JP4698600B2

JP4698600B2 - 連続可変比変速機

Info

Publication number: JP4698600B2
Application number: JP2006538937A
Authority: JP
Inventors: オリヴァー，ロバート・アンドリュー; フィールディング，アラン
Original assignee: トロトラク・（ディヴェロプメント）・リミテッド
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2024-11-10
Also published as: ES2320898T3; JP2007510876A; CN100449174C; DE602004018968D1; ATE420307T1; US20080146399A1; GB2407853A; GB0326199D0; WO2005047736A1; PL1682798T3; EP1682798B1; KR20060132612A; RU2006120446A; GB2407853B; EP1682798A1; MXPA06005148A; CN1902416A; BRPI0416346A; CA2544938A1

Description

本発明は連続可変比変速機（「ＣＶＴ」、continuously variable ratio transmissions）に関する。

本発明は、特に低速で極めて大きなトルクを必要とし、低速で車両を前後に往復運転させる必要がしばしばあるが、より速い速度及びより低いトルク状態に対しては高速前進及び高速後進レジーム（regime；領域）の要求をも有する、例えばトラクタのような産業又は農業車両のための変速機に応用できる。

本発明の第１の態様によれば、
（ａ）比変更ユニット（「バリエータ」）と；
（ｂ）バリエータの両側に接続された２つの入力を有する第１の遊星歯車と；
（ｃ）原動機により駆動される入力及びバリエータの両側に接続された素子を有する第２の遊星歯車と；
（ｄ）最終駆動シャフトと；
（ｅ）低速レジームにおいて第１の遊星歯車の出力を最終駆動シャフトに選択的に接続するための低速レジームクラッチと；
（ｆ）第１の遊星歯車の出力に接続され、バリエータに対して接続されるか又は接続可能であり、高速レジームクラッチにより高速レジームにおいて最終駆動シャフトに接続できる第３の混合遊星歯車と；を有し、
高速及び低速レジームが少なくとも１つのバリエータ比において一致し、バリエータが低速及び高速レジームにおいて反対方向に作動することを特徴とする連続可変比変速機（ＣＴＶ）が提供される。好ましくは、高速及び低速レジームの作動範囲は重なる。

本発明の第２の態様によれば、
（ａ）比変更ユニット（「バリエータ」）と；
（ｂ）バリエータの両側に接続された２つの入力を有する第１の遊星歯車と；
（ｃ）原動機により駆動される入力及びバリエータの両側に接続された素子を有する第２の遊星歯車と；
（ｄ）バリエータの両側にそれぞれ接続された２つの交互に駆動される被駆動回転可能部材のうちの１つによりバリエータに接続できる最終駆動シャフトと；
（ｅ）第１の遊星歯車の出力を最終駆動シャフトに選択的に接続するために、第１の遊星歯車の出力と最終駆動シャフトとの間に位置する第１のクラッチと；を有し、更に、
被駆動回転可能部材のうちの少なくとも一方と最終駆動シャフトとの間に位置し、第１の遊星歯車及び被駆動回転可能部材から入力を受け取る第３の混合遊星歯車と；
第３の遊星歯車を介して一方の被駆動回転可能部材を最終駆動シャフトに選択的に接続するために、一方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置する第２のクラッチと；を有することを特徴とする連続可変比変速機（ＣＶＴ）が提供される。

１つの実施の形態においては、第３の遊星歯車を介して他方の被駆動回転可能部材を最終駆動シャフトに選択的に接続するための第３のクラッチが他方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置する。第２及び第３のクラッチは、好ましくは、一方の被駆動回転可能部材と第３の遊星歯車との間及び他方の被駆動回転可能部材と第３の遊星歯車との間にそれぞれ位置する。

他の実施の形態においては、第４の遊星歯車が他方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置し、第１の遊星歯車の出力及び他方の被駆動回転可能部材から入力を受け取り、第４の遊星歯車を介して他方の被駆動回転可能部材を最終駆動シャフトに選択的に接続するための第３のクラッチが、他方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置する。第２及び第３のクラッチは、好ましくは、第３の遊星歯車と最終駆動シャフトとの間及び第４の遊星歯車と最終駆動シャフトとの間にそれぞれ位置する。

単なる例示として、添付図面を参照しながら、本発明の特定の実施の形態をここで説明する。図１、図２を参照すると、ＣＶＴは減速歯車装置１２を介して原動機に接続された入力シャフト１０と、出力シャフト１４と、トロイダル・レース牽引形式のバリエータＶと、入力遊星歯車１６と、再循環遊星歯車１８と、混合遊星歯車２０とを有する。符号２４、２６はバリエータＶの両側に接続されたシャフトを示し、これらのシャフトは減速歯車装置２８、３０を介して回転部材（ここでは、便宜的に「シャフト」という）３２、３４に接続され、これらの回転部材は入力遊星歯車１６の２つの素子（それぞれ環体Ａ１及びサンギヤＳ１）に接続され、残りの素子（遊星キャリヤＣ１）は入力シャフト１０に接続される。

シャフト３２、３４はまた再循環遊星歯車１８の２つの素子（それぞれ環体Ａ２及びサンギヤＳ２）に接続され、第３の素子（遊星キャリヤＣ２）は、低速レジームクラッチＬの係合及び減速歯車装置３８を介して、出力シャフト１４に接続される。更に、シャフト３２、３４は、それぞれの減速歯車装置４０、４２及びそれぞれの高速レジーム前進及び後進クラッチＦ、Ｒを介して、混合遊星歯車２０の同じ素子（遊星キャリヤＣ３）に選択的に及び交互に接続でき、遊星歯車の別の素子（環体Ａ３）は再循環遊星歯車１８の出力（遊星キャリヤＣ２）に恒久的に接続される。低速レジームでは、低速レジームクラッチＬが入れられ、高速レジーム前進及び後進クラッチＦ、Ｒが外される。

低速レジームでは、動力は遊星歯車１８を通って再循環し、「出力Ｌ入り」線として図３に示すように、バリエータＶがその比範囲の一端から他端へ進行するときに、出力シャフト１４の速度は一方向への有限の最大値からの連続的な「低速レジーム」進行を行い、ゼロまで降下し、次いで反対方向への第２の最大値へ上昇するように配列することができる。このようにして、変速機はレジームを変更することなく前進と後進との間で容易に往復運転させることができる。これは、変速機が低車速で高いレベルのトルクを伝達し、その間に可能ならレジームの変更を回避するのが好ましいようなトラクタの如き高速道路外車両にとって重要である。

また、図３から、出力シャフト１４の各前進及び後進速度に対して、（約４，０００ｒｐｍの出力シャフト速度に対応する、ほぼ−０．６８及び−２．７４の）バリエータ比が存在し、このバリエータ比において、高速レジーム前進又は後進クラッチＦ、Ｒにより接続されていた場合に、混合遊星歯車２０からの出力が低速レジームクラッチＬの係合（クラッチ入り）時の混合遊星歯車１８からの出力と同じになる、すなわち、混合遊星歯車２０への２つの入力が同じになることが分かろう。これは「同期比」として知られ、この比においては、Ｒは出力シャフト１４の回転方向に応じて、前進又は後進クラッチＦ、Ｒが入ることができ、低速レジームクラッチＬは、適切に変速機を高速前進又は高速後進レジームにするために、外れることができる。

高速前進又は高速後進レジームにおいては、図３に示すように、出力シャフト１４の速度を増大させるために、バリエータ比は低速レジーム作動と対比して反対方向に調整される。このようなレジームにおいては、シャフト３２、３４のうちの一方のシャフトの駆動は、入ったクラッチＦ又はＲ、（出力素子であるサンギヤＳ３を通しての）混合遊星歯車２０及び減速歯車装置４６を介して出力シャフト１４に接続される。

第２の実施の形態を図４に示す。これは第１の実施の形態と極めて類似し、対応する構造を説明するために同じ符号を使用する。主な差異は、第１の実施の形態の単一の混合遊星歯車２０に代えて、２つの混合遊星歯車２０’、２０”を使用し、各混合遊星歯車の素子（遊星キャリヤ）が２つのシャフト３２、３４の対応する１つに接続され、各遊星歯車２０’、２０”の他の素子（サンギヤ）が前進及び後進高速レジームクラッチＦ、Ｒをそれぞれ介して出力シャフト１４に選択的に及び交互に接続できることである。第１の実施の形態と同様の方法で、再循環遊星歯車１８の出力は前進及び後進混合遊星歯車２０’、２０”の各々の素子（環体）に接続され、また、低速レジームクラッチＬを介して出力シャフト１４に接続できる。高速前進又は高速後進レジームが同期比において必要な場合、適切な前進又は後進クラッチＦ、Ｒが入り、低速レジームクラッチＬが外れて、減速歯車装置を介して適切な混合遊星歯車２０’、２０”の出力を出力シャフト１４に接続する。本発明は上述の実施の形態の詳細に限定されない。

本発明に係るＣＶＴの第１の実施の形態を示す線図である。変速機の歯車装置を一層詳細に示す、図１の変速機を示す図である。第１の実施の形態の作動を示すグラフである。本発明に係るＣＶＴの第２の実施の形態を示す線図である。

Claims

連続可変比変速機（ＣＶＴ）であって、
（ａ）バリエータと；
（ｂ）バリエータの両側に接続された２つの入力を有する第１の遊星歯車と；
（ｃ）原動機により駆動される入力及びバリエータの両側に接続された素子を有する第２の遊星歯車と；
（ｄ）最終駆動シャフトと；
（ｅ）低速レジームにおいて第１の遊星歯車の出力を最終駆動シャフトに選択的に接続するための低速レジームクラッチと；
（ｆ）第１の遊星歯車の出力に接続され、バリエータに対して接続されるか又は接続可能であり、高速レジームクラッチにより高速レジームにおいて最終駆動シャフトに接続できる第３の混合遊星歯車と；を有し、
高速及び低速レジームが少なくとも１つのバリエータ比において一致し、バリエータが低速及び高速レジームにおいて反対方向に作動することを特徴とする連続可変比変速機。
高速及び低速レジームの作動範囲が重なることを特徴とする請求項１の連続可変比変速機。
連続可変比変速機であって、
（ａ）バリエータと；
（ｂ）バリエータの両側に接続された２つの入力を有する第１の遊星歯車と；
（ｃ）原動機により駆動される入力及びバリエータの両側に接続された素子を有する第２の遊星歯車と；
（ｄ）バリエータの両側にそれぞれ接続された２つの交互に駆動される被駆動回転可能部材のうちの１つによりバリエータに接続できる最終駆動シャフトと；
第１の遊星歯車の出力を最終駆動シャフトに選択的に接続するために、第１の遊星歯車の出力と最終駆動シャフトとの間に位置する第１のクラッチと；を有し、
変速機が更に、
被駆動回転可能部材のうちの少なくとも一方と最終駆動シャフトとの間に位置し、第１の遊星歯車及び被駆動回転可能部材から入力を受け取る第３の混合遊星歯車と；
第３の混合遊星歯車を介して一方の被駆動回転可能部材を最終駆動シャフトに選択的に接続するために、一方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置する第２のクラッチと；を有することを特徴とする連続可変比変速機。
第３の混合遊星歯車を介して他方の被駆動回転可能部材を最終駆動シャフトに選択的に接続するために、他方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置する第３のクラッチを更に有することを特徴とする請求項３の連続可変比変速機。
第２及び第３のクラッチが、一方の被駆動回転可能部材と第３の混合遊星歯車との間及び他方の被駆動回転可能部材と第３の混合遊星歯車との間にそれぞれ位置することを特徴とする請求項４の連続可変比変速機。
他方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置し、第１の遊星歯車の出力及び他方の被駆動回転可能部材から入力を受け取る第４の遊星歯車と；
第４の遊星歯車を介して他方の被駆動回転可能部材を最終駆動シャフトに選択的に接続するために、他方の被駆動回転可能部材と最終駆動シャフトとの間に位置する第３のクラッチと；を更に有することを特徴とする請求項３の連続可変比変速機。
第２及び第３のクラッチが、第３の混合遊星歯車と最終駆動シャフトとの間及び第４の遊星歯車と最終駆動シャフトとの間にそれぞれ位置することを特徴とする請求項６の連続可変比変速機。