KR101475858B1 - 롤러를 이용한 2단 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤러를 이용한 2단 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 기어 내부에 위치한 복수 개의 롤러의 접촉을 제어하여 복수 개의 기어 중 롤러가 접촉되는 기어를 통해 동력을 전달하는 롤러를 이용한 2단 변속기에 관한 것이다.
또한, 동력을 전달받아 회전하는 구동 축에 위치하며 상이한 기어 비를 가진 제 1구동기어 및 제 2구동기어와 상기 제 1구동기어로부터 회전력을 전달받는 링 형태의 제 1피동기어와 상기 제 2구동기어로부터 회전력을 전달받아 제 1피동기어보다 빠른 속도로 회전하는 링 형태의 제 2피동기어와 상기 제 1피동기어 또는 제 2피동기어의 내주면과 소정의 거리만큼 이격되어 출력 축에 결합된 제 1접촉기어 및 제 2접촉기어와 상기 제 1접촉기어의 회전속도보다 제 1피동기어의 회전속도가 높을 시 제 1피동기어의 내주면 및 제 1접촉기어와 접촉하여 제 1피동기어의 회전력을 출력 축으로 전달시켜주는 복수 개의 제 1롤러와 상기 출력 축의 단부에 위치한 잠금부와 상기 잠금부의 잠금 동작에 의해 제 2피동기어의 내주면 및 제 2접촉기어와 접촉하여 제 2피동기어의 회전력을 출력 축으로 전달시켜주는 복수 개의 제 2롤러를 포함하며, 상기 제 1피동기어보다 빠른 회전속도를 가진 제 2피동기어의 회전력이 출력 축으로 전달될 시 제 1피동기어와 출력 축의 연결은 해제되는 것을 특징으로 한다.

Description

롤러를 이용한 2단 변속기{A speed variable transmission using a roller}

본 발명은 롤러를 이용한 2단 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 기어 내부에 위치한 복수 개의 롤러의 접촉을 제어하여 동력을 전달하는 롤러를 이용한 2단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 각종 원동기나 교통기관에서 사용되는 변속기는 출력기어의 회전속도 및 회전력을 바꾸는 장치로써, 일반적인 자동차용 내연기관은 일정한 속도에서 최대 토크에 도달하는 시점과 비교하여 스타트 시에 강한 토크와 낮은 회전비를 필요로 하고, 속도가 빨라짐에 따라 토크보다도 회전속도가 필요하게 됨에 따라, 기어를 사용하여 출발할 때에는 회전속도를 줄임과 동시에 토크를 늘려 주고, 속도가 빨라짐에 따라 회전을 높이는 역할을 수행하게 된다.

일반 승용차의 경우에는 보통 3~6단계의 변속을 위한 구성으로 되어 있으며, 내구성을 위해 경도가 높은 금속 재료로 구성되며, 그 구조가 복잡하다.

상기와 같은 트랜스미션을 오토바이와 같은 작은 차체에 장착하거나, 차체 무게를 줄임으로써 연비향상을 꾀하기 위해 변속기의 자중의 경량화와 부피의 축소가 강조되고 있다.

보다 단순한 형태의 변속기가 필요함에 따라, 한국등록특허 제10-0585615호 '오토바이용 후진 변속기'와 같은 구조의 변속기가 개발되었으나, 여전히 그 구조의 복잡함에 의해 부피를 줄이는데 한계가 있으며, 충족시켜야 할 내구성으로 인해 그 무게 역시 줄이는 데 한계가 있었다.

한국등록특허 제10-0585615호 '오토바이용 후진 변속기'

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 간단한 구조를 가지면서 적은 부피를 가진 롤러를 이용한 2단 변속기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기는 동력을 전달받아 회전하는 구동 축에 위치하며 상이한 기어 비를 가진 제 1구동기어 및 제 2구동기어와 상기 제 1구동기어로부터 회전력을 전달받는 링 형태의 제 1피동기어와 상기 제 2구동기어로부터 회전력을 전달받아 제 1피동기어보다 빠른 속도로 회전하는 링 형태의 제 2피동기어와 상기 제 1피동기어 또는 제 2피동기어의 내주면과 소정의 거리만큼 이격되어 출력 축에 결합된 제 1접촉기어 및 제 2접촉기어와 상기 제 1접촉기어의 회전속도보다 제 1피동기어의 회전속도가 높을 시 제 1피동기어의 내주면 및 제 1접촉기어와 접촉하여 제 1피동기어의 회전력을 출력 축으로 전달시켜주는 복수 개의 제 1롤러와 상기 출력 축의 단부에 위치한 잠금부와 상기 잠금부의 잠금 동작에 의해 제 2피동기어의 내주면 및 제 2접촉기어와 접촉하여 제 2피동기어의 회전력을 출력 축으로 전달시켜주는 복수 개의 제 2롤러를 포함하며, 상기 제 1피동기어보다 빠른 회전속도를 가진 제 2피동기어의 회전력이 출력 축으로 전달될 시 제 1피동기어와 출력 축의 연결은 해제되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1피동기어의 내주면에 형성된 복수 개의 제 1홈과 상기 제 2접촉기어의 외주면에 형성된 복수 개의 제 2홈을 더 포함하며, 상기 제 1홈은 회전방향 측 깊이가 회전 반대 방향 측의 깊이보다 깊고, 상기 제 2홈은 회전방향 측 깊이가 회전 반대 방향 측의 깊이보다 얕은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1롤러는 제 1홈의 얕은 곳에 위치할 때 제 1피동기어와 제 1접촉기어 사이에 끼여 제 1피동기어의 회전력이 출력 축으로 전달되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2롤러는 제 2홈의 얕은 곳에 위치할 때 제 2피동기어와 제 2접촉기어 사이에 끼여 제 2피동기어의 회전력이 출력 축으로 전달되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잠금부는 제 2피동기어가 위치하는 출력 축의 단부에 축 방향 삽입된 가압부와 상기 가압부가 삽입되는 깊이에 따라 출력 축의 외주면 방향으로 돌출되는 볼과 상기 볼의 돌출에 따라 소정의 각도로 회전되어 제 2롤러의 위치를 변화시키기 위한 제 2롤러 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2접촉기어와 제 2롤러 가이드 사이에 제 2탄성체를 더 포함하며, 상기 제 2탄성체는 제 2롤러 가이드를 볼의 돌출에 따라 회전되는 방향의 반대 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기에 의하면, 간단한 구조와 함께 롤러를 통해 높은 내구성을 가지며, 부피도 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 1피동기어 및 그 내부를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 1피동기어를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 1피동기어 내부의 동작을 도시한 도면.
도 6 또는 도 7은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 2피동기어를 도시한 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 2피동기어 내부의 동작을 도시한 도면.
도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 잠금부를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기를 도시한 평면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 1피동기어 및 그 내부를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 1피동기어를 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 1피동기어 내부의 동작을 도시한 도면이며, 도 6 또는 도 7은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 2피동기어를 도시한 정면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 2피동기어 내부의 동작을 도시한 도면이며, 도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 잠금부를 도시한 도면이다.

도 1 또는 도 2는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기(1) 및 모터 또는 엔진과 같은 동력수단으로부터 회전력이 전달되는 동력 축(2)을 도시한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기(1)는 동력 축(2)으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 구동 축(10), 상기 구동 축(10)에 결합되어 구동 축(10)에 의해 회전하는 제 1구동기어(11) 및 제 2구동기어(12), 상기 제 1구동기어(11)로부터 회전력을 전달받는 링 형태의 제 1피동기어(21), 상기 제 2구동기어(12)로부터 회전력을 전달받는 링 형태의 제 2피동기어(22), 상기 제 1피동기어(21) 또는 제 2피동기어(22) 중 어느 하나에 의해 전달된 회전력을 내보내기 위한 출력 축(20), 제 2피동기어(22)의 회전력을 출력 축(20)으로 전달시켜주기 위한 잠금부(30)를 포함하여 구성된다.

보다 상세하게는, 상기 구동 축(10)으로 전달된 회전력은 제 1구동기어(11)를 통해 제 1피동기어(21)로 전달되어 출력 축(20)을 회전시키게 되며, 상기 잠금부(30)의 동작에 의해(하기 아래 상세히 설명) 제 2피동기어(22)가 출력 축(20)과 연결되면, 제 1피동기어(21)와 출력 축(20)의 연결이 해제되고, 상기 구동 축(10)으로 전달된 회전력은 제 2피동기어(22)에 의해 출력 축(20)으로 전달된다.

즉, 처음 회전시(정지 상태에서 동력이 전달되기 시작할 경우)에는 제 1피동기어(21)가 출력 축(20)과 연결되며, 잠금부(30)의 동작에 따라 제 2피동기어(22)가 출력 축(20)에 연결(회전력을 전달 하게)된다.

또한, 제 2피동기어(22)가 출력 축(20)에 연결될 경우, 제1 피동기어(21)와 출력 축(20)의 연결은 해제된다.(하기 아래에서 상세히 설명)

또한, 제 1구동기어(11)와 제 2구동기어(12)가 동일한 구동 축(10) 상에 결합되어 있음에 따라 제 1피동기어(21) 및 제 2피동기어(22)는 출력 축(20)과의 연결에 상관없이 항상 회전하게 된다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 1피동기어(21) 및 그 내부의 동작을 도시한 것이다.

상기 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기의 제 1피동기어(21)와 출력 축(20)은 처음 회전(정지 상태에서 동력이 전달되기 시작)할 경우에는 하기에서 설명하는 바와 같이 제 1롤러(41)에 의해 제 1피동기어(21)와 출력 축(20)이 연결된다.

예를 들면, 정지상태에서 동력 축에 의해 동력이 전달되어 구동 축이 회전하게 될 경우, 상기 구동 축에 결합된 제 1구동기어(11)가 회전하게 되며, 상기 제 1구동기어(11)와 맞물린 제 1피동기어(21)가 회전하게 된다.

또한, 동력을 전달받은 제 1피동기어(21)가 회전하게 될 경우, 정지상태인 출력 축(20)보다 빠른 회전속도를 가지게 되며, 하기의 제 1롤러(41)가 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51)에 밀착되어 제 1피동기어(21)의 회전력이 출력 축(20)에 전달된다.

상기와 같은 일련의 과정은 하기 아래와 같은 구조를 통해 이루어진다.

1. 제 1피동기어와 출력 축의 연결

링 형태를 가지는 상기 제 1피동기어(21)는 내부에 내주면을 따라 복수 개의 제 1롤러(41)가 위치하며, 중앙에는 제 1접촉기어(51)가 위치한다.

또한, 상기 제 1피동기어(21)의 내주면에는 복수 개의 제 1홈(43)이 형성되어 있으며, 상기 제 1홈(43)은 일측의 깊이(43a)가 타측의 깊이(43b)보다 깊게 형성되어 있다.

보다 상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1피동기어(21)의 내주면에 형성된 복수 개의 제 1홈(43)은 43a와 같이 일측이 깊고, 43b와 같이 타측이 얕은 형태를 가진다.

또한, 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이 제 1피동기어(21)의 내주면에 형성된 복수 개의 제 1홈(43)에 복수 개의 제 1롤러(41)가 각각 하나씩 대응되도록 위치하며, 21a와 같은 방향으로 제 1피동기어(21)가 회전할 경우, 제 1롤러(41)는 제 1홈(43)의 얕은 곳에 위치하게 된다.

이는, 고정되지 않은 복수 개의 제 1롤러(41)가 관성 또는 제 1피동기어(21)의 내주면과의 접촉에 의해 이동되며, 하나의 제 1홈(43) 내에서 하나의 제 1롤러(41)가 이동된다.

즉, 복수 개의 제 1홈(43)에 하나씩 대응되는 복수 개의 제 1롤러(41)는 각각 대응되는 제 1홈(43)의 내에서만 이동되는 것이다.

또한, 상기와 같이 복수 개의 제 1롤러(41)가 복수 개의 제 1홈(43) 중 얕은 곳에 위치하게 되면, 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51) 사이의 공간이 좁음에 따라 복수 개의 제 1롤러(41)가 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51) 사이에 밀착되게(끼이게) 된다.

또한, 복수 개의 제 1롤러(41)가 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51) 사이에 밀착하게 되면, 21a와 같이 회전하는 제 1피동기어(21)의 회전력이 제 1접촉기어(51)로 전달되어 제 1접촉기어(51)는 51a와 같이 회전하게 되며, 출력 축(20)과 결합된 제 1접촉기어(51)의 회전에 의해 출력 축(20)이 회전하게 된다.

상기 위에서는 정지 상태를 기준으로 설명하였으나, 꼭 정지 상태가 아니더라도 동력을 전달받은 제 1피동기어(21)의 회전속도가 출력 축(20)의 회전속도보다 빠른 회전속도로 회전할 시 제 1롤러(41)가 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51)에 밀착되어 제 1피동기어(21)의 회전력이 출력 축(20)에 전달된다.

즉, 정지 상태가 아니라도 제 1피동기어(21)의 회전속도가 출력 축(20)의 회전속도보다 빠를 경우에는 항상 제 1롤러(41)에 의해 제 1피동기어(21)와 출력 축(20)이 연결되어 제 1피동기어(21)의 회전력이 출력 축(20)으로 전달된다.

2. 제 1피동기어와 출력 축의 해제

또한, 상기 위에서 설명한 바와 달리 제 1피동기어(21)가 출력 축(20)의 회전속도보다 느릴 경우에는 제 1피동기어(21)와 출력 축(20)은 연결이 해제된다.

보다 상세하게는, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이 제 1피동기어(21)의 회전속도(21b)가 제 1접촉기어(51)의 회전속도(51b)보다 느릴 경우, 제 1피동기어(21)의 내주면에 형성된 복수 개의 제 1홈(43)에 각각 하나씩 대응되도록 위치한 제 1롤러(41)는 제 1홈(43)의 깊은 곳에 위치하게 된다.

이는, 고정되지 않은 복수 개의 제 1롤러(41)가 빠른 속도로 회전하는 제 1접촉기어(51)와의 접촉에 의해 제 1홈(43)의 깊은 곳으로 밀려나 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51) 사이에 밀착되지(끼이지) 않기 때문이다.

즉, 제 1피동기어(21)보다 빠른 회전속도를 가진 제 1접촉기어(51)에 의해 복수 개의 제 1롤러(41)가 제 1홈(43)의 얕은 곳에 밀착되지(끼이지) 못하고 깊은 곳(유격이 존재하는 곳)으로 밀려나는 것이다.

또한, 상기와 같이 복수 개의 제 1롤러(41)가 복수 개의 제 1홈(43) 중 깊은 곳에 위치하게 되면, 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51) 사이의 공간이 넓음에(유격이 존재함에) 따라 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51) 사이의 연결이 해제된다.

또한, 복수 개의 제 1롤러(41)가 제 1피동기어(21)와 제 1접촉기어(51) 사이에 넓은 곳에 위치하게 되면서 제 1피동기어(21)의 회전력이 제 1접촉기어(51)로 전달되지 않게 되며, 출력 축(20)과 제 1피동기어(21)의 연결은 해제된다.

반면, 다른 실시예로서, 제 1피동기어(21)의 내주면에 위치한 제 1홈(43)은 제 1접촉기어(51)의 외주면에 위치할 수도 있다.

또한, 제 1홈(43)이 제 1접촉기어(51)의 외주면에 위치할 경우, 제 1홈(43)의 얕은 곳은 제 1접촉기어(51)의 회전 방향(51a) 측에 위치하고, 깊은 곳은 제 1접촉기어(51)의 회전 반대 방향(51a의 반대 방향) 측에 위치하게 된다.

즉, 제 1피동기어(21)의 내주면의 형태가 하기 아래에서 설명할 제 2피동기어2(2)의 내주면 형태와 동일한 형태를 가지며, 제 1접촉기어(51)의 외주면의 형태는 하기 아래에서 설명할 제 2접촉기어(52)의 외주면 형태와 동일한 형태를 가지게 된다.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 제 2구동기어(12) 및 그 내부의 동작을 도시한 것이다.

상기 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기의 제 2피동기어(22)는 잠금부(30)의 동작에 의해 출력 축(20)과 연결되며, 제 2피동기어(22)가 출력 축(20)과 연결될 경우, 출력 축(20)의 회전속도는 제 1피동기어(21)보다 빨라짐에 따라 제 1피동기어(21)와 출력 축(20) 사이의 연결은 해제된다.

이는 제 1피동기어(21)보다 제 2피동기어(22)가 더 빠르게 회전하도록 기어비가 설정되어 있음에 따른 것이다.

보다 상세하게는, 상기 위에서 설명한 바와 같이 동력 축(도 1의 2)에 의해 동력이 전달되어 구동 축(도 1의 10)이 회전하게 되면, 상기 구동 축(도 1의 10)에 제 1구동기어(11)와 함께 결합된 제 2구동기어(12)는 같이 회전하게 되며, 상기 제 2구동기어(12)와 맞물린 제 2피동기어(22)도 제 1피동기어(21)와 동시에 회전하게 된다.

다만, 제 2피동기어(22)는 잠금부(30)의 연결 동작에 의해서만 출력 축(20)과 연결될 수 있음에 따라 동일한 구동 축(10)에 결합되어 있는 제 1피동기어(21)와 제 2피동기어(22)는 동시에 회전하고는 있지만, 제 2피동기어(22)로부터 출력 축(20)으로 동력의 전달은 이루어 지지 않고 있으며, 잠금부(30)의 연결 동작에 의해서만 제 2피동기어(22)의 회전력은 출력 축(20)으로 전달될 수 있다.

상기와 같은 일련의 과정은 하기 아래와 같은 구조를 통해 이루어진다.

3. 제 2피동기어와 출력 축의 연결

도 6에 도시된 바와 같이 링 형태를 가지는 상기 제 2피동기어(22)는 내부에 내주면을 따라 복수 개의 제 2롤러(42)가 위치하며, 중앙에는 제 2접촉기어(52)가 위치한다.

또한, 도 7에 도시된 바와 상기 제 2접촉기어(52)의 외주면에는 복수 개의 제 2홈(44)이 형성되어 있으며, 상기 제 2홈(44)은 일측의 깊이가 타측의 깊이보다 깊게 형성되어 있다.

보다 상세하게는, 도 7에 도시된 바와 같이 제 2접촉기어(52)의 외주면에 형성된 복수 개의 제 2홈(44)은 44a와 같이 일측이 깊고, 44b와 같이 타측이 얕은 형태를 가진다.

또한, 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이 제 2접촉기어(52)의 외주면에 형성된 복수 개의 제 2홈(44)에 복수 개의 제 2롤러(42)가 각각 하나씩 대응되도록 위치하며, 잠금부(하기 아래 설명)에 의해 제 2롤러(42)는 제 2홈(44)의 얕은 곳으로 위치가 이동된다.

또한, 상기와 같이 복수 개의 제 2롤러(42)가 복수 개의 제 2홈(44) 중 얕은 곳에 위치하게 되면, 제 2피동기어(22)와 제 2접촉기어(52) 사이의 공간이 좁음에 따라 복수 개의 제 2롤러(42)가 사이 공간에 밀착되게(끼이게) 된다.

또한, 복수 개의 제 2롤러(42)가 제 2피동기어(22)와 제 2접촉기어(52) 사이에 밀착하게 되면, 제 2피동기어(22)의 회전력이 제 2접촉기어(52)로 전달되어 52a와 같이 회전하게 되며, 출력 축(20)과 결합된 제 2접촉기어(52)의 회전(22a)에 의해 출력 축(20)이 회전하게 된다.

4. 제 2피동기어와 출력 축의 해제

또한, 잠금부(하기 아래 설명)에 의해 제 2롤러(42)가 제 2홈(44)의 깊은 곳으로 위치가 이동될 경우, 제 2피동기어(22)와 출력 축(20)은 연결이 해제된다.

보다 상세하게는, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이 잠금부(하기 아래 설명)에 의해 제 2롤러(42)가 제 2홈(44)의 깊은 곳에 위치하게 될 경우, 제 2피동기어(22)가 22b와 같이 회전하더라도 제 2롤러(42)가 제 2피동기어(22)와 제 2접촉기어(52) 사이에 밀착되지(끼이지) 않기 때문이다.

즉, 제 2피동기어(22)가 회전하더라도 잠금부에 의해 제 2롤러(42)의 위치가 제 2홈(44)의 깊은 곳에 고정됨에 따라 제 2롤러(42)가 제 2홈(44)의 얕은 곳에 밀착되지(끼이지) 못하는 것이다.

상기와 같이, 제 2피동기어(22)와 제 2접촉기어(52) 사이의 연결을 해제하기 위해서는 회전하는 출력 축(20) 또는 제 2접촉기어(52) 상의 소정의 위치(홈의 깊은 곳)에 제 2롤러(42)가 고정되어야 함에 따라 제 2접촉기어(52) 상에 제 2홈(44)을 형성한다.

도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 롤러를 이용한 2단 변속기 중 잠금부를 도시한 것이며, 상기 위에서 설명한 제 2롤러(42)의 위치를 제한하기 위한 것이다.

또한, 잠금부(도 1의 30)는 출력 축(20)의 단부에 소정의 깊이로 삽입된 가압부(31), 상기 가압부(31)의 단부에 위치한 제 1탄성체(33), 상기 가압부(31)의 이동에 의해 돌출 또는 삽입되는 볼(35), 제 2롤러(42)의 위치를 고정하기 위한 제 2롤러 가이드(32)를 포함하여 구성된다.

5. 잠금부의 연결 동작 및 해제 동작

보다 상세하게는, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 가압부(31)를 31a와 같이 가압할 경우, 가압부(31)에 형성된 경사면에 의해 볼(35)이 출력 축(20)에 형성된 소정의 홀을 통해 35a와 같이 외부로 돌출된다.

또한, 상기 볼(35)이 출력 축(20)에 형성된 소정의 홀을 통해 돌출될 경우, 도 14에 도시된 바와 같이 제 2롤러 가이드(32)의 내주면에 형성된 회전 홈(32a)에 볼(35)이 밀착되면서 제 2롤러 가이드(32)를 (30b)와 같이 소정의 각도만큼 회전시키게 된다.

즉, 가압부(31)에 형성된 경사면에 의해 볼(35)이 출력 축(20)에 형성된 소정의 홀을 통해 외부로 돌출되면서 제 2롤러 가이드(32)의 회전 홈(32a)에 삽입되며, 회전 홈(32a)에 볼(35)이 삽입됨에 따라 제 2롤러 가이드(32)를 소정의 각도만큼 30b 방향으로 회전시키게 된다.

즉, 소정의 각도만큼 엇갈린 형태의 회전 홈(32a)에 볼(35)이 삽입되면서 회전 홈(32a)에 돌출된 볼(35)이 대응되어 접촉하도록 제 2롤러 가이드(32)가 소정의 각도만큼 회전하게 된다.

이에 따라, 상기 제 2롤러 가이드(32)의 일면에 소정의 간격을 두고 삽입되어 있는 제 2롤러(42)는 30b 방향으로 소정의 각도만큼 회전(이동)되며, 상기 위에서 도 8의 (A)와 함께 설명한 바와 같이 제 2피동기어(22)와 제 2접촉기어(52) 사이에 끼이게 되며, 제 2피동기어(22)의 회전력이 제 2롤러(42)에 의해 제 2접촉기어(52)로 전달되게 된다.

상기와 같이, 잠금부(30)에 의해 제 2피동기어(22)의 회전력이 제 2롤러(42)에 의해 제 2접촉기어(52)로 전달되게 되면, 상기 제 2접촉기어(52)에 결합된 출력 축(20)이 회전하게 된다.

한편 제 1피동기어(21)보다 제 2피동기어(22)가 더 빠르게 회전하도록 기어비가 설정되어 있음에 따라 제 2피동기어(22)의 회전력이 전달된 출력 축(20)은 제 1피동기어(21)보다 빠르게 회전하게 되며, 제 1피동기어(21)의 회전속도보다 출력 축(20)의 속도가 더 빠름에 따라 제 1피동기어(21)와 출력 축(20) 사이의 연결은 해제된다.

즉, 잠금부(30)에 의해 제 2피동기어(22)와 출력 축(20)이 연결되기 전에는 제 1피동기어(21)의 회전력이 출력 축(20)으로 전달되지만, 잠금부(30)에 의해 제 2피동기어(22)와 출력 축(20)이 연결될 시에는 제 1피동기어(21)와 출력 축(20) 사이의 연결이 해제된다.

또한, 상기 가압부(31)를 31a와 같이 가압하던 힘이 제거될 경우, 가압부(31)는 제 1탄성체(33)에 의해 소정 거리만큼 후퇴하게 되며, 제 2탄성체(34)에 의해 볼(35)이 출력 축(20)의 내부로 삽입된다.

상기와 같이 볼(35)이 출력 축(20)의 내부로 삽입되는 이유는 제 2롤러 가이드(32)의 일면에 위치한 제 2탄성체(34)의 탄성력에 의한 것으로 제 2롤러 가이드(32)의 일면에는 형성된 복수 개의 제 2탄성체 삽입 홈(32b)이 형성되어 있으며, 상기 제 2탄성체 삽입 홈(32a)에는 각각 하나의 제 2탄성체(34)가 삽입되어 있다.

또한, 상기 제 2탄성체(34)는 제 2롤러 가이드(32)의 타면에서 제 2탄성체 삽입 홈(32b)으로 관통된 제 2탄성체 삽입 홀(32c)를 통해 삽입되며, 상기 제 2탄성체(34)의 일단은 제 2롤러 가이드(32)와 접촉하게 되고, 타단은 제 2접촉기어(52)의 회전 돌기(53)와 접촉하게 된다.

이에 따라, 제 2탄성체(34)는 제 2접촉기어(52)의 회전 돌기(53)로부터 30a방향으로 제 2롤러 가이드(32)를 회전시키는 힘이 작용하며, 상기와 같은 제 2탄성체(34)에 의한 제 2롤러 가이드(32)를 회전에 따라 볼(35)이 출력 축(20)의 내부로 삽입된다.

또한, 제 2롤러 가이드(32)를 30a와 같은 방향으로 회전시킴에 따라 제 2피동기어(22)와 출력 축(20) 사이의 연결은 도8의 (B)와 같이 해제된다.

또한, 상기와 같이 제 2롤러 가이드(32)를 30a 방향으로 회전시키기 위한 제 2탄성체(34)는 가압부(31)를 소정의 거리만큼 후퇴시켜주던 제 1탄성체(33)의 탄성력 또는 가압부(31)를 가압하던 힘의 제거가 완전히 이루어 지지않는 결함이 발생할 때 제 2롤러 가이드(32)를 30a 방향으로 회전시켜 볼(35)이 출력 축(20)의 내부로 삽입시키는 효과도 있다.

즉, 가압부(31)의 후퇴가 용이하게 이루어지지 않을 경우 제 2탄성체(34)의 탄성력을 이용하여 제 2롤러 가이드(32)를 30a 방향으로 강제 회전시켜 제 2피동기어(22)와 출력 축(20) 사이의 연결을 해제하게 된다.

상기 위에서 설명한 제 1홈(43) 및 제 2홈(44)의 깊은 곳과 얕은 곳의 방향 및 구동 축(10)의 회전 방향, 제 1홈(43) 및 제 2홈(44)의 위치(제 1홈(43)은 제 1피동기어에 위치하는 점 및 제 2홈(44)은 제 2접촉기어(52)에 위치하는 점), 가압부(30)에 의해 회전하는 제 2롤러 가이드(32)의 회전 방향, 제 2탄성체(34)에 의해 제 2롤러 가이드(32)가 회전되는 방향 등은 충분히 바뀔 수도 있다.

다른 실시 예를 들면, 제 1홈이 제 1피동기어의 내주면에 위치하지 않고, 제 1접촉기어의 외주면에 위치할 수도 있다.

또 다른 실시 예를 들면, 제 2탄성체(34)에 의해 제 2롤러 가이드(32)가 회전되는 방향이 30b와 같은 방향이며, 가압부(31)를 가압할 시 볼(35)이 돌출되어 제 2롤러 가이드(32)를 30a 방향으로 회전시키도록 구성될 수도 있다.

상기 또 다른 실시 예와 같을 경우, 가압부(31)의 가압할 때 제 2롤러 가이드(32)가 30a 방향으로 회전함에 따라 제 2피동기어(22)와 출력 축(20) 사이의 연결이 도8의 (B)와 같이 해제되게 된다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 롤러를 이용한 2단 변속기
2 : 동력 축
10 : 구동 축
11 : 제 1구동기어
12 : 제 2구동기어
20 : 출력 축
21 : 제 1피동기어
22 : 제 2피동기어
30 : 잠금부
31 : 가압부
32 : 제 2롤러 가이드
32a : 회전 홈
32b : 탄성체 삽입 홈
32c : 탄성체 삽입 홀
33 : 제 1탄성체
34 : 제 2탄성체
35 : 볼
41 : 제 1롤러
42 : 제 2롤러
43 : 제 1홈
44 : 제 2홈
51 : 제 1접촉기어
52 : 제 2접촉기어
53 : 회전 돌기

Claims (6)

1. 동력을 전달받아 회전하는 구동 축에 위치하며 상이한 기어 비를 가진 제 1구동기어 및 제 2구동기어와;
   상기 제 1구동기어로부터 회전력을 전달받는 링 형태의 제 1피동기어와;
   상기 제 2구동기어로부터 회전력을 전달받아 제 1피동기어보다 빠른 속도로 회전하는 링 형태의 제 2피동기어와;
   상기 제 1피동기어 또는 제 2피동기어의 내주면과 소정의 거리만큼 이격되어 출력 축에 결합된 제 1접촉기어 및 제 2접촉기어와;
   상기 제 1접촉기어의 회전속도보다 제 1피동기어의 회전속도가 높을 시 제 1피동기어의 내주면 및 제 1접촉기어와 접촉하여 제 1피동기어의 회전력을 출력 축으로 전달시켜주는 복수 개의 제 1롤러와;
   상기 출력 축의 단부에 위치한 잠금부와;
   상기 잠금부의 잠금 동작에 의해 제 2피동기어의 내주면 및 제 2접촉기어와 접촉하여 제 2피동기어의 회전력을 출력 축으로 전달시켜주는 복수 개의 제 2롤러를 포함하며,
   상기 제 1피동기어보다 빠른 회전속도를 가진 제 2피동기어의 회전력이 출력 축으로 전달될 시 제 1피동기어와 출력 축의 연결은 해제되며,
   상기 잠금부는,
   제 2피동기어가 위치하는 출력 축의 단부에 축 방향 삽입된 가압부와;
   상기 가압부가 삽입되는 깊이에 따라 출력 축의 외주면 방향으로 돌출되는 볼과;
   상기 볼의 돌출에 따라 소정의 각도로 회전되어 제 2롤러의 위치를 변화시키기 위한 제 2롤러 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는
   롤러를 이용한 2단 변속기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1피동기어의 내주면에 형성된 복수 개의 제 1홈과;
   상기 제 2접촉기어의 외주면에 형성된 복수 개의 제 2홈을 더 포함하며,
   상기 제 1홈은 회전방향 측 깊이가 회전 반대 방향 측의 깊이보다 깊고,
   상기 제 2홈은 회전방향 측 깊이가 회전 반대 방향 측의 깊이보다 얕은 것을 특징으로 하는
   롤러를 이용한 2단 변속기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제 1롤러는 제 1홈의 얕은 곳에 위치할 때 제 1피동기어와 제 1접촉기어 사이에 끼여 제 1피동기어의 회전력이 출력 축으로 전달되는 것을 특징으로 하는
   롤러를 이용한 2단 변속기.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 제 2롤러는 제 2홈의 얕은 곳에 위치할 때 제 2피동기어와 제 2접촉기어 사이에 끼여 제 2피동기어의 회전력이 출력 축으로 전달되는 것을 특징으로 하는
   롤러를 이용한 2단 변속기.
   
5. 삭제
6. 제 4항에 있어서,
   상기 제 2접촉기어와 제 2롤러 가이드 사이에 제 2탄성체를 더 포함하며,
   상기 제 2탄성체는 제 2롤러 가이드를 볼의 돌출에 따라 회전되는 방향의 반대 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는
   롤러를 이용한 2단 변속기.
   

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