JP2006513384A - 摩擦式ベベルリングギア - Google Patents

Abstract

摩擦式ベベルリングギアの出力部の裏に設けられたバックギアを含み、バックギアは摩擦式ベベルリングギアと直列に連結された摩擦式ベベルリングギア。

Description

発明分野

本発明は、バックギアに接続された摩擦式ベベルリングギアに関する。

自動車、特に大規模な自動車で用いられる連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）に適した構成は近年では今まで以上に可能なものとなっている。摩擦式ベベルリングギアはこのような連続可変トランスミッションであり、本発明の目的はバックギアを有する摩擦式ベベルリングギアを提供することである。

本発明により提案される解決方法は、出力部の裏側に提供され、かつ摩擦式ベベルリングギアに直列に配置されたバックギアを有する摩擦式ベベルリングギアである。このような配置は一方で利点をもたらすが、この利点とは摩擦式ベベルリングギアが一定の回転方向で動作されることが可能であることで、このことは摩擦リングの駆動または調節を個々に行なうという点で摩擦式ベベルリングギアに有利となる効果をもたらすものである。さらにこの配置により、バックギアを連続的に可変とすることもまた可能となる。

前記本発明で用いられているように、用語「直列」、「前進」、「後進」は、摩擦式ベベルリングを含む駆動装置内の力の流れに関する。したがって、バックギアは、摩擦式ベベルリングギアの側に直列に設けられて、駆動装置内のエンジンとは反対の向きになる。

バックギアは、遊星ギア装置の少なくとも１つのギア部材を有する少なくとも１つの回転ギアを有する遊星ギア装置を含み、かつハウジングまたは回転ギア部材のいずれかに関して固定されるようになされることが好ましい。このような配置のおかげで、バックギアは、入力部が回転している際であっても、必要に応じて、シフト可能であり、これが意味することはまた、回転ギア部材を一方または他方に固定することにより摩擦式ベベルリングギアの回転中にシフト可能となることであり、したがって、該固定動作は適切な注意を払って、適した連結器または同期装置を用いてなされなければならない。このようなシフトの実現性は特に、摩擦式ベベルリングギアの必要性に適合するようになされ、この摩擦式ベベルリングギアのトランスミッション率は、回転状態でのみ変化される。

バックギアはより具体的には、遊星ギアと、太陽ギアと、外部リングギアと、を有する遊星ギアと、摩擦式ベベルリングギアの出力部に動作可能に連結された第１のギア部材と、摩擦式ベベルリングギアとバックギアとを含む全体的な配置の出力部に動作可能に連結された第２のギア部材と、を含み、この一方第３のギア部材は、少なくとも一自由度に関するハウジングに対して固定可能である。遊星ギアは、有利な特性を有しているが、これはギア部材の一つ、外部リングギア、太陽ギア、遊星ギアのうち、後者は自身で回転する可能性を保持しなければならないが、固定されて、このように設けられたトランスミッション率にしたがって他のギア部材は回転し続けることが可能となることである。より具体的には、１つのギア部材がこれに応じて固定されると、少なくとも１つの自由度に関して、残りの２つのギア部材との間の相対速度には実質的に変化がもたらされ、この相対速度の変化がバックギアを駆動するために用いられることが可能となる。

これにより、より具体的には、遊星ギアが第３のギア部材を構成することを可能にする。遊星ギアにおいて、該遊星ギアが対応する太陽ギアの周りの回転自由度で固定保持されるならば、外部リングギアと太陽ギアとの間の回転方向は、即座に逆になり、このため、各前進ギアがこれに沿って対応して回転する遊星ギアと認識される場合には、対応するバックギアを認識する。ここで遊星ギアは、適切な態様で必要な際には選択されるトランスミッション率を可能にする。

摩擦式ベベルリングギアとバックギアとを含む全体的な配置は第１のギア部材が、摩擦式ベベルリングギアの駆動ベベルギアと共に回転するピニオンにより駆動されると、特に小型の構成となる。このような配置により摩擦式ベベルリングギアとバックギアとの間の力またはトルクの直接的および間接的な流れを確かなものとするため、全体的な配置は極めて小型となり、この結果、特に現代の自動車にとって、極めて経済的な構成となる。

最後の必要条件に関しては、これに追加するものまたはこれに替わるものとして、第２のギア部材は、この部材が連結された差動歯車装置の回転キャリアと共に回転するならば、有利なものでありうる。特に自動車内部で用いられるならば、主差動歯車装置は有利なものとして用いられる。これは、バックギアが差動歯車装置に直接的および間接的に組み込まれて、入力部側のバックギアの設計に関わらず、摩擦式ベベルリングギアと共に用いられると特に、小型の構成をもたらすこととなる。

特に通常動作に関しては、第１および第２のギア部材がともに固定可能であれば、有利である。バックギアに関するシフトプロセスの具体的な実施に依存して、このような調節はまた、遊星ギアの所望の動作状態を固定するなどの他の目的に有利であるために用いられてもよい。第１および第２のギア部材は共に固定されて、遊星ギア全体に直接的な力の流れが確実なものとなり、このためにかかる動作状態においては、遊星ギアは任意の損失なく、実質的に動作し、かつ全体的な配置は前進ギアに関して極めて効率的である。特に、第３のギアと２つの第１のギア部材の選択的な固定は、これに応じて連結されるため、遊星ギアは、その状態においてそれぞれ動作上の安全性を持って回転することが好ましい。これに関し、前記第１および第２のギア部材がそれぞれ、外部リングギアと遊星ギアの太陽ギアに形成され、かつ第３のギア部材が遊星ギアにより形成されることが特に好ましい。これにより、ギア部材の必要とされる相互作用が極めて容易かつ小型の態様で認識されるためである。

このことが特に当てはまるのは、第２のギア部材が差動歯車装置の回転キャリアに直接連結された場合、あるいは、第２のギア部材が差動歯車装置の回転キャリアに一体化されて形成される場合、および／または第１のギア部材が、駆動ベベルギアと共に回転するピニオンにより直接的に駆動される場合である。このような構成においては、全体的な配置は、著しく小型で、かつこの結果、低コストのトランスミッションが得られることになり、また、サブコンパクト車、特に大量生産および補完的な車両クラスの多様性のために、同様の方向で動作される駆動部を組み込む従来の自動車の駆動部に用いられてもよい。

回転ギアキャリアまたは遊星ギアまたはハウジングに対する第３のギア部材などを自由度に関して固定するためには、摩擦またはインターロック連結などの極めて多種の連結部を固定のために有利に用いてもよい。摩擦的な連結は具体的な実施に依存して、動作中に後進さえ可能にする円滑な移行を可能にするため特に有利であることが見出されている。このことはしかし、いかなる適用分野においても、極めて高い力および摩擦損失のために有利ではない。このためかかる場合には、エンジンと摩擦式ベベルリングギアとの間の始動クラッチが有利であろう。極めて公知のトランスミッションに関して現在使用されているクラッチ、主ブレーキシュー、同期装置、および類する装置は固定に適している。

添付図面を参照にして、本発明のさらなる利点、目的、特性を説明する。
摩擦式ベベルリングギアとバックギアとを含む第１の配置を示す。 摩擦式ベベルリングギアとバックギアとを含む第２の配置を示す。

図１および図２で示された装置はそれぞれ摩擦式ベベルリングギア１と、この摩擦式ベベルリングギア１に直列に連結されたバックギア２を含む。これらの例示的な実施形態においては、摩擦式ベベルリングギア１は実質的に同様の構成であり、かつそれぞれは入力部ベベルギア３と、出力部ベベルギア４とをふくみ、これらは互いに軸方向に平行に配置されているために対面して、これらの間の摩擦リング５は間隙６内で移動可能であり、このため、摩擦リング５の位置の関数として可変トランスミッション率が設定可能である。これらの例示的な実施形態において摩擦リング５は、駆動ベベルギア３の周囲を取り囲む把持部を形成し、一方で被駆動ベベルギア４は出力部ピニオン７を保持する。摩擦式ベベルリングギアもまた具体的な実施に依存して、異なる構成であってもよいことを理解されたい。

図１の例示的な実施形態において、出力部ピニオン７は、遊星ギア１０の太陽ギア９を保持する半組立部品８と直接的に噛合する。図２に示される配置もまた出力部ピニオン７により駆動される太陽ギア１２を有する遊星ギア１１を含む。このことは太陽ギア１２とともに回転するベルト１３とギア１４とを介して達成される。十分な動作安全性を設けた力トランスミッションを永続的に確実にすることが可能な、いかなる公知のベルトまたは鎖配置をベルト１３に用いてもよい。

２つの遊星ギア１０および１１はそれぞれ、遊星ギア１５および１６を含み、これらはその一側が各太陽ギア９および１２のいずれか１つに噛合するとともに、もう一方の側が外部リングギア１７および１８のいずれか１つに噛合する。

図１に示された実施形態において外部リングギア１７は、差動歯車装置２０の回転ギア１９に直接的に連結される。このため、この配置においては、遊星ギア１０および、この結果としてのバックギア２は直接的に差動歯車装置２０に載置される。したがってこの配置は、駆動装置部内で多数のギア部材が小型化されたため、著しく構造が小さくなるとともに、極めて高い効率を有することが判明している。差動歯車装置２０に直接的に配置されたバックギア２もまたその小型な構成のために、本発明の他の特徴とは関係なく、有利であることを理解されたい。出力部ピニオン７がバックギアの入力部ギアとバックギアの出力部ギアとに直接的に噛合する構成は、差動歯車装置の回転キャリアに直接的に連結されており、現行の自動車エンジンには有利である。これは、このような配置は摩擦式ベベルリングギアにより引き起こされる方向転換を必要とするが、ギア部材の数は少なくてすみ、かつ結果として極めて効率的であるためである。

図２に示された実施形態において外部リングギア１８は逆に、差動歯車装置２３の回転キャリア２２に噛合する外部リングギア２１に結合され、共に回転する。結果として生じる方向転換は、図２の例示的な実施形態において、中継ぎ軸２４上または周囲に配置されるバックギアを有するベルト装置１３により適応される。図１に提案される差動歯車装置２０への直接的な配置と比較すると、中継ぎ軸２４上になされた配置はより有利であるがこれは、図２に示された全体的な配置が空間配置に関してより所望された柔軟性を有するからである。このことは第３の半組立部品類のために、差動歯車装置のすぐ近くの空間が制限されている場合には特に有利である。バックギアを中継ぎ軸２４上に配置することはまた本発明の他の特長とは関係なく有利であることを理解されたい。理由の一つは、これによって生じる回転方向にある。このことは特に摩擦式ベベルリングギアを、回転方向が逆である外国製のエンジンと組み合わせて使用する際にあてはまる。このような場合にはベルト装置１３は除去されて、ピニオン７はクラウンギア１４と噛合してもよい。被駆動ベベルギア４を直接的にシャフト２４に配置して、別途の出力部ピニオン７およびベルト装置１３を一緒に除去してもよいことはさらに有利である。

さらに、当業者にとっては明らかであるが、摩擦式ベベルリングギア１から始動する入力駆動部は、太陽ギア９および１２のそれぞれを介してではなく、外部リングギア１７および１８を介して、あるいはバックギアの他のギア部材を介してなされてもよい。同様にバックギアが外部リングギア１７および１８それぞれを介して駆動される必要は全くない。太陽ギアまたは他のギア部材をこのために代わりに用いてもよい。

図１および図２に示される例示的な実施形態が、間違いなくそれぞれの「前進」および「後進」状態にあるようにするために、固定システムが設けられ、このシステムの手段により、これらの例示的な実施形態においては、遊星ギア１５および１６を保持する各キャリア２５および２６であるギア部材が強固に固定可能である。さらに、互いに相関的である遊星ギア１０および１１のそれぞれの２つのギア部材を固定可能にする固定システムが存在する。図１の例示的な実施形態においては、太陽ギア９および外部リングギア１７、ならびに図２の例示的な実施形態においては、外部リングギア１８および遊星ギア１６の回転キャリア２６は共に選択的に固定される。

ギア部材をハウジングに、または互いに相対的に固定するためには、クラッチ、主ブレーキシュー、同期装置などの種々の固定システムは適用分野を見出すであろう。説明された例示的な実施形態においてはこれら３つが提供されるが、具体的な要求事項に依存して、これらは容易に取り替えられてもよい。

図１の例示的な実施形態においては、遊星ギア１５のキャリア２５は電磁ブレーキ２７の手段により固定される。これは遊星ギア１５のキャリア２５と噛合するブレーキピニオン２８を選択的に減速可能である。この配置であるならば、回転の方向が変化され、ブレーキが動作され、このために太陽ギア９および外部リングギア１７に対してキャリア２５は減速し、出力部の移動距離または速度は、最終的に停止し、方向転換するまで減ぜられることになる。

外部リングギア１７および太陽ギア９の固定はブレーキ２９を介してなされるが、これによりまた遊星ギア１５が外部リングギア１７および太陽ギア９に対して固定される。この状態において遊星ギア１０は極めて損失がない状態で動作するために、この状態が前進ギアに好ましく選択される。ブレーキ２９に対応するブレーキもまた、たとえばキャリア２５と太陽ギア９との間および／または外部リングギア１７間に設けられてもよいことは明らかである。同様に、遊星ギア１０が応じて動かなくなり、一体となって回転するようになるためには、遊星ギア１５がキャリア２５に対して回転することを防止するだけで十分である。

図２に示される例示的な実施形態においては、同期装置３０を介して選択的に固定がなされる。これにより遊星ギア１６を保持し、かつ共に回転するキャリア２６は、外部リングギア１８あるいは本願明細書の例示的な実施形態におけるハウジング３２上に固定される固定ギア３１に対してのいずれかと選択的に同期可能である。本願明細書に見られるメカニズムは、図１に示される例示的な実施形態に関連して既に説明されたメカニズムに対応するものであり、キャリア２６は、外部リングギア１８ではなく太陽ギア１２と同期することができることをまた理解されたい。

Claims (8)

1. 摩擦式ベベルリングギア（１）であって、出力部（４）の裏に前記摩擦式ベベルリングギア（１）と直列に設けられたバックギア（２）を有する摩擦式ベベルリングギア。
2. 摩擦式ベベルリングギアであって、前記バックギアは、前記遊星歯車装置の少なくとも１つのギア部材（１５、１６）を保持する少なくとも１つの回転ギアキャリア（２５、２６）を有し、固定キャリア（２７、３２）または回転ギア部材（９、１７；１２、１８）のいずれかを固定するようになされた遊星歯車装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の摩擦式ベベルリングギア。
3. 摩擦式ベベルリングギアであって、前記バックギア（２）は、遊星ギア（１５、１６）と、太陽ギア（９、１２）と、外部リングギア（１７、１８）とを有する遊星ギア（１０、１１）と、前記摩擦式ベベルリングギア（１）の前記出力部（７）と動作可能に連結された第１のギア部材（９、１２）と、前記摩擦式ベベルリングギア（１）とバックギア（２）と、を有する前記全体的な配置の前記出力部（２０、２３）に動作可能に連結された第２のギア部材（１７、１８）と、を含み、前記第３のギア部材（１５、１６）はキャリアまたはハウジング（２７、３２）に対して少なくとも一自由度に関して固定可能であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の摩擦式ベベルリングギア。
4. 摩擦式ベベルリングギアであって、前記第３のギア部材は、前記遊星ギアにより形成されることを特徴とする請求項３に記載の摩擦式ベベルリングギア。
5. 摩擦式ベベルリングギアであって、前記第１のギア部材は、前記被駆動ベベルギアとともに回転するピニオン（７）により駆動されることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の摩擦式ベベルリングギア。
6. 摩擦式ベベルリングギアであって、第２のギア部材は、ギア部材が連結された差動歯車装置（２０）の前記回転キャリア（１９）とともに回転することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の摩擦式ベベルリングギア。
7. 摩擦式ベベルリングギアであって、２つの前記ギア部材、好ましくは前記第１および第２のギア部材は、ともに固定可能であることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の摩擦式ベベルリングギア。
8. 摩擦式ベベルリングギアであって、連結器（２９）、主ブレーキシュー（２７、２８）および／または同期装置（３０）が固定のために用いられていることを特徴とする請求項２ないし８のいずれか１つに記載の摩擦式ベベルリングギア。
   

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