CN1639486A - 变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变速装置(15)，至少具有分配装置(6)或差动行星齿轮装置(30)中的一个，并且具有联结装置(20)，通过分配装置(6)或差动行星齿轮装置(30)将输入到变速装置(15)中的旋转动力传递给联结装置(20)，使输入到联结装置(20)中的旋转动力比输入到变速装置(15)中的旋转动力小，其中，联结装置(20)是流体联轴器。

Description

变速装置
技术领域
本发明涉及一种具有传递来自驱动装置的旋转动力的分配装置、联结装置和第一差动行星齿轮装置的变速装置，涉及一种例如在在用电动机等驱动装置旋转驱动例如涡轮机之类的流体机械时，实现驱动侧和被驱动侧的同步、缓和启动/停止时或旋转变动时的冲击、有效地传递旋转驱动力等的变速装置。
背景技术
如图22所示，以往，作为驱动源的电动机A1的输出轴C4通过联轴器A22和输出轴C7与流体机械等被驱动侧设备A2的输入侧相连。此时的电动机A1的旋转动力的传递被限制在联轴器A22能够传递的动力范围之内。
相对于此，存在想要传递超过联轴器A22能够传递的动力范围的较大旋转动力的要求。
为了应对这一要求，提出了图23A及图23B所示的将从驱动源A1输入来的旋转动力进行分流或者分配的变速装置A15。
如果采用图23A及图23B所示的变速装置A15，从驱动源A1传来的旋转动力被分配装置6二分为动力线R1和R2，将无级变速器A20的传递极限以内的动力分配给动力线R1，将剩余的动力分配给动力线R2。
被分配装置6二分的动力在配置于无级变速器A20的输出侧的差动行星齿轮装置A30汇合，经过1根输出轴37被传递给被驱动侧设备A2。
这样，就能够将超过无级变速器A20的传递极限的动力传递给被驱动侧。
但是，由于上述图23A及图23B所示的无级变速器A20采用的是环列式无级变速机构(CVT)，而环列式CVT是接触式，因此最大传递动力和寿命有限。因此，存在难以应用于要求传递大动力的大型设备或要求可靠性的工业设备中的问题。
此外，在由于传递到环列式CVT的输出侧或在此产生的动力变动所引起的波动、变速时的冲击振动、输出轴的扭曲振动等各种振动或冲击所产生的输出变动或耐疲劳性方面，以固体摩擦为主的接触式环列式CVT存在问题。
并且，在以往的其他的变速装置中也存在同样的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述以往的问题而提出的，目的是要提供一种能够有效地传递超过联结装置的传递极限的旋转动力，能够吸收波动、变速时的冲击振动、输出轴的扭曲振动等各种振动和冲击，并且寿命长、可增大动力传递极限的变速装置。
本发明的变速装置，至少具有分配装置6或差动行星齿轮装置30中的一个，并且具有联结装置20，此外，采用使通过上述联结装置20传递的旋转动力(驱动力的旋转动力)比向上述变速装置输入的旋转动力小的结构，并且上述联结装置20是流体联轴器。
并且，本发明的变速装置中，向上述变速装置输入的旋转动力通过1根输入轴被传递给上述分配装置6并输出给2根旋转轴，该2根旋转轴中的1根与上述差动行星齿轮装置30的2根输入轴中的1根连结，上述2根旋转轴中的另1根通过上述流体联轴器20与上述差动行星齿轮装置30的2根输入轴中的另1根连结。
这里，在模式地表示将动力从驱动侧设备A1传递给被驱动侧设备A2的图24A至图24D中，例如在图24A中，来自驱动侧设备A1的动力P中，被分配装置(分流齿轮)6分配的一部分动力P1经过动力线R1传递到差动行星齿轮装置A30，被分配的另一部分动力P2经过无级变速器A20和动力线R2传递到差动行星齿轮装置A30，在差动行星齿轮装置30中再次汇合后传递给被驱动侧设备A2。
图24A和图24B表示动力分流，图24C和图24D表示动力循环。并且，在图24A至图24D中，用白色箭头的宽度表示由差动行星齿轮装置A30的作用产生的动力流大小。这里所谓的动力分流是指，来自输入侧的动力被分流齿轮分流后经过2条路径在差动行星齿轮汇合后流向输出侧的状况。在2根分流轴中，其中1根轴传递的动力比另1根轴传递的动力大。另一方面，动力循环是指，来自输入侧的动力只流向分流齿轮的1个齿轮、并且通过差动行星齿轮后流向输出侧(传递动力的轴称为轴A)，从而存在如图24C和图24D所示的差动行星齿轮→分流齿轮→无级变速器→差动行星齿轮这样的循环动力流的状况。此时，在轴A上动力重叠而比输入动力大，而在其他的轴上动力小，流向相反。
图24B和图24C模式地表示本发明的动力传递方式，经过无级变速器A20的动力线R2的动力流的大小比输入动力小。
即，作为上述的本发明必要的构成要素的一部分的“使通过流体联轴器20传递的旋转动力比输入到变速装置的旋转动力小的结构”是指图24B和图24C所示的形态(经过无级变速器A20的动力线R2的动力流大小比输入动力小的形态)。这里，本发明用流体联轴器作为无级变速器。
上述流体联轴器最好是可变速流体联轴器，如果采用具备这样结构的本发明的变速装置，不会向联结装置输入超过传递极限的旋转动力，能够有效地传递旋转动力。并且，能够用流体联轴器吸收输入旋转动力的波动、变速时的冲击、轴的扭曲振动等各种振动或冲击，能够实现顺畅的动力传递。
并且，本发明的变速装置中，向上述变速装置输入的旋转动力通过1根输入轴15a被传递给上述分配装置6并输出给2根旋转轴4、9，该2根旋转轴4、9中的1根9与上述差动行星齿轮装置30的2根输入轴13、5中的1根13连结，上述2根旋转轴4、9中的另1根4通过上述流体联轴器20与上述差动行星齿轮装置30的2根输入轴13、5中的另1根5连结。
如果采用这样的结构，即使输入到变速装置的动力是超过联结装置的传递极限动力的旋转动力，也能够用分配装置将输入动力分为两部分，一部分在传递极限动力内分配给流体联轴器，另一部分剩余的动力直接分配给差动行星齿轮装置，由此，能够用变速装置传递超过流体联轴器的极限传递动力的动力。
而且，本发明的变速装置中，输入给变速装置的旋转动力通过(分配装置的)1根输入轴15b被传递给差动行星齿轮装置30B，然后传递到2根输出轴13b，4b中，差动行星齿轮装置30B的2根输出轴中的1根直接连结轴13b与集合装置6B的2根输入轴中的1根9b连结，差动行星齿轮装置30B的2根输出轴中的另1根4b通过流体联轴器20与集合装置6B的2根输入轴中的另1根37b连结。
如果采用具备这种结构的本发明的变速装置，用差动行星齿轮装置将输入动力分为2部分，将其中的一部分在传递极限动力内分配给流体联轴器，将另一部分剩余的动力直接分配给分配装置，由此，能够用变速装置传递超过流体联轴器的传递极限动力的动力。
而且，本发明的变速装置最好在差动行星齿轮装置的输入轴9、5和/或输出轴37d中插装具有增速用齿轮和减速用齿轮的齿轮装置52d、53d。
通过这样的结构，能够使输入给变速装置的旋转速度或者旋转力固定，将输出给被驱动侧设备的旋转速度或旋转力自由地切换到效率更好的旋转。
本发明的变速装置具有传递来自驱动装置的旋转动力的分配装置、联结装置和第一差动行星齿轮装置，采用使通过联结装置传递的旋转动力的一部分比另一部分小的结构，上述联结装置由电动装置和第二差动行星齿轮装置构成。
另外，本发明的变速装置，至少具有分配装置或第一差动行星齿轮装置中的至少1个，并且具有联结装置，此外，采取用上述分配装置或上述第一差动行星齿轮装置将来自驱动装置的旋转动力至少分配成2个旋转动力、该至少2个旋转动力中的一个输入到上述联结装置、并且使输入到上述联结装置中的旋转动力比另一个的旋转动力小的结构，上述联结装置由电动装置和第二差动行星齿轮装置构成。
再者，本发明的变速装置中，用分配装置的1根输入轴将来自驱动装置的旋转动力传递给分配装置，并从分配装置输出给2根旋转轴，其中的1根旋转轴与第一差动行星齿轮装置的2根输入轴中的1根输入轴连结，另1根旋转轴直接与第一差动行星齿轮装置的另1根输入轴连结。
此外，本发明的变速装置中，来自上述驱动装置的旋转动力被传递给上述第一差动行星齿轮装置的1根输入轴，该第一差动行星齿轮装置的2根输出轴中的1根与具有2根输入轴的集合装置的1根输入轴连结，上述第一差动行星齿轮装置的另1根输出轴通过上述第二差动行星齿轮装置与上述集合装置的另1根输入轴连结。
并且，如果采用本发明，上述第二差动行星齿轮装置采用在其中心齿轮与内齿轮之间在半径方向配置有1个行星齿轮、在圆周方向配置有1个或多个行星齿轮的单小齿轮形式的结构，上述驱动装置、上述电动装置和负载分别与上述第二差动行星齿轮装置的输入侧、输出侧以及变速侧中的某一个直接连结。
因此，来自驱动装置的动力不通过联结装置传递给负载，所以即使是大型机械也能够减小联结装置的功率。并且，用差动行星齿轮装置构成联结装置，因此没有摩擦部分而机械地连结，所以寿命长、动力传递极限也能够充分大。
为了使本发明的作用效果更加明显，首先参照图18至21说明由分配装置6、变速器即联结装置R和差动行星齿轮装置G的组合传递的旋转动力的流向。与输入轴I连结的分配装置6通过联结装置R将动力的一部分输入到差动行星齿轮装置G的1根轴R2中，另一部分动力输入到差动行星齿轮装置G的另外的轴R1中，然后从输出轴O输出。
假设输入轴I的动力流为P，分配装置6将其分配为P1和P2，输出轴的动力设定为没有损失的P。该动力流的大小用白箭头的宽度表示。
由于通过联结装置R的动力流最好小些，因此可以理解，图19和图12所示的情况较好。即，作为上述本发明的必要的构成要素的一部分的“使通过联结装置传递的旋转动力比输入给变速装置的旋转动力小的结构”是指图19和图20所示那样的形态(通过联结装置R的动力线R2的动力流的大小比输入动力小的形态)。
附图说明
图1是表示本发明的变速装置的第一实施方式的结构图。
图2是图1的简略方框图。
图3是操作机(杓管(scoop tube))位于动力输入侧的流体联轴器的结构图。
图4是操作机(杓管(scoop tube))位于动力输出侧的流体联轴器的结构图。
图5是差动行星齿轮装置的结构图。
图6是表示本发明的变速装置的第二实施方式的结构图。
图7是表示本发明的变速装置的第三实施方式的结构图。
图8是表示本发明的变速装置的第四实施方式的结构图。
图9是表示本发明的变速装置的第五实施方式的结构图。
图10是表示本发明的变速装置的第六实施方式的结构图。
图11是表示本发明的变速装置的第七实施方式的结构图。
图12是表示本发明的变速装置的第八实施方式的说明图。
图13是表示本发明的变速装置的第九实施方式的说明图。
图14是表示本发明的变速装置的第十实施方式的说明图。
图15是表示本发明的变速装置的第十一实施方式的说明图。
图16是说明图15所示的第十一实施方式的动作的流程图。
图17是表示本发明的第十二实施方式的说明图。
图18是表示分配装置所产生的联结装置的动力流向的说明图。
图19是表示分配装置所产生的联结装置的另外的动力流向的说明图。
图20是表示分配装置所产生的联结装置的又一动力流向的说明图。
图21是表示分配装置所产生的联结装置的再一动力流向的说明图。
图22是表示以往的驱动源、流体联轴器和被驱动侧设备之间的关系的方框图。
图23A是以往的变速装置的说明图。
图23B是以往提出的由动力分配装置、无级变速器和差动行星齿轮装置构成的变速装置的结构图。
图24A～图24D是模式地表示将动力从驱动侧设备传递给被驱动侧设备的说明图。
具体实施方式
图1及图2表示本发明的第一实施方式。图1是表示本发明的变速装置的详细结构的概略图，图2是其简略方框图。附图标记与图23A、图23B所示以往技术中说明过的标记相同的部分具有相同的结构和功能。
在图1及图2中，在驱动源的电动机A1(在图1中表示为驱动机A1)与被驱动设备的流体设备A2(在图1中表示为旋转机械A2)之间设有用输入侧离合器3和输出侧离合器39连结的变速装置15。
变速装置15的主要部分由动力分配装置6、可变速流体联轴器20和差动行星齿轮装置30构成。
动力分配装置6将与输入侧离合器3连结的旋转输入轴15a的旋转动力二分后提供给直接与旋转输入轴15a连结的旋转轴4、和借助齿轮7与8的旋转轴9。通过旋转轴4的动力线为动力线R1，通过旋转轴9的动力线为动力线R2。动力线R1的动力传递方向包括从旋转轴4经过流体联轴器20传递给旋转轴5的情况和从旋转轴5经过流体联轴器20传递给旋转轴4的情况。
在后者的情况下，流体联轴器20由操作机22、驱动泵26和被动涡轮机24构成，将来自旋转轴5的动力传递给旋转轴4。
差动行星齿轮装置30由中心齿轮31、小齿轮33和内齿轮35构成，是众所周知的结构。并且，以直接与旋转轴5连结的中心齿轮31和通过齿轮12与旋转轴9连结并与小齿轮33连结的传动齿轮(キヤリア)13为输入轴，以内齿轮35为输出轴。内齿轮35通过旋转轴37及输出侧离合器39与流体设备A2连结。
图3是表示流体联轴器20的结构的图，是利用控制与旋转轴5直接连结的泵26的旋转速度的操作机22，对传递给与涡轮机24直接连结的旋转轴4的动力形态(旋转速度和旋转力)进行操作的方式，图4是利用控制与旋转轴4直接连结的泵26和涡轮机24之间的回流进行直接的操作机22，对传递给旋转轴5的动力形态进行操作的方式。
图3所示的流体联轴器20是使用于上述第一实施方式的变速装置15中的方式。
图5是表示差动行星齿轮装置30的结构的图，第一实施方式中，以连结在旋转轴5上的中心齿轮31为输入轴，以旋转自由地支承小齿轮33并与旋转轴9相连的传动齿轮13为输入轴，以内齿轮35为输出轴。通过中心齿轮31、传动齿轮13和内齿轮35的组合，差动行星齿轮装置30的输入输出状态有6种，这一点是众所周知的。具体是，差动行星齿轮装置的中心齿轮31、传动齿轮13、内齿轮35各部件、2个输入轴(不经过变速器的直接连结轴9(参照图2)以及经过变速器的变速轴5)以及1个输出轴37的排列是3！＝6种。
下面说明上述结构的变速装置15的作用。
最初，从驱动源的电动机A1输出的旋转力为Ti、速度为ωi的旋转动力，通过输入侧离合器3传递给变速装置15的旋转输入轴15a。旋转输入轴15a将旋转动力传递给动力分配装置6。动力分配装置6将旋转动力分配给动力线R1的旋转轴4和动力线R2的旋转轴9。此时，分配给旋转轴4的旋转动力的旋转速度为ωi并且被限制在流体联轴器20的吸收容量即传递极限的旋转力之内，如果动力分配装置6的齿轮比为1，则对旋转轴9的分配传递旋转速度为ωi的剩余的旋转力。另外，分配给流体联轴器20的旋转力最好选择传递极限以内的传递效率较好的旋转力。
接着，旋转轴9的旋转动力通过齿轮12被传递给传动齿轮13。而旋转轴4的旋转动力在流体联轴器20上被变速，旋转力变化，然后传递给差动行星齿轮装置30的中心齿轮31。
传递到传动齿轮13与中心齿轮31之间的旋转动力，从内齿轮35经过旋转轴37及输出侧离合器39传递给流体设备A2。此时的旋转动力的旋转速度为ω0、旋转力为T0，假设在变速装置15内的动力传递损失不存在，则ωi×Ti＝ω0×T0。
这样，来自电动机A1的旋转动力被二分成经过流体联轴器20的动力线R1和分支的动力线R2，在差动行星齿轮装置30再次集合，由此，变速装置15传递超过流体联轴器20的极限旋转动力的旋转动力。
图6表示本发明的第二实施方式。以与图1及图2所示的第一实施方式不同的部分为主进行说明。附图标记与图1所示相同的部分具有相同的结构和功能。
在图6中，在驱动源的电动机A1(在图6中表示为驱动机A1)与被驱动设备的流体设备A2(在图6中表示为旋转机械A2)之间，设有利用输入侧离合器3和输出侧离合器39连结的变速装置15B。
变速装置15B的主要部分由差动行星齿轮装置30B、可变速的流体联轴器20和动力集合装置6B构成。
差动行星齿轮装置30B由中心齿轮31b、小齿轮33b和内齿轮35b构成，为众所周知的结构。并且，以与旋转轴5b直接连结的内齿轮35b为输入轴，以与旋转轴9b连结的传动齿轮13b和与中心齿轮31b连结的旋转轴4b为输出轴。
流体联轴器20由操作机22、驱动泵26和被动涡轮机24构成，将从旋转轴4b输出的动力传递给旋转轴37b。
动力集合装置6B是将上述动力分配装置6的分配功能变换为集合功能的装置，其结构为在旋转轴37b中集合旋转轴9b输出的旋转动力和流体联轴器20输出的旋转动力。
通过旋转轴4b的动力线是动力线Rb1，通过旋转轴9b的动力线是动力线Rb2。
下面说明上述结构的变速装置15B的作用。
最初，从驱动源电动机A1输出的旋转力为Ti、速度为ωi的旋转动力经过输入侧离合器3传递给旋转输入轴15b及差动行星齿轮装置30B的内齿轮35b。传递给内齿轮35b的旋转动力被二分给传动齿轮13b和中心齿轮31b后，分别传递给动力线Rb2的旋转轴9b和动力线Rb1的旋转轴4b。传递给旋转轴4b的旋转动力在流体联轴器20改变速度，旋转力被改变，然后传递给作为动力集合装置6B的输入轴的旋转轴37b。
另一方面，从旋转轴9b输出的旋转动力也被传递给旋转轴37b，在这里，动力线Rb2和动力线Rb1汇合，通过输出侧离合器39传递给流体设备A2。此时流体设备A2的旋转动力的旋转速度为ω0、旋转力为T0，如果假设在变速装置15B内的动力传递损失不存在，则ωi×Ti＝ω0×T0。
这样，从电动机A1输出的旋转动力经过流体联轴器20被二分为动力线Rb1和分支的动力线Rb2，在动力集合装置6B再次汇合，由此，变速装置15B传递超过流体联轴器20的极限旋转动力的旋转动力。
图7表示本发明的第三实施方式。主要说明与图1的第一实施方式不同的部分。附图标记与图1所示相同的部分具有相同的结构和功能。
在图7中，在驱动源的电动机A1(在图7中表示为驱动机A1)和被驱动设备的流体设备A2(在图7中表示为旋转机械A2)之间设有用输入侧离合器3和输出侧离合器39连结的变速装置15C。
变速装置15C的主要部分由动力分配装置6、可变速流体联轴器20和差动行星齿轮装置30构成。
动力分配装置6是将与输入侧离合器3连结的旋转输入轴15c的旋转动力二分给与旋转输入轴15c连结的旋转轴9c和借助齿轮7及8的旋转轴4c的结构。经过旋转轴4c的动力线是动力线Rc1，经过旋转轴9c的动力线是动力线Rc2。
流体联轴器20采用将从旋转轴4c输出的动力传递给旋转轴5c的结构。
差动行星齿轮装置30由中心齿轮31、小齿轮33和内齿轮35构成，为众所周知的结构。并且，以与旋转轴9c连结的中心齿轮31、和通过齿轮12c与旋转轴5c连结并与小齿轮33相连的传动齿轮13c为输入轴，以内齿轮35为输出轴。内齿轮35通过输出侧离合器39与流体设备A2连结。
下面说明上述结构的变速装置15C的作用。
最初，从驱动源的电动机A1输出的旋转力为Ti、速度为ωi的旋转动力，通过输入侧离合器3传递给变速装置15C的旋转输入轴15c。旋转输入轴15c将旋转动力传递给动力分配装置6。动力分配装置6将旋转动力分配给动力线Rc1的旋转轴4c和动力线Rc2的旋转轴9c。此时分配给旋转轴4c的旋转动力的旋转速度为ωi且限制在流体联轴器20的吸收容量即传递极限的旋转力之内，分配给旋转轴9c的旋转动力的旋转速度为ωi、且传递剩余的旋转力。另外，分配给流体联轴器20的旋转力最好选择传递极限以内的传递效率高的旋转力。
接着，旋转轴9c的旋转动力被传递给差动行星齿轮装置30的中心齿轮31。而旋转轴4c的旋转动力在流体联轴器20上被变速、并改变旋转力后通过齿轮12c传递给传动齿轮13c。
分别传递给中心齿轮31和传动齿轮13c的旋转动力，从内齿轮35经过旋转轴37和输出侧离合器39传递给流体设备A2。此时的旋转动力的旋转速度为ω0、旋转力为T0，如果假设在变速装置15c内的动力传递损失不存在，则ωi×Ti＝ω0×T0。
这样，从电动机A1输出的旋转动力经过流体联轴器20被二分为动力线Rc1和直接连结的动力线Rc2，在差动行星齿轮装置30再次汇合，由此，变速装置15C传递超过流体联轴器20的极限旋转动力的旋转动力。
图8表示本发明的第四实施方式。主要说明与图1及图2的第一实施方式不同的部分。附图标记与图1及图2所示相同的部分具有相同的结构和功能。
在图8中，在驱动源的电动机A1(在图8中表示为驱动机A1)和被驱动设备的流体设备A2(在图8中表示为旋转机械A2)之间设有用输入侧离合器3和输出侧离合器39连结的变速装置15D。
变速装置15D的主要部分由动力分配装置(分流齿轮)6、可变速的流体联轴器20、齿轮装置52d、53d和差动行星齿轮装置30构成。
动力分配装置6是将与输入侧离合器3连结的旋转输入轴15d的旋转动力二分给与旋转输入轴15d直接连结的旋转轴4和另外的旋转轴9的结构。经过旋转轴4的动力线是动力线Rd1，经过旋转轴9的动力线是动力线Rd2。
流体联轴器20采用将从旋转轴4输出的动力传递给旋转轴5的结构。
在旋转轴9上安装着对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置52d，通过旋转轴9d与差动行星齿轮装置30连结。在旋转轴4上安装着对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置53d，通过旋转轴5d与差动行星齿轮装置30连结。
选择齿轮装置52d及53d的减速比，使通过差动行星齿轮装置30输入给流体设备A2的旋转速度具有最佳效率。
差动行星齿轮装置30采用以旋转轴9d和旋转轴5d为输入轴、将各自的旋转动力集合后传递给旋转轴37d的结构。旋转轴37d通过输出侧离合器39与流体设备A2连结。
上述以外的结构，与第一实施方式相同。
下面说明上述结构的变速装置15D的作用。
最初，从驱动源电动机A1输出的旋转力为Ti、速度为ωi的旋转动力通过输入侧离合器3传递给变速装置15D的旋转输入轴15d。旋转输入轴15d将旋转动力传递给动力分配装置6。动力分配装置6将旋转动力分配给动力线Rd1的旋转轴4和动力线Rd2的旋转轴9。此时，分配给旋转轴4的旋转动力的旋转速度为ωi、并且限制在流体联轴器20的吸收容量即传递极限的旋转力之内，如果动力分配装置6的齿轮比为1，则分配给旋转轴9的旋转动力的旋转速度为ωi、并传递剩余的旋转力。另外，分配给流体联轴器20的旋转力最好选择传递极限以内的传递效率高的旋转力。
接着，旋转轴9的旋转动力在齿轮装置52d被增速/减速后传递给差动行星齿轮装置30。另一方面，旋转轴4的旋转动力在流体联轴器20上被变速、并改变旋转力，在齿轮装置53d被增速/减速后传递给差动行星齿轮装置30。
差动行星齿轮装置30以旋转轴9d和旋转轴5d为输入轴，将各自的旋转动力集合后传递给旋转轴37d。
并且，从旋转轴37d通过输出侧离合器39传递给流体设备A2。此时的旋转动力的旋转速度为ω0、旋转力为T0，如果假设在变速装置15D内的动力传递损失不存在，则ωi×Ti＝ω0×T0。
这样，从电动机A1输出的旋转动力通过流体联轴器20二分为动力线Rd1和分支的动力线Rd2，对动力线Rd1和Rd2的旋转速度进行变速，使输入到流体设备A2中的输入旋转速度具有最佳效率，并且，在差动行星齿轮装置30再次汇合，由此，变速装置15D传递超过流体联轴器20的极限旋转动力的旋转动力。
图9表示本发明的第五实施方式。主要说明与图1及图2的第一实施方式不同的部分。附图标记与图1及图2所示相同的部分具有相同的结构和功能。
在图9中，在驱动源的电动机A1(在图9中表示为驱动机A1)与被驱动设备的流体设备A2(在图9中表示为旋转机械A2)之间设有用输入侧离合器3和输出侧离合器39连结的变速装置15E。
变速装置15E的主要部分由动力分配装置(分流齿轮)6、可变速的流体联轴器20、齿轮装置54e和差动行星齿轮装置30构成。
动力分配装置6是将与输入侧离合器3连结的旋转输入轴15a的旋转动力二分给与旋转输入轴15a直接连结的旋转轴4和另外的旋转轴9的结构。经过旋转轴4的动力线是动力线Re1，经过旋转轴9的动力线是动力线Re2。
流体联轴器20采用将来自旋转轴4的动力传递给旋转轴5的结构。
旋转轴9与差动行星齿轮装置30连结，旋转轴4通过旋转轴5与差动行星齿轮装置30连结。
差动行星齿轮装置30采用以旋转轴9和旋转轴5为输入轴、将各自的旋转动力集合后传递给旋转轴37的结构。旋转轴37通过齿轮装置54e及离合器39与流体设备A2连结。选定齿轮装置54e的变速比，使输入给流体设备A2的输入旋转速度的效率最佳。
上述以外的结构与第一实施方式相同。
下面说明上述结构的变速装置15E的作用。
最初，从驱动源电动机A1输出的旋转力为Ti、速度为ωi的旋转动力，通过输入侧离合器3传递给变速装置15E的旋转输入轴15a。旋转输入轴15a将旋转动力传递给动力分配装置6。动力分配装置6将旋转动力分配给动力线Re1的旋转轴4和动力线Re2的旋转轴9。此时，分配给旋转轴4的旋转动力的旋转速度为ωi、且限定在流体联轴器20的吸收容量即传递极限的旋转力之内，如果动力分配装置6的齿轮比为1，则分配给旋转轴9的旋转动力的旋转速度为ωi、且传递剩余的旋转力。另外，分配给流体联轴器20的旋转力最好选择传递极限以内的传递效率高的旋转力。
接着，旋转轴9的旋转动力被传递给差动行星齿轮装置30，旋转轴4的旋转动力在流体联轴器20上被变速、并改变旋转力，然后传递给差动行星齿轮装置30。
差动行星齿轮装置30以旋转轴9和旋转轴5为输入轴，将各自的旋转动力集合后传递给旋转轴37。旋转轴37的旋转动力经齿轮装置54e变速后使流体设备A2的效率为最佳，并通过输出侧离合器39传递给流体设备A2。此时的旋转动力的旋转速度为ω0、旋转力为T0，如果假设在变速装置15E内的动力传递损失不存在，则ωi×Ti＝ω0×T0。
这样，从电动机A1输出的旋转动力经过流体联轴器20被二分为动力线Re1和分支的动力线Re2，在差动行星齿轮装置30再次汇合，由此，变速装置15E传递超过流体联轴器20的极限旋转动力的旋转动力。而且，用齿轮装置54e改变输入给流体设备A2的输入旋转速度后，将旋转动力传递给流体设备A2，使流体设备A2的效率最佳。
图10表示本发明的第六实施方式。主要说明与图1及图2的第一实施方式不同的部分。附图标记与图1及图2所示相同的部分具有相同的结构和功能。
在图10中，在驱动源的电动机A1与被驱动设备的流体设备A2之间，设置有用输入侧离合器3与输出侧离合器39连结的变速装置15F。
变速装置15F的主要部分由动力分配装置(分流齿轮)6、可变速的流体联轴器20、齿轮装置51f、53f和55f以及差动行星齿轮装置30构成。
动力分配装置6采用将与输入侧离合器3连结的旋转输入轴15a的旋转动力二分给与旋转输入轴15a直接连结的旋转轴4和另外的旋转轴9的结构。经过旋转轴4的动力线是动力线Rf1，经过旋转轴9的动力线是动力线Rf2。
流体联轴器20采用将从旋转轴4输出的动力传递给旋转轴5的结构。
在旋转轴9上安装着对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置51f，由分流齿轮6分流给旋转轴9的旋转动力被齿轮装置51f增速/减速后，再通过旋转轴9f传递给差动行星齿轮装置30。在旋转轴5上安装着对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置53f，由分流齿轮6分流给旋转轴4的旋转动力被齿轮装置53f增速/减速后，再通过旋转轴5f传递给差动行星齿轮装置30。
差动行星齿轮装置30采用以旋转轴9f和旋转轴5f为输入轴、将各自的旋转动力集合后传递给旋转轴37的结构。旋转轴37通过对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置53f和输出侧离合器39与流体设备A2连结。
选定齿轮装置51f、53f和55f的变速，使流体设备A2具有最佳效率。
上述以外的结构与第一实施方式相同。
下面说明上述结构的变速装置15F的作用。
最初，从驱动源电动机A1输出的旋转力为Ti、速度为ωi的旋转动力，通过输入侧离合器3传递给变速装置15F的旋转输入轴15a。旋转输入轴15a将旋转动力传递给动力分配装置6。动力分配装置6将旋转动力分配给动力线Rf1的旋转轴4和动力线Rf2的旋转轴9。此时，分配给旋转轴4的旋转动力的旋转速度为ωi、且限定在流体联轴器20的吸收容量即传递极限的旋转力之内，如果动力分配装置6的齿轮比为1，则分配给旋转轴9的旋转动力的旋转速度为ωi且传递剩余的旋转力。另外，分配给流体联轴器20的旋转力最好选择传递极限以内的传递效率高的旋转力。
接着，旋转轴9的旋转动力在齿轮装置51f被增速/减速后传递给差动行星齿轮装置30。而旋转轴4的旋转动力在流体联轴器20上被变速、且改变旋转力，用齿轮装置53f增速/减速后传递给差动行星齿轮装置30。
差动行星齿轮装置30以旋转轴9f和旋转轴5f作为输入轴，将各自的旋转动力集合后传递给旋转轴37。
旋转轴37的旋转动力由齿轮装置55f变速，以使流体设备A2的效率最佳，并通过输出侧离合器39传递给流体设备A2。此时的旋转动力的旋转速度为ω0、旋转力为T0，如果假设在变速装置15F内的动力传递损失不存在，则ωi×Ti＝ω0×T0。
这样，从电动机A1输出的旋转动力通过流体联轴器20被二分为动力线Rf1和分支的动力线Rf2，在差动行星齿轮装置30再次汇合，由此，变速装置15F传递超过流体联轴器20的极限旋转动力的旋转动力。而且，用齿轮装置51f、53f和55f对输入给流体设备A2的输入旋转速度进行变速，然后使流体设备A2的效率最佳地将旋转动力传递给流体机械A2。
图11表示本发明的第七实施方式。主要说明与图1及图2的第一实施方式不同的部分。附图标记与图1及图2所示相同的部分具有相同的结构和功能。
在图11中，在驱动源的电动机A1(在图11中表示为驱动机A1)与被驱动设备的流体设备A2(在图11中表示为旋转机械A2)之间，设置有利用输入侧离合器3与输出侧离合器39连结的变速装置15G。
变速装置15G的主要部分由差动行星齿轮装置30、可变速的流体联轴器20、齿轮装置51g、52g和53g以及动力集合装置(集合齿轮)6B构成。
在与输入侧离合器3连结的旋转输入轴15a上安装着对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置51g，传递到旋转输入轴15a上的旋转动力被齿轮装置51g增速/减速，再通过旋转轴4g传递给差动行星齿轮装置30。
差动行星齿轮装置30采用将旋转轴4g的旋转动力二分给旋转轴8g和旋转轴5g的结构。
在旋转轴8g上安装着对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置52g，由差动行星齿轮装置30分流给旋转轴8g的旋转动力被齿轮装置52g增速/减速，再通过旋转轴9g传递给动力集合装置6B的输入轴之一。在旋转轴5g上安装着对旋转速度进行增速/减速的齿轮装置53g，通过旋转轴6g与流体联轴器20相连结。流体联轴器20通过旋转轴37g与动力集合装置6B的输入轴的另一个相连通。
经过流体联轴器20的动力线是动力线Rg1，经过旋转轴9g的动力线是动力线Rg2。
动力集合装置6B采用集合从旋转轴9g和旋转轴37g输出的旋转动力后传递给输出侧离合器39的结构。
选定齿轮装置51g、52g和53g的变速比，使输入给流体设备A2的输入旋转速度具有最佳效率。
上述以外的结构与第一实施方式相同。
下面说明上述结构的变速装置15G的作用。
最初，从驱动源的电动机A1输出的旋转力为Ti、旋转速度为ωi的旋转动力，通过输入侧离合器3传递给变速装置15G的旋转输入轴15a。旋转输入轴15a的旋转速度被齿轮装置51g增速/减速，传递到旋转输入轴15a的旋转动力经过齿轮装置51g传递给差动行星齿轮装置30。
差动行星齿轮装置30将旋转输入轴15a的旋转动力分配给动力线Rg1的旋转轴5g和动力线Rg2的旋转轴8g。此时对旋转轴5g的旋转动力的分配，限定在流体联轴器20的吸收容量即传递极限的旋转力之内，对旋转轴8g的分配传递剩余的旋转力。另外，分配给流体联轴器20的旋转动力，最好是利用齿轮装置53g选择传递极限内的传递效率高的旋转速度和旋转力。
接着，旋转轴8g通过齿轮装置52g及旋转轴9g将旋转力传递给动力集合装置6B，旋转轴5g通过齿轮装置53g、旋转轴6g和流体联轴器20将旋转力传递给动力集合装置6B。
动力集合装置6B将旋转轴9g和旋转轴37g的旋转动力集合成1个，通过输出侧离合器39传递给流体设备A2。此时的旋转动力的旋转速度为ω0、旋转力为T0，如果假设在变速装置15G内的动力传递损失不存在，则ωi×Ti＝ω0×T0。
这样，从电动机A1输出的旋转动力被齿轮装置51g变速，以符合差动行星齿轮装置30的功能，再通过流体联轴器20二分为动力线Rg1和动力线Rg2，然后在动力集合装置6B再次汇合，由此，变速装置15G传递超过流体联轴器20的极限旋转动力的旋转动力。而且，利用齿轮装置52g、53g改变输入给流体设备A2的输入旋转速度、以使其效率最佳，并传递给流体设备A2。
下面列举图1至图11所示的本发明的变速装置的效果。
(1)不会输入超过对联结装置的传递极限动力的旋转动力，能够实现旋转动力的有效传递。并且，能够用流体联轴器吸收输入的旋转动力的波动、变速的冲击、轴的扭曲振动等各种振动或冲击，顺畅地传递动力。
(2)用差动行星齿轮装置二分输入动力，将其一部分在传递极限内分配给流体联轴器，剩余的另一部分动力直接分配给分配装置，由此，能够用变速装置传递超过流体联轴器的传递极限动力的动力。
(3)在动力线中设置齿轮装置，，并且在使驱动源的旋转动力为一定的状态下改变传递给流体设备的旋转速度，由此，能够以流体设备的效率最佳的方式传递。
图12表示第八实施方式，在图12中，例如电动机M等驱动装置的输出轴60与构成分配装置6的第一齿轮61连结，第一齿轮61与分配装置6的第二齿轮62啮合。
第一齿轮61的旋转轴即分配装置6的第一输出轴63与第二差动行星齿轮装置P2的中心齿轮64连结。并且，差动行星齿轮装置P2的行星齿轮65的传动齿轮66与齿轮67连结，该齿轮67与连结在小功率的可变速电机70的输出轴69上的齿轮68啮合。第二差动行星齿轮装置P2的内齿轮71与输出轴72连结。
在图12所示的例中，驱动装置M的输出轴60通过输出轴63与中心齿轮64连结，可变速电机70的旋转动力传递给行星齿轮65。虽然内齿轮71与输出轴72连结，但这种连结关系是任意的，例如可以将输出轴63与内齿轮71或传动齿轮66连结，或者将可变速电机70的输出轴69与中心齿轮64或内齿轮71连结，也可以将输出轴72与中心齿轮64或传动齿轮66连结。
即，在实施本发明时，可以任意地选择差动行星齿轮装置的3个旋转部分的连结关系。因此，在不特定齿轮的情况下，称之为第一旋转要素，第二旋转要素和第三旋转要素。
分配装置6的第二齿轮62的输出轴73与齿轮74连结，该齿轮74与连结在第一差动行星齿轮装置P1的行星齿轮76的传动齿轮77上的齿轮75相啮合。
第二差动行星齿轮装置P2的输出轴72与第一差动行星齿轮装置P1的中心齿轮78连结，第一差动行星齿轮装置P1的内齿轮79通过输出轴80与例如流体设备这样的负载L连结。
因此，虽然驱动装置M的输出轴60的旋转动力被分配装置6分配给了第一齿轮61的输出轴63和第二齿轮62的输出轴73，但由于可变速电机70的旋转使第二差动行星齿轮装置P2的行星齿轮65也旋转，因此，内齿轮71的旋转速度随该行星齿轮65的旋转速度而变化。这样，第二差动行星齿轮装置P2的输出轴72的旋转速度的变化，使第一差动行星齿轮装置P1的中心齿轮78的旋转速度也变化，其结果，可以改变第一差动行星齿轮装置P1的输出轴80的旋转速度，能够控制负载L的旋转速度。
图13表示本发明的第九实施方式，驱动装置M的输出轴60与第一差动行星齿轮装置P2的第一旋转要素连结，同时与主要传递动力的第一差动行星齿轮装置P1的第二旋转要素连结。第一输出轴81是直接连结轴，与动力集合装置6B的第二齿轮82连结。并且，与第一差动行星齿轮装置P1的第三旋转要素连结的第二输出轴83是变速轴，其与第二差动行星齿轮装置P2的第一旋转要素连结。
该第二差动行星齿轮装置P2的第二旋转要素与小功率的可变速电机70的电机轴即输出轴69连结。并且，第二差动行星齿轮装置P2的第三旋转要素与同动力集合装置6B的上述第二齿轮82相啮合的第一齿轮84连结。并且，动力集合装置6B的输出轴即第一齿轮84的轴与负载L连结。
在图13所示的实施方式中，驱动装置M的旋转动力的大部分也是从与第一差动行星齿轮装置P1的第二旋转要素连结的直接连结轴即输出轴81经过分配装置6传递给负载L。并且，第一差动行星齿轮装置P1的第三旋转要素的旋转速度也随可变速电机70的旋转速度、即作为变速轴的第二输出轴83的旋转速度而变化，结果，第一输出轴81的旋转速度也改变。
图14表示本发明的第十实施方式。图14所示的例为图12所示的第八实施方式的变形例，对应的元件用相同的附图标记表示。这里只说明不同的部分。
在图14所示的例中，在第二差动行星齿轮装置P2的输出轴72上插装离合器90，可变速电机70的输出轴69通过具有直接切换离合器(图中没有示出)的增速齿轮装置91与第二差动行星齿轮装置P2连结。并且，在输出轴73上设有离合器92。
在该例中，断开离合器90、92，将直接切换离合器切换到增速一侧，用可变速电机70启动例如鼠笼形电动机之类的驱动装置，当驱动装置M达到规定的旋转速度时，给驱动装置M提供电力，这样能够减小启动功率。
在以上的第八至第十实施方式中也采用传递给直接连结轴(输出轴)73、81的旋转动力比传递给变速轴72、83的旋转动力大的结构，由此，即使减小了构成联结装置的第二差动行星齿轮装置P2或可变速电机70的功率，也能够适用于大功率的负载L的变速。
但是，在实施本发明时，由于在负的旋转动力传递给变速轴72、83时，即如果产生反馈，传递给直接连结轴73、81的旋转动力变大，因此在设计时切记无论在什么样的旋转速度下都不要产生反馈。
图15及图16所示的第十一实施方式为第八实施方式的变型例，与图14一样，与图12相对应的元件附加相同的附图标记，这里说明不同的地方。
在图15及图16所示的例中，在第二差动行星齿轮装置P2的输出轴72、即变速轴上插装离合器90，用逆变(inverter)控制器100控制可变速电机70。并且，像后面将要叙述的那样，当负载L减速时，将可变速电机70作为发电机使用，给工件W提供电流，由此将可变速电机70作为制动器使用。并且，与图14所示的例子一样，在直接连结轴73中设有离合器92。图中S为负载L的旋转传感器。
这里，在将可变速电机70作为制动器使用时，可以将工件W用于电阻发热、给蓄电池充电、通过频率转换向商用电源卖电等任意适当的动作。
下面参照图16说明其动作，图中没有示出的控制装置接收来自负载L的旋转传感器S的信号，并向逆变控制器100输出提供给工件W的切换信号。
首先，控制装置读入旋转传感器S的信号(步骤S1)，判断负载L是否处在减速时期(步骤S2)。如果步骤S2为否，则将可变速电机70作为电动机使用(步骤S3)，判断控制是否结束(步骤S6)。如果控制没有结束，则返回步骤S1，如果结束则结束动作。
如果步骤S2为是、即负载L处于减速时期，则控制装置中断对可变速电机70电力供给，将可变速电机70的连线切换到工件W(步骤S4)。结果，可变速电机70作为发电机使用，进行制动动作(步骤S5)。然后判断控制是否结束(步骤S6)。
图17是图12所示实施方式的变型例。在图17所示的实施方式中，直接连结轴73通过第一增速或减速齿轮101与第一差动行星齿轮装置P1的第一旋转要素连结，第二差动行星齿轮装置P2的输出轴72通过第二增速或减速齿轮102与第一差动行星齿轮装置P1的第二旋转要素连结，第一差动行星齿轮装置P1的第三旋转要素通过增速或减速齿轮103、即输出轴80与负载L连结。
通过这样设置增速或减速齿轮101～103，可实现动力流分配的适当化、对负载L的对应能够多样化。
如果采用图12至图17所示的本发明的变速装置，由于使用了作为联结装置的第二差动行星齿轮装置与可变速电机的组合，因此，通过可变速电机的可变速能够进行流畅的变速动作。并且，由于主要的旋转动力可以利用作为直接连结轴的、第一差动行星齿轮装置与分配装置的连结轴传递，因此能够减小作为联结装置的第二差动行星齿轮装置或可变速电机的功率。结果，能够提供可实施冲击小且有效的变速动作的变速装置。
本发明可以适当地用于至少具有分配装置或差动行星齿轮装置且具有联结装置的变速装置。

Claims (10)

1.一种变速装置，至少具有分配装置或差动行星齿轮装置中的一个，并且具有联结装置，其特征在于，
采用使通过上述联结装置传递的旋转动力比向上述变速装置输入的旋转动力小的结构，
上述联结装置是流体联轴器。
2.一种变速装置，至少具有分配装置或差动行星齿轮装置中的一个，并且具有联结装置，其特征在于，
采用通过上述分配装置或上述差动行星齿轮装置将输入到该变速装置的旋转动力传递给上述联结装置、并且使输入到该联结装置的旋转动力比输入到上述变速装置的旋转动力小的结构，
上述联结装置是流体联轴器。
3.如权利要求1或2所述的变速装置，其特征在于，
具备上述分配装置和上述差动行星齿轮装置的两方，向上述变速装置输入的旋转动力通过1根输入轴被传递给上述分配装置并输出给2根旋转轴，该2根旋转轴中的1根与上述差动行星齿轮装置的2根输入轴中的1根连结，上述2根旋转轴中的另1根通过上述流体联轴器与上述差动行星齿轮装置的2根输入轴中的另1根连结。
4.如权利要求1或2所述的变速装置，其特征在于，
向上述变速装置输入的旋转动力通过1根输入轴被传递给上述差动行星齿轮装置，然后传递给2根输出轴，上述差动行星齿轮装置的2根输出轴中的1根与集合装置的2根输入轴中的1根连结，上述差动行星齿轮装置的2根输出轴中的另1根通过上述流体联轴器与上述集合装置的2根输入轴中的另1根连结。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的变速装置，其特征在于，
具有增速用齿轮或减速用齿轮的齿轮装置，被插装在上述差动行星齿轮装置的输入轴和/或输出轴上。
6.一种变速装置，具有传递来自驱动装置的旋转动力的分配装置、联结装置和第一差动行星齿轮装置，其特征在于，
采用通过上述联结装置传递的一侧的旋转动力比另一侧的旋转动力小的结构，上述联结装置由电动装置和第二差动行星齿轮装置构成。
7.一种变速装置，具有分配装置或第一差动行星齿轮装置中的至少1个，并且具有联结装置，其特征在于，
采用如下结构：利用上述分配装置或上述第一差动行星齿轮装置将来自驱动装置的旋转动力至少分配成2个旋转动力，该至少2个旋转动力中的一个输入到上述联结装置，并且，输入到上述联结装置中的旋转动力比另一个旋转动力小；
上述联结装置由电动装置和第二差动行星齿轮装置构成。
8.如权利要求6或7所述的变速装置，其特征在于，
具备上述分配装置和上述第一差动行星齿轮装置的两方，来自上述驱动装置的旋转动力通过上述分配装置的1根输入轴被传递给上述分配装置，并从上述分配装置输出给2根旋转轴，其中的1根旋转轴与具有2根输入轴的上述第一差动行星齿轮装置的1根输入轴连结，另1根旋转轴与上述第一差动行星齿轮装置的另1根输入轴连结。
9.如权利要求6或7所述的变速装置，其特征在于，
来自上述驱动装置的旋转动力被传递给上述第一差动行星齿轮装置的1根输入轴，该第一差动行星齿轮装置的2根输出轴中的1根与具有2根输入轴的集合装置的1根输入轴连结，上述第一差动行星齿轮装置的另1根输出轴通过上述第二差动行星齿轮装置与上述集合装置的另1根输入轴连结。
10.如权利要求6～9中的任一项所述的变速装置，其特征在于，
上述第二差动行星齿轮装置采用在其中心齿轮与内齿轮之间在半径方向配置有1个行星齿轮、在圆周方向配置有1个或多个行星齿轮的单小齿轮形式的结构，上述驱动装置、上述电动装置和负载分别与上述第二差动行星齿轮装置的输入侧、输出侧以及变速侧中的任一个直接连结。
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