KR20030051105A

KR20030051105A - 무단 변속기

Info

Publication number: KR20030051105A
Application number: KR1020010084580A
Authority: KR
Inventors: 김원봉
Original assignee: 김원봉
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-06-25

Abstract

본 발명은 유압을 이용한 체적식 무단 변속기에 관한 것으로, 가변용량유압펌프와 가변용량 유압모타가 변속기 본체내부에 하나의 분리체를 공유한 채 분리체 양단 각각에 독립 축으로 구성되어 있고,

상기 분리체에 유압의 토출과 드레인이 이루어지는 다수 개의 연통구에 의해 가변용량 유압펌프와 가변용량 유압모타간에 밸브가 생략된 극단적인 짧은 연결·연통되는 시스템이 이루어지고, 이로써 유압의 토출과 오일의 드레인 저항 손실계수가 최소화되며, 또한 유압펌프와 유압모타의 회전로타에는 종래의 베인을 대체하는 원기둥형의 롤러를 채용하는 방식인바 회전 마찰 손실계수가 적으며, 이물질에 대한 적응성이 우수하다.

변속제어모드에 따라 가변용량 유압펌프는 중립과 유압 토출범위로 제어되고, 가변용량 유압모타는 정·역회전과 중립, 가변 회전속도 범위로 제어됨으로 무단 변속과 클러치를 생략한 동력 단속작용이 이루어진다.

유압펌프 및 유압모타의 1회 배제용적은 (편심량), (캠링의 내경), (캠링의 축 방향 크기)의 3요소로 구성되어 1회전의 배제용적 비에 의한 유량(체적 = cc, ㎖,㎗,ℓ,㎘,㎣,㎤,㎥... 등)의 비로 변속이 이루어지는 3차원식의 무단변속기이며,

여분의 유압을 축압기에 저장할 수 있고, 가속시 보조적 동력으로 활용하므로 동력 효율이 매우 우수하다.

Description

무단 변속기{Infinite Variable Speed Device}

본 발명은 유량의 체적 비로 변속이 이루어지는 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가변용량 유압펌프와 가변용량 유압모타가 하나의 변속기 본체에 각각 직렬 독립 축으로 구성되어 가변용량 유압펌프의 배제용적과 가변용량 유압모타의 배제용적 변화로서 유압모타의 구동속도가 유량의 체적 변화로 출력되는 무단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 동력을 변속하기 위한 자동변속기는 상호 치합되는 기어와 기어간의 원주 직경 차에 의한 1차원식의 변속비를 이용하여 회전력과 회전속도를 변속시킬 수 있도록 된 것으로, 다양한 변속비의 변속기어를 구비하여 상호 치합되는 기어를 변경함으로서, 변속 비를 변화시킬 수 있었다. 이러한 변속기는 기어와 기어의 직경 차에 의한 원주 비율로서 변속이 이루어지는 1차원식 변속이므로 변속 비율이 작고, 변속을 제어하는 매우 복잡한 유압의 제어계통으로 구성되어 변속기의 제조코스트가 상승되고, 별도의 클러치 기구를 필요로 함으로써 변속기의 용적과 중량이 커지며, 클러치에 의한 동력 손실이 있었다.

또한 최근에는 V벨트를 이용한 무단변속기가 개발되어 상용화되고 있는데, 이러한 무단변속기는 지름이 연속적으로 변화되도록 구성된 한쌍의 마찰차를 V벨트나 별도의 연결마찰차를 이용하여 동력을 전달함과 아울러 벨트에 마찰되는 한쌍의 마찰차 벨트풀리 직경 차를 무 단계적으로 변화시킴으로서 변속이 이루어지게 되는 무단변속기로서, 변속성이 우수하고 클러치의 동력 손실이 적어 동력 전달효율이 양호한 무단변속기이다.

하지만 이러한 V벨트방식의 무단변속기는 V벨트에 V형의 금속판을 금속띠로 연결하여 구성된 것으로, 상기 금속판이 마찰차의 면에서 슬립을 일으켜 동력손실이 발생되고, 이러한 V벨트와 마찰차 간의 슬립 문제로 대동력의 동력 전달장치로는 부적합한 문제점이 있었고, V벨트 방식의 무단변속기는 한쌍의 마찰차 직경 원주 비율 차에 의한 변속이 이루어지므로 변속비율이 작아 변속기의 용적이 커지는 문제점도 있었다.

그리고 상기의 기어식 자동변속기나 V벨트식 무단변속기는 기계적인 동력 전달 방식인바 차량의 구동중 제동시 차량의 제동 에너지를 회수할 수 없고, 차량의 정차중 엔진의 공 회전 에너지를 회수 할 수 없어 차량의 출발시 엔진의 출력을 높여야하는 연료 손실이 크게되는 문제점이 있었다.

한편 첨부도면 제2도의 예시와 같이 가변용량 유압펌프(8)와 가변용량 유압모타(9)를 이용한 하이드로스태틱 무단변속기도 개발되어 있으나, 다음과 같은 문제점이 있었다.

①. 가변용량형 유압펌프(8)와 가변용량형 유압모타(9)가 각각 별도의 구성품으로 구성되어 폐쇄 연결라인으로 구성되는 방식인바 복잡한 밸브시스템의 구성이 필수적이고, 별도의 폐쇄 연결라인이 불가피함에 따라서 동력손실이 크다는 결점이 있었다.

②. 유압펌프와 유압모타가 각각 독립된 형태로 구성되므로 유압펌프와 유압모타의 구성 코스트가 증대된다.

③. 하이드로스태틱 무단변속기는 대부분 고가의 가변용량형 피스톤펌프와 피스톤모타의 채용방식인바 가변용량 피스톤펌프와 피스톤모타의 구성이 매우 복잡 정교하며 제조 코스트가 높고, 용적대비 중량이 커서 자동차의 무단변속기로는 부적합하여 중장비의 주행 변속기로 이유되고 있는 실정이다.

또한 상기 가변용량 유압펌프 및 가변용량 유압모타중 대략 베인방식, 피스톤방식 등이 있으나, 특히 소형·경량화이면서 부품수가 적고, 구조가 간단하며, 맥동이 적은 특장점을 갖는 베인펌프 및 베인모타는 첨부도면 제3도의 예시와 같이캠링(2)과 로타(3)간의 편심에 의해 로타(3)의 베인안내홈(5) 내로 출입하는 베인(4)이 베인안내홈(5) 내벽간으로 면 접촉을 이루면서 출입하므로 베인(4)의 접촉 저항이 크게되어 동력손실이 크며, 이물질의 침입에 따른 베인(4)의 마모율이 급격히 증가되며, 베인(4)의 선단부가 항상 캠링(2)에 압상 접촉 된 채 캠링(2)을 따라서 회전하므로 베인(4)의 선단부 및 캠링의 내벽 마모가 커서 베인펌프 및 베인모타의 수명이 짧은 원인이 되고 있었다.

그래서 베인펌프 및 베인모타의 우수한 특징에도 불구하고 피스톤펌프및 피스톤모타에 비하여 경쟁력이 열위 상태에 있었다.

본 발명은 유압을 이용한 체적식 무단변속기에 관한 것으로,

변속기의 변속 속도범위가 크고, 변속 형태가 무 단계적으로 유압의 유량에 의한 체적(cc,ℓ,㎤,㎥...등)으로 이루어지는 3차원식의 고 비율 변속이 이루어져 구성이 단순하며, 소형화에 유리한 무단변속기를 제공하고자 하는 목적과;

변속기의 출력 축 회전속도에 따라서 무 단계적으로 자동변속이 이루어지는 것과 아울러 임의로 변속 범위를 조절할 수 있는 것과;

별도의 동력 단속 클러치 기구를 생략하면서 동력의 접속과 단속이 부드럽게 이루어지는 소형·경량화의 변속기를 제공하는 것과;

출력 축의 제동 관성력으로 제동 에너지를 유압으로 흡수하여 출력 축의 동력으로 재활용하는 에너지 이용률이 우수한 변속기를 제공하는 것과;

출력 축의 정지와 입력 축의 공 회전시 입력 축의 저 토크 상태로 고압의 유압을 발생함과 아울러 축압기에 저장하였다가 출력 축의 보조 동력으로 활용하여 출력 축의 가속성을 증가시켜 에너지 이용 효율을 향상하는 변속기를 제공하는 것과;

가변용량형 유압펌프와 가변용량형 유압모타가 변속기 본체내에 분리체를 상호 공유하면서 제어밸브를 생략한 극단적인 짧은 연결·연통되는 시스템에 의해 유압의 손실계수를 감소한 무단변속기를 제공하는 것과;

변속기의 가변용량형 유압펌프와 가변용량형 유압모타에 베인 대용으로 회전(자전)이 이루어지는 원기둥형의 롤러를 내장하여 유압펌프와 유압모타의 마찰저항과 유압의 누설을 최소화하여 동력 효율을 향상시키는 무단 변속기를 제공함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 우수한 유압펌프와 유압모타를 제공함에도 있다.

제 1도는 본 발명의 변속기 및 변속제어기의 종단면도를 예시한 무단변속기의 계통도.

제 2도는 종래의 하이드로스태틱 트랜스미션의 회로를 예시한 도면.

제 3도는 종래의 베인펌프를 예시한 일부 단면도.

제 4도는 제1도중 변속기의 종단면도를 예시한 도면.

제 5도는 제 4도중 롤러를 수납한 회전로타를 예시한 사시도.

제 6도는 제4도의 B-B' 선상에서 가변용량형 유압펌프를 예시한 횡단면도.

제 7도는 제4도의 A-A' 선상에서 가변용량형 유압모타를 예시한 횡단면도.

제 8도는 본 발명 가변용량 유압펌프 및 가변용량 유압모타의 유체 작용을 예시한 도면.

제 9도는 제4도의 변속기 분리체를 예시한 횡단면도.

제 10도는 제4도의 가변용량 유압펌프 및 가변용량 유압모타의 내측판을 예시한 도면

제 11도는 제4도의 가변용량 유압펌프 및 가변용량 유압모타의 외측판을 예시한 도면.

제 12도는 제4도의 유압펌프카트리지를 예시한 종단면도.

제 13도는 제12도의 간극체를 예시한 도면.

제 14도는 제4도의 링 및 변속링을 예시한 사시도.

제 15도는 본 발명 변속작동체를 예시한 종단면도.

제 16도는 제1도의 변속제어기를 예시한 종단면도.

제 17도는 제16도의 D-D' 선상에서 변속제어기를 예시한 횡단면도.

제 18도는 본 발명 변속기의 중립상태를 예시한 계통도.

제 19도는 본 발명 변속기의 주행상태를 예시한 계통도.

제 20도는 본 발명 변속기의 후진상태를 예시한 계통도.

＜도면의 주요 부호에 대한 부호설명＞

1 : 베인펌프 2 : 캠링 3 : 로타

4 : 베인 5 : 베인안내홈 6 : 토출창

11 : 축압기 12 : 솔로이드 차단밸브 13, 14, 15 : 릴리프 밸브

16 : 제동장치 17 : 세창밸브 50 : 변속제어기

52 : 변속제어체 53 : 변속제어 로드 54 : 롤러 조합체

55 : 안착홈 56 : 교축제어부 61 : 유입부

72,73 : 토출구 81 : 드레인포트 110 : 분리체

115, 116 : 연통구 111, 112, 113, 114 : 유로

118, 119, 120 : 첵크밸브 121 : 파일롯트첵크밸브

130, 160 : 변속기 커버 131, 161 : 오일 링

140 : 입력 축 150 : 출력 축

200 : 가변용량 유압펌프 201,301 : 링

202, 302 : 롤러 210, 310 : 내측판

211(311) : 토출창(공급창) 212(312) : 흡입창(토출창)

221 : 토출창 222 : 흡입창

220, 320 : 외측판 229, (329) : 토출구

230 : 작동체 231 : 피스톤

240, 350 : 회전로타 260, 380 : 간극체

241, 351 : 롤러안내홈 352 : 스프링

300 : 가변용량 유압모타 325a : 유로

330 : 변속작동체 331 : 안내부재

335 : 변속플란자 334 : 변속피스톤

400 : 속도 검출펌프 410 : 벨트

첨부도면 제1도 내지 제4도에 상세히 예시된바와 같이 변속기(100) 본체의 내부에는 연통구(115),(116)에 의해 유체를 유통시키는 분리체(110)가 구성되어, 이 분리체(110) 좌·우로 가변용량 유압펌프 카트리지(200)와 가변용량 유압모타 카트리지(300)가 구성되어 각각의 독립축으로 변속기(100) 좌·우커버에(130),(160)에 의해 밀착 지지된다.

변속기의 입력 축(140)과 출력 축(150)으로 오일의 누설을 방지하는 오일링(131),(161)에 의해 변속기(100) 본체내부에 충진된 오일의 누설이 차단되며, 변속기(100) 하단에 배치되는 오일탱크(90)와 연통되는 구조를 이룬다.

상기 오일탱크(90)의 출구라인에는 오일필터(91)가 배치되어 있다.

가변용량 유압모타(300)의 출력 축(150)에는 출력 축(150)의 회전속도에 따라서 가변적으로 유압이 발생되어 출력축(150)의 회전속도를 검출함과 아울러 가변용량 유압모타(300)의 변속작동체(330) 유압발생 장치로 작용하는 검출펌프(400)는 벨트풀리(151) 및 벨트(410)의 동력 수단으로 구성되어 상기 출력 축(150)의 회전에 의한 유압의 압력변화가 이루어져 출력축(150)의 회전속도를 검출하는 방식이다.

가변용량 유압펌프 카트리지(200)는 첨부도면 제6도의 예시와 같이 가변용량 유압펌프(200)로서 링(201)이 작동체(230)의 작동에 따라서 스프링(232)을 탄발하면서 위치를 이동하여 편심을 변화시켜 유압 토출량을 가변하는 구조이고,

또한 가변용량 유압모타 카트리지(300)는 첨부도면 제7도의 예시와 같이 가변용량 유압모타(300)로서 변속링(301)이 변속작동체(330)의 작동에 따라서 스프링(340)을 탄발하면서 위치를 이동하여 편심을 변화시켜 출력 축의 회전속도를 무단으로 변속 조절하며, 출력 축의 중립과 출력 축의 역회전이 이루어지는 구조이다.

상기 작동체(230)와 변속작동체(330)는 첨부도면 제1도에 예시되는바와 같이 변속제어기(50)의 제어모드에 따라서 유압으로 작동되며, 변속제어기(50)는 축압기(11)에 이미 저장된 유압의 공급을 받아서 상기 작동체(230)와 변속작동체(330)를 작동시킨다.

첨부도면 제1도에 예시되는 변속기(100) 본체의 분리체(110)에 형성된 연통구(115)에서 변속기(100) 본체 외부와 연통되도록 파일롯트첵크밸브(121)를 구비한 축압기(11)가 배치되고, 또한 상기 분리체(110)의 또 다른 연통구(116)에서 상기 축압기(11)간에 첵크밸브(120)를 배치한 유압회로가 구성되며, 상기 축압기(11)와 상기 변속제어기(50) 간에는 솔로이드 차단밸브(12)가 구비된다.

상기 가변용량형 유압펌프(200)의 작동체(230)에는 제동시 제동장치(16)의 유압적 신호로 드레인밸브(15)가 개통되어 상기 작동체(230)의 작동 유압이 드레인됨과 아울러 가변용량 유압펌프(200) 링(201)의 위치가 스프링의 탄발력으로 이동되어 편심(e=0) 량이 "0"인 상태가 되는 가변용량 유압펌프(200)의 중립이 이루어지는 구조이다.

그리고 변속기(100) 출력 축(150)의 구동 정지시 축압기(11)의 압력이 설정 압력 이하이면, 세창밸브(17)가 개통되어 상기 가변용량 유압펌프(200)의 작동체(230)를 작동시켜 가변용량 유압펌프(200)에서 고압·소량의 유압이 상기 축압기(11)에 저장되는 구조이다.

상기 출력 축(150)의 회전으로 검출펌프(400)에서 발생되는 유압은 상기 변속작동체(330)에 작용함과 아울러 상기 변속제어기(50)의 유출구를 통하여 계속적으로 트레인되는 구조이므로, 상기 출력 축(150)의 회전속도가 증가하여 상기 유출구를 통하여 드레인 되는 량보다 상기 검출펌프(400)에서 발생되는 유압 량이 크게 증가하면 유압의 압력이 상승하게 되고, 반대로 출력 축(150)의 회전속도가 감소되어 유압의 발생량이 감소하면 검출펌프(400)의 압력이 저하된다.

상기 변속제어기(50)는 유압의 공급과 오일의 드레인을 단속하는 구조로서,변속모드에 따라서 "P","R",'N","D","1L","2L"모드로 구성되어 있다.

제1도에 예시되는 상기 가변용량 유압모타(300)의 변속작동체(330)는 첨부도면 제 15도에 상세히 예시된바와 같이 변속작동체(330) 실린더에 별도의 안내부재(331)가 돌출 형성되어 제1유압실(①)과 제2유압실(②)로 구획되며, 상기 변속작동체(330)의 안내부재(331)로 긴밀히 슬라이딩되는 변속플란자(335)가 구비되고, 또한 상기 안내부재(331) 하부의 제1유압실(①)의 실린더내벽으로 긴밀히 슬라이딩하는 변속피스톤(334)이 상기의 변속플란자(335) 보다 단차지게 형성되고, 변속피스톤(334)을 작동하는 유출입구(339)가 형성되어 있다.

상기 실린더 안내부재(331)의 상 단면과 일정한 작동거리로 제2유압실(②)에서 상기 실린더 내벽면과 긴밀히 슬라이딩하는 자유피스톤(336)이 구비되어 유출입구(337)가 형성되어 있으며, 상기 실린더내의 안내부재(331) 상단으로 원형의 요홈(332)이 형성되고, 이 요홈(332)으로 유체가 출입하도록 유출입포트(338)가 천공되어 있다.

그리고 상기 변속플라자(335)에는 변속작동체(330) 외부로 출입하는 변속로드(333)가 외부로 돌출되어 있다.

한편 상기 가변용량형 유압펌프카트리지(200)는 첨부도면 제4도에 예시된바와 같이 상기 변속기(100) 본체의 분리체(110) 우측으로 내측판(210)과, 링(201) 및 롤러(202)가 수납된 회전로타(240)와, 외측판(220)이 순차적으로 배치되어 상기 내측판(210)과 외측판(220) 간으로 첨부도면 제13도에 예시되는바와 같은 간극체(260)가 3개소 이상 구성되므로 상기 내측판(210)과 외측판(220) 사이로 일정 간극이 형성되고, 이렇게 형성된 내측판(210)과 외측판(220) 사이로 회전로타(240)의 회전과, 링(201)의 긴밀한 편심 이동이 이루어지도록 상기 외측판(220)의 외측으로 무단변속기 본체 커버(160)가 밀착 체결된다.

상기 가변용량 유압펌프(200)의 외측판(220)은 가변측판형으로 상기 본체커버(160)에 압력체(162)가 돌출형성되어 있다.

상기 가변용량형 유압모타카트리지(300)는 첨부도면 제4도에 예시된바와 같이 상기 변속기(100) 본체의 분리체(110) 좌측으로 내측판(310)과, 변속링(301) 및 롤러(302)가 수납된 회전로타(350)와, 외측판(320)이 순차적으로 배치되어 상기 내측판(310)과 외측판(320) 간으로 첨부도면 제13도에 예시되는바와 같은 간극체(380)가 3개소 이상 구성되므로 상기 내측판(310)과 외측판(320) 사이로 일정 간극이 형성되고, 이렇게 형성된 내측판(310)과 외측판(320) 사이로 회전로타(350)의 회전과, 변속링(301)의 긴밀한 편심 이동이 이루어지도록 상기 외측판(320)의 외측으로 무단변속기 본체 커버(130)가 밀착체결된다.

상기 가변용량 유압모타(300)의 외측판(320)은 가변측판형으로 변속기 본체커버(130)에 압력체(132)가 돌출형성되어 있으며, 상기 외측판(320)에는 오리피스형의 유로(325a)가 형성되어 가변용량 유압모타(300)에서 일부의 오일을 오일탱크(90)로 드레인함과 아울러 오일탱크(90)내의 오일이 필터(91)를 거쳐 흡입첵크밸브(118)를 통하여 가변용량 유압펌프(200)의 흡입유체로 작용하게 된다.

상기 분리체(110)에는 가변용량 유압펌프(200)와 가변용량 유압모타(300) 간으로 첨부도면 제9도의 예시와 같이 토출유체와 흡입유체를 유통하는연통구(115),(116)가 다수개 원호상으로 천공되고, 이 연통구(115)(116)의 일부에서 원주방향의 외주면으로 유로(111),(112),(113),(114)가 형성되어 이 유로(111),(112)에 제1도에 예시되는 파일롯트첵크밸브(121) 및 첵크밸브(120)가 회로로 구성되고, 또한 상기 유료(113),(114)에는 흡입첵크밸브(118),(119)가 구성되면서 오일필터(91)을 공유하여 연통관(122)으로 오일탱크(90)와 연통되어 있다.

그리고 분리체(110)의 중심으로 베어링 안내부재(117) 형성되어 상기 가변용량 유압펌프 (200)및 가변용량 유압모타(300)의 축이 지지되어, 변속기본체커버(130),(160)의 베어링과 함께 가변용량 유압펌프(200) 및 가변용량 유압모타(300)의 회전로타 축이 지지된다.

상기 가변용량 유압펌프(200)는 첨부도면 제6도에 상세히 예시된바 와 같이 링(201)의 수평 편심 이동시 링(201)의 하부 이탈을 방지하도록 링(201)의 하단에 평면부(204)가 형성되고, 또한 링(201)의 원활한 이동과 링(201)의 회전을 방지 시킬 수 있도록 링(201)의 상단부에는 섭동체(251)가 첨부도면 제14도의 예시와 같이 돌출되어, 무단변속기 본체(100)의 상부 내측벽으로 형성된 불록홈(250)내 일정간격으로 배치되는 다수개의 롤러(253)에 밀착 지지되므로 상기의 링(201) 이동시 롤러(253) 회전에 의한 마찰 저항이 크게 감소됨과 아울러 링(201)의 회전이 방지되며, 또한 링(201)의 하단 평면부(204)에 상기 간극체(260)가 긴밀히 섭동 배치되어 상기 링(201)의 하부 이탈을 방지한다.

상기 불록홈(250) 내측에는 라이너(252)가 부착되는 것이 바람직하다.

상기 링(201)의 수평 중심선 일단부로는 탄발력을 갖는 스프링(232)이 밀착지지되고, 또한 타 단부로는 링(201)을 회전로타(240)로부터 편심 이동시키는 유압으로 작동되는 피스톤(231) 및 로드(235)로 구성된 작동 체(230)가 밀착지지 되어 작동체(230)의 작동에 따라 가변용량형 유압펌프(200)의 토출 량이 가변된다.

상기 가변용량형 유압펌프(200)의 회전로타(240) 외주에서 중심을 향하여 요홈으로 만곡지게 형성된 다수 개의 롤러안내홈(241)이 등 간격 축방향으로 관통되어 롤러(202)를 축 방향으로 수납하게 되고, 상기 회전로타(240)의 외주면으로 롤러(202)와 회전로타(240)를 감싸도록 링(201)이 구성되어 있다.

상기 회전로타(240)와 상기 링(201)의 내벽으로 형성된 공간에서 롤러(202)의 압상·압하 변화에 의한 펌프작용의 용적변화에 따라서 유압을 토출하는 원호상의 토출창과(211), 상기 공간으로 오일을 흡입하는 원호상의 흡입창(212)과, 상기 회전로타(240)의 롤러안내홈(241) 내측에서 롤러(202)의 압상용적변화에 따라 유압을 토출하는 원호상의 토출배압창(213)과, 상기 회전로타(240)의 롤러안내홈(241)으로 오일을 흡입하는 원호상의 흡입배압창(214)이 형성된 내측판으로 유압의 토출과 오일의 흡입이 이루어진다.

상기한 내측판(210)은 첨부도면 제10도에 상세히 예시된바와 같이 상기 토출창(211)과, 토출배압창(213), 흡입창(212), 흡입배압창(214)에서 내측판(210)의 타 단면으로 연통되는 연통구(215),(215a)가 형성되면서 상기 토출창(211)과 토출배압창(213)의 연통구(215)를 상호 연통시키는 원호상의 토출홈(218)이 상기 내측판(210)의 외측으로 형성되고, 또한 상기 내측판(210)의 외측으로 상기 흡입창(212)과 흡입배압창(214)의 연통구(215a)를 상호 연통시키는 흡입홈(219)이형성된다.

상기 토출창(211)과 흡입창(212)은 점선으로 도시된 회전로타(240)의 외주면 외측으로 형성되고, 상기 토출배압창(213)과 흡입배압창(214)은 점선으로 도시된 회전로타(240)의 외주면 내측으로 형성된다.

그리고 내측판(210)의 내측으로 간극체(260)를 조립할 수 있는 요홈(216),(217)이 3개소 이상 형성되어 있다.

상기 가변용량 유압펌프(200)의 외측판(220)은 첨부도면 제 11도에 상세히 예시되어 있는바 토출창(221), 흡입창(222), 토출배압창(223), 흡입배압창(224)이 상기한 내측판(210)의 토출창(211), 흡입창(212), 토출배압창(213), 흡입배압창(214)의 구성과 동일하게 구성되어 있으며, 상기 외측판(220)이 가 변측판형이므로 유압실(228)이 구성됨과 아울러 상기 토출배입창(223)과 토출구(229)로 연통되어 있다.

미설명 부호 226과 227은 간극체가 조립되는 홈이다.

첨부도면 제12도는 가변용량 유압펌프카트리지(200)를 예시한 종단면도로서 링(201)이 롤러(202)를 수납한 회전로타(240)를 감싸면서 링(201)의 양단부에 내측판(210)과 외측판(220)이 긴밀히 슬라이딩하면서 이동될 수 있도록 상기 내측판(210)과 외측판(220)사이로 간극체(260)가 배치되어 있으며, 상기 링(201)의 양단부에는 첨부도면 제14도에 예시된바와 같이 오링(270)이 삽입되는 구조이므로 첨부도면 제12도의 예시와 같이 링(201) 외곽으로 유압의 누설을 차단하게 된다.

미설명 부호 141, 142는 베어링이고, 부호 140은 축이다.

첨부도면 제8도는 가변용량 유압펌프(200)의 유체 작용을 예시한 것으로, 회전로타(240)의 롤러안내홈(241)에 수납된 롤러(202)가 상기 링(201) 내벽에 압상되어 가변용량 유압펌프 토출측(C-B)과 흡입측(C-D)의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 토출 구역(C-B)으로 내측판(210)의 토출창(211) 선단부에 의해 유압의 토출이 이루어지도록 상기 토출창의(211) 선단부가 상기 롤러안내홈(241)의 이웃 하는 롤러안내홈(241a) 양측벽면 중심(B)과 일치되는 토출창(211)의 선단부로 이루어진 내측판(210)이 구성되고,

또한 상기 롤러(202)가 상기 토출측과 흡입측의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 흡입구역(C-D)으로 내측판(210)의 흡입창(212) 선단부에 의해 오일의 흡입이 이루어지도록 상기 흡입창(212)의 선단부가 상기 롤러안내홈(241)의 또 다른 이웃 하는 롤러안내홈(241b) 양측벽면 중심(D)과 일치되는 흡입창의 내측판(210)으로 구성되며,

상기 롤러(202)가 상기 토출측과 흡입측의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 토출 구역(C-B)으로 내측판(210)의 토출배압창(213) 선단부에 의해 유압의 토출이 이루어지도록 상기 토출배압창(213)의 선단부가 상기 롤러안내홈(241) 일측 벽면과 최소 틈새로 일치되는 토출배압창(213) 선단부로 이루어진 내측판(210)이 구성되며,

또 상기 롤러(202)가 상기 토출측과 흡입측의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 흡입구역(C-D)으로 내측판(210)의 흡입배압창 (214)선단부에 의해 오일의 흡입이 최소의 시간으로 불통되도록 상기 흡입배압창(214)의 선단부가 상기롤러안내홈(241)의 일측 벽면과의 사이에 거리 S는 0.5∼3mm 가량 이격되는 흡입배압창(214)의 구조를 갖는 내측판(210)은 토출창(211), 흡입창(212), 토출배압창(213), 흡입배압창(214)의 조건으로 구성되어 있다.

그러므로 회전로타(240)의 회전으로 링(201)의 내벽으로 압상되는 상기 롤러(202)가 토출측과 흡입측의 경계구역 정점(C)에 위치하게 되면, 롤러 안내홈(241) 내측으로 토출배압창(213)에 의한 유압 작용이 이루어져 롤러(202)가 2F 라는 작용력으로 상기 링(201)의 내벽으로 압상 밀착되어 유압의 누설을 차단시키고, 또한 상기 롤러(202)가 토출창(211)과 흡입창(212)의 연통조건에 의하여 토출측 구역(C-B)의 유압 작용으로 롤러(202)가 1F 라는 작용력으로 상기 롤러안내롬(241)의 벽면으로 밀착되어 롤러안내홈(241)내측에서 흡입 경계구역(C-D)으로의 유압 누설이 차단된다.

한편 첨부도면 제6도에 예시되는바와 같이 제1유압실(①)의 토출구역으로 롤러(202)가 위치하게 되면, 롤러(202)의 전둘레에 토출 유압이 작용하게 되고, 회전되는 회전로타(240)의 원심력으로 롤러(202)가 링(201)의 내벽으로 압상하게 된다. 그리고 제2유압실(②)로 구성되는 흡입구역으로 롤러(202)가 위치하게되면, 롤러(202)의 전둘레에 용적변화에 따른 흡입력이 작용하므로 회전하는 회전로타(240)의 원심력에 의하여 롤러(202)가 링(201)의 내벽으로 압상하게 된다.

첨부도면 제6도에 상세히 예시된바와 같이 상기 링(201)의 외주면 좌측으로 스프링(232)이 안착대(233)에 삽입되어 스프링(232)이 링(201)에 밀착 탄발되면서 배치된다.

상기 스프링(232)에 대항하는 방향인 링(201) 외주면의 우측으로 유압으로 작동하는 작동체(230)가 배치되어 상기 작동체(230)의 로드(235)가 상기 링(201)의 외주면에 밀착지지 되는데 있어서, 작동체(230)의 최대 작동시 링(201)의 중심과 회전로타(240)의 중심간 편심이 최대가 되고, 상기 작동체(230)에 유압의 작용이 이루어지지 않을 때에는 스프링(232)의 탄발력으로 첨부도면 제18도의 예시와 같이 회전로타(240)의 중심과 링(201)의 중심이 일치하는 편심(e=0)량 "0"가 되도록 상기 작동체(230)의 구성이 이루어진다.

그러므로 가변용량형 유압펌프(200)의 초기의 편심(e=0)이 "0"에서 시작하여 작동체(230)의 작동 여부에 따라서 링(201)이 스프링(232)을 탄발하면서 좌측으로 이동되어 편심(e ＞ 0)이 확장되므로 가변용량 유압펌프의 1회전 배제용적이 증가하게 됨과 아울러 가변용량 유압펌프의 입력 토크가 증가하는 작용이 이루어진다.

이상의 가변용량형 유압펌프의 구성에 따른 롤러방식의 펌프 원리를 첨부도면 제6도의 예시를 참조하여 설명하면

가변용량형 유압펌프(200)는 불평형형 펌프이므로 첨부도면 제6도의 예시와 같이 유압펌프의 회전로타(240)가 시계방향으로 회전되면, 중심선을 기준으로 상측의 제1유압실(①)에는 좌측에서 우측으로 편심이 감소하는 작용이 이루어지는 것에 의해 회전로타(240)에 삽인된 롤러(202)는 회전로타(240)의 롤러안내홈(241)으로 압하·인입하면서 오일을 가압하는 펌프작용을 하여 유압을 발생시켜 내측판(210)으로 형성된 토출배압창(213)으로 유압이 토출되는 한편, 링(201)과 회전로타(240)간의 편심량 감소 작용에 따라서 제1유압실(①)의 좌측에서 우측으로의 용적감소변화에 의한 펌프작용으로 일부의 오일은 상술한 롤러(202)가 롤러안내홈(241)으로 인입함에 따라 발생되는 체적의 변화량만큼 보충되고, 나머지 오일은 링(201)과 회전로타(240) 및 롤러(202)간의 용적감소 변화에 따른 오일의 가압 작용이 이루어지는 유압펌프 작용으로 유압이 발생되어 내측판(210)의 토출창(211)으로 토출된다.

그리고 수평중심선을 기준으로 하부에 구성된 제2유압실(②)에 위치하는 롤러(202)는 시계방향 회전에 따른 우측에서 좌측으로 회전로타(240)와 링(201)간의 편심이 확장되는 용적변화 증가방향이므로, 회전로타(240)의 롤러 안내홈(241)에 삽입된 롤러(202)는 링(201) 내벽으로 압상되면서 롤러안내홈(241) 내측에서 흡입 펌프작용을 하여 내측판(210)의 흡입배압창(214)으로 오일을 흡입하고, 또한 회전로타(241)와 링(201)내벽간으로 용적확대 작용에 따른 흡입펌프작용이 이루어져 상기 내측판(210)의 흡입창(212)을 통하여 오일을 흡입하게 된다.

또한 회전로타(240)가 시계 방향으로 회전하는 초기에는 회전로타(241)에 삽입된 롤러(202)가 원심력으로 링(201)내벽에 압상되고, 상술한 유압펌프의 작용으로 유압이 발생되면 첨부도면 제8도에 상세히 예시된바와 같이 회전로타(240)의 롤러안내홈(241) 내측에서 유압작용이 이루어져 롤러(202)를 링(201)의 내벽으로 압상하여 롤러(202)와 링(201) 내벽간의 유압 누설이 방지되며, 링(201)의 내벽으로 롤러(202)가 선 접촉으로 밀착 지지되면서 회전로타(240)의 회전 반대 방향으로 자전하므로, 회전로타(240)의 회전에 의한 롤러(202)와 링(201)의 내벽간 접촉 마찰저항은 크게 감소된다.

그리고 회전로타(240)의 롤러안내홈(241) 벽면과 롤러(202)가 선접촉으로 자전하게 되어 롤러안내홈(241) 벽면과 롤러(202)간의 이물질 영향이 종래의 베입방식 유압펌프보다 적다.

이상 무단변속기(100)의 가변용량형 유압펌프(200)에 관하여 서술하였는바 앞으로 가변용량 유압모타(300)에 관하여 서술하기로 한다.

상기 가변용량 유압모타(300)는 첨부도면 제7도에 상세히 예시된바와 같이 변속링(301)의 수평 편심 이동시 변속링(301)의 하부 이탈을 방지하도록 변속링(201)의 하단에 평면부(304)가 형성되고, 또한 변속링(301)의 원활한 이동과 변속링(301)의 회전을 방지 시킬 수 있도록 변속링(301)의 상단부에는 섭동체(363)가 첨부도면 제14도의 예시와 같이 돌출되어, 무단변속기 본체(100)의 상부 내측벽으로 형성된 불록홈(360)내 일정간격으로 배치되는 다수개의 롤러(362)에 밀착 지지되므로 상기의 변속링(301) 이동시 롤러(362) 회전에 의한 마찰 저항이 크게 감소됨과 아울러 변속링(201)의 회전이 방지되며, 또한 변속링(301)의 하단 평면부(304)에 상기 간극체(383)가 긴밀히 섭동 배치되어 상기 변속링(301)의 하부 이탈을 방지한다.

상기 불록홈(360) 내측에는 라이너(361)가 부착되는 것이 바람직하다.

상기 변속링(201)의 수평 중심선 일단부로는 탄발력을 갖는 스프링(340)이 밀착 지지되고, 또한 타 단부로는 변속링(301)을 회전로타(350)로부터 편심 이동시키는 유압으로 작동되는 변속작동체(330)가 밀착지지 되어 변속작동체(330)의 작동에 따라 가변용량형 유압모타(300)의 회전상태가 정·역전구동 또는 가변구동으로 된다.

상기 가변용량형 유압모타(300)의 회전로타(350) 외주에서 중심을 향하여 요홈으로 만곡지게 형성된 다수 개의 롤러안내홈(351)이 등 간격 축방향으로 관통되어 스프링(352)의 탄발력을 받는 롤러(302)를 축 방향으로 수납하게 되고, 상기 회전로타(350)의 외주면으로 상기 롤러(302)와 회전로타(350)를 감싸도록 변속링(301)이 구성되어 있다.

상기 회전로타(350)와 상기 변속링(301)의 내벽으로 형성된 공간으로 펌프작용의 용적변화 만큼 유압을 공급시키는 원호상의 공급창과(311), 상기 공간에서 오일을 토출하는 원호상의 토출창(312)과, 상기 회전로타(350)의 롤러안내홈(351) 내측에서 롤러(302)의 압상 용적변화 만큼 유압을 공급시키는 원호상의 공급배압창(313)과, 상기 회전로타(350)의 롤러안내홈(351)에서 오일을 토출하는 원호상의 토출배압창(314)이 형성된 내측판(310)으로 유압의 공급과 오일의 토출이 이루어진다.

상기한 내측판(310)은 첨부도면 제10도에 상세히 예시된바와 같이 상기 공급창(311)과, 공급배압창(313), 토출창(312), 토출배압창(314)에서 내측판(310)의 타 단면으로 연통되는 연통구(315),(315a)가 형성되면서 상기 공급창(311)과 공급배압창(313)의 연통구(315)를 상호 연통시키는 원호상의 공급홈((318)이 상기 내측판(310)의 외측으로 형성되고, 또한 상기 내측판(310)의 외측으로 상기 토출창(312)과 토출배압창(314)의 연통구(315a)를 상호 연통시키는 흡입홈(319)이 형성된다.

상기 공급창(311)과 토출창(312)은 점선으로 도시된 회전로타(350)의 외주면외측으로 형성되고, 상기 공급배압창(313)과 토출배압창(314)은 점선으로 도시된 회전로타(340)의 외주면 내측으로 형성된다.

그리고 내측판(310)의 내측으로 간극체를 조립할 수 있는 요홈(316),(317)이 3개소 이상 형성되어 있다.

상기 가변용량 유압모타(300)의 외측판(320)은 첨부도면 제 11도에 상세히 예시되어 있는바 공급창(321), 토출창(322), 공급배압창(223), 토출배압창(324)이 상기한 내측판(310)의 공급창(311), 토출창(312), 공급배압창(313), 흡입배압창(314)의 구성과 동일하게 구성되어 있으며, 상기 외측판(320)이 가변측판형이므로 유압실(328)이 구성됨과 아울러 상기 공급배입창(323)과 토출구(329)로 연통되어 있고, 상기 토출배압창(324)에서 외부 드레인구(325) 및 외부 오리피스형의 유로(325a)가 구성되어 가변용량 유압펌프와 가변용량 유압모타의 폐쇄회로에서 가변용량 유압모타(300)의 드레인 오일의 일부를 오일탱크로 외부 드레인하는 기능이 이루어진다.

미설명 부호 326과 327은 간극체가 조립되는 홈이다.

가변용량 유압모타(300) 공급측과 흡입측의 경계구역간 유체 작용 설명이 첨부도면 제8도에 상세히 예시된 것으로,

가변용량 유압모타 회전로타(350)의 롤러안내홈(351)에 수납된 롤러(302)가 상기 변속링(301) 내벽에 압상되어 가변용량 유압모타 공급측(C-B)과 토출측(C-D)의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 공급구역(C-B)으로 내측판(310)의 공급창(311) 선단부에 의해 유압의 공급이 이루어지도록 상기 공급창의(311) 선단부가 상기 롤러안내홈(351)의 이웃 하는 롤러안내홈(351a) 양측벽면 중심(B)과 일치되는 공급창(311)의 선단부로 이루어진 내측판(310)이 구성되고,

또한 상기 롤러(302)가 상기 공급측과 토출측의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 토출구역(C-D)으로 내측판(310)의 토출창(312) 선단부에 의해 오일의 토출이 이루어지도록 상기 토출창(312)의 선단부가 상기 롤러안내홈(351)의 또 다른 이웃 하는 롤러안내홈(351b) 양측벽면 중심(D)과 일치되는 토출창(312)의 내측판(310)으로 구성되며,

상기 롤러(302)가 상기 공급측과 흡입측의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 공급구역(C-B)으로 내측판(310)의 공급배압창(313) 선단부에 의해 유압의 공급이 이루어지도록 상기 공급배압창(313)의 선단부가 상기 롤러안내홈(351) 일측 벽면과 최소 틈새로 일치되는 공급배압창(313) 선단부로 이루어진 내측판(310)이 구성되며,

상기 롤러(302)가 상기 공급측과 토출측의 경계구역 정점(C)에 위치할 때, 토출구역(C-D)으로 내측판(310)의 토출배압창 (314)선단부에 의해 오일의 흡입이 최소의 시간으로 불통되도록 상기 토출배압창(314)의 선단부가 상기 롤러안내홈(351)의 일측 벽면과의 사이에 거리 S는 0.5∼3mm 가량 이격되는 토출배압창(314)의 구조를 갖는 내측판(310)은 공급창(311), 토출창(312), 공급배압창(313), 토출배압창(314)의 조건으로 구성되어 있다.

그러므로 상기 롤러(302)가 공급구역과 토출구역의 정점(C)에 위치한 상태에서, 상기 가변용량 유압모타의 내측판(310) 공급창(311)과 공급배압창(313)으로 유압의 공급이 이루어지면 롤러안내홈(351) 내측으로 공급배압창(313)에 의한 유압 작용이 이루어져 롤러(302)가 2F 라는 작용력으로 상기 변속링(301)의 내벽으로 압상 밀착되어 롤러(302)외주와 변속링(301) 내벽간 유압의 누설을 차단시키고, 또한 상기 롤러(302)가 공급창(311)과 토출창(312)의 연통조건에 의하여 공급측 구역(C-B)의 유압 작용으로 롤러(302)가 1F 라는 작용력으로 상기 롤러안내홈(351)의 벽면으로 밀착되어 롤러안내홈(351)내측에서 토출 경계구역(C-D)으로의 유압 누설이 차단된다.

한편 첨부도면 제7도에 예시되는바와 같이 제1유압실(③)로 구성된 공급 구역으로 롤러(302)가 위치하게 되면, 롤러(302)의 전둘레에 공급 유압이 작용하게 되고, 회전되는 회전로타(350)의 원심력과 롤러안내홈(350) 바닥의 스프링(352) 탄발력으로 상기 롤러(302)가 변속링(301)의 내벽으로 압상하게 된다.

그리고 제2유압실(④)로 구성되는 토출 구역으로 롤러(302)가 위치하게 되면, 롤러(302)의 전둘레에 용적변화에 따른 토출 압력이 작용하므로 회전하는 회전로타(350)의 원심력과 스프링(352)의 탄발력으로 롤러(302)가 변속링(301)의 내벽으로 압상하게 된다.

첨부도면 제7도에 상세히 예시된바와 같이 상기 변속링(301)의 외주면 좌측으로 스프링(340)이 안착대(341)에 삽입되어 스프링(340)이 변속링(301)에 밀착 탄발되면서 배치된다.

상기 스프링(340)에 대항하는 방향인 변속링(301) 외주면의 우측으로 유압으로 작동하는 변속작동체(330)가 배치되어 상기 변속작동체(330)의 로드(333)가 상기 변속링(301)의 외주면에 밀착지지 되는데 있어서, 변속작동체(330)가 작동되지 않을 시 변속링(301)의 중심과 회전로타(350)의 중심간 편심이 정방향으로 최대이고, 상기 변속작동체(330)의 작동거리가 최대가 될 때 회전로타(350)의 중심과 변속링(301)의 중심간 편심이 역 방향으로 최대가 되는 가변용량 유압모타의 회전 방향이 역전된다. 또한 첨부도면 제15도의 예시와 같이 변속작동체(330)의 유입포트(337)로 유압이 작용되어 자유피스톤(336)이 작동되면 상기 회전로타(350)의 중심과 변속링(301)의 중심선이 일치되는 편심(e=0)량 "0"가 되도록 상기 변속작동체(330)의 작동력 및 작동거리가 구성된다.

그러므로 가변용량형 유압모타(300)는 확정된 초기의 편심(e ＞ 0) 량에서 편심 량이 "0"에 근접할수록 일정하게 공급되는 동일 유량과 동일유압으로 유압모타의 회전 토크가 감소됨과 아울러 회전속도가 크게 증가하는 작용이 이루어지고, 또한 초기의 편심(e＞0)과 역전되는 편심(e＞_0)에 의하여 유압모타의 회전이 역전되는 작용이 이루어진다.

가변용량 유압모타(300)는 첨부도면 제7도에 상세히 예시된바와 같이 가변용량 유압모타의 제1유압실(③)로 내측판의 공급창(311)과 공급배압창(313)에 의해 유압의 공급이 이루어지면, 회전로타(350)의 외주와 변속링(301) 내벽으로 유압의 공급이 이루어짐과 아울러 롤러안내홈(351) 내측으로 유압의 공급이 동시에 이루어지면서 스프링(352)의 탄발력으로 상기 변속링(301)의 내벽으로 압상된 롤러(302)에 유압작용이 이루어지므로 회전로타(350)와 변속링(301)간으로 발생된 편심(e ＞ 0)량 만큼 롤러(302)가 변속링(301)으로 압상되어 유압의 작용을 받아서회전로타(350)를 시계방향으로 회전시킨다.

유압의 작용으로 회전로타(350)가 회전하면 롤러(302)는 스프링(352)의 탄발력과 유압의 압상력으로 변속링(301) 내벽에 선 접촉으로 밀착 지지되면서 로타(350)의 회전 반대 방향으로 자전하므로, 로타(350)의 회전에 의한 롤러(302)와 변속링(301)의 내벽간 접촉 마찰저항은 크게 감소된다.

또한 유압의 작용으로 롤러(302)가 항상 로타(350)의 롤러안내홈(351)의 일 벽과 선 접촉으로 밀착지지 된채 회전로타(350)의 회전에 따라 자전하면서 상기 회전로타(350) 중심에서 변속링(301)을 향하여 롤러(302)가 롤러안내홈(351) 외주로 압상 되므로, 롤러안내홈(351) 일 벽면으로 유압의 누설은 차단되는 반면, 상술한 롤러(302)의 자전에 의한 이물질의 침입시 롤러(302)와 회전로타(350)의 롤러안내홈(351) 벽간에는 이물질 탈거 작용이 이루어져 종래의 베인모타에서 베인의 면접촉에 의한 이물질의 칩입시 큰 손상이 초래되는 것을 크게 감소시킬 수 있는 작용이 이루어진다.

상술한 유압모타의 작용으로 첨부도면 제7도에 상세히 예시된바와 같이 가변용량 유압모타(300)의 회전로타(350)는 시계방향으로 회전된다.

상술한 회전로타(350)의 시계방향 회전으로 유압모타의 제2유압실(④)에는 우측에서 좌측으로 용적변화가 감소하는 것에 따라서 회전로타(350)와 변속링(301)간에 편심이 감소하는 작용이 이루어져 상술한 가변용량 유압펌프(200)의 유압 토출작용 과정의 예시와 같이 유압모타 내측판의 토출창(312)과 토출배압창(314)으로 오일의 드레인이 이루어진다.

지금까지 무단변속기(100)의 가변용량 유압펌프(200) 및 가변용량 유압모타(300)에 관한 구성과 작용을 서술하였는바 유압펌프 및 유압모타의 1회전 배제용적에 따른 변속비를 서술하면 다음과 같다.

유압펌프의 1회전 배제용적(토출량)은 불평형형 유압펌프이므로 링의 내경을 D, 링의 폭을 W, 회전로타와 링간의 편심량을 e 라 하면,

배제용적 Q = 2πDeW가 되고,

또한 유압모타의 1회전 배제용적(토출량)은 불평형형 유압모타이므로 변속링의 내경을 D', 변속링의 폭을 W', 회전로타와 변속링간의 편심량을 e'라 하면 불평형형 유압모타의 1회전 배제용적 Q = 2πD'e'W'가 되므로,

유압펌프의 링 내경 Dcm, 링의 폭 Wcm, 편심량 ecm

유압모타의 변속링 내경 D'cm, 변속링의 폭 W'cm, 편심량 e'cm 라 하면 유압펌프와 유압모타간의 배제용적 비율 N은

N = (유압모타의 배제용적) ÷ (유압펌프의 배제용적)

N = (2π× D'cm × e'cm × W'cm =2πD'e'W'㎤)

÷(2π× Dcm × ecm × Wcm =2πDeW㎤) 이 되므로

유압펌프와 유압모타간의 배제용적 비율은 (D'e'W'㎤)÷(DeW㎤)의 3차원식으로 나타나 지므로 유압펌프의 입력 축과 유압모타의 출력 축간의 변속비는 3차원식으로 이루어진다.

이상 지금까지는 무단변속기에 관하여 구성 작용을 설명하였으며, 이하 변속제어기의 구성과 작용을 설명하기로 한다.

변속제어기(50)는 첨부도면 제16도에 예시된바와 같이 변속제어기(50)의 본체는 내부가 동심원상으로 형성된 실린더 구조이며, 이 본체의 내부로 긴밀히 슬라이딩하면서 "D", "N", "R", "P", "1L", "2L"의 변속모드를 수행하는 변속제어체(52)가 삽입되어 변속제어체(52)의 우측단부에 변속로드(53)가 상기 변속제어기(50)의 본체(51) 외부로 돌출 연장되고, 이 변속로드(53)에 각각의 변속모드를 유지하는 각각의 홈(55)이 형성되어 이 홈(55)에 안착되는 롤러조합체(54)가 구성된다.

상기 변속제어체(52)는 환상으로 단차지며, 변속제어체(52)의 외경보다 소경으로 형성된 유입부(61), 제1드레인부(62), 제1토출부(63), 제2드레인부(64), 제2토출부(65), 제3드레인부(66)로 각각 구획되며, 상기 유입부(61)와 2개소의 토출부(63),(65)는 점선으로 도시된 유로(84)와 토출구(71),(72),(73)에 의해 각각 연통되어 유입부(61)에서 유압의 공급을 받아서 상기 제1토출부(63)와 제2토출부(65)로 유압을 토출하도록 구성되어 있다.

그리고 상기 변속제어체(52)의 제2토출부(65)와 제3드레인부(66) 사이의 변속제어체(52) 축 상에 첨부도면 제17도의 예시와 같은 1개소의 제1유입구(IN)로부터 연통되는 제1유출구(D1)와; 상기 1개소의 제1유입구(IN)와 연통되고 원주상으로 둔각을 갖으며, 상기 제1유출구(D1)보다 유출 면적이 크게 구성된 제2유출구(D2)가 형성되고, 상기 1개소의 제1유입구(IN)와 연통되고 제2유출구(D2)와 상반되는 원주상의 둔각을 갖으며, 상기 제2유출구(D2)보다 유출 면적이 크게 구성되는 제3유출구(D3)가 각각 연통되어 있다.

변속제어기(50)의 본체에는 상기 변속제어체(52)가 변속"D"모드에서 2곳의 토출부(63),(65)를 통해 유압이 토출되는 S'포트(S')와 S포트(S)가 천공되고, 변속 "D"모드 상태에서 N포트(N)와 제2드레인포트(S2)가 변속제어체(52)의 제2드레인부(64)에 의해 연통되게 일정 간격으로 천공되며, 또한 변속"D"모드 상태에서 제1드레인포트(83)가 S'포트(S')와 차단되게 천공된다.

그리고 변속 "D", "N", "R", 모드상태에서 변속제어체(52)의 유입부(61)로 항상 유압을 유입하는 제1유입포트(58)가 천공되어 있으며, 또한 변속 "D"모드 상태에서 상기한 변속제어체(52)의 제1유입구(IN) 및 제1유출구(D1)를 관통하는 제2유입포트(59) 및 제3드레인포트(81)가 각각 형성된다.

상기한 변속제어기(50)의 S'포트(S')와 S포트(S)에는 교축부(56),(57)가 구성되어 유압의 토출을 점진적으로 지연 통과시키는데, 이는 변속제어기(50)의 S'포트(S')와 S포트(S)를 통하여 상기한 가변용량형의 유압펌프(200) 작동체(230)의 작동을 점진적으로 완만하게 유도하여 유압펌프에서 유압의 유량변화를 완만하게 제어할 수 있도록 한 것이다.

상기 변속제어기(50)의 N포트(N)는 변속 "N"모드에서 첨부도면 제15도에 예시되는 가변용량형 유압모타(300)의 변속작동체(330) 자유피스톤(336)을 제어하는 기능을 수행하고, 또한 변속제어체(52)의 R포트(R)는 변속 "R"모드에서 가변용량형 유압모타(300)의 변속작동체(330) 변속플란자(335)를 제어하기 위한 기능을 수행하게 된다.

상기 변속제어기(50)의 변속 "D"모드 상태에서 변속제어체(52)의제1유입구(IN)와 제1유출구(D1)를 연통하는 제2유입포트(59)로는 첨부도면 제19도의 예시와 같이 무단변속기의 출력 축(150) 회전으로 검출펌프(400)에서 토출되는 유압을 일정 면적으로 드레인 시키는 작용을 한다.

그러므로 변속제어체(52)의 제1유출구(D1) 유량 통과 면적이 일정하게 고정되어 있으므로 무단변속기의 출력 축 회전 속도가 증가하여 상기의 검출펌프(400)에서 토출되는 유량이 증가하면 제1유출구(D1)의 드레인 부하가 상승하여 검출펌프(400)의 압력이 상승하게 되고, 변속기(100)의 출력 축 회전 속도가 감소하여 검출펌프(400)에서 토출되는 유량이 감소하면 제1유출구(D1)의 트레인 부하가 감소하여 검출펌프(400)의 압력이 저하되면서 본 발명 가변용량형 유압모타(300)의 변속작동체(330) 자동변속 기능이 이루어지게 된다.

또한 변속제어기(50)의 제2유출구(D2) 및 제3유출구(D3)는 검출펌프(400)에서 발생되는 토출 유량을 상기의 제1유출구(D1) 유출 유량보다 많은 량으로 드레인 시킴으로서 검출펌프(400)의 압력을 임의로 저하시켜 상술한 가변용량 유압모타(300)의 고 토크를 유지하게 된다.

상기 변속제어기(50)의 제l드레인포트(83), 제2드레인포트(82), 제3드레인포트(81)는 상호 점선으로 도시된 연통로(85)에 의해 연통되는게 바람직하다.

그리고 상기 변속제어체(52)의 제3드레인부(66)는 첨부도면제 18도의 예시와 같이 변속제어 "N" 모드상태에서 제2유입포트(59)와 제3드레인포트(81)로 이동되어 상기의 검출펌프(400)에서 토출되는 유압을 드레인시키게 된다.

지금까지 무단변속기 및 변속제어기의 구성과 작용을 설명하였으며, 이하 본발명 무단변속기의 일 실시 예를 각 변속모드를 통하여 설명하기로 한다.

[변속 "N"모드]

첨부도면 제18도에 예시된 솔로이드 차단밸브(12)가 전류의 통전으로 개통되면 유압이 라인3(L3)에 의해 축압기(11)에서 변속제어기(50)에 작용되고, 이때 변속제어기(50)의 제어모드가 중립상태의 "N"모드이므로 가변용량형 유압펌프(200)의 작동체(230)에는 유압의 작용이 이루어지지 않는다. 그러므로 가변용량 유압펌프(200)에는 편심량(e=0)이 "0" 상태가 되는 가변용량유압펌프(200) 초기화 상태가 되는데, 이때 유압펌프의 입력 축이 구동 되어도 유압펌프의 편심량(e=0)이 "0"이므로 유압이 발생되지 않는 동력의 단속작용이 이루어진다.

하지만 축압기(11)의 압력이 설정 압력 이하이면 세창밸브(17)가 스프링의 탄발력으로 개통되어 소량의 유압이 축압기(11)로부터 상기 가변용량유압펌프(200)의 작동체(230)에 공급됨과 아울러 라인2(L2)에 의해 상기의 변속제어기(50) S'포트(S')와 제1드레인포트(83)의 연통 조건으로 드레인 되는데 있어서, 변속제어기(50)의 교축제어부(56)에 의한 교축제어가 이루어져 교축제어의 부하 저항만큼 드레인 압력이 상승되어 상기의 가변용량 유압펌프(200)의 작동체(230)에 저압의 유압이 작용하게 된다.

상기 작동체(230)에 작용하는 교축제어부(56)에 의한 드레인 압력이 충분히 높지 않아 상기 작동체(230)의 작동력이 스프링의 탄발력을 완전히 이기지 못한 상태가 되므로 가변용량 유압펌프(200) 링과 회전로타간에 가변용량 유압펌프의 최대 편심량 보다 작은 편심이 형성되게 된다. 이때 가변용량유압펌프(200)는 입력 축의구동으로 회전되고 있으므로 저 토크의 회전력으로 고압·소량의 유압을 토출하여 축압기(11)에 저장하게 되고, 축압기(11)의 압력이 설정 압력에 도달되면 세창밸브(17)는 자동적으로 차단된다.

본 발명의 무단변속기는 변속 중립모드의 입력 축 공회전 상태의 소비 동력으로 가변용량형 유압펌프(200)에서 유압을 토출하여 축압기(11)에 미리 저장한 후 무단변속기 출력 축의 급 가속성을 향상시키는 작용이 이루어진다.

상기 변속제어기(50)의 "N"모드 상태에서 라인6(L6)을 통하여 가변용량 유압모타(300)의 변속작동체(330)로 유압이 작용되면, 첨부도면 제15도의 예시와 같이 변속작동체(330)의 자유피스톤(336)에 유압이 작용하여 자유피스톤(336)이 안내부재(331)에 밀착 지지됨과 아울러 변속플란자(335)를 가압하므로 가변용량 유압모타의 변속링이 스프링의 탄발력과 대항하면서 회전로타와 변속링간의 편심량(e=0)이 "0"가 되는 가변용량 유압모타(300)의 배제용적 "0" 상태인 가변용량 유압모타 중립상태가 되는데, 이때 가변용량 유압모타(300)의 출력 축 구동은 자유 구동 상태가 이루어져 차량의 주·정차 상태이면 제동장치의 제동에 의해 주·정차 상태가 유지되고, 차량의 주행상태이면 주행 유지가 이루어진다.

그리고 중립상태에서 차량의 주행상태가 이루어지면 검출펌프(400)에서 토출되는 유압은 라인5(L5)와 라인8(L8)의 연통조건으로 변속제어기(50)의 제2유입포(59)와 제3드레인부(66)에 의해 전량 드레인된다.

미설명 부호 13은 릴리프밸브이다.

[변속 "D" 모드]

상기 변속제어기(50)에 축압기(11)의 유압이 라인3(L3)에 의해 공급되는 상태에서 변속제어기(50)의 모드를 "D"모드로 절환하면 첨부도면 제19도의 예시와 같이 변속제어기(50)의 "N"포트(N)와 제2드레인포트(82)가 연통됨과 아울러 유압의 제1토출부(63)와 제2토출부(65)가 S'포트(S')와 S포트(S)로 이동하게 되므로, 가변용량 유압모타(300)의 변속작동체(330) 자유피스톤에 작용하고 있던 유압이 라인6(L6)에 의해 N포트(N)에서 제2드레인포트(82)로 신속히 드레인되어 가변용량형 유압모타(300)의 변속링이 스프링의 탄발력에 의해 좌측으로 신속히 이동되는 가변용량 유압모타(300)의 회전로타와 변속링간의 편심이 초기의 상태가 되는 편심 최대의 상태가 이루어지는데, 이때 가변용량형 유압모타(300)의 1회전 유압의 배제용적(토출량)이 최대이고 회전 토크의 크기가 최대의 상태가 된다.

한편 변속제어기(50)의 제1토출부(63)와 제2토출부(65)에 의해 S'포트(S')와 S포트(S)로 유압의 토출이 이루어지는데 있어서 교축부(56),(57)에 의하여 지연현상을 거쳐 완만하게 가변용량형 유압펌프(200)의 작동체(230)에 유압이 작용하게 되므로, 작동체(230)의 작동이 완만히 점진적으로 이루어져 가변용량 유압펌프(200)의 링이 유압펌프 회전로타의 중심과 점진적인 편심을 형성 유도하게 된다.

가변용량형 유압펌프(200)의 편심이 완만하면서 점진적으로 이루어지므로 가변용량형 유압펌프(200)에서는 무단변속기의 출발초기에 이루어지는 입력 축의 저 토크 및 낮은 회전속도 하에서 고압·소 유량의 유압 토출이 이루어지면서 점진적으로 입력 축의 고속 회전에 따른 고압·대 유량의 유압을 토출하는 가변용량형 유압펌프(200)작용을 한다. 그러므로 가변용량형 유압 모타(300)의 회전 출력이 부드럽게 이루어짐과 아울러 차량의 출발 상태가 완만하게 이루어지는 특징이 있다.

또한 가변용량형 유압펌프(200)의 작동체(230)가 유압으로 작동함과 아울러 외부 파일롯트 유압 라인1(L1)에 의해 파일롯트첵크밸브(121)가 개방되어 이미 축압기(11)에 저장되었던 유압이 가변용량 유압모타(300)에 공급 작용하여 가변용량 유압모타(300)의 보조적인 동력이 추가로 이루어지므로 무단변속기의 출발 가속성이 우수하며, 가변용량형 유압펌프(200)의 입력 축 가속 부하율을 크게 경감하게 된다.

상기 변속제어기(50)의 변속 "D"모드 상태에서 차량의 주행이 이루어지면 무단변속기 출력 축의 회전을 검출하는 검출펌프(400)에서 유압이 상기 출력 축의 회전속도에 따라 비례하여 토출되고, 이와 동시에 검출펌프(400)에서 토출되는 유압이 라인5(L5)을 거쳐 변속작동체(330)와 연통되어 라인8(L8)에 의해 상기 변속제어기(50)의 제1유출구(D1)로 트레인된다. 그러므로 상기 검출펌프(400)의 회전수에 따라 토출유량이 가변되어 상기 검출펌프(400)의 압력이 가변된다.

그러므로 검출펌프(400)의 회전수에 따라서 검출펌프(400)의 토출압력차에 의한 가변용량형 유압모타(300)의 변속작동체(330)가 가변적으로 작동되어 변속링의 편심을 변화시킴으로서, 무단변속기 출력 축의 회전속도에 비례하여 자동적으로 조절시키는 자동변속이 이루어진다.

상기 변속제어기(50)의 변속 "D"모드, 변속 "1L"모드 상태에서 차량의 주행이 이루어지면 무단변속기 출력 축의 회전을 검출하는 검출펌프(400)에서 유압이상기 출력 축의 회전속도에 따라 비례하여 토출되고, 이와 동시에 검출펌프(400)에서 토출되는 유압이 상기 변속제어기(50)의 제2유출구(D2)의해 상술한 제1유출구(D1) 드레인 유량 보다 많은 유량을 드레인하게 되므로 검출펌프(400)의 유압이 낮아져, 이 검출펌프의 압력에 따라 가변용량형 유압모타(300)의 변속작동체(330)가 임의로 작동되어서 가변용량형 유압모타(300)의 변속링과 회전로타간의 편심이 확장되는 유압모타의 1회전의 배제용적(유압소비)과 회전토크가 증대되는데, 이때 무단변속기는 임의의 저단 변속이 이루어진다.

상기 변속제어기(50)의 변속 "D"모드, 변속 "2L"모드 상태에서 차량의 주행이 이루어지면 무단변속기 출력 축의 회전을 검출하는 검출펌프(400)에서 유압이 상기 출력 축의 회전속도에 따라 비례하여 토출되고, 이와 동시에 검출펌프(400)에서 토출되는 유압이 상기 변속제어기(50)의 제3유출구(D3)에 의해 상술한 제2유출구(D2)로 드레인되는 유량 보다 많은 유량을 드레인하게 되므로 검출펌프(400)의 유압이 낮아져, 이 검출펌프(400)의 압력에 따라 가변용량형 유압모타(300)의 변속작동체(330)가 임의로 작동되어서 가변용량형 유압모타(300)의 변속링과 회전로타간의 편심이 확장되는 유압모타의 1회전의 배제용적(토출량)과 회전토크가 크게 증대되는데, 이때 무단변속기는 임의의 저단 변속이 이루어진다.

상기 변속기(100)의 출력 축 회전상태의 변속 "D"모드상태에서, 변속 "N"모드 상태로 변속모드를 절환하면 첨부도면 제18도에 예시된바와 같이 변속제어기(50)의 N포트(N)로 유압이 신속히 토출되어 라인6(L6)에 의해 변속작동체(330)의 자유피스톤(336)에 유압이 작용되므로 가변용량형 유압모타(300)의 변속링이 회전로타의 중심선과 변속링의 중심선이 일치되는 편심(e = 0) 량 "0"의 위치로 이동되어 가변용량 유압모타(300)는 평형상태의 유압작용이 이루어지는 무부하 회전이 이루어지게 된다. 이와 동시 상기 변속제어기(50)의 S'포트(S')와 제1드레인포트(83)가 상호 연통되어 상기의 가변용량 유압펌프(200) 작동체(230) 작용 유압이 교축부(56)의 교축 작용에 의해 점진적으로 드레인되어 가변용량형 유압펌프(200)는 점진적인 방법으로 중립상태를 이루게 되는 무단변속기 입력 축의 무 부하 작용이 이루어지는데 있어서, 가변용량형 유압펌프(200)가 점진적인 중립상태를 이루는 기간동안 가변용량유압펌프(200)의 토출 량이 감소되는 반면 유압의 압력이 상승되어 파일롯트첵크밸브(121)를 통하여 축압기(11)에 저장되게 된다. 이때 가변용량 유압모타에는 상술한바와 같이 편심(e = 0) 량 "0"인 상태가 되므로 유압작용이 이루어지지 않아 축압기(11)로 유압의 저장이 이루어진다.

또한 이때에는 가변용량형 유압펌프(200)는 흡입첵크밸브(118)를 통하여 오일을 흡입하게 된다.

상기 변속기의 출력 축 회전상태 변속 "D"모드에서 변속기 출력 축의 제동이 이루어지면 제동에 따른 제동장치(16)에 의해 외부 파일롯트 유압 신호로서 드레인밸브(15)가 개통되므로 가변용량형 유압펌프(200)의 작동체(230) 유압이 신속히 드레인 되어 가변용량형 유압펌프(200)는 변속 "N"모드에서 상술한바와 같이 중립을 이루게되어 유압의 흡입과 토출 작용이 이루어지지 않는다. 이때 무단변속기(100)의 출력 축과 일체형으로 연동되는 가변용량형 유압모타(300)의 회전은 제동이 완료 될 때까지 출력 축의 관성력으로 회전하게 되므로 가변용량형 유압모타(300)에는 유압펌프 작용이 이루어진다.

상기 가변용량형 유압모타(300)의 펌프 작용이 이루어지면 흡입첵크밸브(119)를 통하여 오일의 흡입작용이 이루어지고, 유압의 토출은 무단변속기 본체의 분리체에 구성된 토출첵크밸브(120)를 통하여 라인4(L4)에 의해 축압기(11)에 저장되게 된다.

상기 가변용량형 유압모타(300)의 펌프 작용이 이루어져 토출 유압을 축압기(11)에 저장하는 과정에서 가변용량형 유압모타(300)에서 고 토크의 회전 부하가 작용되므로 무단변속기 출력 축의 제동 기능이 연출되는 효과도 있다.

상기 흡입첵크밸브(118)는 가변용량 유압펌프(200)와 가변용량 유압모타(300)의 폐쇄회로하에서 오일탱크의 오일을 흡입 순환시키는 기능을 하게된다.

미설명 부호 13, 14는 릴리프밸브이다.

[변속 "R" 모드]

상기 변속제어기(50)에 축압기(11)의 유압이 공급되는 상태에서 변속제어기(50)의 모드를 "R"모드로 절환하면 첨부도면 제20도의 예시와 같이 변속제어기의 N포트(N)와 제2드레인포트(82)가 차단됨과 아울러, 유압의 제1토출부(63)가 R포트(R)와 연통되고 또한 유압의 제2토출부(65)가 S'포트(S')와 연통되므로 라인7(L7)에 의해 가변용량형 유압모타(300)의 변속작동체(330)변속플란자에 고압의 유압이 작용되어 변속작동체(330)가 변속링을 작동하면서 스프링의 탄발력을 완전히 이기고 변속링의 중심선 위치를 상기 변속 D모드의 초기 편심(e ＞ 0) 량에 역전되는 편심(e ＞ _0)을 형성시켜 가변용량형 유압모타(300)의 회전을 역전시키는 조건으로 회전로타와 변속링간의 역전된 편심을 만든다. 이때 가변용량형 유압펌프(200)는 상기한 변속제어기(50)의 제2토출부(65)와 S'포트(S')가 상호 연통되어 있으므로 유압의 토출이 이루어지는데 있어서, 교축기구(56)에 의하여 지연현상을 거쳐 완만하게 가변용량형 유압펌프(200)의 작동체(230)에 유압이 작용하게 되므로, 작동체(230)의 작동이 완만히 점진적으로 이루어져 가변용량 유압펌프(200)의 링이 회전로타의 중심과 점진적인 편심을 형성 유도하게 된다.

가변용량형 유압펌프(200)의 편심이 완만하면서 점진적으로 이루어지므로 가변용량형 유압펌프(200)에서는 무단변속기의 출발초기에 이루어지는 입력 축의 저 토크 및 낮은 회전속도 하에서 고압·소 유량의 유압 토출이 이루어지면서 점진적으로 입력 축의 고속 회전에 따른 고압·대 유량의 유압을 토출하는 가변용량형 유압펌프(200) 작용이 이루어진다. 그러므로 가변용량형 유압모타(300)의 회전 출력이 부드럽게 이루어짐과 아울러 차량의 출발상태가 완만하게 이루어지는 특징이 있다.

또한 가변용량형 유압펌프(200)의 작동체가 유압으로 작동함과 아울러 라인1(L1) 외부 파일롯트 유압으로 파일롯트첵크밸브(121)가 개방되어 이미 축압기(11)에 저장되었던 유압이 가변용량 유압모타(300)에 공급 작용하여 가변용량 유압모타(300)의 보조적인 동력이 추가로 이루어지므로 무단변속기의 출발 가속성이 우수하며, 가변용량형 유압펌프의 입력 축 가속 부하율을 크게 경감하게 된다.

[변속 "P" 모드]

변속제어기(50)의 변속 "P" 모드에서는 변속기의 출력 축 및 입력 축의 회전이 이루어지지 않는 변속기 정지 상태로 변속제어기(50)의 제1유입포트(58)와 유입부(61)가 상호 불통되고, 또한 축압기(11)에서 공급되는 솔로이드 차단밸브(12)가 차단되어 유압의 공급이 이루어지지 않는 상태가 된다.

지금까지 무단변속기 및 변속제어기의 구성과 작용 및 일 실시 예를 설명하였으며 본 발명의 3차원식 변속 비에 관하여 간략히 설명하면 불평형형 유압펌프 및 유압모타의 1회전 배제용적 량은 링의 내경을 D, 링의 폭을 W, 로타와 링간의 편심량을 e 라 하면 배제용적 Q = 2πDeW가 되므로,

유압펌프의 링의 내경 D = 12cm, 링의 폭 W = 2.5cm, 편심량 e = 0.5cm

유압모타의 링의 내경 D = 15cm, 링의 폭 W = 7cm, 편심량 e = 0.7cm 라 하면 유압펌프와 유압모타간의 배제용적 비율 N은

N = (유압모타의 배제용적) ÷ (유압펌프의 배제용적)

N = (2π× 15cm × 7cm × 0.7cm = 461.6㎤ )

÷(2π× 12cm × 2.5cm × 0.5cm =94.2㎤) = 4.9

위의 식으로부터 유압펌프와 유압모타간의 배제용적 비율은 4.9 가 되므로, 유압펌프의 입력 축과 유압모타의 출력 축간의 변속비가 4.9 가 된다.

위의 예시에서 설명한바와 같이

유압펌프의 회전로타 직경 12cm와 유압모타의 회전로타 직경15cm 간의 직경 비는 15/12=1.25의 매우 적은 직경 비 이나, 본 발명의 3차원식 변속기 변속 비는가변용량형 유압펌프와 가변용량형 유압모타의 1회전 배제용적(체적)으로 나타나 지므로 (링의 내경), (링의 폭), (편심량)의 3요소로 변속이 이루어진다, 그러므로 3차원식 변속기는 변속 비를 결정하는 3요소에 의하여 고 비율의 변속이 이루어진다.

무단변속기는 발명의 구성과 작용에서 상세히 설명 된바와 같이 입력축과 출력 축간에 액체의 압력으로 작동력과 부하력이 이루어지는 체적식 유압메카니즘의 동력 전달방식인바,

입력 축과 출력 축간의 회전 변속비가 3차원식으로 대단히 크고, 변속기를 이루는 가변용량형 유압펌프 카트리지 및 가변용량형 유압모타 카트리지에 의하여 9_13매 내외의 회전식 롤러가 유압 작용으로 동력을 전달하는 방식이므로 무단변속기의 구동 저항이 적으며, 변속기의 구성이 간편하며, 필요시 회전 롤러만 교체 가능하다,

무단변속기 본체의 내부에서 가변용량형 유압펌프 카트리지와 가변용량형 유압모타 카트리지가 분리체의 짧은 연통구에 의한 연결 통로 시스템으로, 유압의 토출과 공급, 오일의 드레인과 흡입이 집적 적으로 이루어지므로 복잡한 밸브 시스템이 생략된 간단하면서 고 효율을 이루는 3차원식무단변속기이고, 유압의 손실계수를 최소화함과 아울러 변속기 본체내의 여유 공간을 활용하여 오일 저장탱크를 겸하는 변속기이고, 또한 3차원식 무단변속기는 출력 축의 부하 적응성이 우수하다.

별도의 동력 단속 클러치 기구를 생략하면서 동력의 접속과 단속이 부드럽게이루어지는 소형·경량화의 변속기이고, 출력 축의 제동 관성력으로 제동 에너지를 유압으로 흡수하여 출력 축의 동력으로 재활용하는 에너지 이용률이 우수한 변속기이고, 출력 축의 정지와 입력 축의 공 회전시 입력 축의 저 토크 상태로 고압의 유압을 발생함과 아울러 축압기에 저장하였다가 출력 축의 보조 동력으로 활용하여 출력 축의 가속성을 증가시켜 에너지 이용 효율을 향상하는 무단변속기이다.

Claims

무단변속기 본체 내부에 토출 유체와 흡입유체를 유통시키는 분리체가 형성되고, 이 분리체를 기준으로 일측에는 가변용량 유압펌프 카트지가 타측에는 가변용량 유압모타 카트리지가 각각 독립 축으로 배치되어 양단부커버에 의해 상기 분리체 각 단면으로 밀착 지지되는 것과;

무단변속기 본체의 입력 축 커버와 출력 축 커버로 오일 누설을 방지하는 오일링이 구비됨과 아울러 상기 변속기 본체내의 공간으로 오일이 충전 저장되고, 별도의 오일탱크를 구비하는 것과;

무단변속기의 출력 축에 출력 축의 회전속도에 따라서 가변적으로 유압이 발생되어 출력 축의 회전속도를 검출함과 아울러 가변용량 유압모타의 변속작동체 유압 동력발생 장치로 작용하는 검출펌프와;

변속모드에 따라 상기 무단변속기의 중립과 정·역회전을 이루어지게하고, 또한 유압 드레인 량의 제어에 의해 변속 비를 가변되도록 제어하는 변속제어기와;

여분의 유압을 저장하는 축압기와;

가변용량형 유압펌프에서 발생되는 여분의 유압이 파일롯트첵크밸브에 의해 상기 축압기에 저장되고, 또한 가변용량 유압모타의 펌프작용으로 발생되는 유압이 첵크밸브에 의해 상기 축압기에 저장되는 특징으로 변속이 이루어지는 무단 변속기
제 1항에 있어서,

변속기 본체의 분리체 일단면으로 가변용량 유압펌프의 내측판과, 롤러를 수납한 회전로타 및 링과, 외측판이 순차적으로 배치되어 상기 외측판의 외측으로 무단변속기 본체 커버가 밀착 체결되는 것과;

상기 변속기 본체의 분리체 타단면으로 가변용량형 유압모타의 내측판과, 롤러를 수납한 회전로타 및 변속링과, 외측판이 순차적으로 배치되어 상기 외측판 외측으로 무단변속기 본체 커버가 밀착 체결되는 것과;

상기 분리체에는 가변용량 유압펌프와 가변용량 유압모타 간으로 토출유체와 흡입유체를 유통하는 연통구가 다수개 원호상으로 천공되고, 이 연통구의 일부에서 원주방향의 외주면으로 유로가 형성되어 흡입첵크밸브 및 토출첵크밸브가 구비되는 것과;

상기 가변용량 유압펌프의 외측판이 가변측판형으로 압력실을 형성하여 변속기 본체커버에 압력체를 돌출시킨 것과;

상기 가변용량 유압모타의 외측판이 가변측판형으로 압력실을 형성하여 변속기 본체커버에 압력체를 돌출시킨 것과;

상기 분리체의 양단으로 각각 베어링이 구성되고, 변속기의 양단 본체커버 각각에 베어링이 배치되어 가변용량 유압펌프 및 가변용량 유압모타의 회전축이 각각 독립축으로 구성되는 특징을 갖는 무단변속기.
제 2항에 있어서,

가변용량형 유압펌프의 내측판과 외측판 사이로 회전로타 및 롤러의 긴밀한슬라이딩 회전과, 링이 긴밀히 슬라이딩 편심 변화를 할 수 있도록 다수개의 간극체가 상기 내측판과 외측판 사이로 배치되는 것과;

상기 가변용량 유압펌프 링의 수평 편심 이동시 링의 하부 이탈을 방지하도록 링의 하단에 평면부가 형성되고, 또한 링의 원활한 이동과 링의 회전을 방지 시킬 수 있도록 링의 상단부에는 섭동체가 돌출되는 것과;

상기 가변용량 유압펌프의 링에서 돌출된 섭동체가 조합되도록 변속기의 상부 내측벽으로 불록홈이 형성되어 라이너가 부착되고, 이 불록홈의 라이너와 상기의 링 섭동체 간으로 회전롤러가 일정 간격으로 구성되어 상기 링의 이동을 원활하게 하며, 또한 링의 하단 평면부에 상기 간극체가 긴밀히 섭동 배치되는 것과;

상기 링의 수평 중심선 일단부로는 탄발력을 갖는 스프링이 밀착지지되고, 또한 타 단부로는 링을 이동시키는 작동체가 밀착지지 되어 작동체의 작동 량에 따라 가변용량형 유압펌프의 토출 량이 가변되는 가변용량유압펌프를 특징으로 하는 무단변속기.
제 3항에 있어서,

상기 가변용량형 유압펌프의 회전로타 외주에서 중심을 향하여 요홈으로 만곡지게 형성된 다수 개의 롤러안내홈이 등 간격 축 방향으로 관통되어 롤러를 축 방향으로 수납한 회전로타와;

상기 회전로타와 편심을 이루면서 상기 회전로타를 감싸는 링의 내벽과 상기 회전로타 외주면으로 형성된 공간에서 롤러의 압상·압하 변화에 의한 펌프작용의용적변화에 따라서 유압을 토출하는 원호상의 토출창과, 상기 공간으로 오일을 흡입하는 원호상의 흡입창과, 상기 회전로타의 롤러안내홈 내측에서 롤러의 압상 용적변화에 따라 유압을 토출하는 원호상의 토출배압창과, 상기 회전로타의 롤러안내홈으로 오일을 흡입하는 원호상의 흡입배압창이 형성된 내측판의 상기 토출창과, 토출배압창, 흡입창, 흡입배압창에서 내측판의 타 단면으로 연통되는 연통구가 형성되는 내측판과;

상기 내측판의 토출창과, 흡입창, 토출배압창, 흡입배압창의 구성과 동일한 구성을 갖는 외측판으로 구성된 유압펌프를 특징으로 하는 무단변속기.
제 4항에 있어서,

상기 내측판의 내측으로 형성된 토출창과, 토출배압창, 흡입창, 흡입배압창에서 상기 내측판의 타 단면으로 연통되는 연통구가 형성되면서 상기 토출창과 토출배압창의 연통구를 상호 연통시키는 원호상의 토출홈이 형성되고, 또한 상기 내측판의 타 단면으로 상기 흡입창과 흡입배압창의 연통구를 상호 연통시키는 원호상의 흡입홈이 형성되는 내측판과;

상기 외측판의 토출배압창에서 외측판의 압력실과 연통되는 토출구를 갖는 유압펌프를 특징으로 하는 무단변속기.
제 4항에 있어서

회전로타의 롤러안내홈에 수납된 롤러가 상기 링 내벽에 압상되어 가변용량유압펌프 토출측과 흡입측의 경계구역 정점에 위치할 때, 토출 구역으로 토출창 선단부에 의해 유압의 토출이 이루어지도록 상기 토출창의 선단부가 상기 롤러안내홈의 이웃 하는 롤러안내홈 양측벽면 중심과 일치되는 토출창을 갖는 것과,

롤러가 상기 토출측과 흡입측의 경계구역 정점에 위치할 때, 흡입구역으로 흡입창 선단부에 의해 오일의 흡입이 이루어지도록 상기 흡입창의 선단부가 상기 롤러안내홈의 또 다른 이웃 하는 롤러안내홈 양측벽면 중심과 일치되는 흡입창을 갖는 것과;

롤러가 상기 토출측과 흡입측의 경계구역 정점에 위치할 때, 토출구역으로 토출배압창 선단부에 의해 유압의 토출이 이루어지도록 상기 토출배압창의 선단부가 상기 롤러안내홈 일측 벽면과 최소 틈새로 일치되는 토출배압창을 갖는 것과,

롤러가 상기 토출측과 흡입측의 경계구역 정점에 위치할 때, 흡입구역으로 흡입배압창 선단부에 의해 오일의 흡입이 최소의 시간으로 불통되도록 상기 휴입배압창의 선단부가 상기 롤러안내흠의 일측 벽면과의 사이에 이격거리가 확보되는 흡입배압창으로 구성된 유압펌프를 특징으로 하는 무단변속기.
제 2항에 있어서,

가변용량형 유압모타의 내측판과 외측판 사이로 회전로타 및 롤러의 긴밀한 슬라이딩 회전과, 변속링이 긴밀히 슬라이딩 편심 변화를 할 수 있도록 다수개의 간극체가 상기 내측판과 외측판 사이로 배치되는 것과;

상기 가변용량 유압모타 변속링의 수평 편심 이동시 변속링의 하부이탈을 방지하도록 변속링의 하단에 평면부가 형성되고, 또한 변속링의 원활한 이동과 변속링의 회전을 방지 시킬 수 있도록 변속링의 상단부에는 섭동체가 돌출되는 것과;

상기 가변용량 유압모타의 변속링에서 돌출된 섭동체가 조합되도록 무단변속기의 상부 내측벽으로 불록홈이 형성되어 라이너가 부착되고, 이 불록홈의 라이너와 상기의 변속링 섭동체 간으로 회전롤러가 일정 간격으로 구성되어 상기 변속링의 회전을 방지함과 아울러 변속링의 좌우 이동을 원활하게 하며, 또한 변속링의 하단 평면부에 상기 간극체가 긴밀히 섭동 배치되는 것과;

상기 변속링의 수평 중심선 일단부로는 탄발력을 갖는 스프링이 밀착 지지되고, 또한 타 단부로는 변속링을 이동시키는 변속작동체가 밀착지지되어 변속작동체의 작동 량에 따라 가변용량형 유압모타의 회전상태가 가변되는 가변용량 유압모타를 특징으로 하는 무단변속기.
제 7항에 있어서,

상기 가변용량형 유압모타의 회전로타 외주에서 중심을 향하여 요홈으로 만곡지게 형성된 다수 개의 롤러안내홈이 등 간격 축 방향으로 관통되어, 이 롤러안내홈내에 롤러가 스프링의 탄발력을 받으며 축방향으로 수납된 회전로타와;

상기 회전로타와 편심을 이루고, 상기 회전로타 외주를 감싸는 변속링의 내벽으로 형성된 공간으로 상기 롤러의 압상·압하에 의한 펌프작용의 용적변화만큼 유압을 공급시키는 원호상의 공급창과, 상기 공간에서 오일을 토출하는 원호상의 토출창과, 상기 회전로타의 롤러안내홈 내측으로 롤러의 압상 용적변화만큼 유압을공급시키는 원호상의 공급배압창과, 상기 회전로타의 롤러안내홈에서 오일을 토출하는 원호상의 토출배압창이 형성된 내측판의 상기 공급창과, 공급배압창, 토출창, 토출배압창에서 내측판의 타 단면으로 연통되는 연통구가 형성된 내측판과;

상기 내측판의 공급창과, 토출창, 공급배압창, 토출배압창의 구성과 동일한 구성을 갖는 외측판으로 구성된 유압모타를 특징으로 하는 무단변속기.
제 8항에 있어서

상기 내측판의 내측으로 형성된 공급창과, 공급배압창, 토출창, 토출배압창에서 상기 내측판의 타 단면에 상기 공급창과 공급배압창의 연통구를 상호 연통시키는 원호상의 공급홈이 형성되고, 또한 상기 내측판의 타 단면에 상기 토출창과 토출배압창의 연통구를 상호 연통시키는 토출홈이 형성되는 내측판과;

상기 외측판의 공급배압창에서 오일의 일부를 토출시키는 드레인구및 오리피스의 유로가 구성되고, 또한 상기 외측판의 공급배압창에서 외측판의 압력실과 연통되는 토출구를 갖는 유압모타를 특징으로 하는 무단변속기.
제 8항에 있어서,

회전로타의 롤러안내홈에 수납된 롤러가 상기 변속링 내벽에 압상되어 가변용량 유압모타 공급측과 토출측의 경계구역 정점에 위치할 때, 공급구역으로 공급창 선단부에 의해 유압의 공급이 이루어지도록 상기 공급창의 선단부가 상기 롤러안내홈의 이웃 하는 롤러안내홈 양측벽면 중심과 일치되는 공급창을 갖는 것과;

롤러가 상기 공급측과 토출측의 경계구역 정점에 위치할 때, 토출구역으로 토출창 선단부에 의해 오일의 토출이 이루어지도록 상기 토출창의 선단부가 상기 롤러안내홈의 또 다른 이웃 하는 롤러안내홈 양측벽면 중심과 일치되는 토출창을 갖는 것과;

롤러가 상기 공급측과 토출측의 경계구역 정점에 위치할 때, 공급측 구역으로 공급배압창 선단부에 의해 유압의 공급이 이루어지도록 상기 공급배압창의 선단부가 상기 롤러안내홈 일측 벽면과 최소 틈새로 일치되는 공급배압창을 갖는 것과;

롤러가 상기 공급측과 토출측의 경계구역 정점에 위치할 때, 토출구역으로 토출배압창 선단부에 의해 오일의 토출이 최소의 시간으로 불통되도록 상기 토출배압창의 선단부가 상기 롤러안내홈의 일측 벽면과의 사이에 이격거리가 확보되는 토출배압창을 갖는 것으로 구성된 유압모타를 특징으로 하는 무단변속기.
제 7항에 있어서,

가변용량 유압모타의 변속링 양 단부로 환상의 요홈이 형성되어, 이 요홈으로 오링이 삽입되는 유압모타를 특징으로 하는 무단변속기.
제 7항에 있어서,

가변용량형 유압모타의 변속링을 작동하는 변속작동체의 실린더에 별도의 안내부재가 돌출 형성되는 것과;

상기 변속작동체의 안내부재로 긴밀히 슬라이딩되는 변속플란자가 구비되고,또한 상기 안내부재 하부의 실린더 내벽으로 긴밀히 슬라이딩하는 변속피스톤이 상기의 변속플란자 보다 단차지게 형성되어 상기의 변속플란자 축상에 돌출 형성된 것과;

상기 실린더 안내부재의 상 단면과 일정한 작동거리로 상기 실린더내벽면과 긴밀히 슬라이딩하는 자유피스톤이 구비되는 것과;

상기 실린더내의 안내부재 상단으로 원형의 요홈이 형성되고, 이 요홈으로 유체가 출입하도록 유출입구가 형성되는 것과;

상기 자유피스톤에 유압을 작용시키는 유출입구와 상기 변속피스톤에 유압을 작용시키는 유출입구에 의해 변속작동체의 작동이 가변적으로 이루어지는 가변용량 유압모타를 특징으로 하는 무단 변속기.
제 1항에 있어서,

변속기의 정·역회전과 중립의 변속을 명령·제어하는 변속제어기는 내부가 실린더로 형성되고, 이 실린더 내부로 동심원상으로 긴밀히 슬라이딩하는 변속체어체가 삽입되는 것과;

상기 변속제어체의 일단부에 변속로드가 돌출 연장되고, 이 변속로드에 변속모드를 고정 유지하는 고정요홈이 형성되어 롤러의 조합체가 상기 고정요홈에 안착되는 것과;

상기 변속제어체는 단차지는 환상의 유입부, 제1드레인부, 제1토출부, 제2드레인부, 제2토출부, 제3드레인부로 구획되어 상기 유입부와, 제1토출부와, 제2토출부를 상호 연통시키는 유로와 각각의 토출구가 천공되는 것에 의해 상호 각각 연통되는 구조를 갖는 것과;

변속작동체의 D, N, R 모드상태에서 유입부로 상시 유압을 공급하는 제1유입포트와; 변속작동체의 N 모드상태에서 유압을 토출시키는 N포트와 S'포트가 형성되는 것과;

변속작동체의 D 모드상태에서 유압의 토출이 이루어지도록 상기 S'포트와 S포트가 천공되고, 상기 N 포트가 제2드레인포트와 연통되는 것과;

변속작동체의 R 모드상태에서 유압이 토출되도록 R 포트 및 상기 S'포트가 형성되는 상기 각각의 구성 요소에 의하여 유압의 토출과 드레인을 선택적으로 제어하는 변속제어기의 특징을 갖는 무단 변속기.
제 13항에 있어서,

상기 변속제어체의 축상에 제1유입구와 연통되는 제1유출구와; 상기 제1유입구와 연통되고, 상기 제1유출구보다 유출 면적이 크게 구성된 제2유출구와; 상기 제1유입구와 연통되고, 상기 제2유출구보다 유출 면적이 크게 구성되는 제3유출구가 각각 형성되는 것과;

변속작동체의 D 모드 상태에서 상기 변속제어체의 제1유입구와 제1유출구를 관통 하는 제2유입포트와 제3드레인포트가 형성되는 변속제어기를 특징으로 하는 무단변속기.
제 13항에 있어서,

변속작동체의 S포트와 S'포트에 교축부를 형성하여 유압의 토출과 드레인이 완만하면서 점진적으로 이루어지는 특징을 갖는 무단 변속기.
제 1항에 있어서,

가변용량 유압펌프의 작동체에 작용하는 유압이 제동장치의 제동 파일롯트유압에 의해 드레인밸브가 신속히 개통되어 가변용량 유압펌프의 중립이 신속히 이루어지고, 또한 축압기의 유압이 설정압력 이하에서 교축기능을 갖는 세창밸브가 파일롯트유압에 의해 개통되어 상기 작동체에 소량·저압 유압을 공급하여 가변용량 유압펌프 작동체의 작동에 따른 가변용량형 유압펌프에서 펌프작용이 이루어져 유압이 토출되는 특징을 갖는 무단 변속기.