KR20180045812A - 독자적 변속 시스템 - Google Patents

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환 슝 청
쿼-훙 청
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환 슝 청
쿼-훙 청
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Abstract

본 발명은 개선된 연속 가변 변속기(CVT)에 관한 변속 시스템에 관한 것으로, 이 변속 시스템은 동력 출력 조립체, 동력 입력 조립체, 칼라(collar) 조립체, 및 상기 동력 출력 조립체와 동력 입력 조립체를 연결하기 위한 연결 조립체를 포함할 수 있다. 상기 변속 시스템은 동력의 전달을 위해 기어와 유압만 사용하기 때문에, 대형 승용차, 대형 트럭 및 중장비 기계와 같이, 낮은-토크에서 헤비-듀티(heavy-duty) 시나리오에 이르는 모든 토크 시나리오에서 사용할 수 있는 장점이 있다. 더욱이, 변속기를 "충분히 단단하게" 맞물리고 어떠한 "미끄러짐"도 방지하도록 유지하기 위한 추가적인 에너지의 사용이 필요치 않고, 동력 전달의 전반적인 효율이 증가될 수 있다.

Description

독자적 변속 시스템{ORIGINAL SHIFT SYSTEM(O.S.S.)}
본 발명은 차량용 변속 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 본 발명은 간단한 구조를 가지며 내구성이 높으며 기존의 무선 변속기(CVT)보다 높은 토크를 발생시키는 데 사용할 수 있는, 개선된 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 발명은 2015년 9월 20일자로 출원되어 현재 계류 중인 미국 특허 출원 제 14/859,302 호의 일부 추가 계속 출원(CIP)이며, 상기 미국 특허 출원은 본 명세서에서 참조 문헌으로서 인용된다.
일반적으로 말하자면, 자동 변속기는 부분적 부하, 추력, 및 온도, 공기 압력 및 습도와 같은 주변 매개 변수와 같은 현 또는 예상 동작 조건들의 함수로서 현재의 변속비를 단계적으로 또는 무단계로 독립적으로 변화시키는 본질적으로 변조 변환기들이다. 전기, 공압, 유체 동력학적 또는 유체 정역학적 원리들, 또는 이들 원리들의 조합에 기초한 변조 변환기들이 이러한 그룹에 포함된다.
무단 변속기(CVT)는 일반적으로 원동기로부터 토크를 받을 수 있는 제 1 샤프트, 상기 제 1 샤프트와 평행하거나할 수 있는 제 2 샤프트, 상기 제 1 및 제 2 샤프트들 각각 상에 조절 가능한 풀리 또는 시브(sheave), 및 제 1 샤프트가 원동기에 의해 구동될 때 제 1 샤프트로부터 제 2 샤프트로 토크를 전달하도록 상기 2 개의 풀리들에 걸쳐서 연결된 무단 플렉시블 요소(endless flexible element)(예를 들어, 체인 또는 벨트이며, 이하에서는 체인이라 칭함)를 포함한다. 두 개의 풀리는 조절 가능하며, 이를 위해, 각 풀리는 각각의 샤프트에 부착된 제 1 원추형 플랜지(conical flange) 및 상기 제 1 원추형 플랜지와 함께 회전 가능하고 각각의 제 1 원추형 플랜지로부터 멀어지거나 제 1 플랜지로 향하도록 각각의 샤프트에 대해 축 방향으로 이동 가능한 제 2 원추형 플랜지를 포함한다. 이러한 풀리들의 조절 가능성은 체인이, 그의 환형 부분들 중 하나를 2 개의 샤프트들 중 하나를 향해 반경 방향 내측으로 이동시킬 수 있고, 그의 환형 부분들 중 다른 하나를, 반경 방향 외측으로 그리고 2 개의 샤프트 중 다른 하나로부터 멀어지게 이동시킬 수 있거나, 이와 반대로 이동하는 것도 가능하게 한다.
소위 바이패스(bypass) 또는 로크업 클러치(lockup clutch)와 결합하여 유체-동력학적 토크 컨버터를 사용하는 자동 변속기보다, CVT(continuous variable transmission)가 종종 선호된다. 그 이유는 무단 변속기에서는 상이한 기어 비들로의 변속이 상당한 충격 없이 서서히 점진적으로 변함없이 일어나기 때문에 무단 변속기가 자동차의 탑승자 또는 탑승자들에게 보다 큰 안락함을 제공하기 때문이다. 또한, 동력 전달 장치에서의 무단 변속기의 이용은 자동차의 연료 요구량을 실질적으로 절감시킨다.
그러나, "원추형-풀리(cone-pulley)" 개념 또는 벨트/체인 종동 시스템을 사용하는 무단 변속기의 물리적 한계점들로 인해, 종래의 CVT는 소형 승용차 및 경량 자동차와 같은 저 토크 상황에서만 사용될 수 있다. 또한, CVT의 원추형 풀리 또는 벨트/체인은, 동력을 성공적으로 전달할 수 있도록 충분한 마찰을 공급하고 "미끄러짐(slipping) 현상"을 방지하도록 단단하게 유지되어야 한다. 원추형 풀리 및 벨트/체인을 단단하게 유지하는데 사용되는 이러한 에너지는 사실상 에너지 낭비의 또 다른 형태이며, 따라서 전체 효율을 감소시킨다.
또한, 종래의 CVT에서는, 가스 페달을 밟았을 때부터 자동차가 가속할 때까지의 "지연(lag)" 시간이 존재하고, 이는 보다 저속 가속 및 불충분한 토크를 야기하는 원추형 풀리 또는 벨트/체인의 종래의 CVT 시스템의 물리적 한계점으로부터 기인된다. 또한, 종래의 CVT는 소음, 진동 및 부드럽지 못함의 문제를 가지고 있다. 종래의 CVT의 구조가 복잡하기 때문에 그의 신뢰성 및 내구성이 저하된다. 따라서, 전술한 문제점을 극복하기 위한 개선된 변속 시스템이 여전히 필요하다.
본 발명의 목적은 동력의 전달을 위해 기어 및 유압 장치만을 사용하며 대형 승용차, 대형 트럭 및 중장비 기계와 같은 저 토크 상황으로부터 고 토크 상황에 이르기까지, 모든 토크 시나리오에서 사용될 수 있는, 개선된 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 동력 전달을 위해 기어와 유압 장치만을 사용하기 때문에, 변속기를 충분히 타이트(tight)하게 유지하고 이로써 미끄러지는 것을 방지하기 위해서 추가 에너지를 사용할 필요가 없으며, 이로써, 동력 전달의 전체 효율이 증가될 수 있는, 개선된 무단 변속기와 관련된 변속 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 동력의 전달을 위해 기어 및 유압 장치만을 사용하므로, 동력의 전달은 즉각적이며, 가속 시에 지연 시간이 존재하지 않으며 이로써 변속 시스템의 제어, 효율 및 안전을 향상시키는, 개선된 CVT와 관련된 변속 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 동력 전달을 위해 기어 및 유압 장치만을 사용하기 때문에, 종래의 CVT에서의 가속과 관련된 소음, 진동 및 부드럽지 못함의 문제를 제거할 수 있는, 개선된 CVT와 관련된 변속 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 보다 신뢰성 있고 내구성이 있는 비교적 간단한 구조를 가지며 그 제조 비용이 현저하게 감소될 수 있는, 개선된 CVT와 관련된 변속 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 속도 및 조건에 관계없이, 가장 적절하고 효율적인 기어 비로 설정될 수 있으며 이로써 에너지 소비량을 감소시킬 수 있는, 친환경적 CVT와 관련된 변속 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 동력 전달을 위해 기어 및 유압 장치만을 사용하고, 이로써 순간적이면서 상당한 가속화 능력으로 인해서, 자동차 레이싱 또는 산악 주행과 같은 상황에서 사용될 수 있는, 개선된 CVT와 관련된 변속 시스템을 제공하는 것이다.
다양한 실시예들이 본 명세서에 제공된 도면들 및 설명들에 예시되어있다. 그러나, 본 발명은 도면들에 도시되고 본 명세서에 구체적으로 설명된 특정 실시예들로 한정되지 않는다는 것을 이해해야한다.
도 1은 본 발명의 개선된 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 동력 출력 어셈블리의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 동력 출력 어셈블리의 메인 로드 및 프리휠의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 동력 출력 어셈블리의 제 1 및 제 2 기어 및 출력 기어의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 칼라 어셈블리(collar assembly)의 개략도이다.
도 6은 본 발명에서, 고속 및 저 토크의 목적을 달성하기 위해 연장부(strecher)가 회전 암 상에서 개방될 때의 동력 입력 어셈블리의 개략도이다.
도 7은 본 발명에서, 고 토크 및 저속의 목표를 달성하기 위해 연장부가 회전 암 상에서 서로를 향해 이동할 때의 동력 입력 어셈블리의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 파라미터(R)를 도시한다.
도 9는 회전 암이 커넥팅 로드와 평행한 경우에 본 발명의 개선된 무단 변속기와 관련된 변속 시스템의 개략도이다.
도 10은 회전 암이 커넥팅 로드와 평행하게 회전할 때의, 본 발명의 개선된 무단 변속기와 관련된 변속 시스템의 개략도이다.
도 11은 회전 암이 도 9로부터 180도 만큼 회전할 때의, 본 발명의 개선된 무단 변속기와 관련된 변속 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 회전 암이 도 9로부터 270도 만큼 회전할 때의, 본 발명의 개선된 무단 변속기와 관련된 변속 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
이하에 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 양상에 따라 제공되는 본 예시적인 장치에 대한 설명으로서 의도된 것이며, 본 발명이 제조되거나 이용될 수 있는 유일한 형태를 나타내는 것은 아니다. 이보다는, 동일하거나 동등한 기능들 및 구성 요소들은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 것으로서 의도되는 상이한 실시예들에 의해 달성될 수 있다는 것을 이해해야한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 설명된 것들과 유사하거나 동등한 임의의 방법, 장치 및 재료가 본 발명의 실시 또는 테스트에서 사용될 수 있지만, 예시적인 방법들, 장치들 및 재료들이 이제 기술된다.
언급된 모든 공개문헌들은, 예를 들어, 본 기술된 발명과 관련하여 사용될 수 있는 공개문헌들에 기재된 설계사항 및 방법들을 기술하고 개시하기 위한 목적으로 참고 문헌들로서 포함된다. 본 명세서 전반에 걸쳐서 아래 및 위에 열거되거나 논의된 공개문헌들은 본 출원의 출원일 이전에 개시된 것들만 제공된다. 본 명세서의 어떠한 것도 본 발명자들이 선행 발명으로서 그러한 개시 사항들이 선행한다는 것을 인정하지 않는다는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
본 명세서의 설명 및 하기의 청구 범위에 사용된 바와 같이, 명사의 단수형은 해당 문맥이 달리 명시하지 않는 한, 해당 명사의 복수형을 포함한다. 또한, 본 명세서 및 후속하는 청구 범위에서 사용된 바와 같이, "포함하다" 또는 "포함하는", "가진다" 또는 "가지고 있는", "함유한다" 또는 "함유하는" 등은 개방형 표현으로서 이해되어야 하는데, 즉 해당 구성요소들을 포함하지만 이러한 구성요소들로 한정되지 않는다는 것을 의미한다. 본 명세서의 설명 및 후속하는 청구 범위에 사용된 바와 같이, "에"는 문맥이 달리 명시하지 않는 한 "내" 및 "상"을 포함한다.
제 1, 제 2 등과 같은 용어가 본 명세서에서 다양한 구성 요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 구성 요소는 이러한 용어들에 의해 제한되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 이들 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해서만 사용된다. 예를 들어, 해당 실시예들의 범위를 벗어나지 않으면서, 제 1 요소는 제 2 요소로 지칭될 수 있고, 마찬가지로, 제 2 요소는 제 1 요소로 지칭될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 또는 해당 열거된 항목들 중 하나 이상의 것들의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
일 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결된" 또는 "결합된" 것으로 언급될 때, 해당 구성 요소는 다른 구성 요소에 직접 연결되거나 결합될 수 있거나, 또는 그들 가운데 개재된 구성 요소가 존재할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 대조적으로, 일 요소가 다른 요소에 "직접적으로 연결" 또는 "직접적으로 결합"되는 것으로서 언급될 때, 그들 간에 개재된 요소가 존재하지 않는다.
일 양태에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 변속 시스템은 동력 출력 어셈블리(100), 동력 입력 어셈블리(200), 칼라 어셈블리(collar assembly)(300) 및 상기 동력 출력 어셈블리(100)와 동력 입력 어셈블리(200)를 연결하는 연결 어셈블리(400)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 변속 시스템은 무단 변속기(CVT)와 관련된다. 동력 출력 어셈블리(100)는 제 1 샤프트(7)를 통해 제 1 기어(3)에 결합된 제 1 프리휠(freewheel)(1), 및 제 2 샤프트(8)를 통해 제 2 기어(4)와 결합되는 제 2 프리휠(2)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 프리휠(1)은 메인 로드(9)의 상단부 상의 메인 로드 랙(main rod rack)(10)과 결합될 수 있는 한편, 제 2 프리휠(2)은 메인 로드(9)의 하단부 상의 메인 로드 랙(10)과 결합될 수 있다.
메인 로드(9)는 피벗 힌지(13)를 통해 커넥팅 로드(11)에 피벗 방식으로 연결되어 피벗 운동 메커니즘(12)을 형성하고, 따라서, 동력이 동력 입력 어셈블리(200)에 의해 발생되는 경우, 동력은 연결 어셈블리(400)를 통해 커넥팅 로드(11)를 구동시키는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 메인 로드(9)는 도 1 내지도 3에 도시된 바와 같이 방향(15)을 향해 이동하며, 메인 로드(10)는 "랙 및 피니언" 방식으로 제 1 프리휠(1) 및 제 2 프리휠(2)와 맞물린다. 한편, 제 2 프리휠(2)은 제 2 샤프트(8)를 통해 제 2 기어(4)와 마찬가지로 시계 방향으로 회전하고, 제 2 기어(4)는 출력 샤프트(6)를 갖는 적어도 하나의 출력 기어(5)와 체결되어, 출력 기어(5)가 반시계 방향으로 회전하도록 이를 구동하도록 구성된다. 또한, 입력 기어(5)는 제 1 기어(3)와 맞물려 제 1 프리휠(1)과 마찬가지로 시계 방향으로 제 1 기어(3)를 회전시키도록 구동시키며, 반면에, 메인 로드(9)가 방향(15)을 향해 이동할 때, 제 1 프리휠(1)은 반시계 방향으로 회전하게 된다. 상이한 방향으로 회전하는 2 개의 상이한 모멘텀들은 프리휠(1)에 동시에 인가되기 때문에, 프리휠(1)은 휴지 상태가 될 수 있다. 메인 로드(9)는 메인 로드(9)의 각 측면 상의 레일(17)을 따라 복수의 슬라이딩 휠들(31)과 함께 슬라이딩하도록 구성된다는 것이 주목된다.
다른 실시예에서, 메인 로드(9)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 방향(14)을 향해 이동하며, 메인 로드(10)는 "랙 및 피니언" 방식으로 제 1 프리휠(1) 및 제 2 프리휠(2)와 맞물린다. 이 단계에서, 제 1 프리휠(1)은 제 1 샤프트(7)를 통해 제 1 기어(3)와 마찬가지로 시계 방향으로 회전하고, 제 1 기어(3)는 출력 샤프트(6)를 갖는 적어도 하나의 출력 기어(5)와 체결되어 이 출력 기어(5)가 반시계 방향으로 회전되게 구동시키도록 구성된다. 또한, 입력 기어(5)는 제 2 기어(4)와 맞물려 제 2 프리휠(2)과 마찬가지로 시계 방향으로 제 2 기어(4)가 회전되게 구동시키도록 구성되며, 반대로, 메인 로드(9)가 방향(14)으로 이동할 때, 제 2 프리휠(2)은 반시계 방향으로 회전하는 것으로 된다. 이렇게 상이한 방향으로 회전하는 2 개의 상이한 모멘텀들이 프리휠(2)에 동시에 인가되기 때문에, 프리휠(2)은 휴지 상태가 될 수 있다.
메인 로드(9)의 진행 방향에 관계없이, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 기어(3) 및 제 2 기어(4)는 항상 시계 방향으로 회전하고, 출력 기어(5)는 항상 반 시계 방향으로 회전한다는 것이 주목된다. 그 후, 출력은 역시 반 시계 방향으로 출력 샤프트(6)를 통해 전달될 수 있다.
여전히, 도 1을 참조하면, 동력 입력 어셈블리(200)는 입력 기어(29), 입력샤프트(30) 및 동력원(40)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 입력 기어(29)는 감속 기어(28)와 맞물린다. 감속 기어(28)의 중심에는 메인 회전 샤프트(21)의 일단이 삽입되고, 이의 타단은 회전 암(18)에 연결되고, 이로써, 회전 암(18)은 메인 회전 샤프트(21)를 통해 감속 기어(28)에 의해 구동될 수 있다.
동력 입력 어셈블리(200)는 유압식 포지셔닝 로드(22)와 결합된 유압 실린더(27)를 더 포함할 수 있으며, 유압 실린더(27)의 이동은 제어부(33)에 의해 관리되고, 상기 유압식 포지셔닝 로드(22)는 엔드 플레이트(25)에 연결되어있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 동력 입력 어셈블리(200)는 칼라 어셈블리(300)를 가질 수 있으며, 칼라 어셈블리(300)는 전방 칼라(26), 중간 칼라(34), 후방 칼라(35) 및 슬라이딩 칼라(36)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 칼라(36)는 메인 회전 샤프트(21) 상에서 슬라이드 및 회전하도록 구성되고, 전방 칼라(26) 및 후방 칼라(35)는 모두 슬라이딩 칼라(36)와 결합되고, 이로써, 이러한 3 개의 칼라(26, 35, 36)는 메인 회전 샤프트(21) 상에서 하나의 유닛으로서 회전할 수 있다. 중간 칼라(34)는 비 회전 칼라이고, 전방 칼라(26)와 후방 칼라(35)에 의해 샌드위치되며, 중간 칼라(34)는 또한 메인 회전 샤프트(21) 상에서 미끄러질 수 있다. 슬라이딩 칼라(36)는 유압 실린더(27)에 의해 이동되는 엔드 플레이트(25)에 연결된 중간 칼라(34)로 인해서 메인 회전 샤프트(21) 상에서 왕복 운동 방식으로 슬라이딩하도록 구성된다.
동력 입력 어셈블리(200)는 또한 제 1 연장부(strecher)(19)를 포함하며, 이 제 1 연장부의 일단은 (슬라이딩 슬리브(20) 상의) 상부 플랜지(24')에 연결되고, 상기 제 1 연장부의 타단은 슬라이딩 칼라(36)의 상부 부분(24)에 연결되며, 동력 입력 어셈블리(200)는 또한 제 2 연장부(strecher)(19')를 포함하며, 이 제 2 연장부의 일단은 (슬라이딩 슬리브(20') 상의) 하부 플랜지(23')에 연결되고, 상기 제 2 연장부의 타단은 슬라이딩 칼라(36)의 하부 부분(23)에 연결된다. 일 실시예에서, 상기 연장부들(19, 19')은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 V 자 형상의 구성으로 배열된다. 다른 실시예에서, 동력 입력 어셈블리(200)는 유압 오일 파이프들(32, 38)을 통해 유압 실린더(27) 및 제어부(33)에 오일을 제공하는 펌프(39)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 유압 실린더(27)가 회전 암(18)을 향해 이동할 때, 유압 실린더는 유압식 포지셔닝 로드(22)를 통해 엔드 플레이트(25)를 밀고, 슬라이딩 칼라(36)를 회전 암(18) 쪽으로 더 밀어낸다. 한편, 연장부들(19, 19')은 플랜지들(24', 23')의 상부 및 하부 부분뿐만 아니라 슬라이딩 칼라(36)의 상부 및 하부 부분들(24, 23)에도 피벗 방식으로 연결되기 때문에, 슬라이딩 슬리브들(20, 20')은 도 6에 도시된 바와 같이 회전 암(18) 상에서 각각 상하로 이동하도록 구동된다. 본 단계에서, 회전 암(18) 상에서의 연장부들(19, 19') 간의 거리가 증가하여, 이는 고속이지만 보다 낮은 토크를 갖는 차량 변속기에서의 "고속 변속(up-shift)"과 유사하다.
한편, 유압 실린더(27)가 후퇴하여 엔드 플레이트(25)를 회전 암(18)으로부터 멀어지게 당기면, 슬라이딩 칼라(36)도 역시 회전 암(18)으로부터 멀어지게 당경지며, 이로써 연장부들(19, 19')이 도 7에 도시된 바와 같이 회전 암(18) 상에서 서로 가까워지도록 이동하게 된다. 본 단계에서, 회전 암(18) 상에서의 연장부들(19, 19') 간의 거리는 감소하며, 이는 저속이지만 더 높은 토크를 갖는 차량 변속기에서의 "저속 변속"과 유사하다.
도 8을 참조하면, 파라미터(R)는 Rx/R0로 정의될 수 있고, 여기서 Rx는 회전 암(18)의 중간 부분과 상부(또는 하부) 플랜지의 위치 간의 거리를 나타내는 변수이고, R0는 프리휠(1) 또는 프리휠(2)의 반경이다. 전술한 바와 같이, 유압 실린더(27)가 회전 암(18)을 향해 이동할 때, 회전 암(18) 상에서의 연장부들(19, 19') 간의 거리가 증가하고, 즉 도 8에 도시된 바와 같이, Rx가 증가한다. R0가 상수라고 가정하면, 파라미터(R)가 높을수록, 변속기가 더 높은 속도 및 더 낮은 토크를 제공할 수 있다는 것을 결론지을 수 있다. 이와 반대로, 파라미터(R)가 낮으면, 변속기는 속도는 낮지만 토크는 더 높은 출력을 제공한다.
연결 어셈블리(400)는 회전 암(18), 슬라이딩 슬리브(20) 상의 상부 플랜지(24'), 슬라이딩 슬리브(20') 상의 하부 플랜지(23'), 밸런싱 핀(37) 및 크랭크 핀(16)을 포함하며, 상기 크랭크핀(crankpin)은 상부 플랜지(24')의 반대편 측으로부터 연장된다. 크랭크핀(16)은 커넥팅 로드(11)에 피벗 방식으로 연결되며, 이로써, 동력 입력 어셈블리(200)로부터 발생된 동력이 동력 출력 어셈블리(100)로 전달될 수 있다.
도 9 내지 도 12는 동력이 개선된 CVT를 통해 동력 입력 어셈블리(200)로부터 동력 출력 어셈블리(100)로 어떻게 전달되는지를 도시한다. 회전 암(18)은 커넥팅 로드(11)에 평행한 0 도에서 시작하고, 동력 입력 어셈블리(200)로부터 동력이 개시되면, 메인 회전 샤프트(21)가 구동되어 회전 암(18)을 메인 회전 샤프트(21)에 수직인 90도만큼 회전시키고, 이어서 180도 및 270 도만큼 회전시켜서 전체 동력 전달 사이클을 완료한다. 동력 전달 사이클 중에, 상술한 바와 같이, 커넥팅 로드(11)가 구동되어 메인 로드(9)를 이동시켜 프리휠(1, 2)을 구동시키고, 출력 기어/샤프트(5, 6)를 더 구동시킨다.
종래의 CVT와 비교하여, 본 발명은, 본 발명의 개선된 무단 변속기(CVT)가 동력 전달을 위해 기어 및 유압 장치만을 사용하기 때문에, 유리하다. 보다 구체적으로는, 유압 실린더(27)에 의해 제어되는 회전 암(18) 상에서의 연장부들의 개방 동작에 의해 연장부들(19, 19')에 의해 속도 및 토크가 관리될 수 있고, 이로써, 임의의 "미끄러짐(slipping)" 현상을 방지하기 위해 변속기를 "충분히 타이트하게" 유지하기 위해 필요한 부가적인 에너지를 사용할 필요가 없고 이로써 동력 전달의 전체 효율이 증가될 것이다.
전술한 설명 및 예시에 의해 본 발명을 설명하였지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 한정적인 방식으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않으며, 임의의 균등사항들을 포함한다.

Claims (6)

  1. 무단 변속기(continuously variable transmission)(CVT)와 관련된 변속 시스템으로서,
    동력원, 유압식 동력 전달 시스템, 메인 회전 암(main rotating arm) 및 조절 가능한 기어 어셈블리를 구비하는, 동력 입력 어셈블리;
    제 1 샤프트를 통해 제 1 기어와 연결되는 제 1 프리휠, 제 2 샤프트를 통해 제 2 기어와 연결되는 제 2 프리휠, 메인 로드, 출력 기어, 및 출력 샤프트를 구비하고, 상기 제 1 프리휠은 메인 로드의 상단의 메인 로드 랙(main rod rack)과 체결되고, 상기 제 2 프리휠은 메인 로드의 하단의 메인 로드 랙과 체결되는, 동력 출력 어셈블리;
    상기 메인 회전 샤프트 상에서 슬라이딩하도록 구성된 슬라이딩 칼라(sliding collar)를 구비하고, 상기 조절 가능한 기어 어셈블리와 피벗 방식으로 연결되는, 칼라 어셈블리; 및
    회전 암, 상기 조절 가능한 기어 어셈블리와 연결되는 다수의 슬라이딩 슬리브들, 및 상기 회전 암으로부터 피벗 방식으로 연장되고 상기 메인 로드와 피벗 방식으로 연결된 커넥팅 로드와 피벗 방식으로 연결되는 크랭크핀(crankpin)을 구비하는, 연결 어셈블리;를 포함하며,
    상기 동력 입력 어셈블리 내의 유압식 동력 전달 시스템은, 유압식 실린더로부터 연장되는 유압식 포지셔닝 로드(hydraulic position rod)를 갖는 적어도 하나의 유압식 실린더를 구비하고, 상기 유압식 포지셔닝 로드의 타단은 상기 조절 가능한 기어 어셈블리의 이동을 제어하게 엔드 플레이트에 연결되도록 구성되며,
    상기 조절 가능한 기어 어셈블리는, 일단이 상기 슬라이딩 칼라의 상부 부분에 피벗 방식으로 연결되고, 타단이 상기 회전 암 상의 상부 슬라이딩 슬리브에 피벗 방식으로 연결되는 제 1 연장부(stretcher); 및 일단이 상기 슬라이딩 칼라의 하부 부분에 피벗 방식으로 연결되고, 타단이 상기 회전 암 상의 하부 슬라이딩 슬리브에 피벗 방식으로 연결되는 제 2 연장부;를 가지며,
    상기 회전 암은, 원형으로 회전하여 상기 커넥팅 로드 및 메인 로드를 구동하여서, 상기 제 1 기어, 제 2 기어, 및 출력 기어들을 회전시키도록 구성되고, CVT에 의해 제공된 속도 및 토크는 상기 회전 암 상의 제 1 연장부와 제 2 연장부 사이의 거리에 의해 제어되는, 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프리휠 및 제 2 프리휠은, 상기 메인 로드의 메인 로드 랙과, 랙앤피니언(rack and pinion) 방식으로 맞물리는, 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력 입력 어셈블리는, 상기 동력원으로부터 연장되고 감속 기어와 맞 물리는 입력 기어와 연결되는 입력 샤프트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 메인 회전 샤프트는 상기 감속 기어에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압식 실린더가 상기 회전 암 방향으로 움직여서 상기 엔드 플레이트를 상기 유압식 포지셔닝 로드를 통해 밀어 상기 슬라이딩 칼라를 상기 회전 암 방향으로 밀면, 상기 슬라이딩 칼라의 상부 부분과 하부 부분 및 상기 상부 슬라이딩 슬리브와 하부 슬라이딩 슬리브에 피벗 방식으로 연결된 상기 제 1 연장부 및 제 2 연장부는 상기 회전 암 상에서 각각 상하로 움직여서, 상기 제 1 연장부와 제 2 연장부 사이의 거리가 증가되는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압식 실린더가 후퇴하여 상기 엔드 플레이트 및 슬라이딩 칼라를 상기 회전 암으로부터 멀어지게 후방으로 당기면, 상기 제 1 연장부 및 제 2 연장부가 상기 회전 암 상에서 서로 가까워지게 이동하도록 구동되는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기(CVT)와 관련된 변속 시스템.
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