KR101436519B1 - 연속 가변 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 둘 이상의 동축 레이스(D1-D4)들을 가지며, 이들 레이스 사이에서 구동력이 연속 가변 가변비로 전달되는 유형의 가변기를 일체화하는 연속 가변 변속기에 관한 것이다. 가변기 레이스는 가변기 샤프트(16)를 중심으로 한 회전을 위해 장착된다. 변속기는 가변기 샤프트로부터 측방향으로 분리된 부축(18)을 갖는다. 변속기는 2개의 에피사이클릭 기어들을 갖는다. 분할기 에피사이클릭(14)은 변속기 출력(10)으로부터 구동된 입력 부재와, 부축 및 가변기 샤프트를 각각 구동시키도록 배치된 2개의 출력 부재들을 갖는다. 재순환기 에피사이클릭은 각각 가변기 샤프트 및 부축과 재순환 출력 부재에 결합시키기 위한 제 1 및 제 2 입력 부재들을 갖는다. 클러치의 배치는 3 이상의 단들 중 임의의 단과 선택적으로 맞물리도록 제공된다. 한가지 단에서, 재순환 출력 부재는 변속기 출력을 구동시킨다. 다른 단에서 부축은 변속기 출력을 구동시킨다. 제 3 단에서, 가변기 샤프트는 변속기 출력을 구동시킨다. 구성요소들은 가변기 샤프트가 변속기 출력, 재순환기 에피사이클릭, 재순환 출력 부재와 변속기 출력 사이에서 변속기 출력을 제 1 단으로 구동시키는 작용을 하는 제 1 커플링, 및 가변기 샤프트와 변속기 출력 사이에서 변속기 출력을 전술된 제 3 단으로 구동시키는 작용을 하는 제 2 커플링과 동축이 되도록 배치된다.

Description

연속 가변 변속기{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은 복수의 단(regimes)에서 작동 가능한 유형의 연속 가변 변속기에 관한 것이다.
연속 가변 변속기("CVT")는 통상적으로:
(a) 가변기 - 회전 입력 및 회전 출력을 가지며, 그 회전 속도 대 출력 속도의 비율("가변비(variator ratio)")을 무단으로 변화시킬 수 있는 장치; 그리고
(b) 가변기가 엔진과 같은 회전 동력원과 예를 들면 자동차의 종동차(driven wheels)와 같은 동력 사용 지점 사이에 결합되는 관련 기어링;을 일체화한다.
변속기에 의해 전체적으로 제공되는 전체 속도비("변속비(transmission ratio)")는 가변비에 따르지만, 일반적으로 관련 기어링에 의해 변형되는 가변비와 동일하지 않다.
통상적으로 에피사이클릭(epicyclic) 유형의 "션트(shunt)" 기어 장치를 기어링 내에 일체화하는 것은 널리 공지되어 있다. 션트 기어는 동력을 재순환시켜 가변기 자체에 의해 조종되는 동력을 감소시키고, "기어 중립(geared neutral)"과 같은 기술상 공지되어 있는 상태를 제공하는데 도움이 된다. 션트 기어는 통상적으로 가변기의 대향면들에 결합되는 2개의 회전 입력과, 예를 들면 최종 기어링 및 그에 따라 차륜에 결합되는 회전 출력을 갖는다. 특정한 가변비("기어 중립비")에서, 션트 기어에 대한 2개의 입력은 서로 상쇄되어 출력을 정지 상태로 되게 한다. 이러한 상태는 "기어 중립"으로 지칭되며, 움직이는 엔진으로부터 물리적으로 분리되지 않고 변속기 출력이 정지될 수 있게 한다. 이러한 변속기는 따라서, 차량 출발시 및 정지하기 위해 차량을 제동할 때, 엔진과 변속기를 결합/분리하는데 사용되는 통상적인 자동차 변속기의 토크 컨버터 또는 수동 클러치와 같은, 임의의 "시동 장치" 없이 사용될 수 있다. 일 측면의 기어 중립비에 대한 가변비는 반전(reverse) 출력 회전 및 반전 차량 이동을 제공한다. 타측면의 기어 중립비에 대한 가변비는 전진 출력 회전 및 전진 차량 이동을 제공한다. 가변기가 기어 중립비에 있을 때, 피동차(driven wheels) 및 차량은 정지 상태이다.
통상적으로 연속 가변 변속기(CVT)의 기어링은 하나 또는 그보다 많은 클러치 장치를 일체화하며, 이들 장치의 맞물림(engagement)/해제(disengagement)는 변속기가 "단들(regimes)" 사이에서 전환되도록 한다. 변속비는 가변비에 따르지만, 각각의 단에서 가변비와 변속비 사이의 관계는 상이하다. 예를 들면, 자동차 변속기는 종종 2가지 단 - 고단 및 저단을 제공하도록 설계된다. 저단은 반전, 기어 중립 및 낮은 전진 기어를 제공한다. 고단은 더 높은 전진 기어를 제공한다.
비율들은 기어링에서, 가변기가 그 범위의 일단부에 가까운 특정한 가변비("동기비(synchronous ratio)")에 도달할 때, 저단으로부터 고단으로의 변화가 변속비에 변화를 일으키지 않도록 선택된다. 동기비에서의 단 변화는 엔진 속도의 변화 또는 차륜의 토크의 큰 단절 없이 부드럽게 이루어질 수 있다.
복수의 단의 사용은 변속기의 에너지 효율에 관하여 바람직하다. 가변기 자체는 통상적으로 변속기의 가장 효율이 낮은 부분이다. 임의의 주어진 단에서, 전체로서 변속기에 의해 제공된 비율의 확산이 가변기의 비율 확산보다 더 크면, 션트 기어는 "동력 분할(power split)"된다. 즉, 전체 동력의 일부만이 가변기를 통해 전달된다. 주어진 단에서의 비율 확산을 감소시킴으로써, 가변기를 통한 전체 동력의 비례(proportion)가 감소되며, 따라서 효율을 향상시키고 가변기 자체의 필요한 치수 및 사양을 줄일 수 있다. 이러한 이유로 일부 경우에 둘보다 많은 단을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 대형의 도로주행 트럭이 일례를 제공한다. 에너지 효율은 이러한 차량에 대해 중요한 고려 사항이며, 이들 차량의 엔진은 특히 높은 동력 및 토크를 일으켜서, 가변기에 의한 차량의 조종은 2-단 변속기에서 문제가 될 수 있다.
3 또는 그보다 높은 단에서 작동 가능한 연속 가변 변속기(CVT)의 공지된 예시는 Torotrak (Development) Limited 명의의 공개된 국제특허출원 WO 94/24462에서 제공된다. 이 출원의 US 대응 특허는 US5643121이다. 당해 변속기는 2개의 에피사이클릭 션트 기어(epicyclic shunt gears)를 사용한다. 이들 기어 중 하나는 상기 문서에서 "동력 분할" 에피사이클으로 지칭되는데, 이는 이 기어가 엔진으로부터 동력을 받아서 이 동력을 제 1 샤프트와 제 2 샤프트 사이에서 분할하여, 이들 샤프트의 상대 속도의 변화를 조절하기 때문이다. 가변기 자체는 제 1 샤프트에 연결되는 입력 및 제 2 샤프트에 연결되는 출력을 가져서, (고정된 엔진 속도를 위해) 가변비의 증가는 제 2 샤프트가 속도를 올리고 제 1 샤프트가 속도를 낮추게 하는 반면, 가변비의 감소는 제 2 샤프트가 속도를 낮추고 제 1 샤프트가 속도를 올리게 한다. 각각의 샤프트는 하나 이상의 클러치/기어 장치를 통해 차륜에 선택적으로 결합될 수 있다. 변속비가 증가될 때 무슨 일이 일어나는지를 고려한다. 먼저, 즉 제 1 샤프트는 제 1 클러치/기어 장치를 통해 휘일에 연결된다. 제 2 샤프트는 분리되어 자유 회전한다(freewheels). 가변기는 제 1 샤프트의 속도 및 피동차의 속도를 증가시키도록 그 비율 범위의 처음부터 끝까지 지나간다(swept through). 결국, 가변기는 그 비율 범위의 단부에 도달하며, 동기 단 변화가 시작되어, 제 1 샤프트를 분리하고 제 2 클러치/기어 장치를 통해 제 2 샤프트를 휘일에 연결한다. 이때, 가변비의 변화 방향이 반대로 된다. 가변기는 그 후 그 비율 범위의 처음부터 끝까지 다시 지나가며 제 2 샤프트 및 피동차의 속도를 증가시킨다. 가변기가 그 비율 범위의 대향 단부에 도달할 때, 더 높은 단에 대한 변화는 제 2 샤프트를 분리하고 제 3 클러치/기어 장치를 통해 제 1 샤프트를 휘일에 연결함으로써 이루어질 수 있다. 원칙적으로, 휘일들을 상이한 비율로 구동시키기 위해 각각의 샤프트에 복수의 클러치/기어 장치를 제공함으로써, 임의의 수의 단들이 제공될 수 있다.
션트 기어들 중 제 2 기어는 WO 94/24462에서 "동력 재순환" 에피사이클릭으로 지칭되며, 기어 중립을 포함하는 저단을 제공하는데 도움이 된다. 이 기어의 입력은 가변기를 가로질러 연결되며, 그 출력은 클러치를 통해 피동차에 연결 가능하다. 저단에서, 제 1 샤프트 및 제 2 샤프트는 동력 재순환 에피사이클릭의 출력에 의해 대신 구동되는 휘일들로부터 모두 분리된다.
이러한 변속기의 설계 및 배치는 문제가 된다. WO 94/24462는 2개의 에피사이클릭 션트 기어가 서로 동축이며 변속기 입력을 갖지만, 가변기 자체는 이들의 공동 축으로부터 측방향으로 오프셋되는 장치를 도시한다. 이는 패키징의 관점에서 항상 편리하지도 않고, 동력 전달 경로(power transfer paths)에서 기어의 수를 반드시 최소화되게 하지도 않으며, 추가의 기어링은 변속기 에너지 소실이 증가할 때 바람직하지 않다.
본질적으로 유사한 원리로 작동하지만 상이한 배치를 갖는 변속기는 다시 Torotrak (Development) Limited 명의의 공개된 국제특허출원 WO94/16244에 개시된다. 이 출원의 US 대응특허는 US5564998이다. 이 변속기에서, 2개의 에피사이클릭 기어 장치는 가변기와 어느 한 측면에서 동축이지만, 이 변속기의 출력은 가변기의 축으로부터 오프셋된 부축(layshaft)을 통하여 형성되며, 이 또한 패키징에 관하여 문제가 될 수 있다.
명칭 "입력" 및 "출력"은 상기에 사용되었으며, 가변기 - 확실히는 변속기 자체와 같은 구성요소가 다른 구성요소에 결합되는 샤프트 또는 다른 회전 부재에 관하여 하기에서 반복적으로 사용될 것이다. 이는 구성요소의 일측을 타측과 구별하는데 유용한 명명법이지만, 대부분의 경우 이러한 명칭은 본질적으로 임의적임이 이해되어야 하며, (하기의 논의에서는 엔진으로부터 휘일까지로 가정되지만) 동력의 유동은 반드시 항상 입력으로부터 출력까지는 아닐 것이다.
본 발명의 1 양태는 제조하기에 에너지 효율적이고/효율적이거나 경제적이며/경제적이거나 포장하기가 편리한 복수-단의 변속기를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 변속기 입력 및 변속기 출력을 가지며, 상기 입력과 출력 사이에서 연속 가변 변속비로 구동력을 전달하도록 구성되는 연속 가변 변속기로서, 상기 변속기는: 가변기로서, 둘 이상의 가변기 레이스를 가지며, 상기 가변기 레이스들 사이에서 구동력이 연속 가변 가변비로 전달되고, 상기 가변기 레이스가 가변기 샤프트에 의해 정의된 축을 중심으로 하는 회전을 위해 장착되는, 가변기; 상기 가변기 샤프트로부터 측방향으로 분리된 부축; 상기 변속기 입력으로부터 구동되도록 배치되는 분할기 입력 부재와, 상기 부축 및 가변기 샤프트를 각각 구동시키도록 배치되는 2개의 분할기 출력 부재를 갖는 분할기 에피사이클릭 기어링; 상기 가변기 샤프트 및 부축에 각각 작동적으로 결합되도록 배치되는 제 1 재순환기 입력 부재 및 제 2 재순환기 입력 부재와, 재순환기 출력 부재를 갖는 재순환기 에피사이클릭 기어링; 및 클러치 장치;를 더 포함하며, 상기 클러치 장치는:
(a) 상기 재순환기 출력 부재가 상기 변속기 출력을 구동시키는 단;
(b) 상기 부축이 상기 변속기 출력을 구동시키는 단; 및
(c) 상기 가변기 샤프트가 상기 변속기 출력을 구동시키는 단;을 선택적으로 맞물리도록 하며, 상기 가변기 샤프트는:
상기 변속기 출력;
상기 재순환기 에피사이클릭;
상기 단(a)에서 상기 변속기 출력을 구동시키는 것을 돕는, 상기 재순환기 출력 부재와 상기 변속기 출력 사이의 제 1 커플링; 및
상기 단(c)에서 상기 변속기 출력을 구동시키는 것을 돕는, 상기 가변기 샤프트와 상기 변속기 출력 사이의 제 2 커플링;과 동축인 연속 가변 변속기가 존재한다.
복수-단 변속기에 관한 상이한 문제는 제조의 실용화에 관한 것이다. 상이한 차량은 변속기에 의해 제공되어야 할 단의 수에 대하여 상이한 요구 조건을 갖는다. 다수의 단은 하기에 설명되는 바와 같이, 가변기에 의해 조정되는 동력이 감소되게 한다. 반면에, 4개 만큼의 상이한 단을 제공하는 변속기는 부피가 크며 제조하기에 비교적 고가일 수 있다. 하나가 다른 하나보다 더 많은 단을 제공할 수 있는 편의성을 갖는 2개의 상이한 변속기를 위한 주로 동일한 구성요소 및 도구를 사용할 수 있는 것이 바람직할 것이다. 이는 추가의 단(또는 단들)을 제공하기 위한 임의의 추가의 구성요소와 함께, 더 낮은 수의 단을 제공하는 단일한 기본 변속기의 사용에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 추가의 구성요소를 일체화한 결과는 4개 이상의 단에서 작동 가능하고, 변속기 입력 및 최종 변속기 출력을 가지며, 상기 변속기 입력과 최종 변속기 출력 사이에서 연속 가변 변속비로 구동력을 전달하도록 구성되는 연속 가변 변속기로서, 상기 변속기는: 가변기로서, 둘 이상의 가변기 레이스를 가지며, 상기 가변기 레이스들 사이에서 구동력이 연속 가변 가변비로 전달되고, 상기 가변기 레이스가 가변기 샤프트에 의해 정의된 축을 중심으로 하는 회전을 위해 장착되는, 가변기; 상기 가변기 샤프트로부터 측방향으로 분리된 부축; 상기 변속기 입력으로부터 구동되도록 배치되는 분할기 입력 부재와, 상기 부축 및 가변기 샤프트를 각각 구동시키도록 배치되는 2개의 분할기 출력 부재를 갖는 분할기 에피사이클릭 기어링; 상기 가변기 샤프트 및 부축에 각각 작동적으로 결합되도록 배치되는 제 1 재순환기 입력 부재 및 제 2 재순환기 입력 부재와, 재순환기 출력 부재를 갖는 재순환기 에피사이클릭 기어링; 제 1 클러치 장치에 의해 최종 변속기 출력에 선택적으로 작동 가능하게 결합되고 상기 최종 변속기 출력으로부터 작동 가능하게 분리되도록 배치되는 공유 출력 부재; 및 추가의 클러치 장치;를 더 포함하며, 상기 추가의 클러치 장치는:
(a) 하나의 단을 제공하기 위해, 상기 재순환기 출력 부재를 상기 공유 출력 부재에 결합시키고 상기 공유 출력 부재를 통하여 상기 최종 변속기 출력에 결합시키며;
(b) 다른 단을 제공하기 위해, 상기 부축을 상기 공유 출력 부재에 결합시키고, 상기 공유 출력 부재를 통하여 상기 최종 변속기 출력에 결합시키며;
(c) 또 다른 단을 제공하기 위해, 상기 가변기 샤프트를 상기 공유 출력 부재에 결합시키고, 상기 공유 출력 부재를 통해 상기 최종 변속기 출력에 결합시키며;
(d) 또 다른 단을 제공하기 위해, 상기 부축 또는 상기 가변기 샤프트를 상기 공유 출력 부재를 포함하지 않는 분리 경로를 통해 상기 최종 변속기 출력에 결합시키는 반면, 상기 공유 출력 부재는 상기 최종 변속기 출력으로부터 분리되도록 하는 연속 가변 변속기이다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 제 2 단을 제공하는데 필요한 추가의 구성요소는 연속 가변 호스트 변속기에 추가의 단을 제공하기 위해 연속 가변 호스트 변속기에 부착하기 위한 유닛으로서, 회전식 최종 변속기 출력, 상기 호스트 변속기의 제 1 출력과 맞물릴 수 있는 제 1 회전식 입력, 상기 호스트 변속기의 제 2 출력과 맞물릴 수 있는 제 2 회전식 입력, 및 상기 제 1 회전식 입력 및 제 2 회전식 입력 중 하나 이상에 상기 최종 변속기 출력을 선택적으로 연결하기 위한 클러치와 기어링의 장치를 포함하는 유닛으로 형성될 수 있다.
통상적으로, 하나의 단 또는 다른 단을 선택하는데 사용되는 클러치는 예를 들면 습판(wet plate)형의 마찰 장치이다. 이는 매우 널리 이용가능하고 효과적이지만, 이러한 유형의 클러치의 사용에 관한 특정한 단점이 존재한다. 이는 그 성질로 인해 마모되기 쉬우며 따라서 주기적인 교체를 필요로 한다. 선택된 클러치는 기대 토크를 조정할 수 있어야 하며, 이는 트럭과 같은 차량에서 중요할 수 있기 때문에, 클러치의 요구 조건은 엄격할 수 있다. 또한, 습판 클러치의 비용에 주의해야 한다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 복수-단 연속 가변 변속기로서, 연속 가변 변속비를 제공하는 가변기, 변속 입력과 변속 출력 사이에 둘 이상의 선택적으로 맞물릴 수 있는 구동 경로를 형성하는 기어링으로서, 양쪽의 상기 구동 경로는 둘 모두에서 변속 입력 속도 대 변속 출력 속도의 비율이 가변비에 따르도록 상기 가변기를 일체화하는, 기어링, 및 단 변화 클러치 장치를 포함하며, 상기 단 변화 클러치 장치는 하나의 구동 경로의 맞물림으로부터 다른 하나의 구동 경로의 맞물림으로 변화시키기 위한 하나 또는 그보다 많은 도그 클러치(dog clutch)를 포함하고, 상기 변속기는 하나 이상의 마찰 맞물림 장치를 더 포함하고, 상기 마찰 맞물림 장치는 과도한 토크를 가정할 때, 미끄러질 수 있어서, 변속기 입력 속도 대 변속기 출력 속도의 비율과 가변비 사이에 미스매치(mismatch)를 허용하는 것을 특징으로 하는 복수-단 연속 가변 변속기가 존재한다.
상기 도크 클러치는 미끄러질 수 없어서, 변속기 입력과 출력 속도 사이의 미스매치를 조절할 수 없다. 마찰 맞물림 장치가 없을 경우, 이는 예를 들면, 운전자에 의한 매우 어려운 제동에 의해 일어나는 예상치 못한 토크 스파이크(torque spikes)의 경우에는 가변기와 같은 변속기의 다른 부분 상에 과도한 하중을 초래할 수 있다. 이러한 상황에서, 추가의 마찰 맞물림 장치는 미끄러질 수 있어서, 변속기에 필요한 보호를 제공한다.
첨부 도면을 참조하여, 이제 본 발명의 특정한 실시예들이 예로서만 설명될 것이다.
도 1은 본 발명을 실행하는데 사용하기 적합한 토로이드형 레이스 롤링 견인 가변기(toroidal race rolling traction variator)의 주요 구성요소의 매우 간략화된 사시도이고;
도 2는 방사상 방향을 따라 본, 또한 매우 간략화된 형태의 도 1과 동일한 가변기를 도시하는 도면이며;
도 3은 본 발명을 실시하는 3 단 무단 변속기(CVT)의 개략도이며;
도 4는 도 3과 동일한 변속기를 보다 상세히 도시하는 도면이며;
도 5a 내지 도 5c는 각각에서, 각각의 단을 위한 동력 경로에 포함된 각각의 구성요소가 굵게 강조되고, 다른 구성요소는 의미한 인쇄로 도시된 것을 제외하면 도 4와 대응하는 도면이며;
도 6은 제 4 단을 제공하도록 추가의 기어링 및 관련 구성요소를 갖는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 동일한 무단 변속기(CVT)를 도시하는 도면이며;
도 7은 도 6의 변속기를 보다 상세히 도시하는 도면이며;
도 8은 어떤 점에서 제조하기에 보다 단순한 도 7에 도시된 변속기의 개발예인 변속기를 도시하는 도면이며;
도 9는 제 4 단을 제공하기 위해 추가의 기어링 및 관련 구성요소를 갖는 도 8에 도시된 것과 동일한 변속기를 도시하는 도면이다.
본 발명을 실행하는데 사용하기 적합한 가변기(V)가 먼저 도 1 및 도 2를 참조로 설명될 것이다. 당해 가변기는 당업자에게 공지되어 있으며, 토로이드형-레이스 롤링-견인식(toroidal-race rolling-traction type)이다. 다른 유형의 가변기가 본 발명을 실시하는 변속기에 사용될 수 있다. 가변기(V)는 각각 반-토로이드형으로 매입된(semi-toroidally recessed) 면(200, 202)을 갖는 제 1 입력 레이스(D1) 및 제 2 입력 레이스(D2)를 갖는다. 입력 레이스들(D1, D2) 사이에는 제 1 및 제 2 출력 레이스(D3, D4)가 있고, 이들 두 출력 레이스들은 각각의 반-토로이드형으로 매입된 면(204, 206)을 가져서, 제 1 입력 레이스(D1)와 제 2 출력 레이스(D3) 사이에 제 1 토로이드형 공동(208)이 형성되고, 제 2 입력 레이스(D3)와 제 2 출력 레이스(D4) 사이에는 제 2 토로이드형 공동(210)이 형성된다. 레이스들은 이들이 회전하는 가변기 샤프트(212)에 의해 정의되는 공통의 회전축("가변기 축")을 갖는다.
각각의 공동(208, 210)은 각각의 세트의 롤러(214, 216)들을 포함한다. 통상적으로 각각의 세트는 3개의 롤러로 이루어진다. 각각의 롤러는 롤러 축을 중심으로 한 회전을 위해 장착되며, 하나의 롤러로부터 다른 롤러로 구동력을 전달하기 위해 관련 입력 레이스 및 출력 레이스의 토로이드형 면과 만난다. 롤러(214, 216)들은 각각 가변기 축을 중심으로 원주 방향을 따라 앞뒤로 이동할 수 있다. 롤러는 또한 섭동(precess)할 수 있다. 즉, 롤러의 축은 돌 수 있어서, 가변기 축에 대한 롤러의 축의 기울기를 변화시킨다. 도시된 예시에서, 이들 동작은 스템(222)에 의해 액츄에이터(230)에 결합되는 각각의 캐리어(220) 내에 각각의 롤러(214, 216)를 회전가능하게 장착함으로써 제공된다. 피스톤(228)의 중심으로부터 롤러(216)의 중심으로의 선(232)은 전체 조립체가 돌 수 있는 섭동축(precession axis)을 구성한다. 롤러의 섭동은 216과 같은 롤러에 의해 D2, D4와 같은 레이스 상에서 추적된(traced) 경로의 반경들의 변화 및 그에 따라 가변기 구동비의 변화를 초래한다.
이 예시에서 섭동축(232)은 정확히 가변기 축에 직각인 평면에 놓이지 않지만, 대신 이 평면에 대해 기울어져 있다. 기울기의 각도는 도면에서 CA로 지시되며, "카스토르 각도(castor angle)"로 알려져 있다. 롤러는 앞뒤로 이동할 때, 가변기 축 상에 중심을 둔 원형 경로를 따른다. 또한, 롤러에 대한 레이스들의 작용은 조종 모멘트(steering moment)를 일으키며, 조종 모멘트는 롤러 축이 가변기 축과 교차하는 그러한 기울기에서 조종 모멘트를 유지하기 쉽다. 축들의 이러한 교차는 카스토르 각도에 의해, 그 원형 경로를 따르는 앞뒤로의 롤러의 움직임에도 불구하고 유지될 수 있다. 롤러는 그 경로를 따라 이동할 때, 레이스들의 작용에 의해 또한 조종되며, 레이스들의 작용은 축들의 교차를 유지하는 것과 같이 롤러를 섭동하게 한다. 결과적으로, 롤러의 그 경로를 따르는 위치는 특정한 롤러의 기울기에 대응하며 따라서 특정한 가변기 구동비에 대응한다.
액츄에이터(230)는 라인(234, 236)을 통해 반대의 유압 유체 압력을 수용한다. 따라서 액츄에이터(230)에 의해 생성된 힘은 가변기 축을 중심으로 그 원형 경로를 따라 롤러를 추진하며, 평형 상태에서 레이스에 의해 롤러 상에 가해진 힘에 의해 균형을 이룬다. 레이스에 의해 가해진 힘은 가변기 레이스들에 대해 외부에서 가해진 토크의 합계에 비례한다. 이러한 합계 - 가변기 입력 토크 더하기 가변기 출력 토크 - 는 가변기의 장착구들에 대해 반작용되어야 하는 알짜 토크이며, 반작용 토크로 지칭된다. 라인(234,236) 내의 압력을 정함으로써, 가변기에 의해 생성된 반작용 토크는 직접적으로 제어된다.
이제 가변기(V)를 일체화하는 변속기가 설명될 것이다. 본 발명의 변속기의 작동의 원리는 도 3을 참조로 가장 잘 이해될 수 있으며, 도 3은 단순히 개략적인 형태로 그 주요 기능 부품들을 도시한다. 입력 샤프트(10)는 회전식 동력원(12)에 의해 구동되며, 회전식 동력원은 원칙적으로 임의의 유형의 내연기관, 모터 - 전기 또는 그 밖의 것 - 외연 기관, 또는 다른 회전식 구동기일 수 있지만 본 발명의 예시에서는 디젤 엔진이다. 분할 에피사이클릭(splitting epicyclic; 14)은 3개의 회전 요소들을 가지며, 3개의 회전 요소들은 각각 (i) 입력 샤프트(10), (ii) 제 1 중간 샤프트(16) 및 (iii) 제 2 중간 샤프트(18)에 연결된다. 이들 연결들의 마지막은 기어링(R1)을 통한다. 엔진으로부터 분할 에피사이클릭(14)으로의 동력 입력은 중간 샤프트(16, 18)들로 지향되지만, 2개의 중간 샤프트들 사이의 이러한 동력의 분할 및 이들의 상대 속도는 분할 에피사이클릭에 의해 결정되지 않는다.
가변기(V)는 제 1 및 제 2 중간 샤프트들을 가로 질러서 연결된다. 특히, 가변기의 회전 입력은 제 1 중간 샤프트(16)에 연결되고, 그 출력은 기어링(R2)을 통해 제 2 중간 샤프트(18)에 연결된다. 제 1 중간 샤프트 대 제 2 중간 샤프트의 속도비는 따라서 기어비(R2)가 곱해진 가변비와 동일하다. 가변비 변화는 - 입력 샤프트(10)의 일정한 속도에서 - 중간 샤프트들 중 하나를 감속하게 하고 다른 하나를 가속하게 한다.
변속기는 회전식 출력 샤프트(20)를 가지며, 회전식 출력 샤프트는 차량 변속기의 경우에 통상적으로 최종 기어링을 통해 차륜에 결합된다. 도시된 예시에서, 출력 샤프트(20)로의 동력 전달을 위한 3가지 이용 가능한 루트가 존재하는데, 이들 루트는 각각 각각의 클러치(M1, M2, M3)에 의해 결합 가능하며, 이들 루트는 각각 상이한 변속 단을 제공한다.
가장 낮은 단은 클러치(M1)가 맞물리고 다른 클러치들이 해제될 때 유효하다(active). 도시된 예시에서, 클러치(M1)는 실제로 커플링 에피사이클릭 기어(22)의 플래닛 캐리어(planet carrier) 상에 작용하는 제동(brake)이다. 이러한 특정한 에피사이클릭은 단순히 커플링에 도움이 되며, 혼합 기능(mixing function)을 실행한다. 클러치(M1)는 맞물릴 때, 출력 샤프트(20)로 구동력을 전달하며, 고정된 기어비(gear ratio)를 제공한다. 클러치(M1)가 해제될 때, 커플링 에피사이클릭 기어(22)는 자유 회전하며, 상당한 동력을 전달하지 않는다. 에피사이클릭 기어는 이에 대해 그 입력 및 출력이 구조상 편리한 동축인 이점을 갖는다.
동력은 재순환 에피사이클릭 기어(24)를 통해 커플링 에피사이클릭 기어(22)로 전달되며, 재순환기 에피사이클릭 기어는 제 1 중간 샤프트(16)에 연결되는 제 1 입력(26), 기어링(R3)을 통해 제 2 중간 샤프트(18)에 연결되는 제 2 입력(28), 및 커플링 에피사이클릭 기어(22)로 안내하는 출력(30)을 갖는다. 변속기가 기어 중립을 제공할 수 있는 것은 재순환 에피사이클릭 기어(24)에 의한 것이다. 기어 중립 가변비에서, 그 제 1 입력(26) 및 제 2 입력(28)의 속도는 서로를 상쇄시키며, 그 출력(30)은 엔진에 기계적으로 결합됨에도 불구하고, 엔진(12)의 속도에 관계없이 결과적으로 정지 상태이다. 일부 실시예에서, 기어 중립비의 일측에 대한 가변비는 반전 출력 회전(반전 차량 동작)을 제공하고, 기어 중립의 타측에 대한 가변비는 전진 출력 회전(전진 차량 동작)을 제공한다.
가장 낮은 단 - 제 1 - 로부터 제 2 단으로의 변화는 클러치(M1)를 해제시키고 클러치(M2)를 맞물림으로써 실행된다. 이는 변속비의 순간적인 변화가 일어나지 않도록 동기비(synchronous ratio)로 실행된다. 커플링 에피사이클릭 기어(22) 및 재순환 에피사이클릭 기어(24)는 그 후 자유 회전하며, 동력 공급 경로로부터 효과적으로 제거된다. 대신에 출력 샤프트(20)가 기어링(R4)을 통해 제 2 중간 샤프트(18)로부터 구동된다.
제 2 단으로부터 제 3 단으로의 변화는 클러치(M2)를 해제시키고 클러치(M3)를 맞물림으로써 실행되며, 이는 다시 동기비로 실행된다. 동력의 공급을 위한 경로는 그 후 출력 샤프트(20)에 대한 제 1 중간 샤프트(16)의 직접적인 결합을 통해 형성된다.
변속기가 그 전체 비율 범위를 횡단할 때, 가변비는 먼저 제 1 단에서 그 범위의 처음부터 끝까지 지나가며, 그 후 제 2 단에서 그 범위의 처음부터 끝까지 반대로 - 반대 방향으로 - 지나가며, 그 후 제 3 단에서 그 범위의 처음부터 끝까지 다시 반대로 - 제 1 방향으로 - 지나간다. 기어비(R)는, 제 1, 제 2 및 제 3 단들이 연속적으로 더 높은 전체 변속비 - 즉, 입력 회전당 보다 많은 출력 회전 - 를 제공하도록 선택된다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 동일한 변속기의 실제 실시예를 나타낸다. 이때, 제 1 중간 샤프트(16)는 전술된 유형의 토로이드형-레이스 롤링-견인식 가변기(V)의 주 샤프트에 의해 형성된다. 제 2 중간 샤프트(18)는 가변기로부터 측방향으로 오프셋된 부축으로서 형성된다. 외부 가변기 레이스(D1, D2)는 제 1 중간 샤프트(16)에 이와 함께 회전하도록 장착되어서, 구동력은 레이스들로부터 샤프트로 직접적으로 전달된다(또는 반대로 - 동력 유동의 방향은 어느 한 방향으로일 수 있다). 내부 가변기 레이스(D3, D4)들로부터의 구동력은 이들 사이의 제 1 체인 기어(32)를 통해 제거되며, 제 1 체인 기어는 도 3의 기어링(R2)을 형성하는 체인(미도시)을 통해 제 2 중간 샤프트(18) 상의 제 2 체인 기어(34)를 구동시킨다. 이에 대해, 직접적으로 맞물리는 기어들과 같은 다른 측방향 구동력 전달 장치가 사용될 수 있다.
분할 에피사이클릭(14)은 가변기 레이스(D1-D4)들과 동축이다. 도시된 실시예에서, 이는 입력 샤프트(10)와 가변기(V) 사이에 배치된다. 입력 샤프트(10)는 분할 에피사이클릭(14)의 플래닛 캐리어(SPC)를 구비한다. 분할 에피사이클릭 기어 상에 구비되는 플래닛(36)들은 제 1 중간 샤프트(16) 상에 장착되는 태양 기어(SS)와 맞물리며, 또한 내부 치형 링 기어(SR)와 맞물리며, 내부 치형 링 기어는 제 2 중간 샤프트(부축)(18) 상에 장착되는 제 1 부축 기어(38)와 맞물리도록 그 외부 상에 또한 치형이 있다. 링 기어(SR)의 외부 이(teeth)들과 제 1 부축 기어(38)는 함께 도 3의 기어링(R1)을 형성한다.
재순환 에피사이클릭(24)은 가변기 레이스(D1-D4)와 동축이다. 도시된 실시예에서, 이는 가변기의 동력 분할 에피사이클릭(14)으로부터 반대측 상에 있다. 재순환 에피사이클릭 기어(24)는 제 1 중간 샤프트(가변기 샤프트)(16) 상에 장착된 태양 기어(RES)를 포함하고, 이 태양 기어는 플래닛 캐리어(REPC) 상에 구비된 플래닛 기어(40)와 맞물린다. 플래닛 기어(40)는 또한 재순환 에피사이클릭(24)의 내부 치형 링 기어(RER)와 맞물리며, 이 링 기어는 또한 제 2 중간 샤프트(부축)(18) 상에 장착된 제 2 부축 기어(42)와 맞물리도록 외부에 치형이 있다. 링 기어(RER)의 외부 이들 및 제 2 부축 기어(42)는 도 3의 기어링(R3)을 형성한다.
커플링 에피사이클릭(22)은 재순환 에피사이클릭(24)의 아웃보드(outboard)에 인접한다. 그 태양 기어(CES)는 재순환 에피사이클릭의 플래닛 캐리어(REPC)에 직접적으로 결합되며, 플래닛 캐리어(CEPC) 상에 구비된 플래닛(44)과 맞물린다. 플래닛(44)은 또한 커플링 에피사이클릭(22)의 링 기어(CER)와 맞물리며, 링 기어는 자체로 변속기 출력 샤프트(20)에 직접적으로 결합된다. 제 1 단의 클러치(M1)는 이러한 특정 실시예에서 브레이크로 형성되며, 이 클러치의 맞물림은 커플링 에피사이클릭의 플래닛 캐리어(CEPC)를 회전에 대해 잠그며, 커플링 에피사이클릭(22)이 재순환 에피사이클릭(24)의 플래닛 캐리어(REPC)로부터 변속기 출력 샤프트(20)로 동력을 전달할 수 있게 한다. 클러치/브레이크(M1)를 해제함으로써, 플래닛 캐리어(CEPC)가 자유 회전하게 되며, 이러한 동력의 전달을 효과적으로 방지하여, 플래닛 캐리어(REPC)를 출력 샤프트(20)로부터 효과적으로 분리시킨다.
제 2 단의 클러치(M2)는 출력 기어(46)에 출력 샤프트(20)를 결합시키고, 출력 기어(46)로부터 출력 샤프트(20)를 분리시키는데 도움이 되며, 출력 기어는 출력 샤프트(20)와 동축이며, 제 2 중간 샤프트(부축)(18) 상에 장착되는 제 3 부축 기어(48)와 맞물리며, 이들 기어는 함께 도 3의 비(R4)를 제공한다.
제 1 중간 샤프트(가변기 샤프트)(16)는 변속기 출력 샤프트(20)와 동축이며, 제 3 단의 클러치(M3)는 두 샤프트 사이에 직접적으로 삽입되어 이들을 선택적으로 결합/분리시킨다.
3 단의 동력의 변속을 위한 경로는 도 5a 내지 도 5c로부터 이해될 수 있으며, 이 도면들에서 맞물린 클러치 및 유효한 구성요소 - 동력을 전달하도록 작용하는 것들 - 는 3가지 상이한 단들에 대해 굵게 도시된다.
전술된 변속기는 3가지 단들을 제공한다. 일부 차량에 대해, 이는 더 많은 단들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 단들의 개수를 증가시킴으로써, 가변기에 의해 조종되는 동력이 감소되게 될 수 있으며, 따라서 전술된 바와 같이 효율이 향상되게 된다. 이러한 변속기는 예를 들면 트럭에 바람직한 특히 폭넓은 비율 확장(ratio spread)을 제공하는데 사용될 수도 있으며, 이는 고속 도로상에서 충분히 일정한 속도로 긴 기간 동안 작동될 수 있다. 이러한 상황에서, 매우 높은 "오버드라이브(overdrive)" 기어는 엔진을 가장 효율적인 상태에서 작동되게 할 수 있다. 한편, 4 또는 그보다 많은 단을 제공하는 변속기가 다른 차량에 반드시 바람직한 것은 아니다. 이러한 변속기는 제조하는데 과도하게 값이 비싸며/비싸거나 차량 내에 수용하기에 부피가 클 수 있다. 이들 상충하는 요구조건을 충족시키기 위해, 2가지 완전히 상이한 변속기를 제조하는 것은 경제적으로 매력이 없다.
그러나 추가의 - 제 4 - 단은 변속기의 실질적인 변형 없이 도 3 내지 도 5의 변속기에 단순히 추가의 클러치 및 기어링을 추가함으로써 제공될 수 있다. 도 6은 그 원리를 도시하며, 출력으로의 동력의 전달을 위한 제 4 루트가 제 2 중간 샤프트(18)에 결합된 기어링(R5) 및 제 4 단의 클러치(M4)를 통해 제공되는 것을 제외하면, 도 3에 대응한다(동일한 부분은 동일한 참조 부호가 주어짐). 특정한 실시예에서, 기존의 변속기 출력 샤프트(20)의 속도는 또한 고정된 비율의 기어링에 의해 변형되고, 에피사이클릭(101)으로서 형성되며, 최종 출력 샤프트(100)로 전달됨으로써, 단 1 내지 3에서 제공되는 비율 범위를 변화시킨다.
도 7은 도 6의 변속기의 실제적인 실시예를 도시한다. 제 4 단을 제공하는 추가의 구성요소는 이 예시에서 주 변속기 하우징(미도시)에 부착되는 분리 단 유닛(102) 내에 형성된다. 기본의 변속기 출력 샤프트(20)는 이 단 유닛(102)으로 연장하여, 제 2 중간 샤프트(부축)(18)로 연장한다.
제 1, 제 2 및 제 3 단에서, 동력은 기존의 출력 샤프트(20)로부터 고정된 비율의 기어링(101)을 통해 최종 출력 샤프트(100)로 전달된다. 고정된 비율의 기어링(101)은 기존의 출력 샤프트(20) 상에 구비된 태양 기어(104), 태양 기어(104)와 맞물리며 고정된 링 기어(108)를 갖는 플래닛 기어(106), 및 최종 출력 샤프트(100) 상에 장착된 플래닛 캐리어(110)를 포함한다. 에피사이클릭 기어링은 여기서 고정된 기어 비를 제공하는 편리하고 동축인 방법으로 사용된다.
제 4 단에서, 동력은 제 2 중간 샤프트(부축)(18)로부터 제 4 부축 기어(112), 제 2 출력 기어(114) 및 (맞물린) 클러치(M4)를 통해 최종 출력 샤프트(100)로 전달된다. 제 4 부축 기어(112) 및 제 2 출력 기어(114)는 함께 도 6의 기어링(R5)을 형성한다.
도 8은 도 3 내지 도 5의 변속기와 유사하지만 제조하기에 보다 경제적이며, 보다 효율적이도록 의도된 3가지 단의 변속기를 도시한다. 동력 분할 에피사이클릭(14), 가변기(V), 제 1 및 제 2 중간 샤프트(가변기 샤프트 및 부축)(16, 18), 체인 기어(32, 34), 및 재순환 에피사이클릭(24)은 모두 도 3 내지 도 5에 대해 설명된 것과 대응하여 다시 설명되지 않을 것이다. 도 3의 커플링 에피사이클릭(22)은 제거되었다. 재순환 에피사이클릭(24)의 링 기어(RER)는 도 8의 실시예에서 더 앞의 실시예의 직접적으로 맞물리는 기어를 대신하여, 기어들(200, 202)을 통하여 체인 구동기(체인은 도면에서 생략되었음)에 의해 제 2 중간 샤프트(부축)(18)에 작동적으로 결합된다.
전술된 실시예에서, 단 클러치(M1-M4)들은 미끄러질 수 있는 - 즉, 부분적으로 맞물린 상태에서 그 입력과 출력 사이의 속도의 미스매치를 수용할 수 있으며, 이 상태에서 동일한 토크를 전달할 수 있는 습판 클러치와 같은 마찰 장치들이었다. 미끄러짐은 원칙적으로 맞물림/해제의 과정 중에 및/또는 클러치 상의 과도한 토크 부하에 반응하여 일어날 수 있다. 반면, 도 8의 실시예에서 단 클러치(M1-M3)들은 도그 클러치들이다. 즉, 이들 클러치는 마찰에 의해서가 아니라 기계적으로 상호 맞물린 부분들 사이의 간섭에 의해 토크를 전달할 수 있다. 다수의 상이한 형태의 도그 클러치들이 기술상 공지되어 있으며 본 실시예에서 채택될 수 있다. 도그 클러치는 맞물리는 동안 미끄러짐을 조절할 수 없다. 따라서, 도그 클러치는 마찰 마모되기 쉬우며, 가끔 교체를 요구할 수도 있다. 도그 클러치는 또한 큰 토크를 조종하는데 편리하다.
도 8의 실시예에서는 단일한 액츄에이터가 사용되어 제 1 및 제 3 단 모두를 위해 클러치(M1, M3)를 제어한다. 이들 클러치는 각각의 입력 부재(200, 202) 및 공통 클러치 출력 부재(204)를 가지며, 공통 클러치 출력 부재는 선택적으로 (i) 제 1 단과 맞물리도록 클러치(M1)의 입력 부재(200)와 맞물리고, (ii) 양쪽 출력 부재들로부터 해제되며, (iii) 제 3 단과 맞물리도록 클러치(M3)의 입력 부재(202)와 맞물리도록 축방향으로 이동가능하다. 클러치 출력 부재(204)는 변속기 출력 샤프트(20)에 결합된다. 2개의 클러치에 대해 단일한 액츄에이터를 사용하는 것은 잠재적으로 신뢰성을 향상시키며 제조 비용을 감소시킨다.
도 9는 4가지 단들을 제공하는 도 8의 변속기의 개발예를 도시한다. 도 7의 4 단 변속기와 같이, 이 변속기는 출력 샤프트(20)와 최종 출력 샤프트(100) 사이에 삽입된 고정 비율의 에피사이클릭 기어(101)와, 최종 출력 샤프트(100)를 기어링(112, 114)을 통해 제 2 중간 샤프트(부축)(18)에 결합시키기 위한 제 4 단 클러치(M4)를 갖는다.
제 2 및 제 4 단 클러치(M2, M4)는 이 실시예에서 단일한 액츄에이터에 의해 제어되며 단일한 유닛으로 형성된다. 이들 클러치는 각각의 클러치 입력 부재(210, 212)를 갖지만, 제 2 중간 샤프트(부축)(18)에 결합되는 공통의 클러치 출력 부재(214)를 공유한다. 클러치 출력 부재(214)를 이동시킴으로써, 액츄에이터는 클러치(M2, M4) 중 하나와 맞물릴 수 있거나 양쪽 클러치 모두를 해제시킬 수 있다.
도 9의 실시예에서, 마찰 클러치(220)는 변속기 입력 샤프트(10)와 회전식 동력원(12) 사이에 제공된다. 이 클러치는 과도하게 로딩될 때 미끄러짐에 의해 변속기/엔진에 과도한 토크에 대한 보호를 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 마찰 클러치(220)는 유압 작동식 습판 클러치일 수 있으며, 유압 작동식 습판 클러치의 유압 제어 압력 - 및 연속적인 토크 용량 - 은 클러치가 예상되는 토크를 전달할 수 있지만, 예를 들면 비상 제동에 의해 발생된 예기치 못한 토크 스파이크에 응답하여 미끄러도록 끊임없이 조정된다. 이러한 보호 기능은 단 클러치(M1-M4)들에 의해 제공될 수 있었으며, 단 클러치들은 이전의 실시예들에서와 같이 마찰 맞물림 유형이었다.
12: 회전식 동력원
14: 동력 분할 에피사이클릭
20: 출력 샤프트
22: 커플링 에피사이클릭 기어
24: 재순환기 에피사이클릭 기어
32: 제 1 체인 기어 34: 제 2 체인 기어
36: 플래닛 38: 제 1 부축 기어
40: 플래닛 기어 46: 출력 기어
48: 제 3 부축 기어 100: 최종 출력 샤프트
104: 태양 기어 106: 에피사이클릭 기어
108: 링 기어 110: 플래닛 캐리어
112: 제 4 부축 기어 114: 제 2 출력 기어
208: 제 1 토로이드형 공동 216: 롤러:
234, 236: 라인 V: 가변기

Claims (22)

  1. 변속기 입력 및 변속기 출력을 가지며, 상기 입력과 출력 사이에서 연속 가변 변속비로 구동력을 전달하도록 구성되는 연속 가변 변속기로서, 상기 변속기는:
    가변기로서, 둘 이상의 가변기 레이스를 가지며, 상기 가변기 레이스들 사이에서 구동력이 연속 가변 가변비로 전달되고, 상기 가변기 레이스가 가변기 샤프트에 의해 정의된 축을 중심으로 하는 회전을 위해 장착되는, 가변기;
    상기 가변기 샤프트로부터 측방향으로 분리된 부축;
    상기 변속기 입력으로부터 구동되도록 배치되는 분할기 입력 부재와, 상기 부축 및 가변기 샤프트를 각각 구동시키도록 배치되는 2개의 분할기 출력 부재를 갖는 분할기 에피사이클릭 기어링;
    상기 가변기 샤프트 및 부축에 각각 작동적으로 결합되도록 배치되는 제 1 재순환기 입력 부재 및 제 2 재순환기 입력 부재와, 재순환기 출력 부재를 갖는 재순환기 에피사이클릭 기어링; 및
    클러치 장치;를 더 포함하며,
    상기 클러치 장치는:
    (a) 상기 재순환기 출력 부재가 상기 변속기 출력을 구동시키는 단;
    (b) 상기 부축이 상기 변속기 출력을 구동시키는 단; 및
    (c) 상기 가변기 샤프트가 상기 변속기 출력을 구동시키는 단;과 선택적으로 맞물리도록 하며,
    상기 가변기 샤프트는:
    상기 변속기 출력;
    상기 재순환기 에피사이클릭;
    상기 단(a)에서 상기 변속기 출력을 구동시키는 것을 돕는, 상기 재순환기 출력 부재와 상기 변속기 출력 사이의 제 1 커플링; 및
    상기 단(c)에서 상기 변속기 출력을 구동시키는 것을 돕는, 상기 가변기 샤프트와 상기 변속기 출력 사이의 제 2 커플링;과 동축인
    연속 가변 변속기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커플링 및 상기 제 2 커플링 중 하나는 상기 가변기 샤프트와 동축이며 상기 가변기 사프트 둘레에서 회전하는 슬리브 또는 다른 부재를 포함하는
    연속 가변 변속기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커플링 및 상기 제 2 커플링 중 하나는 상기 가변기 샤프트와 동축인 커플링 에피사이클릭 기어를 포함하는
    연속 가변 변속기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커플링 에피사이클릭 기어는 입력 부재, 상기 변속기 출력에 연결되는 출력 부재, 및 추가의 부재를 포함하며,
    상기 추가의 부재는 선택적으로:
    상기 커플링 에피사이클릭이 고정 비율로 구동력을 전달하게 하는 상기 추가의 부재의 회전을 방지하고,
    상기 추가의 부재가 자유 회전하도록 하여 상기 입력 부재 및 출력 부재를 효과적으로 분리하기 위해, 제 1 클러치와 결합되는
    연속 가변 변속기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 커플링 에피사이클릭 기어는 선택적으로 상기 출력 부재를 상기 변속기 출력에 결합시키고, 상기 변속기 출력으로부터 분리하기 위해 클러치에 연결되는 출력 부재를 갖는
    연속 가변 변속기.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커플링 에피사이클릭은 상기 재순환기 출력 부재를 상기 변속기 출력에 선택적으로 결합시키는 것을 돕는
    연속 가변 변속기.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 커플링은 상기 가변기 샤프트의 축 상에 장착된 클러치를 통하여 상기 가변기 샤프트를 상기 변속기 출력에 직접적으로 결합시키는 클러치의 맞물림인
    연속 가변 변속기.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변속기 출력에 결합되는 클러치 출력 부재와, 하나는 상기 재순환기 출력에 결합되고 다른 하나는 상기 가변기 샤프트에 결합되는, 2개의 클러치 입력 부재를 갖는 클러치 장치를 포함하며,
    상기 클러치 출력 부재는 상기 단(a) 및 단(c)과 맞물리도록 상기 클러치 입력 부재들 모두와 선택적으로 맞물릴 수 있는
    연속 가변 변속기.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변속기 출력에 대한 상기 부축의 커플링은 회전 방향의 반전을 제공하는 기어 장치를 통해 형성되는
    연속 가변 변속기.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변속기 출력에 대한 상기 가변기 샤프트의 커플링은 선택적으로 상기 가변기 샤프트와 동축으로 장착된 클러치를 통해 형성되어서, 상기 클러치의 맞물림은 단(c)과 맞물리는
    연속 가변 변속기.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가변기는 한 쌍의 입력 레이스들 사이에 배치된 한 쌍의 출력 레이스를 포함하고, 상기 출력 레이스는 체인 또는 기어 구동(geared drive)을 통해 상기 부축에 결합되는
    연속 가변 변속기.
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할기 에피사이클릭은 상기 가변기 샤프트와 동축이며, 상기 재순환기 에피사이클릭으로부터 상기 가변기의 대향면상에 있는
    연속 가변 변속기.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    4개 이상의 단을 제공하며,
    상기 변속기는 최종 출력, 상기 변속기 출력을 상기 최종 출력에 선택적으로 결합시키기 위한 제 1 추가 클러치 장치, 및
    상기 최종 출력을 상기 가변기 샤프트 및 상기 부축 중 하나에 선택적으로 결합시키기 위한 제 2 추가 클러치 장치를 갖는
    연속 가변 변속기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 최종 출력은 상기 변속기 출력과 동축인
    연속 가변 변속기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 변속기 출력에 대한 상기 최종 출력의 선택적인 결합은 제 2 커플링 에피사이클릭을 통해 형성되어, 동력을 전달하게 하는 하나의 부재를 잠그며, 동력을 전달하는 것을 방지하는 상기 하나의 부재를 해제하는
    연속 가변 변속기.
  16. 4개 이상의 단에서 작동 가능하고, 변속기 입력 및 최종 변속기 출력을 가지며, 상기 변속기 입력과 최종 변속기 출력 사이에서 연속 가변 변속비로 구동력을 전달하도록 구성되는 연속 가변 변속기로서, 상기 변속기는:
    가변기로서, 둘 이상의 가변기 레이스를 가지며, 상기 가변기 레이스들 사이에서 구동력이 연속 가변 가변비로 전달되고, 상기 가변기 레이스가 가변기 샤프트에 의해 정의된 축을 중심으로 하는 회전을 위해 장착되는, 가변기;
    상기 가변기 샤프트로부터 측방향으로 분리된 부축;
    상기 변속기 입력으로부터 구동되도록 배치되는 분할기 입력 부재와, 상기 부축 및 가변기 샤프트를 각각 구동시키도록 배치되는 2개의 분할기 출력 부재를 갖는 분할기 에피사이클릭 기어링;
    상기 가변기 샤프트 및 부축에 각각 작동적으로 결합되도록 배치되는 제 1 재순환기 입력 부재 및 제 2 재순환기 입력 부재와, 재순환기 출력 부재를 갖는 재순환기 에피사이클릭 기어링;
    제 1 클러치 장치에 의해 상기 최종 변속기 출력에 선택적으로 작동 가능하게 결합되고 상기 최종 변속기 출력으로부터 작동 가능하게 분리되도록 배치되는 공유 출력 부재; 및
    추가의 클러치 장치;를 더 포함하며,
    상기 추가의 클러치 장치는:
    (a) 하나의 단을 제공하기 위해, 상기 재순환기 출력 부재를 상기 공유 출력 부재에 결합시키고 상기 공유 출력 부재를 통하여 상기 최종 변속기 출력에 결합시키며;
    (b) 다른 단을 제공하기 위해, 상기 부축을 상기 공유 출력 부재에 결합시키고, 상기 공유 출력 부재를 통하여 상기 최종 변속기 출력에 결합시키며;
    (c) 또 다른 단을 제공하기 위해, 상기 가변기 샤프트를 상기 공유 출력 부재에 결합시키고, 상기 공유 출력 부재를 통해 상기 최종 변속기 출력에 결합시키며;
    (d) 또 다른 단을 제공하기 위해, 상기 공유 출력 부재가 상기 최종 변속기 출력으로부터 분리되도록 하면서, 상기 부축 또는 상기 가변기 샤프트를 상기 공유 출력 부재를 포함하지 않는 분리 경로를 통해 상기 최종 변속기 출력에 결합시키는
    연속 가변 변속기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    2개의 분리 가능한 유닛으로서 형성되며, 상기 분리 가능한 유닛 중 하나는 상기 최종 변속기 출력 및 제 1 클러치 장치를 포함하고, 상기 분리 가능한 유닛 중 다른 하나는 상기 변속기의 나머지 전술한 구성요소들을 포함하는
    연속 가변 변속기.
  18. 연속 가변 호스트 변속기에 추가의 단을 제공하기 위해 연속 가변 호스트 변속기에 부착하기 위한 유닛으로서,
    회전식 최종 변속기 출력, 상기 호스트 변속기의 제 1 출력과 맞물릴 수 있는 제 1 회전식 입력, 상기 호스트 변속기의 제 2 출력과 맞물릴 수 있는 제 2 회전식 입력, 및 상기 제 1 회전식 입력 및 제 2 회전식 입력 중 하나 이상에 상기 최종 변속기 출력을 선택적으로 연결하기 위한 클러치와 기어링의 장치를 포함하는
    연속 가변 호스트 변속기에 부착하기 위한 유닛.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 최종 변속기 출력 및 상기 제 1 및 제 2 회전식 입력 중 하나 이상의 사이에 속도 변화를 제공하기 위한 기어링을 더 포함하는
    연속 가변 호스트 변속기에 부착하기 위한 유닛.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 회전식 입력은 상기 제 1 변속기 출력에 항상 연결되며, 상기 제 2 회전식 입력은 클러치에 의해 상기 최종 변속기 출력에 선택적으로 연결할 수 있는
    연속 가변 호스트 변속기에 부착하기 위한 유닛.
  21. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 회전식 입력 및 상기 최종 변속기 출력은 에피사이클릭이며, 상기 제 1 회전식 입력 및 상기 최종 변속기 출력을 작동적으로 결합시키기 위해 에피사이클릭 기어링 장치가 제공되는
    연속 가변 호스트 변속기에 부착하기 위한 유닛.
  22. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 회전식 입력 및 상기 최종 변속기 출력은 서로 오프셋되며, 상기 제 2 회전식 입력 및 상기 최종 변속기 출력을 작동적으로 결합시키기 위해 기어 장치가 제공되는
    연속 가변 호스트 변속기에 부착하기 위한 유닛.
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