JPH07503055A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

動力伝達装置 発明の分野 本発明は、動力伝達装置に関する。特別な面において、本発明は、動力伝達装置 における連続的に可変な出力歯車系の使用に関する。 発明の背景 ｌ・ラクタおよび液圧的に作動されるパケットを有するフロントエンドローダ− を用いて土を掘るときに、普通ブリーフアウトと呼ばれる、パケットの持ち上げ 開始時に大きな動力が必要であるが、同時にトラクタが非常にゆっくりした速度 で前方に前進しているのが通例である。ブリーフアウトのために必要な動力を達 成するために、トラクタのエンジンを高出力で駆動してブリーフアウトに必要な 動力を発生させることが必要であるが、このため当然大きな動力がトラクタのホ イールに伝達されることが予想され、その結果ホイールスピンが生じてタイヤに 損傷を与える。 同様な問題が、みぞ堀り機、地ならし機、ブルドーザ、一般に軌道車両および収 穫機についても起こる。 上記の問題の多くは、エンジンが液圧ポンプを駆動し、次いでポンプが車両のホ イール用または軌道用モータを駆動し、そして発生した液圧動力をフロントエン ドバケットや他のものに使用することもてきる最大限の液圧伝達装置の使用によ り克服することができる。 しかしながら、そのような液圧伝達装置は費用がかかり、相当な損失を伴い、大 容積の液圧流体の貯蔵と冷却を必要とする。 本出願人は、速度および／またはトルクを制御する手段として連続的に可変な伝 達装置の使用を考えたが、調査して見ると、連続的な可変な伝達装置には、はぼ 次の書類により指摘されるようなかなりの問題がある。 １、　ＰＵｋｆＯｘｅ、局ｄｓ虹弘王α１弧）（Ｅｌ）帆）［連続的に可変な伝 達装置」崗±トｎ１ａａｌ　Ｄ工…１迫ｒ「す、３月号Ｐ６４〜Ｅム２、也拍、 　Ｇ、　（Ｌ！拓７）「差動伝達装置の特性」１℃片唄ｍゴ、７月号匿ｏ５〜」 １゜３検出で、　Ｇ、　（１９７７）　ｒ広範囲の比率を有する三路式可変比伝 達装置」よ辿ｎ１ｃｆｍ土日ｎ「訂Ｓ、　Ｔｃｒ日π団Ｓ■τ５ａｒｒｌ　Ａｊ 工旺図」二ｎｉｎ’Ｄｅｓｉ、ｃｇｒ、８月号Ｐ６５６〜６６１゜ ４　、　話釦刀、　Ｇ、　（１９７６）　’共軸の歯車列を有する合成された三 路式可変比伝達装置」陶ｃｆｊｗ−迎Ｅｒｒ１掩ｄ世℃簡１円の罰工ｌ亘ε、イ ギリス、第Ｕ巻。 Ｐ２２７−２４０゜ ５、−、　ｋ…（旧刃＆立ｎ、七刃うｐ（１９（イ））「遊星歯車列を有する連 続的（こ可変な伝達装置の機械効率に関してＪｍ性ゴロｊ刀１よαｒａＬば■れ ヒ胎亘史、　Ｔｎヤ３伍印刀田臣ｐ士庄１巳、イギリス、第Ｕ巻、第２号、肌７ ６〜１８７゜ ６、　’ｌａ、　Ｄ、　＆匣ｅｙ、　Ｎ、　（１９８５）　ｒ差動ギヤリングの 機械的効率に関して」α１工王ｄａ［”　Ｋ

【ｈＩ山ｍ、　ＴＣｆ旧πトＳ立τ ５ｍ１Ａ丘ａ正ｔｔｎｉｎＴ：ｘｓｉｃｐ、３月号。 第１０７巻ｎ毛１〜６７゜ ７、酢Ｇ止Ｂ罰、Ｒ，Ｈ，＆ＤＩｌｆ軸ｅｓ、　Ｐ、　Ｂ、１％５）「分岐した 動力伝達装置のためのシステムの分析的研究」第７巻、第１号、　Ｐ４０〜４７ ゜８、　ｕｃｙｆｉ、　Ｒ，Ａ、　（１９９１）　’差動システムにおける動力 流および比率感度」即工。 ｍ如りねｍａｆ　片ｄｍ忙ｍ１ｍ初迂売、第２０５巻、Ｐ５９〜６７゜発明の概 要 本発明は、少なくとも二つの不連続段階出力比を有しかつそれらの間をシフト可 能である不連続段階比歯車系と、 不連続段階比歯車系に動力を伝達するためにまたは不連続段階比歯車系から動力 を受けるために配置されカリ入力軸と出力軸を有する連続的に可変な出力歯車系 と、 出力軸速度および／またはトルクを約ゼロから＋／−玉局より太き（ない値まで 変えるように連続的に可変な出力歯車系を使用中変えるための手段とを備えた動 力伝達装置を提供する。 本発明は、また少なくとも二つの不連続段階出力比を存する不連続段階比歯車系 と、この不連続段階比歯車系に動力を伝達するようにまたはこれから動力を受け るように配置された連続的に可変な出力歯車系とを利用することと、連続的に可 変な出力歯車系を作動させて、約ゼロから＋／−Ｘ％より大きくない幼まで変化 する出力軸速度および／′またはトルクを生ずることからなる動力を伝達する力 性を提供する。 本発明の好ましい而 エンジンと共に使用しているどきおよびエンジンが了イドリンク速度にあるがま たはアイドリング速度に近づいているとき（二１．連続的に可変な出力歯車系の 出力軸の回転速度を約ゼロであるように変えることができるのが好ましい。これ は、負荷条件の下で所望の最大変化と考えら第１る＋／−３０％だけ変化するこ とに対するｆ４加的な特徴である。しかしながら、いくつかの負荷条件の下では 歯車箱からの出力が必要でないときに、出力軸速度を約ゼロに減らすこともてき る。 変化さゼるための手段は、＋／−２０％より大きくない値だけ出力軸速度および ７″またはトルクを変えるのか好ましい。 この最後の点において、本発明のアイドル状態を感知するための手段を設置づる ことがてきＳｏ ５二のよう（こして、トルクコンバータの連結ど離脱の擬態を得る、二とができ 、そ１．５でこのことは第一歯車または逆転歯車または他の低速歯車において特 に望ましい。 変化させるだめの手段は手動で操作することができまたは出力または負荷と関連 したパラメータに応して操作することができる。 好ましくは、連続的に可変な出力歯車系は、太陽歯車と、この太陽歯車に連結さ れた第−軸駆動部と、太陽歯車と駆動可能に噛み自う遊星歯車と、これらの遊Ｗ 歯ｒｉｃに連結された第二軸駆動部と、これらの遊星歯車と駆動可能に噛み合う 環状体と、６！続的に可変な出力歯車系の駆動比を変えるように環状体の回転速 度と方向を使用中制ｆａＩｌするために手段とからなる。 不連続な段階比率ｆｆｉ車系は手動伝達装置、動力ソフト伝達装置または自動伝 達装置でもよい。 一般に、モータ乗物、フロントエンドローダ、みぞ堀り機、土工装置、トラクタ 、装軌形トラクタ、収穫機および他の農業用装置におよびトラックおよび大形運 搬装置に普通使用されるような歯車箱が適当であることが見出された。 制御するための前記手段は、環状体により担持される歯車と駆動可能に噛み合っ で制御するだめの歯車と、前記制御するための歯車の回転速度と方向を選択的に 制御するための駆動手段とからなるのが好ましい。 前記駆動手段は、機械的に、電気的にまたは液圧的に駆動することができまたは １−ルクコンバータを経て駆動することができる。 環状体はクラウンホイールであることができ、遊星歯車はピニオンであることが できまたは種々の歯車は所望の形状を取ることができる。 本発明による歯車系は回生制動に適用することもてきる。 さて、本発明による代表的な伝達装置を、付図を参照して述へる。 図面の簡単な記載 第１図は連続的に可変な歯車系の概略図であり、第２図は連続的に可変な歯車系 の側面図であり、第３図は第２図の歯車系の部分の分解配列図であり、第４図は 本発明による伝達装置を有する乗物の概略図であり、第５図は本発明による伝達 装置を有する他の乗物の概略図であり、第６図は本発明による伝達装置を有する 他の乗物の概略図であり、第７図は本発明による伝達装置を有する他の乗物の概 茄図である。 整数リスト １、　軸（入力） ２、　太陽歯車 ３、　遊星歯車 ４、　環状体 ５、　環状体の内側面 ６、　制御歯車 ７　環状体の外側面 １５、　連続的に可変な伝達装置 ２０、　駆動伝達部材 ２１、　軸（出力軸） ２２〜２４　軸受部品 ２５　駆動手段 ２６、　２ラツチ ３６　歯車箱 ３７　最終駆動部 ３８　ホイール ４１　歯車 ４２、　歯車 ４３、　歯車箱 ４８、　液圧ライン 図面に関する詳細な記載 第１ｆｆｆｌに概略的に示した歯車系は連続的に可変な伝達装置１５　（Ｑ７ｒ ）であって、人力軸または出力軸でもよい軸ｌと、遊星歯車３と駆動可能に噛み 合っている軸ｊ上の太陽歯車２と、内側１Ｍ７５が遊星歯車３と駆動可能に噛み 合っている環状体４と、環状体の外側面７または内側面と駆動可能に噛み合って いる制御歯車６とからなる。 出力軸または入力軸でもよい図示してない軸が遊星歯車６に連結されている。 使用中、制御歯車６により環状体４０回転速度と方向を制御すると、駆動比か変 わる。 ７Ｆ、２図を参照すると、同様な数字は同様な部品を示すか、さらに遊星歯車３ に連結さｔｌだ駆動伝達部材２０と、駆動伝達部材２０に連結された出力軸また は入力軸でもよい軸２１と、軸１ど２１を支持するための軸受部品２２．２３． ２４と、制御歯車６を駆動するための駆動手段２５とを有する。 駆動手段２５は、機械的に、電気的にまたは液圧的に駆動することができまたは トルクコンバータにより駆動することもてきる。 以下の記載において、軸１は入力軸１であると考えかつ軸２１は出力軸２Ｊであ ると考える。 入力軸１に入力すると、太陽歯車２が駆動され、この太陽歯車２が遊星歯車３を 駆動し、この遊星歯車３が内側面５を経て環状体４を駆動し、そして遊星歯車３ が出力軸２１を駆動する。 出力軸２１の駆動比および回転方向は変えることがてきる。 出力軸２１は直接駆動から停止または入力軸ｌに対して逆方向に変えることがで きる。これを達成するには、制御歯車６を駆動または保持して環状体４の回転速 度および方向を変えればよい。 直接駆動するには、入力軸ｌと出力軸２１の間にロック装置を組み込んで、駆動 手段２５と制御歯車６の間にクラッチ２６または他のフリーホイールまたは離脱 系を位置決めすればよい。この例では、制御歯車６は自由に回転し、そして入力 軸１から出力軸２】へ直接駆動がある。 制御歯車６を回転するのを阻止すれば、環状体４が回転しないで出力軸２１が太 陽歯車２から遊星歯車３により駆動され、その比率は太陽歯車２の歯数で割られ た環状体の内側面５の歯数である。この比率は正常比と呼ばれる。これは必然的 に減速比になる。 駆動手段２５が入力軸１と同じ速度でかつ同し方向に制御歯車６を駆動すれば、 遊星歯車３か環状体に対して回転しないで、環状体と共に回転し、そして入力軸 １から出力軸２ｊへ直接駆動かあり、所望ならばロックを行うことができる。 制御油歯車６を選択された比較的小さい回転速度で駆動ずれば、前記正常比と直 接駆動の中間の選択された比率が得られる。 制御歯車５を入力軸６と反対方向に回転させれば、出力対入力の比率は正常比か ら理論的には無限の比率まで変化することかでき、制御歯車の回転か駆動限界に おいて正常比の逆数に等しいときに、出力軸の回転がなく、このため中立駆動に 等しくなる。 制ｉ１１歯車の速度をさらに前記反対方向に増加させると、逆転駆動をすること ができる。 このようにして、一定の入力に対して出力の連続的な変化をすることができる。 」二記の歯車系は多数の応用がある。 所望ならば、クラッチを入力軸に配置しかつ遊星歯車のロック装置に連結するこ とにより、クラッチが係合したときに、クラッチがロック装置に係合してロック され、かつクラッチが駆動状態に解放されたときに、ロック装置を解放すること ができる。 いくつかの例では、二つ以上のそのような歯車系が、一方の入力が他方の出力を 駆動するように一緒に連結されて用いられる。この方法により、速度またはトル クを増加させることができる。 さて、第４図を参照すると、連続的に可変な変速装置１５が応用されている。 第４図において、駆動手段２５が液圧モータ３１でありかつ液圧ポンプ３２がモ ータ３１を駆動するために設けられている。 また、第４図には、エンジン３３、クラッチ３４、歯車箱３６、最終駆動部３７ およびホイール３８が示されている。 歯車箱３６は、多数の歯車を有する不連続段階比率歯車箱である。 歯車箱３６は慣用の仕方で用いられるが、モータ３１をポンプ３２により駆動し て、連続的に可変な伝達装置１５が、最終駆動部へ送り出されている回転速度ま たはトルクを変えるようにすることができる。 さて、第５１を参照すると、これは、クラッチ３５がクラッチ３４と異なる位置 にありかつポンプ３２か歯車４１と４２を経て駆動している点を除いて第４図と 同しである。 第６図を参照すると、クラッチか省かれて歯車箱４３が使用されている点を除い て第４図と同しである。 山車箱４３は動力シフト伝達装置である。 第７図を参照すると、代わりのクラッチ３４が示されている点を除いて第５図と 同しである。実際には、クラッチ３４と３５のうちの一つだけが使用されるだろ う。 また、第７図にはクラッチアクチュエータ４６が示されている。 また、第７図には液圧ライン４７と４８、圧力計４９およびコントローラ５１が 示されている。 コントローラ５１はポンプ３２に接続されていてその出力を変え、圧力計４９は 液圧力を示す。 使用者は圧力計４９を用いて圧力手段を与え、かつコントローラ５１を適当に調 節してモータ３１を駆動し、それによって所望の速度および／またはトルクを得 ることができる。このことは、歯車箱３６または歯車箱４３が与えることができ る歯車比の全てまたはいくつかに関してすることができる。 連続的に可変な伝達装置と多段歯車箱の特別な組合せにより、多数の利点か得ら れる。 一つの特別な利点は、連続的に可変な伝達装置の出力軸速度を制御して、減速中 エンジンにブレーキ効果を与えることである。 もう一つの特別な利点は、連続的に可変な伝達装置の出力軸速度を、エンジンが アイドルに近づくにつれて出力軸速度がゼロに近づくように制御できることであ る。 乗物が歯車箱３６または４６の歯車を介して加速する際に、エンジンアイドルの セロから入力軸に対する最大速度差まで変わる。さらに、いっそう高い乗物速度 のために他の歯車にシフトすると、同じことを繰り返すことができる。いっそう 低い乗物速度のために外の歯車にシフトすると、逆の変化をもたらすことができ る。 他の特別な利点は、フロントエンドローダ−パケットまたはみぞ堀り装置のよう な非牽引装置を作動させるための液圧ポンプのような補助設備を駆動するために 高いエンジン動力が必要であるが、乗物の牽引のためにはほとんと動力を必要と しないかまたは乗物速度を落とさなければならないかまたは乗物速度が少なくと も実質的に増加しない条件の下では出力軸動力がゼロに近づくように連続的に可 変な伝達装置の出力軸速度を制御できることである。 足踏みペダルまたは手段または手動手段を設けて、連続的に可変な出力伝達装置 を制御することかできる。 特に、本発明は、フロントエンドローダ−１みぞ堀り機、土工用設備、トラクタ ー、装軌形トラクタ、収（！機およびその他の農業用設備に、およびトラックや 大形運搬用設備に応用される。 最後に、本発明の概念はその面のいずれにおいても多数の種々の構造に組み込む ことかできるので、以前の記載の一般性を添付図面の特別性に取って代えてはな らないことを理解しなければならない。最後に、種々の変更、改変および／また は付加を部品の種々の構造および配置に、本発明の精神と範囲から逸脱せずに絹 み込めることを理解しなければならない。 請求の範囲と図面は、この明細書の開示の部分を形成する。 〆 Ｆｉｇ、４ Ｆ盲９５ Ｆｉｇ、７ −−１−−−＆Ｐｐ−−鳴ドＯ 国際調査報告　ＰＣＴＩ訓Ｉ淵ハ ｌｙｙ　ＰＣＴＩＩＳＡ／２１０　＋■噂−−−×噂ｏｒ　Ｆｖｍ　ａｂｍ＋　 ｄｌｌ　＋Ｊｍｙ　Ｉ　？ｔ２１　ａｅｐｂｉａ国際調査報告　−一□ト〇 −に１心にＪ〜−ｍ　ｌｌａａｍｙ病直×＋＊ｙ　ＩＰη）ψ−１フロントペー ジの続き 、ＮＺ、ＰＬ、ＰＴ、Ｒ○、　ＲＵ、　ＳＤ、　ＳＥ、　ＳＫ。 ＵＡ、　ＵＳ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも二つの不連続段階出力比を有しかつそれらの間をシフト可能であ る不連続段階比歯車系と、 不連続段階比歯車系に動力を伝達するためにまたは不連続段階比歯車系から動力 を受けるために配置されかつ入力軸と出力軸を有する連続的に可変な出力歯車系 と、 出力軸速度および／またはトルクを約ゼロから＋／−３０％より大きくない値ま で変えるように連続的に可変な出力歯車系を使用中変えるための手段とを備えた 動力伝達装置。
2. ２．少なくとも二つの不連続段階出力比を有しかつそれらの間をシフト可能であ る不連続段階比歯車系と、 不連続段階比歯車系に動力を伝達するようにまたは不連続段階比歯車系から動力 を受けるように配置されかつ入力軸と出力軸を有する連続的に可変な出力歯車系 と、 出力軸速度および／またはトルクを＋／−３０％より大きくない値だけ変えるよ うに連続的に可変な出力歯車系を使用中変えるための手段とを備えた動力伝達装 置。
3. ３．連続的に可変な出力歯車系は、太陽歯車と、この太陽歯車に連結された第一 軸駆動部と、太陽歯車と駆動可能に噛み合う遊星歯車と、これらの遊星歯車に連 結された第二軸駆動部と、これらの遊星歯車と駆動可能に噛み合う環状体と、連 続的に可変な出力歯車系の駆動比を変えるように環状体の回転速度と方向を使用 中制御するために手段とからなる、請求の範囲１または２に請求された動力伝達 装置。
4. ４．前記制御するための手段は、環状体により担持される歯車と駆動可能に噛み 合って制御するための歯車と、前記制御するための歯車の回転速度と方向を選択 的に制御するための駆動手段とからなる請求の範囲３に請求された動力伝達装置 。
5. ５．前記駆動手段は機械的に、電気的にまたは液圧的に駆動されるかまたはトル クコンバータを経て駆動される請求の範囲４に請求された動力伝達装置。
6. ６．少なくとも二つの不連続段階出力比を有する不連続段階比歯車系と、この不 連続段階比歯車系に動力を伝達するようにまたはこれから動力を受けるように配 置された連続的に可変な出力歯車系とを利用することと、連続的に可変な出力歯 車系を作動させて、約ゼロから＋／−３０％より大きくない値まで変化する出力 軸速度および／またはトルクを発生させることからなる動力を伝達する方法。
7. ７．少なくとも二つの不連続段階出力比を有する不連続段階比歯車系と、この不 連続段階比歯車系に動力を伝達するようにまたはこれから動力を受けるように配 置された連続的に可変な出力歯車系とを利用することと、連続的に可変な出力歯 車系を作動させて、＋／−３０％より大きくない値だけ変化する出力軸速度およ び／またはトルクを発生させることからなる動力を伝達する方法。
8. ８．添付図面のいずれか一つを参照して実質的にこれまで記載された動力伝達装 置。
9. ９．添付図面のいずれか一つを参照して実質的にこれまで記載された動力を伝達 する方法。
10. １０．この出願の明細書および／または請求の範囲に個々にまたは集合的に言及 したまたは示された段階、特徴、構成および合成物と、いずれかのおよび全ての 組合せまたはいずれか二つのまたはそれ以上の前記段階または特徴。