KR101148700B1 - 무단변속기 - Google Patents

Abstract

무단 변속기는 입력축, 상기 입력축에 의해 회전가능한 구동 휠, 출력축, 상기 출력축 위에 장착되는 변속비 변경 장치, 상기 구동 휠 위를 통과하며, 개방 루프 내에서, 상기 변속비 변경 장치 위에 위치하는 무한 벨트, 상기 벨트 루프의 치수를 상기 출력축 축선을 중심으로 확대 및 감소시키는 제어 요소, 상기 벨트가 상기 변속비 변경 장치상의 루프로 진입 및 퇴출하는 안내부를 제공하는 벨트 안내 요소, 및 상기 변속비 변경 장치 위에 위치하여 구동력을 상기 출력축으로 전달하며, 상기 장치상의 그의 루프의 일부 안에 상기 벨트와 결합하며, 상기 변속비 변경 장치의 회전 중에 상기 안내부를 가로지르는 그의 천이부에서 상기 안내부의 양측에서 상기 벨트와 결합 가능한 구동 장치를 포함한다.

변속비 변경, 입력축, 출력축, 벨트 안내 수단, 무한 벨트

Description

무단변속기{INFINITELY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 점증 작동식 무단변속기(IVT)에 관한 것으로서, 고출력 및 고 각속도로 작동 가능하며, 엔진 브레이크를 통한 역방향 동력 전달이 가능한 무단변속기에 관한 것이다.

이러한 방식의 무단변속기에 관련된 종래기술들이 다수 존재하는바, 이러한 것들의 예가 다음의 문헌들에 기재되어 있다: 자전거 관련 특허 US4878883, GB2062142A, GB2135743A, US4618331, US3956944, US4832660, US5984814 및 US4787879, 무단변속기 관련 특허 WO03/042575 및 WO03/078869, 홈/리브 방식 원추 디스크 결합 관련 특허 WO01/75333 및 US4367067, 가변 스프로켓 치차 래더 체인 관련 특허 WO94/04411 및 US5406863.

US4878883, GB2062142A, GB2135743A, US4618331, US3956944, US4832660, US5984814 및 US4787879의 명세서들에 개시된 바와 같이, 이러한 변속기는 가변 스프로켓 허브를 중심으로 방사상 이격되는 스프로켓 치차 또는 고정 트랙들 내에서의 마찰에 의해 작동되는 방사상으로 위치 가능한 결합 장치들로 이루어진다. 제한된 숫자의 결합 장치들로 인해, 이들 둘레의 가요성 부재 트랙은 원호 형상을 구성하지 않으며, 그 결과, 이들의 출력은 펄스 형태로 나타난다. 이러한 종래 기술 장치의 또 다른 문제점은 이들의 결합 장치들의 부정확한 동기화로 인한 것으로서, 스프링-부하 스프로켓 또는 완전 회전식 스프로켓을 통해 결합이 이루어지는 구동 체인 링크는 고정식 가이드 내에서 작동되며, 상기 고정식 가이드는 이들 결합 장치들이 자전거와 같은 저속 운행에 적합하게 작동되도록 한다.

WO03/042575 및 WO03/078869의 경우, 동기화 문제는 거의 해결되었지만, 양방향 동력 전달을 제공하지 못하는 (엔진 브레이크를 허용하지 않는) 스프래그 클러치들을 통해 동력을 전달한다.

WO01/75333 및 US4367067의 경우, 체인과 디스크 홈/리브의 정확한 동시 결합은 또다시 동기화 문제를 유발한다.

WO94/04411 및 US5406863의 경우, 정확한 결합이 수행되지만, 래더 체인의 보관 및 그의 조절은 고속 동력 전달에서 문제점을 유발한다.

전술된 공보들의 대부분의 변속기는 변속 비율을 매우 작은 증분으로 변화시키기 위해 정확한 동기 결합을 희생해야 한다.

본 발명에 따른 무단변속기는 입력축, 상기 입력축에 의해 회전가능한 구동 휠, 출력축, 상기 출력축과 동축상에 장착되어 그와 회전가능한 변속비 변경 장치, 상기 구동 휠 위를 통과하며, 개방 루프 내에서, 상기 변속비 변경 장치 위의 벨트루프를 지지하는 변속비 변경 구조물들을 작동시키는 무한 벨트, 상기 벨트 루프 치수를 상기 변속비 변경 장치의 상기 출력축 축선을 중심으로 확대 및 감소시킴으로써 상기 변속비 변경 구조물이 상기 입력축 및 출력축의 회전 비율을 변경하도록 하는 제어 수단, 상기 벨트가 이동가능하며, 상기 벨트가 상기 변속비 변경 장치상의 루프로 진입 및 퇴출하는 안내부를 제공하는 벨트 안내 수단, 및 상기 출력축으로 구동력을 전달하도록 상기 변속비 변경 장치 위에 위치하며, 상기 장치의 루프의 일부에서 상기 벨트와 결합하며, 상기 변속비 변경 장치의 회전 중에 상기 안내부를 가로지르는 천이부에서 상기 안내부의 양측에서 상기 벨트와 결합 가능하며, 상기 변속비 변경 장치의 상기 벨트 루프의 모든 변속비 위치에서 상기 벨트와 최적의 결합 상태를 유지하는 구동 장치를 포함한다.

바람직하게는, 상기 벨트 안내 수단은 두 개의 벨트 안내 휠 들을 포함하며, 상기 휠들은 서로 인접 위치되어 상기 벨트 안내부를 그들 사이에 규정한다.

상기 변속기는 상기 출력축 및 변속비 변경 장치를 구비하는 프레임 부재, 상기 입력축 및 벨트 인장 장치, 및 상기 또는 각각의 벨트 안내 수단을 구비하며 점증식 인덱스 단계로 상기 변속비 변경 장치로 접근 및 이격하는 상기 프레임 부재에 대해 상기 제어기에 의해 이동가능한 프레임 요소를 포함할 수 있으며, 변속비 변경 중에 상기 변화하는 벨트의 루프 치수를 추종하며, 필요에 따라, 상기 변속비 변경 장치위에서 소정 길이의 벨트를 상기 벨트 안내부를 통해 상기 벨트 루프로 공급 및 그로부터 제거하며, 이때, 상기 구동 장치는 상기 체인 안내부로부터 멀어지며, 이는 상기 변속기의 입력축 및 출력축의 회전 비율이 상기 제어기에 의해 변화된다.

상기 변속비 변경 장치는 상기 출력축 위에서 서로 접근 및 이격하도록 상기 제어 수단에 의해 이동가능한 한 쌍의 절두원추형 디스크들을 포함할 수 있으며, 그들의 테이퍼진 표면들은 서로 마주보며 그들 사이에 상기 벨트의 반대방향 에지들이 지지되는 상기 변속비 변경 구조물을 제공한다.

상기 벨트는 체인일 수 있으며, 상기 체인은 그의 측면 에지들로부터 돌출하는 균등 이격된 링크 핀들에 의해 연결되는 링크들로 이루어지며, 상기 변속비 변경 디스크들의 테이퍼진 표면들의 테이퍼 각도에 대해 지지되어 그와 상보적으로 테이퍼지는 단부 표면들을 가짐으로써, 상기 인장 체인 루프가 상기 디스크들 사이에서 원형이 되도록 하며, 상기 체인의 폭은 그들과 그들의 테이퍼진 표면들의 테이퍼 각도 사이의 상기 체인의 저 변속비 위치에서 상기 디스크들 사이의 공간에 의해 결정되며, 상기 벨트 휠 들은 체인 스프로켓들이다.

상기 프레임 요소는 두 개의 이격 아암들을 포함할 수 있으며, 상기 아암들은 상기 요소의 나머지로부터 돌출하며 각각 상기 변속비 변경 디스크들 중 하나 위의 구조물과 미끄럼 가능하게 결합하며, 상기 아암들 및 디스크 구조물은 상기 디스크들을 상기 출력축 위에서 서로 접근 및 이격하도록 적용되며, 이는 상기 프레임 요소가 상기 디스크들을 향해 접근 및 이격하도록 상기 제어기에 의해 이동됨에 따른 것이다.

상기 구동 장치는 상기 체인 안내부에서 상기 변속비 변경 장치상의 상기 원형 체인(34) 루프 안의 간극의 폭보다 큰 원호형 길이를 갖는 부분 체인 스프로켓을 포함할 수 있다. 상기 구동 장치의 스프로켓 톱니부들은 서로 분리되어 서로에 대해 이동가능하며, 그들의 중심은 상기 출력축에 부착되는 안내 수단에 의해 상기 변속비 변경 장치상의 상기 체인 루프의 모든 변속비 위치에서 상기 출력축의 축선상의 중심에 남아있게 된다. 바람직하게, 상기 스프로켓 톱니부들은 각각 아암의 제 1 단부를 구비할 수 있으며, 상기 부분 스프로켓의 중앙 톱니부의 양측의 톱니부들은 상기 중앙 톱니부로부터 이격되는 그들의 아암들 위에서 경사지며, 상기 출력축은 톱니부 안내 디스크 하우징에 대해 동축상에 각각 부착되는 분리 단부들로 횡단 분리되며, 상기 하우징 안에서 상기 톱니부 아암들의 제 2 단부들 위의 핀들은 홈들 안의 상기 출력축의 축선을 가로질러 이동하여 상기 출력축을 향해 접근 및 이격하도록 상기 톱니부의 이동을 안내하며, 이와 동시에, 서로에 대해 접근 및 이격되어 상기 스프로켓의 원호를 변경시켜 상기 변속기의 모든 변속비 위치에서 상기 디스크들 사이의 상기 체인의 루프의 곡률반경과 완전히 일치하도록 한다.

본 발명의 제 2 형태에 있어서, 상기 구동 장치는 상기 변속비 변경 디스크들의 각각의 테이퍼진 표면에 일련의 언더컷 홈들을 포함할 수 있으며, 상기 홈들은 상기 디스크의 외주로부터 상기 출력축을 향해 연장하며, 그들의 중심선들은 단일 링크 상의 체인 링크 핀들의 축선을 분리하는 거리와 균등한 치수만큼 그들의 길이에 걸쳐 서로 이격되며, 상기 홈들의 바닥들은 상기 디스크들의 상기 테이퍼진 표면들과 평행이다.

본 발명의 제 2 형태의 상기 구동 장치는 분리 고정된 길이의 톱니부 캐리어들과 구조물들을 포함할 수 있으며, 상기 캐리어들은 상기 디스크들의 복수의 홈들과 동일한 수로 형성되며, 스프로켓 톱니부를 구비하며, 상기 톱니부의 각각의 중심선은 상기 디스크들 사이의 상기 체인의 모든 변속비 위치에서 상기 출력축 축선으로부터 방사상 라인 상에 놓이며, 상기 구조물들은 상기 캐리어들의 단부들에서, 상기 홈들의 바닥의 테이퍼 각도에 상보적인 각도를 가지며, 상기 변속비 변경 디스크들의 각각의 반대 방향 홈들과 결합한다. 바람직하게는, 각각의 디스크의 상기 복수의 홈들은 상기 톱니부 캐리어들 상의 상기 체인 톱니부에 적합하여 상기디스크들의 반대 방향의 두 줄의 홈들의 홈들 안에 결합되어 상기 체인 안내부를 브리지하며, 이때, 상기 구동 장치의 각 단부의 적어도 하나의 톱니부는 상기 구동 장치의 천이부가 상기 안내부를 가로지를 동안 상기 안내부의 양측에서 상기 체인과 결합하게 된다.

각각의 디스크의 홈들 중 중앙 홈은 상기 출력축 축선으로부터의 방사상 라인 상에 위치할 수 있으며, 상기 출력축을 향하는 상기 홈들의 일부는 상기 중앙 홈의 양측에서 그의 방향으로 곡면을 이루며, 이때, 두 개의 링크 핀의 축선은 그들의 중심선들 사이의 거리를 유지하여, 이러한 홈들의 상기 톱니부 캐리어들의 톱니부의 중심선들이 상기 디스크들 사이의 상기 체인 루프의 저 변속비에서 고 변속비 위치까지의 변속비 변경에 있어서 상기 중앙 톱니부로부터 이격 회전되도록 하며, 상기 체인의 저 변속비 위치로의 변경 중에 상기 중앙 톱니부를 향해 회전하여 부분 스프로켓의 톱니부가 상기 디스크들 사이의 모든 변속비 위치에서 상기 체인 서클에 적합한 곡면을 유지하도록 하며, 이때, 상기 톱니부의 중심선들이 상기 출력축의 축선 상에 중심이 유지되는 동안 상기 출력축 축선 상에 중심을 유지한다.

바람직하게는, 각 열의 상기 중앙 홈의 언더컷 부분은 그의 길이 전체에 걸쳐 상기 홈의 외측부들의 양측에서 동일하며, 상기 중앙 홈의 양측의 홈들의 언더컷 부분들은 상기 디스크의 외주에서 상기 중앙 홈으로부터 이격하는 방향으로 상기 홈들의 외측부들로부터 오프셋되며, 각각의 홈들의 언더컷 부분의 오프셋은 상기 중앙 홈으로부터 멀어지는 순서로 순차적으로 커지며, 이들 홈들의 언더컷의 오프셋은 상기 중앙 홈를 향해 상기 홈들의 길이 전체에 걸쳐 이동한다.

상기 중앙 톱니부 캐리어의 단부 상의 상기 홈 결합 구조물은 상기 홈 언더컷 안의 상기 홈들의 외측부들을 통해 결합 가능한 횡단 구조물들이며, 나머지 톱니부 캐리어들의 각각의 단부 상의 구조물들은 외향 돌출 원통형 제 1 구조물로서, 이는 홈들의 외측부에 끼워 맞춤 되며, 그 아래에서, 제 2 구조물은 원통형 스템을 가지며, 상기 스템은 상기 홈들의 외측부의 폭보다 작은 단면을 가지며 그의 자유 단부에 방사상 돌출 구조물을 구비하며, 상기 구조물은 그가 위치되는 상기 홈들의 언더컷 부분에 끼워 맞춤 되며, 상기 홈의 바닥을 지지하는 그의 표면은 원통형 구조물의 표면 및 상기 디스크들의 테이퍼진 표면들의 테이퍼 각도에 대응하는 각도에서의 상기 홈들의 바닥과 공통 평면에 위치하며, 그의 축선을 중심으로 상기 제 1 구조물을 통해 상기 캐리어를 부분적으로 회전시키며, 변속비 변경 중에 상기 홈의 언더컷 부분을 따라 이동한다.

무단 변속기의 제 2 형태의 변형예에 있어서, 각각의 디스크의 홈들 중 중앙 홈은 상기 출력축 축선으로부터의 방사상 라인 상에 위치하며, 상기 출력축을 향하는 상기 홈들의 일부는 상기 중앙 홈의 양측에서 그의 방향으로 곡면을 이루며, 이때, 두 개의 링크 핀의 축선은 그들의 중심선들 사이의 거리를 유지하며, 상기 홈들의 각각의 언더컷 부분들은 외측부들의 단면이 상기 홈들이 중심선 각 측면에서 대칭이다.

무단변속기의 변형예에 있어서, 상기 구동 장치는 구동 장치 바들을 포함할 수 있으며, 이들은 디스크의 홈들의 수와 동일한 수를 갖도록 형성되며, 그들의 단부들은 상기 홈들의 바닥의 테이퍼 각도에 대응하는 각도에서 테이퍼지며, 그들의 테이퍼 단부들에 평행한 상기 바들의 양 측면에서의 홈들은 상기 홈들의 외측부들과 결합하여 상기 홈들 안에 상기 바들을 고정하며, 그들의 테이퍼진 단부들은 상기 홈들의 바닥에 안착한다.

무단 변속기에 사용되는 상기 벨트는 링크들로 이루어지는 체인일 수 있으며, 상기 링크들은 링크 핀들에 의해 연결되며 그들의 중앙에서 공통 에지에 연결되며, 각각은 내향 아치형 구조물을 포함하며, 상기 아치형 구조물은 상기 구동 장치 바와 연결 가능하여 상기 체인으로부터 상기 구동 장치 바들까지 구동력을 전달한다. 상기 링크들은 상기 체인의 공통 방향으로 아치 형상을 가질 수 있으며, 상기 아치형 구조물은 그들의 오목 에지들로부터 상기 링크들로 연장한다.

바람직하게는, 각각의 디스크의 상기 다수의 홈들은 상기 체인 안내부를 브리지하도록 상기 디스크들 사이의 상기 구동 장치의 바들에 적합하며, 복수의 바는 상기 디스크들의 회전 동안 상기 안내부를 가로지르는 상기 구동 장치 바들의 천이 기간에 상기 안내부의 양측 상에 상기 체인과 결합한다.

본 발명의 제 3 형태에 있어서, 상기 변속비 변경 디스크들은 각각 일련의 이격 리브들을 포함할 수 있으며,상기 리브들은 상기 디스크의 표면으로부터 외향 돌출하며 상기 출력축을 향해 상기 디스크의 외주로부터 연장하여 그들 사이에 구동 장치 홈들을 규정하며, 그의 바닥들은 상기 디스크의 테이퍼진 표면에 위치하며, 상기 체인 링크 핀들은 그로부터 위치되며, 상기 구동 장치는 상기 변속기의 변속비 변환 전/후에 상기 안내부를 횡단한다. 상기 디스크들 사이의 상기 체인의 모든 변속비 위치에서 상기 리브들 사이의 상기 홈들은 인접한 체인 링크 핀들의 축선을 분리하는 거리와 동등한 치수만큼 그들의 길이 전체에 걸쳐 서로 이격된다.

각각의 디스크의 홈들 중 중앙 홈은 상기 출력축 축선으로부터 방사상 선상에 위치할 수 있으며, 상기 중앙 홈의 각 측면에서 상기 출력축을 향하는 상기 홈들의 일부는 그들의 중심선들 사이에서 상기 단일 링크 핀의 축선 거리를 유지하는 동안 상기 중앙 홈의 방향으로 곡면을 이룬다.

바람직하게는, 각각의 디스크의 상기 복수의 홈들은 상기 체인 링크 핀들에 적합하여 상기 디스크들의 반대 방향의 두 줄의 홈들의 홈들 안에 결합하여 상기 체인 안내부를 브리지 하며, 이때, 상기 구동 장치의 각 단부의 적어도 하나의 홈은 상기 구동 장치의 천이부가 상기 안내부를 가로지를 동안 상기 안내부의 양측에서 상기 체인과 결합하게 된다.

상기 리브들의 측면들은 그들의 상부 표면으로부터 그들 사이의 상기 홈들의 바닥들을 향해 외향 테이퍼질 수 있다.

본 발명의 상기 형태에 사용되는 상기 체인 링크 핀들의 상기 횡단 돌출 단부들은 상기 변속비 변경 디스크들의 테이퍼 각도에 대응하는 테이퍼 각도의 원뿔 형상을 가지며, 각각은 상기 리브들 사이의 상기 테이퍼진 홈들에 잘 끼워지는 치수를 갖는 테이퍼진 헤드를 구비할 수 있다. 상기 링크 핀의 헤드들은 상기 핀들의 단부들과 미끄럼 결합하며, 상기 체인은 그의 선형 부분에서 적용되는 인접 쌍의 핀들 상에 외측 링크 장치를 포함하여 상기 핀들의 상기 원추형 단부를 그들의 헤드들로부터 노출시켜, 상기 체인이 곡면으로 진입하여 상기 헤드들을 상기 핀들의 상기 원추형 단부들로 전진 이동시켜 상기 체인 안내부에서의 상기 디스크 구동 장치의 홈들로부터의 진입 및 배출을 용이하게 한다.

본 발명의 제 2 및 제 3 형태의 상기 변속비 변경 디스크들은 각각 그들의 마주보는 테이퍼진 표면들 상에 상기 출력축을 둘러싸는 외향 돌출 보스를 포함할 수 있으며, 변속비 변경 기어는 외부 나선이 있는 원통형 변속비 변경 기어 캐리어에 고정되며, 상기 캐리어는 상기 보스에 결합하여 그 위에서 자유롭게 회전가능하며 상기 변속기 프레임 부재 상의 내부 나선이 있는 바디와 나사 결합하여, 상기 변속비 변경 기어들의 동시 회전에 의해 상기 디스크들이 상기 기어들의 회전 방향에 따라 서로 접근 및 이격하도록 한다. 무단 변속기는 공통 축에 고정되는 두 개의 인덱싱 기어를 더 포함할 수 있으며, 상기 공통 축은 상기 변속기 프레임 부재에서의 회전을 위해 구동되며 변속비 변경 기어와 각각 결합하며, 상기 인덱싱 기어 축을 딸깍 회전시키는 트리거 장치는 상기 인덱싱 기어들 및 상기 변속비 변경 기어들의 하나 또는 그 이상의 소정의 부분 인덱싱 회전을 상기 변속기 제어기의 요구에 따라 원하는 방향으로 수행하여, 상기 프레임 요소가 상기 변속비 변경 디스크 사이의 본래 체인를 향해 접근 및 이격하도록 인덱스 이동시키며, 필요에 따라, 소정 길이의 체인을 상기 체인 루프로/로부터 공급 및 제거한다.

바람직하게는, 상기 트리거 장치는 그에 의해 작동될 경우 상기 인덱싱 기어 축을 딸깍 회전시키는 기계식 에너지 저장 장치를 포함한다. 상기 에너지 저장 장치는 토션 바일 수 있다. 상기 인덱싱 기어의 축은 튜브일 수 있으며, 상기 토션 바의 일단부는 상기 인덱싱 기어 튜브 안에 위치되어 그에 고정되며, 제 2 단부는 적절한 기어 모터에 연결되어 적절한 토크를 상기 제어기에 의해 선택된 상기 인덱싱 기어들의 회전 방향에 관계없이 상기 바로 전달한다.

본 발명의 제 3 형태의 변형예에 있어서, 상기 변속비 변경 디스크들은 각각 일련의 이격 리브들을 포함할 수 있으며, 상기 리브들은 상기 디스크의 표면으로부터 외향 돌출하며 상기 출력축을 향해 상기 디스크의 외주로부터 연장하여 그들 사이에 구동 장치의 홈들을 규정하며, 상기 홈들의 바닥들은 상기 디스크의 테이퍼진 표면에 위치한다.

무단변속기의 변형예에 사용되는 상기 벨트는 늘어나지 않는 가요성 물질로 이루어지는 무한 밴드로서, 양 측면에, 횡단 돌출 구조물들을 포함할 수 있으며, 상기 구조물들은 상기 디스크 구동 장치의 홈들에 대해 상보적 형상을 갖는다.

상기 변속기 구동 휠은 플랜지형 풀리일 수 있으며, 그의 플랜지의 내면에서, 내향 돌출하는 리브를 갖는 구조물들을 포함하며, 상기 구조물은 상기 디스크들 위의 상기 리브 및 홈 구조물들에 대응하며, 상기 변속기에서의 나머지 벨트의 안내 휠들은 롤러들이다.

본 발명의 무단변속기의 또 다른 형태에 있어서, 상기 변속비 변경 장치는 합성 디스크 장치로서 제 1 및 제 2의 포개진 평판 디스크들을 포함할 수 있으며, 적어도 세 개의 선형 슬롯들이 상기 제 1 디스크 안에 상기 출력축으로부터의 방사상 라인들 상에 위치되며, 동일한 수의 곡면 슬롯들이 상기 제 2 디스크 위에 형성되며, 벨트 지지 핀들은 두 디스크들 안의 상기 슬롯들 안에 위치하여 그들을 통과하며 상기 제 1 디스크로부터 수직 돌출하여 상기 벨트 루프가 상기 합성 디스크 위에 지지가 되도록 하며, 상기 변속기 제어 수단에 의해 작동가능한 수단은 상기 제 2 디스크를 상기 제 1 디스크에 대해 부분적으로 회전시켜 상기 곡면 슬롯들이 상기 벨트 지지 핀들을 상기 제 1 디스크의 슬롯들 안에서 방사상 내/외향으로 이동시키도록 하여 상기 핀들 위의 상기 벨트 루프의 치수 및 그에 다른 상기 입력 및 출력축의 회전 비율을 변화시킨다.

무단변속기의 상기 벨트는 그의 링크 핀들 사이에서 균일한 치수를 갖는 체인일 수 있다.

무단변속기의 상기 구동 장치는 본 발명의 제 1 형태의 것일 수 있다.

청구범위를 포함하는 본 명세서에 있어서, 용어 "벨트"의 의미는 미국 헤리티지의 영어 사전에 규정된 "하나의 휠이나 축에서 다른 것으로 운동이나 동력을 전달하기 위한 연속 밴드 또는 체인"이라는 것을 취한다.

도 1은 본 발명의 기본적인 무단변속기의 개략 측면도이다.

도 2는 도 1의 무단변속기의 두 개의 변속비 변경 디스크의 정면도이다.

도 3은 도 1의 무단변속기의 사시도로서 저 변속비 작동위치에 있는 상태를 도시한다.

도 4는 도 3의 무단변속기와 동일한 도면으로서 고 변속비 작동위치에 있는 상태를 도시한다.

도 5는 도 3의 무단변속기의 체인의 정면도이다.

도 6은 도 3의 변속비 변경 디스크 및 프레임 요소의 분해 사시도이다.

도 7은 도 3의 무단변속기의 변속비 변경 장치의 정면 단면도이다.

도 8은 도 3의 무단변속기의 구동 장치의 분해 사시도이다.

도 9는 도 8의 구동 장치의 치차 조립체의 분해 사시도이다.

도 10은 저 변속비 위치에 도시된 무단변속기의 조립된 구동 장치의 부분 개략 정면 단면도이다.

도 11 및 12는 저 변속비 및 고 변속비 위치에 각각 도시된 도 3의 무단변속기의 측면도들이다.

도 13은 본 발명의 무단변속기의 제 2 실시예의 사시도이다.

도 14는 도 13의 무단변속기의 변속비 변경 디스크, 상기 디스크의 변속비 변경 기어 및 구동 장치를 도시하는 분해도이다.

도 15는 도 13의 무단변속기의 변속비 변경 장치의 정면 단면도이다.

도 16은 도 13의 무단변속기의 구동 장치에 사용되는 5개의 치차 캐리어들 중 3개의 분해 사시도이다.

도 17 및 18은 도 13의 무단변속기의 인덱싱 트리거 장치의 정면도들이다.

도 19는 도 13의 무단변속기의 디스크 및 구동 장치의 일부 정면도이다.

도 20 및 21은 도 13의 무단변속기 및 다른 변속기에 사용되는 체인의 변형예의 일부 사시도들이다.

도 22는 본 발명의 무단변속기의 제 3 실시예의 변속비 변경 장치의 사시도 이다.

도 23은 도 22의 무단변속기의 변속비 변경 디스크의 사시도이다.

도 24는 도 22의 무단변속기에 사용되는 체인의 일부를 도시한다.

도 25 및 26은 도 22의 무단변속기의 변형예에 사용되는 체인 일부의 정면도들이다.

도 27 내지 29는 도 25에 도시된 바와 같은 도 22의 무단변속기의 홈의 변형예에 사용되는 짧은 길이의 체인의 사시도들이다.

도 30 및 31은 체인 대신 구동 밴드를 사용하는 도 22의 무단변속기의 변속비 변경 디스크의 또 다른 변형예의 사시도들이다.

도 32 및 33은 수학적 모델의 설명에 사용되는 도 22의 변속비 변경 디스크의 구동 장치의 홈들을 도시하는 부분 정면도들이다.

도 34 및 35는 도 32 및 33의 수학적 모델에 사용되는 도해들이다.

도 36은 본 발명의 무단변속기의 제 4 실시예의 개략 측면도이다.

도 37 내지 39는 도 36의 무단변속기의 변속비 변경 장치의 구성요소들의 사시도들이다.

본 발명에 따른 점증식 무단변속기(10)가 도 1 및 2에 개략적으로 도시되어 있는바, 상기 무단 변속기(10)는 고정 구동 스프로켓(14)을 구비하는 피동 입력축(12), 제어 또는 가압 수단에 의해 도 1에 도시된 화살표 방향으로 이동하도록 적용되는 아이들러 텐션 스프로켓(16), 및 변속비 변경 장치(18)를 포함한다.

상기 변속비 변경 장치(18)는 상기 변속기의 출력축(22)에 고정되어 그와 함께 회전하는 한 쌍의 변속비 변경 디스크들(20)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 디스크들(20)은 절두원추형 표면들(24)을 가지며, 이하에 설명되는 바와 같이, 도면에 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 출력축(22) 상에서 서로 접근 및 이격하는 방향으로 이동가능하다. 그러나, 상기 디스크들(20)은 본 발명의 모든 실시예에 공통적인 것은 아니며, 본 명세서의 마지막 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 테이퍼진 표면은 없지만 상기 디스크들(20)과 동일한 기능을 수행하는 디스크들로 대체될 수 있을 것이다.

상기 장치(18)는 두 개의 아이들러 스포로켓들을 포함하는바, 이들은 도시되지 않은 변속기 프레임 내의 제어 프레임 요소(28) 안에서 서로 근접하여 고정된 공간적 관계로 회전가능하게 장착된다. 상기 아이들러 스프로켓들(26)은 그들 사이에 체인 안내부(30)를 규정한다.

상기 제어 프레임 요소(28)는 적절한 리드 스크루나 유압 작동기와 같은 적절한 제어 수단에 의해 도 1의 화살표 방향으로 이동가능하며, 상기 변속기 프레임 내의 고정 위치에서의 회전을 위해 구동되는 상기 변속기 출력축(22)으로부터 이격되며, 상기 변속비 변경 디스크들(20)이 상기 축(22) 위에서 필요에 따라 동시에 서로 접근 및 이격되도록 한다. 상기 프레임 요소(28)는 이하에 설명될 바와 같이 작은 점증 단계들을 통해 양방향으로 이동한다.

상기 변속비 변경 장치(18)는 부분 스프로켓 구동 장치(32)를 더 포함하며, 그의 톱니부는 개별적으로 또는 단체로 서로에 대해 이동가능하다. 상기 구동 장 치(32)는 상기 변속기 출력축(22)에 기계적으로 커플링되거나, 상기 변속비 변경 디스크(20)의 테이퍼 표면과 직접 연결되어, 이하에 설명될 바와 같이, 구동력을 상기 출력축(22)으로 전달한다.

상기 무단변속기(10)의 다양한 회전 구성요소들은 무한 벨트에 의해 서로 연결되며, 본 실시예에서, 상기 무한 벨트는 도 1에 점선으로 도시된 바와 같이 구동 체인(34)이다. 상기 체인은 도 2의 디스크(20) 위에 위치되어 무단변속기의 저 변속비 및 고 변속비 위치 사이에서 이동된다.

본 발명의 주요 특징은 상기 안내부(30) 내에서 서로 분리되는 상기 아이들러 스프로켓들(26) 사이의 거리가 거의 원형인 체인(34)의 직경보다 항상 작아야, 바람직하게는 상당히 작아야 하는바, 상기 체인(34)은 상기 변속기의 저 변속비 및 고 변속비 위치를 포함하는 그들 사이의 모든 위치에서 상기 출력축(22)의 축선에 대해 상기 변속비 변경 디스크들(20) 사이에 견인력을 제공한다.

대체로, 도 1의 무단변속기(10)의 작동은 다음과 같이 설명된다: 적절한 원동기(도시하지 않음)가 입력축(12) 및 그의 구동 스프로켓(14)에 커플링 된다. 인장 스프로켓(16)은 도 2에 확대 도시된 그의 링크 핀들(36)의 테이퍼진 단부들에 의해 고정된 상기 체인의 일부를 상기 디스크들(20)의 경사 표면들(24)에 대해 팽팽하게 유지시켜 상기 변속기의 고 변속비 위치를 향한 상기 체인의 제어되지 않은 방사상 내향 이동을 방지한다. 상기 부분 스프로켓 구동 장치(32)의 톱니부는 상기 출력축(22)을 구동하는 디스크들(20) 사이의 체인의 원주의 어느 부분에서든 상기 체인(34)의 인접 링크 핀들(36) 사이에 결합한다.

도 1에 도시된 위치에서의 무단변속기의 모든 구성요소들과 함께, 상기 원동기는 상기 체인(34)이 도 1에 도시된 경로 상에서 주행하도록 작동된다. 그렇게 함으로써, 상기 변속기 출력축(22)은 상기 출력축(22) 또는 상기 디스크들(20)과의 직접적인 기계적 커플링을 통해 상기 구동 장치(32)에 의해 구동된다.

상기 디스크들(20)과 상기 출력축(22)의 중단없는 회전을 보장하기 위해, 상기 구동 장치(32)가 상기 안내부(30)를 횡단하여 그의 원형 체인 피동 운동의 중단 없이 상기 체인에 의해 회전되도록 하는 것이 중요하다. 이러한 것을 가능하게 하기 위해, 상기 구동 장치(32)의 톱니부는 상기 안내부(30)를 가로질러 상기 안내부(30)의 양측에서 상기 안내부를 떠나는 상기 체인의 늘어진 부분 전에서 상기 체인과 완전하게 결합하여 상기 체인으로부터의 구동력이 상기 변속기 출력축(22)으로 상기 구동 장치의 360도 회전 동안 연속성을 갖도록 보장되어야 한다. 상기 구동 장치의 이러한 안내부 동작은 상기 디스크들(20) 사이의 체인(34)의 모든 변속비 위치에서 발생하여야 한다.

상기 변속기에 채용되는 구동 장치(32)와 체인(34)의 간섭을 방지하기 위해, 상기 구동 장치가 상기 디스크들(20) 사이의 체인의 원형의 안내부(30) 구역에 위치하는 동안 상기 변속기는 무엇이 제어하든 모든 변속비 변경이 방지되어야 할 것이다.

체인(34)의 도 1의 저 변속비 위치로부터 상기 변속기의 입력 및 출력축들 사이의 구동 변속비를 변경시키기 위해, 상기 제어 프레임 요소(28)는, 그러한 작업을 하도록 채용되는 어떤 제어 수단에 의해, 상기 변속기 프레임에 대해 도면의 왼쪽으로 이동된다. 상기 프레임 요소(28)가 이동함에 따라, 그에 구비된 아이들러 스프로켓들(26)도 이동한다. 상기 디스크들(20)은, 그들을 무엇이 제어하든, 본 실시예에서는 상기 프레임 요소(28)의 전방 돌출부, 동시에 상기 출력축(22) 상에서 서로 멀어지게 된다. 상기 디스크들(20)의 외향 이동은 체인 링크 핀들(36) 및 그에 따른 체인을 구동 장치(32)와 함께 작동시켜 상기 체인이 디스크 이동과 함께 그들 사이에서 출력축을 향해 이동하도록 하여, 상기 디스크들 사이의 체인 트랙의 직경을 감소시켜 변속기의 입.출력 비율을 변화시킨다. 상기 체인 인장 스프로켓(16)은 동시에 그의 제어 수단에 의해 도 1의 위치로부터 상향 이동하거나, 상기 변속기의 모든 변속비 변경 중에 상기 체인의 인장력을 유지하도록 가압 된다. 변속기의 변속비를 다시 감소시키기 위해, 상기 제어 프레임 요소(28)는 도 1의 오른쪽으로 이동하고, 그의 구성 요소의 이동 방향 변화는 전술된 바와 같이 동시에 반대 방향이 된다.

도 1의 무단변속기의 제 1 실시예는 이하에서 도 3 내지 12를 참조로 상세히 설명될 것이다.

도 3 및 도 4는 도 1의 무단변속기(10)의 저 변속비 및 고 변속비 위치를 각각 도시한다. 이들 두 도면들에 있어서, 도 1과 동일한 변속기의 구성요소에는 동일한 참조번호가 부여된다.

상기 체인(34)은 삼중 체인이며, 상기 체인들의 링크들은 도 5에 도시된 바와 같이 공통 링크 핀들(36) 위에 위치된다. 상기 체인 링크들은 도 5에 도시된 바와 같이 링크 핀들(36) 위에서 롤러들(38)에 의해 서로 이격된다. 상기 링크 핀 들(36)의 돌출 단부들은 평평하거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 디스크(20)의 표면(24)의 테이퍼 각도에 대응하는 각도 α의 원뿔 형상을 갖는다. 핀의 테이퍼 단부는 상기 변속기 출력축(22)을 향한 방사상 내향 이동에 대해 상기 디스크들 사이의 선택된 변속비 위치에서 상기 디스크에 대해 고정된 체인을 잡아 준다. 상기 체인은 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 삼중 구동 스프로켓들(14), 인장 스프로켓들(16) 및 안내부 규정 아이들러 스프로켓들(26)을 통과한다.

도 3 및 4, 자세하게는 도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 상기 아이들러 스프로켓들(26)은 그들이 변속기의 동력 전달에 아무런 역할이 없으므로 명료한 스포로켓 톱니부를 갖지 않으며, 단지 그의 롤러들(38) 사이에 살짝 결합할 정도의 외형으로 가짐으로써, 상기 안내부(30)의 입출을 안내하고 상기 안내부(30) 구역 안에서 상기 부분 스프로켓 구동 장치의 톱니부와의 간섭을 방지한다.

무단변속기는 도 3 및 4에 도시된 바와 같은 대칭형 측판들(42)을 포함하는 프레임 부재(40) 안에 위치된다. 상기 프레임 측판들은 각각 변속기 입/출력축들(12, 22)이 회전 구동되는 베어링(도시하지 않음), 상기 체인 인장 아이들러 스프로켓들(16)의 축(46)이 이동가능한 경사 슬롯(44), 제 2 수평 슬롯(48), 및 상기 인장 스프로켓 축(46)을 그의 슬롯(44) 안에서 상향 이동하도록 가압하는 코일 스프링(52)을 구비하는 구조물(50)을 포함한다.

도 6은 변속비 변경 디스크(20) 조립체, 변속기 출력축(22), 및 제어 프레임 요소(28)를 포함하는 변속비 변경 장치(18)를 도시한다. 상기 프레임 요소(28)는 도 6에 도시된 바와 같이 두 개의 사이드 아암들(53)과 상기 아암들을 이격 상태 로 지지하는 교차 플레이트(54)를 포함한다. 상기 플레이트(54)는 두 쌍의 전방 및 반대방향의 원호형 플레이트들(55)을 구비하며, 각 쌍의 플레이트들은 그들의 자유 단부에서 스프로켓들(26)을 규정하는 상기 조합의 세 개의 안내부(30)가 자유롭게 회전가능한 축을 지지한다. 상기 아암들(53)은 동일한 형상으로 서로 마주보며, 각각 한 쌍의 외향 돌출 지지 구조물(56)을 포함하며, 이들은 도 3에 도시된 바와 같이 프레임 측판들(42) 안의 수평 슬롯(48) 안에 미끄럼 가능하게 위치되어 상기 변속기 프레임(40)에 대한 상기 프레임 요소(28)의 제어된 이동을 안내한다. 상기 아암들(53)의 전방 단부들은 도시된 바와 같이 형성되어 마주보며 내향 경사진 안내 레일 슬롯(58)의 각 측면에 가이드 레일(57)을 제공한다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 변속비 변경 디스크들(20)은 각각 그의 외부 단부에 인접하여 들어간 일체형 외향 돌출 보스(60), 상기 디스크(20)의 후면에 거의 삼각형 방사상 슬롯(66)안으로 개방되는 키 슬롯(64), 및 회전 중에 상기 디스크(20)의 평형을 유지하기 위한 균형추 장치를 포함한다.

변속비 변경 디스크 (20) 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 부시(59)를 더 포함하는바, 이들은 각각 반대 측면에 홈으로서 형성되며, 상기 홈들의 바닥은 서로에 대해 평행하며 상기 가이드 레일들(57)을 분리하는 공간에 대해 동등한 치수만큼 서로 이격되며, 상기 가이드 레일들은 상기 프레임 요소(28)의 아암들(53)의 전방 부분에서 슬롯들(58)을 그들 사이에 규정한다. 상기 홈들의 각도는 상기 슬롯들(58)의 경사 각도에 대응하는 부시(59)의 외면을 가로지른다.

조립된 변속비 변경 장치(18)에 있어서, 상기 부시들(59)은 상기 변속비 변 경 디스크들(20)의 보스들(60) 안의 홈들(62) 안에 위치된다. 상기 부시들은 상기 보스들(60) 위에서 자유롭게 회전가능하다. 상기 경사진 프레임 요소(28)의 슬롯들(58) 중 한 측면의 안내 레일들(57)은 상기 부시들(59)의 홈들 안에 미끄럼 가능하게 위치된다. 이러한 장치에 있어서, 상기 프레임 요소는 상기 서로 고정된 디스크(20) 조립체를 향해 또는 그와 이격하도록 이동가능하며, 그의 아암들(53)은 상기 부시들(59) 안의 홈에 의해 지지 및 안내되어, 상기 부시들의 평평한 외면이 상기 변속기 출력축(22)의 축선에 법선 상태로 남아 있는 동안, 상기 디스크들(20)을 서로 접근 및 이격시킴으로써 상기 변속기의 변속비를 변경하게 된다.

균형추 장치들(68)은 각각 뒤집어진 U형 제어 부재(70)를 포함하며, 상기 부재(70)는 원호형 균형추(72)를 구비한다. 상기 제어 부재들(70)은 각각 상기 디스크들(20)의 상기 보스들(60)에 걸쳐지는 한 쌍의 레그(74)와, 상기 레그(74)의 구조물(도시하지 않음)의 후면에 위치하는 브리지 부재(76)를 포함하며, 상기 구조물은 상기 디스크들의 외면에 T형 단면 홈(도시하지 않음) 안에 미끄럼 가능하게 결합되어 상기 균형추가 상기 출력축(22)을 향해 또는 이격되어 이동되도록 한다.

도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 상기 변속기 출력축은 두 구성요소의 합성 축(22)으로서, 각각의 축 부분은 그의 내측 단부에 구동 장치 스프로켓 톱니부 안내 디스크(78) 및 삼각 균형추 제어 장치(80)를 구비한다.

상기 균형추 제어 장치들(80)은 상기 디스크들(78)의 후면들에 고정되며, 그들의 단부는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 변속비 변경 디스크(20)의 보스들(60) 안의 슬롯들(64)의 바닥부에 위치한다. 상기 디스크들(20)의 슬롯들(64, 66)에 위 치되는 제어 장치들(80)의 일부는 상기 출력축(22)의 구성요소들과 그들의 톱니부 안내 디스크들(78)에 대한 상대적 회전에 대해 상기 디스크들(20)을 잠근다. 상기 균형추 제어 부재들(70)의 브리지 부재들(76)은 상기 삼각형 균형추 제어 장치들(80)의 경사면들 위에 위치한다. 무단변속기의 작동 중에, 상기 균형추들(72)에 의해 생성된 원심력은 브리지 부재들을 상기 디스크들(20)의 이동과 함께 상기 제어 장치들(80)의 경사면들에 대해 상승시키며, 변속비 변경 중에, 상기 제어 장치들(80)은 서로에 대해 접근 및 이격되도록 이동하여 균형추 장치 브리지 부재들(76)이 균형추들을 상기 장치들(80)의 경사면들에 대해 상기 출력축(22)의 축선으로부터 접근 및 이격하도록 이동하여 상기 디스크(20) 조립체의 사전 계산된 중량 불균형의 균형을 맞추는바, 이는 상기 디스크 조립체에서의 구동 장치(32) 및 다른 구성요소들의 편심 배치에 의해 기인하는 것이다.

도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 구동 장치(32)의 부분 스프로켓 톱니부 조립체는 단일 중앙 톱니부(82) 및 두 쌍의 톱니부들(84, 86)을 포함한다. 상기 부분 스프로켓 톱니부는 도 9에 도시된 바와 같이 레버 아암들(82¹, 84¹, 86¹)에 구비되며, 각 쌍의 톱니부들(84, 86)의 톱니 및 그들의 레버 아암들은 상기 중앙 톱니부 아암의 반대 측면에서 서로 대칭을 이룬다. 상기 스프로켓 톱니부(82)의 레버 아암(82¹)은 톱니부(82)의 인접 위치에 횡단 핀(88)을 구비하는바, 상기 횡단 핀은 도 7 및 9에 도시된 바와 같은 각진 단부를 가지며, 이는 상기 체인(34)의 링크 핀들(36)처럼, 상기 체인과의 결합 중에, 상기 디스크들이 상기 출력축(22) 위에서 서 로 접근 및 이격하도록 이동함에 따라 상기 디스크들(20)의 표면들(24) 사이에서 방사상 외향 및 내향 이동한다. 상기 레버 아암(82¹)은 상기 핀(88)과 상기 아암의 자유 단부 사이에서 상기 아암의 양측 위에 연장하는 수직 리브들(89)을 더 포함한다. 각 쌍의 톱니부 아암들(84¹, 86¹)의 나머지 아암들은 각각 그들의 단부에 횡단 핀(90)을 구비하며, 상기 횡단 핀은 상기 톱니부 아암 레버의 양측에 고정되어 그로부터 돌출한다.

상기 출력축 구성요소(22) 위의 톱니부 안내 디스크들(78)은 각각 중앙을 거의 가로지르는 슬롯(92)과, 상기 슬롯의 양측에 한 쌍의 인접 홈들(94) 및 한 쌍의 외측 홈들(96)을 구비한다. 상기 홈들(94, 96)은 도 10에 더욱 잘 도시되어 있으며, 상기 슬롯(92)의 바닥부에 인접한 위치로부터 상기 디스크들의 표면들 안에 활 모양으로 구부러진 부채꼴 모양으로 바깥쪽으로 구부러진다.

상기 톱니부 안내 디스크들(78)은 각각 도 8에 도시된 바와 같은 부분 돌출 외주 스페이서 림(98)을 더 포함하며, 두 개의 안내 디스크들 및 출력축 부분들은 원추형 나사들(도시하지 않음)에 의해 연결되며, 상기 톱니부 아암들(82¹, 84¹, 86¹)은 상기 디스크들 사이의 개방된 상부 공동부에 위치되어 그로부터 연장한다. 상기 톱니부 아암(82¹) 위의 보강 리보들(89)은 상기 디스크(78)의 슬롯(92) 안에 미끄럼 가능하게 위치되어 상기 체인(34)과 출력축(22) 사이의 토크 전달 수단으로 서의 기능을 수행한다. 톱니부 아암들(84¹, 86¹) 위의 핀들(90)은 상기 홈들(94, 96) 안에 도 10, 11 및 12에 도시된 바와 같이 미끄럼 가능하게 위치된다.

상기 구동 장치(32)의 부분 스프로켓 톱니부 조립체는 도 9 및 10에 더욱 잘 도시되어 있다. 이들을 구비하는 각각의 톱니부 및 아암은 서로 적층되는 적절한 금속판들로 제조된다.

톱니부 아암(82¹)은 도 9 및 10에 도시된 바와 같이 각각 원호형 슬롯(100)을 구비하는 두 개의 외향 돌출 꼭지들을 포함하며, 상기 슬롯(100)은 사용중에 상기 톱니부 아암의 측면의 상기 톱니부와 결합하는 체인 롤러(38)의 링크 핀 축선을 중심으로 하는 곡률반경 R¹을 가지며, 상기 톱니부 아암은 그가 위치되는 곳에 상기 꼭지를 구비한다. 톱니부 아암들(84¹)은 각각 상기 톱니부 아암(82¹)으로부터 이격되는 방향으로 단일 돌출 꼭지를 포함하며, 슬롯이 있는 꼭지가 돌출하는 상기 톱니부 아암들(84¹)의 측면과 결합하는 링크 핀(36)의 체인 롤러(38)의 축선을 중심으로 하는 곡률반경 R²의 원호형 슬롯(102)을 구비한다. 톱니부 아암들(86¹)은 각각 상부 곡면을 가지며, 상기 톱니부 아암들(84¹)이 지지되는 상기 꼭지들의 하면에서 R²를 중심으로 하는 외향 돌출 꼭지(104)를 구비한다.

톱니부 아암들(84¹, 86¹)의 횡단 측면들은 도 9에 도시된 바와 같이 그들이 구비하는 돌출 꼭지들의 위 아래에 그들의 전체 길이에 걸쳐 중앙에 형성되는 슬롯을 갖는다. 상기 톱니부들(84, 86) 아래 슬롯들의 상부들은 각각 고정 곡면 안내 부재들(106, 108)을 구비한다. 상기 조립된 톱니 조립체에 있어서, 안내 부재들(108)은 상기 톱니부 아암들(84¹)의 꼭지들의 슬롯(102) 안에서 잘 미끄럼이동 하도록 위치되며, 안내 부재들(106) 역시 상기 톱니부 아암들(82¹)의 꼭지들 안의 슬롯들(100) 안에 위치한다.

상기 체인(34)의 롤러들(38)을 지지하기 위한 톱니부들(82, 84, 86) 사이에 온전한 부분 스프로켓 표면을 제공하기 위해, 상기 톱니부의 하부는 상기 체인 롤러들(38)의 외면의 반지름과 동일한 반지름으로 바깥쪽으로 벌어진다.

연속적인 체인 지지 표면을 유지하기 위해, 디스크(20) 표면들 사이의 체인 반경이 사용중에 이동함에 따라 톱니부들(82, 84, 86)이 그들의 레버 아암들에 의해 서로에 대해 이동하므로, 상기 톱니부들(84, 86)은 각각 상기 조립체의 외향 대면 위에 키들(110, 112)을 구비하며, 중앙 톱니부(82)는 그의 각 측면에 키(114)를 구비한다. 상기 키들의 상면들은 모두 곡면으로 이루어져 상기 톱니부의 벌어진 하부의 연속 형상을 이룬다. 톱니부(84)의 키들(110)은 톱니부 아암들(86¹)의 내향 대면들의 슬롯들(116) 안에 미끄럼 가능하게 위치되며, 키들(114)도 톱니부 아암(84¹)의 슬롯(1180 안에 미끄럼 가능하게 위치된다.

부분 스프로켓 구동 장치(32)는 도 10 및 11에 변속기의 저 변속비 위치로 도시되어 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이, 변속기 출력축(22)의 축선으로부터 점선으로 표시된 방사상 방향으로 놓여진 스프로켓 톱니부의 중앙부는 인접 체인 링크 롤러들(38) 사이에서 최적으로 결합한다. 전술된 바와 같이, 톱니부(82, 84, 86)의 체인 롤러들 및 변속기 출력축의 축선에 대한 이러한 배향은 상기 변속기의 변속비가 도 10 및 11의 구동 장치(32)의 대 반경 저 변속비 위치에서 도 12의 소 반경 고 변속비 위치로 변화함에 따라 유지된다.

톱니부들(82, 84, 86)과 그들의 아암들 및 변속기 출력축 톱니부 안내 디스크들(78) 사이의 이동에 대한 제한 위치는 도 11 및 12에 도시되어 있다.

도 10 및 11에 있어서, 저 변속비 위치의 체인(34) 및 구동 장치(32)의 톱니부 조립체의 톱니부 아암들(84¹, 86¹)은 도시된 바와 같이 그들의 홈들(94, 96)의 핀(90) 위치들에 의해 벌어지며, 톱니부 아암(82¹)의 방사상 이동을 안내하는 슬롯(92)으로부터 이격되어 상기 톱니부 조립체를 전체적으로 상호 연결한다.

분리되는 디스크들(20) 사이의 저 변속비의 체인(34)의 도 10 및 11로부터, 변속기 제어부로부터의 요구에 따른 도 12의 고 변속비의 체인 링크 핀들(36) 및 톱니부 조립체 아암(82¹)으로의 이동에 있어서, 핀(88)은 체인(34)의 인장에 의해 상기 디스크들의 원추형 표면들(24)에 대해 방사상 내향 이동되어 상기 체인의 회전 반경이 출력축 축선에 대해 감소하도록 한다. 이렇게 함으로써, 도 10에 도시된 바와 같이, 부분 스프로켓 톱니부 아암들은 그들의 핀(90), 홈들(94, 96) 안에서 하향 이동되어, 도 12에 도시된 바와 같이 서로를 향해 이동한다. 톱니부 조립 체의 고 변속비 위치로의 이동에 있어서, 톱니부 아암들(84¹, 86¹)의 일부를 지지하는 외향 경사 톱니부는 각각 반경 R1 및 R2로 부분적으로 회전되어 점선으로 표시된 방사상 라인을 따라 도 10에 도시된 바와 같이 톱니부의 중앙을 가로질러 펼쳐져서 도 12에 도시된 바와 같이 그들 사이의 각도를 크게 하며, 이때, 출력축(22)의 축선을 중심으로 하는 나머지는 모두 도 1, 11 및 12에 도시된 저 및 고 변속비 위치 사이의 변속비 위치에 있게 된다. 상기 홈(94, 96) 및 슬롯(100, 102)에서의 톱니부 아암들의 제어된 이동은, 상기 변속기의 모든 변속비 위치에 있어서, 톱니부들(82, 84, 86)이 항상 인접 체인 롤러들 사이에서 체인의 속도와 그에 따른 변속비 변경 디스크들(20) 및 그들의 출력축(22)에 상관없이 상기 체인 롤러들과 최적으로 결합한다.

도 1, 6 및 7을 참조로 설명한 바와 같이, 변속비 변경 디스크들(20)의 조립체의 부시들(59)과 결합하고 스프로켓들(26)을 규정하는 체인 안내부(30)를 구비하는 프레임 요소(28)는 상기 변속기 제어 수단에 의해 상기 디스크(20) 조립체 및 그들을 점증 방식으로 지지하는 출력축을 향해 접근 및 이격하도록 이동가능하다. 이러한 점증 이동의 목적은 체인(34)의 길이를 정확하게 제어하기 위한 것으로서, 상기 체인은 변속기의 변속비 변경 작업중에 상기 스프로켓들(26) 위에서 상기 디스크들(20) 사이의 체인 서클로 도입 및 그로부터 취출된다.

본 발명의 실시예에 있어서, 도 10에 도시된 바와 같은 선택된 체인 링크 길이는 인접 링크 핀들(36)의 축선들 사이에서 측정되는 하나의 체인 링크의 길이 L 이다. 변속기 제어기에 의한 프레임 요소(28)의 점증 이동은 상기 체인 서클로 추가되거나 그로부터 제거되는 하나의 링크의 체인을 초래하여 상기 체인 링크 롤러들(38) 사이의 체인 간극들이, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 톱니부 조립체가 상기 안내부를 횡단함에 따라, 상기 안내부(30)의 체인의 내부 양측에서 구동 장치 (32)의 톱니부 조립체의 다양한 톱니부와 완전히 동기화될 것이다. 전술된 바와 같이, 상기 디스크들(20) 사이의 체인 서클로의 또는 그로부터의 변속비 변경 체인 이동은 상기 구동 장치(32)의 부분 스프로켓 톱니부 조립체의 톱니부가 체인 안내부(30)로부터 이탈될 때에만 수행되어야 한다. 체인 장치의 톱니부와 체인(34)의 링크 간극의 이러한 동기화는 톱니부의 명료하며 완전한 결합을 이루며, 상기 체인은 출력축(22)의 모든 디자인의 출력 각속도에서, 토크 전달 도는 출력 각속도의 단절 없이, 6000 rpm 정도의 높은 출력을 전달할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 바와 같이, 전술된 형태의 공지된 무단변속기는 그들의 작동에 대한 일-방향 또는 스프래크 클러치들의 사용을 필요로 하며, 상기 스프래그 클러치들은 상기 변속기를 통한 양방향으로의 동력 전달 가능성을 없앤다. 전술된 본 발명의 전달 장치에 있어서는, 그러나, 출력축(22)으로부터 입력축(12)으로의 동력전달에 대한 장애가 없어져서 상기 변속기가 엔진 브레이크에 대해 적절하게 작동되도록 한다.

도 13에 도시된 본 발명의 무단변속기의 제 2 실시예는 고정 프레임 부재(120)를 포함하며, 상기 고정 프레임 부재(120)는 변속비 변경 조립체(122) 및 인덱싱 장치(124)를 구비한다. 무단변속기는 프레임 요소(126)를 더 포함하며, 상기 프레임 요소(126)는 제 1 실시예의 리드 스크루 또는 전자 제어식 유압 장치에 의해 상기 프레임(120)에 이동가능하게 부착되어 상기 변속비 변경 조립체(122)를 향해 접근 또는 이격하도록 이동된다. 상기 프레임 요소(126)는 무단변속기의 제 1 실시예의 프레임 요소(126)와 거의 동일하지만, 본 실시예에서는 조립체(122)의 변속비 변경 이동이 인덱싱 장치(124)에 의해 수행되므로, 경사진 가이드 레일들(57)을 구비하는 아암들(53)의 전방 단부들은 포함하지 않는다. 제 2 실시예와 동일한 구성요소 및 구조물들을 식별하도록 사용되는 프레임 요소(28)의 구성요소들의 도면 번호는 도 13에도 사용된다.

변속비 변경 조립체(122)는 도 14 및 19에 도시된 바와 같이 각각 그들의 테이퍼진 표면들(130)을 구비하는 두 개의 변속비 변경 디스크들(128)과, 도 19에 잘 도시된 바와 같이 스플라인 출력축(138)의 축선을 중심으로 하는 중앙 선형 홈(132), 및 두 쌍의 외측 홈들(134, 136)을 포함하며, 각 쌍 중 하나의 홈은 상기 중앙 홈(132)의 양 측면에 위치한다. 홈들(134)은 그들의 외부로부터 내측 단부를 향해 내향 경사지며 그들의 곡률 반경은 그들의 하단부로 갈수록 증가한다. 홈들(136)은 도 19에 도시된 바와 같이 그들의 곡률반경과 유사하게 경사를 이루며, 그들의 하단부를 향해 홈들(134)의 곡률반경보다 더욱 과장되게 경사를 이룬다. 도 14 및 19에 도시된 바와 같이, 홈(132)은 언더컷되어 그의 길이 방향으로 T형 단면을 가지며, 이때, 도 19에 점선으로 도시된 바와 같이 홈들(134, 136)의 언더컷 부분은 이하에 설명되는 목적을 위해 홈의 개방된 외부와 대칭을 이루지 않는다.

도 14, 16 및 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 있어서, 구동 장 치(140)는 상기 디스크 홈들(132, 134, 136), 중앙 톱니부 캐리어(142), 상기 캐리어(142)와 인접하는 제 1 쌍의 톱니부 캐리어들(144), 및 제 2 쌍의 외측 톱니부 캐리어들(146)을 포함한다.

제 2 실시예의 변속기에 사용되는 구동 체인은 제 1 실시예의 체인(34)을 그대로 사용하며, 각각의 톱니부 캐리어들은 도 14, 16 및 19에 도시된 바와 같은 형상의 세 개의 횡단 정렬 스프로켓 톱니부를 포함하며, 각 쌍의 톱니부 캐리어들(144, 146)의 톱니부는 중앙 캐리어(142)의 양측에서 서로 대칭되는 형상을 갖는다. 도 16에 명료하게 도시된 바와 같이, 톱니부 캐리어들의 스포로켓 톱니부 각각의 바닥부는 전술된 살시예에서와 같이 바깥으로 벌어져서, 체인 링크의 각 측에 체인 롤러들(38)을 지지하기 위한 자리를 제공하며, 상기 톱니부는 디스크들(128) 사이의 체인의 모든 변속비 변경 위치에서 상기 체인 링크와 결합한다.

각각의 톱니부 캐리어들 위의 톱니부는 크로스바들(148)에 고정되며, 체인(34)의 롤러들(38) 사이의 횡단 정렬 간극에 대응하는 치수만큼 서로 이격된다.

상기 톱니부 캐리어(142)의 크로스바(148)의 각 단부는 횡단 직각 구조물(150)을 구비하며, 상기 구조물(150)은 마주보는 변속비 변경 디스크들(128)의 표면들(130)의 테이퍼 각도 및 그에 따라 그들이 이동가능하게 위치되는 디스크 홈들(132)의 바닥의 언더컷 부분에 상보관계인 각도로 형성된다.

상기 톱니부 캐리어들(144, 146)의 단부들은 각각, 도 16에 도시된 바와 같이, 사용중에 그가 위치되는 디스크 홈의 바닥을 향해 상보적으로 테이퍼지는 단부를 구비하는 상부 외향 돌출 원통형 구조물(152)과, 그의 자유 단부에 방사상 돌출 디스크(156)를 구비하는 원통형 스템으로 이루어지는 제 2 구조물(154)을 포함한다. 원통형 구조물들(152)은 각각 디스크들(128)의 표면들의 홈들(134)의 외부에 미끄럼 가능하게 끼워지는 직경을 갖는다. 상기 구조물(154)의 스템은 상기 구조물(152)의 직경보다 작은 직경을 가지며, 그의 축선은 상기 구조물(152)의 축선에 대해 하향 경사를 이룸으로써, 상기 축선은 사용중에 그가 위치되는 디스크의 홈(134 또는 136)의 바닥과 법선을 이루며, 그의 디스크(156)의 외면은 상기 구조물(152)의 테이퍼진 표면과 동일 평면상에 놓이게 된다. 상기 구조물(154)의 디스크(156)는 상기 홈(134 또는 136)의 언더컷 부분들에서 잘 미끄럼 이동할 수 있는 두께 및 직경을 갖는다. 상기 디스크들(156)의 상부 표면들은 톱니부 캐리어들을 홈안에 가두어 상기 디스크들의 분리 정도만큼 결정되는 홈 안의 선택된 변속비 위치로부터 상 하향 이동에 대해 제한되도록 한다.

조립된 변속비 변경 디스크 조립체(122) 및 그의 구동 장치(140) 조립체에 있어서, 상기 톱니부 캐리어들(142, 144, 146) 위의 상기 구조물들(150, 152, 154)의 테이퍼진 단부들은 각각 체인(34)의 링크 핀들(36)의 테이퍼진 단부들과 동일한 목적을 수행하며, 제 1 실시예의 무단변속기와 관련하여 설명된 바와 같이, 그들이 위치되는 디스크(128)의 홈들의 바닥에 대해 끼워짐으로써, 스프로켓들(26) 사이의 안내부(30)를 횡단할 때 그들이 체인(34)과의 접촉으로부터 떨어지는 경우 변속기 출력축으로부터 이격되는 톱니부 캐리어들의 제어되지 않은 방사상 이동을 방지하며, 그들의 톱니부가 체인(34)과 정확하게 결합하는 동안 디스크들(128) 사이에서 상기 톱니부 캐리어들이 내 외향으로 이동되도록 하여 상기 변속기의 입/출력 비율 을 변화시키며, 이는 디스크들(128)이 이하에 설명되는 바와 같이 출력축(138) 위에서 서로로부터 이격 또는 서로를 향해 접근하도록 이동하기 때문이다.

상기 변속기의 이전 실시예의 톱니부 조립체의 톱니부의 경우와 마찬가지로, 톱니부 캐리어들(144, 146)의 톱니부는 톱니부 캐리어(142)로부터 약간 바깥으로 회전되어 이격될 것이 요구되며, 구동 장치(140)가 그들의 디스크(128)의 홈들(134, 136) 안에서 체인 인장에 의해 이동됨에 따라 서로 가깝게 이동되며, 이때, 다섯 개의 톱니부 캐리어들(142, 144, 146)은 도 13에 도시된 바와 같이, 변속기 출력축을 향해 고 변속비, 소형 스프로켓 반경 위치로 이동한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 이러한 것은 도 19에 점선으로 하부에 도시된 상부 위치로부터 이동되는 톱니부 캐리어 구조물들(154)의 디스크들(156)에 의해 수행된다. 이 위치에서, 상기 홈들(134, 136)의 오프셋 언더컷 부분들은 구조물(154)의 디스크들(156)을 약간 회전시켜 톱니부 캐리어들(144, 146) 및 그들의 구조물(152)의 축선을 중심으로 하는 그들의 톱니부가 디스크들(128) 사이의 체인 트랙 반경 감소를 보상하도록 하는바, 이때, 톱니부 캐리어의 톱니부는 체인과 완전하게 결합하게 된다. 구동 장치(140)의 톱니부가 체인 안내부(30)를 횡단하고, 그의 외측 톱니부가 안내부의 각 측면에서 체인과 결합한다는 것이 여전히 중요하게 된다. 변속기를 저 변속비로 되돌리는데 있어서, 증가한 체인 트랙 반경 위치의 톱니부 캐리어 및 체인들은 인접하는 디스크들(128) 사이에서 외부를 향해 이동하며, 홈들(134, 136)의 언더컷 부분은 톱니부 캐리어들(144, 146)을 회전시키며, 반대 방향의 톱니부들은 증가하는 체인 트랙 반경을 보상한다.

변속기의 본 실시예의 톱니부 캐리어들(142, 144, 146) 사이의 톱니부 중앙의 원주방향 이격은 제 1 실시예에서의 L과 대조적으로 2 x L이 된다.

전술된 실시예의 변속기와 마찬가지로, 디스크들(128) 사이에서 일어나는 모든 변속비 변경, 체인 길이 증가 및 감소는 구동 장치(140)의 부분 스프로켓 톱니부가 디스크들(128) 사이의 체인 트랙의 안내부(30) 구역을 벗어나는 동안에만 이루어져야 한다는 것이 여전히 중요하다.

도 13, 14 및 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 테이퍼진 변속비 변경 디스크들(128)은 각각 도 15에 도시된 바와 같은 변속비 변경 기어(158)를 포함한다. 상기 기어(158)는 원통형 캐리어들(162)에 의해 디스크들(128)의 외측 표면들에 고정되어 그로부터 이격되며, 상기 원통형 캐리어들(162)은 도 15에 도시된 디스크들의 보스들(160) 안의 홈들(161)에 회전가능하게 결합하여 자유롭게 회전가능하다. 캐리어들(162)은 외면에 형성되는 나선을 가지며, 내부 나선을 갖는 링들(164)과 나선 결합하며, 상기 링들(164)은 프레임(120)의 측벽들에 고정되며, 상기 프레임(120)은 상기 변속비 변경 조립체(122)를 수용하는 칸막이를 구비한다. 상기 캐리어들(162) 및 링들(164)의 나선들은, 변속기의 변속비 변경 중에, 디스크들(128)이 기어들(158)의 공동 방향 회전 동안 서로를 향해 접근 및 이격하는 방향으로 동시에 이동하도록 한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 기어들(158)은 사용중에 인덱싱 장치(124)의 인덱싱 기어들(166)에 의해 결합하여 서로 회전된다. 기어들(166)은 튜브형 축(168)의 스플라인 단부들에 의해 회전되어 그의 축방향을 따라 이동가능하며, 튜브형 축 은 도시되지 않은 베어링에 의해 프레임 부재(120)의 구획하는 변속비 변경 조립체(122)의 측벽 안에서 회전가능하다. 기어들(166)은 각각 도 13에 도시된 바와 같이 기어 톱니부로부터 방사상 외향 돌출하는 환형 측판들(170)을 포함하여 로터리 채널을 제공하는바, 상기 기어들의 결합 구역에서 상기 기어들(158)의 톱니부들은 갇히게 되며, 갇히는 정도는 상기 기어들(158)의 이동이 변속비 변경 중에 변속기 프레임을 향해 접근 및 이격하는 것이 상기 기어들(166)이 상기 축들(168)의 스플라인 단부들 위에서의 그들의 이동을 따라가도록 하여 상기 기어들이 더 넓고 더 무거운 기어(166) 없이 결합할 수 있을 정도이다.

상기 인덱싱 장치(124)는 도 13의 상부 기어(166)의 외측에서 프레임 부재(120)의 격벽 안에 위치되는 인덱싱 트리거 장치(172), 상기 축(168)의 구멍 안에 회전가능하게 위치되며, 상기 트리거 장치(172)를 구비하는 상기 축에 적절한 방식으로 고정되거나 그를 향해 고정되는 일단부를 갖는 토션 바(174), 및 상기 프레임(120)의 외측에서 상기 축(168)으로부터 돌출하는 토션 바(174)의 제 2 단부에 연결되는 기어 달린 모터(176)를 포함한다.

도 17 및 18에 도시된 트리거 장치(172)는 두 개의 동일한 멈춤쇠(pawl) 및 래칫(ratchet) 장치로 이루어지며, 이들은 축(168)의 스플라인 엔드의 직렬 형상으로 위치된다. 각각의 로터리 래칫들(178)은 여섯 개의 래칫 톱니(180)를 구비하며, 이들은 서로 균일하게 이격되는바, 본 실시예에서는 래칫 외주를 따라 60도의 간격으로 이격된다. 트리거 멈춤쇠들(182)은 도시된 바와 같이 형성되며 각각 공통 핀(184)을 중심으로 부분 회전 가능하며, 상기 공통 핀의 단부들은 도 13에 도 시된 바와 같이 트리거 장치가 위치되는 상기 프레임 격벽의 측벽들에 고정된다.

도 13의 변속기의 제어 장치는 상기 프레임 부재(120)를 향해 접근 및 이격하는 프레임 요소(126)를 이동시키기 위한 리드 스크루 또는 전기 작동식 유압 인덱싱 장치, 및 서로 접근 및 이격하는 변속비 변경 디스크들의 소정의 점증 인덱스 이동을 유발하기 위한 트리거 제어기(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 트리거 제어기는 일차 제어기로서 프레임 요소(126) 장치의 인덱스 이동을 추가로 제어한다.

도 13의 변속기의 작동에 있어서, 상기 디스크들(128)의 점증식 변속비 변경 이동 및 그들 사이의 체인 트랙(34)은, 전술된 실시예의 변속기와 마찬가지로, 변속기 제어 장치에 의해 예방되며, 이때, 부분 스프로켓 장치(140)는 디스크들(128) 사이의 체인 안내부(30) 구역 안에 위치한다.

변속기 작동 및 변속비의 상/하 전환에 대한 일차 트리거 제어기로부터의 명령에 따라, 제어기 전자 장치는 모터(176)를 기동시켜 적절한 토크가 가해져서 토션 바(174)를 선택된 어떤 방향이든 작동시키게 될 것이다. 축(168)은 트리거 멈춤쇠들(182)에 의해 회전에 대해 잠금되며, 상기 멈춤쇠는 도 17에 도시된 바와 같이 어느 방향의 회전에 대해서든 래칫 디스크들(178)을 잠그게 된다.

어느 트리거 멈춤쇠(182)가 축(168)을 통해 래칫들(178)에 작용하는 토션 바(176)의 가압에 대해 작동되도록 요구되든, 이제 도 17의 화살표 중 하나의 방향으로 작동되어 그와 결합하고 있는 래칫의 톱니를 해제시켜 토션 바(174)의 저장된 에너지를 분출시킬 것이다. 해제 시에, 래칫들(178)은 즉시 요구되는 방향으로 딸깍 회전되어 축(168) 및 기어들(166, 158)이 점증 회전되어 디스크들(128)을 필요 에 따라 접근 및 이격시킨다. 래칫 트리거 멈춤쇠들(182)은 래칫들(178)을 향해 중력에 의해 가압되며, 도 18의 래칫이 반 시계 방향으로 회전되면, 해제된 래칫 톱니(180)는 멈춤쇠의 돌기를 래칫을 향해 아래로 이동시켜 도 18에 도시된 바와 같이 다음 톱니와 결합한다. 상기 멈춤쇠들(182)을 더욱 확실히 리셋하기 위해, 스프링이 멈춤쇠들의 상향 돌출 트리거 아암들 사이에 위치되어 그들에 연결됨으로써 아암들이 서로에 대해 가압될 수 있도록 할 수 있다. 기어들(158)을 반대 방향으로 회전시키기 위해, 모터(176)가 제어기에 의해 회전되어 반대 방향으로 래칫(178)에게 부하를 전달한다.

트리거링 에너지 저장 장치로서 기계 장치(토션 바(174))를 사용하는 상기 방법은 동일한 목적을 달성하기 위한 고비용의 복잡한 고전력 또는 유압 에너지 저장 장치의 필요성이 없게 만든다.

제 1 실시예와 마찬가지로, 인덱싱 장치(124)의 작동의 동기화에 있어서, 프레임 요소(126)를 변속비 변경 조립체(122)에 점증적으로 접근 및 이격시켜 체인을 디스크들(128) 사이의 체인 트랙에 공급하거나 배출하도록 하는 것이 필요할 것이다. 본 실시예에 있어서, 이는 프레임 요소(126)가 제 1 실시예의 변속기 안에서 이동하는 것과 동일한 방식으로 정확하게 이루어진다. 상기 프레임 요소(126)를 이동하기 위한 리드 스크루 또는 전자 제어식 유압 제어 장치는 인덱싱 장치(124)를 제어 및 기동하는 일차 제어기에 의해 기동한다.

디스크(128)의 홈들(134, 136)의 중심선들의 계산을 위해 요구되는 필요한 변수들은 도 19에 도시되며, 간단한 수학적 모델로서 이하에서 설명될 것이다.

포인트 P, G, K, M, N 및 O는 공통 구동 스프로켓 반경 SR (라인 AG) 상에 놓여지며, 이러한 구동 반경 SR 위의 체인 링크 길이 L에 대응하는 변속기 출력축의 중심에서 포인트 A를 기준으로 각도 θ만큼 서로 떨어지게 된다. X축이 포인트 A를 통과하는 수평선이고 Y축이 포인트 A를 통과하는 수직선이면, 포인트 H 및 Q의 X,Y 좌표는 주어진 구동 반경 SR 및 체인 링크 길이 L에 따라 다음과 같이 계산될 수 있다.

L²=2*SR² - 2SR*SR*cos(θ)이며, 이를 θ로 풀면 다음과 같다.

포인트 A에 대한 체인 링크 길이 L의 중간 지점에서의 균등 구동 반경 RE는 선 KM에 대해 직각이며 다음과 같이 계산된다.

포인트 Q의 X,Y좌표는 다음과 같다.

여기서, k는 Y축으로부터 떨어진 체인 링크 길이의 숫자를 지시하는 전체 수의 배수이며, 여기서, k=2이다.

포인트 H의 X,Y좌표는 다음과 같다.

여기서, k는 Y축으로부터 떨어진 체인 링크 길이의 숫자를 지시하는 전체 수의 배수이며, 여기서, k=4이다.

방정식 A 내지 F를 병합하면, 변속기의 전체 변속비 범위에 대한 X, Y 좌표의 일반화된 방정식은 다음과 같이 추출될 수 있다.

여기서, k는 Y축으로부터 떨어진 체인 링크 길이의 숫자를 지시하는 전체 수의 배수이다.

포인트 I 및 J의 X,Y 좌표 (SR이 변화함에 따른 홈들의 외부 및 내부 각각의 중심선들)은 하나의 스프로켓 톱니에서 다른 톱니로 변화할 수 있는 포인트 H 및 선 HA에 대한 고정 관계에 의해 쉽게 결정될 수 있다.

전술된 것들은 도 19의 홈들의 점선으로 표시된 내측 언더컷 부분들에 의해 도시된 바와 같은 홈들(134, 136)의 외부 및 내부에 대한 두 개의 다른 중심선들을 나타낼 수도 있다.

본 발명의 변속기의 도 13의 제 2 실시예의 변형예에 있어서, 체인(34) 및 톱니부 구동 장치(140)는 도 20 및 21의 곡선부 체인 링크의 체인(184) 및 홈이 있는 체인 결합 구동 장치 바들(186)에 의해 대체된다. 도 20 및 21에 도시된 바와 같이, 체인(184)은 곡선부 링크 플레이트들(188)로 이루어지며, 상기 링크 플레이트는 링크 핀들(190)에 의해 피벗 가능하게 연결되며, 상기 링크 핀들은 상기 링크 플레이트들(188) 사이에서 회전가능한 스페이서 롤러들(192)을 구비한다.

상기 링크 플레이트들(188)의 하면들은 중앙 아치형 바 결합 시트 구조물(194) 안으로 라운드 형으로 형성되며, 상기 구조물은 도 20의 중앙 대면 링크(188) 위에서 명료하게 도시된다.

구동 장치 바들(186)의 단부들(195)은 변속비 변경 디스크(128)의 홈들(132, 134, 136)의 테이퍼진 바닥들에 대해 상보적으로 테이퍼져서 그를 올라타게 되며, 그들의 단부들에 인접하는 홈들(196)은 홈들(132, 134, 136)의 좁은 외측 부분에 위치된다. 도 20 및 21에는 변속기 구동 장치의 다섯 개의 바(186) 중 네 개만이 도시되어 있다.

체인(184)이 사용되는 경우, 홈들(132, 134, 136)의 외부 및 내부 언더컷 부분들은 홈들의 중심선의 각 측면에 대칭을 이루도록 변형되며, 상기 홈들의 변형은 상기 홈 중심선의 수학적 모델의 적용을 필요로 하여, 상기 링크 구조물들(194)과 결합하는 경우, 약간 상승된 위치의 바(186)의 축선들을 도 19에 도시된 포인트 I 및 J의 계산과 동일한 방식으로 인접 링크 핀들(190)의 축선들에 대해 보상한다. 홈들의 중심선들의 경우에 있어서, 이들은 단일 링크의 링크 핀들의 축선들 사이의 거리만큼 서로 떨어질 수도 있다.

전술된 변형예가 아닌 도 13의 변속기는 변경되지 않고 그대로 있다. 그러나, 변속기 구동 장치와 같은 체인(184) 밍 구동 바들(186)의 사용은 톱니부 캐리어들(142, 144)에 부과되는 토크가 제거되는 단순화된 체인 결합 디자인을 제공한다.

다음 예는 본 발명의 변속기의 변속비 변경 중에 점증식 체인 이동을 예시하도록 제공되는 것이다.

체인 링크 길이 L=12.7mm이고, 디스크들(20) 사이의 원형 체인 트랙은 그의 길이를 고 변속비 링크 HRL=20에서 저 변속비 링크 LRL=40까지 변화시키도록 요구된다고 가정하면, 체인 링크 길이들은 θ_HRL=360˚/20=18˚(HRL=20의 원주인 입력축 축선을 기준으로 하나의 체인 링크의 각도) 및 θ_LRL=360˚/40=9˚(HRL=40의 원주인 입력축 축선을 기준으로 하나의 체인 링크의 각도)에 해당하는 값을 갖는다.

방정식 A를 사용하면,

SR은 다음과 같이 계산된다.

아래의 테이블은 θ에 대응하는 HRL=20에서 LRL=40까지의 디스크들(20)의 원주상의 체인 링크 길이들 RL의 값을 제공하며, 변속비 변화율은 다음과 같이 계산된다.

변속비 변화율(%)=100/RL (J)

각각의 디스크의 대응 디스크(20)의 변위 DD는 체인 링크 핀(36)의 원추 각도 α(도 5 및 15)에 관련되며, 다음과 같이 계산된다.

DD=SRC*tan(α) (K)

여기서, SRC는 연속적인 체인 링크 길이에 대한 SR이다.

LS=4.4mm/회전의 리드가 변속비 변경 기어(158)에 대해 제공되는 경우, 조절 너트에 의해 요구되는 회전 ASR은 다음과 같이 일정할 것이다.

이는 다음의 표를 참조하면 알 수 있다.

RL	변속비 변화율	Theta	SR	SRC	DD	ASR
체인 링크	%	도	mm	mm	mm	도
20	5.0	18.0	40.6	2.0	0.7	60
21	4.8	17.1	42.6	2.0	0.7	60
22	4.5	16.4	44.6	2.0	0.7	60
23	4.3	15.7	46.6	2.0	0.7	60
24	4.2	15.0	48.6	2.0	0.7	60
25	4.0	14.4	50.7	2.0	0.7	60
26	3.8	13.8	52.7	2.0	0.7	60
27	3.7	13.3	54.7	2.0	0.7	60
28	3.6	12.9	56.7	2.0	0.7	60
29	3.4	12.4	58.7	2.0	0.7	60
30	3.3	12.0	60.7	2.0	0.7	60
31	3.2	11.6	62.8	2.0	0.7	60
32	3.1	11.3	64.8	2.0	0.7	60
33	3.0	10.9	66.8	2.0	0.7	60
34	2.9	10.6	68.8	2.0	0.7	60
35	2.9	10.3	70.8	2.0	0.7	60
36	2.8	10.0	72.9	2.0	0.7	60
37	2.7	9.7	74.9	2.0	0.7	60
38	2.6	9.5	76.9	2.0	0.7	60
39	2.6	9.2	78.9	2.0	0.7	60
40	2.5	9.0	80.9	2.0	0.7	60

상수 ASR은 근사치이며, L이 SR과 비교하여 크면 근사값은 유효하지 않을 것이라는 점을 주지하여야 한다.

전체적인 변환의 제어를 수행하기 위해, 디스크(128) 및 출력축(138)의 속도를 3000 rpm 또는 초당 50 회전 또는 회전당 20ms라고 가정한다. 변환이 발생하지 않고 60˚를 구성하는 전체 안내부(30)를 천이 구역으로 가정한다. 변환을 위한 가용 시간 ST는 ST=((360-60)/360)*20ms = 16ms로 계산되며, 이때, 사용중인 제어 시스템 및 메커니즘에 따라, 디스크들은 0.7mm 이동될 필요가 있거나, 변속비 변경 기어들(158)이 60˚회전될 필요가 있다. 평균 디스크 속도는 다음과 같이 계산될 것이다.

0.7mm/16ms = 43.75 mm/s

그의 이동이 SRC에 대응하는 제어 프레임 요소(126)의 제어는 제 2 실시예의 경우 변속비 변경 기어들(158)과 동기화되지만, 다음에 설명되는 바와 같이 지연 또는 선행할 수도 있다.

본 발명의 변속기가 고 변속비(SR이 감소함)로 변환될 때마다, 제어 프레임 요소(126)의 이동이 지연 및 연장되는바, 이는 안내부(30)의 아이들러 스프로켓들(26)이 디스크들(20)의 체인 경로로부터 2mm 떨어져는 경우 여전히 동력이 전달되기 때문이며, 그에 따라, 변환이 일어난 후 조절될 수 있기 때문이다. 이는 디스크(120)의 이동의 경우처럼 시간이 중요한 것이 아니므로 제어를 매우 단순하게 할 수도 있다.

본 발명의 변속기가 저 변속비(SR이 증가함)로 변환될 때마다, 제어 프레임 요소(126)의 이동이 디스크들(120)의 이동 전에 발생하여 아이들러 스프로켓들(26)과 부분 스프로켓 구동 장치(32) 사이의 충돌을 예방할 필요가 있지만, 전술된 바와 같이, 시간이 중요하지 않으므로 제어는 단순화될 수도 있다.

본 발명의 무단변속기가 자동차에 사용되는 경우, 제어는 더욱 단순화될 수 있는바, 이는 고 토크의 무단변속기의 양호한 결합이 자동차 바퀴의 차동 장치를 통해 직접 출력축을 통해 전달됨에 따른 것으로서, 이 경우, 출력축의 최대 속도는 1300 rpm(최대 바퀴 rpm)이 될 것이며, 그에 따라 변환 시간을 증가시킬 것이다.

본 발명의 무단변속기의 제 3 실시예에 있어서, 제 2 실시예의 변속기의 절두원추형 변속비 변경 디스크들(128) 및 체인(34)은 도 23 및 24의 디스크(198) 및 변형된 체인(34)으로 대체된다.

디스크(198) 각각은 테이퍼진 표면(200)과, 상기 표면(200)으로부터 외향 돌 출하여 그 사이에 홈들(204)을 규정하는 일련의 리브들(202)을 갖는다. 도 22 및 23에 도시된 바와 같이, 홈들(204)의 측벽들은 그들의 바닥으로부터 리브들(202)의 외면들 위로 테이퍼진다.

도 24에 도시된 바와 같이, 이전 실시예의 변속기의 체인(34)의 링크 핀들(36)의 자유 단부들은 상기 핀들의 약간 원추형인 외면들(208)을 향해 내향 테이퍼지는 헤드들(206)을 구비한다. 핀 헤드들(206)의 측면의 테이퍼 각도는 디스크 홈들(204)의 측벽의 테이퍼 각도와 대응하며, 그들의 길이는 홈들의 깊이에 대응한다.

본 실시예에 있어서, 리브들(202) 및 홈들(204)은 이전 실시예의 구동 장치들(32, 140)과 동일한 목적을 수행한다. 디스크들(198)의 회전시에, 상기 디스크들 사이의 원형 체인(34) 트랙의 일부의 핀 헤드들(206)은 홈들(204) 안에 위치되어 변속비 변경 이동방향으로 안내되어 체인 트랙 안내부(30)를 횡단하며, 안내부의 체인 출구에서 홈들(204)로부터 단순히 순차적으로 용이하게 미끄럼 이동하며, 새로운 핀 헤드가 다시 앞의 홈에 안착하여 순차적으로 체인 입구에서 안내부(30)로 리브들(202)과의 충돌없이 이동하게 된다.

그러나, 변형된 체인(34)은 커다란 핀 헤드(206)의 각도를 초래하여 상기 핀 헤드가 리브들(202)과 매끄럽게 결합하도록 하며, 이는 리브가 있는 영역에서 디스크들(198) 상에 불균형의 측면 힘을 초래하게 된다.

본 발명의 변속기의 본 실시예의 고 변속비 및 고 토크 적용에 있어서, 디스크들(198)의 홈들(204)은 도 25에 도시된 바와 같은 단차가 있는 단면을 갖는다. 홈들(204)은 외향 테이퍼지는 상부와 일자형의 하부로 나누어지며, 상기 상부에서 측벽들의 테이퍼 각도는 홈을 통해 중앙 평면으로부터 측정되는 경우 도 23의 디스크(184)의 홈들(204) 보다 덜 중요하게 된다. 상기 홈의 측벽의 하부는 평행한 측면을 가지며 디스크의 테이퍼진 표면 레벨에 안착되는 홈 베이스에 대해 법선 방향으로 형성된다. 리브들(202)의 높이 및 홈들(204)의 평행 측벽부들은 도 26에 도시된 바와 같이 디스크의 외주에서 커다란 체인 트랙 반경으로부터 도 23에 도시된 바와 같이 변속기 출력축 구멍(210)에 인접한 고 변속비 트랙 위치에서의 반경까지 약간만 감소한다.

도 27 내지 29에 도시된 바와 같이, 도 25의 디스크 홈들(204)에 사용되는 체인(212)은 그의 변형된 외측 체인 링크 장치(214)를 제외하면 이전의 실시예의 체인(34)과 거의 동일하다.

체인 링크 장치들(214)은 각각 링크 핀(36)에 고정되며 그를 구비하는 내부 링크(216)의 일부와, 외부 링크(218)로 이루어진다. 상기 외부 링크(218)는 두 개의 링크부들(218¹, 218¹¹)로 이루어지며, 이들은 링크 핀들(36) 위에서, 도면에 도시된 설편 및 홈 구조물들에 의해 핀 축선을 중심으로 회전에 대해 고정된다. 그러나, 링크부들은 핀(36) 축선들의 방향으로 서로에 대해 이동가능하다.

링크부들(218¹, 218¹¹)의 마주보는 표면들은 각각 한 쌍의 고정 반대방향 원형 스파이럴 램프들(220)을 구비하며, 상기 램프들은 사용중에 서로 접하여 올라탄다. 링크부들(218¹, 218¹¹)은 각각 베이스를 갖는 고정 테이퍼진 헤드(222)를 포함 하며, 상기 베이스에서는 링크 핀(36)의 단부가 회전 및 미끄럼 가능하게 이동한다. 링크부들은 O-링과 같은 적절한 수단에 의해 링크 핀 위에 살짝 고정되며, O-링은 핀들(36)의 외측 홈에 위치되며 핀 헤드들의 구멍들과 마찰 결합한다.

사용 중에, 체인(212)이 선형 경로를 따라가면, 상기 쌍의 램프들(220)의 상단 표면들(224)은 도 28에 도시된 바와 같이 서로 근접한다. 도 29에 도시된 바와 같이, 체인이 곡면으로 진입함에 따라, 앞의 링크 핀은 도 28의 위치로부터 도 29의 위치로 이동되어 그와 그를 이끄는 핀 사이의 상기 이동을 유발한다. 동일한 상대 회전이 상기 핀들 위의 상기 쌍의 램프들(220) 사이에서 발생하며, 상기 링크들(218) 위의 램프들은 상기 링크들(220) 위에 올라타서 핀들(36)의 원추형 단부가 핀 헤드(222)로부터 덜 노출되도록 한다. 디스크들(184) 사이의 체인 트랙의 작은 체인 반경 고 변속비 위치와 그의 큰 반경 저 변속비 위치 사이의 핀 길이 노출은 도 25 및 26에 각각 도시되어 있다. 핀 헤드들(222)로부터의 핀(36)의 노출 정도는 도면에 잘 도시되어 있는바, 핀 노출의 실제 최대 정도는 약 0.1mm 만큼 변화된다.

변형된 체인은 홈들의 측벽들이 전술된 바와 같이 도 23의 테이퍼 각도보다 작은 각도을 갖도록 하여 체인 핀 헤드들(222)과 도 25의 홈들(204)의 테이퍼 부분 사이의 견인력을 향상시키며, 이때 핀 헤드들(222)과 홈들의 측벽들 사이의 상호 작용의 실제 힘의 성분을 감소시켜 핀 헤드의 디스크 홈들(204)에 대한 진입 및 배출을 용이하게 한다.

본 발명의 도 13의 변속기의 변속비 변경 디스크들, 구동 장치 및 체인의 또 다른 변형예에 있어서, 디스크들(128) 및 체인(34)은 도 30 및 31의 디스크들(226)및 무한 밴드(228)에 의해 대체된다.

도 30에 도시된 바와 같이, 디스크들(226)은 도 22 및 23의 디스크들(198)과 마찬가지로 그들의 테이퍼진 표면들(231) 위에 리브(229) 및 홈(230)과 구동 장치를 갖는다. 디스크(226) 홈들은 그러나 테이퍼진 측벽을 포함하지 않으며 리브들의 상면들 위로 라운드 형태를 갖는다.

본 발명의 변형예의 밴드(228)는 적절한 늘어나지 않는 가요성 물질로 만들어질 수 있지만, 바람직하게는 평평한 링크 금속 또는 유사한 강성 물질의 체인으로 이루어지며, 이는 적절한 강도의 가요성 물질 안에 실장 된다. 체인 링크들은 횡단 방향의 톱니부(231)를 보강하도록 적절히 형성될 수 있으며, 상기 톱니부는 디스크 홈들(230)과 상보적 형상을 갖는다. 도 31에는 도시되지 않았지만, 벨트(228)는 스프로켓 구멍들을 구비하여 안내부(30)의 아이들러(26)에 의해 결합 및 안내될 필요가 있다. 선택적으로, 디스크들(226)을 포함하는 변속기의 구동 스프로켓(14)은 사이드 플랜지들을 갖는 평평한 풀리일 수 있으며, 상기 플랜지들은 방사상 방향의 리브를 갖는 톱니부를 포함하여, 밴드(228)와의 결합시 플리가 도 31의 디스크 장치와 같은 외형을 갖도록 한다. 인장 및 아이들러 스프로켓들(16, 26)은 단순히 플랜지형 평면 풀리들로서, 이들 모두는 밴드(228) 안에 불필요한 구멍들을 만들게 된다.

본 명세서에 있어서, 본 발명의 무단변속기의 제 1 실시예만이 디스크 균형 장치(68)를 갖는 것으로 설명된다. 그러나, 나머지 실시예들도 많거나 적거나 균 형을 필요로 할 것이며, 공지된 기술의 균형 회전체 중 어느 것이든 제공될 수 있을 것이다.

도 32 내지 34는 변속비 변경 디스크들(198)의 홈들(204) 및 리브들(202)의 측면의 테이퍼 각도와 같은 수학적 모델에 따른 계산에 관련된 변수들을 도시한다. 홈들(204)의 중심선들은 방정식 G 및 H를 사용하여 계산될 수 있다.

포인트 B, D, E, F 및 G는 모두 동일한 구동 반경 SR (선 AG) 상에 놓여지며, 도 32에 도시된 바와 같이, 구동 반경 SR 위의 체인 링크 길이 L에 대응하는 포인트 A(원추형 디스크(198)의 중심)를 기준으로 각도 θ만큼 벌어진다. X축은 포인트 A를 통과하는 수평선이고, Y축은 포인트 A를 통과하는 수직선이며, 포인트 B의 X, Y 좌표는 예로서 계산될 수 있는 바와 같이, 홈의 중앙 포인트 Xg, Yg이며, 주어진 구동 반경 SR 및 체인 링크 길이 L은 다음과 같다.

L2=2*SR2 - 2*SR*SR*cos(θ)이며, 이를 θ로 풀면 다음과 같다.

포인트 B의 X, Y 좌표는 다음과 같다.

Xg:BC = SR*sin(k*θ) (J)

Yg:AC = SR*cos(k*θ) (K)

여기서, k는 Y축으로부터 떨어진 체인 링크 길이의 숫자를 지시하는 전체 수의 배수이며, 예를 들면, 포인트 B에서 k=3이다. 방정식 I 내지 K를 병합하면, X- Y 좌표에 대한 일반적인 조합의 방정식은 다음과 같이 추출될 수 있다.

여기서, k는 Y축으로부터 떨어진 체인 링크 길이의 숫자를 지시하는 전체 수의 배수이며, L은 체인 링크 길이이며, SR은 현재의 구동 반경이다. 중앙 홈 AG의 경우, k=0이다.

다음은 체인 핀 헤드(206)는 원추형 디스크와 결합 및 해제됨에 따른 원추형 디스크(198)의 홈들(204)에 대한 핀의 진입 및 배출 각도 φ를 계산하기 위한 수학적 모델을 제공한다. 원추형 디스크들 둘레의 체인(34)의 원주는 원추형 디스크들 둘레의 구동 반경 SR에서의 모든 체인 링크 길이들 L의 합으로서 계산되며, 그에 따라, 원추형 디스크를 벗어나는 체인 LinDis의 직선 길이와 디스크들(198)의 대응 회전각도 β사이의 다음 관계는 다음과 같이 표현될 수 있다.

위의 관계식은 중앙 홈 AM에 관한 것이며, k가 전술 및 도 33에 표시된 바와 같이 규정되는 경우, k*L을 추가함으로써 연속적인 홈들(204)에 대해 연장될 수 있다. 방정식 N은 다음과 같이 표현된다.

도 33에 도시된 바와 같이, 각도 β를 통한 디스크들(198)의 회전 후, 홈들(204)의 중앙 포인트의 새로운 X, Y 좌표 Xn, Yn은 방정식 L 및 M에 대해 Z축 회전을 수행함으로써 계산된다.

Xn=Xg*cos(β)+Yg*sin(β) (P)

Yn= -Xg*cos(β)+Yg*cos(β) (Q)

방정식 L 및 M을 사용하여 다음을 얻을 수 있다.

각도 β를 통한 원추형 디스크들의 회전 후, 디스크들(198)을 해제하는 경우, 체인 핀의 X, Y 좌표 Xp, Yp는 다음과 같다.

X 좌표 Xp는 원추형 디스크(198)와 접촉하지 않는 체인의 길이에 의해 주어지며, 그에 따라 방정식 O의 LinDis로 표현된다. Y 좌표는 SR과 동일하다.

Xn, Yn 좌표를 찾기 위해, 홈들(204)의 중심선들을 따라, 가장 가까운 거리 Dmin, 핀 좌표 (Xp, Yp), 변화될 방정식 R 및 S의 SR은 이하에서 SRg로서 참조되며, 이때, 방정식 T 및 U의 SR은 다음 방정식이 최소값이 될 때까지 상수이다.

도 33 및 34의 예가 포인트 H를 표시하며, k=2인 경우 좌표(Xn, Yn)이며, N이 수평선 MP 상에 놓이는 경우, 좌표(Xp, Yp)인 대응 체인 핀 헤드(206)는 N에 위치하며, X축으로부터의 거리 SR에서, MN=LinDis + 2*L이다.

이를 방정식 U에 대입하면 다음과 같다.

방정식 V는 SRg를 기준으로 미분될 수 있으며, 영에 대해 동일하게 놓고 SRg 또는 Dmin에 대해 푸는 것은 최소값이 발견될 때까지 SRg의 다른 값들에 대해 반복될 수 있다.

도 34는 포인트 H 아래의 X-Y 평면에 직각인 포인트인 포인트 J에서의 디스크 표면(200)에 관련된 변수들을 도시한다.

진입 각도 φ(홈 측면들의 모따기 각도 및 체인 핀 헤드들(206)의 테이퍼 각 도)를 계산하기 위해, 전술된 방법으로 계산되는 최소 거리 Dmin에 대해, SRg는 항상 SR보다 크며, 이는 체인이 원추형 디스크(도 33 및 35 참조)로부터 이격하여 이동하기 때문이다. 즉, 체인 핀들이 청구범위에 규정된 본 발명의 사상 및 범위로부터의 반경에서 디스크와 접촉하기 때문이다.

DiskDis = (SRg - SR)*tan(α) (W)

여기서, α는 원추형 디스크 표면의 테이퍼 각도이다.

그에 따라, 모따기 각도 φ의 진입은 방정식 W를 사용하여 다음과 같이 계산될 수 있다.

전술된 계산들은 디스크 홈들의 깊이보다 작은 DiskDis의 값에 대해 적용될 필요가 있다. k의 모든 값(모든 홈)과 마찬가지로 SR의 모든 값(점증식 무단변속기의 모든 변속비)에 대해 반복될 것 또한 필요하다. 전술된 계산에서 얻어지는 가장 큰 값 φ는 홈들 및 그와 정합하는 체인 핀 헤드들(206) 모두에 적용될 것을 필요로 한다.

음의 X축 상의 홈들에 대한 계산을 위해, 다음이 수행될 수 있다.

방정식 L의 X좌표를 음으로 하고 방정식 T를 Xp=β*L/φ - k*L로 변경한다. 본 방정식은 양의 Xp 값에 대해서만 참이 될 것이며, 그에 따라, 체인 핀이 원추형 디스크를 떠날 경우, Xp=0, 즉, Y축이 될 것이다.

도 36 내지 39는 도 1 내지 12를 참조로 설명한 본 발명의 무단변속기의 제 1 실시예의 변형예를 도시한다. 본 발명의 변형예에 있어서, 변속비 변경 장치(18)의 테이퍼진 변속비 변경 디스크들(20)은 단일 합성 디스크 장치(232)에 의해 대체된다. 그 대신, 변속기의 나머지 구성요소들은 동일하며, 도 1 내지 12와 동일한 참조번호가 부여된다. 두 변속기의 작동은 거의 동일하다.

도 36 내지 39에 도시된 합성 디스크 장치(232)는 두 개의 포개진 디스크들(234, 236)을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 디스크(234)는 여섯 개의 방사상 슬롯(238)과, 변속기의 제 1 실시예의 합성 출력축(22), 톱니부 안내 디스크들(78), 및 구동 장치(32)의 부분 스프로켓 조립체를 구비한다. 디스크(234)는 커플링된 톱니부 안내 디스크들(78)에 고정된다. 디스크(236)는 도면에 도시된 디스크(234)의 슬롯들(238)에 대해 상대적으로 디스크 위에 위치된다. 디스크(236)는 디스크(234)에 대해 부분적으로 회전가능하다.

디스크들(234, 236)은 도 39에 도시된 이중 헤드 체인(34)의 지지 핀들(244)에 의해 지지되며, 상기 지지 핀들은 각각 디스크들(234, 236)의 슬롯들(238, 240)을 통과한다. 도 37 및 38의 상부 핀들(244)은 구동 장치(32)의 부분 스프로켓의 중앙 톱니부를 통과하여 그에 고정되어 제 1 실시예의 변속기의 핀(88)과 동일한 목적을 수행한다.

사용 중에, 변속기의 변형예는 도 3 내지 12의 변속기와 동일한 방법으로 작동되나, 예외는 변속기 제어기 대신, 디스크들(20)이 프레임 요소(28)의 슬롯이 있 는 아암들에 의해 변속비 변경되어 서로 접근 및 이격하게 되며, 디스크(236)는 적절한 메커니즘을 그처럼 작동하는 제어기에 의해 디스크(234)에 대해 회전된다는 것이다.

체인 지지 핀들(244)은 도 36 내지 38의 변속기의 저 변속비 위치에 도시되어 있다. 핀들을 변속기의 디스크(236)의 고 변속비 위치로 이동시키기 위해, 도 36에 도시된 방향으로 디스크(234)에 대해 반 시계 방향으로 회전함에 따라, 원호형 홈들(240)이 핀들을 디스크 (234)의 슬롯들 안에서 방사상 내향으로 구동시켜 그들을 합성 디스크(232)의 선택된 변속비 위치에 고정한다. 디스크(232) 상에서 그들의 저 변속비 위치로 핀들을 뒤로 이동시키기 위해, 디스크(236)는 단순히 반 시계 방향으로 디스크(234)에 대해 회전될 뿐이다.

전술된 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예로서 예시적인 의미를 가질 뿐이다. 본 발명에 통상의 지식을 가진자라면, 그것이 본 명세서에 구체적으로 암시되지 않았더라도, 전술된 실시예들에 대해 추가, 삭제 또는 변경이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 사상 및 범위는 첨부된 청구범위에 규정된 것에 의해 해석될 것이다.

본 발명에 따라, 고출력 및 고 각속도로 작동 가능하며, 엔진 브레이크를 통한 역방향 동력 전달이 가능한 무단변속기를 자동차 등에 제공할 수 있다.

Claims (40)

1. 입력축(12),

   상기 입력축(12)에 의해 회전가능한 구동 휠(14),

   출력축(22),

   상기 출력축(22)과 동축상에 장착되어 그와 회전가능한 변속비 변경 장치(18),

   상기 구동 휠(14) 위를 통과하며, 개방 루프로서 변속비 변경 구조물들 위를 통과하는 무한 벨트(34)로서, 상기 변속비 변경 구조물들은 상기 변속비 변경 장치(18) 상에서 상기 개방 루프를 지지하는 무한 벨트(34), 및

   상기 개방 루프의 치수를 상기 출력축(22)의 축선을 중심으로 확대 및 감소시킴으로써, 상기 변속비 변경 구조물이 상기 입력축(12) 및 출력축(22)의 회전 비율을 변경하도록 하는 제어 수단을 포함하는 무단변속기(10)에 있어서,

   상기 무단변속기는,

   서로 고정되게 인접 위치된 두 개의 벨트 안내 휠들(26)과, 고정된 치수의 안내부(30)를 정의하는 상기 두 개의 벨트 안내 휠들(26) 사이의 공간으로서, 상기 무한 벨트(34)가 상기 공간을 통해 상기 변속비 변경 장치(18)로 진입하고 퇴출하는 공간을 포함하는 벨트 안내 수단,

   상기 벨트 안내 휠들(26) 양자를 지지하는 프레임 요소(28),

   벨트 인장 장치(16),

   상기 출력축(22), 상기 변속비 변경 장치(18), 상기 입력축(12), 상기 벨트 인장 장치(16), 및 상기 프레임 요소(28)을 지지하는 프레임 부재(40), 및

   (i) 상기 출력축(22)으로 구동력을 전달하도록 상기 변속비 변경 장치(18) 위에 위치하여 함께 회전 가능하고, (ii) 상기 출력축(22)으로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 상기 변속비 변경 장치(18) 상에서 이동 가능하고, (iii) 상기 변속비 변경 장치(18)의 상기 개방 루프의 일부에서 상기 무한 벨트(34)와 잠금 방식으로 결합되고, (iv) 상기 개방 루프의 둘레의 일부에서 상기 무한 벨트와 결합되는 구동 장치(32)를 더 포함하되,

   상기 변속비 변경 장치 상의 상기 개방 루프는, 상기 변속비 변경 장치(18) 상의 상기 개방 루프의 모든 변속비 위치에서 상기 무한 벨트(34)와의 잠금 방식 결합을 유지하기 위해, 상기 변속비 변경 장치(18)가 회전하는 동안에 상기 안내부(30)를 통한 이동 경로에서 상기 구동 장치와 결합하고,

   상기 프레임 요소(28)는 (i) 상기 벨트 안내 휠들(26) 양자를 지지하고, (ii) 상기 변속비 변경 장치(18)로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 상기 프레임 부재(40)에 상대적으로 상기 제어 수단에 의해 이동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
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3. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임 요소(28)는, (i) 변속비 변경 중에 변화하는 벨트 루프 치수를 추종하며, (ii) 상기 변속비 변경 장치(18) 상의 상기 개방 루프로 상기 안내부(30)를 통해 소정 길이의 벨트(34)를 공급 및 제거하기 위해, 상기 회전 비율이 변화하는 동안에 또한 상기 구동 장치(32)가 상기 안내부(30)로부터 제거된 동안에 점증식 인덱스 단계로 이동 가능한 무단변속기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 변속비 변경 장치(18)는 상기 출력축(22) 위에서 서로 접근 및 이격하도록 상기 제어 수단에 의해 이동가능한 한 쌍의 절두원추형 디스크들(20)을 포함하며, 상기 절두원추형 디스크들(20)은 서로 마주보는 테이퍼진 표면들을 가지고, 상기 벨트(34)의 반대방향 에지들이 지지되는 상기 변속비 변경 구조물은 상기 절두원추형 디스크들의 상기 테이퍼진 표면들 사이에 제공되는 무단변속기.
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36. 제 1 항에 있어서, 상기 변속비 변경 장치(18)는 합성 디스크 장치(232)로서 제 1(234) 및 제 2(236)의 포개진 평판 디스크들(234,236)을 포함하며, 적어도 세 개의 선형 슬롯들(238)이 상기 제 1 디스크(234) 안에 상기 출력축(22)으로부터의 방사상 라인들 상에 위치되며, 동일한 수의 곡면 슬롯들(240)이 상기 제 2 디스크 위에 형성되며, 벨트 지지 핀들(244)은 두 디스크들 안의 상기 슬롯들(238, 240) 안에 위치하여 상기 슬롯들을 통과하며 상기 제 1 디스크(234)로부터 수직 돌출하여 상기 루프가 상기 합성 디스크(232) 위에 지지되도록 하며, 상기 변속기 제어 수단에 의해 작동가능한 수단은 상기 제 2 디스크(236)를 상기 제 1 디스크(234)에 대해 부분적으로 회전시켜 상기 곡면 슬롯들(240)이 상기 벨트 지지 핀들(244)을 상기 제 1 디스크(234)의 슬롯들(238) 안에서 방사상으로 내향 또는 외향으로 이동시키도록 하여 상기 핀들(244) 상의 상기 루프의 치수 및 상기 입력축(12) 및 출력축(22)의 회전 비율을 변화시키는 무단변속기.
37. 제 36 항에 있어서, 상기 벨트(34)는 링크 핀들 사이에서 균일한 치수를 갖는 체인인 무단변속기.
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