CN101839312B - 装备有行星齿轮机构的车用自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种装备有行星齿轮机构的车用自动变速器。在该车用自动变速器的所有档位下均可实现发动机制动,其中车用自动变速器装备有带行星齿轮机构的多个变速单元。一种变速器装备有阻止行星齿轮机构的太阳轮向一个方向旋转及行星齿轮机构的齿圈向一个方向旋转的单向离合器。输出轴以将输入轴的输入转速通过行星齿轮机构变速后获得的输出转速旋转,且输出轴转动车辆的驱动轮和仅当输出转速超过输入转速时将输出轴的旋转传递至输入轴的单向离合器。此外,在装备有具有行星齿轮机构的变速单元的车用自动变速器中,装备有输出导出轴和空档离合器的传动机构紧凑地布置在输出侧上。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年3月19日提交的No.2009-069030的日本专利申请以及于2009年3月19日提交的No.2009-069031的日本专利申请的优先权,上述申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种安装在车辆上的装备有行星齿轮机构的自动变速器。
背景技术
已经知道装备有多个变速单元且其中每个变速单元装备有行星齿轮机构和根据输入轴转速控制变速比的变速比控制机构的车用自动变速器。例如,见US5514043、JP-A No.2001-165250和JP-ANo.2000-283251。
在装备有多个行星齿轮机构的车用自动变速器中,因为每个变速单元的变速比控制机构装备有阻止行星齿轮机构的一个元件齿轮向一个方向的旋转并允许其向相反方向的旋转的单向离合器,所以单向离合器允许以除了发动机制动时各行星齿轮被直接驱动时的变速比以外的变速比旋转且无法实现发动机制动。
此外,已经知道装备有用于将输出轴的旋转传递至输出导出轴以及用于断开输出轴和输出导出轴之间的传动的空档离合器的车用自动变速器,输出导出轴将输出轴的旋转传递至车轮。例如见JP-ANo.H11-270641。
发明内容
本发明的一种实施方式针对一种装备有多个变速单元且每个变速单元装备有行星齿轮机构从而以简单的结构实现在所有档位下发动机制动的操作的车用自动变速器。根据本发明的一种实施方式,方便单向离合器的连接/分离以实现发动机制动的操作。
根据本发明的一种的实施方式,车用自动变速器装备有:由原动机(E)旋转的输入轴(20);装备有各行星齿轮机构(P1,P2)和各变速比控制机构(C1,C2)的变速单元(M1,M2),各行星齿轮机构(P1,P2)具有由太阳轮(30,130)、支撑行星齿轮(41,141)的齿轮架(40,140)和支撑行星齿轮(41,141)的齿圈(50,150)构成的三个元件齿轮,各变速比控制机构(C1,C2)通过各行星齿轮机构(P1,P2)控制变速比(r1,r2);以及输出轴(23),其以将输入轴(20)的输入转速(Ni)通过变速单元(M1,M2)变速后获得的输出转速(No)旋转并且转动车辆的驱动轮(98),其特征在于:各变速比控制机构(C1,C2)装备有阻止相应的三个元件齿轮中的每个特定的元件齿轮(30,150)向一个方向的旋转的变速用的单向离合器(80,180),且在输入轴(20)和输出轴(23)之间装备有仅当输出转速(No)超过输入转速(Ni)时将输出轴(23)的旋转传递至输入轴(20)的传动控制构件(25)。
根据本发明的一种实施方式,输入轴(20)和行星齿轮机构(P1,P2)由输出轴(23)可旋转地支撑并径向地位于其外侧,且输入轴(20)的端部(21a)装备有轴向开口的直径扩大部分,且传动控制构件(25)为径向地布置在直径扩大部分内的传动用单向离合器(25)。
根据本发明的一种实施方式,在车辆减速过程中,驱动轮的旋转通过输出轴转动输入轴,输出轴的旋转通过传动控制构件绕过行星齿轮机构传递至输入轴。由此,在除变速器被直接驱动的变速比之外的变速比下也可以实现发动机制动,且因此发动机制动能够在所有变速比下实现。
根据本发明的一种实施方式,因为作为传动控制构件的单向离合器装备在输入轴的端部并且连接至轴向开口的直径扩大部分,所以方便单向离合器的拆卸。
此外,因为配备行星齿轮机构的车用自动变速器中的行星齿轮机构的结构无法获得断开向车轮传输动力的空档状态,所以希望提供用于将动力传输至车轮并断开该传动的空档离合器。
当变速器被安装在各种类型的车辆上时,可能希望进一步的变速以将通过行星齿轮机构获得的输入转速调整至输出导出轴。
从变速器小型化的角度,当变速器被安装在作为小型车辆的摩托车上时,希望空档离合器和输出导出轴紧凑地布置。
根据本发明的一种实施方式,在装备有具有行星齿轮机构的变速单元的车用自动变速器中,装备有输出导出轴和空档离合器的传动机构紧凑地布置在输出侧上。
根据本发明的一种实施方式,一种车用自动变速器装备有:由原动机(E)旋转的输入轴(20);变速单元(M1,M2),其装备有行星齿轮机构(P1,P2)和通过各行星齿轮机构(P1,P2)控制各变速比(r1,r2)的变速比控制机构(C1,C2);输出轴(23),其以将输入轴(20)的输入转速(Ni)通过变速单元(M1,M2)变速后获得的输出转速(No)旋转;以及装备有由输出轴(23)转动的输出导出轴(91)的位于输出侧上的传动机构(90),其特征在于,输出轴(23)装备有从变速单元(M1,M2)轴向延伸的延伸轴(27)。在输出侧上的传动机构(90)装备有驱动转子(92),其设于延伸轴(27)上且位于在传动机构与变速单元(M1,M2)之间的轴向预定范围(W)内围绕延伸轴(27)所形成的空间(S2)内。被驱动转子(93)设置在输出导出轴(91)上并且由驱动转子(92)和空档离合器(95)驱动,其中空档离合器(95)将驱动转子(92)的旋转传递至输出导出轴(91)并断开该传动。输出导出轴(91)布置在轴向上看与变速单元(M2)重叠的位置且空档离合器(95)布置在预定范围(W)内。
根据本发明的一种实施方式,行星齿轮机构(P1,P2)为装备有由太阳轮(30)、支撑行星齿轮(41)的齿轮架(40)、和齿圈(50)构成的三个初级元件齿轮的初级行星齿轮机构(P1)和装备有由太阳轮(130)、支撑行星齿轮(141)的齿轮架(140)、和齿圈(150)构成的三个次级元件齿轮的次级行星齿轮机构(P2);变速比(r1,r2)为初级变速比(r1)和次级变速比(r2);变速比控制机构(C1,C2)为初级变速比控制机构(C1)和次级变速比控制机构(C2);变速单元(M1,M2)包括装备有初级行星齿轮机构(P1)和初级变速比控制机构(C1)的初级变速单元(M1)以及装备有次级行星齿轮机构(P2)和次级变速比控制机构(C2)的次级变速单元(M2)。初级变速比控制机构(C1)通过接收输入轴(20)旋转输入的初级行星齿轮机构(P1)控制初级变速比(r1)。次级变速比控制机构(C2)通过接收初级变速单元(M1)的初级输出转子(44b)的旋转输入的次级行星齿轮机构(P2)控制次级变速比(r2)。次级变速单元(M2)的次级输出转子(175)的旋转输入至输出轴(23),初级变速比控制机构(C1)装备有阻止三个初级元件齿轮的第二初级元件齿轮(30)向一个方向旋转的初级单向离合器(80)。次级变速比控制机构(C2)装备有阻止三个次级元件齿轮的第二次级元件齿轮(150)向一个方向旋转的次级单向离合器(180)。初级单向离合器(80)和次级单向离合器(180)装备有轴向地布置在初级行星齿轮机构(P1)的初级接合部分(H1)与次级行星齿轮机构(P2)的次级接合部分(H2)之间的共有旋转调节构件(T)。
根据本发明的一种实施方式,通过利用形成于延伸轴的径向外侧的空间可以将被设置在轴向上看与变速单元重叠的位置处的输出导出轴设置在径向地靠近输出轴的位置,且空档离合器可以被设置为径向地靠近输出轴,装备有输出导出轴和空档离合器的位于输出侧上的传动机构可以径向地靠近输出轴地紧凑布置。因此,可以使变速器径向方向上小型化。
根据本发明的一种实施方式,因为初级和次级单向离合器利用形成于轴向地位于具有初级和次级行星齿轮机构以及初级和次级变速比控制机构的初级和次级变速单元中的初级和次级接合部分之间的空间装备共有旋转调节构件,与装备有单独的旋转调节构件的初级和次级单向离合器沿轴向地布置在每个初级和次级行星齿轮机构外侧的变速器相比,两个变速单元均可以在轴向上紧凑地布置。因此,布置在根据从变速单元延伸出的延伸轴的长度的预定范围内的空档离合器可以在轴向方向上紧凑地布置。
此外,初级和次级单向离合器可以共用组件,并且可以通过减少部件的数量来降低成本。
根据下述具体说明,本发明的进一步的应用范围将更为清楚。但是,应当理解,虽然指明了本发明优选的实施方式,具体的说明和特定的实例仅作为示例,根据具体的说明本领域技术人员将很清楚在本发明精神和范围内的各种改变和变型。
附图说明
根据下述具体说明和仅用作示例而非对本发明进行限制的附图将更充分地理解本发明。其中:
图1为示出本发明适用的装备有自动变速器和内燃机的动力单元的截面图,其中内燃机的一部分为示意图;
图2是图1所示的自动变速器的放大图,其中用于调节旋转的单向离合器以沿着图4中II-II线的截面图示出;
图3为示出图2所示的自动变速器的主要部分的放大图;
图4为沿着图2中IV-IV线的截面图;
图5(a)至图5(d)为说明图1所示的自动变速器的操作的示意图,图5(a)为达到一档变速比的状态,图5(b)为达到二档变速比的状态,图5(c)为达到三档变速比的状态,图5(d)为达到四档变速比的状态。
图6为图1所示的自动变速器所得到的变速比的概念性说明图。
具体实施方式
下面参照图1至图6描述本发明的一种实施方式。
如图1所示,适用本发明的自动变速器M与作为原动机的内燃机E共同构成动力单元,该动力单元安装在作为车辆的摩托车上。
在该实施方式中,侧向方向和纵向方向与安装动力单元的摩托车的侧向方向和纵向方向一致,且竖直方向为正交方向。
在说明书中或在权利要求书的范围中,轴向方向是与变速器的输入轴或输出轴的旋转中心线平行的方向,且径向方向和周向方向是以旋转中心线作为中心的方向。当左或右中的一个表示轴向方向中的一个方向时,左或右中的另一个表示轴向方向中的另一个方向。
变速器的变速比为减速比。
内燃机E为空冷单缸四冲程内燃机,其配备有包括气缸体1的主单元,气缸体1具有气缸1a,活塞4可往复运动地安装在气缸1a内。气缸盖2连接到气缸体1的上端且曲轴箱3连接到气缸体1的下端。
在气缸盖2内,装备有燃烧室7、将来自与气缸盖2连接的进气***8的用于燃烧的空气与来自燃料喷射阀9的燃料的燃料空气混合物引导至燃烧室7的进气口(未示出)、将废气从燃烧室7引导至与气缸盖2连接的排气***的排气口(未示出)、面向燃烧室7的火花塞10a、以及由装备有凸轮轴11a的气阀机构11分别驱动并且用于分别打开和关闭进气口和排气口的进气阀和排气阀(均未示出)。
活塞4由燃烧室7内的燃料空气混合物燃烧产生的燃烧气体的压力驱动并往复运动,并且通过连杆5使曲轴6旋转。凸轮轴11a通过装备有链条12a的正时传动机构12传递的曲轴6的动力旋转。
内燃机E所装备的曲轴6的旋转(该旋转在本说明书中也可以被称为动力或转矩)输入到变速器M。来自变速器M的输出导出轴(output deriving shaft)91的动力通过构成用于驱动的传动机构97的链条97b来驱动作为被驱动对象的后轮98,该后轮98为驱动轮。
进气***8所装备的节气阀8a控制进气量,进气量为进入燃烧室7中的用于燃烧的空气的流量。燃料喷射阀9为燃料空气混合物产生单元,其控制喷入用于燃烧的空气中的燃料的供给量以控制燃料空气混合物的空燃比。装备有火花塞10a的点火装置10控制点火正时。
节气阀8a、燃料喷射阀9和点火装置10分别是由装备在内燃机E上并且能够根据内燃机E的操作状态和变速器M的操作状态来控制内燃机E的输出的控制器13控制的输出控制装置,此外也分别是在对内燃机E的输出的整个控制过程中控制曲轴6的转速和变速器M的输入轴20的转速Ni(见图6)的转速控制装置。
控制器13装备有状态检测单元和控制单元13a,状态检测单元检测内燃机E的操作状态和变速器M的操作状态,来自状态检测单元的检测信号被输入至控制单元13a。状态检测单元包括检测用于变速器M变速的离合器70、170半接合的离合器接合状态检测单元13b、检测由离合器接合状态检测单元13b所检测的半接合状态的持续时间的时间检测单元13c、以及检测发动机转速和内燃机E的负载的操作状态检测单元。
离合器接合状态检测单元13b通过将之前根据变速器M的输入轴20的输入转速Ni所设定的设定变速比与基于转速检测单元所检测的变速器M的输出轴23的实际转速No和转速检测单元所检测的实际输入转速Ni所计算的实际变速比进行比较来检测半接合状态。例如,因为当两个离合器70、170中的至少一个滑动时实际变速比小于设定变速比,所以当确定实际变速比小于设定变速比时,离合器接合状态检测单元13b检测到半接合状态。
当时间检测单元13c所检测到的持续时间超过预定时间时,控制单元13a控制节气阀8a、燃料喷射阀9和点火装置10中的至少一个的操作以控制进气量、燃料供应量和点火正时中的至少一个输出控制变量。通过控制增加或减小输入转速Ni以达到使各离合器70、170的完全接合的转速。
曲轴箱3由一对半箱体3a、3b和一对箱盖3c、3d构成,半箱体3a、3b通过多个螺栓互相连接并且能够在车辆宽度的方向上(即侧向方向)被分开,箱盖3c、3d通过多个螺栓连接到各自的半箱体3a、3b上。曲轴6由这对半箱体3a、3b通过一对主轴承14a、14b可旋转地支撑。
曲轴箱3形成容纳曲轴6和变速器M的壳体15。作为壳体15中的分隔壁的变速器壳体16将壳体15分隔为曲轴室15a和变速器室15b,作为驱动轴的曲轴6布置在作为驱动室的曲轴室15a中,变速器M布置在变速器室15b中。在该实施方式中,变速器壳体16在壳体15的下部将壳体15部分地分隔,使得曲轴室15a和变速器室15b在壳体15的上部连通且半箱体3a、3b和箱盖3d形成变速器室15b的底壁。在另一个示例中,变速器壳体16也可以分隔壳体15,使得曲轴室15a和变速器室15b为互相独立的空间。
曲轴6的端部6a穿过主轴承14a并向右延伸,在端部6a处装备有作为起动离合器的离心式离合器17,该离心式离合器根据作为发动机转速的曲轴6的转速,将曲轴6的旋转传递至变速器M以及断开对曲轴6的旋转的传递。离心式离合器17装备有响应于发动机转速的变化而控制离心式离合器17的接合的离心重块17a。
动力单元装备有作为输入侧传动机构的减速机构18,其将曲轴6的旋转通过完全接合的离心式离合器17传递至变速器M的输入轴20。减速机构18包括驱动齿轮18a和被驱动齿轮18b,驱动齿轮18a接收离心式离合器17的旋转,被驱动齿轮18b与输入轴20一体地旋转并且输入经作为输入侧离合器的离心式离合器17所传递的曲轴6旋转,离心式离合器17控制向输入轴20的旋转传递和断开至变速器M的传递。
如图1和图2所示,变速器M装备有:由内燃机E的曲轴6通过被驱动齿轮18b旋转的输入轴20;具有行星齿轮机构P 1、P2的变速单元U;以输入转速Ni经过变速单元U变速达到的输出转速No旋转的输出轴23;具有由输出轴23旋转的输出导出轴91的输出侧传动机构90;以及容纳输入轴20、变速单元U和输出轴23的变速器壳体16。
变速器壳体16和曲轴箱3是不包括在下述可旋转构件和旋转构件中的构件,例如不同于诸如变速单元U中的行星齿轮机构P1、P2的可旋转构件以及诸如输入轴20、输出轴23和输出导出轴91的变速箱M的旋转构件的不旋转的固定侧的构件。
输入轴20由变速器壳体16可旋转地支撑并且由半箱体3b通过输出轴23可旋转地支撑。输入轴20轴向地布置在位于变速器室15b(或变速器壳体16)外部的曲轴室15a内,并且装备有第一输入轴21和第二输入轴22,第一输入轴21与被驱动齿轮18b成为一体,第二输入轴22的轴向移动与输出轴23相关并且由止推轴承B1调节。第二输入轴22的内周由输出轴23的外周可旋转地支撑,且第二输入轴的外周由壳体16通过轴承B2可旋转地支撑。
通过键与第二输入轴22的外周联接并且与第二输入轴22同轴的第一输入轴21具有端部21a,端部21a形成轴向地朝向曲轴室15a开放的开口21b。端部21b为直径扩张的部分,其直径比输入轴20的第二输入轴22更大。
输出轴23在一个端部23b处由半箱体3b通过轴承B3可旋转地支撑,且在靠近另一端部23a的部分处由变速器壳体16通过轴承B4和第二输入轴22可旋转地支撑。输出轴23与输入轴20同轴地布置并且其旋转中心线L2与输入轴20的旋转中心线L 1重合,输出轴23延伸进入曲轴室15a,轴向地穿过变速单元U、输入轴20和壳体16。旋转中心线L1、L2均平行于曲轴6的旋转中心线。
变速器M装备有布置在输入轴20和输出轴23之间作为传动控制构件的传动用单向离合器25。输出轴23在端部23a处通过单向离合器25与输入轴20的端部21a联接。单向离合器25装备有离合器内部件25a、离合器外部件25b和多个离合器元件25c,其中,离合器内部件25a作为输入构件装备在端部23a处并且与输出轴23一体地旋转,离合器外部件25b作为输出构件装备在端部21a处且在该实施方式中由端部21a自身构成,多个离合器元件25c(例如弹簧和辊子)径向地位于离合器内部件25a和离合器外部件25b之间,且在周向上以一定间隔布置。在另一个示例中,离合器外部件25b由与端部21a分开的部件构成,并且也可以被装备在端部21a处,且离合器内部件25a也可以由端部23a自身构成。
当输出轴23的转速No超过输入转速Ni时,离合器元件25c与离合器内部件25a和离合器外部件25b配合,将输出轴23的旋转传递至输入轴20,且当输出转速No等于或小于输入转速Ni时,离合器元件25c不与离合器内部件25a和离合器外部件25b配合,且输入轴20的旋转不能通过单向离合器25传递至输出轴23。
因此,当设定了除了摩托车减速过程中在变速器M处于后文将描述的被直接驱动状态时刻的最小变速比R4以外的变速比R1至R3(见图6)中的任意一个时,单向离合器25进入配合状态,使得内燃机E由后轮仅通过输出轴23而不通过变速单元U所传递的动力驱动,且当后轮被内燃机驱动时,单向离合器25进入未配合状态。
变速单元U包括从输入轴20侧开始在将旋转从输入轴20传递到输出轴23的路径中串联布置的多个变速单元,在本实施方式中为初级变速单元M1和次级变速单元M2两个变速单元。变速单元M1、M2均由是变速器M的主轴也是支撑轴的输出轴23可旋转地支撑,并且变速单元M1、M2轴向地被布置为在轴向方向上从靠近减速机构18一侧(或输出轴23的端部23a)开始为变速单元M1和变速单元M2的顺序。
如图2和图3所示,每个变速单元M1、M2分别装备有行星齿轮机构P1、P2和变速比控制机构C1、C2,行星齿轮机构包括由太阳轮30、130、可旋转地支撑多个行星齿轮41、141的齿轮架40、140、和齿圈50、150,而变速比控制机构C1、C2控制各自行星齿轮机构P1、P2的变速比R(见图6)。
太阳轮30、130、行星齿轮41、141和齿圈50、150均为斜齿轮。太阳轮30、130、齿轮架40、140和齿圈50、150各自的旋转中心线为相同的旋转中心线L1、L2。
变速单元M1的初级行星齿轮机构P1的齿圈50具有管状内轴51、边圈52和碟状环形初级齿轮侧壁54,其中管状内轴51通过键与第二输入轴22联接,边圈52是位于内轴51径向外侧的管状外轴且其内侧具有与每个行星齿轮41的齿42接合的齿轮齿53,碟状环形初级齿轮侧壁54在径向方向上延伸并且在其内边缘与管状内轴51连接且在其外边缘处与边圈52连接。齿圈50为行星齿轮机构P1中接收输入轴20的旋转的输入的初级输入齿轮,并且是行星齿轮机构P1中三个初级元件齿轮中的第一初级元件齿轮。
行星齿轮机构P1的齿轮架40包括通过可旋转地支撑每个行星齿轮41的支撑轴43互相连接的第一和第二齿轮架44、45。第一齿轮架44具有环形部件44a和管状内轴44b,其中环形部件44a为支撑支撑轴43的环形壁,管状内轴44b与环形部件44a的内边缘连接并且由输出轴23通过内轴51和次级行星齿轮机构P2的太阳轮130可旋转地支撑。第二齿轮架45具有环形部件45a和管状外轴45b,环形部件45a为支撑支撑轴43的环形壁,管状外轴45b与环形部件45a的外边缘连接。齿轮架40为将输入轴20的旋转经过行星齿轮机构P1变速后输出至行星齿轮机构P2的初级输出齿轮,并且为行星齿轮机构P1中三个初级元件齿轮中的第三初级元件齿轮。
齿轮架40的内轴44b为初级输出转子,将输入轴20的旋转通过变速单元M1输入至行星齿轮机构P2。外轴45b在轴向方向上靠近行星齿轮机构P1的一端处具有作为通过键可一体地旋转地与离合器外部件72联接的接合部的固定壁45c,且在另一端处具有提供有一对止推轴承B5的被支撑部件45d,在轴向方向上止推轴承B5之间布置有第一调节构件61。因此,第一调节构件61阻止齿轮架40相对于输出轴23和变速器壳体16的轴向移动。
作为行星齿轮机构P1的三个初级元件齿轮中的第二初级元件齿轮,太阳轮30具有管状轴31和环形部件33,其中管状轴31的外周上具有齿32以与每个行星齿轮41的齿42接合,环形部件33是在径向方向上从轴31向外延伸的作为支撑部件的环形壁,且提供有后文将描述的棘爪81、82;181、182。可旋转地支撑在齿轮架40的内轴44b的外周上的轴31具有初级压迫部件34,初级压迫部件34为相对于固定至轴31的环形部件33在轴向方向上更靠近行星齿轮机构P2处的端部。压迫部件34在轴向方向上通过止推轴承B6将设置成与内轴44b一体地旋转的止推轴承46压迫到内轴44b的外周上。因此,止推轴承46阻止太阳轮30相对于齿轮架40由于与行星齿轮41接合产生的向左第一初级轴向力F1b而朝向行星齿轮机构P2的移动(或向左的移动)。
行星齿轮机构P1的齿32、42、53构成初级接合部分H1,其中行星齿轮机构P1中的三个初级元件齿轮被接合,即构成一对初级元件齿轮的齿圈50和齿轮架40的每个行星齿轮41互相接合,且构成另一对初级元件齿轮的太阳轮30和齿轮架40的每个行星齿轮41互相接合。
此外,次级变速单元M2的行星齿轮机构P2的太阳轮130具有管状内轴131、管状外轴132和次级齿轮侧壁133,其中,管状内轴131通过键与行星齿轮机构P1的齿轮架40的内轴44b联接,管状外轴132在径向方向上位于内轴131外侧,次级齿轮侧壁133为在径向方向上延伸的碟状环形壁,其在内边缘与内轴131连接且在外边缘与外轴132连接。由输出轴23通过轴承B7可旋转地支撑的内轴131在其外周上具有齿131a以与每个行星齿轮141的齿142a接合。
内轴131具有推动部件134和止动器135,推动部件134在齿轮架40的内轴44b的径向内部朝向行星齿轮机构P1的齿圈50的内轴51轴向地延伸,止动器135阻止太阳轮130向右的轴向移动,且内轴131通过推动部件134中的键与内轴44b联接。当太阳轮130向右移动且推动部件134如后文将描述地将压迫构件75、175向右推时,止动器135通过在轴向方向上与内轴44b接触来阻止太阳轮130向右移动,并调节太阳轮130轴向移动的量。
太阳轮130是行星齿轮机构P2中通过内轴44b接收变速单元M1的旋转的输入的次级输入齿轮,并且是行星齿轮机构P2中三个次级元件齿轮中的第一次级元件齿轮。
行星齿轮机构P2的齿轮架140设有可旋转地支撑每个行星齿轮141的支撑轴144。齿轮架140设有环形部件145和管状外轴146,其中环形部件145为支撑支撑轴144的环形壁,管状外轴146与环形部件145的周向边缘连接。齿轮架140为将内轴44b的旋转经过行星齿轮机构P2变速后输出至输出轴23的次级输出齿轮,并且为行星齿轮机构P2中三个次级元件齿轮中的第三次级元件齿轮。
外轴146将内轴44b的旋转变速并输出至输出轴23,并且是变速器M所装备的所有行星齿轮机构P1、P2的最终输出轴。外轴146在轴向方向上靠近行星齿轮机构P2的一个端部处具有作为通过键可一体旋转地与离合器外部件172联接的接合部的固定壁146c,且在另一个端部处具有提供有一对止推轴承B8的被支撑部件146d,在轴向方向上该对止推轴承之间布置有第二调节构件62。因此,第二调节构件62阻止齿轮架140相对于输出轴23和变速器壳体16的轴向移动。
作为行星齿轮机构P2中三个次级元件齿轮中的第二次级元件齿轮,齿圈150具有管状外轴151、环形部件152和次级压迫部件153,其中管状外轴151内具有齿151a以与每个行星齿轮141的齿143a接合,环形部件152是在径向方向上从外轴151向内延伸的作为支撑部件的环形壁,且设有棘爪81、82、181、182,次级压迫部件153是由内轴44b的外周可旋转地支撑的内轴。压迫部件153相对于环形部件152在轴向方向上靠近行星齿轮机构P1,并且以在轴向方向上与压迫部件34压迫的方向相反的方向通过止推轴承B9压迫止推轴承46。因此,止推轴承46阻止齿圈150由于与行星齿轮141接合产生的向右第一次级轴向力F2b而远离齿轮架140朝向行星齿轮机构P 1的移动(或向右的移动)。
每个行星齿轮141包括具有与太阳轮130的齿131a接合的第一齿142a的第一齿轮142和直径比第一齿轮142的直径更大并且具有与齿圈150的齿151a接合的第二齿143a的第二齿轮143。由于行星齿轮141,装备有与行星齿轮机构P1的齿圈50具有基本相同外径的齿圈150的行星齿轮机构P2可以获得比行星齿轮机构P1的初级变速比r1更大的次级变速比r2,行星齿轮141的结构使得变速器M在径向方向上的尺寸变小。
第一齿142a和第二齿143a的倾斜角度(相对于轴向方向)以及由此的每个齿131a、151a的倾斜角度被设定为比行星齿轮机构P1的每个行星齿轮41的齿42的倾斜角度(相对于轴向方向)以及由此的每个齿32、53的倾斜角度更大。
因此,当向行星齿轮41和行星齿轮141施加同样大小的转矩时,太阳轮130和齿圈150分别与次级行星齿轮141接合而产生的各个次级轴向力F2a、F2b比齿圈50和太阳轮30分别与初级行星齿轮41接合而产生的各个初级轴向力F1a、F1b更大。
作为另一个示例,两个行星齿轮机构P1、P2中的所有齿32、42、53、131a、142a、143a、151a也可以被设定为具有相同的倾斜角度。
行星齿轮机构P2的齿131a、142a、143a、151a构成次级接合部分H2,其中行星齿轮机构P2的三个次级元件齿轮被接合,即构成一对次级元件齿轮的齿圈150和齿轮架140的每个行星齿轮141接合,且构成另一对次级元件齿轮的太阳轮130和齿轮架140的每个行星齿轮141接合。
两个齿轮侧壁54、133在当每个侧壁从轴向方向上看时包含初级和次级接合部分H1、H2各自全部或基本全部的径向范围内形成。
如图1至图3所示,变速器M所装备的调节构件60调节每个行星齿轮机构P1、P2中各自齿轮架40、140的轴向移动。调节构件60在轴向方向上布置在接合部分H1和接合部分H2之间,并且具有调节齿轮架40的位置的第一调节构件61和调节齿轮架140的位置的第二调节构件62。两个调节构件61、62分别连接到支撑单向离合器80、180的支撑构件65,单向离合器80、180分别调节两个行星齿轮机构P1、P2中的太阳轮30和齿圈150的旋转方向。
每个调节构件61、62具有:轴向延伸的圆柱形部分61a、62a;作为从每个圆柱形部分61a、62a的轴向端部径向地延伸的第一和第二支撑部分的相应的第一和第二支撑凸缘61b、62b;以及作为在每个圆柱形部分61a、62a的轴向基部侧上径向地延伸的固定部分的基部凸缘61c、62c。基部凸缘61c、62c被固定至变速器壳体16中在周向上以一定间隔布置的多个装配件16a(见图1),并且支撑构件65位于基部凸缘之间并且基部凸缘与支撑构件65通过螺栓连接。
变速器M装备的一个止推轴承46在轴向上被布置在太阳轮30的压迫部件34和齿轮架140的压迫部件153之间,并且被用于内轴44b。止推轴承46通过卡环装配到内轴44b外表面上的环状凹槽44c中。
因此,太阳轮30和齿轮架140在轴向上被布置在止推轴承46的两侧,并且在径向上被布置在内轴44b的外侧,并且由内轴44b通过轴承B 10可旋转地支撑。止推轴承46设置在单向离合器80、180的外部构件T所围绕的空间内。在轴向方向上与止推轴承46的两侧接触的一对止推轴承B6、B9分别包括均成对配置的环状的轴承箱B6a、B9a、以及径向布置在轴承箱B6a和轴承箱B9a内的多个辊子B6b、B9b。
如图2和图3所示,通过初级变速单元M1控制初级变速比r1的初级变速比控制机构C1装备有离合器70和单向离合器80。其中,离合器70作为用于初级变速的初级传动控制机构,根据输入轴20的转速Ni,控制齿圈50的旋转不经行星齿轮41地直接传递至齿轮架40的传动的通断。单向离合器80作为用于调节初级旋转的初级旋转调节构件,阻止作为特定元件齿轮的太阳轮30沿A1方向旋转(见图4),同时允许其朝相反的A2方向旋转。
初级离合器70是在低转速区域中进入完全接合状态的作为低速侧离合器的离心式摩擦离合器,在低转速区域中输入转速Ni比后述用于次级变速的离合器170进入完全接合状态的高转速区域中的转速低,该初级离合器70包括初级离合内部件71、管状初级离合器外部件72、初级旋转传递控制装置、初级压迫构件75和一个或多个且在本实施方式中为多个的初级离心重块76,其中,初级离合内部件71是由接收输入轴20的旋转的输入并且是齿圈50的一部分的边圈52构成的输入构件,作为输出构件的管状初级离合器外部件72在径向方向上位于离合器内部件71外侧并且可一体旋转地连接至齿轮架40,初级旋转传递控制装置包括径向地层叠于离合器内部件71和离合器外部件72之间并且能够接触或分离地交替布置的初级输入侧的一个或多个离合器片73和初级输出侧的一个或多个离合器片74,初级压迫构件75轴向地压迫每个离合器片73、74并且与离合器片73、74接触,初级离心重块76是驱动压迫构件75并使其轴向移动的初级驱动构件。
离合器70在径向方向上布置在行星齿轮机构P1的外侧。
输入侧的离合器片73能够通过离合器内部件71外周上的键与离合器内部件71一体地旋转并且可轴向移动,输出侧离合器片74能够通过离合器外部件72内周上的键与离合器外部件72一体地旋转并且可轴向移动。
根据输入转速Ni使得可接触或分离的多个离合器片73、74接触和分离的压迫构件75是径向延伸的碟状构件,布置在接合部分H1的相反侧(或布置在齿轮侧壁54的右侧),齿轮侧壁54在轴向方向上位于压迫构件和接合部分之间,且作为防止错位构件的卡环77为止动器,用于调节压迫构件的向右移动。卡环77设定向右最大移动位置作为压迫构件75的压力解除位置。
压迫构件75是在从齿圈50中作为与输入轴20联接的部件的内轴51的附近开始经过边圈52到离合器外部件72的径向范围内从轴向右侧覆盖齿圈50和离合器片73、74的初级侧壁。此外,压迫构件75由在齿圈50的内轴51附近的壁通过止推轴承B11可旋转地支撑,并且可以在轴向上与齿圈50一体地移动。
通过次级变速单元M2控制次级变速比r2的次级变速比控制机构C2装备有离合器170和单向离合器180。其中,离合器170作为用于次级变速的次级传动控制机构,根据初级输出转速Na以及输入转速Ni,或更具体地根据输入转速Ni经初级变速单元M1变速后作为内轴44b转速的初级输出转速Na,控制太阳轮130的旋转不经行星齿轮140直接传递至齿轮架140的传动的通断。单向离合器180作为用于调节次级旋转的次级旋转调节构件,阻止作为特定元件齿轮的齿轮架140沿A1方向(见图4)旋转,同时允许其朝相反的A2方向旋转。
在输入转速Ni的高转速区域中进入完全接合状态的作为高速侧离合器的次级离合器170是离心式摩擦离合器,该次级离合器170包括次级离合器内部件171、管状次级离合器外部件172、次级旋转传递控制机构、次级压迫构件175以及和一个或多个且在本实施方式中为多个的次级离心重块176,其中,次级离合器内部件171是接收内轴44b的旋转的输入并且由作为太阳轮130的一部分的外轴132构成的输入构件,管状次级离合器外部件172作为输出构件在径向方向上布置在离合器内部件171的外侧并且可一体旋转地与齿轮架140连接,次级旋转传递控制机构包括径向地位于离合器内部件171和离合器外部件172之间并且能够接触或分离地交替叠放布置的次级输入侧的一个或多个离合器片173和次级输出侧的一个或多个离合器片174,次级压迫构件175轴向地压迫每个离合器片173、174并且与离合器片173、174接触,次级离心重块176是驱动压迫构件175并使其轴向移动的次级驱动构件。
离合器170在径向方向上布置在行星齿轮机构P2的外侧。
输入侧的离合器片173能够通过离合器内部件171外周上的键与离合器内部件171一体地旋转并且可轴向移动,输出侧离合器片174能够通过离合器外部件172内周上的键与离合器外部件172一体地旋转并且可轴向移动。
两个离合器70、170的离合器片73、74、173、174的各个下部浸在储存在变速器壳体16中的润滑油中。
根据由输入转速Ni经过变速单元M1变速后的初级输出转速Na使得可接触或分离的多个离合器片173、174接触或分离的压迫构件175是径向延伸的碟状构件,布置在次级接合部分H2的相反侧(在齿轮侧壁133的左侧),齿轮侧壁133在轴向方向上位于压迫构件和次级接合部分H2之间,且作为防止错位构件的卡环177是止动器,用于调节压迫构件的向左的移动。卡环177设定向左最大移动位置作为压迫构件175的压力解除位置。
压迫构件175用作为与输出轴23直接联接并且将经变速单元M1、M2变速的旋转输入至输出轴23的次级输出转子,是在从作为与输出轴23的接合处的键175开始经过外轴132到离合器外部件172的径向范围内从轴向左侧覆盖太阳轮130和离合器片173、174的次级侧壁。压迫构件175由在太阳轮130的内轴131附近的壁通过止推轴承B 12可旋转地支撑并且可以与太阳轮130一体地轴向移动。
两个离合器70、170的每个离合器外部件72、172设有支撑壁72a、172a、止动器72b、172b和止动器72c、172c,其中,支撑壁72a、172a是由外轴45b、146的外周可轴向滑动地支撑的环形端壁,止动器72b、172b在未扩开时刻调节当离心重块76、176未***作(即未扩开)时离心重块76、176的停止位置,且止动器72c、172c在扩开时刻调节当离心重块扩开至最大时的最大扩开位置(由图2和图3中一长两短交替的点划线示出)。
当由输入转速Ni、或更具体地由作为输入转速Ni以变速比r1变速后的转速的初级输出转速Na(即齿轮架40的内轴44b、离合器外部件72或压迫构件75的转速,图6中示出了初级输出转速Na的一个示例)产生的离心力增加时,离心重块76通过压迫构件75与多个离合器片73、74互相接触。当由初级输出转速Na、或更具体地由作为该初级输出转速Na经过变速单元M2以变速比r2变速后的转速的输出转速No(即齿轮架140、离合器外部件172或压迫构件175的转速)产生的离心力增加时,离心重块176通过压迫构件175与多个次级离合器片173、174互相接触。
构成初级和次级离心重块组的多个离心重块76、176周向等间距地布置并且被支撑壁72a、172a支撑,使得离心重块76、176能够通过作用于离心重块76、176的离心力径向向外扩开。每个离心重块76、176设有支点部分76a、176a、推动部件76d、176d、接触部件76b、176b以及接触部件76c、176c,其中,支点部分76a、176a能够与每个齿轮架40、140的边圈52通过作为中间构件的各个锥形碟状弹簧48、148设置的各个支架47、147接触,推动部件76d、176d通过基于当离心重块扩开时的离心力而产生的压力F 1c、F2c推动作为作用部件的每个支撑壁72a、172a,接触部件76b、176b在未操作时刻当离心重块未***作时与每个止动器72b、172b接触,且接触部件76c、176c在扩开时刻当离心重块扩开至最大时与每个止动器72c、172c接触。布置在固定壁45c、146c之间的每个锥形碟状弹簧48、148调节通过键设置在每个离合器外部件72、172上的每个支架47、147的轴向移动。
离合器壳体16(见图1)在径向方向上与初级和次级离心重块76、176相对的位置处具有作为厚部的高刚性部件。
在离合器70中,压力F1c是使离合器70进入完全接合状态的接合力,第二初级轴向力F1a是使离合器70进入脱离接合状态的接合解除力。类似地,在次级离合器170中,第二次级压力F2c是使离合器170进入完全接合状态的接合力,而轴向力F2a是使离合器170进入脱离接合状态的接合解除力。
在随着离心力的增大压力F1c、F2c大到克服轴向力F1a、F2a时每个支点部分76a、176a与相应支架47、147接触的状态中,每个离心重块76、176以各自支点部分76a、176a为中心摇摆并扩开,且推动部件76d、176d通过压力F1c、F2c推动相应支撑壁72a、172a以轴向地移动每个离合器外部件72、172。此时,压迫构件75、175与离合器外部件72、172共同轴向移动,轴向地朝向与外轴45b、146成为一体的固定壁45c、146c压迫各离合器片73、74、173、174并使各离合器片互相接触,通过互相接触的各离合器片73、74、173、174之间的摩擦力,齿圈50或太阳轮130的旋转通过各离合器片73、74、173、174传递至离合器外部件72、172和齿轮架40、140。
次级离合器170的离心重块176具有当离合器外部件72、172以同样转速旋转时产生比初级离合器70的离心重块76所产生的初级压力F1c更大的次级压力F2c的结构。在本实施方式中,就该重块结构而言,使得离心重块176的质量被设定为比离心重块76的质量更大。更具体地,设定离心重块76、176的质量,使得当输入转速Ni达到后文将描述的作为第一特定转速的第二预定速度N2(见图6)时,次级压力F2c比初级压力F1c更大,向右移动的压迫构件175使得使离合器70进入完全接合状态的压迫构件75向右移动,并解除离合器70的完全接合状态。
作为又一个示例,重块结构也可以是使离心重块176中的支点部分176a与推动部件176d之间的距离被设定为比离心重块76中的的支点部分76a与推动部件76d之间的距离短的结构,此外,也可以一起使用这些结构。
当各离心重块76、176处于停止位置时,各离合器70、170处于脱离接合状态,在该脱离接合状态中,旋转不通过成对离合器片73、74和成对离合器片173、174传递。当各离心重块76、176位于最大扩开位置时,各离合器处于完全接合状态,在该完全接合状态中,各离合器内部件71、171和各离合器外部件72、172(由此齿圈50和齿轮架40和/或太阳轮130和齿轮架140)以等速旋转且各离合器片73、74;173、174之间没有滑动。当各扩开的离心重块76、176处于在停止位置和最大扩开位置之间的中间位置且在该中间位置处互相接触的离合器片73、74;173、174之间存在滑动时,各离合器处于半接合状态(或离合器部分接合状态),在该半接合状态中,在各离合器片73、74;173、174滑动的条件下,各离合器内部件71、171(由此齿圈50或太阳轮130)的旋转被传递至各离合器外部件72、172(由此各齿轮架40,140)。
变速器M装备有改变布置在变速器M的多个变速单元M1、M2的传递路径中输入轴20侧的变速单元M1的变速比r1的作为变速比改变机构的离合器分离机构D。离合器分离机构D是解除离合器70的完全接合状态使其进入脱离接合状态的机构,且设有作为驱动部件的推动部件134和将推动部件134的驱动力传递至离合器70的压迫构件75以作为分离离合器70的分离力的中间传递构件36。
中间传递构件36设有可以与推动部件134轴向接触的管状第一中间传递构件37和可以与第一中间传递构件37轴向接触的管状第二中间传递构件38。第一和第二中间传递构件37、38由输出轴23可旋转并可轴向移动地支撑。
第二中间传递构件38设有具有弹簧39a的伸缩部件39,弹簧39a是在轴向的两端之间作为用于控制的推动构件的弹性构件。作为弹性构件的弹簧39a包括一个或多个,在本实施方式中例如四个锥形碟状弹簧39b。第一中间传递构件37与第二中间传递构件38中由伸缩部件39构成的一端接触,且齿圈50的内轴51与第二中间传递构件38中由止推轴承B 13构成的另一端接触。
当两个离合器70、170均处于脱离接合状态时,两个中间传递构件37、38之间形成使这两个中间传递构件37、38进入当离合器70处于完全接合状态的互相接触状态的轴向间隔。
当推动部件134推动的第一中间传递构件37与第二中间传递构件38接触且第二中间传递构件38的向左移动被阻止时,弹簧39a通过齿圈50推动压迫构件75,使得离心重块76克服弹簧力导致的压力F1c处于停止状态,以使压迫构件75处于压力解除位置。
当初级离合器70处于完全接合状态时,在离心重块176通过行星齿轮机构P2的齿轮架140的转速的增长而扩开且次级离合器170从脱离接合状态进入完全接合状态的过程中,太阳轮130随着压迫构件175的向右移动而向右移动,推动部件134推动第一和第二中间传递构件37、38且第二中间传递构件38与内轴51接触。此时,由于离心重块176施加于压迫构件175的压力F2c大于离心重块76施加于压迫构件75的压力F1c,推动部件134的驱动力通过第一和第二中间传递构件37、38推动齿轮架40和压迫构件75并使它们向右移动。通过压迫构件75的轴向移动,离合器70经过部分接合状态进入脱离接合状态。
为了解除初级离合器70的完全接合状态,压力F2c仅需要比压力F1c更大。同时,在离合器70被推动部件134推动并一旦进入脱离接合状态后,当输入转速Ni增加超过作为第二特定转速的第三预定速度N3(见图6)且离合器70再次进入完全接合状态时,由于伸缩部件39克服弹簧39a的力轴向缩短,向左的压力F1c移动压迫构件75且离合器70进入完全接合状态。因此,弹簧39a的力是规定离心重块76再次扩开时的输入转速Ni的控制力。
如图3和图4,下面将说明单向离合器80、180。由于两个单向离合器80、180具有基本相同的结构,图4也示出与单向离合器80相关联的构件的标记。
阻止行星齿轮机构P1的太阳轮30沿着一个方向A1的旋转的单向离合器80和阻止齿轮架140沿着一个方向A1旋转的次级单向离合器180均设有由环形部件33;152所装备的支撑轴89;189可摇摆地支撑且位于旋转侧的一个或多个配合件,在该实施方式中,包括两对棘爪81、82或两对棘爪181、182、外部构件T和弹簧84、184,其中,外部构件T作为旋转调节构件设有作为通过在一个方向A1上配合各棘爪81、82;181、182来阻止太阳轮30或齿圈150在一个方向A1上旋转的转速调节侧配合件的多个爪部83;183,且弹簧84、184作为推动构件在各棘爪81、82;181、182与各爪部83;183配合的方向上推动各棘爪81、82;181、182。当弹簧分别***环状部分33;152和棘爪81、82;181、182所装备的配合孔K1、K2内之后,弹簧84;184由环状部分33;152和棘爪81、82;181、182保持。
在径向方向上从外侧覆盖各棘爪81、82;181、182的外部构件T是与两个单向离合器80、180共用的单个管状构件并且形成在径向方向上位于外部构件和内轴44b之间的环状空间S 1。外部构件T由变速器壳体16通过与外部构件T成为一体并且在径向方向上从外部构件T的外周向外延伸的支撑构件65支撑。支撑构件65通过螺栓固定至变速器壳体16的装配件16a(见图1)。
各棘爪81、82;181、182设有与各爪部83;183相配合的配合部件81a、82a;181a、182a以及重块部件81b、82b;181b、182b。棘爪81、82;181、182可以由于作用于重块部件81b、82b;181b、182b上的离心力而摇摆,直至配合部件81a、82a;181a、182a位于未接触位置(如图4中一长两短交替点划线所示),在该未接触位置处配合部件未克服弹簧84;184的推力与爪部83;183的配合部件85a;185a相配合。未接触位置由各环形部件33;152所装配的止动器87;187限定。当棘爪81、82;181、182处于未接触位置时,各棘爪81、82;181、182径向外侧与爪部83;183或外部构件T相对的整个外面81c、82c;181c、182c在轴向视图中位于与旋转中心线L1、L2同心的一个假想圆88上并且径向地位于假想圆88内。
径向地伸向棘爪81、82;181、182附近的爪部83;183设有具有各自配合部件85a;185a的主体85;185和在允许太阳轮30或齿圈150旋转的相反旋转方向A2上径向地逐渐伸出的倾斜部件86;186。当棘爪81、82;181、182不与配合部件85a;185a接触时,棘爪81、82;181、182由弹簧84;184推动并且与倾斜部件86;186接触。由于倾斜部件86;186由作为与配合部件85a;185a烧结的弹性材料的橡胶材料制成,倾斜部件起缓冲部件的作用以通过倾斜部件与棘爪81、82;181、182接触来缓冲震动和降低噪声。
一对棘爪81和一对棘爪181分别相对于中央的旋转中心线L1、L2对称地布置,另一对棘爪82和另一对棘爪182分别相对于中央的旋转中心线L1、L2对称地布置,且当各对棘爪81、82;181、182位于各对棘爪与各自配合部分85a;185a相配合的配合位置时,另一对棘爪被布置在另一对棘爪未与各自配合部件85a;185a相配合的未配合位置。由此可以增加当所有棘爪81、82;181、182从未配合位置相对于外部构件T沿着方向A1旋转时与配合部件85a;185a相配合的概率,且棘爪可以迅速地进入旋转阻止状态。
如图2和图3所示,整个初级接合部分H1和整个次级接合部分H2位于一个齿轮室19中,该齿轮室19由互相轴向隔开的作为第一侧壁的压迫构件75和作为第二侧壁的压迫构件175、分别在两个压迫构件75、175之间轴向延伸的离合器外部件72、172、作为齿轮周向壁的两个外轴45b、146以及由作为外部周向壁的外部构件T形成的管状周向壁所形成。齿轮室19是形成于变速器壳体16内的空间。
压迫构件75与轴向地位于压迫构件75和接合部分H1之间的齿轮侧壁54共同构成在从轴向方向上看包含两个接合部分H1、H2的全部或基本全部的径向范围内的双壁,且压迫构件175与轴向地位于压迫构件175和接合部分H2之间的齿轮侧壁133共同构成在从轴向方向上看包含两个接合部分H1、H2的全部或基本全部的径向范围内的双壁。
第一和第二调节构件61、62被布置在两个外轴45b、146之间,其中外轴45b、146在作为两个外轴45b、146中轴向彼此相对的端部的支撑部件45d、146d附近径向地从外侧覆盖外部构件T。由于第一和第二调节构件61、62和支撑构件65径向地从外侧覆盖两个外轴45b、146和外部构件T,沿轴向在两个外轴45b、146和外部构件T上在两个外轴45b、146和外部构件T之间包括边界面。由此可以进一步降低由于两个接合部分H1、H2的接合声而产生的噪声。
由于离合器外部件72和外轴45b,离合器外部件172和外轴146以及各外轴45b、146和外部构件T均包括轴向上互相叠置的叠置部分,可以减少周向壁的轴向宽度,通过在作为齿轮室19径向方向上的壁的周向壁中部分地形成双壁,可以增强对两个接合部分H1、H2接合而产生的噪声进行降低的效果,且两个变速单元M1、M1在轴向上可以更加紧凑。
如图1和图2所示,设有从变速单元M2轴向向左延伸的延伸轴27的输出轴23使设置在传动机构90输出侧的输出导出轴91旋转。传动机构90除了输出导出轴91之外还设有输出齿轮92、被驱动齿轮93和空档离合器95,其中,设于延伸轴27的作为驱动转子的输出齿轮92在这样一个位置处,该位置处,轴向地位于传动机构与变速单元M2之间并围绕延伸轴27的预定范围W内、围绕延伸轴27形成环绕延伸轴的外周面27a的空间S2,被驱动齿轮93作为被驱动转子可旋转地设于输出导出轴91并通过与输出齿轮92接合而被驱动,空档离合器95将输出齿轮92的旋转传递至输出导出轴91并断开该传动。
整个输出导出轴91布置在轴向地与变速单元M2重叠的位置。具有与旋转中心线L1、L2平行的旋转中心线的输出导出轴91设有与被驱动齿轮93相对的在预定范围W中轴向延伸的内部延伸轴93a以及贯穿半箱体3b伸出曲轴室15a的外部延伸轴93b。外部延伸轴93b装备有缠绕着链条97b的作为最终输出部件的驱动链轮97a。
内部延伸轴93a的一端由作为与曲轴箱3独立的构件的变速器壳体16所装备的轴承16b通过轴承B14支撑。输出导出轴91由半箱体3b通过位于驱动链轮97a和被驱动齿轮93之间的轴承B15可旋转地支撑。
输出齿轮92和被驱动齿轮93构成限定降低输出轴23的转速No并进一步对输出转速No进行变速的输出侧变速比的减速机构。将输出轴23的旋转传递至驱动链轮97a的输出侧的传动机构90和作为输入侧传动机构的减速机构18轴向地布置在两个变速单元M1、M2的两侧。
空档离合器95布置在延伸轴93a上并且布置在预定范围W内。空档离合器95设置有通过键与输出导出轴91一体地旋转并且能够与被驱动齿轮93配合的移位器95a以及由离合器操作构件(未示出)操作并且轴向可移动地驱动移位器95a的换挡拨叉95b。
在延伸轴93a上可轴向移动的移位器95a当位于如图2实线所示的驱动位置时将输出齿轮92通过被驱动齿轮93所传递的旋转输入至输出导出轴91,并且以输出导出轴91根据传动机构90所设定的速比对输出轴23的转速No进行调整得到的转速进行旋转。当移位器95a处于如图2中一长两短交替点划线所示的空档位置时,移位器95a断开输出轴23的旋转到输出导出轴91的传递。
如图1、图5(a)至图5(d)和图6所示,下面将说明变速器M的操作。
主要如图5(a)所示,当内燃机E被起动时,发动机转速即曲轴6的转速超过怠速转速且离心式离合器17被结合,输入轴20和齿圈50以减速机构18所传递的输入转速Ni旋转。此时,当输入转速Ni等于或低于第一预定速度N1时,变速单元M1中的单向离合器80阻止行星齿轮机构P1的太阳轮30沿一个方向A1(见图4)的旋转且太阳轮被停止。因此,在行星齿轮机构P1中,齿轮架40以将输入转速Ni经过行星齿轮机构P1以变速比r1减速所获得的转速旋转,齿圈50通过离合器70中行星齿轮41与齿圈50的接合产生的轴向力F1a被压迫构件75向右推动,压迫构件75处于压力解除位置,离合器片73、74互相分离,离心重块76位于停止位置且离合器70处于脱离接合状态。
此外,在变速单元M2中,单向离合器180阻止行星齿轮机构P2的齿圈150沿一个方向A1(见图4)的旋转且齿圈被停止。因此,在行星齿轮机构P2中,齿轮架140以将与行星齿轮机构P 1的齿轮架40相同转速的太阳轮130的转速经过行星齿轮机构P2以变速比r2减速所获得的转速旋转,太阳轮130通过离合器170中行星齿轮141与太阳轮130的接合产生的轴向力F2a向左推动压迫构件175,压迫构件175处于压力解除位置,离合器片173、174互相分离,离心重块176位于停止位置且离合器170处于脱离接合状态。
在该状态下,变速器M通过将两个变速比r1、r2相乘获得一档变速比R1,且输出轴23以通过将输入转速Ni经过作为变速器M最大变速比的一档变速比R1变速获得的转速进行旋转。当空档离合器95(见图2)位于驱动位置,输出轴23的旋转通过输出齿轮92和被驱动齿轮93被输入至输出导出轴91。
主要如图5(b)所示,当输入转速Ni超过第一预定速度N1并且小于或等于比第一预定速度N1更高的第二预定速度N2时,随着离合器70的齿轮架40的转速增加,基于作用于离心重块76的离心力的压力F1c超过轴向力F1a并且变速单元M1中的离心重块76扩开。离心重块76位于最大扩开位置,压迫构件75向左移动齿圈50,压迫构件推动离合器片73、74使其互相接触,且离合器70进入完全接合状态。因此,齿圈50、齿轮架40和太阳轮30以输入转速Ni以与一个方向A1相反的方向A2(见图4)旋转且变速比r1变为“1”,即齿轮处于被直接驱动状态。
同时,在变速单元M2中,随着齿轮架140的转速增加,基于作用于离心重块176的离心力的压力F2c等于或小于轴向力F2a,离心重块176处于停止状态。因此,行星齿轮机构P2和离合器170处于与设定为一档变速比R1时同样的状态。
在该状态下,变速器M得到二挡变速比R2。
主要如图5(c)所示,当输入转速Ni超过第二预定速度N2且小于或等于比第二预定速度N2更高的第三预定速度N3时,随着次级离合器170中齿轮架140的转速增加,基于作用于离心重块176的离心力的压力F2c超过轴向力F2a且次级变速单元M2中的离心重块176扩开。离心重块176处于最大扩开位置,压迫构件175向右移动太阳轮130,压迫构件推动离合器片173、174使其互相接触,且次级离合器170进入完全接合状态。因此,齿圈150、齿轮架140和太阳轮130以齿轮架40的转速即初级输出转速Na以与一个方向A1方向相反的方向A2(见图4)旋转且变速比r2变为“1”,即齿轮处于被直接驱动状态。
在从低速侧变速比的二档变速比R2变为比二档变速比R2更高的高速侧变速比的三档变速比R3时,在离合器170从脱离接合状态开始经过半接合状态直至完全接合状态的过程中,太阳轮130与向右移动的压迫构件175一体地向右移动,推动部件134使第一和第二中间构件37、38向右移动,进一步地通过齿圈50使得离合器70的压迫构件75向右移动,即朝向离合器70的完全接合状态被解除的方向移动。
因此,在离合器70中,离心重块76从最大扩开位置移动至停止位置,离合器70从完全接合状态经过半接合状态进入脱离接合状态,且分别以输入转速Ni旋转的离合器外部件72和齿轮架40以将输入转速Ni经过变速比r1减速后获得的转速进行旋转。通过使调节压迫构件175和太阳轮130的移动量的止动器135与齿轮架40的内轴44b的左端接触来阻止压迫构件175和太阳轮130向右的移动。
在该状态下,变速器M达到与变速单元M1的变速比r1相等的三档变速比R3。
在从二挡变速比R2变为三档变速比R3的过程中,当时间检测单元13c通过离合器接合状态检测单元13b检测到检测到两个离合器70、170中的至少一个进入半接合状态且进入半接合状态的时间持续超过预定时间时,控制器13通过作为相应转速控制装置的节气阀8a、燃料喷射阀9和点火装置10中至少一个来控制进气量、燃料供应量和点火正时中的至少一个输出受控变量,从而改变输入转速Ni以使输入转速Ni增加至使得半接合状态的离合器170进入完全接合状态或使得半接合状态的离合器70进入脱离接合状态的输入转速Ni,迅速地变换离合器70或离合器170的半接合状态并推进二挡变速比R2到三档变速比R3的转变。
相反地,在从三档变速比R3变为二挡变速比R2的过程中,控制器13控制的转速控制装置改变输入转速Ni,以使输入转速Ni降低至使得半接合状态的离合器70进入完全接合状态或使得半接合状态的离合器170进入脱离接合状态的输入转速Ni。
类似地,在从一挡变速比R1变为二档变速比R2的过程中以及在从三挡变速比R3变为四档变速比R4的过程中,当时间检测单元13c检测到通过离合器接合状态检测单元13b检测到离合器70的半接合状态持续超过预定时间时,控制器13通过转速控制装置改变输入转速Ni以使输入转速Ni增加至使得离合器70进入完全接合状态的输入转速Ni。在从二挡变速比R2变为一档变速比R1的过程中以及在从四挡变速比R4变为三档变速比R3的过程中,当时间检测单元13c检测到通过离合器接合状态检测单元13b检测到离合器70的半接合状态持续超过预定时间时,控制器13通过控制转速控制装置来使其改变输入转速Ni,以使输入转速Ni减少至使得离合器70进入脱离接合状态的输入转速Ni。
主要如图5(d)所示,当输入转速Ni超过第三预定转速N3时,行星齿轮机构P2和离合器170处于与当变速单元M2处于三档变速比R3时相同的状态。
同时,在变速器M1中,在压力F2c将第一和第二中间传递构件37、38向右推并且压迫构件75被弹簧39a的力向右推(即朝向连接解除的方向)的状态下,随着根据输入转速Ni的离合器70中的齿轮架40的转速上升,压力F1c超过弹簧39a的力,离心重块76扩开。离心重块76位于最大扩开位置,压迫构件75使得齿圈50向左移动并且推动离合器片73、74互相接触,且离合器70进入完全接合状态。因此,变速比r1变为“1”,即变速单元M1被直接驱动。
由于两个变速单元M1、M2的两个变速比r1、r2均变为“1”,变速器M被直接驱动,从而达到最低变速比的四档变速比R4,且输出轴23以输入转速Ni进行旋转。
接着将描述上述实施方式的作用和效果。
在变速器M中,由于每个变速比控制机构C1、C2装备有单向离合器80、180并且在输入轴20和输出轴23之间在旋转传递路径上装备有仅当输出转速No超过输入转速Ni时将输出轴23的旋转传递至输入轴20的单向离合器25,摩托车减速过程中输出轴23的旋转通过单向离合器25绕过行星齿轮机构P1、P2传递至输入轴20,其中后轮98的旋转通过输出轴23使得输入轴20旋转。因此,在变速器M被直接驱动的四档变速比R4之外的变速比R1到R3的情况下发动机制动器也可以进行工作,由此发动机制动器可以在所有转速下(或在变速比R1至R4)工作。
因为输入轴20和行星齿轮机构P1、P2在输出轴23径向外侧地由输出轴23可旋转地支撑,输入轴20的端部21a设有具有轴向开口的直径扩大部分,通过将单向离合器25布置在直径扩大部分的径向内侧来将单向离合器25设置到输入轴20的端部21a上,此外,单向离合器与直径扩大部分的轴向开口分离。因此有利于拆卸单向离合器25。
在变速器M中,行星齿轮机构P1的接合部分H1和行星齿轮机构P2的接合部分H2容纳在一个齿轮室19中,其中,齿轮室19由在轴向方向上互相隔开的离合器70的压迫构件75和离合器170的压迫构件175、构成两个压迫构件75、175之间(即轴向地在两个压迫构件76、175的内侧)轴向延伸的周向壁的两个齿轮架40、140的外轴45b、146和单向离合器80、180的外部构件T形成。行星齿轮机构P1的齿圈50装备有位于压迫构件75和接合部分H1之间的齿轮侧壁54,行星齿轮机构P2的太阳轮130装备有轴向地位于压迫构件175和接合部分H2之间的齿轮侧壁133,且成对压迫构件75和齿轮侧壁54以及成对压迫构件175和齿轮侧壁133分别构成在轴向视图中包括两个接合部分H1、H2的径向范围中的双壁。
由于这种结构,装备有初级和次级行星齿轮机构P1、P2以及初级和次级离合器70、170的初级和次级变速单元M1、M2位于共用的一个齿轮室19内,构成两个变速单元M1、M2的构件可以被共享且能够通过减少部件的数量来降低成本。此外,可以通过共享构成构件来紧凑地布置构成构件,且可以使变速器M小型化。
因为容纳在形成于曲轴箱3和变速器壳体16中的一个齿轮室19中的两个接合部分H1、H2在径向方向上被两个外轴45b、146和外部构件T从外侧覆盖,在轴向方向上利用构成两个变速单元M1、M2的构件通过被压迫构件75和齿轮侧壁54形成的双壁以及由压迫构件175和齿轮侧壁133形成的双壁从两侧覆盖,所以除通过两个外轴45b、146和外部构件T的降噪效果之外,轴向方向上侧壁的双壁结构也能够增强对由于各接合部分H1、H2的接合而产生的噪声的降噪效果。
因为通过由两个行星齿轮机构P1、P2的齿轮架40、140的外轴45b、146和作为两个单向离合器80、180的共用构件的外部构件T构成在径向方向上从外侧覆盖两个接合部分H1、H2的周向壁,使用构成两个变速单元M1、M2的构件而形成的齿轮室19的周向壁除了作为使用两个行星齿轮机构P1、P2的各齿轮架40、140的初级和次级齿轮周向壁的外轴45b、146之外,还包括用作周向壁的作为两个单向离合器80、180的共用构件的外部构件T,所以构成齿轮室19的周向壁的结构通过共享构成两个变速单元M1、M2设有的两个单向离合器80、180的构件而得到简化,且构成构件可以紧凑地布置。此外,两个单向离合器80、180可以紧凑地布置。
因为变速比控制机构C1装备有具有根据输入轴20的转速Ni使得多个可分离的离合器片73、74接触或分离的压迫构件75的离合器70,变速比控制机构C2装备有具有根据齿轮架40的初级输出转速Na使得多个可分离的离合器片173、174接触或分离的压迫构件175的离合器170,且齿轮室19的双壁的外侧壁可以通过由两个离合器70、170的各自压迫构件75、175构成形成齿轮室19的轴向的双侧壁而使用两个离合器70、170的各压迫构件75、175构成,在不使诸如行星齿轮机构P1、P2的齿圈40和太阳轮130的初级和次级元件齿轮在径向方向尺寸增大以降低噪声的情况下,可以降低由于各接合部分H1、H2的接合而引起的噪声。
因为离合器70的压迫构件175起将由变速单元M1、M2的变速比R获得的旋转输入至输出轴23的次级输出转子的功能,控制离合器170的接合的压迫构件175起降低由于各接合部分H1、H2的接合而产生的噪声的功能以及将旋转传递至输出轴23的功能,所以能够减少部件数量。
变速器M中,通过为单向离合器80、180提供布置为轴向地位于行星齿轮机构P1的接合部分H1和行星齿轮机构P2的接合部分H2之间共用的外部构件T,使得单向离合器80、180装备有作为共用旋转调节构件并且在设置有行星齿轮机构P1、P2和变速比控制机构C1、C2的变速单元M1、M2中利用轴向地形成于两个接合部分H1、H2之间的空间布置的外部构件T,所以可以共享构成单向离合器80、180的构件且能够通过减少部件的数量来降低成本。
因为装备有调节行星齿轮机构P1的太阳轮30的轴向移动和行星齿轮机构P2的齿圈150的轴向移动的调节构件60,且通过将外部构件T固定至被固定于变速器壳体16上的调节构件60,使用调节行星齿轮机构P1、P2的太阳轮30和齿圈150的各自轴向移动的调节构件60来固定外部构件T,所以不需要专用支撑构件来支撑外部构件T且可以减少部件的数量。
因为变速器M装备有一个止推轴承46,其中受到行星齿轮机构P1的太阳轮30与齿轮架40的行星齿轮41的接合产生的轴向力F1b作用的太阳轮30以及受到行星齿轮机构P2的齿圈150与齿轮架140的行星齿轮141的接合产生的轴向力F2b作用的齿轮架140在轴向的各相反方向上压迫该止推轴承46,且通过将止推轴承46轴向地布置在太阳轮30的压迫部件34和齿轮架140的压迫部件153之间来使得设置有行星齿轮机构P1、P2的变速单元M1、M2中的共用的一个止推轴承46阻止受到行星齿轮机构P1、P2中的接合而产生的各轴向力F1b、F2b作用的太阳轮30和齿轮架140的轴向移动,行星齿轮机构P1、P2共享该止推轴承46并且能够通过减少部件的数量来降低成本。
因为受到各轴向力F1b、F2b作用的太阳轮30和齿轮架140在轴向上以各相反方向压迫共用的止推轴承46,两个轴向力F1b、F2b在一个止推轴承46处互相抵消从而减少合力并且简化止推轴承46的结构。
因为通过仅为齿轮架40的内轴44b提供为环形构件的止推轴承46并且将太阳轮30和齿轮架140轴向地布置在止推轴承46的两侧,可以仅使用作为将变速单元M1变速后的旋转输入至变速单元M2的初级输出转子的内轴44b来设置止推轴承46,所以除内轴44b之外不需要用于支撑止推轴承46的构件。由此可以减少部件的数量并且简化变速器M的构造。
由于太阳轮30和齿轮架140轴向地布置在止推轴承46的两侧,太阳轮30和齿轮架140能够在轴向方向上紧凑地布置,因此两个变速单元M1、M2能够在轴向方向上紧凑地布置。
因为将止推轴承46布置在由阻止太阳轮30和齿轮架140沿一个方向A1旋转的单向离合器80、180的外部构件T所围绕的空间S1内,能够利用由调节太阳轮30和齿轮架140的旋转方向的单向离合器80、180的外部构件T所形成的空间S1来布置止推轴承46,所以太阳轮30和齿轮架140能够在轴向上紧凑地布置。
因为通过为变速器M装备调节行星齿轮机构P1的齿轮架40的轴向移动和行星齿轮机构P2的齿轮架140的轴向移动的共用的调节构件60,并且为调节构件60装备调节齿轮架40在两个方向上的轴向移动的支撑凸缘61b和调节齿轮架140在两个方向上的轴向移动的支撑凸缘62b,在装备有行星齿轮机构P1、P2和变速比控制机构C1、C2的变速单元M1、M2中行星齿轮机构P1、P2的两个齿轮架40、140的各自轴向移动由共同的调节构件60调节,因此调节构件60由行星齿轮机构P1、P2共享且能够通过减少部件的数量降低成本。
因为两个齿轮架40、140在两个方向上的各自轴向移动可以由独立的支撑凸缘61b、62b进行调节,可以提高由调节构件60调节其轴向移动的各齿轮架40、140的布置的自由度。
因为调节构件60包括设有第一支撑凸缘61b的第一调节构件61和设有第二支撑凸缘62b的第二调节构件62,并且通过将第一调节构件61和第二调节构件62互相连接的同时连接至变速器壳体16的装配件16a上,第一和第二调节构件61、62连接到变速器壳体16的同时构件成为一体,所以用于连接调节构件60的结构得到简化。
因为各第一和第二调节构件61、62设有轴向延伸的圆柱形部件61a、62a、从圆柱形部件61a、62a的轴向方向的端部侧径向延伸的各支撑凸缘61b、62b以及从各圆柱形部件61a、62a的轴向方向的基部径向延伸的基部凸缘61c、62c,通过将第一和第二调节构件61、62的基部凸缘61c、62c连接至装配件16a的同时使基部凸缘互相连接,装备有圆柱形部件61a、62a和支撑凸缘61b、62b的第一和第二调节构件61、62通过基部凸缘61c、62c互相连接,所以与调节构件是扁平构件的情况相比调节构件60的刚度得到加强。此外,由于刚度很高,调节构件60可以由易于加工的薄的材料制成。
因为调节构件60与支撑单向离合器80、180的外部构件T的支撑构件65共同连接至变速器壳体16,所以部件的数量和装配位置的数量得到减少,且用于连接调节构件60和支撑构件65的结构得到简化。
在变速器M中,变速单元M1的离合器70装备有多个互相可分开的离合器片73、74和随着由输入转速Ni产生的离心力的增加使得多个离合器片73、74互相接触的离心重块76,变速单元M2的离合器170装备有多个可互相分开的离合器片173、174和随着由变速单元M1的初级输出转速Na产生的离心力的增加使得多个离合器片173、174互相接触的离心重块176,内燃机E所装备的控制器13设有检测离合器70和离合器170中至少一个处于半接合状态的离合器接合状态检测单元13b和检测由离合器接合状态检测单元13b所检测到的半接合状态的持续时间的时间检测单元13c,且通过当时间检测单元13c所检测到的持续时间超过预定时间时对控制输入转速Ni的转送控制装置进行控制以改变输入转速Ni,当两个离合器70、170中的至少一个的半接合状态持续超过预定时间时,控制器13使得由控制器13所控制的转速控制装置改变输入轴20的转速Ni以进入完全接合状态,并从而将输入转速改变为变成半接合状态的转速,在该状态可迅速地解除半接合状态下离合器片73、74;173、174互相滑动的状态。因此,阻止了离合器片73、74;173、174之间的磨损,能够加强离心式离合器70、170的耐用性。从而,使得驾驶性能令人满意并提高驾驶感受。
因为通过在离合器170从脱离接合状态变为完全接合状态的过程中将离合器70从完全接合状态变为脱离接合状态,离心重块176能够推进当离合器170从脱离接合状态变为完全接合状态时半接合状态的过渡以及当离合器70从完全接合状态变为脱离接合状态时半接合状态的过渡,所以能够增加各离合器70,170的耐用性,使得驾驶性能令人满意并提高驾驶感受。
当离合器170进入完全接合状态且变速比r2被改变时,通过使处于完全接合状态的离合器70进入脱离接合状态,可获得离合器170处于完全接合状态时的次级变速比r2与离合器70处于脱离接合状态时的变速比r1的组合的变速比。因此,与当输入转速Ni增加时处于完全接合状态的离合器70不进入脱离接合状态的变速器相比,变速器M能达到的变速比数量可以由更少数量的行星齿轮机构获得。
因为离合器接合状态检测单元13b是基于实际输入转速Ni和输出轴23的实际输出转速No所计算的实际变速比和预设的变速比来检测换挡状态的换挡状态检测单元,各离合器70、170的半接合状态是通过实际变速比来检测的,所以加强了对于推进半接合状态的过渡的控制的精确性。
转速控制装置是节气阀8a、燃料喷射阀9或点火单元10,且通过控制内燃机E的进气量、燃料供应量和点火正时中的至少一个输出受控变量来控制发动机转速和控制输入轴20的转速Ni,可以转变各离合器70,170的半接合状态。
例如,控制器13通过基于离合器接合状态检测单元13b的检测结果将离合器不处于半接合状态下的发动机转速和离合器处于半接合状态下的发动机转速进行比较,当半接合状态下的发动机转速高(或者低)时确定正在进行升档(或降档),并控制节气阀8a、燃料喷射阀9或点火装置10中的至少一个来控制进气量、燃料供应量和点火正时中的至少一个,并增加(或减少)发动机转速直至转变离合器70或离合器170的半接合状态。
在变速器M中,输出轴23装备有从次级变速单元M2轴向延伸的延伸轴27,输出侧的传动机构90装备有在传动机构和变速单元M2之间的轴向预定范围W内围绕延伸轴27形成的围绕延伸轴27的周向的空间S2的位置处的设于延伸轴27的输出齿轮92、设于输出导出轴91并且被输出齿轮92驱动的被驱动齿轮93以及将输出齿轮92的旋转传递至输出导出轴91并中断该传动的空档离合器95,整个输出导出轴91被布置在轴向视图上与变速单元M2重叠的位置,通过将空档离合器95轴向地布置在预定范围W内并且利用轴向地形成于延伸轴27外侧的空间S2,被布置在轴向视图上与变速单元M2重叠的位置处布置的输出导出轴91可以被布置在径向地靠近输出轴23的位置,且空档离合器95可以被布置在径向地靠近输出轴23的位置,装备有输出导出轴91和空档离合器95的输出侧上的传动机构90可以在径向方向上紧凑地靠近输出轴23。所以可以在径向方向上使得变速器M小型化。
变速单元U包括装备有初级行星齿轮机构P1和初级变速比控制机构C1的初级变速单元M1以及装备有次级行星齿轮机构P2和次级变速比控制机构C2的次级变速单元M2,次级变速单元M2的压迫构件175的旋转被输入至输出轴23,初级变速比控制机构C1装备有阻止太阳轮30沿一个方向的旋转的初级单向离合器80,次级变速比控制机构C2装备有阻止齿圈150沿一个方向的旋转的次级单向离合器180,且两个单向离合器80、180装备有轴向地布置在初级行星齿轮机构P1的初级接合部分H1和次级行星齿轮机构P2的次级接合部分H2之间的作为共用的旋转调节构件的外部构件T。
由于这种结构,在装备有初级和次级行星齿轮机构P1、P2以及初级和次级变速比控制机构C1、C2的初级和次级变速单元M1、M2中,由于初级和次级单向离合器80、180装备有利用轴向地形成于初级和次级接合部分H1、H2之间的空间布置的共用的外部构件T,与均装备有独立的外部构件的初级和次级单向离合器轴向地布置在初级和次级行星齿轮机构的外侧的变速器相比,变速器M中的变速单元M1、M2可以在轴向方向上更加紧凑,并且因此根据从变速单元M2延伸的延伸轴27的长度布置在预定范围W内的空档离合器95在轴向方向上可以更加紧凑。
下面将描述上述实施方式中的部分配置被修改的情况下该实施方式的一种修正后的配置。
在上述实施方式中变速器M装备有两个变速单元M1、M2,但是,除两个外也可以装备有多个类似的变速单元M1、M2,在这种情况下,本发明适用于至少两个变速单元M1、M2的情况。
变速器的主轴也可以设有与输入轴或输出轴的旋转中心线同轴或平行的中央轴线,也可以是支撑变速单元的支撑轴,且该支撑轴也可以是不可旋转的轴。
在初级行星齿轮机构中,第一初级元件齿轮也可以是太阳轮,第二初级元件齿轮也可以是齿圈。在次级行星齿轮机构中,第一次级元件齿轮也可以是齿圈,第二次级元件齿轮也可以是太阳轮。
驱动各压迫构件75、175的驱动构件也可以包括取代离心重块76、176的利用油压的压力型致动器等或电磁致动器。
用于接合和分离离合器70、170的力也可以是推动离心重块76、176使离心重块76、176位于其停止位置的弹簧力。
调节构件60也可以仅由一个构件构成。
设于控制器13的离合器接合状态检测单元13b也可以检测润滑离合器70、170的润滑油的温度。例如,当两个离合器70、170中的至少一个滑动时随着润滑油温度升高,当润滑油的温度高于预定的温度或者当润滑油温度升高的速率大于预定值时,离合器接合状态检测单元13b基于由设于控制器13的温度传感器检测到的润滑油温度检测各离合器70、170的半接合状态。在这种情况下,因为检测润滑油温度的温度传感器可以用于检测各离合器70、170的半接合状态,能够通过减少部件的数量来降低成本。
内燃机E也可以是装备有多个气缸的多缸内燃机。
原动机也可以是电机。
主要如图5(d)所示,当输入转速Ni超过第三预定转速N3时,行星齿轮机构P2和离合器170处于与当变速单元M2处于三档变速比R3时相同的状态。
同时,在变速器M1中,在压力F2c将第一和第二中间传递构件37、38向右推并且压迫构件75被弹簧39a的力向右推(即朝向连接解除的方向)的状态下,随着根据输入转速Ni的离合器70中的齿轮架40的转速上升,压力F1c超过弹簧39a的力,离心重块76扩开。离心重块76位于最大扩开位置,压迫构件75使得齿圈50向左移动并且推动离合器片73、74互相接触,且离合器70进入完全接合状态。因此,变速比r1变为“1”,即变速单元M1被直接驱动。
由于两个变速单元M1、M2的两个变速比r1、r2均变为“1”,变速器M被直接驱动,从而达到最低变速比的四档变速比R4,且输出轴23以输入转速Ni进行旋转。
接着将描述上述实施方式的作用和效果。
在变速器M中,输出轴23装备有从次级变速单元M2轴向延伸的延伸轴27,输出侧的传动机构90装备有在传动机构和变速单元M2之间的轴向预定范围W内围绕延伸轴27形成的围绕延伸轴27的周向的空间S2的位置处的设于延伸轴27的输出齿轮92、设于输出导出轴91并且被输出齿轮92驱动的被驱动齿轮93以及将输出齿轮92的旋转传递至输出导出轴91并中断该传动的空档离合器95,整个输出导出轴91被布置在轴向视图上与变速单元M2重叠的位置,通过将空档离合器95轴向地布置在预定范围W内并且利用轴向地形成于延伸轴27外侧的空间S2,被布置在轴向视图上与变速单元M2重叠的位置处布置的输出导出轴91可以被布置在径向地靠近输出轴23的位置,且空档离合器95可以被布置在径向地靠近输出轴23的位置,装备有输出导出轴91和空档离合器95的输出侧上的传动机构90可以在径向方向上紧凑地靠近输出轴23。所以可以在径向方向上使得变速器M小型化。
变速单元U包括装备有初级行星齿轮机构P1和初级变速比控制机构C 1的初级变速单元M1以及装备有次级行星齿轮机构P2和次级变速比控制机构C2的次级变速单元M2,次级变速单元M2的压迫构件175的旋转被输入至输出轴23,初级变速比控制机构C 1装备有阻止太阳轮30沿一个方向的旋转的初级单向离合器80,次级变速比控制机构C2装备有阻止齿圈150沿一个方向的旋转的次级单向离合器180,且两个单向离合器80、180装备有轴向地布置在初级行星齿轮机构P1的初级接合部分H1和次级行星齿轮机构P2的次级接合部分H2之间的作为共用的旋转调节构件的外部构件T。
由于这种结构,在装备有初级和次级行星齿轮机构P1、P2以及初级和次级变速比控制机构C1、C2的初级和次级变速单元M1、M2中,由于初级和次级单向离合器80、180装备有利用轴向地形成于初级和次级接合部分H1、H2之间的空间布置的共用的外部构件T,与均装备有独立的外部构件的初级和次级单向离合器轴向地布置在初级和次级行星齿轮机构的外侧的变速器相比,变速器M中的变速单元M1、M2可以在轴向方向上更加紧凑,并且因此根据从变速单元M2延伸的延伸轴27的长度布置在预定范围W内的空档离合器95在轴向方向上可以更加紧凑。
在变速器M中,通过在输入轴20和输出轴23之间在旋转传递路径上为变速比控制机构C1、C2提供单向离合器80、180并提供仅当输出转速No超过输入转速Ni时将输出轴23的旋转传递至输入轴20的单向离合器25,摩托车减速过程中输出轴23的旋转通过单向离合器25绕过行星齿轮机构P1、P2传递至输入轴20,其中后轮98的旋转通过输出轴23使得输入轴20旋转。因此,在变速器M被直接驱动的四档变速比R4之外的变速比R1到R3的情况下发动机制动器也可以进行工作,由此发动机制动器可以在所有转速下(或在变速比R1至R4)工作。
因为输入轴20和行星齿轮机构P1、P2在输出轴23径向外侧地由输出轴23可旋转地支撑,输入轴20的端部21a设有具有轴向开口的直径扩大部分,通过将单向离合器25布置在直径扩大部分的径向内侧来将单向离合器25设置到输入轴20的端部21a上,此外,单向离合器在与直径扩大部分的轴向开口连接或分离,因此可以容易地拆卸单向离合器25。
如上对本发明进行了说明,很清楚的是可以以多种方式对本发明进行变型。应当认为这些变型并不脱离本发明的精神和范围,且本领域技术人员将很清楚,权利要求书的范围意于包括所有这些变型。
Claims (6)
1.一种车用自动变速器,包括:
输入轴,其由原动机转动;
变速单元,其装备有行星齿轮机构和变速比控制机构,所述行星齿轮机构具有由太阳轮、支撑行星齿轮的齿轮架、和齿圈构成的三个元件齿轮,所述变速比控制机构用于通过所述行星齿轮机构控制变速比;以及
输出轴,其以将所述输入轴的输入转速通过所述变速单元变速后获得的输出转速旋转,且所述输出轴转动车辆的驱动轮;
其中,所述变速比控制机构装备有用于变速的单向离合器,所述单向离合器用于阻止所述三个元件齿轮中的特定的元件齿轮向一个方向旋转;且
在所述输入轴和所述输出轴之间装备有传动控制构件,所述传动控制构件仅当所述输出转速超过所述输入转速时将所述输出轴的旋转传递至所述输入轴。
2.如权利要求1所述的车用自动变速器,其中,
在径向上位于所述输出轴外侧的所述输入轴和所述行星齿轮机构被所述输出轴可旋转地支撑;
所述输入轴的端部设有轴向开口的直径扩大部分;且
所述传动控制构件为在径向上设置在所述直径扩大部分内的传动用单向离合器。
3.如权利要求1所述的车用自动变速器,其中,所述变速单元包括从所述输入轴侧开始在将旋转从所述输入轴传递至所述输出轴的路径中串连布置的两个变速单元,所述两个变速单元由所述变速器的所述输出轴可旋转地支撑。
4.如权利要求1所述的车用自动变速器,其中,所述太阳轮和所述齿轮架在轴向上被布置在止推轴承的两侧,并且在径向上被布置在内轴的外侧,所述太阳轮和所述齿轮架由所述内轴通过轴承可旋转地安装。
5.如权利要求1所述的车用自动变速器,其中,所述单向离合器包括由环形部件所装备的支撑轴可摇摆地支撑且位于旋转侧的一个或多个配合件、两对棘爪、作为旋转调节侧的旋转部件并用于阻止所述太阳轮向一个方向旋转的外部构件。
6.如权利要求5所述的车用自动变速器,其中,各棘爪均包括与各爪部相配合的配合部件以及重块部件,其中各棘爪能够由于离心力而摆动,直至所述配合部件处于未接触位置,在所述未接触位置处所述配合部件未克服弹簧的推力从而未与所述爪部的配合部件相配合。
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