KR100349321B1

KR100349321B1 - 변속비 무한대의 무단 변속기

Info

Publication number: KR100349321B1
Application number: KR1020000004033A
Authority: KR
Inventors: 시미즈히로후미; 야마다가즈히로
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2002-08-21
Also published as: EP1024316A3; KR20000053645A; EP1024316A2; JP2000213623A; US6302819B1; JP3473471B2

Abstract

본 발명은 유닛 출력축의 휨을 저감시켜 변속기의 내구성과 동력 전달 효율의 향상을 도모하는 것으로써, 무단 변속기(2)와 유닛 출력축(6)을 체인(40)을 통하여 연결하고, 유닛 출력축(6)의 일단에 나선형 기어의 변속기 출력 기어(7)를 설치함과 동시에, 동력 순환 모드의 전진시에는 이 변속기 출력 기어(7)측에서 본 유닛 출력축(6)의 회전방향을 반시계 방향으로 하고, 변속기 출력 기어(7)측에서 본 유닛 출력축(6)상의 각 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 오른 나사, 변속기 출력 기어(7)가 왼 나사로 되도록 설정한다.

Description

변속비 무한대의 무단 변속기{NON-FINITE SPEED RATIO CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 차량 등에 채용되는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개량에 관한 것이다.

종래부터 차량의 변속기로서 벨트식 이나 환상형의 무단 변속기가 알려져 있고, 이와같은 무단 변속기의 변속영역을 더욱 확대하기 위해, 무단 변속기에 일정변속기와 유성 기어 기구를 조합하여 변속비를 무한대의까지 제어 가능하게 하는 변속비 무한대의 무단 변속기가 알려져 있고, 예를들면, 본원 출원인이 제안한 일본국 특개평 10-220551호 공보 등이 있다.

이것은 엔진에 연결되는 유닛 입력축에 무단 변속기와 일정 변속기(감속기)를 병렬로 연결함과 동시에, 이들 출력을 유닛 출력축에 설치한 유성 기어 기구로 결합한 것으로, 무단 변속기의 출력측은 무단 변속기 출력 기어열을 통하여 유성 기어 기구의 선 기어에, 일정 변속기의 출력축은 동력 순환 모드 클러치를 통하여 유성 기어 기구의 캐리어에 각각 연결된다.

또한, 선 기어와 연결된 무단 변속기 출력축은 직결 모드 클러치를 통하여 변속비 무한대의 무단 변속기의 출력축인 유닛 출력축에 결합되는 한편, 유성 기어 기구의 링 기어도 유닛 출력축에 결합된다.

그리고, 유닛 출력축에는 유닛 출력축에 직결 모드 클러치, 유성 기어 기구, 동력 순환 모드 클러치, 일정 변속기의 출력축 및 변속기 출력 기어가 동축상에 설치되며, 변속기 출력 기어가 디퍼렌셜 기어의 파이널(final) 기어에 결합되어 구동축으로 토크를 전달한다.

이와같은 변속비 무한대의 무단 변속기에서는 동력 순환 모드 클러치를 접속하는 한편, 직결 모드 클러치를 차단함으로써, 무단 변속기와 일정 변속기의 변속비의 차에 따라 유닛 변속비(유닛 입력축 회전수/유닛 출력축 회전수)를 음의 값에서 양의 값까지 무한대의(=기어드 뉴트럴 포인트)를 포함하여 연속적으로 변속제어를 행하는 동력 순환 모드와, 동력 순환 모드 클러치를 차단하는 한편 직결 모드클러치를 접속하여 무단 변속기의 변속비에 따라 변속 제어를 행하는 직결 모드를 선택적으로 사용할 수 있다.

또한, 본원 출원인이 제안한 일본국 특원평10- 와 같이 유닛 입력축의 무단 변속기와 유닛 출력축의 무단 변속기 출력축의 연결에 체인과 스프로켓을 이용한 것이 있다.

그런데, 종래부터 변속기에 있어서는, 토크를 전달하는 기어에 헬리컬 기어를 채용하여 정숙성을 확보하고 있고, 상기 종래예와 같은 변속비 무한대의 무단 변속기에 있어서도, 일정 변속기나 변속기 출력 기어에는 헬리컬 기어를 이용하고 있고, 이 헬리컬 기어가 맞물리는 위치에는 치줄의 나사방향과 토크의 전달방향에 따라 추력을 발생시키는 것이 알려져 있다.

예를 들면, 도21(a), (b)에 도시하는 바와 같이, 왼 나사의 헬리컬 기어(90)와 오른 나사의 헬리컬 기어(91)를 맞물리게 해 토크의 전달을 행하는 경우를 생각할 수 있다.

또한, 오른 나사 헬리컬 기어는 축방향에서 봐서 그 치줄이 맞은편으로 갈 때, 그 진행방향이 원주상에서 시계방향으로 돌고, 또한, 왼 나사 헬리컬 기어는 축방향에서 봐서 그 치줄이 맞은편으로 갈 때, 그 진행방향이 원주상에서 반시계방향으로 돈다.

도21(a)에 도시하는 바와같이, 헬리컬 기어(90)를 구동측, 헬리컬 기어(91)를 종동측으로 하고, 헬리컬 기어(90)를 도면중 우측에서 봐서 반시계방향으로 구동시키면, 헬리컬 기어(90)가 맞물리는 위치에서 도면 중 좌측으로 향하는 추력(Ft1)이 발생하는 한편, 종동측의 헬리컬 기어(91)에는 도면 중 우측으로 향하는 추력(Ft2)이 맞물리는 위치에 발생한다.

따라서, 구동측의 헬리컬 기어(90)의 축에는 도면중 시계방향의 모멘트(Fm1)가 발생하고, 또한, 종동측의 헬리컬 기어(91)의 축에도 도면중 시계방향의 모멘트(Fm2)가 발생한다.

반대로, 도21(b)에 도시하는 바와같이, 헬리컬 기어(91)를 구동측, 헬리컬 기어(90)를 종동측으로 하고, 헬리컬 기어(91)를 도면중 우측에서 봐서 시계방향으로 구동시키면, 종동측으로 된 헬리컬 기어(90)는 상기와 마찬가지로 반시계방향으로 회전하는데, 도면중 우측으로 향하는 추력(Ft1)이 발생하고, 한편, 구동측의 헬리컬 기어(91)도 상기와 마찬가지로 시계방향으로 회전하는데, 추력(Ft2)은 상기와는 반대로 도면 중 우측으로 향하게 된다.

그리고, 종동측의 헬리컬 기어(90)의 축에는 도면 중 반시계방향의 모멘트(Fm1)가 발생하고, 또한 구동측의 헬리컬 기어(91)축에도 도면 중 반시계방향의 모멘트(Fm2)가 발생한다.

그러나, 상기 종래예에 있어서는, 유닛 출력축에 무단 변속기 출력축, 유성 기어 기구, 일정 변속기 출력축, 차동 장치를 구동하는 변속기 출력 기어와 직결 모드 클러치 및 동력 순환 모드 클러치를 설치하고 있으므로, 유닛 출력축의 베어링은 양단에 설치하게 된다.

그리고, 상기 후자의 종래예와 같이, 무단 변속기와 유닛 출력축의 무단 변속기 출력축을 체인에 의해 연결함과 동시에, 일정 변속기와 변속기 출력 기어를 헬리컬 기어로 구성한 경우, 상기 추력에 의한 모멘트가 유닛 출력축에 가해짐과 동시에, 양단의 베어링 사이에 배치된 체인의 장력(張力)에 의해, 유닛 출력축은 유닛 입력축측으로 향해 휨(구부러짐)이 발생하고, 헬리컬 기어를 이용한 일정 변속기와 변속기 출력 기어의 치줄의 나사 방향에 따라서는, 체인의 장력에 의한 구부러짐에 각 기어의 모멘트가 가해져, 유닛 출력축의 휨량이 증대하고, 양단 베어링의 내구성을 저하시키는데 추가하여, 베어링의 프리쿠션의 증대에 의해 동력 전달 효율이 저하하는 문제가 있었다.

여기서 본 발명은 상기 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 유닛 출력축에 발생하는 휨을 저감시키고, 변속기의 내구성과 동력 전달 효율의 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 일실시형태를 도시하는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도2는 마찬가지로 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도3은 마찬가지로 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 측면도,

도4는 유닛 출력축의 구부러짐과, 헬리컬 기어의 굽힘 모멘트를 나타내는 설명도,

도5는 제2 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도6은 제3 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속기 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도7은 제4 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도8은 마찬가지로 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 측면도,

도9는 제5 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도10은 제6 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도11은 제7 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도12는 마찬가지로 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 측면도,

도13은 제8 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도14는 제9 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도15는 제10 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도16은 제11 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도17은 제12 실시형태를 나타내고, 헬리컬 기어의 치줄을 나타내는 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도18은 다른 실시형태를 나타내고, 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도19는 다른 실시형태를 나타내고, 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도20은 다른 실시형태를 나타내고, 변속비 무한대의 무단 변속기에 대한 개략 구성도,

도21은 헬리컬 기어의 치줄과 구동, 종동관계에 따른 추력(thrust)의 발생을 나타내는 설명도이고, (a)는 왼 나사의 헬리컬 기어를 구동측으로 한 경우, (b )는 오른 나사의 헬리컬 기어를 구동측으로 한 경우를 각각 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a, 1b : 유닛 입력축 2 : 무단 변속기

3 : 일정 변속기 3a : 기어

3b : 일정 변속기 출력 기어 5 : 유성 기어 기구

6 : 유닛 출력축 7 : 변속기 출력 기어

8 : 디퍼렌셜 기어 9 : 동력 순환 모드 클러치

10 : 직결 모드 클러치 15 : 베어링 유닛

16 : 베어링

제1 발명은 유닛 입력축에 각각 연결된 무단 변속기 및 일정 변속기와, 유닛 입력축과 평행하게 배치된 유닛 출력축에 설치됨과 동시에, 무단 변속기의 출력축에 연결된 선 기어와, 싱글 피니언으로 구성되어 일정 변속기의 출력축에 연결된 캐리어와, 유닛 출력축에 연결된 링 기어로 이루어지는 유성 기어 기구와, 상기 유닛 입력축으로부터 캐리어를 통하여 무단 변속기 출력부에 이르는 전달경로의 도중에 끼워 장착된 동력 순환 모드 클러치와, 상기 유성 기어 기구의 선 기어, 캐리어, 링 기어 중 2개의 요소간에 끼워 장착된 직결 모드 클러치와, 상기 무단 변속기로부터 상기 선 기어로 구동력을 전달하는 체인과, 전동수단을 통하여 상기 유닛출력축과 연결된 차동장치를 구비한 변속비 무한대의 무단 변속기에 있어서, 상기 일정 변속기 및 전동수단은 각각 헬리컬 기어로 구성되고, 동력 순환 모드 클러치를 체결하는 한편, 직결 모드 클러치를 해방시킨 동력 순환 모드일 때에는 상기 일정 변속기 및 전동 수단이 발생시키는 추력에 의해 유닛 출력축에 가해지는 굽힘 모멘트(bending moment)의 방향이 상기 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐을 억제하도록 헬리컬 기어의 치줄을 설정한다.

또한, 제2 발명은 상기 유닛 출력축에 설치된 일정 변속기 및 전동 수단의 헬리컬 기어 중 적어도 하나를 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐을 억제하는 방향으로 굽힘 모멘트가 발생하도록 헬리컬 기어의 치줄을 설정한다.

또한, 제3 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동 수단이 왼 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제4 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제5 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제6 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제7 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제8 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제9 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제10 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제11 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제12 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제13 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한다.

또한, 제14 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한다.

<발명의 실시형태>

이하, 본 발명의 일실시형태를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

도1∼3은 환상형 무단 변속기를 이용한 변속비 무한대의 무단 변속기에 본 발명을 적용시킨 구성으로 한 일예를 도시한다.

도1∼도3에 있어서, 변속비 무한대의 무단 변속기는 엔진의 크랭크 샤프트에 연결되는 유닛 입력축(1a, 1b)에 변속비를 연속적으로 변경 가능한 환상형 무단 변속기(2)와, 기어(3a), 일정 변속기 출력 기어(3b)로 구성된 일정 변속기(3)(감속기)를 병렬적으로 연결함과 동시에, 이들 출력축(4, 3c)을 유닛 출력축(6)에 동축적으로 설치함과 동시에 유성 기어 기구(6)로 연결한 것으로, 무단 변속기(2)의 출력축(4)은 유성 기어 기구(5)의 선 기어(5a)에 연결되며, 일정 변속기(3)의 출력축(3c)은 동력 순환 모드 클러치(9)를 통하여 유성 기어 기구(5)의 캐리어(5b)에 연결된다.

선 기어(5a)와 연결된 무단 변속기 출력축(4)은 스프로켓(4a) 및 체인(40)(무단 변속기 출력 경로)으로부터 무단 변속기(2)의 토크를 받아, 직결 모드 클러치(10)를 통하여 변속비 무한대의 무단 변속기의 출력축인 유닛 출력축(6)에 결합되는 한편, 링 기어(5c)도 유닛 출력축(6)에 결합된다.

유닛 출력축(6)의 도면중 우측에는 변속기 출력 기어(7)가 설치되고, 이 변속기 출력 기어(7)(전동 수단)는 디퍼렌셜 기어(8)의 파이널 기어(12)와 맞물리고, 디퍼렌셜 기어(8)에 결합하는 구동축(11a, 11b)은 소정의 총 감속비로 토크가 전달된다.

무단 변속기(2)는 도1에 도시하는 바와같이 2그룹의 입력 디스크(21), 출력 디스크(22)에 파워 롤러(20, 20)를 각각 끼우고, 눌러주는 더블 캐비티의 하프 환상형으로 구성되며, 한쌍의 출력 디스크(22) 사이에 끼워 장착된 출력 스프로켓(2a)은 체인(40)을 통하여 유닛 입력축(1a, 1b)과 평행하게 배치된 유닛 출력축(6)의 무단 변속기 출력축(4)에 형성된 스프로켓(4a)과 연결된다.

또한, 유닛 입력축(1a, 1b)은 동축적으로 배치됨과 동시에, 도시하지 않은 로우딩 캠 장치를 통하여 회전방향으로 결합되어 있고, 유닛 입력축(1a)은 엔진의 크랭크 샤프트에 결합됨과 동시에, 일정 변속기(3)의 기어(3a)를 설치하고 있고, 유닛 입력축(1b)은 2그룹의 입력 디스크(21, 21)에 연결되어 유닛 입력축(1a)으로부터의 입력 토크에 따라 로우딩 캠 장치가 발생시킨 축방향의 누르는 힘에 의해 파워 롤러(20, 20)를 입출력 디스크 사이에서 끼우고, 눌러준다.

이 변속비 무한대의 무단 변속기에서는 동력 순환 모드 클러치(9)를 해방시키는 한편, 직결 모드 클러치(10)를 연결하여 무단 변속기(2)의 변속비에 따라 토크를 전달하는 직결 모드와 동력 순환 모드 클러치(9)를 체결하는 한편, 직결 모드 클러치(10)를 해방시킴으로써, 무단 변속기(2)와 일정 변속기(3)의 변속비 차에 따라, 변속비 무한대의 무단 변속기 전체의 유닛 변속비(유닛 입력축(1a)과 유닛 출력축(6)의 변속비)를 음의 값으로부터 양의 값까지 무한대의를 포함하여 거의 연속적으로 제어를 행하는 동력 순환 모드를 선택적으로 사용할 수 있다.

여기서 유닛 출력축(6)에는 직결 모드 클러치(10), 무단 변속기 출력축(4),유성 기어 기구(5), 동력 순환 모드 클러치(9), 일정 변속기(3)의 일정 변속기 출력 기어(3b) 및 출력축(3c)과 변속기 출력 기어(7)가 동축상에 배치되며, 도2에 도시하는 바와같이, 유닛 출력축(6)의 양단(6A, 6B)에는 베어링 유닛(15)과 롤러 베어링 등으로 구성된 베어링(16)이 배치되고, 유닛 출력축(6)은 이들 베어링을 통하여 지지된다.

도2에 있어서, 유닛 출력축(6)에는 도면중 좌측의 단부(6A)에서 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(15a, 15b)으로 구성된 베어링 유닛(15), 직결 모드 클러치(10), 스프로켓(4a)을 구비한 무단 변속기 출력축(4), 유성 기어 기구(5), 동력 순환 모드 클러치(9), 일정 변속기(3)의 출력축(3c) 및 일정 변속기 출력 기어(3b), 변속기 출력 기어(7)가 순차 설치되고, 도면 중 우측의 단부(6B)에는 베어링(16)이 설치된다.

체인(40)으로부터의 토크를 전달하는 무단 변속기 출력축(4)은 중공의 축으로 형성되어 있고, 도중에 스프로켓(4a)을 결합하는 한편, 일단에서 선 기어(5a)에 결합되고, 타단에서 직결 모드 클러치(10)와 결합되어 있고, 내주에 끼워진 다수의 베어링(32, 32)에 의해 유닛 출력축(6)에 대해 상대 회전 가능하게 지지된다.

일정 변속기 출력축(3c)에 결합된 일정 변속기 출력 기어(3b)도 유닛 출력축(6)에 대해 상대 회전 가능하게 지지되어 있고, 내주에 유닛 출력축(6)을 삽입 관통시킴과 동시에, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 양측에 설치한 베어링(17, 17)을 통하여 유닛 출력축(6)에 축으로 지지되어 있다.

다음에 유닛 출력축(6)과 유닛 입력축(1a) 및 구동축(11a, 11b)의 관계는도2의 우측에서 본 경우, 즉, 변속기 출력 기어(7)를 설치한 유닛 출력축(6)의 단부(6B)측에서 본 경우, 도3에 도시하는 바와 같이, 유닛 출력축(6)과 유닛 입력축(1a)의 축선을 연결하는 선과, 유닛 출력축(6)과 구동축(11a)의 축선을 연결하는 선이 이루는 각을 θ로 한다.

θ ＜ 90°

로 설정된다. 단, 0°＜ θ ≤ 180°이다.

즉, 구동축(11a, 11b)의 위치는, 도2, 도3과 같이 유닛 입력축(1a, 1b)과 유닛 출력축(6)을 통과하는 평면을 X-Y 평면으로 하면, 변속기 출력 기어(7)가 맞물리는 위치(7g)로부터 X-Y 평면으로 내린 수직선은 유닛 입력축(1a)과 유닛 출력축(6) 사이에 배치되며, 또한, 각 축은 평행으로 배치된다.

다음에 동력 순환 모드로 전진하는 경우의 각 축의 회전방향과 각 헬리컬 기어의 나사 방향의 설정에 대해, 도2, 도3을 참조하여 상술한다.

우선, 도3에 도시하는 바와같이, 일정 변속기(3)의 기어(3a)측에서 무단 변속기(2)를 본 경우의 유닛 입력축(1a, 1b)의 회전방향을 시계방향으로 하면, 일정 변속기 출력 기어(3b)는 반전하여 반시계방향으로 되어 캐리어(5b)를 공회전시킨다. 이하, 각 축의 회전방향은 도3과 같이 도2의 우측 측면에서 본 회전방향으로 한다.

유닛 입력축(1b)으로부터 엔진의 토크를 받는 환상형 무단 변속기(2)에서는 입력 디스크(21)와 출력 디스크(22)의 회전방향이 반대로 되므로, 출력 스프로켓(2a)은 반시계 방향으로 회전하고, 체인(40)을 통하여 연결된스프로켓(4a)도 반시계방향으로 회전하며, 선 기어(5a)도 반시계 방향으로 회전한다.

여기서 차량의 전진방향을 파이널 기어(12)의 시계방향으로 하면, 유닛 출력축(6) 및 링 기어(5c)의 회전방향은 반시계방향이 된다.

상기와 같이 각 축의 회전방향을 설정한 경우, 헬리컬 기어로 구성되는 일정 변속기(3)와 변속기 출력 기어(7)의 치줄의 나사 방향을, 일정 변속기 출력 기어(3b)를 오른 나사, 변속기 출력 기어(7)를 왼 나사로 설정하고, 유닛 입력축(1a)의 기어(3a)는 왼 나사, 파이널 기어(12)는 오른 나사가 된다.

그리고, 엔진으로부터의 토크의 전달방향은 일정 변속기(3)에서는 기어(3a)로부터 출력 기어(3b)로 향하고, 무단변속기(2)에서는 체인(40)을 통하여 출력 스프로켓(2a)으로부터 스프로켓(4a)으로 향하고, 유성 기어 기구(5)에서는 선 기어(5a)로부터 링 기어(5c)로, 또한, 변속기 출력 기어(7)로부터 파이널 기어(12)로 향한다.

따라서, 상기 종래예의 도21에 도시한 바와같이, 치줄의 나사 방향과 구동, 종동의 관계에서 유닛 출력축(6)상의 헬리컬 기어에 발생하는 추력은 일정 변속기 출력 기어(3b)의 추력을 Fg, 변속기 출력 기어(7)의 추력을 Fo로 하면, 도2에 도시하는 바와같이, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 맞물리는 위치(3g)에 발생하는 추력(Fg)은 도면 중 우측으로 향하는 「＋」방향으로 되고, 변속기 출력 기어(7)가 맞물리는 위치(7g)에 발생하는 추력(Fo)도 도면중 우측으로 향하는 「＋」방향이 된다. 이하, 추력의 방향은 유닛 출력축(6)의 단부(6A)측으로 향하는 것을 「＋」로 하고, 단부(6B)측으로 향하는 것을 「－」로 한다.

여기서 유닛 출력축(6)에 상대 회전 자유롭게 축으로 지지된 일정 변속기 출력 기어(3b)가 맞물리는 위치(3g)에 발생하는 추력(Fg)은 기어의 피치 반경에 따른 모멘트(M1)를 유닛 출력축(6)에 부여한다.

일정 변속기 출력 기어(3b)가 부여하는 모멘트(M1)는 도2, 도3에 도시하는 바와같이 X-Y 평면과 직교하는 Z축 주위에 발생하고, 그 방향은 도2에 도시하는 바와같이, 반시계방향으로 된다.

한편, 유닛 출력축(6)에 결합된 변속기 출력 기어(7)가 맞물리는 위치(7g)에 발생하는 추력(Fo)은 기어의 피치 반경에 따른 모멘트(M2)를 유닛 출력축(6)에 부여한다.

변속기 출력 기어(7)가 부여하는 모멘트(M2)는 도2, 도3에 도시하는 바와같이, 유닛 출력축(6)과 구동축(11a)을 연결하는 선과 직교하는 축 주위에 발생하고, 이 모멘트(M2) 중, X-Y 평면상에 투영되는 분력(M2’)이 도2에 도시하는 바와같이, 반시계방향의 모멘트(M2’)로 되어 유닛 출력축(6)에 작용한다.

한편, 유닛 출력축(6)과 유닛 입력축(1a)은 체인(40)을 통하여 무단 변속기(2)와 연결되어 있고, 체인(40)의 장력(Fc)이 도2, 도3에 도시하는 바와같이, 유닛 입력축(1a)으로 향해 가해진다.

따라서, 도4에 도시하는 바와같이, 양단(6A, 6B)이 베어링 유닛(15) 및 베어링(16)으로 지지된 유닛 출력축(6)은, 유닛 출력축(6)과 유닛 입력축(1a)을 통과하는 X-Y 평면에 있어서, 체인(40)의 장력(Fc)에 의해 유닛 입력축(1a)측으로 굽혀지는데, 헬리컬 기어로 구성된 일정 변속기 출력 기어(3b)와 변속기 출력 기어(7)가 발생하는 추력(Fg, Fo)에 따른 모멘트(M1, M2’)가 장력(Fc)에 의한 굽힘 응력을 부정하는 방향으로 작용하게 된다.

장력(Fc)에 의한 구부러짐이 도면 중 6”과 같이 유닛 출력축(6)을 휘게하면, 일정 변속기 출력 기어(3b)와 변속기 출력 기어(7)가 발생하는 모멘트(M1, M2’)에 의해 유닛 출력축(6)의 변형은 도면 중 6’과 같이 저감되며, 유닛 출력축(7)의 휨량을 저감시키고, 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

도5는 제2 실시형태를 나타내고, 상기 제1 실시형태에 나타낸 일정 변속기 출력 기어(3b)의 치줄을 왼 나사에 대신한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제1 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은 상기 제1 실시형태와 같고, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)이 마이너스 방향으로 되는 한편, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)은 플러스 방향인 채로, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 모멘트(M1)는 도면 중 시계방향으로 되어, 도면 중 반시계방향으로 되는 변속기 출력 기어(7)의 모멘트(M2’)를 부정하는 방향으로 작용한다.

이 경우에는 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐이 일정 변속기 출력 기어(3b)와 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M1, M2’)에 의해 증대하는 것을 막고, 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

도6은 제3 실시형태를 나타내고, 상기 제1 실시형태에 나타낸 변속기 출력 기어(7)의 치줄을 오른 나사로 대신한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제1 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은 상기 제1 실시형태와 같고, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)은 플러스 방향인 채로, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)이 마이너스 방향으로 된다.

따라서, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 모멘트(M1)는 도면 중 반시계방향으로 되어, 도면 중 시계방향으로 되는 변속기 출력 기어(7)의 모멘트(M2)와 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐을 부정하는 방향으로 작용한다.

이 경우에는 장력(Fc)과 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M2’)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐이 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 모멘트(M1)에 의해 증대하는 것을 막고, 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

도7, 도8은 제4 실시형태를 나타내고, 상기 제1 실시형태에 나타낸 유닛 출력축(6)에서 유닛 입력축(1a) 및 구동축(11a)의 축선을 각각 연결하는 선이 이루는 각도θ를 90°이상으로 설정하고, 또한, 상기 제1 실시형태와 마찬가지로, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 치줄을 오른 나사, 변속기 출력 기어(7)의 치줄을 왼 나사로 설정한 것이다.

각 축의 회전방향은 상기 제1 실시형태와 같고, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)은 플러스 방향인 채로, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)도 플러스 방향 그대로 된다.

그러나, 변속기 출력 기어(7)와 파이널 기어(12)가 맞물리는 위치(7g)에서, 유닛 출력축(6)과 유닛 입력축(1a)의 축선을 통과하는 X-Y 평면으로 내린 수직선은 유닛 출력축(6)과 유닛 입력축(1a) 사이보다 바깥측(도8의 좌측)으로 설정되므로, 변속기 출력 기어(7)의 추력(Fo)에 의한 모멘트(M2)의 방향은 상기 제1 실시형태와 같지만, 이 모멘트(M2) 중, X-Y 평면상에 투영된 분력(M2’)은 도7에 도시하는 바와같이 시계방향으로 되어 유닛 출력축(6)에 작용한다.

한편, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 추력(Fg)에 의해 발생하는 모멘트(M1)는 상기 제1 실시형태와 같고, 도7에서 반시계방향으로 되어 변속기 출력 기어(7)의 모멘트(M2’)와 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐을 부정하는 방향으로 작용한다.

이 경우에는 체인(40)의 장력(Fc)과 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M2’)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐이 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 모멘트(M1)에 의해 증대하는 것을 막고, 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

도9는 제5 실시형태를 나타내고, 상기 도7의 제4 실시형태에 나타낸 변속기 출력 기어(7)의 치줄을 오른 나사로 한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제4 실시형태와 같다.

따라서, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 추력(Fg)에 의한 모멘트(M1)와, 변속기 출력 기어(7)의 추력(Fo)에 의한 모멘트(M2’)의 방향은 반시계방향으로 되고, 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐을 부정하는 방향으로 작용한다.

이 경우에는 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐을 일정 변속기 출력 기어(3b) 및 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M1, M2’)에 의해 부정할 수 있고, 유닛 출력축(6)의 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막고, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

도10은 제6 실시형태를 나타내고, 상기 도7의 제4 실시형태에 나타낸 일정 변속기 출력 기어(3b)의 치줄을 왼 나사, 변속기 출력 기어(7)의 치줄을 오른 나사로 한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제4 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은 상기 제1 실시형태와 같고, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)은 마이너스 방향으로 되고, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)도 마이너스 방향으로 된다.

따라서, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 추력(Fg)에 의한 모멘트(M1)는 도면 중 반시계방향으로 작용하고, 변속기 출력 기어(7)의 추력(Fo)에 의한 모멘트(M2’)의 방향은 시계방향으로 되어 유닛 출력축(6)에 작용한다.

이 경우에는 일정 변속기 출력 기어(3b) 및 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M1, M2’)를 상호 부정함으로써, 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐 증대를 억제할 수 있고, 유닛 출력축(6)의 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막고, 이들 베어링의 프리쿠션의 증대를 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

도11, 도12는 제7 실시형태를 나타내고, 상기 제1 실시형태에 나타낸 유닛 출력축(6)에서 유닛 입력축(1a) 및 구동축(11a)의 회전방향을 각각 반전시킴과 동시에, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 치줄을 왼 나사로 한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제1 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은, 일정 변속기(3)의 기어(3a)측에서 무단 변속기(2)를 본 경우의 유닛 입력축(1a, 1b)의 회전방향을 반시계방향으로 하면, 일정 변속기 출력 기어(3b)는 반전하여 시계방향으로 되어 캐리어(5b)를 공회전시킨다. 이하, 각 축의 회전방향은 도12에 도시하는 바와같이, 도11의 우측 측면에서 본 회전방향으로 하면, 유닛 입력축(1b)으로부터 엔진의 토크를 받는 환상형 무단 변속기(2)에서는 입력 디스크(21)와 출력 디스크(22)의 회전방향이 반대로 되므로, 출력 스프로켓(2a)은 시계방향으로 회전하며, 체인(40)을 통하여 연결된 스프로켓(4a)도시계방향으로 회전하고, 선 기어(5a)도 시계방향으로 회전한다.

여기서, 차량의 전진방향을 파이널 기어(12)의 반시계방향으로 하면, 유닛 출력축(6) 및 링 기어(5c)의 회전방향은 시계방향으로 된다.

헬리컬 기어로 구성되는 일정 변속기(3)와 변속기 출력 기어(7)의 치줄의 나사 나사 방향은 일정 변속기 출력 기어(3b)가 왼 나사, 변속기 출력 기어(7)가 왼 나사로 설정되고, 유닛 입력축(1a)의 기어(3a)와 파이널 기어(12)는 오른 나사으로 된다.

여기서 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)은 플러스 방향으로 되고, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)은 마이너스 방향으로 된다.

따라서, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 추력(Fg)에 의한 모멘트(M1)는 도면 중 반시계방향으로 작용하는 한편, 변속기 출력 기어(7)의 추력(Fo)에 의한 모멘트(M2’)의 방향은 시계방향으로 되어 유닛 출력축(6)에 작용한다.

이 경우에는 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 모멘트(M1)에 의해, 유닛 출력축(6)에 가해지는 시계방향의 모멘트(M2’)와 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐을 억제할 수 있고, 유닛 출력축(6)의 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션의 증대를 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 막을 수 있다.

도13은 제8 실시형태를 나타내고, 상기 제1 실시형태에 나타낸 일정 변속기 출력 기어(3b)의 치줄을 오른 나사로, 변속기 출력 기어(7)의 치줄을 오른 나사로 대신한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제7 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은 상기 제7 실시형태와 같고, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)이 마이너스 방향으로 되는 한편, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)은 플러스 방향으로 된다.

따라서, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 모멘트(M1)는 도면중 시계방향으로 되는 한편, 변속기 출력 기어(7)의 모멘트(M2’)는 도면 중 반시계방향으로 되고, 상호 부정하는 방향으로 작용한다.

이 경우에는 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐이 일정 변속기 출력 기어(3b)와 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M1, M2’)에 의해 증대하는 것을 막고, 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

도14는 제9 실시형태를 나타내고, 상기 제7 실시형태에 나타낸 변속기 출력 기어(7)의 치줄을 오른 나사로 대신한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제1 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은 상기 제7 실시형태와 같고, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)은 플러스 방향인 채로, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)도 플러스 방향으로 된다.

따라서, 양단(6A, 6B)이 베어링 유닛(15) 및 베어링(16)으로 지지된 유닛 출력축(6)은 체인(40)의 장력(Fc)에 의해 유닛 입력축(1a)측으로 구부러지는데, 헬리컬 기어로 구성된 일정 변속기 출력 기어(3b)와 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는추력(Fg, Fo)에 따른 모멘트(M1, M2’)가 장력(Fc)에 의한 굽힘 응력을 부정하는 방향으로 작용하게 된다.

일정 변속기 출력 기어(3b)와 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M1, M2)에 의해 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 구부러짐이 저감되고, 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저감되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

도15는 제10 실시형태를 나타내고, 상기 제4 실시형태에 나타낸 유닛 출력축(6)에서 유닛 입력축(1a) 및 구동축(11a)의 회전방향을 각각 반전시킨 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제4 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은 일정 변속기(3)의 기어(3a)측에서 무단 변속기(2)를 본 경우의 유닛 입력축(1a, 1b)의 회전방향을 반시계방향으로 하면, 일정 변속기 출력 기어(3b)는 반전하여 시계방향으로 되어 캐리어(5b)를 공회전시킨다.

유닛 입력축(1b)으로부터 엔진의 토크를 받는 환상형 무단 변속기(2)에서는 입력 디스크(21)와 출력 디스크(22)의 회전방향이 반대로 되므로, 출력 스프로켓(2a)은 시계방향으로 회전하고, 체인(40)을 통하여 연결된 스프로켓(4a)도 시계방향으로 회전하며, 선 기어(5a)도 시계방향으로 회전한다.

헬리컬 기어로 구성되는 일정 변속기(3)와 변속기 출력 기어(7)의 치줄의 나사 방향은 일정 변속기 출력 기어(3b)가 오른 나사, 변속기 출력 기어(7)가 왼 나사로 설정되므로, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)은 마이너스 방향으로 되고, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)도 마이너스 방향으로 된다.

이 경우에는 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐을 일정 변속기 출력 기어(3b) 및 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M1, M2’)에 의해 부정할 수 있고, 유닛 출력축(6)의 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

도17은 제12 실시형태를 나타내고, 상기 제10 실시형태에 나타낸 일정 변속기 출력 기어(3b)의 치줄을 왼 나사, 변속기 출력 기어(7)의 치줄을 오른 나사로 한 것으로, 그 이외의 구성은 상기 제10 실시형태와 같다.

각 축의 회전방향은 상기 제10 실시형태와 같고, 일정 변속기 출력 기어(3b)가 발생시키는 추력(Fg)은 플러스 방향으로 되고, 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 추력(Fo)도 플러스 방향으로 된다.

따라서, 일정 변속기 출력 기어(3b)의 추력(Fg)에 의한 모멘트(M1)는 반시계방향으로 되고, 변속기 출력 기어(7)의 추력(Fo)에 의한 모멘트(M2’)의 방향은 반시계방향으로 되어 상호 부정하는 방향으로 작용한다.

이 경우에는 일정 변속기 출력 기어(3b) 및 변속기 출력 기어(7)가 발생시키는 모멘트(M1, M2’)를 상호 부정함으로써, 체인(40)의 장력(Fc)에 의한 유닛 출력축(6)의 구부러짐 증대를 억제할 수 있고, 유닛 출력축(6)의 양단(6A, 6B)의 베어링(베어링 유닛(15), 베어링(16))의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션의 증대를 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 막을 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서, 동력 순환 모드 클러치(9)의 배치위치를 일정 변속기 출력 기어(3b)와 캐리어(5b)의 사이에 배치한 일예를 도시했는데, 동력 순환 모드 클러치(9)는 유닛 입력축(1a)으로부터 유닛 출력축(6)의 변속기 출력 기어(7)까지 사이의 임의의 위치에 배치할 수 있고, 예를들면, 도18에 도시하는 바와같이, 링 기어(5c)와 유닛 출력축(6) 사이에 배치하거나 도19에 도시하는 바와같이 유닛 입력축(1a)과 일정 변속기(3)의 기어(3a) 사이에 배치하거나, 혹은 도20에 도시하는 바와같이, 선 기어(5a)에 연결된 무단 변속기 출력축(4)의 도중에 끼워져도 되고, 이들 배치위치에서는 상기 실시형태와 같은 값으로 된다.

제1 발명은 변속비 무한대의 무단 변속기의 동력 순환 모드에서는 무단 변속기와 일정 변속기의 변속비의 차, 즉, 유성 기어 기구의 선 기어와 캐리어의 회전수(공회전수)의 차에 따라 유닛 출력축이 구동되며, 중심위치를 포함하여 전진에서 후퇴까지 연속적으로 변속을 행하고, 엔진으로부터의 토크의 전달은 일정 변속기에서는 유닛 입력축측으로부터 유닛 출력축의 기어로 향하고, 무단 변속기에서는 체인을 통하여 유성 기어 기구의 선 기어로, 또한 전동 수단에서는 유닛 출력축의 기어로부터 차동장치로 향한다.

그리고 유닛 출력축에는 일정 변속기의 출력측 기어, 전동수단의 구동측 기어가 배치되고, 이들 각 기어가 헬리컬 기어로 구성되므로, 토크의 전달에 따라 추력이 발생하고, 이들 추력에 의해 각 기어로부터 굽힘 모멘트가 유닛 출력축에 작용하는 한편, 무단변속기와 유닛 출력축을 연결하는 체인의 장력에 의해 유닛 출력축은 유닛 출력축측을 향해 휘어진다. 여기서, 일정 변속기 및 전동수단을 헬리컬 기어로 구성하고, 이들 헬리컬 기어의 치줄을 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐을 억제하도록 설정함으로써, 헬리컬 기어가 유닛 출력축에 부여하는 굽힘 모멘트에 의해 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 휨을 억제할 수 있고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성을 확보함과 동시에, 베어링의 프리쿠션을 저감함으로써 변속비 무한대의 무단 변속기의 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제2 발명은 유닛 출력축에 설치된 일정 변속기 및 전동 수단의 헬리컬 기어 중 적어도 한쪽 치줄을 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐을 억제하는 방향으로 굽힘 모멘트가 발생하도록 설정함으로써, 헬리컬 기어가 발생시키는 추력에 따른 굽힘 모멘트의 방향을 이용하여 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 휨을 저감시킬 수 있다.

또한, 제3 발명은 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정하고, 동력 순환 모드의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 한 경우, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정하며, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트는 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 휨을 저감시키는 방향으로 작용하고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제4 발명은 각 축의 배치와 회전방향을 상기 제3 발명과 같게 설정하고, 일정 변속기가 왼 나사, 전동 수단이 왼 나사로 되도록 함으로써, 일정 변속기의 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트와, 전동 수단이 발생시키는 굽힘 모멘트가 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대되는 것을 막아 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제5 발명은 각 축의 배치와 회전방향을 상기 제3 발명과 같게 설정하고, 일정 변속기가 오른 나사, 전동 수단이 오른 나사로 되도록 함으로써, 일정 변속기의 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트와, 전동 수단이 발생시키는 굽힘 모멘트가 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대되는 것을 막아 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며,이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제6 발명은 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정하고, 동력 순환 모드의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 한 경우, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정하며, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트는 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대되는 것을 막아 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제7 발명은 축의 배치와 회전방향을 상기 제6 발명과 같게 설정하고, 일정 변속기가 오른 나사, 전동 수단이 오른 나사로 되도록 함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 휨을 저감시키는 방향으로 작용하고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저감되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제8 발명은 축의 배치와 회전방향을 상기 제6 발명과 같게 설정하고, 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동 수단이 오른나사로 되도록 함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대하는 것을 막고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제9 발명은 각 축의 배치를 상기 제3 발명과 같게 하고, 동력 순환 모드의 전진시에는 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동 수단이 왼 나사로 되도록 설정함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대되는 것을 막고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제10발명은 각 축의 배치 및 회전방향을 상기 제9 발명과 같게 하고, 각 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동 수단이 오른 나사로 되도록 함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로 부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대하는 믹고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제11발명은 각 축의 배치 및 회전방향을 상기 제9 발명과 같게 하고, 각 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동 수단이 오른 나사로 되도록 함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 휨을 저감시키는 방향으로 작용하고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제12 발명은 각 축의 배치를 상기 제6 발명과 같게 하고, 동력 순환 모드의 전진시에는 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대하는 것을 막고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제13 발명은 각 축의 배치 및 회전방향을 상기 제12 발명과 같게 하고, 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동 수단이 왼 나사로 되도록 설정함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 휨을 저감하는 방향으로 작용하고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션을 저감시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제14 발명은 각 축의 배치 및 회전방향을 상기 제12 발명과 같게 하고, 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정함으로써, 각 헬리컬 기어가 발생시키는 굽힘 모멘트가 상호 부정하는 방향으로 작용하고, 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 휨이 일정 변속기와 전동 수단의 헬리컬 기어로부터의 굽힘 모멘트에 의해 증대하는 것을 막고, 유닛 출력축을 지지하는 베어링의 내구성이 저하되는 것을 막으며, 이들 베어링의 프리쿠션이 증대하는 것을 억제하여 동력 전달 효율의 저하를 방지할 수 있다.

Claims

유닛 입력축에 각각 연결된 무단 변속기 및 일정 변속기와,

유닛 입력축과 평행하게 배치된 유닛 출력축에 설치됨과 동시에, 무단 변속기의 출력축에 연결된 선 기어와, 싱글 피니언으로 구성되어 일정 변속기의 출력축에 연결된 캐리어와, 유닛 출력축에 연결된 링 기어로 이루어지는 유성 기어 기구와,

상기 유닛 입력축으로부터 캐리어를 통하여 무단 변속기 출력부에 이르는 전달경로의 도중에 끼워 장착된 동력 순환 모드 클러치와,

상기 유성 기어 기구의 선 기어, 캐리어, 링 기어중 2개의 요소 사이에 끼워장착된 직결 모드 클러치와,

상기 무단 변속기로부터 상기 선 기어로 구동력을 전달하는 체인과,

전동수단을 통하여 상기 유닛 출력축과 연결된 차동장치를 구비한 변속비 무한대의 무단 변속기에 있어서,

상기 일정 변속기 및 전동수단은 각각 헬리컬 기어로 구성되고, 동력 순환 모드 클러치를 체결하는 한편, 직결 모드 클러치를 해방시킨 동력 순환 모드일 때에는 상기 일정 변속기 및 전동 수단이 발생시키는 추력에 의해 유닛 출력축에 가해지는 굽힘 모멘트의 방향이 상기 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐을 억제하도록 헬리컬 기어의 치줄을 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축에 설치된 일정 변속기 및 전동 수단의 헬리컬 기어중 적어도 하나를 체인의 장력에 의한 유닛 출력축의 구부러짐을 억제하는 방향으로 굽힘 모멘트가 발생하도록 헬리컬 기어의 치줄을 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과, 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동 수단이 왼 나사로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 반시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°미만으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 오른 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 왼 나사로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 유닛 출력축과 유닛 입력축의 축을 연결하는 선과 유닛 입력축과 차동장치의 구동축이 이루는 각도를 90°이상으로 설정함과 동시에, 유닛 출력축의 일단에 전동 수단의 헬리컬 기어를 설치하고, 차량의 전진시에는 이 전동 수단측에서 본 유닛 출력축의 회전방향을 시계방향으로 하고, 전동 수단측에서 본 유닛 출력축상의 헬리컬 기어의 치줄을, 일정 변속기가 왼 나사, 전동수단이 오른 나사로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 변속비 무한대의 무단 변속기.