JP2009250276A - Gear type continuously variable transmission for travelling vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行車両用歯車式無段変速機に関するものである。 The present invention relates to a geared continuously variable transmission for a traveling vehicle.
従来の車両用自動変速機は複数の湿式多板クラッチとブレーキを備え油圧に依り作動し、油圧回路をコンピューターで制御し段階的に変速するものである。 A conventional automatic transmission for a vehicle is provided with a plurality of wet multi-plate clutches and brakes and operates according to hydraulic pressure, and the hydraulic circuit is controlled by a computer to shift in stages.
従来のベルト式無段変速機は金属ベルトを巻き掛けた2個のベルトプーリを用いて変速を行うものである。
又トロイダル型無段変速機は向かい合う円盤とその中に介在する球体の移動により変速を行うものである。
In addition, the toroidal type continuously variable transmission performs a shift by moving a disk facing each other and a sphere interposed therein.
従来の自動変速機には複数の湿式多板クラッチとブレーキを備え、油圧回路を制御してクラッチとブレーキ作動させ段階的にギアを切り替え変速するが、変速時にショックが有り段階的なギアの切り替えの為 動力伝達のスムーズさに欠け、制御用オイルポンプの駆動による動力損失が有る、又多板クラッチとブレーキの摩耗に依る故障の原因となる事がある、ベルト式無段変速機ではプーリに巻き掛けた金属ベルトの滑り防止にオイルポンプの駆動によりべルトプーリーに高圧の油圧をかける為に、燃料効率が悪く高馬力車には不向きである、又トロイダル型無段変速機では向かい合う円盤とその間に介在する球体の摩擦抵抗に依り動力伝達と球体の移動により変速する為に、高圧の油圧をかけて接触抵抗を高める為に燃料効率が悪く高馬力車には不向きである。 The conventional automatic transmission has a plurality of wet multi-plate clutches and brakes, and controls the hydraulic circuit to actuate the clutches and brakes to change gears step by step. Because of this, power transmission is not smooth, there is power loss due to the drive of the control oil pump, and it may cause failure due to wear of the multi-plate clutch and brake. In order to apply high pressure hydraulic pressure to the belt pulley by driving the oil pump to prevent slipping of the metal belt wrapped around it, the fuel efficiency is poor and unsuitable for high horsepower cars. In order to change the speed by power transmission and movement of the sphere depending on the frictional resistance of the sphere intervening in the sphere, fuel efficiency is poor and high horsepower is applied to increase contact resistance by applying high pressure hydraulic pressure. Not suitable for cars.
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、制御用のオイルポンプや多板クラッチが不要であり、高馬力車にも対応出来、制御が簡単でスムーズな変速と燃料効率の良い無段変速を実現することを目的とするものである。 The present invention is intended to solve the problems of such a conventional configuration, does not require a control oil pump or a multi-plate clutch, can be applied to a high horsepower vehicle, and is easy to control. The objective is to realize a smooth speed change and a continuously variable speed change with good fuel efficiency.
入力軸1に連なるサンギヤA1と噛合う遊星歯車機構 J1のピニオンギヤA2を保持するキャリア9Hに連なる駆動歯車2を配置し、前記ピニオンギヤA2と噛合うリングギヤA3に一体化された従動軸P1にワンウェイクラッチ20を配置し入力軸1に対し逆回転に設定し、前記従動軸P1に連結された遊星歯車機構J2 のキャリア10Hに保持されたピニオンギヤD2と噛合うサンギヤD1に連なる受動歯車13を配置し、前記ピニオンギヤD2と噛合うリングギヤD3に一体化された従動軸P2にワンウェイクラッチ19を配置し入力軸1に対し逆回転に設定し、前記従動軸P2に連結された遊星歯車機構J3のキャリア11Hに保持されたピニオンギヤC2と噛合うサンギヤC1に連なる受動歯車6を配置し、前記ピニオンギヤC2と噛合うリングギヤC3と一体化された出力軸14は入力軸1と直列連結し入力軸1に対し逆回転に設定され、入力軸1に平行してカウンターシャフト4を設置し、カウンターシャフト4に固定した受動歯車3と入力軸1同軸の駆動歯車2と噛合い、カウンターシャフト4に連結された遊星歯車機構J4のキャリア12Hに保持されたピニオンギヤB2と噛合うサンギヤB1に連なる制御歯車15と一体化した駆動歯車12と、前記駆動歯車12と入力軸1同軸の受動歯車13と噛合い、前記ピ二オンギヤB2と噛合うリングギヤB3に一体化された従動軸P3に固定された駆動歯車5と制御歯車7と入力軸に対し逆回転に設定しワンウェイクラッチ11を配置し、前記駆動歯車5と入力軸1同軸の受動歯車6は噛合い、制御歯車7と噛合うウオームギヤ8はクランク軸21を介し低速側ブレーキ機構9のピストン6Fに連結し、制御歯車15と噛合うウオームギヤ16はクランク軸22を介し中速側ブレーキ機構17のピストン6Gに連結され、シリンダー室7F/8F・7G/8Gに流動体を封入する。
A planetary gear mechanism that meshes with a sun gear A1 that is linked to an input shaft 1
上記の課題解決手段による作用は次の通りである。入力軸1からの動力は低速歯車群と中速歯車群と高速歯車群の3系列の歯車群に分配され、減速比率が最も大きい低速歯車群(1.A1.A2.9H.2.3.4.12H.B2.B3.P3.5.6.C1.C2.C3.14.)と、低速歯車群と高速歯車群の中間域に減速された中速歯車群(1.A1.A2.9H.2.3.4.12H.B2.B1.12.13.D1.D2.D3.P2.11H.C2.C3.14.)と、入力軸に対し増速に変速された高速歯車群(1.A1.A2.A3.P1.10H.D2.D3.P2.11H.C2.C3.14.)は直列連結され、入力軸1からの動力は当初駆動力の軽い順に低速歯車群と中速歯車群が減速比率に応じて複合した駆動力を出力軸14に逆回転して伝え、以後 カウンターシャフト4同軸に配列された従動軸P3の制御歯車7と噛合うウオームギヤ8に直結されたクランク軸21に連結されたピストン6Fは、ブレーキ機構9のシリンダー室7F/8Fを往復運動しシリンダー室に封入された流動体が通路2Fを通りシリンダー室7F/8Fを往復し、モーター10の回転によりドライブシャフト5Fの先端に直結されたバルブ4Fが通路2Fを閉じていく事に依り、シリンダー室7F/8F内の流動体の移動が制御される事でピストン6Fの往復運動も制御され、ピストン6Fからクランク軸21に直結されたウオームギヤ8と噛合う制御歯車7から駆動歯車5を経由し低速歯車群の回転が制御され、反比例して中速歯車群の回転は増速され、一定回転域から高速歯車群も変速比率に応じて回転し始め複合した回転が出力軸14に逆回転して伝わり、バルブ4Fが全閉されるとピストン6Fの往復運動も停止し連動して低速歯車群の回転も停止し、順次中速側ブレーキ機構17のモーター18でバルブ4Gが閉じていく事に依り、シリンダー室7G/8G内の流動体の移動が制御される事でピストン6Gの往復運動も制御され、ピストン6Gに連結されたクランク軸22に直結されたウオームギヤ16と噛合う制御歯車15に一体化された駆動歯車12を経由し中速歯車群の回転が制御され、反比例して高速歯車群の回転が増速され複合した回転が出力軸14に逆回転して伝達され、バルブ4Gが全閉されると中速歯車群の回転が停止し高速歯車群のみの回転が出力軸14に逆回転して伝えられる、低速、中速、高速の歯車群に3分配された動力が出力軸14に複合し、低速側ブレーキ機構9と中速側ブレーキ機構17に依り複合比率を変化させて無段変速される。
The operation of the above problem solving means is as follows. The power from the input shaft 1 is distributed to the three gear groups of the low-speed gear group, the medium-speed gear group, and the high-speed gear group, and the low-speed gear group (1.A1.A2.9H.2.3. 4.12H.B2.B3.P3.5.5.6.C1.C2.C3.14.) And medium speed gear group (1.A1.A2. 9H.2.3.3.412H.B2.B1.12.113.D1.D2.D3.P2.11H.C2.C3.14.) And a high-speed gear group shifted at an increased speed with respect to the input shaft (1.A1.A2.A3.P1.10H.D2.D3.P2.11H.C2.C3.14.) Are connected in series, and the power from the input shaft 1 starts with the low-speed gear group in order of increasing initial driving force. The medium speed gear group transmits the combined driving force according to the reduction ratio to the
本発明は、変速に2個のブレーキ機構内の流動体を順次制御抑制し、低速、中速、高速の各歯車群の複合比率を変化させて無段変速するもので、制御が簡単で変速ショックが無くスムーズな変速が出来る。 In the present invention, the fluids in the two brake mechanisms are sequentially controlled and controlled for speed change, and the infinitely variable speed is changed by changing the composite ratio of each gear group of low speed, medium speed, and high speed. Smooth shift without shock.
又、従来の自動変速機の変速に用いられる複数の多板クラッチとブレーキが必要で無く、多板クラッチとブレーキの摩耗による故障が無く、変速制御用オイルポンプの駆動が必要では無く、燃費効率の良い高馬力にも耐える歯車式無段変速機を提供する。 In addition, multiple multi-plate clutches and brakes used for shifting in conventional automatic transmissions are not required, there is no failure due to wear of the multi-plate clutches and brakes, no drive of an oil pump for shift control is required, and fuel efficiency A gear-type continuously variable transmission that can withstand high horsepower.
以下.本発明の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明装置の実施例の断面図であり、入力軸1に連結された遊星歯車機構J1のサンギヤA1と噛合うピニオンギヤA2を保持するキャリア9Hに連なる駆動歯車2と、前記ピニオンギヤA2と噛合うリングギヤA3に一体化された従動軸P1に入力軸と逆回転に設定したワンウェイクラッチ20を配置し、前記従動軸P1に連結された遊星歯車機構J2のキャリア10Hに保持されたピニオンギヤD2と噛合うサンギヤD1に連なる受動歯車13と、前記ピニオンギヤD2と噛合うリングギヤD3に一体化された従動軸P2に入力軸と逆回転に設定したワンウェイクラッチ19を配置し、前記従動軸P2に連結された遊星歯車機構J3のキャリア11Hに保持されたピニオンギヤC2と噛合うサンギヤC1に連なる受動歯車6と、前記ピニオンギヤC2と噛合うリングギヤC3と一体化された出力軸14と、入力軸1に平行してカウンターシャフト4を設置し同軸に受動歯車3を固定し入力軸同軸の駆動歯車2と噛合い、前記カウンターシャフト4に連結された遊星歯車機構J4のキャリア12Hに保持されたピニオンギヤB2と噛合うサンギヤB1に一体化された制御歯車15と駆動歯車12を配置し、前記駆動歯車12と入力軸1同軸の受動歯車13と噛合い、前記ピニオンギヤB2と噛合うリングギヤB3に一体化された従動軸P3に固定された駆動歯車5と制御歯車7と入力軸に逆回転に設定されワンウェイクラッチ11を配置し、前記駆動歯車5と入力軸1同軸の受動歯車6と噛合い、前記制御歯車7とウオームギヤ8と噛合いクランク軸21に直結され、前記クランク軸21とブレーキ機構9のピストン6Fと連結され、前記ブレーキ機構9のシリンダー室7F/8Fに通路口3Fを設け此れに通路2Fを配置し、前記シリンダー室7F/8Fに流動体を封入し、通路2Fにバルブ4Fに連結した5モーター10を配置し、カウンターシャフト4同軸の制御歯車15とウオームギヤ16と噛合いクランク軸22に直結され、前記クランク軸22とブレーキ機構17のピストン6Gと連結され、前記ブレーキ機構17のシリンダー室7G/8Gに通路口3Gを設け此れに通路2Gを配置し、前記シリンダー室7G/8Gに流動体を封入し、通路2Gにバルブ4Gを連結したモーター18を配置する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the device of the present invention. A
図2は本発明の実施形態を示す斜視図。 FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
図3は本発明による入力軸から出力軸に至る動力の伝達経路を示す概略図。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a power transmission path from the input shaft to the output shaft according to the present invention.
図4は本発明による入力軸から出力軸に至る低速・中速・高速歯車群の複合変速比を表した変速特性図。 FIG. 4 is a speed change characteristic diagram showing a composite gear ratio of a low speed / medium speed / high speed gear group from the input shaft to the output shaft according to the present invention.
以下. 上記構成の動作を説明する。入力軸1から出力軸14に直列連結され出力軸14に対し増速に設定された高速歯車群(1.A1.A2.A3.P1.10H.D2.D3.P2.11H.C2.C3.14.)と、高速歯車群速と低速歯車群の中間域に減速された中速歯車群(1.A1.A2.9H.2.3.4.12H.B2.B1.12.13.D1.D2.D3.P2.11H.C2.C3.14.)と、最も大きく減速された低速歯車群(1.A1.A2.9H.2.3.4.12H.B2.B3.P3.5.6.C1.C2.C3.14)の、3系列の歯車群で構成され、入力軸1からの回転が当初減速側に設定された駆動力の軽い低速歯車群と中速歯車群の2系列の歯車群が減速比率に応じて配分した回転を複合して出力軸14に逆回転して伝えられ、カウンターシャフト4同軸の制御歯車7と噛合うウオームギヤ8に直結されたクランク軸21に連結されたブレーキ機構9のピストン6Fは、往復運動してシリンダー室7F/8Fに封入された流動体が通路2Fを通りシリンダー室7F/8Fを往復し、モーター10の回転によりドライブシャフト5Fの先端に取り付けられたバルブ4Fが閉じていく事に依り、シリンダー室7F/8Fの流動体が移動を制御され、此れによりピストン6Fの往復運動も制御されクランク軸21に直結されたウオームギヤ8と噛合う制御歯車7から同軸の駆動歯車5を経由し低速歯車群の回転が制御され、反比例して中速歯車群の回転は増速され一定回転域から高速歯車群も回転し始め、低速歯車群と中速歯車群と高速歯車群の歯車群は複合した回転が出力軸14に伝わり、バルブ4Fが全閉されるとシリンダー室7F/8Fの流動体の移動が抑制されピストン6Fの往復運動も抑制され低速歯車群の回転は抑制され、反比例して中速歯車群と高速歯車群は変速比率に応じて複合した回転が出力軸14に伝えられ、順次カウンターシャフト4同軸の制御歯車15と噛合うウオームギヤ16に直結されたクランク軸22に連結されたブレーキ機構17のピストン6Gは、モーター18の回転に依りドライブシャフト5Gの先端に取り付けられたオイルバルブ4Gを閉じていく事に依り. シリンダー室7G/8Gに封入された流動体の移動が制御され、此れによりピストン6Gの往復運動も制御されクランク軸22に直結されたウオームギヤ16と噛合う制御歯車15と一体化した駆動歯車12を経由し中速歯車群の回転が制御され、反比例して高速歯車群の回転が増速され中速歯車群と複合した回転が出力軸14に伝わり、バルブ4Gが全閉されるとピストン6Gの往復運動も抑制され中速歯車群の回転も抑制され、高速歯車群のみの回転が出力軸14に逆回転して伝わり無段変速するもの。
The operation of the above configuration will be described below. A high-speed gear group (1.A1.A2.A3.P1.10H.D2.D2.P2.11H.C2.C3.1) connected in series from the input shaft 1 to the
走行車両用無段変速機として適用できる。 It can be applied as a continuously variable transmission for a traveling vehicle.
1 入力軸
2.5.12 駆動歯車
3.6.13 受動歯車
7.15 制御歯車
4 カウンターシャフト
8.16 ウオームギヤ
9 低速側ブレーキ機構
17 中速側ブレーキ機構
10.18 モーター
11.19.20 ワンウェイクラッチ
14. 出力軸
21.22 クランク軸
A1.B1.C1.D1 サンギヤ
A2.B2.C2.D2. ピニオンギヤ
A3.B3.C3.D3 リングギヤ
1F.1G パイプ
2F.2G 通路
3F.3G 通路口
4F.4G バルブ
5F.5G ドライブシャフト
6F.6G ピストン
7F.8F.7G.8G シリンダー室
9H.10H.11H.12H キャリア
J1.J2.J3.J4 遊星歯車機構
P1.P2.P3 従動軸
1 Input shaft 2.5.12 Drive gear 3.6.13 Passive gear 7.15 Control gear 4 Countershaft 8.16 Worm gear 9 Low
Claims (2)
The countershaft (4) of the gear-type continuously variable transmission, the cylinder chamber (7F / 8F) of the low-speed brake mechanism (9) connected to the control gear (7/15) arranged coaxially, and the medium-speed brake By continuously controlling and suppressing the reciprocating motion of the fluid in the cylinder chamber (7G / 8G) of the mechanism (17), the compound ratio of the power reaching the output shaft is changed to change continuously. The gear type continuously variable transmission according to Item 1.
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