JPH03277854A - Continuously variable transmission - Google Patents
Continuously variable transmissionInfo
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- JPH03277854A JPH03277854A JP2078286A JP7828690A JPH03277854A JP H03277854 A JPH03277854 A JP H03277854A JP 2078286 A JP2078286 A JP 2078286A JP 7828690 A JP7828690 A JP 7828690A JP H03277854 A JPH03277854 A JP H03277854A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、差動歯車機構を用いた無段変速装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a continuously variable transmission using a differential gear mechanism.
［従来の技術］
従来、例えば特開昭６３−２６６２５１号公報に記載さ
れているように、入力軸の回転を遊星歯車ｌａ構により
第２軸および第３軸の回転に分岐し、これら第２軸およ
び第３軸の相互間に回転方向の圧接力を加えてそれぞれ
のトルクを平均化させるとともに、第２軸および第３軸
に分岐させた回転を差動歯車機構で合流させて、これを
出力軸に取り出すようにした歯車式の無段変速装置が知
られている。このような無段変速装置によれば、出力軸
に加えられた負荷の大小に応じて任意の出力回転速度を
得ることができる。[Prior Art] Conventionally, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-266251, rotation of an input shaft is divided into rotation of a second shaft and a third shaft by a planetary gear la structure, and these second Pressure contact force in the rotational direction is applied between the shaft and the third shaft to average their respective torques, and the rotations branched to the second and third shafts are combined by a differential gear mechanism, and this is A gear-type continuously variable transmission device in which the output shaft is connected to the output shaft is known. According to such a continuously variable transmission, an arbitrary output rotational speed can be obtained depending on the magnitude of the load applied to the output shaft.
［発明が解決しようとする課題］
ところが、上記従来の無段変速装置においては、第２軸
と第３軸相互間の圧接力を用いて出力軸の回転速度また
は威速比を変化させるよう構成されているため、この圧
接部にすべりが生じてしまうという問題があった。そし
て、このすべりによりトルク損失が生じ、これが入出力
軸間の伝達効率の低下を引き起こすという不具合があっ
た。また、このようなすべりにより装置が摩耗するため
、これが装置の耐久性を著しく低下させる原因となって
いた。[Problem to be Solved by the Invention] However, the conventional continuously variable transmission described above is configured to change the rotational speed or the power speed ratio of the output shaft using the pressure contact force between the second shaft and the third shaft. As a result, there was a problem in that slippage occurred at this press-contact portion. This slippage causes torque loss, which causes a reduction in transmission efficiency between the input and output shafts. Furthermore, such slippage causes wear of the device, which causes a significant decrease in the durability of the device.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたものであって、伝達効率が良く、しかも、信頼性の
高い無段変速装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to obtain a continuously variable transmission device that has good transmission efficiency and high reliability.
［課題を解決するための手段］
この発明にかかる無段変速装置は、入力軸および出力軸
の回転速度により回転速度が一義的に定まる第３軸を有
し、入力軸に加えられた動力を出力軸および第３軸にそ
れぞれ分岐させる差動歯車機構を備えた無段変速装置に
おいて、第３軸に発電機を設けるとともに出力軸に電動
機を設け、発電機と電動機とを電気的に接続したもので
ある。[Means for Solving the Problems] The continuously variable transmission according to the present invention has a third shaft whose rotational speed is uniquely determined by the rotational speeds of the input shaft and the output shaft, and has a third shaft whose rotational speed is uniquely determined by the rotational speed of the input shaft and the output shaft. In a continuously variable transmission equipped with a differential gear mechanism that branches into an output shaft and a third shaft, a generator is provided on the third shaft, an electric motor is provided on the output shaft, and the generator and the electric motor are electrically connected. It is something.
［作用］
この発明においては、入力軸に加えられた動力が差動歯
車機構によって出力軸および第３軸にそれぞれ分岐され
るとともに、この第３軸に発電機が、出力軸に電動機が
それぞれ設けられていることによって、この発電機が第
３軸の負荷となって出力軸に反作用トルクを与える。ま
た、発電機と電気的に接続されたことによって電動機が
トルクを発生する。したがって、出力軸には上記電動機
のトルクと発電機の反作用トルクとの加算トルクが生じ
、出力軸に加えられた負荷の大小に応じて自動的に変速
が可能となる。[Function] In this invention, the power applied to the input shaft is branched to the output shaft and the third shaft by the differential gear mechanism, and the third shaft is provided with a generator, and the output shaft is provided with an electric motor. As a result, this generator acts as a load on the third shaft and provides a reaction torque to the output shaft. Further, the electric motor generates torque by being electrically connected to the generator. Therefore, an additional torque of the torque of the electric motor and the reaction torque of the generator is generated on the output shaft, and the speed can be automatically changed depending on the magnitude of the load applied to the output shaft.
［実施例］ 実施例を示す断面図である。[Example] It is a sectional view showing an example.
この実施例において、図示しない機関に連結された入力
軸（１）の軸端にはサンギア（２）が固定され、このサ
ンギア（２）には、周囲に複数個のプラネタリギア（３
）が噛み合わせられている。In this embodiment, a sun gear (2) is fixed to the shaft end of an input shaft (1) connected to an engine (not shown), and this sun gear (2) has a plurality of planetary gears (3
) are interlocked.
上記入力軸（１）には、プラネタリギア（３）の公転運
動を支持するキャリア（４）が回転自在に支持されてお
り、また、プラネタリギア（３）の外周には、該プラネ
タリギア（３）と噛み合うインターナルギア（５）が入
力軸（１）と同心に配設されている。そして、これらサ
ンギア（２）。A carrier (4) that supports the revolving motion of a planetary gear (3) is rotatably supported on the input shaft (1), and a carrier (4) that supports the orbital movement of a planetary gear (3) is rotatably supported on the input shaft (1). ) is disposed concentrically with the input shaft (1). And these Sangiya (2).
プラネタリギア（３）、キャリア（４）およびインター
ナルギア（５）に上り差動歯車列（６）が構成されてい
る。また、上記インターナルギア（５）は、入力軸（１
）と同軸上の位置に配置された出力軸（７）に固定され
ていて、この出力軸（７）には負荷（図示せず。）が接
続されている。The planetary gear (3), the carrier (4), and the internal gear (5) constitute an upward differential gear train (6). Further, the internal gear (5) is connected to the input shaft (1
), and a load (not shown) is connected to the output shaft (7).
キャリア（４）には発電機（８）が取り付けられ、一方
、出力軸（７）には電動機（９）が取り付けられ、これ
ら発電機（８）および電動機（９）間は接続線（１０）
により電気的に接続されている。A generator (8) is attached to the carrier (4), while an electric motor (9) is attached to the output shaft (7), and a connection line (10) is connected between the generator (8) and the electric motor (9).
electrically connected.
この実施例によれば、図示しない機関により入力軸（１
）が例えば反時計方向に回転駆動されると、この入力軸
（１）に固定されたサンギア（２）も同様に反時計方向
に回転する。このとき、出力軸（７）に負荷が接続され
ていると、インターナルギア（５）の回転が抑止される
ため、サンギア（２）に噛合しているプラネタリギア（
３）がサンギア（２）の周りを公転し、これによりキャ
リア（４）が反時計方向に回転する。このキャリア（４
）の回転によって、該キャリア（４）に取り付けられて
いる発電機（８）が発電を開始し、キャリア（４）に対
し反作用として時計方向のトルクが生じることとなる。According to this embodiment, the input shaft (1
) is rotated counterclockwise, for example, the sun gear (2) fixed to this input shaft (1) also rotates counterclockwise. At this time, if a load is connected to the output shaft (7), the rotation of the internal gear (5) is inhibited, so the planetary gear (
3) revolves around the sun gear (2), which causes the carrier (4) to rotate counterclockwise. This carrier (4
), the generator (8) attached to the carrier (4) starts generating electricity, and a clockwise torque is generated as a reaction to the carrier (4).
そして、サンギア（２）の反時計方向のトルクとキャリ
ア（４）の時計方向のトルクにより、インターナルギア
（５）に時計方向のトルクが生じる。一方、上記発電機
（８）の発電出力は接続線（１０）を経て電動機（９）
に供給され、電動機（９）も時計方向のトルクが発生ず
る。したがって、出力軸（７）には、時計方向に発電機
（８）の反作用トルクと電動機（９）のトルクとの加算
トルクが生じる。このとき、この加算トルクが、出力軸
（７）に接続された上記負荷のトルクより大きければ出
力軸（７）が時計方向に回転を始める。その結果、キャ
リア（４）の回転速度が減少して発電機（８）の出力が
低下し、これにより、電動機（９）の出力も低下し、出
力軸（７）に生じるトルクも減少することとなる。Clockwise torque is generated in the internal gear (5) by the counterclockwise torque of the sun gear (2) and the clockwise torque of the carrier (4). On the other hand, the generated output of the generator (8) is transmitted to the electric motor (9) via the connection line (10).
The electric motor (9) also generates clockwise torque. Therefore, an additional torque of the reaction torque of the generator (8) and the torque of the electric motor (9) is generated in the output shaft (7) in a clockwise direction. At this time, if this additional torque is larger than the torque of the load connected to the output shaft (7), the output shaft (7) starts rotating clockwise. As a result, the rotational speed of the carrier (4) decreases and the output of the generator (8) decreases, which causes the output of the electric motor (9) to also decrease and the torque generated at the output shaft (7) to decrease. becomes.
この実施例において、入力軸（りと出力軸（７）間の動
力伝達に関しては次式が成り立つ。すなわち、いま、入
力軸（１）に回転速度Ｎ１．トルりＴ１の動力が加わっ
た場合、キャリア（４）の回転速度をＮ３．出力軸（７
）の回転速度をＮ！とすると、
Ｎ、−−Ｎ＊（１／ｋ） 十Ｎｓ（（１＋ｋ）／ｋ）但
し、ｋ−（サンギアの歯数）／（インターナルギアの歯
数）である。In this embodiment, the following equation holds regarding power transmission between the input shaft (1) and the output shaft (7). That is, if power of rotational speed N1 and torque T1 is now applied to the input shaft (1), The rotation speed of the carrier (4) is set to N3.
) rotation speed is N! Then, N, --N*(1/k) 10Ns ((1+k)/k) where k-(number of teeth of sun gear)/(number of teeth of internal gear).
また、キャリア（４）に加わるトルクＴ、は、発電機（
８）の発電出力をＷ１発電効率をη６とすると、
Ｎ ｓ Ｔ ３ηｃ＝Ｗ または Ｔ ３−Ｗ ／
Ｎ ３η６で与えられる。Ｔ、とＴ、を用いればインタ
ーナルギア（５）に作用するトルクＴ ｔ ’は、ＴＩ
＋Ｔｔ’ −Ｔ３ または Ｔｔ −Ｔ３〜Ｔ１で与
えられる。Moreover, the torque T applied to the carrier (4) is the generator (
8), when the power generation output is W1 and the power generation efficiency is η6, N s T 3ηc=W or T 3−W /
It is given by N 3η6. T, and T, the torque T t ' acting on the internal gear (5) is TI
It is given by +Tt' -T3 or Tt -T3~T1.
さらに、上記発電出力Ｗを電動機（９）へ入力したとき
、電動機（９）に発生するトルクＴ、４は、電動機効率
をη８として、
Ｗ−Ｔ、１ＮｔｒＪＨまたは Ｔ Ｎ ＝ Ｗ ／ Ｎ
２ ｙ７ Ｎとなる。Furthermore, when the above power generation output W is input to the electric motor (9), the torque T,4 generated in the electric motor (9) is expressed as W-T,1NtrJH or T N = W/N, where the electric motor efficiency is η8.
2 y7 N.
また、出力軸（７）に加わるトルクＴ、は、上記発電機
（８）の反作用によるインターナルギア（５）に作用す
るトルクＴ、′と上記電動機（９）の発生するトルクＴ
Ｎとの和、すなわち、’１’ ！ ＝ Ｔ ！’ ＋
Ｔ ｘで表わされる。Furthermore, the torque T applied to the output shaft (7) is the torque T,' acting on the internal gear (5) due to the reaction of the generator (8), and the torque T generated by the electric motor (9).
The sum with N, that is, '1'! = T! '+
It is expressed as T x.
上記のような、差動歯車列（６）を用いることによって
、入力軸（１）の回転速度Ｎ、が一定であっても、キャ
リア（４）の回転速度Ｎ、を自由に選ぶことができ、無
段変速が可能となる。そして、その場合、キャリア（４
）の回転とトルクは、発電機（８）により電気エネルギ
ーに変換されて電動機（９）を駆動するため、動力伝達
効率の低下を抑えることができる。なお、動力伝達効率
ηは次式で表わされる。By using the differential gear train (6) as described above, even if the rotation speed N of the input shaft (1) is constant, the rotation speed N of the carrier (4) can be freely selected. , continuously variable speed is possible. And in that case, carrier (4
) rotation and torque are converted into electrical energy by the generator (8) to drive the electric motor (9), so it is possible to suppress a decrease in power transmission efficiency. Note that the power transmission efficiency η is expressed by the following formula.
η−Ｎ 、Ｔ 、／Ｎ 、Ｔ 。η-N, T, /N, T.
−１Ｎ５Ｔｓ（１−ηｃηＮ）／Ｎ＋Ｔ＋上記実施例に
おいては、差動歯車列（６）におけるサンギア（２）を
入力軸に、インターナルギア（５）を出力軸（電動機軸
）に、また、キャリア（４）を発電機軸にそれぞれ接続
するよう構成したが、これらの対応関係は、上記を含め
、以下の表に示すように種々の組み合わせを採用するこ
とが可能である。-1N5Ts(1-ηcηN)/N+T+In the above embodiment, the sun gear (2) in the differential gear train (6) is used as the input shaft, the internal gear (5) is used as the output shaft (motor shaft), and the carrier ( 4) are respectively connected to the generator shaft, but various combinations of these correspondences including the above can be adopted as shown in the table below.
また、上記実施例においては、発電機を差動歯車列のキ
ャリアに直結し、また、電動機を出力軸に直結するよう
構成したが、これらは直結である必要はなく、キャリア
と発電機の間、また、出力軸と電動機の間に適当な減速
機や増速機を介してもよい。Furthermore, in the above embodiment, the generator is directly connected to the carrier of the differential gear train, and the electric motor is directly connected to the output shaft. Furthermore, an appropriate speed reducer or speed increaser may be interposed between the output shaft and the electric motor.
また、上記発電機としては、同期発電機、直流発電機、
誘導発電機等を、一方、電動機としては、直流電動機、
誘導電動機、ブランレスＤＣモータ等を用い、これらを
適宜組み合わせることができる。In addition, the above-mentioned generators include a synchronous generator, a DC generator,
Induction generators, etc., while electric motors include DC motors,
An induction motor, a branless DC motor, etc. can be used and these can be combined as appropriate.
また、発電機と電動機との接続線には、例えば、整流回
路やインバータ回路等発電機および電動機に必要な回路
や、あるいは、ＤＣ−ＤＣコンバータのような、これら
の特性の改善に役立つ回路等の電力変換回路を介在させ
てもよい。In addition, the connection line between the generator and the motor may include circuits necessary for the generator and motor, such as a rectifier circuit or an inverter circuit, or circuits that help improve these characteristics, such as a DC-DC converter. A power conversion circuit may also be provided.
さらに、発電機出力の一部もしくは全部を他の電気負荷
に供給するようにしてもよい。また、上記接続線に他の
電踪を接続することもできる。例えば、これにバッテリ
を接続すると、出力軸に接続された負荷が小さい時にバ
ッテリに電気エネルギを蓄え、負荷が大きくなった時に
発電機出力とバッテリ出力の合計出力で電動機を駆動す
ることができる。Furthermore, part or all of the generator output may be supplied to other electrical loads. Further, other electric wires can be connected to the above connection line. For example, if a battery is connected to this, electrical energy can be stored in the battery when the load connected to the output shaft is small, and when the load becomes large, the motor can be driven with the total output of the generator output and battery output.
［発明の効果コ
以上のようにこの発明によれば、入力軸に加えられた動
力が差動歯車機構によって出力軸および第３軸にそれぞ
れ分岐されるとともに、第３軸に発電機が、出力軸に電
動機がそれぞれ設けられ、発電出力を電動機に供給する
よう構成したので、伝達効率の良い、信頼性の高い無段
変速機を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the power applied to the input shaft is branched to the output shaft and the third shaft by the differential gear mechanism, and the generator is connected to the third shaft to generate the output. Since the shafts are each provided with an electric motor and the generated output is supplied to the electric motors, it is possible to obtain a highly reliable continuously variable transmission with good transmission efficiency.
剰 −
図は−の発明による無段変速装置の一実施例を示す断面
図である。
図において、（１）は入力軸、（６）は差動歯車列、（
７）は出力軸、（８）は発電機、（９）は電動機、（ｌ
Ｏ）は接続線である。The figure is a sectional view showing an embodiment of a continuously variable transmission according to the invention of -. In the figure, (1) is the input shaft, (6) is the differential gear train, (
7) is the output shaft, (8) is the generator, (9) is the electric motor, (l
O) is a connecting line.
Claims (1)
一義的に定まる第３軸を有し、前記入力軸に加えられた
動力を前記出力軸および前記第３軸にそれぞれ分岐させ
る差動歯車機構を備えた無段変速装置において、前記第
３軸に発電機を設けるとともに前記出力軸に電動機を設
け、前記発電機と前記電動機とを電気的に接続したこと
を特徴とする無段変速装置。(1) A differential gear having a third shaft whose rotational speed is uniquely determined by the rotational speed of the input shaft and the output shaft, and which branches the power applied to the input shaft to the output shaft and the third shaft, respectively. A continuously variable transmission equipped with a mechanism, characterized in that a generator is provided on the third shaft, an electric motor is provided on the output shaft, and the generator and the electric motor are electrically connected. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078286A JPH03277854A (en) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | Continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078286A JPH03277854A (en) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | Continuously variable transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03277854A true JPH03277854A (en) | 1991-12-09 |
Family
ID=13657711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2078286A Pending JPH03277854A (en) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | Continuously variable transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03277854A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11170881A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | Running assist device for vehicle |
| US6537169B1 (en) | 1999-10-04 | 2003-03-25 | Masaru Morii | Automatic transmission for vehicles |
| JP2010510452A (en) * | 2006-11-20 | 2010-04-02 | ヤナイ，ジョセフ | Continuously variable transmission based planetary gear |
-
1990
- 1990-03-26 JP JP2078286A patent/JPH03277854A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11170881A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | Running assist device for vehicle |
| US6537169B1 (en) | 1999-10-04 | 2003-03-25 | Masaru Morii | Automatic transmission for vehicles |
| JP2010510452A (en) * | 2006-11-20 | 2010-04-02 | ヤナイ，ジョセフ | Continuously variable transmission based planetary gear |
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