ラビニョー遊星歯車セット

ラビニョーギアセットは、ポル・ラビニョーが1949年7月28日にフランスのヌイイ＝シュル＝セーヌで特許を出願した二重遊星歯車セットです。 ^[1]この遊星歯車セットは、オートマチックトランスミッションでよく使用され、リング-遊星と遊星-遊星の2つの歯車ペアで構成されています。このギアセットは、機構のさまざまな要素をブレーキまたは拘束することで、4つの前進ギア比と後進ギア比を提供します。

ラビニヨセットには、大きな太陽歯車と小さな太陽歯車の2つの太陽歯車と、内側の惑星と外側の惑星の2組の遊星歯車を保持する単一の遊星キャリアがあります。^{[2] [3]}キャリアは1つのサブアセンブリですが、内側の惑星と外側の惑星にそれぞれ結合する2つの半径があります。 2組の遊星歯車はキャリアとは独立して回転しますが、固定されたギア比で互いに対して共回転します。内側の惑星は小さな太陽歯車と結合し、それに対して固定されたギア比で共回転します。 外側の惑星は大きな太陽歯車と結合し、それに対して固定されたギア比で共回転します。 最後に、リングギアも外側の惑星と結合し、それらに対して固定されたギア比で共回転します。

ラビニヨ式とは対照的に、単純な遊星歯車列には、2つの同心歯車、それらの歯車間の隙間を埋める1つ以上の遊星、および遊星を運ぶ1つのアームがあります。^[4]通常、直径の小さい同心歯車には外歯があり、太陽歯車と呼ばれ、大きい同心歯車には内歯があり、リングギアと呼ばれます。運搬アームは通常、遊星キャリアと呼ばれます。遊星歯車は通常直接結合されておらず、直接結合される3つのコンポーネントが残ります。

1. サンギア
2. リングギア
3. 惑星キャリア

これにより、2 つの入力と 1 つの出力が提供されます。通常、オートマチック トランスミッションでは、1 つのコンポーネントが固定され、別のコンポーネントが入力として使用され、残りのコンポーネントが出力に使用されます。固定、入力、および出力用のコンポーネント セットを選択することで、遊星歯車は速度を上げたり下げたり、方向を変えたりします。

Ravigneaux は、2 つの完全な遊星ギアセットを備えたSimpsonなどの初期の自動車用遊星トランスミッションを改良したものです。当初の発明と同様に、Ravigneaux は 2 つの遊星ギア トレインを 1 つの遊星キャリアに取り付けます。1 つのキャリアに、2 つの太陽ギア、2 つのリング ギア、および 2 セットの遊星ギアがあります。キャリアが 1 つだけなので、Ravigneaux は小型、軽量、低コストで製造できます。これは、キャリアが遊星ギアセットで通常最も大きくて高価な部品であるためです。

当初の特許出願では、トランスミッションに電磁クラッチを使用することを提案していました。特許が発行されたのは 1949 年で、当時は圧力作動油圧技術があまり発達していませんでした。数年後、フォード モーター カンパニーで Ravigneaux が生産されると、油圧作動のバンド ブレーキとクラッチが使用されました。

リングギアBは遊星ギアS1に結合され、遊星ギアS1は太陽ギアM1に結合されている。^[5]

リング R1 は惑星 S2 に結合され、惑星 S2 は太陽 C に結合されます。S1 セットの惑星ギアは S2 ギアにペアで結合されます。

出力はリング ギアのいずれかに接続できます。R1 はすべての前進速度で使用され、B は後進速度で使用されます。入力は常に M1 を駆動します。すべての前進速度で、トルクは遊星ギア S1 と S2 の間で転送される必要があります。これは、S1 遊星のみが入力 M1 に噛み合い、S2 遊星のみが出力 R1 に噛み合うためです。

リバースギアでは、Ravigneaux は通常の遊星歯車機構のように動作し、2 番目のシステムは負荷なしでただ一緒に動きます。比率は歯数によって異なり、特許に示されている例から取られています。

右の写真は、フォード FMX オートマチック トランスミッションのプラネット キャリアを示しています。プラネット キャリアは、プラネタリ ギア セットの中心部です。図示されていないのは、キャリア内で回転するプライマリとセカンダリと呼ばれる 2 つのサン ギアです。また、図示されていないのは、キャリアの周囲に内歯が取り付けられたリング ギア (アニュラスとも呼ばれます) です。入力電力は 1 つまたは両方のサン ギアに適用され、出力電力はリング ギアから取り出され、ドライブ シャフトを回転させます。

FMX トランスミッションは、フォワード クラッチとリア クラッチと呼ばれる 2 つのクラッチと、フォワード バンドとリア バンドと呼ばれる 2 つのバンド ブレーキによって制御されます。クラッチとバンドは油圧によって作動します。この場合、フォワードとはエンジンに最も近いことを意味します。クラッチを適用すると、回転部品がエンジンに接続され、部品が回転します。一方、バンドは部品を保持して回転を防ぎます。フォワード クラッチは、プライマリ サン ギアへの動力を制御します。リア クラッチは、セカンダリ サン ギアへの動力を制御します。紛らわしいことに、リア クラッチを保持するバンドはフロント バンドと呼ばれます。リア バンドは、プラネット キャリアを保持します。

ラビニョー ギアセットは、単純な遊星ギアセットに似ていますが、各遊星ギアが 3 つのギアのセットに置き換えられ、すべて同じキャリア上に配置されています。セット内の 3 つのギアはすべて、左の写真のキャリア内に表示されています。この写真の右側のギアは、左側でかみ合うギアよりもキャリアの中心に向かってわずかに離れています。左と右のギアは反対方向に回転します。外側の遊星ギアのみがリング ギアとかみ合います。主太陽ギア (小さい太陽) は内側の惑星とかみ合い、副太陽ギア (大きい太陽) は外側の惑星と一緒に回転するギアとかみ合います。

一番右の写真は、キャリアの反対側を示しています。 2 つの噛み合うギアのうち、右側のギアはキャリアの中心から少し離れているため、リング ギアと噛み合うようになっています。

通常、ラビニョーは 3 つのギア セットのそれぞれに異なる歯数を設定できますが、フォード FMX では 3 つすべてに 18 個の歯があります。複数の遊星が反対方向に回転し、異なる太陽ギアと噛み合うため、ラビニョーは 1 セットの遊星ギアだけで複数の速度と後進機能を提供できます。写真の FMX には前進 3 速と後進機能があります。

• アラン・ウェンボーンによるH1ハマーのラビニョー遊星歯車機構のメカノモデル