KR20130115291A - 무한 가변 변속기용 입력 클러치 조립체 - Google Patents

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KR20130115291A
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axis
shaft
variator
variable transmission
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제이알. 글렌 에스. 호킨스
브라이언 스쿨크래프트
제임스 에이. 라즈코우스키
데이비드 이. 에어하트
개리 리차나드터
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알리손 트랜스미션, 인크.
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Abstract

본 발명은 동력원을 포함하는 동력 차량용 무한 가변 변속기를 제공한다. 변속기는 입력 샤프트, 및 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트를 포함한다. 변속기는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터를 더 포함한다. 또한, 적어도 2개의 유성 기어세트들이 베리에이터에 인접하게 배치되며, 입력 결합기가 동력원에 베리에이터를 선택적으로 결합시키도록 구성된다.

Description

무한 가변 변속기용 입력 클러치 조립체{INPUT CLUTCH ASSEMBLY FOR INFINITELY VARIABLE TRANSMISSION}
관련 출원
본 출원은 2010년 11월 15일에 출원된 미국 가출원 일련번호 제61/413,530호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 이에 참조로서 포함된다.
본 발명은 동력 차량용 변속기에 관한 것으로, 특히 베리에이터(variator)를 포함하는 변속기용 다축 기어 구성 및 입력 결합기에 관한 것이다.
변속기는 차량의 동력 유닛으로부터 구동축과 같은 하중-지지 장치로 동력과 토크를 전달할 수 있는 장치이다. 종래의 변속기는 유한 단기어 비율(stepped gear ratio)로 변속기를 통해 토크를 전달하는 다양한 기어들, 샤프트들, 및 클러치들을 포함한다.
무단 변속기는 무한수의 기어 비율들을 포함할 수 있는 상이한 유형의 변속기이다. 무단 변속기의 기어들 등의 배치는 동력 유닛으로 하여금 다양한 차량 속도들에 대해 가장 효율적인 분당회전수(RPM)로 작동할 수 있게 함으로써 차량의 연료 효율을 개선할 수 있다.
무단 변속기는 다수의 작동 모드들을 가질 수 있고, 그에 따라 각각의 작동 모드는 변속기의 전체 비율 폭(overall ratio spread)의 일부를 포괄한다. 예컨대, 변속기의 제어 유닛에 의해 지시될 때 작동유 압력의 적용에 의해 맞물리는 클러치에 의해 각각의 작동 모드가 선택 가능하다. 몇몇 무단 변속기들은 “기어 중립(geared neutral)” 모드를 가지며, 여기서 비율의 연속적인 변동은 후진 비율로부터 전진 비율로 전이할 때 기어 중립 모드를 통과한다. 기어 중립 위치에서, 차량의 속도는 차량의 구동 유닛에 의한 회전 출력 속도와 무관하게 0이다. 기어 중립 모드를 가진 변속기는 무한 가변 변속기로 지칭될 수 있다.
무단 변속기처럼, 무한 가변 변속기는 유리하게 차량의 연료 효율을 개선하고, 배기를 저감하며, 증진된 제어를 제공할 수 있다. 무한 가변 변속기는 트랙터, 설상차, 대형 오프-하이웨이 건설, 채광 설비, 및 해양 응용들과 같은 응용들에 포함될 수 있다. 그러나, 종래의 무한 가변 변속기에는 버스와 같은 몇몇 온-하이웨이 응용들을 제한하는 물리적인 제약들이 있다. 많은 종래의 무한 가변 변속기는 변속기가 예컨대 버스의 후단부 인근에 위치한 공간 내에 들어맞지 않을 정도로 길게 만드는 기어 구성을 가진다. 그러므로, 무한 가변 변속기는 온-하이웨이 시장에서 보급이 제한되었다.
또한, 무한 가변 변속기는 토크를 전달하기 위한 베리에이터 조립체를 포함할 수 있다. 베리에이터 조립체는 일 방향으로 회전하도록 설계된다. 몇몇 양상들에서, 무한 가변 변속기는 디젤 엔진에 결합될 수 있다. 디젤 엔진의 출력은 입력 샤프트, 토크 컨버터, 또는 다른 변속기 입력 장치를 회전시킴으로써 변속기에 입력 토크를 공급한다. 디젤 엔진은 엔진 셧다운 중에 통상의 작동 방향과 정반대의 방향으로 갑자기 킥백(kick back)하거나 회전한다고 알려져 있다. 베리에이터 조립체는 일 방향으로만 회전할 수 있기 때문에, 갑작스런 킥백은 베리에이터 조립체에 기계적 손상을 야기할 수 있다. 이러한 상태를 방지하고 베리에이터 조립체를 보호하기 위해, 종래의 무한 가변 변속기는 접지에 연결된 일방향 클러치를 포함한다. 따라서, 엔진이 뒤로 돌기 시작할 때, 클러치는 이러한 에너지가 변속기로 전달되는 것을 방지한다. 대신, 관성을 엔진으로 돌려보낸다.
일방향 클러치 설치의 문제점은 엔진으로 돌려보낸 관성이 엔진 성능을 손상시키거나 충격을 줄 수 있다는 것이다. 또한, 시동 시에, 변속기에 영향을 미치는 잠재적 비틀림 진동에 대한 우려가 있다.
그러므로, 동력 차량에 결합하여 작동할 수 있으며 전체 변속기 길이를 감소시키는 베리에이터-포함형 변속기의 기어 구성에 대한 필요성이 존재한다. 게다가, 시동 중에 비틀림 진동을 감소시키며 셧다운 중에 엔진으로 돌려보내는 관성량을 감소시킬 필요성이 있다.
본 개시의 하나의 예시적인 구현예에서, 무한 가변 변속기는 동력 차량을 위해 제공된다. 변속기는 제1 축을 따라 배치된 입력 샤프트, 및 입력 샤프트로부터 이격되며 제2 축을 따라 배치된 출력 샤프트를 포함한다. 베리에이터가 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된다. 베리에이터는 제3 축을 따라 배치된다. 변속기는 또한 베리에이터에 인접하게 배치된 적어도 2개의 유성 기어세트들을 포함한다. 유성 기어세트들은 제4 축을 따라 배치된다. 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행하고, 제1 축과 제2 축은 동축을 갖지 않는다.
변속기의 일 형태에서, 제2 축은 제1 축으로부터 실질적으로 수직으로 이격된다. 변속기의 다른 형태에서, 제1, 제2, 제3 축은 동축을 갖지 않는다. 대안으로, 제3 축과 제4 축은 동축을 갖지 않는다. 변속기는 또한 차량의 구동 유닛에 결합되기 위한 입력 플랜지를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 입력 플랜지와 출력 샤프트 사이의 최대 거리는 1000㎜ 미만이다. 다른 구현예에서, 최대 거리는 약 780㎜ 미만이다. 또한, 변속기는 3개 이하의 클러치 조립체를 구비한다.
상이한 구현예에서, 3개의 작동 모드들을 가진 무한 가변 변속기는 입력 샤프트, 및 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트를 포함한다. 무한 가변 변속기는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터, 및 베리에이터에 인접하게 배치된 복수의 유성 기어세트들을 더 포함한다. 무한 가변 변속기는 또한 제1 클러치 조립체, 제2 클러치 조립체, 및 제3 클러치 조립체를 포함한다. 제1 클러치 조립체는 제1 모드에서 맞물림 가능하고, 제2 클러치 조립체는 제2 모드에서 맞물림 가능하며, 제3 클러치 조립체는 제3 모드에서 맞물림 가능하다. 제1 모드에서, 무한 가변 변속기는 후진방향 모드, 기어 중립 모드, 및 제1 전진방향 모드로 작동 가능하다. 제2 모드에서, 변속기는 제2 전진방향 모드로 작동 가능하다. 또한, 제3 모드에서, 변속기는 제3 전진방향 모드로 작동 가능하다.
제1 구현예에서, 입력 샤프트는 제1 축을 따라 배치되고, 출력 샤프트는 제2 축을 따라 배치된다. 제1 축과 제2 축은 서로 평행하며, 동축을 갖지 않는다. 제2 구현예에서, 베리에이터는 제3 축을 따라 배치되고, 복수의 유성 기어세트들은 제4 축을 따라 배치된다. 제3 구현예에서, 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행하다. 또한, 제3 축과 제4 축은 동축을 갖지 않는다.
다른 구현예에서, 구동 유닛을 구비한 차량용 무한 가변 변속기는 입력 샤프트, 및 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트를 포함한다. 베리에이터가 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합되고, 복수의 유성 기어세트들이 베리에이터에 인접하게 배치된다. 또한, 무한 가변 변속기는 구동 유닛에 결합되기 위한 입력 플랜지를 포함한다. 입력 플랜지의 전방 가장자리와 출력 샤프트의 후방 가장자리 사이의 거리는 1000㎜ 미만이다. 게다가, 거리는 약 780㎜ 미만일 수 있다.
이러한 구현예의 일 형태에서, 무한 가변 변속기는 제1 클러치 조립체, 제2 클러치 조립체, 및 제3 클러치 조립체를 포함한다. 이러한 구현예의 다른 형태에서, 무한 가변 변속기는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된 복수의 기어세트들을 포함한다. 복수의 기어세트들 중 적어도 2개는 체인 및 스프로켓 조립체를 포함한다.
본 개시의 또 다른 예시적인 구현예에서, 무한 가변 변속기는 동력원을 포함하는 동력 차량을 위해 제공된다. 변속기는 입력 샤프트, 및 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트를 포함한다. 베리에이터가 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된다. 무한 가변 변속기는 또한 베리에이터에 인접하게 배치된 적어도 2개의 유성 기어세트들, 및 동력원에 베리에이터를 선택적으로 결합시키도록 구성된 입력 결합기를 포함한다.
이러한 구현예의 다양한 양상들에서, 입력 결합기는 건식 클러치, 댐퍼, 독립형 클러치, 스프래그 또는 롤러 클러치, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 형태에서, 입력 결합기는 입력 샤프트에 결합될 수 있다. 본 개시의 다른 형태에서, 입력 결합기는 접지에 결합되지 않는다. 또한, 베리에이터는 입력 결합기가 베리에이터의 입력에 결합되게 하는 입력과 출력을 포함할 수 있다.
상이한 양상에서, 무한 가변 변속기는 입력 샤프트가 제1 축을 따라 배치되고, 출력 샤프트가 제2 축을 따라 배치되며, 베리에이터가 제3 축을 따라 배치되고, 적어도 2개의 유성 기어세트들이 제4 축을 따라 배치되도록 구성될 수 있다. 이러한 양상에서, 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행하고, 제1 축과 제2 축은 동축을 갖지 않는다. 입력 결합기는 제1 축 또는 제3 축을 따라 배치될 수 있다.
본 개시의 부가적인 구현예에서, 동력원으로부터 무한 가변 변속기로 에너지를 선택적으로 전달하는 방법이 제공된다. 변속기는 출력 샤프트로부터 이격된 입력 샤프트, 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터, 베리에이터에 인접하게 배치된 적어도 2개의 유성 기어세트들, 및 동력원과 베리에이터 사이에 배치된 입력 결합기를 포함한다. 방법은 입력 방향으로 동력원을 회전시키는 단계, 및 동력원으로부터 입력 샤프트로 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 입력 결합기는 맞물릴 수 있고, 에너지는 동력원으로부터 변속기로 선택적으로 전달된다.
이러한 구현예의 일 양상에서, 맞물리게 하는 단계는 클러치 또는 댐퍼를 맞물리게 하는 단계를 포함한다. 게다가, 베리에이터는 동력원에 선택적으로 결합된다. 또한, 입력 샤프트는 동력원에 선택적으로 결합될 수 있다.
상이한 구현예에서, 무한 가변 변속기는 차량의 동력원에 의해 동력을 공급받는다. 무한 가변 변속기는 3개의 작동 모드들을 가지며, 입력 샤프트, 및 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트를 포함할 수 있다. 무한 가변 변속기는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터, 및 동력원으로부터 베리에이터로 동력을 선택적으로 전달하도록 구성된 입력 결합기를 더 포함한다. 또한, 유성 기어세트가 베리에이터에 인접하게 배치된다. 무한 가변 변속기는 또한 제1 클러치 조립체, 제2 클러치 조립체, 및 제3 클러치 조립체를 포함한다. 제1 클러치 조립체는 제1 모드에서 맞물림 가능하고, 제2 클러치 조립체는 제2 모드에서 맞물림 가능하며, 제3 클러치 조립체는 제3 모드에서 맞물림 가능하다. 제1 모드에서, 무한 가변 변속기는 후진방향 모드, 기어 중립 모드, 및 제1 전진방향 모드로 작동 가능하다. 제2 모드에서, 변속기는 제2 전진방향 모드로 작동 가능하다. 또한, 제3 모드에서, 변속기는 제3 전진방향 모드로 작동 가능하다.
제2 모드에서, 변속기는 제2 전진방향 모드로 작동 가능하다. 제3 모드에서, 변속기는 제3 전진방향 모드로 작동 가능하다. 이 실시예의 일 양상에서, 입력 샤프트는 제1 축을 따라 배치되고, 출력 샤프트는 제2 축을 따라 배치된다. 제1 축과 제2 축은 서로 평행할 수 있고, 다른 구현예에서 두 축은 동축을 갖지 않는다.
베리에이터는 제3 축을 따라 배치될 수 있고, 유성 기어세트는 제4 축을 따라 배치될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행할 수 있다. 또한, 제3 및 제4 축은 동축을 갖지 않는다.
또 다른 구현예에서, 입력 결합기는 제1 축 또는 제3 축을 따라 배치된다. 입력 결합기는 건식 클러치, 댐퍼, 독립형 클러치, 스프래그 또는 롤러 클러치, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 또한, 입력 결합기는 입력 샤프트에 결합될 수 있다. 다른 양상에서, 베리에이터는 입력 결합기가 베리에이터의 입력에 결합되게 하는 입력과 출력을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 양상과 연관된 이점은 무한 가변 변속기의 내부 부품들의 조밀한 패키징이다. 변속기는 단지 3개의 클러치 조립체들로 그리고 상이한 축들 또는 중심선들을 따라 배치된 입력 샤프트와 출력 샤프트로 작동할 수 있다. 베리에이터 조립체가 또한 입력 샤프트 및 출력 샤프트와 상이한 중심선 상에 구성될 수 있다. 내부 부품들의 조밀한 배치는 무한 가변 변속기의 전체 길이를 감소시키고, 그로 인해 무한 가변 변속기가 후단부 버스 응용에서 사용될 수 있게 한다.
본 개시의 다른 이점은 변속기에 입력 결합기를 포함시킨 것이다. 입력 결합기는 동력원(예컨대, 엔진)이 셧다운 중에 갑자기 역회전하는 경우 베리에이터를 보호할 수 있다. 작동 중에, 입력 결합기는 베리에이터에 동력을 전달하도록 선택적으로 맞물릴 수 있거나, 또는 동력원이 역회전하는 경우, 입력 결합기는 선택적으로 맞물림 해제될 수 있다. 입력 결합기는 동력원과 변속기 사이의 직접 결합을 제공할 수 있다. 또한, 차량의 시동 중에, 입력 결합기는 비틀림 진동을 저감할 수 있고, 그에 따라 수동 및 자동 변속기와 유사한 통상의 시동을 제공한다.
본 개시의 일 양상과 연관된 추가적인 이점은 무한 가변 변속기의 내부 부품들의 조밀한 패키징이다. 변속기는 단지 3개의 클러치 조립체들로 그리고 상이한 축들 또는 중심선들을 따라 배치된 입력 샤프트와 출력 샤프트로 작동할 수 있다. 베리에이터 조립체가 또한 입력 샤프트 및 출력 샤프트와 상이한 중심선 상에 구성될 수 있다. 내부 부품들의 조밀한 배치는 무한 가변 변속기의 전체 길이를 감소시키고, 그로 인해 무한 가변 변속기가 후단부 버스 응용에서 사용될 수 있게 한다.
첨부 도면과 함께 본 발명의 구현예들의 후술하는 설명을 참조함으로써, 본 발명의 전술한 양상들 및 이들을 달성하는 방식이 보다 명확해질 것이며, 본 발명 자체가 더 잘 이해될 것이다.
도 1a는 무한 가변 변속기용 기어 구성의 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 기어 구성의 레이아웃도이다.
도 2a는 무한 가변 변속기용 기어 구성의 개략도이다.
도 2b는 도 2a의 기어 구성의 레이아웃도이다.
도 3a는 무한 가변 변속기용 기어 구성의 개략도이다.
도 3b는 도 3a의 기어 구성의 레이아웃도이다.
도 4a는 무한 가변 변속기용 기어 구성의 개략도이다.
도 4b는 도 4a의 기어 구성의 레이아웃도이다.
도 5는 도 1a의 변속기의 기어 배치를 위한 복수의 축들의 전면도이다
도 6은 도 5의 기어 배치의 개략적인 전면도이다.
도 7a는 무한 가변 변속기용 입력 결합기를 포함하는 기어 구성의 개략도이다.
도 7b는 도 7a의 기어 구성의 레이아웃도이다.
도 8a는 무한 가변 변속기용 입력 결합기를 포함하는 기어 구성의 개략도이다.
도 8b는 도 8a의 기어 구성의 레이아웃도이다.
여러 도면에 걸쳐 대응하는 구성요소들을 나타내기 위해 대응하는 도면 부호들을 사용한다.
후술하는 본 발명의 구현예들은 철저히 하려는 의도이거나, 본 발명을 후술하는 상세한 설명에 개시된 임의의 정확한 형태들로 제한하려는 의도가 아니다. 오히려, 구현예들은 당해 기술분야의 숙련자들이 본 발명의 원리 및 실행을 인정하고 이해할 수 있도록 선정되고 설명된다. 예컨대, 본원에서는 본 개시의 소정의 양상들이 무한 가변 변속기의 맥락에서 논의되지만, 당해 기술분야의 숙련자들은 본 개시의 양상들이 다른 유형 및 구성의 차량 변속기들에 적용 가능하다는 것을 이해할 것이다.
본 개시는 무한 가변 변속기를 위한 다수의 작동 모드들을 제공하는 수 개의 기어 스킴들을 설명한다. 본 개시는 또한 예시적인 기어 스킴들을 실시하기 위해 사용될 수 있는 다수의 기어세트 및 클러치 배치들을 도시하고 설명한다. 본 개시를 위해, 기어세트는 기어들 및/또는 체인 및 스프로켓 조립체의 배치를 기술하기 위해 사용된다. 예컨대, 기어세트는 한 쌍의 맞물림 기어들(meshing gears) 또는 적어도 2개의 기어들 및 그 사이에 배치된 방향성 아이들러 기어를 포함할 수 있다. 대안으로, 기어세트는 체인에 의해 결합된 한 쌍의 스프로켓들을 포함할 수 있다. 본 개시의 다른 형태에서, 기어세트는 유성 기어세트를 포함할 수 있다. 유성 기어세트는 링 기어, 선 기어, 및 복수의 피니언 기어들을 포함할 수 있다. 당해 기술분야의 숙련자는 본 개시에 설명된 다양한 구현예들에 기반하여 기어세트의 다른 있을 수 있는 정의들을 인정할 것이다.
무한 가변 변속기용 기어 구성(1000)의 예시적인 구현예가 도 1a에 도시된다. 기어 구성(1000)의 레이아웃(1100)이 도 1b에 도시된다. 이러한 구현예에서, 변속기 기어 장치는 회전하는 입력 샤프트(100)에 의해 구동되고, 변속기의 출력은 회전하는 출력 샤프트(126)에 의해 차량 하중으로 전달된다. 도 1b에서, 입력 샤프트(100)는 제1 축(176) 상에 있는 것으로 도시되고, 출력 샤프트는 제2 축(184) 상에 배치된다. 일 양상에서, 제1 축(176)과 제2 축(184)은 평행하며 동축을 가질 수 있다. 그러나, 다른 양상에서, 제1 축(176)과 제2 축(184)은 평행하지만 동축을 갖지 않는다. 본 개시를 위해, “축(axis)”이라는 용어는 “중심선(centerline)”으로 지칭될 수도 있고, 두 용어는 교체 가능하다.
구동 유닛(미도시)이 입력 샤프트(100)의 회전을 구동한다. 구동 유닛은 불꽃 점화 또는 압축 점화형(즉, 디젤) 엔진, 엔진-전기 모터 조합, 또는 다른 적절한 회전력 공급원과 같은 내연기관을 포함할 수 있다. 변속기는 입력 플랜지(180)에 의해 구동 유닛에 결합될 수 있다. 입력 플랜지(180)는 출력 샤프트(126)의 반대편에서 변속기의 전단부 인근에 배치된다. 차량 하중은 예컨대 트럭 또는 버스와 같은 상용 차량과 함께 제공될 수 있는 차량 구동 휠들, 보조 기어박스(예컨대, 트랜스퍼 케이스 또는 드롭 박스), 또는 동력 인출 장치(예컨대, 펌프, 믹서, 리프터, 쇼블러(shoveler), 압축기, 컴팩터, 또는 송풍기)일 수 있다.
무한 가변 변속기의 길이는 입력 플랜지에서 출력 샤프트까지 측정될 수 있다. 도 1b에서, 예컨대 길이는 입력 플랜지(180)의 전방 가장자리로부터 출력 샤프트(126)의 후방 가장자리(182)까지 측정된다. 종래의 무한 가변 변속기에서, 변속기의 길이는 약 39.96인치(1015㎜)이다. 본 발명의 일 구현예에서, 무한 가변 변속기의 길이는 39인치(990㎜) 미만이다. 다른 구현예에서, 길이는 35인치(889㎜) 미만이다. 상이한 구현예에서, 길이는 30.7인치(780㎜) 미만이다. 입력 샤프트(100)와 출력 샤프트(126)가 상이한 축들 상에 배치될 때, 무한 가변 변속기의 길이는 유리하게 감소될 수 있다.
도 1a의 구현예에서, 무한 가변 변속기의 기어 구성(1000)은 복수의 기어세트들, 복수의 클러치 조립체들, 및 입력 샤프트(100)와 출력 샤프트(126) 사이에 결합된 베리에이터 조립체(114)를 포함한다. 복수의 기어세트들은 입력 기어세트들(102, 110, 112)과 출력 기어세트들(122, 124)을 포함한다. 복수의 클러치 조립체들은 C1, C2, C3을 포함한다. 입력 기어세트들(110, 112)은 예컨대 한 쌍의 기어들(아이들러가 그 사이에 배치된다), 또는 체인 및 스프로켓 조립체를 포함할 수 있다. 출력 기어세트들(122, 124)은 또한 맞물림 기어들을 포함할 수 있고, 이는 이하에 보다 상세히 설명될 것이다.
베리에이터 조립체(114)는 영국 랭커셔 소재의 Torotrak Development사에서 제조한 완전 환상형 견인 구동형 베리에이터와 같은 환상형 베리에이터(toroidal variator)일 수 있다. 그러나, 다른 유형의 베리에이터 조립체들을 사용하여 변속비의 연속적인 변동을 제공할 수 있다.
도 1b의 구현예를 참조하면, 베리에이터 조립체(114)는 한 쌍의 입력 디스크들(156, 158)과 한 쌍의 출력 디스크들(160, 162)을 구비한다. 입력 디스크들(156, 158)은 베리에이터 입력 샤프트(116)에 결합된다. 출력 디스크들(160, 162)은 베리에이터 출력 샤프트(118)에 결합된다. 입력 디스크들(156, 158)의 내표면들 및 대응하는 출력 디스크들(160, 162)의 내표면들 사이의 공간이 공동 도넛 형상 또는 ‘환상형(toroid)’을 형성한다. 다수의 롤러들(미도시)이 디스크들(156, 158, 160, 162)의 내표면들에 의해 정의된 환상형 공간 내부에 위치된다. 롤러들은 견인 유체(미도시)를 통해 입력 디스크들(156, 158)로부터 출력 디스크들(160, 162)로 토크를 전달한다.
베리에이터 토크는 롤러들에 조절 가능한 힘을 적용하는 유압 액츄에이터들(예컨대, 피스톤 및 레버 조립체)을 포함하는 유압 회로(미도시)에 의해 제어된다. 유압 액츄에이터에 의해 롤러에 적용되는 힘은 롤러들과 베리에이터 디스크들의 표면들 사이로 전달되는 토크에서 기인한 반응력에 의해 균형을 이룬다. 최종 결과에 따르면, 사용 시에 각각의 롤러는 유압 액츄에이터들에 의해 적용된 힘에 의해 결정된 토크를 전달하기 위해 필요한 경사각들 및 위치들로 계속 이동한다. 롤러들에 적용된 힘들의 차이는 롤러의 경사각을 변화시켜 베리에이터 비율을 형성한다. 롤러의 경사각의 변화는 변속기 출력에서의 순 토크뿐만 아니라 토크 방향으로의 변화로 이어질 수 있다. 토크 출력의 방향은 토크 적용이 양인지 음인지 결정한다.
도 1a 및 도 1b의 구현예에서, 무한 가변 변속기는 또한 제1 유성 기어세트(104)와 제2 유성 기어세트(120)를 포함할 수 있다. 제1 유성 기어세트(104)는 제1 링 기어(138; 도 1b), 제1 캐리어 조립체(140; 도 1b), 및 제1 선 기어(142; 도 1b)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 유성 기어세트(120)는 제2 링 기어(144; 도 1b), 제2 캐리어 조립체(146; 도 1b), 및 제2 선 기어(148; 도 1b)를 포함한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 유성 기어세트(104)와 제2 유성 기어세트(120)는 베리에이터 조립체(114)의 앞이나 뒤가 아닌 옆에 배치되어 변속기의 전체 길이를 감소시킨다.
도 1b에서, 베리에이터 조립체(114)는 제3 축 또는 중심선(174) 상에 위치되고, 제1 유성 기어세트(104)와 제2 유성 기어세트(120)는 제4 축 또는 중심선(178) 상에 위치된다. 이러한 구현예에서, 제3 축(174)과 제4 축(178)은 서로 평행하지만, 동축을 갖지 않는다. 게다가, 일 구현예에서, 제1 축(176), 제2 축(184), 제3 축(174), 및 제4 축(178)은 서로 평행하지만 동축을 갖지 않는다. 다른 구현예에서, 축들은 평행하며, 동일한 평면에 배치될 수 있다. 대안으로, 축들은 서로 평행하지만, 상이한 평면들에 배치될 수 있다.
도 1a의 기어 스킴에서, 무한 가변 변속기는 3개의 모드들로 작동할 수 있다. 3개의 클러치 조립체들 중 하나가 각각의 모드 동안 맞물린다. 일 구현예에서, 예컨대 C1 클러치 조립체는 제1 모드에서 맞물림 가능하다. 이 모드에서, 변속기 출력은 후진방향 및 전진방향으로 회전할 수 있다. 변속기는 또한 변속기 입력 속도가 있지만 변속기 출력 속도가 대략 0인 것을 의미하는 “기어 중립”을 달성할 수 있다.
제2 모드에서, C2 클러치 조립체가 맞물리고, 변속기 출력이 전진방향으로 회전할 수 있다. 마찬가지로, 제3 모드에서, C3 클러치 조립체가 맞물리고, 변속기 출력이 전진방향으로 회전할 수 있다. 각각의 모드에서, 단지 1개의 클러치 조립체가 맞물리므로, 작동 모드들 사이의 전이 중에 일 클러치 조립체가 맞물리고, 타 클러치 조립체가 맞물림 해제된다.
클러치 조립체들의 맞물림 및 해제는 동기 전환으로 이어진다. 클러치 조립체들의 적용 및 해제는 전기식, 기계식, 유압식, 또는 다른 주지의 방법들로 달성될 수 있다. 모드들 사이의 전환은 차량 운전자에 의해 수동으로 달성되거나, 또는 대안으로 (예컨대, 전자, 전기-유압, 또는 전기-공압 제어 시스템에 의해) 완전히 또는 부분적으로 자동화될 수 있다.
클러치 조립체들만을 설명하였지만, 브레이크, 습식 클러치, 건식 클러치, 및 도그 클러치와 같은 다른 토크 전달 메커니즘들을 사용할 수 있다. 전술한 구현예들에서, 클러치 조립체들은 회전형 클러치들을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에서 마찰-기반 토크 전달 메커니즘들을 사용할 수 있는 반면, 다른 구현예들에서는 간섭-기반 토크 전달 메커니즘들을 사용할 수 있다. 클러치 조립체들은 피스톤, 하우징, 허브, 시일, O링, 적용 및/또는 리턴 스프링, 마찰판, 반응판, 받침판, 또는 클러치 조립체를 맞물림 또는 맞물림 해제하기 위한 다른 부품을 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b의 예시적인 기어 스킴에서, 무한 가변 변속기는 3개의 작동 모드들로 작동할 수 있다. 그러나, 더 많거나 더 적은 수의 작동 모드들이 제공될 수 있고, 더 많거나 더 적은 수의 클러치 조립체들이 사용될 수 있다. 예컨대, 4개 이상의 작동 모드들이 바람직하다면, 4개 이상의 클러치 조립체들을 사용할 수 있고, 2개 이하의 작동 모드들이 바람직하다면, 2개 이하의 클러치 조립체들을 사용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 1a 및 도 1b에서, 제1 작동 모드(예컨대, 모드 1)는 후진방향 모드, 기어 중립 모드, 및 전진방향 작동 모드를 포함하고, 다른 두 모드는 전진방향 범위들이지만, 이러한 배치가 필수적은 아니다.
도 1a의 기어 구성(1000)에서, 무한 가변 변속기의 입력 샤프트(100)는 차량의 구동 유닛에 의해 구동된다. 입력 샤프트(100)는 제1 입력 기어세트(102)에 결합된다. 제1 입력 기어세트(102)의 출력은 레이 샤프트(103)를 구동할 수 있다. 다음으로, 레이 샤프트(103)는 제1 유성 기어세트(104)에 결합된다. 유성 기어세트(104)의 부품들 중 일 부품의 출력이 제2 입력 기어세트(110)와 샤프트(116)를 통해 베리에이터 조립체(114)의 일 측에 결합된다. 유성 기어세트(104)의 다른 부품의 출력이 제3 입력 기어세트(112)와 샤프트(118)를 통해 베리에이터 조립체(114)의 타 측에 결합된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 샤프트(116)는 베리에이터 조립체(114)의 입력측에 결합될 수 있고, 샤프트(118)는 베리에이터 조립체(114)의 출력측에 결합될 수 있다. 그러나, 다른 배치들이 이러한 설계에 통합될 수 있다. 샤프트(116)가 베리에이터 조립체(114)의 출력측에 결합되고 샤프트(118)가 베리에이터 조립체(114)의 입력측에 결합되도록, 베리에이터 조립체(114)의 입력측과 출력측을 역전시킴으로써, 하나의 이러한 배치를 달성한다.
제2 유성 기어세트(120)는 제2 입력 기어세트(110)를 통해 베리에이터 조립체(114)의 일 측에 결합된 부품, 및 제3 입력 기어세트(112)를 통해 베리에이터 조립체(114)의 타 측에 결합된 부품을 구비할 수 있다. 또한, 제1 유성 기어세트(104)의 일 부품의 출력 역시 제2 유성 기어세트(120)의 일 부품에 결합될 수 있다. 이로써, 제2 유성 기어세트(120)의 일 부품의 출력은 제2 출력 기어세트(124)를 통해 C1 클러치 조립체와 출력 샤프트(126)에 결합될 수 있다.
도 1a의 기어 구성(1000)은 제1 출력 기어세트(122)와 제2 출력 기어세트(124)를 포함한다. 클러치 조립체들(C1, C2, C3)은 출력 샤프트(126)에 의해 출력되는 토크를 결정하기 위해 선택적으로 맞물림 가능하다. C1 및 C3 클러치 조립체 중 하나가 맞물릴 때, 제2 출력 기어세트(124)가 채용된다. C2 클러치 조립체가 맞물릴 때, 제1 출력 기어세트(122)가 채용된다.
기어 구성(1000)의 하나의 예시적인 레이아웃(1100)이 도 1b에 도시된다. 도시된 바와 같이, 입력 샤프트(100), 출력 샤프트(126), 베리에이터 샤프트(116), 및 레이 샤프트(103)가 축들을 따라 배치된다. 예컨대, 입력 샤프트(100)는 축(176)을 따라 배치되고, 출력 샤프트(126)는 축(184)을 따라 배치되며, 베리에이터 샤프트는 축(174)을 따라 배치되고, 레이 샤프트는 축(178)을 따라 배치된다. 전술한 바와 같이, 각각의 축은 서로 평행하다. 축(176)과 축(184)은 동축을 가질 수 있지만, 필수적은 아니다. 축(174)과 축(178)은 동축을 갖지 않고, 그에 따라 베리에이터 조립체(114)는 축(178)을 따라 배치된 제1 유성 기어세트(104)와 제2 유성 기어세트(120)에 인접하게 위치된다. 일 구현예에서, 축들(174, 176, 178, 184)은 서로 평행하지만 동축을 갖지 않는다.
제1 입력 기어세트(102)는 복수의 맞물림 기어들(128, 130)을 포함할 수 있다. 제1 기어(128)는 입력 샤프트(100)에 결합될 수 있고, 제2 기어(130)는 레이 샤프트(103)에 결합될 수 있다. 그러므로, 토크는 제1 입력 기어세트(102)를 통해 입력 샤프트(100)로부터 레이 샤프트(103)로 전달될 수 있다.
도 1b의 예시적인 구현예에서, 제2 입력 기어세트(110)와 제3 입력 기어세트(112)는 각각 아이들러 또는 체인 및 스프로켓 조립체를 구비한 기어를 포함할 수 있다. 제2 입력 기어세트(110)는 예컨대 제1 스프로켓(134)과 제2 스프로켓(132)을 포함할 수 있다. 체인(136)이 제1 스프로켓(134)과 제2 스프로켓(132) 사이에 결합되어 그 사이로 토크를 전달할 수 있다. 마찬가지로, 제3 입력 기어세트(112)는 제1 스프로켓(150), 제2 스프로켓(152), 및 그 사이에 결합된 체인(154)을 포함할 수 있다. 토크는 체인(154)에 의해 제1 스프로켓(150)과 제2 스프로켓(152) 사이로 전달될 수 있다.
제1 출력 기어세트(122)와 제2 출력 기어세트(124)는 맞물림 기어들을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 출력 기어세트(122)는 제1 기어(172)와 제2 기어(170)에 의해 형성될 수 있다. 제2 출력 기어세트(124)는 기어(168)와 제2 기어(170)에 의해 형성될 수 있다. 토크가 제1 출력 기어세트(122)와 제2 출력 기어세트(124)를 통해 출력 샤프트(126)로 전달될 수 있도록, 제2 기어(170)는 출력 샤프트(126)에 결합될 수 있다. 출력 기어세트들 외에도, 아이들러 기어세트(186)가 도 1b의 레이아웃(1100) 내에 포함될 수 있다. 도시되진 않았지만, 아이들러 기어세트(186)는 축들(174 또는 176)을 따라 배치될 수 있거나; 또는 대안으로, 아이들러 기어세트(186)는 상이한 축 상에 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 출력 기어세트(124)는 기어들(168, 170), 및 그 사이에 개재된 아이들러 기어세트(186)를 포함한다.
제1 유성 기어세트(104)는 제1 링 기어(138), 제1 캐리어 조립체(140), 및 제1 선 기어(142)를 포함할 수 있다. 제1 캐리어 조립체(140)는 제1 링 기어(138) 및 제1 선 기어(142)와 맞물리는 복수의 피니언 기어들(도 1b에서 140으로도 식별된다)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 유성 기어세트(120)는 제2 링 기어(144), 제2 캐리어 조립체(146), 및 제2 선 기어(148)를 포함할 수 있다. 제2 캐리어 조립체(146)는 제2 링 기어(144) 및 제1 선 기어(148)와 맞물리는 복수의 피니언 기어들(도 1b에서 146으로도 식별된다)을 포함할 수 있다.
다시 도 1b를 참조하면, 제1 링 기어(138)는 레이 샤프트(103)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 레이 샤프트(103)가 회전함에 따라, 제1 링 기어(138)는 대략 동일한 속도로 회전할 수 있다. 이러한 구성에서, 제1 링 기어(138)는 제1 유성 기어세트(104)의 입력 부품이고, 제1 캐리어 조립체(140)와 제1 선 기어(142)는 출력 부품들이다. 그러나, 이는 필수적이 아니며, 다른 구현예들에서와 같이, 제1 유성 기어세트(104)의 하나 이상의 부품이 입력 및/또는 출력 부품일 수 있다. 본 개시를 위해, “입력” 및 “출력”이라는 용어들은 소정의 시간에 2개 이상의 부품들 사이의 동력의 흐름을 기술하기 위해 사용된다. 무한 가변 변속기의 특징으로 인해, 2개의 부품들을 통한 동력의 흐름은 작동 조건(예컨대, 모드)에 따라 변화될 수 있다. 예컨대, 일 부품이 일 작동 모드에서는 입력원, 타 작동 모드에서는 출력원일 수 있다.
제1 링 기어(138)는 제1 캐리어 조립체(140)의 피니언 기어들에 결합될 수 있다(예컨대, 맞물리거나 스플라인 연결될 수 있다). 제1 캐리어 조립체(140)는 제1 유성 기어세트의 입력 또는 출력 부품일 수 있다. 출력 부품으로서, 캐리어 조립체(140)는 제2 입력 기어세트(110), 예컨대 스프로켓(134)으로 토크를 전달한다. 다시 말하면, 캐리어 조립체(140)는 스프로켓(134)을 구동할 수 있고, 스프로켓(132)과 체인(136)의 결합을 통해, 토크가 제2 입력 기어세트(110)를 통해 베리에이터 샤프트(116)로 전달된다. 이는 스프로켓(132)이 전술한 바와 같이 베리에이터 조립체(114)의 입력측에 결합된 베리에이터 샤프트(116)에 결합되기 때문이다.
베리에이터 조립체(114)의 입력측은 한 쌍의 입력 또는 단부 디스크들(156, 158)을 포함한다. 토크는 롤러들(미도시)과 견인 유체(미도시)를 통해 입력 디스크들(156, 158)로부터 베리에이터 조립체(114)의 한 쌍의 출력 디스크들(160, 162)로 전달될 수 있다. 베리에이터 조립체(114)의 출력측, 예컨대 출력 디스크들(160, 162)은 샤프트(118)에 결합된다. 샤프트(118)는 제3 입력 기어세트(112)의 스프로켓(150)에 결합된다(예컨대, 스플라인 연결된다). 스프로켓(150)은 체인(154)을 통해 스프로켓(152)에 입력된다. 그러므로, 토크는 스프로켓들(150, 152) 및 체인(154)을 통해 샤프트(118)로부터 제3 입력 기어세트(112)로 전달될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 제3 입력 기어세트(112)는 제2 출력 기어세트(124)에 결합될 수 있다. 특히, 스프로켓(152)이 샤프트(164)에 결합된다(예컨대, 스플라인 연결된다). 샤프트(164)는 역시 C3 클러치 조립체에 스플라인 연결된 중공 샤프트일 수 있다. C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 C3 클러치 조립체 및 다른 샤프트(미도시)를 통해 샤프트(164)로부터 기어(168)로 전달될 수 있다. 전술한 바와 같이, 기어(168)는 아이들러 기어(186)를 통해 기어(170)에 결합되어 제2 출력 기어세트(124)를 형성한다. 기어(170)는 출력 샤프트(126)에 결합되어(예컨대, 맞물리거나 스플라인 연결되어) 차량의 출력 하중(예컨대, 구동축)으로 토크를 전달한다.
제1 캐리어 조립체(140)는 또한 제1 선 기어(142)로 토크를 전달할 수 있다. 제1 선 기어(142)는 결합구(106)를 통해 제2 유성 기어세트(120)의 제2 선 기어(148)에 결합된다. 결합구(106)는 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등을 포함할 수 있다. 제1 선 기어(142)와 제2 선 기어(148)는 또한 도 1b에 도시되지 않은 추가 샤프트들 및 다른 부품들에 의해 결합될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제2 선 기어(148)는 피니언 기어들(146)에 토크를 전달한다. 다음으로, 제2 캐리어 조립체(146)는 샤프트(166)에 토크를 전달할 수 있다. 제1 작동 모드에서, C1 클러치 조립체가 맞물릴 때, 제2 캐리어 조립체(146)에 의해 전달된 출력 토크는 C1 클러치 조립체를 통해 제2 출력 기어세트(124)의 기어(168)로 전달될 수 있다. 기어(168)가 아이들러 기어(186)를 통해 기어(170)와 결합됨에 따라, 토크가 출력 샤프트(126)로 전달된다.
또한, 제1 캐리어 조립체(140)는 결합구(108)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등)를 통해 제2 링 기어(144)로 토크를 전달할 수 있다. 따라서, 피니언 기어들(146)과 맞물리는 제2 링 기어(144)는 제1 캐리어 조립체(140)와 제2 캐리어 조립체(146) 사이로 토크를 전달할 수 있다. 다시, 전술한 바와 같이, C1 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 샤프트(166)와 제2 출력 기어세트(124)를 통해 제2 캐리어 조립체(146)로부터 출력 샤프트(126)로 전달될 수 있다.
제2 작동 모드로 작동하기 위해, C2 클러치 조립체가 맞물린다. 도 1b에서, 토크는 제1 입력 기어세트(102), 레이 샤프트(103), 제1 링 기어(138), 제1 캐리어 조립체(140), 및 제2 입력 기어세트(110)를 통해 입력 샤프트(100)로부터 베리에이터 샤프트(116)로 전달된다. 베리에이터 샤프트(116)는 C2 클러치 조립체에 결합된 다른 샤프트(미도시)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. C2 클러치 조립체가 맞물릴 때, 베리에이터 샤프트(116)는 C2 클러치 조립체를 통해 기어(172)로 토크를 전달할 수 있다. 기어(172)와 기어(170)가 제1 출력 기어세트(122)를 형성하기 때문에, 토크는 제1 출력 기어세트(122)를 통해 출력 샤프트(122)로 전달될 수 있다.도 2a, 도 3a, 및 도 4a에서, 기어 구성들이 무한 가변 변속기를 위해 도시된다. 이러한 기어 구성들은 도 1에 도시된 기어 구성(1000)과 유사하다. 이러한 기어 구성들에서는, 명명규칙이 도 1a, 도 2a, 도 3a, 도 4a 사이에 일관되게 사용된다. 특히, 각각의 부품은 3자릿수 또는 4자릿수의 도면 부호를 포함하고, 제1 자릿수는 도면의 번호에 대응하고, 나머지 2 또는 3자릿수는 부품을 가리킨다. 예컨대, 도 1b의 입력 샤프트는 100으로 나타내지만, 도 2a, 도 3a, 도 4a에서는, 입력 샤프트를 각각 200, 300, 400으로 나타낸다. 마찬가지로, 도 1b의 출력 샤프트는 126으로 나타내지만, 도 2a, 도 3a, 도 4a에서는, 출력 샤프트를 각각 226, 326, 426으로 나타낸다.
도 2b의 구현예를 참조하면, 도 2a의 기어 구성(2000)의 레이아웃(2100)이 도시된다. 레이아웃(2100)에서, 무한 가변 변속기는 축들을 따라 배치된 입력 샤프트(200), 출력 샤프트(226), 베리에이터 샤프트(216), 및 레이 샤프트(203)를 포함한다. 예컨대, 입력 샤프트(200)는 축(278)을 따라 배치되고, 출력 샤프트(226)는 축(286)을 따라 배치되며, 베리에이터 샤프트(216)는 축(276)을 따라 배치되고, 레이 샤프트(203)는 축(280)을 따라 배치된다. 각각의 축은 서로 평행하다. 축(278)과 축(286)은 동축을 가질 수 있지만, 필수적은 아니다. 축(276)과 축(280)은 동축을 갖지 않고, 그에 따라 베리에이터 조립체(214)는 축(280)을 따라 배치된 제1 유성 기어세트(204)와 제2 유성 기어세트(220)에 인접하게 위치된다. 일 구현예에서, 축들(276, 278, 280, 286)은 서로 평행하지만 동축을 갖지 않는다.
도 2b의 무한 가변 변속기는 3개의 클러치 조립체들, 즉 C1, C2, C3을 포함할 수 있다. 대안적인 구현예에서, 변속기는 또한 입력 클러치 조립체(미도시)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 무한 가변 변속기는 3개의 작동 모드들로 작동할 수 있다. 제1 작동 모드, 예컨대 모드 1에서, C1 클러치 조립체가 맞물리고, 변속기가 후진방향 범위, 기어 중립 범위, 또는 제1 전진방향 범위를 달성할 수 있다. 제2 작동 모드, 예컨대 모드 2에서, C2 클러치 조립체가 맞물리고, 변속기가 제2 전진방향 범위로 작동할 수 있다. 제2 전진방향 범위에서, 변속기 출력 샤프트(226)는 제1 전진방향 범위에서보다 더 빠르게 회전할 수 있다. 그러므로, 차량은 더 큰 차량 속도를 달성할 수 있다. 제3 작동 모드, 예컨대 모드 3에서, C3 클러치 조립체가 맞물리고, 변속기가 제3 전진방향 범위로 작동할 수 있다. 제3 전진방향 범위에서, 변속기 출력 샤프트(226)는 제1 및 제2 전진방향 범위에서보다 더 빠르게 회전할 수 있다.
도 2b의 레이아웃(2100)은 C3 클러치 조립체에 상대적인 C1 클러치 조립체의 위치를 제외하면 도 1b의 레이아웃(1100)과 실질적으로 동일하다. 도 2b에서, C1 클러치 조립체는 C3 클러치 조립체 뒤에 위치된다. 그러나, 무한 가변 변속기를 통한 토크 경로들은 도 1b의 레이아웃(1100)과 여전히 실질적으로 동일하다.
모드 1에서, 예컨대 C1 클러치 조립체가 맞물린다. 이러한 모드로 작동하기 위해, 토크는 제1 입력 기어세트(202)를 통해 입력 샤프트(200)와 레이 샤프트(203)를 통과한다. 특히, 입력 샤프트(200)는 차량의 구동 유닛에 결합되며 제1 입력 기어세트(202)로 토크를 전달할 수 있다. 제1 입력 기어세트는 서로 맞물리는 제1 기어(228)와 제2 기어(230)를 포함할 수 있다. 제2 기어(230)는 레이 샤프트(203)에 동심을 가지고 결합되거나 스플라인 연결된다. 마찬가지로, 제1 기어(228)는 입력 샤프트(200)에 동심을 가지고 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다.
제1 유성 기어세트(204)의 제1 링 기어(238)는 레이 샤프트(203)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있고, 그로 인해 제1 캐리어 조립체(240)로 토크를 전달할 수 있다. 도 1b의 제1 캐리어 조립체(140)와 마찬가지로, 제1 캐리어 조립체(240)는 제2 유성 기어세트(220)의 제2 링 기어(244)로 토크를 전달할 수 있다. 제1 캐리어 조립체(240)는 샤프트(206) 또는 다른 결합구를 통해 제2 링 기어(244)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 제2 링 기어(244)는 제2 유성 기어세트(220)로 입력되며, 토크는 이를 통해 제2 캐리어 조립체(246)로 진행된다. 다음으로, 제2 캐리어 조립체(246)는 샤프트(266) 또는 다른 결합구를 통해 C1 클러치 조립체에 결합된다. C1 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 제2 출력 기어세트(224)의 기어(268)로 진행된다. 제2 출력 기어세트(224)는 기어들(268, 272) 및 그 사이에 개재된 아이들러 기어세트(274)를 포함한다. 기어(272)는 출력 샤프트(226)와 동심을 가지므로, 출력 토크는 출력 샤프트(226)로 전달되어 차량의 하중(예컨대, 구동축)에 동력을 공급한다.
모드 2에서, C2 클러치 조립체가 맞물린다. 이로써, 토크는 입력 샤프트(200), 제1 입력 기어세트(202), 및 제1 링 기어(238)를 통해 제1 캐리어 조립체(240)로 전달된다. 제1 캐리어 조립체(240)는 제2 입력 기어세트(210)에 결합될 수 있다. 도 1b의 제1 입력 기어세트(110)와 마찬가지로, 도 2b의 제1 입력 기어세트(210)는 체인 및 스프로켓 조립체를 포함한다. 입력 스프로켓(234)이 제1 캐리어 조립체(240)에 결합되고, 토크는 체인(236)을 통해 출력 스프로켓(232)으로 전달된다. 출력 스프로켓(232)은 베리에이터 샤프트(216)에 결합되거나 스플라인 연결된다. 토크가 베리에이터 샤프트로부터 C2 클러치 조립체로 전달되도록, 베리에이터 샤프트(216)는 하나 이상의 샤프트(미도시)로 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, C2 클러치 조립체가 맞물릴 때, 베리에이터 샤프트(216)는 제1 출력 기어세트(222)에 결합된다. 제1 출력 기어세트는 2개의 맞물림 기어들(270, 272)을 포함할 수 있다. 기어(272)가 출력 샤프트(226)와 결합되거나 스플라인 연결될 수 있으므로, 토크는 C2 클러치 조립체와 제1 출력 기어세트(222)를 통해 베리에이터 샤프트(216)로부터 출력 샤프트(226)로 전달될 수 있다.
제3 작동 모드, 예컨대 모드 3에서, C3 클러치 조립체가 맞물린다. 이 모드에서, 토크는 3개의 상이한 경로들을 따라 전달될 수 있다. 먼저, 제1 캐리어 조립체(240)가 제1 선 기어(242)에 결합된다(예컨대, 스플라인 연결되거나 맞물린다). 도 2a에 도시된 바와 같이, C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 결합구(208)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등)를 통해 제1 유성 기어세트(204)로부터 제2 출력 기어세트(224)로 진행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 출력 기어세트(224)는 기어들(268, 272)(아이들러 기어(274)가 그 사이에 개재된다)을 포함하고, 기어(272)는 출력 샤프트(226)에 결합되거나 스플라인 연결된다.
두 번째로, 제1 캐리어 조립체(240)는 또한 제2 유성 기어세트(220)의 제2 링 기어(244)에 결합된다. 제2 링 기어(244)는 제2 캐리어 조립체(246)로 토크를 전달할 수 있고, 이후 제2 캐리어 조립체(246)는 제2 선 기어(248)로 토크를 전달할 수 있다. C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 제2 선 기어(248)는 샤프트(264) 또는 다른 결합구를 통해 제2 출력 기어세트(224)로 토크를 전달할 수 있다. 제2 출력 기어세트(224)는 출력 샤프트(226)에 결합되거나 스플라인 연결되어 차량의 출력 하중에 토크를 공급한다.
제3 경로에서, 제1 캐리어 조립체(240)는 제2 입력 기어세트(210)(예컨대, 체인 및 스프로켓 조립체)를 통해 베리에이터 샤프트(216)로 토크를 전달할 수 있다. 베리에이터 조립체(214)의 입력측은 베리에이터 샤프트(216)에 결합되거나 스플라인 연결된다. 특히, 입력 디스크들(256, 258)(또는 단부 디스크들)은 베리에이터 조립체(214)의 입력측에 결합되고, 출력 디스크들(260, 262)(또는 중심 디스크들)은 그 출력측에 결합된다. 복수의 롤러들 및 견인 유체가 입력 디스크들(256, 258)로부터 출력 디스크들(260, 262)로의 토크 전달을 돕는다.
베리에이터 조립체(214)의 출력 디스크들(260, 262)은 제3 입력 기어세트(212)와 결합되거나 스플라인 연결된 샤프트(218)에 결합되거나 스플라인 연결된다. 도 2b에서, 제3 입력 기어세트(212)는 체인 및 스프로켓 조립체를 포함할 수 있다. 예컨대, 샤프트(218)로 전달된 토크는 체인(254)을 통해 입력 스프로켓(250)으로부터 출력 스프로켓(252)으로 추가로 전달될 수 있다. C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 출력 스프로켓(252)은 제2 출력 기어세트(224)로 토크를 전달할 수 있다. 특히, 출력 스프로켓(252)은 샤프트(264) 또는 다른 결합구를 통해 기어(268)에 결합될 수 있다. 토크가 제2 출력 기어세트(224)로 전달됨에 따라, 출력 샤프트(226)는 차량의 출력 하중으로 토크를 추가로 전달할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 무한 가변 변속기의 길이는 입력 플랜지(282)의 전방 단부에서 출력 샤프트(226)의 후방 가장자리까지 측정될 수 있다. 입력 플랜지(282)는 차량의 구동 유닛(예컨대, 엔진)에 결합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상이한 샤프트들이 평행하지만 동축을 갖지 않는 축들 또는 중심선들 상에 위치될 때, 변속기의 전체 길이를 감소시킬 수 있다. 이러한 조밀한 구성에서, 무한 가변 변속기는 후단부 버스 응용에 유리하게 통합될 수 있다.
기어 구성(3000)의 상이한 레이아웃(3100)이 도 3b에 도시된다. 레이아웃(3100)에서, 무한 가변 변속기는 각각 모드 1, 모드 2, 모드 3에서 맞물리는 3개의 클러치 조립체들, 즉 C1, C2, C3을 구비한다. 도 2b의 레이아웃(2100)과 마찬가지로, 도 3b의 레이아웃(3100)에서, C1 클러치 조립체는 C3 클러치 조립체 뒤에 위치되거나, C3 클러치 조립체보다 변속기의 후방에 더 가깝게 위치된다. 전술한 바와 같이, 도 3a에 도시된 기어 구성(3000)은 각각 도 1a 및 도 2a의 기어 구성들(1000, 2000)과 유사하다.
도 3b의 레이아웃에서, 입력 샤프트(300)는 제1 입력 기어세트(302)를 통해 레이 샤프트(303)에 결합된다. 제1 입력 기어세트(302)는 2개의 맞물림 기어들(328, 330)을 포함한다. 레이 샤프트(303)는 제1 유성 기어세트(304)와 제2 유성 기어세트(320)의 상이한 부품들에 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예컨대 레이 샤프트(303)는 제1 유성 기어세트(304)의 제1 링 기어(338)와 제1 캐리어 조립체(340) 및 제2 유성 기어세트(320)의 제2 링 기어(344)와 제2 캐리어 조립체(346)에 결합될 수 있다. 토크는 제1 링 기어(338)로부터 제1 캐리어 조립체(340)로 그리고 제2 링 기어(344)로부터 제2 캐리어 조립체(346)로 전달될 수 있다. 또한, 제1 캐리어 조립체(340)는 결합구(306)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등)를 통해 제1 선 기어(342) 또는 제2 입력 기어세트(310)로 토크를 전달할 수 있다. 다른 한편으로, 제2 캐리어 조립체(346)는 제2 선 기어(348)로 토크를 전달할 수 있다.
제2 입력 기어세트(310)와 제3 입력 기어세트(312)는 체인 및 스프로켓 조립체를 포함한다. 제2 입력 기어세트(310)에서, 예컨대 토크는 입력 스프로켓(334)에 의해 수신되며 체인(336)을 통해 출력 스프로켓(332)으로 전달된다. 마찬가지로, 제3 입력 기어세트(312)에서, 토크는 입력 스프로켓(350)에 의해 수신되며 체인(354)을 통해 출력 스프로켓(352)으로 전달된다.
예시적인 레이아웃(3100)에서, 베리에이터 조립체(314)가 제1 유성 조립체(304)와 제2 유성 조립체(320)에 인접하게 위치된다. 베리에이터 조립체(314)는 입력측과 출력측을 포함할 수 있다. 입력측은 한 쌍의 입력 디스크들(356, 358)(예컨대, 단부 디스크들)을 포함하고, 출력측은 한 쌍의 출력 디스크들(360, 362)(예컨대, 중심 디스크들)을 포함한다. 복수의 롤러들(미도시) 및 견인 유체(미도시)가 입력 디스크들(356, 358)로부터 출력 디스크들(360, 362)로 토크를 전달한다. 입력 디스크들(356, 358)이 베리에이터 샤프트(316)에 결합될 수 있는 반면, 출력 디스크들(360, 362)은 상이한 샤프트(318)에 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 입력 기어세트(310)는 베리에이터 샤프트(316)에 결합되고, 제3 입력 기어세트(312)는 다른 샤프트(318)에 결합된다.
이러한 구현예는 또한 제1 출력 기어세트(322)와 제2 출력 기어세트(324)를 포함한다. 제1 출력 기어세트(322)는 한 쌍의 맞물림 기어들(368, 372)을 포함하고, 제2 출력 기어세트(324)는 한 쌍의 기어들(370, 372)(아이들러 기어(386)가 그 사이에 개재된다)을 포함한다.
전술한 바와 같이, 무한 가변 변속기는 3개의 모드들로 작동할 수 있다. 제1 모드에서, C1 클러치 조립체가 맞물린다. C1 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 샤프트(366) 및/또는 다른 결합구들을 통해 제2 캐리어 조립체(346)로부터 예컨대 제2 출력 기어세트(324)로 전달될 수 있다. C1 클러치 조립체가 맞물릴 때, 기어(370)가 제2 캐리어 조립체(346)로 결합될 수 있고, 그로 인해 토크가 기어(372)를 통해 출력 샤프트(326)로 전달될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 토크는 제1 캐리어 조립체(340)를 통해 제1 링 기어(338)로부터 기어(370)로 전달될 수 있다. 토크는 또한 제1 유성 기어세트(304)와 제2 유성 기어세트(320)를 통해 입력 샤프트(300)로부터 제2 출력 기어세트(324)로 전달될 수 있다. 이러한 구현예에서, 토크는 제1 링 기어(338), 제1 캐리어 조립체(340), 제1 선 기어(342), 제2 선 기어(348), 및 제2 캐리어 조립체(346)를 통해 전달된다. 토크는 또한 제2 캐리어 조립체(346)를 통해 제2 선 기어(348)로부터 제2 링 기어(344)로 전달될 수 있다.
모드 2에서, C2 클러치 조립체가 맞물린다. 토크는 제2 입력 기어세트(310)의 체인 및 스프로켓 조립체를 통해 전달될 수 있다. 토크는 제2 스프로켓(332)으로부터 베리에이터 샤프트(316)로 추가로 전달될 수 있다. C2 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 기어(368)를 통해 제1 출력 기어세트(322)로 전달될 수 있다. 기어(368)가 출력 샤프트(326)에 결합되거나 스플라인 연결된 기어(372)와 맞물리기 때문에, 토크는 변속기의 출력 샤프트(326)로 전달될 수 있다.
모드 3에서, C3 클러치 조립체가 맞물린다. 토크는 베리에이터 조립체(350)를 통해 샤프트(318)로 전달될 수 있다. 샤프트(318)가 제3 입력 기어세트(312)의 스프로켓과 결합되거나 스플라인 연결되기 때문에, 토크는 스프로켓들(350, 352) 및 체인(354)을 통해 샤프트(364) 또는 다른 결합구로 전달될 수 있다. C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 제2 출력 기어세트(324)의 기어(370)로 전달될 수 있다. 아이들러 기어(386)가 기어(370)로부터 기어(372)로 토크를 전달할 수 있으므로, 토크는 변속기의 출력 샤프트(326)로 전달될 수 있다.
또한, C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 또한 결합구(308)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등) 및/또는 수 개의 샤프트들(예컨대, 샤프트(364)) 또는 다른 결합구들을 통해 제1 선 기어(342)로부터 기어(370)로 전달될 수 있다. 전술한 바와 같이, 기어(370)가 아이들러 기어(386)를 통해 기어(372)에 결합될 때, 토크는 변속기의 출력 샤프트(326)로 전달될 수 있다. C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크가 차량의 출력 하중으로 전달될 수 있게 하는 (예컨대, 제2 유성 기어세트(320)를 통한) 다른 토크 경로들이 도 3b의 레이아웃(3100) 내에 있을 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 입력 샤프트(300)와 출력 샤프트(326)는 상이한 축들 상에 위치된다. 입력 샤프트(300)는 축(376)을 따라 배치되고, 출력 샤프트(326)는 축(384)을 따라 배치된다. 축(376)은 축(384)과 평행하고 동축을 갖지만, 이는 필수적이 아니다. 예컨대, 축(376)은 축(384)과 평행하지만 동축을 갖지 않을 수 있다. 다른 구현예에서, 축(376)과 축(384)은 서로 평행하지 않을 수 있다.
베리에이터 샤프트(316)는 축(374)을 따라 배치될 수 있고, 레이 샤프트(303)는 축(378)을 따라 위치될 수 있다. 축들(374, 378)은 서로 평행할 수 있지만, 무한 가변 변속기의 길이를 감소시키기 위해, 두 축은 동축을 갖지 않는다. 이로써, 축(374) 상에 위치된 베리에이터 조립체(314)는 축(378)을 따라 배치된 유성 기어세트들(304, 320)에 인접하게 위치된다. 다시 말하면, 유성 기어세트들과 다른 축 상에 베리에이터 조립체(314)를 위치시킴으로써, 더 조밀한 패키징 크기를 달성할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 3개의 클러치 조립체들 중 2개(C1, C3)는 위성 기어세트들과 함께 축(378)을 따라 위치될 수 있고, 다른 클러치 조립체(C2)는 베리에이터 조립체(314)와 함께 축(374)을 따라 위치될 수 있다. 이러한 레이아웃에서, 베리에이터 조립체(314)와 그 대응 축(374) 및 레이샤프트(303)와 그 대응 축(378)은 출력 샤프트(326)와 그 대응축(384)에 대한 중간축들(countershafts)을 형성한다.
전술한 구현예들처럼, 도 3b의 예시적인 구현예는 부품들이 위치될 수 있는 4개의 상이한 축들(예컨대, 374, 376, 378, 384)로 인해 종래의 무한 가변 변속기의 기어 구성 및 패키징에 비해 유리하다. 따라서, 도 3b에서 입력 플랜지(380)의 전방 가장자리로부터 출력 샤프트(326)의 후방 가장자리까지 측정될 수 있는 무한 가변 변속기의 전체 길이를 감소시킬 수 있다.
도 4b를 참조하면, 기어 레이아웃(4100)의 상이한 구현예가 도시된다. 레이아웃(4100)은 3개의 입력 기어세트들 중 2개를 위한 상이한 기어 스킴 및 제2 아이들러 기어를 제외하면 도 1b의 레이아웃(1100)과 유사하다. 일 양상에서, 기어 레이아웃(4100)은 또한 3개의 클러치 조립체들, 즉 C1, C2, C3 외에도 입력 클러치 조립체(미도시)를 포함할 수 있다. 무한 가변 변속기는 4개의 상이한 축들 또는 중심선들을 포함한다. 입력 샤프트(400)가 제1 축(480) 상에 위치되고, 출력 샤프트(426)가 제2 축(488) 상에 위치된다. 제1 축(480)과 제2 축(488)은 서로 평행할 수 있다. 일 구현예에서, 두 축(480, 488)은 서로 평행하며 동축을 갖지만, 대안적인 구현예에서, 두 축(480, 488)은 서로 평행하며, 동축을 갖지 않는다.
제3 축(478)은 베리에이터 조립체(414), 베리에이터 샤프트(416), 및 3개의 클러치 조립체들 중 하나(즉, C2 클러치 조립체)를 포함할 수 있다. 제4 축(482)은 레이 샤프트(403), 한 쌍의 유성 기어세트들(404, 420), 및 다른 2개의 클러치 조립체들(즉, C1 클러치 조립체와 C3 클러치 조립체)을 포함할 수 있다. 제3 축(478)과 제4 축(482)은 서로 평행할 수 있지만, 동축을 갖지 않는다. 이러한 배치에서, 베리에이터 조립체(414)는 상이한 축 또는 중심선 상이 아니라, 유성 기어세트들에 인접하게 위치될 수 있고, 그에 따라 무한 가변 변속기의 전체 길이는 종래의 무한 가변 변속기보다 더 작다. 일 구현예에서, 제1 축(480), 제2 축(488), 제3 축(478), 및 제4 축(482)은 서로 평행할 수 있지만, 두 축이 동축을 갖진 않는다. 다른 구현예에서, 4개의 축들 중 적어도 2개는 동축을 가질 수 있다. 전술한 구현예들과 마찬가지로, 무한 가변 변속기의 전체 길이는 입력 플랜지(484)의 전방 가장자리(파선으로 나타냄)로부터 출력 샤프트(426)의 최후방 가장자리까지 측정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 4b의 레이아웃(4100)은 도 1b의 레이아웃(1100)과 유사하다. 입력 샤프트(400)는 2개의 맞물림 기어들(428, 430)로 형성된 제1 입력 기어세트(402)에 결합될 수 있다. 입력 샤프트(400)와 기어(428)가 서로 동심을 갖도록, 기어(428)는 입력 샤프트(400)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 마찬가지로, 레이샤프트(403)와 기어(430)가 서로 동심을 갖도록, 기어(430)는 레이 샤프트(403)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다.
레이 샤프트(403)는 제1 유성 기어세트(404), 특히 제1 유성 기어세트(404)의 제1 링 기어(438)에 결합될 수 있다. 레이 샤프트(403)가 그 축(482)을 중심으로 회전함에 따라, 제1 링 기어(438)는 실질적으로 동일한 속도로 회전할 수 있다. 제1 링 기어(438)는 제1 캐리어 조립체(440)의 피니언 기어들과 맞물리고, 피니언 기어들은 제1 선 기어(442)와 추가로 맞물린다. 제1 캐리어 조립체(440)와 제1 선 기어(442)는 제2 출력 기어세트(410)와 제2 유성 기어세트(420)를 포함하는 다양한 부품들로 출력 토크를 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 캐리어 조립체(440)는 결합구(408)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등)를 통해 제2 유성 기어세트(420)의 제2 링 기어(444)로 토크를 전달할 수 있다. 제1 링 기어(438)처럼, 제2 링 기어(444)는 제2 캐리어 조립체(446)의 피니언 기어들과 맞물린다. 제2 캐리어 조립체(446)의 피니언 기어들은 또한 제2 선 기어(448)와 맞물린다.
제1 캐리어 조립체(440)는 또한 샤프트 또는 다른 결합구를 통해 제2 입력 기어세트(410)에 결합될 수 있다. 도 1b의 제2 입력 기어세트(110)와 달리, 도 4b의 제2 입력 기어세트(410)는 체인 및 스프로켓 조립체를 포함하지 않는다. 대신, 제2 입력 기어세트(410)는 2개의 맞물림 기어들(432, 434)을 포함한다. 토크는 기어(434)를 통해 제1 캐리어 조립체(440)로부터 기어(432)로 전달될 수 있다. 기어(432)는 베리에이터 샤프트(416)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있고, 그에 따라 기어(432)로 전달된 토크는 이후 베리에이터 샤프트(416)로 전달된다.
베리에이터 샤프트(416)는 베리에이터 조립체(414)의 입력측에 결합된다. 베리에이터 조립체(414)의 입력측은 단부 디스크들로도 지칭되는 한 쌍의 입력 디스크들(456, 458)을 포함한다. 입력 디스크들(456, 458)은 복수의 롤러들(미도시) 및 견인 유체(미도시)를 통해 한 쌍의 출력 디스크들(460, 462)(즉, 중심 디스크들)로 토크를 전달할 수 있다. 출력 디스크들(460, 462)은 샤프트(418)에 결합되며 제3 입력 기어세트(412)로 토크를 전달할 수 있다. 제2 입력 기어세트(410)처럼, 제3 입력 기어세트(412)는 한 쌍의 맞물림 기어들(450, 452)을 포함한다. 기어(450)는 샤프트(464) 또는 다른 결합구를 통해 C3 클러치 조립체에 결합되거나 스플라인 연결된 기어(452)로 토크를 전달한다.
도 4b의 레이아웃에는 2개의 출력 기어세트들(422, 424)이 있다. 제1 출력 기어세트(422)는 한 쌍의 기어들(468, 472)들을 포함하고, 이들은 그 사이에 개재된 제1 아이들러 기어세트(474)를 통해 서로 결합된다. 기어(468)는 축(478)을 따라 베리에이터 샤프트(416)를 포함하는 하나 이상의 샤프트에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 토크가 제1 출력 기어세트(422)를 통해 출력 샤프트(426)로 전달될 수 있도록, 기어(472)는 출력 샤프트(426)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 제2 출력 기어세트(424)는 또한 2개의 기어들(470, 472)을 포함하고, 이들은 그 사이에 개재된 제2 아이들러 기어세트(476)를 통해 서로 결합된다. 기어(472)가 출력 샤프트(426)에 결합되거나 스플라인 연결되기 때문에, 토크는 기어(472)와 아이들러 기어(476)를 통해 기어(470)로부터 출력 샤프트(426)로 전달될 수 있다.
모드 1, 2, 3에서, 토크는 도 1b를 참조하여 전술한 바와 유사한 경로들을 따라 입력 샤프트(400)로부터 출력 샤프트(426)로 전달된다. 특히, 모드 1에서, C1 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 제1 입력 기어세트(402), 레이 샤프트(403), 제1 링 기어(438), 제1 캐리어 조립체(440), 결합구(408), 제2 링 기어(444), 제2 캐리어 조립체(446), 샤프트(466), C1 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(424)를 통해 입력 샤프트(400)로부터 출력 샤프트(426)로 전달될 수 있다. 모드 2에서, C2 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 제1 입력 기어세트(402), 레이 샤프트(403), 제1 링 기어(438), 제1 캐리어 조립체(440), 제2 입력 기어세트(410), 베리에이터 샤프트(416), C2 클러치 조립체, 및 제1 출력 기어세트(422)를 통해 입력 샤프트(400)로부터 출력 샤프트(426)로 전달될 수 있다.
제3 작동 모드에서, 즉 C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 수 개의 토크 경로들을 통해 입력 샤프트(400)로부터 출력 샤프트(426)로 전달될 수 있다. 먼저, 토크는 제1 입력 기어세트(402), 레이 샤프트(403), 제1 링 기어(438), 제1 캐리어 조립체(440), 제2 입력 기어세트(410), 베리에이터 샤프트(416), 베리에이터 조립체(414), 샤프트(418), 제3 입력 기어세트(412), 샤프트(464), C3 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(424)를 통해 입력 샤프트(400)로부터 출력 샤프트(426)로 전달될 수 있다. 또한, 토크는 제1 입력 기어세트(402), 레이 샤프트(403), 제1 링 기어(438), 제1 캐리어 조립체(440), 제1 선 기어(442), 결합구(406)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등), 샤프트(464), C3 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(424)를 통해 입력 샤프트(400)로부터 출력 샤프트(426)로 전달될 수 있다. 토크는 제1 캐리어 조립체(440), 결합구(408)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등), 제2 링 기어(444), 제2 캐리어 조립체(446), 제2 선 기어(448), 샤프트(464), C3 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(424)를 통해 추가로 전달될 수 있다.
도 1a, 도 2a, 도 3a, 및 도 4a에서, 기어 구성들 또는 스킴들이 전술한 3모드 무한 가변 변속기를 위해 도시된다. 각각의 기어 스킴에서, 이중 분로 아키텍처(double shunt architecture)가 제1 작동 모드를 위해 사용된다. 다시 말하면, 베리에이터 조립체(114; 도 1a)는 제1 유성 조립체(104) 또는 제2 유성 조립체(120)에 직접 결합되지 않는다. 대신, 2개의 분로 경로들이 있고, 제2 유성 조립체(120)가 출력 샤프트(126)에 결합되기 때문에 기어 중립 모드를 달성할 수 있다.
또한, 각각의 기어 스킴에서는, 출력 결합 분로가 제2 및 제3 작동 모드에서 달성된다. 출력 결합 분로에서, 제1 링 기어(138), 제1 캐리어 조립체(140), 및 제1 선 기어(142)가 상이한 토크비를 가지고 상이한 속도로 회전하기 때문에(도 1a), 분할 동력 통과(split power pass)를 달성한다. 이로써, 무한 가변 변속기를 통과하는 토크의 적어도 일부가 베리에이터 조립체(114)를 통과한다.
도 5 및 도 6의 구현예들을 참조하면, 무한 가변 변속기용 기어 구성의 전면도가 도시된다. 도 5에서, 예컨대 내부 부품들의 패키징이 적어도 4개의 상이한 축들 또는 중심선들을 따라 위치될 수 있다. 이러한 구현예에서, 입력 샤프트는 제1 축(500) 또는 중심선을 따라 위치될 수 있다. 출력 샤프트는 제2 축(502) 또는 중심선을 따라 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 축(500)과 제2 축(502)은 서로 평행하지만, 동축을 갖지 않는다. 대신, 제2 축(502)은 제1 축(500)으로부터 수직으로 이격된다. 상이한 구현예에서, 제1 축(500)과 제2 축(502)은 평행하며 동축을 가질 수 있다.
베리에이터가 제3 축(504) 또는 중심선 상에 위치될 수 있다. 3개의 클러치 조립체들 중 하나가 위치될 수 있는 제3 축(504)은 제1 축(500) 및 제2 축(502)과 평행하다. 그러나, 제3 축(504)은 두 축(500, 502)으로부터 이격되며, 차량의 탑승자측(510) 인근에 위치된다. 이로써, 제1 축(500)과 제2 축(502)을 통과하는 실질적인 수직면에 대해, 제3 축(504)은 수직면 외부에 위치된다.
한 쌍의 유성 기어세트들과 2개의 클러치 조립체들은 제4 축(506) 또는 중심선을 따라 배치될 수 있다. 레이 샤프트 역시 제4 축(506)을 따라 위치될 수 있다. 제4 축(506)은 제1 축(500), 제2 축(502), 및 제3 축(504)과 평행할 수 있다. 그러나, 도시된 바와 같이, 제4 축(506)은 다른 세 축과 동축을 갖지 않는다. 대신, 제4 축(506)은 차량의 운전자측(512) 인근에 위치된다. 이러한 배치에서, 베리에이터와 유성 기어세트들은 서로 인접하지만, 동일한 축 또는 중심선 상에 있지 않다. 전술한 바와 같이, 이는 무한 가변 변속기의 내부 부품들이 더 조밀하게 패키징될 수 있게 하여 변속기의 전체 길이를 감소시킨다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 아이들러 기어세트가 제5 축(508) 또는 중심선을 따라 위치될 수 있다. 제5 축(508)은 다른 축들과 평행할 수 있지만, 도시된 바와 같이, 다른 축들과 동축을 갖지 않는다. 대안적인 구현예에서, 제5 축(508)은 제1 축(500) 및 제3 축(504)과 동축을 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 상이한 부품들이 각 해당 축을 따라 위치된 것으로 도시된다. 예컨대, 도 1b에서, 제1 입력 기어세트(102)는 2개의 맞물림 기어들(128, 130)을 포함한다. 도 6의 기어(600)에 대응하는 기어(128)는 제1 축(500)(즉, 도 1b의 축(176))을 따라 위치된다. 도 6의 기어(602)에 대응하는 기어(130)는 제4 축(506)(즉, 도 1b의 축(178))을 따라 위치된다. 또한, 도 1b의 제2 입력 기어세트(110)는 체인(136)을 통해 제2 스프로켓(132)에 결합된 제1 스프로켓(134)을 포함한다. 도 6에서, 제1 스프로켓(134)은 604로 식별되고, 제2 스프로켓은 606으로 식별된다. 제1 스프로켓(604)은 체인(608)에 의해 제2 스프로켓(606)에 결합된다.
도시된 바와 같이, 제2 스프로켓(606)은 베리에이터 샤프트, 즉 제3 축(504)(즉, 도 1b의 축(174))을 따라 위치된다. 전술한 바와 같이, 토크는 베리에이터로부터 제3 입력 기어세트(즉, 도 1b의 기어세트(112))로 전달될 수 있다. 제3 입력 기어세트는 체인(614)을 통해 제2 스프로켓(612)에 결합된 제1 스프로켓(610)을 포함한다. 도 1b의 스프로켓(152)에 대응하는 제2 스프로켓(612)은 제4 축(506) 또는 중심선을 따라 위치된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 2개의 출력 기어세트들(122, 124)이 있을 수 있다. 제1 출력 기어세트(122)는 한 쌍의 맞물림 기어들(예컨대, 기어들(170, 172))을 포함하고, 제2 출력 기어세트(124)는 한 쌍의 기어들(168, 170)(아이들러 기어(186)가 그 사이에 개재된다)을 포함한다. 양 출력 기어세트에 포함된 출력 기어(170)는 출력 샤프트에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있고, 그에 따라 제2 축(502)(즉, 도 1b의 축(184))을 따라 배치되거나 동심을 가진다. 도 6에서, 출력 기어(170)는 출력 기어(622)로 식별된다. 제1 출력 기어세트(122)의 기어(172)는 베리에이터와 동일한 축 또는 중심선, 즉 제3 축(504)을 따라 배치된다. 이 기어는 입력 기어(616)로 식별된다. 제2 출력 기어세트의 기어(168)는 (도 1b에 도시된 바와 같은) 레이 샤프트(103)와 동일한 축 또는 중심선을 따라 위치되는데, 이는 도 6에 도시된 제4 축(506)이다. 이 기어(168)는 도 6에서 입력 기어(618)로 식별된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, (도 1b에서 아이들러 기어(186)로 식별된) 아이들러 기어(620)가 제5 축(508) 또는 중심선을 따라 배치되며, 입력 기어(618) 및 출력 기어(622)와 맞물리거나 스플라인 연결된다.
다른 구현예들에서, 추가적인 축들 또는 중심선들이 있을 수 있다. 부품들은 상이하게 배치되며 상이한 축들 또는 중심선들 상에 위치될 수 있다. 또한 응용 및 의도된 용도에 따라 더 많거나 더 적은 부품들이 있을 수 있다. 예컨대, 전술한 구현예들 중 임의의 하나는 입력 클러치 조립체를 포함할 수 있다.
무한 가변 변속기의 기어 구성 및 대응하는 레이아웃의 상이한 구현예가 도 7a 및 도 7b에 각각 도시된다. 레이아웃(7100)은 도 7a 및 도 7b의 구현예에 입력 결합기(701)를 포함시킨 것을 제외하면 도 4b의 기어 레이아웃(4100)과 유사하다. 입력 결합기(701)는 3개의 클러치 조립체들(C1, C2, C3)과 유사한 표준 클러치 조립체일 수 있다. 입력 결합기는 건식 클러치 조립체, 댐퍼 조립체, 독립형 클러치 조립체(예컨대, 회전형 클러치 조립체), 스프래그 또는 롤러 클러치 조립체, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 입력 결합기는 입력 중심선 또는 축(780)을 따라 배치되며 입력 샤프트(700)에 결합될 수 있다.
도 4b의 예시적인 구현예와 유사하게, 무한 가변 변속기의 레이아웃(7100)은 4개의 상이한 축들 또는 중심선들을 포함할 수 있다. 입력 결합기(701)와 입력 샤프트(700)는 제1 축(780) 상에 위치되고, 출력 샤프트(726)는 제2 축(788) 상에 위치된다. 제1 축(780)과 제2 축(788)은 서로 평행할 수 있다. 일 구현예에서, 두 축(780, 788)은 서로 평행하며 동축을 갖지만, 대안적인 구현예에서, 두 축(780, 788)은 서로 평행하며, 동축을 갖지 않는다.
제3 축(778)은 베리에이터 조립체(714), 베리에이터 샤프트(716), 및 3개의 클러치 조립체들 중 하나(즉, C2 클러치 조립체)를 포함할 수 있다. 제4 축(782)은 레이 샤프트(703), 한 쌍의 유성 기어세트들(704, 720), 및 다른 2개의 클러치 조립체들(즉, C1 클러치 조립체와 C3 클러치 조립체)을 포함할 수 있다. 제3 축(778)과 제4 축(782)은 서로 평행할 수 있지만, 동축을 갖지 않는다. 이러한 배치에서, 베리에이터 조립체(714)는 상이한 축 또는 중심선 상이 아니라, 유성 기어세트들에 인접하게 위치될 수 있고, 그에 따라 무한 가변 변속기의 전체 길이는 종래의 무한 가변 변속기보다 더 작다. 일 구현예에서, 제1 축(780), 제2 축(788), 제3 축(778), 및 제4 축(782)은 서로 평행할 수 있지만, 두 축이 동축을 갖진 않는다. 다른 구현예에서, 4개의 축들 중 적어도 2개가 동축을 가질 수 있다.
이러한 구현예에서, 입력 결합기(701)는 제1 축(780) 상에 배치되며 입력 샤프트(700)에 결합된다. 도 7a를 참조하면, 입력 결합기는 동력원(PS)으로부터 변속기로 에너지를 선택적으로 전달할 수 있다. 엔진 또는 모터와 같은 동력원은 동력을 공급하여 변속기를 구동한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 디젤 엔진의 경우, 동력원은 셧다운 중에 베리에이터 조립체(714)에 손상을 야기할 수 있다. 그러므로, 베리에이터 조립체(714)에 대한 있을 수 있는 손상을 방지하기 위해, 입력 결합기(701)는 입력 샤프트(700)와 동력원 출력(PSO)을 선택적으로 결합시킬 수 있다. 동력원 출력은 샤프트, 플라이휠 등일 수 있다.
작동 중에 입력 결합기(701)는 동력원(PS)으로부터 입력 샤프트(700)로의 에너지의 전달을 용이하게 하기 위해 맞물릴 수 있다. 입력 샤프트(700)로의 에너지 전달을 방지하기 위해 입력 결합기(701)를 맞물림 해제하는 것 역시 가능하다. 이런 방식으로, 베리에이터 조립체(714)는 동력원에 의한 갑작스런 킥백으로부터 보호된다. 또한, 시동 중에, 입력 결합기(701)는 비틀림 진동이 변속기를 통해 전달되는 것을 방지하기 위해 맞물림 해제될 수 있다. 따라서, 무한 가변 변속기는 초기 시동 중에 종래의 수동 또는 자동 변속기와 유사하게 설정된다.
입력 샤프트(700)는 2개의 맞물림 기어들(728, 730)로 형성된 제1 입력 기어세트(702)에 결합될 수 있다. 입력 샤프트(700)와 기어(728)가 서로 동심을 갖도록, 기어(728)는 입력 샤프트(700)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 마찬가지로, 레이샤프트(703)와 기어(730)가 서로 동심을 갖도록, 기어(730)는 레이 샤프트(703)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다.
레이 샤프트(703)는 제1 유성 기어세트(704), 특히 제1 유성 기어세트(704)의 제1 링 기어(738)에 결합될 수 있다. 레이 샤프트(703)가 그 축(782)을 중심으로 회전함에 따라, 제1 링 기어(738)는 실질적으로 동일한 속도로 회전할 수 있다. 제1 링 기어(738)는 제1 캐리어 조립체(740)의 피니언 기어들과 맞물리고, 피니언 기어들은 제1 선 기어(742)와 추가로 맞물린다. 제1 캐리어 조립체(740)와 제1 선 기어(742)는 제2 출력 기어세트(710)와 제2 유성 기어세트(720)를 포함하는 다양한 부품들로 출력 토크를 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 캐리어 조립체(740)는 결합구(708)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등)를 통해 제2 유성 기어세트(720)의 제2 링 기어(744)로 토크를 전달할 수 있다. 제1 링 기어(738)처럼, 제2 링 기어(744)는 제2 캐리어 조립체(746)의 피니언 기어들과 맞물린다. 제2 캐리어 조립체(746)의 피니언 기어들은 또한 제2 선 기어(748)와 맞물린다.
제1 캐리어 조립체(740)는 또한 샤프트 또는 다른 결합구를 통해 제2 입력 기어세트(710)에 결합될 수 있다. 제2 입력 기어세트(710)는 2개의 맞물림 기어들(732, 734)을 포함한다. 토크는 기어(734)를 통해 제1 캐리어 조립체(740)로부터 기어(732)로 전달될 수 있다. 기어(732)는 베리에이터 샤프트(716)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있고, 그에 따라 기어(732)로 전달된 토크는 이후 베리에이터 샤프트(716)로 전달된다.
베리에이터 샤프트(716)는 베리에이터 조립체(714)의 입력측에 결합된다. 베리에이터 조립체(714)의 입력측은 단부 디스크들로도 지칭되는 한 쌍의 입력 디스크들(756, 758)을 포함한다. 입력 디스크들(756, 758)은 복수의 롤러들(미도시) 및 견인 유체(미도시)를 통해 한 쌍의 출력 디스크들(760, 762)(즉, 중심 디스크들)로 토크를 전달할 수 있다. 출력 디스크들(760, 762)은 샤프트(718)에 결합되며 제3 입력 기어세트(712)로 토크를 전달할 수 있다. 제2 입력 기어세트(710)처럼, 제3 입력 기어세트(712)는 한 쌍의 맞물림 기어들(750, 752)을 포함한다. 기어(750)는 샤프트(764) 또는 다른 결합구를 통해 C3 클러치 조립체에 결합되거나 스플라인 연결된 기어(752)로 토크를 전달한다.
도 7b의 레이아웃에는 2개의 출력 기어세트(722, 724)들이 있다. 제1 출력 기어세트(722)는 한 쌍의 기어들(768, 772)을 포함한다. 대안적인 구현예에서, 두 기어(768, 772)는 그 사이에 개재된 제1 아이들러 기어세트(미도시)를 통해 서로 결합될 수 있다. 기어(768)는 축(778)을 따라 베리에이터 샤프트(716)를 포함하는 하나 이상의 샤프트에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 토크가 제1 출력 기어세트(722)를 통해 출력 샤프트(726)로 전달될 수 있도록, 기어(772)는 출력 샤프트(726)에 결합되거나 스플라인 연결될 수 있다. 제2 출력 기어세트(724)는 또한 2개의 기어들(770, 772)을 포함하고, 이들은 그 사이에 개재된 제2 아이들러 기어세트(776)를 통해 서로 결합된다. 기어(772)가 출력 샤프트(726)에 결합되거나 스플라인 연결되기 때문에, 토크는 기어(772)와 아이들러 기어(776)를 통해 기어(770)로부터 출력 샤프트(726)로 전달될 수 있다.
모드 1, 2, 3에서, 토크는 도 4b를 참조하여 전술한 바와 유사한 경로들을 따라 입력 샤프트(700)로부터 출력 샤프트(726)로 전달된다. 특히, 모드 1에서, C1 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 제1 입력 기어세트(702), 레이 샤프트(703), 제1 링 기어(738), 제1 캐리어 조립체(740), 결합구(708), 제2 링 기어(744), 제2 캐리어 조립체(746), 샤프트(766), C1 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(724)를 통해 입력 샤프트(700)로부터 출력 샤프트(726)로 전달될 수 있다. 모드 2에서, C2 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 제1 입력 기어세트(702), 레이 샤프트(703), 제1 링 기어(738), 제1 캐리어 조립체(740), 제2 입력 기어세트(710), 베리에이터 샤프트(716), C2 클러치 조립체, 및 제1 출력 기어세트(722)를 통해 입력 샤프트(700)로부터 출력 샤프트(726)로 전달될 수 있다.
제3 작동 모드에서, 즉 C3 클러치 조립체가 맞물릴 때, 토크는 수 개의 토크 경로들을 통해 입력 샤프트(700)로부터 출력 샤프트(726)로 전달될 수 있다. 먼저, 토크는 제1 입력 기어세트(702), 레이 샤프트(703), 제1 링 기어(738), 제1 캐리어 조립체(740), 제2 입력 기어세트(710), 베리에이터 샤프트(716), 베리에이터 조립체(714), 샤프트(718), 제3 입력 기어세트(712), 샤프트(764), C3 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(724)를 통해 입력 샤프트(700)로부터 출력 샤프트(726)로 전달될 수 있다. 또한, 토크는 제1 입력 기어세트(702), 레이 샤프트(703), 제1 링 기어(738), 제1 캐리어 조립체(740), 제1 선 기어(742), 결합구(706)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등), 샤프트(764), C3 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(724)를 통해 입력 샤프트(700)로부터 출력 샤프트(726)로 전달될 수 있다. 토크는 제1 캐리어 조립체(740), 결합구(708)(예컨대, 하우징, 허브, 샤프트, 스플라인 등), 제2 링 기어(744), 제2 캐리어 조립체(746), 제2 선 기어(748), 샤프트(764), C3 클러치 조립체, 및 제2 출력 기어세트(724)를 통해 추가로 전달될 수 있다.
도 8a 및 도 8b에서, 무한 가변 변속기의 기어 구성 및 대응하는 레이아웃의 대안적인 구현예가 도시된다. 도 7a 및 도 7b의 예시적인 구현예와 비교한 도 8a 및 도 8b의 예시적인 구현예의 차이점은 입력 결합기의 위치이다. 도 7a에서, 예컨대 입력 결합기(701)는 입력 샤프트(700)에 결합되며 동력원(PS)과 입력 샤프트(700) 사이에 배치된다. 그러나, 도 8a에서, 상이한 입력 결합기(801)가 베리에이터 샤프트(816)에 결합된다. 입력 결합기(801)는 예컨대 댐퍼, 또는 C1, C2, C3 클러치 조립체와 유사한 클러치 조립체일 수 있다. 이런 방식으로, 입력 결합기(801)가 C1, C2, 또는 C3과 동일한 유형의 클러치 조립체인 경우, 동일한 유형의 클러치 조립체가 사용되므로 설계 및 제조 비용이 감소할 수 있다. 대안으로, 입력 결합기(801)는 건식 클러치 조립체, 회전형 클러치와 같은 독립형 클러치 조립체, 스프래그 또는 롤러 클러치 조립체, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
도 8a 및 도 8b의 구현예에서, 입력 결합기(801)는 베리에이터 조립체(814)의 입력에 결합된다. 베리에이터 조립체(814)는 한 쌍의 입력 디스크들(856, 858)과 한 쌍의 출력 디스크들(860, 862)을 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 입력 결합기(801)는 입력 디스크들(856, 858)에 직접 또는 간접 결합되며 이들에 에너지를 전달할 수 있다. 이로써, 입력 결합기(801)는 동력원, 예컨대 엔진, 모터 등으로부터 베리에이터 조립체(814)로 에너지를 선택적으로 전달할 수 있다. 물론, 이러한 구성에서는, 에너지가 이미 변속기의 입력 샤프트(800)로 전달될 수 있지만, 입력 결합기(801)가 시동 중에 베리에이터 조립체에 대한 손상을 방지하기 위해 유리하게 위치된다.
도 8a 및 도 8b의 기어 구성과 레이아웃은 특히 다른 부품들(예컨대, 샤프트, 축, 기어세트 등)과 관련하여 각각 도 7a 및 도 7b와 유사하기 때문에, 이러한 구현예를 추가로 설명하지 않을 것이다. 도 8a 및 도 8b의 각각의 부품에 대응하는 도면 부호는 각 도면 부호의 첫 숫자가 ‘7’ 대신 ‘8’로 시작한다는 것을 제외하면 도 7a 및 도 7b의 동일한 부품과 같다. 도 8a 및 도 8b의 무한 가변 변속기는 전술한 바와 유사하게 3개의 모드들로 작동할 수 있고, 다양한 축들 또는 중심선들을 포함해도 좋다.
대안적인 구현예에서, 입력 결합기는 또한 레이 샤프트(703)에 결합될 수 있고, 그에 따라 레이 샤프트 중심선 또는 축(즉, 제4 축(882)과 유사하다)을 따라 배치될 수 있다. 이러한 배치에서, 변속기를 통해 전달된 에너지가 베리에이터 조립체로 선택적으로 전달될 수 있도록, 입력 결합기는 차량의 동력원과 베리에이터 조립체 사이에 여전히 위치된다. 전술한 구현예들과 유사하게, 입력 결합기는 베리에이터 조립체로의 에너지 전달을 허용 또는 방지하기 위해 선택적으로 맞물림 또는 맞물림 해제될 수 있다.
본 발명의 원리들을 포함하는 예시적인 구현예들을 상기에 설명하였지만, 본 발명은 개시된 구현예들에 제한되지 않는다. 대신, 이러한 응용은 본 발명의 일반적인 원리들을 이용한 본 발명의 모든 변경들, 용도들, 또는 개작들을 포괄하도록 의도된다. 게다가, 이러한 응용은 본 발명이 속하며 첨부된 청구범위의 제한 내에 속하는 기술분야의 주지의 또는 관습적인 실행 내에 있는, 본 개시로부터의 변경들을 포괄하도록 의도된다.

Claims (49)

  1. 동력원을 포함하는 동력 차량용 무한 가변 변속기에 있어서,
    입력 샤프트, 및 상기 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트;
    상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터;
    상기 베리에이터에 인접하게 배치된 적어도 2개의 유성 기어세트들; 및
    상기 동력원에 상기 베리에이터를 선택적으로 결합시키도록 구성된 입력 결합기를 포함하는 무한 가변 변속기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력 결합기는 건식 클러치, 댐퍼, 독립형 클러치, 스프래그 또는 롤러 클러치, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 무한 가변 변속기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 입력 샤프트는 제1 축을 따라 배치되고; 상기 출력 샤프트는 제2 축을 따라 배치되며; 상기 베리에이터는 제3 축을 따라 배치되고; 상기 적어도 2개의 유성 기어세트들은 제4 축을 따라 배치되며;
    상기 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행하고, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 입력 결합기는 상기 제1, 제3, 또는 제4 축을 따라 배치되는 무한 가변 변속기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 입력 결합기는 상기 입력 샤프트에 결합되는 무한 가변 변속기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베리에이터는 입력과 출력을 포함하고, 상기 입력 결합기는 상기 베리에이터의 입력에 결합되는 무한 가변 변속기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 입력 결합기는 접지에 결합되지 않는 무한 가변 변속기.
  8. 동력원으로부터 무한 가변 변속기로 에너지를 선택적으로 전달하는 방법으로서, 상기 변속기는 출력 샤프트로부터 이격된 입력 샤프트, 상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터, 상기 베리에이터에 인접하게 배치된 적어도 2개의 유성 기어세트들, 및 상기 동력원과 상기 베리에이터 사이에 배치된 입력 결합기를 포함하는 방법에 있어서,
    입력 방향으로 상기 동력원을 회전시키는 단계;
    상기 동력원으로부터 상기 입력 샤프트로 에너지를 전달하는 단계;
    상기 입력 결합기를 맞물리게 하는 단계; 및
    상기 동력원으로부터 상기 변속기로 에너지를 선택적으로 전달하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 맞물리게 하는 단계는 클러치 또는 댐퍼를 맞물리게 하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 동력원이 상기 입력 방향과 반대 방향으로 회전하면, 상기 입력 결합기를 맞물림 해제하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 동력원에 상기 베리에이터를 선택적으로 결합시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 동력원에 상기 입력 샤프트를 선택적으로 결합시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 차량의 동력원에 의해 동력을 공급받으며 3개의 작동 모드들을 가진 무한 가변 변속기에 있어서,
    입력 샤프트;
    상기 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트;
    상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터;
    상기 동력원으로부터 상기 베리에이터로 동력을 선택적으로 전달하도록 구성된 입력 결합기;
    상기 베리에이터에 인접하게 배치된 유성 기어세트; 및
    제1 모드에서 맞물림 가능한 제1 클러치 조립체, 제2 모드에서 맞물림 가능한 제2 클러치 조립체, 및 제3 모드에서 맞물림 가능한 제3 클러치 조립체를 포함하며,
    상기 제1 모드에서, 상기 변속기는 후진방향 모드, 기어 중립 모드, 및 제1 전진방향 모드로 작동 가능한 무한 가변 변속기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 모드에서, 상기 변속기는 제2 전진방향 모드로 작동 가능한 무한 가변 변속기.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제3 모드에서, 변속기는 제3 전진방향 모드로 작동 가능한 무한 가변 변속기.
  16. 제13항에 있어서, 상기 입력 샤프트는 제1 축을 따라 배치되고, 상기 출력 샤프트는 제2 축을 따라 배치되는 무한 가변 변속기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 평행한 무한 가변 변속기.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  19. 제16항에 있어서, 상기 베리에이터는 제3 축을 따라 배치되고, 상기 유성 기어세트는 제4 축을 따라 배치되며, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행한 무한 가변 변속기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제3 축과 상기 제4 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  21. 제19항에 있어서, 상기 입력 결합기는 상기 제1, 제3, 또는 제4 축을 따라 배치되는 무한 가변 변속기.
  22. 제13항에 있어서, 상기 입력 결합기는 건식 클러치, 댐퍼, 독립형 클러치, 스프래그 또는 롤러 클러치, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 무한 가변 변속기.
  23. 제13항에 있어서, 상기 입력 결합기는 상기 입력 샤프트에 결합되는 무한 가변 변속기.
  24. 제13항에 있어서, 상기 베리에이터는 입력과 출력을 포함하고, 상기 입력 결합기는 상기 베리에이터의 입력에 결합되는 무한 가변 변속기.
  25. 동력 차량용 무한 가변 변속기에 있어서,
    제1 축을 따라 배치된 입력 샤프트;
    상기 입력 샤프트로부터 이격되며 제2 축을 따라 배치된 출력 샤프트;
    상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 결합되며 제3 축을 따라 배치된 베리에이터; 및
    상기 베리에이터에 인접하게 배치되며 제4 축을 따라 배치된 적어도 2개의 유성 기어세트들을 포함하며,
    상기 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행하고, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제2 축은 상기 제1 축으로부터 실질적으로 수직으로 이격된 무한 가변 변속기.
  27. 제25항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  28. 제25항에 있어서, 상기 제3 축과 상기 제4 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  29. 제25항에 있어서, 차량의 구동 유닛에 결합되기 위한 입력 플랜지를 더 포함하며, 상기 입력 플랜지와 상기 출력 샤프트 사이의 최대 거리는 1000㎜ 미만인 무한 가변 변속기.
  30. 제29항에 있어서, 상기 최대 거리는 약 780㎜ 미만인 무한 가변 변속기.
  31. 제25항에 있어서, 3개 이하의 클러치 조립체를 더 포함하는 무한 가변 변속기.
  32. 제25항에 있어서, 상기 동력 차량의 동력원에 상기 베리에이터를 선택적으로 결합시키도록 구성된 입력 결합기를 더 포함하는 무한 가변 변속기.
  33. 제32항에 있어서, 상기 입력 결합기는 건식 클러치, 댐퍼, 독립형 클러치, 스프래그 또는 롤러 클러치, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 무한 가변 변속기.
  34. 제32항에 있어서, 상기 입력 결합기는 상기 입력 샤프트에 결합되는 무한 가변 변속기.
  35. 제32항에 있어서, 상기 베리에이터는 입력과 출력을 포함하고, 상기 입력 결합기는 상기 베리에이터의 입력에 결합되는 무한 가변 변속기.
  36. 제32항에 있어서, 상기 입력 결합기는 접지에 결합되지 않는 무한 가변 변속기.
  37. 3개의 작동 모드들을 가진 무한 가변 변속기에 있어서,
    입력 샤프트;
    상기 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트;
    상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터;
    상기 베리에이터에 인접하게 배치된 복수의 유성 기어세트들; 및
    제1 모드에서 맞물림 가능한 제1 클러치 조립체, 제2 모드에서 맞물림 가능한 제2 클러치 조립체, 및 제3 모드에서 맞물림 가능한 제3 클러치 조립체를 포함하며,
    상기 제1 모드에서, 상기 변속기는 후진방향 모드, 기어 중립 모드, 및 제1 전진방향 모드로 작동 가능한 무한 가변 변속기.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제2 모드에서, 상기 변속기는 제2 전진방향 모드로 작동 가능한 무한 가변 변속기.
  39. 제37항에 있어서, 상기 제3 모드에서, 변속기는 제3 전진방향 모드로 작동 가능한 무한 가변 변속기.
  40. 제37항에 있어서, 상기 입력 샤프트는 제1 축을 따라 배치되고, 상기 출력 샤프트는 제2 축을 따라 배치되는 무한 가변 변속기.
  41. 제40항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 평행한 무한 가변 변속기.
  42. 제40항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  43. 제40항에 있어서, 상기 베리에이터는 제3 축을 따라 배치되고, 상기 복수의 유성 기어세트들은 제4 축을 따라 배치되며, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 축은 서로 평행한 무한 가변 변속기.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제3 축과 상기 제4 축은 동축을 갖지 않는 무한 가변 변속기.
  45. 구동 유닛을 구비한 차량용 무한 가변 변속기에 있어서,
    입력 샤프트;
    상기 입력 샤프트로부터 이격된 출력 샤프트;
    상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 결합된 베리에이터;
    상기 베리에이터에 인접하게 배치된 복수의 유성 기어세트들; 및
    상기 구동 유닛에 결합되기 위한 입력 플랜지를 포함하며,
    상기 입력 플랜지의 전방 가장자리와 상기 출력 샤프트의 후방 가장자리 사이의 거리는 1000㎜ 미만인 무한 가변 변속기.
  46. 제45항에 있어서, 상기 거리는 약 780㎜ 미만인 무한 가변 변속기.
  47. 제45항에 있어서, 제1 클러치 조립체, 제2 클러치 조립체, 및 제3 클러치 조립체를 더 포함하는 무한 가변 변속기.
  48. 제45항에 있어서, 상기 입력 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 결합된 복수의 기어세트들을 더 포함하는 무한 가변 변속기.
  49. 제48항에 있어서, 상기 복수의 기어세트들 중 적어도 2개는 체인 및 스프로켓 조립체를 포함하는 무한 가변 변속기.
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