JP7250815B2 - 歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム - Google Patents
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Description
全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムであって、比率トルク分配差動機構と、回転比アクティブ制御機構と、遊星歯車機構とを含み、遊星歯車機構の前端に比率トルク分配差動機構が直列に連結して無段自動変速装置を構成し、比率トルク分配差動機構と遊星歯車機構との間に回転比アクティブ制御機構が設けられ、比率トルク分配差動機構は、動力及び運動出力端に設けられた第1差動かさ歯車と第2差動かさ歯車との2つの差動かさ歯車を含み、第1差動かさ歯車は、中空の第1差動かさ歯車軸を介して遊星歯車機構のリングギヤに剛体連結し、第2差動かさ歯車軸は、中空の第1差動かさ歯車軸を貫通し、第2差動かさ歯車は、第2差動かさ歯車軸を介して遊星歯車機構のサンギヤに連結し、回転比アクティブ制御機構は、回転比調整モータと、常時噛合状態にある回転比調整アクティブ歯車と、回転比調整スレーブ歯車を含み、回転比調整スレーブ歯車は、第1差動かさ歯車軸に剛体連結し、回転比調整アクティブ歯車は、回転比調整モータの出力軸に取り付けられ、遊星歯車機構の2つの入力端は、それぞれ中心に位置するサンギヤ及び最外周のリングギヤであり、遊星歯車がサンギヤ及びリングギヤに同時に噛合し、キャリアを介して外部に動力を出力することを特徴とする。
(1)全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムは、全ての伝達部材が極めて高効率の歯車と軸であるため、機械式手動変速機と同等の高効率を有している。
(2)回転比の変化幅が大きく、種々の機械系における回転比の変化幅の要求に応えることができる。遊星歯車機構におけるサンギヤの前段に減速機構を設けて、全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの回転比の変化幅を大きくしたり、2つ以上の本発明の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムを直列に用いて、回転比の変化幅が任意の大きさとなる無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムを実現することができる。例えば、回転比の変化幅を大きくしたい場合には、サンギヤの前段に減速機構を備えた遊星歯車機構を採用すれば、リングギヤの径方向寸法を大幅に縮小しつつ、全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの回転比の変化幅を大きくすることができる。リングギヤとサンギヤのギヤ比αが7から5に小さくなると、無段自動変速範囲は、1~4から1.143~12に大きくなり、無段自動変速範囲は、3倍近くに大幅に増加する。
(3)回転比の変化幅の全域において、無段自動変速を効率よく行うことができる。
(4)自動無段変速だけでなく、使用中の実際の要求に応じて回転比のアクティブ制御を実現することができる。
(5)トルクを伝達する能力が強く、そのトルクを伝達する能力は、構造寸法の大小のみに依存するので、そのトルクを伝達する能力は、機械的伝動の要求を全て満たすことができる。
(6)構造及び工程が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、使用環境に対する適合性が高い。
(7)小型軽量である。
遊星歯車機構の3つの動力及び運動の入力/出力要素のうちの任意の2つの要素が、ゼロ入力を含む所定の運動入力を有するときのみ、他方の要素は、所定の運動出力を有し、且つこの運動出力は、2つの運動入力端のうちのいずれか一方の入力端の運動の変化に応じて変化する。その原理式は、以下である。
(式1)
nT+αnQ-(1+α)nH=0
ここで、nT,nH,nQは、それぞれ、サンギヤT、キャリアH、リングギヤQの回転数であり、αは、リングギヤとサンギヤとの歯数比であり、α=ZQ/ZT、ZT,ZQは、それぞれサンギヤT及びリングギヤQの歯数である。
nT+α×0-(1+α)nH=0
これにより、(式2)が成り立つ。
(式2)
iTH=nT/nH=1+α
ここで、iTHは、サンギヤが運動の入力端、リングギヤが固定し、キャリアが運動の出力端の回転比である。
0+αnQ-(1+α)nH=0
これにより、(式3)が成り立つ。
(式3)
iQH=nQ/nH=1+(1/α)
ここで、iQHは、リングギアが運動の入力端、サンギアが固定し、キャリアは運動の出力端の回転比である。
(式4)
iTH>iQH
nT+αnQ-(1+α)nH=0
これにより、(式5)、(式6)が成り立つ。
(式5)
iTH=nT/nH=1
(式6)
iQH=nQ/nH=1
1)両者のうちの一方の回転数がゼロであり、他方の入力端の回転数が自由に変化する。この場合、nH=0,nTとnT=0,nHの2つのモードがある。
nT/nQ=-α
これにより、(式7)が成り立つ。
(式7)
iTQ=nT/nQ=-α
ここで、iTQは、サンギヤが運動の入力端、キャリアが固定し、リングギヤが運動の出力端の回転比でありZQ/ZT、前の「-」は、出力端リングギヤの回転数が入力端サンギヤの回転数と逆向きであることを意味する。
nH/nQ=α/(1+α)
これにより、(式8)が成り立つ。
(式8)
iHQ=nH/nQ=1/(1+α)<1
ここで、iHQは、キャリアが運動の入力端、サンギヤが固定し、リングギヤが運動の出力端の回転比である。
nT+αnQ-(1+α)nH=0
これにより、(式9)、(式10)が成り立つ。
(式9)
iTQ=nT/nQ=1
(式10)
iHQ=nH/nQ=1
遊星歯車機構の3つの要素のうちのいずれか1つの要素(例えばキャリア)から動力を入力し、他の2つの要素(例えばリングギヤ及びサンギヤ)から動力を出力すれば、その2つの動力出力端からそれぞれ異なる回転数で動力を出力することができ、これが遊星歯車機構を差動装置として用いる原理である。
F1S1=F2S2
すると、(式11)が成り立つ。
(式11)
F2=(S1/S2)F1
F´1=F1,F´2=F2
(式12)
M6=RF´2=RF2=(S1/S2)RF1
(式13)
M7=RF´1=RF1
(式14)
M6=(S1/S2)M7
(式15)
MQ=αMT
(式16)
nQ=n6
(式17)
nT=n7
(式18)
n6+n7=2ni
ここで、niは、差動機力回転数であり、ni=n
n6、n7それぞれ、第1差動かさ歯車6と第2差動かさ歯車7の回転数である。
n6=0のとき、(式17)、(式18)、(式19)から、
nQ=n6=0
nT=n7=2n
nQ=0、nT=2n、α=7を(式1)に代入すると、無段自動変速装置の出力回転数nHが算出される。
2n+α×0-(1+α)nH=0
nH=(1/4)n
nQ=n6=n
nT=n7=n
n+7×n-(1+7)nH=0
nH=n
(式19)
ibvmax=ni/nH=n/(2n/((1+α)iv))=1/2((1+α)iv)
(式20)
ibvmin=ni/nH=n/(n(1+αiv)/((1+α)iv))=((1+α)iv)/(1+αiv)
ibvmax=(1/2)(1+α)iv=(1/2)(1+5)×4=12
ibvmin=((1+α)iv)/(1+αiv)=(1+5)×4/(1+5×4)=1.143
本発明は、全歯車式無段自動変速装置に固有の自動変速パターンをオーバーシュートして実用上の要求を良好に満足させるために、比率トルク分配差動機構Iと遊星歯車機構IIとの間で第1差動かさ歯車6とリングギヤ12を連結する中空軸5に、回転比アクティブ制御機構IIを付加する。比率トルク分配差動機構Iの動力出力端である第1差動かさ歯車6、遊星歯車機構IIにおけるリングギヤ12及び比率トルク分配差動機構Iのもう一方の動力出力端である第2差動かさ歯車7と、遊星歯車機構IIIのサンギヤとの間は、常に動的に釣り合って位置している。理論的には、両者のうちの一方の運動を変更するには非常に簡単であり、いずれか一方の運動入力のみで任意にその運動速度を調整でき、且つ両者のうちのいずれかの運動を変更したことでそれに伴って回転比が自動的に変化するため、回転比のアクティブ制御を実現し、大きい回転比変化範囲を取得するには、第1差動かさ歯車6とリングギヤ12との連結軸である第1差動かさ歯車軸に、回転比調整モータ8、回転比調整アクティブ歯車9、回転比調整スレーブ歯車10からなる回転比アクティブ制御機構IIが付設されている。必要に応じて回転比調整モータ8の回転数を調整することにより、最大回転比と最小回転比との間での無段自動変速を実現することができる。
図4に示すように、図1に示すような回転比アクティブ制御を有する無段自動変速装置に、図5に示すような方向変換機構を直列に連結することにより、無段自動変速と正転、反転、ニュートラル切換フリー機能を有する本発明の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムを構成する。工学的には、変速機の正転は、前進段と呼ぶことが多い。変速機の反転は、後退段と呼ぶことが多い。動力伝達を中断することをニュートラルという。方向切換機構を無段自動変速装置に直列に連結するには、方向切換機構を無段自動変速装置の前端(又は入力端という)に直列に接続するか、又は方向切換機構を無段自動変速装置の後端(又は出力端という)に直列に連結するかの2通りの接続形態が考えられる。方向変換機構を無段自動変速装置の前端(又は入力端という)に直列に連結することによって、重量軽減効果は良好であり、ここで、方向変換機構を無段自動変速装置の前端(又は入力端という)に直列に連結する構成を例にとり、本発明の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの前進段、後進段、ニュートラルの切換過程と原理を図7~図9を参照して説明する。
(前進段)
シフトレバーをD段位置にすると、全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの制御系は、クラッチ18が解放されて、同期装置24が最左端に移動し、同期装置スリーブが入力軸歯車19の右側のドグ歯に係合し(図7(a)参照)、クラッチ18が係合し、動力及び運動がクラッチ18を介して、方向変換入力軸27→同期装置24→自動自動無段変速装置入力軸1→デフケース4→遊星かさ歯車軸3→遊星かさ歯車2→差動かさ歯車6、7→リングギヤ12とサンギヤ11(動力及び運動は、比率トルク分配差動機構Iによって2経路に分岐されて、差動かさ歯車6、7を介して遊星歯車機構IIIのリングギヤ12、サンギヤ11に伝達される)→キャリア15→無段自動変速装置出力軸14に伝達されると、回転比アクティブ制御システムの回転比調整モータ8を起動し、要求に応じて回転比調整モータ8の回転数を調整して回転比のアクティブ制御を実現することができる。
シフトレバーをR段位置にすると、全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの制御系は、回転比調整モータ8が停止し、クラッチ18が解放され、同期装置24が最右端に移動し、同期装置スリーブが方向変換スレーブ歯車23の左側のドグ歯に噛合し(図8(a)参照)、クラッチ18が係合し、動力及び運動は、クラッチ18を介して、方向変換入力軸27→入力軸歯車19→方向変換アクティブ歯車25→スパーギヤ20→スパーギヤ軸21→スパーギヤ軸22→方向変換スレーブ歯車23→同期装置24→無段自動変速装置入力軸1→デフケース4→遊星かさ歯車軸3→遊星かさ歯車2→差動かさ歯車6、7→リングギヤ12及びサンギヤ11(動力及び運動は、比率トルク分配差動機構Iによって2経路に分岐されて、差動かさ歯車6、7を介して遊星歯車機構IIIのリングギヤ12、サンギヤ11に伝達される)→キャリア15→無段自動変速装置出力軸14に伝達される。
シフトレバーをN段位置にすると、クラッチ18が解放され、同期装置24がニュートラル位置(図9(a)に示す位置)になり、同期装置24が係合する。
(前進段)
シフトレバーをD段位置にすると、全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの制御系は、2連多板クラッチ28の左側のクラッチが入り、右側のクラッチが切れ、入力軸歯車19が2連多板クラッチ28を介して無段自動変速装置入力軸1に固定され(図7(b)参照)、動力及び運動は、クラッチ入力軸17を介して、2連多板クラッチ28→無段自動変速装置入力軸1→デフケース4→遊星かさ歯車軸3→遊星かさ歯車2→差動かさ歯車6、7→リングギヤ12及びサンギヤ11(動力及び運動は、比率トルク分配差動機構Iによって2経路に分岐されて、差動かさ歯車6、7を介して遊星歯車機構IIIのリングギヤ12、サンギヤ11に伝達される)→キャリア15→無段無段変速装置出力軸14へと伝達される。実際の使用に合わせて自動変速(回転比の調整)が必要な場合には、回転比アクティブ制御システムの回転比調整モータ8を起動し、必要に応じて回転比調整モータ8の回転数を調整することにより、回転比のアクティブ制御を行うことができる。
シフトレバーをR段位置にすると、全歯車式無段自動変速及び回転アクティブ制御システムの制御系は、回転比調整モータ8が停止し、2連多板クラッチ28の右側のクラッチが入り、左側のクラッチが切れ、方向変換スレーブ歯車23が2連多板クラッチ28を介して無段自動変速装置入力軸1に固定され(図8(b)参照)、動力及び運動は、クラッチ入力軸17を介して、方向変換アクティブ歯車25→スパーギヤ20→スパーギヤ軸21→スパーギヤ22→方向変換スレーブ歯車23→クラッチ28→無段自動変速装置入力軸1→デフケース4→遊星かさ歯車軸3→遊星かさ歯車2→差動かさ歯車6、7→リングギヤ12及びサンギヤ11(動力及び運動は、比率トルク分配差動機構Iによって2経路に分岐されて、差動かさ歯車6、7を介して遊星歯車機構IIIのリングギヤ12、サンギヤ11に伝達される)→キャリア15→無段自動変速装置出力軸14へと伝達される。
シフトレバーをN段位置にすると、2連多板クラッチ28が解放される(図9(b)参照)。
(前進段)
シフトレバーをD段位置にすると全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの制御系は、デュアルクラッチの前進段クラッチ30が入り、後退段クラッチ29が切れ、サンギヤ係止体36が解除され、リングギヤ係止体37がロックされ(図7(c)参照)、動力及び運動は、クラッチ入力軸17を介して前進段クラッチ29→前進段入力軸31→方向切換機構サンギヤ32→方向切換機構遊星歯車34→ギヤレフト機構キャリア35→無段自動変速装置入力軸1→デフケース4→遊星かさ歯車軸3→遊星かさ歯車2→差動かさ歯車6、7→リングギヤ12及びサンギヤ11(動力及び運動は、比率トルク分配差動機構Iによって2経路に分岐されて、差動かさ歯車6、7を介して遊星歯車機構IIIのリングギヤ12、サンギヤ11に伝達される)→キャリア15→無段自動変速装置出力軸14に伝達される。実際の使用に合わせて自動変速(回転比の調整)が必要な場合には、回転比アクティブ制御システムの回転比調整モータ8を起動し、必要に応じて回転比調整モータ8の回転数を調整することにより、回転比のアクティブ制御を行うことができる。
シフトレバーをR段位置にすると、全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの制御系は、回転比調整モータ8が停止し、デュアルクラッチの後退段クラッチ29が入り、前進段クラッチ30が切り、リングギヤ係止体37が解除され、サンギヤ係止体36がロックされ(図8(c)参照)、動力及び運動は、クラッチ入力軸17を介して後退段クラッチ29→後退段入力軸38→方向変換機構リングギヤ33→方向変換機構遊星歯車34→ギヤシフト機構キャリア35→無段自動変速装置入力軸1→デフケース4→遊星かさ歯車軸3→遊星かさ歯車2→差動かさ歯車6、7→リングギヤ12及びサンギヤ11(動力及び運動は、比率トルク分配差動機構Iによって2経路に分岐されて、差動かさ歯車6、7を介して遊星歯車機構IIIのリングギヤ12、サンギヤ11に伝達される)に伝達される→キャリア15→無段自動変速装置出力軸14に伝達される。
シフトレバーをN段位置にすると、デュアルクラッチの前進段クラッチ30及び後退段クラッチ29が共に解放される(図9(c)参照)。
(付記1)
全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムであって、
比率トルク分配差動機構と、回転比アクティブ制御機構と、遊星歯車機構とを含み、
遊星歯車機構の前端に比率トルク分配差動機構が直列に連結して遊星歯車機構とともに無段自動変速装置を構成し、
比率トルク分配差動機構と遊星歯車機構との間に回転比アクティブ制御機構が設けられ、
比率トルク分配差動機構は、動力及び運動出力端に設けられた第1差動かさ歯車と第2差動かさ歯車との2つの差動かさ歯車を含み、
第1差動かさ歯車は、中空の第1差動かさ歯車軸を介して遊星歯車機構のリングギヤに剛体連結し、
第2差動かさ歯車軸は、中空の第1差動かさ歯車軸を貫通し、
第2差動かさ歯車は、第2差動かさ歯車軸を介して遊星歯車機構のサンギヤに連結し、
回転比アクティブ制御機構は、回転比調整モータと、常時噛合状態にある回転比調整アクティブ歯車と、回転比調整スレーブ歯車を含み、
回転比調整スレーブ歯車は、第1差動かさ歯車軸に剛体連結し、
回転比調整アクティブ歯車は、回転比調整モータの出力軸に取り付けられ、
遊星歯車機構の2つの入力端は、それぞれ中心に位置するサンギヤ及び最外周のリングギヤであり、遊星歯車がサンギヤ及びリングギヤに同時に噛合し、キャリアを介して外部に動力を出力する、
ことを特徴とする全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
比率トルク分配差動機構は、デフケースと、遊星かさ歯車と、第1差動かさ歯車と、第2差動かさ歯車を含み、
無段自動変速装置入力軸は、デフケースの前端でデフケースに剛体連結し、
デフケースの中で、デフケースの前後端又は左右方向に延びる軸孔に第1差動かさ歯車と第2差動かさ歯車が回転自在に支持され、
第2差動かさ歯車と第1差動かさ歯車は、それぞれ前後端で遊星かさ歯車に噛合し、
第1差動かさ歯車軸は、前端が第1差動かさ歯車に剛体連結し、後端がデフケースを貫通して遊星歯車機構のリングギヤに剛体連結し、
第2差動かさ歯車軸は、前端が第2差動かさ歯車に剛体連結し、後端が中空の第1差動かさ歯車軸を貫通してサンギヤに剛体連結し、又はサンギヤ軸と一体に形成される、
ことを特徴とする付記1に記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
遊星かさ歯車に、遊星かさ歯車軸の中心線を周回する周方向の環状溝を開口し、遊星かさ歯車軸の一端は、デフケースに固定して取り付けられ、他端は、軸受けを介して環状溝内に取り付けられ、遊星かさ歯車の自転時の回転中心は、環状溝の中心円弧線である、
ことを特徴とする付記1又は2に記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
遊星かさ歯車の自転時に、遊星かさ歯車と第2差動かさ歯車との噛合点Aから遊星かさ歯車軸の中心線までの距離をS1、遊星かさ歯車と第1差動かさ歯車との噛合点Bから遊星かさ歯車軸の中心線までの距離をS2とすると、S1とS2との比は、常に所定の割合である、
ことを特徴とする付記3に記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
比率トルク分配差動機構は、少なくとも2個の遊星かさ歯車を用いる、
ことを特徴とする付記3に記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
前記遊星歯車機構には、少なくとも2つの遊星歯車が設けられている、
ことを特徴とする付記1に記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムの回転比変化範囲を大きくするために、2つ以上の前記全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムを直列に連結し、又は前記遊星歯車機構でサンギヤの前に減速機構を設け、
前記減速機構は、対称定軸輪列歯車減速機構、又は非対称定軸輪列歯車減速機構、又は遊星歯車減速機構のいずれかであり、
第2差動かさ歯車軸は、減速機構によって減速されてからサンギヤに連結し、
前記減速機構は、サンギヤの前に直列に連結される、
ことを特徴とする付記1、2、4~6のいずれか1つに記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
無段自動変速装置の前端又は後端に方向変換機構を直列に連結して、動力と運動伝達の正転、反転、及び中断の少なくとも3つのモードの切り替えを実現し、方向変換機構は、クラッチと同期装置の組み合わせ構造の方向変換機構、又は2連多板クラッチ形式の方向変換機構、又はデュアルクラッチ形式の方向変換機構である、
ことを特徴とする付記1、2、4~6のいずれか1つに記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
クラッチとシンクロの組み合わせ構造の方向変換機構を採用する場合、クラッチ入力軸と変速機入力軸が一直線に設けられ、クラッチ入力軸に入力軸歯車が設けられ、無段変速装置入力軸の左端又は前端が、軸受けを介して入力軸歯車の右端の軸受け座穴に取り付けられ、方向変換アクティブ歯車が入力軸歯車と常時噛合すると共に、前の組のスパーギヤとも常時噛合し、後の組のスパーギヤが前の組のスパーギヤと同軸で、かつ、共にスパーギヤ軸に剛体連結し、後の組のスパーギヤが方向変換スレーブ歯車と常時噛合し、方向変換スレーブ歯車がニードル軸受け又は滑り軸受を介して無段自動変速装置の入力軸に遊嵌され、入力軸歯車と方向変換スレーブ歯車との間に、ロックリング式又はロックピン式の同期装置が組み込まれ、
2連多板クラッチ形式の方向変換機構を採用する場合、クラッチの入力軸に入力軸歯車が設けられ、方向変換スレーブ歯車がニードル軸受け又は滑り軸受を介して無段自動変速装置の入力軸に遊嵌され、入力軸歯車と方向変換スレーブ歯車との間に2連多板クラッチが組み込まれ、無段変速装置入力軸の左端又は前端が、軸受けを介してクラッチ入力軸歯車の右端の軸受け座穴に取り付けられ、方向変換アクティブ歯車が入力軸歯車と常時噛合すると共に、スパーギヤとも常時噛合し、前後2組のスパーギヤが共にスパーギヤ軸に剛体連結し、後端のスパーギヤが方向変換スレーブ歯車と常時噛合し、
デュアルクラッチ形式の方向変換機構を採用する場合、デュアルクラッチ方向変換機構がデュアルクラッチとロック機構付き遊星歯車機構からなり、デュアルクラッチが、中空の前進段入力軸を介して方向変換機構キャリアに剛体連結された前進段クラッチと、前進段入力軸の中心を通る後退段入力軸を介して方向変換機構のサンギヤに剛体連結された後退段クラッチからなり、ギヤシフトリングギヤが無段自動変速装置入力軸の左端又は前端に剛体連結され、動力と運動を比率トルク分配差動機構に伝達し、後退段入力軸と方向変換機構キャリアにはそれぞれサンギヤ係止体とキャリア係止体が装着されている、
ことを特徴とする付記8に記載の全歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
Claims (1)
- 歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システムであって、
比率トルク分配差動機構と、回転比アクティブ制御機構と、遊星歯車機構とを含み、
遊星歯車機構の前段に比率トルク分配差動機構が直列に連結して、比率トルク分配差動機構の出力が入力される遊星歯車機構とともに無段自動変速装置を構成し、
比率トルク分配差動機構と遊星歯車機構との間に、回転比調整モータの回転数を調整することにより、出力軸の回転数を分母とし入力軸の回転数を分子とする回転比を制御する回転比アクティブ制御機構が設けられ、
比率トルク分配差動機構は、動力及び運動出力端に設けられた第1差動かさ歯車と第2差動かさ歯車との2つの差動かさ歯車を含み、
第1差動かさ歯車は、中空の第1差動かさ歯車軸を介して遊星歯車機構のリングギヤに剛体連結し、
第2差動かさ歯車軸は、中空の第1差動かさ歯車軸を貫通し、
第2差動かさ歯車は、第2差動かさ歯車軸を介して遊星歯車機構のサンギヤに連結し、
回転比アクティブ制御機構は、回転比調整モータと、常時噛合状態にある回転比調整アクティブ歯車と、回転比調整スレーブ歯車を含み、
回転比調整スレーブ歯車は、第1差動かさ歯車軸に剛体連結し、
回転比調整アクティブ歯車は、回転比調整モータの出力軸に取り付けられ、
遊星歯車機構の2つの入力端は、それぞれ中心に位置するサンギヤ及び最外周のリングギヤであり、遊星歯車がサンギヤ及びリングギヤに同時に噛合し、キャリアを介して外部に動力を出力し、
無段自動変速装置の前段又は後段に方向変換機構を直列に連結して、動力と運動伝達の正転、反転、及び中断の少なくとも3つのモードの切り替えを実現し、方向変換機構は、クラッチと同期装置の組み合わせ構造の方向変換機構、又は2連多板クラッチ形式の方向変換機構、又はデュアルクラッチ形式の方向変換機構であり、
クラッチとシンクロの組み合わせ構造の方向変換機構を採用する場合、クラッチ入力軸と無段変速装置入力軸が一直線に設けられ、クラッチ入力軸と同期装置との間に設けられている方向変換入力軸に入力軸歯車が設けられ、無段変速装置入力軸の前段側が、軸受けを介して入力軸歯車の後段側の軸受け座穴に取り付けられ、方向変換主動歯車が入力軸歯車と常時噛合すると共に、方向変換機構を構成する前の組のスパーギヤとも常時噛合し、方向変換機構を構成する後の組のスパーギヤが方向変換機構を構成する前の組のスパーギヤと同軸で、かつ、共にスパーギヤ軸に剛体連結し、方向変換機構を構成する後の組のスパーギヤが方向変換従動歯車と常時噛合し、方向変換従動歯車がニードル軸受け又は滑り軸受を介して無段自動変速装置の入力軸に遊嵌され、入力軸歯車と方向変換従動歯車との間に、ロックリング式又はロックピン式の同期装置が組み込まれ、
2連多板クラッチ形式の方向変換機構を採用する場合、クラッチの入力軸に入力軸歯車が設けられ、方向変換従動歯車がニードル軸受け又は滑り軸受を介して無段自動変速装置の入力軸に遊嵌され、入力軸歯車と方向変換従動歯車との間に2連多板クラッチが組み込まれ、無段変速装置入力軸の前段側が、軸受けを介してクラッチ入力軸歯車の後段側の軸受け座穴に取り付けられ、方向変換主動歯車が入力軸歯車と常時噛合すると共に、方向変換機構を構成する前の組のスパーギヤとも常時噛合し、方向変換機構を構成する前後2組のスパーギヤが共にスパーギヤ軸に剛体連結し、方向変換機構を構成する後の組のスパーギヤが方向変換従動歯車と常時噛合し、
デュアルクラッチ形式の方向変換機構を採用する場合、デュアルクラッチ方向変換機構がデュアルクラッチとロック機構付き遊星歯車機構からなり、デュアルクラッチが、中空の前進段入力軸を介して方向変換機構キャリアに剛体連結された前進段クラッチと、前進段入力軸の中心を通る後退段入力軸を介して方向変換機構のサンギヤに剛体連結された後退段クラッチからなり、ギヤシフトリングギヤが無段自動変速装置入力軸の前段側に剛体連結され、動力と運動を比率トルク分配差動機構に伝達し、後退段入力軸と方向変換機構キャリアにはそれぞれサンギヤ係止体とキャリア係止体が装着されている、
ことを特徴とする歯車式無段自動変速及び回転比アクティブ制御システム。
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CN117823581A (zh) * | 2023-02-24 | 2024-04-05 | 江吉彬 | 电机调速的混合动力无级变速器及其工作方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5409425A (en) | 1992-02-10 | 1995-04-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Torque distributing mechanism in differential |
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Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5409425A (en) | 1992-02-10 | 1995-04-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Torque distributing mechanism in differential |
JP2004308713A (ja) | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド変速機の変速制御装置 |
JP2012514168A (ja) | 2008-12-31 | 2012-06-21 | ヴィクトロヴィチ クゼヴァノフ,ガイ | 差動歯車abik |
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CN202914648U (zh) | 2012-12-04 | 2013-05-01 | 何晓荷 | 电机调速的无级变速装置 |
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