KR20130058310A - 무단변속기용 체인조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무단변속기용 체인조립체에 관한 것으로서,상기 무단변속기는 한 쌍의 원추차가 서로 맞대어 형성되는 구동풀리와 종동풀리를 포함하고, 상기 한 쌍의 원추차에 각각 면접촉하는 원추형상의 단방향 베어링과; 이웃하는 단방향 베어링을 체인형상으로 상호 연결하는 연결링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무단변속기용 체인조립체{CHAIN ASSEMBLY FOR CVT}

본 발명은 체인조립체에 관한 것으로, 보다 자세히는 무단변속기에 결합되어 사용되는 무단변속기용 체인조립체에 관한 것이다.

일반적으로 무단 변속기(CVT : Continuously Variable Transmission)는 크게 트랙션 구동식과 벨트 구동식으로 나눌 수 있으며, 유성기어장치를 사용하지 않는 변속기로서 동력원에 연결된 구동풀리, 구동풀리에 연결된 종동 풀리와 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 강제 벨트로 구성되어 풀리의 지름비를 변화시켜 변속을 행하는 것으로서, 동력 토오크가 크지 않는 장치의 동력 전달시에 사용된다. 무단 변속기에서는 종동풀리의 회전수가 어느 범위 안에 있으면 속도를 연속적으로 바꿀 수 있고, 또 운전중에도 자유로이 바꿀 수 있다는 특징이 있다.

종래 무단변속기는, 구동축에 설치되는 구동풀리와, 종동축에 설치되는 종동풀리와, 상기 구동풀리와 상기 종동 풀리의 사이에 감아 걸리어 구동축의 동력을 종동축으로 전달하는 벨트와, 상기 구동풀리와 상기 종동풀리의 폭 을 조절하는 유압제어장치로 이루어진다. 상기 구동풀리는 형상이 동일한 한 쌍의 원추차로 이루어지고, 상기 구동축에는 고정원추차가 형성되며, 동일한 형상의 이동원추차가 상기 고정원추차와 마주보도록 설치된다. 여기서 상기 이동원추차는 상기 구동축에 축방향으로 이동가능하도록 설치된다. 또한, 상기 종동풀리도 상기 구동풀리와 동일한 방식으로 고정원추차와 이동원추차로 이루어진다.

상기 구동풀리와 상기 종동풀리의 사이에는 벨트가 감겨 지며, 상기 구동풀리의 이동원추차 및 종동풀리의 이동원추차에는 상기 이동원추차의 축방향이동을 제어하는 유압조절장치가 연결된다. 구동축과 종동축의 회전속도비는 구동풀리와 종동풀리의 반지름의 비에 반비례하므로 구동풀리 및 종동풀리의 반지름을 변화시킴으로써 속도비를 변화시킨다. 여기서, 구동풀리 및 종동풀리의 반지름은 구동풀리 및 종동풀리와 벨트의 접촉반지름을 의미하고, 이 접촉반지름은 풀리의 폭에 따라 변하므로 구동풀리 및 종동풀리의 폭을 유압제어장치에 의하여 조절시킴으로써 변속을 실시한다.

종래 무단 변속기의 풀리는 빠른 변속과 변속 범위를 넓게 하기 위하여 벨트와 접하는 경사면이 가파르게 형성되어 큰 힘을 전달하기 어려웠다. 특히, 종래 무단 변속기에 사용되는 벨트는 금속편이 상호 연결된 체인의 형상으로 구비되어 구동시 풀리와의 마찰에 의해 소음이 크게 발생되는 문제가 있었다.

이에, 일본공개특허 JP1999230286호에 게재된 무단 변속기는 풀리의 구조를 한 쌍의 마주보는 원추 모양의 풀리를 엇갈리게 절단하여 서로 맞물리는 형태로 변형함으로써, 벨트와 접하는 풀리의 경사면을 완만하게 하여 벨트 접촉면적을 크게 할 수 있고, 전달토크의 용량을 증대시킬 수 있으며, 벨트 소음을 감소시킬 수 있도록 하였다. 그러나, 이와 같은 구성에 의하더라도, 벨트와 풀리의 접촉면적이 크게 향상되지 않아 소음이 크고 큰 힘을 전달하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 원추 모양의 풀리와 면접촉되도록 형상을 변경시켜 힘 전달을 유리하게 구조를 개선한 체인조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 풀리와 접촉하며 회전하는 베어링을 단방향 회전구조로 개선하여 베어링의 전영역에 걸쳐 마모가 균일하게 진행될 수 있도록 한 체인조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 접촉면적의 향상에 의해 구동시 발생되는 소음을 줄일 수 있는 체인조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 무단변속기용 체인조립체에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 무단변속기용 체인조립체는, 상기 무단변속기는 한 쌍의 원추차가 서로 맞대어 형성되는 구동풀리와 종동풀리를 포함하고, 상기 한 쌍의 원추차의 경사각도에 대응되는 경사면을 가지며, 상기 원추차에 면접촉하는 원추형상의 단방향 베어링과; 이웃하는 단방향 베어링을 체인형상으로 상호 연결하는 연결링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 단방향 베어링은 좌우 한 쌍으로 구비된다.

일 실시예에 따르면, 상기 연결링크는 상기 단방향 베어링의 양측에 결합되거나, 상기 단방향 베어링의 가운데 영역에 결합된다.

본 발명에 따른 체인조립체는 서로 마주보게 구비된 한 쌍의 원추형상의 베어링이 체인형태로 구비되어, 원추차 형상의 풀리와 동일한 경사각으로 면접촉하게 된다. 이에 따라 접촉면적이 향상되므로 힘의 전달에 유리하고 마찰이 줄어들어 구동소음을 감소시킬 수 있다.

또한, 한 쌍의 원추형상의 베어링이 단방향 회전이 가능한 클러치 베어링 구조를 갖도록 형성되어 한방향으로 러프하게 회전하므로 전 영역에 걸쳐 마모가 균일하게 발생될 수 있다.

도 1과 도2는 본 발명에 따른 체인조립체가 적용된 무단변속기의 기어 변속시 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 체인조립체의 구성을 확대하여 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 체인조립체와 무단변속기의 접촉면을 확대하여 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체인조립체의 구성을 도시한 사시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 체인조립체(200)가 무단변속기(100)에 적용된 상태에서 무단변속이 진행되는 과정을 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 체인조립체(200)는 무단변속기(100)의 구동풀리(120)와 종동풀리(130) 사이에 결합되어 구동된다. 구동풀리(120)와 종동풀리(130)는 이동원추차(121,131)가 좌우로 이동하며 체인조립체(200)가 결합되는 반경이 변화되게 된다.

여기서, 구동풀리(120)와 종동풀리(130)의 원추차의 경사각도(α)는 통상 22°내외로 구비된다. 무단변속기(100)의 구조는 종래 구조와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 본 발명의 체인조립체(200)는 종래 다양한 형태의 무단변속기(100)에 모두 사용될 수 있다.

체인조립체(200)는 한 쌍의 구동풀리(120)와 종동풀리(130)에 각각 면접촉되게 구비된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체인조립체(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 좌우에 서로 대향되는 방향으로 구비된 한 쌍의 베어링(210)과, 이웃하는 베어링(210,220)을 상호 연결하는 연결링크(230,240)를 포함한다.

한 쌍의 베어링(210)은 연결축(211)에 의해 연결되어 좌우 양측에 구비된다. 베어링(210)은 풀리(120,130)와의 접촉면적을 향상시키기 위해 원추형상으로 구비된다. 이 때, 베어링(210)의 원추형상은 도 4에 확대 도시된 바와 같이 풀리(120,130)와 면접촉될 수 있도록 풀리(120,130)와 동일한 경사각(α)을 갖도록 구비되는 것이 바람직하다.

이러한 원추형상에 의해 본 발명에 따른 베어링(210)은 회전하며 구동풀리(120)에 결합되거나 종동풀리(130)에 결합될 때 모두 동일하게 면접촉되게 된다. 면접촉에 의해 접촉면적이 향상되어 상대적으로 큰 힘의 전달이 가능할 수 있다.

한편, 베어링(210,220)은 단방향으로만 회전이 가능한 클러치 베어링으로 구비된다. 베어링(210)은 풀리(120,130)와 접촉되어 회전될 때 단방향(A)으로만 회전이 되며, 반대방향으로는 회전이 불가능하게 구비된다. 이러한 단방향 클러치 베어링 구조에 의해 베어링(210)과 풀리(120,130)가 접촉하며 회전할 때 마찰이 줄어들어 발생되는 소음이 줄어들게 된다. 또한, 러프하게 일방향으로만 회전되므로 베어링(210) 표면의 마모도 전영역에 걸쳐 균일하게 발생할 수 있다.

한편, 베어링(210)은 이웃하는 베어링(220)과 일정간격으로 배치된다. 이웃하게 배치되는 복수개의 베어링(210,220)은 연결링크(230,240)에 의해 연결된다. 연결링크(230)는 양단부가 연결축(211)에 결합된다. 여기서, 이웃하는 연결링크(230,240)는 서로 교호적으로 배치된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체인조립체(200a)의 구성을 도시한 사시도이다.

앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체인조립체(200)는 한 쌍의 베어링(210)이 서로 대향되는 방향으로 이격되게 구비되었으나, 도 2a에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 체인조립체(200a)는 양단부가 원추형상으로 형성된 베어링(210a) 구조를 갖는다. 즉, 한 개의 베어링(210a)의 양측이 원추형상으로 형성되어 풀리(120,130)와 면접촉하게 된다.

이 때, 베어링(210a)의 표면에는 결합링(240)이 구비되고, 결합링(240)의 상하에 연결링크(241,243)가 구비된다. 연결링크(241,243)가 결합축(250)과 결합되어 이웃하는 베어링(220a)와 체인형상으로 연결된다.

이 경우에도 베어링(210a)은 단방향으로만 회전되는 클러치 베어링 형태로 구비된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 체인조립체(200)의 작동과정을 도 1과 도 2를 참조하여 설명한다.

체인조립체(200)는 구동풀리(120) 및 종동풀리(130) 사이에 결합된다. 도면에 도시되지 않았으나 체인조립체(200)는 장력을 조절하는 조절수단(미도시)에 결합될 수 있다.

구동풀리(120)와 종동풀리(130)는 이동원추차(121,131)의 이동에 의해 회전반경이 변경된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 구동풀리(120)의 회전반경(d2)이 짧고 종동풀리(130)의 회전반경(d1)이 커지게 구동된다(d1<d2).

그리고 자동차의 구동에 따라 ECU 등의 제어에 의해 구동풀리(120)와 종동풀리(130)의 반경이 변경된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 구동풀리(120)의 회전반경(d2)이 종동풀리(130)의 회전반경(d1) 보다 커지게 구동된다(d1>d2).

이 때, 본 발명의 체인조립체(200)는 이웃하게 배치 된 베어링(210,220)이 연결링크(230,240)에 의해 연결되어 구동풀리(120)와 종동풀리(130) 사이를 회전한다. 베어링(210,220)은 풀리(120,130)와 동일한 경사면을 갖도록 구비되므로 풀리(120,130)와 면접촉하며 구동된다.

또한, 베어링(210,220)은 단방향 클러치 베어링 형태로 구비되므로 풀리(120,130)와 접촉하며 한방향으로 회전된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 체인조립체는 서로 마주보게 구비된 한 쌍의 원추형상의 베어링이 체인형태로 구비되어, 원추차 형상의 풀리와 동일한 경사각으로 면접촉하게 된다. 이에 따라 접촉면적이 향상되므로 힘의 전달에 유리하고 마찰이 줄어들어 구동소음을 감소시킬 수 있다.

또한, 한 쌍의 원추형상의 베어링이 단방향 회전이 가능한 클러치 베어링 구조를 갖도록 형성되어 한방향으로 러프하게 회전하므로 전 영역에 걸쳐 마모가 균일하게 발생될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 체인조립체는 원추차와 접촉면적을 향상시킬 수 있는 한 단면형상이 삼각형이 원추형상 외에 사다리꼴 형상으로도 구비될 수 있다. 또한, 연결링크의 구조도 베어링의 가운데에 구비하거나 양측면에 구비할 수도 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 무단변속기용 체인조립체의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 무단변속기 120 : 구동풀리
130 : 종동풀리 200 : 체인조립체
210,220 : 베어링 230,240 : 연결링크

Claims (3)

1. 무단변속기용 체인조립체에 있어서,
   상기 무단변속기는 한 쌍의 원추차가 서로 맞대어 형성되는 구동풀리와 종동풀리를 포함하고,
   상기 한 쌍의 원추차의 경사각도에 대응되는 경사면을 가지며, 상기 원추차에 면접촉하는 원추형상의 단방향 베어링과;
   이웃하는 단방향 베어링을 체인형상으로 상호 연결하는 연결링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 체인조립체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 단방향 베어링은 좌우 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 체인조립체.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 연결링크는 상기 단방향 베어링의 양측에 결합되거나, 상기 단방향 베어링의 가운데 영역에 결합되는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 체인조립체.

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