KR20110118593A

KR20110118593A - 원뿔형 마찰링 트랜스미션 및 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20110118593A
Application number: KR1020110038239A
Authority: KR
Inventors: 울리히 로스; 크리스토프 드레거
Original assignee: 울리히 로스
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2011-10-31
Also published as: EP2381133A2; US20110263378A1; JP2011231926A; CN102252071B; CN102252071A; EP2381133A3; DE102010018297A1

Abstract

원뿔형 마찰링 트랜스미션을 보다 컴팩트하게 만들기 위하여, 본 발명은 제 1 마찰원뿔, 제 2 마찰원뿔, 마찰링, 및 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재를 가진 원뿔형 마찰링 트랜스미션을 제공하는 데, 상기 제 1 마찰원뿔은 제 1 마찰원뿔 베어링들에 의해 제 1 마찰원뿔 베어링축 주위로 회전하도록 장착되고, 상기 제 2 마찰원뿔은 제 2 마찰원뿔 베어링들에 의해 제 2 마찰원뿔 베어링축 주위로 회전하도록 장착되며, 상기 두 마찰원뿔은 상기 마찰링에 의해 서로에 대해 인장되도록 배열되고, 상기 마찰원뿔 베어링축에 대해 반경방향으로 작용하는 주 베어링힘은 두 마찰원뿔 베어링축에 의해 형성된 주 베어링평면 내에서 연장되며, 상기 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재들은 상기 마찰원뿔 앞에 또는 뒤에 배치되고, 상기 마찰원뿔 중 하나와 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재 사이에 결합모멘트가 생성될 수 있으며, 결합모멘트에 의해 생성된 반응력은 상기 주 베어링평면 내에서 주 베어링힘에 대해 반대로 향한다.

Description

원뿔형 마찰링 트랜스미션 및 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법{CONICAL-FRICTION-RING TRANSMISSION AND METHOD FOR INFINITELY VARIABLE TRANSFER OF TORQUES BY MEANS OF A CONICAL-FRICTION-RING TRANSMISSION}

본 발명은 제 1 마찰원뿔, 제 2 마찰원뿔, 마찰링, 및 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재를 가진 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 관한 것으로서, 상기 제 1 마찰원뿔은 제 1 마찰원뿔 베어링들에 의해 제 1 마찰원뿔 베어링축 주위로 회전하도록 장착되고, 상기 제 2 마찰원뿔은 제 2 마찰원뿔 베어링들에 의해 제 2 마찰원뿔 베어링축 주위로 회전하도록 장착되며, 상기 두 마찰원뿔은 상기 마찰링에 의해 서로에 대해 인장되도록 배열되고, 상기 마찰원뿔 베어링축에 대해 반경방향으로 작용하는 주 베어링힘은 두 마찰원뿔 베어링축에 의해 형성된 주 베어링평면 내에서 연장되며, 상기 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재들은 상기 마찰원뿔 앞에 또는 뒤에 배치되고, 상기 마찰원뿔 중 하나와 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재 사이에 결합모멘트가 생성될 수 있다.

또한, 본 발명은 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법에 관한 것으로서, 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이에서 토크가 전달되는 동안 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이의 결합모멘트가 생성되거나, 또는 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이의 결합모멘트가 생성되는 동안 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이에서 토크가 전달되며, 상기 결합모멘트는 마찰원뿔 베어링 내에서 반응력을 생성시킨다.

본 명세서에서 기술된 타입의 원뿔형 마찰링 트랜스미션은 종래 기술에서 잘 알려져 있으며 무한 가변방식으로(infinitely variable) 구동트레인 내에서 토크를 조절하고 구동트레인의 동력인출장치면(power takeoff side)과 구동부면(drive side) 사이에서 토크를 전달하기에 매우 적절하다.

예를 들어, WO 2006/012892 A2호에는, 서로로부터 일정 간격만큼 떨어져 배치된 두 개의 롤러 바디(roller body)를 가진 마찰링 트랜스미션이 기술되어 있는데, 여기서 상기 롤러 바디는 축방향 롤러 바디 축 위에서 회전하는 마찰링에 의해 서로에 대해 상응한다. 상기 마찰링은 조절 경로(adjustment path)에 의해 상기 간격을 따라 이동가능해 질 수 있도록 축방향으로 자유로이 조절가능한 조절 브릿지(adjustment bridge) 내에 배열된다. 상기 조절 브릿지는 단일의 축방향 유도 장치(guide device)에 의해 장착되며, 마찰링 트랜스미션은 상기 단일의 유도 장치에 따라 특히 작은 구조를 가질 수 있다.

예를 들어, 영국특허 298676호에 또 다른 원뿔형 마찰링 트랜스미션이 공지되어 있는데, 여기서 유도 부재(guide element)가 원뿔형 마찰휠의 축에 평행한 유도축(guide axis) 상에서 유도되며, 이 유도 부재는 원뿔형 마찰휠을 따라 마찰링을 유도한다. 이런 방식으로, 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 병진운동 비율(translation ratio)이 무한 가변방식으로 조절될 수 있는 것은 사실이지만, 마찰링을 조절하기 위해 특별한 구동부(drive)가 필요하며, 이에 따라 구조 측면에서 볼 때 원뿔형 마찰링 트랜스미션이 매우 복잡해진다.

컴팩트한 구조를 가진 또 다른 원뿔형 마찰링 트랜스미션이 WO 2005/061928 A2호에 기술되어 있는데, 상기 원뿔형 마찰링 트랜스미션은 원뿔형 마찰휠 형태의 두 개 이상의 트랜스미션 부재와 마찰링 형태의 하나 이상의 연결 부재를 가진다. 상기 트랜스미션 부재들은 마찰링에 의해 함께 작용할 수 있도록 서로 연결된다. 상기 마찰링은, 마찰링의 위치 측면에서 볼 때, 무한 가변방식으로 상기 트랜스미션 부재들에 대해 이동될 수 있도록 배열된다. 두 개의 원뿔형 마찰휠 사이에서 무한 가변방식으로 마찰링을 조절할 수 있게 하기 위하여, 상기 마찰링은 회전축 주위로 피벗회전할 수 있도록 장착된 유도 장치 내에 배열되며, 사이 회전축의 축 방향은 원뿔형 마찰링들의 두 축들에 의해 형성된(spanned) 평면에 대해 평행하게 배열된 성분(component)을 포함한다. 예를 들어, 상기 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 사용영역은, 예를 들어 회전하고 있는 마찰링에 의해 토크가 입력원뿔(input cone)로부터 출력원뿔(output cone)로 전달되어야 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션에서 발견된다. 여기서 사용되는 유도 장치는 마찰링의 조절부(control)가 매우 작도록유지할 수 있게 하여, 상기 원뿔형 마찰링 트랜스미션은 심지어 자동차 트랜스미션에도 바람직하게 사용될 수 있다.

특히 상기 원뿔형 마찰링 트랜스미션이 상기 목적을 위해 필요한 마찰링의 조절부 또는 유도부(guide)를 가져서 상대적으로 작은 구조를 가지는 경우에도, 위에서 언급된 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 의해, 무한 가변방식으로 토크가 전달될 수 있도록 조절하는 것이 가능하지만, 공지되어 있는 원뿔형 마찰링 트랜스미션은 여전히 상기 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 상대적으로 커다란 마찰원뿔 베어링(friction cone bearing) 때문에 다소 큰 구조를 지닌다. 이는 특히 자동차 트랜스미션에 있어서 장애가 되는데, 그 이유로는, 자동차 분야에서, 자동차 부품들을 보다 컴팩트하고 중량을 보다 줄이게 하는 것이 더욱 중요해지기 때문이다.

본 발명은 현재까지 통용되고 있는 크기보다 더 작게 제조될 수 있도록 공지되어 있는 원뿔형 마찰링 트랜스미션을 더욱 개발하려는 목적이 기초한다.

본 발명의 이러한 목적은 제 1 마찰원뿔, 제 2 마찰원뿔, 마찰링, 및 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재(transmission element)를 가진 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 의해 구현되는데, 상기 제 1 마찰원뿔은 제 1 마찰원뿔 베어링들에 의해 제 1 마찰원뿔 베어링축 주위로 회전하도록 장착되고, 상기 제 2 마찰원뿔은 제 2 마찰원뿔 베어링들에 의해 제 2 마찰원뿔 베어링축 주위로 회전하도록 장착되며, 상기 두 마찰원뿔은 상기 마찰링에 의해 서로에 대해 인장되도록 배열되고, 상기 마찰원뿔 베어링축에 대해 반경방향으로 작용하는 주 베어링힘(main bearing force)은 두 마찰원뿔 베어링축에 의해 형성된 주 베어링평면 내에서 연장되며, 상기 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재들은 상기 마찰원뿔 앞에 또는 뒤에 배치되고, 상기 마찰원뿔 중 하나와 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재 사이에 결합모멘트가 생성될 수 있으며, 결합모멘트에 의해 생성된 반응력(reaction force)은 상기 주 베어링평면 내에서 주 베어링힘에 대해 반대로 향한다.

결합모멘트에 의해 생성된 반응력은 마찰원뿔 베어링들의 주 베어링힘들에 대해 반대로 향하기 때문에, 마찰원뿔 베어링들은 종래에 설계된 원뿔형 마찰링 트랜스미션 경우보다 현저하게 작게 설계되는 것이 유리하다.

이는 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 있어서 특히 바람직한데, 그 이유는, 마찰링과 마찰원뿔의 구조의 인장 방법(tensioning method)의 경우에서 반드시 생성하는 인장력들을 흡수할 수 있게 하기 위하여, 상대적으로 큰 마찰원뿔 베어링이 상기 트랜스미션에 사용되어야 하기 때문이다. 전달되어야 하는 토크가 더욱더 높게 선택되면 될수록, 마찰원뿔과 마찰링은 서로에 대해 더욱더 강하게 인장되어야 한다. 특히 베어링힘을 줄이기 위하여, 특히 큰 베어링힘들이 조절되어야 하는데도, 기계공학 분야 외의 다른 영역들에서 서로에 대해 반대로 작용하는 힘들에 의해 이미 작업(work)이 수행되었다 하더라도, 아직까지는 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 관한 적절한 제조 방법이 없다.

여기서 사용되는 용어 "마찰원뿔 베어링(friction cone bearing)"은, 예를 들어, 원뿔형 롤러 베어링으로서 설계될 수 있는데, 상기 마찰원뿔 베어링에 의해 마찰원뿔의 고정된 베어링면(fixed bearing side)이 실행되며, 이와 함께 헐거운 베어링면(loose bearing side)으로서 원통형 롤러 베어링이 제공된다. 특히, 구현된 주 힘(main force)이 감소되기 때문에, 각-접촉식 볼 베어링(angular-contact ball bearing)을 사용하는 것이 가능하며, 유리하게 이 각-접촉식 볼 베어링은 보다 컴팩트한 구조를 가진다.

용어 "마찰원뿔 베어링축(friction cone bearing axis)"은 마찰원뿔이 그 주위로 회전할 수 있는 마찰원뿔의 세로방향 축을 의미하는 것으로 이해하면 된다.

용어 "트랜스미션 부재(transmission element)"는 "마찰원뿔/마찰링" 모듈에 속하지 않으며 마찰원뿔 베어링축 위에서 마찰원뿔과 함께 회전하지 않는 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 구성요소를 가리킨다.

여기서 기술된 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 관하여, 두 마찰원뿔과 마찰링은 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 제 1 모듈을 형성하는데, 이 모듈은 모듈 자체의 기능을 수행할 수 있으며, 상기 모듈에 의해 토크는, 무한 가변방식으로(infinitely variable), 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 입력면(input side)으로부터 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 출력면(output side)으로 전달될 수 있다.

상기 모듈은 또 다른 트랜스미션 부재의 앞에 및/또는 뒤에 위치할 수 있다. 이러한 트랜스미션 부재는 결합영역(coupling region)에서 마찰원뿔면 위에 제공된 트랜스미션 구성요소와 상호작용할 수 있다(interact). 이런 방식으로, 고정 방식으로 마찰원뿔 또는 마찰원뿔 샤프트와 연결된 트랜스미션 구성요소와 결합모멘트를 생성시키게 하는 또 다른 트랜스미션 부재 사이에서 결합력(coupling force)이 생성한다.

이러한 결합모멘트는 상기 결합모멘트가 마찰원뿔 베어링축에 의해 형성된(spanned) 주 베어링평면에서 반응력을 생성하도록 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 존재하는 것이 유리하다. 이러한 반응력은 주 베어링평면에서 반경방향으로 작용하는 주 베어링힘들에 대해 반대로 향하며, 이에 따라 반경방향으로 작용하는 주 베어링힘들은 상기 반응력만큼 줄어들고, 따라서 더 작은 수치들을 가진 마찰원뿔 베어링이 사용될 수 있다.

본 발명의 목적은 원뿔형 마찰링 트랜스미션에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법에 의해 구현되는 데, 여기서 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이에서 토크가 전달되는 동안 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이의 결합모멘트가 생성되거나, 또는 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이의 결합모멘트가 생성되는 동안 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이에서 토크가 전달되며, 상기 결합모멘트는 마찰원뿔 베어링 내에서 반응력을 생성시키고, 두 마찰원뿔 베어링축의 주 베어링평면 내에서 연장되는 반응력 성분은 상기 주 베어링평면 내에서 연장되는 주 베어링힘 성분에 대해 반대로 작용한다.

유리하게, 위에서 이미 설명한 것과 같이, 주 베어링힘들은 반대방향으로 작용하는 반응력들에 의해 감소되며, 이에 따라 낮은 베어링하중(bearing load)을 가진 마찰원뿔 베어링은 원뿔형 마찰링 트랜스미션에서 사용될 수 있고 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 필요 구성 용적도 줄어들 수 있다

예를 들어, 자동차에서 후진 기어를 구형하기 위해, 마찰원뿔에서 작용하는 모멘트의 회전방향이 반대가 되면 특히 유리하다. 이때, 원뿔형 마찰링 트랜스미션이 반대방향으로 구동되도록 작동될 때 반응력들과 주 베어링힘들이 더해지는 것이 받아들여지는 것이 사실이다. 하지만, 원뿔형 마찰링 트랜스미션이 오직 매우 짧은 시간 동안만 후진 기어에서 작동되고 기존의 마찰원뿔 베어링들이 매우 짧은 시간 동안만 상기 증가된 주 베어링힘들을 견뎌야하기 때문에 상기 사실은 무시될 수 있다.

본 발명에 따른 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 바람직한 변형예에 따르면, 결합모멘트는 주 베어링평면으로부터 일정 반경방향 거리에 배치된 결합영역 내에서 결합력에 의해 생성되며, 주 베어링평면 내에서 연장되고 상기 결합력에 의해 생성된 반응력들은 상기 주 베어링평면 내에서 연장되는 주 베어링힘에 대해 반대로 작용할 수 있다.

결합영역이 주 베어링평면으로부터 일정 거리에 배열되면, 반응력들은 설계 상 주 베어링평면에 배치되는 것이 유리할 수 있다.

용어 "결합영역(coupling region)"은 고정 방식으로 마찰원뿔에 연결된 트랜스미션 구성요소와 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 그 외의 다른 트랜스미션 부재 사이의 경계면(interface)을 가리킨다.

상기 그 외의 다른 트랜스미션 부재는 고정 방식으로 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 입력 마찰원뿔과 연결된 트랜스미션 구성요소와 상호작동할 뿐만 아니라, 고정 방식으로 출력 마찰원뿔과 연결된 트랜스미션 구성요소와 상호작동할 수 있다고 이해하면 된다.

따라서 결합영역은 원뿔형 마찰링 트랜스미션 상에서, 입력 마찰원뿔면(input friction cone side) 및/또는 출력 마찰원뿔면(output friction cone side) 상에 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 바람직한 구체예에 따르면, 고정 방식으로 마찰원뿔과 연결된 트랜스미션 구성요소가 마찰원뿔면 위에 제공되며, 트랜스미션 구성요소는 결합영역 내에서 상기 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재와 맞물린다.

상기 트랜스미션 구성요소는 예를 들어 마찰원뿔과 일체형으로 구성될 수 있으며, 예컨대, 마찰원뿔로 나타내어질 수도 있다. 대안으로, 고정 방식으로 마찰원뿔과 연결된 트랜스미션 구성요소는 마찰원뿔과 함께 마찰원뿔 베어링축 주위로 회전하는 마찰원뿔 샤프트 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 트랜스미션 구성요소는 마찰원뿔 샤프트에 의해 직접적으로 사용가능할 수 있거나, 또는 트랜스미션 원뿔은 예를 들어 꼭 맞는 형태를 지닌 마찰원뿔 샤프트와 연결된다고 이해하면 된다. 여기서, 결합영역은 고정 방식으로 마찰원뿔과 연결된 트랜스미션 구성요소에 의해 원뿔형 마찰링 트랜스미션 상에 형성되며, 이 결합영역은 주 베어링평면으로부터 일정 반경방향 거리에 배치되는 것이 중요하다.

본 발명의 제 1 대안예에 따르면, 마찰원뿔면 위에 기어휠들이 제공되며, 하나 이상의 트랜스미션 부재는 체인을 포함한다. 이러한 대표적인 구체예에서, 고정 방식으로 마찰원뿔과 연결된 트랜스미션 구성요소는 기어휠로서 구성되고, 상기 기어휠은 하나 이상의 트랜스미션 부재에 의해 사용가능하게 된 체인과 맞물린 상태에 있으며, 여기서 결합모멘트를 생성시키는 결합력들이 생성된다.

결과적으로 또는 대안으로, 마찰원뿔면 위에 기어휠들이 제공되며, 또한 하나 이상의 트랜스미션 부재도 기어휠을 포함한다. 이 대안예에서, 상기 기어휠들은 원뿔형 마찰링 트랜스미션의 결합영역에서 서로 맞물리며, 결합모멘트를 생성시키는 결합력들은 이 기어휠 사이에서 생성된다.

마찰원뿔 베어링의 응력완화(stress relief)가 구현되어야 하기 때문에, 결합영역은 주 베어링평면으로부터 거의 임의의 반경방향 거리에 배치될 수 있다. 결합영역은 주 베어링평면에 대해 수직으로 배치된 주 베어링평면으로부터 상기 반경방향 거리에 배치되고, 측연선((plumb line)이 두 마찰원뿔 베어링축들 중 하나를 통과하는 것이 바람직하다. 주 베어링평면의 측연선이 두 마찰원뿔 베어링축들 중 하나와 상기 결합영역 사이에 배치되면, 결합모멘트에 의해 생성된 반응력들은 특히 효율적으로 주 베어링평면에서 주 베어링힘들에 대해 반대로 유도될 수 있다.

회전하고 있는 또 다른 트랜스미션 부재의 회전축은 마찰원뿔 베어링축과 나란하게 정렬되도록 배열되고 마찰원뿔 베어링축에 의해 형성된 주 베어링평면 옆에 배열되는 것이 유리하다.

원뿔형 마찰링 트랜스미션은 특히 또 다른 트랜스미션 부재의 축이 마찰원뿔 베어링축들에 대해 평행하고 배열되는 경우 매우 컴팩트하게 설계될 수 있다. 하지만, 결합모멘트가 주 베어링평면에서 어떠한 반응력들을 생성시킬 수 없거나 또는 주 베어링평면에 배열되는 주 베어링힘들에 대해 반대로 유도될 수 있는 오직 바람직하지 못한 반응력들을 생성시키기 때문에, 고정 방식으로 마찰원뿔들과 연결된 트랜스미션 구성요소들과 트랜스미션 부재들 사이의 결합영역들이 주 베어링평면에 배열되지 않아야 하도록 해야 한다.

또한, 트랜스미션 하측면 및/또는 주행가능 표면(drivable surface)과 주 베어링평면 사이에 20°보다 큰 각도가 형성되도록, 주 베어링평면이 상기 트랜스미션 하측면 또는 주행가능 표면에 대해 원뿔형 마찰링 트랜스미션 내에 배열되는 것이 유리하다. 이러한 설정 각을 선택함으로써, 기존의 주 베어링힘들과 결합력들에 의해 생성된 반응력들이 유리한 방식으로 서로 상호작용하며 이에 따라 상기 반응력들이 충분히 감소될 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 이점, 목표, 및 특성들은 첨부된 도면들을 기술하고 있는 하기 내용에 의해 설명될 것이며, 여기서 원뿔형 마찰링과 그의 구성요소들이 예로서 제공된다.
도 1은 2개의 트랜스미션 스테이지(transmission stage)를 가진 트랜스미션을 도식적으로 도시한 세로방향 단면도로서, 제 1 트랜스미션 스테이지는 입력 마찰원뿔, 출력 마찰원뿔, 및 이들 사이에 배치된 마찰링을 가진 원뿔형 마찰링 트랜스미션을 포함한다.
도 2는 출력 마찰원뿔을 도식적으로 도시한 도면으로서, 마찰링 힘들이 도시되어 있다
도 3은 마찰원뿔면에 배열된 기어휠 및 상기 기어휠을 포함하고 이 기어휠과 맞물려 있는 트랜스미션 부재를 가진 원뿔 마찰링 트랜스미션을 도식적으로 도시한 축방향 도면이다.
도 4는 도 3의 원뿔형 마찰링 트랜스미션과 비슷한 원뿔형 마찰링 트랜스미션을 도식적으로 도시한 반경방향 도면이다.
도 5는 마찰원뿔면에 배열된 기어휠과 체인을 포함하는 트랜스미션을 가진 또 다른 원뿔형 마찰링 트랜스미션을 도식적으로 도시한 축방향 도면이다.
도 6은 도 5의 원뿔형 마찰링을 도식적으로 도시한 반경방향 도면이다.
도 7은 2개의 체인을 가진 대안의 원뿔형 마찰링을 도식적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 트랜스미션(1)은 반드시 동기식 매뉴얼 트랜스미션(2)에 의해 구동트레인 내에서 선택적으로 변속될 수 있는 두 개의 트랜스미션 스테이지(transmission stage, 1A, 1B)를 포함한다. 제 1 트랜스미션 스테이지(1A)는 반대 방향으로 회전하도록 배열된 두 개의 마찰원뿔(4, 5)을 가지는데, 여기서 제 1 마찰원뿔(4)은 입력 마찰원뿔(6)을 나타내며 제 2 마찰원뿔(5)은 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)의 출력 마찰원뿔(7)을 나타낸다. 두 개의 마찰원뿔(4, 5)은 상기 마찰원뿔(4, 5) 사이에 간격(8)이 유지되며 이 간격 내에 마찰원뿔(4)을 둘러싸고 있는 마찰 링(9)이 배열된다(run).

이 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)이 특히 큰 토크를 전달할 수 있게 하기 위하여, 이 대표적인 구체예의 마찰원뿔(5)은 프레스-다운 장치(press-down device, 10)를 추가로 포함하며(여기서는 더 상세하게 설명되지 않음), 상기 프레스-다운 장치(10)는 마찰링(9)에 의해 가변적인 압박력(press-down force)을 가하여 두 마찰원뿔(4 및 5)을 잡아당긴다.

제 1 마찰원뿔(4)은 제 1 마찰원뿔 베어링축(11) 주위로 회전하며, 이 제 1 마찰원뿔(4)에는 원뿔형 롤러 베어링(12)이 장착되고 다른 한편으로는 원통형의 롤러 베어링(13)이 장착되는데, 상기 원뿔형 롤러 베어링(12)과 원통형 롤러 베어링(13)은 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)의 제 1 마찰원뿔 베어링(14)들을 형성한다.

제 2 마찰원뿔(5)은 제 2 마찰원뿔 베어링축(15) 주위로 회전하며, 이 제 2 마찰원뿔(5)에는 또 다른 원뿔형 롤러 베어링(16)이 장착되고 다른 한편으로는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)의 또 다른 원통형의 롤러 베어링(17)이 장착되는데, 상기 또 다른 원뿔형 롤러 베어링(16)과 또 다른 원통형 롤러 베어링(17)은 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)의 제 2 마찰원뿔 베어링(18)들을 형성한다.

도시된 것과 같이 트랜스미션(1)의 대표적인 구체예는 구동면(drive side)에서 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)에 대해 트리록 컨버터(Trilok converter, 19)로서 구현되는 시동 클러치(start-up clutch)를 추가로 포함하며, 이는 무한 가변방식으로 조절할 수 있다.

원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)을 포함하는 트랜스미션 스테이지(1A)는 동기식 기어휠(21)과 구동기어휠(20) 또는 매뉴얼 트랜스미션(2)에 의해 상기 트리록 컨버터(19)의 펌프휠(22)과 직접 연결될 수 있으며, 차동 트랜스미션 부분(differential transmission part, 24)과 트리록 컨버터(19)의 터빈휠(23)에 의해 시동될 수 있다. 상기 차동 트랜스미션 부분(24)은 제 1 차동면(differential side, 25)을 사용하여 터빈휠(23)과 단단하게 연결되고, 제 2 차동면(26)은 제 2 트랜스미션 스테이지(1B)의 동력인출장치(power take off)로서 사용되고 트랜스미션(1)의 주 동력인출장치 샤프트(30)의 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(28)과 연결되고, 차동 트랜스미션 기어휠(27)에 의해 동력인출장치 피니언(29)을 포함하고, 다른 한편으로는, 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(28)은 원뿔형 마찰링 트랜스미션(1)의 동력인출장치 기어휠(31)과 맞물린다. 상기 동력인출장치 피니언(29)은 예를 들어 자동차(도시되지 않음)의 주 차동장치(main differential)(본 명세서에서는 도시되지 않음)와 맞물릴 수 있다.

상기 차동 트랜스미션 부분(24)은 차동 트랜스미션 부분(24)의 주 입력부(main input)를 하우징(34) 또는 제 2 차동면(26) 위의 자리에 선택적으로 고정시킬 수 있는 두 개의 마찰클러치(30, 31)를 추가로 포함한다. 이런 방식으로, 직접적으로 명백하게, 동력인출장치의 회전 방향이 변경될 수 있으며, 이런 방식으로 전진 및 후진 기어가 쉽게 구현될 수 있다.

마찰클러치(32, 33)가 개방될 때, 차동 트랜스미션 부분(24) 뿐만 아니라 터빈휠(23)도 자유로이 회전하며, 이에 따라 동력인출장치들의 결합(coupling)에 상관없이 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)이 이용될 수 있다. 이러한 배열은 시동을 위해 또는 후진 기어에서 트리록 컨버터(19)가 이용될 수 있는 것이 바람직하다는 이점을 가진다. 또한, 전진 및 후진 기어는 차동 트랜스미션 부분(24)에 의해 매우 컴팩트하게 구현된다. 한편, 매뉴얼 트랜스미션(2)에 의해, 정상 작동에서 누출(slippage)로 인해 과도한 토크를 생성시킬 뿐 아니라 매우 큰 동력 손실을 일으키는 트리록 컨버터(19)의 단점이 방지될 수 있는데, 이는 터빈휠(23)이 매뉴얼 트랜스미션(2)에 의해 단락되며(short-circuited), 펌프휠(22)에 의해 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)을 사용하여 제 1 트랜스미션 스테이지(1A)가 직접 구동되기 때문이다. 상기 트랜스미션 스테이지(1A 및 1B) 사이에 변속 과정이 일어나기 전에, 동력인출장치면에서 두 트랜스미션 스테이지(1A 및 1B)가 결합되면 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)의 병진운동(translation)에 대해 상기 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)을 조절할 수 있게 하며, 이에 따라 두 트랜스미션 스테이지(1A 및 1B)는 입력면에서 거의 동기화된다(synchronized). 그 외의 나머지 동기화는 매뉴얼 트랜스미션(2)에 의해 이루어질 수 있으며, 트리록 컨버터(19)도 지지 효과를 가질 수 있다.

구동기어휠(20)은 제 1 마찰원뿔(4)과 고정 방식으로 연결된 제 1 트랜스미션 구성요소(35)를 형성하며, 제 1 마찰원뿔(4)과 함께 제 1 마찰원뿔 베어링축(11) 주위로 회전된다.

동기식 기어휠(21)은 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)의 제 1 결합영역(37)에서 구동기어휠(20)로 작동하도록 연결된 제 1 트랜스미션 부재(36)를 형성한다.

동력인출장치 기어휠(31)은 제 2 마찰원뿔(5)과 고정 방식으로 연결된 또 다른 트랜스미션 구성요소(38)를 형성하며, 제 2 마찰원뿔(5)과 함께 마찰원뿔 베어링축(15) 주위로 회전된다. 상기 동력인출장치 기어휠(31)은 트랜스미션(1)의 또 다른 트랜스미션 부재(39)를 나타내는 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(28)과 상호작동하며, 이에 따라 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(28)과 동력인출장치 기어휠(31)은 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)의 또 다른 결합영역(40)에서 서로 상호작동된다.

두 개의 마찰원뿔 베어링축(11 및 15)은 주 베어링평면(bearing plane, 41)에 형성되며(span) 이 대표적인 구체예에서 도면(paper)의 평면 내에 배열된다.

차동 트랜스미션 회전축(42)과 주 동력인출장치 회전축(43)은 둘 다 이상적으로는 상기 주 베어링평면(41)으로부터 방사형 거리에 배열되며, 이에 따라 두 결합영역(37 및 40)은 주 베어링평면(41)으로부터 방사형 거리에 배치될 수 있다.

상기 결합영역(37, 40)들이 주 베어링평면(41)의 외부에 배열될 수 있기 때문에, 결합력(coupling force, 54)(여기서는 오직 예로서 도시됨)에 의해 생성할 수 있는 결합모멘트(coupling moment, 55)(여기서는 오직 예로서 도시됨)는 제 1 트랜스미션 구성요소(35)와 제 1 트랜스미션 부재(36) 사이 뿐만 아니라 그 외의 다른 트랜스미션 구성요소(38)와 또 다른 트랜스미션 부재(39) 사이에서 작용할 수 있다. 그러면 이 결합모멘트(55)들은 반응력(56)(여기서는 오직 예로서 도시됨)을 생성하며, 이 반응력(56)은 주 베어링평면(41)에서 연장되는 주 베어링힘(bearing force, 60)(여기서는 오직 예로서 도시됨)에 대해 반대로 작용할 수 있다. 상기 결합모멘트(55)들의 위치는, 적절한 방식으로 주 베어링힘(60)들에 대해 반대로 작용할 수 있는 적절한 반응력(56)이 상기 결합모멘트(55)들로 생성될 수 있는 한, 부차적인(secondary) 것이다.

마찰원뿔 베어링축(11, 15) 및 차동 트랜스미션 회전축(42)과 주 동력인출장치 샤프트 회전축(43)은, 이상적으로는, 서로에 대해 나란하게 정렬되어 배열되는 서로 다른 평면들에 배열되는데, 이는 상기 축들이, 적어도 이 대표적인 구체예에서는, 서로에 대해 평행하게 배치되기 때문이다.

특히, 위에 기술되어 있고 하기에서 기술된 힘들과 토크들은 예로서 도시되지는 않는데, 이는 상기 힘들과 토크들의 크기, 위치, 및 작용 방향이, 각각의 경우에서, 특히 원뿔형 마찰링 트랜스미션이 반대로 작동되는 경우에서, 자동차 트랜스미션에서 후진 기어를 구현하기 위해, 설계 상태들에 따라 변경되거나 또는 설계 상태들에 따라서 생성할 수 있기 때문이다. 또한, 서로 상호작용하는 트랜스미션 구성요소들의 기어 타입은 생성된 모멘트 및/또는 생성된 힘의 방향에 특히 영향을 미칠 수 있다.

원뿔형 마찰링 트랜스미션의 모듈(여기서는 매우 상세하게 도시되지는 않음)의 출력 마찰원뿔(105)은 제 1 마찰원뿔 베어링(114)과 제 2 마찰원뿔 베어링(118)에서 마찰원뿔 베어링축(115) 주위로 회전하도록 장착되는데, 상기 베어링(114, 115)들은 이 대표적인 구체예에서 각-접촉식(angular-contact) 볼 베어링으로서 구성된다. 기어휠(150)이 마찰원뿔면에서 출력 마찰원뿔(105)과 함께 회전하는데, 이 기어는 고정 방식으로 출력 마찰원뿔(105)과 연결된다.

출력 마찰원뿔(105)은 마찰링(109)과 접촉상태에 있으며 마찰링(109)에 의해 여기서는 도시되지 않는 입력 마찰원뿔과 함께 작동하도록 연결된다. 축방향 마찰력 성분(153)과 반경방향 마찰력 성분(152)을 가진 마찰력(151)들은 출력 마찰원뿔(105)과 마찰링(109) 사이에서 영향을 미친다.

마찰력(151)들은 출력 마찰원뿔(105), 마찰링(109), 및 여기서는 상세하게 도시되지 않는 입력 마찰원뿔이 서로 인장될 수 있도록 배열된다는 점에서 그 기원(origin)을 찾는다. 마찰력(151)들은 마찰원뿔 베어링(114, 118)에서 주 베어링힘(160)들을 생성하게 하는데, 이들은 마찰원뿔 베어링(114, 118)들에 의해 흡수되어야 한다.

결합력(154)(여기서는 오직 예로서 도시됨)은 여기서는 상세히 도시되지 않은 또 다른 트랜스미션 부재와 상호작동하는 기어휠(150)에서 생성하며 결합모멘트(155)(여기서는 오직 예로서 도시됨)를 생성시킨다.

상기 결합모멘트(155)들은, 차례로, 주 베어링평면(141)에서 반경방향으로 작용하는 마찰력 성분(152)에 대해 반대로 작용하는(counteract) 반응력(156)(여기서는 오직 예로서 도시됨)을 생성하며, 따라서 마찰원뿔 베어링(114, 118)들의 주 베어링힘(160)(여기서는 오직 예로서 도시됨)을 감소시킨다. 바람직하게는, 마찰원뿔 베어링(114, 118)들은 상기 힘의 감소로 인해 더 작게 되도록 설계될 수 있으며, 따라서 구성 공간이 절감될 뿐만 아니라 중량도 절감된다.

도 3에 도시된 원뿔형 마찰원뿔 트랜스미션(203)은 제 1 마찰원뿔(204), 제 2 마찰원뿔(205), 및 이들 사이에 배치된 마찰링(209)을 가진다. 이 도면에서, 주된 힘과 토크 상태들은 도식적으로 도시되어 있으며, 여기서 이 힘들은 효과를 위해 도식적으로 보여주기 위하여, 도면부호들이 배수로서 도시된다.

제 1 마찰원뿔(204)은 제 1 마찰원뿔 베어링축(211) 주위로 회전하는 반면, 제 2 마찰원뿔(205)은 제 2 마찰원뿔 베어링축(215) 주위로 반대방향으로 회전한다. 고정 방식으로 제 2 마찰원뿔(205)과 연결된 트랜스미션 구성요소(238)은 제 2 마찰원뿔(205)과 함께 회전하며, 상기 구성요소는 동력인출장치 기어휠(231)로서 간주된다. 두 개의 마찰원뿔 베어링축(211, 215)은 주 베어링힘(260)들이 주 베어링힘 쌍(261)으로서 작용하는 주 베어링평면(241)에 형성된다(span).

동력인출장치 기어휠(231)은 결합영역(240)에서 또 다른 트랜스미션 부재(239)와 맞물린 상태에 있으며 상기 또 다른 트랜스미션 부재(239)는 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(228)로서 설계된다. 상기 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(228)은 주 동력인출장치 샤프트 회전축(243) 주위로 회전하도록 장착된다.

결합력(254)들은 결합영역(240)에서 생성하는데, 이 힘들은, 출력 토크(262)에 따라, 트랜스미션면에 있는 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(228)과 마찰원뿔면에 있는 동력인출장치 기어휠(231) 사이에서 제 2 마찰원뿔(205)에 가해진다.

상기 결합영역(240)은 측연선(plumb line)이 결합영역(240)과 마찰원뿔 베어링축(215) 사이에서 떨어지도록(dropped) 주 베어링평면(241)으로부터 일정 거리(263)에 배치된다.

여기서 다시, 결합력(254)들은 결합모멘트(255)를 생성시키며, 이 결합모멘트(255)는 차례로 결합영역(240)과 주 베어링평면(241) 사이의 거리(263)로 인해 회전력(256)들을 생성시키고, 이 회전력들은 주 베어링평면(241)에서 주 베어링힘(242)들에 대해 반대로 향하며 이에 따라 주 베어링힘(242)들은 반응력(256)들의 양만큼 최종 힘(resultant force, 265)들로 감소되는데, 이것은 도식적으로 도시된 힘 개요도(266)들로부터 자명하다. 이 경우에서 무시될 수 있는 주 동력인출장치 기어휠 베어링힘들은 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(228)에 대해 가해진다.

도 4에서 측면도로서 도시된 원뿔형 마찰링 트랜스미션(303)은 위에서 기술된 도 3의 원뿔형 마찰링 트랜스미션(203)과 유사한 구성을 가진다.

원뿔형 마찰링 트랜스미션(303)은 제 1 마찰원뿔(304)과 제 2 마찰원뿔(305)를 가지며, 이 마찰원뿔(304, 305)들은 간격(308)만큼 떨어진 마찰링(309)과 기능적으로 접촉한 상태로 배열된다(stand in functional contact).

제 1 마찰원뿔(304)은 제 1 마찰원뿔 베어링축(311) 주위로 회전하고, 제 2 마찰원뿔(305)은 제 2 마찰원뿔 베어링축(315) 주위로 회전한다. 상기 두 마찰원뿔(304, 305)들에는 제 1 각-접촉식 볼 베어링(314A)과 제 2 각-접촉식 볼 베어링(318A)이 장착된다.

제 2 마찰원뿔(305)은 고정 방식으로 또 다른 트랜스미션 구성요소(338)와 연결되며, 상기 트랜스미션 구성요소(338)는 제 2 마찰원뿔(305)과 함께 제 2 마찰원뿔 베어링축(315) 주위로 회전한다.

상기 트랜스미션 구성요소(338)로 인해, 주 베어링평면(341)으로부터 반경방향 거리에 위치된 결합영역(340)이 가능하다.

반복을 피하기 위해, 도 1 내지 도 3의 대표적인 구체예들의 설명에 대해서, 여기서, 제공된 토크와 힘들의 작용 방법에 대해, 도면부호가 표시되었다.

도 5와 도 6에 도시된 원뿔형 마찰링 트랜스미션(403)은 제 1 마찰원뿔(404)과 제 2 마찰원뿔(405)을 포함하며, 이 마찰원뿔들 사이에 있는 간격(408)에 마찰링(409)이 배열된다. 제 1 마찰원뿔(404)은 제 1 각-접촉식 볼 베어링(414A) 내에 장착되며, 이에 따라 상기 제 1 마찰원뿔(404)은 안정적으로 제 1 마찰원뿔 베어링축(411) 주위로 회전할 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 마찰원뿔(405)은 제 2 마찰원뿔 베어링(418) 내에 장착되며 제 2 마찰원뿔 베어링축(415) 주위로 회전한다.

제 1 트랜스미션 구성요소(435)가 제 1 마찰원뿔(404)에 부착되는데; 이 대표적인 구체예에서는, 상기 구성요소는 제 1 마찰원뿔 기어휠(470)로서 구성된다.

제 2 마찰원뿔(405)의 제 2 마찰원뿔 베어링축(415) 상에서 니들 롤러 베어링(471)에 의해 제 2 마찰원뿔(405) 위에서 회전하도록 트랜스미션 부재(436)가 장착된다. 이 제 1 트랜스미션 부재(436)는 트랜스미션 부재 기어휠(472)를 포함한다. 제 1 마찰원뿔 기어휠(470)과 상기 트랜스미션 부재 기어휠(472)은 기어휠 체인(473)에 의해 서로 연결된다. 상기 기어휠 체인(473)은 원뿔형 마찰링 트랜스미션(403)의 추가적인 트랜스미션 부재(474)이다.

제 1 마찰원뿔 기어휠(470)과 기어휠 체인(473)은 제 1 결합영역(437)(여기서는 오직 예로서 표시됨) 내에서 상호작동하며, 트랜스미션 부재 기어휠(472)은 제 2 결합영역(440)(여기서는 오직 예로서 표시됨) 내에서 상기 기어휠 체인(473)과 상호작동하는데, 이때 또 다른 트랜스미션 구성요소(438)는 마찰원뿔면 상에 있다.

제 1 및 제 2 결합영역(437, 440)은 두 개의 마찰원뿔 베어링축(411 및 415)에 의해 형성된 주 베어링평면(441)으로부터, 거리(463)(여기서는 오직 예로서 도시됨)에 서로로부터 떨어져 배열된다. 제 1 및 제 2 결합영역(437, 440)은 각각의 경우 상기 결합영역들 사이의 거리(463)가 측연선(464)(오직 예로서 도시됨)을 형성하도록 마찰원뿔 베어링축(411 및 415)에 대해 배열되며, 상기 측연선(464)은 마찰원뿔 베어링축(411, 415)을 통해 배열되고 각각의 경우 해당 결합영역(437, 440)을 통해 배열된다.

두 개의 마찰원뿔(404, 405)이 마찰링(409)에 의해 서로 인장되기 때문에, 주 베어링평면(441)에서 연장되는 주 베어링힘들은 각-접촉식 볼 베어링(414A, 418A)에 작용한다.

결합력(454)은 기어휠 체인(473)의 인장력의 결과로서 결합영역(437, 440) 내에 작용하며, 이 힘들은 주 베어링평면(441)에 대해 결합영역(437, 440)들의 반경방향으로 제거된 위치로 인해 반응력(456)들을 생성하는 결합모멘트(455)들을 생성시키고, 이 힘들은 주 베어링평면(441)에서 인장력의 인장방향에 따라 주 베어링힘(460)들에 대해 반대로 작용할 수 있다. 바람직하게는, 예를 들어 주 베어링축(441)의 외부에 있는 주 동력인출장치 샤프트 기어휠(도 1 참조) 또는 동기식 기어휠(도 1 참조)과 반드시 맞물려야 되는 마찰원뿔(404, 405)과 함께 회전하는 트랜스미션 구성요소(435, 438) 없이도, 기어휠 체인(473)에 의해 이미 주 베어링힘이 감소될 수 있다.

도 7에 도시된 원뿔형 마찰링 트랜스미션(503)은 서로로부터 간격(508)만큼 떨어져 배치되고 마찰링(509)에 의해 서로 기능적으로 접촉한 상태로 배열되는 마찰원뿔(504, 505)을 포함한다. 상기 두 마찰원뿔(504, 505)은 공지된 방식으로 마찰링(509)에 의해 서로 인장되며, 이에 상응하게, 매우 큰 주 베어링힘(560)들이 각각의 경우 마찰원뿔 베어링(514, 518)들에 가해진다.

제 1 마찰원뿔(504)은 고정 방식으로 제 1 마찰원뿔(504)과 연결된 제 1 트랜스미션 구성요소(535)를 포함한다. 제 2 마찰원뿔(505) 위에 또 다른 트랜스미션 구성요소(538)가 제공되며 고정방식으로 제 2 마찰원뿔(505)과 연결된다.

또한, 제 1 니들 롤러 베어링(571)에 의해 제 1 마찰원뿔(504) 위에 제 1 트랜스미션 부재(536)가 장착된다. 상기 제 1 마찰원뿔(504)과 제 1 트랜스미션 부재(536)는 상기 제 1 니들 롤러 베어링(571)에 의해 개별적으로 회전하도록 제 1 마찰원뿔 베어링축(511) 위에 장착된다. 이와 유사하게, 제 2 니들 롤러 베어링(575)을 이용하여, 제 2 마찰원뿔 베어링축(515) 위에 또 다른 트랜스미션 부재(539)가 장착된다. 또한 제 2 마찰원뿔(505)은 제 2 마찰원뿔 베어링축(515) 주위로 회전할 수 있다.

위에서 설명한 도 5와 도 6의 원뿔형 마찰링 트랜스미션(403)과 유사하게, 상기 제 1 트랜스미션 구성요소(535)는 상기 원뿔형 마찰링 트랜스미션(503)의 경우에서도 제 1 기어휠 체인(573)에 의해 다른 트랜스미션 부재(539)와 연결된다. 하지만, 또 다른 트랜스미션 구성요소(538)와 제 1 트랜스미션 부재(536)는 제 2 기어휠 체인(576)과 연결된다.

도 5와 도 6의 원뿔형 마찰링 트랜스미션(403)에 대해 기술된 것과 같이, 트랜스미션 부재(536, 539)들과 트랜스미션 구성요소(535 및 538)는 결합영역들(여기서는 도시되지 않음)에 의해 유사한 방식으로 기어휠 체인(573, 576)들과 연결된 상태로 배열되고, 그 결과, 주 베어링축(441)의 외부에 있는 또 다른 트랜스미션 부재(예를 들어, 도 1 참조) 또는 제 1 트랜스미션 부재(예를 들어, 도 1 참조)와 반드시 맞물려야 되는 마찰원뿔(404, 405)과 함께 회전하는 트랜스미션 구성요소(535, 536, 538, 및 539) 없이도, 기어휠 체인(573 및 576)에 의해 주 베어링힘이 감소될 수 있다. 명확하게 도시하고 반복을 피하기 위하여, 여기서는 상기 대표 구체예에서 가해지고 있는 힘들과 토크들을 더 이상 설명하지 않을 것이다.

하지만, 가능하고도 바람직한 동력흐름(power flow)이 도시되어 있는데, 이 동력흐름은 입력동력(input power, 580)으로 시작하여 유입되어, 제 1 기어휠 체인(573)에 의해 트랜스미션 부재(539)로부터 제 1 트랜스미션 구성요소(535)로 들어가고, 그 위치로부터 제 1 마찰원뿔(504) 내로 더 들어간다. 그 위치로부터, 상기 트랜스미션 부재(539)에 유입되었던 동력흐름은 마찰링(509)에 의해 지속되며, 입력동력(580)은 제 2 마찰원뿔(505)로 더 전달되고, 그로부터 동력흐름은 또 다른 트랜스미션 구성요소(538)에 의해 그리고 제 2 기어휠 체인(576)에 의해 제 1 트랜스미션 부재(536)로 전달되고, 그 뒤, 스텝-업(stepped-up) 또는 스텝-다운(stepped-down) 출력동력(output power, 581)으로서, 상기 트랜스미션 부재(536)에서 나간다(tapped).

1 : 트랜스미션
1A : 제 1 트랜스미션 스테이지
1B : 제 2 트랜스미션 스테이지
2 : 매뉴얼 트랜스미션 3 : 원뿔형 마찰링 트랜스미션
4 : 제 1 마찰원뿔 5 : 제 2 마찰원뿔
6 : 입력 마찰원뿔 7 : 출력 마찰원뿔
8 : 간격 9 : 마찰링
10 : 프레스-다운 장치 11 : 제 1 마찰원뿔 베어링축
12 : 원뿔형 롤러 베어링 13 : 원통형 롤러 베어링
14 : 제 1 마찰원뿔 베어링 15 : 제 2 마찰원뿔 베어링축
16 : 또 다른 원뿔형 롤러 베어링
17 : 또 다른 원통형 롤러 베어링
18 : 제 2 마찰원뿔 베어링 19 : 트리록 컨버터
20 : 구동기어휠 21 : 동기식 기어휠
22 : 펌프휠 23 : 터빈휠
24 : 차동 트랜스미션 부분 25 : 제 1 차동면
26 : 제 2 차동면 27 : 차동 트랜스미션 기어휠
28 : 주 동력인출장치 샤프트 기어휠
29 : 동력인출장치 피니언 30 : 주 동력인출장치 샤프트
31 : 동력인출장치 기어휠 32 : 제 1 마찰클러치
33 : 제 2 마찰클러치 34 : 하우징
35 : 제 1 트랜스미션 구성요소 36 : 제 1 트랜스미션 부재
37 : 제 1 결합영역 38 : 또 다른 트랜스미션 구성요소
39 : 또 다른 트랜스미션 부재 40 : 또 다른 결합영역
41 : 주 베어링평면 42 : 차동 트랜스미션 회전축
43 : 주 동력인출장치 샤프트 회전축
54 : 결합력 55 : 결합모멘트
56 : 반응력 60 : 주 베어링힘
105 : 원뿔형 마찰링 트랜스미션 109 : 마찰링
114 : 제 1 마찰원뿔 베어링 115 : 제 2 마찰원뿔 베어링축
118 : 제 2 마찰원뿔 베어링 141 : 주 베어링평면
150 ; 기어휠 151 : 마찰력
152 : 반경방향으로 작용하는 마찰력 성분
153 : 축방향으로 작용하는 마찰력 성분
154 : 결합력 155 : 결합모멘트
156 : 반응력 160 : 주 베어링힘
203 : 원뿔형 마찰링 트랜스미션 204 : 제 1 마찰원뿔
205 : 제 2 마찰원뿔 209 : 마찰링
211 : 제 1 마찰원뿔 베어링축 215 : 제 2 마찰원뿔 베어링축
228 : 주 동력인출장치 샤프트 기어휠
231 : 동력인출장치 기어휠 238 : 또 다른 트랜스미션 구성요소
239 : 또 다른 트랜스미션 부재 240 : 결합영역
241 : 주 베어링평면
243 : 주 동력인출장치 샤프트 회전축
254 : 결합력 255 : 결합모멘트
256 : 반응력 260 : 주 베어링힘
261 : 주 베어링힘 쌍 262 : 출력 토크
263 : 거리 264 : 측연선(plumb line)
265 : 최종 힘 266 : 힘 개요도
267 : 주 동력인출장치 샤프트 기어휠 베어링힘
303 : 원뿔형 마찰링 트랜스미션 304 : 제 1 마찰원뿔
305 : 제 2 마찰원뿔 308 : 간격
309 : 마찰링 311 : 제 1 마찰원뿔 베어링축
311A : 제 1 각-접촉식 볼 베어링 315 : 제 2 마찰원뿔 베어링축
318A : 또 다른 각-접촉식 볼 베어링
338 : 또 다른 트랜스미션 구성요소
340 : 결합영역 341 : 주 베어링평면
403 : 원뿔형 마찰링 트랜스미션 404 : 제 1 마찰원뿔
405 : 제 2 마찰원뿔 408 : 간격
409 : 마찰링 411 : 제 1 마찰원뿔 베어링축
411A : 제 1 각-접촉식 볼 베어링 415 : 제 2 마찰원뿔 베어링축
418A : 제 2 각-접촉식 볼 베어링 435 : 제 1 트랜스미션 구성요소
436 : 제 1 트랜스미션 부재 437 : 제 1 결합영역
438 : 또 다른 트랜스미션 구성요소
440 : 또 다른 결합영역 441 : 주 베어링평면
455 : 결합모멘트 456 : 반응력
460 : 주 베어링힘 463 : 거리
464 : 측연선 470 : 제 1 마찰원뿔 기어휠
471 : 니들 롤러 베어링 472 : 트랜스미션 부재 기어휠
473 : 기어휠 체인 474 : 추가적인 트랜스미션 부재
503 : 원뿔형 마찰링 트랜스미션 504 : 제 1 마찰원뿔
505 : 제 2 마찰원뿔 508 : 간격
509 : 마찰링 511 : 제 1 마찰원뿔 베어링축
514 : 제 1 마찰원뿔 베어링 515 : 제 2 마찰원뿔 베어링축
518 : 제 2 마찰원뿔 베어링
535 : 제 1 트랜스미션 부재 구성요소
536 : 제 1 트랜스미션 부재 538 : 또 다른 트랜스미션 구성요소
539 : 또 다른 트랜스미션 부재
560 : 주 베어링힘 571 : 제 1 니들 롤러 베어링
573 : 제 1 기어휠 체인 575 : 제 2 니들 롤러 베어링
576 : 제 2 기어휠 체인 580 : 입력동력
581 : 출력동력

Claims

제 1 마찰원뿔(4), 제 2 마찰원뿔(5), 마찰링(9), 및 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재(36, 39)를 가진 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)으로서, 상기 제 1 마찰원뿔(4)은 제 1 마찰원뿔 베어링(14)들에 의해 제 1 마찰원뿔 베어링축(11) 주위로 회전하도록 장착되고, 상기 제 2 마찰원뿔(5)은 제 2 마찰원뿔 베어링(18)들에 의해 제 2 마찰원뿔 베어링축(15) 주위로 회전하도록 장착되며, 상기 두 마찰원뿔(4, 5)은 상기 마찰링(9)에 의해 서로에 대해 인장되도록(tensioned) 배열되고, 상기 마찰원뿔 베어링축(11, 15)에 대해 반경방향으로 작용하는 주 베어링힘(60)들은 두 마찰원뿔 베어링축(11, 15)에 의해 형성된(spanned) 주 베어링평면(41) 내에서 연장되며, 상기 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재(36, 39)들은 상기 마찰원뿔(4, 5) 앞에 또는 뒤에 배치되고, 상기 마찰원뿔(4, 5) 중 하나와 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재(36, 39) 사이에 결합모멘트(coupling moment)가 생성될 수 있는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)에 있어서,
결합모멘트(55)에 의해 생성된 반응력(56)은 상기 주 베어링평면(41)에서 주 베어링힘(60)에 대해 반대로 향하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
제 1 항에 있어서,
상기 결합모멘트(55)는 상기 주 베어링평면(41)으로부터 일정 반경방향 거리에 배치된 결합영역(37, 40) 내에서 결합력(54)에 의해 생성되며, 상기 주 베어링평면(41) 내에서 연장되고 상기 결합력(54)에 의해 생성된 반응력(56)들은 상기 주 베어링평면(41) 내에서 연장되는 주 베어링힘(60)에 대해 반대로 작용할 수 있는 것을 특징으로 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
고정 방식으로 상기 마찰원뿔(4, 5)과 연결된 트랜스미션 구성요소(35, 38)가 마찰원뿔면 위에 제공되며, 상기 마찰원뿔 베어링축(11, 15) 상에서, 상기 트랜스미션 구성요소(35, 38)는 결합영역(37, 40) 내에서 하나 이상의 또 다른 트랜스미션 부재(36, 39)와 맞물린 상태에 있는 것을 특징으로 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
마찰원뿔면 위에 기어휠(470)들이 제공되며, 하나 이상의 트랜스미션 부재는 체인(473)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
마찰원뿔면 위에 기어휠(20)들이 제공되며, 상기 하나 이상의 트랜스미션 부재(36)는 기어휠(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
두 마찰원뿔 베어링축(211, 215) 중 한 베어링축(215)과 결합영역(240) 사이에 주 베어링평면(241)의 측연선(plumb line, 264)이 배열되는 것을 특징으로 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
회전하고 있는 또 다른 트랜스미션 부재(36)의 회전축(42)은 마찰원뿔 베어링축(11, 15)과 나란하게 정렬되도록 배열되고 상기 마찰원뿔 베어링축(11, 15)에 의해 형성된 주 베어링평면(41) 옆에 배열되는 것을 특징으로 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 베어링평면(41)은 트랜스미션 하측면 또는 도로 표면(road surface)에 대해 상기 트랜스미션 하측면 또는 도로 표면과 주 베어링평면(41) 사이에 20°보다 큰 각도가 형성되도록 원뿔형 마찰링 트랜스미션 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3).
원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법으로서, 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이에서 토크가 전달되는 동안 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이의 결합모멘트(55)가 생성되거나, 또는 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이의 결합모멘트(56)가 생성되는 동안 마찰원뿔면과 트랜스미션면 사이에서 토크가 전달되며, 상기 결합모멘트는 마찰원뿔 베어링(14, 18) 내에서 반응력을 생성시키는, 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법에 있어서,
두 마찰원뿔 베어링축(14, 18)의 주 베어링평면(41)에서 연장되는 반응력(56) 성분은 상기 주 베어링평면(41)에서 연장되는 주 베어링힘 성분(60)에 대해 반대로 작용하는, 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
자동차에서 후진 기어(reverse gear)를 구현하기 위해 마찰원뿔(4, 5)의 회전방향이 반대로 되는 것을 특징으로 하는, 원뿔형 마찰링 트랜스미션(3)에 의해 토크를 무한 가변방식으로 전달하기 위한 방법.