CN100436872C - 带有用于变速控制致动器的冷却结构的无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于机动车的无级变速器，该无级变速器包括一传动系，可根据从一控制阀组件发出的油压信号改变该传动系的速比。设置了一机械反馈机构，其包括一用于根据电信号执行变速控制的致动器。致动器具有一电磁线圈部分。设置了一个变速控制阀，以控制输送给传动系的油压。设置了一速比传感器，其可根据传动系速比的改变与传动系的一个部分保持机械关系地移动。设置了一个连接构件，用于将致动器、变速控制阀、以及速比传感器连接起来。另外，还设置了一个油槽，其用于盛容油液，致动器上电磁线圈的至少一部分被浸没在油液中。

Description

带有用于变速控制致动器的冷却结构的无级变速器

技术领域

本发明涉及对无级变速器的改进，该无级变速器上设置有用来改变车辆速度的机械反馈机构，更具体而言，本发明涉及一种该机械反馈机构中的冷却结构，其是为用来执行变速控制的致动器而设置的。

背景技术

到目前为止，人们已经设计出了多种用来改变车辆上无级变速器速比的机械反馈机构，并已将它们投入实际应用。第2001-260678号日本专利公开文件中就公开了此类机械反馈机构的其中一种。在该文件所披露的技术中，无级变速器上设置有一机械反馈机构，在该机构中，一用于执行变速控制的电机、一变速控制阀、以及一带轮传感器被一连接构件相互连接起来。连接构件必须要将位于传动系一侧的带轮传感器与位于一控制阀组件中的变速控制阀连接起来。因而，考虑到机械反馈机构的组装效率以及用于执行变速控制的电机的冷却性能，将变速控制电机布置到控制阀的一个侧面上，以使其位于无级变速器中油液表面或液位的下方。

但是，在上述的现有技术中，变速控制电机的布置受到限制，因而很难保证整个变速器单元的紧凑性。

发明内容

因而，本发明的一个目的是提供一种改进的无级变速器，其带有用于变速控制致动器的冷却结构，该变速器能有效地克服设置有冷却结构的普通无级变速器所遇到的问题，其中，冷却结构是为用于对车辆执行变速控制的致动器而设置的。

本发明的另一个目的是提供一种改进的无级变速器，其带有用于变速控制致动器的冷却结构，该变速器能有效地确保变速器单元的紧凑性，并实现了对车辆变速控制致动器的有效冷却。

本发明的又一个目的是提供一种改进的无级变速器，其带有用于一变速致动器的一冷却结构，在该变速器中，致动器具有高度的布局自由度。

本发明的一个方面在于一种无级变速器：其包括一传动系，其速比是可变的。设置了一控制阀组件，其输出一油压信号，利用该信号来改变传动系的速比。设置了一机械反馈机构，其包括一用于根据电信号执行变速控制的致动器。致动器具有一电磁线圈部分，设置了一个变速控制阀，以控制输送给传动系的油压。设置了一速比传感器，其可根据传动系速比的改变与传动系的一个部分保持机械关系地移动。设置了一个连接构件，用于将致动器、变速控制阀、以及速比传感器连接起来。另外，还设置了一个油槽，其用于盛容油液，致动器上电磁线圈的至少一部分被浸没在油液中。

附图说明

图1中的示意图表示了根据本发明的带式无级变速器的一种实施方式；

图2是沿图1中A1-A1线所示箭头方向所作的放大的局部剖视图，其表示出了变速器的主动带轮和一控制阀组件；

图3是图1所示变速器中控制阀组件的俯视图，该组件带有一机械反馈机构；

图4是从控制阀组件上体的上表面所作的放大的局部俯视图，其表示了一个位于步进电机和变速控制阀周围的区域，该区域内设置了图1所示变速器的油槽；

图5是图4所示油槽的局部剖视图；以及

图6中示意性的立体图表示了油液向图4所示油槽的流动。

具体实施方式

下面参照附图中的图1到图6对元级变速器的一种实施方式进行介绍。如图1中的示意图所示，该无级变速器的主要部件与现有带式无级变速器的主要部件是相同的。该实施方式中的无级变速器是用在机动车上的，其包括一变速器壳1，变速器壳1具有一传动系容纳部分1a，在该部分中容纳了一个传动系10，变速器壳1还具有一阀容纳部分1b，在该部分中容纳了一个控制阀组件20。传动系10包括带式无级变速机构，在该机构中，一前进/倒车变换机构14被设置在传动系的动力输入侧，其能使车辆在前进行驶状态与倒车行驶状态之间进行改变。

前进/倒车变换机构14包括一行星齿轮机构，其具有一太阳轮、一行星架、以及一齿圈。太阳轮与发动机的一侧相连接，并具有一前进离合器。行星架被连接到一倒车制动器上。齿圈与无级变速器的主带轮11相连接，并具有一前进离合器。该前进离合器作用在于使太阳轮与齿圈接合成为一个整个构件，由此可作为一个整体件输出输入转动。倒车制动器作用在于将行星架固定到变速器壳1上，由此对要被输出的输入转动进行减速(在倒车转动中)。在前进/倒车变换机构14中，其它的转动元件也可相互接合，且可使用双行星轮型行星齿轮组作为其中的行星齿轮机构，因而，不对这些部件作出限定。

无级变速机构包括：主带轮11，其具有一可动的滑轮11a和一固定的滑轮11b；以及一副带轮12，其具有一可动滑轮和一固定滑轮。主带轮11从前进/倒车变换机构14接收到输入转动而进行旋转。一传动带13绕在每个带轮的可动滑轮与固定滑轮之间的轮槽上。传动带13将主带轮11与副带轮12连接起来以实现驱动关系。每个带轮上都设置有一个缸腔，其位于可动滑轮的后侧。缸腔可由输送给其的油压驱动，从而可改变两带轮11、12的槽宽。输送给缸腔的油压控制着作用在带轮11、12转动轴线方向上的、用于挤压传动带13的推力。这可改变传动带13的有效半径，由此实现了无级的变速。

产生油压信号的控制阀组件20被布置在传动系10的下方。在控制阀组件20与传动系10之间设置了一机械反馈机构30。控制阀组件20包括：一上体20a，其被布置在传动系10一侧；以及一下体20c，其被布置在一油盘(图中未示出)一侧。在上体20a与下体20c之间设置了一个中间体20b。上体20a的顶面上设置有多个电子器件21，这些电子器件21包括电磁控制阀和各种类型的传感器，其中的传感器例如是油温传感器、油压传感器等。另外，在上体20a的顶面上装配了一台步进电机33。步进电机33上设置有一个油槽50，以便于受润滑油的冷却，下文将对此内容进行说明。油槽50中容纳着润滑油，并作为步进电机33的冷却机构，而该步进电机则作为对车辆执行变速控制的致动器。此外，控制阀组件20上还制有一个通孔40，其作用将在下文作详细介绍。可以看出：控制阀组件20的结构设计并不限于上文讨论的情形，其也可由两部分构成：即由上体20a和下体20c构成，或者也可由单个部分或单体构成。

机械反馈机构30是由如下部件构成的：一带轮传感器31，其作为用于检测速比的装置；一变速控制阀32，其用于控制油压；以及步进电机33，其作为执行变速的致动器。设置了一个连接构件34，其用于将带轮传感器31、变速控制阀32、以及步进电机33进行在机械连接。

带轮传感器

如图2所示，带轮传感器31被布置在主带轮的下端侧，主带轮所处位置靠近上体20a。带轮传感器31包括一传感器轴31a，其被固定在变速器壳1上，且其内制有一轴向油道，可通过该油道输送润滑油。一个传感器主体31b可动地支撑在传感器轴31a上，以便于能沿传感器轴31a的轴线方向移动，传感器主体与可动滑轮11a的外周侧滑动地接触着。设置了一个弹簧31c，以将传感器主体31b偏置向可动滑轮11a。另外，传感器主体31b上设置有一个连接销31d，其用于与连接构件34进行连接。

变速控制阀

如图3所示，变速控制阀32被设置在变速控制阀容纳部分201a中，容纳部分201a被形成于面对着传动系10的上体20a的顶面上，按照这种方式，容纳部分向上凸出而成为半圆柱形的形状。变速控制阀32与传动系10中驱动轴的延伸方向平行。另外，变速控制阀32包括一变速控制部分32a和一连接部分32b。变速控制部分32a也被容纳在变速控制阀容纳部分201a中，并具有多个线圈。连接部分32b被制成沿传动系驱动轴的延伸方向从变速控制阀容纳部分201a向带轮传感器31突伸。变速控制阀容纳部分201a中设置有一弹簧32c，其将变速控制部分32a偏置向连接部分32b。

步进电机

步进电机33被布置在面对着传动系10的上体20a的顶面上，并靠近变速控制阀容纳部分201a。步进电机33具有一从动轴33a，其受到驱动并根据由一控制单元(图中未示出)产生的变速指令信号移动一定数目的步级。在该实施方式中，变速控制阀32和步进电机33被组装成一个整体，因而可减少步进电机33与变速控制阀32之间的装配错误。应当能理解，步进电机33具有一电磁线圈部分，在其中设置了一个电磁线圈，用于驱动步进电机33的从动轴33a。

连接构件

连接构件34是由一传感器连接部分34a、一变速控制阀连接部分34b、以及一步进电机连接部分34c构成的。传感器连接部分34a被装配到带轮传感器31的连接销31d上，以便于能在上体20a的顶面上转动，并沿连接构件34的轴线方向滑动。变速控制阀连接部分34b与变速控制阀32的连接部分32b可转动地连接着。步进电机连接部分34c被装配到步进电机33的从动轴33a上，以便于能进行转动，并可沿连接构件34的轴线方向滑动。

变速控制操作

当输出控制指令时，从动轴33a在其轴线方向上移动一定的步级。由此，连接构件34被从动轴33a驱动，并以传感器连接部分34a作为支点进行转动，由此移动了处于其中性位置的变速控制部分32a，在中性位置上，没有任何油液通道与变速控制部分32a连接。借助于上述的运动，变速控制部分32a改变了油液流经的通道，由此向主带轮11或副带轮12的缸腔输送油液。当开始执行变速时，可动滑轮与固定滑轮之间的槽宽会发生改变，从而使带轮传感器31在传感器轴31a的轴线方向上移动。利用与步进电机33相连接的、并作为支点的连接构件34，带轮传感器31的这一运动将使变速控制部分32a恢复到中性位置，从而终止变速过程。也就是说，按照该实施方式的变速器上设置有机械反馈机构，在驱动步进电机33使其移动一定量之后，当带轮达到与步进电机33的该从动运动量相对应的速比上时，借助于该机械反馈机构，可自动终止为变速而实施的油压控制。

在组装过程中的定位

下面将对上述结构中各部件的组装过程进行说明。控制阀组件20上制有通孔40，其穿过所有部件-上体20a、中间体20b、以及下体20c，定位销等的构件可从下体20c的下侧插入到通孔中。通孔40被制在这样的位置上：当连接构件34被置于与变速机构的最小速比相对应的位置上时，其外表面与插入到通孔40中的定位销或类似构件相接触。定位销等构件被用来在组装操作过程中将上述的结构组装起来，在完成了组装操作之后，该构件被从通孔40中拔出。

定位所达到的效果

当步进电机33和变速控制阀32与连接构件34连接起来时，通过设定从动轴33a的突伸量就能容易地设定步进电机33的初始位置。与此相反，变速控制阀32的初始状态则难于设定，原因在于：由于变速控制阀32的变速控制部分32a受到弹簧32c的偏置作用，该初始状态处于相对于所需位置(中性位置)突伸出的位置。如上文讨论的那样，带轮传感器31被安装到传动系10一侧，而连接构件34则被安装到控制阀组件20上面对着传动系10的那一侧上。因而，在组装工作过程中，工作人员无法看到传感器连接部分34a，因而，如果连接构件34没有被设定在初始位置，则难于实现带轮传感器31与连接构件34的精确连接。在这一点上，利用连接构件34将变速控制阀32与步进电机33连接起来，而后将定位销等构件插入到通孔40中，从而将变速控制阀32的变速控制部分32a定位在与中性位置相对应的位置上。采用这样的设计，通过使连接构件34克服弹簧32c的偏置力，就能将变速控制部分32a设定在初始位置或推回位置上。而后，将定位销等构件从通孔40中拉出。结果就是，能容易地完成上述机械反馈机构各个部件的定位。

油槽

下面将介绍油槽50。如图4所示，油槽50被制成环绕着变速控制阀容纳部分201a和步进电机33，以便于将润滑油存储在油槽50中。油槽50包括一油盆51，其被形成在上体20a中，该油盆的形状基本上是圆筒形的凹陷，从而能包裹着步进电机33的一部分。形成了一个斜面54，其将油盆51与变速控制阀容纳部分201a的外侧表面光滑连续地连接起来，其中，容纳部分201a被制为从上体20a向上突出的半圆柱形结构。另外，油槽50上制有一第一挡油部分52，其延伸到步进电机33一侧，并与变速控制阀容纳部分201a的上表面等高。一第二挡油部分53被制成延伸到步进电机33一侧，并与变速控制阀容纳部分201a的上表面等高，且第二挡油部分与油盆51的顶面光滑连续地连接起来。

如图5所示，控制阀组件20被组装成相对于水平面或路面是倾斜的。前进/倒车变换机构14被安装在油槽50的上方，其包括一摩擦接合元件-例如倒车制动器(或前进离合器)，该元件被布置在变速器壳1一侧。在前进/倒车变换机构容纳部分1c的壁板部分140的下侧上制有一切口141，其位于变速控制阀容纳部分201a的上方，其中的容纳部分1c中容纳着摩擦接合元件。向摩擦接合元件供应油压，由此使其实现接合和分离动作。在车辆正常前进的过程中，前进离合器接合，而倒车制动器则被分离开，从而将润滑油输送到倒车制动器的摩擦板之间，以降低从动板与主动板之间的摩擦损失，其中的从动板被固定到变速器壳1一侧，主动板被固定到行星架一侧。润滑油流经摩擦板之间的间隙而到达形成于壁板部分140下侧的切口141处，然后经切口141被抽吸到一油盘(图中未示出)中。

如图6所示，为摩擦接合元件设置的润滑油经作为润滑油供应源的切口141输送来，并被挡限在一个区域内，该区域包括变速控制阀容纳部分201a的外周面、第一挡油部分52和第二挡油部分53。大部分润滑油流经步进电机33电磁线圈的外周面，并蓄留在油盆51中。如上文讨论的那样，控制阀组件20被安装成相对于水平面是倾斜的，因而，油盆51相对于倾斜面位于上侧。因此，蓄留在油盆51中的润滑油冷却了步进电机33的电磁线圈，然后再沿倾斜面54流动而下降到下侧。就此方面而言，在现有的技术中，步进电机被布置在低于变速器中油液表面或油位的位置上，因而，步进电机的冷却性能得到了保证，但是，在结构布局上的自由度非常低。与此相反，在根据该实施方式的结构中，不论变速器中油液表面如何，步进电机33都能被布置到所需的位置上，因此提高了布设的自由性。

下文将讨论根据该实施方式的、用于步进电机的冷却结构的效果。

(1)由于油槽50被制成这样：步进电机33的至少一部分电磁线圈被浸入到油槽50中，所以不论步进电机33处于何位置，步进电机33都能获得可靠的冷却。这能提高布设的自由度，从而可提高变速器的结构紧凑性。

(2)流到油槽50的油液是从传动系10一侧输送来的，因而无需为油液设置新的流道，这样就能防止成本的增加。

(3)油槽50被形成于控制阀组件20中，因而可在铸造控制阀组件20的同时制出该油槽50，从而可防止冷却机构的成本提高。

(4)利用变速控制阀容纳部分201a的外周面设置了油槽50的至少一部分。因而，利用了原有的设计，从而可将制出油槽所涉及的设计改动减到最小。

(5)油槽50是由用于引导油液的挡油部分52、53和用于存储油液的油盆51构成的。采用这样的设计，可确保润滑油流向步进电机33的电磁线圈部分，另外，能利用油盆51将步进电机33可靠地冷却。

(6)油槽50被形成于上体20a上，因而可确保从传动系10一侧获得油液供应。

(7)倒车制动器的润滑油被引流向油槽50。在车辆前进的过程中，倒车制动器始终能获得润滑油，从而，油槽50能获得足够的润滑油供应。将被引流到油槽50中的润滑油也可以是被输送到传动系10中带轮与传动带接触面之间的润滑油。

(8)控制阀组件20被安装成相对于水平面倾斜，因而，只在倾斜面的下侧设置了挡油部分52、53。结果就是，润滑油能被可靠地引流到油槽50中，因而，可在设计改动最小的前提下实现对步进电机33的冷却。

从上文可看出，按照本发明，提高了变速控制所用致动器的布设自由度，由此确保了变速单元结构的紧凑性，同时，步进电机可被油槽有效地冷却。

P2004-230751号日本专利申请(于8月6日提交)的全部内容都被结合到此处作为参考。

尽管上文参照特定实施方式和实例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于上述的实施方式和实例。本领域技术人员在上述内容的启示下，可对上述实施方式和实例进行改动和变型。本发明的范围由后附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种无级变速器，其包括：

一传动系，其速比是可变的；

一控制阀组件，其输出一油压信号，利用该信号来改变所述传动系的速比；

一机械反馈机构，其包括：一用于根据电信号执行变速控制的致动器，所述致动器具有一电磁线圈部分；一变速控制阀，其控制输送给所述传动系的油压；一速比传感器，其可根据所述传动系速比的改变与传动系的一个部分保持机械关系地移动；以及一个连接构件，其用于将所述致动器、所述变速控制阀、以及所述速比传感器连接起来；以及

一油槽，其用于盛容油液，其特征在于，

所述致动器上电磁线圈的至少一部分被浸没在油液中。

2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述油槽中的油液是从作为油液供应源的所述传动系输送来的。

3.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述油槽被布置到所述控制阀组件处。

4.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述油槽的至少一部分是用一变速控制阀组件容纳部分的外周部分形成的，所述变速控制阀被容纳在所述容纳部分中。

5.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述油槽包括一挡油部分和一油盆，利用所述挡油部分来引导油液，所述油盆内存储着油液。

6.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述控制阀组件至少包括上体和下体，上体被布置到所述传动系一侧，下体被布置成与上体相对，其中，所述油槽被布置到所述上体上。

7.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：所述传动系包括一前进/倒车变换机构，其通过使容纳在一壳体内的摩擦接合元件进行接合和分离来改变车辆的前进/倒车行驶状态，其中，所述容纳着摩擦接合元件的所述壳体的至少下部上制有一个切口，油液经该切口输送向所述油槽。

8.根据权利要求5所述的无级变速器，其特征在于：所述控制阀组件被安装成相对于水平面是倾斜的，其中，所述油槽具有一倾斜表面，且只在倾斜表面的下端侧处制有挡油部分。

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