KR20230040982A

KR20230040982A - 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 및 이를 갖는 벨트-풀리 타입 무단변속기

Info

Publication number: KR20230040982A
Application number: KR1020237000969A
Authority: KR
Inventors: 문경진
Original assignee: 문경진
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2023-03-23
Also published as: JP2023529779A; US20230184312A1; WO2021251802A1; EP4166815A1; CN115667762A

Abstract

본 발명은 넓은 변속비 폭을 얻을 수 있는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 및 이를 갖는 벨트-풀리 타입 무단변속기에 관한 것으로, 본 발명의 한 형태에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리는, 회전축; 상기 회전축에 고정되게 설치된 고정 시브; 상기 고정 시브와 대향되게 상기 회전축에 설치되고 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 감기는 벨트 홈을 형성할 수 있도록 상기 회전축의 외면에 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브 및, 상기 내측 시브의 외측에 반경방향으로 적층되게 설치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 외측 시브를 포함하여 구성된 이동 시브; 및, 축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의한 벨트의 장력 변화에 추종하여, 상기 내측 시브 및 외측 시브가 회전축의 축선방향으로 동시에 이동하는 제1이동모드와, 상기 외측 시브가 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제2이동모드를 수행할 수 있도록 상기 제1이동모드 시 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 동시에 결합되거나, 상기 제2이동모드 시 상기 외측 시브에만 결합되어 상기 내측 시브와 외측 시브의 상대 위치를 결정하는 이동 시브 위치결정 유닛을 포함한다.

Description

벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 및 이를 갖는 벨트-풀리 타입 무단변속기

본 발명은 넓은 변속비 폭을 얻을 수 있는 벨트-풀리 타입 무단변속기, 벨트-풀리 타입 무단속기용 가변 피치 풀리 및 그 구조, 및 벨트-풀리 타입 무단속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리에 관한 것이다.

벨트-풀리 타입 무단변속기는 변속장치의 한 종류로서 그 구조가 간단하고 제작이 용이하여, 운송 수단 및 각종 기계에 널리 사용되고 있다.

벨트-풀리 타입 무단변속기는 구동축에 설치된 구동 풀리 및 피동축에 설치된 피동 풀리에 벨트를 감아 구동축에서 피동축으로 동력을 전달하되, 구동 풀리 및 피동 풀리 중 적어도 하나의 풀리를 그 피치 직경의 변화가 가능한 가변 피치 풀리로 구성된다.

벨트-풀리 타입 무단변속기의 가변 피치 풀리는, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전축(10)에 설치되되, 하나의 풀리(20)를 그 회전축의 축선에 직각인 방향으로 반분할하고 시브면이 서로 마주 보게 배치된 2개의 시브(21, 22)로 구성된다.

이들 2개의 시브 중, 하나는 회전축에 고정된 고정 시브(21)이고, 다른 하나는 고정 시브(21)와의 사이에 벨트(30)가 감기는 벨트 홈을 형성하도록 배치되되 변속제어 장치(도시되지 않음)(도 2a 및 2b에서 도면부호 "40"및 도 3a 및 3b에서 도면부호 "40'"참조)에 의해 회전축의 축선방향을 따라 강제 이동되는 이동 시브(22)이다.

이와 같이 구성되는 가변 피치 풀리의 이동 시브(22)가 변속제어 장치에 의해 고정 시브(21)에 대해 회전축(10)을 따라 근접 또는 이격되도록 이동하게 되면, 고정 시브(21)와의 사이에서 형성되는 벨트 홈 폭의 변화에 의해 가변 피치 풀리의 피치 직경 변화가 이루어지게 된다. 상기 변속제어 장치는 공지된 바와 같이;

- "축간거리 변화(Adjustable Center-to-Center Distance) 변속방식" 및

- "축간거리 비변화(Fixed Center-to-Center Distance) 변속방식" 2가지 방식으로 구분된다.

축간거리 변화 변속방식에서는, 변속 과정에서 구동축과 피동축의 사이의 거리가 변화하는 반면, 축간거리 비변화 변속방식에서는, 변속 과정에서 구동축과 피동축의 사이의 거리가 변화하지 않는다.

예를 들어, "축간거리 변화 변속방식"의 변속제어 장치(도 2a 및 도 2b의 도면 부호 "40" 참조)는 가변 피치 풀리가 벨트-풀리 타입 무단변속기의 구동축에 설치되고 피동축에는 비가변 피치 풀리(풀리의 피치 직경 변화가 불가능한, 즉, 풀리의 피치 직경이 고정된 풀리)가 설치되는 경우(즉, 벨트-풀리 타입 무단변속기에서 1개의 가변 피치 풀리만 설치되는 소위 "싱글 가변 피치 풀리"인 경우)에 적용된다.

반면에 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치(도 3a 및 도 3b의 도면 부호 "40′" 참조)는 가변 피치 풀리가 벨트-풀리 타입 무단변속기의 구동축 및 피동축에 모두 설치되는 경우(즉, 즉, 벨트-풀리 타입 무단변속기에서 2개의 가변 피치 풀리가 설치되는 소위 "더블 가변 피치 풀리"인 경우)에 적용된다.

이하, 도 2a 내지 도 3b를 참조하여 "축간거리 변화 변속방식"의 변속제어 장치에 의해 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기 및 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치에 의해 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기 각각에 대해서 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 2a 내지 도 2b를 참조하면 싱글 가변 피치 풀리가 설치되고 "축간거리 변화 변속방식"의 변속제어 장치에 의해 이동 시브가 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기는, 제1 회전축(10), 제1 회전축(10)에 설치된 고정 시브(21), 고정 시브(21)와의 사이에서 벨트 홈을 형성하도록 제1 회전축(10)에 설치되되 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치(40)에 의해 고정 시브(21)에 대해 제1 회전축(10)의 축선방향을 따라 이동하는 이동 시브(22), 및 제1 회전축(10)에 지지되어 이동 시브(22)를 제1 회전축(10)의 축선방향을 따라 고정 시브(21) 측으로 가압하는 탄성부재(S)로 구성된 가변 피치 풀리(20); 그리고, 제1 회전축(10)에 대해 평행하게 배치된 제2 회전축(10′), 제2 회전축(10′)에 설치되고 그 외주변에 벨트 홈이 형성된 비가변 피치 풀리(20′); 가변 피치 풀리(20)의 벨트 홈과 비가변 피치 풀리(20′)의 벨트 홈에 감겨 가변 피치 풀리(20)의 회전력을 비가변 피치 풀리(20′)에 전달하는 벨트(30);를 포함한다.

여기서, 제1 회전축(10)은 구동축이거나, 구동축에 연결될 수 있으며, 상기 제2 회전축(10′)은 피동축이거나, 피동축에 연결될 수 있다.

이동 시브(22)는 공지된 바와 같이 제1 회전축(10)의 축선방향을 따라 이동이 가능하지만 그 원주 방향 이동 즉, 회전 이동은 제한을 받도록 구성된다.

제1 회전축(10)에 대한 이동 시브(22)의 위와 같은 이동 특성을 위해 제1 회전축(10)의 외주면과 이동 시브(22)의 내주면 사이에는 공지의 키, 스플라인, 또는 볼 스플라인(도시되지 않음) 구조가 제공되는바, 이하 동일한 구조에 대해서는 자명하므로 그 설명을 생략한다.

상기 가변 피치 풀리(20)는 그 이동 시브가 항상 탄성부재(S), 예를 들면 스프링에 의해서 고정 시브(21) 측으로 가압되므로 소위 "스프링 가압식 가변 피치 풀리" 라고 한다. (이후 후술하겠지만, 이 "스프링 가압식 가변 피치 풀리(20)"는 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치(40′)에 의해 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기에서 구동축이 아닌 피동축에 해당하는 제2 회전축(10′)에 설치되는 형태로 적용될 수도 있다.)

상기 탄성부재(S)는 이동 시브(22)를 고정 시브(21)측으로 상시 가압하여 벨트(30)에 장력을 부여하고, 변속제어 장치(40)에 의한 이동 시브(22)의 이동에 따른 벨트(30)의 장력 변화에 즉시 추종하여 수축 또는 팽창 변형됨으로써 이동 시브(22)가 이동되도록 하는 역할을 한다.

상기 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치(40)는 제1 회전축(10)과 결합된 구동원(M), 예를 들면 모터(M)가 안착되고, 안착된 모터(M)를 이동시킴으로써 제1 회전축(10)과 제2 회전축(10′) 간의 축간거리를 변화시키는 공지의 이동대(40)가 일례가 될 수 있다.

여기서, 이동대(40)는 제1 회전축(10)이 제2 회전축(10′)에 대해 평행을 유지한 채로 접근 또는 이격하도록 모터, 핸들 (또는 레버) 등에 의해 조정될 수도 있는바, 벨트-풀리 타입 무단변속기 분야에서 공지된 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구성을 갖는 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치(40)가 적용된 벨트-풀리 타입 무단변속기는 다음과 같이 변속이 이루어진다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 벨트-풀리 타입 무단변속기는 그 운전 전에 제1 회전축(10)이 이동대(40)에 의해 제2 회전축(10′)에 대해 최대한 멀어지도록 이동되고, 이에 따라 이동 시브(22)는 도면상 좌측으로 이동되어 탄성부재(S)를 압축하며, 스프링 가압식 가변 피치 풀리(20)의 피치 직경은 최소화되어 저속 변속비 상태에 놓이게 된다.

이후 도 2b에 도시한 바와 같이, 구동원(M)에 의해 제1 회전축(10)이 회전하는 상태에서, 이동대(40)를 제2 회전축(10′) 측으로 이동시키면 제1 회전축(10)과 제2 회전축(10′)의 축간거리가 가깝게 된다.

이에 따라, 벨트(30)의 장력이 약해지려 하지만 탄성부재(S)는 벨트(30)의 장력 변화에 즉시 추종하여 이동 시브(22)를 고정 시브(21) 측으로 밀어 보내 벨트(30)의 장력을 유지하면서도 가변 피치 풀리(20)의 벨트 홈에 감긴 벨트(30)를 가변 피치 풀리(20)의 반경방향 외측으로 밀어 보낸다.

이와 같은 이동 시브(22)의 구동에 따라, 구동축인 제1 회전축(10)에 설치된 스프링 가압식 가변 피치 풀리(20)의 피치 직경이 커지고, 피동축인 제2 회전축(10′)에 설치된 비가변 피치 풀리(20′)의 직경은 변화가 없으므로 증속 변속이 이루어진다.

반면에, 도 2b와 같이 증속이 이루어진 상태에서, 도 2a와 같이 이동대(40)에 의해 제1 회전축(10)이 제2 회전축(10′)에 대해 멀어지도록 이동하는 경우, 당업자가 이해할 수 있듯이 감속 변속이 이루어진다.

이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 더블 가변 피치 풀리가 설치되고 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치(40′)에 의해 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기를 설명하면, 상기 벨트-풀리 타입 무단변속기는, 제1 회전축(10), 제1 회전축(10)에 설치된 제1 고정 시브(21-1) 및, 제1 고정 시브(21-1)와의 사이에서 벨트 홈을 형성하도록 배치되되, 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치(40′)에 의해 제1 고정 시브(21-1)에 대해 제1 회전축(10)을 따라 이동하는 제1 이동 시브(22-1)을 포함하는 제1 가변 피치 풀리(20-1); 그리고, 제1 회전축(10)에 대해 평행하게 배치된 제2 회전축(10′), 제2 회전축(10′)에 설치되되 제1 고정 시브(21-1)의 시브면과는 반대 방향으로 시브면이 향하도록 배치된 제2 고정 시브(21-2), 제2 고정 시브(21-2)와의 사이에서 벨트 홈을 형성하도록 배치되되, 제1 이동 시브(22-1)의 이동에 따라 연동하여 제2 고정 시브(21-2)에 대해 제2 회전축(10′)을 따라 이동하지만, 제1 이동 시브(22-1)의 이동 방향과 동일 방향으로 이동하도록 설치된 제2 이동 시브(22-2) 및, 제2 회전축(10′)에 지지되어 제2 이동 시브(22-2)를 제2 고정 시브(21-2) 측으로 가압하는 탄성부재(S);로 구성된 제2 가변 피치 풀리(20-2); 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 벨트 홈과 제2 가변 피치 풀리(20-2)의 벨트 홈에 감겨 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 회전력을 제2 가변 피치 풀리(20-2)에 전달하는 벨트(30);를 포함한다.

여기서, 상기 제1 회전축(10)은 구동축이거나, 구동축에 연결될 수 있으며, 상기 제2 회전축(10′)은 피동축이거나, 피동축에 연결될 수 있다.

상기 구성에 있어서, 구동 풀리 측의 제1 가변 피치 풀리(20-1)와 피동 풀리 측의 제2 가변 피치 풀리(20-2)는 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 제2 고정 시브(21-2) 및 제2 이동 시브(22-2)의 배치가 제1 고정 시브(21-1) 및 제1 이동 시브(22-1)의 배치 방향과는 반대 방향 즉, 대칭되는 형태로 배치되어 있다.

즉, 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 제1 이동 시브(22-1)는 제1 회전축(10) 상에서 제1 고정 시브(21-1)의 좌측에 배치되어 있는 반면에, 제2 가변 피치 풀리(20-2)의 제2 이동 시브(22-2)는 제2 회전축(10′) 상에서 제2 고정 시브(21-2)의 우측에 배치되어 있다.

제1 가변 피치 풀리(20-1) 및 제2 가변 피치 풀리(20-2)를 이와 같이 대칭되게 배치하는 것은 당업자에게 있어 자명한 바와 같이, 변속 시 제1 회전축(10)의 제1 이동 시브(22-1)와 제2 회전축(10′)의 제2 이동 시브(22-2)를 동시에 같은 방향(즉, 증속 변속 시 도 3a에서 3b로 오른쪽, 감속 변속 시 도 3b에서 도 3a로 왼쪽)으로 이동시켜, 벨트(30)가 제1 회전축(10)과 제2 회전축(10′)에 대해 항상 직교 상태를 유지하도록 함으로써 제1 가변 피치 풀리(20-1)와 제2 가변 피치 풀리(20-2)간에 동력 전달이 최적으로 이루어지도록 하기 위한 것이다.

한편, 제2 가변 피치 풀리(20-2)는 제2 이동 시브(22-2)가 항상 탄성부재(S), 예를 들면 스프링에 의해서 제2 고정 시브 (21-2)측으로 가압되므로 소위 "스프링 가압식 가변 피치 풀리"라고 한다. (전술한 바와 같이, 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치(40′)에 의해 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기에 관한 본 명세서의 종래 기술의 설명에서 "스프링 가압식 가변 피치 풀리"가 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치에 의해 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기에서 구동축이 아닌 피동축에 설치되는 형태로 적용될 것이라고 미리 언급했던 점을 상기하기 바란다.)

상기 탄성부재(S)는 제2 이동 시브(22-2)를 제2 고정 시브(21-2)측으로 상시 가압하여 벨트(30)에 장력을 부여하고, 제1 이동 시브(22-1)의 이동에 따른 벨트(30)의 장력 변화에 추종하여 수축 또는 팽창 변형됨으로써 제2 이동 시브(22-2)가 이동되도록 하는 역할을 한다.

한편, 상기 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치(40′)는 제1 회전축(10) 및 본체(미도시)를 통해 지지되어, 제1 이동 시브(22-1)를 제1 회전축(10)을 따라 강제 이동시키도록 구성되며, 사용하고자 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기의 설계 특성에 맞춰 도 4a내지 도 4c에 도시된 바와 같은 공지된 제어 방식으로 구동될 수 있다.

즉, 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의해서 제1 회전축에 구비된 이동 시브는 제1회전축 방향으로의 이동이 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 변속제어 장치는, 유압제어 장치, 회전제어 장치, 원심력 제어장치 등이 될 수 있다.

- 도 4a: 유압 제어

유압 실린더(C)와 같은 변속제어 장치를 이용하여 제1 회전축(10)의 축선방향으로 제1 이동 시브(22-1)의 이동을 제어

- 도 4b: 회전 제어

수동 다이얼/핸들 또는 모터(M′) 등과 같은 회전제어 장치에 의해 별도의 변속축(TS)을 제1 이동 시브(22-1)에 나사 결합시켜, 변속축(TS)의 회전 운동을 기구적으로 직선운동으로 변환시킴으로써 제1 회전축(10)의 축선방향으로 제1 이동 시브(22-1)의 이동을 제어

- 도 4c: 원심력 제어

제1 이동 시브(22-1)와 같이 회전하도록 제1 이동 시브(22-1)의 배면에 설치된 중량체(W)(예를 들면, 롤러 또는 볼)가 경사판(P)을 따라 제1 회전축(10)의 반경방향으로 이동할 때, 중량체(W)에 의해 제1 회전축(10)의 축선방향으로 발생하는 분력을 이용하여 제1 이동 시브(22-1)의 이동을 제어

이러한 구성을 갖는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치(40′)가 적용된 벨트-풀리 타입 무단변속기는 도 3a 및 도 3b에 도시된 같이 변속이 이루어진다.(도 3a 및 도 3b에서는 예시적으로 도 4b와 같은 회전 제어방식의 변속제어 장치가 적용되어 있다)

먼저, 도 3a에 도시된 벨트-풀리 타입 무단변속기는 그 운전 전에 제1 이동 시브(22-1)가 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치(40′)에 의해 제1 고정 시브(21-1)로부터 최대한 멀어지도록 이동되어 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 피치 직경이 최소화 되어 있는 반면에 제2 이동 시브(22-2)는 탄성부재(S)의 팽창에 의해 제2 고정 시브(21-2) 측으로 최대한 근접하게 가압되어 제2 가변 피치 풀리(20-2)의 피치 직경은 최대화되어 있어 저속 변속비 상태에 있게 된다.

이후, 도시되지 않은 구동원에 의해 제1 회전축(10)이 회전하는 상태에서, 변속제어 장치(40′)가 구동되어 제1 이동 시브(22-1)가 제1 고정 시브(21-1) 측으로 이동하면, 도 3b에 도시한 바와 같이 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 피치 직경이 커지고 이에 따라 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 벨트 홈에 감긴 벨트(30)가 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 반경방향 외측으로 밀려 나간다.

이와 동시에, 벨트 장력이 강해지므로 벨트(30)는 제2 이동 시브(22-2)를 통해 탄성부재(S)를 가압하여 제2 이동 시브(22-2)를 제2 고정 시브(21-2) 측으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨다.

이에 따라, 제2 가변 피치 풀리(20-2)의 피치 직경이 작아지고 제2 가변 피치 풀리(20-2)의 벨트 홈에 감긴 벨트(30)가 제2 가변 피치 풀리(20-2)의 반경방향 내측의 벨트 홈으로 밀려들어 간다.

이와 같이 구동축에 해당하는 제1 회전축(10)에 설치된 제1 가변 피치 풀리(20-1)의 피치 직경이 커지고 피동축에 해당하는 제2 회전축(10′)에 설치된 제2 가변 피치 풀리(20-2)의 피치 직경이 작아지므로 증속 변속이 이루어진다.

반면에, 도 3b와 같이 증속이 이루어진 상태에서 변속제어 장치(40′)에 의해 도 3a와 같이 제1 이동 시브(22-1) 이동이 이루어지는 경우 즉, 제1 이동 시브(22-1)가 제1 고정 시브(21-1) 측으로부터 이격되도록 이동하는 경우, 당업자가 이해할 수 있듯이 감속 변속이 이루어진다.

한편, 벨트-풀리 타입 무단 변속기에서 변속비폭이 커지면 가속성이 좋아지고, 고속 운전이 가능하며, 동력의 최적 사용이 가능하므로 벨트-풀리 타입 무단변속기의 변속비폭 증가에 대한 꾸준한 요구가 있어 왔다.

이와 같은 변속비폭 증가의 요구에 대응하기 위하여, 미국 특허출원공개공보 US 2017/0261078 A1 (2017년 9월 14일 공개)은 이동 시브의 축선방향 변위를 벨트 폭 보다 크게 하여 변속비폭을 증가시킬 수 있는 여러 가지 실시예의 벨트-풀리 타입 무단변속기를 개시하고 있다.

상기 공보는 마주보는 2개의 시브의 시브면이 손가락 깍지 낀 것과 유사한 형태로 결합이 가능하게 구성된 가변 피치 풀리를 공개하고 있다.(본 명세서에는 상기 공보의 도 11에 해당하는 실시예를 도 5에 도시하고 있다)

도 5에 개시된 가변 피치 풀리는 소위 "인터레이싱 시브(interlacing sheaves)" 또는 "인터디지테이팅 시브(interdigitating sheaves)" 타입의 가변 피치 풀리로서 당업계에서 공지된 기술이다.

인터레이싱 시브 타입의 가변 피치 풀리는 이동 시브를 회전축의 축선방향을 따라 고정 시브에 대해 이동하였을 때 고정 시브와 이동 시브간에 간섭이 발생하지 않고, 이에 따라 이동 시브의 축선방향 이동거리를 벨트 폭 보다 늘일 수 있으므로 변속비폭 증가 시킬 수 있다.

그러나, 인터레이싱 시브 타입의 가변 피치 풀리는 그 시브면에 형성된 다수의 홈으로 인하여 구동 시 벨트의 마모가 증가하여 벨트의 수명이 단축될 뿐만이 아니라, 구동 소음이 발생하고 변속 시 벨트의 이동이 원활하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 상기 공보의 도 27내지 도 32에(본 명세서의 도 6a 내지 도 6f 참조)는 본 발명의 종래기술에서 설명한 가변 피치 풀리의 이동 시브를 그 축방향을 따라 반경방향으로 2분할한 것과 같은 형태의 내측 섹션(inner section)과 외측 섹션(outer section)으로 구성되는 원추형 반부(conical half)를 개시하고 있다.

특히, 상기 공보의 도 31(본 명세서의 도 6e 참조)에 예시된 벨트-풀리 타입 무단변속기는 그 구조를 살펴볼 때 구동축 및 피동축 각각에 가변 피치 풀리가 설치된 더블 가변 피치 풀리 방식으로서 축간거리 비변화 변속방식으로 구동되는 구조로 구성되어 있다. [여기서, 본 발명의 종래 기술 부분(도 3a 및 도 3b 참조)에서 충분히 설명한 바와 같이 축간거리 비변화 변속방식으로 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기에서 피동축에 설치된 가변 피치 풀리는 벨트에 적정한 장력을 부여하기 위해서 그 이동 시브를 탄성부재 즉, 스프링에 의해서 상시로 고정 시브 측으로 가압되는 스프링 가압식 가변 피치 풀리로 구성하여야 한다는 점을 상기하기 바란다.]

그러나, 상기 공보의 도 31(본 명세서의 도 6e 참조)은 구성은 피동축에 설치된 가변 피치 풀리에 해당하는 원추형 반부 즉, 내측 섹션 및 외측 섹션이 스프링력에 의해서만 가압되어 벨트에 장력을 부여하는 것이 아니라, 다수의 스프링(S)에 의한 스프링력과 링크(L) 및 롤러(R)에 의한 원심력이 합해져 벨트에 필요 이상의 과도한 장력을 가하게 되는 구조적인 문제점인 있다.

또한, 구동축의 롤러 웨이트(RW)(roller weight)에 의해 가해지는 원심력과 피동축의 링크(L) 및 롤러(R)에 의해 생성되는 원심력은 벨트의 장력을 보다 가중시키게 된다.

따라서 상기 구성은 그 동력 전달에 있어서, 벨트에 필요 이상의 과도한 장력을 부여하기 때문에 동력 전달 효율의 저하, 벨트의 파손 또는 마모 촉진과 같은 문제를 갖게 된다.

이와 같은 문제점은 상기 공보의 도 32(본 명세서의 도 6f 참조)에서도 마찬가지로 나타난다.

상기 공보의 도 32(본 명세서의 도 6f 참조)에 도시된 무단변속기는 그 구조를 살펴볼 때 제1 회전축인 구동축에 가변 피치 풀리가 설치되고 제2 회전축인 피동축에 비가변 피치 풀리가 설치되어 축간거리 변화 변속방식으로 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기임을 알 수 있다.(상기 공보의 단락 [0084] 참조) [한편, 본 발명의 종래 기술 부분(도 2a 및 도 2b 참조)에서 충분히 설명한 바와 같이 축간거리 변화 변속방식으로 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기에서 구동축에 설치된 가변 피치 풀리는 벨트(30)에 적정한 장력을 부여하기 위해서 그 이동 시브(22)가 스프링력에 의해서만 상시로 고정 시브(21)측으로 가압되는 스프링 가압식 가변 피치 풀리(20)로 구성된다는 점을 상기하라.]

그러나, 도 32(본 명세서의 도 6f 참조)의 구성은 구동축에 설치된 가변피치 풀리에 해당하는 원추형 반부 즉, 내측 섹션 및 외측 섹션은 스프링(S)에 의한 스프링력 및 롤러 웨이트(RW)에 의한 원심력에 의해 구동되는 구조로 되어 있기 때문에 벨트에 필요 이상의 과도한 장력이 가해지고 변속이 원활히 이루어지지 않을 수도 있다는 문제점이 있다.

또한, 상기 공보는 도 23내지 도 24(본 명세서의 도 7a 및 도 7b 참조)에서 내측 섹션과 외측 섹션으로 구성된 원추형 반부를 제어하기 위한 유압 제어 방식, 도 25내지 도 26(본 명세서의 도 8a 및 도 8b 참조)에는 유압-기계식 제어 방식 및 유압-전자기식 제어 방식(상기 공보 단락 [0099] 및 [0100] 참조), 도 27 내지 도 32(본 명세서의 도 6a 내지 도 6f)에는 기계식 제어 방식을 개시하고 있으나, 원추형 반부의 가장 정밀한 제어가 가능한 회전 제어 방식(본 명세서의 도 3a, 도 3b 및 4b 참조)으로 구동되는 기술을 개시하지는 못하고 있다.

또한, 상기 공보의 도 23내지 도 26(본 명세서의 도 7a 내지 도 8b 참조)에 도시한 실시예 들의 구동을 위해 유압을 사용하는 경우에는 당업자에게 있어 자명한 바와 같이 작동 유체, 유압 펌프, 유압 제어 밸브, 유압관 등을 필요로 하므로 변속제어 장치의 복잡화 및 대형화를 유발하는 문제 뿐만이 아니라 작동 유체의 접촉이 금기시되는 고무 벨트를 동력 전달 벨트로서 사용할 수 없다는 단점도 있다.

또한, 상기 공보는 내측 섹션과 외측 섹션의 경계부를 벨트가 부드럽게 이동할 수 있도록 내측 섹션과 외측 섹션의 경계부에 단차가 없도록 형성(stepless)할 것을 제안하고 있으나, 이는 내측 섹션과 외측 섹션의 엣지부의 매우 정밀한 가공을 요구할 뿐만이 아니라, 엣지부가 날카롭게 형성되기 때문에, 벨트의 장력에 의해서 경계부에 틈이 발생하는 경우 오히려 벨트와 경계부간에 간섭이 생겨 벨트의 이동이 원활하게 이루어지지 않거나 벨트가 손상될 수 있는 문제가 있을 수 있다.

상기 공보 이외에도 대한민국 공개특허공보 10-2004-0033893호에 기재된 자동변속기용 다단 변속풀리는, 회전축에 결합되어 일체로 회전되는 고정판; 선단 둘레에 쐐기형으로 경사진 기어치가 형성된 동심원상의 복수 개의 단기어들이 순차적으로 연동하여 축방향으로 진퇴 이동 가능하게 조합된 상태에서 상기 회전축에 결합되어 상기 구동축과 일체로 회전되는 변속기어; 내면에 상기 단기어의 기어치에 대응하는 기어치가 형성된 것으로, 상기 고정판에 방사 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 밀착된 상태에서 상기 변속기어의 단기어들 중 어느 하나에 선택적으로 거치되는 체인벨트; 상기 변속기어 배면에서 그 변속기어의 단기어들 중 어느 하나를 선택적으로 밀어 상기 체인벨트와 치합시키는 변속수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 다단 변속풀리는 복수의 단기어들이 그 배면에서 회전되는 캠에 의해 선택적으로 축방향으로 전진하여 그 선단의 기어치가 체인벨트에 치합됨으로써 변속비와 토오크비를 변환시킬 수 있게 한 것이다.

그러나 이러한 다단 변속풀리는 그 변속 수단으로서 상기 변속기의 배면에서 상기 회전축과 직교하는 방향으로 회전하는 캠축을 포함함으로 캠의 구조가 매우 복잡하고, 캠을 구동시키기 위한 구동요소의 구조와 제어 또한 복잡한 문제가 있다.

본 발명의 목적은 넓은 변속비 폭을 얻을 수 있는 벨트-풀리 타입 무단변속기, 벨트-풀리 타입 무단속기용 가변 피치 풀리 및 그 구조, 및 벨트-풀리 타입 무단속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 벨트 마모를 줄이고 벨트와의 마찰로 인한 소음을 줄이며, 변속이 원활히 이루어질 수 있는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 타입 가변 피치 풀리 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 축간거리 비변화 변속방식 또는 축간거리 변화방식으로 변속되되, 내측 시브 및 외측 시브로 구성된 이동 시브가 간단한 구성으로 스프링만에 의해 고정 시브측으로 상시 가압되어 벨트에 적정한 장력을 부여하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리 및 이 풀리가 적용된 벨트-풀리 타입 무단변속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내측 시브 및 외측 시브로 구성된 이동 시브를 복잡한 구성의 유압 제어 대신 간단한 구성의 회전 제어에 의한 축간거리 비변화 변속방식으로 변속되도록 구성한 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 및 이 가변 피치 풀리가 적용된 벨트-풀리 타입 무단변속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리에 있어서, 벨트가 외측 시브와 내측 시브의 경계부를 지날 때 벨트의 손상을 최소화하기 위한 벨트-풀리 타입 무단속기용 가변 피치 풀리의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 위에서 설명한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로 부터 통상의 기술자에게 이해될 수 있다.

본 발명은 상기 목적을 해결하기 위해 다음과 같은 제1 내지 제3 실시예들을 제공한다.

본 발명의 제1 실시예와 관련된 청구항 제1항 내지 청구항 제17항 및 청구항 제50항 내지 청구항 제55항, 청구항 제69항 내지 제74항은 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리와 관련된다.

상기 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리는, 회전축; 상기 회전축에 고정되게 설치된 고정 시브; 상기 고정 시브와 대향되게 상기 회전축에 설치되고 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 감기는 벨트 홈을 형성할 수 있도록 상기 회전축의 외면에 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브 및, 상기 내측 시브의 외측에 반경방향으로 적층되게 설치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 외측 시브를 포함하여 구성된 이동 시브; 및, 축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의한 벨트의 장력 변화에 추종하여, 상기 내측 시브 및 외측 시브가 회전축의 축선방향으로 동시에 이동하는 제1이동모드와, 상기 외측 시브가 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제2이동모드를 수행할 수 있도록 상기 제1이동모드 시 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 동시에 결합되거나, 상기 제2이동모드 시 상기 외측 시브에만 결합되어 상기 내측 시브와 외측 시브의 상대 위치를 결정하는 이동 시브 위치결정 유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 이동모드는 상기 내측 시브의 시브면과 상기 외측 시브의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태에서 상기 벨트가 상기 내측 시브의 시브면과 상기 고정 시브의 시브면에 접촉하거나 또는 상기 내측 시브의 시브면 및 상기 외측 시브의 시브면의 경계부와 상기 고정 시브의 시브면에 접촉하는 경우에 수행되며, 상기 제2 이동모드는 상기 벨트가 상기 외측 시브의 시브면과 상기 고정 시브의 시브면에 접촉하는 경우에 수행된다.

본 발명의 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리는 상기 이동 시브와 상기 고정 시브에 사이에 형성되는 벨트 홈에 감기는 벨트에 상시 장력을 부여할 수 있도록 상기 회전축에 지지되어 상기 이동 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 제1 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 이동 시브 위치결정 유닛은, 상기 회전축에 동심축선 상으로 회전 가능하게 상기 회전축 둘레에 설치되되, 상기 외측 시브와 상기 제1 탄성부재 사이에 배치되어 상기 제1 탄성부재의 탄성력을 상기 외측 시브로 전달하고, 상기 변속제어 장치에 의해 상기 외측 시브와 함께 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제1 회전부재; 상기 변속제어 장치에 의해 상기 제1 회전부재가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때, 상기 제1 회전부재가 상기 회전축의 축선 둘레를 회전하도록 상기 제1 회전부재와 상기 회전축에 제공된 제1캠 결합구조; 및 상기 제1캠 결합구조에 의한 상기 제1 회전부재 회전에 따라, 상기 제1 회전부재가 상기 내측 시브에 결합되어 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브가 상기 제1 회전부재와 함께 상기 회전축의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제1 이동모드를 수행하거나, 상기 제1 회전부재가 상기 내측 시브로부터 해제되어 상기 외측 시브만이 상기 제1 회전부재와 함께 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제2 이동모드를 수행하도록 상기 제1 회전부재와 상기 내측 시브에 제공된 제2캠 결합구조;를 포함할 수 있다.

상기 제1 회전부재는 제1 원통캠일 수 있다.

상기 제1캠 결합구조는, 상기 제1 원통캠의 축선방향을 따라 상기 제1 원통캠의 원주면에 경사지게 형성된 제1 캠홀과, 상기 회전축에 일단이 고정되고, 상기 제1 캠홀에 타단이 결합되어, 상기 제1 원통캠이 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때, 상기 제1 원통캠을 회전시키는 제1 핀으로 구성된다.

상기 제1 캠홀의 경사 방향은 상기 회전축의 회전에 의해 상기 제1 핀이 상기 제1 캠홀을 형성하는 상기 제1 원통캠의 벽면에 지지되었을 때 상기 제1 원통캠을 상기 고정 시브 측으로 가압하는 방향으로 경사질 수 있다.

그리고, 상기 회전축의 축선방향으로 상기 내측 시브와 상기 외측 시브 사이에 개재되고; 일단은 상기 내측 시브에 지지되어 상기 외측 시브를 상기 고정 시브로부터 이격되게 가압하고, 타단은 상기 외측 시브에 지지되어 상기 내측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 제2 탄성부재를 더 구비할 수 있다.

상기 제1 탄성부재의 탄성력은 상기 제2 탄성부재의 탄성력보다 큰 것이 바람직하다.

상기 제2캠 결합구조는, 상기 제1 원통캠의 축선방향을 따라 상기 제1 원통캠의 원주면에 형성된 릴리프 홀; 및 상기 제1 원통캠의 원주 방향을 따라 상기 제1 원통캠의 원주면에 형성되되, 상기 고정 시브와 인접한 릴리프 홀의 선단과 연속적으로 연결되는 지지홀로 구성된 제2 캠홀; 및 상기 내측 시브에 일단이 고정되고 상기 제1 원통캠 회전에 따라 상기 릴리프 홀 또는 상기 지지홀에 타단이 결합되는 제2 핀으로 구성된다.

상기 제2 핀은 상기 내측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 회전축 상에 이동 가능하게 지지된 제1 슬리브에 고정될 수 있다.

상기 제1 원통캠은 상기 외측 시브에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있다.

그리고, 상기 제1 원통캠의 원주 방향을 따라 상기 제1 원통캠의 원주면에 형성된 걸림홀과, 상기 외측 시브에 일단이 고정되고 상기 걸림홀에 타단이 결합되는 걸림핀을 더 구비할 수 있다.

상기 걸림핀은 상기 외측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 제1 슬리브 상에 이동 가능하게 지지된 제2 슬리브에 고정된다.

여기서, 상기 제1 원통캠의 회전에 따라 상기 제1 원통캠의 지지홀에 상기 제2 핀이 위치되어 상기 제1 원통캠과 상기 내측 시브가 결합되었을 때, 상기 제1 원통캠이 상기 제2 핀을 통해 상기 내측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 상기 제1 이동모드가 수행되고, 상기 제1 원통캠의 회전에 따라 상기 제1 원통캠의 릴리프 홀에 상기 제2 핀이 위치되어 상기 제1 원통캠과 상기 내측 시브의 결합이 해제되었을 때, 상기 제1 원통캠이 상기 걸림핀을 통해 상기 외측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 상기 제2 이동모드가 수행된다.

상기 제1 원통캠과 상기 제1 탄성부재 사이에는 상기 제1 원통캠의 회전에 의한 마찰을 저감하기 위한 마찰 저감 부재가 설치될 수 있다.

상기 제1 슬리브에는 상기 내측 시브가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제1 슬리브가 상기 회전축에 고정된 상기 제1 핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1 슬리브의 축선방향을 따라 제1 장공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 슬리브에는 상기 외측 시브가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제2 슬리브가 상기 회전축에 고정된 제1 핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 제2 슬리브의 축선방향을 따라 제2-1 장공이 형성되고, 상기 제2 슬리브에는 상기 외측 시브가 회전축의 축선방향을 따라 상기 내측 시브에 대해 이동할 때 상기 제2 슬리브가 상기 내측 시브에 고정된 상기 제2 핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제2 슬리브 축선방향을 따라 제2-2 장공이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 관련하여, 상기 변속제어 장치가 축간거리 변화 변속방식으로 구동되는 경우, 상기 회전축은 구동축이거나 구동축에 결합되고, 피동축에는 비가변 피치 풀리가 결합되며, 상기 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리와 상기 비가변 피치 풀리에는 벨트가 감겨져서 벨트-풀리 타입 무단변속기를 구성할 수가 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예는: 회전축; 상기 회전축에 고정되는 고정 시브; 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 걸리는 벨트 홈을 형성하고, 상기 회전축의 축선 방향을 따라 상기 고정 시브에 대해 이동가능하게 설치된 이동 시브를 포함하고상기 이동 시브는 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 내측 시브, 및 상기 내측 시브의 외측에 배치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 외측 시브를 포함하고; 상기 이동 시브를 상기 고정 시브측으로 가압하며, 변속제어 장치에 의해 상기 벨트의 장력변화에 추종하여 축선 방향으로 변위되는 제1 탄성부재; 및 상기 제1 탄성부재의 탄성력을 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 함께 전달 또는 상기 외측 시브에만 전달하는 이동 시브 위치결정 유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이동 시브 위치결정 유닛은: 상기 제1 탄성부재의 상기 회전축의 축선방향으로 가해지는 탄성력 또는 상기 변속제어 장치로부터 부여되는 상기 회전축의 축선방향 추력을 상기 회전축의 축선을 중심으로 회전하는 회전운동과 상기 축선방향을 따라 이동시키는 직선운동으로 변환하는 제1캠 결합구조; 및 상기 제1캠 결합구조에 따라 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 함께 힘을 전달 또는 상기 외측 시브로만 힘을 전달하는 제2캠 결합구조를 포함할 수도 있다.

상기 제1캠 결합구조는: 상기 회전축의 축선방향을 따라 경사지게 구비되는 제1 캠홀을 가지는 제1 원통캠; 및 일단은 상기 회전축에 고정되며 타단은 상기 제1 캠홀에 위치하는 제1 핀을 포함하며, 상기 제2캠 결합구조는, 상기 제1 원통캠에 구비되는 제2 캠홀, 일단은 상기 내측 시브에 고정되며 타단은 상기 제2 캠홀에 위치하는 제2 핀을 포함하며, 상기 제2 캠홀은 축선방향으로 구비되는 릴리프 홀 및 상기 릴리프 홀와 연결되며 원주 방향으로 구비되는 지지 홀을 포함할 수도 있다.

또한, 상기 제2 캠홀은 축선방향으로 구비되는 릴리프 홀 및 상기 릴리프 홀와 연결되며 원주 방향으로 구비되는 지지 홀일 수 있다.

상기 제1 원통캠에 구비되는 걸림홀 및 일단은 상기 외측 시브에 고정되며 타단은 상기 걸림홀에 위치하는 걸림핀을 구비하고, 상기 걸림홀은 원주 방향으로 구비될 수도 있다.

또한, 상기 내측 시브와 상기 외측 시브 사이에는 제2 탄성부재가 구비될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예는 또한 회전축; 상기 회전축에 고정되게 설치된 고정 시브; 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 걸리는 벨트 홈을 형성하도록 배치되고, 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브와, 상기 내측 시브의 외측에 설치되어 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 외측 시브를 구비한 이동 시브; 상기 이동 시브를 상기 고정 시브측으로 가압하는 제1 탄성부재; 및 축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의한 벨트의 장력 변화에 추종하여, 회전축의 축선을 따라 이동 및 회전이 가능하도록 상기 이동 시브와 상기 제1 탄성 부재 사이에 설치된 회전체; 상기 회전체의 축선방향 이동에 따라 상기 회전체를 상기 회전축의 둘레로 회전시킬 수 있도록 상기 회전체와 상기 회전축에 제공된 제1캠 결합구조; 상기 제1 캠의 회전에 따라 상기 외측 시브 및 상기 내측 시브에 결합하거나 또는 상기 외측 시브에만 결합할 수 있도록 상기 회전체와 상기 내측 시브에 제공된 제2캠 결합구조를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예인 청구항 제19항 내지 청구항 제43항 및 청구항 제56항 내지 청구항 제66항은 특히, 축간거리 비변화 변속방식 중 회전제어 방식으로 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리와 관련된다.

상기 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리는, 회전축; 상기 회전축에 고정되게 설치된 고정 시브; 상기 고정 시브와 대향되게 상기 회전축에 설치되고, 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 감기는 벨트 홈을 형성할 수 있도록 상기 회전축의 외면에 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브 및, 상기 내측 시브의 외측에 반경방향으로 적층되게 설치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 외측 시브를 포함하여 구성된 이동 시브; 및, 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브가 상기 회전축의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제3 이동모드와, 상기 외측 시브만이 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제4 이동모드 중 어느 하나를 수행할 수 있도록, 상기 제3 이동모드 시 회전에 따라 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브는 동시에 이동 가능하게 구성되고, 상기 제4 이동모드 시 회전에 따라 상기 내측 시브는 공전되어 그 위치를 유지함과 동시에 상기 외측 시브 만이 이동 가능하게 구성되어 상기 내측 시브와 상기 외측 시브의 상대 위치를 결정하는 회전제어 방식의 변속제어 장치;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제3 이동모드는 상기 내측 시브의 시브면과 상기 외측 시브의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태에서, 상기 벨트가 상기 벨트 홈에서 상기 내측 시브의 시브면과 상기 고정 시브의 시브면에 접촉하거나 또는 상기 내측 시브의 시브면 및 상기 외측 시브의 시브면의 경계부와 상기 고정 시브의 시브면에 접촉하는 경우에 수행되며, 상기 제4 이동모드는 상기 벨트가 상기 벨트 홈에서 상기 외측 시브의 시브면과 상기 고정 시브의 시브면에 접촉하는 경우에 수행될 수 있다.

여기서, 상기 변속제어 장치는, 회전력을 발생시키는 회전제어 장치를 포함하며, 상기 회전제어 장치에 의해 회전하되, 상기 회전축에 동심축선 상으로 공전 가능하게 상기 회전축에 설치된 제2 회전부재; 일측은 상기 제2 회전부재에 캠 결합되고, 타측은 상기 내측 시브에 공전 가능하게 설치된 제1 종동부재; 및 일측은 상기 제2 회전부재에 캠 결합되고, 타측은 상기 외측 시브에 공전 가능하게 설치된 제2 종동부재:를 포함하고, 상기 제2 회전부재의 회전에 따라 제3 이동모드와 제4 이동모드 중 어느 하나가 수행된다.

상기 제2 회전부재는 제2 원통캠일 수 있다.

그리고, 상기 제2 원통캠의 원주면에는 상기 제1 종동부재가 캠 결합되는 제3 캠과, 상기 제2 종동부재가 캠 결합되는 제4 캠홀이 형성된다.

또한, 상기 제3 캠홀은, 상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 상기 제2 원통캠의 원주면에 경사지게 형성된 제3-1 캠홀과, 상기 고정 시브와 인접한 상기 제3-1 캠홀의 선단과 연속적으로 연결되고, 상기 제2 원통캠의 원주 방향을 따라 상기 제2 원통캠의 원주면에 형성되는 제3-2 캠홀로 구성되고, 상기 제4 캠홀은; 상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 상기 제2 원통캠의 원주면에 경사지게 형성될 수 있다.

상기 제3-2 캠홀은 상기 제2 원통캠 회전 시 상기 내측 시브가 상기 회전축의 축선방향으로 이동하는 것을 제한하기 위해 형성된다.

상기 제3-1 캠홀과 상기 제4 캠홀은 동일한 경사를 가질수 있다.

그리고, 상기 회전축의 방향으로 상기 내측 시브와 상기 외측 시브 사이에 개재되되; 일단은 상기 내측 시브에 지지되어 상기 외측 시브를 상기 고정 시브로부터 이격되게 가압하고, 타단은 상기 외측 시브에 지지되어 상기 내측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 제3 탄성부재를 더 구비할 수 있다.

상기 제1 종동부재는 상기 내측 시브에 대해 공전될 수 있도록 상기 내측 시브에 동심축선 상으로 설치된 제2 베어링에 고정되고, 상기 제2 종동부재는 상기 외측 시브에 대해 공전될 수 있도록 상기 외측 시브에 동심축선 상으로 설치된 제3 베어링에 고정될 수 있다.

상기 제2 베어링은 상기 내측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 회전축 상에 이동 가능하게 지지된 제3 슬리브에 설치되고, 상기 제3 베어링은 상기 외측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 제3 슬리브 상에 이동 가능하게 지지된 제4 슬리브에 고정될 수 있다.

상기 제1 종동부재는 상기 제2 원통캠의 상기 제3 캠홀에 결합되는 제1 종동핀이고, 상기 제2 종동부재는 상기 제2 원통캠의 상기 제4 캠홀에 결합되는 제2 종동핀일 수 있다.

상기 제1 종동부재는, 상기 제2 원통캠의 상기 제3 캠홀에 결합되는 제1 종동핀; 및 상기 제1 종동핀에 일단부가 고정되고 상기 제2 베어링에 타단부가 고정된 제1 전동부재이고; 상기 제2 종동부재는, 상기 제2 원통캠의 상기 제4 캠홀에 결합되는 제2 종동핀, 및 상기 제2 종동핀에 일단부가 고정되고 상기 제3 베어링에 타단부가 고정된 제2 전동부재로 구성될 수 있다.

상기 제1 전동부재 및 상기 제2 전동부재는 각각 원통형으로 형성되고, 상기 회전축에 동심축선 상으로 배치될 수 있다.

상기 제1 전동부재에는, 상기 제2 전동부재가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제2 종동핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1 전동부재의 축선방향을 따라 제3 장공이 형성될 수 있다.

상기 제2 전동부재에는, 상기 제2 전동부재가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제1 종동핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제2 전동부재의 축선방향을 따라 제4 장공이 형성될 수 있다.

상기 제1 종동핀 및 상기 제2 종동핀이 상기 회전축에 대해 원주방향으로 이동하는 것을 방지하고 상기 회전축의 축선방향을 따라 직선 이동할 수 있도록, 상기 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 케이싱에 설치되거나, 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리가 설치된 베이스(도시되지 않음) 또는, 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리가 설치된 장소의 바닥에 설치되거나, 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리가 설치된 베이스에 고정되거나 또는, 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리가 설치된 장소의 바닥에 고정된 고정 금구에 설치되는 가이드 부재에 의해 가이드되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 부재는 상기 회전축의 축선방향을 따라 배치되고 상기 제1 종동핀이 삽입되는 제1 가이드 홀과, 상기 제2 종동핀이 삽입되는 제2 가이드 홀이 형성된다.

상기 제1 가이드 홀과 상기 제2 가이드 홀은 하나의 홀로 형성될 수 있다.

상기 제2 원통캠의 회전에 따라, 상기 제2 원통캠의 제3-1 캠홀에 상기 제1 종동핀이 결합되고, 상기 제2 원통캠의 제4 캠홀에 상기 제2 종동핀이 결합되었을 때, 상기 제2 원통캠은 상기 제1 종동핀 및 상기 제2 종동핀을 통해 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브를 동시에 고정 시브측으로 이동시키는 제3 이동모드를 수행하고, 상기 제2 원통캠의 제4 캠홀에 상기 제2 종동핀이 결합된 상태에서 상기 제2 원통캠이 계속 회전하여 상기 제1 종동핀으로부터 상기 제2 원통캠의 제3-1 캠홀로부터 이 해제된 후, 상기 제1 종동핀에 상기 제2 원통캠의 제3-2 캠홀이 결합되면, 상기 제1 종동핀에 고정된 상기 내측 시브는 상기 원주방향으로 형성된 상기 제3-2 캠홀에 의해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 것이 제한되는 반면, 상기 제2 원통캠은 상기 제2 종동핀을 통해 상기 외측 시브를 상기 고정 시브측으로 이동시키는 제4 이동모드를 수행한다.

상기 제2 원통캠은 상기 회전축에 동심축선 상으로 설치된 제4 베어링에 고정되어 상기 회전축에 대해 공전된다.

상기 회전제어 장치는 모터 또는 수동으로 조작되는 회전 핸들일 수 있다.

상기 회전제어 장치 및 상기 제2 원통캠은 워엄 기어 결합된다.

상기 워엄 기업 결합은: 상기 회전제어 장치의 축에 설치된 워엄, 상기 워엄에 결합되고 상기 제2 원통캠에 설치되어 상기 워엄의 상기 회전제어 장치의 회전력을 상기 제2 원통캠으로 전달하는 워엄 휠로 구성된다.

상기 회전축은 구동축이거나, 구동축에 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 관련하여, 상기 회전축이 구동축이거나, 구동축에 결합되는 경우 피동축에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리의 회전축이 피동축이거나, 피동축에 결합되어 벨트 풀리 타입 무단 변속기를 구성할 수가 있다.

본 발명의 제2 실시예와 관련된 회전제어 방식의 변속제어 장치를 포함하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리는: 회전축; 상기 회전축에 고정되는 고정 시브; 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 걸리는 벨트 홈을 형성하고, 상기 회전축의 축선방향을 따라 상기 고정 시브에 대해 이동가능하게 설치된 이동 시브를 포함하고, 상기 이동 시브는 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 내측 시브, 및 상기 내측 시브의 외측에 배치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 외측 시브로 구성되며; 회전력을 발생시키며, 발생된 회전력을 상기 회전축에 평행한 직선운동으로 변환하여 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 함께 전달 또는 상기 외측 시브에만 전달하도록 구성할 수 있다.

여기서, 상기 회전제어 방식의 변속제어 장치는: 회전력을 발생시키는 회전제어 장치를 구비하고, 상기 회전축에 공전 가능하게 구비되며 제3 캠홈 및 제4 캠홈을 가지는 제2 원통캠; 일측은 상기 내측 시브에 공전 가능하게 연결되며, 타측은 상기 제3 캠홈에 위치하는 제1 종동핀; 및 일측은 상기 외측 시브에 공전 가능하게 연결되며, 타측은 상기 제4 캠홈에 위치하는 제2 종동핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3 캠홀은: 상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 경사지게 구비되는 제3-1 캠홀과, 상기 고정 시브와 인접한 상기 제3-1 캠홀과 연결되며 상기 제2 원통캠의 원주 방향을 따라 구비되는 제3-2 캠홀을 포함하며, 상기 제4 캠홀은: 상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 경사지게 구비될 수 있다.

상기 제3-1 캠홀과 상기 제4 캠홀은 동일한 경사를 갖을 수 있다.

그리고, 상기 제1 종동핀이 상기 내측 시브에 대해 공전하기 위하여, 상기 내측 시브에는 제2 베어링이 구비되고, 상기 제2 종동핀이 상기 외측 시브에 대해 공전하기 위하여, 상기 외측 시브에는 제3 베어링이 구비될 수도 있다.

또한, 상기 내측 시브에는 상기 내측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되는 제3 슬리브가 구비되며, 상기 제3 슬리브에 상기 제2 베어링이 구비되며, 상기 외측 시브에는 상기 외측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되는 제4 슬리브가 구비되며, 상기 제4 슬리브에 상기 제3 베어링이 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제1 종동핀 및 상기 제2 종동핀이 상기 회전축에 대해 원주방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여, 상기 제3 원통캠의 외측에는 가이드 부재가 구비될 수 있다.

상기 가이드 부재는, 상기 회전축의 축선방향을 따라 배치되고 상기 제1 종동핀이 삽입되는 제1 가이드 홀과, 상기 제2 종동핀이 삽입되는 제2 가이드 홀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전제어 장치는 모터 또는 수동으로 조작되는 회전 핸들일 수 있다.

상기 회전제어 장치 및 상기 제2 원통캠은 워엄 기어 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 실시예와 관련된 청구항 제44항 내지 청구항 제49항, 청구항 제66항 및 청구항 제67항은 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 구조와 관련된다.

벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리는, 회전축; 상기 회전축에 설치된 고정 시브; 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 감기는 벨트 홈을 형성하도록 배치되되, 축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 상기 회전축에 설치된 이동 시브;를 구비하고, 상기 이동 시브는, 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브 및; 상기 내측 시브의 외주면에 지지된 상태에서 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치된 외측 시브;를 포함하며, 상기 변속제어 장치에 의해 상기 외측 시브의 시브면과 상기 내측 시브의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬되었을 때, 상기 내측 시브의 시브면과 상기 외측 시브의 시브면의 사이의 경계부는 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브의 원주방향을 따라서 서로 맞물리는 복수의 치형으로 형성된다.

여기서, 상기 변속제어 장치에 의해 상기 외측 시브의 시브면과 상기 내측 시브의 시브면이 하나의 공통 시브면을 이루도록 정렬되었을 때, 상기 내측 시브의 시브면과 상기 외측 시브의 시브면의 사이의 경계부는 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브의 원주방향을 따라서 서로 맞물리는 복수의 치형으로 형성될 수 있다.

상기 치형은 연속적으로 이어지는 곡선형일 수 있다.

상기 경계부를 형성하는 상기 내측 시브의 시브면의 엣지부와 상기 외측 시브의 시브면의 엣지부는 곡면 가공될 수 있다.

상기 내측 시브의 이와 상기 외측 시브의 치합에 의해 형성되는 경계부의 반경 방향 변화 폭이 벨트의 높이보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 내측 시브에 형성된 이와 상기 외측 시브에 형성된 이는 쌍을 이루며, 적어도 3쌍의 잇수를 가질 수 있다.

상기 이동 시브의 상기 경계부에 대응하는 상기 고정 시브의 시브면에는 상기 경계부와 동일한 형상의 홈이 형성된다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 가변 피치 풀리의 구조는: 회전축; 상기 회전축에 고정되는 고정 시브; 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 내측 시브, 상기 내측 시브에 대해 상기 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 외측 시브를 포함하는 이동 시브를 포함하며, 상기 내측 시브의 외주면에는 볼록부 또는 오목부가 구비되며, 상기 외측 시브의 내주면에는 상기 볼록부 또는 상기 오목부에 대응하는 볼록부 또는 오목부가 구비되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 볼록부 또는 상기 오목부는 곡선의 조합으로 구성될 있다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리 및 이 풀리가 적용된 벨트-풀리 타입 무단변속기는 넓은 변속비 폭을 얻으면서도 내측 시브 및 외측 시브로 구성된 이동 시브를 간단한 구성의 제1 원통캠을 통해 스프링만에 의해 고정 시브측으로 상시 가압되어 벨트에 적정한 장력을 부여할 수가 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 및 이 가변 피치 풀리가 적용된 벨트-풀리 타입 무단변속기는 넓은 변속비 폭을 얻으면서도 내측 시브 및 외측 시브로 구성된 이동 시브를 복잡한 구성을 갖는 유압 제어 방식으로 제어하지 않고 간단한 구성의 회전 제어에 의한 방식으로 정밀하게 제어가 가능하다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 구조는 넓은 변속비 폭을 얻으면서도 특히 외측 시브의 내측에 내측 시브가 채워져 있는 구조를 갖기 때문에 종래 기술에 따른 인터레이싱 시브 타입의 가변 피치 풀리에 비해서 벨트가 내측 시브에서 외측 시브로 이동하거나 외측 시브에서 내측 시브로 이동할 때 부드러운 주행을 달성 할 수 있어 변속이 원활이 이루어질 뿐만이 아니라 그 구동 소음을 줄일 수 있고, 특히 경계부에서의 벨트의 손상 및 마모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 개략도이다.
도 2a는 싱글 가변 피치 풀리가 설치되고 "축간거리 변화 변속방식"의 변속제어 장치에 의해 구동되는 종래 기술에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기가 저속 변속비 상태에 있는 것을 나타내는 예시도이다.
도 2b는 도 2a의 벨트-풀리 타입 무단변속기가 고속 변속비 상태에 있는 것을 나타내는 예시도이다.
도 3a는 더블 가변 피치 풀리가 설치되고 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치에 의해 구동되는 종래 기술에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기가 저속 변속비 상태에 있는 것을 나타내는 예시도이다.
도 3b는 도 3a의 벨트-풀리 타입 무단변속기가 고속 변속비 상태에 있는 것을 나타내는 예시도이다.
도 4a는 유압 제어에 의해서 구동되는 종래 기술에 따른 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치의 예시도이다.
도 4b는 회전 제어에 의해서 구동되는 종래 기술에 따른 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치의 예시도이다.
도 4c는 원심력 제어에 의해서 구동되는 종래 기술에 따른 "축간거리 비변화 변속방식"의 변속제어 장치의 예시도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 "인터레이싱 시브(interlacing sheaves)" 또는 "인터디지테이팅 시브(interdigitating sheaves)" 타입의 가변 피치 풀리를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6f는 변속비 폭을 증가시키기 위해 내측 섹션(inner section)과 외측 섹션(outer section)을 구비한 종래 기술에 따른 원추형 반부(conical half)를 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7b는 내측 섹션과 외측 섹션을 구비한 원추형 반부를 유압 제어 방식으로 제어하기 위한 종래 기술에 따른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 내측 섹션과 외측 섹션을 구비한 원추형 반부를 유압-기계식 제어 방식 및 유압-전자기식 제어 방식으로 제어하기 위한 종래 기술에 따른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리의 동작 상태를 나타내는 예시도이다.
도 10은 도 9a 내지 도 9c에 적용되는 제1 원통캠의 실시예를 나타내는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리의 변형 실시예를 나타내는 예시도이다.
도 12는 도 11에 적용되는 제1 원통캠의 변형 실시예를 나타내는 예시도이다.
도 13a는 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 적용이 가능한 가변 피치 풀리의 제1 걸림 구조를 예시하는 도면이다.
도 13b는 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 적용이 가능한 스토퍼 구조를 예시하는 도면이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 동작 상태를 나타내는 예시도이다.
도 15는 도 14a에 적용되는 제2 원통캠의 실시예를 나타내는 예시도이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 변형 실시예의 동작 상태를 나타내는 예시도이다.
도 17a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 구조가 설치될 수 있는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 예시도이다.
도 17b는 도 17a에서 선분 Ⅰ-Ⅰ를 따라 화살표 A-A 방향으로 바라본 본 발명의 제3 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리에 설치된 이동 시브의 정면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.

아래에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에서는 발명의 이해를 돕기 위하여 특정 구성요소는 과장되거나 축소되어 도시될 수 있으며, 본 발명의 도면에 그려진 형태로 한정되는 것은 아니다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예의 보다 용이한 이해를 위해 도 9a 내지 9c를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 원리를 설명한다.

가변 피치 풀리(200)는, 회전축(10), 회전축(10)에 고정되는 고정 시브(210), 회전축(10)의 축선방향으로 이동 가능한 이동 시브(220)를 포함할 수 있다. 가변 피치 풀리 (200)이 무단 변속기의 구성 요소로서 사용되는 경우 고정 시브(210)와 이동 시브(220)의 사이에는 벨트(300)가 사용될 수 있다.

회전축(10)의 소정 위치에는 벨트(300)의 장력에 추종하여 탄성력이 변화하는 제1 탄성부재(S1)가 구비될 수 있다.

이동 시브(220)는 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동 가능한 내측 시브(221) 및 내측 시브(221)의 외면에 상기 내측 시브(221)에 대해 축선방향을 따라 이동 가능한 외측 시브(222)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에서는, 제1 탄성부재(S1)와 이동 시브(220)의 사이에는 이동 시브 위치결정 유닛이 매개될 수 있다. 이동 시브 위치결정 유닛은 제1 탄성부재(S1)의 축선방향의 탄성력 또는 도시되는 않은 변속제어 장치로부터의 장력 변화에 의한 추력을 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)에 선택적으로 전달할 수 있다.

예를 들어, 이동 시브 위치결정 유닛에 의하여, 제1 탄성부재(S1)의 축선방향의 탄성력 또는 도시되는 않은 변속제어 장치로부터의 추력이 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)에 함께 전달(이하 편의상 ‘제1이동모드’)되거나 또는 외측 시브(222)에만 전달(이하 편의상 ‘제2이동모드’)될 수 있다.

축선방향 제1 이동모드에서는 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)가 축선방향으로 함께 이동할 수 있다.(이하 편의상 ‘제1이동모드’)

축선방향제2 이동모드에서는 외측 시브(222)만이 축선방향으로 이동할 수 있다.(이하 편의상 ‘제2이동모드’)

이동 시브 위치결정 유닛의 예를 설명한다.

이동 시브 위치결정 유닛은, 제1캠 결합구조 및 제2캠 결합구조를 포함할 수 있다.

제1캠 결합구조는 제1 탄성부재(S1)의 회전축(10)의 축선방향으로 가해지는 탄성력 또는 도시되는 않은 변속제어 장치로부터 부여되는 회전축(10)의 축선방향 추력을 회전축(10)의 축선을 중심으로 회전하는 회전운동과 상기 회전축(10)의 축선방향을 따라 이동시키는 직선운동으로 변환하는 역할을 한다. 제2캠 결합구조는 제1캠 결합구조의 회전에 따라 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)에 축선방향으로 함께 힘을 전달하거나 또는 외측 시브(222)로만 힘을 전달하는 역할을 한다.

도 9a 및 도 10을 참조하여, 제1캠 결합구조 및 제2캠 결합구조의 예를 간단히 설명한다.

제1캠 결합구조는 제1 회전부재(C1) 및 제1 핀(411)을 포함할 수 있다.

상기 제1 회전부재(C1)는 예를 들어 제1 원통캠(C1)으로 구성될 수 있다. 제1 원통캠(C1)에는, 축선방향을 따라 경사지게 구비되는 제1 캠홀(410)을 가질 수 있다. 제1 핀(411)은 일단은 회전축(100)에 고정되며 타단은 제1 캠홀(410)에 위치할 수 있다.

원통캠(C1)에는 제1 탄성부재(S1)의 탄성력이 축선방향을 따라 고정 시브(210)측으로 가해지고, 도시되지 않은 변속제어 장치로부터 부여되는 추력이 이동 시브를 통해 축선방향을 따라 전달되는 제1 탄성부재(S1) 측으로 가해진다. 이하, 설명의 편의상 추력을 생략하고 제1 탄성부재(S1)의 탄성력에만 의한 원통캠(C1)의 동작을 설명한다.

먼저, 제1 탄성부재의 탄성력(S1)이 제1 원통캠(C1)에 축선방향으로 전달되면, 제1 캠홀(410)이 축선방향에서 경사져 있으므로, 제1 캠홀(410)과 제1 핀(411)의 상호작용으로 제1 원통캠(C1)의 직선운동과 회전운동이 이루어진다.

제2캠 결합구조는, 제1 원통캠(C1)에 구비되는 제2 캠홀(420) 및 상기 제2 캠홀(420)에 연결되는 제2 핀(421)을 포함할 수 있다.

제2 캠홀(420)은 축선방향으로 구비되는 릴리프 홀(420-1), 상기 릴리프 홀(420-1)와 연결되며 원주 방향으로 구비되는 지지 홀(420-2)을 포함할 수 있다. 제2 핀(421)의 일단은 내측 시브(221)에 고정되며 타단은 제2 캠홀(420)에 위치할 수 있다.

또한, 제1 원통캠(C1)에는 걸림홀(430)이 구비될 수 있으며, 보다 상세하게는 원주 방향으로 구비될 수 있다.

상기 걸림홀(430)에는 걸림핀(431)이 위치할 수 있으며,걸림핀(431)의 일단은 외측 시브(222)에 고정되고 타단은 걸림홀(430)에 위치할 수 있다.

한편, 위에서 설명한 바와 같이, 제2 핀(421)의 일단 및 걸림핀(431)의 일단이 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)에 각각 고정될 수 있다.

제1 캠홀(410), 제2 캠홈(420), 걸림홀(430)의 위치는 도 10에 도시된 위치또는 개수에 한정되지 않으며 및 이에 대응하는 제1 핀(411), 제2 핀(421), 및 걸림핀(431)의 위치 또는 개수도 도 10에 도시된 위치와 개수에 한정되지는 않으며, 설계 조건에 따라 얼마든지 변형 가능하다.

내측 시브(221) 및 외측 시브(222)는 각각 시브면의 후방으로 연장되는 제1 슬리브(221S) 및 제2 슬리브(222S)을 각각 포함할 수 있다. 그리고, 제2 핀(421)의 일단 및 걸림핀(431)의 일단은 제1 슬리브(221S) 및 제2 슬리브(222S)에 각각 고정될 수 있다.

또한, 제1 슬리브(221S)의 길이 및 제2 슬리브(222S)의 길이가 축선방향으로 길면, 제1 슬리브(221S)에는 제2 핀(421) 및/또는 걸림핀(431)이 통과하는 장공(221T, 221T'-1, 221T1-2) 이 구비될 수 있다.(도 9a, 도 11 참조)

예를 들어, 상기 제1 슬리브(221S)가 상기 제1 원통캠(C1)의 내부로 연장되면, 상기 제1 슬리브(221S)에는 상기 제1 핀(421)이 관통하는 장공이 구비될 수 있다.(도 9a 참조) 또한, 상기 제2 슬리브(222S)도 상기 제1 원통캠(C1)의 내부로 연장되면, 상기 제1 슬리브(221S)에는 상기 걸림핀(431)이 관통하는 장공이 구비될 수 있다.(도 11 참조)

장공(221T, 221T'-1, 221T1-2)은 제1 걸림홈(410) 및 제2 걸림홈(220)에 대응하는 위치에 대응하는 크기로 구비될 수 있다.

한편, 내측 시브(221)와 외측 시브(222) 사이에는 제2 탄성부재(S2)가 구비될 수 있다. 제2 탄성부재(S2)는 제1 이동모드에서 내측 시브(221)의 시브면과 외측 시브(222)의 시브면이 일렬로 정렬된 상태를 유지시키는 역할을 보조할 수 있다. 제2 이동모드에서는, 외측 시브(222)가 제2 탄성부재(S2)의 탄성력을 이기고 내측 시브(221)로부터 고정 시브(210) 측으로 이동할 수 있도록 제1 탄성부재(S1)의 탄성력은 제2 탄성부재(S2)보다 클 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 피치 풀리가 축간거리 변화 방식의 도시되지 않은 변속제어 장치에 의해 구동되는 벨트-풀리 타입 무단변속기로 사용되는 경우 도 9a 내지 도 9c를 참조하여, 본 발명의 작동을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 9a는 가변 피치 풀리(200)의 피치 직경이 최소이고 저속 변속비 상태이다. 이 상태에서는 내측 시브(221)의 시브면과 외측 시브(222)의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태이다.

만약 구동축(10)이 피동축(10') 측으로 접근하면 구동축인 회전축(100)과 피동축(10')과의 축간거리가 가까워진다. 이에 따라, 벨트(300)의 장력이 약해지려 하지만 제1 탄성부재(S1)는 벨트(300)의 장력 변화에 추종한다. 즉, 제1 탄성부재(S1)의 탄성력에 의하여, 제1 원통캠(C1)을 고정 시브(210) 방향으로 민다.

한편, 이 상태에서 제1 핀(411), 제2 핀(421) 및 걸림핀(431)의 위치는 도 10에 도시한 바와 같다.

제1 핀(411)에 의하여 제1 원통캠(C1)은 회전한다. 그런데, 제2 핀(421)은 지지홀(420-2) 영역에 위치하며, 걸림핀(431)은 걸림홀(430)에 위치한다. 따라서, 제2 핀(421) 및 걸림핀(431)에 의하여, 내측 시브(221)와 외측 시브(222)가 함께 고정 시브(210) 방향으로 이동한다. 따라서, 벨트(300)는 내측 시브(221)의 반경방향 외측으로 올라간다.

도 9b는 제1 이동모드가 완료된 상태를 도시한 것이다. 제1 이동모드가 완료되면, 내측 시브(221)의 하단이 이동 시브(220)의 하단에 거의 접하고, 벨트(300)는 외측 시브(222)의 하부에 위치하지만, 경계부(224)에는 닿지 않는다.

도 9c에 도시한 바와 같이, 도 9b의 상태에서 구동축(10)이 피동축(10') 측으로 더욱 접근하면 구동축인 회전축(100)과 피동축(10')과의 축간거리가 더욱 가까워진다.

이에 따라, 벨트(300)의 장력이 더욱 약해지려 하고 제1 탄성부재(S1)는 벨트(300)의 장력 변화에 추종한다. 즉, 제1 탄성부재(S1)의 탄성력에 의하여, 제1 원통캠(C1)을 고정 시브(210) 방향으로 더욱 민다.

그런데, 제1 이동모드가 완료된 상태에서는, 제2 핀(421)은 지지홀(420-2)을 벗어나 릴리프 홀(420-1) 영역에 위치하게 된다. 따라서, 제2 핀(421)은 축선방향으로 구비된 릴리프 홀(420-1)에 위치하므로, 내측 시브(221)를 더 이상 밀지 못한다. 그런데, 걸림핀(431)은 원주 방향으로 구비된 걸림홈(430)에 계속 위치하므로, 원통캠(C1)을 통해 가해지는 탄성부재(411)의 탄성력은 걸림핀(431)으로 전해지며, 이에 따라 걸림핀(431)이 외측 시브(222)를 고정 시브(210) 방향으로 민다. 따라서, 벨트(300)는 외측 시브(222)의 반경방향 외측으로 올라간다.

정리하면, 본 발명의 제1 실시예는 제1 탄성부재(S1)의 축선방향의 탄성력 및 변속제어 장치로부터 부여된 축선방향의 추력 및 이동 시브 위치결정 유닛만을 이용하며, 내측 시브(221) 및 외측 시브(221)를 함께 이동시키거나 또는 외측 시브(221)만을 이동킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 간단한 구조로 넓은 변속비를 얻을 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다.

제1 실시예

이하, 본 발명의 제1 실시예를 도 9a 내지 도 13b를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 9a내지 도 9c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)는, 회전축(100); 회전축(100)에 설치된 고정 시브(210); 고정 시브(210)와의 사이에서 벨트(300)가 감기는 벨트 홈을 형성하도록 배치되되, 축간거리 변화 변속방식 변속제어 장치(40)(도 2a 및 도 2b 참조) 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치(40')(도 3a 및 도 3b 참조)에 의해 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동 가능하게 회전축(100)에 설치된 이동 시브(220); 및 벨트 홈에 감기는 벨트(300)에 장력을 상시 부여할 수 있도록 회전축(100)에 지지되어 이동 시브(220)를 고정 시브(210) 측으로 가압하는 제1 탄성부재(S1);를 포함한다.

여기서 이동 시브(220)는 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브(221) 및, 내측 시브(221)의 외주면에 지지된 상태에서 내측 시브(221)에 대해 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치된 외측 시브(222)를 포함한다.

상기 구성에 부가하여, 본 발명의 제1 실시예는 변속제어 장치(도시하지 않음)에 의한 벨트(300)의 장력 변화에 추종하여, 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)가 회전축(100)의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제1 이동모드와, 외측 시브(222)만이 내측 시브(221)에 대해 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동하는 제2 이동모드 중 어느 하나를 수행함으로써 벨트의 위치 변화를 일으켜 변속하는 이동 시브 위치결정 유닛을 포함한다.

이 실시예에서 이동 시브 위치결정 유닛은, 회전축(100)에 동심축선 상으로 회전 가능하게 회전축(100) 둘레에 설치되되, 외측 시브(222)와 제1 탄성부재(S1) 사이에 배치되어 제1 탄성부재(S1)의 탄성력을 외측 시브(222)로 전달할 수 있도록 제1 탄성부재(S1)에 지지되고, 변속제어 장치(도시하지 않음)에 의해 외측 시브(222)와 함께 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동하는 제1 회전부재(C1); - 변속제어 장치(도시하지 않음)에 의해 제1 회전부재(C1)가 외측 시브(222)와 함께 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동할 때, 제1 회전부재(C1)가 회전축(100) 둘레로 회전하도록 제1 회전부재(C1)와 회전축(100)에 제공된 제1캠 결합구조; 및, 제1캠 결합구조에 의한 제1 회전부재(C1)의 회전에 따라, 제1 회전부재(C1)가 내측 시브(221)에 결합되어, 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)가 제1 회전부재(C1)와 함께 회전축(100)의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제1 이동모드를 갖고, 제1 회전부재(C1)가 내측 시브(221)로부터 해제되어, 외측 시브(222)만이 제1 회전부재(C1)와 함께 내측 시브(221)에 대해 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동하는 제2 이동모드를 가질 수 있도록 제1 회전부재(C1)와 내측 시브(221)에 제공된 제2캠 결합구조;를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 이동모드는 내측 시브(221)의 시브면과 외측 시브(222)의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태에서 벨트(300)가 벨트 홈에서 내측 시브(221)의 시브면과 고정 시브(210)의 시브면에 접촉하거나 또는 내측 시브(221)의 시브면 및 외측 시브(222)의 시브면의 경계부(224)와 고정 시브(210)의 시브면에 접촉하는 경우에 수행되며, 제2 이동모드는 벨트(300)가 벨트 홈에서 외측 시브(222)의 시브면과 고정 시브(210)의 시브면에 접촉하는 경우에 수행된다.

상기 변속제어 장치(40)가 종래기술의 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같이 축간거리 변화 변속방식으로 구동되는 경우에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 회전축(100)은 구동축으로 구성되거나 이 구동축에 설치될 수 있는 구조로서 구성될 수 있고, 또는 종래기술의 도 3a 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이 변속제어 장치(도시되지 않음)가 축간거리 비변화 변속방식으로 구동되는 경우에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 회전축(100)은 피동축으로 구성되거나 피동축에 설치될 수 있는 구조로 구성될 수 있다.

한편, 내측 시브(221)는 종래 기술에 따른 이동 시브처럼 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동이 가능하지만 그 원주 방향 이동 즉, 회전 이동은 제한을 받도록 구성된다.

내측 시브(221)의 위와 같은 이동 특성을 위해 회전축(100)의 외주면과 내측 시브(221)의 내주면 사이에는 키, 스플라인, 또는 볼 스플라인 구조(도시되지 않음)가 제공되며, 이하 동일한 구조에 대해서는 자명하므로 그 설명을 생략한다.

마찬가지로, 동일한 구성 방식으로 외측 시브(222)가 상기 내측 시브(221)에 대해 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동이 가능하지만 그 원주 방향 이동 즉, 회전 이동은 제한을 받도록 구성된다.

제1 회전부재(C1)는 도 10에 도시한 바와 같이 제1 원통캠으로 구성될 수 있다.

제1 탄성부재(S1)는 스프링일 수 있으며, 일단은 회전축(100)에 고정된 지지부재(110)에 지지되고 타단은 제1 원통캠(C1)이 고정 시브(210) 측으로 가압되도록 제1 원통캠(C1)에 지지된다.

도 10을 참조하면, 제1 회전부재(C1)를 전술한 바와 같이 제1 원통캠(C1)으로서 구성한 경우 상기 제1캠 결합구조는, 제1 원통캠(C1)의 축선방향을 따라 제1 원통캠(C1)의 원주면에 경사지게 형성된 제1 캠홀(410)과; 회전축(100)에 일단이 고정되고, 제1 캠홀(410)에 타단이 결합되어, 제1 원통캠(C1)이 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동할 때, 제1 원통캠(C1)을 회전시키는 제1 핀(411)을 포함한다.

제1 핀(411)은 제1 원통캠(C1)의 제1 캠홀(410)을 통해 제1 원통캠(C1)의 회전을 가이드하는 일종의 가이드 핀 역할을 한다.

제1 캠홀(410)의 경사 방향은 회전축(100)의 회전에 의해 제1 핀(411)이 제1 캠홀(410)을 형성하는 제1 원통캠(C1)의 벽면에 지지되었을 때 제1 원통캠(C1)을 고정 시브(210) 측으로 가압하는 방향으로 경사지게 형성된다.

위와 같이 제1 캠홀(410)을 경사지게 형성함으로써, 당업자가 이해할 수 있듯이 상기 제1 원통캠(C1)은 회전축(100)의 회전 시 소위 "토크 캠"의 특성을 얻을 수 있다.

한편, 도 9a 내지도 9c를 참조하면, 회전축(100)의 축선방향으로 내측 시브(221)와 외측 시브(222) 사이에 스프링인 제2 탄성부재(S2)를 더 구비하는데, 제2 탄성부재(S2)는 일단은 내측 시브(221)에 지지되어 외측 시브(222)를 고정 시브(210)로부터 이격되게 가압하고, 타단은 외측 시브(222)에 지지되어 내측 시브(221)를 고정 시브(210) 측으로 가압하도록 개재된다.

제2 탄성부재(S2)는 내측 시브(221)의 시브면이 외측 시브(222)의 시브면과 일렬로 정렬된 상태, 즉, 하나의 시브면을 이루는 제1 이동모드로 정렬된 상태에서, 외측 시브(222)가 고정 시브(210) 측으로 이동하는 것을 억제하여, 제1 이동모드 상태를 유지시키는 역할을 한다.

제1 탄성부재(S1)의 탄성력은 제2 탄성부재(S2)를 용이하게 수축시킬 수 있으며, 전동에 필요한 벨트(300) 장력을 부여할 수 있을 정도의 탄성력을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서는 내측 시브(221)의 시브면이 외측 시브(222)의 시브면과 일렬로 정렬된 상태, 즉, 하나의 시브면을 이루는 제1 이동모드로 정렬된 상태에서, 외측 시브(222)가 고정 시브(210)로부터 이격되는 것을 방지하기 위한 제1 걸림 구조를 제공하고 있다.

상기 제1 걸림 구조는 당업자 수준에 다양하게 구성이 가능하지만, 일 실시예로서, 도 13a에 도시한 바와 같이 외측 시브(222)의 시브면 선단으로부터 그 시브면의 꼭지점을 향해 연장되고 외측 시브(222)의 축방향으로 소정의 두께를 갖는 인너 플랜지(inner flange)(222F)와 , 이에 대응하는 내측 시브(221)의 시브면에는 인너 플랜지(222F)가 형합되어 안착될 수 있는 상보적 형상의 안착홈(221H)으로 구성된다.

여기서, 인너 플래지(221F)가 안착홈(221H)에 형합되는 경우, 상기 내측 시브(221)의 시브면과 상기 외측 시브(222)의 시브면은 하나의 시브면을 형성할 수 있도록 정밀 가공되며, 제1 이동모드에서 인너 플랜지(222F)는 제2 탄성부재(S2)에 의해 안착홈(221H)에 밀착되게 지지된다.

이와 같은 제1 걸림 구조에 의해 제1 이동모드에서는 전술한 바와 같이 외측 시브(222)가 설정된 위치보다 고정 시브(210)로부터 더 이격되게 위치되는 경우는 발생하지 않는다.

또한, 상기 구성은 후술할 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예에 있어서도 적용이 가능하다.

단, 후술할 도 14a 내지 도 14c에 개시된 본 발명의 제2 실시예의 경우에 있어서는 외측 시브(222′)의 배면으로 연장된 제4 슬리브(222′S)의 단부가 내측 시브(221′)의 배면으로 연장된 제3 슬리브(221′S)의 단부에 형성된 지지 블럭(223)에 의해 지지될 때, 내측 시브(221′)의 시브면 및 외측 시브(222′)의 시브면이 하나의 시브면을 이룰수 있도록 정렬되는 제2 걸림 구조를 제공하고 있으므로, 상기 제1 걸림 구조를 반드시 적용할 필요가 없다.

한편, 상기 제2캠 결합구조는, 제1 원통캠(C1)의 축선방향을 따라 제1 원통캠(C1)의 원주면에 형성된 릴리프 홀(420-1); 제1 원통캠(C1)의 원주 방향을 따라 제1 원통캠(C1)의 원주면에 형성되되, 고정 시브(210)와 인접한 릴리프 홀(420-1)의 선단과 연속적으로 연결되어 내측 시브(221)를 지지하는 지지 홀(420-2)로 구성된 제2 캠홀(420); 및 내측 시브(221)에 일단이 고정되고 제1 원통캠(C1) 회전에 따라 릴리프 홀(420-1) 또는 지지홀(420-2)에 타단이 결합되는 제2 핀(421)을 포함하여 구성된다(도 10 참조).

제1 원통캠(C1)은 외측 시브(222)와 함께 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동하면서 회전하는 구조이므로, 제1 원통캠(C1)의 지지홀(420-2)에 내측 시브(221)의 제2 핀(421)이 결합되게 되면, 제1 원통캠(C1)과 내측 시브(221) 간에는 회전축(100)의 축선방향으로 상대 이동이 발생하지 않으며, 후술하는 바와 같이 제1 원통캠(C1)이 외측 시브(222)에 대해 공전을 허용하되 회전축(100)의 축선방향으로 상대 이동이 발생하지 않는 구조를 가지므로, 내측 시브(221)와 외측 시브(222)가 하나의 시브로서 동작하는 제1 이동모드를 갖게 된다.

여기서, 제1 원통캠(C1)의 원주 방향을 따라 제1 원통캠(C1)의 원주면에 형성된 지지 홀(420-2)은 그 길이를 조절하여 제1 이동모드의 지속 구간을 설정할 수 있으며, 여기서 제1 이동모드 구간은 내측 시브(221)의 피치 반경에 따라 달라질 수 있다.

릴리프 홀(420-1)은 제1 원통캠(C1)의 직선 이동시 제2 핀(421)을 지지하지 않는 릴리프 공간을 제공하기 위한 홀로서, 제1 원통캠(C1)이 회전하여 릴리프 홀(420-1)에 제2 핀(421)에 위치하게 되면, 제1 원통캠(C1)의 지지홀(420-2)이 더 이상 제2 핀(421)을 통해 내측 시브(221)를 지지하지 않으므로, 외측 시브(222)가 내측 시브(221)에 대해 이동하는 것을 허용 즉, 제2 이동모드를 허용하게 된다.

제2 핀(421)은 내측 시브(221)의 배면(내측 시브(221)면의 반대면)으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 회전축(100) 상에 이동 가능하게 지지된 제1 슬리브(221S)에 고정될 수 있다.

제1 슬리브(221S)는 상기 제1 원통캠(C1)의 내주면으로 삽입되도록 구성될 수도 있다.

한편, 제1 원통캠(C1)의 회전에 의하여 제1 원통캠(C1)의 지지 홀(420-2)이 내측 시브(221)의 제2 핀(421)으로부터 벗어날 때, 제1 원통캠(C1)은 외측 시브(222)에 대한 공전 즉, 회전을 허용하면서 외측 시브(222)를 고정 시브(210) 측으로 가압하는 구조를 가질 수 있다.

이를 위해, 제1 원통캠(C1)과 외측 시브(222)를 도시되지 않은 베어링을 통해 결합되도록 구성하거나, 또는 도 10에 도시한 바와 같이 제1 원통캠(C1)의 원주 방향을 따라 원주면에 걸림홀(430)을 형성하고, 외측 시브(222)에 일단이 고정되고 걸림홀(430)에 타단이 결합되는 걸림핀(431)을 제공할 수 있다.

걸림핀(431)은 외측 시브(222)의 배면 측에 고정하는 형태로 구성할 수도 있다.

보다 상세하게는, 걸림핀(431)은 외측 시브(222)의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 제1 슬리브(221S)의 외주면 상에 이동 가능하게 지지된 제2 슬리브(222S)에 고정된다.

제2 슬리브(222S)는 제1 원통캠(C1)의 내주면으로 삽입되도록 구성할 수도 있다.

걸림홀(430)은 제1 원통캠(C1)이 외측 시브(222)에 대해 회전은 가능하지만 외측 시브(222)에 대해 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동하는 것은 제한, 즉 제1 원통캠(C1)과 외측 시브(222)간에 상대 이동이 발생하는 것을 제한하는 역할을 한다.

이와 같은 구조에 의해서 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)는, 걸림홀(430)에 걸림핀(431)이 걸려있는 상태에서, 제1 원통캠(C1)의 회전에 따라 제1 원통캠(C1)의 지지홀(420-2)에 제2 핀(421)이 위치되어 제1 원통캠(C1)이 제2 핀(421)을 통해 내측 시브(221)와 결합되었을 때, 제1 탄성부재(S1)에 의해 제1 원통캠(C1)이 제2 핀(421)을 통해 내측 시브(221)를 고정 시브(210) 측으로 가압하고, 이와 동시에 상기 외측 시브(222)의 시브면은 제1 걸림구조 및 상기 제2 탄성부재(S2)에 의해 상기 내측 시브(221)의 시브면에 일렬로 정렬되는 제1 이동모드를 수행한다.

그리고, 제1 원통캠(C1)의 회전에 따라 내측 시브(221)의 제2 핀(421)으로부터 지지홀(420-2)이 이탈한 후 제2 핀(421)이 릴리프 홀(420-1)에 위치하면, 릴리프 홀(420-1)을 형성하는 벽면이 제2 핀(421)을 통해 내측 시브(221)를 지지하지 않으므로 상기 제1 원통캠(C1)과 상기 내측 시브(221)의 결합이 해제되고, 이에 따라 제1 원통캠(C1)의 걸림홀(430)을 형성하는 벽면은 걸림핀(431)을 통해 외측 시브(222)를 고정 시브(210) 측으로 가압하는 제2 이동모드를 수행한다.

여기서, 제2 이동모드의 시작 시점은 내측 시브(221)의 선단이 고정 시브(210)의 마주보는 선단에 최대한 근접한 상태에서 이루어지는 것이 변속비폭을 넓게 얻을 수 있으므로 바람직하다.

도 13b에 도시한 바와 같이, 제2 이동모드의 시작 시점에서, 내측 시브(221)가 고정 시브(210) 측으로 더 이상 이동하지 않도록 내측 시브(221)의 선단과 고정 시브(210)의 선단이 맞닿기 직전에, 당업자에게 자명한 바와 같이 내측 시브(221)와 회전축(100)의 사이에 각각 단차를 형성하는 것에 의해 구성되는 스토퍼 구조(ST)를 제공할 수가 있을 것이다.

물론, 상기 스토퍼 구조(ST)는 본 발명의 제1 실시예 뿐만이 아니라 후술할 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예에 의 경우에 있어서도 적용이 가능하다.

한편, 상기 제1 원통캠(C1)과 제1 탄성부재(S1) 사이에는 제1 원통캠(C1)의 회전에 의한 마찰을 저감하기 위한 마찰 저감 부재(B1), 예를 들면 제1 베어링(B1)이 설치될 수 있다.

제1 슬리브(221S)에는 내측 시브(221)가 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동할 때 제1 슬리브(221S)가 회전축(100)에 고정된 제1 핀(411)에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 제1 슬리브(221S)의 축선방향을 따라 제1 장공(221T)(도 10 참조)이 형성될 수 있다.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 변형 실시예로서 제1 실시예와 그 동작 원리는 동일하며, 다만 외측 시브의 제2 슬리브(222S′)와 제1 원통캠(C1′)의 형상이 제1 실시예와 다른데, 보다 구체적으로는, 제2 슬리브(222S′)의 경우에 있어서는, 제2 슬리브(222S′)가 제1 실시예에 따른 제2 슬리브(222S)보다 길어 외측 시브(222)가 내측 시브(221)에 안정적으로 지지되며, 제2 슬리브(222S′)에는 외측 시브(222)가 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동할 때 제2 슬리브(222S′)가 회전축(100)에 고정된 제1 핀(411)에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 제2 슬리브(222S′)의 축선방향을 따라 제2-1 장공(222T'-1)이 형성된다. 그리고, 제2 슬리브(222S′)에는 외측 시브(222)가 회전축(100)의 축선방향을 따라 내측 시브(221)에 대해 이동할 때 제2 슬리브(222S′)가 내측 시브(221)에 고정된 제2 핀(421)에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 제2 슬리브(222S′)의 축선방향을 따라 제2-2 장공(222T'-2)이 형성된다는 점이 제1 실시예와 다르다.

이 경우 제2-1 장공(222T′-1)과 제2-2 장공(222T′-2) 도시된 바와 같이 하나의 긴 장공으로 형성될 수 있다.

또한 제1 원통캠(C1")의 경우에 있어서는, 그 내주면 전체가 제2 슬리브(222S′)의 외주면에 지지되는 구조를 가지고, 걸림홈(430′) 및 걸림핀(431′)의 위치가 다르다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)는 전술한 바와 같이 구동축 및 피동축 중 어느 하나에 적용될 수 있으며, 구동축에 적용되는 경우는 축간거리 변화방식의 변속제어 장치에 의해 구동되며, 피동축에 적용되는 경우는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의해서 구동되는데 위의 두 가지 방식 모두 변속제어 장치에 의해 변화하는 벨트의 장력에 추종하여 제1 탄성부재(S1)가 수축 또는 팽창되어짐으로써 이동 시브(220) 즉, 내측 시브(221) 및 외측 시브(222)의 이동이 이루어지게 된다.

이하, 도 9a 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 변속 동작을 설명하되, 설명의 편의상 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)가 구동축인 회전축(100)에 적용되고, 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치(40)(도 2a 및 도 2b 참조)에 의해서 이동 시브(220)가 구동되며, 피동축에는 비가변 피치 풀리(10′)가 설치된 벨트-풀리 타입 무단변속기의 경우를 예로 들어 설명할 것이다.

먼저, 도 9a에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)는 그 운전 전에 도시되지 않은 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치(40)(도 2a 및 도 2b 참조)에 의해 피동축(10′)으로부터 이격되게 위치하고, 이에 따라 회전축(100)과 도시되지 않은 피동축(10′과의 축간 거리가 이격되어 벨트(300)의 장력이 증가된다.

이에 따라, 이동 시브(220)는 제1 원통캠(C1)은 좌측으로 이동되어 제1 탄성부재(S1)를 압축하며, 이때 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 피치 직경은 최소화되어 저속 변속비 상태에 놓이게 된다.

이 상태는 도 9a에 도시된 바와 같이 내측 시브(221)의 시브면과 외측 시브(222)의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태이다.

제1 이동모드는 벨트(300)가 벨트 홈에서 내측 시브(221)의 시브면과 고정 시브(210)의 시브면에 접촉하고 있을 때 까지 그 상태를 유지한다.

한편, 상기 제1 원통캠(C1)은 제1캠 구조에 의해 회전축(100)의 축선방향을 따라 이동하면서 회전하는 구조를 가지므로, 회전축(100)에 대한 제1 원통캠(C1)의 축선방향 위치에 따라 제1 원통캠(C1)의 회전 위치가 달라지는데, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 저속 변속비 상태에서 제1 핀(411), 제2 핀(421), 걸림핀(431)에 대응하는 제1 원통캠(C1)의 제1 캠홀(410), 제2 캠홀(420), 걸림홀(430)의 회전 위치는 도 10에 도시한 바와 같다.

도 9a 및 도 10을 살펴보면, 제1 원통캠(C1)의 지지홀(420-2)에 내측 시브(221)의 제2 핀(421)이 결합되므로 내측 시브(221)가 제1 원통캠(C1)에 대해 회전축(100)의 축선방향으로 이동하는 것이 제한되며, 마찬가지로 외측 시브(222)가 제1 원통캠(C1)의 걸림홀(430)에 외측 시브(222)의 걸림핀(431)이 결합되므로, 외측 시브(222)가 제1 원통캠(C1)에 대해 회전축(100)의 축선방향으로 이동하는 것이 제한된다.

위와 같이, 가변 피치 풀리(200)의 저속 변속비 상태에서는 내측 시브(221)와 외측 시브(222) 각각이 제1 원통캠(C1)에 대해 회전축(100)의 축선방향으로 이동하는 것이 제한되도록 제1 원통캠(C1)에 결합되므로 내측 시브(221)와 외측 시브(222)는 서로에 대한 상대 이동이 없다.

따라서, 내측 시브(221)와 외측 시브(222)는 제1 원통캠(C1)을 통해 결합된 하나의 일체화된 이동 시브(220)로서 작용하게 되는 것이다.

상기 결합을 보다 엄밀한 의미에서 살펴보면, 제1 원통캠(C1)의 걸림홀(430)과 외측 시브(222)의 걸림핀(431)에는 공차가 존재하므로, 외측 시브(222)와 제1 원통캠(C1)에 유격이 존재할 수 있지만, 전술한 제1 걸림구조 및 제2 탄성부재(S2)에 의해서 외측 시브(222)의 인너 플랜지(222F)가 내측 시브(221)의 안착홈(221H)에 밀착되게 안착되어 외측 시브(222) 및 내측 시브(221)가 하나의 시브면을 이루도록 정렬되므로, 외측 시브(222)는 제1 원통캠(C1)은 유격 없이 결합된 상태를 유지할 수 있다.

이후, 도시되지 않은 구동원에 의해 회전축(100)이 회전하는 상태에서, 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치(40)(도 2a 및 도 2b 참조)를 피동축(10') 측으로 근접하게 이동시키면 구동축인 회전축(100)과 피동축(10')과의 축간거리가 가깝게 된다.

이에 따라, 벨트(300)의 장력이 약해지려 하지만 제1 탄성부재(S1)는 벨트(300)의 장력 변화에 즉시 추종하여 제1 원통캠(C1)을 고정 시브(210) 측으로 밀고, 이에 따라 제1 원통캠(C1)을 통해 일체화된 이동 시브(220) 즉, 내측 시브(221)와 외측 시브(222)는 고정 시브(210) 측으로 동시에 이동되어, 즉 제1 이동모드 상태로 이동되어, 벨트 홈에 감긴 벨트(300)를 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 반경방향 외측으로 밀어 보내어 구동축인 회전축(100)에 설치된 가변 피치 풀리(200)의 피치 직경이 보다 커지게 된다.

위의 과정에서, 제1 원통캠(C1)은 전술한 바와 같은 회전축(100)의 축선방향을 따라 고정 시브(210) 측으로 이동하면서 회전을 하게 되는데, 벨트(300)가 내측 시브(221)의 시브면과 고정 시브(210)의 시브면에 접촉하거나, 내측 시브(221)의 시브면 및 외측 시브(222)의 시브면의 경계부(224)와 고정 시브(210)의 시브면에 접촉하고 있는 상태까지는, 제1 원통캠(C1)의 지지홀(420-2) 영역에 제2 핀(421)이 위치되므로 제1 이동모드 상태는 계속 유지된다.

그러나, 도 9b에 도시한 바와 같이 이동 시브(220)가 고정 시브(210) 측으로 보다 근접하게 이동하여, 벨트(300)가 경계부(224)를 지나 외측 시브(222)의 시브면과 고정 시브(210)의 시브면에 접촉하게 되면, 제1 원통캠(C1)의 지지홀(420-2)이 제2 핀(421)을 벗어나서 릴리프 홀(420-1) 영역에 제2 핀(421)이 위치하게 된다.

여기서, 릴리프 홀(420-1)은 제1 원통캠(C1)의 축방향으로 형성되어 있으므로, 제1 원통캠(C1)이 제2 핀(421)을 통해 내측 시브(221)를 고정 시브(210) 측으로 가압되게 지지하지 못한다.

반면에, 제1 원통캠(C1)의 걸림홀(430)에 외측 시브(222)의 걸림핀(431)이 결합되어 있으므로, 제1 탄성부재(S1)에 의해 고정 시브(210)측으로 가압되는 제1 원통캠(C1)에 의해 외측 시브(222)만이 고정 시브(210) 측으로 가압되는 상태 즉, 제2 이동모드에 놓이게 된다.

제2 이동모드 시점에서, 내측 시브(221)는 회전축(100)의 스토퍼(ST)(도 13 참조)에 접촉되어 고정 시브(210) 측으로 회전축(100)에 대해 축선방향으로 이동되는 것이 제한된다.

이후, 도 9c에 도시한 바와 같이 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치(40)(도 2a 및 도 2b 참조)를 통해 본 발명에 따른 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)가 피동축(10') 측으로 보다 근접하게 이동되면, 구동축인 회전축(100)과 피동축(10')과의 축간거리가 가깝게 된다.

이에 따라, 벨트(300)의 장력이 약해지려 하지만 제1 탄성부재(S1)는 벨트(300)의 장력 변화에 즉시 추종하여 제1 원통캠(C1)을 고정 시브(210) 측으로 밀고, 이와 동시에 제1 원통캠(C1)은 걸림핀(241)을 통해 외측 시브(222)를 고정 시브(210) 측으로 민다.

이에 따라 외측 시브(222)는 제2 탄성부재(S2)를 압축시키면서 고정 시브(210) 측으로 이동되는 것에 의해 구동축인 회전축(100)에 설치된 스프링 가압식 가변 피치 풀리(200)의 피치 직경을 보다 커지고, 피동축(10′)의 비가변 피치 풀리(20′)의 직경은 변화가 없으므로 증속 변속이 이루어진다.

반면에, 벨트-풀리 타입 무단변속기의 증속이 이루어진 상태에서 이동 시브(220) 즉, 내측 시브(221)와 외측 시브(222)를 도시되지 않은 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치를 통해 전술한 내용의 역으로 이동시킬 경우 당업자가 이해할 수 있듯이 감속 변속이 이루어진다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에 따른 기술의 보다 용이한 이해를 위해 제1 실시예와의 차이점을 살펴본다.

제1 실시예에서는 벨트의 장력의 변화에 추종하는 제1 탄성부재의 탄성력 및 이동 시브 위치결정 유닛에 의하여 부여되는 추력에 의해 내측 시브 및 외측 시브가 함께 이동 또는 외측 시브만 이동한다.

이와 비교하여, 본 실시예에서는 축간거리 비변화 변속방식 중에서 회전제어 방식의 변속제어 장치에 의하여, 내측 시브 및 외측 시브가 함께 이동 또는 외측 시브만 이동할 수 있다. 또한, 변속제어 장치는, 자동 또는 수동으로 회전력을 발생시키는 회전 제어장치를 포함할 수 있다. 회전제어 장치는 모터, 수동 회전 핸들 등이 될 수 있다.

또한, 제1 실시예에서는 이동 시브 위치결정 유닛이 축선방향으로 이동과 회전(즉, 자전)을 함께 한다. 본 실시예에서는 이동 시브 위치결정 유닛을 하는 회전제어 장치가 축선방향으로는 이동하거나 자전은 하지 않고, 변속력을 부여하기 위한 축(예를 들면, 모터의 축)만이 회전한다.

이하, 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 도 14a 내지 도 14c 및 도 15, 그리고 도 16a 내지 도 16c를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 14a를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)는, 회전축(100′); 회전축(100′)에 설치된 고정 시브(210′); 고정 시브(210′)와의 사이에서 벨트(300)가 감기는 벨트 홈을 형성하도록 배치되되, 축간거리 비변화 변속방식 중 회전제어 방식의 변속제어 장치(400)에 의해 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동 가능하게 회전축(100′)에 설치된 이동 시브(220′);를 포함하며, 이동 시브(220′)는 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브(221′), 및 내측 시브(221′)의 외주면에 지지된 상태에서 내측 시브(221′)에 대해 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치된 외측 시브(222′)를 포함한다.

축간거리 비변화 변속방식의 회전제어 변속제어 장치(400)는 내측 시브(221') 및 외측 시브(222')가 회전축(100')의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제3 이동모드와, 외측 시브(222')만이 내측 시브(221′)에 대해 회전축(100')의 축선방향을 따라 이동하는 제4 이동모드 중 어느 하나를 수행할 수 있도록, 제3 이동모드 시 회전제어 변속제어 장치(400)의 회전에 따라 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222')는 동시에 이동 가능하게 구성되고, 제4 이동모드 시 회전제어 변속제어 장치(400)의 회전에 따라 내측 시브(221′)는 공전되어 그 위치를 유지함과 동시에 외측 시브(222')만이 이동 가능하게 구성되어 내측 시브(221′)와 외측 시브(222')의 상대 위치를 결정하도록 구성된다.

이를 위한 회전제어 변속제어 장치(400)는, 회전제어 장치(460)에 의해 회전하되 회전축(100′)에 대해 공전 가능하게 회전축(100′) 둘레에 설치되는 제2 회전부재(C2); 제2 회전부재(C2)의 회전에 따라 내측 시브(221′)가 회전축(100′)의 축선방향으로 이동할 수 있도록 일측은 제2 회전부재(C2)에 캠 결합되고, 타측은 내측 시브(221′)에 공전 가능하게 설치된 제1 종동부재(441); 제2 회전부재(C2)의 회전에 따라 외측 시브(222′)가 회전축(100′)의 축선방향으로 이동할 수 있도록 일측은 제2 회전부재(C2)에 캠 결합되고, 타측은 외측 시브(222′)에 공전 가능하게 설치된 제2 종동부재(451);를 포함할 수 있다.

그리고, 제2 회전부재(C2)의 회전에 따라, 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)가 회전축(100)의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제3 이동모드를 갖거나, 외측 시브(222′)만이 내측 시브(221′)에 대해 회전축(222′)의 축선방향을 따라 이동하는 제4 이동모드를 갖게 된다.

여기서, 제3 이동모드는 내측 시브(221′)의 시브면과 외측 시브(222′)의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태에서 벨트(300)가 벨트 홈에서 내측 시브(221′)의 시브면과 고정 시브(210′)의 시브면에 접촉하거나 또는 내측 시브(221′) 시브면 및 외측 시브(222′)의 시브면의 경계부(224′)와 고정 시브(210′)의 시브면에 접촉하는 경우에 수행되며, 제4 이동모드는 벨트(300)가 벨트 홈에서 외측 시브(222′)의 시브면과 고정 시브(210′)의 시브면에 접촉하는 경우에 수행되는 것으로 정의한다.

회전축(100′)은 구동축이거나 구동축에 설치될 수 있으며, 회전제어 변속제어 장치(400)는 구동축인 회전축(100′)에 설치되되, 축간거리 비변화 변속방식 중 특히, 변속축에 해당하는 제2 회전부재(C2)의 회전을 제어하는 것에 의해 이동 시브(220′)의 이동을 제어하도록 구성된다.

제2 회전부재(C2)는 도 14a 및 도 15에 도시한 바와 같이 회전축(100′)에 대해 동심축선 상에 배치될 수 있고, 그 형상은 원통형인 제2 원통캠으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제2 원통캠(C2)의 원주면에는, 제1 종동부재(441)가 캠 결합되는 제3 캠홀(440)과, 제2 종동부재(451)가 캠 결합되는 제4 캠홀(450)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제3 캠홀(440)은, 제2 원통캠(C2)의 축선방향을 따라 제2 원통캠(C2)의 원주면에 경사지게 형성된 제3-1 캠홀(440-1)과, 고정 시브(210′)와 인접한 제3-1 캠홀(440-1)의 선단과 연속적으로 연결되고, 제2 원통캠(C2)의 원주 방향을 따라 제2 원통캠(C2)의 원주면에 형성된 제3-2 캠홀(440-2)로 구성할 수 있다.

상기 제3-2 캠홀(440-2)은 제2 원통캠(C2) 회전 시 내측 시브(221′)가 외측 시브(222′)에 대해 회전축(100′)의 축선방향으로 이동하는 것을 제한하기 위해 형성된 것이다.

그리고, 제4 캠홀(450)은 제2 원통캠(C2)의 축선방향을 따라 상기 제2 원통캠(C2)의 원주면에 경사지게 형성할 수 있다.

제3-1 캠홀(440-1)과 제4 캠홀(450)은 동일한 경사를 갖도록 구성할 수 있는데, 이는 제2 원통캠(C2)의 회전 시 제3-1 캠홀(440-1)을 형성하는 제2 원통캠(C2)의 벽면이 제1 종동부재(441)를 가압하고 제4 캠홀(450)을 형성하는 제2 원통캠(C2)의 벽면이 제2 종동부재(451)를 가압하여 내측 시브(221′)와 외측 시브(222′)가 회전축(100′)의 축선방향을 따라 동시에 이동할 때, 내측 시브(221′)의 시브면과 외측 시브(222′)의 시브면이 일렬로 정렬된 상태로 이동 즉, 제3 이동모드로 이동시키기 위한 것이다.

여기서, 제4 캠홀(450)은 제3-1 캠홀(440-1)보다 더 큰 공차를 갖도록 제작될 수 있는데, 이는 제3 이동모드에서 제3-1 캠홀(440-1)을 형성하는 제2 원통캠(C2)의 벽면이 제1 종동부재(441)만을 가압하여 내측 시브(221′)가 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동하도록 하기 위한 것이다,

이 경우 즉, 제4 캠홀(450)을 제3 캠홀보다 더 큰 공차를 갖도록 제작하는 경우, 본 발명의 제1 실시예 부분에서 전술한 제2 걸림구조 및 곧 후술할 제3 탄성부재 즉, 스프링(S3)에 의해 외측 시브(222′)의 시브면이 내측 시브(221′)의 시브면에 일렬로 정렬된 상태를 유지하므로 내측 시브(221′)를 이동시키는 것 만에 의해서도 내측 시브(221′)와 외측 시브(222′)를 동시에 이동시키는 것이 가능해진다.

상기 제2 걸림 구조는 내측 시브(221′)의 시브면이 외측 시브(222′)의 시브면과 일렬로 정렬, 즉, 하나의 시브면을 이루는 제3 이동모드 상태에서, 외측 시브(222′)가 고정 시브(210′)로부터 이격되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 본 발명의 제1 실시예에서 이미 상세히 설명하였으므로 그 설명을 여기서는 생략한다.

그리고, 회전축(100′)의 축선방향으로 내측 시브(221′)와 외측 시브(222′) 사이에는 바로 전술한 스프링인 제3 탄성부재(S3)를 더 구비하는데, 일단은 내측 시브(221′)에 지지되어 외측 시브(222′)를 고정 시브(210)로부터 이격되게 가압하고, 타단은 외측 시브(222′)에 지지되어 내측 시브(221′)를 고정 시브(210′) 측으로 가압하도록 개재된다.

제3 탄성부재(S3)는 제2 걸림 구조에 의해 내측 시브(221′)의 시브면이 외측 시브(222′)의 시브면과 일렬로 정렬, 즉, 하나의 시브면을 이루는 제3 이동모드 상태에서, 외측 시브(222′)가 고정 시브(210′) 측으로 이동하는 것을 억제하여, 제3 이동모드 상태를 유지시키며, 내측 시브(221′)와 외측 시브(221′) 사이의 유격을 방지하는 역할도 한다.

이러한 구성에 의해 제2 원통캠(C2) 회전 시 내측 시브(221′)와 외측 시브(222′)는 동일한 거리를 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동할 수 있으므로, 내측 시브(221′)와 외측 시브(222′)는 하나의 시브처럼 동작할 수가 있다.

한편, 상기 제1 종동부재(441)는 내측 시브(221′)에 대해 공전될 수 있도록 내측 시브(222′)에 동심축선 상으로 설치된 제2 베어링(B2)에 고정되게 구성할 수 있다.

마찬가지로, 상기 제2 종동부재(451)는 외측 시브(222′)에 대해 공전될 수 있도록 외측 시브(222′)에 설치된 제3 베어링(B3)에 고정되게 구성 할 수 있다.

여기서, 제2 베어링(B2)은 내측 시브(221′)의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 회전축(100′) 상에 이동 가능하게 지지된 제3 슬리브(221′S), 보다 상세하게는 지지 블럭(223)에 설치된다. 제3 베어링(B3)은 외측 시브(222′)의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 제3 슬리브(221′S) 상에 이동 가능하게 지지된 제4 슬리브(222′S)에 고정되게 구성할 수 있다.

또한, 제2 원통캠(C2)은 회전축(100′)에 설치된 제4 베어링(B4)에 고정되어 회전축(100′)에 대해 공전되게 구성할 수 있다.

또한, 제3 베어링(B5)은 외측 시브(222′)의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 제3 슬리브(221′S) 상에 이동 가능하게 지지된 제4 슬리브(222′S)에 고정되게 구성할 수 있다.

제3 베어링(B5)은 제2 원통캠(C2)과 제4 슬리브(222′S)가 공전되도록 하는 역할을 하며, 제2 원통캠(C2)의 길이가 짧은 경우 생략을 할 수도 있다.

제3 베어링(B5)은 제4 슬리브(222′S)에 대해 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동이 가능하지만 그 원주 방향 이동 즉, 회전 이동은 제한을 받도록 구성된다.

위와 같은 이동 특성을 위해, 특히, 제3 베어링(B5)의 외륜과 상기 원통캠의 내주면은 사이에는 키, 스플라인, 또는 볼 스플라인 구조(도시되지 않음)가 제공되며, 이는 자명하므로 그 도시는 생략한다.

한편, 상기 제1 종동부재(441)는, 도 14a에 도시한 바와 같이, 제2 원통캠(C2)의 제3 캠홀(440′)에 결합되는 제1 종동핀으로 구성할 수 있고, 상기 제2 종동부재(451)는 제2 원통캠(100′)의 제4 캠홀(450)에 결합되는 제2 종동핀으로 구성할 수 있다.

즉, 도 14a에 도시된 실시예의 경우, 제1 종동부재(441) 및 제2 종동부재(451)가 각각 단일의 구성품 즉, 제1 종동핀과 제2 종동핀으로 구성된다.

도 16a 내지 도 16c와 같은 제2 실시예의 변형 실시예의 경우, 상기 제1 종동부재(441)는 제2 원통캠(C2′)의 제3 캠홀(440′)에 결합된 제1 종동핀(441′-1)과, 제1 종동핀(441′-1)에 일단부가 고정되고 제2 베어링(B2′)에 타단부가 고정된 제1 전동부재(441′-2)로 구성되며, 상기 제2 종동부재(451)는 제2 원통캠(C2′)의 제4 캠홀(450)에 결합되는 제2 종동핀(451′-1)과, 제2 종동핀(451′-1)에 일단부가 고정되고 제3 베어링(B3′)에 타단부가 고정된 제2 전동부재(451′-2)로 구성될 수 있다.

제1 전동부재(441′-2) 및 제2 전동부재(451′-2)는 제2 원통캠(C2′)처럼 원통형으로 구성하여 회전축(100′)에 대해 동심축선 상으로 배치할 수 있다.

이 경우에 제1 전동부재(441′-2) 직경은 제2 원통캠(C2′)의 직경 보다도 크고, 제2 전동부재(451′-2)의 직경은 제1 전동부재(441′-2)의 직경 보다도 크게 구성된다.

그러나, 설계에 따라서는 제2 원통캠(C2′)의 직경이 상기 실시예에 제한 받지 않고 변경 될 수 있을 것이다.

또한, 제1 전동부재(441′-2)에는, 제2 전동부재(451′-2)가 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 제2 종동핀(451′-1)에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 제1 전동부재(441′-2)의 축선방향을 따라 제3 장공(241-2T)을 형성할 수도 있다.

마찬가지로, 제2 전동부재(451′-2)에는, 제2 전동부재(451′-2)가 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제1 종동핀(441′-1)에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 제2 전동부재(451′-2)의 축선방향을 따라 제4 장공(251-2T)을 형성할 수도 있다.

한편, 회전축(100′)의 회전에 의해 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)가 회전축(100′)과 동일한 방향으로 회전할 때 제1 종동핀(441, 또는 441′-1) 및 제2 종동핀(451, 또는 451′-1)으로 회전력이 전달되어 회전제어 장치(460)에 의해 설정된 제2 원통캠(C2, 또는 C2′)의 회전 위치에 변화가 발생하는 할 수가 있다.

본 발명에 따른 제2 실시예 및 그 변형 실시예는 이러한 점을 고려하여, 제1 종동핀(441, 또는 441′-1) 및 제2 종동핀(451, 또는 451′-1)이 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)의 회전에 의해 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)와 동일한 방향으로 회전하는 것을 방지하고, 회전축(100′)의 축선방향을 따라서만 직선 이동할 수 있도록 하기 위하여 아래의 구성 중 어느 하나에 고정 설치되는 가이드 부재(480)를 제공하고 있다.

- 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)의 케이싱(도시되지 않음)

- 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)가 설치된 베이스(도시되지 않음) 또는, 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)가 설치된 장소의 바닥

- 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)가 설치된 베이스(도시되지 않음)에 고정된 고정 금구(도시되지 않음) 또는, 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)가 설치된 장소의 바닥에 고정된 고정 금구(도시되지 않음)

가이드 부재(480)는 제1 종동핀(441, 또는 441′-1) 및 제2 종동핀(451, 또는 451′-1)이 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동한다는 점을 고려하여 회전축(100′)의 축선방향을 따라 배치된다.

상기 가이드 부재(480)에는 제1 종동핀(441, 또는 441′-1)이 삽입되는 제1 가이드 홀(481)과 제2 종동핀(451, 또는 451′-1)이 삽입되는 제2 가이드 홀(482)이 형성되며, 제1 가이드 홀(481)과 제2 가이드 홀(482)은 제1 종동핀(441, 또는 441′-1) 및 제2 종동핀(451, 또는 451′-1)을 가이드하는데 지장만 없다면 하나의 홀로도 형성할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)는 도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 제2 원통캠(C2)의 회전에 따라, 제2 원통캠(C2)의 제3-1 캠홀(440-1)에 제1 종동핀(441)이 결합되고, 제2 원통캠(C2)의 제4 캠홀(450)에 제2 종동핀(451)이 결합되었을 때, 제2 원통캠(C2)은 제1 종동핀(441) 및 제2 종동핀(451)을 통해 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)를 동시에 고정 시브(210′) 측으로 이동시키는 제3 이동모드를 수행한다.

그리고, 제2 원통캠(C2)의 제4 캠홀(450)에 제2 종동핀(451)이 결합된 상태에서 제2 원통캠(C2)이 계속 회전하여 제1 종동핀(441)으로부터 제2 원통캠(C2)의 제3-1 캠홀(440-1)이 벗어난 후, 제1 종동핀(441)에 제2 원통캠(C2)의 제3-2 캠홀(440-2)이 결합되면, 제1 종동핀(441)이 고정된 내측 시브(221′)는 원주방향으로 형성된 제3-2 캠홀(440-2)에 의해 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동하는 것이 제한되는 반면, 제2 원통캠(C2)은 제2 종동핀(451)을 통해 외측 시브(222′)를 고정 시브(210′)측으로 이동시키는 제4 이동모드를 수행하게 된다.

여기서, 내측 시브(221′)는 제3-2 캠홀(440-2)에 의해 회전축(100′)의 축선방향을 따라 이동하는 것이 제한되므로 전술한 바와 같은 스토퍼 구조(ST)를 제2 실시예에서 반드시 적용할 필요는 없으나, 제1 종동핀(441)등의 파손등을 대비한 안전 장치(fail safe) 장치로서 설계자에 따라서는 스토퍼 구조(ST)를 제2 실시예에서 적용할 수도 있을 것이다.

또한, 제2 원통캠(C2 또는 C2′)의 축선방향을 따라 제2 원통캠(C2, 또는 C2′)의 원주면에 경사지게 형성된 제3-1 캠홀(440-1)은 그 길이를 조절하여 제3 이동모드의 지속 구간을 설정할 수 있으며, 여기서 제3 이동모드 구간은 내측 시브(221′)의 피치 반경에 따라 달라질 수 있다.

상기 회전제어 장치(460)는 모터 또는 수동으로 조작되는 회전 핸들로 구성될 수 있다.

한편, 벨트-풀리 타입 무단변속기의 구동 중 벨트(300)의 장력에 의해 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)에 가해진 추력이 제1 종동핀(441, 또는 441′-1) 및 제2 종동핀(451, 또는 451′-1)을 통해 제2 원통캠(C2, 또는 C2′)에 전달되어 회전제어 장치(460)에 의해 설정된 제2 원통캠(C2, 또는 C2′)의 회전 위치에 변화가 발생하는 할 수가 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 제2 실시예(도 14a 내지 도 14c 참조) 및 그 변형 실시예(도 16a 내지 도 16c 참조)에서는 회전제어 장치(460) 및 제2 원통캠(C2, 또는 C2′)을 워엄 결합하여 전술한 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)에 가해진 추력에 의해 제2 원통캠(C2, 또는 C2′)의 설정된 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있게 된다.

구체적으로 회전제어 장치(460) 및 제2 원통캠(C2)의 워엄 기업 결합은, 회전제어 장치(460)의 축에 설치된 워엄(471), 및 상기 워엄(471)에 결합되고 제2 원통캠(C2)에 설치되어 워엄(471)의 회전제어 장치(460)의 회전력을 제2 원통캠(C2)으로 전달하는 워엄 휠(472)과 같은 형태로 구성될 수 있다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)의 변속 동작을 설명하되, 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)가 구동축인 회전축(100′)에 적용되고, 축간거리 비변화 변속방식의 회전제어 변속제어 장치(400)에 의해 이동 시브(220′)가 구동되며, 피동축(10)에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리(도시되지 않음)가 적용되는 벨트-풀리 타입 무단변속기의 경우를 예로 들어 설명할 것이다.

물론, 이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리가 피동축에 설치되는 경우에 있어서는 그 이동 시브 및 고정 시브가 종래의 기술에서 충분히 설명한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정 시브(221′) 및 이동 시브(222′)의 배치 방향과는 반대 방향 즉, 대칭되는 형태로 배치된다는 것을 당업자는 이해할 것이다.

먼저, 도 14a에 도시한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리(200′)는 그 운전 전에 이동 시브(220′)가 회전제어 변속제어 장치(400)의 회전제어 장치(460)에 의해 고정 시브(210′)로부터 최대한 멀어지도록 이동되어 그 피치 직경이 최소화된다.

이 상태는 내측 시브(221′)의 시브면과 외측 시브(222′)의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태 즉, 제3 이동모드 중 벨트(300)가 벨트 홈에서 내측 시브(221′)의 시브면과 고정 시브(210′)의 시브면에 접촉하고 있는 상태이다.

이와 동시에, 도시되지는 않았지만 피동축에 설치된 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리는 제2 이동모드에서 이동 시브의 외측 시브가 고정 시브측으로 최대한 근접되어 그 피치 직경이 최대화되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이와 같이 구동축의 피치 직경은 최소화되고, 피동축의 피치 직경은 최대화되므로 변속비는 저속 변속에 놓이게 된다.

이후, 도시되지 않은 구동원에 의해 구동축인 회전축(100′)이 회전하는 상태에서, 회전제어 장치(460)의 회전에 따라 워엄(471) 및 워엄 휠(472)이 순차 회전하여 제2 원통 캠(C2)이 회전축(100′)에 대해 공전되게 회전하면, 제2 원통캠(C2)의 회전에 따라, 도 14b에 도시한 것과 같이 제3-1 캠홀(440-1)을 형성하는 제2 원통캠(C2) 벽면이 제1 종동핀(441)을 통해 내측 시브(221)를 고정 시브(221′) 측으로 이동시킴과 동시에 제4 캠홀(450)을 형성하는 제2 원통캠(C2)의 벽면이 제2 종동핀(451)을 통해 외측 시브(222′)를 고정 시브(221′) 측으로 이동시키게 된다.

여기서, 상기 제1 종동핀(441) 및 제2 종동핀(451)은 상기 가이드 부재(480)에 형성된 가이드 홀(481, 482))에 위치되어 회전축(100′)의 축선방향을 따라서 가이드되면서 고정 시브(210′)측으로 이동된다.

제3-1 캠홀(440-1)과 제4 캠홀(450′)은 동일한 경사를 가지므로, 제2 원통캠(C2)의 회전에 따라, 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)는 동시에 고정 시브(210′) 측으로 동일한 거리만큼 이동하여, 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)는 하나의 이동 시브(220′)로서 이동하게 된다.

이와 같은 내측 시브(221′) 및 외측 시브(222′)의 이동에 따라 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 피치 풀리(200′)의 피치 직경이 커져 벨트(300)는 가변 피치 풀리(200′)의 외측으로 이동하고 이후, 제3 이동모드에서 벨트(300)가 벨트 홈에서 내측 시브(221′)의 시브면 및 외측 시브(222′)의 시브면의 경계부(224′)와 고정 시브(210′)의 시브면에 동시에 접촉하는 상태에 이르게 된다.

이와 동시에, 도시되지는 않았지만 피동축에 설치된 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리의 외측 시브는 구동축(100′)에 설치된 이동 시브(220′)의 이동 방향과는 동일 방향으로 이동하여, 내측 시브(221')의 시브면과 외측 시브(222')의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬된 상태 즉, 제1 이동모드 중 벨트(300)가 벨트 홈에서 내측 시브(221')의 시브면과 외측 시브(222')의 시브면의 경계부와 고정 시브의 시브면에 접촉하는 상태에 놓이게 됨을 이해할 수 있을 것이다.

이후, 회전제어 장치(460)를 통해 제2 원통캠(C2)을 계속 동일 방향으로 회전시키면 제2 원통캠(C2)의 제4 캠홀(450′)에 제2 종동핀(451′)이 결합된 상태에서, 제3-1 캠홀(440-1)은 제1 종동핀(441)을 벗어나고, 이후 제3-2 캠홀(440-2)에 제1 종동핀(441)에 결합된다.

여기서, 제3-2 캠홀(440-2)은 원주방향으로 형성되어 있으므로 제2 원통캠(C2)의 제3-2 캠홀(440-2)을 형성하는 벽면이 제1 종동핀(441)을 통해 내측 시브(221′)가 회전축(100′)의 축선방향으로 이동하는 것을 제한하는 반면에 제4 캠홀(450)을 형성하는 제2 원통캠(C2)의 벽면이 제2 종동핀(451)을 통해 외측 시브(222′)를 고정 시브(210′) 측으로 계속 이동시키는 제4 이동모드를 수행하고 이후 가변 피치 풀리(200′)의 피치 직경은 최대화 된다(도 14c 참조).

이와 동시에 도시되지는 않았지만 피동축에 설치된 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리는 제1 이동모드에서 벨트(300)가 벨트 홈에서 내측 시브의 시브면과 고정 시브의 시브면에 접촉한 상태에서 내측 시브가 고정 시브측으로부터 최대한 이격되어 그 피치 직경이 최소화되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이와 같이 구동축인 회전축(100′) 측의 가변 피치 풀리(200′)의 피치 직경은 최대화되고, 도시되지 않은 피동축 측의 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링 가압식 가변 피치 풀리의 피치 직경은 최소화되므로 증속 변속을 달성하게 된다.

반면에, 벨트-풀리 타입 무단변속기의 증속이 이루어진 상태에서 이동 시브(220′) 즉, 내측 시브(221′)와 외측 시브(222′)를 축간거리 비변화 변속방식의 회전제어 변속제어 장치(400)를 통해 전술한 내용의 역으로 이동시킬 경우 당업자가 이해할 수 있듯이 감속 변속이 이루어진다.

제3 실시예

본 실시예는 벨트가 내측 시브와 외측 시브의 경계를 부드럽게 이동할 수 있는 구조에 관한 것이다. 즉, 벨트가 내측 시브에서 외측 시브로 또는 외측 시브에서 내측 시브로 부드럽게 이동 가능하게 하여, 벨트의 손상 감소, 소음 감소 등을 얻을 수 있다.

본 실시예에서는, 내측 시브의 경계부를 구성하는 내측 시브의 외측 즉, 외주면에는 볼록부 또는 오목부가 구비되며, 외측 시브의 내측, 즉 내주면에는 이에 대응하는 오목부 또는 볼록부가 구비된다. 볼록부 또는 오목부의 형상은 한정되지는 않지만, 곡선의 조합으로 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 제3 실시예를 도 17a 및 도 17b를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 구조는, 회전축(100"); 회전축(100″)에 설치된 고정 시브(210″); 고정 시브(210″)와의 사이에서 벨트(300)가 감기는 벨트 홈을 형성하도록 배치되되, 축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치(400")에 의해 회전축(100″)의 축선방향을 따라 이동 가능하게 회전축(100″)에 설치된 이동 시브(200″);를 포함한다.

여기서 이동 시브(220")는, 회전축(100″)의 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브(221″) 및, 내측 시브(221″)의 외주면에 지지된 상태에서 내측 시브(221″)에 대해 회전축(100″)의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치된 외측 시브(222″);를 포함한다.

그리고 변속제어 장치(400″)에 의해 외측 시브(222″)의 시브면과 내측 시브(221″)의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬되었을 때, 내측 시브(221")의 시브면과 외측 시브(222″)의 시브면의 사이의 경계부(224″)는 내측 시브(221")와 외측 시브(222″)의 원주방향을 따라서 서로 맞물리는 복수의 치형으로 형성될 수 있다.

변속제어 장치(400")는 도 17a와 같은 형식의 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치일 수도 있고, 당업자가 이해 가능하듯이 도시하지는 않았지만 축간거리 변화 변속방식의 변속제어 장치일 수도 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리 구조는 특히 외측 시브(222″)의 내측에 내측 시브(221″)가 채워져 있는 구조를 갖기 때문에 종래 기술에 따른 인터레이싱 시브 타입의 가변 피치 풀리에 비해서 벨트(300)가 내측 시브(221″)에서 외측 시브(222″)로 이동하거나 외측 시브(222″)에서 내측 시브(221″)로 이동할 때 부드러운 주행을 달성 할 수 있을 뿐만이 아니라 벨트의 주행에 의한 소음을 줄일 수 있다.

경계부(224″)를 이와 같이 치형 즉, 볼록부와 오목부의 연속적인 곡선 조합으로 형성하는 경우 벨트(300)가 경계부(224″)로 진입 또는 진출에 유리한데 이는 회전축(100″), 내측 시브(221″), 외측 시브(222″), 키, 스플라인, 또는 볼 스플라인 등의 미세한 제작 공차 또는 조립 공차에 의해 경계부(224″) 부분에서 단턱 또는 틈이 발생한 경우, 경계부(224″)가 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 원형으로 형성되는 것보다 본 발명의 제3 실시예에서와 같이 치형으로 형성되는 것이 벨트(300)가 상기 단턱이나 틈에 한꺼번에 접촉하지 않고 부분적으로 접촉하기 때문에 벨트(300)가 경계부(224″) 진입 또는 진출할 때 벨트(300)의 주행에 유리한 요소로 작용할 수 있다.

또한, 벨트(300)의 보다 부드러운 주행을 위해 경계부(224")의 치형은 연속적으로 이어지는 곡선형일 수 있으며, 예를 들면 인벌류트 곡선으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제3 실시예는 경계부(224")를 형성하는 내측 시브(221″)의 시브면의 엣지부와 외측 시브(222″)의 시브면의 엣지부에 의해 벨트(300)의 마모 또는 파손이 이루어지는 것을 최소화할 뿐 만이 아니라 경계부(224″)를 벨트(300)가 부드럽게 통과할 수 있도록 경계부(224″)를 형성하는 내측 시브(221″)의 시브면의 엣지부와 외측 시브(222″)의 시브면의 엣지부는 곡면으로 가공하는 것이 바람직하다.

한편, 내측 시브(221″)의 외주면에 형성된 이(221″T)와 외측 시브(222″)의 내주면에 형성된 이(222″T)는 쌍을 이루며, 적어도 3쌍의 잇수를 갖도록 구성할 수 있다.

여기서, 곡선으로 형성된 경계부(224″)에 형성되는 이(221″T, 222″T)의 개수가 적을수록 내측 시브(221″) 및 외측 시브(222″)의 가공이 용이하며, 벨트(300)와 경계부(224″) 사이의 저항이 작아지므로 벨트(300)가 고정 시브(210″)와 이동 시브(200″)의 경계부(224″)에서 용이하게 주행할 수 있다.

내측 시브(221″)의 이(221″T)와 외측 시브(222″)의 이(222″T)의 치합에 의해 형성되는 경계부(224″)의 반경 방향 변화 폭은 벨트(300)의 높이보다 작게 형성하는 것이 바람직한데, 이는 벨트(300)가 지나는 경계부(224")의 반경 방향 폭이 짧을수록 신속한 변속에 유리하기 때문이다.

또한, 내측 시브(221″)의 시브면과 외측 시브(222″)의 시브면의 사이의 경계부(224″)에 대응하는 고정 시브(210″)의 시브면에는 경계부(224")와 동일한 형상의 (214″)홈을 형성할 수도 있다.

이와 같은 구성은 고정 시브(210″) 및 이동 시브(200″)에 의해 형성되는 벨트 홈에 감기는 벨트(300)의 주행면 양면이 경계부(224″)에 의해 형성되는 홈과 고정 시브(210″)에 형성된 홈(214″)에 의해 고르게 마모되도록 할 뿐만이 아니라 벨트(300)의 양면에 동일한 마찰을 부여될 수 있게 하는 역할도 할 수 있다.

본 명세서를 기술함에 있어 다수의 캠홀을 기재하였는 바, 이는 캠홈으로 변형 실시될 수 있으며, 캠홀과 캠홈은 균등한 것으로 이해되어져야 만할 것이다.

또한, 본 발명을 설명하는 도면에 있어서, 예시적으로 본 발명의 도면을 상하대칭되는 형태로 도시하였지만 각 구성의 배치는 회전축 회전시 회전 밸런스를 유지할 수 있는 구성의 배치, 예를 들면 회전 축을 중심으로 180도, 120도, 또는 90도등 그 설계 조건에 따라 자유롭게 배치할 수 있을 것이다.

또한, 상기한 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면은 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해 제시되었으나, 이러한 설명과 도면이 본 명세서에 첨부된 청구범위의 권리를 제한하는 것으로 해석되어져서는 아니 될 것이다.

본 발명은 벨트-풀리 타입 무단변속기를 사용하여 회전 동력을 전달하는 대부분의 분야에서 적용이 가능하며, 특히 차량, 스쿠터, 스노우 모빌, 완구, 농기계 및 벨트-풀리에 의해 동력을 전달하는 각종 기계에 즉시 적용이 가능하다.

Claims

회전축;
상기 회전축에 고정되게 설치된 고정 시브;
상기 고정 시브와 대향되게 상기 회전축에 설치되고 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 감기는 벨트 홈을 형성할 수 있도록 상기 회전축의 외면에 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브 및, 상기 내측 시브의 외측에 반경방향으로 적층되게 설치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 외측 시브를 포함하여 구성된 이동 시브; 및,
축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의한 벨트의 장력 변화에 추종하여, 상기 내측 시브 및 외측 시브가 회전축의 축선방향으로 동시에 이동하는 제1이동모드와, 상기 외측 시브가 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제2이동모드를 수행할 수 있도록 상기 제1이동모드 시 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 동시에 결합되거나, 상기 제2이동모드 시 상기 외측 시브에만 결합되어 상기 내측 시브와 외측 시브의 상대 위치를 결정하는 이동 시브 위치결정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제1항에 있어서,
상기 이동 시브와 상기 고정 시브에 사이에 형성되는 벨트 홈에 감기는 벨트에 상시 장력을 부여할 수 있도록 상기 회전축에 지지되어 상기 이동 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 제1 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제2항에 있어서, 상기 이동 시브 위치결정 유닛은,
상기 회전축에 동심축선 상으로 회전 가능하게 상기 회전축 둘레에 설치되되, 상기 외측 시브와 상기 제1 탄성부재 사이에 배치되어 상기 제1 탄성부재의 탄성력을 상기 외측 시브로 전달하고, 상기 변속제어 장치에 의해 상기 외측 시브와 함께 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제1 회전부재;
상기 변속제어 장치에 의해 상기 제1 회전부재가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때, 상기 제1 회전부재가 상기 회전축의 축선 둘레를 회전하도록 상기 제1 회전부재와 상기 회전축에 제공된 제1캠 결합구조; 및
상기 제1캠 결합구조에 의한 상기 제1 회전부재 회전에 따라, 상기 제1 회전부재가 상기 내측 시브에 결합되어 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브가 상기 제1 회전부재와 함께 상기 회전축의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제1 이동모드를 수행하거나, 상기 제1 회전부재가 상기 내측 시브로부터 해제되어 상기 외측 시브만이 상기 제1 회전부재와 함께 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제2 이동모드를 수행하도록 상기 제1 회전부재와 상기 내측 시브에 제공된 제2캠 결합구조;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제3항에 있어서,
상기 제1 회전부재는 제1 원통캠인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제4항에 있어서,
상기 제1캠 결합구조는;
상기 제1 원통캠의 축선방향을 따라 상기 제1 원통캠의 원주면에 축선방향에 대해 일정 각도로 경사지게 형성된 제1 캠홀과,
상기 회전축에 일단이 고정되고, 상기 제1 캠홀에 타단이 결합되어, 상기 제1 원통캠이 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때, 상기 제1 원통캠을 회전시키는 제1 핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제5항에 있어서,
상기 제1 캠홀의 경사 방향은 상기 회전축의 회전에 의해 상기 제1 핀이 상기 제1 캠홀을 형성하는 상기 제1 원통캠의 벽면에 지지되었을 때 상기 제1 원통캠을 상기 고정 시브 측으로 가압하는 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제5항에 있어서,
상기 회전축의 축선방향으로 상기 내측 시브와 상기 외측 시브 사이에 개재되고,
일단은 상기 내측 시브에 지지되어 상기 외측 시브를 상기 고정 시브로부터 이격되게 가압하고,
타단은 상기 외측 시브에 지지되어 상기 내측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 제2 탄성부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제7항에 있어서,
상기 제1 탄성부재의 탄성력이 상기 제2 탄성부재의 탄성력보다 큰 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제5항 내지 제8항에 있어서,
상기 제2캠 결합구조는,
상기 제1 원통캠의 원주면에 축선방향을 따라 형성된 릴리프 홀, 및
상기 제1 원통캠의 원주면에 원주 방향을 따라 형성되되, 상기 고정 시브와 인접한 릴리프 홀의 선단과 연속적으로 연결되는 지지홀로 구성된 제2 캠홀, 및
상기 내측 시브에 일단이 고정되고 상기 제1 원통캠 회전에 따라 상기 릴리프 홀 또는 상기 지지홀에 타단이 결합되는 제2 핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제9항에 있어서,
상기 제2 핀은 상기 내측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 회전축 상에 이동 가능하게 지지된 제1 슬리브에 고정된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제9항에 있어서,
상기 제1 원통캠은 상기 외측 시브에 대해 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제11항에 있어서,
상기 제1 원통캠의 원주 방향을 따라 상기 제1 원통캠의 원주면에 형성된 걸림홀과,
상기 외측 시브에 일단이 고정되고 상기 걸림홀에 타단이 결합되는 걸림핀을 더 구비한 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제12항에 있어서,
상기 걸림핀은 상기 외측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 제1 슬리브 상에 이동 가능하게 지지된 제2 슬리브에 고정된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제12항에 있어서,
상기 제1 원통캠의 회전에 따라 상기 제1 원통캠의 지지홀에 상기 제2 핀이 위치되어 상기 제1 원통캠과 상기 내측 시브가 결합되었을 때, 상기 제1 원통캠이 상기 제2 핀을 통해 상기 내측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 상기 제1 이동모드가 수행되고,
상기 제1 원통캠의 회전에 따라 상기 제1 원통캠의 릴리프 홀에 상기 제2 핀이 위치되어 상기 제1 원통캠과 상기 내측 시브의 결합이 해제되었을 때, 상기 제1 원통캠이 상기 걸림핀을 통해 상기 외측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 상기 제2 이동모드가 수행되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제4항에 있어서,
상기 제1 원통캠과 상기 제1 탄성부재 사이에는 상기 제1 원통캠의 회전에 의한 마찰을 저감하기 위한 마찰 저감 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제10항에 있어서,
상기 제1 슬리브에는 상기 내측 시브가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제1 슬리브가 상기 회전축에 고정된 상기 제1 핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1 슬리브의 축선방향을 따라 제1 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제13항에 있어서,
상기 제2 슬리브에는 상기 외측 시브가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제2 슬리브가 상기 회전축에 고정된 제1 핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 제2 슬리브의 축선방향을 따라 제2-1 장공이 형성되고,
상기 제2 슬리브에는 상기 외측 시브가 회전축의 축선방향을 따라 상기 내측 시브에 대해 이동할 때 상기 제2 슬리브가 상기 내측 시브에 고정된 상기 제2 핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제2 슬리브 축선방향을 따라 제2-2 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리를 구비하며,
상기 변속제어 장치가 축간거리 변화 변속방식으로 구동되는 경우,
상기 회전축은 구동축이거나 구동축에 결합되고,
피동축에는 비가변 피치 풀리가 결합되며,
상기 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리와 상기 비가변 피치 풀리에는 벨트가 감겨지는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기.
회전축;
상기 회전축에 고정되게 설치된 고정 시브;
상기 고정 시브와 대향되게 상기 회전축에 설치되고, 상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 감기는 벨트 홈을 형성할 수 있도록 상기 회전축의 외면에 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브 및, 상기 내측 시브의 외측에 반경방향으로 적층되게 설치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 외측 시브를 포함하여 구성된 이동 시브; 및,
상기 내측 시브 및 상기 외측 시브가 상기 회전축의 축선방향을 따라 동시에 이동하는 제3 이동모드와, 상기 외측 시브만이 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 제4 이동모드 중 어느 하나를 수행할 수 있도록, 상기 제3 이동모드 시 회전에 따라 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브는 동시에 이동 가능하게 구성되고, 상기 제4 이동모드 시 회전에 따라 상기 내측 시브는 공전되어 그 위치를 유지함과 동시에 상기 외측 시브 만이 이동 가능하게 구성되어 상기 내측 시브와 상기 외측 시브의 상대 위치를 결정하는 회전제어 방식의 변속제어 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제19항에 있어서,
상기 변속제어 장치는,
회전력을 발생시키는 회전제어 장치를 포함하며, 상기 회전제어 장치에 의해 회전하되, 상기 회전축에 동심축선 상으로 공전 가능하게 상기 회전축에 설치된 제2 회전부재;
일측은 상기 제2 회전부재에 캠 결합되고, 타측은 상기 내측 시브에 공전 가능하게 설치된 제1 종동부재; 및
일측은 상기 제2 회전부재에 캠 결합되고, 타측은 상기 외측 시브에 공전 가능하게 설치된 제2 종동부재:를 포함하고,
상기 제2 회전부재의 회전에 따라 제3 이동모드와 제4 이동모드 중 어느 하나가 수행되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제20항에 있어서,
상기 제2 회전부재는 제2 원통캠인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제21항에 있어서,
상기 제2 원통캠의 원주면에는,
상기 제1 종동부재가 캠 결합되는 제3 캠홀과,
상기 제2 종동부재가 캠 결합되는 제4 캠홀이 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제22항에 있어서,
상기 제3 캠홀은,
상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 상기 제2 원통캠의 원주면에 경사지게 형성된 제3-1 캠홀과,
상기 고정 시브와 인접한 상기 제3-1 캠홀의 선단과 연속적으로 연결되고, 상기 제2 원통캠의 원주 방향을 따라 상기 제2 원통캠의 원주면에 형성되는 제3-2 캠홀로 구성되고,
상기 제4 캠홀은,
상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 상기 제2 원통캠의 원주면에 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제23항에 있어서,
상기 제3-2 캠홀은 상기 제2 원통캠 회전 시 상기 내측 시브가 상기 회전축의 축선방향으로 이동하는 것을 제한하기 위해 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제23항에 있어서,
상기 제3-1 캠홀과 상기 제4 캠홀은 동일한 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제25항에 있어서,
상기 회전축의 방향으로 상기 내측 시브와 상기 외측 시브 사이에 개재되되,
일단은 상기 내측 시브에 지지되어 상기 외측 시브를 상기 고정 시브로부터 이격되게 가압하고,
타단은 상기 외측 시브에 지지되어 상기 내측 시브를 상기 고정 시브 측으로 가압하는 제3 탄성부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제23항에 있어서,
상기 제1 종동부재는 상기 내측 시브에 대해 공전될 수 있도록 상기 내측 시브에 동심축선 상으로 설치된 제2 베어링에 고정되고,
상기 제2 종동부재는 상기 외측 시브에 대해 공전될 수 있도록 상기 외측 시브에 동심축선 상으로 설치된 제3 베어링에 고정된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제27항에 있어서,
상기 제2 베어링은 상기 내측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 회전축 상에 이동 가능하게 지지된 제3 슬리브에 설치되고,
상기 제3 베어링은 상기 외측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되어 상기 제3 슬리브 상에 이동 가능하게 지지된 제4 슬리브에 고정된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제28항에 있어서,
상기 제1 종동부재는 상기 제2 원통캠의 상기 제3 캠홀에 결합되는 제1 종동핀이고,
상기 제2 종동부재는 상기 제2 원통캠의 상기 제4 캠홀에 결합되는 제2 종동핀인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제28항에 있어서,
상기 제1 종동부재는,
상기 제2 원통캠의 상기 제3 캠홀에 결합되는 제1 종동핀, 및
상기 제1 종동핀에 일단부가 고정되고 상기 제2 베어링에 타단부가 고정된 제1 전동부재를 포함하고;
상기 제2 종동부재는,
상기 제2 원통캠의 상기 제4 캠홀에 결합되는 제2 종동핀, 및
상기 제2 종동핀에 일단부가 고정되고 상기 제3 베어링에 타단부가 고정된 제2 전동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제30항에 있어서,
상기 제1 전동부재 및 상기 제2 전동부재는 각각 원통형으로 형성되고, 상기 회전축에 동심축선 상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제31항에 있어서,
상기 제1 전동부재에는, 상기 제2 전동부재가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제2 종동핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1 전동부재의 축선방향을 따라 제3 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제31항에 있어서,
상기 제2 전동부재에는, 상기 제2 전동부재가 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동할 때 상기 제1 종동핀에 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제2 전동부재의 축선방향을 따라 제4 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제29항에 있어서,
상기 제1 종동핀 및 상기 제2 종동핀이 상기 회전축에 대해 원주방향으로 이동하는 것을 방지하고 상기 회전축의 축선방향을 따라 직선 이동할 수 있도록 가이드 부재에 의해 가이드 되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제34항에 있어서,
상기 가이드 부재는 상기 회전축의 축선방향을 따라 배치되고 상기 제1 종동핀이 삽입되는 제1 가이드 홀과, 상기 제2 종동핀이 삽입되는 제2 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제35항에 있어서,
상기 제1 가이드 홀과 상기 제2 가이드 홀은 하나의 홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제34항에 있어서,
상기 제2 원통캠의 회전에 따라, 상기 제2 원통캠의 제3-1 캠홀에 상기 제1 종동핀이 결합되고, 상기 제2 원통캠의 제4 캠홀에 상기 제2 종동핀이 결합되었을 때, 상기 제2 원통캠은 상기 제1 종동핀 및 상기 제2 종동핀을 통해 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브를 동시에 고정 시브측으로 이동시키는 제3 이동모드를 수행하고,
상기 제2 원통캠의 제4 캠홀에 상기 제2 종동핀이 결합된 상태에서 상기 제2 원통캠이 계속 회전하여 상기 제1 종동핀으로부터 상기 제2 원통캠의 제3-1 캠홀로부터 이 해제된 후, 상기 제1 종동핀에 상기 제2 원통캠의 제3-2 캠홀이 결합되면, 상기 제1 종동핀에 고정된 상기 내측 시브는 상기 원주방향으로 형성된 상기 제3-2 캠홀에 의해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동하는 것이 제한되는 반면, 상기 제2 원통캠은 상기 제2 종동핀을 통해 상기 외측 시브를 상기 고정 시브측으로 이동시키는 제4 이동모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제21항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 원통캠은 상기 회전축에 동심축선 상으로 설치된 제4 베어링에 고정되어 상기 회전축에 대해 공전되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제20항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전제어 장치는 모터 또는 수동으로 조작되는 회전 핸들인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제39항에 있어서,
상기 회전제어 장치 및 상기 제2 원통캠은 워엄 기어 결합된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제40항에 있어서,
상기 워엄 기업 결합은,
상기 회전제어 장치의 축에 설치된 워엄 및,
상기 워엄에 결합되고 상기 제2 원통캠에 설치되어 상기 워엄의 상기 회전제어 장치의 회전력을 상기 제2 원통캠으로 전달하는 워엄 휠로 구성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제19항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전축은 구동축이거나, 구동축에 결합된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제42항에 있어서,
제1항에 따른 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리의 회전축이 피동축이거나, 피동축에 결합된 것을 특징으로 하는 벨트 풀리 타입 무단 변속기.
회전축;
상기 회전축에 설치된 고정 시브;
상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 감기는 벨트 홈을 형성하도록 배치되되, 축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 상기 회전축에 설치된 이동 시브;를 포함하고,
상기 이동 시브는,
상기 회전축의 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브 및;
상기 내측 시브의 외주면에 지지된 상태에서 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치된 외측 시브;를 포함하며,
상기 변속제어 장치에 의해 상기 외측 시브의 시브면과 상기 내측 시브의 시브면이 하나의 시브면을 이루도록 정렬되었을 때, 상기 내측 시브의 시브면과 상기 외측 시브의 시브면의 사이의 경계부는 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브의 원주방향을 따라서 서로 맞물리는 복수의 치형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 구조.
제44항에 있어서,
상기 치형은 연속적으로 이어지는 곡선형인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 구조.
제44항에 있어서,
상기 경계부를 형성하는 상기 내측 시브의 시브면의 엣지부와 상기 외측 시브의 시브면의 엣지부는 곡면 가공된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 구조.
제44항에 있어서,
상기 내측 시브의 이와 상기 외측 시브의 치합에 의해 형성되는 경계부의 반경 방향 변화 폭이 벨트의 높이보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 구조.
제44항에 있어서,
상기 내측 시브에 형성된 이와 상기 외측 시브에 형성된 이는 쌍을 이루며, 적어도 3쌍의 잇수를 갖는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 구조.
제44항에 있어서,
상기 이동 시브의 상기 경계부에 대응하는 상기 고정 시브의 시브면에는 상기 경계부와 동일한 형상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 구조.
회전축;
상기 회전축에 고정되는 고정 시브;
상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 걸리는 벨트 홈을 형성하고, 상기 회전축의 축선방향을 따라 상기 고정 시브에 대해 이동가능하게 설치된 이동 시브를 포함하고,
상기 이동 시브는 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 내측 시브, 및 상기 내측 시브의 외측에 배치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 외측 시브를 포함하고;
상기 이동 시브를 상기 고정 시브측으로 가압하며, 변속제어 장치에 의해 상기 벨트의 장력변화에 추종하여 축선 방향으로 변위되는 제1 탄성부재; 및
상기 제1 탄성부재의 탄성력을 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 함께 전달 또는 상기 외측 시브에만 전달하는 이동 시브 위치결정 유닛을 포함하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제50항에 있어서,
상기 이동 시브 위치결정 유닛은,
상기 제1 탄성부재의 상기 회전축의 축선방향으로 가해지는 탄성력 또는 상기 변속제어 장치로부터 부여되는 상기 회전축의 축선방향 추력을 상기 회전축의 축선을 중심으로 회전하는 회전운동과 상기 축선방향을 따라 이동시키는 직선운동으로 변환하는 변환하는 제1캠 결합구조; 및
상기 제1캠 결합구조에 따라 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 함께 힘을 전달 또는 상기 외측 시브로만 힘을 전달하는 제2캠 결합구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제51항에 있어서,
상기 제1캠 결합구조는,
상기 회전축의 축선방향을 따라 경사지게 구비되는 제1 캠홀을 가지는 제1 원통캠; 및 일단은 상기 회전축에 고정되며 타단은 상기 제1 캠홀에 위치하는 제1 핀을 포함하며,
상기 제2캠 결합구조는,
상기 제1 원통캠에 구비되는 제2 캠홀, 일단은 상기 내측 시브에 고정되며 타단은 상기 제2 캠홀에 위치하는 제2 핀을 포함하며,
상기 제2 캠홀은 축선방향으로 구비되는 릴리프 홀 및 상기 릴리프 홀와 연결되며 원주 방향으로 구비되는 지지 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제52항에 있어서,
상기 제2 캠홀은 축선방향으로 구비되는 릴리프 홀 및 상기 릴리프 홀와 연결되며 원주 방향으로 구비되는 지지 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제53항에 있어서,
상기 제1 원통캠에 구비되는 걸림홀 및 일단은 상기 외측 시브에 고정되며 타단은 상기 걸림홀에 위치하는 걸림핀을 구비하고, 상기 걸림홀은 원주 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제50항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내측 시브와 상기 외측 시브 사이에는 제2 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
회전축;
상기 회전축에 고정되는 고정 시브;
상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 걸리는 벨트 홈을 형성하고, 상기 회전축의 축선방향을 따라 상기 고정 시브에 대해 이동가능하게 설치된 이동 시브를 포함하고,
상기 이동 시브는 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 내측 시브, 및 상기 내측 시브의 외측에 배치되며 상기 내측 시브에 대해 상기 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 외측 시브로 구성되며;
회전력을 발생시키며, 발생된 회전력을 상기 회전축에 평행한 직선운동으로 변환하여 상기 내측 시브 및 상기 외측 시브에 함께 전달 또는 상기 외측 시브에만 전달하는 회전제어 방식의 변속제어 장치를 포함하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제56항에 있어서,
상기 변속제어 장치는,
회전력을 발생시키는 회전제어 장치를 구비하고, 상기 회전축에 공전 가능하게 구비되며 제3 캠홈 및 제4 캠홈을 가지는 제2 원통캠;
일측은 상기 내측 시브에 공전 가능하게 연결되며, 타측은 상기 제3 캠홈에 위치하는 제1 종동핀; 및
일측은 상기 외측 시브에 공전 가능하게 연결되며, 타측은 상기 제4 캠홈에 위치하는 제2 종동핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제57항에 있어서,
상기 제3 캠홀은: 상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 경사지게 구비되는 제3-1 캠홀과, 상기 고정 시브와 인접한 상기 제3-1 캠홀과 연결되며 상기 제2 원통캠의 원주 방향을 따라 구비되는 제3-2 캠홀을 포함하며,
상기 제4 캠홀은: 상기 제2 원통캠의 축선방향을 따라 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제58항에 있어서,
상기 제3-1 캠홀과 상기 제4 캠홀은 동일한 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제59항에 있어서,
상기 제1 종동핀이 상기 내측 시브에 대해 공전하기 위하여, 상기 내측 시브에는 제2 베어링이 구비되고,
상기 제2 종동핀이 상기 외측 시브에 대해 공전하기 위하여, 상기 외측 시브에는 제3 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제60항에 있어서,
상기 내측 시브에는 상기 내측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되는 제3 슬리브가 구비되며, 상기 제3 슬리브에 상기 제2 베어링이 구비되며,
상기 외측 시브에는 상기 외측 시브의 배면으로부터 그 축선방향을 따라 연장되는 제4 슬리브가 구비되며, 상기 제4 슬리브에 상기 제3 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제61항에 있어서,
상기 제1 종동핀 및 상기 제2 종동핀이 상기 회전축에 대해 원주방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여, 상기 제3 원통캠의 외측에는 가이드 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제62항에 있어서,
상기 가이드 부재는, 상기 회전축의 축선방향을 따라 배치되고 상기 제1 종동핀이 삽입되는 제1 가이드 홀과, 상기 제2 종동핀이 삽입되는 제2 가이드 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제56항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전제어 장치는 모터 또는 수동으로 조작되는 회전 핸들인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제64항에 있어서,
상기 회전제어 장치 및 상기 제2 원통캠은 워엄 기어 결합된 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
제65항에 있어서,
상기 회전제어 장치의 축에는 워엄이 구비되며, 상기 제2 원통캠에는 워엄 휠이 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리.
회전축;
상기 회전축에 고정되는 고정 시브;
상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 내측 시브, 상기 내측 시브에 대해 상기 축선방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 외측 시브를 포함하는 이동 시브를 포함하며,
상기 내측 시브의 외주면에는 볼록부 또는 오목부가 구비되며, 상기 외측 시브의 내주면에는 상기 볼록부 또는 상기 오목부에 대응하는 볼록부 또는 오목부가 구비되는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 풀리 구조.
제67항에 있어서,
상기 볼록부 또는 상기 오목부는 곡선의 조합인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 가변 피치 풀리의 풀리 구조.
회전축;
상기 회전축에 고정되게 설치된 고정 시브;
상기 고정 시브와의 사이에서 벨트가 걸리는 벨트 홈을 형성하도록 배치되고, 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동가능하게 설치된 내측 시브와, 상기 내측 시브의 외측에 설치되어 상기 내측 시브에 대해 상기 회전축의 축선방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 외측 시브를 구비한 이동 시브;
상기 이동 시브를 상기 고정 시브측으로 가압하는 제1 탄성부재; 및
축간거리 변화 변속방식 또는 축간거리 비변화 변속방식의 변속제어 장치에 의한 벨트의 장력 변화에 추종하여, 회전축의 축선을 따라 이동 및 회전이 가능하도록 상기 이동 시브와 상기 제1 탄성 부재 사이에 설치된 회전체;
상기 회전체의 축선방향 이동에 따라 상기 회전체를 상기 회전축의 둘레로 회전시킬 수 있도록 상기 회전체와 상기 회전축에 제공된 제1캠 결합구조;
상기 제1 캠의 회전에 따라 상기 외측 시브 및 상기 내측 시브에 결합하거나 또는 상기 외측 시브에만 결합할 수 있도록 상기 회전체와 상기 내측 시브에 제공된 제2캠 결합구조;
를 포함한 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제69항에 있어서,
상기 회전체는 원통캠인 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제70항에 있어서,
상기 제1캠 결합구조는,
상기 회전축의 축선방향을 따라 경사지게 구비되는 제1 캠홀을 가지는 제1 원통캠; 및 일단은 상기 회전축에 고정되며 타단은 상기 제1 캠홀에 위치하는 제1 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제71항에 있어서,
상기 제2캠 결합구조는,
상기 제1 원통캠에 구비되는 제2 캠홀, 일단은 상기 내측 시브에 고정되며 타단은 상기 제2 캠홀에 위치하는 제2 핀을 포함하며,
상기 제2 캠홀은 축선방향으로 구비되는 릴리프 홀 및 상기 릴리프 홀와 연결되며 원주 방향으로 구비되는 지지 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제72항에 있어서,
상기 제2 캠홀은 축선방향으로 구비되는 릴리프 홀 및 상기 릴리프 홀와 연결되며 원주 방향으로 구비되는 지지 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.
제70항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 원통캠에 구비되는 걸림홀 및 일단은 상기 외측 시브에 고정되며 타단은 상기 걸림홀에 위치하는 걸림핀을 구비하고, 상기 걸림홀은 원주 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트-풀리 타입 무단변속기용 스프링 가압식 가변 피치 풀리.