JPS6217461A - 再生はずみ車駆動変速機 - 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】 本発明は電動モータ作動される車両のごとき、特に比較
的小さな動力源をそなえた車両のための再生はずみ車駆
動装置に関する。

かかる車両はきわめて低出力の動力源しか有しないため
加速度力が弱いのが普通である。

更にかかる低動力車両は、電動運搬車や小型エンジンを
そなえた配達車のように頻繁な停車をしなければならな
いので絶えず加速減速を繰り返す。一方、かかる加速は
大量の動力を消費すると共に不十分な動力性能の故に加
速が比較的長時間にわたり、他方車両の減速時または制
動時に同様な量の動力を消失する。

減速時に消失したエネルギを回修してた（わえこのエネ
ルギをより速い加速のために可使　−用することはすで
にしばしば提案されている。

この目的のため忙はすみ車がよく示唆される、何故なら
ばはずみ単速度を高速度で回転せしめることによって比
較的小さな空間内に且つ比較的小さな重量増加を許すの
みではずみ車に大量の動力をたくわえることができるか
らである。不都合なことに、動力は一般に車両の減速中
に蓄積用に吸収されねばならない。

即ち、同時にはずみ車も加速されねばならずそして車両
が最低速度にある時にはずみ車は最高速度にあり、加速
時にはその逆でなければならない。従って車両駆動列−
はずみ車変速機構体は特別な無段変速機とそのための制
御器とを含む必要があり、これははずみ車と車両駆動列
との作動連結のための比較的高価な変速機配置を招来す
ることになる。

本発明の主目的は従来の配置の欠点なしに再生はずみ車
駆動装置をそなえた車両用変速機を提供することにある
。

入力軸が動力源に結合され出力軸が入力軸と一体回転可
能に取付けられた駆動リングを有する遊星変速機駆動装
置の太陽歯車に作動連結された無段変速機構体と出力軸
と一体回転可能に支持された遊星キャリヤとを含む再生
はずみ車駆動列において、無段変速機構体と遊星変速機
駆動装置は遊星変速機駆動装置の太陽歯車が駆動リング
の方向とは反対の方向に且つ無段変速機の設定伝達比に
依存する相対速度で、即ち、低出力速度に対しては高い
速度で高出力速度に対しては低い速度で回転するように
結合される。太陽歯車を担持する軸にははずみ車が関連
せしめられ、従ってこのはずみ車もはずみ車列を設置し
た車両の速度が低い時には高速で回転し、車両速度が高
い時には低速で回転する。このようにして、車両が減速
する時にははずみ車はエネルギを自動的に吸収し、車両
の加速に対してはエネルギを供給する。

第１図に示すごと〈実施例において、変速機１０は本件
出願人の米国特許矛４，０８６，８２０号または牙４，
４８４，４８７号に開示されている型式の牽引ローラ無
段変速機１１と遊星歯車構体１２を組合わせたものから
成り、これらはいずれもハウジング１３内に配置されて
いる。

変速機１０は通常のようにしてエンジンに連結された入
力軸１４を有する。入力軸１４は変速機を貫通しており
、その上にはそれと一体回転可能に取付けられた遊星歯
車構体１２の輪歯車１５を有する。入力軸１４はその自
由端に牽引ローラ無段変速機１１の一万のトロイド状デ
ィスク１６を担持しているが、他方のトロイド状ディス
ク１７は入力軸１４を貫通せしめた中空軸１８の一端上
に取付けられている。中空軸１８はその他端に遊星歯車
構体１２の太陽歯車１９を担持している。

輪歯車１５と太陽歯車１９との間の環状空間内にそれら
と係合状態に配置された複数の遊星歯車２０が遊星歯車
キャリヤ２１上に取付けられ、この遊星歯車キャリヤ２
１は中空軸１８上に回転可能に支持され平歯車２２を担
持している。ハウジング１２内に回転可能に支持された
出力軸２３ばその上に平歯車２２と係合状態に取付けら
れた出力平歯車２４を有すると共に、ハウジング１２の
外部に、変速機を車両の差動機に取付ける際に差動歯車
構体と係合するためのピニオン歯車２５を担持している
。

当技術界周知のように、トロイド状ディスク１６および
１７は共に回動牽引ローラ２９．３０とトロイド状ディ
スク１６．１７とを係合させるに必要な軸方向推力を与
えるようになされた静圧スラスト軸受構体２６および２
７をそなえている。駆動軸１４の端には、変速機作動の
ための、特に静圧軸受構体のためおよび伝達比制御のた
めの油圧を供給するために必要とされる油ポンプ３１が
設げられている。

太陽−歯車軸１８はまたハウジング１３内に回転可能に
支持されはずみ車３５が太陽ローラ軸１８の速度に比例
した速度で回転するように他端にはずみ車３５を担持す
るはずみ車軸３４の一端に取付けられた傘歯車３３と係
合した傘歯車３２を担持している。好ましくは、軸１８
は傘歯車３２と太陽歯車１９との間で２つの部分に分割
され、クラッチ３６が例えば空転特等必要に応じて該軸
部分を互いにロックしたりそれらを分離したりするよう
に配置されている。しかしかかる空転クラッチはゼロか
ら逆転への比変化が後述のように可能でないように伝達
比が選択される場合にしか必要でない。そしてまた例え
ば中間歯車３７により逆方向回転を可能にすることも望
ましいが、この中間歯車３Ｔは遊星歯車キャリヤ２１上
の第２の平歯車３８と係合しており、これと中間歯車３
７および出力平歯車２４はシフトロッド３９が操作用フ
ォーク４０により平歯車２４とシフトすることにより係
合せしめられうるものである。

作動 入力軸１４が回転しそれと一体的に輪歯車１５およびト
ロイド状ディスク１６が一方向に回転するとトロイド状
ディスク１７及び太陽歯車１９が反対方向に回転する。

一般に輪歯車１５の周速は太陽歯車１９の反対方向周速
よりも実質的に高いので、遊星歯車２０は太陽歯車１９
のまわりを輪歯車１５と同一方向にしかし輪歯車１５よ
りも低い周速で自転し、且つ遊星歯車キャリヤ２１が回
転しこの回転は平歯車２２、出力歯車２４、軸２３およ
び傘歯車２５に伝達される。しかし輪歯車１５に対する
太陽歯車１９の相対回転速度は牽引ローラ無段変速機１
１の伝達比を変えることにより調節可能である。

第１図に示すように牽引ローラの枢軸位置が最大減速に
あれば、輪歯車に近い側にあるトロイド状ディスク１γ
および太陽歯車１９の速度は比較的低いので変速機出力
軸は高速となる。輪歯車１５と反対方向に回転する太陽
歯車１９の速度が輪歯車１５に対してきわめて高くなる
ように伝達比を変更すると、遊星歯車２０の自転速度が
増しそのキャリヤ２１および平歯車２２は比較的ゆっく
り回転する。なお、高い出力軸速度では軸１８およびは
ずみ車３５は比較的低速であり、また低い出力軸速度で
は軸１８およびはずみ車３５は比較的高速である。これ
はまさにはずみ車再生駆動装置にとって望ましい動きで
ありこの動きはなんらはずみ車伝達またははずみ単速度
制御なしに自然に達成されるものである。

実際には、太陽歯車１９０反対方向回転速度はその周速
を輪歯車の周速よりも太き（すれば遊星歯車がさらに高
速で自転し遊星歯車キャリヤ２１および平歯車２２が太
陽歯車と同一方向に回転するように、即ち、出力軸２３
が逆転するようにできる。第１図に示したような配置で
は、トロイド状ディスク１６と牽引ローラ２９．３０と
の最大接触口の直径とトロイド状ディスク１７と牽引ロ
ーラ２９．３０との最小接触円の直径の比が輪歯車直径
と太陽歯車直径の比よりも大きければこのような逆転が
得られる。しかし、逆方向作動が必要でないとか大きな
順方向速度範囲が望まれる場合には、逆方向歯車シフト
機構を加えてもよい。

原理的には同じだが、第２図の実施例の変速機では第１
図のそれとは構造が異なる。エンジンの出力軸と結合さ
れるべき入力軸５１は変速機ハウジング５０内に回転可
能に支持されており、該ハウジング５０の内部では主ク
ラツチ構体５２およびその上にそれと一体回転可能に取
付けられた第１の歯車５３が入力軸に関連せしめられて
いる。歯車５３は一端に遊星型変速機５９の太陽歯車５
８を担持する中間軸５γ上に取付けられたトーリックデ
ィスク５５．５６を有する双子トロイド状牽引ローラ変
速機の入力トーリツクデイスク構体５４と係合している
。この遊星型変速機はその遊星歯車またはローラ６０を
変速機出力軸６２に連結されたキャリヤ６１上に回転可
能に支持されており、該出力軸６２は変速機ハウジング
の外部に差動歯車と係合するための傘歯車６３を担持し
ている。遊星型変速機のリング６４は中間軸５Ｔ上に回
転可能に支持されており、入力軸５１上に回転可能に支
持された駆動歯車６６と係合している歯車６５を担持し
ている。クラッチ構体５２は例えば歯車６６を入力軸５
１と係合させるためのクラッチ板構体６７を含む。また
、逆方向作動のために歯車６６と係合してその回転を防
止するための帯ブレーキ６８が設けられているが、逆方
向作動の期間中はクラッチ６γは歯車６６の停止を許容
するために係脱していなければならない。

出力軸６２がその最低速度にある時最高相対速度で作動
する中間軸５７はハウジング５０を貫通する軸Ｔ４上に
取付けられたはずみ車重歯車７３と係合して配置された
傘歯車γ２を担持している。ハウジング５０の外部で、
はずみ車軸７４は車両減速時にはエネルギを吸収し車両
の加速時には駆動列にエネルギを戻すようになされたは
ずみ車Ｔ５を担持している。

この牽引ローラ変速機はおのおのの牽引ローラの負担を
軽減するよう双子構造にしである。両トロイド状牽引ロ
ーラ変速機構体とも並列に且つ第１図示のものと同様に
作動するので詳述しない。

この変速機の作動も牙１図のものと同様である。車に設
置されると、車のエンジンは入力軸５１に直接結合され
、クラッチ６７は駆動歯車６６を介して遊星変速機リン
グ６４に動力を伝達するための主クラッチとして作用す
る。入力軸５１はまた歯車５３を経てトーリック・ディ
スク構体５４を駆動する。双子牽引ローラ変速機構体７
０．７１は該牽引ローラ変速機構体により設定された伝
達比に依存する速度で太陽ローラ５８を作動するように
回転を中間軸５７に伝達する。遊星変速機５９のリング
６４はクラッチ６Ｔが入力軸５１と係合した時に太陽歯
車５８と反対の方向に回転する。歯車６５と一体的に回
転する。

出力軸６２が順方向に回転するようにリング６４０回転
方向とは反対の方向での太陽歯車５Ｂの周速が常にリン
グ６４の周速よりも実質的に低（なるように歯車６５と
駆動歯車６６の比は選択される。これはゼロ出力速度以
上の比較的大きな順方向速度比変化能力を与えるもので
ある。逆方向作動のためには、クラッチ６γが係脱され
逆方向帯ブレーキ６Ｂは遊星キャリヤ６１および出力軸
６２が太陽ローラと同一方向にしかし実質的により低い
速度で、即ち、逆方向に低速で回転するように歯車６６
およびリング６４を静止状態に保持するように作動され
る。逆回転機能は、１−２図の配置では付加的な構成素
子もあまり加えず且つ重量および費用もあまり増大させ
ずに得ることができる。またとの変速機ではニュートラ
ルにするにはクラッチ６７の係脱と同時にブレーキ６８
の係脱により行なう。

この時には駆動歯車６６は遊星変速機リング６４および
遊星部材６０と一体的に自由に回転することを許される
ので、変速機を介してトルクが伝達されない。したがっ
て、主エンジンクラッチは必要とされない。

はずみ車にはかなりの量のエネルギをた（わえることが
できるから車両を駆動するエンジンまたは電動モータは
比較的小さくてよく、このエネルギは変速機がより低い
伝達比に、即ち、より低い中間軸速度およびより大きな
出力軸速度に移行する時に駆動列に自動的に放出される
ものである。

しかし、本発明は好ましい実施例に関連して述べた配置
に限定されるものではない。例えば、はずみ車はそれを
直接にかあるいは増速変速機構体を介して遊星変速機の
太陽歯車を担持する軸の一端に配置する等、異なって配
置することは本発明の範囲内にある。

また他の任意型式の無段変速機を利用してもよい。第３
図はＶベルト無段変速機を利用した変速機配置を示す。

その他の点ではこの配置は第２図に示したものと同様で
ある。従って牙３図においては同一の領域に対しては同
一の参照数字を用いてあり、これらの領域については再
度説明しない。牙３図に示すように、ここに組込まれた
Ｖベルト駆動装置は軸５７および５１上に取付けられた
２つのプーリ８０．８１を含む。プーリ８０はＶベルト
８４を受ける円錐ディスク８２および８３を有する。プ
ーリディスク８２は軸５７に固定されているが、プーリ
８３は軸５７内の通路を貫通し２つのプーリ８２と８３
の間の間隔を制御するためのベローズ８６または他の作
動機構に連結された引張り棒８５により軸方向に可動で
ある。ベローズ８６は真空管路８７を介して真空、例え
ばエンジン真空に露出させてもよい。プーリ８１はプー
リディスク８８および９０を含み、そのうちプーリディ
スク８８は軸５１に固定されプーリディスク９０は軸５
１上に軸方向に摺動可能に支持され、プーリ８０．８１
をベルト８４に係合させるためにばね８９によりプーリ
ディスク８Ｂへ向けて付勢されている。

この配置における伝達比は通常、リング６４の回転方向
とは反対方向に軸５７および太陽歯車５８の高速側に、
即ち、出力軸６２が低速度になるように偏倚されており
、出力軸速度はベローズ８６に加えられる制御真空によ
り増大せしめられる。

【図面の簡単な説明】

牙１図は再生はずみ単駆動装置付の変速機の一実施例の
断面図、 第２図は他の実施例の断面図、 牙３図は本発明に係る配置の更に他の実施例を示す図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕 １０・・・・・・変速機 １１・・・・・・牽引ローラ無段変速機１２・・・・・
・遊星歯車構体 １４；１５・・・・・・入力軸 １５．６４・・・・・・輪歯車、リング１６．１７・・
・・・・トロイド状ディスク１８・・・・・・中空軸 １９．５８・・・・・・太陽歯車、太陽ローラ２０：６
０・・・・・・遊星歯車、遊星ローラ２１．６１・・・
・・・遊星歯車キャリヤ、遊星ローラキャリヤ ２２・・・・・・平歯車 ２３；６２・・・・・・出力軸 ２４・・・・・・出力平歯車 ２９．３０・・・・・・牽引ローラ ３２．３３；７２．７３・・・・・・傘歯車３５；７５
・・・・・・はずみ車 ３６；６７・・・・・・クラッチ ５４・・・・・・入力トーリツクデイスク構体６８・・
・・・・帯ブレーキ ８０．８１・・・・・・プーリ 出　願人　：　エクセラマテイツク インコーポレーテツド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力軸と、車両の駆動輪に作動連結さ れた出力軸と、太陽歯車、前記入力軸と一体回転可能に
   取付けられた駆動リング、および前記駆動リングと太陽
   歯車との間の環状空間にこれらと係合して配置され且つ
   変速機出力軸と一体回転可能に支持された遊星部材キャ
   リヤ上に回転可能に支持された遊星部材を含む遊星変速
   機構体と、運動を可変伝達比で伝達するための無段変速
   機構体であつて前記遊星部材の旋回速度と共に前記出力
   軸の旋回速度を制御するために前記太陽歯車を前記駆動
   リングの方向とは反対方向に且つ該無段変速機構体の伝
   達比設定に依存する速度で駆動するように前記太陽歯車
   に作動連結された無段変速機構体と、前記太陽歯車と一
   体回転するように回転可能に支持され且つ作動連結され
   たはずみ車とから成る再生はずみ車動力変速機。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記 無段変速機構体は間に牽引ローラを枢支せしめ該牽引ロ
   ーラの枢軸位置に依存する比で運動を伝達するようにそ
   れと係合せしめて対置されたトロイド状牽引ディスクを
   有するトロイド状牽引ローラ変速機であり、前記トロイ
   ド状ディスクの一方は変速機の入力軸にそれと一体回転
   可能に連結され他方のトロイド状ディスクは前記太陽歯
   車に作動連結されている変速機。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記 他方のトロイド状ディスクと前記太陽歯車は中空軸の両
   端に配置され、前記変速機入力軸は前記中空軸を貫通し
   前記一方のトロイド状ディスクを前記他方のトロイド状
   ディスクに次ぐその一端に、前記駆動リングを前記ハウ
   ジング内のその他端に担持し、前記はずみ車は前記中空
   軸に結合されている変速機。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記 遊星部材キャリヤ上には平歯車が取付けられ、該遊星部
   材キャリヤと該平歯車は共に前記中空軸上に回転可能に
   支持され、該平歯車は前記出力軸上に取付けられた出力
   歯車と係合している変速機。 ５、特許請求の範囲第３項において、前記 中空軸は前記はずみ車を担持する軸上に取付けられた第
   ２の傘歯車と係合している第１の傘歯車を担持している
   変速機。 ６、特許請求の範囲第２項において、前記 トロイド状牽引ローラ無段変速機構体は両トロイド状変
   速機に共通で前記入力軸に作動連結された中央入力トー
   リツクデイスク構体を有する２つの同軸上に配置したト
   ロイド状変速機を含み、出力トーリツクデイスクは前記
   遊星駆動装置の太陽歯車に関連せしめられた軸上に取付
   けられている変速機。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記 入力軸は出力軸に平行且つそれから離隔して支持され、
   前記入力トーリツクデイスク構体は前記入力軸上の歯車
   と係合している第１の歯車をそなえており、前記遊星リ
   ングは前記入力軸上の第２の歯車と係合している歯車を
   担持している変速機。 ８、特許請求の範囲第７項において、前記 第２の歯車は前記入力軸上に回転可能に取付けられてお
   り該第２の歯車を前記入力軸にそれと一体回転するよう
   に選択的に係合させるクラッチをそなえ、前記第２の歯
   車はまたそれをロックするための制動手段を有する変速
   機。