CN101135363A - 带式无级变速器 - Google Patents

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CN101135363A CNA2007101462652A CN200710146265A CN101135363A CN 101135363 A CN101135363 A CN 101135363A CN A2007101462652 A CNA2007101462652 A CN A2007101462652A CN 200710146265 A CN200710146265 A CN 200710146265A CN 101135363 A CN101135363 A CN 101135363A
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杉谷刚
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Abstract

本发明的目的是为了提供一种使用磁性传感器来测量转速的带式无级变速器，其中通过简单的结构来测量转速并且能够实现重量减小。一种用于通过改变驱动带轮和从动带轮(10)的槽宽来无级地控制变速比的带式无级变速器(100)，其中至少所述从动带轮(10)的外周由非磁性材料制成，包含磁性材料的销(20)安装到所述从动带轮(10)的所述外周上，并且通过用于感测所述销(20)的磁性传感器(30)来测量所述从动带轮(10)的转速。

Description

带式无级变速器
技术领域
本发明涉及一种用于跨乘式车辆的带式无级变速器，用于通过带与驱动带轮和从动带轮的V型槽进行接触来无级控制变速比。
背景技术
V型带式无级变速器广泛用于诸如踏板式摩托车之类的跨乘式车辆。V型带式无级变速器具有与诸如发动机之类的驱动功率源相连的驱动带轮和通过最终驱动机构等与驱动轮相连的从动带轮，其中V型带与两个带轮相连，槽宽调节机构改变各个带轮的宽度，用于调节与V型带接触的各个带轮的直径，并且两个带轮之间的变速比可连续调节。
通常，驱动带轮和从动带轮形成有固定带轮和用于在这些带轮之间形成V型槽的运动带轮。每个运动带轮被设置成在支撑轴的方向上运动。槽宽调节机构使运动带轮运动，以连续地调节变速比。
这种传统的V型带式无级变速器使用电动机来使驱动带轮侧上的运动带轮运动，以调节槽宽。由于电动机的运动推力能够使驱动带轮的运动带轮在缩窄槽宽(上侧)和加宽槽宽(下侧)的两个方向上运动，所以可以任意地调节槽宽。
当电动机用于使运动带轮运动时，通过检测发动机的驱动状态，基于发动机速度和节流阀开度来进行变速比的控制。为了确认实际的变速比是否是合适的值，检测各个运动带轮的位置并检测从动带轮的转速。
作为用于检测从动带轮转速的一种方法，已知一种方法，其中铁板安装到从动带轮上并且磁性传感器检测板的旋转(专利文献1)。
例如，在专利文献1的无级变速器中，传感器板设置在从动带轮侧上。传感器板具有从传感器板的外周上突出的被检测部分和用于将被检测部分安装到从动带轮侧的固定带轮上的盘，其中，磁性传感器放置成面对被检测部分。随着磁性传感器的输出根据被检测部分形状的改变而变化，可以检测从动带轮的转速。结果，因为从动带轮由非铁材料制成，所以能够减小重量。
[专利文献1]JP-A-2005-133929
发明内容
本发明要解决的问题
但是，当无级变速器具有由铁制成并安装到从动带轮侧上的传感器板时，如专利文献1所述，即使可以减小从动带轮的重量，也不能避免包含传感器板的整个装置的重量增加。此外，还存在由于安装传感器板所需的量而使变速器的在旋转轴线方向上的尺寸变大的问题。此外，因为变速器的结构很复杂，由此增加了部件数量。
考虑到这样的问题而实现了本发明，本发明的一个目的是提供一种使用磁性传感器来测量从动带轮转速的带式无级变速器，其中通过简单的结构来测量转速，并且能够实现进一步的重量减小。
解决问题的手段
根据本发明的带式无级变速器是用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来连续地控制变速比的带式无级变速器，其中，至少从动带轮的外周由非磁性材料制成，包含磁性材料的销安装到从动带轮的外周，并且从动带轮的转速由用于感测销的磁性传感器来测量。
在本发明的一个优选实施例中，销是阶梯式的销。
在本发明的一个优选实施例中，所述销是螺栓。
在本发明的一个优选实施例中，所述销沿所述从动带轮的旋转轴线方向安装。
在本发明的一个优选实施例中，所述销的端部形成有角部。
根据本发明的带式无级变速器是用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来无级地控制变速比的带式无级变速器，其中，至少所述从动带轮的外周由非磁性材料制成，包含磁性材料的磁片安装到所述从动带轮的所述外周上，并且通过用于感测所述磁片的磁性传感器来测量所述从动带轮的转速。
根据本发明的带式无级变速器是用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来无级地控制变速比的带式无级变速器，其中，至少所述从动带轮的外周由非磁性材料制成，包含磁性材料的磁性膏嵌入在所述从动带轮的所述外周中，并且通过用于感测所述磁性膏的磁性传感器来测量所述从动带轮的转速。
根据本发明的带式无级变速器是用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来无级地控制变速比的带式无级变速器，其中，通过用于感测磁性材料的磁性传感器来测量所述从动带轮的转速，所述磁性传感器检测设置到所述从动带轮上的被检测部分，并且所述被检测部分独立地设置在所述从动带轮的外周上。
在本发明的一个优选实施例中，至少所述从动带轮的所述外周由磁性材料制成，并且独立地设置的所述被检测部分是形成于所述从动带轮的所述外周上的凹部。
本发明的效果
当使用根据本发明的带式无级变速器时，从动带轮由非磁性材料制成，并且包含磁性材料的销安装到从动带轮的外周上，并且从动带轮的转速由用于感测销的磁性传感器来测量。换言之，在根据本发明的无级变速器中，磁性传感器的被检测部分(销)独立地设置在由非磁性材料制成的从动带轮的外周上。
因为从动带轮由非磁性材料制成，所以与使用由铁制成的从动带轮的情况相比，可以减小变速器的重量。
此外，因为被磁性传感器检测的部分独立地设置在从动带轮的外周上，所以可以直接测量从动带轮的转速。因此，诸如传感器板的盘状部分之类的较重构件不需要设置在从动带轮和被检测部分之间。由此，可以进一步减小变速器的重量。
附图说明
图1(a)是当从车辆内侧观察时，根据本发明实施例的无级变速器100的从动带轮10的示意性外部侧视图。
图1(b)是示意性剖视图，图示了沿着图1(a)中的线A-A所取的剖视图。
图2是当从车身上侧观察时，无级变速器100的后部的示意性内部剖视图。
图3(a)是其中阶梯状销22安装到固定带轮12上的示意性剖视图。
图3(b)是阶梯状销22的外部俯视图。
图3(c)是阶梯状销22的外部侧视图。
图4(a)是其中螺栓24安装到固定带轮12上的示意性剖视图。
图4(b)是螺栓24的外部俯视图。
图4(c)是螺栓24的外部侧视图。
图5(a)是由磁片制成的被检测部分的示意性剖视图。
图5(b)是由磁性膏制成的被检测部分的示意性剖视图。
图6(a)是其中凹部29形成在固定带轮12中的示意性剖视图。
图6(b)是当从图6(a)的上侧观察时，图6(a)中的固定带轮12的示意性俯视图。
具体实施方式
以下将参考附图来描述根据本发明的实施例。在附图中，为了使得描述更加清楚，实际具有相同功能的部件用相同的参考标号来表示。但是，本发明不限于以下的实施例。
图1(a)是根据本发明实施例的无级变速器100的从动带轮10的示意性外侧视图，其是从车辆内侧或者从固定带轮12侧观察的。图1(b)是示意性剖视图，示出沿着图1(a)中的线A-A所取的剖面。无级变速器100通过改变驱动带轮(未示出)和从动带轮10的槽宽来无级地控制变速比。
将参考图1(a)和1(b)来描述从动带轮10侧上的无级变速器100。根据实施例的从动带轮10包括固定带轮12和运动带轮14，在它们之间形成V型槽，并且V型带18缠绕在固定带轮12和运动带轮14上。运动带轮14被设置成在用于支撑运动带轮的支撑轴16的方向上运动，并且通过使该运动带轮14运动来改变从动带轮10侧的槽宽。
从动带轮10是由非磁性材料制成的。例如，在此实施例中，铝用作非磁性材料，以减小从动带轮10的重量。此外，包含磁性材料的销20或多个销20安装到从动带轮10的外周上，在图示的示例中，销20形成于固定带轮12侧上。总共八个销20以适当的间隔沿着固定带轮20的外周安装成环形形式。各个销20由铁制成并形成圆柱形状。
用于检测从动带轮10的转速的磁性传感器30布置在变速器100中。磁性传感器30感测包含在销20中的磁性材料。此实施例中的磁性材料30布置成面对形成于固定带轮12外周上的销20的端部。磁性传感器30感测包含在各个销20中的铁物质。
当固定带轮12在箭头90的方向上旋转时，各个销20在与固定带轮12的旋转相同的方向上移动，并立即接连穿过磁性传感器30的前方。当各个销20穿过磁性传感器30的前方时，磁性传感器30感测各个销20并输出信号。通过测量输出信号的间隔，可以测量从动带轮10的转速。
当使用根据本发明的带式无级变速器100时，从动带轮10由非磁性材料制成，包含磁性材料的销20安装到从动带轮10的外周上，并且通过用于感测销20的磁性传感器30来测量从动带轮10的转速。换言之，在根据本发明的无级变速器100中，磁性传感器30的被检测部分(销20)独立设置在由非磁性材料制成的从动带轮10的外周上。
因为从动带轮10由非磁性材料制成，所以与使用由铁制成的从动带轮的情况相比，可以减小变速器100的重量。
此外，因为磁性传感器30的被检测部分独立地设置在从动带轮10的外周上，所以可以直接测量从动带轮10的转速。因此，诸如传感器板的盘状部分之类的较重构件不需要设置在从动带轮10和被检测部分之间。由此，可以进一步减小变速器100的重量。
此外，因为被检测部分独立地设置到从动带轮10上，所以可以通过非常简单的结构来测量转速，以使变速器在旋转方向上的尺寸减小与不需要的传感器板相对应的量，并降低成本。
在本实施例中，销20安装到从动带轮10的外周上。但是，可以根据产品来适当地决定销20的位置。例如，可以将销20安装在位于从动带轮10的一半半径之外的位置。还可以将销20定位在示例所示位置的径向内侧，或者将销20安装在从动带轮10的外端面13上。
根据本实施例的从动带轮10由非磁性材料制成。但是，可以是至少从动带轮10的外周由非磁性材料制成，而部分地使用磁性材料。例如，可以使用磁性材料(例如螺栓)用作用于将从动带轮10固定到轮毂上的固定构件。在本发明的实施例中，铝用作非磁性材料。但是，可替换地，可以使用其他非磁性材料。优选的是，非磁性材料的比重比铁小。
在本实施例中，使用由铁制成的销20。但是，如果通过磁性传感器30进行感测，则可以使用除铁以外的磁性材料来形成销20。可以使用容纳有磁性材料的非磁性材料。作为除铁以外的磁性材料，例如可以使用镍、铁素体不锈钢、烧结材料等等。
现在将参考图2从从动带轮10侧来描述根据本实施例的无级变速器100的变速机构。图2是当从车身上侧观察时，无级变速器100的后部的示意性内部剖视图，其中示出了从动带轮10周围的结构。从动带轮10位于带室封盖62和变速箱64之间，带室封盖62形成无级变速器100的外表，变速箱64用于容纳减速器(未示出)。从动带轮10包括固定带轮12和运动带轮14。固定带轮12和运动带轮14两者都由支撑轴16支撑。具体而言，固定带轮12通过轮毂86由支撑轴16支撑，轴承82装配到支撑轴16的纵向中部的外周上，轴承84比轴承82设置在车身的更靠外侧上，或者在图2中设置在支撑轴16的下侧上。另一方面，运动带轮14通过轮毂88由支撑轴16支撑，其中轮毂88形成于轮毂86的外周上。运动带轮14被设置用于在支撑轴16的纵向上运动，并在使从动带轮10的槽宽缩窄的方向上被弹簧72的力挤压，或者被压向固定带轮12。
在根据本发明实施例的运动带轮14中，形成扭矩凸轮机构，其根据支撑轴16的转矩和运动带轮14的转矩之间的转矩差，在支撑轴16的纵向上施加推力。换言之，引导销74在固定带轮侧形成在轮毂86上，凸轮槽89在运动带轮侧上形成在轮毂88上，并且可与支撑轴16一体旋转的引导销74以可滑动的方式插入到凸轮槽89中。在该结构中，当支撑轴16的转矩和运动带轮14的转矩之间产生转矩差时，引导销74由凸轮槽89保持。由此，推力施加在支撑轴16的纵向上，使得可以调节从动带轮10的槽宽。
在根据本发明实施例的无级变速器100中，通过用电动机控制或者移动驱动带轮侧上的运动带轮来调节驱动带轮的槽宽。另一方面，在从动带轮10侧上，如上所述，通过弹簧72在使槽宽变窄的方向上挤压运动带轮14。V型带18绕驱动带轮和从动带轮10的V型槽进行缠绕。
在上述结构中，当驱动带轮侧上缠绕V型带18的直径变大时，施加到V型带18上的张力增加，使得从动带轮10侧上的V型带18被拉动。当该张力大于由弹簧72施加的偏压力时，从动带轮10侧上的槽宽增大。由此，从动带轮10侧上缠绕V型带的直径变小。换言之，变速比变小。由此，可以通过无级变速器来连续地控制变速比。
将描述本实施例中的销20和磁性传感器30的位置。磁性传感器30安装到带室封盖62上，带室封盖62形成无级变速器100的外表。具体而言，孔32形成于带室封盖62中，磁性传感器30从外部插入到孔32中。磁性传感器30定位成面对沿着固定带轮12的外周形成的销20的端部。磁性传感器30的端部和销20的端部彼此接近，使得磁性传感器30能够感测到包含在销20中的磁性材料。在本实施例中，它们之间的距离例如被设置成一到三毫米。
由磁性传感器30感测的销20沿从动带轮10的旋转轴线方向上或者支撑轴16的纵向安装。在附图所示的示例中，销20安装成从固定带轮12的侧表面朝向车身内侧突起。具体而言，凹部21形成在固定带轮12的侧表面的外周部分上，并且销20的一端压配合到凹部21中。
当销20沿从动带轮10的旋转轴线方向安装时，销20定位成垂直于旋转过程中施加的离心力的方向。由此，可以防止销20由于旋转过程中的离心力而脱落。
尽管在本发明的实施例中，销20的一端压配合到固定带轮12的凹部21中，但是用于安装销20的方法不限于此。例如，在用于铸造固定带轮12的过程中，销20的一端可以在将熔融金属(例如铝)以浇注在模具中形成固定带轮之前插入到安装位置中。在这种情况下，可以进一步增强销的抗脱落阻力。
仅需要使销20形成为由磁性传感器30检测的突起，当然也可以包括其他的形状。例如，图3(a)至3(c)示出销是阶梯状销的示例。图3(a)是其中阶梯状销22安装到固定带轮12上的示意性剖视图。图3(b)是阶梯状销22的外部俯视图。图3(c)是阶梯状销22的外部侧视图。因为即使磁性传感器30感测到与阶梯状销22的形状类似的形状，也可以检测从动带轮10的转速，同时能够减小变速器的重量。
当使用阶梯状销22时，优选使销的端部形状或者头部23的形状是正方形。在图3(b)所示的示例中，头部23的形状是矩形。当销的端部形成为如上所述的矩形时，在到达角部23a之前和之后，磁性传感器30的检测量之间的差异变大。由此，磁性传感器30能够精确地检测销的参考点(角部23a)。
当销的端部形成为矩形形状时，优选使各个销的角部23a的方向相对于磁性传感器30布置在相同的方向上，使得销的参考点的检测时间不会波动。
在本发明的实施例中，尽管头部23是矩形形状，但是如果头部的靠近磁性传感器30的部分包含矩形角部，则磁性传感器30能够检测销的参考点。由此，可以使头部23的除了矩形角部之外的其他部分具有不同的形状。例如，头部可以是扇形形状。
图4(a)至4(c)示出了用螺栓来代替销的示例。图4(a)是其中螺栓24安装到固定带轮12上的示意性剖视图。图4(b)是螺栓24的外部俯视图。图4(c)是螺栓24的外部侧视图。当使用螺栓24时，其向固定带轮12的固定比销22压配合的情况更加坚固。由此，销更不可能脱落。例如，当销压配合到适当位置时，销可以通过大约300N的力脱落。而当使用螺栓时，直到力大约为1000N时销才能脱落。螺栓的抗脱落能力是销的三倍。
当使用螺栓24来代替销时，优选使螺栓24的端部是圆形，如图4(b)所示。这是因为，假设螺栓的端部是多边形(例如正方形、六角形等)，各个螺栓的角部相对于磁性传感器30的定位根据螺栓的固定角度而改变，由此引起参考点(角部)的错误检测。
本发明的实施例的特征在于由磁性传感器30感测的包含磁性材料的销20安装到从动带轮10的外周上。但是，如果由磁性传感器30感测的磁性材料的一部分形成在从动带轮10的外周上或者如果被磁性传感器30检测的部分独立地设置在从动带轮10的外周上，则被检测部分不需要是销的形式。例如，被检测部分可以是如图5(a)所示的磁片的形式或者如图5(b)所示的磁性膏。
如图5(a)所示，当被检测部分是磁片26时，仅需要将磁片26安装到固定带轮12的外周上。因此，组装很容易。此外，因为与销或螺栓等的重量相比，磁片的重量很轻，所以可以进一步减小重量。
作为用在本发明实施例中的磁片26，例如可以使用分散在树脂中或者形成为片状的金属磁粉。还可以将磁片安装到由磁性传感器30检测的固定带轮12的外周上。
如图5(b)所示，被检测部分可以是磁性膏28。在附图的示例中，凹部形成在由铝制成的固定带轮12的外周上，并且磁性膏28嵌入在该凹部中。除了由于将凹部设置在固定带轮12的外周上而实现重量减小以外，还可避免磁性膏28脱落的情况，因为磁性膏嵌入在从动带轮中。
作为用在本发明实施例中的磁性膏，例如可以使用与金属磁粉混合的树脂膏。
在本发明的前述实施例中，包含磁性材料的被检测部分安装到由非磁性材料制成的从动带轮的外周上。但是，结构不限于该示例。仅需要使得被磁性传感器检测的部分独立地设置在从动带轮的外周上，并且被磁性传感器检测的部分可以由非磁性材料制成。
例如，如图6(a)和6(b)所示，凹部29形成在由磁性材料制成的固定带轮12的外周15上，并且通过磁性传感器30检测凹部29。图6(a)是其中凹部29形成在固定带轮12中的示意性剖视图。图6(b)是当从图6(a)的上侧观察时，图6(a)中的固定带轮12的示意性俯视图。
在该结构中，凹部29是磁性传感器30的被检测部分，并且以不同的方式来使用磁性传感器30的输出信号。更具体而言，检测磁性传感器30的输出信号中断的状态，并且可以通过测量中断信号的间隔来测量从动带轮10的转速。非磁性材料可以嵌入在凹部29中。
已经参考适当的实施例描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例，而使可以以各种方式进行修改。
工业应用性
根据本发明，可以通过简单的结构来测量转速，并可以减小其中通过磁性传感器来实现测量的带式无级变速器的重量。

Claims (9)

1.一种带式无级变速器，用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来无级地控制变速比，
其中，至少所述从动带轮的外周由非磁性材料制成，
包含磁性材料的销安装到所述从动带轮的所述外周上，并且
通过用于感测所述销的磁性传感器来测量所述从动带轮的转速。
2.根据权利要求1所述的带式无级变速器，其中，所述销是阶梯状销。
3.根据权利要求1所述的带式无级变速器，其中，所述销是螺栓。
4.根据权利要求1所述的带式无级变速器，其中，所述销沿所述从动带轮的旋转轴线方向安装。
5.根据权利要求1所述的带式无级变速器，其中，所述销的端部形成有角部。
6.一种带式无级变速器，用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来无级地控制变速比，
其中，至少所述从动带轮的外周由非磁性材料制成，
包含磁性材料的磁片安装到所述从动带轮的所述外周上，并且
通过用于感测所述磁片的磁性传感器来测量所述从动带轮的转速。
7.一种带式无级变速器，用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来无级地控制变速比，
其中，至少所述从动带轮的外周由非磁性材料制成，
包含磁性材料的磁性膏嵌入在所述从动带轮的所述外周中，并且
通过用于感测所述磁性膏的磁性传感器来测量所述从动带轮的转速。
8.一种带式无级变速器，用于通过改变驱动带轮和从动带轮的槽宽来无级地控制变速比，
其中，通过用于感测磁性材料的磁性传感器来测量所述从动带轮的转速，
所述磁性传感器检测设置到所述从动带轮上的被检测部分，并且
所述被检测部分独立地设置在所述从动带轮的外周上。
9.根据权利要求8所述的带式无级变速器，
其中，至少所述从动带轮的所述外周由磁性材料制成，并且
独立地设置的所述被检测部分是形成于所述从动带轮的所述外周上的凹部。
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