CN105003614B - 无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无级变速器，其具有输入轴、输出轴、驱动力输入部、曲柄连杆机构以及单向旋转阻止机构，曲柄连杆机构具有偏心量调节机构以及连杆，驱动力输入部具有凸轮部、偏心部件以及小齿轮轴，小齿轮轴经由小齿轮轴承以能够旋转的方式支撑于输入轴，偏心部件具有以能够使支撑小齿轮轴的凸轮部旋转的方式收纳凸轮部的收纳孔，在收纳孔中形成有与小齿轮轴的外齿啮合的内齿，凸轮部以夹着小齿轮轴的外齿的方式在轴向上相邻配置，在凸轮部的对接面上形成有为了形成收容小齿轮轴的外齿的空间而受到切除的减薄部，在减薄部上形成连通路，连通路具有形成于减薄部的靠外齿侧的内壁上的第1开口部和形成于减薄部的靠外齿相反侧的外壁上的第2开口部。

Description

无级变速器

技术领域

本发明涉及四节连杆机构型的无级变速器的污物排出结构。

背景技术

例如，在日本特开2013-36536号公报中描述了如下的四节连杆机构型无级变速器，其将与发动机连接的输入轴的旋转转换为连杆的往复运动，通过单向离合器将连杆的往复运动转换为输出轴的旋转运动。

在上述日本特开2013-36536号公报中，与发动机的输入轴连结的凸轮盘如图7所示，通过将多个盘部件利用沿轴向贯穿***的螺栓紧固而被组装起来。此外，在将凸轮盘彼此紧固起来的对接面上，如图6B所示形成有用于收容小齿轮轴7的外齿7a的圆筒状的凹部51、以及以扩大该凹部51的容积的方式去除螺栓紧固所需的部分以外的部分以实现轻量化的减薄部152。该减薄部152在收容了小齿轮轴7的外齿7a时成为封闭空间，因而会凭借离心力使润滑油飞散，还会堆积与润滑油混合的污物。如果在减薄部52堆积的污物增加，则会妨碍小齿轮轴的转动，可能对变速动作带来不良影响。

发明内容

本发明就是鉴于上述课题而完成的，其目的在于实现一种能够将流入凸轮部的减薄部的污物排出的结构。

为了解决上述课题，达成目的，本发明第1形态的无级变速器1具有：输入轴2，其被从行驶用驱动源输入驱动力；输出轴3，其与所述输入轴2平行地配置；驱动力输入部4～7，其被所述输入轴2旋转驱动；曲柄连杆机构20，其具有与所述输出轴3连结的摆杆18，将所述驱动力输入部4～7的旋转运动转换为所述摆杆18的摆动运动，当所述驱动力输入部4～7旋转1圈时，所述摆杆18进行1次往复的摆动运动；以及单向旋转阻止机构17，其在所述摆杆18欲向一侧摆动时将所述摆杆18固定于所述输出轴3，在所述摆杆18欲向另一侧摆动时使所述摆杆18相对于所述输出轴3空转，其中，所述曲柄连杆机构20具有：偏心量调节机构8～14，其使所述驱动力输入部4～7的旋转中心P3相对于所述输入轴2的旋转中心P1偏心；以及连杆15，其连结所述驱动力输入部4～7与所述摆杆18，所述驱动力输入部4～7具有：凸轮部5，其相对于所述输入轴2的旋转中心P1偏心地一体旋转；偏心部件6，其以能够旋转的方式支撑于所述凸轮部5；以及小齿轮轴7，其能够相对于所述输入轴2进行相对旋转，使得通过所述偏心量调节机构8～14能够调节偏心量R1，所述小齿轮轴7经由小齿轮轴承7b以能够旋转的方式支撑于所述输入轴2，所述偏心部件6具有收纳孔6a，该收纳孔6a以能够使支撑所述小齿轮轴7的所述凸轮部5旋转的方式收纳该凸轮部5，在所述收纳孔6a中形成有与所述小齿轮轴7的外齿7a啮合的内齿6b，所述凸轮部5以夹着所述小齿轮轴7的外齿7a的方式在轴向上相邻配置，在所述凸轮部5的对接面5a上形成有凹部51和以扩大所述凹部51的容积的方式受到切除的减薄部52，所述凹部51形成用于***述小齿轮轴7的外齿7a的空间，在该减薄部52上形成有连通路50，该连通路50具有形成于该减薄部52的靠该外齿7a侧的内壁52a上的第1开口部50a和形成于该减薄部52的靠该外齿7a的相反侧的外壁52b上的第2开口部50b。

此外，本发明的第2形态是在上述第1形态下，所述第1开口部50a设置于所述内壁52a上离所述输入轴2的旋转中心O最远的位置rmax。

此外，本发明的第3形态是在上述第1或第2形态下，所述内壁52a形成为其与所述输入轴2的旋转中心O之间的距离r向所述第1开口部50a逐渐增加。

此外，本发明的第4形态是在上述第1至第3形态中的任意一个形态下，在所述小齿轮轴7的内部形成有沿着其中心轴线延伸的中空的第1油路61，以从所述第1油路61沿径向贯通所述小齿轮轴7且与所述小齿轮轴承7b连通的方式形成有第2油路62，从所述第2油路62到达所述减薄部52的润滑油被供给至所述第1开口部50a。

根据本发明，可实现一种能够将流入凸轮部的减薄部的污物排出的结构。

具体而言，根据本发明的第1形态，能够防止污物堆积于凸轮部的减薄部而对变速带来不良影响。

此外，根据本发明的第2形态，能够通过离心力将流入凸轮部的减薄部的污物引导至出口。

此外，根据本发明的第3形态，能够将流入凸轮部的减薄部的污物顺畅地引导至出口。

此外，根据本发明的第4形态，既能够确保润滑油向凸轮部的供给，又能够将流入凸轮部的减薄部的污物排出。

根据本发明的一个优选实施例的描述，本发明其它的目的和优点对于本领域技术人员而言都是显而易见的。在说明书中，参考附图示出了本发明的一个例子。然而，这样示例并非用于穷举本发明的各种实施例，因此，应当参考说明书之后的权利要求书来确定本发明的范围。

附图说明

图1是表示本实施方式的无级变速器的结构的剖视图。

图2是从轴向观察图1的无级变速器的偏心量调节机构、连杆和摆杆的图。

图3A-3D是表示图1的无级变速器的偏心量调节机构所带来的偏心量的变化的图。

图4A-4C是表示本实施方式的偏心量调节机构所带来的偏心量的变化与摆杆的摆动运动的摆动角度范围的关系的图。

图5A-5C是表示本实施方式的曲柄连杆机构的凸轮盘的污物排出结构的图。

图6A-6B是表示本实施方式和以往的凸轮盘的减薄部的结构的图。

图7是现有的曲柄连杆机构的凸轮盘的分解立体图。

标号说明

1：无级变速器，2：输入轴，3：输出轴，4：偏心量调节机构，5：凸轮盘，6：偏心盘，6a：收纳孔，6b：内齿，7：小齿轮轴，7a：外齿，7b：小齿轮轴承，14：偏心量调节用驱动源，14a：旋转轴，15：连杆，15a：大径环状部，15b：小径环状部，16：连杆轴承，17：单向离合器，18：摆杆，20：曲柄连杆机构，50：连通路，51：凹部，52：减薄部，61：第1油路，62：第2油路。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，以下说明的实施方式是作为本发明的实现手段的一例，本发明能够应用于在不脱离其主旨的范围内对如下实施方式进行修改或变形后的结构。另外，本发明的无级变速器还能够应用于汽车以外的其他用途，这是不言自明的。

＜无级变速器的结构＞首先，参照图1和图2，说明本实施方式的无级变速器的结构。

本实施方式的无级变速器1是能够使变速比i(i＝输入轴的旋转速度/输出轴的旋转速度)为无限大(∞)而使输出轴的旋转速度为“0”的变速器、即所谓的IVT(InfinityVariable Transmission：无限变速器)的一种。

本实施方式的无级变速器1具有输入轴2、输出轴3和6个偏心量调节机构4。

输入轴2由中空的部件构成，其接受来自发动机或电动机等行驶驱动源的驱动力，以旋转中心轴线P1为中心被旋转驱动。

输出轴3与输入轴2平行地配置于与输入轴2在水平方向上分离的位置，经由差速齿轮等向汽车的车轴传递驱动力。

偏心量调节机构4分别是驱动力输入部，被设置为以输入轴2的旋转中心轴线P1为中心旋转，具有作为凸轮部的凸轮盘5、作为偏心部件的偏心盘6、以及小齿轮轴7。

凸轮盘5为圆盘形状，以从输入轴2的旋转中心轴线P1偏心且与输入轴2一体旋转的方式2个1组地设置于输入轴2。各组凸轮盘5分别被设定为相位错开60°，配置为通过6组凸轮盘5在输入轴2的周向上环绕一周。

偏心盘6为圆盘形状，在从其中心P3偏心的位置上设有收纳孔6a，以夹着该收纳孔6a的方式，将1组凸轮盘5支撑为能够旋转。

偏心盘6的收纳孔6a的中心被形成为，使得从输入轴2的旋转中心轴线P1到凸轮盘5的中心P2(收纳孔6a的中心)的距离Ra与从凸轮盘5的中心P2到偏心盘6的中心P3的距离Rb相同。此外，在偏心盘6的收纳孔6a的被1组凸轮盘5夹住的内周面上形成有内齿6b。

小齿轮轴7与输入轴2同心地配置于输入轴2的中空部内，并经由小齿轮轴承7b而以能够相对旋转的方式支撑于输入轴2的内周面。此外，在小齿轮轴7的外周面上设有外齿7a。进而，在小齿轮轴7上连接有差动机构8。

在输入轴2上的1组凸轮盘5之间形成有切口孔2a，该切口孔2a在与凸轮盘5的偏心方向对置的部位处将内周面与外周面连通，经由该切口孔2a，小齿轮轴7的外齿7a与偏心盘6的收纳孔6a的内齿6b啮合。

差动机构8是行星齿轮机构，其具有太阳齿轮9、与输入轴2连结的第1齿圈10、与小齿轮轴7连结的第2齿圈11、以及将阶梯小齿轮12以能够自转和公转的方式轴支撑的行星架13，所述阶梯小齿轮12由与太阳齿轮9和第1齿圈10啮合的大径部12a和与第2齿圈11啮合的小径部12b构成。此外，差动机构8的太阳齿轮9与由小齿轮轴7驱动用的电动机构成的偏心量调节用驱动源14的旋转轴14a连结。

而且，在使该偏心量调节用驱动源14的旋转速度与输入轴2的旋转速度相同的情况下，太阳齿轮9与第1齿圈10以相同速度旋转，成为太阳齿轮9、第1齿圈10、第2齿圈11和行星架13这4个要素无法进行相对旋转的锁定状态，与第2齿圈11连结的小齿轮轴7以与输入轴2相同的速度旋转。

此外，在使偏心量调节用驱动源14的旋转速度比输入轴2的旋转速度慢的情况下，如果设太阳齿轮9的转速为Ns、第1齿圈10的转速为NR1、太阳齿轮9与第1齿圈10的齿轮比(第1齿圈10的齿数/太阳齿轮9的齿数)为j，则行星架13的转速为(j·NR1+Ns)/(j+1)。此外，如果设太阳齿轮9与第2齿圈11的齿轮比((第2齿圈11的齿数/太阳齿轮9的齿数)×(阶梯小齿轮12的大径部12a的齿数/小径部12b的齿数))为k，则第2齿圈11的转速为{j(k+1)NR1+(k-j)Ns}/{k(j+1)}。

因此，在使偏心量调节用驱动源14的旋转速度比输入轴2的旋转速度慢、且固定有凸轮盘5的输入轴2的旋转速度与小齿轮轴7的旋转速度相同的情况下，偏心盘6与凸轮盘5一体旋转。另一方面，在输入轴2的旋转速度与小齿轮轴7的旋转速度存在差异的情况下，偏心盘6以凸轮盘5的中心P2为中心在凸轮盘5的周缘旋转。

如图2所示，偏心盘6相对于凸轮盘5，以从P1到P2的距离Ra与从P2到P3的距离Rb相同的方式偏心。因此，能够使偏心盘6的中心P3位于与输入轴2的旋转中心轴线P1相同的线上，使输入轴2的旋转中心轴线P1与偏心盘6的中心P3之间的距离、即偏心量R1为“0”。

在偏心盘6的外缘部上以能够旋转的方式支撑有连杆15。连杆15在一个端部具有大径的大径环状部15a，在另一个端部具有小径的小径环状部15b。连杆15的大径环状部15a经由连杆轴承16支撑于偏心盘6的外缘部。

在输出轴3上，经由作为单向旋转阻止机构的单向离合器17连结有摆杆18。单向离合器17在欲以输出轴3的旋转中心轴线P4为中心向一侧旋转的情况下将摆杆18固定于输出轴3，在欲向另一侧旋转的情况下使摆杆18相对于输出轴3空转。

在摆杆18上设有摆动端部18a，在摆动端部18a上设有以能够在轴向夹住小径环状部15b的方式形成的一对突片18b。在一对突片18b上贯穿设置有与小径环状部15b的内径对应的贯通孔18c。在贯通孔18c和小径环状部15b中***连结销19，从而将连杆15与摆杆18连结起来。此外，在摆杆18上设有环状部18d。

＜曲柄连杆机构＞接着，参照图2～图4A-4C，说明本实施方式的无级变速器的曲柄连杆机构。

如图2所示，在本实施方式的无级变速器1中，偏心量调节机构4、连杆15和摆杆18构成曲柄连杆机构20(四节连杆机构)。

通过曲柄连杆机构20，将输入轴2的旋转运动转换为摆杆18的以输出轴3的旋转中心轴线P4为中心的摆动运动。本实施方式的无级变速器1如图1所示，具有合计6个曲柄连杆机构20。

在曲柄连杆机构20中，在偏心量调节机构4的偏心量R1并非“0”的情况下，如果使输入轴2与小齿轮轴7以相同速度旋转，则各连杆15分别错开60度的相位，并且在输入轴2与输出轴3之间交替地重复被推向输出轴3侧或被牵拉至输入轴2侧，使摆杆18摆动。

而且，在摆杆18与输出轴3之间设有单向离合器17，因此在推压摆杆18的情况下，摆杆18被固定而向输出轴3传递由摆杆18的摆动运动产生的扭矩，使得输出轴3旋转，在牵拉摆杆18的情况下，摆杆18空转而不会向输出轴3传递由摆杆18的摆动运动产生的扭矩。6个偏心量调节机构4是分别错开60度的相位而配置的，因此输出轴3被6个偏心量调节机构4按顺序旋转驱动。

此外，在本实施方式的无级变速器1中，如图3A-3D所示，能够通过偏心量调节机构4调节偏心量R1。

图3A表示使偏心量R1为“最大”的状态，小齿轮轴7和偏心盘6以使得输入轴2的旋转中心轴线P1与凸轮盘5的中心P2与偏心盘6的中心P3排列于一条直线上的方式被定位。此时的变速比i为最小。图3B表示使偏心量R1为小于图3A的“中”的状态，图3C表示使偏心量R1为进一步小于图3B的“小”的状态。关于变速比i，在图3B中表示大于图3A的变速比i的“中”的状态，在图3C中表示大于图3B的变速比i的“大”的状态。图3D表示使偏心量R1为“0”的状态，输入轴2的旋转中心轴线P1与偏心盘6的中心P3被同心地定位。此时的变速比i为无限大(∞)。

图4A-4C表示本实施方式的偏心量调节机构4所带来的偏心量R1的变化与摆杆18的摆动运动的摆动角度范围的关系。

图4A表示偏心量R1为图3A的“最大”时(变速比i为最小时)的摆杆18相对于偏心量调节机构4的旋转运动(旋转角度θ1)的摆动范围θ2，图4B表示偏心量R1为图3B的“中”时(变速比i为中时)的摆杆18相对于偏心量调节机构4的旋转运动(旋转角度θ1)的摆动范围θ2，图4C表示偏心量R1为图3C的“小”时(变速比i为大时)的摆杆18相对于偏心量调节机构4的旋转运动(旋转角度θ1)的摆动范围θ2。这里，从输出轴3的旋转中心轴线P4到连杆15与摆动端部18a的连结点、即到连结销19的中心P5的距离为摆杆18的长度R2。

根据图4A-4C可知，随着偏心量R1变小，摆杆18的摆动角度范围θ2也变小，在偏心量R1变为“0”的情况下，摆杆18不再摆动。

＜曲柄连杆机构的污物排出结构＞接着，参照图5A-5C和图6A-6B，说明本实施方式的曲柄连杆机构20的凸轮盘5的污物排出结构。

图5A-5C是曲柄连杆机构20的凸轮盘5的俯视图、立体图和剖视图，图6A-6B是比较示出本实施方式的凸轮盘的减薄部的结构与现有的凸轮盘的减薄部的结构的图。

本实施方式的无级变速器1为了将流入凸轮盘5的减薄部52的污物排出，形成有从减薄部52的内周侧连通至外周侧的连通路50。

在凸轮盘5的对接面5a上，如图5A-5C所示，形成有用于收容小齿轮轴7的外齿7a的圆筒状的凹部51、以及以扩大该凹部51的容积的方式去除螺栓紧固所需的部分以外的部分以实现轻量化的减薄部52。

连通路50在凸轮盘5彼此紧固的对接面5a上被加工为截面呈半圆形的槽状，且具有形成于靠小齿轮轴7的外齿7a侧的内壁52a上的第1开口部50a和形成于靠外齿7a的相反侧的外壁52b上的第2开口部50b。通过如上形成为槽状，从而连通路50的加工变得容易。而且，连通路50形成为，在凸轮盘5彼此被紧固时，通过彼此相对的凸轮盘5的对接面5a形成为截面呈圆形的连通孔。另外，截面形状并不限于圆形。

减薄部52在凹部51中收容有小齿轮轴7的外齿7a时成为封闭空间，因而不仅会凭借离心力使得润滑油飞散，而且还会堆积与润滑油混合的污物，而如本实施方式所述，在凸轮盘5的对接面5a上形成连通路50，由此能够将污物排出到减薄部52的外部。

此外，连通路50的第1开口部50a如图6A所示，设置于减薄部52的内壁52a上沿径向离输入轴2的旋转中心O最远的位置rmax。此外，减薄部52的内壁52a的形状形成为，其与输入轴2的旋转中心O之间的距离从凹部51向第1开口部50a逐渐增加，换言之，从第1开口部50a向凹部51呈八字状扩大。通过形成为这种形状，从而如图6A所示，污物向第1开口部50a流动(箭头f)，能够防止如图6B所示，在减薄部152的内壁152a存在与输入轴2的旋转中心O之间的距离向着第1开口部50a减少的缩颈部152c的情况下，污物向第1开口部50a的相反侧(箭头f’)流动，并滞留于缩颈部152c。

另外，如图5C所示，在小齿轮轴7的内部形成有沿着其中心轴线延伸的中空的第1油路61。此外，还形成有从第1油路61沿径向贯通小齿轮轴7且与小齿轮轴承7b连通的第2油路62。而且，从未图示的油泵供给的润滑油从第1油路61流入第2油路62，到达小齿轮轴7的外齿7a(凸轮盘5的凹部51)和减薄部52的第1开口部50a。

另外，如图5B所示，还可以在偏心盘6上形成从收纳孔6a的内周贯通至外周的孔63，将从连通路50的第2开口部50b出来的污物从孔63排出到外部。通过这种结构，能够避免从连通路50的第2开口部50b出来的污物飞散到将凸轮盘5轴支撑于收纳孔6a中的轴承。

另外，在本实施方式中，举例说明的是润滑油从第1油路61经由第2油路62而到达凸轮盘5的凹部51和减薄部52的油路的结构，然而作为润滑油到达凹部51和减薄部52的路径，例如还可举出相邻的曲柄连杆机构20之间的间隙等，除此之外还存在无数路径，毋庸赘述。

如上所述，根据本实施方式，能够将流入凸轮盘5的减薄部52的污物排出。

本发明不局限于上述实施例，可以在本发明的精神和范围内做出各种变化和修改。因此，为了使公众知晓本发明的范围，在此提出以下权利要求书。

Claims (5)

1.一种无级变速器(1)，其具有：

输入轴(2)，其被从行驶用驱动源输入驱动力；

输出轴(3)，其与所述输入轴(2)平行地配置；

驱动力输入部(4～7)，其被所述输入轴(2)旋转驱动；

曲柄连杆机构(20)，其具有与所述输出轴(3)连结的摆杆(18)，将所述驱动力输入部(4～7)的旋转运动转换为所述摆杆(18)的摆动运动，当所述驱动力输入部(4～7)旋转1圈时，所述摆杆(18)进行1次往复的摆动运动；以及

单向旋转阻止机构(17)，其在所述摆杆(18)欲向一侧摆动时将所述摆杆(18)固定于所述输出轴(3)，在所述摆杆(18)欲向另一侧摆动时使所述摆杆(18)相对于所述输出轴(3)空转，该无级变速器(1)的特征在于，

所述曲柄连杆机构(20)具有：偏心量调节机构(8～14)，其使所述驱动力输入部(4～7)的旋转中心(P3)相对于所述输入轴(2)的旋转中心(P1)偏心；以及连杆(15)，其连结所述驱动力输入部(4～7)与所述摆杆(18)，

所述驱动力输入部(4～7)具有：凸轮部(5)，其相对于所述输入轴(2)的旋转中心(P1)偏心地一体旋转；偏心部件(6)，其以能够旋转的方式支撑于所述凸轮部(5)；以及小齿轮轴(7)，其能够相对于所述输入轴(2)进行相对旋转，使得通过所述偏心量调节机构(8～14)能够调节偏心量(R1)，

所述小齿轮轴(7)经由小齿轮轴承(7b)以能够旋转的方式支撑于所述输入轴(2)，

所述偏心部件(6)具有收纳孔(6a)，该收纳孔(6a)以能够使支撑所述小齿轮轴(7)的所述凸轮部(5)旋转的方式收纳该凸轮部(5)，在所述收纳孔(6a)中形成有与所述小齿轮轴(7)的外齿(7a)啮合的内齿(6b)，

所述凸轮部(5)以夹着所述小齿轮轴(7)的外齿(7a)的方式在轴向上相邻配置，

在所述凸轮部(5)的对接面(5a)上形成有凹部(51)和以扩大所述凹部(51)的容积的方式受到切除的减薄部(52)，所述凹部(51)形成用于***述小齿轮轴(7)的外齿(7a)的空间，在该减薄部(52)上形成有连通路(50)，该连通路(50)具有形成于该减薄部(52)的靠该外齿(7a)侧的内壁(52a)上的第1开口部(50a)和形成于该减薄部(52)的靠该外齿(7a)的相反侧的外壁(52b)上的第2开口部(50b)。

2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于，

所述第1开口部(50a)设置于所述内壁(52a)上离所述输入轴(2)的旋转中心(O)最远的位置(rmax)。

3.根据权利要求1或2所述的无级变速器，其特征在于，

所述内壁(52a)形成为其与所述输入轴(2)的旋转中心(O)之间的距离(r)向所述第1开口部(50a)逐渐增加。

4.根据权利要求1或2所述的无级变速器，其特征在于，

在所述小齿轮轴(7)的内部形成有沿着其中心轴线延伸的中空的第1油路(61)，

以从所述第1油路(61)沿径向贯通所述小齿轮轴(7)且与所述小齿轮轴承(7b)连通的方式形成有第2油路(62)，

从所述第2油路(62)到达所述减薄部(52)的润滑油被供给至所述第1开口部(50a)。

5.根据权利要求3所述的无级变速器，其特征在于，

在所述小齿轮轴(7)的内部形成有沿着其中心轴线延伸的中空的第1油路(61)，

以从所述第1油路(61)沿径向贯通所述小齿轮轴(7)且与所述小齿轮轴承(7b)连通的方式形成有第2油路(62)，

从所述第2油路(62)到达所述减薄部(52)的润滑油被供给至所述第1开口部(50a)。