JPS61294257A - 高動力車両駆動装置 - Google Patents

高動力車両駆動装置

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JPS61294257A
JPS61294257A JP61143099A JP14309986A JPS61294257A JP S61294257 A JPS61294257 A JP S61294257A JP 61143099 A JP61143099 A JP 61143099A JP 14309986 A JP14309986 A JP 14309986A JP S61294257 A JPS61294257 A JP S61294257A
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shaft
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレースカーのごとく相対的に高出力のエンジン
と相対的に重量の軽い車両用の駆動装置に関する。
かかる車両は基本的にきわめて過大な動力を与えられて
いる。一般に、低速での加速時には車両に全エンジン出
力を加えることはできない、即ち、過大なエンジン出力
を加えれば被駆動輪がスリップし、かえって車の加速に
利用しうる力の量を低下させるだけなのでトルク伝達は
制限されねばならない。更に、かかる車は大きな速度範
囲をカバーしなければならず、そして高出力エンジンは
所望の出力および速度範囲に微細に調整されているので
良好且つ効率的にエンジン性能を引き出すために変速機
もエンジン出力調整に正確に伝達比を整合することが重
要である。レースカー変速機は一般に全順方向車両速度
範囲をカバーするために５速の歯車をもった有段変速機
であってその結果、エンジンを最適速度に維持すること
を全く不可能にしている。
トルクの一部だけが速度比変更構体および／またはトル
クコンバータを介して伝達され他の部分は機械的ギヤリ
ングにより駆動輪に直接伝達されるようにしたスプリッ
ト・トルク配置をそなえた変速機はすでに用いられてい
る。また、流体式トルクコンバータおよび／または速度
比変更構体の代わりに無段変速機を用いるこの種の変速
機配置も知られるようになってきている。しかし、車両
は低速での加速時に車軸に最も大き゛なトルクを必要と
するので、低車両速度でかつ高エンジン回転速度におい
て駆動輪に所望のトルクを与えるためにかかる変速機構
体は歯車列ループを介してトルク再循環をする方式とす
るのが普通である。このようなギヤリングは自動車用変
速機におけるトルクコンバータおよび多くの工業的適用
のための静圧駆動装置と共に広く用いられている。再循
環方式のかかる配置に無段変速機構を用いると、変速機
の出力回転速度が低いときには無段変速機構は低い回転
比の状態にあり、出力回転速度が増大するにつれて無段
変速機構は高い回転比へと変化する。この場合、変速機
出力速度範囲は無段変速機構の出力速度範囲よりも広い
が、トルク再循環の故に無段変速機構の負荷は相対的に
高い状態を招来するばかりでなく、高速走行時において
も無段変速機構の負荷が大きい。
本発明の高い出力対重量比の車両において、エンジンに
はエンジン動力を駆動輪に伝達するための無段変速機が
組み合わされている。
この変速機はエンジンに結合され遊星歯車構体°のリン
グ歯車を担持する入力軸を有し、遊星歯車構体の遊星歯
車は変速機出力軸に作動連結された遊星キャリヤ上に支
持され、太陽歯車は他端にトロイド状牽引ローラ無段変
速機のトロイド状ディスクの一方を担持する中空軸の一
端に装着され、トロイド状ディスクの他方のものは前記
中空軸を貫通する変速機入力軸の端に装着されている。
この配置において、太陽歯車は、牽引ローラ変速機が最
高の増速位置にあるときに最も遅い速度で遊星歯車が旋
回し出力軸が回転するように、リング歯車の方向とは逆
の方向に回転する。
無段変速機構の出力軸が最もゆっくりと回転する回転比
が最低の減速位置においては、変速機出力軸は最も速い
。変速機出力軸速度がゼロまたはその近傍においては、
変速機出力軸においては極端に高いトルクを利用しうる
から無段変速機構は理論的には大きな負荷を受けること
になりそうであるが、かかる高いトルクは比較的軽量の
車両の車輪には加わることはなく、レースカー等の車両
はごく短時間低速で用いられるだけである。それ故、無
段変速機構は最高の理論的出力トルクのために設計する
必要はなく、むしろ、無段変速機構を介して伝達される
べきトルクが最低か中位のレベル＄こある場合に無段変
速機構の出力軸が低速側かあるいは中位の速度にある高
車両速度作動状態のために設計してよい。その結果、無
段変速機構は比較的低い負荷だけのために設計すればよ
く、従って、小型軽量で比較的廉価で耐久性も十分高い
。
第１図は後輪駆動を有するレースカーを概略的に示し、
エンジン１は後部駆動輪２の前側に配置され、変速機１
０は後部駆動輪２の後側に配置され、差動機４は両者間
に配置され、該差動機から車輪２へは車輪を駆動するた
めに半軸５が延びている。
第２図は本件出願人の米国特許第４，０８６，８２０号
または第４，４８４，４８７号に開示された型式のもの
であって遊星歯車構体１２と組合わされた峯引ローラ無
段変速機１１から成る変速機１０を断面図で示し、これ
らはすべてハウジング１３内に配置されている。
変速機１０は通常の方法でエンジン・クラッチと係合す
る入力軸１４を有する。この入力軸１４は変速機を貫通
しており、そしてこの入力軸上にはそれと一体回転可能
に遊星歯車構体１２のリング歯車１５が装着されている
。その自由端において、入力軸１４は牽引ローラ無段変
速機１１の一方のトロイド状ディスク１６を担持し、他
方のトロイド状ディスク１７は入力軸１４が貫通する中
空軸１８の一端上に装着されている。その他端において
、中空軸１８は遊星歯車構体１２の太陽歯車１９を担持
している。リング歯車１５と太陽歯車１９との間の環状
空間内にこれらの歯車と係合して配置された複数の遊星
歯車２０は中空軸１８上に回転可能に支持され、平歯車
２２を担持する遊星キャリヤ２１上に装着されている。
ハウジング１２内に回転可能に支持されている出力軸２
３上には平歯車２２と係合して出力平歯車２４が装着さ
れ、この出力軸はハウジング１２の外部に取付けられた
差動歯車と係合するためのピニオン歯車２５を担持して
いる。
当業界で公知のように、両トロイド状ディスク１６およ
び１７は牽引ローラ２９および３０を該トロイド状ディ
スク１６および１７と係合させるに必要な軸方向推力を
与えるようになされた軸方向静圧軸受構体２６および２
７をそなえている。駆動輪１４の端部には変速機作動の
ための、特に静圧軸受構体のためおよび伝達比制御のた
めの油圧を供給するのに必要とされる油圧ポンプ３１が
設けられている。ハウジング１３は差動機４に直接取付
けられ、差動機４は後輪駆動後部エンジン車において習
慣的であるようにエンジンのクラッチ・ハウジング上に
装着されている。それは４つのボルトによってのみ装着
されており、好ましくは二車から後方へ容易且つ急速に
移動せしめられレース時に必要とあれば新たな変速機と
交換できるように後部車軸の背後に配置されている。与
えられた配置では。
変速機交換は油圧系統等のすべての必要な連結が単純に
スライド・イン連結であれば実際には一分未満で行ない
うる。
北−監 エンジン１により入力軸１４が回転し、それと一体にリ
ング歯車１５およびトロイド状ディスク１６が一方向に
回転するとトロイド状ディスク１７および太陽歯車１９
が逆方向に回転する。リング歯車１５の周速は太陽歯車
の逆方向周速よりも実質的に高いので、遊星キャリヤ２
１はリング歯車と同一方向に。
しかし低下した速度で太陽歯車１９のまわりを回動し、
遊星キャリヤ２１の回転は平歯車２２、出力歯車２４、
軸２３を経てピニオン歯車２５に伝達される。リング歯
車１５に対する太陽歯車１９の速度は牽引ローラ無段変
速機１１の回転比を変えることにより調節可能である。
もし、第２図に示すごとく、牽引ローラの枢軸位置が最
大減速位置にあれば、リング歯車とは対向方向にあるト
ロイド状ディスク１７と太陽歯車１９の速度は相対的に
低いので変速機出力軸は高速になる。反対方向に回転す
る太陽歯車１９の回転速度がリング歯車１５に対してき
わめて高くなるように回転比を変更すると、遊星歯車２
ｏは高速で自転し遊星キャリヤ２１と平歯車２２は比較
的ゆっくりと回転する。実際には、太陽歯車の回転速度
は、反対方向に回転する周速がリング歯車の周速よりも
大きくなるようであれば遊星歯車が更に高速で自転し遊
星キャリヤ２１および平歯車２２が太陽歯車と同一方向
に回転する、即ち、出力軸２３が逆転する。第２図に示
すような配置においては、トロイド状ディスク１６と牽
引ローラ２９，３０との最大接触円の直径とトロイド状
ディスク１７と牽引ローラ２９，３０との最小接触円の
直径の比がリング歯車直径と太陽歯車直径の比よりも大
きい場合に上記のようになる。しかし、レースの場合に
は逆方向作動は必要でないから、第２図に係る配置の寸
法においては逆方向作動は達成しえない、ただし、それ
は順方向速度変化範囲を僅かに犠牲にして太陽歯車１９
の直径を増大させるだけで容易に得られる。
原理的には同じであるが、第３図に示したような変速機
は第２図のそれとは構造が異なる。エンジンの出力軸と
結合されるべき入力軸５１は変速機ハウジング５０内に
回転可能に支持されており、該変速機ハウジングの内部
では入力軸には主クラツチ構体５２および入力軸と一体
回転可能に装着された第１の歯車５３が関連せしめられ
ている。歯車５３は一端に遊星型変速機５９の太陽歯車
５８を担持する中間軸５７上に装着された出力トーリッ
ク・ディスク５５，５６を有する二子トロイド状牽引ロ
ーラ無段変速機の入力トーリック・ディスク構体５４と
係合している。遊星型変速機の遊星歯車または遊星ロー
ラ６０は変速機ハウジングの外部に差動機のリングギヤ
と係合するためのピニオン歯車６３を担持する変速機出
力軸６２に連結された遊星キャリヤ６１上に回転可能に
支持されている。遊星型変速機のリング６４は中間軸５
７上に回転可能に支持されていて歯車６５を担持してお
り、この歯車６５は入力軸５１上に回転可能に支持され
ている駆動歯車６６と係合している。クラッチ構体５２
は１例えば歯車６６を入力軸５１と係合させるためのク
ラッチ板構体６７を含む。また、逆方向回転のために歯
車６６と係合してその回転を防止するためのバンド・ブ
レーキ７０も設けられているが、該逆方向回転期間中は
、クラッチ６７は歯車６６の停止を許すべく係脱してい
なければならない。
牽引ローラ変速機はレースカーに用いられる場合に駆動
装置により取扱われるべき高い動力（８００馬力）の故
に二子構造である。
両トロイド状牽引ローラ無段変速機構体は同時に、且つ
第２図に示したものと同様にして作動するため詳細な説
明は省略する。
この変速機の作動も第２図のものと同様である。レース
カーに設置される場合には、車両のエンジンは入力軸５
１に直接結合され、クラッチ６７は駆動歯車６６紮介し
て遊星変速機リング６４に動力を伝達するための主クラ
ッチとして作用する。入力軸５１はまた歯車５３を経て
トーリック・ディスク構体５４を駆動する。二子牽引ロ
ーラ変速機構体７１は、該牽引ローラ無段変速機構体に
より設定される回転比に依存する速度で太陽歯車または
太陽ローラ５８　を作動するように中間軸５７に運動を
伝達する。遊星変速機５９のリング６４は、クラッチ６
７が入力軸５１に係合しているときに歯車６５と一体的
に入力軸５１と逆方向に、且つ入力軸５１の速度に対応
する速度で回転する。入力軸５１とリング６４との回転
速度の比は、出力軸６２が一般に順方向、即ち、太陽歯
車または太陽ローラ５８とは逆方向に回転するようにリ
ング６４の回転方向とは逆の方向に回転する太陽歯車ま
たは太陽ローラ５８　の周速がリング６４の周速よりも
常に実質的に低くなるように選択される。これはゼロ出
力速度以上の比較的大きな順方向速度比変更の可能性を
与えるものである。逆方向作動のためには、クラッチ６
７が係脱され、歯車６６およびリング６４を静止状態に
保持するように逆方向バンド・ブレーキ６８が作動され
る。その結果、遊星キャリヤ６１および出力軸６２が太
陽歯車または太陽ローラ５８と同一方向に、しかし実質
的により低い速度で、即ち、低速逆転で回転することに
なる。レースカーには逆方向作動が用いられる機会は少
ないが、第３図に係る配置では付加構成素子をほとんど
加えず、また重量および費用もほとんど増大させること
なく逆方向回転が可能になる。また完全係脱もこの変速
機ではクラッチ６７の係脱と同時ｔこブレーキ６８の係
脱により達成できる。
このときには駆動歯車６６が遊星変速機リング６４およ
び遊星部材６０と共に自由に回転することを許されるの
で変速機を介してトルクが伝達されない。この配置では
主エンジン・クラッチは必要としない。
本発明に係る駆動装置は具体的には９０００ｒｐｍで７
５０馬力のエンジンをそなえ重量約１５００Ｑｂｓ（約
６８１ｋｇ）のレースカーのために開発されたものであ
る。そしてすべての開発設計パラメータを与えるコンピ
ュータ・プリントアウトが付属せしめられている。本発
明に係る配置を実行可能、且つ事実有利にする主要因は
低速度時に駆動輪に適用可能な動力を利用しうるエンジ
ン動力の僅か数分の−に制限するような比較的大きいエ
ンジン出力対車両重量比にある。なお、コンピュータ・
プリントアウトでは車輪推力は１６００ｎｂｓ（７２６
，４ｋｇ）が限度であることを示した。
これはスリップする直前の車輪の摩擦により達成できる
値に近い、よって、牽引ローラ変速機を介して伝達され
るトルクもこれをこえることはない。
本発明に係る配置の利点は、特にレースカーにとっては
非常に重要である。即ち、無段変速機構はエンジン動力
の半分より以上を受けることは絶対にないため比較的小
さくて軽量である。無段変速機構が負荷のより大きな分
担をする低速においては、負荷は車軸スリップにより制
限され、高速においては無段変速機構は負荷の約１５％
しか負担せず、遊星歯車構体により負担される８５％は
最小の損失しか含まない。これは９８％までの効率を可
能とするものである。レースカー変速機は一般に高い応
力を受け、６レースかそれ以下の短い寿命を持つのが普
通である。本発明に係る配置を用いれば、無段変速機構
は高速走行時にはほとんど動力を負担せず高応力をもた
らす低速度走行時は短時間にわたってしか用いられない
ので、比較的長い変速機寿命が期待でき、しかも伝達比
を常に最適の値に正確に調節しうる連続可変変速機を実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は無段変速機構を含む車両駆動変速機をそなえた
車両の概略的上面図、 第２図は車両駆動変速機の一実施例の断面図。 第３図は車両駆動変速機の他の実施例を示す図である。 ［主要部分の符号の説明コ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、変速機の入力軸にエンジン動力を伝 達するように無段変速機が作動結合されたエンジンと変
    速機出力軸を作動連結した車両の駆動輪とから成り、前
    記変速機は前記入力軸と一体回転可能に装着されたリン
    グ歯車と、中央太陽歯車と、前記リング歯車と前記太陽
    歯車との間の環状空間内に該リング歯車および太陽歯車
    と係合して配置され変速機出力軸と一体回転可能に支持
    された遊星キャリヤ上に回転可能に支持された遊星部材
    とを含む遊星駆動構体と、対置されたトロイド状牽引デ
    ィスクを有し該牽引ディスク間には牽引ローラを枢支せ
    しめ、且つ互いに逆の回転方向に且つ前記牽引ローラの
    枢軸位置に依存する回転比で運動を伝達するために前記
    牽引ディスクと係合せしめたトロイド状牽引ローラ無段
    変速機とで構成され、前記トロイド状ディスクの一方は
    変速機入力軸にそれと一体回転可能に作動連結し、他方
    のトロイド状ディスクは前記太陽歯車を前記リング歯車
    の方向と逆方向に、且つ前記牽引ローラの枢軸位置に依
    存する速度で駆動するように前記太陽歯車に作動連結し
    ている、高いエンジン出力対重量比をもつ車両。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記 他方のトロイド状ディスクおよび前記太陽歯車は中空軸
    の両端に配置され、前記変速機入力軸は前記中空軸を貫
    通し前記他方のトロイド状ディスク側の一端に前記一方
    のトロイド状ディスクを担持し、前記太陽歯車側の他端
    に前記リング歯車を担持している車両。 ３、特許請求の範囲第２項において、前 記遊星キャリヤはその上に装着された平歯車を有し、該
    遊星キャリヤと該平歯車は共に前記中空軸上に回転可能
    に支持され、該平歯車は前記出力軸上に装着された出力
    歯車と係合している車両。 ４、特許請求の範囲第１項において、前 記トロイド状牽引ローラ無段変速機構体は２つの同軸の
    トロイド状変速機を含み、両トロイド状変速機に共通の
    中央入力トーリック・ディスク構体は前記入力軸に作動
    連結され出力トーリック・ディスクは前記遊星駆動装置
    の太陽歯車に関連せしめられた軸上に装着されている車
    両。 ５、特許請求の範囲第４項において、前 記入力軸は出力軸に対して平行離隔して支持され、前記
    入力トーリック・ディスク構体は前記入力軸上の歯車と
    係合した第１の歯車をそなえており、前記リング歯車は
    前記入力軸上の第２の歯車と係合した歯車を担持してい
    る車両。 ６、特許請求の範囲第５項において、前 記第２の歯車は前記入力軸上に回転可能に装着されてお
    り前記入力軸との一体回転のために該第２の歯車と入力
    軸との選択的な係合を許すクラッチをそなえ、また該第
    ２の歯車はそれをロックするための制動手段を有する車
    両。
JP61143099A 1985-06-20 1986-06-20 高動力車両駆動装置 Expired - Lifetime JPH0656199B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/746,643 US4693134A (en) 1985-06-20 1985-06-20 High-powered vehicle drive train
US746643 1985-06-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61294257A true JPS61294257A (ja) 1986-12-25
JPH0656199B2 JPH0656199B2 (ja) 1994-07-27

Family

ID=25001716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61143099A Expired - Lifetime JPH0656199B2 (ja) 1985-06-20 1986-06-20 高動力車両駆動装置

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