KR100284868B1 - 토로이달형 무단 변속기 - Google Patents

Abstract

상부 링크(4)의 링크 지지 부재(12)는 케이싱(10)에 고정되어 있으며, 하부 링크(5)의 링크 지지 부재(30)는 실린더 몸체(60)에 고정된다.

링크의 길이 방향으로만 소정의 한계 이내에서 상기 상부 링크(4) 또는 하부 링크(5) 중 하나의 변위를 허용하는 조정 구멍과 노크 핀을 포함하는 조정 수단이 제공된다. 이와 같은 조정으로 인하여, 입·출력 디스크(20, 21) 사이에 맞물린 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 추력은 동일하게 유지되며, 토크 전달 효율은 최적 수준으로 유지된다.

Description

토로이달형 무단 변속기

본 발명은 차량용으로 사용되는 토로이달형 무단 변속기의 트루니언(trunnion)의 구조 개선에 관한 것이다.

토로이달형 무단 변속기를 지지하기 위한 링크 구조의 예는 일본 특개평 1-21261 호에 개시되어 있다.

상기 토로이달형 무단 변속기에서, 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 동력 롤러는 입력 디스크와 출력 디스크 사이에 맞물려 있으며, 입력 디스크의 회전은 동력 롤러에 의해서 출력 디스크로 전달된다. 동력 롤러는 편심축을 통해서 트루니언에 연결된다. 상기 트루니언이 액추에이터에 의해 그 축 방향으로 이동할 때, 동력 롤러는 본질적으로 트루니언 주위로 진동 운동을 일으킨다. 입력 디스크와 출력 디스크에 대한 롤러의 접촉 위치는 상기 진동각에 따라서 변화하며, 입력 디스크에서 출력 디스크로 전달된 회전비는 따라서 연속적으로 변화되게 된다.

한 쌍의 동력 롤러는 입력 디스크와 출력 디스크 사이에 맞물려 있다. 전달 가능한 회전 토크의 크기는 롤러가 맞물리게 되는 힘에 의해 결정된다. 이와 같은 그립력(grip force, 파지력)이 낮은 경우, 큰 토크가 작용하는 경우 동력 롤러는 슬립되며, 디스크 회전 토크의 전달 효율은 낮아진다. 회전 토크가 동력 롤러 양자에 의해서 동등하게 전달되는 것이 가장 바람직하며, 이를 위해서 동력 롤러 양자의 그립 압력(grip pressure)은 똑같아져야 한다. 동력 롤러 중의 하나에 작용하는 그립 압력이 낮은 경우, 전달 토크는 제한된다.

그러나, 각 단부가 제 1 및 제 2 링크로 연결된 트루니언에 관한 한, 동력 전달 중에 한 쌍의 동력 롤러에 회전 방향에 따른 모멘트가 작용하며, 따라서 각 동력 롤러 상의 그립 압력이 서로 다르게 되어 버린다. 특히, 동력 롤러가 입·출력 디스크의 회전축의 어느 한 쪽 축 상에서 서로 대향하여 배치되어 있기 때문에, 회전에 수반되는 모멘트에 의해서 하나의 동력 롤러가 입·출력 디스크 사이로 밀려 들어가게 되고, 따라서 그립력은 높아지지만, 다른 동력 롤러가 디스크에 밀려 나오게 되고 따라서 여기에 작용하는 그립력은 낮다. 그러므로, 동력 롤러의 각각에 의해 전달된 토크는 서로 달라지게 된다. 또한, 토로이달형 무단 변속기가 조립될 때 상술한 모멘트의 영향을 없애 버리도록 동력 롤러를 서로 맞물리도록 한다고 해도, 동력 롤러의 맞물림 위치에서 치수 오차가 여전히 있게 되며, 동력 롤러 양자의 그립 압력을 설계 명세에 따라서 정확하게 설정하는 것이 불가능하게 된다. 그러나, 치수 오차를 완전하게 제거하는 것은 매우 어렵고, 또한 비용이 매우 커지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 회전 토크의 전달 효율이 최적화된 토로이달형 무단 변속기를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 단순한 구조에 의해 양쪽 동력 롤러 상의 그립 압력을 효과적으로 동등하게 하며, 회전 토크의 최적 전달 효율이 유지될 수 있도록 하는 토로이달형 무단 변속기를 제공한다.

추가하여, 본 발명은 치수 오차가 있는 경우라도 동력 롤러 상의 그립 압력을 동등하게 할 수 있는 토로이달형 무단 변속기를 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서로 대향하는 토로이달형 원뿔꼴면을 가지는 한 쌍의 동축 입·출력 디스크와, 입·출력 디스크의 회전축에 수직인 평면 내에 배치되고, 축과 축 주위를 따라서 변위 가능한 한 쌍의 트루니언과, 상호 축 방향으로 대향되어 있는 한 쌍의 트루니언 구동용의 동일 액추에이터의 편심축에 대해 자유롭게 회전하는 트루니언에 의해 지지되고, 입·출력 디스크 사이에 맞물려 있는 동력 롤러와, 중심부가 제 1 링크 지지 부재에 대해서 자유롭게 피봇 지지되고, 액추에이터의 대향 측면에서 트루니언 각각의 한 쪽 단부에 연결된 제 1 링크와, 중심부가 제 2 링크 지지 부재에 대해서 자유롭게 피봇 지지되고, 트루니언 각각의 다른 단부에 연결된 제 2 링크와, 제 1 또는 제 2 링크 중의 어느 하나가 한 쌍의 트루니언의 링크 결합의 축 방향에서 소정의 한계 내에서 변위하도록 제 1 또는 제 2 링크 지지 부재의 변위를 소정의 한계 내에서 허용하는 조정 수단을 포함하는 토로이달형 무단 변속기를 제공한다.

조정 수단은 링크의 축 방향으로 소정의 한계 이내로 제 1 또는 제 2 링크 지지 부재의 변위를 제한하기 위한 직사각형 구멍과, 조정 구멍을 통해서 통과하는 케이싱 내에 제공된 노크 핀과, 케이싱에 링크 지지 부재를 선택적으로 고정하기 위한 고정 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 조정 수단은 링크의 축 방향으로 소정의 한계 이내로 제 1 링크 지지 부재의 변위를 제한하기 위한 직사각형 구멍과, 조정 구멍을 통해서 통과하는 케이싱에 제공된 볼트와 제 1 링크 지지 부재를 맞물리기 위한 한 쌍의 칼라를 포함하는 것이 바람직하다.

액추에이터가 축 방향에 대해 수직인 방향으로 소정의 한계 이내로 변위를 제한하기 위한 수단을 포함하는 것이 또한 바람직하다.

액추에이터는 유압 실린더이며, 트루니언은 상기 실린더의 피스톤의 운동에 의해서 축 방향으로 구동되며, 축 방향에 대해 수직인 방향으로 변위를 허용하는 수단은 실린더와 피스톤 사이의 미끄럼부에 갭을 포함하며, 미끄럼 갭을 밀봉하기 위한 밀봉 링을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징 및 장점 뿐만 아니라 상세한 부분에 대해서는 본 명세서의 나머지 부분에서 설명되며 또한 첨부되는 도면에 도시된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 토로이달형 무단 변속기의 단면도.

도 2는 도 1의 선 I-I를 따라 취한 단면도.

도 3은 상부 링크의 단면도.

도 4는 다른 실시예를 나타내는 링크 지지 부재의 단면도.

도 5는 링크 지지 부재를 도시하는 평면도.

도 6은 다른 실시예를 나타내는 단면도.

도 7은 도 6의 선 II-II를 따라 취한 단면도.

도 8은 베이스를 도시한 도면.

도 9는 다른 실시예를 나타내는 베이스를 도시한 도면.

★ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6 : 유압 실린더 10 : 케이싱

13 : 조정구멍 20 : 입력 디스크

21 : 출력 디스크 25 : 입력축

60 : 실린더 몸체

본 발명의 한 유리한 실시예의 형태를 도면을 참조하여 지금부터 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 3에서, 입력 디스크(20)와 출력 디스크(21)는 토로이달형 원뿔꼴면을 가지며, 동일 축에서 서로 대향하여 배치되어 있다. 상기 입·출력 디스크(20, 21)에 의해 맞물려 있는 한 쌍의 동력 롤러(1L, 1R)는, 도 1에 도시한 바와 같이 입·출력 디스크의 회전축(C0)의 어느 한 쪽에 배치된 한 쌍의 트루니언(3L, 3R)에 대해 선회 지지축(2, 2,: 편심축)을 통해서 자유롭게 회전하도록 지지되어 있다.

입력 디스크(20)와 출력 디스크(21)는 도 2에 도시된 바와 같이 입력축(25) 상에 배치되어 있다. 입력 디스크(20)는 회전 방향으로 입력축(25)에 연결되어 있지만, 출력 디스크(21)는 입력축(25)에 대해 자유롭게 회전 가능하게 지지되어 있다.

동력 롤러(1L, 1R)의 경사각(진동각)은 후술하는 트루니언(3L, 3R)의 축 방향으로의 변위에 따라 변화한다. 따라서, 입·출력 디스크(20 및 21)에 대한 동력 롤러(3L, 3R)의 접촉 위치도 변화하게 되며, 입력 디스크(20)의 회전은 변화하는 비율로 출력 디스크(21)로 전달된다. 다른 말로 하자면, 속도 변환비가 연속적으로 변화되게 된다.

도 1에서, 회전축(3z)와 동심인 생크(3a, 3b: shank)는 회전축(C0: 입·출력축(25)의 축)과 직각인 평면의 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)의 왼쪽 및 오른쪽에 배치된 트루니언(3L, 3R)이 상부 및 하부 단부에 형성되어 있다. 입·출력 디스크(20, 21)의 원주 방향 내의 상술한 회전축(3z)에서 소정량 만큼 오프셋된 오프셋부(3c)는 상기 생크(3a 및 3b) 사이에 형성된다. 상술한 피봇 지지축(2)의 베이스 단부는 트루니언의 회전축(3z)에 대해 직각으로 오프셋부(3c)를 지지한다.

트루니언의 하부 단부의 생크(3b)는 축 방향으로 변위되고 로드(6b)를 통해서 회전축(3z) 주위로 회전 가능한 유압 실린더(6)의 피스톤(6a)에 연결된다. 트루니언(3L, 3R)은 유압 실린더(6)로의 유압의 공급에 의해 회전축(3z)을 따라서 도면의 상부 및 하부 방향으로 변위된다. 상기 트루니언(3L, 3R)의 축 방향 변위에 의해서, 롤러를 경사지게 하는 방향으로 동력 롤러(1L, 1R) 상에 분력이 작용하고, 트루니언은 동력 롤러와 함께 회전축(3z) 주위로 회전한다. 입력 디스크(20) 및 출력 디스크(21)에 대한 각 동력 롤러의 접촉 위치는 따라서 변화되며, 회전 속도의 전달율도 따라서 변화한다.

상술한 유압 실린더(6)는 실린더 몸체(60) 내에 형성되어 있으며 케이싱(10)에 결합된다.

동시에, 대향 트루니언(3L, 3R)의 상부 단부 및 하부 단부에서의 생크(3a, 3b)는 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)에 대해 직각인 평면에 자유롭게 피봇 지지되는 상부 링크(4: 제 1 링크)와 자유롭게 피봇 지지되는 하부 링크(5: 제 2 링크)를 통해서 연결된다. 상기 상부 링크(4)와 하부 링크(5)는 피봇 지지축(2, 2)에 부착된 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 추력(디스크의 원주 방향으로의 힘)을 지지한다.

트루니언(3L, 3R)의 생크(3a, 3b)는 길이 방향으로 상부 링크(4)와 하부 링크(5)의 각각의 단부 중의 하나에 제공되는 관통 구멍(4L, 4R 및 5L, 5R)을 통해서 통과하며, 도면의 상·하 방향으로 및 케이싱(10)과 실린더 몸체(60)에서 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)을 향해서 연장되는 링크 지지 부재(12, 30)는 상부 링크(4)와 하부 링크(5)의 중심부에 형성된 관통 개구(4C, 4C)를 통해서 통과한다. 링크 지지 부재(12, 30)는 각각 한 쌍의 핀(14, 32)으로 상부 링크(4)와 하부 링크(5)에 연결된다.

따라서, 왼쪽 및 오른쪽의 유압 실린더(6, 6,)가 트루니언(3L, 3R)을 상호 대향의 축 방향으로 동시에 구동하게 될 때, 상부 링크(4)와 하부 링크(5)는 트루니언(3L, 3R)의 축 방향 변위에 따라서 링크 지지 부재(12, 30)의 핀(14, 32) 주위로 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)에 대해 직각인 평면에서 실질적으로 피봇 지지된다.

상기 이동을 허용하도록 하기 위해서, 내부 원주 상에 구형 베어링(7) 및 니들 베어링(8)이 트루니언(3L, 3R)의 생크(3a, 3b)와 상부 링크(4)와 하부 링크(5)의 양 단부의 관통 구멍(4L, 4R 및 5L, 5R) 사이에 각각 삽입 배치된다. 이는 상부 링크(4)와 하부 링크(5)가 트루니언에 대해 경사지도록 한다. 그러나, 상부 링크(4)와 하부 링크(5)는 방사 방향으로 트루니언(3L, 3R)의 회전축(3z)의 변위를 제한하며, 동력 롤러(1L, 1R) 상에 작용하는 추력에 의해 바깥으로 향하는 트루니언의 회전축(3z)의 변위는 제한된다.

상부 링크(4)를 지지하여 자유롭게 피봇 지지하는 링크 지지 부재(12)는 볼트(15)가 통과하는 한 쪽 단부의 관통 구멍을 가지는 실린더형 부재로 형성되며, 이는 도 2에 도시한 바와 같다. 상부 링크(4)가 한 쌍의 관통 구멍(12a)과 결합하여 자유롭게 피봇 지지되도록 하는 핀(14, 14)의 베이스 단부는 실린더형 부재의 양 단분에 형성되며, 상기 핀(14, 14)은 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)에 평행하게 배치된다.

동시에, 상기 핀(14, 14)과 결합하는 관통 구멍(40, 40)은 관통 구멍(4C)의 일부에서 상부 링크(4) 내의 회전축(C0)과 평행하게 형성된다. 상부 링크(4)의 관통 구멍(40)이 링크 지지 부재(12)의 관통 구멍(12a)과 일치하게 되면, 상부 링크(4)는 핀(14)과 관통 구멍(12a)의 결합에 의해서 핀(14) 상에서 자유롭게 피봇 지지하게 된다. 관통 구멍(4C)은 상부 링크(4)가 피봇 지지한다고 하더라도 링크 지지 부재(12)와 간섭하지 않도록 충분히 큰 직경으로 형성된다.

링크 지지 부재(12)는 베이스 내의 관통 구멍을 통해서 통과하는 볼트(15)에 의해 위치 설정 부재(11)에 고정된다. 상기 위치 설정 부재(15)는 케이싱(10)의 상부 내부면에 부착되며, 설치 위치는 상부 링크(4)의 길이 방향으로 정밀하게 조정된다.

이렇게 하기 위해서, 케이싱(10) 내에 이미 고정된 노크 핀(9: knock pin)과 결합하는 직사각형 조정 구멍(13)이 케이싱(10)의 내부면과 접촉하는 위치 설정 부재(11)의 상부면에 형성되며, 부재(11)를 케이싱(10)에 고정하기 위한 볼트(17, 17)가 양 측면에 부착된다.

위치 설정 부재(11)의 정밀한 조정을 수행하기 위해서 노크 핀(9)과 결합하는 조정 구멍(13)의 구경이, 도 1에 도시한 바와 같이 수평 방향(도면에서 왼쪽 및 오른쪽 = 상부 링크(4)의 길이 방향)에서 노크 핀(9)의 외측 직경 보다 크다. 동시에, 도 2에 도시한 바와 같이, 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)의 방향으로, 노크 핀(9)의 외측 직경에 대해 동일한 폭의 내부 직경을 가지는 직사각형상 내에 위치 설정 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 노크 핀(9)이 결합하게 되는 경우, 위치 설정 부재(11)의 변위는 소정 범위 만큼 상부 링크(4)의 길이 방향으로 허용되지만, 회전축(C0) 방향으로는 제한된다.

도 1에서, 볼트(17)의 나사 구멍(11b)은 각각 위치 설정 부재(11)의 양 측면에 형성되어 위치 설정 부재(11)를 케이싱(10)에 고정한다. 직사각형 관통 구멍(10A, 10A)이 상기 나사 구멍(11b, 11b)와 대향하는 케이싱(10) 내에서 조정 수단으로 형성된다. 고정 수단인 볼트(17, 17)는 상기 관통 구멍(10A, 10A)을 통해서 통과하여 위치 설정 부재(11)의 나사 구멍(11b, 11b) 내로 나사 결합한다. 이와 같이 하여, 위치 설정 부재(11)는 케이싱(10)에 결합된다. 관통 구멍(10A, 10A)은 조정 구멍(13)과 마찬가지로 동일한 수평 방향, 즉 링크(4)의 길이 방향으로 으로 직사각형이며, 볼트(17)가 느슨해질 때 수평 방향으로 위치 설정 부재(11)의 변위를 허용한다.

링크 지지 부재(12)의 내부 원주와 결합하는 보스부(11a: boss part)는 위치 설정 부재(11)의 조정 구멍(13)에 대향인 하부면 내에 형성되며, 링크 지지 부재(12)의 볼트(15)를 나사 결합시키기 위한 나사 구멍은 상기 보스부(11a)에 형성된다.

한편, 하부 링크(5)를 자유롭게 선회 지지하는 링크 지지 부재(30)를 고정하기 위한 마운트(60A: mount)는, 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)의 대향 측면 상의 실린더 몸체(60) 내에서 상향으로 연장된다.

하부 링크(5)를 지지하는 링크 지지 부재(30)는 도면에서 상·하 방향으로 마운트(60A)를 관통하여 통과하는 볼트(33)를 나사 결합시키기 위한 나사 구멍(31, 31)을 포함하며, 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)과 평행하게 되도록 핀(32, 32)이 링크 지지 부재(30)의 양쪽 측면 상으로 연장된다.

핀(32)은 상술한 상부 링크(4)의 측면에서와 마찬가지로 링크 지지 부재(30) 내의, 도시하지 않은 구멍을 이용하여 베이스에 결합되어 고정된다.

또한, 도시하지 않았지만, 관통 구멍 내에는, 관통 구멍(5c)을 포함하는 하부 링크(5)의 중심에서 도 3에 도시한 상부 링크(4)의 경우에서와 마찬가지로 상기 핀(32, 32)과 결합하는 관통 구멍이 또한 회전축(C0)에 평행하게 형성된다. 하부 링크(5)는 상기 관통 구멍과 핀(32)이 결합하여 링크 지지 부재(30)의 핀(32) 주위로 자유롭게 피봇 지지된다.

하부 링크(5)의 링크 지지 부재(30)는 마운트(60A) 내의 관통 구멍(63, 63)을 통해서 통과하는 볼트(33)에 의해 고정되지만, 볼트(33)가 느슨해지는 경우라도, 수평 방향 또는 회전축(C0) 방향으로 변위되지는 않는다.

다음으로, 동력 롤러 조립체의 조정에 대해서 설명하기로 한다.

토로이달형 무단 변속기를 조립한 이후에, 상부 링크(4)를 지지하는 위치 설정 부재(11)를 고정하는 볼트(17, 17)는 느슨해진다.

볼트(17)의 느슨해짐에 의해서, 위치 설정 부재(11)는 케이싱(10) 내의 직사각형 관통 구멍(10A)과, 노크 핀(9)과 결합하는 직사각형 조정 구멍(13)에 의해서 안내되는 도 1의 수평 방향으로 소정의 작은 한계 이내로 이동을 가능해진다. 한편, 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0) 방향으로의 변위는 허용되지 않는다. 링크 지지 부재(12)에 의해 자유롭게 피봇 지지되는 상부 링크(4)는, 따라서 위치 설정 부재(11)와 함께 길이 방향으로 변위된다.

무단 변속기가 회전하게 되고, 입·출력 디스크(20, 21)와 동력 롤러(1L, 1R)가 이런 상태로 회전하게 되면, 상부 링크(4)는 추력이 외측으로 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 위치로 길이 방향으로 변위된다.

동력 롤러(1L, 1R)가 입·출력 디스크(20, 21)에 의해 맞물리게 됨에 따라, 상기 추력은 디스크의 방사 방향으로 동력 롤러 상에 작용하며, 동력 롤러의 그립력에 대해 정비례한다.

도 1에서, 입·출력 디스크(20, 21)에 대한 동력 롤러(1L, 1R)의 접촉 위치와, 트루니언(3L, 3R)의 회전축(3z)의 위치는 서로 다르다. 모멘트는 따라서, 입력 디스크(20)의 회전 방향에 의해서 트루니언에 작용하며, 상기 모멘트의 추가에 의해서 동력 롤러(1L, 1R) 상에 작용하는 추력은 서로 다르게 된다.

특히, 입·출력 디스크(20, 21)에 의존하는 왼쪽 및 오른쪽 동력 롤러(1L, 1R)에 가해지는 힘은 화살표로 도시한 바와 같이 회전축의 어느 한쪽 측면 상에서 반대 방향으로 가해지며, 따라서 트루니언(3L, 3R)에 작용하는 모멘트는 동일한 방향으로 된다. 그러므로, 동력 롤러(1R)에 작용하는 추력은 다른 동력 롤러(1L)에 작용하는 추력보다 커지게 되고, 각각의 롤러(1L, 1R)의 그립 압력은 달라지게 된다.

그러나, 동력 롤러(1L, 1R)를 지지하는 트루니언(3L, 3R)이 상부 링크(4)에 연결되어 있고, 따라서 상부 링크(4)가 상부 링크(4)의 길이 방향의 왼쪽 및 오른쪽에 가해지는 힘이 평형을 이루는 지점으로 변위되게 되면, 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 추력은 동등하게 된다.

볼트(17, 17)가 상기 상태로 고정되는 경우, 링크 지지 부재(12)는 위치 설정 부재(11)를 통해서 케이싱(10)에 결합되며, 상부 링크(4)는 자유롭게 피봇 지지되는 한편 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 추력은 동등하게 유지된다.

따라서, 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 그립 압력은 동일하게 되며, 각각의 롤러에 의해 전달된 토크는 사실상 동일하게 되며, 롤러를 통한 토크 전달 효율은 항상 최적화된다.

상부 링크(4)의 위치를 정밀하게 조정함에 의해서, 동력 롤러 상의 그립력은 부속품의 치수 오차가 있는 경우라도 동등하게 된다. 이는 기계 가공 부품의 정밀도에서 아무런 개선이 없다고 하더라도 토크 전달 효율을 최적화한다.

상술한 설명에서, 동력 롤러의 위치 조정은 무단 변속기의 조립이 끝난 이후에 한다고 가정하였다. 그러나, 상기 조정이 예를 들어 소정의 간격으로 행해지면, 경년 변화에 따른 동력 롤러의 위치 변화가 토크 전달 효율이 최적 수준으로 유지되도록 완화된다. 상기 조정이 케이싱(10)의 외측 주변과 면하는 볼트(17, 17)의 고정력을 조정하는 것으로 수행될 수 있으므로, 조정은 무단 변속기를 해체하지 또한 특별한 장비를 사용하지 않고도 간단하게 수행할 수 있다.

도 4 및 도 5는 제 2 실시예를 도시한다. 본 실시예에 따르면, 상술한 제 1 실시예의 링크 지지 부재(12)는 볼트(17)가 통과하는 관통 구멍(16)을 포함하는 링크 지지 부재(12')로 대체되며, 링크 지지 부재(12')는 나사를 사용하여 박스 형상의 너트(18)에 의해 수직 볼트(17)의 하부 단부 상에 고정된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)과 평행한 핀(14)은 링크 지지 부재(12')의 양 측면에서 연장된다. 상술한 제 1 실시예에서의 경우에서와 마찬가지로, 상부 링크(4)는 상부 링크(4) 내의 관통 구멍(40)과 상기 핀(14)이 결합하는 것에 의해서 상기 핀(14)에 대해서 자유롭게 피봇 지지된다.

볼트(17')가 통과하는 직사각형 조정 구멍(16)은 회전축(C0) 방향의 볼트(17')의 것과 동일한 직경 및 폭을 가지지만, 상부 링크(4)의 길이 방향 내의 볼트의 직경 보다는 길다.

상기 링크 지지 부재(12')의 상부면은 볼트(17')가 통과하는 칼라(22) 아래에서 접촉부(22a)와 접촉하게 되며, 그 하부면은 볼트(17')가 통과하는 칼라(24)와 접촉하게 된다.

볼트(17')의 하부 단부 상으로 나사 결합하는 박스 형상의 너트(18)의 상부 부분은 회전 정지 부재(23)에 결합된다. 케이싱(10)의 상부면에서 관통 구멍(10C)을 통하여 통과하는 볼트(17')의 헤드(head)가 고정되면, 너트(18)의 회전은 회전 정지 부재(23)에 의해 제한된다. 너트(18) 및 회전 정지 부재(23)는 따라서 상향으로 이동하여 링크 지지 부재(12')가 칼라(24 및 22) 사이에서 맞물리게 되고 고정된다.

회전 정지 부재(23)는 양 측면에서 트루니언(3L, 3R)의 내부면과 접촉하게 되고, 따라서 수평으로는 움직일 수 없게 된다.

칼라(22)의 외측 주변은 케이싱(10)의 내부면에서 하향으로 연장되는 고리 모양 결합부(10B)와 결합하고, 칼라(22)의 상부면은 링크 지지 부재(12')를 위치시키도록 케이싱(10)의 내부면에 압력을 가하게 된다. O 링(19)이 케이싱(10)의 관통 구멍(10C)의 내부 주변과 볼트(17') 사이에 삽입되어 케이싱(10)에서 오일의 누출을 방지한다.

동력 롤러(1L, 1R)의 위치를 조정하기 위해서, 상부 링크(4)가 조정 구멍(16)의 한계 이내로 볼트(17')에 대해 변위시키도록 볼트(17')가 느슨해지고, 무단 변속기는 이후에 상술한 바와 같이 회전하게 된다.

입·출력 디스크(20, 21)와 동력 롤러(1L, 1R)가 회전하고, 동력 롤러(1L, 1R)의 왼쪽 및 오른쪽에 작용하는 추력이 균형을 이룰 때까지 상부 링크(4)는 길이 방향으로 변위한다. 볼트(17)는 이후에, 다시 한 번 고정되어서 링크 지지 부재(12')가 칼라(22, 24)를 통해서 케이싱(10)에 고정된다. 이와 같이 하여, 상부 링크(4)는 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 그립 압력이 동일해지고 회전 토크의 전달이 최적화되는 위치에 유지된다.

다음으로, 도 6 내지 도 9를 참조하여 다른 실시예를 설명하기로 한다. 본 실시예들은 상부 링크(4)의 링크 지지 부재(12)가 고정되어 있고, 하부 링크(5)의 링크 지지 부재(30)가 링크의 길이 방향으로 소정의 한계 이내에서 자유롭게 변위하다는 점에서 상술한 실시에와 다르다.

도 6 내지 도 8에서, 핀(14) 주위에서 상부 링크(4)를 자유롭게 피봇 지지하는 링크 지지 부재(12)는 볼트(15)를 통해서 위치 설정 부재(11)를 고정하며, 이후에 위치 설정 부재(11)는 노크 핀(9)을 통해서 케이싱(10)의 내부면에 위치하게 되고, 볼트(17, 17)에 의해 케이싱(10)에 연결된다.

한편, 링크 지지 부재(30)를 수용하기 위한 오목부(60C)는 하부 링크(5)를 자유롭게 피봇 지지하는 링크 지지 부재(30)를 고정하기 위한 마운트(60A)의 상부면 내에 형성된다. 수평 방향(링크의 길이 방향)으로의 상기 오목부(60C)의 치수는 링크 지지 부재(30)가 소정의 한계 이내애서 자유롭게 이동하도록 설정된다. 링크 지지 부재(30)는, 입·출력 디스크(20, 21)의 회전축(C0)에 평행한 핀(32, 32)에 의해 하부 링크(5)를 자유롭게 피봇 지지하며, 이는 도 7에 도시한 바와 같다.

스터드 볼트(33, 34)는 도 6의 상하 방향으로 하부 링크(5)의 링크 지지 부재(30)의 하부면 내로 나사 결합한다. 상기 스터드 볼트(33, 34)는 마운트(60A) 내의 관통 구멍(60D)과 주어진 간격으로 이격된 실린더 몸의 하부 베이스(61)를 통해서 통과한다. 링크 지지 부재(30)는 나사 결합 너트(33a, 34a)에 의해서 실린더 몸체(60)의 하부 또는 베이스(61)의 하부에서 마운트(60A)에 고정된다.

링크 지지 부재(30) 및 마운트(60A)는 링크 지지 부재(30)의 하부면에서 연장되는 노크 핀(35)과 노크 핀(35)이 통과하는 마운트(60A)에 형성된 조정 구멍(60B)에 의해서 위치가 정해진다. 조정 구멍(60B)은 도 6에 도시한 바와 같이 노크 핀(35)과 마찬가지로 동일한 폭 및 하부 링크(5)의 길이 방향으로 소정의 길이를 가진다. 이와 같이 하여, 링크 지지 부재(30)는 소정의 한계 이내로 이동이 가능해진다. 관통 구멍(60D)과 스터드 볼트(33, 34) 사이의 갭 또한 상기 한계 내로 설정되어 상기 이동을 허용한다.

유압 실린더(6) 내부로 미끄러져 들어가는 피스톤(6a)과 로드(6b)의 미끄럼 갭, 즉 피스톤의 축 방향에 대해 직각 방향으로의 갭은 링크 지지 부재(30)의 이동 범위와 대략 동일하게 설정되어 링크 지지 부재(30)의 운동에 따른 트루니언(3L, 3R)의 생크(3b)의 변위가 유압 실린더(6)에 의해서 방해받지 않도록 한다. 미끄럼부 상에는 밀봉 링(41a, 41b)을 장착하여 실린더(6)와 피스톤(6a) 및 로드(6b) 사이의 미끄럼 갭에서의 오일 누출을 방지한다.

제 2 토로이달 속도 변환 유니트의 하부 링크(5)를 지지하는 링크 지지 부재(30)는 도 7에 도시하는 바와 같이 제 1 토로이달 속도 변환 유니트의 것과 동일한 구조를 가진다.

그러나, 기어(26)에서의 회전을 전달하는 중간축(27)은 제 2 토로이달 속도 변환 유니트(도면의 오른쪽 측면) 내의 실린더 몸체(60)와 실린더 몸체의 베이스(61) 사이에 배치되며, 중간축(27)이 이동할 때 너트(34a)를 느슨하게 하고 고정하기 위한 관통 구멍(29)은 링크 지지 부재(30)를 고정하기 위한 너트(34a)와 면하는 실린더 몸체의 베이스(61)에 형성된다. 실린더 몸체(60)와 실린더 몸체의 베이스(61)는, 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 소정 위치에 노크 핀(62)을 사용하여 이들의 위치를 정한 이후에 볼트(64)에 의해 케이싱(10)에 고정된다.

따라서, 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 그립 압력이 동일하게 유지되고, 볼트(33, 34)의 너트(33a, 34a)가 느슨해지게 되면, 링크 지지 부재(30)의 노크 핀(35)은 조정 구멍(60B) 내부에서 자유롭게 변위된다.

입력 디스크(20, 20A), 출력 디스크(21, 21A) 및 동력 롤러(1L, 1R)가 상기 상태로 회전하는 경우, 하부 링크(5)는 링크 지지 부재(30)와 함께 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 추력이 균형을 이루는 위치까지 변위된다.

너트(33a, 34a)가 상기 상태로 고정되는 경우, 링크 지지 부재(30)는 실린더 몸체(60)와 실린더 몸체의 베이스(61)에 견고하게 결합되며, 하부 링크(5)는 동력 롤러(1L, 1R) 상의 그립 압력이 동일해지는 위치로 유지된다. 따라서, 토크는 왼쪽 및 오른쪽 동력 롤러에 의해 동등하게 전달되며, 토로이달 무단 변속기의 효율은 향상된다.

도 9는 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에 따르면, 하부 링크(5)의 링크 지지 부재(30)를 링크의 길이 방향으로 소정의 한계 이내로 변위시키기 위해서, 링크 지지 부재(30)가 부착되는 실린더 몸체(60)와 베이스(61)를 함께 변위시킨다.

링크 지지 부재(30)는 노크 핀(35)에 의해 마운트(60A) 내의 어떠한 방향으로든 움직이지 못하게 하도록 위치되어지고, 볼트(33, 34)에 의해 고정된다. 한 쌍의 노크 핀(62)이 또한 케이싱(10)의 대각선의 대향 코너에 위치되며, 상기 핀(62)이 결합하는 조정 구멍(63)이 실린더 몸체(60)와 베이스(61)에 형성된다. 상기 조정 구멍(63)은 하부 링크(5)의 길이 방향으로 정렬되며, 링크 지지 부재(30)를 링크의 길이 방향으로만 구멍을 따라서 소정의 한계 이내로 실린더 몸체(60)와 베이스(61)와 함께 이동하도록 허용한다.

실린더 몸체(60)와 베이스(61)를 케이싱(10)에 고정하는 볼트(64)는 소정의 갭을 가진 실린더 몸체(60)와 베이스(61)에 형성된 관통 구멍을 통해서 통과하며, 이에 의해서 상기 소정 한계 이내의 변위를 허용한다.

따라서, 토로이달 무단 변속기의 조립이 완전히 끝났을 때, 동력 롤러(1L, 1R)의 위치를 조정하기 위해서는, 볼트(64)를 느슨하게 하여 실린더 몸체(60)와 베이스(61)가 케이싱(10)에 대해 이동하도록 한다. 토로이달 무단 변속기가 상기 상태에 있을 때, 링크 지지 부재(30)는 마운트(60A)를 통해서 지지되는 실린더 몸체(60)와 베이스(61)와 함께 링크의 길이 방향으로 이동하여 동력 롤러(1L, 1R)에 작용하는 추력이 균형을 이루는 위치에서 안정되도록 한다. 볼트(64)는 다시 한 번 상기 상태로 고정되며, 왼쪽 및 오른쪽의 동력 롤러(1L, 1R)는 동일한 추력으로 유지되며, 회전 토크가 동등하게 전달된다.

본 발명은 상술한 실시예에만 국한되지 않으며, 첨부된 청구 범위에서 설명된 바와 같이 본 발명의 범위 및 정신에서 벗어나지 않고도 다양한 변경이 가능하다는 것은 명백하다.

Claims (6)

1. 토로이달형 무단 변속기에 있어서,

   서로 대향하는 토로이달형 원뿔꼴면을 가지는 한 쌍의 동축 입·출력 디스크와,

   상기 입·출력 디스크의 회전축에 수직인 평면 내에 배치되고, 축과 축 주위를 따라서 변위 가능한 한 쌍의 트루니언과,

   상호 축 방향으로 대향되어 있는 상기 한 쌍의 트루니언 구동용의 동일 액추에이터의 편심축에 대해 자유롭게 회전하는 상기 트루니언에 의해 지지되고, 상기 입·출력 디스크 사이에 맞물려 있는 동력 롤러와,

   중심부가 제 1 링크 지지 부재에 대해서 자유롭게 축 선회 지지되고, 상기 액추에이터의 대향 측면에서 상기 트루니언 각각의 한 쪽 단부에 연결된 제 1 링크와,

   중심부가 제 2 링크 지지 부재에 대해서 자유롭게 축 선회 지지되고, 상기 트루니언 각각의 다른 단부에 연결된 제 2 링크와,

   상기 제 1 또는 제 2 링크중 어느 하나가 상기 한 쌍의 트루니언의 링크 결합의 길이 방향으로 소정 한계내에서 변위되도록 상기 제 1 또는 제 2 링크 지지 부재의 변위를 소정 한계내에서 허용하는 조정 수단을 포함하는 토로이달형 무단 변속기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조정 수단은 상기 링크의 길이 방향으로 소정 한계 이내로 상기 제 1 또는 제 2 링크 지지 부재의 변위를 제한하기 위한 직사각형 구멍과, 상기 조정 구멍을 통해서 통과하는 상기 케이싱 내에 제공된 노크 핀과, 상기 케이싱에 상기 링크 지지 부재를 선택적으로 고정하기 위한 고정 수단을 포함하는 토로이달형 무단 변속기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 조정 수단은 상기 링크의 길이 방향으로 소정 한계 이내로 상기 제 1 링크 지지 부재의 변위를 제한하기 위한 직사각형 구멍과, 상기 조정 구멍을 통과하는 상기 케이싱에 제공된 볼트와, 상기 제 1 링크 지지 부재를 파지하기 위한 한 쌍의 칼라를 포함하는 토로이달형 무단 변속기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 조정 수단은 상기 액추에이터가 결합된 몸체 또는 상기 케이싱 중의 하나에 제공된 노크 핀과, 상기 몸체 또는 케이싱의 다른 쪽에 제공되어 상기 링크의 길이 방향으로 상기 제 2 링크 지지 부재의 변위를 허용하기 위한 조정 구멍과, 상기 케이싱에 상기 몸체를 선택적으로 결합하기 위한 고정 수단을 포함하는 토로이달형 무단 변속기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터는 축 방향에 대해 수직인 방향으로 소정의 한계 이내로 변위를 허용하기 위한 수단을 포함하는 토로이달형 무단 변속기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 액추에이터는 유압 실린더이며, 상기 트루니언은 상기 실린더의 피스톤의 운동에 의해서 축방향으로 구동되며, 상기 축 방향에 대해 수직인 방향으로 변위를 허용하는 상기 수단은 상기 실린더와 상기 피스톤 사이의 미끄럼부에 갭을 포함하며, 상기 미끄럼 갭을 밀봉하기 위한 밀봉 링을 포함하는 토로이달형 무단 변속기.