KR101437100B1

KR101437100B1 - 자동 변속기

Info

Publication number: KR101437100B1
Application number: KR1020130097851A
Authority: KR
Inventors: 이춘우
Original assignee: 주식회사 칼라카나
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2014-09-02

Abstract

본 발명은, 별도의 동력원을 이용하지 않고서 자체의 동력으로 사용자가 의도적으로 모드전환수단에 의해 쇄기너트를 축선방향 양방향으로 이동시키는 것을 가능하게 하여 변속을 위한 에너지 낭비를 절감함과 동시에, 회전축선이 서로 평행하게 배치된 하나의 구동기어군과 하나의 피동기어군 만으로도 구동대상물에 역방향 구동력을 전달하면서도 변속을 구현시키는 것이 가능하게 되어 정역자동변속기의 부피와 부품수를 줄여서 제조단가 및 유지보수비용을 절감할 수 있다.

Description

자동 변속기{automatic Transmission}

본 발명은, 자동 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물림클러치와 일방향클러치를 이용하여 끊김이 없이 변속하되 자체의 구동력에 의해 물림클러치를 구동하는 변속기에 관한 것이다.

자동 변속기는 운전자의 조작에 의하지 않고 자동적으로 기어 비가 선택되어 달리는 속도에 따라 기어가 자동으로 조작되는 장치이다. 이 자동 변속기는 차가 달리는 데 필요한 발진 조작과 기어 변속을 자동화한 것이다.

또한 차마다 설정된 속도와 액셀레이터의 밟기에 따라 적정한 기어를 선택하는데, 필요에 따라 가속 때도 자동적으로 변속하는 것을 풀 오토매틱이라고 한다.

이 자동 변속기는 유체 클러치나 밴드 또는 디스크 판을 작동시켜 자동적으로 기어 비를 선택할 수 있는 것으로 되어 있다.

통상적으로 자동 변속기에는 선기어, 유성기어, 링기어 및 유성기어캐리어를 포함하고 있는 라비뇨식 또는 심프슨식 유성기어유닛 등이 있다.

이 유성기어유닛은 선기어, 유성기어, 링기어 및 유성기어캐리어 각각을 입력축과 출력축에 선택적으로 물리게 하는 복잡한 구조의 클러치가 필요되어 제조단가가 높다고 하는 문제점과 변속시에 순간적으로 클러치에 의한 물림해제가 발생되어 입력축의 동력이 출력축에 순간적으로 절달되지 않아, 구동대상물이 중력을 받고 있는 경우에는 구동대상물이 자유낙하될 수 있다고 하는 문제점을 가진다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 자동변속기가 한국등록특허 제10-102968호에 개시되어 있다.

상기 개시된 지동변속기는 일측으로 갈 수록 직경이 작아지는 복수개의 구동기어를 일방향클러치를 개재하여 입력축에 외접시키고, 이들 구동기어와 맞물리되 일측으로 갈 수록 직경이 커지는 복수개의 피동기어를 출력축에 미끄럼접촉시켜 외접시키고, 상기 출력축에 원심력에 의해 상기 복수개의 피동기어의 내주면과 접촉하는 복수개의 접촉가압부재를 반경방향으로 이동가능하게 장착하고, 상기 복수개의 접촉가압부재들 중 선택적으로 이웃하는 2개의 접촉가압부재를 선택적으로 지지하기 위해 상기 출력축 내에서 병진부에 의해 왕복이동되는 지지유닛의 로더를 포함하고서, 동력전달의 끊어짐 없이 입력축에서 출력축에 동력을 변속하면서 전달할 수 있는 것으로 되어 있다.

하지만, 상기 개시된 자동변속기는 원심력에 의해 상기 복수개의 접촉가압부재가 반경바깥방향으로 벌어져야만 상기 지지유닛이의 로더가 상기 복수개의 접촉가압부재 중 어느 두개의 접촉가압부재에 사이로 들어가 상기 2개의 접촉가압부재를 지지하여 상기 두개의 접촉가압부재로 하여금 상기 복수개의 피동기어중 해당 2개의 피동기어와 접촉가압하게 하여 구동기어에서 전달되는 동력을 해당 2개의 피동기어에 전달하여 변속하여서 출력축에 전달할 수 있지만, 만약, 출력축이 회전되지 않아 상기 복수개의 접촉가압부재들에 원심력이 발생되지 않은 상태, 예를 들면, 상기 지지유닛의 로더가 중립위치에 있는 상태나, 입력축이 정지된 상태에서는, 상기 복수개의 접촉가압부재들 중 윗쪽에 배치된 복수개의 접촉가압부재들이 중력에 의해 반경안쪽방향으로 내려오게 되어, 아무리 상기 입력축을 재가동하여도 피동기어들이 헛돌게 되어 입력축의 동력을 출력축에 전달할 수 없게 되고, 더욱이 지지유닛의 로더의 좌우이동이 중력에 의해 반경안쪽방향으로 내려온 복수개의 접촉가압재들에 의해 가로막혀 이웃하는 접촉가압부재들 사이로 진입될 수 없어서, 변속도 불가능하여, 항상 상기 복수개의 접촉가압부재들에 원심력을 부여하기 위해 입력축을 가동하여 피동축을 구동하여만 하고, 중립상태의 구현도 불가능하다는 문제점을 가지며, 피동기어의 내주면에 복수개의 요부가 있어서 원심력에 의해 접촉가압부재와 요부간에 부딪침이 생겨 소음이 발생된다고 하는 문제점을 가진다.

상기 문제점을 해결하기 위한 자동변속기가 본 발명자에 의해 특허출원되어 특허등록된 특허등록 제10-0042099호에 개시되어 있다.

상기 개시된 자동변속기는 관형축에 고정적으로 내접된 볼스크류; 볼스크류에 체결되어 상기 관형축에 미끄럼이동가능하게 내접된 쇄기부; 상기 관형축에 베어링을 개재하여 일정 간격 이격되어 회전가능하게 외접된 복수개의 일방향클러치를 각각 개재하여 외접되어 있고 상기 일방향클러치의 인너레이스 내주면에 둘레방향을 따라 일정 간격 이격되어 복수개의 요부가 형성되어 있고, 축선방향 일측으로 갈수록 직경이 큰 복수개의 평기어를 포함하는 구동기어부; 상기 복수개의 평기어와 마주하는 관형축의 부위에 축선방향으로 일정 간격을 두고서 형성된 복수개의 관통구멍에 각각 방사상 안쪽 부위가 안착되어 선택적으로 상기 쇄기부에 의해 반경바깥방향으로 밀어져서 가압을 받게 되면 상기 복수개의 요부 중 마주하는 요부에 일부가 삽입되는 복수개의 볼과 같은 출몰부재, 및 출력축에 고정적으로 외접되어 상기 복수개의 평기어와 치합되며 축선방향 일측으로 갈수록 직경이 작은 복수개의 평기어를 포함하는 피동기어부를 포함하되, 상기 쇄기부의 축선방향 길이가 축선방향으로 인접한 적어도 2개의 출몰부재를 접촉할 수 있는 길이를 갖는 자동변속기로 되어 있다.

또한, 상기 개시된 자동변속기는, 별도의 실시예로서, 구동기어부를 사이에 두고 한 쌍의 피동기어부가 배치되어 상기 구동기어부에 치합되게 하고 상기 한 쌍의 피동기어부와 한 쌍의 피동축 사이에 각각 서로 반대방향으로 동력을 전달하는 일방향클러치를 개재하여 하나의 피동기어부과 하나의 피동축 사이에 시계방향으로 동력을 전달하는 일방향클러치를 개재하여 부하대상물을 구동하는 모터가 정역으로 회전하여 구동대상물을 정역방향으로 변속하는 자동변속기로 되어 있다.

하지만 상기 개시된 자동변속기는 볼스크류의 구동원인 구동대상물을 구동시키는 구동원이 아닌 다른 별도의 구동원에 의해 구동되어, 변속을 위한 별도의 동력원이 필요되므로 에너지 낭비를 야기한다는 문제점을 가지며, 구동대상물을 정역방향으로 변속하기 위해 저가의 정방향 모터가 아닌 고가의 정역모터가 필요되고 2개의 피동기어부의 회전중심축선과 하나의 구동기어부의 회전축심축선이 평행하게 배치되어 구동축의 축선방향에 수직한 방향으로 자동변속기의 크기가 비대해진다고 하는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은 구동기어군과 피동기어군을 평행하게 배치하여 서로 치합된 상태에서 구동기어군에 내접된 구동축과 구동대상물을 구동하는 정방향모터의 출력축 사이에 서로 치합되는 3열기어군과 서로 치합되는 2열기어군을 배치시켜 상기 3열기어군과 상기 2열기어군이 선택적으로 상기 구동축에 동력을 전달하게 하고, 볼스크류의 스크류축에 체결된 쇄기너트가 축선방향으로 이동되지 않은 제1모드, 상기 쇄기너트가 축선방향 일측으로 이동되게 하는 제2모드, 및 상기 쇄기너트가 축선방향 타측으로 이동되게 하는 제3모드 중 선택적으로 어느 하나의 모드로 전환시키는 모드전환수단을 자동변속기에 구비시킴으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명은 구동축에 외접된 한 쌍의 구동기어군과 피동축에 외접된 한 쌍의 피동기어군을 평행하게 배치하여 서로 치합된 상태에서 구동기어군에 내접된 구동축과 구동대상물을 구동하는 정방향모터의 출력축 사이에 서로 치합되는 3열기어군과 서로 치합되는 2열기어군을 배치시켜 상기 3열기어군과 상기 2열기어군이 선택적으로 상기 구동축에 동력을 전달하게 하고, 구동축과 한 쌍의 구동기어 사이에 또는 피동축과 한 쌍의 피동기어 사이에 한 쌍의 일방향클러치를 개재시키되, 한 쌍의 일방향클러치중 하나는 시계방향으로 걸음하고 다른 하나는 반시계방향으로 걸음하여 동력을 전달하게 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해 별도의 동력원을 이용하지 않고서 자체의 동력으로 사용자가 의도적으로 모드전환수단에 의해 쇄기너트를 축선방향 양방향으로 이동시키는 것을 가능하게 하여 변속을 위한 에너지 낭비를 절감함과 동시에, 회전축선이 서로 평행하게 배치된 하나의 구동기어군과 하나의 피동기어군 만으로도 구동대상물에 역방향 구동력을 전달하면서도 변속을 구현시키는 것이 가능하게 되어 정역자동변속기의 부피와 부품수를 줄여서 제조단가 및 유지보수비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 자동 변속기의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 3은 도 1의 자동 변속기의 또 다른 실시예를 도시한 도면,
도 4는 도 1의 자동 변속기의 또 다른 실시예를 도시한 도면
도 5는 도 2의 자동변속기의 변형실시예를 도시한 도면,
도 6은 도 3의 자동변속기의 변형실시예를 도시한 도면,
도 7은 도 4의 자동변속기의 변형실시예를 도시한 도면,
도 8은 도 1의 자동변속기의 변형실시예를 도시한 도면,
도 9는 도 5의 자동변속기의 변형실시예를 도시한 도면,
도 10은 도 6의 자동변속기의 변형실시예를 도시한 도면, 및
도 11은 도 7의 자동변속기의 변형실시예를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 자동 변속기가 도 1을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 자동 변속기가 부호 200으로서 지시되어 있다.

상기 자동 변속기(200)는 정방향 구동원인 모터(M)의 구동축(1)에 회전가능하게 외접된 제1 및 제2구동기어(2, 3), 상기 제1구동기어(2)에 치합하는 제1피동기어(4)가 고정적으로 외접된 관형의 입력축(10), 상기 입력축(10)에 고정적으로 외접된 제2피동기어(5)와 상기 제2구동기어(3) 사이에 개재되어 이들과 치합하는 중간기어(6), 상기 입력축(10)에 베어링(B)을 개재하여 일정 간격 이격되어 회전가능하게 외접된 제1기어부인 한 쌍의 구동기어부(210, 210), 상기 입력축(10)에 대하여 평행하게 배치된 출력축(201)에 고정적으로 외접되어 상기 한 쌍의 구동기어부(210, 210)와 맞물리는 제2기어부인 한 쌍의 피동기어부(220, 220), 및 상기 구동기어부(210, 210)에 선택적으로 물림하는 물림클러치(100)를 포함하고 있다.

또한, 상기 자동 변속기(200)는 선택적으로 상기 제1구동기어(2)와 상기 구동축(1)이 함께 회전하게 하는 제1스톱퍼(7)와 상기 제2구동기어(2)와 상기 구동축(1)이 함께 회전하게 하는 제2스톱퍼(8)를 포함하고 있다.

상기 제1 및 제 2스톱퍼(7, 8)는, 예를 들면, 자화되면 제1 및 제2 구동기어(2, 3)를 각각 걸음하고 비자화되면, 제1 및 제2 구동기어(2, 3)를 각각 걸음해제하는 공지된 전자척이 될 수 있다.

상기 한 쌍의 구동기어부(210, 210) 각각은 축선방향 일측으로 갈수록 직경이 상이한 복수개의 평기어(40)를 포함하고 있다. 상기 복수개의 평기어(40) 각각은 상기 입력축(10)에 외접된 상기 베어링(B)에 일방향 클러치(C)를 개재하여 외접되어 있다.

상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220) 각각은 상기 복수개의 평기어(40)와 각각 맞물리되 상기 축선방향 일측으로 갈수록 직경이 상이한 복수개의 평기어(60)를 포함하고 있다.

상기 물림클러치(100)는 병진부로서 상기 입력축(10)에 베어링을 개재하여 나사축(21)이 회전가능하게 삽입되어 있는 볼스크류(20)와 이 볼스크류(20)의 나사축에 체결되어 상기 입력축(10)에 축선방향으로 미끄럼이동가능하게 내접된 쇄기너트(30)를 포함하고 있고, 그리고 상기 복수개의 평기어(40) 각각의 일방향 클러치(C)의 인너레이스(C1)의 내주면에 둘레방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 복수개의 요부(41); 및 상기 복수개의 평기어(40) 각각의 일방향 클러치(C)의 인너레이스(C1)의 상기 복수개의 요부(41)와 마주하는 입력축(10)의 부위에 축선방향으로 일정 간격을 두고서 형성된 복수개의 관통구멍(11)에 방사상 안쪽 부위가 삽입 안착되어 상기 쇄기너트(30)에 의해 선택적으로 반경바깥방향으로 밀어져서 가압을 받게 되면 반경바깥방향으로 밀어져서 상기 복수개의 요부(41) 중 마주하는 요부(41)에 일부가 삽입되는 볼과 같은 출몰부재(50)를 포함하고 있다.

상기 물림클러치(100)에 대한 상세 구성은 본 발명자에 의해 특허출원되어 계류중인 특허출원 제10-2013-0034059호, 제10-2013-0037481호, 제10-2013-0038972호, 및 제10-2013-0042260호 그리고 등록된 특허등록 제10-1267823호에 상세히 개시되어 있으며, 본 발명은 출몰부재에 특징이 있는 것이 아니라 이하에서 설명되는 모드전환수단(300)에 의한 물림클러치(100)의 볼스크류(20)의 나사축(21)을 구동하는 것에 특징이 있어서 상기 물림클러치(100)에 대한 상세 설명은 이하에서 생략된다.

상기 한 쌍의 구동기어부(210, 210) 중 하나의 구동기어부(210)에 구비된 상기 일방향클러치(C)는 상기 일방향클러치(C)의 인너레이스(C1)가 정방향으로 회전할 시에 걸음상태에 있고 상기 일방향클러치(C)의 인너레이스(C1)가 역방향으로 회전할 시에 비걸음상태에 있는 일방향클러치이고, 그리고 상기 한 쌍의 구동기어부(210, 210) 중 다른 하나의 구동기어부(210)에 구비된 상기 일방향클러치(C)는 상기 일방향클러치(C)의 인너레이스(C1)가 역방향으로 회전할 시에 걸음상태에 있고 상기 일방향클러치(C)의 인너레이스(C1)가 정방향으로 회전할 시에 비걸음상태에 있는 일방향클러치이다.

상기 쇄기너트(30)의 축선방향 길이는 저속단에서 고속단으로의 변속시에 그리고 고속단에서 저속으로의 변속시에 상기 입력축 내에서 이웃하는 2개 이상의 볼과 같은 출몰부재(50)에 대한 가압을 유지할 수 있는 길이를, 즉, 축선방향으로 인접한 적어도 2개의 볼과 같은 출몰부재(50)를 접촉할 수 있는 길이를 가지고 있다.

상기와 같은 축선방향 길이를 가진 상기 쇄기너트(30)는 변속을 위해 상기 입력축(10) 내에서 이동할 시에 상기 입력축(10) 내에서 어느 하나의 볼과 같은 출몰부재(50)에 대하여 가압을 하거나 또는 이웃하는 적어도 2개의 볼과 같은 출몰부재(50, 50)에 대하여 가압을 하기 때문에, 변속시에 입력축(10)의 동력을 끊김없이 출력축에 전달하는 것이 가능하게 된다.

상기 쇄기너트(30)가 2개의 볼과 같은 출몰부재(50, 50)를 가압하고 있으면, 상기 2개의 볼과 같은 출몰부재(50, 50)에 가압된 일방향클러치(C)를 가진 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 잇수가 다른 2개의 평기어(40, 40)가 동일한 각속도로 운동하여 이들에 맞물린 한 쌍의 피동기어부(220, 220)의 잇수가 다른 2개의 평기어(60, 60)가 상이한 각속도운동하여서 출력축(201)이 뒤틀림력을 받아서 기어 이빨이 파손될 수 있다고 판단되지만, 상기 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 복수개의 평기어(40) 각각에 일방향클러치(C)가 개재되어 있기 때문에, 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 저속단측 평기어(40)는, 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 저속단측 평기어(40)에 맞물린 한 쌍의 피동기어부(220, 220)의 평기어(60)에 의해, 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 고속단측 평기어(40)에 맞물린 한 쌍의 피동기어부(220, 220)의 평기어(60)의 각속도에 맞출 수 있도록 입력축(10)의 회전보다 고속으로 입력축(10)의 회전방향으로 회전되게 되어 해당 일방향클러치가 걸음상태가 되지 않아, 원활하게 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 저속단측 평기어(40)는 입력축(10)의 회전방향으로 회전하게 된다.

또한, 상기 실시예에서, 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 복수개의 평기어(40)에 일방향 클러치(C)가 개재된 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)의 복수개의 평기어(60)의 각각과 상기 출력축(201) 사이에 일방향 클러치(C)가 개재될 수 있도 있으며, 이때에 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)에 개재된 상기 일방향클러치(C)의 걸음방향은 상기 한 쌍의 구동기어부(210, 210)에 개재된 입방향클러치의 걸음방향에 반대이다.

또한, 상기 실시예에서는 한 쌍의 구동기어부(210, 210)들의 평기어들 중에서의 작은 직경을 갖은 평기어에는 물림클러치(100)와 일방향클러치(C)가 개재되는 것이 공간적으로 한계가 있어서, 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 복수개의 평기어(40)중 작은 직경을 가진 평기어(40)에 치합하는 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)의 평기어(60)에 일방향클러치(C)가 개재될 수도 있다. 이때에 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)의 평기어(60)에 개재된 상기 일방향클러치(C)의 걸음방향은 상기 한 쌍의 구동기어부(210, 210)의 평기어(40)에 개재된 입방향클러치의 걸음방향에 반대이다.

또한, 상기 실시예에서 평기어는 헬리컬기어 등의 기어로 대체될 수 있다.

또한, 상기 자동 변속기(200)는 상기 쇄기너트(30)를 입력축(10)의 축선방향 양방향으로 이동시키기 위해 볼스크류(20)의 나사축(21)을 선택적으로 정지시키거나 회전시키는 모드전환수단(300)을 포함하고 있다.

상기 모드전환수단(300)은 상기 입력축(10)이 정방향으로 회전될 때 변속을 위해 작동하게 되는 정방향변속부(310)과 상기 입력축(10)이 역방향으로 회전될 때 변속을 위해 작동하게 되는 역방향변속부(320)를 포함하고 있다.

상기 정방향변속부(310)는 상기 구동축(1)에 회전가능하게 외접된 정방향구동기어(311), 상기 나사축(21)에 고정적으로 외접된 정방향피동기어(312), 상기 정방향구동기어(311)와 상기 정방향피동기어(312) 사이에 개재되어 이들과 치합되어 베이스에 회전가능하게 장착된 정방향중간기어(313), 상기 정방향구동기어(311)을 선택적으로 걸음하여 상기 구동축(1)과 상기 정방향구동기어(311)가 함께 회전하게 하는 제3스톱퍼(314), 및 상기 정방향중간기어(313)를 선택적으로 걸음하여 상기 정방향중간기어(313)가 자전하지 못하게 하는 제4스톱퍼(315)를 포함하고 있다.

상기 역방향변속부(320)는 상기 구동축(1)에 회전가능하게 외접된 역방향구동기어(321), 상기 나사축(21)에 고정적으로 외접되어 상기 역방향구동기어(321)에 치합된 역방향피동기어(322), 및 상기 역방향구동기어(321)를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축(1)과 상기 역방향구동기어(321)가 함께 회전하게 하는 제5스톱퍼(323)를 포함하고 있다.

상기 제3 내지 제 5스톱퍼(314, 315, 323)는, 예를 들면, 자화되면 해당 기어를 각각 걸음하고 비자화되면, 해당 기어를 각각 걸음해제하는 공지된 전자척이 될 수 있다.

상기 제1피동기어(4)의 회전수는 상기 역방향피동기어(322)의 회전수보다 적게 되어 있고, 상기 제2피동기어(5)의 회전수는 상기 정방향피동기어(312)의 회전수보다 적게 설정되어 있다.

이를 위해 상기 제1피동기어(4)의 회전수에 관여되는 제1구동기어(2)와 제1피동기어(4) 간의 잇수비와 상기 역방향피동기어(322)의 회전수에 관여되는 상기 역방향구동기어(321)와 상기 역방향피동기어(322) 간의 잇수비가 설계적으로 설정될 수 있고, 그리고 상기 제2피동기어(5)의 회전수에 관여되는 제2구동기어(3), 중간기어(6) 및 제2피동기어(5) 간의 잇수비와 상기 정방향피동기어(312)의 회전수에 관여되는 상기 정방향구동기어(311), 정방향중간기어(313) 및 정방향피동기어(312) 간의 잇수비가 설계적으로 설정될 수 있다.

또한, 상기 실시예에서 상기 역방향구동기어(321)가 구동축(1)에 회전가능하게 외접되어 있고, 상기 역방향피동기어(322)가 나사축(21)에 고정적으로 외접되어 있는 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 역방향구동기어(321)가 구동축(1)에 고정적으로 외접되어 있고, 상기 역방향피동기어(322)가 나사축(21)에 회전가능하게 외접되어 있는 상태에서 상기 제 5스톱퍼(323)가 상기 역방향피동기어(322)를 선택적으로 걸음하게 하여도 된다.

또한, 상기 실시예에서 상기 제1구동기어(2)와 상기 제2구동기어(3)가 구동축(1)에 회전가능하게 외접되어 있고, 상기 제1피동기어(4)와 상기 제2피동기어(5)가 입력축(10)에 고정적으로 외접되어 있는 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 제1구동기어(2)와 상기 제2구동기어(3)가 축(1)에 고정적으로 외접되어 있고, 상기 제1피동기어(4)와 상기 제2피동기어(5)가 입력축(10)에 회전가능하게 외접되어 있는 상태에서 상기 제1 및 제 2스톱퍼(7, 8)가 상기 제1피동기어(4)와 상기 제2피동기어(5)를 각각 선택적으로 걸음하게 하여도 된다.

또한, 상기 실시예에서, 한 쌍의 구동기어부(210, 210)에 입력축(10)이 관형부로 되어서 회전가능하게 내접되어 있는 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 도 8에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 구동축(210, 210)에 내접된 입력축(10)이 중실축으로 되어 있고, 한 쌍의 피동기어부(220, 220)에 내접된 출력축(201)이 관형축이 되어 회전가능하게 내접되어 있고, 물림클러치(100)가 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)를 선택적으로 물림할 수도 있다. 이때에는 상기 정방향변속부(310)의 정방향피동기어(312)와 상기 역방향변속부(320)의 역방향피동기어(322)가 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)에 구비된 물림클러치(100)의 볼스크류(20)의 나사축(21)에 고정적으로 외접되어야 한다.

또한, 상기 정역방향으로 자동변속하는 도 1의 실시예의 자동변속기에서, 쇄기너트(30)가 한 쌍의 제1기어부(210, 210)의 하나의 제1기어부의 맨우측에 배치된 제1기어의 출몰부재(50)와 이 출몰부재에 바로 인접한 다른 하나의 제1기어부의 맨좌측에 배치된 제1기어의 출몰부재(50)를 동시에 물림할 수 없는 길이를 갖고 있는 것으로 도시되어 있다. 즉, 상기 쇄기너트(30)의 축선상의 길이보다 더 긴 길이를 갖고서, 상기 하나의 제1기어부의 맨우측에 배치된 제1기어의 출몰부재(50)와 이 출몰부재에 바로 인접한 상기 다른 하나의 제1기어부의 맨좌측에 배치된 제1기어의 출몰부재(50)가 서로 이격되어 있다.

만약, 상기 쇄기너트(30)가 한 쌍의 제1기어부(210, 210)중 하나의 제1기어부의 맨우측에 배치된 제1기어의 출몰부재(50)와 이 출몰부재에 바로 인접한 다른 하나의 제1기어부의 맨좌측에 배치된 기어의 출몰부재(50)를 동시에 물림하고 있으면, 상기 맨우측에 배치된 제1기어와 이 제1기어와 치합하는 한 쌍의 제2기어부(220, 220)의 하나의 제2기어부의 맨우측에 배치된 제2기어 간의 기어비와, 상기 맨우측에 배치된 제1기어에 바로 인접하는 제1기어와 상기 맨우측에 배치된 제2기어에 바로 인접하는 제2기어간의 기어비 간의 곱이 1이 아닌 경우에, 구동축(1)에 의해 전달되어 일방향으로 회전하고 있는 상기 입력축(10)이, 다른 하나의 제1기어부의 맨좌측에 배치된 제1기어에 치합하는 제2기어부의 제2기어에 의해 상기 다른 하나의 제1기어부의 맨좌측에 배치된 제1기어가 물림상태가 되어 상기 맨좌측에 배치된 제1기어에 의해 타방향으로 회전력을 전달받아, 상기 입력축(10)에 상반된 회전력이 부가되어 상기 입력축(10)이 파손되게 된다.

상기와 같이 구성된 자동변속기(200)는 다음과 같이 작동될 수 있다.

1. 입력축(10)을 역방향으로 구동하는 경우

제1스톱퍼(7)를 작동시켜 제1구동기어(2)를 걸음한 상태에서 정방향 구동원인 모터(M)를 가동하게 되면, 제1구동기어(2)가 정방향으로 자전하게 되고, 상기 제1구동기어(2)에 치합된 제1피동기어(4)가 역방향으로 회전하게 되고, 상기 제1피동기어(4)에 고정적으로 내접된 입력축(10)은 역방향으로 회전하게 되며, 상기 입력축(10)에 외접된 한 쌍의 구동기어부(210, 210)중 상기 입력축(10)의 역방향회전시 걸음상태에 있는 일방향클러치(C)에 의해 걸음되는 하나의 구동기어부(210) 중 쇄기너트(30)에 물려있는 하나의 평기어(40)가 역방향으로 회전하게 되고, 상기 하나의 구동기어부(210)에 치합된 한 쌍의 피동기어부(220, 220) 중 하나의 피동기어부(210)가 정방향으로 회전되어서, 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)에 고정적으로 내접된 출력축(201)과 상기 출력축(201)에 결합된 도시되지 않은 구동대상물이 정방향으로 회전되게 된다.

이 상태에서 제2 내지 제5스톱퍼(8, 314, 315, 323)를 작동시키지 않으면, 상기 구동축(1)에 의한 구동력이 상기 나사축(21)에 전달되지 않기 때문에 상기 쇄기너트(30)는 제위치에 유지되게 되고, 변속을 위해 상기 역방향변속부(320)의 제5스톱퍼(323)를 작동시키면, 상기 제5스톱퍼(323)가 상기 역방향구동기어(321)를 걸음하여 상기 역방향구동기어(321)가 정방향으로 회전하게 되고, 상기 역방향구동기어(321)에 치합된 역방향피동기어(322)가 역방향으로 회전되어서, 상기 역방향피동기어(322)에 고정적으로 내접된 나사축(21)이 입력축(10)과 함께 역방향으로 회전하고 있는 상태에서 더 역방향으로 회전되게 되어, 상기 나사축(21)에 체결된 쇄기너트(30)가 입력축(10)의 축선방향 일측으로 이동하게 되고, 이 때에 상기 제5스톱퍼(323)의 작동을 중지시켜 상기 제5스톱퍼(323)에 의한 상기 역방향구동기어(321)의 걸음을 해제하면, 쇄기너트(30)가 이동된 위치에서 정지하여, 상기 하나의 구동기어부(210)의 다른 하나의 평기어(40)를 물림하게 되어 변속(예를 들면 감속)을 수행하게 된다.

이 상태에서 제4스톱퍼(315)를 작동시키면, 상기 제4스톱퍼(315)가 상기 정방향중간기어(313)를 걸음하여 상기 정방향중간기어(313)가 회전되지 못하게 하면, 상기 정방향중간기어(313)에 치합된 정방향피동기어(312)가 회전되지 못하여, 상기 정방향피동기어(312)에 고정적으로 내접된 나사축(21)도 회전되지 못하여 입력축(10)만 역방향으로 회전하게 되어 상기 나사축(21)에 체결된 쇄기너트(30)는 입력축(10)의 축선방향 타측으로 이동하게 되고, 이 때에 상기 제4스톱퍼(315)의 작동을 중지시켜 상기 제4스톱퍼(315)에 의한 상기 정방향중간기어(313)의 걸음을 해제하면, 쇄기너트(30)가 이동된 위치에서 정지하여, 상기 하나의 구동기어부(210)의 또 다른 하나의 평기어(40)를 물림하게 되어 변속(예를 들면 증속)을 수행하게 된다.

2. 입력축(10)을 정방향으로 구동하는 경우

제2스톱퍼(8)를 작동시켜 제2구동기어(3)를 걸음한 상태에서 정방향 구동원인 모터(M)를 가동하게 되면, 제2구동기어(3)가 정방향으로 자전하게 되고, 상기 제2구동기어(3)에 치합된 중간기어(6)가 역방향으로 그리고 중간기어(6)에 치합된 제2피동기어(5)가 정방향으로 회전하게 되고, 상기 제2피동기어(5)에 고정적으로 내접된 입력축(10)은 정방향으로 회전하게 되며, 상기 입력축(10)에 외접된 한 쌍의 구동기어부(210, 210)중 상기 입력축(10)의 정방향회전시 걸음상태에 있는 일방향클러치(C)에 의해 걸음되는 다른 하나의 구동기어부(210) 중 쇄기너트(30)에 물려있는 하나의 평기어(40)가 정방향으로 회전하게 되고, 상기 다른 하나의 구동기어부(210)에 치합된 한 쌍의 피동기어부(220, 220) 중 다른 하나의 피동기어부(210)가 역방향으로 회전되어서, 상기 한 쌍의 피동기어부(220, 220)에 고정적으로 내접된 출력축(201)과 상기 출력축(201)에 결합된 도시되지 않은 구동대상물이 역방향으로 회전되게 된다.

이 상태에서 제1 및 제3 내지 제5스톱퍼(7, 314, 315, 323)를 작동시키지 않으면, 상기 구동축(1)에 의한 구동력이 상기 나사축(21)에 전달되지 않기 때문에 상기 쇄기너트(30)는 제위치에 유지되게 되고, 변속을 위해 상기 정방향변속부(310)의 제3스톱퍼(314)를 작동시키면, 상기 제3스톱퍼(314)가 상기 정방향구동기어(311)를 걸음하여 상기 정방향구동기어(311)가 정방향으로 회전하게 되고, 상기 정방향구동기어(311)에 치합된 정방향중간기어(313)가 역방향으로 그리고 정방향중간기어(313)에 치합된 정방향피동기어(312)가 정방향으로 회전되어서, 상기 정방향피동기어(312)에 고정적으로 내접된 나사축(21)이 입력축(10)과 함께 정방향으로 회전하고 있는 상태에서 더 정방향으로 회전되게 되어, 상기 나사축(21)에 체결된 쇄기너트(30)가 입력축(10)의 축선방향 일측으로 이동하게 되고, 이 때에 상기 제3스톱퍼(314)의 작동을 중지시켜 상기 제3스톱퍼(314)에 의한 상기 정방향구동기어(311)의 걸음을 해제하면, 쇄기너트(30)가 이동된 위치에서 정지하여, 상기 다른 하나의 구동기어부(210)의 다른 하나의 평기어(40)를 물림하게 되어 변속(예를 들면 감속)을 수행하게 된다.

이 상태에서 제4스톱퍼(315)를 작동시키면, 상기 제4스톱퍼(315)가 상기 정방향중간기어(313)를 걸음하여 상기 정방향중간기어(313)가 회전되지 못하게 하면, 상기 정방향중간기어(313)에 치합된 정방향피동기어(312)가 회전되지 못하여, 상기 정방향피동기어(312)에 고정적으로 내접된 나사축(21)도 회전되지 못하여 입력축(10)만 정방향으로 회전하게 되어 상기 나사축(21)에 체결된 쇄기너트(30)는 입력축(10)의 축선방향 타측으로 이동하게 되고, 이 때에 상기 제4스톱퍼(315)의 작동을 중지시켜 상기 제4스톱퍼(315)에 의한 상기 정방향중간기어(313)의 걸음을 해제하면, 쇄기너트(30)가 이동된 위치에서 정지하여, 상기 다른 하나의 구동기어부(210)의 또 다른 하나의 평기어(40)를 물림하게 되어 변속(예를 들면 증속)을 수행하게 된다.

상기 실시예의 자동변속기는, 볼스크류(20)를 자체의 동력원을 이용하지 않고 본 발명자에 의해 특허출원되어 계류중인 특허출원 제10-2013-0034059호, 제10-2013-0037481호, 제10-2013-0038972호, 및 제10-2013-0042260호 그리고 등록된 특허등록 제10-1267823호에 개시된 바와 같이 별도의 구동원에 의해 구동시킬 때에는, 상기 모드전환수단(300)이 배제되어 구동대상물을 정역으로 변속시킬 수 있다. 이 때에는 정역모터의 구동축이 한 쌍의 구동기어부(210, 210)에 내접된 입력축에 바로 결합되어 상기 입력축을 정역방향으로 회전시킬 수 있고, 또는 2개의 기어로 이루어진 기어군 또는 3개의 기어로 이루어진 기어군을 통해서 정방향모터의 구동축에 의해 상기 입력축을 정역방향으로 회전시킬 수도 있다.

또한, 상기 실시예의 자동변속기는, 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로만 구동시키면서 자체의 동력에 의해 정방향 또는 역방향 변속을 구현시킬 때에는, 한 쌍의 구동기어부를 하나의 구동기어부로 하고, 한 쌍의 피동기어부를 하나의 피동기어부로 하고, 일방향클러치가 입력축의 정방향 또는 역방향 회전시에 걸음상태가 되는 일방향클러치로 하고, 모터(M)의 구동축(1)과 입력축(10)을 평행하게 배치한 상태에서 서로 치합된 2개의 기어로 이루어진 기어군 또는 서로 치합된 3개의 기어로 이루어진 기어군을 통해서 구동축(1)의 동력을 하나의 구동기어부에 내접된 축(관형축 또는 중실축)에 전달하게 하고, 상기 하나의 구동기어부에 내접된 축이 정방향으로 구동될 시에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 모드전환수단(300)의 역방향변속부(320)가 배제되어 구동대상물을 역방향으로 변속시킬 수 있고, 상기 하나의 구동기어부에 내접된 축이 역방향으로 구동될 시에는 도 3에 도시된 바와 같이, 모드전환수단(300)의 정방향변속부(310)의 정방향구동기어(311)와 제3스톱퍼(314)가 배제되어 구동대상물을 정방향으로 변속시킬 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 모드전환수단(300)의 정반향변속부(310)가 배제된 상태에서 상기 역방향변속부(310)에 더하여 역방향피동기어(322)를 나사축(21)에 회전가능하게 장착하고, 베이스에 장착된 제6스톱퍼(324)가 상기 역방향피동기어(322)를 선택적으로 걸음하여 상기 역방향피동기어(322)가 상기 나사축(21) 중심으로 회전하지 않게 함으로써 구동대상물을 정방향으로 변속시킬 수도 있다.

또한, 상기 실시예의 자동변속기에서는, 구동대상물을 정역방향으로 구동시키면서 자체의 동력에 의해 정방향 또는 역방향 변속을 구현시킬 때에는, 구동대상물을 정방향 또는 역방향으로만 구동시키면서 자체의 동력에 의해 정방향 또는 역방향 변속을 구현시킬 때의 구성(도 2 내지 도 4 참조)에 더하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 입력축(10)에 입력기어(331)를 고정적으로 외접시키고, 상기 입력기어(331)에 치합하는 정방향기어(332)를 정방향 구동원인 엔진 또는 상기 모터(M)의 구동축(1)에 회전가능하게 외접시키고, 상기 정방향기어(332)를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축(1)과 상기 정방향기어(332)가 함께 회전하게 하는 제7스톱퍼(333)를 마련하고, 상기 입력축이 역방향으로 회전될 시에 걸음상태에 있는 일방향클러치(337)을 개재하여 상기 입력축(10)에 제2입력기어(335)를 외접시키고, 상기 제2입력기어(335)에 치합하는 출력기어(336)를 상기 출력축(201)에 고정시키나, 제 6 및 제 7에 도시된 바와 같이, 입력축(10)에 입력기어(331)를 고정적으로 외접시키고, 방향전환기어(338)을 경유하여 상기 입력기어(331)에 치합하는 정방향기어(332)를 정방향 구동원인 엔진 또는 상기 모터(M)의 구동축(1)에 회전가능하게 외접시키고, 상기 정방향기어(332)를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축(1)과 상기 정방향기어(332)가 함께 회전하게 하는 제7스톱퍼(333)를 마련하고, 상기 입력축이 정방향으로 회전될 시에 걸음상태에 있는 일방향클러치(337)을 개재하여 상기 입력축(10)에 제2입력기어(335)를 외접시키고, 상기 제2입력기어(335)에 치합하는 출력기어(336)를 상기 출력축(201)에 고정시킬 수도 있다.

또한, 상기 도 5에 도시된 자동변속기에서는 도시되어 있지 않지만, 입력축(10)에 입력기어(331)가 회전가능하게 외접되고, 정방향기어(332)가 정방향 구동원인 엔진 또는 상기 모터(M)의 구동축(1)에 고정적으로 외접되고, 그리고 상기 제7스톱퍼(333)가 상기 입력기어(331)를 선택적으로 걸음하여 상기 입력축(10)과 상기 입력기어(331)가 함께 회전하게 하여도 되고, 또는 도 9에 도시된 바와 같이, 입력기어(331), 정방향기어(332) 및 제7스톱퍼(333)가 배제되고, 상기 출력기어(336)와 바로 치합하는 상기 제2입력기어(335)가 입력축(10)에 회전가능하게 장착되고, 그리고 상기 제2입력기어(335)에 상기 물림클러치(100)의 구성요소가 부가적으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 도 6 및 도 7에 도시된 자동변속기에서는 도시되어 있지 않지만, 입력축(10)에 입력기어(331)가 회전가능하게 외접되고, 정방향기어(332)가 정방향 구동원인 엔진 또는 상기 모터(M)의 구동축(1)에 고정적으로 외접되고, 그리고 상기 제7스톱퍼(333)가 상기 입력기어(331)를 선택적으로 걸음하여 상기 입력축(10)과 상기 입력기어(331)가 함께 회전하게 하여도 되고, 또는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 입력기어(331), 정방향기어(332), 방향전환기어(338) 및 제7스톱퍼(333)가 배제되고, 상기 제2입력기어(335)가 입력축(10)에 회전가능하게 장착되고, 상기 제2입력기어(335)와 상기 출력기어(336) 사이에 이들과 치합되는 제2방향전환기어(339)가 개재되어고, 그리고 상기 제2입력기어(335)에 상기 물림클러치(100)의 구성요소가 구성될 수 있다.

상기 도 9 내지 도11에 도시된 자동변속기에서 상기 물림클러치(100)의 구성요소가 구성되는 방식은 상기 제2입력기어(335)의 내주면에 요부가 형성되고, 상기 입력축(10)이 관형축이 되고, 상기 제2입력기어(335)의 요부와 마주하는 상기 입력축(10)의 부위에 관통구멍이 형성되고 상기 관통구멍에 상기 쇄기너트(30)에 의해 가압될 수 있는 출몰부재(50)가 안착되게 하는 방식이며, 상기 입력축(10)이 관형축이 아니고 출력축(201)이 관형축인 경우에는 상기 물림클러치(100)의 구성요소는 상기 출력축에 구비될 수 있다.

상기 실시예들의 설명에서, 정방향 구동원이 모터인 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 정방향구동원이 엔진, 원동기, 또는 풍차의 축 등이 될 수 있다.

상기 정방향구동원이 풍차의 축인 경우에는 도 2 내지 도 4에 도시된 자동변속기가 풍차에 적용될 수 있으며, 이때에 구동축(1)에는 날개가 고정적으로 외접되고 하나의 피동기어부(220)에 내접된 축[중실의 또는 관형의 출력축(201)]에는 발전기가 결합될 수 있다.

또한, 상기 실시예에서 상기 한 쌍의 제1기어부(210, 210)의 하나의 기어부(210)의 양측과 다른 하나의 기어부(210)의 양측의 입력축(10)의 내주면 부위에 또는 제1기어부(210)의 양측의 입력축(10)의 내주면 부위에, 상기 쇄기너트(30)와 접촉하여 상기 쇄기너트(30)가 상기 한 쌍의 제1기어부(210, 210) 또는 제1기어부(210)의 출몰부재(50)와 물림하고 있지 않은 상태가 신호를 도시되지 않은 제어부에 전달하는 리미트스위치들이 구비되어 있으면, 동력이 전달되지 않은 중립위치를 용이하게 파악될 수 있다는 관점에서 바람직하다.

또한, 상기 실시예에서 제1 내지 제 7스톱퍼(7, 8, 314, 315, 323, 324, 333)은 자화되면 해당 기어를 각각 걸음하고 비자화되면, 해당 기어를 각각 걸음해제하는 공지된 전자척이라고 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 회전축에 탑재되어 마주하는 기어를 선택적으로 걸음하는 경우에는, 회전체에 전기를 공급하는 전선이 꼬이는 것을 방지하기 위해 고가의 통전장치가 구비되므로, 별도의 동력원에 의해 선택적으로 해당 기어를 걸음할 수 있는 실린더, 선형모터, 볼스크류 등을 이용한 상기된 물림클러치가 적용될 수도 있고, 더우기 볼스크류(20)의 나사축에 외접된 모드전환수단(300)의 기어에는 별도의 동력원에 의해 나사축 내에서 병진운동하여 선택적으로 해당 기어를 걸음할 수 있는 실린더, 선형모터, 볼스크류 등을 이용한 상기된 물림클러치가 적용될 수도 있다.

상기 실시예에 따른 자동변속기는 별도의 동력원을 이용하지 않고서 자체의 동력으로 사용자가 의도적으로 모드전환수단에 의해 쇄기너트를 축선방향 양방향으로 이동시키는 것을 가능하게 하여 변속을 위한 에너지 낭비를 절감할 수도 있고, 회전축선이 서로 평행하게 배치된 하나의 구동기어군과 하나의 피동기어군 만으로도 구동대상물에 역방향 구동력을 전달하면서도 변속을 구현시키는 것이 가능하게 되어 정역자동변속기의 부피와 부품수를 줄여서 제조단가 및 유지보수비용을 절감할 수도 있다.

10; 입력축, 20; 볼스크류, 30; 쇄기부, 40; 평기어, 50; 출몰부재

Claims

관형 및 중실 중 어느 하나로 된 제1축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 서로 직경을 달리하는 한 쌍의 복수개의 제1기어;
관형 및 중실 중 다른 하나로 된 제2축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 제1기어와 치합된 서로 직경을 달리 하는 한 쌍의 복수개의 제2기어;
서로 치합하는 각각의 제1기어 및 제2기어 중 어느 하나의 기어와 상기 어느 하나의 기어에 내접된 제1축 또는 제2축 사이에 개재된 복수개의 일방향클러치; 및
제1축 또는 제2축에 구비되어 한 쌍의 복수개의 제1기어 중 선택적으로 어느 하나를, 한 쌍의 복수개의 제2기어중 선택적으로 어느 하나를, 또는 복수개의 일방향클러치의 인너레이스 중 선택적으로 어느 하나를 물림하는 물림클러치를 구비한 자동 변속기로서,
정방향 구동원의 구동축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 제1 및 제2구동기어;
상기 제1축 또는 제2축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 제1구동기어에 치합하는 제1피동기어;
상기 제1축 또는 제2축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접된 제2피동기어와 상기 제2구동기어 사이에 개재되어 이들과 치합하는 중간기어;
상기 제1구동기어와 상기 구동축이 선택적으로 함께 회전하게 하거나 또는 상기 재1피동기어와 상기 제1축 또는 제2축이 선택적으로 함께 회전하게 하는 제1스톱퍼; 및
상기 제2구동기어와 상기 구동축이 선택적으로 함께 회전하게 하거나 또는 상기 제2피동기어와 상기 제1축 또는 제2축이 선택적으로 함께 회전하게 하는 제2스톱퍼을 포함하고 있고,
상기 물림클러치는
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축에 해당하는 축 내에서 병진부에 의해 상기 관형축에 해당하는 축의 축선방향으로 이동가능한 쇄기부;
한 쌍의 복수개의 제1기어 각각의 내주면, 한 쌍의 복수개의 제2기어 각각의 내주면, 또는 상기 복수개의 일방향클러치의 인너레이스의 내주면에 둘레방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 복수개의 요부; 및
상기 복수개의 요부와 마주하는 상기 관형축에 해당하는 축의 부위에 축선방향으로 일정 간격을 두고서 형성된 복수개의 관통구멍 각각에 방사상 안쪽 부위가 삽입 안착되어 상기 쇄기부에 의해 선택적으로 반경바깥방향으로 밀어져서 가압을 받게 되면 상기 요부에 일부가 삽입되는 출몰부재를 포함하고,
상기 복수개의 일방향 클러치는 구동대상물에 정방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있는 제1의 복수개의 일방향 클러치와 구동대상물에 역방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있는 제2의 복수개의 일방향클러치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 1항에 있어서,
상기 병진부는 볼스크류이고,
상기 쇄기부는 쇄기너트이며,
상기 쇄기너트를 관형축의 축선방향 양방향으로 이동시키기 위해 볼스크류의 나사축을 선택적으로 정지시키거나 회전시키는 모드전환수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 2항에 있어서,
상기 모드전환수단은 상기 관형축에 해당하는 축이 정방향으로 회전될 때 변속을 위해 작동하게 되는 정방향변속부와 상기 관형축에 해당하는 축이 역방향으로 회전될 때 변속을 위해 작동하게 되는 역방향변속부를 포함하고 있고,
상기 정방향변속부는
상기 구동축에 회전가능하게 외접된 정방향구동기어,
상기 나사축에 고정적으로 외접된 정방향피동기어,
상기 정방향구동기어와 상기 정방향피동기어 사이에 개재되어 이들과 치합되어 베이스에 회전가능하게 장착된 정방향중간기어,
상기 정방향구동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 정방향구동기어가 함께 회전하게 하는 제3스톱퍼, 및
상기 정방향중간기어를 선택적으로 걸음하여 상기 정방향중간기어가 자전하지 못하게 하는 제4스톱퍼를 포함하고 있고,
상기 역방향변속부는
상기 구동축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 역방향구동기어,
상기 나사축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 역방향구동기어에 치합된 역방향피동기어, 및
상기 역방향구동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 역방향구동기어가 함께 회전하게 하거나 또는 상기 역방향피동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 나사축과 상기 역방향피동기어가 함께 회전하게 하는 제5스톱퍼를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 3항에 있어서,
상기 제1피동기어의 회전수는 상기 역방향피동기어의 회전수보다 적게 되어 있고,
상기 제2피동기어의 회전수는 상기 정방향피동기어의 회전수보다 적게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 1항에 있어서,
상기 병진부는 별도의 동력원에 의해서 구동되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
관형 및 중실 중 어느 하나로 된 제1축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 서로 직경을 달리하는 복수개의 제1기어;
관형 및 중실 중 다른 하나로 된 제2축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 제1기어와 치합된 서로 직경을 달리 하는 복수개의 제2기어;
서로 치합하는 각각의 제1기어 및 제2기어 중 어느 하나의 기어와 상기 어느 하나의 기어에 내접된 제1축 또는 제2축 사이에 개재된 복수개의 일방향클러치; 및
제1축 또는 제2축에 구비되어 복수개의 제1기어 중 선택적으로 어느 하나를, 복수개의 제2기어중 선택적으로 어느 하나를, 또는 복수개의 일방향클러치의 인너레이스 중 선택적으로 어느 하나를 물림하는 물림클러치를 구비한 자동 변속기에 있어서,
정방향 구동원의 구동축에 고정적으로 외접된 구동기어;
상기 구동기어에 치합하여 베이스에 회전가능하게 장착된 중간기어; 및
상기 제1축 또는 제2축에 고정적으로 외접되어 상기 중간기어에 치합하는 피동기어를 포함하고 있고,
상기 물림클러치는
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축에 해당하는 축 내에서 볼스크류에 의해 상기 관형축에 해당하는 축의 축선방향으로 이동가능한 쇄기너트;
상기 복수개의 제1기어 각각의 내주면, 상기 복수개의 제2기어 각각의 내주면, 또는 상기 복수개의 일방향클러치의 인너레이스의 내주면에 둘레방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 복수개의 요부; 및
상기 복수개의 요부와 마주하는 상기 관형축에 해당하는 축의 부위에 축선방향으로 일정 간격을 두고서 형성된 복수개의 관통구멍 각각에 방사상 안쪽 부위가 삽입 안착되어 상기 쇄기너트에 의해 선택적으로 반경바깥방향으로 밀어져서 가압을 받게 되면 상기 요부에 일부가 삽입되는 출몰부재를 포함하고,
상기 복수개의 일방향 클러치는 구동대상물에 역방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있고,
상기 쇄기너트를 상기 관형축에 해당하는 축의 축선방향 양방향으로 이동시키기 위해 볼스크류의 나사축을 선택적으로 정지시키거나 회전시키는 모드전환수단을 더 포함하고,
상기 모드전환수단은
상기 구동축에 회전가능하게 외접된 정방향구동기어,
상기 나사축에 고정적으로 외접된 정방향피동기어,
상기 정방향구동기어와 상기 정방향피동기어 사이에 개재되어 이들과 치합되어 베이스에 회전가능하게 장착된 정방향중간기어,
상기 정방향구동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 정방향구동기어가 함께 회전하게 하는 제3스톱퍼, 및
상기 정방향중간기어를 선택적으로 걸음하여 상기 정방향중간기어가 자전하지 못하게 하는 제4스톱퍼를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
관형 및 중실 중 어느 하나로 된 제1축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 서로 직경을 달리하는 복수개의 제1기어;
관형 및 중실 중 다른 하나로 된 제2축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 제1기어와 치합된 서로 직경을 달리 하는 복수개의 제2기어;
서로 치합하는 각각의 제1기어 및 제2기어 중 어느 하나의 기어와 상기 어느 하나의 기어에 내접된 제1축 또는 제2축 사이에 개재된 복수개의 일방향클러치; 및
제1축 또는 제2축에 구비되어 복수개의 제1기어 중 선택적으로 어느 하나를, 복수개의 제2기어중 선택적으로 어느 하나를, 또는 복수개의 일방향클러치의 인너레이스 중 선택적으로 어느 하나를 물림하는 물림클러치를 구비한 자동 변속기에 있어서,
정방향 구동원의 구동축에 고정적으로 외접된 구동기어; 및
상기 구동기어에 치합하여 상기 제1축 또는 제2축에 고정적으로 외접된 피동기어를 더 포함하고 있고,
상기 물림클러치는
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축에 해당하는 축 내에서 볼스크류에 의해 상기 관형축에 해당하는 축의 축선방향으로 이동가능한 쇄기너트;
상기 복수개의 제1기어 각각의 내주면, 상기 복수개의 제2기어 각각의 내주면, 또는 상기 복수개의 일방향클러치의 인너레이스의 내주면에 둘레방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 복수개의 요부; 및
상기 복수개의 요부와 마주하는 상기 관형축에 해당하는 축의 부위에 축선방향으로 일정 간격을 두고서 형성된 복수개의 관통구멍 각각에 방사상 안쪽 부위가 삽입 안착되어 상기 쇄기너트에 의해 선택적으로 반경바깥방향으로 밀어져서 가압을 받게 되면 상기 요부에 일부가 삽입되는 출몰부재를 포함하고,
상기 복수개의 일방향 클러치는 구동대상물에 정방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있는 있고,
상기 쇄기너트를 상기 관형축에 해당하는 축의 축선방향 양방향으로 이동시키기 위해 볼스크류의 나사축을 선택적으로 정지시키거나 회전시키는 모드전환수단을 포함하고,
상기 모드전환수단은
상기 나사축에 고정적으로 외접된 피동기어,
상기 피동기어와 치합되어 베이스에 회전가능하게 장착된 중간기어,
상기 중간기어를 선택적으로 걸음하여 상기 중간기어가 자전하지 못하게 하는 제4스톱퍼,
상기 구동축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 역방향구동기어,
상기 나사축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 역방향구동기어에 치합된 역방향피동기어, 및
상기 역방향구동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 역방향구동기어가 함께 회전하게 하거나 또는 상기 역방향피동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 나사축과 상기 역방향피동기어가 함께 회전하게 하는 제5스톱퍼를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
관형 및 중실 중 어느 하나로 된 제1축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 서로 직경을 달리하는 복수개의 제1기어;
관형 및 중실 중 다른 하나로 된 제2축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 제1기어와 치합된 서로 직경을 달리 하는 복수개의 제2기어;
서로 치합하는 각각의 제1기어 및 제2기어 중 어느 하나의 기어와 상기 어느 하나의 기어에 내접된 제1축 또는 제2축 사이에 개재된 복수개의 일방향클러치; 및
제1축 또는 제2축에 구비되어 복수개의 제1기어 중 선택적으로 어느 하나를, 복수개의 제2기어중 선택적으로 어느 하나를, 또는 복수개의 일방향클러치의 인너레이스 중 선택적으로 어느 하나를 물림하는 물림클러치를 구비한 자동 변속기에 있어서,
정방향 구동원의 구동축에 고정적으로 외접된 구동기어; 및
상기 구동기어에 치합하여 상기 제1축 또는 제2축에 고정적으로 외접된 피동기어를 더 포함하고 있고,
상기 물림클러치는
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축에 해당하는 축 내에서 볼스크류에 의해 상기 관형축에 해당하는 축의 축선방향으로 이동가능한 쇄기너트;
상기 복수개의 제1기어 각각의 내주면, 상기 복수개의 제2기어 각각의 내주면, 또는 상기 복수개의 일방향클러치의 인너레이스의 내주면에 둘레방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 복수개의 요부; 및
상기 복수개의 요부와 마주하는 상기 관형축에 해당하는 축의 부위에 축선방향으로 일정 간격을 두고서 형성된 복수개의 관통구멍 각각에 방사상 안쪽 부위가 삽입 안착되어 상기 쇄기너트에 의해 선택적으로 반경바깥방향으로 밀어져서 가압을 받게 되면 상기 요부에 일부가 삽입되는 출몰부재를 포함하고,
상기 복수개의 일방향 클러치는 구동대상물에 정방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있는 있고,
상기 쇄기너트를 상기 관형축에 해당하는 축의 축선방향 양방향으로 이동시키기 위해 볼스크류의 나사축을 선택적으로 정지시키거나 회전시키는 모드전환수단을 포함하고,
상기 모드전환수단은
상기 구동축에 회전가능하게 외접된 역방향구동기어,
상기 나사축에 고정적으로 외접되어 상기 역방향구동기어에 치합된 역방향피동기어,
상기 역방향구동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 역방향구동기어가 함께 회전하게 하는 제5스톱퍼 및
상기 역방향피동기어를 선택적으로 걸음하여 상기 역방향피동기어가 상기 나사축을 중심으로 회전하지 못하게 하는 제6스톱퍼를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 6항에 있어서,
상기 제1축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 입력기어,
상기 구동축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 상기 입력기어에 치합하는 정방향기어,
상기 정방향기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 정방향기어가 함께 회전하게 하거나 또는 상기 입력기어를 선택적으로 걸음하여 상기 제1축과 상기 입력기어가 함께 회전하게 하는 제7스톱퍼,
상기 제1축에 고정적으로 외접된 제2입력기어,
상기 제2축에 고정적으로 외접되어 상기 제2입력기어에 치합하는 출력기어 및
제1축과 제2입력기어 또는 제2축과 출력기어 사이에 개재되어 구동대상물에 정방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있는 일방향클러치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 6항에 있어서,
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축에 해당하는 축에 회전가능하게 외접된 입력기어,
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축이 아닌 축에 고정적으로 외접되어 상기 입력기어에 치합하는 출력기어 및
상기 관형축에 해당하는 축과 상기 입력기어 사이에는 상기 쇄기너트가 물림될 수 있는 물림클러치의 구성요소를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 7항에 있어서,
상기 제1축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 입력기어,
상기 구동축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 있고, 방향전환기어를 개재하여 상기 입력기어에 치합하는 정방향기어,
상기 정방향기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 정방향기어가 함께 회전하게 하거나 또는 상기 입력기어를 선택적으로 걸음하여 상기 제1축과 상기 입력기어가 함께 회전하게 하는 제7스톱퍼,
상기 제1축에 고정적으로 외접된 제2입력기어,
상기 제2축에 고정적으로 외접되어 상기 제2입력기어에 치합하는 출력기어 및
제1축과 제2입력기어 또는 제2축과 출력기어 사이에 개재되어 구동대상물에 역방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있는 일방향클러치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 8항에 있어서,
상기 제1축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 어느 하나로 외접된 입력기어,
상기 구동축에 회전가능하게 그리고 고정되게 중 다른 하나로 외접되어 있고, 방향전환기어를 개재하여 상기 입력기어에 치합하는 정방향기어,
상기 정방향기어를 선택적으로 걸음하여 상기 구동축과 상기 정방향기어가 함께 회전하게 하거나 또는 상기 입력기어를 선택적으로 걸음하여 상기 제1축과 상기 입력기어가 함께 회전하게 하는 제7스톱퍼,
상기 제1축에 고정적으로 외접된 제2입력기어,
상기 제2축에 고정적으로 외접되어 상기 제2입력기어에 치합하는 출력기어 및
제1축과 제2입력기어 또는 제2축과 출력기어 사이에 개재되어 구동대상물에 역방향으로 구동력을 전달할 시에 물림상태에 있는 일방향클러치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 7항에 있어서,
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축에 해당하는 축에 회전가능하게 외접된 입력기어,
상기 입력기어에 방향전환기어를 개재하여 치합되어 상기 제1축 또는 제2축 중 관형축이 아닌 축에 고정적으로 외접된 출력기어 및
상기 관형축에 해당하는 축과 상기 입력기어 사이에는 상기 쇄기너트가 물림될 수 있는 물림클러치의 구성요소를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 8항에 있어서,
상기 제1축 또는 제2축 중 관형축에 해당하는 축에 회전가능하게 외접된 입력기어,
상기 입력기어에 방향전환기어를 개재하여 치합되어 상기 제1축 또는 제2축 중 관형축이 아닌 축에 고정적으로 외접된 출력기어 및
상기 관형축에 해당하는 축과 상기 입력기어 사이에는 상기 쇄기너트가 물림될 수 있는 물림클러치의 구성요소를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 6항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피동기어의 회전수는 상기 역방향피동기어 또는 상기 정방향피동기어의 회전수보다 적게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기.
제 6항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 자동 변속기가 상기 자동 변속기의 구동축에 날개가 고정적으로 외접되고 그리고 상기 자동 변속기의 출력축에 발전기가 결합되어 풍차에 적용된 것을 특징으로 하는 자동 변속기.