WO2014098312A1 - 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기 - Google Patents

이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기 Download PDF

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WO2014098312A1
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rotation
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김성렬
조형호
김철민
김노원
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한국생산기술연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a continuously variable transmission capable of discriminating an abnormal occurrence part. More specifically, in a transmission in which a drive shaft and a driven shaft are shifted by a V-belt and constant rotation is transmitted to the driven shaft, the abnormality within the transmission is prevented.
  • the present invention relates to a continuously variable transmission having a function of discriminating a generated area.
  • V-belts Continuously variable transmissions using V-belts have been used to control the transmission ratio in areas requiring power transmission, such as vehicles, motorcycles, and wind turbines.
  • Fig. 1 shows a configuration around a drive shaft of a continuously variable transmission
  • Fig. 2 shows a configuration around a driven shaft on which a drive pulley of a drive shaft and a driven pulley connected as a V belt are installed.
  • a drive pulley 11 is installed at an outer circumference of the drive shaft 1, and the drive pulley 11 has a fixed pulley portion 11a provided at an end of the drive shaft 1 and a shaft of the drive shaft 1. And a movable pulley portion 11b free to move in the direction.
  • the drive pulley 11 has a V-belt 2 hanging over the driven pulley 73 shown in FIG.
  • the hub of the movable pulley portion 11b is coupled by the slider 3 and the bearing 3d so that the movable pulley portion 11b can move together with the slider 3 in the drive shaft direction.
  • the drive unit for driving the gears of the slider 3 has a gear device and a motor 4.
  • An output gear is formed at the tip of the motor shaft 4a, and the rotation of the motor 4 is sequentially transmitted to the gear of the slider 3 through the output gear, the first gear and the second gear, and the slider Rotate (3).
  • FIG. 2 shows a configuration around the driven shaft, wherein the driven pulley 61 includes a fixed pulley portion 61a and a movable pulley portion 61b.
  • the driven shaft 6 supporting the driven pulley 61 is supported by a bearing.
  • the coil spring 7 which holds the movable pulley part 61b toward the fixed pulley part 61a side is inserted.
  • the driven shaft 6 transmits rotation to the output shaft 8 through the input gear, the heavy gear and the final gear.
  • the above-described continuously variable transmission has an accurate transmission ratio in spite of the accurate movement of the movable pulley portion 11b because the contact surface is worn by the friction of the V belt 2, the driving pulley 11 and the driven pulley 61. It is not controllable and an accurate transmission ratio cannot be obtained when an error due to abrasion or the like occurs even in the transfer system for transferring the movable pulley portion 11b.
  • the present invention has been made in view of the above, it is an object of the present invention to provide a continuously variable transmission that can determine the site where the abnormality itself based on the detection signal in the transmission.
  • another object of the present invention is to provide a wind turbine generator having a continuously variable transmission capable of identifying an abnormal occurrence site by itself.
  • the present invention the drive shaft and the driven shaft, the drive pulley and the driven pulley respectively provided on the drive shaft and the driven shaft, the drive pulley and the driven pulley wound around the V belt for transmitting the rotational force of the drive shaft to the driven shaft And a movable pulley disk which is included in any one of the driving pulley and the driven pulley to move along the pulley axis direction so that the pulley width of the V-belt is adjusted, thereby adjusting the number of rotations output from the driven shaft.
  • the displacement control motor for generating a rotation to adjust the movement amount of the movable pulley disk, and the movable pulley disk while moving in the axial direction by receiving the rotational force of the displacement control motor to move together
  • a motion conversion member for converting the rotational speed of the drive shaft, and rotation of the driven shaft Rotation of the displacement control motor according to the driven shaft rotation speed detection sensor for detecting the rotational displacement
  • the displacement sensor installed to detect the movement amount of the motion conversion member, and the rotational speed of the drive shaft detected by the drive shaft rotation speed detection sensor
  • a controller configured to control the driven shaft to output a constant rotation speed by adjusting, wherein the controller generates an abnormality based on the measured values of the driven shaft rotation speed detection sensor and the displacement sensor and the rotation speed of the displacement control motor. It is characterized by determining the site.
  • the present invention is further provided with a motor rotation sensor for detecting the amount of rotation of the rotation axis of the displacement control motor, the number of rotation of the displacement control motor is characterized in that the measured value of the motor rotation sensor input to the controller .
  • the present invention is to determine the abnormality of the displacement control motor or the motor rotation sensor when the controller does not match the motor rotation command value transmitted from the controller to the displacement control motor and the measured value of the motor rotation sensor. It is another feature.
  • the present invention is the controller of the motor rotation command value and the measured value of the motor rotation sensor, the measured value of the motor rotation sensor and the rotational speed of the driven shaft, but the measured value of the motor rotation sensor and the If the measured values of the displacement sensor do not coincide, it is another feature to discriminate that the displacement sensor is abnormal.
  • the present invention is the controller of the motor rotation command value and the measured value of the motor rotation sensor, the measured value of the motor rotation sensor and the rotation speed of the driven shaft does not match, and the measured value of the motor rotation sensor In the case where the measured values of the displacement sensor coincide, it is another feature to discriminate the abnormality of the V belt or the pulley.
  • the present invention further includes a display device, wherein the controller displays the result of the determination on the display device.
  • the present invention is a rotation blade, a generator for generating power by receiving the rotational force of the rotating blade, the drive shaft is connected to the rotary shaft of the rotary blade and the driven shaft is connected to the rotary shaft of the generator is rotated in the driven shaft
  • the continuous variable transmission is a drive pulley and a driven pulley respectively installed on the drive shaft and the driven shaft, the drive pulley and the driven pulley wound around the drive shaft V-belt for transmitting the rotational force of the driven shaft and the pulley width of the V-belt to be included in any one of the drive pulley and the driven pulley is adjusted to control the number of rotations output from the driven shaft
  • a movable pulley disc movable along the pulley axis direction so that the movable pulley disc is moved
  • a displacement control motor for generating a rotation to adjust the rotation, a motion conversion member for moving the movable pulley disk together while moving
  • a motor rotation sensor for detecting the rotation amount of the rotation shaft of the displacement control motor is further installed, the rotation amount of the displacement control motor is a measurement value of the motor rotation sensor input to the controller, the controller is in the controller If the motor rotation command value transmitted to the displacement regulating motor does not match the measured value of the motor rotation sensor,
  • the abnormality of the displacement control motor or the motor rotation sensor is determined.
  • the controller is equal to the measured value of the motor rotation command value and the motor rotation sensor, the measured value of the motor rotation sensor and the rotational speed of the driven shaft, but the measurement value of the motor rotation sensor and the measurement of the displacement sensor If the values do not match, it is determined that the displacement sensor is abnormal, the motor rotation command value and the measured value of the motor rotation sensor coincide, and the measured value of the motor rotation sensor and the rotation speed of the driven shaft do not coincide.
  • the measured value of the motor rotation sensor and the measured value of the displacement sensor coincide with each other, it is determined that the V belt or the pulley is abnormal.
  • the continuously variable transmission capable of discriminating an abnormal occurrence part may determine an abnormal occurrence part when an abnormality occurs in a driven shaft output speed or a measured value for controlling a controller. Can be used to deliver a message to the administrator.
  • the repair can be completed by inspecting or replacing only the faulted parts identified by the controller without disassembling all the transmissions having a complicated structure and searching for the faulted parts, thereby greatly reducing the effort and time for maintenance. can do.
  • 1 is a cross-sectional view showing the configuration around the drive shaft in the conventional continuous variable transmission
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration around the driven shaft in the conventional continuous variable transmission shown in FIG.
  • FIG. 3 is a configuration explanatory diagram showing the overall configuration of a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the portion "A" of FIG.
  • 5 and 6 is an operating state diagram showing an operating state of the continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control operation of a controller in a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an overall configuration diagram of a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the portion "A" of FIG.
  • the continuously variable transmission includes a drive shaft 10 and a driven shaft 20, and a drive pulley installed on the drive shaft 10 and the driven shaft 20, respectively.
  • the displacement sensor 50 is installed to detect the movement amount of the motion conversion member 42, and in the drive shaft rotation speed detection sensor 15 It includes a controller 70 for controlling the driven shaft 20 to output a constant rotation speed by adjusting the rotation of the displacement control motor 60 in accordance with the detected rotation speed of the drive shaft (10).
  • the drive pulley 12 is installed on the drive shaft 10 for the installation of the V belt 30, but may be directly connected to the drive shaft 10, in this embodiment, the auxiliary drive shaft constituting a part of the drive shaft 10. 105 is further provided, and the drive pulley 12 is provided in the auxiliary drive shaft 105 which is decelerated using the gear device 103.
  • the driving pulley 12 is composed of a fixed pulley disk 121 and the control pulley disk 122, the V-belt 30 is in close contact with the V-shaped inner inclined surface formed by them to be transmitted.
  • the adjustable pulley disk 122 is movable along the axial direction of the auxiliary drive shaft 105 and is subjected to an elastic force in the direction of the fixed pulley disk 121 by the coil spring 124. Therefore, according to the tension of the V-belt 30 and the elastic force of the coil spring 124, the adjusting pulley disk 122 may be advanced or retracted in the axial direction so that the diameter of the belt is automatically adjusted.
  • the driven pulley 13 is installed on the driven pulley 13 which outputs the rotational force and is caught by the V-belt 30 to transmit the rotational force to the driven shaft 20.
  • the driven pulley 13 also includes a fixed pulley disk 131 and a movable pulley disk 132, and both sides of the V-belt 30 are in close contact with the V-shaped inner inclined surface formed together.
  • the displacement control motor 60 is installed to forcibly move the movable pulley disk 132 of the driven pulley 13 in the axial direction.
  • a gear tooth 62 is formed at the tip of the rotation shaft 62 of the displacement control motor 60 to transmit the rotational force to the motion conversion member 42 to move the movable pulley disk 132.
  • the displacement control motor 60 may be a servo motor in which the amount of rotation can be controlled.
  • the displacement control motor 60 is provided with a motor rotation sensor 65 detects the amount of rotation of the rotation shaft 62 of the displacement control motor 60 and the detected value is transmitted to the controller 70 so that the controller 70 displaces the displacement. The amount of rotation of the control motor 60 may be input.
  • the movement converting member 42 receives the rotational force of the displacement control motor 60 via the intermediate gear 41 to slide along the driven shaft 20.
  • the motion conversion member 42 is formed on the outer circumferential surface of the spiral gear 422 is coupled to the spiral 432 of the outer circumferential surface of the fixed cylindrical body 43 is meshed with the intermediate gear 41 and fixed to the inner circumferential surface. Accordingly, when the motion conversion member 42 rotates about the driven shaft 20, the motion conversion member 42 may move in the direction of the driven shaft 20 according to the spiral rotation with the fixed cylindrical body 43.
  • the motion conversion member 42 is coupled to the movable pulley disk 132 by a bearing 46 installed at the tip of the inner circumferential surface so that the movable pulley disk 132 is driven without the interference of the motion conversion member 42. While being able to rotate about, the motion conversion member 42 and the movable pulley disk 132 move together with respect to the direction of the driven shaft 20.
  • the movable pulley disk 132 is installed in the driven pulley 13 and the displacement control motor 60 is configured to adjust the shift ratio by adjusting the movement amount of the movable pulley disk 132, but the driving pulley 12 It is also possible to change the configuration of the driven pulley 13 and the driving pulley 12 so that the movable pulley disk 132 is installed in the displacement control motor 60 to adjust the movement amount of the movable pulley disk 132. .
  • the drive shaft rotation speed detection sensor 15 and the driven shaft rotation speed detection sensor 25 measures the rotational speed (rpm) of the drive shaft 10 and the driven shaft 20.
  • Rotational speed (rpm) measurement method for the rotation axis is commonly known and can be made by adopting a known sensor.
  • the displacement sensor 50 is installed to detect the movement amount of the motion conversion member 42, and the movable pulley disc moving with the motion conversion member 42 by sensing the axial movement amount of the motion conversion member 42 ( The amount of movement of 132 can be measured.
  • the displacement sensor 50 may employ both a contact method and a non-contact method. However, in the non-contact method, malfunction may occur due to the influence of surrounding foreign matter or magnetic field, so that the probe 51 elastically contacts the contact portion 421 of the motion conversion member 42 and protrudes according to the movement amount of the motion conversion member 42. Or by immersing the method of measuring the amount of movement of the motion conversion member 42 is most preferable to reduce the error and occurrence of abnormalities.
  • the controller 70 of the displacement control motor 60 so that the output rotation speed set in the driven shaft 20 is consistently generated according to the rotation speed of the drive shaft 10 sensed by the drive shaft rotation speed detection sensor 15.
  • the amount of rotation is controlled.
  • the output rotational speed of the transmission is made constant so that it is connected to the driven shaft 20. Ensure that the generator's power output is constant.
  • controller 70 determines a portion where an abnormality occurs based on the measured values of the driven shaft rotation speed detection sensor 25 and the displacement sensor 50 and the rotation speed of the displacement control motor 60. This operation will be described later.
  • the brake disk 81 fixed to the drive shaft 10 and the grip force for holding the brake disk 81 are adjusted.
  • a braking device composed of a possible gripping device 82.
  • Figure 5 and Figure 6 shows the operating state of the continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
  • V-belt 30 is wound to a small diameter in the drive pulley 12, and is wound to a large diameter in the driven pulley 13, so that the reduction ratio is The deceleration is performed in a large state.
  • the controller 70 controls the rotation of the displacement control motor 60 based on the rotational speed (rpm) of the drive shaft 10 received from the drive shaft rotational speed sensor 15.
  • the movable pulley disk 132 is retracted so that the gap between the fixed pulley disk 131 is increased and the diameter of the V belt 30 is wound.
  • the coil spring 124 drives the adjustable pulley disc 122 to the fixed pulley disc of the driving pulley 12. Since it is pushed in the (121) direction, the diameter of the V-belt 30 is moved to the outside and wound.
  • the tension of the V-belt 30 can always be kept constant, and even if the speed reduction ratio is reduced and the rotational speed (rpm) input to the drive shaft 10 is lowered, the rotational speed (rpm) output from the driven shaft 20. To remain constant without decreasing.
  • the rotational speed of the displacement control motor 60 controlled by the controller 70 is set in advance in the form of a data table according to the rotational speed (rpm) of the drive shaft 10 inputted from the drive shaft rotational speed sensor 15. Therefore, the output rotation speed of the driven shaft 20 can be kept constant.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control operation of the controller 70 in the continuously variable transmission according to the embodiment of the present invention.
  • the controller 70 first receives the rotational speed (rpm) of the drive shaft 10 and the driven shaft 20 from the drive shaft rotational speed sensor 15 and the driven shaft rotational speed sensor 25. (Step S10) If the rotation speed of the driven shaft 20 is normal by determining the received measured value (step S20), the displacement control motor 60 does not operate (step S30), the drive shaft 10 and the driven shaft 20 Repeat the process of receiving the number of revolutions (rpm).
  • the rotational speed of the driven shaft 20 is set to, for example, 1800 rpm when the reference output is set to a range of 1780 to 1820 rpm, and is within the range.
  • step S20 If the rotational speed of the driven shaft 20 is not normal (step S20), that is, if it is out of the set speed range, the displacement control motor 60 is set according to the rotational speed (rpm) of the drive shaft 10. The amount of rotation is determined based on the stored data table (step S40). The determined amount of rotation is transmitted as a command value to the displacement control motor 60, and the displacement control motor 60 rotates by the transmitted command value.
  • step S60 After the adjustment of the width of the driven pulley 13 is completed by the rotation of the rotation shaft of the displacement control motor 60, the rotation speed (rpm) of the driven shaft 20, the measured value of the motor rotation sensor 65 and the displacement sensor 50 ) The measured value is input to the controller 70 (step S60).
  • step S70 it is determined whether or not the motor rotation command value transmitted from the controller 70 and the measured value of the motor rotation sensor 65 match to rotate the displacement control motor 60.
  • determining whether or not the motor rotation command value and the measured value of the motor rotation sensor 65 correspond to each other means to determine whether the values correspond to each other, which are set in advance.
  • the displacement regulating motor 60 does not operate normally or the motor rotation sensor 65 does not operate normally. Therefore, it is determined that the displacement adjusting motor 60 or the motor rotation sensor 65 is abnormal and displays related information on a separate display device 90.
  • Step S80 it is determined whether or not the motor rotation command value transmitted from the controller 70 and the measured value of the motor rotation sensor 65 to match the rotation control motor 60, and, as a result, the motor rotation command value transmitted from the controller 70 If the measured values of the motor rotation sensor 65 coincide with each other, the displacement control motor 60 and the motor rotation sensor 65 can be regarded as having no abnormality.
  • the measured value of the motor rotation sensor 65 and the driven shaft It is determined whether the rotation speed (rpm) of the driven shaft 20 measured by the rotation speed detection sensor 25 coincides with each other. (Step S80)
  • the displacement In order to determine whether there is an abnormality of the sensor 50, it is determined whether the measured value of the motor rotation sensor 65 and the measured value of the displacement sensor 50 correspond to each other (step S90).
  • the coincidence between the value and the measured value of the displacement sensor 50 means that the corresponding value is set in advance.
  • step S10 Is input (step S10) and the process of determining whether the rotational speed of the driven shaft 20 is normal (step S20) is started again from the beginning.
  • the operation of the displacement adjusting motor 60 is normal and the rotational speed of the driven shaft 20 is also normal. Since only the abnormality of the displacement sensor 50 occurs, it is determined that the displacement sensor 50 is abnormal. (S220)
  • the abnormality of the displacement sensor 50 is a failure of the displacement sensor 50 itself, or the displacement sensor 50. It can be seen that the protruding probe 51 of the abrasion occurs in the portion 421 in contact with the motion conversion member 42, the error occurs in the measured value.
  • step S80 the measured value of the motor rotation sensor 65 and the rotational speed of the driven shaft 20 does not match (step S80)
  • step S100 when the measured value of the motor rotation sensor 65 and the measured value of the displacement sensor 50 do not coincide with each other, it is considered that the motion conversion member 42 does not move normally. Can be. That is, in this case, the abnormality of the displacement sensor 50 may also be taken into consideration, but the abnormality of the displacement sensor 50 and the abnormal operation of the motion conversion member 42 are extremely low and occur with a time difference. If the displacement sensor 50 is abnormal, the measured value of the motor rotation sensor 65 and the rotational speed of the driven shaft 20 coincide (step S80), and the measured value of the motor rotation sensor 65 and the displacement sensor 50 are measured. In the process of determining whether the values match (step S90), it may be determined that the displacement sensor is abnormal.
  • the motion conversion member 42 may be abnormal. As a specific example, it may be regarded as a case in which an error occurs due to abrasion or the like due to long-term repetitive operation of the motion conversion member 42 and thus is not normally performed. Therefore, the controller 70 determines that the motion conversion member 42 or the related gear device is abnormal and displays it on a separate display device 90.
  • Continuously variable transmission capable of discriminating the occurrence of abnormalities according to the present invention, can be usefully used for the purpose of monitoring and displaying the abnormal state with respect to the transmission installed in a vehicle, a two-wheeled vehicle, a wind power generator.

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  • Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

본 발명은 변속기 내의 감지신호에 근거하여 이상이 발생한 부위를 판별할 수 있는 연속가변식 변속기이다. 본 발명은, 구동풀리 및 종동풀리와, 구동풀리 및 종동풀리에 감겨 구동축의 회전력을 종동축에 전달하는 V벨트와, 구동풀리와 종동풀리 중 어느 하나에 포함되는 것으로 V벨트가 감기는 풀리폭이 조절되도록 풀리축 방향을 따라 이동하는 가동풀리디스크를 구비하는 연속가변식 변속기에 있어서, 가동풀리디스크의 이동량을 조절하기 위해 회전을 발생시키는 변위조절모터와, 변위조절모터의 회전력을 전달받아 축방향으로 이동하면서 가동풀리디스크를 함께 이동시키는 운동변환부재와, 구동축의 회전수를 감지하는 구동축회전수감지센서와, 종동축의 회전수를 감지하는 종동축회전수감지센서와, 운동변환부재의 이동량을 감지하기 위해 설치되는 변위센서와, 구동축회전수감지센서에서 감지된 구동축의 회전수에 따라 변위조절모터의 회전을 조절함으로써 종동축이 일정한 회전수를 출력하도록 제어하는 제어기를 포함하되, 제어기는 종동축회전수감지센서 및 변위센서의 측정값과 변위조절모터의 회전수에 기초하여 이상발생부위를 판별한다.

Description

이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기
본 발명은 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동축과 종동축이 V벨트에 의해 변속되어 종동축에 일정한 회전이 전달되는 변속기에 있어서, 변속기 내에서 이상이 발생한 부위를 판별할 수 있는 기능이 부가된 연속가변식 변속기에 관한 것이다.
차량이나 이륜차, 풍력발전기 등 동력전달이 요구되는 부분에 변속비를 제어할 수 있도록 V벨트를 사용하는 연속가변식 변속기가 사용되고 있다.
도 1 및 도 2는 한국등록특허공보 제10-0652521호에 기재된 것으로서, 종래의 V벨트를 사용하는 연속가변식 변속기를 도시하고 있다.
도 1은 연속가변식 변속기의 구동축 주변의 구성을 도시한 것이고, 도 2는 구동축의 구동풀리와 V벨트로서 연결된 종동풀리가 설치되는 종동축 주변의 구성을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 구동축(1)의 외주에는 구동풀리(11)가 설치되고, 구동풀리(11)는 구동축(1)의 축단에 설치된 고정풀리부분(11a)과, 구동축(1)의 축방향으로 이동자유로운 가동풀리부분(11b)으로 이루어진다. 구동풀리(11)에는 도 2에 도시된 종동풀리(73)에 걸쳐지는 V벨트(2)가 걸려있다. 가동풀리부분(11b)의 허브는 슬라이더(3)와 베어링(3d)에 의해 결합되어 가동풀리부분(11b)이 슬라이더(3)와 함께 구동축 방향으로 이동할 수 있다.
슬라이더(3)의 기어를 구동하는 구동부는 기어장치와 모터(4)를 갖는다. 모터축(4a)의 선단에는, 출력기어가 형성되고, 상기 모터(4)의 회전은 출력기어, 제1단기어 및 제2단기어를 순차로 거쳐 슬라이더(3)의 기어에 전달되고, 슬라이더(3)를 회전시킨다.
슬라이더(3)가 회전되면, 이송링(3b)이 통체(3c)의 주위에서 나선을 따라 회전하고, 그 결과 슬라이더(3)는 상대적으로 구동축(1)의 축방향으로 나사이송된다. 슬라이더(3)가 구동축(1)을 따라 변위하면, 그 움직임은 베어링(3d)을 통해 가동풀리부분(11b)에 전달되고, 가동풀리부분(11b)과 고정풀리부분(11a)의 간격을 변화시킨다. 이에 따라, V벨트(2)가 구동풀리(11)에 감기는 직경이 변화하게 되어 변속비를 변화시킨다.
도 2는 종동축 주변의 구성을 도시하는 것으로서, 종동풀리(61)는, 고정풀리 부분(61a)과 가동풀리부분(61b)으로 이루어진다. 종동풀리(61)를 지지하는 종동축(6)은 베어링으로 지지된다. 또한, 가동풀리부분(61b)과 지지플레이트(7a)와의 사이에는 가동풀리부분(61b)을 고정풀리부분(61a)측으로 탄지하는 코일용수철(7)이 끼워져 있다.
종동축(6)은 입력기어와 중기어 및 최종기어를 통해 출력축(8)에 회전을 전달한다.
전술한 구성의 연속가변식 변속기는 모터(4)의 회전에 의해 구동풀리(11) 측에서 V벨트(2)의 감김 직경이 확장하면, V벨트(2)의 장력은 증가하고, 그 장력의 증대에 의해, 종동풀리(61)의 가동풀리부분(61b)과 고정풀리부분(61a)의 사이를 확대하는 힘이 작용한다. 그 결과, 종동측에서는 V벨트(2)의 감김 직경이 작아지고 감속비가 작아진다. 한편, 상기 구동 풀리(11) 측에서 V벨트(2)의 감김직경이 축소된면, V벨트(2)의 장력은 감소한다. 그 장력의 감소에 의해, 코일용수철(7)의 부세력이 V벨트(2)에 걸리는 장력의 분력을 상회하면, 종동풀리(61)의 가동풀리부분61a)과 고정풀리부분(61b) 사이를 축소하는 힘이 발생한다. 그 결과, 종동측에서는 V벨트(2)의 감김직경이 커지고 감속비가 커진다.
그러나, 전술한 연속가변식 변속기는 V벨트(2)와 구동풀리(11) 및 종동풀리(61)의 마찰에 의해 접촉면이 마모됨으로 인하여 가동풀리부분(11b)의 정확한 이동에도 불구하고 정확한 변속비를 제어할 수 없고, 가동풀리부분(11b)를 이송시키는 이송계통에도 마모 등으로 인한 오차가 발생하는 경우에 정확한 변속비를 얻을 수 없다.
그러한 출력오차가 발생한 경우, 부품교체 및 정비를 위하여 오차발생의 원인위치를 정확히 파악할 필요가 있으나, 그 이상부위를 발견하지 못하면 전체 구성품을 분해해서 조사해야 하는 번거로움이 발생하고 있다.
특히, 풍력발전기와 같이 변동폭이 큰 입력회전수에 대하여 일정한 출력회전수를 발생시키는 변속기가 설치되는 경우, 빈번한 변속에 의해 구성품의 마모가 쉽게 발생할 수 있으므로, 출력성능을 유지하기 위해서는 주기적으로 분해 및 교체가 이루어져야 하는 바, 이상이 발생한 부위를 사전에 특정할 수 있는 경우 수리 및 교체에 소요되는 시간과 노력을 크게 절감할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 변속기 내의 감지신호에 근거하여 자체적으로 이상이 발생한 부위를 판별할 수 있는 연속가변식 변속기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 자체적으로 이상발생부위를 판별할 수 있는 연속가변식 변속기를 구비한 풍력발전장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 구동축 및 종동축과, 상기 구동축 및 상기 종동축에 각각 설치된 구동풀리 및 종동풀리와, 상기 구동풀리 및 상기 종동풀리에 감겨 상기 구동축의 회전력을 상기 종동축에 전달하는 V벨트와, 상기 구동풀리와 상기 종동풀리 중 어느 하나에 포함되는 것으로 상기 V벨트가 감기는 풀리폭이 조절되도록 풀리축 방향을 따라 이동하는 가동풀리디스크를 구비하여 상기 종동축에서 출력되는 회전수의 조절이 가능한 연속가변식 변속기에 있어서, 상기 가동풀리디스크의 이동량을 조절하기 위해 회전을 발생시키는 변위조절모터와, 상기 변위조절모터의 회전력을 전달받아 축방향으로 이동하면서 상기 가동풀리디스크를 함께 이동시키는 운동변환부재와, 상기 구동축의 회전수를 감지하는 구동축회전수감지센서와, 상기 종동축의 회전수를 감지하는 종동축회전수감지센서와, 상기 운동변환부재의 이동량을 감지하기 위해 설치되는 변위센서와, 상기 구동축회전수감지센서에서 감지된 상기 구동축의 회전수에 따라 상기 변위조절모터의 회전을 조절함으로써 상기 종동축이 일정한 회전수를 출력하도록 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 종동축회전수감지센서 및 상기 변위센서의 측정값과 상기 변위조절모터의 회전수에 기초하여 이상이 발생한 부위를 판별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 변위조절모터의 회전축의 회전량를 감지하는 모터회전감지기가 더 설치되고, 상기 변위조절모터의 회전수는 상기 제어기에 입력되는 상기 모터회전감지기의 측정값인 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어기가 상기 제어기에서 상기 변위조절모터에 전송된 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기의 측정값이 일치하지 않는 경우에는, 상기 변위조절모터 또는 상기 모터회전감지기의 이상으로 판별하는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어기가 상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 종동축의 회전수가 일치하되, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 변위센서의 측정값이 일치하지 않는 경우에는, 상기 변위센서의 이상으로 판별하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어기가 상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 종동축의 회전수가 일치하지 않으며, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 변위센서의 측정값이 일치하는 경우에는, 상기 V벨트 또는 풀리의 이상으로 판별하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 표시장치가 더 구비되고, 상기 제어기는 상기 표시장치에 판별한 결과를 표시한다.
한편, 다른 관점에서 본 발명은 회전블레이드와, 상기 회전블레이드의 회전력을 받아 발전하는 발전기와, 상기 회전블레이드의 회전축에 구동축이 연결되고 상기 발전기의 회전축에 종동축이 연결되어 상기 종동축에서 회전수가 일정하게 출력되도록 설치된 연속가변식 변속기를 포함하는 풍력발전기에 있어서, 상기 연속가변식 변속기는 상기 구동축 및 상기 종동축에 각각 설치된 구동풀리 및 종동풀리와, 상기 구동풀리 및 상기 종동풀리에 감겨 상기 구동축의 회전력을 상기 종동축에 전달하는 V벨트와, 상기 구동풀리와 상기 종동풀리 중 어느 하나에 포함되는 것으로 상기 V벨트가 감기는 풀리폭이 조절되어 상기 종동축에서 출력되는 회전수의 조절이 가능하도록 풀리축 방향을 따라 이동가능한 가동풀리디스크와, 상기 가동풀리디스크의 이동량을 조절하기 위해 회전을 발생시키는 변위조절모터와, 상기 변위조절모터의 회전력을 전달받아 상기 종동축 방향으로 이동하면서 상기 가동풀리디스크를 함께 이동시키는 운동변환부재와, 상기 구동축의 회전수를 감지하는 구동축회전수감지센서와, 상기 종동축의 회전수를 감지하는 종동축회전수감지센서와, 상기 운동변환부재의 이동량을 감지하기 위해 설치되는 변위센서와, 상기 구동축회전수감지센서에서 감지된 상기 구동축의 회전수에 따라 상기 종동축에서 설정된 출력회전수가 일정하게 발생하도록 상기 변위조절모터의 회전량을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 종동축회전수감지센서 및 상기 변위센서의 측정값과 상기 변위조절모터의 회전수에 기초하여 이상이 발생한 부위를 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서도 상기 변위조절모터의 회전축의 회전량를 감지하는 모터회전감지기가 더 설치되고, 상기 변위조절모터의 회전량은 상기 제어기에 입력되는 상기 모터회전감지기의 측정값이고, 상기 제어기는 상기 제어기에서 상기 변위조절모터에 전송된 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기의 측정값이 일치하지 않는 경우에는,
상기 변위조절모터 또는 상기 모터회전감지기의 이상으로 판별한다.
또한 상기 제어기는 상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 종동축의 회전수가 일치하되, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 변위센서의 측정값이 일치하지 않는 경우에는, 상기 변위센서의 이상으로 판별하고, 상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 종동축의 회전수가 일치하지 않으며, 상기 모터회전감지기의 측정값과 상기 변위센서의 측정값이 일치하는 경우에는, 상기 V벨트 또는 풀리의 이상으로 판별한다.
본 발명에 따른 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기는, 종동축 출력회전수의 이상발생이나 제어기의 제어를 위한 측정값에 이상이 발생한 경우, 그 이상발생부위를 판별하고 별도의 표시장치를 이용하여 관리자에게 메시지를 전달할 수 있다.
이에 따라, 복잡한 구조를 가진 변속기를 모두 분해하여 이상발생부위를 탐색하지 않고 제어기에 의해 판별된 이상발생부위만을 점검하거나 교체함으로써 수리가 완료될 수 있는 바, 유지보수를 위한 노력과 시간을 크게 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 연속가변식 변속기에서 구동축 주변의 구성을 도시하는 단면구성도
도 2는 도 1에서 도시된 종래의 연속가변식 변속기에서 종동축 주변의 구성을 도시하는 단면구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속가변식 변속기의 전체적인 구성을 도시하는 구성설명도
도 4는 도 3의 “A"부분에 대한 확대단면도
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연속가변식 변속기의 작동상태를 도시하는 작동상태도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연속가변식 변속기에서 제어기의 제어동작을 설명하기 위한 순서도
본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속가변식 변속기의 전체 구성도이고, 도 4는 도 3의 “A"부분에 대한 확대단면도이다.
먼저 도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속가변식 변속기는 구동축(10) 및 종동축(20)과, 상기 구동축(10) 및 종동축(20)에 각각 설치된 구동풀리(12) 및 종동풀리(13)와, 상기 구동풀리(12) 및 종동풀리(13)에 감겨 상기 구동축(10)의 회전력을 상기 종동축(20)에 전달하는 V벨트(30)와, 상기 구동풀리(12)와 종동풀리(13) 중 어느 하나에 포함되는 것으로 V벨트(30)가 감기는 풀리폭이 조절되도록 풀리축 방향을 따라 이동하는 가동풀리디스크(132)와, 상기 가동풀리디스크(132)의 이동량을 조절하기 위해 회전을 발생시키는 변위조절모터(60)와, 상기 변위조절모터(60)의 회전력을 전달받아 축방향으로 이동하면서 가동풀리디스크(132)를 함께 이동시키는 운동변환부재(42)와, 상기 구동축(10)의 회전수를 감지하는 구동축회전수감지센서(15)와, 상기 종동축(20)의 회전수를 감지하는 종동축회전수감지센서(25)와, 상기 운동변환부재(42)의 이동량을 감지하기 위해 설치되는 변위센서(50)와, 상기 구동축회전수감지센서(15)에서 감지된 구동축(10)의 회전수에 따라 변위조절모터(60)의 회전을 조절함으로써 종동축(20)이 일정한 회전수를 출력하도록 제어하는 제어기(70)를 포함한다.
상기 구동풀리(12)는 V벨트(30)의 설치를 위해 구동축(10)에 설치되는 것으로서, 구동축(10)에 직결될 수도 있으나, 본 실시예에서는 구동축(10)의 일부를 구성하는 보조구동축(105)을 더 설치하고, 기어장치(103)를 이용하여 감속되고 있는 보조구동축(105)에 구동풀리(12)가 설치된다.
구동풀리(12)는 고정풀리디스크(121)와 조절풀리디스크(122)로 이루어지고, 그들이 함께 이루는 V자형의 내측 경사면에 V벨트(30)가 밀착하여 전동하도록 한다.
상기 조절풀리디스크(122)는 보조구동축(105)의 축방향을 따라 이동가능하고 코일스프링(124)에 의해 고정풀리디스크(121) 방향으로 탄성력을 받고 있다. 따라서, V벨트(30)의 장력 및 코일스프링(124)의 탄성력에 따라 조절풀리디스크(122)는 축방향으로 전진 또는 후진되어 벨트가 감기는 직경이 자동조절될 수 있다.
상기 종동풀리(13)는 회전력이 출력되는 종동풀리(13)에 설치되어 V벨트(30)가 걸려 종동축(20)에 회전력을 전달한다. 종동풀리(13)도 고정풀리디스크(131)와 가동풀리디스크(132)로 이루어지고, 그들이 함께 이루는 V자형의 내측 경사면에 V벨트(30)의 양측이 밀착된다.
상기 변위조절모터(60)는 종동풀리(13)의 가동풀리디스크(132)를 축방향으로 강제 이동시키기 위해 설치된다. 변위조절모터(60)의 회전축(62) 선단에는 기어치(62)가 형성되어 운동변환부재(42)에 회전력을 전달하여 가동풀리디스크(132)를 이동시키고 있다. 상기 변위조절모터(60)는 회전량이 제어될 수 있는 서보모터가 될 수 있다. 변위조절모터(60)에는 모터회전감지기(65)가 설치되어 변위조절모터(60)의 회전축(62)의 회전량을 감지하고 그 감지값이 제어기(70)에 전달되어 제어기(70)는 변위조절모터(60)의 회전량을 입력받을 수 있다.
상기 운동변환부재(42)는 중간기어(41)를 매개로 변위조절모터(60)의 회전력을 전달받아 종동축(20)을 따라 슬라이딩이 이루어진다. 이를 위하여 운동변환부재(42)는 외주면에는 중간기어(41)와 치합되고 내주면에는 고정되어 있는 고정원통체(43)의 외주면의 나선(432)과 나선결합되는 나선(422)이 형성되어 있다. 이에 따라, 운동변환부재(42)가 종동축(20)을 중심으로 회전하면 고정원통체(43)와의 나선회전에 따라 종동축(20) 방향으로 이동할 수 있다.
상기 운동변환부재(42)는 내주면의 선단에 설치되는 베어링(46)에 의해 가동풀리디스크(132)와 결합됨으로써 가동풀리디스크(132)가 운동변환부재(42)의 간섭없이 종동축(20)을 중심으로 회전할 수 있으면서도 종동축(20) 방향에 대하여는 운동변환부재(42)와 가동풀리디스크(132)가 함께 이동한다.
본 실시예에서는 종동풀리(13)에 가동풀리디스크(132)가 설치되고 변위조절모터(60)가 가동풀리디스크(132)의 이동량을 조절하여 변속비가 조절되도록 구성되어 있으나, 구동풀리(12)에 가동풀리디스크(132)가 설치되고 변위조절모터(60)가 그 가동풀리디스크(132)의 이동량을 조절하도록 종동풀리(13)와 구동풀리(12)의 구성을 서로 바꾸어 구성하는 것도 가능하다.
한편, 상기 구동축회전수감지센서(15) 및 종동축회전수감지센서(25)는 구동축(10)과 종동축(20)의 회전수(rpm)을 측정하고 있다. 회전축에 대한 회전수(rpm) 측정방식은 흔히 알려져 있으므로 공지의 감지센서을 채택하여 이루어질 수 있다.
상기 변위센서(50)는 운동변환부재(42)의 이동량을 감지하기 위해 설치되는 것으로, 운동변환부재(42)의 축방향 이동량을 감지함으로써 운동변환부재(42)와 함께 이동하는 가동풀리디스크(132)의 이동량을 측정할 수 있다. 변위센서(50)는 접촉방식과 비접촉방식이 모두 채용될 수 있다. 그러나, 비접촉방식은 주변 이물질이나, 자기장의 영향으로 오작동이 발생할 수 있으므로, 프로브(51)가 운동변환부재(42)의 접촉부(421)에 탄성접촉하여 운동변환부재(42)의 이동량에 따라 돌출 또는 몰입됨으로써 운동변환부재(42)의 이동량을 측정하는 방식이 오차 및 이상발생을 줄일 수 있어 가장 바람직하다.
상기 제어기(70)는 구동축회전수감지센서(15)에서 감지된 상기 구동축(10)의 회전수에 따라 상기 종동축(20)에서 설정된 출력회전수가 일정하게 발생하도록 상기 변위조절모터(60)의 회전량을 제어하고 있다. 특히, 본 실시예의 변속기가 풍력발전기에 적용된 경우, 풍력발전기의 회전축에서 구동축(10)으로 전달되는 회전수가 시간에 따라 일정하지 않으므로 본 변속기의 출력회전수는 일정하도록 하여 종동축(20)에 연결된 발전기의 발전출력이 일정할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어기(70)는 상기 종동축회전수감지센서(25) 및 변위센서(50)의 측정값과 변위조절모터(60)의 회전수에 기초하여 이상이 발생한 부위를 판별하고 있다. 이와 같은 작용에 대하여는 후술하기로 한다.
또한, 하우징(85)의 외측에는 제어기(70)의 제어에 의해 구동축(10)을 제동하기 위하여, 상기 구동축(10)에 고정된 브레이크디스크(81)와, 브레이크디스크(81)를 잡는 파지력 조절이 가능한 파지장치(82)로 이루어지는 제동장치가 더 설치된다
한편, 도 5 및 도 6는 본 발명의 실시예에 따른 연속가변식 변속기의 작동상태를 도시하고 있다.
도 5는 구동축(10)으로 입력되는 회전수가 높은 상태로서, V벨트(30)가 구동풀리(12)에서 작은 직경으로 감긴 상태이고, 종동풀리(13)에서 큰 직경으로 감긴 상태이므로, 감속비가 큰 상태로 감속이 이루어지고 있다.
본 실시예의 변속기가 풍력발전기에 적용된 경우, 상기와 같은 상태에서 풍력발전기의 블레이드가 받는 풍력이 약해지는 등의 이유로 구동축(10)으로 입력되는 회전수(rpm)가 낮아지는 경우, 제어기(70)는 구동축회전수감지센서(15)에서 입력받은 구동축(10)의 회전수(rpm)를 기초로 변위조절모터(60)의 회전을 제어한다.
즉, 도 6과 같이, 가동풀리디스크(132)가 후퇴하여 고정풀리디스크(131)와의 간격이 벌어지고 V벨트(30)가 감기는 직경이 감소한다. 종동풀리(13)에서 V벨트(30)가 감기는 직경이 감소하여 V벨트(30)의 장력이 감소하면 코일스프링(124)이 조절풀리디스크(122)를 구동풀리(12)의 고정풀리디스크(121) 방향으로 밀어내고 있으므로 V벨트(30)가 외측으로 이동하여 감기는 직경이 증가하게 된다. 따라서, V벨트(30)의 장력은 항상 일정하게 유지될 수 있고, 감속비가 줄어들어 구동축(10)으로 입력되는 회전수(rpm)가 낮아지더라도 종동축(20)에서 출력되는 회전수(rpm)가 감소하지 않고 일정하게 유지되도록 한다.
제어기(70)에서 제어하는 변위조절모터(60)의 회전수는, 구동축회전수감지센서(15)에서 입력받은 구동축(10)의 회전수(rpm)에 따라 사전에 데이터테이블형식으로 설정되어 있고, 그에 따라 종동축(20)의 출력회전수가 일정하게 유지될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 가변식 변속기의 제어기(70)가 이상부위를 판별하는 작용을 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연속가변식 변속기에서 제어기(70)의 제어동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참고하면, 제어기(70)는 먼저 구동축(10)과 종동축(20)의 회전수(rpm)을 구동축회전수감지센서(15)와 종동축회전수감지센서(25)로부터 입력받는다.(S10단계) 입력받은 측정치를 판단(S20단계) 하여 종동축(20)의 회전수가 정상이면 변위조절모터(60)는 작동하지 않고(S30단계), 구동축(10)과 종동축(20)의 회전수(rpm)를 입력받는 과정을 반복한다. 종동축(20)의 회전수는 설정범위 예컨대, 1800rpm이 기준출력이면 1780~1820rpm의 범위가 설정되어 그 범위 이내인 경우는 정상상태로 판정한다.
만일, 입력된 종동축(20) 회전수가 정상이 아닌 경우(S20단계), 즉 설정된 회전수 범위를 벗어난 경우에는 구동축(10) 회전수(rpm)에 따라 설정되어 있는 변위조절모터(60)의 회전량을 저장되어 있는 데이터 테이블에 기초하여 결정한다.(S40단계) 결정된 회전량은 변위조절모터(60)에 지령치로써 전달되고, 전달된 지령치에 의해 변위조절모터(60)가 회전한다.(S50단계)
변위조절모터(60)의 회전축의 회전에 의해 종동풀리(13)의 폭의 조절이 완료된 후, 종동축(20) 회전수(rpm), 모터회전감지기(65)의 측정값 및 변위센서(50) 측정값이 제어기(70)에 입력된다.(S60단계)
이후, 변위조절모터(60)를 회전시키기 위해 제어기(70)에서 전송되었던 모터회전지령치와 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하는지 여부를 판단한다.(S70단계)
여기서, 모터회전지령치와 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하는지 여부판단는 사전에 설정된 서로 대응하는 값인지를 판단하는 것을 의미하고 이하에서의 일치여부판단도 동일하다.
제어기(70)에서 전송된 모터회전지령치와 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하지 않으면, 변위조절모터(60)가 정상작동하지 않았거나, 모터회전감지기(65)가 정상작동하지 않는 경우이므로 변위조절모터(60) 또는 모터회전감지기(65)의 이상으로 판단하고 별도의 표시장치(90)에 관련 정보를 표시하도록 한다.
한편, 변위조절모터(60)를 회전시키기 위해 제어기(70)에서 전송된 모터회전지령치와 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하는지 여부를 판단한 결과, 제어기(70)에서 전송된 모터회전지령치와 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치한다면, 변위조절모터(60)와 모터회전감지기(65)에는 이상이 없는 상태라 볼 수 있는 바, 모터회전감지기(65)의 측정값과 종동축회전수감지센서(25)에서 측정된 종동축(20)의 회전수(rpm)가 서로 일치하고 있는지를 판단한다. (S80단계)
모터회전감지기(65)의 측정값과 종동축(20)의 회전수가 일치하는 경우, 변위조절모터(60)의 회전에 대응하는 종동축(20)의 회전수가 정상적으로 출력되고 있다고 볼 수 있으므로, 변위센서(50)의 이상유무를 파악하기 위해 모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50)의 측정값이 서로 일치하는 값인지 판단한다.(S90단계) 모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50)의 측정값이 서로 일치하는 것은 사전에 세팅된 서로 대응하는 값임을 의미한다.
모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50) 측정값이 서로 일치하는 값인 경우에는, 모든 작동과정이 정상적으로 이루어지고 있는 바, 구동축(10) 및 종동축(20)의 회전수(rpm)을 입력받아(S10단계) 종동축(20) 회전수가 정상인지를 판단하는 과정(S20단계)이 처음부터 다시 시작된다.
한편, 모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50)의 측정값이 서로 일치하지 않는 경우에는, 변위조절모터(60)의 작동도 정상이고 종동축(20)의 회전수도 정상인 상태에서 변위센서(50)의 이상만 발생한 경우이므로 변위센서(50)의 이상으로 판단한다.(S220단계) 상기 변위센서(50)의 이상은 변위센서(50) 자체의 고장이거나, 변위센서(50)의 돌출된 프로브(51)가 운동변환부재(42)와 접촉하는 부분(421)에서 마멸이 발생하여 측정값에 오차가 발생한 경우라 볼 수 있다.
한편, 모터회전감지기(65)의 측정값과 종동축(20) 회전수가 일치하지 않는 경우(S80단계), 변위센서(50)의 이상유무를 파악하기 위해 모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50)의 측정값이 서로 일치하는 값인지 판단한다.(S100단계)
그 판단결과, 모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50)의 측정값이 서로 일치하는 경우에는, 변위센서(50)의 작동이 정상적으로 이루어진 상황이고 운동변환부재(42)의 이동도 정상적으로 이루어진 경우라 볼 수 있으므로, 모터회전감지기(65)의 측정값과 종동축(20) 회전수가 불일치한 이유는, V벨트(30) 및 풀리의 작동이상으로 볼 수 있는 바, V벨트(30) 및 풀리의 이상으로 판별하고 관련정보를 표시한다. 그 이상의 구체적인 예로서는, V벨트(30)와 구동풀리 및 종동풀리의 빈번한 접촉에 따라 그 양측의 접촉부분이 마멸되어 V벨트(30)의 감아 도는 직경이 정확히 변경되지 않고 오차가 발생하는 경우라 볼 수 있다.
한편, 그 판단(S100단계) 결과, 모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50)의 측정값이 서로 일치하지 않는 경우에는, 운동변환부재(42)가 정상적으로 이동하지 않는 경우로 볼 수 있다. 즉, 이 경우 변위센서(50)의 이상도 고려할 수 있으나, 변위센서(50)의 이상과 운동변환부재(42)의 작동이상은 동시에 발생할 확률이 극히 낮고 일반적으로는 시간차를 두고 발생하는 것이며, 변위센서(50)에 이상이 있었다면, 모터회전감지기(65)의 측정값과 종동축(20) 회전수가 일치하고(S80단계), 모터회전감지기(65)의 측정값과 변위센서(50) 측정값이 일치하는지를 판별하는 과정(S90단계)에서 변위센서의 이상으로 판별되었을 것인 바, 위의 경우에는 운동변환부재(42)의 이상이 발생한 경우라 볼 수 있다. 그 구체적인 예로서, 운동변환부재(42)의 장기간 반복작동에 따른 마멸 등으로 오차가 발생하여 정상적으로 이루어지지 않은 경우라 볼 수 있다. 따라서, 제어기(70)는 운동변환부재(42) 또는 관련 기어장치의 이상으로 판단하여 별도의 표시장치(90)에 표시한다.
본 발명에 따른 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기는, 차량이나 이륜차, 풍력발전기 등에 설치되는 변속기와 관련하여 이상상태를 감시하고 표시하기 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 구동축(10) 및 종동축(20)과,
    상기 구동축(10) 및 상기 종동축(20)에 각각 설치된 구동풀리(12) 및 종동풀리(13)와,
    상기 구동풀리(12) 및 상기 종동풀리(13)에 감겨 상기 구동축(10)의 회전력을 상기 종동축(20)에 전달하는 V벨트(30)와,
    상기 구동풀리(12)와 상기 종동풀리(13) 중 어느 하나에 포함되는 것으로 상기 V벨트(30)가 감기는 풀리폭이 조절되도록 풀리축 방향을 따라 이동하는 가동풀리디스크(132)를 구비하여 상기 종동축(20)에서 출력되는 회전수의 조절이 가능한 연속가변식 변속기에 있어서,
    상기 가동풀리디스크(132)의 이동량을 조절하기 위해 회전을 발생시키는 변위조절모터(60)와,
    상기 변위조절모터(60)의 회전력을 전달받아 축방향으로 이동하면서 상기 가동풀리디스크(132)를 함께 이동시키는 운동변환부재(42)와,
    상기 구동축(10)의 회전수를 감지하는 구동축회전수감지센서(15)와,
    상기 종동축(20)의 회전수를 감지하는 종동축회전수감지센서(25)와,
    상기 운동변환부재(42)의 이동량을 감지하기 위해 설치되는 변위센서(50)와,
    상기 구동축회전수감지센서(15)에서 감지된 상기 구동축(10)의 회전수에 따라 상기 변위조절모터(60)의 회전을 조절함으로써 상기 종동축(20)이 일정한 회전수를 출력하도록 제어하는 제어기(70)를 포함하되,
    상기 제어기(70)는 상기 종동축회전수감지센서(25) 및 상기 변위센서(50)의 측정값과 상기 변위조절모터(60)의 회전수에 기초하여 이상이 발생한 부위를 판별하는 것을 특징으로 하는 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위조절모터(60)의 회전축의 회전량를 감지하는 모터회전감지기(65)가 더 설치되고,
    상기 변위조절모터(60)의 회전수는
    상기 제어기(70)에 입력되는 상기 모터회전감지기(65)의 측정값인 것을 특징으로 하는 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기(70)는
    상기 제어기(70)에서 상기 변위조절모터(60)에 전송된 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하지 않는 경우에는,
    상기 변위조절모터(60) 또는 상기 모터회전감지기(65)의 이상으로 판별하는 것을 특징으로 하는 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기(70)는
    상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 종동축(20)의 회전수가 일치하되, 상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 변위센서(50)의 측정값이 일치하지 않는 경우에는,
    상기 변위센서(50)의 이상으로 판별하는 것을 특징으로 하는 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어기(70)는
    상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 종동축(20)의 회전수가 일치하지 않으며,
    상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 변위센서(50)의 측정값이 일치하는 경우에는,
    상기 V벨트(30) 또는 풀리의 이상으로 판별하는 것을 특징으로 하는 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    표시장치(90)가 더 구비되고,
    상기 제어기(70)는 상기 표시장치(90)에 판별한 결과를 표시하는 것을 특징으로 하는 이상발생부위의 판별이 가능한 연속가변식 변속기
  7. 회전블레이드와,
    상기 회전블레이드의 회전력을 받아 발전하는 발전기와,
    상기 회전블레이드의 회전축에 구동축(10)이 연결되고 상기 발전기의 회전축에 종동축(20)이 연결되어 상기 종동축(20)에서 회전수가 일정하게 출력되도록 설치된 연속가변식 변속기를 포함하는 풍력발전기에 있어서,
    상기 연속가변식 변속기는
    상기 구동축(10) 및 상기 종동축(20)에 각각 설치된 구동풀리(12) 및 종동풀리(13)와,
    상기 구동풀리(12) 및 상기 종동풀리(13)에 감겨 상기 구동축(10)의 회전력을 상기 종동축(20)에 전달하는 V벨트(30)와,
    상기 구동풀리(12)와 상기 종동풀리(13) 중 어느 하나에 포함되는 것으로 상기 V벨트(30)가 감기는 풀리폭이 조절되어 상기 종동축(20)에서 출력되는 회전수의 조절이 가능하도록 풀리축 방향을 따라 이동가능한 가동풀리디스크(132)와,
    상기 가동풀리디스크(132)의 이동량을 조절하기 위해 회전을 발생시키는 변위조절모터(60)와,
    상기 변위조절모터(60)의 회전력을 전달받아 상기 종동축(20) 방향으로 이동하면서 상기 가동풀리디스크(132)를 함께 이동시키는 운동변환부재(42)와,
    상기 구동축(10)의 회전수를 감지하는 구동축회전수감지센서(15)와,
    상기 종동축(20)의 회전수를 감지하는 종동축회전수감지센서(25)와,
    상기 운동변환부재(42)의 이동량을 감지하기 위해 설치되는 변위센서(50)와,
    상기 구동축회전수감지센서(15)에서 감지된 상기 구동축(10)의 회전수에 따라 상기 종동축(20)에서 설정된 출력회전수가 일정하게 발생하도록 상기 변위조절모터(60)의 회전량을 제어하는 제어기(70)를 포함하되,
    상기 제어기(70)는 상기 종동축회전수감지센서(25) 및 상기 변위센서(50)의 측정값과 상기 변위조절모터(60)의 회전수에 기초하여 이상이 발생한 부위를 판별하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변위조절모터(60)의 회전축의 회전량를 감지하는 모터회전감지기(65)가 더 설치되고,
    상기 변위조절모터(60)의 회전수는
    상기 제어기(70)에 입력되는 상기 모터회전감지기(65)의 측정값이고,
    상기 제어기(70)는
    상기 제어기(70)에서 상기 변위조절모터(60)에 전송된 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하지 않는 경우에는,
    상기 변위조절모터(60) 또는 상기 모터회전감지기(65)의 이상으로 판별하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기(70)는
    상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 종동축(20)의 회전수가 일치하되, 상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 변위센서(50)의 측정값이 일치하지 않는 경우에는, 상기 변위센서(50)의 이상으로 판별하고,
    상기 모터회전지령치와 상기 모터회전감지기(65)의 측정값이 일치하고, 상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 종동축(20)의 회전수가 일치하지 않으며, 상기 모터회전감지기(65)의 측정값과 상기 변위센서(50)의 측정값이 일치하는 경우에는, 상기 V벨트(30) 또는 풀리의 이상으로 판별하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기
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