KR100447087B1

KR100447087B1 - 무단 변속기의 변속 제어장치

Info

Publication number: KR100447087B1
Application number: KR10-2002-7004141A
Authority: KR
Inventors: 니시오모토하루; 오시다리도시카즈; 스기하라준
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2004-09-04
Also published as: JP2001099299A; JP3719355B2; KR20020065476A; WO2001023784A1; EP1218652A1; CN1376245A; EP1218652B1; CN1133833C; DE60003704T2; US6645120B1; DE60003704D1

Abstract

변속 제어 밸브(7)는 유압을 공급하는 공급 포트(7P)에 대향할 수 있는 랜드(83), 및 공급 포트(7P) 중의 어느 하나에 형성되는 한 쌍의 방출 포트(7D, 7D)에 각각 대향할 수 있는 랜드(84, 85)를 구비하는 스풀(8)을 수납한다. 스풀(8)의 변위에 따라 공급 포트(7P) 또는 방출 포트(7D)에 선택적으로 결합하는 유압식 실린더의 제1 및 제2 오일 챔버를 허용하는 출력 포트(7L, 7H)는 변속 제어 밸브(7)에 제공된다. 스풀(8)의 중립 위치에서, 랜드(84, 85)는 방출 포트(7D)에 각각 대향하며, 랜드(83)의 폭(L1)은 공급 포트(7P)의 폭(L1) 이상으로 설정되고, 랜드(84, 85)의 폭(L3)은 방출 포트(7D)를 개방할 수 있는 폭으로 설정된다.

Description

무단 변속기의 변속 제어장치{SPEED CHANGE CONTROL DEVICE FOR A CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

폭넓게 사용되는 종래 기술에서 공지된 변속 제어 장치 중의 한 형태는, 예컨대, 일본국 특개평 11 - 2302호에 개시된 것과 같이 유압을 적용한다.

본 제어 장치에서, 토로이달(toroidal) 무단 변속기의 변속 제어 밸브는 스풀(spool)의 형태를 취한다. 상기 스풀은 자유롭게 스윙하는 변속 링크상의 중간 지점에 연결된다. 변속 링크의 일단부는 액츄에이터에 연결되며, 타단부는 동력 롤러(power roller)의 선회각(회전각)을 피드백하는 기계적 피드백 기구에 연결된다.

유압 실린더의 두개의 오일 챔버의 차압은 액츄에이터에 의해 구동된 스풀의 변위에 따라 조절된다. 동력 롤러를 지지하는 트러니언(trunnion)은 트러니언이 축 방향으로 구동될 때, 동력 롤러의 선회를 야기하고, 동력 롤러에 적용된 변속기 토오크를 위한 지지체를 제공한다.

본 발명은 차량 등에 사용되는 무단 변속기의 변속 제어장치의 개선에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 토로이달 무단 변속기의 변속 기구 및 유압 조절 기구 부분을 도시하는 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 토로이달 무단 변속기의 변속 기구 및 유압 조절 기구를 상세히 도시하는 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 토로이달 무단 변속기의 변속 기구를 상세히 도시하는 정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 변속 제어 밸브의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 변속 제어 밸브의 유압 제어 특징을 도시하는 도표이다.

도 6은 본 발명에 따른 변속 제어 밸브의 공급 포트(7P)에 대향하는 랜드(83)가 플러쉬일 때의 변속 제어 밸브의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 변속 제어 밸브의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스풀에 형성된 랜드의 형상을 도시하는 개략도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 변속 제어 밸브의 유압 제어 특성을 도시하는 도 5와 유사한 도표이다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 도 4와 유사한 변속 제어 밸브의 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 도 4와 유사한 변속 제어 밸브의 단면도이다.

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스풀에 형성된 랜드의 형상을 도시하는 도 8과 유사한 개략도이다.

이러한 토로이달 무단 변속기에서, 윤활유의 고유속은 동력 롤러와 입출력 디스크의 롤링 표면, 베어링의 윤활 및 냉각을 위해 요구된다. 유온이 높을 때, 윤활유의 유속이 동력 롤러의 과도한 온도 상승을 억제하기 위해 더욱 커져야만 하므로, 오일 펌프의 방출 유속은 유성기어 세트를 사용하는 자동 변속기의 경우에서보다 크게 설정되어야 한다.

그러나, 상술한 종래 기술의 무단 변속기의 변속 제어 장치와 같은 변속 제어 밸브의 중립 위치에서, 스풀의 포트(port)와 랜드(land)의 관계가 변속제어의 안정성 및 응답성의 두 가지 조건을 만족시키기 위해 언더랩(underlap)으로 설정된다면, 변속이 실행되지 않을 때, 각각의 포트는 중립위치에서 조차 부분적으로 개방할 것이다. 그 결과, 오일은 공급 포트로부터 방출 포트로 방출된다. 변속 제어에 사용된 오일은 윤활을 위해 사용된 윤활유와 동일하며, 그래서, 오일 펌프의 방출 유속은 아주 높게 설정되어야 한다. 변속 제어의 오일 안정성을 제공하기 위한 충분한 오일 유속 및 오일의 윤활을 위한 충분한 오일 유속의 양자를 보장하기 위해, 오일 펌프를 구동하는 엔진의 부하가 증가한다. 특히, 엔진 회전 속도가 낮을 때, 충분한 방출 유속을 보장하기 위해, 오일 펌프의 특정한 방출 유속이 증가되어야만 하므로, 펌프는 훨씬 크게 만들어져야되며, 연비 성능은 감소될 것이다.

그러므로, 상기 문제를 고려하여, 본 발명의 목적은 방출 유속이 연비 성능을 증진하기 위한 노력으로서 변속 제어 밸브의 중립 위치에서 감소될 때조차 변속 제어의 안정성을 보장하는 것이다.

상기 목적을 획득하기 위해, 본 발명은 입력/출력 디스크 사이에서 자유롭게 회전하도록 파지된 동력 롤러를 지지하고, 축 둘레를 회전하고 축방향으로 변위할 수 있는 트루니언, 축방향으로 트루니언을 구동시키는 유압 실린더, 및 상기 유압 실린더에 공급되는 유압을 제어하는 변속 제어 밸브를 구비하는 무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서, 상기 변속 제어 밸브는 자유롭게 변위시키도록 스풀을 수납하고, 상기 스풀은, 변속 제어 밸브에 수납되며, 공급 압력을 공급하는 공급 포트에 대향할 수 있는 제1 랜드 및 공급 포트 중의 어느 하나에 형성된 제1 방출 포트와 제2 방출 포트에 각각 대향할 수 있는 제2 랜드를 제공하는 스풀, 스풀의 변위에 따라 공급 포트 또는 제1 방출 포트를 선택적으로 연결시키는 유압 실린더에 제공된 제1 오일 챔버를 허용하도록 제공되는 제1 출력 포트, 스풀의 변위에 따라 공급 포트 또는 제2 방출 포트를 선택적으로 연결시키는 유압 실린더에 제공된 제2 오일 챔버를 허용하도록 제공되는 제2 출력 포트, 스풀의 중립 위치에서 공급 포트에 대향하는 제1 랜드 및 제1 방출 포트와 제2 방출 포트에 대향하는 제2 랜드, 및제1 랜드는 공급 포트를 폐쇄시키고, 제1 방출 포트가 제1 방출 포트와 공급 포트 사이에 형성된 제1 출력 포트로 연결되고, 제2 방출 포트가 스풀의 중립위치에서 제2 방출 포트와 공급 포트 사이에 형성된 제2 출력 포트로 연결되도록 제2 랜드가 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치를 제공한다.

도 1 내지 도 4는 토로이달 무단 변속기의 변속 제어 장치를 도시한다. 도 2 및 도 3에서, 동력 롤러(3, 3)는 입력/출력 디스크(5, 6)의 대향면 사이에서 파지된다. 동력 롤러(3)는 편심축을 통해 트루니언(4)에 의해 지지된다. 유압식 실린더(1)에 연결된 트루니언(4) 아래의 축 부품(4A)은 축 방향으로 구동되며 축 둘레를 자유롭게 회전하도록 지지된다. 축 부품(4A)은 동력 롤러(3)의 선회각(대략= 속도 비, 이하 동일)을 무단으로 조절한다.

동력 롤러(3)를 지지하는 복수 개의 트루니언(4)은 각각 축 부품(4A)을 구비한다. 이들 축 부품(4A) 중의 하나는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 전진 프리세스 캠(2) 및 후진 프리세스 캠(2R)에 의한 일체 구조로 제공된다. 전진 변속 제어 밸브(7) 및 후진 변속 제어 밸브(7R)는 또한 서로 평행하게 배치된다.

전진 피드백 링크(54) 및 후진 피드백 링크(154)의 각각에 축 변위 및 축(선회 각)둘레의 변위를 피드백시키는 프리세스 캠(2, 2R)은 축 부품(4A)의 하부 단에 일체 구조로 형성된다. 슬로핑 면(20)은 이 프리세스 캠(2)상에 형성된다. 슬로핑 면(20)은 피드백 링크(54, 154)의 맞물림 부재(55a, 155a)를 안내한다.

피드백 링크(54)는 L자형 부재로부터 형성되며, 프리세스 캠(2)과 맞물리는 맞물림 부재(55a)는 L자형 부재의 일단부에 제공된다. 변속 링크(9)의 맞물림 부재(90)와 맞물리는 볼(58)은 타단부에 제공된다. 맞물림 부재(90)는 도 2의 X-Y 면에서 대략 U자 형상으로 형성되며, 부재의 내주상에서 볼(58)과 슬라이딩 접촉한다.

피드백 링크(54)는 피벗 샤프트(60) 둘레를 자유롭게 선회하도록 지지되며, 타단부에 제공된 볼(58)은 도면의 X축 방향으로 변위한다.

이 볼(58)은 차량이 전진할 때, 스텝 모터에 의해 유압식 실린더(1)로 및 유 압 실린더로부터 오일의 흡입 및 방출을 실행하는 변속 제어 밸브(7)를 연결하는변속 링크(9)의 단부에 형성된 맞물림 부재(90)와 맞물린다. 이것은 프리세스 캠(2) 및 피드백 링크(54)에 기초한 기계적 피드백 기구의 구조를 형성한다.

맞물림 부재(91)는 변속 링크(9)의 타단부에 형성된다. 맞물림 부재(91)는 슬라이더(52)로부터 돌출하는 핀(52a)과 맞물린다. 슬라이더(52)는 감속 기구(51)를 통해 액츄에이터로서의 기능을 하는 스텝 모터(50)에 의해 축 방향으로 구동된다.

또한, 변속 제어 밸브(7) 내부에서 슬라이드 하는 스풀(8)의 로드(80)는 연결 부재(53)의 핀(53a)을 통해 변속 링크(9)의 소정의 위치로 연결된다.

스프링(81)은 연결 부재(53)와 밸브 본체(70) 사이에서 연결 부재(53)에 평행하게 배치된다. 스프링(81)은 피드백 제어가 변속 링크(9)의 맞물림 부품(90, 91)과 볼(58) 또는 핀(53a) 사이의 느슨함, 또는 피드백 링크(54)의 느슨함 없이 정확하게 실행되도록 제공된다.

도 2에서, 동력 롤러(3)가 Lo 측으로 선회할 때, 축 부품(4A) 트루니언에 부착된 프리세스 캠(2)은 도면에서 Lo 측으로 또한 회전한다. 그러므로, 도 3에 도시된 맞물림 부재(55a)는 하강한다. 다른 한편, 프리세스 캠(2)이 Hi 측으로 회전할 때, 맞물림 부재(55a)는 도 3에서 상승한다. 볼(58) 및 타단부에 연결된 변속 링크(9)는 동력 롤러(3)의 선회에 따라 도 2의 Lo 측 또는 Hi 측으로 구동된다.

그러므로, 스텝 모터(50)가 변속 제어 장치(30)로부터 목표 속도비에 따라 슬라이더(52)를 팽창 또는 수축시킬 때, 스풀(8)은 변속 링크(9)의 일단부의 변위에 따라 이동한다. 이 움직임에 기인하여, 변속 제어 밸브(7)의 공급 포트(7P)는출력 포트(7H) 또는 출력 포트(7L)와 연결되어 있다. 특히, 변속 제어 밸브는 가압된 오일 실린더(1)의 오일 챔버(1A) 또는 오일 챔버(1B)에 가압된 오일을 공급하며, 축 방향으로 트루니언(4)을 구동시킨다.

동력 롤러(3)는 트루니언의 축 변위에 따라 선회하며, 속도비를 변화시킨다. 이 선회 각도 이동은 트루니언(4)의 축 부품(4A), 프리세스 캠(2) 및 피드백 링크(54)를 통해 변속 링크(9)의 타단부에 전달된다. 목표 속도비가 실제 속도비와 일치할 때, 유압 실린더(1)의 차압은 동력 롤러(3)의 변속 토오크에 상응하는 값을 갖는 위치로 스풀(8)을 구동시킨다.

토로이달 무단 변속기가 무부하이거나, 부하가 거의 없는 주행상태일 때, 스풀(8)은 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같이 랜드(83 내지 85)가 공급 포트(7P) 및 출력 포트(7H, 7L)와 각각 대향하는 중립 위치로 설정되므로, 유압 실린더(1)의 차압은 사실상 0이다.

이제, 방출 포트(7D, 7D)가 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같이 변속 제어 밸브(7)의 밸브 본체(70)에서 공급 포트(7P)의 양측에 형성된다. 또한, 출력 포트(7L, 7H)는 공급 포트(7P)와 방출 포트(7D, 7D) 사이에 각각 형성된다.

출력 포트(7H)는 도 3에 도시된 유압 실린더(1)의 오일 챔버(1A)와 연결되며, 마찬가지로 출력 포트(7L)도 오일 챔버(1B)와 연결된다. 예컨대, 공급 포트(7P)는 도시되지 않은 오일 펌프 등으로부터 라인 압력(PL)의 유압을 수용하고, 방출 포트(7D)는 오일이 방출되는, 도시되지 않은 탱크와 연결된다. 이러한 포트는 도 4에 도시된 것과 같이 밸브 본체(70)의 내주상에 환상 그루브와 같이 형성된다.

중립 위치에서, 변속이 실행되지 않는 대체로 무부하 상태에서, 랜드(83, 제1 랜드)는 공급 포트(7P)에 접하여 형성되며, 랜드(84, 85, 제2 랜드)는 방출 포트(7D, 7D) 쌍에 대향하여 각각 형성된다. 물론, 랜드(84)는 출력 포트(7L)측에 배치되고, 랜드(85)는 출력 포트(7H)측에 배치된다.

스풀(8)에 형성된 랜드(83 내지 85), 공급 포트(7P) 및 방출 포트(7D, 7D) 사이의 관계는 도 4에 도시된 것과 같이 설정된다.

특히, 공급 포트(7P)의 폭이 L이고 대향하는 랜드(83, 축 방향의 치수)의 폭이 L1이면,

L1 ≥L

랜드(83)의 폭(L1)은 공급 포트(7P)의 폭(L) 이상이며, 스풀(8)의 중립 위치에서, 랜드(83)는 공급 포트(7P)를 막는다. 랜드(83)의 폭(L1)이 공급 포트(7P)의 폭(L)보다 클 때, 이하, 오버랩(overlap)으로 언급되며, 랜드(83)의 폭(L1)이 공급 포트(7P)의 폭(L)과 일치할 때, 이하, 플러쉬(flush)로 언급된다.

방출 포트(7D, 7D)의 폭이 Ld이고, 방출 포트(84, 85)의 폭이 L3이면,

L3 ＞ Ld 이다.

랜드(84, 85)의 폭(L3)은 방출 포트(7D)의 폭(Ld) 미만이며, 스풀(8)의 중립 위치에서, 방출 포트(7D, 7D)는 미세하게 개방된다. 랜드(84, 85)의 폭(L3)이 방출 포트(7D)의 폭(Ld) 미만일 때, 이하, 언더랩으로 언급된다.

중립 위치에서, 랜드(84)는 방출 포트(7D)가 출력 포트(7L)와 연결되는 것을특징으로 하는 위치에 배치되며, 마찬가지로 랜드(85)는 방출 포트(7D)가 출력 포트(7H)와 연결되는 것을 특징으로 하는 위치에 배치된다.

특히, 도 4에서, 공급 포트(7P)와 대향하는 랜드(83) 및 방출 포트(7D)와 대향하는 랜드(84) 사이의 축 방향의 공간이 X1이, 공급 포트(7P)와 방출 포트(7D) 사이의 축 방향 공간이 Xv라면, 양자 사이의 관계는

X1 ≥Xv 이다.

스풀(8)의 중립 위치에서, 랜드(84)와 대향하는 방출 포트(7D)는 출력 포트(7L)와 연결된다. 도 4의 좌측상에 배치된 랜드(85)는 동일한 방식으로 구성되므로, 중립 위치에서, 랜드(85)는 대향 방출 포트(7D)가 출력 포트(7H)와 연결되도록 배치된다.

소정의 공차는 스풀(8)의 랜드(83 내지 85)의 외경과 밸브 본체(70)의 내경 사이에 설정된다. 그 결과, 공급 포트(7P)에 대향하는 랜드(83)가 오버랩될지라도, 가압된 오일은 이러한 공차를 통해 출력 포트(7L, 7H) 및 방출 포트(7D, 7D)에서 누출한다.

그러므로, 거의 무부하인 중립 위치에서, 랜드(83)는 공급 포트(7P)를 오버랩 및 폐쇄시키는 반면, 랜드(84, 85)는 소정의 소량에 의해 방출 포트(7D, 7D)를 개방하도록 언더랩된다. 유압 실린더(1)의 오일 챔버(1A, 1B)에 연결된 출력 포트(7L, 7H)는 방출 포트(7D, 7D)와 연결된다.

따라서, 유압 실린더(1)의 오일 챔버(1A, 1B)에서 오일은 차압이 거의 0일 때까지 출력 포트(7L, 7H)를 통해 방출된다

공급 포트(7P)를 폐쇄시키는 랜드(83)가 오버랩될 때, 스풀(8)의 축 변위에 따르는 유압 실린더(1)의 제어 특성은 도 5에서 실선으로 도시된다.

도 5에서, 스풀(8)의 변위량이 0인 위치는 중립위치와 같이 취해진다. 스풀(8)의 축 변위가 도면에서 양(+)일 때, 오일 챔버(1B)의 유압은 증가하고, Lo 측으로의 속도 변화는 트루니언(4)이 상승하는 곳을 발생시킨다. 스풀(8)의 변위 방향이 도면에서 음(-)일 때, Hi 측으로의 속도 변화는 오일 챔버(1A)의 유압이 증가하는 특징을 발생시킨다.

중립 위치에서, 공급 포트(7P)는 오버랩되는 랜드(83)에 의해 폐쇄되지만, 공차로부터의 누출 흐름에 따른 유압은 포트로 공급된다.

스풀(8)이 이러한 중립 위치로부터 축 방향으로 변위될 때, 방출 포트(7D) 중의 하나가 폐쇄되며, 다른 방출 포트(7D)의 개방량은 증가한다. 그 결과, 공급 포트(7P)는 출력 포트 중의 하나와 연결되며, 개방량은 스풀(8)의 축 변위에 따라 증가한다. 그 결과, 유압 실린더(1)의 오일 챔버 중의 어느 하나의 유압은 다른 챔버의 유압이 감소하는 반면 증가하며, 따라서, 차압은 증가한다. 이러한 차압에 기인하여, 트루니언(4)의 구동 또는 동력 롤러(3)에 작용하는 변속 토오크에 관한 명령이 내려진다.

예컨대, 스풀(8)이 양(+)의 방향으로 변위될 때, 랜드(84)에 대향하는 방출 포트(7D)는 폐쇄되고, 랜드(85)에 대향하는 방출 포트(7D)의 개방량은 증가한다. 따라서, 공급 포트(7P)는 출력 포트(7L)와 연결되며, 유압 실린더(1)의 오일 챔버(1B)의 유압은 상승한다.

스풀(8)의 축 변위에 따라 공급 포트(7P)의 개방량의 증가에 기인하여, 오일 챔버(1A)의 유압은 공급압력을 증가시킨다. 다른 한편, 오일 챔버(1B)는 방출 포트(7D)와 연결되어, 유압이 감소하므로, 유압 실린더(1)의 차압은 증가한다. 그 결과, 트루니언(4)은 속도비(Lo)측을 향해 구동된다.

스풀(8)이 음(-)의 방향으로 구동될 때, 오일 챔버(1A)의 유압은 상기에 역으로 증가하며, 트루니언(4)은 속도비(Hi)측으로 구동된다.

여기서, 중립 위치에서의 공급 포트(7P), 방출 포트(7D) 및 랜드(83 내지 85) 사이의 관계에 대해 설명한다. 공급 포트(7P)의 일측에서, 출력 포트(7L, 7H)가 연결되고, 공급 포트(7P)가 시일되는 두 가지의 경우가 있다. 방출 포트(7D)의 일측에서, 출력 포트(7L, 7H)가 연결되고, 방출 포트(7D)가 시일되는 두 가지의 경우가 있다. 그러므로, 하기의 표와 같이 도시되는 전체 4개의 조합이 가능하다.

표 1

공급 포트-출력 포트 방출 포트-출력 포트 변환가능성 유속

연결 연결 안정 큼

연결 폐쇄 불안정 중간

폐쇄 연결 안정 중간

폐쇄 폐쇄 불안정 작음

무부하 상태에서, 유압식 실린더(1)의 차압을 제거하기 위해서, 공급포트(7P)측에는 2개의 조합이 있다. 하나의 경우에서는 공급 포트(7P)가 출력 포트(7L, 7H)와 연결되고, 공급 포트(7P)가 시일된다. 다른 경우에서는 출력 포트(7L, 7H)와 공급 포트(7P) 사이에 차압이 발생된다. 또한, 유압 실린더(1)의 차압을 제거하기 위해 방출 포트(7D)측에는 2개의 조합이 있다. 하나의 경우에서는 방출 포트(7D, 7D)가 출력 포트(7L, 7H)와 연결되며, 방출 포트(7D)가 시일된다. 다른 경우에서는 출력 포트(7L, 7H)와 방출 포트(7D) 사이에 차압이 발생된다.

이러한 4개의 조합에서의 중립위치에서, 오일 소비 유속이 가장 크고, 공급 포트(7P) 및 방출 포트(7D) 양자를 연결할 때, 랜드(83 내지 85)는 언더랩된다.

다음으로, 오일 소비 유속이 가장 크고, 공급 포트(7P) 및 방출 포트(7D) 중의 하나가 시일될 때, 랜드(83) 또는 랜드(84, 85) 중의 하나가 오버랩된다.

소비 유속이 가장 작고, 양자의 포트가 폐쇄될 때, 랜드(83 내지 85)는 오버랩된다.

다른 한편, 변속 제어의 안정성을 고려하면, 방출 포트(7D)가 폐쇄될 때, 제어는 불안정하며, 방출 포트(7D)를 연결할 때, 안정하다.

이는 속도 변화가 방출 포트(7D, 7D)가 폐쇄되는 상태로부터 실행될 때, 방출 포트(7D) 중의 하나를 개방하므로, 방출 포트(7D)와 연결되는 오일 챔버의 유압은 급격히 감소하기 때문이다. 특히, 공급 포트(7P)가 연결 중이었을 때, 제어는 유압 실린더(1)의 오일 챔버의 압력이 고압 상태로부터 급격히 하락할 때 불안정해진다. 또한, 불감 지역은 도 5의 점선 및 사선에 의해 도시된 것과 같은 중립 위치 근방에서 발생하며, 또한, 응답 제어는 감소한다.

변속 제어 밸브(7)에서 변속 제어 안정성 및 소비 유속의 감소의 두 가지의 조건을 만족시키기 위해, 하기의 조건들이 필요하다. 중립 위치에서, 랜드(83)는 오버랩되거나 랜드에 근접한 공급 포트(7P)에 의해 플러쉬되어야 하지만, 랜드(84, 85)는 랜드가 출력 포트(7L, 7H)와 연결되도록 방출 포트(7D)가 언더랩되야 한다. 이러한 경우, 변속 제어 안정성 및 오일 소비 유속의 감소를 얻는 것이 가능하며, 오일 펌프의 특정 방출 유속은 엔진 부하를 억제시키기 위해 감소되며, 연비 성능은 개선된다.

랜드(83)가 공급 포트(7P)에 의해 플러쉬될 때, 랜드(83)의 폭(L1)은 도 6에 도시된 것과 같이 공급 포트(7P)의 폭(L)과 동일하게 설정된다. 이 경우에 제어 특징을 고려하면, 랜드(83)의 코너로부터의 누출 흐름이 증가함에 따라, 중립 위치에서의 오일 챔버(1A, 1B)의 유압은 도 5의 이중 점선으로 도시되는 것과 같이, 오버랩되는 경우보다 높다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 소정의 노치는 제1 실시예의 랜드(83)의 단부 면상에 제공된다. 구성의 나머지 특징은 제1 실시예의 특징과 동일하다.

중립 위치에서, 공급 포트(7P)에 대향하는 랜드(83)는 공급 포트(7P)의 폭(L) 이상인 폭(L1)을 갖도록 설정된다. 중립 위치에서, 랜드(83)는 오버랩되거나 공급 포트(7P)에 의해 플러쉬되며, 공급 포트(7P)를 폐쇄시킨다. 게다가, 복수개의 아크형 노치(83A, 83A)는 도 7 및 도 8에 도시된 것과 같이, 랜드(83)의 양단부 면상에 로드(80)에 대한 대칭 위치에 형성된다.

노치(83A, 83A)가 형성된 랜드(83)의 얇은 부품(83B)의 폭이 L2이면, 도 7에 도시된 것과 같이,

L2 ≥L

이다. 스풀(8)의 중립 위치에서, 얇은 부품(83B)은 언더랩되거나 공급 포트(7P)에 의해 플러쉬되는 반면, 폭(L1)의 두꺼운 부품(83C)은 오버랩되거나 공급 포트(7P)에 의해 플러쉬되며, 공급 포트(7P)의 부품을 폐쇄시킨다. 얇은 부품(83B)의 폭(L2)은 양 단부 면상의 노치(83A, 83A)의 축 방향으로의 간격이다.

이 경우, 중립 위치에서, 유압은 얇은 부품(83B)의 2개의 단부면인 노치(83A, 83A)와 공급 포트(7P) 사이의 간극으로부터 출력 포트로 공급된다. 부하가 무부하 상태로부터 증가하고, 변속 제어가 실행될 때, 스풀(8)의 축 변위가 발생하고, 공급 포트(7P)는 노치(83A)를 구비하는 얇은 부품(83B)을 부분적으로 개방한다. 그 결과, 라인 압(PL)은 출력 포트로부터 오일 챔버에 공급되며, 스풀(8)은 변위한다. 두꺼운 부품(83C)이 공급 포트(7P)의 개구로 진입한 후, 공급 포트(7P)는 랜드(83)의 전체 원주에 걸쳐 개방하며, 유압은 스풀(8)의 축 변위량에 따라 공급된다.

그러므로, 유압은 유압 제어 범위의 최소치 및 최대치 근처에서 무단으로 매끄럽게 변화될 수 있으며, 그래서 변속 제어는 훨씬 매끄럽게 실행될 수 있다.

중립 위치로부터의 축 방향으로 스풀(8)의 변위가 있을 때, 유압은 노치(83A)에 기인하여 급격히 증가될 수 있으며, 응답이 향상되며, 변속 제어의 안정성이 개선된다. 동시에, 얇은 부품(83B)의 폭(L2)이 플러시 또는 언더랩되도록 배치됨에 따라, 유압이 하락하는 오일 챔버의 누출 유속은 급격히 감소될 수 있으며, 변속 제어 밸브(7)에서의 소비 유속은 더 억제될 수 있으며, 연비 성능은 개선될 수 있다.

도 10은 소정의 노치가 전술한 제2 실시예의 랜드(84, 85)의 단부 면에 제공되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제3 실시예를 도시한다. 랜드(83)의 경우에서와 같이, 얇은 부품(84B)의 폭(L4)은 방출 포트(7D)의 폭(Ld) 미만이 되는 반면, 랜드(84, 85)의 폭(L3)은 방출 포트(7D)의 폭(Ld) 이상으로 설정된다. 구성의 나머지 특징은 제2 실시예의 특징과 동일하다.

중립 위치에서, 방출 포트(7D)와 대향하는 랜드(84, 85)는 방출 포트(7D)의 폭(Ld) 이상인 폭(L3)을 갖도록 설정된다. 다른 한편, 노치(84A, 84A)는 상기 제2 실시예의 랜드(83)의 경우와 같이 로드(80)의 축 대칭 위치에 형성되며, 중립위치에서, 노치는 방출 포트(7D)에 근접하도록 오버랩되거나 플러쉬된다. 또한, 노치(84A, 84A)가 형성되는 랜드(84)의 얇은 부품(84)의 폭이 L4이면, 도 10에 도시된 것과 같이

L4 ＜ Ld

이다. 스풀(8)의 중립 위치에서, 얇은 부품(84B)은 방출 포트(7D)를 언더랩하는 반면, 폭(L3, 즉, 랜드(84)의 폭)의 두꺼운 부품(84C)은 오버랩되거나 공급 포트(7P)에 의해 플러쉬되며, 방출 포트(7D)의 부품을 폐쇄시킨다. 도 10에서, 방출 포트(7D, 7D) 쌍에 대향할 수 있는 랜드(84, 85)는 동일한 구조를 가지므로, 단지 랜드(84)에 대해서만 설명하며, 랜드(85)에 대한 설명은 생략된다.

이 경우, 중립 위치에서, 오일은 얇은 부품(84B)의 단부 면에 형성된 노치(84A)와 방출 포트(7D) 사이의 간극으로부터 방출된다. 그러므로, 무부하 상태로부터 부하가 증가되고, 변속 제어가 실행될 때, 축 방향에서 스풀(8)의 변위가 발생할 때, 방출 포트(7D)는 노치(84A)를 개방한다. 이 상태로부터, 랜드(84)의 단부 면은 스풀(8)의 변위에 따라 이동한다. 그 결과, 방출 포트(7D)는 랜드(84)의 전체 원주에 걸쳐 완전히 개방되는 상태에서 단지 노치(84A)에 기인한 개방으로부터 매끄럽게 변환하여, 가압된 오일의 방출량이 매끄럽게 증가한다. 그러므로, 유압 제어 특징은 전술한 제2 실시예의 도 9의 특징과 대체로 동일하다. 또한, 유압 실린더(1)의 오일 챔버(1A, 1B)에서 평균 압력은 출력 포트(7L, 7H)를 통해 감소하므로, 유압 실린더(1)의 시일 및 링 등의 지속성이 향상된다.

노치(84A)는 출력 포트에 대향하는 랜드(84)에만 제공될 수 있다.

도 11 및 도 12는 전술한 제2 실시예의 노치(83A)가 반원형이며 축 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 제4 실시예를 도시한다. 구성의 나머지 특징은 제2 실시예의 특징과 동일하다.

복수 개의 반원형 노치(83A')는 축인 로드(80)에 대한 대칭위치상에 형성된다. 4 개의 노치(83A')는 예컨대, 도면에 도시되는 것과 같이, 단부 면에 형성되고 축 방향으로 연장하도록 형성된다.

축 대칭 위치에 이들 노치(83A')를 제공하므로서, 공급 포트로부터의 유압은 랜드(83)를 작용시키며, 이에 의해, 스풀(8)이 정확한 기능을 하고, 신뢰성이 개선되도록 밸브 본체(70)의 내주에 대향하여 밀리는 것을 방지한다.

노치(83A')의 형상은 제어 특징에 따라 원하는 형상으로 선택될 수 있다. 또한, 이들 노치(83A')가 방출 포트(7D)에 대향하는 랜드(84, 85)에 제공될지라도, 동일한 효과 및 장점이 얻어진다.

전술한 실시예에서, 변속 제어 밸브는 스텝 모터(50) 및 기계적 피드백 기구에 연결된 변속 링크(9)를 통해 밸브 본체(70)에 수납된 스풀(8)을 구동시키도록 구성되었지만, 본 발명은 이러한 배열로 제한되지는 않는다. 예컨대, 변속 제어 밸브는 밸브 본체의 내주면 내에 수납된 슬리브에 포트가 형성되고, 기계적 피드백 기구에 연결되고, 스텝 모터(50)에 의해 구동되는 스풀은 일본국 특개소 63-130954호에 개시된 것과 같이 이 슬리브의 내주면 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 밸브일 수 있다.

일본국 특허 출원 제 11-278669호(1999년 9월 30일자)의 내용은 참조로서 이에 의해 구체화된다.

독점적인 소유권 또는 특권이 청구되는 본 발명의 실시예는 하기와 같이 정의된다.

상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 무단 변속기는 방출 유속이 연비 성능을 증진하기 위한 노력으로서 변속 제어 밸브의 중립 위치에서 감소될 때조차 변속 제어의 안정성을 보장할 수 있다.

Claims

입력/출력 디스크 사이에서 자유롭게 회전하도록 파지된 동력 롤러를 지지하고, 축 둘레를 회전하고 축방향으로 변위할 수 있는 트루니언,

축방향으로 트루니언을 구동시키는 유압 실린더, 및

상기 유압 실린더에 공급되는 유압을 제어하는 변속 제어 밸브를 구비하는 무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

상기 변속 제어 밸브는 자유롭게 변위시키도록 스풀을 수납하고, 상기 스풀은,

변속 제어 밸브에 수납되며, 공급 압력을 공급하는 공급 포트에 대향할 수 있는 제1 랜드 및 공급 포트 중의 어느 하나에 형성된 제1 방출 포트와 제2 방출 포트에 각각 대향할 수 있는 제2 랜드를 제공하는 스풀,

스풀의 변위에 따라 공급 포트 또는 제1 방출 포트를 선택적으로 연결시키는 유압 실린더에 제공된 제1 오일 챔버를 허용하도록 제공되는 제1 출력 포트,

스풀의 변위에 따라 공급 포트 또는 제2 방출 포트를 선택적으로 연결시키는 유압 실린더에 제공된 제2 오일 챔버를 허용하도록 제공되는 제2 출력 포트,

스풀의 중립 위치에서 공급 포트에 대향하는 제1 랜드 및 제1 방출 포트와 제2 방출 포트에 대향하는 제2 랜드, 및

제1 랜드는 공급 포트를 폐쇄시키고, 제1 방출 포트가 제1 방출 포트와 공급 포트 사이에 형성된 제1 출력 포트로 연결되고, 제2 방출 포트가 스풀의 중립위치에서 제2 방출 포트와 공급 포트 사이에 형성된 제2 출력 포트로 연결되도록 제2 랜드가 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.
입력/출력 디스크 사이에서 자유롭게 회전하도록 파지된 동력 롤러를 지지하고, 축 둘레를 회전하고 축방향으로 변위할 수 있는 트루니언,

축방향으로 트루니언을 구동시키는 유압 실린더, 및

상기 유압 실린더에 공급되는 유압을 제어하는 변속 제어 밸브를 구비하는 무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

상기 변속 제어 밸브는 자유롭게 변위시키도록 스풀을 수납하고, 상기 스풀은,

변속 제어 밸브에 수납되며, 공급 압력을 공급하는 공급 포트에 대향할 수 있는 제1 랜드 및 공급 포트 중의 어느 하나에 형성된 제1 방출 포트와 제2 방출 포트에 각각 대향할 수 있는 제2 랜드를 제공하는 스풀,

스풀의 변위에 따라 공급 포트 또는 제1 방출 포트를 선택적으로 연결시키는 유압 실린더에 제공된 제1 오일 챔버를 허용하도록 제공되는 제1 출력 포트,

스풀의 변위에 따라 공급 포트 또는 제2 방출 포트를 선택적으로 연결시키는 유압 실린더에 제공된 제2 오일 챔버를 허용하도록 제공되는 제2 출력 포트,

스풀의 중립 위치에서 공급 포트에 대향하는 제1 랜드 및 제1 방출 포트와 제2 방출 포트에 대향하는 제2 랜드, 및

제1 랜드의 폭이 공급 포트의 폭 이상으로 설정되고, 제1 방출 포트와 공급 포트 사이에 형성된 제1 출력 포트로 제1 방출 포트가 연결되고, 스풀의 중립 위치에서 제2 방출 포트와 공급 포트 사이에 형성된 제2 출력 포트로 제2 방출 포트가 연결되는 폭으로 설정된 제2 랜드가 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.
제2항에 있어서,

노치가 랜드의 외주를 따라 제1 랜드의 양 단부면으로부터 형성되며, 상기 노치 단부 사이의 간격이 공급 포트의 폭 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.
제2항에 있어서,

스풀의 중립 위치에서 제1 방출 포트 및 제2 방출 포트를 개방하는 것을 허용하는 노치는 제2 랜드 중의 어느 하나의 단부 면에 형성되며, 제2 랜드의 폭은 제1 방출 포트 및 제2 방출 포트의 폭 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 변속 제어 장치.