KR100399098B1 - 유체정역학적트랜스미션용비율제어기 - Google Patents

Abstract

연속 가변 유체정역학적 트랜스미션(10)은 유압 펌프 유닛(18)에 연결된 입력축(14), 고정된 유압 모터 유닛(20) 및 출력축(16)을 구비한다. 웨지형 요동판(22)은 구동 접속부인 출력축(16)에 피봇식으로 장착되어 요동판(22)에 있는 특정 형상의 포트를 통하여 펌프 유닛(18)과 모터 유닛(20) 사이의 가압 작동액의 변화에 의하여 발생되는 출력 토크를 수취한다. 유압 작동식 비율 제어기는 유압 펌프 유닛(18)에 펌프 실린더 블럭(88)을 장착하고 또한 유압 모터 유닛(20)에 모터 실린더 블럭(100)을 장착하는 구면 베어링(86, 96)의 축방향 위치를 변위시켜 출력축의 축선(25)에 대한 요동판 각도를 조정하므로서 전동비를 변환시킨다.

Description

유체정역학적 트랜스미션용 비율 제어기

국제 특허 출원 제 PCT/US92/00257 호(1992. 1. 14)에 개시된 유압 기계는 유압 펌프 유닛과, 중간의 웨지형 요동판에 대하여 대향하면서 축방향으로 정렬된 관계로 위치하는 유압 모터 유닛을 구비한다. 펌프 유닛은 원동기에 의하여 구동되는 입력축에 연결되며, 모터 유닛은 고정 기계 하우징에 고정되어 있다. 입력축과 동축 관계로 부하에 구동식으로 연결된 출력축은 요동판에 결합되어 있다. 펌프 유닛이 원동기에 의하여 구동되면, 작동액은 펌프와 모터 유닛 사이에서 요동판에 특별히 형성된 포트를 통하여 전후로 급송된다. 그 결과, 모두 동일한 방향으로 작동하는 3개의 토크 성분이 요동판에 부과되어 부하를 구동시키는 출력축상에 출력 토크를 발생시킨다. 이러한 토크 성분중 두개는 회전 펌프 유닛에 의하여 요동판상에 부과되는 기계적 성분과, 모터 유닛에 의하여 요동판상에 부과되는 유압 기계적 성분이다. 제 3 성분은 요동판 포트의 원주방향으로 대향된 단부면상에 작동하는 유압에 의하여 발생된 차동력에 의하여 발생된 순수 유체정역학적 성분으로서, 상기단부면은 요동판의 웨지 형상에 기인한 상이한 표면적이다.

전동비를 변경시키기 위하여, 출력축의 축선에 대한 요동판의 각방향은 변경된다. 전동비, 즉 속도비가 1:0 과 1:1 사이에서 연속적으로 가변하기 때문에, 원동기는 최적 효율의 작동점에서 일정한 속도 설정치로 작동할 수 있다. 1:0(중립) 전동비 설정치의 유효성은 클러치에 대한 필요성을 제거한다. 작동액 유량이 최고의 전동비가 증가하는 것에 따라 비례적으로 증가하여 최고의 트랜스미션 셋팅에서 최대의 유량이 발생하는 종래의 연속적인 가변 유체정역학적 트랜스미션과 달리, 상기 PCT 출원에 개시된 유압 기계에서의 유량은 비율 범위의 중간에서 최대에 이르며 그리고 최고 전동비 셋팅에서 실질적으로 제로까지 점진적으로 감소한다. 따라서, 작동액 유동에 기인한 손실은 감소되며, 높은 비율에서의 종래 트랜스미션의 성가신 소음은 제거된다. 요동판상에 부과되는 다수의 토크 성분, 출력 속도 범위의 상부 절반에서의 감소하는 작동액 유동, 및 최적 원동기 입력을 수용하는 성능에 의하여, 상기 PCT 출원의 유압 기계는 차량 구동 트레인에서 매우 효율적이며, 유용하고, 연속적인 가변 유체정역학적 트랜스미션으로서 특히 적절한 것이다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 크기, 부품수 및 제조비에 있어서 경제성을 얻기 위하여 상기 국제 특허 출원 제 PCT/US92/00257 호의 유압 기계를 개량하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 기계 내부에서 고저 압력 작동액 유동을 수용하기 위한 장치와 전동비가 변경, 즉 요동판 각도를 조절하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유압 기계는 하우징; 원동기로부터토크를 수취하도록 상기 하우징에 저널지지되어 있는 입력축; 상기 입력축에 의하여 구동되고 또한 환형으로 배열된 펌프 피스톤이 장착되어 있는 제 1 캐리어와, 상기 펌프 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 펌프 실린더가 제공된 제 1 실린더 블럭을 구비하는 펌프 유닛; 상기 하우징에 고정되고 또한 환형으로 배열된 모터 피스톤이 장착되어 있는 제 2 캐리어와, 상기 모터 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 모터 실린더가 제공된 제 2 실린더 블럭을 구비하는 모터 유닛; 상기 하우징에 저널지지되며 그리고 부하에 대한 구동 접속부인 출력축; 상기 출력축을 에워싸며, 서로에 대하여 예각으로 배열된 제 1 실린더 블럭에 직면하는 입력면과 제 2 실린더 블럭에 직면하는 출력면을 가지며, 펌프 실린더와 모터 실린더 사이에서 제 1 및 제 2 실린더 블럭에 있는 개구를 통하여 급송된 유체 유동을 수용하는 슬롯을 구비하는 환형 요동판; 상기 요동판을 토크 결합 관계로 출력축에 피봇식으로 결합하는 커넥터; 및 상기 입력축과 출력축 사이의 속도 비에 따라 출력축의 축선에 대하여 요동판의 각도를 조정식으로 설정하기 위하여 제 1 및 제 2 실린더 블럭상에 조정 축방향 힘을 선택적으로 부과하는 비율 제어기를 포함한다.

상기 및 기타 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 하기의 상세한 설명란에 기재되어 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 이해될 수 있다. 본 발명의 목적과 장점은 첨부 도면뿐만 아니라, 하기의 상세한 설명과 청구범위에 지적된 장치에 의하여 실현 및 얻어질 수 있다.

상기 및 하기의 상세한 설명은 실시예이며 본 발명을 보다 상세히 설명하기위한 것이다.

첨부 도면은 본 발명의 보다 명확한 이해를 위한 것이며 본원의 일부를 이루고 또한 본 발명의 양호한 실시예를 예시하는 것으로 본 발명의 원리를 설명하는 것이다.

본 발명은 유압 기계에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면 원동기로부터 부하까지 연속적인(무한) 가변 전동비로 동력을 전달할 수 있는 유체정역학적 트랜스미션에 관한 것이다.

도 1은 하나의 전동비 셋팅에서 도시된 본 발명에 따른 연속적 가변 유체정역학적 트랜스미션의 종단면도이다.

도 2는 다른 비율 셋팅에서의 트랜스미션을 도시하는 도 1에 대응하는 종단면도이다.

도 3은 도 1의 트랜스미션에서 이용되는 요동판의 단면도이다.

도 4는 도 1의 트랜스미션에 이용되는 입력 포트플레이트(portplate)의 단면도이다.

도 5는 도 2의 선 5-5를 따라 취한 부분 단면도이다.

도 6 및 도 7은 도 1의 트랜스미션에 이용되는 매니폴드 블럭의 대향 측면의 단면도이다.

도 8은 도 6과 도 7의 매니폴드 블럭에 있는 저압 캐비티와 도 1의 트랜스미션에 있는 저압 하우징 포트 사이의 유체 접속을 도시하는 부분 단면도이다.

도 9는 도 1의 트랜스미션에 이용되는 출력 포트플레이트의 단면도이다.

도 10은 도 1의 트랜스미션에 제공된 유압 회로의 개략적인 다이어그램이다.

대응하는 참조부호는 다수의 도면에 걸쳐 유사한 부재를 지시한다.

도 1에 도시된 본 발명의 양호한 실시예에 따른 연속 가변 유체정역학적 트랜스미션(10)은 일반적으로 동축의 단부 대 단부 관계로 입력축(14)과 출력축(16)을 저널지지하는 하우징(12)을 기본적인 구성요소로 구비한다. 하우징 외부의 입력축(14)의 단부는 참조부호 14a로 지시된 바와 같이 스플라인되어 원동기(비도시)에 대한 구동 접속을 용이하게 하며, 출력축(16)의 출력 단부는 커플링(17)을 구비하여 부하(비도시)에 대한 구동 접속을 용이하게 한다. 입력축(14)은 유압 펌프 유닛(18)을 구동시킨다. 펌프 유닛(18)에 대하여 축방향으로 대향하는 관계로 하우징(12)에 유압 모터 유닛(20)이 고정되어 있다. 펌프와 모터 사이의 적소에서 출력축(16)에 웨지형 요동판(22)이 구동식으로 연결되어 있으며, 상기 요동판에는 펌프와 모터 유닛사이의 작동액 교환을 제공하기 위하여 포트가 형성되어 있다. 도 10의 유압 회로에 개략적으로 도시된 부재를 포함하는 제어기는 출력축의 축선(25)에 대한 요동판 방향 각도를 피봇식으로 조정하는 작동을 하여, 출력축 속도에 대한 입력축 속도의 전동비를 설정한다.

이하, 도 1을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 원통형 하우징(12)은 하우징의 개방 입력 단부를 폐쇄하기 위하여 환형으로 배열된 볼트(그중 하나가 참조부호 31로 지시됨)에 의하여 적소에서 고정된 커버(30)를 구비한다. 입력축(14)은 커버에 있는 중앙 개구(32)를 통하여 하우징(12)으로 연장한다. 커버 개구(32)에 끼워진 베어링(35)은 입력축(14)을 회전하도록 저널지지한다. 작동액의 누설을 방지하기 위하여 입력축 원주면과 밀봉 관계로 커버 개구(32)에는 밀봉부(비도시)가 제공된다.

입력축(14)은 커버(30)의 내측에 종-개구부형 내부 트랜스미션(36)을 제공하도록 반경방향으로 벌어져 있다. 입력축 트랜스미션의 원주면은 스퍼어 기어(40)와 치합하는 스퍼어 기어(38)를 제공하기 위하여 치형부가 기계 가공되며, 상기 스퍼어 기어(38)는 하우징(12)에 고착된 하부 팬(46)에 의하여 제공된 섬프(44)에 위치하는 배출 펌프(42)를 구동시키도록 연결되어 있다. 입력축(14)의 내측단부는 출력축(16)의 감소 직경 내부 종단부를 수납하기 위한 원통형 리세스(47)를 제공하기 위하여 카운터보어 가공된다. 리세스(47)에 끼워진 베어링(48)은 입력축에 대한 내측단부 저널 지지부를 제공한다. 출력축(16)상에는 환형 내부 앤드피스(50), 환형 펌프 피스톤 캐리어(52), 요동판 커플링(54), 환형 모터 피스톤 캐리어(56) 및 환형 매니폴드 블럭(58)이 제공된다. 모터 피스톤 캐리어와 매니폴드 블럭은 볼트(그중 하나가 참조부호 59로 지시됨)에 의하여 하우징(12)에 고정된다. 출력 축은 볼트(그중 하나가 참조부호 61로 지시됨)에 의하여 커플링(17)에 고정된 일체형 앤드피스(60)로 종단한다. 하우징(12)의 입력 개구에 끼워진 링 베어링(62)은 출력축에 대한 출력 단부 저널 지지부를 제공한다. 출력축과 모터 피스톤 캐리어(52) 사이에 그리고 출력축과 모터 피스톤 캐리어(56) 사이의 베어링(64)은 출력축이 그것에 대하여 회전할 때 이러한 캐리어에 대한 저널 지지부를 제공한다. 요동 판 커플링(54)은 참조부호 65로 지시된 바와 같이 출력축에 키이 고정되며, 구멍을 갖는 반경방향 연장 아암(66)을 구비하고, 상기 구멍에는 핀(67)이 수납되어 요동 판(22)을 출력축(16)에 피봇식으로 그리고 구동식으로 연결한다. 앤드피스(50)와요동판 커플링(54)을 출력축에 기계가공된 견부(70)에 대하여 체결하기 위하여 출력축의 축방향 나사부(69)상에는 너트(68)가 체결되어, 앤드피스(50)는 출력축과 요동판 커플링과 일체로 회전한다.

도 1을 참조하면, 펌프 피스톤 캐리어(52)의 원주면은 입력축 트랜스미션(36)상의 스퍼어 기어(38)와 마찬가지로 환형 기어(74)와 치합하는 기어 치형부(72)가 기계 가공되어, 펌프 피스톤 캐리어(52)는 입력축(14)에 구동식으로 결합된다. 펌프 피스톤 캐리어는 유압 펌프 유닛(18)에 제공된 다수의 피스톤을 지지한다. 예를 들면, 10개, 그중 2개가 참조부호 76으로 지시된 이러한 피스톤은 상기 PCT 출원에 개시된 방식으로 출력축의 축선(25)과 동심을 이루고 원형 배열로 균일하게 분포된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 펌프 피스톤(76)은 피스톤 캐리어에 있는 탭 구멍(80)에 나사 체결되는 축방향 연장 포스트(79)에 의하여 피스톤 캐리어(52)에 장착된 피스톤 헤드(78)를 구비한다. 피스톤 헤드(78)는 포스트(79)의 견부형 자유단부상에 지지되는 내부 부싱(83)상에 키이 고정되는 외부 환형 베어링(82)의 구형 외부면과 일치하는 구형 내부면을 제공하도록 기계가공된다. 그 결과, 각각의 피스톤 헤드(78)는 상기 PCT 출원에 개시된 유압 기계의 경우와 같이 제한된 요동 운동과 반경방향 운동을 하도록 장착된다.

펌프 피스톤 캐리어(52)의 원통형 우단부는 환형 펌프 실린더 블럭(88)의 중앙 개구에 기계 가공된 구형 표면(87)과 정합하는 환형 구형 베어링(86)을 지지한다. 실린더 블럭(88)은 펌프 피스톤(76)을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 펌프 실린더(90)를 구비한다. 펌프 피스톤 헤드(78)와 펌프 실린더 블럭(88)의 구면 베어링 장착부에 의하여, 펌프 실린더 블럭 회전축의 세차 운동(precessing motion)이 가능하게 된다.

도 1을 참조하면, 유압 모터 유닛(20)은 실질적으로 유압 펌프 유닛(18)과 동일한 방식으로 구성된다. 그러나, 전술된 바와 같이, 펌프 피스톤 캐리어(52)에 대응하는 환형 모터 피스톤 캐리어(56)는 볼트(59)에 의하여 하우징(12)에 고정된다. 참조부호 92로 지시되며 펌프 피스톤(76)의 개수와 대응하는 다수의 모터 피스톤 각각은 펌프 피스톤과 동일한 방식으로 모터 피스톤 캐리어(56)에 있는 탭 보어(99)에 나사 체결되는 포스트(98)의 견부형 자유 단부상에 지지되는 구면 베어링(96)과 부싱(97)상에 회전 자재로 장착된 피스톤 헤드(94)를 구비한다. 환형 구면 베어링(102)에 의하여 모터 피스톤 캐리어상에 모터 실린더 블럭(100)이 선회 자재로 장착된다. 펌프 실린더 블럭(88)의 경우와 같이, 모터 피스톤(92)을 각각 수납하기 위하여 모터 실린더 블럭(100)에는 모터 실린더(104)가 환형으로 배열 장착된다. 그러나, 모터 유닛(20)이 하우징(12), 모터 피스톤(92) 및 실린더 블럭(100)에 회전하지 않도록 장착되기 때문에, 포스트(98)에 대한 모터 피스톤 헤드(94)와 캐리어(56)에 대한 모터 실린더 블럭(100)의 구면 베어링 장착부는 모터 실린더 블럭 축선의 중립(세차 운동) 운동이 가능하게 한다.

요동판(22)은, 입력면(110)이 펌프 실린더 블럭(88)의 면(111)과 긴밀한 미끄럼 접촉 관계로 그리고 출력면(112)이 모터 실린더 블럭(100)의 면(113)과 긴밀한 미끄럼 접촉 관계로, 펌프 유닛(18)과 모터 유닛(20) 사이의 작동 위치에서 커플링(54)에 의하여 출력축(16)에 구동식으로 연결된다. 요동판(22)의 입력면과 출력면은 예각으로 배향되어 요동판의 형상을 웨지로 제공한다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 요동판의 입력면과 출력면 사이에서 포트(114)가 연장하며, 이 포트는 펌프 실린더 블럭(88)의 실린더(90)를 향하는 각각의 개구(115)와 모터 실린더 블럭(100)의 실린더(104)를 향하는 개구(116)와 연통하는바, 이 모든 것은 상기 PCT 출원에 보다 상세히 도시 및 기술되어 있다.

또한 도 3은 도 1에 관하여 전술된 커플링(54)에 의하여 제공된 출력축(16)에 대하여 요동판(22)을 피봇식으로 구동 연결된 상태를 도시한다. 요동판(22)의 축방향으로 두꺼운 림을 통해 횡방향으로 정렬된 횡방향 보어(120)가 드릴 가공되며 그리고 상기 보어는 부싱(121)과 나란하게 위치한다. 그리고 피봇 핀(67)이 부싱(121)과 아암(66)에 있는 구멍(122)을 통해 도 3에 도시된 위치[세트 스크류(123)에 의하여 고정되는 위치]까지 삽입된다. 본 발명의 특징에 따르면, 아암(66)의 반경방향 길이는 피봇 핀(67)의 횡방향 축선의 반경방향 옵셋이 펌프 피스톤(76)과 모터 피스톤(92)의 원형 배열의 반경[출력축의 축선(25)에 대한]과 거의 동일하게 되도록 설정된다. 이러한 특징에 의하면 트랜스미션(10)의 전체 길이가 감소되며 출력축의 축선(25)에 대한 요동판의 각도, 즉 전술된 바와 같은 전동비를 변경시키는데 필요한 축방향 힘을 감소시킬 수 있다.

도시되지 않았지만, 세차 운동 요동판(22), 펌프 실리던 블럭(88) 및 모터 실린더 블럭(100)의 편심 질량을 균형 잡기 위하여 환형 앤드피스(50, 60)로부터 재료가 선택적으로 제거되어, 상기 PCT 출원에서 상세히 기술된 개별 균형 링의 목적을 수행한다.

또한, 상기 PCT 출원에 기술된 바와 같이, 전동비(입력축 속도 대 출력축 속도)는 출력축의 축선(25)에 대하여 요동판(22)의 각방향을 조정하므로서 변경된다. 요동판의 입력면(110)이 출력축의 축선과 직교하면, 펌프 실린더 블럭(88)의 축선은 출력축의 축선과 일치한다. 따라서, 축선을 중심으로 펌프 실린더 블럭이 회전하면 축방향 운동 성분이 발생하지 않고, 따라서 펌프 유닛(18)에 의한 작동액의 급송 작동이 발생하지 않는다. 이것은 트랜스미션(10)의 중립 셋팅이다. 도 1에 도시된 요동판 각도에서, 요동판의 입력면(110)은 출력축의 축선과의 직각으로부터 반시계 방향으로 약간의 각도를 이루며, 따라서 펌프 실린더 블럭(88)의 축선은 출력축의 축선에 대하여 대응하는 약간의 각도로 세차 운동된다. 이 때, 펌프 실린더 블럭(88)의 회전은 축방향 운동 성분을 포함하며, 따라서 작동액은 펌프 유닛(18)에 의하여 급송된다. 도 1에 도시된 요동판 각도는 역방향으로 셋팅되고, 출력축(16)은 입력축에 대하여 반대(역) 방향으로 저속으로 회전한다.

요동판이 도 2에 도시된 요동판 각 위치를 향하여 중립 셋팅으로부터 시계방향으로 핀(67)상에서 선회이동하면, 회전 펌프 실린더 블럭(88)의 축선은 출력축의 축선에 대하여 각도가 증가하며, 펌프 유닛(18)의 유압 급송 작동도 증가한다. 따라서 전동비가 증가하고, 축력축은 입력축과 동일한 방향으로 증가하는 전진 속도로 구동된다. 요동판(22)의 출력면(112)이 출력축의 축선(25)과 직교하면, 모터 실린더 블럭(100)의 축선은 출력축 축선과 일치한다. 따라서, 모터 유닛(20)의 작동액 급송 작동이 존재하지 않는다. 펌프 유닛(18)과 요동판(22)은 펌프 실린더 블럭(88)과 요동판(22) 사이에서 상대 이동없이 유압적으로 고정된다. 이것은 트랜스미션(10)의 1:1 비율 셋팅이다. 도 2는 출력축의 축선(25)에 직교하는 방향을 지나는 시계방향으로 약간의 각도에 있는 요동판 출력면(112)을 도시한다. 이러한 요동판 각도에서, 오버드라이브 트랜스미션 셋팅이 얻어지며, 여기서 출력축(16)은 입력축 속도를 초과하는 전진 속도, 즉 오버드라이브 셋팅으로 구동된다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 요동판 각도의 비율 변경은 펌프 실린더 블럭과 모터 실리던 블럭 각각을 장착하는 구면 베어링(86, 102)의 축방향 부분을 변위시키므로서 발생되는 펌프 실린더 블럭(88)과 모터 실린더 블럭(100)상에 동등한 힘을 부과하므로서 달성된다. 이러한 목적을 위하여, 그리고 도 1 및 도 2에서 알수 있는 바와 같이, 구면 베어링(86, 102)은 미끄럼 축방향 이동하도록 각각의 펌프 피스톤 캐리어(52)와 모터 피스톤 캐리어(56)에 의하여 장착된다. 도 2에서 알수 있는 바와 같이, 펌프 피스톤 캐리어(52)와 구면 베어링(86)에는 축방향으로 대향하는 견부가 제공되며, 상기 견부는 펌프 피스톤 캐리어와 구면 베어링의 반경방향으로 대향하는 스커트 부분과 연합하여 환형 챔버(130)를 형성한다. 이와 유사하게 그리고 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 모터 피스톤 캐리어(56)와 구면 베어링(102)에 형성된 반경방향으로 대향하는 스커트와 축방향으로 대향하는 견부는 환형 챔버(132)를 형성한다. 도 1에서 챔버(132)의 체적은 최대 축방향 신장 상태이지만, 챔버(130)의 체적은 최대 축방향 수축 상태인 것을 알 수 있다. 따라서, 구면 베어링(86, 102)은 이것에 의하여 펌프(88)와 모터 실린더 블럭(100)이 지지되는 상태로 극단적인 좌측 축방향 위치로 연합하여 변위된다. 펌프와 모터 실린더 블럭이 좌측으로 축방향 변위되면, 요동판(22)은 도 1에 도시된 각도까지 피봇핀(67) 둘레를 반시계 방향으로 강제로 피봇 이동한다. 요동판(22)을 도 2에 도시된 요동판 각도로 시계방향으로 강제적으로 피봇 이동하기 위하여, 챔버(132)의 체적이 축방향으로 수축하면, 챔버(130)의 체적은 축방향으로 팽창하여 구면 베어링(86, 102)과 실린더 블럭(88, 100)을 후방으로 축방향 변위된다.

도 2를 참조하면, 챔버(130)에 유압을 설정하기 위하여 출력축(16)상에는 환형 앤드피스(50)의 반경방향 면(135)에 대항하여 환형 입력 포트플레이트(134)가 고정된다. 따라서, 출력축과 입력 포트플레이트(134)가 일체로 회전한다. 입력축(14)에 의하여 구동되는 펌프 피스톤 캐리어가 출력축(16)에 고정된 입력 포트플레이트에 대하여 회전하면, 펌프 피스톤 캐리어(52)의 반경방향 플랜지 부분(136)이 포트플레이트(134)의 우측 반경방향 면에 대항하여 지지한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 포트플레이트(134)에는 직경방향으로 대향하는 관계로 한 쌍의 원주방향으로 신장된 신장형(kidney-shaped) 포트(138, 140)가 제공된다. 펌프 피스톤 장착 포스트(79)는 관통구(142)를 형성하도록 축방향으로 드릴 가공되어, 입력 포트플레이트(134)에 있는 펌프 실린더(90)와 포트(138, 140) 사이를 유체가 유동한다. 따라서, 펌프 실린더에 있는 작동액은 펌프 피스톤 장착 포스트에 있는 관통구(142)를 통하여 유동하여 입력 포트플레이트(134)의 포트(138, 140)를 충전한다. 이러한 포트(138, 140)에 있는 작동액은 입력축(14)에 의하여 펌프 유닛(18)이 작동되면 펌프 실린더(90)에서의 유압에 따라 가압된다. 펌프 피스톤(76)과 펌프 실린더(90)가 웨지형 요동판(22)의 가장 얇은 지점에서 직경방향으로 대향하는 가장 두꺼운 지점까지 회전하면, 연결된 펌프 실린더의 체적은 점진적으로 감소하며, 따라서 이러한 펌프 실린더에 있는 작동액은 가압된다. 이것은 유압 펌프 유닛(18)의 높은 압력 또는 급송측으로 간주된다.

펌프 피스톤과 펌프 실린더가 요동판(22)의 가장 얇은 지점에서 가장 두꺼운 지점까지 회전하면, 관련 펌프 실린더(90)의 체적은 점진적으로 팽창한다. 이것은 유압 펌프 유닛(18)의 낮은 압력 또는 흡입측으로 간주된다. 포트(138, 140)가 피스톤 장착 포스트(79)에 있는 관통구(142)를 통하여 펌프 실린더(90)에 있는 작동액과 유체 연통하기 때문에, 이러한 포트중 어느 하나에 있는 작동액은 급송측에 포함된 펌프 실린더에 있는 작동액의 평균 유압에 실질적으로 대응하는 높은 압력으로 가압되며, 이러한 포트중 다른 포트에 있는 작동액은 유압 펌프 유닛(18)의 흡입 또는 저압측에 포함된 펌프 실린더에 있는 작동액의 평균 유압을 취한다.

도 5를 참조하면, 출력축(16)의 환형 앤드피스(50)에는 한 쌍의 대향하는 횡 방향 보어(146)가 반대 방향으로부터 드릴 가공된다. 보어(146)의 내부 종단부 사이의 환형 앤드피스(50)를 관통하는 소경 보어(147)가 드릴 가공된다. 앤드피스(50)에는 반경방향으로 종방향 구멍(148)이 드릴 가공되어, 포트플레이트(134)의 포트(138)와 보어(146)중 하나 사이에 유체 연통을 제공하며, 앤드피스에는 반경방향 지점에서 종방향 보어(149)가 드릴 가공되어 포트(140)와 다른 포트(146) 사이에 유체 연통을 제공한다. 보어(146)의 외측 단부는 플러그(비도시)에 의하여 밀봉되는 것을 알 수 있다. 보어(147)와 보어(146)가 상호 연결되는 교차 지점에서 출력축 앤드피스(50)에 제 3 종방향 보어(150)가 드릴 가공된다. 도 2 및 도 4 에서 알 수 있는 바와 같이, 보어(150)는 포트플레이트(134)를 통하여 축방향 구멍(152)과 종방향으로 정합하며, 상기 구멍의 우측 단부는 포트플레이트의 지지면(154)에 기계 가공된 환형 캐비티(153)로 개방된다. 이러한 환형 캐비티(153)는 포트플레이트(134)의 지지면(154)과 미끄럼 결합하는 관계로 펌프 실린더 캐리어(52)의 반경방향 면에 의하여 밀폐된다. 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 환형 캐비티(153)와 환형 챔버(130) 사이에 유체 연통을 제공하기 위하여 펌프 피스톤 캐리어(52)에는 종방향 구멍(156)이 관통하도록 드릴 가공된다.

도 5를 참조하면, 앤드피스 보어(146)에 작동식으로 위치하는 셔틀 밸브(160)는 보어(147)를 통과하여 연장하는 견부 핀(164)에 의하여 적절히 이격된 관계로 상호 연결된 한 쌍의 밸브판(162)을 구비한다. 보어(146)를 갖는 보어(147)와 연합하여 발생된 견부는 밸브판(162)에 대하여 밸브 시트(165)를 제공한다.

작동시에, 셔틀 밸브(160)는 유압 펌프 유닛의 저압측이 챔버(130)와 연속적으로 유동 연통하는 관계를 보장한다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 포트플레이트(134)의 포트(138)는 고압측이 되고, 따라서 셔틀 밸브(160)는 포트(138)에 높은 유압과 챔버(130)를 밀폐하도록 도시된 위치를 취한다. 챔버(130)는 보어(149), 보어(146), 보어(147, 150), 환형 캐비티(153) 및 구멍(156)을 경유하여 낮은 유압 포트(140)와 유체 연통한다. 환형 캐비티(153)는 그것의 상대적 각 위치와 무관하게 포트플레이트 구멍(152)과 피스톤 캐리어 구멍(156)간의 연속적인 유동 연통을 보장하는 것을 알 수 있다. 가속과 감소시에 토크 역전에 기인하여 때대로 포트(138)는 저압측이 되고 포트(140)는 고압측이 되는 것을 알 수 있다. 그리고 셔틀 밸브(160)는 도 5에서 좌측으로 변위하여 챔버(130)로부터 포트(140)를 밀폐하고 또한 포트(138)를 상기 챔버와 유체 연통하도록 위치시킨다. 또한, 계류 중인 특허 출원 제 08/333,688 호에 기술된 바와 같이, 포트(138, 140)에서의 작동 액의 유압은 트랜스미션(10)에서 발생되고 또한 포트플레이트(134)와 펌프 피스톤 캐리어(52) 사이의 미끄럼 경계면에서 나타나는 축방향 트러스트 하중을 평형시키기 위하여 유체정역학적 베어링 효과를 제공하는 사실에 주목하여야 한다.

전술된 바와 같이, 도 1 및 도 2에 도시된 트랜스미션(10)의 출력 단부를 고려하면, 환형 매니폴드 블럭(58)은 모터 피스톤 캐리어(56)의 반경방향 플랜지(170)와 출력 앤드피스(60) 사이의 축방향 위치에서 출력축(16)을 에워싼다. 앤드피스(60)의 반경방향 면(171)은 적소에서 고정되는 출력 포트플레이트(172)를 수납하도록 오목하게 형성되어 있다. 따라서, 출력 포트플레이트(172)는 출력축(16)과 회전하지만, 전술된 바와 같이 매니폴드 블럭(58)은 볼트(59)에 의하여 하우징(12)에 고정된다.

매니폴드 블럭(58)은 외주면에 기계 가공된 환형 캐비티(182)와 중앙 개구(185)의 표면에 기계 가공된 환형 캐비티(184)를 갖는 원통형 코어(180)를 갖는다. 코어(180)의 원주면 둘레에는 외부 슬리브(186)가 억지 끼워맞춤되어 외부 캐비티(182)에 대하여 반경방향 밀봉부를 제공하며; 코어의 중앙 개구(185)에는 내부 슬리브(188)가 억지 끼워맞춤되어 내부 캐비티(184)에 대한 반경방향 밀봉부로서 작용한다. 외부 슬리브(186)에는 다수의 볼트 구멍(189)이 드릴 가공되어, 모터 피스톤 캐리어(56)와 매니폴드 블럭(58)을 하우징에 고정하는 볼트(59)를 수납한다. 매니폴드 코어(180)의 좌측면은 모터 환형으로 배열된 모터 피스톤(92)과 각각축 방향으로 정렬관계로 그리고 모터 피스톤 장착 포스트(98)에 있는 축방향 보어(192)와 각각 유체 연통하는 관계에 있는 환형으로 배열된 원형 리세스(190)를 제공하도록 기계 가공된다. 도시된 실시예에서, 유압 모터 유닛(20)은 펌프 피스톤(76)의 개수와 동일한 10개의 모터 피스톤(92)을 구비하며, 따라서 매니폴드 코어(180)에는 10개의 리세스(190)가 제공된다. 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 리세스(190)로부터 매니폴드 블럭(58)(도 2)의 우측 반경방향 지지면(196)까지 매니폴드 코어(180)를 관통하여 축방향 구멍(194)이 드릴 가공되어 있다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지면(196)으로부터 드릴 가공된 한 쌍의 측면에 접하는 축방향 구멍(198, 199)이 각각의 구멍(194)과 반경방향으로 정렬되어 외부 환형 캐비티(182)와 내부 환형 캐비티(184)와 연통한다.

도 6을 참조하면, 인접한 쌍의 리세스(190) 사이의 각 위치에서 매니폴드 블럭(58)의 좌측 반경방향 면(203)에 반경방향으로 신장된 홈(202)이 절단 형성되어 있다. 홈(202)의 내측단부는 모터 피스톤 캐리어(56)를 관통하여 드릴 가공된 축 방향 구멍(56)과 연통하여 모터 피스톤 캐리어와 구면 베어링(102)(도 1)에 의하여 형성된 환형 챔버(132)와 연통한다. 홈(202)의 외측 단부는 외부 슬리브(186)를 통하여 도 10의 유압 회로로 연결된 하우징(12)의 포트(208)까지 드릴 가공된 축방향 구멍(206)과 연통한다.

도 2 및 도 6을 함께 참조하면, 제 2 반경방향 홈(210)이 매니폴드 블럭(58)의 좌측 반경방향 면으로 절결 형성되어 내부 환형 캐비티(184)로 드릴 가공된 축 방향 구멍(212)과 연통하는 내측단부와 외부 슬리브(186)를 관통하여 드릴 가공된축방향 보어(214)와 연통하는 외측 단부로부터 제 2 하우징 포트(216)까지 또다른 인접한 쌍의 리세스(190) 사이에서 연장한다. 마지막으로, 도 8의 부분 단면도에서 알 수 있는 바와 같이, 외부 슬리브(186)에는 개구(218)가 기계 가공되어, 하우징 포트(208, 216)로부터 일정하게 이격된 외부 환형 캐비티(182)와 제 3 하우징 포트(220) 사이를 연통시킨다.

도 9와 관련하여 도 1을 참조하면, 입력 포트플레이트(134)와 유사한 방식으로, 출력 포트플레이트(172)에는 한 쌍의 원주방향으로 신장된 신장형 포트(222, 224)가 제공된다. 그러나 외부 포트플레이트(172)의 경우에서, 포트(222, 224)는 반경방향 옵셋 관계로 위치하는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 반경방향 외부 포트(224)는 외부 환형 캐비티(182)로의 매니폴드 관통 구멍(194)과 구멍(198) 사이에 유체 연통을 제공하며, 반경방향 내부 포트(222)는 내부 환형 캐비티(184)로의 매니폴드 관통 구멍(194)과 구멍(199) 사이에 유체 연통을 제공한다.

요동판(22)과 출력 포트플레이트(172)가 고정 모터 유닛(20)에 대하여 일체로 회전하기 때문에, 포트플레이트(172)는 유압 모터 유닛(20)의 급송측(고압측)에서 체적 수축을 행하는 모터 실린더(104)와 환형 캐비티(184)[구멍(199)을 거쳐 캐비티(184), 매니폴드 관통 구멍(194) 그리고 펌프 피스톤 포스트 보어(192)까지] 사이를 연속적으로 유체 연통시킨다. 이와 유사하게, 출력 포트플레이트(172)는 유압 모터 유닛(20)의 흡입측(저압측)에서 체적 팽창을 행하는 모터 실린더(104)와 환형 캐비티(182)[구멍(198)을 거쳐 캐비티(182), 매니폴드 관통 구멍(194) 그리고포스트 보어(192)까지] 사이를 연속적으로 유체 연통시킨다. 따라서, 환형 캐비티(184)에서의 작동액은 급송측(고압측)에서 회전하는 모터 실린더의 평균 유압에 대응하는 높은 유압을 취하며 그리고 환형 캐비티(182)의 작동액은 유압 모터 유닛(20)의 흡입측(저압측)에서 회전하는 모터 실린더의 평균 유압에 대응하는 낮은 유압을 취한다. 전술된 바와 같이, 캐비티(184)에서의 고압 작동액은 하우징 포트(216)(도 2)와 연통하며, 캐비티(182)에서의 저압 작동액은 포트(220)(도 8)와 연통한다.

입력 포트플레이트(134)의 경우에서와 같이, 출력 포트플레이트(172)의 구멍(212) 및 보어(214)에서의 유압은 회전 출력 포트플레이트와 매니폴드 블럭(58)의 경계면에 유체정역학적 지지 효과를 제공하여 트랜스미션(10)의 출력 단부의 축방향 트러스트 하중을 평형화시키는 것에 주목하여야 한다. 트랜스미션(10)의 작동에 관한 상세한 설명은 상기 PCT 출원을 참조할 수 있기 때문에, 작동 설명은 간략성을 위하여 본원에서 간략히 요약하기로 한다. 토크가 원동기에 의하여 입력축(14)에 인가되면, 배출 펌프(42)는 링 기어(74)를 경유하여 펌프 유닛(18)을 따라 구동되어 보급 유체를 하우징 포트(220)와 전술된 내부 유체 통로를 경유하여 펌프와 모터 실린더(90, 104)에 주입된다. 요동판 입력면(110)(도 1)의 각 위치가 출력축 축선(25)과 거의 직교하면, 펌프 실린더 블럭(88)은 축방향 운동 성분이 없이 환형 통로에서 회전하여, 작동액이 급송되지 않는다. 이것은 전술된 바와 같이 전동비의 중립 셋팅이다.

토크가 출력축(16)에 연결된 부하에 전달될 필요가 있으면, 요동판(22)은 구면 베어링(86, 102)의 축방향 위치를 우측으로 변위시키므로서 시계 방향으로 선회 이동하고, 요동판의 회전축은 신규의 셋팅으로 세차 운동한다. 출력축의 축선(25)에 대하여 비스듬한 각도에 있는 요동판(22)의 입력면(110)에 의하여, 펌프 실린더 블럭(88)은 세차 운동된 축선의 일정한 옵셋 형태의 출력축 축선(25) 둘레를 회전한다. 또한 모터 실린더 블럭(100)의 회전축이 요동판 출력면(112)에 의하여 설정된 신규의 셋팅으로 세차 운동하는 것에 주목하여야 한다. 따라서 펌프 실린더(90)는 펌프 피스톤(76)에 대하여 축방향으로 왕복 이동하여, 펌프 실린더에 있는 작동액을 가압하고 또한 펌프 실린더 개구(115), 신장형 포트(114)(도 3) 및 모터 실린더 개구(116)를 거쳐 가압 유체를 급송한다. 펌프 실린더 블럭(88)의 회전면에 의하여 요동판(22)의 입력면(110)상에 부과된 토크는 요동판을 거쳐 입력축(16)에 전달된 입력 토크의 기계적 성분을 구성한다. 기계적 토크 성분은 요동판의 입력면(110)이 출력축 축선(25)과 직교하면 거의 제로가 되고 또한 요동판의 출력면(112)이 축선(25)과 직교하면 100%의 출력 토크까지 점진적으로 증가한다. 그 이유는 요동판의 출력면이 출력축의 축선과 직교하는 상태에서 모터 실린더(104)에서 모터 피스톤(92)의 급송 작동이 존재하지 않고 따라서 모터 유닛(20)으로부터 유체가 배출되지 않기 때문이다. 따라서, 펌프 유닛(18)과 요동판(22)은 회전 펌프 실린더 블럭(88)과 요동판(22) 사이에 상대 이동이 없이 유압적으로 고정된다. 그러므로, 전동비가 1:1에서 입력축(14)으로부터 출력축(16)까지 토크가 직접 기계적으로 전달된다.

요동판(22)의 중간 각도에서, 펌프 유닛(18)에 의하여 가압된 작동액은 펌프실린더 개구(115), 요동판에 있는 신장형 포트(114) 및 모터 실린더 개구(116)를 통과하여 모터 실린더 블럭(100)의 모터 실린더(104)에 있는 작동액을 가압한다. 모터 실린더(104)에서 가압된 작동액은 모터 실린더 블럭(100)의 내부의 축방향을 향하는 표면을 향하여 축방향 힘을 부과하고, 그리고 요동판(22)의 외부면(112)상에 부과된다. 요동판(22)상에 모터 실린더 블럭(100)에 의하여 부과된 축방향 힘 곱하기 출력축 축선에 대한 요동판의 각도의 탄젠트와 거의 동일한 토크 성분이 요동판에 부과된다.

요동판(22)에 부과된 토크의 제 3 성분은 순수 유체정역학적 성분으로서, 전술된 바와 같은 영역이 다른 포트(114)(도 3)의 원주방향으로 대향된 단부면상에 부과되는 유압에 의하여 발생된 힘의 차이의 함수이다. 제 3 토크 성분은 중립과 1:1 사이의 중간 전동비에서 트랜스미션(10)을 통해 전달되는 토크의 약 85%를 이룬다.

중립 이외의 전동비에서, 펌프 실린더(90)가 요동판(22)의 가장 얇은 지점에서 가장 두꺼운 지점으로 상향 방향으로 회전하는 동안, 이러한 실린더에 있는 작동액은 가압된다. 따라서, 이것은 전술된 바와 같이 요동판의 급송측 또는 고압측이다. 그리고 요동판의 직경방향으로 대향하는 측면상에서 펌프 실린더(90)는 요동판의 가장 두꺼운 지점에서 가장 얇은 지점으로 하향 방향으로 회전한다. 이것은 작동액이 모터 실린더(104)로부터 펌프 실린더(90)까지 다시 전달되는 동안 요동판(22)의 흡입측 또는 저압측이다.

도 10의 유압 회로를 다시 참조하면, 작동액은 배출 펌프(42)에 의하여섬프(44)로부터 필터(230)와 유체 라인(232)을 통하여 하우징 포트(220)까지 급송되어 유체 펌프 유닛(18)과 모터 유닛(20)에 저압 보급 유체를 주입한다. 배출 펌프 출력부에 의하여 필터(230)로부터 유체 라인(236)과 차아징 밸브(238)를 통해 에너지 저장 축압기(234)가 충전된다. 이러한 차아징 밸브는 축압기의 압력이 펌프 출력 압력을 초과하는 경우 이외에는 작동액이 축압기(234)로 급송되도록 개방하는 역지 밸브(240)를 구비한다. 이러한 경우에, 조절가능한 압력 릴리프 밸브(242)가 개방되고 라인(236)에서의 작동액은 제 2 압력 릴리프 밸브(246)와 냉각부(248)를 통해 섬프(44)로 다시 인입되는 귀한 유체 라인(244)까지 전달된다. 압력 릴리프 밸브(246)는 유체 라인(236)에서의 압력을 감소시키는 작동을 하므로서, 배출 펌프(42)가 저압에서 작동하며 그리고 유체 라인(232)을 경유하여 내부 윤활 통로(비도시)를 급송한다.

축압기(234)는 에너지를 저장하므로서, 적절한 유압이 배출 펌프(42)의 출력에서 적절한 작동액 압력이 없는 상태에서 전동비를 변경시킬 수 있다. 따라서, 축압기(234)는 유체 라인(250)과 역지 밸브(252)를 통하여 포트(220)에 연결된다. 유압은 원동기에 의하여 입력축(14)에 입력 토크가 인가되는 것이 중단되는 경우에 전동비를 변경시킬 수 있다. 트랜스미션 보호 장치로서, 상기 PCT 출원에 개시된 방식으로 요동판의 고압측과 저압측 사이에 압력 릴리프 밸브(254)가 제공되어 요동판 고압측과 저압측간의 차압이 설계 한계치를 초과하는 것을 방지한다. 도시되지 않았지만, 트랜스미션 유압 회로는 또한 계류중인 미국 특허 출원 제 08/333,688 호에 개시된 방식으로 입력축 및/또는 출력축을 구동시키기 위하여 후속 복원을 위하여 고압 에너지 저장을 위한 축압기를 구비하는 것을 알 수 있다.

도 10의 참조부호 86 및 130은 각각 도 1 및 도 2의 동일한 참조부호가 지시된 구면 베어링과 환형 챔버를 나타낸다. 이와 유사하게, 참조부호 102 및 132는 도 1 및 도 2의 동일한 참조부호가 지시된 구면 베어링과 환형 챔버를 나타낸다. 도 10의 라인(260)은 펌프 유닛(18)의 저압측에 대한 챔버(130)의 유체 접속부를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 비율 변경 제어 밸브(262)는 전술된 바와 같이 라인(266)으로 지시된 환형 챔버(132)와 유체 접속된 하우징 포트(208)에 유체 라인(264)에 의하여 접속된 출력부를 구비한다. 제어 밸브(262)는 냉각부(248)를 통하여 섬프(44)로 다시 인입되는 귀환 유체 라인(268)을 하나의 입력부로서 구비하며 그리고 이것은 대기압 상태에 있다. 제 2 제어 밸브 입력부는 유체 라인(270)을 경유하여 하우징 포트(220)로부터의 저압 유체 입력부이며, 제 3 입력부는 유체 라인(272)을 경유하여 하우징 포트(216)로부터의 고압 유체 입력부이다.

전동비를 증가(요동판을 시계 방향으로 피봇시킨다)시키는 것이 요구되면, 제어 밸브(262)는 점선 화살표 262c로 지시된 바와 같이 유체 라인(268)을 경유하여 챔버(132)를 대기압으로 배기하도록 위치하게 된다. 그 결과, 챔버(130) 내부의 유압은 챔버(132) 내부의 유압을 초과한다. 챔버(132)의 체적이 수축하면 챔버(130)의 체적은 팽창하고, 구면 베어링은 측방향 우측으로 변위하여 요동판을 시계 방향으로 피봇시킨다. 다시 소정의 높은 전동비가 얻어지면, 제어 밸브는 챔버를 하우징 포트(220)와 유체 연통하도록 재위치되어, 높은 전동비를 설정하도록 챔버(130, 132) 내부의 유압 평형이 재설정된다.

작동시에, 소정의 전동비(요동판 각도)를 설정하기 위하여, 제어 밸브(262)는 저압 하우징 포트(220)가 실선 화살표 262a로 지시된 바와 같이 챔버(132)와 유체 연통하는 상태로 도 10에 도시된 위치에 있게 된다. 하우징 포트(220)에서의 낮은 유압이 펌프 유닛(18)의 저압측의 유압과 거의 동일하여 챔버(130) 내부의 유체가 가압되기 때문에, 두 챔버 내부의 유압은 동일하다. 따라서, 구면 베어링의 축방향 위치는 특정 요동판 각도를 견실히 유지하도록 고정되는 것에 주목하여야 한다. 구면 베어링(86, 102)상의 축방향 힘은 마주보는 방향이므로, 펌프 실린더 블럭(88)과 모터 실린더 블럭(100)의 면이 요동판(22)의 내부면(110)과 출력면(112)에 대항하여 적절히 가압된다.

전동비를 감소[요동판(22)을 반시계 방향으로 피봇시킴]시키는 것이 요구되면, 제어 밸브(262)는 챔버(132)를 점선 화살표 262b로 지시된 바와 같이 고압 하우징 포트(216)와 유체 연통시키도록 위치하게 된다. 챔버(132) 내부의 유압은 챔버(130) 내부의 유압을 신속히 초과하고 또한 챔버(130) 내부의 유압은 챔버(130) 내부의 체적이 수축할 때 팽창한다. 구면 베어링(86, 102)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 반시계 방향으로 요동판(22)을 피봇시키도록 좌측으로 변위된다. 소정의 요동판 각도가 얻어지면(낮은 전동비); 제어 밸브(262)는 챔버(132)를 저압 하우징 포트(220)와 유체 연통시키도록 위치되며(실선 화살표 위치 262a), 그리고 챔버(130, 132)에서의 유압 균형이 재설정되어 좌측으로 변위된 구면 베어링의 축 방향 위치가 유지되고 또한 낮은 전동비가 설정된다.

전동비를 증가(요동판을 시계 방향으로 피봇시킴)시키는 것이 요구되면, 제어 밸브(262)는 점선 화살표 262c로 지시된 바와 같이 유체 라인(268)을 경유하여 챔버(132)를 대기압으로 배기시키도록 위치한다. 그 결과, 챔버(130) 내부의 유압은 챔버(132) 내부의 유압을 초과한다. 챔버(132)의 체적이 수축하면 챔버(132)의 체적은 증가하고, 구면 베어링은 축방향 우측으로 변위되어 요동판(22)을 시계 방향으로 피봇시킨다. 다시, 소정의 높은 전동비가 얻어지면, 제어 밸브는 챔버를 하우징 포트(220)와 유체 연통시키도록 재위치되어 챔버(130, 132) 내부의 유압 균형을 재설정하여 높은 전동비를 설정한다.

당업자에게는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 본 발명의 장치에 있어서 다양한 수정이나 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 따라서 본 발명은 그 수정과 변경이 청구범위 및 균등물의 사상에 포함된다면 그것을 포함한다고 할 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명은 크기가 소형이고, 부품수가 감소되며 그리고 제조비가 저렴한 상기 PCT 출원에 개시된 타입의 무한 가변 유체정역학적 트랜스미션을 제공하는 것을 알 수 있다. 비율 제어기 구조에 구면 베어링을 설치하므로서 요동판 각도를 변경시키는데 있어서 매우 높은 효율과 적절한 어프로치를 제공한다.

Claims (20)

1. 연속 가변 유체정역학적 트랜스미션에 있어서,

   하우징;

   원동기로부터 토크를 수취하도록 상기 하우징에 저널지지되어 있는 입력축;

   상기 입력축에 의하여 구동되고 또한 환형으로 배열된 펌프 피스톤이 장착되어 있는 제 1 캐리어와, 상기 펌프 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 펌프 실린더가 제공된 제 1 실린더 블럭을 구비하는 펌프 유닛;

   상기 하우징에 고정되고 또한 환형으로 배열된 모터 피스톤이 장착되어 있는 제 2 캐리어와, 상기 모터 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 모터 실린더가 제공된 제 2 실린더 블럭을 구비하는 모터 유닛;

   상기 하우징에 저널지지되며 그리고 부하에 대한 구동 접속부인 출력축;

   상기 출력축을 에워싸며, 서로에 대하여 예각으로 배열된 제 1 실린더 블럭에 직면하는 입력면과 제 2 실린더 블럭에 직면하는 출력면을 가지며, 펌프 실린더와 모터 실린더 사이에서 제 1 및 제 2 실린더 블럭에 있는 개구를 통하여 급송된 유체 유동을 수용하는 슬롯을 구비하는 환형 요동판;

   상기 요동판을 토크 결합 관계로 출력축에 피봇식으로 결합하는 커넥터; 및

   상기 입력축과 출력축 사이의 속도비에 따라 출력축의 축선에 대하여 요동판의 각도를 조정식으로 설정하기 위하여 제 1 및 제 2 실린더 블럭상에 조정 축방향 힘을 선택적으로 부과하는 비율 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 펌프 유닛은 제 1 캐리어에 대하여 제 1 실린더 블럭을 장착하는 제 1 구면 베어링을 더 구비하며, 상기 모터 유닛은 제 2 캐리어에 대하여 제 2 실린더 블럭을 장착하는 제 2 구면 베어링을 더 구비하고, 상기 비율 제어기는 출력축에 대하여 제 1 및 제 2 구면 베어링의 축방향 위치를 조정가능하게 설정하여 제 1 및 제 2 실린더 블럭상에 조정 힘을 부과하기 위하여 유압을 부과하도록 제 1 및 제 2 구면 베어링과 연통하는 유체 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 커넥터는 출력축상에 고정된 허브와, 상기 허브로부터 반경방향으로 연장되며 그리고 요동판에 피봇식으로 연결된 자유 단부를 갖는 아암을 구비하는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 커넥터는 출력축의 축선과 횡방향으로 배향되며 그리고 아암의 자유 단부와 요동판을 피봇식을 상호 연결하는 핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 핀은 요동판의 입력면과 출력면 사이의 일정 위치에서 출력축의 축선과 직교하도록 배향되어 있는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 핀의 위치는 환형으로 배열된 펌프 실린더와 모터 실린더중 적어도 하나의 위치와 정합하는 반경과 대략 동일한 거리만큼 출력축의 축선으로부터 옵셋되어 있는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 구면 베어링은 상대적 미끄럼 축방향 이동을 위하여 제 1 캐리어에 의하여 장착되고,

   상기 제 1 구면 베어링과 제 1 캐리어는 제 1 구면 베어링의 축방향 위치에 의하여 결정된 체적을 갖는 제 1 환형 챔버를 한정하도록 형성되며,

   제 2 구면 베어링은 상대적 미끄럼 축방향 이동하도록 제 2 캐리어상에 장착되고,

   상기 제 2 구면 베어링과 제 2 캐리어는 제 2 구면 베어링의 축방향 위치에 의하여 결정된 체적을 갖는 제 2 환형 챔버를 한정하도록 형성되며,

   상기 비율 제어기는 그 체적을 변경하여 제 1 및 제 2 실린더 블럭상에 부과되는 조정 축방향 힘에 부수하여 제 1 및 제 2 구면 베어링의 축방향 위치를 조정하기 위하여 제 1 및 제 2 챔버에서의 상대적 유압을 제어하는 작동을 하는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 비율 제어기는 제 1 챔버 내부의 유압을 제어 유압으로 유지하기 위하여 펌프 유닛의 저압측에 제 1 챔버를 연속적으로 연결하는 제 1 유체 회로; 모터 유닛의 저압측과 연속적으로 연통하는 제 2 유체 회로; 상기 모터 유닛의 고압측과 연속적으로 연통하는 제 3 유체 회로; 상기 제 2 챔버와 연결된 제 4 유체 회로; 및 제어 밸브를 구비하며,

   상기 제어 밸브는 제 1 챔버 내부의 제어 유압을 평형화하는 제 2 챔버 내부의 유압을 발생시켜, 제 1 및 제 2 구면 베어링의 축방향 위치를 유지하기 위하여 제 2 유체 회로에 제 4 유체 회로를 연결하도록 작동하고, 상기 제 1 및 제 2 구면 베어링의 축방향 위치를 제 1 방향으로 변위시키기 위하여, 제 1 챔버 내부의 제어 유압보다 높은 제 2 챔버 내부의 유압을 발생시켜, 제 1 챔버의 체적이 수축하면서 제 2 챔버의 체적이 팽창하도록 제 3 유체 회로에 제 4 유체 회로를 연결하도록 작동하고, 상기 제 1 및 제 2 구면 베어링을 제 1 방향과 대향하는 제 2 방향으로 축 방향으로 변위시키기 위하여, 제 1 챔버의 체적이 팽창하면서 제 2 챔버의 체적이 수축하도록 제어 유압보다 낮은 저압으로 상기 제 4 유체 회로를 배기시키는 작동을 하는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 펌프 유닛이 펌프 피스톤을 제 1 캐리어에 장착하는 제 1 포스트를 구비하며, 상기 제 1 포스트는 펌프 유닛과 제 1 챔버의 저압측에서 펌프 실린더 사이를 유체 연통시키기 위하여 제 1 유체 회로에 제공된 보어를 구비하는 것을 특징으로 하는

   연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 모터 유닛은 모터 피스톤을 제 2 캐리어에 장착하는 제 2 포스트를 구비하며, 상기 제 2 포스트는 모터 유닛과 제어 밸브의 저압측 및 고압측에서 모터 실린더 사이를 각각 유체 연통시키기 위하여 제 2 및 제 3 유체 회로에 제공된 다수의 개별 제 2 포스트 보어를 갖는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 1 유체 회로는, 입력축과 제 1 캐리어의 반경방향 플랜지 부분 사이에 위치하고, 상기 입력축에 고정되며 그리고 상기 펌프 유닛의 저압측에서 제 1 포스트 보어와 유체 연통하는 제 1 포트와 펌프 유닛의 고압측에서 제 1 포스트 보어와 유체 연통하는 제 2 포트를 구비하는 제 1 포트플레이트; 상기 제 1 및 제 2 포트 사이의 유체 접속부에 제공되며 그리고 펌프 유닛의 저압측과 유체 연통하는 제 1 챔버를 연속적으로 연결하는 셔틀 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 모터 유닛은 모터 피스톤을 제 2 캐리어에 장착하는 제 2 포스트를 구비하며, 상기 제 2 포스트는 모터 유닛과 제어 밸브의 저압측 및 고압측에서 모터 실린더 사이를 각각 유체 연통시키기 위하여 제 2 및 제 3 유체 회로에 제공된 다수의 개별 제 2 포스트 보어를 갖는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 제 2 캐리어 및 출력축의 반경방향 플랜지 부분 사이에 위치하며, 상기 하우징에 고정되고 또한 제 2 포스트 보어와 각각 유체 연통하는 다수의 축방향 관통구멍, 제 1 환형 캐비티 및 제 2 환형 캐비티를 갖는 환형 매니폴드 블럭;

    상기 매니폴드 블럭과 출력축 플랜지 부분 사이에 위치하고, 상기 출력축 플랜지 부분에 고정되며 그리고 상기 모터 유닛과 제 1 캐비티의 저압측에서 모터 실린더 사이를 유체 연통시키는 제 2 유체 회로에 제공된 제 1 포트와 상기 모터 유닛과 제 2 캐비티의 고압측에서 모터 실린더 사이를 유체 연통시키는 제 3 유체 회로에 제공된 제 2 포트를 구비하는 제 2 포트플레이트;

    상기 제 1 캐비티와 유체 연통하며 상기 제어 밸브에 연결된 제 1 하우징 포트;

    상기 제 2 캐비티와 유체 연통하며 상기 제어 밸브에 연결된 제 2 하우징 포트; 및

    상기 매니폴드 블럭에 있는 제 1 반경방향 표면 홈과 제 2 캐리어에 있는 축 방향 구멍을 통하여 제 2 챔버와 유체 연통하며 그리고 제어 밸브에 연결된 제 3 하우징 포트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
14. 제 13 항에 있어서,

    제 2 캐비티는 상기 매니폴드 블럭의 반경방향 내부에 제공되며, 상기 제 2 하우징 포트와 제 2 캐비티 사이의 유체 연통은 매니폴드 블럭에 있는 제 2 반경방향 표면 홈에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
15. 연속 가변 유체정역학적 트랜스미션에 있어서,

    하우징;

    원동기로부터 토크를 수취하도록 상기 하우징에 저널지지되어 있는 입력축;

    상기 입력축에 의하여 구동되고 또한 환형으로 배열된 펌프 피스톤이 장착되어 있는 제 1 캐리어와, 상기 펌프 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 펌프 실린더가 제공된 제 1 실린더 블럭을 구비하는 펌프 유닛;

    상기 하우징에 고정되고 또한 환형으로 배열된 모터 피스톤이 장착되어 있는 제 2 캐리어와, 상기 모터 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 모터 실린더가 제공된 제 2 실린더 블럭을 구비하는 모터 유닛;

    상기 하우징에 저널지지되며 그리고 부하에 대한 구동 접속부인 출력축;

    상기 출력축을 에워싸며, 서로에 대하여 예각으로 배열된 제 1 실린더 블럭에 직면하는 입력면과 제 2 실린더 블럭에 직면하는 출력면을 가지며, 펌프 실린더와 모터 실린더 사이에서 제 1 및 제 2 실린더 블럭에 있는 개구를 통하여 급송된 유체 유동을 수용하는 슬롯을 구비하는 환형 요동판;

    상기 요동판을 토크 결합 관계로 출력축에 피봇식으로 결합하는 커넥터;

    상기 입력축과 출력축 사이의 소정의 속도비에 따라 출력축의 축선에 대하여 요동판의 각도를 조정식으로 설정하기 위한 비율 제어기; 및

    상기 제 2 캐리어와 출력축의 반경방향 플랜지 부분 사이에서 병렬 관계로 위치하는 환형 매니폴드 블럭과 환형 포트플레이트를 포함하며,

    상기 매니폴드 블럭은 하우징에 고정되며, 상기 포트플레이트는 출력축에 고정되고 또한 제 1 및 제 2 포트를 구비하고,

    상기 매니폴드 블럭은, 펌프 피스톤을 장착하는 포스트에 있는 구멍과 제 1 및 제 2 포트플레이트 슬롯을 통하여 모터 실린더와 각각 유체 연통하는 축방향 관통 구멍과, 상기 제 1 포트플레이트 슬롯과 모터 유닛의 저압측에 있는 모터 실린더의 슬롯과 유체 연통하는 제 1 환형 캐비티와, 상기 제 2 포트플레이트 슬롯과 모터 유닛의 고압측에 있는 모터 실린더의 슬롯과 유체 연통하는 제 2 환형 캐비티를 구비하며,

    상기 제 1 및 제 2 캐비티중 적어도 하나는 상기 비율 제어기에 의하여 작동액 회로에 연결되는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
16. 제 15 항에 있어서,

    저압 보급 작동액을 제 1 환형 캐비티에 공급하기 위하여 상기 작동액 회로에 연결된 배출 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 매니폴드 블럭과 포트플레이트간의 반경방향 경계면은 그 경계면에 나타나는 트랜스미션의 축방향 트러스트 하중을 평형화하기 위한 유압 트러스트 베어링을 제공하는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 펌프 유닛은 제 1 캐리어에 대하여 제 1 실린더 블럭을 장착하는 제 1 구면 베어링을 구비하며, 상기 모터 유닛은 제 2 캐리어에 대하여 제 2 실린더 블럭을 장착하는 제 2 구면 베어링을 구비하고, 상기 비율 제어기는 상기 제 1 및 제 2 구면 베어링의 축방향 위치를 변위시키도록 작동식으로 연결되어, 제 1 및 제 2 실린더 블럭을 경유하여 요동판상에 힘을 부과하므로서 요동판의 각도를 변경시키는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
19. 제 15항에 있어서,

    상기 커넥터는 출력축상에 고정된 허브와, 상기 허브로부터 반경방향으로 연장하며 출력축의 축선에 대하여 횡방향으로 배향된 피봇 축선에서 요동판에 피봇식으로 연결된 자유 단부를 갖는 아암을 구비하며, 상기 피봇 축선은 환형으로 배열된 펌프와 모터 실린더의 위치와 정합하는 반경과 거의 동일한 거리만큼 출력축으로부터 반경방향으로 옵셋되어 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.
20. 연속 가변 유체정역학적 트랜스미션에 있어서,

    하우징;

    원동기로부터 토크를 수취하도록 상기 하우징에 저널지지되어 있는 입력축;

    상기 입력축에 의하여 구동되고 또한 환형으로 배열된 펌프 피스톤이 장착되어 있는 제 1 캐리어와, 상기 펌프 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 펌프 실린더가 제공된 제 1 실린더 블럭을 구비하는 펌프 유닛;

    상기 하우징에 고정되고 또한 환형으로 배열된 모터 피스톤이 장착되어 있는 제 2 캐리어와, 상기 모터 피스톤을 각각 수납하기 위하여 환형으로 배열된 모터 실린더가 제공된 제 2 실린더 블럭을 구비하는 모터 유닛;

    상기 하우징에 저널지지되며 그리고 부하에 대한 구동 접속부인 출력축;

    상기 출력축을 에워싸며, 서로에 대하여 예각으로 배열된 제 1 실린더 블럭에 직면하는 입력면과 제 2 실린더 블럭에 직면하는 출력면을 가지며, 펌프 실린더와 모터 실린더 사이에서 제 1 및 제 2 실린더 블럭에 있는 개구를 통하여 급송된 유체 유동을 수용하는 슬롯을 구비하는 환형 요동판;

    상기 요동판을 토크 결합 관계로 출력축에 피봇식으로 결합하며, 그리고 출력축상에 고정된 허브와, 상기 허브로부터 반경방향으로 연장하며 출력축의 축선에 대하여 횡방향으로 배향된 피봇 축선에서 요동판에 피봇식으로 연결된 자유 단부를 갖는 아암을 구비하며, 상기 피봇 축선은 환형으로 배열된 펌프와 모터 실린더의 위치와 정합하는 반경과 거의 동일한 거리만큼 출력축으로부터 반경방향으로 옵셋되어 있는 커넥터; 및

    상기 입력축과 출력축 사이의 소정의 속도비에 따라 출력축의 축선에 대하여요동판의 각도를 조정식으로 설정하기 위하여 요동판을 피봇 축선 둘레를 피봇시키기 위한 비율 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는

    연속 가변 유체정역학적 트랜스미션.