JPH0583779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は差動遊星歯車式無段変速機に係り、特
に入力軸の回転を無段変速できる差動遊星歯車式
無段変速機に関するものである。

［従来の技術］ 従来の差動遊星歯車式無段変速機を第２図によ
り説明する。

第２図において、入力軸１に、太陽歯車２、遊
星歯車３、内歯歯車４を順次噛合した遊星歯車装
置５が連結される。この遊星歯車装置５には、そ
の遊星歯車３の公転により回転される出力軸６が
連結される。内歯歯車４には、その外周に外歯７
が形成され、その外歯７と噛合する差動歯車８が
設けられる。

他方、入力軸１には動力取出用歯車９が設けら
れ、その歯車９と噛合し油圧ポンプ１０を駆動す
る歯車１１が設けられる。

また、差動歯車８の軸には、その差動歯車８を
回転する油圧モータ１２が設けられる。この油圧
モータ１２は油圧ポンプ１０に連結され、その油
圧ポンプ１０から供給される油により回転され
る。

この第２図の差動遊星歯車式無段変速機におい
ては、入力軸１の回転が太陽歯車２から遊星歯車
３を介して出力軸６に伝えられるが、この場合内
歯歯車４の回転を制御することにより、その出力
軸６の回転を無段階に制御できる。すなわち、入
力軸１の動力取出用歯車９からその歯車９に噛合
する歯車１１を介して油圧ポンプ１０が回転さ
れ、その油圧ポンプ１０からの油により油圧モー
タ１２が回転されて差動歯車８が回転され、その
回転により遊星歯車３を自転させて、その遊星歯
車３の公転を制御することで出力軸６の回転速度
が制御される。この場合油圧ポンプ１０から油圧
モータ１入力への油量を制御することにより、差
動歯車８の回転速度を制御でき、その差動歯車８
の回転速度制御により出力軸６の回転速度を制御
する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら油圧ポンプ及び油圧モータの能力
が限られており、例えば400kwの油圧ポンプ及び
油圧モータを用いたとしても、回転数制御範囲が
100％〜50％の場合出力が約1600kwが限度であ
り、それ以上高い出力の変速機を得ることが困難
である。

［発明の目的］ 本発明は上記実情を考慮してなされたもので、
上述のように油圧ポンプ及び油圧モータで遊星歯
車装置の内歯歯車の回転を制御して出力軸を無段
変速するにおいて、その出力を高出力にできる差
動遊星歯車式無段変速機を提供することを目的と
する。

［発明の概要］ 本発明は上記の目的を達成するために、太陽歯
車と遊星歯車と内歯歯車とを順次噛合して駆動用
遊星歯車装置を形成し、その太陽歯車に入力軸を
連結し、他方遊星歯車の公転で回転する出力軸を
設け、また内歯歯車の回転を規制する差動歯車を
設けた差動遊星歯車式無段変速機において、上記
差動歯車に上記入力軸で回転される差動用補助遊
星歯車装置を連結し、他方上記入力軸で駆動され
る油圧ポンプと該油圧ポンプで駆動される油圧モ
ータを設け、該油圧モータに、上記差動用補助遊
星歯車装置の補助内歯歯車と噛合する補助差動歯
車を連結したことを特徴とするもので、入力軸
で、駆動用遊星歯車装置の内歯歯車の回転を規制
する差動歯車を回転するにおいて、その間に差動
用補助遊星歯車装置を設け、油圧ポンプ及び油圧
モータでその差動用補助遊星歯車装置の補助内歯
歯車の回転を制御して入力軸から出力軸への回転
を無段変速することにより、その油圧ポンプ及び
油圧モータの能力が小さくても高出力のものが得
られるようにしたものである。

［実施例］ 以下本発明に係る差動遊星歯車式無段変速機の
好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図において１は入力軸、６は出力軸で、入
力軸１と出力軸６間に駆動用遊星歯車装置５が連
結される。すなわち、入力軸１には太陽歯車２が
連結され、その太陽歯車２に遊星歯車３が噛合さ
れ、その遊星歯車３に内歯歯車４が噛合される。
遊星歯車３の遊星軸１３が出力軸６に連結され、
遊星歯車３の公転で出力軸６が回転するようにな
つている。内歯歯車４の外周には外歯７が設けら
れ、この外歯７に噛合する差動歯車８が設けられ
る。この差動歯車８と入力軸１とは、その入力軸
１に設けた動力取出用歯車１１から差動歯車８の
軸１４間に介設したクラツチ装置１５及び差動用
補助遊星歯車装置１６により連結される。

差動用補助遊星歯車装置１６は、補助太陽歯車
１７、補助遊星歯車１８、補助内歯歯車１９とか
らなり、その補助遊星歯車１８の公転で差動歯車
８の軸１４が回転される。

クラツチ装置１５は入力軸１の動力取出用歯車
１１に噛合した正転用クラツチ歯車２０とその正
転用クラツチ歯車２０に噛合した逆転用クラツチ
歯車２１とからなり、その逆転用クラツチ歯車２
１の軸２２が差動用補助遊星歯車装置１６の補助
太陽歯車１７に連結される。また正転用クラツチ
歯車２０の軸２３と、逆転用クラツチ歯車２１の
軸２２間には、その正転用クラツチ歯車２０の軸
２３の回転を逆転して逆転用クラツチ歯車２１の
軸２２に伝達する三枚の歯車２４，２５，２６か
らなる歯車列が設けられる。正転用クラツチ歯車
２０及び逆転用クラツチ歯車２１は、そのクラツ
チ部２０ａ，２１ａが入つたときその歯部２０
ｂ，２１ｂの回転を夫々軸２２，２３に伝え、ク
ラツチ部２０ａ，２１ａが切られたときは、軸２
２，２３に回転が伝わらないようになつている。
また、この場合、一方のクラツチ歯車のクラツチ
が入つた場合には他方のクラツチ歯車が切れるよ
う、例えば正転用クラツチ歯車２０のクラツチが
入つた場合には、逆転用クラツチ歯車２１のクラ
ツチが切れるようになつている。

差動用補助遊星歯車装置１６の補助内歯歯車１
９の外周には補助外歯２７が設けられ、その補助
外歯２７に噛合する補助差動歯車２８が設けられ
る。

入力軸１の動力取出歯車１１には、油圧ポンプ
２９に連結された歯車３０が噛合され、また補助
差動歯車２８にはその補助差動歯車２８を回転す
る油圧モータ３１が連結される。この油圧ポンプ
２９と油圧モータ３１には吐出管３２と戻し管３
３とが接続され、油圧ポンプ２９から吐出される
油が吐出管３２を介して油圧モータ３１に供給さ
れてその油圧モータ３１を回転し、その回転後の
油が戻し管３３を経て油圧ポンプ２９に戻るよう
になつている。

差動歯車８の軸１４には、その軸１４の回転を
止めるブレーキ装置３４が設けられる。

次に本発明の作用を説明する。

入力軸１の回転は、駆動用遊星歯車装置５の太
陽歯車２から遊星歯車３に伝達される。遊星歯車
３は、内歯歯車４が固定であれば、太陽歯車２と
内歯歯車４の歯車比に応じて公転して出力軸６を
一定の減速比で回転する。また内歯歯車４が差動
歯車８により回転されれば、遊星歯車３は、太陽
歯車２と内歯歯車４との相対回転により適宜自転
及び公転し、その公転力が出力軸６に回転力とし
て伝達される。この場合、内歯歯車４の外歯７と
噛合する差動歯車８が入力軸１（及び出力軸６）
と同一方向に回転して内歯歯車４を入力軸１と逆
方向に回転させると、出力軸６は、内歯歯車４が
固定の場合よりも、さらに減速される。また、差
動歯車８が入力軸１と逆方向に回転して内歯歯車
４を、入力軸１と同一方向に回転させると、出力
軸６は、内歯歯車４が固定の倍よりも増速され
る。この減速と増速は正転用クラツチ歯車２０と
逆転用クラツチ歯車２１のクラツチ操作により行
なわれる。

先ず正転用クラツチ歯車２０のクラツチが切ら
れ、逆転用クラツチ歯車２１のクラツチが入つた
状態を説明する。

この場合、入力軸１の動力取出用歯車１１の回
転が正転用クラツチ歯車２０に伝達されると、正
転用クラツチ歯車２０はそのクラツチが切られて
いるため、その軸２３に対して遊転した状態とな
り、その回転を逆転用クラツチ歯車２１に伝達す
る。逆転用クラツチ歯車２１はクラツチが入つて
いるため、その軸２２が回転し、差動用補助遊星
歯車装置１６の補助太陽歯車１７を回転し、その
補助太陽歯車１７に噛合する補助遊星歯車１８を
公転して、差動歯車８の軸１４を回転する。この
差動歯車８の回転方向は、入力軸１から正転用ク
ラツチ歯車２０が逆転し、逆転用クラツチ歯車２
１で正転に戻るため、入力軸１の回転方向と同一
となり、従つて外歯７を介して伝わる内歯歯車４
の回転は入力軸１と逆方向となり、内歯歯車４が
固定された場合よりも、その出力軸６の回転は減
速されることとなる。

次に正転用クラツチ歯車２０のクラツチが入り
逆転用クラツチ歯車２１のクラツチが切れた場合
を説明する。

この場合、動力取出用歯車１１より正転用クラ
ツチ歯車２０が回転されると、その軸２３が回転
される。他方、この正転用クラツチ歯車２０に噛
合する逆転用クラツチ歯車２１のクラツチが切ら
れているため、その軸２２には回転が伝わらな
い。正転用クラツチ歯車２０の回転により、その
軸２３が回転されると、その軸２３に連結された
歯車２４から歯車２５を介して逆転用クラツチ歯
車２１の軸２２に連結された歯車２６を回転して
その軸２２を回転する。この場合、軸２２の回転
方向は歯車２４，２５，２６により正転用クラツ
チ歯車２０の軸２３と同一方向となり、従つて入
力軸１に対して逆転方向となり、その軸２２の回
転が補助太陽歯車１７から補助遊星歯車１８の公
転力として差動歯車８に伝わる。この差動歯車８
の回転方向は上述のように軸２２と同一方向すな
わち入力軸１に対して逆方向となるため、外歯７
を介して伝達される内歯歯車４の回転方向は、入
力軸１の回転と同一方向となる。従つて出力軸６
に伝わる回転は、内歯歯車４を固定した場合の回
転速度より増速されることとなる。

以上差動歯車８を、正転用クラツチ歯車２０と
逆転用クラツチ歯車２１で正転逆転する場合につ
いて説明したが、この正転及び逆転用クラツチ歯
車２０，２１の切換においては差動歯車８の軸１
４に設けたブレーキ装置３４により、その軸１４
が回転しないようにして切換えを行うことによ
り、その切換え操作をスムーズに行うことができ
る。また両クラツチ歯車２０，２１のクラツチを
切り、ブレーキ装置３４にて差動歯車８の回転を
止めれば内歯歯車４を固定できる。

次に差動用補助遊星歯車装置１６の補助内歯歯
車１９の回転を制御して差動歯車８の回転を制御
し、出力軸６の回転速度を制御する場合について
説明する。

入力軸１の動力取出用歯車１１により、その歯
車１１に噛合した歯車３０が回転されて油圧ポン
プ入力９が回転されると、その油圧ポンプ２９か
ら吐出管３２を介して油が油圧モータ３１に供給
され、油圧モータ３１を回転したのち、戻し管３
３を介して再び油圧ポンプ２９に戻されるにおい
て、油圧モータ３１は、そのモータ３１に連結さ
れた補助差動歯車２８を回転する。この場合図に
は示していないが、油の循環量を適宜調節するこ
とにより油圧モータ３１の回転速度が制御され、
それに応じて補助差動歯車２８を回転される。こ
の補助差動歯車２８が回転されるにおいて、補助
外歯２７を介して補助内歯歯車１９が回転され、
補助遊星歯車１８の公転速度すなわち軸１４を介
して差動歯車８の回転速度が制御され、その差動
歯車８の回転に応じて出力軸６の回転速度が制御
される。この場合図には示していないが、油圧ポ
ンプ２９からの油の流れを逆方向に流すことによ
り、適宜油圧モータ３１を正転・逆転でき、作動
用補助遊星歯車装置１６での差動歯車８の減速比
を増減でき、その結果、出力軸６を広範囲に減速
することが可能となる。

また油圧ポンプ２９と油圧モータ３１は、差動
歯車８を駆動する差動用補助遊星歯車装置１６を
制御するのみであるので、その出力がわずかです
み、従つて従来と同一の能力の油圧ポンプ及び油
圧モータを使用した場合には、高出力の駆動用遊
星歯車装置５を採用でき、約２倍の高出力を得る
ことが可能となる。

尚、上述の実施例においては入力軸１から出力
軸６に回転を伝達する例で説明したが、出力軸６
から入力軸１に回転を伝えるようにしてもよい。
この場合、出力軸６の回転が差動しても入力軸１
を定回転に維持できる。

［発明の効果］ 以上詳述してきたことから明らかなように、本
発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。

(1) 入力軸と出力軸間に、駆動用遊星歯車装置を
設け、その駆動用遊星歯車装置の内歯歯車の回
転を規制すべく入力軸とその内歯歯車間に差動
用補助遊星歯車装置を設け、その補助遊星歯車
装置の補助内歯歯車を回転規制する油圧ポンプ
と油圧モータとを設けたので、その油圧ポンプ
と油圧モータの出力がわずかですむ。

(2) 従つて駆動用遊星歯車装置の高出力のものに
することが可能となる。また、伝達効率がよく
なる。

(3) 正転・逆転用クラツチ歯車により駆動用遊星
歯車装置の内歯歯車を回転する差動用歯車の回
転を正逆に回転することができ、その出力軸を
広範囲にかつ無段階で減速することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る差動遊星歯車式無段変速
機の一実施例を示す概略断面図、第２図は従来の
差動遊星歯車式無段変速機を示す図である。 図中、１は入力軸、２は太陽歯車、３は遊星歯
車、４は内歯歯車、５は駆動用遊星歯車装置、６
は出力軸、８は差動歯車、１６は差動用補助遊星
歯車装置、１９は補助内歯歯車、２８は補助差動
歯車、２９は油圧ポンプ、３１は油圧モータであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 太陽歯車と遊星歯車と内歯歯車とを順次噛合
   して駆動用遊星歯車装置を形成し、その太陽歯車
   に入力軸を連結し、他方遊星歯車の公転で回転す
   る出力軸を設け、また内歯歯車の回転を規制する
   差動歯車を設けた差動遊星歯車式無段変速機にお
   いて、上記差動歯車に上記入力軸で回転される差
   動用補助遊星歯車装置を連結し、他方上記入力軸
   で駆動される油圧ポンプと該油圧ポンプで駆動さ
   れる油圧モータを設け、該油圧モータに、上記差
   動用補助遊星歯車装置の補助内歯歯車と噛合する
   補助差動歯車を連結したことを特徴とする差動遊
   星歯車式無段変速機。