(57)【要約】  車両内の熱機関のシャフトと車輪５のシャフトの間の動力伝達装置。本発明は本質的に、車両内の熱機関（３）のシャフト（２）と車輪（５）のシャフト（４）の間の動力伝達装置（１）に関する。機械アセンブリ（１０）は、熱機関（３）のシャフト（２）、車輪（５）のシャフト（４）、および電気機械（６、７）のシャフト（８、９）の間を連結する。この機械アセンブリ（１０）は、相互に連結された少なくとも２つの遊星歯車装置（４９、５０）を含む。本発明によれば、２つの遊星歯車装置（４９、５０）は、共通の遊星歯車キャリア（５７）と、相互に噛合する遊星歯車（５３〜５６）を含む。変形形態では、２つの遊星歯車装置（４９、５０）の遊星歯車（５３〜５６）は相互に固設され同軸である。
2008514480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内の熱機関（３）のシャフト（２）と車輪（５）のシャフト（４）の間の動力伝達装置（１）であって、
第１および第２電気機械（６、７）と、
熱機関（３）のシャフト（２）、車輪（５）のシャフト（４）、および電気機械（６、７）のシャフト（８、９）の間を連結する機械アセンブリ（１０）を含み、前記機械アセンブリ（１０）が、相互に連結された少なくとも２つの遊星歯車装置（４９、５０）を含み、前記２つの遊星歯車装置（４９、５０）がそれぞれ、相互に噛合する複数の要素、すなわち１つの外輪歯車、遊星歯車キャリアに連結された遊星歯車、および１つの太陽歯車を含む動力伝達装置において、
前記２つの遊星歯車装置（４９、５０）が、軸（７３〜７６）を共通の遊星歯車キャリア（５７）および遊星歯車（５３〜５６）に接触させて駆動する共通の遊星歯車キャリア（５７）を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
種々の歯車装置の遊星歯車（５３〜５６）同士が噛合することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
種々の歯車装置の遊星歯車（５３〜５６）が相互に固設され同軸であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
種々の歯車装置の遊星歯車（５３〜５６）が異なる直径を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
機械アセンブリ（１０）が第１および第２歯車装置（４９、５０）を含み、第２歯車装置（５０）には外輪歯車がないことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
一方の電気機械（６、７）のシャフト（８、９）を２つの異なる可動要素（５９、６０）に連結することができ、各連結が伝達装置（１）の１つの動作モードに対応することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
熱機関（２）が共通の遊星歯車キャリア（５７）に連結され、
車輪（５）のシャフト（４）が第１歯車装置（４９）の外輪歯車（６０）に連結され、
第１機械（６）のシャフト（８）が第１歯車装置（４９）の太陽歯車（５８）に連結され、
第２機械（７）のシャフト（９）が、第１動作モードの第１歯車装置の外輪歯車（６０）、または第２動作モードの第２歯車装置（５０）の太陽歯車（５９）に連結できることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
機械アセンブリ（１０）が２つの歯車装置を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
一方の電気機械（６、７）のシャフト（８、９）が３つの異なる可動要素（５９、６０、８６）に連結でき、各連結が伝達装置（１）の１つの動作モードに対応することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
２つの電気機械同士を接続する電気結合装置（１４）を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、車両の熱機関のシャフトと車輪のシャフトの間の動力伝達装置に関する。本発明は、特に、そのような装置内で使用される部品の点数を制限することを目的とする。本発明は自動車の分野においてきわめて有利に適用されるが、電車、船またはオートバイにおいても利用することができよう。
【０００２】
ハイブリッド車両内で使用される、熱機関のシャフトと車輪のシャフトの間の動力伝達装置が知られている。そのような装置は、フランス特許出願公開ＦＲ−Ａ−２８３２３５７号に記載されている。これらの伝達装置は通常、１つの熱機関と１対の電気機械を含む。熱機関のシャフト、車輪のシャフト、および機械のシャフト同士は、機械アセンブリを介して連結される。２つの機械同士は、特に電気バスを含む結合装置を介して連結される。これらの機械は、シャフトおよび端子において受ける電気的および機械的エネルギーに応じてエンジンまたは発電機として動作することができる。
【０００３】
熱機関によって供給される動力は、機械アセンブリを介して直接車輪のシャフトに伝達され、あるいは電気機械および結合装置を含む電気系内にバイパスされる。電気系内にバイパスされた動力は、熱機関のトルクおよび回転速度を熱機関の消費が最小になる動作点に適合させながら車輪のシャフトにかかるトルクを調節するように、このシャフトに伝達される。
【０００４】
伝達装置は、電気バスに連結されたバッテリのような貯蔵装置を含んでいてもいなくてもよい。伝達装置がバッテリを含まない場合、バイパスされた動力は直接機械アセンブリに伝達される。バッテリは高価であるので、伝達装置をそのように作製することにより伝達装置の全体コストを節減することができる。
【０００５】
伝達装置が電気バスに接続された貯蔵装置を含む場合、バイパスされた動力の全部または一部が貯蔵装置に貯蔵される。貯蔵装置により伝達装置はより高い動作速度を有することができる。したがってある特定の加速回転速度では、２つの機械は同時にエンジンとして動作する。また、ある特定の回収回転速度では、可能な限り多くのエネルギーを貯蔵するために、２つの機械が同時に発電機として動作することができる。
【０００６】
既存の実施形態においては、機械アセンブリは通常、単数または複数の遊星歯車装置で形成される。遊星歯車装置とは、遊星歯車と呼ばれる１つの歯車または１群の歯車が、外輪歯車および太陽歯車と呼ばれる他の歯車に共通の軸を中心として円運動する軸を有する、歯車で形成される機構と定義される。これらの遊星は遊星キャリアにより保持される。通常の場合、各歯車装置は、太陽歯車と、遊星キャリアと、外輪歯車を含む。したがって各歯車装置は、回転において３つの自由度を有する。
【０００７】
伝達装置の機械アセンブリ内では、４つの自由度、すなわちエンジンのシャフトで１自由度、車輪のシャフトで１自由度、電気機械の２つのシャフトで２自由度を有するように、遊星歯車装置同士が連結される。ある特定の実施形態においては、伝達装置は２つの遊星歯車装置を含む。これら２つの歯車装置は、それらの６つの自由度を４に制限するために２つの結合装置により相互に連結される。一例においては、第１歯車装置の太陽歯車が第２歯車装置の外輪歯車に連結され、これら２つの歯車装置の遊星キャリアが相互に連結される。
【０００８】
しかしながら、このような歯車装置の結合により伝達装置は大型になる。実際、太陽歯車を外輪歯車に連結することにより、機械アセンブリの有効な要素のうちの１つの可動性が損なわれる。有効な要素とは、本装置のシャフトの１つをそれに連結できる要素を指す。さらに、種々の歯車装置の種々の要素間の結合が増加すると、機械的破損のリスクが増加する。
【０００９】
したがって本発明は、機械アセンブリ内で使用される部品点数を制限し、同アセンブリの有効要素のうちの１つの要素の可動性を失うことなく同アセンブリをよりコンパクトにすることを目的とする。
【００１０】
この目的のため、本発明による伝達装置内では、２つの歯車装置が共通の遊星歯車キャリアを含み、遊星歯車同士が連結されるように、これら２つの歯車装置を連結する。
【００１１】
歯車装置の遊星歯車キャリアが共通であることにより、たとえば２つの歯車装置の２つの遊星歯車キャリア間の連結を行わなくてもよくなる。遊星歯車同士が噛合することにより機械アセンブリの１つの要素を節減することができる。
【００１２】
より正確には、装置のシャフトに連結するのに適していないという理由で有効な要素ではない遊星歯車を連結することにより、機械アセンブリの最大の自由度という利益を確保することができる。したがって、本発明に従って相互に連結された２つの遊星歯車装置により自由度５が得られる。したがって歯車装置の外輪歯車など２つの歯車装置の要素のうちの１つを省略して、伝達装置の良好な動作に必要な自由度４を得ることができる。当然のことながら、本発明による装置の機械アセンブリの要素の１つを省略することにより、同アセンブリはよりコンパクトになる。
【００１３】
本発明の第１の実施形態においては、歯車装置の遊星歯車は相互に噛合する。歯車装置のこのような連結は、Ｒａｖｉｇｎｅａｕｘ型歯車装置の形態をとることができる。
【００１４】
第２の実施形態においては、機械アセンブリの歯車装置の遊星歯車は多段遊星歯車である。歯車装置の遊星歯車は、相互に固設され同軸であるとき、多段と称される。
【００１５】
本発明による伝達装置は、複数の異なる動作モードを含む。各動作モードにおいて、一方の機械の１つのシャフトが、一方の歯車装置の１つの要素に連結される。
【００１６】
上で見てきたように、たとえば２つの歯車装置を連結することにより、２つの歯車装置の全ての要素を残すときには自由度は５となる。熱機関のシャフトに対して１つの自由度が使用され、車輪のシャフトに対して別の１つの自由度が使用される。他の３つの自由度により本装置を３つの異なる動作モードで動作させることができる。
【００１７】
本発明に従って機械アセンブリに新しい歯車装置を導入すると、機械のシャフトを連結できる可動要素が新たに２つ導入されることになる。したがって伝達装置について可能な２つの新しい動作モードを導入することができる。
【００１８】
したがって本発明は、車両内の熱機関のシャフトと車輪のシャフトの間の動力伝達装置であって、
−  第１および第２電気機械と、
−  熱機関のシャフト、車輪のシャフト、および２つの電気機械のシャフトの間を連結する機械アセンブリを含み、機械アセンブリが、相互に連結された少なくとも２つの遊星歯車装置を含み、これら２つの遊星歯車装置がそれぞれ、相互に噛合する複数の要素、すなわち１つの外輪歯車、遊星歯車キャリアに連結された遊星歯車、および１つの太陽歯車を含む動力伝達装置において、
−  ２つの遊星歯車装置が、軸を共通の遊星歯車キャリアおよび遊星歯車に接触させて駆動する共通の遊星歯車キャリアを含む
ことを特徴とする装置に関する。
【００１９】
本発明は、以下に続く説明を読み、添付の図面を検討することにより、よりよく理解されよう。これらの図面は例として示したもので、本発明を限定するものではない。
【００２０】
様々な図面に共通な要素には同じ参照符号を付けてある。
【００２１】
図１は、熱機関３のシャフト２と車輪５のシャフト４の間の伝達装置１を示す。この装置１は第１電気機械６と第２電気機械７を含む。熱機関３のシャフト２、車輪５のシャフト４、第１機械６のシャフト８、および第２機械７のシャフト９は、機械アセンブリ１０を介して相互に連結される。
【００２２】
より正確には、機械アセンブリ１０は、各シャフトにつき１つの自由度、すなわち４つの自由度をもつように実施される。したがってシャフト２は第１可動要素１０．１に連結される。第１機械６のシャフト８は第２可動要素１０．２に連結される。車輪５のシャフト４は第３可動要素１０．３に連結される。第２機械７のシャフト９は、車輪５のシャフト４に直結している第３可動要素１０．３、または第４可動要素１０．４のいずれかに連結することができる。
【００２３】
装置１の第１動作モードにおいては、第２機械７のシャフト９は第３可動要素１０．３に連結される。この第１モードは、熱機関の回転数が１０００ｒｐｍの場合に０ｋｍ／時〜１５ｋｍ／時の速度に相当する小さなギア比用に実施される。したがってこの第１動作モードは特に車両の始動時に使用される。またこの第１動作モードは車両の後退にも利用される。
【００２４】
装置１の第２動作モードにおいては、第２機械７のシャフト９は第４可動要素１０．４に連結される。この第２モードは、熱機関の回転数が１０００ｒｐｍの場合に１５ｋｍ／時を超える速度に相当する大きなギア比用に実施される。
【００２５】
第３可動要素１０．３または第４可動要素１０．４への第２機械７のシャフト９の係合は、特に第１切換え要素１１ならびに２つの歯車１２および１３を介して行われる。通常、この第１切換え要素１１は、ほとんどエネルギーを散逸しないジョークラッチの形態となる。
【００２６】
第１機械６および第２機械７は、電気系統１４を介して相互に連結される。この電気系統１４は特に、第１電力変換器１５と、第２電力変換器１６と、２つの接続部１７．１および１７．２を含む電気バス１７とを含む。実際にはこの電気バス１７は直流電圧バスである。第１機械６の位相１８〜２０は、それ自体が２つの線リンク２１および２２を介してバス１７の２つの接続線１７．１および１７．２に接続された第１電力変換器１５に接続される。第２機械７の位相２３〜２５は、それ自体が２つの線リンク２６および２７を介してバス１７の２つの接続線１７．１および１７．２に接続された第２電力変換器１６に接続される。
【００２７】
そのような伝達装置１内では、機械６または７が発電機として動作するときには、この機械に関連付けられた電力変換器により、位相１８〜２０の間で見られる交流電圧信号が、バス１７で見られる直流電圧信号に変換される。その際、この電力変換器のトランジスタ（図示せず）はブロックされることが多く、これらのトランジスタのエミッタとコレクタの間に接続されたダイオード（図示せず）は、整流ブリッジの役割を果たす。
【００２８】
機械の一方がエンジンとして動作する場合、この機械に関連付けられた電力変換器により、バス１７上に見られる直流電圧信号が、移相された交流電圧信号に変換される。これらの電圧信号は位相２３〜２５に加えられる。すると電力変換器のトランジスタは、直流電圧信号をチョップし、これらの端子に加えられる電圧信号をリップルさせるようなスイッチング状態で動作する。
【００２９】
一般的に、機械６および７は、コンパクトであり良好な効率を有するという長所を有する三相同期機械である。
【００３０】
バス１７に接続されている貯蔵システムがない場合、これらの機械の一方から発生するエネルギーは他方の機械によって自動的に消費される。変形形態では、バッテリ２８などの貯蔵システムがバス１７に接続される。特定の回収段階では、２つの機械６および７は、バッテリ内にできるだけ多量のエネルギーを貯蔵するように、発電機として同時に動作することができる。特にこの段階は、市街地で車両の制動時に実施することができる。
【００３１】
好ましくは、あるモードから他のモードへの移行時、電気系統内の動力は、ジョークラッチが移動するシャフト上で見られるトルクを制限するように、０になる。機械６のシャフトの回転速度を０にすることにより、０の動力が得られる。
【００３２】
図２は先行技術に従って作製された伝達装置１の略図である。図をわかりやすくするために電気系統は図示していない。
【００３３】
この実施形態においては、２つの遊星歯車装置３３および３４は、各シャフトにつき１つの自由度、すなわち４つの自由度をもつように相互に連結される。各遊星歯車装置は、相互に噛合する３つの要素を含む。これら３つの要素とは、太陽歯車、遊星歯車を支承する遊星歯車キャリア、および外輪歯車である。各歯車装置内では遊星歯車が外輪歯車および太陽歯車と噛合する。遊星歯車は、遊星歯車装置内のそれらの位置の関係上、本装置のシャフトのうちの１つに直接連結することができない。変形形態では、各歯車装置が３つより多い要素を含む。したがって一例では、各歯車装置は、第４要素と噛合する外歯外輪歯車を含む。別の例では各歯車装置が複数の遊星歯車キャリアを含む。
【００３４】
この実施形態においては、第１歯車装置３３の遊星歯車キャリア３５は第２歯車装置３４の遊星歯車キャリア３６に連結される。さらに、第１歯車装置３３の太陽歯車３７は第２歯車装置３４の外輪歯車３８に連結される。この２つの連結により、機械アセンブリ１０の自由度の数が４に制限される。これらの連結がなければ、このアセンブリ１０は、各歯車装置に３つの自由度、すなわち６つの自由度を有することになる。
【００３５】
また、熱機関３のシャフト２は第１歯車装置３３の太陽歯車３７に連結される。車輪５のシャフト４は、相互に噛合する歯車３９および４０を介して第２歯車装置３４の遊星歯車キャリア３６に連結される。第１機械６のシャフト８は、相互に噛合する歯車４２および４３を介して第１歯車装置３３の外輪歯車４１に連結される。
【００３６】
第１動作モードにおいては、第２機械７のシャフト９は第２歯車装置３４の遊星歯車キャリア３６に連結することができる。シャフト９と遊星歯車キャリア３６の間のこの連結は、歯車４５に連結されている第１歯車１２を介して行われる。第２動作モードにおいては、第２機械７のシャフト９は同様に第２歯車装置３４の太陽歯車４６に連結することができる。シャフト９と太陽歯車４６の間のこの連結は、歯車４８に連結されている第２歯車１３を介して行われる。
【００３７】
切換装置１１は、あるモードから別のモードに移行するために、シャフト９に沿って直線移動し、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移行する。第１位置Ｐ１では、装置１１は第１歯車１２を回転駆動する。第２位置Ｐ２では、装置１１は第２歯車１３を回転駆動する。
【００３８】
図１に類似して、第１可動要素１０．１はここでは第１歯車装置３３の太陽歯車３７に相当する。第２可動要素１０．２は第１歯車装置３３の外輪歯車４１に相当する。第３可動要素１０．３は第２歯車装置３４の遊星歯車キャリア３６に相当する。第４可動要素１０．４は第２歯車装置３４の太陽歯車４６に相当する。
【００３９】
変形形態では、当然のことながら、伝達装置１のシャフト２、４、８および９と、シャフトを連結することができる要素３６、３７、４１および４６の間に連結を挿入することが可能である。
【００４０】
図３は本発明により作製された伝達装置１を示す。ここでも、図をわかりやすくするために電気系統は図示していない。
【００４１】
この実施形態においては、２つの歯車装置４９および５０は公知の方法以外の方法で相互に連結される。実際、本発明によれば、第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４ならびに第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６は、共通の遊星歯車キャリア５７を介して相互に連結される。さらに、第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４ならびに第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６は、相互に噛合する。より正確には、第１歯車装置４９の遊星歯車５３は、第２歯車装置５０の遊星歯車５５と噛合する。また、第１歯車装置４９の遊星歯車５４は、第２歯車装置５０の遊星歯車５６と噛合する。
【００４２】
共通な遊星歯車キャリア５７を導入することにより、２つの遊星歯車装置の遊星歯車キャリア同士を連結する必要がなくなる。さらに、遊星歯車同士が噛合するため、第２歯車装置５０の１つの要素をなくすことができる。この実施形態においては、第２歯車装置５０の外輪歯車が除かれており、そのため外輪歯車は図示されていない。
【００４３】
このように、図示した機械アセンブリ１０の自由度は４である。したがってこの機械アセンブリ１０は、シャフトが連結できる有効可動要素を４つ含む。共通の遊星歯車キャリア５７が第１有効可動要素である。第１歯車装置４９の太陽歯車５８が第２有効可動要素である。第２歯車装置５０の太陽歯車５９が第３有効可動要素である。第１歯車装置４９の外輪歯車６０が第４有効可動要素である。逆に、第１および第２歯車装置４９および５０の遊星歯車５３〜５６は有効可動要素を構成していない。
【００４４】
この実施形態においては、熱機関３のシャフト２は共有遊星歯車キャリア５７に連結される。車輪５のシャフト４は、相互に噛合する歯車６１および６２を介して第１歯車装置４９の外輪歯車６０に連結される。第１機械６のシャフト８は、相互に噛合する歯車６３および６４を介して第１歯車装置４９の太陽歯車５８に連結される。第２機械７のシャフト９は、相互に噛合する第１歯車１２および歯車６６を介して外輪歯車６０に連結することができる。第２機械７のシャフト９は、同様に第２歯車１３およびホイール６８を介して第２歯車装置５０の太陽歯車５９に連結することができる。
【００４５】
シャフト９は、第１動作モードにある車輪５のシャフト４に直結している第１歯車装置４９の外輪歯車６０に連結される。第２機械７のシャフト９は、第２動作モードにある第２歯車装置５０の太陽歯車５９に連結される。
【００４６】
前記と同様、あるモードから別のモードに移行するために、ジョークラッチ１１はシャフト９に沿って移動し、第１歯車１２との連結、あるいは第２歯車１３との連結を保証する。
【００４７】
第２歯車装置５０の外輪歯車を残しておく場合、第２機械７のシャフト９は異なる３つの要素、すなわち第１歯車装置４９の外輪歯車６０、第２歯車装置５０の太陽歯車６０、および第２歯車装置５０の外輪歯車（図示せず）に連結することができる。すると伝達装置１は異なる３つのモードで動作することができる。これらのモードはたとえば大型長距離トラックタイプの車両で実施することができ、その結果、速度比の変更がよりスムーズになる。
【００４８】
実際には、相互に噛合する遊星歯車を既に有するＲａｖｉｇｎｅａｕｘ型の歯車装置を使用する。
【００４９】
図４ａは伝達装置１を示す別の図である。この図は、本発明に従って作製された機械アセンブリ１０の種々の要素間の運動的連結を明らかにしている。図中には対称性があることから、よりわかりやすくするため、機械ユニット１０の半分のみを図示してある。
【００５０】
この図は、第１歯車装置４９の遊星歯車５３が第２歯車装置５０の遊星歯車５５と噛合することを明らかにしている。さらに、共通の遊星歯車キャリア５７と歯車５３の間には、旋回連結１７２が存在する。共通の遊星歯車キャリア５７と遊星歯車５５の間には、第２の旋回連結１７３が存在する。遊星歯車の軸５３．１および５５．１は相互に平行である。
【００５１】
さらに第１歯車装置４９の遊星歯車５３は、第１歯車装置４９の太陽歯車５８およびこの第１歯車装置４９の外輪歯車６０と噛合する。第２歯車装置の遊星歯車５５は、この第２歯車装置４９の太陽歯車と噛合する。
【００５２】
上記のように、熱機関３のシャフト２は、共通の遊星歯車キャリア５７に連結される。車輪５のシャフト４は、第１歯車装置４９の外輪歯車６０に連結される。第１機械６のシャフト８は、第１歯車装置４９の太陽歯車５８に連結される。第２機械７のシャフト９は、第１動作モードの外輪歯車６０に連結するか、第２動作モードの第２歯車装置５０の太陽歯車５９に連結することができる。外輪歯車６０またはシャフト４へのシャフト９の連結は、ジョークラッチ１１を介して行われる。
【００５３】
より単純にする目的から、シャフトとアセンブリ１０の諸要素との間の結合を保証する歯車は図示していない。
【００５４】
図４ｂは、本発明による伝達装置１の変形実施形態を示す図である。この変形形態においては、熱機関３のシャフト２は共通の遊星歯車キャリア５７に連結されるが、車輪５のシャフト４は第２歯車装置５０の太陽歯車５９に連結される。第１機械６のシャフト８は、第１歯車装置４９の太陽歯車５８に連結される。第２機械７のシャフト９は、第１動作モードの第２歯車装置５０の太陽歯車５９に連結するか、第２動作モードの第１歯車装置４９の外輪歯車６０に連結することができる。
【００５５】
図４ｃは、本発明による伝達装置１の別の変形実施形態を示す図である。この変形形態においては、熱機関３のシャフト２は第２歯車装置５０の太陽歯車５９に連結されるが、車輪５のシャフト４は第１歯車装置４９の外輪歯車６０に連結される。第１機械６のシャフト８は、第１歯車装置４９の太陽歯車５８に連結される。第２機械７のシャフト９は、第１動作モードの第１歯車装置４９の外輪歯車６０に連結するか、第２動作モードの共通の遊星歯車キャリア５７に連結することができる。
【００５６】
もちろん、これらの実施形態は例として示したものに過ぎない。熱機関のシャフト、機械のシャフト、および車輪のシャフトは、共通の遊星歯車キャリア５７、太陽歯車５８および５９、および外輪歯車６０である４つの可動要素に無差別的に連結することができる。
【００５７】
図５は、多段遊星歯車を含む本発明による伝達装置１の運動の略図である。実際、この実施形態においては、第１歯車装置４９の遊星歯車５３ならびに第２歯車装置５０の遊星歯車５５は相互に固設され同軸である。遊星歯車同士は固定結合６１により連結される。これらの遊星歯車５３および５５は共通の遊星歯車キャリア５７により支承される。第１歯車装置４９の遊星歯車５３と共通の遊星歯車キャリア５７との間には旋回結合１７２が存在する。この旋回結合１７２により、遊星歯車５３および５５は、共通の遊星歯車キャリア５７により駆動されつつ、その軸の周囲を回転することができる。
【００５８】
この実施形態においては、第１歯車装置４９の遊星歯車５３は、この第１歯車装置の太陽歯車５８および外輪歯車６０と噛合する。遊星歯車５３に固設された第２歯車装置の遊星歯車５５は、第２歯車装置５０の太陽歯車５９と噛合する。
【００５９】
実際にはこの実施形態は、遊星歯車同士が噛合する図４ａの実施形態と等価である。相互に噛合する遊星歯車を備えるものとして説明した伝達装置１の全ての変形形態は、多段遊星歯車を用いて実施することもできる。
【００６０】
図６ａおよび６ｂは、遊星歯車同士が噛合する２つの歯車装置を含む、本発明による機械アセンブリ１０のそれぞれ側面図および上面図である。
【００６１】
図６ａにおいて、第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４は、第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６と噛合する。第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４の軸７３および７６は、第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６の軸７４および７５に平行である。好ましくは、第１および第２歯車装置４９および５０の遊星歯車の直径は異なる。
【００６２】
軸７３〜７６は共通の遊星歯車キャリア５７および遊星歯車５３〜５６に接触している。より正確には、これらの軸７３〜７６の端部の一方は共通の遊星歯車キャリア５７に係合されるが、他方の端部はボールベアリングを介して１つの遊星歯車に連結される。これらの軸７３〜７６は共通の遊星歯車キャリア５７により駆動される。
【００６３】
また、共通の遊星歯車キャリア５７は、太陽歯車５８および５９の軸と融合された軸を有する。上述のように、第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４はさらに、この第１歯車装置の太陽歯車５８およびこの第１歯車装置４９の外輪歯車６０と噛合する。第２歯車装置５０の太陽歯車５９は、この第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６と噛合する。
【００６４】
図６ｂは図６ａの機械アセンブリ１０の上面図である。ここでは各歯車装置は３つの遊星歯車を含む。変形形態では、各歯車装置は、１つ、２つ、あるいはそれ以上の遊星歯車を含むことができる。好ましくは、遊星歯車は外輪歯車６０の内部に等間隔に配設される。第１歯車装置４９の遊星歯車５３、５４、７９、ならびに第２歯車装置５０の遊星歯車５５、５６、８０は、歯車同士が噛合できるよう相互にオフセットしている。
【００６５】
第１歯車装置４９の遊星歯車５３、５４、７９は、点線で示した第１歯車装置４９の太陽歯車５８、第１歯車装置５０の外輪歯車６０、ならびに第２歯車装置５０の遊星歯車５５、５６、８０とそれぞれ噛合する。第２歯車装置５０の太陽歯車５９は、この第２歯車装置５０の遊星歯車５５、５６、８０と噛合する。
【００６６】
熱機関のシャフト、車輪のシャフト、および機械のシャフト（図示せず）はそれぞれ、アセンブリ１０の要素の１つに連結される。
【００６７】
図７ａは、段になった遊星歯車を有する歯車装置を含む機械アセンブリ１０の側面図である。実際、２つの歯車装置４９および５０の遊星歯車は相互に固設される。さらに第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４の軸７３および７６、ならびに第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６の軸７４および７５は２対２で融合している。第１歯車装置４９および第２歯車装置５０の遊星歯車の直径は異なることが好ましい。この場合も、共通の遊星歯車キャリア５７が、この遊星歯車キャリア５７および遊星歯車５３〜５６に接触している軸７３および７６を駆動する。
【００６８】
第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４は、それ自体が共通の遊星歯車キャリア５７に係合された軸７３および７６に連結される。これらの遊星歯車５３および５４は、たとえばボールベアリングを介して軸７３および７６に連結され、その結果、これらの遊星歯車５３および５４はこれらの軸７３および７６の周囲を回転することができる。
【００６９】
第１歯車装置４９の太陽歯車５８、第２歯車装置５０の太陽歯車５９、および共通な遊星歯車キャリア５７は、この実施形態においても同軸である。第１歯車装置４９の太陽歯車５８は第１歯車装置の遊星歯車５３および５４と噛合するが、第２歯車装置５０の太陽歯車５９は第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６と噛合する。第１歯車装置の外輪歯車６０は、第１歯車装置４９の遊星歯車５３および５４と噛合する。
【００７０】
したがってこの機械アセンブリ１０の自由度は４である。したがって伝達装置１のシャフト２、４、８、９は太陽歯車の一方５８または５９、共通の遊星歯車キャリア５７、または外輪歯車６０にそれぞれ連結することができる。
【００７１】
変形形態においては、第２歯車装置５０の外輪歯車８６を導入する。この外輪歯車８６は、第２歯車装置５０の遊星歯車５５および５６と噛合する。この外輪歯車８６により、１つの自由度が追加される。するとアセンブリ１０の自由度は５になる。この変形形態においては、機械の一方６または７のシャフトは、異なる３つの可動要素に連結することができる。したがって、本発明による伝達装置１は異なる３つの動作モードを含むことになる。モードのうちの１つの選択は、所望のギア比に応じて実施される。この選択は、熱機関が常にその最適の動作点で動作するように実施される。この最適動作点とは、所与の動力に対し、熱機関のエネルギー消費量が最小になる回転数、すなわち最も低い回転数に相当する。
【００７２】
図７ｂは、図７ａのアセンブリ１０の上面図である。この上面図は、各歯車装置が３つの遊星歯車を含むことを明らかにしている。これらの遊星歯車は、外輪歯車６０の内部に等間隔に配設されることが好ましい。したがって、それぞれ、ある遊星歯車の中心を通る直線と、外輪歯車６０の中心を通る直線の２つの直線は、１２０°の角度をなす。第１歯車装置４９の遊星歯車５３、５４、７９ならびに第２歯車装置５０の遊星歯車５５、５６、８０は、同心であり相互に連結される。
【００７３】
また、第１歯車装置４９の遊星歯車５３、５４、７９は、この第１歯車装置４９の外輪歯車６０ならびにこの第１歯車装置６０の太陽歯車５８と噛合する。第２歯車装置５０の遊星歯車５５、５６、８１は、この第２歯車装置５０の太陽歯車５９と噛合する。アセンブリ１０の自由度が５のとき、第２歯車装置５０の遊星歯車５５、５６、８０は、点線で示す第２歯車装置５０の外輪歯車８６とも噛合する。
【００７４】
図８はＮ個の遊星歯車装置を含む機械アセンブリ１０の実施例を示す。
【００７５】
２つの歯車装置４９および５０同士が連結されその片方が外輪歯車を含まないとき、自由度は４になる。熱機関のシャフトおよび車輪のシャフトに対し２つの自由度が確保される。他の２つの自由度は機械のシャフトに対して確保される。この後者２つの自由度が、本発明による伝達装置１の２つの動作モードに対応する。
【００７６】
上記の追加の外輪歯車８６を導入する場合、一方の機械のシャフトが連結できる新しい可動要素が導入される。したがって新しい動作モードが導入されることになる。
【００７７】
第２歯車装置５０の遊星歯車に連結された遊星歯車８９および９０と、太陽歯車９１と、外輪歯車９２とを含む第３歯車装置８７をさらに導入する場合、２つの新しい可動要素、すなわち外輪歯車９２および太陽歯車９１が導入されることになる。一方の機械のシャフトは、これら２つの新しい可動要素のうちの一方に連結することができる。こうすることにより、伝達装置１の２つの新しい動作モードが導入される。
【００７８】
第３歯車装置８７の遊星歯車８９および９０に連結された遊星歯車９３および９４と、太陽歯車９５と、外輪歯車９６とを含む第４歯車装置８８をさらに導入する場合、新たに、機械のうちの一方のシャフトが連結できる２つの新しい可動要素が導入されることになる。したがって２つの新しい動作モードが導入される。
【００７９】
したがって、本発明において、Ｎ＋１個の遊星歯車装置がある場合、伝達装置１は異なる２Ｎ＋１個のモードで動作することができる。
【００８０】
ここでは、多段遊星歯車を含む歯車装置４９、５０、８７、８８について、Ｎ＋１個の歯車装置への本発明の一般化を示した。しかしながら、この一般化は互いに噛合する遊星歯車を含む機械アセンブリ１０についても有効である。可能なモード数と互いに連結された歯車装置の数との間の関係は、互いに噛合する遊星歯車を含むＮ＋１個の歯車装置について同じままである。
【００８１】
図９は、本発明による機械アセンブリ１０の三次元図である。このアセンブリ１０は、遊星歯車同士が噛合する２つの遊星歯車装置４９および５０を含む。
【００８２】
より正確には、第１歯車装置４９は、太陽歯車５８、遊星歯車５３、および外輪歯車６０を含む。第２歯車装置５０は、太陽歯車５９および遊星歯車５５を含む。遊星歯車５３および５５の軸は、共通の遊星歯車キャリア５７に連結される。ここでは各歯車装置の１つの遊星歯車を図示してあるが、通常はこれらの歯車装置４９および５０はもっと多い数の遊星歯車を含む。
【００８３】
第１歯車装置４９の遊星歯車５３は、この第１歯車装置の太陽歯車５８および外輪歯車６０と噛合する。一方、第２歯車装置５０の遊星歯車５５は、この第２歯車５０の遊星歯車５９と噛合する。
【００８４】
さらに、第１歯車装置４６の遊星歯車５３は、第２歯車装置５０の遊星歯車５５と噛合する。これら２つの遊星歯車５３および５５は、共通の遊星歯車キャリア５７に連結される。したがってこのアセンブリ１０はＲａｖｉｇｎｅａｕｘ型の歯車装置に相当する。
【００８５】
第１歯車装置４９の太陽歯車５８、第２歯車装置５０の遊星歯車５５、および第１歯車装置４９の外輪歯車６０の回転方向は同一である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】２つの動作モードを有する伝達装置の全体略図である。
【図２】先行技術の伝達装置の略図である。
【図３】本発明による伝達装置の略図である。
【図４】ａ〜ｃは、歯車装置の遊星歯車同士が噛合する本発明による伝達装置の運動略図である。
【図５】歯車装置の遊星歯車が多段である本発明による伝達装置の運動略図である。
【図６ａ】相互に噛合する遊星歯車を含む本発明による機械アセンブリの側面図である。
【図６ｂ】相互に噛合する遊星歯車を含む本発明による機械アセンブリの上面図である。
【図７ａ】多段遊星歯車を含む本発明による機械アセンブリの側面図である。
【図７ｂ】多段遊星歯車を含む本発明による機械アセンブリの上面図である。
【図８】多段遊星歯車方式のＮ個の歯車装置を含む本発明による機械アセンブリの側面図である。
【図９】相互に噛合する遊星歯車を含む本発明による機械アセンブリの三次元図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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