(57)【要約】 【課題】本発明は、オーバードライブモードで張力が発生しないような、オーバードライブギヤ付きパワースプリット式トランスミッションを提案することを課題とする。【解決手段】  本発明は、例えば無段階ハイドロスタティックトランスミッションとして構成されているバリエータ（１）と、動力伝達方向においてバリエータ（１）の前方で切り替えられる分割ギヤとして、あるいは、動力伝達方向においてバリエータの後方で切り替えられる出力分岐用の加算ギヤとして役立つ遊星歯車セット（３）と、を備えたパワースプリット式マルチレンジトランスミッションである。それぞれ個々に切り替えられ、上ないし下の走行レンジに切り替えるシフトエレメント（レンジ切替えエレメント）（Ｋ１、Ｋ２）が設けられている。ダイレクトギヤモードないしはオーバードライブモードでは、バリエータが動力伝達から外される。【選択図】図１
2005214420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダルバリエータないし摩擦ホイールバリエータとして、ベルトバリエータもしくはチェーンバリエータとして、テーパリングギヤとして、あるいは、無段階ハイドロスタティックギヤとして構成されているバリエータ（１）と、
動力伝達方向においてバリエータ（１）の前方で切り替えられる分割ギヤとして、あるいは、動力伝達方向においてバリエータの後方で切り替えられる出力分岐用の加算ギヤとして役立つ遊星歯車セット（３）と、
を備え、
それぞれ個々に切り替えられ、上ないし下の走行レンジに切り替えるシフトエレメント（レンジ切替えエレメント）（Ｋ１、Ｋ２）を含み、
バリエータの出力は、バリエータ出力ギヤ（２）またはバリエータに対して軸平行に配置されたシャフト（６）を介して出力に導かれ、
バリエータを介して出力が伝達されないようなダイレクトギヤないしオーバードライブギヤが設けられており、
ダイレクトギヤモードないしはオーバードライブモードでは、バリエータは動力伝達から外される
ことを特徴とするパワースプリット式マルチレンジトランスミッション。
【請求項２】
バリエータ（１）を脱締結するためにシフトエレメントが設けられており、当該シフトエレメントは、バリエータ（１）の出力伝達における入力側または出力側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のパワースプリット式マルチレンジトランスミッション。
【請求項３】
前記シフトエレメントは、クラッチまたはシンクロ装置である
ことを特徴とする請求項２に記載のパワースプリット式マルチレンジトランスミッション。
【請求項４】
前記バリエータ（１）を脱締結するためにフリーホイール（Ｆ）が設けられており、当該フリーホイールは、前記バリエータ（１）の出力伝達におけるギヤのある位置に配置され、すべての走行レンジと後進ギヤとで同一の回転方向を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のパワースプリット式マルチレンジトランスミッション。
【請求項５】
前記フリーホイール（Ｆ）は、動力伝達方向に関してトランスミッションの装置ないし構成部品の前に存在しており、回転方向の反転を生じさせ得るようなトランスミッションのある箇所に配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載のパワースプリット式マルチレンジトランスミッション。
【請求項６】
前記ダイレクトギヤないしオーバードライブギヤは、（レンジシフトエレメント）（Ｋ１、Ｋ２）を切り替えることによって切り替えられる
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のパワースプリット式マルチレンジトランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う、一つのバリエータを含むパワースプリット式トランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなトランスミッションは、例えば無段階に調節可能な摩擦ホイールバリエータを含む。摩擦ホイールバリエータは、トロイダル状の摺動面を有する少なくとも２枚の円環プレートを有し、それらの回転体の間で回転する。摩擦ホイールバリエータは、無段階のギヤ比の変化の他に、高いトルク能力（力量）を有する。
【０００３】
ＤＥ１９６２９２１３Ａ１から、二つの出力レンジで運転され得るトランスミッションが知られている。この公知の摩擦ホイールトランスミッションの主要な構成部品は、一対で作用する二枚のトロイダル状摺動面を有する無段階に調節可能な摩擦ホイールバリエータと、カウンターシャフトと、加算ギヤである。この場合、下のレンジ（ＬＯＷ）にはパワースプリット（パワー分岐部）が設けられている。駆動出力は、駆動軸からギヤ段階を経てカウンターシャフトに、そして続いて、出力側で加算ギヤと結合された無段階に調節可能なギヤ（摩擦ホイールバリエータ）に、伝達される。第二のパワースプリットを介して、駆動出力はカウンターシャフトとギヤ段階とを経て直接加算ギヤに伝達され、そこで、二つのパワースプリットの出力が合計され、出力軸に伝達される。
【０００４】
この公知のトランスミッションの第二出力レンジ（ＨＩＧＨ）では、駆動出力は、ギヤ段階を経てカウンターシャフトに、そして続いて、無段階に調節可能なギヤに伝達される。もう一つの別の出力部分は、この場合、設けられていない。
【０００５】
本件出願人のＤＥ１９７０３５４４Ａ１から、もう一つのトランスミッションが知られている。当該トランスミッションには、パワースプリットが設けられており、無段階に調節可能なギヤ、特には一対で作用するトロイダル状摺動面を有するギヤ（摩擦ホイールギヤ）、が採用されている。この既知のトランスミッションも、所望のパワースプリットを可能にするために、中間軸ないしカウンターシャフトを有している。
【０００６】
このようなギヤの効率を改善するために、オーバードライブにおいて、出力がバリエータを介して伝達されない一つのギヤが設けられ得る。この場合、それは、ダイレクトギヤが考えられ得る。しかし、また、遊星歯車段または平歯車段ないしはベルト駆動ないしはチェーン駆動を用いて、さらなるギヤ比を得ることも可能である。それは、バリエータのギヤ比に相当する、あるいは、もう一つ別のギヤステップを実現する。
【０００７】
ＥＰ１２５３３５０Ａ２から、冒頭に挙げた種類のパワースプリット式デュアルレンジトランスミッションが知られている。この場合、総効率を上げるために、オーバードライブでは、バリエータを介しては出力が伝達されないギヤに切り替えられる。なぜなら、バリエータは、通常、噛合い式の（ポジティブエンゲージ式の）パワー伝達装置ないしトルク伝達装置よりも効率が悪いからである。この場合、当該トランスミッションは、二連式トロイダルバリエータと、遊星歯車セットを含む加算ギヤと、反転ギヤとして使用される遊星歯車セットと、を含む。これらは、この順序で動力伝達方向に順番に配置される。
【０００８】
オーバードライブギヤに入れるために、補助シフトエレメントが設けられ得る。デュアルレンジトランスミッションの場合、オーバードライブギヤは、レンジシフトエレメントのところの閉鎖によって、切り替えられ得る。
【０００９】
この場合、オーバードライブギヤがレンジシフトエレメントを閉じることによって切り替えられるマルチレンジトランスミッションでは、オーバードライブモードでのバリエータのごく僅かなギヤ比の差でも、二つのクラッチによって閉じられた回路内に回転数差が生じるため、トランスミッション内で張力が発生してしまう、という欠点が生じる。この張力は、出力損失、過熱、そして、トランスミッションの破壊につながる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記技術水準の欠点を回避するオーバードライブギヤ付きパワースプリット式トランスミッションを提案すること、を課題とする。特に、オーバードライブモードで張力が発生しないものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴によって解決される。その他の実施形態及び利点は、下位請求項から明らかになる。
【００１２】
本発明は、トロイダルバリエータないし摩擦ホイールバリエータとして、ベルトバリエータもしくはチェーンバリエータとして、テーパリングギヤとして、あるいは、無段階ハイドロスタティックトランスミッションとして構成されているバリエータ（１）と、動力伝達方向においてバリエータ（１）の前方で切り替えられる分割ギヤとして、及び、動力伝達方向においてバリエータの後方で切り替えられる出力分岐用の加算ギヤとして役立つ遊星歯車セット（３）と、を備え、それぞれ個々に切り替えられ、上ないし下の走行レンジに切り替えるシフトエレメント（レンジ切替えエレメント）（Ｋ１、Ｋ２）を含み、バリエータの出力は、バリエータ出力ギヤ（２）またはバリエータに対して軸平行に配置されたシャフト（６）を介して出力に導かれ、バリエータを介して出力が伝達されないようにダイレクトギヤないしオーバードライブギヤが設けられており、ダイレクトギヤモードないしはオーバードライブモードでは、バリエータは動力伝達から外されることを特徴とするパワースプリット式マルチレンジトランスミッションである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に従うコンセプトにより、オーバードライブモードの際のトランスミッション内の張力は、簡単な方法で回避される。
【００１４】
本発明に従い、バリエータの出力伝達の入力側または出力側に、バリエータを外す（脱締結する）装置が備えられている。この場合、この装置は、シフトエレメント、例えばクラッチやシンクロナイジング装置など、であり得る。
【００１５】
本発明の更なる有利な形態に従うと、脱締結装置としてフリーホイールが設けられる。当該フリーホイールは、ギヤのある位置に配置され、バリエータの確実な脱締結を保証するために、すべての走行レンジと後進ギヤとにおいて同一の回転方向を有する。好ましくは、当該フリーホイールは、動力伝達方向に関してトランスミッションの装置ないし構成部品の前に存在し、回転方向の反転を生じさせ得るようなトランスミッションのある箇所に配置される。フリーホイールを脱締結装置として使用することによって、コストならびに必要とされるスペースが有利に削減される。
【００１６】
当該バリエータは、トロイダルバリエータないし摩擦ホイールバリエータ（シングルまたはダブルキャビティー、つまり、一対または二対の円環プレートを有する）として、あるいは、ベルトバリエータまたはチェーンバリエータとして、あるいは無段階ハイドロスタティックギヤとして、構成され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、以下に、添付の図に基づいて、例示的にさらに詳述される。
【００１８】
図１は、本発明に従うトランスミッションの好適な第１の実施の形態を図示したものである。
【００１９】
図２は、本発明に従うトランスミッションの好適な第２の実施の形態を図示したものである。
【００２０】
図３は、本発明に従うトランスミッションのもう一つの好適な実施の形態を図示したものである。
【００２１】
図４は、本発明に従うトランスミッションの好適な第４の実施の形態を図示したものである。
【００２２】
図５は、本発明に従うトランスミッションの好適な第５の実施の形態を図示したものである。
【００２３】
図６は、本発明に従うトランスミッションの好適な第６の実施の形態を図示したものである。
【００２４】
図７は、本発明に従うトランスミッションの好適な第７の実施の形態を図示したものである。
【００２５】
図８は、本発明に従うトランスミッションのもう一つの好適な実施の形態を図示したものである。
【００２６】
図９は、本発明に従うトランスミッションの好適な第９の実施の形態を図示したものである。
【００２７】
図１０は、本発明に従うトランスミッションのもう一つの好適な実施の形態を図示したものである。
【００２８】
図１１は、本発明に従うトランスミッションの好適な第１１の実施の形態を図示したものである。
【００２９】
図１に示されたギヤニュートラル仕様のトランスミッションは、二連式摩擦ホイールバリエータ１と、加算ギヤとして役立つ遊星歯車セット３と、バリエータ１に軸平行に配置されたシャフト６と、を含む。それらを経由して、バリエータプレート４、５の間に配置されたベルト駆動部ないしチェーン駆動部７及び平歯車段８を用いて、バリエータが駆動されるか、あるいは、バリエータ１の出力がトランスミッションの出力部に伝達される。当該トランスミッションは、下の走行レンジにパワースプリットが設けられたデュアルレンジトランスミッションとして構成されている。下の走行レンジはクラッチＫ１を閉じることによりもたらされ、上の走行レンジはクラッチＫ２を閉じる（遊星歯車セット３はブロックモードで回転する）ことによりもたらされる。さらに、クラッチＫ２が閉じているときにダイレクトギヤに切り替えるクラッチＫＤが設けられている。上述の張力を回避するために、バリエータ１の出力伝達におけるベルト駆動部７と遊星歯車セット３との間に、フリーホイールＦが配置されている。
【００３０】
図２に示されたギヤは、一連式摩擦ホイールバリエータ１と、加算ギヤとして役立つ遊星歯車セット３と、遊星歯車セット９を含むバリエータ出力ギヤ２とを含み、上の走行レンジにパワースプリットを有する。
【００３１】
当該トランスミッションは、パワースプリット式デュアルレンジトランスミッションとして構成されている。この場合、バリエータ出力ギヤ２の遊星歯車セット９のサンギヤ１０は、駆動側でバリエータ出力部と結合されており、そのリングギヤ１１は、出力側で遊星歯車セット３のサンギヤ１５と結合されている。さらに遊星歯車セット９のウェブ１３は、ハウジング１４に連結されている。遊星歯車セット３のウェブ１８は、ブレーキＫＲを介してハウジングに接続可能であり、駆動側でクラッチＫ２を介して駆動軸１２と結合可能である。この場合、そのリングギヤ１６は出力軸１７と結合されている。さらに当該リングギヤ１６は、クラッチＫ１及びクラッチＫ２を介して駆動軸１２と結合可能であり、ウェブ１８はさらにクラッチＫ１を介してリングギヤ１６と結合可能である。
【００３２】
第一レンジ（ＬＯＷ）では、クラッチＫ１が締結され、出力は、バリエータ１と、遊星歯車セット９と、ブロックモードで回転する遊星歯車セット３と、を介してのみ伝達される。第二レンジ（ＨＩＧＨ）にはパワースプリットが設けられている。この場合、クラッチＫ２が締結され、出力は、一方で駆動軸１２から遊星歯車セット３のウェブ１８へ、他方でバリエータ１から遊星歯車セット９を介して遊星歯車セット３のサンギヤ１５へ、伝達される。総出力は、リングギヤ１６を介して出力軸１７に伝達される。後進ギヤを実現するために、シフトエレメントＫＲが締結される。
【００３３】
ダイレクトギヤないしオーバードライブギヤに切り替えるために、追加のシフトエレメントは必要ない。つまり、オーバードライブギヤは、クラッチＫ１及びクラッチＫ２を締結することにより切り替えられ、その結果、駆動軸１２によって駆動される遊星歯車セットはブロックモードで回転する。図からわかるように、オーバードライブモードにおけるトランスミッション内の張力を回避するために、動力伝達方向においてバリエータ出力の後およびバリエータ出力ギヤ２の前に、フリーホイールＦが配置されている。
【００３４】
図２に示されたトランスミッションの場合のフリーホイールＦの配置の別の可能性が、図３の主題である。ここでは、フリーホイールＦはバリエータ１の駆動側に配置されている。
【００３５】
図４は、上のレンジにパワースプリットが設けられたパワースプリット式デュアルレンジトランスミッションを示しており、それは、二連式摩擦ホイールバリエータ１と、カウンターシャフト６と、遊星歯車セット３と、発進クラッチＡＫと、を含んでいる。カウンターシャフト６を介して、バリエータプレート４、５の間に配置されたベルト駆動部ないしチェーン駆動部７および平歯車段８を用いて、バリエータ１の出力が当該ギヤの出力部に伝達される。下の走行レンジはクラッチ１を閉じることにより、上の走行レンジはクラッチ２を閉じることにより、切り替えられる。後進ギヤ用には、ブレーキＫＲが閉じられる。オーバードライブギヤに切り替えるために、クラッチＫ１及びクラッチＫ２が締結される。本発明に従い、オーバードライブモードでのバリエータ１の脱締結装置として、フリーホイールＦが設けられている。それは、シャフト６上でベルト駆動部ないしチェーン駆動部７の後方に配置されている。
【００３６】
カウンターシャフト６、３つのシフトエレメントＫ１、Ｋ２、ＫＲおよび遊星歯車セット３を同様に含む図５に示されたトランスミッションの場合でも、フリーホイールＦがシャフト６上のベルト駆動部ないしチェーン駆動部７の後方に配置されている。図４に示されたトランスミッションとの相違は、遊星歯車セット３がシャフト６上に配置されていることである。出力軸１７はバリエータ１と同軸に配置されているので、遊星歯車セット３の出力を出力軸１７に伝達するために、平歯車段８が設けられている。下の走行レンジはクラッチＫ１を締結することにより切り替えられ、上の走行レンジはクラッチＫ２を閉じることにより切り替えられ、後進ギヤ用にはブレーキＫＲが閉じられる。オーバードライブギヤに切り替えるためには、クラッチＫ１およびＫ２が閉じられる。
【００３７】
図６に示されたトランスミッションの場合、駆動および出力（出力取出し）が、バリエータ１に軸平行に配置されたシャフト６を介しておこなわれる。そのシャフトに、バリエータ１の出力が、バリエータプレート４、５の間に配置されたベルト駆動部ないしチェーン駆動部７を用いて伝達される。バリエータ１は、平歯車段８を介して駆動される。さらにシャフト６上には、遊星歯車セット３が加算ギヤとして配置されている。このとき、下の走行レンジはクラッチＫ１を閉じることにより切り替えられ、上の走行レンジはクラッチＫ２を閉じることにより切り替えられ、後進ギヤ用にはブレーキＫＲが閉じられ、当該ブレーキは遊星歯車セット３のリングギヤ１６をハウジングと結合している。オーバードライブギヤに切り替えるためには、クラッチＫ１およびＫ２が閉じられる。本発明に従って設けられるフリーホイールＦは、シャフト６上に、動力伝達方向においてベルト駆動部７の後方に配置されている。
【００３８】
図７に示されたトランスミッションは、図６に従うトランスミッションとは、バリエータ１がベルト駆動部ないしチェーン駆動部７’、もう一つのシャフト６’、及び平歯車段８’を介して駆動される、という点で異なる。ここでもまた、フリーホイールＦは、シャフト６上に動力伝達方向においてベルト駆動部７の後方に配置されている。
【００３９】
図８は、上の走行レンジにパワースプリットを有するもう一つのパワースプリット式デュアルレンジトランスミッションを示している。この場合、加算ギヤとして役立つ遊星歯車セット３は、バリエータ１に軸平行に配置されたシャフト６上に配置され、フリーホイールＦは、動力伝達方向において（ベルト駆動部ないしチェーン駆動部７による）バリエータ出力の背後に配置されている。バリエータ１は、平歯車段８を介して駆動される。オーバードライブギヤに切り替えるためには、クラッチＫ１およびＫ２が閉じられ、それらは個別に切り替えられ、下ないし上の走行レンジを切り替える。後進ギヤは、ブレーキＫＲを閉じることによって切り替えられる。
【００４０】
動力伝達方向において（ベルト駆動ないしチェーン駆動７による）バリエータ出力の背後に配置されている。オーバードライブギヤに切り替えるためには、クラッチＫ１およびＫ２が閉じられ、それらは個別に切り替えられ、下ないし上の走行レンジを切り替える。後進ギヤは、ブレーキＫＲを閉じることによって切り替えられる。
【００４１】
図９に従うトランスミッションは、バリエータ１に軸平行に配置されたシャフト６を含む。バリエータプレート４、５の間に配置されたベルト駆動部ないしチェーン駆動部７を用いて、バリエータ１は発進クラッチＡＫに結合されている。ハリエーター１は、平歯車段８を介して出力側で、シャフト６上に配置されている遊星歯車セット３と結合されている。遊星歯車セット３は、加算ギヤとして用いられる。オーバードライブモードでバリエータを脱締結するためのフリーホイールは、動力伝達方向においてバリエータの背後に配置されている。オーバードライブギヤに切り替えるためには、クラッチＫ１およびＫ２が締結される。それらは個別に切り替えられて、下ないし上の走行レンジを切り替える。後進ギヤは、ブレーキＫＲを閉じることによって切り替えられる。さらに、発進クラッチＡＫが設けられている。
【００４２】
バリエータ１に軸平行に配置されたシャフト６が、加算ギヤとして役立ちバリエータ１と同軸に配置されている遊星歯車セット３を当該バリエータ１に出力側で結合するために設けられている図１０に示された実施の形態では、オーバードライブモードでバリエータを脱締結するためのフリーホイールは、シャフト６上に配置され、好ましくは動力伝達方向においてベルト駆動部ないしチェーン駆動部７の背後に配置される。それを用いて、バリエータ出力がシャフト６に伝達される。図９に従うトランスミッションの場合のように、オーバードライブギヤに切り替えるためには、クラッチＫ１およびＫ２が閉じられる。それらは個別に切り替えられ、下ないし上のパワースプリット式走行レンジを切り替える。後進ギヤは、ブレーキＫＲを閉じることによって切り替えられる。図１０には、完璧を期すために、コンバータＷが表示されている。
【００４３】
図１１に示されたトランスミッションの場合、駆動および出力が、バリエータ１に軸平行に配置されたシャフト６を介しておこなわれる。その際、バリエータは当該シャフト６と、駆動側でベルト駆動部ないしチェーン駆動部７を介して、出力側で平歯車段８を介して、結合されている。オーバードライブモードでバリエータを脱締結するためのフリーホイールＦは、ベルト駆動部７の出力と平歯車段８との間に配置されている。オーバードライブギヤに切り替えるためには、クラッチＫ１およびＫ２が閉じられる。それらは個別に切り替えられて、下ないし上の走行レンジを切り替える。後進ギヤは、ブレーキＫＲを閉じることによって切り替えられる。
【００４４】
当然ながら、どの構成上の形態も、特に遊星歯車セットやシフトエレメントやフリーホイールのそれら自体ならびにそれら相互のスペース上のいずれの配置も、技術的に有意である限り、特許請求の範囲に表記されているようなトランスミッションの機能に影響を与えなければ、これらの構成が図や説明において明確に示されていなくとも、特許請求の範囲の保護範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に従うトランスミッションの好適な第１の実施の形態を図示したものである。
【図２】本発明に従うトランスミッションの好適な第２の実施の形態を図示したものである。
【図３】本発明に従うトランスミッションのもう一つの好適な実施の形態を図示したものである。
【図４】本発明に従うトランスミッションの好適な第４の実施の形態を図示したものである。
【図５】本発明に従うトランスミッションの好適な第５の実施の形態を図示したものである。
【図６】本発明に従うトランスミッションの好適な第６の実施の形態を図示したものである。
【図７】本発明に従うトランスミッションの好適な第７の実施の形態を図示したものである。
【図８】本発明に従うトランスミッションのもう一つの好適な実施の形態を図示したものである。
【図９】本発明に従うトランスミッションの好適な第９の実施の形態を図示したものである。
【図１０】本発明に従うトランスミッションのもう一つの好適な実施の形態を図示したものである。
【図１１】本発明に従うトランスミッションの好適な第１１の実施の形態を図示したものである。
【符号の説明】
【００４６】
１        バリエータ
２        バリエータ出力ギヤ
３        遊星歯車セット
４        一対のバリエータプレート
５        一対のバリエータプレート
６、６’  シャフト
７、７’  ベルト駆動部ないしチェーン駆動部
８、８’  平歯車段
９        遊星歯車セット
１０      サンギヤ（太陽ギヤ）
１１      リングギヤ
１２      駆動軸
１３      ウェブ
１４      ハウジング
１５      サンギヤ（太陽ギヤ）
１６      リングギヤ
１７      駆動軸
１８      ウェブ
Ｋ１      クラッチ
Ｋ２      クラッチ
ＫＲ      ブレーキ
ＫＤ      クラッチ
ＡＫ      発進クラッチ
Ｗ        コンバータ
Ｆ        フリーホイール
【図１】
2005214420.tif 000003
【図２】
2005214420.tif 000004
【図３】
2005214420.tif 000005
【図４】
2005214420.tif 000006
【図５】
2005214420.tif 000007
【図６】
2005214420.tif 000008
【図７】
2005214420.tif 000009
【図８】
2005214420.tif 000010
【図９】
2005214420.tif 000011
【図１０】
2005214420.tif 000012
【図１１】
2005214420.tif 000013