JP3261535B2 - 変速比連続可変変速機のまたはそれに関連する改良 - Google Patents
変速比連続可変変速機のまたはそれに関連する改良Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、基本構成要素として、変速比可変部材
（「ヴァリエータ」）、動力を分割し、再循環させる伝
導装置ユニット、および更に他の伝導装置によりヴァリ
エータおよびユニットの組合せ出力を変速比連続可変変
速機（CVT）の最終出力シャフトに接続するように選択
的に噛み合うことができる複数のクラッチを全体として
備えているCVTに関する。CVTの典型的一「レジーム」で
は、すなわちクラッチの特定の一つが噛み合うと、CVT
の変速比の範囲はヴァリエータの変速比範囲の関数であ
る。駆動をCVT出力に伝えるのに二つ以上の選択的クラ
ッチおよび更に他の伝導装置の組合せを設けると、「マ
ルチレジーム」システムが形成され、各レジームともヴ
ァリエータの範囲一杯を利用することができ、全体とし
てのCVTの変速比範囲が拡大し、レジームの数を累乗し
たCVTの変速比範囲に近付くことができる。本発明は有
限の入力速度に応答してゼロ出力速度を伝えることがで
きるヴァリエータの付いた変速機を備えているが、本発
明は特にそのヴァリエータがゼロ出力速度を伝えること
ができないベルト・シーブ式または他の形式のものであ
るCVTに適用される。更に詳細に述べれば、本発明はト
ロイダルレース転動牽引式のヴァリエータの付いたCVT
に適用される。
（「ヴァリエータ」）、動力を分割し、再循環させる伝
導装置ユニット、および更に他の伝導装置によりヴァリ
エータおよびユニットの組合せ出力を変速比連続可変変
速機（CVT）の最終出力シャフトに接続するように選択
的に噛み合うことができる複数のクラッチを全体として
備えているCVTに関する。CVTの典型的一「レジーム」で
は、すなわちクラッチの特定の一つが噛み合うと、CVT
の変速比の範囲はヴァリエータの変速比範囲の関数であ
る。駆動をCVT出力に伝えるのに二つ以上の選択的クラ
ッチおよび更に他の伝導装置の組合せを設けると、「マ
ルチレジーム」システムが形成され、各レジームともヴ
ァリエータの範囲一杯を利用することができ、全体とし
てのCVTの変速比範囲が拡大し、レジームの数を累乗し
たCVTの変速比範囲に近付くことができる。本発明は有
限の入力速度に応答してゼロ出力速度を伝えることがで
きるヴァリエータの付いた変速機を備えているが、本発
明は特にそのヴァリエータがゼロ出力速度を伝えること
ができないベルト・シーブ式または他の形式のものであ
るCVTに適用される。更に詳細に述べれば、本発明はト
ロイダルレース転動牽引式のヴァリエータの付いたCVT
に適用される。
本発明は特に前部積載ダンプトラックのような車両の
必要性の考察から生じたものである。このような車両用
のCVTは全体範囲が広いばかりでなく、典型的に最大前
進速度の多大な割合−たとえば60％−に及ぶ値の最大後
退速度を発生する。更に他の二つの欲しいものは、第１
に、車両が典型的にバケットを土壌、砂、石、または類
似のものの固まりの中に前進し、それを詰めてから後退
してそれを引き出すとき、車両が低速で移動するとき、
前進および後退の双方で、CVTは高トルクを伝えること
ができるべきである。第２に、変速機がマルチレジーム
CVTである場合、幾つかのレジームの一つの範囲が、そ
の範囲の間に「ニュートラル切り換え」状態を含む、前
進および後退の双方の運動を備え、車両を低速で操縦す
るとき前進運動と後退運動との間を頻繁に変える際のド
ライバーの仕事を容易にし、他の場合にはCVTが特に高
いトルクを伝える必要があるときその駆動条件で頻繁に
切り替える必要がある前進および後退のクラッチの必要
性を回避するのが特に有利である。
必要性の考察から生じたものである。このような車両用
のCVTは全体範囲が広いばかりでなく、典型的に最大前
進速度の多大な割合−たとえば60％−に及ぶ値の最大後
退速度を発生する。更に他の二つの欲しいものは、第１
に、車両が典型的にバケットを土壌、砂、石、または類
似のものの固まりの中に前進し、それを詰めてから後退
してそれを引き出すとき、車両が低速で移動するとき、
前進および後退の双方で、CVTは高トルクを伝えること
ができるべきである。第２に、変速機がマルチレジーム
CVTである場合、幾つかのレジームの一つの範囲が、そ
の範囲の間に「ニュートラル切り換え」状態を含む、前
進および後退の双方の運動を備え、車両を低速で操縦す
るとき前進運動と後退運動との間を頻繁に変える際のド
ライバーの仕事を容易にし、他の場合にはCVTが特に高
いトルクを伝える必要があるときその駆動条件で頻繁に
切り替える必要がある前進および後退のクラッチの必要
性を回避するのが特に有利である。
本発明のCVTは以前の特許公報EP−Ａ−0302188に記さ
れているCVTとは特に区別すべきであることにも注目す
べきである。前記特許公報はレジームの連続で動作する
能力、したがって拡張した全比率範囲を与える能力がCV
T出力をその速度が相互に増減する二つのシャフトの一
つに選択的に接続することから生ずるCVTについて述べ
ている。しかし、EP−Ａ−0302188では、歯車装置ユニ
ットは、それらの双方が共にすべてのレジームで動力を
分割し、再循環するように構成されている２つのエピサ
イクリック歯車を有する。それ故二つの歯車を連続的且
つ長期の使用に耐えるように設計しなければならない。
本発明の歯車装置ユニットはやはり二つのこのような歯
車をそなえているが、それらの一つだけが常に動力を再
循環し、一つのレジームでだけそうするように構成され
ている。
れているCVTとは特に区別すべきであることにも注目す
べきである。前記特許公報はレジームの連続で動作する
能力、したがって拡張した全比率範囲を与える能力がCV
T出力をその速度が相互に増減する二つのシャフトの一
つに選択的に接続することから生ずるCVTについて述べ
ている。しかし、EP−Ａ−0302188では、歯車装置ユニ
ットは、それらの双方が共にすべてのレジームで動力を
分割し、再循環するように構成されている２つのエピサ
イクリック歯車を有する。それ故二つの歯車を連続的且
つ長期の使用に耐えるように設計しなければならない。
本発明の歯車装置ユニットはやはり二つのこのような歯
車をそなえているが、それらの一つだけが常に動力を再
循環し、一つのレジームでだけそうするように構成され
ている。
本発明は「請求の範囲」により規定されており、その
内容はこの明細書の開示に含まれていると考えるべきで
ある。本発明は付図を参照して説明するようなCVTを備
えており、次に付図を参照して例を用いて説明すること
にする。
内容はこの明細書の開示に含まれていると考えるべきで
ある。本発明は付図を参照して説明するようなCVTを備
えており、次に付図を参照して例を用いて説明すること
にする。
図１はヴァリエータ、エピサイクリックユニット、お
よび最終駆動シャフトの軸を含む共通平面で取った、一
つのCVTの概略図である。
よび最終駆動シャフトの軸を含む共通平面で取った、一
つのCVTの概略図である。
図２は図１のCVTの部品の概略図であり、更に比率お
よび速度の値を示してある。
よび速度の値を示してある。
図３は速度および比率の値の表である。
図４−図６は図１−図３と同様であるが選択的CVTに
関係している。
関係している。
図７は図１の輪郭を修正したもので、更に他のレジー
ムを追加する方法を示している。
ムを追加する方法を示している。
これら図において、マイナス（−）符号は、エピサイ
クリック歯車比に適用したとき、支持枠が静止状態に保
持されている場合円環部材と太陽部材との間に生ずる方
向の逆転を示している。回転速度に適用したとき、回転
が原動機の回転と反対方向であることを示している。歯
車列に適用したとき、入力歯車と出力歯車との間の方向
の逆転を示している。したがって図１および図４におい
て、簡単にするために、実際に図示してある歯車の数が
明らかに、示したものとは異なる符号の出力を生ずる一
定の歯車列で幾つかの遊び歯車を省略してあることが明
らかであろう。
クリック歯車比に適用したとき、支持枠が静止状態に保
持されている場合円環部材と太陽部材との間に生ずる方
向の逆転を示している。回転速度に適用したとき、回転
が原動機の回転と反対方向であることを示している。歯
車列に適用したとき、入力歯車と出力歯車との間の方向
の逆転を示している。したがって図１および図４におい
て、簡単にするために、実際に図示してある歯車の数が
明らかに、示したものとは異なる符号の出力を生ずる一
定の歯車列で幾つかの遊び歯車を省略してあることが明
らかであろう。
図１および図２は原動機１がエピサイクリックユニッ
ト３への入力シャフト２を2000rpmの一定速度で駆動し
ているCVTの例を示す。ユニット３は第１（動力分割
用）および第２（動力再循環用）のエピサイクリック歯
車４および５から構成されている。シャフト２は歯車４
の円環６を駆動する。歯車４は支持枠７（これに二重遊
星が取り付けられている）および太陽歯車８から構成さ
れ、その全体としてのエピサイクリック比（図２）は3.
5である。歯車５は円環10、支持枠（単独遊星）11、お
よび太陽12から構成され、全体としての比は−2.1であ
る。本発明のこの実施例では支持枠７、11および二つの
歯車の太陽８、12は共通に取り付けられている。共通支
持枠の出力シャフト13および共通太陽のおよび円環10の
管状出力部材、それぞれ14、15はすべて入力シャフト２
と同軸である。シャフト13はクラッチ噛み合わせ用フラ
ンジ17を支持しており、また比−2.5のステップアップ
歯車18の組によりトロイダルレース転動牽引式のヴァリ
エータ20の一方の側19（これを入力部材ということにす
る）を駆動する。ヴァリエータの全体としての変速比範
囲は−2.5/−0.4であり、（図２に示すように）入力部
材19が一方向に最小2000rpmで回転しているときヴァリ
エータの他の側、すなわち出力部材22は他の方向に5000
rpmで回転することを示している。この逆も同じであ
る。ユニット３の共通太陽からの管状出力シャフト14は
変速比１の非反転歯車列24によりヴァリエータ出力部材
22に接続されているクラッチ噛み合わせ用フランジ23を
支持している。シャフト13および14はヴァリエータ20の
反対側に接続されているので、それらの回転速度はヴァ
リエータの変速比が変わるにつれて相反して増減する。
円環10の出力管15はクラッチ噛み合わせ用フランジ25を
支持している。
ト３への入力シャフト２を2000rpmの一定速度で駆動し
ているCVTの例を示す。ユニット３は第１（動力分割
用）および第２（動力再循環用）のエピサイクリック歯
車４および５から構成されている。シャフト２は歯車４
の円環６を駆動する。歯車４は支持枠７（これに二重遊
星が取り付けられている）および太陽歯車８から構成さ
れ、その全体としてのエピサイクリック比（図２）は3.
5である。歯車５は円環10、支持枠（単独遊星）11、お
よび太陽12から構成され、全体としての比は−2.1であ
る。本発明のこの実施例では支持枠７、11および二つの
歯車の太陽８、12は共通に取り付けられている。共通支
持枠の出力シャフト13および共通太陽のおよび円環10の
管状出力部材、それぞれ14、15はすべて入力シャフト２
と同軸である。シャフト13はクラッチ噛み合わせ用フラ
ンジ17を支持しており、また比−2.5のステップアップ
歯車18の組によりトロイダルレース転動牽引式のヴァリ
エータ20の一方の側19（これを入力部材ということにす
る）を駆動する。ヴァリエータの全体としての変速比範
囲は−2.5/−0.4であり、（図２に示すように）入力部
材19が一方向に最小2000rpmで回転しているときヴァリ
エータの他の側、すなわち出力部材22は他の方向に5000
rpmで回転することを示している。この逆も同じであ
る。ユニット３の共通太陽からの管状出力シャフト14は
変速比１の非反転歯車列24によりヴァリエータ出力部材
22に接続されているクラッチ噛み合わせ用フランジ23を
支持している。シャフト13および14はヴァリエータ20の
反対側に接続されているので、それらの回転速度はヴァ
リエータの変速比が変わるにつれて相反して増減する。
円環10の出力管15はクラッチ噛み合わせ用フランジ25を
支持している。
エピサイクリックユニット３の出力13−15の同心性は
本発明の一つの重要な特徴を助長する、すなわちCVTの
動作の五つの連続レジームが五つのクラッチ26−30の、
一度に一つずつの連続噛み合わせにより得られる。五つ
のクラッチは三つの出力シャフト13−15と簡潔な順序で
同心を成して取り付けられている。本発明の他の重要な
特徴は三つの下流歯車列35−37だけが最終駆動シャフト
38に接続するようにクラッチの一方または他方により掛
かり合い可能であるということである。図１において歯
車列35はシャフト13の周りを回転し得る第１の歯車40お
よびシャフト38に固定されている第２の歯車41から構成
されている。歯車列35は回転を逆にすることができる減
速歯車であり、その比は−0.6である。歯車列36は回転
の逆転がない変速比0.4の減速歯車列であり、歯車列37
は変速比2.5のステップアップ歯車列で、やはり回転の
逆転がない。
本発明の一つの重要な特徴を助長する、すなわちCVTの
動作の五つの連続レジームが五つのクラッチ26−30の、
一度に一つずつの連続噛み合わせにより得られる。五つ
のクラッチは三つの出力シャフト13−15と簡潔な順序で
同心を成して取り付けられている。本発明の他の重要な
特徴は三つの下流歯車列35−37だけが最終駆動シャフト
38に接続するようにクラッチの一方または他方により掛
かり合い可能であるということである。図１において歯
車列35はシャフト13の周りを回転し得る第１の歯車40お
よびシャフト38に固定されている第２の歯車41から構成
されている。歯車列35は回転を逆にすることができる減
速歯車であり、その比は−0.6である。歯車列36は回転
の逆転がない変速比0.4の減速歯車列であり、歯車列37
は変速比2.5のステップアップ歯車列で、やはり回転の
逆転がない。
本発明の更に他の特徴は、図１および図３に示すよう
に、速度および変速比を慎重に選択することにより、CV
Tが最終駆動38の回転速度の全体としての範囲（図１の
シャフト２の一定の2000rpm回転に応答して、−3000か
ら＋5000rpmまで）を達成するが、レジーム間の同期変
化、すなわちクラッチ26−30の一つの同時解放および他
の噛み合いがCVTの、または原動機１の、構成要素の回
転速度への瞬時変化には関係していない変化をも達成す
るということである。
に、速度および変速比を慎重に選択することにより、CV
Tが最終駆動38の回転速度の全体としての範囲（図１の
シャフト２の一定の2000rpm回転に応答して、−3000か
ら＋5000rpmまで）を達成するが、レジーム間の同期変
化、すなわちクラッチ26−30の一つの同時解放および他
の噛み合いがCVTの、または原動機１の、構成要素の回
転速度への瞬時変化には関係していない変化をも達成す
るということである。
本発明のなお他の特徴は、特に構成要素の総数に関し
て、および特に三つの歯車列35−37しか必要としないこ
とに関して経済性に寄与するが、エピサイクリックユニ
ット３およびヴァリエータ20が、一つの特定の所定のヴ
ァリエータ比でユニット３全体が一つとして回転するの
で部材２および13−15がすべて同じ回転速度を有するよ
うになるということである。便宜上、および図１および
図４に示した例において、その所定変速比はヴァリエー
タの変速比範囲の一極端にある。図２において、所定ヴ
ァリエータ変速比は−0.4である。ユニット３の構成要
素はすべてこの所定変速比で共に回転するので、ユニッ
ト３の異なる出力で、ただし共通の変速比で協同してそ
れらを最終駆動38に接続する二つのクラッチの同時解放
／噛み合わせによりレジームを同期して変えることが可
能である。図１および図４の双方の実施例において、こ
の特性はCVTをその全体としての変速比範囲の一端から
他端まで取るのに必要な五つの連続するレジームの変更
において、交互変更が所定のヴァリエータ比で行なわ
れ、下流伝導装置（35−37）の変更は関係しないが、残
りのレジーム変更はすべてヴァリエータ比の反対端で行
なわれ、下流伝導装置の変更が必要であるという結果を
達成するのに使用される。
て、および特に三つの歯車列35−37しか必要としないこ
とに関して経済性に寄与するが、エピサイクリックユニ
ット３およびヴァリエータ20が、一つの特定の所定のヴ
ァリエータ比でユニット３全体が一つとして回転するの
で部材２および13−15がすべて同じ回転速度を有するよ
うになるということである。便宜上、および図１および
図４に示した例において、その所定変速比はヴァリエー
タの変速比範囲の一極端にある。図２において、所定ヴ
ァリエータ変速比は−0.4である。ユニット３の構成要
素はすべてこの所定変速比で共に回転するので、ユニッ
ト３の異なる出力で、ただし共通の変速比で協同してそ
れらを最終駆動38に接続する二つのクラッチの同時解放
／噛み合わせによりレジームを同期して変えることが可
能である。図１および図４の双方の実施例において、こ
の特性はCVTをその全体としての変速比範囲の一端から
他端まで取るのに必要な五つの連続するレジームの変更
において、交互変更が所定のヴァリエータ比で行なわ
れ、下流伝導装置（35−37）の変更は関係しないが、残
りのレジーム変更はすべてヴァリエータ比の反対端で行
なわれ、下流伝導装置の変更が必要であるという結果を
達成するのに使用される。
その全体としての変速比範囲の一端からのCVTの一連
の動作を、次に説明することにするが、クラッチ26が噛
み合い、動力分割歯車４の太陽（８）の出力を出力歯車
列35に接続している最高後退レジームから始める。エピ
サイクリック歯車４、５の太陽８、12はもちろん接続さ
れているが、一連の同期変更の目的で、いま説明しよう
とするのは、同力分割歯車４は第２の動力再循環エピサ
イクリック歯車５が動力を伝達する一つのレジーム
（「低速」）にあるにすぎないので一層重要なものであ
る。ヴァリエータ20がその変速比範囲の−2.5の端にあ
る状態で、歯車４の3.5の変速比および円環６の一定200
0rpm入力速度は、図２および図３に示すように、それぞ
れ支持枠７および太陽８に800および5000rpmの入力速度
を取らせる。歯車列35の−0.6の変速比はそれ故部品38
を−3000rpmで駆動する。ヴァリエータ20を他方まで掃
引することにより、その変速比範囲の−0.4の端は支持
枠７および太陽８、およびしたがってユニット３のすべ
ての構成要素を2000rpmで回転させる。したがってクラ
ッチ26/27の同期解放／噛み合わせを行なうことができ
るので、駆動はなおも歯車列35によりシャフト38に伝え
られるが、今度は太陽８に接続されているフランジ23の
代わりに支持枠７に接続されているフランジ17からによ
る。シャフト38の速度は、レジーム変更につれて、2000
×−0.6＝−1200rpmになる。
の動作を、次に説明することにするが、クラッチ26が噛
み合い、動力分割歯車４の太陽（８）の出力を出力歯車
列35に接続している最高後退レジームから始める。エピ
サイクリック歯車４、５の太陽８、12はもちろん接続さ
れているが、一連の同期変更の目的で、いま説明しよう
とするのは、同力分割歯車４は第２の動力再循環エピサ
イクリック歯車５が動力を伝達する一つのレジーム
（「低速」）にあるにすぎないので一層重要なものであ
る。ヴァリエータ20がその変速比範囲の−2.5の端にあ
る状態で、歯車４の3.5の変速比および円環６の一定200
0rpm入力速度は、図２および図３に示すように、それぞ
れ支持枠７および太陽８に800および5000rpmの入力速度
を取らせる。歯車列35の−0.6の変速比はそれ故部品38
を−3000rpmで駆動する。ヴァリエータ20を他方まで掃
引することにより、その変速比範囲の−0.4の端は支持
枠７および太陽８、およびしたがってユニット３のすべ
ての構成要素を2000rpmで回転させる。したがってクラ
ッチ26/27の同期解放／噛み合わせを行なうことができ
るので、駆動はなおも歯車列35によりシャフト38に伝え
られるが、今度は太陽８に接続されているフランジ23の
代わりに支持枠７に接続されているフランジ17からによ
る。シャフト38の速度は、レジーム変更につれて、2000
×−0.6＝−1200rpmになる。
CVTは今度は「中間後退」レジームにあり、ヴァリエ
ータ20がそのレジーム中その変速比の元の−2.5の端に
掃引して戻ると、歯車４の構成要素６、７および８の速
度は再びそれぞれ2000、800、および5000rpmになり、そ
のためシャフト38は−480rpmで回転することとなる。今
度はクラッチ27が噛み合いを解き、クラッチ28が噛み合
う。したがってシャフト38が歯車列36により円環出力15
に接続されると、円環速度の−1200rpm（歯車５の−2.1
の変速比による）と歯車列36の変速比0.4との積はシャ
フト38に対する−480rpmと同じ速度を生じ、したがって
同期変更が行なわれる。
ータ20がそのレジーム中その変速比の元の−2.5の端に
掃引して戻ると、歯車４の構成要素６、７および８の速
度は再びそれぞれ2000、800、および5000rpmになり、そ
のためシャフト38は−480rpmで回転することとなる。今
度はクラッチ27が噛み合いを解き、クラッチ28が噛み合
う。したがってシャフト38が歯車列36により円環出力15
に接続されると、円環速度の−1200rpm（歯車５の−2.1
の変速比による）と歯車列36の変速比0.4との積はシャ
フト38に対する−480rpmと同じ速度を生じ、したがって
同期変更が行なわれる。
CVTは今度は、いわゆる「低速」レジームにあり、こ
のレジームではヴァリエータがその変速比範囲の−0.4
の端まで掃引して戻ると、最終駆動シャフト38の速度を
負値（−480）から下げ、ゼロ（当業者に「ニュートラ
ル切り替え」として知られている状態）を通って、前進
方向に上昇する。−0.4のヴァリエータ変速比に達する
と、ユニット３のすべての構成要素がもう一度2000rpm
で回転するので、クラッチ28を解放し、同時にクラッチ
29を噛み合わせ、シャフト38を再び下流歯車列36を変更
することなく太陽８に接続することができる。
のレジームではヴァリエータがその変速比範囲の−0.4
の端まで掃引して戻ると、最終駆動シャフト38の速度を
負値（−480）から下げ、ゼロ（当業者に「ニュートラ
ル切り替え」として知られている状態）を通って、前進
方向に上昇する。−0.4のヴァリエータ変速比に達する
と、ユニット３のすべての構成要素がもう一度2000rpm
で回転するので、クラッチ28を解放し、同時にクラッチ
29を噛み合わせ、シャフト38を再び下流歯車列36を変更
することなく太陽８に接続することができる。
CVTを今度は「中間前進レジーム」にあるということ
ができ、このレジームではヴァリエータ20が−2.5の変
速比端に掃引して戻る。この点で、歯車４の構成要素
６、７、および８の速度はもう一度2000、800、および5
000rpmであるので、シャフト38は5000×0.4＝2000rpmで
回転することになる。
ができ、このレジームではヴァリエータ20が−2.5の変
速比端に掃引して戻る。この点で、歯車４の構成要素
６、７、および８の速度はもう一度2000、800、および5
000rpmであるので、シャフト38は5000×0.4＝2000rpmで
回転することになる。
第５のおよび最終の、または「高速前進」レジームに
変えるには、クラッチ29を解放し、クラッチ30を噛み合
わせて、シャフト38の接続を太陽８から支持枠７へ変え
ると共にステップアップ歯車列37（変速比2.5）をステ
ップダウン歯車列36の代わりに用いる。シャフト38の瞬
時回転速度は一旦変更が行なわれると、800×2.5＝2000
rpmになるので、変更はもう一度同期になる。このレジ
ームでは、ヴァリエータがもう一度その範囲の−0.4の
端に掃引して戻るにつれて、連結している支持枠７、11
の速度が800rpmから2000rpmまで上がり、シャフト38に
対する最大5000rpmの前進速度を生ずる。
変えるには、クラッチ29を解放し、クラッチ30を噛み合
わせて、シャフト38の接続を太陽８から支持枠７へ変え
ると共にステップアップ歯車列37（変速比2.5）をステ
ップダウン歯車列36の代わりに用いる。シャフト38の瞬
時回転速度は一旦変更が行なわれると、800×2.5＝2000
rpmになるので、変更はもう一度同期になる。このレジ
ームでは、ヴァリエータがもう一度その範囲の−0.4の
端に掃引して戻るにつれて、連結している支持枠７、11
の速度が800rpmから2000rpmまで上がり、シャフト38に
対する最大5000rpmの前進速度を生ずる。
図面の図４乃至図６に示してある本発明の代わりの実
施例では、図１および図２に示したものと同様の機能を
持つ構成要素は同じ参照番号で、ただし後に文字ａを付
けて示してある。二つの代案間の主な相違は図４乃至図
６の実施例では歯車ユニット3aのすべての構成要素が一
つとして回転するのはヴァリエータ20の変速比範囲の反
対の（−2.5）端においてであり、したがって下流歯車
比（35a−37a）のどれが所定位置にあっても変更なしに
レジーム間で同期変更を行なうことができる。ヴァリエ
ータ変速比の他端（−0.4）でレジーム変更を、今度も
もちろん同期的であるが、下流歯車比の変更を含めるこ
とにより行なうことができるだけである。図５および図
６は最良を示しているので、この実施例はそれぞれ歯車
4aおよび5aに対して−2.5および2.1429という異なる比
を必要とし、図４からわかるように円環6aおよび10aが
今度は接続され、歯車4aの支持枠7aは単独遊星を支持す
るが歯車5aの支持枠11aは二重遊星を支持し、歯車4aの
太陽8aは今度は支持枠11aに接続され、第２の歯車5aの
「自由」構成要素は今度は太陽12aである。図６は最良
を示しているので、CVTのこの実施例は最終駆動シャフ
ト38aの逆転での2500rpmから前進での−5000rpmまでと
いうわずかに短い全速度範囲を生じ、符号の逆転はもち
ろん最終駆動シャフト38の方向逆転の結果である。５つ
のクラッチ26a−30aの軸方向の連続の順序も、クラッチ
を最終駆動シャフト38aに接続する三つの歯車列35a−37
aの変速比のように異なっている。
施例では、図１および図２に示したものと同様の機能を
持つ構成要素は同じ参照番号で、ただし後に文字ａを付
けて示してある。二つの代案間の主な相違は図４乃至図
６の実施例では歯車ユニット3aのすべての構成要素が一
つとして回転するのはヴァリエータ20の変速比範囲の反
対の（−2.5）端においてであり、したがって下流歯車
比（35a−37a）のどれが所定位置にあっても変更なしに
レジーム間で同期変更を行なうことができる。ヴァリエ
ータ変速比の他端（−0.4）でレジーム変更を、今度も
もちろん同期的であるが、下流歯車比の変更を含めるこ
とにより行なうことができるだけである。図５および図
６は最良を示しているので、この実施例はそれぞれ歯車
4aおよび5aに対して−2.5および2.1429という異なる比
を必要とし、図４からわかるように円環6aおよび10aが
今度は接続され、歯車4aの支持枠7aは単独遊星を支持す
るが歯車5aの支持枠11aは二重遊星を支持し、歯車4aの
太陽8aは今度は支持枠11aに接続され、第２の歯車5aの
「自由」構成要素は今度は太陽12aである。図６は最良
を示しているので、CVTのこの実施例は最終駆動シャフ
ト38aの逆転での2500rpmから前進での−5000rpmまでと
いうわずかに短い全速度範囲を生じ、符号の逆転はもち
ろん最終駆動シャフト38の方向逆転の結果である。５つ
のクラッチ26a−30aの軸方向の連続の順序も、クラッチ
を最終駆動シャフト38aに接続する三つの歯車列35a−37
aの変速比のように異なっている。
この実施例では、シャフト38aの最大逆進速度は、ヴ
ァリエータ20aの場合、クラッチ26aを噛み合わせ、シャ
フト38aを円環出力シャフト15a（歯車ユニット3aのすべ
ての構成要素のように、2000rpmで回転する）に接続し
た状態で、変速比1.25の歯車列36aにより、最高比−2.5
で生ずるので、部品38aは2500rpmで回転する。ヴァリエ
ータがその変速比範囲の反対の端（−0.4）に達する
と、シャフト38aは逆方向に1000rpmで回転し、クラッチ
26aを開き、クラッチ27aを噛み合わせて支持枠出力シャ
フト13aを接続することにより同期変更が行なわれ、変
速比0.2の歯車列37aにより、今度は5000rpmで回転す
る。CVTは今度は「中間逆進」レジームにある。ヴァリ
エータがその−0.4の変速比に戻ると、シャフト38aは40
0rpmで回転することになり、クラッチ27aを開き、クラ
ッチ28aを閉じることにより「低速レジーム」を太陽出
力14aに噛み合わせることができ、シャフト13a、14aが
同じ速度で回転しているので、変更は同期的である。低
速レジーム「ニュートラル切り替え」が前のとおり達成
されている間、およびヴァリエータ20aがその変速比範
囲の−0.4の端にもう一度到達したとき、シャフト14aは
−4000rpmで回転することになるので（図５を参照）シ
ャフト38aは−800rpmで回転している。次にクラッチ28a
を開き、クラッチ29aを閉じることにより「中間前進」
レジームへの変更が行なわれ、円環出力15a（今は800rp
mで回転している）を（変速比−1.0の）歯車列35aによ
りシャフト38aに接続するので、変更は同期的である。C
VTは今度は「中間前進」レジームにあり、ヴァリエータ
20aがなお再び−2.5変速比に掃引してしまっていると、
シャフト13a−15aはすべて2000rpmで回転していること
になるので、最終駆動シャフト38aは−2000rpmで回転し
ていることになる。次にクラッチ29aを開き、クラッチ3
0aを閉じ、歯車列35aを代わりに支持枠出力シャフト13a
に接続することにより、第５のおよび最終の「高速前
進」レジームへの同期変更が行なわれ、これにより高速
前進レジームへの途中で速度を2000から5000rpmまで上
げるので、シャフト38aは−5000rpmの最高前進速度に上
昇する。
ァリエータ20aの場合、クラッチ26aを噛み合わせ、シャ
フト38aを円環出力シャフト15a（歯車ユニット3aのすべ
ての構成要素のように、2000rpmで回転する）に接続し
た状態で、変速比1.25の歯車列36aにより、最高比−2.5
で生ずるので、部品38aは2500rpmで回転する。ヴァリエ
ータがその変速比範囲の反対の端（−0.4）に達する
と、シャフト38aは逆方向に1000rpmで回転し、クラッチ
26aを開き、クラッチ27aを噛み合わせて支持枠出力シャ
フト13aを接続することにより同期変更が行なわれ、変
速比0.2の歯車列37aにより、今度は5000rpmで回転す
る。CVTは今度は「中間逆進」レジームにある。ヴァリ
エータがその−0.4の変速比に戻ると、シャフト38aは40
0rpmで回転することになり、クラッチ27aを開き、クラ
ッチ28aを閉じることにより「低速レジーム」を太陽出
力14aに噛み合わせることができ、シャフト13a、14aが
同じ速度で回転しているので、変更は同期的である。低
速レジーム「ニュートラル切り替え」が前のとおり達成
されている間、およびヴァリエータ20aがその変速比範
囲の−0.4の端にもう一度到達したとき、シャフト14aは
−4000rpmで回転することになるので（図５を参照）シ
ャフト38aは−800rpmで回転している。次にクラッチ28a
を開き、クラッチ29aを閉じることにより「中間前進」
レジームへの変更が行なわれ、円環出力15a（今は800rp
mで回転している）を（変速比−1.0の）歯車列35aによ
りシャフト38aに接続するので、変更は同期的である。C
VTは今度は「中間前進」レジームにあり、ヴァリエータ
20aがなお再び−2.5変速比に掃引してしまっていると、
シャフト13a−15aはすべて2000rpmで回転していること
になるので、最終駆動シャフト38aは−2000rpmで回転し
ていることになる。次にクラッチ29aを開き、クラッチ3
0aを閉じ、歯車列35aを代わりに支持枠出力シャフト13a
に接続することにより、第５のおよび最終の「高速前
進」レジームへの同期変更が行なわれ、これにより高速
前進レジームへの途中で速度を2000から5000rpmまで上
げるので、シャフト38aは−5000rpmの最高前進速度に上
昇する。
必要ならば、更に他のレジームを多様な仕方で追加す
ることができるが、その一つを図７に示してある。この
図では図１の歯車列35の第１の歯車40が異なる変速比の
一対の歯車43、44により置き換えられているが、互いに
接続され、双方ともシャフト13の周りを回転することが
できる。歯車列35の第２の歯車41は別の歯車45および46
により置き換えられ、双方共シャフト35の周りを回転す
ることができるが、それぞれクラッチ47および48によ
り、シャフト38により支持されてフランジ49aと噛み合
うことができる。歯車43および45は、歯車44および46の
ように噛み合う。歯車43およびフランジ23はクラッチ49
により噛み合うことができ、歯車44およびフランジ17は
クラッチ50により噛み合うことができる。新しい歯車列
43、45、および45、46に対して変速比を適切に選定する
ことにより、このような修正はCVTに第６のレジームを
追加する。その際、すべてのレジームがやはり同期した
状態で、更に一つのクラッチを追加する価格で追加す
る。今まで一つ（35）しかなかった所に今は二つの歯車
列（43、45、および44、46）が存在するが、歯車列37お
よびその関連クラッチ30は無くなっているので、最終歯
車列の総数の正味の増加はない。歯車列43、45、および
44、46に対してそれぞれ−0.6および2.5の変速比を選定
すれば、今度は下記一連のレジームが可能である。
ることができるが、その一つを図７に示してある。この
図では図１の歯車列35の第１の歯車40が異なる変速比の
一対の歯車43、44により置き換えられているが、互いに
接続され、双方ともシャフト13の周りを回転することが
できる。歯車列35の第２の歯車41は別の歯車45および46
により置き換えられ、双方共シャフト35の周りを回転す
ることができるが、それぞれクラッチ47および48によ
り、シャフト38により支持されてフランジ49aと噛み合
うことができる。歯車43および45は、歯車44および46の
ように噛み合う。歯車43およびフランジ23はクラッチ49
により噛み合うことができ、歯車44およびフランジ17は
クラッチ50により噛み合うことができる。新しい歯車列
43、45、および45、46に対して変速比を適切に選定する
ことにより、このような修正はCVTに第６のレジームを
追加する。その際、すべてのレジームがやはり同期した
状態で、更に一つのクラッチを追加する価格で追加す
る。今まで一つ（35）しかなかった所に今は二つの歯車
列（43、45、および44、46）が存在するが、歯車列37お
よびその関連クラッチ30は無くなっているので、最終歯
車列の総数の正味の増加はない。歯車列43、45、および
44、46に対してそれぞれ−0.6および2.5の変速比を選定
すれば、今度は下記一連のレジームが可能である。
変速比を適切に選定して、同期変更により噛み合わせ
たり解放したりすることができる更に他のレジームを、
フランジ23と17との間に（55、56で破線で概略示してあ
るように）更に他の歯車対を取り付け、このような歯車
対の第２の歯車56を最終駆動シャフト38と噛み合わせる
余分のクラッチ手段（図示せず）を設けることにより、
達成することができる。今度は更に他の二つのレジーム
を達成することができ、その各々では歯車56が今まさに
記した余分のクラッチ手段により最終駆動シャフト38に
接続されているが、クラッチ47、48は共に解放されるこ
ととなる。これら更に他の二つのレジームの第１におい
て、クラッチ49は噛み合うので、シャフト38がユニット
３の太陽出力14におよび歯車列24によりヴァリエータ出
力22にも接続される。このような更に他のレジームの第
２において、駆動シャフト38はクラッチ50およびフラン
ジ17によりユニット３の支持枠出力13に、および歯車の
組18によりヴァリエータの出力19に接続される。
たり解放したりすることができる更に他のレジームを、
フランジ23と17との間に（55、56で破線で概略示してあ
るように）更に他の歯車対を取り付け、このような歯車
対の第２の歯車56を最終駆動シャフト38と噛み合わせる
余分のクラッチ手段（図示せず）を設けることにより、
達成することができる。今度は更に他の二つのレジーム
を達成することができ、その各々では歯車56が今まさに
記した余分のクラッチ手段により最終駆動シャフト38に
接続されているが、クラッチ47、48は共に解放されるこ
ととなる。これら更に他の二つのレジームの第１におい
て、クラッチ49は噛み合うので、シャフト38がユニット
３の太陽出力14におよび歯車列24によりヴァリエータ出
力22にも接続される。このような更に他のレジームの第
２において、駆動シャフト38はクラッチ50およびフラン
ジ17によりユニット３の支持枠出力13に、および歯車の
組18によりヴァリエータの出力19に接続される。
本発明の図解実施例に関する更に他の三つの一般的要
点に注目すべきである。第１に動力分割形態を使用すれ
ばこれまでヴァリエータを通して伝えられていた最大動
力の値が制限されるので、そのユニットの必要な大きさ
および重量も制限される。第２に、重要な最終歯車列
（図１の35、36;図４の35a、37a;図７の36、43−45、44
−46、および55−56）は各々二つのレジームで駆動を伝
え、それらレジームの一つでエピサイクリック出力の一
つおよびヴァリエータの一端に、およびそれらレジーム
の他方で異なるエピサイクリック出力におよびヴァリエ
ータの他端に、接続されている。第３に、本発明を歯車
装置ユニット（３、3a）のすべての構成要素が同じ速度
で回転するのはヴァリエータの変速比範囲（図１に対し
て−0.4、図４に対して−2.5）の一方の極端である例を
参照して説明してきたが、本発明は速度および変速比が
この同等の速度が二つの極値の中間の特定のヴァリエー
タ変送比で生ずるように選定されているCVTをも包含し
ていることに注目すべきである。
点に注目すべきである。第１に動力分割形態を使用すれ
ばこれまでヴァリエータを通して伝えられていた最大動
力の値が制限されるので、そのユニットの必要な大きさ
および重量も制限される。第２に、重要な最終歯車列
（図１の35、36;図４の35a、37a;図７の36、43−45、44
−46、および55−56）は各々二つのレジームで駆動を伝
え、それらレジームの一つでエピサイクリック出力の一
つおよびヴァリエータの一端に、およびそれらレジーム
の他方で異なるエピサイクリック出力におよびヴァリエ
ータの他端に、接続されている。第３に、本発明を歯車
装置ユニット（３、3a）のすべての構成要素が同じ速度
で回転するのはヴァリエータの変速比範囲（図１に対し
て−0.4、図４に対して−2.5）の一方の極端である例を
参照して説明してきたが、本発明は速度および変速比が
この同等の速度が二つの極値の中間の特定のヴァリエー
タ変送比で生ずるように選定されているCVTをも包含し
ていることに注目すべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェローズ，トーマス・ジョージ イギリス国 オーエックス３ ０ディダ ブリュ オックスフォード・ヘディント ン・ジャック ストローズ レイン・91 (56)参考文献 特開 平１−65352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−297564（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 37/06
Claims (8)
- 【請求項１】変速比可変ユニット（「ヴァリエータ」）
（20）を有し、および入力（２）と同心上に設置された
出力（13、14、15）とを備え且つ歯車の一方の二つの構
成要素（７、８）が各々他方の歯車の構成要素（11、1
2）と共通でエピサイクリックユニットの二つの出力（1
3、14）を構成し、これら二つの出力がそれぞれ不変変
速比でヴァリエータの両端（19、22）にそれぞれ接続さ
れるように設置されている第１（４）および第２（５）
のエピサイクリック歯車を備えているエピサイクリック
ユニット（３）を有する変速比連続可変変速機（CVT）
であって、エピサイクリックユニットの前記二つの出力
は複数の変速比の組合せにより出力シャフト（38）に接
続可能であり、複数のクラッチ（26−30）が設けられて
出力および変速比の組合せを異なる仕方で噛み合わせ、
それによりCVTは、一つのレジームにはニュートラル切
り替え状態が含まれる複数のレジームで動作することが
でき、エピサイクリックおよびヴァリエータの変速比
は、それらのレジーム間の変更がすべて同期的に行わ
れ、かつ第１の所定のヴァリエータ変速比ではすべての
エピサイクリック構成要素が同じ速度で回転するように
選択されており、それにより交互レジーム変更がその第
１の所定のヴァリエータ変速比で生じ、二つのエピサイ
クリック歯車の第２のもの（５）は歯車のニュートラル
切り替え状態を含むレジームでのみ動力を再循環するよ
うにクラッチ（28）に連結され、他のすべてのレジーム
では遊び運転する変速比連続可変変速機（CVT）。 - 【請求項２】第１の所定のヴァリエータ変速比でのレジ
ーム変更に関連するクラッチ噛み合わせ／解放はエピサ
イクリックユニットの異なる出力部材の噛み合いが関係
するが、駆動をCVT出力に伝える下流の変速比の組合せ
には変化が無い請求項１に記載のCVT。 - 【請求項３】残りのレジーム変更に関係するクラッチ動
作は、エピサイクリック構成要素が不等速度で移動して
いる第２の所定のヴァリエータ変速比で生じ、レジーム
変更は下流の変速比の組合せの変化を伴う請求項２に記
載のCVT。 - 【請求項４】エピサイクリックユニット（３）への入力
は第２（５）のエピサイクリック歯車の構成要素と共通
でない第１（４）のエピサイクリック歯車の構成要素
（６）による請求項１に記載のCVT。 - 【請求項５】複数のクラッチは軸方向に連続して、エピ
サイクリックユニットの出力と同心に設置されている請
求項１に記載のCVT。 - 【請求項６】第１の所定のヴァリエータ変速比で生ずる
選択的レジーム変更の一つに関連するクラッチ対は互い
に隣接して軸方向に順次に設置されている請求項５に記
載のCVT。 - 【請求項７】二つのレジームの間で変更が生ずるレジー
ムでそれぞれの隣接クラッチからCVT出力に駆動を伝え
る共通の下流の変速比の組合せは両方のクラッチに接続
可能であり、それらの間で軸方向に設置されている請求
項６に記載のCVT。 - 【請求項８】下流の変速比の組合せは歯車列の形を成す
請求項１に記載のCVT。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9307821.0 | 1993-04-15 | ||
| GB939307821A GB9307821D0 (en) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | Improvements in or relating to continuously-variable-ratio transmissions |
| PCT/GB1994/000782 WO1994024462A1 (en) | 1993-04-15 | 1994-04-14 | Improvements in or relating to continuously-variable-ratio transmissions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09500192A JPH09500192A (ja) | 1997-01-07 |
| JP3261535B2 true JP3261535B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=10733904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52290094A Expired - Fee Related JP3261535B2 (ja) | 1993-04-15 | 1994-04-14 | 変速比連続可変変速機のまたはそれに関連する改良 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5643121A (ja) |
| EP (1) | EP0694136B1 (ja) |
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