(57)【要約】【課題】バリエータが全ての運転点で同様の小さな出力によって負荷されるようにする。【解決手段】第１の遊星歯車伝動装置Ｐ１の１つの歯車が、駆動軸８に相対回動不能に結合可能であり、第１の遊星歯車伝動装置Ｐ１が、駆動軸８と、入力軸１０と、出力軸１４との間の回転結合部を形成しており、第２の遊星歯車伝動装置Ｐ２の１つの歯車が、被駆動軸１８に相対回動不能に結合可能であり、第２の遊星歯車伝動装置Ｐ２が、被駆動軸１８と、出力軸１４と、入力軸１０との間の回転結合部を形成しているようにした。【選択図】図１
2004225901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力分岐式の伝動装置であって、それぞれ１つのサンギヤ、１つのキャリヤピニオンおよび１つのリングギヤを備えた２つの遊星歯車伝動装置（Ｐ１，Ｐ２）と、入力軸（１０）および出力軸（１４）を備えた１つのバリエータ（Ｖａｒ）とが設けられており、当該伝動装置の変速比が無段階に可変である形式のものにおいて、第１の遊星歯車伝動装置（Ｐ１）の１つの歯車が、駆動軸（８）に相対回動不能に結合可能であり、第１の遊星歯車伝動装置が、駆動軸と、入力軸と、出力軸との間の回転結合部を形成しており、第２の遊星歯車伝動装置（Ｐ２）の１つの歯車が、被駆動軸（１８）に相対回動不能に結合可能であり、第２の遊星歯車伝動装置が、被駆動軸と、出力軸と、入力軸との間の回転結合部を形成していることを特徴とする、出力分岐式の伝動装置。
【請求項２】
両遊星歯車伝動装置（Ｐ１，Ｐ２）が互いに類似している、請求項１記載の伝動装置。
【請求項３】
当該伝動装置が、同じ構造の２つの構成群を有しており、両構成群のうち、一方の構成群が、第１の遊星歯車伝動装置（Ｐ１）と、バリエータ（Ｖａｒ）の駆動側の半部とを成しており、他方の構成群が、第２の遊星歯車伝動装置（Ｐ２）と、バリエータの被駆動側の半部とを成している、請求項１または２記載の伝動装置。
【請求項４】
第１の遊星歯車伝動装置（Ｐ１）の１つの歯車が、第１の連結歯車を介して出力軸（１４）に回転係合しており、第２の遊星歯車伝動装置（Ｐ２）の１つの歯車が、第２の連結歯車を介して入力軸（１０）に回転係合している、請求項１から３までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項５】
第１の遊星歯車伝動装置（Ｐ１）の１つの歯車が、出力軸（１４）に直接回転係合しており、第２の遊星歯車伝動装置（Ｐ２）の１つの歯車が、入力軸（１０）に直接回転係合している、請求項１から３までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項６】
遊星歯車伝動装置（Ｐ１，Ｐ２）のリングギヤが、バリエータ（Ｖａｒ）の入力軸（１０）もしくは出力軸（１４）に支承されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項７】
少なくとも１つのクラッチが設けられており、該クラッチによって、少なくとも１つの遊星歯車伝動装置が可変であり、これによって、当該伝動装置の変速比が、連続的に可変な変速比を備えた、互いに続く２つの変速比範囲に分割可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力分岐式の伝動装置であって、それぞれ１つのサンギヤ、１つのキャリヤピニオンおよび１つのリングギヤを備えた２つの遊星歯車伝動装置と、入力軸および出力軸を備えた１つのバリエータとが設けられており、当該伝動装置の変速比が無段階に可変である形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
連続的に調整可能な変速比を備えた、巻掛け手段によって巻き掛けられた２つの円錐形ディスク対を備えたバリエータもしくは無段変速機を有する伝動装置には、この伝動装置によって獲得可能な高い走行快適性のためだけでなく、可能な消費率低減に基づいても、ますます関心が持たれている。
【０００３】
公知の出力分岐式の伝動装置構造は、出力分岐される範囲の、バリエータの調節可能性によって付与される１つの限界変速比でバリエータを僅かしか負荷しないという特性を有している。この場合、この範囲では、バリエータ変速比の１回の調整時の伝動装置の総変速比が比較的僅かしか変化しない。これに対して、出力分岐される範囲の別の限界では、バリエータが主として全出力を伝達する。しかし、この範囲では、出力分岐式の伝動装置の総変速比がバリエータの総変速比に強く関連している。
【０００４】
このような伝動装置の設計時には、「最悪な」運転点が変速比範囲の１つの縁部で常に考慮され得る。このことは、出力分岐式の伝動装置によって達成可能なモーメント・レンジ容量を制限している。高いピーク圧および体積流に基づき、バリエータの変速比、すなわち、円錐形ディスク式巻掛け伝動装置では円錐形ディスク対の両円錐形ディスクの間の間隔を調整するためのハイドロリック装置の構成が困難となるだけでなく、高い圧着・調整力に基づき、円錐形ディスク対の構成により手間もかかる。巻掛け手段、たとえばリンクプレートチェーンの設計および円錐面の形成のためには、その都度最大の負荷を伴う運転点が重要となる。
【０００５】
公知の出力分岐式の伝動装置の別の特性は、個々のアクティブな伝動装置構成部材、たとえばバリエータおよび遊星歯車伝動装置の間の数多くの機械的な結合部を備えた複雑な構造にある。しばしば、１つの中間軸がトルクをバリエータの一方の側から他方の側に伝達しなければならない。これには、車両固有のまたは原動機固有の種々異なる要求に対する数多くの構成要素の個々の適合が関連している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の出力分岐式の伝動装置を改良して、バリエータが全ての運転点で同様の小さな出力によって負荷されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために本発明の構成では、第１の遊星歯車伝動装置の１つの歯車が、駆動軸に相対回動不能に結合可能であり、第１の遊星歯車伝動装置が、駆動軸と、入力軸と、出力軸との間の回転結合部を形成しており、第２の遊星歯車伝動装置の１つの歯車が、被駆動軸に相対回動不能に結合可能であり、第２の遊星歯車伝動装置が、被駆動軸と、出力軸と、入力軸との間の回転結合部を形成しているようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による出力分岐式の伝動装置では、有利には円錐形ディスク式巻掛け伝動装置として形成されていてもよいし、しかし、摩擦車伝動装置またはこれに類するものによって実現されていてもよいバリエータがあらゆる運転点で類似の出力、有利には当然ながら僅かな出力によって負荷される。
【０００９】
有利には、両遊星歯車伝動装置が互いに同様に形成されている。
【００１０】
種々異なる構成部材の数は、当該伝動装置が、同じ構造の２つの構成群を有しており、両構成群のうち、一方の構成群が、第１の遊星歯車伝動装置と、バリエータの駆動側の半部とを有しており、他方の構成群が、第２の遊星歯車伝動装置と、バリエータの被駆動側の半部とを有していることによって減少させることができる。
【００１１】
本発明による伝動装置の有利な構成では、第１の遊星歯車伝動装置の１つの構成部材が、第１の連結歯車を介して出力軸に回転係合しており、第２の遊星歯車伝動装置の１つの歯車が、第２の連結歯車を介して入力軸に回転係合している。
【００１２】
この伝動装置の有利な構成では、少なくとも１つの連結歯車が、該連結歯車に回転係合している構成部材の１つから連結解除可能である。こうして、本発明による伝動装置を改良して、連続的に調整可能な複数の変速比範囲を備えた伝動装置を形成することができる。
【００１３】
本発明による伝動装置の別の有利な構成では、第１の遊星歯車伝動装置の１つの構成部材が、出力軸に直接回転係合しており、第２の遊星歯車伝動装置の１つの構成部材が、入力軸に直接回転係合している。
【００１４】
有利には、遊星歯車伝動装置のリングギヤが、バリエータの入力軸もしくは出力軸に支承されている。
【００１５】
本発明による伝動装置の改良形では、少なくとも１つのクラッチが設けられており、該クラッチによって、少なくとも１つの遊星歯車伝動装置がロック可能であり、これによって、当該伝動装置の変速比が、連続的に可変な変速比を備えた、互いに続く２つの変速比範囲に分割可能である。
【００１６】
装置構造における１つの使用事例では、このような２つの伝動装置範囲を、有利には、（負荷／僅かな負荷なしに）機械の立上りのために設けることもでき、特に僅かなレンジの第２の範囲を、たとえば複数の機械構成群の同期調整の形の継続運転を中心として設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１８】
図１に示した出力分岐式の伝動装置では、駆動軸８が遊星歯車伝動装置Ｐ１の１つの歯車に結合されている。遊星歯車伝動装置Ｐ１の別の歯車はバリエータの入力軸１０にかつ連結伝動装置１２を介してバリエータの出力軸１４に結合されている。さらに、バリエータのこの出力軸１４は第２の遊星歯車伝動装置Ｐ２の１つの構成部材に結合されている。第２の遊星歯車伝動装置Ｐ２の別の歯車は被駆動軸１８に結合されているかもしくは連結伝動装置１６を介して入力軸１０に結合されている。
【００１９】
遊星歯車伝動装置Ｐ１，Ｐ２の前記歯車はそれぞれプラネタリキャリヤ、サンギヤおよびリングギヤであってよい。
【００２０】
図示の構造では、バリエータの入力軸１０と出力軸１４との間に機能的な違いはない。トルク伝達方向は、遊星歯車伝動装置Ｐ１，Ｐ２および連結伝動装置１２，１６における変速段に関連している。駆動軸８は、たとえば始動クラッチを介して車両の駆動原動機に結合されている。被駆動軸１８はトルクを、たとえばディファレンシャル段を介して、車両の、駆動されるホイールに案内する。
【００２１】
図１に示した伝動装置構造は、６×６＝３６通りの可能な構成を有している。これらの構成では、遊星歯車伝動装置Ｐ１，Ｐ２の歯車をバリエータに結合することができる。
【００２２】
図２には、１つの例が示してある。この例では、バリエータ（Ｖａｒ）が２つの円錐形ディスク対２０，２２を有している。両円錐形ディスク対２０，２２を巡って巻掛け手段２４、たとえばリンクプレートチェーンが循環する。
【００２３】
図２によれば、駆動軸８が遊星歯車伝動装置Ｐ１のキャリヤに相対回動不能に結合されている。遊星歯車伝動装置Ｐ１のプラネタリピニオンは遊星歯車伝動装置Ｐ１のリングギヤとサンギヤとに噛み合っている。このサンギヤは入力軸１０もしくは円錐形ディスク対２０の軸に相対回動不能に結合されている。有利には入力軸１０に支承されたリングギヤは外側歯列を有している。この外側歯列は連結伝動装置１２の連結歯車を介して、出力軸１４に相対回動不能に結合された歯車に噛み合っている。
【００２４】
有利には、円錐形ディスク対２０，２２だけでなく、遊星歯車伝動装置Ｐ１，Ｐ２および連結伝動装置、すなわち、リングギヤの外側歯列と、連結歯車と、バリエータの軸に相対回動不能に結合された歯車とを介して形成された連結伝動装置１２，１６も互いに同様に形成されているので、伝動装置は全体的に同じ構造の２つの半割伝動装置から成っていて、最小限の数の種々異なる構成部材で十分となる。
【００２５】
図３には、図２に示した伝動装置の変速比グラフが示してある。この場合、横座標はバリエータの変速比ｉｖａｒを示しており、縦座標は伝動装置の総変速比ｉｇｅｓを示しており、３つの曲線Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩは伝動装置の総変速比を、連結伝動装置のそれぞれ異なる３つの変速比に対するバリエータ変速比に関連して示している。
【００２６】
両対数の図面では、バリエータ変速比ｉｖａｒが０．４〜２．５まで達している。すなわち、バリエータは６．２５のスプレッド幅もしくはレンジ（ローギヤ段とトップギヤ段との変速比の比）を有している。また、より小さなまたはより大きなレンジを備えたバリエータを使用することも可能である。この場合、グラフの一部しか使用可能なままとならない。連結伝動装置に応じて、伝動装置の、連結伝動装置に基づき獲得可能な総レンジは２〜４である。この場合、変速比経過はその都度の連結伝動装置変速比と無関係に両対数の図面でほぼ線形となる。この場合、連結伝動装置変速比の傾きは分岐している。慣用の出力分岐式の伝動装置では、変速比経過が図３の図面において著しく曲がっている。このことは、冒頭で説明した、変速比範囲の各端部でのバリエータの極めて異なる負荷を生ぜしめる。図３に示した経過によって、バリエータはその都度の変速比と無関係に原動機出力のほぼコンスタントな部分（図示の例では、連結伝動装置変速比に応じて原動機出力の３０％〜４０％）を伝達する。
【００２７】
図２に対して変更された伝動装置の構成では、被駆動軸１４が遊星歯車伝動装置Ｐ２のリングギヤにかつ連結歯車を介して遊星歯車伝動装置Ｐ１のサンギヤに結合されている。相応して、入力軸１０が遊星歯車伝動装置Ｐ１のリングギヤに相対回動不能に結合されていて、連結伝動装置１６の連結歯車を介して遊星歯車伝動装置Ｐ２のサンギヤに噛み合っている。
【００２８】
図４には、図１に示した構造の変化形が示してある。この変化形では、中間歯車１２，１６が設けられておらず、遊星歯車伝動装置段もしくは遊星歯車伝動装置Ｐ１，Ｐ２の各構成部材もしくは各歯車がバリエータの軸に直接係合している。
【００２９】
図示の例では、遊星歯車伝動装置Ｐ１のサンギヤが駆動軸８に相対回動不能に結合されていて、プラネタリピニオンを介してリングギヤに回転係合している（噛み合っている）。このリングギヤは、図２に示した構成に類似して入力軸１０に支承されていて、図２に示した構成と異なり、出力軸１４に相対回動不能に結合された歯車に直接噛み合っている。
【００３０】
同じ形式で被駆動軸１８が遊星歯車伝動装置Ｐ２のサンギヤに相対回動不能に結合されている。このサンギヤはプラネタリピニオンを介して、出力軸１４に支承されたリングギヤに噛み合っている。リングギヤは外側歯列を有している。この外側歯列は、入力軸１０に相対回動不能に結合された歯車に直接噛み合っている。
【００３１】
各遊星歯車伝動装置のリングギヤは入力軸もしくは出力軸に相対回動不能に結合されている。
【００３２】
図４に示した伝動装置も互いに同様の２つの半割伝動装置から形成されている。両半割伝動装置は、巻掛け手段２４と、軸１０；１４に相対回動不能に結合された歯車の間の噛合いと、リングギヤの外側歯列とを介して形成される。
【００３３】
例示した、有利には互いに同様の２つの半割伝動装置から形成された本発明による伝動装置は多種多様な形式で使用することができると共に変更することができる。レンジ６を備えた、たとえば１５０ｋＷの出力のために適したバリエータから、２つの遊星歯車伝動装置を使用して、無段階に調整可能な変速比を備えた伝動装置を形成することができる。この伝動装置によって、２．５のレンジで３００ｋＷの出力を伝達することができる。
【００３４】
図１に示した構造を備えた伝動装置は、自体公知のように、種々異なる変速比範囲の間でクラッチおよび／またはブレーキによって切換可能となるように少ない手間で補填することができる。１つの切換点の形成に関して、連結伝動装置変速比が約２．４または０．４であると有利である。なぜならば、この場合、バリエータのレンジの縁部（０．４〜２．４）で１つの遊星歯車伝動装置がブロックで作動するので、この遊星歯車伝動装置を１つのクラッチによってロックすることができ、同時に別のクラッチまたはブレーキを開放することができる。遊星歯車伝動装置だけでなく、連結伝動装置にも、クラッチもしくはブレーキの組込みのために良好に接近することができる。
【００３５】
当然ながら、あらゆる形式のバリエータを本発明による伝動装置構造に使用することができ、たとえば摩擦車伝動装置または油圧伝動装置にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による伝動装置の構造を示す図である。
【００３７】
【図２】図１に示した伝動装置の第１実施例を示す図である。
【００３８】
【図３】図２に示した伝動装置の変速比グラフである。
【００３９】
【図４】図１に示した伝動装置の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
８  駆動軸、  １０  入力軸、  １２  連結伝動装置、  １４  出力軸、  １６  連結伝動装置、  １８  被駆動軸、  ２０  円錐形ディスク対、  ２２  円錐形ディスク対、  ２４  巻掛け手段、  Ｐ１  遊星歯車伝動装置、  Ｐ２  遊星歯車伝動装置、  Ｖａｒ  バリエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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