KR100693324B1 - 연속 가변 트랜스미션 - Google Patents

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KR100693324B1
KR100693324B1 KR1020017009546A KR20017009546A KR100693324B1 KR 100693324 B1 KR100693324 B1 KR 100693324B1 KR 1020017009546 A KR1020017009546 A KR 1020017009546A KR 20017009546 A KR20017009546 A KR 20017009546A KR 100693324 B1 KR100693324 B1 KR 100693324B1
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무쓰베트필라이 제가디손
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자이로 홀딩스 리미티드
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Abstract

본 발명에 따른 트랜스미션은 고정된 하우징 또는 지지부(5), 상기 지지부(5)에 대하여 이동가능한 입력 수단(56)과 상기 지지부의 종축에 대해 회전가능한 토크 샤프트(57), 및 상기 토크 샤프트(567)에 의해 지지부의 종축에 대해 회전될 수 있도록 배열되는 구동 샤프트(69), 상기 토크 샤프트(57)와 구동 샤프트(69) 사이의 제1 단방향 클러치(2), 상기 입력 수단(56)의 유도하에 구동 샤프트(69)의 회전축에 대해 회전가능한 링크 수단(58, 70)과 상기 입력 수단(56)에 응답하여 주기적으로 각을 이루고 편향될 수 있도록 상기 링크 수단(58, 70)에 장착된 관성체(60), 상기 관성체(60)에 의해 발생된 반작용력은 제1 단방향 클러치(2)에 마주하는 제2 단방향 클러치(1)에 관하여 상기 지지부(5)에 또는 회전 반전 시스템에 관하여 구동 샤프트(69)중 어느 하나에 연결되며, 그결과 상기 구동 샤프트(69)는 단지 한번의 회전 감지로 토크 샤프트(57)에 의해 회전될 수 있다. 상기 진동체(60)는 바람직하게 회전력이 토크 샤프트(57)에 인가되도록 로터(13)를 포함한다.

Description

연속 가변 트랜스미션 {CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은 연속 가변 트랜스미션에 관한 것으로, 특히 적당히 조정된 질량 분포에 대한 관성 반작용이 순전히 입력에서 출력으로의 에너지 전달을 가능케하는 결합력과 토크로서 사용되는 연속 가변 트랜스미션에 관한 것이다. 상기 출력 토크 및 적용가능하다면 관성 반작용으로부터 얻어지는 입력 토크의 시적분은 관성 반작용으로부터 얻어지는 반작용 토크의 시적분에 의해 밸런싱된다. 상기 반작용 토크는 트랜스미션 프로세스가 주기적 방식으로 발생할 수 있도록 고정된 밀폐체 또는 트랜스미션 하우징 또는 그 반대에 가해진다. 트랜스미션 메커니즘의 주기적 이동동안 어떤 경우에, 상기 언급된 관성 반작용 이외의 힘과 모멘트가 부수적으로 또는 다른 방법으로 트랜스미션의 입력에서 출력으로의 에너지 전달을 발생시키는데 사용될 수 있다.
그런 트랜스미션 메커니즘 자체의 주기적 이동이라도 관성 반작용 이외의 수단에 의해 발생되거나 보조될 수 있는 상기 언급한 관성 반작용 이외의 것에 의한 입력에서 출력으로의 에너지 전달을 발생시키는데 요구된다.
고정된 입/출력 속도비를 가지는 트랜스미션은 다양한 동작 조건에 부적당하다. 입/출력 변수, 즉 토크와 속도를 매칭시켜 트랜스미션 손실이 감소되고 상기 입/출력으로 최적의 동작 조건을 허용하고 상기 입/출력에서의 순간 조건하에서의 트랜스미션의 과잉 스테레스를 방지하도록, 가변 트랜스미션이 필요하다.
불연속 가변 트랜스미션을 사용하여, 속도비는 한정된 수의 보정으로 변경된다. 이런 방법에 의해 단지 부분적으로 상기 가변 트랜스미션의 이점이 달성된다.
더욱이, 상기 보정의 수는 경제적 및 실용적인 이유에 의해 제한된다.
여러가지 연속 가변 트랜스미션이 공지되어 있다. 주로 이들은 힘을 전달하기 위하여 마찰 엘리먼트, 유압 엘리먼트(모터 또는 터빈/펌프) 또는 전자기 엘리먼트(모터/발전기)를 사용한다. 전자기 방법을 제외하면, 이런 트랜스미션은 순간 가속 조건하에서의 미끄러짐 및 특히 빠르게 변화하는 입/출력 조건하에서의 제한된 응답 능력에 기인한 감속도 때문에 불충분하다. 그런 불충분함을 방지하는 전자기 시스템은 매우 고가이고 공간과 무게 조건 때문에 다양한 환경하에서 실용적이지 못하다.
본 출원인은 연속 가변 트랜스미션을 달성하기 위해 자이로스코프 로터의 사용을 시도하는 다수의 종래 제안들을 알고 있다.
미국 특허 명세서 제4169391호에 개시된 장치는 최종 출력 토크를 발생시키고 입/출력 조건을 매칭시키기 위해 유압 수단에 의한 로터의 관성 모멘트 변경에 의존한다. 이것은 극단적으로 빠르게 변화하는 입/출력 조건하에서 달성되기 어렵다. 더욱이, 상기 개시된 유압 시스템은 복잡하다.
한편, 미국 특허 명세서 제3851545호에 개시된 장치는 외부 파워 입력에 의해 적당한 회전 방위를 유지하는 것에 의존한다. 이것은 본 발명에 비하여 급속하 게 변화하는 입/출력 조건하에서 상당한 복잡성을 추가한다.
국제 출원 PCT/NZ92/00004에는 자이로스코프 로터에 기초한 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 회전축에 대한 자이로스코프 로터의 쿨롱 댐핑 발진("진동")에 의한 펌핑 작용에 의존한다. 일순간 전체 파워 트랜스미션이 가능한 유압 시스템이 진동을 발생시키는데 요구되었고 상기 "진동"은 고댐핑비에서는 예측할 수 없다. 더욱이, "진동"을 발생시키는데 스프링 엘리먼트가 요구되었고, 그러므로 히스테리시스 손실이 수반된다. 부가적인 속도 제어기 장치가 유용한 동작 범위를 얻는데 요구되었다.
또한 본 출원인은 자이로스코프 로터가 어떤 방향의 방면으로 교번하는 자이로스코프 토크를 발생하기 위해 발진되는 짐벌의 내부 프레임 및 짐벌의 외부 프레임에 장착되는 다른 제안을 알고 있다. 여기에서 다시 스프링 시스템과 관련하여, 상기 제안은 효율적으로 쿨롱 댐핑 진동을 발생시키는 것이고, 이런 진동으로부터 전체 파워 트랜스미션은 유압 수단을 통해 또는 단방향 클러치를 통한 출력에서의 저항력으로부터 얻어질 수 있는 복잡한 쿨롱 댐핑류를 통해 발생되었다. 그러므로, 그런 시스템에서의 제안된 발진의 불예측성은 매우 높고 상기 스프링 시스템은 전달된 전체 파워가 직접 "진동"으로부터 얻어지기 때문에 더 큰 히스테리시스 손실을 초래할 것이다. 더욱이, 단지 작은 진폭의 발진이 허용되므로, 소정의 파워 전달을 위하여 더 큰 힘이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 단점들이 감소되는 연속 가변 트랜스미션 를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 고정된 하우징 또는 지지부, 상기 지지부에 관하여 이동가능한 입력 수단, 종축으로 회전가능한 토크 샤프트, 및 토크 샤프트에 의해 종축으로 회전가능하도록 배열되는 구동 샤프트, 상기 토크 샤프트와 구동 샤프트 사이의 제1 단방향 클러치, 상기 입력 수단의 유도하에 상기 구동 샤프트의 회전축 주위로 회전가능한 링크 수단, 상기 입력 수단에 응답하여 주기적으로 각을 이루어 편향되도록 상기 링크 수단에 장착된 관성체를 포함하는 트랜스미션이 제공되는데, 상기 관성체에 의해 발생된 주기적으로 편향되는 반작용력은 양 및 음 토크로서 상기 토크 샤프트에 인가되고, 상기 토크 샤프트는 상기 제1 단방향 클러치와 마주하는 제2 단방향 클러치상에서 회전 반전 시스템상의 상기 지지부 또는 구동 샤프트중 어느 하나에 연결되어 상기 구동 샤프트가 단지 한번의 회전 감지로 상기 토크 샤프트에 의해 회전될 수 있다.
상기 관성체는 바람직하게 로터를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 링크수단은 제1 프레임 축 주위로 회전가능한 외부 프레임 및 상기 외부 프레임에 관련하여 상기 제1 프레임 축에 수직한 프레임 축 주위로 회전가능한 내부 프레임을 포함하며, 상기 내부 프레임은 상기 관성체를 지탱한다. 상기 관성체는 상기 제2 프레임 축에 대한 직교축 주위로 회전하는 로터가 될 수 있다. 상기 토크 샤프트는 상기 내부 프레임의 회전에 의해 편향될 때 상기 관성체에 의해 내부 프레임에 인가된 토크가 토크 샤프트에 트랜스미션되도록 기어링에 의해 상기 내부 프레임에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 입력 수단은 상기 출력 샤프트의 축과 부합하거나 평행한 축을 따라 왕복운동가능한 구동 샤프트를 포함할 수 있는데, 상기 관성체는 상기 구동 샤프트가 왕복운동할 때 구동 샤프트의 축을 포함하거나 평행한 평면으로 각을 이루고 편향될 수 있도록 상기 링크 수단상에 배열된다. 상기 링크 수단은 일단부가 상기 구동 샤프트에 피봇팅 연결되고 다른 단부가 후자의 축을 따라 상기 구동 샤프트에 고정되는 엘보우 링크수단이 될 수 있는데, 상기 관성체는 상기 구동 샤프트가 왕복운동할 때 각을 이루고 편향될 수 있도록 엘보우 링크 수단의 하나의 암에 장착된다. 상기 링크 수단은 짐벌을 포함할 수 있는데, 상기 짐벌의 외부 프레임은 토크 샤프트에 관련하여 고정되고 구동 샤프트에 관련하여 회전가능하고, 상기 관성체는 상기 짐벌의 내부 프레임에 장착되며, 상기 구동 샤프트의 왕복운동에 응답하여 상기 짐벌의 내부 프레임을 회전시키도록 하는 수단이 제공된다. 상기 내부 프레임은 상기 구동 샤프트가 왕복운동할 때 발진될 수 있도록 상기 구동 샤프트에 연결될 수 있다. 상기 구동 샤프트와 내부 프레임 사이의 연결은 로드 수단 또는 랙-피니언 수단의 연결이 될 수 있다. 상기 관성체가 로터인 구성에서, 상기 내부 프레임과 로터 사이에 입력이 로터의 회전을 발생시키도록 하는 수단이 제공될 수 있다.
상기 로터의 속도가 입력에 비례하여 변경될 수 있는 수단이 제공될 수 있다.
2개의 메싱 기어가 제1 단방향 클러치와 구동 샤프트 사이에 삽입될 수 있고 3개의 메싱 기어가 제2 단방향 클러치와 구동 샤프트 사이에 삽입될 수 있는데, 클 러치가 프리휠링 상태가 아니더라도 동일한 회전 감지로 구동 샤프트를 구동시킬 것이다.
상기 입력 수단은 부가적으로 제3 단방향 클러치를 통해 출력 수단에 결합되며, 그결과 상기 입력 수단은 출력 수단의 속도가 입력 수단의 속도를 초과할 때 출력 수단에 의해 구동되고 모든 다른 조건에서 제3 단방향 클러치는 프리휠링 상태가 된다. 상기 제3 단방향 클러치는 가변 비율 기어 시스템을 통해 입력 수단에 결합될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 상기 출력 수단은 고정된 지지부 주위로 회전가능한 몸체가 될 수 있고, 상기 입력 수단은 상기 고정된 지지부에 대해 왕복운동가능한 구동 샤프트가 될 수 있고, 상기 링크 장치는 일단부에서 구동 샤프트에 그리고 다른 단부에서 상기 몸체와 회전가능한 프레임에 피봇팅 연결되며, 상기 토크 샤프트는 제1 단방향 클러치상에서 상기 지지부와 연결되고 및 제2 단방향 클러치상에서 프레임과 연결될 수 있다.
본 발명의 여러가지 실시예들은 단지 한 예로서 첨부 도면을 참조하여 개시된다.
도 1은 인가된 세차운동에 기인한 로터에서의 자이로스코프 토크에 관련한 원리를 도시적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 원리를 이용한 본 발명의 바람직한 실시예를 도식적으로 보여준다.
도 3은 프레임(6과 8)이 동일 평면에 놓일 때, 도 2에서 화살표 G 방향의 스크랩 도면이다.
도 4는 도 2의 화살표 H 방향의 스크랩 도면이다.
도 5는 도 2의 상부를 관통하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 타입의 작용에 기초한 실시예를 도식적으로 보여준다.
도 7은 도 2의 부품에 대한 다른 장치를 도식적으로 도시한다.
도 8은 도 6의 하부를 관통하는 수직 평면의 단면도이다.
도 9와 도 10은 이론적 다이아그램이다.
도 11은 다른 실시예를 도식적으로 보여준다.
도 12는 또다른 실시예를 도식적으로 보여준다.
도 13은 다른 실시예의 부품을 도식적으로 보여준다.
도 14는 도 2와 도 6에 도시된 실시예에 대한 도 1의 적용을 도식적으로 보여준다.
도 15는 본 발명의 다른 변형을 도식적으로 보여준다.
우선, 도 1을 참조하면, 자이로스코프 토크 발생에 관한 일반적인 원리가 설명된다.
Y축에 대하여 회전하는 로터(A)는 각도 모멘트(M = Iw1)를 가진다. 여기에 서, I는 로터의 관성모멘트이고 w1는 로터의 각속도이다. 상기 로터는 입력, 출력 또는 개별적인 소스에 의해 구동된다.
상기 로터(A)가 X축에 대하여 각속도 w2로 회전한다면, Z축에 대한 자이로스코프 세차운동 전진 토크(TUM )가 발생된다. 상기 토크(T)는 다음과 같은 식으로 주어진다.
T = M ×w2 = Iw1w2
이하의 설명에서, 타입 A와 타입 B로서 참조되는 가능한 2개 타입의 트랜스미션이 설명된다. 기본적으로, 상기 트랜스미션 동작은 한 싸이클동안 출력 토크 및 반작용 토크를 발생시키는 싸이클 방식으로 발생한다.
타입 A : 왕복운동 입력 모션중 하나는 단방향 클러치를 통한 출력 샤프트에 대한 토크 샤프트의 결합을 가져오는 반면, 상기 왕복운동 입력 모션중 다른 하나는 다른 반대쪽 단방향 클러치를 통한 토크 샤프트의 그라운드 또는 다른 출력 샤프트에 대한 결합을 가져온다.
타입 B : 실질적으로 어떤 방향으로의 입력 모션들은 각각 출력 샤프트에 인가되는 출력 토크 및 그라운드에 인가되는 반작용 토크를 초래한다. 그런 동작 방식은 원활한 동작을 위한 입력 주파수보다 더 큰 속도의 출력 회전을 요구한다.
도 14에서, X, Y, Z은 고정 서로 수직인 축들의 세트이고, i, j, k는 벡터 M이 항상 벡터 i와 일치하도록 DQ에 부여된 서로 수직한 벡터 세트이다. TNM은 세 차운동 전진(N)으로 인한 반작용 토크이며, k 방향으로 TNM = M ×N이 된다.
n은 PR축에 대한 상기 샤프트(DQ)의 회전 속도이며, S는 S의 자체 축에 대한 DQ의 회전 속도이다.
도 14를 참조하면, 반작용 토크(TNM)는 상기 각도 모멘트 벡터(M)의 회전(N)으로 인하여 상기 샤프트(DQ)의 축을 따라 발생된다. 이제 회전(N)이 반전되면(이때 DQ로 표시되는 원뿔의 꼭지각이 감소된다), 반작용(T'NM)이 발생되어 이전에 발생된 토크(TNM)를 상쇄시킬 것이고 샤프트(DQ)에서의 최종 토크는 벡터 M이 그것의 원래 동력학적 등가 위치로 회복될 때 한1 싸이클 동안 제로가 될 것이다.
타입 A 트랜스미션의 한 방식이 도 2에 도시되어 있다.
클러치(D)는 회전 감지와 프리휠로 샤프트(DQ)를 샤프트(DP)에 결합시킨다. 클러치(E)는 T'NM 만이 상기 지지부로 전달되도록 상기 회전 감지에서의 다른 회전 감지와 프리휠로 샤프트(DQ)를 고정 지지부에 결합시킨다.
그러므로 토크(TNM)가 샤프트(PR)에 전달되고, 반작용 토크가 왕복운동 전진의 적용에 의해 고정 프레임에 전달된다. 이것은 본 발명에 의해 제공되는 타입 A 트랜스미션 동작에서 가장 중요한 것이다.
TSM은 TSM = M ×S로 정해지는 세차운동 전진(S)에 기인한 반작용 토크이고, 이런 경우에 타입 A 트랜스미션에서 S=0이므로 0이 된다.
TnM은 -j 방향에서 TnM = M ×n Cos ZPQ로 정해지는 세차운동 전진(n)에 기인 한 반작용 토크이다.
n=0일 때, 최종 토크가 상기 샤프트(PR)에 전달되고 TnM = 0이더라도 상기 샤프트(PR)에 전달되는 파워는 없다. 그러므로, 각도(ZPQ)을 증가시키기 위한 샤프트(PQ)의 피봇팅은 입력 작용력을 요구하지 않는다.
그러나, n이 0 보다 클 때, TnM 은 0 보다 크고, 그결과 입력 작용력이 ZPQ 값을 증가시키는데 요구되고 최종 파워가 샤프트(PR)에 전달된다.
상기 토크(T'NM)의 적용동안 상기 샤프트(DQ)는 처음에 프리휠링 상태를 유지하며, 동기화될 때 T'NM이 상기 단방향 클러치(E)를 통하여 스위블(swivel) 샤프트 지지부에 전달된다. 마찬가지로, 토크(TNM)의 적용동안 상기 샤프트(DQ)는 처음에 프리휠 상태를 유지하며, 동기화될 때 TNM이 출력 샤프트(PR)에 전달된다.
도 6에 도시된 타입 B 트랜스미션에서, 파워 트랜스미션 단계의 싸이클 동안만 S=0 이고, 그렇지않으면 S는 0이 아니다.
상기 싸이클의 초기에 n>0이라고 고려하면, 세차운동 전진(N)이 도시된 방향과 반대방향이고 S=0이라고 가정하자.
입력 세차운동 전진(N)이 인가됨에 따라 상기 샤프트(DQ)는 속도가 감소될 것이고 S는 양의 값 n Cos ZPQ과 동일할 때까지 증가할 것이며, 상기 반작용 토크는 벡터(M)가 도 14에 도시된 방향과 반대인 동력학적으로 동등한 방향으로 회전하도록 하는 입력 세차운동 전진 이상의 우세한 출력 회전에 기인하여 단방향 클러치(D)를 통하여 이제 고정 샤프트(PR)에 인가될 것이다.
상기 입력 세차운동 전진의 지속된 적용은 출력과 동기되도록 다시 샤프트(DQ)가 가속화되게 할 것이고, S=0 및 샤프트 지지부에 대한 단방향 클러치(E)를 통한 출력 토크의 트랜스미션을 초래한다. 상기 입력 세차운동 전진의 끝에서 상기 싸이클이 완료되고 벡터(M)와 세차운동 전진(N)은 상기 샤프트(DQ)가 초기 각도(ZPQ)의 두배로 세차운동으로 전진할 때 도 14에 도시된 바와 같이 나타날 것이다.
상기 싸이클은 이전에서와 같이 반대방향, 즉 N<0으로 벡터(M)가 세차운동으로 전진할 때 반복될 것이다.
상기 반작용 토크 이전에 발생하는 프리휠링 상태 동안 벡터 방위의 일부 손실이 발생할 것이며, 상기 출력 토크 이전에 발생하는 프리휠링 상태 동안 이것은 보정될 것이다.
도 2에서, 출력 샤프트(4)는 트랜스미션 하우징(5)에 회전가능하게 장착된다. 외부 프레임(6)은 동축 샤프트(7)에 의해서 상기 하우징(5)상에 회전가능하게 지지된다. 내부 프레임(8)은 동축 샤프트(9)에 의해서 외부 프레임상에 회전가능하게 지지된다. 정속도 조인트와 같은 오정렬 조인트(10)는 상기 샤프트(4)에 결합되는데, 상기 오정렬 조인트의 피봇 지점은 바람직하게 내부 및 외부 프레임의 피봇 축들의 교차점에 일치한다. 플렉시블 조인트(11)는 상대적으로 작은 선형도에 견딜 수 있으며, 상기 샤프트(4) 및 오정렬 조인트(10) 사이에는 상기 교차점들 사이의 어떤 편차를 수용할 수 있도록 각도 오정렬이 제공될 수 있다. 샤프트(12)는 샤프트 지지부(3)에 회전가능하게 지지된다.
상기 샤프트(12)는 핀 조인트를 통하여 입력 링크(17)에 연결된다. 가장 간단한 방식에 있어서, 상기 링크(17)는 단부에 핀 조인트들을 위한 구성을 갖는 로드이다. 입력 샤프트(21)에 부착된 것은 롤링 엘리먼트(22)를 수용하는 그루브 플랜지(19와 20)이고 플랜지(18)는 롤링 엘리먼트(22)를 수용하기 위해 19와 20 사이에 회전가능하게 장착된다. 상기 플랜지(18)는 도 5에 도시된 바와 같이 입력 링크(17)를 갖는 핀 조인트를 수용하기 위해 포크(23)와 같은 연장부를 가진다.
상기 입력 샤프트(21)는 상기 출력 샤프트(4)와 동축이고, 크랭크/연결로드와 같은 표준 메커니즘은 상기 출력 샤프트(4)의 축을 따라 입력 샤프트(21)의 직선 왕복운동 모션에 사용된다.
상기 입력 링크(17) 상단부의 왕복운동 모션은 정확히 선형일 필요는 없다. 예를 들어, 상기 입력이 긴 수평 레버에 의해 제공될 때 약간 아치형이 될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 링크(17)는 바람직하게 스위블 조인트에 의해서 양단부에서 연결된다.
상기 입력 구동의 다른 방식은 캠, 유압 또는 매뉴얼 수단이 될 수 있다.
제1 단방향 클러치(2)는 상기 샤프트(12와 4)에 연결되는 반면, 반대방향의 제2 단방향 클러치(1)는 상기 샤프트(12)를 상기 샤프트 지지부(3)에 연결한다.
로터 샤프트 지지부(14)는 상기 샤프트(12)에 부착되며, 로터(13)는 로터 샤프트(16)에 의하여 14에 회전가능하게 장착된다. 도면부호 15는 상기 로터 샤프트 지지부(14)에 장착되고 상기 로터 샤프트(16)에 결합되는 모터이다.
상기 개시된 실시예는 "타입 A" 트랜스미션으로서 취급될 수 있다.
도 7은 오정렬 조인트가 방지되는 상기 타입 A 트랜스미션의 다른 구성을 도시한다.
상기 토크 샤프트(12)는 그런 경우에 상기 피봇 지점을 지나 연장되고 상기 제1 단방향 클러치(2)를 통해 샤프트(34)의 단부에 연결된다. 중공 블럭(35)은 내부 스플라인을 가지며, 핀 조인트에 의해서 엘리먼트(33)에 연결된다. 상기 샤프트(34)는 상기 블럭(35)의 스플라인과 맞물리는 외부 스플라인을 가진다. 플레이트(32)는 엘리먼트(33)가 맞물리는 그루브를 제공하고 출력 샤프트(4)의 반경에 따라 슬라이딩이 자유롭다. 상기 플레이트(32)는 출력 샤프트(4)에 부착된다.
동작중, 상기 샤프트(12)로부터의 토크는 상기 샤프트(12)가 피봇 점에 대하여 자유로운 동안에 2, 34, 35, 33를 통해서 상기 출력 샤프트(4)로 전달된다.
이미 개시된 타입 A의 변형은 도 6 및 도 8에 도시된 타입 B 트랜스미션이다. 출력 몸체(24)는 상기 트랜스미션 하우징(5)에 회전가능하게 장착된다. 고정 샤프트(25)는 상기 출력 몸체(24)와 동축으로 트랜스미션 하우징에 고정된다. 도 8은 몸체(24)가 샤프트(25)에 장착되는 구성을 나타낸다.
트러니언 지지 브래킷(Trunnion support bracket)(26)은 상기 몸체(24)에 장착된다. 트러니언 핀(28)은 상기 브래킷(26)에 장착될 수 있다. 트러니언(27)에 부착된 것은 토크 샤프트 지지부(3a)이다.
오정렬 조인트가 상기 샤프트(25)에 결합되어 상기 오정렬 조인트의 피봇 포 인트가 상기 트러니언 핀(28)의 축에 놓여지게 된다. 플렉시블 조인트가 어떤 편차도 수용하도록 상기 샤프트(25)와 상기 오정렬 조인트 사이에 제공될 수 있다.
상기 단방향 클러치(1)는 상기 샤프트(12) 및 상기 오정렬 조인트의 샤프트(31)를 연결하는 반면, 반대편 단방향 클러치(2)는 상기 샤프트(12)를 상기 샤프트 지지부(3a)에 연결한다.
도 4는 도 2의 로터 장착을 상세히 설명한다.
도 5는 도 2의 상기 입력 샤프트 메커니즘을 상세히 설명하는 도면이다. 그러나, 상기 입력 링크(17)는샤프트(12)에 연결되지않고 지지부(3a)에 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 입력 샤프트(21)는 상기 몸체(24) 및 샤프트(25)와 동축이며, 상기 출력 몸체의 축을 따라 선형으로 이동한다. 상기 입력 링크(17) 및 상기 지지부(3a) 사이의 피봇은 상기 입력 샤프트(21) 및 출력 몸체(24)의 축으로부터 오프셋되어 있다.
타입 B 트랜스미션에 관련하여 이미 개시된 실시예에 대한 변형은 도 10에 도시된 바와 같이 자이로스코프 로터 어셈블리를 "데드(dead)" 매스로 보완함으로써 제공된다.
도 9는 방향 "v"로 이동하는 질량 "m" 에 관련한 관성 반작용의 원리를 보여준다. "f"는 상기 질량 가속도를 나타내며, "F"는 질량의 초기 반작용을 나타낸다.
도 10에 있어서, N<0에 대하여 질량 "M"에 대한 관성력과 벡터(M)에 대한 자이로스코프 토크는 타입 B 트랜스미션의 출력에 함께 작용할 것이다. 상기 자이로 스코프 벡터(M)는 상기 타입 B 트랜스미션의 싸이클 프로세스를 발생시키기 위해 필요하다.
더욱이, "입력 스테이지" 동안 질량 m에 대한 중력에 대항하여 행해지는 작용이 "반전 스테이지"동안 출력으로 전달되며, 따라서 타입 B 트랜스미션에 추가 변화를 제공하고, 그결과 관성 반작용 이외의 중력과 같은 힘이 트랜스미션의 입력으로부터 출력으로의 에너지를 전달하는데 사용된다.
도 11에서, 상기 질량 분포에 대한 피봇 점은 힌지 조인트(36)에 의하여 토크 샤프트 지지부(5) "위에" 제공된다. 이런 실시예는 타입 A 트랜스미션에 적합하다. 상기 개시된 타입 A 트랜스미션의 변형은 하우징에 대한 결합 대신에 다른 출력에 단방향 클러치(1)를 결합함으로써 제공되며, 이런 출력은 도 12에 도시된 바와 같이 반전 기어 구성에 의해 샤프트(14)에 대한 출력과 결합된다.
도 12는 많은 우수한 특징을 가진 타입 A 트랜스미션의 또다른 바람직한 실시예를 보여준다. 포크(43)는 상기 샤프트(12)에 장착된다. 상기 로터 샤프트(16)는 상기 프레임(47)에 회전가능하게 장착된다. 상기 프레임(47)은 상기 프레임(47)에 동축으로 장착된 샤프트(48)에 의하여 상기 포크(43)에 회전가능하게 장착된다. 상기 샤프트(12)는 상기 트랜스미션 하우징(5)에 회전가능하게 장착된다.
상기 입력 샤프트(21)의 끝단에 부착된 것은 플랜지(37)이다. 스러스트 베어링(38)은 상기 플랜지(37)의 양쪽에 제공된다. 상기 스러스트 베어링들은 39 내에 수용된다. 암(41)은 39에 연결되고 40과 피니언(42)에 의해 제공된 랙-피니언 구성의 랙(40)에 연결된다. 상기 피니언(42)은 상기 샤프트(48)에 부착된다. 따라서, 상기 입력 샤프트(21)의 왕복운동 모션은 상기 샤프트(48)의 축에 대한 상기 로터 샤프트(16)의 진동으로 변환되므로, 상기 샤프트(12)에 대한 출력토크 및 반작용 토크가 발생된다.
도 12에는 상기 로터(13)를 회전시키기 위해 입력 모션을 사용하는 수단이 도시된다. 베벨 기어(44)는 상기 샤프트(48)와 중심이 같은 상기 포크(43) 중 하나에 부착된다. 컴파운드 기어(45)는 상기 프레임(47)상에 회전가능하게 장착된다. 상기 베벨기어 링(45)은 상기 기어(44)에 맞물리며, 스퓨어(Spur) 기어링(45)은 상기 기어(46)에 맞물린다. 상기 기어(46)는 단방향 클러치를 통하여 상기 로터 샤프트(16)에 결합된다. 따라서, 축에 대한 상기 샤프트(48)들의 진동으로 인하여 상기 로터(13)가 단방향 클러치에 의해 정해진 방향으로 회전된다.
상기 기어들(50, 51)은 상기 출력 샤프트(55)에 장착된다. 상기 단방향 클러치(2)로부터의 토크는 상기 단방향 클러치(2)에 부착된 상기 기어(49)에 의하여 상기 출력 기어(50)로 전달된다.
아이들 기어(52)는 상기 다른 단방향 클러치(1)로부터의 토크를 반전시키고 기어들(53, 51)을 통해 출력 샤프트(55)로 전달한다. 이와 같이 기어들(51, 52, 53)은 상기 다른 단방향 클러치(1)로부터의 토크를 반전시켜 출력 샤프트(55)로 전달하므로 하나의 회전 반전 시스템이라고 볼 수 있다.
상기 로터(13)의 속도가 상기 입력 주파수와 무관하게 가변되어야 한다면, 이것은 상기 기어(44)가 포크(43)에 대해 슬리핑하도록 함으로써 달성될 수 있다.
본 발명은 자동차의 트랜스미션 및 바람, 파도와 같은 변동하는 에너지 소스 로부터의 파워 발생에서 특별한 응용을 찾을 수 있다.
그러나, 본 발명은 이러한 응용에 한정되는 것은 아니며 다른 가능한 용도로 이용될 수 있다.
출력 순환이 항상 허용되지않는 자동차 및 다른 응용에서, 타입 A 트랜스미션이 쉽게 적용될 수 있다.
타입 B 동작은 파워 발생과 같이 출력 순환이 가능한 곳에 쉽게 적용할 수 있다. 자이로스코프 로터는 소형이고 광범한 특성이 가능하다는 장점을 가진다. 그러나, 다른 응용에서 자이로스코프 로터와 데드 매스의 사용은 선택 폭이 낮아질 수 있다.
관성 반작용 이외의 힘 및 모멘트는 특히 상기 타입 B 트랜스미션에 의해 그런 메카니즘과 공동으로 사용될 수 있다. 타입 B 동작에서와 같이 입력 스테이지동안 포텐셜 에너지를 저장하고 반전 스테이지동안 저장된 에너지를 방출하여 토크 샤프트의 싸이클 이동을 발생시킴으로써, 관성 반작용의 사용없이도 연속 가변 트랜스미션이 달성될 수 있다.
이하에서는 변형예들이 제공된다.
도 12에 도시된 실시예는 상기 랙(40) 및 피니언(42)을 크랭크 및 연결 로드 메커니즘으로 대체함으로써 변형될 수 있다. 상기 피니언(42)은 상기 샤프트(48)에 부착된 크랭크로 대체될 수 있는 반면, 상기 랙(40)은 상기 크랭크와 암(41) 사이의 로드를 연결함으로써 대체될 수 있다.
상기 타입 A 트랜스미션은 다용도 가변 펌프로 변형될 수 있다. 상기 단방향 클러치(1과 2)는 제거되고, 상기 토크 샤프트의 출력단은 회전입력이 인가되는 스와시 플레이트 펌프 또는 캠타입 와블 펌프와 같은 펌프에 연결된다. 이러한 펌프에 있어서, 왕복운동 길이는 어떠한 피드백 조절없이도 역압력에 따라 자동적으로 조절된다. 여전히 피드백 제어가 자이로스코프 로터 속도와 같은 관련 변수들을 변화시킴으로써 트랜스미션 특성을 변화시키기 위해 적용될 수 있다.
트랜스미션의 입력으로부터 출력으로의 에너지 전달이 상기 타입 B 트랜스미션에서의 중력 사용으로 수행되는 것으로 설명된다. 이런 경우에, 샤프트(24, 25)중 어느 하나가 출력이 될 수 있고 또는 하나가 출력에 결합될 수 있고 다른 하나가 하우징에 결합될 수 있다. 이하에서, 중력의 사용은 상기 하우징에 연결되는 샤프트(25)로 설명된다.
도 6과 관련하여 데드 매스 m, 벡터 M=0를 갖는 도 10을 고려하고, 상기 질량 m에 대한 관성력이 그것의 중량과 비교할 때 중요하지 않고 상기 샤프트(25)의 축이 실질적으로 수직이라고 가정하라.
상기 질량 m에 대한 중력이 단방향 클러치(1)를 통하여 상기 샤프트(25)의 축방향 토크에 미치는 위치에 있는 암(Qm)을 고려하라. 등가의 반대토크가 상기 샤프트(25)의 하우징에 인가될 것이다. 이것은 상기 샤프트(12, 25)의 오정렬에 기인한 상기 출력 몸체(24)에 인가되는 밸런싱 토크를 가져올 것이다. 출력이 그런 밸런싱 힘의 작용하에서 회전할 때, 포텐셜 에너지가 상기 출력으로 소모되어 상기 질량 m은 최저점까지 하락한다. 상기 최저점에서 상기 암(Qm)은 상기 샤프트(12, 25)의 축을 포함하는 평면에 위치한다. 상기 출력의 연속된 회전은 상승하는 질량 m을 초래하며, m에 대한 중력에 의하여 토크 샤프트(12)에 반대방향으로 토크가 적용된다. 이것은 상기 단방향 클러치(2)를 통하여 출력과 동기화 될때까지 상기 토크 샤프트(12)를 가속화시킬 것이다. 이제 상기 트랜스미션은 질량(m)이 도 10에서의 각도(ZPQ)를 반전시킴으로써 상승되는 다음 입력 준비를 한다. 상기 각도(ZPQ)가 반전될 때, 암(Qm)은 위쪽을 향하고 m에 대한 중력에 기인한 샤프트(12)에 대한 토크가 반전되며, 그결과 샤프트(12)가 감속되고 상기 단방향 클러치(1)를 통해 상기 샤프트(25)와 동기화된다. 상기 프로세스는 반복될 수 있다. 상기 타입 B 트랜스미션 동작모드의 전형적인 응용은 장치에 구현되고 있다.
이하에서, 도 13을 참조하여 상기 트랜스미션의 다른 방식이 설명된다. 상기 방식에 있어서, 상기 출력 토크 및 상기 반작용 토크는 차동 구동 메커니즘을 통해 상기 토크 샤프트(12)에 인가된다. 그것의 가장 기본적인 방식에서, 상기 트랜스미션은 한쌍의 동축 샤프트(56, 57)로 구성되는데, 하나는 메인 프레임(58)에 장착되는 반면 다른 하나는 상기 메인 프레임(58)에 대하여 회전가능하다. 적당한 질량 분포를 유지하는 서브 프레임(59)은 상기 메인 프레임(58)에 회전가능하게 장착되는데, 실질적으로 서브 프레임(59)의 축은 상기 동축 샤프트(56, 57)의 축과 수직이다. 상기 샤프트(57)에 서브 프레임(59)을 결합시키는 직각 구동 트레인(64, 65, 66, 67)은 상기 동축 샤프트(56, 57) 사이의 서로 다른 속도가 서브 프레임(59)에 전달되도록 상기 메인 프레임(58)에 회전가능하게 장착된다.
상기 동축 샤프트(56, 57) 중 하나는 이전에 개시된 실시예의 토크 샤프트(12)와 유사한 토크 샤프트를 구성할 것이며, 반면에 다른 하나는 상기 입력 샤프트에 결합될 것이다. 이전에서와 같이, 본 일례에서의 토크 샤프트(57)는 단방향 클러치들 중 하나를 통하여 구동 샤프트에 결합될 것이며, 다른 단방향 클러치를 통해 상기 토크 샤프트는 도 12에 도시된 바와 같이 회전 반전 메커니즘에 결합되거나 또는 트랜스미션의 고정 하우징(5)에 결합된다.
상기 질량 분배물은 서브 프레임(59)상에 회전가능하게 장착되는 자이로스코프 로터가 될 수 있고, 상기 로터의 축(63)은 실질적으로 상기 서브 프레임(59)의 축과 수직이다. 대안적으로 상기 질량 분배물은 상기 서브 프레임 축에 대하여 편심된 서브 프레임(59)에 부착된 데드 매스로 이루어질 수 있으며, 이런 경우에 상기 메인 프레임(58)은 상기 입력 샤프트에 고정되어야 한다.
상기 전달되는 토크는 데드 매스의 위치를 변경하거나 또는 자이로스코프 로터의 회전속도를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
상기 입력 샤프트(56)가 회전할 때, 교번하는 관성 토크가 토크 샤프트(57, 12)에 영향을 끼칠 것이고, 그러므로 상기 출력 토크와 반작용 토크가 발생될 것이라는 것을 쉽게 알 수 있다. 이런 구성에서, 상기 입력 토크, 출력토크 및 반작용 토크에 대한 시적분의 대수합은 이상적인 싸이클 조건하에서 0이다.
도 13을 참조하면, 상기 동축 샤프트(56, 57) 중 하나는 토크 샤프트(12)가 될 것이고, 반면에 다른 하나는 상기 입력에 의해 구동된다. 상기 메인 프레임(58)은 상기 샤프트(56)에 장착되고, 반면에 상기 샤프트(57)는 상기 기어(64, 65, 66, 67)로 이루어진 직각 기어 트레인을 통하여 차동적으로 샤프트(61)에 결합된다. 기어 휠(64)은 상기 메인 프레임(58)에 회전가능하게 장착 되는 샤프트(57)에 부착된다. 상기 샤프트(68)는 상기 메인 프레임에 회전가능하게 장착되고, 상기 기어 휠(65, 66)은 상기 샤프트(68)에 부착된다. 한쌍의 동축 샤프트(61, 69)는 상기 서브 프레임(59)에 부착되고 상기 메인 프레임에 회전가능하게 장착된다. 상기 기어 휠(67)은 상기 샤프트(61)에 부착되고 상기 기어 휠(66)에 맞물리며, 반면에 상기 기어 휠(64)은 상기 기어 휠(65)에 맞물린다.
상기 자이로스코프 로터(60)는 상기 서브 프레임에 회전가능하게 장착되는 샤프트(63)에 부착된다. 상기 로터(60)는 모터(62)에 의해서 구동되거나 또는 대안적으로 이전에서와 같이 입/출력 모션에 의해서 구동될 수 있다. 따라서, 토크 샤프트 원리가 주로 관성 반작용을 사용하는 다수의 연속 가변 트랜스미션 구성에 적용될 수 있지만, 중력과 같은 다른 힘이 유용하게 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 13의 실시예에 있어서, i, j, k는 회전벡터들이다. θ는 상기 트랜스미션의 중심선에 대한 k 방향의 벡터 j에 의해 생기는 각도이다.
벡터 i는 로터축(63)과 일치한다. 벡터 k는 상기 기어(67)의 축, 즉 내부 프레임(70)의 회전축에 일치한다. 벡터 j는 상기 벡터 i 및 k에 대해 수직이므로 i ∧ j = k 가 된다. N1은 입력속도이다. Ns는 벡터 k에 대한 k방향으로 내부 프레임(70)의 속도이다.
A, B, C는 각각 i, j, k 방향으로의 상기 로터를 제외한 내부 프레임(70)의 관성 모멘트이다.
AR, BR, CR은 각각 i, j, k 방향으로의 상기 로터의 관성 모멘트이다.
NR은 i 방향으로의 로터 속도이다.
tI, tJ 및 tK는 각각 i, j, k 방향의 반작용 토크이다. 안정된 조건하에서, tI, tJ, 및 tK 는 다음과 같다.
Figure 112001018824895-pct00001
프리휠링 상태하에서 상기 기어 트레인 및 토크 샤프트의 관성이 싸이클 주기 등과 같은 관련 인자들을 결정하기 위해 고려될 것이다. 상기 싸이클은 내부 프레임(70)의 1회전, 즉 θ, 0 -> 360°로 이루어지며, 싸이클 출력동안 반작용과 프리휠링이 발생할 것이다.
지금까지 개시된 본 발명의 실시예들에서, 출력에서 입력으로의 파워의 반전 트랜스미션은 불가능하다. 도 15는 출력 샤프트(112)가 입력 샤프트(101)보다 더 빨리 회전할 때 상기 출력 샤프트(112)가 상기 입력 샤프트(101)를 구동시키는 것이 가능한 구성을 도시한다. 이것은 예를 들어 자동차 응용분야에서 전적으로 브레이크에 의존하지않고 감속하고자 할 때 유리할 것이다.
도 15에서, 상기 순방향으로의 파워 트랜스미션은 기본 트랜스미션(103)을 통하여 샤프트(101)로부터 샤프트(112)로 발생한다. 왕복운동 입력이 크랭크와 연결 로드 시스템의 간섭으로 회전 입력(101)으로부터 파생된다고 추측하는 것을 제외하고, 상기 기본 트랜스미션(103)은 이전에 개시되고 설명된 것들 중 하나가 될 수 있다. 입력 회전력은 전형적으로 기어 휠(104, 105, 106)에 의해서 상기 샤프트(101)로부터 상기 샤프트(107)로 전달된다. 상기 샤프트(107)의 회전은 필요하다면 기어 유니트(108)에 의한 가변 기어 비율(G)에 의해 감소된다. 이 경우, 기어 유니트(108)는 가변 기어 비율(G)을 제공하므로 하나의 가변 비율 기어 시스템이라고 볼 수 있다. 샤프트(109)는 일반적으로 기어휠(111, 212, 113)에 의해서 그리고 단방향 클러치(110)를 통해 상기 출력 샤프트(112)에 결합된다.
N9와 N11이 각각 샤프트(109) 및 기어 휠(111)의 회전속도라고 하자. 동작중 N9가 N11보다 클 때 상기 샤프트(109)는 상기 기어 휠(111)로부터, 그러므로 샤프트(111)로부터 분리된 체로 유지된다. 상기 파워 트랜스미션은 단지 상기 기본 트랜스미션(103)을 통하여 상기 샤프트(101)로부터 상기 샤프트(112)로 전달된다. 그러나, N9가 N11과 같다면 상기 기어휠(111)은 상기 단방향 클러치(110)를 통하여 상기 샤프트(109)에 결합된다.
동작중에 기어 유니트(108)의 기어 비율(G)이 변경될 수 있도록 기어 유니트(108)를 배열하는 것이 유리할 수 있다. 그렇게 하기 위하여 상기 기어 휠(11)은 N9가 N11 이상이 되도록 함으로써 편리하게 프리휠링 상태가 되며, 따라서 개별 클러치 유니트가 불필요해진다.

Claims (33)

  1. 고정된 하우징 또는 지지부(5), 상기 고정된 하우징 또는 지지부에 대한 회전축 주위로 회전 가능하거나 또는 상기 고정된 하우징 또는 지지부에 대한 축을 따라 왕복가능한 입력 수단(21,56), 토크 샤프트(12,57), 상기 토크 샤프트(12,57)에 의해 회전축에 대해 회전가능하도록 배열되는 출력 수단(4,55), 상기 토크 샤프트(12,57)와 상기 출력 수단(4) 사이의 제1 단방향 클러치(2), 상기 입력 수단(21,56)의 유도하에 상기 입력 수단(21,56)의 회전축 주위로 회전 가능한 링크 수단(17, 7, 34, 35, 32, 40, 43, 48, 47, 58, 70), 상기 입력 수단에 응답하여 주기적으로 각을 이루어 편향되는 스핀축을 갖음으로 자이로스코픽 반작용력을 생성하고 상기 링크에 장착된 자이로스코픽 로터(13)를 포함하며,상기 자이로스코픽 로터의 축에 따라 상기 자이로스코픽 로터에 의해 생성된 주기적으로 편향되는 반작용력은 양 및 음 토크로서 상기 토크 샤프트(12,57)에 인가되고, 상기 제1 단방향 클러치(2)는 상기 출력 수단(4)에 상기 양 토크를 인가하고, 상기 토크 샤프트(12, 57)는 상기 제1 단방향 클러치(2)와 마주하는 제2 단방향 클러치(1)상에서 상기 하우징 또는 지지부(5)에 연결되어 상기 하우징 또는 지지부에 상기 음 토크를 인가하거나, 또는 상기 토크 샤프트는 회전 반전 시스템(51,52,53)상의 상기 출력 수단(55)에 연결되어 상기 출력 수단(55)에 음 토크와 양토크를 교대로 인가하는데, 상기 제1 단방향 클러치와 상기 제2 단방향 클러치는 단지 한번의 회전 감지로 상기 토크 샤프트(12,57)에 의해 회전될 수 있는 트랜스미션.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 링크 수단은 제1 프레임 축 주위로 회전가능한 외부 프레임(43,58) 및 상기 외부 프레임에 관련하여 상기 제1 프레임 축에 수직한 제2 프레임 축 주위로 회전가능한 내부 프레임(47,70)을 포함하며, 상기 내부 프레임(47,70)은 상기 자이로스코픽 로터를 지탱하는 트랜스미션.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 외부 프레임(58)은 회전을 위해 상기 입력 수단(56)에 대해 고정된 트랜스미션.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 로터의 스핀 축은 상기 제2 프레임 축에 직교하는 트랜스미션.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 토크 샤프트(57)는 상기 내부 프레임 또는 상기 외부 프레임의 회전에 의해 편향될 때 상기 로터에 의해 상기 내부 프레임(70)에 인가된 토크가 상기 토크 샤프트(57)에 전달되도록 기어링(64,65,66,67)에 의해 상기 내부 프레임(70)에 연결되는 트랜스미션.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 수단은 축을 따라 왕복운동가능한 구동 샤프트(21)를 포함하는데, 상기 로터는 자신의 축이 상기 구동 샤프트가 왕복운동할 때 상기 구동 샤프트의 축을 포함하거나 상기 구동 샤프트의 축에 평행한 평면으로 각을 이루고 편향될 수 있도록 상기 링크 수단에 배열되는 트랜스미션.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 수단은 축을 따라 왕복운동가능한 구동 샤프트(21)를 포함하고,상기 링크 수단은 링크(17)와 상기 토크 샤프트(21)를 포함하는 엘보우 링크 수단을 포함하는데 상기 엘보우 링크 수단은 일단부가 상기 구동 샤프트(21)에 피봇팅 연결되고 다른 단부가 후자의 회전 축을 따라 상기 출력 수단(4)에 고정되고, 상기 로터는 자신의 축이 상기 구동 샤프트(21)가 왕복운동할 때 각을 이루고 편향될 수 있도록 엘보우 링크 수단의 하나의 암에 장착되는 트랜스미션.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 입력 수단은 축을 따라 왕복운동가능한 구동 샤프트(21)를 포함하고, 상기 링크 수단은 내부 프레임(47)과 외부 프레임(43)을 갖는 짐벌을 포함하는데, 상기 짐벌의 외부 프레임은 토크 샤프트(12)에 관련하여 고정되고 구동 샤프트(21)에 관련하여 제1 프레임 축 주위로 회전가능하고 상기 짐벌의 내부 프레임은 상기 외부 프레임에 관련하여 제2 프레임 축 주위로 회전 가능하고, 상기 자이로스코픽 로터는 상기 짐벌의 내부 프레임에 장착되며, 링크 수단(40,42)이 상기 구동 샤프트의 왕복운동에 응답하여 상기 짐벌의 내부 프레임을 회전시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  9. 청구항 7항에 있어서, 상기 자이로스코픽 로터의 상기 스핀 축은 상기 제2 프레임 축에 직교하는 트랜스미션.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 내부 프레임(47)은 상기 구동 샤프트(21)가 왕복운동할 때 발진될 수 있도록 상기 구동 샤프트(21)에 연결되는 트랜스미션.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 내부 프레임(47)은 로드 수단에 의해 상기 구동 샤프트(21)에 연결되는 트랜스미션.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 내부 프레임(47)은 랙-피니언 수단에 의해 상기 구동 샤프트(21)에 연결되는 트랜스미션.
  13. 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 기어 수단(45)이 상기 내부 프레임(47)과 상기 로터 사이에 제공되어 입력이 상기 로터의 회전을 발생시키는 트랜스미션.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 로터는 소정의 회전 속도로 상기 스핀 축 주위로 회전 가능하고, 상기 로터의 회전 속도는 상기 입력에 따라 가변하는 트랜스미션.
  15. 청구항 7에 있어서, 상기 로터는 자신의 축이 상기 구동 샤프트가 왕복운동할 때 상기 구동 샤프트의 축을 포함하거나 상기 구동 샤프트(21)의 축에 평행한 평면으로 각을 이루고 편향될 수 있도록 상기 링크 수단에 배열되는 트랜스미션.
  16. 청구항 1에 있어서, 클러치(1,2)가 프리휠링 상태가 아니더라도 한번의 회전 감지로 상기 출력 수단을 구동시키도록 2개의 메싱 기어(49,50)가 상기 제1 단방향 클러치(2)와 상기 출력 수단(55) 사이에 삽입되고 3개의 메싱 기어(51,52,53)가 상기 제2 단방향 클러치(1)와 상기 출력 수단(55) 사이에 삽입되는 트랜스미션.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 수단(101)은 회전 가능하고, 제3 단방향 클러치가 프리휠링 상태인 모든 다른 조건에서 상기 기어의 회전 속도가 샤프트(109)의 속도를 초과할 때 상기 입력 수단(101)이 상기 출력 수단(112)에 의해 구동되도록 상기 입력 수단은 소정의 회전 속도로 회전 가능하도록 장착된 기어(111)를 갖는 제3 단방향 클러치(110)에 결합된 샤프트(109)를 통해 상기 출력 수단(112)에 부가적으로 결합되는 트랜스미션.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제3 단방향 클러치(110)는 가변 비율 기어 시스템(108)을 통해 상기 입력 수단에 결합되는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 출력 수단은 고정된 지지부(25)의 주위로 회전가능한 몸체(24)이며, 상기 입력 수단은 상기 고정된 지지부(25)를 향해 멀리 왕복운동가능한 구동 샤프트이며, 상기 링크 수단은 일단부에서 상기 구동 샤프트에 피봇팅 연결되고 다른 단부에서 상기 몸체와 함께 회전가능한 프레임(3a, 27)에 피봇팅 연결되는 엘보우 링크(17)를 포함하고, 상기 토크 샤프트는 상기 제2 단방향 클러치(1) 상에서 상기 지지부(25)와 연결되고 상기 제1 단방향 클러치(2) 상에서 상기 프레임(3a, 27)과 연결되는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  20. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 수단은 축을 따라 왕복운동 가능하고, 연결 시스템을 통해 상기 입력 수단에 연결된 회전 가능한 입력 샤프트(101)를 더 포함하여 상기 입력 수단에 왕복운동 모션을 인가하고, 제3 단방향 클러치(110)가 프리휠링 상태인 모든 다른 조건에서 기어(111)의 회전 속도가 샤프트(109)의 속도를 초과할 때 상기 입력 샤프트(101)가 상기 출력 수단(112)에 의해 구동되도록 상기 입력 수단은 소정의 회전 속도로 회전 가능하도록 장착된 상기 기어(111)를 갖는 제3 단방향 클러치(110)에 결합된 상기 샤프트(109)를 통해 상기 출력 수단(112)에 부가적으로 결합되는 트랜스미션.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 제3 단방향 클러치(110)는 가변 비율 기어 시스템(108)을 통해 상기 입력 샤프트에 결합된 트랜스미션.
  22. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 수단의 축과 상기 출력 수단의 축은 평행하거나 또는 일치하는 트랜스미션.
  23. 청구항 1에 있어서, 상기 토크 샤프트는 상기 링크 수단의 일 부품인 트랜스미션.
  24. 청구항 1에 있어서, 상기 토크 샤프트는 상기 링크 수단과 별개인 트랜스미션.
  25. 청구항 1에 있어서, 상기 로터는 상기 스핀축 주위로 소정의 회전 속도로 회전하고, 상기 로터의 상기 회전 속도는 상기 입력에 대해 독립적으로 변화하여 상기 반작용력의 크기를 조절하고 상기 토크는 상기 출력 수단에 전달되는 트랜스미션.
  26. 고정된 하우징 또는 지지부(5), 토크 샤프트(12), 상기 토크 샤프트(12)에 의해 회전축에 주위로 회전가능하도록 배열되는 출력 수단(4,55), 상기 고정된 하우징 또는 지지부(5)에 대한 축을 따라 왕복가능한 구동 샤프트를 포함하는 입력 수단(12), 상기 토크 샤프트와 상기 출력 수단 사이의 제1 단방향 클러치(2), 상기 입력 수단의 유도하에 상기 입력 수단의 축 주위로 회전 가능한 링크 수단(17, 40, 43, 48, 47), 상기 입력 수단에 응답하여 주기적으로 각을 이루어 편향되는 스핀축을 갖음으로 자이로스코픽 반작용력을 생성하고 상기 링크에 장착된 자이로스코픽 로터(13)를 포함하며,상기 자이로스코픽 로터의 축에 따라 상기 자이로스코픽 로터에 의해 생성된 주기적으로 편향되는 반작용력은 양 및 음 토크로서 상기 토크 샤프트에 인가되고, 상기 제1 단방향 클러치는 상기 출력 수단에 상기 양 토크를 인가하고, 상기 토크 샤프트는 상기 제1 단방향 클러치(2)와 마주하는 제2 단방향 클러치(1)상에서 상기 하우징 또는 지지부(5)에 연결되어 상기 하우징 또는 지지부에 상기 음 토크를 인가하거나, 또는 상기 토크 샤프트는 회전 반전 시스템(51,52,53)상의 상기 출력 수단(55)에 연결되어 상기 출력 수단에 음 토크와 양토크를 교대로 인가하는데, 상기 제1 단방향 클러치와 상기 제2 단방향 클러치는 단지 한번의 회전 감지로 상기 토크 샤프트에 의해 회전될 수 있는 트랜스미션.
  27. 청구항 26에 있어서, 상기 링크 수단은 상기 토크 샤프트(12)에 대해 고정되고 제1 프레임 축 주위로 상기 구동 샤프트에 대해 회전 가능한 외부 프레임(43)과, 상기 제1 프레임 축에 수직한 제2 프레임 축 주위로 상기 외부 프레임(43)에 대해 회전 가능한 내부 프레임(47)과, 상기 구동 샤프트의 왕복운동에 응답하여 상기 내부 프레임을 회전시키는 수단(40, 42)을 포함하는데, 상기 로터는 상기 내부 프레임에 장착되는 트랜스미션.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 로터의 상기 스핀 축은 상기 제2 프레임 축에 직교하는 트랜스미션.
  29. 청구항 26 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터는 소정의 회전 속도로 상기 스핀축 주위로 회전가능하고, 상기 로터의 상기 회전 속도는 상기 입력에 대해 독립적으로 변화하여 상기 반작용력의 크기를 조절하고 상기 토크는 상기 출력 수단에 전달되는 트랜스미션.
  30. 고정된 하우징 또는 지지부(5), 토크 샤프트(12,57), 상기 토크 샤프트에 의해 회전축에 주위로 회전가능하도록 배열되는 출력 수단(4,55), 상기 고정된 하우징 또는 지지부(5)에 대한 회전 축 주위로 회전 가능한 입력 수단(21,56), 상기 토크 샤프트와 상기 출력 수단 사이의 제1 단방향 클러치(2), 상기 입력 수단(56)에 대해 고정되고 제1 프레임 축 주위로 회전 가능한 외부 프레임(58)과 상기 제1 프레임 축에 수직하는 제2 프레임 축 주위로 상기 외부 프레임에 대해 회전 가능한 내부 프레임(70)을 포함하며, 상기 입력 수단의 유도하에 상기 입력 수단의 회전 축 주위로 회전 가능한 링크 수단(58,70), 상기 제2 프레임에 의해 이동되고 상기 입력 수단에 응답하여 주기적으로 각을 이루어 편향되는 스핀축을 갖음으로 자이로스코픽 반작용력을 생성하는 자이로스코픽 로터(13)를 포함하며,상기 자이로스코픽 로터의 축에 따라 상기 자이로스코픽 로터에 의해 생성된 주기적으로 편향되는 반작용력은 양 및 음 토크로서 상기 토크 샤프트에 인가되고, 상기 제1 단방향 클러치(2)는 상기 출력 수단에 상기 양 토크를 인가하고, 상기 토크 샤프트는 상기 제1 단방향 클러치(2)와 마주하는 제2 단방향 클러치(1)상에서 상기 하우징 또는 지지부(5)에 연결되어 상기 하우징 또는 지지부에 상기 음 토크를 인가하거나, 또는 상기 토크 샤프트는 회전 반전 시스템(51,52,53)상의 상기 출력 수단에 연결되어 상기 출력 수단에 음 토크와 양토크를 교대로 인가하는데, 상기 제1 단방향 클러치와 상기 제2 단방향 클러치는 단지 한번의 회전 감지로 상기 토크 샤프트에 의해 회전될 수 있는 트랜스미션.
  31. 청구항 30에 있어서, 상기 로터의 상기 스핀 축은 상기 제2 프레임 축에 직교하는 트랜스미션.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 토크 샤프트는 내부 프레임(70)에 기어링(64,, 5, 66, 67)으로 연결되어 상기 내부 프레임의 회전에 의해 편향될 때 상기 로터에 의해 상기 내부 프레임에 제공되는 토크는 상기 토크 샤프트에 전달되는 트랜스미션.
  33. 청구항 30항 내지 청구항 32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터는 소정의 회전 속도로 상기 스핀축 주위로 회전 가능하며, 상기 회전 속도는 상기 입력에 대해 독립적으로 변화하여 상기 반작용력의 크기를 조절하고 상기 토크는 상기 출력 수단에 전달되는 트랜스미션.
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