KR20060115388A - 연속 가변 변속기 - Google Patents

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KR20060115388A
KR20060115388A KR1020067009701A KR20067009701A KR20060115388A KR 20060115388 A KR20060115388 A KR 20060115388A KR 1020067009701 A KR1020067009701 A KR 1020067009701A KR 20067009701 A KR20067009701 A KR 20067009701A KR 20060115388 A KR20060115388 A KR 20060115388A
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지오라 레델레이치
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지오라 레델레이치
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Abstract

동력 변속기는 연속 기어 세트들을 사용하는 연속적으로 가변하는 변속기에서 실행된다. 일정한 비율의 제 1 기어 세트는 모터로부터 토오크와 회전력을 수용받고, 일정한 비율의 제 2 기어 세트는 토오크와 회전력을 종동 장치에 제공한다. 이들 두개의 기어 세트들 각각은 제 1 기어 세트가 하나의 샤프트에서 동력을 수용받고 두개의 샤프트들에 동력을 제공하는 세개의 기어 소자들을 사용한다. 제 2 기어 세트는 두개의 다른 샤프트들에서 동력을 수용받고 하나의 샤프트에 동력을 제공한다. 두개의 구동 체인들은 제 1 기어 세트로부터 제 2 기어 세트로 회전력과 토오크를 전달하고, 두개의 기어 세트들 사이에서 이 회전력은 하나의 구동 체인으로 역전된다. 상기 변속기의 전체 기어링 비에 걸친 제어는 하나의 분기부의 회전 속도를 변경하기 위해 동력의 순간적 적용에 의해 제공된다. 일 실시예에서, 유체 커플링들은 각 구동 체인에서 동력을 변속하기 위해 사용된다.
모터, 로드, 회전력, 토오크, 연속 가변 변속기 시스템, 샤프트,기어 세트

Description

연속 가변 변속기{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은 모터로부터 종동 로드(driven load)로 토오크와 회전력의 변속에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모터로부터 승용차, 선박 및 기관차 등과 같은 차량의 구동 부품들에 동력을 전달하는 방법에 관한 것이다.
모터들은 다양한 형태의 에너지로부터 회전 형태의 기계적 에너지를 발생한다. 모터에 의해 변환된 대표적인 에너지는 전기 에너지, 유압 에너지, 화학적 내연 플라즈마 스트림 및 다른 것들이 있다. 회전 형태의 모터로부터 동력을 활용하는 장치를 위해, 동력(단위 시간당 모터에 의해 발휘되는 작업량), 토오크(T) 및 회전 속도(rpm)간의 작동 관계는 다음 식 (1)로 규정된다.
(1) P = k(T x rpm)
한편, 동력은 모터의 회전 속도(rpm)에 의해 증분된 모터에 의해 발휘되는 토오크(T)의 함수이다.
변속기 시스템은 통상 rpm으로 측정되는 모터의 출력 회전 속도 특징들과 종동 로드의 요구 조건들 사이에서 정합하기 위해 요구된다. 통상적으로, 변속기 시스템은 하나의 회전 속도를 기어 소자들 사이의 물리적 치수 관계에 의해 구체화될 때에 상이한 회전 속도로 변형되는 하나 이상의 기어 세트들(이하 기어 세트들이라고 함)을 포함한다. 통상적으로, 이것은 하나의 기어로부터 다른 기어까지 토오크와 회전력을 전달하는 활성 기어 반경들 간의 비율에 관한 것이다. 기어링 비는 특정 기어 세트 구성의 변형 비율를 기술하는 단일 수치 값이다. 그러나, 통상적으로, 특정 기어 세트 구성은 모터 속도의 범위를 지지하는 것이라기 보다는 하나의 입력 회전 속도 값보다 더 많은 것을 지지한다. 그러나, 모터는 지지가능한 범위의 더 제한된 섹션에 걸쳐 더 효율적으로 작동한다. 소정 입력 회전 속도가 특정 기어 세트에 의해 허용되는 회전 속도의 허용된 범위 외측에 놓이는 종동 로드에 의해 요구될 때에, 새로운 기어 세트 구성이 사용된다. CVT(연속적을 가변하는 변속기)는 상기 비율의 분리된 그룹이라기 보다 기어 비율의 연속적인 스펙트럼을 제공할 수 있는 종래의 변속기와는 다르다. CVT를 사용하는 모터는 더 효율적인 모터 작용을 허용하는 그 최적 rpm 범위에서 항상 최상으로 작동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 변속기 시스템의 위치 설정을 기술하는 개략도.
도 2는 본 발명의 변속기의 구동 체인의 개략도.
도 3a는 프레임에 관하여 구동 체인의 제 1 샤프트의 회전력을 제한할 수 있 는 회전 속도 변경자(modifier)를 도시하는 본 발명의 CVT의 개략 배치도.
도 3b는 프레임에 관하여 제 2 샤프트의 회전력을 제한할 수 있는 회전 속도 변경자를 도시하는 본 발명의 CVT의 개략 배치도.
도 3c는 프레임에 관하여 제 1 및 제 2 샤프트의 회전력을 제한할 수 있는 회전 속도 변경자를 도시하는 본 발명의 CVT의 개략 배치도.
도 3d는 서로에 관하여 제 1 및 제 2 샤프트의 회전력을 제한할 수 있는 회전 속도 변경자를 도시하는 본 발명의 CVT의 개략 배치도.
도 3e는 모터 샤프트로부의 회전력을 유도함으로써 제 1 샤프트의 회전 속도를 변경할 수 있는 회전 속도 변경자를 도시하는 본 발명의 CVT의 개략 배치도.
도 3f는 구동 체인의 분기부(branch)에서 회전 속도 변화을 포함하기 위해 외부 전원을 활용하는 회전 속도 변경자를 도시하는 본 발명의 CVT의 개략 배치도.
도 4a는 회전 방향을 다양한 섹션으로 도시한 본 발명의 변속기 시스템 구조의 개략도.
도 4b는 회전 방향을 다양한 섹션으로 도시한 본 발명의 변속기 시스템 구조의 개략도.
도 5는 본 발명의 적합한 실시예의 변속기 시스템의 기어 세트들의 개략도.
도 6은 본 발명의 변속기 시스템에서 두개의 평행 유체 커플링들을 포함하는 실시예의 개략도.
도 7은 회전 속도 어댑터를 포함하는 본 발명의 적합한 실시예의 변속기 시스템의 개략도.
본 발명의 시스템은 연속적으로 가변하는 변속기(CVT)를 기계적으로 실행하는 변경된 동력 변속기이다. 본 발명의 변속기 시스템은 다양한 종류의 모터/엔진에 사용된다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 동력 제공 장치, 통상적으로 엔진 또는 모터(40)는 토오크와 회전 속도의 형태로 구동력을 제공한다. 토오크는 본 발명의 연속 가변 변속기 시스템(42)에 의해 전달되어, 종동 로드(driven load)(44)에 토오크와 회전력을 제공한다. 본 발명의 시스템과 호환성일 수 있는 동력 제공 장치는 어떤 내연 기관, 어떤 전기 모터, 어떤 터빈, 유압 엔진 및 어떤 회전 동력원이다. 구동 소비 단부에서, 본 발명의 시스템은 산업 기계, 발전기, 도로 주행 차량, 트랙터, 기관차, 탱크 및 병력 수송기, 헬리콥터, 선박 및 필요하다면 어떤 회전 기계 기구의 형태를 취할 수 있다.
본 발명의 변속기의 기본적 건축 특징
본 발명의 연속 가변 변속기(CVT)는 두개의 불변 기어비 세트, 즉 토오크와 회전력을 동력 제공자(provider)(이하, 모터라 함)로부터 수용받는 제 1 기어 세트(이하 기어 세트 A라 함)와, 토오크와 회전력을 회전 동력의 소비자에게 제공하는 제 2 기어 세트(이하 기어 세트 B라 함)를 포함한다. 본 발명의 CVT의 기어 세트들 A와 B의 작업을 실행하기 위한 적합한 기어 세트들은 유성 기어 세트 또는 차동 기어 세트와 같은 입구와 출구를 위한 세개의 기어 소자들과 부착된 샤프트들을 갖는 기어 세트들이다. 상기 기어 세트들의 기본적 구조와 작용적 외형은 미국 뉴 욕 맥그로우 힐 소재의 리차드 엠. 펠란(Richard M. Phelan)에 의한 "기계 설계의 원리" 2판의 17장 "기어 트레인"에 기재되어 있고, 그 내용이 본 명세서에 참조로 합체되었다. 그러나, 유사한 특징들의 어떤 다른 기어 세트는 본 발명의 CVT에 의해 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 필수적인 부품은 하기에 상세히 설명되는 바와 같은 기어 세트 A에 의해 제공된 회전력과 토오크의 방향을 역전시키기 위한 기어 세트이다. 회전 속도를 채용하기 위한 부가적인 기어들은 기어 세트 A에 의해 제공된 토오크를 기어 세트 B에서 각 기어에 정합하기 위해 적용된다.
일반적으로, 본 발명의 변속기의 구동 체인은 토오크와 회전력이 기어 세트 B에서 다시 조합되는 두개의 평행 분기부에 전달되도록 기어 세트 A를 통해 두개의 분기부로 구획된다. 본 발명의 구동 체인의 설계는 참조로 하기에 설명되는 도 2에 개략적으로 개시되어 있다. 모터(40)는 하나의 내부 기어 세트(70)(기어 세트 B)와 다른 내부 기어 세트 B에 회전력과 토오크를 제공하는 토오크/회전 분할 수단인 기어 세트 A(62)에 회전력과 토오크를 제공한다. 회전 역전 기어 세트로서 작용하는 기어 세트(72)는 기어 세트 A(62)와 토오크/회전력 조합 기어 세트 B(70) 사이에 끼워진다. 일반적으로, 회전 역전 기어 세트는 독립 유닛으로, 또는 기어 세트 A 또는 B와 또는 어떤 다른 기어 세트와 조합으로 본 발명의 CVT의 조립체에 포함된다. 그 위치는 그 작업을 실행하기 위해 조립체내에서 변화한다. 몇몇 실시예에서, 본 발명의 부가적인 부품은 구동 체인의 분기부들 중 어느 하나 또는 양자의 회전 속도에서 회전 속도 변경 효과를 일시적으로 발휘하는 회전 속도 변경 자(modifier)(74)이다. 다른 실시예에서, 유체 커플링은 두개의 분기부들 각각에서 내부 부품으로서 구동 체인을 사용한다. 상기 실시예는 이하 유체 결합 변속기 시스템(FCTS)으로서 참조될 것이다. 이들 실시예에서, 유체 커플링은 모터의 샤프트에 연결된 임펠러를 사용한다. 임펠러는 유체 커플링에서 운동 에너지를 생성하고, 이어서 종동 로드(load)에 연결된 런너(runner)로서 공지된 터빈을 작동시킨다. 임펠러와 런너는 적합한 유체가 또한 존재하는 유체 기밀 케이싱으로 에워싸인다. 임펠러의 회전 속도는 런너에 의해 완전하게 도달하지 않고, 임펠러와 런너의 공전율 간의 차이는 유체 커플링의 슬립으로서 참조된다. 통상 정상 상태 작동 조건에서의 슬립은 약 1-5%이나 훨씬 더 많을 수 있다.
유체 커플링의 작업 범위 내에서, 최소 슬립하에서 작동하는 유체 커플링에 의해 전달될 수 있는 토오크는 다음을 특징으로 한다.
a. 유량의 증가에 따라 증가.
b. 회전 속도의 제곱의 증가에 따라 증가.
c. 슬립의 증가에 따라 증가.
본 발명의 FCTS 시스템은 연속적으로 가변하는 변속기를 실행하기 위해 이들 3가지 원리를 사용한다. 이들 세가지 작동 원리에 따르는 유체 커플링 또는 어떤 다른 장치는 본 발명의 실행시에 사용될 것이다.
본 발명의 기어 세트 A 및 B 각각의 세개의 입구-출구 기어들은 각각 하기 규칙에 적합하다. 어떤 하나의 기어에서 회전 속도 n이 다른 기어들의 회전 속도의 함수이다. 따라서,
1. n1 = f(n2 + n3)
2. n2 = f(n1 + n3)
3. n3 = f(n2 + n1)
4. 상술한 기어 세트들 각각의 특정 두 기어들의 토오크 사이에느 하기 관계가 존재한다.
5. T1 = KT2, 여기서 T1과 T2는 기어 세트에서 기어들에 관한 것이다.
한마디로, 하나의 특정 기어의 토오크는 제 2 특정 기어 배수의 토오크와 항상 동일하다. 제 3 기어는 구동 모터 또는 종동 로드 중 하나에 연결된다.
본 발명의 비-FCTS 실시예의 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 제어하기 위해, 구동 체인의 두 분기부들에서 회전 속도는 구동 체인의 분기부들 중 적어도 하나에서 순간적인 회전 속도 변경 효과를 발휘함으로써 변경된다. 회전 속도 변경자의 효과는 다른 하나에 대해 구동 체인의 하나의 분기부의 회전 속도를 저하시키거나 또는 가속시킴으로써 발휘된다. 물리적으로, 이러한 효과는 기어 세트와 같은 기계적인 수단 또는 상승 rpm 또는 저하 rpm을 위한 벨트 구동과 같은 어떤 토오크 전달 기구의 사용에 의해 수행된다. 제동 시스템은 구동 체인의 분기부의 회전 저하를 위해 사용될 수 있다.
이러한 점에 존재하는 전위 변화의 개략적인 설명은 이하에 참조로 설명되는 도 3a 내지 도 3f에서 설명된다. 도 3a에서, 회전 속도 변경자(74)는 회전 속도에 따라 그 순간적인 영향을 발휘하고, 통상적으로 변속기가 고정되는 샤시에 대하여 회전력을 제한한다. 도 3b에서, 회전 속도 변경자(74)는 구동 체인의 다른 분기부상에서 영향을 발휘한다. 대안적으로, 회전 속도 변경자는 구동 체인들의 양 분기부들상에서 그 영향을 발휘한다. 이것은 도 3c에 도시된 바와 같이 두개의 독립 변경자들(74, 76)에 의해 또는 도 3d에 도시된 바와 같이 복합 변경자에 의해 행해진다. 이러한 복합 변경자는 본 기술 분야에 공지된 바와 같은 이차 가변 연속 변속기(VCT) 기어 세트, 예를 들어 벨트 드라이브이다. 복합 변경자(77)가 사용되면, 하나의 분기부의 회전 속도는 도 3d에 개략적으로 설명된 바와 같이 다른 아암의 회전 속도에 대해 변화된다. 도 3e에서, 이것은 VCT 기어 세트의 적용에 의해 달성되고, 기어 세트 A의 입구 샤프트로부터 회전 속도 변경자(80)를 통해서 구동 분기부까지 토오크 및 회전력을 전달한다.
일반적으로, 회전 속도 변경 효과를 달성하기 위해, 몇몇 기계적 수단은 순간적으로 사용되므로, 전체 변속기 시스템은 하나의 운동학적 평형 상태로부터 다른 운동학적 평형 상태로 변형된다. 이러한 수단은 여러 샤시들 중 어느 하나에 떨어진다. 변경 수단은 변속기 시스템의 프레임에 대해 하나의 분기부의 회전력의 변경을 포함한다. 통상적으로, 이것은 기어 세트 A로부터 기어 세트 B로 토오크를 전달하는 샤프트의 회전력을 마찰적으로 제한함으로써 행해진다. 더 복잡한 변경 시스템은 두개의 분기부들이 서로에 대해 변경되는 시스템이다. 도 3e에 도시된 바와 같은 제 3 변경 형태에서, 기어 세트 또는 벨트와 같은 회전 변속기 수단을 포함하는 변경자는 기어 세트 A의 입력 샤프트에 대해 분기부의 회전력을 변경하기 위해 사용된다. 도 3f에 개략적으로 도시된 또 다른 변경 실시예에서, 회전 속도 변경자(80)는 구동 체인의 적어도 하나의 분기부의 회전 속도를 순간적으로 변경하기 위해 외부 동력원(82)을 사용한다.
이하에서 참조로 설명되는 도 4a 내지 도 4b에서, 본 발명의 CVT의 다양한 섹션의 회전 방향이 설명된다. 도 4a에서, 기어 세트(60)와 기어 세트(70)는 상이한 기어 세트들이다. 이러한 회전 및 토오크는 기어 세트(60)로부터 기어 세트(70)까지 그리고 회전 역전 기어 세트(72)까지 전달된다. 모터(40)로부터 기어 수용 토오크와 회전력의 회전 속도는 n1이다. 더욱이 다른 두개의 기어들과 관련된 회전 속도와의 관계는 하기와 같다.
n1 = (n3 + n2)/2, 및
n4 = -n2
출력 회전 속도에 관해서는,
n5 = (n4 + n3)/2, 및 토오크에 대해서
T3 = T2 및 T4 = -T2.
도 4b에서, 회전력과 토오크는 기어 세트(62)로부터 기어 세트(70)까지 그리고 회전 역전 기어 세트(72)까지 전달된다. 모터(40)로부터 기어 수용 토오크와 회전력의 회전 속도는 n1이다. 다른 두개의 기어들과 관련된 회전 속도의 부가적인 관계는 다음과 같다.
n1 = (n3 + n2)/2, 및
n4 = -n3
출력 회전 속도에 관해서는,
n5 = (n4 + n2)/2, 및 토오크에 대해서
T3 = T2 및 T4 = -T3.
일반적으로, 회전 역전 기어 세트는 독립 유닛으로, 또는 기어 세트 A 또는 B와 또는 어떤 다른 기어 세트와의 조합으로 본 발명의 CVT의 조립시에 포함된다. 그 위치는 이 작업을 만족시키기 위해 조립체 내에서 변화한다.
일 실시예에 관한 본 발명의 주 기계적 부품들은 하기에 참조로 설명되는 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 입력 샤프트(90)는 다른 기어(92)에 의해 활용되는 토오크와 회전력을 제공한다. 관련 기어(92)는 두개의 출구들, 즉 출구(94)와 출구(96)을 통해 토오크와 회전력을 제공한다. 출구(94)로부터의 토오크와 회전력은 방향 전환 기어(100)에 전달되고, 입구(102)에서 토오크와 회전력을 수용하여, 출구(104)에서 역전 토오크와 회전력을 전방으로 전달한다. 조합 기어(106)는 입구(108)와 입구(110)에서 토오크와 회전력을 수용한다. 그런다음, 토오크와 회전력은 출구(112)를 통해서 종동 로드에 제공된다. 파선(118)으로 형성된 회전 변경 모듈(116)은 출구(96)에 회전력을 전달하기 위한 두개의 풀리들(122, 124)과 벨트(126)를 포함하는 벨트 구동부를 구비하는 이차 CVT를 포함한다. 본 발명의 FCTS 실시예에서, FCTS 실시예에서 본 발명의 부품들의 조립체는 하기에 참조로 설명되는 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 모터(40)는 회전력과 토오크를 두개의 유체 커플링들에 제공하는 기어 세트 A(62)에 토오크와 회전력을 제공한다. 제 1 유체 커플링(130)은 하나의 입구 기어의 기어 세트(70)(기어 세트 B)에 회전력과 토오크를 제공하고, 제 2 유체 커플링(132)은 다른 입구 기어의 기어 세트 B(70)에 회전력과 토오크를 제공한다. 회전 역전 기어 세트로서 작용하는 기어 세트(72)는 유체 커플링(66)과 기어 세트 B(70) 사이에 끼워진다. 본 발명의 부가적인 부품은 유체 커플링(68)에서 유량을 결정하는 유량 제어기(134)이다. 본 발명의 FCTS 실시예에서, 유체 커플링은 본 발명의 CVT의 연속적인 기어링 비 변화 특성을 촉진한다. 최소 슬립 하에서 그리고 규정된 회전 속도 한계 내에서 작동하는 유체 커플링에 의해 전달되는 토오크는 세개의 독립 조절 인자들에 의해 변화된다.
a. 유량의 증가에 따라 증가.
b. 회전 속도의 제곱의 증가에 따라 증가.
c. 슬립의 증가에 따라 증가.
이러한 실시예의 일 변형예에서, 임펠러-런너 형태의 유체 커플링은 상술한 바와 같은 기능성으로 사용된다. FCTS 실시예의 작용을 설명하기 위해, 도 6의 개략적인 실명이 참조된다. 모터(40)는 두개의 유체 커플링들에 회전력과 토오크를 제공하는 기어 세트 A(62)에 회전력과 토오크를 제공한다. 제 1 유체 커플링(66)은 하나의 입구 기어의 기어 세트(70)(기어 세트 B)에 회전력과 토오크를 제공하고, 제 2 유체 커플링(68)은 다른 입구 기어의 기어 세트 B(70)에 회전력과 토오크를 제공한다. 회전 역전 기어 세트로서 작용하는 기어 세트(72)는 유체 커플링(130)과 기어 세트 B(70) 사이에 끼워진다. 본 발명의 부가적인 임의의 부품은 유체 커플링(132)에서 유량을 결정하는 유량 제어기(74)이다.
본 발명의 CVT의 제어 적용
본 발명의 비 FCTS CVT에 의해 제공된 회전 속도를 종동 로드로 변화하기 위해, 회전 속도 변경자는 신규 상태가 달성될때까지 일시적으로 할성화된다. 변경자를 활성화하기 위해, 제어 기구는 변경자에 적용된다. 이러한 제어 기구는 구동 체인의 하나의 분기부의 회전 속도를 증가 또는 감소시키는 이차 VCT 기어 세트와 맞물리는 액츄에이터일 수 있다. 통상적으로, 하나의 분기부의 회전 속도가 감소될 때에, 다른 분기부의 회전 속도는 증가한다. 다른 제어 기구는 구동 체인의 하나의 분기부의 회전 속도를 감소시키는 제동 시스템의 액츄에이터이다. 이차 기어 또는 브레이크를 작동시키기 위한 동력은 예를 들면 외부 전원(도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3f), 변속기 시스템의 부품들 사이에 전달되는 동력(도 3e, 도 3d)과 같은 몇몇 소스일 수 있다.
FCTS 실시예에서, 회전 속도 변경자는 유동량 제어기이다. 이것은 또한 참조를 위해 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 유체 커플링(132)은 회전력과 토오크를 기어 세트 A(62)로부터 기어 세트 B(70)로 통과한다. 유동량 제어기(134)는 본 발명의 CVT의 전체 기어링 비와, 적어도 유체 커플링(132)에서 효과적인 유량과, 본 발명의 변속기 시스템의 두개의 유체 커를링 중 하나를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 유체 커플링에서 유량을 변화하면(증가 또는 감소), 즉시 유체 커플링의 회전 속도 변화로 초래되고 이어서 CVT의 다른 부품들의 변화로 초래된다.
상술한 바와 같이, 하나 이상의 회전 속도 채용 기어 세트들은 자립형 기어 세트로서 기어 세트 A 또는 B와, 또는 어떤 다른 기어 세트와 조합으로 본 발명의 CVT의 조립체에 포함될 수 있다. 본 발명에 채용되는 구동 체인에서 이러한 기어 세트들의 사용은 참조를 위해 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 회전 속도 어댑터(140)는 회전 역전 기어 세트(72)와 기어 세트 A(62) 사이에 삽입된다. 동일 도면에 도시된 다른 실시예에서, 회전 속도 어댑터(142)는 기어 세트 A(62)와 기어 세트 B(70) 사이에 삽입된다.
발명의 이점
본 발명의 변속기 시스템은 어떤 토오크/rpm 출력 범위를 발생하기 위해 어떤 토오크/rpm 입력 범위를 수용할 수 있다. 이러한 관점에서, 시스템은 규정된 작동 경계부들 내에서 무한이다. 더욱이, 모터에 의해 제공된 어떤 토오크/rpm 조합을 위해, 상기 시스템은 어떤 다른 토오크/rpm 조합을 출력할 수 있다. 본 발명의 적합한 실시예는 모터/엔진으로부터 샤프트들에 의해 완전히 종동 로드까지 동력을 전달하고, 따라서 매우 효율적인 변속기 시스템이다.
본 발명의 CVT는 종동 디바이스에 의해 어떤 소비된 동력을 위한 정확한 토오크/rpm 조합과 정합할 뿐만 아니라 종동 로드에 의해 요구된 어떤 주어진 모터 토오크 또는 rpm을 위해 최대 성능으로 작동하는 모터를 유지할 수도 있다. 연소 엔진을 위해, 이것은 최적 효율이 종동 로드에 의해 사용된 단위 동력 당 소비된 최소 연료 량을 연소함으로써 얻어지는 것을 의미한다. 더욱이, 연료의 효율적 사용으로 인해, 연료의 산화에 의해 대기로 적은 오염물이 방출된다.

Claims (16)

  1. 모터로부터 로드(load)까지 회전력과 토오크를 전달하기 위한 연속적으로 가변하는 변속기 시스템으로서,
    토오크와 회전력을 모터로부터 수용하고 상기 토오크와 회전력을 두개의 샤프트들에서 분류하기 위한 제 1 기어 세트와,
    상기 제 1 기어 세트로부터의 토오크와 회전력을 두개의 샤프트들에서 수용하고 토오크와 회전력을 상기 종동 로드에 전달하기 위한 제 2 기어 세트와,
    상기 제 1 기어 세트의 하나의 샤프트와 관련된 상기 회전력의 회전 방향을 역전시키기 위한 하나의 회전 역전 기어 세트, 및
    상기 제 1 기어 세트의 적어도 하나의 샤프트의 회전 속도를 변경하기 위한 적어도 하나의 수단을 포함하는 연속 가변 변속기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 유체 커플링은 상기 제 1 기어 세트로부터 상기 제 2 기어 세트로 회전력과 토오크를 전달하기 위해 상기 샤프트들 각각에서 사용되는 연속 가변 변속기 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 유체 커플링 제어기는 상기 회전 속도를 상기 샤프트들에서 변경하기 위해 상기 적어도 하나의 유체 커플링에서 상기 유량을 결정하는 연속 가변 변속기 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 부가적인 기어 세트 수단은 상기 제 1 기어 세트의 상기 회전 속도를 상기 제 2 기어 세트에 적용하기 위해 상기 제 1 기어 세트와 상기 제 2 기어 세트 사이에 배치되는 연속 가변 변속기 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 속도를 변경하기 위한 수단은 상기 제 1 기어 세트의 하나의 출구 샤프트에 적용되는 연속 가변 변속기 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 속도를 변경하기 위한 수단은 상기 제 1 기어 세트의 두개의 출구 샤프트들에 적용되는 연속 가변 변속기 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 로드는 차량인 연속 가변 변속기 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 종동 로드는 산업 기계인 연속 가변 변속기 시스템.
  9. 동일한 제 1 기어 세트의 상이한 기어들의 회전 속도를 순간적으로 변경함으로써 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 변화시키기 위한 방법으로서,
    제 2 기어 세트의 두개의 상이한 기어들은 상기 제 1 기어 세트로부터 그리고 회전 역전 기어 세트로부터 각각 회전력과 토오크를 수용하고,
    종동 로드는 상기 제 2 기어 세트로부터 토오크와 회전력을 수용하는 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 변화시키기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 순간적인 변경은 상기 제 1 기어 세트의 하나의 출구로부터의 토오크를 사용하고 상기 제 1 기어 세트의 다른 출구의 상기 회전 속도를 변경함으로써 달성되는 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 변화시키기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 순간적인 변경은 상기 제 1 기어 세트의 입구 샤프트로부터의 토오크를 사용하고 상기 제 1 기어 세트의 출구의 상기 회전 속도를 변경함으로써 달성되는 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 변화시키기 위한 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 회전 속도 변경은 상기 변속기 시스템의 프레임에 대해 상기 제 1 기어 세트의 하나의 기어의 회전 속도를 마찰적으로 감소시킴으로써 실행되는 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 변화시키기 위한 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 기어 세트의 두개의 출구 기어들의 상기 회전 속도들은 상기 변속기 시스템의 프레임에 대해 각각 순간적으로 변경되는 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 변화시키기 위한 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 순간적인 변경은 외부 동력으로부터의 토오크를 사용하고 상기 제 1 기어 세트의 적어도 하나의 출구의 상기 회전 속도를 변경함으로써 달성되는 동력 변속 시스템의 전체 기어링 비를 변화시키기 위한 방법.
  15. 종동 로드에 대해서 동력 변속기 시스템에 의해 제공된 회전 속도와 토오크를 연속적으로 변화시키기 위한 방법으로서,
    유량은 두개의 유체 커플링들 중 적어도 하나에 있고,
    상기 두개의 유체 커플링들은 동일한 제 1 기어 세트의 상이한 기어들로부터의 회전력과 토오크를 수용하며,
    제 2 기어 세트의 두개의 상이한 기어들은 상기 유체 커플링들로부터의 회전력과 토오크를 수용받고,
    종동 로드는 상기 제 2 기어 세트로부터의 회전력과 토오크를 수용받으며,
    하나의 회전 역전 기어 세트는 상기 회전력을 상기 제 2 기어 세트로 전달하기 전에 회전 방향을 역전시키기 위해 사용되는, 회전 속도와 토오크를 연속적으로 변화시키기 위한 방법.
  16. 두개의 유체 커플링들 중 적어도 하나에서 유량을 제어함으로써, 제 15 항에 기재된 바와 같은 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 연속적으로 변화시키기 위한 방법으로,
    상기 두개의 유체 커플링들은 동일한 기어 세트의 상이한 기어들로부터의 회 전력과 토오크를 수용받고,
    제 2 기어 세트의 두개의 상이한 기어들은 상기 유체 커플링들로부터의 회전력과 토오크를 수용받으며,
    종동 로드는 상기 제 2 기어 세트로부터의 토오크와 회전력을 수용받고,
    회전 역전은 상기 제 2 기어 세트가 하나의 기어에서 회전력과 토오크를 수용받기 전에 실행되는, 동력 변속기 시스템의 전체 기어링 비를 연속적으로 변화시키기 위한 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8618752B2 (en) * 2010-07-21 2013-12-31 Superior Electron, Llc System, architecture, and method for minimizing power consumption and increasing performance in electric vehicles

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3119282A (en) * 1961-01-31 1964-01-28 Douglas D Raze Variable speed power transmission
US5682315A (en) * 1995-05-31 1997-10-28 Caterpillar Inc. Method and system for controlling a split torque transmission
US6306058B1 (en) * 1999-10-21 2001-10-23 Manuel Meitin Wide range variable step automatic transmission for automobiles, trucks, buses and other applications

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