JP2013145002A - Transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動力源からの駆動力を伝達する入力軸の回転数を複数段に変速して出力軸に伝達する変速装置に関する。 The present invention relates to a transmission that shifts the rotational speed of an input shaft that transmits a driving force from a driving force source to a plurality of stages and transmits it to an output shaft.
車両等の変速装置では、車両の運転状態に対応して変速比を選択して変速するようになっている。こうした変速装置では、変速用遊星歯車機構、制御クラッチ及び制御ブレーキ等の伝動機構を備えたものが開発されている。 In a transmission device such as a vehicle, a gear ratio is selected in accordance with the driving state of the vehicle to change the speed. Such transmissions have been developed that include transmission planetary gear mechanisms, control clutches, and control brakes.
例えば、図５は、遊星歯車機構及び制御ブレーキを備えた２段変速機に関する説明図である。図５（ａ）は、２段変速機に関する概略構成図であり、図５（ｂ）は、遊星歯車機構の各要素の回転比を示す速度線図である。なお、こうした変速機は、例えば、特許文献１に記載されている。 For example, FIG. 5 is an explanatory diagram relating to a two-stage transmission including a planetary gear mechanism and a control brake. Fig.5 (a) is a schematic block diagram regarding a two-stage transmission, and FIG.5 (b) is a velocity diagram which shows the rotation ratio of each element of a planetary gear mechanism. Such a transmission is described in Patent Document 1, for example.
遊星歯車機構１００は、入力軸１０３に結合されたサンギヤＳ、小径ピニオンギヤ１０１ａ及び小径ピニオンギヤよりも歯数の多い大径ピニオンギヤ１０１ｂからなる段付きピニオンギヤ１０１、段付きピニオンギヤ１０１を回転可能に支承するとともに入力軸１０３に対して回転可能に支承されたキャリアＣ、大径ピニオンギヤ１０１ｂに噛合するとともに入力軸１０３に対して回転可能に支承されたリングギヤＲ１、及び、小径ピニオンギヤ１０１ａに噛合するとともに入力軸１０３に対して回転可能に支承されたリングギヤＲ２を備えている。
The
キャリアＣは、出力側軸１０２に結合されており、出力側軸１０２は、中空軸からなるとともに内部に入力軸１０３が貫通して回転可能に支承されている。そのため、キャリアＣは、出力側軸１０２を介して入力軸１０３に回転可能に支承されている。出力側軸１０２には、出力側ギヤ１０４が結合されており、出力側ギヤ１０４は、出力軸１０６に結合された伝達ギヤ１０５に噛合している。
The carrier C is coupled to the
リングギヤＲ１は、入力軸１０３に回転可能に支承されたフランジ１０７に固定されており、フランジ１０７の外周には、制御ブレーキ機構Ｂ１が設けられている。制御ブレーキ機構Ｂ１は、入力軸１０３に対してフランジ１０７の回転を停止するために、フランジ１０７の外周に固定された摩擦要素及び摩擦要素を押圧して固定側本体と連結するアクチュエータ（図示せず）を備えており、制御ブレーキ機構Ｂ１を作動させることでリングギヤＲ１を入力軸１０３に対して固定することができる。
The ring gear R1 is fixed to a
リングギヤＲ２は、入力軸１０３に回転可能に支承されたフランジ１０８に固定されており、フランジ１０８の外周には、制御ブレーキ機構Ｂ２が設けられている。制御ブレーキ機構Ｂ２は、入力軸１０３に対してフランジ１０８の回転を停止するために、制御ブレーキ機構Ｂ１と同様に、フランジ１０８の外周に固定された摩擦要素及び摩擦要素を押圧して固定側本体と連結するアクチュエータ（図示せず）を備えている。そして、制御ブレーキ機構Ｂ２を作動させることでリングギヤＲ２を入力軸１０３に対して固定することができる。
The ring gear R2 is fixed to a
この従来例では、図５（ｂ）に示すように、サンギヤＳが入力側となり、キャリアＣが出力側となるため、サンギヤＳとキャリアＣとの間の回転比に基づいて入力軸１０３よりも減速した回転数で出力側軸１０２が回転し、出力軸１０６に駆動力が伝達されるようになる。
In this conventional example, as shown in FIG. 5B, since the sun gear S is on the input side and the carrier C is on the output side, the
また、制御ブレーキ機構Ｂ１を作動させてリングギヤＲ１を固定し、リングギヤＲ２を回転自在な状態に設定した場合、サンギヤＳに入力された駆動力は、段付きピニオンギヤ１０１に伝達され、段付きピニオンギヤ１０１は固定状態のリングギヤＲ１に従って回転するようになるため、大径ピニオンギヤ１０１ｂとリングギヤＲ１が噛合して回転する。そして、段付きピニオンギヤ１０１の公転運動によりキャリアＣが回転して出力軸１０６に駆動力が伝達される。制御ブレーキ機構Ｂ２を作動させてリングギヤＲ２を固定し、リングギヤＲ１を回転自在な状態に設定した場合には、制御ブレーキ機構Ｂ１を作動させた場合と同様に駆動力が伝達されるが、この場合には、小径ピニオンギヤ１０１ａとリングギヤＲ２が噛合して回転するようになるため、制御ブレーキ機構Ｂ１を作動させた場合に比べて減速比が大きくなる。したがって、制御ブレーキ機構Ｂ１及びＢ２を切り換えて作動させることで、２段階の減速を実現することができる。
In addition, when the ring gear R1 is fixed by operating the control brake mechanism B1 and the ring gear R2 is set to be rotatable, the driving force input to the sun gear S is transmitted to the
図６は、遊星歯車機構及び制御ブレーキを備えた３段変速機に関する説明図である。 図６（ａ）は、３段変速機に関する概略構成図であり、図６（ｂ）は、遊星歯車機構の各要素の回転比を示す速度線図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram regarding a three-stage transmission including a planetary gear mechanism and a control brake. FIG. 6A is a schematic configuration diagram relating to a three-speed transmission, and FIG. 6B is a velocity diagram showing a rotation ratio of each element of the planetary gear mechanism.
遊星歯車機構２００は、入力軸２０３に結合されたサンギヤＳ’、小径ピニオンギヤ２０１ａ、中径ピニオンギヤ２０１ｂ及び大径ピニオンギヤ２０１ｃからなる段付きピニオンギヤ２０１、段付きピニオンギヤ２０１を回転可能に支承するとともに入力軸２０３に対して回転可能に支承されたキャリアＣ’、大径ピニオンギヤ２０１ｃに噛合するとともに入力軸２０３に対して回転可能に支承されたリングギヤＲ１’、中径ピニオンギヤ２０１ｂに噛合するとともに固定本体側に対して回転可能に支承されたリングギヤＲ２’、及び、小径ピニオンギヤ２０１ａに噛合するとともに入力軸２０３に対して回転可能に支承されたリングギヤＲ３’を備えている。
The
キャリアＣ’は、出力側軸２０２に結合されており、出力側軸２０２は、中空軸からなるとともに内部に入力軸２０３が貫通して回転可能に支承されている。そのため、キャリアＣ’は、出力側軸２０２を介して入力軸２０３に回転可能に支承されている。出力側軸２０２には、出力側ギヤ２０４が結合されており、出力側ギヤ２０４は、出力軸２０６に結合された伝達ギヤ２０５に噛合している。
The carrier C 'is coupled to the
リングギヤＲ１’は、入力軸２０３に回転可能に支承されたフランジ２０７に固定されており、フランジ２０７の外周には、制御ブレーキ機構Ｂ１’が設けられている。制御ブレーキ機構Ｂ１’は、図５に示す制御ブレーキ機構Ｂ１と同様にリングギヤＲ１’を入力軸２０３に対して固定する機能を備えている。リングギヤＲ２’は、固定側本体に回転可能に支承されたフランジ２０８に固定されており、フランジ２０８の外周には、制御ブレーキ機構Ｂ２’が設けられている。制御ブレーキ機構Ｂ２’は、制御ブレーキ機構Ｂ１’と同様にリングギヤＲ２’を入力軸２０３に対して固定する機能を備えている。また、リングギヤＲ３’は、入力軸２０３に回転可能に支承されたフランジ２０９に固定されており、フランジ２０９の外周には、制御ブレーキ機構Ｂ３’が設けられている。制御ブレーキ機構Ｂ３’は、制御ブレーキ機構Ｂ１’と同様にリングギヤＲ３’を入力軸２０３に対して固定する機能を備えている。
The ring gear R <b> 1 ′ is fixed to a
この従来例では、図６（ｂ）に示すように、サンギヤＳ’が入力側となり、キャリアＣ’が出力側となるため、サンギヤＳ’とキャリアＣ’との間の回転比に基づいて入力軸２０３よりも減速した回転数で出力側軸２０２が回転し、出力軸２０６に駆動力が伝達されるようになる。
In this conventional example, as shown in FIG. 6B, since the sun gear S ′ is on the input side and the carrier C ′ is on the output side, the input is based on the rotation ratio between the sun gear S ′ and the carrier C ′. The
また、制御ブレーキ機構Ｂ１’を作動させてリングギヤＲ１’を固定し、リングギヤＲ２’及びＲ３’を回転自在な状態に設定した場合、サンギヤＳ’に入力された駆動力は、段付きピニオンギヤ２０１に伝達され、段付きピニオンギヤ２０１は固定状態のリングギヤＲ１’に従って回転するようになるため、大径ピニオンギヤ２０１ｃとリングギヤＲ１’が噛合して回転する。そして、段付きピニオンギヤ２０１の公転運動によりキャリアＣ’が回転して出力軸２０６に駆動力が伝達される。制御ブレーキ機構Ｂ２’を作動させてリングギヤＲ２’を固定し、リングギヤＲ１’及びＲ３’を回転自在な状態に設定した場合には、制御ブレーキ機構Ｂ１’を作動させた場合と同様に駆動力が伝達されるが、この場合には、中径ピニオンギヤ２０１ｂとリングギヤＲ２’が噛合して回転するようになるため、制御ブレーキ機構Ｂ１’を作動させた場合に比べて減速比が大きくなる。制御ブレーキ機構Ｂ３’を作動させてリングギヤＲ３’を固定し、リングギヤＲ１’及びＲ２’を回転自在な状態に設定した場合には、制御ブレーキ機構Ｂ１’を作動させた場合と同様に駆動力が伝達されるが、この場合には、小径ピニオンギヤ２０１ａとリングギヤＲ３’が噛合して回転するようになるため、制御ブレーキ機構Ｂ２’を作動させた場合に比べて減速比が大きくなる。したがって、制御ブレーキ機構Ｂ１’、Ｂ２’及びＢ３’を切り換えて作動させることで、３段階の減速を実現することができる。
Further, when the ring gear R1 ′ is fixed by operating the control brake mechanism B1 ′ and the ring gears R2 ′ and R3 ′ are set in a rotatable state, the driving force input to the sun gear S ′ is applied to the stepped pinion gear 201. Since the stepped pinion gear 201 is rotated in accordance with the fixed ring gear R1 ′, the large-diameter pinion gear 201c and the ring gear R1 ′ are engaged and rotated. Then, the carrier C ′ is rotated by the revolving motion of the stepped pinion gear 201 and the driving force is transmitted to the
上述した従来例では、入力軸及び出力側軸を一軸で構成して段付きピニオンギヤを用いて複数段の減速による変速機を実現しているが、増速による変速ができない欠点がある。また、すべての変速モードにおいて減速に設定されるため、減速に伴う駆動力の伝達ロスが常時生じるようになる。また、リングギヤの歯数（段付ピニオンギヤの歯数）が異なるため、いずれか１つのリングギヤが噛合された際に残りのリングギヤの組付けが困難になる。 In the above-described conventional example, the input shaft and the output side shaft are configured as a single shaft and a stepped pinion gear is used to realize a transmission with a plurality of speed reductions. Further, since deceleration is set in all shift modes, a transmission loss of driving force accompanying deceleration always occurs. Further, since the number of teeth of the ring gear (the number of teeth of the stepped pinion gear) is different, the assembly of the remaining ring gear becomes difficult when any one of the ring gears is engaged.
そこで、本発明は、減速、等速及び増速の変速モードを実現することができる変速装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transmission that can realize speed change modes of deceleration, constant speed, and speed increase.
本発明に係る変速装置は、入力軸から出力軸に駆動力を伝達する遊星歯車機構を備えた変速装置であって、前記遊星歯車機構は、前記入力軸からの駆動力が伝達される第一リングギヤと、前記出力軸に駆動力を伝達する第二リングギヤと、前記第一及び第二リングギヤにそれぞれ噛合する小径ピニオンギヤ及び大径ピニオンギヤからなる段付ピニオンギヤと、前記段付ピニオンギヤを支承するとともに前記入力軸からの駆動力が伝達されるキャリアと、前記小径ピニオンギヤ又は前記大径ピニオンギヤに噛合するサンギヤとを備えており、前記入力軸と前記第一リングギヤとの間に結合されて駆動伝達を接断する第一接断手段と、前記入力軸と前記キャリアとの間に結合されて駆動伝達を接断する第二接断手段と、前記サンギヤの回転を規制する第一規制手段とを備えている。さらに、前記入力軸と前記サンギヤとの間に結合されて駆動伝達を接断する第三接断手段と、前記キャリアの回転を規制する第二規制手段とを備えている。さらに、前記小径ピニオンギヤ及び前記大径ピニオンギヤの歯数を同一となるように設定している。 A transmission according to the present invention is a transmission including a planetary gear mechanism that transmits a driving force from an input shaft to an output shaft, and the planetary gear mechanism is configured to transmit a driving force from the input shaft. A ring gear, a second ring gear that transmits driving force to the output shaft, a stepped pinion gear that includes a small-diameter pinion gear and a large-diameter pinion gear that mesh with the first and second ring gears, respectively, and supports the stepped pinion gear and A carrier to which driving force from the input shaft is transmitted, and a sun gear meshing with the small-diameter pinion gear or the large-diameter pinion gear, are coupled between the input shaft and the first ring gear to connect the drive transmission. A first connection / disconnection means for disconnecting, a second connection / disconnection means coupled between the input shaft and the carrier for connecting / disconnecting drive transmission, and the rotation of the sun gear being restricted. And a first stop means that. Furthermore, a third connecting / disconnecting means for connecting / disconnecting drive transmission coupled with the input shaft and the sun gear and a second restricting means for restricting rotation of the carrier are provided. Furthermore, the number of teeth of the small-diameter pinion gear and the large-diameter pinion gear is set to be the same.
本発明は、上記のような構成を有することで、減速、等速及び増速の変速モードを実現することができる。また、モジュールを変更して段付ピニオンギヤの小径ピニオンギヤ及び大径ピニオンギヤの歯数を同一に設定することで、リングギヤの組付け性を向上させることができる。 The present invention has a configuration as described above, and can realize speed reduction modes of deceleration, constant speed and speed increase. In addition, by changing the module and setting the same number of teeth for the small-diameter pinion gear and the large-diameter pinion gear of the stepped pinion gear, it is possible to improve the assemblability of the ring gear.
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
図１は、本発明に係る第一実施形態に関する説明図である。図１（ａ）は、第一実施形態に関する概略構成図であり、図１（ｂ）は、遊星歯車機構の各要素の回転比を示す速度線図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram relating to a first embodiment according to the present invention. Fig.1 (a) is a schematic block diagram regarding 1st embodiment, FIG.1 (b) is a velocity diagram which shows the rotation ratio of each element of a planetary gear mechanism.
遊星歯車機構１は、小径ピニオンギヤ２ａ及び大径ピニオンギヤ２ｂからなる段付ピニオンギヤ２、大径ピニオンギヤ２ｂに噛合するとともに入力軸７に対して回転可能に支承されたサンギヤＳ、段付きピニオンギヤ２を回転可能に支承するとともに入力軸７からの駆動力が伝達されるキャリアＣ、大径ピニオンギヤ２ｂに噛合するとともに入力軸７からの駆動力が伝達される第一リングギヤＲ１、及び、小径ピニオンギヤ２ａに噛合するとともに出力軸１１に駆動力を伝達する第二リングギヤＲ２を備えている。
The planetary gear mechanism 1 meshes with a stepped
サンギヤＳは、出力側軸３に結合されており、出力側軸３にはフレーム４が結合されている。フレーム４の外周には、サンギヤＳの回転を規制する第一規制手段である制御ブレーキ機構Ｂが設けられている。制御ブレーキ機構Ｂは、入力軸７に対してフレーム４の回転を停止するために、フレーム４の外周に固定された摩擦要素及び摩擦要素を押圧して固定側本体と連結するアクチュエータ（図示せず）を備えており、制御ブレーキ機構Ｂを作動させることでサンギヤＳを入力軸７の回転に対して固定することができる。
The sun gear S is coupled to the output side shaft 3, and the
キャリアＣは、入力側軸５に結合している。入力側軸５は、駆動伝達を接断する第一接断手段であるアクチュエータ６を介して入力軸７と連結している。アクチュエータ６が駆動制御されて入力軸７の回転が伝達されると、入力側軸５が回転してキャリアＣが回転駆動されるようになる。また、アクチュエータ６が駆動制御されて入力軸７の回転が遮断されると、入力側軸５の回転が停止してキャリアＣは回転自在の状態に設定される。
The carrier C is coupled to the
第一リングギヤＲ１は、入力軸７に対して回転可能に支承されたフランジ８に固定されており、フランジ８は入力側軸９に結合している。入力側軸９は、駆動伝達を接断する第二接断手段であるアクチュエータ１０を介して入力軸７と連結している。アクチュエータ１０が駆動制御されて入力軸７の回転が伝達されると、入力側軸９が回転して第一リングギヤＲ１が回転駆動されるようになる。また、アクチュエータ１０が駆動制御されて入力軸７の回転が遮断されると、入力側軸９の回転が停止して第一リングギヤＲ１は回転自在の状態に設定される。
The first ring gear R <b> 1 is fixed to a
第二リングギヤＲ２は、入力軸７に対して回転可能に支承されたフランジ１１に固定されており、フランジ１１は出力側軸１２に結合している。出力側軸１２は、中空軸に形成されており、内部に出力側軸３が回転可能に貫通している。出力側軸１２には、出力側ギヤ１３が結合しており、出力側ギヤ１３は、出力軸１５に結合する伝達ギヤ１４に噛合している。そのため、第二リングギヤＲ２が回転すると、出力軸１５が回転するようになる。この例では、出力側ギヤ１３及び伝達ギヤ１４が減速ギヤとして機能するように設定されている。
The second ring gear R <b> 2 is fixed to a
段付ピニオンギヤ２の小径ピニオンギヤ２ａ及び大径ピニオンギヤ２ｂは、歯数が同一となるように設定されており、ピッチ円径をモジュールにより調整することでリングギヤＲ１及びＲ２の組付け性を向上させるようにしている。
The small-
第一実施形態では、図１（ｂ）に示すように、キャリアＣ及び第一リングギヤＲ１が入力側となり、第二リングギヤＲ２が出力側となっている。そして、アクチュエータ６及び１０の駆動制御によりキャリアＣ及び／又は第一リングギヤＲ１に入力軸７の回転を伝達することで、増速、等速又は減速した回転数で出力軸１５に駆動力が伝達されるようになる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1B, the carrier C and the first ring gear R1 are on the input side, and the second ring gear R2 is on the output side. Then, by transmitting the rotation of the input shaft 7 to the carrier C and / or the first ring gear R <b> 1 by driving control of the
変速モードを減速にする場合には、アクチュエータ１０を駆動制御して第一リングギヤＲ１に入力軸７の回転を伝達する。また、アクチュエータ６を駆動制御してキャリアＣへの駆動力の伝達を遮断し、キャリアＣを回転自在の状態に設定する。また、制御ブレーキ機構Ｂを作動させてサンギヤＲを固定する。
When decelerating the speed change mode, the
第一リングギヤＲ１に入力された駆動力は、第一リングギヤＲ１に噛合する大径ピニオンギヤ２ｂに伝達され、段付ピニオンギヤ２が回転するようになる。段付ピニオンギヤ２は固定状態のサンギヤＳに従って回転するようになり、段付ピニオンギヤ２の回転により第二リングギヤＲ２が小径ピニオンギヤ２ａと噛合して回転する。そして、第二リングギヤＲ２の回転は、出力側ギヤ１３及び伝達ギヤ１４を介して出力軸１５に伝達される。この場合には、第一リングギヤＲ１が大径ピニオンギヤ２ｂと噛合して段付ピニオンギヤ２を回転させて、小径ピニオンギヤ２ａに噛合する第二リングギヤＲ２に回転を伝達するようにしているので、減速を実現することができる。
The driving force input to the first ring gear R1 is transmitted to the large-
変速モードを増速にする場合には、アクチュエータ６を駆動制御してキャリアＣに入力軸７の回転を伝達する。また、アクチュエータ１０を駆動制御して第一リングギヤＲ１への駆動力の伝達を遮断し、第一リングギヤＲ１を回転自在の状態に設定する。また、制御ブレーキ機構Ｂを作動させてサンギヤＳを固定する。
When the speed change mode is to be increased, the
キャリアＣに入力された駆動力は、段付ピニオンギヤ２を公転運動させるように作用し、段付ピニオンギヤ２は固定状態のサンギヤＳに従って回転するようになる。段付ピニオンギヤ２の回転により第二リングギヤＲ２が小径ピニオンギヤ２ａと噛合して回転し、第二リングギヤＲ２の回転は、出力側ギヤ１３及び伝達ギヤ１４を介して出力軸１５に伝達される。この場合には、キャリアＣが段付ピニオンギヤ２を回転させて、小径ピニオンギヤ２ａに噛合する第二リングギヤＲ２に回転を伝達するようにしているので、増速を実現することができる。
The driving force input to the carrier C acts to revolve the stepped
変速モードを等速にする場合には、アクチュエータ６及び１０を駆動制御してキャリアＣ及び第一リングギヤＲ１の両方に入力軸７の回転を伝達する。また、制御ブレーキ機構Ｂを停止させてサンギヤＳを回転自在の状態に設定する。
When the speed change mode is set to a constant speed, the
キャリアＣ及び第一リングギヤＲ１が同じ回転数で回転することで、段付ピニオンギヤ２を介して第二リングギヤＲ２に回転が伝達されて、出力側軸１２が入力側軸５及び９と同じ回転数で回転するようになり、等速を実現することができる。
By rotating the carrier C and the first ring gear R1 at the same rotational speed, the rotation is transmitted to the second ring gear R2 via the stepped
第一実施形態では、遊星歯車機構のキャリア及び第一リングギヤの２つの要素に入力側の駆動力が選択的に伝達されるようになっており、増速、等速及び減速の３段階の変速モードを入力側の切換動作によりスムーズに行うことができる。そして、実際の走行動作において等速の変速モードを多用するように変速段を設定しておけば変速走行時に発生するリングギヤ、ピニオンギヤ及びサンギヤの相対回転による伝達ロスを抑えることが可能となる。また、２つのリングギヤを入力側及び出力側に用いているので、リングギヤの外周に制御ブレーキ機構を設けることがなく、変速装置の外周を小さくすることができる。また、出力側ギヤを中空軸に固定するようにしているので、回転中心軸に近い位置に外形の小さい出力側ギヤを配置することができ、減速ギヤの小径化による装置のコンパクト化を図ることが可能となる。 In the first embodiment, the driving force on the input side is selectively transmitted to the two elements of the carrier of the planetary gear mechanism and the first ring gear, and three-stage shifting of speed increase, constant speed and speed reduction is performed. The mode can be smoothly performed by the switching operation on the input side. If the gear position is set so as to frequently use the constant speed shift mode in the actual traveling operation, it is possible to suppress transmission loss due to the relative rotation of the ring gear, the pinion gear, and the sun gear that occurs during the shift traveling. Further, since the two ring gears are used on the input side and the output side, a control brake mechanism is not provided on the outer periphery of the ring gear, and the outer periphery of the transmission can be reduced. In addition, since the output side gear is fixed to the hollow shaft, the output side gear having a small outer shape can be arranged at a position close to the rotation center axis, and the device can be made compact by reducing the diameter of the reduction gear. Is possible.
駆動源としてモータを用いる場合、モータの効率特性に基づいた変速動作を行う必要がある。図７は、電動車両用走行モータの効率特性を示す効率マップの一例である。縦軸及び横軸にそれぞれ走行モータのトルク及び回転数をとり、トルク及び回転数により算出されるモータの効率をマッピングしている。このマップからわかるように、低回転高トルクの領域及び高回転低トルクの領域では、走行モータの効率が低下するようになる。したがって、走行モータを駆動源として変速動作を行う場合、こうしたモータ効率が低下する領域にできるだけならないようにする必要がある。第一実施形態では、減速、等速及び増速の３段階の変速が可能で、電動車両の車速及び必要な駆動力に応じて変速することでモータ効率の高い領域で走行が可能となり、バッテリの消耗を抑えることができる。 When a motor is used as a drive source, it is necessary to perform a speed change operation based on the efficiency characteristics of the motor. FIG. 7 is an example of an efficiency map showing the efficiency characteristics of the electric vehicle travel motor. The vertical axis and the horizontal axis represent the torque and the rotational speed of the traveling motor, respectively, and the motor efficiency calculated by the torque and the rotational speed is mapped. As can be seen from this map, the efficiency of the traveling motor decreases in the low rotation high torque region and the high rotation low torque region. Therefore, when the speed change operation is performed using the traveling motor as a drive source, it is necessary to avoid such a region where the motor efficiency is reduced. In the first embodiment, three stages of speed reduction, constant speed and speed increase are possible, and it is possible to travel in a region where the motor efficiency is high by shifting according to the vehicle speed and the required driving force of the electric vehicle. Consumption can be suppressed.
図２は、第一実施形態の変形例に関する概略構成図である。この例では、図１に示すサンギヤＳの代わりに段付ピニオンギヤ２の小径ピニオンギヤ２ａにサンギヤＳ’が噛合している。サンギヤＳ’は、出力側軸３に結合されており、出力側軸３に結合されたフレーム４には、図１と同様に制御ブレーキ機構Ｂが設けられている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram regarding a modification of the first embodiment. In this example, the sun gear S 'meshes with the small-
このように段付ピニオンギヤ２の小径ピニオンギヤ２ａにサンギヤＳ’を噛合させるように構成した場合でも、第一実施形態と同様に、増速、等速及び減速の３段階の変速モードを入力側の切換動作により実現することができる。
Even when the sun gear S ′ is engaged with the small-
図３は、本発明に係る第二実施形態に関する説明図である。図３（ａ）は、第二実施形態に関する概略構成図であり、図３（ｂ）は、遊星歯車機構の各要素の回転比を示す速度線図である。第二実施形態では、第一実施形態と同様に、増速、等速及び減速の変速モードを実現することができ、さらに、逆回転を実現することができる。なお、第一実施形態と同一の要素には同一の番号を付与しており、第一実施形態と同様の機能を果たすものであるので、説明を省略する。 FIG. 3 is an explanatory diagram relating to the second embodiment of the present invention. Fig.3 (a) is a schematic block diagram regarding 2nd embodiment, FIG.3 (b) is a velocity diagram which shows the rotation ratio of each element of a planetary gear mechanism. In the second embodiment, as in the first embodiment, it is possible to realize speed change modes of speed increase, constant speed, and deceleration, and it is possible to realize reverse rotation. In addition, since the same number is provided to the same element as 1st embodiment and the same function as 1st embodiment is fulfilled, description is abbreviate | omitted.
サンギヤＳは、出力側軸３に結合されており、出力側軸３にはフレーム４が結合されている。フレーム４の外周には、サンギヤＳの回転を規制する制御ブレーキ機構Ｂ１が設けられている。制御ブレーキ機構Ｂ１は、図１に示す制御ブレーキ機構Ｂと同様のものである。出力側軸３は、入力側に延設されて入力側軸の機能も果たすようになっており、出力側軸３の入力側は、駆動伝達を接断する第三接断手段であるアクチュエータ１６を介して入力軸７と連結している。アクチュエータ１６が駆動制御されて入力軸７の回転が伝達されると、出力側軸３が回転してサンギヤＳが回転駆動されるようになる。また、アクチュエータ１６が駆動制御されて入力軸７の回転が遮断されると、出力側軸３の回転が停止してサンギヤＳは回転自在の状態に設定される。
The sun gear S is coupled to the output side shaft 3, and the
キャリアＣは、入力側では、入力側軸５に結合して、アクチュエータ６を介して入力軸７と連結しており、出力側では、フレーム１７に結合されている。フレーム１７は、出力側軸１８に結合しており、出力側軸１８にはフレーム１９が結合されている。フレーム１９の外周には、キャリアＣの回転を規制する第二規制手段である制御ブレーキ機構Ｂ２が設けられている。制御ブレーキ機構Ｂ２は、入力軸７に対してフレーム１９の回転を停止するために、フレーム１９の外周に固定された摩擦要素及び摩擦要素を押圧して固定側本体と連結するアクチュエータ（図示せず）を備えており、制御ブレーキ機構Ｂ２を作動させることでキャリアＣを入力軸７の回転に対して固定することができる。
The carrier C is coupled to the
出力側軸１８は中空軸に形成されており、その内部に出力側軸３が貫通して配置されている。そして、出力側軸１８は、中空軸である出力側軸１２の内部を貫通するように配置されている。
The
第二実施形態では、図３（ｂ）に示すように、サンギヤＳ、キャリアＣ及び第一リングギヤＲ１が入力側となり、第二リングギヤＲ２が出力側となり、アクチュエータ６、１０及び１６の駆動制御によりサンギヤＳ、キャリアＣ及び第一リングギヤＲ１を適宜選択して入力軸７の回転を伝達することで、増速、等速、減速又は逆回転して出力軸１５に駆動力が伝達されるようになる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 3B, the sun gear S, the carrier C, and the first ring gear R1 are on the input side, and the second ring gear R2 is on the output side, and drive control of the
変速モードを減速にする場合には、アクチュエータ１０を駆動制御して第一リングギヤＲ１に入力軸７の回転を伝達する。また、アクチュエータ６を駆動制御してキャリアＣへの駆動力の伝達を遮断し、制御ブレーキ機構Ｂ２を停止してキャリアＣを回転自在の状態に設定する。また、アクチュエータ１６を駆動制御してサンギヤＳへの駆動力の伝達を遮断し、制御ブレーキ機構Ｂ１を作動させてサンギヤＳを固定する。このように設定することで、第一実施形態と同様に減速を実現することができる。
When decelerating the speed change mode, the
変速モードを増速にする場合には、制御ブレーキ機構Ｂ２を停止した状態でアクチュエータ６を駆動制御してキャリアＣに入力軸７の回転を伝達する。また、アクチュエータ１０を駆動制御して第一リングギヤＲ１への駆動力の伝達を遮断し、第一リングギヤＲ１を回転自在の状態に設定する。また、アクチュエータ１６を駆動制御してサンギヤＳへの駆動力の伝達を遮断し、制御ブレーキ機構Ｂ１を作動させてサンギヤＳを固定する。このように設定することで、第一実施形態と同様に増速を実現することができる。
When increasing the speed change mode, the
変速モードを等速にする場合には、制御ブレーキ機構Ｂ２を停止した状態でアクチュエータ６及び１０を駆動制御してキャリアＣ及び第一リングギヤＲ１の両方に入力軸７の回転を伝達する。また、アクチュエータ１６を駆動制御してサンギヤＳへの駆動力の伝達を遮断し、制御ブレーキ機構Ｂ１を停止させてサンギヤＳを回転自在の状態に設定する。このように設定することで、第一実施形態と同様に等速を実現することができる。この場合、制御ブレーキ機構Ｂ１及びＢ２を停止させてサンギヤＳ及びキャリアＣを回転自在の状態にして、サンギヤＳ、キャリアＣ及び第一リングギヤＲ１のいずれか２つの要素に入力軸７から駆動力を伝達するように設定すれば、等速を実現することができる。
When the speed change mode is set to the constant speed, the
逆回転にする場合には、制御ブレーキ機構Ｂ１を停止した状態でアクチュエータ１６を駆動制御してサンギヤＳに入力軸７の回転を伝達する。また、アクチュエータ１０を駆動制御して第一リングギヤＲ１への駆動力の伝達を遮断し、第一リングギヤＲ１を回転自在の状態に設定する。また、アクチュエータ６を駆動制御してキャリアＣへの駆動力の伝達を遮断し、制御ブレーキ機構Ｂ２を作動させてキャリアＣを固定する。
In the case of reverse rotation, the
サンギヤＳに入力された駆動力は、段付ピニオンギヤ２を回転させるように作用し、段付ピニオンギヤ２は固定状態のキャリアＣに従って回転するようになる。段付ピニオンギヤ２の回転により第二リングギヤＲ２が小径ピニオンギヤ２ａと噛合してサンギヤＳの回転とは逆回転し、第二リングギヤＲ２の回転は、出力側ギヤ１３及び伝達ギヤ１４を介して出力軸１５に伝達される。この場合には、キャリアＣが固定された状態でサンギヤＳに噛合する段付ピニオンギヤ２を回転させて、小径ピニオンギヤ２ａに噛合する第二リングギヤＲ２に回転を伝達するようにしているので、逆回転を実現することができる。
The driving force input to the sun gear S acts to rotate the stepped
第二実施形態では、遊星歯車機構のサンギヤ、キャリア及び第一リングギヤの３つの要素に入力側の駆動力が選択的に伝達されるようになっており、増速、等速及び減速の３段階の変速モードと逆回転とを入力側の切換動作によりスムーズに行うことができる。また、実際の走行動作において等速の変速モードを多用するように変速段を設定しておけば変速走行時に発生するリングギヤ、ピニオンギヤ及びサンギヤの相対回転による伝達ロスを抑えることが可能となる。また、２つのリングギヤを入力側及び出力側に用いているので、リングギヤの外周に制御ブレーキ機構を設けることがなく、制御ブレーキ機構を中心軸に近い位置に配置することができるので、変速装置の外周を小さくすることができる。また、出力側ギヤを中空軸に固定するようにしているので、回転中心軸に近い位置に外径の小さい出力側ギヤを配置することができるようになり、減速ギヤの小径化による装置のコンパクト化を図ることが可能となる。 In the second embodiment, the driving force on the input side is selectively transmitted to the three elements of the sun gear, the carrier and the first ring gear of the planetary gear mechanism, and there are three stages of speed increase, constant speed and speed reduction. The shift mode and the reverse rotation can be smoothly performed by the switching operation on the input side. In addition, if the gear position is set so that constant speed shift modes are frequently used in the actual travel operation, transmission loss due to the relative rotation of the ring gear, the pinion gear, and the sun gear can be suppressed. Since the two ring gears are used on the input side and the output side, the control brake mechanism is not provided on the outer periphery of the ring gear, and the control brake mechanism can be disposed at a position close to the central axis. The outer periphery can be reduced. In addition, since the output side gear is fixed to the hollow shaft, the output side gear having a small outer diameter can be arranged at a position close to the rotation center shaft, and the compactness of the device is achieved by reducing the diameter of the reduction gear. Can be achieved.
図４は、第二実施形態の変形例に関する概略構成図である。この例では、図３に示すサンギヤＳの代わりに段付ピニオンギヤ２の小径ピニオンギヤ２ａにサンギヤＳ’が噛合している。サンギヤＳ’は、出力側軸３に結合しており、出力側軸３に結合したフレーム１７には、図３と同様に制御ブレーキ機構Ｂ１が設けられている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram regarding a modification of the second embodiment. In this example, the sun gear S 'is engaged with the small-
このように段付ピニオンギヤ２の小径ピニオンギヤ２ａにサンギヤＳ’を噛合させるように構成した場合でも、第二実施形態と同様に、増速、等速及び減速の３段階の変速モードと逆回転とを入力側の切換動作により実現することができる。
Even when the sun gear S ′ is configured to mesh with the small-
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２・・・制御ブレーキ機構、Ｓ・・・サンギヤ、Ｓ１・・・第一サンギヤ、Ｓ２・・・第二サンギヤ、Ｃ・・・キャリア、Ｒ・・・リングギヤ、Ｒ１・・・第一リングギヤ、Ｒ２・・・第二リングギヤ、１・・・遊星歯車機構、２・・・段付ピニオンギヤ、２ａ・・・小径ピニオンギヤ、２ｂ・・・大径ピニオンギヤ、３・・・出力側軸、４・・・フレーム、５・・・入力側軸、６・・・アクチュエータ、７・・・入力軸、８・・・フランジ、９・・・入力側軸、１０・・・アクチュエータ、１１・・・フランジ、１２・・・出力側軸、１３・・・出力側ギヤ、１４・・・伝達ギヤ、１５・・・出力軸、１６・・・アクチュエータ、１７・・・フレーム、１８・・・出力側軸、１９・・・フレーム
B, B1, B2 ... Control brake mechanism, S ... Sun gear, S1 ... First sun gear, S2 ... Second sun gear, C ... Carrier, R ... Ring gear, R1 ... 1st ring gear, R2 ... 2nd ring gear, 1 ... Planetary gear mechanism, 2 ... Stepped pinion gear, 2a ... Small diameter pinion gear, 2b ... Large diameter pinion gear, 3 ...
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012004938A JP2013145002A (en) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | Transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
| JP2013145002A true JP2013145002A (en) | 2013-07-25 |
Family
ID=49040902
Family Applications (1)
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| JP2012004938A Pending JP2013145002A (en) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | Transmission |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013145002A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020112624A1 (en) | 2020-05-11 | 2021-11-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Transmission device for an electric drive of a vehicle |
-
2012
- 2012-01-13 JP JP2012004938A patent/JP2013145002A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| DE102020112624A1 (en) | 2020-05-11 | 2021-11-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Transmission device for an electric drive of a vehicle |
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