KR20010101673A - 토로이달 무단변속기 - Google Patents

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KR20010101673A
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모리하루히토
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하나와 요시카즈
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Abstract

토로이달 무단 변속기(10)는 입력 디스크(18a, 20a)와, 입력 디스크에 대향하는 출력 디스크(18b, 20b)와, 입력 디스크 및 출력 디스크 사이에 파지된 동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d)와, 동력 롤러 회전축(15a)을 중심으로 자유로이 회전하는 동력 롤러를 지지하는 축받이(94)와, 트러니언(17a, 17b, 27a, 27b) 및, 롤러(96b)를 수용하는 케이지(96a)를 구비하여 축받이가 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 자유로이 슬라이드하도록 트러니언 상에서 축받이(94)를 지지하는 롤러 베어링 유닛(96)을 구비하고, 트러니언에 대한 롤러 베어링 유닛의 케이지(96a)의 슬라이드 량을 제한하는 돌기(100)를 더 구비한다.
이런 방법으로, 동력 롤러가 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 트러니언(17a)에 대하여 반복적으로 슬라이드 할지라도, 케이지(96a)는 트러니언(17a)으로부터 돌출되지 않고, 동력 롤러에 작용하는 하중의 지지가 불충분하며, 상기 케이지(96a)는 입력 및 출력 디스크와의 간섭이 방지된다.

Description

토로이달 무단변속기{Toroidal continuously variable transmission}
토로이달 무단변속기(이후에는, CVT라함)에서, 한 쌍의 동력 롤러는 서로 대향하고 있는 입력 디스크 및 출력 디스크 사이에 파지된다. 상기 동력 롤러는 입력 디스크에서 출력 디스크로 마찰에 의해 토크를 전달한다. 상기 동력 롤러는 트러니언에 의해 지지된다.
상기 트러니언이 트러니언 축 방향으로 변위될 때, 상기 동력 롤러와 상기 디스크의 접촉 위치가 변화하고, 상기 동력 롤러 상의 디스크에 의해 가해진 힘의 방향이 변화한다. 이러한 힘의 변화 때문에, 상기 동력 롤러는 상기 트러니언과 함께 회전하여, 결과적으로, 상기 입력 디스크 및 출력 디스크 중의 하나는 접촉 반경이 증가하는 반면, 다른 하나의 접촉 반경은 감소한다. 이들 접촉 반경의 변화 때문에 상기 입력 디스크 및 출력 디스크의 회전속도의 비율 즉, 속도비가 변화한다. 이와 같이, 변속기의 속도비는 상기 트러니언 축 방향으로 트러니언을 변위시킴으로써 무단으로 변화될 수 있다. 상기 트러니언의 축에 대한 회전각은 동력 롤러의 선회각으로 표시하고, 상기 CVT의 속도비에 직접적으로 상응한다.
여기서, 상기 동력 롤러가 상기 입력 디스크 및 출력 디스크 사이에 파지될때, 상기 입력 디스크 및 출력 디스크는 각각 전복 방향으로 변형한다. 동력 롤러가 이러한 전복 방향으로 변형이 일어나 두 디스크와 접촉을 유지하기 위해서는 동력 롤러는 전복 방향으로 두 디스크의 변형을 일으켜 상기 트러니언 축 및 동력 롤러 회전축과 직교하는 방향으로 변위시켜야 한다.
그런 방향으로 상기 동력 롤러를 변위시키기 위하여, 동력 롤러는 1994년 일본 특허청으로부터 발행된 JP-A-H6-12509호에 개시된 바와 같은 피벗 샤프트를 통하여 상기 트러니언에 자유롭게 피벗 지지될 수 있다. 그러나, 피벗 샤프트가 사용될 때, 상기 동력 롤러는 상기 언급된 방향뿐만 아니라 그것에 직교하는 방향으로 변위할 것이다. 더구나, 상기 피벗 샤프트의 기계 가공이 어려워 피벗 샤프트의 제조 비용이 높다. 상기 피벗 샤프트를 지지하는 트러니언에 홀을 구비할 필요가 있으므로, 상기 트러니언의 강도가 감소한다.
이 점에 있어서는, 1995년 일본 특허청으로부터 발행된 JP-A-H7-198014호에서, 상기 피벗 샤프트는, 다수의 니들 롤러와 다수의 니들 롤러를 수용하는 케이지를 구비한 롤러 베어링 유닛을 거쳐 트러니언 선회축 및 동력 롤러 회전축과 직교하는 방향으로 자유로이 슬라이드하는 동력 롤러를 지지함으로써 불필요하게 된다.
본 발명은 차량용 토로이달 무단변속기에 관한 것이다.
도1은 본 발명과 관련된 토로이달 무단변속기의 전체 개략도,
도2는 CVT의 속도 제어 시스템을 도시한 도면,
도3은 CVT의 트러니언과 동력 롤러의 단면도,
도4a는 CVT의 트러니언의 측면도,
도4b는 CVT의 트러니언의 정면도,
도5는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 도4b와 유사한 트러니언의 정면도,
도6은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 도4b와 유사한 트러니언의 정면도,
도7은 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 도4b와 유사한 트러니언의 정면도,
도8은 본 발명의 제5 실시예를 도시하는 도4b와 유사한 트러니언의 정면도이다.
그러나, JP-A-H7-198014호에 개시된 구성에서, 만약 상기 동력 롤러가 상기 입력 디스크 및 출력 디스크의 변형 때문에 반복적으로 슬라이드한다면, 케이지는 니들 롤러와 케이지의 접촉에 기인하여 슬라이드할 것이다. 이 때, 동력 롤러가 밀려 케이지가 슬라이드할 때 케이지에 작용하는 힘의 크기는, 동력 롤러에 작용하는힘이 해제되어 케이지가 복귀할 때 케이지에 작용하는 힘의 크기와 차이가 있어, 케이지는 그 원래의 위치로 완전히 복귀하지 않는다.
결과적으로, 케이지는 트러니언에서 돌출되고, 니들 롤러는 일측에 모이며, 니들 롤러를 거쳐 트러니언에 작용하는 하중은 일측으로 치우치며, 동력 롤러에 작용하는 하중은 정확히 지지될 수 없다. 더구나, 돌출된 케이지는 입력 및 출력 디스크와 간섭한다. 이것은 또한 롤러 베어링 유닛이 조립시 편차를 가진 트러니언과 부착될 때 발생한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 롤러 베어링 유닛의 케이지가 트러니언으로부터 튀어나가지 않도록 배치하고, 동력 롤러에 작용하는 하중이 충분히 지지될 수 없는 상황을 방지하며, 돌출 케이지가 입력 및 출력 디스크와 간섭하는 것을 방지하는 데 있다.
상기한 목적을 실현하기 위해, 본 발명은 입력 디스크, 입력 디스크에 대향하는 출력 디스크, 입력 디스크 및 출력 디스크 사이에 파지된 동력 롤러, 동력 롤러 회전축을 중심으로 자유로이 회전하는 동력 롤러를 지지하는 축받이, 트러니언 선회축을 중심으로 선회하는 트러니언 및, 롤러를 수용하는 케이지를 구비하여 축받이가 트러니언 선회축 및 동력 롤러 회전축과 직교하는 방향으로 자유로이 슬라이드하도록 트러니언 상에서 축받이를 지지하는 롤러 베어링 유닛을 구비한 토로이달 무단 변속기를 제공한다. 트러니언에 대한 롤러 베어링 유닛의 케이지의 슬라이드 량을 제한하는 제한 부재가 트러니언 상에 제공된다.
상세한 설명뿐만 아니라 본 발명의 잇점은 명세서의 나머지 부분에서 설명하고, 첨부된 도면에 도시된다.
도1을 참조하면, 도시되지 않은 엔진으로부터의 토크는 토크 컨버터(12)를 거쳐 토로이달 무단변속기(이후에 CVT라 함)(10)로 입력된다. 토크 컨버터(12)는 임펠러(12a), 터빈(12b), 스테이터(12c), 록 업 클러치(12d), 인가 오일 챔버(12e) 및 릴리스 오일 챔버(12f)를 구비한다. 입력 샤프트(14)는 토크 컨버터(12)를 통과한다.
입력 샤프트(14)는 전후진 변환 장치(36)와 연결된다. 전후진 변환 장치(36)는 유성 기어 세트(42), 전진 클러치(44) 및 후진 브레이크(46)를 구비한다. 상기유성기어 세트(42)는 더블 피니언 기어를 지지하는 피니언 캐리어(42a), 더블 피니언 기어와 맞물리는 링 감속 기어(42b), 및 선 기어(42c)를 구비한다.
유성 기어 세트(42)의 피니언 캐리어(42a)는 토크 전달 샤프트(16)와 결합된다. 제1 속도 변환기구(18) 및 제2 속도 변환기구(20)는 변속기 케이스(22) 내측에 배치된다. 오일 압력 제어밸브는 베이스(64) 내에 수용된다.
제1 속도 변환기구(18)에는 서로 대향하는 면이 토로이달 곡면과 같이 형성된 입력 디스크(18a) 및 출력 디스크(18b)와, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b) 사이에 파지되고, 토크 전달 샤프트(16)의 측에 대칭으로 배치된 한 쌍의 동력 롤러(18c, 18d)가 제공된다. 제1 속도 변환기구(18)는 동력 롤러(18c, 18d)를 각각 지지하는 트러니언(17a, 17b) 및 도2에 도시된 바와 같은 서보 피스톤(70a, 70b)을 구비한다.
제2 속도 변환기구(20)도 마찬가지로 입력 및 출력 디스크(20a, 20b), 한 쌍의 동력 롤러(20c, 20d), 트러니언(27a, 27b), 및 서보 피스톤(72a, 72b)이 제공된다.
제1 및 제2 속도 변환기구(18, 20)는 토크 전달 샤프트(16) 상에 배치된다. 제1 속도 변환기구(18)의 입력 디스크(18a)는 입력 토크에 따라 스러스트 력을 발생시키는 하중 기구(34)의 하중 캠(34a)에 의해 도면의 우측으로 밀린다.
하중 기구(34)는 베어링(38)을 매개로 토크 전달 샤프트(16)에 의해 지지된다. 제2 속도 변환기구(20)의 입력 디스크(20a)는 접시 스프링(40)에 의해 도면의 좌측으로 밀린다. 입력 디스크(18a, 20a)는 볼 스플라인(24, 26)을 매개로 토크 전달 샤프트(16)에 의해 지지된다.
동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d)는 목표 속도비에 상응하는 선회각을 실현하도록 각각 선회하고, 입력 디스크(18a, 20a)의 입력 회전은 계속 변화되어 출력 디스크(18b, 20b)로 전달된다.
출력 디스크(18b, 20b)는 출력 기어(28)와 스플라인에 의해 결합된다. 출력 디스크(18b, 20b)로 전달된 토크는 출력 기어(28), 기어(30a), 샤프트(30), 기어(54), 기어(56), 및 샤프트(50)를 거쳐 프로펠러 샤프트(60)로 전달된다.
다음에, CVT(10)의 속도 제어 시스템은 도2를 참조하여 설명될 것이다.
속도 제어 시스템은 목표 속도비에 상응하는 선회각을 얻기 위하여 트러니언이 각각 선회하도록 한다.
동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d)는 도시되지 않은 축받이 위에 지지되어서 동력 롤러 회전축(15a, 15b, 25a, 25b)을 중심으로 자유로이 회전하고, 축받이는 트러니언(17a, 17b, 27a, 27b)에 의해 지지되어서 입력 또는 출력 디스크를 향하여 자유로이 슬라이드한다. 그 샤프트 방향으로 트러니언(17a, 17b, 27a, 27b)을 변위시키고, 동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d)가 선회하도록 하는 서보 피스톤(70a, 70b, 72a, 72b)은 트러니언(17a, 17b, 27a, 27b)의 하단에 제공된다.
높은 오일 챔버에 연결된 오일 통로(74), 낮은 오일 챔버에 연결된 오일 통로(76), 및 상기 오일 통로(74)를 연결하는 포트(78a)와 상기 오일 통로(76)를 연결하는 포트(78b)를 구비하는 속도비 제어밸브(78)는, 서보 피스톤(70a, 70b, 72a, 72b)을 제어하는 오일 압력 제어 시스템으로서 제공된다. 오일 펌프(80)와 릴리프밸브(82)를 구비한 오일 압력원으로부터의 라인 압력은 속도비 제어 밸브(78)의 라인 압력 포트(78c)로 공급된다. 속도비 제어 밸브(78)의 스풀(78d)은 트러니언(17a)의 축 변위와 선회각을 속도비 제어 밸브(78)로 귀환시키는 레버(84)와 캠(86)이 함께 작동한다. 속도비 제어 밸브(78)의 슬리브(78e)는 스텝 모터(88)에 의해 구동된다.
상기 스텝 모터(88)는 CVT 제어기(110)에 의해 제어된다. 스로틀 개도 센서(112), 엔진 회전 속도 센서(114), 입력 회전 속도 센서(116), 및 출력 회전 속도 센서(118)로 부터의 신호는 CVT 제어기(110)로 입력된다.
다음에, 동력 롤러(18c)의 지지구조는 도3 및 도4를 참조하여 설명될 것이다. 동력 롤러(18d, 20c, 20d)는 유사한 지지구조를 갖는다.
동력 롤러 캐비티(91)는 트러니언 선회각(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)에 직교하는 방향으로 트러니언(17a) 내에 형성된다. 동력 롤러(18c)용 축받이(94)는 롤러 베어링 유닛(96)을 거쳐 동력 롤러 캐비티(91) 내에 지지된다. 트러니언(17a)은 동력 롤러(18c)의 회전축(15a)과 직교하는 트러니언 선회축(19a)을 중심으로 선회한다.
동력 롤러(18c)는 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)와 접촉하고, 롤러 베어링(95)과 볼 베어링(92)을 매개로 자유로이 회전하는 축받이(94) 상에 지지된다. 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)로부터 동력 롤러(18c)로 입력된 하중은 볼 베어링(92)을 매개로 축받이(94)에 의해 지지된다.
롤러 베어링 유닛(96)은 케이지(96a)의 경사진 상부 및 하부에 형성된포켓(96c) 내에서 자유로이 회전하도록 지지된 복수의 니들 롤러(96b)를 구비하고, 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)에 직교하는 방향으로 자유로이 슬라이드하는 축받이(94)를 지지한다. 케이지(96a)의 경사진 부분이 동력 롤러의 회전축(15a) 및 트러니언의 선회축(19a)에 대하여 경사져 있으므로, 니들 롤러(96b) 또한 동력 롤러의 회전축(15a)과 트러니언의 선회축(19a)에 대하여 경사져 있다. 그러므로, 롤러 베어링 유닛(96)은 동력 롤러의 회전축(15a) 방향으로 동력 롤러(18c)에 작용하는 스러스트 력과, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)에서 트러니언 선회축(19a)의 방향으로 작용하는 마찰력을 지지할 수 있다.
도시하지 않은 오일 압력 유닛으로부터 윤활유가 공급되는 오일 통로(97)는 트러니언(17a) 내에 형성되고, 오일 통로(97)로부터 동력 롤러(18c) 내의 볼 베어링(92)과 롤러 베어링(95)으로 윤활유를 안내하는 오일 통로(98)는 축받이(94) 내에 형성된다. 오일 통로(97) 및 오일 통로(98)는 오일 통로(99)에 의해 연통된다. 오일 통로(97a, 97a)는 오일 통로(97)에서 분기하고, 윤활유는 오일 통로(97a, 97a)에서 롤러 베어링 유닛(96)으로 공급된다.
도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 롤러 베어링 유닛(96)은, 복수의 포켓(96c)이 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)에 직교하는 방향으로 형성된 경사부를 가진 케이지(96a)와, 포켓(96c) 내에 자유로이 회전하도록 지지된 니들 롤러(96b)를 구비한다.
돌기(100)는 트러니언(17a)의 동력 롤러 캐비티(91)의 양단에 각각 제공되고, 돌기(100)를 끼워 넣는 함몰부(101)는 케이지(96a)의 양측에 각각 형성된다.돌기(100)를 구비함으로써, 트러니언(17a)에 대한 케이지(96a)의 슬라이드 량은 케이지(96a)와 도4b에 도시된 중립 위치의 돌기(100) 사이에 형성된 간극(C)으로 한정된다.
CVT(10)는 동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d)를 선회시킴으로써 속도비를 변화시킨다. 즉, 만약 슬리브(78e)가 스텝 모터(88)의 회전에 기인하여 변위하면, 서보 피스톤(70a, 70b, 72a, 72b)의 서보 피스톤 챔버로의 오일 공급이 제어되고, 동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d)의 회전 중심은 디스크(18a, 18b, 20a, 20b)의 회전 중심에 대하여 편심될 것이다. 이 편심 때문에, 선회력은 동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d)에 작용하고, 그 선회각은 변화한다. 선회각 및 편심량은 캠(86) 및 레버(84)를 거쳐 스풀(78d)로 전달되고, 동력 롤러는, 스텝 모터(88)에 의해 변위하는 슬리브(78e)를 동력 롤러가 균형을 유지하는 위치에 머무르게 한다. 스텝 모터(88)는 목표 속도비에 따른 CVT 제어기(110)로부터의 명령에 의해 슬리브(78e)를 변위시킨다.
동력이 전달될 때, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)에서 동력 롤러(18c)로 입력되는 하중은 볼 베어링(92)을 거쳐 축받이(94)에 의해 지지된다. 축받이(94)와 동력 롤러 캐비티(91) 사이에 위치된 롤러 베어링 유닛(96) 때문에, 동력 롤러의 회전 축 방향으로 동력 롤러(18c) 상에 작용하는 스러스트 력이 지지되고, 트러니언 선회각 방향으로 입력 및 출력 디스크로부터 동력 롤러에 작용하는 마찰력이 지지된다.
그러므로, 트러니언 선회축 방향으로의 힘이 동력 롤러에 작용할 때, 이 하중은 롤러 베어링 유닛(96)에 의해 지지되고, 하중이 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 동력 롤러(18c)에 작용할 때, 축받이(94)는 롤러 베어링 유닛(96)의 니들 롤러(96b)가 회전하는 방향으로 슬라이드한다. 다시 말해서, 힘이 트러니언 선회축 방향으로 동력 롤러(18c)에 작용한다 할지라도, 동력 롤러(18c)는 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 스무스하게 변위할 수 있다.
그러므로, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)가 변형되거나 부정확하게 조립되면, 동력 롤러(18c)는 이들 위치의 일탈을 없애도록 트러니언 선회축(19a)과 동력 롤러 회전축(15a)에 직교하는 방향으로 여전히 스무스하게 슬라이드할 수 있고, 입력 디스크(18a)로부터 동력 롤러(18c)로 작용하는 스러스트 력은 출력 디스크(18b)로부터 동력 롤러(18c)에 작용하는 스러스트 력과 같게 유지된다.
그러므로, 입력 디스크(18a)로부터 스러스트 력과 출력 디스크(18b)로부터의 스러스트 력과의 불균형과, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)와 동력 롤러(18c) 사이의 슬립이 억제된다.
트러니언(17a) 내의 동력 롤러(18c)를 지지하는 피벗 샤프트를 지지하기 위한 홀을 제공하는 것이 불필요하므로, 트러니언(17a)의 강도가 확실히 보장되고, 트러니언(17a)의 변형이 억제된다. 결과적으로, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)과 동력 롤러(18c)의 접촉 위치는 원하는 위치에서 많이 이동하지 않고, 변형에 기인한 불균형한 하중이나 속도비의 변화의 결과로서 표면 압력의 증가량은 감소될 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)의 변형이나 조립 에러가 발생할 때, 이들 위치의 일탈을 없애기 위하여 동력 롤러(18c)는 트러니언 선회축 및 동력 롤러 회전축과 직교하는 방향으로 슬라이드한다. 동력 롤러가 트러니언 선회축 및 동력 롤러 회전축과 직교하는 방향으로 반복적으로 슬라이드하면, 축받이(94)와 동력 롤러 캐비티(91)의 사이에 위치된 롤러 베어링(96)의 케이지(96a)에 작용하는 힘은, 동력 롤러(18c)가 밀려 케이지(96a)가 슬라이드할 때와, 동력 롤러(18c)에 작용하는 힘이 해제되어 케이지(96a)가 복귀할 때 차이가 있어서 케이지(96a)가 트러니언(17a)으로부터 돌출하는 경향이 있다.
그러나, 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 트러니언(17a)에 대하여 케이지(96a)의 슬라이드 량을 제한하는 돌기(100)가 케이지(96a)와 트러니언(17a)의 사이에 제공됨에 따라, 케이지(96a)는 트러니언(17a)으로부터 튀어나오거나 이탈되지 않고, 동력 롤러(18c)에 작용하는 하중의 지지는 충분한 수준으로 유지된다.
위에 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력 및 출력 디스크 회전축 방향으로 트러니언(17a)에 대한 케이지(96a)의 슬라이드 량을 제한하는 돌기(100)는 케이지(96a)와 트러니언(17a)의 사이에 제공되어, 케이지(96a)가, 동력 롤러(18c)가 트러니언(17a)에 대하여 반복적으로 슬라이드함에도 불구하고 트러니언(17a)으로부터 튀어나오는 것이 방지된다. 동력 롤러(18c)에 작용하는 하중에 대한 불충분한 지지가 방지되고, 케이지가 튀어나왔을 때 발생하는 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)와 케이지(96a)의 간섭이 방지된다.
더구나, 축받이(94)는 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 자유로이 슬라이드하도록 지지되고, 롤러 베어링 유닛(96)은 동력 롤러 회전축 방향으로 작용하는 스러스트 력과, 트러니언 선회축 방향으로 작용하는 입력 및 출력 디스크에 포함된 마찰력을 둘 다 지지하도록 제공된다. 이와 같이, 마찰력이 동력 롤러(18c)에 작용할찌라도 동력 롤러(18c)는 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 스무스하게 슬라이드 할 수 있다.
제2 실시예는 지금 설명될 것이다.
이 실시예에서는, 판 스프링(102, 102)(탄성 부재)은 도5에 도시된 바와 같이, 동력 롤러 캐비티(91)에 형성된 돌기(100)와 케이지(96a)와의 사이에 각각 설치된다. 구성의 나머지 특징은 도3 및 도4에 도시된 제1 실시예의 특징과 유사하여, 동일한 부호가 그에 부여되고, 그들의 상세한 설명은 생략된다.
제2 실시예에서, 제1 실시예의 효과 이외에, 다음의 효과가 얻어질 수 있다.
돌기(100)와 케이지(96a)의 사이에 판 스프링(102, 102)을 설치함으로써, 돌기(100)와 케이지(96a)는 직접 접촉되지 않는다. 결과적으로, 동력 롤러(18c)가 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)의 변형이나 조립 에러에 기인하여 슬라이드하더라도, 롤러 베어링 유닛(96)의 리들 롤러(96b) 및 축받이(94)는 항상 구름 접촉 상태에 있고, 마찰이 감소되며, 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)를 따라가는 동력 롤러(18c)의 능력이 개선된다.
또한, 동력 롤러(18c)가 각각 슬라이드할 때에도, 니들 롤러(96b)와축받이(94)는 항상 구름 접촉 상태에 있으므로, 동력 롤러(18c)가 밀려 케이지(96a)가 움직일 때와 동력 롤러(18c)에 작용하는 힘이 해제되어 케이지(96a)가 복귀할 때 축받이(94)에 작용하는 힘은 일정하고, 속도비 제어의 히스테리시스는 감소된다.
만약 반대로 이 발명이 적용되지 않으면, 니들 롤러(96b)는 케이지(96a)가 트러니언(17a) 중의 하나의 돌기(100)와 접촉할 때 구름이 멈추어서 롤러 베어링 유닛(96a) 및 축받이(94)는 구름 접촉되지 않고 미끄럼 접촉될 것이다. 동력 롤러(18c)를 지지하는 축받이(94)가 슬라이드할 때의 저항은 그러므로 증가하고, 동력 롤러(18c)는 지체된 상태에서 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)의 다음에 온다. 동력 롤러가 복귀하면, 그들은 다시 구름 접촉 상태에 있고, 축받이(94)가 슬라이드할 때의 저항은 감소한다. 그러므로, 축받이(94)가 물러날 때와 복귀할 때의 저항은 다르고, 히스테리시스는 속도비 제어에서 나타난다.
돌기(100)와 함몰부(101)의 사이에 위치된 탄성부재는 코일 스프링이거나 수지 탄성부재일 수도 있다. 이 경우에 또한 같은 효과가 얻어진다.
제3 실시예는 지금 설명할 것이다.
이 실시예에서, 도6에 도시된 바와 같이, 판 스프링(102, 102)은 각각 동력 롤러 캐비티(91)에 형성된 돌기(100)와 케이지(96a)의 사이에 각각 설치된다. 텅(102a, 102a)은 판 스프링(102, 102)에 형성된다. 케이지(96a)와 판 스프링(102, 102)은 텅(102a, 102a)을 케이지(96a)에 고정함으로써 결합된다. 상기한 구성의 나머지 특징은 도3 및 도4에 도시된 제1 실시예의 특징과 동일하여 동일한 부호가 그들에게 부여되고, 그 상세한 설명은 생략된다.
그러므로, 이 실시예에서, 제2 실시예의 효과 이외에, 롤러 베어링 유닛(96)이 판 스프링(102, 102)에 의해 트러니언(17a)에 지지되어서, 롤러 베어링 유닛(96)은 조립시 동력 롤러 캐비티(91)에서 이탈되는 것이 방지된다. 다시 말해서, 롤러 베어링 유닛(96)이 조립시 지지되지 않는다 하여도 도6에 도시된 상태는 유지되고, 조립은 더 쉬워진다.
여기에, 판 스프링(102, 102)은 텅(102a)에 의해 케이지(96a)에 결합되지만, 판 스프링(102)과 케이지(96a)는 다른 방법으로 결합될 수도 있다. 또한, 판 스프링과 다른 탄성부재가 사용될 수도 있다.
제4 실시예는 지금 설명될 것이다.
이 실시예에서, 도7에 도시된 바와 같이, 판 스프링(102, 102)은 돌기(100)와 케이지(96a)의 사이에 배치되고, 판 스프링(102, 102)은 결합 플레이트(102c, 102c)(결합부재)에 의해 결합되며, 결합 플레이트(102c, 102c)는 케이지(96a)에 고정된다. 상기한 구성의 나머지 특징은 도3 및 도4에 도시된 제1 실시예의 특징과 동일하여 동일한 부호가 사용되며, 그 상세한 설명은 생략된다.
그러므로, 이 실시예에서, 제2 실시예의 효과 이외에, 롤러 베어링 유닛(96)이 동력 롤러 캐비티(91)에서 이탈되는 것이 방지되고, 조립이 더 쉽다. 또한, 제3 실시예와 비교하면, 다수의 부품이 감소된다.
도8은 제5 실시예를 나타낸다.
제5 실시예에서, 돌기(100)와 케이지(96a)의 사이의 간극 중, 판스프링(102)은 입력 및 출력 디스크(18a, 18b)의 변형에 기인하여 축받이(94)가 반복적으로 슬라이드할 때 더 작아지는 간극, 여기서는 출력 디스크에 더 가까운 간극 내에만 제공된다. 상기 구성의 나머지 특징은 도3 및 도4에 도시된 제1 실시예의 특징과 동일하여, 동일한 부호가 부여되고, 그 상세한 설명은 생략된다.
이와 같이, 만약 탄성부재가, 축받이(94)가 반복적으로 슬라이드 할 때 감소하는 간극 내에만 제공된다면, 롤러 베어링 유닛(96)과 축받이(94)의 구름 접촉이 유지될 수 있다. 판 스프링(102, 102)이 롤러 베어링 유닛(96)의 양측에 제공되는 경우를 비교해 보면, 다수의 부품이 절감되고, 비용이 감소될 수 있다.
일본 특허 출원 P11-35008호(1999년 12월 9일자)의 전체 내용은 참고로 여기에서 구체화된다.
본 발명은 발명의 실시예에 대하여 참고로 상기에서 설명했지만, 본 발명은 위에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 상기한 기술의 관점에서 기술 분야의 기술자가 위에 설명된 실시예의 수정 및 변경이 가능하다. 본 발명의 범위는 다음 클레임을 참조하여 정의된다.
상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 토로이달 무단 변속기는 동력 롤러 상에 작용하는 하중을 적당히 지지하도록 제공하는 데 유용하고, 롤러 베어링 유닛의 케이지와 입력 및 출력 디스크의 사이에 간섭을 방지하는 데 유용하다. 또한, 변속기의 응답 특성과 쉬운 조립을 향상시키는 데 유용하다.

Claims (6)

  1. 입력 디스크(18a, 20a),
    입력 디스크에 대향하는 출력 디스크(18b, 20b),
    입력 디스크와 출력 디스크 사이에 파지된 동력 롤러(18c, 18d, 20c, 20d),
    동력 롤러 회전축(15a)을 중심으로 자유로이 회전하는 동력 롤러를 지지하는 축받이(94),
    트러니언 선회축을 중심으로 선회하는 트러니언(17a, 17b, 27a, 27b) 및
    롤러(96b)를 수용하는 케이지(96a)를 구비하여 축받이가 트러니언 선회축(19a) 및 동력 롤러 회전축(15a)과 직교하는 방향으로 자유로이 슬라이드하도록 트러니언 상에서 축받이(94)를 지지하는 롤러 베어링 유닛(96)을 구비한 토로이달 무단 변속기에 있어서,
    트러니언에 대한 롤러 베어링 유닛의 케이지(96a)의 슬라이드 량을 제한하는 제한 부재(100)가 트러니언(17a, 17b, 27a, 27b) 상에 제공된 것을 특징으로 하는 토로이달 무단 변속기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이지(96a)는 상기 롤러가 동력 롤러 회전축(15a)과 트러니언 선회축(19a)에 대하여 경사지도록 롤러를 수용하는 것을 특징으로 하는 토로이달 무단 변속기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 부재(102)는 제한 부재(100)와 케이지(96a)의 사이에 제공된 것을 특징으로 하는 토로이달 무단 변속기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탄성 부재(102)는 케이지(96a)에 결합된 것을 특징으로 하는 토로이달 무단 변속기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 탄성 부재(102)는 케이지(96a)의 양측에 제공되고, 연결 부재(102c)에 의해 연결되며, 연결 부재(102c)를 거쳐 케이지(96a)에 연결되는 것을 특징으로 하는 토로이달 무단 변속기.
  6. 제3항에 있어서, 제한 부재(100)와 케이지(96a)의 사이에 형성된 간극 중에, 탄성 부재(102)는, 축받이(94)가 입력 및 출력 디스크의 변형에 기인하여 반복적으로 슬라이드할 때 작게 되는 간극 내에만 제공된 것을 특징으로 하는 토로이달 무단 변속기.
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