KR100813780B1

KR100813780B1 - 트랜스미션 및 정속 부속 장치용 구동 장치

Info

Publication number: KR100813780B1
Application number: KR1020067018988A
Authority: KR
Inventors: 임티아즈 알리; 알렉산더 세르크
Original assignee: 더 게이츠 코포레이션
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2008-03-13
Also published as: CN100540956C; AU2004316497A1; CA2555055A1; US7396311B2; ATE399274T1; KR20060123633A; US20060154775A1; JP4711311B2; MXPA06009739A; CA2555055C; US20050181905A1; ES2305855T3; DE602004014644D1; EP1716354B1; JP2007523304A; RU2315216C1; BRPI0418543B1; PL1716354T3; RU2315216C9; US7086981B2

Abstract

본 발명은 이동 가능한 내측 레이스(23) 및 외측 레이스(26)와 구름 접촉하는 유성 부재(15)를 포함하는 유성 볼 무한 가변 트랜스미션과 이 트랜스미션을 이용하는 정속 부속 장치 구동 시스템에 관한 것이다. 트랜스미션은 약 0.3 내지 1.0의 비율 사이에서 무한 변동 가능하다. 트랜스미션의 입력 샤프트(11)는 구동 벨트(B1)에 의해 차량 엔진의 크랭크샤프트와 같은 원동기에 연결된다. 트랜스미션은 입력 샤프트(11)와 동축인 하나 이상의 출력 샤프트(22)를 포함한다. 크랭크샤프트의 속력과 상관없이 일정한 출력 속력을 유지하기 위해서, 프로세서가 크랭크샤프트의 속력을 분석하고, 이에 따라 웜 드라이브(90)에 연결된 스테퍼 모터(96)를 사용하여 전동율을 조정한다.

Description

트랜스미션 및 정속 부속 장치용 구동 장치{TRANSMISSION AND CONSTANT SPEED ACCESSORY DRIVE}

본 발명은 트랜스미션 및 이 트랜스미션을 사용하는 정속(定速) 부속 장치 구동부에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내측 레이스(race) 및 외측 레이스와 구름 접촉하는 복수 개의 유성 부재(planetary member)를 구비하는 유성 볼 무한 가변 트랜스미션(infinitely variable speed ratio planetary ball transmission)과, 엔진의 부속 장치를 거의 일정한 속력으로 작동시키는 벨트 구동식 정속 부속 장치 구동부에 관한 것이다.

차량 엔진은 통상적으로 엔진과 차량의 작동에 사용되는 복수의 부속 장치를 포함한다. 그러한 부속 장치들은 파워 스티어링 펌프, 공조 압축기, 발전기, 오일 펌프, 연료 펌프 등을 포함할 수 있다. 이들 부속 장치는 통상적으로 서펀타인 벨트(serpentine belt)에 의해 구동된다. 서펀타인 벨트는 각각의 부속 장치와 엔진의 크랭크샤프트 상의 풀리와 맞물린다. 엔진의 크랭크샤프트는 부속 장치를 구동하기 위한 토크를 제공한다.

벨트는 크랭크샤프트에 의해 구동될 때, 차량의 감속 및 가속중에 불가피하게 엔진의 속력 변화에 의해 영향을 받는다. 즉, 부속 장치의 작동 속력은 엔진의 속력에 직접 비례한다. 엔진 속력에 있어서의 변화로 인해 부속 장치의 비효율적인 작동이 초래되는데, 그 이유는 각각의 부속 장치가 엔진 속력의 전체 범위에 대해서 만족스럽게 작동하도록 설계되어야만 하기 때문이다. 이것은 필연적으로 대부분의 속력 범위에 대해서 효율이 최적 이하라는 것을 의미한다. 따라서, 부속 장치가, 일정한 최적 속력으로 구동될 수 있도록 크랭크샤프트로부터 부속 장치들을 분리하는 것이 바람직하다.

대표적인 기술은 Kumm 명의의 미국 특허 제4,969,857호(1990)인데, 이 특허에는 다양한 직경의 풀리를 구동하는 플랫 벨트를 구비하는 변속 부속 장치 구동부로서, 상기 다양한 직경의 풀리에 부착된 고정된 직경의 풀리가 부속 장치에 커플링된 다른 벨트를 구동시키는 데 사용되는 변속 부속 장치 구동부가 개시되어 있다.

또한, 다른 대표적인 기술은 McIntosh 명의의 미국 특허 제4,305,488호인데, 이 특허에는 엔진 구동식 캐리어 입력부를 구비하는 증속(增速) 유성 기어 세트를 포함하는 차량 부속 장치 구동 조립체가 개시되어 있다.

Kumm의 발명은 일제히 작동해야 하는 CVT 풀리의 여러 구성 부품이 적절히 기능할 것을 요구하는 문제에 대하여 특별히 복잡한 해결책을 제시한다. 더욱이, Kumm의 발명은 부속 장치 구동부에서 우세한 드라이버인 멀티 리브형 벨트에 의해 작동하지 않을 것이다.

부속 장치용 구동 장치에 있어서의 가능한 파괴 모드를 감소시키고 내구성을 증대시키기 위해서는 단순한 유성 볼 연속 가변 트랜스미션이 바람직하다.

대표적인 기술은 Milner 명의의 미국 특허 제6,461,268B1호 인데, 이 특허에는 반경 방향 내측 레이스 및 외측 레이스와 구름 접촉하는 유성 부재를 구비하고, 내측 레이스 및 외측 레이스 각각은 2개의 축방향으로 이격된 부분을 포함하며, 일방의 레이스의 2개 부분의 축방향 거리를 선택적으로 변동시키는 제어 수단을 구비하는 구형 연속 가변 트랜스미션이 개시되어 있다.

자동 잠금식 구동부를 구비하는 유성 볼 무한 가변 트랜스미션을 사용하는 동안에 벨트 구동식 부속 장치를 거의 일정한 속력으로 구동하는 정속 부속 장치 구동부가 필요하다. 본 발명은 이러한 필요성을 충족시킨다.

본 발명의 주요 양태는 자동 잠금식 구동부를 구비하는 유성 볼 무한 가변 트랜스미션을 사용하는 동안에 벨트 구동식 부속 장치를 거의 일정한 속력으로 구동하는 정속 부속 장치 구동부를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 이하의 본 발명의 설명과 첨부 도면에 의해서 지적되고 명백해질 것이다.

본 발명은 가동 내측 레이스 및 외측 레이스와 구름 접촉하는 유성 부재를 구비하는 유성 볼 무한 가변 트랜스미션과, 이 트랜스미션을 이용하는 정속 부속 장치용 구동 장치를 포함한다. 트랜스미션은 약 0.3 내지 1.0의 전동율 사이에서 무한 변동한다. 트랜스미션의 입력 샤프트는 구동 벨트에 의해 차량 엔진의 크랭크샤프트와 같은 원동기에 연결된다. 상기 트랜스미션은 입력 샤프트와 동축인 하나 이상의 출력 샤프트를 포함한다. 출력 샤프트에는 출력 풀리가 부착된다. 출력 풀리와 다양한 엔진의 부속 장치들 사이에 벨트가 맞물린다. 트랜스미션의 출력 샤프트의 제2 단부는 트랜스미션 상에 장착된 엔진의 부속 장치에 직접 커플링될 수 있다. 포함되는 제어 시스템이 크랭크샤프트의 속력을 감지한다. 크랭크샤프트의 속력에 관계 없이 일정한 출력 속력을 유지하기 위해서, 프로세서가 크랭크샤프트의 속력을 분석하여 웜 드라이브에 연결된 스테퍼 모터를 사용하여 전동율을 조정한다.

본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 도시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 정속 부속 장치용 구동 장치의 개략도이고,

도 2는 트랜스미션의 단면도이며,

도 3은 최대 구동비를 나타내는 레이스의 부분적인 단면도이고,

도 4는 최소 구동비를 나타내는 레이스의 부분적인 단면도이며,

도 5는 레이스의 부분적인 단면도이고,

도 6은 케이지의 부분적인 단면도이며,

도 7은 종동 조립체의 단면도이고,

도 8은 하우징과 외측 레이스의 세부 사항을 나타내는 도면이며,

도 9는 외측 레이스 구동부의 세부 사항을 나타내는 도면이고,

도 10은 트랜스미션의 단면도이며,

도 11은 직렬직 기관의 실시예의 사시도이고,

도 12는 직렬식 기관의 실시예의 부분적인 사시도이며,

도 13은 제어 시스템의 블럭 다이어그램이고,

도 14는 향상된 차량 성능을 나타내는 그래프이며,

도 15는 부속 장치의 속력과 크랭크샤프트 속력을 비교하는 그래프이고,

도 16은 비례식으로 구동되는 종래 기술의 장치에 있어서의 부속 장치의 속력과 크랭크샤프트 속력을 비교하는 그래프이며,

도 17은 트랜스미션에 있어서의 속력비를 나타내는 그래프이고,

도 18은 예시적인 유럽형 구동 사이클을 나타내는 그래프이다.

본 발명의 시스템은 피동 부속 장치의 기생 에너지 손실을 현저히 감소시키는 정속 부속 장치 구동부(CSAD; Constant Speed Accessory Drive)를 포함한다. 본 발명은 시스템은 차량 구동 출력 토크 및 연비 개선과 같은, 현저히 개선된 차량 성능 및 구동성을 초래한다.

본 발명의 시스템은 벨트 구동식 엔진 부속 장치 시스템에 사용되는 무한 가변 유성 부재 트랜스미션을 포함하며, 이 트랜스미션은 엔진의 부속 장치가, 엔진과 크랭크 샤프트의 속력이 변할 때 실질적으로 일정한 속력으로 작동되게 한다. 부속 장치 벨트 구동부를 차량의 모든 요구 조건에 부합하는 최저 속력, 즉 발전기가 필요한 전류를 공급하고, 공조기가 필요한 냉각을 제공하는 최저 속력으로 유지함으로써, 시스템은 엔진에 인가되는 부속 장치의 토크 부하를 현저히 감소시킨다. 이것은 차량 추진을 위한 더 많은 출력 토크를 이용 가능하게 하거나, 차량을 일정한 속력으로 유지하기 위해 필요한 스로틀(throttle)(동력)의 양을 감소시킨다. 각각의 부속 장치 풀리들의 직경에 있어서의 차이의 양을 고려하여 최저 부속 장치 구동 속력이 크랭크샤프트 속력보다 작을 때 최적의 상태가 실현된다. 본 발명의 CSAD 시스템의 장점을 예시하기 위해서, 차량 가속과 연료 소비를 성능의 표시 요소로서 설명한다.

정속 부속 장치용 구동 장치의 일반적인 구성이 도 1에 도시되어 있다. 구동 풀리(A)가 차량의 내연(IC) 기관의 크랭크샤프트와 같은 원동기에 연결된다. IC 엔진의 예는 제한하고자 하는 의도로 제공되는 것은 아닌데, 그 이유는 본 발명의 시스템은 드라이버(driver) 속력에 대하여 피동 부재의 속력을 제어 또는 변동시키는 것이 바람직한 대부분의 상황에서 사용될 수 있기 때문이다.

피동 풀리(B)는 여기에서 설명하는 타입의 무한 가변 트랜스미션(1000)의 입력 풀리(100)이다. 제1 무단 벨트(B1)가 풀리(A, B) 사이에 맞물려서, 2 지점 구동 구성으로 피동 풀리에 구동 풀리를 직접 커플링한다. 피동 풀리(B)의 속력은 구동 풀리(A)의 속력이 변함에 따라 직접 변한다. 벨트(B1)는 멀티 리브형 벨트, v-벨트 및 치형 벨트와 같이, 당업계에 공지되어 있는 임의의 벨트 프로파일을 포함할 수 있다.

트랜스미션(1000)은 출력 풀리(101)에 의해 다양한 부속 풀리를 구동하며, 상기 출력 풀리는 피동 부속 장치- 발전기(ALT), 물 펌프(WP) 및 파워 스티어링 펌프(PS)를 포함하며, 이들로만 제한되지 않음 -에 제2 무단 벨트(B2)에 의해 연결된다. 본 명세서의 다른 부분에서 설명하겠지만, 다른 부속 장치, 즉 공조기(AC) 압축기가 트랜스미션(1000)에 직접 연결되고, 이에 따라 트랜스미션의 출력 샤프트에 직접 연결되어 있는 것이 도시되어 있다. 다른 구성에 있어서, AC 압축기는 트랜스미션에 직접 연결될 필요가 없으며, 다른 부속 장치와 같이 벨트(B2)에 맞물려, 엔진 상의 다른 위치에 배치될 수 있다.

개시된 구동 구성은 피동 부속 장치로부터 크랭크 샤프트를 분리하여, 부속 장치의 회전 속력이 크랭크 샤프트 속력과는 독립적으로 트랜스미션에 의해 변동될 수 있다. 이러한 방식으로 부속 장치를 분리하는 것은 부속 장치의 효율과 엔진의 효율을 증대시키는 기능을 할 수 있다.

트랜스미션 출력부로부터 부속 장치로의 토크 전달을 용이하게 하기 위해서, 벨트 텐셔너(T)를 사용하여 벨트(B2)를 인장시킨다. 인장기(T)는 당업계에 공지되어 있는 바와 같은 비대칭 감쇠를 포함하는, 감쇠도 또한 포함할 수 있다.

여기에서 설명하는 트랜스미션 기구는 매우 소형이고 효율이 높다. 이러한 구성은 트랜스미션의 윤활이나 제어에 대한 압축식 유압 회로(pressurized hydraulic circuit)에 대한 필요성을 제거한다.

무한 가변 트랜스미션의 설명

도 2에는, 트랜스미션의 단면도와 트랜스미션의 유리한 이중 출력 특징부가 도시되어 있다. 트랜스미션(1000)은 연속 가변 트랜스미션(CVT)으로 일반적으로 알려져 있는 타입의 장치를 포함한다. 트랜스미션은 반경 방향 내측 레이스 및 외측 레이스와 구름 접촉하는 유성 부재를 포함한다. 각각의 레이스는 축방향으로 이격된 2개의 부품 또는 부분을 포함한다. 엔진 속력에 응답하는 제어 수단이 외측 레이스에 있는 2개 부분의 축방향 거리를 선택적으로 변동시키는 데 사용되고, 이에 따라 레이스들과 구름 접촉하는 유성 볼 부재의 반경 방향 위치를 변동시킨다. 유성 부재의 반경 방향 위치에 있어서의 변동은 출력비를 변동시키고, 이에 따라 트랜스미션 출력 샤프트의 회전 속력을 변동시킨다.

내측 레이스의 2개 부품의 이격 거리에 있어서의 보상 변동과, 이에 따른 전동율에 있어서의 보상 변동을 결정하기 위해서, 트랜스미션의 입력 부재에 인가되는 토크에 반응하는 토크 반응 수단이 사용된다. 토크 반응 수단은, 또한 유성 부재와 레이스 사이에서 교환되고, 이들 사이의 인터페이스에 대해 수직인 힘(N)도 변동시킨다. 트랜스미션은, 전체가 참고에 의해 본원에 병합되는, Milner 명의의 미국 특허 출원 제6,461,268호에 보다 상세히 설명되어 있다.

종종 배리에이터(variator) 또는 무한 변속 트랜스미션으로 칭하는 도 2에 도시된 트랜스미션은 유성 케이지(14)가 회전 가능하게 장착되는 하우징(5)을 포함한다. 유성 케이지(14)는 부분(14a, 14b)을 포함한다. 입력 샤프트(11)를 포함하는 입력 구동 부재가 유성 케이지(14) 내에서 베어링(12, 13) 상에 동축으로 장착된다. 베어링(13)은, 당업계에 공지되어 있는 임의의 적절한 베어링- 볼 베어링과 니들 베어링을 포함하며, 이들로만 제한되는 것은 아님 -을 포함할 수 있다. 스냅 링(86)이 베어링(13)을 유성 케이지 부분(14b)에 유지한다. 억지끼워맞춤 링(12a)이 베어링(12)을 유성 케이지 부분(14a)에 유지한다. 유성 케이지(14)는 하우징(5) 내에서 베어링(46, 47)에 회전 가능하게 장착된다. 베어링(46, 47)은 볼 베어링 또는 니들 베어링과 같은, 당업계에 공지되어 있는 임의의 적절한 베어링을 포함할 수 있다. 스냅 링(85)이 베어링(46)을 유성 케이지 부분(14b)에 유지한다.

유성 케이지 부분(14a, 14b)은 샤프트(16)에 의해 함께 결합된다. 샤프트(16)는, 일단부가 부분(14a)에 억지 끼워맞춤되는 스터드를 포함한다. 스터드의 타단부는 부분(14b)과 협동적으로 맞물리며, 억지 끼워맞춤부도 또한 포함한다.

시일(76, 78)이 트랜스미션 내의 마찰 유체를 포함하여, 트랜스미션 내로 외부 재료가 침입하는 것을 방지한다.

부분(14a)의 원통형 축방향 연장부(22)는 트랜스미션의 샤프트 또는 2개의 동축 출력 구동 부재 중 일방을 구성한다. 다른 출력 샤프트(102)는 부분(14b)의 축방향 연장부이다. 출력 샤프트들(22, 102)은 동일한 속력으로 회전하는데, 그 이유는 각각의 샤프트가 유성 케이지(14)에 기계적으로 연결되기 때문이다.

유성 케이지(14)는 입력 샤프트(11)에서부터 출력 샤프트 및 풀리(101)에 토크를 전달하는 수단이다. 이것을 달성하기 위해서, 유성 케이지(14)는 4개의 유성 종동 부재(15)를 포함하는데, 이 유성 종동 부재는 내측 레이스(23a, 23b)와 외측 레이스(26a, 26b) 사이에 입력 샤프트(11)의 축을 중심으로 대칭으로 배치된다. 각각의 유성 종동 부재(15)는 유성 케이지(14)에 의해 유성 종동 샤프트(16)에 회전 가능하게 지지된다. 각각의 유성 종동 부재(15)는 니들 베어링(60) 또는 당업계에 공지되어 있는 다른 임의의 적절한 베어링에 의해 각각의 샤프트(16)에 회전 가능하게 지지된다. 각각의 종동 부재(15)는 각각의 유성 부재(25)의 이동에 응답하여 각각의 샤프트(16)를 따라 축방향으로 이동할 수 있다(도 3 참고).

종동 부재(15)는 각각의 주축 상에 동축으로 결합된 2개의 원뿔대와 비슷한 오목한 아치형 프로파일을 포함한다. 각각의 종동 부재의 원뿔대 형상은 종동 부 재와 구형 유성 부재(25)를 맞물리게 하는 유리한 수단을 제공한다. 즉, 오목한 아치 형상이 종동 부재(15)의 표면과 유성 부재(25)의 표면 사이에 2개의 접촉 지점을 제공한다. 이에 따라, 단일 체결 지점에 비해 실질적으로 체결력이 감소하고 높은 하중 하에서 내구성이 증가한다.

이제 회전 조립체로 돌아가면, 입력 샤프트(11)는 2개의 부분(23a, 23b)을 구비하는 반경 방향 내측 레이스를 포함한다. 부분(23a)은 입력 샤프트(11)와 일체로 형성되거나, 또는 입력 샤프트(11) 상으로 억지 끼워맞춰지는 개별 부품을 포함할 수도 있다. 부분(23a, 23b) 각각은 유성 부재(25)가 구르는 아치형 표면(27a, 27b)를 각각 포함한다.

부분(23b)은 조정 가능한 부재로서, 볼 스크루 나사형 맞물림부를 포함하는 나선형 상호 맞물림 수단에 의해 입력 샤프트(11)를 따라 축방향으로 이동 가능하다(도 3 참고). 볼 스크루는 구름 요소 또는 볼(39)이 협동적으로 내부에 배치되는, 협동식 나사형 플라이트 또는 나선형 채널(37, 38)을 포함한다(도 10 참고). 대안으로서, 나선형 채널(37, 38)과 볼(39)은 기지의 나사형 맞물림부, 예컨대 부분(23b)와 입력 샤프트(11) 상의 "에이잭스(ajax)" 또는 "애크미(acme)" 나사로 교체될 수 있다.

채널(37, 38)의 나선 형상에 의해, 일방향으로의 입력 샤프트(11)와 부분(23b)의 상대 회전은 부분(23b)이 부분(23a)을 향해 축방향으로 변위되게 한다. 내측 레이스의 2개 부분(23a, 23b)의 축방향 거리는 부분(23b)과 입력 샤프트(11)가 반대 방향으로 상대 회전하는 경우에 발생한다.

부분(23b)은 나선형 상호 맞물림 수단을 가압하는 가압 부재(40)에 의해 유성 부재와 연속적으로 가볍게 접촉된 상태로 유지된다. 가압 부재(40)는 비틀림 스프링을 포함하며, 입력 샤프트(11) 상의 부재(41)의 제한부와 맞물리는 일단부와, 부분(23b)과 맞물리는 타단부를 구비한다. 비틀림 스프링(40)이 연속적인 압축하에 있기 때문에, 부분(23b)이 입력 샤프트(11) 상에서 이 입력 샤프트를 따라 축방향으로 강제되어, 부분(23b)의 상대적인 축방향 변위를 일으키는 상대 회전 운동을 초래하고, 이에 따라 부분(23b)이 유성 부재(25)와 계속해서 맞물리게 된다.

외측 레이스(26)는 축방향으로 분리 가능한 환형 레이스 부분(26a, 26b)을 포함한다. 외측 레이스(26)는 축방향으로 연장되는 원통부(42)를 구비하는 부분(26a)을 포함하며, 이 부분(26a) 안에는 제2의 반경 방향 외측 레이스 부분(26b)이 회전 가능하게 맞물린다. 부분(26a)과 부분(26b)은 나선형 상호 맞물림 수단에 의해 회전 가능하게 결합되며, 이들의 조합은 레이스 부분들의 축방향 거리를 선택적으로 변동시키는 수단을 포함한다. 즉, 원통부(42)의 내측면에는 나선형 채널(43)이 마련된다. 반경 방향 외측 레이스 부분(26b)은 조정 부재로서, 그 외측 원통형 표면에 나선형 채널(44)이 마련된다. 구름 맞물림부를 지닌 구름 요소 또는 볼(48)이 채널(43)과 채널(44) 사이에 배치되어, 외측 레이스 부분(26b)이 부분(26a)에 대해서 회전 가능하다. 채널(43), 채널(44) 및 볼(48)이 함께 볼 스크루를 형성한다. 채널(43, 44)의 피치는, 접촉 조건들이 단순히 레이스들을 이격시키도록 강제할 만큼 간격이 넓진 않고, 전동율 변화 웜 기어의 과도한 이동을 필요로 하는 일 없이 적시에 양극단 사이에서의 전동율 변화를 일으킬 만큼 충분히 간격이 넓다(도 9 참고). 채널(43, 44)과 볼(48)은 "에이잭스" 또는 "애크미" 나사와 같은 나사형 맞물림부로 대체될 수도 있다. 충분한 전동율 변화를 초래하는 부분(26a)에 대한 외측 레이스 부분(26b)의 각 운동 또는 회전은 약 150°이다.

유성 부재(25)는 레이스 부재의 구름 트랙을 따라 구른다. 내측 레이스 부분(23a, 23b)과 외측 레이스 부분(26a, 26b)의 구름 트랙- 27a, 27b와 28a, 28b로 각각 식별됨 - 각각은 단면이 부분적으로 원형인 아치형 표면을 포함하며, 이 아치형 표면의 반경은 구형 유성 부재(25) 각각의 반경(RS)보다 크다.

각각의 유성 부재(25)와 트랙들(27a, 27b, 28a, 28b) 간의 반경에 있어서의 차이는 각각의 유성 부재와 각각의 트랙 간의 이론적인 포인트 맞물림을 야기한다. 표면(27a, 27b)의 곡률 반경은 전동율 변화 중에 부재(25)가 반경 방향으로 이동하는 속력을 기초로 하는 전동율 변화의 소망하는 속력을 제공하도록 선택된다.

부재(25)와 표면(27a, 27b, 28a, 28b) 간의 접촉 패치들은, 구름 접촉하는 2개의 요소 사이의 유체 역학적 유체에서 발달하는 힘으로부터 기인하는, 소위 스핀 손실을 방지하기 위해서 너무 커서는 안된다. 부분(23a, 23b) 사이에는 갤러리(70)가 마련되는데, 이 갤러리는 유성 부재(25)와 내측 레이스 및 외측 레이스 사이에서 순환하는 마찰 유체를 위한 복귀 흐름 경로를 제공한다.

액추에이터와 웜 드라이브의 작동에 의해, 2개의 외측 레이스 부분(26a, 26b)의 축방향 접근은 유성 부재(25)에 압력을 인가함으로써 유성 부재의 반경 방향 위치를 제어하고, 이에 따라 유성 부재가 입력 샤프트(11)를 향해 반경 방향 내측으로 이동하게 됨으로써 2개의 내측 레이스 부분(23a, 23b)을 이격시킨다. 이것은 트랜스미션의 출력률을 변화시킨다. 비틀림 스프링(40)은 레이스 부분(23b)이 유성 부재(25)와 계속해서 맞물리는 것을 보장한다. 물론, 외측 레이스 부분(26a, 26b)도 또한 서로로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있고, 이에 따라 유성 부재가 입력 샤프트(11)로부터 반경 방향 외측으로 이동됨으로써 부분들(23a, 23b)이 토크 반응 수단의 작동에 의해 서로를 향해 축방향으로 이동될 수 있다.

레이스 부분(26a)은 전동율 변화를 위해 축(X-X)에 평행한 축방향으로 이동하는 동안에 하우징(5)에 있는 오목부 내에서 회전한다. 축(X-X)은 입력 샤프트(11), 내측 레이스(23) 및 외측 레이스(26), 출력 샤프트(22, 102)를 포함할 뿐만 아니라 구형 유성 부재(25)의 레이스 경로의 중심이 되는 트랜스미션의 공통 회전축이다. 레이스 부분(26b)은, 하우징(5)에 대한 부분(26b)의 회전은 방지하고, 그렇지 않은 경우에는 부분(26a)이 회전할 때 부분(26a)을 향하거나 부분(26a)으로부터 멀어지는 부분(26b)의 축방향 이동을 허용하는 방식으로 하우징(5)과 맞물린다.

트랜스미션은 또한 토크 반응 기구의 작동에 기초하는 고유한 일방향 클러칭 작용도 포함한다. 관성 토크 성분이 마찰과 부하 토크를 극복하기에 충분히 높은 감속 중에, 통상적인 출력부가 트랜스미션의 드라이버가 될 것이다. 이것은 내측 레이스(23b)에 대한 클램핑 힘이 감소되는 것을 야기하고, 오버런(overrun) 상태가 존재할 것이다.

하우징(5)은 단면이 거의 직사각형으로 이루어진다. 스터드(71)가 너트(74)를 사용하여 하우징 측부(72)와 하우징 측부(73)를 하우징(5)에 결합시킨다(도 8 참고). 하우징(5)의 외측면으로부터 연장되는 냉각 핀(CF)이 트랜스미션과 마찰 유체를 냉각시키기 위해서 사용될 수 있다.

하우징(5)은 트랜스미션을 위한 마찰 유체를 수용하고 함유하는 저장고(75)를 포함한다. 마찰 유체 시스템은 가압되지 않고, 대신에 대기압 상태에서 작동된다. 케이지(14)는 저장고(75)에 포함된 마찰 유체에 부분적으로 침지된 상태로 회전한다. 마찰 유체는 작동하는 동안에 트랜스미션의 회전 부위 내로 쓸려 올라간다. 마찰 유체는 유성 부재 또는 볼과 레이스면 사이에 필요한 마찰 계수를 제공한다. 마찰 유체는 유성 부재 주위에서 흐르며, 간극(77)을 통해 외측 레이스를 빠져나가고, 간극(70)을 통해 내측 레이스를 빠져나간다. 마찰 유체는 또한 트랜스미션을 냉각시킨다.

마찰 유체는 Santotrac® 50 또는 Santotrac® 2500을 포함하는 당업계에 공지되어 있는 서비스를 위한 임의의 적절한 것을 포함할 수 있다. 각각의 유체는 합성 탄화 수소를 주성분으로 하는 마찰 유체로서, 높은 필름 강도에 대한 매체가 바람직한 경우에 사용된다. 마찰 유체는 미국 미주리주 63301 세인트 찰스 가버너 드라이브 8에 소재하는 Findett Corporation에 의해 시판중이다.

하우징(5)은 엔진에 장착하기 위한 수단을 더 포함한다(도 11 참조).

본 발명은 자동차에 적용되는 정속 부속 장치용 구동 장치를 포함하지만, 본 발명의 트랜스미션은 드라이버와 피동 장비 사이에 배치되는 트랜스미션을 필요로 하는 임의의 용례에서 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이 경우에, 드라이버는 트랜스미션의 입력 샤프트(11) 뿐만이 아니라 벨트와 풀리에도 직접 커플링될 수 있다. 본 발명의 트랜스미션은 제한하고자하는 의도가 아닌 예로서, 슬러리 펌프, 물 펌프, 공기 및 가스 압축기, HVAC, 공기 취급 장치, 벌크재 취급 펌프뿐만 아니라 트랜스미션 등과 같은 차량 또는 모터사이클의 전동 장치 어플리케이션에서 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 장치는 전기 모터 또는 내연 기관과 같은 주요 드라이버에 의해 구동된다. 트랜스미션은 모터 또는 엔진과, 피동 장치 또는 드라이브 라인(driveline) 사이에 배치된다. 트랜스미션의 연속 가변 특성으로 인해 피동 장치 속력의 무한하고 정확한 속력 제어가 허용된다. 본 발명의 트랜스미션은 기어 타입의 트랜스미션에 비해 구동 장치의 요구 조건을 위한 속력비의 가능한 가장 넓은 범위를 제공하는 장점을 부여한다. 또한, 트랜스미션의 이중 출력 특징으로 인해 단일 드라이버를 사용하는 동안에 장치의 2개 부재가 단일 트랜스미션에 의해 구동되는 것을 허용한다. 벨트가 트랜스미션 출력에 의해 구동되면, 피동 장치의 복수 개의 부재가 다른 속력으로 구동될 수 있다.

작동에 대한 설명

작동 중에, 입력 구동 샤프트(11)는 풀리(100)에 맞물려 있는 벨트(B1)에 의해 구동된다. 입력 구동 샤프트(11)는 내측 레이스(23)가 회전하게 하고, 내측 레이스가 구름 접촉에 의해 외측 레이스(26)의 곡면(28a, 28b) 상에서 구르는 유성 부재(25)를 표면(27a, 27b) 상에서 지지하게 한다. 유성 부재(25)는 반경 방향 내측 레이스(23) 및 외측 레이스(26) 각각의 곡면(27a, 27b 및 28a, 28b)과 접촉하는 것에 의해 구속된다. 내측 부분(23a)이 샤프트(11)에 대해 소정 위치에 고정되어 있기 때문에, 구형 부재(25)의 모든 반경 방향 및 축방향 이동은 부분(23a)을 기준으로 하여 이 부분에 의해 한정된다. 따라서, 각각의 부재(25)의 중심이 쫓는 경로는 표면(27a)의 아치형과 일치하는 곡선을 형성한다.

소정 기구가 고정된 레이스 부분(23a)에 대한, 이동 가능한 내측 레이스 부분(23b)의 회전 및 축방향 이동을 보상하는 것을 허용하는 토크 반응 수단으로서 작동한다. 토크 반응 수단은 가압 부재(40)와 나선형 상호 맞물림 수단(37, 38, 39)을 포함하여, 반경 방향 내측 레이스(23)와 유성 부재(25) 사이에서의 구동력의 전달에 의해 인가되는 힘에 반응한다. 토크 반응 수단은 내측 레이스(23)의 부분들의 분리와, 이에 따른 장치의 전동율에 있어서의 보상 변동을 결정하는 역할과, 유성 부재(25)와 수직인 레이스들 사이에서 교환되고 이들 간의 인터페이스에 대해 수직인 힘을 변동시키는 역할을 한다.

다시 말해서, 토크 반응 나선형 상호 맞물림 수단은 직접적인 원주 방향 힘과, 원주 방향 성분을 갖는 축방향 힘에 반응한다. 축방향 힘의 원주 방향 성분은 실질적으로 나선형 상호 맞물림부가 반응하는 직접적인 원주 방향 힘과 동일하며, 부호는 반대이다. 이것은, 트랜스미션의 전동율을 유지하거나 변동시키도록 외측 레이스의 축방향으로 이격되어 있는 2개 부분의 축방향 거리를 선택적으로 변동시키는 제어 수단에 인가하는 데 필요한 힘을 최소화한다.

각각의 유성 부재(25)는 또한 종동 부재(15)와 회전 가능하게 맞물린다. 유성 부재(25)의 유성 운동은 종동 부재(15)로 전달되고, 샤프트(16)를 통해 출력 샤프트(22, 102)에 연결된 유성 케이지(14)에 전달된다. 유성 부재(25)는 전동율이 변하는 동안에 샤프트(11)에 대해 반경 방향 및 축방향으로 이동하기 때문에, 각각의 종동 부재(15)는 베어링(60) 상에서 축(X-X)에 평행한 방향으로 축방향으로 약 간 이동 가능하고, 이에 따라 각각의 운동 전체 범위에 걸쳐 각각의 부재(25)와의 적절한 접촉이 유지된다.

전동율의 변화는 반경 방향 외측 레이스 부분(26a, 26b)의 상대적인 접근 또는 분리에 있어서의 변동에 의해 영향을 받는다. 이것은 웜 드라이브(90)에 의한 외측 레이스 부분(26a)의 일방향 또는 다른 방향으로의 회전에 의해 야기된다. 외측 레이스 부분(26a)의 회전은 보다 크거나 작은 힘이 유성 부재(25)에 인가되게 하여, 이들을 내측 레이스(23)를 향해 반경 방향 내측으로 강제한다. 외측 레이스의 2 부분(26a, 26b)이 접촉할 때, 유성 부재(25)에 인가되는 힘이 증가한다. 채널(37, 38) 내에서의 볼(39)의 작동에 의한 샤프트(11)에 대한 레이스 부분(23b)의 상대 회전에 의해 야기되는, 내측 레이스(23a, 23b)에 인가되는 반경 방향 내측 힘이 내측 레이스가 떨어지도록 강제한다.

레이스 부분(23b)은, 유성 부재(25)에 의해 인가되는 압력의 조정을 보상하기 위해서 제한된 원호에 걸쳐 상대적인 이동이 일어나는 경우에, 소량의 일시적인 변동도 없이 레이스 부분(23a)과 동일한 속력으로 회전한다. 보다 구체적으로는, 의도된 구동 방향으로의 샤프트(11)의 회전은, 레이스 부분(23b)이 드래그에 저항하는 경우에 레이스 부분(23b)과 구동 샤프트(11)에 의한 나선형 상호 맞물림부 상에 인가되는 힘이 레이스 부분(23b)과 유성 부재(25) 사이의 반력과 일치하게 될 때까지 축방향으로 부분(23a)에 접근하게 하여, 구름 접촉시에 레이스와 유성 부재(25) 사이에 임의의 유극이 발생한다. 이때, 레이스 부분(23a)에 대한 레이스 부분(23b)의 축방향 변위는 더 일어나지 않는다.

전동율은 레이스 부분(26a)의 반경 방향 위치와, 이에 따른 유성 부재(25)의 반경 방향 위치에 의해 결정된다. 내측 레이스의 나사형 부분(37, 38)과 볼(39)의 기능은 각각의 유성 부재(25)의 접촉 지점에서의 접선 방향 힘(마찰력)에 대한 수직력 비율(n/f)을 소정 범위로 유지하는 것이다. 상기 비율은 과도한 슬립이 일어나지 않는 것을 보장할 만큼 충분히 커야 하지만(부분적인 윤활에 있어서, 적어도 n/f=10이며, 완벽한 유체 역학적 윤활에 있어서는 2배까지임), 필요한 것보다 훨씬 큰 수직력(N)이 인가되어 유닛의 효율성 토크 용량 및 수명을 감소시킬 정도로 커서는 안된다.

구형 유성 부재(25)의 형상은 이러한 역할에 매우 적합한데, 그 이유는 이러한 유성 부재는, 레이스들에 의해 인가되는 도 2의 평면(y 방향)으로의 4개의 반경 방향 둘레의 접촉 압착력과 도면의 평면에 대해 수직(z 방향)인 부재의 중심부를 통과하는 구동력의 작용하에서 균형 상태에 있기 때문이며, 여기에서는 접촉 지점이 있을 수 있는 둘레면 어디에서든지 y/z가 동일한 값을 갖는다. 이것은 내측 레이스 및 외측 레이스의 y/z값이 임의의 전동율 세팅에 대해서 동일하다는 것을 의미한다. 내측 레이스(23b)에 작용하는 비틀림 스프링(40)은 충분한 예하중을 제공하여, 토크가 0에서부터 증가할 때 토크 반응 기구가 기능하게 하는 충분한 접촉 압력이 존재하는 것을 보장한다.

단부(72, 73)를 지닌 하우징(5)은 입력 및 출력 샤프트와 웜 드라이브를 제외한 연속 가변 트랜스미션 유닛을 그 전체에 포함하여, 전체 패키지가 매우 소형이 된다. 따라서, 본 발명은, 예컨대 정속 부속 장치 구동부를 위한 트랜스미션에 매우 적절하다. 부속 벨트 구동 장치에서의 사용에 있어서, 트랜스미션(1000)으로부터의 출력부는 출력 샤프트(22) 상의 멀티 리브형 풀리를 포함한다. 다른 출력 샤프트(102)는 샤프트(22)와 동축으로 반대 방향으로 연장된다. 샤프트(102)는 또한 공조기 압축기와 같은 부속 장치에 직접 커플링된다(도 11참조). 트랜스미션, 장착 브라켓 및 부착되는 부속 장치의 결합은 차량 엔진 상에 단일 유닛으로 장착 가능한 완전한 조립체를 포함한다. 물론, 공조기 압축기(A/C)는 단지 예로서 주어진 것으로, 다른 임의의 부속 장치- 파워 스티어링 펌프, 발전기, 연료 펌프, 오일 펌프, 물 펌프 및 다른 임의의 부속 장치를 포함하며 이들로만 한정되는 않음 -도 트랜스미션에 장착될 수 있다.

입력 및 출력 부재는 그들의 기능이 역전될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 즉, 입력은 샤프트(22)에 의해 수용되고, 출력은 샤프트(11)에 의해 전달된다. 이로 인해, 입력 토크에 대한 출력 토크가 증가한다. 따라서, 트랜스미션은 어느 하나의 회전 토크 전달 방향으로 작동될 수 있다.

도 3에 도시된 레이스 구조에서는, 부재(25)와 내측 레이스(23) 사이의 구름 접촉부의 반경(R1)은 비교적 크고, 부재(25)와 외측 레이스(26) 사이의 구름 접촉부의 반경(R3)은 비교적 작다. 이러한 구성에 있어서, 입력 샤프트(11)와 출력 샤프트(22, 102) 간의 전동율은 약 1.0이다. 본 명세서의 다른 부분에서 설명하겠지만, 구름 접촉부의 반경은 부분(26a, 26b)의 상대적인 위치에 의해서 제어된다. 부분(26b)의 축방향 위치는 웜 드라이브(90)에 의해서 제어된다(도 9 참조). 부분(26a) 상에서의 웜 드라이브(90)의 작용은 부분(26a)을 샤프트(11)를 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 부분적으로 회전시킴으로써 부분(26b)을 축방향으로 이동시킨다.

도 4를 참고하면, 도 3에 도시된 방향과는 반대 방향으로 웜 드라이브(90)를 작동시킴으로써, 레이스 부분(26a)이 회전할 때, 레이스 부분(26b)은 부분(26a)을 향해 축방향으로 이동하여 부재(25)가 반경 방향 내측으로 이동되도록 강제된다. 부재(25)의 이동은, 부분(23b) 상에서 지지되는 비틀림 스프링의 작용에 의해 야기되는 것과 같은 부분(23a)을 향한 내측 레이스 부분(23b)의 축방향 접근에 의해 보상된다. 이러한 구성에 있어서, 부재(25)와 내측 레이스(23) 사이의 구름 접촉부의 반경(R2)은 비교적 작고, 부재(25)와 외측 레이스(26) 사이의 구름 접촉부의 반경(R4)은 비교적 크다. 이러한 구성에 있어서, 입력 샤프트(11)와 출력 샤프트(22, 102) 사이의 전동율은 약 0.3이다.

내측 레이스 부분(23a)이 고정되어 있기 때문에, 부재(25)는 표면(27a) 상에서 굴러, 표면(27a)의 윤곽을 따른다. 부재(25) 각각의 중심은 전동율이 도 3에서 도 4로 변할 때 반경 방향 내측 및 축방향으로 동시에 변위되면서, 대체로 D2 방향으로 이동한다.

입출력비도 또한 입력 풀리(100) 및 출력 풀리(101)의 상대적인 직경의 영향을 받아, 본 발명의 시스템에 다른 치수의 변화성을 추가한다. 예컨대, 출력 풀리(101)의 직경은 부속 풀리 각각의 직경과 협동하도록 매칭될 수 있다. 시스템에 있는 풀리 각각의 직경을 적절히 선택함으로써, 대응하는 엔진 크랭크 샤프트의 속력에 대해서 각각의 부속 장치를 위한 소망하는 회전 속력이 달성될 수 있다. 풀 리의 비율을 다르게 하는 것은 트랜스미션의 무한 가변 특성에 의해 강화된다.

도 5는 샤프트와 레이스의 단면 사시도이다. 내측 레이스(23)와 외측 레이스(26)가 도시되어 있다. 내측 레이스 부분(23b)은 볼 스크루(37, 38, 39) 상에서 입력 샤프트(11)를 중심으로 회전함으로써 ±D 방향으로 이동한다. 외측 레이스 부분(26b)도 또한 R 방향으로의 외측 레이스 부분(26a)의 회전에 의해서 볼 스크루(43, 44, 48) 상에서 ±D 방향으로 이동한다(도 10 참고). 유체 갤러리(77)는 케이지와 레이스를 떠나 저장고(75)로 복귀하는 마찰 유체가 순환하는 경로를 제공한다. 트랜스미션의 회전축은 X-X로 표기된다.

도 6은 케이지의 부분적인 단면도이다. 케이지(14)는 케이지부(14a)와 케이지부(14b)로 이루어진다. 종동 브라켓(80)이 케이지(14) 둘레에 대칭으로 배치된다. 각각의 샤프트(16)가 브라켓(80)에 연결되고, 이에 따라 구멍(82) 안에서 케이지(14)에 연결된다. 구멍(81)에 배치된 맞춤 핀(84)을 사용하여, 케이지부(14a, 14b)를 적절하게 정렬시킬 수 있다. 유성 부재(25)가 개별 공간(83) 내에서 구른다. 공간(83)은 종동 브라켓(80) 사이에 케이지(14)를 중심으로 대칭으로 위치한다. 스냅 링(86)이 홈(96) 내에 부분(14b)을 맞물리게 한다. 출력 샤프트(22, 102)는 각각 케이지부(14a, 14b)로부터 연장된다.

도 7은 종동 조립체의 단면도이다. 종동 부재(15)는 2개의 원뿔대가 점대점 방식으로 결합된 것과 비슷한 단면을 지닌 아치 형태로 이루어진다. 이것은 부재(25)와 맞물리는 반경들(A1, A2)을 갖는 실질적으로 오목한 단면을 초래한다. 반경(A1)은 반경(A2)보다 크거나 동일할 수 있다. 이러한 형태는 각각의 볼(25)과 종동 부재(15)가 2 지점에서 접촉할 수 있기 때문에 유리하다. 이것은 토크 전달에 대한 효율성과 정확성을 향상시킨다. 그것은 또한 구름 마찰 손실을 현저히 증가시키는 일 없이, 하나의 지점에서부터 2개의 지점으로 하중이 인가되는 것을 감소시킨다. 전동율이 변할 때마다 각각의 부재(25)를 쫓기 위해서, 종동 부재(15)는 니들 베어링(60) 상에서 샤프트(16)를 따라 축방향으로 약간 이동할 수 있다. 니들 베어링(60)은 샤프트(16) 상의 견부(61, 62) 사이에 포함된다. 베어링(60)을 유지하는 견부(61, 62)는 당업계에 공지되어 있는 스냅 링도 또한 포함할 수 있다. 종동 부재(15)는 샤프트(16) 상에서 축방향으로 변위되는 것으로 도시되어 있다.

도 8은 하우징과 외측 레이스의 세부 사항을 보여준다. 하우징(5)은 섹션(72, 73)을 포함한다. 외측 레이스 부분(26b)은 듀웰(26c)과 함께 도시되어 있다. 듀웰(26c)은 하우징의 섹션(72)에 있는 구멍에 맞물린다. 레이스 부분(26b)은 외측 레이스 부분(26a)이 웜 드라이브(90)에 의해 회전될 때 듀웰(26c) 상에서 [축(X-X)에 대하여] 축방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 듀웰(26c)은 부분(26a)이 회전할 때 외측 레이스 부분(26b)이 회전하는 것을 억제한다.

스터드(71)와 너트(74)가 하우징의 섹션(72, 73)을 함께 유지한다. 냉각 핀(CF)이 하우징(5)의 외측면에 장착되어 트랜스미션으로부터 열을 방출시킨다.

도 9는 레이스 구동부의 세부 사항을 보여준다. 웜 드라이브(90)가 공지된 수단, 예컨대 스터드, 볼트 또는 스크루를 사용하여 하우징(5)에 부착된다. 웜 드라이브(90)는 DC 스테퍼 모터(96)를 포함한다. 적절한 스테퍼 모터는 LIN Engineering에 의해 제조되는 모델 번호 4218L-01- 예로서 주어지는 것이지 이것으로 제한되는 것은 아님 -이다. 스테퍼 모터는 www.linengineering.com/our products/4218.htm에서 볼 수 있다. 당업계에 공지되어 있는 다른 스테퍼 모터도 또한 사용할 수 있다. 스테퍼 모터 컨트롤러(97)는 당업계에도 또한 공지되어 있으며, LIN engineering 또는 다른 적절한 공급자로부터 얻을 수 있다.

모터(96)의 출력 샤프트에 스프로켓(91)이 연결된다. 예로서, 스프로켓(91)은 30개의 이(齒)와, 28.65 mm의 피치 직경을 포함한다. 웜 드라이브의 피니언(94)에 연동 스프로켓(92)이 부착된다. 예로서, 연동 스프로켓(92)은 15개의 이와, 14.32 mm의 피치 직경을 갖는다. 이에 따라, 이러한 비제한적인 예에서의 구동비는 2:1이다. 스프로켓(91, 92) 사이에서 치형 벨트(B3)가 견인되며, 이 치형 벨트는 135 mm의 총 피치 길이에 있어서 45개의 이와 3 mm의 피치를 포함한다.

웜 기어(93)는 구동 피니언(94)에 기계 가공된다. 연동 웜 기어 트랙(95)은 외측 레이스 부분(26a)에 기계 가공된다. 예시적인 웜 기어 세트로는 인터넷 사이트 주소가 www.wmberg.com인 W.M. Berg의 물품 번호 WCS-7S를 이용할 수 있다. 예컨대, 웜 기어(93)는 피치 직경이 12.0 mm, 리드(lead)가 3.14159 mm, 리드각이 4.75도, 압력각이 14.5도인 단일 나사산을 포함한다. 웜 기어 트랙(95)은 피치 직경이 88 mm 이고, 88개의 이를 포함한다. 따라서, 모듈(module)은 1.0이다. 나선각이 4.75도 이고, 압력각이 14.5도이며, 원형 피치는 3.14159 mm이다. 웜 기어 세터의 중심 거리는 50.00 mm[(88 + 12)의 1/2]이고, 비율은 88 : 1이다.

마찰 부품은 하우징(5) 내에의 피니언(94)과 베어링 사이에 형성된다. 즉, 피니언(94)은 하우징(5) 내의 스러스트 와셔(thrust washer)를 포함하는 마찰 부재와 축방향으로 맞물린다. 스러스트 와셔(97)는 피니언(94)과 맞물리는 표면이 마찰 계수를 갖는다. 스러스트 와셔(97)와 피니언(94) 간의 맞물림에 의해 형성되는 마찰력은 작동 중에 피니언의 회전을 저지하는데, 보다 구체적으로 마찰력은, 예컨대 정상 상태 엔진 속력과, 이에 따른 정상 상태 트랜스미션 작동 조건에 있어서 웜과 외측 레이스가 움직임이 없는 상태로 유지되어 레이스 부분의 변위가 억제되는 것이 바람직한 경우에, 피니언의 회전을 방지한다. 이러한 정상 상태 조건에서, 모터(96)는 작동하지 않는다. 스러스트 와셔(97)를 위한 마찰 저항면은 알루미늄 하우징(5)이다.

스러스트 와셔(97)는 강으로 제조될 수 있다. 스러스트 와셔는 또한 강제(鋼製) 인서트 상에 형성된 코팅 또는 오버몰딩된 마찰면을 포함할 수도 있다.

코팅되지 않은 강제 스러스트 와셔를 위해 유지 또는 경유가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 강으로만 제조된 와셔의 마찰 계수는 약 0.9 내지 1.1이다. 마찰 계수를 강의 마찰 계수 이하로 감소시키는 것이 필요한 경우에는, Arlen AE 4200(Mitsui Petrochemical), Lubricomp 189(LNP Engineered Plastics)와 같은 열가소성 재료를 사용할 수 있다(예로서 제시한 것이지 이것으로만 제한되지는 않음). 열가소성 재료의 마찰 계수는 0.06 내지 1.0이다. 오일 또는 유지는 열가소성 재료와 함께 사용되지 않는다.

마찰 계수를 강의 마찰 계수 이상으로 증대시키는 것이 필요한 경우에는, Lubriloy RL(LNP Engineered Plastics), TEP 642(Thomson Industries)와 같은 열가소성 재료를 사용할 수 있다(예로서 제시한 것이지 이것으로만 제한되지는 않음). 이들 재료를 사용할 때의 마찰 계수는 0.14 내지 1.20이다. 오일 또는 유지는 열가소성 재료와 함께 사용되지 않는다.

전술한 열가소성 재료 중 임의의 것이 강제 와셔 인서트 위에 몰딩될 수 있거나, 강제 인서트 없이 사용될 수 있다.

전술한 기계 마찰식 구성으로 인해, 웜 드라이브는 모터(96)가 작동하지 않을 때 자동으로 잠긴다. 모터(96)에 의해 제공되는 토크는, 외측 레이스 부분(26a)의 회전을 야기할 수 있도록 와셔(97)와 피니언(94) 간의 마찰력과 부재(25)의 반경 방향 힘을 극복하기에 충분하기만 하면 된다. 외측 레이스가 소망하는 위치로 이동하여 소망하는 트랜스미션 출력비가 되면, 모터(96)는 작동되지 않는다. 따라서, 웜 드라이브의 마찰 특성이 자동으로 잠기는 피니언의 작동에 의한 외측 레이스(26a)의 회전(및 축방향 이동)도 또한 방지한다.

도 10은 트랜스미션의 단면도이다. 도 2 및 도 9도 또한 참고하면, 내측 볼 스크루는, 내부에 볼(39)이 연동식으로 배치된 나선형 협동 채널(37, 38)을 포함한다. 제한하고자 하는 것이 아닌 예로서, 볼 스크루는 피치 직경이 18 mm, 리드가 9.57 mm, 볼 직경이 2.65 m이다. 나선각은 9.61도이다. 볼 스크루는 3개의 스타트를 포함한다. 볼의 총 개수가 111개인 경우, 스타트당 볼의 개수는 37개이다. 볼들에 걸친 축방향 길이는 21.5 mm이다.

본 명세서의 다른 부분에서 설명하겠지만, 외측 레이스 부분(26b)은 볼 스크루(43, 44, 48) 상에서 R 방향으로 외측 레이스 부분(26a) 내에서 회전함으로써 ±D 방향으로 이동한다(도 5 참고). 볼 스크루는 피치 직경이 107 mm, 리드가 16.01 mm, 볼 직경이 3.00 mm이다. 나선각은 2.73도이고, 4개의 스타트를 갖는다. 스타트당 볼의 개수는 15개이다. 볼 스크루에 있는 볼의 총 개수는 60개이다. 볼들에 걸친 축방향 길이는 8.4 mm이다.

피니언(94)은 하우징(5)에 맞물린다. 모터(96)는 스터드, 볼트 또는 스크루와 같이 당업계에 공지되어 있는 수단에 의해 하우징(5)에 직접 장착된다. 유성 케이지(14)가 회전함으로써, 볼 스크루 양자에 마찰 유체에 의한 비산식(飛散式) 윤활이 제공된다.

도 11은 직렬식 기관의 실시예의 단면도이다. 이 실시예의 구성에서는, 공조기 압축기(AC)가 트랜스미션(1000)에 직접 연결되어 있다. AC의 입력 클러치는 출력 샤프트(102)에 직접 연결된다(도 12 참고). 당업계에 공지되어 있는 파스너(200), 예컨대 볼트, 스터드 또는 핀이 트랜스미션(1000)의 하우징(5)에 AC를 부착하기 위해서 사용된다. 하우징 부재(202)는 파스너(200)를 수용한다. 파스너(201)는 AC를 엔진 블럭에 연결한다. 파스너(201)는 스터드, 볼트 혹은 스크루, 또는 당업계에 공지되어 있는 다른 적절한 파스너를 포함한다.

본 실시예에서는, 도 10에 도시되어 있는 것과 같은 먼지 커버(103)를 트랜스미션으로부터 분리하여 AC 입력 클러치를 샤프트(102)에 직접 연결할 수 있다.

먼지 커버(1001)는 파편으로부터 벨트(B3)를 보호한다.

도 12는 직렬식 기관의 실시예의 부분적인 사시도이다. 이 도면에서, 트랜스미션(1000)은 케이지 부분(14b)과 샤프트(102)를 제외한 대부분이 삭제되어 있다. 케이지 부분(14b)의 샤프트(102)가 공조기 압축기의 입력 클러치(ACC)에 직접 연결되어 있는 것이 도시되어 있다. 공조기 압축기는 출력 샤프트(102)와 동일한 속력으로 작동한다. 그러나, 공조기 압축기가 반드시 피동 부속 장치와 동일한 속력으로 작동하지는 않는다. AC 압축기의 속력은 크랭크 풀리(A) 및 트랜스미션 입력 풀리(100)의 직경과 전동율의 함수이다. 따라서, 도시된 바와 같이 직접 커플링되는 압축기의 속력은 부분적으로 입력 풀리(100)의 직경에 의해서 결정된다. 다른 한편으로, 도 1에 도시되어 있는 다른 부속 장치는 출력 풀리(101)에 의해서 구동되며, 이 출력 풀리의 직경은 부속 풀리 각각의 직경에 기초하는 공조기 압축기 속력과 동일하거나 상이한, 소망하는 부속 장치의 속력을 제공하도록 선택된다. 따라서, 직렬식 부속 장치 구성은 출력 샤프트(102)의 속력과, 풀리(101)와 다른 다양한 개별 부속 풀리 직경 간의 풀리비의 함수인, 2개의 독립적인 부속 장치의 속력을 허용한다. 이것은 장치의 최적화에 대한 폭 넓은 변화성을 제공한다.

도 13은 제어 시스템의 블럭 다이어그램이다. 제어 하드웨어 및 소프트웨어는 마이크로프로세서 메모리 내에 내장된 소프트웨어와 스테퍼 모터 컨트롤러 마이크로프로세서(98)(A)를 포함한다. 마이크로프로세서 메모리에 내장되는 소프트웨어는 PD(proportional-differential) 제어 스킴(B)을 포함한다. 소망하는 부속 장치의 속력(C)도 또한 메모리에 저장되어 소프트웨어에 의해 사용된다. 마이크로프로세서(98)는 크랭크샤프트 속력 센서와 부속 장치 속력 센서로부터 신호를 수신한다.

PD 제어는 효과적이고 단순한 제어 방법을 실현한다. 소프트웨어는 소망하는 부속 장치 속력(C)과 실제 부속 장치 속력(피드백 루프에 의해 획득됨) 간의 에러를 계산한다. 소프트웨어는 계산된 소망하는 부속 장치 속력(C)과 실제 부속 장치 속력 간의 에러를 취하여, 이것을 비례 상수와 미분 상수로 스케일링한다. 소망하는 부속 장치 속력과 실제 부속 장치 속력이 차이가 나면, 에러 신호가 생성되고 스테퍼 모터 드라이버(97)로 전송되어, 부속 장치의 속력이 소망하는 속력에 보다 근접하게 매칭되도록 스테퍼 모터(96)가 전동율을 조정하게 한다. 실제 부속 장치 속력과 소망하는 부속 장치 속력이 동일해지면, 에러 신호가 존재하지 않고, 스테퍼 모터가 작동되지 않는다. 다른 부분에서 설명하겠지만, 자동으로 잠기는 웜 기어 드라이브와 외측 레이스는 스테퍼 모터가 작동되지 않는 동안에 트랜스미션이 전동율을 변화시키는 것을 방지한다. 스테퍼 모터는 12V 또는 42V 시스템(D)에 의해 구동될 수 있다.

시스템의 성능에 대한 설명

차량 시뮬레이션 소프트웨어, 예컨대 Gamma Technologies, Inc.로부터 제조되는 GT-Drive^TM를 사용하여, 본 발명의 CSAD 시스템의 장점을 정량할 수 있다. 이하의 예시적인 논의는 2.0 L 엔진과 5단 수동 트랜스미션을 구비하는 Ford Focus^TM의 성능을 시뮬레이팅하는 것에 관한 것이다.

트랜스미션 효율의 맵은 다음과 같다.

효율의 단위는 %이고, 속력의 단위는 RMP이며, 토크의 단위는 N/m이다.

본 발명의 장치를 사용하는 차량의 현저히 향상된 가속 성능을 도 14에 나타낸다. 도 14는 2가지 예의 부속 장치 속력 간의 차량 가속 성능의 차이를 보여준다. 곡선(B)은 종래 기술의 비동기식 벨트 구동 시스템(ABDS)을 사용하는 종래 기술의 엔진의 성능을 나타낸다. 종래 기술의 시스템에 있어서, 부속 장치의 구동 속력은 엔진의 크랭크샤프트의 속력에 직접적으로 비례하는데, 그 이유는 부속 장치들이 단일 벨트에 의해 크랭크샤프트에 직접 커플링되어 있기 때문이다. 비교해 보면, 본 발명의 시스템을 사용하여 트랜스미션의 출력 풀리(101)가 약 885 RPM의 일정한 속력으로 작동될 때, 0 내지 60 MPH 가속 시간에 있어서 약 4.0초의 향상이 실현된다. 885 RPM은 발전기가 그 정격 전류의 약 70%를 발생시키는 경우에 엔진의 공회전 속력이다. 부속 장치가, 발전기가 그 정격 전류의 약 100%를 발생시키는, 2000 RPM의 일정한 최저 속력으로 작동될 때, 0 내지 60 MPH 가속 경과 시간의 향상은 4.0초보다 약간 더 작다. 어느 한 경우(A 또는 C)에, 부속 장치를 엔진의 크랭크샤프트 속력 이하의 일정한 속력으로 작동시키는 것은 구동 차축에 추가적인 토크- 구동 차축에 제공되지 않을 때에는 부속 장치를 구동시키는 데 사용될 수 있음 -를 제공하는 것에 의해 차량 성능을 현저히 향상시킨다.

도 15는 트랜스미션이 기어를 변환할 때, 엔진 속력이 연속적으로 변동하여도, 본 발명의 CSAD를 사용하여 부속 장치의 속력은 거의 일정하게 유지되는 것을 보여주는 그래프이다. 즉, 공회전 속력을 초과하는 속력과 엔진의 공회전 속력을 포함하는, 2개의 기본적인 엔진 작동 상태에 있어서, 샤프트(22, 102)의 속력이 크랭크샤프트의 작동 속력 범위에 걸쳐 거의 일정하다. 파워 스티어링 펌프(PS), 공조기(AC) 압축기, 발전기(ALT) 및 물 펌프(WP) 모두는 2개의 작동 조건 각각에 대해서 거의 일정한 속력으로 작동하지만, 발전기 속력은 다른 부속 장치의 속력보다 비교적 높다. 도 15에 예시되어 있는 속력들은 단지 구동 부품의 상대적인 작동 특성의 예로서 주어진 것이지, 시스템에 있어서의 부속 장치의 속력을 제한하는 것은 아니다.

본 발명의 시스템과 종래 기술을 대조해 보면, 도 16은 크랭크샤프트에 연결된 전동율이 고정된 부속 장치 구동부를 구비하는 종래 기술 시스템의 속력 거동을 나타낸다. 부속 장치들의 속력(B, C, D)은 크랭크샤프트의 속력(A)에 직접 비례하는데, 그 이유는 부속 장치의 구동부가 벨트에 의해 크랭크샤프트에 직접 커플링되어 있기 때문이다. 이러한 종래 기술의 작동 방식은 비효율적인데, 그 이유는 각각의 부속 장치가 크랭크샤프트에 의해 나타나는 폭 넓은 속력 범위에 걸쳐 만족스 럽게 작동될 수 있어야 하기 때문이다.

도 17은 부속 장치 구동부의 일정한 속력 거동을 유지하기 위한, 트랜스미션에 있어서의 예시적인 기어비의 변동을 나타낸다.

다른 부속 장치의 속력에 있어서, 예시적인 연비의 향상이 도시되어 있다.

%값은 AC(공조기) 및 Alt(발전기)가 작동할 때의 백분율을 나타낸다. 예컨대, AC 100%, Alt 100%인 1400 RPM에서의 도시형 사이클에 있어서, MPG에서의 % 증가는 약 11%이다. 고속도로형 사이클에 대해서도 마찬가지로, % 증가는 약 11%이다.

전술한 분석은 5.3L SUV 엔진에 대해서도 실시되었으며, 그 결과는 다음과 같다.

아래의 표 1은 2.0L 엔진에 대해서 도 18에 도시되어 있는 유럽형 구동 사이크에 있어서의 연비에서 기대되는 향상을 설명한다. 표 1은 약 90%로 추정되는 트랜스미션의 토크 전달 효율을 고려한다. 그러나, 트랜스미션의 효율은 부속 장치의 속력이 약 2000 RPM으로 제어되는 경우에 계산된 연료 절감을 실현하기 위해서 약 85% 이상이기만 하면 된다. 발전기는 최대 효율을 실현하기 위해서 약 5000 RPM+ 으로 연속적으로 작동하였다. 시스템은 부속 장치의 속력이 약 850 RPM으로 설정되는 경우에는 보다 낮은 전달 효율(< 85%)을 겪을 수 있다. 종래 기술의 시스템에 대한 본 발명의 시스템의 개선점이 표 2에 나타나 있다.

표 1: 유럽형 사이클에 있어서의 상이한 CSAD 효율에 대한 연비

	100% 효율	95% 효율	90% 효율	85% 효율
850 RPM에서의 CSAD	31.2 mpg	30.9 mpg	30.5 mpg	30.1 mpg
2000 RPM에서의 CSAD	28.6 mpg	28.5 mpg	28.1 mpg	27.6 mpg
현재의 시스템	27.4 mpg	27.4 mpg	27.4 mpg	27.4 mpg

표 2: 전동율이 고정된 현시스템에 대한 CSAD 시스템의 개선

	100% 효율	95% 효율	90% 효율	85% 효율
850 RPM에서의 CSAD	+13.9%	+12.8%	+11.3%	+9.6%
2000 RPM에서의 CSAD	+4.4%	+4.0%	+2.6%	+0.8%
현재의 시스템	-	-	-	-

또한, 고속 도로에서 겪게 되는 것과 같은 일정한 속력의 구동하에서, 현저한 연료 절감도 또한 실현된다. 이것은 본 발명의 CSAD 트랜스미션의 효율을 약 85%로 가정하는 표 3에 나타나 있다. 물론, 효율이 변하면, 일정한 속력에서의 연료 절감도 변한다.

표 3: 일정한 차량 속력에서의 연료 절감

	80km/hr	100km/hr	120km/hr
850 RPM에서의 CSAD	+17.4%	+11.2%	+12.8%
2000 RPM에서의 CSAD	+6.4%	+2.9%	+6.4%
현재의 시스템	-	-	-

부속 장치는 거의 일정한 속력으로 구동되기 때문에, 공조기 압축기 및 발전기와 같은 부속 장치는 엔진의 크랭크 샤프트 속력의 전체 범위에 대해서 양호한 성능을 가지도록 설계되기보다는 선택된 일정한 속력에서 효율이 최대가 되도록 설계될 수 있다. 또한, 유압 동력 스티어링 유닛의 기생 손실은 그것을 보다 낮은 속력으로 작동시킴으로써, 본 발명의 시스템에 의해 종래 기술에 비해 최소화될 수 있다.

비록 여기에서 본 발명의 구성을 설명하였지만, 여기에서 설명한 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 부품들의 구성 및 관계를 변형할 수 있다는 사실은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims

입력 구동 부재(11) 및 출력 구동 부재(22);

반경 방향 내측 레이스(race)(23) 및 외측 레이스(26)로서, 이들 내측 레이스 및 외측 레이스 각각은, 함께 회전하도록 연결되고 축방향으로 상대 이동 가능한 축방향으로 이격된 2개 부분을 포함하는 것인 반경 방향 내측 레이스 및 외측 레이스;

상기 반경 방향 내측 레이스 및 외측 레이스와 구름 접촉하는 유성 부재(25);

상기 내측 레이스 및 외측 레이스 중 일방의 축방향으로 이격된 2개 부분의 축방향 거리를 선택적으로 변동시켜, 상기 레이스들과 구름 접촉하는 유성 부재의 반경 방향 위치를 선택적으로 변동시키는 수단으로서, 조정 부재(26, 42) 및 이 조정 부재와 상호 연결되어 조정 부재의 상대적인 선회 동작이 조정 부재의 상대적인 축방향 변위를 일으키도록 하는 나선형 상호 맞물림 수단(44)을 포함하는 것인 수단;

트랜스미션의 2개의 전동 부재 사이에 인가되는 토크에 반응하는 토크 반응 수단(15, 23, 37, 38, 39, 40)으로서, 다른 레이스의 부분들의 이격 거리에 있어서의 보상 변동을 결정하여 트랜스미션의 전동율을 결정하는 작용을 하고, 유성 부재와 레이스 사이에서 교환되는 힘으로서, 이들 유성 부재와 레이스 간의 인터페이스에 대해 수직인 힘을 변동시키는 작용을 하는 토크 반응 수단

을 포함하는 트랜스미션과,

자동 잠금식 구동부와 맞물리는 구동 모터(96)로서, 상기 자동 잠금식 구동부는 조정 부재(95)와 맞물리는 웜 기어(93)와, 이 웜 기어와 맞물리는 마찰 부재(97)를 포함하고, 상기 구동 모터가 작동되지 않을 때 자동 잠금식 구동부는 조정 부재의 선회 운동을 저지하는 것인 구동 모터와,

드라이버(A)와 입력 구동 부재를 연결하는 제1 무단 부재(B1)와,

상기 출력 구동 부재의 제1 단부에 직접 연결되는 제1 부속 장치(AC), 그리고

상기 출력 구동 부재에 맞물려 있는 제2 무단 부재(B2)에 의해 구동되는 제2 부속 장치(ALT)

를 포함하는 정속(定速) 부속 장치용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 다른 레이스는 반경 방향 내측 레이스(23)이고, 이 반경 방향 내측 레이스의 일부는 제2 나선형 상호 맞물림 수단(37)에 의해 샤프트(11) 상에서 지지되며, 상기 반경 방향 내측 레이스의 2개 부분의 상대적인 이격 거리를 결정하는 토크 반응 수단은 반경 방향 내측 레이스와 유성 부재 간의 구동력의 전달에 의해 인가되는 힘에 반응하여 작동하는 제2 나선형 상호 맞물림 수단과 가압 부재(40)를 포함하는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 나선형 상호 맞물림 수단은 직접적인 원주 방향 힘과, 원주 방향 성분을 지닌 축방향 힘에 반응하고, 상기 축방향 힘의 원주 방향 성분은, 상기 트랜스미션의 전동율을 유지하거나 변화시키기 위해서 상기 내측 레이스의 축방향으로 이격된 2개 부분의 축방향 거리를 선택적으로 변동시키는 제어 수단에 인가하기 위해서 필요한 힘을 최소화시키도록, 제2 나선형 상호 맞물림 수단이 반응하는 직접적인 원주 방향 힘과 동일하고 그 부호는 반대인 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 나선형 상호 맞물림 수단은 구름 요소(39)와 상호 맞물리는 나사형 플라이트(37)를 포함하는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 유성 부재는 구형이고, 유성 운동을 하는 유성 부재와, 입력 구동 부재 및 출력 구동 부재 중 일방 사이에서의 힘의 전달은 종동 부재(15)에 의해 실시되며, 각각의 종동 부재는 오목한 형태로 이루어지는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 토크 반응 수단은 다른 레이스의 축방향으로 이격되고 상대 이동 가능한 2개 부분(26a, 26b)을 포함하고, 이들 부분 중 적어도 하나(26b)는 그 자체가 중앙 위치에서부터 2개 방향으로 축방향으로 이동 가능하며, 제한 정지 수단에 의해 맞물릴 수 있고, 이에 따라 회전 구동을 트랜스미션의 입력 구동 부재로부터 출력 구동 부재로 대향하는 2개의 토크 전달 방향 각각으로 전달할 수 있는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제6항에 있어서, 상기 토크 반응 수단의 상대 이동 가능한 레이스의 부분들은 나선형 상호 맞물림부(37, 38)에 의해 입력 구동 부재와 상호 연결되고, 상기 이동 가능한 레이스의 부분들 각각의 나선형 상호 맞물림부는 동일한 방향이며, 이에 따라 레이스 부분의 축방향 변위가 제한될 때 회전 구동이 전달되는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 나선형 상호 맞물림 수단은 구름 요소(39)와 상호 맞물리는 나사형 플라이트(37, 38)를 포함하는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 출력 구동 부재는 이중 동축 출력 부재(101, 102)를 포함하는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동 모터는 스테퍼 모터를 포함하는 것인 정속 부속 장치용 구동 장치.
제1 무단 부재(B1)에 의해 드라이버 부재(A)로부터 유성 볼 트랜스미션 입력부(11)로 토크를 전달하는 단계와,

유성 볼 트랜스미션 입력부와 유성 볼 트랜스미션 출력부(22)를 동축으로 정렬시키는 단계와,

제2 무단 부재(B2)에 의해 유성 볼 트랜스미션 출력부로부터 피동 부속 장치(ALT)로 토크를 전달하는 단계와,

드라이버 부재의 회전 속력에 따라 유성 볼 트랜스미션의 속력비를 선택하여, 구동 부재의 회전 속력 범위 전반에 걸쳐 최대 효율 포인트에서 일정한 속력으로 피동 부속 장치를 작동시키는 단계, 그리고

구동 부재의 속력이 일정할 때 유성 볼 트랜스미션의 속력비를 마찰식으로 로킹(locking)하는 단계

를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
제11항에 있어서, 피동 부재를 유성 볼 트랜스미션의 제2 출력부에 직접 연결하는 단계를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제2 무단 부재를 텐셔너(T)로 인장시키는 단계를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 제2 무단 부재의 진동을 감쇠시키는 단계를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 무단 부재를 인장 부재로 인장시키는 단계를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 무단 부재의 진동을 감쇠시키는 단계를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
제11항에 있어서, 피동 부속 장치의 오버런(overrun) 상태에 대한 1방향 클러칭 작용 단계를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
제11항에 있어서,

소망하는 부속 장치 속력과 실제 부속 장치 속력 간의 에러를 계산하는 단계와,

에러 신호가 발생하지 않을 때까지 전동율을 조정하는 단계

를 포함하는 벨트 구동식 부속 장치 시스템을 작동시키는 방법.
입력 구동 부재(11) 및 출력 구동 부재(22)와,

반경 방향 내측 레이스(23) 및 외측 레이스(26)로서, 이들 내측 레이스 및 외측 레이스 각각은, 함께 회전하도록 연결되고 축방향으로 상대 이동 가능한 축방향으로 이격된 2개 부분을 포함하는 것인 반경 방향 내측 레이스 및 외측 레이스와,

상기 반경 방향 내측 레이스 및 외측 레이스와 구름 접촉하는 유성 부재(25)와,

상기 레이스들 중 일방의 축방향으로 이격된 2개 부분의 축방향 거리를 선택적으로 변동시켜, 상기 레이스들과 구름 접촉하는 유성 부재의 반경 방향 위치를 선택적으로 변동시키는 수단으로서, 조정 부재(26, 42) 및 이 조정 부재와 상호 연결되어 조정 부재의 상대적인 선회 동작이 조정 부재의 상대적인 축방향 변위를 일으키도록 하는 나선형 상호 맞물림 부재(44)를 포함하는 것인 수단과,

구동 모터(96)와, 조정 부재(95)와 맞물리는 웜 기어(93)와 이 웜 기어와 맞물리며 마찰 계수를 갖는 스러스트 와셔(thrust washer)(97)를 포함하는 자동 잠금식 구동부로서, 상기 구동 모터가 작동하지 않을 때 조정 부재의 상대 선회 동작을 방지하는 것인 자동 잠금식 구동부, 그리고

2개의 전동 부재(22, 102) 사이에 인가되는 토크에 반응하는 토크 반응 수단(15, 23, 37, 38, 39, 40)으로서, 반경 방향 내측 레이스와 유성 부재 간의 구동력 전달에 의해 인가되는 힘에 반응하여 작동하는 제2 나선형 상호 맞물림 부재와 가압 부재를 포함하고, 다른 레이스의 부분들의 이격 거리에 있어서의 보상 변동을 결정하여 트랜스미션의 전동율을 결정하는 작용을 하고, 유성 부재와 레이스 사이에서 교환되는 힘으로서, 이들 유성 부재와 레이스 간의 인터페이스에 대해 수직인 힘을 변동시키는 작용을 하는 것인 토크 반응 수단

을 포함하는 트랜스미션.
제19항에 있어서, 상기 유성 부재는 구형이고, 유성 운동을 하는 유성 부재와, 입력 구동 부재 및 출력 구동 부재 중 일방 사이에서의 힘의 전달은 종동 부재(15)에 의해 실시되며, 각각의 종동 부재는 아치형의 오목한 형태로 이루어지는 것인 트랜스미션.
제19항에 있어서, 상기 출력 구동 부재는 이중 동축 출력 부재(101, 102)를 포함하는 것인 트랜스미션.