JP2003004117A - 連続可変トロイダル型変速機およびプラネタリピックオフ型変速機を備えた無段変速装置 - Google Patents

連続可変トロイダル型変速機およびプラネタリピックオフ型変速機を備えた無段変速装置

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JP2003004117A
JP2003004117A JP2002126770A JP2002126770A JP2003004117A JP 2003004117 A JP2003004117 A JP 2003004117A JP 2002126770 A JP2002126770 A JP 2002126770A JP 2002126770 A JP2002126770 A JP 2002126770A JP 2003004117 A JP2003004117 A JP 2003004117A
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continuously variable
central
shift
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Steffen Henzler
ヘンツラー ステファン
Harald Feuchter
フォイシュター ハラルド
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DaimlerChrysler AG
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】コンパクトな構成形態と共に、定総変速比によ
って実現される消費における高効率を有する連続可変車
両変速機を提供する。 【解決手段】無段変速装置において、連続可変トロイダ
ル型変速機およびプラネタリピックオフ型変速機が、イ
ンプットシャフトと同軸のアウトプットシャフトとの間
に配置される。トロイダル型変速機の中心従動ディスク
およびピックオフ型変速機の第２の変速機部材が回転に
関して固定に中心中間シャフトに連結される。下位駆動
モードにおける第１のシフトクラッチによってピックオ
フ型変速機の第３の変速機部材は、また上位駆動モード
における第２のシフトクラッチによってピックオフ型変
速機の第４の変速機部材は、それぞれアウトプットシャ
フトに駆動連結することができる。トロイダル型変速機
を迂回するために、第３のシフトクラッチによって、定
総変速比でインプットシャフトをアウトプットシャフト
に駆動連結することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、本特許出願の請求
項１による無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】既知の無段変速装置（米国特許第６，０
５９，６８５号）において、第２のプラネットと噛合し
ている主プラネットからなる少なくとも１つのダブルプ
ラネットが、ピックオフ型変速機のダブルウェブ式プラ
ネットキャリアに取付けられ、上記のプラネットキャリ
アは、中心中間シャフトによってインプットシャフトに
対して回転に関し固定して配置されている。２チャンバ
原理で設計されたトロイダル型変速機は、一方の中心駆
動ディスクによってインプットシャフトに連結され、他
方の中心駆動ディスクによってプラネットキャリアに連
結され、中間中心従動ディスクによって同心の中間シャ
フトに連結され、後者は、今度は主プラネットと噛合す
る２つの内部中心歯車のうちの１つに対して回転に関し
て固定して連結されている。第２のプラネットは外部中
心歯車と噛合しており、外部中心歯車は、低速の駆動速
度における下位駆動モード用の第１のシフトクラッチに
よってアウトプットシャフトに駆動連結されることがで
きる。主プラネットと噛合している他方の内部中心歯車
は、高速の駆動速度における上位駆動モード用の第２の
シフトクラッチによってアウトプットシャフトに駆動連
結されることができる。
【０００３】この既知の無段変速装置は、変速比に関
し、ニュートラルギヤ機能として知られているものに基
づいて設計されている。これによれば、下位駆動モード
用の第１のシフトクラッチが噛合状態である場合には、
ピックオフ型変速機の個々の歯数に応じて左右されるト
ロイダル型変速機の部分変速比が絶対値が１より小さい
負の値に設定されるとき、回転に関して固定して連結さ
れている変速機部材（ピックオフ型変速機の外部中心歯
車およびアウトプットシャフト）の回転速度は、ゼロに
等しい。したがって、始動運転には、たとえば、始動コ
ンバータまたは始動クラッチなどの特殊な駆動構成要素
を必要としない。
【０００４】さらに、この既知の無段変速装置におい
て、同期点として知られているものとして示されている
変速比を選択することができ、この場合、一方で第１の
シフトクラッチに連結されている変速機部材と、他方で
第２のシフトクラッチに連結されている変速機部材は、
それぞれ同一の回転速度を有する。これにより、１つの
クラッチから他のクラッチへのトルクパスの変更、した
がって１つの駆動モードから他の駆動モードへの移行
は、急激な衝撃がないように行うことができ、すなわ
ち、ある意味では運転者は衝撃を探知することができな
い。既知の無段変速装置の上述の変速機構成によって、
後者の場合には、ピックオフ型変速機の外部中心歯車で
あって、下位駆動モード用の第１のシフトクラッチに連
結されている上記の外部中心歯車は必ず、インプットシ
ャフトの回転方向と逆の回転方向を有する。したがっ
て、第１のシフトクラッチが噛合し、トロイダル型変速
機におけるピックオフ型変速機の個々の歯数に応じた負
の部分変速比が１より小さい絶対値に設定されている場
合には、適切な変速比の後退モードが可能である。
【０００５】連続可変トロイダル型変速機で動作する異
なるタイプ（欧州特許第０ ９４２１９９ Ａ２号）の
既知の無段変速装置では、プラネタリピックオフ型変速
機を利用しないが、トロイダル型変速機の外側に偏心に
配置され、インプットシャフトに平行に配置され、か
つ、一方では２チャンバ原理によって設計されたトロイ
ダル型変速機の２つの中心従動ディスクに直接に、他方
では、前進駆動用のレンジクラッチの形態の第１シャフ
ト要素を介して、インプットシャフトと同軸であるアウ
トプットシャフトに軸オフセットドライブによって連結
されているカウンタシャフトを利用する。トルク伝達に
必要な個々のローラと、トロイダル型変速機における関
連駆動ディスクまたは従動ディスクのトロイダル摩擦表
面との間の摩擦連結を生成するために、１つの第１の駆
動ディスクがトルクコンバータの形態の始動要素によっ
て駆動されることになっているインプットシャフトに、
トルク依存加圧装置によって連結される。その回転体状
の中間部材が、１つまたは両方の装置の片割れに形成さ
れる傾斜面と噛合している。他の第２の駆動ディスク
は、回転に関して固定されている、すなわち直結駆動連
結か、または第１の駆動ディスクの加圧装置によって、
すなわち間接トルク依存駆動連結のいずれかで、インプ
ットシャフトと一体になっている。リバースギヤを形成
するための簡素なプラネタリ後退変速機は、トロイダル
型変速機の第２の駆動ディスクと同軸のアウトプットシ
ャフトとの間の力に流れの経路（フォースフラックス）
に配置され、後退変速機によって、内部中心歯車が第２
の駆動ディスクに、外部中心歯車がアウトプットシャフ
トに、それぞれ回転に関して固定されて連結され、また
はプラネットキャリアがリバースギヤブレーキの形態で
第２のシフト要素によって回転しないケース部分に連結
され、直結駆動クラッチの形態で第３のシフト要素によ
って外部中心歯車に連結される。変速制御装置は、それ
ぞれの場合において、３つのシフト要素の１つのみを作
動することができ、同時に必ず他の２つの要素を作動し
ないままにするように設計される。それに関して、３つ
の変速状態が規定される。第１の変速状態において、前
進駆動のためのレンジクラッチの作動結果として、全駆
動動力は、後退変速機を迂回し、トロイダル型変速機に
よってアウトプットシャフトに誘導され、第２の変速状
態において、直結駆動クラッチの作動結果として、全駆
動動力は、トロイダル型変速機を迂回し、ブロックとし
て回転する後退変速機によってインプットシャフトから
アウトプットシャフトに伝達され、第３の変速状態にお
いて、リバースギヤクラッチ作動の結果として、全駆動
動力は、トロイダル型変速機を迂回し、リバースギヤ変
速機にシフトされる後退変速機によって、インプットシ
ャフトからアウトプットシャフトに流れる。トロイダル
型変速機は直結駆動およびリバースギヤの両方において
負荷がないが、動力分割および少なくとも２段階の減速
レンジへの再分割を伴う動作は、ピックオフ型変速機が
ないために可能でないことから、可変比前進駆動レンジ
における全駆動動力にあてられる。さらに、トルクコン
バータおよびかさばった外部カウンタシャフトを有する
このタイプの無段変速装置は、従来の車両の変速機トン
ネルに容易に収容することができない。
【０００６】ドイツ特許第１９９ １１ ２９７ Ａ１
号は、さらに別のタイプの無段変速装置について述べて
いる。これは、対向して配置され、直接的にまたはシリ
ンダ状の中空体によって互いに回転する円錐状の摩擦車
を有する連続可変シングルフローまたはマルチフロー摩
擦車変速機を有し、これでは互いに対してある程度傾斜
し、異なる角度で交差している摩擦車の軸によって、変
速比の変更が生じる。別のタイプのこのような無段変速
装置の場合には、重要な作動レンジ、特に消費に有効な
長い方のギヤにおいて最大効率を有する。また、同時に
性能が高く、著しく調整可能でもある。ドリル回転比が
総消費に重要な作動レンジにおいて、他の作動レンジよ
り小さいことと、各回転トラックの円錐角が残りの回転
トラックの場合より小さいことから、これらの利点を実
現することができる。ドリル回転比のこのような設計に
加えて、またはその別法として、別のタイプのこのよう
な無段変速装置において、総消費に最も重要なギヤにお
いて、シフト可能な直接スルードライブまたは差動装置
に直接作用するシフト可能な歯車ステージによって、ノ
ンポジティブ摩擦車変速機を迂回するようにすることが
できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明による無段変速
装置において、インプットシャフトは、第３のシフトク
ラッチによってトロイダル型変速機を迂回して、アウト
プットシャフトに駆動連結することができる。したがっ
て、コンパクトな構成形態と共に、必要であればこの追
加シフトクラッチによって選択されることができる定総
変速比によって実現される消費における高効率を有する
連続可変車両変速機を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による無段変速装
置において、定総変速比は、上位駆動モード用に設計さ
れることができる。定総変速比に関連する第３のシフト
クラッチから上位駆動モードの可変変速比に関連する第
２のシフトクラッチへのトルクパスの変更中に、上記の
第２のシフトクラッチで、トロイダル型変速機の可変部
分変速比を適応させることによって、連結される変速機
部材の回転速度を同期することができる。その結果、あ
る意味で、衝撃の少ない、すなわち運転者によって探知
することができない変更ができる。
【０００９】本発明による無段変速装置において、選択
されるべき所望の値が定総変速比の範囲にある場合に
は、定総変速比につないで、現在のエンジンの作動点が
より少ない燃料消費となるかどうかについて比較が行わ
れ、少なくなる場合には、変速機を定総変速比とするよ
うに変速制御装置を設計することができる。
【００１０】本発明による無段変速装置において、さら
に、高い動力を必要とする場合には、変速機はできる限
り定総変速比で作動されるように、変速制御装置を設計
することができる。これは、特に加速動作中および高速
運転の場合に好都合な効果をもたらす。
【００１１】一般に、自動車の無段変速装置は、全運転
時間の６０％以上の時間に関して、１より低い変速比で
制御される。特にトロイダル型変速機の有効寿命へのこ
の変速比の影響は、高い。多くの運転状況において、特
に一定の走行中または満載の状態では、連続可変変換は
実際には必要ではない。
【００１２】本発明による無段変速装置において、トロ
イダル型変速機にいたずらに損傷を与えないようにする
ために、動力の流れを、迂回路を介してトロイダル型変
速機を通過させることができるようにすることが有用で
ある。作動される本発明による定総変速比によって、適
切に適応した変速制御装置を用いて、トロイダル型変速
機の負荷を２０％以上低減することができる。トロイダ
ル型変速機の負荷を低減した結果として、有効寿命、構
成の大きさおよび効率に関して利点を提供することがで
きる。
【００１３】トロイダル型変速機において、それぞれの
場合に中心駆動ディスクおよび従動ディスクと摩擦があ
る状態で接触している個々の枢動可能な中間ローラ上の
摩擦面の幾何構成は、有効寿命と効率との折衷を示すこ
とが多い。できる限り小さい摩擦（接触）面によって高
い効率が実現される。逆にいえば、より小さい面に力が
作用するために、負荷が増大する。本発明による無段変
速装置で実現されるトロイダル型変速機のより低い負荷
によって、高い効率が実現されるように幾何構成を修正
することができる。
【００１４】本発明による無段変速装置において実現さ
れるより高い効率の結果として、最大可能最終車両速度
を増大させることができるので、多段階変速機の場合に
可能なより高い最終車両速度に比べて、低速な従来の連
続可変変速装置における最終車両速度の欠点はもはや存
在しなくなる。
【００１５】本発明による無段変速装置において、特許
請求項２に記載されるように、定総変速比を１：１と
し、直結駆動として設計することができる。
【００１６】本発明による無段変速装置において、この
直結駆動は、インプットシャフトとアウトプットシャフ
トとの間に、直接的（請求項３）または間接的（請求項
４乃至７）に適切な第３のシフトクラッチを構造的に組
込むことによって実装することができる。
【００１７】請求項６による実施形態における本発明に
よる無段変速装置では、直結駆動の時に、９９％以上の
高い効率を有する可能性がある２つの歯の噛合が動力の
伝達過程に含まれるが、直結駆動に関して、上位駆動モ
ードの可変変速比を十分に上回る総効率を実現すること
が可能である。
【００１８】請求項８に示す本発明による無段変速装置
において、上位駆動モードに関する定総変速比は、１に
等しくないように設計してもよい。すなわち、たとえば
オーバドライブ特性を備えていてもよい。
【００１９】請求項９の主題は、本発明による無段変速
装置の好都合な実施形態であり、ここで定総変速比は１
に等しいまたは等しくないように設計することができ
る。
【００２０】請求項１０の主題は、請求項９による無段
変速装置の実施形態の好都合な発展であり、ここでは定
総変速比が１に等しくないように設計される。
【００２１】請求項１１の主題は、請求項１０による無
段変速装置の実施形態の好都合な発展であり、ここでは
定総変速比が１以下であるように設計される。
【００２２】請求項１２および１３の主題は、本発明に
よる無段変速装置の実施形態の好都合な発展であり、こ
こでは、総変速比は１に等しくないように設計され、上
位駆動モードの後退変速機の部分変速比が１以下の異な
る値であるように設計される。
【００２３】請求項１４の主題による無段変速装置の実
施形態の好都合な発展においては、総変速比の設計に関
係なく、第１のシフトクラッチのクラッチ（下位駆動モ
ード）および第３のシフトクラッチのクラッチ構成要素
が共通の部分組立品に組み合わされているために、定総
変速比の第３のシフトクラッチに必要な機械的支出が低
く維持され、追加の構成空間の必要性も最小限に抑えら
れる。
【００２４】本発明は、図面に図式的に示された８つの
実施形態に関連して、以下にさらに詳細に説明される。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下の特徴において、前記８つの
実施形態は同一である。
【００２６】中心インプットシャフト１０と同軸のアウ
トプットシャフト１１との間のフォースフラックスに、
連続可変トロイダル型変速機１２、プラネタリピックオ
フ型変速機１３、プラネタリ後退変速機２２が配置され
ている。中心中間シャフト１４は、インプットシャフト
１０に対して同軸であり、かつインプットシャフト１０
に対する移動に関して固定して形成される。中心中間シ
ャフト１４は、２チャンバ原理で設計されたトロイダル
型変速機１２の１つの中心駆動ディスク１５と、ピック
オフ型変速機１３の第１の変速機部材を形成する２ウェ
ブ式プラネットキャリア１６とに、に対する移動に関し
て固定して連結される。さらに、上記のプラネットキャ
リアは、動力の同軸経路を可能にするために、トロイダ
ル型変速機１２の他の中心駆動ディスク１５ａに対する
移動に関して固定して連結される。
【００２７】同心中間シャフト１７は、インプットシャ
フト１０に対して同軸に、また、中心中間シャフト１４
に対して同心に配置され、ピックオフ型変速機１３の第
２の変速機部材を形成する内部中心歯車１９に対する回
転に関して固定的にトロイダル型変速機１２の２つの中
心従動ディスク１８，１８ａを連結する。
【００２８】ピックオフ型変速機１３は、外部中心歯車
２０の形態の第３の変速機部材と、第３の変速機部材と
アウトプットシャフト１１との間に、低速駆動速度用の
下位駆動モードのためのシフトクラッチＫ１の形態をし
た第１のシフト要素によって形成されることができる間
接または直結駆動連結２７または２７ａとを有する。
【００２９】ピックオフ型変速機１３は、内部中心歯車
２１の形態の第４の変速機部材と、第４の変速機部材と
アウトプットシャフト１１との間に、高速駆動速度用の
上位駆動モードにおけるシフトクラッチＫ２（図３のシ
フトブレーキＢ２）の形態の第２のシフト要素によって
形成されることができる間接駆動連結３９とを有する。
【００３０】インプットシャフト１０は、定総変速比ｉ
G＝定数で、シフトクラッチＫｃの形態の第３のシフト
要素の作動によって、トロイダル型変速機１２を迂回し
て、アウトプットシャフト１１に駆動連結されることが
できる。図１〜５の実施形態において、ｉGは、１：１
に等しくするように（すなわち、直結駆動として）、設
計されるが、図６〜８の実施形態において、ｉGは、１
より小さいように設計される。
【００３１】直結駆動用のシフトクラッチＫｃは、一方
では、図１の実施形態においては直接的に、図２〜５の
実施形態においては、プラネットキャリア１６によって
間接的に、それぞれの場合に回転に関して固定して中心
中間シャフト１４に連結される。他方では、直結駆動用
のシフトクラッチＫｃは、図１〜３の実施形態において
はラジアルドライブウェブ２７ａによって直接的に、ア
ウトプットシャフト１１に連結され、図４および５の実
施形態においては後退変速機２２によって間接的に駆動
連結２７される。
【００３２】図４の実施形態において、駆動連結２７
は、第１のシフトクラッチＫ１にさらに連結される。図
１の実施形態において、第１のシフトクラッチＫ１は、
後退変速機２２を含む駆動連結２７によって、アウトプ
ットシャフト１１に同様に連結される。したがって、２
つの実施形態は同一に設計されており、個々のシフトク
ラッチＫ１は、後退変速機２２の２つの外部中心歯車２
６，２６ａのうちの一方（中心歯車２６ａ）に回転に関
して固定して連結され、他方（中心歯車２６）は、アウ
トプットシャフト１１に回転に関して固定して連結され
る。これらの中心歯車２６，２６ａは、プラネットキャ
リア２３のラジアル支持ウェブ２３ａの両側に軸方向に
存在し、支持ウェブ２３ａによって、変速機ケースの回
転しないケース部分３１に対して回転しないように固定
される。プラネット３０は、プラネットキャリア２３に
回転可能に取付けられ、２つのリングギヤは、それぞれ
の場合に外部中心歯車２６，２６ａのうちの一方と噛合
する。外部中心歯車２６，２６ａは同一の歯数を有する
ため、インプットシャフト１０とアウトプットシャフト
１１との間で、変速比１：１を必ず保証する。
【００３３】図５の実施形態において、シフトクラッチ
Ｋ１，Ｋｃに割り当てられたクラッチドラム３６がピッ
クオフ型変速機に対して外側に同軸に配置され、また中
間シャフト１７に対して同軸に配置され、さらに、後退
変速機２２の２ウェブ式プラネットキャリア２８に対し
て回転に関して固定して連結されるように、駆動連結２
７が設計される。２つの互いに噛合する個別のプラネッ
ト４１，４２からなるダブルプラネット４０は、プラネ
ットキャリア２８に取付けられる。外部の個別のプラネ
ット４１は、回転しないケース部分３１に対して回転し
ないように固定される外部中心歯車２４と噛合し、内部
の個別のプラネット４２は、ピックオフ型変速機１３の
第２のシフトクラッチＫ２に、駆動連結３９によって連
結される内部中心歯車２９と噛合する。
【００３４】図２の実施形態において、後退変速機２２
は、アウトプットシャフト１１に隣接する後部に構造的
に配置されるが、図３の実施形態においては、個々のピ
ックオフ型変速機１３の前部に配置される。いずれの場
合も、簡素なプラネットキャリア２３に取付けられるプ
ラネット３０は、それぞれの場合において内部中心歯車
２５および外部中心歯車２６と噛合する。
【００３５】図２の実施形態において、プラネットキャ
リア２３は、回転しないケース部分３１に対して回転し
ないように固定され、外部中心歯車２６は、第２のシフ
トクラッチＫ２によって、アウトプットシャフト１１に
対する回転に関して固定されるドライブウェブ４３に連
結され、内部中心歯車２５は、駆動連結３９によって、
ピックオフ型変速機１３の第４の変速機部材２１に連結
される。第２のシフト要素のためのシフトクラッチＫ２
の代わりに、図３の実施形態によるシフトブレークＢ２
を用いてもよい。
【００３６】図３の実施形態において、プラネットキャ
リア２３は、シフトブレーキＢ２の形態の第２のシフト
要素によって、回転しないケース部分３１に対して回転
しないように固定されることができ、外部中心歯車２６
は、ドライブウェブ４３に回転に関して固定して連結さ
れる。ドライブウェブ４３は、シフトクラッチＫ１，Ｋ
ｃに割り当てられ、アウトプットシャフト１１に対する
回転に関して固定して配置されるクラッチドラム３６に
回転に関して固定して連結される。後退変速機２２の内
部中心歯車２５およびピックオフ型変速機１３の第４の
変速機部材２１は、駆動連結３９によって、互いに強固
に連結される。プラネットキャリア２３はまた、常にブ
レーキＢ２によってではなく、直接、ケース部分３１に
対して固定して連結されてもよい。このような場合に
は、シフトクラッチＫ２が、外部中心歯車２６とクラッ
チドラム３６またはアウトプットシャフト１１との間
に、第２のシフト要素として供給されなければならな
い。
【００３７】図１〜５の直結駆動を有する実施形態およ
び図６〜８の実施形態において、ピックオフ型変速機１
３は、原則として、以下のように設計される。
【００３８】プラネットキャリア１６は、ダブルプラネ
ット４４および中心中間シャフト１４に回転に関して固
定して連結されるラジアルドライブウェブ４９を有す
る。ダブルプラネット４４は、それぞれの場合におい
て、互いに噛合する主プラネット４５および第２のプラ
ネット４６からなる。主プラネット４５は、トロイダル
型変速機１２から離れる方向に面するドライブウェブ４
９の側面に位置する第１のリングギヤ４７と、トロイダ
ル型変速機１２に面するドライブウェブ４９の側面に位
置する第２のリングギヤ４８とを有する。第２のプラネ
ット４６は、外部中心歯車２０と噛合する。
【００３９】図１および図４〜８の実施形態における主
プラネット４５に関しては、第１のリングギヤ４７が内
部中心歯車２１と噛合し、第２のリングギヤ４８が内部
中心歯車１９と噛合する。
【００４０】図２および図３の実施形態の主プラネット
４５に関しては、第１のリングギヤ４７が内部中心歯車
１９と噛合し、第２のリングギヤ４８が内部中心歯車２
１と噛合する。
【００４１】図１および図４〜７の実施形態において、
トロイダル型変速機１２に面するドライブウェブ４９の
側面に配置された第２のプラネット４６は、関連する主
プラネット４５の第２のリングギヤ４８と噛合する。
【００４２】図２、図３および図８の実施形態におい
て、トロイダル型変速機１２から離れる方向に面するド
ライブウェブ４９の側面に配置される第２のプラネット
４６は、関連する主プラネット４５の第１のリングギヤ
４７と噛合する。
【００４３】主プラネット４５のリングギヤ４７，４８
は、図５の実施形態において、同一の歯数を有するが、
残る実施形態においては、歯数は等しくない。リングギ
ヤ４７は、図１、図４、図７および図８の実施形態にお
いて、歯数が大きい方であるが、図２および図３の実施
形態においては、歯数が大きい方はリングギヤ４８であ
る。
【００４４】上述したような歯数で設計される主プラネ
ット４５とは反対に、本発明のすべての実施形態におい
て、リングギヤ４７，４８は等しい歯数のみであっても
よく、等しくない歯数のみであってもよい。
【００４５】図６〜８の変形例において、シフトクラッ
チＫｃとアウトプットシャフト１１との間の駆動連結２
７のフォースフラックスに存在する後退変速機２２は、
多段階プラネット３５を支持するプラネットキャリア２
３がラジアル支持ウェブ２３ａによって回転しないケー
ス部分に対して回転しないように固定されるように設計
される。大きい方の歯数を有し、ピックオフ型変速機１
３から離れる方向に面する支持ウェブ２３ａの側面に配
置される多段階プラネット３５のリングギヤ３８は、ラ
ジアルドライブウェブ４３によってアウトプットシャフ
ト１１に回転に関して固定して連結される外部中心歯車
２６と噛合する。小さい方の歯数を有し、ピックオフ型
変速機１３に面する支持ウェブ２３ａの側面に配置され
る多段階プラネット３５のリングギヤ３７は、アウトプ
ットシャフト１１に割り当てられるシフトクラッチＫ
１，Ｋｃのクラッチの片割れに、クラッチドラム３６に
よって回転に関して固定して連結される外部中心歯車２
６ｂと噛合する。
【００４６】第２のシフトクラッチＫ２は、図７及び図
８の変形例においてその駆動連結３９によって、大きい
方のリングギヤ３８と噛合している内部中心歯車２５に
連結されるが、図６の変形においては、小さい方のリン
グギヤ３７と噛合している内部中心歯車２５ｂに連結さ
れる。
【００４７】図２〜８の変形例において用いられるクラ
ッチドラム３６は、シフトクラッチＫ１，Ｋｃおよびア
ウトプットシャフト１１との駆動連結の構造的に好都合
な配置を提供する。上記の配置は、出力側クラッチの片
割れへの共通の圧力供給と保持を可能とし、構造的に同
一のクラッチアクチュエータを有することを可能にす
る。
【００４８】以下の作業方法は、８つの実施形態に共通
である。
【００４９】ニュートラルギヤの作用によって、始動時
において、第１のシフトクラッチＫ１は係合され、第２
のシフトクラッチＫ２またはシフトブレーキＢ２および
第３のシフトクラッチＫｃは非係合され、アウトプット
シャフト１１およびシフトクラッチＫ１に直接連結され
る変速機部材のそれぞれの回転速度は、初めはゼロに等
しく、トロイダル型変速機１２における部分変速比は予
め定められた１より小さい値に設定される。
【００５０】それに引き続くアウトプットシャフト１１
の低速の回転速度を有する下位駆動モードにおいて、第
１のシフトクラッチＫ１は係合したままである。前進運
転中、動力は、中心中間シャフト１４の直接経路を経
て、ピックオフ型変速機１３に流れ、分岐される。分岐
された一方の部分は、第１のシフトクラッチＫ１を経て
アウトプットシャフト１１に流れ、他方の部分は、トロ
イダル型変速機１２を介して、中間シャフト１４または
ピックオフ型変速機のプラネットキャリアに戻る。した
がって、循環動力が変速装置に生じ、経路の少なくとも
一つにおける動力は変速機の入力動力より高い。駆動モ
ードを変更するために、第２のシフトクラッチＫ２にお
ける差動回転速度またはシフトブレーキＢ２における回
転速度がゼロとなる同期点を選択することができる。そ
の結果、第１のシフトクラッチＫ１から第２のシフトク
ラッチＫ２あるいはシフトブレーキＢ２への衝撃のない
駆動変更が可能となる。この上位駆動モードにおいて、
変速機入力動力は、一般に２本の並列経路に割り当てら
れる。その結果、両方の経路（一方はトロイダル型変速
機１２、他方は中心中間シャフト１４）における動力
は、変速機入力動力より小さい。循環動力は生じない。
【００５１】無段変速装置が定総変速比の位置にある場
合、すなわち第３のシフトクラッチＫｃが係合されてい
る場合にも、同期点を選択することができる。したがっ
て、シフトクラッチＫｃから上位駆動モードのシフトク
ラッチＫ２またはシフトブレーキＢ２への駆動の変更
も、衝撃のない状態で実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【図２】 第２の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【図３】 第３の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【図４】 第４の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【図５】 第５の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【図６】 第６の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【図７】 第７の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【図８】 第８の実施形態における本発明による無段変
速装置の基本的な軸方向断面図である。
【符号の説明】
１０ インプットシャフト １１ アウトプットシャフト １２ 連続可変トロイダル型変速機 １３ プラネタリピックオフ型変速機 １４ 中心中間シャフト １５ 中心駆動ディスク １６ プラネットキャリア １７ 同心中間シャフト １８、１８ａ 中心従動ディスク １９ 第２の変速機部材 ２０ 第３の変速機部材 ２１ 第４の変速機部材 ２２ プラネタリ後退変速機 ２３ プラネットキャリア ２３ａ ラジアル支持ウェブ ２４ 中心歯車 ２５、２５ｂ 変速機部材 ２６、２６ａ 中心歯車 ２６ｂ 第４変速機部材 ２７、２７ａ 駆動連結 ２８ 変速機部材 ２９ 変速機部材 ３０ プラネット歯車 ３１ 回転しないケース部分 ３５ 多段階プラネット ３６ 円筒クラッチドラム ３７ リングギヤ ３８ リングギヤ ４０ ダブルプラネット ４１ プラネット ４２ プラネット Ｋ１ 第１のシフト要素 Ｋ２ 第２のシフト要素 Ｂ２ シフトブレーキ ＩG 定総変速比 Ｋｃ 第３のシフト要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハラルド フォイシュター ドイツ連邦共和国 70771 ラインフェル デン−エシュターディンゲン エルフヴェ ッグ ３ Ｆターム(参考） 3J028 EA25 EA27 EA28 EB10 EB16 EB21 EB23 EB37 EB50 FA06 FB03 FC13 FC16 FC17 FC18 FC24 FC62 FD01 GA02 3J062 AA02 AB06 AB16 AB35 AC03 AC04 BA12 BA16 BA31 CG03 CG06 CG07 CG14 CG35 CG38 CG52

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連続可変トロイダル型変速機（１２）お
    よびプラネタリピックオフ型変速機（１３）が、中心イ
    ンプットシャフト（１０）と同軸アウトプットシャフト
    （１１）との間に配置され、 前記インプットシャフト（１０）に対し回転に関して固
    定に配置される中心中間シャフト（１４）と、 前記トロイダル型変速機（１２）の中心駆動ディスク
    （１５）であって、前記中心中間シャフト（１４）に対
    し回転に関して固定に配置される中心駆動ディスクと、 前記ピックオフ型変速機（１３）の第１の変速機部材と
    してのプラネットキャリア（１６）であって、前記中心
    中間シャフト（１４）に対し回転に関して固定に配置さ
    れる前記プラネットキャリアと、 前記インプットシャフト（１０）に対して同軸に配置さ
    れ、かつ前記中心中間シャフト（１４）が貫通する同心
    中間シャフト（１７）と、 前記トロイダル型変速機（１２）の中心従動ディスク
    （１８または１８ａ）であって、前記同心中間シャフト
    （１７）に対し回転に関して固定に配置される中心従動
    ディスクと、 前記ピックオフ型変速機（１３）の第２の変速機部材
    （１９）であって、前記同心中間シャフト（１７）に対
    し回転に関して固定に配置される前記第２の変速機部材
    と、 前記ピックオフ型変速機（１３）の第３の変速機部材
    （２０）と、 低速の駆動速度を有する下位駆動モードにおいて、前記
    ピックオフ型変速機（１３）の前記第３の変速機部材
    （２０）と前記アウトプットシャフト（１１）との間に
    駆動連結を形成する第１のシフト要素（Ｋ１）と、 前記ピックオフ型変速機（１３）の第４の変速機部材
    （２１）と、 高速の駆動速度を有する上位駆動モードにおいて、前記
    ピックオフ型変速機（１３）の前記第４の変速機部材
    （２１）と前記アウトプットシャフト（１１）との間に
    駆動連結を形成する第２のシフト要素（Ｋ２またはＢ
    ２）と、 前記トロイダル型変速機（１２）を迂回し、定総変速比
    （ＩG）で前記インプットシャフト（１０）と前記アウ
    トプットシャフト（１１）との間に駆動連結を形成する
    第３のシフト要素（Ｋｃ）とを備えることを特徴とする
    無段変速装置。
  2. 【請求項２】 前記インプットシャフト（１０）と前記
    アウトプットシャフト（１１）との間の定総変速比（Ｉ
    G）が１に等しいことを特徴とする請求項１に記載の無
    段変速装置。
  3. 【請求項３】 前記第３のシフト要素（Ｋｃ）が、前記
    中心中間シャフト（１４）と前記アウトプットシャフト
    （１１）との間の直結駆動連結として設計されることを
    特徴とする請求項２に記載の無段変速装置。
  4. 【請求項４】 前記第３のシフト要素（Ｋｃ）が、前記
    ピックオフ型変速機（１３）の前記第１の変速機部材を
    形成するプラネットキャリア（１６）と前記アウトプッ
    トシャフト（１１）との間を連結し、前記中心中間シャ
    フト（１４）と前記アウトプットシャフト（１１）との
    間の間接駆動連結として設計されることを特徴とする請
    求項２に記載の無段変速装置。
  5. 【請求項５】 前記ピックオフ型変速機（１３）と前記
    アウトプットシャフト（１１）との間にプラネタリ後退
    変速機（２２）が配置され、当該プラネタリ後退変速機
    （２２）において、強固に制動された状態の第１の変速
    機部材（２３または２４）が前記後退変速機（２２）の
    ２つの別の変速機部材（２５，２６または２８，２９）
    を互いに逆回転方向にし、互いに逆回転方向となる前記
    後退変速機（２２）の前記２つの変速機部材（２５，２
    ６または２８，２９）のうちの一方（２６または２８）
    が、前記アウトプットシャフト（１１）に対し回転に関
    して固定に配置され、他方（２５または２９）がシフト
    クラッチ（Ｋ２）の形態の前記上位駆動モード用の前記
    第２のシフト要素によって前記ピックオフ型変速機（１
    ３）の前記第４の変速機部材（２１）に連結され、前記
    インプットシャフト（１０）と前記アウトプットシャフ
    ト（１１）との間の定総変速比のための前記第３のシフ
    ト要素が、前記ピックオフ型変速機（１３）の前記第１
    の変速機部材を形成する前記プラネットキャリア（１
    ６）と、前記後退変速機（２２）の前記アウトプットシ
    ャフト（１１）に連結される前記変速機部材（２６また
    は２８）との間の駆動連結において、シフトクラッチ
    （Ｋｃ）の形態で配置されることを特徴とする請求項２
    に記載の無段変速装置。
  6. 【請求項６】 前記後退変速機（２２）が前記第１の変
    速機部材としてプラネットキャリア（２３）を有し、当
    該プラネットキャリア（２３）のプラネット歯車（３
    ０）が等しい歯数でかつ同一の回転方向の２つの中心歯
    車（２６または２６ａ）および異なる歯数でかつ逆の回
    転方向の中心歯車（２５）と噛合し、前記後退変速機
    （２２）の前記プラネットキャリア（２３）はラジアル
    支持ウェブ（２３ａ）によって、回転しないケース部分
    （３１）に対して回転可能でないように固定されるか、
    または固定されることができ、等しい歯数の前記２つの
    中心歯車（２６または２６ａ）は前記支持ウェブ（２３
    ａ）の異なる側面に軸方向に配置され、等しい歯数の前
    記２つの中心歯車（２６または２６ａ）のうちの一方
    （２６）が、前記アウトプットシャフト（１１）に直接
    的に連結され、等しい歯数の前記２つの中心歯車（２６
    または２６ａ）のうちの他方（２６ａ）を介して、前記
    インプットシャフト（１０）とアウトプットシャフト
    （１１）との間の定総変速比（ＩG）のために、シフト
    クラッチ（Ｋｃ）として設計される前記第３のシフト要
    素に間接的に連結されることを特徴とする請求項５に記
    載の無段変速装置。
  7. 【請求項７】 前記後退変速機（２２）が前記第１の変
    速機部材として、回転しないケース部分（３１）に対し
    て回転しないように固定されるか、または固定されるこ
    とができる中心歯車（２４）と、ダブルプラネット（４
    ０）を支持し、前記アウトプットシャフト（１１）に回
    転に関して固定に連結されるプラネットキャリア（２
    ８）と、前記上位駆動モードの場合のシフトクラッチ
    （Ｋ２）として設計される前記第２のシフト要素に連結
    される中心歯車（２９）とを有し、前記ダブルプラネッ
    ト（４０）が、それぞれ前記２つの中心歯車（２４，２
    ９）のうちの一方と噛合する個別のプラネット（４１，
    ４２）からなり、前記インプットシャフト（１０）およ
    び前記アウトプットシャフト（１１）との間の定総変速
    比（ＩG）のための、シフトクラッチ（Ｋｃ）として設
    計される前記第３のシフト要素が前記後退変速機（２
    ２）の前記プラネットキャリア（２８）に連結されるこ
    とを特徴とする請求項５に記載の無段変速装置。
  8. 【請求項８】 前記インプットシャフト（１０）および
    前記アウトプットシャフト（１１）との間の定総変速比
    （ＩG）が、１に等しくないことを特徴とする請求項１
    に記載の無段変速装置。
  9. 【請求項９】 前記ピックオフ型変速機（１３）と前記
    アウトプットシャフト（１１）との間にプラネタリ後退
    変速機（２２）が配置され、当該プラネタリ後退変速機
    （２２）において、強固に制動された状態の第１の変速
    機部材（２３）が前記後退変速機（２２）の２つの別の
    変速機部材（２５または２５ｂ，２６）をお互いに対し
    て逆回転方向にし、お互いに対して逆回転方向にするこ
    とができる前記後退変速機（２２）の前記２つの変速機
    部材（２５または２５ｂ，２６）のうちの一方（２６）
    が、前記アウトプットシャフト（１１）に対する回転に
    関して固定に配置され、他方（２５または２５ｂ）がシ
    フトクラッチ（Ｋ２）として設計される前記上位駆動モ
    ード用の第２のシフト要素に連結され、前記インプット
    シャフト（１０）と前記アウトプットシャフト（１１）
    との間の定総変速比のための前記第３のシフト要素が、
    前記ピックオフ型変速機（１３）の前記第１の変速機部
    材を形成する前記プラネットキャリア（１６）と前記後
    退変速機（２２）の第４の変速機部材（２６）との間
    で、シフトクラッチ（Ｋｃ）として構造的に設計され、
    前記後退変速機（２２）において、前記第４変速機部材
    （２６ｂ）および前記アウトプットシャフト（１１）に
    連結される変速機部材（２６）が同一の回転方向を有す
    ることを特徴とする請求項５または８に記載の無段変速
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記後退変速機（２２）が前記第１の
    変速機部材として少なくとも１つの多段階プラネット
    （３５）を具備するプラネットキャリア（２３）を有
    し、前記少なくとも１つの多段階プラネット（３５）が
    同じ回転方向であるが歯数の異なる２つの中心歯車（２
    ６，２６ａ）および前記上位駆動モード用のシフトクラ
    ッチ（Ｋ２）として設計される前記第２のシフト要素に
    連結される逆の回転方向の中心歯車（２５または２５
    ｂ）と噛合し、前記プラネットキャリア（２３）がラジ
    アル支持ウェブ（２３ａ）によって、回転しないケース
    部分（３１）に対して回転可能でないように固定される
    か、または固定されることができ、同じ回転方向の前記
    ２つの中心歯車（２６または２６ａ）が前記支持ウェブ
    （２３ａ）の異なる側面に軸方向に配置され、同じ回転
    方向の前記２つの中心歯車（２６または２６ａ）のうち
    の一方（２６）が、前記アウトプットシャフト（１１）
    に直接的に連結され、同じ回転方向の前記２つの中心歯
    車（２６または２６ａ）のうちの他方（２６ａ）を介し
    て、前記インプットシャフト（１０）とアウトプットシ
    ャフト（１１）との間の定総変速比（ＩG）のための、
    シフトクラッチ（Ｋｃ）として設計される前記第３のシ
    フト要素に間接的に連結されることを特徴とする請求項
    ８に記載の無段変速装置。
  11. 【請求項１１】 前記同じ回転方向の２つの中心歯車
    （２６または２６ａ）のうちの歯数が多い方の一方が、
    前記アウトプットシャフト（１１）に連結されることを
    特徴とする請求項１０に記載の無段変速装置。
  12. 【請求項１２】 前記少なくとも１つの多段階プラネッ
    ト（３５）が、大きい方の歯数を有するリングギヤ（３
    ７）によって、前記上位駆動モード用のシフトクラッチ
    （Ｋ２）として設計される前記第２のシフト要素に連結
    される中心歯車（２５ｂ）と噛合することを特徴とする
    請求項１０または１１に記載の無段変速装置。
  13. 【請求項１３】 前記少なくとも１つの多段階プラネッ
    ト（３５）が、大きい方の歯数を有するリングギヤ（３
    ８）によって、前記上位駆動モード用のシフトクラッチ
    （Ｋ２）として設計される前記第２のシフト要素に連結
    される中心歯車（２５）と噛合することを特徴とする請
    求項１０または１１に記載の無段変速装置。
  14. 【請求項１４】 円筒クラッチドラム（３６）が前記ア
    ウトプットシャフト（１１）に対する一定の駆動連結
    （２７または２７ａ）を有し、前記ピックオフ型変速機
    （１３）を包囲し、前記ピックオフ型変速機（１３）に
    対し同心を成すように配置され、前記アウトプットシャ
    フト（１１）に割り当てられた、前記下位駆動モード用
    のシフトクラッチ（Ｋ１）として設計される前記第１の
    シフト要素および前記インプットシャフト（１０）およ
    び前記アウトプットシャフト（１１）との間の定総変速
    比（ＩG）のためのシフトクラッチ（Ｋｃ）として設計
    される前記第３のシフト要素の両方の、クラッチの片割
    れが、前記クラッチドラム（３６）に回転に関して固定
    に保持されることを特徴とする請求項１，２，４乃至１
    ３のいずれか１項に記載の無段変速装置。
JP2002126770A 2001-04-28 2002-04-26 連続可変トロイダル型変速機およびプラネタリピックオフ型変速機を備えた無段変速装置 Pending JP2003004117A (ja)

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Cited By (8)

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