KR100934530B1 - 전동기의 풀리 가압 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 풀리에 공급되는 가압력은 회전수의 조절능력을, 탄성력은 토크의 조절능력을 갖고 있기 때문에, 단일의 풀리에 가압력과 탄성력의 공급압 종류의 선택과 이 공급압의 값을 임의로 식별해서 공급함으로써, 벨트의 종류에 의하지 않고 실용 변속대역을 광대역화할 수가 있고 높은 효율로 전동할 수 있는 무단 전동기의 풀리 가압 제어장치를 실현하기 위한 것으로, 2가지 지령을 받은 복합압축기의 2개의 가압단부의 한쪽에서는 직접, 다른 쪽에서는 탄성체를 거쳐 간접으로 풀리에 각각 가압력 공급로와 탄성력 공급로가 본체와 풀리 사이에 병설되도록 해서, 이들 양 공급로의 한쪽 또는 양쪽에서 공급압을 실질적으로 0 또는 임의의 값으로 제어장치로 외부에서 조절하도록 되어 있다.

Description

전동기의 풀리 가압 제어장치 {Pulley pressure control system for transmission}

도 1a ~ 도 1e는 변속전동의 시계열 설명도이고, 도 1f는 도약시의 단면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풀리 가압 제어장치가 실시된 벨트 무단 가변 전동기의 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 제1실시예의 Ⅱ-Ⅱ선에서 바라본 출력차 가압 제어장치의 단면도,

도 4는 제1실시예의 동 전동기의 정면과 배면의 4개의 구동원에 연결된 조절장치의 구성도,

도 5는 제1실시예의 입력 가압장치 및 출력 가압장치에 설치된 암력 검지기의 단면도,

도 6은 제1실시예의 조절장치의 각부 지령과 풀리 기능을 나타낸 시퀀스도,

도 7a는 제1실시예에서의 밀기형 벨트의 상태를 나타내고, 도 7b는 전달능력특성을 나타내며,

도 8은 본 발명의 제2실시예가 실시된 당기기형 벨트 무단 가변 전동기의 전체구성을 나타낸 단면도,

도 9a는 제2실시예에서의 당기기형 벨트의 마찰면도이고, 도 9b는 당기기형 벨트의 능력특성을 나타내며,

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3실시예에 관한 도면으로서, 각각 중첩형과 개별형의 압축기 부분을 나타내는 도면,

도 11은 본 발명의 다른 실시예가 실시된 무단 가변 전동기의 단면도,

도 12는 도 11의 실시예에 적용된 유압회로의 구성도이다.

(참조부호의 설명)

1, 2 : 풀리
3 : 벨트

삭제

8, 9 : 풀리 가압 제어장치

11, 21, 31, 41 : 개별 가압장치 또는 가압장치

12, 22, 32, 42 : 부세장치 또는 웜전달기

13, 23, 33, 43 : 접동장치

14, 24, 34, 44 : 압축장치

15, 25, 35, 45 : 압압기 또는 볼나사

30, 40 : 복합압축기
50, 60 : 탄성장치

삭제

55, 65 : 걸림장치 또는 절환장치 90 : 제어장치

삭제

본 발명은 일반 산업기계, 차량, 전동기(電動機) 등에 쓰이는 풀리(pulley)에다 가압력과 탄성력의 공급을 제어하도록 해서 토크(torque)의 안정화와 전동효율(傳動效率)이 높아지도록 하는 전동기(傳動機)의 풀리 가압 제어장치에 관한 것이다.

정마력(定馬力) 변속기로는, 미국 특허 제4,973,288호 또는 동 제5,269,726호 등에 기재되어 공지된 것을 들 수 있는바, 그 중 전자인 제4,973,288호는 유압으로 된 것인 반면, 후자인 제5,269,726호는 나사 가압 방식으로 된 것이다. 그런데, 이들 양 발명에 기재된 기술적 사상은 중대한 원리상의 결함을 갖고 있다.

도 1a ~ 도 1f는, 벨트 변속기의 동력전달 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 구동차(1)로 감속지령이 공급되면 종동차(2)에서 벨트(3)가 시간이 지남에 따라 변화하는 상태가 도 1a ~ 도 1f로 나타난 것과 같이 된다. 즉, 정속비(定速比)가 ε₀ 에서 ε₁ 으로 바뀔 때 접촉반경이 동심원을 유지하게 되어, 도 1d와 도 1e 사이에서 도약동작(跳躍動作)을 일으키게 된다. 이때 도 1f와 같이 벨트와 풀리 사이에 공극(3')이 만들어져 순간적으로 가압력의 인가(印加)가 정지되게 된다. 문제는 도약이 된 후에 적정한 마찰력을 순간적으로 자동복귀시킬 수가 있느냐의 여부에 따라 변속기에서의 안정적인 동력전달의 양부(良否)가 결정되고, 이로써 고속응답성의 양부도 결정되게 된다는 점이다.

그러나, 상기와 같은 미국 특허에서는, 캠(cam)의 보상(補償)을 개시하고는 있으나, 도약했을 때 가압력이 해방되기 때문에 캠이 복귀해서 적정한 기능을 하지 못하게 되고, 또 가압력(加壓力)만을 이용하더라도 원래 시간 지체에 수반하게 되어 인위적인 자동제어계통으로 제어하더라도 적정한 마찰력의 순간적인 복귀가 현실적으로 불가능하여 고속의 변속 응답을 달성할 수 없게 된다.

본 출원인은, 미국 특허 제6,120,400호에서, 탄성체를 이용한 마찰력제어와, 각 풀리의 가압력과 탄성력을 식별해서 가압력의 벨트위치결정작용에 의한 회전수제어의 기준차(基準車) 기능과, 탄성력의 마찰력부여작용에 의한 토크조절의 추종차(追從車) 기능으로 풀리 기능의 역할분화를 제안한바 있으나, 아직도 몇 가지 해결되지 못한 문제가 남아 있다.

그 해결되지 못하고 있는 첫 번째 문제는, 추종차에서 탄성력을 제어하더라도 기준차 측에는 가압력 밖에 제어요소가 없기 때문에, 기준차 측의 마찰력 공급을 적극적으로 제어할 수가 없어, 결과적으로 축의 토크를 충분히 제어할 수가 없게 된다. 그와 반대로, 추종차 쪽도 회전수 제어의 요소가 없어 마찬가지의 문제가 남는다. 두 번째로는, 변속대역(變速帶域)의 양쪽 끝 대역 부분에서 전동효율이 나빠져 전체 대역에서 평균적으로 되지 못하게 됨으로써 실용대역이 좁아지게 된다. 변속기의 전동능력이 각 풀리의 회전수(N)와 토크(T)를 곱한 N x T로 결정되는 이상, 전자의 문제와 후자의 문제는 본질적으로 동일한 차원의 문제로서, 전자가 해결되면 후자도 해결될 수가 있게 된다.

즉, 입력 풀리와 출력 풀리마다 독립적으로 회전수와 축 토크의 각 제어요소를 개별적으로 제어할 수 있게 구성함으로써, 회전수조절 기능과 토크 조절 기능을 분화시킴으로써 동력전달의 고정밀화와 고효율화가 기대될 수 있게 된다.

본 발명이 공통적으로 해결하고자 하는 과제는, 단일한 풀리 별로 가압력 및/또는 탄성력을 개별적으로 외부에서 임의로 조절하여 부여함으로써 풀리의 역할기능(역할별 기능) 및/또는 제어요소의 조절기능(요소별 기능)이 분화되도록 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 첫 번째 해결과제는, 단일한 풀리에 가압력 및/또는 탄성력의 종류를 식별해서 공급하고, 외부에서 임의의 값으로 개별적으로 조절할 수 있는 가압 제어기구를 제공함에 있다.

본 발명의 두 번째 해결과제는, 추종차로 기능하는 풀리로 탄성력을 부여하는 것을, 가동차의 속도를 변위시키는 회전수요소와 탄성체의 압축을 변위시키는 토크요소로 분화시켜 개별적으로 조절할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 세 번째 해결과제는, 단일한 풀리에 가압력의 공급과 탄성력의 공급 및 기타 이들 양자를 동시에 공급함으로써, 탄성진동을 억제시킨 반탄성력(半彈性力)을 각각 식별해서 공급하도록 하는 데에 있다.

본 발명의 네 번째 해결과제는, 단일한 풀리에 가압력과 탄성력의 공급로를 분화시키고서 거기에 풀리의 역할기능 절환지령을 부여하는 역할기능과 요소별 기능을 달성할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 다섯 번째 해결과제는, 기준차 기능을 하는 풀리에 가압력을 공급함과 동시에, 이 가압력으로 탄성진동을 실질적으로 억제시킨 반탄성력을 부여해서 마찰력조절 기능을 할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 여섯 번째 해결과제는, 단일한 풀리에 회전수와 토크의 억제요소별 조절기능 및 기준차와 추종차의 풀리역할 절환기능을 단일한 제어장치로 제어하도록 하는 데에 있다.

본 발명의 일곱 번째 해결과제는, 가변 전동기의 풀리에 배치된 2개의 가압장치의 회전수와 토크의 4개의 제어요소로, 변속조절이나 가변 토크조절 이외에 전동부재의 각종 변형, 열화 등의 오차보상이나 효율 등 전동능력보상을 포함한 요소별 기능과 역할별 기능을 실행할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 여덟 번째 해결과제는, 가변 전동기가 동력전달을 하고 있는 도중이나 정지하고 있는 도중 또는 수동이나 자동을 불문하고 임의의 시점에서 2개 풀리의 역할기능을 동기적(同期的)으로 절환시켜 최적의 전동능력을 선택할 수 있도록 하는 데에 있다. 특히, 벨트가 밀기식 형식이나 당김식 형식에 의존하지 않고 높은 효율이면서도 저렴한 비용의 시스템을 실현시킬 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 공통적인 해결과제는, 압축기의 2개 가압단부(加壓端部) 중 한쪽에서 직접적으로, 다른 쪽에서 탄성체를 경유해서 간접으로 풀리(pulley)에 가압력 공급로와 탄성력 공급로를 설치함으로써, 회전수 토크를 요소별로 분화시켜 개별적으로 조절과 절환을 하게 되는 전동기의 풀리 가압 제어장치를 제안하는 것이다.

본 발명의 첫 번째 해결수단은, 단일한 풀리에 가압력과 탄성력의 양 공급로를 병설하여, 그 한쪽 또는 양쪽에 각각 0(零) 또는 임의의 값으로 지령해서 조절하여, 인가되는 압력의 종류를 선정하도록 한다.

본 발명의 두 번째 해결수단은, 2개의 압축장치의 양 변위량늬 중첩 가압단부와 변위량이 중첩되지 않는 비중첩 가압단부를 가진 복합압축기로 가동차와 탄성장치를 각각 개별적으로 조절하도록 한다.

본 발명의 세 번째 해결수단은, 가동차에 가압력 공급로와 탄성력 공급로를 병설하고서, 한쪽의 압력전달을 끊고 걸림장치에서 가압력과 탄성력 및 반탄성력이 식별되도록 한다.

본 발명의 네 번째 해결수단은, 가압력과 탄성력의 각 지령공급로에 풀리의 역할기능 절환지령도 겸용으로 공급함으로써, 양 지령으로 요소별 기능과 역할별 기능을 개별적으로 제어하도록 한다.

본 발명의 다섯 번째 해결수단은, 가동차에 병설된 가압력 공급로와 탄성력 공급로 양쪽에서 압력을 전달하여 변속기의 전체 대역 또는 일부 대역에서 반탄성력을 제어장치로 조절하도록 한다.

본 발명의 여섯 번째 해결수단은, 회전수와 토크의 요소별 조절기능을 하는 제어장치가 풀리에다 기준차와 추종차의 역할별 기능을 절환하는 지령을 부여함으로써 양 기능이 발휘되도록 하는 것이다.

본 발명의 일곱 번째 해결수단은, 변속기의 2개의 풀리에 각각 가압장치를 배치하여, 4개의 구동원을 거쳐 4개의 지령공급로에 의해 동기 또는 비동기로 지령을 공급함으로써, 회전수의 변환이나 토크의 변환 이외에 구동차와 종동차 별로 각종 보상지령을 시행하여 인위적으로 최적의 동력전달상태를 창출하도록 한다.

본 발명의 여덟 번째 해결수단은, 각 가압장치의 지령공급로에 기능 절환지령을 부여함으로써, 임의의 속도비와 회전수 시점 등에서의 벨트위치를 기준으로 변속기의 순방향 전동기 및 역방향 전동기 사이의 운전조작모드의 절환을 동기적으로 절환하도록 한다.

한편, 본 발명은, 변속전동부와 변속제어부가 함께 오일층에 수납된 습식에만 한정되지 않고, 양자 또는 한쪽의 것을 공기 중에 수납하게 되는 건식이어도 좋다. 또한, 차량용에 한하지 않고, 전동용량도 소형 내지 대형인 다방면의 산업분야에 구조 및 제어형태를 변형시켜 적용할 수도 있다.

그리고, 당연히 중부하의 정마력 전동을 하는 이상, 제어장치의 지령을 변경하는 것만으로 정(定)토크 전동되도록 하는 것도 권리범위에 포함된다. 출력차(出力車)의 회전수와 마찰력에 의한 토크와의 사이가 정마력(定馬力) 전동에서는 반비례하고, 정토크 전동에서는 정비례하도록 양 가압장치의 제어요소를 조절하면 좋은바, 어느 것에 의하더라도 고효율, 고정밀도의 제어를 할 수가 있게 된다. 특히, 차량의 동력을 초고속으로 정회전하는 소형전동기로 하고서, 거기에 본 발명의 기술사상을 적용한 무단변속기를 가지고 차량의 속도를 제어하게 되면, 초경량 저연비(低燃比)가 실현될 수 있게 된다. 또, 동력원이 동력을 변속할 수 있는 것이라면 다단변속기로 사용하거나 또는 토크 제어만 할 수 있는 토크변환기로 사용하여도 좋다.

본 명세서에서는 기준차(基準車) 기능 및 추종차(追從車) 기능의 1쌍의 기능을 2개의 풀리에 분담시켜 공급하게 되지만, 전자가 구동차 또는 입력차(入力車)에, 후자가 종동차 또는 출력차(出力車)에 적용했을 때를 순방향운전 전동기로 정의하고, 그 반대의 경우를 역방향운전 전동기라고 정의하기로 한다.

본 발명의 기술사상은 반드시 양자 사이의 기능이 절환될 필요는 없고, 전속도비 영역에서 순방향운전 또는 역방향운전만 사용할 때도 권리범위에 들게 된다. 그 때문에, 기능을 절환하는 설비를 절환장치로서 갖지 않는다 하더라도 단일한 풀리를 가압했을 때 회전수와 토크의 각 요소별로 조절하거나 반탄성력(半彈性力)의 기술사상을 적용하였을 때도 마찬가지이다.

기능 절환능력을 가졌을 때에도, 동력전달 정지시점의 벨트위치를 미리 기억하거나 엔코더의 속도비(速度比) 정보로부터 필요한 조작량을 산출할 수가 있는바, 그 절환조작은 자동이나 수동으로도, 또는 동력전달 중에 한하지 않고 동력을 전달하지 않고 있는 도중에도 가능하다.

그리고, 본 명세서에서 비탄성(非彈性) 가압력과 탄성 가압력을 각각 단순히 가압력과 탄성력이라 부르고, 양자를 동시에 공급할 때에 탄성진동(彈性振動)이 가압력으로 억제된 탄성력을 반탄성력으로 정의하고서 탄성력 개념에 포함시키기로 한다.

풀리의 기능 절환은 임의의 속도비나 출력회전수 시점에서 가능하고, 그때의 절환기구 또는 절환장치는 변속조절용 지령공급로와 각 구동원 및 접동장치(摺動裝置)가 함께 사용되도록 되어 있으나, 이들이 별개로 배치되더라도 좋은데, 예컨대 다른 전동기나, 압축장치, 구동원 등을 별도로 설치하여도 좋다. 그리고, 차량과 같이 출력회전수와 토크가 범프레스(bumpless) 절환을 요하는 경우에는, 절환시의 걸림장치의 변위량(lrα)을 고정밀도로 단시간에 끝내야 할 필요가 있게 된다. 그 이유는, 천천히 절환하게 되면 입력차 및 출력차 모두가 탄성력이 인가되는 상태가 됨으로써, 탄성력이 큰 쪽으로 벨트가 변위되어 변속하기 때문이다. 또, 속도비는 탄성력 또는 반탄성력에 의해 결정해야 할 필요없이, 기준차 기능의 가압력만으로 결정해야 하기 때문이다. 이때, 입력차와 출력차의 양 차로 공급되는 탄성력의 균일화 지령을 별도로 제어하여도 좋으나, 조작시간을 단축하기 위해서는 예컨대 공급펄스의 양을 일시적으로 증대시키는 펄스 구동원의 속동지령(速動指令)으로 응답하도록 하는 것이 좋다.

벨트의 반경은 기준차에서는 비례적으로 변위되더라도 추종차에서는 비례가 아닌 2차식으로 변화하기 때문에, 본 예에서는 입력차 및 출력차에 가동차(可動車) 변위를 조절하라는 지령을 개별적으로 공급할 수가 있어서, 미리 높은 정밀도로 보상하여 공급하게 되면 걸림장치의 접동재의 간극(lrα)을 항상 좁혀 일정한 상태로 유지되도록 할 수가 있어서, 벨트위치에 교란이 일어나지 않게 되어, 고속으로 동력이 전달되는 도중에도 높은 정밀도로 범프레스절환이 달성될 수 있게 된다.

또, 벨트와 탄성체 등의 전동부재는 주위의 온도나 사용 연수(年數)가 지남에 따라 치수가 변형되어, 변속 오차나 동력전달의 효율이 나빠지게 된다. 고효율이고 높은 정밀도의 회전이 필요하지 않을 때는 초기에 설정한 조작량으로 제어하면 되지만, 고효율의 고정밀도 회전이 필요할 때에는 회전수와 암력 검지기로 감지한 열화 오차량(劣化誤差量)과 미리 기억시킨 소요 값으로부터 보상량을 CPU로 산출해서 각 조작단부로 공급되는 지령을 가미(加味)하면 된다. 그리고, 차량 등이 저속 또는 고속으로 운전되고 있을 때 전동효율과 안전효율 등의 강약을 임의로 선택할 수도 있고, 정지했을 때 높게 압축된 쪽 탄성체에 강제압축 해방지령을 부여해서 열화를 피할 수 있도록 하여도 좋다.

각 장치나 부품류는 상호 대체되고 겸용할 수 있도록 함으로써 여러 가지로 변경할 수가 있다. 또, 가압장치나, 복합압축기, 압축장치, 탄성장치, 또는 걸림장치는 회전하지 못하도록 설치하는 것에 한정되지 않고, 회전상태가 되도록 설치하여도 되고, 부착위치도 풀리의 주위가 아니고 압력전달장치 등에다 멀리 떨어지게 배치하여도 좋다.

상기 압축기는 가동차에 탄성력과 가압력을 병렬로 부여할 수 있다면 탄성장치나 걸림장치의 배열 순서는 임의로 할 수가 있다. 압축기가 가동차와 탄성장치 사이에 배치될 때는, 탄성진동이 전달될 수 있게 압축기 전체가 부유상태가 되도록 지지할 필요가 있게 된다. 탄성장치는 판스프링 이외에 코일스프링 등 다른 형태의 탄성체라도 좋다. 걸림장치는 기능 절환이 필요하지 않을 때는 걸림부 또는 안내부만으로 좋으나, 필요할 때는 적어도 걸림부만은 필요로 하게 된다. 각 장치를 구성하는 접동구와, 접동체, 접동재 등은 상호 겸용되도록 하거나 공용되도록 하고, 본체나, 차, 기어, 레버와 같은 다른 부재와 대체하거나 겸용토록 하여도 좋다. 가역모터로는 직류 또는 교류의 서보여도 되고, 개방루프식 스테핑모터라도 좋으며, 용도에 따라 엔코더가 부착된 것이어도 좋다.

구동원과 가동차 사이뿐만 아니라 2개의 압축장치 사이에서도 오신호의 상호간섭은 피해야 할 필요가 있기 때문에, 지령공급로에는 셀프록크(self-lock)기능 즉 역전저지기능과, 모터의 오버런(over-run) 등 각 지령에서 오신호로 되는 요인의 유출과 유입을 적극적으로 배제하도록 하는 기능을 필요로 하게 된다.

따라서, 사다리꼴나사와 같은 금속 면접촉 마찰수단이나 웜전달기, 클러치, 브레이크가 부착된 역전저지 스테핑모터 등을 채용할 수 있게 된다. 그리고, 복합압축기의 2개의 가압단부에는 가동차의 변위량(lr)과 탄성체의 압축량(lt)을 개별적으로 공급하도록 된 예에 한정되지 않고, 예컨대 중첩단부에 걸림장치를 연결되도록 한 압축장치의 지령에다 역전의 변위량(-lr)을 부여하고, 개별의 가압단부에 탄성장치가 연결된 별도의 압축장치의 지령에 lr + lt를 부여하여도 실질적인 가압제어가 달성될 수 있게 된다. 따라서, 회전수지령과 토크지령에서는 조작량과 조작극성도 여러 가지로 변경될 수 있어, 권취식 접동장치의 경우에는 모터의 회전방향이나 권취나사방향 등 주지된 요소를 적의 선택하면 된다. 그리고, 각 압축장치는 유압실린더나 캠과 그 구동기(驅動器)이더라도 좋다.

(제1실시예)

도 2 ~ 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 풀리 가압 제어장치(10B)가 적용된 무단변속기(10)로 쓰이는 가변 전동기(10)를 나타낸 것으로, 이는 입력차(1)와 출력차(2)에 밀기형 벨트(3)를 사이에 둔 변속전동장치(10A)와, 한쪽 평면에 배치된 입력차 가압 제어장치(9)와 출력차 가압 제어장치(8)를 도 4의 제어장치(90)로 조절하는 가변속(可變速) 및 가변 토크 제어장치인 풀리 가압 제어장치(10B)로 구성되어 있다. 본 실시예에서는 입력 및 출력 가압장치(10', 20)가 대략 같은 구성요소로 이루어져 있는바, 즉 이들은 복합압축기(30, 40)와 탄성장치(50, 60), 걸림장치(55, 65) 및 구동원(70, 75; 80, 85)으로 이루어지게 된다. 상기 차 가압 제어장치(8)는 출력차(2)의 뒤쪽에 떨어져 배치되도록 하기 위한 압력전달장치(100)를 포함한다.

본 발명은, 각 가압장치(10', 20)가 각각 풀리에 가압력과 탄성력의 한쪽 또는 양쪽의 공급을 조절할 수 있도록 해서, 회전수와 토크의 각 제어요소를 개별적으로 조절 내지 보상을 함과 동시에, 각 풀리에 기준차 기능과 추종차 기능을 식별해서 공급해서, 안정된 토크의 부여와 전동효율의 향상을 도모할 수 있는 예를 설명한다. 그리고, 출력 쪽에도 동일한 기능을 하는 부품이 존재하기 때문에, 본 명세서에서는 각 부품의 명칭에 「입력」과「출력」의 구별을 요할 때는 이를 구별해서 붙이지만, 전후의 설명으로 구별될 수 있을 때는 구별을 생략하기로 한다.

변속전동장치(10A)는 각각 가동차(1a, 2a)와 고정차(1b, 2b)가 각기 상대쪽을 향해 키이(key)를 매개로 전자가 후자에 대해 축중심방향으로 접동할 수 있게 설치된 가변직경의 입출력차(1, 2)를 포함하고, 그들 각각은 입력축(1c)과 출력축(2c)에 상호 반대쪽을 향해 배치되어 있다. 각 입출력차(1, 2)는 각각 1쌍의 베어링(7, 6; 5a, 4a)으로 축지지되어져 있고, 무단변속기(10) 본체와 가동차(1a, 2a)의 사이가 각각 1쌍의 베어링(5, 4)으로 회전력이 분리되면서 각 가압장치(10', 20)로 각각 풀리의 가동차를 가압조작하도록 되어 있다. 상기 무단변속기(10)의 본체는, 차량 등의 다른 전동기기 또는 절환장치 등을 수납하는 제1본체(10a)와, 무단변속기(10)를 수납하는 제2본체(10b)가 분리할 수 있게 조립되어 있다. 그리고, 상기 무단변속기(10)는, 한쪽 측면을 향해 제1본체로부터 가압 제어장치(8, 9)를 착탈할 수 있도록 제2본체에다 집약되게 배치시킨 제어장치(90)의 전기지령으로 원격적으로 조작하게 된다.

[0018] V 벨트에는 도 7a 및 도 9a와 같이 구동차가 종동차를 밀어주는 밀기형과 잡아당기는 당김형의 2가지 종류가 널리 알려져 있다. 예컨대 전자는 미국 특허 제4,493,681호를, 후자는 동 제3,949,621호 등을 참조할 수 있다. 밀기형 벨트(3)는 도 7a와 같이 고속대역에서의 종동차측 접촉면적(As)의 감소에 수반해서 쇄선으로 나타내어진 압입압(押入壓; Pp)으로 정규의 반경(r₀)이 변칙적으로 사행(蛇行)을 하게 되고, 그 결과 다시 접촉면적이 줄어들어 점접촉(A₀)에 이르러 마찰력의 부족으로 미끄러지는 상태가 됨으로써 전동효율이 나빠지게 된다. 이와는 반대로, 당기기형 벨트(3)는 도 9a와 같이 저속대역의 종동차 쪽에서 거대한 탄성력이 부여됨으로써 마찰력이 과잉으로 되어, 반경(r₀)에서 벨트가 감겨지는 상태가 초래되어, 마찰제동에 의한 전동효율의 악화가 초래되게 된다. 본 발명은 벨트형태의 제약도 극복하도록 되어 있다.

각 가압 제어장치(9, 8)는 대응하는 각 풀리의 가동차(1a, 2a)에 가압력과 탄성력의 한쪽 또는 양쪽을 지령에 대응해서, 임의의 속도비로 공급압을 선별하고 임의의 값을 개별적으로 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 가압력의 공급은, 이를 가동차에 인가하게 되면, 지령이 공급될 때에만 V홈의 위치를 변위시키고, 지령이 정지된 후에는 V홈의 위치를 고정시켜 벨트에 적극적인 가압력은 인가하지 않고 벨트의 기준위치를 정하게 되어, 기준차 기능이라 부르는 회전수제어 기능을 하게 된다.

한편, 탄성력의 공급이 가동차에 인가되면, 벨트접촉면에 항상 마찰력의 공급이 보증되어, 벨트의 마모나 안팎의 진동이 발생하더라도 오차원인을 정규의 동력전달에서 스스로 정정하여 복귀시키는 추종차 기능이라 부르는 축 토크제어 기능을 하게 된다. 벨트 변속기에서는 종동차의 출력마력 P[w]가 회전수 N[rpm]과 토크 T[kgm]가 곱해진 P = 1.02 × N × T로 결정되기 때문에, 2개의 풀리에는 기준차 및 추종차의 양 기능의 역할을 분담하는 1쌍의 기능을 조합하는 것이 불가결해지게 된다.

본 실시예의 풀리 가압 제어장치(10B)를 형성하는 입력 가압장치(10')는 출력 가압장치(20)와 대체로 동등한 기구와 기능을 하는 것이기 때문에, 전자를 중심으로 상세히 설명하고서 후자에 대해서는 그 상위점만을 설명하기로 한다. 각 가압장치(10', 20)는, 2개의 지령에 의해 조절되는 복합압축기(30, 40)의 2개의 가압단부에서 각각 탄성체(51, 61)를 갖춘 탄성장치(50, 60)와 걸림장치(55, 65)를 개별적으로 직렬로 가압하는 개별 가압장치(11, 31; 21, 41)를 가진 가동차(1a, 2a)와 제2본체(10b) 사이에 배치되는바, 본 실시예에서는 각각 가압력 공급로(55A, 65A)와 탄성력 공급로(50A, 60A)가 병설되어 제어요소별로 개별적으로 조절하게 되는 기본적 구성은 양자가 모두 동일하다. 다만, 양자의 구조상 상위점으로는, 전자의 입력 가압장치(10')가 축심방향으로 환상을 이루도록 형성되어 입력축(1c)에 동축상으로 배치되지만, 후자인 출력 가압장치(20)는 관통구멍이 없는 괴상(塊狀)으로 형성되어 풀리의 고정차(2b) 이면에서 떨어진 위치에 동축으로 배치되도록 된 것 등이다.

상기 복합압축기(30)는 주 압축장치(14) 및 부 압축장치(34)가 상호 복합적으로 연결되도록 형성되어 있다. 이들 각 압축장치(14, 34)는 각각 2개의 접동구(16, 17; 36, 37) 사이에 압압기(押壓器; 15, 35)를 가진 접동장치(13, 33)와, 이들을 작동시키는 부세장치(付勢裝置; 12, 32)로 이루어진다. 본 실시예에서, 압압기(15, 35)는 볼나사에 의해, 부세장치(12, 32)는 웜기어전달기로 이루어지고, 이 웜전달기가 가압력 또는 탄성력의 역류를 저지하는 셀프록크기능을 하도록 되어 있다.

또, 상기 2개의 접동장치(13, 33)의 한쪽 접동구(17, 37)와 압압기(15, 35)는 함께 사용되고, 숫나사홈(15a)도 함께 사용된다. 그리고, 상기 접동장치(13)의 다른쪽 접동구(16)는 웜전달기(12)의 호일(19)과 공용되어 웜(18)의 축(18a)이 주 지령 입력단부로 된다. 따라서, 지령이 가해지면 접동구(16)는 회전하고 접동구(17)만 회전하지 않아 상하로 접동하게 된다. 한편, 접동장치(33)는 다른쪽 접동구(36)가 공용의 접동구(17)와 함께 상하로 접동하기 때문에, 웜전달기(32)의 호일(39)과의 사이에 안내홈(36a, 39a), 즉 스플라인홈이 가압되어 웜(38)의 축(38a)이 부 지령 입력단부로 된다. 지령이 가해지면 호일(39)과 함께 접동구(36)가 스스로 회동해서 접동구(17)에 대해서도 상하로 접동하게 된다.

따라서, 복합압축기(30)는 2개의 지령 입력단부(즉 18a, 38a)에 대응해서, 주 가압장치(11)의 접동구(17)는 그 가압력 또는 변위량을 직접 전하게 되는 개별 가압단부(11A)를 형성하고, 부 가압장치(31)의 접동구(36)는 자신의 변위량과 공용의 접동구(17)의 변위량이 직렬로 중첩하는 중첩 가압단부(31A)를 형성하게 된다. 여기서, 상기 양 호일(19, 39)은 각각 2개의 베어링(7a, 7b)에 의해 지지되어, 양 가압단부의 중첩압이 베어링(7c)과 암력 검지기(94)를 매개로 제2본체(10b)에 의해 지지되게 된다.

가압단부(11A)에 직렬로 연결된 걸림장치(55)는 절환장치로 동작하는 2개의 접동재(56, 57)로 이루어져, 그중 한 접동재(56)는 공용의 접동구(37)와 일체로 형성되는 한편, 다른 접동재(57)는 상기 한쪽 접동재(56)와 베어링(5)을 매개로 가동차(1a)에 가압력을 전하게 된다. 그리고, 상기 각 접동재(56, 57)는, 가압단부(11A)의 지령에 대응해서 각각 닿았다 떨어졌다 하는 절환동작을 제어하는 걸림부(56a, 57a)와, 떨어져 있는 도중에 탄성진동을 촉진하기 위한 스플라인을 이루는 안내부(56b, 57b)를 갖도록 되어 있다. 또, 양자가 닿아 걸려져 있을 때에는 가압단부(11A)가 가동차(1a)에 가압력을 인가하기 때문에 입력차(1)가 기준차의 기능을 하게 된다. 한편, 걸림이 해제되었을 때는 일정한 값(lrα₁)의 간극(55B)이 생기도록 해서 가압단부(11A)로부터의 가압력 공급이 정지되고, 그 대신 병설된 탄성력 공급로가 작동하게 되어 입력차(1)에 추종차 기능을 부여하게 된다. 또한, 상기 접동재(57)는 본체에 배치된 걸림구(54')에 걸려져 접동구(37)와 걸림장치(55)의 자전(自轉)이 저지되게 된다.

가압단부(31A)에 직렬로 연결된 탄성장치(50)는, 8장의 판스프링이 2장씩 4단의 직렬로 이루어진 탄성체(51)와, 양 단부에서 가압하는 2개의 접동체(53, 54) 및, 스러스트베어링(58)과 베어링시이트(59)로 이루어져, 이 가압단부(31A)가 지령에 대응해서 쇄선으로 나타내어진 베어링시이트(59)와의 사이에 공극(52)을 부여하게 됨으로써 공급압을 0의 상태에서도 제어를 할 수가 있으며, 전체적으로는 걸림장치(55)의 외주에 같은 동심상으로 배치될 수 있게 된다.

상기 탄성체는 한쪽 끝에서는 탄성진동을 전달하고 다른쪽 끝에서는 전달할 수 없으며, 전체가 접동할 수 있는 부유상태로 지지되도록 되어 있다. 또, 상기 접동체(54)는 접동재(57)와 공용이기 때문에 탄성력이 가압력과 함께 베어링(5)을 거쳐 입력차(1)로 인가되게 된다. 이와 같은 예의 특징은, 가압단부(11A)와 걸림장치(55)의 가압력 공급로(55A)의 가압상태 여하에 관계없이 중첩 가압단부(31A)가 탄성장치(50)를 주 지령과 부 지령으로 임의로 가압을 조절하도록 하는 점에 있다. 즉, 걸림장치(55)가 가압지령의 공급을 정지시켜 가동차(1a)가 단순히 V홈에 고정되도록 하였음에도 불구하고, 탄성력을 별도로 공급하면서 가압력 공급로에 의해 탄성진동을 반정도가 되도록 억제시킨 반탄성력(半彈性力)을 공급함으로써 벨트의 마찰력을 외부에서 조절할 수 있도록 한 점에 있다. 이때, 탄성력 공급로(50A)는 반탄성력 공급로로 작용하게 된다.

도 4에서, 입력 가압장치(10')에 주 구동원(70) 및 부 구동원(75)이 배치되어, 제어장치(90)의 주 지령 및 부 지령을 전기신호에서 기계신호로 변환하게 된다. 각 구동원(70, 75)은 각각 기어헤드(72, 77)와, 스테핑모터(71, 76), 브레이크(73, 78), 기어전달기(74, 79)를 갖고서, 각각 변속기의 정면과 배면에 설치되도록 되어 있기 때문에 양쪽을 모두 도시하였다. 본 실시예에서는 주 지령(Sr₁)이 가동차(1a)의 변속량위치(lr₁)를 개별적으로 조작하고, 부 지령(St₁)은 탄성장치(50)의 압축변위량(lt₁)을 개별적으로 조작하게 된다. 상기 양 지령이나 공급로는 풀리의 역할기능 절환용으로, 입력차(1)로의 가압력 절환지령(Cr₁)과 탄성력 절환지령(Ct₁)의 공급로로도 겸용되게 된다. 절환된 후에는 중첩 가압단부(31A)가 이동하게 되어 기능이 절환됨에 따라 탄성력을 다른 값으로 변경시켜야 하므로, 양 절환지령도 동기적으로 공급되어야 한다. 그리고, 상기 절환지령은 조절지령과 동질조작속도의 지령이라도 좋으나, 절환시간을 짧은 시간에 끝내도록 하기 위해, 각 구동원이 단시간에 공급하는 펄스스텝의 각(角)을 선택할 수 있는 스테핑모터(71, 76)와 드라이버(98a, 98d)를 조합시켜, 걸림장치(55)와 함께 절환기구 또는 운전선택수단(70a, 75a)으로 동작해서, 절환지령을 조절지령에 의해 이종(異種) 신호의 형태로 신속히 응답하도록 되어 있다.

상기 출력 가압장치(20)는, 접동구(26, 27; 46, 47) 및 개별가압단부(21A), 중첩 가압단부(41A)를 가진 복합압축기(40)와, 탄성체(61) 및 접통체(63, 64)를 가진 탄성장치(60)와, 접동재(66, 67)를 가진 걸림장치(65) 및, 구동원(80, 85)으로 이루어져, 도 2와 같이 입력 가압장치(10')와 대체로 같게 구성되어 있기 때문에, 각 부품의 참조부호의 2번째 부호를 입력 측에는 홀수 번호를, 출력측에는 짝수 번호를 각각 붙이고, 말미(末尾)의 번호로는 유사한 번호를 붙임으로써 상세한 설명은 생략하고, 양자의 상위점에 대해서만 설명하기로 한다.

즉, 첫 번째 상위점으로는, 도 2 및 도 3에서와 같이 출력 가압장치(20)의 배치방향이 도면상에서는 입력 가압장치(10')와 반대로 되어 있다는 점이다. 그러나, 이는 가압장치 전체가 가동차(2a)에서 멀리 떨어졌기 때문으로서, 가압의 순서는 변속기(10)의 제2본체(10b)에서 탄성장치와 걸림장치에 의해 가동차에다 가압을 하는 순서와 동일하다. 또, 두 번째 상위점으로는, 출력 가압장치(20)가 탄성력 또는 가압력의 각 압력을 전달하는 압력전달장치(100)를 갖고 있다는 점이다. 이 압력전달장치(100)는, 도 3과 같이 2개의 가압축(102)으로 된 종방향 전달수단(110)과, 2개의 레버(101, 104)로 된 횡방향 전달수단(103) 및, 상기 가압축(102)에 접동해서 안내하도록 된 2개의 리니어 볼베어링(105, 106)이 본체의 관통구멍에 설치한 지지체(109)로 이루어져 있다. 상기 각 구성부재(101, 102, 103)는 4각형 프레임(107)을 이루어 탄성력과 가압력이 짐발(gimbal; 105)과 받침구(108) 및 베어링(4)을 거쳐 가동차(2a)로 전달되게 된다.

상기 제어장치(90)는, CPU를 가진 연산처리장치(96)와 각종 RAM 및 ROM으로 된 기억장치(97)를 중심으로 A/D 내지 D/A 등의 변환기, 전송버스(傳送 bus)를 가진 입출력장치(91)를 거쳐 입력 및 출력정보를 도입하게 된다. 그중 입력정보는, 차량 동력원 등의 시동지령과 같은 변속기동지령(變速起動指令)과, 변속 또는 가압지령과, 각 풀리의 회전수 검출기(92, 93) 및 각 가동차(1a, 2a)로 공급되는 가압력과 탄성력의 압력검출기(94, 95)의 검출치 등이다. 한편 출력정보는, 4개의 구동원(70, 75, 80, 85)에 입출력 주 지령공급로 및 부 지령공급로(Ea, Eb, Ec, Ed)에 회전수/토크용 입력측 주 및 부 조절지령(Sr₁, St₁)과 회전수/토크용 출력측 조절지령(Sr₀, St₀), 회전수/토크용 입력측 절환지령(Cr₁, Ct₁)과 회전수/토크용 출력측 절환지령(Cr₀, Ct₀)이 공용으로 공급되고, 다시 브레이크 지령공급로(Ba, Bb, Bc, Bd)가 있다. 각 변환증폭기(98)는, 조절지령과 절환지령의 선별이 CPU로부터의 선택신호에 대응해서 선택된다. 주 절환지령 또는 부 절환지령이 입력측에서 증압(增壓) 또는 감압(減壓)되면, 출력측에서는 감압 또는 증압이 동기적으로 절환되게 된다.

상기 기억장치(97)는, 연산처리장치(96)가 프로그램가능한 제어를 실행하는 기초정보를 수집한 기초제어정보(97a)와, 변속 또는 가압지령이나 회전수와 토크를 개별적으로 조작하는 보상지령을 연산처리하는 제어정보(97b), 무단변속기(10)를 순방향으로 운전시키는 제어정보(97c) 및, 변속기(10)를 역방향으로 운전시키는 제어정보(97d)로 구성된다. 상기 각 구동원에는 각 모터마다 변환증폭기(98)가 배치되어, 지령에 대응해서 절환을 식별해서 펄스를 공급하게 된다.

앞에서 설명한 각 구동원 및 제어장치로는, 예컨대 일본국 산요덴끼(三洋電氣)(주)에서 출판한 「1998 ~ 1999 서보시스템 총합 카탈로그」를 참조한다. 회전수 검출기는 자석과 코일로 이루어진다. 또, 도 5에 도시된 암력 검지기(94, 95)는 각 복합압축기(30, 40)의 각 지지단부와 제2본체(10b) 사이에 스러스트베어링(6c, 7c)과 함께 배치되어 가동차로 공급되는 압력을 감지하게 된다. 즉, 주 다이아프램(114) 내에 액상의 매체(115)를 봉입한 환상의 프로브(probe; 111)와, 방사방향으로 뻗은 연통로 내의 부 다이아프램(116)을 가진 도출단부(112) 및, 반도체왜곡게이지를 가진 신호변환부(113)로 이루어진 필터(99a, 99b)를 거쳐 감지하게 된다. 이 외에 다른 형식으로 된 압력 검지기(壓力檢知器)를 사용하여도 된다.

다음에는 상기와 같이 구성된 제1실시예의 동작에 대해 설명한다.

이 제1실시예는 밀기형 벨트(3)를 사용하는 전동장치(10A)의 결점인 고속대역에서의 전동능력의 저하 또는 효율의 악화를 보상할 목적으로 적용한 예이다. 즉, 저속대역에서는 입력차(1)가 기준차로 기능하고 출력차(2)는 추종차로 기능하는 제1 전동기로서, 이는 순방향운전 전동기로 동작하고, 고속대역에서는 입력차(1)가 추종차로 기능하고 출력차(2)는 기준차로 기능하는 제2 전동기로서, 이는 역방향운전 전동기로 동작하게 된다.

또, 변속대역 도중에 그 운전형태의 절환에 따라 밀기형 벨트 특유의 결점이 극복된다 하더라도, 각 풀리마다 탄성력의 보상으로 토크를 조절해서 효율을 보다 더 향상시킬 수 있는 예를 설명하기로 한다. 도 2에서의 입력차(1)의 왼쪽 절반과 출력차(2)의 오른쪽 절반은 최저속 상태인 로우(low)의 상태를 나타내고, 입력차(1)의 오른쪽 절반과 출력차(2)의 왼쪽 절반은 최고속 상태인 하이(high)의 상태를 나타낸다. 로우상태에서는 걸림장치(55)가 닿아 걸려져 있는 도중이거나 걸림장치(65)가 간극(65B)으로 분리되는 도중에 위치해 있게 된다. 따라서, 초기상태에서 입력차(1)는 개별 가압단부(11A)에서 가압력이 인가되고, 출력차(2)는 중첩 가압단부(41A)에서 탄성력이 인가되어, 입력차(1)가 기준차로 되고 출력차(2)가 추종차 기능을 하는 중이라도, 최대속도비(εmax)에서 정속으로 동력을 전달하고 입력동력도 정속으로 회전하는 것으로 가정한다. 그리고, 실제로 장착되어 운전할 때의 변속지령으로는 증속지령과 감속지령이 무작위적으로 공급되지만, 본 예에서는 설명의 편의상 도 6과 같이 회전수제어용 주 지령(Sr₁, Sr₀)에 증속 또는 감속지령을 각각 실선 또는 점선으로 도시한 것과 같이 간헐적으로 부여하는 예를 들어 설명하기로 한다.

(Ⅰ) 순방향운전 및 역방향운전 전동기의 자동절환동작 : 변속대역에서 미리 정해진 임의의 속도비(εd)로 순방향운전 전동기와 역방향운전 전동기 사이를 자동으로 절환하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

증속지령은 일정 간격으로 다수의 펄스를 포함하는 것으로, 이 증속지령은 입력지령(Sr₁, St₁)과 출력지령(Sr₀, St₀)이 상호 동기(同期)하도록 된 4개의 지령으로 이루어져, 제어장치(90)로부터 절환기구 또는 순/역방향 선택수단으로 이루어진 걸림장치와 구동원 및 변환증폭기(98)를 거쳐 시행된다. 즉, 4개의 가역(可逆)모터 모두가 동작해서 입력축(18a, 38a, 28a, 48a)이 회동하게 된다. 입력차 측에서 주 지령(Sr₁)에 따라 복합압축기(30)에 의해 입력차(1)로 인가되는 가압력이 복합압축기(40)에 의해 출력차(2)로 인가되는 탄성력에 대항해서 가동차(1a)를 변위(lr₁)만큼 가압하게 된다. 그와 동시에, 출력차 측에서 주 지령(Sr₀)에 의해 접동구(27)가 하강하게 되고, 다시 부 지령(St₀)에 의해 접동구(摺動具; 46)도 하강해서 중첩 가압단부(41A)가 양자의 합계인 중첩변위(l₀ = lr₀ + lt₀)만큼 탄성체(61)에서 압력을 제거한다.

이때 입력측에는 이미 절환지령(Cr₁)이 부여되어 간극(lrα₁)이 제거되어서, 입력차(1)가 기준차 기능으로서 동작하고, 이 상태에서는 상기 변위(lr₁)가 다시 부여될 때까지 계속된다. 따라서, 주 지령(Sr₁)에 의한 가압력이 가동차(1a)에 직접 가해져 인가되고 있는 도중에는 가동차(1a)와 밸트(3)를 변위시켜 반경을 r₁₀에서 r₁₁로 증가시키게 되지만, 지령이 정지되면 그 속도비에서 V홈을 고정시켜 가압단부(11A)의 가압이 그치게 된다. 이때 상기 부 지령(St₁)은 통상적으로는 가동차(1a)에 반탄성력을 부여하게 되어, 기능 절환지령을 임의의 시점에서 투입하더라도 출력토크의 절환이 원활해지도록 미리 다른 3개의 지령에다 동기시켜 공급하게 된다.

한편, 출력측은 걸림장치(65)의 간극(65B)이 떨어져 있기 때문에 출력차(2)가 추종차로 기능하게 되어, 탄성력이 도 3의 압력전달장치(100)와 베어링(4)을 거쳐 출력차(2)로 전해지게 된다. 또, 가동차(1a)가 입력지령(Sr₁)으로 변속되어 변위하기 때문에, 가동차(2a)와 V벨트(3)도 변위되어 반경이 r₀₀에서 r₀₁로 줄어들게 된다. 따라서, 주 지령(Sr₀)은 간극(65B)이 변속지령의 전후에서 대략 일정한 거리(lrα₀)를 유지하도록 미리 산출되어 부여하기 때문에, 부 지령(St₀)은 탄성체(61)만의 변위량으로 된다. 이때 정마력 전달에서는 출력차(2)의 회전수와 가압력이 서로 반비례 특성을 나타내고, 탄성체(61)는 증속에 수반되어 감압되게 된다. 이러한 일련의 동작이 동시에 동기해서 이루어지게 되는바, 그 후에도 마찬가지로 다시 다음의 증속지령이 가해지면 같은 동작을 되풀이하게 되어, 도 6에 나타내어진 것과 같이 절환지령이 공급되는 위치(εd)까지 순방향운전 전동기에 의해 출력회전수를 높이고 출력마찰력은 줄어들게 한다.

그리고, 검출기(92, 93)로 감지한 속도비가 소정의 값(εd)으로 되면, 양 가압장치(10', 20)가 자동으로 기능절환을 순간적으로 행하게 된다. 가압장치(10')의 주 지령(Sr₁) 공급로에는 변속지령에 대신해서 간극(lrα₁)을 부여하게 되는 절환지령(Cr₁)이 동기적으로 부여되고, 가압장치(20)의 주 지령(Sr₀) 공급로에는 간극(lrα₀)을 제외한 절환지령(Cr₀)이 동기적으로 부여되게 된다. 한편, 토크 제어용 부 지령(St₁, St₀)의 공급로도 지령(Ct₁, Ct₀)이 시행되어, 절환된 후의 입력차(1)와 출력차(2)에 의해 기억장치(97)에 미리 속도비에 대응해서 정해 놓은 각각의 탄성력과 반탄성력이 공급되게 된다.

입력측에서는 걸림장치(55)의 걸림상태가 해제되어 간극(55B)이 형성되고, 출력측에서는 걸림장치(65)의 간극(65B)의 이격상태가 걸림상태로 바뀌게 된다. 즉, 모터(75a, 85a)에는 단시간에 변속조절지령에 의해 많은 다수의 펄스가 순간적으로 공급되어, 실질적으로 출력회전수에 변동이 없는 범프레스절환을 하게 된다.

따라서, 입력차(1)는 가압력에서 탄성력 공급으로 절환이 된 이후에는 추종차의 기능을 하게 되고, 출력차(2)는 탄성력에서 가압력 공급으로 절환이 된 이후에는 기준차의 기능을 하게 된다. 그 때문에, 이후 전동장치(10A)는 역방향 전동기로 동작하게 된다. 그리고, 각 변속지령도 도 6과 같이 출력회전수를 출력측 주 지령(Sr₀)을 조절해서, 출력토크를 입력차(1)로 공급되는 부 지령(St₁)에 의한 탄성력으로 조절하는 것과 같이 절환되게 된다. 따라서, 이후에는 제어장치(90)에 의한 각 제어지령과 각 보상지령의 공급이 절환되는 것 이외에는 모두 마찬가지로 안정된 동력전달을 계속하게 된다. 그리고, 증속지령이 가해지면 지령(Sr₀)이 그 변위(lr₀)만 가압단부(21A)에서 시행되고, 지령(St₀)은 반탄성력에 의한 절환준비용 가압지령으로 되고, 입력측의 양 지령(Sr₁, St₁)은 앞에서 설명한 바와 같이 각각 가동차(1a)의 변위(lr₁)와 탄성체(51)의 변위(lt₁)를 부여하게 되어, 중첩 가압단부(31A)로부터 합계변위(l₁ = lr₁ + lt₁)가 부여되게 된다. 이후에는 마찬가지로 최소속도비(εmin)까지 같은 동작을 되풀이하게 되어, 도 2의 입력차(1)의 오른쪽 절반과 출력차(2)의 왼쪽 절반으로 나타내어진 최소속도비의 상태에 이르게 된다.

이와 반대로 다시 최대속도비(εmax)로 복귀하는 것은, 앞에서 설명한 것과 반대로 회전하라는 감속지령에 의해 상기의 설명과는 반대로 동작하게 함으로써 이루어질 수 있게 된다.

도 6에서는 각 모터의 정지 중에는 0으로 나타내고, 정회전은 정(正)의 상태로, 역회전은 부(負)의 상태로 각각 나타내었다. 실제의 운전에서는 조절에 따라 0 과 정 및 부의 펄스가 임의로 공급되고, 절환지령(Ct₁, Ct₀)도 마찬가지로 공급되게 된다. 그러나, 상기 절환지령에서는 순방향에서 역방향으로의 절환과 역방향에서 순방향으로의 절환에서는 동작간극(differential)이 마련되어 헌팅(hunting)을 방지하도록 되어 있다.

한편, 상기 양 절환지령(Ct₁, Ct₀)이 입력측과 출력측에서 단시간(Δt) 내에 동기적으로 절환되어야 하는 이유는, 이와 같은 짧은 시간대도 동력이 전달되는 중이고, 더구나 양 걸림장치(55, 65)가 함께 접촉해제상태로 있게 되어, 2개의 탄성력 중 강한 쪽으로 V벨트의 반경이 확대되게 되므로, 이렇게 반경이 확대되기 전에 절환동작이 완료될 필요가 있기 때문이다. 실제로는 절환시의 입력 탄성력은 출력 탄성력에 그 시점의 속도비의 양을 고려해서 경험적으로 정해진 압력으로 동기적으로 조절되기 때문에 큰 토크 범프가 생기지 않는다. 따라서, 기능 절환 조작은 회전수와 토크도 범프레스절환을 하게 된다.

도 7b는 속도비 또는 회전수에 대한 전동능력특성을 나타내는 것으로, 밀기형 벨트 변속기에서 순방향운전 전동기만으로는 도 7a와 같이 고속대역의 종동차 쪽에서 벨트변형에 의한 효율악화가 생기지만, 본 예는 고속대역이 되기 전의 속도비(εd)에서 역방향운전 전동기로 절환되게 된다. 이는 고속대역에서 입력차와 출력차 양쪽에서 접촉마찰력을 강화하는 보상이 이루어지게 됨을 의미한다. 즉, 고속대역에서 입력차(1)는 추종차 기능의 탄성력이 강화되게 되는 반면, 출력차(2)에서는 가압력 이외에 반탄성력이 출력차의 마찰력을 적극적으로 확보하고 있게 된다. 여기서, 당연히 속도비는 주 지령만으로 결정해야 하고 부 지령으로 변화하는 것이 아니어서, 상기 반탄성마찰력은 입력 마찰력보다 크지 않는 범위 내에서 최적치가 선택되게 된다. 그 때문에 입력차(1)로의 탄성력과 출력차(2)로의 반탄성력의 협동에 의해 출력차(2)에서의 벨트의 압입변형은 없어지고, 입력 마찰력에 의한 인장력과 출력 마찰력에 의해 적정한 토크를 전달하게 되어, 도 7b에 실선(T₀)으로 나타내어진 역방향운전에 의해 고속대역에서의 미끄러짐이 해소됨으로써 효율이 개선될 수 있어서, 넓은 대역으로 확대될 수가 있게 된다.

(Ⅱ) 전체 변속대역의 순방향운전 전동기 : 양 가압장치(10', 20)의 탄성력에 의한 마찰력의 적극적인 조절에 의한 보상만으로 변속기의 순방향운전의 전동능력의 향상이 달성될 수 있게 된다. 즉, 입력차(1)를 가압력으로 인가해서 기준차 기능을 하도록 하고, 출력차(2)를 탄성력으로 인가해서 추종차 기능을 하도록 한 상태에서 변속대역에 대응해서 입력차(1)로 공급되는 반탄성력과 출력차(2)로 공급되는 탄성력으로 양 마찰력을 동기와 비동기로 보상하여 조절할 수 있게 된다.

본 발명에서는 각 가압장치(10', 20)가 가동차의 변속변위(lr)와 탄성체의 압축변위(lt)를 개별적으로 조절할 수가 있기 때문에, 입력차(1) 및 출력차(2)의 전동토크가 변속시의 마찰력을 정하는 각 부 지령(St₁, St₀)에 다시 보상량의 부여가 가능하게 된다. 즉, 저속대역에서는 입력차(1)에서 마찰력 부족이 생기고, 출력차(2)에서는 마찰력 과잉이 생기게 된다. 따라서, 예컨대 입력 부 지령(St₁)에 보상량(ΔSt₁)을 가산하거나 출력 부 지령(St₀)에 보상량(ΔSt₀)을 감소시키면 되는바, 그 중 어느 한쪽이라도 좋다. 그리고, 고속대역에서는, 입력차(1)에는 마찰력 과잉이, 출력차(2)에는 마찰력 부족이 각각 생기게 된다. 따라서, 예컨대 앞에서 설명된 것과는 반대로 입력 부 지령(St₁)에 보상량(ΔSt₁)을 감소시키거나 출력 부 지령(St₀)에 보상량(ΔSt₀)을 가산하면 되는바, 어느 경우에도 각 가압장치에 설치한 암력 검지기(94, 95)에서 부귀환제어(負歸還制御)가 이루어지게 됨으로써, 효율악화에 대응한 고정밀도의 가변적 가압제어가 될 수 있게 된다. 도 7b에 도시된 순방향운전에서의 저속대역 및 고속대역의 보상이, 순방향운전특성(T_D)의 정점 이외의 양쪽 대역에서 점선으로 보상의 효과가 나타내어져 있다.

(Ⅲ) 전체 변속대역의 역방향운전 전동기 : 변속대역의 전체대역에서 역방향으로 운전시키는 경우에도, 앞에서 설명한 것과 같은 순서에 따라 저속대역 및 고속대역에서의 마찰력을 보상할 수가 있게 된다. 도 7b의 역방향운전특성(T_R)의 정점을 중심으로 양쪽 대역에 같게 점선으로 나타낸 상세한 순서는 대체로 같기 때문에 생략하기로 한다. 여기서 중요한 것은, 앞에서 설명한 (Ⅰ) ~ (Ⅲ)에서도 모두 입력차와 출력차의 마찰력을 개별적으로 제어할 때, 기준차 기능의 가압력과 함께 작용하는 반탄성마찰력이 추종차 기능의 탄성마찰력보다 커지게 하여 기준차 기능의 가동차를 변위시키지 않도록 하는 데에 있다. 이와 같은 제약 하에서 효율을 향상시키려면, 벨트 자체에 폭방향으로의 굴곡성이나 탄성을 적극적으로 부여해서 항상 접촉면적을 확대하도록 하거나, 풀리와의 마찰계수를 높이는 양쪽 마찰면의 재질을 변경시킬 필요가 있게 된다. 또, 이론적으로는 입력 토크(T₁)는 출력 토크(T₀)의 속도비(ε)만큼 경감되어 T₁ = T₀ /ε와 같은 식으로 되지만, 실제로는 인가되는 압력에 대응해서 마찰계수가 변동하게 되어 상기 식에 충분히는 따르지 않게 된다. 따라서, 출력 토크를 입력 탄성력으로 조절할 때의 탄성력의 선정과 2개 탄성체(51, 61)의 각 스프링정수 등은 경험적인 선정을 요하게 된다.

본 실시예에서는 기능의 절환과 개별적인 보상의 조절을 별도로 설명하였으나, 실제로는 앞에서 설명한 (Ⅰ)과 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)을 모두 동기로 작동하도록 해서 변속대역(B₀)을 B₁과 B₂로 확장하더라도, 순방향운전특성(T_D)과 역방향운전특성(T_R)을 합성하여 전체 대역에서 평균화된 고효율의 전동성(傳動性)을 도 7b의 특성(T₀)으로 실현시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 실시예에서는 기준차로 기능할 때 작용한 반탄성력이, 추종차 기능을 하는 탄성력으로 추종시킨 제어와 적극적으로 보상된 제어가 병용(倂用)되도록 한 예를 설명하였다. 실제로는 반탄성력을 인가하지 않더라도 변속전동 자체는 가능하기 때문에, 거의가 모두 마찰력의 보상조정에 쓰여지게 된다. 따라서, 기능이 절환될 때 토크의 절환이 원활하지 않을 경우가 있게 되는바, 그러한 경우에는 원활하게 절환시킬 수 있는 반탄성력으로 순간적으로 복귀시킨 후에 입력차와 출력차의 기능을 절환하도록 인가하면 된다. 이때, 부 지령을 공급하는 모터(76, 86)도 단시간에 많은 펄스를 공급하는 속동지령(速動指令)에 의하도록 하면 좋다. 차량 등에서는 정지수납시에 예컨대 저속일 때에는, 고압축을 요하는 탄성체가 정지하고 있는 중에도 항상 고압축상태로 되어 있기 때문에, 부 지령(St₁, St₀)에 강제로 압력을 제거하기 위한 보상지령을 부여해서 해방시키도록 하면 된다.

다음에는 제어장치(90)의 각 제어요소를 개별적으로 조절하는 다른 예를 설명한다.

벨트 주위의 길이가 점차 늘어나면 기준차의 반경은 원래의 그대로 있으나 추종차의 반경은 늘어나는 양에 따라 확대되어, 출력 회전수가 감속되고 탄성력도 근소하게 감소된다. 그 때문에 기능 절환을 속도비의 기준으로 행할 때는 검출기(92, 93)에서 속도비를 감지해서 주 지령(Sr₁, Sr₀)에다 보상을 부여함으로써 속도비가 복귀되도록 하면 된다. 탄성력도 마찬가지로 주 지령(St₁, St₀)에다 보상을 부여하면 된다.

다음, 벨트의 폭이 마모되면 입력차(1)와 출력차(2)의 반경이 변하게 되어 출력회전수나 토크에 오차가 생기게 되므로, 앞에서와 마찬가지의 보상이 각각 지령별로 시행되는 것이 좋다. 그리고, 상기 탄성체(51, 61)의 압축방향 치수가 나빠졌을 때, 즉 탄성열화가 진행되었을 때라도 초기의 기준위치인 예컨대 최대속도비(εmax)에서의 탄성력의 값을 미리 기억장치(97)에다 기억시켜, 이를 기준으로 해서 각 암력 검지기(94, 95)에다 보상량을 알려 이를 부 지령으로 공급하면 된다.

(제2실시예)

도 8 내지 도 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 풀리 가압 제어장치(10B)의 구조를 나타낸 것으로, 이는 상기 제1실시예의 구조와 실질적으로 같게 되어 있다. 다만, 양자의 상위점으로는, 본 제2실시예에서는 벨트(3)가 밀기형은 없고 당기기형으로 되어 있어서, 각 가압장치(10', 20)의 제어형태만 다르고 구조상으로는 하등의 변경이 없기 때문에, 제1실시예에서와 같은 참조번호를 붙이고 그 구조에 대한 상세한 설명은 생략하면서, 상위점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 9a와 같이 당기기형 벨트(3)에 도 2와 같이 저속대역에서 출력차(2)에 거대한 탄성력이 인가되면 접촉면적이 커져 마찰력 과잉으로 되어, 반경(r₀)에서 쇄선으로 나타내어진 것과 같이 회전방향으로 벨트가 말리는 경향이 일어나 동력전달에 적극적인 제동을 주게 되고, 결과적으로 전동효율이 나빠지게 된다. 본 제2실시예에서는 가압수단이 반대가 되도록 함으로써 저속대역에서 입력차(1)로 탄성력이 공급되는 것을 강화하고, 출력차(2)로 탄성력이 공급되는 것을 줄이거나 없도록 하였다. 즉, 도 8에서 입력차(1)의 왼쪽 절반과 출력차(2)의 오른쪽 절반은 저속대역인 로우의 상태를 나타내고, 입력차(1)의 오른쪽 절반과 출력차(2)의 왼쪽 절반은 고속대역인 하이를 나타내는 점은 도 2와 같으나, 걸림장치(55, 65)의 걸림상태와 이격상태가 반대로 되어 있어서, 탄성체(51, 61)의 압축상태와 압력제거상태도 반대로 되어 있다.

저속대역에서 입력차(1)는 탄성력에 의한 추종차 기능으로, 그리고 출력차(2)는 가압력에 의한 기준차 기능으로 각각 작용하여 역방향운전으로 동력을 전달하게 된다. 더구나 출력차(2)로 반탄성력을 부여하는 것도 도시된 것과 같이 경감되도록 되어 있어서, 실질적으로 출력차(2)는 가압력으로 위치결정된 고정 V홈이 존재하는 것만으로 입력차(1)에 거대한 압력을 부여하게 되어, 벨트의 장력으로 간접적으로 출력차 마찰력을 확보할 수 있게 된다. 그 때문에 출력차(2)로 벨트가 말려들지 않아 전동효율의 악화가 해소될 수 있게 된다.

이와 반대로, 고속대역에서의 입력차(1)에 생기는 벨트의 말려듦도 마찬가지이기 때문에 속도비(εd)에서 풀리의 기능이 절환되어져, 고속대역에서는 입력차(1)가 기준차 기능으로, 출력차(2)가 추종차 기능으로 각각 동작해서 순방향운전을 하게 된다. 그 때문에 당기기형 벨트 특유의 마찰력 과잉에 따른 전동능력의 악화가 개선되어 도 9b에 가는 실선으로 도시된 것과 같이 된다. 그리고, 순방향과 역방향으로의 운전 도중의 각 저속대역과 고속대역의 토크의 보상을 하게 되면, 당기기형 벨트에 있어서도 밀기형 벨트와 마찬가지로 도 9b의 굵은 실선과 같이 고효율의 전동특성(T₀)이 실현될 수 있게 된다. 기타의 각종 보상동작도 개별적으로 조절할 수 있음은 물론이다.

(제3실시예)

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3실시예에 따라 복합압축기(30)를 가압장치(10', 20)에다 적용한 것을 중심선 왼쪽 절반만 나타낸 단면도이다.

도 2의 예에서는 2개의 압축장치(14, 34)에다 단일의 접동구(17)를 공용으로 사용하도록 된 것이었으나, 도 10a와 도 10b의 제3실시예는 각 압축장치(14, 34)를 모두 별개체로 해서 각각 개별적으로 구성한 예이다. 그리고, 도 10a에서는 압축장치(34) 전체를 압축장치(14)의 접동구(17)에 설치한 압압단부(17c)로 가압할 수 있도록 접동구(36, 37)에 각각 스플라인홈(36a, 37a)이 형성되어 있다. 따라서, 복합압축기(30)의 가압단부가 압축장치(14)의 직접적인 개별 가압단부(11A)와 양 압축장치(14, 34)가 직렬로 중첩된 중첩 가압단부(31A)로 구성되어, 도 2에 도시된 예의 복합압축기(30)와 모두 같은 동작을 하게 된다. 그러나, 도 10b에서는 접동구(17, 37) 사이에 스플라인홈(17a, 37a)이 형성된 것 이외에는 양 압축장치(14, 34)가 중첩되지 않고 서로 개별적으로 탄성장치(50)와 걸림장치(55)를 가압하기 위해 2개의 개별적인 가압단부를 갖도록 되어 있다. 한편, 상기 접동구(17)는 가동차(1a)의 변속변위만을 시행하기 때문에 Lr₁만큼 변위하게 된다. 또, 접동구(37)는 개별적으로 가압하기 위한 탄성체(51)의 압축변위(Lt₁)를 더한 합계변위(L₁ = Lr₁ + Lt₁)를 접동하게 된다.

도 10b의 예에서는 기준차로 기능할 때는 반탄성력을 고정밀도로 제어할 수가 있고, 추종차로 기능할 때는 주 가압장치(11)가 실질적으로 탄성체(51)에 작용하지 않고 압압기(35)에서 변속변위(lr₁)를 분화시키지 않는 결점이 있으나, 추종차로 기능할 때의 탄성력은 실질적으로 가변가압을 제어할 수가 있다. 도 10b의 압축기에서는 주 지령과 부 지령의 가압공급로가 서로 분리되고 독립되어 있어서, 주 지령에 절환지령을 부여하여도 중첩 가압단부에서 영향을 받지 않고 원활한 토크 절환이 이루어질 수 있게 된다.

(다른 실시예)

도 11 및 도 12는 압축장치에 유압실린더를 사용한 다른 실시예에 따른 무단변속기의 단면구성도 및 그 유압회로도를 각각 나타낸 것이다. 도 11에서, 도 2의 예와 같은 부품에 대해서는 같은 동작을 하기 때문에 대응부품에 같은 참조부호를 붙이고서 설명은 생략한다.

각 압축장치는 개별적으로 전자절환밸브(Pr, Pt)와 전자절환조절밸브(Fr, Ft), 체크밸브(Cr, Ct) 및 센서(Ps)를 갖고서, 엔진(E)이 저회전하여 공급압력이 낮아지는 것을 모터(M)를 압력스위치(Psw)로 제어함으로써, 어큐물레이터(A)와 릴리프밸브(R)로 고압을 유지시켜 제어성을 높이도록 되어 있다. 그리고, 실린더(16)와 피스톤플런저(17)는 접동장치에, 작동유(15)는 압압기에, 전자절환조절밸브(Fr, Ft)와 전자절환밸브(Pr, Pt)는 부세장치에, 체크밸브(Cr, Ct)와 전자절환밸브(Pr, Pt) 및 전자절환조절밸브(Fr, Ft)는 셀프록크에 각각 대응하고, 펌프(Po)와 전자절환밸브(Pr, Pt)는 구동원으로 된다. 상기 각 전자절환조절밸브(Fr, Ft)와 전자절환밸브(Pr, Pt)로 부여되는 제어지령(Sr, St)과 절환지령(Cr, Ct)은 각 풀리 별로 전자제어장치로부터 공급되지만, 그에 대한 구성은 도 4와 같기 때문에 도시하지는 않기로 한다.

본 실시예의 동작은 도 10b의 실시예와 같은 동작을 하게 된다. 즉, 위치결정소자의 나사 가압에 비해 유압실린더는 압력제어소자이기 때문에 풀리의 운전기능 절환을 압력기준으로 제어할 수가 있어서, 순방향 및 역방향 전동기의 절환이 간단하고 신속하게 이루어질 수 있게 된다.

입력차와 출력차 각각으로의 가압력과 탄성력의 식별공급제어를 나사조임과 유압으로 나타내었으나, 다른 형식의 가압방식으로도 좋고, 유압이더라도 상기의 예와 같은 단동식(單動式)이 아닌 복동식(復動式) 실린더가 되더라도 좋다. 또한, 입력차와 출력차에 2개의 실린더를 복합되도록 해서 도 2의 예와 같이 회전수와 토크의 요소별로 기능이 분화되도록 하여도 된다.

또, 본 실시예에서는 각 가압장치(10', 20)가 모두 구동원 2개를 개별적으로 갖도록 구성된 예를 나타냈으나, 한쪽만 복합압축기를 쓰고 다른쪽 가압장치에는 단일한 압축장치로 상호 병설된 탄성체와 걸림장치를 직렬로 압축시킨 기준차 및 추종차 기능을 상호 절환시키는 가압장치로 구성되도록 하여도 된다. 그리고, 이렇게 출력차의 한쪽에 추종차 기능을 갖도록 하는 이유는, 전동부재의 마모나 안팎으로 발생하는 교란 등의 오차변동요인을 탄성력으로 흡수해서 조정하도록 하기 위함으로써, 입력차(1)와 출력차(2)에 동시적으로 탄성력을 부여하는 시간대가 존재하더라도 입력차와 출력차에 동시에 가압력만 인가되는 시간대가 생기지 않도록 각 지령을 선정해야 한다.

이상과 같이 본 발명은, 「특허청구범위」로부터 본 발명과 관련된 기술분야의 통상적인 기술자가 용이하게 창작할 수 있는 범위 내에서 여러 가지로 변경하거나 변형을 가하더라도 그 범위에 포함되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 풀리의 가동차에 가압력 또는 탄성력을, ① 각각 식별해서 공급하고 ② 각 공급량을 임의의 값으로 외부에서 조절할 수 있게 되어, 각 풀리 마다 회전수를 변환할 수 있는 기능과 토크를 변환할 수 있는 기능을 각각 개별적으로 임의로 외부에서 조절할 수 있다는 점에서 가장 큰 가치가 있다. 결과적으로, 임의의 속도대역에서 전동능력과 효율을 자유로이 조절할 수 있도록, 벨트의 종류나 전동부재의 사용횟수에 따른 변화에 의존하지 않고 어떠한 조건하에서도 효율이 높고 안정된 동력전달을 실현할 수 있게 된다.

즉, 종래의 변속기에서는 한쪽에는 가압력만 공급하는 한편 다른쪽에는 항상 탄성력만을 공급하도록 되어 있어서 효율을 높이기 위한 보상이 어려웠으나, 본 발명에서는 2개의 풀리 각각이 원래 갖고 있는 회전수제어요소와 토크제어요소를 각각 개별적으로 높은 정밀도로 조절하여 보상함으로써, 보상의 곤란성의 결점이 해소되어 파생적으로 변속가능영역을 확대시켜 광대역에서의 동력전달이 가능해지게 되므로, 차량에 한정되지 않고 여러 산업분야에서의 공업적 가치가 실로 대단하게 된다.

보다 구체적으로 본다면, 첫째, 가압력과 탄성력을 개별적으로 부여하는 복합압축기의 창설(創設)로 가압력의 지령공급로에 기능 절환지령을 중첩시켜 공급할 수 있어서, 단일한 풀리에 대해 주요한 기능을 가진 기준차 또는 추종차의 기능을 임의로 외부에서 지령함으로써 절환을 선택할 수가 있게 된다. 즉, 2개의 풀리를 동기적으로 절환해서 가변 전동기를 순방향 전동 또는 역방형 전동으로 해서 임의의 속도비 시점에서 선택할 수가 있게 됨으로써, 효율개선을 비약적으로 발전시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

둘째, 종래의 가압력의 기준차 기능에서는 지령이 공급될 때는 벨트가 변위되더라도, 지령이 정지된 후에는 단지 V홈을 형성하는 것만으로는 적극적인 마찰력의 토크제어 기능을 가질 수 없으나, 본 발명에서는 탄성진동이 억제된 반탄성력으로 토크제어를 기준차 풀리에도 부여하게 되고, 그에 따라 동력전달의 변칙적 요인이 해소될 수 있게 된다.

셋째, 종래의 탄성력의 추종차 기능에서는 가동차의 변속변위와 탄성체의 압축변위를 개별적으로 식별할 필요가 없이 단지 탄성력만 부여하면 되었으나, 임의의 속도비 시점에서 기능을 절환하려면 가압력을 공급하는 가압단부가 항상 가동차의 변속변위와 소정의 간극을 갖고 평행하게 제어하는 기능 절환의 고속도절환이 가능해지게 된다.

Claims (53)

1. 압축장치에서 가변적으로 가압제어하여 생기는 가압력 또는 탄성력을 부여하는 가동차와 고정차를 갖추고서, 입력차 및/또는 출력차로 이용되는 가변 직경 차와 무단벨트로 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치에 있어서,

   상기 가동차에 가압력 및/또는 탄성력을 부여하여, 가압력은 벨트를 이동해서 속도비를 조절하고 탄성력은 마찰력으로 토크를 조절하는 가압장치와,

   2가지 지령에 대응해서 주 압축장치 및 부 압축장치의 가압단부의 한쪽 가압단부로 가동차를 직접 가변 가압제어하는 가압력 공급로와,

   상기 가압단부의 다른 쪽 가압단부로 탄성장치를 직렬로 압축하여 상기 가동차를 간접적으로 가압제어하는 탄성력 공급로와,

   상기 주 압축장치와 부 압축장치에 연결되고서, 상기 지령에 대응해서 상기 가압력 공급로와 상기 탄성력 공급로 중 한쪽 또는 양쪽을 구동하는 2개의 구동원 및,

   가압력 및/또는 탄성력을 선택하고서 가압력 및/또는 탄성력의 값을 임의로 조절하기 위해 상기 구동원에 상기 지령을 공급하는 제어장치를 갖춰 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가압장치에서, 상기 주 압축장치와 부 압축장치 각각은 2개의 접동구 사이에 압압기를 가진 접동장치와 부세장치를 각각 나사와 웜 전달기, 유압실린더와 유압제어기, 캠과 구동기로 구성하면서, 상기 접동장치 및/또는 부세장치에 셀프록크기능이 갖춰지도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
3. 압축장치로 가변 가압 제어해서 생긴 가압력 또는 탄성력을 부여한 가동차를 가진 입력차 및/또는 출력차에 쓰이는 가변 직경 차와 벨트로 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치에 있어서,

   상기 압축장치는 2개로 이루어지고, 2개의 상기 압축장치의 양 접동장치의 접동구 중 한쪽을 공용하는 공용접동구 및 2개의 다른 쪽 접동구의 3개의 접동구 중 2개의 접동구에, 또는 양 접동장치의 한쪽 접동장치가 다른 쪽 접동장치를 변위시키도록 상호 연결된 양 접동장치에 2가지 지령을 공급해서 형성된 복합압축기와,

   상기 2개의 압축장치 쌍방의 변위량의 직렬 중첩 가압단부 또는 개별 가압단부와 한쪽의 비중첩 변위량의 개별 가압단부를 가진 가압장치와,

   상기 중첩 가압단부 또는 개별 가압단부에 직렬로 연결된 탄성장치와,

   상기 2개의 압축장치에 개별로 연결된 2개의 구동원 및,

   상기 압축장치에 상기 구동원을 경유해서 공급되는 2가지 지령에 의해 상기 가동차의 변속 변위량 및 상기 탄성장치의 압축 변위량을 개별적으로 조절할 수 있게 하는 제어장치를 갖춰 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어장치가, 2개의 접동재(56, 57; 66, 67)에 의해 가압력의 공급과 차단을 절환하는 걸림장치(55, 65)를 절환장치로 갖고서, 가압력과 탄성력 또는 반탄성력을 식별해서 공급하고, 또는 상기 2개의 접동재가 분리되었을 때 상기 접동재 사이의 거리를 일정한 간격(55B, 65B)이 되도록 상기 가압단부로 유지·조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어장치가, 상기 가압장치와 상기 전동기 본체 사이에 배치된 압력 검출기로 마찰력, 탄성력, 또는 반탄성력을 검출해서 부귀환제어(負歸還制御)하도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
6. 각각 가변직경 차로 된 입력차 및 출력차와, 이들 입력차 및 출력차에 감겨 있는 무단벨트를 갖추어 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치에 있어서,

   상기 입력차 및 출력차 중 한쪽 차에 가압력을 부여해서 기준차 기능을 하도록 하는 가압력 공급로와, 다른 쪽 차에 탄성력을 부여해서 추종차 기능을 하도록 하는 탄성력 공급로를 가진 입력 및 출력 가압장치와,

   상기 입력 및 출력 가압장치를 경유해서 직렬로 가변 가압제어하여 생긴 탄성력을 각각 대응하는 입력차 및 출력차에 실행토록 하는 입력 탄성장치 및 출력 탄성장치와,

   가압력 및 탄성력을 동시에 공급함으로써 생기는 반탄성력을 이용해서 가압력의 지령이 정지된 후에도 계속해서 당해 한쪽의 차를 마찰력 조정하기 위한 입력 및 출력 압축장치 또는 복합압축기에 상기 가압력 공급로 또는 가압력과 병렬로 배치된 반탄성력 공급로와,

   상기 한쪽 차로 가해지는 반탄성력과 상기 다른 쪽 차로 가해지는 탄성력의 협동으로 상기 입력차 및 출력차를 축 토크 제어해서 저속대역 및/또는 고속대역을 높은 전동효율로 유지하는 제어장치를 갖추어 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치.
7. 제1항, 제3항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어장치가, 상기 입력차 및 출력차 중 한쪽 차로 가해지는 반탄성력이 가압력 공급에 의해 결정된 벨트의 직경을 변화시키지 않는 범위 내에서 가변적으로 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
8. 가동차 및 고정차를 가진 가변직경 입력차와, 가동차 및 고정차를 가진 가변직경 출력차 및, 무단벨트로 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치에 있어서,

   각각 상기 가동차에 가압력 및/또는 탄성력을 부여하는 압축장치 또는 복합압축기를 가진 입력 및 출력 가압장치의 한쪽 가압장치는 상기 입력차 및 출력차 중 한쪽 차로 가압력을 공급하는 가압력 공급로를 갖고, 다른 쪽 가압장치는 상기 입력차 및 출력차 중 다른 쪽 차로 탄성력을 부여하는 탄성력 공급로를 가진 입력 및 출력 가압장치와,

   상기 입력차 및 출력차에 각각 기준차 기능 및 추종차 기능을 실행토록 하는 순방향 전동기와, 상기 입력차와 출력차에 각각 추종차 기능 및 기준차 기능을 실행토록 하는 역방향 전동기와의 사이를, 임의의 속도비, 임의의 출력회전수 또는 임의의 토크로 절환하라는 지령에 대응해서 절환되도록 하는 절환장치와,

   상기 입력 및/또는 출력 가압장치의 탄성력 공급로에 직렬로 연결되는 입력 및/또는 출력 탄성장치 및,

   상기 입력 및 출력 가압장치에 가압력 및/또는 탄성력의 개별적인 조절기능을 부여하면서, 상기 절환장치에 기준차 및 추종차 역할 사이의 순/역방향 전동의 절환기능을 각각 부여하여, 전동기의 전동 가능한 속도비 대역을 확대하는 제어장치를 갖추어 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제어장치는, 입력 및 출력 가압장치의 사이 및/또는 순방향 전동기 및 역방향 전동기 사이에서 절환되는 절환장치에 절환지령을 부여하여 전동기를 순방향운전 또는 역방향운전으로 절환되도록 하는 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
10. 입력축, 출력축, 가동차 및 고정차를 가진 가변직경 입력차와, 가동차 및 고정차를 가진 가변직경 출력차 및, 무단벨트로 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치에 있어서,

    제1 입력 가압장치가 상기 입력차에 가압력 공급로를 형성하고, 제1 출력 가압장치가 상기 출력차에 탄성력 공급로를 형성하여, 각각 대응하는 가동차에 가압력 또는 탄성력을 부여하는 압축장치 또는 복합압축기를 갖춘 제1 입력 가압장치 및 제1 출력 가압장치를 구비하여, 제1 전동기에 순방향 전동을 부여하는 제1 가압장치와,

    제2 입력 가압장치가 상기 입력차에 탄성력 공급로를 형성하고, 제2 출력 가압장치가 상기 출력차에 가압력 공급로를 형성하여, 각각 대응하는 가동차에 가압력 또는 탄성력을 부여하는 압축장치를 갖춘 제2 입력 가압장치와 제2 출력 가압장치를 구비하여, 제2 전동기에 역방향 전동을 부여하는 제2 가압장치와,

    상기 제1 전동기 및 제2 전동기 중에서, 어느 한쪽 전동기가 다른 쪽 전동기보다 높은 전동효율을 가진 쪽 전동기 하나를 절환 가능하게 선택해서 절환 지령에 대응하여 제1 및 제2 전동기에 의해 입력 축과 출력 축 사이에 동력을 전동하는 절환장치 및,

    상기 제1 가압장치 및 제2 가압장치에 조절지령을 공급하고 상기 절환장치에는 절환지령을 부여하여, 상기 제1 전동기 및 제2 전동기에 형성된 전동가능한 속도비 대역폭을 확대하는 제어장치를 갖춰 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치.
11. 입력축, 출력축, 상기 입력축에 설치된 가변 직경 입력차, 상기 출력축에 설치된 가변 직경 출력차 및, 상기 입력차와 출력차 사이에 걸쳐지는 무단벨트로 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치에 있어서,

    2개의 입력 구동원에 연결된 주 입력 압축장치 및 부 입력 압축장치에 의해 동작하는 2개의 가압단부(11A, 31A)를 가진 입력 압축장치 또는 복합압축기와, 공급지령에 대응해서 상기 2개의 가압단부(11A, 31A)의 한쪽 단부로 입력 걸림장치를 가압하는 입력 가압력 공급로 및, 공급지령에 대응해서 상기 가압단부(11A, 31A)의 다른 쪽 단부로 입력 탄성장치를 직렬로 가압하는 입력 탄성력 공급로를 구비한 입력 가압장치와,

    2개의 출력 구동원에 연결된 주 출력 압축장치와 부 출력 압축장치에 의해 동작하는 2개의 가압단부(21A, 41A)를 가진 출력 압축장치 또는 복합압축기와, 공급지령에 대응해서 상기 가압단부(21A, 41A)의 한쪽 단부로 출력 걸림장치를 가압하는 출력 가압력 공급로 및, 공급지령에 대응해서 상기 가압단부(21A, 41A)의 다른 쪽 단부로 출력 탄성장치를 직렬로 가압하는 출력 탄성력 공급로를 구비한 출력 가압장치와,

    입력 가압장치가 기준차 기능을 수행하고 출력 가압장치가 추종차 기능을 수행하는 순방향 전동기 및, 입력 가압장치가 추종차 기능을 수행하고 출력 가압장치가 기준차 기능을 수행하는 역방향 전동기 사이를 절환하는 순/역방향 선택수단 및,

    상기 입력 가압장치 및 출력 가압장치에 회전수/토크 조절지령을 부여하고, 상기 선택수단에는 순/역방향 절환지령을 2개의 입력 및 출력 구동원을 거쳐 공급하는 제어장치를 갖춰 이루어진 전동기의 풀리 가압 제어장치.
12. 제6항, 제8항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어장치는, 조절지령 및 절환지령을 전기신호로 부여하는 연산장치 및 기억장치를 가진 전자제어장치로서, 상기 출력차에 인가되는 탄성력과 출력회전수가 정비례 또는 반비례로 상기 입력 가압장치 및 출력 가압장치를 조절하여 각각 정토크 전동형 전동기 또는 정마력 전동형 전동기를 이루도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 제어장치는, 전동기가 회전수와 토크를 동기적으로 조절하는 무단 가변 전동기 또는 다단 가변 전동기로 작동하거나, 회전수는 정속비로 하고 토크만을 비동기적으로 조절하는 가변 토크 변환기로 작동하도록, 상기 입력 가압장치와 출력 가압장치의 한쪽 또는 양쪽을 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
14. 제6항, 제8항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 가압장치 및 출력 가압장치에서, 상기 압축장치 또는 복합압축기는 주 압축장치 및 부 압축장치의 양쪽의 변위량을 직렬로 받아들이는 중첩 가압단부와 한쪽의 변위량을 받아들이는 개별 가압단부를 갖추거나, 각 변위량을 개별적으로 받아들이는 2개의 개별 가압단부를 갖추어, 상기 중첩 가압단부 또는 2개의 개별 가압단부의 한쪽 가압단부를 이용해서 토크 제어를 실행하고, 상기 개별 가압단부 또는 2개의 개별 가압단부의 다른 쪽 가압단부를 이용해서 회전수제어를 실행하도록 된 것을 특지으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
15. 제6항, 제8항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 가압력 및 탄성력 공급로에 상기 벨트 또는 상기 탄성력의 변형 또는 열화에 의한 오차를 회복하도록 하는 보상지령을 실행하고, 저속대역 및/또는 고속대역의 전동효율이나 전동안전율의 보상지령을 실행하고, 또는 상기 전동기가 기동하거나 정지했을 때 고압축 상태의 탄성체의 가압을 제거하는 보상지령을 부여하도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
16. 제8항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압장치는, 절환지령에 대응해서 2개의 접동재 사이의 접촉 또는 분리를 제어하는 걸림장치를 갖고서, 상기 입력차 및 출력차 중 한쪽 차의 가압력 공급로가 당해 한쪽 차에 압력을 부여해서 기준차 기능을 실행하도록 하고, 입력차 및 출력차 중 다른 쪽 차의 가압력 공급로는 다른 쪽 차에 부여된 압력을 제거하여 기준차 기능을 정지하도록 하는 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
17. 제8항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 가압장치 및 출력 가압장치는, 밀기형 벨트로 전동할 때에는 최대 속도비 대역을 순방향 전동으로, 최소 속도비 대역을 역방향전동으로 가압제어하는 한편, 당기기형 벨트로 동력을 전달할 때에는 최대 속도비 대역을 역방향 전동으로, 최소 속도비 대역을 순방향 전동으로 가압제어하도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
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19. 제1항, 제6항, 제8항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동기의 풀리 가압 제어장치는, 차량용 정마력 전동형 무단 가변 전동기의 가변속 및 가변 토크 제어기기 설비에 적용하도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
20. 제3항에 있어서, 상기 복합압축기에서, 상기 각 압축장치가 상기 접동장치와 부세장치로 이루어져, 상기 접동장치의 한쪽은 상기 부세장치의 한쪽과 연결되고 상기 접동장치의 다른 쪽은 상기 부세장치의 다른 쪽과의 사이에서 분리되어 독립해서 풀리 축심 방향으로 상하로 접동할 수 있게 연동하면서 변위하도록 된 것을 특징으로 하는 전동기의 풀리 가압 제어장치.
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