JP4717833B2 - モジュール式トランスミッションユニット、特に多段式トランスミッション - Google Patents
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Description
トランスミッションインプット部を駆動装置に連結する場合またはスタートユニットが組み込まれている場合は、トランスミッションアウトプットシャフトの第1オーバーライドトランスミッションへのトランスミッションインプット部の連結、つまり全体トランスミッションユニットと、噛み合った第1クラッチのアウトプットの連結においては、第1オーバーライドトランスミッションの比率は、反対方向の力が働く第2シャフトを備えるプラネタリギヤの場合と同じである。第2クラッチは第2オーバーライドトランスミッションから解放されている。そのため、動力伝達は第1オーバーライドトランスミッションを介して、および、変速トランスミッションは、これと連結されたトラクショントランスミッションのディスク装置を介して行われる。第2オーバーライドトランスミッションについても同様であり、その第1シャフトはこの場合ウェブであり、そこにトランスミッションユニットのインプット部が連結されている。つまり、この状態では、無段式トランスミッションの両方のディスク装置が駆動される。したがって第1オーバーライドトランスミッションは、トランスファケースとして機能し、そのインプット部はトランスミッションインプットシャフトと、その第1アウトプット部はトラクショントランスミッションと、その第2アウトプット部は第2オーバーライドトランスミッションのトランスミッションアウトプットシャフトと連結されている。第2オーバーライドトランスミッションユニットはこの状態ではやはりトランスファケースとして機能し、インプット部はトランスミッションインプットシャフトと、アウトプット部は無段式トランスミッションの第2ディスク装置と連結されている。この機能状態においては、第1ディスク装置と第2ディスク装置との間の変速比はたとえば1:2から2.6、特に1:2.4の比率が選択される。第2オーバーライドトランスミッションの第2アウトプット部は、トランスミッションユニットのアウトプット部にトルク固定式に接続されている。このことは、第2オーバーライドトランスミッションと連結された第2ディスク装置は、第1オーバーライドトランスミッションと駆動接続している第1ディスク装置より速く回転していることを表している。無段式トランスミッションにおける変速比が変化して初めて、対応する変速比調整手段を介して、つまり第1および第2ディスク装置の間の変速から、ゆっくりした変速に切替えられ、つまり、たとえば1:2.4から2.4:1に切り替わり(回転数内でのディスクの交替)、それにより、第1ディスク装置を介して伝達されるモーメントが低くなり、動力伝達は、主に、トラクショントランスミッション上の第1オーバーライドトランスミッションを介して行われ、無段階部分を介して伝達された動力は第2オーバーライドトランスミッションに伝えられる。この場合、第2オーバーライドトランスミッションは、第1および第3シャフトから構成された2つのインプット部を備えるサミングアップギヤとして機能する。そのため、第2オーバーライドトランスミッションのリングギヤの駆動とウェブの回転により、トランスミッションアウトプットシャフトが駆動される。ほぼ純粋に無段階の動力伝達範囲をもう一つ実現するために、トランスミッションインプットシャフトと第2オーバーライドトランスミッションの第3シャフトとの間に同期性がある場合、第2切替可能クラッチが入る。次に第1クラッチが解除される。この場合の動力伝達は、サンギヤとリングギヤが連結されていれば、第2オーバーライドトランスミッションでの変速を追加せずに、無段式トランスミッションでの調整された変速にしたがって、第1オーバーライドトランスミッションを介して行われる。第2オーバーライドトランスミッションはロックアップされている。無段式トランスミッションの変速比を変えることにより、特に第1オーバーライドトランスミッションへの無段式トランスミッションの接続からはじめて、ゆっくりから早くへ、早くからゆっくりへ変えると、それにより無段式トランスミッションの可能な作動範囲が再度2回、つまり、変速比の調整により異なるが両方の方向に往復される。トランスミッションの全体作動範囲はしたがって、両方の作動範囲についてそれぞれ2回、個々のクラッチの噛み合わせにより特徴づけられているCVTの作動範囲を往復させることにより拡大する。CVT自体は、伝達する動力が同じであればトランスミッション全体にわたって寸法を小さくすることができる。
2 多段式トランスミッション
3 第1動力分岐部
4 第2動力分岐部
5 無段式トランスミッション
6 トラクショントランスミッション
7 無段式トランスミッションインプット部
8 無段式トランスミッションアウトプット部
9 第1オーバーライドトランスミッション
10 第2オーバーライドトランスミッション
11,12 スリーシャフトプラネタリギヤ
13,16 第1シャフト
14,17 第2シャフト
15,18 第3シャフト
19,20 変速段
21 第1切替可能クラッチ
22 第2切替可能クラッチ
23 プラネタリギヤセット11のウェブ
24 プラネタリギヤセット11のリングギヤ
25 プラネタリギヤセット11のサンギヤ
26 プラネタリギヤセット12のウェブ
27 プラネタリギヤセット12のサンギヤ
28 プラネタリギヤセット12のリングギヤ
29 第1ヘッドギヤ
30 第2ヘッドギヤ
31 変速比制御のための手段
32 シャフト
33 第1ディスク装置
34 トラクション手段
35 第2ディスク装置
36 ヘッドギヤセット
37 第1ヘッドギヤ
38 第2ヘッドギヤ
39,40 接続ギヤ
41 手段
42 伝達リンク
43 外周
44〜46 凹凸
47 テンショナ
48 スタートユニット
E インプット部
A アウトプット部
Claims (29)
- トランスミッションユニット(1)、特に多段式トランスミッション(2)であって、
一つのトランスミッションインプット(E)と一つのトランスミッションアウトプット(A)とを備え、
スリーシャフトプラネタリギヤシステム(11,12)として構成され、それぞれ一つのサンギヤ(25,27)、一つのリングギヤ(24,28)、一つのウェブ(23,26)と複数のプラネタリギヤを持つ2つのオーバーライドトランスミッション(9,10)を備え、個々のシャフトはそれぞれサンギヤ(25,27)、リングギヤ(24,28)、ウェブ(23,26)またはこれらとトルク固定式に接続されたエレメントで構成されており、
第1オーバーライドトランスミッション(9)の第1シャフト(13)がトルク固定式にトランスミッションインプット(E)に接続されており、
第1オーバーライドトランスミッション(9)の第2シャフト(14)と第2オーバーライドトランスミッション(10)の第2シャフト(17)が少なくとも間接的にトルク固定式にトランスミッションアウトプット(A)と接続可能であり、
トラクショントランスミッション(6)の形の無段式トランスミッション(5)が、第1および第2オーバーライドトランスミッション(9,10)の第3シャフト(15,18)の間に配置され、
トラクショントランスミッション(6)の変速比の制御のための手段を備え、
個々のオーバーライドトランスミッション(9,10)と無段式トランスミッション(5)との連結がそれぞれ、変速段(19,20)を備える接続ギヤ(39,40)を介して行われることと、
第2オーバーライドトランスミッション(10)の第1シャフト(16)が第1切替可能クラッチ(21)を介して選択的にトランスミッションインプット(E)と接続可能であることと、
第2オーバーライドトランスミッション(10)の第3シャフト(18)が、第2切替可能クラッチ(22)を介して、トランスミッションアウトプット(A)に接続可能とされ、第1オーバーライドトランスミッション(9)の第2シャフト(14)が、第2オーバーライドトランスミッション(10)の第3シャフト(18)とトルク固定式に接続されていることと、を特徴とするトランスミッションユニット(1)。 - 第1オーバーライドトランスミッション(9)の第2シャフト(14)が第2オーバーライドトランスミッション(10)の第3シャフト(18)とトルク固定式に接続されてい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ユニット(1)。
- 個々の接続ギヤ(19,20)が一つの反転ギヤから構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 個々の接続ギヤ(19,20)が、互いに噛み合う偶数のヘッドギヤ(29,30,37,38)を備える一つのヘッドギヤ段(36)から構成されていることを特徴とする請求項3に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 個々の接続ギヤ(19,20)の互いに噛み合うヘッドギヤ(29,30,37,38)が、第1オーバーライドトランスミッション(9)の第3シャフト(15)および/または第2オーバーライドトランスミッション(10)の第3シャフト(18)から構成されているか、またはこれらと一体構造のユニットを構成していることを特徴とする請求項4に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 第2オーバーライドトランスミッション(10)のサンギヤ(27)が、達成すべき全体トランスミッション変速比幅に依存して配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 第1オーバーライドトランスミッション(9)が無段式トランスミッション(5)の変速比で配置されており、これが、無段式トランスミッションの変速比の理論的に可能な最大変速比に相当することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 第1オーバーライドトランスミッション(9)のサンギヤ(25)が、寸法に関して、第1オーバーライドトランスミッション(9)のリングギヤ(24)のピッチ円径より2から2.6倍小さい範囲にあることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 第2オーバーライドトランスミッション(10)のサンギヤ(27)がその寸法に関して、リングギヤ(28)のピッチ円径より2から2.6倍小さい範囲にあることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 以下の特徴を備える請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1):
・第1オーバーライドトランスミッション(9)の第1シャフト(13)と第2オーバーライドトランスミッション(10)の第1シャフト(16)はそれぞれ第1プラネタリギヤシステム(11)のウェブ(23)または第2プラネタリギヤシステム(12)のウェブ(26)またはこれらとトルク固定式に連結されたエレメントにより構成されていること;
・第1オーバーライドトランスミッション(9)の第2シャフト(14)が第1プラネタリギヤシステム(11)のサンギヤ(25)により構成され、第2オーバーライドトランスミッション(10)の第2シャフト(17)が第2プラネタリギヤシステム(12)のリングギヤ(28)により構成されていること;
・第1オーバーライドトランスミッション(9)の第3シャフト(15)が第1プラネタリギヤシステム(11)のリングギヤ(24)により構成され、第2プラネタリギヤシステム(12)の第3シャフト(18)がサンギヤ(27)またはこれらにトルク固定式に連結されたエレメントにより構成されていること。 - 第1プラネタリギヤシステム(11)のサンギヤ(25)と第2プラネタリギヤドライブ(12)のサンギヤ(27)が中空シャフトを介して互いにトルク固定式に接続されていることを特徴とする請求項10に記載のトランスミッションユニット(1)。
- トランスミッションインプット(E)と第2オーバーライドトランスミッション(10)の第1シャフト(16)との連結が、第1プラネタリギヤシステム(11)のウェブ(23)を介してトルク固定式に、および中空シャフトによりガイドされたシャフトにより行われることを特徴とする請求項11に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 以下の特徴を備える請求項10ないし請求項12のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1):
・第1接続ギヤの第1ヘッドギヤが第1オーバーライドトランスミッション(9)のリングギヤ(24)により構成されていること;
・第2接続ギヤ(20)が、中空シャフトとして具現化された第3シャフト(18)とトルク固定式に連結されたヘッドギヤ(38)と、無段式トランスミッション(5)とトルク固定式に接続されたもう一つのヘッドギヤ(37)により構成されていること。 - 無段式トランスミッション(5)が駆動力を伝達するトラクショントランスミッション(6)として実施されており、トラクション手段(34)がベルトまたはチェーンで構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- トラクション手段(34)をトランスミッションインプット(E)の回転数にノンスリップ連結するための手段が備わっていることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- トラクション手段(34)の回転速度をトランスミッションインプット(E)の回転数にあわせて調整するための手段が、少なくとも間接的にトランスミッションインプット部(E)に連結され、トラクション手段(34)により駆動力を伝達するように連結できる一つの伝達リンク(42)を備えることを特徴とする請求項15に記載のトランスミッションユニット(1)。
- トラクション手段(34)の外周(43)に凹凸(44)が備わっており、これが、伝達リンク(42)の外周(46)の凹凸(45)と互いにぴったり噛み合うことを特徴とする請求項16に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 伝達リンク(42)がトランスミッションインプットシャフト(E)と同軸にまたはこれに平行に配置されており、トラクション手段(34)のテンションを調整するために、無段式トランスミッション(5)のディスク装置(33,35)を旋回させるための旋回トランスミッション(48)と伝達リンク(42)が備わっていることを特徴とする請求項17に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 伝達リンク(42)がトランスミッションインプットシャフト(E)に同軸およびトルク固定式にまたはこれと平行に配置されており、テンションを調整するために移動または旋回可能なように取り付けられたテンショナ(47)がトラクション手段(34)に割り当てられていることを特徴とする請求項17に記載のトランスミッションユニット(1)。
- トラクショントランスミッション(6)の変速比の制御を行う手段が、個々のディスク装置(33,35)の距離を調整するためのアクチュエータを備えることを特徴とする請求項1ないし請求項19のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 第1オーバーライドトランスミッションの第3シャフト(9)と第2オーバーライドトランスミッション(10)の第3シャフト(18)との間の変速比が1:2から3、望ましくは1:2.5に調整でき、または2つの個々のディスク装置の変速比が1:2から3に調整できることを特徴とする請求項1ないし請求項20のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- インプット部(E)が切替可能なスタートユニット(48)に接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項21のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 回転方向反転を実現するための手段が追加的に備わっていることを特徴とする請求項1ないし請求項22のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 前記手段が反転スイッチセットを備えていることを特徴とする請求項23に記載のトランスミッションユニット(1)。
- 第1および/または第2の切替可能クラッチ(21,22)が摩擦式または同期切替可能クラッチとして具現化されていることを特徴とする請求項1ないし請求項24のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- トランスミッションインプット部(E)の上流側にスタートエレメント(48)が接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項25のいずれか1項に記載のトランスミッションユニット(1)。
- スタートエレメント(48)が、ハイドロダイナミック式の回転数/トルクコンバータまたはハイドロダイナミッククラッチとして具現化されていることを特徴とする請求項26に記載のトランスミッション配置(1)。
- スタートエレメント(48)にロックアップクラッチが割り当てられていることを特徴とする請求項27に記載のトランスミッション配置。
- スタートエレメント(48)がマルチディスククラッチとして具現化されていることを特徴とする請求項26に記載のトランスミッション配置(1)。
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