齿轮式无级变速机构的制作方法_3

文档序号:9204027阅读:来源:国知局
地连接于壳体而停止旋转。环形齿轮1r介由阻止旋风齿轮Tg的正向旋转(与驱动轴I相同的转动方向)同时允许反向旋转的双向离合器F2与旋风齿轮Tg连接。支架30c介由允许旋风齿轮Tg的正向旋转同时阻止反向旋转的双向离合器Fl与旋风齿轮Tg连接,并且通过第I制动器BI被选择性地连接于壳体而停止旋转,因此可同时使支架30c、太阳齿轮30s、环形齿轮1r停止旋转。
[0048]在太阳齿轮1s (20s)后方配置有被上述驱动轴旋转驱动的机械式的油泵P,该油泵P用以产生液压并向液压回路供给,上述液压是用于控制致动器或各摩擦间断装置等、或者向各部分供给润滑油的初始压力。
[0049]上述的第I?第3这3个离合器Cl?C3或第I?第4这4个制动器BI?B4是通过多片式的离合器或制动器等液压致动器来控制卡合的液压式摩擦卡合装置,通过液压回路的线性电磁阀的励磁、非励磁或电流控制来切换卡合、脱离状态,同时控制卡合、脱离时的过渡液压等。
[0050]本实施例是将本发明应用于交替切换上述第I离合器Cl和第2离合器C2来输出发动机动力的双离合器式自动变速机构而得到的,如图2所示,变速档机构配置有第2输入轴3、中间轴4和输出轴5,从而构成三轴式的齿轮组,上述第2输入轴3与驱动轴I同轴配置且能与第2离合器C2连接?分离,上述中间轴4和输出轴5与该第2输入轴3平行且彼此在圆周方向以不同的角度分离。
[0051]第2输入轴3能与第2离合器C2连接.分离,是用于向齿轮系G1、G4、G5的驱动齿轮Gla、G4a、G5a以及后退用的驱动齿轮Ra传送旋转动力的旋转轴,从前方开始可空转地安装有4速驱动齿轮G4a、后退用驱动齿轮Gca、I速驱动齿轮Gla、5速驱动齿轮G5a。其中,Gla、G4a、G5a与对应的从动齿轮Glb、G4b、G5b啮合连接。另外,后退用驱动齿轮Ra与中间轴4的后退用惰轮Ri啮合连接,通过反转将旋转动力传送给与该后退用惰轮Ri啮合连接的输出轴5的后退用从动齿轮Rb。应予说明,图2中,细线的虚线表示啮合连接(旋风齿轮部的虚线除外)。
[0052]中间轴4介由以一体的形式设置于上述第I输入轴2的后端部的输入轴齿轮13和以一体的形式设置于第I中间轴4的前端部且与输入轴齿轮13啮合的中间轴齿轮14而能与第I离合器Cl连接.分离,是用于向齿轮系G2、G3、G6、G7的驱动齿轮G2a、G3a、G6a、G7a以及启动.微速用驱动齿轮Gca传送旋转动力的旋转轴,从前方开始可空转地安装有启动?微速用驱动齿轮Gca、2速驱动齿轮G2a、6速驱动齿轮G6a、7速驱动齿轮G7a、以及3速驱动齿轮G3a。另外,可空转地安装有与后退用驱动齿轮Ra和从动齿轮向Rb啮合连接的后退用惰轮Ri。这些驱动齿轮G2a、G3a、G6a、G7a、Gca与对应的从动齿轮G2b、G3b、G6b、G7b、Gcb啮合连接。
[0053]输出轴5从前方开始以一体的形式设有启动?微速用从动齿轮Gcb、2速从动齿轮G2b、4速从动齿轮G4b、6速从动齿轮G6b、后退用从动齿轮Rb、7速从动齿轮G7b、l速从动齿轮Glb、3速从动齿轮G3b、5速从动齿轮G5b。这些从动齿轮Glb?G7b、Rb、Gcb与对应的第2输入轴3的驱动齿轮Gla、G4a、G5a以及中间轴4的驱动齿轮G2a、G3a、G6a、G7a、启动.微速用驱动齿轮Gca、后退用惰轮Ri啮合连接,介由差速齿轮传送给驱动轮。
[0054]第I同步装置SI是用于切换不传送动力的空转状态与启动?微速用齿轮Ge的装置,通过使转速与空转状态同步而使中间轴4与启动.微速用驱动齿轮Gca选择性地连接并一体旋转。
第2同步装置S2是用于切换2速与6速的装置,通过使转速同步而使2速驱动齿轮G2a和6速驱动齿轮G6a与中间轴4选择性地连接并一体旋转。
第3同步装置S3是用于切换7速和3速的装置,通过使转速同步而使7速驱动齿轮G7a和3速驱动齿轮G3a与中间轴4选择性地连接并一体旋转。
第4同步装置S4是用于切换4速和后退用齿轮R的装置,通过使转速同步而使4速驱动齿轮G4a和后退用驱动齿轮Ra与第2输入轴3选择性地连接并一体旋转。
第5同步装置S5是用于切换I速和5速的装置,通过使转速同步而使I速驱动齿轮Gla和5速驱动齿轮G5a与第2输入轴3选择性地连接并一体旋转。
这些各同步装置S具备与上述各驱动轴连接(花键嵌合)且在轴向自由移动的同步套,通过未图示的上述换挡致动器使从同步套从中立位置沿轴向前后移动,从而使其与上述各驱动齿轮连接,选择性地确立Gl?G7等各齿轮系。确立齿轮系是指成为驱动力可介由(上述第I离合器Cl、第2离合器C2和)上述Gl?G7、Gc、R的各齿轮系向输出轴5传送动力的状态,当存在来自旋风齿轮部的驱动且确立了齿轮系时,可利用以各自的传动比设定的所规定的变速档来驱动车辆。
[0055]应予说明,这些轴数或变速档数、传动比、变速档的配置等是应用了本发明的一个实施例,也可以是其他设计或构成等。
[0056]【螺旋齿轮(旋风齿轮Tg)和第2齿轮(小齿轮Pg)的动作】
如上所述,为了利用动力源效率高的旋转区域,在进行车辆等的动力传送时,采用变速档机构阶段性地实现动力传送,这是由于与提高发动机转速来“拉动” I个齿轮相比,使用多个齿轮可减小拉动力(牵引力)从而效率提高,若能进一步逐渐增加档数最终使其连续变速,则效率更高。
[0057]对于旋风齿轮Tg而言,如图4所示,在内部具有中空空间的圆锥状外周面呈螺旋状延伸设有齿列,该齿列是将大致均等的齿以等间距并列设置而成的。而且与沿着小齿轮轴Ps的方向自由移动地设置的上述小齿轮Pg啮合,该小齿轮轴Ps是沿着与该旋风齿轮Tg的圆锥面(节圆锥方面)上的母线平行配置的旋转轴,因此,旋风齿轮Tg的齿是以小齿轮Pg可移动的方式形成的(以相对于轴且相对于小齿轮Pg始终保持一定角度的方式形成)。
[0058]小齿轮Pg与螺母N形成为一体,该螺母N的内周面形成有凸条齿(螺旋槽),与外周面具有多个螺旋槽的作为螺杆轴的小齿轮轴Ps旋合(嵌合),可阻止与小齿轮轴Ps的相对旋转且可沿轴向自由移动。如图2所示,小齿轮轴Ps被自由旋转地轴支承于固定在壳体的臂15,在轴后端部一体地设有轴齿轮12并与锥齿轮11啮合连接,来自发动机的旋转动力例如以如下途径传送:锥齿轮11>轴齿轮12>小齿轮轴Ps>小齿轮Pg>旋风齿轮Tg。应予说明,这里是将从该锥齿轮11到旋风齿轮Tg的连接设为齿轮式连续可变变速机构,但也可以设为其他连接方式。
[0059]对于旋风齿轮Tg和小齿轮Pg的动作,例如若使小齿轮Pg恒速旋转,则啮合位置例如会从旋风齿轮Tg的直径大的底面侧向直径小的顶点侧移动,与此同时,能够使旋风齿轮的转速从低速旋转连续向高速旋转转变。如上所述,通常的齿轮例如是在圆筒外周部并列设置齿,与此相对,在本实施例的旋风齿轮的组合中,作为一种齿轮的小齿轮暂时沿轴(Ps)方向(边旋转边)移动,与此配合地,作为另一种齿轮的旋风齿轮的齿列在从圆锥顶点侧观察的情况下以螺旋状延伸设置于圆锥状侧面部,齿大体沿齿线方向即轴向逐渐位移地并列设置,啮合位置随着小齿轮的移动而沿轴向移动。在这种情况下,齿轮的组合成为旋风齿轮与小齿轮这两者的轴交叉的交叉轴,其交叉点(顶点)随啮合位置改变而改变。另外,各齿的中心距离也改变。而且,采用该啮合位置沿轴向移动的机构,当啮合位置移动时旋风齿轮的节圆连续改变,从而可使转速比连续改变,而通常的齿轮组合的转速比恒定不变。
[0060]本旋风齿轮Tg和小齿轮Pg是锥齿轮(伞齿轮)的齿轮组,小齿轮Pg的齿的锥角当然不与小齿轮轴Ps平行,并且如图4所示,小齿轮Pg始终保持一定的角度(锥角)同时与旋风齿轮Tg啮合,并沿小齿轮轴方向移动。因此啮合不会偏离于轴向,但为了向低侧(旋风齿轮T的直径的大的一侧)施加轻微的推力,如图中的圆内所示,也可以对齿的低侧侧面的抵接面赋予用于引导啮合的倾斜度。
[0061]另外,本旋风齿轮Tg与小齿轮Pg的齿轮组的齿为斜齿轮(齿线可以是直线、曲线中的任一种),如图3所示,以将与旋风齿轮Tg啮合产生的推力和与小齿轮轴Ps啮合产生的推力抵消的方式构成(附图表示小齿轮侧所承受的推力载荷)。因此,能够在不损害传送效率的基础上增大齿线角度,可提高强度或啮合效率、安静性。
[0062]小齿轮的移动是利用如下方法来调整小齿轮位置,即,例如利用作为第2齿轮位置检测单元的小齿轮位置传感器16检测小齿轮的位置,根器其检测输出,反馈控制旋风致动器,从而例如用叉部件17等按压小齿轮侧面等。概略图5中示出了使用电线、滑轮装置和液压装置的移动单元即致动器的例子,该旋风致动器可通过组合液压单元或电动单元等与齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、滚珠丝杠机构、滑轮机构或电线机构等单元来实现。
[0063]然而,如上所述,像斜齿轮这样具有相对于轴向倾斜的齿的齿轮介由齿可使切线方向载荷分力出轴向载荷(推力载荷),反过来说,介由齿也可使推力载荷分力出切线方向载荷。现有的变速器由只进行旋转运动的连接方式构成,但在本连续可变变速机构中,小齿轮Pg和小齿轮轴Ps是能够使直线运动转变为旋转运动、使旋转运动转变为直线运动的螺旋运动机构,由于包括直线运动,所以例如通过沿轴向对小齿轮Pg施力,可利用于小齿轮Pg和旋风齿轮Tg的制动和驱动。
例如,在使用电动机(电动马达)作为发电机的制动中,将制动能量转化为电需要一定的制动时间,短时间制动只转化为热能。因此,针对动力的旋转运动的短时间制动方式,现实中是通过利用制动片等的摩擦式向热能转化来实现的。因此,必须考虑到因热等导致的制动片表面的磨损等,例如使用行星齿轮的自动档车等也采取如下措施:当通过热传感器监测到热量超出允许范围时会限制换挡等。与此相对,针对直线运动的制动方式只要线性施力即可,因此,施加该力的接触面例如可以是湿式的平坦面。由于是螺旋运动,所以还附加有旋转运动,但像冲击那样,热能仅为一部分,也能够将大部分转化为动能,如果能够调整所施加的力,则通过高效地分担控制由热能造成的负担和由动能造成的负担,能够提高两部件的耐久性。
作为上述实施例,可使小齿轮侧面和叉部件形成如上所述的平坦面,在该面嵌装通过施力而能与面接触、分离的轴承等。
这样,能够大幅度降低由磨损等造成的制动部件的负担,因此例如能够应对基于频繁制动等的使用。
[0064]应予说明,对于小齿轮Pg的移动而言,当动力源的动力未经由上述螺旋齿轮传送给驱动轮时,也可通过如下方式使小齿轮移动:作为移动单元,对小齿轮Pg和旋风齿轮Tg赋予旋转,例如以其他途径利用动力源的动力,或者连接电动马达。
[0065]另外,上述中的旋风齿轮在本实施例中是以圆锥状进行说明的,但圆盘状的方式也同样,虽然存在例如旋风齿轮Tg与小齿轮Pg的啮合位置随着小齿轮的移动而沿圆盘直径方向移动等一些表达的差异,但作为与圆锥状同样的方式而包含在内。
[0066]另外,上述齿轮式连续可变变速机构也可以是具有如下特征的齿轮式连续可变变速机构,即,具备“第I旋转轴、具有沿着该旋转轴的方向连续变化的截面形状的第I齿轮、可移动的第2旋转轴、以及与上述第I齿轮啮合且沿上述第2旋转轴的方向自由滑动地设置的第2齿轮,相对于上述第I齿轮,因上述第2旋转轴的旋转而从动旋转的上述第2齿轮一边连续改变啮合位置一边移动时、或者因上述第I齿轮的旋转而从动旋转的上述第2齿轮一边连续改变啮合位置一边移动时,上述第I齿轮的节圆半径连续改变。
[0067]【齿轮式无级变速机构】
利用齿轮进行的动力传送在机械式动力传送中最为优异,从古至今一直以各种形式被利用。但其使用被局限于2个齿轮的传动比始终被固定的形式,因此,作为可连续改变传动比的所谓的无级变速机构,例如设计了使用带和滑轮的机构等利用摩擦的无级变速机构等,但该摩擦式的效率低,因此迫切期望齿轮式的无级变速机构。但是,例如对于通过使用齿轮而像摩擦式无级变速机构那样使增减速与恒速可自由转变而言,采用可动齿轮等是可能实现的,但对于实用还远远不够,总之是不可能的,可以说齿轮式的无级变速机构已成为动力传送体系中的缺失环节。因此为了使齿轮式无级变速机构具体化且实用
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