專利名稱：具有離合器功能的無級變速動力傳動的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠把接受發(fā)動機或馬達(dá)等驅(qū)動回轉(zhuǎn)的傳動輸入軸的驅(qū)動傳動傳給輸出軸并進(jìn)行無級變速，具有離合器功能的無級變速動力傳動的方法及裝置。
一般地，由發(fā)動機或馬達(dá)等運轉(zhuǎn)驅(qū)動的汽車類、產(chǎn)業(yè)機械類等，為了將由發(fā)動機驅(qū)動的傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力斷續(xù)地進(jìn)行傳遞，必須使用離合器，并利用變速器將這種傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給變速器的輸入軸，進(jìn)行變速之后，將這種變速狀態(tài)傳遞給輸出軸，實現(xiàn)動力傳遞與變速功能是用各自的裝置進(jìn)行的。
特別如手動變速器那樣，全部由操作者完成，由于與發(fā)動機輸出的傳動輸入軸轉(zhuǎn)速無關(guān)根據(jù)需要使離合器進(jìn)行斷續(xù)操作，這樣便會有導(dǎo)致由操作離合器裝置而產(chǎn)生發(fā)動機的起動負(fù)荷的缺點，這種缺點又是無法排除的。
另外，對于自動變速裝置來說，由于所使用的液體離合器是由液體以間接傳遞方式用變扭器進(jìn)行動力傳遞的，其燃料消耗量大，使燃空比大大地下降。
再者，這種現(xiàn)有的動力傳動裝置，在傳動輸入軸的轉(zhuǎn)速變化并將這種轉(zhuǎn)速傳送給輸出軸的裝置中，必須使用有多個齒輪組的變速裝置，這種結(jié)構(gòu)的變速裝置，由于劃分成多級，存在著不能隨著速度的增減而成比例地變速等，其必須分級帶來很多問題。
因此，本發(fā)明的目的是，從根本上克服現(xiàn)有技術(shù)所使用的上述離合器裝置，變速裝置及自動變速裝置所存在的缺點。
為了完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明利用行星齒輪機構(gòu)的原理，通過控制，不將傳動輸入軸上的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力分在離合器裝置和變速裝置兩種之中，而是利用在一個裝置內(nèi)形成一體，具有變速和離合器兩個功能的裝置。
本發(fā)明的行星齒輪機構(gòu)與通常稱作行星齒輪裝置的行星齒輪完成同樣的功能，也可以是具有類似這種結(jié)構(gòu)的其它任何機構(gòu)的齒輪裝置，其結(jié)構(gòu)都是，第1齒輪和第2齒輪之間的若干個中間傳動齒輪相互嚙合，空轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)，或者該若干中間傳動齒輪與第2齒輪連接構(gòu)成范疇齒輪結(jié)構(gòu)機構(gòu)。
由于不可能對如前所述的每一結(jié)構(gòu)逐一進(jìn)行說明本發(fā)明，本文僅以前述行星齒輪機構(gòu)(以下簡稱A-齒輪機構(gòu))、由前述的齒輪結(jié)構(gòu)機構(gòu)構(gòu)成的B-行星齒輪機構(gòu)(以下簡稱B-齒輪機構(gòu))及復(fù)合行星齒輪機構(gòu)(以下簡稱復(fù)齒輪機構(gòu))為例對本發(fā)明進(jìn)行詳述，應(yīng)該提醒的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明并不限于必須使用上述的A-齒輪機構(gòu)、B-齒輪機構(gòu)及復(fù)合齒輪機構(gòu)，其實施例也不限于此。
首先，對于利用前述A-齒輪機構(gòu)實施本發(fā)明無級變速動力傳動的方法進(jìn)行描述。
將發(fā)動機驅(qū)動回轉(zhuǎn)的傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給太陽齒輪，該太陽齒輪的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，使行星齒輪組回轉(zhuǎn)驅(qū)動，并與軸支承著前述行星齒輪組的行星齒輪架上的輸出軸連接，這樣，行星齒輪架的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給輸出軸，此時，接受前述傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)、將該回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)傳遞給輸出軸時，由另外動力機構(gòu)將可變回轉(zhuǎn)驅(qū)動力施加給與行星齒輪組嚙合的內(nèi)齒圈，借助于控制內(nèi)齒圈的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，通過行星齒輪架，控制輸出軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)，根據(jù)所提供的這種動力傳動方法，使可實現(xiàn)無級變速動力傳遞。
接著，敘述利用B-齒輪機構(gòu)的本發(fā)明，首先，敘述本發(fā)明用B-齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
即，把作為發(fā)動機回轉(zhuǎn)驅(qū)動力軸的傳動輸入軸與相當(dāng)于前述第1齒輪的一側(cè)側(cè)面齒輪固定連接，位于該一側(cè)側(cè)面齒輪相對位置上，相當(dāng)于前述第2齒輪的另一側(cè)側(cè)面齒輪與輸出軸固接。
這樣，獨立的若干中間齒輪與兩個側(cè)面齒輪的齒輪面相嚙合，而且，該若干個中間齒輪組可以在前述兩個側(cè)面齒輪之間自由地空轉(zhuǎn)，并與中間齒輪架以軸支承形式連結(jié)。
對于這種結(jié)構(gòu)的B-齒輪機構(gòu)，就能使由發(fā)動機驅(qū)動回轉(zhuǎn)的傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給一側(cè)側(cè)面齒輪，該一側(cè)側(cè)面齒輪的齒輪回轉(zhuǎn)驅(qū)動力使中間齒輪組驅(qū)動回轉(zhuǎn)，該中間齒輪的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給輸出軸側(cè)的另一側(cè)側(cè)面齒輪，該另一側(cè)側(cè)面齒輪的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力則遞給輸出軸。
此時，在接受前述傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)，并將該回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)傳遞給輸出軸為過程中，用另外一種動力機構(gòu)，將回轉(zhuǎn)驅(qū)動力可變化地施加給軸支承地裝在中間齒輪組上的中間齒輪架，通過控制中間齒輪架的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，便可經(jīng)輸出軸側(cè)的另一側(cè)側(cè)面齒輪來控制輸出側(cè)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)，由提供的這種動力傳動方法便可實現(xiàn)無級變速動力傳遞。
為了易于理解本發(fā)明的驅(qū)動的無級變速動力傳遞方法，用

圖1對A-齒輪機構(gòu)，用圖2對B-齒輪機構(gòu)具體地加以說明。
圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明方法的無級變速動力傳動結(jié)構(gòu)的例子示意圖。
圖3和圖4是圖1和圖2具體實施例的示意圖。
圖5A、B是依本發(fā)明的復(fù)合齒輪機構(gòu)的一個例子示意圖。
圖6A、B是圖5A、B的具體實施例示意圖。
圖7A、B是依本發(fā)明變速時的驅(qū)動的一個例子示意圖。
圖中，1.太陽齒輪，2.行星齒輪，3.行星齒輪架，4.內(nèi)齒圈，21.一側(cè)側(cè)面齒輪，31.另一側(cè)側(cè)面齒輪，41.中間齒輪，42.中間齒輪架，100.第1-A-齒輪機構(gòu)，105.行星齒輪連接軸，200.第2-B-齒輪機構(gòu)。
下面通過對圖1中的A-齒輪機構(gòu)、圖2中的B-齒輪機構(gòu)進(jìn)行具體的描述，可以很容易地理解依本發(fā)明驅(qū)動的無級變速動力傳動方法。
即，在A-齒輪機構(gòu)中，由發(fā)動機驅(qū)動按照一定方向回轉(zhuǎn)驅(qū)動的傳動輸入軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力按照一定方向驅(qū)動太陽齒輪1回轉(zhuǎn)。
在這種狀態(tài)下，由于沒有外力施加給內(nèi)齒圈4，因此，處于自由放置狀態(tài)，此時具有地星齒輪裝置特性，行星齒輪2等可以在各自位置空轉(zhuǎn)，這樣，與行星齒輪2等為一體的以軸支承形式連接的行星齒輪架3則以任意形式回轉(zhuǎn)。
此時，內(nèi)齒圈4由于行星齒輪2的空轉(zhuǎn)，以與太陽齒轉(zhuǎn)1相反的轉(zhuǎn)動方向自由回轉(zhuǎn)(以下稱作自轉(zhuǎn))。
但是，一旦利用另外一種動力傳動機構(gòu)所產(chǎn)生的外力對內(nèi)齒圈4的回轉(zhuǎn)力進(jìn)行控制時，前述的行星齒輪2一方面?zhèn)鬟f太陽齒輪1的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，同時2沿內(nèi)齒圈4的內(nèi)圓周回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)速度根據(jù)對內(nèi)齒圈4的控制程度進(jìn)行控制，結(jié)果，行星齒輪架3受太陽齒輪1回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的傳遞作用而回轉(zhuǎn)。
由此，與行星齒輪架3固定連接的輸出軸40的回轉(zhuǎn)驅(qū)動，根據(jù)對于內(nèi)齒圈4控制狀態(tài)程度，最終成比例地回轉(zhuǎn)驅(qū)動。
再者，B-齒輪機構(gòu)如圖2所示，由發(fā)動機按照一定的方向回轉(zhuǎn)驅(qū)動的傳動輸入軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力驅(qū)動一側(cè)側(cè)面齒輪21，按照一定方向回轉(zhuǎn)。
在這種狀態(tài)下，由于中間齒輪架42上無外力的作用，而處于自由放置狀態(tài)，此時，中間齒輪41等在各自的位置空轉(zhuǎn)，與中間齒輪41相嚙合的另一側(cè)側(cè)齒面31不以任意形式回轉(zhuǎn)。
此時，中間齒輪架42隨著中間齒輪41等的空轉(zhuǎn)，以與一側(cè)側(cè)面齒面21相同轉(zhuǎn)向自由轉(zhuǎn)動(以下簡稱自轉(zhuǎn))。
但是，一旦中間齒輪架42的回轉(zhuǎn)由外力來控制時，前述中間齒輪41就會受到一側(cè)側(cè)面齒輪21傳遞的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的作用而回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)速度根據(jù)由另外一種動力機構(gòu)所產(chǎn)生的外力對中間齒輪架42的控制程度進(jìn)行控制，結(jié)果，另一側(cè)側(cè)面齒輪31受一側(cè)側(cè)面齒輪21所傳遞的作用而回轉(zhuǎn)。
由此，與另一側(cè)側(cè)面齒輪31固定連接在一起的輸出軸40的回轉(zhuǎn)驅(qū)動，則根據(jù)對中間齒輪架42的控制程度而按照比例進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動。
通過上文對于例子A-齒輪機構(gòu)和B-齒輪機構(gòu)的說明，可以理解，以A-齒輪機構(gòu)構(gòu)成的太陽齒輪1與構(gòu)成B-齒輪機構(gòu)的一側(cè)側(cè)面齒輪21、構(gòu)成A-齒輪機構(gòu)的內(nèi)齒圈4與B-齒輪機構(gòu)中的中間齒輪架42，A-齒輪機構(gòu)中的行星齒輪2與B-齒輪機構(gòu)中的中間齒輪41以及A-齒輪機構(gòu)中的行星齒輪架3與B-齒輪機構(gòu)中的另一側(cè)側(cè)面齒面31分別具有相同的功能。
與傳統(tǒng)的行星齒轉(zhuǎn)裝置相比較可知，A-齒輪機構(gòu)是有沿垂直方向傳遞回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的概念，而將此概念變?yōu)檠厮椒较騻鬟f回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的則是B-齒輪機構(gòu)。
如前所述可以看出，齒輪機構(gòu)A和B兩者的差別是，在A-齒輪機構(gòu)中的內(nèi)齒圈4固定、B-齒輪機構(gòu)中的中間齒輪架42固定的場合，從由發(fā)動機所傳輸?shù)妮斎朕D(zhuǎn)速與輸出的輸出轉(zhuǎn)速之比來考慮，A-齒輪機構(gòu)是減速的，而B-齒輪機構(gòu)是同等轉(zhuǎn)速比機構(gòu)，從輸入回轉(zhuǎn)方向與輸出回轉(zhuǎn)方向來看，A-齒輪機構(gòu)是同方向的，A-齒輪機構(gòu)是控制內(nèi)齒圈4，而B-齒輪機構(gòu)則是控制中間齒輪架42，對前述控制對象內(nèi)齒圈4和中間齒輪架42(以下對此等都作控制對象)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)一旦進(jìn)行連續(xù)控制時，便構(gòu)成了無級變速裝置。
即，如圖3所示，由于利用A-齒輪機構(gòu)，將發(fā)動機回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給與主動輸入軸30連接的太陽齒輪1，通過與輸出軸40連接的齒輪架3，將驅(qū)動力傳遞給輸出軸，這樣，控制內(nèi)齒圈4的驅(qū)動操作，便可進(jìn)行無級變速。
換言之，回轉(zhuǎn)驅(qū)動力沿著太陽齒輪1的回轉(zhuǎn)方向(即內(nèi)齒圈4自由回轉(zhuǎn)的相反方向)施加給齒圈4時，前述自轉(zhuǎn)的內(nèi)齒圈4就會受到驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27的驅(qū)動而在一定的區(qū)間內(nèi)沿著自轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)，此時，由于內(nèi)齒圈4自轉(zhuǎn)方向的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)逐漸得到控制，所以，行星齒輪架3逐漸對輸出軸40進(jìn)行驅(qū)動傳動，到達(dá)一定時間時，經(jīng)過內(nèi)齒圈4固定不動的瞬間后，驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27加速，由此使內(nèi)齒圈4繼續(xù)沿著與其自轉(zhuǎn)方向相反的方向轉(zhuǎn)動，在這種狀態(tài)下控制內(nèi)齒圈4，就會通過行星齒輪組2使行星齒輪架3的轉(zhuǎn)動加速，并傳遞給輸出輸出軸40，結(jié)果，完成了主動輸入軸30回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的傳遞及脫離，同時實現(xiàn)了離合器功能及使輸出軸40變速的變速裝置功能。
前述A-齒輪機構(gòu)中，由中間媒體而動作的驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27控制。內(nèi)齒圈4的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，而B-齒輪機構(gòu)的使用情況如圖4所示，與A-齒輪機構(gòu)的使用類似，也是由中間媒體28而動作的驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27，其差別僅是，通過促動驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27，控制中間齒輪組41止軸支承中間齒輪架42，由此控制3中間齒輪組41，結(jié)果，根據(jù)中間齒輪架42的控制程度，對發(fā)動機的傳動輸入軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力進(jìn)行控制，使這種控制狀態(tài)下的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力通過另一側(cè)的側(cè)面齒輪32、由輸出軸40輸出。
再者，如果想利用A-齒輪機及B-齒輪機構(gòu)倒檔，若增加內(nèi)齒圈4或中間齒輪架42沿自由回轉(zhuǎn)方向的自由回轉(zhuǎn)速度就能實現(xiàn)。
這種控制傳動的具體裝置如圖3和圖4所示，是在作為控制對象的內(nèi)齒圈4或中間齒輪架42的外圓周面上形成齒輪8，并提供了借助該齒輪8與小齒輪25相嚙合的手段，對該控制對象進(jìn)行控制的實施例。
小齒輪25由變扭器等的液體離合器、液壓馬達(dá)、伺服馬達(dá)、促動器等驅(qū)動傳動中間機構(gòu)(27)進(jìn)行驅(qū)動。將與內(nèi)齒圈4的自轉(zhuǎn)方向相反的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力施加給小齒輪25。在此，驅(qū)動前述驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27的液體、空氣壓力或電力的中間媒體28是依靠傳動輸入軸30回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)、發(fā)動機的排氣壓力或由其它裝置產(chǎn)生的類似動力作媒介的。
再者，為了調(diào)節(jié)驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27上所需的作用力，或調(diào)節(jié)小齒輪25直徑的大小或在小齒輪25的軸上設(shè)置齒輪盤，并以齒輪盤直徑的大小對齒輪盤進(jìn)行調(diào)節(jié)。
下文敘述本發(fā)明的裝置，并對于控制內(nèi)齒圈4或中間齒輪架42，即“控制對象”的驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27使用液體離合器的情況進(jìn)行簡單描述。
即，傳動輸入軸30的一端裝有太陽齒輪1，該太陽齒輪1與若干設(shè)置在行星齒輪架3的支承軸上的行星齒輪2相互嚙合，行星齒輪架3安裝在輸出軸40的一端，并且，前述行星齒輪2與外圓周面上形成有齒輪8的內(nèi)齒圈4相互嚙合。
前述齒輪8與小齒輪25嚙合，該小齒輪25由液體離合器驅(qū)動，前述液體離合器由中間媒體28所定義，借助于傳動輸入軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力驅(qū)動。
換言之，前述小齒輪25與變扭器的輸出轉(zhuǎn)盤相連接，而變扭器的輸入轉(zhuǎn)盤由傳動輸入軸30帶動回轉(zhuǎn)。
對于前述“控制對象”的控制，設(shè)置傳動輸入軸30的轉(zhuǎn)速、輸出軸40的轉(zhuǎn)速，加速器及制動器作用開始的時間和終止的時間等信息傳感器等、計算機以所得知的信息控制機器，控制液體離合器。換句話說，液壓泵供給的液壓油的供給量由比例控制供給閥控制，而經(jīng)該比例控制供給閥所控制的油量由液體離合器，例如與變扭器有關(guān)的變扭器的輸出轉(zhuǎn)盤進(jìn)行控制，從而產(chǎn)生回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，通過與小齒25嚙合的齒輪8、將與控制對象的自轉(zhuǎn)方向相反的反轉(zhuǎn)力施加給控制對象，此時，反轉(zhuǎn)力與變扭器內(nèi)部所控制的油量成比例。這一點可通過圖3說明。液體離合器變扭器的反轉(zhuǎn)力使沿著太陽齒輪1相反轉(zhuǎn)動方向自轉(zhuǎn)的內(nèi)齒圈4的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)減少，在某一時刻，由于內(nèi)齒圈4沿著與太陽齒輪相同方向轉(zhuǎn)動，繼續(xù)這個過程，行星齒輪架3的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)就會增加。或者，由于液體離合器(變扭器)內(nèi)油量的減少，使液體離合器的反轉(zhuǎn)力減少時，內(nèi)齒圈4自轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)又沿自轉(zhuǎn)方向增加，由此使行星齒輪架3的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)減少，結(jié)果，實現(xiàn)了變速裝置的功能，達(dá)到了無級變速的目的。
再者，輸出軸40的停止，即，傳遞輸出軸40動力的從動機停止時，根據(jù)各個傳感器的信息，計算機控制機控制液壓泵的油量，除去液體離合器(變扭器)中的油而使液體離合器(變扭器)輸出轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力喪失，此時，作用于內(nèi)齒圈4的回轉(zhuǎn)力不再作用，前述內(nèi)齒圈4便處于自由回轉(zhuǎn)狀態(tài)，主動輸入軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力雖使太陽齒輪1旋轉(zhuǎn)，而與太陽齒輪嚙合的行星齒輪2則在內(nèi)齒圈4與太陽齒輪之間空轉(zhuǎn)。
由于行星齒輪2空轉(zhuǎn)時不能驅(qū)動行星齒輪架3轉(zhuǎn)動，所以，便停止了對輸出軸40的回轉(zhuǎn)驅(qū)動。
再者，當(dāng)液體離合器(變扭器)的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉捶较蛐D(zhuǎn)，控制對象自由旋轉(zhuǎn)方向的速度增加時，輸出軸40將反轉(zhuǎn)，因此用此可使汽車倒退。
為了形成專用作離合器功能的裝置，必須構(gòu)成與控制對象連接的，構(gòu)成的連續(xù)可變控制過程中的“固定”-“滑移”-“脫離”各個分離階段抽取控制的控制裝置，并且當(dāng)該裝置與控制對象脫離自由轉(zhuǎn)動、輸出軸40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力停止時，便可用變速機進(jìn)行變速，汽車等目的物便可起動，這時，控制對象經(jīng)過滑移后而固定地進(jìn)行控制(不用說，目的物停止?fàn)顟B(tài)時，控制對象就會脫離)本發(fā)明的齒輪裝置，就只具有上述這種離合器的功能，即，本發(fā)明的無級變速過程中，包含了離合器功能，可以為完成其它用途而分離使用，以實現(xiàn)離合器功能。
根據(jù)本發(fā)明，還可與上述A-齒輪機構(gòu)相互結(jié)合實現(xiàn)動力傳遞，下文將敘述這種復(fù)合齒輪機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種復(fù)合動力傳動裝置的齒輪機構(gòu)，這種機構(gòu)能依照前述所構(gòu)成的動力傳動裝置的動力傳動機構(gòu)的操作形式，由發(fā)動機驅(qū)動回轉(zhuǎn)的輸入軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力決定出傳遞給輸出軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，并且可以實現(xiàn)減速或增速的變速，同時，將輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力沿同一旋轉(zhuǎn)方向傳遞給輸出軸。
下文結(jié)合圖5(A)對本發(fā)明裝置的最佳結(jié)構(gòu)作具體描述。
這種裝置在接受發(fā)動機等回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的輸入軸30的一端，連接設(shè)置著第1-A-齒輪機構(gòu)100，第2-A-齒輪機構(gòu)200接受由第1-A-齒輪機構(gòu)100動作所傳遞的驅(qū)動力并與輸出軸40連接在一起，輸出軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，通過第1，2-A-齒輪機構(gòu)100、200傳遞給輸出軸。
本發(fā)明的裝置中，前述第1-A-齒輪機構(gòu)100的結(jié)構(gòu)是，固定在前述輸入軸30上的太陽齒輪101與數(shù)個行星齒輪102相互嚙合，而前述行星齒輪102與內(nèi)齒圈103相互嚙合。
所構(gòu)成的前述第1-A-齒輪機構(gòu)是這樣設(shè)置的，行星齒輪102的中心軸上固定有行星齒輪架300，前述數(shù)個行星齒輪102與行星齒輪連接軸105可轉(zhuǎn)動地結(jié)合在一起，通過該行星齒輪連接軸105，可以將第1-A-齒輪機構(gòu)100的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給第2-A-齒輪機構(gòu)200。而在前述第2-A-齒輪機構(gòu)200中，前述行星齒輪連接軸105的另一端與數(shù)個行星齒輪202可轉(zhuǎn)動地結(jié)合在一起，太陽齒輪201固定在輸出軸40的一端，前述數(shù)個行星齒輪202與太陽齒輪201和內(nèi)齒圈203分別相嚙合。
根據(jù)本發(fā)明的這種裝置，通過輸入軸30、第1-A-齒輪機構(gòu)100和第2-A-齒輪200可以將回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給輸出軸40，這樣，傳遞給輸出軸40的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，可以根據(jù)構(gòu)成第1-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103和構(gòu)成第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈203的操作狀態(tài)來決定。
可以理解，這種結(jié)構(gòu)也可以作成如圖5B所示的結(jié)構(gòu)，將行星齒輪的連接軸105固定設(shè)置在行星齒輪架300的內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明裝置的工作過程如下為了便于對本發(fā)明的這種驅(qū)動傳動裝置的理解，利用圖6A、B對前述結(jié)構(gòu)驅(qū)動過程作具體的說明。
換言之，將1-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103固定，對于第2-A-齒輪機構(gòu)200來說，利用與前述A-齒輪機構(gòu)相同的中間媒體28來驅(qū)動，并通過驅(qū)動傳動中間機構(gòu)27，對于與小齒輪25相嚙合的前述內(nèi)齒圈203進(jìn)行控制，由此，與前述A-齒輪機構(gòu)一樣，可以實現(xiàn)主動輸入軸30回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的傳遞及脫離的離合器功能及輸出軸40變速的無級變速功能。
即，由發(fā)動機按照一定方向回轉(zhuǎn)驅(qū)動的輸入軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，驅(qū)動第1-A-齒輪機構(gòu)100的太陽齒輪101，按照一定方向轉(zhuǎn)動，該太陽齒輪101的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給行星齒輪102。
此時，由于與行星齒輪101嚙合的內(nèi)齒圈103是固定不動的，這樣，驅(qū)動行星齒輪102沿著內(nèi)齒圈103的內(nèi)齒回轉(zhuǎn)。
由于行星齒輪102的回驅(qū)動力，帶動與行星齒輪102可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在一起的行星齒輪連接軸105沿著太陽齒輪101的回轉(zhuǎn)方向移動、回轉(zhuǎn)，并以這種形式進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動，因此，在太陽齒輪101回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的作用下，行星齒輪102與行星齒輪連接軸105共同回轉(zhuǎn)驅(qū)動。
行星齒輪102與行星齒輪連接軸105在太陽齒輪101驅(qū)動力的作用下回轉(zhuǎn)驅(qū)動時，可轉(zhuǎn)動地連接在行星齒輪軸105另一端的構(gòu)成第2-A-齒輪機構(gòu)200的行星齒輪202圍繞太陽齒輪201的周圍回轉(zhuǎn)驅(qū)動，這樣，將驅(qū)動力作用于行星齒輪連接軸105上。
該驅(qū)動力驅(qū)動行星齒輪202沿著構(gòu)成第2-A-齒輪機構(gòu)200的太陽齒輪201的外齒移動并旋轉(zhuǎn)，同時，在行星齒輪202上產(chǎn)生驅(qū)動力。
然而，前述行星齒輪202上所產(chǎn)生的驅(qū)動力，也作用在與各個行星齒輪202嚙合的太陽齒輪201上和內(nèi)齒圈203上。
在此，一旦用外力對內(nèi)齒圈203的自轉(zhuǎn)進(jìn)行控制時，太陽齒輪201便受到行星齒輪202上傳遞的回驅(qū)動力的作用而轉(zhuǎn)動，其速度可根據(jù)對內(nèi)齒圈203的控制程度進(jìn)行控制，結(jié)果，太陽齒輪201受到行星齒輪202傳遞的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的作用而轉(zhuǎn)動并完成對輸出軸40的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的傳送。
回轉(zhuǎn)驅(qū)動力就這樣地從輸入軸30傳遞給輸出軸，其回轉(zhuǎn)方向在下文予以研究。
即，與第1-A-齒輪機構(gòu)100的太陽齒輪101轉(zhuǎn)向相反而旋轉(zhuǎn)的行星齒輪102沿著與太陽齒輪101相同的轉(zhuǎn)動方向在內(nèi)齒圈103的內(nèi)齒上移動并進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動，行星齒輪102移動的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力通過行星齒輪連接軸105驅(qū)動第2-A-齒輪機構(gòu)200的行星齒輪202，使其沿同一方向回轉(zhuǎn)驅(qū)動，這樣，與該行星齒輪202嚙合的第2-A-齒輪機構(gòu)200的太陽齒輪201沿著前述行星齒輪202相反回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)驅(qū)動。
最后輸出軸40的回轉(zhuǎn)驅(qū)動方向與輸入軸30是相同的，第1-A-齒輪機構(gòu)100的行星齒輪102輸出的傳動轉(zhuǎn)速與輸入軸30的轉(zhuǎn)速比較，是減速的，相反，與前述行星齒輪102傳遞的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力作用的第2-A-齒輪機構(gòu)200的行星齒輪202相比較，傳送給太陽齒輪201時是增速傳動的，這樣，可以看出，輸出與輸入的傳動轉(zhuǎn)速是相同的。
輸出與輸入的傳動轉(zhuǎn)速相同，這意味著驅(qū)動第1-A-齒輪機構(gòu)100的前述各個機械元件的齒數(shù)比與構(gòu)成第2-A-齒輪機構(gòu)200的前述各個機械元件的齒數(shù)比相同。
可是，從輸入軸30輸入的驅(qū)動回轉(zhuǎn)力，通過本發(fā)明第1，2-A-齒輪機構(gòu)100、200而由輸出軸輸出時，可以使用前述的變速形式，如圖7A和圖7B所示，使分別構(gòu)成前述第1-A-齒輪機構(gòu)100和第2-A-齒輪機構(gòu)200的太陽齒輪101的太陽齒輪201、行星齒輪102的行星齒輪202以及內(nèi)齒圈103和內(nèi)齒圈203之間的齒數(shù)比各不相同，通過這樣配置，也可實現(xiàn)變速。
即，如圖7A和7B所示，第1-A-齒輪機構(gòu)100的太陽齒輪101與第2-A-齒輪機構(gòu)200的太陽齒輪201的齒數(shù)比多或少，第1-A-齒輪機構(gòu)100的行星齒輪102與2-A-齒輪機構(gòu)200的行星齒輪202的齒數(shù)比少或多，或第1-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103與第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈203的齒數(shù)比在兩個圖中有差異，在圖7A的場合，很容易看出，由于第2-A-齒輪機構(gòu)200的太陽齒輪201的齒數(shù)比與第1-A-齒輪機構(gòu)100的太陽齒輪101的齒數(shù)少(相反，行星齒輪202比行星齒輪102的齒數(shù)多)，最后輸出軸40輸出的轉(zhuǎn)速與輸入軸30的轉(zhuǎn)速相比較，是增速輸出。
再者，如圖7B所示，也容易理解，由于第2-A0齒輪機構(gòu)200的太陽齒輪201齒數(shù)比第1-A-齒輪機構(gòu)100的太陽齒輪201的齒數(shù)多，(相反，行星齒輪202的齒數(shù)比行星齒輪102的齒數(shù)少)，最后輸出軸40輸出的轉(zhuǎn)速與輸入軸30的轉(zhuǎn)速小。
當(dāng)然，前述傳動轉(zhuǎn)速的輸入與輸出轉(zhuǎn)速之比是指，假定第1-A-齒輪機構(gòu)100與第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈103、203完全固定時，輸出軸30的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給輸出軸40時的情況。
而本發(fā)明，當(dāng)?shù)?-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103固定，第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈203自由轉(zhuǎn)動時，便可以進(jìn)行例如減速、瞬間固定，或反轉(zhuǎn)等的連續(xù)控制(以下簡稱連續(xù)控制)而實現(xiàn)無級變速，為此可根據(jù)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形。
即，可以在使第1-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103反轉(zhuǎn)；對第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈203進(jìn)行連續(xù)控制；或使第1-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103固定，對第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈203進(jìn)行連續(xù)控制；或者或使第1-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103減速，對第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈203進(jìn)行連續(xù)控制；再或者使第1-A-齒輪機構(gòu)100的內(nèi)齒圈103自由轉(zhuǎn)動，對第2-A-齒輪機構(gòu)200的內(nèi)齒圈203進(jìn)行連續(xù)控制，或者采用從第1-A-齒輪機構(gòu)100及第2-A-齒輪機構(gòu)200的功能相互交換等的各種方法中選擇的一種方法，上述方法也可根據(jù)需要獨立或混合使用，以達(dá)到其目的。
而且，前述A-齒輪機構(gòu)、B-齒輪機構(gòu)及復(fù)復(fù)合齒輪機構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)元件的連接具有互換性，例如，A-齒輪機構(gòu)中的太陽齒輪，行星齒輪、內(nèi)齒圈之間的連接可以相互交換，其利用率可靈活運用，換言之，行星齒輪連接軸，不必只通過行星齒輪進(jìn)行動力傳遞，也可以通過與內(nèi)齒圈或太陽齒輪連接等的相互變換進(jìn)行動力傳遞。
從前述可以看出，本發(fā)明無級變速的方法及裝置是自動伴隨著實現(xiàn)離合器的功能的。
根據(jù)本發(fā)明動力傳遞的無級變速方向和裝置，可以將輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給輸出軸，并對輸出進(jìn)行控制，或者，以所期望的相對于輸入軸的回轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速比，通過輸出軸輸出將輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力輸出，或進(jìn)行變速，因此，本發(fā)明對于一般機械裝置，不用說汽車，對于為進(jìn)行各種傳動操作而進(jìn)行任何必要的無級變速裝置也適用，故是非常有用的。
權(quán)利要求
1.一種具有離合器功能的無級變速動力傳動的方法，將由發(fā)動機驅(qū)動而轉(zhuǎn)動的傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給太陽齒輪，該太陽齒輪的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力使行星齒輪組回轉(zhuǎn)驅(qū)動，把輸出軸連接在支承軸地設(shè)置有前述行星齒輪組的行星齒輪架上，將行星齒輪架的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給輸出軸而構(gòu)成的，其特征是接受前述傳動輸入軸的回輪驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)并將該回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)傳遞給輸出軸時，由另外一個動力機構(gòu)將可變回轉(zhuǎn)驅(qū)動力施加給與前述行星齒輪組嚙合的內(nèi)齒圈并對內(nèi)齒圈的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力進(jìn)行控制，由此，可以通過行星齒輪架對輸出軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)進(jìn)行控制。
2.一種具有離合器功能的無級變速動力傳動的方法，作為發(fā)動機回轉(zhuǎn)驅(qū)動力軸的傳動輸入軸固定連接在相當(dāng)于第一齒輪的一側(cè)側(cè)面齒輪上，在該一側(cè)側(cè)面齒輪的相對位置，相當(dāng)于第二齒輪的另一側(cè)側(cè)面齒輪固定在輸出軸上，若干獨立的中間齒輪與前述兩個側(cè)面齒輪的齒輪面相嚙合，其特征是前述若干個中間齒輪組等，可以在前述兩個側(cè)面齒輪之間自由地空轉(zhuǎn)，并與中間齒輪架以軸支承的形式，中間齒輪架接受前述傳動輸入軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)，并將該回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)傳遞給輸出軸，由另外的動力機構(gòu)將可變回轉(zhuǎn)驅(qū)動力施加給與前述中間齒輪組上以軸支承的形式連接的中間齒輪架，借助于對中間齒輪架(42)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力進(jìn)行控制，通過輸出軸側(cè)的另一側(cè)側(cè)面齒輪，而對輸出軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)進(jìn)行控制。
3.一種具有離合器功能的無級變速動力傳動裝置，是將由發(fā)動機驅(qū)動而轉(zhuǎn)動的傳動輸入軸(30)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給太陽齒輪(1)，該太陽齒輪(1)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力使行星齒輪的組(2)回轉(zhuǎn)驅(qū)動，把輸出軸(40)連接在軸支承地設(shè)置在前述行星齒輪組(2)上的行星齒輪架(3)上，使行星齒輪架(3)的回輪驅(qū)動力傳遞給輸出軸(40)而構(gòu)成的，其特征是接受前述傳動輸入軸(30)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)并將其傳遞給輸出軸(40)，并用另外動力機構(gòu)將可變回轉(zhuǎn)驅(qū)動力施加在與上述行星齒輪組嚙合的內(nèi)齒圈(4)上，對內(nèi)齒圈(4)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力進(jìn)行控制，由此，可通過行星齒輪架(3)對輸出軸(40)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)進(jìn)行控制。
4.一種具有離合器功能的無級變速傳動裝置，作為發(fā)動機回轉(zhuǎn)驅(qū)動力軸的傳動輸入軸(30)固定在相當(dāng)于第1齒輪的一側(cè)側(cè)面齒輪(21)上，在該一側(cè)側(cè)面齒輪(21)的相對位置，相當(dāng)于第2齒輪的另一側(cè)側(cè)面齒輪(31)固定在輸出軸上，若干獨立的中間齒輪(41)與前述兩個側(cè)面齒輪(21)、(31)的齒輪而相嚙合，其特征是，前述若干個中間齒輪組(41)等，可以在前述兩側(cè)面齒輪(21)，(31)之間自由地空轉(zhuǎn)，與中間齒輪架(42)以軸支承的形式連接，接受前述傳動輸入軸(30)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)并將該回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)傳遞給輸出軸(40)，由另一種動力機構(gòu)將可變回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)施加給與前述中間齒輪組(41)以軸支承的形式連接的中間齒輪架(42)，對該中間齒輪架(42)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力進(jìn)行控制，由此，便可通過輸出軸(40)一側(cè)的另一側(cè)側(cè)面齒輪(31)對輸出軸(40)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有離合器功能的無級變速動傳動裝置，它對前述內(nèi)齒圈(4)回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的控制，其特征是，在前述內(nèi)齒圈(4)外圓周上形成齒輪(8)，齒輪(8)與小齒輪(25)嚙合，借助由中間媒體(28)驅(qū)動的驅(qū)動傳動中間機構(gòu)(27)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力來控制小齒輪(25)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有離合器功能的無級變速動力傳動裝置，其特征是，在控制中間齒輪架(42)回轉(zhuǎn)驅(qū)動力時，是在前述中間齒輪架(42)的外圓周面上形成齒輪(8)，齒輪(8)與小齒輪(25)嚙合，由中間媒體(28)驅(qū)動的驅(qū)動中間機構(gòu)(27)回轉(zhuǎn)驅(qū)動力控制小齒輪(25)。
7.一種具有離合器功能的無級變速動力裝置，它將接受來自發(fā)動機等回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的輸入軸(30)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力從輸出軸(40)輸出；其特征是，在前述輸出軸(30)的一端，連接設(shè)置有第1-A-齒輪機構(gòu)(100)，前述輸出軸(30)的驅(qū)動回轉(zhuǎn)力傳遞給第1-A-齒輪機構(gòu)，并傳遞給連接設(shè)置在前述第2-A-齒輪機構(gòu)(200)上的輸出軸(40)，在前述第1-A-齒輪機構(gòu)(100)中，太陽齒輪(101)固定在前述輸入軸(30)上，并與若干個行星齒輪(102)相互嚙合，前述行星齒輪(102)與內(nèi)齒圈(103)相互嚙合，內(nèi)齒圈103固定，前述第2-A-齒輪機構(gòu)(200)，可自由轉(zhuǎn)動地連接設(shè)置在前述行星齒輪(102)的中心軸上，固定在齒輪架(300)上的行星齒輪連接軸(105)的另一端，與若干個行星齒輪(202)可自由轉(zhuǎn)動地結(jié)合在一起，該行星齒輪(202)與固定在輸出軸(40)一端的太陽齒輪(201)和內(nèi)齒圈(203)相互嚙合，由另外的動力機構(gòu)將可變回轉(zhuǎn)驅(qū)動力施加在前述內(nèi)齒圈(203)上，并對前述內(nèi)齒圈(203)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力進(jìn)行控制，由此，可以通過行星齒輪架(300)，對輸出軸(40)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力(轉(zhuǎn)速)進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有離合器功能的無級變速動力傳動裝置，其特征是，對前述第2-A-齒輪機構(gòu)(200)的內(nèi)齒圈(203)回轉(zhuǎn)驅(qū)動力的控制是在前述內(nèi)齒圈(203)的外圓周面上形成齒輪(8)，齒輪(8)與小齒輪(25)嚙合，小齒輪(25)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力由中間媒體(28)驅(qū)動的驅(qū)動傳動中間機構(gòu)(27)進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的具有離合功能的無級變速動力傳動裝置，其特征是，前述中間媒體(28)是傳動輸入軸(30)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，驅(qū)動傳動中間機構(gòu)(27)是液體離合器(變扭器)，前所述液體離合器(變扭器)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力根據(jù)油量進(jìn)行控制，前述液體離合器(變扭器)由傳動輸入軸(30)的回轉(zhuǎn)動力驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)接受發(fā)動機或馬達(dá)等驅(qū)動而回轉(zhuǎn)的傳動輸入軸的驅(qū)動而傳給輸出軸回轉(zhuǎn)動力的，對其進(jìn)行無級變速驅(qū)動，并具有離合器功能的無級變速動力傳動的方法和裝置，本發(fā)明具有與稱作行星齒輪裝置的行星齒輪同樣的功能，或是具有類似行星齒輪裝置的任何機構(gòu)的齒輪裝置，其結(jié)構(gòu)是，第1齒輪與第2齒輪之間的若干個中間傳動齒輪相互嚙合，可空轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，或者利用若干個中間傳動齒輪與第2齒輪連接在一起構(gòu)成的范圍內(nèi)的齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，由此，對于傳動輸入軸上產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力，不用分為離合器裝置和變速裝置兩種裝置，而是用在形成一體的裝置內(nèi)實現(xiàn)變速和離合器作用來達(dá)到其目的。
文檔編號B60K17/00GK1111576SQ9510406
公開日1995年11月15日 申請日期1995年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月16日
發(fā)明者閔京植 申請人:閔京植