JP5347020B2 - 最終駆動装置としてチェーン及び遊星歯車セットを使用する手動変速機 - Google Patents

Description

関連出願の参照
本出願は、「最終駆動装置としてチェーン及び遊星歯車セットを使用する手動変速機」という名称の２００８年５月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／０５３，７７３号に開示された１つ以上の発明を請求する。この場合、米国仮特許出願の米国特許法第１１９条（ｅ）項（３５ＵＳＣ§１１９（ｅ））の下の利益が主張され、前述の出願は、参考として本出願に組み込まれている。

本発明は、手動変速機の分野に関する。より具体的には、本発明は、最終駆動装置としてチェーン及び遊星歯車セットを使用する手動変速機に関する。

現在の自動車市場では、構成部品のパッケージサイズを小さくし、エンジン部品の効率を高める研究が常に行われている。

効率及びパッケージサイズの改良が自動変速機で行われてきた。例えば、現在製造され、先行技術の図１に示したＧＭＰＴ６Ｔ４０と６Ｔ４５では、自動変速機のレイシャフトは取り除かれており、チェーン８が、変速機出力軸（図示せず）に結合された入力スプロケット４と、遊星セットの太陽歯車１６に結合された出力スプロケット６とを囲んでいる。太陽歯車１６は、出力スプロケット６によって駆動され、一体形成された遊星キャリア１８及び差動装置２０を駆動する。リングギヤ１２はハウジング１０に固定される。

図２は、従来の手動変速機を示している。従来の手動変速機では、ピニオンギヤ５は、手動変速機の出力軸２に結合される。ピニオンギヤ５は、リングギヤ７と噛合しかつそれを駆動する。リングギヤ７は、差動ハウジング及び差動装置２０に結合され、差動装置２０を直接駆動し、次に、差動装置は車軸への前車軸１５を駆動する。リングギヤ７は、大きな質量、大きな回転慣性を有し、また直径が非常に大きく、測定直径は約２００〜２２０ｍｍである。リングギヤ７は、３〜４倍の減速で手動変速機の出力軸２から反対方向に回転する。大きな直径のこのようなリングギヤ７を使用することによって、エンジンルーム空間及び大きな手動変速機パッケージを犠牲にして、３．５対１の減速比が達成される。

自動変速機の効率及びパッケージサイズが改良されてきたが、デュアルクラッチ変速機、自動化手動変速機、ハイブリッド、電気式、ＣＶＴ、２軸式手動変速機、及び３軸式手動変速機のような逆方向のギヤ式出力を有するギヤ式最終駆動装置を有する変速機では、そのような改良の努力は行われなかった。

パッケージサイズを低減しかつ効率を高めたエンジン又はモータ用の変速機は、入力スプロケット、チェーン、出力スプロケット、及び遊星歯車セットを備える。出力スプロケットは、チェーンを通して入力スプロケットに駆動可能に接続している。出力スプロケットは、遊星歯車セットの太陽歯車を受容する中空の中心部分を有する。遊星歯車セットはまた、太陽歯車と噛合する少なくとも２つの遊星ギヤを含み、これらの遊星ギヤは、リングギヤ部分を有する差動装置を駆動するための固定遊星キャリアに取り付けられる。入力スプロケットが第１の方向に回転されるとき、チェーンは、出力スプロケット及び太陽歯車を第１の方向に駆動し、太陽歯車は、遊星ギヤを駆動して、第１の方向と反対の第２の方向に回転させ、リングギヤ部分及び差動装置を第２の方向に駆動する。

本発明は、最終駆動装置パッケージ全体を低減し、パッケージ全体を半径方向により小さくして、最終駆動装置の回転慣性を低下させ、重量を減少させる。

チェーンは、内向歯チェーンであることが好ましいが、他の動力伝達チェーンを使用してもよい。太陽歯車、遊星ギヤ、及び差動ハウジングの部分として形成されたリングギヤの歯の数は、異なる変速機に適用できるように減速比を変更するために変更してもよい。

変速機は、デュアルクラッチ変速機、自動化手動変速機、ハイブリッド、電気式、ＣＶＴ、２軸式手動変速機、及び３軸式変速機のような逆方向のギヤ式出力を有するギヤ式最終駆動装置を有する手動変速機の任意のものでよい。

先行技術の自動変速機ＧＭＰＴ６Ｔ４０及びＧＭＰＴ６Ｔ４５の最終駆動装置の概略図である。 最終駆動装置としてのギヤを有する先行技術の手動変速機の概略図である。 最終駆動装置としてのチェーン及び遊星ギヤセットを有する本発明の手動変速機の概略図である。

本発明は、従来の手動変速機のピニオンギヤ５及び螺旋状に切断したリングギヤ７を、チェーン３８、入出力スプロケット３６、４０、遊星歯車セット３２、及び差動ハウジング２０の一部として形成されたリングギヤで置き換えている。デュアルクラッチ変速機、自動化手動変速機、ハイブリッド、電気式、２軸式手動変速機、及び３軸式変速機のような逆方向の出力を有するギヤ式最終駆動装置を有する任意の手動変速機のリングギヤ７及びピニオンギヤは、チェーン３８、スプロケット３６、４０、及び差動装置２０を駆動するための本発明の遊星歯車セット３２で置き換えることが可能である。

遊星キャリア１８は固定され、したがって、差動装置２０又はリングギヤ１２を回転することが妨げられる。図３に示した構成は、手動変速機のパッケージサイズを相当低減しつつ、３〜４倍の減速で手動変速機出力軸２から反対方向の逆転又は回転を維持する。

入力スプロケット３６は、手動変速機出力軸２と共に回転するために取り付けられる。出力スプロケット４０は、スプライン結合されかつ遊星歯車セット３２の螺旋状の太陽歯車３４を受容する中空の中心部分を有する。第１の側面の車軸１５ａ及び車輪に至る第１の車軸シャフト４２ａは、螺旋状の太陽歯車３４の中空中心を通過し、差動装置２０の一方の側面によって受容される。第２の側面の車軸１５ｂ及び車輪に至る第２の車軸シャフト４２ｂは、遊星歯車セット３２の差動装置２０の他方の側面を通過し、他方の側面によって受容される。玉軸受４４は、太陽歯車３４を支持するために、出力スプロケット４０と遊星歯車セット３２との間に存在する。

チェーン３８は、手動変速機出力軸２の入力スプロケット３６及び出力スプロケット４０の周りに巻き付けられ、手動変速機出力軸２及び遊星歯車セット３２の太陽歯車３４を差動装置２０に駆動可能に接続する。遊星歯車セット３２は、少なくとも２つの遊星ギヤ３０によって囲まれかつそれらと噛合する第１の車軸シャフト４２ａの太陽歯車３４を含む。２つの遊星ギヤ３０が示されているが、少なくとも３つの遊星ギヤが使用されることが好ましい。遊星ギヤ３０はまた、遊星キャリア１８に取り付けられ、また差動装置２０のハウジングの部分として形成されるリングギヤ１２と噛合する。遊星キャリア１８は固定されるか又は保持される。太陽歯車３４が時計回り方向に回転するとき、遊星ギヤ３０は、反時計回りに回転し、リングギヤ１２を反時計回り方向に駆動する。リングギヤ１２は、差動ハウジングと一体形成され、差動装置２０を駆動する。

手動変速機出力軸２が時計回りに回転するとき、入力スプロケット３６が回転して、太陽歯車３４にスプライン結合されたチェーン３８及び出力スプロケット４０を駆動し、太陽歯車３４を駆動する。太陽歯車は、時計回りに回転して、遊星ギヤ３０を反時計回りに回転させ、リングギヤ１２及び差動装置２０を反時計回り方向に駆動し、ならびに第１及び第２の車軸シャフト４２ａ、４２ｂを駆動する。

本発明は、最終駆動装置のパッケージ全体を小さくし、パッケージ全体を半径方向により小さくして、最終駆動装置の回転慣性を低下させ、重量を減少させる。

内向歯チェーンは、ＨｙＶｏ（登録商標）チェーンであることが好ましいが、他の動力伝達チェーンを使用してもよい。太陽歯車、遊星ギヤ、及び差動ハウジングの部分として形成されたリングギヤの歯の数は、異なる変速機に適用できるように減速比を変更するために変更してもよい。

したがって、本明細書に記載した本発明の実施形態は、単に本発明の原理の適用の例示目的に過ぎないことを理解すべきである。図示した実施形態の詳細に対する本明細書の参照は、それら自体が本発明に重要であると見なされる特徴を列挙する特許請求の範囲を限定するようには意図されない。

Claims (12)

1. パッケージサイズを低減しかつ質量を低減したエンジン用の変速機であって、
   入力スプロケットと、
   チェーンを通して入力スプロケットに駆動可能に接続する中空の中心部分を有する出力スプロケットと、
   前記出力スプロケットの中空の中心部分によって受容された太陽歯車と、前記太陽歯車と噛合され、かつリングギヤ部分を有する差動装置を駆動するための固定遊星キャリアに取り付けられた少なくとも２つの遊星ギヤとを備える遊星歯車セットと、
   を備え、
   前記入力スプロケットが第１の方向に回転されるとき、前記チェーンが、前記出力スプロケットを第１の方向に駆動し、前記太陽歯車を第１の方向に駆動し、前記太陽歯車が前記少なくとも２つの遊星ギヤを駆動して、第１の方向と反対の第２の方向に回転させ、前記リングギヤ部分及び差動装置を第２の方向に駆動する、変速機。
2. 前記チェーンが内向歯チェーンである、請求項１に記載の変速機。
3. 前記変速機が手動変速機である、請求項１に記載の変速機。
4. 前記変速機がデュアルクラッチ変速機である、請求項１に記載の変速機。
5. 前記変速機が自動化手動変速機である、請求項１に記載の変速機。
6. 前記変速機がハイブリッドである、請求項１に記載の変速機。
7. 前記変速機が２軸式手動変速機である、請求項１に記載の変速機。
8. 前記変速機が３軸式変速機である、請求項１に記載の変速機。
9. 前記変速機が電気式である、請求項１に記載の変速機。
10. 前記太陽歯車を支持するために前記出力スプロケットと前記遊星歯車セットとの間に玉軸受をさらに備える、請求項１に記載の変速機。
11. 前記リングギヤ部分が前記差動装置と一体形成される、請求項１に記載の変速機。
12. 第１の方向が時計回りであり、第２の方向が反時計回りである、請求項１に記載の変速機。

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