JP3042707B2 - 特に自動車用の、可変比変速装置 - Google Patents

特に自動車用の、可変比変速装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に自動車用の可変比変速装置に関する。
トリプルアクセス差動機構に直列に接続された相対角
度スリップを伴うエネルギー伝達手段を含んで成る、い
わゆる“自動変速”装置が、周知となっている。
エネルギートランスファ手段は一般に、油圧トルクコ
ンバータで構成されている。これは、駆動部材として、
変速装置の入力端に接続されたポンプと呼ばれる油圧エ
ネルギ発生機と、被動部材として、該ポンプにより供給
された油圧エネルギから機械的エネルギを生成するター
ビンと呼ばれる油圧モータとを含んで成り、前記油圧モ
ータは、差動機構のアクセスの１つに連結されている。
差動機構は一般的に、遊星歯車列で構成されており、
該遊星歯車列の前記タービン以外に連結されているアク
セスは、該変速装置の出力軸に連結されている。この遊
星歯車列の第３のアクセスは、この歯車列を減速機とし
て作動させるため固定するか、或いは又、遊星歯車例を
直接駆動により作動させるために、他の２つのアクセス
のうちの１つに連結することが可能である。
トルクコンバータは、摩擦クラッチを置き換え、そし
てトルクコンバータ自体そのタービン／ポンプ速度比の
関数として、トルクを或る程度可変的に増大するという
利点を有しており、このうしたトルクを可変的に増大す
ることは、上述のように単一遊星歯車列を伴い、少ない
数の不連続の機械的比、例えばただ２つだけの比を有し
てた変速装置を作り出すことを可能にする。
一方、従来の自動変速装置はいくつかの重大な欠点を
有している。つまりその効率が、特に市街地走行におい
てきわめて低いということである。更に、特に現在の一
般的傾向である数多くのギア比を含む場合、その重量は
重く、コストは高く、しかも非常に複雑なものとなる。
実際のところ、最新の変速装置は、直接駆動装置を含
んで成り、該直接駆動装置は、自動車が巡行速度に達し
たとき、この段階でコンバータ内の損失をなくするため
作動する。それにも拘わらず、更に複雑となるこの装置
は、低速時、特に加速段階において、前記コンバータに
よって生じる非常に高い損失の問題は解決しない。
更に、米国特許公報Ａ−3426618は、その入力が差動
機構のアクセスの１つを直接駆動し、トルクコンバータ
及び減速機により差動機構のもう１つのアクセスを駆動
するような１つの装置を開示している。
従って、動力の一部だけがコンバータを介して通り、
コンバータ内の損失を減少できる。
然しながらこれは、提示された実施例の１つにおい
て、２つの動力伝達比のみ提供するための２つの遊星歯
車列を含む比較的複雑な装置となってしまう。更に、１
つの比から他の比への切換え制御が複雑であり、測定装
置、或いは検出装置を具備しなければならない回転速
度、及び／または伝達されるトルク等のパラメータの関
数として、クラッチ、及びブレーキの同時制御を伴う。
このシステムは、急激な動揺、或いは反対に一時的制動
を変速装置内にもたらす可能性がある。
従って本発明の目的は、公知の変速装置に比べはるか
に単純、軽量、かつ経済的で、しかも改善されてはいな
くとも少なくとも高い効率を有する変速装置を提供する
ことにある。
従って本発明は、特に自動車用の変速装置をその目的
としており、該変速装置は、入力端と出力端の間に、少
なくとも第１の動力伝達比と第２の動力伝達比を規定す
る機構を含み、出力端の回転速度は、第１の比に従った
運転中よりも第２の比に従った運転中の方が、入力端の
回転速度との関係において高く、更に該変速装置は、第
１の比から第２の比への切換えを行なうための少なくと
も１つの選択的連結手段を具備している。
本発明によると前記装置は、前記選択的連結手段が、
同連結手段の回転速度の関数として作動し、この回転速
度の関数であるトルクの伝達を伴う相対的角度スリップ
を可能にするようなタイプのものであることを特徴とす
る。
従って、第１の比から第２の比への変更は、該選択的
連結手段自体の速度に従って制御される。もはや、この
手段の外部の速度を検出し、同時にこの速度の関数とし
て外部から連結手段を制御する必要は全く無い。逆に、
この連結手段は非常に単純で独自のものとなりうる。例
えば、これはトルクコンバータであっても遠心クラッチ
であってもよい（米国特許公報Ａ−3426618のトルクコ
ンバータは、２つの動力伝達比の間の遷移を確実にする
機能を果たさない）。速度の関数であるトルクを伝達す
るための能力と組合せられた連結手段のスリップ能力
は、すなわち実際上望ましいように、伝達すべきトルク
が高い場合、第２の比への切換えが更に高い速度へ向か
って自動的に遷移するということを意味している。これ
は、伝達すべきトルクを検出する必要なく得られる。更
に、連結は、実際には付加的な変速比を構成する中間段
階を伴って漸進的に起こる。
好ましくは、この機構は３つのアクセスを伴う差動機
構であり、少なくとも或る動作段階の間； −差動機構の第１のアクセスは装置の出力端に連結され
ている； −差動機構の第２のアクセスは、角度的連結手段の被動
部材に連結され、この連結手段の駆動部材は変速装置の
入力端に連結されている； −差動機構の第３のアクセスは、連結手段とは独立して
装置の入力端に連結されている。
−装置は更に、第１の変速比に従った作動中に第２のア
クセスが後方に回転するのを防ぐ手段を含んで成る。
第１の比に従った運転中、ほぼ全ての動力が第３のア
クセスに、従って選択的連結手段を経ずに、伝達される
が、これは前記差動機構が、該装置の入力端に直接連結
されたその第３のアクセスと、該装置の出力端に連結さ
れたその第１のアクセスの間の減速機として作動させる
ために、前記連結手段の回転速度が、第２のアクセスに
伝達されるべき反動トルクを、第２のアクセスに伝達す
ることをまだ許していないからでありる。この反動トル
クは、例えばブレーキ又は好ましくはフリーホイールと
いった第２のアクセスが後方に回転するのを防ぐ手段に
よって供給される。従って第１の比は、選択的連結手段
がトルクコンバータである場合でも油圧により伝達する
ことなく、第３のアクセスと第１のアクセスの間の機械
的動力伝達によって確保される。
トランスファ手段の駆動部材の回転速度が増加すると
き、前記トランスファ手段は、厳密に必要な反動トルク
を超えるトルクを、１つの特定の段から第２のアクセス
に伝達する。この時点から、第２のアクセスは装置の出
力端の速度を増大するのに貢献する方向に回転し始め
る。それにより差動機構は、動力増幅装置として作用す
る。すなわち、前記装置の出力端に連結された第１のア
クセスは、選択的連結手段を介して第２のアクセスに、
或いは入力端から直接第３のアクセスにそれぞれ伝達さ
れた動力の和を受承する。
この第２の作動段階において、その入力端とその出力
端の間の変速比は、選択的連結手段におけるスリップの
関数として変化する。変速装置の出力端に伝達される抵
抗トルクが高い場合、前記第２のアクセスは高い反動ト
ルクを受承し、少なくとも或る速度条件の下では、前記
選択的連結手段は、変速装置の出入力速度比を減少さ
せ、以て該装置の出力端のトルクを増大させるようなス
リップを与えることができる。これは、自動車用変速装
置に期待されるもの、すなわちホイールに供給すべき高
いトルクがある場合に、エンジンの比較的高い回転速度
に相当する。
こうして、装置の入力端、及び出力端のトルク、及び
速度に相応するもの以外いかなる外部的影響も制御も厳
密に必要としない、差動機構を可変減速機として作動さ
せることの可能な変速装置が提供される。
前記選択的連結手段は、トルクコンバータとすること
が可能である。該装置は、スリップを伴って作動する場
合トルクを増倍するという利点をもつ。一方これには、
比較的高価で、体積が大きく、常時エネルギを消費する
という欠点がある。
好ましくは、前記選択的連結手段は、前記回転速度の
関数として制御されるクラッチであり、前記連結手段の
回転速度が増大方向に予め定められた速度間隔を横断す
る場合に、非係合状態から係合状態へと変化する。
実際、本発明によれば、適切な連鎖により制御される
単純なクラッチをトルクコンバータに置き換えることが
可能であり、それにより以下の利点が得られることがわ
かった： −低コスト； −小さな体積； −完全に連結されるか、或いは完全に連結解除された場
合、損失がない； −クラッチが負荷状態でスリップしたとき、特に少なく
ともスリップ時において該クラッチをから動力の一部が
通過すれば、これまで考え得たものよりも終端における
許容損失がはるかに低い。
好ましくは、該装置が伝達するトルクの増加関数とし
て、前記クラッチの速度範囲を変化させるための手段が
具備される。速度範囲を変化させるための該手段は、有
利なことに、クラッチに加えられるグリップ力が速度の
増加関数であるということにある。従って、伝達すべき
トルクが更に高いために、係合を得るのに更に大きいグ
リップ力を必要とする場合、クラッチが係合する速度は
更に高速となる。
本発明は同様に、回転速度、及び伝達すべきトルクに
対して感応する斬新形クラッチ（プログッレシブクラッ
チ）の有利な実施態様をもその目的としている。
本発明は更に、変速装置において機能的な意味で直列
した形で、後進比の手動選択の可能性を伴って、付加的
な２速自動変速差動装置を追加することをもその目的と
する。
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の様々な制限
されない実施例についての記載から明らかとなろう、 添付した図面において、 −図１は、本発明による第１の実施例の変速装置の略示
軸方向断面図である。
−図２は、自動車の速度の関数として効率を示す比較グ
ラフである。
−図３から図５は、本発明による第２、第３及び第４の
実施例の変速装置の軸方向断面図である。
−図６は、非係合状態にある図５の遠心クラッチの部分
的拡大軸方向断面図である。
−図７は、クラッチが係合状態にあるときの図６の図と
同様の図である。
−図８は、限界位置へと傾動させられた調速機おもりを
示す部分図である。
−図９は、図６乃至図８のクラッチの部分的分解斜視図
である；及び −図10は、クラッチの一変形態様の概略図である。
図１に示されている実施例において、本発明に従った
変速装置１は、自動車を駆動するエンジンでありうる内
燃機関の出力端に連結された入力軸２、及び駆動アクス
ル６の入力端に連結された出力端４を有している。
変速装置１は、油圧トルクコンバータの形で生成され
る相対的角度スリップ７を伴う選択的連結手段を具備し
て成る。
該コンバータ７は、遠心クラッチ９を用いて入力端２
に連結された油圧式エネルギー発生装置、或いは“ポン
プ"8である駆動部材を含んで成る。この遠心クラッチ
は、入力端２の回転速度が例えば１分あたり1200回転
（１秒あたり125ラジアン）を超える場合、すなわちエ
ンジン３の無負荷回転数をわずかに上回った場合に、入
力端２をポンプ８に連結するため、入力端２の回転速度
に対し感応する。
更に前記トルクコンバータ７は、従来方法で、油圧モ
ータ又は“タービン"11である被動部材、及び“反動
子”（リアクタ）12を具備してなり、該反動子12は、フ
レームに対する回転について適切に不動状態とされ、作
動中にトルクの変換を可能にするオイルを反動サポート
に供給する。
周知のように、トルクコンバータは、そのポンプ８に
加えられた一定のトルクについて、そのタービン11を用
いて同じ方向性を有し、前記ポンプ８に対する前記ター
ビン11の相対的角度スリップの増加関数である係数が乗
ぜられた１つのトルクを発生する装置である。
前記変速装置１は更に、プラネットホイール14、クラ
ウン16、及び前記プラネットホイール14及びクラウン16
と係合するサテライト17を含む遊星歯車列の形で作られ
た差動機構13を含んで成る。
前記サテライト17は、差動機構13の３つのアクセスの
うちの第１のアクセスを形成するサテライトキャリヤ18
上に回転可能に搭載されており、この第１のアクセス
（動力伝達径路）は回転に関して変速装置の出力端４に
直接連結される。
前記差動機構13の第２のアクセス19はクラウン16と回
転に関して一体化されており、同様にしてトルクコンバ
ータ７のタービン11と回転に関して一体化されている。
前記差動機構13の第３のアクセス21は、プラネットホ
イール14と回転に関し一体化されており、又同様にして
コンバータ７のポンプ８と回転に関し一体化されてい
る。
“差動機構”は、各アクセスが他の２つのアクセスの
角速度の関数である角速度をもつようなトリプルアクセ
ス機構のことであり、ここでこの関数は、機構内の３つ
のアクセスを互いに結びつける歯車比によって決定され
る。
この変速装置１は更に、第２のアクセス19すなわちク
ラウン16が前方方向、すなわち前進中の自動車の動作に
対応する方向に、変速装置の出力端４を駆動させる傾向
にある方向へ回転できるようにするフリーホイール22を
も具備して成る。記載された実施例において、入力端２
及び出力端４は、変速装置の中心軸を中心に回転可能な
装置１の全ての要素について、前進方向を成す同一方向
に回転する。フリーホイール22は、クラウン16が変速装
置のフレームとの関係において後方へ回転するのを防
ぐ。
装置の入力端２と出力端４の間の直接駆動を確保する
ように、差動機構13の第１のアクセス18と第２のアクセ
ス19を選択的に連結するため、クラッチ23が備えられて
いる。
このクラッチ23は、出力端４の特定の回転速度の敷居
値より上で、第１及び第２のアクセス18及び19を互いに
連結するよう、装置の出力端４の回転速度に対して感応
性をもち、又マニホルド内に存在する真空が低い場合、
すなわちエンジン３と変速装置１から成るエンジンアセ
ンブリから要求されるトルクが高い場合、上述の回転速
度敷居値を上げる目的で、エンジン３の吸気マニホルド
（図示せず）の中に存在する真空に対しても同様に感応
性をもつ。この真空の影響は、ピストン／シリンダシス
テム24により略示される。
出力端４に連結された第１のアクセス18が、装置の入
力端２に連結された第３のアクセス21よりも高い速度で
回転するのを防ぐため、第１のアクセス18と第３のアク
セス21の間には、第２のフリーホイール26が配置されて
いる。従って、入力端２よりも出力端４が速く回転する
傾向がある場合、例えば下り坂において、それはエンジ
ン３をより高い速度で駆動し、“エンジンブレーキ”と
しての作動を可能にする。
変速装置１は、以下の要領で作動する： エンジン３が無負荷運転する場合、遠心クラッチ９は
連結解除され、そのため自動車のホイールが静止状態に
ある場合、入力端２を除く変速装置全体は静止状態にあ
る。
入力端２の回転速度が、エンジン３の動作によって増
大した場合、遠心クラッチ９は、入力端２と、一方では
コンバータ７のポンプ８と、他方では第３のアクセス2
1、すなわち遊星歯車列13のプラネットホイール14との
間の連結を行なう。回転に対する出力端４の抵抗のた
め、プラネットホイール14の回転はクラウン16を反対方
向へ回転させる傾向をもち、これに対しフリーホイール
22が反対し、そのためサテライトキャリヤ18、及びその
結果出力端４は、プラネットホイール14と同じ方向に、
ある比率、例えば４でステップダウンされた速度で駆動
されることになり、そして前記比率は、遊星歯車列13の
ために選ばれた歯車比に依存している。
同時に、コンバータ７のポンプ８は、前進方向にター
ビン11へトルクを伝達し、このトルクは遊星歯車列13の
アクセス19へと伝達される。初期において、一方ではコ
ンバータ７の中に入ったオイルの幾分かの慣性のため、
他方ではポンプ８の不充分な回転速度のため、このトル
クは、サテライト17がクラウン16に対し反対方向に伝達
するトルクよりも低い。その結果、クラウン16は後方に
回転する傾向をもち、従ってこの動作を妨げるフリーホ
イール22を用いて、フレームからの反動サポートを獲得
する。このとき変速装置は、純粋に機械的である第１の
動力伝達比に従って作動する。
コンバータ７が、タービン11上に充分なトルクを生成
すると直ちに、クラウン16は前進方向に回転を開始し、
それによりサテライトキャリヤ18に対し、プラネットホ
イール14により伝達された動力に付加される有効な動力
を伝達する。この状態で、差動機構は、動力付加装置と
して作動することとなる。
コンバータ７によってタービン11に伝達されるトルク
が増大するにつれて、クラウン16は、コンバータのスリ
ップ内まで、プラネットホイール14の角速度に近づくよ
うな増大する角速度をとる。従って装置１の初期動力伝
達比は、例えば４対１の値から略１対１の値まで漸進的
に変化すし、この値は、変速装置の第２の比を構成す
る。
従って該トルクコンバータは、差動機構13の中に、連
続的に第１の比から第２の比へと、変速装置を切換えさ
せる漸進的連結をもたらした。この連結は、ポンプ８の
回転速度の関数として（なお、この速度は静止状態では
タービン11に伝達されたトルクを決定する）、又変速装
置の出力端４における抵抗トルクに比例するものであ
る、クラウン上の反動トルクによって、もたらされた。
従って、出力端４における抵抗トルクが大きい場合、第
１の比と第２の比の間でコンバータが遷移するポンプ８
の回転速度レンジは上向きに移動し、このことは多くの
場合、特に自動車については望ましいことである。
出力端４の角速度が、上述のようにクラッチ３により
決定される敷居値を超えた場合、コンバータ７の反動子
12を除いて変速装置１が、全体として出力端４の速度と
同様のものである入力端２の速度で回転するように、ク
ラッチ23が、サテライトキャリヤ18をクラウン16に連結
する。
図２において、実線は、自動車の速度Ｖの関数として
の図１の変速装置の効率Ｒの曲線の一例を表わしてい
る。ここでは３つの作動段階を区別することができる。
すなわち、クラウン16が静止状態にある段階P1、クラウ
ン16が動いており動力の一部分がコンバータ７を通して
伝達されている段階P2そしてクラッチ23を用いた直接駆
動に相当する段階P3である。効率は、駆動力の一部分を
伝達するコンバータの効率により影響されることから、
段階P2の間更に低くなる。しかしながら、全ての範囲に
おいて、効率が、図２に破線で表わされている従来の自
動変速装置のものよりも明らかに高いということは、注
目に値する点である。
図３の実施例は、図２との違いについてのみ記述す
る。
コンバータ７のタービン11はもはや、遊星歯車列13の
第２のアクセス19に対して直線連結されておらず、遊星
減速機27を用いて連結されている。更に限定的に言う
と、タービン11は、減速機27のプラネットホイール28に
連結され、差動機構13の第２のアクセス19は遊星減速機
（減速歯車）27のサテライトキャリヤを形成し、この目
的のため一方ではプラネットホイール28と、他方では遊
星減速機27のクラウン31と係合するサテライト29を支持
している。クラウン31は、フリーホイール32と結びつけ
られ、前進方向にのみ回転可能となっている。同様にク
ラッチ33は、差動機構13の第２のアクセス19を遊星減速
機27のクラウン31に選択的に連結することを可能にす
る。
クラッチ33が連結解除された場合、遊星減速機27は、
タービン11の回転速度との関係において第２のアクセス
19の回転速度を減少させる。これは、逆転しようとする
クラウン31がフリーホイール32によりそれを妨げられ、
従って不動状態にされるからである。比は例えば2.5対
１であってよい。
逆に、クラッチ33が係合された場合、遊星減速機27は
直接駆動として挙動し、そのためクラウン16は前述の例
の場合と同様にタービン11と同じ速度で回転する。
コントロールボックス34は、例えばエンジン３のアク
セルペダルの位置、エンジン３の吸気マニホルド内の真
空及び／又はクラッチ33に関する場合には、出力端４の
回転速度といったパラメータの関数としてそのそれぞれ
の速度敷居値を変更する目的で、遠心クラッチ23及び33
を調整するための部材に対して作用する。あらゆる場合
において、遠心クラッチ33の速度敷居値は遠心クラッチ
23のものよりも低い。
更に、クラウン16の選択的制止のための手段36、クラ
ウン31の選択的制止のための手段38（なおこれらの手段
は通常解除状態にある）及び、通常制止された状態にあ
るフリーホイール32のサポートの選択的制止のための手
段37が存在する。
図３の変速装置は、以下のように作動する。なお以下
では、エンジンブレーキとしての作動の問題がとり上げ
られるまでは、制止手段36及び38は解除状態にあり、制
止手段37は制止された状態にあるものと仮定する。
始動の間、遠心クラッチ９がひとたび係合状態に変え
られ、遠心クラッチ23及び33が非係合状態にある場合、
第１の作動段階Ｐ′１は図１の実施態様の段階P1とほぼ
同一である。しかしながら、トルクコンバータ７は減速
機27を用いてクラウン16に対し作用するため、プラネッ
トホイール14の作用を平衡化するのに絶対必要な反動ト
ルクを上回るトルクをより迅速にクラウン16に供給す
る。この作動段階Ｐ′１は従って、作動段階P1よりも短
かい（図２参照） その後、図２に示されているように、小さな十字記号
で表わされた曲線によって図２に示されているように、
図３の実施態様に関して、効率曲線は図１の実施態様の
ものから離れるように移動する。
次の段階Ｐ′２は、クラウン16が減速機27を介してコ
ンバータ７により前進方向に駆動され始めたときに開始
する。減速機のため、クラウン16は、コンバータ７がこ
こでは最小のスリップを伴ってのみ作動する段階Ｐ′２
の終りにおいて、例えば５分の２（減速機27の比が2.5
に等しい場合）というようにプラネットホイール14のも
のよりもはるかに低い速度でのみ駆動させられる。入力
端２と出力端４の間の比が、クラウン16が制止された時
点で４に等しい前述の例に戻ると、クラウン16がプラネ
ットホイール14の速度の５分の２の速度で駆動される場
合、この全体的な比率は、1.8に等しくなる。従って段
階Ｐ′２は、変速装置を、４という値の第１の比から1.
8よりやや高い値の第２の比（完全に取り消されること
のないコンバータ７のスリップから見て）まで切換えさ
せることになる。この段階で、コンバータにより伝達さ
れた動力は、減速機の結果として段階P2の間よりも低
く、従って効率は著しく改善され、同時に全体的比は増
大し、その結果駆動アクスル６に供給されるトルクは増
大する。
このとき、遠心クラッチ33の速度敷居値に到達したと
き段階Ｐ′３が始まる。この敷居値を超えると減速機27
は直接駆動と共に挙動し、そのため変速装置は、図１の
実施態様における段階P2中と同様に、値１の前後の第３
の動力伝達比に従って漸進的に作動し始めることにな
る。しかしながら図３の実施態様においては、段階Ｐ′
３は、３段階ではなく４段階に分割する目的で段階Ｐ′
２を超えて拡張していると仮定された。このことは例え
ば、一定の与えられた速度で、一定の与えられたスリッ
プでより少ないトルクを伝達するコンバータ７を用いる
ことにより得ることができる。
段階Ｐ′３の終りにおいて、遠心クラッチ23の速度敷
居値に到達し、変速装置全体の中に直接駆動状況が発生
し、クラッチ33自体は係合状態にとどまる。
エンジンブレーキとしての作動中、入力端２と出力端
４の間のフリーホイール26は常に、出力端４が入力端２
よりも速く回転することがないようにしている。
エンジンをほぼ状況Ｐ′２に相当する比で作動させる
目的で、クラウン16の速度との関係において減速機27の
プラネットホイール28の回転速度を増大させるよう、ク
ラウン31を制止させるための手段38を制止位置に置くこ
とによって、更に効果的なエンジンブレーキを得ること
ができる。
更に効果的なエンジンブレーキは、手段38及び手段37
を解除し手段36を制止することによって得られ、この場
合、変速装置は状況Ｐ′１で制止され、クラウン31は逆
方向に高速で回転している状態にある。
図４の実施態様は、図３のものとの相異点に関しての
み記述する。遠心クラッチ９は削除され、そのため変速
装置の入力端２は直接トルクコンバータ７のポンプ８及
び差動機構13のプラネットホイール14に連結されてい
る。
フリーホイール22のサポートは、エンジン３の吸気マ
ニホルド内に存在する圧力の作用下で空気式アクチュエ
ータ41により制御されたブレーキ39と結びつけられてい
る。フリーホイール32を制止するための手段37は、コン
トロールボックス34の制御下で吸気マニホルド内に存在
する圧力を用いて作動するアクチュエータによって制御
されるクラッチ42で置き換えられている。
この実施態様は、図３のものと同じ段階Ｐ′1,P′2,
P′３及びＰ′４に従って作動する。１つの段階からも
う１つの段階に切換える方法のみが幾分か異なってい
る。
エンジン３が無負荷運転しているとき、全てのクラッ
チ及び制止用手段は、解除状態にある。エンジン３はポ
ンプ８及びプラネットホイール14を駆動し、サテライト
キャリヤ18が静止状態にあることからクラウン16の逆方
向の回転を生み出す。なおこのとき自動車は停止させら
れると想定されている。このクラウン16の逆方向の回転
は、入力端２とほぼ同じ速度で減速機27のプラネットホ
イール28がコンバータ７により駆動されたときいかなる
抵抗も受けないことから、減速機27のクラウン31の同様
な逆方向の回転をもたらす。
運転者が発進を目的としてアクセルペダルを踏んだ場
合、圧力の増大（真空の減少）が、クラッチ37の漸進的
グリップを制御するアクチュエータ41まで伝達され、図
３のものと類似した状況を打ち立てる。すなわち、クラ
ウン16は逆方向に回転するのを妨げられる。
段階Ｐ′１は、クラッチ19と同時にクラッチ42をグリ
ップすることにより開始できた。しかし、クラッチを直
ちにグリップするのを避けることにより、段階Ｐ′１中
のコンバータ７の不必要な作用は無効になる。このこと
のもつ有益性は、それが効率を更に高めることにある。
このことは、発進が開始された時点ですでにコンバータ
７が回転しているようなこの実施態様において、コンバ
ータのオイルの活化の遅延が比較的少ないだけになおさ
ら言えることである。もう１つの利点は、クラッチ42の
グリップを制御するボックス34がかくして段階Ｐ′２の
誘発を制御し、そのため運転パラメータの関数としてこ
の誘発を遅らせるか又は早めることができる、という点
にある。
段階Ｐ′2,P′３及びＰ′４はその後図３の実施態様
の場合と同じ方法で互いに続いて起こる。エンジンブレ
ーキとしての作動のためには、クラッチ39は係合状態に
とどまり、制止手段36,38及びクラッチ42は図３のそれ
ぞれの制止手段36,38及び37と同じ要領で制御される。
図３のものとの違いについてのみ以下に記述する図５
の実施例においては、第１のアクセス18は、後で説明す
る付加的な差動装置51を用いて変速装置の出力４に連結
されている。
クラウン16と回転に関して一体化されている差動機構
13の第２のアクセス19は、２つの連続した遠心クラッチ
９及び107を用いて装置の入力端２に連結されている。
これらのクラッチのうち入力端２に直接隣接しているも
のは、すでに記述したクラッチ９である。
これら２つの遠心クラッチのうちもう１つのもの107
は、相対的角度スリップの可能性を残しながら、遊星減
速機27を用いて差動機構13の第２のアクセス19に入力端
２を連結するための選択的連結手段を構成する。
更に限定的に言うと、遠心クラッチ107の駆動部材108
は同時にクラッチ９の被動部材を構成する。クラッチ10
7の被動部材111は減速機27のプラネットホイール28に連
結されている。
差動機構13の第３のアクセス21は、プラネットホイー
ル14及びクラッチ107の駆動部材108と回転に関して一体
化されている。
遠心クラッチ107は、クラッチ９が感応性をもつ速度
敷居値に比べ値的に上にある速度間隔を増加方向に入力
端２の回転速度が横断した時点で係合状態へと変わるよ
うに、クラッチ９を用いてその駆動部材108に伝達され
た入力端２の回転速度に対し感応性を有する。更に、こ
の速度間隔は、クラッチ107を介して通過する傾向をも
つトルクの増加関数として可変的である。例えば、この
間隔は一分あたり500回転の幅をもつ可能性があり、又
その中心は、伝達されるべきトルクの関数として一分あ
たり2000回転から4000回転の間で移動できる。このよう
なクラッチの一実施態様については後で述べる。
クラッチ23は、第１のアクセス18の回転速度が増加方
向に特定の１回転速度間隔を横断した時点で第１及び第
２のアクセス18及び19を互いに対して漸進的に連結する
ため、差動機構の第１のアクセス18の回転速度に対して
感応性をもつ。クラッチ107の場合と同様に、伝達すべ
きトルクが増大したときこの回転速度間隔の値を上げる
ための手段が具備されている。
クラッチ107がグリップされているもののグリップ23
は連結されておらず、従って第２のアクセス19が被動部
材111のものと異なる速度で回転できるようにしている
場合、遊星減速機27は、逆方向に回転する傾向をもつク
ラウン31がフリーホイール32によってこれを妨げられ従
って不動状態にされることから、被動部材111の回転速
度との関係において第２のアクセス19の回転速度を減少
させる。この比は、例えば2.5対１でありうる。
逆に、クラッチ23が係合されている場合、クラッチ９
及び107、遊星減速機27及び作動機構13を含むアセンブ
リ全体は、直接駆動モードで挙動し、単一のユニットと
して回転する。
図３の装置に比較して、第２のアクセス19とクラウン
（冠）歯車31の間のクラッチは削除されている。実際、
クラッチ107が係合状態にあるとき、第１のアクセス18
のより高い速度で起こるクラッチ23の係合状態への切り
換えは間接的にサテライトキャリヤ19とプラネットホイ
ール28を互いとの関係において固定し、従ってクラウン
31自体がサテライトキャリヤ19の速度で回転することを
強いられることになるため、前記クラッチは余分なもの
になっているのである。これは、図３のコンバータが、
係合状態においていかなる相対的角度スリップも生み出
さないクラッチ107により置換されたために起こること
である。
同様にして、クラッチ23の制御装置は削除された。
付加的な差動装置51は、差動機構13の第１のアクセス
に連結され入力端部材を形成するクラウン52を含む遊星
歯車列の形で作られる。このクラウン52は、出力端部材
を形成するサテライトキャリヤ54により支持されたサテ
ライト53とかみ合う。これらのサテライト53は同様に差
動装置51のプラネットホイール56ともかみ合う。
付加的差動装置51は、駆動アクスル６の動作方向を選
択するための装置57と結びつけられている。選択装置57
は、サテライトキャリヤ54に対し回転に関して連結され
ているもののスプライン61によりこのキャリヤとの関係
において軸方向に移動可能な個々の滑り歯車59ならび
に、回転に関しプラネットホイール56に連結されている
もののスプライン63によりこれとの関係において軸方向
に移動可能な個々の滑り歯車62から成る組合せ滑り歯車
58を含んで成る。この２つの個々の滑り歯車59,62は異
なる速度で回転できるが、それ自体既知のものである手
動機構（図示せず）によって制御される軸に沿った動作
のために互いに対し連結されている。滑り歯車59は、サ
テライトキャリヤ54を不動の状態にするため固定のつめ
66と相互作用できるつめ64、及び出力端４をサテライト
キャリヤ54に連結するため出力端４の相応するつめ68と
相互作用できるつめ67を有する。
個々の滑り歯車62は、出力端４にプラネットホイール
56を連結するよう出力端４の相応するつめ71と相互作用
するためのつめ69、ならびにつめ73が逆方向に回転する
のを妨げるフリーホイール76を用いて変速装置１のハウ
ジング74に連結された相応するつめ73と選択的に相互作
用できるつめ72を有する。
図５の上部は、前進動作位置にある滑り歯車58を示し
ている：個々の滑り歯車59は、サテライトキャリヤ54を
出力端４に連結し、固定つめ66からサテライトキャリヤ
54を解除するが、その間個々の滑り歯車62はプラネット
ホイール56から出力端４を解除しフリーホイール76を用
いてハウジング74にプラネットホイール56を連結する。
逆動作に切換えるためには、組合せ滑り歯車58は、図
５においてその下部に示されているように左方へ移動さ
せられ、かくして次のような作業を同時に行なう；すな
わち、出力端４からのサテライトキャリヤ54の連結解除
及びつめ66を用いた回転に関してのサテライトキャリヤ
54の不動比、プラネットホイール56に対する出力端４の
連結及びハウジング74との関係におけるプラネットホイ
ール56の解除。
従って、この後者の状況において、サテライトキャリ
ヤ54は回転しないようにされており、そのためサテライ
ト53は、クラウン52が正転方向に回転したとき逆転方向
にプラネットホイール56を回転させる動作逆転器として
挙動する。
更に、サテライトキャリヤ54の回転速度が特定の回転
速度間隔より上にあるとき付加的な差動装置が直接駆動
によって作動するように、サテライトキャリヤ54の回転
速度がこの特定の回転速度間隔を横断するときサテライ
トキャリヤ54とクラウン52を互いに対して漸進的に連結
するような遠心クラッチ77が存在する。クラッチ107及
び23の場合と同様に、この速度間隔は、伝達すべきトル
ク自体が更に高くなったとき更に高い値へと移動する。
従って、前進動作での作動は以下のとおりである；ク
ラッチ77が連結解除された状態にある場合、プラネット
ホイール56は定置反動部材を構成し、サテライトキャリ
ヤ54はクラウン52の速度よりも低い速度で前方方向に回
転する。出力端４はサテライトキャリヤ54と同じ速度で
回転する。クラッチ77が係合位置にあるとき、差動装置
51全体は直接駆動状態にあり、プラネットホイール56
は、逆転方向への回転のみを妨げるフリーホイール76に
より許されるとおりに、サテライトキャリヤ54及びクラ
ウン52と同じ速度で回転する。このとき出力端４は、差
動機構13の第１のアクセス18と同じ速度で回転する。
更に、クラウン52とサテライトキャリヤ54の間には、
サテライトキャリヤがクラウン52より速く回転するのを
防ぐことにより、エンジンブレーキとしての作動を可能
にする機能を果たすフリーホイール78が具備されてい
る。
ここで図６乃至図９を参照にしながら、伝達すべきト
ルクが増大したときそれ以上になると係合状態に達する
ような速度の値を増大させるため、生産上の高い単純
性、きわめて漸進的な作動、軽量さ、かさの低さ、及び
伝達すべきトルクに対する感応性といった利点と技術的
効果を調和させるような遠心クラッチについて記述す
る。
このクラッチは、クラッチ23の例を取り上げて記述す
るが、この説明がクラッチ107又はクラッチ77のいずれ
にでも、又更にはこのような要領で同様に製造できるク
ラッチ９にさえ同様に適用できる、ということは明白で
ある。
クラッチ23は、マルチディスクタイプのクラッチであ
る。すなわち、これには、クラウン16と回転について一
体化されたディスク79とサテライトキャリヤ18と回転に
ついて一体化されたディスク81が含まれている。ディス
ク17は、クラウン16に固定されたカラー83の内部スプラ
インと軸方向に滑動可能な形でかみ合う外部周辺歯を含
む。ディスク81は、サテライトキャリヤ18に固定されデ
ィスク79及び81のための定置ストッパ87で終結するカラ
ー86の上に形成された外部スプライン84と軸方向に滑動
可能な形でかみ合う内歯を含んでいる。外部スプライン
84はカラー83の内部スプライン82によってとり囲まれて
いる。
クラッチ23の重要な特徴によると、２つの連続したデ
ィスク79及び81の間で各々の間隙の中に、ルーズ摩擦リ
ング88が置かれている。このルーズ摩擦リング88は例え
ば、ディスク79,81が鋼でできている場合青銅から作ら
れている。リング88はスプライン82ともスプライン84と
もかみ合わず、スプライン84の上部でその中ぐりを用い
てセンタリングされている。ルーズリング88の厚みは例
えば0.5mmであり、ディスク79,81の厚みは例えば0.8mm
である。従って、非常に制限された軸方向空間の中に数
多くのディスク及びリングを重ね合わせることができ
る。
作動中リングはディスク79及び81の速度の平均である
速度をとり、かくしてクラッチ内の摩擦速度を全て２で
割り加熱にさらされた表面積を２倍にする。
ストッパ87とは反対側で、スプライン84は、半円形に
丸味のついた半径方向外側の縁部91をもつ取り外し可能
なリング89によって軸方向に制限されている。更にクラ
ッチは、各々伝達装置の軸方向平面内に配置された金属
プレートから成る１連の調速機おもりを有している。各
調速機おもり92はその周囲、その半径方向内側縁部に、
縁部91を収容する切欠き93を有している。各調速機おも
り92の切欠き93は、縁部91の断面形状と同じ半径Ｒで円
の１セグメントの形をした底面と、約15゜に等しい角度
で切欠きの底面から互いとの関係において分岐する２つ
の側縁部94を有している。調速機おもり92はかくして、
周縁部91上に揺動する形でとりつけられている。調速機
おもり92の重心Ｇは、ディスク79及び81と反対側でリン
グ89に向かって位置づけされている。休止状態におい
て、調速機おもり92は、重心Ｇがサテライトキャリヤの
回転軸（図６には図示せず）の比較的近くにある状態
で、図６に示された位置にある。サテライトキャリヤが
回転しているとき、中心Ｇにおいて調速機おもり上に及
ぼされる遠心力は、図７に示されているように、縁部91
の半円形断面形状の中心Ｃを中心にして調速機おもりを
揺動させる。
図９は調速機おもり92のうちの３つを示しているが、
調速機おもりは変速装置の全周囲上に均等に分布してい
ることに留意しなくてはならない。例えば、数グラム例
えば各々７グラムの重さの調速機おもりが40あってもよ
い。
各々の調速機おもり92は、ディスク79及び81の方向
に、遠心力の作用下で重心Ｇが半径方向外向きに旋回す
るときディスク79及び81の方へ軸方向に導かれる動作コ
ンポーネントをもつ起動面96を有している。各調速機お
もりの起動面96は、全ての調速機おもりに共通でかつ調
速機おもり92とディスク79,81の間に置かれその半径方
向内側縁部には外部スプライン84及びカラー86と軸方向
に滑動可能な形でかみ合う歯99を有するようなスラスト
リング98に属する湾曲面に対して押しつけられる。
従って、図７に示されているように、調速機おもりが
遠心力の作用の下で半径方向外方に移動するとき、その
起動力96はスラストリング98をディスクに向かって押
し、それはディスク79,81及びその間に置かれたゆるい
リング88の圧縮の方向にスプライン84に沿って移動す
る。図６では、クラッチが解除状態にあるときのディス
クの間の間隔どりは誇張されている。実際、この間隔ど
りは裸眼には見えず、従ってクラッチをその係合解除状
態から切換わらせるのに必要なリング98の動きはきわめ
てわずかであってよく、例えば約1mmである。図９にお
いて、リング98の一部分は、縁部91上の調速機おもり92
の１つの揺動式取りつけを示すため取外された状態にあ
るものと想定されている。実際には、リング98はカラー
86の全周にわたって拡がっている。
リング98はその外周を用いて、中を通って軸方向に方
向づけされたスロット203が開放しているような軸方向
端部202に至るまでディスク79及び81と反対の方向に軸
方向に延びるケージ201にとりつけられている。なおこ
れらのスロットの各々の中に調速機おもり92が誘導され
その縁部91を中心とした揺動動作の間そのそれぞれの軸
方向平面内にそれを保つようになっている。
図６に示されているように、ケージ201は半径方向に
縁部を超えて、この縁部と周囲リング206の半円形に丸
味のついた半径方向内側縁部204の間を通過する。各々
の調速機おもりは、その周囲の半径方向外側部分に、１
つの円のセグメントの形をした底面と約15゜の角度で分
岐する２つの縁部を有する切欠き207を有している。こ
の切欠き207は、揺動する形でリング206の縁部204を収
容する。各々の調速機おもり92上の切欠き207の場所
は、調速機おもりが縁部91の中心Ｃのまわりで揺動する
とき、切欠きがほぼ純粋に軸方向の動きを行なうように
選択される。この目的で、切欠き207は、リング206の縁
部204がリング89の平面のいずれの側でも移動するよう
に配置されている。周囲リング206の目的は、調速機お
もりが半径方向外方に自由に脱出しないようにし、又調
速機おもりを縁部91を中心としたその揺動動作において
まとめて連結することにある。
周囲リング206はその半径方向外方領域において更
に、図８に示された最大半径方向偏向の位置において突
き合さっている全体として円筒形をしたストップウイン
グ208を有する。この位置は、ディスク79,81及びリング
88の摩擦状態が最大である場合に達成される。この場
合、リング206のストップウイング208によって調速機お
もり92が支えられていることから、調速機おもり92は過
度に偏向しないように、又例えば変速装置が中に密閉さ
れているハウジングに対してこすることがないようにな
っている。
図６及び図７では、各々の調速機おもり92はその周囲
の輪郭によって、機構の軸に向って方向づけられかつ上
には環状プッシャ213上にスラスト玉軸受212を用いてそ
れ自体支持されているライニング211を選択的に支える
ことのできる付属部を構成しており、このため、変速装
置が一定の与えられた条件下で変速装置内で自動的に起
こる傾向のあるものよりも高いステップダウン比で作動
することが望ましい場合、クラッチは係合解除された状
態に保たれることになる。
図６は、係合状態への切換えを妨げる位置にあるライ
ニング211を示し、一方係合状態への切換えを可能にす
る位置は図７に示されている。
従来の自動変速装置のマルチディスククラッチについ
て慣習的であったように、本発明に従ったマルチディス
ククラッチは、ディスク79,81及びルーズリング88の注
油を伴って作動する。
図６及び７に示されている手段211,212,213は図５に
示されておらず、これらは、ギヤボックスの作動に対し
付加的な可能性を与えるが、必要不可欠なものではな
い。
本発明に基づくマルチディスククラッチの作動につい
てここで説明する。中心Ｇに及ぼされた遠心力Ｆが回転
中心Ｃのまわりに有するてこの腕Ｌは、リング98の縁部
97上での面96の支持力Ｈが同じ中心Ｃのまわりに有する
てこの腕ｍよりも著しく大きい。中心Ｃのまわりの力Ｆ
のトルクは調速機おもり92上のリング98の反動トルクに
よって平衡化され、そのため、以下のような関係をもた
らす： Ｆ×Ｌ＝Ｈ×ｍ、従って Ｈ＝Ｆ×L/m 従って、Ｌがｍの約４倍である図示されている例にお
いて、リング98が受ける力Ｈは、調速機おもり92により
生成された遠心力の約４倍に等しい。
力Ｈは、各々のディスク79又は81上に、ディスク79及
び81を同じ速度で回転させる傾向をもつ摩擦力を生成す
る。各ディスクは全ての調速機おもり92の全圧縮力Ｈを
受けとることから、ディスク79及び81ひいてはルーズリ
ング88の数の増加は、それを超えるとクラッチが係合状
態になる速度の低下に相応する。従って、換言すると、
ディスク79及び81の多重度は、調速機おもり92によって
生成される遠心力の増幅におけるもう１つの要因であ
る。この遠心力の２重増幅のため、及びクラッチの周囲
全体にわたり分布する多数の調速機おもりをもつ可能性
のため、多大な動力を伝達するクラッチを係合状態へと
取り換えさせるのに、驚くほど低い単位質量（例えば７
グラム）の調速機おもりで充分である。すでに説明した
ように、ルーズリング88は、連続するディスクの間の摩
擦面積を２倍し、各ディスクはそれが間に置かれている
２枚のディスクの速度の平均である１つの速度をとるこ
とから、かくして摩擦速度は２分割されることになる。
実際、考えられうることとは逆に、リングはディスクの
１枚に付着し、全摩擦をその他のディスクとの界面に伝
達する傾向をもたないことが確認された。
更に、多数の広い摩擦表面積のため、係合解除状態か
らの係合プロセスが開始した時点から完全に係合した状
態に達した時点までの間には、軸受リングの大きなスト
ロークがある。例えば1mmであるこの大きなストローク
はクラッチを非常に漸進的なものにし、係合プロセス
は、特定の速度で起こるのではなく特定の速度範囲にわ
たって広がっている。
その上、スラストリング98が加える圧力は機構の幅を
中心とした調速機おもり92の回転速度の増加関数である
ため、又更に完全な係合を確保するためクラッチ上に加
えられるべき圧縮力は、伝達されるべきトルクの関数で
あることから、係合が起こる速度間隔は、伝達すべきト
ルクが高くなればなるほど高い値に向かって移動する。
従って、本発明に従ったクラッチは、自動車の変速装
置に対し次の２つの有利な結果を与える：すなわち −伝達比は係合プロセス中漸進的に変化すること；及び −より少ないステップダウン比への切換えは、伝達すべ
きトルクが高くなればなるほど高い速度で起こること。
係合状態から、同様に伝達すべきトルクによって左右
される１つの速度間隔を調速機おもり92の回転速度がよ
り低い値の方向へと横断する場合に、係合解除プロセス
が始まる。
一定の与えられたトルクについて、この速度間隔は、
係合プロセスの速度間隔よりも低い。係合状態にあると
きのディスクの互いの間での特定の付着効果の結果とし
て起こるこの現象は、同様に、自動車の変速装置に望ま
れるものに相応する。
本発明に従ったクラッチの利点は更に、取り付けが非
常に容易であるということにある。サテライトキャリヤ
とリング89がまだ結びつけられていない状態で、ディス
ク79及び81及びリング88は、２つのカラー83及び86の間
の軸方向の滑動によって設置される。この積重ねはスプ
ライン84上にスラストリング98を置くことによって完了
する。更に、調速機おもり92は、リング89と周囲リング
206の間に載置される。この目的のため、各々の調速機
おもり92は、リング206とリング89の間に平らに係合さ
れ、次に90゜にわたり旋回される。換言すると、４分の
１回転タイプの取付けは各々の調速機おもり92について
行なわれる。全ての調速機おもり92がこのように取付け
られた時点で、このアセンブリはサテライトキャリヤに
向かって軸方向に運ばれる。このとき各々の調速機おも
りはケージ201の対応するスロット203の中に係合されて
いる。その後は、例えばネジを用いてカラー86の前面に
リング89を固定するだけでよい。
特定の特徴をもつクラッチを作り出すために、ディス
ク79及び81の数及び調速機おもり92の数はそれ相応に選
択される。特定のトルクが伝達されるものとして、係合
が起こる速度を変えることなくより大きな漸進度をもつ
クラッチを得るためには、同じ割合でディスク数を増加
し調速機数を減少させることができる。
図５の変速装置は全体として以下のように作動する。
なお以下において、全ての遠心クラッチは、クラッチ23
に関して図６から９を参照しながら説明された構造を有
するものと仮定する。又、エンジンブレーキとしての作
動の問題が扱かわれるまで、制止手段36,38及び211は解
除位置にあり、制止手段37は制止位置にあるということ
も仮定する。
エンジン３が無負荷運転している場合、遠心クラッチ
９は連結解除され、そのため入力端２を除き変速装置１
は全体として、自動車のホイールが静止状態にある場合
静止していることになる。
入力端２の回転速度がエンジン３に対する操作により
増加された場合、遠心クラッチ９は入力端２と、一方で
はクラッチ107の駆動部材又は他方では第３のアクセス2
1すなわち遊星歯車列13のプラネットホイール14との間
の連結を行なう。この段階で、クラッチ107は係合解除
状態にある。このとき、動作は図２の段階Ｐ′１の動作
に一致する。これが変速装置の第１の比である。
入力端２の回転速度が増大しつづける状態で、遠心ク
ラッチ107内で係合プロセスが開始し、このクラッチは
遊星歯車列13のアクセス19に対してトルクを伝達する。
このトルクは、例えば2.5といった比で増倍する減速機2
7によってクラウン16に伝達される。減速機27のクラウ
ン31は、逆転方向に回転しようとするが、これはフリー
ホイール32によって妨げられる。最初、なおも低い駆動
部材108ひいてはそれが駆動する調速機おもりの回転速
度からみて、このように増倍されたトルクは、サテライ
ト17によってクラウン16に対し反対方向に伝達されたト
ルクよりも低い。従ってクラウン16はなおも逆転方向に
回転しようとし、この動作を妨げるフリーホイール22を
用いてフレーム上の反動サポートを獲得し続ける。
クラッチ107が被動部材111上に充分な駆動トルクを生
み出すと直ちに、クラウン16は正転方向に回転に関して
セットされ、かくしてサテライトキャリヤ18に対しプラ
ネットホイール14により伝達される動力に加わる有効な
動力を伝達する。この段階で、差動機構13は、動力付加
装置として作用する。
被動部材111に対しクラッチ107によって伝達されるト
ルクが増大するにつれて、クラウン16は、クラウン107
が完全に係合された状態に達したとき減速機27内で比に
よって除されたようなプラネットホイール14の角速度に
達するような増大する角速度をとる。従って装置１の初
期動力伝達比は、例えば４対１である値から1.8対１で
ある値（クラウン16がホイール14の５分の２の速さで回
転するときのプラネットホイール14とサテライトキャリ
ヤ15の回転速度の比）まで、漸進的に変化する。これ
が、変速装置の第２の比である。上述のように、第１の
比から第２の比への漸進的切換えが起こる入力端２の回
転速度間隔は、伝達すべきトルクの関数である。実際、
クラッチ内に増大したグリップ力を生成する増大した速
度が、増大したトルクの伝達に必要なのである。クラッ
チ107内の摩擦に起因する損失は驚くほど低く、摩耗は
本発明に基づくクラッチ構造の結果として又動力のうち
のわずかな部分のみがクラッチのスリップ時点でクラッ
チ107を介して通るために同様にきわめて低いものであ
ることがわかるだろう。
サテライトキャリヤ18の角速度が、伝達すべきトルク
の関数としてクラッチ23により構成された速度間隔を増
加方向に横断するとき、クラッチ23はサテライトキャリ
ヤ18をクラウン16まで連結し、そのため入力端２とサテ
ライトキャリヤ18の間の変速装置１全体は入力端２の速
度で回転することになる。これが、伝達装置の第３の比
に相当する。
クラッチ107と同様に、クラッチ23はスリップ中動力
の一部分のみを伝達する。
上述の作動段階全ての間、遠心クラッチ77は連結解除
状態にあった。
その後、サテライトキャリヤ54の速度は、クラッチ77
が漸進的に係合状態に変わる速度間隔を増加方向に横断
し、かくして変速装置全体の中で直接駆動を確実なもの
にする。これが、変速装置の第４の比に相当する。
エンジンブレーキとしての作動中、入力端２と出力端
４の間のフリーホイール26及び78はつねに出力端４が入
力端２より速く回転しないようにする。
更に効果的なエンジンブレーキは、係合解除状態にク
ラッチ77を強制的に切換えるために211,212,213（図６
及び図７）のような手段を使用する必要がある場合、歯
車列を強制的に減速機として機能させるために、クラウ
ン52制止用手段221を制止位置に置くことによって得る
ことができる。
更に効果的なエンジンブレーキは、変速装置を第２の
比に従って作動させるため、更にクラウン16の回転速度
との関係において、減速機27のプラネットホイール28の
回転速度を増大させるべく、クラウン31及び52をそれぞ
れ制止するため手段38及び211を同時に制止位置に置く
ことによって得ることができる。
更に効果的なエンジンブレーキは、手段38及び手段37
を解除し手段36を制止することによって得られ、この場
合変速装置は第１の伝達比で制止され、クラウン31は逆
転方向に高速で回転している。
図10は、ケージ201及び周縁部91が内部スプライン82
と一体化されているという点で図６乃至９のものと異な
っている本発明に従ったクラッチのもう１つの例を示し
ている。従ってケージ201はもはや軸方向に移動でき
ず、調速機おもり92及び周囲リング206をとり囲む周辺
ベル222を用いて縁部91に対してスプライン82を連結す
るのに役立つ。この縁部201は、スラストリング98のほ
ぼ反対側にあるが縁部91から外方に半径方向オフセット
を有し、このため、調速機おもりの起動表面96の動き
は、調速機おもりの重心Ｇが半径方向外方に移動すると
きクラッチディスク79,81の圧縮方向に軸方向成分を有
する。
上述の４つの実施態様は、油圧制御装置無しで作動で
き、きわめて軽量でコンパクトでかつ経済的である。特
に、フリーホイール、遠心クラッチ及び制止手段といっ
たタイプのコンポーネントは、コスト価格の非常に低い
市販のコンポーネントである。可動部材の間の全てのク
ラッチは、遠心力によって起動させられるため単純であ
る。これに数字を載せるとすれば、本発明に従った変速
装置は一般の自動変速装置に比べて生産コストが５分の
１乃至10分の１であり、そのかさは約２分の１乃至３分
の１である。更に低速での燃料消費量及び性能は、かな
り改善されている。
当然のことながら、本発明は、上述の図示された例に
限られているわけでない。
遠心クラッチ９及びフリーホイール22を削除すること
によって、図１の装置を更に単純化することが可能であ
ろう。この場合入力端２はポンプ８に直接連結されてい
る。無負荷運転中、自動車は停止されているものと仮定
されており、サテライトキャリヤが不動状態にあること
から、プラネットホイール14は前進方向にクラウンは後
ろ方向に駆動される。この逆方向回転は、タービン11の
方に伝達され、従ってこのタービン11はポンプ８に対し
反対方向に強制的に回転させられ、かくしてオイルの加
熱及び動力損失という結果をもたらす。
図５の実施態様に基づいて、減速機27、付加的差動装
置51及びクラッチ107及び23の一方を削除すること及び
サテライトキャリヤ18を出力端４に直接連結することに
よって、互いの間で漸進的に遷移する２つの比のみをも
つ装置を製造することが可能であろう。
３つの比をもつ装置も、付加的な差動装置51を削除す
ることにより又サテライトキャリヤ18を出力端４に連結
することにより製造できる。差動装置51は、クラッチ９
の被動部材と駆動部材108（それ自体アクセス21に連結
された状態にとどまっている）の間に置くことができ
る。
79及び81といった２枚の連続するディスクの間の各々
の空隙の中に、88といったリングが複数あってもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 F16H 3/00 - 3/78

Claims (34)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】３つのアクセス（18、19、21）を有する差
    動機構（13）が、入力端（２）と出力端（４）の間に設
    けられた、特に自動車用の可変の変速比を有する変速装
    置において、 前記差動機構の第１のアクセス（18）は前記装置の出力
    端（４）に連結されており、 前記差動機構の第２のアクセス（19）は第１の伝達比か
    ら第２の伝達比へシフトするための第１の選択的連結手
    段（７、107）の被駆動部材（11、111）に連結され、前
    記第１の選択的連結手段の駆動部材（８、108）が前記
    装置の入力端に連結されており、第２の伝達比において
    作動している間は、第１の伝達比において作動している
    間よりも、出力端（４）の回転速度は前記入力端の回転
    速度に対して高くなっており、 前記差動機構（13）の第３のアクセス（21）は前記第１
    の連結手段（７、107）とは独立して前記装置（１）の
    前記入力端（２）に連結されており、 前記第１の選択的連結手段（７、107）が前記第２のア
    クセス（19）を前記入力端（２）から分離して前記第１
    の伝達比に従って作動中に、前記第２のアクセス（19）
    が反対方向へ回転することを防止する手段（22）が設け
    られており、 前記第１の選択的連結手段（７、107）は、該連結手段
    の回転速度の関数として作用し、かつ、この回転速度の
    関数であるトルクが伝達される間、相対的角度スリップ
    を可能する連結手段であり、 伝達されるトルクがより高い場合に、より高い速度へ向
    かう前記第２の伝達比へのシフトが自動的に行われ、前
    記第１の選択的連結手段（７）が連結された状態下で前
    記第２の伝達比のために作動し、前記装置の入力端
    （２）と前記差動機構の第２のアクセス（19）との間を
    減速、連結し、 速度に感応して前記差動機構の第１と第３のアクセスの
    間の直接駆動状態に対応した伝達比をもたらす第２の選
    択的連結手段（23）が設けられていることを特徴とする
    可変比変速装置。
  2. 【請求項２】前記第２の選択的連結手段（23、24）は、
    前記装置（１）の出力端（４）の回転速度および変速装
    置（１）により伝達される負荷に関連するパラメータに
    感応する自動手段であることを特徴とする請求項１に記
    載の装置。
  3. 【請求項３】直結駆動にシフトする速度範囲を横断して
    回転速度が増加するとき、前記第２の選択的連結手段が
    前記差動機構（13）の３のアクセスのうち２つのアクセ
    ス（18、19）を漸次連結することを特徴とする請求項２
    に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記第１の選択的連結手段（７）は、それ
    自体のスリップにより、前記装置の入力端（２）と、前
    記差動機構の第２のアクセスとの間の減速を行うことを
    特徴とする請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記第１の選択的連結手段（７）の被駆動
    部材（11、111）は、２速減速機（27）を介して前記差
    動機構（13）の第２のアクセスに連結されていることを
    特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】前記減速機（27）の２つのうち一方の比
    は、直接駆動比であることを特徴とする請求項３に記載
    の装置。
  7. 【請求項７】前記減速機（27）は第２の差動機構を具備
    しており、前記差動機構はフリーホイール（32）に取り
    付けられた反動部材（31）を具備しており、前記フリー
    ホイールは、前記連結手段（７、107）の被駆動部材（1
    1、111）と、前記第２のアクセス（19）との間の減速中
    に、自らに伝達された反動方向への回転を防止すること
    を特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記第１の選択的連結手段（７）は、それ
    自体のスリップにより、前記装置の入力端（２）と、そ
    れ自体の被駆動部材（11）との間の減速を行い、 被駆動部材（11）と、差動機構の第２のアクセス（19）
    の間に設けられた第２の差動機構が、フリーホイール
    （32）に取り付けられた反動部材（31）を具備してお
    り、前記フリーホイールは、前記連結手段（７、107）
    の被駆動部材（11、111）と、前記第２のアクセス（1
    9）との間の減速中に、自らに伝達された反動方向への
    回転を防止し、 更に、前記入力端（２）と前記出力端（４）の間におい
    て、より低い比に相当する作動段階（Ｐ′３）におい
    て、前記連結部材（７、107）の被駆動部材（11、111）
    と、前記第２のアクセス（19）との間での直接駆動を選
    択的に確保する第３の選択的連結手段（33）が設けられ
    ていること特徴とする請求項１から３の何れか１項に記
    載の装置。
  9. 【請求項９】第１の動力伝達比に従って作動している
    間、反動部材（31）に設けられたフリーホイール（32）
    を解放する手段（42）を具備する請求項７または８に記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】前記第１の選択的連結手段（７）の駆動
    部材（８、108）は、入力クラッチ（９）を介して前記
    装置の入力端（２）に連結されていることを特徴とする
    請求項１から９の何れか１項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記入力クラッチ（９）は、前記装置の
    入力端（２）の回転速度が所定の閾値を超過した時に、
    前記装置（１）の入力端（２）の回転速度に感応して前
    記装置の入力端（２）を前記第１の選択的連結手段
    （７）の駆動部材（８、108）へ連結することを特徴と
    する請求項10に記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記装置の入力端（２）の回転速度が前
    記閾値よりも高い所定の速度範囲を横断して増加すると
    き、前記第１の選択的連結手段（７、107）が前記差動
    機構（13）の第２のアクセス（19）を漸次連結すること
    を特徴とする請求項２に記載の装置。
  13. 【請求項１３】更に、前記第１のアクセス（18）と前記
    出力端（４）との間に配設された付加的差動手段（51）
    を具備し、前記付加的差動装置は、 通常は逆転方向に回転しないようになっている反動部材
    （56）と、 回転速度に感応して前記付加的差動手段の入力端（52）
    および出力端（54）を直結駆動とする付加的選択的連結
    手段（77）とを備え、 前記付加的差動手段は、相対的角度スリップが可能であ
    り、回転速度の関数であるトルクを伝達し、 前記付加的差動手段（51）が、伝達すべきトルクが高い
    場合により高い速度比に向かって自動的に直結駆動にシ
    フトすることを特徴とする請求項１から12の何れか１項
    に記載の装置。
  14. 【請求項１４】付加的差動装置の出力端（54）を選択的
    に、かつ、略同時に連結解除して不動状態とし、反動部
    材（56）を解除して逆転方向にこれを回転可能とし、或
    いは、少なくとも間接的に装置の出力端（４）に対し反
    動部材を連結するための逆作動歯車（57）を具備するこ
    とを特徴とする請求項13に記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記少なくとも１つの選択的連結手段
    が、前記連結手段の回転速度が所与の速度間隔を増加方
    向に横断した時点で、係合解除状態から係合状態へ漸進
    的に切り換わるように、連結手段の前記回転速度の関数
    として制御されるクラッチ（107）であることを特徴と
    する請求項１から14の何れか１項に記載の変速装置。
  16. 【請求項１６】速度の関数として制御されたクラッチ
    （107）は、前記装置により伝達されたトルクの増加関
    数として速度間隔を変化させるための手段を具備するこ
    とを特徴とする請求項15に記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記速度間隔を変化させるための手段
    は、少なくとも予め定められた１つの変動範囲にわたり
    速度の略連続した関数であるグリップ力を、速度の関数
    として制御されたクラッチ（107）に対して加えるため
    の手段（92）を具備することを特徴とする請求項16に記
    載の装置。
  18. 【請求項１８】回転速度の関数として制御される、少な
    くとも１つのクラッチ（107）は、回転に関しクラッチ
    の被駆動部材（82）と駆動部材（84）に連結されている
    相互のディスク（79、81）を含むマルチディスクタイプ
    のクラッチであることを特徴とする請求項15から17の何
    れか１項に記載の装置。
  19. 【請求項１９】前記連続するディスク（79、81）の間に
    摩擦リング（88）が配設されていることを特徴とする請
    求項18に記載の装置。
  20. 【請求項２０】前記ディスク（79、81）は鋼材にて形成
    され、前記リング（88）が青銅で形成されていることを
    特徴とする請求項19に記載の装置。
  21. 【請求項２１】前記リング（88）が約0.5mmの厚さを有
    していることを特徴とする請求項19または20に記載の装
    置。
  22. 【請求項２２】前記回転速度の関数として制御される少
    なくとも１つのクラッチ（９、107、23、77）は複数の
    調速おもり（92）を具備し、 前記調速おもり（92）は、前記クラッチが感応する速度
    で回転駆動されている間、揺動可能に周縁部（91）に取
    り付けられており、 各調速おもり（92）は、全ての調速おもり（92）に共通
    のケージ（201）の略軸方向のスロット（203）内で案内
    され、少なくとも間接的にクラッチのディスクに押接さ
    れた作用面（96）として一体化されており、 前記調速おもり（92）の作用面（96）は、前記調速おも
    り（92）が遠心力の作用の下で揺動部材として旋回する
    とき、クラッチの軸圧縮方向への軸移動する要素を有し
    ていることを特徴とする請求項18から21の何れか１項に
    記載の装置。
  23. 【請求項２３】前記ケージ（201）のスロット（203）
    が、同ケージ（201）の一方の軸方向端部において解放
    されていることを特徴とする請求項22に記載の装置。
  24. 【請求項２４】前記ケージ（201）は、クラッチディス
    クにスラスト力を与えるスラストリング（98）に固定さ
    れており、前記調速おもりの作用面（96）が、前記スラ
    ストリング（98）に係合していることを特徴とする請求
    項22また23に記載の装置。
  25. 【請求項２５】前記マルチディスクタイプのクラッチは
    周囲リング（206）を具備しており、 前記周囲リング（206）は、前記調速おもり（92）を囲
    繞しており、同調速おもりの動作を同期させるために、
    軸方向に移動に関して前記調速おもり関して連結されて
    いることを特徴とする請求項22から24の何れか１項に記
    載の装置。
  26. 【請求項２６】前記周囲リング（206）が、遠心力の作
    用の下に前記調速おもり（92）の揺動を制限するストッ
    パ（208）を具備していることを特徴とする請求項25に
    記載の装置。
  27. 【請求項２７】前記調速おもりの各々（92）は中実のプ
    レートを具備しており、 前記プレートは、周縁部を受承するための切欠（93）
    が、その周囲に形成されていることを特徴とする請求項
    22から26の何れか１項に記載の装置。
  28. 【請求項２８】前記逆転防止手段を動作不能として前記
    出力端（４）の作用を安定化させることを特徴とする請
    求項１から27の何れか１項に記載の装置。
  29. 【請求項２９】前記選択的連結手段は油圧式トルクコン
    バータ（７）であり、 その駆動部材は、コンバータポンプ（８）であり、か
    つ、被駆動部材はコンバータータービンであることを特
    徴とする請求項１から11の何れか１項に記載の装置。
  30. 【請求項３０】前記クラッチ（107）が、遠心力の作用
    の下で前記クラッチに選択的に係合するように取り付け
    られた調速おもり（92）と、前記調速おもり（92）を遠
    心力の作用の下での揺動を制限する停止手段（208）を
    具備する請求項15から27の何れか１項に記載の装置。
  31. 【請求項３１】選択的マルチディスク摩擦連結装置にお
    いて、 第１と第２の要素と、 前記第１の要素と共に回転するように前記１の要素に連
    結された複数の第１のディスク（79）と、 前記第１のディスクと交互に配設され、かつ、前記第２
    の要素と共に回転するように前記２の要素に連結された
    複数の第２のディスク（81）とを具備して成り、 摩擦リング（88）が前記交互配設された一連の第１と第
    ２のディスクの間に配設されていることを特徴とする選
    択的マルチディスク連結装置。
  32. 【請求項３２】前記ディスク（79、81）が鋼材から形成
    され、前記リングが青銅から形成されることを特徴とす
    る請求項31に記載の装置。
  33. 【請求項３３】前記リング（88）が約0.5mmの厚さを有
    することを特徴とする請求項31または32に記載の装置。
  34. 【請求項３４】前記リング（88）が前記第１と第２のデ
    ィスクとは異なる材料から形成されることを特徴とする
    請求項31に記載の装置。
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