JP2014009724A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車等の車両の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）に好適な動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device suitable for a continuously variable transmission (CVT) of a vehicle such as an automobile.
自動車用無段変速機などの動力伝達装置として、エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、両プーリに巻き掛けられた動力伝達チェーンとを備えているものが知られている。 As a power transmission device such as a continuously variable transmission for an automobile, a primary pulley to which driving force is input from an engine, a secondary pulley that outputs driving force to a driving wheel, and a power transmission chain wound around both pulleys What you have is known.
動力伝達チェーンとしては、複数のリンクと、複数のリンクを屈曲可能に連結する複数の連結部材（第１ピンおよび第２ピン）とを有しているものが知られている（特許文献１）。 As a power transmission chain, one having a plurality of links and a plurality of connecting members (first pin and second pin) for connecting the plurality of links so as to be bent is known (Patent Document 1). .
自動車用無段変速機などの動力伝達装置において、エンジンでプーリを回転させることにより動力伝達チェーンを駆動させる方式とモータで動力伝達チェーンを駆動させる方式とが併用された方式（ハイブリッド方式）が採用される場合がある。この場合、モータの駆動力を動力伝達チェーンに伝えるために、遊星歯車又はクラッチなどが動力伝達チェーンに対して設置される必要がある。そのため、エンジンでプーリを回転させることにより動力伝達チェーンを駆動させる方式のみが採用された既存の動力伝達装置に対して、モータによる動力伝達チェーンの駆動方式を組み合わせることは手間がかかるとともに、コストがかかるという問題があった。 In power transmission devices such as continuously variable transmissions for automobiles, a system (hybrid system) that combines a system that drives a power transmission chain by rotating a pulley with an engine and a system that drives a power transmission chain with a motor is adopted. May be. In this case, in order to transmit the driving force of the motor to the power transmission chain, a planetary gear or a clutch needs to be installed on the power transmission chain. For this reason, combining the drive system of the power transmission chain by the motor with the existing power transmission apparatus that only uses the system of driving the power transmission chain by rotating the pulley with the engine is troublesome and costly. There was a problem that it took.
本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、簡易にかつ低コストでエンジン駆動とモータ駆動とが併用された動力伝達装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power transmission device in which engine driving and motor driving are used in a simple and low cost manner.
この発明による動力伝達装置は、エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、セカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられた動力伝達チェーンとを備え、前記動力伝達チェーンは、複数のリンクと、前記複数のリンクを屈曲可能に連結する複数の連結部材とを有している動力伝達装置において、前記動力伝達チェーンの隙間に嵌め入れられる歯を外周に有するスプロケットと、前記スプロケットを回転させるモータとをさらに備えており、前記エンジンによって前記プライマリプーリを回転させることで前記動力伝達チェーンを駆動させるエンジン駆動と、前記モータによって前記スプロケットを回転させることで前記動力伝達チェーンを駆動させるモータ駆動とが併用可能とされているものである。 A power transmission device according to the present invention includes a primary pulley to which a driving force is input from an engine, a secondary pulley, and a power transmission chain wound around the primary pulley and the secondary pulley. In the power transmission device having a plurality of links and a plurality of connecting members that connect the plurality of links so as to be bendable, a sprocket having teeth inserted into a gap of the power transmission chain on the outer periphery, and the sprocket And a motor for driving the power transmission chain by rotating the primary pulley by the engine, and driving the power transmission chain by rotating the sprocket by the motor. Can be used with motor drive Than is.
この発明の動力伝達装置によると、簡易にかつ低コストでエンジン駆動およびモータ駆動の併用を可能とすることができる。 According to the power transmission device of the present invention, it is possible to use both engine driving and motor driving in a simple and low cost manner.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１から図３までは、この発明による動力伝達装置の１実施形態を示している。 1 to 3 show an embodiment of a power transmission device according to the present invention.
動力伝達装置(1)は、図１に示すように、プライマリプーリ(2)と、セカンダリプーリ(3)と、両プーリ(2)(3)に巻き掛けられた動力伝達チェーン(4)と、プライマリプーリ(2)を駆動するエンジン(5)と、動力伝達チェーン(4)を駆動するモータ(8)とを備えている。 As shown in FIG. 1, the power transmission device (1) includes a primary pulley (2), a secondary pulley (3), a power transmission chain (4) wound around both pulleys (2) and (3), An engine (5) for driving the primary pulley (2) and a motor (8) for driving the power transmission chain (4) are provided.
上記動力伝達装置(1)は、エンジン(5)によって駆動される車の無段変速機として使用される。プライマリプーリ(2)にエンジン(5)から駆動力が入力され、この駆動力が動力伝達チェーン(4)およびセカンダリプーリ(3)を介して駆動輪側へ出力される。 The power transmission device (1) is used as a continuously variable transmission for a vehicle driven by an engine (5). A driving force is input from the engine (5) to the primary pulley (2), and this driving force is output to the driving wheel side via the power transmission chain (4) and the secondary pulley (3).
プライマリプーリ(2)とセカンダリプーリ(3)との間に、動力伝達チェーン(4)の弦部（プーリ(2)(3)で規制されていない部分）に噛み合わされているスプロケット(7)が配置されている。スプロケット(7)は、モータ(8)によって回転させられる。モータ(8)は、バッテリ（電源）(9)に接続されている。エンジン(5)およびモータ(8)は、それぞれ制御装置(6)(10)によって制御されている。 Between the primary pulley (2) and the secondary pulley (3), there is a sprocket (7) meshed with the string part of the power transmission chain (4) (the part not regulated by the pulley (2) (3)) Has been placed. The sprocket (7) is rotated by a motor (8). The motor (8) is connected to a battery (power source) (9). The engine (5) and the motor (8) are controlled by the control devices (6) and (10), respectively.
上記動力伝達装置(1)では、低速走行時に対応する変速比が最大のアンダードライブ（以下、「Ｕ／Ｄ」と称す。）と、高速走行時に対応する変速比が最小のオーバードライブ（以下、「Ｏ／Ｄ」と称す。）との間で変速比が変化する。図１は、Ｏ／Ｄ状態を示しており、プライマリプーリ(2)側の動力伝達チェーン(4)の巻き掛け径が最大で、セカンダリプーリ(3)側の動力伝達チェーン(4)の巻き掛け径が最小となっている。Ｕ／Ｄ状態では、プライマリプーリ(2)側の動力伝達チェーン(4)の巻き掛け径が最小で、セカンダリプーリ(3)側の動力伝達チェーン(4)の巻き掛け径が最大となる。 In the power transmission device (1), the underdrive (hereinafter referred to as “U / D”) having the maximum speed ratio corresponding to low speed traveling and the overdrive (hereinafter referred to as “U / D”) corresponding to the high speed traveling are minimum. "O / D")) and the gear ratio changes. FIG. 1 shows the O / D state, where the winding diameter of the power transmission chain (4) on the primary pulley (2) side is the maximum, and the power transmission chain (4) on the secondary pulley (3) side is wound. The diameter is the smallest. In the U / D state, the winding diameter of the power transmission chain (4) on the primary pulley (2) side is minimum, and the winding diameter of the power transmission chain (4) on the secondary pulley (3) side is maximum.
動力伝達チェーン(4)は、複数のリンク(11)と、複数の第１ピン(14)および複数の第２ピン(15)とを備えている。 The power transmission chain (4) includes a plurality of links (11), a plurality of first pins (14), and a plurality of second pins (15).
図２に示すように、リンク(11)は、チェーン進行方向前側に位置する前貫通孔(12)と、チェーン進行方向後側に位置する後貫通孔(13)とを有している。進行方向後側の一方のリンク(11)の前貫通孔(12)と進行方向前側の他方のリンク(11)の後貫通孔(13)とが対応するようにリンク(11)同士が重ねられている。各第１ピン(14)および各第２ピン(15)は、チェーン幅方向に重なり合う複数の前貫通孔(12)および後貫通孔(13)に嵌め合わされている。 As shown in FIG. 2, the link (11) has a front through hole (12) located on the front side in the chain traveling direction and a rear through hole (13) located on the rear side in the chain traveling direction. The links (11) are overlapped so that the front through-hole (12) of one link (11) on the rear side in the traveling direction and the rear through-hole (13) on the other link (11) on the front side in the traveling direction correspond to each other. ing. Each first pin (14) and each second pin (15) are fitted into a plurality of front through holes (12) and rear through holes (13) overlapping in the chain width direction.
第１ピン(14)と第２ピン(15)とが相対的に転がり接触移動することにより、リンク(11)同士の屈曲が可能とされている。第１ピン(14)および第２ピン(15)は、複数のリンク(11)同士を屈曲可能に連結する連結部材を構成している。 The first pin (14) and the second pin (15) are relatively rolled and brought into contact with each other, whereby the links (11) can be bent. The first pin (14) and the second pin (15) constitute a connecting member that connects the plurality of links (11) in a bendable manner.
図１に示すように、スプロケット(7)は、回転軸(21)と、回転軸(21)に一体に設けられた１対の円板部(22)と、各円板部(22)の周囲に配置された複数の歯(23)とからなる。スプロケット(7)は、プライマリプーリ(2)とセカンダリプーリ(3)との軸間距離のほぼ中央に位置するように配置されている。回転軸(21)は、モータ(8)と接続されており、これにより、スプロケット(7)は、バッテリ(9)を電源とするモータ(8)によって回転させられる。 As shown in FIG. 1, the sprocket (7) includes a rotating shaft (21), a pair of disk portions (22) provided integrally with the rotating shaft (21), and each disk portion (22). It consists of a plurality of teeth (23) arranged around. The sprocket (7) is disposed so as to be located at approximately the center of the distance between the axes of the primary pulley (2) and the secondary pulley (3). The rotating shaft (21) is connected to the motor (8), whereby the sprocket (7) is rotated by the motor (8) using the battery (9) as a power source.
図２に示すように、動力伝達チェーン(4)には、前貫通孔(12)に挿通された第１ピン(14)の端部と後貫通孔(13)に挿通された第２ピン(15)の端部との間に、隙間(G)が存在している。スプロケット(7)の歯(23)は、この隙間(G)に嵌まり合って第１ピン(14)と噛み合う形状とされている。スプロケット(7)の歯(23)は、図３に示すように、第１ピン(14)の両端部と噛み合うように形成されている。スプロケット(7)の軸心位置は固定されており、スプロケット(7)の歯(23)と第１ピン(14)とは常時噛み合うようになっている。 As shown in FIG. 2, the power transmission chain (4) has an end portion of the first pin (14) inserted through the front through hole (12) and a second pin (through the rear through hole (13)). A gap (G) exists between the ends of 15). The teeth (23) of the sprocket (7) are shaped to fit into the gap (G) and mesh with the first pin (14). As shown in FIG. 3, the teeth (23) of the sprocket (7) are formed so as to mesh with both end portions of the first pin (14). The axial center position of the sprocket (7) is fixed, and the teeth (23) of the sprocket (7) and the first pin (14) are always meshed with each other.
スプロケット(7)の歯(23)と第１ピン(14)とが噛み合っていることにより、スプロケット(7)を回転させると、第１ピン(14)がチェーン進行方向に移動させられ、これにより、動力伝達チェーン(4)が駆動する。 When the sprocket (7) is rotated because the teeth (23) of the sprocket (7) and the first pin (14) mesh with each other, the first pin (14) is moved in the direction of chain movement. The power transmission chain (4) is driven.
なお、エンジン(5)のエネルギー効率は、Ｏ／Ｄ状態のとき（高速走行時）に高く、Ｕ／Ｄ状態（始動時や低速走行時）のときに低くなる。 The energy efficiency of the engine (5) is high when in the O / D state (during high speed running) and is low during the U / D state (during start-up or low speed running).
上記動力伝達装置(1)における動力伝達チェーン(4)の駆動は、従来と同様に、エンジン(5)によってプライマリプーリ(2)を回転させることで行うことができる。これがエンジン駆動であり、従来は、このエンジン駆動だけで動力伝達チェーン(4)を駆動させていた。また、上記動力伝達装置(1)では、エンジン(5)によるプライマリプーリ(2)の駆動を停止し、モータ(8)によってスプロケット(7)を回転させることで、動力伝達チェーン(4)を駆動させることができる。これがモータ駆動であり、上記動力伝達装置(1)では、エンジン駆動とモータ駆動とが併用可能となっている。 The power transmission chain (4) in the power transmission device (1) can be driven by rotating the primary pulley (2) by the engine (5), as in the prior art. This is engine drive, and conventionally, the power transmission chain (4) was driven only by this engine drive. In the power transmission device (1), the drive of the primary pulley (2) by the engine (5) is stopped and the sprocket (7) is rotated by the motor (8) to drive the power transmission chain (4). Can be made. This is motor drive, and in the power transmission device (1), engine drive and motor drive can be used in combination.
モータ(8)は、バッテリ(9)からの電力供給を受けてスプロケット(7)を回転させる機能に加えて、スプロケット(7)の回転を電力に変換してバッテリ(9)に蓄えておく機能（充電機の機能）を有している。エンジン駆動時には、モータ(8)への電力供給が停止される。これにより、モータ(8)がスプロケット(7)を回転させることはできなくなる。しかし、スプロケット(7)の歯(23)と第１ピン(14)とが常時噛み合っているので、エンジン駆動によって動力伝達チェーン(4)が駆動させられると、スプロケット(7)は回転する。スプロケット(7)の回転に伴って発電が行われる。発電で得られた電力は、バッテリ(9)に蓄えられる。こうして、モータ(8)に充電機の機能が付与されている。 The motor (8) receives the power supply from the battery (9) and rotates the sprocket (7), and also converts the rotation of the sprocket (7) into electric power and stores it in the battery (9) (Charger function). When the engine is driven, power supply to the motor (8) is stopped. As a result, the motor (8) cannot rotate the sprocket (7). However, since the teeth (23) of the sprocket (7) and the first pin (14) are always meshed, the sprocket (7) rotates when the power transmission chain (4) is driven by the engine drive. Electricity is generated with the rotation of the sprocket (7). The electric power obtained by power generation is stored in the battery (9). Thus, the function of the charger is given to the motor (8).
モータ(8)の制御装置(10)は、エンジン(5)の回転数、車速等に基づいて、モータ(8)によってスプロケット(7)を駆動する状態と、モータ(8)を充電機として機能させる状態とを切り換える。また、モータ(8)の制御装置(10)は、スプロケット(7)の回転数を必要に応じて増加または減少させる。 The control device (10) of the motor (8) functions to drive the sprocket (7) by the motor (8) based on the rotational speed of the engine (5), the vehicle speed, etc., and the motor (8) functions as a charger. Switch the state to be activated. Further, the control device (10) of the motor (8) increases or decreases the rotational speed of the sprocket (7) as necessary.
上記動力伝達装置(1)では、動力伝達チェーン(4)を移動させるのに、エンジン駆動とモータ駆動とが併用可能とされているので、エンジン(5)のエネルギー効率が高い高速走行時では、動力伝達チェーン(4)の移動は、エンジン駆動によって行われる。この際、モータ(8)が充電機として機能するので、得られた電力をバッテリ(9)に蓄えることで、燃料消費の節減が可能となる。 In the power transmission device (1), the engine drive and the motor drive can be used together to move the power transmission chain (4). The power transmission chain (4) is moved by driving the engine. At this time, since the motor (8) functions as a charger, it is possible to reduce fuel consumption by storing the obtained electric power in the battery (9).
そして、エンジン(5)のエネルギー効率が低くなる始動時や低速走行時では、動力伝達チェーン(4)の移動は、モータ駆動によって行われる。これにより、エネルギー効率が悪い条件でエンジン(5)を使用せずに済み、燃料消費の節減が可能となる。 At the time of start-up or low-speed running where the energy efficiency of the engine (5) is low, the power transmission chain (4) is moved by motor drive. As a result, it is not necessary to use the engine (5) under conditions of poor energy efficiency, and fuel consumption can be reduced.
エンジン駆動とモータ駆動とを併用するには、通常、エンジン(5)の出力軸とプライマリプーリ(2)の軸とが連結された状態と、モータ(8)の出力軸とプライマリプーリ(2)の軸とが連結された状態とを切り換えるための装置が必要となる。切り換えるための装置としては、例えば遊星歯車装置やクラッチなどがあるが、このような装置を使用すると、コストが高く付き、また、動力伝達装置(1)が大型化するという問題がある。これに対し、上記動力伝達装置(1)では、動力伝達チェーン(4)に形成されている隙間(G)を利用して、スプロケット(7)の歯(23)と第１ピン(14)とが噛み合うように配置することで、モータ(8)の出力軸とプライマリプーリ(2)の軸とを連結する必要がない。これにより、上記動力伝達装置(1)では、モータ駆動とするための追加の装置を簡素化することができ、低コストでエンジン駆動およびモータ駆動の併用を可能とできる。 In order to use both engine drive and motor drive, the output shaft of the engine (5) and the shaft of the primary pulley (2) are usually connected, and the output shaft of the motor (8) and the primary pulley (2). A device for switching between the state where the shafts are connected to each other is required. As a device for switching, for example, there is a planetary gear device, a clutch or the like, but if such a device is used, there is a problem that the cost is high and the power transmission device (1) is enlarged. On the other hand, in the power transmission device (1), the teeth (23) of the sprocket (7) and the first pin (14) are utilized by utilizing the gap (G) formed in the power transmission chain (4). By disposing them so as to mesh with each other, it is not necessary to connect the output shaft of the motor (8) and the shaft of the primary pulley (2). Thereby, in the power transmission device (1), an additional device for driving the motor can be simplified, and the combined use of the engine drive and the motor drive can be achieved at low cost.
動力伝達チェーン(4)のうち両プーリ(2)(3)間にある弦部は、プーリ(2)(3)で規制されていないことから、進行方向と直交する方向に振動（弦振動）しやすく、これによって騒音特性が悪化する恐れがある。上記動力伝達装置(1)では、スプロケット(7)の歯(23)が動力伝達チェーン(4)の弦部に噛み合わされていることにより、動力伝達チェーン(4)の弦部の進行方向と直交する方向の動きが規制され、弦振動が低減される。 The string part between the pulleys (2) and (3) in the power transmission chain (4) is not regulated by the pulleys (2) and (3), so it vibrates in the direction perpendicular to the traveling direction (string vibration) This may cause noise characteristics to deteriorate. In the power transmission device (1), the teeth (23) of the sprocket (7) are engaged with the strings of the power transmission chain (4), so that the direction of travel of the strings of the power transmission chain (4) is orthogonal. The movement in the direction to be controlled is restricted, and the string vibration is reduced.
(1)：動力伝達装置、(2)：プライマリプーリ、(3)：セカンダリプーリ、(4)：動力伝達チェーン、(5)：エンジン、(7)：スプロケット、(8)：モータ、(9)：バッテリ（電源）、(11)：リンク、(14)：第１ピン、(15)：第２ピン、(23)：歯 (1): Power transmission device, (2): Primary pulley, (3): Secondary pulley, (4): Power transmission chain, (5): Engine, (7): Sprocket, (8): Motor, (9 ): Battery (Power), (11): Link, (14): First pin, (15): Second pin, (23): Teeth
Claims (2)
前記動力伝達チェーンの隙間に嵌め入れられる歯を外周に有するスプロケットと、前記スプロケットを回転させるモータとをさらに備えており、前記エンジンによって前記プライマリプーリを回転させることで前記動力伝達チェーンを駆動させるエンジン駆動と、前記モータによって前記スプロケットを回転させることで前記動力伝達チェーンを駆動させるモータ駆動とが併用可能とされている動力伝達装置。 A primary pulley to which driving force is input from the engine; a secondary pulley; and a power transmission chain wound around the primary pulley and the secondary pulley. The power transmission chain includes a plurality of links, the plurality of links In the power transmission device having a plurality of connecting members for connecting the link so as to be bent,
An engine for driving the power transmission chain by rotating the primary pulley by the engine, further comprising a sprocket having teeth inserted into a gap of the power transmission chain on an outer periphery, and a motor for rotating the sprocket. A power transmission device capable of using both driving and motor driving for driving the power transmission chain by rotating the sprocket by the motor.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105240472A (en) * | 2015-11-04 | 2016-01-13 | 北京工业大学 | Hybrid electric vehicle power coupler with variable speed ratio |
| US11986379B2 (en) | 2018-03-20 | 2024-05-21 | The Procter & Gamble Company | Bond pattern |
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Cited By (2)
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