WO2014106950A1 - 歯車式無段変速機構 - Google Patents
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Definitions
- a belt-type friction type CVT or the like is suitable because it can freely change the gear ratio for both acceleration / deceleration and constant speed, but it basically uses friction, so energy loss for maintaining frictional force.
- the single unit efficiency is deteriorated and disadvantageous in a high speed range. Since slip occurs, it is not suitable for handling a large torque such as in a large vehicle, and drivability such as acceleration is deteriorated, so that it must be used in a limited manner.
- the one using the above motor or the belt type CVT can be accelerated, decelerated and run at a constant speed in a single speed range, so other power engines can be added, manual mode, etc.
- Setting “” causes an impression such as a decrease in efficiency and an unnecessary feeling and a sense of incongruity.
- traveling control is facilitated by traveling on an uphill road or the like.
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Abstract
Description
主観を排した客観的判定方法の手段として、例えば「要望の度合い」という概念を用いることができるのではないか。つまり一見容易想到と疑われるものも、もしそれが「その発明の技術分野において、その効果についての要望度合いが一定量以上あり、かつその要望が一定期間以上及んでいることが認められる場合」つまり例えば、長い間その効果が求められてきた、ということが明らかな場合、長期間強く要望されていたのにもかかわらずその(効果を有する)技術が開示され利用されなかったのは、その技術に容易に想到できなかったからであると容易に想到できる、ということである。上記の条件であれば、仮に容易想到で排他権を設定したとしても、それによる弊害の大部分を除くことができるはずなので、もし他に要因があるとするならその立証責任は審査側等出願人側以外にある、とすることにより、抽象的で主観的、独善的な判断に陥り「産業の発展に寄与する」どころか阻害してしまいやすい「進歩性」の判定手段としては実に真っ当である、ということが言える。
ところで車両の運行では加減速走行とともに一定速の走行も不可欠であり、そのためのパワートレインも定速走行可能とされなければならない。また本歯車式連続可変変速機構は加減速走行時に機能するものであり、また渦巻き列歯車と第2の歯車の噛み合い位置は移動することにより機能するものなのでどこかで制動させる必要がある。実用に供することを技術思想の根底においた場合、これらを欠くことは機構的に不完全なものであり、もし容易にそれらについて想到できるのであれば、それらが構成されていて然るべきである。地球環境の負荷低減のために喫緊の対応を迫られている、ということは周知である。産業界の中心に位置する自動車産業において、さらに地球規模の環境問題の面からも注目される中、重要技術の一つであるパワートレインに関する技術、とくに歯車式による無段変速技術等を上記のように、より具体的な形で実用化し開示することが非常に重要であるといえる。然るにもし実用可能な構成が成されていないとすれば、例えば歯車式の連続可変変速機構あるいはそれに準ずるものを構成するものがあったとしても、具体的なギヤ比や回転数等が言及されていない例等を鑑みたとき、前記したような誤認や錯誤、不理解、推認力欠如等、歯車式連続可変変速機構の具体的あるいは包括的不理解が疑われ、そのために定速走行可能とするべきという技術思想についての想到に至らなかった、あるいは動力源の回転動力を一旦分配し、減速させて再び合成する必要性についての技術思想の想到に至らなかった、あるいは仮に定速走行可能とするべきという技術思想について想到に至ったとしても定速走行可能とする具体的手段やあるいは包括的な制御について想到に至らなかった、ということが想到できる。あるいは同様にして歯車式連続可変変速機構の渦巻き列歯車と前記第2の歯車を制動させる必要があるということ、あるいはその具体的手段やあるいは包括的な制御についても想到に至らなかった、ということが想到できる。あるいは上記それらを連動させたり遮断させたりする必要性について、あるいはそれらの切り替え手段について、あるいはそれらを総括的に制御するイメージについても、同様に容易に想到できなかった、ということが想到できる。等々の阻害要因により、あるいは固定観念、偏見や先入観等といった阻害要因により構成できなかった、ということが想到できる。
因みに、本歯車式CVTとは技術思想が全く異なる摩擦式CVTに変速段機構を組み合わせたものがあるとすれば、つまり加減速とともに定速も変速比自在にもかかわらずわざわざ変速段機構を組み合わせたものがあるとすれば、その技術思想の目的とするところは定速走行時の動力伝達効率を高めることであり、あるいは一つの段の例えばプーリーの使用範囲を狭めることにより効率をよくしたり、全体の変速比幅を広げることにある。したがって定速走行を可能とすることそのものを目的とする本発明の思想とは全く異なるものである。
第2同期装置S2は、2速と6速を切り換えるための装置であり、回転速度を同期させて、2速駆動ギヤG2aと6速駆動ギヤG6aとを中間軸4に選択的に連結、一体回転させる。
第3同期装置S3は、7速と3速を切り換えるための装置であり、回転速度を同期させて、7速駆動ギヤG7aと3速駆動ギヤG3aとを中間軸4に選択的に連結、一体回転させる。
第4同期装置S4は、4速と後進用ギヤRを切り換えるための装置であり、回転速度を同期させて、4速駆動ギヤG4aと後進用駆動ギヤRaとを第2入力軸3に選択的に連結、一体回転させる。
第5同期装置S5は、1速と5速を切り換えるための装置であり、回転速度を同期させて、1速駆動ギヤG1aと5速駆動ギヤG5aとを第2入力軸3に選択的に連結、一体回転させる。
これら各同期装置Sは、前記各駆動軸に連結(スプライン勘合)され軸方向に移動自在な同期スリーブを備え、図示しない前記シフトアクチュエータにより、同期スリーブを中立位置から軸方向前後に移動させることで、前記各駆動ギヤに連結させ、G1~G7等の各ギヤ列を選択的に確立させるものである。ギヤ列が確立されるとは、駆動力が(前記第1クラッチC1と第2クラッチC2と、)前記G1~G7、Gc、Rの各ギヤ列を介して出力軸5に動力伝達可能の状態になることをいい、トルネードギヤ部からの駆動がありかつギヤ列が確立された際には、夫々のギヤ比で設定する所定の変速段により車両を駆動可能となる。
さて、前記したように動力源の効率の良い回転域を利用するため、車両等の動力伝達を行う場合、変速段機構により段階的に動力伝達を達成しているが、これは一つのギヤをエンジン回転数を上げて'引っ張る'よりも複数のギヤを用いた方が引っ張り(牽引力)が少なくなり効率が良くなるわけで、さらに段数を増やしていき最終的に連続的に変速させることができれば、さらに効率は良くなるわけである。
例えば電動機(電動モーター)を発電機として用いた制動では、制動エネルギーを電気に変換するには一定の制動時間が必要であり、短時間制動では熱エネルギーへ変換するしかない。したがって動力の回転運動に対する短時間制動手段は、現実的にはブレーキパッド等の摩擦式による熱エネルギーへの変換で達成されることになる。そのため熱等によるパッド表面の磨耗等に配慮しなければならず、例えば遊星歯車を用いたオートマチック車等では熱センサで監視して許容範囲を超えた場合にはシフトチェンジ等を制限するというようなことも行われている。それに対して直線運動に対する制動手段は直線的に力を加えればよいだけなので、該力を加える接触面は例えば湿式の平らな面でもよい。ねじ運動なので回転運動も付加されているが、衝突のように熱エネルギーは部分的に過ぎずほとんどを運動エネルギーとすることもできるし、加える力を加減することができれば、熱エネルギーによる負担と運動エネルギーによる負担を効率よく分担制御することによって、双方の部材の耐久性を高めることができる。
前述の実施例としては、ピニオンギヤ側面とフォークを上記のような平らな面とし、その面に付勢によって面を接離可能なベアリング等を嵌装させてもよい。
このように磨耗等による制動部材の負担を大幅に低減できるので、例えば頻繁な制動等による使用に対応できるものである。
歯車による動力伝達は機械的動力伝達では最も優れており、古来から現在に至るまで様々な形で利用されてきた。しかし二つの歯車によるギヤ比はあくまで固定されたギヤ比としての使用に限られ、そのためギヤ比を連続的に変えられる所謂無段変速装置として、例えばベルトとプーリーを用いたものなど摩擦を利用したもの等が考案されてきたのであるが該摩擦式では効率が悪いために歯車式のものが切望されてきたものである。しかし例えば歯車を用いて、摩擦式無段変速装置のように増減速と一定速を自在に可変させることは、可動歯等では可能であるが実用には程遠く、まずもって不可能であり、歯車式の無段変速装置は動力伝達系におけるいわばミッシングリンクとなっていた。そこで歯車式無段変速装置を具現化しかつ実用化させるべく、近似代替として本発明は、歯車式の連続可変変速装置として円錐状の外周面にスパイラル状に歯を並べた渦巻き列歯車(トルネードギヤTg)をエンジン出力軸を中心に配置し、さらに母線に平行に配置した軸を中心軸として移動可能な小歯車(ピニオンギヤPg)を噛み合わせたギヤセットに、通常の有段の変速段装置を組み合わせることとした。さらに隔段毎(スキップシフト)に該ギヤ式連続可変変速機構を重畳させるような方式とし、詳細は後述するが例えば、加速時には1速、3速、5速、7速の各ギヤ段に連続可変変速された動力を重畳(合成)させ、定速走行時は、前記動力伝達経路切り替え手段により連続可変変速させずに全段各段をそのギヤ比を保持したまま走行させることとする。こうすることにより、加速走行あるいは定速走行の各段の工程を繋ぐことにより実用的な走行を可能せしめるものである。
サンギヤ10s(20s)>リングギヤ20rの変速比はキャリア20cを固定した場合(0とした場合)略2で設定されリングギヤ20rの回転数は900回転/rpmから開始されピニオンギヤPgから伝達されたキャリア20cの動力(150回転/rpm>600回転/rpm)が合成されて900回転/rpm>略1800回転/rpmへと漸増出力される。
本実施形態においては、車両停止時、エンジン停止状態からブレーキペダル踏み込み、エンジン始動、アイドリングに至る工程中、変速段機構では、第2入力軸3で1速ギヤ列G1が、中間軸4で発進・微速用ギヤ列Gcが確立された状態となっており、一方トルネードギヤ部では、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3が開放されニュートラル状態となってアイドリング回転可能と成している。
1速ギヤ段は図9に示すように第1クラッチC1が開放され、第2クラッチC2が係合されかつブレーキB4も係合され(キャリア20cが固定され)て1速ギヤ段での走行になる。
本実施例では、アクセルペダルに足がかけられ踏み込み量が略0の状態をa0とし、所定の踏み込み量をa1として、0~a1を定速走行領域、a1以上を加速領域とされる。前記ECUは、アクセルペダル踏み込み量がa1を超えると加速走行と判断し、加速動作を行う。図7を参考に、例えば1速ギヤ列による加速(1速~2速)では、前記の第2クラッチC2と第4ブレーキB4が係合された1速定速走行の状態から、第2ブレーキB2が係合され、第4ブレーキB4が開放され、第3クラッチC3が係合される。これにより前記したように、エンジンの回転動力はサンギヤ10s(20s)から第1遊星歯車装置10のプラネタリギヤ10pと第2遊星歯車装置20のプラネタリギヤ20pに分配され、分配された一の回転動力は逆回転となってトルネードギヤTgに伝達されてピニオンギヤPgが昇っていき、低回転から高速回転へと連続的に変移されたピニオンギヤの回転動力がキャリア20cに至り、サンギヤ10s(20s)の他の分配動力(正回転)と合成されてリングギヤ20rから逆回転で変速段機構へ出力され1速ギヤ列による加速が実行される。以上のように本実施例での省エネモード加速時の動力伝達経路は、動力源(エンジン)>(円錐渦巻き列)歯車式連続可変変速機構>変速段機構>出力部材という経路になる。
つまり2クラッチ機構ながら、クラッチでの回転合わせとともに、ギヤ段確立での回転合わせもできるので、例えばマニュアルなしの自動変速に特化すれば、後述のシフトダウンと合わせ、ほぼ同期装置が不要となり噛み合いクラッチだけでよく、重量、容量、コスト等の面で還元できることになる。
そして前記したように、1速ギヤ比で2倍に増速されて駆動輪に出力されたのだがエンジン回転数は変わらないので、その(一定)エンジン回転数の3速ギヤ比の回転速度と駆動輪からの回転速度は同じであり、変速ショックなくかつ瞬時にシフトチェンジされ、ツインクラッチ式等通常のミッションのようなエンジン回転数を下げる動作が不要である。続けて油圧P1が排出され、トルネードギヤTg(ピニオンギヤPg)制動のための油圧P2がかけられる(したがって本実施例では、油圧等により操作される前記トルネードアクチュエータが前記請求項1に記載の制動手段となる。また第4ブレーキB4を係合して制動し、制動手段としてもよい)。制動が完了したら油圧P2が排出される。続いて図6のように第1ブレーキB1が開放され、第3ブレーキB3が係合されて、第2遊星歯車装置20からの分配動力がピニオンギヤPgに伝達され、ピニオンギヤPgが降って低回転から高速回転へと連続的に変移されたトルネードギヤTgの回転動力が二方向クラッチF2を経て第1遊星歯車装置10に伝達されるが、このトルネードギヤTg(ピニオンギヤPg)が制動されて、(150回転/rpmで)始動するまでの間、エンジン回転数は加速が途切れないようにイナーシャトルクを含めて電子制御される。そして第3ブレーキB3が係合されるとともに、エンジン回転数は元の一定回転に戻されて第1遊星歯車装置10と第2遊星歯車装置20に分配され、トルネードギアTg回転がリングギヤ10rに漸増出力されて、合成された動力が第1遊星歯車装置10から3速ギヤ列を経由して駆動輪に伝達され、3速ギヤ列による加速の状態となる。
3速ギヤ比で2倍に増速されて駆動輪に出力されたのだがエンジン回転数は変わらないので、その(一定)エンジン回転数の5速ギヤ比の回転速度と駆動輪からの回転速度は同じであり、変速ショックなくかつ瞬時にシフトチェンジされる。続けて油圧P2が排出され、トルネードギヤTg(ピニオンギヤPg)制動のための油圧P1がかけられる(第1ブレーキB1を係合して制動し、制動手段としてもよい)。第3クラッチC3が係合され、トルネードギヤTgの制動が完了したら油圧P1が排出される。続いて第4ブレーキB4が開放され、第2ブレーキB2が係合されて、第1遊星歯車装置10からの分配動力がトルネードギヤTgを経て第1遊星歯車装置20に伝達されるが、このトルネードギヤTg(ピニオンギヤPg)が制動されて、(150回転/rpmで)始動するまでの間、加速が途切れないようにエンジン回転数はイナーシャトルクを含めて電子制御される。そして第2ブレーキB2が係合されるとともに、エンジン回転数は元の一定回転に戻されて第1遊星歯車装置10と第2遊星歯車装置20に分配され、トルネードギアTg回転がキャリア20cに漸増出力されて、合成された動力が第2遊星歯車装置20から5速ギヤ列を経由して駆動輪に伝達され、5速ギヤ列による加速の状態となる。
また従来車ではスイッチ等により省エネモード、スポーツモード等の切り替えを行っており、これにより省エネモードでは自動的に省エネ走行となり、また運転者の意識も省エネモードとなって環境性能の面で好適ではあるのだが、スイッチを切り替えるということはそれなりの意識を持たねばならないわけで、例えば一旦省エネモードにしてしまうとスポーツモードにしずらくなり、またスポーツモードから省エネモードにもしずらくなる、というようなことが起こってくることが考えられ、ドライビング・プレジャーを損ねてしまう、ということになってしまう。本機構ではアクセルワーク一つで簡単に「切り替え」られるので、好きなときに自在に大出力等での走行を可能とするので上記のようなストレスを生じさせない。
定速走行では上記のように歯車式連続可変変速機構を用いない通常変速段機構での走行とされる。つまり、第1遊星歯車装置10のリングギヤ10rが固定され(第1ブレーキB1係合)てエンジン動力>サンギヤ10s>キャリア10c>第1クラッチC1に連結されたギヤ列、という伝達経路により、あるいは第2遊星歯車装置20のキャリア20cが固定され(第4ブレーキB4係合)てエンジン動力>サンギヤ20s>リングギヤ20r>第2クラッチC2に連結されたギヤ列、という伝達経路により駆動輪に動力伝達され、アクセルペダル踏み込み領域0~a1においてマニュアル操作される。
また、前記高速側ギヤ段での定速走行から加速走行に移行する場合は、ピニオンギヤPgはトルネードギヤTgでの夫々の現車速に対応する位置に待機され、2速(1速段も同時に確立されている)>1速加速、4速(3速段も同時確立)>3速加速、6速(5速段も同時確立)>5速加速というように1段落としたギヤ段加速を行う。
アクセルペダルが戻され、アクセル踏み込み量が前記a0になった場合、あるいは足がアクセルペダルから離れブレーキペダルが踏まれた場合、ECUは、減速と判断し、減速走行の動作を行う。
減速時の各装置の状態は定速走行時と同じであり、第1クラッチC1に連結されたギヤ列の減速状態は、第1遊星歯車装置10 のリングギヤ10rが固定され(第1ブレーキB1係合)てエンジン>サンギヤ10s>キャリア10c>駆動輪の伝達経路によりエンジンブレーキが作動する。第2クラッチC2に連結されたギヤ列の減速状態は、第2遊星歯車装置20のキャリア20cが固定され(第4ブレーキB4係合)てエンジン>サンギヤ20s>プラネタリギヤ20p>リングギヤ20r>駆動輪の伝達経路によりエンジンブレーキが作動する。
さらに現変速段での減速からそのまま減速が続行される場合は減速時シフトチェンジ(シフトダウン)となるが、シフトダウンでは現変速段から低い段への移行による駆動輪側からの回転数の上昇に合わせてエンジンの回転数も上昇させる必要がある。ブリッピング等のエンジンの制御を行わない場合はクラッチの摩擦力に頼ってエンジン回転数の上昇を行うことになるが、クラッチを速やかに継合し回転数の上昇を速やかに行おうとすると、変速ショックが大きくなり車両の安定性に影響を与えたりすることになる。そこで半クラッチにより緩除に継合すれば、エンジン回転数の上昇を緩除にすることができ緩除な減速とすることができる。しかしながらこの場合、エンジン制御の場合と違って駆動輪側からクランクシャフト回転を上げるのであり、その回転数差も大きいためクラッチの負担も大きなものとなる。
しかし本機構ではエンジン回転の上昇によるのではなく油圧により回転合わせを行い、さらにトルネードギヤとピニオンギヤを利用することにより半クラッチの代替とすることができる。即ち、本機構では、エンジンと二つの断接装置(ツインクラッチ)との間に夫々遊星歯車機構が介設されており、さらに該遊星歯車機構の三回転要素のうちの一つは夫々クラッチやツーウェイクラッチを介してトルネードギヤとピニオンギヤに繋がっており、つまりはエンジンとツインクラッチの間にさらにもう一つのクラッチがあり、例えば二つのギヤ列を確立した上でのツインクラッチの同時接続等が可能となる。さらにはピニオンギヤは別の動力源である油圧装置と繋がっているので、これを回転合わせ等のプレ動作に利用できるのである。
定速走行中では、ピニオンギヤは次の加速動作を想定して(加速時の出力量を考慮しながら)現車速に応じた位置に待機されるのだが基本的にはフリーである。そこで前記のように定速から減速、そのまま減速が続行されシフトダウンという場合、例えば第1クラッチC1に連結されたギヤ列Aによる定速から減速、そこから第2クラッチC2に連結されたギヤ列Bでの減速にシフトダウン移行する場合、各装置の最初の状態は、ピニオンギヤはトルネードギヤの径の大きい側に位置しており(シフトダウン直前のAでの最低回転の位置)、トルネードギヤと第1遊星歯車装置10は遮断されており、第3のクラッチC3が開放、第2クラッチC2は係合されているがBはまだ確立されていない状態である。まずプレ動作としてピニオンギヤをトルネードギヤの径の小さい側の任意の位置に移動させ、第3クラッチC3を係合する。その位置から再び径の大きい側に昇らせるわけであるが、その昇る最初の段階でピニオンギヤの(移動することによる)回転を、Bを確立させるための回転合わせに利用する(回転が合うように回転制御される)。つまりピニオンギヤは第3クラッチC3介してキャリア20cに繋がっており、ピニオンギヤの回転を上げることによりキャリア20cの回転(逆回転)が上がり、(サンギヤの回転は保持されているので)リングギヤ20rの回転が上がり、カウンター軸(第2入力軸3)の回転が上がり、一旦第2クラッチC2を開放してBを確立させる、というものである。つまりブリッピング等通常の回転合わせでは、回転を上げるためにどうしてもエンジン回転を使わなければならないので、必ず一旦クラッチを切って駆動伝達を遮断する必要があるが、本機構では現走行中の駆動経路とは別の所で回転合わせ、ギヤ列確立が可能なのである。
続いて、第1クラッチC1が開放され、同時に再び第2クラッチC2が係合されて(ダブルクラッチ、この再系合時では第2クラッチC2の両回転は略同じとする)掛け換えを行い、続けて減速の場合には、ピニオンギヤの回転を緩除に下げることにより(ピニオンギヤの移動速度を緩除に下げることにより)、サンギヤつまりエンジン回転を低回転から高回転へと漸次に上げていくことができ、つまりエンジン回転数の上昇を駆動輪側から緩除に上げることにより、変速ショックのない緩除な滑らかな減速とすることができる。
第2クラッチC2に連結されたギヤ列から第1クラッチC1に連結されたギヤ列にダウンシフト移行する場合も同様な手順で行う。またフットブレーキによる減速等、シフトダウンが複数回に亘って速く行われるような場合は、トルネードギヤのセンター付近でピニオンギヤの昇降を行い、シーケンスあるいは段を飛ばしてダウンシフトを行う。
車速保持、例えば定速走行中の登坂路においてトルクが不足する等の場合や、定速走行からのより大きい加速等では、シフトダウンにより変速比を大きくしてトルクを得る必要がある。この場合にも通常のブリッピング等のエンジン制御に加えて、前記と同じような方法で回転合わせを行うことができる。この場合には、第1クラッチC1と第2クラッチC2の掛け換えと同時にエンジン回転ブリップも行う。回転合わせの後のピニオンギヤは加速を想定した任意の位置に停止させるようにし、そのため最初のプレ動作でのピニオンギヤの移動量もそれを想定して決定される。
ところで前記のように本実施例では、2速と3速、4速と5速、6速と7速が夫々同軸に配置されており、この間ではギヤの掛け換えが直接にはできないので、シフトダウン動作においてもこの場合にはスキップシフトとなる。直下の段にシフトダウンする場合(本実施例では7速>6速、5速>4速、3速>2速)には、一旦スキップしてダウンし続けてシフトアップする、というステップを踏むこととする。
以上のようにシフトダウンにおいても、エンジン回転の上昇によらず油圧により回転合わせを行うことができるので、シフトアップのときと同じようにトルク抜けのない滑らかなシフトチェンジとすることができる。
また、各ギヤ段(列)での減速走行から加速走行への移行は、定速走行から加速走行への移行と同じとされる。
一方、従来有段変速車の運転では、例えば加速時等、現車速等の感覚的把握手段として現ギヤ段やエンジン音等の情報により得る、という場面も多いので、そういった情報の消失による実用上の不満等には斟酌する必要がある。運転時には車両前方や周囲の状況を常に見て運転をする必要があり、表示装置を凝視することができないので、上記のような情報を視認ではなく聴認で、ということであれば、例えば不満対策のオプションとして上記把握手段としての何らかの音情報を供する手段を備えてもよい。過去にはそういう新技術に対する不満対策として、エコ表示等のビジュアルパフォーマンスにより、不満をスノッブ効果にすり替え従来技術との違和感から目をそらす(回避する)ことに見事に成功している例もある。
本機構の、運転者にとっての重要情報例えば変化する回転数等は、エンジン回転数ではなくトルネードギヤ部からの出力回転数なのであるから、センサを設けてその検出情報を例えばオーディオパフォーマンスとして、電子音等を現ギヤ段数情報(例えばチェンジする毎にピッというような音を入れる)とともに供することができる。新技術にとっての必要情報の提供という名目なのであるから、逆に自由なパフォーマンスも許容されてよい。擬似エンジン音(軽い吹け上がり音、重低音、爆音等)や自然音、人工音の大小強弱ありとあらゆるオーディオパフォーマンスが可能である。
2第1入力軸
3第2入力軸
4中間軸
5出力軸
6ヘリカルギヤ軸
7筒ケース
10第1遊星歯車装置
20第2遊星歯車装置
30第3遊星歯車装置
11ベベルギヤ
12軸ギヤ
13入力軸ギヤ
14中間軸ギヤ
15アーム
16ピニオンギヤ位置センサ
17シフトフォーク
Tgトルネードギヤ
Pgピニオンギヤ
Claims (15)
- 第1の回転軸を有するとともに、
円錐状または円盤状の、外周面に、略均等な歯が等ピッチをもって並設された歯列がスパイラル状に延設されてなる渦巻き列歯車と、
該渦巻き列歯車の、円錐面(ピッチ円錐面)上での母線または円盤状の係方向と、平行に配置される第2の回転軸を有し、
前記渦巻き列歯車に噛み合うとともに前記第2の回転軸の方向に沿って移動自在に設けられた第2の歯車と、を備え、
前記渦巻き列歯車に対して、
前記第2の回転軸の回転に起因して従回転する前記第2の歯車が噛み合い位置を連続的に変更しながら移動するとき、
または前記渦巻き列歯車の回転に起因して従回転する前記第2の歯車が噛み合い位置を連続的に変更しながら移動するとき、
前記渦巻き列歯車のピッチ円の半径が連続的に変化する、
歯車式連続可変変速機構と、
前記渦巻き列歯車と前記第2の歯車を駆動させる駆動手段と、
前記渦巻き列歯車と前記第2の歯車を制動させる制動手段と、
前記駆動手段と前記制動手段と、を切り替える切り替え手段と、
動力源の動力を分配する動力分配機構と、
分配された動力を利用する前記歯車式連続可変変速機構から出力される動力を合成する動力合成機構と、
動力を段階的に変速して出力する変速段機構と、
動力源から駆動輪に至る動力伝達経路において、前記歯車式連続可変変速機構を含む経路と含まない経路とを切り替える動力伝達経路切り替え手段と、
を備え、車両に搭載される、
ことを特徴とする歯車式無段変速機構。 - 前記歯車式連続可変変速機構は、
前記渦巻き列歯車が、正回転での動力伝達と逆回転での動力伝達と、の二つの動力伝達方法を有する、
ことを特徴とする前記請求項1に記載の歯車式無段変速機構。 - 前記渦巻き列歯車は、正回転での動力伝達と逆回転での動力伝達とが交互に行われる、
ことを特徴とする前記請求項1または2いずれかに記載の歯車式無段変速機構。 - 前記動力分配機構と前記動力合成機構の少なくとも一つは、差動機構である、
ことを特徴とする前記請求項1乃至3いずれかに記載の歯車式無段変速機構。 - 前記差動機構は、遊星歯車機構または差動歯車機構である、ことを特徴とする前記請求項4に記載の歯車式無段変速機構。
- 複数の差動機構を備え、
一の差動機構が前記動力分配機構の構成要素として用いられたとき、他の差動機構は前記動力合成機構として用いられ、
他の差動機構が前記動力分配機構の構成要素として用いられたとき、一の差動機構は前記動力合成機構として用いられる、
ことを特徴とする前記請求項1乃至5いずれかに記載の歯車式無段変速機構。 - 前記第2の歯車に働く軸方向への力により、該第2の歯車が前記第2の回転軸を移動自在となす移動手段をさらに備えた、
ことを特徴とする前記請求項1乃至6いずれかに記載の歯車式無段変速機構。 - 前記第2の歯車に働く軸方向への力を、該第2の歯車の回転駆動または回転制動に利用する、
ことを特徴とする前記請求項1乃至7いずれかに記載の歯車式無段変速機構。 - 前記移動手段は、
油圧とワイヤ機構を用いる、
ことを特徴とする前記請求項1乃至8いずれかに記載の歯車式無段変速機構。 - 前記第2の歯車の位置を検知する第2歯車位置検知手段をさらに備えたことを特徴とする前記請求項1乃至9いずれかに記載の歯車式無段変速機構。
- 前記円錐状渦巻き列歯車の内部は中空空間を有する、または軽量物質により充填されている、ことを特徴とする前記請求項1乃至10いずれかに記載の歯車式無段変速機構。
- さらに、前記内部中空空間には前記動力分配機構と前記動力合成機構の少なくとも一つを内設した、ことを特徴とする前記請求項11に記載の歯車式無段変速機構。
- 動力源の動力を断接自在となすクラッチ機構であって
前記変速段機構は、
複数の前記クラッチ機構に連結される、
ことを特徴とする前記請求項1乃至12いずれかに記載の歯車式無段変速機構。 - 電動機をさらに備えたことを特徴とする前記請求項1乃至13いずれかに記載の歯車式無段変速機構。
- 前記第2の回転軸と前記渦巻き列歯車の少なくとも一つ、の回転駆動に電動機を用いる、
ことを特徴とする前記請求項1乃至14いずれかに記載の歯車式無段変速機構。
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