KR20010102123A

KR20010102123A - 무단 변속 장치

Info

Publication number: KR20010102123A
Application number: KR1020017010291A
Authority: KR
Inventors: 헨드리쿠스 얀 카판; 빈덴 요아네스 알베르투스 반; 에두아르두스 게라르두스 마리아 홀베크; 알렉산더 얀 카렐 브리에스; 야코부스 쯔바르츠
Original assignee: 이페 판 란덴; 에스케이에프 엔지니어링 앤 리서치 센터 비.브이.
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-11
Publication date: 2001-11-15
Also published as: CN1114773C; NL1011319C2; DE60000438T2; AU2699000A; CN1340139A; US6626778B1; JP2002537529A; EP1151215A1; WO2000049313A1; EP1151215B1; DE60000438D1

Abstract

무단 변속 장치가 한 쌍의 디스크(66, 67)를 각각 포함하는 2개의 풀리 셋(1, 2)과, 상기 풀리 셋(1, 2)의 디스크(66, 67)를 서로에 대하여 원근 방향으로 이동시키도록 풀리 셋(1, 2)과 중심이 동일한 나사 기구(12, 13)를 포함하고, 각 한 쌍의 디스크(66, 67)는 V자형 홈를 둘러싸고, 벨트(5)가 풀리 사이에 뻗어 있어 상기 디스크는 그 풀리의 홈에 수용되어 있으며, 상기 나사 기구(12, 13)은 제어 수단에 의하여 제어 가능하고, 상기 풀리 셋의 디스크(66, 67)는 지지축(68)에 수용된다. 상기 나사 기구(12, 13)은 상기 지지축(68)의 보어에 수용되고 하나 이상의 디스크(66, 67)와 결합한다.

Description

무단 변속 장치{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION UNIT}

이러한 무단 변속 장치는 EP-A-582307호에 개시되어 있다. 상기 종래 기술의 무단 변속 장치는 그것의 전체 치수가 커서 자동차 분야에서 특히 바람직하지 못하다고 하는 단점이 있다.

본 발명은 한 쌍의 디스크를 각각 포함하는 2개의 풀리 셋과, 지지축 및 나사 기구를 포함하는 무단 변속 장치로서, 각 나사 기구는 각각의 풀리 셋의 디스크를 서로에 대하여 원근 방향으로 이동시키도록 각각의 지지축과 동심이고, 각 쌍의 디스크는 V자형 홈을 둘러싸고, 풀리 셋들 사이에서는 무한 가요성 요소가 뻗어 이들 풀리 셋의 홈에 수용되어 있으며, 상기 나사 기구는 제어 수단에 의하여 제어될 수 있는 무단 변속 장치에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 무단 변속 장치의 제1 실시예를 보여준다.

도 2는 제2 실시예를 보여준다.

도 3은 제3 실시예를 보여준다.

도 4는 제4 실시예를 보여준다.

본 발명의 목적은 이러한 단점을 갖지 않는 무단 변속 장치를 제공하는 것이다. 상기 목적은 나사 기구가 해당 지지축의 보어에 수용되는 것으로 달성된다. 나사 기구는 보어로부터 상기 지지축의 외주를 향하여 연장하는 하나 이상의 길이방향 구멍을 통해서 하나 이상의 디스크와 결합한다.

지지축 내에 나사 기구를 동심으로 배치하면, 변속 장치의 전체 치수가 줄어든다. 더우기, 나사 기구에 의하여 가해지는 조정 클램핑력도 디스크의 중심에 맞춰져, 유극없이 직접 구동시킨다. 따라서, 디스크의 변위는 양호하게 규정된 방식으로 제어될 수 있어서, 변속비 정밀도를 향상시킨다.

바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 풀리가 상호 반대 방향의 나선각을 갖는 2개의 나사 작동기를 포함하는 나사 기구를 구비하고, 각 나사 작동기는 각 디스크와 결합한다. 그 후, 풀리의 디스크는 대칭적으로 변위될 수 있다. 결과적으로, 벨트에는 횡방향 변위가 인가되지 않는다. 그러므로, 벨트에는 풀리 셋의 대칭면에 대하여 대칭으로 부하가 걸려, 무단 변속 장치의 유효 수명이 더 길어진다.

더욱이, 양 디스크가 이동될 수 있는 상황에서는, 각 디스크의 총 변위량은 EP-A-582307호에서 처럼 타 디스크가 고정되어 있을 때 이동 가능한 디스크가 변위할 거리의 절반이다. 그러므로, 디스크의 변위 속도가 지나치게 높아지는 일 없이, 변속비를 비교적 신속하게 변경할 수 있다.

추가적으로, 각 풀리 셋의 부품이 동일할 수 있어서 비용이 감소하는 잇점을 얻을 수 있다.

SU-A-1732085호에 개시된 무단 변속 장치를 참조하기로 한다. 이 변속 장치는 디스크들이 반대 방향 피치를 갖는 나선을 구비하는 나사 기구에 의하여 중심축과 각각 결합하고 있는 풀리를 구비한다. 각 풀리의 디스크는 스프링에 의하여 서로 지속적으로 압박된다. 벨트의 하중이 증대됨에 따라, 풀리들이 상대적으로 변위된다.

상기 변속 장치는 구동 기구가 없으며, 또한 나사 기구는 디스크의 상대적인 위치에 능동적으로 영향을 주는 작동기를 포함하지 않는다.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 풀리의 각 디스크는 축에 슬라이딩은 가능하나, 회전은 불가능하게 수용되고, 나사 작동기는 상기 지지축의 양단부와 결합한다. 각 나사 작동기는 상이한 부하 각도를 가지는 4점 앵귤러 컨택트 볼 베어링(4-point angular ball bearing)에 의하여 지지축과 결합한다.

각 나사 작동기는 지지 베어링에 의하여 지지축과 결합한다. 상기 베어링들은, 바람직하게는 비대칭형의, 4점 앵귤러 컨택트 볼 베어링으로 될 수 있다. 보다 높은 하중 지탱 용량 및 소형화 때문에, 풀 컴플리먼트 베어링(a full complement bearing)을 사용해도 좋다.

하나 이상의 지지 베어링의 외부 링은 축과 일체로 되어 있다.

각 나사 작동기는 너트와 나사를 포함하고, 상기 각 너트는 디스크와 결합하고, 상기 나사는 지지축과 결합한다.

상기 나사 작동기는 볼 나사형 또는 롤러 나사형 중 어느 것이어도 좋다. 롤러 나사형 경우에는 나사 작동기의 반경 방향 치수는 상대적으로 작아서, 전체 유닛의 전체적인 치수가 감소된다.

나사 작동기의 너트는 지지축을 통하여 연장하는 공통 구동축에 수용될 수 있다.

지지축은 하우징의 지지 베어링에 의하여 지지되고, 각 나사 작동기의 너트는 대응 디스크와 결합하는 하나 이상의 반경 방향 연장부를 구비한다. 이 경우에, 지지축은 하나 이상의 슬롯을 구비하고, 이 슬롯을 통해서 연장부가 뻗어있다.

일단부에서 지지축은 입력축 또는 출력축에 연결되고, 타측부에서는 전동비를 제어하기 위한 구동 기구에 연결된다.

이하, 본 발명을 도면에 도시된 실시예와 관련하여 더 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 무단 변속 장치는 2개의 풀리 셋(1, 2)을 포함하고, 각 풀리 셋은 벨트(5)를 수용하는 V자형 홈(3, 4)을 구비한다.

각 풀리(1,2)는 2개의 디스크(6. 7)를 포함하고, 이들 디스크는 서로에 대하여 원근 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 지지축(8)에 수용된다.

지지축(8)은 보어(81)를 구비하고, 그 보어 안에는 동심의 구동축(9)이 앵귤러 컨택트 볼 베어링(10, 11)에 의하여 지지되어 있다. 구동축(9)은 나사 작동기(14, 15)의 2개의 나사(12, 13)를 포함한다. 또한, 각각의 나사 작동기(14, 15)는 너트(16, 17)를 포함하고, 한 셋의 홈붙이 롤러(18, 19)에 의하여 나사(12, 13)와 결합한다.

각 너트는 구동 슬리브(20, 21)와 결합하고, 각 구동 슬리브(20, 21)는 반경방향 연장부(22, 23)를 구비한다.

이 반경방향 연장부(22, 23)는 슬롯 또는 홈(24, 25)을 거쳐서 지지축(8)과 대향하는 반경방향 단부로 연장한다. 반경방향 연장부(22, 23)의 외측 단부는 각 디스크(6, 7)의 슬라이딩 링(26, 27)에 각각 연결되고, 이들 슬라이딩 링(26, 27)은 지지축(8)의 외주부를 슬라이드한다.

볼 홈 연결부(30, 31)에 의하여, 디스크(6, 7)는 지지축(8)에서 슬라이드할 수 있지만, 회전은 할 수 없게 장착된다.

또한, 제어축(9)은 스플라인 단부(32)를 구비하고, 이 단부는 구동 기구(33)와 결합된다. 구동 기구(33)에 의하여, 나사(12, 13)는 너트(16, 17)에 대하여 회전할 수 있어서, 디스크(6, 7)의 필요한 상호 변위량을 얻을 수 있으며, 이에 의하여 원하는 변속비를 얻을 수 있다.

풀리(2)의 디스크(6, 7)는 스프링(34, 35)에 의하여 서로를 향하여 지속적으로 압력을 가한다.

구동 기구(33)는 모터(36)를 포함하고, 이 모터는 정류자(37) 및 회전자(38)를 구비한다. 집전링(14)을 매개로 하여 에너지가 공급되는 전자기 클러치 판(39)에 의하여, 로터(38), 특히 이 로터의 전기자(41)는 감속 기어 기구(41)에 연결되거나 끊어질 수 있고, 또한 이 감속 기어 기구(41)는 제어축(9)과 결합한다.

변속비가 일정한 정상 상태 작동에 있어서, 지지축(8)과 구동축(9) 사이의 상대적인 회전은 맞물려진 클러치 판(39)에 의하여 저지될 수 있다. 변속비가 변화하는 경우에, 클러치 판(39)은 이격되고, 구동축(9)에 원하는 회전이 부과될 수있어서 나사 작동기(14, 15)를 활성화시킬 수 있다.

도 2의 실시예는 클러치 기구(43)를 도시하고, 이 클러치 기구는 스프링(45)에 의하여 맞물려진 위치에서 계속적으로 압력을 가하는 클러치 판(44)을 구비한다. 이 위치에서, 지지축(8)과 구동축(9) 사이의 상대적인 회전은 불가능하다.

전자석(46)을 작동시키면, 클러치 판(44)이 자유롭게 되고, 모터(36)를 통하여 구동축(9)에 원하는 회전이 부과될 수 있다.

도 3의 실시예는 풀리 셋을 포함하는데, 디스크(6) 중 하나는 지지축(8)에 대하여 고정되어 있고, 나머지 다른 디스크(7)는 지지축(8)에 대하여 실질적으로 변위할 수 있다.

상기 풀리 셋은 하나의 싱글 나사 작동기(15)를 포함하는데, 이 나사 작동기는 앵귤러 컨택트 볼 베어링(50)에 의하여 지지축(8)과 결합한다. 앵귤러 컨택트 볼 베어링은 나사 작동기(15)의 나사(13)와 일체로 된 내부 레이스(51)를 포함한다. 이 나사 작동기(15)의 너트(17)는 구동 슬리브(21)에 연결되고, 이 슬리브의 반경방향 연장부(23)는 지지축(8)의 홈(25)를 거쳐 연장한다. 나사(13)와 너트(17)를 회전시킴에 따라, 이에 의해 변위 가능한 디스크(7)에 연결된 구동 슬리브(21) 및 반경방향 연장부(23)가 일체로 이동한다.

나사 작동기(15)는 도 1a 및 도 1b의 실시예에 도시된 구동 기구(33)와 동일한 구동 기구(33)에 의하여 제어된다.

도 4의 실시예는 동일한 디스크(66, 67)를 각각 구비하는 풀리 셋(1, 2)을 포함한다. 또한, 각 디스크(66, 67)는 벨트(5)에 대하여 대칭적으로 배치된다.

유용하게도, 오직 하나의 형태의 디스크(66, 67)만이 필요하기 때문에, 제조 및 보관 비용을 저감할 수 있다.

풀리 셋(1, 2)은 베어링(70, 71)을 통하여 프레임 부재(36)에 각각 연결된다. 또한, 풀리 셋(1, 2)는 프레임 부재(36)와 함께 유닛을 형성하고, 이 유닛은 특히, 하우징에 직접 적용될 수 있다.

Claims

한 쌍의 디스크(6, 7)를 각각 포함하는 2개의 풀리 셋(1, 2)과, 지지축(8)과, 나사 기구(14, 15)을 포함하고, 상기 각 나사 기구(14, 15)는 각 풀리 셋의 디스크를 서로에 원근 방향으로 이동시키도록 각 지지축(8)과 동심이며, 각 쌍의 디스크(6, 7)는 V자형 홈(3, 4)을 둘러싸고, 풀리 셋(1, 2) 사이에서는 무한 가요성 요소(5)가 뻗어 이들 풀리 셋의 홈(3, 4)에 수용되어 있으며, 상기 나사 기구(14, 15)는 제어 수단(33)에 의하여 제어할 수 있는 무단 변속 장치에 있어서, 각 나사 기구(14, 15)는 해당 지지축(8)의 보어(81)에 수용되는 것을 특징으로 하는 무단 변속 장치.
제1항에 있어서, 상기 나사 기구(14, 15)는 하나 이상의 길이 방향 구멍을 통하여 하나 이상의 디스크(6, 7)와 결합하고, 상기 길이 방향 구멍은 보어(81)로부터 상기 지지축(8)의 외주부를 향하여 연장하는 것인 무단 변속 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 풀리 셋(1, 2)은 상호 반대 나선각을 갖는 2개의 나사 작동기(14, 15)를 포함하는 나사 기구를 구비하고, 상기 각각의 나사 작동기(14, 15)는 각각의 디스크(6, 7)와 결합하는 것인 무단 변속 장치
제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 풀리 셋(1, 2)의 각 디스크(6, 7)는 지지축(8)에서 슬라이딩은 가능하나 회전은 불가능하게 지지축(8)에 수용되고, 나사 작동기(14, 15)는 상기 지지축(8)의 양단부와 결합하는 것인 무단 변속 장치.
제4항에 있어서, 상기 각 나사 작동기(14, 15)는 지지 베어링(10, 11)에 의하여 지지축(8)과 결합하고, 이 지지축(8)의 보어(81)에 수용되는 것인 무단 변속 장치.
제4항에 있어서, 상기 각각의 나사 작동기(14, 15)는 지지축(8)의 보어(81)에 수용되는 각각의 나사(12, 13)와 너트(16, 17)을 구비하는 것인 무단 변속 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 지지 베어링(10, 11)은 4점 앵귤러 컨택트 볼 베어링(4-point angular contact ball bearing)인 것인 무단 변속 장치.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 지지 베어링(10, 11)은 비대칭 앵귤러 컨택트 볼 베어링인 것인 무단 변속 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 지지베어링(10, 11)은 풀 컴플리먼트 베어링(a full complement bearing)인 것인 무단 변속 장치.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 지지 베어링(10, 11)의 외부 링은 지지축(8)과 일체로 되는 것인 무단 변속 장치.
제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 나사 작동기(14, 15)는 너트(16, 17)와 나사(12, 13)을 포함하는데, 상기 너트(16, 17)는 디스크(6, 7)와 각각 결합하고, 상기 나사(12, 13)는 지지축(8)과 결합하는 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 나사 작동기는 롤러 나사 작동기(14, 15)인 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 나사 작동기는 볼 나사 작동기(14, 15)인 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사 작동기(14, 15)의 너트(16, 17)는 지지축(8)을 통하여 연장하는 공통 구동축(9)에 수용되는 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지축(8)은 하우징(36)의 지지 베어링(10, 11)에 의하여 지지되고, 각각의 나사 작동기(14, 15)의 너트(16, 17)는 대응 디스크(6, 7)와 결합하는 하나 이상의 연장부(22, 23)를 구비하는 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지축(8)은 연장부(22, 23)가 연장하여 통과하는 하나 이상의 슬롯(24, 25)을 구비하는 것인 무단 변속 장치.
제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 일단에서 지지축(8)은 구동축 또는 피동축에 연결되고, 타단에서는 지지축(8)과 구동축(9) 사이의 속도 차이를 제어하기 위한 제어 기구(33)에 연결되는 것인 무단 변속 장치.
제17항에 있어서, 상기 제어 기구는 전기, 전자, 유압 장치 또는 이들의 조합인 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 센서(72)가 지지축(8)의 회전 운동과 관련된 파라미터를 측정하기 위해 제공되는 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서(73)는 구동축(9)의 회전 운동과 관련된 파라미터를 측정하기 위해 제공되는 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 풀리 셋(1, 2)은 프레임 부재(36)에 의하여 상호 연결되는 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 요소(5)는 벨트, 예를 들면 가요성 금속 벨트, 또는 비금속 벨트 또는 이들의 조합인 것인 무단 변속 장치.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 요소(5)는 체인인 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 풀리 셋(1, 2)의 각 디스크(66, 67)는 동일한 것인 무단 변속 장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 풀리는 부하 센서를 포함하는 것인 무단 변속 장치.