JP2016014464A - Continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸に対する偏心量が可変であって該入力軸と一体に回転する偏心点と、前記出力軸にワンウェイクラッチを介して揺動可能に支持された揺動アームと、前記偏心点および前記揺動アームを接続して往復運動するコネクティングロッドと、前記偏心点の偏心量を変更する偏心量可変機構とを備える変速ユニットを軸方向に複数個並置した無段変速機に関する。 The present invention includes an input shaft connected to a drive source, an output shaft connected to a drive wheel, an eccentric point that is variable in eccentricity with respect to the input shaft and rotates integrally with the input shaft, and the output shaft. A swing arm supported so as to be swingable via a one-way clutch, a connecting rod that reciprocates by connecting the eccentric point and the swing arm, and an eccentric amount variable mechanism that changes the eccentric amount of the eccentric point The present invention relates to a continuously variable transmission in which a plurality of transmission units each including a plurality of transmission units are arranged in the axial direction.
かかる無段変速機の一例が、下記特許文献１により公知である。この無段変速機の各変速ユニットは、相互に平行に配置されて入力軸と一体に回転する第１クランク部材および第２クランク部材を備えており、第１クランク部材および第２クランク部材にそれぞれ設けた第１ピン部および第２ピン部に、偏心ディスクに設けた第１ピン部嵌合孔および第２ピン部嵌合孔を支持し、第１クランク部材および第２クランク部材を入力軸に対して相対回転させることで入力軸線に対する偏心ディスクの偏心量を変化させるものであり、軸方向に並置された複数の変速ユニットが、入力軸から出力軸にコネクティングロッドおよびワンウェイクラッチを介して相互に異なる位相で間欠的に駆動力を伝達することで、出力軸を所定の変速比で連続回転させるようになっている。
An example of such a continuously variable transmission is known from
ところで、上記従来のものは、無段変速機の入力軸の軸線が、偏心ディスク、第１クランク部材および第２クランク部材により構成される四節リンクの四つの節の何れとも一致しない位置に配置されているため、本明細書の＜発明の詳細な説明＞の欄で詳述するように、「四節リンクが平行リンクであること」および「第１クランク部材の軸線および第２クランク部材の軸線を結ぶリンクが各変速ユニットに対して共通であること」が必須であり、この二つの条件を満たさないと四節リンクが作動不能にロックしてしまい、そのために四節リンクの設計自由度が大幅に制限される問題があった。 By the way, in the above-mentioned conventional one, the axis of the input shaft of the continuously variable transmission is arranged at a position where it does not coincide with any of the four nodes of the four-bar link constituted by the eccentric disk, the first crank member and the second crank member. Therefore, as described in detail in the <Detailed Description of the Invention> section of this specification, “the four-bar link is a parallel link” and “the axis of the first crank member and the second crank member It is essential that the link that connects the axes is common to each transmission unit.If these two conditions are not met, the four-bar link will lock inoperably, and therefore the degree of freedom in designing the four-bar link There was a problem that was greatly limited.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、クランク式の無段変速機の偏心量可変機構において、偏心点の偏心量を変更するための四節リンクの設計自由度を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to increase the degree of freedom in designing a four-bar link for changing the eccentric amount of an eccentric point in an eccentric amount variable mechanism of a crank type continuously variable transmission. And
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸に対する偏心量が可変であって該入力軸と一体に回転する偏心点と、前記出力軸にワンウェイクラッチを介して揺動可能に支持された揺動アームと、前記偏心点および前記揺動アームを接続して往復運動するコネクティングロッドと、前記偏心点の偏心量を変更する偏心量可変機構とを備える変速ユニットを軸方向に複数個並置した無段変速機であって、前記偏心量可変機構は、前記入力軸と同軸に配置されてアクチュエータにより回転する変速軸と、前記偏心点と同期して移動する第１リンクと、一端側が前記入力軸に固定された第２リンクと、一端側が前記変速軸に固定されて他端側が前記第１リンクの一端側に枢支された第３リンクと、一端側が第２リンクの他端側に枢支されて他端側が前記第１リンクの他端側に枢支された第４リンクとを備えることを特徴とする無段変速機が提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the input shaft connected to the drive source, the output shaft connected to the drive wheel, and the amount of eccentricity with respect to the input shaft are variable. An eccentric point that rotates integrally with the input shaft, a swing arm that is swingably supported on the output shaft via a one-way clutch, and a connecting member that reciprocates by connecting the eccentric point and the swing arm. A continuously variable transmission in which a plurality of transmission units each including a rod and an eccentric amount variable mechanism for changing an eccentric amount of the eccentric point are juxtaposed in an axial direction, wherein the eccentric amount variable mechanism is coaxial with the input shaft. A transmission shaft that is arranged and rotated by an actuator, a first link that moves in synchronization with the eccentric point, a second link that has one end fixed to the input shaft, and one end that is fixed to the transmission shaft and the other end The first side A third link pivotally supported on one end of the second link, and a fourth link pivoted on the other end of the second link with one end pivoted on the other end of the second link. A continuously variable transmission is proposed.
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記アクチュエータにより前記変速軸を回転させたときの前記偏心点の移動軌跡が前記入力軸の軸線を通ることを特徴とする無段変速機が提案される。
According to the invention described in
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第１リンクは前記第２リンクと交差することを特徴とする無段変速機が提案される。
According to the invention described in
また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記偏心量可変機構は、中心に前記偏心点が設けられた偏心ディスクと、前記入力軸に一端を固定されたクランクアームと、前記偏心ディスクの中心から所定距離偏倚した位置に形成された第１円形孔に回転自在に嵌合するとともに、その中心から偏心する位置で前記変速軸に固定された第１円板と、前記偏心ディスクの中心から所定距離偏倚した位置に形成された第２円形孔に回転自在に嵌合するとともに、その中心から偏心する位置に設けた支軸が前記クランクアームの他端に枢支された第２円板とを備え、前記偏心ディスクは前記第１リンクであり、前記クランクアームは前記第２リンクであり、前記第１円板は前記第３リンクであり、前記第２円板は前記第４リンクであることを特徴とする無段変速機が提案される。
According to the invention described in claim 4, in addition to the configuration of
また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記変速軸および前記第１円板の中心間の距離は前記偏心ディスクの中心および前記第１円板の中心間の距離に等しいことを特徴とする無段変速機が提案される。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, the distance between the center of the transmission shaft and the first disc is the center of the eccentric disk and the center of the first disc. A continuously variable transmission is proposed which is characterized by being equal to the distance between.
尚、実施の形態の偏心ディスクの中心Ｏは本発明の偏心点に対応し、実施の形態の偏心ディスク１３は本発明の第１リンクに対応し、実施の形態のクランクアーム３１は本発明の第２リンクに対応し、実施の形態の第１円板３２Ａは本発明の第３リンクに対応し、実施の形態の第２円板３２Ｂは本発明の第４リンクに対応する。
The center O of the eccentric disk according to the embodiment corresponds to the eccentric point of the present invention, the
請求項１の構成によれば、無段変速機は、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、入力軸に対する偏心量が可変であって該入力軸と一体に回転する偏心点と、出力軸にワンウェイクラッチを介して揺動可能に支持された揺動アームと、偏心点および揺動アームを接続して往復運動するコネクティングロッドと、入力軸に対する偏心点の偏心量を変更する偏心量可変機構とを備える変速ユニットを軸方向に複数個並置して構成されるので、駆動源により入力軸が回転すると偏心点が入力軸と共に偏心回転してコネクティングロッドが往復運動し、往復運動するコネクティングロッドにより揺動アームが往復揺動するとワンウェイクラッチが間欠的に係合することで、出力軸が間欠的に回転して駆動輪が駆動される。偏心量可変機構により入力軸に対する偏心点の偏心量を変更すると、コネクティングロッドの往復運動のストロークが変化して揺動アームの往復揺動のストロークが変化することで、入力軸および出力軸間の変速比が無段階に変更される。 According to the configuration of the first aspect, the continuously variable transmission includes an input shaft connected to the drive source, an output shaft connected to the drive wheels, and an eccentric amount that is variable with respect to the input shaft, and is integrated with the input shaft. An eccentric point that rotates to the output shaft, a swing arm that is swingably supported on the output shaft via a one-way clutch, a connecting rod that reciprocates by connecting the eccentric point and the swing arm, and an eccentric point for the input shaft. Since a plurality of speed change units having an eccentric amount variable mechanism for changing the eccentric amount are arranged in the axial direction, when the input shaft is rotated by the drive source, the eccentric point rotates eccentrically with the input shaft and the connecting rod reciprocates. When the swing arm reciprocally swings by the connecting rod that moves and reciprocates, the one-way clutch is intermittently engaged, whereby the output shaft rotates intermittently and the drive wheels are driven. When the eccentric amount of the eccentric point with respect to the input shaft is changed by the eccentric amount variable mechanism, the reciprocating stroke of the connecting rod changes and the reciprocating swing stroke of the swing arm changes. The gear ratio is changed steplessly.
アクチュエータで変速軸を駆動して入力軸に対して相対回転させると、四節リンクを構成する第１リンク、第２リンク、第３リンクおよび第４リンクのうち、入力軸に固定した第２リンクに対して変速軸に固定した第３リンクが相対移動することで、第２、第３リンクに接続された第１、第４リンクが移動し、第１リンクと同期して移動する偏心点の偏心量が変化し、入力軸および出力軸間の変速比が変更される。 The second link fixed to the input shaft among the first link, the second link, the third link and the fourth link constituting the four-bar link when the transmission shaft is driven by the actuator and rotated relative to the input shaft. As a result of the relative movement of the third link fixed to the transmission shaft, the first and fourth links connected to the second and third links move, and the eccentric point moves in synchronization with the first link. The amount of eccentricity changes, and the gear ratio between the input shaft and the output shaft is changed.
偏心量可変機構により入力軸に対する偏心点の偏心量を変更するとき、入力軸の軸線が四節リンクの一つの節である変速軸の軸線に一致するので、四節リンクの第１リンク〜第４リンクの長さを任意に設定しても、つまり四節リンクが平行リンクでなくても、また第２リンクの位相が各変速ユニット毎に異なっていても、各変速ユニットの四節リンクはロックすることなく作動可能となり、四節リンクの設計自由度が大幅に向上する。 When the eccentric amount of the eccentric point with respect to the input shaft is changed by the eccentric amount variable mechanism, the axis of the input shaft coincides with the axis of the transmission shaft, which is one node of the four-bar link. Even if the length of the four links is arbitrarily set, that is, even if the four-link is not a parallel link or the phase of the second link is different for each transmission unit, the four-link of each transmission unit is Operation is possible without locking, and the design freedom of the four-bar link is greatly improved.
また請求項２の構成によれば、アクチュエータにより変速軸を回転させたときの偏心点の移動軌跡が入力軸の軸線を通るので、偏心点の偏心量をゼロにして出力軸の回転を停止させることが可能となり、入力軸が回転した状態で出力軸を停止させるギヤドニュートラル状態を実現することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the movement locus of the eccentric point when the transmission shaft is rotated by the actuator passes through the axis of the input shaft, the eccentric amount of the eccentric point is set to zero and the rotation of the output shaft is stopped. Thus, a geared neutral state in which the output shaft is stopped while the input shaft is rotated can be realized.
また請求項３の構成によれば、第１リンクは第２リンクと交差するので、第３リンクは第２リンクに対して相対回転して偏心点の可変幅を大きく確保することができるだけでなく、第２リンクおよび第３リンクの相対回転角に対する偏心点の偏心量の変化率を変速比の小さい領域で高め、変速比の制御応答性を確保することができる。
According to the configuration of
また請求項４の構成によれば、偏心量可変機構は、中心に偏心点が設けられた偏心ディスクと、入力軸に一端を固定されたクランクアームと、偏心ディスクの中心から所定距離偏倚した位置に形成された第１円形孔に回転自在に嵌合するとともに、その中心から偏心する位置で変速軸に固定された第１円板と、偏心ディスクの中心から所定距離偏倚した位置に形成された第２円形孔に回転自在に嵌合するとともに、その中心から偏心する位置に設けた支軸がクランクアームの他端に枢支された第２円板とを備える。 According to the configuration of claim 4, the eccentricity variable mechanism includes an eccentric disk having an eccentric point at the center, a crank arm having one end fixed to the input shaft, and a position displaced by a predetermined distance from the center of the eccentric disk. The first circular hole that is rotatably fitted in the first circular hole formed at the center, and is fixed to the transmission shaft at a position eccentric from the center thereof, and formed at a position offset by a predetermined distance from the center of the eccentric disk. The second circular hole is rotatably fitted, and a support shaft provided at a position eccentric from the center thereof is provided with a second disk pivotally supported at the other end of the crank arm.
偏心ディスクは第１リンクであり、クランクアームは第２リンクであり、第１円板は第３リンクであり、第２円板は第４リンクであるので、アクチュエータで変速軸を駆動して入力軸に対して相対回転させると、入力軸と一体のクランクアームに対して第１円板が変速軸まわりに相対移動して偏心ディスクが押圧され、クランクアームに対して第２円板が支軸まわりに相対移動することで、クランクアームに対する偏心ディスクの位置関係が変化して偏心ディスクの偏心量が変化する。このとき、変速軸および支軸を接続する線分は第１円板の中心および第２円板の中心を接続する線分と交差するので、第１円板はクランクアームに対して相対回転して偏心ディスクの偏心量の可変幅を大きく確保することができるだけでなく、クランクアームおよび第１円板の相対回転角に対する偏心量の変化率を変速比の小さい領域で高め、変速比の制御応答性を確保することができる。 The eccentric disk is the first link, the crank arm is the second link, the first disk is the third link, and the second disk is the fourth link. When rotating relative to the shaft, the first disk moves relative to the crank arm integral with the input shaft around the speed change shaft, the eccentric disk is pressed, and the second disk moves against the crank arm. By relative movement around, the positional relationship of the eccentric disk with respect to the crank arm changes, and the eccentric amount of the eccentric disk changes. At this time, the line segment connecting the transmission shaft and the support shaft intersects the line segment connecting the center of the first disk and the center of the second disk, so the first disk rotates relative to the crank arm. In addition to ensuring a large variable range of the eccentric amount of the eccentric disk, the rate of change of the eccentric amount with respect to the relative rotation angle of the crank arm and the first disc is increased in a region where the gear ratio is small, and the control response of the gear ratio is increased. Sex can be secured.
しかも第１円板と第１円形孔とが円筒状の摺動面で接触し、第２円板と第２円形孔とが円筒状の摺動面で接触するために摺動面の接触面圧が低くなり、入力荷重が変動したときのフレッティング摩耗や衝突音の発生を低減することができる。 In addition, since the first circular plate and the first circular hole are in contact with each other on the cylindrical sliding surface, and the second circular plate and the second circular hole are in contact with each other on the cylindrical sliding surface, the contact surface of the sliding surface is provided. It is possible to reduce the occurrence of fretting wear and collision noise when the pressure decreases and the input load fluctuates.
また請求項５の構成によれば、変速軸および第１円板の中心間の距離は偏心ディスクの中心および第１円板の中心間の距離に等しいので、入力軸および変速軸の相対回転により入力軸に対する偏心ディスクの偏心量を変化させたとき、偏心ディスクの中心を変速軸（つまり入力軸）に重ね合わせることができ、これにより偏心ディスクの偏心量をゼロにして出力軸の回転を停止させることが可能となり、入力軸が回転した状態で出力軸を停止させるギヤドニュートラル状態を実現することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the distance between the center of the transmission shaft and the first disk is equal to the distance between the center of the eccentric disk and the center of the first disk. When the eccentric amount of the eccentric disk with respect to the input shaft is changed, the center of the eccentric disk can be superimposed on the transmission shaft (that is, the input shaft), and the eccentric amount of the eccentric disk is made zero to stop the rotation of the output shaft. Thus, a geared neutral state in which the output shaft is stopped while the input shaft is rotated can be realized.
以下、図１〜図９に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１に示すように、無段変速機Ｔは、例えばエンジンよりなる駆動源Ｅに接続された入力軸１１と、駆動輪Ｗに接続された出力軸１２とを備える。無段変速機Ｔは同一構造の複数個の変速ユニットＵ…を軸方向に並置したもので、以下、一つの各変速ユニットＵについて、その構造を説明する。
As shown in FIG. 1, the continuously variable transmission T includes an
入力軸１１には偏心ディスク１３が偏心量可変機構１４を介して支持されており、偏心ディスク１３は入力軸１１と一体に偏心回転する。中空に形成された入力軸１１の内部に変速軸１５が同軸に配置されており、アクチュエータＡで変速軸１５を入力軸１１に対して相対回転させると、偏心量可変機構１４により偏心ディスク１３の偏心量εが変化して無段変速機Ｔの変速比が変更される。
An
出力軸１２の外周にはワンウェイクラッチ１６を介して揺動アーム１７が揺動自在に枢支される。ワンウェイクラッチ１６は、出力軸１２の外周に固定されたインナー部材１８と、揺動アーム１７の径方向内端に固定されたアウター部材１９と、インナー部材１８およびアウター部材１９間に配置された複数のローラ２０…と、ローラ２０…を周方向に付勢するスプリング２１…とを備える。偏心ディスク１３の外周にはベアリング２２を介してコネクティングロッド２３の大端部が枢支され、揺動アーム１７の先端にはピン２４を介してコネクティングロッド２３の小端部が枢支される。
A
駆動源Ｅにより回転する入力軸１１と一体に偏心ディスク１３が偏心回転すると、偏心ディスク１３の外周にベアリング２２を介して大端部を枢支されたコネクティングロッド２３が往復運動し、コネクティングロッド２３の小端部にピン２４を介して枢支された揺動アーム１７が出力軸１２まわりに往復揺動する。揺動アーム１７が矢印ａ方向に揺動するとワンウェイクラッチ１６が係合して駆動力が出力軸１２に伝達され、揺動アーム１７が矢印ｂ方向に揺動するとワンウェイクラッチ１６が係合解除して出力軸１２への駆動力の伝達が遮断されることで、出力軸１２は矢印ａ方向に間欠回転する。
When the
従って、上記構造の変速ユニットＵを軸方向に複数個並置し、各変速ユニットＵの偏心ディスク１３の偏心方向を相互にずらせば、複数の変速ユニットＵが交互に駆動力を伝達して出力軸１２を連続回転させることができる。偏心量可変機構１４で入力軸１１に対する偏心ディスク１３の偏心量εを無段階に変更すると、コネクティングロッド２３の往復運動のストロークが変化して揺動アーム１７の往復揺動のストロークが変化することで、コネクティングロッド２３の１回のストロークに対する出力軸１２の回転角が変化し、入力軸１１および出力軸１２間の変速比が無段階に変更される。
Accordingly, when a plurality of transmission units U having the above structure are juxtaposed in the axial direction and the eccentric directions of the
次に、図２〜図４に基づいて偏心量可変機構１４の構造を説明する。
Next, the structure of the
偏心量可変機構１４は、分断された入力軸１１の対向端部に一端部を固定された一対のクランクアーム３１，３１を備えており、一対のクランクアーム３１，３１の他端部には一対の軸孔３１ａ，３１ａが相互に対向するように形成される。変速軸１５も入力軸１１と同様に分断されており、それらの対向端部間に第１円板３２Ａの外周部が固定される。変速軸１５が中空の入力軸１１の内部に嵌合した状態で、第１円板３２Ａは一対のクランクアーム３１，３１間に挟まれるように支持される。第１円板３２Ａと同一形状の第２円板３２Ｂの外周部から支軸３３が相互に逆方向に突出しており、それらの支軸３３がクランクアーム３１，３１の軸孔３１ａ，３１ａに回転自在に嵌合することで、第２円板３２Ｂは一対のクランクアーム３１，３１間に挟まれるように支持される。円板状の偏心ディスク１３には、その中心Ｏを挟んで第１円形孔１３ａおよび第２円形孔１３ｂが点対称の位置に形成されており、第１円形孔１３ａに第１円板３２Ａが回転自在に嵌合し、第２円形孔１３ｂに第２円板３２Ｂが回転自在に嵌合する。
The
第１円形孔１３ａの中心、つまり第１円板３２Ａの中心をＯ１とし、第２円形孔１３ｂの中心、つまり第２円板３２Ｂの中心をＯ２としたとき、変速軸１５の軸線および支軸３３の軸線間の距離Ｌ１は、第１円板３２Ａの中心Ｏ１および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２間の距離Ｌ１′に等しく設定される。また変速軸１５の軸線および第１円板３２Ａの中心Ｏ１間の距離Ｌ２は、支軸３３の軸線および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２間の距離Ｌ２′に等しく設定される。そして変速軸１５の軸線および支軸３３の軸線を接続する線分は第１円板３２Ａの中心Ｏ１および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２を接続する線分と交差する。また変速軸１５の軸線および第１円板３２Ａの中心Ｏ１間の距離Ｌ２は、偏心ディスク１３の中心Ｏおよび第１円板３２Ａの中心Ｏ１間の距離Ｌ２″に等しく設定される。
When the center of the first
これにより、第１円板３２Ａの中心Ｏ１および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２を結ぶ長さＬ１′（＝Ｌ１）の第１リンクと、変速軸１５（入力軸１１）の軸線および支軸３３の軸線を結ぶ長さＬ１の第２リンクと、変速軸１５の軸線および第１円板の中心Ｏ１を結ぶ長さＬ２の第３リンクと、支軸３３の軸線および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２を結ぶ長さＬ２′（＝Ｌ２）の第４リンクとは、第１リンクおよび第２リンクが交差することで蝶の２枚の羽根のような形状を成している（図４参照）。
Thus, the first link having a length L1 ′ (= L1) connecting the center O1 of the
以上のように、本実施の形態の偏心量可変機構１４の四節リンクは、入力軸１１および変速軸１５が同軸上に配置されているため、第２リンクおよび第３リンクが交差する節が入力軸１１の軸線に重なっている。
As described above, since the
次に、図４および図５に基づいて偏心量可変機構１４の作用を説明する。
Next, the operation of the
無段変速機Ｔの変速比が一定であるとき、アクチュエータＡの回転数は駆動源Ｅの回転数と同一になるように制御され、入力軸１１および変速軸１５は同一回転数で一体に回転する。変速軸１５および支軸３３を結ぶ線分と、変速軸１５および第１円板３２Ａの中心Ｏ１を結ぶ線分とが成す角度をθと定義すると（図４参照）、図５（Ａ）に示すようにθ＝０゜のときは、変速軸１５（入力軸１１）と偏心ディスク１３の中心Ｏとが重なり、偏心ディスク１３の偏心量εはゼロになって変速比は無限大の状態、即ち入力軸１１が回転しても出力軸１２が停止するギヤドニュートラルの状態となる。
When the gear ratio of the continuously variable transmission T is constant, the rotational speed of the actuator A is controlled to be the same as the rotational speed of the drive source E, and the
このとき、第１円板３２Ａの中心Ｏ１、偏心ディスク１３の中心Ｏ（変速軸１５、入力軸１１）、第２円板３２Ｂの中心Ｏ２および支軸３３は一直線上に整列し、変速軸１５および支軸３３間の距離Ｌ１と、変速軸１５および第１円板の中心Ｏ１間の距離Ｌ２との和は、第１円板３２Ａの中心Ｏ１および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２間の距離Ｌ１′と、支軸３３および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２間の距離Ｌ２′との和に一致するので、偏心量可変機構１４はロックすることなく図５（Ａ）の状態を実現することができる。また変速軸１５および第１円板３２Ａの中心Ｏ１間の距離Ｌ２と、偏心ディスク１３の中心Ｏおよび第１円板３２Ａの中心Ｏ１間の距離Ｌ２″とが一致するため、偏心ディスク１３の中心Ｏが変速軸１５（入力軸１１）に重なって偏心量εをゼロにすることができる。
At this time, the center O1 of the
この状態から、図５（Ｂ）に示すように、入力軸１１に対して変速軸１５が反時計方向に３０゜回転すると、変速軸１５に固定された第１円板３２Ａが変速軸１５まわりに反時計方向に回転して偏心ディスク１３の第１円形孔１３ａを押圧し、それに応じて偏心ディスク１３の第２円形孔１３ｂに押圧された第２円板３２Ｂが支軸３３まわりに時計方向に回転することで、第１円形孔１３ａおよび第２円形孔１３ｂを第１円板３２Ａおよび第２円板３２Ｂに支持された偏心ディスク１３が図中右上方に偏倚し、変速軸１５（入力軸１１）に対して偏心ディスク１３の中心Ｏが偏心する。
From this state, as shown in FIG. 5B, when the
入力軸１１に対して変速軸１５が反時計方向に更に回転すると、図５（Ｃ）〜図５（Ｆ）に示すように偏心ディスク１３の偏心量εが次第に増加する。そして回転角θが１８０°になると、図５（Ｇ）に示すように、偏心ディスク１３の偏心量εが最大値に達する。この状態で、変速軸１５（入力軸１１）、第１円板３２Ａの中心Ｏ１、偏心ディスク１３の中心Ｏ（支軸３３）および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２は一直線上に整列し、変速軸１５および支軸３３間の距離Ｌ１と、支軸３３および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２間の距離Ｌ２′との和は、第１円板３２Ａの中心Ｏ１および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２間の距離Ｌ１′と、変速軸１５および第１円板の中心Ｏ１間の距離Ｌ２との和に一致するので、偏心量可変機構１４はロックすることなく図５（Ｇ）の状態を実現することができ、無段変速機Ｔの変速比が最小のオーバードライブ状態になる。
When the
このようにして、入力軸１１に対して変速軸１５を０°〜１８０°の範囲で相対回転させることで、偏心ディスク１３の偏心量εをゼロから最大値まで変化させ、無段変速機Ｔの変速比を無限大のギヤドニュートラルから最小値のオーバードライブまで変更することができる。
Thus, by rotating the
図６における破線は、従来の偏心量可変機構における、変速軸の入力軸に対する相対回転角と、偏心ディスクの偏心量εとの関係を示すグラフである、このグラフから明らかなように、相対回転角の増加に伴って偏心量εは次第に増加するが、その増加率は偏心量εが小さいとき（変速比が大きいとき）には大きいが、偏心量εが大きいとき（変速比が小さいとき）には小さくなっている。 The broken line in FIG. 6 is a graph showing the relationship between the relative rotation angle of the speed change shaft with respect to the input shaft and the eccentric amount ε of the eccentric disk in the conventional variable eccentricity mechanism. As the angle increases, the amount of eccentricity ε gradually increases, but the rate of increase is large when the amount of eccentricity ε is small (when the gear ratio is large), but when the amount of eccentricity ε is large (when the gear ratio is small). It is getting smaller.
従って、例えば無段変速機の変速比が小さい状態での走行中に、運転者が車両を加速すべくアクセルペダルを踏み込んだとき、無段変速機の変速比を増加させるべくアクチュエータで偏心ディスクの偏心量εを減少させようとしても、アクチュエータの作動量に対する偏心量εの変化率が小さいために変速比が速やかに増加せず、アクセルペダルの操作に対する車両の加速応答性が低下する問題があった。 Therefore, for example, when the driver depresses the accelerator pedal to accelerate the vehicle during traveling in a state where the speed ratio of the continuously variable transmission is small, an actuator is used to increase the speed ratio of the continuously variable transmission. Even if the amount of eccentricity ε is reduced, the change rate of the amount of eccentricity ε with respect to the operating amount of the actuator is small, so that the gear ratio does not increase quickly, and the acceleration response of the vehicle to the operation of the accelerator pedal decreases. It was.
それに対し、本実施の形態では、図６に実線で示すように、アクチュエータＡの作動量、つまり入力軸１１に対する変速軸１５の相対回転角θが大きくなり、偏心量εが増加して変速比がオーバードライブに近づいたとき、本実施の形態の偏心量可変機構１４によれば、アクチュエータＡの作動量に対する偏心量εの変化率、つまり変速比の変化率が小さくなるのを防止し、無段変速機Ｔの変速比の制御応答性を高めることができる。これにより、例えば無段変速機Ｔの変速比が小さい状態での走行中に、運転者が車両を加速すべくアクセルペダルを踏み込んだとき、無段変速機Ｔの変速比がオーバードライブ側からギヤドニュートラル側に向かって速やかに増加し、アクセルペダルの操作に対する車両の加速応答性を確保することが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown by a solid line in FIG. 6, the operation amount of the actuator A, that is, the relative rotation angle θ of the
図７は、上記特許文献１に記載された無段変速機の偏心量可変機構を模式的に示すものである。偏心量可変機構は、軸線Ｏａまわりに回転する第１クランク部材１と、軸線Ｏｂまわりに回転する第２クランク部材２と、第１クランク部材１の第１ピン部１ａが嵌合する第１ピン部嵌合孔３ａおよび第２クランク部材２の第２ピン部２ａが嵌合する第２ピン部嵌合孔３ｂが形成された偏心ディスク３とを備えており、入力軸の軸線Ｏｉは第１クランク部材１の軸線Ｏａおよび第２クランク部材２の軸線Ｏｂに対してずれている。
FIG. 7 schematically shows the eccentricity variable mechanism of the continuously variable transmission described in
第１クランク部材１の第１ピン部１ａが軸線Ｏａに対して偏心する方向は、第２クランク部材２の第２ピン部２ａが軸線Ｏｂに対して偏心する方向と一致しており、第１ピン部１ａおよび第２ピン部２ａは軸線Ｏａ，Ｏｂまわりに同位相で同方向に回転する。よって、第１クランク部材１の軸線Ｏａ、第２クランク部材２の軸線Ｏｂ、第１ピン部１ａの中心Ｏｃおよび第２ピン部１ｂの中心Ｏｄを結ぶ四節リンクはＯａＯｂ＝ＯｃＯｄかつＯａＯｃ＝ＯｂＯｄの平行リンクを構成し、第１クランク部材１および第２クランク部材２が同期して回転すると、偏心ディスク３の中心Ｏの位置が変化し、入力軸１１の軸線Ｏｉに対する偏心ディスク３の中心Ｏの偏心量εが変化する。
The direction in which the
また第１クランク部材１の軸線Ｏａおよび第２クランク部材２の軸線Ｏｂを結ぶリンクＯａＯｂは、６個の変速ユニットの全てに対して共通である。これは、６個の変速ユニットが第１クランク部材１および第２クランク部材２を共有している結果である。
The link OaOb that connects the axis Oa of the first crank
図８の上段の図は、上記従来の無段変速機の６個の変速ユニットの各偏心量可変機構が構成する６個の四節リンクを重ね合わせて描いたもので、図８（Ａ）から図８（Ｅ）に向かって第１クランク部材１および第２クランク部材２が時計方向に回転するのに伴い、四節リンクが次第に変形して偏心量が変化する様子を示している。図の斜線は、一つの四節リンクの形状の変化を示している。このように、四節リンクが平行リンクであれば、第１ピン部１ａの中心Ｏｃおよび第２ピン部１ｂの中心Ｏｄを結ぶリンク、つまり偏心ディスク３が構成するリンクは、各変速ユニットについて同じ長さであり、偏心量の変更が支障なく行われることが分かる。
The upper drawing of FIG. 8 is a drawing in which six four-bar links formed by the eccentricity variable mechanisms of the six transmission units of the conventional continuously variable transmission are overlaid. As shown in FIG. 8E, when the first crank
一方、図８の下段の図は、上段の図に対して、第１クランク部材１の第１ピン部１ａの中心Ｏｃの偏心方向と、第２クランク部材１の第２ピン部２ａの中心Ｏｄの偏心方向とを異ならせたものである。この場合、斜線で示す四節リンクの形状がゆがんで平行リンクでなくなり、第１ピン部１ａの中心Ｏｃおよび第２ピン部１ｂの中心Ｏｄを結ぶリンク、つまり偏心ディスク３が構成するリンクは、各変速ユニットについて相互に非平行になり、かつ長さ変化してしまう。例えば図８（Ａ′）のａと図８（Ｅ′）のｂとは、同じ変速ユニットの偏心ディスク３が構成するリンクであるにも関わらず、ｂの長さがａの長さよりも長くなり、偏心量の変更の過程で四節リンクが作動不能にロックして変速比の変更が不能になる問題がある。
On the other hand, the lower diagram of FIG. 8 shows the eccentric direction of the center Oc of the
以上のように、上記従来の無段変速機は、入力軸の軸線Ｏｉが四節リンクの何れの節とも一致しない位置にあるため、偏心量可変機構の四節リンクが平行リンクであることが必須となり、そのために四節リンクの設計自由度が阻害される問題がある。 As described above, since the conventional continuously variable transmission is in a position where the axis Oi of the input shaft does not coincide with any of the nodes of the four-bar link, the four-bar link of the eccentricity variable mechanism may be a parallel link. Therefore, there is a problem that the design freedom of the four-bar link is obstructed.
図９は本実施の形態の偏心量可変機構１４の四節リンクを示すもので、図９（Ａ）から明らかなように、四節リンクの一つの節（第２リンクと第３リンクとの交点、即ち変速軸１５の軸線）が入力軸１１の軸線に一致している。四節リンクは平行リンクであるため、第１円板３２Ａおよび第２円板３２Ｂの直径および位相は同一である、
図９（Ｂ）は、無段変速機Ｔの６個の変速ユニットＵ…の四節リンクを重ね合わせて描いたもので、６個の四節リンクの形状は同一であるが、それらの位相は相互に６０°ずつずれている。図９（Ｃ）は、６個の変速ユニットＵ…の偏心ディスク１３…の偏心量εを増加させた状態を示している。
FIG. 9 shows a four-bar link of the
FIG. 9 (B) is a drawing in which the four-bar links of the six transmission units U of the continuously variable transmission T are overlapped, and the six four-bar links have the same shape but their phases. Are offset from each other by 60 °. FIG. 9C shows a state in which the eccentric amount ε of the
一方、図９（Ａ′）〜（Ｃ′）は無段変速機Ｔの６個の変速ユニットＵ…の第１円板３２Ａの中心Ｏａおよび第２円板３２Ｂの中心Ｏｂ偏心方向の位相を相互に異ならせたもので、その結果、四節リンクは非平行リンクとなっている。しかしながら、本実施の形態によれば、四節リンクの一つの節が入力軸１１の軸線に一致しているため、四節リンクが非平行リンクであってもロックすることなく変形し、偏心量εの変更が支障なく行われる。この作用効果は、第１リンクおよび第２リンクが交差しているか交差していないかに関わらず、同様に発揮される。
On the other hand, FIGS. 9A to 9C show the phases of the center Oa of the
以上のように、本実施の形態によれば、偏心量可変機構１４の四節リンクを平行リンクで構成する必要がないため、四節リンクの設計自由度を大幅に高めることができる。しかも各変速ユニットＵの偏心量可変機構１４は、その第２リンクの位相、つまり入力軸１１に軸線に対するクランクアーム３１の位相を全変速ユニットＵ…で一致させることなく、任意に設定することができるので（図９（Ｂ′）および（Ｃ′）参照）、四節リンクの設計自由度を更に高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is not necessary to configure the four-bar link of the
しかも第１円板３２Ａと第１円形孔１３ａとが円筒状の摺動面で接触し、第２円板３２Ｂと第２円形孔１３ｂとが円筒状の摺動面で接触するために摺動面の接触面圧が低くなり、入力荷重が変動したときのフレッティング摩耗や衝突音の発生を低減することができる。
In addition, the first
次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. 10 and FIG.
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の偏心ディスク１３、クランクアーム３１、第１円板３２Ａおよび第２円板３２Ｂよりなる疑似的な四節リンクを、より単純な四節リンクに置き換えたものである。
In the second embodiment, a pseudo four-bar link including the
偏心ディスク１３に対応する第１リンク１３は１枚の板状の部材であり、その一端が偏心ディスク１３の第１円形孔１３ａの中心Ｏ１（図４参照）に対応し、その他端が偏心ディスク１３の第２円形孔１３ｂの中心Ｏ２（図４参照）に対応する。従って、第１リンク１３の両端間の長さは、偏心ディスク１３の第１円形孔１３ａの中心Ｏ１および第２円形孔１３ｂの中心Ｏ２間の距離と同じＬ１′である。偏心ディスク１３の中心Ｏは第１リンク１３の長さ方向の中心である偏心点Ｏに対応し、そこにコネクティングロッド２３が支軸３４で枢支される。
The
クランクアーム３１に対応する第２リンク３１は２枚に分割された板状の部材であり、その一端に入力軸１１が固定され、その他端間が支軸３３で相互に接続される。第２リンク３１の両端間の長さ、つまり入力軸１１の中心および支軸３３の中心間の距離は、クランクアーム３１の長さと同じＬ１である。
The
第１円板３２Ａに対応する第３リンク３２Ａは１枚の板状の部材であり、その一端に変速軸１５が固定され、第１円板３２Ａの中心Ｏ１に対応する他端が支軸３５で第１リンク１３の一端に枢支される。第３リンク３２Ａの一端および他端間の距離は、第１円板３２Ａの中心Ｏ１および変速軸１５間の距離と同じＬ２である。
The
第２円板３２Ｂに対応する第４リンク３２Ｂは１枚の板状の部材であり、その一端が支軸３３で第２リンク３１の他端に枢支され、その他端が支軸３６で第１リンク１３の他端に枢支される。第４リンク３２Ｂの一端および他端間の距離は、第２円板３２Ｂの中心Ｏ２および支軸３３間の距離と同じＬ２′である。
The
第１リンク１３、第２リンク３１、第３リンク３２Ａおよび第４リンク３２Ｂよりなる四節リンクの作動は、偏心ディスク１３、クランクアーム３１、第１円板３２Ａおよび第２円板３２Ｂよりなる疑似的な四節リンクの作動（図５参照）と同じである。第２の実施の形態によれば、より簡易な構造で第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
The operation of the four-bar link including the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では第１リンク１３および第２リンク３１が交差しているが、第１リンク１３および第２リンク３１は必ずしも交差する必要はない。
For example, in the embodiment, the
また実施の形態では、変速軸１５（入力軸１１）の軸線および支軸３３の軸線を結ぶ線分の長さＬ１（つまり第２リンク３１の長さ）と、第１円板３２Ａの中心Ｏ１および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２を結ぶ線分の長さＬ１′（つまり第１リンク１３の長さ）とを等しく設定しているが、必ずしもＬ１＝Ｌ１′である必要はない。
In the embodiment, the length L1 (that is, the length of the second link 31) connecting the axis of the transmission shaft 15 (input shaft 11) and the axis of the
また実施の形態では、変速軸１５の軸線および第１円板の中心Ｏ１を結ぶ線分の長さＬ２（つまり第３リンク３２Ａの長さ）と、支軸３３の軸線および第２円板３２Ｂの中心Ｏ２を結ぶ線分の長さＬ２′（つまり第４リンク３２Ｂの長さ）とを等しく設定しているが、必ずしもＬ２＝Ｌ２′である必要はない。
In the embodiment, the length L2 of the line segment connecting the axis of the
また本発明の駆動源は実施の形態のエンジンに限定されず、電気モータのような他種の駆動源であっても良い。 The drive source of the present invention is not limited to the engine of the embodiment, and may be another type of drive source such as an electric motor.
Ａ アクチュエータ
Ｅ 駆動源
ε 偏心量
Ｌ２ 変速軸および第１円板の中心間の距離
Ｌ２″ 偏心ディスクの中心および第１円板の中心間の距離
Ｏ 偏心ディスクの中心（偏心点）
Ｏ１ 第１円板の中心
Ｏ２ 第２円板の中心
Ｕ 変速ユニット
Ｗ 駆動輪
１１ 入力軸
１２ 出力軸
１３ 偏心ディスク（第１リンク）
１３ａ 第１円形孔
１３ｂ 第２円形孔
１４ 偏心量可変機構
１５ 変速軸
１６ ワンウェイクラッチ
１７ 揺動アーム
２３ コネクティングロッド
３１ クランクアーム（第２リンク）
３２Ａ 第１円板（第３リンク）
３２Ｂ 第２円板（第４リンク）
３３ 支軸
A Actuator E Drive source ε Eccentricity L2 Distance L2 ″ between the center of the transmission shaft and the first disc O Distance between the center of the eccentric disc and the center of the first disc O Center of the eccentric disc (eccentric point)
O1 Center of the first disk O2 Center of the second disk U Transmission unit
13a 1st
32A 1st disk (3rd link)
32B 2nd disk (4th link)
33 Spindle
Claims (5)
前記偏心量可変機構（１４）は、前記入力軸（１１）と同軸に配置されてアクチュエータ（Ａ）により回転する変速軸（１５）と、前記偏心点（Ｏ）と同期して移動する第１リンク（１３）と、一端側が前記入力軸（１１）に固定された第２リンク（３１）と、一端側が前記変速軸（１５）に固定されて他端側が前記第１リンク（１３）の一端側に枢支された第３リンク（３２Ａ）と、一端側が第２リンク（３１）の他端側に枢支されて他端側が前記第１リンク（１３）の他端側に枢支された第４リンク（３２Ｂ）とを備えることを特徴とする無段変速機。 The input shaft (11) connected to the drive source (E), the output shaft (12) connected to the drive wheel (W), and the eccentric amount (ε) with respect to the input shaft (11) are variable, and the An eccentric point (O) that rotates integrally with the input shaft (11), a swing arm (17) that is swingably supported by the output shaft (12) via a one-way clutch (16), and the eccentric point (O) and a connecting rod (23) that reciprocates by connecting the swing arm (17), and an eccentricity variable mechanism (14) that changes the eccentricity (ε) of the eccentric point (O). A continuously variable transmission in which a plurality of transmission units (U) are juxtaposed in the axial direction,
The eccentricity variable mechanism (14) is arranged coaxially with the input shaft (11) and is rotated in synchronism with the eccentric point (O) and a transmission shaft (15) rotated by an actuator (A). A link (13), a second link (31) whose one end is fixed to the input shaft (11), one end is fixed to the transmission shaft (15), and the other end is one end of the first link (13) The third link (32A) pivoted to the side, one end side pivoted to the other end side of the second link (31), and the other end side pivoted to the other end side of the first link (13) A continuously variable transmission comprising a fourth link (32B).
前記偏心ディスク（１３）は前記第１リンク（１３）であり、前記クランクアーム（３１）は前記第２リンク（３１）であり、前記第１円板（３２Ａ）は前記第３リンク（３２Ａ）であり、前記第２円板（３２Ｂ）は前記第４リンク（３２Ｂ）であることを特徴とする、請求項３に記載の無段変速機。 The variable eccentricity mechanism (14) includes an eccentric disk (13) provided with the eccentric point (O) at the center, a crank arm (31) having one end fixed to the input shaft (11), and the eccentricity. The transmission shaft (15) is rotatably fitted in a first circular hole (13a) formed at a position deviated by a predetermined distance from the center (O) of the disk (13) and is eccentric from the center (O1). ) And a second circular hole (13b) formed at a position displaced by a predetermined distance from the center (O) of the eccentric disk (13) and rotatably fitted to the first disk (32A) fixed to A support shaft (33) provided at a position eccentric from the center (O2) includes a second disk (32B) pivotally supported at the other end of the crank arm (31),
The eccentric disk (13) is the first link (13), the crank arm (31) is the second link (31), and the first disc (32A) is the third link (32A). The continuously variable transmission according to claim 3, wherein the second disk (32B) is the fourth link (32B).
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