WO2002016802A1

WO2002016802A1 - Transmission pour un changement de vitesse a variation continue fiable par engrenement et dispositif de transmission a variation continue pour vehicules automobiles utilisant cette transmission

Info

Publication number: WO2002016802A1
Application number: PCT/KR2001/001421
Authority: WO
Inventors: Teak-Seo Goo
Original assignee: Goo Teak Seo
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2002-02-28
Also published as: KR20020015613A; US20030004030A1; KR100374770B1; US6645106B2; AU2001282633A1

Description

ギア嚙合を通じて信頼†生ある無段変速動作を遂行する変速機と、それを利用した車両用無段変速装置技術分野本発明は動力損失を最小化しながらギア嚙合を通じて信頼性ある無段変速動作を遂行する変速機及びそのギアの組合方式と、それを利用してエンジン出力に対する最適の変速比を無段で提供する車両用無段変速装置に関するものである。従来技術これまで、多種の無段変速機が提案になったことがあって、その種類を大別すれば機械式、電気式、油圧式である。

車両に適用された無段変速装置としては、機械式ある摩擦車式、ベルト式、チェーン式が主に使われている。しかしこれらの方式は下記のような問題点を内包している。

まず摩擦車式の場合摩擦面の摩耗及び異質物の流入時動力伝達の失敗 (Power Failure)による動力損失が発生になる短所がある。またベルト式はべルトの張力が低ければスリップ (slip)が発生になってベルトの張力が高ければベルトに過負荷が発生になってフリーとベルトの接地面に摩耗及び異質物の流入によるスリップで動力損失が発生になる。チェーン式は変速は連続的だけれどチェーンとフリーとの接続は不連続的であるためフリーと接触時衝撃音が発生してチェ一ンの重量によって遠心力が増加するので最高速度及ぴ大型化に限界がある短所がある。

一方、ギアの嚙合を通した信頼性ある変速動作を提供するための無段変速技術として、本出願人が大韓民国特許出願第 97-45324 号（無段変速機）、第 97 - 58590号 (車両用無段変速装置)、及び第 98- 36378号 (無段変速機及ぴそれを利用した車両用変速装置）を提案したことがあるが、これらの場合もギア組合構造が複雑でそのギア嚙合を通した変速動作によって得られる動力損失及び製作費用の節減効果が低減になる限界を内包している。発明の開示上記のような従来の諸般問題点を解決するために提案になった本発明は、動力損失を最小化してギア嚙合式で信頼性ある無段変速動作を遂行する変速機を提供するにその目的がある。また、本発明は簡単な構造でなされるだけだけなく動力損失を最小化して信頼性ある無段変速動作を遂行する車両用無段変速装置を提供するにもう一つの目的がある。

また、本発明は移動体等でエンジン出力に対してギア嚙合を通した変速動作が無段でなされて、簡便に前後進動作制御を可能にする、動力伝達用ギア組合方法を提供するにもう一つの目的がある。図面の簡単な説明図 1は本発明の変速機の遊星ギア組合方式を説明するための概略図。

図 2Aないし図 2Fは本発明の無段変速機の変速原理説明図。

図 3は本発明の車両用無段変速装置が、公知の動力発生装置と、油圧形成及ぴ提供装置と、車輪を駆動する車輪駆動装置と、車両の前半的な作動部らを電子的に制御するための電子制御装置を具備した公知の車両で、他の構成部らとの連結及び作動状態を説明するための実施例の構成例示図。

図 4は従来の 5段変速装置と本発明の無段変速装置の動作特性の比較図。発明を実施するための最良の形態本発明にともなう無段変速機は、入力段に印加になる主駆動力を無段で変速しながら出力するものの、特にギア嚙合を通じて信頼性ある無段変速動作を遂行する構造を持つこととして、上記入力段シャフトに連結したし多数の遊星ギァセットをつまらないながら公転させるキャリア手段と、上記キャリア手段により支持になりながら自由回転するように組立になつて、一体で形成される各遊星ギアセットの一側遊星ギア（S1)の歯数が他側の遊星ギア（S2)の歯数より相対的に小さくように形成された多数の遊星ギアセット（Sl、 S2)と、上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列外側に嚙合されて伝達受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 1出力手段と、上記歯数が多くの方の遊星ギア (S2)の配列内側に嚙合され伝達を受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 2出力手段と、上記歯数が少ない方の遊星ギア（S1)の配列内側に嚙合されて副駆動力により上記キャリア手段と同方向で回転しながらその回転速度変化によって変速がなされるようにする変速手段を含む。

そして上記入力段シャフトと上記キヤリァ手段間の連結はスープラインで結びつく。また、上記第 1出力手段は上記歯数が多くの遊星ギア (S2)の配列外側に嚙合され回転するリングギアと、上記リングギアと上記出力段シャフト間の連結を取り締まる前進クラツチを含んで、上記第 2出力手段は歯数が多くの遊星ギア（S2)の配列内側に嚙合され回転する後進サンギアと、上記後進サンギ了と出力段の駆動軸間の連結を取り締まる後進クラツチを含んで、上記変速手段は上記歯数が少ない遊星ギア (S1)の配列内側に嚙合され回転する変速サンギ了と、上記変速サンギアがキヤリァ手段と同方向で回転したり停止状態を維持するように動力を提供する油圧モーターを含む。

そして、上記変速手段は上記無段変速機が第 1出力手段を通じて回転力を伝達する場合には上記油圧モーターを通じて変速サンギアがキヤリァ手段と同方向で回転するように動力を提供するもののその回転速度変化により上記入/出力段間で無段変速されるようにして、上記第 2出力手段を通じて回転力を伝達する場合には上記油圧モーターが停止して上記変速サンギアが停止状態を維持するようにすることによって入/出力段間にギアの歯数による固定変速がなされるようにして、特に上記第 1出力手段に回転力が伝えられる場合上記入力段シャフトを通じて提供されている主駆動回転力と上記油圧モーターを通じて提供されている副駆動回転力が変速加工過程を経ながら合成になって上記出力段シャフトに印加になるようにする。

また、上記無段変速機で変速サンギアは多数の遊星ギアセットらが変速サンギアを中心軸として自転と公転しながらリングギアに回転力を伝達する時キヤリア回転方向で発生する回転カ及ぴ油圧モーターから提供される副駆動回転力によつて駆動になる構造で成されているために上記副駆動回転力は主駆動回転力に比べて相対的にとても少な、動力でも充分だ。

—方、本発明にともなう車両用無段変速装置は、公知の動力発生装置と、油圧形成及び提供装置と、車輪を駆動する車輪駆動装置と、車両の前半的な作動部らを電子的に制御するための電子制御装置を具備した公知の車両で、上記動力発生装置から入力される回転力を無段で変速しながら上記車輪駆動装置側に出力するための車両用無段変速装置において、上記動力発生装置のタービンシャフトに連結していて、多数の遊星ギアセットをつまらないながら回転 (公転）させるキャリア手段と、上記キャリア手段により支持になりながら自由回転するよう組立になって、一体で形成される各遊星ギアセットの一側遊星ギア（S1) の歯数が他側遊星ギア (S2)の歯数より相対的に小さくように形成された多数の遊星ギアセット（Sl、 S2)と、上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列外側に嚙合されて伝達を受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 1 出力手段 (正回転出力）と、上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列内側に嚙合されて伝達を受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 2出力手段 (逆回転出力）と、上記歯数が少ない方の遊星ギア（S1)の配列内側に嚙合されて上記キヤリァ手段と同方向で回転しながら変速動作を遂行する変速手段を含むことを特徴とする。

また、本発明にともなう変速機のギア組合方法は、入力段シャフトに印加になる主駆動回転力を無段で変速しながら出力段シャフトに出力するための変速機のギア組合方法に関するもので、上記入力段シャフトに、多数の遊星ギアセットをつまらないながら回転 (公転）させるキャリア手段を連結して、一体で形成される各遊星ギアセットの一側遊星ギア（S1)の歯数が他側遊星ギア（S2)の歯数より相対的に小さくように形成された多数の遊星ギアセット（Sl、 S2)らが、上記キヤリァ手段により支持になりながら自由回転するよう組立して、上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列外側にリングギアを嚙合されるように組立して伝達を受けた回転力（正回転出力）を上記出力段シャフトに提供するようにして、上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列内側に後進サンギアを嚙合されるように組立して伝達を受けた回転力（逆回転出力）を上記出力段シャフトに提供するようにして、上記歯数が少ない方の遊星ギア (S1)の配列内側に変速サンギアが嚙合されるように組立するものの、上記変速サンギアに、上記キヤリァと同方向で回転しながら変速動作を遂行するように副駆動回転力を提供することを特 ί敫とする。

以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者が本発明を容易に実施することができるように本発明の望ましい実施例として添付された図面を参照して説明する。

図 1は本発明にともなう変速機のギア組合方式を説明する概略図である。図面に図示されたように本発明の無段変速機の遊星ギア組合方式は従来のラビニュ一ギア組合方式（Ravigneaux Gears)でもシムプソンギア組合方式 (Simpson Gears)と全く他の独自の構造として以下ではこれを簡単に「GTSギア組合方式」と称する。

図面を参照して本発明のギア組合方式による構造を説明すればタービン軸 (2)にスープラインで連結するキャリアが備わって上記キャリアに支持になる一組の遊星ギア（6)が備わつて一組の遊星ギアは多数の軸の両端に一体で備わつていて一つの軸に、一側には歯数が多くの遊星ギア（S2)がそして他側には歯数が少ない遊星ギア (S1)が具備なる。

上記遊星ギア（S2、 6)の外側にリングギア ( 5)と嚙合され内側に後進サンギア（A2、 8)が嚙合され上記遊星ギア（Sl、 6)の内側に変速サンギア（Al、 7)が嚙合されて変速サンギア軸の外側はスープラインで油圧モーター (9)と連結されて油圧モーターにより駆動になって入力軸と別個の回転をしながら変速機能をする。上記タービン軸 (2)が回転すれば遊星ギア（S1、S2) (6)が変速サンギア（Al、 7)を中心軸で自転と公転をしながら（後進サンギア (A2、 8)は自由回転）リングギァ（C；、 5)を回転させて所定の正回転増速比が出力されて、油圧モーター (9)を駆動させて変速サンギアを徐々に回転させれば上記増速出力比が変化になって変速加工がなされて変速サンギア回転数を増加または減少させれば減速比が增加または減少して変速サンギア回転数を固定させてタービン軸の回転数を増加または減少させれば増速比が増加または減少する二重無段変速動作がなされる。

また、上記変速サンギア (Al、 7)を固定させて（リングギア（C；、 5)は自由回転）上記タービン軸 (2)を回転させれば遊星ギア（Sl、 S2)が変速サンギアを中心軸で自転と公転をしながら後進サンギア (A2、 8)を回転させて所定の逆回転減速比が出力されて減速比が固定になった減速装置で動作する。特に本発明では入力軸の回転力を分配して主駆動タービン軸 (2)は変速になつた回転力を従動軸に伝達する機能して、副駆動変速サンギア (Al、 7)は変速機能を遂行する構造であって、副駆動変速サンギアの変速加工時主駆動に合成出力されるようにすることによって動力損失を最小化する特徴がある。

また、キャリアが回転して遊星ギアが自転と公転をしながら変速になった回転力を伝達する時同方向で変速サンギアに回転力が発生になって、入力動力の約 1/150内外の相対的にとても小さな駆動力でも変速サンギアの回転制御が可能な特徴がある。

本発明の無段変速原理は貼付図面 2Aないし図 2Fを参照すればより容易に分かることができる。一般的にギアはピッチ原の口リング接触運動を基本としていて次のような二つのギアの接触時回転角の変化を次の式で表現することができる。（以下の数式及ぴその説明で Mはモジュール、 Zi及ぴ∑₂は歯数、及ぴもはピッチ原、 ωは角速度、 ηは回転数、 /。はギア比、 aはサンギア、 bは遊星ギア、 cはリングギア、 sはキャリアを各々表す。 )

図 2Aを参照すれば、初期状態で A点と B点は P点で一致していた点としてピッチ原のロリング運動で円弧と円弧 ^ の長さが同じでなければならない。

【数 1】

円弧 Λ4

遊星ギアはギアの回転だけでなく、ギア中心の運動も考慮しなければならない

図 2Βはサンギアを固定させてキヤリァを回転させる場合として、 Βと Cは遊星ギアピッチ原上の点として初期状態では各々サンギアピッチ原上の点 Αとリングギアピッチ原上の点 D と接触レていてこれら接触点がピッチ点に該当する。

キヤリアが 0 sほど回転すれば遊星ギア C点とリングギア D点は図 2Bに図示したような状態になって口リング接触条件で円弧 'C = P 'Dを満足すべきである。【数 2】

Θ 一 _G

したがつてリングギアの総回転角は次の【数 3】のようになる

【数 3】 θ

ノ図 2Cはキヤリァを固定させてサンギアを回転させる場合として点 A、 B、 C, D は初期に一直線上にあっている途中でサンギアが 0 a ほど回転すれば遊星ギァの回転角 0 bは次の通りである。

【数 4】

円弧 Λ4 =円弧 ¾ 0_b =—0_a

z„ -

.の場合リングギアは逆方向で回転して次の通りである。

【数 5】

すなわち、この場合はキヤリァが回転しないので上の回転角が総回転角になる。【数 6】

z.

--- 図 2D はキャリアとサンギアを同時に回転（この時キャリアとサンギアはそれぞれ回転数が違う）させる場合として、図 2Bと図 2Cの二つの運動を重複させれば次の通りである。キャリアとサンギアを各々 0 s及ぴ 0 aだけずつ回転させればリングギアの回転角は次の通りである。

【数 7】

固定キャリア（）りんグギア（^ )サンギア（^) 同方向増速

サンギアりんグギア )キャリア（）（ )=— _z 逆方向減速キャリアとサンギアを各々時計方向で 0 s、 0 a回転すればリングギアの回転角は【数 7】を重複させたことで次の通りである。

【数 8】

ギア比。= > 1 に対してこの式を整理すれば【数 9】の通りである。

ここで 6> = 2;zw (_n は rpm)であるから回転数に対しても同じ次のような【数 10】が成立する。

【数 10】

角速度 w = ^に対しても同じ式が成立する

60

【数 11】

(1 + ϊ₀)ω_χ - ω_α

ω_η =

リングギア歯数が 73、サンギア歯数が 35、遊星ギア歯数が 19の時、ギア比 i— =■ ^は 2· 0857である。図 2Βの場合サンギアを固定させてキヤリアを回転させれば次の通りである

【数 12】

1 + Γ 1 + 2.0857

1.4794(0.6759) 同方向増速

2.0857 図 2Βの場合増速比 0. 675の遊星ギア増速機に該当する。

図 2Cの場合キヤリアを固定させてサンギアを回転させれば次の通りである c

【数 13】

-~- = ^ = 2.0857 逆方向減速

上記【数 13】に表示された通り減速比 1/2. 0875の遊星ギア減速機である。図 2Dの場合は図 2Bと図 2Cを重複させたことで、主駆動キャリアを回転させながら副駆動サンギアを回転させる場合として、この場合を数式で計算すれば下の通りである。

【数 14】

これを適用すれば次の通りである。

入力軸キヤリァ（ns) : 1000rpm

変速サンギア（na)： 1950rpm

出力リングギア (nc) :

, (1 + 2.0857 1000— 1950 …

1.- = 420.7 rpm ,減速比 1/2. 376

.Uo J / （1 + 2.0857)1001— 1950 - ·- = 422.3 pm，減速比 ι/₂. 370 つ (1 + 2.0857)1000 -1951 _Λ^ _Λ

3·- 7-r— = 420.1，，減速比 1/2. 380

上記実施例の通り変速サンギアの回転数が lrpm増加時減速比は 0. 004増加して、タービン軸キヤリァの回転数が lrpm増加時増速比が 0. 006増加することを分かる。

すなわち、変速サンギアの回転数増加時には減速比が増加してタービン軸キャリァの回転数増加時には增速比が増加する 2重変速がなされて、変速サンギァ回転数を任意に制御して変速比を無段で微細で柔軟に増減させることができることである。

結局、上で注意深くみた原理によって、最適の変速比が時変換的に柔軟に提供されている無段変速動作が可能である。また、副駆動変速サンギアが主駆動タービン軸の回転数より高くて相当な動力損失が誘発になることと誤解しやすいが、事実は入力軸と同方向で回転しながら減速機能を遂行することによって入力軸の回転数を除いて減速比 1/2. 0857 を計算すれば変速比が加工時に必要とした実際の回転数は 455. 4rpmになつて、変速比加工後に消滅になることでなく、入力側の回転力を主駆動タービン軸と副駆動に分散してそれぞれ他の機能を遂行した後合成になって出力軸に出力されて動力損失がほとんどない特徴があって、変速サンギア回転時に必要とした動力は主駆動タービン軸に組立になつた遊星ギアが変速サンギアを中心軸として自転と公転をしてリングギアに回転力を伝達する時変速サンギアに同方向で回転力が発生になって入力動力の約

1/150 の動力でその駆動が十分に可能になり変速サンギアに発生になる回転力は入力動力に比例して発生になる特徴がある。

したがって、小さな動力で非常に大きい動力に対する変速制御が可能になつて、副駆動油圧モーターは変速機の内部に設置されて油圧と潤滑油を供給するオイルポンプで油圧を供給受けて駆動になって、サブパルプの流量の制御により回転数が制御になって、サブパルプはコントローラー (TCU)の信号により制御になる。

図 2E及び図 2Fは逆回転で減速するシステムとしてタービン軸の遊星ギア (Sl、 S2) (6)が変速サンギア（7)を中心軸として自転と公転をしながら（リングギァは自由回転する）後進サンギア（8)を逆回転減速させて、固定になった減速機能を遂行する後進装置として動作する過程を表したことで、これを数式で表現すれば下の通りである。

【数 15】

7 7

1„ =

7 7

ω Al 1 -

前述の通り、本発明にともなう変速装置のギア組合方法は既存に知られていたギア組合方法と明確に違う。

これまで広く使われてきた遊星歯車装置組合方式は、ラビニュ一ギア方式

(Ravigneaux Gears)及ぴシムプソンギア方式（Simpson Gears)が主に利用されてきた。これらに関して簡単に説明すれば、ラビニューギア方式の場合、一つのリングギアとキャリアに支持になって同軸に歯 (歯車)数が同じ 2個の遊星ギアが一体型で設置されたし一側の遊星ギア群は外側にはリングギアと嚙合されて内側にはサンギアと嚙合され、他側の遊星ギア群はアイドルギヤと嚙合されてそのアイドルギヤは歯数が少ないサンギアと嚙合されたギア方式で一つのリングギアと歯数が同じ 2個の遊星ギアが一軸に一体型で設置された一組の遊星ギアと、一組のアイドルギアの歯数がそれぞれ他の 2個のサンギアで,組合わせている。

一方、シムプソンギア方式は一つのサンギアがロング（long)ギアで設置されて歯数が少ない遊星ギアの一組及ぴリングギアと、歯数が多くの遊星ギアの一組及びリングギアでなされて、一つのサンギアと 2組の遊星ギア及ぴ 2個のリングギアで,袓合わせた方式であり、各ギア軸にクラツチ及びブレーキを設置して減速比が多くのギアで減速比が少ないギアで順次的に 4-5番のクラツチを取り締まり（ON- OFF)をして変速になるようにすることなので、結局従来の二方式は皆変速段 (step)がある変速装置にすぎない。

しかし、本発明の無段変速装置のギア組合方式は、歯 (歯車)数がそれぞれ他の遊星ギア（Sl、 S2) (6)がー軸に一体型で備わったし歯数が多くの遊星ギア（S2) の外側に正回転出力のリングギア（5)と嚙合されてその内側には歯数が少ない後進サンギア（8)が嚙合され、他側に歯数が少ない遊星ギア（S1)の内側には変速サンギア（7)が嚙合されて変速サンギア軸に副駆動手段の油圧モター (9)が設置されて変速サンギアの回転数を制御して、遊星ギアがリングギアに回転力を伝達する時変速サンギア回転数の増減によって変速が無段でなされるようにすることである。

結局、本発明にともなう無段変速用ギア組合方式は、リングギア（5)—個と、歯数がそれぞれ他の遊星ギア（Sl、 S2) (6)が同一軸上に一体型で (一組をなるように）形成された多数の遊星ギアセットと、お互いに歯数が他の変速サンギア (7)及ぴ後進サンギア（8)と、上記変速サンギアの回転数を制御するための手段で油圧モーター (9)を含んでなされる組合構成である。

特に、本発明にともなうギア組合方式では、入力軸の回転力を分配して主駆動回転力伝達機能を遂行して、上記油圧モーター (9)の側に分配された副駆動回転力は変速加工過程を経ながら上記主駆動回転力と合成になって結局一つの出力で現れるので、副駆動変速サンギアを回転させるための動力は実質的にほとんど消耗になることがないようにするとの特徴をもっている。

したがつて、本発明にともなう動力伝達装置用変速ギア組合方式は前で説明した従来のギア組合方式ラビニュ一ギア方式 (Ravigneaux Gears)及びシムプソンギア方式 (Simpson Gears)らより優秀に作動する特有なギア糸且合方式である。

図 3は本発明にともなう車両用無段変速装置が、公知の動力発生装置と、油圧形成及び提供装置と、車輪を駆動する車輪駆動装置と、車両の前半的な作動部らを電子的に制御するための電子制御装置を具備した公知の車両で、他構成らとの連結及び作動状態を説明するための一実施例の構成例示図である。

図面で、 1はトルクコンパ一ター、 2は主駆動回転力を提供するためのタービンシャフト、 3は前進クラッチ、 4は後進クラッチ、 5はリングギア、 6は遊星ギアセット、 7は変速サンギア、 8は後進サンギア、 9は上記変速サンギアに副駆動回転力を提供するための油圧モーター、 10はオイルポンプシャフト、 11 はオイルポンプ、 12はサボバルブ (電子比例流量制御パルプ)、 13は差動ギア、

14はチェックバルブ、 15はアキユウミュレータ、 16はマエユアルパルプ、 17 はレギュレーター、 18 はリリーフパプ、 19 はリレイパノレブ、 20 はパイパスバルブ、 21は出力シャフト、 22は変速サンギア回転センサー、 23はブレーキ圧力センサー、 24は車速センサー、 25はエンジン回転数センサー、 26はスロットル開度率、 27はコントローラー (TCU)を各々表したのである。

図面を参照すれば、本発明の無段変速装置は動力発生装置から発生になって提供される回転力を入力受けて無段 (stepless)で変速しながら車輪駆動装置側に出力するためのこととして、上記動力発生手段のタービンシャフト（2)に連結されていて多数の遊星ギアセットをつまらないながら回転 (公転）させるキヤリァと、上記キャリアにより支持になりながら自由回転するように組立になって —体形成される遊星ギアセットの一側の遊星ギア（S1)の歯数が他側に遊星ギア (S2)の歯数より相対的に小さくように形成された多数の遊星ギアセット（Sl、 S2)、上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列外側に嚙合されて伝達を受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 1出力部 (5、 3)と、上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列内側に嚙合されて伝達を受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 2出力部 (8、 4)と、上記歯数が少ない方向の遊星ギア（S1)の配列内側に嚙合されてあって上記キャリア手段と同方向で回転しながら変速動作を遂行する変速部 (7、 9)を具備する。

そして、上記入力段のタービンシャフト（2)と上記キヤリァ間の連結はスープライン結合でなされて、上記第 1出力部 (5、 3)は上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列外側に嚙合されて回転するリングギア（5)と上記リングギアと上記出力段シャフト間の連結を取り締まる前進クラッチ (3)を含んで、上記第 2 出力部 (8、 4)は上記歯数が多くの方の遊星ギア（S2)の配列内側に嚙合されて回転する後進クラッチ (4)を含んで、上記変速部 (7、 9)は上記歯数が少ない遊星ギァ（S1)の配列内側に嚙合されて回転する変速サンギア（7)と、上記変速サンギアはキャリアと同方向で回転したり停止状態を維持するように動力を提供する油圧モーター（9)を含む。

また、上記変速部は上記第 1出力部を通した出力動作時 (正回転出力時)、上記油圧モーターの回転速度の変化によって上記入/出力段間で無段変速されるようにし、上記第 2出力部を通した出力動作時 (逆回転出力時)には、上記油圧モーターが停止して上記変速サンギアが停止状態を維持するようにすることによって入/出力段間でギアの歯数比による固定変速がなされるようにして、上記第 1出力部を通した出力動作時 (正回転出力時)、上記入力段のタービンシャフト（2)を通じて提供されている主駆動回転力と上記油圧モーター (9)を通じて提供されている副駆動回転力が前術したところと同じ無段変速加工過程を経ながら合成になって出力段シャフトに印 ¾になるようにする。

上記変速サンギア駆動は遊星ギアが変速サンギアを中心軸として自転と公転しながら回転力を伝達する時上記遊星ギアの公転方向で発生する回転力と、上記油圧モーター (9)から提供されている副駆動回転力により駆動になって、したがつて上記副駆動回転力は上記主駆動回転力に比べて相対的に顕著に小さな動力だけでも変速サンギアの回転制御を遂行して無段変速がなるようにする。そして、上記油圧モーターの駆動は別途の動力発生装置なく、上記動力発生装置から公知の油圧形成及び提供装置のオイルポンプ (11)の油圧を使用して、上記オイルポンプ吸入口にチヱックパルプ（14)を設置して上記油圧モーター (9)で排出になる圧油が上記オイルポンプ（11)の吸入口に誘導になるようにして動力損失を最小ィヒして、上記公知の油圧形成及び提供装置はサボパルプ (12) を具備して油圧モーター (9)の回転数を微細に制御して、上記電子制御装置のコントロ一ラー (_TCU)信号により上記サボパルプ（12)が制御になって上記油圧モ一ター回転数が制御される。

そして上記電子制御装置は制動時、動力発生装置のマスターシリンダー内の圧力を感知して、上記コントローラー (TCU)を通じて演算して感知になった圧力に比例して減速比を増加させてエンジン ·ブレーキが発生されるように制御する。

図 4 は本発明にともなう車両用変速装置と従来の変速装置間の動作特性を比較したグラフィック図である。

図示されたグラフィックを参照すれば、本発明の車両変速装置が低速から高速走行まで車両運行条件とエンジン出力に対する最適の変速比を提供できるようにすることによって従来の変速装置ら（5 段動作）に比べて燃料を節減させるだけでなく、エンジン出力を向上させることが分かる。

そして前述した本発明の無段変速装置は主動力源により発生になった動力を状況により変速させて使用することに要求されるあらゆる機器に適用できることとして車両の変速装置の以外にも重装備機関車、船舶等に皆適用可能である。

本発明は前述した実施例及び添付された図面はそれで権利範囲を限定するために提示されたことがなく但し本発明の技術要旨をより容易に理解することができるようにするために提示されたことであって本発明の技術的思想を抜け出さない本発明が属する技術分野で通常の知識を持つた者にあって明白なのでそういう色々な置換物、変形物、及ぴ変更物も本明の権利範囲に属することである。

上記したところと同じ本発明のギア嚙合による無段変速方式は、車両などの走行状態に適合するように無段階に変速が進行になるようにして車両の走行速度と関係なし機関を常に最適燃比の範囲で作動させることができる効果がある。したがって、機関の全領域でリアルタイムで最大の出力状態または最低の燃比状態で制御できるようになって、変速進行中にも機関の駆動力が路面に伝達になって、広域変速比を使用するので加速性能が改善になって、変速衝撃を排除させる優秀な効果がある。

また、車両製作社に関係なしで該当車両のコント口一ルュ-ット（TCU)に内蔵されるプログラムの変更を通じて柔軟に車種別に制御動作を変化させることができるようにすることによって汎用的に使用可能するようになって重複的な開発費の消耗を防止する効果がある。合わせて、燃料の消耗を節減させながらもエンジンの出力を向上させて、騷音を減少させて、ギア嚙合による信頼性ある無段変速動作で変速効率を向上させる優秀な効果があることである。

Claims

特許請求の範囲

1. 入力段のシャフトに印加になる回転力を無段で変速しながら出力段シャフトに出力する無段変速機において、

上記入力段シャフトに連結していて、多数の遊星ギアセットをつまらないながら回転 (公転）させるキャリア手段と、

上記キヤリァ手段により支持になりながら自由回転するように組立になつて、一体で形成される遊星ギアセットのー側の遊星ギアの歯数が他側の遊星ギァの歯数より相対的に小さくように形成された多数の遊星ギアセットと、

上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列外側に嚙合されて伝達受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 1出力手段と、

上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列内側に嚙合されて伝達受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 2出力手段と、

上記歯数が少ない方の遊星ギアの配列内側に嚙合されて上記キヤリァ手段と同方向で回転しながら変速動作を遂行する変速手段と

を含むことを特徴とする無段変速機。

2. 請求項 1記載の無段変速機において、

上記入力段シャフトと上記キヤリァ手段間の連結をスープライン結合でなされたことを特徴とする無段変速機。

3.請求項 1記載の無段変速機において、

上記第 1出力手段は、上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列外側に嚙合されて回転するリングギアと、

上記リングギアと上記出力段シャフト間の連結を取り締まる前進：と

を含むことを特徴とする無段変速機。

4. 請求項 1記載の無段変速機において、

上記第 2出力手段は、

上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列内側に嚙合されて回転する後進サンギアと、

上記後進サンギアと上記出力段シャフト間の連結を取り締まる後進クラッチと

を含むことを特徴とする無段変速機。

5. 請求項 1記載の無段変速機において、

上記変速手段は、上記歯数が少ない方の遊星ギァの配列内側に嚙合されて回転する変速サンギアと、

上記変速サンギアが上記キヤリァ手段と同方向で回転するように副駆動回転力を提供したり停止状態を維持するように動力を提供する油圧モーター

を含むことを特徴とする無段変速機。

6. 請求項 5記載の無段変速機において、

上記変速手段は、

上記第 1出力手段を通した出力動作時 (正回転の出力時)、上記油圧モーターの回転速度の変化によって上記入/出力段の間で無段変速がなされるようにし、上記第 2出力手段を通した出力動作時 (逆回転の出力時)には、上記油圧モーターが停止して上記変速サンギアが停止状態を維持するようにすることによつて入/出力段間でギア歯数比による固定変速がなされるようにすることを特徴とする無段変速機。

7. 請求項 6記載の無段変速機において、

上記第 1出力手段を通した出力動作時 (正回転の出力時)、上記入力段シャフトを通じて提供されている主駆動回転力と上記油圧モーターを通じて提供されている副駆動回転力が変速加工過程を経ながら合成になって上記出力段シャフに印加になることを特徴とする無段変速機。

8. 請求項 7記載の無段変速機において、

上記変速サンギアは、上記遊星ギアセットが上記変速サンギアを中心軸で自転と公転しながら回転力を伝達する時上記遊星ギアセットを回転方向と同方向で発生する回転力、及ぴ上記油圧モータ一から提供されている副駆動回転力により駆動になることを特徴とする無段変速機。

9. 公知の動力発生装置と、油圧形成及び提供装置と、車輪を駆動する車輪駆動装置と、車両の前半的な作動部らを電子的に制御するための電子制御装置を具備した公知の車両で、上記動力発生装置から入力される回転力を無段で変速しながら上記車輪駆動装置側に出力するための車両用無段変速装置において、上記動力発生装置のタービンシャフトに連結していて、多数の遊星ギアセットをつまらないながら回転 (公転）させるキャリア手段と、

上記キヤリァ手段により支持されながら自由回転するよう組立になって、一体に形成される各遊星ギアセットの一側の遊星ギアの歯数が他側の遊星ギアの歯数より相対的に小さくように形成された多数の遊星ギアセットと、上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列外側に嚙合され伝達を受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 1出力手段 (正回転出力）と、上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列内側に嚙合されて伝達を受けた回転力を出力段シャフトに提供する第 2出力手段 (逆回転出力）と、

上記歯数が少ない方の遊星ギアの配列内側に嚙合されて上記キヤリァ手段と同方向で回転しながら変速動作を遂行する変速手段とを含むことを特徴とする車両用無段変速装置。

10. 請求項 9記載の車両用無段変速装置において、

上記タービンシャフトと上記キヤリァ手段間の連結はスープライン結合でなされたことを特徴とする車両用無段変速装置。

11. 請求項 9記載の車両用無段変速装置において、

上記第 1出力手段は、

上記歯数が多くの方の遊星ギア配列外側に嚙合され回転するリングギアと、上記リングギアと上記出力段シャフト間の連結を取り締まる前進クラッチと

を含むことを特徴とする車両用無段変速装置。

12. 請求項 9記載の車両用無段変速装置において、

上記第 2出力手段は、

上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列内側に嚙合され回転する後進サンギァと、

を含むことを特徴とする車両用無段変速装置。

13. 請求項 9記載の車両用無段変速装置において、

上記変速手段は、

上記歯数が少ない方の遊星ギアの配列内側に嚙合され回転する変速サンギァと、

上記変速サンギアが上記キャリア手段と同方向で回転したり停止状態を維持するように動力を提供する油圧モーターと

を含むことを特徴とする車両用無段変速装置。

14. 請求項 13記載の車両用無段変速装置において、

上記変速手段は、

上記第 1出力手段を通した出力動作時 (正回転出力時)、上記油圧モーターの回転速度の変化によって上記入/出力段間で無段変速がなされるようにし、上記第 2出力手段を通した出力動作時 (逆回転出力時)には、上記油圧モータ一が停止して上記変速サンギアが停止状態を維持するようにすることによって入/出力段間でギアの歯数比による固定変速がなされるようにすることを特徴とする車両用無段変速装置。

15. 請求項 14記載の車両用無段変速装置において、

上記第 1出力手段を通した出力動作時 (正回転出力時)、上記入力段シャフトを通じて提供されている主駆動回転力と上記油圧モーターを通じて提供されている副駆動回転力が変速加工過程を経ながら合成になって上記出力段シャフトこ印加になることを特 ί敷とする車両用無段変速装置。

16. 請求項 15記載の車両用無段変速装置において、

上記変速サンギアは、上記遊星ギアセットが上記変速サンギアを中心軸として自転と公転しながら回転力を伝達する時上記遊星ギアセットの同方向で発生する回転力、及び上記油圧モーターから提供されている副駆動回転力により駆動になることを特徴とする車両用無段変速装置。

17. 請求項 13記載の車両用無段変速装置において、

上記油圧モーターの駆動は別途の動力発生装置から動力を提供を受けないで、上記主駆動回転力を提供する動力発生装置により駆動になる上記油圧形成及び提供手段のオイルポンプ油圧を使用して駆動になることを特徴とする車両

18. 請求項 17記載の車両用無段変速装置において、

上記オイルポンプ吸入口にチヱックパルプを設置して上記油圧モーターから排出になる圧油が上記オイルポンプ吸入口に誘導になるようにして動力損失を最小化することを特徴とする車両用無段変速装置。

19.請求項 17記載の車両用無段変速装置において、

上記公知の油圧形成及び提供手段はサーボバルブを具備して油圧モータ一の回転数を微細に制御することを特 ί敷とする車両用無段変速装置。

20.請求項 19記載の車両用無段変速装置において、

上記電子制御手段のコントローラー (TCU)信号により上記サーポバルブが制御になつて上記油圧モータ一回転数が制御になることを特徴とする車両用無段

21.請求項 20記載の車両用無段変速装置において上記電子制御手段は、制動時、マスターシリーンダ内の圧力を感知して、上記コントローラー (TCU)を通じて演算して感知になつた圧力に比例するように減速比を増加させてエンジンブレーキが発生になるように制御することを特徴とする車両用無段変速装置。

22.入力段シャフトに印加になる主駆動回転力を無段で変速しながら出力段シャフトに出力するための変速機のギア組合方法において、

上記入力段シャフトに、多数の遊星ギアセットをつまらないながら回転 (公転）させるキヤリァ手段を連結して、

一体で形成される各遊星ギアセットのー側遊星ギア歯数が他側の遊星ギアの歯数より相対的に小さくように形成された多数の遊星ギアセットらが、上記キヤリァ手段により支持になりながら自由回転するよう組立し、

上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列外側にリングギアを嚙合されるように組立して伝達を受けた回転力（正回転出力）を上記出力段シャフトに提供するようにして、

上記歯数が多くの方の遊星ギアの配列内側に後進サンギアを嚙合されるように組立して、伝達を受けた回転力（逆回転出力）を上記出力段シャフトに提供するようにして、

上記歯数が少ない方の遊星ギアの配列內側に変速サンギアが嚙合されるように組立するものの、上記変速サンギアに、上記キャリアと同方向で回転しながら変速動作を遂行するように副駆動回転力を提供することを特徴とする変速機のギア組合方法。