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JP2008516848A - 車両用駆動装置および変速器 - Google Patents

車両用駆動装置および変速器 Download PDF

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Abstract

駆動装置は駆動源と連結された変速器モジュールとからなっている。変速器モジュールは連結されたトルク支持装置を具えたバイパス変速器、トルク変換器、数個のクラッチ減速器を有している。バイパス変速器は３個の回転体を有してかつ遊星歯車として形成されている。第３の回転体はクラッチを介してフライホイールにより形成される支持装置に連結されている。第１の回転体はトルク変換器を介して駆動源３に連結され、駆動クラッチを介して変速器の入力軸に連結されている。第２の回転体は第1・３の減速器を介して変速器の出力軸に連結され、出力軸は第１・２の減速器を介して図中方形で示す車両の被駆動輪Ｌに連結可能である。各減速器は噛み合う歯車により構成され、第１・３の減速器はジョイント歯車を有している。

Description

この発明は車両用駆動装置に関するものであって、駆動源と変速器モジュールとを有しており、該変速器モジュールは駆動源に連結された入力軸と車両の被駆動輪に連結可能な出力軸とを有しており、該変速器モジュールはさらにトルクを支持する支持装置と入力軸・出力軸を具えた変速器と少なくとも３個の回転体を具えたバイパス変速器とを有しており、第１の回転体は駆動源に連結され、第２の回転体は被駆動輪に連結可能であり、第３の回転体は支持装置に連結可能であり、変速器はバイパス変速器と平行であり、変速器の入力軸は第１の回転体に出力軸は第２の回転体に連結されている。
そのような駆動装置はオランダ特願第１０２２０９２号に開示されている。しかし所望の変速を行うには、軸や歯車などの多くの部品を好ましくない部位に挿入する必要があり全体の容積と重量が増加するので、変速器を具えた現存の車両には簡単に使用することができないのである。
オランダ特願第１０２２０９２号
この発明の目的はバイパス変速器クラッチと変速器とが互いにおよび車両の被駆動輪と一緒に構成され、部品点数が少なく、それらの部品が望ましい位置に配置され、これにより軽量小型に構成される駆動装置を提供することにある。
このためこの発明の駆動装置においては、第１・２の減速器および第１・２の一方の歯車により構成される第３の減速器を介して変速器の入力軸が車両の被駆動輪に連結可能であり、それと噛み合うさらなる歯車が第２の回転体に連結されており、これにより第１の減速器の歯車が変速器の出力軸に連結された第１の歯車第２の減速器の第１の歯車に連結された第２の歯車とにより構成されていて、第２の減速器の第２の歯車が被駆動輪に連結されている。
第１または第２の減速器の歯車を変速器とバイパス変速器との間の連結ラインおよび変速器と被駆動輪との間の連結ラインに含ませることにより、駆動装置が小型となり、減速器とバイパス変速器との伝動比を適宜に選択することにより現行の車両に使用するに際して変速器とエンド変速器との伝動比を採用する必要がない。
一実施例においては、変速器の出力軸が第１の減速器の第２の歯車を介して第２の回転体に連結されている。
他の実施例においては、変速器の出力軸が第１の減速器の第１の歯車さらには第４の減速器を介して第２の回転体に連結されている。
他の実施例においては、第３の減速器のさらなる歯車が第４の減速器のひとつの歯車とともに中間軸上に設けられている。
他の実施例においては、第３の減速器のさらなる歯車が第４の減速器の第１の歯車を構成している。
他の実施例においては、変速器の出力軸が第２の減速器の第２の歯車および第４の減速器を介して第２の回転体に連結されており、第３の減速器のさらなる歯車が第４の減速器のひとつの歯車とともに中間軸上に設けられている。
他の実施例においては、連結軸または中間軸が切離し器により相互に解離可能な２部分軸から構成されている。
他の実施例においては、変速器の入力軸と第１の回転体との間の連結ラインの一部中にクラッチが設けられており、駆動源と第１の回転体との間の連結ライン中には設けられていない。駆動装置が例えばトルク変換機などの他のドライブオフ要素を有していない場合には、このクラッチはドライブオフ要素としても作用する。加えてこのクラッチは駆動中に変速器を解離するのにも使用でき、これにより支持装置はエンジントルクを車輪の方に支持する。支持装置がフライホイール(慣性体)から構成されている場合には、フライホイールに負の加速が加わり超過の動力を駆動装置に供給する。クラッチを開くことにより、より高い負の加速がクラッチが開いていない場合よりもより早く形成され、歯車変換は変速器によりなされる。かくしてクラッチを用いて公知の駆動装置からよりもより多くの動力がフライホイールから得られ、したがってフライホイールはより小型軽量となる。
トルク変換器などのドライブオフ要素が設けられていない場合には、コイルバネを具えたエンジンフライホイールを駆動源と変速器との間に設けるのが望ましい。
この発明の駆動装置のさらなる利点としては、支持装置が駆動装置中の捻り振動抑制を増加させることである（トルク変換器の使用およびエンジンフライホイールおよびコイルバネの使用の両方）。
好ましくは、支持装置は慣性体および／または電気モーター発電機を有しており、また追加のクラッチが支持装置と第３の回転体との間に設けられる。
この追加のクラッチおよび／またはクラッチのための駆動ユニットは、第３の回転体の回転方向が反転した場合には、自動的に閉鎖・開放するのが望ましい。
またこの追加のクラッチは閉じると駆動源が始動するように作用してもよい。ついで支持装置（フライホイール）中のエネルギーは静止状態からの駆動源のｒｐｍを増加させるのに使われる。かくして駆動源は非常に迅速に始動して、車両が静止のときには駆動源をスイッチオフすることが可能であり、燃料を節約できる。かくして非常に大きな電気起動モーターを使用する必要がなくなる。
他の実施例においては、ドライブオフ要素、例えばトルク変換器、が駆動源と変速器との間に設けられる。
静止状態からのドライブオフ（前方および後方）は好ましくは、さらなるバイパス変速器が駆動源と少なくとも３個の回転体を具えた変速器との間に設けられた駆動装置により行うことができる。第１の回転体は回転錠止され（例えばＫの回転体が変速器モジュールのケースにブレーキを介して連結されている場合）、第２の回転体は駆動源に連結され、第３の回転体は変速器に連結されている。さらなるバイパス変速器は第２・３回転体間の錠止クラッチを有している。
錠止クラッチを滑り閉鎖し逆にブレーキを滑り閉鎖すると車両を前方に駆動できる。トルク変換器が設けられていると、前方または後方駆動はクラッチおよびブレーキにより選択できる。
また錠止クラッチは駆動中に変速器を解離することができ、支持装置がエンジントルクを車輪の方に支持できる。
さらに駆動源と第１の回転体との間に設けられた電気モーター発電機を使ってドラブオフが可能である。
またトルク変換器に代えて、コイルバネを具えたエンジンフライホイールを駆動源と変速器との間に設けることも望ましい。
駆動装置の出力軸の方向を好ましい方法で変更すべく（さらなるバイパス変速器を使わずに）、出力軸を車両の被駆動輪に連結することが可能である。他の実施例においては、第１の減速器の第１の歯車が変速器の出力軸から解離でき、該駆動装置のさらなる歯車は変速器の出力軸に連結できかつ第２の減速器の歯車と噛み合う。第２の減速器は被駆動輪に連結されている。歯車の変更にはクロークラッチが使用できる。この実施例は支持装置を具えたバイパス変速器および変速器と平行な第３の減速器がない駆動装置にも使用できる。
駆動装置の一実施例においては、ブレーキが設けられており、変速器の出力軸または駆動クラッチ（駆動源と変速器との間に設けられている）と変速器との間で変速器の入力軸に連結されている。このブレーキを具えた実施例は他の装置と一緒に使用できる。つまり支持装置を具えたバイパス変速器のない駆動装置と一緒に使用できる。ブレーキは好ましくはギアハンドルに連結されている。ギアハンドルは逆に入れるとブレーキを励動する。この利点は駆動装置を逆にするのに駆動装置が自分の足で制動する必要がないことである。
例えば歯車を前方・後方にするなど歯車を変更する際のダブルアクションを防止すべく、他の実施例においては、駆動装置が軸動セレクター軸を有しており、該セレクター軸は互いに軸方向に離間した外歯を有しており、かつ内歯を具えた歯車の中心孔中で軸動可能である。これによりセレクター軸は上記の歯車を軸に全然連結しないか、１個連結し、しかし２個以上とは連結しない。この実施例は軸が軸上のひとつの歯車と交換できるいかなる駆動装置にも使用できる。
この発明はまたこの発明の駆動装置に使用できる変速器モジュールに関するものであり、その入力軸は駆動源に連結可能である。
図１，２にこの発明の駆動装置の第１の実施例の平面と側面とを示し、図３には断面を示す。駆動装置１は駆動源３と変速器モジュール５とを有している。変速器モジュールは軸クラッチｋ１を介して駆動源３に連結された入力軸４と軸クラッチｋ2を介して図１中の矩形で示す車両の被駆動輪Ｌに連結された出力軸６とを有している。変速器モジュール５はトルク支持のための支持装置９を具えたバイパス変速器７、変速器１１、トルク変換器１３、クラッチ１５，１７および減速歯車Ｒ1，Ｒ２，Ｒ3から構成されている。
バイパス変速器７は３個の回転体ｃ，ａ，ｓを有して遊星歯車と構成されている。第１の回転体ｃは遊星キャリアにより構成され、第２の回転体ａはリング歯車ールにより構成され、第３の回転体ｓは太陽歯車により構成されている。遊星歯車に回転可能に固定された太陽歯車ｓとリング歯車ａとの間には数対の遊星歯車19が存在している。
第３の回転体ｓはクラッチ１５を介してフライホイールにより形成された支持装置９に連結可能である。第１の回転体ｃはトルク変換器１３を介して駆動源３に連結され、かつ駆動クラッチ１７を介して変速器１１の入力軸２１に連結されている。第２の回転体ａは変速器１１の出力軸２３に連結されている。該出力軸２３は第１・２の減速器Ｒ1,Ｒ2を介して車両の被駆動輪Ｌに連結可能である。
変速器１１は一般に知られた連続可変変速器として形成されている。トルク変換器１３は２個の回転体２５・２７を有しており、これらの間には液体が存在している。第３の回転体２９歯２個の回転体２５・２７間に存在し、かつ、ベアリング３１を介して変速器モジュール５のケース３３に連結されている。第１の回転体２５は駆動源３に連結され、第２の回転体２７は第１の回転体ｃに連結されている。
各減速器Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は２個の噛合い歯車３５〜４３により構成され、第１・２の減速器Ｒ1、Ｒ2はジョイント歯車３７を有している。第３の減速器Ｒ3の歯車３９は第２の回転体上の外歯（リング歯車）により構成されるかまたは第２の回転体ａに固定された歯車により構成されている。
第１の減速器Ｒ1の伝達比ｉ1は（Ｓ１の減速器の出力軸４５の回転速度／第１の減速器の入力軸の回転速度または変速器の出力軸の回転速度）はほぼ−０．７に等しい。
第３の減速器Ｒ3の伝達比ｉ3（第３の減速器の出力軸４５の回転速度／第３の減速器の入力軸４７の回転速度または第２の回転体ａの回転速度）ははほぼ−１に等しい。
第２の減速器Ｒ2の伝達比ｉ2（第２の減速器の出力軸の回転速度または変速器モジュール５の出力軸６の回転速度／第２の減速器の入力軸の回転速度または第１の減速器の出力軸の回転速度）はほぼ−０．３に等しい。
遊星歯車の伝達比（リング歯車上の歯数と太陽歯車上の歯数との間の比）はほぼ−２．７に等しい。ここで負の符号は太陽歯車が、単一の遊星歯車に代えて、遊星歯車対を介してリング歯車に連結されていることを意味している。
駆動装置の逆転変速器はさらなる歯車５１により形成され、該歯車はクラッチ５３を介して変速器１１の出力軸２３に連結可能でありかつ第２の減速器Ｒ２の歯車４３と噛み合っている。変速器１１の出力軸２３に連結された第２の減速器の歯車３５はこの目的のためにクラッチ５５を介して出力軸２３から解離可能である。
逆転変速器は車両が停止している場合のみ係合され得る。周知の車両の逆転変速器と係合するには、ブレーキペダルは押圧されなければならない。ブレーキペダルはブレーキＢと押圧される必要はなく（図１参照）、ブレーキＢは逆転位置に動く際にはギアハンドル１１により操作される。ブレーキＢは変速器１１の入力軸または出力軸２１、２３に連結されている。
図４に図２・３の駆動装置１の構造を示す。同じ機能の要素は全て同じ参照番号で示す。図５には歯車５１１または歯車３５に連結するまたはいずれにも連結しない出力軸２３のためのクラッチ５３・５５の詳細な構造を示す。いずれにしても両方に同時には連結されないのである（図４中Ｖで示す）。駆動装置１のクラッチ５３．５５は軸方向に可動のセレクター軸５７を有しており、これには軸方向に距離を置いて外歯５７ａ．５７ｂが形成されている。 セレクター軸５７は歯車３５・５１および出力軸２３中の中央孔中を軸方向に可動である。この孔Ｂには内歯３５ａ・５１ａが形成されている。
図６・７にこの発明の駆動装置８１の第２の実施例を示す。上記の第２の実施例と駆動装置８１および変速器モジュール８３の第２の実施例のものと同じ要素は同じ参照番号で示す。
駆動装置８１のこの実施例においては、変速器１１の出力軸２３は第１の減速器の第２の歯車を介して連結されていないが、第１の減速器Ｒ1の第１の歯車３５を介してバイパス変速器７の第２の回転体に連結されている。第１の歯車３５もまた第３の減速器Ｒ3の歯車を構成しており、他の歯車８５は中間軸８７を介して第４の減速器Ｒ4の歯車８９に連結されており、他の歯車９１は第２の回転体ｃに連結されている。ここで中間軸８７もまた2部分軸からなり、該2部分軸は切離し器９３により別個に解離される。
図８・９にこの発明による駆動装置９５の第３の実施例を示す。この駆動装置９５と変速器モジュール９７の第３の実施例と同じ全ての要素は同じ参照番号で示す。
この駆動装置９５の実施例においては、変速器１１の出力軸２３は第１の減速器の第２の歯車を介しては連結されず、第２の減速器Ｒ2の第２の歯車４３を介してバイパス変速器７の第２の回転体ｃに連結されている。第２の歯車４３もまた第３の減速器Ｒ3の歯車を構成しており、他の歯車８５は中間軸８７を介して第４の減速器Ｒ4の歯車８９に連結されている。他の歯車９１は第２の回転体ｃに連結されている。ここで中間軸８７もまた2部分軸から構成され、別個に切離し器９３により解離できる。
変速器モジュール５の入力軸４はまた軸クラッチの代わりに駆動源３に直接連結することもできる。変速器モジュールの出力軸もまた軸クラッチＫ2を介する代わりに直接被駆動輪Ｌに連結できる。さらに図1〜4に示す駆動装置中のトルク変換器はコイルバネ９９を具えたフライホイール９８で置き換えることができる（図4の実施例の代わりを示す図１０参照）。
図１１にこの発明により駆動装置の第４の実施例を示す。この駆動装置１０１と変速器モジュール１０３の第３の実施例と同じ全ての要素は同じ参照番号で示す。図６に示す第３の実施例と同様に、変速器１１の出力軸２３は第１の減速器Ｒ1の第１の歯車３５を介してさらには第４の減速器Ｒ4を介して第２の回転体ｃに連結されている。ここでも第１の減速器Ｒ1の第１のＧ歯車３５は第３の減速器Ｒ3の歯車のひとつを構成している。
しかし、第２の実施例とは反対に、第３の減速器Ｒ3の他の歯車１０５は第４の減速器Ｒ4の第１の歯車を形成している。第４の減速器Ｒ4の他の歯車１０７は第２の回転体ｃに固定されている。フライホイール９と第３の回転体ｓとの間には追加のクラッチ１０９が設けられており、これがフライホイール９を開放することができる。ここでモジュール１１１は追加のモジュールを構成しており、現存の駆動装置がほとんど適合できない現存の駆動装置に追加できる。
図１２・１３に示すのは図１１の駆動装置の2個の異なる構造１０１ａ，１０１ｂである。これらの構造の相違はフライホイール９と第３の回転体ｓの間の追加のクラッチ１０９の部分である。
図１４・１５は１０１ａ、１０１ｂの実施例である。
この発明の駆動装置の第１の実施例を示す図である。 図１の駆動装置の平面図である。 図２の駆動装置の拡大側面図である。 図１のＫＳ装置の構造を示す図である。 図４の駆動装置のセレクター軸の詳細図である。 この発明の第１の実施例を示す図である。 図６の駆動装置の平面図である。 この発明の駆動装置の第３の実施例を示す図である。 図８の駆動装置の平面図である。 図４の実施例の変化例を示す図である。 この発明の駆動装置の第４の実施例を示す図である。 図１１の駆動装置の第１の構成図である。 図１１の駆動装置の第２の構成図である。 図１２の駆動装置の第１の構造図である。 図１３の駆動装置の第２の構造図である。
符号の説明
１ 駆動装置
３ 駆動源
５ 変換モジュール
７ バイパス変速器
９ 支持装置
１１ 変速器
１３ トルク変換器
１５ クラッチ
２１ 入力軸
２３ 出力軸
２５、２７、２９ 回転体

Claims (21)

  1. 駆動源と入力軸および出力軸を具えた変速器モジュールとを有しており、入力軸は車両の駆動源に連結され、出力軸は車両の被駆動輪に連結され、変速器モジュールはトルクを支持する支持装置と入力軸と出力軸とを具えた変速器と少なくとも３個の回転体を具えたバイパス変速器とを有しており、第１の回転体は駆動源に連結されており、第２の回転体は車両の被駆動輪に連結可能であり、第３の回転体は支持装置に連結可能であり、変速器とバイパス変速器とは平行であり、変速器の入力軸は第１の回転体に出力軸は第２の回転体にそれぞれ連結され、変速器の出力軸は第１・２の減速器を介して車両の被駆動輪に連結可能でありかつ第１・２の減速器のひとつにより構成されかつさらなる歯車と噛み合う第３の減速器を介して第２の回転体に連結されており、第１の減速器の歯車が第１の歯車により構成され、該第１の歯車は変速器の出力軸と第２の歯車に連結され、第２の歯車は第２の減速器の第１の歯車に連結され、第２の減速器の第２の歯車が被駆動輪に連結されていることを特徴とする車両用駆動装置。
  2. 変速器の出力軸が第１の減速器の第２の歯車を介して第２の回転体に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 変速器の出力軸が第１の減速器の第１の歯車さらに第４の減速器を介して第２の回転体に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 第３の減速器のさらなる歯車が第４の減速器のひとつの歯車とともに中間軸上に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 第３の減速器のさらなる歯車が第４の減速器の第１の歯車を構成していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
  6. 変速器の出力軸が第２の減速器の第２の歯車およびさらに第４減速器を介して第２の回転体に連結されており、第３の減速器のさらなる歯車が第４の減速器のひとつの歯車とともに中間軸上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  7. 連結軸または中間軸が２部分軸から構成されており、該２部分軸が切離し器を介して互いに切り離されることを特徴とする請求項３〜５のいずれかひとつに記載の装置。
  8. クラッチが変速器の入力軸と第１の回転体との間の連結ラインの部分中に設けられており、駆動源と第１の回転体との間の連結ライン中には設けられていないことを特徴とする請求項１〜７のいずれかひとつに記載の装置。
  9. 支持装置が慣性体を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかひとつに記載の装置。
  10. 支持装置が電気モーター発電機を有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかひとつに記載の装置。
  11. 追加のクラッチが支持装置と第３の回転体との間に設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
  12. 追加のクラッチおよび／または追加のクラッチのための駆動ユニットが、第３の回転体の回転方向が逆になると追加のクラッチが自動的に係合・解離することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
  13. 例えばトルク変換器などのドライブオフ要素が駆動源と変速器との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかひとつに記載の装置。
  14. さらなるバイパス変速器が駆動源と変速器との間に少なくとも３個の回転体とともに設けられており、例えば第１の回転体がブレーキを介して変速器モジュールのケースに連結されている場合には第１の回転体が回転錠止され、第２の回転体が駆動源に連結され、第３の回転体が変速器に連結され、さらなる変速器が第２・３の回転体間に錠止クラッチを有していることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかひとつに記載の装置。
  15. 電気モータ発電機が駆動源と変速器との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかひとつに記載の装置。
  16. コイルバネを具えたエンジンフライホイールが駆動源と変速器との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかひとつに記載の装置。
  17. 第１の減速器の第１の歯車が変速器の出力軸から解離可能であり、さらなる歯車が設けられていて変速器の出力軸に連結可能でありかつ被駆動輪に連結された第２の歯車と噛み合っていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかひとつに記載の装置。
  18. 駆動クラッチとブレーキとが設けられており、駆動クラッチは駆動源と変速器との間に設けられており、ブレーキは駆動クラッチと変速器との間で変速器の出力軸または入力軸と連結さされていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
  19. ブレーキがギアハンドルに連結されていてかつギアハンドルが逆転されるとギアハンドルにより駆動されることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
  20. 相互にある軸距離で外歯を具えた補助可動セレクター軸と軸とが設けられており、該セレクター軸が内歯を具えた歯車の中心孔中に軸方向に可動であり、セレクター軸が上記の歯車を１個上記の軸に連結するか全然連結しないかであることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかひとつに記載の装置。
  21. 変速器モジュールの入力軸が駆動源に連結可能であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかひとつに記載の装置。
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