the small gear, the speed increases. That is, it is fixed and moves at a constant gear ratio. In this way, gears that use gears are limited in the shifting phase, causing shocks in shifting.

반면 무단변속기는 변속단계가 연속적으로 이루어지는 시스템으로서, 엔진출력에 맞춰 변속이 부드럽게 이루어지므로 변속시 발생하는 동력의 손실을 줄일 수 있고, 기어 변속에 따른 변속충격이 없는 것은 물론이고 엔진의 속도를 바퀴와 독립적으로 유지할 수 있기 때문에 엔진의 최적운전을 가능하게 하여 자동변속기 대비 20% 이상의 연비향상이 가능하고, 이에 따른 배기가스 절감효과도 있다. On the other hand, the continuously variable transmission is a system in which the shifting steps are continuously performed. Since the shifting is smooth in accordance with the engine output, the loss of power generated during shifting can be reduced. , It is possible to improve the fuel efficiency by more than 20% as compared with the automatic transmission by enabling the optimum operation of the engine, and there is also an effect of reducing the exhaust gas.

이러한 무단변속기은 절두원추형 드럼이나 모래시계모양의 드럼을 이용한 마찰식과 레버크랭크기구를 이용한 레버식이 있다. Such a continuously variable transmission includes a frictional type using a frusto-conical drum or an hourglass-shaped drum, and a lever type using a lever crank mechanism.

마찰식의 무단변속기는 구동전달이 마찰에 의해 구현되기 때문에, 동력전달효율이 좋지않고, 레버식 무단변속기는 구동전달이 링크운동에 의해 구현되기 때문에, 동력전달효율이 좋다.In the frictionless type continuously variable transmission, since the drive transmission is realized by the friction, the power transmission efficiency is not good. In the lever type continuously variable transmission, since the drive transmission is realized by the link movement, the power transmission efficiency is good.

상기 레버식 무단변속기는 한국등록특허10-1029316호에 개시되어 있다.The lever type continuously variable transmission is disclosed in Korean Patent No. 10-109316.

상기 개시된 레버식 무단변속기는 상기 한국등록특허공보의 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 구동축에 고정적으로 외접되어 부하에 따라 반경방향으로 가변되는 입력링크, 피동축에 일방향클러치를 개재하여 외접된 출력링크, 상기 입력링크와 상기 출력링크에 양단이 링크결합된 결합(커플러)링크로 이루어진 레버크랭크기구 2개가 상기 구동축과 상기 피동축에 대하여 180도 위상차를 갖게 배치되어 있다.1 and 2 of the Korean Patent Publication, the above-described lever type continuously variable transmission includes an input link which is fixedly circumscribed to a drive shaft and varies in a radial direction in accordance with a load, a circumscribed And a coupling crank mechanism including a coupling (coupler) link to which the input link and the output link are coupled at both ends thereof, are arranged to have a phase difference of 180 degrees with respect to the driving shaft and the driven shaft.

하지만, 상기 개시된 레버식 무단변속기는 결합링크와 상기 출력링크가 링크핀에 의해 결합되어 있어서, 상기 링크핀에 부하가 집중되어, 고부하를 취급하는 크레인 등에 무단변속기로서 적용될 수 없다고 하는 문제점을 가지며, 상기 결합링크와 상기 출력링크 사이에 베어링이 개재되어 이들 사이의 상대선회운동을 허용하고 있지만, 부품수가 증대되고 주기적으로 윤활처리가 수행되게 하여 제조비용 및 유지보수비용이 증대된다고 하는 문제점을 가진다.However, the lever type continuously variable transmission as described above has a problem that the coupling link and the output link are coupled by the link pin, so that the load is concentrated on the link pin and can not be applied as a continuously variable transmission to a crane handling a high load, And a bearing is interposed between the coupling link and the output link to permit a relative pivotal movement therebetween. However, the number of parts increases and the lubrication process is periodically performed, thereby increasing manufacturing costs and maintenance costs.

이러한 문제점을 극복하기 위한 레버식 무단변속기가 본 발명자에 의해 계류중인 특허출원 제10-2013-0077259호로서 출원된 바 있다.A lever-type continuously variable transmission for overcoming such a problem has been filed as a pending Patent Application No. 10-2013-0077259 by the present inventor.

하지만, 상기 특허출원된 무단변속기는 입력링크의 1회전마다 결합링크에 치합된 내치기어의 각속도와 상기 결합링크의 내치 및 외치에 치합된 한 쌍의 출력링크 간의 각속도가 상이하여, 최종출력축에 일정한 각속도로 구동력을 전달할 수 없다고 하는 문제점을 가진다. However, in the patented continuously variable transmission, the angular speed of the internal gear meshed with the engagement link is different for each rotation of the input link and the angular speed between the pair of output links meshed with the internal teeth and the external teeth of the engagement link are different, There is a problem that the driving force can not be transmitted at the angular velocity.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.The present invention has a problem in solving the above-mentioned problems.

본 발명은, 엔진 또는 모터의 구동축에 회전중심축선방향으로 일정 간격 이역되어 고정적으로 외접된 한 쌍의 입력링크, 상기 구동축에 평행하게 배치된 피동축, 상기 피동축에 회전중심축선방향으로 일정 간격 이격된 상태에서 각각 일방향클러치를 개재하여 외접된 한 쌍의 출력링크, 및 상기 한 쌍의 입력링크 각각에 일단이 180도의 위상차를 두고서 링크핀을 개재하여 링크결합되어 있고 타단의 외치에 상기 한 쌍의 출력링크 각각이 치합되어 있는 원호 또는 링 형상의 한 쌍의 결합링크를 포함하되, 상기 링크핀들이 부하에 따라 상기 입력링크의 회전반경방향으로 이동가능하게 되어 있는 무단변속기를 제공함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다. The present invention relates to an engine or a motor having a pair of input links which are fixedly circumscribed by a drive shaft of an engine or a motor in a fixed spacing in the axial direction of a rotation center axis, a driven shaft disposed parallel to the drive shaft, A pair of input links each of which is circumscribed via a one-way clutch in a state of being spaced apart from each other, and a pair of input links each of which is linked by a link pin with a phase difference of 180 degrees with respect to each of the pair of input links, And a pair of engagement links each having an arc or ring shape in which output links of the input links are engaged with each other, wherein the link pins are movable in the rotation radial direction of the input link in accordance with the load. Can be solved.

본 발명은 상기와 같은 과제해결수단에 의해 결합링크와 상기 한 쌍의 출력링크가 기어식으로 결합되어 있어서, 고 부하를 취급하는 크레인 등에 무단변속기로서 적용될 수 있으며, 상기 결합링크 및 상기 출력링크 사이에 베어링이 구비되지 않아, 주기적으로 윤활처리가 수행되는 것을 배제하여 유지보수비용을 낮출 수 있고, 입력링크의 1회전마다 한 쌍의 출력링크에 일정한 각속도로 구동력을 전달할 수 있다.According to the present invention, since the coupling link and the pair of output links are gear-coupled by the above-described problem, the present invention can be applied as a continuously variable transmission to a crane handling a high load, It is possible to reduce the maintenance cost by eliminating the lubrication process periodically and to transmit the driving force to the pair of output links at a constant angular speed for each rotation of the input link.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 무단변속기의 개념사시도,
도 2는 도 1무단변속기의 한 쌍의 출력링크중 어느 하나가 시계방향으로 구동될 때를 도시한 도면, 및
도 3은 도 1무단변속기의 한 쌍의 출력링크중 다른 하나가 시계방향으로 구동될 때를 도시한 도면.1 is a conceptual perspective view of a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing when one of a pair of output links of the Fig. 1 continuously variable transmission is driven in a clockwise direction, and Fig.
Fig. 3 is a view showing when the other one of a pair of output links of the continuously variable transmission of Fig. 1 is driven in a clockwise direction; Fig.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 무단변속기가 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, the continuously variable transmission of the embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to Figs.

도 1에는 본 실시예의 무단변속기가 부호 100으로서 지시되어 있다.In Fig. 1, the continuously variable transmission of this embodiment is indicated by reference numeral 100. Fig.

상기 무단변속기(100)는 엔진 또는 모터(10)의 구동축(11)에 회전중심축선방향으로 일정 간격 이격되어 고정적으로 외접된 디스크 또는 로드 형상의 한 쌍의 입력링크(20, 20), 상기 구동축(11)에 평행하게 배치된 피동축(30), 상기 피동축(30)에 회전중심축선방향으로 일정 간격 이격된 상태에서 각각 일방향클러치(31, 31)를 개재하여 외접되어 기어형상을 가진 한 쌍의 출력링크(32, 32), 및 상기 한 쌍의 입력링크(20, 20) 각각에 180도의 위상차를 두고서 한 쌍의 링크핀(21, 21)을 개재하여 링크결합되어 있고 외주면에 형성된 외치기어(42, 42)에 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32) 각각이 치합되어 있는 원호 또는 링 형상의 한 쌍의 결합링크(40, 40)를 포함하고 있다.The continuously variable transmission 100 includes a pair of input links 20 and 20 in the form of a disk or a rod that is fixedly circumscribed and spaced apart from the drive shaft 11 of the engine or motor 10 by a predetermined distance in the direction of the axis of rotation, A driven shaft 30 disposed parallel to the driven shaft 11 and having a gear shape circumscribed via one-way clutches 31, 31 in a state of being spaced apart from the driven shaft 30 by a predetermined distance in the direction of the axis of rotation center A pair of output links (32, 32) and a pair of input links (20, 20) respectively linked through link pins (21, 21) with a phase difference of 180 degrees through a pair of link pins And a pair of engaging links 40 and 40 of an arc or ring shape in which the pair of output links 32 and 32 are engaged with gears 42 and 42, respectively.

상기 링크핀(21, 21)이 부하에 따라 상기 한 쌍의 입력링크(20, 20)의 회전반경방향으로 이동가능하게 되어 있다. 즉, 상기 한 쌍의 입력링크(20, 20) 각각에는 상기 한 쌍의 링크핀(21, 21) 각각이 반경방향으로 이동가능하게 안내하는 반경방향으로 뻗은 한 쌍의 슬롯가이드홈(22, 22)이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 슬롯가이드홈(22, 22)의 반경방향 안쪽 단부와 상기 한 쌍의 링크핀(21, 21) 사이 각각에는 부하에 따라 반경방향으로 가변하는 예를 들면 스프링과 같이 탄성적으로 반경방향으로 가변하는 한 쌍의 가변수단(23, 23)이 구비되어 있다.The link pins 21 and 21 are movable in the radial direction of rotation of the pair of input links 20 and 20 according to a load. That is, each of the pair of input links 20 and 20 is provided with a pair of slot guide grooves 22 and 22 extending in the radial direction for guiding each of the pair of link pins 21 and 21 in a radial direction A radially inner end of the pair of slot guide grooves 22 and 22 and a pair of link pins 21 and 21 are provided with a spring And a pair of variable means 23, 23 which are elastically variable in the radial direction as shown in Fig.

상기 일방향클러치(31, 31)들은 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32)가 시계방향으로 회전할 때 걸음상태가 되어 동력전달이 가능하고 그 반대인 경우에는 동력전달이 가능하게 않게 하는 공지된 일방향 클러치이다. The one-way clutches 31 and 31 are known to be capable of transmitting power when the pair of output links 32 and 32 are rotated in a clockwise direction, One-way clutch.

도 1 내지 도 3에는 한 쌍의 결합링크(40, 40)가 링기어 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 일정 원호길이를 가진 원호 형상을 가질 수도 있다. 1 to 3 show a pair of coupling links 40 and 40 having a ring gear shape, the present invention is not limited thereto and may have an arc shape having a constant arc length.

또한, 상기 한 쌍의 결합링크(40, 40)의 내주면 각각에 내치기어(41, 41)가 형성되고 그 내치기어(41, 41)에 도시되지 않은 베이스에 회전가능하게 결합된 아이들기어(50)가 치합되어 있으며, 상기 한 쌍의 결합링크(40, 40)의 링크운동을 안정적으로 가이드할 수 있다는 관점에서 바람직하다.Inner gears 41 and 41 are formed on the inner circumferential surfaces of the pair of coupling links 40 and 40 and idle gears 50 and 50 rotatably engaged with the inner gears 41 and 41 And is preferable from the viewpoint that the linking motion of the pair of coupling links 40, 40 can be stably guided.

상기와 같이 구성된 무단변속기는 다음과 같이 작동될 수 있다. The continuously variable transmission configured as described above may be operated as follows.

먼저, 구동축(11)이 시계방향으로 돌면, 한 쌍의 링크핀(21, 21)이 구동축(11)의 회전중심축선을 중심으로 공전운동하게 되고, 상기 한 쌍의 결합링크(40, 40) 각각은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 180의 위상차를 두고서 공전운동하는 한 쌍의 링크핀(21)에 의해 타원궤적을 그리면서 링크운동하게 된다.First, when the drive shaft 11 rotates clockwise, the pair of link pins 21 and 21 revolve about the rotation center axis of the drive shaft 11, As shown in FIGS. 2 and 3, each of the link pins 21 performs a link motion while drawing an elliptic trajectory by a pair of link pins 21 that perform idly motion with a phase difference of 180 degrees.

상기 한 쌍의 결합링크(40)가 링크운동하게 되면, 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32)중 하나의 출력링크(32)는 상기 한 쌍의 링크핀(21, 21)중 하나의 링크핀(21)의 1회전 마다 시계방향회전과 반시계방향회전을 반복하게 되고, 다른 하나의 출력링크(32)는 상기 상기 한 쌍의 링크핀(21, 21)중 다른 하나의 링크핀(21)의 1회전 마다 반시계방향회전과 시계방향회전을 반복하게 된다.One of the pair of output links 32 and 32 is connected to one of the pair of link pins 21 and 21, Clockwise rotation and counterclockwise rotation are repeated for each rotation of the pin 21 and the other output link 32 is repeatedly provided to the other link pin 21 of the pair of link pins 21, ) And the counterclockwise rotation and the clockwise rotation are repeated.

따라서, 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32)중 시계방향으로 회전하는 출력링크(32)는 해당 일방향클러치(31)에 의해 걸음되어 피동축(30)에 시계방향으로 동력을 전달하게 되고, 상기 한 쌍의 출력링크(32)중 반시계방향으로 회전하는 출력링크(32)는 해당 일방향클러치(31)에 의해 걸음되지 않아 피동축(30)에 어느 방향으로도 동력을 전달하지 않게 된다.Accordingly, among the pair of output links 32 and 32, the clockwise output link 32 is pushed by the corresponding one-way clutch 31 to transmit power to the driven shaft 30 in the clockwise direction, Of the pair of output links 32, the output link 32 rotating in the counterclockwise direction is not hung by the one-way clutch 31, so that no power is transmitted to the driven shaft 30 in any direction.

이에 의해 상기 피동축(30)은 상기 한 쌍의 링크핀(21, 21)의 1공전 동안, 순차적으로 연이어서 한 쌍의 출력링크(32, 32)으로부터 시계방향으로 동력을 전달받아 시계방향으로 회전되게 한다.Thus, the driven shaft 30 receives power in a clockwise direction from the pair of output links 32 and 32 sequentially in succession during one revolution of the pair of link pins 21 and 21, .

이 상태에서 상기 피동축(30)에 결합된 도시되지 않은 구동대상물(예를 들면 차륜)에 의해 상기 피동축(30)에 전달되는 부하는 결합링크(40)를 경유하여 상기 한 쌍의 링크핀(21, 21)에 전달되게 되고, 부하를 전달받은 상기 한 쌍의 링크핀(21, 21)은 부하가 증대되면 반경방향안쪽으로 이동하게 되어 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32)의 각운동량을 증대시키게 되고, 부하가 감소되면 반경방향바깥쪽으로 이동되어 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32)의 각운동량을 감소시키게 되어, 결국 피동축(30)은 구동대상물에 의해 절달되는 부하에 따라 자동으로 변속되게 된다.In this state, a load transmitted to the driven shaft 30 by a not-shown driven object (for example, a wheel) coupled to the driven shaft 30 is transmitted through the coupling link 40 to the pair of link pins 30 And the pair of link pins 21 and 21 having received the load are moved radially inward when the load is increased so that the angular momentum of the pair of output links 32 and 32 When the load is reduced, the amount of angular movement of the pair of output links 32 and 32 is reduced by moving to the outside in the radial direction. As a result, the driven shaft 30 is automatically moved in accordance with the load to be driven by the driven object. .

상기 한 쌍의 가변수단(23, 23)은 제어부에 접속되어 피동축(30)에 전달되는 부하를 감지하여 전달되는 부하정보를 수신하여 그 부하정보에 따라 한 쌍의 링크핀(21, 21)을 반경방향으로 밀고 당길 수 있는 구성을 가질 수도 있다. 그 일예가 일본국 특개제2012-206545호에 개시되어 있다. The pair of variable means 23 and 23 are connected to the control unit to receive the load information transmitted by sensing the load transmitted to the driven shaft 30 and transmit the load information to the pair of link pins 21 and 21 according to the load information. In a radial direction. An example thereof is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2012-206545.

상기와 같이 구동되어 작동하는 무단변속기에서는 한 쌍의 결합링크(40)와 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32)가 기어식으로 결합되어 있어서, 고 부하를 취급하는 크레인 등에 무단변속기로서 적용될 수 있으며, 상기 한 쌍의 결합링크(40, 40) 및 상기 한 쌍의 출력링크(32, 32) 사이에 베어링이 구비되지 않아, 주기적으로 윤활처리가 수행되는 것을 배제하여 유지보수비용이 낮추어 지고, 아울러, 한 쌍의 입력링크(20, 20)의 1회전마다 한 쌍의 출력링크(32, 32)에 일정한 각속도로 구동력을 전달할 수 있다.In the continuously-variable transmission operating as described above, the pair of coupling links 40 and the pair of output links 32 and 32 are gear-coupled to be able to be applied as a continuously variable transmission to a crane handling a high load And a bearing is not provided between the pair of coupling links 40 and 40 and the pair of output links 32 and 32. This eliminates the periodic lubrication, In addition, the driving force can be transmitted to the pair of output links 32 and 32 at a constant angular velocity for each rotation of the pair of input links 20 and 20.

20; 입력링크, 30; 피동축, 40; 결합링크20; Input link, 30; Driven shaft, 40; Binding link

Claims

In the continuously variable transmission (100) using the lever crank mechanism,
A pair of input links 20 and 20 fixedly circumscribed to the drive shaft 11 at predetermined intervals in the direction of the axis of rotation,
A driven shaft 30 disposed parallel to the drive shaft 11,
A pair of output links (32, 32) having a gear shape circumscribed via one-way clutches (31, 31) in a state of being spaced apart from the driven shaft (30)
The pair of input links (20, 20) are connected to the external gears (42, 42) formed on the outer peripheral surface by a pair of link pins (21, 21) And a pair of engagement links (40, 40) of an arc or ring shape in which the output links (32, 32) are engaged,
And the pair of link pins (21, 21) are movable in the radial direction of rotation of the pair of input links (20, 20) in accordance with a load.

The method according to claim 1,
Each of the pair of input links 20 is formed with a pair of slot guide grooves 22, 22 extending in a radial direction for guiding the pair of link pins 21, 21 so as to be movable in the radial direction ,
The pair of slot guide grooves (22, 22) is provided with a pair of variable means (23, 23) for radially varying the pair of link pins (21, 21) A continuously variable transmission.

3. The method according to claim 1 or 2,
The one-way clutches (31, 31) are configured such that when the pair of output links (32, 32) rotate in the clockwise direction, the power transmission is possible and the power transmission is possible, And the second clutch is engaged.

3. The method according to claim 1 or 2,
Inner gears (41, 41) are formed on inner circumferential surfaces of the pair of coupling links (40, 40)
And an idle gear (50) rotatably engaged with the base is engaged with the internal gears (41, 41).