具有连续式或无限式无级变速机构驱动件的变速器的制造方法
【专利说明】具有连续式或无限式无级变速机构驱动件的变速器
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求保护在2012年9月6日提交的美国临时申请第61/697，378号和在2013年3月13日提交的美国临时申请第61/780，634号的权益，这些申请以引用的方式并入到本文中。
【背景技术】
[0003]具有包括连续式无级变速器的传动系的车辆允许车辆的操作者或者车辆的控制系统以无级方式来改变传动比，允许车辆的动力源以其最高效旋转速度操作。另外，连续式无级变速器可以被配置成无限式无级变速器，其中车辆可以从前进模式无级地转换到空挡模式或者甚至到倒车模式。在本领域中已知的连续式无级变速器倾向于具有有限的传动比范围并且通常限于传输更少量的动力。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种无级变速器，其包括三个离合器、三个接地离合器(替代地被称作制动器或接地制动器，并且具有其特征)和变速机构，变速机构包括安置于第一驱动圈(或第一圈组件)与第二驱动圈(或第二圈组件)之间的多个倾斜变速机构球。这种变速器配置扩展了传动比范围并且增加了用于商务车应用的变速机构的动力能力。三个离合器和三个制动器(在本文中替代地被称作接地离合器)允许单个变速机构在动力输入到行星架组件时充当无限式无级变速器并且在动力通过第一圈组件(其也可以和/或替代地被称作输入圈)输入时充当连续式无级变速器。某些实施例额外地包括差速器，诸如锥齿轮差速器，其允许围绕变速机构的并联动力路径以改进变速机构扭矩能力。包括差速器的这些实施例也具有直接驱动模式以改进变速机构的效率。
[0005]本发明提供一种无级变速器，包括:输入轴；第一圈组件，其可旋转地安置于外壳中，使用第一离合器与输入轴选择性地驱动地接合，第一圈组件被配置成利用第一接地离合器防止相对于外壳旋转，并且第一圈组件包括与多个变速机构球驱动地接合的第一变速机构球接合表面。无级变速器还可包括行星架组件，行星架组件可旋转地安置于外壳中并使用第二离合器与输入轴选择性地驱动地接合，行星架组件包括多个可倾斜变速机构球的环形布置，每个可倾斜变速机构球具有球轮轴，并且被配置成由第二接地离合器防止相对于外壳旋转。无级变速器还可包括第二圈组件，第二圈组件可旋转地安置于外壳中，使用第三离合器或者可旋转地安置于第二圈组件上的行星齿轮组的一个或多个齿轮与输出轴选择性地驱动地接合，第二圈组件包括与变速机构球中每一个驱动地接合的第二变速机构球接合表面。无级变速器还可包括第三接地离合器，第三接地离合器接合行星齿轮组中的一个或多个齿轮。无级变速器还可包括输出轴，输出轴包括太阳齿轮，太阳齿轮使用第三接地离合器与行星齿轮组的一个或多个输出齿轮选择性地驱动地接合。这种配置的无级变速器具有前进无限式无级变速操作模式、倒车无限式无级变速操作模式和连续式无级变速操作模式以及连续式无级超速传动操作模式。
[0006]在某些实施例中，输入轴的中间部分与第一圈组件选择性地驱动地接合。
[0007]在某些实施例中，当第一离合器脱开，第二离合器接合，第三离合器接合，第一接地离合器接合，第二接地离合器脱开，并且第三接地离合器脱开时实现前进无限式无级变速操作模式。
[0008]在某些实施例中，当第一离合器脱开，第二离合器接合，第三离合器接合，第一接地离合器接合，第二接地离合器脱开，并且第三接地离合器脱开时实现倒车无限式无级变速操作模式。
[0009]在某些实施例中，当第一离合器接合，第二离合器脱开，第三离合器接合，第一接地离合器脱开，第二接地离合器接合，并且第三接地离合器脱开时实现连续式无级变速操作模式。
[0010]在某些实施例中，当第一离合器接合，第二离合器脱开，第三离合器脱开，第一接地离合器脱开，第二接地离合器接合，并且第三接地离合器接合时实现连续式无级超速传动操作模式。
[0011]本发明提供了一种无级变速器，包括:输入轴；以及，差速器，其可旋转地安置于外壳中并且与输入轴驱动地接合，差速器包括差速器十字轴和旋转的安置于其上的多个锥齿轮。无级变速器还可包括第一驱动构件，其绕输入轴可旋转地安置并且与差速器驱动接合。无级变速器还可包括第一圈组件，其可旋转地安置于外壳中，使用第一离合器与第一驱动构件选择性地驱动地接合，第一圈组件被配置利用第一接地离合器而防止相对于外壳旋转，并且第一圈组件包括与多个变速机构球驱动地接合的第一变速机构球接合表面。无级变速器还可包括行星架组件，其可旋转地安置于外壳中并使用第二离合器与第一驱动构件选择性地驱动地接合，行星架组件包括多个可倾斜变速机构球的环形布置，每个可倾斜变速机构球具有球轮轴，并且被配置成由第二接地离合器防止相对于外壳旋转。无级变速器还可包括第二圈组件，其可旋转地安置于外壳中，使用第三离合器或者可旋转地安置于第二圈组件上的行星齿轮组的一个或多个齿轮与输出轴选择性地驱动地接合，其中行星齿轮组的一个或多个齿轮被配置成使用第三接地离合器防止相对于外壳旋转，第二圈组件包括与变速机构球中每一个驱动地接合的第二变速机构球接合表面。无级变速器还可包括输出轴，其与差速器驱动地接合并且包括太阳齿轮，太阳齿轮使用第三接地离合器而与行星齿轮组的一个或多个输出齿轮选择性地驱动地接合。这种配置的无级变速器可以具有前进无限式无级变速操作模式、倒车无限式无级变速操作模式和连续式无级变速操作模式以及连续式无级超速传动操作模式，和直接驱动模式。
[0012]在某些实施例中，当输入轴旋转时，锥齿轮向第一驱动构件和输出轴施加扭矩。在某些实施例中，差速器包括与第一驱动构件驱动地接合的侧齿轮和与输出轴驱动地接合的第二侧齿轮。在某些实施例中，差速器可旋转地支承于外壳内。在某些实施例中，与图1的实施例或者与不包括锥齿轮的其它实施例相比，差速器与第一驱动构件和输出轴驱动地接合导致无级变速器的总传动比范围减小并且减少了施加到行星架组件上的扭矩量，因为锥齿轮(替代地被称作锥齿轮差速器或锥齿轮分配器)通过变速机构对半分配扭矩并且一半直接传到输出轴。
[0013]在某些实施例中，第一驱动构件是环形主体。在某些实施例中，第一驱动构件与差速器的第一侧齿轮驱动地接合。在某些实施例中，第一驱动构件的中间部分与行星架组件选择性地驱动地接合。在某些实施例中，第一驱动构件的第二端与第一圈组件选择性地驱动地接合。
[0014]在某些实施例中，当输入轴旋转和第一离合器接合时，变速机构球和第一接合部分被驱动。
[0015]在某些实施例中，当第一离合器脱开，第二离合器接合，第三离合器接合，第一接地离合器接合，第二接地离合器脱开，并且第三接地离合器脱开时实现前进无限式无级变速操作模式。
[0016]在某些实施例中，当第一离合器脱开，第二离合器接合，第三离合器接合，第一接地离合器接合，第二接地离合器脱开，并且第三接地离合器脱开时实现倒车无限式无级变速操作模式。
[0017]在某些实施例中，当第一离合器接合，第二离合器脱开，第三离合器接合，第一接地离合器脱开，第二接地离合器接合，并且第三接地离合器脱开时实现连续式无级变速操作模式。
[0018]在某些实施例中，当第一离合器接合，第二离合器脱开，第三离合器脱开，第一接地离合器脱开，第二接地离合器接合，并且第三接地离合器接合时实现连续式无级超速传动操作模式。
[0019]在某些实施例中，当第一离合器接合，第二离合器脱开，第三离合器脱开，第一接地离合器接合，第二接地离合器脱开，并且第三接地离合器脱开时实现直接驱动操作模式。
[0020]在某些实施例中，输入轴和输出轴至少部分地安置于外壳中。
[0021]在某些实施例中，无级变速器包括轴向力生成器，其被配置成生成充分轴向力以适当地操作车辆变速器。在某些实施例中，轴向力生成器包括一个或多个夹持机构。在某些实施例中，轴向力生成器包括球斜道。在某些实施例中，轴向力生成器包括球斜道止推环。在某些实施例中，轴向力生成器包括在无级变速器组装期间施加的负荷。
[0022]在某些实施例中，输入轴与安置于发动机与无级变速器之间的扭转阻尼器驱动地接合。
[0023]在某些实施例中，第一离合器包括湿式片离合器、干式片离合器、锥形离合器或可变地接合的任何其它离合器类型。在某些实施例中，第二离合器包括湿式片离合器、干式片离合器、锥形离合器或可变地接合的任何其它离合器类型。在某些实施例中，第三离合器包括湿式片离合器、干式片离合器、锥形离合器或可变地接合的任何其它离合器类型。
[0024]在某些实施例中，使用凸轮型倾斜机构来调整球轮轴中的每一个。在某些实施例中，使用分体式架轴斜移机构(split carrier axle skewing mechanism)来调整球轮轴中的每一个。
[0025]在某些实施例中，第一圈组件包括第一离合器接合部分。在某些实施例中，第一离合器接合部分从第一圈组件的内表面向内延伸。
[0026]在某些实施例中，第二圈组件包括第三离合器接合部分。在某些实施例中，第三离合器接合部分从第二圈组件的内表面向内延伸。
[0027]在某些实施例中，第一变速机构球接合表面形成于第一圈组件的远端中。在某些实施例中，第一变速机构球接合表面形成于第一圈组件的输入圈中。在某些实施例中，第一变速机构球接合表面是与变速机构球中每一个接触或者略微间隔开的圆锥形表面或凹形超环面表面。
[0028]在某些实施例中，第二变速机构球接合表面是与变速机构球中每一个接触或者略微间隔开的圆锥形表面或凹形环状表面。在某些实施例中，第一变速机构球接合表面通过边界层型摩擦和流体弹性动力膜之一与行星架组件的变速机构球中每一个成驱动接合。在某些实施例中，第二变速机构球接合表面通过边界层型摩擦和流体弹性动力膜之一与行星架组件的变速机构球中的每一个成驱动接合。
[0029]在某些实施例中，行星齿轮组包括多个行星输出齿轮。在某些实施例中，第三接地离合器至少部分地安置于外壳的内表面上。在某些实施例中，行星齿轮组包括环形齿轮，环形齿轮包括第三接地离合器接合部分。在某些实施例中，第三接地离合器接合部分从环形齿轮的外表面向外延伸。在某些实施例中，第三接地离合器接合部分构成第三接地离合器的一部分。在某些实施例中，第三接地离合器选择性地可变地接合以将环形齿轮固定到外壳上。在某些实施例中，环形齿轮与至少一个行星输出齿轮驱动地接合。在某些实施例中，环形齿轮与多个行星输出齿轮驱动地接合。在某些实施例中，环形齿轮与多个行星输出齿轮驱动地接合。在某些实施例中，接合第三接地离合器改变在第二圈组件与输出轴之间的输出传动比。
[0030]在某些实施例中，输出轴与车辆输出驱动地接合。
[0031]在某些实施例中，输出轴的中间部分使用第三离合器与第二圈组件选择性地驱动地接合。在某些实施例中，第三接地离合器被配置成当所述第三接地离合器接合时改变在第二圈组件与输出轴之间的输出传动比。
[0032]在某些实施例中，变速器的模式取决于第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一接地离合器、第二接地离合器和第三接地离合器的接合状态。
[0033]本发明提供了一种车辆传动系，其包括本文所描述的任何类型或配置的无级变速器，其中所述无级变速器安置于发动机与车辆输出之间。在某些实施例中，车辆输出包括差速器和驱动轴。在某些实施例中，车辆传动系还包括扭转阻尼器，其安置