KR20130131314A - 무한변속기용 기어 스킴 - Google Patents

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브라이언 스쿨크래프트
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알리손 트랜스미션, 인크.
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Abstract

본 발명은 무한변속기용 기어 스킴에 관한 것으로서, 상기 기어 스킴은 입력 샤프트, 출력 샤프트, 배리에이터, 및 배리에이터의 전방 또는 후방 보다는 배리에이터의 옆에 위치된 한 쌍의 유성 기어세트를 포함한다. 배리에이터와 유성 기어세트는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 결합된다.

Description

무한변속기용 기어 스킴{GEAR SCHEME FOR INFINITELY VARIABLE TRANSMISSION}
본 특허출원은 2010년 8월 16일에 출원된 미국 가특허출원번호 61/374,048호를 기초로 우선권을 주장하는데, 이 미국 특허출원은 본 명세서에서 참조문헌으로 인용된다.
본 발명은 일반적으로 차량용 변속기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 배리에이터를 포함하는 변속기용 기어 스킴(gear scheme)에 관한 것이다.
구동된 차량용 변속기는 차량의 구동 유닛(drive unit)에 의해 토크 출력(torque output)을 하나 또는 그 이상의 하중(load)으로 전달한다. 몇몇 변속기에서, 일련의 미리 정해진 비율 대신 연속 가변 변속비를 제공하기 위해 비율 변경 유닛("배리에이터(variator)")이 제공된다. 배리에이터는 기어링(gearing) 및 하나 또는 그 이상의 클러치를 통해 변속기 출력부와 변속기 입력부 사이에 결합된다.
연속 가변 변속기는 다소의 작동 모드(operating mode)를 가질 수 있는데, 여기서, 각각의 작동 모드는 변속기의 전체 비율 스프레드(ratio spread)의 일부분을 다룬다. 각각의 작동 모드는 예를 들어 변속기의 조절 유닛에 의해 명령을 받았을 때 유압 유체 압력이 가해짐으로써 맞물리는(engaged) 클러치에 의해 선택될 수 있다.
몇몇의 연속 가변 변속기는 "기어드 중립 모드(geared neutral mode)"를 가지는데, 상기 기어드 중립 모드에서 연속 가변비는 후진비(reverse ratio)로부터 전진비(forward ratio)로 변환되는 기어드 중립 모드를 통과한다. 기어드 중립 위치에서, 차량 속도는 차량의 구동 유닛에 의한 회전 속도 출력에 상관없이 제로(zero)이다. 기어드 중립 모드를 가지는 변속기는 무한변속기(infinitely variable transmission)로 언급될 수 있다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기는 입력 샤프트, 상기 입력 샤프트로부터 거리가 떨어져 있는 출력 샤프트, 및 연속 가변 토크 출력을 가진 배리에이터를 포함한다. 상기 배리에이터는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 결합된다. 또한 상기 변속기는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 결합된 한 쌍의 유성 기어세트를 포함한다. 상기 유성 기어세트는 서로 결합되고 배리에이터에 결합된다. 상기 유성 기어세트는 변속기 내에서 배리에이터 옆에 위치된다(positioned beside).
상기 변속기는 3개 미만의 유성 기어세트를 포함할 수 있다. 출력 샤프트는 입력 샤프트와 동축 구성될 수 있다(coaxial). 유성 기어세트의 일부분은 배리에이터와 공면에 위치될 수 있다(coplanar). 상기 변속기는 유성 기어세트와 출력 샤프트 사이에 결합된 4개 미만의 출력 기어세트를 포함할 수 있다. 상기 변속기는 유성 기어세트와 출력 샤프트 사이에 결합된 3개 미만의 출력 기어세트와 배리에이터와 출력 샤프트 사이에 결합된 제 3 유성 기어세트를 포함할 수 있다. 상기 변속기를 둘러싸는 원(circle)의 직경은 변속기가 장착될 수 있는 구동 유닛의 마운팅 플랜지(mounting flange)의 직경보다 더 작다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 무한변속기는 베리에이터, 상기 베리에이터로부터 가로 방향으로 거리가 떨어져 있는(laterally space) 한 쌍의 유성 기어세트를 포함한다. 상기 각각의 유성 기어세트는 서로 결합된 하나 이상의 구성요소와 배리에이터에 결합된 하나 이상의 구성요소를 가진다. 또한, 상기 변속기는 배리에이터와 유성 기어세트에 결합된 복수의 출력 기어세트, 및 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 토크 전달 메커니즘(torque transmitting mechanism)을 포함한다. 제 1 토크 전달 메커니즘은 변속기가 기어드 중립 모드에 오도록 맞물릴 수 있으며, 제 2 토크 전달 메커니즘은 변속기가 제 1 전진 작동 모드에 오도록 맞물릴 수 있고, 제 3 토크 전달 메커니즘은 변속기가 제 2 전진 작동 모드에 오도록 맞물릴 수 있으며, 제 4 토크 전달 메커니즘은 변속기가 제 3 전진 작동 모드에 오도록 맞물릴 수 있다.
변속기는 2중 션트 아키텍쳐(double shunt architecture)를 가지며, 이에 따라 제 1 토크 전달 메커니즘이 맞물릴 때에는 배리에이터가 변속기 입력부 및 변속기 출력부로부터 분리되며(isolated), 제 2, 제3 및 제 4 토크 전달 메커니즘 중 임의의 토크 전달 메커니즘이 맞물리고 나머지 토크 전달 메커니즘들은 맞물리지 않을 때에는 변속기가 출력 결합된다(output coupled).
제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 토크 전달 메커니즘은 회전식 클러치(rotating clutch)일 수 있다. 제 1, 제 3 및 제 4 토크 전달 메커니즘은 회전식 클러치일 수 있으며 제 2 토크 전달 메커니즘은 정지식 클러치(stationary clutch)일 수 있다.
본 발명의 추가적인 형태에 따르면, 무한변속기는 제로(zero)와 2개의 출력 기어세트 사이 및 제로와 2개의 선택적으로 맞물릴 수 있는 토크 전달 메커니즘 사이에서 배리에이터를 포함하는 제 1 중심선(centerline), 입력 샤프트와 출력 샤프트 중 하나 이상을 포함하고 제 1 중심선으로부터 거리가 떨어져 있으며 제 1 중심선과 평행한 제 2 중심선, 및 한 쌍의 유성 기어세트를 포함하고 제 1 중심선과 제 2 중심선 둘 모두에 대해 평행하고 이 둘로부터 거리가 떨어져 있는 제 3 중심선을 포함하며, 각각의 유성 기어세트는, 제로와 3개의 출력 기어세트 사이 및 제로와 4개의 선택적으로 맞물릴 수 있는 토크 전달 메커니즘 사이에서, 그 외의 다른 유성 기어세트의 구성요소에 연결된 하나 이상의 구성요소를 가진다.
상기 변속기는 입력 샤프트에 결합되고 유성 기어세트의 제 1 구성요소에 결합된 제 1 기어세트, 배리에이터의 제 1 면(first side)에 결합되고 유성 기어세트의 제 2 구성요소에 결합된 제 2 기어세트, 및 배리에이터의 제 2 면에 결합되고 유성 기어세트의 제 3 구성요소에 결합된 제 3 기어세트를 포함할 수 있다. 상기 제 1 기어세트는 아이들러(idler)를 포함할 수 있다. 제 4 기어세트가 제 3 기어세트의 출력부에 선택적으로 결합되고 출력 샤프트에 결합될 수 있다.
상기 변속기는 제 3 기어세트의 출력부에 선택적으로 결합되고 출력 샤프트에 결합된 제 5 기어세트를 포함할 수 있다. 제 1 기어세트는 제 1 아이들러를 포함할 수 있고 제 5 기어세트는 제 2 아이들러를 포함할 수 있다.
제 3 중심선은 3개의 동심구성 샤프트(concentric shaft)를 포함할 수 있다. 상기 변속기는 제 3 중심선 위에 위치된 제 1 샤프트를 포함할 수 있고, 적어도 제 1 기어세트와 유성 기어세트는 제 1 샤프트에 연결된다. 상기 변속기는 제 1 샤프트와 동심구성으로 배열된 제 2 샤프트를 포함할 수 있고, 유성 기어세트의 제 1 구성요소는 제 2 샤프트에 결합되며 적어도 제 4 기어세트는 제 2 샤프트에 선택적으로 결합된다. 상기 변속기는 제 1 샤프트 및 제 2 샤프트와 동심구성으로 배열된 제 3 샤프트를 포함할 수 있으며, 유성 기어세트의 제 2 구성요소가 제 3 샤프트에 결합되고 적어도 제 4 기어세트가 제 3 샤프트에 선택적으로 결합된다.
특허가능한 주제는 하기 발명의 상세한 설명, 청구범위, 및 도면들을 포함하는 본 명세서에 기술되거나 도시된 하나 또는 그 이상의 특징 혹은 이 특징들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명은 다음의 도면들에 대한 설명으로서, 여기서:
도 1a는 무한변속기용 기어 스킴을 도식적으로 도시한 도면이며;
도 1b는 도 1a의 기어 스킴용 기어링 배열(gearing arrangement)을 개략적으로 도시한 도면이고;
도 1c는 도 1a의 기어 스킴의 또 다른 기어링 배열을 개략적으로 도시한 도면이며;
도 2a는 또 다른 무한변속기용 기어 스킴을 도식적으로 도시한 도면이고;
도 2b는 도 2a의 기어 스킴용 기어링 배열을 개략적으로 도시한 도면이며;
도 3a는 또 다른 무한변속기용 기어 스킴을 도식적으로 도시한 도면이고;
도 3b는 도 3a의 기어 스킴용 기어링 배열을 개략적으로 도시한 도면이며;
도 3c는 도 3a의 기어 스킴의 또 다른 기어링 배열을 개략적으로 도시한 도면이고;
도 3d는 도 3a의 기어 스킴의 또 다른 기어링 배열을 개략적으로 도시한 도면이며;
도 4a는 또 다른 무한변속기용 기어 스킴을 도식적으로 도시한 도면이고;
도 4b는 도 4a의 무한변속기용 기어링 배열을 개략적으로 도시한 도면이며;
도 5는 도 3d의 기어링 배열을 도식적으로 도시한 단부도(end view)이다.
본 명세서에 기술되고 첨부된 도면들에 도시된 특정 예시적인 구체예들에 대하여 본 발명의 형태들이 기술된다. 본 발명이 예시적인 구체예들에 대해 기술되었지만, 본 발명이 기술된 구체예들에만 제한되는 것이 아니라는 사실을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 명세서에서 본 발명의 특정 형태들이 무한변속기(infinitely variable transmission)에 대해서 논의하고 있지만, 당업자들은 본 발명의 형태들이 그 외의 다른 자동차 변속기 타입과 형상들에도 적용될 수 있다는 사실을 이해할 것이다.
본 발명은 무한변속기에 대한 여러 작동 모드(operating mode)를 제공하는 다수의 기어 스킴(gear scheme)을 기술한다. 또한, 본 명세서는 예시된 기어 스킴들을 구현하도록 사용될 수 있는 다수의 기어세트 및 클러치 배열을 도시하고 기술한다. 각각의 경우에서, 변속기 기어링(transmission gearing)은 회전식 입력 샤프트(10)에 의해 구동되며(driven) 변속기의 출력(output)은 회전식 출력 샤프트(14)에 의해 차량 하중(vehicl load)에 전달된다. 도면들에서, 입력 및 출력 샤프트(10, 14)가 동축구성으로 배열되었지만(coaxial) 반드시 동축구성으로 배열될 필요는 없다.
구동 유닛(도시되지 않음)이 구동되면 입력 샤프트(10)가 회전한다. 구동 유닛은 내연기관, 가령, 스파크-점화 또는 압축-점화 타입(즉 디젤) 엔진, 엔진-전기모터 조합 또는 그 외의 다른 적절한 회전력 공급장치를 포함할 수 있다. 차량 하중은, 가령, 예를 들어, 차량의 구동 휠(drive wheel), 보조 기어박스(예컨대, 트랜스퍼 케이스(transfer case) 또는 드롭 박스(drop box)), 또는 동력 인출 장치(power take-off device), 가령, 펌프(pump), 믹서(mixer), 리프터(lifter), 셔블러(shoveler), 컴프레서(compressor), 컴팩터(compactor), 또는 블로우어(blower)일 수 있으며, 이들은 화물 차량, 가령, 트럭 또는 버스에 제공될 수 있다.
입력 샤프트(10)와 출력 샤프트(14) 사이에, 입력 기어세트(22, 24, 26), 배리에이터(12), 다수의 출력 기어세트(28, 30, 32), 및 다수의 선택적으로 맞물릴 수 있는 토크 전달 메커니즘, 가령, 예컨대, C1, C2, C3, 및 C4이 존재한다.
위에서 예시된 배리에이터(12)는 토로이달 배리에이터(toroidal variator), 가령, 영국, 랭카셔에 위치된 Torotrak Development, Ltd.사가 제작한 풀 토로이달 트랙션 드라이브(full toroidal traction drive) 타입의 배리에이터이다. 하지만, 당업자는 연속 변속비를 제공하기 위해 그 외의 다른 타입의 배리에이터도 사용될 수 있다는 사실을 이해할 것이다.
배리에이터(12)는 배리에이터의 입력 샤프트(38)에 결합된(coupled) 입력 디스크(11, 13)를 가진다. 또한, 배리에이터(12)는 배리에이터의 출력 샤프트(40)에 결합된 출력 디스크(7, 9)를 가진다. 입력 디스크들의 내측 표면들과 이에 상응하는 출력 디스크들의 내측 표면들(예컨대, 디스크(11, 7) 및 디스크(13, 9)의 내측 표면들) 사이의 공간은 중공의 도넛 형태 또는 '환상체(toroid)'를 형성한다. 다수의 롤러(도시되지 않음)가 디스크(7, 11, 9, 13)의 내측 표면들에 의해 형성된 환상 공간(toroidal space) 내부에 위치된다. 이 롤러들은 트랙션 유체(traction fluid)(도시되지 않음)를 통해 입력 디스크(11, 13)로부터 출력 디스크(7, 9)로 토크를 전달한다.
배리에이터 토크는 조절가능한 힘을 롤러들에 제공하는 유압식 액츄에이터(예컨대, 피스톤 및 레버 조립체)를 포함하는 유압 회로(도시되지 않음)에 의해 조절된다. 유압식 액츄에이터에 의해 롤러에 제공된 힘은 배리에이터 디스크들과 롤러 사이에서 전달되는 토크로 인한 반응력(reaction force)에 의해 균형이 맞춰진다(balanced). 그에 따른 결과에 의하면, 사용 시에, 각각의 롤러가 연속적으로 이동하고 유압식 액츄에이터에 의해 제공된 힘으로 결정된 토크를 전달하기에 필요한 경사각(tilt angle)들과 위치들로 전진된다(precess). 롤러들에 제공된 힘들에 있어서 차이가 롤러의 경사각을 변경시켜 이에 따라 배리에이터 비율을 변경시킨다. 롤러의 경사각들이 변경되면, 변속기 출력에 있어서의 전체 토크를 변화시킬 뿐만 아니라, 토크 방향에서도 변경된다. 토크 출력의 방향은 적용 토크가 양의 값인지 음의 값인지를 결정한다.
기술된 변속 기어 스킴의 한 형태에 의하면, 하나 또는 그 이상의 유성 기어세트가 배리에이터(12)의 전방 또는 후방이 아니라 배리에이터(12)의 옆에 배열되어(positioned beside) 이에 따라 변속기의 전체 길이가 짧아진다는 점이다. 기술된 기어 스킴들은 각각 서로 거리가 떨어져 있는(즉 비-동축구성의) 다수의 중심선(예컨대, 변속기의 구성요소들이 회전되는 축)(84, 86, 88)을 가진다. 배리에이터(12)는 중심선(84) 위에 위치된다. 유성 기어세트(16, 18)는 중심선(84)으로부터 거리가 떨어져 있으며 중심선(84)에 대해 평행한 중심선(88)에 위치된다. 입력 및 출력 샤프트(10, 14)는 중심선(84, 88)으로부터 거리가 떨어져 있으며 중심선(84, 88)에 대해 평행한 중심선(86) 위에 위치된다. 중심선(84, 86, 88)은 서로 공면에 위치될 수 있거나(coplanar) 혹은 서로 공면에 위치되지 않을 수도 있다. 도 5는 중심선(84 및 88)이 동일한 수평 평면(horizontal plane)에 위치되고 중심선(86)은 상이한 수평 평면에 위치되는 형상을 예시한다.
일반적으로, 기술된 기어 스킴은 통상적인 다수의 작동 모드, 가령, 기어드 중립 모드(geared neutral mode) 및 다수의 전진 변속범위를 가진다. 각각의 작동 모드에서, 토크 전달 메커니즘들 중 하나는 맞물리고(engaged) 다른 토크 전달 메커니즘은 맞물리지 않는다(not engaged). 한 작동 모드로부터 또 다른 작동 모드로 전환되는 것은(switching) 토크 전달 메커니즘들 중 하나가 해제되고(releasing) 토크 전달 메커니즘들 중 또 다른 하나는 맞물리는 것을 포함한다. 두 전진 변속범위 사이의 전이(transition)는 동조 변속(synchronous shift)을 포함한다.
토크 전달 메커니즘은 임의의 적절한 타입의 클러치, 브레이크, 또는 이와 유사한 장치들일 수 있는데, 가령, 습식 클러치, 건식 클러치, 및 도그 클러치(dog clutch)를 포함할 수 있지만 이들에만 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 예시된 변속기의 몇몇 구체예들은 회전식 클러치를 사용하지만, 다른 구체예는 회전식 클러치와 정지식 클러치의 조합을 사용한다. 몇몇 경우에서, 마찰-기반의(friction-based) 토크 전달 메커니즘이 사용되지만, 그 외의 경우에서는, 간섭-기반의(interference-based) 토크 전달 메커니즘이 사용될 수도 있다.
한 작동 모드로부터 또 다른 작동 모드로 변환하기 위해 토크 전달 메커니즘을 제공하고 토크 전달 메커니즘을 해제하는 것은 차량 운전자에 의해 수동으로 구현될 수 있거나, 혹은 (예컨대, 전기, 전기-유압 또는 전기-공압 컨트롤 시스템에 의해) 완전히 자동화 또는 부분적으로 자동화될 수 있다.
예시된 기어 스킴은 하나의 기어드 중립 모드와 3개의 전진 변속범위를 제공하기 위해 4개의 토크 전달 메커니즘(C1, C2, C3, C4)을 사용한다. 각각의 작동 모드에서, 토크 전달 메커니즘(C1, C2, C3, C4) 중 하나는 맞물리고 다른 토크 전달 메커니즘(C1, C2, C3, C4)들은 맞물리지 않는다. 예시된 실시예들은 토크 전달 메커니즘의 개수가 토크 전달 메커니즘이 제공되는 모드의 개수에 상응하는(즉, C1은 모드 1에 제공되고, C2는 모드 2에 제공되는 등) 명명법(naming convention)을 사용한다.
그 외의 다른 기어 스킴의 경우에서, 더 큰 작동 모드 개수 또는 더 적은 작동 모드 개수가 제공될 수도 있으며, 더 큰 작동 토크 전달 메커니즘 개수 또는 더 작은 토크 전달 메커니즘 개수가 사용될 수 있다. 예를 들어, 4개보다 더 많은 작동 모드를 바랄 때에는, 4개보다 더 많은 토크 전달 메커니즘이 사용될 수 있으며, 4개보다 더 적은 작동 모드를 바랄 때에는, 4개보다 더 적은 토크 전달 메커니즘이 사용될 수 있다. 또한, 예시된 예에서는, 제 1 작동 모드(즉 모드 1)가 기어드 중립 모드이며, 나머지 모드들은 전진 변속범위들이지만, 반드시 이러한 배열이 필요하지는 않는다.
도 1a, 2a, 3a 및 위에서 기술된 4-모드 무한변속기용 기어 스킴들을 예시한다. 이러한 각각의 기어 스킴들에서, 기어드 중립 모드(모드 1)를 위해 2중 션트 아키텍쳐(double shunt architecture)가 사용되는 반면, 전진 모드(모드 2-4)는 출력 결합된다(output coupled).
도 1a는 무한변속기용 기어 스킴(100)을 예시한다. 상기 기어 스킴(100)은 변속기 입력 샤프트(10)를 통해 차량의 구동 유닛에 의해 구동되는 입력 기어세트(22)를 가진다. 입력 기어세트(22)는 유성 기어세트(16)에 연결된다. 유성 기어세트(16)의 구성요소들 중 하나의 출력부는 기어세트(24) 및 샤프트(38)를 통해 배리에이티(12)의 한 쪽에 연결된다. 유성 기어세트(16)의 또 다른 구성요소의 출력부는 기어세트(26) 및 샤프트(40)를 통해 배리에이터(12)의 또 다른 쪽에 연결된다. 예시된 것과 같이, 샤프트(38)는 배리에이터(12)의 입력부 쪽에 연결되고 샤프트(40)는 배리에이터(12)의 출력부 쪽에 연결되지만, 이러한 특정 배열이 반드시 필요한 것은 아니다. 그 외의 다른 기어 스킴(100)의 경우에서, 배리에이터(12)의 출력부 쪽은 기어 세트(24)를 통해 유성 기어세트(16)의 한 구성요소에 연결될 수 있으며 배리에이터(12)의 입력부 쪽은 기어세트(26)를 통해 유성 기어세트(16)의 한 구성요소에 연결될 수 있다. 일반적으로, 각각의 예시된 구체예들에서, 배리에이터(12)의 배향(orientation)은 도시된 것과 같이 배열될 수 있거나 혹은 뒤집어져서(flipped) 이에 따라 입력부 쪽과 출력부 쪽의 위치들이 도면에 도시된 것들과 반대 방향이 될 수도 있다.
유성 기어세트(18)는 기어링(24)을 통해 배리에이터(12)의 한 쪽에 연결된 한 구성요소와 기어링(26)을 통해 배리에이터(12)의 다른 쪽에 연결된 또 다른 구성요소를 가진다. 유성 기어세트(16)의 하나 이상의 구성요소가 유성 기어세트(18)의 한 구성요소에 연결된다.
기어 스킴(100)은 3개의 출력 기어세트(28, 30, 및 32)를 포함한다. 토크 전달 메커니즘(C1, C2, C3, C4)은 출력 샤프트(14)에 의해 토크 출력을 결정하기 위해 선택적으로 맞물릴 수 있다. 토크 전달 메커니즘(C1 또는 C3) 중 하나가 맞물릴 때에는, 출력 기어세트(30)가 사용된다(employed). 토크 전달 메커니즘(C2)가 맞물릴 때에는, 출력 기어세트(28)가 사용된다. 토크 전달 메커니즘(C4)가 맞물릴 때에는, 출력 기어세트(32)가 사용된다.
도 1b는 도 1a의 기어 스킴용 기어세트 및 클러치 배열을 예시하는데, 여기서, 샤프트(38)는 중심선(84) 위에 위치되고, 입력 및 출력 샤프트(10, 14)는 중심선(86) 위에 위치되며, 중심선(88)은 다수의 동축 샤프트(34, 35, 36, 37)를 가진다. 도 1b의 배열에서, 각각의 출력 기어세트(28, 30, 32)는 출력 샤프트(14)와 회전하며 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되는(concentric) 기어(124, 126, 128)를 가진다.
출력 기어세트(32)는 인터메싱 기어(128, 134)를 포함한다. 인터메싱 기어(134)는 샤프트(34, 35, 36, 37)와 동축구성으로 배열된다. 인터메싱 기어(134)는 토크 전달 메커니즘(C4)이 제공되지 않을 때에는 샤프트(36) 주위로 회전된다. 인터메싱 기어(134)는 토크 전달 메커니즘(C4)이 제공될 때에는 샤프트(36)와 함께 회전된다.
출력 기어세트(28)는 인터메싱 기어(126, 132)를 포함한다. 인터메싱 기어(132)는 샤프트(34, 35, 36, 37)와 동축구성으로 배열된다. 인터메싱 기어(132)는 토크 전달 메커니즘(C2)이 제공되지 않을 때에는 샤프트(36) 주위로 회전된다. 인터메싱 기어(132)는 토크 전달 메커니즘(C2)이 제공될 때에는 샤프트(36)와 함께 회전된다.
출력 기어세트(30)는 기어(124, 130), 및 사이에 삽입된 아이들러(42)를 포함한다. 기어(130)는 샤프트(34, 35, 36, 37)와 동축구성으로 배열된다. 토크 전달 메커니즘(C1)이 제공될 때에는 기어(130)는 샤프트(36) 주위로 회전된다. 토크 전달 메커니즘(C3)이 제공될 때에는 기어(130)는 샤프트(37)와 함께 회전된다.
유성 기어세트(16, 18)는 중심선(88) 위에 위치된다. 유성 기어세트(18)는 유성 기어(96, 98)의 출력에 의해 구동되는 캐리어(90)를 가진다. 또한, 유성 기어세트(18)는 링 기어(92)와 썬 기어(94)를 가진다. 샤프트(36)는 링 기어(92)에 연결되며 링 기어(92)와 함께 회전된다. 샤프트(35)는 캐리어(90)의 출력부에 연결된다.
기어세트(26)는 인터메싱 기어(120, 122)를 포함한다. 샤프트(37)는 기어(122)를 통해 썬 기어(94)의 출력부에 결합된다. 기어(122)는 샤프트(35, 36)와 동심구성으로 배열되며 샤프트(35, 36) 주위로 회전된다. 기어(120)는 배리에이터(12)의 출력부에 연결되며 샤프트(38, 40)와 동심구성으로 배열된다. 배리에이터(12)의 출력부가 배리에이터(12)에 대한 입력부와 상이할 때, 기어(120)는 배리에이터 출력 샤프트(40)와 함께 회전된다. 배리에이터(12)의 출력부가 배리에이터(12)에 대한 입력부와 똑같을 때, 기어(120)는 입력 샤프트(38)와 함께 회전된다.
기어세트(24)는 인터메싱 기어(116, 118)를 포함한다. 기어(116)는 샤프트(38)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(38)와 함께 회전된다. 기어(118)는 샤프트(34)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(34) 주위로 회전된다.
유성 기어세트(16)는 유성 기어(97, 99)에 의해 구동되는 캐리어(91)를 가진다. 또한, 유성 기어세트(16)의 유성 기어(97, 99)는 유성 기어세트(18)의 링 기어(92)에 연결된다.
또한, 유성 기어세트(16)는 링 기어(93)와 썬 기어(95)를 가진다. 기어(118)의 출력부는 캐리어(91)에 연결된다. 썬 기어(95)는 유성 기어세트(18)의 썬 기어(94)의 출력부에 연결된다. 링 기어(93)는 샤프트(34)에 연결되며 샤프트(34)와 함께 회전된다.
입력 기어세트(22)는 인터메싱 기어(112, 114)를 포함한다. 기어(114)는 샤프트(34)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(34)와 함께 회전된다. 기어(112)는 위에서 논의된 것과 같이 구동 유닛에 의해 구동되는 입력 샤프트(10)와 동심구성으로 배열되고 입력 샤프트(10)와 함께 회전된다.
도 1c는 또 다른 기어 스킴(100)용 기어세트 및 클러치 배열(140)을 도시한다. 상기 배열(140)에서, 기어세트(26)는 배리에이터의 입력 샤프트(38)에 결합되고 기어세트(24)는 is coupled to the 배리에이터의 출력 샤프트(40)에 결합된다.
도 1c의 배열을 보면, 입력 기어세트(22)는 도 1b의 기어(112, 114)와 비슷하게 배열된 인터메싱(142, 144)을 포함한다. 기어세트(24)는 인터메싱 기어(146, 148)를 포함하는데, 여기서, 기어(146)는 배리에이터의 출력 샤프트(40)와 동심구성으로 배열되고 배리에이터의 출력 샤프트(40)와 함께 회전되며, 기어(148)는 샤프트(34)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(34)와 함께 회전되는데, 샤프트(34)는 유성 기어세트(16)의 캐리어(91)와 유성 기어(97, 99)를 통해 연결된다. 기어세트(26)는 인터메싱 기어(150, 152)를 포함하는데, 여기서, 기어(150)는 샤프트(38)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(38)와 함께 회전되며 기어(152)는 샤프트(37)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(37)와 함께 회전된다. 샤프트(37)는 썬 기어(94, 95)에 결합된다. 도 1c의 배열에서, 기어세트(28, 30, 및 32), 뿐만 아니라 토크 전달 메커니즘(C1, C2, C3, C4)은 도 1b에 도시된 것과 비슷한 방식으로 배열된다. 하지만, 기어(154, 160, 164)는 도 1b의 상응하는 기어(124, 126, 128)와는 상이한 직경들을 가진다. 기어(154, 160, 164)는 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되고 출력 샤프트(14)와 함께 회전된다.
도 2a는 또 다른 무한변속기용 기어 스킴(200)을 예시한다. 기어 스킴(200)은, 토크 전달 메커니즘(C2, C4) 및 기어세트(28, 32)가 유성 기어세트(16, 18)의 출력부에 연결되지 않고 배리에이터의 입력 샤프트(38)에 연결된다는 점을 제외하고는, 기어 스킴(100)과 비슷하다. 달리 말하면, 토크 전달 메커니즘(C2, C4) 및 기어세트(28, 32)가 중심선(88)이 아닌 중심선(84) 위에 위치된다.
도 2b는 기어 스킴(200)용 기어세트 및 클러치 배열(210)의 한 구체예를 예시한다. 상기 배열(210)에서, 입력 기어세트(22)는 기어(212, 214), 및 사이에 삽입된 아이들러(42)를 포함한다. 기어세트(24)는 도 1b의 기어(116, 118)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(216, 218)를 포함한다. 기어세트(26)는 도 1b의 기어(120, 122)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(222, 2224)를 포함한다. 3개가 아닌 2개의 출력 기어(228, 234)가 배열되는데, 이 출력 기어들은 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되고 출력 샤프트(14)와 함께 회전한다. 기어세트(30)는, 사이에 삽입된 아이들러가 없는 것을 제외하고는, 도 1b의 기어(124, 130)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(228, 230)를 포함한다. 또한, 기어(228)의 직경은 기어(124)의 직경보다 더 클 수도 있다.
상기 배열(210)에서, 기어세트(28)는 인터메싱 기어(226, 228)를 포함하는데, 여기서, 기어(226)는 샤프트(36)와 동심구성으로 배열된다. 달리 말하면, 기어(228)는 기어세트(28, 30)에 의해 공유된다(shared). 기어(226)는 토크 전달 메커니즘(C2)이 맞물리지 않을 때에는 샤프트(36) 주위로 회전되고 토크 전달 메커니즘(C2)이 맞물릴 때에는 샤프트(36)와 함께 회전된다. 기어세트(32)는 인터메싱 기어(232, 234)를 포함한다. 기어(232)는 샤프트(36)와 동심구성으로 배열된다. 기어(232)는 토크 전달 메커니즘(C4)이 맞물리지 않을 때에는 샤프트(36) 주위로 회전되고 토크 전달 메커니즘(C4)이 맞물릴 때에는 샤프트(36)와 함께 회전된다. 기어(228, 234)는 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되고 출력 샤프트(14)와 함께 회전된다.
도 3a는 또 다른 무한변속기용 기어 스킴(300)을 예시한다. 기어 스킴(300)은, 오직 토크 전달 메커니즘(C4)과 기어세트(32)가 배리에이터의 샤프트(38)에 연결된다는 사실을 제외하고는, 기어 스킴(200)와 비슷하다. 달리 말하면, 토크 전달 메커니즘(C4)과 기어세트(32)는 중심선(84) 위에 위치되는 반면, 그 외의 기어세트들은 중심선(88) 위에 위치된다. 기어 스킴(100)에서는 기어세트(24 및 32)에 의해 모드 4 비율 스프레드(ratio spread)가 실행되고(affected)(즉 C4가 맞물릴 때), 기어 스킴(300)에서는, 기어세트(32)에 의해 모드 4 비율 스크레드가 실행된다.
도 3b는 기어 스킴(300)용 기어세트 및 클러치 배열(302)을 예시한다. 상기 배열(302)은 2개의 아이들러(42, 43)를 포함한다. 이 배열(302)에서, 입력 기어세트(22)는, 기어(312, 314)가 기어(212, 214)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 2b의 기어(212, 214)와 비슷하게 배열된 아이들러(42)와 기어(312, 314)를 포함한다. 기어세트(24)는, 기어(316, 318)가 기어(216, 218)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 2b의 기어(216, 218)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(316, 318)를 포함한다. 기어세트(26)는, 기어(320, 322)가 기어(222, 224)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 2b의 기어(222, 224)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(320, 322)를 포함한다. 기어세트(30)는, 기어(326, 328)가 기어(228, 230)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 2b의 기어(228, 230)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(326, 328)를 포함한다.
상기 배열(302)에서, 기어세트(32)는 인터메싱 기어(324, 326)를 포함한다. 달리 말하면, 기어세트(30, 32)는 기어(326)를 공유한다. 기어(324)는 샤프트(38)와 동심구성으로 배열된다. 기어(324)는 토크 전달 메커니즘(C4)이 맞물리지 않을 때에는 샤프트(38) 주위로 회전되고 토크 전달 메커니즘(C4)이 맞물릴 때에는 샤프트(38)와 함께 회전된다. 기어세트(28)는 기어(330, 332) 및 사이에 삽입된 아이들러(43)를 포함한다. 기어(332)는 샤프트(36)와 동심구성으로 배열된다. 기어(332)는 토크 전달 메커니즘(C2)이 맞물릴 때에는 샤프트(36)와 함께 회전되고 토크 전달 메커니즘(C2)이 맞물리지 않을 때에는 샤프트(36) 주위로 회전된다. 기어(326, 330)는 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되고 출력 샤프트(14)와 함께 회전된다.
도 3c는 또 다른 기어 스킴(300)용 기어세트 및 클러치 배열(304)을 예시한다. 상기 배열(304)은 아이들러(42, 43)가 다른 위치에 배열된다는 점을 제외하고는 배열(302)과 비슷하다. 입력 기어세트(22)는, 기어(340, 342)가 기어(112, 114)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 1b의 기어(112, 114)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(340, 342)를 포함한다. 기어세트(24)는, 기어(344, 346)가 기어(316, 318)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 3b의 기어(316, 318)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(344, 346)를 포함한다. 기어세트(26)는, 기어(348, 350)가 기어(320, 322)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 3b의 기어(320, 322)와 비슷하게 배열된 인터메싱 기어(348, 350)를 포함한다. 기어세트(30)는 사이에 삽입된 아이들러(43)와 기어(352, 354)를 포함한다. 기어(354)는 샤프트(36)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(36) 주위로 회전된다. 기어(354)는 토크 전달 메커니즘(35)이 맞물릴 때에는 샤프트(35)와 함께 회전되고 토크 전달 메커니즘(C3)이 맞물릴 때에는 샤프트(37)와 함께 회전된다. 기어(352, 358)는 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되고 출력 샤프트(14)와 함께 회전된다.
도 3d는 또 다른 기어 스킴(300)용 기어세트 및 클러치 배열(306)을 예시한다. 상기 배열(306)은, 기어세트(24, 26) 내에서 인터메싱 기어 대신에 체인(chain)이 사용된다는 점을 제외하고는, 배열(302)과 비슷하다. 입력 기어세트(22)는, 기어(60, 62)가 기어(340, 342)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 3c의 기어(340, 342)와 비슷하게 배열되는 인터메싱 기어(60, 62)를 포함한다. 기어세트(24)는 체인(46)에 의해 연결된 스포로켓(64, 66)을 포함하는 체인 구동 시스템(chain drive system)을 포함한다. 스프로킷(66)은 샤프트(38)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(38)와 함께 회전된다. 스프로킷(64)은 샤프트(34)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(34) 주위로 회전된다. 스프로킷(64)은 위에서 기술된 기어(118)와 비슷하게 유성 기어세트(16)의 썬 기어(95)에 연결된다.
상기 배열(306)에서, 기어세트(26)는 체인(48)에 의해 연결된 스프로킷(68, 70)을 포함한다. 스프로킷(70)은 샤프트(38)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(38)와 함께 회전된다. 스프로킷(68)은 샤프트(36)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(36) 주위로 회전된다. 또한, 스프로킷(68)은 위에서 기술된 기어(122)와 비슷하게 썬 기어(94) 및 샤프트(37)에 연결된다.
또한, 배열(306)에서, 기어세트(30)는 사이에 삽입된 아이들러(42)와 기어(76, 82)를 포함한다. 기어(82)는 샤프트(36)와 동심구성으로 배열되고 샤프트(36) 주위로 회전된다. 기어(82)는 토크 전달 메커니즘(C1)이 맞물릴 때에는 샤프트(35)와 함께 회전되고 토크 전달 메커니즘(C3)이 맞물릴 때에는 샤프트(37)와 함께 회전된다. 기어(76)는 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되고 출력 샤프트(14)와 함께 회전된다. 기어세트(28)는 인터메싱 기어(72, 74)를 포함한다. 기어(72)는 출력 샤프트(14)와 동심구성으로 배열되고 출력 샤프트(14)와 함께 회전된다. 기어(74)는 샤프트(36)와 동심구성으로 배열된다. 기어(74)는 토크 전달 메커니즘(C2)이 맞물릴 때에는 샤프트(36)와 함께 회전되고 토크 전달 메커니즘(C2)이 맞물리지 않을 때에는 샤프트(36) 주위로 회전된다. 기어세트(32)는 인터메싱 기어(76, 78)를 포함한다. 기어(78)는 샤프트(3)와 동심구성으로 배열된다. 기어(78)는 토크 전달 메커니즘(C4)이 맞물릴 때에는 샤프트(38)와 함께 회전되고 토크 전달 메커니즘(C4)이 맞물리지 않을 때에는 샤프트(38) 주위로 회전된다. 기어(76)는 기어세트(30, 32)에 의해 공유된다.
도 4a는 무한변속기용 기어 스킴(400)을 예시한다. 기어 스킴(400)은 배리에이터(12)와 함께 중심선(84) 위에 위치되는 또 다른 유성 기어세트(44)를 포함한다. 또한, 기어 스킴(400)에서, 토크 전달 메커니즘(C2)은 정지식 클러치(stationary clutch)이다.
도 4b는 기어 스킴(400)용 기어 및 클러치 배열(410)을 예시한다. 상기 배열(410)은 출력 샤프트(14)와 함께 회전되고 출력 샤프트(14)에 연결된 오직 하나의 기어(426)를 포함한다. 상기 기어(426)는 기어세트(32)의 기어(424)와 상호맞물리고(intermesh) 기어세트(30)의 기어(428)와 상호맞물린다. 토크 전달 메커니즘(C2)은 정지식 클러치이며 맞물릴 때에는 유성 기어세트(44)의 링 기어(430)를 고정시킨다(hold). 토크 전달 메커니즘(C4)은 회전식 클러치이며 맞물릴 때에는 유성 기어세트(44)의 썬 기어(432)를 고정시킨다. 기어세트(26)는, 기어(420, 422)가 기어(120, 122)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 도 1b에 도시되고 위에서 기술된 기어(120, 122)와 비슷하게 형성된 기어(420, 422)를 포함한다. 기어세트(24)는, 기어(416, 418)가 기어(116, 118)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 위에서 기술된 기어(116, 118)와 비슷하게 형성성되는 기어(417, 418)를 포함한다. 기어세트(22)는, 기어(412, 414)가 기어(212, 214)와 상이한 직경을 가질 수 있다는 점을 제외하고는, 위에서 기술되고 도 2b에 도시된 아이들러(42) 및 기어(212, 214)와 비슷하게 형성된 아이들러(42)와 기어(412, 414)를 포함한다.
도 5는 기어 및 클러치 배열(306)의 구성요소들 사이의 공간 관계(spatial relationship) 뿐 아니라 기어 및 클러치 배열이 장착될 수 있는 차량의 그 외의 다른 부분들에 대해 상기 배열(306)의 위치배열과 크기를 예시한다. 장착되었을 때, 상기 배열(306)은 차량 프레임 레일(52, 54)과 차량 플로어보드(50)에 의해 형성된 영역 내에 끼워진다(fit). 원(56)은 구동 유닛(예컨대, 엔진)의 마운팅 플랜지(mounting flange)의 직경을 나타낸다. 도 5에서 볼 수 있는 것과 같이, 상기 배열(306)의 모든 구성요소들은 직경(56) 내에 끼워진다. 블록(58)은 배리에이터 및 변속기 조절장치들에 의해 점유된 공간을 나타내는데, 이러한 조절장치들은 통상 유압, 전자, 공압 구성요소 및/또는 이들의 조합을 포함하며 토크 전달 메커니즘(C1, C2, C3, C4)의 맞물림과 해제상태를 조절하고 배리에이터(12)의 작동을 조절한다. 본 명세서에 도시되고 기술된 그 외의 다른 기어세트 및 클러치 배열들은 도 5에 도시된 것과 비슷한 공간 형상을 가진다.
위에서 기술되고 도면에 도시된 그 외의 다른 기어링 및 변속기 구성요소들의 상대적인 크기들은 일반적으로 기술된 구체예들을 나타낸다. 밑의 표 1과 2에서는, 2개의 유성 기어세트와 3개의 출력 기어세트를 가진 기어 스킴(가령, 기어 스킴(100, 200 및 300))용 기어링 비율 및 그에 따른 변속비 범위의 한 예가 도시된다.
비율 예
최대 비율
22 -1.9
24 2.5
26 0.900852
28 -0.32529
30 0.368242
32 -0.84575
16(N썬/N링) 0.5696
18(N썬/N링) 0.387644
변속비 범위 예
모드 저속 고속
1 -0.15996 0.127692
2 0.127692 0.298177
3 0.298177 0.83
4 0.83 1.93815
하지만, 변속기의 비율 및 그에 따른 변속비 범위는 특정 디자인의 크기, 패키징(packaging), 비율 범위, 및/또는 그 외의 다른 요구조건들에 따라 변경될 수 있다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 일반적으로, 본 명세서에 기술된 기어 스킴들의 구성요소들의 크기, 공간 및 배열은 디자인 및/또는 패키징 요구조건들이 변경됨에 따라 적용될 수 있으며, 예시된 배열든 이러한 요소들의 다수의 가능한 형상들 중 단지 몇몇 예일 뿐이다.
본 명세서에 기술되고 도면들에 도시된 유성 기어세트(16, 18) 및 이 유성 기어세트들에 연결된 연결부(connection)들의 특정 배열은 이러한 구성요소들 중 하나의 가능한 배열이며 반드시 이 배열일 필요는 없다. 유성 기어세트(16, 18)의 배열 중 그 외의 다른 변형예들도 본 명세서에 의해 고려된다. 예를 들어, 유성 기어세트(16, 18)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들은 배리에이터의 출력 샤프트(40)에 연결될 수도 있다.
본 명세서는 특정의 예시적인 구체예들에 대해 특허가능한 주제들에 대해 기술하고 있다. 본 명세서를 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위해 도면들이 제공되며 설명을 쉽게 하기 위해 제한된 개수의 요소들을 도시할 수 있다. 본 명세서에서 그 외에 달리 언급한 경우를 제외하고는, 도면에 의해 본 발명의 주제에 대한 범위에 제한하려는 의도가 없다. 예시된 구체예들에 대한 변형예, 대안예, 및 개선예들은 특허가능한 주제들에 대해 유용한 청구범위에 포함될 수 있다.

Claims (21)

  1. 하나의 기어드 중립 모드(geared neutral mode)와 3개 이상의 전진 작동 모드(forward operating mode)를 가진 무한변속기에 있어서,
    상기 무한변속기는:
    - 입력 샤프트를 포함하고;
    - 상기 입력 샤프트로부터 거리가 떨어져 있는 출력 샤프트를 포함하며;
    - 연속 가변 토크 출력을 가진 배리에이터를 포함하고, 상기 배리에이터는 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 결합되며;
    - 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 결합되고 서로 결합되며 배리에이터에 결합된 한 쌍의 유성 기어세트를 포함하며, 상기 유성 기어세트는 변속기 내에서 배리에이터 옆에 위치되는, 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    3개 미만의 유성 기어세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기.
  3. 제1항에 있어서,
    출력 샤프트는 입력 샤프트와 동축 구성되는(coaxial) 것을 특징으로 하는 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기.
  4. 제1항에 있어서,
    유성 기어세트의 적어도 일부분은 배리에이터와 공면에 위치되는(coplanar) 것을 특징으로 하는 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기.
  5. 제1항에 있어서,
    유성 기어세트와 출력 샤프트 사이에 결합된 4개 미만의 출력 기어세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기.
  6. 제1항에 있어서,
    유성 기어세트와 출력 샤프트 사이에 결합된 3개 미만의 출력 기어세트와 배리에이터와 출력 샤프트 사이에 결합된 제 3 유성 기어세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기.
  7. 제1항에 있어서,
    변속기를 둘러싸는 원의 직경은 변속기가 장착될 수 있는 구동 유닛의 마운팅 플랜지의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 하나의 기어드 중립 모드와 3개 이상의 전진 작동 모드를 가진 무한변속기.
  8. 무한변속기에 있어서,
    상기 무한변속기는:
    - 베리에이터를 포함하고;
    - 베리에이터로부터 가로 방향으로 거리가 떨어져 있는(laterally space) 한 쌍의 유성 기어세트를 포함하며, 상기 각각의 유성 기어세트는 서로 결합된 하나 이상의 구성요소와 배리에이터에 결합된 하나 이상의 구성요소를 가지고;
    - 배리에이터와 유성 기어세트에 결합된 복수의 출력 기어세트를 포함하며;
    - 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 토크 전달 메커니즘을 포함하고, 제 1 토크 전달 메커니즘은 변속기가 기어드 중립 모드에 오도록 맞물릴 수 있으며, 제 2 토크 전달 메커니즘은 변속기가 제 1 전진 작동 모드에 오도록 맞물릴 수 있고, 제 3 토크 전달 메커니즘은 변속기가 제 2 전진 작동 모드에 오도록 맞물릴 수 있으며, 제 4 토크 전달 메커니즘은 변속기가 제 3 전진 작동 모드에 오도록 맞물릴 수 있는 무한변속기.
  9. 제8항에 있어서,
    변속기는 2중 션트 아키텍쳐(double shunt architecture)를 가지며, 이에 따라 제 1 토크 전달 메커니즘이 맞물릴 때에는 배리에이터가 변속기 입력부 및 변속기 출력부로부터 분리되며, 제 2, 제3 및 제 4 토크 전달 메커니즘 중 임의의 토크 전달 메커니즘이 맞물리고 나머지 토크 전달 메커니즘들은 맞물리지 않을 때에는 변속기가 출력 결합되는(output coupled) 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  10. 제8항에 있어서,
    제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 토크 전달 메커니즘은 회전식 클러치인 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  11. 제8항에 있어서,
    제 1, 제 3 및 제 4 토크 전달 메커니즘은 회전식 클러치이며 제 2 토크 전달 메커니즘은 정지식 클러치인 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  12. 무한변속기에 있어서,
    상기 무한변속기는:
    - 제로(zero)와 2개의 출력 기어세트 사이 및 제로와 2개의 선택적으로 맞물릴 수 있는 토크 전달 메커니즘 사이에서 배리에이터를 포함하는 제 1 중심선;
    - 입력 샤프트와 출력 샤프트 중 하나 이상을 포함하고 제 1 중심선으로부터 거리가 떨어져 있으며 제 1 중심선과 평행한 제 2 중심선;
    - 한 쌍의 유성 기어세트를 포함하고 제 1 중심선과 제 2 중심선 둘 모두에 대해 평행하고 이 둘로부터 거리가 떨어져 있는 제 3 중심선을 포함하며, 각각의 유성 기어세트는, 제로와 3개의 출력 기어세트 사이 및 제로와 4개의 선택적으로 맞물릴 수 있는 토크 전달 메커니즘 사이에서, 그 외의 유성 기어세트의 구성요소에 연결된 하나 이상의 구성요소를 가지는 무한변속기.
  13. 제12항에 있어서,
    입력 샤프트에 결합되고 유성 기어세트의 제 1 구성요소에 결합된 제 1 기어세트, 배리에이터의 제 1 면에 결합되고 유성 기어세트의 제 2 구성요소에 결합된 제 2 기어세트, 및 배리에이터의 제 2 면에 결합되고 유성 기어세트의 제 3 구성요소에 결합된 제 3 기어세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  14. 제13항에 있어서,
    제 1 기어세트는 아이들러(idler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  15. 제13항에 있어서,
    제 3 기어세트의 출력부에 선택적으로 결합되고 출력 샤프트에 결합된 제 4 기어세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  16. 제15항에 있어서,
    제 3 기어세트의 출력부에 선택적으로 결합되고 출력 샤프트에 결합된 제 5 기어세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  17. 제16항에 있어서,
    제 1 기어세트는 제 1 아이들러를 포함하고 제 5 기어세트는 제 2 아이들러를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  18. 제12항에 있어서,
    제 3 중심선은 3개의 동심구성 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 변속기는 제 3 중심선 위에 위치된 제 1 샤프트를 포함하고, 적어도 제 1 기어세트와 유성 기어세트는 제 1 샤프트에 연결되는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 변속기는 제 1 샤프트와 동심구성으로 배열된 제 2 샤프트를 포함하고, 유성 기어세트의 제 1 구성요소는 제 2 샤프트에 결합되며 적어도 제 4 기어세트는 제 2 샤프트에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 변속기는 제 1 샤프트 및 제 2 샤프트와 동심구성으로 배열된 제 3 샤프트를 포함하며, 유성 기어세트의 제 2 구성요소가 제 3 샤프트에 결합되고 적어도 제 4 기어세트가 제 3 샤프트에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 무한변속기.
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