KR19980703505A

KR19980703505A - 무단변속기

Info

Publication number: KR19980703505A
Application number: KR1019970706909A
Authority: KR
Inventors: 미무라겐지
Original assignee: 미무라겐지
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1998-11-05
Also published as: US5937701A; EP0819868A1; WO1997029301A1

Abstract

본 발명은 외부로부터의 구동력에 의하여 입력 샤프트(6)가 회전하면, 입력 샤프트(6)의 회전력은 옵셋 하우징(21)에 전달되고, 옵셋 하우징(21)의 회전력은 각각의 가동링(39)에 전달된다. 그때 각각의 가동링(39)의 각속도를 옵셋 하우징(21)의 각속도에 대하여 주기적으로 변화시키면, 주기적으로 변화하는 각각의 가동링(39)의 각속도가 소정 범위내의 위상에서 거의 일정하게 보정되고, 각속도의 보정된 회전력만이 각각의 가동링(39)으로부터 추출되어 출력 샤프트(7)에 전달된다. 따라서 각각의 가동링(39)의 각속도를 옵셋 하우징(21)의 각속도에 대하여 임의로 변화시킴으로써 입력 샤프트(6)의 회전 속도에 대하여 출력 샤프트(7)의 회전 속도가 무단계로 변화한다.

Description

무단 변속기

일반적으로 자동차 등에 이용되는 내연 기관은 전동기에 비하여 회전수가 낮을 때 토오크가 작고, 회전수가 상승하면, 토오크가 증대한다는 특징이 있다. 따라서 이와 같은 내연 기관을 이용한 자동 변속차에서는 토오크 컨버터 등을 이용하여 토오크를 증대시킴으로써 저회전시의 토오크 부족을 보충하도록 하고 있다. 그러나 토오크 컨버터는 슬라이딩하면서 동력을 전달하기 때문에 압착식 클러치를 이용한 매뉴얼 변속차에 비하여 가속이나 연비면에서 뒤떨어지고 약간이지만 변속시의 쇼크도 남아 있다. 그래서 최근에는 변속비를 자유롭게 바꿀 수 있는 무단 변속기가 각각의종 개발되어 있고, 이 무단 변속기를 이용함으로써 항상 엔진의 최고 출력 또는 최대 토오크의 발생영역에서 주행할 수 있다. 이로써 자동 변속차의 과제인 가속성능 및 연비 향상을 달성할 수 있고, 변속시의 쇼크도 해소된다. 현재 가장 일반적인 무단 변속기로서는 금속 벨트와 한쌍의 풀리를 이용한 것이 알려져 있고, 이 타입에서는 풀리의 홈 폭을 연속적으로 변화시킴으로써 풀리에 걸쳐친 벨트의 반경을 변화시켜 변속하도록 되어 있다.

그러나 상기한 바와 같이 벨트와 풀리의 마찰력에 의하여 동력을 전달하는 무단 변속기에서는 벨트의 슬라이딩에 의하여 동력의 전달 효율이 저하하기 때문에 큰 동력을 전달하기 위해서는 장치 전체를 대형화하지 않으면 안된다. 이 때문에 예를 들어 자동차에 탑재할 경우에는 소형차에 한정되는 등, 폭넓은 분야에 이용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 그 목적으로 하는 것은 동력을 효율적으로 전달할 수 있는 무단 변속기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 동력을 전달하는 각종 기계 장치, 특히 자동 변속차에 이용되는 무단 변속기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예를 나타낸 무단 변속기의 측면 단면도,

도 2는 도 1의 A-A선을 화살표 방향에서 본 단면도,

도 3은 도 1의 B-B선을 화살표 방향에서 본 단면도,

도 4는 도 1의 C-C선을 화살표 방향에서 본 단면도,

도 5는 도 1의 D-D선을 화살표 방향에서 본 단면도,

도 6은 이 무단 변속기의 분해사시도,

도 7 내지 도 9는 이 무단 변속기의 분해사시도,

도 10은 이 무단 변속기의 동작 설명도,

도 11은 각속도의 변화를 나타낸 그래프,

도 12는 이 무단 변속기의 요부 확대도,

도 13은 본 발명의 제 1실시예의 변형예를 나타낸 무단 변속기의 요부 확대도,

도 14는 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 무단 변속기의 측면 단면도,

도 15는 도 14의 A-A선을 화살표 방향에서 본 단면도,

도 16은 도 14의 B-B선을 화살표 방향에서 본 단면도,

도 17은 도 14의 C-C선을 화살표 방향에서 본 단면도,

도 18 내지 도 22는 이 무단 변속기의 분해 사시도,

도 23은 본 발명의 제 2실시예의 변형예를 나타낸 무단 변속기의 요부 정면 단면도,

도 24는 이 무단 변속기의 요부 측면 단면도,

도 25는 이 무단 변속기의 요부 분해 사시도이다.

(발명의 개시)

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 외부로부터의 구동력에 의하여 회전하는 입력측 회전체와, 입력측 회전체와 동축으로 배치된 출력측 회전체와, 입력측 회전체의 회전축상을 입력측 회전체의 회전력에 의하여 회전하는 주동회전체와, 입력측 회전체의 회전축을 중심으로 하는 소정의 원주상에 배치되고, 이 원주상을 주동회전체의 회전력에 의하여 회전하는 복수의 종동 회전체와, 각각의 종동 회전체의 각속도를 주동 회전체의 각속도에 대하여 주기적으로 변화시키는 각속도 가변수단과, 주기적으로 변화하는 각각의 종동 회전체의 각속도를 소정 범위내의 위상에서 거의 일정하게 보정하는 각속도 보정 수단과, 각속도의 보정된 회전력만을 각각의 종동 회전체로부터 추출하여 출력측 회전체에 전달하는 회전력 추출수단을 구비한 무단 변속기를 구성하고 있다. 이로써, 외부로부터의 구동력에 의하여 입력측 회전체가 회전하면, 입력측 회전체의 회전력은 주동 회전체에 전달되고, 주동 회전체의 회전력은 각각의 종동 회전체에 전달된다. 그때 각각의 종동 회전체의 각속도를 주동 회전체의 각속도에 대하여 주기적으로 변화시키면, 주기적으로 변화하는 각각의 종동 회전체의 각속도가 소정 범위내의 위상에서 대략 일정하게 보정되고, 각속도의 보정된 회전력만이 각각의 종동 회전체로부터 추출되어 출력측 회전체에 전달된다. 따라서 각각의 종동 회전체의 각속도를 주동 회전체의 각속도에 대하여 변화시킴으로써 입력측 회전속도에 대하여 출력측 회전속도가 무단계로 변화한다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

도 1 내지 도 12는 본 발명의 제 1실시예를 나타낸 것으로, 도 1 내지 도 5는 무단 변속기의 단면도, 도 6 내지 도 9는 그의 분해 사시도, 도 10은 이 무단 변속기의 동작 설명도, 도 11은 각속도의 변화를 나타낸 그래프, 도 12는 이 무단 변속기의 요부 확대도이다. 또한 도 6 내지 도 9에 있어서의 일점 쇄선은 각각의 도에 대응하는 동일 번호로 연속되는 것을 나타낸다.

본 실시예의 무단 변속기는 양 끝단을 개구한 통모양의 트랜스미션 케이스(1)와, 트랜스미션 케이스(1)의 한쪽 끝을 폐쇠하는 케이스 커버(2)와, 트랜스미션 케이스(1)의 다른쪽 끝단을 폐쇠하는 케이스 커버(3)에 의하여 외장이 형성되고, 각각의 케이스 커버(2, 3)는 볼트(4, 5)에 의하여 트랜스미션 케이스(1)에 체결되어 있다. 또 트랜스미션 케이스(1)의 중심으로부터 약간 한쪽으로 치우친 축상에는 외부로부터의 구동력이 입력되는 입력 샤프트(6)와 구동력을 출력하는 아웃샤프트(7)가 동축상으로 배치되어 있다.

한쪽의 케이스 커버(2)는 입력 샤프트(6)를 끼워 통과하는 구멍(2a)을 가지며 입력 샤프트(6)는 볼 베어링(8) 및 C링(9, 10)을 개재하여 케이스 커버(2)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 또 케이스 커버(2)내에는 축심이 입력 샤프트(6)에 대하여 수직 방향으로 연장되는 웜기어(11)가 설치되고, 웜기어(11)는 케이스 커버(2)에 옆쪽에서 삽입된 콘트롤 샤프트(12)에 설치되어 있다.

다른 쪽의 케이스 커버(3)는 출력 샤프트(7)를 끼워 통과하는 구멍(3a)을 가지며, 출력 샤프트(7)는 볼 베어링(13) 및 C링(14)을 개재하여 케이스 커버(3)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다.

입력 샤프트(6)는 한쪽 끝을 통모양으로 확대시키고 있고, 그 안둘레면에는 인터날 기어(6a)가 형성되어 있다. 또 입력 샤프트(6)의 한쪽 끝면 중앙에는 구멍(6b)이 마련되고, 다른 쪽 끝 근방의 바깥 둘레면에는 기어(6c)가 형성되어 있다.

출력 샤프트(7)는 한쪽 끝을 입력 샤프트(6)의 구멍(6b)에 롤러 베어링(7a)을 개재하여 자유롭게 회동할 수 있게 삽입되고, 한쪽 끝 근처의 바깥 둘레면에는 기어(7b)가 형성되어 있다.

트랜스미션 케이스(1)의 내부 공간은 입력 샤프트(6)가 중심이 되도록 지름 방향으로 약간 치우쳐 형성되고, 입력 샤프트(6)에 대하여 편심된 축상에는 인터날 기어(15) 및 웜 휠(16)이 배치되어 있다. 인터날 기어(15)에는 입력 샤프트(6)의 기어(6c)가 내접하여 서로 맞물려 있고, 그 바깥 둘레면에는 한쌍의 볼 베어링(17) 및 C링(18, 19)을 개재하여 웜 휠(16)이 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 웜 휠(16)에는 통모양의 옵셋하우징(21)이 핀(22)을 개재하여 결합되어 있고, 옵셋 하우징(21)은 웜 휠(16)과 일체로 회전하도록 되어 있다.

옵셋 하우징(21)내에는 기어 디스크(23), 옵셋 링(24), 요동체를 이루는 네 개의 가동블록(25) 및 블록 하우징(26)이 수용되고, 옵셋 하우징(21)의 내부 공간은 입력 샤프트(6)가 중심이 되도록 지름 방향으로 약간 치우쳐 형성되어 있다. 기어 디스크(23)는 볼 베어링(27)을 개재하여 웜 휠(16)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되고, 그 한쪽 끝측의 중앙에는 인터날 기어(15)에 내접하여 서로 맞물리는 기어(23a)가 일체로 형성되어 있다. 옵셋 링(24)은 기어 디스크(23)와 블록 하우징(26)과의 사이에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되고, 블록 하우징(26)쪽 면에는 타원형의 홈(24a)이 마련되어 있다. 또 옵셋 링(24)의 둘레면에는 피니온 기어(28)가 자유롭게 회동할 수 있게 삽입되고 피니온 기어 (28)는 옵셋 하우징(21)측에 고정된 링 기어(29)와 트랜스미션 케이스(1)측에 고정된 링 기어(30)에 맞물려 있다. 블록 하우징(26)은 롤러 베어링(31)을 개재하여 옵셋 하우징(21)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되고, 그 한쪽 끝에는 기어 디스크(23)가 볼트(32)에 의하여 고정되어 있다. 또 블록 하우징(26)의 다른쪽 끝에는 둘레방향으로 배열된 모두 네 개의 구멍(26a)이 축방향으로 관통하여 마련되고, 각각의 구멍(26a)내에는 각각의 가동 블록(25)이 각각의 수용되어 있다. 각각의 가동블록(25)은 블록 하우징(26)의 지름방향으로 연장되는 홈(25a)을 가지며, 이 홈(25a)의 뒷면측 중앙부분을 기어 디스크(23)에 고정된 샤프트(33)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 또한 각각의 가동 블록(25)은 회동 중심으로부터 지름 방향으로 치우쳐 위치한 부분에 구멍(25b)을 가지며, 이 구멍(25b)에는 선단을 옵셋 링(24)의 홈(24a)에 끼워 넣는 핀(34)이 다수의 롤러(35)를 개재하여 삽입되어 있다.

블록 하우징(26)에는 통모양의 클러치 실린더(36)가 대향하여 배치되고, 클러치 실린더(36)는 롤러 베어링(37)을 개재하여 입력 샤프트(6)에 볼베어링(38) 및 한쌍의 C링(38a, 38b)을 개재하여 트랜스미션 케이스(1)에 각각의 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 클러치 실린더(36)안에는 둘레 방향으로 배열된 종동 회전체를 이루는 모두 네 개의 가동링(Variable ring)(39)이 수용되고, 각각의 가동링(39)은 다수의 롤러(40)를 개재하여 클러치 실린더(36)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 또 각각의 가동링(39)은 서로 와셔(41)를 개재하여 동축상으로 배치되고, 그 둘레 방향의 일부에는 블록 하우징(26)측으로 연장하는 로드(39a)와 클러치 실린더(36)의 안 둘레면에 임하는 홈(39b)이 일체로 마련되어 있다. 이 경우, 각각의 가동링(39)에서는 각각의의 로드(39a)및 홈(39b)의 축방향의 위치가 일치하도록 링부분으로 서로 엇갈리게 형성하도록 한다. 각각의 가동링(39)은 각각의 가동 블록(25)에 한 개씩 대향하고 있고, 각각의 가동 블록(25)의 홈(25a)에는 각각의 가동링(39)의 로드(39a)가 스페이서 링(42), 롤러 베어링(43) 및 한쌍의 와셔(44)를 개재하여 지름방향으로 자유롭게 미끄러지도록 삽입되어 있다. 또 각각의 가동링(39)의 홈(39b)에는 일방향 전달수단으로서의 전달 부재를 이루는 복수의 스크러브(45)가 설치되고, 각각의 스크러브(45)는 홈(39b)내에 나사(46)로 고정된 다수의 스크러브 블록(47)의 사이에 자유롭게 미끄러지도록 수용되어 있다. 이 경우, 각각의 스크러브(45)는 스크러브 블록(47)에 지지된 스프링(48)에 의하여 한방향으로 가세되어 있다. 즉, 각각의 스크러브(45)는 스프링(48)의 가세에 의하여 클러치 실린더(36)의 안 둘레면에 압접되어 있고, 가동링(39)의 회전 속도가 클러치 실린더(36)에 대하여 빨라졌을 때는 클러치 실린더(36)의 안쪽 둘레면에 미끄럼 마찰에 의하여 걸어 멈춰져 회전력을 전달하고, 배이러블링(39)의 회전 속도가 클러치 실린더(36)에 대하여 늦어졌을 때는 클러치 실린더(36)의 안쪽 둘레면을 슬라이딩하여 클러치 실린더(36)와의 회전차를 허용하도록 되어 있다. 또 각각의 가동링(36)은 그 링부분을 클러치 실린더(36)에 설치된 링홀더(49)에 의하여 유지되고, 링홀더(49)는 볼트(49a)에 의하여 클러치 실린더(36)에 고정되어 있다.

출력 샤프트(7)의 기어(7b)에는 모두 네 개의 유성 기어(51)가 서로 맞물려 있고, 각각의 유성 기어(51)는 입력 샤프트(6)의 인터날 기어(6a)에 내접하여 맞물려 있다. 각각의 유성 기어(51)는 다수의 롤러(52), 샤프트(53), 와셔(54) 및 링홀더(55)를 개재하여 유성 캐리어(56)에 자유롭게 회동할 수 있게 설치되고, 유성 캐리어(56)는 클러치 실린더(36)에 고정되어 있다. 또 유성 캐리어(56)와 인터날 기어(6a)사이에는 롤러 베어링(57)이 개재하여 설치되고, 유성 캐리어(56)와 다른쪽 케이스 커버(3)의 끝면과의 사이에는 스러스트 베어링(58) 및 한쌍의 와셔(59)가 개재하여 설치되어 있다.

이상의 구성에 있어서는 외부로부터의 구동력에 의하여 입력 샤프트(6)가 회전하면, 입력 샤프트(6)의 회전력은 기어(6c), 인터날 기어(15)및 기어(23a)를 개재하여 기어 디스크(23)에 전달되고, 기어 디스크(23), 블록 하우징(26) 및 각각의 가동 블록(25)이 일체로 회전한다. 또 각각의 가동 블록(25)의 홈(25a)에는 각각의 배이어블링(39)의 로드(39a)가 각각의 삽입되어 있기 때문에 각각의 가동링(39)도 블록 하우징(26)등과 일체로 회전한다. 그리고 각각의 가동링(39)의 회전력은 각각의 스크러브(45)에 의하여 클러치 실린더(36)에 전달되고, 클러치 실린더(36) 및 유성 캐리어(56)가 일체로 회전한다. 이로써 각각의 유성 기어(51)가 출력 샤프트(7)을 중심으로 공전하고, 각각의 유성 기어(51)의 회전력은 출력 샤프트(7)의 기어(7b)에 전달된다. 그때 유성 캐리어(56)의 회전 속도는 입력 샤프트(6)의 기어(6c)로부터 인터날 기어(15)에 전달되는 과정에서 감속되어 있기 때문에 입력 샤프트(6)의 인터날 기어(6a)와 유성 캐리어(56)사이에 회전차가 생긴다. 이로써 각각의 유성 기어(51)가 자전하고, 이 자전 양 만큼 지연을 일으키면서 출력 샤프트(7)가 회전한다. 즉 상기 구성에서는 입력 샤프트(6)로부터 블록 하우징(26)까지가 입력측 회전체를 구성하고, 클러치 실린더(36)로부터 출력 샤프트(7)까지가 출력측 회전체를 구성하고 있다.

다음에, 상기한 것의 동작에 있어서 콘트롤 샤프트(12)를 회동하면, 그 회동량에 따라 웜 휠(16)이 회동하고, 웜 휠(16)과 일체로 옵셋 하우징(21)이 회동한다. 그때 옵셋 하우징(21)의 축심은 트랜스미션 케이스(1)의 축심에 대하여 편심되어 있기 때문에 옵셋 하우징(21)내의 기어 디스크(23) 및 블록 하우징(26)의 회전축(X)을 도 10(a)에 나타낸 바와 같이 입력 샤프트(6)의 축심에 일치한 위치로부터 도 10(b)에 나타낸 바와 같이 트랜스미션 케이스(1)의 지름방향으로 편심한 위치까지 이동시킬 수 있다. 이 편심에 의하여 각각의 가동 블록(25)의 홈(25a)과 각각의 가동링(39)의 로드(39a)의 연결 위치가 지름 방향으로 치우쳐 위치하기 때문에 블록 하우징(26)의 회전은 각각의 가동링(39)의 로드(39a)가 각각의 가동 블록(25)의 홈(25a)내를 왕복 이동함으로써 허용되면서 각각의 가동링(39)측으로 전달되고, 도 11(a)에 나타낸 바와 같이 블록 하우징(26)측의 회전에 대하여 각각의 가동링(39)측의 각속도(ω)가 일회전에 일주기로 변화하게 된다. 이 경우, 각속도 변화의 위상(θ)은 각각의 가동링(39)마다 90도씩 어긋나 있고, 이중에서 각속도(ω)의 최대가 되는 가동링(39)의 회전력이 각각의 스크러브(45) 및 클러치 실린더(36)를 개재하여 출력측으로 전달된다. 또 각각의 가동 블록(25)은 핀(34)을 옵셋 링(24)에 설치된 타원형의 홈(24a)에 걸어 맞춤하고 있기 때문에 블록 하우징(26)이 회전하면, 각각의 가동 블록(25)이 홈(24a)의 안내로 샤프트(33)를 중심으로 각각의 요동한다. 이 요동이 각각의 가동링(39)의 각속도(ω)의 변화에 동기하여 도 11(b)에 나타낸 바와 같이 각각의 가동링(39)의 각속도(ω)가 최대치 근방에서 거의 일정하게 보정된다. 이 경우, 각각의 가동링(39)의 각속도(ω)의 위상이 90도씩 어긋나 있기 때문에 도 11(c)에 나타낸 바와 같이 각각의 가동링(39)마다 보정된 각속도(ω)가 연속하여 들어 내어지고, 출력측으로 전달되는 각속도(ω)가 거의 일정하게 된다. 또 옵셋 하우징(21)을 편심시키면, 피니온 기어(28)가 옵셋 하우징(21)측의 링 기어(29)와 트랜스미션 케이스(1)측의 링 기어(30)간을 회전하면서 트랜스미션 케이스(1)의 둘레 방향으로 이동하고, 옵셋 링(24)이 피니온 기어(28)를 추종하면서 같은 방향으로 회동한다. 이 경우, 옵셋 링(24)은 피니온 기어(28)의 동력 전달을 개재하여 회동하게 되기 때문에 옵셋 링(24)의 회동량은 옵셋 링(24)의 절반이 된다. 이것은 각각의 가동 블록(25)의 요동이 항상 각각의 가동링*39)의 각속도의 변화에 동기하도록 옵셋 링(24)의 홈(24a)방향을 바꾸기 때문이다. 또 각각의 가동 블록(25)은 옵셋 하우징(21)이 편심되어 있지 않을 때에도 요동하나, 이 경우는 각각의 가동 블록(25)의 요동 중심이 각각의 가동링(39)의 로드(39a)와 일치하기 때문에 각각의 가동링(39)의 각속도가 보정되지는 않는다. 이와 같이 옵셋 하우징(21)의 편심량에 따라 각속도가 변화한 각각의 가동링(39)의 회전력이 각각의 스크러브(45) 및 클러치 실린더(36)에 의한 일방향 전달기구에 의하여 들어 내어지고, 출력 샤프트(7)에 전달된다. 따라서 콘트롤 샤프트(12)의 회동량에 따라 출력 샤프트(7)의 회전 속도가 무단계로 변속된다.

또한 상기 실시예에서는 도 12에 나타낸 바와 같이 가동링(39)의 홈(39b)내를 복수의 스크러브 블록(47)으로 간막이하고, 그 사이에 각각의 스크러브(45)를 수용한 것을 나타내고 있으나, 도 13에 나타낸 바와 같이 한쪽 끝면을 원형으로 형성한 스크러브(50)를 이용하고, 가동링(39)의 홈(39b)내에 각각의 스크러브(50)의 원형면에 면접촉하는 원형면을 마련하면, 각각의 스크러브(50)를 항상 이 원형면을 따라 안정적으로 요동시킬 수 있기 때문에 일방향 전달 기구로서의 동작을 보다 확실하게 할 수 있다.

도 14 내지 도 22는 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 것으로, 도 14 내지 도 17은 무단 변속기의 단면도, 도 18 내지 도 22는 그의 분해 사시도이다. 또한 도 18 내지 도 22에서의 일점 쇄선은 각각의 도에 대응하는 동일 번호로 연속되는 것을 나타낸다.

본 실시예의 무단 변속기는 한쪽 끝단을 개구한 트랜스미션 케이스(60)와, 트랜스미션 케이스(60)의 한쪽 끝을 폐쇠하는 케이스 커버(61)에 의하여 외장이 형성되고, 이 케이스 커버(61)는 볼트(62)에 의하여 트랜스미션 케이스(60)에 체결되어 있다. 또 트랜스미션 케이스(60)의 중심으로부터 약간 한쪽으로 편심한 축상에는 외부로부터의 구동력이 입력되는 입력 샤프트(63)와 구동력을 출력하는 출력 샤프트(64)가 동축상으로 배치되어 있다.

트랜스미션 케이스(60)는 출력 샤프트(64)를 끼워 통하는 구멍(60a)을 가지고, 출력 샤프트(64)는 시일재(65)를 개재하여 트랜스미션 케이스(60)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 트랜스미션 케이스(60)내에는 축심이 입력 샤프트(63)에 대하여 수직 방향으로 연장하는 웜기어(66)가 설치되고, 웜기어(66)는 트랜스미션 케이스(60)에 옆쪽에서 삽입된 콘트롤 샤프트(67)에 설치되어 있다.

케이스 커버(61)는 입력 샤프트(63)를 끼워 통하는 구멍(61a)을 가지며, 입력 샤프트(63)는 볼베어링(68)을 개재하여 케이스 커버(61)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다.

입력 샤프트(63)는 한쪽 끝단에 인터날 기어(69)를 가지며, 다른 쪽 끝단에는 기어(70)가 C링(71)과 함께 설치되어 있다. 인터날 기어(69)는 기어 디스크(69a)를 개재하여 입력 샤프트(63)에 설치되고, 기어 디스크(69a)는 볼트(69b)를 개재하여 인터날 기어(69)에 결합되어 있다.

출력 샤프트(64)는 한쪽 끝에 기어 샤프트(72)를 연결하고, 기어 샤프트(72)는 한쌍의 볼베어링(73)를 개재하여 트랜스미션 케이스(60)에 자유롭게 회전할 수 있게 지지되고 있다. 기어 케이스(72)의 한쪽 끝단에는 기어(72a)가 형성되어 있고, 그 끝 단면 중앙에는 구멍(72b)이 마련되고, 이 구멍(72b)에는 입력 샤프트(63)의 한쪽 끝이 롤러 베어링(74)를 개재하여 자유롭게 회동할 수 있게 삽입되어 있다. 또 기어샤프트(72)의 한쪽 끝 단면과 기어 디스크(69a)사이에는 한쌍의 스러스트 와셔(75)및 스러스트 베어링(76)이 장치되어 있다.

트랜스미션 케이스(60)의 내부 공간은 입력 샤프트(63)를 중심으로 하여 지름 방향으로 약간 치우쳐 형성되고, 입력 샤프트(63)에 대하여 편심한 축상에는 인터날 기어(77) 및 웜 휠(78)이 배치되어 있다. 인터날 기어(77)는 한쌍의 볼 베어링(79) 및 C링(80)을 개재하여 케이스 커버(61)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되고, 그 안쪽 둘레면에는 입력 샤프트(63)의 기어(70)가 내접하여 맞물려 있다. 또 인터날 기어(77)에는 기어(70)보다도 지름이 큰 기어(81)가 볼트(82)에 의하여 설치되고, 기어(81)는 인터날 기어 디스크(83)에 내접하여 맞물려 있다. 웜 휠(78)에는 통모양의 옵셋 하우징(84)이 핀(85)을 개재하여 결합되어 있고, 옵셋 하우징(84)은 웜 휠(78)과 일체로 회동하도록 되어 있다. 또 웜 휠(78)의 한쪽 끝에는 링 기어(78a)가 형성되어 있다.

옵셋 하우징(84)내에는 인터날 기어 디스크(83), 옵셋 링(86), 모두 네 개의 가동 블록(87) 및 블록 하우징(88)이 수용되고, 옵셋 하우징(84)의 내부 공간은 입력 샤프트(175)가 중심이 되도록 지름 방향으로 치우쳐 형성되어 있다. 인터날 기어 디스크(83)는 볼트(89)를 개재하여 블록 하우징(88)에 고정되고, 블록 하우징(88)은 한쌍의 볼 베어링(90) 및 C링(91)을 개재하여 옵셋 하우징(84)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 옵셋 링(86)은 옵셋 하우징(84)내에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되고, 블록 하우징(88)측의 면에는 타원형의 홈(86a)이 마련되어 있다. 또 옵셋 링(86)의 둘레면에는 피니온 기어(92)가 자유롭게 회동할 수 있게 삽입되고, 피니온 기어(92)는 옵셋 하우징(84)측의 웜 휠(78)에 형성된 링 기어(78a)와 트랜스미션 케이스(60)측에 고정된 링 기어(93)에 맞물려 있다. 블록 하우징(88)은 둘레 방향으로 배열된 모두 네 개의 구멍(88a)을 가지며, 각각의 구멍(88a)내에는 각각의 가동 블록(87)이 각각의 수용되어 있다. 각각의 가동 블록(87)은 블록 하우징(88)의 지름 방향으로 연장되는 홈(87a)을 가지며, 이 홈(87a)의 뒷측에 설치한 로드(87b)를 블록 하우징(88)에 C링(94)를 개재하여 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 또 각각의 가동 블록(87)은 회동중심으로부터 지름 방향으로 치우쳐 위치한 부분에 구멍(87c)을 가지며, 이 구멍(87c)에는 선단을 옵셋 링(86)의 홈(86a)에 끼워넣은 핀(95)이 다수의 롤러(96)를 개재하여 삽입되어 있다. 또한 블록 하우징(88)의 끝면에는 각각의 가동 블록(87)를 지지하는 링홀더(97)가 설치되어 있다. 또 각각의 가동 블록(87)의 홈(87a)에는 슬라이더(98)가 자유롭게 슬라이딩할 수 있게 지지되고, 각 슬라이더(98)에는 각각의 구멍(98a)이 마련되어 있다.

블록 하우징(88)에는 통모양의 래칫 실린더(99)가 대향하여 배치되고, 래칫 실린더(99)는 한쌍의 볼 베어링(100), 한쌍의 스페이서 링(101) 및 원 웨이 클러치(102)를 개재하여 입력 샤프트(63)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 래칫 실린더(99)내에는 둘레 방향으로 배열된 모두 네 개의 가동링(103)이 수용되고, 각각의 가동링(103)은 다수의 롤러(104)를 개재하여 래칫 실린더(99)에 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 또 각각의 가동링(103)은 서로 와셔(105)를 개재하여 동축상으로 배치되고, 그 둘레 방향의 일부에는 블록 하우징(88)측으로 연장하는 로드(103a)와 래칫 실린더(99)의 안쪽 둘레면에 면한 구멍(103b)이 일체로 마련되어 있다. 이 경우, 각각의 가동링(103)에서는 각각의 로드(103a)및 구멍(103b)의 축방향 위치가 일치하도록 링부분을 서로 다르게 엇갈려 지도록 형성되어 있다. 각각의 가동링(103)은 각각의 가동 블록(87)에 한 개씩 대향하여 있고, 각각의 가동 블록(87)의 홈(87a)에 지지된 슬라이더(98)의 구멍(98a)에는 각각의 가동링(103)의 로드(103a)가 자유롭게 회동할 수 있게 삽입되어 있다. 또 각각의 가동링(103)의 구멍(103b)내에는 래칫 훅(106)이 샤프트(107)를 개재하여 자유롭게 회동할 수 있게 지지되고, 각각의 래칫 훅(106)은 스프링(106a)에 의하여 래칫이 래칫 실린더(99)의 안쪽 둘레면쪽으로 돌출하도록 가세되어 있다. 즉 래칫 실린더(99)의 안쪽 둘레면에는 각각의 래칫 훅(106)에 걸어 맞추는 내측 톱니(99a)가 형성되고, 각각의 래칫 훅(106)은 한방향에서만 내측 톱니(99a)에 걸어 멈추도록 되어 있다. 각각의 구멍(99b)내에는 래칫 훅(106)에 서로 접촉하는 실리콘 고무(108)가 조립되고, 래칫 훅(106)이 내측 톱니(99a)로부터 받는 충격을 실리콘 고무(108)로 흡수하도록 되어 있다. 또 각각의 가동링(103)은 다수의 볼(109)을 개재하여 래칫 실린더(99)의 안쪽 둘레면에 접촉하고 있고, 각각의 래칫 실린더(99)의 끝 단면에 설치된 링 홀더(110)에 의하여 지지되어 있다.

기어 샤프트(72)의 기어(72a)에는 모두 네 개의 유성 기어(111)가 맞물려 있고, 각 유성 기어(111)에는 큰 지름의 기어(111a) 및 작은 지름의 기어(111b)가 형성되어 있다. 즉 각 유성 기어(111)의 큰 지름의 기어(111a)는 기어 샤프트(72)의 기어(72a)에 맞물려 있고, 각 유성 기어(111)의 작은 지름의 기어(111b)는 입력 샤프트(63)의 인터날 기어(69)에 내접하여 맞물려 있다. 각 유성 기어(111)는 다수의 롤러(112), 샤프트(113), 와셔(114) 및 링홀더(115)를 개재하여 유성 캐리어(116)에 자유롭게 회동할 수 있게 설치되고, 유성 캐리어(116)는 래칫 실린더(99)에 볼트(117)에 의하여 고정되어 있다. 또 유성 캐리어(116)와 트랜스미션 케이스(60)사이에는 볼 베어링(118)이 끼워 장착되고, 기어 디스크(69a)와 래칫 실린더(99)사이에는 롤러 베어링(119)이 끼워 장착되어 있다.

본 실시예에 있어서는 각각의 가동링(103)의 로드(103a)가 슬라이더(98)를 개재하여 가동 블록(87)의 홈(87a)내를 왕복이동하는 점과, 입력 샤프트(63)와 래칫 실린더(99)사이에 원 웨이 클러치(102)를 설치하여 출력측에 입력쪽의 회전 저항을 작용시키도록 한 점을 제외하고는 상기 제 1실시예와 동등한 구성이며, 원리나 동작에 관해서도 마찬가지다.

또, 도 23 내지 도 25는 상기 제 2실시예의 변형예를 나타낸 것으로, 도 23은 무단 변속기의 요부 정면 단면도, 도 24는 그의 요부 측면 단면도, 도 25는 요부 분해 사시도이다. 여기서는 상기 실시예가 각각의 가동링(103)으로부터 출력측으로의 전달수단에 래칫구조를 이용하였음에 대하여, 이를 대신할 전달 수단으로서 원 웨이 클러치를 이용하고 있다. 한편, 상기 실시예와 동등한 구성부분에는 동일 부호를 부여하고, 구성의 상위점 이외는 도시 생략한다.

본 구성에서는, 상기 래칫 실린터(99)에 대응하는 클러치 실린더(120)내에 원 웨이 클러치(121)가 설치되고, 원 웨이 클러치(121)의 내쪽에는 가동링(122)이 배치되어 있다. 원 웨이 클러치(121)는 다수의 스프래그(123)와 각 스프래그(123)를 지지하는 고리모양의 스프래그 홀더(124)와, 각 스프래그(123)를 한방향으로 가세하는 링스프링(125)으로 이루어진다. 스프래그 홀더(124)는 둘레 방향으로 배열된 다수의 구멍(124a)을 가지고, 각각의 구멍(124a)에는 각 스프래그(123)가 서로 간격을 두고 자유롭게 회동할 수 있게 지지되어 있다. 링스프링(125)은 스프래그 홀더(124)의 바깥 둘레에 장착되고, 둘레면에 설치된 다수의 스프링 조각(125a)에 의해 각 스프래그(123)를 한방향으로 누르고 있다. 한편, 가동링(122)은 클러치 실린더(120)의 안쪽 둘레면에 면하는 만곡면(122a)을 가지며, 이 만곡면(122a)에는 원 웨이 클러치(121)의 각 스프래그(123)가 접촉하도록 되어 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 무단 변속기에 의하면, 기계적인 기어물림에 의하여 동력을 전달할 수 있기 때문에 종래와 같이 벨트와 풀리를 이용한 것에 비하여 동력을 효율좋게 전달할 수 있고, 부품끼리의 미끄럼이나 마찰도 매우 적게 할 수 있다. 또 입력축과 출력축이 동축상으로 배치되어 있기 때문에 변속기 본체의 소형화를 도모할 수 있다.

Claims

외부로부터의 구동력에 의하여 회전하는 입력쪽 회전체와,

상기한 입력쪽 회전체와 동축으로 배치된 출력측 회전체와,

입력쪽 회전체의 회전 축상을 입력쪽 회전체의 회전력에 의하여 회전하는 주동 회전체와,

입력쪽 회전체의 회전축을 중심으로 하는 소정의 원주상에 배치되고, 이 원주상을 주동 회전체의 회전력에 의하여 회전하는 복수의 종동 회전체와,

이들 각각의 종동 회전체의 각속도를 주동 회전체의 각속도에 대하여 주기적으로 변화시키는 각속도 가변 수단과,

주기적으로 변화하는 각각의 종동 회전체의 각속도를 소정 범위내의 위상에서 거의 일정하게 보정하는 각속도 보정 수단과,

각속도의 보정된 회전력만을 각각의 종동 회전체로부터 추출하여 출력측 회전체에 전달하는 회전력 추출 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
제 1항에 있어서,

상기한 각속도 가변 수단을 각각의 종동 회전체의 회전축을 지름 방향으로 편심시키는 편심 수단과, 편심에 의한 회전축의 지름 방향으로의 이동을 허용하면서 주동 회전체의 회전력을 각각의 종동 회전체에 전달하는 전달 수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 각속도 보정 수단을 각속도 변화에 동기하여 요동하는 요동체와, 요동체를 소정의 궤도를 따라 안내하는 안내 수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
제 1항 내지 제 3항중의 어느 한 항에 있어서,

상기 회전력 추출 수단을 각각의 종동 회전체 중에서 가장 각속도가 빠른 회전력을 출력측 회전체에 전달하는 한 방향 전달 수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
제 4항에 있어서,

상기 한 방향 전달 수단을 각 종동 회전체에 자유롭게 요동할 수 있게 설치하고, 종동 회전체의 회전 속도가 출력측 회전체에 대하여 빨라졌을 때에는 출력측 회전체의 소정의 걸어 멈춤면에 걸어 멈춤시켜 회전력을 전달하고, 종동 회전체의 회전 속도가 출력측 회전체에 대하여 느려졌을 때는 출력측 회전체의 상기 걸어 멈춤면을 슬라이딩하여 종동 회전체와 출력측 회전체의 회전차를 허용하는 전달 부재에 의하여 구성한 것을 특징으로 하는 무단 변속기.