JPH04501163A

JPH04501163A - 連続的に変化する変速機

Info

Publication number: JPH04501163A
Application number: JP1511003A
Authority: JP
Inventors: ペリィー，ホーブス　ジョージ　ドブリー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1992-02-27
Also published as: EP0438486A1; EP0438486B1; AU4421789A; GB2224792A; GB8824133D0; DE68917312D1; US5074830A; GB8923007D0; WO1990004121A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】連続的に変化する変速機本発明はトロイダルレース・ローリング牽引装置を有する種類の連続的に変化する変速機で、トロイダルレースを形成する２枚の円板の間にあるローラの姿勢が伝導比を変えるため同時に調整可能なものに関する。すなわち、本発明はトロイダルレース・ローリング牽引装置が２つの異なる方法で最終出力に連結可能で、それにより変速機が２系統を有し、その一つでローリング牽引装置の伝導比がその全範囲にわたって変えられ、総伝導比がその全範囲の低域にわたり変化し、他の一つでローリング牽引装置の伝導比が逆方向で全範囲にわたって変えられ、総伝導比がその全範囲の高域にわたり変化するシステムに関する。これら普通「低速」および「高速」と呼ばれる２系統は、ローリング牽引装置を最終出力につなぐ、その一つが遊星歯車段により、他の一つがより直接的なギヤ又はチェーン連結による、２つの異なる連結方法を介して提供される。

本発明の主目的は好ましくは上述した種類のローリング牽引アセンブリにより連続的に変化する速度比を提供し、同時に、少なくとも一つの、好ましくは複数の通常より低い損失を呈し、さらには変速装置を迂回することで得られる固定総伝導比を提供することにある。本発明によれば、入力回転部材、出力回転部材とアセンブリー入力部材と可変範囲の全体にわたって連続的に変化する中間部材との間にあって入力部材により駆動され伝導比を生ずるよう調節可能な変速装置、中間部材と出力部材との間で連結可能な第１伝導カツプリング、中間部材と遊星歯車段に配置されている回転歯車部材の間で連結可能な第２伝導カツプリングからなり、出力回転部材は前記回転歯車部材と入力部材により駆動される歯車伝導部材の間にある遊星歯車用のキャリアおよ−び遊星歯車段の遊星運動を少なくとも部分的に抑制するように作動する手段を備え、それにより変速装置を迂回し、連続的に変化する総伝導比の範囲内で固定総伝導比を生ずる変速機が提供されている。

本発明を添付図面を参照しつつ例示の形で以下に説明する。

図面の簡単な説明第１図は本発明を実施する連続的に比率が変化する変速機の略図。第２図は本変速機における種々の伝導化間における関係を示す線図、第３図は第１図の変速機の変形例を示し、第４図は本発明の他の実施例を示し、第５図は本発明のさらに他の実施例を示す。

詳細な説明第１図に示す変速機において、入力シャフト又は主シヤフト（１）はその入力端に歯車（２）を備え、歯車（２）はトロイダルレース・ローリング牽引装置（５）を通って延びるシャフト（４）上の入力歯車（３）と噛み合っている。この牽引装置は周知の形式のものでシャフト（４）にキー止めされたへカ円板（６）、シャフト（４）に対して回転可能な出力円板（７）、および円板（６）と（７）の間の伝導比を調整するためその姿勢が同時に変えられる１組のローラ（８）がらなり、円板（６）と（７）がローラ（８）に対するトロイダルレースを形成している。

シャフト（４）はまた、１組の遊星ローラ（１０）（その一つのみを図示）により係合される円板（９）も支持し、遊星ローラ（１０）はこの構造ではシャフト（４）と同軸となっているシャツ）　（１２）の延長部分として形成された回転キャリアに支持されている。ローラ（１０）はまた、出力円板（７）の背面と係合して遊星システムを完成し、さらに牽引装置（５）のスラスト軸受を構成している。シャフト（１２）はクラッチ（Ｃ１）により歯車（１５）に連結可能なＴ形フランジ（１４）を備える。歯車（１５）はチェーン（又はアイドル歯車）により出力ンヤフ）　（１８）からの内側延長部分（１７）上に形成されたスプロケッ）（１６）に連結されている。この構造がローリングアセンブリの最終出力への一体連結を形成し、上述系統の１つを形成している。延長部分（１７）は主シヤフト（１）上のフランジ（２１）からの軸方向延長部分として形成された環状内歯歯車（２０）と噛み合う遊星歯車（１９）のキャリアである。歯車（１９）はまた、シャフト（１）上に配置されたスリーブ（２３）に形成されている太陽歯車（２２）とも噛み合う。このスリーブはその他端（左側）に歯車（２５）と噛み合う歯車（２４）を備え、歯車（２５）はシャフト（１２）を中心に回転する。この歯車は、その詳細が後述される軸方向フランジ（２６）を備える。第２の系統はクラッチ（Ｃ２）の係合により構成され、それによりローリングアセンブリが遊星歯車装置により最終出力部材を駆動し、最終出力部材は入力シャフトひいては環状内歯歯車（２０）と、ローリングアセンブリから歯車（２５）を介して駆動される太陽歯車（２２）との間の速度差により駆動される。

牽引装置（５）はその遊星ローラ段（９）（ｔｏ）（１１）との組合せで歯車伝導アイドルとして知られる状態を備え、この時に円板（７）と（９）は逆方向に回転するが出力キャリアは静止している。ローリングアセンブリからの出力は歯車伝導アイドル状態を介して逆転から正転まで連続的に変えられ、最大正転速度に対する最大逆転速度の比率は牽引装置（５）で得られる変化の範囲と遊星ローラ段の構成比率に左右される。

先行する英国特許出願第８８０８９０７．３号に記載されているシステムと同様に、２系統間の切り換えは低速系統における最高速度が高速系統における最低速度に対応するため、クラ・１チ（Ｃ１）を用いて衝撃なしに行われる。

クラッチ（Ｃ１）は遊星ローラの出力部材（１２）（１４）を歯車（１５）と結合するように作動可能で、一方、クラッチ（Ｃ２）は遊星ローラの出力部材を歯車（２５）と結合するように作動可能である。

従って、低速系統における最大正転速度において、クラッチ（Ｃ２）は歯車（２５）と同期的に係合可能で、その時クラッチ（Ｃ１）は係合を離れる。この場合、ローリングアセンブリ（５）は出力に対して逆方向の最大速度で駆動されている太陽歯車（２２）に連結されている。これにより高速系統における最低速度比が得られる。

ローリングアセンブリの出力速度が減少するに従い、ローラ（８）の姿勢変化により、遊星キャリア（１７）の速度が増加する。ローリングアセンブリがその歯車伝導アイドル状態に達した時、遊星歯車装置（２１）（１９）（１７）の出力速度は、Ｅを遊星歯車比とした場合、入力速度のＥ／（Ｅ＋１）倍となる。アセンブリ（５）のローラ（８）の姿勢がさらに変化すると遊星太陽歯車が歯車（２０）と同じ方向（すなわち主シヤフト（１）と同じ方向）に回転し、従ってその速度がキャリア（１７）の速度を減少するよりむしろ増大させる。この手段で出力遊星キャリアの速度比を１＝１に増加することができる。この時点でキャリア（１７）とフランジ（２１）の間に配置されたクラ・ｙチ（Ｃ３）が係合されて入力シャフト（１）と出力シャフト（１８）の間に殆ど損失のない直接伝導をもたらすことができる。この状態でローリングアセンブリは無負荷の下でその正規の伝導比で回転する。

このようにして、広範囲の総伝導比が要求され、同時に主要な長期パワー出力が殆ど一定の伝導比で出力される場合に、本システムは有用である。

フランジ（２６）を例えばハンドブレーキ（Ｂ４）により制動することができる。この方法で別の間接的な低損失速度比を得ることができる。歯車（２５）が静止している時、歯車（２２）は出力遊星歯車装置の固定反動部材をなし、入力シャフトがこの出力遊星歯車装置を介してキャリア（１７）ひいては出力シャフトを駆動する。この伝導比は遊星歯車比による。すなわち、遊星歯車比が３であれば、出力速度は入力速度の３／４となる。本システムの構成では歯車（２５）に対する機械的ロック（Ｂ５）の使用が容易であり、それにより油圧系統に故障があっても有用な伝導比を得ることができる。

クラッチ（Ｃ１）と（Ｃ２）の双方が共に係合した場合、遊星出力歯車装置はその太陽歯車（２２）と遊星キャリア（１７）を共にある速度比に固定する。ローリングアセンブリは、従って無負荷の下で一定比率にあり、この構造が第３の、例えば１／２の入力速度で低損失速度比を生ずる。

クラッチ（Ｃ１）と（Ｃ２）のいずれも係合していない場合、太陽歯車（２２）は反動トルクを生ずることができず、キャリア（１７）は自由回転して機械的な連結を外れる。ローリングアセンブリの伝導比（Ｒｖ）に対する出力速度比（Ｒｏ）（すなわち総伝導比）の線図が第２図に示されている。この線図では、低速系統が線（２２０’ｌにより、高速系統が線（２２１）により表示され、１：１．０．７５：１および０．５：ｌの一定伝導比が四角（２２２）（２２３）および（２２４）でそれぞれ示されている。

正転高速系統におけるｌ：１と０．５：１の間での出力比変化は、ローリングアセンブリの全伝導化範囲（０，４から１．６）の使用にかかわらず相対的に小さく、本システムは主要な負荷が速度と共に大きく変化する出力トルク要件に関係する設備（例えば必要なトルクがほぼ速度の平方に応じて変化するファンおよびプロペラ駆動装置における）に対して特に適している。１：ｌの速度比における入力パワーの比率は低い（例示の形で与えられている数値によれば、この比率は１／４Ｘ入カパワー）が、同期速度比（系統間の境界値）においては、入力パワーを一定と仮定してこの比率は高い。しかしながら、同期出力速度が１／２　Ｘ入力速度であるため、関与する出力パワーはほぼ全パワーの約１／２の平方すなわち４／１となり、従ってローリングアセンブリにより伝達される実際のトルクは全作動範囲にわたって適当な値となる。

出力要件が低ローリングアセンブリ速度において最良の状態で満たされる場合、歯車（１５）と（２５）を介する太陽歯車（２２）の連結を変更することにより、同期速度比が高ローリングアセンブリ速度の代わりに低ローリングアセンブリ速度で発生するように調整できる。この変更が第２図の線図で点線により示されている。

従って前述のように、最終の遊星歯車装置が迂回されるか（クラッチ（Ｃ３）の作動により）、或いは部分的に作動が抑制される（ブレーキ（Ｂ４）又はクラッチ（Ｃ１）および（Ｃ２）により）ことにより、少なくとも一つの低損失一定比率が得られる。

クラッチ（Ｃ１）（Ｃ２）および（Ｃ３）の各々は好ましくは油圧により作動されるものとする。クラッチ（Ｃ１）はシャフト（１２）を通る通路（３２）を介して環状通路（３３）に連結された油圧チャンバ（３１）を備え、この環状通路（３３）はさらに制御圧力源（図示せず）に連結されている。同様に、クラッチ（Ｃ２）のチャンバ（３４）がシャフト（１２）中の通路（３５）を介して同様に別の制御圧力源に連結された通路（３６）に連結されている。クラッチ（Ｃ３）はシャフト（１８）中の通路（３８）を介して環状通路（３９）とその作動圧力源に連結された通路（３６）に連結されたチャンバ（３７）を備える。

第３図は第１図に示されている変速機の変形例を便宜的に簡素化した形で示す。

この変形例においては、ブレーキバンド（Ｂ４）は歯車（２５）のいかなるフランジにも係合せず、その代わりにシャフト（１２）に設けられたＴ形フランジ（１４）の外周面に係合する。この変形例はブレーキバンドと出力（プロペラ）シャフト（１８）との間にクラッチを挿入できる利点を有する。クラ・ｙチ（Ｃ２）はこの構造でブレーキバンドにとっては高いサーボ作用の故にその機能を果たす０と力９困難７ある・高速系統（こおける過負荷保護装置として用−）ること力くできる。

本発明の別の実施例が第４図に示されている。この実施例は第３図の実施例と運動学的に類似し、各部品は同様の機能を果たし、図面で同一の参照番号により表示されている・しかしながら、第４図の実施例は、クラ・ソチ（Ｃ１）および（Ｃ２）がローリングアセンブリ（５）の端末の代わりに、レイシャフト（メインシャフト）上に設けられているため、前出の図面に示されている実施例よりもコンパクトである。

従って、第４図に示されている実施例では、入力シャフト（１）はその入力端に歯車（２）を備え、その歯車がローリング牽引装置（５）を通って延びるシャフト（４）上の入力歯車（３）と噛み合う。このシャフトは円板（６）と（７）およびローラ（８）を第１図に示されている牽引装置（５）の部品と同じ構成で備えている。しかしながら、この実施例の構成では、遊星歯車（１０）は円板（７）の背面およびここでは歯車（３）に隣接している円板（９）と係合する。

第１図におけるクラッチ（ＣＩ）、歯車（１５）と（１６）および延長部分（１７）を介するシャフト（１２）から出力プロペラシャフト（１８）への連結の代わりに、遊星キャリアはスリーブ（１６ｂ）上の歯車（１６ａ）にチェーン（又はアイドル歯車）により結合されている歯車（１５ａ）を備え、スリーブ（１６ｂ）はそれを出力プロペラシャフト（１８）の延長部分（１７）に連結するクラッチ（ＣＩ）用チャンバ（３１）を備える。

さらに、クラッチ（Ｃ２）を介するフランジ（１４）からの歯車（２５）に対する連結、従って歯車（２４）から出力遊星歯車装置の太陽歯車（２２）に至る連結の代わりに、遊星ローラの遊星キャリアがスリーブ（２３）上で回転可能な歯車（２５ｂ）と噛み合う歯車（２５ａ）を備える。歯車（２５ｂ）は太陽歯車（２２）を支持するスリーブ（２３）の一部である円板（２４ａ）にクラッチ（Ｃ２）を介して係合が可能である。

その他の点に関して、出力遊星歯車装置およびクラッチ（Ｃ３）の構成は、第１図において上述したものと同様である。

第５図に示されている実施例は、別の構成を図示している。この実施例では、第４図における実施例での連結固定がキャリア（１７）と環状内歯歯車（２０）、従って入力シャフト（１）との間におけるクラッチ作動で行われるのに反して、太陽歯車（２２）と遊星歯車装置の環状内歯歯車（２０）、従って入力シャフト（１）との間におけるクラッチ作動で直接の連結固定が行われる。

第５図に示されている実施例では、変速装置の歯車（２５ａ）と（１５ａ）の双方が遊星ローラの同じ出力キャリアに取り付けられており、パッケージの理由によりその方が好ましい場合、ブレーキバンドをクラ・ンチ（Ｃ２）の代わりに（ＣＩ）の外側に設置することで太陽歯車（２２）をケーシングに対してブレーキバンド（Ｂ４）により静止状態に保持して固定することも可能である。

第２図ｖ口　＝　イ七す右耘東ｔ第４図第５図田ａｌｌ査報告国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】１．入力回転部材（１）、出力回転部材（１７、１８）、アセンブリ（５）、入力部材と可変範囲の全体にわたって連続的に変化する中間部材（１２又は１２ａ）との間にあって入力部材により駆動され伝導比を生ずるよう調整自在な変速装置（５）、中間部材と出力部材との間で連結可能な第１伝導カップリング（Ｃ１、１５、１６、１７又は１５ａ、１６ａ、Ｃ１、１７）、中間部材と遊星歯車段に配置されている回転歯車部材（２２）の間で連結可能な第２伝導カップリング（Ｃ２、２５、２４又は２５ａ、２５ｂ、Ｃ２、２４ａ）からなる変速機であって、出力回転部材が前記回転歯車部材と入力部材（１）により駆動される歯車組（２０、２１）との間にある遊星歯車（１９）用のキャリア（１７）および遊星歯車段の遊星運動を少なくとも部分的に抑制するように作動する手段（Ｃ３又はＢ４、Ｃ２又はＣ１、Ｃ２）を備え、それにより変速装置を迂回し、連続的に変化する総伝導比の範囲内で固定給伝導比を提供するもの。２．装置（５）がトロイダルレースを形成する入力円板（６）および出力円板（７）と調整自在なローラ（８）とを有するトロイダルレース・ローリング牽引アセンブリ、中間部材（１２又は１２ａ）を構成するか、又は中間部材に連結された遊星キャリアを備える遊星ローラ段とからなり、そのアセンブリが歯車伝導アイドル状態を有するように構成されている、請求の範囲第１項の変速機。３．前記手段が歯車組（２０、２１）を出力回転部材（１７、１８）に結合するクラッチ（Ｃ３）からなる請求の範囲第１項又は第２項の変速機。４．前記回転部材（２２）の回転を抑制する手段が設けられた上記請求の範囲のいずれかの変速機。５．第１又は第２伝導カップリングが同時に効果的に係合可能で、前記キャリア（１７）と回転部材（２２）を共に固定する上記請求の範囲のいずれかの変速機。