KR20060030027A - 회전 구동 전동 장치 - Google Patents

회전 구동 전동 장치 Download PDF

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Abstract

회전 구동 입력부(20)와 회전 피구동 출력부(30)를 가지는 회전 구동 전동 장치로서, 회전 구동 전동 장치는 회전 구동 입력부(20)와 회전 피구동 출력부(30) 사이의 구동 비율을 선택적으로 변화시킬 수 있으며, 회전 구동 전동 장치는 회전 구동 입력부(20)를 한정하는 메인 구동 샤프트, 상기 회전 피구동 출력부(30)를 한정하는 회전 출력 부재(30)를 가지고 제 1 의 회전 구동 입력부(I1) 및, 분리된 제 2 의 회전 구동 입력부(I2)를 구비하는 차동 전동 조립체(40)로서, 제 1 (I1)및 제 2 의 회전 구동 입력부(I2)들의 상대 회전에서의 변화들이 상기 회전 출력 부재(30)에서의 회전 변화를 야기하도록 제 1 (I1)및 제 2 의 회전 구동 입력부(I2)와 상기 회전 피구동 출력 부재(30)가 구동되게 서로 연결되는 차동 전동 조립체(40) 및, 회전 출력 부재(30)의 회전을 선택적으로 제어하도록 제 2 회전 구동 입력부(I2)의 회전을 조절하기 위한 선택적으로 작동 가능한 회전 조절 수단(53,56)을 구비하고, 차동 조립체(40)와 조절 수단(53,56)이 메인 구동 샤프트상에 장착됨으로써 상기 제 1 의 회전 구동 입력부(I1)와 회전 조절 수단(53,56)이 그에 의해서 직접적으로 구동되는 회전 구동 전동 장치가 개시된다.

Description

회전 구동 전동 장치{Rotary Drive Transmission}
본 발명은 무한의 가변 전동 장치에 관한 것이다.
무한의 가변 전동 장치는, 부하의 회전 속도가 회전 구동원의 주어진 회전 속도에 대하여 연속적이고 가변적인 방식으로 선택적으로 변화될 수 있도록, 회전 운동을 회전 구동원으로부터 회전 피구동 부하로 전동시키기 위한 것으로 알려져 있다.
사용에 있어서, 그러한 전동 장치는 광범위의 적용예를 가진다; 예를 들면 그러한 전동 장치는 전동 장치가 회전 구동을 엔진으로부터 차량의 도로 바퀴로 전동시키는 도로용 차량에서와 같이 회전 구동원이 가변적인 회전 구동을 전달하는 적용예에서 사용될 수 있다; 이와는 달리, 전동 장치가 일정한 회전 구동을 전기 모터로부터 선반의 척(chuck)으로 전달하는 기계 공구 선반의 적용예에서와 같이 회전 구동원이 일정한 회전 구동을 전달하는 적용예에서 그러한 전동 장치가 사용될 수 있다.
유럽 특허 EP 0004842 에 개시된 유형의 무한의 가변 전동 장치에서는 전동 장치가 주전원 기어 조립체(epicyclic gear assembly)를 구비하는 것이 알려져 있는데, 주전원 기어 조립체는 구동되어야 하는 부하에 연결되기 위한 회전 구동 출 력부와, 회전 구동원에 연결되기 위한 회전 구동 입력부를 가지며, 회전 구동 입력부는 상기 회전 구동 입력부에 의해 구동된 제 1 및 제 2 구동 입력부를 통하여 주전원 기어 조립체를 구동하도록 배치되고, 제 1 구동 입력부는 제 1 및 제 2 구동 입력부들의 상대 회전 속도들을 변화시키도록 선택적으로 작동될 수 있는 가변기(variator)를 통하여 상기 회전 구동 입력부에 구동되게 연결됨으로써, 상기 회전 구동 출력부에서 소망되는 회전 변화를 야기한다.
유럽 특허 EP 0004842 에 개시된 유형의 무한 가변 전동 장치는 특정한 단점을 가지는 경향이 있다. 예를 들면, 전동 장치는 상대적으로 복잡하고 상대적으로 제조 비용이 비싸다. 또한 전체적으로 크기가 크고 구동 시스템 안에 설치되었을 때 상대적으로 커다란 점유 공간을 필요로 한다. 또한 가변 전동 장치를 구성하는 구성 요소들의 배치는 특정의 적용예를 위한 가변 전동 장치를 주문 생산할 때 가변 전동 장치의 구동 비율 및/또는 토크 전동 성능을 용이하게 변화시키는 것을 곤란하게 한다.
본 발명의 전체적인 목적은 유럽 특허 EP 0004842 에 개시된 유형의 가변 전동 장치를 제공하는 것이지만, 보다 덜 복잡하고, 보다 집약적이며, 특정의 적용예를 위한 가변 전동 장치의 주문 생산을 위하여 구동 비율 및/또는 토크의 전동 성능이 보다 용이하게 제작될 수 있도록 보다 다용도인 전동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 회전 구동 입력부와 회전 피구동 출력부를 가지는 회전 구동 전동 장치가 제공되는데, 회전 구동 전동 장치는 회전 구동 입력부와 회전 피구동 출력부 사이의 구동 비율을 선택적으로 변화시킬 수 있으며, 회전 구동 전동 장치는 회전 구동 입력부를 한정하는 메인 구동 샤프트, 상기 회전 피구동 출력부를 한정하는 회전 출력 부재를 가지고, 제 1 및 제 2 의 회전 구동 입력부들의 상대 회전에서의 변화들이 상기 회전 출력 부재에서의 회전 변화를 야기하도록 회전 피구동 출력 부재와 구동되게 상호 연결된 제 1 회전 구동 입력부 및 분리된 제 2 회전 구동 입력부를 구비하는 차동 전동 조립체 및, 회전 출력 부재의 회전을 선택적으로 제어하도록 제 2 회전 구동 입력부의 회전을 조절하기 위한 선택적으로 작동 가능한 회전 조절 수단을 구비하고, 차동 조립체와 조절 수단은 각각 메인 구동 샤프트상에 장착됨으로써 상기 제 1 의 회전 구동 입력부와 회전 조절 수단이 그에 의해서 직접적으로 구동된다.
본 발명의 다양한 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 이후에 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 구현예에 따른 가변 변속기를 통한 개략적인 축방향 단면도이다.
도 1a 는 화살표 A 로부터 도시한 도 1 의 구현예에 대한 개략적인 축방향 단부의 도면이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 구현예에 따른 가변 전동 장치를 통한 개략적인 축방향 단면도이다.
도 2a 는 화살표 A 로부터 도시된 도 2 의 구현예에 대한 개략적인 축방향 단부의 도면이다.
도 3 은 본 발명의 제 3 구현예에 따른 가변 변속기를 통한 개략적인 축방향 단면도이다.
도 3a 는 화살표 A 로부터 도시된 도 3 의 구현예에 대한 개략적인 축방향 단부의 도면이다.
도 4 는 본 발명의 제 4 구현예에 따른 가변 변속기를 통한 개략적인 축방향 단면도이다.
도 4a 는 화살표 A 로부터 도시된 도 4 의 구현예에 대한 개략적인 축방향 단부의 도면이다.
도 5 는 도 1 내지 도 4 의 구현예에 사용된 가변기(variator)의 개략적인 축방향 단부의 도면이다.
도 1 및 도 1a 에 도시된 제 1 구현예(1)는 회전 구동 입력부(20)와, 회전 피구동 출력부(30)를 구비하는데, 회전 피구동 출력부는 회전 구동 입력부(20)에 의해서 주전원(epicyclic)의 기어 조립체(40)와 가변기(50)를 통해서 구동된다. 사용에 있어서, 회전 구동 입력부(20)는 전기 또는 유체 모터나 엔진과 같은 회전 구동원(미도시)에 구동 가능하게 연결되며, 회전 피구동 출력부(30)는 회전되게 구동되는 부하에 구동 가능하게 연결된다. 예를 들면 도로 차량의 적용예에서, 회전 구동원은 내연 기관이며 부하는 하나 또는 그 이상의 차량의 휘일(wheel)이다.
가변기(50)는 한쌍의 축방향으로 반대편의 하우징 디스크(51,52)를 구비한 다. 하우징 디스크(51,52)의 축방향으로 반대편 측들은 각각 고리형의 채널(53)을 구비하며, 도시된 구현예에서 채널은 반원형의 단면이다. 고리형 채널(53)은 공통의 반경 중심(R)을 가지며 함께 고리형 챔버(54)를 한정한다. 고리형 챔버(54) 안에 하우징된 것은 복수개의 휘일(56)들이며 이들은 공통의 프레임(55)에 회전 가능하게 장착되는 것이 바람직스럽다 (도 5). 각각의 휘일(56)은 양쪽의 반대 채널(53)들과 회전되게 맞물리며 회전축(AR)을 가지는데, 회전축은 하우징 디스크(51,52)의 회전축을 포함하는 평면내에서 움직이도록 제한되는 반면에 반경 중심(R)에 대해서 각도상으로 조절 가능하다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 3 개의 휘일(56)이 제공될 수 있다. 각각의 휘일(56)은 브래킷(150)에 장착된 차축(59)을 중심으로 회전한다. 각각의 브래킷(150)은 브래킷(150)이 중심 지점(R)을 통과하는 회전축을 중심으로 회전될 수 있도록 프레임(55)에 회전 가능하게 장착된 동축선상의 샤프트 연장부(151)를 가진다. 각각의 브래킷(150)의 샤프트 연장부(151)에는 맞물리는 베벨 기어(154)들이 각각 제공됨으로써, 모든 브래킷(150)들은 휘일(56)의 각도 위치를 조절하기 위하여 샤프트 연장부들의 회전축을 중심으로 조화되어 회전한다. 샤프트 연장부(151)들중 하나는 스터브 샤프트(stub shaft, 156)를 통해서 회전 구동 샤프트(미도시)에 연결되어서 그에 의해 유지되는 휘일(56) 및 브래킷(150)의 가변 각도 조절이 가능하다. 바람직스럽게는 탄성의 토크 조절기(351)가 제공되는데, 이것은 샤프트(151)를 회전 가능하게 구동하도록 소정량의 토크를 유지하여 베벨 기어(154)들 사이의 백래쉬(back lash)를 제거한다. 토크 조절기(351) 는 코일 스프링일 수 있다.
바람직스럽게는 프레임(55)이 둘러싸는 하우징(미도시)에 고정되어 그것을 정지 상태로 유지시킨다. 바람직스럽게는 프레임(55)이 베어링이나, 또는 회전 가능하게 샤프트(25)를 지지하는 부쉬 슬리이브(155)를 유지한다.
하우징 디스크(51)는 구동원(미도시)에 구동되게 연결되는데, 구동원은 예를 들면 내연 기관의 플라이휘일일 수 있다. 구동 연결은 복수개의 은못(dowels, 57)에 의해 달성될 수 있다. 도 1 에 있어서, 하우징 디스크(51)는 회전 구동 입력부(20)를 구성한다. 주 구동 샤프트(25)는 하우징 디스크(51)로부터 동축선상으로 연장된다. 샤프트(25)는 디스크(51) 안의 스플라인과 상호 맞물린 스플라인을 가진 확대 부분(25a)을 가진다. 따라서, 디스크(51)와 샤프트(25)는 조화되어 회전한다.
하우징 디스크(52)는 쓰러스트 베어링(26)에 의해 샤프트(25)상에 회전 가능하게 장착된다.
따라서 주어진 방향에서 하우징 디스크(51)의 회전은 휘일(56)들이 회전하게 하며, 다시 하우징 디스크(52)가 디스크(51)의 회전 방향에 반대로 회전하게 한다. 디스크(51,52)들의 상대적인 회전 속도는 반경 중심(R)에 대한 휘일(56)의 회전축 각도 위치에 달려있다. 예를 들면 각각의 휘일(56)은 (위치 MSU 로 표시되는 바와 같은) 비율의 최대 단계 상승(step-up)과 (위치 MSD 로 표시되는 바와 같은) 비율의 최대 단계 하강(step-down) 사이에서 비율의 가변적인 변화를 제공하도록 각도상으로 조절될 수 있다.
도시된 구현예에서, 각각의 채널(53)의 단면 형상은 반원형이다. 따라서, 휘일이 맞물리는 반대편 채널(53)들의 표면들과 각각의 휘일(53) 사이의 표면 대 표면의 부하는 중심 지점(R)에 대한 휘일(56)의 각도 조절 범위를 통하여 같다. 휘일(56)이 전달시킬 필요가 있는 부하의 양은 중심 지점(R)에 대한 그것의 각도상 위치에 따라서 변화될 것이며, 즉, 하우징 디스크(51)의 주어진 회전 속도에 대하여 휘일이 각도 조절의 한계점인 MSU,MSD 에 있을 때는 최대의 부하를 전달할 필요성이 있고, 이들 한계점 사이에서 중간 지점에 있을 때는 최소의 부하를 전달할 필요성이 있다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 휘일이 이들 한계점들 사이의 중간 지점으로부터 MSU, MSD를 향하여 움직이도록 각도상으로 조절되면서 각각의 휘일(56)의 맞물린 표면과 반대편 채널(53)들 사이의 접촉 압력이 증가하도록, 반대편 채널(53)들의 하나 또는 양쪽의 단면 형상이 쌍곡선이나 포물선일 수 있다는 점이 상상된다.
주전원 기어 조립체(40)는 제 1 태양 기어(42)에 의해 한정된 제 1 구동 입력부(I1), 제 2 태양 기어(44)에 의해 한정된 피구동 출력부 및, 제 1 과 제 2 태양 기어들(42,44) 양측과 각각 맞물린 적어도 하나의 혹성 기어(45)를 구비한다. 혹성 기어(들)(45)은 가변기(50)의 피구동 하우징 디스크(52)에 의해 한정된 혹성 유지부(planetary carrier)상에 회전 가능하게 장착된다. 디스크(52)는 주전원 기어 조립체(40)를 위한 제 2 의 구동 입력부(I2)를 한정한다.
제 2 의 태양 기어(44)는 회전 피구동 출력부(30)와 구동되게 결합된다. 예 를 들면, 도 1 에 도시된 바와 같이, 회전 구동 출력부(30)는 슬리이브(32)에 의해 한정되며 그 위에 제 2 의 태양 기어(44)를 한정하기 위한 기어의 치(teech)가 형성된다. 바람직스럽게는, 베어링(141)이 슬리이브(32)를 위한 회전 지지부를 제공하도록 제공된다.
위에 표시된 바와 같이, 주전원의 기어 조립체(40)는 2 개의 구동 입력부(I1,I2)에 의해 회전 가능하게 구동되며 조립체는 피구동 출력부(30)를 회전 가능하게 구동하기 위하여 2 개의 구동 입력부를 차동 결합하도록(differentially combine) 작용한다.
도 1 에 도시된 구현예에서, 제 1 의 구동 입력부(I1)는 태양 기어(42)에 의해 한정되며, 제 2 의 구동 입력부(I2)는 가변기(50)의 피구동 하우징 디스크(52)에 의해서 한정된다.
제 1 구동 입력부(I1)를 한정하는 태양 기어(42)는 메인 구동 샤프트(25)와 조화되게 회전하기 위하여 그에 직접적으로 장착된다.
태양 기어(42)는 메인 구동 샤프트(25)상에 형성된 스플라인(미도시)상에 장착되며 구동 샤프트(25)에 대하여 축방향으로 변위 가능하다.
메인 구동 샤프트(25)의 확대된 부분(25a)은 하우징 디스크(51)와 맞닿게 맞물린 축방향 맞닿음 정지부(24)를 한정한다. 맞닿음 정지부(24)는 샤프트 조절 수단(80)에 의해서 하우징 디스크(51)와 축방향으로 맞닿게 강제되는데, 샤프트 조절 수단은 메인 구동 샤프트(25)의 단부에 형성된 나사 나선(82)상에 나사 결합되게 수용되는 나선화된 너트(81)의 형태인 것이 바람직스럽다.
너트(81)와 태양 기어(42) 사이에 위치된 것은 쓰러스트 베어링(90)과 워셔(91)이다. 따라서, 너트(81)를 조이는 것은 하우징 디스크(51,52)들이 한편으로는 쓰러스트 베어링(26,90)과 태양 기어(42)를 통하여, 그리고 다른 한편으로는 축방향 맞닿음 정지부(24)를 통하여, 축방향으로 서로를 향하여 압축력이 적용됨으로써 강제되게 한다.
이것은 미끄러짐 없이 회전 동력 또는 토크의 전동을 보장하기 위하여 소정량의 압축력이 디스크(51,52)들에 의해서 휘일(56)로 가해질 수 있게 한다. 소정의 압축력의 적용은 샤프트(25)의 일 단부에서 너트(81)를 조작함으로써 편리하게 달성되며, 태양 기어(42)가 샤프트(25) 상에서 축방향으로 변위되지 않기 때문에 주전원 기어 조립체에 영향을 미치지 않는다.
너트(81)의 제거는 태양 기어(44)가 축방향으로 후퇴될 수 있게 하고, 쓰러스트 베어링(90)이 후퇴될 수 있게 하며, 혹성 기어(들)(45)가 후퇴되고 태양 기어(42)가 후퇴되게 할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 즉, 주전원 기어 조립체(40)의 기어 구성부들은 주전원 기어 조립체의 기어 비율을 변화시키기기 위하여 용이하게 제거될 수 있고 상이한 직경 크기의 기어들에 의하여 대체될 수 있다. 또한 프레임(55) 및 휘일(56)의 조립체의 용이한 제거를 허용하도록 디스크(52)가 제거될 수 있다.
압축력을 적용하도록 너트(81)를 사용하는 대신에, 예를 들면 유압 피스톤이 대안의 수단으로서 사용될 수 있다는 점이 상상되는데, 유압 피스톤은 전동의 작동 동안에 가변의 압축력이 적용될 수 있게 한다.
이러한 것은 도 1 에 도시된 가변적인 구동 전동이 특정의 적용에 적절하도록 용이하게 주문 생산될 수 있게 한다.
주전원 기어 조립체에 대한 제 2 의 구동 입력(I2)이 가변기(50)의 하우징 디스크(52)에 의해서 한정되기 때문에, 도 1 의 가변적인 구동 전동 장치는 유럽 특허 EP 0004842 에 개시된 유형의 가변 전동 장치에 비교하여 상대적으로 집약적이다.
도 1 의 구현예에서, 혹성 기어(45)들은 스터브 샤프트(49)상에 회전 가능하게 수용되는데, 상기 스터브 샤프트는 하우징 디스크(52)의 외측 축방향 면(60)으로부터 돌출한다. 따라서 하우징 디스크(52)는 혹성 기어(45)에 대한 혹성 유지부를 한정한다.
바람직스럽게는 혹성 기어(45)들이 스텝 기어(stepped gear)인데, 이것은 기어 비율에 있어서 보다 큰 선택을 제공하기 때문이다.
도 1a 에 도시된 바와 같이, 피구동 태양 기어(44)는 혹성 기어(들)(45)에 의해서 구동된다. 혹성 기어(들)(45)는 구동 태양 기어(42)에 의해 스터브 샤프트(49)를 중심으로 회전 가능하게 구동된다.
도 1a 에 있어서, 태양 기어(42)는 시계 방향으로 회전하는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 태양 기어(42)는 태양 기어(42)와 혹성 기어(45) 사이의 기어 비율에 따라서 회전 속도(속도 A)에서 시계 반대 방향으로 혹성 기어(45)를 회전시키도 록 작용한다.
혹성 기어(45)는 혹성 유지부(디스크(52))에 의해서 시계 반대 방향으로 구동되는데, 이는 그것이 시계 반대 방향으로 태양 기어(42)를 궤도 운동시키도록 되어 있기 때문이다. 이것은 부가적인 속도(속도(B))에 의해 혹성 기어(45)의 회전 속도가 증가되는 효과를 가짐으로써, 혹성 기어의 결과적인 회전 속도가 속도(A) + 속도(B)의 조합이 된다.
시계 반대 방향으로의 혹성 기어(45)의 궤도 운동은 속도(속도(C))에서 태양 기어(44)에 시계 반대 방향의 회전을 부여하도록 작용하는데, 이것은 혹성 기어(42)의 궤도 속도에 (즉, 하우징 디스크(52)의 회전 속도에) 달려있다.
이것은 혹성 기어(42)의 회전 운동이 태양 기어(44)를 회전시키도록 시도하는 회전 방향, 즉, 혹성 기어(42)가 태양 기어를 시계 방향으로 회전시키도록 시도하는 회전 방향에 반대이다.
따라서, 혹성 기어(42)의 조합된 회전 속도(속도(A) + 속도(B))가 궤도 속도(속도(C))를 초과하면, 태양 기어(44)는 혹성 기어(42)의 회전 속도와 그것의 궤도 속도 사이의 편차에 비례하는 속도에서 시계 방향으로 회전될 것이다.
역으로, 궤도 속도(속도 C)가 조합된 회전 속도(속도 A + 속도 B)를 초과한다면, 다음에 태양 기어(44)는 혹성 기어의 회전 속도와 궤도 속도 사이의 차이에 비례하는 속도로 시계 반대 방향으로 회전될 것이다. 혹성 기어(42)의 회전 속도와 궤도 속도가 동등하면, 다음에 태양 기어(44)는 회전 구동되지 않을 것이며 정지 상태로 유지될 것인데, 즉, 중립 상태가 우세하게 될 것이다.
따라서, 태양 기어(42)와 디스크(52)의 상대 회전 속도에 따라서 혹성 기어(45)는 태양 기어(44)에 회전 구동을 부여하지 않거나 (중립 상태) 또는 시계 반대 방향으로나 또는 시계 방향으로 태양 기어(44)를 회전 가능하게 구동한다는 것이 이해될 것이다.
주전원 기어 조립체(40)의 구성은 주전원 기어 조립체(40)를 통하여 상이한 구동 전동 경로들을 제공하기 위하여 변화될 수 있어서 부하를 구동하는데 대한 상이한 구동/토크 전동 특성을 제공한다는 점이 이해되어야 한다.
상이한 주전원 기어 조립체 구성의 예들은 도 2 내지 도 4 에 도시되어 있는데, 여기에서 도 1 의 기어 조립체(40)의 구성 요소들과 유사한 구성 요소들은 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 2 에 도시된 구현예(100)에서 회전 구동 출력부(30)는 반경 방향 플랜지(132)를 가지는 슬리이브(32)에 의해 한정되는데, 플랜지에는 내측으로 치가 형성된 링 기어(135)가 장착된다.
구현예(100)에서 각각의 혹성 기어(45)는 스터브 샤프트(49)를 통하여 하우징 디스크(52)에 의해 유지되며 공전 혹성 기어(145)를 통해서 링 기어(135)와 구동 연결된다. 각각의 공전 기어(145)는 스터브 샤프트(146)를 통하여 하우징 디스크(52)상에 회전 가능하게 장착된다.
도 2 의 구현예(100)는, 공전 기어(145)의 궤도 운동이 링 기어(135)로 부여하는 외주 속도(속도 C)와, 공전 기어(145)의 회전 운동이 링 기어(135)로 부여하는 외주 속도(속도 A + 속도 B) 사이의 차이에 의해서 링 기어(135)의 회전 운동이 지배된다는 점에서, 구현예(10)와 유사한 방식으로 기능한다.
도 3 에 도시된 구현예(200)에서 회전 구동 출력부(30)의 반경 방향 플랜지(132)는 혹성 기어 유지부를 한정하며 혹성 기어 유지부상에서 혹성 기어(들)(45)는 스터브 샤프트(들)(49)를 통해서 회전 가능하게 장착된다.
내부에 치가 형성된 링 기어(152)는 하우징 디스크(52)상에 장착되며 혹성 기어(45) 또는 각각의 혹성 기어(45)와 맞물리도록 배치된다. 혹성 기어(45) 또는 각각의 혹성 기어(45)는 다시 태양 기어(42)와 맞물린다.
따라서, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 시계 반대 방향 링 기어(152)(I2)는 시계 반대 방향으로 각각의 혹성 기어(45)를 회전시키도록 작용하고 시계 방향 회전 태양 기어(42)(I1)는 시계 반대 방향으로 각각의 혹성 기어(45)를 회전시키도록 작용한다. 한편으로는 링 기어(152)와 혹성 기어(45) 사이의 인터페이스에서의 외주 속도가, 다른 한편으로는 혹성 기어(45)와 태양 기어(42) 사이의 인터페이스에서의 외주 속도와 정확하게 맞는다면, 스터브 샤프트(49)는 정지 상태로 유지되며 '중립'의 구동 조건이 우세할 것이며, 즉, 구동 출력부(30)는 정지 상태로 유지될 것이다.
혹성 기어(45)의 외주 속도가 (링 기어(152)(I2)에 의해 발생되는 바로서) 태양 기어(42)의 외주 속도를 초과한다면, 스터브 샤프트(49)는 시계 반대 방향으로 태양 기어(42) 둘레를 궤도 운동하도록 됨으로써, 회전 출력부(30)를 시계 반대 방향으로 그리고 태양 기어(42)와 혹성 기어(45) 사이의 외주 속도들에서의 차이에 비례하는 속도로 회전되게 할 것이다. 역으로, 혹성 기어(45)의 외주 속도가 (링 기어(152)(I2)의 회전 속도 감소에 의해 발생되는 바로서) 링 기어(152)의 속도보다 크다면, 스터브 샤프트(49)는 시계 방향으로 태양 기어(42)의 둘레를 궤도 운동하도록 됨으로써, 회전 출력부(30)가 시계 방향으로 그리고 링 기어(152)와 혹성 기어(45) 사이의 외주 속도 차이에 비례하는 속도로 회전될 것이다.
도 4 에 도시된 구현예(300)는 반경 방향 플랜지(132)가 혹성 유지부를 한정하는 구현예(200)와 유사하다. 구현예(300)에 있어서, 외부에 치가 형성된 링 기어(160)는 하우징 디스크(52) 상에 장착되며 각각의 혹성 기어(45)와 맞물린다. 각각의 혹성 기어(45)는 공전 혹성 기어(145)를 통해서 태양 기어(42)와 구동되게 맞물린다.
공전 혹성 기어(145)의 외주 속도가 태양 기어(42)의 외주 속도보다 큰 경우에 회전 출력부(30)가 시계 반대 방향으로 회전하게 될 것이고 혹성 기어(45)의 외주 속도가 링 기어(160)의 외주 속도 보다 큰 경우에 회전 출력부가 시계 방향으로 회전한다는 점에서, 구현예(300)의 작동은 구현예(200)의 작동과 같다.
도 1 내지 도 4 의 상기 구현예들에서, 제 1 의 입력 구동부(I1)는 태양 기어(42)에 의해서 한정된다. 그러나, 도 6 및 도 7 에 도시된 구현예들에서 예를 들어 설명된 같이, 제 1 의 입력 구동부(I1)는 대신에 혹성 유지부(432)에 의해 한정될 수 있다.
제 5 의 구현예(400)에서, 이전의 구현예들의 부분들과 유사한 부분들은 같 은 참조 번호들로 표시되었다. 주전원 기어 조립체(40)는 혹성 기어(45,145)들중 적어도 하나의 쌍을 유지하는 혹성 유지부(432)를 구비한다. 혹성 유지부(432)는 샤프트와 함께 조화되어 회전될 수 있도록 하기 위하여 샤프트(25)상에 장착되지만, 바람직스럽게는 그 위에서 축방향으로 움직일 수 있어서 축방향의 부하가 샤프트 조절 수단(80)에 의해서 디스크(51,52) 상으로 적용될 수 있게 한다.
혹성 기어들 각각의 쌍의 혹성 기어(45)는 디스크(52)상에 장착된 링 기어(152)와 맞물리고 혹성 기어(145)는 슬리이브(32) 상의 태양 기어(44)와 맞물린다.
도 7 에 도시된 구현예(500)에서, 혹성 기어(45)는 외부에 치가 형성된 링 기어(160)와 맞물려 있으며 또한 태양 기어(44)와 맞물려 있다는 점에서, 즉, 중간 혹성 기어(145)가 생략되어 있다는 점에서 구현예(500)는 구현예(400)와 상이하다.
구현예(400,500)들의 작동은 도 1 내지 도 4 에 도시된 이전의 구현예들에 대한 작동과 유사하다. 요약하면, 도 6a 및 도 7a 에 도시된 바와 같이, 혹성 기어(45)는 2 개의 구동원들의 조합에 의하여, 바꿔 말하자면 혹성 유지부의 회전에 의해 야기되는 회전 속도(A)와 링 기어(152 또는 160)의 회전에 의해 야기되는 회전 속도(B)에 의하여 그것의 축을 중심으로 회전을 경험하게 된다. 이러한 회전 속도(A,B)들은 (샤프트(25)가 시계 방향으로 회전하고 있을 때) 시계 반대 방향으로 태양 기어(44)를 구동하도록 같은 방향으로 작용한다.
혹성 유지부(432)는 시계 방향으로 회전함으로써 혹성 기어(45,145)들을 태양 기어(44) 둘레의 시계 방향 궤도에서 움직이며 따라서 태양 기어(44)를 시계 방향으로 속도(C)에서 구동하도록 시도한다.
도 1 및 도 2 에 도시된 이전의 구현예에서와 같이, 출력부(30)의 회전 방향과 회전 속도는 조합된 속도(A+B)와 속도(C)의 차이에 따르게 될 것이라는 점을 알게될 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 구현예들에서, 가변기(50)의 채널(53)들은 원주 범위에서 반원형으로 도시되어 있다. 채널(53)들은 대신에 짧은 원주 범위를 가질 수 있는데, 예를 들면 1/4 의 원과 같은 것을 상상할 수 있다. 이것은 도 6 및 도 7 의 구현예(400,500)들에서 각각 예로서 도시되어 있다.
디스크(51,52)들 사이의 구동 전동을 위한 개량된 휘일 조립체(WA)는 도 8 에 도시되어 있다. 이전의 도면들에 도시되어 있는 것들과 유사한 부분들은 같은 참조 번호들로 표시되어 있다.
본 발명은 전기 스위치기어로서 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 회전 구동 입력부와 회전 피구동 출력부를 가지는 회전 구동 전동 장치로서, 회전 구동 전동 장치는 회전 구동 입력부와 회전 피구동 출력부 사이의 구동 비율을 선택적으로 변화시킬 수 있으며, 회전 구동 전동 장치는 회전 구동 입력부를 한정하는 메인 구동 샤프트, 상기 회전 피구동 출력부를 한정하는 회전 출력 부재를 가지고 제 1 의 회전 구동 입력부 및, 분리된 제 2 의 회전 구동 입력부를 구비하는 차동 전동 조립체(differential transmission assembly)로서, 제 1 및 제 2 의 회전 구동 입력부들의 상대 회전에서의 변화들이 상기 회전 출력 부재에서의 회전 변화를 야기하도록 제 1 및 제 2 의 회전 구동 입력부와 상기 회전 피구동 출력 부재가 구동되게 서로 연결되는 차동 전동 조립체 및, 회전 출력 부재의 회전을 선택적으로 제어하도록 제 2 회전 구동 입력부의 회전을 조절하기 위한 선택적으로 작동 가능한 회전 조절 수단을 구비하고, 차동 조립체와 조절 수단이 메인 구동 샤프트상에 장착됨으로써 상기 제 1 의 회전 구동 입력부와 회전 조절 수단이 그에 의해서 직접적으로 구동되는 회전 구동 전동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    회전 조절 수단은 피구동 회전 디스크에 축방향으로 반대되는 구동 회전 디스크를 가진 가변기(variator)를 구비하고, 반대편 디스크들은 고리형 챔버나 또는 챔버의 부분적인 일부를 그 사이에 한정하여 그 안에 하나 또는 그 이상의 전동 휘 일들이 구동 디스크로부터 피구동 디스크로 회전 구동을 전동하도록 위치되며, 구동 디스크는 메인 구동 샤프트상에서 그것과 조화하여 회전하도록 장착되며 피구동 디스크는 메인 구동 샤프트상에서 그에 대한 회전 운동을 위하여 장착되며, 피구동 디스크는 제 2 의 회전 구동 입력부를 한정하는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    차동 조립체는 주전원 기어 조립체를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    주전원 기어 조립체는 메인 샤프트상에서 그것과 조화되어 회전할 수 있도록 장착된 구동 태양 기어를 구비하며, 구동 태양 기어는 제 1 의 구동 입력부를 한정하는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    가변기의 피구동 회전 디스크는 혹성 유지부를 한정하며 혹성 유지부 상에서 하나 또는 그 이상의 혹성 기어들이 상기 구동 태양 기어와 맞물려서 장착된 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    주전원 기어 조립체는 메인 구동 샤프트와 조화되어 회전될 수 있도록 메인 구동 샤프트상에 장착된 혹성 유지부를 구비하며, 혹성 유지부는 그에 장착된 하나 또는 그 이상의 혹성 기어들을 가지고, 혹성 유지부는 제 1 의 구동 입력부를 한정하는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    회전 출력부는 메인 구동 샤프트상에 회전 가능하게 장착된 슬리이브에 의해서 한정되며, 슬리이브는 상기 하나 또는 그 이상의 혹성 기어들과 맞물린 피구동 기어들이 그 위에 장착된 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    회전 출력부는 메인 구동 샤프트상에 회전 가능하게 장착된 슬리이브에 의해 한정되며, 슬리이브는 혹성 유지부를 가지고, 혹성 유지부상에서 하나 또는 그 이상의 혹성 기어들이 구동 태양 기어와 맞물려서 장착되며, 가변기의 피구동 디스크는 상기 하나 또는 그 이상의 혹성 기어들과 맞물린 기어를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,
    주전원 기어 조립체의 구동 태양 기어와 가변기의 피구동 회전 디스크는 메 인 구동 샤프트상에서 축방향으로 움직일 수 있으며, 메인 구동 샤프트는 가변기의 구동 회전 디스크를 향하여 가변기의 피구동 회전 디스크와 구동 태양 기어를 축방향으로 강제하도록 작동될 수 있는, 조절 가능한 축방향 압축 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    축방향 압축 수단은 메인 구동 샤프트의 터미널 단부에 위치되며 주전원 기어 조립체의 분해가 가능하도록 제거되는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    축방향 압축 수단은 상기 메인 구동 샤프트상에 나사로 수용된 너트 스크류를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 구동 전동 장치.
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