JPH0420100B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、米国特許第4014223に示された種類
の複合遊星歯車伝達装置とトルク変換器装置とを
結合してなるトルク伝達装置、即ち、流体力学的
なトルク変換器（トルクコンバーター）とこの変
換器内に位置したトルク分割用のシンプル・プラ
ネタリ・ギア機構とが、エンジンから多段比率歯
車装置の２つのトルク入力歯車要素の各々への２
通りのトルク入力路を与えるように配置されてい
るものの改良に係わる。

前記多段比率歯車装置が高いトルク倍率になる
第１駆動モードの状態にある時には、前記スプリ
ツトトルク歯車装置は作動せず、全トルクがトル
ク変換器を介して、多段比率歯車装置のトルク入
力歯車の第１歯車へ流体力学的に伝達される。前
記伝達装置が第２駆動モードで作動している間
は、トルクの一部分が流体力学的に伝達され、残
りのトルクは機械的に伝達される。流体力学的に
伝達されるトルクの大きさと、機械的に伝達され
るトルクの大きさとの比率は約１対２である。第
３駆動モードあるいは高速駆動モードで作動して
いる間は、前記伝達装置はトルクの大部分を機械
的に伝達するようになつている。約７％のトルク
が流体力学的に伝達される。このスプリツトトル
ク装置はトルク変換器における流体力学的な損失
を減少させ、従つて駆動系の全体的な駆動効率を
改善するようになつている。

本発明の目的は、流体力学的スプリツトトルク
伝達装置において、それぞれがトルク入力軸の周
りで回転する、トルクコンバーターと、遊星歯車
機構からなるスプリツトトルク歯車装置と、スプ
リツトトルク歯車装置から多段比率歯車装置にト
ルクを伝達する二つのトルク伝達軸との接続を独
特の組み合わせにすることにより、スプリツトト
ルク歯車装置のところの構造を複雑化させること
なく二つのトルク伝達軸から簡単な構造でトルク
を取り出し得る流体力学的スプリツトトルク伝達
装置を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、トルクコンバー
ターが、環状回路を構成するように配置された、
インペラー、タービン及びリアクターと、トルク
入力軸とからなり、インペラーがタービンとリア
クターとを取り囲みトルク入力軸に連結されたイ
ンペラーシエルを有しており、スプリツトトルク
歯車装置が、インペラーシエル内に配置されてお
り、リング歯車と、トルク入力軸からトルクを直
接受ける太陽歯車と、リング歯車に噛合した第一
組の遊星歯車と、太陽歯車に噛合した第二組の遊
星歯車とからなり、第一及び第二組の遊星歯車が
相互に噛合し且つトルクコンバーターのタービン
に連結された共通のキヤリア上に回転可能に支持
されているものであり、更に、トルクコンバータ
ーの中心部に位置しており前記共通キヤリアに直
接連結された第一のトルク伝達軸、及びこの第一
トルク伝達軸を取り囲んでおりリング歯車に直接
連結されたトルク伝達スリーブ軸を有する流体力
学的スプリツトトルク伝達装置によつて達成され
る。

即ち、本発明のスプリツトトルク伝達装置で
は、リング歯車、太陽歯車、リング歯車に噛合し
た第一組の遊星歯車、及び太陽歯車に噛合した第
二組の遊星歯車からなるスプリツトトルク歯車装
置が、インペラーの一部を成してトルク入力軸に
連結されたトルクコンバーターのタービンとリア
クターとを取り囲むインペラーシエル内に配置さ
れており、且つスプリツトトルク歯車装置の太陽
歯車がトルク入力軸からトルクを直接受けるよう
にこれに接続され、スプリツトトルク歯車装置の
第一及び第二組の遊星歯車の共通のキヤリアがト
ルクコンバーターのタービンに連結され、トルク
コンバーターの中心部に位置する第一のトルク伝
達軸がスプリツトトルク歯車装置の遊星歯車の共
通キヤリアに直接連結され、第一トルク伝達軸を
取り囲むトルク伝達スリーブ軸がスプリツトトル
ク歯車装置のリング歯車に直接連結されているの
で、それぞれがトルク入力軸の回りで回転すると
いう要請を満たしつつ、トルクコンバーターのタ
ービンからの回転トルク出力をスプリツトトルク
歯車装置の第一及び第二組の遊星歯車の共通キヤ
リアのトルク入力軸側（後述の実施例の図で左
側）に伝達し得、その反対側（後述の実施例の図
で右側）から直接回転中心に沿つて伸びる第一の
トルク伝達軸にトルクを取り出し得る。上記配置
及び連結関係の故に、スプリツトトルク歯車装置
の構造が単純化され得るので、トルク入力軸から
二つのトルク伝達軸までのサイズを極力低減させ
得る。なお、もう一つのトルク伝達軸であるスリ
ーブ軸へのトルクの取り出しもトルク入力軸の反
対側（後述の実施例の図で右側）から行い得る。
その結果、自動車の駆動伝達機構の組み立ても容
易になる。

尚、本発明のスプリツトトルク伝達装置では、
更に、太陽歯車と、リング歯車と、遊星歯車とか
らなる遊星歯車機構を二段に有してなり、各遊星
歯車機構の遊星歯車が共通の遊星歯車キヤリアに
軸支された多段比率歯車装置であつて、二段の遊
星歯車機構のうち第一の遊星歯車機構の太陽歯車
が第二の遊星歯車機構のリング歯車に連結されて
おり、前記共通遊星歯車キヤリアが被動部材に連
結されるように構成されたものと、多段比率歯車
装置の第一遊星歯車機構のリング歯車を前記トル
ク伝達スリーブ軸に連結するように構成された第
一のクラツチ手段と、多段比率歯車装置の第二遊
星歯車機構の太陽歯車を前記第一のトルク伝達軸
に連結するように構成された第二のクラツチ手段
と、第一の遊星歯車機構のリング歯車と第二の遊
星歯車機構のリング歯車との夫々に対して別々に
制動をかけるべく選択的に係合可能なブレーキ手
段とが設けられているので、タービンからスプリ
ツトトルク歯車装置を介して第一トルク伝達軸に
直接伝達されたタービントルクは、第二クラツチ
手段を介して第二の遊星歯車機構の太陽歯車に伝
達される。第二の遊星歯車機構のリング歯車に対
して制動をかけるべくブレーキ手段がリング歯車
に選択的に係合せしめられると（即ち図示の実施
例のブレーキ（B2）がかけられると）、被動部材
たる出力軸が共通遊星歯車キヤリアによつて駆動
されるので、実施例では図示の範囲１（最低速）
に対応する状態になり最高トルク比が実現され
る。この最低速度比で動作している間では、ター
ビンがスプリツトトルク歯車装置のキヤリアを駆
動するので、全トルクが流体力学的に伝達され
る。尚、最低速度比での動作の間は第一クラツチ
手段が切られているので、スプリツトトルク歯車
装置のリング歯車は、非作動状態になる。この様
な構成の場合、トルク伝達系の負荷を最低限に抑
え得るので高トルク取り出しが一層効果的に行わ
れ得る。

すなわち、本発明の改善された伝達装置におい
ては、複合キヤリアと２組の遊星ピニオンとを有
する複合トルクスプリツトトルク歯車装置を用い
たスプリツトトルク伝達装置が提供され、前記共
通のキヤリヤはトルク変換器のタービンに対して
駆動的に連結されている。前記キヤリヤはまた多
段比率歯車装置の最初のトルク入力要素に対して
クラツチ係合をするようになつている。トルクス
プリツト歯車装置のリング歯車は多段比率歯車装
置の第２のトルク入力要素に対してクラツチ係合
するようになつている。タービンが連結されてい
る共通キヤリヤは中心部のトルク伝達軸にトルク
を伝達するようになつており、それによつてトル
ク容量を減少することなしに伝達装置の全体的な
寸法や、全重量を減少させることができる。

番号１０は内燃機関のクランク軸を示し、番号
１２は差動装置および車軸組立体を介して自動車
の駆動輪に連結されるようになつたトルク出力軸
を示している。

番号１４は全体的に流体力学的なトルク変換器
を示し、これはインペラ１６と、タービン１８
と、案内羽根あるいはリアクター２０とを含む、
前記インペラと、タービンと案内羽根とは普通は
環状の流体流れを形成するように配置され、イン
ペラは駆動板２２を介してクランク軸１０に対し
て駆動的に連結されている。

オーバーランニングブレーキ２４はスリーブ軸
２６によつて支持されている。その外側軌道輪は
案内羽根２０に連結され、これによつて案内羽根
がポンプ羽根車の回転方向と逆の方向へ回転する
のを防いでいる。トルク変換器がトルク増倍領域
で作動している間は、タービン羽根車１８は複合
スプリツトトルク歯車装置３０のための複合キヤ
リヤ２８に対して連結されている。前記歯車装置
３０は、キヤリヤ２８に加えて、太陽歯車３２
と、リング歯車３４と、１対の遊星歯車３６，３
８とを含み、各々の遊星歯車はキヤリヤ２８に対
して軸受けされており、歯車３６は歯車３８と噛
合している。

前記リング歯車３４にはスリーブ軸４０が連結
され、キヤリヤ２８は中央部に位置した第一トル
ク伝達軸としてのトルク伝達軸４２に連結されて
いる。

前記伝達機構の主歯車装置は２つのシンプル・
プラネタリ・ギア機構、即ち遊星歯車が１つの遊
星歯車装置４４，４６を含む。歯車装置４４は太
陽歯車４８と、リング歯車５０と、遊星歯車５２
とを含む。歯車装置４６は太陽歯車５４と、リン
グ歯車５６と、遊星歯車５８とを含む。前記遊星
歯車５２と５８とは共通キヤリヤ６０に軸受けさ
れており、このキヤリヤが被動部材としてのトル
ク出力軸１２に連結されている。リング歯車５０
はブレーキドラムの一部分を形成あるいは郭定
し、このドラムの周囲にブレーキ帯６２が位置し
ている。同様なブレーキ帯６４がリング歯車５６
の周りを取囲んでいる。ブレーキ手段としてのブ
レーキ帯６２，６４のうちのいずれかのブレーキ
帯６２あるいは６４がかかると、対応するリング
歯車５０あるいは５６が停止される。

リング歯車５０は選択的に係合可能な第一クラ
ツチ手段としての摩擦クラツチ６６を介してスリ
ーブ軸４０に連結されている。また選択的に係合
可能な第二クラツチ手段としての摩擦クラツチ６
８は中心軸７２に対して駆動的に連結され、太陽
歯車５４に対しても連結されている。前記摩擦ク
ラツチ６８に対して並列にオーバーランニングク
ラツチ７０が配置され、軸４２からのトルクが太
陽歯車５４に連結された軸７２に伝達される。

第１Ａ図においては、各種の駆動領域における
クラツチとブレーキとの付勢と解除のパターンが
明らかになつている。第１速（低速）駆動領域な
いし範囲にするためには、クラツチ６８とブレー
キ帯６４とが係合し、他のクラツチ制御装置が係
合していなければよい。もし低速駆動領域におけ
る連続運転が望ましくなければ、クラツチ６８を
外してもよく、その場合トルクはオーバーランニ
ングクラツチ７０を介して太陽歯車５４へ伝達さ
れる。

中速比率あるいは第２速度比率へ自動的に比率
を変更させるために、クラツチ６６が係合され、
ブレーキ帯６４も係合されたままになつている。
リング歯車３４にかかるトルクはリング歯車５０
に伝達される。この駆動領域においては、スプリ
ツトトルク歯車装置３０の太陽歯車３２に対して
直接的にかかつたトルクは、キヤリヤ２８にかか
る流体力学的タービントルクを補足し、従つて結
果的にリング歯車３４にかかるトルクはスリーブ
軸４０と係合クラツチ６６とを介してリング歯車
５０に伝達される。第３速度比率は両方のクラツ
チ６６，６８が同時に係合して、両方のブレーキ
帯が外れることによつて得られる。

後退駆動はクラツチ６８とブレーキ帯６２を係
合させることによつて得られる。

第２速度比率で運転している場合、トルクの約
２／３が機械的に伝達され、残りはトルク変換器を
介して流体力学的に伝達される。直接駆動運転を
している間は、大部分のトルクは機械的に伝達さ
れ、約７％だけが流体力学的に伝達される。

スプリツトトルク装置のための歯車装置は、米
国特許第4014223で示されているように、インペ
ラのハウジング内に位置していてもよい。

第２図には、スプリツトトルク歯車装置と共に
使用するための別の歯車装置と、第１図に示した
種類のトルク変換器とが示されている。第２図を
説明する目的でいうと、第２図の構成要素の内で
第１図の構成要素と共通なものについては、両図
において同様の参考番号をつけて示すが、第２図
のものにはダツシユ記号がつけられている。

第２図の歯車装置は複合歯車装置であり、第１
図の単純な遊星歯車装置とは異なつている。第２
図の歯車装置はリング歯車１００と、小型太陽歯
車１０２と、大型太陽歯車１０４と、噛合し合つ
た遊星ピニオン１０６，１０８とを含む。前記ピ
ニオンは互いに他と係合し、ピニオン１０６はま
た太陽歯車１０２とも係合する。ピニオン１０８
はリング歯車１００と太陽歯車１０４との両方と
係合する。ピニオン１０６，１０８は共通のキヤ
リヤ１１０の上で回転可能的に軸受けされてい
る。

リング歯車１００はブレーキドラムに連結され
ており、この周りにはブレーキ帯１１２が位置し
ている。太陽歯車１０４は別のブレーキドラムに
連結されていて、この周りにはブレーキ帯１１４
が位置している。

第２Ａ図には各種の駆動比率を確立するための
クラツチとブレーキとの付勢と解除のパターンが
示されている。ブレーキ帯１１２は後退駆動を行
う時に係合し、この場合、トルクはオーバーラン
ニングクラツチ７０′に対して伝達され、これが
太陽歯車１０２に伝達される。キヤリヤ１１０と
出力軸１２′とは後退方向に駆動され、もし後退
駆動領域において徐々にブレーキをかけることが
望ましい場合には、クラツチ６８′をかけること
ができる。

低速前進駆動領域における作動はブレーキ１１
４を係合させることによつて行われ、これによつ
て太陽歯車１０４をトルク反作用点として作用す
る。駆動トルクは次に、手動低速領域における連
続作動が望ましいかどうかによつて、また徐々に
ブレーキをかけるのが望ましいかどうかによつ
て、オーバーランニングクラツチ７０′あるいは
摩擦クラツチ６８′のいずれかを介して太陽歯車
１０２に伝達される。

中速領域への比率変更はクラツチ６８′を外し、
クラツチ６８′を係合させ、ブレーキ帯１１４は
係合させたままにしておくことによつて行われ
る。

直接駆動は両方のクラツチ６６′，６８′を係合
させ、ブレーキを外すことによつて行われる。

第２図には直径が段階状になつているピニオン
１０６が示されているが、第２Ａ図に示されたよ
うなトルク比率の変化が望みならば、単一直径の
ピニオン１０６を用いることも可能である。第２
図に示したように段階状の直径になつたピニオン
を用いる場合には、入力太陽歯車S₂にはより大き
な直径を持たせることができ、これによつてすべ
ての与えられた入力トルクに対して歯にかかる応
力を減少させることができる。

この明細書の中で説明した両方の実施例におい
ては、タービントルクはスプリツトトルク装置の
左側へ伝達され、その反対側から出力トルクが取
出される。歯車や、タービンや、それに関連する
軸がこのように配列されている場合には、スプリ
ツトトルク装置３０′あるいは３０の複合キヤリ
ヤから取出された出力トルクは中心軸４２あるい
は４２′へ伝達され、従つて歯車装置を単純化し、
全体的な寸法を最少値にまで減少させることがで
き、自動車の駆動列の中で伝達機構を組立てるの
がより簡単になる。

また、本発明によれば、トルク容量を減少させ
ずに伝達装置の全体寸法や全重量を減少させるこ
とができるほか、車速の加速の初期の期間中混合
トルク伝達比率で円滑にトルクを伝達できると共
に、定常状態での作動期間中は完全に機械的なト
ルク伝達により燃料を大幅に節減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複合遊星トルク分離装置と２つの単体
な遊星歯車装置を含む主歯車装置とからなる、本
発明の第１の実施例の概略図、第1A図は第１図
に概略的に示した伝達装置に関するクラツチとブ
レーキとの付勢と解除のパターンを示すチヤー
ト、第２図は本発明の第２の実施例を示した概略
図、第２Ａ図は第２図に概略的に示した伝達装置
に関するクラツチとブレーキとの付勢と係合のパ
ターンを示すチヤートである。図において １４……トルク変換器、１６……インペラ、１
８……タービン、２０……リアクタ、２８……共
通キヤリヤ、３０……スプリツトトルク歯車装
置、３２，４８，５４……太陽歯車、３４，５
０，５６……リング歯車、３６，３８，５２，５
８……遊星歯車、４０……スリーブ軸、４２……
第一トルク伝達軸、６６……第１クラツチ、６８
……第２クラツチである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トルクコンバーターとスプリツトトルク歯車
   装置とからなる流体力学的なスプリツトトルク伝
   達装置であつて、 トルクコンバーターが、環状回路を構成するよ
   うに配置された、インペラー、タービン及びリア
   クターと、トルク入力軸とからなり、インペラー
   がタービンとリアクターとを取り囲みトルク入力
   軸に連結されたインペラーシエルを有しており、 スプリツトトルク歯車装置が、インペラーシエ
   ル内に配置されており、リング歯車と、トルク入
   力軸からトルクを直接受ける太陽歯車と、リング
   歯車に噛合した第一組の遊星歯車と、太陽歯車に
   噛合した第二組の遊星歯車とからなり、第一及び
   第二組の遊星歯車が相互に噛合し且つトルクコン
   バーターのタービンに連結された共通のキヤリア
   上に回転可能に支持されている ものであり、更に、 トルクコンバーターの中心部に位置しており前
   記共通キヤリアに直接連結された第一のトルク伝
   達軸、及びこの第一トルク伝達軸を取り囲んでお
   りリング歯車に直接連結されたトルク伝達スリー
   ブ軸と、 太陽歯車と、リング歯車と、遊星歯車とからな
   る遊星歯車機構を二段に有してなり、各遊星歯車
   機構の遊星歯車が共通の遊星歯車キヤリアに軸支
   された多段比率歯車装置であつて、二段の遊星歯
   車機構のうち第一の遊星歯車機構の太陽歯車が第
   二の遊星歯車機構のリング歯車に連結されてお
   り、前記共通遊星歯車キヤリアが被動部材に連結
   されるように構成されたものと、 多段比率歯車装置の第一遊星歯車機構のリング
   歯車を前記トルク伝達スリーブ軸に連結するよう
   に構成された第一のクラツチ手段と、 多段比率歯車装置の第二遊星歯車機構の太陽歯
   車を前記第一のトルク伝達軸に連結するように構
   成された第二のクラツチ手段と、 第一の遊星歯車機構のリング歯車と第二の遊星
   歯車機構のリング歯車との夫々に対して別々に制
   動をかけるべく選択的に係合可能なブレーキ手段
   とを有する 流体力学的スプリツトトルク伝達装置。