JP2005517881A - 最小旋回装置を備えたトランスミッション - Google Patents
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Abstract
Description
市販されている自動車トランスミッションはすべて、大型かつ複雑で燃料を浪費し、特にディーゼルエンジンに使用される際には、深刻な大気汚染問題を引き起こす。トルクコンバータを備えた市販オートマチックトランスミッションの相対的な非効率性は、60年以上もの間、必要とされる改良の主たる対象であった。自動の自動車オートマチックトランスミッションのため、多数の遊星,旋回ギアの概念の変形例は、先行技術に多く見られる。これらの変形例では、出力速度が複数の段階的ギア比によって順に追って連続的に変化する。
ギア 歯数
入力ギア20 21
クラスタギア36 46
クラスタギア38 21
出力ギア22 46
この例では、ウェブ34の回転が禁じられると、出力ギア22は入力ギア20の回転に対して約4.8:1の減速比で回転する。
第1クラッチ46が係合すると、制御モータ14がウェブ34に接続される。ポンプ16の斜板が0°に設定された場合には、ポンプシャフト52が回転してもポンプ16から圧力流体が出ない。これは閉ループ48における流体すべての流れを停止させ、制御モータ14をロックする。これにより、ウェブ34の回転を禁じ、上述したようにギアの歯数の選択によって決定される所定の低いギア比のみで出力ギア22を回転させる。
このトランスミッションの特殊オーバドライブ機構の一部として、補助駆動ギア50は、第1係合ギア51と同一である第2係合ギア56とも係合し、こうして、ギア51が補助駆動ギア50により駆動されるのと同じ所定オーバドライブ(例えば0.7:1)で回転させる。しかし、ギア56は最初に「自由回転」し、通常は非係合にある第2クラッチ54によりトランスミッションの残りから切断されている。係合されると、第2クラッチ54がシャフト57,58を接続し、これにより、同じ所定のオーバドライブでオーバドライブギア59をギア56とともに回転させる。
ポンプ16の斜板の角度が若干負の設定(例えば1〜3°)へ移動した場合には、制御モータ14が比較的低速の所定速度で反対方向(「後方」)に回転する。これは、出力ギア22の完全停止をもたらすだろう。制御モータ14のこの低速動作は圧力流体の流れによって生じるものなので、実際にはこれは、始動時と往来で停止した時の停止位置でウェブ34を一定トルクで保持する「ギヤードニュートラル」を提供する。
図3を参照する。図3は、ポンプ16とモータ14とにより共有される閉ループ流体圧回路48に組み込まれるバルブ調整の「バイパス」アセンブリ60を示す。一対の「バイパス」通路61,62は閉ループ48の両側を接続し、シリンダを通過しており、スプールバルブ66のピストン部分65によって遮断される。一対のステム68,69がスプールバルブ66に配置されており、これにより、スプールバルブ66が矢印の方向に左側へ移動した時に、ステム68,69により圧力流体がバイパス通路61,62を流通するのを可能する。センサ80は、選択された車両動作パラメータ(例えば車両速度および/または閉ループの流体圧)の上下レベルに反応する。これらの選択されたパラメータのうち第1レベルを検知すると、(例えば、車両速度が低下して停止状態に近づくと必ず)スプールバルブ66は左へ移動して通路61,62を開くが、第2レベルを検知すると、バルブ66が図示された位置へ回復して、閉ループ流体圧回路48を通常状態に戻す。
当技術分野で周知のように、補助装置を車両エンジンから作動させるため、トラクタとトラックには動力取出しシャフトが設けられることが多い。そのため、この新トランスミッションの他の特徴の一つは、第3ジョークラッチ88によって接続された動力取出しシャフト84と動力取出しギア86を含む単純な動力取出しアセンブリ82である。
Claims (17)
- 原動エンジンのためのトラスミッションにおいて、単一の旋回装置を備え、
前記旋回装置は、第1軸に設けられ、前記原動エンジンにより提供される駆動入力を受ける入力ギアと、前記第1軸に設けられた出力ギアと、前記入力ギアおよび出力ギアのみと噛合するとともに、回転するようにして前記第1軸と平行に位置する旋回シャフトに設けられた少なくとも一つのクラスタギアと、を有し、
前記旋回シャフトがウェブに支持され、このウェブが前記第1軸を中心として回転するように設けられ、これにより該旋回シャフトと前記クラスタギアが、それぞれ前記第1軸,前記入力ギア,出力ギアの周りを旋回できるようにし、
前記クラスタギアと前記入力および出力ギアとの間の歯数比が、前記ウェブの回転が阻止された時に、前記入力ギアの回転が前記駆動入力に対する所定の減速比で前記出力ギアの回転を発生させるように選択され、
さらに前記旋回装置と作用的に接続可能な回転制御装置を備え、この回転制御装置は、
前記ウェブの回転を阻止することにより、前記駆動入力に対する前記所定の減速比で前記出力ギアを回転させ、
前記ウェブを第1方向に回転させることにより、前記駆動入力に対する前記出力ギアの所定の減速比を、前記ウェブの回転速度に比例して減少させ、
前記ウェブが所定の速度で反対方向に回転するのを許容することにより、前記出力ギアの回転を停止させる
ことを特徴とするトランスミッション。 - 前記回転制御装置がモータであることを特徴とする請求項1に記載のトランスミッション。
- エンジン駆動装置を出力駆動シャフトに接続するための連続無段変速のトランスミッションであって、
前記エンジン駆動装置と前記出力駆動シャフトとの間に接続可能であるとともに、前記エンジン駆動を所定の低いギア減速比から前記エンジン駆動まで連続的に変化させる旋回装置を備え、
該旋回装置が、(i)第1軸に設けられるとともに前記エンジン駆動装置に接続される入力ギアと、(ii)前記第1軸に設けられるとともに前記出力駆動シャフトに接続される出力ギアと、(iii)前記入力および出力ギアのみと噛合するとともに、前記第1軸と平行に位置する旋回シャフトに回転するように設けられた少なくとも一つのクラスタギアと、(iv) 前記旋回シャフトを支持して前記第1軸を中心として回転するように設けられ、これにより、該旋回シャフトと前記クラスタギアが、それぞれ前記第1軸と前記入力,出力ギアの周りを旋回できるようにしたウェブとだけを有し、(v)前記クラスタギアと前記入力,出力ギアとの間の前記歯数比は、前記ウェブの回転が阻止された時に、前記入力ギアの回転により前記所定の低いギア減速比で前記出力ギアの回転が発生するように選択され、
さらに、前記エンジン駆動装置によって駆動される制御モータを備え、この制御モータは、前記旋回装置のウェブの回転を制御し、
(a)前記ウェブの回転を阻止することにより、駆動入力に対する前記所定の低いギア減速比でのみ前記出力ギアを回転させ、(b)前記ウェブを第1方向に回転させることにより、該ウェブの回転速度に比例して前記所定の低いギア減速比を減少させ、(c)前記ウェブが所定速度で反対方向に回転するのを許容することにより、前記出力ギアの回転を停止させ、(d)前記ウェブを前記所定速度より高速で前記反対方向に回転させることにより、前記入力駆動装置の回転と反対方向に前記出力ギアを回転させる
ことを特徴とするトランスミッション。 - さらに、
前記制御モータと前記旋回装置のウェブとを接続する第1クラッチと、
前記エンジン駆動装置と前記旋回装置のウェブとを接続する第2クラッチと、
前記エンジン駆動装置と前記第2クラッチとの間に位置する第1オーバドライブ装置と、
から成り、
前記第1,第2のクラッチが選択的に動作可能であり、これにより、
前記第1クラッチが係合して前記第2クラッチが非係合の時に、前記旋回装置のウェブの回転が前記制御モータにより制御され、
前記第2クラッチが係合して前記第1クラッチが非係合の時に、前記旋回装置のウェブが前記所定のオーバドライブで回転し、これにより、前記エンジン駆動に対するオーバドライブを前記出力駆動シャフトに提供する
ことを特徴とする請求項3に記載のトランスミッション。 - 前記制御モータが電動モータであり、さらに発電機を備え、この発電機が、前記エンジン駆動装置により駆動されるとともに、一方では前記電動制御モータを駆動するための出力電流を発生させることを特徴とする請求項3に記載のトランスミッション。
- 前記制御モータが流体圧モータであり、さらに、流体圧ポンプを備え、この流体圧ポンプは、前記エンジン駆動装置により駆動されるとともに、一方では、流体圧出力を発生させて前記流体圧制御モータを駆動し、前記ポンプの回転速度を最高回転速度に達するまで増加させ、前記モータの回転速度も前記最高回転速度に達するように増加させることを特徴とする請求項4に記載のトランスミッション。
- さらに、前記エンジン駆動装置と前記流体圧ポンプとの間に位置する第2オーバドライブ装置を備え、この第2オーバドライブ装置は、前記ウェブが前記第1オーバドライブ装置により駆動される時に、前記エンジン駆動に対する前記の同一の所定オーバドライブで前記流体圧ポンプを駆動し、これにより、
前記流体圧ポンプと前記流体圧モータとがそれぞれ前記最高回転速度に達する時に、前記第1オーバドライブ装置も同じ速度で回転して、前記第2クラッチの係合と前記第1クラッチの非係合を容易にし、前記エンジン駆動に対する前記オーバドライブを前記出力駆動シャフトに提供する
ことを特徴とする請求項6に記載のトランスミッション。 - 前記流体圧ポンプが前記エンジン駆動に対して調整可能である流体圧出力を有し、これにより、前記流体圧ポンプの前記流体圧出力に対して前記流体圧モータの速度が調整可能となる請求項6に記載のトランスミッション。
- さらに、前記所定の低いギア減速比をさらに減少させるために、前記出力ギアと前記出力軸との間に接続された別のギア減速装置を備えた請求項3に記載のトランスミッション。
- さらに、前記流体圧ポンプと前記流体圧モータとを接続する閉ループ流体圧回路と、前記閉ループの中に組み込まれた一対の平行バイパス回路とを備え、
前記バイパス回路の各々がバルブによって選択的に閉じられ、これにより、両バイパス回路が閉じられた時に、前記閉ループを流れる圧力流体の循環が影響されないようになっており、
前記バイパス回路が選択的に開かれ、これにより、(a)圧力流体が前記ポンプを循環することなく前記モータからまた該モータへ直接に循環するのを許容するとともに、(b)圧力流体が前記モータを循環することなく前記ポンプからまた該ポンプへ直接に循環するのを許容する
ことを特徴とする請求項6に記載のトランスミッション。 - さらに、前記閉ループと連携したセンサを備え、前記センサが選択されたパラメータの所定の第1レベルによって作動した時に前記バイパスバルブが開かれ、前記センサが前記選択されたパラメータの所定の第2レベルに応答した時に前記バイパスバルブが閉じられることを特徴とする請求項10に記載のトランスミッション。
- 前記センサは流体圧力に応答し、前記閉ループ内の前記流体圧力が所定の高レベルに達した時に前記バイパスバルブが開かれ、前記閉ループ内の前記流体圧力が所定の低レベルに達する時に前記バイパスバルブが閉じられることを特徴とする請求項11に記載のトランスミッション。
- さらに、前記一対の平行バイパス回路を開閉するためにピストンバルブを備えたことを特徴とする請求項10に記載のトランスミッション。
- 前記第1および第2オーバドライブ装置の各々が、前記エンジン駆動装置に固定された大型ギアによって駆動される一段ギアから成り、これら一段ギアが同一形状であるとともに、前記の同じ大型ギアによって駆動されることを特徴とする請求項7に記載のトランスミッション。
- 前記第1クラッチが係合して前記第2クラッチが非係合になっている時にはいつでも、前記エンジン駆動装置が、(a)アイドリング速度と(b)好適な動作速度のうちの一方に維持されることを特徴とする請求項4に記載のトランスミッション。
- 前記エンジン駆動装置が前記アイドリング速度に維持されて前記第1クラッチが非係合になっている時に、前記ウェブが前記反対方向に回転して、前記出力ギアの回転を停止させるような前記所定速度を自動的に探すことを特徴とする請求項15に記載のトランスミッション。
- さらに、
動力取出しシャフトと、前記第1オーバドライブ装置により駆動される動力取出しギアとを有する動力取出しアセンブリと、
前記動力取出しギアと前記動力取出しシャフトとを接続する第3クラッチと、
を備え、
前記第3クラッチが係合した時のみ、前記動力取出しシャフトと動力取出しギアとがともに前記第1オーバドライブ装置により駆動される、
ことを特徴とする請求項4に記載のトランスミッション。
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