KR101158341B1 - 유성기어를 이용한 동력 전달 장치 - Google Patents
유성기어를 이용한 동력 전달 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치는, 일단이 구동 동력원에 항시 연결되어 동력을 전달받으며, 구동기어가 고정적으로 장착된 입력축과; 상기 구동기어에 결합하며, 상기 입력축의 회전속도를 감속하는 감속 유닛과; 상기 감속 유닛에 결합하여 감속 유닛의 회전속도를 전달받는 제1작동수단, 변속을 위한 동력을 전달받는 제2작동수단, 그리고 출력속도가 생성되는 제3작동수단을 포함하는 유성기어세트와; 변속 동력원에 항시 연결되어 변속을 위한 동력을 전달받으며, 상기 변속을 위한 동력을 상기 제2작동수단에 전달하도록 상기 제2작동수단과 결합하는 변속 유닛; 그리고 상기 유성기어세트의 제3작동수단에 고정되어 출력속도를 전달하는 출력축을 포함하되, 상기 제2작동수단의 회전축과 상기 변속 유닛의 회전축은 서로 수직이고, 상기 제2작동수단에는 동력전달수단을 통해 제2작동수단의 회전력을 전달받는 토크제어축이 연결되고, 상기 토크제어축에는 전기를 발생시키는 발전기가 설치되고, 상기 발전기에는 상기 변속동력원으로 전원을 공급하는 축전지가 연결된 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치의 구성을 보인 개략도이다.
도 2는 도 1의 동력 전달 장치에서 아이들 축을 제거한 상태를 보인 개략도이다.
도 3은 도 2의 동력 전달 장치에서 변속 입력축을 제거한 상태를 보인 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치에서 전진 변속단이 형성되는 것을 도시한 속도선도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치의 구성을 보인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치의 구성을 보인 후면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 사용되는 유성기어세트의 분해 조립도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 동력 전달 장치의 전체적인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 동력 전달 장치의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 동력 전달 장치의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 동력 전달 장치의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 동력전달장치의 사시도이다.
도 13는 본 발명의 제6실시예에 따른 동력전달장치의 사시도이다.
도 14는 도 12 및 도 13에 적용된 유성캐리어의 부분 절단된 면을 보여주는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 동력전달장치의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제8실시예에 따른 동력전달장치의 부분 절단된 사시도이다.
도 17은 본 발명에 따른 동력전단장치에서 출력단의 변속을 제어하기 위한 블록도이다.
도 18은 본 발명에 따른 동력전단장치에서 가속시 엑셀 페달 출력 전압에 따른 메인모터와 컨트롤 모터의 회전 속도 그래프.
도 19는 본 발명에 따른 동력전단장치에서 제동시 브레이크 페달 출력 전압에 따른 메인모터와 컨트롤 모터의 회전 속도 그래프.
PG1: 유성기어세트
S1: 선기어
PC1: 유성캐리어
R1: 링기어
P1: 피니언기어
120: 출력축
130: 변속입력축
140: 웜기어
2010: 토크제어축
Claims (24)
- 일단이 구동 동력원에 항시 연결되어 동력을 전달받으며, 구동기어가 고정적으로 장착된 입력축과;
상기 구동기어에 결합하며, 상기 입력축의 회전속도를 감속하는 감속 유닛과;
상기 감속 유닛에 결합하여 감속 유닛의 회전속도를 전달받는 제1작동수단, 변속을 위한 동력을 전달받는 제2작동수단, 그리고 출력속도가 생성되는 제3작동수단을 포함하는 유성기어세트와;
변속 동력원에 항시 연결되어 변속을 위한 동력을 전달받으며, 상기 변속을 위한 동력을 상기 제2작동수단에 전달하도록 상기 제2작동수단과 결합하는 변속 유닛; 그리고
상기 유성기어세트의 제3작동수단에 고정되어 출력속도를 전달하는 출력축을 포함하되, 상기 제2작동수단의 회전축과 상기 변속 유닛의 회전축은 서로 수직이고,
상기 제2작동수단에는 동력전달수단을 통해 제2작동수단의 회전력을 전달받는 토크제어축이 연결되고, 상기 토크제어축에는 상기 제2작동수단의 회전 토크를 감소시키는 토크 감소수단으로, 발전기, 감속장치, 유압펌프 중 하나 이상이 설치된 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 유성기어세트는 선기어, 유성 캐리어, 그리고 링기어를 그 작동수단으로 포함하는 싱글 피니언 유성기어세트이되,
상기 링기어는 상기 제1작동수단로 작용하고, 상기 유성 캐리어는 상기 제2작동수단로 작용하고, 그리고 상기 선기어는 상기 제3작동수단로 작용하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 동력 전달 장치는 제어부를 더 포함하되,
상기 제어부는 출력축의 속도와 브레이크의 작동 정도에 따라 변속 동력원의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 제어부는 변속 동력원의 회전속도를 변화시킴으로써 출력축의 회전속도를 제어하고 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 1항 내지 제4항에 있어서,
상기 변속 동력원은 모터인 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 감속 유닛은,
입력축과 평행하게 배치되어 있는 감속축;
상기 감속축에 고정 부착되어 있으며 상기 구동기어에 기어 결합하는 감속 기어;
상기 감속축을 기준으로 회전 가능하게 장착되어 있는 전진 기어와 후진 기어; 그리고
상기 전진 기어와 후진 기어를 상기 감속축에 선택적으로 고정시켜 일체로 회전하도록 하는 싱크로나이저;
를 포함하되,
상기 전진 기어는 항시 상기 제1작동수단에 기어 결합하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 감속 유닛은,
상기 후진 기어의 회전속도를 전달받아 회전하는 아이들 축;
상기 아이들 축에 고정 장착되며 상기 제1작동수단에 기어 결합하는 제1매개 기어; 그리고
상기 아이들 축에 고정 장착되며 상기 후진 기어에 기어 결합하는 제2매개 기어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 싱크로나이저는 작동 레버의 위치에 따라 동작되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 입력축의 타단과 상기 감속 유닛 중 적어도 한 곳에는 부가 장치가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 변속 유닛은,
일단이 상기 변속 동력원에 연결되어 변속을 위한 동력을 전달 받는 변속 입력축; 그리고
상기 변속 입력축의 타단에 형성되어 있으며, 상기 제2작동수단과 기어 결합하는 웜기어;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 감속 유닛은 상기 입력축과 평행하게 배치되어 있는 복수개의 축과 상기 복수개의 축에 장착되어 있는 복수개의 기어들을 포함하되,
상기 복수개의 축 하나당 기어치의 개수가 서로 다른 두 개의 기어들이 장착되어 있으며, 한 축에 형성된 두 개의 기어 중 하나는 다른 축에 형성된 두 개의 기어 중 하나에 기어 결합함으로써 동력이 입력축으로부터 유성기어세트까지 전달되도록 되어 있고,
상기 복수개의 기어들 중 하나는 상기 구동 기어에 기어 결합하고, 상기 복수개의 기어들 중 다른 하나는 상기 제1작동수단에 기어 결합하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 11항에 있어서,
상기 각각의 축에 형성된 두 개의 기어 중 기어치의 개수가 작은 기어는 동력 전달 라인 상에서 구동 동력원에 가까운 축의 기어와 기어 결합하고, 기어치의 개수가 많은 기어는 동력 전달 라인 상에서 유성기어세트와 가까운 축의 기어와 기어 결합하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 변속 유닛은,
서로 각각 직각으로 배치되어 있으며, 상기 출력축에도 직각으로 배치된 복수개의 변속 입력축;
상기 각각의 변속 입력축에 장착되어 변속 입력축을 기준으로 회전하며, 상기 제2작동수단과 기어 결합하는 제1기어; 그리고
상기 각각의 변속 입력축에 장착되어 변속 입력축을 기준으로 회전하는 제2기어;
를 포함하되,
하나의 변속 입력축에 장착된 제2기어는 다른 변속 입력축에 장착된 제2기어와 기어 결합하고,
상기 변속 입력축 중 하나는 변속 동력원에 연결되어 변속을 위한 동력을 전달 받는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 제 13항에 있어서,
상기 제1기어는 웜기어이고, 상기 제2기어는 헬리컬기어인 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치. - 외주면에 기어치가 형성되어 있으며, 회전축에 부착되어 회전축으로부터 동력을 전달받거나 회전축에 동력을 전달하는 선기어;
상기 선기어를 둘러싸서 선기어와 상대 회전하며, 그 내주면에 기어치가 형성되어 있는 링기어;
상기 선기어의 외주면 기어치와 상기 링기어의 내주면 기어치에 기어 결합하는 복수개의 피니언기어; 그리고
상기 복수개의 피니언 기어가 회전 가능하게 장착되어 상기 피니언 기어의 회전에 따라 회전하는 유성 캐리어;
를 포함하되,
상기 유성 캐리어의 일측부에는 회전축 방향으로 연장된 연장부가 구비되어 있으며,
상기 연장부의 외주면에는 웜기어 또는 헬리컬 기어가 결합되도록 상기 회전축에 대하여 비스듬하게 기어치가 형성되고,
부가적으로 유성 캐리어의 회전력 일부를 인출해내기 위해 상기 연장부에 제2헬리컬기어 또는 제2베벨기어가 이맞물림되도록 결합되도록 제2기어치가 더 형성된 것을 특징으로 하는 유성기어세트. - 제 15항에 있어서,
상기 링기어의 외주면에도 기어치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유성기어세트. - 일측 외주면에 구동기어가 형성된 입력축;
상기 구동기어와 기어 결합되는 감속기어가 형성된 감속축을 포함하는 감속유닛;
상기 감속기어와 외접하도록 외주면에 기어가 형성된 링기어;
상기 링기어의 내주면에 형성된 기어와 외접하는 복수개의 피니언기어들;
상기 피니언기어들과 외접하는 하나의 선기어가 장착되는 출력축;
상기 피니언기어들의 중심축들과 연결되되, 상기 피니언기어들의 회전에 따라서 상기 출력축을 중심으로 회전하는 유성캐리어;
상기 유성캐리어에서 상기 출력축의 축방향으로 연장되는 연장부;
상기 연장부의 외주면에 형성된 웜기어와 구동 헬리컬기어;
상기 웜기어에 결합되는 웜휠이 외주면에 형성되고 상기 출력축과 수직하게 배치되어 변속동력원에 의해서 회전하는 변속입력축;
상기 변속입력축의 회전속도를 제어하는 제어부;
상기 연장부의 구동 헬리컬기어에 외접하는 피동 헬리컬기어를 갖는 토크제어축; 및
상기 토크제어축으로 구동되는 발전기, 감속장치, 유압펌프 중에서 하나 이상 택일된 토크 감속수단;을 포함하는 동력 전달 장치. - 제17 항에 있어서,
상기 감속유닛은,
상기 감속축에 형성되는 제1감속기어; 및
상기 제1감속기어와 이격되어 상기 감속축에 형성되는 제2감속기어를 포함하는 동력 전달 장치. - 제18 항에 있어서,
상기 제1감속기어는 상기 구동기어와 연결되고, 상기 제2감속기어는 상기 링기어의 외주면에 형성된 기어와 연결되는 동력 전달 장치. - 일측 외주면에 구동기어가 형성된 입력축;
상기 구동기어와 기어결합되는 감속기어가 형성된 감속축;
상기 감속축의 일단부에 형성된 구동베벨기어;
일측에 상기 구동베벨기어와 기어결합되는 피동베벨기어가 형성된 링기어;
상기 링기어의 내주면에 형성된 기어와 외접하는 복 수 개의 피니언기어들;
상기 피니언기어들과 외접하는 하나의 선기어가 장착되어 함께 회전하는 출력축;
상기 피니언기어들의 중심축들과 연결되되, 상기 피니언기어들의 회전에 따라서 상기 출력축을 중심으로 회전하는 유성캐리어;
상기 유성캐리어에서 상기 출력축의 축방향으로 연장되는 연장부;
상기 연장부의 외주면에 형성된 웜기어 및 구동베벨기어;
상기 웜기어에 결합되는 웜휠이 외주면에 형성되고 상기 출력축과 수직하게 배치되어 동력원에 의해서 회전하는 변속입력축; 및
상기 출력축의 회전속도와 브레이크이 작동에 따라서 상기 변속입력축의 회전속도를 제어하는 제어부;
상기 연장부의 구동 헬리컬기어에 외접하는 피동 헬리컬기어를 갖는 토크제어축;
상기 토크제어축에 연결되어 전기를 발생시키는 발전기; 및
상기 발전기에 전기적으로 연결되어 변속동력원으로 전원을 공급하는 축전지;를 포함하는 동력 전달 장치. - 제20 항에 있어서,
상기 링기어의 일측면에 상기 피동베벨기어가 형성되고, 반대측면에 상기 연장부가 연장되어 형성되는 동력 전달 장치. - 일측 외주면에 구동기어가 형성된 입력축;
상기 구동기어에 외주면의 치형과 이맞물림된 링기어;
상기 링기어의 내주면 치형과 이맞물림된 다수의 피니언기어를 원주상에 구비하고, 일측단에 웜휠과 타측단에 베벨 치형을 갖는 제2기어치가 형성되어 있는 유성캐리어;
상기 다수의 피니언기어와 치형으로 외접되어 이맞물림된 선기어;
상기 유성캐리어에 삽입됨과 동시에 상기 선기어에 축설되어 선기어와 일체로 회전되는 출력축;
상기 웜휠에 이맞물려진 웜기어를 갖는 변속입력축;
상기 제2기어치와 이맞물려져 회전되는 베벨 치형을 갖는 토크제어축을 포함하는 동력 전달 장치. - 제 22항에 있어서,
상기 입력축을 회전시키는 메인모터;
상기 변속입력축의 회전 구동을 제어하기 위한 컨트롤 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치. - 제 23항에 있어서,
상기 메인모터와 상기 컨트롤 모터의 구동을 제어하기 위한 모터제어부와;
상기 모터제어부에 전기적으로 연결된 엑셀페달 및 브레이크 페달이 더 포함되고,
상기 모터제어부는,
엑셀 페달을 밟을 경우 메인모터의 회전수를 증가시키고 동시에 컨트롤 모터의 회전수를 감소시켜 출력축의 회전속도를 증가시키며,
브레이크 페달을 밟을 경우 메인모터의 회전수를 감소시킴과 동시에 컨트롤 모터의 회전수를 증가시켜 출력축의 회전수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
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