KR20070108139A - 제네바 운동 장치 제어기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 요구 즉시 전방 및 역전 인덱스 증분으로 장치를 작동시키는 제네바 운동 제어기(10)에 관한 것이다. 상기 제어기는 상기 제어기의 출력 축과 회전 가능하며 그 위에서 미끄럼 가능한 제네바 휠(18); 상기 출력 축의 축선과 평행하며 그의 양측에 위치되는 축선 상에서 회전 가능한 두 개의 캠 유닛들(20,22)로서, 각각의 캠 유닛은 그의 연속 이동을 가능하게 하는 동안 상기 제네바 휠(18)의 회전을 잠그도록 적용되는 양측 캠 유닛의 중앙 형성부를 구비하는 삼축 이격 형성부 장치를 포함하며, 상기 제 1 캠 유닛(22)의 상부 형성부 장치는 하향 배향 제네바 휠 결합 형성부를 포함하며, 상기 제 2 캠 유닛(20)의 하부 형성부 장치는 상향 돌출 형성부를 포함하는 상기 캠 유닛들(20,22); 및 상기 제네바 휠을 상기 세 개의 캠 유닛 형성부 장치들 중 어느 것과 접촉하도록 이동시키는 캠 형상 트리거 유닛을 포함한다.

제네바 운동, 인덱스, 제네바 휠, 캠 유닛, 트리거

Description

제네바 운동 장치 제어기{GENEVA MOTION MACHINE CONTROLLER}

본 발명은 어떤 장치를 작동하기 위한 제네바 운동 장치 제어기에 관한 것으로서, 특히, 즉각 점증 방식의 무단변속기(CVT)에만 적용되지는 않는다.

작동 특성상, WIPO 공개번호 WO2005/036028 A1에 개시된 바와 같은 무단변속기는 하나의 변속비에서 다른 변속비로 상기 무단변속기를 변속하기 위한 제어기 메커니즘을 필요로 한다. 변속비 변경은 리드 스크루 너트의 양 방향에서의 고정식 증분의 동기화된 회전을 필요로 한다. 통상, 변속 중에, 전술한 바와 같은 150kW 무단변속기는 상기 리드 스크루 너트가 변속비들 사이에서 60°증분으로 대략 변속비 변경 당 500Nm의 토크로 회전되도록 한다. 이러한 변경 과정은 출력 축의 일 회전의 65% 내에서, 예를 들면, 상기 출력 축이 3000rpm으로 회전되는 경우 13ms 내에 완료되어야 한다. 13ms 간격 내에서의 변속비 변경에 있어서의 높은 500Nm 토크 요구로 인해, 대형 및 신속-작동 서보 또는 유압 시스템을 채용하는 것이 필수적이 될 것이지만, 많은 분야에 있어서 이를 실제로 적용할 수는 없으며, 특히, 무단변속기가 경차에 사용되는 경우에는 더욱 그러하다.

미국특허 제 3,638,510 호에는 캐리지를 변속하기 위한 제네바 구동 장치가 개시되어 있는바, 이는 문자 인쇄를 수행하며, 두 개의 마주보고 회전하는 제네바 휠 구동자의 교호 결합에 의해 상기 제네바 휠의 연속 인덱싱 방향을 역전시키기 위한 사판식 장치를 채용한다. 이러한 장치는 그가 작동중인 동안 상기 인덱싱 과정을 멈추기 위한 대책이 없으며, 그에 따라, 원하는 즉시 인덱싱하기에는 부적절하다. 또한, 상기 장치는 개시된 바와 같이 높은 토크 적용 분야에서 사용하기에 부적절하다.

본 발명에 따른 장치의 인덱스 이동을 수행하는 제네바 운동 제어기는 회전 입력 축, 회전 출력 축, 상기 출력 축과 결합하여 회전 가능한 제네바 휠, 상기 제네바 휠의 회전 축선의 정 반대 양측에 평행하게 위치되는 축선 상에 상기 입력 축에 의해 서로 반대 방향으로 회전 가능한 제 1 및 제 2 제네바 휠 캠 유닛으로서 각각은 상기 제네바 휠의 요구되는 회전 방향에 따라 서로에 대해 독립적으로 적용되어 소정 각도의 인덱스 회전을 통해 상기 제네바 휠과 결합하여 부분적으로 회전시키는 상기 제 1 및 제 2 제네바 휠 캠 유닛, 및 상기 캠 유닛들 중 하나 또는 나머지 하나를 상기 제네바 휠과 구동 결합시키는 수단을 포함하며, 각각의 상기 제네바 휠 캠 유닛은 삼축 이격 형성 장치를 가지며, 양측 유닛의 중앙 형성부는 상기 제네바 휠의 회전을 잠그도록 적용되어, 상기 캠 유닛들이 계속 회전하도록 하며, 상기 제 1 캠 유닛의 상부 형성 장치는 상기 제네바 휠을 제 1 방향으로 인덱스 회전하도록 해제 가능하게 결합 및 구동하는 하향 형성부를 포함하며, 상기 제 2 캠 유닛의 하부 형성 장치는 상기 캠 유닛 형성부가 상기 제어기 작업자로부터의 요구 신호시 상기 구동 수단에 의해 상기 제네바 휠과 별도로 회전하게 되는 경우의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 제네바 휠을 해제 가능하게 결합 및 구동하는 상향 형성부를 포함한다.

상기 제네바 휠은 상기 제어기 출력 축과 미끄럼 결합할 수 있다.

상기 제네바 휠은 상기 출력 축을 60°회전 증분씩 인덱스 회전시키는 여섯 개의 암이 있는 휠일 수 있다.

상기 제네바 휠이 미끄럼 가능한 상기 제어기 출력 축의 일부는 선형 스플라인으로 형성될 수 있으며, 상기 제네바 휠은 상기 출력 축과 축방향으로 미끄럼 가능하도록 내부에 스플라인이 형성되는 축방향 돌출 허브를 포함한다.

상기 캠 유닛들 각각의 세 개의 형성부 장치는 서로에 대해 수평으로 정렬되는 것이 바람직하며, 상기 구동 수단은 그를 둘러싸는 칼라(collar)를 포함하며, 상기 제네바 휠을 상기 캠 유닛들의 세 개의 형성부 장치와 결합 및 해제 되도록 미끄럼 이동시키는 상기 제네바 휠 허브의 돌출부와 회전 가능하게 결합한다.

상기 구동 수단은 상기 출력 축 위에 안착하며, 그의 원통형 측벽은 상향 변속 캠 형성부를 포함하며 대칭 형상의 하향 변속 캠 형성부와 정 반대로 위치되는 원통형 트리거 유닛, 및 상기 트리거 유닛 상의 원주 방향 경로 또는 그에 인접하여 상기 트리거 유닛의 180°회전 동안 이동 가능한 트리거 핀을 포함하는 트리거 장치를 포함하며, 각각의 상기 캠 형성부는 인덱스 변속 중에 상기 180° 핀 경로의 중앙에 위치되어 상기 제네바 휠 허브 칼라가 상기 제네바 휠을 상승 또는 하강시키도록 하여, 상기 제어기 작업자로부터의 요구 신호 시에 상기 형성부 장치의 상기 상향 또는 하향 변속 캠 유닛 제네바 휠 구동 형성부와 결합하도록 한다.

상기 트리거 장치는 상기 트리거 핀을 상기 트리거 유닛 표면을 향해 가압하는 수단, 및 상기 트리거 유닛 실린더 둘레의 180°경로의 단부에 나머지 캠 형성부의 핀 간격을 유지하기 위한 전기 솔레노이드를 포함할 수 있다.

상기 트리거 핀 경로는 배럴 캠 홈에 의해 편리하게 제공되며, 상기 캠 홈은 상기 트리거 유닛 실린더의 외벽 내의 상기 상향 및 하향 변속 캠 형성부를 포함하며, 상기 핀이 상기 캠 홈에 가압된다.

상기 배럴 캠 홈은 상기 홈의 정반대로 마주보는 위치들에서 상기 트리거 장치의 실린더의 외면에 맞추어 지는바, 이들 위치는 직경 라인에 대해 90°로 위치하며, 상기 직경 라인은 배럴 홈의 상기 상향 및 하향 변속 캠 형성부 상에서 중심을 맞추며, 상기 제어기의 각각의 상향 또는 하향 인덱스 변속 요구는 상기 핀을 상기 배럴 캠 홈의 표면이 맞추어진 위치에서의 상기 트리거 핀 경로와 결합시킴으로써 수행되며, 상기 위치는 상기 홈 내의 상기 요구된 상향 또는 하향 변속 캠 형성부의 앞쪽이 되는바, 이는 상기 트리거 장치의 실린더의 회전 방향으로 앞쪽이 되며, 상기 배럴 캠 홈의 상기 마주보고 추종하여 맞추어지는 표면 위치는 상기 트리거 핀을 상기 트리거 유닛의 표면까지 상승시키는바, 이는 상기 작동된 트리거 장치의 솔레노이드에 의해 상기 표면으로부터 유지되는 위치이다.

상기 트리거 장치는 거의 중앙에 피벗되는 아암을 포함할 수 있는바, 상기 아암은 일 단부에서 상기 제네바 휠 칼라에 연결되고 타단부에서 상기 트리거 핀을 구비하는 수직 이동 가능한 트리거 핀 블록에 연결되며, 그의 가압 수단 및 그의 솔레노이드는 상기 아암이 그의 피벗 핀을 중심으로 상기 트리거 핀에 의해 요동되도록 하되, 상기 트리거 장치의 실린더 둘레의 경로를 따라감으로써, 상기 캠 유닛 형성 장치와 결합하는 삼축 위치 사이에서 상기 칼라를 이동시킨다.

상기 제네바 휠 아암들의 자유 단부들은 오목하게 패여지며, 각각의 제네바 휠 캠 유닛의 형성부 장치로부터 축방향 이격되는 각각의 캠 유닛은 상부 상향 변속 캠 형성부, 상기 캠 유닛의 회전 축선 상에 중심을 맞추며 그의 반경은 상기 제네바 휠 아암들의 자유 단부들의 반경에 대응하는 중앙 원통형 제네바 휠 록킹 형성부, 및 하부 상향 변속 캠 형성부를 포함하며, 상기 하향 및 상향 변속 캠 형성부는 서로에 대해 동일하게 대칭을 이룬다.

상기 제네바 휠 변속비 하향 변경 구동 유닛은 상기 하향 변속 캠 형성부로부터 방사상 외향 돌출하며 하향 배향 제네바 휠 구동 핀을 구비하는 로브(lobe)를 포함하며, 상기 변속비 상향 변경 캠 유닛은 상기 상향 변속 캠 형성부로부터 방사상 외향 돌출하며 상향 배향 제네바 휠 구동 핀을 구비하는 로브(lobe)를 포함한다.

상기 제어기에 의해 제어되는 장치는 무단변속기일 수 있다. 상기 무단변속기는 WO 2005/036028 A1의 명세서에 개시된 장치인 것이 바람직하다.

본 발명은 이하의 도면을 참조로 설명될 것인바, 이는 제한적 의미를 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제어기의 위에서 본 사시도이다.

도 2는 다른 각도에서 본 본 발명의 제어기의 사시도로서 도 1과 유사한 도 면이다.

도 3은 상기 제어기의 평면도이다.

도 4는 도 3의 4-4선의 따른 상기 제어기의 단면도이다.

도 5는 도 1 내지 도 4의 제어기의 출력 축의 분해 사시도이다.

도 6은 상기 제어기의 출력 축의 상단부를 통해 본 확대 단면도이다.

도 7은 여섯 갈래의 제네바-식 휠의 사시도이다.

도 8은 상기 제어기의 하향 변속비 변경 캠 유닛의 아래에서 본 사시도이다.

도 9는 도 8의 캠 유닛의 위에서 본 사시도이다.

도 10은 상기 유닛의 배럴 캠을 보여주는 상기 제어기의 트리거 유닛의 원주 방향 측벽의 전개 측면도이다.

도 11은 상기 전개된 트리거 유닛 측벽의 평면도이다.

도 12는 상기 제어기의 변속비 하향 변속 캠 유닛의 평면도이다.

도 13은 상기 제어기의 변속비 상향 변속 캠 유닛의 평면도이다.

도 14는 상기 제어기의 인덱싱 작동기 조립체의 사시도이다.

도 15 내지 도 22는 상기 제어기의 작동을 순차적으로 도시하는 각각의 세 개의 직교 상태를 도시한다.

도 23은 본 발명의 제어기가 작동되도록 적용되는 무단변속기의 홈-형 변속비 변화 테이퍼 디스크의 측면도이다.

본 발명의 제네바 운동 장치 제어기(10)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있으며, 상부 및 하부 프레임 플레이트(12,14), 인덱싱 출력 축(16), 상기 축에 구비되는 여섯 갈래의 제네바-식 휠(18), 변속비 상향 변경 캠 유닛(20), 변속비 하향 변경 캠 유닛(22), 제어기 입력 축(24), 트리거 유닛(26), 및 인덱싱 작동기 장치(28)를 포함한다.

상기 인덱싱 축(16) 및 상기 두 개의 캠 유닛(20,22)은 도 3에 도시된 바와 같은 공통 수평 횡단 축선(4-4)에 정렬되는 축선을 중심으로 회전 가능하다. 이들 구성요소 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 상부 및 하부 프레임 플레이트(12,14) 내의 적절한 베어링 내에서 회전을 위해 지지된다.

상기 트리거 유닛(26)의 밑면은 스페이서에 고정되며, 상기 스페이서는 또한 트리거 유닛 구동 기어(30)에 고정되며, 전체 트리거 유닛 장치는 포스트(31) 상의 베어링 내에서 회전을 위해 지지되며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제어기 프레임의 상부 프레임 플레이트(12)로부터 상향 돌출한다.

도 4에 도시되고, 도 5 및 도 6에 더욱 명료하게 도시된 바와 같이, 상기 인덱싱 축(16)은 합성 축으로서, 선형 스플라인 축 부분(32)을 포함하며, 이는 사용중에 증분 무단변속기의 변속비 조절 장치에 연결되며, 제 2 축 부분(34)은 선형 스플라인 구멍을 가지며, 상기 구멍에는 상기 축 부분(32)의 상부가 망원경 식으로 미끄럼 된다. 상기 제 2 축 부분(34)의 외면은 제 3 축 부분(36)의 헬리컬 스플라인 구멍과 결합하도록 헬리컬 스플라인으로 형성되며, 상기 제 3 축 부분의 외면은 선형 스플라인으로 형성된다.

설명의 편의성을 위해, 상기 합성 축(16)은 단일 축(16)으로 간주한다. 상 기 축의 다양한 구성요소의 기능은 이하에서 설명하고자 한다.

상기 제네바 휠(18)은 도 7에 도시되어 있으며, 방사상 슬롯(40)에 의해 서로 분리되는 여섯 개의 몰타(Maltese) 크로스-형 날개(38)를 포함하며, 그의 방사상 중심은 60°간격으로 서로 이격된다. 각각의 도브테일 아암(38)의 각각의 자유 단부는 안쪽으로 파여진 외부 에지(R)을 구비한다. 각각의 아암은 방사상 중앙 외향 돌출 상부 및 하부 캠 종동자 형성부(42,44)를 각각 구비하며, 상기 캠 종동자들의 외부 표면들은 상기 아암들의 패인 에지들과 일치하는 형상을 갖는다. 상기 아암들은 내부에 선형 스플라인이 형성되는 중앙 허브(46)로부터 외향 방사상 연장한다. 상기 휠 허브(46)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 합성 출력 축(16)의 부분(36)의 외면상의 스플라인들과 미끄럼 결합한다.

도 8 및 도 9는 아래 및 위에서 본 변속비 하향 변경 캠 유닛(22)을 각각 도시한다. 상기 캠 유닛은 구동 축(48), 구동 기어(50), 하향 배향된 변속 하향 변경 캠 램프(ramp)(54)를 구비하는 제 1 캠 플레이트(52), 상향 배향된 변속 상향 변경 캠 램프(58)를 구비하는 제 2 캠 플레이트(56)를 포함하며, 모든 캠 램프 변수는, 상기 캠 램프(54)에 대해 상대적으로 역의 값을 갖지만, 상기 캠 램프(54)의 변수와 동일하다. 두 개의 캠 램프는 서로에 대해 정확하게 수직으로 일치한다.

상기 캠 플레이트(52,56)는 원통형 스페이서(60)에 의해 상기 캠 램프(54,58)의 내측에서 서로에 대해 동축 관계로 이격되며, 상기 스페이서는 하프 제네바 휠 록킹 디스크(62)의 상/하를 거의 정 반대 형상으로 절단한다. 하프 디스크(62) 및 그의 뒤쪽에 대한 상기 실린더(60)의 나머지 하프는 상기 제네바 휠(18)의 아암들(38)의 반경(R)에 대해 동일한 반경을 갖는다. 상기 상부 캠 플레이트(52)는 외향 돌출 로브(lobe)(64)를 포함하며, 상기 로브(64)는 상기 제네바 휠(18)을 인덱싱 회전시키는 하향 연장 구동 핀(65)을 구비하며, 통상의 제네바 운동은 무단변속기의 하나의 변속비에서 다른 변속비로 하향 변속된다. 상기 로브(64)는 두 개의 외향 돌출 제네바 휠 지지 형성부(66)를 더 포함하는바, 그 목적은 이하에서 설명한다.

상기 변속비 하향 변경 캠 유닛(22)은 기어(68)를 더 포함하며, 상기 기어(68)는 도 8에 도시된 바와 같이 그의 상부 캠 플레이트(52) 및 상기 유닛 구동 기어(50) 사이의 위치에서 그의 구동 축(48)에 고정되어, 이하에서 설명하는 바와 같이 상기 트리거 유닛(26)을 간접 구동한다.

상기 캠 플레이트(52,56) 사이의 상기 변속비 상향-변경 캠 유닛(20)은 전술한 상기 하향 변경 유닛(22)과 동일하지만, 상기 유닛(22)에 대해 역전된 형상을 가지며, 그의 제네바 휠 구동 핀(65)은 도 4에 도시된 바와 같이 위를 향한다. 상기 캠 유닛(20)의 도 4에 도시된 바와 같이 상기 기어(68)를 포함하지 않는다.

도 3의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 캠 유닛 구동 축들(48)의 회전 축선은 상기 제어기 출력 축(16)의 축선과 공통으로 상기 수평 축선(4-4) 상의 제어기 프레임 내에 위치한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캠 유닛의 캠 램프(54,58)의 최대 상승 위치(72) 뿐만 아니라 상기 제네바 구동 핀들(65)도 4-4선상에서, 서로에 대해 180°로 위치되지는 않지만, 서로 일치하는 형상을 갖는다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 트리거 유닛(26)은 원주 방 향 연속 배럴 캠 홈(74)을 포함하며, 상기 캠 홈(74)은 도 10 및 도 11에 전개 도시된 바와 같이 두 개의 대칭 및 반대 위치에 수직 배열되는 캠 로브(74,78)를 구비하며, 그들의 상기 트리거 유닛 배럴 캠 상의 중심은 서로에 대해 정 반대 위치에 놓인다. 상기 홈(74)은 서로 정 반대로 위치하는 수평 로브(80) 내에서 상기 트리거 유닛의 표면과 맞추어지며, 그의 중심들은 도 11에 도시되고 도 3 및 도 15 내지 22에 점선으로 도시된 바와 같이 서로에 대해 90°이격되어 정 반대 위치에서 상기 홈(74)의 캠 로브(76,78)의 중심을 가로지르는 선에 대해 정렬된다.

도 12 및 도 13은 변속비 상향-변경 및 변속비 하향-변경 캠 유닛(20,22)의 평면도로서, 이들은 도 10 및 도 11을 참조하여 이하에서 설명하고자 한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 인덱싱 작동기 조립체(28)는 작동기 트리거 핀 장치(82) 및 상기 제네바 휠 작동기 조립체(83)를 포함한다.

상기 제네바 휠(18) 작동기 조립체는 상부 및 하부 칼라(84,46)를 포함하며, 이들은 각각 세 개의 동일 원주방향 이격된 스페이서 로드(88)에 의해 수직 고정 이격 관계를 동심 상태로 유지한다. 상기 상부 칼라(84)는 두 개의 정반대 위치 상향 돌출 러그(90)를 구비하며, 이들은 차례로 외향 돌출 피벗 핀들(92)을 구비한다.

상기 트리거 핀 작동기 장치(82)는 트리거 핀 블록(94)을 포함하며, 상기 핀 블록(94)은 고속 스위칭 솔레노이드(98)가 장착되는 후방 연장 L-형 브래킷(96)을 구비한다. 상기 솔레노이드 작동기 로드(100)는 그의 전방 단부에 트리거 핀(102)을 구비하며, 상기 트리거 핀(102)은 상기 트리거 핀 블록(94) 내의 구멍에 미끄럼 가능하게 위치되며 상기 솔레노이드(98)를 통과하여, 도시된 바와 같이, 상기 브래킷(96)의 발(foot) 및 U-형 브래킷(104)의 베이스를 통과한다. 압축 스프링(106)은 상기 브래킷(96)의 발의 후면과 상기 브래킷(104)의 베이스의 내면 사이에서 작용하여 상기 솔레노이드 작동기 로드를 가압하며, 상기 트리거 핀(102)을 도 14에 도시된 연장 위치까지 보낸다. 상기 솔레노이드(98)의 작동시에, 상기 핀(102)은 그가 상기 트리거 유닛 홈(74) 내에서 수평 로브(80)에 의해 올려질 때까지 상기 트리거 유닛 홈(74) 내에 초기 상태로 유지되며, 홈 내의 위치에서 상기 트리거 유닛(26)으로부터 수축되도록 상기 솔레노이드에 충분히 가깝게 위치한다.

상기 작동기 조립체(82)는 분기 아암(108)을 더 포함하며, 그의 단일 레그(110)는 도 14에 도시된 바와 같이 상기 아암 레그(110)의 연장 구멍을 통과하는 피벗 핀(112)에 의해 상기 트리거 핀 블록(94)에 피벗 가능하게 연결된다. 상기 아암(108)의 벌어진 레그들은 그들의 인접 자유 단부를 포함하며, 연장된 피벗 핀 홀들은 상기 칼라(84)의 러그들(90) 상의 피벗 핀들(92) 위에 결합한다. 상기 아암(108)은 블록(111) 위에 피벗 가능하게 장착되며, 상기 블록(111)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 아암들(108)의 레그들 내의 상기 핀 홀들(113)과 결합하는 피벗 핀들에 의해 상기 프레임 플레이트(12)의 상부 표면에 고정되어 상향 돌출한다. 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 작동기 조립체(82)의 상부 칼라(84)는 원통형 포스트 형성부(114) 상에 미끄럼 가능하게 위치하며, 상기 형성부(114)는 상기 제어기(10)의 상부 프레임 플레이트(12)의 상부 표면에 고정되어 그로부터 돌출한다. 상기 조립체(82)의 하부 칼라(86)는 상기 프레임 플레이 트(12,14) 사이에 위치된다. 상기 칼라들 사이에서 연장하는 스페이서 로드들(88)은 상기 프레임 플레이트(12) 내의 구멍들을 자유롭게 통과한다.

전술한 바와 같이, 상기 제네바 휠(18)의 허브(46)의 외부 선형 스플라인들은 상기 축(16)의 외부의 외면상의 선형 스플라인들과 미끄럼 가능하게 결합한다. 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 축 부분(36)은 드러스트 베어링(116,118)에 의해 상기 프레임 플레이트(12,14) 사이의 축 방향 이동에 대해 위치된다.

상기 제네바 휠 허브(46)의 상단부는 도 6에 도시된 바와 같이 드러스트 베어링(120,122)에 의해 하부 칼라(86) 내에 회전 가능하게 지지된다. 상기 상부 드러스트 베어링(120)은 원형 클립(124)에 의해 상기 칼라(86) 내의 홈 안에 잠겨진다.

상기 트리거 핀 블록(94)은 그를 관통하는 수직 구멍(126)을 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 작동기 장치의 포스트(114)에 인접하여 상기 프레임 플레이트(12)에 부착되어 그로부터 상향 연장하는 로드(123)는 상기 핀 블록(94)의 구멍(126)을 통과하여 상기 핀 블록이 상기 로드 상에서 미끄럼 가능하게 하며, 이때, 상기 트리거 핀(102)은 사용중에 상기 트리거 유닛(26)의 배럴 홈(102)과 결합하여 그를 추종하는 동안 수직으로 이동한다. 상기 트리거 핀 블록(94)의 이러한 운동은 상기 분기 아암(108)의 자유 단부들이 상기 핀 블록(94)의 이동에 대해 서로 반대인 수직 이동 방향으로 상향 및 하향 요동하도록 하는바, 이는 피벗 구멍들(113) 내의 피벗 핀들을 중심으로 상기 로드(123) 상에서 일어나며, 상기 칼라(86)를 수직 이동시킴으로써 상기 제네바 휠(18)이 세 개의 위치 사이에서 이동 되도록 하며, 마주보는 아암들(38) 중 둘은 상기 두 개의 캠 유닛(20,22) 뒤쪽의 연속 회전 록킹 디스크들(62)의 에지들 및 원통형 스페이서들(60)과 결합하는 움푹 패인(R) 단부들을 가짐으로써, 상기 제네바 휠, 및 캠 유닛(22,20)의 상기 변속비 하향 및 상향 변경 캠(54,48)이 회전하지 못하도록 한다. 상기 제네바 휠의 이동의 세 개의 위치는 따라서 변속비 상향 변경 위치, 제네바 휠 잠금 위치 및 변속비 하향 변경 위치, 및 그 반대가 된다.

상기 제어기의 연동기는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하고자 한다.

제어되는 무단변속기의 출력 축에 의해 구동되는 상기 입력 축(24)은. 본 실시예에 있어서, 상기 축의 상단부에 부분적으로 회전가능하게 장착되어 구동되는 제어기 구동 기어(130)를 구비하며, 상기 축(24)의 단부에 고정되는 120°백래시 아암(132)에 의해 하나의 회전 방향 또는 다른 방향으로 회전된다. 상기 아암(132)은 상기 기어(130)의 상부 표면상의 보스 내의 120° 홈 내에 위치된다. 상기 구동 기어(130)는 상기 하향 변속 캠 유닛(22)의 상기 기어(50)를 2:1 변속비로 구동한다. 상기 캠 유닛 축(48)에 부착되는 기어(68)는 아이들러 기어(134)를 2:1의 변속비로 구동하며, 이때, 상기 아이들러 기어(134)의 축에 고정되는 기어(136)는 상기 트리거 유닛 구동 기어(30)를 2:1 변속비로 구동한다. 상기 기어(130)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전되는 상기 입력 축 기어(130) 및 상기 트리거 유닛 (26)의 기어(30) 사이의 결과적인 변속비는 8:1이다.

상기 하향 변속 캠 유닛(22)의 기어(50)는 상기 상향 변속 캠 유닛(20)의 기어(50)를 두 개의 아이들러 기어(138)를 통해 반대 회전 방향으로 구동한다.

본 발명의 제어기 작동은 도 10 내지 도 13 및 도 15 내지 도 22를 참조하여 설명한다. 도 15 내지 도 22에 있어서, 상기 제어기의 필수 내용은 상기 제어기의 변속비 변경 과정을 설명하기 위한 것이다.

이러한 설명에 있어서, 상기 제어기의 변속비 상향 변경만 설명되며, 변속비 하향 변경 동작은 그와 동일하지만, 상기 하향 변속 캠 유닛(22)은 상기 제네바 휠(18)을 구동하는 상기 유닛(20)의 회전 방향과 반대로 회전하는바, 이는 변속비 상향 변경 중에 상기 제네바 휠(18)의 시계 반대방향과 반대인 변속비 하향 변경 중의 시계 방향으로 회전한다.

도 15 내지 도 22에 있어서, 상기 트리거 유닛(26)은 상기 입력 축 기어(130)의 회전 속도의 12.5%에서 회전하고, 상기 캠 유닛(20)의 회전 속도의 25%에서 회전한다.

도 15 및 나머지 도 16 내지 도 22에 있어서, 상기 트리거 유닛(26) 및 상기 캠 유닛(20)은 도면의 화살표 방향으로 회전한다. 상기 작동기 조립체(28)의 트리거 핀(102)의 솔레노이드(98)는 상기 제어기(10)의 마이크로프로세서(도시하지 않음)에 의해 불활성화되는바, 이는 상기 제어기의 작업자에 의한 변속비 상향 변경 요구시에 이루어지며, 도 14의 스프링(106)의 가압력 하에서 상기 핀(102)을 도 10 및 도 11에 도시된 상기 홈(74)의 표면 맞춤 위치(81)에서 상기 트리거 유닛(26)의 배럴 캠 홈(74) 상으로 해제하도록 한다.

상기 핀(102)의 해제 시에, 상기 작동기 조립체(28)의 칼라(86)를 지지하는 상기 제노바 휠(18)은 상기 캠 유닛(20)에 대한 세 위치 수직 이동의 중심 위치에 상기 제네바 휠을 유지하며, 그 아암(B)의 패인 단부(R)는 도 15 내지 도 18에는 도시되지 않은 상기 록킹 디스크(62)의 외측 패인 표면 상을 주행하며, 상기 실린더 스페이서(60)를 그의 후방에 유지한다. 이러한 위치에서, 상기 제네바 휠은 그의 아암(B)(그의 반대쪽 아암(C)도 마찬가지로)에 의해 상기 회전 캠 유닛(20)(및 그의 캠 유닛(22, 도시하지 않음))에 상기 출력 축(16)의 축선 중심 회전에 대항하는 잠금 상태를 유지한다.

상기 스프링 가압 트리거 핀(102)은, 도 15, 도 16 및 도 17에 평면도 및 측면도로 도시된 바와 같이, 상기 변속비 상향 변경 홈 로브(76)를 향해 상기 수평 로브(80)의 중앙 위치로부터 상기 로브(80)를 하향 이동시키도록 상기 회전 배럴 캠 홈(74) 내에서 이동한다. 한편, 상기 캠 유닛(20) 및 그의 제네바 휠(18)의 구동 핀(65)은 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이 상기 제어기 연동기의 타이밍에 의해 0°, 60° 및 180° 회전 위치를 통해 회전된다. 이들 도면들로부터, 특히 도 17에 있어서, 도시된 제어기 구성요소의 상태는 상기 제네바 휠의 수직 이동이 일어나지 않고 상기 휠(18)은 상기 캠 유닛(20)에 의한 회전에 대한 잠금 상태를 유지하며 상기 제네바 휠(18)의 캠 유닛(20)의 구동 핀(65)의 상단부는 상기 휠(18)의 밑면에 간극을 유지한다는 것을 알 수 있다.

도 17의 상기 트리거 핀(102)의 위치로부터, 상기 핀은 상기 변속비 상향 변경 로브(76)의 접근 경사를 계속해서 올라가며, 도 18의 상승 단부로부터, 상기 작동기 조립체 아암(108) 및 상기 칼라(86)의 하향 이동은 상기 제네바 휠 아암(B)이 하향 이동을 개시하여 상기 휠(18)을 상기 캠 유닛(20,22)으로부터 해제한다. 상 기 캠 유닛(20)의 구동 핀(65)이 도 19의 300°변속비 상향 변환 회전 위치에 도달하는 경우, 상기 캠 유닛(20)의 구동 핀(65)은 상기 감속 휠 아암(B) 아래로부터 상기 제네바 휠(18)의 방사상 슬롯(40)으로 들어가서, 평면도로 볼 때, 화살표의 시계 반대방향으로 상기 제네바 휠(18)을 구동하기 시작하는바, 이때, 상기 캠 종동자들(44)은 상기 제네바 휠 지지 형성부들(66)에 의해 지지된다.

상기 핀(65)은 상기 제네바 휠(18)의 아암(18)을 도 20의 360°위치를 통해 도 21에 위치된 120°위치까지 구동하는바, 상기 제네바 휠은 이로부터 상기 캠 종동자들(44)에 의해 상승되어 상기 캠 유닛(20)의 캠(54)과 상기 캠 유닛(22)의 캠(58) 위에 올라타서, 상기 제네바 휠을 상기 록킹 디스크(62)와 결합하도록 상승시키고 상기 스페이서(60)가 최종적으로 도 22에 도시된 바와 같이 상기 제네바 휠(18)의 회전을 다시 잠그도록 한다. 상기 트리거 유닛(26)의 추가 회전 시, 상기 트리거 핀(102)은 도 22의 평면도로 도시된 바와 같이 수평 로브(80)와 접촉하며, 전술한 바와 같이, 상기 핀(102)을 상기 트리거 유닛의 표면까지 상승시키는바, 상기 표면으로부터 상기 솔레노이드(98)는 상기 캠 슬롯(74)의 핀 간격을 유지하거나, 상기 트리거 유닛 표면의 간극을 줄여서, 상기 제어기의 작업자로부터의 추가의 변속비 상향 변경 또는 하향 변속 요구를 기다린다. 도 20의 상기 구동 핀(65)의 위치에 있어서, 상기 제네바 휠 지지 형성부들(66)은 그들이 상기 제네바 휠 밑면으로 들어가고 유지되고 그를 떠남에 따라 상기 휠(18)을 하향 이동에 대항하여 지지한다.

이제 상기 제어기 입력 축(16) 및 다양한 구성요소의 기능을 다시 설명한다. 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 축(16)의 부분(34)의 상단부는 조절 로드(128)과 결합하기 위한 챔버(127)를 포함하며, 상기 로드(128)의 하단부는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 챔버(128)의 상부 벽의 구멍에 회전 가능하게 위치되는 헤드(129)를 구비한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로드의 상단부는 나선이 형성되며, 상기 인덱싱 작동기 조립체의 상부 칼라(84)가 미끄럼 가능하게 위치되는 상기 포스트(114)의 상부 표면 내의 나사 구멍을 통과한다.

상기 로드(128)의 상단부는 저 전력 모터와 회전 가능하게 결합하는바, 상기 모터는 상기 제어기 마이크로프로세서에 의해 제어되며, 상기 마이크로프로세서는 이러한 작동 모드에서 상기 무단변속기 및 상기 제어기(10)가 위치되는 상기 하우징 내에 적절하게 위치하는 센서로부터의 지시에 따라 작동한다. 상기 로드(128)가 상기 모터에 의해 회전되는 경우, 상기 로드 (128) 및 상기 축 부분(34)은 상기 포스트(114)와의 나선 연결에 의해 상향 또는 하향 이동된다. 상기 축 부분(34)이 그의 헬리컬 나선 연결부룰 따라 이동함에 따라, 상기 축 부분(36)은 상기 부분(36) 및 그가 구비하는 상기 제네바 휠이 그에 대해 상대적으로 회전되도록 한다. 상기 제네바 휠의 이러한 정밀 회전 위치 조절의 목적은 제네바 휠(18)의 기능을 정확하게 유지하고 오일 온도, 무단변속기를 통한 토크 전달, 체인 또는 기어 마모 등과 같은 상기 제어기의 가변 작동 변수에 대해 보상하는 것이다.

WO 2005/036028 A1의 증분 작동 무단변속기는 변속비 변경 장치를 갖는바, 상기 장치는 한 쌍의 절두 원추형 표면 변속비 변경 디스크(134)를 포함하며, 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 디스크들(134)은 상기 축의 회전을 위한 상기 무단변 속기 출력 축 상에 장착된다. 상기 디스크들은 변속비 변경에 있어 서로 가까워지도록 또는 멀어지도록 이동 가능하며, 각각의 디스크는 도 23에 도시된 바와 같이 그들의 마주보는 표면 상에서 일련의 거의 방사상 홈들(136)을 포함하며, 상기 홈들 내에서 상기 디스크들 사이의 구동 메커니즘의 루프의 링크 핀들의 단부들은 상기 무단변속기 출력 축에 가까워지거나 그로부터 멀어지도록 이동 가능하다. 상기 구동 체인은 목(throat)(138)을 통해 상기 디스크들 사이의 루프로 들어가거나 그로부터 나오게 되며, 상기 목은 두 개의 이격된 스프로켓들(140) 사이에 규정되며, 상기 스프로켓들(140)은 변속비 변경 중 상기 변속비 변경 장치에 의해 상기 디스크들에 가깝게 또는 그로부터 멀어지도록 이동 가능하다. 상기 무단변속기의 변속비 변경 장치는 출력 축 구동 장치(도시하지 않음)를 더 포함하며, 상기 장치는 하나의 또는 다른 형태로서 일련의 체인 결합 톱니부 또는 봉을 포함하며, 이들은 상기 디스크들 사이에서 원주 방향으로 배열되며 서로에 대해 상대적으로 이동 가능하다. 이러한 디스크(134)의 구동 장치의 원주 방향 길이는 상기 체인 목 규정 스프로켓들(136)을 분리시키는 거리보다 큰 것이 바람직하다.

상기 디스크들(134) 및 출력 축의 연속 회전을 보장하기 위해, 상기 구동 장치는 상기 목(138)을 횡단하는 것이 중요한바, 이는 원형 체인-구동 이동의 불연속 없이 상기 체인에 의해 회전되기 때문이다. 이러한 것을 가능하게 하기 위해, 상기 구동 장치의 상기 톱니부 또는 봉들이 상기 목을 가로지르는 그들의 경로에서 상기 목의 양측에서 상기 구동 체인과 완전하게 결합하는바, 이는 상기 체인의 물림이 상기 목을 떠나거나 그 안으로 들어가기 이전이며, 그에 따라, 상기 구동 장 치의 완전한 360°회전 중에 상기 무단변속기의 체인으로부터 그의 출력 축까지 구동력의 연속성을 보장한다. 상기 구동 장치의 상기 목(134)의 천이는 상기 디스크들(134) 사이의 상기 체인의 모든 변속비 위치에서 일어나야만 한다.

어떤 디스크(134)에 대한 상기 무단변속기 구동 체인의 간섭을 방지하기 위해, 구동 장치는 상기 무단변속기에 채용되며, 상기 무단변속기를 제어함으로써 상기 구동 장치가 상기 디스크들(134) 사이의 체인 서클의 목 부분에 있는 동안 어떠한 변속비가 변경되는 것도 방지할 것이다.

이를 달성하기 위해, 상기 제어기(10)의 입력 축(24)은 상기 홈들(136)이 상기 체인 목(138)을 횡단하지 않는 경우 상기 무단변속기의 변속비를 변경하도록 상기 디스크들(134) 내의 구동 톱니부 또는 봉 홈들(136)과 동기화될 것을 필요로 한다. 상기 제네바 제어기(10)의 입력 축(24)이 상기 제어기의 작동 중에 양 방향으로 회전 가능하므로, 상기 구동 봉 홈들(136)의 동기화는 상기 입력 축(24)의 회전 방향이 변화될 때마다 요구된다.

이는 상기 입력 축(24) 및 입력 축 기어(130) 사이의 상기 입력 축(24)의 백래시 아암(132)에 의해 제공되는 120°백래시를 가짐으로써 달성되는바, 이는 회전 방향이 역전되는 경우 요구되는 디스크(134)의 홈들의 도 23의 120°동기화에 대응한다.

WO 2005/036028 A1에 개시된 증분 작동 무단변속기의 작동에 대한 설명이 본 명세서에 참고로 상세히 설명되었다. 본 발명의 제어기(10)에 대한 상세한 설명은 전술한 WO 공개공보의 무단변속기에 거의 독점적으로 관련되어 있지만, 미세한 변경 또는 수정이 있더라도, 상기 제어기(10)는 유사한 형태 또는 다른 장치의 무단변속기에 동일하게 적용될 수 있을 것이며, 이는 상기 무단변속기의 두 개의 필요 작동 위치 사이에서 자유 휠 용량의 요구 시 전방 및 역전 증분 작동을 필요로 한다.

Claims (14)

1. 장치의 인덱스 이동을 수행하는 제네바 운동 제어기로서, 회전 입력 축, 회전 출력 축, 상기 출력 축과 결합하여 회전 가능한 제네바 휠, 상기 제네바 휠의 회전 축선의 정 반대 양측에 평행하게 위치되는 축선 상에 상기 입력 축에 의해 서로 반대 방향으로 회전 가능한 제 1 및 제 2 제네바 휠 캠 유닛으로서 각각은 상기 제네바 휠의 요구되는 회전 방향에 따라 서로에 대해 독립적으로 적용되어 소정 각도의 인덱스 회전을 통해 상기 제네바 휠과 결합하여 부분적으로 회전시키는 상기 제 1 및 제 2 제네바 휠 캠 유닛, 및 상기 캠 유닛들 중 하나 또는 나머지 하나를 상기 제네바 휠과 구동 결합시키는 수단을 포함하는 상기 제어기에 있어서, 각각의 상기 제네바 휠 캠 유닛은 삼축 이격 형성 장치를 가지며, 양측 유닛의 중앙 형성부는 상기 제네바 휠의 회전을 잠그도록 적용되어, 상기 캠 유닛들이 계속 회전하도록 하며, 상기 제 1 캠 유닛의 상부 형성 장치는 상기 제네바 휠을 제 1 방향으로 인덱스 회전하도록 해제 가능하게 결합 및 구동하는 하향 형성부를 포함하며, 상기 제 2 캠 유닛의 하부 형성 장치는 상기 캠 유닛 형성부가 상기 제어기 작업자로부터의 요구 신호시 상기 구동 수단에 의해 상기 제네바 휠과 별도로 회전하게 되는 경우의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 제네바 휠을 해제 가능하게 결합 및 구동하는 상향 형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제네바 휠은 상기 제어기 출력 축과 미끄럼 결합하는 것을 특징으로 하는 제어기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제네바 휠은 상기 출력 축을 60°회전 증분씩 인덱스 회전시키는 여섯 개의 암이 있는 휠인 것을 특징으로 하는 제어기.
4. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제네바 휠이 미끄럼 가능한 상기 제어기 출력 축의 일부는 선형 스플라인으로 형성되며, 상기 제네바 휠은 상기 출력 축과 축방향으로 미끄럼 가능하도록 내부에 스플라인이 형성되는 축방향 돌출 허브를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 캠 유닛들 각각의 세 개의 형성부 장치는 서로에 대해 수평으로 정렬되며, 상기 구동 수단은 그를 둘러싸는 칼라(collar)를 포함하며, 상기 제네바 휠을 상기 캠 유닛들의 세 개의 형성부 장치와 결합 및 해제 되도록 미끄럼 이동시키는 상기 제네바 휠 허브의 돌출부와 회전 가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 제어기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 구동 수단은 상기 출력 축 위에 안착하며, 그의 원통형 측벽은 상향 변속 캠 형성부를 포함하며 대칭 형상의 하향 변속 캠 형성부와 정 반대로 위치되는 원통형 트리거 유닛, 및 상기 트리거 유닛 상의 원주 방향 경로 또는 그에 인접하여 상기 트리거 유닛의 180°회전 동안 이동 가능한 트리거 핀을 포함하는 트리거 장치를 포함하며, 각각의 상기 캠 형성부는 인덱스 변속 중에 상기 180° 핀 경로의 중앙에 위치되어 상기 제네바 휠 허브 칼라가 상기 제네바 휠을 상승 또는 하강시키도록 하여, 상기 제어기 작업자로부터의 요구 신호 시에 상기 형성부 장치의 상기 상향 또는 하향 변속 캠 유닛 제네바 휠 구동 형성부와 결합하도록 하는 것을 특징으로 하는 제어기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 트리거 장치는 상기 트리거 핀을 상기 트리거 유닛 표면을 향해 가압하는 수단, 및 상기 트리거 유닛 실린더 둘레의 180°경로의 단부에 나머지 캠 형성부의 핀 간격을 유지하기 위한 전기 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 트리거 핀 경로는 배럴 캠 홈에 의해 제공되며, 상기 캠 홈은 상기 트리거 유닛 실린더의 외벽 내의 상기 상향 및 하향 변속 캠 형성부를 포함하며, 상 기 핀이 상기 캠 홈에 가압되는 것을 특징으로 하는 제어기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 배럴 캠 홈은 상기 홈의 정반대로 마주보는 위치들에서 상기 트리거 장치의 실린더의 외면에 맞추어 지는바, 이들 위치는 직경 라인에 대해 90°로 위치하며, 상기 직경 라인은 상기 배럴 홈의 상기 상향 및 하향 변속 캠 형성부 상에서 중심을 맞추며, 상기 제어기의 각각의 상향 또는 하향 인덱스 변속 요구는 상기 핀을 상기 배럴 캠 홈의 표면이 맞추어진 위치에서의 상기 트리거 핀 경로와 결합시킴으로써 수행되며, 상기 위치는 상기 홈 내의 상기 요구된 상향 또는 하향 변속 캠 형성부의 앞쪽이 되는바, 이는 상기 트리거 장치의 실린더의 회전 방향으로 앞쪽이 되며, 상기 배럴 캠 홈의 상기 마주보고 추종하여 맞추어지는 표면 위치는 상기 트리거 핀을 상기 트리거 유닛의 표면까지 상승시키는바, 이는 상기 작동된 트리거 장치의 솔레노이드에 의해 상기 표면으로부터 유지되는 위치인 것을 특징으로 하는 제어기.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 트리거 장치는 거의 중앙에 피벗되는 아암을 포함할 수 있는바, 상기 아암은 일 단부에서 상기 제네바 휠 칼라에 연결되고 타단부에서 상기 트리거 핀을 구비하는 수직 이동 가능한 트리거 핀 블록에 연결되며, 그의 가압 수단 및 그의 솔레노이드는 상기 아암이 그의 피벗 핀을 중심으로 상기 트리거 핀에 의해 요동되 도록 하되, 상기 트리거 장치의 실린더 둘레의 경로를 따라감으로써, 상기 캠 유닛 형성 장치와 결합하는 삼축 위치 사이에서 상기 칼라를 이동시키는 것을 특징으로 하는 제어기.
11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제네바 휠 아암들의 자유 단부들은 오목하게 패여지며, 각각의 제네바 휠 캠 유닛의 형성부 장치로부터 축방향 이격되는 각각의 캠 유닛은 상부 하향 변속 캠 형성부, 상기 캠 유닛의 회전 축선 상에 중심을 맞추며 그의 반경은 상기 제네바 휠 아암들의 자유 단부들의 반경에 대응하는 중앙 원통형 제네바 휠 록킹 형성부, 및 하부 상향 변속 캠 형성부를 포함하며, 상기 하향 및 상향 변속 캠 형성부는 서로에 대해 동일하게 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 제어기.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제네바 휠 변속비 하향 변경 구동 유닛은 상기 하향 변속 캠 형성부로부터 방사상 외향 돌출하며 하향 배향 제네바 휠 구동 핀을 구비하는 로브(lobe)를 포함하며, 상기 변속비 상향 변경 캠 유닛은 상기 상향 변속 캠 형성부로부터 방사상 외향 돌출하며 상향 배향 제네바 휠 구동 핀을 구비하는 로브(lobe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
13. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    제어되는 장치는 무단변속기인 것을 특징으로 하는 제어기.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 무단변속기는 WO 2005/036028 A1의 명세서에 개시된 장치인 것을 특징으로 하는 제어기.

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