JP2009524783A - 多変速・独立作動トランスミッションデバイス - Google Patents

Abstract

フレーム、上流回転要素及び下流回転要素、上流回転要素及び下流回転要素の間の二つの異なる動力経路に属する二つの同軸遊星ギアセット、異なる伝達比を有し、一方では前記上流及び下流回転要素の一つと、他方では前記遊星ギアセットの対応するものとは別のものとの間に配置される、二つの噛合伝達器、各遊星ギアセットを、選択的に、ダイレクトローカルドライブにおいて、又は少なくとも一つの異なる変速比によって、動作させる選択結合手段、を含む多ギア比トランスミッションデバイスを提案する。

Description

本発明は、常時噛合、多変速トランスミッションデバイス、特に動力伝達を中断することなしに、ギアのチェンジ（ギアシフト）を行うことが可能なギアボックスを実現するためのトランスミッションデバイスに関する。本発明は、特に、自動制御又は逐次的制御を有するギアボックスに関する。このデバイスは、各々が一つのローカルダイレクトドライブ又は少なくとも一つの変速比を与えるために、選択的結合手段を用いる同軸遊星ギアセットを含んでいる。

トランスミッションデバイスの分野では、多変速デバイスは、機械的エネルギー源によって負荷を駆動するために頻繁に用いられる。典型的な場合は、熱エンジンと負荷、特に自動車の駆動輪、の間で用いられるギアボックスの場合である。

より具体的には、自動または順序制御ギアボックスの実現のために、遊星ギアセット、例えば外擺ギアセットを用いたギアボックスが知られている。

ＥＰ０４３４５２５公報は、外擺型、又はラビニオ型の、二重遊星ギアセットを用いたギアボックスを記述している。このギアボックスは、六つの前進ギア及び一つの後退ギアを実現するための五つの結合デバイス（二つのブレーキ及び三つのクラッチ）を用いている。各ギア比は、五つの結合のうち二つを連結作動させることによって得られる。

しかしながら、この型のギアボックスは、ある種の欠点を有している。特に、これら二つの結合デバイスの連結作動は、それらの制御の同期を必要とする。特に、この型のトランスミッションは、快適に「ギアを飛ばす」、つまり、一つのギアからそれの直下又は直上のギアではない別のギアに快適に移る、ことができない。これらの理由から、これらの結合デバイスを静止状態から車両を発進させることに使うことも難しく、このことはこの型のデバイスは上流クラッチ又はトルク変換器と直列に、非常によく用いられることを意味する。

この型のトランスミッションデバイスは、現在、最近の車両の幾つかに備え付けられている。

ＷＯ ２００５／０５００６０公報は、五つの前進ギアと後退ギアを併せ持つトランスミッションデバイスを記述している。このデバイスは、二つの平行なレイシャフト（中間軸）に沿って備え付けられた二つの遊星ギアセットを用いている。入力軸上では、一つの駆動伝達ピニオンが、その各々が中間軸の一つに位置し、各々が遊星ギアセットの入力要素を駆動するような二つの駆動される伝達ピニオンと噛合している。

各遊星ギアセットは、ローカルダイレクトドライブを実現するクラッチ、及び、その各々が対応するブレーキの手段によってそれらの要素の一つを繁止することによってある一つの変速比を実現する二つの外擺ギアセットを含んでいる。これら遊星ギアセットの一つは、その各々が縦続の二つの遊星歯車を含み、その一つのギア比は後退ギアを形成するような二つの外擺ギアセットから構成されている。ローカルダイレクトドライブの数は、従って、レイシャフトの数と同じであり、二つを別にして各ギア比に対して対応する外擺ギアセットが必要である。言い換えると、合計で六つのギア比（五つの前進及び一つの後退）のためには四つの外擺ギアセットが存在する。ローカルダイレクトドライブ以外の各ギア比に対して、動力は一つの外擺ギアセット及び二つの噛合伝達器によって伝送される。

本発明は、特に、現在知られているトランスミッションデバイスに比べて能力及び性能を改善することによって、従来技術の欠点を克服することを目的としている。

本発明は、特に、以下の目的、つまり：
− 多数のギア比を得ること、
− 実現するだろうギア比の選択の設計に、より高い柔軟性を得ること、
− デバイスによって占有される空間を制限するか減らす、若しくは環境に適応させること、
− ギア比の選択及び制御の簡単化し、信頼性を向上させること、
− 動作信頼性及び動作柔軟性を改善すること、
− 伝達性能を改善する、又は、
− 実現されるだろうピニオン若しくは歯の組の数を制限する、又は減らすこと、
の少なくとも一つの達成を追及している。
このためには、本発明は、
− フレーム、
− 上流回転要素及び下流回転要素、
− 上流回転要素及び下流回転要素の間の二つの異なる動力経路に属する二つの同軸遊星ギアセット、
− 異なる伝達比を有し、一方では前記上流及び下流回転要素の一つと、他方では前記遊星ギアセットの対応するものとは別のものとの間に配置される、二つの噛合伝達器、
− 各遊星ギアセットを、選択的に、ダイレクトローカルドライブにおいて、又は少なくとも一つの異なる変速比によって、動作させる選択結合手段
を含む多変速トランスミッションデバイスを提案する。

よって、本発明は、特に、二つの遊星ギアセットは異なる伝達比を画定する噛合伝達器に動作的に直列に繁止されるため、これら二つの遊星ギアセットのダイレクトドライブは異なる変速比を実現するので、占有する空間の量及び複雑さを制限することによって多くのギア比が得られることを可能にしている。

本発明は、対応するレイシャフトの数を備える必要もなく、後に見るように、一つの実施形態に従えば、中間軸を全く備えずにさえ、幾つかのローカルダイレクトドライブを実現する可能性を与えている。実現は簡単化され、比較的少数の噛合伝達器で動作するギア比の数が増加している。ピニオンの数及びシャフトの数は減少している。従って、重さ、大きさ、及びコストも、減少している。

同時に、１対１以外のローカルギア比で動作する外擺ギアセットによって実現する適当な数のギア比が存在する。これらのギア比は、好適には、トランスミッションデバイスの低いギア比（つまり、ある上流要素の速度に対して、下流要素の速度がより低いギア比）が存在する。これは、後に見るように、制御に対して大きな利点である。

縦型と称することができるある実施形態に従うと、二つの遊星ギアセットは、上流又は下流回転要素の一つと同軸であり、噛合伝達器はそれぞれ動作的に対応する一つの遊星ギアセットと、その一つの下流又は上流回転要素の他のものとの間に配置される。

特に、そのような実施形態では、レイシャフトがもはや全く必要がない。

好適には、デバイスは、上流回転要素及び下流回転要素の間に、ダイレクトドライブが可能であり、二つの同軸の遊星ギアセットと同軸で、上流回転要素及び下流回転要素の間に、第三の噛合伝達器と動作的に直列に配置されている第三の遊星ギアセットを含む少なくとも一つの第三動力路を含み、その第三の噛合伝達器は、上流回転要素及び下流回転要素の間に、その第三の噛合伝達器がダイレクトドライブ状態のときに、前述の二つの噛合伝達器のそれぞれがダイレクトドライブ状態にあるときに、前述の二つの噛合伝達器によって画定される、変速比のそれぞれとは異なる変速比を画定するようなデバイスである。

この第三の遊星ギアセットのローカルダイレクトドライブは、よって、二つの他の遊星ギアセットのダイレクトドライブによって得られる二つの別のギア比とは異なった、新しい全ギア比を実現する。

「横型」と称することができる別の実施形態に従うと、トランスミッションデバイスは、ダイレクトドライブが可能であり、二つの前述の同軸の遊星ギアセットの軸とは異なる軸を含み、第三の噛合伝達器と動作的に直列に配置されている第三の遊星ギアセットを含み、その第三の遊星ギアセットは、上流回転要素及び下流回転要素の間に、その第三の噛合伝達器がダイレクトドライブ状態のときに、前述の二つの噛合伝達器のそれぞれがダイレクトドライブ状態にあるときに、前述の二つの噛合伝達器によって画定される、変速比のそれぞれとは異なる変速比を画定するようなデバイスである。

ここでも、この第三の遊星ギアセットのローカルダイレクトドライブは、二つの他の遊星ギアセットのダイレクトドライブによって得られる二つの別のギア比とは異なった、新しい全ギア比を実現している。

さらに、この実施形態では、特にシャフトの軸方向に沿った長さの点で、特にコンパクトなギアボックスの実現が許容される。一例の方法では、２５０Ｎｍのトルクのために設計されたギアボックスは、要求される縦方向の空間が３６０ｍｍより小さいか、又は３５０ｍｍでさえ実現可能であって、これは、ギア比の数が同等で、ＥＰ０４３４５２５ Ｂ１公報に記述されているような標準的ギアボックスに対して、少なくとも３８０ｍｍから３９０ｍｍが要求されるのとは、対照的である。

さらに、最初の二つの同軸遊星ギアセットは、第一の中間軸の周りに配設が可能であり、第三の遊星ギアセットは、第二の中間軸の周りに配置される。

この実施形態の別の特徴に従うと、二つの同軸伝達器の第一のもの、及び第三の伝達器は、上流又は下流回転要素の一つ上に、その各々がそれぞれ対応する中間軸上に配設されている二つのピニオンと噛合する共通の歯車を含んでいる。

二つの同軸遊星ギアセットと繋がる二つの伝達器は、同一の上流又は下流回転要素と一体である二つの歯車を含むことも可能である。

より詳細には、その各々が二つの異なる軸を通過する少なくとも二つの動力経路は、一方では前述の伝達器によって上流又は下流回転要素の一つと結合し、別の一方では異なる又は同一のローカル変速比に従って噛合することによって上流又は下流回転要素の別の方と結合する。

この特徴は、特に、ギアボックスの設計の際に、ギア比の選択に良い柔軟性を可能とする。

本発明の別の特有な特徴及び利点は、限定のためではない実施形態の詳細な記述、及び添付の図面から明らかになるだろう。

（第一実施形態）
図１及び２の実施形態では、本発明に従うトランスミッションデバイスは、使用に際して、典型的には、クラッチ又はトルク変換器のような他の変速式結合デバイスが介在することなし、車両エンジン、特に内燃エンジンのパワーシャフトに常時結合している、入力シャフトから構成される上流回転要素２を含んでいる。言い換えると、シャフト２及びエンジンの間の典型的な繁止は、エンジンシャフトのあらゆる回転には、シャフト２の回転が伴う必要があり、シャフト２は、エンジンシャフトが不動であるときだけ、静止しているようなものである。

トランスミッションデバイスはまた、ここでは差動歯車を介して自動車の駆動輪に結合されるようになっている、又はそれ自体がこの差動歯車の出力軸を構成し得る出力軸から構成される下流回転要素４を含んでいる。シャフト４及び車両の駆動輪の間の結合は、典型的には、シャフト４が回転すると、少なくとも一つの駆動輪が回転するようなものである。図１を明確にするために、出力シャフト４は、図の上部及び下部に示し、以下で詳細に記述する二つの中間軸Ａ１及びＡ２を同じ平面、つまり、要素２及び４の軸を示したように、図１の平面に示した。実際には、シャフト２及び４並びに二つの中間の軸Ａ１及びＡ２は、図２に示すように、四辺形の四つの点にある。

少なくとも、デバイスの「低い」ギア比によって動作している間は、デバイスは上流要素２の回転速度から下流要素４の低い速度への逆増加（つまり減少）、及び結果として伝送されるトルクの増加のために用いられる。

トランスミッションデバイスは、矢印で示したように、三つの動力経路８ａ、８ｂ、及び８ｃに沿って、入力シャフト２を出力シャフト４に結合する。これらの経路は、回転要素２及び４の間で動作的に互いに平行である。各経路８ａ、８ｂ、又は８ｃは三つの遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、及びＴＰ３の対応する一つを通過している。

図１及び２の横向き実施形態では、三つの遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、及びＴＰ３は上流及び下流回転要素２及び４の軸と平行であるが、それらとは同軸ではない中間軸Ａ１及びＡ２に沿って、配置されている。

最初の二つの遊星ギアセットＴＰ１及びＴＰ２は、最初の中間軸Ａ１に沿って配設され、第三の遊星ギアセットＴＰ３は、第二の中間軸Ａ２に沿って配設される。

入力シャフト２及び三つの遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、又はＴＰ３のそれぞれの入力要素Ｅ１、Ｅ２、又はＥ３の間に、それぞれ対応する噛合伝達器ＴＲ１、ＴＲ２、又はＴＲ３が存在している。対Ｔ２１とＴ３１、Ｔ２２とＴ３２、及びＴ２１とＴ３３は、異なる伝達比を有している。

上流要素２と一体で、伝達器ＴＲ１及びＴＲ３の一部を形成する駆動トランスファピニオンＴ２１は、それぞれ二つの中間軸Ａ１及びＡ２に沿って配置され、それぞれ入力要素Ｅ１、及びＥ３と一体である、二つの駆動されるトランスファピニオンＴ３１及びＴ３３のそれぞれと噛合する。歯車Ｔ３１及びＴ３３が異なる直径を有するようにするために、中間軸Ａ１及びＡ２は、入力シャフトから異なる距離にある。

一方、上流要素２と一体で、伝達器ＴＲ２の一部を形成する駆動トランスファピニオンＴ２２は、第一の中間軸Ａ１上に配置され、入力Ｅ２と一体である駆動されるトランスファピニオンＴ３２と噛合する。

三つの遊星ギアセットの出力Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３は、下流回転要素４と一体の、それ自体がリングギアＣＤｉｆｆに結合されているレイシャフト３１又は３２に駆動・結合されている。この例では、リングギアＣＤｉｆｆは、車両の駆動輪を差動的に駆動する差動器の回転箱を駆動するリングギアである。

最初の二つの遊星ギアセットＴＰ１及びＴＰ２の出力Ｓ１及びＳ２は、差動器のリングギアＣＤｉｆｆと噛合する第一の出力ピニオンＰＡ１と回転としては一体である一番目のレイシャフト３１と一体である。本例では、出力Ｓ１及びＳ２は、従って、回転としては互いに関して一体である。第三の遊星ギアセットＴＰ３の出力Ｓ３は、やはりそれ自体が差動器４のリングギアＣＤｉｆｆとも噛合する第二の出力ピニオンＰＡ２と繁止した二番目の中間軸３２と回転としては一体である。レイシャフト３１及び３２は、それぞれ、中間軸Ａ１及びＡ２に沿って伸びている。

トランスミッションデバイスは、さらに、以下で詳細に記述する、ある数の選択的結合デバイスＢＲ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６を含んでいる。各々の変速比が、選択的結合手段のたった一つの作動、つまり結合状態にし、他のすべての選択的結合手段の不作動、つまり非結合状態にする又はその状態を維持することで実現されるような設計である。回転要素２及び４が互いに独立しているような「ニュートラル」状態は、全ての選択的結合手段の不作動によって得られる。

異なる選択的結合手段は、ここでは、油浴中の摩擦多板機構の形式で実現される。これらの手段は、それらの作動が可動要素とフレーム１又はフレーム１と一体の品目との結合を実現するとき、「ブレーキ」と呼ばれる。それらの作動が、二つの回転要素が互いに一体化して回転するために、それらの相互結合を実現するときは、「クラッチ」と呼ばれる。

第一の遊星ギアセットＴＰ１は、第一の中間軸Ａ１と同軸の第一の外擺ギアセットを含んでいる。この外擺ギアセットは、中心サンホイール１０１を形成し、一つ以上の偏心遊星歯車１０２と噛合するピニオンを含んでいる。これらの遊星歯車１０２は、遊星キャリアＰＳ１の腕上にアイドリング回転のために配設され、それら自体、サンホイール１０１と同軸であるリングギア１０３、遊星キャリアＰＳ１、及び軸Ａ１と噛合する。

この第一の外擺ギアセットの内部では、リングギア１０３は入力Ｅ１と一体であり、したがって駆動トランスファピニオンＴ３１と一体である。リングギア１０３は、よって、上流及び下流回転要素の一つ、この場合、入力シャフト２と常時駆動・結合されている。

遊星キャリアＰＳ１は、出力Ｓ１、従って第一のレイシャフト３１と一体である。遊星キャリアＰＳ１は、よって、上流及び下流回転要素のもう一方、つまり下流要素４と常時駆動・結合されている。

クラッチＣ５は、リングギア１０３の遊星キャリアＰＳ１との選択的な結合及び非結合、従って入力Ｅ１の出力Ｓ１との選択的な結合及び非結合ができるようにしている。クラッチＣ５が結合状態にあるときは、第一の遊星ギアセットＴＰ１は、その入力Ｅ１とその出力Ｓ１の間でダイレクトローカルドライブ状態にある。

第一の伝達器ＴＲ１及び第一の出力ピニオンＰＡ１の幾何学的配列は、本例では第五速に対応する、全変速比を実現する。

動作的にサンホイール１０１及びフレーム１の間に配設されたブレーキＢ３は、固定されたフレーム１に関してサンホイール１０１の回転を選択的に繁止、又は解放することができるようにしている。サンホイール１０１が繁止されているときには、リングギア１０３の回転は、この外擺ギアセットの幾何学的配列により画定されるローカルギア減速比に従って、遊星キャリアＰＳ１を駆動する。

ブレーキＢ３が繁止されているときには、外擺ギアセットの幾何学的配列は、本例では第三速に対応する、全変速比を与えるために、第一の伝達器ＴＲ１及び第一の出力ピニオンＰＡ１を結び付けている。

第二の遊星ギアセットＴＰ２は、第一の中間軸Ａ１と同軸の第二の外擺ギアセットを含んでいる。この外擺ギアセットは、遊星キャリアＰＳ２の腕上にアイドリング回転のために配設される偏心遊星ギア１０５を含んでいる。遊星ギア１０５は、中心サンホイール１０４、並びにサンホイール１０４、遊星キャリアＰＳ２、及び軸Ａ１に同軸なリングギア１０６と噛合する。中心サンホイール１０４は、遊星ギアセットＴＰ２の入力Ｅ１と回転として一体であり、よって、上流又は下流回転要素の一つ、本例では上流回転要素２と常時結合されている。

遊星キャリアＰＳ２は、出力Ｓ３、従って第一のレイシャフト３１と一体である。従って、遊星キャリアＰＳ２は、この方法で、上流又は下流回転要素の一つ、本例では出力要素４と常時結合されている。

リングギア１０６及びフレーム１の間に動作的に配置されるブレーキＢ２は、固定されたフレーム１に対してリングギア１０６の回転を選択的に繁止、又は解放することが可能としている。

リングギア１０６が動かないようにしたとき、入力シャフト２によって駆動されるサンホイール１０４は、外擺ギアセットの幾何学的配列、伝達要素ＴＲ２、及びＰａ１とＣＤｉｆｆの間のギア比に依存するローカルギア減速に従って、遊星キャリアＰＳ２を駆動する。よって、ブレーキＢ２を作動させることにより、全変速比が生成され、本例では、第二速を構成する。

第二の遊星ギアセットＴＰ２の入力Ｅ２と出力Ｓ２の間に動作的に配置されるクラッチＣ６は、選択的に、クラッチＣ６が閉じているときにローカルダイレクトドライブで遊星ギアセットＴＰ２を動作させるか、又はブレーキＢ２が閉じている時に第二速での動作に対して、入力Ｅ２と出力Ｓ２を異なる速度で走らせるようにすることを可能にしている。

第二の遊星ギアセットＴＰ２のローカルダイレクトドライブは、第二の伝達器ＴＲ２の幾何学的配列及び第一の出力ピニオンＰＡ１によって画定する全レシオを実現する。この例では、この全比は第六速である。

第三の遊星ギアセットＴＰ３は、互いに同軸で、且つ第二の中間軸Ａ２にも同軸な第三及び第四の偏心遊星ギアセットを含んでいる。

これら二つの偏心ギアセットは、共通の入力Ｅ３及び共通の出力Ｓ３を含んでいる。共通の入力Ｅ３は、駆動されるトランスファホイールＴ３３と一体である。共通の出力Ｓ３は、第二の中間軸３２、従って出力ピニオンＰＡ２と一体である。

第三の外擺ギアセットは、遊星キャリアＰＳ３の腕上にアイドリング回転のために遊ばせて配置される一つ以上の偏心遊星ピニオン１０８を含んでいる。遊星ピニオン１０８は、一方では中心サンホイール１０７と噛合し、もう一方では、サンホイール１０７と中間軸３２に同軸なリングギア１０９と噛合する。

第四の外擺ギアセットは、遊星キャリアＰＳ４の腕上にアイドリング回転のために配置される一つ以上の偏心遊星ピニオン１１１を含んでいる。遊星ピニオン１１１は、一方では、中心サンホイール１１０と噛合し、もう一方では、サンホイール１１及び中間軸３２と同軸なリングギア１１２と噛合する。

これら第三及び第四の外擺リングセットの中心サンホイール１０７及び１１０は、共に共通の入力Ｅ３、従って駆動されるトランファホイールＴ３３と一体である。

第三の外擺ギアセットのリングギア１０９及び第四の外擺ギアセットの遊星キャリアＰＳ４は、共通の出力Ｓ３、従って第二のレイシャフト３２と一体である。

第三の外擺ギアセット１０７から１０９の遊星キャリアＰＳ３は、共通の入力Ｅ３及び共通の出力Ｓ３の両方に関して自由であり、後退ギアを実現するために、選択的結合手段の一つ、ブレーキＢＲ、によって選択的にフレーム１に関して動かないようにすることができる。

遊星キャリアＰＳ３が動かないようになっているとき、入力Ｅ３に結合するサンホイール１０７は、遊星ギア１０８を用いて、減少した速度で、後退方向にリングギア１０９を駆動する。リングギア１０９は、次に、共通の出力Ｓ３を、従って第二のレイシャフト３２を駆動し、よって後退走行ギアを得る。

第四の外擺ギアセットのリングギア１１２は、共通の入力Ｅ３及び共通の出力Ｓ３の両方に関して自由であり、選択的結合手段の一つ、ブレーキＢＲ、によってフレーム１に関して回転については選択的に繁止又は解放させることができる。リングギア１１２が動かないようになっているとき、入力Ｅ３に結合されているサンホイール１１０は、外擺ギアセットの幾何学的配列に依存するローカルギア減速に従って遊星キャリアＰＳ４を駆動する。

ブレーキＢＲを作動させ、他の選択的結合手段を解放することによって、全変速比は、よって、外擺ギアセットの幾何学的配列、第三の伝達器ＴＲ３、及び第二の出力ピニオンＰＡ２に依存して生成される。本例では、この全ギア比は第五速を構成する。

さらに、選択的結合手段の一部を形成するクラッチＣ４は、入力Ｅ３及び出力Ｓ３の互いに関して、選択的に結合、又は非結合する。クラッチＣ４が作動している時、遊星ギアセットＴＰ３は、伝達器ＴＲ３のギア比ＰＡ２−ＣＤｉｆｆに対する比に依存する、ある変速比、ここでは第四速を得るために、ローカルダイレクトドライブで動作する。

ここには示していない変形例に従えば、レイシャフト３１及び３２の出力ピニオンＰＡ１及びＰＡ２は、異なる大きさを持つことができ、異なるギア比の画定に寄与することができる。

（第二実施形態）
図３に示した縦型実施形態を、前実施形態と異なる部分のみ記述する。

三つの遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、及びＴＰ３は、入力シャフト２と同軸であり、それらの伝達比が異なる、噛合伝達器ＴＲ１、ＴＲ２、及びＴＲ３は、それぞれ遊星ギアセットの対応する一つの出力Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３と出力シャフト４の間に動作的に配設されている。出力シャフト４は、出力Ｓ３と一体である駆動トランスファピニオンＴ２１、及び出力Ｓ２と一体であるＴ２３のそれぞれと噛合する三つの駆動されるトランスファピニオンＴ４１、Ｔ４２、Ｔ４３と一体である。駆動ピニオンＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２３は入力シャフト２に関して同軸である。もはや、中間軸Ａ１及びＡ２も、レイシャフト３１、３２も存在しない。

入力シャフト２は、三つの遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、及びＴＰ３の入力Ｅ１、Ｅ２、及びＥ３と、回転として常時一体である。

シャフト４がその左端４ｆによって駆動輪に結合している図３に示した例では、左から右に向かって、まず最高トルク（Ｎｍ単位で）を生成する遊星ギアセットＴＰ３、次に、その最小のギア比が第二速である遊星ギアセットＴＰ２、そして、その最小のギア比が第三速である遊星ギアセットＴＰ３を確認することができる。

よって、シャフト４は、駆動されるトランスファピニオンＴ４３の左に位置する領域においてのみ車輪に最大トルクを伝達可能であれば十分な断面積が必要である。駆動されるトランスファピニオンＴ４２及びＴ４３の間の中間バルブの断面積は過不足はなく、駆動されるトランスファピニオンＴ４１及びＴ４２の間の低い値の断面積も過不足はない。しかし、図３に示したように、右端４ｂもそれ自体、端４ｆの代わり、または端４ｆに加えて、駆動輪に結合されることを考えることも可能である。

入力要素２は、図３の左側においても、（示されていない）エンジンシャフトに、従って、同じ側で（示されていない）差動器への出力要素４の結合のように結合されており、そして、遊星ギアセットＴＰ２及びＴＰ３のように、それらの入力要素Ｅ２、Ｅ３がそれぞれ中心サンホイール１０４、並びに１０７及び１１０と一体である結合されている。構成は、よって、図３に示したように、非常に簡単化される。

遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、又はＴＰ３においてダイレクトドライブによって得られるそれぞれの全ギア比は、対応する伝達比ＴＲ１、ＴＲ２、又はＴＲ３と同じである。遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、又はＴＰ３においてギア比減少動作によって得られるそれぞれの全ギア比は、遊星ギアセットのローカルギア減速比、つまり作動しているブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、又はＢＲを乗じられた対応する伝達比と等しい。

ここで記述した二つの実施形態では、上流及び下流回転要素は永続的ギア噛合によって互いに結合している。ギア比の変化は、動作同期機またはドッグクラッチによって遂行されず、動力伝達を中断することなく、ギア比の間の滑らかな遷移を可能とする油浴クラッチ、又はブレーキによって遂行される。車両エンジンと入力要素２の間にクラッチを必要としないので、ギアシフト制御は簡単化される。トルク変換器によって、効率は減少しない。

上で詳細に記述したように、各々の変速比は、ある一つの遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３の一つの選択的結合手段を閉じ、トランスミッションデバイスの別の選択的結合手段を開ける、又は開状態に止めておくことによって実現する。このことは、制御を簡単化し、非常に簡単な方法で、閉じる過程における選択的結合手段の流体チャンバ内の圧力増加と、開ける過程における選択的結合手段の流体チャンバ内の圧力減少の統一的管理を可能にする。そのような管理は、一方ではサージを避けることを可能とし、もう一方では、トランスミッションを介した動力流の中断を避ける、又は制限することを可能とする。

単に現在の結合を解放し、前のギアと隣接していない選ばれたギアに対応する結合の作動を直接制御することによって、一つ以上のギアを飛ばすことが可能である。

より詳細には、選択的結合手段Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、及びＢＲは、プログレッシブ型で、車両エンジンの回転速度と、車両の速度の間のプログレッシブなアダプテーションを保障することが可能である。ブレーキＢ１及びＢＲは、車両を静止状態から、それぞれ前進第一速、又は後退方向の運動状態にプログレッシブにする手段としての役割を果たすことが可能である。

この目的のために、我々は入力要素２が車両エンジンと共に動作し、出力要素４が車輪と共に静止していて、全ての結合手段が非動作であるような初期状況から始めよう。車両を運動状態にするために、ブレーキＢ１又はブレーキＢＲを所望のプログレッシブな方法で閉じられている。

典型的には、選択的結合手段の各々は、油浴多板摩擦デバイスを含んでいる。噛合されるだろう二つの要素の各々が、一連の板を保持している。要素の一つの板は、別の要素の板と交互に並んでいる。作動している間は、これら二つの並びの板は、流体チャンバの加圧によって作動する推力要素によって、互いに押し付けられている。

各遊星ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、又はＴＰ３において、最高前進ギアは、クラッチの作動によって得られ、最低速ギアは、リングギア（ブレーキＢ１若しくはＢ２）、又はサンホイール（ブレーキＢ３）に作用するブレーキの作動によって得られる。これらのブレーキによって加えられるブレーキトルクは、遊星ギアセットの出力Ｓ１、Ｓ２、又はＳ３において、それぞれ対応する変速比で動作する間に伝達されるトルクと比べて、非常に（およそ１．５から２．５分の１）小さい。

好適には、ローカルダイレクトドライブＣ４、Ｃ５、Ｃ６で得られるギア比のほとんどは、たいてい、フレームとある遊星ギアセット要素の間の選択的結合手段ＢＲ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３によって得られるギア比より小さなギア減速（高いギア比に対応する）である。

ここで記述した実施形態では、高いギア比（４速、５速、及び６速）のみ、つまり、出力要素４上で最低トルクを生成するギア比のみが、クラッチ型結合用いている。低いギア比（後退、１速、２速、及び３速）は全て、ブレーキ型結合を用いている。

ブレーキはフレームに結合した固定部品を含んでいるという事実によってブレーキは制御が簡単で、より効率的に冷却することができるので、実現は容易であり、より確実である。

選択的結合手段から要求されるブレーキ動作を制限することによって、流体抵抗現象並びにこの抵抗に由来する損失及び熱生成を制限することが可能である。また、制御のために要求される流体圧力、従ってそれを生成するポンプの電力を制限することができる。

トランスミッションデバイスのギア比を作動させるためには、選択的結合手段の唯一つを、他のものを解放しつつ、作動させる制御をするだけが必要である。ニュートラルは単に、それら全てを自由にさせるだけで得られる。

ここで記述した実施形態では、異なるブレーキ及びクラッチの作動は、次のようなギアを与えるが、これらギアの値は下の表に例として与えられており、各ギア比に対して、ギア比の値は作動された選択的結合手段を示す列中に示してある。

数多くの既知のデバイスとの関係においては、本発明は、特に、デバイスに要求される制限された空間と両立するギアレンジの選択において大きな柔軟性を許容する。

ＷＯ ２００５／０５００６０公報の教示との関係においては、本発明は、特に、製造されるべき歯の組の数を減らし、トランスミッションデバイスのコンパクトさ及び空間要求を改善することを可能とする。

上記の様々の実施形態では、追加のローカルダイレクトドライブの形態で追加のギアを加えることは、トランスミッション効率の観点から有用である。事実、動力経路内では、ローカルダイレクトドライブは、ギアドライブよりも良い効率を持っている。

さらに、異なる動力経路内で直列に作用するギア噛合の数を制限することによって、本発明はトランスミッション損失を制限することを可能としている。例えば、ＷＯ ２００５／０５００６０公報に記述されている従来のトランスミッションと比較すると、効率では約５％から６％の利得を記録し、これはエンジンと車両の性能及び消費に反映される。

勿論、本発明はこれまで記述してきた例に制限されず、本発明の意図を逸脱しない範囲でこれらの例に補正を加えることが可能である。

ローカルダイレクトドライブ又はオーバードライブギアで、例えば、サンホイール及びリングギアを出力及びブレーキに結合される他のものに繁止しつつ、遊星ギアセットの入力をその遊星キャリアに結合することで、外擺ギアセットの少なくとも一つを稼働させることが可能である。

図１及び２の横型実施形態とは異なる横型実施形態では、遊星ギアセットＴＰ１及びＴＰ２の出力Ｓ１及びＳ２のそれぞれを、これら二つのギアセットに対して同一ではない伝達比を含む対応する噛合伝達器によって、出力要素４に結合させることが可能である。よって、二つの遊星ギアセットに共通のシャフト３１は、取り外される、又は、二つのギアセットの二つの入力Ｅ１及びＥ２と一体の共通のレイシャフトによって取って替わられ、入力要素２のギア対によって駆動される。

図３の縦型実施形態とは異なる縦型実施形態では、入力Ｅ１、Ｅ２、及びＥ３は各ギアセットＴＰ１、ＴＰ２、又はＴＰ３とは異なる伝達比を持つ伝達器によって入力要素２に結合されている一方で、出力Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３は、出力シャフト４と一体であってもよい。この場合、ギアセットは、典型的には、出力要素４と同軸である。

このデバイスは別の方向、オーバードライブギアに、に用いることも可能でもあり、別の構成では、用語「上流」及び「下流」を交換することも可能であることは、言うまでもなく明らかである。

六つの前進ギア比と一つの後退ギア比を実現し、それらの各々上に遊星ギアセットが半図だけ示されている、二つのレイシャフト（中間軸）を有する横方向に配置されてた本発明の一つの実施形態の概略を示している。 図１に従う二つのレイシャフトを含む、所謂、横方向配置の別の軸の構成を概略的に示した背面図である。 六つの前進ギア比と一つの後退ギア比を実現し、半図で示したように、遊星ギアセットが、入力シャフトと同軸である、所謂、縦方向配置の本発明の一つの実施形態の概略を示している。

符号の説明

２ 上流回転要素
４ 下流回転要素
８ａ、８ｂ、８ｃ 動力経路
ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３ 遊星ギアセット
Ａ１、Ａ２、３１、３２ 中間軸（レイシャフト）
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３ 噛合伝達器（伝達要素）
Ｔ２１、Ｔ２２、 駆動トランスファピニオン
Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ４１、Ｔ４２、Ｔ４３ 駆動されるトランスファピニオン（駆動されるトランファホイール）
ＣＤｉｆｆ リングギア
ＰＡ１、ＰＡ２ 出力ピニオン
ＢＲ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６ 選択的結合デバイス（クラッチ、ブレーキ）
１０１、１０４、１０７ 中心サンホイール
１０２、１０５ 偏心遊星歯車
１０３、１０９ リングギア

Claims (17)

1. フレーム（１）と、
   上流回転要素（２）及び下流回転要素（４）と、
   前記上流回転要素及び前記下流回転要素の間の二つの異なる動力経路（８ａ及び８ｂ）に属する二つの遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）と、
   異なる伝達比を有し、前記上流及び下流回転要素の一つ（２；４）と前記遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）の対応する一つの間に配置される、二つの噛合伝達器（ＴＲ１、ＴＲ２）と、
   各遊星ギアセットを、選択的に、ダイレクトローカルドライブ（それぞれＣ５、Ｃ６）において、又は少なくとも一つの異なる変速比（それぞれＢ３、Ｂ２）によって、動作させる選択結合手段（Ｂ１からＢ３、Ｃ４からＣ６、ＢＲ）と、
   を含む多変速トランスミッションデバイスであって、
   前記二つのギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）が同軸である多変速トランスミッションデバイス。
2. 前記二つの同軸なギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）に繁止された前記二つの噛合伝達器（ＴＲ１、ＴＲ２）は、ある同一の前記上流又は前記下流回転要素（２；４）と一体である二つの歯車（Ｔ２１、Ｔ２２；Ｔ４１、Ｔ４２）を含む、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記二つの遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）は、前記上流又は前記下流回転要素の一つ（２）と同軸であり、前記噛合伝達器（ＴＲ１、ＴＲ２）の各々は、各々の前記遊星ギアセットと前記上流又は前記下流回転要素のもう一つ（４）の間に動作的に配設される、請求項１又は２に記載のデバイス。
4. 前記上流回転要素（２）及び前記下流回転要素（４）の間に、ダイレクトローカルドライブが可能で、且つ前記二つの同軸な遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）と同軸である第三の遊星ギアセット（ＴＰ３）を含む少なくとも一つの第三の動力経路（８ｃ）を含み、前記第三の遊星ギアセット（ＴＰ３）は、二つの前述の遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）のそれぞれの遊星ギアセットがダイレクトローカルドライブ状態にあるときに、前記二つ前述の遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）によって画定される変速比のいずれとも異なる変速比を、前記上流回転要素（２）及び前記下流回転要素（４）の間で、ダイレクトローカルドライブ状態において画定する第三の噛合伝達器（ＴＲ３）と、動作的に直列に配置される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデバイス。
5. ダイレクトローカルドライブが可能で、二つの前述の同軸な遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）の軸（Ａ１）とは異なる軸（Ａ２）を含む第三の遊星ギアセット（ＴＰ３）を含み、前記第三の遊星ギアセット（ＴＰ３）は、前記二つの遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）がそれらそれぞれの遊星ギアセットがダイレクトローカルドライブ状態にあるときに、前記二つ前述の遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）によって画定される変速比のいずれとも異なる第三の変速比を、前記上流回転要素（２）及び前記下流回転要素（４）の間で、前記第三の遊星ギアセットがダイレクトローカルドライブ状態において画定する第三の噛合伝達器（ＴＲ３）と、動作的に直列に配置される、請求項１又は２に記載のデバイス。
6. 前記最初の二つの同軸遊星ギアセット（ＴＰ１、ＴＰ２）は、第一の中間軸（Ａ１）に沿って配置され、前記第三の遊星ギアセット（ＴＰ３）は第二の中間軸（Ａ２）にそって配置される、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記二つのうち一番目（ＴＲ１）の同軸伝達器及び前記第三の伝達器（ＴＲ３）は、前記上流及び下流回転要素の一つ（２）上に、各々が前記中間軸（Ａ１、Ａ２）の対応する一つに配設される二つのピニオン（Ｔ３１、Ｔ３３）と噛合する、共通の歯車（Ｔ２１）を含む、請求項６に記載のデバイス。
8. 各々が二つのレイシャフト（Ａ１、Ａ２）の対応する一つを通過する少なくとも二つの動力経路（８ａ、８ｃ）は、一方では前述の伝達器によって前記上流及び下流回転要素の一つ（２）に、もう一方では異なる変速比（ＰＡ１、ＰＡ２）による噛合によって、前記上流及び下流回転要素の別の一つ（４）に結合される、請求項６又は７に記載のデバイス。
9. 前記遊星ギアセットの一つ（ＴＰ３）は、共通の入力（Ｅ３）及び共通の出力（Ｓ３）を含む少なくとも二つの外擺ギアセットを含み、
   これら外擺ギアセットの一つ（１０７から１０９）は、前記共通の入力（Ｅ３）及び前記共通の出力（Ｓ３）の両方に関して自由であり、前記選択的結合手段（ＢＲ）の一つによって前記フレームに関して不動にして、後退ギアを生成することが可能である遊星キャリア（ＰＳ３）を含み、
   これら外擺ギアセットの別のもの（１１０から１１２）は、前記共通の入力及び出力の一つ（Ｓ３）と常時結合しており、各々は前記選択的結合手段の対応する一つ（Ｂ１、Ｃ４）の作動によって生成される、二つの前進ギア比を生成することが可能である遊星キャリア（ＰＳ４）を含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデバイス。
10. 少なくとも間接的に、前記上流及び下流回転要素の一番目（４）に常時結合され、少なくとも間接的に、前記選択的結合手段の一つ（Ｃ５；Ｃ６；Ｃ７）によって前記上流及び下流回転要素の二番目（２）に選択的に結合され、それによってダイレクトローカルドライブを形成する遊星キャリア（ＰＳ１；ＰＳ２；ＰＳ４）と、
    サンホイール（１０１；１０４；１１０）とリングギア（１０３；１０６；１１２）であって、それらの一つ（１０３；１０４；１１０）は常時前記第二の回転要素（２）に結合され、それらの別の一つ（１０１；１０６；１１２）は、前記選択的結合手段の一つ（Ｂ３；Ｂ２；Ｂ１）によって、選択的にフレーム（１）に結合され得るものと、
    を含む外擺ギアセットを、前記遊星ギアセット（ＴＰ１；ＴＰ２；ＴＰ３）の少なくとも一つが含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデバイス。
11. 前記三つの遊星ギアセットが、
    その入力（Ｅ１）はリングギア（１０３）に結合されており、出力（Ｓ１）は遊星キャリア（ＰＳ１）に結合される第一のギアセット（ＴＰ１）であって、第五速を生成するダイレクトローカルドライブ、及びサンホイール（１０１）を繁止することにより第三速を生成するギア減速が可能なものと、
    その入力（Ｅ２）はサンホイール（１０４）に結合されており、出力（Ｓ２）は遊星キャリア（ＰＳ２）に結合される第二のギアセット（ＴＰ２）であって、第六速を生成するダイレクトローカルドライブ、及びリングギア（１０６）を繁止することにより第二速を生成するギア減速が可能なものと、
    その入力（Ｅ３）はサンホイール（１１０）に結合されており、出力（Ｓ３）は遊星キャリア（ＰＳ４）に結合される第三のギアセット（ＴＰ３）であって、第四速を生成するダイレクトローカルドライブ、及びリングギア（１１２）を繁止することにより第一速を生成するギア減速が可能なものと、を含む三つのギアセットを含む、請求項４乃至８のいずれか１項に記載のデバイス。
12. 前記遊星ギアセットの一つ、好適には前記第三の遊星ギアセット（ＴＰ３）が、さらに、そのサンホイール（１０７）が前記入力（Ｅ１）に結合され、リングギア（１０９）が前記出力に結合され、前記遊星キャリア（ＰＳ３）が逆比を生成するために選択的に繁止され得る、請求項１１に記載のデバイス。
13. 各変速比は、前記遊星ギアセットト（ＴＰ１；ＴＰ２；ＴＰ３）の一つの選択的結合手段を閉じ、前記トランスミッションデバイスの他の選択的結合手段の開状態にする、又は開状態を維持することによって実現される、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のデバイス。
14. 前記選択的結合手段（Ｂ１からＢ３、Ｃ４からＣ６、ＢＲ）は、プログレッシブ型であり、車両エンジンの回転スピードと車両のスピードの間のプログレッシブアダプテーションを保証し、特に、前記選択的結合手段の少なくとも一つによって静止状態から運動状態に車両をすることが可能である、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のデバイス。
15. 前記遊星ギアセット（ＴＰ１からＴＰ３）と伝達器（ＴＲ１からＴＲ３）は常時噛合している、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のデバイス。
16. 前記フレーム（１）と遊星ギアセット（ＴＰ２）の要素（１０６）の間の第一の選択的接合手段（Ｂ２）を作動させることによって得られる、少なくとも一つの第一のギア比は、前記遊星ギアセットの内部でダイレクトローカルドライブを実現する第二の選択的結合手段（Ｃ６）の作動によって得られる、少なくとも一つの第二のギアより大きなトルクを伝達する、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のデバイス。
17. 前記ローカルダイレクトドライブ（Ｃ４；Ｃ５；Ｃ６）によって得られるギア比の最小は、フレーム（１）と遊星ギアセットの要素の間の選択的結合（ＢＲ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）によって得られるギア比の最長より長い、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のデバイス。

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