KR101139182B1 - 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

무단 변속장치 내의 연결요소의 위치를 결정하는 것을 확실하게 구현하기 위해, 본 발명은 2개 이상의 변속장치 요소(transmission elements)와 상기 변속장치 요소를 서로 기계적으로 연결하고, 상기 변속장치 요소에 대하여 연속해서 옮겨질 수 있도록 위치되는 하나 이상의 연결 요소(connection element)를 포함하는 무단 변속장치(continuously variable transmission)를 제안하며, 상기 무단 변속장치는 분할 벽(separating wall)을 통해 기계적 위치신호를 전달하는 기계적 위치 탐지장치를 갖는다.

Description

무단 변속장치{continuously variable transmission}

본 발명은 2개 이상의 변속장치 요소(transmission elements)와 상기 변속장치 요소를 서로 기계적으로 연결하고, 상기 변속장치 요소에 대하여 연속해서 옮겨질 수 있도록 위치되는 하나 이상의 연결 요소(connection element)를 포함하는 무단 변속장치(continuously variable transmission)에 관한 것이다.

2개의 변속장치 요소를 서로 연결하는 연결요소의 위치가 상기 변속장치 요소에 대하여 결정될 수 있는 다양한 무단 변속장치가 이미 존재한다. 이와 같은 경우에, 상기 위치는 속도 측정 및 변속장치 요소들 중 하나의 속도 측정을 이용하여 결정될 수 있다.

그와 같은 연결요소의 위치 측정을 더욱 확실하고 간섭 없이 실현할 수 있는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 목적은 2개 이상의 변속장치 요소와 상기 변속장치 요소를 서로 기계적으로 연결하고, 상기 변속장치 요소에 대하여 연속해서 옮겨질 수 있도록 위치되는 하나 이상의 연결 요소를 포함하는 무단 변속장치에 의해 달성될 수 있으며, 여기서 상기 무단 변속장치요소는 분할 벽을 통해 기계적 위치신호를 전달하는 기계적 위치 탐지장치(position detector)를 갖는다.

기계적 위치탐지 및/또는 기계적 위치신호가 측정되고, 어려운 구조적인 동작조건의 경우에서 조차도 정확한 데이터를 전달할 수 있다는 것이 상기와 같은 경우에 특별한 장점이 된다. 예를 들면, 기계적 위치신호 장치(provision of the mechanical position signal)를 이용함으로써 상기 변속장치 요소의 중간영역 및/또는 연결요소에서 전자부품 및/또는 광학부품이 필요 없게 된다. 특히 상기 변속장치 요소에 직접 인접한 곳의 전자 및/또는 광학부품은 본 발명에 따라서 필요 없게 될 수 있으며, 따라서 그곳에서 발생하는 높은 온도 및 트랙션 유체(traction fluid)의 존재가 단점으로 기술된 위치탐지에 영향을 주지 않게 된다. 따라서 위치측정은 간섭에 매우 민감하지 않도록 구성되며, 따라서 신뢰성 있는 위치측정이 보장된다.

본 발명의 목적은 2개 이상의 변속장치 요소와 상기 변속장치 요소를 서로 기계적으로 연결하고, 상기 변속장치 요소에 대하여 연속해서 옮겨질 수 있도록 위치되는 하나 이상의 연결 요소를 포함하는 무단 변속장치에 의해 달성될 수 있으며, 여기서 상기 무단 변속장치는 위치 탐지장치를 가지며, 상기 변속장치가 정지했을 때, 상기 위치 탐지장치를 이용하여 하나 이상의 변속장치 요소에 관하여 상기 연결요소의 상대적인 위치가 측정된다.

상기와 같은 유형의 위치탐지를 통해, 연결요소의 위치에 대한 정보는 언제든지, 심지어는 상기 변속장치가 정지하거나 상기 엔진이 정지할 때조차도 이용될 수 있다. 이와 같은 방식에서, 상기 연결요소의 위치측정이 상기 무단 변속장치의 동작상태에 관계없이 가능하다는 장점을 갖는다. 또한 본 기계적 위치탐지 및/또는 본 기계적 위치신호가 속도측정에 관계없이 상기 위치를 탐지하고 전달할 수 있기 때문에, 개개의 요소들 사이에서 슬립(slip)이 발생할 때조차도, 하나 이상의 변속장치요소에 관하여 연결요소의 위치를 매우 정확하게 측정하는 것이 가능하다.

본 발명은 공지된 원뿔형 링 변속장치(conical ring transmission) 상에서 이용하는데 매우 적당하며, 여기서 예를 들면 입력 원뿔(input cone)의 토크가 회전 마찰링(rotating friction ring)을 통해 출력 원뿔(output cone)로 전달되거나 또는 그 반대로 된다.

본 발명에 따르면, “기계적 위치신호(mechanical position signal)”라는 용어는 기계적인 방법으로 제 1 영역으로부터 제 2 영역으로 연결요소의 위치를 전달할 수 있는 부품들을 기술한다. 이와 같은 경우에, “제 1 영역”이라는 용어는 상기 변속장치요소 및/또는 상기 연결요소가 직접 위치하는 영역을 선호적으로 의미한다. 본 발명에 따르면, “제 2 영역”이라는 용어는 제 1 영역과는 다른 연속 변속장치 영역 또는 상기 무단 변속장치 외측에 완전하게 위치된 영역을 포함한다. 어떠한 경우에도, 상기 제 1 및 제 2 영역은, 상기 무단 변속장치가 작동하는 동안 제 1 영역 또는 제 2 영역에서 매우 다르게 나타나는, 각각의 경우에 존재하는 열적 조건(thermal conditions)에서 본질적으로 차이가 난다.

변형된 실시예는 상기 기계적 위치신호가 데이터 탐지 및/또는 데이터 처리 수단에 연결되는 것을 제공한다. 상기 방식에서, 마찰링 위치에 따라 상기 기계적 위치신호가 제공하는 정보가 탐지되며, 또한 확실하고 효과적으로 처리된다는 것이 보증된다. 상기 유형의 데이터 탐지 및/또는 데이터 처리수단이 표준화된 광학 및/또는 전자부품을 통해 비용대비 효율적으로 구현될 수 있다는 것이 알려져 있다.

변형된 실시예에서 분할 벽(separating wall)은 상기 무단 변속장치의 하우징 벽(housing wall)이라는 것을 제공한다. 상기와 같은 방식에서, 변속장치 데이터를 데이터 탐지 및/또는 데이터 처리수단에 매우 확실하게 인도하는 것이 가능하다.

상기와 같은 연결에서, 만약 분할 벽이 상기 무단 변속장치의 유체 챔버 벽(fluid chamber wall)이라면 매우 유리하다. 상기와 같은 방식에서, 기계적 위치신호는 트랙션 유체(traction fluid)로 채워진 유체 챔버에서 신뢰성 있게 측정되고, 상기 유체 챔버 밖으로 신뢰성 있게 전송될 수 있다는 것을 보증한다.

상기와 같은 유형의 분할 벽을 통해 기계적 위치신호를 안내함으로써, 표준 광학부품 및/또는 표준 전자부품이 데이터 탐지 및/또는 처리수단으로서 이용될 수 있도록, 데이터 탐지 및/또는 데이터 처리수단을 상기 무단 변속장치의 고온 영역으로부터 충분하게 떨어지도록 위치시키는 것이 가능하다.

상기 무단 변속장치의 하우징 벽을 통해서든 또는 유체 챔버 벽을 통해서든, 분할 벽을 통해 기계적 위치신호의 위치지정이 매우 단순한 구조에 의해 구현될 수 있다는 것이 특별한 장점인데, 이것은 상기와 같은 유형의 벽을 통하여 기계적 위치신호를 안내하는 것이 관련된 기술 분야에서 이미 잘 알려져 있기 때문이다. 특히 밀봉 문제에 관하여, 상기와 같은 유형의 기계적 위치신호는 무단 변속장치와 관련된 목적을 구조적으로 달성하는데 매우 필요하다.

특별히 선호되는 예시적인 실시예는 병진운동 위치신호(translation position signal)가 회전운동 위치신호(rotational position signal)로 전환되는 것을 제공한다. 상기와 같은 방식에서, 기계적 위치신호는 공간을 절약하는 방식으로 무단 변속장치로 통합될 수 있다. 상기 유형의 전환 메커니즘이 관련된 기술로부터 잘 알려져 있으므로, 상기 유형의 기계적 위치신호 메커니즘이 매우 신뢰성 있게 전달될 수 있다.

만약 상기 연속으로 옮겨질 수 있는 연결요소가 회전축(axis of rotation) 상에 장착되는 안내장치(guide device)를 갖고, 상기 회전축이 회전 위치신호를 갖는다면, 상기와 같은 연결에서 큰 장점이 된다는 것이 알려졌다. 상기와 같은 방식에서, 본 기계적 위치탐지 및/또는 기계적 위치신호를 갖는 상기 무단 변속장치는 특별히 공간을 절약하는 방식으로 만들어질 수 있으며, 이것은 어떠한 경우에도 제공되는, 마찰링의 안내장치와 같은 연속으로 옮겨질 수 있는 연결요소를 구성하는 안내장치의 회전축이 기계적 위치신호로서 이용되기 때문이다. 특히 상기와 같은 방식에서 밀봉 작업(sealing tasks)이 매우 간단하게 달성될 수 있는데, 이것은 분할 벽을 관통하는 회전하도록 움직이는 회전축의 밀봉이 상대적으로 간단하고 비용대비 효율적으로 달성될 수 있기 때문이다.

본 발명의 추가적인 장점, 목적 및 특성들이 첨부된 도면에 대한 다음의 설명에 기초하여 설명될 것이며, 여기서 기계적 위치신호(mechanical position signal)는 예로서 부분적으로 도시된 안내장치와 결합되어 나타난다.

도 1 은 안내장치의 부분에 대한 도식적인 모습.

도 2 는 도 1 에서의 안내장치에 대한 위에서 본 도시적인 모습

도 3 은 도 1 및 2 로부터의 안내장치에 대한 측면에서 본 도시적인 모습.

도 4 는 상술된 도면의 안내장치에 대한 위쪽에서 본 사시도의 도식적인 모습.

도 5 는 상술된 도면의 안내장치에 대한 아래에서 본 도시적인 모습.

도 6 은 기계적인 위치지정 막대의 부분에 대한 도식적인 모습.

도 7 은 내부에 위치지정 막대를 갖는 택일적인 안내장치에 대한 도식적인 모습.

도 8 은 I-I 라인을 따라 도 9로부터의 원뿔형 마찰링 변속장치를 통한 단면에 대한 도시적인 모습.

도 9 는 도 8로부터의 원뿔형 마찰링 변속장치에 대한 위쪽에서 본 도시적인 모습.

도 10 은 앞바퀴 구동(front-wheel drive)의 차량에 원뿔형 마찰링 변속장치를 통한 길이방향 단면에 대한 도시적인 모습.

도 1에 도시된 안내장치(guide device, 1)는 마찰링(friction ring, 2)을 안내한다. 상기 마찰링(2)은 그것이 안내롤(guide rolls, 3)(이곳에서 단지 예시적인 목적을 위해 번호가 매겨짐)을 이용하여 이중 화살표(double arrow, 4) 방향의 축(axis, 5) 주위에서 회전할 수 있도록 장착된다. 마찰링(2)이 이중화살표(4) 방향으로의 회전운동뿐만 아니라 이중화살표(6) 방향으로의 병진운동을 수행할 수 있도 록, 상기 안내장치(1)는 2개의 안내축(guide axes, 7)(이곳에서 단지 예시적인 목적을 위해 번호가 매겨짐)을 가지며, 그 위에서 안내 슬라이드(guide slide, 8)가 이중화살표(6) 방향으로 병진운동 할 수 있다.

상기 안내장치(1)는 설치 축(setting shaft, 10)에 그것의 측면 영역(lateral region, 9)이 기계적으로 연결되며, 그것을 통해 전체 안내장치는 회전축(axis of rotation, 11) 주위에서 회전할 수 있다. 상기 안내장치(1)가 회전축(11) 주위에서 상기 설치 축(10)에 의해 어떻게 놓여지는지에 따라, 내부에 마찰링(2)을 갖는 상기 안내 슬라이드(8)는 이중화살표(6)의 두 방향 중 한 방향으로 축(5)을 따라 이동한다.

상기 안내 슬라이드(8)는 연결 브리지(connection bridge, 12)(이곳에서 단지 예시적인 목적을 위해 번호가 매겨짐) 영역에 연결자(connector, 13)를 가지며, 그것을 통해 상기 안내 슬라이드(8)는 기계적 위치지정막대(mechanical positioning rod, 14)에 기계적으로 연결된다. 이와 같은 예시적인 실시예에서, 상기 기계적 위치지정막대(14)는 안내장치(1) 상에 위치되어 회전축(11) 주위에서 회전할 수 있는 회전 베어링시스템(rotational bearing system, 15)의 구성요소이다. 상기 회전 베어링시스템(15)은 또한 위치지정막대(14) 및 추가적인 구성요소그룹(이곳에서 명확하게 설명되지 않음) 뿐만 아니라 위치지정 기어링(positioning gear ring, 16)을 포함한다.

이곳에서 도시된 상기 안내장치(1)를 통해, 특히 위치지정 막대(14) 및 위치지정 기어링(16)을 갖는 회전 베어링시스템(15)을 통해, 상기 안내장치(1) 영역내의 마찰링(2) 위치가 기계적인 방법으로 데이터 탐지(data detection) 및/또는 처리 유닛(processing unit)(도시되지 않음)에 정확하게 전달되는 것이 가능하다. 또한, 위치지정 막대(14)를 이용하여, 축(5)을 따르는 마찰링(2)의 선형 움직임 및 마찰링(2)의 위치변화가 회전위치신호(rotational position signal)로 전환될 수 있으며, 그것은 위치지정 기어링(16)에 의해 본 예시적인 실시예에서 구현되어진다.

도 1의 예시적인 실시예에서, 상기 마찰링(2)은 상기 안내장치(1)에 관하여 전방 위치(forward position, 17)에 놓여진다. 상기 전방 위치(17)로부터 마찰링(2)의 서로 다른 위치는 상기 안내 슬라이드(8) 및 마찰링(2)이 놓여질 수 있는 후방 위치(rear position, 18)를 기초로 하여 예로서 표시된다.

상기 안내장치(1)는 도 2 내지 도 6에서 서로 다른 사시도 및 단면도로서 도시된다.

도 6에서, 위치지정 막대(14)가 후방 위치(18)에 나타나며, 안내 슬라이드(18)는 후방 위치(18)로 축(5)을 따라서 이동하였다. 따라서 상기 위치지정 막대 (14)는, 상기 위치지정 막대(14)가 연결자(13)를 통하여 상기 안내 슬라이드(18)에 연결되기 때문에, 화살표(19)에 의해 지시되는 것처럼 회전 축(11) 주위에서 회전 움직임을 수행하였다. 따라서 이중 화살표(6)에 의해 도시되는 것처럼 병진운동은 회전 방향(19)의 회전 움직임으로 전환되어졌다.

도 7 에서 도시된 예시적인 실시예(100)는 본질적으로 회전 베어링 위치지정시스템(115)을 나타내며, 그것은 위치지정 막대(114) 및 연결자(113)를 통해 안내 슬라이드(108)에 기계적으로 연결된다. 이와 같은 경우에, 상기 안내 슬라이드(108)는 안내 축(107)(이곳에서 단지 예시적인 목적을 위해 번호가 매겨짐) 상의 축(105)을 따라 이동하며, 반면에 상기 회전 베어링 위치지정시스템(115)은 이중화살표(106) 방향 중 한 방향으로 상기 형태의 병진운동을 하는 동안 회전 축(111) 주위에서 회전을 수행한다.

도 1 내지 도 6에서 도시된 예시적인 실시예와 일치하여, 상기 예시적인 실시예(100)에서, 상기 안내 슬라이드(108)는 또한 마찰링(102)을 안내하는 안내 롤(103)(이곳에서 단지 예시적인 목적을 위해 번호가 매겨짐)을 가지며, 따라서 상기 마찰링(102)은 축(105)을 따라서 병진운동 할 수 있으며, 또한 축(105) 주위에서 회전운동을 수행할 수 있다.

도 8 내지 10에서 도시되는 베벨 마찰 휠 변속장치(bevel friction wheel transmission, 230)는 본질적으로 서로 반대방향으로 위치되고 각각 동일한 원뿔각(cone angles, 235 및 236)을 갖는 평행한 축(231 및 232) 상의 반지름방향 지점에 위치되는, 2개의 베벨 마찰 휠(233 및 234)을 포함한다(도 10 참조). 상기 베벨 마찰 휠(233)을 둘러싸고 안내 슬라이드(208) 내에서 유지되는 마찰링(202)은 베벨 마찰 휠들(233 및 234) 사이에 위치된다. 이와 같은 예시적인 실시예에서, 상기 안내 슬라이드(208)는 2개의 연결 브리지(212)(이곳에서 단지 예시적인 목적을 위해 번호가 매겨짐)에 의해 형성되는 프레임(frame)을 포함한다. 상기 안내 슬라이드(208)는 안내 롤(203)을 가지며, 이것은 마찰링(202)의 양 측부(sides) 상에서 맞물리고, 그것에 필수적인 축 안내(axial guiding)를 제공한다.

원뿔형 마찰링 변속장치(conical friction ring transmission, 230)의 안내장치(201)는 작동 모터(actuating motor, 237)를 이용하여 회전 축(211) 주위에서 회전할 수 있도록 장착된다. 만약 상기 안내장치(201)가 회전 축(211) 주위에서 작은 각도로 회전된다면, 상기 구동은 안내 슬라이드(208)의 축 방향 이동을 일으킬 것이고, 따라서 베벨 마찰 휠들(233 및 234)의 동력전달비(transmission ratio)의 변화를 일으킨다. 상기 목적을 위해서 작은 에너지 소비만으로 충분하다.

도 10에 도시되는 원뿔형 마찰링 변속장치(230)에는 앞바퀴 구동(238)을 위한 차량 구동이 제공되며, 그것의 동작모드는 이곳에 추가로 설명되지 않을 것이다. 상기 베벨 마찰 휠(233 및 234)은 적당한 롤러 베어링(239)(이곳에서 단지 예시적인 목적을 위해 번호가 매겨짐)을 이용하여 축 방향 및 반경 방향으로 장착되어진다.

Claims (10)

1. 복수 개의 변속장치 요소(transmission elements)와 상기 변속장치 요소들을 서로 기계적으로 연결하고 상기 변속장치 요소들에 대해 연속해서 위치가 이동할 수 있도록 배열되는 연결 요소(connection element)를 포함하는 무단 변속장치(continuously variable transmission)에 있어서,

   상기 무단변속장치(230)의 분할 벽(separating wall)에 배열되는 안내장치(1)가 회전축(11,211)에 장착되며, 상기 회전축(11,211)은 회전위치 신호를 가지고,

   상기 변속장치요소에 대한 연결요소의 기계적 병진운동위치에 관한 신호를 전달하기 위하여, 상기 안내장치(1)에 배열된 회전베어링 시스템(15)이 상기 회전축(11,211)주위에서 회전운동하고 연결자(13)에 의해 상기 연결요소를 가진 안내슬라이드(8)와 연결되는 위치지정 막대(14) 및, 위치지정 기어링(16)을 포함하며, 상기 위치지정 기어링(16)에 의해 상기 회전위치 신호가 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분할 벽은 상기 무단 변속장치(230)의 하우징 벽(housing wall)(240)인 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 분할 벽은 상기 무단 변속장치(230)의 유체 챔버 분리 벽(fluid chamber separating wall)(241)인 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
4. 복수 개의 변속장치 요소(transmission elements)와 상기 변속장치 요소들을 서로 기계적으로 연결하고 상기 변속장치 요소들에 대해 연속해서 위치가 이동할 수 있도록 배열되는 연결 요소(connection element)를 포함하는 무단 변속장치(continuously variable transmission)에 있어서,

   상기 무단변속장치(230)의 분할 벽(separating wall)에 배열되는 안내장치(1)가 회전축(11,211)에 장착되며, 상기 회전축(11,211)은 회전위치 신호를 가지고,

   무단변속장치가 정지될 때 상기 변속장치요소에 대한 연결요소의 기계적 병진운동위치에 관한 신호를 전달하기 위하여, 상기 안내장치(1)에 배열된 회전베어링 시스템(15)이 상기 회전축(11, 211)주위에서 회전운동하고 연결자(13)에 의해 상기 연결요소를 가진 안내슬라이드(8)와 연결되는 위치지정 막대(14) 및, 위치지정 기어링(16)을 포함하며, 상기 위치지정 기어링(16)에 의해 상기 회전위치 신호가 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 병진운동위치에 관한 신호는 데이터 탐지 또는 데이터 처리수단에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 병진운동위치에 관한 신호는 회전 위치신호(rotational position signal)로 변환되는 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 연결요소가 복수 개의 연결요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
8. 제 5 항에 있어서, 병진운동위치에 관한 신호는 회전 위치신호로 변환될 수 있는 것을 특징으로 하는 무단 변속장치.
9. 삭제
10. 제 4 항에 있어서, 상기 연결요소가 복수 개의 연결요소를 포함하는 특징으로 하는 무단 변속장치.

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