KR101009308B1 - 유량 제어 밸브, 회전체 및, 벨트식 무단 변속기 - Google Patents

Abstract

유량 제어 밸브는 회전체인 주 풀리 내에 구비되고, 제 1 포트; 제 2 포트; 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 형성되고 작동 유체가 통과하는 작동 유체 채널; 상기 작동 유체 채널 내에 배열되고 상기 작동 유체 채널의 제 2 포트 측 채널로부터 제 1 포트 측 채널 쪽으로 개방되는 체크 밸브; 및 상기 체크 밸브의 제 2 포트 측에 배열되고, 상기 제 1 포트로부터 상기 제 2 포트로 작동 유체를 배출하는 경우 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하며, 상기 체크 밸브의 개도가 작을수록 상기 제 2 포트 측 채널의 채널 저항을 증가시키는 밸브 개방 제어부 (가이드 부재, 스풀, 실린더 및 구동 압력 챔버) 를 포함한다.

유량 제어 밸브, 회전체, 벨트식 무단 변속기.

Description

유량 제어 밸브, 회전체 및, 벨트식 무단 변속기{FLOW RATE REGULATION VALVE, ROTATING BODY, AND BELT-TYPE STEPLESS TRANSMISSION}

본 발명은, 유량 제어 밸브, 이 유량 제어 밸브를 구비하는 회전체 및 이 회전체를 구비하는 벨트식 무단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로, 체크 밸브는, 일방향의 작동 유체의 흐름을 허용하고, 반대 방향의 작동 유체의 흐름을 금지한다. 반대 방향의 작동 유체의 흐름을 허용하기 위해 강제적으로 개방되는 체크 밸브들이 있다.

예를 들어, 특허 문헌 1 에 개시된 컷 밸브 (체크 밸브) 는 입력 포트와 출력 포트 사이의 스프링 수단에 의해 입력 포트 쪽으로 탄성 지지된 볼 밸브 몸체에 의해 밸브 시트의 개구를 폐쇄한다. 제어 포트의 압력에 의해 슬라이더를 통하여 돌출 부재는 출력 포트 쪽으로 이동되고, 이 이동된 돌출 부재가 볼 밸브 몸체를 밸브 시트의 개구로부터 멀어지는 방향으로 이동시키며, 이에 의해 밸브는 강제적으로 개방된다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평 7-180779 호.

발명이 해결하고자 하는 과제

강제적으로 개방될 수 있는 체크 밸브에 대하여, 강제적으로 개방했을 때에, 입력 포트로부터 출력 포트로 흐르는 작동 유체의 유량을 제어할 것이 요구된다. 구체적으로, 체크 밸브로서의 기능을 갖는 유량 제어 밸브가 요구된다. 하지만, 상기 특허 문헌 1 에 개시된 체크 밸브는, 볼 밸브 몸체를 밸브 시트의 개구로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동량이 제어 포트의 압력에 의해 제어되는 경우라도, 입력 포트와 출력 포트 사이의 차압 때문에 개도를 제어하기 어렵다는 문제점을 갖는다. 구체적으로, 밸브의 개도는 볼 밸브 몸체가 밸브 시트의 개구로부터 멀어지는 개방 초기에, 제어 포트의 압력으로 인한 이동량에 따른 밸브의 개도 이상이 될 수 있다. 따라서, 개방 초기에 작동 유체는 과배출될 수 있다.

본 발명은 상기 관점에서, 적어도 개방 초기의 작동유체의 과배출을 억제할 수 있는 유량 제어 밸브, 회전체 및 벨트식 무단 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 따른 제 1 유량 제어 밸브는, 제 1 포트; 제 2 포트; 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 형성되고, 작동 유체가 통과하는 작동 유체 채널; 상기 작동 유체 채널 내에 배열되고, 상기 작동 유체 채널의 제 2 포트 측 채널로부터 제 1 포트 측 채널 쪽으로 개방되는 체크 밸브; 및 상기 체크 밸브의 제 2 포트 측에 배열되고, 상기 제 1 포트로부터 상기 제 2 포트로 작동 유체를 배출하는 경우 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하며, 상기 체크 밸브의 개방 초기에 상기 제 2 포트 측 채널의 채널 저항을 증가시키는 밸브 개방 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 제 2 유량 제어 밸브의 발명은, 제 1 포트; 제 2 포트; 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 형성되고, 작동 유체가 통과하는 작동 유체 채널; 상기 작동 유체 채널 내에 배열되고, 상기 작동 유체 채널의 제 2 포트 측 채널로부터 제 1 포트 측 채널 쪽으로 개방되는 체크 밸브; 및 상기 체크 밸브의 제 2 포트 측에 배열되고, 상기 제 1 포트로부터 상기 제 2 포트로 작동 유체를 배출하는 경우 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하며, 상기 체크 밸브의 개도가 작을수록 상기 제 2 포트 측 채널의 채널 저항을 증가시키는 밸브 개방 제어부를 포함한다.

밸브 개방 제어부는 체크 밸브를 강제적으로 개방할 때, 체크 밸브의 개방 초기에, 또는 체크 밸브의 개도가 작을수록, 제 2 포트 측 채널의 채널 저항을 증가시켜, 작동 유체가 제 1 포트로부터 제 2 포트로 흐르기 어렵게 한다. 따라서, 체크 밸브가 개방된 직후, 즉 개방 초기에 제 1 포트로부터 제 2 포트로 배출되는 작동 유체의 배출 유량은 감소될 수 있다. 이에 따라, 개방 초기의 작동 유체의 과배출이 방지될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 있어서, 상기 유량 제어 밸브는 상기 작동 유체 채널 내에 상기 체크 밸브와 상기 밸브 개방 제어부 사이에 제 3 포트를 추가로 포함하고, 상기 제 3 포트로부터 상기 제 1 포트에 작동 유체가 공급되는 경우, 상기 체크 밸브를 개방하기 위한 압력을 갖는 작동 유체가 상기 제 3 포트로부터 공급된다.

체크 밸브를 개방하기 위한 압력을 갖는 작동 유체가 제 3 포트로부터 체크 밸브와 밸브 개방 제어부 사이에 공급되면, 체크 밸브가 개방되고, 이에 의해 제 3 포트로부터 제 1 포트에 작동 유체가 공급된다. 따라서, 1 개의 체크 밸브는 제 1 포트와 연통하는 부분에 작동 유체를 공급할 수 있고, 제 1 포트와 연통하는 부분으로부터의 작동 유체를 배출할 수 있으며, 제 1 포트와 연통하는 부분에서 작동 유체를 유지할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 있어서, 상기 밸브 개방 제어부는 상기 작동 유체 채널내에 축선 방향으로 슬라이딩 가능하도록 배열되는 스풀을 포함하고, 상기 스풀은 상기 제 1 포트 쪽으로 축선 방향으로 이동함으로써 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하고, 상기 체크 밸브의 개방 초기에 상기 스풀과 상기 제 2 포트 측 채널 사이의 채널 단면적을 감소시킨다.

바람직하게는, 본 발명에 있어서, 상기 밸브 개방 제어부는 상기 작동 유체 채널 내에서 축선 방향으로 슬라이딩 가능하도록 배열되는 스풀을 포함하고, 상기 스풀은 상기 제 1 포트 쪽으로 축선 방향으로 이동함으로써 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하고, 이동량이 작을수록 상기 스풀과 상기 제 2 포트 측 채널 사이의 채널 단면적을 감소시킨다.

스풀은 체크 밸브를 강제적으로 개방하도록 제 1 포트 쪽으로 축선 방향으로 이동한다. 또한, 이 스풀에 의한 체크 밸브의 개방 초기 또는 스풀의 이동량이 작을수록, 이 스풀과 제 2 포트 측 채널 사이의 채널 단면적이 감소하여, 작동 유체가 제 1 포트로부터 제 2 포트로 흐르기 어렵게 한다. 따라서, 체크 밸브의 개방 직후, 즉 밸브 개방 초기에 스풀은 제 1 포트로부터 제 2 포트로 배출되는 작동 유체의 배출 유량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 개방 초기의 작동 유체의 과배출이 억제될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 있어서, 상기 스풀은 상기 작동 유체 채널과 동일 축선 상에 배열된다.

제 1 포트로부터 제 2 포트로 스풀을 통하여 배출되는 작동 유체가 통과하는 유선은 직선화될 수 있다. 따라서, 제 1 포트로부터 제 2 포트로 스풀을 통하여 작동 유체를 배출할 때의 채널 저항은 감소될 수 있다. 또한, 스풀에 의해 제 1 포트로부터 제 2 포트로 배출되는 작동 유체의 배출 유량 제어의 응답성이 향상될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 유량 제어 밸브에 있어서, 상기 스풀은 상기 체크 밸브와 대향하는 부분에서 테이퍼 형상을 갖는다.

스풀이 테이퍼 형상을 갖기 때문에, 작동 유체가 통과하는 유선에 대한 작동 유체와 스풀과의 충돌에 의한 영향은 감소될 수 있다. 따라서, 스풀에 의해 제 1 포트로부터 제 2 포트로 배출되는 작동 유체의 배출 유량 제어의 응답성은 더욱 향상될 수 있다. 스풀에 작용하는 동압 (dynamic pressure) 이 감소되기 때문에, 스풀의 축선 방향 위치 제어가 용이해질 수 있다.

볼 발명에 따른 제 1 회전체는 전술한 유량 제어 밸브를 갖고, 상기 체크 밸브는 밸브 시트, 이 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 개방되는 밸브 몸체, 및 상기 밸브 몸체가 상기 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 직경 방향 외측을 향해 상기 회전체의 이동을 조절하는 조절부를 포함한다.

조절부는 유량 제어 밸브가 구비된 회전체의 회전으로 인하여, 밸브 몸체에 이 회전체의 직경 방향 외측의 원심력이 작용하는 경우라도, 밸브 몸체가 회전체의 직경 방향 외측으로 이동하는 것을 조절한다. 따라서, 회전체를 회전시킬 때, 밸브 몸체와 밸브 시트 사이의 축선 방향 위치 관계가 유지될 수 있다. 특히, 체크 밸브의 개방 상태로부터 폐쇄 상태에서의 밸브 몸체의 거동이 안정화될 수 있고, 이에 의해 체크 밸브의 폐쇄 상태까지의 응답성은 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 제 2 회전체는 전술한 유량 제어 밸브를 갖고, 상기 유량 제어 밸브의 길이 방향은 상기 회전체의 축선 방향에 대해 비틀린 위치에 있다.

회전체의 축선 방향 길이에 대한 유량 제어 밸브의 영향은 감소될 수 있다. 따라서, 회전체의 축선 방향 길이의 증가는 억제될 수 있고, 회전체는 소형화될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 회전체에 있어서, 상기 밸브 개방 제어부는 공급된 상기 작동 유체의 압력에 의해 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하는 구동 압력 챔버를 갖고, 상기 구동 압력 챔버의 회전 반경은 상기 작동 유체가 존재하는 다른 부분의 회전 반경보다 크다.

구동 압력 챔버의 회전 반경은 작동 유체가 존재하는 다른 부분의 회전 반경보다 크기 때문에, 구동 압력 챔버에 작용하는 원심 유압은 작동 유체가 존재하는 다른 부분의 원심 유압보다 커진다. 이에 따라, 밸브 개방 제어부가 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방 할 때, 구동 압력 챔버의 압력은 감소될 수 있다. 이러한 점에 의해, 구동 압력 챔버에 작동 유체를 공급하는 유체 펌프의 동력 손실의 증가가 억제될 수 있다.

본 발명에 따른 벨트식 무단 변속기는, 서로 평행하게 배열되어 있고, 구동원으로부터의 구동력이 어느 하나에 전달되는 2 개의 풀리 축, 이 2개의 풀리 축 상으로 각각 축선 방향으로 슬라이딩하는 2 개의 가동 시브, 이 2 개의 가동 시브에 각각 축선 방향으로 대향하는 2 개의 고정 시브를 갖는 2 개의 풀리; 상기 2 개의 풀리 중 하나에 전달된 상기 구동원으로부터의 구동력을 다른 하나의 풀리에 전달하는 벨트; 및 상기 가동 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 위치 결정 유압 챔버를 포함하고, 전술한 회전체는 상기 2 개의 풀리 축의 어느 하나가 된다.

상기 유량 제어 밸브를 갖는 상기 회전체는 벨트식 무단 변속기에 사용된다. 따라서, 벨트식 무단 변속기에 있어서 상기 회전체의 효과가 제공될 수 있다.

바람직하게는, 벨트식 무단 변속기에 있어서, 상기 제 1 포트는 상기 위치 결정 유압 챔버와 연통되어 있다.

위치 결정 유압 챔버로부터 작동 유체가 배출될 때, 체크 밸브의 개방 초기의 작동 유체의 과배출은 억제될 수 있다. 또한, 1 개의 체크 밸브가 제 1 포트를 통하여 위치 결정 유압 챔버에 작동 유체를 공급할 수 있고, 제 1 포트를 통하여 위치 결정 유압 챔버로부터 작동 유체를 배출할 수 있으며, 위치 결정 유압 챔버에서 작동 유체를 유지할 수 있다.

발명의 효과

본 발명에 따른 유량 제어 밸브, 회전체 및 벨트식 무단 변속기는 밸브 개방 초기의 작동 유체의 과배출을 억제 할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1 은 본 발명에 따른 벨트식 무단 변속기의 골격을 나타내는 도.

도 2 는 주 풀리 (primary pulley) 의 주요 부분의 단면도.

도 3 은 주 풀리의 주요부의 단면도 (도 2 의 I-I 단면도).

도 4 는 유량 제어 밸브의 구성예를 나타내는 도.

도 5a 은 토크 캠을 나타내는 도.

도 5b 는 토크 캠의 작동을 설명하는 도.

도 6 은 기어비 변경 시의 벨트식 무단 변속기의 동작을 설명하는 도.

도 7 은 기어비 변경 시의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도.

도 8 은 기어비 변경 시의 벨트식 무단 변속기의 동작을 설명하는 도.

도 9a 는 기어비 변경 시의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도.

도 9b 는 기어비 변경 시의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도.

도 9c 는 기어비 변경 시의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도.

도 10 은 채널 단면적과 스풀 이동량과의 관계를 나타내는 도.

도 11 은 배출 유량과 스풀 이동량과의 관계를 나타내는 도.

도 12 는 주 풀리의 다른 주요부의 단면도.

도 13a 는 유량 제어 밸브의 또 다른 구성예를 나타내는 도.

도 13b 는 도 13a 의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도.

도 13c 는 도 13a 의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도.

도 14a 는 유량 제어 밸브의 또 다른 구성예를 나타내는 도.

도 14b 는 도 14a 의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 벨트식 무단 변속기 10 내연기관 (구동원)

20 트랜스액슬 30 토크 변환기

40 전진/후진 전환 기구 50 주 풀리

51 주 풀리 축 51a, 51b 작동유 채널

51c, 51d 연통 채널 51e 스플라인

52 주 고정 시브 53 주 가동 시브

53a 원통부 53b 환형부

53c 스플라인 53d 돌출부

54 주 격벽 54a 연통 채널

54b 연통 채널

55 주 유압 챔버 (위치 결정 유압 챔버)

56 작동 유체 공급 축 56a 작동유 채널

56b 연통 구멍 60 제 ２ 풀리

70 유량 제어 밸브 71 제 1 포트

72 제 2 포트 73 작동 유체 채널

73a 제 1 포트 측 채널 73b 제 2 포트 측 채널

73c 단차부 73d 리세스

73e 폐쇄 부재 73f 잠금 부재

74 체크 밸브 74a 밸브 몸체

74b 밸브 시트 74c 탄성 부재

74d 테이퍼 면 75 가이드 부재

75a 가이드 측 테이퍼 면 75b 연통부

75c 연통부 76 스풀

76a 본체부 76b 돌출부

76c 폭이 좁은 부분 (narrow portion)

77 실린더 77a 단차부

77b 탄성 부재 78 제 3 포트

79 구동 압력 챔버 80 최종 감속기

90 동력 전달 경로 100 벨트

110 바퀴 120 작동유 공급 제어 장치

T1~T5 공간부

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 하기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 하기 실시형태에서의 구성요소는 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것 또는 이와 실질적으로 동일한 것을 포함한다. 여기서, 하기의 실시형태에서의 벨트식 무단 변속기에 전달되는 구동력을 발생하는 구동원으로서 내연기관 (가솔린 엔진, 디젤 엔진, LPG 엔진 등) 이 사용되지만, 본 발명은 그에 한정되는 것은 아니다. 모터와 같은 전동기가 구동원으로 이용 될 수도 있다.

하기 실시형태에서는, 주 풀리가 유량 제어 밸브를 갖는 회전체로 한정되고, 주 가동 시브를 주 고정 시브 측에 가압하는 유압 챔버가 위치 결정 유압 챔버로 한정된다. 하지만, 제 ２ 풀리는 회전체, 제 ２ 풀리의 부 가동 시브를 부 고정 시브 측에 가압하는 유압 챔버가 위치 결정 유압 챔버로 사용될 수도 있다.

실시형태

도 1 은 본 발명에 따른 벨트식 무단 변속기의 골격을 나타내는 도면이다. 도 2 는 주 풀리의 주요부의 단면도이다. 도 3 은 도 2 의 I-I 단면도이다. 도 4 는 유량 제어 밸브의 구성예를 나타낸다. 도 5a 는 토크 캠을 나타낸다. 도 5b 는 토크 캠의 동작을 설명한다. 도 6 은 기어비 변경 시의 벨트식 무단 변속기의 동작을 설명한다. 도 7 은 기어비 변경 시의 유량 제어 밸브의 동작을 설명한다. 도 8 은 기어비 변경 시의 벨트식 무단 변속기의 동작을 설명한다. 도 9a 내지 도 9c 는 기어비 변경 시의 유량 제어 밸브의 동작을 설명한다. 도 10 은 채널 단면적과 스풀 이동량 사이의 관계를 나타낸다. 도 11 은 배출 유량과 스풀 이동량 사이의 관계를 나타낸다. 도 12 는 주 풀리의 다른 주요부의 단면도이다. 도 13a 내지 도 13c 는 유량 제어 밸브의 다른 구성예를 나타낸다. 도 14a 내지 도 14b 는 유량 제어 밸브의 동작을 설명한다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, 내연기관 (10) 의 출력 측에는 트랜스액슬 (20)이 배열되어 있다. 트랜스액슬 (20) 은 트랜스액슬 하우징 (21), 이 트랜스액슬 하우징 (21) 에 장착된 트랜스액슬 케이스 (22) 및 이 트랜스액슬 케이스 (22) 에 부착된 트랜스액슬 후방 커버 (23) 로 구성되어 있다.

트랜스액슬 하우징 (21) 의 내부에는 토크 변환기 (30) 가 수납된다. 한편, 트랜스액슬 케이스 (22) 및 트랜스액슬 후방 커버 (23) 로 구성된 트랜스액슬 케이스 내부에는, 본 발명에 따른 벨트식 무단 변속기 (1) 를 구성하는 2 개의 풀리인 주 풀리 (50) 및 제 ２ 풀리 (60), 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55), 부 유압 챔버 (64), 본 발명에 따른 유량 제어 밸브 (70), 및 벨트 (100) 가 수납된다. 도면부호 "40" 은 전진/후진 전환 기구, "80" 은 휠 (110) 에 내연기관 (10) 의 구동력을 전달하는 최종 감속기, "90" 은 동력 전달 경로, 그리고 도면부호 "120" 은 작동유 공급 제어 장치 (도 3, 6 및 8 참조) 를 나타낸다.

시동 기구인 토크 변환기 (30) 는 도 1 에 나타낸 바와 같이, 구동원으로부터의 구동력, 즉 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 그대로 또는 증가된 상태로 벨트식 무단 변속기 (1) 에 전달한다. 이 토크 변환기 (30) 는 적어도 펌프 (펌프 임펠러) (31), 터빈 (터빈 임펠러) (32), 고정자 (33), 락업 클러치 (34) 및 댐퍼 기어 (35) 로 구성된다.

펌프 (31) 는 내연기관 (10) 의 크랭크축 (11) 과 동일한 축선 주위로 회전 가능한 중공축 (36) 에 장착된다. 구체적으로, 펌프 (31) 는 중공축 (36) 과 함께, 크랭크축 (11) 과 동일한 축선 주위로 회전 가능하다. 펌프 (31) 는 전방 덮개 (37) 에 접속되어 있다. 이 전방 덮개 (37) 는 내연기관 (10) 의 구동 플레이트 (12) 를 통하여 크랭크축 (11) 에 연결된다.

터빈 (32) 은 상기 펌프 (31) 와 대향하도록 배열되어 있다. 이 터빈 (32) 은 상기 중공축 (36) 내부에 배열되어 크랭크축 (11) 과 동일한 축선 주위로 회전 가능한 입력 축 (38) 에 장착된다. 구체적으로, 터빈 (32) 은 입력 축 (38) 과 함께 크랭크축 (11) 과 동일한 축선 주위로 회전 가능하다.

펌프 (31) 와 터빈 (32) 사이에는, 일방 (one-way) 클러치 (39) 를 경유하여 고정자 (33) 가 배열되어 있다. 이 일방향 클러치 (39) 는 상기 트랜스액슬 하우징 (21) 에 고정되어 있다. 터빈 (32) 과 전방 덮개 (37) 사이에는 락업 클러치 (34) 가 배열되어 있고, 이 락업 클러치 (34) 는, 댐퍼 기어 (35) 를 통하여 입력 축 (38) 에 연결되어 있다. 상기 펌프 (31) 및 전방 덮개 (37) 로 구성된 케이싱에는, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 작동 유체로서 작동유가 공급된다.

토크 변환기 (30) 의 동작에 대해 설명하기로 한다. 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 크랭크축 (11) 으로부터 구동 플레이트 (12) 를 통하여 전방 덮개 (37) 에 전달된다. 락업 클러치 (34) 가 댐퍼 기어 (35) 에 의해 해제되는 경우, 전방 덮개 (37) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 펌프 (31) 에 전달되어, 이 펌프 (31) 와 터빈 (32) 사이를 순환하는 작동유를 통하여 터빈 (32) 에 전달된다. 터빈 (32) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 입력 축 (38) 에 전달된다. 구체적으로, 토크 변환기 (30) 는 입력 축 (38) 을 통하여 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 증가시키고 후술하는 벨트식 무단 변속기 (1) 중 어느 하나에 전달한다. 이 경우, 미리 정해진 토크 특성을 얻도록, 펌프 (31) 와 터빈 (32) 사이를 순환하는 작동유의 흐름은 고정자 (33) 에 의해 변화될 수 있다.

한편, 상기 락업 클러치 (lock-up clutch) (34) 가 댐퍼 기어 (35) 에 의해 고정 (전방 덮개 (37) 와 체결) 되는 경우에는, 전방 덮개 (37) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 작동유를 통하지 않고 직접 입력 축 (38) 에 전달된다. 구체적으로, 토크 변환기 (30) 는 입력 축 (38) 을 통하여 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 그대로 후술하는 벨트식 무단 변속기 (1) 에 전달한다.

토크 변환기 (30) 와 후술하는 전진/후진 전환 기구 (40) 사이에는 오일 펌프 (122) 가 형성되어 있다. 이 오일펌프 (122) 는 회전체 (122a), 허브 (122b) 및 본체 (122c) 로 구성된다. 오일 펌프 (122) 는 회전체 (122a) 에 의해 원통 형상의 허브 (122b) 를 통하여 상기 펌프 (31) 에 연결된다. 본체 (122c) 는 상기 트랜스액슬 케이스 (22) 에 고정된다. 허브 (122b) 는 상기 중공축 (36) 에 스플라인 결합되어 있다. 따라서, 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크가 펌프 (31) 를 통하여 회전체 (122) 에 전달되므로, 오일 펌프 (122) 는 구동될 수 있다.

전진/후진 전환 기구 (40) 는 도 1 에 나타낸 바와 같이, 토크 변환기 (30) 를 통하여 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 후술하는 어느 하나의 벨트식 무단 변속기 (1) 의 주 풀리 (50) 에 전달한다. 이 전진/후진 전환 기구 (40) 는 적어도 유성 기어 장치 (41), 전방 클러치 (42) 및 리버스 브레이크 (43) 로 구성된다.

유성 기어 장치 (41) 는 태양 기어 (44), 피니언 (45) 및 링 기어 (46) 로 구성된다.

태양 기어 (44) 는 도시되지 않은 연결 부재에 스플라인 결합된다. 연결 부재는 후술하는 주 풀리 (50) 의 주 풀리 축 (51) 에 스플라인 결합된다. 따라서, 태양 기어 (44) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 주 풀리 축 (51) 에 전달된다.

피니언 (45) 은 태양 기어 (44) 와 맞물리며, 태양 기어 (44) 주위에는 복수개 (예컨대 3개) 의 피니언이 배열된다. 각 피니언 (45) 은 태양 기어 (44) 주위로 공전 가능하게 일체로 지지하는 전환용 캐리어 (changeover carrier) (47) 에 의해 유지된다. 전환용 캐리어 (47) 는 그 외주 단부에서 리버스 브레이크 (43) 에 연결된다.

링 기어 (46) 는 전환용 캐리어 (47) 에 의해 유지되는 각 피니언 (45) 과 맞물리고, 전방 클러치 (42) 를 통하여 토크 변환기 (30) 의 입력 축 (38) 에 연결된다.

전방 클러치 (42) 는 도시되지 않은 작동유 공급 제어 장치로부터 입력 축 (38) 의 도시되지 않은 중공부에 공급되는 작동유에 의해 ON/OFF 제어된다. 전방 클러치 (42) 가 OFF 이면, 입력 축 (38) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 링 기어 (46) 에 전달된다. 한편, 전방 클러치 (42) 가 ON 이면, 링 기어 (46), 태양 기어 (44) 및 각 피니언 (45) 은 서로 상대 회전하지 않아, 입력 축 (38) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크가 직접 태양 기어 (44) 에 전달된다.

리버스 브레이크 (43) 는 도시되지 않은 작동유 공급 제어 장치로부터 작동유가 공급되는 브레이크 피스톤 (도시 생략) 에 의해 ON/OFF 제어된다. 리버스 브레이크 (43) 가 ON 이면, 전환용 캐리어 (47) 는 트랜스액슬 케이스 (22) 에 고정되어, 각 피니언 (45) 은 태양 기어 (44) 주위를 공전할 수 없다. 리버스 브레이크 (43) 가 OFF 이면, 전환용 캐리어 (47) 는 해제되어 각 피니언 (45) 은 태양 기어 (44) 주위를 공전할 수 있게 된다.

벨트식 무단 변속기 (1) 의 주 풀리 (50) 는 전진/후진 전환 기구 (40) 를 통하여 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 후술하는 벨트 (100) 에 의해 제 ２ 풀리 (60) 에 전달한다. 도 1 내지 3 에 나타낸 바와 같이, 주 풀리 (50) 는 주 풀리 축 (51), 주 고정 시브 (52), 주 가동 시브 (53), 주 격벽 (54), 및 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 로 구성된다.

주 풀리 축 (51) 은 베어링 (101, 102) 에 의해 회전 가능하게 지지된다. 주 풀리 축 (51) 은 중공축이며, 도시되지 않은 중공부에 작동유 채널 (56a) 이 형성된 작동 유체 공급 축 (56) 이 배열된다. 주 풀리 축 (51) 과 작동 유체 공급 축 (56) 사이의 부분은 시일 링과 같은 시일 부재 (S) 에 의해 작동유 채널 (51a, 51b) 로 분할된다. 작동유 채널 (51a) 에는 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 주 유압 챔버 (55) 에 공급되는 작동유가 유입된다. 작동유 채널 (51b) 에는, 작동유 채널 (56a) 및 연통 구멍 (56b) 을 통하여, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 후술하는 구동 압력 챔버 (79) 에 공급되는 작동유가 유입된다.

주 풀리 축 (51) 은 작동유 채널 (51a) 로 유입하는 작동유를 주 가동 시브 (53) 와 주 풀리 축 (51) 사이에 형성된 공간부 (T1) 로 유입하는 연통 채널 (51c) 을 갖는다. 주 풀리 축 (51) 은 또한, 작동유 채널 (51b) 로 유입하는 작동유를 주 격벽 (54) 과 주 풀리 축 (51) 사이에 형성된 공간부 (T2) 로 유입하는 연통 채널 (51d) 이 형성되어 있다.

주 고정 시브 (52) 는 주 풀리 축 (51) 과 함께 회전하도록 주 가동 시브 (53) 와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 구체적으로, 주 고정 시브 (52) 는 주 풀리 축 (51) 의 외주로부터 직경 방향으로 외측으로 돌출하는 환형부로서 형성된다. 특히 본 실시형태에서, 주 고정 시브 (52) 는 주 풀리 축 (51) 의 외주에 일체적으로 형성되어 있다.

주 가동 시브 (53) 는 원통부 (53a) 및 환형부 (53b) 로 구성된다. 주 가동 시브 (53) 에는 환형부 (53b) 의 외주 단부의 근방에서 축선 방향의 다른 방향으로 돌출, 즉 주 격벽 측으로 돌출하는 환형 돌출부 (53d) 가 형성되어 있다. 원통부 (53a) 는 주 풀리 축 (51) 의 축선과 동일 축선 주위로 형성되어 있다. 환형부 (53b) 는 이 원통부 (53a) 의 주 고정 시브 측의 단부로부터 직경 방향 으로 외측으로 돌출하도록 형성되어 있다. 주 가동 시브 (53) 는 원통부 (53a) 의 내주면에 형성된 스플라인 (53c) 과 주 풀리 축 (51) 의 외주면에 형성된 스플라인 (51e) 사이의 스플라인 결합에 의해, 주 풀리 축 (51) 의 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지된다. 주 고정 시브 (52) 및 주 가동 시브 (53) 사이, 즉 주 고정 시브 (52) 의 도시되지 않은 환형부의 주 가동 시브 (53) 와 대향하는 면 과 주 가동 시브 (53) 의 환형부 (53b) 의 주 고정 시브 (52) 와 대향하는 면 사이에는, V 자 형상의 주 홈 (100a) 이 형성되어 있다.

공간부 (T1) 에 유입한 작동유는 스플라인 결합된 주 가동 시브 (53) 와 주 풀리 축 (51) 사이로 통과하고, 주 격벽, 주 가동 시브 (53) 및 주 풀리 축 (51) 에 의해 형성된 공간부 (T3) 로 유입된다.

주 격벽 (54) 은 주 가동 시브 (53) 를 가로질러 주 고정 시브 (52) 로 축선 방향으로 대향하는 위치에 배열된다. 주 격벽 (54) 은 주 풀리 축 (51) 과 함께 회전하도록 장착된다. 주 격벽 (54) 은 환형 부재이며, 유량 제어 밸브 (70) 의 작동 유체 채널 (73) 이 그 직경 방향의 중앙부 근방에 형성되어 있다.

작동 유체 채널 (73) 은 다른 단부가 폐쇄된 원통 형상을 갖고, 상기 주 격벽 (54) 의 원주상에 복수 지점, 즉 세 위치에서 등간격을 이룬다. 작동 유체 채널 (73) 의 길이 방향은 회전체인 주 풀리 (50) 의 축선 방향에 직교하도록 형성된다. 구체적으로, 작동 유체 채널 (73) 을 갖는 유량 제어 밸브 (70) 의 길이 방향은 주 풀리 (50) 의 축선 방향에 대해 비틀린 위치에 있다. 따라서, 이는 유량 제어 밸브 (70) 가 주 풀리 (50) 의 축선 방향으로 돌출하는 것을 방지하며, 회전체인 주 풀리 (50) 의 축선 방향 길이에 대한 유량 제어 밸브 (70) 의 영향을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 주 풀리 (50) 의 축선 방향 길이의 증가는 감소될 수 있고, 결과적으로 주 풀리 (50) 는 소형화될 수 있어서, 벨트식 무단 변속기 (1) 는 소형화될 수 있다.

작동 유체 채널 (73) 은 주 격벽 (54) 의 외주면으로부터 직경 방향 외측으 로 돌출하도록 형성될 수 있다. 이러한 구조로 인해, 주 격벽 (54) 의 외주면 상에서 원주 방향으로 연장하는 리브 (rib) 를 형성함으로써 얻게되는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 이에 의해 주 격벽 (54) 의 강성이 향상될 수 있다. 그로 인해, 벨트식 무단 변속기 (1) 의 변속시의 응답성 및 내구성이 향상될 수 있다.

작동 유체 채널 (73) 을 갖는 유량 제어 밸브 (70) 의 길이 방향이 주 풀리 (50) 의 축선 방향에 대해 비틀린 위치인 경우, 회전체인 주 풀리 (50) 는 소형화될 수 있다. 그로 인해, 작동 유체 채널 (73) 의 길이 방향은 주 풀리 (50) 의 축선 방향에 직교하지 않을 수 있다.

유량 제어 밸브 (70) 의 제 3 포트 (78) 와 작동유가 유입하는 공간부 (T3) 를 연통시키는 연통 채널 (54a) 은 주 격벽 (54) 에 형성된다. 또한, 유량 제어 밸브 (70) 의 구동 압력 챔버 (79) 와 작동유가 유입하는 공간부 (T2) 를 연통시키는 연통 채널 (54b) 은 주 격벽 (54) 에 형성된다.

주 유압 챔버 (55) 는 주 가동 시브 (53) 를 주 고정 시브 쪽으로 가압하는 위치 결정 유압 챔버이며, 주 가동 시브 (53) 와 주 격벽 (54) 에 의해 형성되는 공간부이다. 주 가동 시브 (53) 의 돌출부 (53d) 와 주 격벽 (54) 사이, 및 주 가동 시브 (53) 의 원통부 (53a) 와 주 격벽 (54) 사이에는 시일 링과 같은 시일 부재 (S) 가 형성된다. 구체적으로, 주 유압 챔버 (55) 를 구성하는 주 가동 시브 (53) 및 주 격벽 (54) 에 의해 형성되는 공간부는 시일 부재 (S) 에 의해 시일된다.

주 풀리 축 (51) 의 작동유 채널 (51a) 로 유입하는 작동유는 주 유압 챔버 (55) 에 공급된다. 구체적으로, 주 유압 챔버 (55) 에 작동유가 공급되고, 공급된 작동유의 압력, 즉 주 유압 챔버 (55) 의 압력에 의해, 주 가동 시브 (53) 를 축선 방향으로 슬라이딩시켜 주 가동 시브 (53) 를 주 고정 시브 (52) 에 접근 또는 이격시키게 된다. 주 유압 챔버 (55) 는 주 유압 챔버 (55) 의 압력에 의해 주 가동 시브 (53) 는 주 고정 시브 쪽으로 가압되고, 주 홈 (100a) 주위로 감길 수 있는 벨트 (100) 에 대해 벨트 클램핑력을 발생시키켜, 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 축선 방향 위치를 변경한다. 이로 인해, 주 유압 챔버 (55) 는 기어비를 변경시키는 기어비 변경 수단으로서의 기능도 갖게 된다.

벨트식 무단 변속기 (1) 의 제 ２ 풀리 (60) 는 벨트 (100) 에 의해 주 풀리 (50) 로 전달되는 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 벨트식 무단 변속기 (1) 의 최종 감속기 (80) 로 전달한다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 제 ２ 풀리 (60) 는 제 ２ 풀리 축 (61) , 부 고정 시브 (62), 부 가동 시브 (63), 부 유압 챔버 (64), 제 2 격벽 (65) 및 토크 캠 (66) 으로 구성된다. 도면 부호 "69" 는 주차 브레이크 기어를 나타낸다.

제 ２ 풀리 축 (61) 은 베어링 (103, 104) 에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제 ２ 풀리 축 (61) 은 내부에 도시되지 않은 작동유 채널을 갖고, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 부 유압 챔버 (64) 에 공급되는 작동 유체인 작동유가 이 작동유 채널에 유입한다.

부 고정 시브 (62) 는 제 ２ 풀리 축 (61) 과 함께 회전하도록, 부 가동 시 브 (63) 에 대향하는 위치에 형성된다. 구체적으로, 부 고정 시브 (62) 는 제 ２ 풀리 축 (61) 의 외주로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 환형부로서 형성된다. 구체적으로, 본 실시형태에서, 부 고정 시브 (62) 는 제 ２ 풀리 축 (61) 의 외주에 일체적으로 형성된다.

부 가동 시브 (63) 는 그 내주면에 형성된 도시되지 않은 스플라인과 제 2 풀리 축 (61) 의 외주면에 형성된 도시되지 않은 스플라인 사이의 스플라인 결합에 의해, 제 2 풀리 축 (61) 의 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지된다. V자 형상의 제 2 홈 (100b) 은 부 고정 시브 (62) 와 부 가동 시브 (63) 사이, 즉 부 고정 시브 (62) 의 부 가동 시브 (63) 와 대향하는 면과 부 가동 시브 (63) 의 부 고정 시브 (62) 와 대향하는 면 사이에 형성되어 있다.

부 유압 챔버 (64) 는 부 가동 시브 (63) 를 부 고정 시브 측으로 가압한다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 부 유압 챔버 (64) 는 부 가동 시브 (63), 및 제 2 풀리 축 (61) 에 고정된 원판 형상의 부 격벽 (65) 에 의해 형성되는 공간부이다. 부 가동 시브 (63) 에는, 축선 방향의 일방으로 돌출, 즉 최종 감속기 (80) 쪽으로 돌출하는 환형 돌출부 (63a) 가 형성되어 있다. 한편, 부 격벽 (65) 에는, 축선 방향의 다른 방향으로 돌출, 즉 부 가동 시브 (63) 쪽으로 돌출하는 환형 돌출부 (65a) 가 형성되어 있다. 여기서, 이 돌출부 (63a) 와 돌출부 (65a) 사이에는, 시일 링과 같은 도시되지 않은 시일 부재가 형성되어 있다. 구체적으로, 부 유압 챔버 (64) 를 구성하는 부 가동 시브 (63) 및 부 격벽 (65) 에 의해 형성되는 공간부는 도시되지 않은 시일 부재에 의해 시일된다.

부 유압 챔버 (64) 에는, 도시되지 않은 작동 유체 공급 구멍을 경유하여, 제 2 풀리 축 (61) 의 도시되지 않은 작동유 채널로 유입하는 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터의 작동유가 공급된다. 구체적으로, 부 유압 챔버 (64) 에 작동유가 공급되고, 이 공급된 작동유의 압력, 즉 부 유압 챔버 (64) 의 유압에 의해 부 가동 시브 (63) 가 축선 방향으로 미끄러져, 부 가동 시브 (63) 를 부 고정 시브 (62) 에 근접하게 또는 이로부터 이격되도록 이동시킨다. 부 가동 시브 (63) 는 이 부 유압 챔버 (64) 의 유압에 의해 부 고정 시브 쪽으로 가압되며, 제 2 홈 (100b) 주위로 감기는 벨트 (100) 에 대해 제 2 측 클램핑력을 발생시켜 벨트 (100) 의 주 풀리 (50) 및 제 2 풀리 (60) 에 대한 접촉 반경을 일정하게 유지한다.

도 5a 에 나타낸 바와 같이, 토크 캠 (66) 은 제 2 풀리 (60) 의 부 가동 시브 (63) 에 환형으로 구비된 오르내림 (peak and valley) 형상을 갖는 제 1 체결부 (63b), 제 2 풀리 축 (61) 의 축선방향으로 제 1 체결부 (63b) 와 대향하는 후술하는 중간 부재 (67) 에 형성된 제 2 체결부 (67a), 및 제 1 체결부 (63b) 와 제 2 체결부 (67a) 사이에 배열된 원판 형상의 복수의 전달 부재 (68) 로 구성된다.

중간 부재 (67) 는 부 격벽 (65) 과 일체로 형성되거나 또는 부 격벽 (65) 에 고정되고, 베어링 (103, 105) 에 의해, 제 2 풀리 축 (61) 에 대해 또는 제 2 풀리 축 (61) 상의 부 가동 시브 (63) 에 대해 상대적으로 회전 가능하도록 지지된다. 중간 부재 (67) 는 동력 전달 경로 (90) 의 입력 축 (91) 에 스플라인 결합된다. 구체적으로, 제 2 풀리 (60) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출 력 토크는 중간 부재 (67) 를 경유하여 동력 전달 경로 (90) 로 전달된다.

토크 캠 (66) 의 동작에 대해 설명한다. 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크가 주 풀리 (50) 에 전달되고, 주 풀리 (50) 가 회전하면, 벨트 (100) 를 통하여 제 2 풀리 (60) 가 회전한다. 이 경우, 제 2 풀리 (60) 의 부 가동 시브 (63) 는 부 고정 시브 (62), 제 2 풀리 축 (61) 및 베어링 (103) 과 함께 회전하기 때문에, 부 가동 시브 (63) 와 중간 부재 (67) 사이에 상대 회전이 발생한다. 그러면, 도 5a 에 나타낸 바와 같이, 제 1 체결부 (63b) 와 제 2 체결부 (67a) 가 근접한 상태로부터, 복수의 전달 부재 (68) 에 의해 도 5b 에 나타낸 바와 같이 제 1 체결부 (63b) 와 제 2 체결부 (67a) 가 서로 이격된 상태로 변화한다. 이로 인해, 토크 캠 (66) 은 제 2 풀리 (60) 에 벨트 (100) 에 대한 제 2 측 벨트 클램핑력을 발생한다.

구체적으로, 제 2 풀리 (60) 에는 벨트 클램핑력 발생 수단으로서, 부 유압 챔버 (64) 이외에 토크 캠 (66) 이 구비될 수 있다. 이 토크 캠 (66) 은 주로 제 2 측 벨트 클램핑력을 발생시키고, 부 유압 챔버 (64) 는 토크 캠 (66) 에 의해 발생한 제 2 측 벨트 클램핑력을 보충한다. 제 2 풀리 (60) 의 벨트 클램핑력 발생 수단은 부 유압 챔버 (64) 만이 될 수도 있다.

도 2 내지 도 4 에 나타낸 바와 같이, 유량 제어 밸브 (70) 는 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 의 외부로부터, 즉 주 풀리 (50) 의 외부로부터 이 주 유압 챔버 (55) 에 대한 작동 유체인 작동유를 공급하고, 주 유압 챔버 (55) 로부터 주 풀리 (50) 의 외부에 대해 작동유를 배출하며, 주 유압 챔버 (55) 의 작동 유를 유지한다. 본 실시형태에서, 이 유량 조정 밸브 (70) 는 회전체인 주 풀리 (50) 의 주 격벽 (54) 에 형성된 작동 유체 채널 (73) 에 각각 대응하도록 구비되어 있다. 구체적으로, 유량 제어 밸브 (70) 는 주 격벽 (54) 의 원주 상에 복수 지점, 예를 들어 3 지점에 등간격을 이루어 형성된다. 유량 제어 밸브 (70)는 제 1 포트 (71), 제 2 포트 (72), 작동 유체 채널 (73), 체크 밸브 (74), 가이드 부재 (75), 스풀 (76), 실린더 (77), 제 3 포트 (78) 및 구동 압력 챔버 (79) 로 구성된다.

제 1 포트 (71) 는 작동 유체 채널 (73) 의 길이 방향과 직교하는 방향, 즉 주 풀리 (50) 의 축선 방향과 평행이 되도록, 주 격벽 (54) 의 작동 유체 채널 (73) 의 주 가동 시브 측에 형성되어 있다. 제 1 포트 (71) 의 일 단부는 작동 유체 채널 (73) 의 다른 단부 근방에, 즉 후술하는 제 1 포트 측 채널 (73a) 에서 개방되어 있고, 다른 단부는 주 풀리 (50) 의 주 유압 챔버 (55) 에서 개방되어 있다. 구체적으로, 제 1 포트 (71) 는 유량 제어 밸브 (70) 의 제 1 포트 측 채널 (73a) 과 주 유압 챔버 (55) 를 연통시킨다.

제 2 포트 (72) 는 작동 유체 채널 (73) 의 길이 방향과 직교하는 방향, 즉 주 풀리 (50) 의 직경 방향과 평행이 되도록 주 격벽 (54) 의 작동 유체 채널 (73) 의 직경 방향 외측에 형성되어 있다. 제 2 포트 (72) 는 일 단부가 작동 유체 채널 (73) 의 중앙부, 즉 후술하는 제 2 포트 측 채널 (73b) 에서 개방되어 있고, 다른 단부는 주 격벽 (54) 의 외주면에서 개방되어 있다. 구체적으로, 제 2 포트 (72) 는 유량 제어 밸브 (70) 의 제 2 포트 측 채널 (73b) 과 주 풀리 (50) 의 외부를 연통시킨다.

작동 유체인 작동유는 작동 유체 채널 (73) 을 통과한다. 작동 유체 채널 (73) 의 중앙부에는 단차부 (73c) 가 형성되어 있다. 단차부 (73c) 로부터의 다른 단부 측에는 제 1 포트 측 채널 (73a) 이 형성되어 있고, 그 일 단부 측에는 제 2 포트 측 채널 (73b) 이 형성되어 있다. 다른 단부 측에는 체크 밸브 (74) 의 후술하는 탄성 부재 (74c) 의 다른 단부를 고정하는 리세스 (73d) 가 형성되어 있다. 도면 부호 "73e" 는 작동 유체 채널 (73) 을 일 단부를 폐쇄하는 폐쇄 부재이다. 도면 부호 "73f" 는 폐쇄 부재 (73e) 를 작동 유체 채널 (73) 의 개방된 일 단부 (도 4의 좌측) 에 고정하는 잠금 부재이다.

체크 밸브 (74) 는 작동 유체 채널 (73) 내에 배열되고, 작동 유체 채널 (73) 을 제 1 포트 측 채널 (73a) 및 제 2 포트 측 채널 (73b) 으로 분할한다. 체크 밸브 (74) 는 밸브 몸체 (74a), 밸브 시트 (74b) 및 탄성 부재 (74c) 로 구성된다. 밸브 몸체 (74a) 는 구 형상을 갖고, 밸브 시트 (74b) 의 내경보다 큰 직경을 갖는다. 밸브 시트 (74b) 는 작동 유체 채널 (73) 의 단차부 (73c) 와 다른 면이 접촉하여 배열된다. 밸브 시트 (74b) 는 링 형상이고, 축선 방향으로 다른 편의 면 형성된 밸브 시트 테이퍼 면 (74d) 을 가지며, 이 테이퍼 면의 직경은 한 면에서 다른 면 쪽으로 (제 1 포트 측으로부터 제 2 포트 측 채널 쪽으로) 직경이 감소한다. 밸브 몸체 (74a) 는 밸브 시트의 테이퍼 면 (74d) 과 접촉하게 되고, 제 1 포트 측 채널 (73a) 과 제 2 포트 측 채널 (73b) 사이의 연통이 차단, 즉 체크 밸브 (74) 가 폐쇄된다. 밸브 시트의 테이퍼 면 (74d) 으로부터 밸브 몸체 (74a) 가 떨어지면, 제 1 포트 측 채널 (73a) 과 제 2 포트 측 채널 (73b) 은 연통, 즉 체크 밸브 (74) 가 개방된다. 구체적으로, 체크 밸브 (74) 는 작동 유체 채널 (73) 의 제 2 포트 측 채널 (73b) 로부터 제 1 포트 측 채널 (73a) 쪽으로 개방된다. 탄성 부재 (74c) 는 밸브 몸체 (74a) 와 작동 유체 채널 (73) 의 리세스 (73d) 사이에 배열되고 탄성 지지되어 있다. 탄성 부재 (74c) 는 이 밸브 몸체 (74a) 를 밸브 시트 (74b) 의 밸브 시트 테이퍼 면 (74d) 과 접촉하게 되는 방향으로 탄성 지지력 (biasing force) 을 만들고, 이 탄성 지지력은 밸브 몸체 (74a) 를 폐쇄하는 방향으로의 가압력으로서 밸브 몸체 (74a) 에 작용된다.

제 3 포트 (78) 로부터 공급된 작동유의 압력에 의해 체크 밸브 (74) 를 개방하기 위해서, 밸브 몸체 (74a) 를 밸브 시트 (74b) 의 밸브 시트 테이퍼 면 (74d) 으로부터 멀어지는 방향, 즉 밸브를 개방하는 방향으로 작용되는 가압력은, 이 밸브 몸체 (74a) 를 밸브 시트 (74b) 의 밸브 시트 테이퍼 면 (74d) 과 접촉하게 되는 방향, 즉 밸브를 폐쇄하는 방향으로 작용하는 가압력을 초과하며, 밸브 몸체 (74a) 는 밸브 시트 (74b) 의 밸브 시트 테이퍼 면 (74d) 으로부터 멀어진다. 밸브 몸체 (74a) 에 작용되는 밸브 개방 방향의 가압력은 제 2 포트 측 채널 (73b) 내의 가이드 부재 (75), 스풀 (76) 및 체크 밸브 (74) 에 의해 형성되는 공간부 (T4) 의 압력이다. 밸브 몸체 (74a) 에 작용되는 밸브 폐쇄 방향의 가압력은 탄성 부재 (71b) 에 의해 발생되는 탄성 지지력, 및 제 1 포트 측 채널 (73a) 에서의 압력, 즉 주 유압 챔버 (55) 의 압력을 포함한다. 주 유압 챔버 (55) 의 압력은 제 1 포트 (71) 및 제 1 포트 측 채널 (73a) 에 가해지지만, 주 유압 챔버 (55) 의 압력은 밸브 몸체 (74a) 가 밸브 시트 (74b) 의 밸브 시트 테이퍼 면 (74d) 과 접촉하게 되는 방향, 즉 밸브 폐쇄 방향으로 작용하기 때문에, 주 유압 챔버 (55) 의 압력이 상승하는 경우에도 밸브 몸체 (74a) 가 밸브 시트 (74b) 로부터 멀어지지 않는다. 따라서, 밸브 몸체 (74a) 에 작용되는 밸브 개방 방향의 가압력이 밸브 개방 방향의 가압력을 넘지 않는 한 체크 밸브 (74) 의 폐쇄 상태는 유지되어, 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 의 작동유는 주 유압 챔버 (55) 에 확실하게 유지된다.

종래의 벨트식 무단 변속기와 같이, 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 축선 방향에서의 위치를 일정하게 유지하기 위해서, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 주 유압 챔버 (55) 에 작동유가 계속 공급되는 경우에는, 작동유가 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 주 유압 챔버 (55) 로의 작동유 공급 경로에 미리 정해진 압력의 작동유가 존재하게 된다. 작동유 공급 경로는 고정 부재 및 가동 부재의 슬라이딩부를 복수 지점 포함하여, 기어비의 고정시 미리 정해진 압력의 작동유가 이 슬라이딩부로부터 작동유 공급 경로 외부로 샐 수 있었다. 고정 부재란 벨트식 무단 변속기 (1) 를 구성하는 부재 가운데 회전하거나 또는 슬라이딩 하지 않는 부재를 의미한다. 이러한 부재의 예로는 트랜스액슬 (20) 의 트랜스액슬 하우징 (21), 트랜스액슬 케이스 (22) 및 트랜스액슬 후방 커버 (23) 를 포함한다. 한편, 가동 부재란 벨트식 무단 변속기 (1) 를 구성하는 부재 가운데 회전하거나 또는 슬라이딩 하지 않는 부재를 의미한다. 이러한 부 재의 예로는 주 풀리 축 (51) 을 포함한다. 따라서, 슬라이딩 부재는 트랜스액슬 (20) 의 트랜스액슬 하우징 (21), 트랜스액슬 케이스 (22), 트랜스액슬 후방 커버 (23) 등에 대해 주 풀리 축 (51) 이 회전하는 부분을 포함한다.

상기 벨트식 무단 변속기 (1) 에 있어서, 각각의 유량 조정 밸브 (70) 는 주 유압 챔버 (55) 와 슬라이딩 부 사이에 배열되어 있다. 구체적으로, 각각의 유량 조정 밸브 (70) 의 체크 밸브 (74) 가 주 유압 챔버 (55) 내의 작동유를 유지하도록 폐쇄 상태에 유지되는 경우, 주 유압 챔버 (55) 와 각각의 유량 조정 밸브 (70) 사이에는 상기 고정 부재와 가동 부재의 슬라이딩 부가 존재하지 않는다. 이로 인해, 슬라이딩 부로부터 작동유가 새는 것이 억제될 수 있고, 이에 의해 오일펌프 (122) 의 동력 손실의 증가가 억제될 수 있다.

가이드 부재 (75) 는 밸브 개방 제어부의 일부를 구성하며, 작동 유체 채널 (73) 의 제 2 포트 측 채널 (73b) 내에 배열된다. 가이드 부재 (75) 는 원통 형상이며, 상기 체크 밸브 (74) 의 밸브 시트 (74b) 에 다른 단부가 접촉된 상태로 배열된다. 가이드 부재 (75) 의 내주면에는 일 단부로부터 다른 면 쪽으로 (제 2 포트 측으로부터 제 1 포트 쪽으로) 그 직경이 증가하는 가이드측 테이퍼 면 (75a) 이 형성되어 있다. 외주면과 내주면을 연통하는 연통부 (75b) 는 다른 단부에 형성되어 있다. 연통부 (75b) 는 제 3 포트 (78) 와 제 2 포트 측 채널 (73b), 여기서는 공간부 (T4) 를 연통시킨다. 가이드 부재 (75) 는 일 단부 근방에 외주면 및 내주면을 연통하는 연통부 (75c) 가 형성되어 있다. 연통부 (75c) 는 제 2 포트 (72) 와 제 2 포트 측 채널 (73b), 여기서는 가이드 부재 (75) 와 스풀 사이에 형성되는 공간부 (T5) 를 연통시킨다.

스풀 (76) 은 밸브 개방 제어부의 일부를 구성한다. 스풀 (76) 이 축선 방향으로 제 1 포트 쪽으로 이동하면, 체크 밸브 (74) 의 밸브 몸체 (74a) 와 접촉하게 되며, 밸브 몸체 (74a) 를 밸브 시트 (74b) 로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜, 이에 의해 체크 밸브 (74) 는 강제적으로 개방된다. 스풀 (76) 은 작동 유체 채널 (73) 의 제 2 포트 측 채널 (73b) 내, 여기서는 가이드 부재 (75) 내에 배열되고 가이드 부재 (75) 내에 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 구체적으로, 스풀 (76) 은 작동 유체 채널 (73) 과 동축선 상에 배열되어 스풀 (76) 의 축선 방향으로 이동 가능하다. 스풀 (76) 은 본체부 (76a) 및 돌출부 (76b) 로 구성된다. 본체부 (76a) 는 원통 형상이며, 원주 방향으로 연속하는 폭이 좁은 부분 (76c) 이 길이 방향의 중앙부에 형성되어 있다. 폭이 좁은 부분 (76c) 의 제 1 포트 측에는 본체부 (76a) 의 일 단부로부터 다른 단부로 (제 2 포트 측으로부터 제 1 포트 쪽으로) 그 직경이 증가하는 스풀 측 테이퍼 면 (76d) 이 형성되어 있다. 돌출부 (76b) 는 본체부 (76a) 의 다른 면의 체크 밸브 (74) 의 밸브 몸체 (74a) 와 대향하는 위치에서 제 1 포트 쪽으로 돌출되도록 형성되어 있다. 스풀 (76) 이 축선 방향으로 제 1 포트 쪽으로 이동하면, 체크 밸브 (74) 의 밸브 몸체 (74a) 와 접촉하게 되고, 밸브 몸체 (74a) 를 밸브 시트 (74b) 로부터 멀어지는 방향으로 이동시키고, 이에 의해 체크 밸브 (74) 는 강제적으로 개방된다.

적어도 본체부 (76a) 의 폭이 좁은 부분 (76c) 보다 제 1 포트 측인 부분의 스풀 (76) 직경은 스풀 (76) 이 가이드 부재 (75) 에 대해 축선 방향으로 슬라이딩 가능하고 공간부 (T4) 와 공간부 (T5) 사이의 연통이 차단 또는 실질적으로 차단되는 방식으로, 가이드 부재 (75) 의 가이드측 테이퍼 면 (75a) 보다 제 2 포트 측의 부분의 내경에 대해 설정되어 있다.

실린더 (77) 는 밸브 개방 제어부의 일부를 구성하며 작동 유체 채널 (73) 의 제 2 포트 측 채널 (73b) 내에 배열된다. 실린더 (77) 는 원판 형상이며, 상기 스풀 (76) 의 일방의 단면에 다른 단면이 접촉한 상태로 배열되어 스풀 (76) 을 축선 방향으로 이동시킨다. 실린더 (77) 의 축선 방향 중앙부의 외주면에는 단차부 (77a) 가 형성되어 있다. 실린더 (77) 와 가이드 부재 (75) 사이에는 탄성 부재 (77b) 가 배열되어 있다. 탄성 부재 (77b) 는 실린더 (77) 와 가이드 부재 (75) 사이에 탄성 지지되어 배열되어 있다. 탄성 부재 (77b) 는 실린더 (77) 를 통하여 스풀 (76) 을 축선 방향으로 제 2 포트 쪽으로 이동시키는 탄성 지지력을 발생시키며, 탄성 지지력은 스풀 (76) 을 축선 방향으로 제 2 포트 쪽으로 이동시키는 방향으로의 가압력으로서 실린더 (77) 를 경유하여 스풀 (76) 에 작용한다.

제 3 포트 (78) 는 작동 유체 채널 (73) 의 길이 방향과 직교하는 방향, 즉 주 풀리 (50) 의 축선 방향과 평행이 되도록, 주 격벽 (54) 에 작동 유체 채널 (73) 의 직경 방향 내측에 형성되어 있다. 제 3 포트 (78) 의 일 단부는 연통 채널 (54a) 로 개방되고, 다른 단부는 폐쇄 부재에 의해 폐쇄되어 있다. 제 3 포트 (78) 의 측면의 일부는 작동 유체 채널 (73) 의 제 2 포트 측 채널 (73b), 즉 여기서는 가이드 부재 (75) 의 연통부 (75b) 를 통하여 공간부 (T4) 로 개방된다. 구체적으로, 제 3 포트 (78) 는 유량 제어 밸브 (70) 의 제 2 포트 측 채널 (73b), 즉 여기서는 공간부 (T4) 와 작동유 공급 제어 장치 (120) 를 연통시키기 위하여, 체크 밸브 (74) 와 밸브 개방 제어부로서 작용하는 스풀 (76) 사이에 배열된다.

구동 압력 챔버 (79) 는 밸브 개방 제어부의 일부를 구성하며, 상기 실린더 (77), 폐쇄 부재 (73e), 제 2 포트 측 채널 (73b) 로 구성된다. 구동 압력 챔버 (79) 는 연통 채널 (54b) 로부터 공급된 작동 유체인 작동유의 압력, 즉 구동 압력 챔버 (79) 의 압력에 의해, 실린더 (77) 및 스풀 (76) 을 통하여 체크 밸브 (74) 를 강제적으로 개방한다.

구동 압력 챔버 (79) 의 압력에 의해 체크 밸브 (74) 를 강제적으로 개방하기 위하여, 스풀 (76) 에 의해 밸브 몸체 (74a) 를 밸브 개방 방향으로 가압 하는 가압력은, 밸브 몸체 (74a) 에 작용하는 밸브 폐쇄 방향의 가압력 및 스풀 (76) 을 축선 방향으로 제 2 포트 쪽으로 이동시키는 방향의 가압력을 합한 힘을 초과하고, 이에 의해 밸브 몸체 (74a) 는 밸브 시트 (74b) 의 밸브 시트 테이퍼 면 (74d) 으로부터 멀어진다. 스풀 (76) 이 밸브 몸체 (74a) 를 밸브 개방 방향으로 가압 하는 가압력은 상기 구동 압력 챔버 (79) 의 압력이다. 밸브 몸체 (74a) 에 작용하는 밸브 폐쇄 방향의 가압력은 탄성 부재 (71b) 에 의해 발생되는 탄성 지지력 및 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 압력, 즉 주 유압 챔버 (55) 의 압력이다. 스풀 (76) 을 축선 방향의 제 2 포트 쪽으로 이동시키는 방향의 가압력은 탄성 부재 (77b) 에 의해 발생되는 탄성 지지력이다.

유량 제어 밸브 (70) 는 밸브 개방 제어부로서 구동 압력 챔버 (79) 의 압력을 이용하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 모터 등의 회전력 또는 전자기력 등이 사용될 수도 있다.

제 2 풀리 (60) 와 최종 감속기 (80) 사이에는 동력 전달 경로 (90) 가 배열된다. 동력 전달 경로 (90) 는 제 2 풀리 축 (61) 과 동일 축선 상의 입력 축 (91), 제 2 풀리 축 (61) 에 평행한 중간 축 (92), 카운터 구동 피니언 (93), 카운터 종동 기어 (94) 및 최종 구동 피니언 (95) 으로 구성된다. 입력 축 (91) 및 이 입력 축 (91) 에 고정된 카운터 구동 피니언 (93) 은 베어링 (108, 109) 에 의해 회전 가능하게 지지된다. 중간 축 (92) 은 베어링 (106, 107) 에 의해 회전 가능하게 지지된다. 카운터 종동 기어 (94) 는 중간 축 (92) 에 고정되어 있고, 카운터 구동 피니언 (93) 과 맞물린다. 최종 구동 피니언 (95) 은 중간 축 (92) 에 고정된다.

벨트식 무단 변속기 (1) 의 최종 감속기 (80) 는 동력 전달 경로 (90) 를 통하여 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 휠 (110, 110) 로부터 노면으로 전달한다. 최종 감속기 (80) 는 중공부를 갖는 차동 케이스 (81), 피니언 축 (82), 차동 피니언 (83, 84) 및 사이드 기어 (85, 86) 로 구성된다.

차동 케이스 (81) 는 베어링 (87, 88) 에 의해 회전 가능하도록 지지된다. 차동 케이스 (81) 의 외주에는 링 기어 (89) 가 구비되어 있다. 이 링 기어 (89) 는 최종 구동 피니언 (95) 과 맞물린다. 피니언 축 (82) 은 차동 케이스 (81) 의 중공부에 장착되어 있다. 차동 피니언 (83, 84) 은 피니언 축 (82) 에 회전 가능하도록 장착되어 있다. 사이드 기어 (85, 86) 는 차동 피니언 (83, 84) 과 맞물려 있다. 사이드 기어 (85, 86) 는 각각 드라이브 샤프트 (111, 112) 에 고정되어 있다.

벨트식 무단 변속기 (1) 의 벨트 (100) 는 주 풀리 (50) 를 통하여 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크를 제 2 풀리 (60) 에 전달한다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 벨트 (100) 는 주 풀리 (50) 의 주 홈 (100a) 과 제 2 풀리 (60) 의 제 2 홈 (100b) 주위로 감겨 있다. 벨트 (100) 는 다수의 금속제 다이 및 복수개의 스틸 링으로 구성된 무단 벨트이다.

드라이브 샤프트 (111, 112) 는 그 일 단부에 고정된 사이드 기어 (85, 86) 및 다른 단부에 장착된 휠 (110, 110) 을 갖는다.

작동유 공급 제어 장치 (120) 는 적어도 벨트식 무단 변속기 (1) 의 각 구성 부품의 윤활 부분 또는 각 유압 챔버 (주 유압 챔버 (55), 부 유압 챔버 (64) 및 구동 압력 챔버 (79) 포함) 에 작동유를 공급한다. 작동유 공급 제어 장치 (120) 는 오일 탱크 (121), 오일 펌프 (122), 압력 조절기 (123), 클램핑력 조정 밸브 (124) 및 가압력 조정 밸브 (125) 로 구성된다.

오일 펌프 (122) 는 상기 서술한 바와 같이 내연기관 (10) 의 출력, 예를 들어 도시하지 않은 크랭크축의 회전과 연동하여 작동된다. 오일 펌프 (122) 는 오일 탱크 (121) 에 저장된 작동유를 흡인, 가압 및 배출한다. 가압되어 배출된 작동유는 압력 조절기 (123) 를 통하여 클램핑 조절 밸브 (124) 및 가압력 조정 밸브 (125) 에 공급된다. 압력 조절기 (123) 는 압력 조절기 (123) 의 하류측 에서의 유압이 미리 정해진 유압 이상인 경우, 하류측에서의 작동유의 일부를 오일 탱크 (121) 로 되돌린다.

클램핑 조정 밸브 (124) 는 개도를 제어함으로써 주 풀리 (50) 의 주 유압 챔버 (55) 의 유압 및 제 2 풀리 (60) 의 부 유압 챔버 (64) 의 유압을 조정한다. 구체적으로, 클램핑 조정 밸브 (124) 는 주 풀리 (50) 의 주 유압 챔버 (55) 및 제 2 풀리 (60) 의 부 유압 챔버 (64) 에서 발생되는 벨트 클램핑력을 제어한다. 클램핑 조정 밸브 (124) 는 주 풀리 축 (51) 의 작동유 채널 (51a) 에 연결되어 있어, 클램핑 조정 밸브 (124) 에 의해 조정된 작동유는 작동유 채널 (51a) 을 통하여 주 유압 챔버 (55) 에 공급된다. 작동유 공급 제어 장치 (120) 는 클램핑 조정 밸브 (124) 외에 또다른 도시하지 않은 클램핑 조정 밸브를 갖는다. 이 도시되지 않은 클램핑 조정 밸브는 제 2 풀리 축 (61) 의 도시되지 않은 작동유 채널에 연결되어 있어, 클램핑 조정 밸브에 의해 조정된 작동유는 도시되지 않은 작동유 채널을 통하여 부 유압 챔버 (64) 에 공급된다.

가압력 조정 밸브 (125) 는 밸브 개도를 제어함으로써 각 구동 압력 챔버 (79) 의 유압을 조정, 즉 변화시킨다. 구체적으로, 가압력 조정 밸브 (125) 는, 밸브 개방 제어부에 의한 체크 밸브 (74) 를 강제적으로 개방하기 위하여, 각 구동 압력 챔버 (79) 에 있어서 실린더 (77) 를 통하여 스풀 (76) 을 축선 방향으로 제 1 포트 쪽으로 가압하는 가압력을 제어한다. 가압력 조정 밸브 (125) 는 주 풀리 축 (51) 의 작동 유체 공급 축 (56) 의 작동유 채널 (56a) 에 연결되어 있어, 가압력 조정 밸브 (125) 에 의해 조정된 작동유는 이 작동유 채널 (56a) 및 작 동유 채널 (51b) 을 통하여 구동 압력 챔버 (79) 에 공급된다.

다음으로, 본 발명에 따른 벨트식 무단 변속기 (1) 의 동작에 대해 설명한다. 우선, 일반적인 차량의 전진, 후진에 대해 설명한다. 차량에 장착된 도시되지 않은 시프트 포지션 장치에 의해 운전자가 전진 포지션을 선택한 경우에는, 도시되지 않은 ECU (엔진 제어 장치) 가 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 공급된 작동유에 의해 전방 클러치 (42) 를 ON, 리버스 브레이크 (43) 를 OFF 하여, 전진/후진 전환 기구 (40) 를 제어한다. 이로 인해, 입력 축 (38) 및 주 풀리 축 (51) 은 직접 연결된다. 구체적으로, 유성 기어 장치 (41) 의 태양 기어 (44) 및 링 기어 (46) 는 직접 연결되고, 주 풀리 축 (51) 은 내연기관 (10) 의 크랭크축 (11) 의 회전 방향과 동일 방향으로 회전되며, 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 주 풀리 (50) 에 전달된다. 주 풀리 (50) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 벨트 (100) 를 통하여 제 2 풀리 (60) 에 전달되어 제 2 풀리 (60) 의 제 2 풀리 축 (61) 을 회전시킨다.

제 2 풀리 (60) 에 전달된 내연기관 (10) 의 출력 토크는 중간 부재 (67) 로부터 동력 전달 경로 (90) 의 입력 축 (91), 카운터 구동 피니언 (93) 및 카운터 종동 기어 (94) 를 통하여, 중간 축 (92) 으로 전달되어 중간 축 (92) 을 회전시킨다. 중간 축 (92) 에 전달된 출력 토크는 최종 구동 피니언 (95) 및 링 기어 (89) 를 통하여 최종 감속기 (80) 의 차동 케이스 (81) 에 전달되어 차동 케이스 (81) 를 회전시킨다. 차동 케이스 (81) 에 전달된 내연기관 (10) 으로부터의 출력 토크는 차동 피니언 (83, 84) 및 사이드 기어 (85, 86) 를 통하여 드라이브 샤프트 (111, 112) 에 전달되고, 구동 축의 단부에 장착된 휠 (110, 110) 에 전달되어, 휠 (110, 110) 을 도시되지 않은 노면에 대해 회전시킨다. 이로 인해, 차량은 전진한다.

한편, 차량에 장착된 도시되지 않은 시프트 포지션 장치에 의해 운전자가 후진 포지션을 선택한 경우에는, 도시되지 않은 ECU (엔진 제어 장치) 는 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 공급된 작동유에 의해 전방 클러치 (42) 를 OFF, 리버스 브레이크 (43) 를 ON 하여, 전진/후진 전환 기구 (40) 를 제어한다. 이로 인해, 유성 기어 장치 (41) 의 전환용 캐리어 (47) 는 트랜스액슬 케이스 (22) 에 고정되어, 각 피니언 (45) 은 회전만을 하도록 전환용 캐리어 (47) 에 의해 유지된다. 그로 인해, 링 기어 (46) 는 입력 축 (38) 의 회전 방향과 동일 방향으로 회전하고, 이에 의해 링 기어 (46) 와 맞물려 있는 각 피니언 (45) 은 입력 축 (38) 의 회전 방향과 동일 방향으로 회전하고, 각 피니언 (45) 과 맞물려 있는 태양 기어 (44) 는 입력 축 (38) 의 회전 방향과 역방향으로 회전한다. 구체적으로, 태양 기어 (44) 에 연결된 주 풀리 축 (51) 은 입력 축 (38) 의 회전 방향과 역방향으로 회전한다. 이로 인해, 제 2 풀리 (60) 의 제 2 풀리 축 (61), 입력 축 (91), 중간 축 (92), 차동 케이스 (81), 드라이브 샤프트 (111, 112) 등은 운전자가 전진 포지션을 선택했을 경우와는 역방향으로 회전하여, 결과적으로 차량은 후진 한다.

도시되지 않은 ECU 는 차량의 속도 또는 운전자의 가속 개도 및 ECU 의 저장 장치에 저장된 맵 (예를 들어, 엔진 회전수 및 스로틀 개도 등에 기초한 최적 연비 곡선 등) 과 같은 다양한 조건에 기초하여, 내연기관 (10) 의 운전 상태를 최적화하도록 벨트식 무단 변속기 (1) 의 기어비를 제어한다. 벨트식 무단 변속기 (1) 의 기어비의 제어는 기어비의 변경과 기어비의 고정 (기어비 γ 는 정상(steady)) 이 있다. 기어비의 변경 또는 고정은 적어도 주 풀리 (50) 의 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 의 유압, 및 구동 압력 챔버 (79) 의 유압을 제어함으로써 수행된다.

기어비는 주로 하기와 같이 변경된다. 구체적으로, 작동유는 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 주 유압 챔버 (55) 에 공급되거나, 주 유압 챔버 (55) 로부터 주 풀리 (50) 의 외부로 배출되며, 이에 의해 주 가동 시브 (53) 는 주 풀리 축 (51) 의 축선 방향으로 슬라이딩한다. 이에 따라, 주 고정 시브 (52) 와 주 가동 시브 (53) 사이의 간격, 즉 주 홈 (100a) 의 폭이 조정된다. 이로 인해, 주 풀리 (50) 의 벨트 (100) 에 대한 접촉 반경이 변경되어, 주 풀리 (50) 의 회전수와 제 2 풀리 (60) 의 회전수의 비인 기어비는 무단계로 (연속적으로) 제어된다. 주 유압 챔버 (55) 로부터 주 풀리 (50) 의 외부에 대한 작동유의 배출의 금지함으로써 기어비는 고정된다.

제 2 풀리 (60) 에서, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 부 유압 챔버 (64) 에 공급되는 작동유의 유압은 클램핑 조정 밸브 (124) 에 의해 제어되며, 이에 의해 부 고정 시브 (62) 및 부 가동 시브 (63) 에 의해 벨트 (100) 를 클램핑하기 위한 클램핑력이 조정된다. 이로 인해, 주 풀리 (50) 및 제 2 풀리 (60) 주위로 감긴 벨트 (100) 의 벨트 장력이 제어된다.

기어비의 변경은 기어비를 감소시키는 기어비 감소 변경인 업 시프트, 및 기어비를 증가시키는 기어비 증가 변경인 다운 시프트를 포함한다. 이하, 각각에 대해 설명한다.

주 가동 시브 (53) 를 주 고정 시브로 슬라이딩 (이동) 시키기 위해 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 주 유압 챔버 (55) 에 작동유가 공급되는 방식으로 기어비가 감소한다. 도 6 및 도 7 에 나타낸 바와 같이, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 주 유압 챔버 (55) 에 대한 작동유의 공급을 허용하도록, 각각의 유량 조정 밸브 (70) 의 각 체크 밸브 (74) 가 개방된다. 구체적으로, 작동유 공급 제어 장치 (120) 의 클램핑 조정 밸브 (124) 에 의해 조정된 작동유는, 작동유 채널 (51a), 연통 채널 (51c), 공간부 (T1, T2) 및 연통 채널 (54a) 를 통하여, 제 3 포트 (78) 로부터 제 2 포트 측 채널 (73b), 여기서는 공간부 (T4) 에 공급된다. 이로 인해, 공간부 (T4) 의 압력은 증가한다. 밸브 몸체 (74a) 에 작용하는 개방 방향의 가압력이 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 압력, 즉 주 유압 챔버 (55) 의 압력 및 탄성 부재 (74c) 의 탄성 지지력을 합한, 밸브 몸체 (74a) 에 작용하는 밸브 폐쇄 방향의 가압력을 초과하면, 이 압력에 따라, 도 6 및 도 7 의 화살표 (B) 에 나타낸 바와 같이, 밸브 몸체 (74a) 는 개방 방향, 즉 제 1 포트 쪽으로 이동하여, 체크 밸브 (74) 는 개방된다. 제 3 포트 (78) 로부터 제 1 포트 (71) (위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55)) 에 작동 유체인 작동유를 공급할 때, 제 3 포트 (78) 로부터 체크 밸브 (74) 를 개방하기 위한 압력을 갖는 작동유가 공급되면, 유량 조정 밸브 (70) 에 의한 주 유압 챔버 (55) 에 대한 작동유의 공급이 허용된다.

유량 조정 밸브 (70) 에 의한 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 에 대한 작동유의 공급이 허용되면, 도 6 및 도 7 에서의 화살표 (A) 에 의해 나타낸 바와 같이, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 제 2 포트 측 채널 (73b) (공간부 (T4)) 에 공급된 작동유는 제 1 포트 측 채널 (73a) 및 제 1 포트 (71) 를 통하여 주 유압 챔버 (55) 에 공급된다. 주 유압 챔버 (55) 의 압력은 공급된 작동유에 의해 상승되어, 주 가동 시브 (53) 를 주 고정 시브 쪽으로 가압하는 가압력이 증가한다. 그로 인해, 주 가동 시브 (53) 는 축선 방향으로 주 고정 시브 쪽으로 슬라이딩한다. 이에 따라, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 벨트 (100) 에 대한 주 풀리 (50) 의 접촉 반경이 증가하고, 벨트 (100) 에 대한 제 2 풀리 (60) 의 접촉 반경이 감소하여, 기어비는 감소한다.

이 경우, 작동유 공급 제어 장치 (120) 는 가압력 조정 밸브 (125) 를 폐쇄하여, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 구동 압력 챔버 (79) 에 대한 작동유의 공급은 중단된다. 이 경우, 스풀 (76) 은 탄성 부재 (77b) 가 실린더 (77) 를 통하여 스풀 (76) 에 발생하는 탄성 지지력에 의해, 가이드 부재 (75) 에 대해 본체부 (76a) 는 폭이 좁은 부분 (76c) 으로부터 제 1 포트 측의 부분에서 단차부 (75a) 로부터 제 2 포트 측의 부분에서의 가이드 부재 (75) 와 대향하도록 위치한다. 구체적으로, 밸브 개방 제어부를 구성하는 가이드 부재 (75) 및 스풀 (76) 에 의해, 제 2 포트 측 채널 (73b) (공간부 (T4) 와 공간부 (T5) 사이의 연통) 은 차단 또는 실질적으로 차단된다. 따라서, 제 3 포트 (78) 를 통하여 제 2 포트 측 채널 (73b) (공간부 (T4)) 에 공급되는 작동유는 제 2 포트 (72) 로부터 주 풀리 (50) 의 외부로 배출되는 것이 억제될 수 있다. 제 3 포트 (78) 를 통하여 제 2 포트 측 채널 (73b) (공간부 (T4)) 에 공급된 작동유에 의해 개방 방향의 가압력이 밸브 몸체 (74a) 에 작용될 수 있기 때문에, 간단한 구성으로 체크 밸브 (74) 가 개방될 수 있다. 또한, 제 3 포트 (78) 가 체크 밸브 (74) 와 스풀 (76) 사이에 배열되기 때문에, 채널의 길이는 체크 밸브 (74) 의 밸브 몸체 (74a) 가 노출되는 공간부 (T4) 에 작동유를 공급하기에 적합하여, 공급 유량은 증가될 수 있고, 변속시의 응답성이 향상될 수 있다.

주 가동 시브 (53) 를 주 고정 시브 측과 대향하는 쪽으로 슬라이딩 (이동) 시키기 위하여, 주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유를 배출함으로써, 기어비는 증가된다. 도 8 및 도 9a 내지 도 9c 에 나타낸 바와 같이, 각각의 유량 조정 밸브 (70) 의 각 체크 밸브 (74) 는 우선 각 밸브 개방 제어부를 구성하는 각 스풀 (76) 에 의해 강제적으로 개방되어, 주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유의 배출을 허용한다. 구체적으로, 작동유 공급 제어 장치 (120) 의 가압력 조정 밸브 (125) 에 의해 조정된 작동유는, 도 8 의 화살표 (C) 로 나타낸 바와 같이, 작동유 채널 (56a), 연통 구멍 (56b), 작동유 채널 (51b), 연통 채널 (51d), 공간부 (T2) 및 연통 채널 (54b) 을 통하여 구동 압력 챔버 (79) 에 공급된다. 작동유가 공급된 구동 압력 챔버 (79) 의 압력을 받은 스풀 (76) 은 실린더 (77) 를 통하여 밸브 몸체 (74a) 를 개방 방향으로 가압한다. 스풀 (76) 은 밸브 몸체 (74a) 를 도 9a 내지 도 9c 의 화살표 (D) 에 의해 표시된 개방 방향으로 가압 하는 가압력이, 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 압력, 즉 주 유압 챔버 (55) 의 압력에 의해 밸브 몸체 (74a) 에 작용하는 밸브 폐쇄 방향의 가압력 및 탄성 부재 (77b) 의 탄성 지지력에 의해 실린더 (77) 를 통하여 스풀 (76) 에 작용하는 스풀 (76) 을 축선 방향 중 제 2 포트 측에 이동시키는 방향의 가압력의 합력을 초과하는 경우, 도 9a 내지 도 9c 의 화살표 (E) 로 나타낸 바와 같이 밸브 몸체 (74a) 를 개방 방향, 즉 제 1 포트 쪽으로 이동시켜, 체크 밸브 (74) 가 강제적으로 개방되도록 한다.

이 경우, 스풀 (76) 의 제 1 포트 쪽으로의 이동량에 따라, 제 2 포트 측 채널 (73b) 의 축선 방향으로의 채널 단면적은 증가한다. 구체적으로, 스풀 (76) 의 제 1 포트 쪽으로의 이동량 (이하, 간단히 "스풀 이동량" 이라 한다) 에 따라 채널 저항은 감소한다. 도 9a 내지 도 9c 에 나타낸 바와 같이, 스풀 이동량이 미리 정해진 양 이상이 되면, 스풀 (76) 의 가이드 부재 (75) 에 대한 위치 관계는 본체부 (76a) 의 폭이 좁은 부분 (76c) 보다 제 1 포트 측의 부분과 가이드 부재 (75) 의 가이드 측 테이퍼 면 (75a) 보다 제 2 포트 측의 부분이 대향하는 위치 관계로부터, 가이드 측 테이퍼 면 (75a) 과 스풀 측 테이퍼 면 (76d) 이 대향하는 위치 관계로 변화한다. 그로 인해, 밸브 개방 제어부를 구성하는 가이드 부재 (75) 및 스풀 (76) 에 의해 차단 또는 실질적으로 차단된 제 2 포트 측 채널 (73b) 이 해제된다. 이로써, 체크 밸브 (74) 가 스풀 (76) 에 의해 강제적으로 개방된 상태로 가이드 부재 (75) 와 스풀 (76) 사이에 링 형상의 채널이 형성된다. 이에 따라, 공간부 (T4) 와 공간부 (T5) 는 서로 연통되어, 각각의 유량 조정 밸브 (70) 에 의한 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 로부터 외부에 대한 작동 유의 배출이 허용된다.

유량 조정 밸브 (70) 에 의한 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 로부터의 작동유의 외부에 대한 배출이 허용되면, 도 9a 내지 도 9c 의 화살표 (F) 로 나타낸 바와 같이, 주 유압 챔버 (55) 의 작동유는 제 1 포트 (71) 및 제 1 포트 측 채널 (73a) 을 통하여 제 2 포트 측 채널 (73b) 의 체크 밸브 (74) 와 스풀 (76) 사이, 즉 공간부 (T4) 에 유입된다. 공간부 (T4) 에 유입한 작동유는 일시적으로 공간부 (T4) 에 저장되고, 가이드 부재 (75) 와 스풀 (76) 사이, 즉 공간부 (T5), 연통부 (75c) 및 제 2 포트 (72) 를 통하여 주 풀리 (50) 의 외부로 배출된다. 구체적으로, 공간부 (T4) 에 저장된 작동유는 가이드 부재 (75) 와 스풀 (76) 사이에 형성된 링 형상의 채널로부터 균일하게 공간부 (T5) 로 유입될 수 있다. 이로 인해, 작동유의 배출 유량의 제어성은 향상될 수 있다.

이 경우, 작동유 공급 제어 장치 (120) 는, 클램핑 조정 밸브 (124) 를 폐쇄하며, 이에 의해 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 주 유압 챔버 (55) 에 대한 작동유의 공급은 중단된다. 구체적으로, 공간부 (T4) 에 유입한 주 유압 챔버 (55) 의 작동유는 제 3 포트 (78) 를 통하여 작동유 공급 제어 장치 (120) 로 유입할 가능성은 없다. 주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유가 배출되기 때문에, 주 유압 챔버 (55) 의 압력은 감소하여, 주 가동 시브 (53) 를 주 고정 시브 쪽으로 가압하는 가압력이 감소하여, 그 결과 주 가동 시브 (53) 는 축선 방향으로 주 고정 시브 (53) 의 역방향으로 슬라이딩한다. 이로 인해, 벨트 (100) 에 대한 주 풀리 (50) 의 접촉 반경은 감소하고, 벨트 (100) 에 대한 제 2 풀리 (60) 의 접촉 반경은 증가하여, 기어비는 증가된다.

주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유를 외부로 배출하는 동안, 구동 압력 챔버 (79) 의 압력은 더욱 증가하여, 가이드 측 테이퍼 면 (75a) 과 스풀 측 테이퍼 면 (76d) 이 대향한 상태로부터 스풀 이동량을 증가시키는 경우, 도 9a 내지 도 9c 에 나타낸 바와 같이, 체크 밸브 (74) 의 개도는 증가한다. 가이드 측 테이퍼 면 (75a) 과 스풀 측 테이퍼 면 (76d) 이 서로 대향한 상태, 즉 체크 밸브 (74) 의 개방 초기 상태로부터 스풀 이동량이 더욱 증가하면, 가이드 부재 (75) 와 스풀 (76) 사이의 축선 방향에서의 간극 (d) 은 스풀 이동량에 따라 증가하게 된다. 스풀 이동량의 증가에 따라 간극 (d) 이 증가 하면, 제 2 포트 측 채널 (73b) 의 축선 방향에서의 채널 단면적은 증가한다. 구체적으로, 체크 밸브 (74) 의 개방 초기에는, 체크 밸브 (74) 의 개방 중기 이후보다 제 2 포트 측 채널 (73b) 의 축선 방향에서의 채널 단면적이 더 감소되고, 채널 저항은 더 증가한다.

따라서, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 스풀 이동량이 미리 정해진 양 이상이 되면, 제 2 포트 측 채널 (73b) 에서의 축선 방향의 채널 단면적은 스풀 이동량에 따라 증가하게 된다. 구체적으로, 스풀 이동량이 작을수록, 즉 체크 밸브 (74) 의 개방 초기에, 밸브 개방 제어부는 제 2 포트 측 채널 (73b) 에서의 채널 단면적을 감소시키고, 제 2 포트 측 채널 (73b) 의 채널 저항을 증가시키게 된다. 이로써, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 스풀 이동량의 증가에 따라 주 유압 챔버 (55) 로부터 주 풀리 (50) 의 외부에 배출되는 작동유의 배출 유량은 증한다.

주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유를 배출하지 않고 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 축선 방향 위치가 일정하고, 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 이동이 규제되는 방식으로 기어비가 고정된다. 기어비가 고정, 즉 기어비가 정상으로 되는 경우는, 도시되지 않은 ECU 가 차량의 주행 상태가 안정적인 경우와 같이, 대폭적인 기어비의 변경을 불필요하다고 판단하는 경우이다. 도 4 에 나타낸 바와 같이, 유량 조정 밸브 (70) 의 체크 밸브 (74) 는 밸브 폐쇄 상태로 유지되어, 주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유의 배출을 금지한다. 구체적으로, 작동유 공급 제어 장치 (120) 는 클램핑 조정 밸브 (124) 및 가압력 조정 밸브 (125) 모두를 폐쇄하여, 작동유 공급 제어 장치 (120) 로부터 제 3 포트 (78) 를 통하여 제 2 포트 측 채널 (73b) (공간부 (T4)) 에 대한 작동유의 공급 및 구동 압력 챔버 (79) 에 대한 작동유의 공급을 중단한다.

기어비 고정시의 경우에도, 벨트 (100) 의 벨트 장력은 변화되기 때문에, 벨트 (100) 에 대한 주 풀리 (50) 의 접촉 반경은 변화하기 시작하여, 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 축선 방향 위치가 변할 수 있다. 상기 서술한 바와 같이 작동유는 주 유압 챔버 (55) 에 유지되기 때문에, 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 축선 방향 위치가 변화하기 시작하는 경우, 주 유압 챔버 (55) 의 압력은 변화하지만, 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 축선 방향 위치는 일정하게 유지된다. 이에 따라, 주 가동 시브 (53) 의 주 고정 시브 (52) 에 대한 축선 방향 위치를 일정하게 유지하기 위해서, 주 유압 챔버 (55) 에 외부로부터 작동유를 공급함으로써 주 유압 챔버 (55) 의 압력의 상승시킬 필요는 없다. 이로 인해, 기어비의 고정시에 주 유압 챔버 (55) 에 작동유를 공급하기 위해서 도시되지 않은 작동유 공급 제어 장치가 구비된 오일 펌프 (122) 를 구동될 필요가 없어, 오일 펌프 (122) 의 동력 손실의 증가는 억제될 수 있다.

전술한 바와 같이, 스풀 (76) 은 제 1 포트 쪽으로의 축선 방향 이동에 의하여 체크 밸브 (74) 를 강제적으로 개방하며, 이동량이 작을수록, 즉 스풀 (76) 에 의한 체크 밸브 (74) 의 개방 초기에, 스풀 (76) 과 제 2 포트 측 채널 사이의 축선 방향에서의 채널 단면적은 감소된다. 구체적으로, 밸브 개방 제어부는, 체크 밸브 (74) 를 강제적으로 개방하는 경우, 체크 밸브 (74) 의 개도가 작을수록, 즉 체크 밸브 (74) 의 개방 초기에, 제 2 포트 측 채널 (73b) 의 채널 저항을 증가시켜, 작동 유체인 작동유는 제 1 포트 (71) 로부터 제 2 포트 (72) 로 흐르기 어렵다. 따라서, 체크 밸브 (74) 가 개방된 직후, 즉 개방 초기에 제 1 포트 (71) 로부터 제 2 포트 (72) 로 배출되는 작동 유체의 배출 유량은 감소될 수 있다. 이로써, 위치 결정 유압 챔버인 주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유가 배출될 때, 체크 밸브 (74) 의 개방 초기에서의 작동유의 과배출이 억제될 수 있다. 이에 따라, 다운 시프트, 즉 기어비를 증가시킬 때의 제어성은 향상될 수 있다.

제 3 포트 (78) 로부터 체크 밸브 (74) 와 밸브 개방 제어부를 구성하는 스풀 (76) 사이의 공간부 (T4) 에, 체크 밸브 (74) 를 개방하기 위한 압력을 갖는 작동유가 공급되면, 체크 밸브 (74) 가 개방되어, 제 3 포트 (78) 로부터 제 1 포트 (71) 로 작동유가 공급된다. 따라서, 1 개의 체크 밸브 (74) 가 제 1 포트 (71) 와 연통하는 부분인 주 유압 챔버 (55) 에 대해 작동유를 공급할 수 있고, 주 유압 챔버 (55) 로부터 작동유를 배출할 수 있으며, 주 유압 챔버 (55) 에서 작동유를 유지할 수 있다. 결과적으로, 기어비의 변화 및 고정의 제어성은 단순화될 수 있고, 부품 수가 감소될 수 있으며, 비용이 감소될 수 있다.

스풀 (76) 은 작동 유체 채널 (73) 과 동일 축선 상에 배열되기 때문에, 도 9a 내지 도 9c 의 화살표 (F) 에 의해 나타낸 바와 같이, 제 1 포트 (71) 로부터 제 2 포트 (72) 로 스풀 (76) 을 통하여 배출되는 작동 유체인 작동유가 통과하는 유선은 직선화될 수 있다. 따라서, 제 1 포트 (71) 로부터 제 2 포트 (72) 로 스풀 (76) 을 통하여 작동유를 배출할 때의 채널 저항이 감소될 수 있다. 또한, 스풀 (76) 을 통하여 제 1 포트 (71) 로부터 제 2 포트 (72) 로 배출되는 작동유의 배출 유량 제어의 응답성이 향상될 수 있다.

본 실시형태에서, 가이드 측 테이퍼 면 (75a) 은 가이드 부재 (75) 의 내주면에 형성된다. 하지만, 스풀 (76) 의 제 1 포트 쪽으로의 축선 방향 이동량의 증가에 따라, 제 2 포트 측 채널 (73b) 의 채널 단면적이 증가하면, 가이드 측 테이퍼 면 (75a) 이 형성되지 않을 수도 있다.

본 실시형태에서, 주 풀리 (50) 의 회전 중심으로부터의 회전 반경이 최소가 되도록, 작동 유체 채널 (73) 의 길이 방향의 중앙부는 각각의 유량 조정 밸브 (70) 의 주 풀리 (50) 에 대해 배열된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 도 12 는 또다른 주 풀리의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 12 에 나타낸 바와 같이, 구동 압력 챔버 (79) 의 주 풀리 (50) 의 회전 중심 (O) 으로부터의 회전 반경 (N1) 이 작동 유체인 작동유가 존재하는 다른 부분, 즉 공간 부 (T4) 의 회전 반경 (N2) 또는 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 회전 반경 (N1) 보다 커지도록, 각각의 유량 조정 밸브 (70) 는 주 풀리 (50) 에 배열된다.

전술한 바와 같이, 각각의 유량 조정 밸브 (70) 는 주 풀리 (50) 에 배열되기 때문에, 구동 압력 챔버 (79) 의 회전 반경 (N3) 은 공간부 (T4) 의 회전 반경 (N2) 또는 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 회전 반경 (N1) 보다 크다. 따라서, 구동 압력 챔버 (79) 에 작용하는 원심 유압은 이들 부분에 작용하는 원심 유압보다 커진다. 이에 따라, 밸브 개방 제어부를 구성하는 스풀 (76) 이 체크 밸브 (74) 를 강제적으로 개방할 때, 구동 압력 챔버 (79) 의 압력은 감소될 수 있다. 결과적으로, 구동 압력 챔버 (79) 에 작동 유체인 작동유를 공급하기 위한 유체 펌프인 오일 펌프 (122) 의 동력 손실의 증가는 더욱 억제되고, 이에 의해 벨트식 무단 변속기 (1) 의 전달 효율은 향상될 수 있다.

구동 압력 챔버 (79) 에 작용하는 원심 유압은 증가될 수 있기 때문에, 실린더 (77) 의 압력 수용 면적은 감소될 수 있다. 따라서, 유량 제어 밸브 (70) 의 소형화될 수 있고, 이에 의해 관성의 감소에 의해 구동성은 향상될 수 있다.

본 실시형태에서, 체크 밸브 (74) 의 밸브 시트 (74b) 는 제 1 포트 측 채널 (73a) 과 동일 축선 상에 배열되지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 도 13a 는 유량 제어 밸브의 다른 구성을 나타내는 도이다. 도 13b 는 도 13a 의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도이다. 도 13c 는 도 13a 의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도이다.

주 풀리 (50) 가 회전하면, 도 13a 의 화살표 (G) 에 의해 표시된 바와 같 이, 주 풀리 (50) 의 직경 방향 외부 측의 원심력이 밸브 몸체 (74a) 에 작용한다. 따라서, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 체크 밸브 (74) 의 밸브 시트 (74b) 와 제 1 포트 측 채널 (73a) 가 동일 축선 상에 배열되는 경우, 직경 방향 외측에서의 밸브 몸체 (74a) 와 제 1 포트 측 채널 (73a) 사이의 간극은 크고, 이에 의해 밸브 몸체 (74a) 가 밸브 시트 (74b) 로부터 멀어지는 경우, 원심력으로 인해 밸브 몸체 (74a) 와 밸브 시트 (74b) 사이의 축선 방향 위치 관계는 유지될 수 없다는 문제를 일으킨다.

이러한 관점에서, 도 13a 에 나타낸 바와 같이, 체크 밸브 (74) 의 밸브 시트 (74b) 의 축선 (O1) 으로부터 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 축선 (O2) 이 주 풀리 (50) 의 직경 방향 내측 쪽으로 오프셋되는 방식으로, 제 1 포트 측 채널 (73a) 은 제 2 포트 측 채널 (73b) 에 대해 형성된다. 이러한 구조로, 밸브 몸체 (74a) 가 밸브 시트 (74b) 로부터 멀어지는 경우, 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 직경 방향 외측 부분에 의해, 밸브 몸체 (74a) 의 직경 방향 외부 쪽으로의 이동이 조절된다. 구체적으로, 도 13b 및 도 13c 에 나타낸 바와 같이, 밸브 몸체 (74a) 가 밸브 시트 (74b) 로부터 멀어지는 경우, 제 1 포트 측 채널 (73a) 은 직경 방향 외부 쪽으로의 이동을 조절하는 조절부로서 기능 한다.

따라서, 주 풀리 (50) 가 회전하는 경우, 밸브 몸체 (74a) 와 밸브 시트 (74b) 와의 축선 방향 위치 관계는 유지될 수 있다. 이로 인해, 체크 밸브 (74) 의 개방 상태로부터 폐쇄 상태로의 밸브 몸체 (74a) 의 거동은 안정화될 수 있고, 이에 의해 체크 밸브 (74) 의 폐쇄 상태로의 응답성은 향상될 수 있다.

밸브 몸체 (74a) 가 밸브 시트 (74b) 로부터 멀어지는 경우, 제 1 포트 측 채널 (73a) 의 축선 (O2) 을 체크 밸브 (74) 의 밸브 시트 (74b) 의 축선 (O1) 으로부터 주 풀리 (50) 의 직경 방향 내부 쪽으로 오프셋만 하기 때문에, 밸브 몸체 (74a) 와 제 1 포트 측 채널 (73a) 사이의 축선 방향에서의 채널 단면적이 확보될 수 있다. 따라서, 도 13c 의 화살표 (F1) 에 의해 나타낸 바와 같이, 주 유압 챔버 (55) 로부터 주 풀리 (50) 의 외부로 작동유가 배출될 수 있다.

도 14a 는 유량 제어 밸브의 다른 구성을 나타내는 도이다. 도 14b 는 도 14a 의 유량 제어 밸브의 동작을 설명하는 도이다. 본 실시형태에서의 체크 밸브 (74) 와 대향하는 스풀 (76) 의 부분, 즉 다른 단부 면은, 다른 단부 면으로부터 일 단부 면으로 (제 1 포트 측으로부터 제 2 포트 측으로) 그 직경이 증가하는 스풀 측 테이퍼 면 (76d) 이 될 수도 있다. 이러한 구성에 의하여, 밸브 몸체 (74a) 에 대응하는 스풀 (76) 의 부분은 스풀측 테이퍼 면 (76d) 이며, 이에 의해 체크 밸브 (74) 가 개방되고, 주 유압 챔버 (55) 의 작동유는 제 1 포트 (71) 및 제 1 포트 측 채널 (73a) 을 통하여 공간부 (T4) 에 유입한 작동유가 스풀 (76) 과 충돌하기 어렵다. 이에 따라, 도 14b 의 화살표 (F2) 에 의해 나타낸 바와 같이, 주 유압 챔버 (55) 로부터 주 풀리 (50) 의 외부로 작동유가 배출되는 경우, 작동유가 통과하는 유선에 대한 영향은 감소될 수 있다. 결과적으로, 스풀 (76) 에 의한 제 1 포트 (71) 로부터 제 2 포트 (72) 로 배출되는 작동유의 배출 유량 제어의 응답성은 더욱 향상될 수 있다. 스풀 (76) 에 작용하는 동압이 감소되기 때문에, 스풀 (76) 의 축선 방향 위치 제어가 용이해질 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유량 제어 밸브, 회전체 및 벨트식 무단 변속기는 차량의 구동력 전달에 유용하고, 특히 밸브 개방 초기의 작동 유체의 과배출을 억제하는데 적합하다.

Claims (22)

1. 제 1 포트;

   제 2 포트;

   상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 형성되고, 작동 유체가 통과하는 작동 유체 채널;

   상기 작동 유체 채널 내에 배열되고, 상기 작동 유체 채널의 제 2 포트 측 채널로부터 제 1 포트 측 채널 쪽으로 개방되는 체크 밸브; 및

   상기 체크 밸브의 제 2 포트 측에 배열되고, 상기 제 1 포트로부터 상기 제 2 포트로 작동 유체를 배출하는 경우 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하며, 상기 체크 밸브의 개방 초기에 상기 제 2 포트 측 채널의 채널 저항을 증가시키는 밸브 개방 제어부를 포함하고,

   상기 밸브 개방 제어부는 상기 작동 유체 채널내에 축선 방향으로 슬라이딩 가능하도록 배열되고, 원통 형상이며 길이 방향의 중앙부에 원주 방향으로 연속하는 폭이 좁은 부분이 형성된 본체부, 및 상기 체크 밸브에 대향하는 위치에서 상기 제 1 포트 쪽으로 돌출되어 형성된 돌출부를 갖는 스풀과,

   상기 작동 유체 채널의 제 2 포트 측 채널 내에 배열되고, 상기 스풀과 상기 체크 밸브 사이에 제 1 공간부를 형성하고, 상기 스풀과의 사이에 제 2 공간부를 형성하는 가이드 부재를 포함하며,

   상기 스풀은 상기 제 1 포트 쪽으로 축선 방향으로 이동함으로써 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하고, 상기 체크 밸브의 개방 초기에 상기 스풀과 상기 제 2 포트 측 채널 사이의 채널 단면적을 감소시키는 유량 제어 밸브.
2. 제 1 포트;

   제 2 포트;

   상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 형성되고, 작동 유체가 통과하는 작동 유체 채널;

   상기 작동 유체 채널 내에 배열되고, 상기 작동 유체 채널의 제 2 포트 측 채널로부터 제 1 포트 측 채널 쪽으로 개방되는 체크 밸브; 및

   상기 체크 밸브의 제 2 포트 측에 배열되고, 상기 제 1 포트로부터 상기 제 2 포트로 작동 유체를 배출하는 경우 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하며, 상기 체크 밸브의 개도가 작을수록 상기 제 2 포트 측 채널의 채널 저항을 증가시키는 밸브 개방 제어부를 포함하고,

   상기 밸브 개방 제어부는 상기 작동 유체 채널내에 축선 방향으로 슬라이딩 가능하도록 배열되고, 원통 형상이며 길이 방향의 중앙부에 원주 방향으로 연속하는 폭이 좁은 부분이 형성된 본체부, 및 상기 체크 밸브에 대향하는 위치에서 상기 제 1 포트 쪽으로 돌출되어 형성된 돌출부를 갖는 스풀과,

   상기 작동 유체 채널의 제 2 포트 측 채널 내에 배열되고, 상기 스풀과 상기 체크 밸브 사이에 제 1 공간부를 형성하고, 상기 스풀과의 사이에 제 2 공간부를 형성하는 가이드 부재를 포함하며,

   상기 스풀은 상기 제 1 포트 쪽으로 축선 방향으로 이동함으로써 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하고, 이동량이 작을수록 상기 스풀과 상기 제 2 포트 측 채널 사이의 채널 단면적을 감소시키는 유량 제어 밸브.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 작동 유체 채널 내에 상기 체크 밸브와 상기 밸브 개방 제어부 사이에 제 3 포트를 추가로 포함하고,

   상기 제 3 포트로부터 상기 제 1 포트에 작동 유체가 공급되는 경우, 상기 체크 밸브를 개방하기 위한 압력을 갖는 작동 유체가 상기 제 3 포트로부터 공급되는 유량 제어 밸브.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 스풀은 상기 작동 유체 채널과 동일 축선 상에 배열되는 유량 제어 밸브.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 스풀은 상기 체크 밸브와 대향하는 부분에서 테이퍼 형상을 갖는 유량 제어 밸브.
8. 제 1 항에 따른 유량 제어 밸브를 포함하는 회전체로서,

   상기 체크 밸브는 밸브 시트, 이 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 개방되는 밸브 몸체, 및 상기 밸브 몸체가 상기 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 직경 방향 외측을 향해 상기 회전체의 이동을 조절하는 조절부를 포함하는 회전체.
9. 제 1 항에 따른 유량 제어 밸브를 포함하는 회전체로서,

   상기 유량 제어 밸브의 길이 방향은 상기 회전체의 축선 방향에 대해 비틀린 위치인 회전체.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 밸브 개방 제어부는 공급된 상기 작동 유체의 압력에 의해 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하는 구동 압력 챔버를 갖고,

    상기 구동 압력 챔버의 회전 반경은 상기 작동 유체가 존재하는 다른 부분의 회전 반경보다 큰 회전체.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 체크 밸브는 밸브 시트, 이 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 개방되는 밸브 몸체, 및 상기 밸브 몸체가 상기 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 직경 방향 외측을 향해 상기 회전체의 이동을 조절하는 조절부를 포함하는 회전체.
12. 서로 평행하게 배열되어 있고, 구동원으로부터의 구동력이 어느 하나에 전달되는 2 개의 풀리 축, 이 2개의 풀리 축 상으로 각각 축선 방향으로 슬라이딩하는 2 개의 가동 시브, 이 2 개의 가동 시브에 각각 축선 방향으로 대향하는 2 개의 고정 시브를 갖는 2 개의 풀리;

    상기 2 개의 풀리 중 하나에 전달된 상기 구동원으로부터의 구동력을 다른 하나의 풀리에 전달하는 벨트; 및

    상기 가동 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 위치 결정 유압 챔버를 포함하는 벨트식 무단 변속기로서,

    제 8 항에 따른 회전체가 상기 2 개의 풀리 축의 어느 하나인 벨트식 무단 변속기.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 포트는 상기 위치 결정 유압 챔버와 연통되어 있는 벨트식 무단 변속기.
14. 제 2 항에 있어서,

    상기 작동 유체 채널 내에 상기 체크 밸브와 상기 밸브 개방 제어부 사이에 제 3 포트를 추가로 포함하고,

    상기 제 3 포트로부터 상기 제 1 포트에 작동 유체가 공급되는 경우, 상기 체크 밸브를 개방하기 위한 압력을 갖는 작동 유체가 상기 제 3 포트로부터 공급되는 유량 제어 밸브.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 밸브 개방 제어부는 상기 작동 유체 채널내에 축선 방향으로 슬라이딩 가능하도록 배열되는 스풀을 포함하고,

    상기 스풀은 상기 제 1 포트 쪽으로 축선 방향으로 이동함으로써 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하고, 상기 체크 밸브의 개방 초기에 상기 스풀과 상기 제 2 포트 측 채널 사이의 채널 단면적을 감소시키는 유량 제어 밸브.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 밸브 개방 제어부는 상기 작동 유체 채널 내에서 축선 방향으로 슬라이딩 가능하도록 배열되는 스풀을 포함하고,

    상기 스풀은 상기 제 1 포트 쪽으로 축선 방향으로 이동함으로써 상기 체크 밸브를 강제적으로 개방하고, 이동량이 작을수록 상기 스풀과 상기 제 2 포트 측 채널 사이의 채널 단면적을 감소시키는 유량 제어 밸브.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 스풀은 상기 작동 유체 채널과 동일 축선 상에 배열되는 유량 제어 밸브.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 스풀은 상기 체크 밸브와 대향하는 부분에서 테이퍼 형상을 갖는 유량 제어 밸브.
19. 제 2 항에 따른 유량 제어 밸브를 포함하는 회전체로서,

    상기 체크 밸브는 밸브 시트, 이 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 개방되는 밸브 몸체, 및 상기 밸브 몸체가 상기 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 직경 방향 외측을 향해 상기 회전체의 이동을 조절하는 조절부를 포함하는 회전체.
20. 제 2 항에 따른 유량 제어 밸브를 포함하는 회전체로서,

    상기 유량 제어 밸브의 길이 방향은 상기 회전체의 축선 방향에 대해 비틀린 위치인 회전체.
21. 제 10 항에 있어서,

    상기 체크 밸브는 밸브 시트, 이 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 개방되는 밸브 몸체, 및 상기 밸브 몸체가 상기 밸브 시트로부터 멀어지는 경우 직경 방향 외측을 향해 상기 회전체의 이동을 조절하는 조절부를 포함하는 회전체.
22. 서로 평행하게 배열되어 있고, 구동원으로부터의 구동력이 어느 하나에 전달되는 2 개의 풀리 축, 이 2개의 풀리 축 상으로 각각 축선 방향으로 슬라이딩하는 2 개의 가동 시브, 이 2 개의 가동 시브에 각각 축선 방향으로 대향하는 2 개의 고정 시브를 갖는 2 개의 풀리;

    상기 2 개의 풀리 중 하나에 전달된 상기 구동원으로부터의 구동력을 다른 하나의 풀리에 전달하는 벨트; 및

    상기 가동 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 위치 결정 유압 챔버를 포함하는 벨트식 무단 변속기로서,

    제 20 항에 따른 회전체가 상기 2 개의 풀리 축의 어느 하나인 벨트식 무단 변속기.

Images