JP2001515187A - 広い変速比範囲を有する無段変速装置 - Google Patents

広い変速比範囲を有する無段変速装置

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JP2001515187A JP2000508923A JP2000508923A JP2001515187A JP 2001515187 A JP2001515187 A JP 2001515187A JP 2000508923 A JP2000508923 A JP 2000508923A JP 2000508923 A JP2000508923 A JP 2000508923A JP 2001515187 A JP2001515187 A JP 2001515187A
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Abstract

(57)【要約】 駆動力源、第１の連結軸、クラッチ部、第２の連結軸、ならびに前方および後方駆動部を備える、広い変速比範囲を有するＣＶＴは、入力軸と、入力軸と同じ軸にある出力軸と、出力軸に回転可能に取付けられる第１の無段変速軸、第１の無段変速軸に取付けられる無段変速駆動部、第２の無段変速軸に取付けられる無段変速被駆動部、および無段変速駆動部から被駆動部に回転力を伝達するための無段変速連結器を有する無段変速ユニット部と、第２の無段変速軸と一体的に形成される第１の連結器、出力軸と一体的に形成される第２の連結器、第１の連結器から第２の連結器に回転力を伝達するための第３の連結器を有する連結部と、入力軸と無段変速ユニット部との間にある、歯車セットの形で設けられている歯車部とを含む。歯車部のそれぞれの部分は入力軸、出力軸および第１の無段変速軸と作動的に結合されている。高速および低速における伝達効率の迅速な減少を防ぎ、燃料消費および排気ガスを減じ、より広い変速比範囲で加速性能を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】 【発明の分野】
本発明は無段変速装置（ＣＶＴ）に関し、より特定的には高速および低速にお
いて従来のＣＶＴより伝達効率を上げるために、かつ大きなトルク駆動力を与え
ることによりその用途を向上させるために適合された、広い変速比範囲を有する
ＣＶＴに関する。
【０００２】
【関連技術の説明】
従来技術において、ＣＶＴは無段変速ユニット部を使用し、その無段変速ユニ
ット部の特性によって高速および低速における伝達効率が急速に落ちるという不
利点がもたらされている。
【０００３】 したがって、燃料効率が高速および低速では悪いという問題が起こり、これは
排気物質に悪影響を及ぼす。大型車両（大型自動車、トラックなど）に用いられ
た場合、伝達効率は高速および低速においてさらに減じられ、その結果、ＣＶＴ
の用途は限定されている。
【０００４】
【発明の概要】
したがって、本発明の目的は無段変速ユニット部のみが用いられているところ
において、高速および低速での伝達効率低下を防ぐために、広い変速比範囲を有
するＣＶＴを提供することである。
【０００５】 本発明の別の目的は、最適な燃料効率を与えるための燃料効率モードと、動的
駆動のためのパワーモードと、エンジンブレーキ効果を得るための低速モードと
を備えた、広い変速比範囲を有するＣＶＴを提供することである。
【０００６】 本発明の別の目的は、大きいトルクにおける伝達効率の低下を防ぐために、広
い変速比範囲を有しかつ高速および低速において高い効率を有する、広い変速比
範囲を有するＣＶＴを提供することであり、それにより大きいトルクを必要とす
る大型自動車および他の装置に適用可能であり、その入力および出力軸は同軸的
に位置付けられるので前輪、後輪または多輪の駆動車のいずれにも容易に設置す
ることができる。
【０００７】 本発明の上記の目的を達成するために、駆動力源、第１の連結軸、クラッチ部
、第２の連結軸、ならびに前方および後方駆動部を有する、広い変速比範囲を有
するＣＶＴが設けられる。ＣＶＴは入力軸と、入力軸と同じ軸にある出力軸と、
出力軸に回転可能に取付けられる第１の無段変速軸、第１の無段変速軸に取付け
られる無段変速駆動部、第２の無段変速軸に取付けられる無段変速被駆動部、お
よび動力を無段変速駆動部から無段変速被駆動部に伝えるための無段変速連結器
を有する無段変速ユニット部と、第２の無段変速軸と一体的に形成される第１の
連結器、出力軸と一体的に形成される第２の連結器、回転力を第１の連結器から
第２の連結器に伝達するための第３の連結器を有する連結部と、入力軸と無段変
速ユニット部との間にある、歯車セットの形で提供される歯車部とを含む。歯車
部のそれぞれの部分は入力軸、出力軸、および第１の無段変速軸と作動的に結合
されている。
【０００８】
【実施の形態の詳細な説明】
本発明は歯車部、無段変速ユニット部および連結部を含んださまざまな構成で
配置できる。本発明の第１の好ましい実施例は図１を参照して説明される。
【０００９】 図１に示されるように、動力伝達経路から見て入力軸２の前に一般の駆動シス
テムが設けられている。駆動力源４はトルクを発生させるエンジンまたはモータ
である。この駆動力源４はクランクシャフトのような第１の連結軸６を通してト
ルクをクラッチ部８に伝える。トルクコンバータまたは磁気クラッチを含むクラ
ッチ部８は、第２の連結軸１２を通してトルクを前方および後方駆動部１４に伝
える。第２の連結軸１２に一方向クラッチ１６が設けられており、第２の連結軸
１２が駆動力源４の回転方向と逆方向に回転しないようにしている。これにより
、たとえば車両が坂を登り、止まって後方向に転がる場合のように、車両に瞬間
的に後方向の動力を供給しないようにしている。前方および後方駆動部１４は出
力軸１８の後に設けられてもよいが、好ましくは図１のように、トルクの変動が
一定でありトルクが小さいところに位置付けられる。しかし、空間の限定により
他の動作可能な位置に配置されることができる。前方および後方駆動部１４が出
力軸１８の後に設けられると、第２の連結軸１２および入力軸２は同じ軸である
。
【００１０】 図１を参照して、前方および後方駆動部１４はトルクを入力軸２に伝える。 入力軸２は歯車部２０のリング歯車２８に直接接続され、トルクをリング歯車
２８に伝える。さらに、伝達効率を上げるために、入力および出力軸が同じ回転
速度で回転している場合に、作動的に互いに結合されるよう、クラッチ３０は入
力軸２および出力軸１８間に位置付けられる。入力軸２および出力軸１８が同時
に回転できるよう、クラッチ３０は適切な位置に接続されることができる。
【００１１】 歯車部２０はプラネタリギアセットの形にあり、太陽歯車２２、遊星歯車２４
、遊星歯車２４を支持するためのキャリア２６、およびリング歯車２８を含む。
歯車部２０は図５に示されているような差動歯車セットとして与えられてもよい
。これは、第１の歯車２３、遊び歯車２５、遊び歯車２５を支持するためのハウ
ジング２７、および第２の歯車２９を含む。
【００１２】 車両または物体が停止して出力軸１８に連結されている太陽歯車２２が停止す
ると、無段変速ユニット部４０（後で説明）の第１の無段変速軸４２に連結され
ているキャリア２６は、リング歯車２８に対して減じられた回転を受け、リング
歯車２８のものに比例した増加したトルクをキャリア２６に伝える。このトルク
は次にキャリア２６から無段変速ユニット部４０の第１の無段変速軸４２に取付
けられている無段変速駆動部４３（後で説明）に与えられる。
【００１３】 無段変速ユニット部４０は当該技術分野において周知のものであり、プーリ型
、引っ張り型などの例がある。この無段変速ユニット部４０は出力シャフト１８
に回転可能に取付けられる第１の無段変速軸４２と、第１の無段変速軸４２に取
付けられる無段変速駆動部４３と、入力軸および出力軸と並行に第２の無段変速
軸５２に取付けられる無段変速被駆動部４５と、無段変速駆動部４３から被駆動
部４５に動力を伝えるための無段変速連結器４７とを含む。
【００１４】 プーリ型を説明する。すなわち、駆動プーリ４４は無段変速駆動部４３に対応
する。被駆動プーリ４６は無段変速被駆動部４５に対応する。ベルト（または鎖
）４８は無段変速連結器４７に対応する。駆動プーリ４４はベルト４８を介して
トルクを被駆動プーリ４６に伝える。駆動プーリ４４および被駆動プーリ４６間
の相互の分離調節により、段階のない速度変化が可能となる。トルクは被駆動プ
ーリ４６から第２の無段変速軸４２を介して連結部５０（後で説明）の第１の連
結器５４に伝えられる。被駆動プーリ４６および第１の連結器５４は第２の無段
変速軸５２に一体的に取付けられており、それにより、第２の無段変速軸５２、
被駆動プーリ４６、および第１の連結器５４は常に同じ回転速度および同じ回転
方向に一体的に回転する。
【００１５】 連結部５０は第１の連結器５４、第２の連結器５６、および第３の連結器５８
を含み、速度変化の制御を容易にするために固定した比率の増加または減少を引
起こす。動力伝達の局面において、第１の連結器５４、第２の連結器５６および
第３の連結器５８は互いに対応または協働する部品でもって構成されている。た
とえば、第１の連結器５４および第２の連結器５６がプーリの場合、第３の連結
器５８はベルトである。第１の連結器５４および第２の連結器５６がスプロケッ
トの場合、第３の連結器５８は鎖である。第１の連結器５４および第２の連結器
５６が歯車の場合、第３の連結器５８も歯車である。トルクは第１の連結器５４
から第３の連結器５８を介して第２の連結器５６に伝えられ、回転速度が下がる
または上がる。この回転速度はシステムの伝達特性により決定される。主として
、第２の連結器５６の回転速度が第１の連結器５４に比例して減じられる種類の
ものが用いられる。第２の連結器５６からのトルクは出力軸１８に伝えられる。
【００１６】 出力軸１８には、太陽歯車２２、第２の連結器５６およびクラッチ３０が設置
されている。クラッチ３０は入力軸２および出力軸１８の同時回転を与えるため
にあり、入力軸２および出力軸１８が同じ回転速度を有する場合に伝達効率を作
動的に最大限にする。
【００１７】 以降において、本発明の動作について図１を参照して説明する。 トルクが駆動力源４によって発生すると、第１の連結軸６を介してクラッチ部
８に伝えられ、次に第２の連結軸１２を介して前方および後方駆動部１４に伝え
られる。前方および後方駆動部１４のトルクは入力軸２に伝えられる。
【００１８】 トルクは入力軸２からリング歯車２８に伝えられる。車両または駆動体が最初
の段階において停止していると、出力軸１８および出力軸１８に取付けられてい
る太陽歯車２２は停止している。したがって、第１のプーリ軸４２に連結されて
いるキャリア２６はリング歯車２８に対して減じられた回転を受け、リング歯車
２８に比例して増加したトルクはキャリア２６に伝えられる。この増加したトル
クは第１の無段変速軸４２に伝えられる。
【００１９】 トルクは第１の無段変速軸４２から第１の無段変速軸４２に取付けられている
駆動プーリ４４に伝えられ、次にベルト４８を介して被駆動プーリ４６に伝えら
れる。ベルト４８を介して駆動プーリ４４のトルクを被駆動プーリ４６に伝える
方法は当該技術分野において既知である。ここでは駆動プーリ４４および被駆動
プーリ４６間の分離の相互的調整により、段階のない速度変化が達成される。ト
ルクは被駆動プーリ４６から第２の無段変速軸４２を介して第１の連結器５４に
伝えられる。
【００２０】 第１の連結器５４のトルクは第３の連結器５８を介して第２の連結器５６に伝
えられ、回転速度が下がるまたは上がる（一般には下がる形にある）。次に、ト
ルクは第２の連結器５６から出力軸１８に伝えられる。
【００２１】 出力軸１８のトルクは、出力軸１８に結合される太陽歯車２２を含んだ歯車部
２０のトルクに釣り合いを保たせるために用いられ、残りのトルクは車両または
駆動体を加速するために用いられ、それにより出力軸１８が回転する。
【００２２】 出力軸１８の回転速度が次第に上がって入力軸２の回転速度に到達すると、入
力軸２および出力軸１８の同時回転のために設けられているクラッチ３０は動作
して入力軸２および出力軸１８が同じ回転速度となるようにする。この局面にお
いて、無段変速ユニット部４０による速度変化を調整する必要はなく、無段変速
ユニット部４０における速度変化効率は低下しない。その結果、全体の伝達効率
を向上させることができる。
【００２３】 出力軸１８が入力軸２より速い速度で回転する必要がある場合、入力軸２およ
び出力軸１８に取付けられているクラッチ３０は動作せず、無段変速ユニット部
４０の速度変化により出力軸１８は入力軸２の回転速度より速く回転する。
【００２４】 次に本発明の第２から第５の好ましい実施例を説明する。本発明は、歯車部２
０の種類および歯車部２０のそれぞれの部品の連結に応じて、さまざまな実施例
で構成され得る。ここでは、駆動力源４、第１の連結軸６、クラッチ部８、第２
の連結軸１２、一方向クラッチ１６、前方および後方駆動部１４、無段変速ユニ
ット部４０および連結部５０の動作プロシージャは上記の記載と類似しており、
ここでは記載していない。クラッチ３０は入力軸２および出力軸１８の同時回転
を達成するために設けられている。たとえば、クラッチ３０は第１から第３の実
施例においては入力軸２と出力軸１８との間に取付けられているが、第４の実施
例では入力軸２とキャリア２６との間に取付けられており（図４参照）、第５の
実施例では入力軸２とハウジング２７との間に取付けられている（図５参照）。
ここでは動作手順は上記で記載したものと同じである。
【００２５】 基本的には、歯車部２０はプラネット歯車セットまたは差動歯車セットを用い
る。プラネット歯車セットおよび差動歯車セットが互いに異なるのは、入力軸２
、出力軸１８および第１の無段変速軸４２への連結にある。しかし、プラネット
歯車セットおよび差動歯車セットでは、連結部５０を用いた動作手順および速度
変化手順は類似しており、これは次の表に記載されている。
【００２６】
【表１】
【００２７】 本発明は、ここに例示されている実施例に限定されるものではなく、本発明の
要旨に基づき駆動力を用いるすべての装置に適用可能である。
【００２８】 上記で記載した本発明のように、無段変速駆動部対無段変速被駆動部の回転速
度比がたとえば２：１から０．５：１（すなわち４．０の変速比範囲）を有する
無段変速ユニット部を用いることにより、要求される性能により５．０から７．
０の変速比範囲を有するＣＶＴへの変化を可能にする。
【００２９】 さらに、本発明は高速および低速における伝達効率の低下を劇的に防ぐことが
でき、広い変速比範囲により始動段階でのクラッチの滑り領域を最小限にするこ
とにより効率を上げることができる。
【００３０】 本発明は最適の燃料比を与えるための燃料効率モード、動的駆動のためのパワ
ーモード、およびエンジンブレーキ効果を得るための低速モードを実現すること
ができる。さらに、本発明は広い変速比範囲を有しかつ高速および低速において
高い効率を有し、伝達効率が大きいトルクにおいて低下しないよう防ぎ、それに
より大きいトルクを有する大型車および駆動装置に適用可能であり、その入力軸
および出力軸が同軸的にあるので前輪、後輪または多輪の駆動車に容易に取り付
けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のＣＶＴの第１の好ましい実施例を示す概略立面図である
。
【図２】 本発明のＣＶＴの第２の好ましい実施例を示す概略立面図である
。
【図３】 本発明のＣＶＴの第３の好ましい実施例を示す概略立面図である
。
【図４】 本発明のＣＶＴの第４の好ましい実施例を示す概略立面図である
。
【図５】 本発明のＣＶＴの第５の好ましい実施例を示す概略立面図である
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動力源、第１の連結軸、クラッチ部、第２の連結軸、なら
    びに前方および後方駆動部を備える、広い変速比範囲を有するＣＶＴであって、
    前記ＣＶＴは 入力軸と、 前記入力軸と同じ軸にある出力軸と、 前記出力軸に回転可能に取付けられる第１の無段変速軸、前記第１の無段変速
    軸に取付けられる無段変速駆動部、前記入力軸および前記出力軸と並行に、第２
    の無段変速軸に取付けられる無段変速被駆動部、および前記無段変速駆動部から
    前記被駆動部に回転力を伝達するための無段変速連結器を有する無段変速ユニッ
    ト部と、 前記第２の無段変速軸と一体的に形成される第１の連結器、前記出力軸と一体
    的に形成される第２の連結器、および前記第１の連結器から前記第２の連結器に
    回転力を伝達するための第３の連結器を有する連結部と、 前記入力軸と前記無段変速ユニット部との間にあり、歯車セットの形で設けら
    れている歯車部とを含み、 前記歯車部のそれぞれの部分は、前記入力軸、前記出力軸および前記第１の無
    段変速軸と作動的に結合されている、広い変速比範囲を有するＣＶＴ。
  2. 【請求項２】 前記歯車部は太陽歯車、遊星歯車、リング歯車、およびキャ
    リアを有するプラネット歯車セットであり、 前記リング歯車は前記入力軸と作動的に結合され、 前記太陽歯車は前記出力軸と作動的に結合され、 前記キャリアは前記第１の無段変速軸と作動的に結合される、請求項１に記載
    の広い変速比範囲を有するＣＶＴ。
  3. 【請求項３】 前記歯車部は太陽歯車、遊星歯車、リング歯車、およびキャ
    リアを有するプラネット歯車セットであり、 前記太陽歯車は前記入力軸と作動的に結合され、 前記リングギアは前記出力軸と作動的に結合され、 前記キャリアは前記第１の無段変速軸と作動的に結合される、請求項１に記載
    の広い変速比範囲を有するＣＶＴ。
  4. 【請求項４】 前記歯車部は太陽歯車、遊星歯車、リング歯車、およびキャ
    リアを有するプラネット歯車セットであり、 前記キャリアは前記入力軸と作動的に結合され、 前記太陽歯車は前記出力軸と作動的に結合され、 前記リングギアは前記第１の無段変速軸と作動的に結合される、請求項１に記
    載の広い変速比範囲を有するＣＶＴ。
  5. 【請求項５】 前記歯車部は太陽歯車、遊星歯車、リング歯車、およびキャ
    リアを有するプラネット歯車セットであり、 前記太陽歯車は前記入力軸と作動的に結合され、 前記キャリアは前記出力軸と作動的に結合され、 前記リングギアは前記第１の無段変速軸と作動的に結合される、請求項１に記
    載の広い変速比範囲を有するＣＶＴ。
  6. 【請求項６】 前記歯車部は第１の歯車、遊び歯車、第２の歯車、およびハ
    ウジングを有する差動歯車セットであり、 前記第１の歯車は前記入力軸と作動的に結合され、 前記第２の歯車は前記出力軸と作動的に結合され、 前記ハウジングは前記第１の無段変速軸と作動的に結合される、請求項１に記
    載の広い変速比範囲を有するＣＶＴ。
  7. 【請求項７】 入力軸および出力軸を同じ回転速度で回転させるためのクラ
    ッチをさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の広い変速比範囲を有する
    ＣＶＴ。
  8. 【請求項８】 駆動力源の逆回転方向の回転を防ぐために、クラッチ部の隣
    に一方向クラッチをさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の広い変速比
    範囲を有するＣＶＴ。
  9. 【請求項９】 駆動力源の逆回転方向の回転を防ぐために、クラッチ部の隣
    に一方向クラッチをさらに含む、請求項７に記載の広い変速比範囲を有するＣＶ
    Ｔ。
JP2000508923A 1997-09-03 1998-09-02 広い変速比範囲を有する無段変速装置 Withdrawn JP2001515187A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

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KR1997/45633 1997-09-03
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