JP4907645B2 - 車両用、特に、トラック用の駆動部 - Google Patents

Description

本発明は、車両用、特に、トラック（ローリ）用の駆動部に関し、外へ向かうクランクシャフトを持つ駆動源、及び、そのクランクシャフトに接続可能な第一入力と車両のドリブンホイールに接続され得る出力とを持つトランスミッションを含み、そのトランスミッションは、複数のギアクラッチ、及び、それらギアクラッチを介して相互に接続され、かつ、入力及び出力に接続され得る複数のギアホイールトランスミッションを含み、そのトランスミッションはまた、その第一入力と同心である追加的な第二入力を含み、その駆動部はまた、そのクランクシャフトとトランスミッションの第一入力との間に存在するメインクラッチによって形成される第一クラッチ、そのクランクシャフトとそのトランスミッションのその第二入力との間に存在する追加的なクラッチによって形成される第二クラッチ、及び、そのギアクラッチの一つによって形成される第三クラッチを含む。その第三クラッチは、そのトランスミッションの第一入力と第二入力との間に存在する。

このような駆動部は、米国特許出願公開２００３／０１４８８４７号から公知である。この公知の駆動部において、その第二クラッチは、プラネタリギアを介してその第二入力をそのクランクシャフトに接続可能であり、或いは、そのプラネタリギア及びその第三クラッチを介してその第一入力に接続可能である。この公知の駆動部により、その駆動源とそのドリブンホイールとの間のトルク伝達を保持しながら、別のトランスミッション比への、少なくともいくつかの変更を実現させることができる。
米国特許出願公開２００３／０１４８８４７号明細書

本発明の目的は、その公知の装置を改善することである。

この目的のため、本発明に従った駆動部は、その追加的なクラッチがその第二入力にそのクランクシャフトを直接的に接続可能であり、第三クラッチがそのトランスミッションの第二入力にその第一入力を直接的に接続可能であり、そこで、その第一入力が入力シャフトによって形成され、かつ、その第二入力がその入力シャフトに同心のギアホイールによって形成され、そのギアホイールがそのギアホイールトランスミッションの一つの部品である点で特徴付けられる。
「直接的に」とは、追加的な要素が接続されるべき部品間に存在しないことを意味する。追加的な要素は、これらの部品間のトルク伝達を遮断し得る。

本発明に従った駆動部の実施例は、追加的なクラッチがシンクロメッシュで形成される点で特徴付けられる。
本発明に従った駆動部の更なる実施例は、その第三クラッチがシンクロメッシュで形成される点で特徴付けられる。
本発明に従った駆動部の更に別の実施例は、そのメインクラッチがそのトランスミッションの第一入力にそのクランクシャフトを直接的に接続可能な点で特徴付けられる。

本発明に従った駆動部の実施例は、その駆動部がまた、三つの回転体を持つプラネタリギアを含み、第一の回転体がそのトランスミッションの第一入力に接続され、かつ、そのメインクラッチを介してそのクランクシャフトに接続され、第二の回転体がそのクランクシャフトに接続され、かつ、追加的なクラッチを介してそのトランスミッションの第二入力に接続され、第三の回転体が、クラッチ又はブレーキを介して固定エンティティに接続可能な点で特徴付けられる。

好適には、その第一の回転体は、環（アニュラス）で形成され、その第二の回転体は、プラネットキャリアで形成され、そして、その第三の回転体は、サンホイールで形成される。

本発明に従った駆動部の更なる実施例は、同じ相互差を持つ複数のトランスミッション比の間でトランスミッションが変更可能である点で特徴付けられ、また、その固定エンティティに接続される第三の回転体を用いて、そのプラネタリギアがプレ減速部を形成するように、そのプラネタリギアのトランスミッション比があり、それは、そのトランスミッションの連続するトランスミッション比の間の差の二倍だけその駆動部の総トランスミッションを減速させる点で特徴付けられる。これは、駆動源とドリブンホイールとの間のドライブラインの遮断なしにトランスミッション比の間で行われる変更を可能にする。

好適には、そのトランスミッションのギアホイールトランスミッション群における第一及び第二のギアホイールトランスミッションは、ギアクラッチ群の第一のものによって、その第一入力並びに第三、第四及び第五のギアホイールトランスミッションに選択的に接続されてもよく、第三のギアホイールトランスミッションは、第二ギアクラッチによって、中間シャフトに接続されてもよく、また、第四及び第五のギアホイールトランスミッションは、第三ギアクラッチによって、中間シャフトに選択的に接続されてもよく、第二ギアクラッチは、その中間シャフトを、第一ギアホイールトランスミッションの代わりに、第一ギアクラッチに接続してもよく、中間シャフトは、第四ギアクラッチを介してその出力に直接接続されてもよく、そのトランスミッションに属する追加的なプラネタリギアを介して直接接続されてもよく、そこで、その第二入力は、第一ギアホイールトランスミッションに接続される。

本発明に従った駆動部の更に別の実施例は、その第二ギアクラッチが、その入力に接続される第一ギアクラッチの一部にその中間シャフトを接続してもよい点で特徴付けられる。この場合、第三ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比は、好適には、前述の実施例における第四ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比に等しく、その第四ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比は、好適には、前述の実施例における第三ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比に等しい。

これは、駆動源とドリブンホイールとの間のドライブラインの遮断なしにトランスミッション比の間で行われるより多くの変更を可能にする。

本発明はまた、本発明に従った駆動部をシフトさせる方法に関する。この方法に関し、本発明は、そのトランスミッションの第一トランスミッション比が第二トランスミッション比に変更された場合、駆動源から出力へのトルク伝達が追加的なクラッチを介して発生するようそのメインクラッチが滑り、そのトランスミッションのトランスミッション比が第二トランスミッション比より高くなるよう、そのギアクラッチを所定位置に置くことで、そのトランスミッションにおいて経路が創出される点で特徴付けられる。

本発明に従った方法の別の実施例は、等しいトランスミッション比を持つ二つの異なる経路の間で変更が行われる点で特徴付けられる。

本発明は、本発明に従った駆動部の実施例が示される図に基づいて、以下でより完全に明らかにされる。

図１及び２は、それぞれ、既知の駆動部のダイアグラム表示及び構成表示を示す。この駆動部１は、メインクラッチ７によって形成される第一クラッチを介して、入力シャフト１１によって形成されるトランスミッション９の第一入力に接続可能である、外へ向かうクランクシャフト５を持つ駆動源３を有する。トランスミッション９はまた、ドリブンホイール１５に接続され得る出力シャフト１３によって形成される出力を有する。

トランスミッション９は、相互に接続される複数のギアホイールトランスミッション２１〜２９とプラネタリギアGとを有する。各ギアホイールトランスミッションは、中央ギアホイールとそれにかみ合う二つのギアホイールとを有し、それらは、中央シャフトに平行な二つの追加的なシャフト上にある。トランスミッション９はまた、複数のギアクラッチＳ１、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３を有し、それらは、シャフト又はギアホイールを、二つの追加的なシャフト又はギアホイールのうちの一つに接続してもよく（位置a、ｂ、ｐ、ｃ、ｄ、ｒ、ｇ、ｋ）、或いは、何れにも接続しなくてもよい（中立位置ｎ）。ギアクラッチＳ１は、シンクロメッシュクラッチであり、また、ギアクラッチＣ１、Ｃ２及びＣ３は、爪クラッチである。

それらギアクラッチを異なる位置に置くことは、１２個の異なる比及びリバース比を提供できる。

図３及び４は、それぞれ、本発明に従った駆動部の第一実施例のダイアグラム表示及び構成表示を示す。この駆動部３１において、トランスミッション９は、上記の第一入力に加え、追加的な第二入力３３を有し、それは、ギアホイールトランスミッション２１の一部である、入力シャフト１１と同心のギアホイールによって形成される。この駆動部３１はまた、追加的なクラッチＳ２によって形成される第二クラッチを有し、それは、クランクシャフト５を第二入力３３に直接的に接続できる。追加的なクラッチＳ２もまた、シンクロメッシュクラッチである。ギアクラッチＳ１は、その駆動部の第三クラッチを形成する。

メインクラッチ７は、好適には、湿板クラッチであり、それは、かみ合っていないときにはスプリングによってクローズされる。好適には、クランクシャフト５とメインクラッチ７との間にねじりバネが存在する。メインクラッチ７の薄板は、ここでは、デュアルマスフライホイールとなるよう、一次減速を形成する駆動源のフライホイールに加えて、二次減速の機能を果たす。

最初の６つのトランスミッションは、ｇ位置にあるギアクラッチＣ３によって得られ、最後の６つのトランスミッションは、ｋ位置にあるクラッチＣ３による。第一のトランスミッションは、追加的なクラッチＳ２をクローズさせ、かつ、ギアクラッチＣ２をｄ位置に置くことによって得られる。その他のギアクラッチ群は、オープン又は中立位置にある。第二のトランスミッションは、メインクラッチをクローズさせ、ギアクラッチＳ１をｂ位置に置き、かつ、ギアクラッチＣ２をｄ位置に置くことによって得られる。第三のトランスミッションは、Ｓ２をクローズさせ、かつ、Ｃ１をｃ位置に置くことによって得られる。第四のトランスミッションは、メインクラッチをクローズさせ、Ｓ１をｂ位置に置き、かつ、Ｃ１をｃ位置に置くことによって得られる。第五のトランスミッションは、Ｓ２をクローズさせ、かつ、Ｃ１をｐ位置に置くことによって得られる。そして、第六のトランスミッションは、メインクラッチをクローズさせ、Ｓ１をｂ位置に置き、Ｃ１をｐ位置に置くことによって得られる。第七から第十二のトランスミッションは、Ｃ３をｋ位置に置くことによって得られる。連続するトランスミッション間の差は、全て同じである。

追加的なクラッチＳ２は、そのホイールへの駆動源の駆動力を中断することなく、第一のトランスミッションを第二のトランスミッションに変えるために使用されてもよく、第三のトランスミッションを第四のトランスミッションに変えるために使用されてもよく、第五のトランスミッションを第六のトランスミッションに変えるために使用されてもよく（Ｃ３はｇ位置である。）、また、第七のトランスミッションを第八のトランスミッションに変えるために使用されてもよく、第九のトランスミッションを第十のトランスミッションに変えるために使用されてもよく、第十一のトランスミッションを第十二のトランスミッションに変えるために使用されてもよい。

図５及び６は、それぞれ、本発明に従った駆動部の第二実施例のダイアグラム表示及び構成表示を示す。駆動部４１もまた、クランクシャフト５と入力シャフト１１との間にプラネタリギアＰを有する。プラネタリギアＰは、三つの回転体を有し、そのうちの第一の回転体は、環で形成され、そのトランスミッションの第一入力に接続され、第二の回転体は、プラネットキャリアで形成され、クランクシャフト５に接続され、第三の回転体は、サンホイールで形成され、クラッチ（シンクロメッシュ）又はブレーキ４３を介して固定エンティティに接続される。ブレーキ／クラッチ４３もまた、好適には、湿板クラッチである。追加の減速は、二つの連続するトランスミッション比の間の差の二倍に等しい、このプラネタリギアＰによって得られる。これは、ｂ位置にあるＳ１によって、ゼロトランスミッション０（＝２−２）、追加的な第二トランスミッション２^＊（＝４−２）、及び、追加的な第四トランスミッション４^＊（＝６−２）が得られ、また、ａ位置にあるＳ１によって、トランスミッション−１（＝１−２）、追加的な第一トランスミッション１^＊（＝３−２）、及び、追加的な第三トランスミッション３^＊（＝５−２）が得られることを意味する。

そのゼロトランスミッションは、メインクラッチ及び追加的なクラッチをオープンさせ、Ｓ１をｂ位置に置き、かつ、Ｃ２をｄ位置に置くことによって得られる（Ｃ３は、ｇ位置である。）。その追加的な第二トランスミッションは、メインクラッチ及び追加的なクラッチをオープンさせ、Ｓ１をｂ位置に置き、かつ、Ｃ１をｃ位置に置くことによって得られる（Ｃ３は、ｇ位置である。）。

これは、以下のトランスミッションの変更が、そのホイールへの駆動源の駆動力を中断することなく、Ｓ１をｂ位置に置くことによって得られることを意味する。
・Ｃ１がｎ位置、Ｃ２がクローズ：０−１−２
・Ｃ１がｃ位置、Ｃ２がオープン：２^＊−３−４
・Ｃ１がｂ位置、Ｃ２がオープン：４^＊−５−６
Ｓ１をａ位置に置くことによって、そのホイールへの駆動源の駆動力を中断することなく、以下のトランスミッションの変更が得られる。
・Ｃ１がｎ位置、Ｃ２がクローズ：−１から１へ
・Ｃ１がｃ位置、Ｃ２がオープン：１^＊から３へ
・Ｃ１がｂ位置、Ｃ２がオープン：３^＊から５へ
以下のギア変更は、プラネタリギアＰ上のギア（＊印が付けられる）と同等のギアとの間でプラネタリギアＰの中断なしに変更が行われた場合に得られる。

０−１−２−２^＊−３−４−４^＊−５−６（ｋ位置にあるＣ３も同じ。）
−１−１−２−２^＊−３−４−４^＊−５−６（ｋ位置にあるＣ３も同じ。）
−１−１−１^＊−３−３^＊−５−６（ｋ位置にあるＣ３も同じ。）
−１−１−２−２^＊−３−３^＊−５−６（ｋ位置にあるＣ３も同じ。）

（例）
トランスミッション２から２^＊への変更は、メインクラッチ及びＣ２をオープンさせ、かつ、ブレーキ／クラッチ４３を用いて追加的なシャフト双方のｒｐｍを下げることで可能であり、その後、ｃ位置にあるＣ１が同調して選択され得る。エンジンのｒｐｍは、このギア変更においても同じままであり、このギア変更が迅速かつ快適に行われるようにする。反対に２^＊から２へもまた、ブレーキ／クラッチ４３及びＣ１をオープンさせ、かつ、メインクラッチを用いて追加的なシャフト双方のｒｐｍを上げることで可能であり、その後、Ｃ２が同調して選択され得る。

図７及び８は、それぞれ、本発明に従った駆動部の第三実施例のダイアグラム表示及び構成表示を示す。そのトランスミッションは、この駆動部５１内で内部的に変えられる。第二ギアクラッチＣ１は、入力シャフト１１に接続された第一ギアクラッチＳ１の一部に中間シャフト５３を接続し得る。更に、第三ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比は、前述の実施例における第四ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比に等しく、第四ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比は、前述の実施例における第三ギアホイールトランスミッションのトランスミッション比に等しい。

ここでは、駆動力の中断なしに、２^＊−３−４^＊−５−６（連続５つのトランスミッション）の変更が可能である。
（例１）
トランスミッション２^＊から（４を介した）３へは、メインクラッチをクローズさせ、ブレーキ／クラッチ４３をオープンさせ、かつ、Ｓ２が同期してクローズされるまでメインクラッチを更にクローズさせることによる。そのメインクラッチは、その後再びオープンしてもよい。Ｓ１は、その後、ｎ位置になり、また、Ｃ１は、ｂ位置になる。
（例２）
トランスミッション３から（６を介した）４^＊へは、メインクラッチをクローズさせ、Ｓ２をオープンさせ、かつ、ブレーキ／クラッチ４３が同期してクローズされるまでメインクラッチを更にクローズさせることによる。そのメインクラッチは、その後再びオープンしてもよい。Ｃ２は、その後、ｎ位置になり、また、Ｓ１は、ｂ位置になる。
（例３）
トランスミッション４^＊から（６を介した）５へは、メインクラッチをクローズさせ、ブレーキ／クラッチ４３をオープンさせ、かつ、Ｓ２が同期してクローズされるまでメインクラッチを更にクローズさせることによる。そのメインクラッチは、その後再びオープンしてもよい。
（例４）
トランスミッション５から（６を介した）６へは、メインクラッチをクローズさせ、Ｓ２をオープンさせ、かつ、そのメインクラッチがクローズされるまでメインクラッチを更にクローズさせることによる。Ｓ１は、その後、ｎ位置になってもよい。

図９及び１０は、それぞれ、図７及び８で示された駆動部における、クラッチ７、プラネタリギアＰ及び追加的なクラッチＳ２の具体的なデザインを単純化された表現及び具体化された表現で示す。プラネタリギアＰは、三つの回転体を有し、そのうちの第一回転体は、環６１で形成され、そのトランスミッションの第一入力１１に接続され、第二回転体は、プラネットキャリア６３で形成され、クランクシャフト５に接続され、また、第三回転体は、サンホイール６５で形成され、クラッチ（シンクロメッシュ）又はブレーキ４３を介して固定エンティティに接続され得る。プラネットキャリア６３は、複数対のプラネットホイールを支持する。

既知の駆動部では、第一トランスミッションから第二トランスミッションへの変更は、メインクラッチをオープンさせることによって行われる（図１１参照。）。本発明に従った駆動部では、トランスミッション比が変更された場合、滑ったメインクラッチ７を用い（図１３参照。）、第三トランスミッションを介して駆動力が発生する（図１２参照。）。

上述のように図に基づいて本発明が説明されたが、本発明は、図に示された実施例に限定されるものではない点に留意すべきである。本発明はまた、請求項によって規定される文脈の中で、図に示された実施例から派生する全ての実施例にまで及ぶ。

既知の駆動部のダイアグラム表示を示す。 既知の駆動部の構成表示を示す。 本発明に従った駆動部の第一実施例のダイアグラム表示を示す。 本発明に従った駆動部の第一実施例の構成表示を示す。 本発明に従った駆動部の第二実施例のダイアグラム表示を示す。 本発明に従った駆動部の第二実施例の構成表示を示す。 本発明に従った駆動部の第三実施例のダイアグラム表示を示す。 本発明に従った駆動部の第三実施例の構成表示を示す。 図７及び８で示された駆動部における、クラッチ、プラネタリギア及び追加的なクラッチの具体的なデザインの単純化された表現を示す。 図９でしめされた単純化された表現の具体化された表現を示す。 既知の駆動部におけるトランスミッション比の変化のグラフを示す。 本発明に従った駆動部の略図を示す。 本発明に従った駆動部におけるトランスミッション比の変化のグラフを示す。

Claims (11)

1. 車両用の駆動部は、外に向かうクランクシャフトを持つ駆動源、及び、前記クランクシャフトに接続され得る第一入力と車両のドリブンホイールに接続され得る出力とを持つトランスミッションを含み、
   該トランスミッションは、複数のギアクラッチ、及び、該ギアクラッチを介して相互に接続が可能で、かつ、前記入力及び出力に接続が可能な複数のギアホイールトランスミッションを含み、そのトランスミッションはまた、前記第一入力と同心である追加的な第二入力を含み、かつ、
   当該駆動部はまた、前記クランクシャフトと前記トランスミッションの前記第一入力との間に存在するメインクラッチによって形成される第一クラッチ、前記クランクシャフトと前記トランスミッションの前記第二入力との間に存在する追加的なクラッチによって形成される第二クラッチ、及び、前記ギアクラッチの一つによって形成される第三クラッチを含み、その第三クラッチは、前記トランスミッションの前記第一入力と前記第二入力との間に存在し、
   前記追加的なクラッチは、前記クランクシャフトを前記第二入力に直接的に接続可能であり、
   前記第三クラッチは、前記トランスミッションの前記第二入力に前記第一入力を直接的に接続可能であり、
   前記第一入力は、入力シャフトによって形成され、かつ、前記第二入力は、前記入力シャフトと同心のギアホイールによって形成され、前記ギアホイールは、前記ギアホイールトランスミッションの一つの部品である、
   ことを特徴とする。
2. 前記追加的なクラッチは、シンクロメッシュで形成される、
   ことを特徴とする請求項１に従った駆動部。
3. 前記第三クラッチは、シンクロメッシュで形成される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に従った駆動部。
4. 前記メインクラッチは、前記トランスミッションの前記第一入力に前記クランクシャフトを直接的に接続可能である、
   ことを特徴とする請求項１、２又は３に従った駆動部。
5. 当該駆動部はまた、三つの回転体を持つプラネタリギアを含み、その第一回転体は、前記トランスミッションの前記第一入力に接続され、かつ、前記メインクラッチを介して前記クランクシャフトに接続され、第二回転体は、前記クランクシャフトに接続され、かつ、前記追加的なクラッチを介して前記トランスミッションの前記第二入力に接続され、第三回転体は、クラッチ又はブレーキを介して固定エンティティに接続可能である、
   ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に従った駆動部。
6. 前記第一回転体は、環によって形成され、前記第二回転体は、プラネットキャリアによって形成され、前記第三回転体は、サンホイールによって形成される、
   ことを特徴とする請求項５に従った駆動部。
7. 前記トランスミッションは、同等の相互差を持つ複数のトランスミッション比群の間で変更可能であり、かつ、前記固定エンティティに接続される第三回転体を用いて、前記プラネタリギアがプレ減速部を形成するよう、前記プラネタリギアのトランスミッション比があり、それは、前記トランスミッションの連続するトランスミッション比の間の差の二倍だけ、当該駆動部の総トランスミッションを低減させる、
   ことを特徴とする請求項５又は６に従った駆動部。
8. 前記トランスミッションの前記ギアホイールトランスミッション群における第一及び第二ギアホイールトランスミッションは、第一ギアクラッチによって、第一入力、並びに、第三、第四及び第五のギアホイールトランスミッションに選択的に接続可能であり、
   前記第三のギアホイールトランスミッションは、第二ギアクラッチによって、中間シャフトに接続可能であり、
   前記第四及び前記第五のギアホイールトランスミッションは、第三ギアクラッチによって、前記中間シャフトに選択的に接続可能であり、
   前記第二ギアクラッチは、前記第三ギアホイールトランスミッションの代わりに、前記第一ギアクラッチに前記中間シャフトを接続可能であり、
   前記中間シャフトは、第四ギアクラッチを介して、或いは、前記トランスミッションに属する追加的なプラネタリギアを介して、出力に直接接続可能であり、
   前記第二入力は、前記第一ギアホイールトランスミッションに接続される、
   ことを特徴とする先行する請求項１乃至７の一つに従った駆動部。
9. 前記第二ギアクラッチは、前記第一入力に接続される前記第一ギアクラッチの一部に前記中間シャフトを接続可能である、
   ことを特徴とする請求項８に従った駆動部。
10. 前記トランスミッションの第一トランスミッション比が第二トランスミッション比に変更されると、駆動源から出力へのトルク伝達が追加的なクラッチを介して発生するようメインクラッチが滑り、かつ、
    前記トランスミッションの前記トランスミッション比が前記第二トランスミッション比より高くなるように前記ギアクラッチを用いることにより経路が前記トランスミッション内に創出される、
    ことを特徴とする先行する請求項１乃至９の一つに従った駆動部のシフト方法。
11. 第一の経路が、第一の経路のトランスミッション比と同等のトランスミッション比を有する第二の経路に変更される、
    ことを特徴とする先行する請求項１乃至９の一つに従った駆動部のシフト方法。

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