JP2012519809A - 電気またはハイブリッド駆動装置用トランスミッション - Google Patents

電気またはハイブリッド駆動装置用トランスミッション Download PDF

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Abstract

電気駆動装置に卓越して適しているトランスミッション1は、電気モータ/発電機5に接続されることができる入力3と、負荷9に接続されることができる出力7とを有する。トランスミッション1は、入力と出力との間の2つの並列な伝達経路11、13と、第1の伝達経路11に存在する第1カップリング手段15と、第2の伝達経路13に存在する第2カップリング手段17とを有する。さらに、歯車減速機が2つの伝達経路の少なくともどちらかに存在する。第1カップリング手段15は大出力を消散することができないように構成され、第2カップリング手段17は実際に大出力を消散することができるように構成される。

Description

本発明は、電気および/またはハイブリッド駆動装置用トランスミッションに関し、主駆動装置を形成する電気モータ/発電機および/または内燃機関に接続されることができる入力と、負荷に接続されることができる出力とを有し、このトランスミッションは、入力と出力との間の2つの並列な伝達経路と、2つの伝達経路の一方の第1の伝達経路に存在する第1カップリング手段と、他方の第2の伝達経路に存在する第2カップリング手段と、2つの伝達経路の少なくともどちらかに存在する1ではないギヤ比を有する歯車減速機とを有する。
このタイプのトランスミッションは一般的に知られている。このトラスミッションを用いて、トルクが維持されながら伝達ギヤ比が出力において変更されることができる。
本発明の目的は、電気またはハイブリッド駆動装置への使用に卓越して適している冒頭に規定されたタイプのトランスミッションを提供することである。
この目的のために、本発明によるトランスミッションは、第1カップリング手段が大出力を消散することができず、第2カップリング手段ができることを特徴とする。好ましくは、トランスミッションはさらなる構成部品を有さず、これはシンプルで費用効率を高くする。
大出力を実際に消散することのできるカップリング手段に関して、滑る方法で動作され得る摩擦クラッチまたはブレーキが考えられてもよく、大出力を消散することのできないカップリング手段に関して、乾式摩擦クラッチ、シンクロメッシュまたは爪クラッチが考えられてもよい。
歯車減速機は、第1回転部材が入力に接続されるとともに第2回転部材が出力に接続される少なくとも3つの回転部材を有する遊星歯車装置により形成されることが好ましい。
本発明によるトランスミッションの一実施形態は、第3回転部材が関連する伝達経路内にある第1または第2カップリング手段に接続されることを特徴とする。
本発明によるトランスミッションの別の実施形態は、関連する伝達経路内にある第1または第2カップリング手段が、第3回転部材と他の2つの回転部材のいずれかとの間に配置されることを特徴とする。
本発明によるトランスミッションのさらなる実施形態は、短絡(short−circuit)カップリングが、第3回転部材と他の2つの回転部材のいずれかとの間に配置されることを特徴とする。
第2カップリング手段は、クラッチまたはブレーキ、好ましくは乾板クラッチまたは乾板ブレーキにより形成されることが好ましい。
第1カップリング手段は、好ましくは爪クラッチまたは爪ブレーキを有するとともに、さらに好ましくはフリーホイールベアリングまたは同期要素を有する。
第1カップリング手段はまた、大出力を消散することができない摩擦クラッチまたは摩擦ブレーキにより形成されてもよい。
トランスミッションの追加的なレイアウトに応じて、遊星歯車装置は、第3回転部材がブレーキをかけられた場合に入力から出力に加速するまたは減速する歯車減速機を形成する。
そのうえ、好ましくは出力と負荷との間および/または入力と主駆動装置との間に存在するさらなる歯車減速機またはトランスミッションがある。
本発明によるトランスミッションのさらに他の実施形態は、第2カップリング手段がさらなる電気モータ/発電機により形成されることを特徴とする。さらなる電気モータ/発電機は、好ましくは主駆動装置を形成する電気モータ/発電機に接続されることができる。
さらに、トランスミッションは、さらなる電気モータ/発電機または遊星歯車装置の第4回転部材に接続されるロックブレーキ(locking brake)を有することが好ましい。
本発明は、図面に示される本発明によるトランスミッションの実施形態に基づいて以下により詳細に説明される。
図1は、カップリングが板クラッチにより形成されるとともに歯車減速機が歯車対により形成されるトランスミッションの第1実施形態を示す。 図2は、第2伝達経路内の歯車減速機が遊星歯車装置により形成されるとともにカップリングがブレーキにより形成されるトランスミッションの第2実施形態を示す。 図3は、第2伝達経路内の歯車減速機が遊星歯車装置により形成されるとともにカップリングが電気モータ/発電機により形成されるトランスミッションの第3実施形態を示す。 図4は、第2伝達経路内の歯車減速機が遊星歯車装置により形成されるとともにカップリングが短絡カップリングにより形成されるトランスミッションの第4実施形態を示す。
図1は、本発明によるトランスミッションの第1実施形態を示す。このトランスミッション1は、電気駆動装置に卓越して適しているとともに、主駆動装置を形成する電気モータ/発電機5に接続されることができる入力3と、負荷9に接続されることができる出力7とを有する。電気モータ/発電機は、パワーエレクトロニクス装置(power electronics)8を介して蓄電池10に接続される。トランスミッション1は、入力と出力との間の2つの並列な伝達経路11、13と、第1の伝達経路11に存在する第1カップリング手段15と、第2の伝達経路13に存在する第2カップリング手段17とを有する。それぞれの伝達経路は互いに異なるギヤ比を有する歯車減速機18、19を有する。第1カップリング手段15は、大出力を消散することができないように構成されるとともにこの実施形態では乾板クラッチにより形成され、第2カップリング手段17は、実際に大出力を消散することができるように構成されるとともにこの実施形態では滑る方法で動作され得る摩擦クラッチにより形成される。
図2は、本発明によるトランスミッションの第2実施形態を示す。第1実施形態のものと等しい全ての部品は同様の参照番号によって示される。このトランスミッション21に関して、第1カップリング手段15のみが第1伝達経路11に配置される一方、第2伝達経路13内の歯車減速機および第2カップリング手段は、第1回転部材cが入力3に接続され、第2回転部材sが出力7に接続されるとともに、第3回転部材aが内歯車(annulus)により形成されるとともに第2カップリング手段を形成する摩擦ブレーキ25に接続される、少なくとも3つの回転部材a、cおよびsを有する遊星歯車装置23により形成される。第3回転部材aと、キャリアとサンギヤにより形成される他の2つの回転部材cおよびsのいずれかとの間に短絡カップリング27が挿入され得る。
図3は、本発明によるトランスミッションの第3実施形態を示す。第1実施形態のものと等しい全ての部品は同様の参照番号によって示される。このトランスミッション31では、第2カップリング手段が、電気モータ/発電機5に接続されるさらなる電気モータ/発電機33により形成される。ここでもまた、短絡カップリング27が第3回転部材aと他の2つの回転部材cおよびsのいずれかとの間に挿入されることができる。さらに、ロックブレーキ35がさらなる電気モータ/発電機33または遊星歯車装置23の第4回転部材37に接続されてもよい。
図4は、本発明によるトランスミッションの第4実施形態を示す。第1実施形態のものと等しい全ての部品は同様の参照番号によって示される。このトランスミッション41では、第2カップリング手段が、第3回転部材aと他の2つの回転部材cおよびsのいずれかとの間に配置される短絡カップリング43により形成される。
先の実施形態において、クラッチおよびブレーキは電気機械的な方法で駆動される。
本発明は図面に基づいて上述されたが、本発明が決して図面に示された実施形態に限定されないことが認められるべきである。本発明はまた、特許請求の範囲により定義される精神および範囲内で、図面に示された実施形態から外れる如何なる実施形態にも及ぶ。例えば、電気モータ/発電機により形成される代わりに、主駆動装置は内燃機関によって形成されてもよい。あるいは、さらなる歯車減速機またはトランスミッションが、出力と負荷との間および/または入力と主駆動装置との間に配置されてもよい。

Claims (15)

  1. 電気またはハイブリッド駆動装置用トランスミッションであって、主駆動装置を形成する電気モータ/発電機および/または内燃機関に接続されることができる入力と、負荷に接続されることができる出力とを有し、前記トランスミッションは、前記入力と前記出力との間の2つの並列な伝達経路と、前記2つの伝達経路の一方の第1の伝達経路に存在する第1カップリング手段と、他方の第2の伝達経路に存在する第2カップリング手段と、前記2つの伝達経路の少なくともどちらかに存在する1ではないギヤ比を有する歯車減速機とを有するトランスミッションであって、
    前記第1カップリング手段は大出力を消散することができす、前記第2カップリング手段はできることを特徴とする、
    トランスミッション。
  2. 前記歯車減速機は、第1回転部材が前記入力に接続されるとともに第2回転部材が前記出力に接続される少なくとも3つの回転部材を有する遊星歯車装置により形成される、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。
  3. 第3回転部材が、関連する前記伝達経路内にある前記第1カップリング手段または前記第2カップリング手段に接続される、ことを特徴とする、
    請求項2記載のトランスミッション。
  4. 関連する前記伝達経路内にある前記第1カップリング手段または前記第2カップリング手段が、第3回転部材と他の2つの前記回転部材のいずれかとの間に配置される、ことを特徴とする
    請求項2に記載のトランスミッション。
  5. 短絡カップリングが、第3回転部材と他の2つの前記回転部材のいずれかとの間に配置される、ことを特徴とする、
    請求項2または3に記載のトランスミッション。
  6. 前記第2カップリング手段は、クラッチまたはブレーキにより形成される、ことを特徴とする、
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトランスミッション。
  7. 前記第2カップリング手段は、乾板クラッチまたは乾板ブレーキにより形成される、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。
  8. 前記第1カップリング手段は、爪クラッチまたは爪ブレーキを有する、ことを特徴とする、
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトランスミッション。
  9. 前記第1カップリング手段はさらに、フリーホイールベアリングまたは同期要素を有する、ことを特徴とする、
    請求項8に記載のトランスミッション。
  10. 前記第1カップリング手段は、摩擦クラッチまたは摩擦ブレーキにより形成される、ことを特徴とする、
    請求項1乃至7のいずれか1項に記載のトランスミッション。
  11. 前記遊星歯車装置は、第3回転部材がブレーキをかけられた場合に前記入力から前記出力に加速するまたは減速する歯車減速機を形成する、ことを特徴とする、
    請求項2乃至10のいずれか1項に記載のトランスミッション。
  12. さらなる歯車減速機またはトランスミッションが、前記出力と前記負荷との間および/または前記入力と前記主駆動装置との間に存在する、ことを特徴とする、
    請求項1乃至11のいずれか1項に記載のトランスミッション。
  13. 前記第2カップリング手段は、さらなる電気モータ/発電機により形成される、ことを特徴とする、
    請求項2乃至12のいずれか1項に記載のトランスミッション。
  14. 前記さらなる電気モータ/発電機は、前記主駆動装置を形成する前記電気モータ/発電機に接続されることができる、ことを特徴とする、
    請求項13に記載のトランスミッション。
  15. 前記トランスミッションは、前記さらなる電気モータ/発電機または前記遊星歯車装置の第4回転部材に接続されるロックブレーキを有する、ことを特徴とする、
    請求項13または14に記載のトランスミッション。
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