KR100240618B1 - 트랙션 롤러식 무단 변속기 - Google Patents

트랙션 롤러식 무단 변속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트러니언의 트랙션 롤러의 진동 축에 대해 트랙션 롤러의 경사 회전의 동시성 및 동위상을 보장하도록 제1단부들을 상호 교차 연결하는 안전 와이어와, 트러니언을 연결하는 링크와, 트랙션 롤러의 진동 축을 따라 대향 방향으로 트러니언이 동시에 이동되도록 중심에서 링크를 지지하는 변속기 케이싱에 연결된 링크 지지부를 포함하는 트랙션 롤러식 무단 변속기에 관한 것이다. 링크 지지부는 안전 와이어 근처에 위치되어 케이싱에 고정된 레그부를 갖는 두갈래 형태를 갖는 요홈이 형성된 단부를 갖는다. 안전 와이어는 요홈 내에 위치된 교차부를 갖는다.

Description

트랙션 롤러식 무단 변속기
본 발명은 트랙션 롤러식 무단 변속기(continuously variable traction roller transmission)에 관한 것이다.
트랙션 롤러(동력 돌러)식 무단 변속기의 일 예가 일본 특허 출원 제7-167204호에 개시되어 있다. 이러한 변속기는 주축 상에 대향 배치된 입력 및 출력 디스크와, 마찰 결합에 의한 동력 전달을 위해 입력 및 출력 디스크의 주축 또는 회전축에 대해 서로 대향한 입력 및 출력 디스크들 사이에 배치된 한 쌍의 동력 롤러를 포함하며 변속기 케이싱에 내장된 무단 변속기 유니트를 포함한다.
절환 제어에 있어서, 피스톤은 직각으로 동력 롤러의 회전축을 각각 가로지르는 동력 롤러의 진동축들을 따라 동력 롤러를 회전 가능하게 지지하는 트러니언(트랙션 롤러 지지 부재)을 대향 방향으로 동시에 이동시킨다. 따라서, 동력 롤러들은 입력 및 출력 디스크로부터의 분력에 의해 진동축들에 대해 동시에 그리고 동위상으로 경사 회전되어, 무단 절환이 가능하다.
상기 동시 이동(stroke)을 보장하기 위해, 트러니언의 제1단부들 및 제2단부들은 핀에 의해 링크 지지부에 피봇 가능하게 지지된 중심부를 갖는 링크에 의해 서로 연결된다. 링크 지지부는 양 단부가 볼트에 의해 변속기 케이싱에 장착된다.
일반적으로, 안전 와이어가 진동축들에 대해 상술된 바와 같이 동시에 그리고 동위상으로 동력 롤러를 경사 회전시키기 위해 트러니언을 상호 연결시키도록 교차 배치된다.
그러나, 종래의 트랙션 롤러식 무단 변속기에는, 트러니언을 상호 연결하도록 교차 배치된 안전 와이어가 변속기 케이싱에 장착된 링크 지지부의 단부보다 주축으로부터 먼 거리에 배치된 교차부를 가져서, 변속기의 반경 치수(radial dimension)를 불가피하게 증가시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 크기가 감소된 트랙션 롤러식 무단 변속기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 케이싱과, 입력 및 출력 디스크와, 이들 디스크 사이에 배치되고 회전축 및 이 회전축을 직각으로 가로지르는 진동축을 각각 갖는 트랙션 롤러와, 트랙션 롤러를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재를 포함하는 무단 변속기용 기구에 있어서; 상기 지지 부재의 제1단부들을 상호 연결하도록 배치되며, 진동축들에 대해 트랙션 롤러의 경사 회전의 동시성 및 동위상을 보장하는 기능을 하며, 교차부를 가지는 와이어와; 상기 지지 부재를 연결하도록 배치된 링크들과; 상기 케이싱에 연결되며, 지지 부재들이 트랙션 롤러의 진동축들을 따라 대향 방향들로 동시에 이동되도록 중심에서 상기 링크들을 지지하며, 상기 와이어 근처에 위치되고 상기 케이싱에 고정된 레그부들을 갖는 두 갈래 형태를 갖도록 요홈이 형성된 단부를 가지는 링크 지지부를 포함하고; 상기 와이어의 교차부는 상기 요홈 내에 위치되는 기구가 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 케이싱과; 상기 케이싱에 수납되고 변속기의 축 상에 동축선 상으로 대향 배치된 입력 및 출력 디스크와; 상기 디스크들 사이에 배치되고 변속기의 축에 대해 서도 대향하며, 회전축 및 이 회전축을 직각으로 가로지르는 진동축을 각각 갖는 트랙션 롤러들과; 상기 트랙션 롤러들을 회전 가능하게 지지하도록 배치된 지지 부재들과; 상기 지지 부재들의 제1단부들을 상호 연결하도록 배치되며, 상기 진동축들에 대해 상기 트랙션 롤러들의 경사 회전의 동시성 및 동위상을 보장하는 기능을 하며, 교차부를 가지는 와이어와; 상기 지지 부재들을 연결하도록 배치된 링크들과; 상기 케이싱에 연결되며, 지지 부재들이 트랙션 롤러의 진동축들을 따라 대향 방향들로 동시에 이동되도록 중심에서 상기 링크들을 지지하며, 상기 와이어 근처에 위치되고 상기 케이싱에 고정된 레그부들을 갖는 두 갈래 형태를 갖도록 요홈이 형성된 단부를 가지는 링크 지지부를 포함하고; 상기 와이어의 교차부는 상기 요홈 내에 위치되는 무단 변속기가 제공된다.
제1도는 본 발명에 따른 트랙션 롤러식 무단 변속기의 양호한 실시예를 도시하는 종방향 단면도.
제2도는 제1도의 선 II-II를 따른 단면도.
제3도는 링크 지지부와 안전 와이어 사이의 관계를 도시하는 개략도.
제4도는 제3도와 유사하나, 본 발명에 따른 다른 양호한 실시예를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 변속기 케이싱 7 : 입력 샤프트
8 : 메인 샤프트 15,16 : 디스크
17,18 : 트랙션 롤러(동력 롤러) 19,20 : 트러니언(트랙션 롤러 지지 부재)
21,22 : 링크 24 : 링크 지지부
24c,24d : 레그부
제1도 내지 제3도를 참조하여, 트랙션 롤러식 무단 변속기의 양호한 실시예에 대해 기술하기로 한다. 우선 제1도에서, 트랙션 롤러식 무단 변속기는 변속기 케이싱(1)과, 개방된 전방 단부에서 변속기 케이싱에 장착된 컨버터 하우징(2)과, 개방된 후방 단부에서 변속기 케이싱에 장착된 후방 덮개(3)를 포함한다.
구멍이 형성된 중간벽(1a)은 중심에서 변속기 케이싱(1)과 일체로 되어 전방 및 후방 공간을 형성한다. 전후진 전환 기어(4)는 전방 공간 내에 수납되며, 무단 변속기 유니트(5)는 후방 공간 내에 수납된다. 토크 컨버터(6)가 컨버터 하우징(2) 내에 수납된다.
전후진 전환 기어(4)는 중심에 입력 샤프트(7)를 포함하며, 무단 변속기 유니트(5)는 중심에 메인 샤프트(8)를 포함한다. 입력 샤프트(7)의 단부는 메인 샤프트(8)의 단부와 동축선상으로 회전 가능하게 결합된다. 입력 샤프트(7)는 변속기 케이싱(1)에 연결된 고정된 중공 샤프트(11) 및 메인 샤프트(8)와 결합된 단부를 통해 회전 가능하게 지지된다. 메인 샤프트(8)는 후방 덮개(3) 상에 배치된 레이디얼 니들 베어링(10) 및 중간벽(1a) 상에 배치된 레이디얼-트러스트 베어링(9)에 의해 변속기 케이싱(1) 내에 회전 가능하게 지지된다. 입력 샤프트(7)는 토크 컨버터(6)를 통해 도시되지 않은 엔진에 구동 연결되어 엔진 동력을 받는다.
전후진 전환 기어(4)는 간단한 유성 기어 세트(12)와 전진 클러치(13)와 후진 브레이크(14)를 포함하는 공지의 종류이며, 통상 전진 클러치(13)의 결합에 의해 그리고 역회전에서는 후진 브레이크(14)의 결합에 의해 입력 샤프트(7)의 회전을 전달하는 기능을 한다.
무단 변속기 유니트(5)는 메인 샤프트(8) 상에 동축선상으로 대향되게 그리고 회전 가능하게 지지된 입력 및 출력 디스크(15, 16)와, 입력 및 출력 디스크와의 마찰 결합에 의한 동력 전달을 위해 입력 및 출력 디스크(15, 16)의 주축 또는 회전축(01)에 대해 서로 대향하도록 입력 및 출력 디스크(15, 16) 사이에 배치된 한 쌍의 트랙션 롤러(또는, 동력 롤러)(17, 18)를 포함하는 토로이달 형태(toroidal type)로 되어 있다.
동력 롤러(17, 18)는 트러니언 또는 트랙션 롤러 지지 부재(19, 20)에 각각 회전 가능하게 지지된다. 제2도에서, 각 트러니언(19, 20)은 직각으로 트랙션 롤러의 회전축(02)을 가로지르는 각 동력 롤러(17, 18)의 진동축(03, oscillation axis)을 따라 연장되도록 배치된다. 트러니언(19, 20)의 제1단부 및 제2단부는 볼 조인트(23)를 통해 링크(22, 21)에 의해 서로 경사 회전 가능하게 연결된다.
링크(22, 21)는 중심에 사각 구멍(22a, 21a)이 형성되며, 핀(25, 26)에 의해 링크 지지부(24)에 피봇 가능하게 지지된 중심부를 가지며, 링크 지지부(24)는 사각 구멍(22a, 21a)을 통해 배치된다. 따라서, 링크 지지부(24)는 회전축(01)에 수직한 방향으로 연장되도록 입력 및 출력 디스크(15, 16) 사이에 설치된다. 링크 지지부(24)의 크기는 제2도에서 도시된 바와 같이 변속기 케이싱(1)의 축(01)에 수직한 상태로 변속기 케이싱(1)의 개방된 후방 단부로부터 삽입이 가능하도록 결정된다. 링크 지지부(24)의 네 개의 모서리는 볼트(27)에 의해 변속기 케이싱(1)에 고정된다. 따라서, 링크(22, 21)의 중심부는 변속기 케이싱(1)에 간접적으로 회전가능하게 지지되며, 이에 의해, 트러니언(19, 20)이 동력 롤러(17, 18)의 진동축들(03)을 따라 대향 방향으로 동시에 이동(stroke)된다. 물론, 링크 지지부(24)는 메인 샤프트(8)를 수납하기 위한 둥근 구멍(24a)을 갖는다.
제2도에서 도시된 바와 같이, 트러니언(19, 20)이 동력 롤러(17, 18)의 진동축(03)을 따라 대향 방향으로 이동하기 위해 실린더 장치(28, 29)가 트러니언(19)의 제1단부 및 트러니언(20)의 제2단부에 배치된다. 대향 방향으로의 트러니언(19, 20)의 이동에 의해 동력 롤러(17, 18)의 회전축들(02)이 입력 및 출력 디스크(15, 16)의 주축 또는 회전축(01)으로부터 이격되며, 이에 의해, 동력 롤러(17, 18)가 동시에 그리고 동위상으로 진동축들(03)에 대해 경사 회전되어, 후술되는 절환을 가능하게 한다. 제3도에서, 안전 와이어(32)는 동력 롤러(17, 18)의 경사진 회전의 동시성 및 동위상을 보장하도록 트러니언(19, 20)에 고정된 풀리(30, 31)를 상호 연결하도록 교차 배치된다.
이하, 안전 와이어(32)의 배치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 제2도 및 제3도에서, 안전 와이어(32) 근처에 위치된 링크 지지부(24)의 단부는 레그부(leg portion)(24c, 24d)를 갖는 두 갈래의 형상을 갖도록 링크 지지부 핀(26)의 근처로 연장된 요홈(24b)이 형성된다. 레그부(24c, 24d)의 말단부는 볼트(27)에 의해 케이싱(1)에 고정된다.
안전 와이어(32)는 요홈(24b) 내에 위치된 교차부(32a)를 갖도록 배치된다. 이는 트러니언(19, 20)에 대해 풀리(30, 31)의 고정 위치의 결정 요인이다.
제1도에서, 레이디얼-트러스트 베어링(9)은 메인 샤프트(8)의 계단부(8a)의 의해 그로부터 분리되지 않도록 지지되며, 볼트(34)에 의해 중간벽(1a)에 연결된다. 출력 기어(35)는 레이디얼-트러스트 베어링(9)과 출력 디스크(16) 사이에 삽입된다. 출력 기어(35)는 출력 디스크(16)에 연결되며, 메인 샤프트(8)에 회전 가능하게 지지된다.
로딩 캠(36)은 출력 디스크(16)로부터 멀리 이격되어 그리고 입력 디스크(15)에 인접하여 배치되며, 구동 판(37)을 통해 메인 샤프트(8)에 구동 연결된다. 구동 판(37)은 메인 샤프트로부터 분리되지 않도록 메인 샤프트(8)와 결합된 로딩너트(38)에 의해 지지된다. 무단 변속기 유니트(5)는 미리 조립을 위해 로딩 너트(38)와 계단부(8a) 사이에 축방향으로 압축된다.
출력 기어(35)와 결합된 카운터 기어(39)는 무단 절환 후 카운터 기어(41)가 회전하도록 형성된 제1카운터 샤프트(40)에 배치된다.
본 실시예의 작동에 대해 설명하기로 한다. 제1도에서, 토크 컨버터(6)를 통해 입력 축(7)에 전달된 회전은 그 후 정상적으로 또는 전후진 전환 기어(4)를 통해 역으로 메인 샤프트(8)에 전달된다. 메인 샤프트(8)의 회전은 구동 판(37) 및 로딩 캠(36)을 통해 입력 디스크(15)에 전달되며, 그 후, 회전축들(02)에 대해 동력 롤러(17, 18)의 회전을 통해 출력 디스크(16)에 전달된다. 로딩 캠(36)은 출력 디스크(16)에 대해 입력 디스크(15)를 편의시키도록 전달된 토크에 따라 추력(thrust)을 발생시켜, 동력 롤러(17, 18)와 입력 및 출력 디스크(15, 16)의 마찰 결합을 보장하여, 상술된 전달을 가능하게 한다. 출력 디스크(16)의 회전은 이러한 순서로 기어(35, 39, 41)를 통해 출력된다.
다음, 절환 제어에 대해 설명하기로 한다. 제2도에서, 피스톤 실린더 장치(28, 29)에 의해 트러니언(19, 20)이 동력 롤러(17, 18)의 진동축(03)을 따라 대향방향으로 이동될 때, 동력 롤러(17, 18)의 회전축들(02)은 입력 및 출력 디스크(15, 16)의 회전축(01)으로부터 이격된다. 따라서, 동력 롤러(17, 18)는 입력 및 출력 디스크(15, 16)로부터 분력을 받으며, 진동축(03)에 대해 경사지게 회전된다. 동력 롤러(17, 18) 및 그와 마찰 결합된 입력 및 출력 디스크(15, 16)에 의해 형성된 직경의 연속적인 변화 때문에, 입력 및 출력 디스크(15, 16) 사이의 전달비 또는 속도비가 무단 변속될 수 있다. 속도비가 소정 비율에 도달하면, 피스톤 실린더 장치(28, 29)에 의해 공지의 피드백 제어에 따라 트러니언(19, 20)이 입력 및 출력 디스크(15, 16)의 회전축(01)으로부터 이격되지 않은(0 offset) 위치로 동력 롤러(17, 18)를 복귀시켜 소정 속도비를 유지한다.
본 실시예에 따르면, 구조물은 안전 와이어(32)에 고안되었다. 즉, 제2도에서 안전 와이어(32) 근처에 위치된 링크 지지부(24)의 단부는 볼트(27)에 의해 변속기 케이싱(1)에 고정된 말단부들 및 레그부(24c, 24d)를 갖는 두 갈래 형태를 갖도록 요홈(24b)이 형성되어, 안전 와이어(32)가 요홈(24b) 내에 위치된 교차부(32a)를 갖도록 배치된다. 따라서, 교차부(32a)가 존재함에도 불구하고, 안전 와이어(32)는 변속기 케이싱(1)에 장착된 링크 지지부(24)의 대응 단부보다는 변속기의 중심(01)에 보다 가까이 배치될 수 있어, 변속기의 반경 치수의 감소가 가능하다.
그러나, 본 실시예에 따르면, 링크 지지부(24)는 제2도에 도시된 바와 같이 레그부(24c, 24d)에서 얇으며, 이는 불가피하게 강도 저하를 야기한다. 제4도에서, 다른 실시예가 링크 지지부(24)의 레그부(24c, 24d)에서 강도를 증가시키도록 고안되었다. 특히, 각 레그부(24c, 24d)에는 교차부(32a)와 트러니언(19, 20), 정확히는, 풀리(30, 31) 사이의 안전 와이어(32)에 의해 형성된 삼각형에 사실상 대응하는 부분이 형성된다.
다른 실시예에 따르면, 두 갈래 형태를 가져 강도가 저하된, 링크 지지부(24)의 레그부(24c, 24d)는 강도를 증가시키는 보다 넓은 단면적을 갖도록 형성될 수 있다.
양호한 실시예들과 함께 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않으면서 여러 가지 변경 또는 변형이 가능하다.

Claims (4)

  1. 케이싱과, 입력 및 출력 디스크와, 이들 디스크 사이에 배치되고 회전축 및 이 회전축을 직각으로 가로지르는 진동축을 각각 갖는 트랙션 롤러와, 트랙션 롤러를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재를 포함하는 무단 변속기용 기구에 있어서; 상기 지지 부재의 제1단부들을 상호 연결하도록 배치되며, 진동축들에 대해 트랙션 롤러의 경사 회전의 동시성 및 동위상을 보장하는 기능을 하며, 교차부를 가지는 와이어와; 상기 지지 부재를 연결하도록 배치된 링크들과; 상기 케이싱에 연결되며, 지지 부재들이 트랙션 롤러의 진동축들을 따라 대향 방향들로 동시에 이동되도록 중심에서 상기 링크들을 지지하며, 상기 와이어 근처에 위치되고 상기 케이싱에 고정된 레그부들을 갖는 두 갈래 형태를 갖도록 요홈이 형성된 단부를 가지는 링크 지지부를 포함하고; 상기 와이어의 교차부는 상기 요홈 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 레그부에는 상기 교차부와 상기 각 지지 부재 사이에 상기 와이어에 의해 형성된 삼각형에 대응하는 부분이 형성된 것을 특징으로 하는 기구.
  3. 케이싱과; 상기 케이싱에 수납되고, 변속기의 축 상에 동축선 상으로 대향 배치된 입력 및 출력 디스크와; 상기 디스크들 사이에 배치되고, 변속기의 축에 대해 서도 대향하며, 회전축 및 이 회전축을 직각으로 가로지르는 진동축을 각각 갖는 트랙션 롤러들과; 상기 트랙션 롤러들을 회전 가능하게 지지하도록 배치된 지지 부재들과; 상기 지지 부재들의 제1단부들을 상호 연결하도록 배치되며, 상기 진동축들에 대해 상기 트랙션 롤러들의 경사 회전의 동시성 및 동위상을 보장하는 기능을 하며, 교차부를 가지는 와이어와; 상기 지지 부재들을 연결하도록 배치된 링크들과; 상기 케이싱에 연결되며, 지지 부재들이 트랙션 롤러의 진동축들을 따라 대향 방향들로 동시에 이동되도록 중심에서 상기 링크들을 지지하며, 상기 와이어 근처에 위치되고 상기 케이싱에 고정된 레그부들을 갖는 두 갈래 형태를 갖도록 요홈이 형성된 단부를 가지는 링크 지지부를 포함하고; 상기 와이어의 교차부는 상기 요홈 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각 레그부에는 상기 교차부와 상기 각 지지 부재 사이에 상기 와이어에 의해 형성된 삼각형에 대응하는 부분이 형성된 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
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