本發明涉及例如裝載于車輛的自動變速器,詳細地說,涉及具有無級變速機構的自動變速器。
背景技術:
以往,作為例如適用于車輛的自動變速器,使用了帶式無級變速機構等無級變速機構的自動變速器比較普及,該帶式無級變速機構具有一對輪和卷繞在上述一對輪上的金屬制的帶,并且通過變更輪的有效直徑來進行無級變速。
作為該種自動變速器,具有第一軸~第四軸這樣的相互平行的軸的自動變速器比較普及。在該自動變速器中,例如在第一軸上配置有內燃機的曲軸和無級變速機構的主動輪,在第二軸上配置有無級變速機構的從動輪,在第三軸上配置有減速齒輪組,在第四軸上配置有差速裝置及驅動軸(參照專利文獻1)。
在該自動變速器中,在第一軸、第二軸、第四軸上設置有大徑的旋轉構件,從自動變速器的尺寸和向車輛的裝載性的觀點出發,第一軸、第二軸、第四軸以在軸向上觀察時呈大致銳角三角形的方式配置。另外,為了確保最低的距地面的高度,在自動變速器的下部配置有與驅動軸同軸的第四軸,在第四軸的斜上方配置有第一軸,在第一軸的斜上方配置有第二軸。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2014-224562號公報
技術實現要素:
發明要解決的問題
然而,在專利文獻1所述的自動變速器中,由于在第一軸上配置有內燃機的曲軸及主動輪,因此,配置于第二軸的從動輪以與主動輪的高度的差的量配置于曲軸的上方。因此,該自動變速器向曲軸的上側大大地突出,因此,在將自動變速器裝載于車輛時可能會與其他部件發生干擾,從而存在裝載性差的問題。
因此,本發明的目的在于,提供一種自動變速器,既能夠具有無級變速機構,又能夠提高向車輛的裝載性。
解決問題的手段
本發明的自動變速器,
具有:
輸入部件,配置于第一軸上,與驅動源驅動連接,
傳遞機構,設置于所述第一軸和與所述第一軸平行的第二軸之間,將所述第一軸的旋轉向所述第二軸傳遞,
無級變速機構,具有配置于所述第二軸上的主動輪、配置于與所述第二軸平行的第三軸上的從動輪、卷繞在所述主動輪和所述從動輪上的帶,該無級變速機構能夠連續地變更變速比,
輸出部件,配置于與所述第三軸平行的第四軸上,與所述第三軸上的驅動小齒輪嚙合來輸出變速后的旋轉;
在軸向上觀察時,以連接所述第一軸的中心和所述第四軸的中心的第一直線為邊界,在一側配置所述第二軸的中心,在另一側配置所述第三軸的中心。
發明效果
根據本自動變速器,在軸向上觀察時,以連接第一軸的中心和第四軸的中心的第一直線為邊界,在一側配置第二軸的中心,并且在另一側配置第三軸的中心,因此,能夠使第二軸的中心或第三軸的中心配置于第一軸的中心的下方。因此,能夠使主動輪或從動輪中的任意一個的中心配置在驅動源的驅動軸的下方,因此,與使主動輪或從動輪的中心與驅動源的驅動軸同軸配置的情況相比,能夠降低自動變速器中的無級變速機構的配置位置。此外,主動輪或從動輪中任意一個的中心也可以配置于驅動源的驅動軸的下方。由此,能夠使自動變速器的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構,又能夠提高向車輛的裝載性。另外,輸出部件的旋轉方向和第二軸及第三軸的旋轉方向為相反方向。因此,通過第二軸或第三軸中的配置于下方的軸所配置的輪揚起的潤滑油難以向輸出部件的方向飛散。由此,能夠使輸出部件對潤滑油的攪拌阻力變小,從而能夠提高燃料經濟性。
附圖說明
圖1是表示第一實施方式的自動變速器的框架圖。
圖2a是表示第一實施方式的自動變速器的軸位置的主視圖。
圖2b是第一實施方式的自動變速器的接合表。
圖3a是第二實施方式的自動變速器的框架圖。
圖3b是第二實施方式的自動變速器的接合表。
圖4a是第三實施方式的自動變速器的框架圖。
圖4b是第三實施方式的自動變速器的接合表。
圖5a是第四實施方式的自動變速器的框架圖。
圖5b是第四實施方式的自動變速器的接合表。
圖6是表示其他實施方式的自動變速器的軸位置的主視圖。
具體實施方式
<第一實施方式>
下面,參照圖1、圖2a、圖2b對第一實施方式的自動變速器10進行說明。此外,在本說明書中,驅動連接是指相互的旋轉構件以能夠傳遞驅動力的方式連接的狀態,作為包括這些旋轉構件以一體旋轉的方式連接的狀態或者這些旋轉構件以經由離合器等能夠傳遞驅動力的方式連接的狀態的概念使用。
參照圖1對具有本實施方式的自動變速器10的車輛1的概略結構進行說明。該車輛1將例如汽油發動機或柴油發動機等內燃機2作為驅動源,該車輛1具有內燃機(驅動源)2、車輛用驅動裝置3、未圖示的車輪。車輛用驅動裝置3具有自動變速器10、控制裝置(ecu)11、油壓控制裝置12。
自動變速器10具有液力變矩器20、輸入軸(輸入部件)30、31、傳遞機構90、無級變速機構40、前進后退切換裝置50、差速裝置70、左右的驅動軸(輸出部件)73、容納上述構件的變速箱80。自動變速器10具有在第一軸ax1~第四軸ax4上的相互平行的軸。變速箱80將輸入軸30、31及各驅動軸73支撐為能夠自由旋轉,并且容納無級變速機構40及前進后退切換裝置50。
第一軸ax1與內燃機2的曲軸為同軸。在該第一軸ax1上配置有與曲軸驅動連接的輸入軸30、與輸入軸30連接的液力變矩器20、與液力變矩器20的輸出側連接的輸入軸31、傳遞機構90的驅動齒輪91。
在第二軸ax2上配置有傳遞機構90的從動齒輪92、前進后退切換裝置50、無級變速機構40的主動輪41及輸入軸47。在第三軸ax3上配置有無級變速機構40的從動輪42及輸出軸48、中間軸60、輸出齒輪(驅動小齒輪)61。在第四軸ax4上配置有差速裝置70、左右的驅動軸73。在各驅動軸73上設置有未圖示的左右車輪。
自動變速器10的輸入軸31經由傳遞機構90與前進后退切換裝置50連接。傳遞機構90具有相互嚙合的驅動齒輪91及從動齒輪92,該傳遞機構90使輸入軸31的旋轉反轉并向前進后退切換裝置50的輸入軸51傳遞。即,傳遞機構90設置于第一軸ax1與第二軸ax2之間,將第一軸ax1的旋轉向第二軸ax2傳遞。
前進后退切換裝置50具有輸入軸51、行星齒輪dp1、第一離合器(第一接合構件)c1、第一制動器(第二接合構件)b1、輸出軸52,該前進后退切換裝置50能夠通過第一離合器c1及第一制動器b1的接合或分離使輸入軸51的旋轉正轉或逆轉,并從輸出軸52輸出。
行星齒輪dp1由雙小齒輪式行星齒輪構成,具有與輸入軸51及第一離合器c1驅動連接的太陽輪(第一旋轉構件)s1、與輸出軸52及第一離合器c1驅動連接的行星架(第二旋轉構件)cr1、與第一制動器b1驅動連接且旋轉能夠固定的齒圈(第三旋轉構件)r1。行星架cr1將與太陽輪s1及齒圈r1嚙合的小齒輪p1、p2支撐為能夠自由旋轉。
通過使第一離合器c1接合且使第一制動器b1分離,借助行星齒輪dp1使輸入軸51與輸出軸52直接連接而向同向旋轉,以形成前進模式。另外,通過使第一離合器c1分離且使第一制動器b1接合,借助行星齒輪dp1使輸入軸51和輸出軸52經由行星齒輪dp1連接而向逆向旋轉,以形成后退模式(參照圖2b)。
無級變速機構40具有配置于第二軸ax2上的主動輪41及輸入軸47、配置于第三軸ax3上的從動輪42及輸出軸48、卷繞在上述兩輪41、42上的環狀的帶43,并且由能夠連續地變更變速比的帶式無級自動變速機構構成。此外,輸入軸47與輸出軸52驅動連接,輸出軸48與中間軸60驅動連接。
主動輪41具有分別相對的形成為圓錐狀的壁面,該主動輪41具有:固定輪41a,被固定為相對于輸入軸47在軸向上不能移動,可動輪41b,被支撐為相對于輸入軸47在軸向上能夠移動,利用由上述的固定輪41a和可動輪41b所形成的截面呈v字狀的槽部夾持帶43。
同樣地,從動輪42具有分別相對的形成為圓錐狀的壁面,該從動輪42具有:固定輪42a,被固定為相對于輸出軸48在軸向上不能移動,可動輪42b,被支撐為相對于輸出軸48在軸向上能夠移動,利用由上述的固定輪42a和可動輪42b所形成的截面呈v字狀的槽部夾持帶43。上述的主動輪41的固定輪41a和從動輪42的固定輪42a在軸向上相對于帶43配置在相反一側。
另外,在主動輪41的可動輪41b的背面側配置有油壓伺服器45,在從動輪42的可動輪42b的背面側配置有油壓伺服器46。初級壓作為工作油壓從油壓控制裝置12的未圖示的初級壓控制閥向油壓伺服器45供給,次級壓作為工作油壓從油壓控制裝置12的未圖示的次級壓控制閥向油壓伺服器46供給。并且,上述的油壓伺服器45、46構成為,通過被供給各工作油壓,產生與負載扭矩相對應的帶夾緊力,并且產生用于變更或固定變速比的夾緊力。
差速裝置70具有內置有未圖示的差速齒輪的差速箱體71,差速箱體71固定有比較大徑的固定齒圈72。固定齒圈72經由差速箱體71與差速齒輪連接,并與經由差速齒輪被差速箱體71支撐的左右的驅動軸73連接。并且,第三軸ax3上的輸出齒輪61與固定齒圈72嚙合,并且輸出齒輪61構成為比較小徑,固定齒圈72構成為比較大徑,從而能夠獲得比較大的減速比。即,驅動軸73配置于第四軸ax4上,能夠輸出變速后的旋轉。
在此,對本實施方式的自動變速器10的第一軸ax1~第四軸ax4的位置關系進行說明。圖2a是表示從軸向觀察自動變速器10時的軸配置的概略圖,以連接第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心的第一直線l1為邊界,在一側配置第二軸ax2的中心,并且在另一側配置第三軸ax3的中心。在本實施方式中,以第一直線l1為邊界,在下側配置第二軸ax2,在上側配置第三軸ax3。通過這樣配置,能夠將主動輪41的中心配置于內燃機2的曲軸的下方,因此,與將主動輪41的中心與曲軸同軸配置的情況相比,能夠降低自動變速器10中的無級變速機構40的配置位置。
另外,在本實施方式的自動變速器10中,在從軸向觀察時,連接第二軸ax2的中心和第三軸ax3的中心的第二直線l2與第一直線l1在第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心之間的交點x交叉。因此,能夠將第三軸ax3配置在第一軸ax1的后方,因此,能夠使配置于第三軸ax3上的從動輪42以不向與第一軸ax1驅動連接的內燃機2的前方突出的方式配置。由此,能夠使自動變速器10的向前方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構40,又能夠提高向車輛1的裝載性。
ecu11具有例如cpu、存儲處理程序的rom、暫時地存儲數據的ram、輸入輸出口、通信口,該ecu11能夠從輸出口輸出向油壓控制裝置12發送的控制信號等各種信號。另外,ecu11基于車輛1的行駛停止狀態、駕駛員的加減速的意愿,能夠使自動變速器10在前進模式及后退模式等之間合適地切換。
油壓控制裝置12由例如閥體構成,基于從未圖示的油泵供給的油壓而生成主壓、調節壓等,并基于來自ecu11的控制信號,能夠供排用于分別控制第一離合器c1和第一制動器b1的油壓。
在上面那樣構成的自動變速器10中,通過使圖1的框架圖所示的第一離合器c1和第一制動器b1按照圖2b的接合表所示的組合接合或分離,選擇前進模式和后退模式中的任一模式而形成,或者均不選擇而變為空擋狀態。
接著,利用圖1、圖2a、圖2b說明自動變速器10的動作。
在選擇驅動(d)擋來作為換擋擋位的情況下,ecu11選擇前進模式。并且,ecu11控制油壓控制裝置12,如圖2b所示,以使第一離合器c1接合并且使第一制動器b1分離的方式供排油壓。由此,在自動變速器10中,來自輸入軸31的輸入旋轉從傳遞機構90經由第一離合器c1向無級變速機構40的輸入軸47輸入。并且,在無級變速機構40中合適地進行變速,并且旋轉從中間軸60經由差速裝置70向左右的驅動軸73傳遞,以使左右的驅動輪73向前進方向旋轉。
接著,在選擇后退(r)擋作為換擋擋位的情況下,ecu11選擇后退模式。并且,ecu11控制油壓控制裝置12,如圖2b所示,以使第一離合器c1分離并且使第一制動器b1接合的方式供排油壓。由此,在自動變速器10中,來自輸入軸31的輸入旋轉從傳遞機構90經由行星齒輪dp1被逆轉,并向無級變速機構40的輸入軸47輸入。并且,在無級變速機構40中合適地進行變速,并且旋轉從中間軸60經由差速裝置70向左右的驅動軸73傳遞,以使左右的驅動軸73向后退方向旋轉。
如上所述,根據本實施方式的自動變速器10,在軸向上觀察時,以連接第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心的第一直線l1為邊界,在一側配置第二軸ax2的中心,并且在另一側配置第三軸ax3的中心,因此,能夠將第二軸ax2或第三軸ax3配置于第一軸ax1的下方。因此,能夠將主動輪41或從動輪42的中心配置于內燃機2的曲軸的下方,因此,與使主動輪41或從動輪42的中心與曲軸同軸配置的情況相比,能夠降低自動變速器10中的無級變速機構40的配置位置。由此,能夠使自動變速器10的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構40,又能夠提高向車輛1的裝載性。
另外,在本實施方式的自動變速器10中,驅動軸73的旋轉方向和第二軸ax2及第三軸ax3的旋轉方向為相反方向。因此,通過配置于第二軸ax2的主動輪41被揚起的潤滑油難以向驅動軸73的方向飛散。由此,能夠使驅動軸73對潤滑油的攪拌阻力變小,因此,能夠提高燃料經濟性。
特別地,在本實施方式的自動變速器10中,如圖2a所示,在軸向上觀察時,以連接第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心的第一直線l1為邊界,在下側配置第二軸ax2的中心,在上側配置第三軸ax3的中心。因此,配置于第二軸ax2的重量物即前進后退切換裝置50可配置于自動變速器10的下部,因此,能夠降低自動變速器10的重心,從而提高裝載有該自動變速器10的車輛1的行駛穩定性。另外,在本實施方式的自動變速器10中,即使是使配置于第三軸ax3上的從動輪42比配置于第二軸ax2上的主動輪41更靠上方配置的自動變速器10,也能夠抑制向上方的突出,從而能夠提高向車輛1的裝載性,并且能夠抑制利用高速行駛時增速的從動輪42對潤滑油的攪拌。由此,能夠減小高速行駛時的對潤滑油的攪拌阻力,從而能夠提高燃料經濟性。
另外,在本實施方式的自動變速器10中,具有前進后退切換裝置50,該前進后退切換裝置50配置于第二軸ax2上,能夠對從輸入軸31輸入的旋轉在正轉與逆轉之間進行切換,并向主動輪41輸出。因此,能夠對輸入至輸入軸31的內燃機2的驅動力在正轉與逆轉之間進行切換,因此,能夠切換車輛1的前進和后退。
另外,在本實施方式的自動變速器10中,前進后退切換裝置50配置于第二軸ax2上,具有與輸入軸31驅動連接的太陽輪s1、與主動輪41驅動連接的行星架cr1、旋轉能夠自由固定的齒圈r1,并且所述前進后退切換裝置具有:第一離合器c1,在接合時能夠經由行星架cr1使輸入軸31與主動輪41連接來傳遞正旋轉,以形成前進模式,第一制動器b1,在接合時能夠使齒圈r1的旋轉固定,并經由行星齒輪dp1使輸入軸31與主動輪41連接來傳遞逆旋轉,以形成后退模式。因此,能夠利用行星齒輪dp1、第一離合器c1及第一制動器b1這樣比較簡單的結構實現前進后退的切換。
<第二實施方式>
接著,參照圖3a及圖3b對第二實施方式的自動變速器210進行說明。本實施方式在配置有變速齒輪機構250來代替前進后退切換裝置50這一點與第一實施方式不同,但除此以外的結構與第一實施方式相同,因此,對相同的結構賦予相同的附圖標記,并省略詳細的說明。
在本實施方式中,在第二軸ax2上配置有傳遞機構90的從動齒輪92、無級變速機構40的主動輪41及輸入軸47。另外,在第三軸ax3上配置有無級變速機構40的從動輪42及輸出軸48、變速齒輪機構250、中間軸60、輸出齒輪61。
變速齒輪機構250具有行星齒輪dp2、第一離合器(第一接合構件)c1、第二離合器(第二接合構件)c2、第一制動器(第三接合構件)b1、與傳遞機構90的驅動齒輪91嚙合的輸入齒輪253,該變速齒輪機構250能夠對驅動軸73的旋轉進行變速。另外,變速齒輪機構250通過車輛1的行駛方向切換旋轉方向并進行傳遞,也作為前進后退切換裝置發揮作用。
行星齒輪dp2由單小齒輪式行星齒輪構成,具有與從動輪42驅動連接的太陽輪(第一旋轉構件)s2、與第二離合器c2驅動連接且能夠輸入輸入軸31的旋轉的行星架(第二旋轉構件)cr2、經由中間軸60與驅動軸73驅動連接的齒圈(第三旋轉構件)r2。行星架cr2將與太陽輪s2及齒圈r2嚙合的小齒輪p2支撐為能夠自由旋轉,并且經由第一制動器b1相對于變速箱80能夠固定。
第一離合器c1配置于無級變速機構40的輸出軸48與中間軸60之間,在接合時使輸出軸48及中間軸60直接連接,從而形成只利用無級變速機構40的低速模式的傳遞路徑。
第二離合器c2配置于輸入齒輪253與行星架cr2之間,在接合時,行星齒輪dp2使從輸入軸31經由輸入齒輪253輸入的輸入旋轉和從無級變速機構40輸入的輸入旋轉合成,從而輸出高速模式的旋轉驅動。
第一制動器b1在接合時,從無級變速機構40輸入的輸入旋轉經由行星齒輪dp2使中間軸60逆旋轉,從而形成后退模式的傳遞路徑。
在上面那樣構成的自動變速器210中,通過使圖3a的框架圖所示的第一離合器c1、第二離合器c2、第一制動器b1按照圖3b的接合表所示的組合接合或分離,選擇前進的低速模式、前進的高速模式、后退模式中的任一模式而形成,或者均不選擇而變為空擋狀態。
在本實施方式的自動變速器210中,也與第一實施方式相同,在軸向上觀察時,以連接第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心的第一直線l1為邊界,在一側配置第二軸ax2的中心,并且在另一側配置第三軸ax3的中心,因此,能夠將第二軸ax2或第三軸ax3配置于第一軸ax1的下方。因此,能夠使自動變速器210的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構40,又能夠提高向車輛1的裝載性。
另外,在本實施方式的自動變速器210中,具有:行星齒輪dp2,配置于第三軸ax3上,具有與從動輪42驅動連接的太陽輪s2、能夠輸入輸入軸31的旋轉的行星架cr2、與驅動軸73驅動連接的齒圈r2,并且能夠對驅動軸73的旋轉進行變速;第一離合器c1,在接合時能夠經由無級變速機構40使輸入軸31與驅動軸73連接來傳遞旋轉,以形成低速模式;第二離合器c2,在接合時能夠經由行星齒輪dp2及無級變速機構40使輸入軸31與驅動軸73連接,來與第一離合器c1的接合時相比高速地傳遞旋轉,以形成高速模式。因此,在高速模式中,使行星齒輪dp2及無級變速機構40的各動力傳遞路徑并聯來進行動力傳遞,因此,與單獨使用無級變速機構40的情況相比,能夠降低無級變速機構40的扭矩負載。由此,能夠提高燃料經濟性,并且能夠實現無級變速機構40的小型化。
<第三實施方式>
接著,參照圖4a及圖4b對第三實施方式的自動變速器310進行說明。本實施方式在變速齒輪機構350具有行星齒輪單元pu1這一點與第二實施方式不同,但除此以外的結構與第二實施方式相同,因此,對相同的結構賦予相同的附圖標記,并省略詳細的說明。
本實施方式的變速齒輪機構350具有行星齒輪單元pu1、第一制動器(第一接合構件)b1、第一離合器(第二接合構件)c1、第二制動器(第三接合構件)b2、與傳遞機構90的驅動齒輪91嚙合的輸入齒輪353,并且能夠對驅動軸73的旋轉進行變速。另外,變速齒輪機構350通過車輛1的行駛方向切換旋轉方向并進行傳遞,也作為前進后退切換裝置發揮作用。行星齒輪單元pu1具有兩個單小齒輪式行星齒輪,即,行星齒輪dp3和行星齒輪dp4,該行星齒輪單元pu1為辛普森型的行星齒輪組。
行星齒輪dp3由單小齒輪式行星齒輪構成,具有與從動輪42驅動連接的太陽輪(第一旋轉構件)s3、經由中間軸60與驅動軸73驅動連接的行星架(第三旋轉構件)cr3、借助第一制動器b1旋轉能夠固定的齒圈(第四旋轉構件)r3。行星架cr3將與太陽輪s3及齒圈r3嚙合的小齒輪p3支撐為能夠自由旋轉。
行星齒輪dp4由單小齒輪式行星齒輪構成,具有與從動輪42驅動連接的太陽輪(第一旋轉構件)s4、與第一離合器c1驅動連接且能夠輸入輸入軸31的旋轉的行星架(第二旋轉構件)cr4、與行星架cr3及驅動軸73驅動連接的齒圈(第三旋轉構件)r4。行星架cr4將與太陽輪s4及齒圈r4嚙合的小齒輪p4支撐為能夠自由旋轉,并且經由第二制動器b2相對于變速箱80能夠固定。
第一制動器b1與齒圈r3連接,在接合時,形成無級變速機構40的輸出被行星齒輪dp3減速的低速模式的傳遞路徑。
第一離合器c1配置于輸入齒輪353與行星架cr4之間,在接合時,行星齒輪dp4對從輸入軸31經由輸入齒輪353輸入的輸入旋轉和從無級變速機構40輸入的輸入旋轉進行合成,從而輸出高速模式的旋轉驅動。
第二制動器b2在接合時,從無級變速機構40輸入的輸入旋轉經由行星齒輪dp4使中間軸60逆旋轉,從而形成后退模式的傳遞路徑。
在上面那樣構成的自動變速器310中,通過使圖4a的框架圖所示的第一制動器b1、第一離合器c1、第二制動器b2按照圖4b的接合表所示的組合接合或分離,選擇前進的低速模式、前進的高速模式、后退模式中的任一模式而形成,或者均不選擇而變為空擋狀態。
在本實施方式的自動變速器310中,也與第一實施方式相同,在軸向上觀察時,以連接第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心的第一直線l1為邊界,在一側配置第二軸ax2的中心,并且在另一側配置第三軸ax3的中心,因此,能夠將第二軸ax2或第三軸ax3配置于第一軸ax1的下方。因此,能夠使自動變速器310的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構40,又能夠提高向車輛1的裝載性。
另外,在本實施方式的自動變速器310中,具有:行星齒輪單元pu1,配置于第三軸ax3上,能夠對驅動軸73的旋轉進行變速,并且具有與從動輪42驅動連接的太陽輪s3、s4、能夠輸入輸入軸31的旋轉的行星架cr4、與驅動軸73驅動連接的行星架cr3及齒圈r4、旋轉能夠自由固定的齒圈r3;第一制動器b1,在接合時能夠使齒圈r3的旋轉固定,并經由行星齒輪單元pu1及無級變速機構40使輸入軸31與驅動軸73連接來傳遞旋轉,以形成低速模式;第一離合器c1,在接合時能夠經由行星齒輪單元pu1及無級變速機構40使輸入軸31與驅動軸73連接,來與第一制動器b1接合時相比高速地傳遞旋轉,以形成高速模式。因此,在高速模式中,使行星齒輪dp4及無級變速機構40的各動力傳遞路徑并聯來進行動力傳遞,因此,與單獨使用無級變速機構40的情況相比,能夠降低無級變速機構40的扭矩負載。由此,能夠提高燃料經濟性,并且能夠實現無級變速機構40的小型化。
<第四實施方式>
接著,參照圖5a及圖5b對第四實施方式的自動變速器410進行說明。本實施方式在配置有變速齒輪機構450來代替前進后退切換裝置50這一點與第一實施方式不同,但除此以外的結構與第一實施方式相同,因此,對相同的結構賦予相同的附圖標記,并省略詳細的說明。
在本實施方式中,在第二軸ax2上配置有傳遞機構90的從動齒輪92、變速齒輪機構450、無級變速機構40的主動輪41及輸入軸47。另外,在第三軸ax3上配置有無級變速機構40的從動輪42及輸出軸48、第一離合器c1、中間軸60、輸出齒輪61。
本實施方式的變速齒輪機構450具有行星齒輪單元pu2、第一制動器(第一接合構件)b1、第一離合器(第二接合構件)c1、第二制動器(第三接合構件)b2、與固定齒圈72嚙合的反轉齒輪(countergear)454,并且能夠對驅動軸73的旋轉進行變速。另外,變速齒輪機構450通過車輛1的行駛方向切換旋轉方向并進行傳遞,也作為前進后退切換裝置發揮作用。行星齒輪單元pu2具有兩個單小齒輪式行星齒輪,即,行星齒輪dp5和配置于其徑向的外周側的行星齒輪dp6。
配置于內周側的行星齒輪dp5由單小齒輪式行星齒輪構成,具有與主動輪41驅動連接的太陽輪(第一旋轉構件)s5、與反轉齒輪454驅動連接的行星架(第二旋轉構件)cr5、借助第一制動器b1旋轉能夠固定的齒圈(第三旋轉構件)r5。行星架cr5將與太陽輪s5及齒圈r5嚙合的小齒輪p5支撐為能夠自由旋轉。
配置于行星齒輪dp5的外周側的行星齒輪dp6由單小齒輪式行星齒輪構成,具有與齒圈r5驅動連接的太陽輪(第四旋轉構件)s6、與行星架cr5及反轉齒輪454驅動連接的行星架(第五旋轉構件)cr6、借助第二制動器b2旋轉能夠固定的齒圈(第六旋轉構件)r6。行星架cr6將與太陽輪s6及齒圈r6嚙合的小齒輪p6支撐為能夠自由旋轉。
此外,行星齒輪單元pu2構成為,內周側的單小齒輪式的行星齒輪dp5和外周側的單小齒輪式的行星齒輪dp6以雙層結構組合而成,該行星齒輪單元pu2具有:太陽輪s5;一體的中間齒輪,在內周側形成有齒圈r5,并且在外周側形成有太陽輪s6;齒圈r6;共用行星架,將小齒輪p5和小齒輪p6支撐為能夠自由旋轉,該小齒輪p5與太陽輪s5及齒圈r5嚙合,該小齒輪p6配置為,與太陽輪s6及齒圈r6嚙合,并且在在徑向觀察時至少一部分與小齒輪p5在軸向上重合。
第一制動器b1與齒圈r5及太陽輪s6連接,在接合時,形成使從輸入軸31輸入的輸入旋轉經由行星齒輪dp5減速,并經由反轉齒輪454從驅動軸73輸出的固定齒輪模式的傳遞路徑。
第一離合器c1在第三軸ax3上配置于無級變速機構40的輸出軸48與中間軸60之間,在接合時使輸出軸48及中間軸60直接連接,從而形成只利用無級變速機構40的無級變速模式的傳遞路徑。
第二制動器b2在接合時,從輸入軸31輸入的輸入旋轉經由行星齒輪單元pu2使反轉齒輪454逆旋轉,從而形成后退模式的傳遞路徑。
在上面那樣構成的自動變速器410中,通過使圖5a的框架圖所示的第一制動器b1、第一離合器c1、第二制動器b2按照圖5b的接合表所示的組合接合或分離,選擇前進的固定齒輪(固定換擋)模式、前進的無級變速(無級換擋)模式、后退模式中的任一模式而形成,或者均不選擇而變為空擋狀態。
在本實施方式的自動變速器410中,與第一實施方式相同,在軸向上觀察時,以連接第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心的第一直線l1為邊界,在一側配置第二軸ax2的中心,并且在另一側配置第三軸ax3的中心,因此,能夠將第二軸ax2或第三軸ax3配置于第一軸ax1的下方。因此,能夠使自動變速器410的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構40,又能夠提高向車輛1的裝載性。
另外,在本實施方式的自動變速器410中,具有:行星齒輪dp5,配置于第二軸ax2上,能夠對驅動軸73的旋轉進行變速,并且具有與輸入軸31驅動連接的太陽輪s5、與驅動軸73驅動連接的行星架cr5、旋轉能夠自由固定的齒圈r5;第一制動器b1,在接合時能夠使齒圈r5的旋轉固定,并經由行星齒輪dp5使輸入軸31與驅動軸73連接來傳遞旋轉,以形成固定齒輪模式;第一離合器c1,在接合時能夠經由無級變速機構40使輸入軸31與驅動軸73連接來傳遞旋轉,以形成無級變速模式。因此,在負載扭矩比較大的低速時能夠利用固定齒輪模式行駛,在負載扭矩比較小的高速時能夠利用無級變速模式行駛,因此,能夠提高燃料經濟性。
另外,在本實施方式的自動變速器410中,具有:行星齒輪單元pu2,具有行星齒輪dp5、與齒圈r5驅動連接且借助第一制動器b1旋轉能夠自由固定的太陽輪s6、與行星架cr5及驅動軸73驅動連接的行星架cr6、旋轉能夠自由固定的齒圈r6,并且能夠對驅動軸73的旋轉進行變速,其中,所述太陽輪s6、所述行星架cr6、所述齒圈r6配置于第二軸ax2上;第二制動器b2,在接合時能夠使齒圈r6的旋轉固定,并經由行星齒輪單元pu2使輸入軸31與驅動軸73連接來傳遞逆旋轉,以形成后退模式。因此,由于能夠使行星齒輪dp5與行星齒輪dp6在徑向上重合配置,因此,能夠使軸向的長度變短,從而能夠縮短自動變速器410的軸向的長度而實現小型化。
此外,在上述第一至第四實施方式中,說明了在軸向上觀察時,以連接第一軸ax1的中心和第四軸ax4的中心的第一直線l1為邊界,在下側配置第二軸ax2的中心,在上側配置第三軸ax3的中心的情況,但并不限定于此。例如,如圖6所示,也可以以第一直線l1為邊界,在下側配置第三軸ax3的中心,在上側配置第四軸ax4的中心。在該情況下,也能夠使自動變速器10的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構40,又能夠提高向車輛1的裝載性。另外,在該情況下,如第二及第三實施方式那樣,在作為重量物的變速齒輪機構250、350配置于第三軸ax3時,變速齒輪機構250、350配置于自動變速器10的下部,因此,能夠降低自動變速器10的重心,從而能夠提高裝載有該自動變速器10的車輛1的行駛穩定性。
另外,在上述第一至第四實施方式中,說明了自動變速器10、210、310、410具有液力變矩器20的一個例子,但并不限定于此。例如,也可以是具有起步離合器的自動變速器,即,若是在起步時等能夠對來自內燃機2的旋轉進行調整并向自動變速器10、210、310、410輸入的構件,則可以具有任何構件。
另外,在上述第一至第四實施方式中,說明了設置帶式無級變速機構40來作為無級變速機構40的一個例子,但并不限定于此。作為無級變速機構40也可以是例如環形無級變速機構或錐環形無級變速機構等,即,若是能夠連續地變更變速比的構件,則可以設置任何構件。
另外,在上述第一至第四實施方式中,說明了自動變速器10、210、310、410使用內燃機2來作為驅動源的情況,但并不限定于此。例如,作為驅動源可以使用馬達及內燃機的組合或僅使用馬達,即,在混合動力車輛或電動汽車等也可以使用自動變速器10、210、310、410。另外,并不限定于此,若是能夠作為可連接自動變速器的驅動源使用的構件,則可以是任何構件。
此外,本實施方式至少具有下面的結構。本實施方式的自動變速器(10、210、310、410)具有:輸入部件(30、31),配置于第一軸(ax1)上,與驅動源(2)驅動連接;傳遞機構(90),設置于所述第一軸(ax1)和與所述第一軸(ax1)平行的第二軸(ax2)之間,將所述第一軸(ax1)的旋轉向所述第二軸(ax2)傳遞;無級變速機構(40),具有配置于所述第二軸(ax2)上的主動輪(41)、配置于與所述第二軸(ax2)平行的第三軸(ax3)上的從動輪(42)、卷繞在所述兩輪(41、42)上的帶(43),該無級變速機構(40)能夠連續地變更變速比;輸出部件(73),配置于與所述第三軸(ax3)平行的第四軸(ax4)上,與所述第三軸(ax3)上的驅動小齒輪(61)嚙合來輸出變速后的旋轉;在軸向上觀察時,以連接所述第一軸(ax1)的中心和所述第四軸(ax4)的中心的第一直線(l1)為邊界,在一側配置所述第二軸(ax2)的中心,在另一側配置所述第三軸(ax3)的中心。
根據該結構,在軸向上觀察時,以連接第一軸(ax1)的中心和第四軸(ax4)的中心的第一直線(l1)為邊界,在一側配置第二軸(ax2)的中心,并且在另一側配置第三軸(ax3)的中心,因此,能夠使第二軸(ax2)的中心或第三軸(ax3)的中心配置于第一軸(ax1)的中心的下方。因此,能夠使主動輪(41)或從動輪(42)中的任意一個的中心配置在驅動源(2)的驅動軸的下方,因此,與使主動輪(41)或從動輪(42)的中心與驅動源(2)的驅動軸同軸配置的情況相比,能夠降低自動變速器(10、210、310、410)中的無級變速機構(40)的配置位置。此外,主動輪(41)或從動輪(42)中任意一個的中心也可以配置于驅動源(2)的驅動軸的下方。由此,能夠使自動變速器(10、210、310、410)的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構(40),又能夠提高向車輛(1)的裝載性。另外,輸出部件(73)的旋轉方向和第二軸(ax2)及第三軸(ax3)的旋轉方向為相反方向。因此,通過第二軸(ax2)或第三軸(ax3)中的配置于下方的軸所配置的輪(41、42)揚起的潤滑油難以向輸出部件(73)的方向飛散。由此,能夠使輸出部件(73)對潤滑油的攪拌阻力變小,從而能夠提高燃料經濟性。
另外,在本實施方式的自動變速器(10、210、310、410)中,在軸向上觀察時,以連接所述第一軸(ax1)的中心和所述第四軸(ax4)的中心的第一直線(l1)為邊界,在下側配置所述第二軸(ax2)的中心,在上側配置所述第三軸(ax3)的中心。根據該結構,配置于第二軸(ax2)的重量物,例如前進后退切換裝置(50)、變速齒輪機構(450)等配置于自動變速器(10、210、310、410)的下部,因此,能夠降低自動變速器(10、210、310、410)的重心,從而能夠提高裝載有該自動變速器(10、210、310、410)的車輛(1)的行駛穩定性。另外,在使配置于第三軸(ax3)上的從動輪(42)比配置于第二軸(ax2)上的主動輪(41)更靠上方配置的自動變速器(10、210、310、410)中,能夠抑制向上方的突出,從而能夠提高向車輛(1)的裝載性,并且,能夠抑制利用高速行駛時增速的從動輪(42)對潤滑油的攪拌。由此,能夠使高速行駛時對潤滑油的攪拌阻力變小,從而能夠提高燃料經濟性。
另外,在本實施方式的自動變速器(10、210、310、410)中,在軸向上觀察時,以連接所述第一軸(ax1)的中心和所述第四軸(ax4)的中心的第一直線(l1)為邊界,在下側配置所述第三軸(ax3)的中心,在上側配置所述第二軸(ax2)的中心。根據該結構,能夠使自動變速器(10、210、310、410)的向上方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構(40),又能夠提高向車輛(1)的裝載性。另外,在該情況下,在重量物例如變速齒輪機構(250、350)配置于第三軸(ax3)時,由于變速齒輪機構(250、350)配置于自動變速器(10、210、310、410)的下部,因此,能夠降低自動變速器(10、210、310、410)的重心,從而能夠提高裝載有該自動變速器(10、210、310、410)的車輛(1)的行駛穩定性。
另外,在本實施方式的自動變速器(10、210、310、410)中,在軸向上觀察時,連接所述第二軸(ax2)的中心和所述第三軸(ax3)的中心的第二直線(l2)與所述第一直線(l1)在所述第一軸(ax1)的中心和所述第四軸(ax4)的中心之間交叉。根據該結構,能夠使第三軸(ax3)配置于第一軸(ax1)的后方,因此,能夠使配置于第三軸(ax3)上的從動輪(42)以不向與第一軸(ax1)驅動連接的驅動源(2)的前方突出的方式配置。由此,能夠使自動變速器(10、210、310、410)的向前方的突出變小,因此,既能夠具有無級變速機構(40),又能夠提高向車輛(1)的裝載性。
另外,在本實施方式的自動變速器(10)中,具有前進后退切換裝置(50),該前進后退切換裝置(50)配置于所述第二軸(ax2)上,能夠對從所述輸入部件(30、31)輸入的旋轉在正轉與逆轉之間進行切換,并向所述主動輪(41)輸出。根據該結構,能夠對輸入至輸入部件(30、31)的驅動源(2)的驅動力在正轉與逆轉之間進行切換,因此,能夠切換車輛(1)的前進和后退。
另外,在本實施方式的自動變速器(10)中,所述前進后退切換裝置(50)具有:行星齒輪(dp1),配置于所述第二軸(ax2)上,具有與所述輸入部件(30、31)驅動連接的第一旋轉構件(s1)、與所述主動輪(41)驅動連接的第二旋轉構件(cr1)、旋轉能夠自由固定的第三旋轉構件(r1),并且該行星齒輪能夠對所述輸出部件(73)的旋轉進行變速;第一接合構件(c1),在接合時能夠經由所述第二旋轉構件(cr1)使所述輸入部件(30、31)與所述主動輪(41)連接來傳遞正旋轉,以形成前進模式;第二接合構件(b1),在接合時能夠使所述第三旋轉構件(r1)的旋轉固定,并經由所述行星齒輪(dp1)使所述輸入部件(30、31)與所述主動輪(41)連接來傳遞逆旋轉,以形成后退模式。根據該結構,能夠通過行星齒輪(dp1)和第一接合構件(c1)及第二接合構件(b1)這樣比較簡單的結構,實現前進后退的切換。
另外,在本實施方式的自動變速器(210)中,具有:行星齒輪(dp2),配置于所述第三軸(ax3)上,具有與所述從動輪(42)驅動連接的第一旋轉構件(s2)、能夠輸入所述輸入部件(30、31)的旋轉的第二旋轉構件(cr2)、與所述輸出部件(73)驅動連接的第三旋轉構件(r2),并且該行星齒輪能夠對所述輸出部件(73)的旋轉進行變速;第一接合構件(c1),在接合時能夠經由所述無級變速機構(40)使所述輸入部件(30、31)與所述輸出部件(73)連接來傳遞旋轉,以形成低速模式;第二接合構件(c2),在接合時能夠經由所述行星齒輪(dp2)及所述無級變速機構(40)使所述輸入部件(30、31)與所述輸出部件(73)連接,來與所述第一接合構件(c1)接合時相比高速地傳遞旋轉,以形成高速模式。根據該結構,在高速模式中,由于將行星齒輪(dp2)及無級變速機構(40)的各動力傳遞路徑并聯來進行動力傳遞,因此,與單獨使用無級變速機構(40)的情況相比,能夠降低無級變速機構(40)的扭矩負載。由此,能夠提高燃料經濟性,并且能夠實現無級變速機構(40)的小型化。
另外,在本實施方式的自動變速器(310)中,具有:行星齒輪單元(pu1),配置于所述第三軸(ax3)上,具有與所述從動輪(42)驅動連接的第一旋轉構件(s3、s4)、能夠輸入所述輸入部件(30、31)的旋轉的第二旋轉構件(cr4)、與所述輸出部件(73)驅動連接的第三旋轉構件(cr3、r4)、旋轉能夠自由固定的第四旋轉構件(r3),并且該行星齒輪單元能夠對所述輸出部件(73)的旋轉進行變速;第一接合構件,在接合時能夠使所述第四旋轉構件(r3)的旋轉固定,并經由所述行星齒輪單元(pu1)及所述無級變速機構(40)使所述輸入部件(30、31)與所述輸出部件(73)連接來傳遞旋轉,以形成低速模式;第二接合構件(c1),在接合時能夠經由所述行星齒輪單元(pu1)及所述無級變速機構(40)使所述輸入部件(30、31)與所述輸出部件(73)連接,來與所述第一接合構件(b1)接合時相比高速地傳遞旋轉,以形成高速模式。根據該結構,在高速模式中,能夠將行星齒輪(dp4)及無級變速機構(40)的各動力傳遞路徑并聯來進行動力傳遞,因此,與單獨使用無級變速機構(40)的情況相比,能夠降低無級變速機構(40)的扭矩負載。由此,能夠提高燃料經濟性,并且能夠實現無級變速機構(40)的小型化。
另外,在本實施方式的自動變速器(410)中,具有:行星齒輪(dp5),配置于所述第二軸(ax2)上,具有與所述輸入部件(30、31)驅動連接的第一旋轉構件(s5)、與所述輸出部件(73)驅動連接的第二旋轉構件(cr5)、旋轉能夠自由固定的第三旋轉構件(r5),并且該行星齒輪能夠對所述輸出部件(73)的旋轉進行變速;第一接合構件(b1),在接合時能夠使所述第三旋轉構件(r5)的旋轉固定,并經由所述行星齒輪(dp5)使所述輸入部件(30、31)與所述輸出部件(73)連接來傳遞旋轉,以形成固定齒輪模式;第二接合構件(c1),在接合時能夠經由所述無級變速機構(40)使所述輸入部件(30、31)與所述輸出部件(73)連接來傳遞旋轉,以形成無級變速模式。根據該結構,能夠在負載扭矩比較大的低速時利用固定齒輪模式行駛,在負載扭矩比較小的高速時利用無級變速模式行駛,因此,能夠提高燃料經濟性。
另外,在本實施方式的自動變速器(410)中,具有:行星齒輪單元(pu2),具有所述行星齒輪(dp5)、配置于所述第二軸(ax2)上并與所述第三旋轉構件(r5)驅動連接且借助所述第二接合構件(b1)旋轉能夠自由固定的第四旋轉構件(s6)、與所述第二旋轉構件(cr5)及所述輸出部件(73)驅動連接的第五旋轉構件(cr6)、旋轉能夠自由固定的第六旋轉構件(r6),并且該行星齒輪單元能夠對所述輸出部件(73)的旋轉進行變速;第三接合構件(b2),在接合時能夠使所述第六旋轉構件(r6)的旋轉固定,并經由所述行星齒輪單元(pu2)使所述輸入部件(30、31)與所述輸出部件(73)連接來傳遞逆旋轉,以形成后退模式。根據該結構,能夠使行星齒輪(dp5)和行星齒輪(dp6)在徑向上重合配置,因此,能夠使軸向的長度變短,從而能夠縮短自動變速器(410)的軸向的長度而實現小型化。
產業上的可利用性
本自動變速器涉及例如裝載于車輛的自動變速器,詳細地說,適用于具有無級變速機構的自動變速器。
附圖標記的說明:
2內燃機(驅動源)
10自動變速器
30、31輸入軸(輸入部件)
40無級變速機構
41主動輪
42從動輪
43帶
50前進后退切換裝置
61輸出齒輪(驅動小齒輪)
73驅動軸(輸出部件)
90傳遞機構
210自動變速器
310自動變速器
410自動變速器
ax1第一軸
ax2第二軸
ax3第三軸
ax4第四軸
b1第一制動器(第二接合構件、第三接合構件、第一接合構件)
b2第二制動器(第三接合構件)
c1第一離合器(第一接合構件、第二接合構件)
c2第二離合器(第二接合構件)
cr1行星架(第二旋轉構件)
cr2行星架(第二旋轉構件)
cr3行星架(第三旋轉構件)
cr4行星架(第二旋轉構件)
cr5行星架(第二旋轉構件)
cr6行星架(第五旋轉構件)
dp1行星齒輪
dp2行星齒輪
dp3行星齒輪
dp4行星齒輪
dp5行星齒輪
dp6行星齒輪
l1第一直線
l2第二直線
pu1行星齒輪單元
pu2行星齒輪單元
r1齒圈(第三旋轉構件)
r2齒圈(第三旋轉構件)
r3齒圈(第四旋轉構件)
r4齒圈(第三旋轉構件)
r5齒圈(第三旋轉構件)
r6齒圈(第六旋轉構件)
s1太陽輪(第一旋轉構件)
s2太陽輪(第一旋轉構件)
s3太陽輪(第一旋轉構件)
s4太陽輪(第一旋轉構件)
s5太陽輪(第一旋轉構件)
s6太陽輪(第四旋轉構件)