CN105317958A - 无级变速机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无级变速机构,能够减小偏心盘的外径,从而能使整个机构小型化。其具备:多个偏心盘,它们分别形成有与输入中心轴线平行地延伸的贯通孔;第1曲轴部件,其具有以旋转自如的方式贯通贯通孔且彼此连结的多个第1曲轴销、和在偏离其中心轴线相等距离的位置具有中心轴线的多个第1曲轴轴颈;和第2曲轴部件,其具有以旋转自如的方式贯通贯通孔且彼此连结的多个第2曲轴销、和在偏离其中心轴线相等距离的位置具有中心轴线的多个第2曲轴轴颈,贯通孔包括供第1曲轴销贯穿***的第1贯通孔和供第2曲轴销贯穿***的第2贯通孔,第1贯通孔和第2贯通孔的内周面的一部分区域连通,连通的区域至少设于第1贯通孔与第2贯通孔最接近的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种曲轴式无级变速机构。
背景技术
例如,日本特许第5142234号公报记载了这样的曲轴式无级变速机构:利用偏心盘和一对曲轴部件将与发动机连接的输入轴的旋转动力转换为连结部件的往复运动,并利用摆动的单向离合器将连结部件的往复运动转换为输出轴的旋转运动。
发明内容
发明所要解决的课题
上述日本特许第5142234号公报所记载的曲轴式无级变速机构将发动机产生的旋转动力从输入轴传递至曲轴部件,曲轴部件相对于输入轴的旋转中心偏心旋转,由此使连结部件往复动作,并经由单向离合器将连结部件的摆动机械能传递至输出轴。
如图12A-12B所示,曲轴部件中,相同相位的一对曲轴销106c~106h、107c~107h以旋转自如的方式分别贯穿***到形成于偏心盘104的2个贯通孔104a、104b中。此处,2个贯通孔104a、104b接近的部位的壁厚D'不需要强度、刚性,因此理论上或功能上能够以无限接近于0的状态薄壁化。但是,实际上,如果壁厚D'过薄,则因制造时、运输时或动力传递时的不确定的状况(振动等),可能产生裂缝,或者碎片造成污染而使其它部位产生不良情况。因此,必须使一对曲轴销在一定程度上分离,从而确保2个贯通孔104a、104b的接近部位的壁厚D',或者必须确保一个贯通孔104a与偏心盘104的外缘部之间的壁厚D",结果偏心盘104的外径增大。
本发明是鉴于以上课题完成的,其目的在于实现一种无级变速机构,该无级变速机构使偏心盘的贯通孔连通,使一对曲轴销以接近的方式配置,由此能够减小偏心盘的外径,从而能使整个机构小型化。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题而达到目的,本发明的第1方式是一种无级变速机构BD,该无级变速机构BD将由动力源ENG1、ENG2产生的旋转动力变速并输出,所述无级变速机构BD具备:输入轴151,其通过接受所述旋转动力而绕输入中心轴线O1旋转;多个偏心盘104,它们在所述输入中心轴线O1的周围沿周向等间隔地设置,在各自的中心分别具有能够变更相对于所述输入中心轴线O1的偏心量r的各第1支点O3,一边保持所述偏心量r,一边绕所述输入中心轴线O1与所述输入轴151一同旋转,并且,分别形成有与所述输入中心轴线O1平行地延伸的贯通孔104a、104b;第1曲轴部件106,其具有多个第1曲轴销106c~106h和多个第1曲轴轴颈106p~106r,所述多个第1曲轴销106c~106h以旋转自如的方式贯通在所述多个偏心盘104上形成的所述贯通孔104a、104b,并且彼此连结,所述多个第1曲轴轴颈106p~106r在从各所述第1曲轴销106c~106h的中心轴线106k偏离相等距离的位置具有中心轴线106b;第2曲轴部件107,其具有多个第2曲轴销107c~107h和多个第2曲轴轴颈107p~107r,所述多个第2曲轴销107c~107h以旋转自如的方式贯通在所述多个偏心盘104上形成的所述贯通孔104a、104b,并且彼此连结,所述多个第2曲轴轴颈107p~107r在从各所述第2曲轴销107c~107h的中心轴线107k偏离相等距离的位置具有中心轴线107b;单向离合器OWC,其具有绕着远离所述输入中心轴线O1的输出中心轴线O2旋转的输出部件121、通过从外部接受旋转方向的动力而绕着所述输出中心轴线O2摆动的输入部件122、以及使这些输入部件122和输出部件121彼此成为锁定状态或非锁定状态的接合部件123,当所述输入部件122的正向的转速超过所述输出部件121的正向的转速时,所述单向离合器OWC将输入至所述输入部件122的旋转动力传递至所述输出部件121,由此将所述输入部件122的摆动运动转换为所述输出部件121的旋转运动;多个连结部件130,它们各自的一端131以所述第1支点O3为中心旋转自如地连结于各所述偏心盘104的外周,另一端132转动自如地连结于在所述单向离合器OWC的输入部件122上的远离所述输出中心轴线O2的位置设置的第2支点O4,由此,将从所述输入轴151向所述偏心盘104施加的旋转运动作为所述单向离合器OWC的输入部件122的摆动运动传递至所述输入部件122;以及变速比可变机构5、180a、180b、180,其具备致动器180,该致动器180分别使所述第1曲轴销106c~106h与所述第2曲轴销107c~107h以所述第1曲轴轴颈106p~106r和所述第2曲轴轴颈107p~107r为中心同步旋转,调节所述第1支点O3相对于所述输入中心轴线O1的偏心量r,由此变更从所述偏心盘104向所述单向离合器OWC的输入部件122传递的摆动运动的摆动角度,所述变速比可变机构5、180a、180b、180利用该致动器180变更输入至所述输入轴151的旋转动力经由所述偏心盘104和所述连结部件130作为旋转动力被传递至所述单向离合器OWC的输出部件121时的变速比i,并且通过使所述偏心量r能够被设定为零,而将变速比i设定为无穷大,其中,所述贯通孔104a、104b包括供所述第1曲轴销106c~106h贯穿***的第1贯通孔104a和供所述第2曲轴销107c~107h贯穿***的第2贯通孔104b,所述第1贯通孔104a和所述第2贯通孔104b的内周面的一部分区域D连通,所述连通的区域D至少设于所述第1贯通孔104a和所述第2贯通孔104b最接近的位置。
另外,本发明的第2方式是,在上述第1方式中,所述连通的区域D设在与如下位置d3不同的区域,该位置d3是通过所述第1曲轴销106c~106h和所述第2曲轴销107c~107h分别以所述第1曲轴轴颈106p~106r和所述第2曲轴轴颈107p~107r为中心旋转,而从该第1曲轴销106c~106h和第2曲轴销107c~107h向所述偏心盘104最大限度地施加载荷的位置。
发明的效果
根据本发明,能够实现一种无级变速机构,该无级变速机构使偏心盘的贯通孔连通,并使一对曲轴销以接近的方式配置,由此能够减小偏心盘的外径,从而能使整个机构小型化。
详细地说,根据本发明的第1方式,不会产生由接近部位的裂缝导致的污染,并且能够缩小偏心盘的外径。
此外,根据本发明的第2方式,通过使与曲轴销滑动的面积为最小限度,能够减小曲轴销相对于贯通孔旋转的变速时的摩擦力,能够高精度地维持比率保持性。
根据本发明的一个实施例的描述,本发明其它的特征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,这样的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机动车用驱动***的图。
图2是表示本实施方式的曲轴式无级变速机构的剖视图。
图3是表示本实施方式的曲轴式无级变速机构的侧视图。
图4A-4B是表示本实施方式的曲轴式无级变速机构的偏心盘的侧视图。
图5是表示各偏心盘与各曲轴销的位置关系的图。
图6A-6F是偏心盘的动作说明图。
图7A-7E是说明本实施方式的曲轴式无级变速机构的变速原理的图。
图8是说明本实施方式的曲轴式无级变速机构的变速原理的图。
图9A-9C是说明本实施方式的曲轴式无级变速机构的变速原理的图。
图10A-10B是表示本实施方式的曲轴式无级变速机构的偏心盘的结构的外观图。图11A-11D是说明本实施方式的曲轴式无级变速机构的偏心盘的结构的图。
图12A-12B是说明以往的曲轴式无级变速机构的偏心盘的结构的图。
标号说明
1:机动车用驱动***;
104:偏心盘;
104a:第1贯通孔;
104b:第2贯通孔;
106:第1曲轴部件;
106b:第1曲轴轴颈的中心轴线;
106c~106h:第1曲轴销;
106k:第1曲轴销的中心轴线;
107:第2曲轴部件;
107b:第2曲轴轴颈的中心轴线;
107c~107h:第2曲轴销;
107k:第2曲轴销的中心轴线;
130:连结部件;
151:输入轴;
BD:无级变速机构;
ENG1:第1发动机;
ENG1:第2发动机;
OWC、OWC1、OWC2:单向离合器。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
<***结构>
首先,参照图1,对应用本实施方式的曲轴式无级变速机构的机动车用驱动***进行说明。
如图1所示,机动车用驱动***1具备:作为动力源的第1、第2发动机ENG1、ENG2,它们各自独立地产生旋转动力;第1、第2变速器TM1、TM2,它们分别设在第1、第2发动机ENG1、ENG2的动力传递方向的下游侧;差速机构10,其连结于各变速器TM1、TM2的输出部;主电动发电机MG1,其与该差速机构10连接;副电动发电机MG2,其与第1发动机ENG1的输出轴S1连接;电池8,其与主和/或副的电动发电机MG1、MG2之间能够进行电力的交换;以及ECU(控制器)5,其通过控制各种要素而对车辆的起步、行驶模式等进行控制。
第1、第2变速器TM1、TM2的输出部具备第1、第2单向离合器OWC1、OWC2。第1、第2单向离合器OWC1、OWC2夹着差速机构10配置在车宽方向的右侧和左侧,第1、第2单向离合器OWC1、OWC2的各离合器内部件121能够分别借助其它的第1、第2离合器机构CL1、CL2与差速机构10的差速器壳11连结。
第1、第2离合器机构CL1、CL2是为了控制第1、第2单向离合器OWC1、OWC2的各离合器内部件121与差速机构10之间的动力的传递/切断而设置的,接合(ON)时变为能够传递的状态,断开(OFF)时变为传递被切断的状态。
传递至第1、第2单向离合器OWC1、OWC2的各离合器内部件121的旋转动力经由差速机构10和左右的半轴13L、13R被传递至左右的驱动车轮2。在差速机构10的差速器壳11上安装有未图示的差速器小齿轮或侧齿轮,左右的半轴13L、13R与左右的侧齿轮连结,从而左右的半轴13L、13R差动旋转。
第1发动机ENG1为排气量小的发动机,第2发动机ENG2为排气量比第1发动机ENG1大的发动机。例如,第1发动机ENG1的排气量为500cc,第2发动机ENG2的排气量为1000cc,总排气量为1500cc。
使安装于主电动发电机MG1的输出轴上的驱动齿轮15和设在差速器壳11上的从动齿轮12啮合,由此将主电动发电机MG1和差速器壳11连接成能够传递动力。
例如,当主电动发电机MG1作为电动机发挥功能时,驱动力从主电动发电机MG1传递至差速器壳11。另外,当主电动发电机MG1作为发电机发挥功能时,动力从差速器壳11输入至主电动发电机MG1,差速器壳11的旋转机械能被转换为电能。同时,从主电动发电机MG1对差速器壳11作用有再生制动力。
另外,副电动发电机MG2与第1发动机ENG1的输出轴S1直接连结,在与该输出轴S1之间进行动力的相互传递。在这种情况下,当副电动发电机MG2作为电动机发挥功能时,驱动力也从副电动发电机MG2传递至第1发动机ENG1的输出轴S1。另外,当副电动发电机MG2作为发电机发挥功能时,动力从第1发动机ENG1的输出轴S1传递至副电动发电机MG2。
在具备以上结构的机动车用驱动***1中,第1发动机ENG1和第2发动机ENG2产生的旋转动力被输入至第1变速器TM1和第2变速器TM2所具备的第1单向离合器OWC1和第2单向离合器OWC2,并且旋转动力经由第1单向离合器OWC1和第2单向离合器OWC2被输入至差速器壳11。
另外,在本实施方式的机动车用驱动***1中,在第2发动机ENG2的输出轴S2与差速器壳11之间设有同步机构(也被称作起动机离合器的离合器单元)20,其能够切断或连接该输出轴S2与差速器壳11之间的、与经由第2变速器TM2进行的动力传递不同的动力传递。该同步机构20具备:第1齿轮21,其总是与设在差速器壳11上的从动齿轮12啮合,并且被设置成绕第2发动机ENG2的输出轴S2旋转自如;第2齿轮22,其被设置成绕第2发动机ENG2的输出轴S2与该输出轴S2一体旋转;以及套筒24,通过使其沿轴向滑动,来使第1齿轮21与第2齿轮22结合或解除。即,同步机构20构成为能够切断或连接与经由第2变速器TM2、离合器机构CL2的动力传递路径不同的动力传递路径。
<变速器的结构>
接下来,参照图2~图6A-6F,对装配于本实施方式的机动车用驱动***1上的第1、第2变速器TM1、TM2进行说明。
第1、第2变速器TM1、TM2由大致相同结构的曲轴式无级变速机构BD构成。该曲轴式无级变速机构BD是被称作IVT(InfinityVariableTransmission=能够不使用离合器而使得变速比为无穷大从而使输出旋转为零的方式的变速机构)的变速机构中的一种,能够无级地变更变速比(比率=i),并且能够将变速比的最大值设定为无穷大(∞)。
曲轴式无级变速机构BD具备:作为输入轴的轴颈支承部件151,其与第1、第2发动机ENG1、ENG2(参照图1)的输出轴S1、S2连结,通过接受各发动机ENG1、ENG2的旋转动力来以输入中心轴线O1为中心旋转;多个(本实施方式中为6个)偏心盘104A~104F(以下总称6个偏心盘时,也称为偏心盘104),它们借助第1和第2曲轴部件106、107与轴颈支承部件151一体旋转;连结部件130,其用于连结输入侧和输出侧,并与偏心盘104的数量相同;以及单向离合器120,其设于输出侧。
多个偏心盘104形成为分别以第1支点O3为中心的圆形,并配置成各第1支点O3沿周向等间隔地位于输入中心轴线O1的周围。并且,多个偏心盘104以分别保持偏心量r的状态随着轴颈支承部件151的旋转而绕输入中心轴线O1偏心旋转。另外,多个偏心盘104构成为能够变更各第1支点O3相对于输入中心轴线O1的偏心量r。并且,在多个偏心盘104上分别形成有与输入中心轴线O1平行地延伸的第1和第2贯通孔104a、104b这两个孔。
第1曲轴部件106具有:多个第1曲轴销106c~106h,它们借助滑动轴承155以旋转自如的方式分别贯通在形成于多个偏心盘104上的第1贯通孔104a内,并且彼此连结;和多个第1曲轴轴颈106p、106q、106r,它们在从各第1曲轴销106c~106h的中心轴线106k偏离相等距离的位置具有中心轴线106b。
第2曲轴部件107也同样地具有:多个第2曲轴销107c~107h,它们借助滑动轴承155以旋转自如的方式分别贯通在形成于多个偏心盘104上的第2贯通孔104b内,并且彼此连结;和多个第2曲轴轴颈107p、107q、107r,它们在从各第2曲轴销107c~107h的中心轴线107b偏离相等距离的位置具有中心轴线107k。
这些曲轴部件106、107的各曲轴销106c~106h、107c~107h的各中心轴线106k、107k以及各曲轴轴颈106p、106q、106r、107p、107q、107r的中心轴线106b、107b在安装于曲轴式无级变速机构BD的状态下,相对于输入中心轴线O1平行地配置。
此外,各曲轴部件106、107的各曲轴销106c~106h、107c~107h分别结合成,它们的各中心轴线106k、107k以曲轴轴颈106p、106q、106r、107p、107q、107r的中心轴线106b、107b为中心在圆周方向上间隔规定角度(本实施方式中为60°)。
另外,如图4A-4B所示,各曲轴销106c~106h、107c~107h所贯通的各偏心盘104的第1和第2贯通孔104a、104b形成为彼此相邻地排列,并且两个贯通孔104a、104b的中间点M偏离第1支点O3。另外,各偏心盘104的第1和第2贯通孔104a、104b分别形成为中间点M以第1支点O3为中心在圆周方向上间隔规定角度(本实施方式中为60°)。具体而言,本实施方式的6个偏心盘104中,曲轴销106c、107c所贯通的偏心盘104A和曲轴销106f、107f所贯通的偏心盘104D是由连接贯通孔104a、104b的中心104e、104f的线位于通过第1支点O3的线上的偏心盘构成的。此外,曲轴销106d、107d所贯通的偏心盘104B、曲轴销106e、107e所贯通的偏心盘104C、曲轴销106g、107g所贯通的偏心盘104E以及曲轴销106h、107h所贯通的偏心盘104F是由连接中间点M和第1支点O3的线与连接2个贯通孔104a、104b的中心104e、104f的线以60°交叉的偏心盘构成的。
因此,如果以输入中心轴线O1为中心分别表示偏心量为r的各偏心盘104A~104E,则各偏心盘104A~104F具有如图5所示的位置关系。即,在使作为各偏心盘104A~104E的中心的第1支点O3相对于输入中心轴线O1的偏心量r相同的状态下,各曲轴销106c~106h、107c~107h的位置是以中心轴线106b、107b为中心绕顺时针依次旋转了60°的位置,各偏心盘104A~104F的位置关系也是以输入中心轴线O1为中心绕顺时针依次旋转了60°的位置关系。
轴颈支承部件151是由圆筒部151d和轴颈支承部151h构成的一体成型品,所述圆筒部151d与第1、第2发动机ENG1、ENG2的输出轴S1、S2的前端花键结合,所述轴颈支承部151h具有2个贯通孔151a、151b,这两个贯通孔151a、151b借助滑动轴承157以旋转自如的方式支承曲轴部件106、107的曲轴轴颈106p、107p。
此外,位于2个偏心盘104C、104D之间的曲轴部件106、107的曲轴轴颈106q、107q利用形成在轴颈支承部件152上的2个贯通孔152a、152b,借助滑动轴承157以旋转自如的方式被支承。
并且,曲轴部件106、107的曲轴轴颈106r、107r构成变速齿轮106a、107a,这些变速齿轮106a、107a在致动器180中与旋转轴180a的小齿轮180b啮合,并且也与设置在它们周围的齿圈115啮合,所述旋转轴180a与输入中心轴线O1同轴设置。
并且,以旋转自如的方式支承2个曲轴部件106、107的轴颈支承部件151、152和齿圈115分别借助轴承102、105、103支承于第1、第2变速器TM1、TM2(参照图1)的变速箱160上。
小齿轮180b在致动器180作用下旋转,由此2个变速齿轮106a、107a以相同转速旋转。致动器180由直流电动机和减速机构等构成,正常时,使小齿轮180b与轴颈支承部件151的旋转同步地旋转。如图6A~6F所示,曲轴部件106、107和偏心盘104以输入中心轴线O1为中心一体地旋转,如图6D所示,在将偏心盘104的直径设为D时,偏心盘104的最大振幅W则为W=D+2·r。另外,图6A~图6F表示将曲轴部件106、107和偏心盘104的旋转角度分别设为α=0°、60°、120°、180°、240°、300°的状态。
此外,以轴颈支承部件151与小齿轮180b同步的转速为基准,向小齿轮180b赋予高于或低于轴颈支承部件151的转速的转速,由此,使小齿轮180b相对于轴颈支承部件151相对旋转。这样一来,具有变速齿轮106a、107a的曲轴轴颈106r、107r自转,由此,第1曲轴销106c~106h和第2曲轴销107c~107h分别以第1和第2曲轴轴颈106、107为中心同步旋转,并调节第1支点O3相对于输入中心轴线O1的偏心量r。
单向离合器OWC具有:作为输出部件的离合器内部件121,其绕远离输入中心轴线O1的输出中心轴线O2旋转;作为输入部件的环状的离合器外部件122,其通过从外部接受旋转方向的动力而绕输出中心轴线O2摆动;作为接合部件的多个辊123,它们***于离合器外部件122和离合器内部件121之间,用于使这些离合器外部件122和离合器内部件121彼此成为锁定状态或非锁定状态;以及施力部件126,其对辊123向施加锁定状态的方向施力,当离合器外部件122的正向(图3中的由箭头RD1表示的方向)的转速超过离合器内部件121的正向的转速时,将输入至离合器外部件122的旋转动力传递至离合器内部件121,由此,能够将离合器外部件122的摆动运动转换为输出部件121的旋转运动。
如图2所示,单向离合器OWC的离合器内部件121作为沿轴向连续成一体的部件而构成,但离合器外部件122沿轴向被分割成多个,与偏心盘104和连结部件130的数量相应地沿轴向排列成能够分别独立地摆动。并且,辊123对应于每个离合器外部件122地***于离合器外部件122与输出部件121之间。
在环状的各离合器外部件122上的周向的一处位置设有突出部124,在该突出部124设有远离输出中心轴线O2的第2支点O4。并且,在各离合器外部件122的第2支点O4上配置有销125,利用该销125将连结部件130的前端(另一端部)132以旋转自如的方式连结至离合器外部件122。
在连结部件130的一端侧具有环部131,该环部131的圆形开口133的内周借助轴承140以旋转自如的方式嵌合在偏心盘104的外周。因而,通过像这样将连结部件130的一端以旋转自如的方式连结于偏心盘104的外周,并且,将连结部件130的另一端以转动自如的方式连结于在单向离合器OWC的离合器外部件122上设置的第2支点O4,由此构成了以输入中心轴线O1、第1支点O3、输出中心轴线O2以及第2支点O4这四个节点为转动点的四节连杆机构,从作为输入轴的轴颈支承部件151经由第1和第2曲轴部件106、107施加给偏心盘104的旋转运动作为单向离合器120的离合器外部件122的摆动运动被传递至该离合器外部件122,该离合器外部件122的摆动运动被转换成离合器内部件121的旋转运动。
在上述结构中,通过利用致动器180使小齿轮180b运动,能够使偏心盘104的偏心量r变化,通过变更偏心量r,能够变更单向离合器120的离合器外部件122的摆动角度θ2。这样一来,能够改变离合器内部件121的转速相对于作为输入轴的轴颈支承部件151的转速的比(变速比:比率i),可以将偏心量r设定为零,从而能够将变速比设定为无穷大。
<变速原理>
接下来,参照图7A~图9A-9C,对本实施方式的曲轴式无级变速机构BD的变速原理进行说明。
在图7A~7E中,左侧的图是表示偏心盘104A中使小齿轮180b相对旋转时的曲轴部件106、107的各转动角度θc下的偏心量的变化的图,右侧的图是从左侧的图中抽出曲轴轴颈106r、107r的中心轴线106b、107b(黑圈)与曲轴销106c、107c的中心轴线106k、107k(白圈)的位置关系的图。另外,为了便于理解形状,在曲轴销106c、107c上施加了阴影线,此外,在图7B~7E中,省略了图7A所表示的小齿轮180b,使用实线的圆表示变速齿轮106a、107a。
如图7A所示,在偏心盘104A中,在曲轴部件106、107的转动角度θc=0°的情况下,曲轴轴颈106r、107r的中心轴线106b、107b分别位于相对于曲轴销106c、107c的中心轴线106k、107k向上方偏移的位置,与小齿轮180b同轴的输入中心轴线O1和偏心盘104A的中心即第1支点O3重合。因此,偏心盘104的中心(第1支点O3)相对于输入中心轴线O1的偏心量r变为零,能够使得变速比i为“无穷大(∞)”。
接着,如图7B~图7D所示,在曲轴部件106、107的转动角度θc=45°、90°、135°的情况下,曲轴销106c、107c的中心轴线106k、107k相对于曲轴轴颈106r、107r的中心轴线106b、107b沿相同方向转动,偏心盘104的中心(第1支点O3)从输入中心轴线O1逐渐离开,偏心量r逐渐增大。
并且,如图7E所示,在曲轴部件106、107的转动角度θc=180°的情况下,曲轴轴颈106r、107r的中心轴线106b、107b分别位于相对于曲轴销106c、107c的中心轴线106k、107k向下方偏移的位置,偏心盘104的中心(第1支点O3)最远离输入中心轴线O1,偏心量r变为最大,从而能够实现小的变速比。
这样的基于曲轴部件106、107的转动角度θc进行的偏心量r的调整是通过利用ECU5(参照图1)控制图2所示的致动器180的旋转轴180a的转速来进行的。
如图8所示,在曲轴式无级变速机构BD中,构成了以输入中心轴线O1、第1支点O3、输出中心轴线O2以及第2支点O4这四个节点为转动点的四节连杆机构,由轴颈支承部件151施加给偏心盘104的旋转运动作为摆动运动传递至单向离合器OWC的离合器外部件122,该离合器外部件122的摆动运动被转换成离合器内部件121的旋转运动。
如图9A所示,在使偏心盘104的偏心量r为“大”、且以输入中心轴线O1为中心使第1支点O3沿箭头方向旋转的情况下,能够使单向离合器OWC的离合器外部件122的摆动角度θ2增大,因此能够实现小的变速比i。
如图9B所示,在使偏心盘104的偏心量r为“中等”的情况下,能够使单向离合器OWC的离合器外部件122的摆动角度θ2小于图9A的情况下的摆动角度θ2,因此能够实现比图9A的情况大的变速比i。
如图9C所示,在使偏心盘104的偏心量r为“小”的情况下,能够使单向离合器OWC的离合器外部件122的摆动角度θ2小于图9B的情况下的摆动角度θ2,因此能够实现比图9B的情况大的变速比i。
因此,偏心盘104的偏心量r越小,离合器外部件122的摆动角度θ2变得越小,而在变速比i变大、且使偏心盘104的偏心量r为“零”的情况下,能够使单向离合器OWC的离合器外部件122的摆动角度θ2为“零”,因此能够使变速比i为“无穷大(∞)”。
如图8所示,单向离合器OWC的离合器外部件122接受经由连结部件130从偏心盘104施加的动力而进行摆动运动。当使偏心盘104旋转的轴颈支承部件151旋转一周时,单向离合器OWC的离合器外部件122往复摆动一次。
如以上说明的那样,根据本实施方式的无级变速机构BD,不必在偏心盘104上设置以往那样的与齿轮啮合的内齿或滑动面,能够简化部件的加工,能够提高偏心盘104的生产率进而提高无级变速机构BD的生产率,同时能够降低成本。
此外,本实施方式的曲轴式无级变速机构BD仅通过控制致动器180的转速就能够调节第1支点O3相对于输入中心轴线O1的偏心量r,从而能够容易地变更变速比。另外,在设于致动器180的输入中心轴线O1上旋转的小齿轮180b与2个曲轴部件106、107的曲轴轴颈106r、107r的变速齿轮106a、107a啮合,因此能够容易地进行调心。
此外,本实施方式的机动车用驱动***通过装配曲轴式无级变速机构BD,能够不变更第1、第2发动机ENG1、ENG2的转速而无级地调节变速比,从而使输出转速平稳地变化,因此,能够使第1、第2发动机ENG1、ENG2以效率良好的转速运转。因此,能够降低第1、第2发动机ENG1、ENG2的燃耗。此外,通过使变速比为无穷大,能够切断从轴颈支承部件151向变速器输出轴127的动力传递,从而能够发挥离合器的功能,因此能够省略离合器,削减成本。
<偏心盘的结构>
接下来,参照图10A-10B~图12A-12B对本实施方式的偏心盘的结构进行说明。
如图10A-10B以及图11A-11D所示,本实施方式的偏心盘104构成为使第1贯通孔104a和第2贯通孔104b在其内周面的一部分区域D连通,所述第1贯通孔104a供第1曲轴部件106的第1曲轴销106c~106h贯穿***,所述第2贯通孔104b供第2曲轴部件107的第2曲轴销107c~107h贯穿***。并且,该第1和第2贯通孔104a、104b连通的区域(以下为连通区域)D至少设于第1贯通孔104a和第2贯通孔104b最接近的位置。
另外,如图11B-11C所示,确保第1曲轴销106c~106h与第1贯通孔104a的内周面接触的范围d1、和第2曲轴销107c~107h与第2贯通孔104b的内周面接触的范围d2分别为180°以上。即,如图11B那样,第1贯通孔104a和第2贯通孔104b以至少形成长圆的方式构成。此处,使第1和第2贯通孔104a、104b至少为长圆是因为:当将接触范围d1、d2减小至不足180°时,如图11D所示,可能曲轴销彼此接触,并且,在2个曲轴部件106、107变速时的自转动作或偏心旋转时的公转动作中,没有支承曲轴销的部件,因此,曲轴销在贯通孔内沿与轴向正交的方向移位,曲轴销的支承变得不稳定。这种曲轴销的移位成为偏心量r的保持精度变差的原因。
此外,上述连通区域D设在与区域d3(参照图11C)不同的区域,该区域d3是通过第1曲轴销106c~106h和第2曲轴销107c~107h以图2所示的第1和第2曲轴轴颈106p、106q、106r、107p、107q、107r的中心轴线106b、107b为中心旋转,而从该第1曲轴销106c~106h和第2曲轴销107c~107h向偏心盘104最大限度地施加载荷的区域。即,以避开区域d3的方式形成了上述连通区域D,该区域d3是偏心旋转的各曲轴销的外周面与各贯通孔的内周面接触的区域。由此,能够在各贯通孔的内周面的从曲轴销接受载荷的一侧(曲轴销的公转方向前方)确保受压部位,因此,能够稳定地从曲轴销接受输入,同时减小变速时的摩擦力。
如上所述,根据本实施方式的偏心盘104的贯通孔104a、104b的结构,能够除去在图12A-12B所示的以往的贯通孔之间确保的壁厚部分D',因此能够排除产生裂缝、或者其碎片造成污染等弊端,同时能使曲轴彼此接近地配置,因而实现了能够减小偏心盘104的外径、使整个机构小型化的无级变速机构。此外,通过尽量减小曲轴销与贯通孔的滑动面,能够减小变速时的摩擦力,能够高精度地维持比率保持性。
另外,上述的实施方式是作为本发明的实现手段的一个例子,本发明在不脱离其宗旨的范围内,可以适当变形、改进等。
本实施方式的曲轴式无级变速机构BD是由6组四节连杆机构构成的,但不限于此,也可以由不足6组或超过6组的数目构成。
此外,在第1曲轴部件106和第2曲轴部件107中,使曲轴销的直径彼此相等,并且,使曲轴销的中心轴线与曲轴轴颈的中心轴线的距离为彼此相等的距离,但也可以使其未必都相等。
此外,在上述实施方式中,对具有2个发动机ENG1、ENG2、2个变速器TM1、TM2、2个单向离合器OWC1、OWC2、2个电动发电机MG1、MG2以及2个离合器机构CL1、CL2的情况进行了说明,但也可以应用于各具备1个发动机、变速器、单向离合器、离合器机构的结构或者具备3个以上的结构。此外,发动机可以主要使用汽油发动机或柴油发动机,但除此之外,也可以使用氢气发动机等,还可以将种类不同的发动机组合使用。
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 (2)
1.一种无级变速机构(BD),其将由动力源(ENG1、ENG2)产生的旋转动力变速并输出,
所述无级变速机构(BD)的特征在于,其具备:
输入轴(151),其通过接受所述旋转动力而绕输入中心轴线(O1)旋转;
多个偏心盘(104),它们在所述输入中心轴线(O1)的周围沿周向等间隔地设置,并且在各自的中心分别具有能够变更相对于所述输入中心轴线(O1)的偏心量(r)的各第1支点(O3),所述偏心盘(104)一边保持所述偏心量(r),一边绕所述输入中心轴线(O1)与所述输入轴(151)一同旋转,并且,分别形成有与所述输入中心轴线(O1)平行地延伸的贯通孔(104a、104b);
第1曲轴部件(106),其具有多个第1曲轴销(106c~106h)和多个第1曲轴轴颈(106p~106r),所述多个第1曲轴销(106c~106h)以旋转自如的方式贯通在所述多个偏心盘(104)上形成的所述贯通孔(104a、104b),并且彼此连结,所述多个第1曲轴轴颈(106p~106r)在从各所述第1曲轴销(106c~106h)的中心轴线(106k)偏离相等距离的位置具有中心轴线(106b);
第2曲轴部件(107),其具有多个第2曲轴销(107c~107h)和多个第2曲轴轴颈(107p~107r),所述多个第2曲轴销(107c~107h)以旋转自如的方式贯通在所述多个偏心盘(104)上形成的所述贯通孔(104a、104b),并且彼此连结,所述多个第2曲轴轴颈(107p~107r)在从各所述第2曲轴销(107c~107h)的中心轴线(107k)偏离相等距离的位置具有中心轴线(107b);
单向离合器(OWC),其具有绕着远离所述输入中心轴线(O1)的输出中心轴线(O2)旋转的输出部件(121)、通过从外部接受旋转方向的动力而绕着所述输出中心轴线(O2)摆动的输入部件(122)、以及使这些输入部件(122)和输出部件(121)彼此成为锁定状态或非锁定状态的接合部件(123),当所述输入部件(122)的正向的转速超过所述输出部件(121)的正向的转速时,所述单向离合器(OWC)将输入至所述输入部件(122)的旋转动力传递至所述输出部件(121),由此将所述输入部件(122)的摆动运动转换为所述输出部件(121)的旋转运动;
多个连结部件(130),它们各自的一端(131)以所述第1支点(O3)为中心旋转自如地连结于各所述偏心盘(104)的外周,另一端(132)转动自如地连结于在所述单向离合器(OWC)的输入部件(122)上的远离所述输出中心轴线(O2)的位置设置的第2支点(O4),由此,将从所述输入轴(151)向所述偏心盘(104)施加的旋转运动作为所述单向离合器(OWC)的输入部件(122)的摆动运动传递至所述输入部件(122);以及
变速比可变机构(5、180a、180b、180),其具备致动器(180),该致动器(180)使所述第1曲轴销(106c~106h)与所述第2曲轴销(107c~107h)分别以所述第1曲轴轴颈(106p~106r)和所述第2曲轴轴颈(107p~107r)为中心同步旋转,调节所述第1支点(O3)相对于所述输入中心轴线(O1)的偏心量(r),由此变更从所述偏心盘(104)向所述单向离合器(OWC)的输入部件(122)传递的摆动运动的摆动角度,所述变速比可变机构(5、180a、180b、180)利用该致动器(180)变更输入至所述输入轴(151)的旋转动力经由所述偏心盘(104)和所述连结部件(130)作为旋转动力被传递至所述单向离合器(OWC)的输出部件(121)时的变速比(i),并且通过使所述偏心量(r)能够被设定为零,而将变速比(i)设定为无穷大,
所述贯通孔(104a、104b)包括供所述第1曲轴销(106c~106h)贯穿***的第1贯通孔(104a)和供所述第2曲轴销(107c~107h)贯穿***的第2贯通孔(104b),
所述第1贯通孔(104a)和所述第2贯通孔(104b)的内周面的一部分区域(D)连通,
所述连通的区域(D)至少设于所述第1贯通孔(104a)和所述第2贯通孔(104b)最接近的位置。
2.根据权利要求1所述的无级变速机构,其特征在于,
所述连通的区域(D)设在与如下位置(d3)不同的区域,该位置(d3)是通过所述第1曲轴销(106c~106h)和所述第2曲轴销(107c~107h)分别以所述第1曲轴轴颈(106p~106r)和所述第2曲轴轴颈(107p~107r)为中心旋转,而从该第1曲轴销(106c~106h)和第2曲轴销(107c~107h)向所述偏心盘(104)最大限度地施加载荷的位置。
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