KR20080036200A - 스티어링 시스템, 스티어링 및 속도 조정 시스템 및 이와연관된 차량 - Google Patents

스티어링 시스템, 스티어링 및 속도 조정 시스템 및 이와연관된 차량 Download PDF

Info

Publication number
KR20080036200A
KR20080036200A KR1020087003900A KR20087003900A KR20080036200A KR 20080036200 A KR20080036200 A KR 20080036200A KR 1020087003900 A KR1020087003900 A KR 1020087003900A KR 20087003900 A KR20087003900 A KR 20087003900A KR 20080036200 A KR20080036200 A KR 20080036200A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
speed
gear
vehicle
drive
Prior art date
Application number
KR1020087003900A
Other languages
English (en)
Inventor
액슬 채드러
한스 하우저
릭 루부쉬
랜 데이비드 콘웰
크리스 그린우드
Original Assignee
인피니트랙, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37683826&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20080036200(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 인피니트랙, 엘엘씨 filed Critical 인피니트랙, 엘엘씨
Publication of KR20080036200A publication Critical patent/KR20080036200A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/08—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle
    • B62D7/09—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
    • B62D11/001—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like control systems
    • B62D11/006—Mechanical control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
    • B62D11/24—Endless track steering specially adapted for vehicles having both steerable wheels and endless track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/08—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D9/00—Steering deflectable wheels not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B60W30/045—Improving turning performance

Abstract

스티어링 인풋 장치에 따라서, 비-구동식 조향 가능한 구조물 또는 구조물들(휠)을 회전시키고, 구동 휠의 독립적인 회전을 이용함으로써 작은 내지 0의 반경 회전을 형성하기 위한 차량이 제공되며, 상기 구동 휠도 또한 회전가능하다. 이는 몇몇 실시예에서 일정한 속도 인풋 하에서 과도한 회전으로 들어갈 때 차량의 아웃보드 구동 휠의 속도를 감소시키고, 전진 및 후진을 정확하게 조향할 수 있도록 함께 작동되는 통합 장치, 속도 제어 시스템 및 스티어링 시스템을 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 차량 내에 이용되도록 구성된 다양한 시스템이 포함된다.

Description

스티어링 시스템, 스티어링 및 속도 조정 시스템 및 이와 연관된 차량{STEERING SYSTEMS, STEERING AND SPEED COORDINATION SYSTEMS, AND ASSOCIATED VEHICLES}
본 출원은 스티어링 시스템, 스티어링 및 속도 조정 시스템 및 이와 연관된 차량이라는 명칭으로 Axel Schaedler, Hans Hauser, Rick Ruebusch, Ian David Cornwell 및 Chris Greenwood씨의 2005년 10월 26일 제출된 미국 특허 출원 제 60/731,593호 및 2005년 8월 22일 제출된 미국 특허 출원 제 60/710,231호 및 2005년 7월 22일에 제출된 미국 특허 출원 제 60/701,716호를 우선권 주장한다. 상기 3개의 출원의 내용은 참조 문헌으로 일체 구성된다.
일반적으로 본 발명은 작은 내지 0의 반경으로 회전할 수 있는 차량에 관한 것이다. 0의 회전 반경의 차량은 ZTR 차량으로 언급된다. 그러나 이러한 명칭은 정확히 0이 아닌 회전 반경으로 회전할 수 있는 차량을 기술하기 위해 사용되어 져 왔다. 보다 상세하게 본 발명은 하나 또는 양 타입의 시스템을 포함하는 스티어링 시스템, 스티어링 및 속도 조정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 ZTR 차량은 조향하기 위한 다양한 속도로 구동될 수 있는 후방 구동 휠에 의해 추진된다. 몇몇의 ZTR 차량의 구동 휠의 회전 방향과 속도는 개별적인 핸드 레버에 의해 제어된다. 몇몇의 사용자들은 이들이 차량의 속도와 방향을 조절하기 때문에 이러한 레버를 찾는데 혼동이 발생된다.
몇몇의 ZTR 차량은 개별적인 제어 레버 대신에 스티어링 휠을 이용한다. 그러나 이러한 차량들은 차량이 후진 시 정확한 조향을 제공하지 못한다. 예를 들어 좌회전하도록 스티어링 휠을 회전시키고 역행시킬 때(back up), 이러한 차량들은 차량의 후방 대신에 차량의 전방이 좌측으로 이동되어 우측 후방으로 회전된다. 미국 특허 제 RE 34,057호는 이러한 ZRT 차량의 실례를 도시한다.
John Deere는 Spin-Steer Technology™ (SST) 트랙터의 시리즈를 소개한다. SST 트랙터는 스티어링 휠에 의해 제어되는 후방-휠 구동식 차동 스티어링 시스템과 후진 시 종래의 스티어링을 위해 제공되는 진공-구동식 후진 로직 시스템(vacuum-actuated reverse logic system)을 포함한다. 전방 휠들은 조향 불가능한 캐스터 휠이다. 이러한 트랙터에 관한 기술 내용은 미국 특허 제 6,256,357호에 공개된다.
미국 특허 제 6,601,663호는 싱글 수압식 가변 가능한 변위 범프와 듀얼 가변 가능한 변위 수압식 모터와 스티어링을 제어하기 위하여 스티어링을 이용하는 ZRT 차량을 공개하며, 이들 각각은 차량을 구동시키고 조향시키기 위하여 이용되는 접지륜(ground-engaging wheel)에 결합된다. ZRT 차량은 전진 및 후진 방향으로 적절한 스티어링을 제공한다.
또한 미국 특허 출원 제 2003/0102171호는 전진 및 후진 시 적절한 휠-스티어링을 제공할 수 있는 ZRT 차량을 공개한다. 이들은 상이한 속도 및/또는 방향으로 회전함으로써 차량을 조향한다.
ZRT 차량 상에서 조향 불가능한 전방 휠로써 캐스터 휠을 이용함에 따른 문제점은 언덕의 비탈에서 차량이 작동 시에 발생된다. 중력은 차량을 언덕 아래로 끌어내리는 경향이 있다. 이에 따라 캐스터 휠에 의해 지지된 차량의 일부분이 운전자가 원하는 것과는 상반되게 언덕 아래로 회전된다. 추가적으로 ZTR 차량을 언덕 위로 회전시킬 때, 운전자가 캐스터 휠을 언덕 위의 방향으로 향하게 하는데 필요한 토크를 발생시키기 때문에 구동 휠이 루즈해질 수 있는 데 있다.
조향 가능한 전방 휠은 ZTR 차량 상에서 이용되어 져 왔다. 미국 특허 제 3,362,493 (Davis씨의), 5,042,238호 및 미국 특허 출원 제 No.2003/0019682호에 공개된다. 그러나 이들 각각은 결점을 가진다. 예를 들어 Davis씨의 특허에 따른 장치는 일정한 속도 인풋에서 과도한 회전을 하는 차량의 아웃보드 구동 휠의 속도를 감소시킬 수 있는 시스템이 장착되지 않는다. 미국 특허 제 6,196,342호 및 6,129,164호는 듀얼 차동 타입의 구동 및 스티어 트랜스미션과 상호 작동되고 이에 결합되는 후진 스티어링 로직 메커니즘을 공개하며, 이에 따라 트랜스미션은 전진 또는 후진 구동 시 스티어링 휠이 회전을 하는 방향으로 차량을 회전시킬 수 있다. 이러한 특허들은 캐스터 휠의 용도를 공개하며, 조향 가능한 전방 휠의 용도는 공개하지 않는다.
미국 특허 제 6,921,109호는 "가변 가능한 스티어링 응답성(variable steering responsiveness)을 제공하기 위한 메커니즘 및 후진 스티어링 로직 메커니즘을 공개한다. 또한 미국 특허 제 6,196,342호는 듀얼 차동 타입의 트랜스미션과 상기 메커니즘을 이용하는 방법을 공개한다.
미국 특허 제 6,905,985호는 차량이 전진 또는 후진 구동 시 스티어링 휠이 회전하는 방향으로 회전하도록 후방 휠을 회전시키는 트랜스미션-효과 스티어링과 전방 조향 가능한 휠의 스티어링 제어를 위해 제공되는 링키지의 복합적인 시스템을 공개한다. 이러한 특허는 듀얼 차동 타입 트랜스미션과 조합하여 상기 시스템의 용도를 공개한다.
미국 특허 제 6,152,248호는 차량의 조향 시 비-원형 기어 쌍의 용도를 공개하며, 상기 기어 쌍은 비-구동 휠의 회전을 제어하지 못한다.
일반적으로, 본 발명은 스티어링 인풋 장치를 이용하여 비-구동 휠 또는 휠들을 회전시키고(turning)(몇몇 실시예에서 구동 휠은 회전 가능함), 구동 휠들의 독립적인 회전을 이용하여 작은 내지 0의 반경 회전(작은 반경의 회전)을 수행할 수 있는 차량에 관한 것이다. 이는 정확한 스티어링을 전진 및 후진 방향으로 제공하고, 몇몇 실시예에서 일정한 속도 인풋 하에서 충분히 과도한 회전으로 들어갈 때(예를 들어 접지륜이 더 이상 회전하지 않음) 차량의 속도(특히 아웃보드 구동 휠)를 감소시키기 위하여 함께 작동되도록 구성된 스티어링 시스템, 속도 제어 시스템 및 통합 시스템(제어 시스템과 함께)을 이용함으로써 구현될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 차량은 프레임, 프레임에 결합된 조향 가능한 구조물(비-구동식 휠로써 작동될 수 있는 접지륜), 프레임에 결합된 2개의 구동 휠, 다양한 속도와 방향으로 2개의 구동 휠들을 구동시킬 수 있는 트랜스미션 시스템, 조향 가능한 구조물을 제어가능하도록 구성된 스티어링 조립체, 트랜스미션 시스템으로 결합된 속도 제어 조립체 및 차량을 구동시키고 조향하기 위한 속도 제어 조립체에 의해 수신된 속도 인풋과 스티어링 조립체에 의해 수신된 스티어링 인풋을 통합시키기 위한 통합 장치를 포함한다. 상기 스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치는 속도 제어 조립체에 의해 수신된 속도 인풋이 일정하게 유지되는 동안 과도 회전 시 아웃보드 구동 휠의 속도를 감소시키기 위해 함께 작동된다.
몇몇 실시예에서, 상기 차량은 프레임, 프레임에 결합된 조향 가능한 구조물, 프레임에 결합된 2개의 구동 휠, 다양한 속도와 방향으로 2개의 구동 휠들을 구동시킬 수 있는 트랜스미션 시스템, 조향 가능한 구조물을 제어가능하도록 구성된 스티어링 조립체, 트랜스미션 시스템에 결합된 속도 제어 조립체를 포함하고, 속도 제어 조립체는 운전자에 의해 조종되도록 구성된 속도 인풋 장치를 포함하며, 운전자가 속도 인풋 장치를 조종함에 따라 트랜스미션 시스템으로 전달되는 차량을 구동시키고 조향하기 위한 통합된 아웃풋을 형성하기 위하여 속도 제어 조립체에 의해 수신된 속도 인풋과 스티어링 조립체에 의해 수신된 스티어링 인풋을 통합시키는 통합 장치를 포함한다. 상기 스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치는 회전 동안 전진 및 후진으로 차량을 정확하게 조향하기 위하여 함께 작동되도록 구성된다. 상기 언급된 바와 다른 방법으로, 스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치는 차량이 회전 시 회전의 방향이 차량이 전진 또는 후진으로 이동되는지의 따른 주어진 스티어링 인풋에 대해 동일하도록 함께 작동되도록 구성된다. 이에 따라 회전의 방향은 전진으로부터 후진으로 이동될 때 가변되지 않는다.
몇몇 양태에 있어서, 상기 언급된 차량은 프레임에 결합된 그 외의 다른 조향 가능한 구조물을 포함할 수 있으며, 상기 스티어링 조립체는 각각의 조향 가능한 구조물을 제어하도록 구성된다. 각각의 조향 가능한 구조물은 접지륜(ground-engaging wheel)을 포함할 수 있다. 스티어링 조립체는 스티어링 인풋을 수신하도록 구성된 스티어링 인풋 장치를 포함할 수 있다. 스티어링 인풋 장치는 스티어링 휠일 수 있다. 스티어링 조립체는 2개의 휠 조립체를 포함하며, 상기 휠 조립체 각각은 접지륜에 결합된다. 휠 조립체들 중 하나는 구동 기어와 피동 기어를 포함할 수 있다. 구동 기어는 체인을 이용하여 피동 기어로 결합될 수 있다. 구동 기어는 벨트를 이용하여 피동 기어로 결합될 수 있다. 구동 기어들 중 하나 또는 그 이상의 톱니는 피동 기어의 하나 이상의 톱니와 맞물릴 수 있다. 구동 기어와 피동 기어는 원형일 수 있다. 구동 기어와 피동 기어는 비-원형일 수 있다. 휠 조립체들 중 한 조립체는 유성 기어(planetary gear)를 포함할 수 있다. 각각의 휠 조립체는 구동 기어와 피동 기어를 포함하는 기어 쌍을 포함할 수 있다. 각각의 기어 쌍의 구동 기어와 피동 기어는 체인과 결합될 수 있다. 각각의 기어 쌍의 구동 기어와 피동 기어는 벨트와 결합될 수 있다. 이러한 장치 내에서 기어 쌍의 구동 기어의 하나 이상의 톱니는 기어 쌍의 피동 기어의 하나 이상의 톱니와 맞물리고, 각각의 기어 쌍의 피동 기어와 구동 기어는 원형일 수 있으며, 각각의 기어 쌍의 구동 기어와 피동 기어는 비-원형일 수 있다. 각각의 휠 조립체는 유성 기어를 포함할 수 있다.
차량의 스티어링 조립체는 스티어링 인풋에 응답하여 이동 가능하고 스티어링 인풋 장치에 결합된 스티어링 캠을 포함할 수 있다. 스티어링 조립체는 스티어링 캠을 접지륜들 중 한 접지륜으로 결합시키는 드래그 링크를 포함할 수 있다. 스티어링 조립체는 드래그 링크를 접지륜으로 결합하는 휠 조립체를 포함할 수 있다. 스티어링 조립체는 스티어링 인풋 장치로 결합된 2개의 스티어링 캠들을 포함할 수 있으며, 각각의 스티어링 캠은 스티어링 인풋에 응답하여 이동될 수 있다. 스티어링 캠은 스티어링 인풋에 응답하여 다양한 방향으로 이동될 수 있다. 스티어링 조립체는 2개의 드래그 링크를 포함할 수 있으며, 상기 한 드래그 링크는 각각의 스티어링 캠을 접지륜들 중 한 접지륜으로 결합시킨다. 스티어링 조립체는 2개의 휠 조립체를 포함할 수 있으며, 상기 한 휠 조립체는 각각의 드래그 링크를 접지륜들 중 한 접지륜으로 결합시킨다. 휠 조립체들 중 한 휠 조립체는 구동 기어와 피동 기어를 포함하며, 상기 구동 기어는 체인 또는 벨트를 이용하여 피동 기어로 결합될 수 있다. 구동 기어의 하나 이상의 톱니는 피동 기어의 하나 이상의 톱니와 맞물림된다. 구동 및 피동 기어는 원형 또는 비-원형일 수 있다. 휠 조립체들 중 하나는 유성 기어를 포함한다.
차량의 각각의 휠 조립체는 구동 기어와 피동 기어를 포함하는 기어 쌍을 포함할 수 있다. 각각의 기어 쌍의 구동 기어와 피동 기어는 체인 또는 벨트와 결합된다. 기어 쌍의 구동 기어의 하나 이상의 톱니는 기어 쌍의 피동 기어의 하나 이상의 톱니와 맞물릴 수 있다. 각각의 기어 쌍의 구동 기어와 피동 기어는 원형 또는 비-원형일 수 있다. 각각의 휠 조립체는 유성 기어를 포함할 수 있다. 차량의 트랜스미션 시스템은 2개의 정압 드라이브(hydrostatic drive)를 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 각각 구동 휠로 결합된다. 대안으로 상기 트랜스미션 시스템은 2개의 토로이달식의 연속 가변비 드라이브(continuously variable ratio drive)를 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 구동 휠로 각각 결합된다. 속도 제어 조립체는 속도 인풋에 응답하여 이동될 수 있는 속도 캠을 포함할 수 있다. 속도 제어 조립체는 2개의 속도 캠을 포함할 수 있으며, 상기 2개의 속도 캠들은 각각 속도 인풋에 응답하여 이동될 수 있다. 속도 제어 조립체는 속도 캠을 트랜스미션 시스템으로 결합시키는 구동 로드를 포함할 수 있다. 속도 제어 조립체는 2개의 구동 로드를 포함할 수 있으며, 2개의 구동 로드는 속도 캠들 중 하나를 트랜스미션 시스템으로 각각 결합시킨다. 스티어링 조립체는 스티어링 인풋에 응답하여 이동될 수 있는 스티어링 캠을 포함할 수 있으며, 통합 장치는 속도 캠을 스티어링 캠으로 결합하는 조립체를 포함할 수 있다. 속도 캠은 속도 캠 슬롯을 포함하고, 스티어링 캠은 스티어링 캠 슬롯을 포함하며, 상기 조립체는 속도 캠 슬롯 내에 배열된 속도 캠 팔로워와 스티어링 캠 슬롯 내에 배열된 스티어링 캠 팔로워를 포함할 수 있다.
차량의 트랜스미션 시스템은 구동 유닛을 포함할 수 있으며, 속도 캠이 상기 구동 유닛으로 결합되고, 상기 구동 유닛은 작동 위치에서 구동될 수 있고, 속도 캠은 구동 거리에 의해 구동 위치로부터 이격된 회전축과 속도 캠 스롯을 포함할 수 있고, 속도 캠 슬롯은 구동 거리와 동일한 반경을 가진 호를 포함할 수 있다. 속도 캠 팔로워는 스티어링 캠에 응답하여 이동될 수 있으며, 속도 캠 내에서 속도 캠 팔로워의 위치는 트랜스미션 시스템이 속도 인풋에 응답하여 구동 휠들 중 한 휠을 회전시키는 방향을 조절할 수 있다. 속도 캠 내에서 속도 캠 팔로워의 위치는 트랜스미션 시스템이 속도 인풋에 응답하여 구동 휠들 중 한 구동 휠을 회전시키는 크기(magnitude)를 조절할 수 있다.
차량의 스티어링 조립체는 2개의 스티어링 캠을 포함할 수 있으며, 상기 2개의 스티어링 캠은 각각 스티어링 인풋에 응답하여 이동 가능하고, 통합 장치는 2개의 조립체를 포함할 수 있으며, 상기 2개의 조립체는 각각 속도 캠들 중 한 속도 캠을 스티어링 캠들 중 한 스티어링 캠으로 결합시킨다. 각각의 속도 캠은 속도 캠 슬롯을 포함할 수 있으며, 각각의 스티어링 캠은 스티어링 캠 슬롯을 포함할 수 있고, 각각의 조립체는 속도 캠 슬롯들 중 한 속도 캠 슬롯 내에 배열된 속도 캠 팔로워와 스티어링 캠 슬롯들 중 한 스티어링 캠 슬롯 내에 배열된 스티어링 캠 팔로워를 포함할 수 있다. 각각의 속도 캠 팔로워는 이와 연관된 스티어링 캠에 응답하여 이동될 수 있으며, 이와 연관된 속도 캠 슬롯 내에서 속도 캠 팔로워의 위치는 트랜스미션 시스템이 속도 인풋에 응답하여 구동 휠들 중 한 휠을 회전시키는 방향을 조절할 수 있다. 속도 캠 슬롯 내에서 속도 캠 팔로워의 위치는 트랜스미션 시스템이 속도 인풋에 응답하여 구동 휠들 중 한 구동 휠을 회전시키는 크기를 조절할 수 있다.
그 외의 다른 특징에 따라서, 본 발명은 스티어링 인풋에 응답하여 상반된 방향으로 이동되는 2개의 스티어링 캠, 속도 인풋에 응답하여 각각 이동 가능하고, 각각의 스티어링 캠에 결합된 속도 캠 및 속도 캠들 중 한 캠으로 각각의 스티어링 캠을 결합하는 조립체를 포함하는 구동 및 스티어링 시스템에 관한 것이다.
이러한 장치에 따라서, 2개의 스티어링 캠과 속도 캠은 차량에 결합되고 사용 시 구동 표면에 대해 수직한 방향으로 방향 설정될 수 있다. 각각의 속도 캠은 속도 캠 슬롯을 포함할 수 있으며, 각각의 조립체는 속도 캠 슬롯들 중 한 속도 캠 슬롯 내에 배열된 팔로워를 포함할 수 있다. 각각의 팔로워는 속도 캠 슬롯 내에서 팔로워의 위치가 트랜스미션 시스템이 차량의 구동 휠을 회전시키는 방향을 제어할 수 있도록 구동 로드를 통해 차량의 트랜스미션 시스템으로 결합될 수 있다. 속도 캠 슬롯 내에서 팔로워의 위치는 트랜스미션 시스템이 차량의 구동 휠을 이동시키는 속도의 크기를 조절할 수 있다.
그 외의 다른 특징에 있어서, 본 발명은 비-구동 휠에 관절 연결되고 결합되며 스티어링 인풋을 수신하도록 구성된 하나 이상의 스티어링 캠, 속도 인풋에 응답하여 이동 가능하고 스티어링 캠에 결합된 속도 캠 및 스티어링 캠을 속도 캠으로 결합하는 조립체를 포함하는 구동 및 스티어링 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 스티어링 인풋 장치(스티어링 휠과 같은)의 마주보는 측면 상에 배열된 2개의 스티어링 캠을 포함할 수 있으며, 속도 캠은 2 쌍의 스티어링 및 속도 캠을 형성하기 위하여 각각의 속도 캠으로 결합될 수 있다. 스티어링 캠들은 동일한 형태를 가지도록 구성될 수 있으며, 속도 캠들은 동일한 형태를 가지도록 구성될 수 있다. 조립체는 주어진 속도 인풋에 응답하여 동일한 방향으로 속도 캠을 이동시키고 주어진 스티어링 인풋에 응답하여 상반된 방향으로 스티어링 캠을 이동시키도록 구성될 수 있다.
이러한 장치에 있어서, 스티어링 캠과 속도 캠은 차량에 결합되고 사용 시 구동 표면에 대해 수직한 방향으로 방향 설정될 수 있다. 속도 캠은 속도 캠 슬롯을 포함할 수 있으며, 조립체는 속도 캠 슬롯 내에 배열된 팔로워를 포함할 수 있다. 팔로워는 속도 캠 슬롯 내에서 팔로워의 위치가 트랜스미션 시스템이 차량의 구동 휠을 회전시키는 방향을 조절할 수 있도록 구동 로드를 통해 차량의 트랜스미션 시스템으로 결합될 수 있다. 속도 캠 내에서 팔로워의 위치는 트랜스미션 시스템이 차량의 구동 휠을 회전시키는 속도의 크기를 조절할 수 있다.
그 외의 다른 특징에 따라서, 본 발명은 비-구동 휠(트랜스미션 시스템이 컨트롤과 연결되지 않음을 의미)의 회전을 제어하는 제 1 기어 쌍을 포함하는 스티어링 시스템에 관한 것이며, 제 1 기어 쌍은 비-원형 피동 기어와 맞물리는 비-원형 구동 기어를 포함한다. 이러한 시스템의 각각의 기어 쌍이 설계되어 비-구동 휠은 구동 휠(트랜스미션 시스템의 조절하에서)에 의해 형성된 차량 회전 반경과 일치되는(또는 적어도 실질적으로 일치되는) 차량의 회전 반경을 형성할 수 있다.
이러한 장치에 있어서, 비-원형 구동 기어는 2개의 스플라인 부분을 포함할 수 있다. 한 스플라인 부분은 그 외의 다른 스플라인 부분보다 많은 톱니를 가질 수 있다. 비-원형 피동 기어는 실질적으로 포물선 형태의 부분을 포함할 수 있다. 스티어링 시스템은 다른 조향 가능한 구조물의 회전을 조절하는 제 2 기어 쌍을 포함할 수 있으며, 제 2 기어 쌍은 비-원형 피동 기어와 맞물리는 비-원형 구동 기어를 포함하고, 제 1 및 제 2 기어 쌍은 차량의 실질적인 트루 에커만 스티어링을 형성하기 위하여 협력하여 작동될 수 있다. 각각의 비-원형 구동 기어는 2개의 스플라인 부분을 포함할 수 있으며, 각각의 비-원형 구동 기어의 한 스플라인 부분은 비-원형 구동 기어의 그 외의 다른 스플라인 부분보다 많은 톱니를 가질 수 있다. 각각의 비-원형 피동 기어는 실질적으로 포물선 형태의 부분을 포함할 수 있다.
그 외의 다른 특징에 따라서, 본 발명은 불균일한 기어비를 가진 기어 쌍을 포함하는 스티어링 시스템에 관한 것이며, 기어 쌍은 비-구동 휠의 회전을 조절하도록 구성된다. 기어 쌍은 상기 언급된 바와 같이 구성된 기어를 포함할 수 있다.
그 외의 다른 특징에 따라서, 본 발명은 프레임, 프레임에 결합된 적어도 2개의 비-구동 휠, 프레임에 결합된 적어도 2개의 구동 휠, (a) 상이한 속도와 상이한 방향으로 2개의 구동 휠을 구동시키고 (b) 이에 따라 구동 휠이 제 1 차량 회전 반경을 형성할 수 있는 트랜스미션 시스템 및 비-구동 휠이 제 2 차량 회전 반경을 형성할 수 있도록 구성된 스티어링 조립체를 포함하는 차량에 관한 것이며, 스티어링 조립체는 제 2 차량 회전 반경이 차량이 작동되는 동안 제 1 차량 회전 반경과 동일할 수 있도록 구성된 2쌍의 비-원형 기어를 포함한다. 기어들은 상기 언급된 바와 같이 구성될 수 있다.
그 외의 다른 특징에 따라서, 본 발명은 적어도 2개의 비-구동 휠, 적어도 2개의 구동 휠 및 (a) 상이한 속도와 상이한 방향으로 구동 휠을 구동시키고 (b) 이에 따라 구동 휠이 제 1 차량 회전 반경을 형성할 수 있는 트랜스미션 시스템을 가진 차량 내의 스티어링 시스템에 관한 것이며, 상기 스티어링 시스템은 함께 작동되도록 구성된 제 1 및 제 2 쌍의 비-원형 기어들을 포함하며, 이에 따라 비-구동 휠들은 주어진 스티어링 인풋에 대해 제 1 차량 회전 반경과 동일한 제 2 차량 회전 반경을 형성한다. 기어들은 상기 언급된 바와 같이 구성될 수 있다.
그 외의 다른 특징에 따라서, 본 발명은 적어도 2개의 비-구동 휠, 적어도 2개의 구동 휠 및 (a) 상이한 속도와 상이한 방향으로 구동 휠을 구동시키고 (b) 이에 따라 구동 휠이 제 1 차량 회전 반경을 형성할 수 있는 트랜스미션 시스템을 가진 차량 내의 스티어링 시스템에 관한 것이며, 상기 스티어링 시스템은 함께 작동되도록 구성되고 불균일한 기어비를 각각 가진 제 1 및 제 2 쌍의 기어를 포함하며, 이에 따라 비-구동 휠들은 주어진 스티어링 인풋에 대해 제 1 차량 회전 반경과 동일한 제 2 차량 회전 반경을 형성한다. 기어들은 상기 언급된 바와 같이 구성될 수 있다.
그 외의 다른 특징에 따라서, 본 발명은 킹 핀에 결합되는 제 1 피동 기어에 결합된 제 1 구동 기어를 포함하는 제 1 기어 쌍을 가진 스티어링 시스템에 관한 것이며, 제 1 기어 쌍은 제 1 스티어링 인풋에 대한 방향과 상반되지만 크기가 동일한 제 2 스티어링 인풋에 의해 발생된 외측을 향한 회전에 응답하기보다는 제 1 스티어링 인풋에 의해 발생된 내측을 향하는 회전에 응답하여 상대적으로 큰 각도로 킹 핀을 회전시키도록 구성된다. 이러한 장치에 따라서, 제 1 구동 기어는 2개의 피치선(pitch line)을 포함할 수 있으며, 상기 피치선들 중 하나는 그 외의 다른 피치선보다 많은 톱니를 포함한다. 제 1 피동 기어는 실질적으로 포물선 형태의 부분을 포함할 수 있다.
상기 스티어링 시스템은 제 2 킹 핀에 결합되는 제 2 피동 기어에 결합된 제 2 구동 기어를 포함하는 제 2 기어 쌍을 가질 수 있으며, 제 2 기어 쌍은 제 2 스티어링 인풋에 의해 발생된 외측을 향한 회전에 응답하기보다는 제 1 스티어링 인풋에 의해 발생된 내측을 향하는 회전에 응답하여 상대적으로 큰 각도로 제 2 킹 핀을 회전시키도록 구성되며, 제 1 및 제 2 기어 쌍들은 차량의 실질적인 트루 에커만 스티어링을 형성하기 위하여 협력하여 작동될 수 있다. 제 1 및 제 2 구동 기어는 2개의 피치선을 각각 포함할 수 있다. 각각의 구동 기어의 한 피치선은 구동 기어의 그 외의 다른 피치선보다 많은 톱니를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 피동 기어는 실질적으로 포물선 형태의 부분을 각각 포함할 수 있다.
이러한 장치(예를 들어 차량)와 시스템, 뿐만 아니라 그 외의 다른 장치와 시스템의 다양한 특징들이 하기에 기술된다.
하기 도면들은 제한되지 않은 실례로써 기술되며, 동일한 도면 부호는 동일한 구조물을 필수적으로 나타내지 않는다. 게다가 동일한 도면 부호는 유사한 기능을 가진 특징부 또는 유사한 특징부를 나타내는데 이용될 수 있다. 각각의 실시예의 모든 특징부들은 도면을 명확하게 하기 위하여 실시예를 나타내는 모든 도면에 항시 도시되지 않는다. 적어도 도 5 내지 13은 축척으로 도시되며, 도시된 요소들의 크기는 본 장치 및 시스템의 실시예의 적어도 한 세트에 대하여 서로 정확한 것을 의미한다.
도 1은 잔디 및 정원용 차량의 투시도.
도 2A는 도 1의 차량의 전방 차축 및 스티어링 조립체의 상면도.
도 2B는 도 1의 차량의 트랜스미션 시스템과 속도 제어 조립체의 상면도.
도 3A 및 도 3B는 본 차량의 실시예의 조향 가능한 접지 전방 휠의 위치를 도식적으로 도시한 도면.
도 4는 통합 장치와 함께 결합된 도 1의 차량의 스티어링 및 속도 제어 조립체의 부분적인 투시도.
도 5는 도 1의 차량의 전방 차축의 투시도.
도 6A는 도 1의 차량의 전방 휠 조립체들 중 한 휠의 확대된 부분적인 투시도.
도 6B 내지 도 6E는 도 1의 차량과 함께 이용될 수 있는 전방 휠 조립체의 다양한 실시예를 도시하는 확대된 부분적인 투시도.
도 7은 도 1의 차량의 전방 차축의 그 외의 다른 실시예의 투시도.
도 8A 내지 도 8C는 도 6의 전방 휠 조립체와 함께 이용되는 기어 쌍의 도면.
도 9A 내지 도 9C는 도 7의 전방 휠 조립체와 함께 이용되는 기어 쌍의 대안의 실시예를 도시하는 도면.
도 10은 도 2B의 속도 제어 조립체의 특징부들을 도시하는 투시도.
도 11은 도 1의 속도 제어 조립체와 스티어링 조립체 사이의 상호 작용을 도시하는 투시도.
도 12는 스티어링 캠의 형태인 본 발명의 스티어링 제어 부재들 중 한 부재 를 확대한 도면.
도 13은 속도 캠의 형태인 본 발명의 스티어링 제어 부재들 중 한 부재를 확대한 도면.
도 14A 내지 도 14C는 차량이 일직선으로 조향되는 중립, 전진 및 후진 시 도 13의 속도 제어 부재의 위치를 도시하는 도면.
도 15A 내지 도 15C는 차량이 최대로 회전하고 도시된 속도 제어 부재가 회전의 인보드 측면에 있는 중립, 전진 및 후진 시 도 13의 속도 제어 부재의 위치를 도시하는 도면.
도 16은 일정한 속도 인풋에 대해 가해진 스티어링에 대한 차량의 실시예에 따른 휠의 속도를 나타내는 차트.
도 17은 도 1의 차량과 함께 이용될 수 있는 스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치의 대안의 실시예를 도시하는 상면도.
도 18 및 도 19는 도 17의 스티어링 조립체의 가변가능한 피치 웜의 다양한 투시도.
도 20은 도 17의 장치의 위치를 도시하는 측면도.
도 21은 도 1의 차량과 함께 이용될 수 있는 스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치의 그 외의 다른 실시예를 도시하는 전개도.
도 22는 도 21의 시스템의 하측으로부터 도시한 투시도.
도 23은 도 21의 시스템의 상측으로부터 도시한 투시도.
도 24 및 도 25A 내지 도 25D는 도 21의 시스템의 다양한 형상을 도식적으로 도시한 도면.
도 26은 스티어링 및 속도 제어 조립체의 실시예를 도시하는 횡단면도.
도 27은 도 21의 시스템의 일부분의 추가 실시예를 도시하는 평면도.
도 28은 도 27의 실시예의 측면도.
도 29는 본 구동 유닛들 중 하나로써 이용하기에 적합한 트랜스미션을 절단한 단면도.
도 30은 도 29의 트랜스미션을 도시하는 도면.
도 31은 화살표 III-III의 방향으로 도시한 도 29의 트랜스미션의 횡단면도.
용어 "포함하다"(및 "포함하는"의 형태), "가진다"(및 "가지는"의 형태), "함유하다"(및 "함유하는"의 형태) 및 "구성하다"(및 "구성하는")은 개방형 연결 동사이다(open-ended linking verbs). 따라서 차량은 프레임, 프레임에 결합된 조향 가능한 구조물, 프레임에 결합된 2개의 구동 휠, 상이한 속도와 방향으로 2개의 구동 휠을 구동시킬 수 있는 트랜스미션 시스템, 조향 가능한 구조물로 구성된 스티어링 조립체, 트랜스미션 시스템에 결합된 속도 제어 시스템, 차량을 구동하고 조향하기 위하여 속도 제어 시스템에 의해 수신된 속도 인풋과 스티어링 조립체에 의해 수신된 스티어링 인풋을 통합시키는 통합 장치(integration device)를 포함하며, 여기서 스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치는 과도한 회전 시(extreme turn) 아웃보드 구동 휠의 속도를 감소시키는 동시에 작동시키도록 구 성되며, 반면 속도 제어 조립체에 의해 수신된 속도 인풋은 일정하게 유지되고, 기록된 부품들을 포함하지만 기록되지 않은 부품들을 포함하는 것을 방지한다(추가 조향 가능한 구조물).
게다가 하나 이상의 특징을 포함하고, 가지며 또는 수용하는 부품은 하나 이상의 특징을 소유하지만 이러한 특징에 제한되지 않는다. 게다가 특정 방식으로 구성된 구조물은 적어도 이러한 방식으로 구성되어야 하지만 특정화되지 않은 방식 또는 방식들로 구성될 수 있다.
용어 "단수(a)"는 본 명세서에 달리 지시가 없는 한 하나 또는 그 이상을 정의한다. 용어 "실질적으로" 및 "대략"은 주어진 값 또는 상태에 적어도 근접한 것으로 정의된다.
일반적인 구성
도면에 관하여 언급하면, 도 1은 잔디(lawn) 및 정원 트랙터(garden tractor)와 같은 차량(10)을 도시한다. 차량(10)은 구조적 프레임 또는 새시(14)에 장착된 엔진과 같은 원동기(prime mover, 12)를 포함한다. 차량(10)은 프레임(14)에 결합된 좌측 및 우측 후방 구동 휠과 같은 구동 휠(16)을 포함한다. 구동 휠(16)은 차량(10)에 대해 이동력을 제공하기 위하여 트랜스미션 시스템을 통해 엔진(12)으로 작동 가능하게 결합된다. 또한 차량은 비-구동식 휠일 수 있는 우측 및 좌측 전방 접지륜(ground-engaging wheel)과 같은 조향 가능한 구조물(steerable structure, 18)을 가진다. 차량의 그 외의 다른 실시예는 오직 하나의 조향 가능한 구조물(즉 3륜 ATV)을 가진다. 게다가 몇몇 실시예에서, 스키와 같은 조향 가능한 구조물이 휠 대신에 이용될 수 있다.
새시(14)는 시트(22)를 포함하는 운전자 스테이션(operator station)을 지지한다. 또한 차량(10)은 음향 공학적 판단(sound engineering judgment)에 따라 선택된 임의의 방식으로 차량(10)에 장착된 모워 덱(mower deck, 26)을 포함한다. 본 발명은 유틸리티 차량, 오프 로드 차량, 트랙터, 골프 카트 및 일반적인 자동차를 포함하는 그 외의 다른 타입의 차량에 이용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
도 2A 및 도 2B에 도시된 바와 같이, 전방 휠(18)은 새시(14) 상에 장작된 전방 차축(front axle, 19)에 대한 피벗 회전 가능한 연결부를 통해 차량의 프레임에 결합된다. 또한 전방 휠(18)은 스티어링 조립체(20)에 결합되며, 상기 스티어링 조립체는 전방 휠이 회전하는 방향을 제어하기 위해 구성되고, 이는 하기에 상세히 기술된다. 도면에 도시된 본 발명의 차량의 실시예에서, 전방 휠은 조향 가능항 휠(18)이며, 후방 휠은 구동 휠(16)이다. 그러나 후방 휠이 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 조향 가능한 휠이고, 전방 휠이 구동 휠일 수 있는 것은 종래 기술의 당업자가 이해할 수 있을 것이다. 게다가 전방 휠은 조향 가능한 휠 및 구동 휠일 수 있다.
스티어링 인풋 장치(24)(도면에 도시된 스티어링 조립체(20)의 실시예의 일부분) 및 속도 인풋 장치(28)(하기 기술되어 질 속도 제어 조립체의 실시예의 일부분)는 시트(22)(도 1) 근처에 위치되어 차량의 운전자가 접근하기에 용이하다. 운전자는 스티어링 인풋을 스티어링 조립체(20)로 전달하는 스티어링 인풋 장치로 스티어링 인풋을 제공할 수 있다. 스티어링 인풋 장치(24)는 종래의 스티어링 휠의 형태를 가질 수 있다. 그러나 스티어링 인풋 장치(24)는 스티어링 로드 또는 조이스틱(도시되지 않음)을 포함하는 그 외의 적합한 스티어링 장치일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
속도 인풋 장치(28)는 속도 인풋(speed input)을 속도 제어 조립체(21)의 밸런스(balance)로 제공하며, 차량(10)의 전진 및 후진 속도를 조절한다. 속도 인풋 장치(28)는 단일 샤프트 상에 장착된 발밟기 페달 장치(treadle pedal arrangement)와 같은 단일의 페달의 형태를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 속도 인풋 장치(28)는 전진 구동을 선택하기 위하여 전방으로 고정되고(rocked forward) 또는 후진 구동을 선택하기 위하여 후방으로 고정된다(rocked backward). 속도 인풋 장치(28)는 중립 또는 정지 상태에 해당하는 중앙 위치를 향하여 편향될 수 있다.
또한 차량(10)은 차량(10)을 구동시키고 조향하기 위하여 속도 인풋 장치(28)를 통하여 속도 제어 조립체(하기 기술됨)에 의해 수신된 속도 인풋과 스티어링 인풋 장치(24)를 통해 스티어링 조립체(20)에 의해 수신된 스티어링 인풋을 통합시키도록 구성된 통합 장치(integration device, 27)를 포함한다. 본 스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치의 형상에 따라 차량은 작은 반경으로부터 0의 반경까지의 회전이 가능하다.
좌측 및 우측 구동 휠(16)은 트랜스미션 시스템을 통해 구동되며, 도시된 실시예에서 좌측 및 우측 구동 유닛(29)을 포함한다. 차량(10)은 후방 구동 휠(16)의 회전 량과 방향을 제어하는 속도 제어 조립체(21)를 포함한다. 구동 유닛(29)은 전 진으로부터 후진 까지 일정한 범위의 비율을 제공할 수 있는 일정하게 가변될 수 있는 타입의 트랜스미션일 수 있다. 유성 분권 기어(epicyclic shunt gear)와 함께 비율 가변-장치(ratio varying-device)를 이용하는 적합한 트랜스미션의 실시예는 WO 03/064892호로 공고된 국제 출원 제 PCT/GB03/00332호와 WO 03/100295호로 공고된 국제 출원 PCT/GB03/02332호에 기술되며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조 문헌으로 일체 구성된다. 대안으로 구동 유닛(29)은 종래 기술에 잘 공지된 유압식 트랜스미션(HST) 또는 전기 모터일 수 있다. 구동 유닛(29)은 구동 휠(16)을 독립적으로 구동시키기 위해 이용될 수 있다.
운전자는 스티어링 인풋 장치(24)와 속도 인풋 장치(28)를 조종함으로써 차량(10)의 속도와 방향을 지시하며, 상기 스티어링 인풋 장치와 속도 인풋 장치는 통합 장치(27)에 의해 결합된 스티어링 및 속도 제어 조립체의 밸런스로 운전자로부터 수신된 스티어링 및 속도 인풋을 전달한다. 이와 같은 방식으로 차량을 조향하고 구동시키기 위해 스티어링 및 속도 제어 조립체는 통합 장치를 통해 함께 작동되고, 이는 하기에 보다 상세히 기술된다. 도면에 도시된 차량(10)의 실시예에스, 후방 구동 휠이 차량(10)을 회전시키기 위해 발생시켜야할 토크의 크기는 전방 휠(18)이 조향 가능하기 때문에 감소된다. 역으로, 조향 불가한 캐스터 휠(non-steerable castor wheel)과 몇몇 종래의 ZTR 차량의 구동 휠(16)은 캐스터 휠을 목표 방향으로 향하게 하고 작동되기 위해 상당한 토크를 발생시켜야 한다. 게다가 휠 아래의 잔디가 뽑혀 지고 인보드 구동 휠이 미끄러지는 것을(skidding) 방지하기 위하여 특정 정도의 숙련도와 기술이 필요하다.
도면에 도시된 차량(10)의 실시예에서, 우측 및 좌측 구동 휠(16)은 이의 방향이 고정되고 이의 회전 축이 일정하게 정렬되도록 새시(14)에 결합된다. 역으로, 전방 조향 가능한 휠(18)은 휠에 방향으로 바꾸기 위한 능력이 제공되도록 새시(14)에 결합된다. 도 3A 및 도 3B는 실질적으로 트루 에커만 스티어링(true Ackermann steering)을 구현할 수 있는 기능을 가진 차량(10)의 상면도를 도시한다. 도 3은 0이 아닌 반경 회전(non-zero radius turn)을 도시하며, 도 3B는 0의 반경 회전(zero radius turn)을 도시한다. 전방 휠(18)이 도 3A에 도시된 회전을 할 때, 휠들은 2개의 개별적인 호-형태의 경로 Pi와 Po를 가지며, 이러한 경로는 양 구동 휠(16)의 중앙을 통해 연장된 축을 따라 위치되는 공통 중심점(C)를 이상적으로 가질 것이다. 선 Li와 Lo는 휠의 회전 중심에서 각각의 2개의 휠의 경로 Pi와 Po를 교차시키고 중심점(C)로부터 연장된다. 실질적인 트루-에커만 스티어링 지오메트리(하기 기술된 몇몇의 실시예를 이용하여 구현될 수 있음)를 이용함에 따라 전방 휠 하부의 식물이 손상을 입거나 또는 아웃보드 휠에서 타이어 트레드로부터의 고무가 스크러빙(scrubbing)되는 것이 방지될 수 있다.
스티어링 조립체 (20)
스티어링 조립체(20)의 특징들이 도 2A 내지 도 12에 도시된다. 스티어링 조립체(20)의 한 기능은 차량(10)의 안내를 돕기 위해 전방 조향 가능한 휠(18)로 스티어링 인풋 장치(24)를 결합시키는 데 있다. 스티어링 조립체(20)의 그 외의 다른 기능은 속도 인풋 장치(28)를 통해 수신된 속도 인풋과 스티어링 인풋을 조정할 수 있는(coordinate) 통합 장치(27)로 스티어링 인풋을 제공하는 데 있다. 스티어링 조립체(20)의 그 외의 다른 기능은 심지어 0의 회전 반경 모드(zero turning radius mode)(또는 작은 회전 반경 모드)의 경우 차량(10)을 회전시킬 수 있는 데 있으며, 동시에 스티어링 휠과 같이 종래의 스티어링 인풋 장치로부터 인풋을 수신한다.
한 실시예에서, 스티어링 조립체(20)는 톱니형 스티어링 피니언(toothed steering pinion, 32)에서 경계를 이루고 스티어링 인풋 장치(24)로부터 하향으로 연장된 스티어링 샤프트(30)를 포함한다. 스티어링 샤프트(30)는 음향 공학적 판단을 이용하여 부싱(bushing, 34) 또는 그 외의 다른 적합한 수단과 새시(14)로 회전 가능하게 결합된다. 스티어링 샤프트(30)와 피니언(32)은 스티어링 인풋 장치(24)를 통해 수신된 스티어링 인풋을 받으며, 이러한 스티어링 인풋을 전방 휠 조립체(50)로 전달하고 그 뒤 상기 전방 휠 조립체는 스티어링 인풋을 전방 휠(18)의 목표 조향 각도로 변환시키며, 이는 하기에 기술된다. 한 실시예에서, 전방 휠 조립체와 스티어링 샤프트(30) 사이의 결합은 좌측 및 우측 베벨 기어(bevel gear)를 이용하여 수행된다. 피니언(32)은 피니언(32)의 회전이 좌측 및 우측 베벨 기어(36)를 동시에 회전시키도록 좌측 및 우측 베벨 기어(36)와 동시에 맞물리고 이들 사이에 배치된다. 스티어링 인풋 장치(24)와 스티어링 피니언(32)은 대략 120°의 이동 각으로 회전할 수 있다. 예를 들어 스티어링 인풋 장치(24)는 제 2 방향으로 60° 그리고 중립 스티어링 위치에 대해 제 1 방향으로 60°로 선택적으로 회전할 수 있다. 그러나 스티어링 인풋 장치(24)와 스티어링 피니언(32)은 주어진 상황 에 적합한 각도 범위로 회전하도록 구성될 수 있다.
제 1 방향으로 피니언(32)과 스티어링 인풋 장치(24)를 회전시킴에 따라, 베벨 기어(36)들 중 한 기어는 차량(10)의 정면 또는 전방을 향하여 회전하고, 그 외의 다른 베벨 기어(36)는 차량의 후면을 향하거나 또는 후방을 향해 회전한다. 좌측 및 우측 베벨 기어(36)는 좌측 및 우측 잭 샤프트(38)로 각각 결합된다. 바람직하게 스티어링 조립체(20)의 좌측면 및 우측면은 실질적으로 서로 거울상으로 동일하게 형성된다. 따라서 오직 스티어링 조립체(20)의 우측면만이 하기에 기술된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일반적으로 잭 샤프트(38)는 스티어링 샤프트(30)에 대해 수직하게 위치되고, 이의 외측 단부에서 스티어링 메커니즘(steering mechanism, 40)으로 결합된다. 한 실시예에서, 스티어링 메커니즘은 스티어링 캠(40)이다. 스티어링 캠(40)은 잭 퍄스트(38)에 결합되어 피벗(41)에 대해 제 1 및 제 2 방향으로 잭 샤프트(38)의 움직임에 따라 회전할 수 있으며, 이를 통해 잭 샤프트(38)의 축이 연장된다. 스티어링 캠(40)의 외측 부분은 드래그 링크(drag link, 42)로 결합된다. 도 4의 실시예에서, 스티어링 캠(40)이 시계 방향으로 회전할 때(아웃보드 회전 동안 도시된 스티어링 캠에 대해 발생됨) 드래그 링크(42)는 차량(10)의 정면을 향하여 또는 전진 이동되고, 스티어링 캠(40)이 반시계 방향(인보드 회전 동안 발생될 수 있는)으로 회전할 때, 드래그 링크(42)는 차량(10)의 후방을 향해 이동된다.(드래그 링크(42)의 방향은 피벗(41)에 대한 드래그 링크(42)의 위치에 의존하여 이동된다.) 따라서 스티어링 인풋 장치(24)의 회전은 드래그 링크(42)의 전진 또는 후진 움직임으로 전달된다. 바람직하게 드래그 링크(42)는 볼 링키지(ball linkage)와 같은 적합한 링키지(44)와 스티어링 캠(40)으로 결합된다. 또한 드래그 링크(42)는 스티어링 인풋 장치(24)에 의해 수신된 스티어링 인풋을 전방 휠(18)의 스티어링 각도로 변환시키는 전방 휠 조립체(50)로 결합된다. 보다 상세히, 전방 휠 조립체(50)는 지지 구조물의 위치를 병진 운동시키며(translate), 상기 지지 구조물 주위에서 전방 휠(18)은 스티어링 인풋 장치(24)로부터 드래그 링크(42)를 통해 수신된 스티어링 인풋에 대해 응답하여 회전한다.
스티어링 인풋 장치(24)는 음향 공학적 판단을 이용하는 그 외의 다른 실시예에서 그 외의 다른 방법을 이용하여 전방 휠 조립체(50)로 결합될 수 있다.
도 5에 따라서, 전방 휠 조립체(50)는 전방 차축(19) 내에 수용된 포스트(54) 상에 피벗 회전하도록 장착된 스티어링 또는 구동 기어(52)를 포함한다. 스티어링 기어(52)는 링킹 부분(linking portion, 56)을 가지며, 드래그 링크는 볼 커넥터(58)와 같은 적합한 커넥터를 이용하여 상기 링킹 부분으로 결합될 수 있다. 도 6A의 확대도에 상세히 도시된 바와 같이, 스티어링 기어(52)는 톱니(60)를 가지며, 상기 하나 이상의 톱니가 휠 또는 피동 기어(driven gear, 70)의 하나 이상의 톱니(62)와 맞물린다. 휠 기어(70)는 전방 휠을 좌측 또는 우측을 조향하기 위하여 전방 휠(18)에 결합된다. 한 실시예에서, 휠 기어(70)는 킹 핀(king pin, 74) 상에 장착되어 휠 기어(70)가 회전함에 따라 킹 핀(74)이 회전한다. 도시된 실시예에서, 킹 핀(74)은 사각형 헤드(75)를 가지며, 상기 헤드 주위에서 휠 기어(70)가 회전한다. 킹 핀(74)은 적합한 베어링, 부싱 또는 이와 유사한 것(79)을 이용하여 전방 차축(19)에 회전 가능하게 장착됨에 따라 차량(10)의 새시(14)에 피벗 회전하도록 결합된다. 피벗 샤프트(76)는 킹 핀(74)에 수직하게 연장되고, 전방 휠(18)은 피벗 샤프트(76) 상에 회전 가능하게 장착된다.
도 6A에 도시된 바와 같이, 스티어링 기어(52)는 스티어링 인풋 장치(24)를 통해 수신된 스티어링 인풋에 따라서 드래그 링크(42)를 통해 전달된 하중으로 인해 포스트(54)에 대해 피벗 회전할 수 있다. 스티어링 기어(52)의 회전은 전방 휠(18)의 방향을 가변시키기 위해 휠 기어(70)로 전달된다. 전방 휠 조립체(50)로 인해 2개의 전방 휠(18)은 실질적으로 트루 에커만 스티어링 지오메트리에 따라 작동될 수 있다.
한 실시예에서, 드래그 링크(42)가 결합되는 링킹 부분(56)은 포스트(54)의 내측을 향해 위치되고, 상기 포스트에 대해 스티어링 기어(52)가 피벗 회전하며, 도 2A에 도시된 바와 같이 2개의 포스트(52)를 연결하는 선(L)의 후방으로 피벗 회전한다. 일반적으로 선(L)은 차량(10)의 주축 또는 종방향 축에 대해 수직하고, 차량(10)의 횡방향 축에 대해 평행하게 형성된다. 회전 동안(turn), 인보드 측면 상의 드래그 링크(42)는 제 1 방향(즉 후방으로)으로 이동되는 반면 아웃보드 측면 상의 드래그 링크(42)는 제 2 방향(즉 전방으로)으로 이동된다. 인보드 드래그 링크(42)가 움직임에 따라 링킹 부분(56)은 포스트(42)에 대해 후방으로 추가적으로 이동되며, 스티어링 기어(52)가 포스트(54) 주위에서 피벗 회전함에 따라 선(L)로부터 이격된다. 아웃보드 측면상에서, 아웃보드 드래그 링크(42)는 전방으로 이동되어 링킹 부분(56)은 스티어링 기어(52)가 피벗 회전함에 따라 차량의 전방을 향하여 전진 이동된다.
먼저 아웃보드 링킹 부분(56)이 선(L)에 대해 인접하게 이동된다. 스티어링 인풋 장치(24)가 일정하게 회전함에 따라 링킹 부분(56)은 선(L)을 통과하고 그 뒤 선(L)의 전방으로 이격되도록 이동된다. 스티어링 조립체(20)와 보다 상세히 각각의 휠 조립체(50)는 스티어링 기어(52)의 회전에 의해 야기된 드래그 링크(42)의 이동 성분의 크기가 링킹 부분(56)이 선(L)로부터 이격되도록 이동됨에 따라 증가되도록 구성된다. 따라서 후진 방향으로 인보드 측면 상의 드래그 링크(42)가 이동됨에 따라 인보드 측면 상의 스티어링 기어(52)는 아웃보드 측면 상의 드래그 링크(42)의 전진 이동에 비해 보다 큰 회전 움직임을 수행한다. 따라서 인보드 전방 휠(18)은 보다 빠르게 회전하고, 실질적인 트루 에커만 스티어링 지오메트리에 추가적으로 기여한다.
도 5 및 도 6A에 도시된 바와 같이, 전방 차축(19)은 바람직하게 직선이 아니다. 대신에, 상기 전방 차축은 후방의 기울어진 부분(92)에 결합된 전방으로 기울어진 부분(91)을 가지는 단부 근처에 비-선형 부분(90)을 가진다. 각각의 후방의 기울어진 부분(92)은 전방 휠(18)이 장착되는 위치 근처에 위치된 차축(19)의 외측 부분(93)으로 안내된다. 전방 차축(19)의 각각의 비-선형 부분(90)은 과도한 회전 동안 내측부 상에서 전방의 조향 가능한 휠(18)을 수용하는 전방 차축(19)의 후방에 대해 포켓(94)을 형성한다. 이러한 포켓(94)으로 인해 내측을 향하는 전방의 조향 가능한 휠(18)은 전방 휠(19)과 회전 접촉하는 내측면 상에 전방 휠(18)의 후방 부분을 가지지 않고 도 3B에 도시된 바와 같이 90°초과, 바람직하게 100° 내지 120°로 회전할 수 있다.
도 5 및 도 6A에 도시된 것 외의 다른 기어 장치가 전방 휠 조립체(50)에 대해 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 9A 내지 도 9C는 전방 휠 조립체(50)에 대해 이용도리 수 있는 그 외의 다른 비-원형 기어를 도시한다. 몇몇의 추가적인 대체물이 도 6B 내지 6E에 도시된다. 상기 도면들은 전방 우측 휠 조립체(50)의 확대된 부분도를 도시한다. 도 6A와 상반되게, 각각의 도 6B 내지 6E에서 전방 차축(19)의 포켓(94)은 도면의 관찰자를 향하며, 드래그 링크(42)와 볼 커넥터(58)는 도 2A에 도시된 스티어링 조립체(20)의 버전이 관찰자를 향하여 후방으로 향하도록 이용될지라도 관찰자로부터 이격되도록 스위블된다(swivel)(전방 차축(19)의 전방을 향하는 스티어링 피니언과 함께 이용됨). 도 6B는 체인(51)과 결합되고 원형인 휠 기어(70) 및 구동 기어(52)를 포함하는 전방 휠 조립체(50)의 실시예를 도시한다. 구동 기어(52)가 장착된 포스트(54)는 레버(51)를 통해 상향 연장된다. 레버(51)는 포스트(54)의 축에 대한 레버(51)의 회전이 스티어링 기어(52)를 회전시키도록 임의의 적합한 수단을 이용하여 구동 기어(52)로 결합될 수 있다. 구동 기어(52)의 "전진(straight ahead)" 위치에 대한 레버(51)의 각도는 실질적인 트루 에커만 스티어링을 제공하도록 설정될 수 있다(피동 기어와 구동 기어 사이의 결합 및 전방 스티어링 조립체가 서로 결합되는 방식과 같은 그 외의 다른 해당 인자를 고려하여)(도 6C 및 도 6D에 도시됨). 도 6C는 벨트(59A)와 결합되고 원형인 휠 기어(70) 및 구동 기어(52)를 포함하는 전방 휠 조립체(50)의 실시예를 도시한다.
도 6D는 모두 원형인 피동 휠 기어(70)와 구동 휠(52)을 포함하는 전방 휠 조립체(50)의 실시예를 도시한다. 2개의 기어들은 피동 기어의 하나 이상의 톱 니(62)와 맞물리는 구동되는 기어의 하나 이상의 톱니(60)에 따라 결합된다.
도 6E는 전방 휠 조립체(50)의 그 외의 다른 실시예를 도시한다. 레버(51)는 유성 기어(planetary gear, 57)의 플레닛 캐리어(planet carrier, 53)로 결합된다. 플레닛 캐리어(53)는 피벗 샤프트(76)의 관절(articulation)을 조절하는 킹 핀으로 결합된다. 유성 기어(57)의 링(71)은 암을 통해 포스트(54)로 결합되며, 상기 포스트는 본 실시예서 상대적으로 짧으며 전방 차축(19)의 하부를 통해 연장되지 않는다. 플레닛 캐리어(53)의 "전진" 위치에 대한 레버(51)의 각도는 실질적인 트루 에커만 스티어링을 제공하도록 설정될 수 있다(킹 핀에 대한 플레닛 캐리어의 방향 설정과 전방 스티어링 조립체가 서로 결합되는 방식과 같은 그 외의 다른 해당 인자를 고려하여).
도 7은 휠 조립체(50)의 그 외의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 링킹 부분(56)은 중립 위치 시 스티어링 기어(52)가 포스트(54)에 대해 피벗 회전하도록 포스트(54)와 동일 평면상에 배열되며, 이에 따라 링킹 부분(56)과 포스트(54)는 차량(10)의 횡방향 축에 대해 평행하게 정렬된다. 이러한 실시예에서, 차량의 한 측면 상의 드래그 링크(42)들은 상반된 방향으로 이동하지만 2개의 스티어링 기어(52)를 동일한 량으로 회전시킨다. 이러한 실시예에서, 기어(52, 70)의 형태에 따라 인보드 전방 휠(18)은 상대적으로 빠르게 회전하고 선호되는 에커만 스티어링 지오메트리를 제공하며, 이는 하기 기술될 도 9A 내지 9C에 도시된 바와 같이 형성되기 때문이다. 바람직하게 전방 타이 바(front tie bar, 78)는 구조적 지지부를 제공하기 위해 2개의 휠 조립체(50)를 서로 결합시킨다. 이러한 타이 바 는 도 5 및 도 6A 내지 도 6E에 도시된 2개의 휠 조립체를 결합시키기 위해 이용될 수 있다.
전방 타이 바의 기능은 전방 휠(18)들 중 한 휠이 커브(curb) 또는 그 외의 다른 대상물을 타격할 때 하중의 분산을 돕는다. 대상물을 타격함에 따른 하중은 휠 조립체(50)와 전방 타이 바를 통해 새시(14)로 분배될 수 있다. 이에 따라 운전자에 의해 느껴지고 스티어링 시스템을 통해 스티어링 인풋 장치(24)로 재차 전달되는 충격이 감소된다.
비-원형 기어( Non - Circular Gears )
도 8A 내지 도 8C에 도시된 실시예에서, 스티어링 기어(52)와 휠 기어(70)는 비-원형 기어 쌍(non-circular gear pair, 81)을 형성하기 위해 결합된다. 선호되는 실시예에서, 스티어링 기어(52)는 골 부분(valley portion, 86)에 의해 연결된 2개의 스플라인 부분(82, 84)을 포함하는 형태를 가진다. 도 8A에 도시된 바와 같이, 스플라인 부분(82, 84)에서 스티어링 기어(52)의 피벗 축(As)으로부터 스티어링 기어(52)의 피치선(Ps)까지의 거리는 스티어링 기어(52)의 피벗 축(As)으로부터 골 부분(86)에서 스티어링 기어(52)의 피치선(Ps)까지의 거리보다 크다. 스티어링 기어(52)의 후방 부분(85)은 도 6A에 도시된 형태와 같이 선호되는 스티어링을 구현하기 위해 선택된 임의의 형태를 가질 수 있다. 휠 기어(70)는 선단(vertex, 88)을 가진 포물선 형태의 부분(87)을 가진다. 휠 기어(70)의 후방 부분(89)은 도 8A 내지 도 8C에 도시된 형태와 같이 선호되는 스티어링을 구현하기 위해 선택된 임의의 형태를 가질 수 있다.
중립 또는 전진 위치에서, 휠 기어(70)의 포물선 부분(87)의 선단(88) 근처에서 하나 이상 또는 그보다 많은 톱니(63)는 도 8A에 도시된 바와 같이 스티어링 기어(52)의 골 부분(86)에서 하나 이상 또는 그보다 많은 톱니(60)와 맞물린다. 도 8A 및 도 8C에 도시된 바와 같이, 스티어링 기어(52)가 축(As) 주위에서 회전하기 때문에, 피동 휠 기어(70)가 이의 축(Aw) 주위에서 회전함에 따라 스플라인 부분(82, 84)들 중 한 스플라인은 포물선 부분(87)의 측면과 맞물린다.
한 실시예에서, 스티어링 기어의 스플라인 부분(82, 84)은 상이한 개수의 톱니를 가진다. 도시된 실시예에서, 스플라인 부분(82)은 5개의 톱니(60)를 가지며, 스플라인 부분(84)은 7개의 톱니(60)를 가진다. 스플라인 부분(84)은 안쪽으로 회전하는 동안(inward turn) 휠 기어(70)와 맞물리는 측면 상의 스티어링 기어(52) 주위에 추가적으로 연장된 추가 톱니(60)를 가지다. 내측 전방 휠(18)은 에커만 지오메트리와 부합되도록 아웃보드 전방 휠(18)보다 큰 각도로 회전해야 한다. 따라서 외측을 항하는 측면 상에서 회전 시 휠 기어(70)와 맞물리는 스플라인 부분(82)은 외측을 향하는 전방 휠(18)이 더 이상 회전하지 않기 때문에 많은 개수의 톱니(60)와 같이 요구되지 않는다.
휠 기어(70)와 스티어링 기어(52)의 비-원형 형태(보다 상세히 스티어링 및 휠 기어의 톱니형 부분의 비-원형 형태)로 인해 기어는 불-균일한 기어 비를 가지도록 조합된다. 중립 위치에서 휠 커브의 피치선(Pw)과 휠 기어(70)의 피벗 축(Aw) 사이의 거리에 대한 스티어링 기어(52)의 피치선(Ps)과 스티어링 기어(52)의 피벗 축(As) 사이의 거리 비율은 바람직하게 대략 1.0:1.0 내지 2.0:1.0이고, 보다 바람 직하게 대략 1.5:1.0이다. 도 8C에 도시된 과도한 회전 위치에서, 휠 커브의 피치선(Pw)과 휠 기어(70)의 피벗 축(Aw) 사이의 거리에 대한 스티어링 기어(52)의 피치선(Ps)과 스티어링 기어(52)의 피벗 축(As) 사이의 거리 비율은 바람직하게 대략 2.0:1.0 내지 4.0:1.0이고, 보다 바람직하게 대략 3.0:1.0이다. 그러나 적용 분야에 적합한 임의의 기어비가 선택될 수 있다. 따라서, 선호되는 실시예에서, 기어가 도 8A, 8B 및 8C에 도시된 바와 같이 회전함에 따라 기어 비의 출력은 1.0:1.0 내지 4.0:1.0이고, 보다 바람직하게 1.5:1.0 내지 3.0:1.0이다.
기어 쌍의 불-균일한 기어비와 구동 기어(52) 상에서 링킹 부분(56)의 위치로 인해 전방 휠(18)의 스티어링 각도는 스티어링 인풋 장치(24)로 인풋에 의해 결정된 바와 같이 선호되는 회전의 양에 대해 반응할 수 있다. 차량(10)이 전진 이동하거나 또는 다소 회전하며, 스티어링 인풋 장치(24)가 중립 위치에 근접할 때, 스티어링 인풋 장치(24)의 움직임에 따라 오직 전방 휠(18)의 각도만이 상대적으로 작게 가변되는 것이 선호된다. 이에 따라 운전자는 차량을 정확하게 제어하고 직선으로 이동할 수 있다. 한편, 운전자가 과도한 회전을 하기를 원할 때, 전방 휠(18)의 스티어링 각도가 상대적으로 크게 가변되도록 스티어링 인풋 장치(24)를 움직이는 것이 유용하다. 따라서 몇몇 실시예에서, 스티어링 시스템(20)은 중립으로부터 플러스 또는 마이너스 20도 범위에서 스티어링 인풋 장치(24)를 이동시켜 차량의 스티어링 각도가 상대적으로 작게 가변되도록 구성된다. 그러나 스티어링 인풋 장치(24)가 0의 반경 회전과 같이 과도한 회전을 위해 회전할 때, 스티어링 조립체(20)는 스티어링 각도의 변화가 증가되어 전방 휠(18)은 상대적으로 큰 스티어링 각도로 신속하게 도달된다.
예를 들어 스티어링 조립체(20)의 몇몇 실시예는 대략 10° 내지 20° 사이의 위치에 대한 스티어링 인풋 장치(24)의 움직임으로 인해 차량의 스티어링 각도가 대략 5° 내지 대략 20°로 가변되도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 중립으로부터 대략 20° 내지 대략 40° 사이의 위치에 대한 스티어링 휠의 움직임으로 인해 차량의 스티어링 각도는 대략 20° 내지 대략 60°로 대응하도록 가변된다. 이러한 실시예에서, 중립으로부터 대략 40° 내지 대략 60°사이의 위치에 대한 스티어링 휠의 움직임으로 인해 스티어링 각도는 대략 60° 내지 대략 120°로 대응하도록 가변된다. 피치선과 같이 주어진 기어 쌍의 휠 기어와 스티어링 기어의 치수가 설정될 수 있으며, 이에 따라 전방의 조향 가능한 휠(18)의 회전축들은 실질적인 트루 에커만 스티어링을 제공하도록 구동 휠(16)의 회전축 상에서 단일 지점(C)과 항시 교차되도록 구성된다.
도 9A 내지 도 9C는 비-원형 기어 쌍(81A)의 그 외의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 기어 쌍(81A)은 휠 기어(70A)와 스티어링 기어(52A)의 형태가 실질적으로 트루 에커만 스티어링 지오메트리를 형성하도록 불-균일한 피치선을 가진다. 기어 쌍(81A)은 도 7에 도시된 휠 조립체(50)의 실시예와 함께 이용될 수 있다.
스티어링 기어(52A)는 접합점(juncture, 86A)에서 연결된 2개의 스플라인 부분(82A, 84A)를 포함하는 형태를 가진다. 스플라인 부분(82A)은 회전의 아웃보드 측면 상에서 기어 쌍(81A)이 전방 휠(18)로 결합될 때 맞물리고, 스플라인 부분(84A)은 전방 휠(18)이 회전의 인보드 측면 상에 있을 때 맞물린다. 도 9A의 실 시예에서, 스플라인 부분(82A)에서 스티어링 기어(52A)의 피벗 축(As)으로부터 스티어링 기어(52A)의 피치선(Ps)까지의 거리는 스티어링 기어(52A)의 일부분이 원의 섹터와 유사하도록 스플라인 부분(82A) 전체에 대해 실질적으로 일정하다. 그러나 스티어링 기어(52A)의 피벗 축(As)로부터 피치선(Ps)까지의 거리는 스플라인 부분(84A)에서 일정하지 않다. 따라서 스티어링 기어(52A)의 실시예는 비-원형의 톱니형 부분을 가지거나 또는 비-원형 기어로서 구성될 수 있다.
바람직하게 피벗 축(As)으로부터 피치선(Ps)까지의 거리는 접합부(86A)에서 피치선에 대한 거리의 대략 110% 내지 대략 150%로 점진적으로 증가된다. 도시된 실시예에서, 과도한 내측을 향한 회전 동안 휠 기어(72)와 맞물리는 톱니 근처에서 피벗 축(As)으로부터 피치선(Ps)까지의 거리는 중립 위치에서 피치선의 대략 123%이다. 스티어링 기어(52A)의 후방 부분(85A)은 도 7에 도시된 형태와 같은 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다.
또한 휠 기어(70A)는 스티어링 기어(52A)의 피치선과 일치되도록 구성된 불-균일한 피치선을 가진다. 도시된 실시예에서, 휠 기어(72A)는 제 1 부분(83A)을 가지며, 상기 제 1 부분 내에서 휠 기어(70A)의 피벗 축(Aw)으로부터 휠 기어(70A)의 피치선(Pw)까지의 거리는 휠 기어(70A)의 일부분이 원의 섹터와 유사하도록 부분(83A) 전체를 통해 실질적으로 일정하게 유지된다. 휠 기어(70A)는 불-균일한 부분(87A)을 가지며, 여기서 휠 기어(70A)의 피벗 축(Aw)으로부터 부분(87A)에서 휠 기어(70A)의 피치선(Pw)까지의 거리는 균일하지 못하다. 균일하고 불-균일한 부분은 접합부(88A)에서 만난다.
중립 또는 전진 위치에서, 휠 기어(70A)의 접합부(88A) 근처에서 하나 이상의 톱니(62A)는 도 9A에 도시된 바와 같이 스티어링 기어(52A)의 접합부(86A) 근처의 하나 이상의 톱니와 맞물린다. 도 9B 및 도 9C에 도시된 바와 같이 내부를 향한 회전 시, 스티어링 기어(52A)는 스플라인 부분(84A)이 휠 기어(70A)가 축(Aw) 주위에서 회전함에 따라 휠 기어(70A)의 불-균일한 측면(87A)과 맞물리도록 축(As) 주위에서 회전한다.
바람직하게 피벗 축(Aw)으로부터 피치선(Pw)까지의 거리는 접합부(88)에서 거리의 대략 50% 내지 대략 75%로 점진적으로 감소된다. 도시된 실시예에서, 도 9C에 도시된 바와 같이 과도한 내부를 향한 회전 시 휠 기어(72A)와 맞물리는 톱니 근처에서 피벗 축(As)으로부터 피치선(Ps)까지의 거리는 중립 위치에서 피치선의 대략 65%이다. 휠 기어(70A)의 후방 부분(89A)은 도 7에 도시된 형태와 같이 음향 공학적 판단을 이용하여 선택된 임의의 형태를 가질 수 있다.
한 실시예에서, 휠 기어(70A)와 스티어링 기어(52A)에 대한 피치선(Ps, Pw)과 톱니(60A, 62A)의 위치는 실질적인 트루 에커만 스티어링이 기어 쌍(81A)에 의해 제공되도록 선택된다. 피치선(Ps, Pw)을 선택하는 한 방법은 내측 및 외측 전방 휠(18)에 대한 선호되는 스티어링 각도를 결정함으로써 개시된다. 도 3A에 따라서, 내측 휠 스티어링 각도α와 외측 휠 스티어링 각도 ω는 하기 공식을 이용하여 정해질 수 있다.
Tan (90° - ω) = [tan (90° - α) - L + W]/L [공식 1]
선호되는 스티어링 각도를 이용하여, 피치선(Ps, Pw)이 설정될 수 있으며, 이에 따라 전방의 조향 가능한 휠(18)의 회전축은 도 3A 및 도 3B에 도시된 바와 같이 구동 휠(16)의 회전축 상에 위치된 단일 지점(C)과 항시 교차되도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 기어들이 턴(스플라인 부분(82A) 및 부분(83A))의 외측 부분 상에 있을 때 서로 맞물리는 스티어링 기어(52A)와 휠 기어(70A)의 일부분은 균일한 피치선을 가지며, 반면 기어들이 턴(스플라인 부분(84A) 및 부분(87A))의 내측에 있을 때 서로 맞물리는 기어들의 일부분은 불-균일한 피치선을 가진다. 그러나 피치선(Ps, Pw)과 같은 길이로 불균일할 수 있는 기어의 모든 부분은 전방 휠(18)을 회전시키기 위한 실질적인 트루 에커만 스티어링 지오메트리를 형성하도록 선택된다.
회전의 인보드 측면에서 전방 휠(18)은 에커만 지오메트리와 부합되도록 아웃보드 전방 휠(18)보다 큰 스티어링 각도로 조향된다. 그러나 도 9A 내지 9C에 도시된 기어 쌍의 실시예에서,차량(10)의 인보드 및 아웃보드 측면 상에서 스티어링 기어(52A)는 실질적으로 동일한 속도와 실질적으로 동일한 크기로 스티어링 시스템에 의해 회전될 것이다. 바람직하게 스티어링 기어(52A)는 대략 90°로 회전하도록 구성되며, 스플라인 부분(82A)에서 대략 45°, 스플라인 부분(84A)에서 대략 45도로 회전하도록 구성된다. 스플라인 부분(84A)은 스플라인 부분(82A)보다 긴 피치선을 가지며, 이에 따라 보다 많은 톱니가 형성된다. 도시된 실시예에서, 스플라인 부분(82A)은 6개의 톱니(60A)를 가지며, 스플라인(84A)은 7개의 톱니를 가진다. 유사하게, 휠 기어(70A)의 부분(87A)은 스티어링 기어(52A) 상의 대응 스플라인 부 분(84A)과 일치되어야 하며, 이에 따라 상기 부분(87A)은 보다 많은 개수의 톱니(62A)를 가진다. 피치선(Pw)이 부분(87A) 내에서 축(Aw)에 인접해짐에 따라, 톱니(62A)는 휠 기어(70A)의 원주 주위에서 상대적으로 큰 거리로 연장된다. 따라서, 부분(83A) 내에서 기어 톱니(62A)는 대략 70 내지 89°의 섹터를 끌어 올리며(take up), 부분(87A)에서 기어 톱니(62A)는 대략 91° 내지 120°의 섹터를 끌어올린다. 내부를 향하는 회전 측면(84A, 87A)과 외측을 향하는 회전 측면(82A, 83A) 사이의 피치선들의 변형으로 인해 내측을 향하는 전방 휠(18)은 에커만 스티어링 지오메트리에 따라 외측을 향하는 전방 휠(18)보다 큰 스티어링 각도가 구현될 수 있다.
휠 기어(70A)와 스티어링 기어(52A)의 비-원형 형상으로 인해 기어 조합(gear combination)은 불-균일한 기어 비를 가질 수 있다. 중립 위치에서, 바람직하게 피벗 축(Aw)과 휠 기어(70A)의 피치선(Pw) 사이의 거리에 대한 스티어링 기어(52A)의 피치선(Ps)과 피벗 축(As) 사이의 거리의 비율은 대략 1.0:1.0 내지 2.0:1.0이며, 보다 바람직하게 대략 1.5:1.0이다. 휠 기어(70A)의 부분(83A)과 스티어링 기어(52A)의 스플라인 부분(82A)은 균일한 피치선을 가지며, 이에 따라 상기 비율은 회전의 아웃보드 측면 상에서 전방 휠에 대해 실질적으로 일정하게 유지된다. 그러나 도 9C에 도시된 과도 회전 위치에서, 바람직하게 피벗 축(Aw)과 휠 기어(70A)의 피치선(Pw) 사이의 거리에 대한 스티어링 기어(52A)의 피치선(Ps)과 피벗 축(As) 사이의 거리의 비율은 대략 2.0:1.0 내지 4.0:1.0이며, 보다 바람직하게 3.0: 1.0이다. 그러나 주어진 분야에 적합한 비율이 선택될 수 있다.
통합 장치를 포함하는 스티어링 및 속도 제어 조립체
도 2B 및 4에 따라서, 트랜스미션 구동 유닛(29)을 제어하기 위하여 통합 장치(27)에 의해 스티어링 조립체(20)와의 상호 작동하며 도면부호 21로 도시된 속도 제어 조립체가 기술된다. 선호되는 실시예에서, 통합 장치(27)는 차량(10)을 조향하고 구동시키기 위하여 속도 인풋 장치(28)의 위치에 해당하는 속도 인풋과 스티어링 인풋 장치(24)의 위치에 해당하는 스티어링 조립체(20)로부터의 스티어링 인풋을 기계적으로 통합시키는 부품을 포함한다. 도면에 도시된 통합 장치(27)는 통합 장치가 스티어링 조립체(20)로부터 수신하는 스티어링 인풋에 응답하여 각각의 구동 휠(16)의 상대적인 회전 비율과 각각의 구동 휠(16)의 회전 방향을 설정하도록 구성된다. 예를 들어 도 1 내지 16에 도시된 통합 장치, 스티어링 조립체 및 속도 제어 조립체는 심지어 속도 인풋이 일정하게 유지될지라도 상당히 과도한 회전 시 아웃보드 구동 휠의 속도를 감소시키기 위해(감속시킴으로써) 함께 작동되도록 구성된다(도 16에 도시). 몇몇 그 외의 다른 실시예에서, 스티어링 및 속도 제어 조립체 및 통합 장치는 상기 방식으로 구성되지 않는다.
통합 장치(27)는 스티어링 및 속도 인풋들이 트랜스미션 구동 유닛(29)의 회전 방향과 크기를 제어하기 위해 통합되도록 속도 제어 조립체(21)와 스티어링 조립체(20)를 트랜스미션 구동 유닛(29)으로 결합시키는 링키지 조립체와 같은 조립체(101)를 포함한다.
한 실시예에서, 조립체(101)는 트랜스미션 구동 유닛(29)에 피벗 회전하도록 결합된 핀틀 링크(pintle link, 102)를 포함한다. 핀틀 링크(102)들이 제 1 방향과 제 2 방향으로 피벗 회전할 때, 상기 핀들 링크들은 트랜스미션 구동 유닛의 회전 아웃풋의 양과 방향을 제어하기 위하여 트랜스미션 구동 유닛(29)으로 인풋을 제공하며, 이에 따라 각각의 구동 휠(16)의 회전 방향과 량이 제어된다. 핀틀 링크(102)들이 보다 많이 피벗 회전할수록 각각의 방향으로 구동 유닛(29)이 구동되는 속도량이 증가된다. 조립체(101)는 구동 로드의 말단 단부(105)에서 핀틀 링크(102)로 피벗 회전가능하게 결합될 수 있는 구동 로드(104)를 포함할 수 있다. 구동 로드(104)는 제 1 및 제 2 방향으로 핀틀 링크(102)를 피벗 회전시키기 위하여 전후로 이동될 수 있다. 구동 로드(104)들은 그 외의 다른 로드에 대해 독립적으로 이동 가능하다. "독립적으로 이동된"의 의미는 구동 로드(104)들이 차량의 종방향으로 개별적으로 이동 가능한 것을 의미한다. 이에 따라, 핀틀 링크(102)는 트랜스미션 구동 유닛(29)이 동일한 속도와 방향으로 구동 휠들을 구동시킬지라도 상이한 속도와 방향으로 구동 휠들을 구동시킬 수 있도록 독립적으로 피벗 회전한다. 구동 로드(104)는 트랜스미션 시스템(및 특히 트랜스미션 구동 유닛)의 배향(orientation)을 수용하기에 적합한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어 한 구동 로드(또는 2개의 구동 로드)의 2개의 섹션은 상보적인 벨 크랭크(하나의 벨 크랭크의 실시예에 대해 도 21에 도시됨) 또는 연결 플레이트(도 10 및 도 11에 도시됨)를 이용하여 서로 종방향으로 결합될 수 있다. 대안으로 구동 로드의 높이 변화는 구동 로드를 만곡시킴으로써 구현될 수 있다(도 4에 도시됨).
차량(10)의 속도 제어 조립체(21)는 결합된 속도 인풋 장치(28)의 움직임에 응답하여 회전할 수 있도록 새시(14)에 결합된 속도 인풋 샤프트(110)를 포함한다. 속도 인풋 샤프트(110)는 속도 인풋 장치(28)가 하강되는(depress) 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 속도 인풋 장치(28)가 속도 인풋 샤프트(110)에 결합된다. 스티어링 인풋 장치(24)가 중립 위치에 있을 때(좌측 또는 우측으로 조향되지 않음), 샤프트(110)가 한 방향으로 회전하여 좌측 및 우측 구동 유닛(29)이 실질적으로 동일한 크기와 방향으로 작동될 수 있으며, 차량(10)은 전방 또는 후방으로 추진된다. 속도 인풋 장치(28)는 중립 또는 비-구동 위치를 향해 스프링 또는 그 외의 다른 메커니즘에 의해 편향될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 속도 인풋 샤프트(110)는 속도 메커니즘(112)에 결합된다. 속도 메커니즘은 2개의 속도 캠(112)을 포함하며, 이들 중 하나는 좌측 구동 유닛(29)을 제어하고 그 외의 다른 하나는 우측 구동 유닛(29)을 제어한다. 속도 인풋 샤프트(110)는 브래킷(114)을 이용하여 암(113)으로 연결된다. 암(113)은 브래킷(116)을 통해 제 2 속도 샤프트(115)로 결합된다. 따라서 속도 인풋 샤프트(110)는 속도 인풋 샤프트(110)의 회전이 제 2 속도 샤프트(115)의 회전(동일한 방향)으로 전달되도록 암(113)을 통해 제 2 속도 샤프트(115)로 결합된다.
각각의 속도 캠(112)은 바람직하게 지점(125)에서 브래킷(117)을 이용하여 제 2 속도 샤프트(115)로 결합된다. 각각의 속도 캠(112)은 속도 슬롯(119)을 가진다. 통합 장치, 보다 상세히 링키지 조립체(101)는 속도 슬롯(119)에 지지되고 구동 로드(104)의 단부에 결합되는 팔로워(follower, 120)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 예를 들어 팔로워(120)는 속도 슬롯(119)에서 지지되도록 구성된 핀(122)을 가진 요크(yoke, 121)를 포함한다. 팔로워(120)는 팔로워(120)가 속도 슬롯(119) 내에서 미끄럼 가능하도록 롤러, 베어링 또는 그 외의 다른 부품들을 수용 할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 속도 인풋 장치(28)가 작동됨에 따라 회전력이 속도 캠(112)으로 동일하게 가해진다. 속도 캠(112)은 브리지(bridge)로써 작동되는 브래킷의 형상에 따라 속도 슬롯(119)(도 13에 도시됨) 내에 위치되고 제 2 속도 샤프트(115)의 축을 따라 연장되는 선 상에 배열될 피벗 지점(118)에 대해 회전한다. 바람직하게 구동 로드(104)가 핀틀 링크(102) 근처에 위치된 중앙축에 대해 피벗 회전함에 따라 속도 슬롯(119)은 만곡된 형태로 형성되어 팔로워(120)는 속도 슬롯(119)의 한 단부로부터 그 외의 단부로 자유롭게 미끄러질 수 있다. 게다가 속도 슬롯(119)은 피벗 지점(118)으로부터 핀틀 링크들이 구동 유닛의 구동을 제어하는 위치인 작동 위치까지의 거리와 동일한 반경을 가진 호와 같은 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 팔로워(120)를 속도 슬롯 내에서 이동시키는 속도 인풋은 속도 슬롯(피벗 지점(118)을 통해 이동됨)의 호를 형성하는 선과 핀틀 링크 사이의 거리가 모든 슬롯을 따라 일정하기 때문에 구동 유닛들 중 하나를 작동시키지 않는다.
도 11은 하부 위치에서 속도 캠(112)의 속도 슬롯(119) 내에 수용된 팔로워(120)를 도시한다. 이는 디폴트(default) 또는 편향된 위치일 수 있다. 그러나 중립 위치는 핀틀 링크(102)가 구동 유닛(29)을 제어하기 위해 어떻게 구성되고, 핀틀 링크(102)와 구동 로드(104)의 배열 상태에 의존하는 속도 슬롯(119)의 상부에 위치될 수 있다. 속도 제어 조립체(21)는 2개의 스티어링 캠(40)에 의해 스티어링 조립체(20)로부터 스티어링 인풋을 수신한다. 각각의 스티어링 캠(40)은 스티어링 코맨드 암(steering command arm, 124)을 이용하여 속도 캠(112)으로 결합된다. 스티어링 코맨드 암(123)은 일반적으로 V-형태의 몸체를 가지며, 피벗(126)에서 새시(14)에 결합된다. 스티어링 커맨드 암(124)의 한 단부는 스티어링 캠(40)으로 이동 가능하게 결합된 팔로워 링크(128)를 수용한다. 특히 이러한 실시예에서, 스티어링 캠(40)은 팔로워 링크(128)를 수용하는 스티어링 슬롯(127)을 가진다. 스티어링 코맨드 암(124)의 그 외의 단부는 슬라이드(slide, 133)를 이용하여 구동 로드(104)로 결합된다. 슬라이드(133)는 구동 유닛(29)들 중 한 유닛을 구동시키고 구동 로드의 종방향 위치를 분리시키지 않고(disrupt) 구동 로드(104)의 일부분의 길이를 따라 병진 운동하고 핀 고정된 축(pinned axis)에 대해 피벗 회전할 수 있도록 적합한 방식에 따라(도 4에 도시됨) 스티어링 코맨드 암(124)으로 핀 고정될 수 있다(pinned). 스티어링 코맨드 암(124)은 속도 슬롯(119)의 길이를 따라 이 내에서 팔로워(120)를 선택적으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 스티어링 캠(40)의 위치는 팔로워(120)가 속도 캠(112)과 맞물리는 속도 슬롯(119) 내의 위치를 제어할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 스티어링 캠(40) 상의 스티어링 슬롯(127)은 스티어링 캠(40)이 회전 동안 차량(10)의 아웃보드 측면 상에 위치될 때 팔로워 링크(128)의 위치를 제어하기 위한 제 1 형상을 가진 드웰 부분(dwell portion, 130)을 포함한다. 드웰 부분(130)은 드웰 부분(130)의 내부 섹션(130B)과 상이한 형상을 가진 단부 섹션(130A)을 포함할 수 있다. 또한 스티어링 슬롯(127)은 스티어링 캠(40)이 회전 동안 차량(10)의 인보드 측면 상에 위치될 때 팔로워 링크(127)의 위치를 제어하기 위한 제 2 형상을 가진 캠 부분(131)을 포함한다. 드웰 부분(130) 의 제 1 형상은 캠 부분(131)의 제 2 형상과 상이하다. 캠 부분(131)은 단부 섹션(131A)과 내부 섹션(131B)을 가질 수 있다. 단부 섹션(131A)은 내부 섹션(131B)보다 상이한 형상을 가질 수 있다. 스티어링 캠(40)이 중립 위치에 있을 때, 팔로워 링크(128)는 캠 부분(131)과 드웰 부분(130) 사이에 위치된 접합부(132)에 배열된다.
속도 조립체(21)의 작동 상태는 스티어링 인풋 장치(24)로부터 스티어링 인풋과 속도 인풋 장치(28)로부터 속도 인풋이 통합될 수 있는 방법을 설명하기 위하여 차량(예를 들어 도 4에 도시됨)의 우측면에 위치된 속도 캠(112)과 스티어링 캠(40)에 대해 기술될 것이다. 도 14A 내지 도 14C 및 도 15A 내지 도 15C는 속도 캠(112), 스티어링 캠(40)(명확함을 위해 제거됨)에 의해 제어되는 팔로워(120) 및 차량(10)의 다양한 속도 및 회전 조합에 대한 핀틀 링크(102)의 다양한 위치를 도식적으로 도시한다.
도 14A-14C는 스티어링 인풋 장치(24)에 대한 스티어링 인풋이 없는 작동의 "전진(straight ahead)" 모드를 나타낸다. 도 14A는 속도 인풋이 없거나 또는 속도 인풋 장치(28)(도 10)가 중립 위치(N)에 있는 중립 상태를 도시한다. 운전자가 제 1 또는 전진 방향으로 속도 인풋 장치(28)를 가압할 때(depress), 속도 캠(112)은 피벗(118)에 대해 속도 인풋 샤프트(110)(도 10)에 의하여 회전한다. 이러한 회전의 결과는 도 14B에 도시된다. 이러한 작동에 따라 핀틀 링크(102)는 중립 위치(N)로부터 이격되도록 이동되며, 이에 따라 차량(10)은 전진 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 작동 동안, 스티어링 캠(40)(도 11)은 일정한 디폴트 위치에 위치되며, 이에 따라 팔로워(120)는 속도 슬롯(119)의 한 단부에 위치된다. 도시된 실시예에서, 이는 속도 슬롯(119)의 하측 단부이다. 도 14C에 도시된 바와 같이, 속도 인풋 장치(28)를 제 2 방향 또는 후진 방향으로 끌어내림에 따라 속도 캠(112)은 피벗(118)에 대해 상반된 방향으로 회전한다. 이러한 상반된 방향으로 속도 캠(112)이 회전함에 따라 팔로워(120)는 상반된 방향으로 가압된다. 이에 따라 핀틀 링크(102)는 구동 유닛(29)이 역으로 구동되도록 중립 위치(N)의 마주보는 측면에 위치된다.
스티어링 인풋 장치(24)에 의해 회전될 때 차량(10)의 작동 상태가 하기에 기술된다. 도 4 및 도 12에 따라서, 스티어링 캠(40)이 제 1 방향으로 회전함에 따라(회전의 아웃보드 측면 상에 도시된 인풋 부재(40)를 위치시키도록 회전을 명령함) 팔로워 링크(128)는 스티어링 슬롯(127)의 드웰 부분(130)의 내부 섹션(130B)의 곡률을 따라 지나간다(track). 내부 섹션(130B)의 형상은 팔로워 링크(128)가 스티어링 슬롯(127) 내에서 미끄러지도록 형성되며, 이에 따라 스티어링 코맨드 암(124)은 정지 위치에 있으며 피벗(126)에 대해 이동되지 않는다. 정지 시, 스티어링 코맨드 암(124)은 속도 캠(112)의 슬롯(119) 내에서 팔로워(120)의 위치를 가변시키지 않는다. 그러나 전방 휠을 대략 60° 또는 이보다 큰 각도로 회전시키는 것과 같이 과도 회전이 의도될 때, 스티어링 캠(40)은 팔로워 링크(128)가 단부 섹션(130A)에 도달되도록 회전한다. 단부 섹션(130A)은 스티어링 제어 암(124)을 피벗 회전시키고 팔로워 링크(128)를 캠 고정시키도록(cam) 형성되며, 이에 따라 과도 회전에 대해 외측 트랜스미션 구동 유닛(29)의 속도를 늦추기 위해 팔로워(120) 가 재 위치설정되며, 이는 하기에 기술된다.
대안으로, 스티어링 캠(40)을 반시계방향으로 회전시킴에 따라(즉 인보드 측면(회전의) 상에 인풋 부재(40)를 배치하도록 우측 회전을 명령함), 팔로워 링크(128)는 스티어링 슬롯(127)의 캠 위치(131)의 곡률을 따라 이동된다. 내부 섹션 부분(131B)의 형상은 스티어링 캠(40)이 팔로워 링크(128)에 대해 하중을 가하여 스티어링 코맨드 암(124)이 피벗(126)에 대해 이동되도록 형성된다. 스티어링 코맨드 암(124)이 피벗 회전함에 따라, 팔로워(120)는 속도 캠(112)의 속도 슬롯(119)의 길이를 따라 이동된다. 이에 따라 속도 인풋과 통합되어 지는 스티어링 캠(40)으로부터의 스티어링 인풋이 제공된다. 이러한 통합으로 인해, "융합된 아웃풋(blended output)"이 운전자가 속도 인풋 장치(28)를 조종함으로써 구동 로드(104)를 통해 트랜스미션 시스템으로 전달된다. 본 명세서에서 융합된 아웃풋은 스티어링 인풋(스티어링 휠을 회전시킴)과 속도 인풋(예를 들어 페달을 밞음)의 조합으로부터 기인된다. 미국 특허 제 6,904,985호에서, 트랜스미션(32)을 조향하기 위하여 스티어링 링키지(48)를 통해 이동되는 조향 배율기(steer multiplier, 112)로부터의 아웃풋 또는 트랜스미션(30)을 구동하기 위하여 구동 링키니(38)를 통해 이동되는 드라이브 배율기(drive multiplier, 116)로부터의 아웃풋은 융합된 아웃풋이 아니다.
도 15A 내지 도 15C에 따라서, 도 15A는 속도 캠(112), 스티어링 캠(40)에 의해 제어되는 팔로워(120) 및 스티어링 인풋 장치(24)(도 1)가 최대 내측 회전을 명령하기 위해 회전하는 상태에서의 핀틀 링크(102)의 위치를 도시하며, 이에 따라 도시된 속도 캠(112)은 회전의 인보드 측면 상에서 구동 유닛(29)을 제어한다. 내측을 향해 회전 동안, 스티어링 캠(40)으로 인해 팔로워(120)는 속도 슬롯(119)의 마주보는 단부를 향하여 속도 슬롯(119) 내에서 이동될 수 있으며, 이는 도 14A 내지 도 14C에 도시된다. 따라서 도 15B에 도시된 바와 같이 속도 인풋 장치(28)가 제 1 방향 또는 전진 방향으로 가압할 때(depress), 내측 구동 유닛(29)에 대한 속도 캠(112)의 형상으로 인해 핀틀 링크(102)는 후진 방향으로 이동한다. 스티어링 인풋 장치(24)가 완전히 회전되어 내측을 향해 회전하는 상태에서 차량을 전진 이동시키기 위해 속도 인풋 장치(28)를 가압함에 따라 핀틀 링크(102)는 회전의 내측에서 구동 휠(16)을 역으로 작동시킨다. 외측 구동 유닛(29)에 대해 마주보는 속도 캠(112)(도시되지 않음) 내에서의 팔로워(120)는 속도 슬롯(119)의 상측 단부를 향해 이동되지 않는다. 따라서 외측 휠은 전진 구동되며, 이에 따라 작은 반경 내지 0의 반경 회전이 야기된다.
속도 인풋 장치(28)가 제 2 방향 또는 후진 방향으로 가압될 때, 속도 캠(112)은 도 15C에 도시된 바와 같이 제 2 방향으로 회전한다. 이에 따라 핀틀 링크(102)는 내부 구동 휠(16)이 전진 방향으로 작동되도록 내부 구동 유닛(29)을 명령한다. 따라서 전진 및 후진 시 ZTR 스티어링(또는 적어도 작은 회전 반경의 스티어링)이 2개의 융합된 아웃풋을 수신하는 구동 유닛에 따라 구현된다. 전방의 조향 가능한 휠(18)이 상기의 에커만 지오메트리 내에서 회전할 수 있는 반면 스티어링 시스템(20)은 음향 공학적 판단을 이용하여 임의의 선호되는 방식으로 전방 휠(18)을 조향하도록 구성될 수 있다.
도 14A 내지 도 14C 및 도 15A 내지 도 15 C에 도시된 바와 같이, 속도 슬롯(119) 내에서 팔로워(120)의 위치는 스티어링 캠(40)을 이용하여 하중을 가함으로써 조절될 수 있다(도 11에 도시됨). 바람직하게 종래 기술에 공지된 방식으로 팔로워(120)에 결합된 스프링(도시되지 않음)에 의해 가해질 수 있는 편향력은 팔로워(120)를 중립 위치로 편향시킨다. 스티어링 인풋 장치(24)가 회전함에 따라, 구동 로드(103)는 제 1 방향 위치로부터 제 2 방향 위치로 가로지르도록 속도 슬롯(119)을 통해 선택적으로 이동된다. 바람직하게, 팔로워(120)는 일련의 또는 복수의 궤적을 형성하고(상기 궤적을 통해 팔로워(120)가 선택적으로 이동될 수 있음) 스티어링 인풋 장치(24)에 의해 안내된 회전의 크기에 의존하여 속도 슬롯(119)의 하부로부터 상부까지 아날로그 방식으로 미끄러진다.
따라서 팔로워(120)는 속도 슬롯(119) 내에서 제 1 최대 위치와 제 2 최대 위치 사이의 다양한 지점에 선택적으로 위치된다. 이와 같은 방식으로 스티어링 캠(40)들이 독립적으로 또는 비동시적으로 회전하기 때문에, 핀틀 링크(102)는 전진 및 후진 방향으로 적절하게 조향되는 방식으로 차량(10)을 추진하고 조향하기 위하여 구동 로드(104)로부터 독립적인 융합된 아웃풋의 수신(receipt)을 통해 독립적으로 제어될 수 있다. 추가적으로 스티어링 캠(40)과 속도 캠(112)은 핀틀 링크(102)가 팔로워(120)에 의해 이동될 수 있는 중립 위치(N)로부터의 최대 거리가 후진 방향보다 전진 방향에서보다 크도록 형성되는 것이 선호된다. 이에 따라 주어진 구동 유닛(29)(보다 일반적으로 트랜스미션 시스템)은 후진 방향보다 전진 방향에서 보다 큰 최대 속도를 발생시킨다. 예를 들어 한 실시예에서, 차량은 대략 4 mph의 최대 후진 속도와 대략 6 mph의 최대 전진 속도를 가진다.
바람직하게 전방 휠(18)과 구동 휠(16)의 조향 특성이 대등하여(match), 구동 휠(16)과 전방 휠(18)에 의해 제공된 스티어링이 차량(10)을 조향하도록 협력한다. 따라서 구동 휠(16)에 의해 야기된 회전각도는 전방 휠(18)의 조향 각도와 일치될 수 있으며, 이에 따라 구동 휠(16)은 전방 휠(18)보다 가파른 회전 시 차량을 회전시킬 수 없으며, 이의 반대도 마찬가지이다. 도시된 실시예에서, 이는 전방 휠의 조향 각도를 일치시키기 위하여 스티어링 캠(140)의 스티어링 슬롯(127)의 곡률을 선택함으로써 구현될 수 있다. 또한 이는 몇몇의 종래의 차량의 전방 캐스터 휠을 회전시키기 위해 필요한 토크의 양에 비해 차량을 회전시키기 위하여 구동 휠(16)의 필요 토크의 양을 감소시킬 수 있다. 조향 가능한 휠(18)에 따라, 차량의 운전자는 현존하는 레버-제어식 ZTR 차량을 작동시키기 위해 필요한 높은 수준의 숙련도가 요구되지 않으며, 회전 동안 인보드 구동 휠이 스키딩됨으로써 잔디가 뽑혀 지는 구동 표면의 손상시키는 경향이 감소되고 가능한 제거된다.
작동 시, 스티어링 조립체(20)는 의도된 회전의 인보드 측면 상에서 스티어링 캠(40)에 의해 스티어링 인풋을 제공하며, 상기 스티어링 인풋은 조립체(101)를 통해 속도 캠(112)으로부터 수신된 구동 유닛(29)에 대해 속도 명령(speed command)의 상태를 가변시킨다. 의도된 회전의 아웃보드 측면 상에서 스티어링 캠(40)은 작은 회전에 대한 구동 유닛(29)에 대해 속도 명령의 상태를 가변시키지 못한다.
속도 곡선
과도 회전 동안, 아웃보드 측면 상의 구동 유닛(29)은 속도가 늦춰지는 것이 선호되며, 이에 따라 전방 휠은 플라우되지 않는다(plow). 도 16은 속도 인풋 장치(28)로부터 일정한 스티어링 인풋을 가정하여("일정한 페달") 스티어링 인풋의 함수로써 2개의 트랜스미션 구동 유닛(29)에 의해 형성된 구동 휠(16)에 대한 휠 속도의 한 실시예를 도시한다. 이러한 그래프는 회전 동안(turn) 내측 휠의 속도가 보다 낮춰질수록 외측 휠의 속도가 보다 높아지는 것을 도시한다. 내측 휠은 대략 90°의 회전에 대해 0의 속도를 가지며, 내측 휠이 대략 180°로 회전하는 위치에서 최대 후진 속도를 가진다. 바람직하게 외측 휠은 대략 60°까지의 회전에 대해 속도가 다소 증가되거나 또는 일정하게 유지된다. 외측 휠은 내측 휠이 108°에서 0의 회전 반경을 형성하는 것과 같이 전진 방향으로 동일한 크기의 속도로 늦춰질 때까지 상대적으로 큰 회전에 대해 점차적으로 속도가 감소된다. 가해진 조향에 대한 휠 속도를 나타내는 도 16은 스티어링 조립체(20), 속도 제어 조립체(21) 및 통합 장치(27)가 어떻게 작동될 수 있는지의 한 실례이다. 이들은 그 외의 다른 속도 프로파일을 형성하도록 구성될 수 있다.
스티어링 조립체(20), 속도 제어 조립체(21) 및 통합 장치(27)는 속도 곡선의 도 16에 따라 도시된 바와 같이 차량(10)이 회전함에 따라 감소된 평균 속도를 나타내기 위하여 함께 작동된다. 스티어링 조립체(20), 속도 제어 조립체(21) 및 통합 장치(27)는 2개의 트랜스미션 구동 유닛(29)의 선호되는 속도 범위가 전진 방향으로부터 후진 방향까지일지라도 차량(10)에 무한의 그리고 제어된 속도 변조를 제공하고, 구동 휠(16)에 의해 전달된 토크의 밸런스를 유지하기 위하여 함께 작동된다.
회전은 내측 팔로워(120)로 스티어링 인풋을 유발시키고, 이에 따라 팔로워(120)는 속도 캠(112)이 피벗 회전하는 지점(118)에 보다 인접한 속도 슬롯(119) 내에 배열될 수 있다. 이에 따라 구동 로드(104)의 이동량이 감소된다. 따라서 내부를 향하는 측면에서 핀틀 링크(102)의 횡방향 변위가 감소되고, 내측 구동 휠(16)이 보다 낮은 속도로 작동된다. 구동 휠(16)들의 회전 속도 차이로 인해 차량(10)이 회전한다. 이러한 회전은 스티어링 인풋 장치(24)의 설정이 가변되지 않을 때까지 속도 캠(112)의 위치를 고려하지 않고 유지된다. 운전자가 속도 인풋 장치(28)에 대해 인풋을 스위칭함으로써 차량(10)을 역방향으로 배열할 때,내측 휠(16) 상의 속도의 크기는 아웃보드 휠(16)의 속도 크기보다 작게 유지되며, 이에 따라 차량은 동일한 방향으로 연속 회전한다. 따라서 일정하거나 또는 적합한 스티어링이 역방향으로 이동 시 유지된다. 추가적으로 스티어링 캠(40)이 이동됨에 따라 속도 캠(112)이 재배치되지 않으며, 이는 오직 각각의 팔로워(120)가 속도 캠(112)들 중 한 캠의 속도 슬롯(119) 내에 배치되는 위치에서 가변된다. 속도 슬롯이 상기 언급된 바와 같이 반경을 가진 호로써 구성될 수 있기 때문에, 스티어링 인풋 장치(도 1)가 이동됨에 따라 차량(10)이 이동되거나 또는 구동 휠(16)이 회전되지는 않는다. 이는 차량(10)의 컨트롤(예를 들어 속도 인풋 장치(28))을 이용하여 차량의 속도와 움직임을 제어하고 그 외의 다른 컨트롤(예를 들어 스티어링 인풋 장치(24))를 이용하여 조향하는데 익숙한 차량(10)의 운전자의 기대에 부응해야 한다.
웜 실시예( Worm Embodiment )
도 17 내지 도 20에 따르면, 속도 인풋 장치(28)로부터의 속도 인풋과 스티어링 인풋 장치(24)로부터의 스티어링 인풋을 통합시키기 위한 대안의 실시예가 기술된다. 상기 실시예에서와 같이, 구동 유닛(도시되지 않음)은 핀틀 링크(도시되지 않음)에 피벗 회전하도록 결합된 한 쌍의 구동 로드(104A)를 포함하는 링키지 조립체(linkage assembly)로 결합된다. 이러한 실시예는 트랜스미션 구동 유닛의 방향설정(orientation)을 수용하기 위하여 한 단부(그 외의 다른 구동 로드에 배열된 벨 크랭크로 결합됨)에 배열된 벨 크랭크(149)를 가진 구동 로드(104A)를 도시한다.
도 17은 제 2 속도 샤프트(115A)에 의해 2개의 속도 캠(112A)으로 결합된 속도 인풋 샤프트(110)를 도시한다. 속도 인풋 샤프트(110)가 회전함에 따라 제 2 속도 샤프트(115A)도 회전하고, 차례로 속도 캠(112A)이 회전한다. 속도 캠(112A)은 상기 실시예에 기술된 속도 캠(112)과 실질적으로 유사한 형태 및 실질적으로 유사한 속도 슬롯(119A)를 가진다. 구동 로드(104A)의 단부에 위치된 팔로워(120A)는 슬롯(119A) 내에 미끄럼 가능하게 수용된 핀(122A)과 요크(121A)를 이용하여 속도 캠(112A)으로 결합된다. 팔로워(120A)와 속도 캠(112A)의 추가 설명은 이들이 상기 기술된 실시예의 팔로워(120)와 속도 캠(112)과 유사하기 때문에 필요치 않다.
2개의 스티어링 캠(40A)들은 이들이 피벗(41A)에 대해 회전하고 웜 기어(150)에 의해 스티어링 인풋 장치(24)(도 1)로 결합되도록 새시(14)에 결합된다. 웜 기어(150)는 스티어링 샤프트(30)의 단부에 위치되어 웜 기어(150)는 스티어링 인풋 장치(24)가 회전함에 따라 제 1 및 제 2 방향으로 회전한다. 웜 기어는 이의 외측 원주 주위에서 절삭된 제 1 및 제 2 가변 가능한 피치 요홈(152, 153)을 가진다. 좌측 스티어링 캠(40A)은 세트 핀(154)에 의해 웜 기어(150)와 맞물리고, 우측 스티어링 캠(40A)은 세트 핀(155)에 의해 웜 기어와 맞물린다. 세트 핀(154)은 제 1 가변 가능한 피치 요홈(152) 내에 수용된다. 게다가 세트 핀(155)은 제 2 가변 가능한 피치 요홈(153) 내에 수용된다. 가변 가능한 피치 요홈(152, 153)은 웜(150)이 회전함에 따라 세트 핀(154, 155)이 스티어링 캠(40A)을 선택적으로 피벗 회전시키도록 구성된다.
도 18은 가변 가능한 피치 요홈(152)은 드웰 부분(152A)을 가지며, 여기서 가변 가능한 피치 요홈(152)은 제 1 윤곽을 가진다. 또한 가변 가능한 피치 요홈(152)은 캠 부분(152B)을 가지며, 여기서 가변 가능한 피치 요홈(152)은 제 2 윤곽을 가진다. 제 1 윤곽은 제 2 윤곽과 상이하며, 캠 부분(152B)은 일반적으로 나선형의 형상을 가지는 반면 드웰 부분(152A)은 웸의 몸체를 따라 균일한 높이에서 웜(150)의 원주 주위에서 연장된다. 한 실시예에서, 드웰 부분(152A)과 캠 부분(152B)은 웜의 원주 주위에서 대략 240°덮여진다. 그러나 드웰 부분(152A)과 캠 부분(152B)의 길이는 음향 공학적 판단을 이용하고 선호되는 분야에 의존하는 길이보다 다소 크거나 작을 수 있다. 스티어링 캠(40A)이 중립 위치에 있을 때, 세트 핀(154)은 가변 가능한 피치 요홈(152)의 드웰 부분(152A)과 캠 부분(152B) 사이의 접합부(156)에 배열된다. 제 2 가변 가능한 피치 요홈(153)은 접합부(157)에서 만나는 캠 부분(153B) 및 유사한 드웰 부분(153A)을 가진다.
도 18은 세트 핀(154, 155)이 중립 위치에 있는 상태를 도시하며, 특히 핀은 각각의 요홈(152, 153) 내의 접합부(156, 157)에 위치된다.
도 19는 웜 기어(150)가 스티어링 인풋 장치(24)(도 1)의 회전에 의해 회전된 후의 제 2 상태를 도시한다. 제 2 상태에서, 세트 핀(154)은 요홈(152)의 드웰 부분(152A)을 통과하고, 세트 핀(155)은 요홈(153)의 캠 부분(153B)을 통과한다.
도 20의 확대도에 상세히 도시된 바와 같이, 스티어링 코맨드 암(124A)은 스티어링 캠(40A)으로부터 연장된다. 스티어링 코맨드 암(124A)은 스티어링 코맨드 암(124)이 상기 기술된 실시예에서 팔로워(120)의 위치를 제어하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 스티어링 인풋을 속도 캠(112A)으로 제공하기 위하여 팔로워(120A)의 위치를 제어하며, 슬라이드(133A)를 이용하여 링키지 조립체(101A)로 결합된다.
작동 시, 웜 기어(150)는 스티어링 인풋 장치(24)(도 1) 상에서 스티어링 인풋에 응답하여 회전한다. 웜 기어(150)가 반시계 방향으로 회전할 때(즉 회전의 아웃보드 측면 상에서 도 20에 도시된 인풋 캠(40A)을 배치시키는 좌측 회전 시), 세트 핀(155)은 요홈(153)의 드웰 부분(153A)의 곡률을 따라 지나간다. 드웰 부분(153A)의 윤곽은 세트 핀(155)이 상기 윤곽을 따라 지나가도록 구성되며, 웜(150)으로 인해 스티어링 캠(40A)은 피벗(41A)에 대해 회전하지 않는 대신에 스티어링 캠(40A)은 일반적으로 정지된 상태로 유지된다. 따라서 스티어링 코맨드 암(124A)으로 인해 팔로워(120A)는 속도 캠(112A)의 슬롯(119A) 내에 재배치되지 않는다.
대안으로 웜 기어(150)가 시계 방향으로 회전할 때(회전의 인보드 측면 상에서 인풋 캠(40A)을 배치시키는 우측 회전 시), 세트 핀(155)은 요홈(153)의 캠 부분(153B) 내에서 이동된다(track). 캠 부분(153B)의 윤곽은 웜 기어(150)가 세트 핀(155)에 대해 힘을 가하여 스티어링 캠(40A)이 피벗(41A)에 대해 피벗 회전하도록 구성된다. 스티어링 캠(40A)이 피벗 회전함에 따라, 스티어링 코맨드 암(124A)으로 인해 팔로워(120A)는 속도 캠(112A)의 슬롯(119A) 내에서 이동된다. 마주보는 측면 상에서 스티어링 캠(40A)은 동일한 방식으로 응답한다.
이러한 실시예에서, 의도된 회전의 아웃보드 측면 상에서 스티어링 캠(40A)은 속도 캠(112A)에 대해 팔로워(120A)의 위치를 가변시키지 않는다. 한편, 인보드 측면 상에서 스티어링 캠(40A)은 팔로워(120A)의 위치를 가변시킨다. 웜 기어(150)(보다 상세히 가변 가능한 피치 요홈(152, 153)의 형태)는 트랜스미션 시스템(특히 외측 구동 유닛)이 과도 회전 동안 속도가 늦춰져서 전방 휠(18)의 플로잉(plowing)을 방지를 돕도록 구성될 수 있다. 속도 캠(112A)이 회전함에 따라 속도 인풋 장치(28)가 작동하고, 도 14A 내지 도 14C 및 도 15A 내지 도 15C에 도시되고 상기 기술된 실시예에서 부품들이 작동되는 것과 실질적으로 동일하게 링키지에 의해 핀틀 링크가 작동되며, 이에 따라 재차 설명할 필요는 없다.
상기 기술된 실시예에서, 차량은 우측 및 좌측 스티어링 캠(40, 40A), 우측 및 좌측 속도 캠(112, 112A) 및 우측 및 좌측 팔로워(120, 120A)를 포함한다. 차량의 우측면 상에서 팔로워는 우측 트랜스미션 구동 유닛(29)에 결합되고, 우측 스티어링 메커니즘과 우측 속도 캠에 의해 제어된다. 좌측 팔로워는 좌측 트랜스미션 구동 유닛(29)에 결합되고, 좌측부 속도 캠과 좌측부 스티어링 메커니즘에 의해 제어된다. 각각의 스티어링 캠은 해당 속도 캠에 대해 각각의 팔로워의 위치에 영향을 미친다.
대안으로 차량(10)은 단일의 스티어링 메커니즘을 포함할 수 있으며, 상기 단일의 스티어링 메커니즘은 일반적으로 트랜스미션 시스템, 특히 트랜스미션 구동 유닛(29)가 상호 작동되는 가수의 레그를 포함하는 단일의 팔로워를 가진 링키지 조립체가 구비된 단일의 속도 메커니즘과 상호 작동된다. 추가적으로 스티어링 메커니즘은 본 명세서에 기술된 본 발명의 장치와 시스템의 그 외의 다른 실시예에서 팔로워에 대한 속도 메커니즘의 위치를 가변시킬 수 있다.
랙 및 피니언 실시예( Rack and Pinion Embodiments )
도 21 내지 25D는 속도 제어 조립체(21B)와 스티어링 조립체(20B)의 일부분을 도시한다. 스티어링 조립체(20B)는 스티어링 인풋 장치(즉 도시되지 않은 스티어링 인풋(24))에 결합된 기어 또는 구동 체인(간략함을 위해 도면에서 생략됨)과 맞물리도록 외측 톱니형 구조를 가진 기어 휠(200)의 형태인 스티어링 메커니즘을 포함한다. 운전자에 의해 스티어링 인풋 장치가 이동됨에 따라 기어 휠(200)이 회전한다. 속도 제어 조립체(21B)는 속도 메커니즘과 함께 회전하고 이에 대해 종방향으로 이동 가능하도록 기어 휠(200)에 결합된 마스터 및 슬레이브 톱니형 랙(202, 204)을 포함하는 속도 메커니즘을 포함한다. 도 22에 도시된 바와 같이, 이러한 결합은 각각의 랙(202, 204)의 종방향 슬롯(210, 212) 내에 미끄럼 가능하게 수용되고 기어 휠(200)로부터 돌출된 러그(206, 208)를 통해 구현된다. 방향적 으로 포지티브한 배열(directionally positive arrangement)을 제공하기 위한 그 외의 다른 수단이 채택될 수 있다. 예를 들어, 랙들은 기저 플레이트(도시되지 않음)로 미끄럼 가능하게 결합될 수 있다(예를 들어, 베어링을 이용하여). 기저 플레이트는 랙을 보호하고 둘러싸기 위하여 측벽(도시되지 않음)을 이용하여 마운팅 플레이트(219)(하기 기술됨)로 결합될 수 있다.
또한 속도 캠(21B)은 속도 인풋 장치(즉 도시되지 않은 속도 인풋 장치(28))에 의해 종방향으로 이동 가능하고 이에 결합된 속도 제어 랙(214)을 포함한다. 속도 제어 랙(214)은 속도 제어 피니언(216)과 맞물린다. 기어 휠(200)과 속도 제어 피니언(216)은 마운팅 피니언(218)의 회전축(217)에 저널된다(journalled). 회전축(217)은 이의 축이 고정되지만 회전할 수 있도록 마운팅 플레이트(219)에 저널된다. 비록 도시되지 않았지만, 마운팅 플레이트(219)는 슬롯이 제공될 수 있으며, 속도 제어 랙(214)은 슬롯 내에 배열된 속도 제어 랙(214)으로부터 돌출된 러그를 이용하여 마운팅 플레이트(219)로 장착될 수 있다. 기어 휠(200)은 돔형 내부 영역을 가지며, 속도 제어 피니언(216)이 상기 영역 내부로 돌출된다. 돔은 속도 제어 피니언(216)과 속도 제어 랙(214)을 맞물리게 할 수 있도록 절삭된다. 마운팅 피니언(218)은 슬레이브 랙(204)과 맞물리지만 마스터 랙(202) 내의 비-톱니형 종방향 오목부(220) 내에서 이동되며, 이에 따라 슬레이브 랙(204)이 이동 시 랙의 종방향 움직임이 제한되지 않으며, 마운팅 피니언(218)은 자유롭게 이동된다(freewheel). 속도 제어 피니언(216)은 마스터 랙(202)과 맞물려서 속도 제어 랙(214)이 이동됨에 따라 마스터 랙(202)이 대응하도록 이동된다.
팔로워 피니언(224)(팔로워의 한 타입)을 포함하는 통합 장치는 마스터 및 슬레이브 랙(202, 204)의 하측 영역과 맞물린다. 팔로워 피니언(224)은 "T"형태의 레버(130)에 형성된 스터브 축(stub axle, 225) 상에 회전하도록 장착된다. 레버(260)는 마운팅 플레이트(219) 내에서 슬롯(160)으로써 형성된 가이드웨이를 따라 이동 가능한 스피것(spigot, 158)의 형태인 지지대(fulcrum)가 제공되며, 레버의 좌측 및 우측 림(lim)은 트랜스미션 구동 유닛(122L, 122R)(2개의 무단변속기와 같은 상기 기술된 HSTs 또는 임의의 그 외의 적합한 트랜스미션 시스템)의 비율 조절 레버(144L, 144B)(상기 기술된 핀틀 링크(102)에 대한 기능과 유사)로 결합된다. 팔로워 피니언(224)이 몇몇 도면에서 마운팅 피니언(218)과 동축을 형성하도록 도시될지라도 속도 인풋 장치(도시되지 않음)에 응답하여 이러한 위치로부터 이격되도록 이동될 수 있다.
랙(202, 204, 214)들은 기어 휠(200)을 통해 스티어링 인풋 장치에 의하여 회전축(217)으로 형성된 고정된 축에 대해 회전할 수 있는 안내 경로를 함께 형성한다. 팔로워 피니언(224)의 반경방향 위치(radial position)(고정된 축으로부터 중심까지의 거리)는 오직 속도 제어 랙(214)의 위치에 의존되며, 안내 경로의 회전에 의해 가변되지 않는다. 도 24는 속도 인풋 장치가 0 또는 중립 위치에 있을 때의 형상과 스티어링 인풋 장치가 "전진(straight ahead)" 위치에 있을 때의 형상을 도시한다. 팔로워 피니언(224)의 축은 고정된 축(217) 상에 위치되며, 이에 대응하는 레버(130)(도 24-25D에서 간략함을 위해 생략됨)는 트랜스미션 구동 유닛(122L, 122R)들이 중립 위치에 위치되도록 배열된다. 도 25A는 스티어링 인풋 장치가 0에 있지만 속도 인풋 장치로 인해 속도 제어 랙(214)(도면에 도시되지 않음)이 전진하는 형상을 도시하며, 이러한 움직임은 속도 제어 피니언(216)을 통해 마스터 랙(202)으로 전달된다. 따라서 팔로워 피니언(224)은 고정된 축(217)으로부터 전진 방향으로 이동된다. 상기 실시예에서와 같이, 전진 이동의 효과는 2개의 트랜스미션 구동 유닛(122L, 122R)을 동일한 전진 비율로 설정하는 데 있으며, 이에 따라 차량은 직선으로 이동된다. 도 25A의 속도 제어 설정이 유지되고 운전자가 우측으로 회전하도록 스티어링 인풋 장치를 이동시킨다면, 도 25B의 형상이 나타난다. 마스터 및 슬레이브 랙(202, 204)은 90°로 회전된다. 이러한 작동 시, 마스터 및 슬레이브 랙(202, 204)은 속도 제어 피니언(216) 주위에서 회전하며, 이에 따라 상기 마스터 및 슬레이브 랙들이 동일한 방향 및 상반된 방향으로 이동될 수 있다. 따라서 고정된 축(217)으로부터 팔로워 피니언(224)의 반경 방향 이동이 가변되지 않는다. 팔로워 피니언(224)은 우측 회전을 야기하도록 횡방향으로 이동된다.
동일한 속도 제어 설정이 유지되고 좌측으로 회전하도록 스티어링 인풋 장치(24)를 이동시키는 상태는 도 25C에 도시된다. 재차 팔로워 피니언(224)의 반경 방향 이동이 가변되지 않는다.
도 25D는 스티어링 인풋 장치가 0으로 설정되지만 속도 제어 랙이 팔로워 피니언(224)을 후방으로 이동시키도록 후퇴되는(withdrawn) 형상을 도시하며, 이에 따라 트랜스미션 구동 유닛(122L, 122R)은 동일한 역 비율(reverse ratio)로 설정되어 차량(10)은 직선으로 역진한다.
상기 기술된 마스터/슬레이브 랙 실시예에 기술된 바와 같이, 속도 인풋 장 치는 축으로부터 팔로워 또는 팔로워들의 반경 방향 거리를 결정하고, 상기 축에 대해 안내 경로가 회전한다. 스티어링 인풋 장치를 이동시킴으로써 형성된 팔로워의 변위는 반경 방향 거리의 함수이다. 안내 경로를 회전시킴으로써 한 트랜스미션 구동 유닛의 비율은 그 외의 다른 비율에 대해 가변되는 반면 안내 경로를 따라 팔로워를 이동시킴으로써 양 비율은 동일하게 가변된다.
도 26은 도 21 내지 도 25D와 유사하게 기능을 하지만 보다 용이하게 조립되는 장치를 도시한다. 이러한 장치는 마스터 랙(402)과 슬레이브 랙(404)을 포함하지만 이러한 실시예에서 랙들은 2개의 부분 하우징(450, 452)에 의해 수용되고 장착된다. 하우징과 랙은 축(454) 주위에서 회전할 수 있다. 마운팅 피니언(418)은 마운팅 플레이트(419)로 스플라인되는(splined) 통합 보스(integral boss, 456)를 통해 공간적으로 고정된다. 하우징 부분(450)은 통합 칼라(integral collar, 458)를 가지며, 상기 통합 칼라를 통해 하우징이 보스(456) 상에서 회전 가능하게 장착된다. 속도 제어 피니언(416)의 통합 샤프트(integral shaft, 460)는 마운팅 피니언(418) 내의 축방향 보어를 통과하고, 샤프트는 상부 기어(462)로 스플라인되며, 상기 상부 기어를 통해 속도 제어가 수행된다. 상부 기어(462)는 체인 또는 추가적은 톱니형 랙을 이용하여 장치(도시되지 않음)를 통해 속도 인풋 장치로 결합된다. 랙과 하우징(450, 452)이 회전함에 따라 이는 추가적인 기어, 체인 또는 추가적인 톱니형 랙을 이용하여 장치(도시되지 않음)를 통해 스티어링 인풋 장치로 결합되고 하우징 상에 형성된 스티어링 기어(464)를 통해 제어된다. "T" 형태의 레버(430)(상기 기술된 레버(130)와 유사함) 상에 장착된 스터브 축(425)은 팔로워 피 니언(424)의 축방향 보어로 돌출된다. 도 21 내지 23에 도시된 방식에 따라 레버(430)는 트랜스미션 시스템으로 결합되며, 특히 2개의 구동 유닛으로 결합된다. 팔로워 피니언(424)은 마스터 및 슬레이브 랙(402, 404)과 맞물린다. 속도 제어 피니언(416)이 오직 마스터 랙(402)과 맞물리기 때문에, 속도 인풋 장치에 의해 상기 피니언을 이동시킴으로써 팔로워 피니언(424)은 반경 방향으로 이동된다. 고정된 마운팅 피니언(418)은 하우징이 회전할 때 오직 슬레이브 랙(404)과 맞물리며, 슬레이브 랙은 마스터 랙의 전진을 상쇄시키기 위해 후퇴된다(retreat). 이에 따라 하우징이 회전함에 따라 팔로워 피니언(424)의 반경 방향 위치가 자체적으로 가변되지 않는다.
이러한 장치의 조립은 하우징 부분(450) 내에 모든 해당 부품들을 배치시키고, 그 뒤 이러한 부품들이 제 위치에 유지되도록 하우징 부분(452)을 추가시키는 단계를 포함한다. 이는 비록 도면에 명확히 도시되지 않았지만, 하우징(450, 452)은 랙의 전장을 수용하고 종방향으로 이동시키기 위해 이를 공간에 유지시키는 신장된 엔클로져(elongate enclosure)를 형성한다. 스터브 축(425) 및 둘러싸고 보호식 허브(464)는 하우징 부분(452) 내에서 신장된 슬롯을 통해 돌출되며, 이에 따라 상기 축과 허브는 종방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. "O" 링 씰(ring seal, 466, 468)을 포함하는 씰은 하우징(450, 452) 내에 윤활제를 수용한다. 마운팅 플레이트(419) 상에 하우징 조립체를 장착시키는 것은 샤프트(460)를 마운팅 플레이트 내의 홀을 통해 삽입하고, 이에 따른 후퇴를 방지하기 위해 샤프트(460) 상의 제 위치에 상부 기어(462)를 고정시킴으로써 구현된다.
도 27 및 도 28은 에커만-타입의 휠 조립체(Ackerman-type wheel assembly, 50)의 특성과 일치되도록 설계된 트랜스미션 장치를 도시한다. 도면부호(500)로 도시된 메커니즘은 도 21 내지 도 23에 도시된 T-레버와 균등한 T-형태의 레버(502)의 위치를 제어하기 위해 제공된다. 이러한 실시예에서, 레버의 외측 단부들은, 도 21 내지 23의 실시예를 다소 변형한, 상보적인 형태의 슬롯(504) 내에 수용된 구형 헤드(503)를 통하여 배리에이터(variator)(도면에 도시되지 않음)의 비율 조절 레버에 결합된다. 본 장치의 상당한 차이점은 기어(506, 608)의 배열에 있으며, 상기 기어를 통해 메커니즘(500)은 스티어링 인풋 장치(도시되지 않음)로 결합된다. 기어 휠(506)은 도 21 내지 도 23에 도시된 기어 휠(200)과 동일한 목적으로 제공되며, 상기 기어 휠은 요구된 스티어링 효과를 제공하기 위하여 레버(502)를 회전시킴으로써 메커니즘(500)을 회전시키기 위해 제공된다. 운전자는 기어 휠(506)과 맞물리는 스티어링 기어(508)에 결합된 스티어링 인풋 장치(예를 들어 도 1의 스티어링 인풋 장치(24))를 통해 기어 휠(506)을 회전시킬 수 있다. 기어 휠(506)과 스티어링 기어(508)는 비-원형이며, 이의 형태는 2개의 트랜스미션 구동 유닛(예를 들어 상기 기술된 구동 유닛(29 또는 122L, 122R)에 의해 제공된 비율과 스티어링 인풋 장치의 위치 사이의 필요한 관계를 제공하기 위해 선택된다. 2개의 기어(506, 508)에 대한 형태를 결정하는 것은 트랜스미션 구동 유닛의 특성(비율 조절 레버 위치 대 비율)과 에커만 스티어링 장치의 특성(스티어링 인풋 장치 위치 대 차량 회전 반경)에 기초한 전진 수치 분석(straightforward numerical exercise)이다. 본 실시예에서, 도시된 바와 같이 3개의 만곡된 측면을 가진 기어 휠(506)에 대한 형태가 산출된다. 기어(506, 508)는 항시 맞물린 상태로 유지되도록 형태가 형성되어 한 형태는 그 외의 다른 형태를 형성한다.
도 29 내지 도 31은 트랜스미션 구동 유닛(29)으로써 이용하기에 적합한 기어 중립 상태를 가진 무단변속기(CVT)의 구조물을 도시한다. 도시된 구동 유닛은 토로이달-레이스(toroidal-race), 롤링-트랙션 타입(rolling-traction type)이며, 그 외의 타른 타입의 CVT가 이용될 수 있다. 예를 들어 본발명의 시스템과 차량과 함께 이용될 수 있는 "벨트 및 시브(sheave)" 타입의 트랜스미션은 본 발명에 참조 문헌으로 구성된 미국 특허 제 5,766,105호에 공개된다.
도시된 CVT는 토로이달식으로 오목한 인풋 디스크(toroidally-recessed input disc, 310)와 대향 토로이달식으로 오목한 아웃풋 디스크(facing toroidally-recessed output disc, 312)를 가진 배리에이터(V)를 포함한다. 2개의 롤러(314, 316)는 롤러(314, 316)를 틸팅(tilting)함으로써 가변될 수 있는 비율에 따라 인풋 디스크(310)로부터 아웃풋 디스크(312)로 운동을 전달하기 위하여 인풋 및 아웃풋 디스크(310, 312)의 마주보는 토로이달식으로 오목한 면들 사이에 형성된 토로이달 공동 내에 장착된다.
인풋 디스크(310)는 차량의 엔진(차량(10)의 엔진(12))으로부터 구동되는 트랜스미션 인풋 샤프트(318)로 고정되고 이와 함께 회전한다. 배리에이터(V)는 관형 아웃풋 샤프트(320)에 의해 아웃풋을 제공하며, 상기 관형 아웃풋 샤프트는 인풋 샤프트(318) 주위에서 동축으로 배열되고 아웃풋 디스크(312)로 고정된다. 인풋 샤프트(318)와 배리에이터 아웃풋 샤프트(320)는 인풋을 화합물 혼합 유성기어 열(compound mixing epicyclic gear train, E1)으로 제공한다. 도식적으로 도시된 바와 같이, 아웃풋 디스크(312)로부터 이격된 배리에이터 아웃풋 샤프트(320)의 단부에는 혼합 유성기어열(E1)의 제 1 선 기어(sun gear, S1)가 형성된다. 기어열(E1)의 캐리어(C1)는 인풋 샤프트(318)에 의해 구동되고 이에 결합된다. 캐리어(C1)는 반경 방향의 내부 유성 기어(P1)와 동일한 크기의 4개의 동일하게 이격된 반경방향의 외부 유성기어(P2) 및 4개의 동일하게 이격된 반경 방향의 내부 유성기어(P1)가 형성된다. 상기 반경방향의 내부 유성기어(P1)는 제 1 선기어(S1) 및 4개의 반경방향의 외부 유성기어(P2)들 중 각각의 하나와 맞물린다. 또한 반경방향의 외부 유성기어(P2)는 혼합 유성기어열(E1)의 아웃풋을 형성하는 내부의 톱니형 환대(internally-toothed annulus, A1)와 맞물린다. 환대(A1)로부터의 아웃풋은 관형 동축 아웃풋 샤프트(322)에 의해 단순한 감속 유성기어세트(E2)로 결합된다. 감속 유성기어세트(E2)는 샤프트(322)에 의해 형성된 인풋 선 기어(S2)를 포함하며, 상기 인풋 선 기어는 캐리어(C2)에 의해 형성된 4개의 동일하게 이격된 유성기어(P3)와 맞물린다. 또한 유성 기어(P3)는 트랜스미션 하우징에 고정된 환대(A2)와 맞물린다. 캐리어(C2)가 회전함에 따라 감속 유성기어세트(E2)의 아웃풋이 형성되며, 상기 회전은 캐리어(C2)에 결합된 아웃풋 샤프트(24)에 의해 외부로 전달된다. 아웃풋 샤프트(324)는 인풋 샤프트(318)와 동축을 형성하고, 상기 아웃풋 샤프트의 한 단부는 아웃풋 샤프트(324)의 최내측 단부 내의 요홈(326)에 수용된다. 아웃풋 샤프트(324)은 대응 구동식 차량 휠에 결합된다. 트랜스미션은 인풋 및 아웃풋 샤프트(318, 320)를 지지하는 일반적으로 관형인 케이싱(330) 내에 수용된다. 인풋 샤프트(318)에 인접한 케이싱(330)의 단부는 단부 플레이트(332)에 의해 밀폐된다. 원뿔형 접시 스프링 와셔(conical Belleville spring washer, 334)는 배리에이터 인풋 디스크(310)의 외측 평면형 면과 롤링 접촉하는 환형 베어링 플레이트(336)와 단부 플레이트(332)의 내부면 사이에서 연장된다. 접시 스프링 와셔는 인풋 디스크(310)로 하중("end load")을 가하며, 롤러(314, 316)에 의해 인풋 디스크(310)로부터 아웃풋 디스크(312)로 토크를 전달한다.
2개의 롤러(314, 316)의 기울기를 가변시킴으로써(하기 기술된 바와 같이) 인풋 디스크(310)에 대한 아웃풋 디스크(312)의 속도가 가변될 수 있다. 혼합 유성기어열(E1) 내에서 트랜스미션 인풋과 배리에이터 아웃풋의 회전을 결합함으로써 트랜스미션의 아웃풋이 가변될 수 있다. 도시된 장치에서, 트랜스미션은 완전 후진(full reverse)으로부터 기어 중립(geared neutral)을 통해 완전 전진(full forward) 간에 가변될 수 있으며, 이들 사이에 어떠한 위치에서 가변될 수 있다. 그러나 배리에이터의 작동 범위는 기어링을 적절히 선택함으로써 요구 사항에 부합될 수 있다. 예를 들어 배리에이터는 차량에 고정된 트랜스미션이 오직 후진 시 때때로 작동되고 전진 기어에서 정상적으로 작동된다면 저 후진(low reverse)과 기어 중립을 통해 고 전진 오버구동(high forward overdrive) 간에 가변되도록 배열될 수 있다.
2개의 롤러(314, 316)의 기울기를 가변시키기 위한 메커니즘이 도 30에 보다 상세히 도시된다. 각각의 롤러(314, 316)는 롤러 캐리지의 마주보는 평면형 지지 플레이트(44, 46) 내에 회전 가능하게 장착된 스터브 축(342)에 의해 롤러 캐리 지(340) 내에 회전 가능하게 장착된다. 각각의 롤러 캐리지(340)의 한 단부는 구형 베어링(352)(즉 Rose Bearings Limited에 의해 제조된 "로즈 베어링")에 의해 조절 레버(350)의 크로스 바(348)의 2개의 단부들 중 한 단부에 결합된다. 조절 레버(348)는 2개의 구형 베어링(352)의 중심 지점들 사이의 중간에 위치된 피벗 핀(354)이 제공된다. 피벗 핀은 배리에이터의 회전축에 대해 반경방향으로 신장되지만 피벗 핀의 직경과 동일한 폭을 가진 슬롯(356) 내에 수용된다. 슬롯(356)은 마운팅 러그(358) 내에 제공되며, 상기 마운팅 러그는 인풋 디스크(310)와 아웃풋 디스크(312) 사이의 공간 내에서 배리에이터로 돌출된다. 레버(350)는 구동 암(actuating arm, 360)이 제공되며, 상기 구동 암은 배리에이터 하우징 외부로 2개의 구형 베어링(352)의 중심 지점을 연결하는 선에 대해 수직한 방향으로(레버의 크로스-바(348)의 축에 대해 수직하게) 돌출된다. 상기 암(360)은 레버가 형성되며, 상기 레버를 통해 트랜스미션 비율이 제어되고 도 22 내지 25E에 따라 기술된 비율 제어 레버(144L, 144R)에 대응한다. 레버(350)가 피벗 회전함에 따라 동일한 토크를 이용하여 롤러(310, 312)들 중 한 롤러가 밀려지고, 그 외의 다른 롤러는 당겨진다. 마운팅 러그(358) 내에 슬롯(356) 내의 피벗 핀(354)이 장착됨에 따라, 핀(354)은 반경방향의 내부 및 외부를 향해 이동되어 롤러들로부터의 수평 하중이 동일화되고 서로에 대해 상쇄된다. 이에 따라 부품들의 제조의 정확성이 덜 중요한 저-비용의 조립체에 대해 적합하다. 레버의 피벗이 반경방향으로 운동함에 따라, 레버는 제조상 차이로 인해 야기되는 2개의 롤러 사이의 불균형이 제거되는 위치로 이동될 수 있다.
운동(drive)이 전달될 때, 롤러들은 배리에이터 축에 대해 원주 방향으로 롤러들을 이동시키는 네트 토크가 가해진다. 이러한 토크는 롤러들을 정상 위치(steady position)로 유지시키기 위한 고정된 지점으로 작용해야 한다. 필요한 작용 토크는 레버(360)에 의해 제공되며, 이에 따라 레버에 대한 힘은 트랜스미션 인풋 및 아웃풋에서의 토크와 연관된다. 예를 들어 차량이 미끄러질 수 있는(slip), 한 휠이 차량 속도에 뒤 쳐지도록 지체될 때(lag), 이러한 효과는 해당 휠의 속도가 증가되도록 레버에 대한 힘을 가변시킨다. 이러한 조절을 허용함으로써, 기술된 장치는 휠 슬립(wheel slip)이 감소되거나 또는 심지어 제거된다.
잘 공지된 제조 및 조립 기술, 부품 및 설비의 설명은 본 발명의 시스템과 장치를 불필요하게 모호하게 하는 것을 방지하기 위해 생략된다. 본 발명의 시스템과 장치는 공개된 특정 형태에 제한되지 않는다. 게다가 이러한 장치와 시스템은 모든 변형물, 균등물 및 청구항의 범위 내에 있는 대체물을 포함한다.
예를 들어 스티어링 인풋 장치로부터 스티어링 인풋을 수용하는 스티어링 조립체는 도면에 도시된 것과 상이하게 형성될 수 있다. 대안의 실시예에서, 주어진 차량에 대한 스티어링 메커니즘은 도 12에 됫된 바와 같이 하나의 스티어링 슬롯을 포함하는 2개의 스티어링 캠이기보다는 2개의 스티어링 슬롯을 포함하는 단일 스티어링 캠일 수 있다. 게다가 이러한 듀얼-슬롯식 스티어링 캠은 도면에 도시된 스티어링 캠과 같이 수직 방향설정되는 대신에 수평 방향설정된다(또는 지면에 대해 수 직하게). 게다가 이러한 스티어링 캠은 음향 공학적 판단을 이용하고 주어진 분야에 적합한 임의의 각도로 비스듬히 형성될 수 있다.
임의의 대체물은 초기에 휠 조립체로 전달되는 움직임으로 스티어링 인풋 장치(스티어링 휠과 같은)의 회전을 변환시키는 기어 세트를 이동시키는 것을 포함한다. 예를 들어 이러한 기어 세트는 2개의 전방 휠 기어 조립체들을 서로 링크 고정시키는 타이 로드로써 기능을 하는 2개의 로드 사이에 위치되고 전진 이동될 수 있다.
그 외의 다른 실시예에 따라, 스티어링 캠 내에 위치된 것과 같이 도면에 도시된 스티어링 슬롯은 전방 조향가능한 휠에 대해 기어 조립체를 구성하는 기어들 중 한 기어 내에 대신 위치될 수 있다. 그 외의 다른 실시예에 따라서, 수직방향으로 방향 설정된 속도 캠들은 특정 각도로 서로 맞물리고 수평 방향으로 방향 설정될 수 있다.
첨부된 청구항들은 제한 사항이 용어"~ 대한 수단" 및/또는 "~ 대한 단계"를 이용하여 주어진 청구항에서 명확히 언급되지 않는다면 수단의 기능을 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다.

Claims (20)

  1. 작은 반경의 회전을 수행할 수 있는 차량에 있어서, 상기 차량은
    -프레임,
    -프레임에 결합된 조향 가능한 구조물,
    -프레임에 결합된 2개의 구동 휠,
    -다양한 속도와 방향으로 2개의 구동 휠들을 구동시킬 수 있는 트랜스미션 시스템,
    -조향 가능한 구조물을 제어가능하도록 구성된 스티어링 조립체,
    -트랜스미션 시스템으로 결합된 속도 제어 조립체 및
    -차량을 구동시키고 조향하기 위한 속도 제어 조립체에 의해 수신된 속도 인풋과 스티어링 조립체에 의해 수신된 스티어링 인풋을 통합시키기 위한 통합 장치를 포함하며,
    -스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치는 속도 제어 조립체에 의해 수신된 속도 인풋이 일정하게 유지되는 동안 과도 회전 시 아웃보드 구동 휠의 속도를 감소시키기 위해 함께 작동되는 것을 특징으로 하는 차량.
  2. 제 1 항에 있어서, 프레임에 결합된 그 외의 다른 조향 가능한 구조물을 추가적으로 포함하고, 스티어링 조립체는 각각의 조향 가능한 구조물을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량.
  3. 제 2 항에 있어서, 각각의 조향 가능한 구조물은 접지륜을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  4. 제 3 항에 있어서, 스티어링 조립체는 스티어링 인풋을 수신하도록 구성된 스티어링 인풋 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  5. 제 4 항에 있어서, 스티어링 인풋 장치는 스티어링 휠인 것을 특징으로 하는 차량.
  6. 작은 반경의 회전을 수행할 수 있는 차량에 있어서, 상기 차량은
    -프레임,
    -프레임에 결합된 조향 가능한 구조물,
    -프레임에 결합된 2개의 구동 휠,
    -다양한 속도와 방향으로 2개의 구동 휠들을 구동시킬 수 있는 트랜스미션 시스템,
    -조향 가능한 구조물을 제어가능하도록 구성된 스티어링 조립체,
    -트랜스미션 시스템에 결합된 속도 제어 조립체를 포함하고, 속도 제어 조립체는 운전자에 의해 조종되도록 구성된 속도 인풋 장치를 포함하며,
    -운전자가 속도 인풋 장치를 조종함에 따라 트랜스미션 시스템으로 전달되는 차량을 구동시키고 조향하기 위한 통합된 아웃풋을 형성하기 위하여 속도 제어 조립체에 의해 수신된 속도 인풋과 스티어링 조립체에 의해 수신된 스티어링 인풋을 통합시키는 통합 장치를 포함하며,
    -스티어링 조립체, 속도 제어 조립체 및 통합 장치는 회전 동안 전진 및 후진으로 차량을 정확하게 조향하기 위하여 함께 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량.
  7. 제 6 항에 있어서, 트랜스미션 시스템은 2개의 트랜스미션을 포함하며, 이들 중 하나는 구동 휠에 결합되고, 통합된 아웃풋은 한 트랜스미션 중 한 트랜스미션으로 전달된 제 1 통합된 아웃풋과 그 외의 다른 트랜스미션으로 전달된 제 2 통합된 아웃풋을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  8. 제 6 항에 있어서, 프레임에 결합된 그 외의 다른 조향 가능한 구조물을 추가적으로 포함하며, 스티어링 조립체는 각각의 조향 가능한 구조물을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량.
  9. 제 8 항에 있어서, 각각의 조향 가능한 구조물은 접지륜을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  10. 제 9 항에 있어서, 스티어링 조립체는 스티어링 인풋을 수신하도록 구성된 스티어링 인풋 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  11. 제 10 항에 있어서, 스티어링 인풋 장치는 스티어링 휠인 것을 특징으로 하는 차량.
  12. 구동 및 스티어링 시스템에 있어서, 상기 구동 및 스티어링 시스템은
    -스티어링 인풋에 응답하여 상반된 방향으로 이동되는 2개의 스티어링 캠,
    -속도 인풋에 응답하여 각각 이동 가능하고, 각각의 스티어링 캠에 결합된 속도 캠 및
    -속도 캠들 중 한 캠으로 각각의 스티어링 캠을 결합하는 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 및 스티어링 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 2개의 스티어링 캠과 속도 캠은 차량에 결합되고 이용될 때 구동 표면에 대해 수직하게 방향 설정되는 것을 특징으로 하는 구동 및 스티어링 시스템.
  14. 구동 및 스티어링 시스템에 있어서, 상기 구동 및 스티어링 시스템은
    -비-구동 휠에 관절 연결되고 결합되며, 스티어링 인풋을 수신하도록 구성된 하나 이상의 스티어링 캠,
    -속도 인풋에 응답하여 이동 가능하고 스티어링 캠에 결합된 속도 캠 및
    -스티어링 캠을 속도 캠으로 결합하는 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 및 스티어링 시스템.
  15. 스티어링 시스템에 있어서, 상기 스티어링 시스템은
    -비-구동 휠을 회전시키기 위한 제 1 기어 쌍을 포함하며, 상기 제 1 기어 쌍은 비-원형 피동 기어와 맞물리는 비-원형 구동 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 그 외의 다른 조향 가능한 구조물의 회전을 제어하는 제 2 기어 쌍을 추가적으로 포함하고, 제 2 기어 쌍은 비-원형 피동 기어와 맞물리는 비-원형 구동 기어를 포함하며, 제 1 및 제 2 기어 쌍은 차량의 트루 에커만 스티어링을 실질적으로 형성하기 위하여 직렬로 작동 가능한 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    -그 외의 다른 비-구동 휠의 회전을 제어하는 제 2 기어 쌍을 추가적으로 포함하며, 제 2 기어 쌍은 비-원형 피동 기어와 맞물리는 비-원형 구동 기어를 포함하며,
    -스티어링 시스템은 다양한 속도 및 방향으로 구동 휠을 구동시킬 수 있는 트랜스미션 시스템에 의해 구동된 한 쌍의 구동 휠을 가진 차량 내에 형성되고, 트 랜스미션 시스템에 따라 구동 휠은 제 1 차량 회전 반경을 형성할 수 있으며, 제 1 및 제 2 기어 쌍들로 인해 비-구동 휠이 주어진 스티어링 인풋에 대해 제 1 차량 회전 반경과 동일한 제 2 차량 회전 반경을 형성하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템.
  18. 스티어링 시스템에 있어서, 상기 스티어링 시스템은
    -킹 핀에 결합되는 제 1 피동 기어에 결합된 제 1 구동 기어를 포함한 제 1 기어 쌍을 포함하며, 제 1 기어 쌍은 제 1 스티어링 인풋의 방향에 상반되지만 동일한 크기의 제 2 스티어링 인풋에 의해 야기된 외측을 향한 회전에 응답하기보다는 제 1 스티어링 인풋에 의해 야기된 내측을 향한 회전에 응답하여 상대적으로 큰 각도를 통해 킹 핀을 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 제 1 구동 기어는 2개의 피치선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서, 제 2 킹 핀으로 결합되는 제 2 피동 기어에 결합된 제 2 구동 기어를 포함하는 제 2 기어 쌍을 추가적으로 포함하고, 제 2 기어 쌍은 제 2 스티어링 인풋에 의해 야기된 외측을 향한 회전에 응답하기보다는 제 1 스티어링 인풋에 의해 야기된 내측을 향한 회전에 응답하여 상대적으로 큰 각도를 통해 제 2 킹 핀을 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템.
KR1020087003900A 2005-07-22 2006-07-21 스티어링 시스템, 스티어링 및 속도 조정 시스템 및 이와연관된 차량 KR20080036200A (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70171605P 2005-07-22 2005-07-22
US60/701,716 2005-07-22
US71023105P 2005-08-22 2005-08-22
US60/710,231 2005-08-22
US73159305P 2005-10-28 2005-10-28
US60/731,593 2005-10-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080036200A true KR20080036200A (ko) 2008-04-25

Family

ID=37683826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087003900A KR20080036200A (ko) 2005-07-22 2006-07-21 스티어링 시스템, 스티어링 및 속도 조정 시스템 및 이와연관된 차량

Country Status (8)

Country Link
US (5) US7992659B2 (ko)
EP (3) EP2431258B1 (ko)
JP (1) JP2009502605A (ko)
KR (1) KR20080036200A (ko)
AU (1) AU2006272856A1 (ko)
CA (2) CA2963009C (ko)
MX (1) MX348252B (ko)
WO (1) WO2007014030A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150134150A (ko) * 2014-05-21 2015-12-01 한국과학기술원 세바퀴 전기 자동차의 제어방법

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7992659B2 (en) * 2005-07-22 2011-08-09 Infinitrak, Llc Steering systems, steering and speed coordination systems, and associated vehicles
GB0517200D0 (en) 2005-08-22 2005-09-28 Torotrak Dev Ltd Driving and steering of motor vehicles
GB0517201D0 (en) * 2005-08-22 2005-09-28 Torotrak Dev Ltd Driving and steering of motor vehicles
JP4929745B2 (ja) * 2006-02-10 2012-05-09 日産自動車株式会社 車輪の転舵装置
JP4875929B2 (ja) * 2006-06-12 2012-02-15 本田技研工業株式会社 車両の操舵機構
DE602007014209D1 (de) 2006-07-07 2011-06-09 Hydro Gear Ltd Partnership Elektronisches lenkungssteuerungsgerät
US8950520B2 (en) 2006-07-07 2015-02-10 Hydro-Gear Limited Partnership Front steering module for a zero turn radius vehicle
EP2086782B1 (en) * 2006-10-17 2019-07-10 MTD Products Inc. Vehicle control systems and methods
JP2008168869A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 乗用型芝刈車両
EP1943894B1 (en) 2007-01-15 2010-05-19 Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. Riding lawn mower
US8011678B1 (en) 2007-09-20 2011-09-06 Hydro-Gear Limited Partnership Steering system for a zero-turn radius vehicle
US8210955B2 (en) * 2007-11-07 2012-07-03 StarFlight Amusement Rides, LLC Amusement ride system
US7894957B2 (en) * 2008-01-28 2011-02-22 Textron Innovations Inc. Dynamic tactical steering feedback
US8136613B2 (en) 2008-03-26 2012-03-20 Mtd Products Inc Vehicle control systems and methods
US20100089602A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 William Tanner Self-propelled post driving apparatus
KR101034814B1 (ko) * 2010-12-22 2011-05-16 오봉석 전동형 4륜 오토바이
WO2012091699A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Husqvarna Consumer Outdoor Products N.A., Inc. Short turn radius steering system
NZ623986A (en) 2011-09-22 2016-03-31 Mtd Products Inc Vehicle control system
US8844953B2 (en) 2011-09-30 2014-09-30 Accelerated Systems Inc. Mechanical steering linkage for battery powered mower with zero turning radius
US8966870B2 (en) 2011-10-26 2015-03-03 Accelerated Systems Inc. Methods of controlling a lawn mower having electric drive and blade motors
US8978796B2 (en) * 2012-01-06 2015-03-17 Silvio Gallazzini Tractor having dual hydrostatic drive with single hand control and attachment adapter for powered attachments
US9944316B2 (en) 2012-04-24 2018-04-17 Mtd Products Inc Vehicle drive control systems and the related vehicles
US9291246B2 (en) * 2012-05-28 2016-03-22 Dennis Brandon Continuously variable transmission system
CA2878285C (en) 2012-07-06 2020-08-25 Mtd Products Inc Drive sprocket for a tracked utility vehicle
FR2994589B1 (fr) * 2012-08-14 2015-11-20 Pellenc Sa Module hydraulique et direction hydraulique de vehicules et engins automoteurs faisant application d'un tel module.
US9688324B2 (en) 2013-09-13 2017-06-27 Mtd Products Inc Drive sprocket for a tracked vehicle
US9884662B2 (en) 2013-09-13 2018-02-06 Mtd Products Inc Suspension and lock-out systems for a partially tracked vehicle
US9408344B1 (en) * 2013-11-08 2016-08-09 Hydro-Gear Limited Partnership Three wheeled vehicle
JP6087311B2 (ja) * 2014-03-27 2017-03-01 株式会社ショーワ 操舵装置
US9969258B1 (en) * 2014-04-22 2018-05-15 Hydro-Gear Limited Partnership Transaxle for zero-turn vehicle
US9725115B1 (en) 2014-06-06 2017-08-08 Hydro-Gear Limited Partnership Zero turn radius vehicle with single steered wheel
CN104512460B (zh) * 2014-12-30 2017-08-08 徐州重型机械有限公司 转向摇臂组件、转向机构和多轴转向轮式重载车辆
US10836426B1 (en) 2015-04-06 2020-11-17 Exmark Manufacturing Company, Incorporated Active steering system and grounds maintenance vehicle including same
US9538706B2 (en) 2015-04-17 2017-01-10 Deere & Company Zero turn mower steering system
US10155537B2 (en) 2015-05-29 2018-12-18 Mtd Products Inc Utility vehicle
CA3003743C (en) * 2015-11-04 2019-12-03 Mtd Products Inc Maintenance vehicle
EP3457830B1 (en) 2016-05-19 2021-02-17 Vermeer Manufacturing Company Steered caster wheel systems
USD794086S1 (en) 2016-05-19 2017-08-08 Forage Innovations B.V. Self-propelled agricultural machine
US10888043B2 (en) 2016-05-19 2021-01-12 Vermeer Manufacturing Company Self-propelled baling vehicle
US10953918B2 (en) 2016-05-19 2021-03-23 Vermeer Manufacturing Company Self-propelled vehicles including a differential system
US10293855B2 (en) * 2016-07-13 2019-05-21 Harry Swecker Zero-turn mower with selective steering control
US10450027B2 (en) * 2016-07-20 2019-10-22 Coolryde B.V. Golf-bag carrying vehicle
US20180093708A1 (en) * 2016-10-03 2018-04-05 Agco Corporation Steering axle for self-propelled windrower
CN106476954B (zh) * 2016-12-08 2022-05-13 福建工程学院 一种新型智能便携式电动小车
AU2018211060B2 (en) * 2017-01-17 2020-10-22 Gomaco Corporation Paving machine with smart steering control
US20180346022A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 6777856 Canada Inc. Steering system for an industrial vehicle
CN107499378B (zh) * 2017-07-12 2019-05-24 上海理工大学 四轮独立转向电动车辆四轮转向-前/后轮转向动态切换方法
CA3087486A1 (en) 2018-01-16 2019-07-25 Mtd Products Inc Sand bunker rake/infield groomer vehicle
US11702134B2 (en) 2019-02-22 2023-07-18 Thomas Towles Lawson, Jr. Steering axle drive assembly and method for controlling said drive assembly
EP4028844A2 (en) * 2019-09-09 2022-07-20 Mtd Products Inc. Real time kinematics power equipment device with auto-steering
DE102019125792B4 (de) 2019-09-25 2021-12-16 Crown Equipment Corp. Elektrisch betriebenes Lenkungssystem für ein Fahrzeug
CN111017098B (zh) * 2019-12-18 2021-11-16 江西赛骑运动器械制造有限公司 一种双向连接关节轴承转向系统
USD918519S1 (en) 2020-01-23 2021-05-04 Allen Engineering Corp. Electric concrete transportation cart
US11820381B2 (en) 2020-01-23 2023-11-21 Allen Engineering Corp. Electric concrete transportation cart
WO2022082103A1 (en) 2020-10-16 2022-04-21 Mtd Products Inc Power equipment device with driver-assisted semi-autonomous operation
US11713077B2 (en) 2021-03-11 2023-08-01 Vortrex LLC Systems and methods for electric track vehicle control
CA3178011A1 (en) 2022-03-11 2023-09-11 Gerard Noel Vehicle steering wheels system

Family Cites Families (148)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1142051A (en) * 1910-06-20 1915-06-08 Providence Blower Company Variable-speed gear.
US1045752A (en) 1912-10-21 1912-11-26 John A Scharf Motor-vehicle driving-gear.
US1382909A (en) 1917-03-23 1921-06-28 Herbert W Cowan Vehicle steering mechanism
US1794241A (en) 1927-04-26 1931-02-24 Patterson Transmission Company Transmission for automobiles
US2017178A (en) 1934-12-26 1935-10-15 Braukhof Robert Cushion seat cover
US2446242A (en) 1946-10-22 1948-08-03 Acrotorque Co Hydraulic drive control mechanism for vehicles
FR1024104A (fr) 1950-08-29 1953-03-27 Tracteur perfectionné
US2704112A (en) 1951-07-05 1955-03-15 Herbert C Rice Tractor seat having adjustable spring support
FR1327759A (fr) 1962-03-06 1963-05-24 Dispositif de commande de la vitesse, du sens de marche et de la direction d'un véhicule, notamment d'un tracteur, comportant une double transmission
US3151499A (en) 1962-11-13 1964-10-06 Gen Motors Corp Adjustable pedal for vehicle
US3315759A (en) 1964-12-16 1967-04-25 Strick Corp Tractor with means to effect zero turning radius
US3362493A (en) 1965-08-27 1968-01-09 Condec Corp Driving and steering system for vehicles
US3351147A (en) 1965-12-29 1967-11-07 Clark Equipment Co Hydrostatic drive for vehicles
US3398819A (en) 1966-08-19 1968-08-27 Int Harvester Co Main clutch released by engagement of steering clutch and brake
US3431993A (en) 1967-03-23 1969-03-11 Hesston Corp Speed,steering and direction control for vehicles
US3429392A (en) 1967-06-05 1969-02-25 Allis Chalmers Mfg Co Automatic brake arrangement for short turn radius steering
FR1573169A (ko) 1968-04-08 1969-07-04
NL6812831A (ko) 1968-09-09 1970-03-11
US3581682A (en) 1969-02-24 1971-06-01 Aerospace America Inc Driving apparatus for a wheeled vehicle
US3572033A (en) 1969-09-05 1971-03-23 Dowty Equipment Of Canada Ltd Power transmission apparatus
US3679015A (en) 1970-09-28 1972-07-25 Sperry Rand Corp Control for a differentially steered vehicle
US3751754A (en) 1970-11-19 1973-08-14 Hastings Mfg Co Windshield wiper assembly
US3712403A (en) 1971-02-08 1973-01-23 Versatile Mfg Ltd Steering and drive assembly for self-propelled units
US3680723A (en) 1971-02-18 1972-08-01 Case Co J I Hydraulic control system for backhoes
US3782488A (en) 1972-03-10 1974-01-01 Clark Equipment Co Control system for differential hydrostatic steering
DE2237421C2 (de) * 1972-07-29 1982-11-25 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit veränderlicher Übersetzung
US3812925A (en) 1973-03-01 1974-05-28 Eaton Corp Hydrostatic transmission control system
US3865208A (en) 1973-05-21 1975-02-11 Canadian Mine Services Ltd Hydraulic drive apparatus for wheeled vehicle
FR2286746A1 (fr) 1973-08-11 1976-04-30 Zahnradfabrik Friedrichshafen Mecanisme de direction de vehicule a commande hydrostatique
US3869014A (en) 1974-02-19 1975-03-04 Fmc Corp Starting interlock system
US3900075A (en) 1974-04-15 1975-08-19 Clark Equipment Co Hydrostatic propulsion system
US3903977A (en) 1974-07-01 1975-09-09 Case Co J I Skid steer vehicle with caster wheel
US3916625A (en) 1974-09-23 1975-11-04 Clark Equipment Co Hydrostatic propulsion system
US3927527A (en) 1975-01-17 1975-12-23 Caterpillar Tractor Co Mechanical multiplier-design II
US4029226A (en) 1976-04-12 1977-06-14 J. I. Case Company Linkage support system for material handling unit
FR2360439A1 (fr) 1976-08-06 1978-03-03 Renault Dispositif de transmission hybride pour vehicules automobiles a moteur thermique
US4100738A (en) 1977-03-17 1978-07-18 J. I. Case Company Method and apparatus for steering
DE2853508A1 (de) 1977-12-15 1979-06-21 Lely Nv C Van Der Drehmomentenwandler
US4293050A (en) 1978-02-27 1981-10-06 Caterpillar Tractor Co. Transmission-differential combination
DE2831458C2 (de) 1978-07-18 1983-03-24 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Radantrieb für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Kettenfahrzeuge
JPS5847328Y2 (ja) 1979-04-27 1983-10-28 株式会社小松製作所 油圧駆動車の制御装置
US4322899A (en) 1980-05-09 1982-04-06 Midmark Corporation Self-propelled, non-riding trenching machine with a steering mechanism
US4339966A (en) 1980-05-30 1982-07-20 Excelermatic Inc. Infinitely variable transmission drive arrangement especially for automobiles
US4514978A (en) 1980-07-18 1985-05-07 Veda, Inc. Fluid pressure power transmission
US4337836A (en) 1980-09-26 1982-07-06 J. I. Case Company Bulldozer linkage
US4399882A (en) 1981-07-06 1983-08-23 Deere & Company Control mechanism for a dual hydrostatic transmission vehicle drive system
GB2119328A (en) 1982-04-24 1983-11-16 Bl Tech Ltd Land vehicle propulsion system
US4598603A (en) 1983-08-29 1986-07-08 Toyoda Gosei Co., Ltd. Steering wheel
JPS6049235U (ja) 1983-09-12 1985-04-06 愛三工業株式会社 内燃機関のスロットル制御装置
US4565257A (en) 1984-02-08 1986-01-21 J. I. Case Company Multi-mode steering system
US4572310A (en) * 1984-07-30 1986-02-25 Ransomes, Inc. Drive system for a vehicle
AU564090B2 (en) 1984-10-31 1987-07-30 Kubota Ltd. Automatic differential locking system
GB2173746A (en) 1985-04-15 1986-10-22 Ukrniiskhom Uk Nii Selskokhozy Steering and propelling a vehicle
GB2184988B (en) 1985-12-16 1989-01-05 Jeremy Joseph Fry Wheelchair steering
US4882947A (en) 1986-01-29 1989-11-28 Barnard Jan H Track-laying device
US4875385A (en) 1986-08-18 1989-10-24 Sitrin Gabriel M Control pedal apparatus for a motor vehicle
US4886142A (en) 1987-06-26 1989-12-12 Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co. Ltd. Hydraulic four-wheel drive system
DE3723965A1 (de) 1987-07-20 1989-02-09 Agria Werke Gmbh Steuerungseinrichtung fuer den fahr- und lenkbetrieb von kraftfahrzeugen mit auf jeder fahrzeuglaengsseite angeordneten, einzeln antreibbaren laufwerken
USRE34057E (en) 1988-03-09 1992-09-08 Simplicity Manufacturing, Inc. Steering mechanism for a zero turning radius vehicle
US5101925A (en) 1988-04-22 1992-04-07 Walker Frank H Hydraulic wheel motor and pump
US4969533A (en) 1988-07-29 1990-11-13 Deere & Company Work vehicle
US4891941A (en) 1988-08-01 1990-01-09 Heintz Richard P Free piston engine-pump propulsion system
US5216935A (en) 1988-12-16 1993-06-08 Kubota Ltd. Bidirectional control arrangement for vehicle
US5078222A (en) 1989-03-02 1992-01-07 Agri-Fab, Inc. Zero turn transmission
US5042238A (en) 1989-07-14 1991-08-27 The Toro Company Riding lawn mower
US5143400A (en) 1989-08-10 1992-09-01 Michelin Recherche Et Technique Active toe adjustment apparatus
US5208939A (en) 1990-01-19 1993-05-11 Valeo Systemes D'essuyage Windshield wiper blade and a wiping strip with stiffening element therefor
US5136899A (en) 1990-01-26 1992-08-11 Deere & Company Accelerator pedal and brake mechanism
US5152382A (en) 1990-01-26 1992-10-06 Deere & Company Accelerator pedal and brake mechanism
US4969846A (en) * 1990-01-31 1990-11-13 Hiroshi Sugimoto Man-powered boat propulsion device
US5087222A (en) 1990-04-09 1992-02-11 Koch Supplies, Inc. Method and system for dressing cattle and the like
US5137100A (en) 1990-10-22 1992-08-11 Ultra Hydraulics Limited Hydrostatic transmissions
US5263901A (en) 1991-01-25 1993-11-23 Toyo Umpanki Co., Ltd. Skid steering loader
US5238267A (en) 1991-06-14 1993-08-24 Deere & Company Vehicle structure
US5819000A (en) 1992-03-26 1998-10-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic recording and playback apparatus
US5288091A (en) 1993-01-29 1994-02-22 Noma Outdoor Products, Inc. Four wheel steering apparatus
JP3473044B2 (ja) 1993-04-28 2003-12-02 株式会社デンソー スパークプラグ
US5511631A (en) 1993-05-20 1996-04-30 Kubota Corporation Running control structure for a lawn tractor
DE59301564D1 (de) 1993-10-29 1996-03-14 Ec Eng & Consult Spezialmasch Verfahren zum hydrostatischen Antreiben eines Fahrzeugs
IN189939B (ko) 1993-12-20 2003-05-17 Torotrak Dev Ltd
US5427195A (en) 1994-05-04 1995-06-27 Int. Silvatech Ltd. Hydraulic drive and steering systems for a vehicle
US5529135A (en) 1994-05-11 1996-06-25 Ferris Industries, Inc. Steering mechanism for four wheel lawn mower
US5496226A (en) 1994-05-17 1996-03-05 Dixon Industries, Inc. Friction drive unit for riding lawn mowers and the like
US5509496A (en) 1994-06-07 1996-04-23 Murray, Inc. Lawn and garden tractor hydrostatic foot control system
DE69506129T2 (de) 1994-06-14 1999-04-15 Brinks Westmaas Bv Selbststabilisierendes, steuerbares kraftfahrzeug mit mindestens drei rädern
US5809755A (en) * 1994-12-16 1998-09-22 Wright Manufacturing, Inc. Power mower with riding platform for supporting standing operator
US5502957A (en) 1995-03-29 1996-04-02 Robertson; Charles W. Electric lawn mower with intelligent control
JP3160751B2 (ja) * 1995-07-20 2001-04-25 本田技研工業株式会社 無段変速駆動車両における操舵制御装置
GB2303829A (en) 1995-08-03 1997-03-05 Environmental Engineering Grou Vehicle skid-steer control system
JPH09240477A (ja) 1996-03-06 1997-09-16 Yamaha Motor Co Ltd 電動台車
WO1998032645A1 (fr) 1997-01-23 1998-07-30 Yanmar Agricultual Equipment Co., Ltd. Machine agricole mobile
JP3391653B2 (ja) 1997-04-16 2003-03-31 株式会社クボタ リアディスチャージモーアユニット及び芝刈機
JPH10297312A (ja) 1997-04-28 1998-11-10 Honda Motor Co Ltd 車両のヨーモーメント制御装置
US5848520A (en) 1997-04-28 1998-12-15 Deere & Company Control for hydrostatic transmissions
NL1007532C2 (nl) 1997-11-12 1999-05-17 Brinks Westmaas Bv Kantelvoertuig.
US6092617A (en) * 1998-02-17 2000-07-25 The Toro Company System for automatically slowing vehicle during turns
US6554085B2 (en) 1998-03-12 2003-04-29 Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. Multi-wheel vehicle with transmission for driving-steering
US6126564A (en) 1998-07-08 2000-10-03 Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. Axle driving apparatus
DE19833189A1 (de) 1998-07-23 2000-01-27 Bayerische Motoren Werke Ag Lenksystem für ein Fahrzeug
DE19833383A1 (de) 1998-07-24 2000-01-27 Claas Selbstfahr Erntemasch Lenkvorrichtung für selbstfahrende Arbeitsmaschinen und Zugmaschinen
US6540633B1 (en) 1998-09-25 2003-04-01 Tuff Torq Corporation Transmission for speed changing and steering of a vehicle
JP2000142153A (ja) 1998-11-11 2000-05-23 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 車輌の走行装置
US6434919B2 (en) * 1998-11-13 2002-08-20 Shivvers Group Incorporated Raiseable mower deck
US6951259B2 (en) * 1998-12-03 2005-10-04 Koji Irikura Multi-wheel vehicle
US6397966B1 (en) 1999-01-22 2002-06-04 Kanzaki Kokyukoki, Mfg. Co., Ltd. Vehicle improved in steering
FR2789351B1 (fr) 1999-02-05 2001-04-27 Poclain Hydraulics Ind Dispositif de transmission d'un engin mobile ayant au moins deux ponts moteurs
US6324939B1 (en) 1999-02-14 2001-12-04 Edmond B. Cicotte Adjustable automobile pedal system
US6129164A (en) 1999-03-26 2000-10-10 Deere & Company Mechanism for correct steering in reverse
US6257357B1 (en) * 1999-03-26 2001-07-10 Deere & Company Steering device for drive and steer transmission
US6301864B1 (en) * 1999-07-22 2001-10-16 Ariens Company Interlock for lawnmower
US6523635B1 (en) 1999-11-02 2003-02-25 Deere & Company Steering and ground speed control mechanism of a dual-path hydrostatic drive system
US6343668B1 (en) 2000-03-07 2002-02-05 Dixon Industries, Inc. Foldable control lever
US6668090B1 (en) 2000-05-26 2003-12-23 Eastman Kodak Company Producing a compressed digital image organized into layers corresponding to increasing visual quality levels and providing rate-control of such compressed digital image
AU2001284939A1 (en) 2000-08-15 2002-02-25 Mtd Products Inc. Ztr vehicle with a one-pump two-motor mechanism
US6456925B1 (en) 2000-09-11 2002-09-24 Deere & Company Vehicle driven wheel speed control system
AUPR114800A0 (en) 2000-11-01 2000-11-23 Bishop Steering Technology Limited Variable ratio steering gear
US7628780B2 (en) 2001-01-13 2009-12-08 Medtronic, Inc. Devices and methods for interstitial injection of biologic agents into tissue
US6771034B2 (en) * 2001-02-21 2004-08-03 Mattel, Inc. Children's ride-on vehicle with electronic speed control
WO2002102644A1 (en) 2001-06-15 2002-12-27 Mtd Products Inc Zero turn radius vehicle with steerable wheels
US6439332B1 (en) 2001-07-13 2002-08-27 Robert Meurer Caster structure for attachment to a rear end of a skid-steer loader
US6962219B2 (en) 2001-09-17 2005-11-08 Mtd Products Inc Mechanical ZTR system with steering wheel
JP3970006B2 (ja) 2001-12-07 2007-09-05 株式会社クボタ 草刈り機
US6808032B2 (en) 2001-12-14 2004-10-26 Textron Inc. Drive-by-wire lawn mower
US7108096B1 (en) 2002-02-25 2006-09-19 Lonmore, Lc Vehicle control system with slow-in-turn capabilities and related method
US6729115B2 (en) * 2002-04-13 2004-05-04 Excel Industries, Inc. Mower with combined steering an brake levers
US6830115B2 (en) 2002-05-17 2004-12-14 Hideaki Okada Axle driving apparatus
CN1656329B (zh) 2002-05-28 2010-05-05 托罗特拉克(开发)有限公司 连续可变速比传动系统
US6921109B2 (en) 2002-08-29 2005-07-26 Deere & Company Device providing variable steering responsiveness
US6672411B1 (en) 2002-10-18 2004-01-06 Murray, Inc. Control mechanism for a zero turning radius vehicle
US6905985B1 (en) 2002-11-21 2005-06-14 Highland Industries, Inc. Fabric film for automotive heaters
US6814174B2 (en) 2003-01-23 2004-11-09 Ingersoll-Rand Company Telescoping seat assembly for a construction vehicle
US20060278446A1 (en) 2003-02-25 2006-12-14 Oxley Lonnie R Vehicle control system with slow-in-turn capabilities and related method
US6725954B1 (en) * 2003-03-28 2004-04-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus and method for steering a vehicle with zero turning radius capability
US6904985B2 (en) * 2003-05-21 2005-06-14 Deere & Company Transmission control device for vehicles and steering assembly for vehicles
US7004268B2 (en) * 2003-06-06 2006-02-28 Koji Irikura Vehicle having twin transmissions for driving respective wheels
US7237629B1 (en) * 2003-10-15 2007-07-03 Gizmow Llc Zero-turn radius vehicle with steerable front wheels
US7017327B2 (en) 2003-12-10 2006-03-28 Deere & Company Hybrid electric tool carrier
US7347434B2 (en) 2004-07-20 2008-03-25 Briggs & Stratton Corporation Four-wheel steering assembly
JP4883552B2 (ja) 2005-01-07 2012-02-22 ヤマハ発動機株式会社 クラッチ操作補助装置及びそれを備えた車両
US7992659B2 (en) 2005-07-22 2011-08-09 Infinitrak, Llc Steering systems, steering and speed coordination systems, and associated vehicles
GB0517200D0 (en) * 2005-08-22 2005-09-28 Torotrak Dev Ltd Driving and steering of motor vehicles
US7533892B2 (en) 2006-01-05 2009-05-19 Intuitive Surgical, Inc. Steering system for heavy mobile medical equipment
EP2086782B1 (en) 2006-10-17 2019-07-10 MTD Products Inc. Vehicle control systems and methods
US20080136134A1 (en) 2006-11-15 2008-06-12 Mccoid Trevor Albert Zero turning radius vehicle control mechanism
US7918305B2 (en) 2007-02-05 2011-04-05 The Toro Company All-wheel steering system and vehicle incorporating the same
US7708091B2 (en) 2008-01-30 2010-05-04 Honda Motor Co., Ltd. Apparatuses and methods for providing hybrid steering for a vehicle
US7914020B2 (en) 2008-01-31 2011-03-29 Roy Boston Vehicle suspension system with a variable camber system
US8136613B2 (en) * 2008-03-26 2012-03-20 Mtd Products Inc Vehicle control systems and methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150134150A (ko) * 2014-05-21 2015-12-01 한국과학기술원 세바퀴 전기 자동차의 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20210146996A1 (en) 2021-05-20
CA2616287C (en) 2017-05-23
EP2431258A1 (en) 2012-03-21
US9409596B2 (en) 2016-08-09
EP1910120B1 (en) 2014-04-16
US20150217802A1 (en) 2015-08-06
US20110248462A1 (en) 2011-10-13
EP2426033B1 (en) 2018-03-07
US20150191201A1 (en) 2015-07-09
CA2963009C (en) 2019-03-12
CA2963009A1 (en) 2007-02-01
US9254865B2 (en) 2016-02-09
MX348252B (es) 2017-06-01
AU2006272856A1 (en) 2007-02-01
WO2007014030A3 (en) 2007-10-04
US20070144796A1 (en) 2007-06-28
US10780917B2 (en) 2020-09-22
EP2431258B1 (en) 2015-09-09
WO2007014030A2 (en) 2007-02-01
EP1910120A4 (en) 2009-08-12
JP2009502605A (ja) 2009-01-29
EP2426033A1 (en) 2012-03-07
CA2616287A1 (en) 2007-02-01
US7992659B2 (en) 2011-08-09
EP1910120A2 (en) 2008-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210146996A1 (en) Steering Systems, Steering and Speed Coordination Systems, and Associated Vehicles
US8944191B2 (en) Vehicle control systems and methods
CA2620116C (en) Arrangements for driving and steering of motor vehicles
KR20080091076A (ko) 차량의 구동 및 스티어링
US11958558B2 (en) Vehicle control systems and methods and related vehicles
CN101321644A (zh) 转向系统、转向和速度协调系统、和相关的车辆
CA2287724A1 (en) Effective gear reduction in lawn tractor transmission
MX2008001022A (en) Steering systems, steering and speed coordination systems, and associated vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid