本發(fā)明涉及一種具備內(nèi)燃機(jī)和曲柄式無(wú)級(jí)變速器的動(dòng)力傳遞裝置。
背景技術(shù):
以往,公知一種四節(jié)連桿機(jī)構(gòu)型的無(wú)級(jí)變速器,其具備:作為輸入部的凸輪部連結(jié)體,其被傳遞來(lái)自設(shè)于車(chē)輛上的發(fā)動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn);輸出軸,其與凸輪部連結(jié)體的旋轉(zhuǎn)中心軸線平行地配置;多個(gè)旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),它們?cè)O(shè)于凸輪部連結(jié)體;多個(gè)擺動(dòng)部,它們以擺動(dòng)自如的方式樞轉(zhuǎn)支承于輸出軸;以及連桿,其一個(gè)端部具有以旋轉(zhuǎn)自如的方式外嵌于旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的輸入側(cè)環(huán)狀部,另一個(gè)端部與擺桿的擺動(dòng)端部連結(jié)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由以下部件構(gòu)成:圓板狀的凸輪部,其相對(duì)于輸入軸的旋轉(zhuǎn)中心軸線偏心地設(shè)置;旋轉(zhuǎn)部,其以旋轉(zhuǎn)自如的方式偏心地設(shè)于該凸輪部;以及小齒輪軸,其在軸向上一體地具備多個(gè)小齒輪。此外,在擺動(dòng)部與輸出軸之間設(shè)有由單向離合器構(gòu)成的單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)。當(dāng)擺動(dòng)部欲相對(duì)于輸出軸向一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí),單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)將擺動(dòng)部固定在輸出軸上,當(dāng)擺動(dòng)部欲相對(duì)于輸出軸向另一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí),單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)部相對(duì)于輸出軸空轉(zhuǎn)。
由于各凸輪部的貫通孔相連,凸輪部連結(jié)體成為中空,其內(nèi)部被插入有小齒輪軸。插入的小齒輪軸從各凸輪部的切口部露出。在旋轉(zhuǎn)部設(shè)有容納凸輪部連結(jié)體的容納孔。在旋轉(zhuǎn)部的形成該容納孔的內(nèi)周面形成有內(nèi)齒。
內(nèi)齒與從凸輪部連結(jié)體的切口部露出的小齒輪嚙合。若使凸輪部連結(jié)體與小齒輪以相同速度旋轉(zhuǎn),則旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)半徑被維持。若使凸輪部連結(jié)體與小齒輪的旋轉(zhuǎn)速度不同,則旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)半徑被改變,從而變速比變化。
當(dāng)使凸輪部連結(jié)體旋轉(zhuǎn)而使旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)時(shí),連桿的輸入側(cè)環(huán)狀部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),與連桿的另一個(gè)端部連結(jié)的擺動(dòng)部的擺動(dòng)端部擺動(dòng)。即,由旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(凸輪部、旋轉(zhuǎn)部、小齒輪)、連桿以及擺動(dòng)部構(gòu)成了曲柄連桿機(jī)構(gòu)(運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu))。由于擺動(dòng)部通過(guò)單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)設(shè)在輸出軸上,因此,僅當(dāng)擺動(dòng)部向一側(cè)旋轉(zhuǎn)時(shí)將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力(扭矩)傳遞至輸出軸。
各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的凸輪部的偏心方向被設(shè)定為使其各自的相位不同并繞凸輪部連結(jié)體的旋轉(zhuǎn)中心軸線一周。因此,利用外嵌于各旋轉(zhuǎn)部上的連桿,各擺動(dòng)部通過(guò)單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)依次將扭矩傳遞至輸出軸,因此能夠使輸出軸順利地旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2013/001859號(hào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
以往公知一種動(dòng)力傳遞裝置,其在行駛用驅(qū)動(dòng)源與變速器之間配置有扭矩變動(dòng)吸收裝置,以吸收從行駛用驅(qū)動(dòng)源輸出的扭矩變動(dòng)。
但是,曲柄式無(wú)級(jí)變速器與行駛用驅(qū)動(dòng)源同樣地容易產(chǎn)生扭矩變動(dòng),從曲柄式無(wú)級(jí)變速器輸出的驅(qū)動(dòng)力可能導(dǎo)致噪音。
鑒于以上的點(diǎn),本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少噪音的動(dòng)力傳遞裝置。
用于解決課題的手段
[1]為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明是一種動(dòng)力傳遞裝置,該動(dòng)力傳遞裝置具有至少一個(gè)變速單元,所述變速單元將借助內(nèi)燃機(jī)而旋轉(zhuǎn)的輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸,
所述動(dòng)力傳遞裝置的特征在于,所述變速單元具備:
輸入側(cè)支點(diǎn),其距所述輸入軸的軸線的距離可變,并與所述輸入軸一同旋轉(zhuǎn);
反轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu),其設(shè)置在所述輸出軸上;
輸出側(cè)支點(diǎn),其以能夠擺動(dòng)的方式設(shè)置在所述反轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)上;
連桿,其兩端與所述輸入側(cè)支點(diǎn)及所述輸出側(cè)支點(diǎn)連接,并往復(fù)運(yùn)動(dòng);以及
變速致動(dòng)器,其變更所述輸入側(cè)支點(diǎn)與所述輸入軸的軸線之間的距離,
所述動(dòng)力傳遞裝置還具備輸入變速部,該輸入變速部設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)軸與所述輸入軸之間,能夠?qū)⑺鲵?qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)按規(guī)定的變速比進(jìn)行變速并傳遞至所述輸入軸,
設(shè)所述規(guī)定的變速比為h,所述規(guī)定的變速比h被設(shè)定成根據(jù)下式(1)而得的值:
h=(變速單元的數(shù)量)/{(內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)/內(nèi)燃機(jī)的沖程數(shù))×2}…(1)。
根據(jù)本發(fā)明,在基于內(nèi)燃機(jī)及無(wú)級(jí)變速器的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,能夠使無(wú)級(jí)變速器的輸入軸或內(nèi)燃機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)的各波數(shù)一致,與以往那樣將內(nèi)燃機(jī)與無(wú)級(jí)變速器的不同的兩個(gè)波形進(jìn)行組合的情況相比較,能夠使噪音比以往減小。
[2]而且,本發(fā)明中可以是:所述輸入變速部能夠變更傳遞扭矩的相位,變更傳遞扭矩的相位,使得所述內(nèi)燃機(jī)的輸出扭矩的峰值時(shí)刻與所述變速單元的負(fù)載扭矩的峰值時(shí)刻一致。
根據(jù)本發(fā)明,能夠利用無(wú)級(jí)變速器的波形抵消內(nèi)燃機(jī)的波形,因此能夠進(jìn)一步減小振動(dòng)。
[3]而且,本發(fā)明中能夠構(gòu)成為:所述輸入變速部具備行星齒輪機(jī)構(gòu),該行星齒輪機(jī)構(gòu)具有太陽(yáng)齒輪、行星架以及齒圈這三個(gè)要素,基于所述行星齒輪機(jī)構(gòu)的列線圖,從一側(cè)依次將所述行星齒輪機(jī)構(gòu)的所述三個(gè)要素定義為第1要素、第2要素、第3要素,所述第1要素被傳遞所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)力,所述第2要素與所述輸入軸連接,所述第3要素與相位變更用致動(dòng)器連接,通過(guò)控制所述相位變更用致動(dòng)器,使所述第3要素旋轉(zhuǎn),從而變更傳遞扭矩的相位,使得所述內(nèi)燃機(jī)的輸出扭矩的峰值時(shí)刻與所述變速單元的負(fù)載扭矩的峰值時(shí)刻一致。
根據(jù)本發(fā)明,利用相位變更用致動(dòng)器,能夠控制內(nèi)燃機(jī)的相位。
[4]而且,本發(fā)明中優(yōu)選:在從所述內(nèi)燃機(jī)至驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳遞路徑中,僅在所述輸出軸的下游側(cè)設(shè)置有與單一的固定值對(duì)應(yīng)的減震器。
根據(jù)本發(fā)明,僅在輸出軸的下游側(cè)設(shè)置減震器,就能夠吸收內(nèi)燃機(jī)及無(wú)級(jí)變速器的扭矩變動(dòng),從而不必在內(nèi)燃機(jī)與無(wú)級(jí)變速器之間設(shè)置另外的減震器,能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、小型化及輕量化。
附圖說(shuō)明
圖1是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的無(wú)級(jí)變速器的剖視圖。
圖2是示出第1實(shí)施方式的無(wú)級(jí)變速器的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖3A是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1最大時(shí)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖3B是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1為小于圖3A的最大的“中”時(shí)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖3C是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1為小于圖3B的“中”的“小”時(shí)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖3D是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1為“0”時(shí)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖4A是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1最大時(shí)的擺動(dòng)部的擺動(dòng)范圍的說(shuō)明圖。
圖4B是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1與圖3B同樣為“中”時(shí)的擺動(dòng)部的擺動(dòng)范圍的說(shuō)明圖。
圖4C是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1與圖3C同樣為“小”時(shí)的擺動(dòng)部的擺動(dòng)范圍的說(shuō)明圖。
圖5是示出第1實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的說(shuō)明圖。
圖6是第1實(shí)施方式的行星齒輪機(jī)構(gòu)的列線圖。
圖7是示出第1實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的內(nèi)燃機(jī)的輸出扭矩的峰值時(shí)刻與無(wú)級(jí)變速器的負(fù)載扭矩的峰值時(shí)刻之間的關(guān)系的時(shí)序圖。
圖8是示出使用第1實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置,利用無(wú)級(jí)變速器的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)特性抵消了內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)特性的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖9是示出使用第1實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置使內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火時(shí)刻與無(wú)級(jí)變速器的負(fù)載扭矩峰值一致的狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖10是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的輸入變速部的說(shuō)明圖。
圖11是示出比較例的動(dòng)力傳遞裝置的說(shuō)明圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1:無(wú)級(jí)變速器;
2:輸入軸;
2a:輸入端部;
3:輸出軸;
4:旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);
5:凸輪盤(pán)(凸輪部);
5a:貫穿孔;
5b:切孔;
5c:一體型凸輪部;
6:旋轉(zhuǎn)盤(pán)(旋轉(zhuǎn)部);
6a:容納孔;
6b:內(nèi)齒;
8:減速機(jī)構(gòu);
14:調(diào)節(jié)用驅(qū)動(dòng)源;
15:連桿;
15a:輸入側(cè)環(huán)狀部;
15b:輸出側(cè)環(huán)狀部;
16:連桿軸承;
17:?jiǎn)蜗螂x合器(單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu));
18:擺桿(擺動(dòng)部);
18a:擺動(dòng)端部;
18b:突片;
18c:插入孔;
19:連結(jié)銷(xiāo);
20:曲柄連桿機(jī)構(gòu);
60:貫穿插入孔;
70:小齒輪;
72:小齒輪軸;
74:小齒輪軸承;
80:變速器殼體;
100:輸入變速部;
112:太陽(yáng)齒輪(第1要素);
114:齒圈(第3要素);
116:行星架(第2要素);
118:小齒輪;
120:外齒;
130:相位變更用致動(dòng)器;
130a:相位變更用齒輪;
150:下游減震器;
152:上游減震器(比較例);
172:驅(qū)動(dòng)齒輪;
174:從動(dòng)齒輪;
P1:旋轉(zhuǎn)中心軸線;
P2:凸輪盤(pán)的中心點(diǎn);
P3:旋轉(zhuǎn)盤(pán)的中心點(diǎn);
La:旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與中心點(diǎn)P2之間的距離;
Lb:中心點(diǎn)P2與中心點(diǎn)P3之間的距離;
R1:偏心量(旋轉(zhuǎn)半徑);
ECU:控制部;
ENG:內(nèi)燃機(jī)。
具體實(shí)施方式
參照附圖,說(shuō)明本發(fā)明的動(dòng)力傳遞裝置的實(shí)施方式。實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置具備無(wú)級(jí)變速器。該無(wú)級(jí)變速器為裝載在汽車(chē)等車(chē)輛上的變速器,具備由曲柄連桿機(jī)構(gòu)(四節(jié)連桿機(jī)構(gòu))構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),并且該無(wú)級(jí)變速器是能夠使變速比h(h=輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度/輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度)為無(wú)窮大(∞)從而使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度為“0”的曲柄式無(wú)級(jí)變速器、即所謂的IVT(Infinity Variable Transmission:無(wú)限變速器)的一種。
圖1中示出本發(fā)明的動(dòng)力傳遞裝置的第1實(shí)施方式中使用的四節(jié)連桿機(jī)構(gòu)型的無(wú)級(jí)變速器。參照?qǐng)D1,無(wú)級(jí)變速器1具備:輸入軸2,其接受來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)力,由此以旋轉(zhuǎn)中心軸線P1為中心旋轉(zhuǎn);輸出軸3,其被配置成與旋轉(zhuǎn)中心軸線P1平行,且經(jīng)由差速器(省略圖示)將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪;以及6個(gè)旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4,它們?cè)O(shè)置在旋轉(zhuǎn)中心軸線P1上。并且,也可以設(shè)置傳動(dòng)軸來(lái)代替差速器。
如圖2所示,各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4具備作為凸輪部的凸輪盤(pán)5和作為旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)盤(pán)6。凸輪盤(pán)5為圓盤(pán)狀,凸輪盤(pán)5從旋轉(zhuǎn)中心軸線P1偏心,并且,凸輪盤(pán)5以對(duì)1個(gè)旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4來(lái)說(shuō)為2個(gè)1組的方式設(shè)置于各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4。另外,在凸輪盤(pán)5上設(shè)置有沿旋轉(zhuǎn)中心軸線P1的方向貫穿的貫穿孔5a。此外,在凸輪盤(pán)5上設(shè)置有切孔5b,該切孔5b向相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心軸線P1偏心的方向開(kāi)口,并且使凸輪盤(pán)5的外周面和構(gòu)成貫穿孔5a的內(nèi)周面連通。
每1組凸輪盤(pán)5分別使相位相差60度,由6組凸輪盤(pán)5配置成繞旋轉(zhuǎn)中心軸線P1的周向一圈。
凸輪盤(pán)5與相鄰的旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4的凸輪盤(pán)5一體地形成從而構(gòu)成一體型凸輪部5c。該一體型凸輪部5c可以通過(guò)一體成型而形成,或者也可以是將2個(gè)凸輪部焊接在一起而實(shí)現(xiàn)一體化。各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4的2個(gè)1組的凸輪盤(pán)5彼此通過(guò)螺栓(省略圖示)固定。旋轉(zhuǎn)中心軸線P1上位于最靠近行駛用驅(qū)動(dòng)源側(cè)的位置的凸輪盤(pán)5與輸入端部2a一體地形成。這樣,由輸入端部2a和凸輪盤(pán)5構(gòu)成了輸入軸2(凸輪軸)。
輸入軸2(凸輪軸)具有貫穿插入孔60,該貫穿插入孔60是通過(guò)將凸輪盤(pán)5的貫穿孔5a相連而構(gòu)成的。由此,輸入軸2(凸輪軸)構(gòu)成為與內(nèi)燃機(jī)相反的一側(cè)(圖1中為左側(cè))的一端開(kāi)口而另一端封閉的中空軸形狀。作為使該凸輪盤(pán)5與輸入端部2a形成為一體的方法,可以采用一體成型,另外,也可以將凸輪盤(pán)5和輸入端部2a焊接在一起而實(shí)現(xiàn)一體化。
在圓盤(pán)狀的旋轉(zhuǎn)盤(pán)6上設(shè)有以偏心的狀態(tài)容納凸輪盤(pán)5的容納孔6a。換言之,圓盤(pán)狀的旋轉(zhuǎn)盤(pán)6在偏心的狀態(tài)下以旋轉(zhuǎn)自如的方式外嵌在每1組凸輪盤(pán)5上。
如圖2所示,設(shè)凸輪盤(pán)5的中心點(diǎn)為P2,設(shè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的中心點(diǎn)為P3,旋轉(zhuǎn)盤(pán)6以使得旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與中心點(diǎn)P2之間的距離La等于中心點(diǎn)P2與中心點(diǎn)P3之間的距離Lb的方式相對(duì)于凸輪盤(pán)5偏心。
在旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的容納孔6a中設(shè)有位于1組凸輪盤(pán)5之間的內(nèi)齒6b。
位于與旋轉(zhuǎn)中心軸線P1同心且與旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的內(nèi)齒6b對(duì)應(yīng)的位置的小齒輪70以與輸入軸2相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的方式配置在輸入軸2的貫穿插入孔60中。小齒輪70與小齒輪軸72形成為一體。另外,小齒輪70還可以與小齒輪軸72分體地構(gòu)成,并通過(guò)花鍵結(jié)合使小齒輪70與小齒輪軸72連結(jié)。在本實(shí)施方式中,在僅僅稱(chēng)為小齒輪70時(shí)定義為包括小齒輪軸72。
在凸輪盤(pán)5上設(shè)置有切孔5b,該切孔5b位于偏心方向,并且使貫穿孔5a和凸輪盤(pán)5的外周面連通。
小齒輪70從切孔5b露出,小齒輪70通過(guò)切孔5b與內(nèi)齒6b嚙合。在小齒輪軸72上配置有小齒輪軸承74,該小齒輪軸承74位于相鄰的小齒輪70之間。小齒輪軸72借助該小齒輪軸承74支承輸入軸2。減速機(jī)構(gòu)8與小齒輪軸72連接。調(diào)節(jié)用驅(qū)動(dòng)源14的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)8被傳遞至小齒輪70。
如圖2所示,旋轉(zhuǎn)盤(pán)6以距離La與距離Lb相等的方式相對(duì)于凸輪盤(pán)5偏心,因此還能夠使旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的中心點(diǎn)P3位于與旋轉(zhuǎn)中心軸線P1相同的軸線上,使旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與中心點(diǎn)P3之間的距離即偏心量R1為“0”。
無(wú)級(jí)變速器1具備連桿15,該連桿15在一個(gè)端部具有大徑的輸入側(cè)環(huán)狀部15a,在另一個(gè)端部具有直徑比輸入側(cè)環(huán)狀部15a的直徑小的輸出側(cè)環(huán)狀部15b。
連桿15的輸入側(cè)環(huán)狀部15a通過(guò)由滾子軸承構(gòu)成的連桿軸承16以旋轉(zhuǎn)自如的方式外嵌于旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的周緣。另外,連桿軸承16也可以在軸向上并列2個(gè)球軸承而以?xún)蓚€(gè)一組構(gòu)成。在輸出軸3上,通過(guò)作為單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)的單向離合器17,與連桿15對(duì)應(yīng)地設(shè)有6個(gè)作為擺動(dòng)部的擺桿18。
作為單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)的單向離合器17設(shè)在擺桿18與輸出軸3之間,當(dāng)擺桿18欲相對(duì)于輸出軸3向一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí),單向離合器17將擺桿18固定在輸出軸3上,當(dāng)擺桿18欲相對(duì)于輸出軸3向另一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí),單向離合器17使擺桿18相對(duì)于輸出軸3空轉(zhuǎn)。
擺桿18形成為環(huán)狀,在其下方設(shè)有與連桿15的輸出側(cè)環(huán)狀部15b連結(jié)的擺動(dòng)端部18a。在擺動(dòng)端部18a上設(shè)有以在軸向夾住輸出側(cè)環(huán)狀部15b的方式突出的一對(duì)突片18b。在一對(duì)突片18b上貫穿設(shè)置有與輸出側(cè)環(huán)狀部15b的內(nèi)徑對(duì)應(yīng)的插入孔18c。在插入孔18c和輸出側(cè)環(huán)狀部15b中插入有連結(jié)銷(xiāo)19。由此,連桿15與擺桿18連結(jié)。
在本實(shí)施方式中,將擺動(dòng)端部18a配置在輸出軸3的下方,以使擺桿18的擺動(dòng)端部18a浸沒(méi)在積存于變速器殼體80下方的潤(rùn)滑油油層中。由此,能夠利用油層潤(rùn)滑擺動(dòng)端部18a,同時(shí)利用擺桿18的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),揚(yáng)起油層的潤(rùn)滑油,從而能夠潤(rùn)滑無(wú)級(jí)變速器1的其它零件。
另外,在實(shí)施方式的說(shuō)明中,變速比定義為輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度/輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度。
圖3A至3D表示使作為旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4的旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的旋轉(zhuǎn)半徑的偏心量R1變化的狀態(tài)的小齒輪軸72與旋轉(zhuǎn)盤(pán)6之間的位置關(guān)系。圖3A表示使偏心量R1為“最大”的狀態(tài),小齒輪軸72和旋轉(zhuǎn)盤(pán)6位于使旋轉(zhuǎn)中心軸線P1、凸輪盤(pán)5的中心點(diǎn)P2以及旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的中心點(diǎn)P3排列成一條直線的位置。此時(shí)的變速比h成為最小。
圖3B表示使偏心量R1為比圖3A小的“中”的狀態(tài),圖3C表示使偏心量R1為比圖3B更小的“小”的狀態(tài)。在圖3B中,變速比h為比圖3A的變速比h大的“中”,在圖3C中,變速比h為比圖3B的變速比h大的“大”。
圖3D表示使偏心量R1為“0”的狀態(tài),旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與旋轉(zhuǎn)盤(pán)6的中心點(diǎn)P3位于同心的位置。此時(shí)的變速比h成為無(wú)窮大(∞)。第1實(shí)施方式的無(wú)級(jí)變速器1利用旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4改變偏心量R1,由此,能夠自由調(diào)節(jié)輸入軸2側(cè)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的半徑。
圖4A至4C表示使旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4的偏心量R1(旋轉(zhuǎn)半徑)變化的情況下的擺桿18的擺動(dòng)范圍的變化。圖4A表示偏心量R1為最大時(shí)的擺桿18的擺動(dòng)范圍,圖4B表示偏心量R1為中時(shí)的擺桿18的擺動(dòng)范圍,圖4C表示偏心量R1為小時(shí)的擺桿18的擺動(dòng)范圍。根據(jù)圖4A至4C可知,隨著偏心量R1變小,擺動(dòng)范圍變窄。并且,當(dāng)偏心量R1為“0”時(shí),擺桿18不再擺動(dòng)。
在本實(shí)施方式中,由旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4、連桿15以及擺桿18構(gòu)成了曲柄連桿機(jī)構(gòu)20(運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu))。而且,通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)20將輸入軸2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺桿18的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施方式的無(wú)級(jí)變速器1具備合計(jì)6個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)20。
當(dāng)偏心量R1不為“0”時(shí),若使輸入軸2旋轉(zhuǎn),并且使小齒輪軸72以與輸入軸2相同的速度旋轉(zhuǎn),則各連桿15每60度地改變相位,同時(shí)基于偏心量R1在輸入軸2與輸出軸3之間交替地反復(fù)向輸出軸3側(cè)推出或向輸入軸2側(cè)拉回而進(jìn)行擺動(dòng)。
連桿15的輸出側(cè)環(huán)狀部15b與通過(guò)單向離合器17而設(shè)于輸出軸3上的擺桿18連結(jié),因此,若擺桿18被連桿15推拉而擺動(dòng),則僅當(dāng)擺桿18向推出方向側(cè)或拉回方向側(cè)中的任意一側(cè)以輸出軸3的旋轉(zhuǎn)速度以上的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)時(shí),驅(qū)動(dòng)力才被傳遞至輸出軸3。
反之,當(dāng)擺桿18向另一側(cè)旋轉(zhuǎn)時(shí),擺桿18的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的力不會(huì)傳遞至輸出軸3,擺桿18空轉(zhuǎn)。此外,即使擺桿18向一側(cè)旋轉(zhuǎn),在擺桿18向一側(cè)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度為輸出軸3向一側(cè)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度以下的情況下,驅(qū)動(dòng)力也不會(huì)從擺桿18傳遞至輸出軸3。由于將各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4配置成分別相差60度相位,因此,輸出軸3依次通過(guò)各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4而旋轉(zhuǎn)。
另外,本實(shí)施方式的無(wú)級(jí)變速器1具備控制調(diào)節(jié)用驅(qū)動(dòng)源14的控制部ECU(省略圖示)??刂撇縀CU是由CPU、存儲(chǔ)器等構(gòu)成的電子單元,利用CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的控制程序,由此,控制調(diào)節(jié)用驅(qū)動(dòng)源14,發(fā)揮調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4的偏心量R1的功能。
在輸入軸2的旋轉(zhuǎn)速度與小齒輪軸72的旋轉(zhuǎn)速度相同的情況下,旋轉(zhuǎn)盤(pán)6與凸輪盤(pán)5一體地旋轉(zhuǎn)。在輸入軸2的旋轉(zhuǎn)速度與小齒輪軸72的旋轉(zhuǎn)速度存在差異的情況下,旋轉(zhuǎn)盤(pán)6以凸輪盤(pán)5的中心點(diǎn)P2為中心沿凸輪盤(pán)5的周緣旋轉(zhuǎn)。
如圖5所示,在內(nèi)燃機(jī)ENG與輸入軸2之間設(shè)有輸入變速部100。輸入變速部100具備單小齒輪型的行星齒輪機(jī)構(gòu),該行星齒輪機(jī)構(gòu)具有太陽(yáng)齒輪112、齒圈114以及行星架116這三個(gè)要素。輸入變速部100具備:太陽(yáng)齒輪112,其與輸入軸2配置在同一軸線上并能夠自由旋轉(zhuǎn);能夠自由旋轉(zhuǎn)的齒圈114;小齒輪118,其與太陽(yáng)齒輪112及齒圈114嚙合;以及行星架116,其將小齒輪118樞轉(zhuǎn)支承為能夠自由旋轉(zhuǎn),并且自身也能夠自由旋轉(zhuǎn)。
太陽(yáng)齒輪112被傳遞來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)ENG的驅(qū)動(dòng)力。行星架116與輸入軸2連接。在齒圈114的外周設(shè)有外齒120。輸入變速部100具備與外齒120嚙合的相位變更用齒輪130a。相位變更用齒輪130a借助由電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的相位變更用致動(dòng)器130而旋轉(zhuǎn)。即,齒圈114通過(guò)外齒120及相位變更用齒輪130a與相位變更用致動(dòng)器130連接。
圖6中示出構(gòu)成輸入變速部100的行星齒輪機(jī)構(gòu)的列線圖。橫線的“1”表示按與輸入軸相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),“0”表示未旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),“-1”表示沿與輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向按同一速度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。列線圖中,太陽(yáng)齒輪112、行星架116、齒圈114這三個(gè)要素被配置成存在與行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪比(h-1)對(duì)應(yīng)的間隔。由此,能夠用直線表示太陽(yáng)齒輪112、行星架116、齒圈114這三個(gè)要素的各旋轉(zhuǎn)速度之比。
根據(jù)能夠用直線表示太陽(yáng)齒輪112、行星架116、齒圈114的各旋轉(zhuǎn)速度之比的列線圖,從一側(cè)依次定義為第1要素、第2要素、第3要素,則本實(shí)施方式中,太陽(yáng)齒輪112為第1要素,行星架116為第2要素,齒圈114為第3要素。
輸入變速部100的齒輪比(h-1)在本實(shí)施方式中是齒圈114的齒數(shù)除以太陽(yáng)齒輪112的齒數(shù)而得的值。
輸入變速部100的齒輪比(h-1)中的“h”表示輸入變速部100的變速比。變速比h被設(shè)定成根據(jù)下式(1)而得的值。
h=(曲柄連桿機(jī)構(gòu)20的數(shù)量)/{(內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)/內(nèi)燃機(jī)的沖程數(shù))×2}…(1)。
在本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)ENG為四氣缸的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下,作為變速單元的曲柄連桿機(jī)構(gòu)20的數(shù)量為6個(gè),因此變速比為h=6/{(4/4)×2}=3。
并且,利用相位變更用致動(dòng)器130進(jìn)行控制,使得齒圈114不旋轉(zhuǎn),由此太陽(yáng)齒輪112的旋轉(zhuǎn)速度基于輸入變速部100的齒輪比(h-1)減速為圖6所示的三分之一,并從行星架116傳遞至輸入軸2。
并且,在基于內(nèi)燃機(jī)ENG及無(wú)級(jí)變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,無(wú)級(jí)變速器1的輸入軸2或內(nèi)燃機(jī)ENG每旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)的各波數(shù)一致。
根據(jù)本實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置,在基于內(nèi)燃機(jī)ENG及無(wú)級(jí)變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,能夠使無(wú)級(jí)變速器1的輸入軸2或內(nèi)燃機(jī)ENG每旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)的各波數(shù)一致,因此與以往那樣將內(nèi)燃機(jī)ENG與無(wú)級(jí)變速器1的不同的兩個(gè)波形進(jìn)行組合的情況相比較,能夠使噪音比以往減小。
另外,在圖5中,單點(diǎn)劃線的曲線圖是表示內(nèi)燃機(jī)ENG的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性的波形,雙點(diǎn)劃線的曲線圖是表示無(wú)級(jí)變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性的波形,實(shí)線的曲線圖是合成的波形。
此外,本實(shí)施方式中,利用相位變更用致動(dòng)器130,能夠調(diào)整內(nèi)燃機(jī)ENG與無(wú)級(jí)變速器1之間的相位偏移。例如,如果將來(lái)自相位變更用致動(dòng)器130的輸出扭矩設(shè)定為“0”,則如圖6中虛線所示,輸入變速部100的齒圈114空轉(zhuǎn),因此內(nèi)燃機(jī)ENG的波形的相位相對(duì)于無(wú)級(jí)變速器1的波形的相位漸漸偏移。
此外,如圖6中實(shí)線所示,如果控制相位變更用致動(dòng)器130的輸出扭矩,使得齒圈114不旋轉(zhuǎn),則內(nèi)燃機(jī)ENG的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)輸入變速部100的齒輪比(h-1)減速為“1/h”,從行星架116輸出,并且內(nèi)燃機(jī)ENG的波形的相位和無(wú)級(jí)變速器1的波形的相位被固定。
因此,如圖7的上方兩個(gè)曲線圖所示,即使在內(nèi)燃機(jī)ENG的輸出扭矩的峰值的相位與無(wú)級(jí)變速器1的負(fù)載扭矩(傳遞至輸出軸3的扭矩)為最大(圖7的曲線圖中在負(fù)側(cè)檢測(cè)出負(fù)載扭矩,因此為最小)時(shí)的相位之間產(chǎn)生偏移的情況下,通過(guò)控制相位變更用致動(dòng)器130,如圖7的下方的兩個(gè)曲線圖所示,能夠使內(nèi)燃機(jī)ENG的輸出扭矩的峰值的相位與無(wú)級(jí)變速器1的負(fù)載扭矩(傳遞至輸出軸3的扭矩)為最大(圖7的曲線圖中在負(fù)側(cè)檢測(cè)出負(fù)載扭矩,因此為最小)時(shí)的相位一致。圖7的“OWC最大扭力”表示向單向離合器17施加最大扭力的位置。
通過(guò)這樣使內(nèi)燃機(jī)ENG的輸出扭矩峰值與無(wú)級(jí)變速器1的負(fù)載扭矩峰值一致,能夠利用設(shè)在從無(wú)級(jí)變速器1輸出的動(dòng)力的傳遞路徑上的下游減震器150,高效地吸收扭矩變動(dòng)。
此外,如圖8所示,利用相位變更用致動(dòng)器130控制相位,使得內(nèi)燃機(jī)ENG的旋轉(zhuǎn)速度的波形與無(wú)級(jí)變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的波形彼此抵消,由此能夠抑制從無(wú)級(jí)變速器1輸出的扭矩變動(dòng)。并且,如果能夠抑制到可以忽略扭矩變動(dòng)的程度,則也可以省略比無(wú)級(jí)變速器1靠下游的下游減震器150。
此外,如圖9所示,可以使內(nèi)燃機(jī)ENG的點(diǎn)火時(shí)刻與無(wú)級(jí)變速器1的負(fù)載扭矩峰值(曲線圖中在負(fù)側(cè)檢測(cè)出負(fù)載扭矩,因此峰值為最小)一致。根據(jù)該結(jié)構(gòu),在內(nèi)燃機(jī)ENG點(diǎn)火時(shí)控制相位變更用致動(dòng)器130,使得成為無(wú)級(jí)變速器1的負(fù)載扭矩峰值即可,因此與求出內(nèi)燃機(jī)ENG的輸出扭矩的峰值而控制相位的情況相比,容易控制。
另外,本實(shí)施方式中,對(duì)通過(guò)行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪比(h-1)來(lái)設(shè)定輸入變速部100的變速比h進(jìn)行了說(shuō)明。但是,本發(fā)明的輸入變速部的變速比h的設(shè)定方法不限于此。例如,也可以與行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪比無(wú)關(guān)地,通過(guò)由電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的相位變更用致動(dòng)器130調(diào)節(jié)齒圈114的旋轉(zhuǎn)速度,使得從行星架116輸出的旋轉(zhuǎn)速度為變速比h時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度。
此外,可以有別于行星齒輪機(jī)構(gòu)而另行設(shè)置齒輪比被設(shè)定為變速比h的齒輪系,將由電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的相位變更用致動(dòng)器130的旋轉(zhuǎn)速度控制為與內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度相同,使得在行星齒輪機(jī)構(gòu)中除了相位控制時(shí)以外以相等速度輸出。
此外,在本實(shí)施方式中,對(duì)由電動(dòng)機(jī)構(gòu)成相位變更用致動(dòng)器130進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明的相位變更用致動(dòng)器不限于此。例如,可以由制動(dòng)器(濕式摩擦制動(dòng)器等)構(gòu)成相位變更用致動(dòng)器,該制動(dòng)器能夠在將齒圈114固定于變速器殼體的固定狀態(tài)(圖6的實(shí)線的狀態(tài))和解除該固定的釋放狀態(tài)(圖6的虛線的狀態(tài))之間自由切換。在該情況下,在使內(nèi)燃機(jī)與無(wú)級(jí)變速器的相位一致時(shí),將制動(dòng)器設(shè)為釋放狀態(tài),使齒圈114空轉(zhuǎn),當(dāng)相位一致時(shí),將制動(dòng)器設(shè)為固定狀態(tài),使齒圈114固定于變速器殼體即可。
此外,本實(shí)施方式中,采用設(shè)有6個(gè)作為變速單元的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)變速器進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明的變速單元的數(shù)量不限于此,至少有1個(gè)即可,例如可以是8個(gè)。
此外,本實(shí)施方式中,對(duì)使各曲柄連桿機(jī)構(gòu)的凸輪部的偏心方向從輸入軸的一側(cè)依次以60°間隔偏心進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明的多個(gè)凸輪部的偏心方向不限于此。例如,可以將6個(gè)凸輪部從輸入軸的一側(cè)依次以120°、120°、-60°、120°、120°、或180°、60°、180°、60°、180°的偏心方向的相位間隔進(jìn)行配置。
此外,本實(shí)施方式中,太陽(yáng)齒輪112作為第1要素、行星架116作為第2要素、齒圈114作為第3要素進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明的第1~第3要素不限于此,例如在列線圖中可以從相反側(cè)的齒圈側(cè)依次設(shè)為第1~第3要素,將齒圈設(shè)為第1要素,行星架設(shè)為第2要素,太陽(yáng)齒輪設(shè)為第3要素。在該情況下,在第1實(shí)施方式中,替換內(nèi)燃機(jī)ENG與相位變更用致動(dòng)器130的配置即可。
另外,本實(shí)施方式中,對(duì)采用具有太陽(yáng)齒輪112、齒圈114以及行星架116這三個(gè)要素的單小齒輪型的行星齒輪機(jī)構(gòu)作為輸入變速部100進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明的輸入變速部不限于此。例如,可以由雙小齒輪型的行星齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成輸入變速部,該雙小齒輪型的行星齒輪機(jī)構(gòu)具備:太陽(yáng)齒輪,其與輸入軸配置在同一軸線上并能夠自由旋轉(zhuǎn);能夠自由旋轉(zhuǎn)的齒圈;一對(duì)小齒輪,它們彼此嚙合,且一個(gè)與太陽(yáng)齒輪嚙合而另一個(gè)與齒圈嚙合;以及行星架,其將一對(duì)小齒輪118分別樞轉(zhuǎn)支承為能夠自由旋轉(zhuǎn),并且自身也能夠自由旋轉(zhuǎn)。
在該情況下,在列線圖中可以從太陽(yáng)齒輪側(cè)依次設(shè)為第1~第3要素,將太陽(yáng)齒輪定義為第1要素,齒圈定義為第2要素,行星架定義為第3要素,也可以從行星架側(cè)依次設(shè)為第1~第3要素,將行星架設(shè)為第1要素,齒圈設(shè)為第2要素,太陽(yáng)齒輪設(shè)為第3要素。在太陽(yáng)齒輪為第1要素、齒圈為第2要素、行星架為第3要素的情況下,將雙小齒輪型的行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪比設(shè)定為與變速比相同的“h”即可。
此外,本實(shí)施方式中,采用單向離合器17作為單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。但是,本發(fā)明的單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu)不限于此。例如,可以由所謂的雙向離合器構(gòu)成單向旋轉(zhuǎn)阻止機(jī)構(gòu),該雙向離合器可以自由切換至一個(gè)固定狀態(tài)和另一個(gè)固定狀態(tài)中的任一狀態(tài),所述一個(gè)固定狀態(tài)是當(dāng)擺桿18相對(duì)于輸出軸3欲向一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)將擺桿18固定于輸出軸3,而當(dāng)擺桿18相對(duì)于輸出軸3欲向另一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)使擺桿18相對(duì)于輸出軸3空轉(zhuǎn),所述另一個(gè)固定狀態(tài)是當(dāng)擺桿18相對(duì)于輸出軸3欲向另一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)將擺桿18固定于輸出軸3,而當(dāng)擺桿18相對(duì)于輸出軸3欲向一側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)使擺桿18相對(duì)于輸出軸3空轉(zhuǎn)。
[第2實(shí)施方式]
參照?qǐng)D10,說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置。第2實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置除了輸入變速部100不同以外,構(gòu)成為與第1實(shí)施方式相同。
第2實(shí)施方式的輸入變速部100由固定于內(nèi)燃機(jī)ENG的旋轉(zhuǎn)軸(曲軸)上的驅(qū)動(dòng)齒輪172和與驅(qū)動(dòng)齒輪172嚙合并固定于輸入軸2上的從動(dòng)齒輪174構(gòu)成。
根據(jù)第2實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置,與第1實(shí)施方式同樣地,在基于內(nèi)燃機(jī)ENG及無(wú)級(jí)變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,能夠使無(wú)級(jí)變速器1的輸入軸2或內(nèi)燃機(jī)ENG每旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)的各波數(shù)一致,與以往那樣將內(nèi)燃機(jī)ENG和無(wú)級(jí)變速器1的不同的兩個(gè)波形進(jìn)行組合的情況相比較,能夠利用下游減震器150比以往高效地減小扭矩變動(dòng)。
[比較例]
圖11示出作為未應(yīng)用本發(fā)明的比較例的動(dòng)力傳遞裝置。從圖11可知,在內(nèi)燃機(jī)ENG與無(wú)級(jí)變速器1之間設(shè)置有一個(gè)上游減震器152,并且在無(wú)級(jí)變速器1的下游設(shè)置有另一個(gè)下游減震器150。內(nèi)燃機(jī)ENG的扭矩變動(dòng)被上游減震器152衰減,但由于在無(wú)級(jí)變速器1中產(chǎn)生不同波數(shù)的扭矩變動(dòng),因此即使通過(guò)配置在無(wú)級(jí)變速器1的下游的下游減震器150,也會(huì)輸出復(fù)雜波形的扭矩變動(dòng),導(dǎo)致噪音。