CN103459890A

CN103459890A - 带式无级变速器

Info

Publication number: CN103459890A
Application number: CN2011800696968A
Authority: CN
Inventors: 吉田伦生; 服部勇仁; 柳田朋亮; 播磨和典
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: CN103459890B; JPWO2012131999A1; WO2012131999A1; JP5704230B2; US9182017B2; US20140031154A1

Abstract

本发明提供能抑制或防止在高温时可动轮倾斜的带式无级变速器。该带式无级变速器，具有：一对带轮和带，所述一对带轮分别具备与旋转轴一体旋转的固定轮和配置于所述旋转轴的外周侧且能沿该旋转轴的旋转轴线移动地配置的可动轮；所述带绕挂于该带轮以传递动力，其中，在所述带和所述可动轮没有接触侧的外周部设有限位部，该限位部限制所述可动轮因从所述带受到载荷而向使下述宽度变宽的方向旋转，所述宽度是指由所述带接触侧的所述可动轮和所述固定轮夹持所述带的宽度。

Description

带式无级变速器

技术领域

本发明涉及包括一对带轮和在这些带轮绕挂的带的带式无级变速器。

背景技术

以往，已知有能利用传动带来使变速比连续地变化的带式无级变速器。该带式无级变速器的构成包括：互相平行地配置的主带轮和副带轮；在这些带轮上绕挂以传递动力的带。此外，采用以下构成，即，各带轮的构成包括：与旋转轴形成为一体的固定轮（固定侧半轮）；和能在旋转轴的轴线方向上移动地保持的可动轮（可动侧半轮），各轮（半轮）互相相对的面（以下记作“带轮面”）形成为圆锥状，且带接触于该带轮面以传递动力。即，构成为利用带轮和带的摩擦力来传递动力。

另一方面，在产生带轮和带的摩擦力时，与为了产生该摩擦力而施加的推力相对地受到来自带的反力。特别的是，在为了传递高转矩而增加摩擦力时反力增加。因此，有可能因该反力在各轮产生歪曲变形，而使摩擦力下降或变速比变化等。在特开2010-181017号公报及特开2000-170859号公报中，记载了能抑制可动轮的歪曲变形的带式无级变速器。具体地，在特开2010-181017号公报中，记载了构成为向可动轮的外周部和内周部施加推力的带式无级变速器，在特开2000-170859号公报中，记载了下述的带式无级变速器，其被构成为在带的绕挂半径最大时的带和轮的接触位置的外周侧范围内施加推力。

通过如上述那样构成带式无级变速器，能抑制可动轮因从带承受的载荷而产生歪曲变形。然而，可动轮被构成为配置于与固定轮一体形成的旋转轴的外周侧，即在可动轮的内周部分形成的中空部插入旋转轴来进行组装，因此在可动轮的内周部和旋转轴的外周面之间存在不可避免的间隙，因而在可动轮从带承受到反力的情况下，可动轮倾斜，存在摩擦力下降或变速比下降等的可能性。

发明内容

本发明是着眼于上述技术问题而研制的，其目的是提供能抑制或防止可动轮倾斜的带式无级变速器。

为实现上述目的，本发明的带式无级变速器，具有：一对带轮和带，所述一对带轮分别具备与旋转轴一体旋转的固定轮和配置于所述旋转轴的外周侧且能沿该旋转轴的旋转轴线移动地配置的可动轮；所述带绕挂于该带轮以传递动力，该带式无级变速器的特征在于，在所述带和所述可动轮没有接触侧的外周部设有限位部，该限位部限制所述可动轮因从所述带承受载荷而向使下述宽度变宽的方向旋转，所述宽度是指由所述带接触侧的所述可动轮和所述固定轮夹持所述带的宽度。

此外，本发明的带式无级变速器，在上述发明中，其特征在于，所述限位部被形成为限制所述带的绕挂半径为最大时的可动轮的轴线方向的位置。

再有，本发明的带式无级变速器，在上述发明中，其特征在于，还具备液压促动器，其设置于所述可动轮的与所述固定轮相对的面的相反侧，且沿所述旋转轴线对所述可动轮作用载荷，所述可动轮还具备沿所述液压促动器的外周侧的内壁面在轴线方向上移动的部件，所述限位部形成于所述液压促动器的内周面，以在所述可动轮向夹持所述带的宽度变宽的方向旋转的情况下与设置于所述可动轮的部件接触。

根据本发明，在带和可动轮没有接触侧的外周部设有限位部，该限位部限制可动轮向由于从带承受载荷而使由带接触侧的可动轮和固定轮夹持带的宽度变宽的方向旋转。此外，由于限位部设于外周，因此可使从可动轮的重心到限位部的距离比从可动轮的重心到带和可动轮接触的位置的距离长，其结果，可增大用于限制旋转的力、即力矩的反力。因此，可抑制或防止可动轮和固定轮夹持带的宽度变大，因而可抑制或防止夹持带的夹压力的下降和/或变速比的变化。

此外，根据本发明，限位部形成为限制带的绕挂半径为最大时的可动轮的轴线方向的位置，因此限位部可起到限制旋转量的效果和限制轴线方向的移动的效果。

再有，根据本发明，限位部形成于液压促动器的内周面，以在可动轮向夹持带的宽度变宽的方向旋转的情况下，与沿着对可动轮作用轴线方向的载荷的液压促动器的外周侧的内壁面在轴线方向上移动的部件接触，因此可抑制或防止安装限位部所导致的带轮的大型化。

附图说明

图1是用于说明本发明涉及的带式无级变速器的构成例的示意图。

图2是图1中II部的放大图。

具体实施方式

接着，根据具体例来说明本发明。图1是用于说明本发明涉及的带式无级变速器1的剖面的示意图。成为图1所示的带式无级变速器1的基础的构成与现有公知的带式无级变速器相同，其构成包括：从未图示的发动机和/或电动机等动力源传递动力来进行驱动的主带轮2；从该主带轮2传递动力来进行驱动的副带轮3；和在该带轮2、3上绕挂而向各带轮2、3传递动力的带4。此外，各带轮2、3的构成包括：与从动力源传递动力而旋转的输入轴5（6）形成为一体的固定轮7（8）；和与该固定轮7（8）相对配置且能在输入轴5（6）的轴线方向上移动地构成的可动轮9（10）。再有，主带轮2和副带轮3为大体相同的构成，因此在以下的说明中，为了方便，以主带轮2为例进行说明。

固定轮7，如上述那样与输入轴5形成为一体，因此以与该输入轴5的转数相同的转数来旋转。另一方面，可动轮9能沿输入轴5的轴线方向移动，且构成为以与固定轮7相同的转数旋转。具体地，在可动轮9一体形成中空状的中空轴11，该中空轴11的内周面和输入轴5的外周面由花键和/或键等连结。根据该构成，输入轴5的旋转方向的动力能由花键和/或键传递到可动轮9来以相同的转数旋转，并且输入轴5和中空轴11能沿该花键和/或键等的槽相对移动。

此外，用于使可动轮9在轴线方向上移动的机构附设于与和固定轮7相对的面相反侧的面。在图示的例子中，液压促动器12附设于可动轮9的背面。该液压促动器12构成为：从未图示的油泵，经过在输入轴5的轴心部分形成的油路5a及从油路5a连通至输入轴5的外周侧的油路5b，向由一体地连结在输入轴5的外周面上的缸体12a和可动轮9划分的部分供给压力油。因此，根据向液压促动器12供给的油量或油压来使可动轮9承受轴线方向的载荷而移动。

如上述那样构成的主带轮2，被构成为用固定轮7和可动轮9来根据基于夹持带4的夹压力的摩擦力而向带4传递动力。此外，如上所述，由于中空轴11被构成为能沿输入轴5移动，因此在中空轴11和输入轴5之间存在间隙。因此，在对带4进行夹持的夹压力的反力作用于可动轮9时，可动轮9以该可动轮9的重心G为中心而旋转或倾斜。

本发明涉及的带式无级变速器1，为了限制可动轮9的倾斜或摇动而设有与本发明的限位部相当的挡环13。下面参照图1及图2来具体说明抑制可动轮9的倾斜的构成。首先，对于作用于可动轮9的力矩进行说明。在可动轮9作用有力矩，该力矩是将在与带4接触的部位（以下记为“作用点A”）作用的夹压力的反力和从可动轮9的重心G到作用点A的距离相乘而求出的力矩。更具体地，在与连结重心G和作用点A的线正交的方向、即图示的箭头C的方向上该可动轮9受到的力和从重心G到作用点A的距离相乘所得的力矩，作用在可动轮9上。因此，带4与可动轮9的外周侧接触时的力矩增大。

为了限制可动轮9因该力矩而倾斜，在缸体12a的内周面配置挡环13，且在可动轮9形成有与该挡环13接触的凸部14。具体地，在可动轮9的外周侧的背面向轴线方向伸出地形成臂15，在该臂15的外周侧形成有凸部14以与挡环13接触。此外，配置成：在可动轮9移动到最靠近固定轮7侧的状态下，挡环13和凸部14接触。再有，在缸体12a的内壁面和凸部14的外周面之间配置O形环等密封件S，构成为由该密封件S抑制压力油从液压促动器12泄漏。根据该构成，能够使从重心G到挡环13和凸部14接触的点B的距离比从重心G到作用点A的距离大，其结果，可增大与基于可动轮9从带4承受的载荷的力矩相对的方向、即图示的箭头D的方向的力矩。因此，能减小可动轮9的倾斜角度。

其次，说明将上述带式无级变速器1搭载于车辆时的作用。该带式无级变速器1是使变速比变化从而能以燃料经济性（燃费）良好的状态来驱动动力源的装置，通过使主带轮2的各轮7、9彼此的间隔变化来使带4的绕挂半径变化，从而使变速比变化。此外，由副带轮3施加与该变速比对应的带4的绕挂半径下的夹压力。具体地，通过控制向主带轮2的液压促动器12供给的油量，控制可动轮9的位置以使变速比变化，且通过控制副带轮3的液压促动器16的液压而使可动轮10的轴线方向的推力变化以使夹压力变化。

在如上述那样构成的带式无级变速器1中，可减小变速比以提高燃料经济性。因此，在车辆正常行走的情况下，进行控制以在输出转数大时使变速比为最小。因此，主带轮2上的带4的绕挂半径为最大，即带4位于可动轮9的最外周，因而作用于可动轮9的力矩增大。另一方面，因为挡环13和设置于可动轮9的凸部14被配置成在变速比为最小时接触，所以如果在变速比为最小时力矩作用于可动轮9，则由挡环13在可动轮9上作用有克服该可动轮9的力矩的方向的载荷。此外，配置挡环13的部位配置于比作用点A离重心G更远的位置。因此，与将限位部配置在内周侧的情况相比，在将限位部配置在外周侧的情况下，能使挡环13产生用于抵消作用于可动轮9的力矩的力较小，可降低限位部的刚性。

再有，在挡环13和设置于可动轮9的凸部14存在不小的尺寸误差，因此即使在可动轮9移动到变速比最小的位置的情况下在挡环13和凸部14也有可能出现间隙。因此，在力矩作用于可动轮9时，在直到挡环13与凸部14接触之前可动轮9会旋转或倾斜，但是，由于将挡环13和凸部14接触的位置配置于外周侧，因此能够使挡环13和凸部14的间隙对可动轮9旋转的转动角度的影响比例比将限制可动轮9的旋转的部件配置于内周侧时小。即、可减小可动轮9的不可避免的转动。

再有，设置与本发明的限位部相当的挡环的对象不限于主带轮2，也可设置于副带轮3。即，如上述那样构成的车辆，在行驶开始时需要输出较大的转矩，与此相伴使变速比为最大，因此，在该情况下，在副带轮3的可动轮10作用大的力矩。因此，为了抑制副带轮3的可动轮10倾斜所导致的夹压力的下降，可构成为在副带轮3配置挡环17以抑制可动轮10的转动。

再有，总而言之，本发明涉及的带式无级变速器1只要构成为限制可动轮9的旋转的部位位于比从重心G到受到带4的反力的位置的距离远的位置即可，因此限位部件也可不具备限制可动轮9的向轴线方向的移动的功能。因此，也可构成为，不是如上述那样在缸体12a的外周侧的内壁面设置挡环13，而是例如在缸体12a的侧壁面的内周侧设置挡环13，且在可动轮6设置在带4的绕挂半径为最大且可动轮9旋转时与挡环13接触的部件。

此外，形成限位部的部位不限于缸体12a的内部，总而言之，只要构成为在不旋转地构成的部件形成限位部以通过该限位部来使可动轮9不旋转即可。

而且，本发明涉及的带式无级变速器1，只要构成为用固定轮7和可动轮9夹持带4，且通过其摩擦来传递动力即可，因此可以是用金属材料形成各轮7、9及带4且为了对这些部件进行润滑而供给润滑油的带式无级变速器，也可以是在各轮7、9和带4的接触面覆盖有树脂材料的带式无级变速器。此外，作为驱动可动轮9的机构，可以是利用了电动机和由电动机驱动的滚珠丝杠的机构，以代替上述液压促动器12。

Claims

1.一种带式无级变速器，具有一对带轮和带，所述一对带轮分别具备与旋转轴一体旋转的固定轮和配置于所述旋转轴的外周侧且被配置成能沿该旋转轴的旋转轴线移动的可动轮，所述带绕挂于该带轮以传递动力，该带式无级变速器的特征在于，

在所述带和所述可动轮没有接触侧的外周部设有限位部，该限位部限制所述可动轮因从所述带受到载荷而向由所述带接触侧的所述可动轮和所述固定轮夹持所述带的宽度变宽的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的带式无级变速器，其特征在于，

所述限位部被形成为限制所述带的绕挂半径为最大时的可动轮的轴线方向的位置。

3.根据权利要求1或2所述的带式无级变速器，其特征在于，

还具备液压促动器，其设置于所述可动轮的与所述固定轮相对的面的相反侧，且沿所述旋转轴线对所述可动轮作用载荷，

所述可动轮还具备沿所述液压促动器的外周侧的内壁面在轴线方向上移动的部件，

所述限位部形成于所述液压促动器的内周面，以在所述可动轮向夹持所述带的宽度变宽的方向旋转的情况下与设置于所述可动轮的部件接触。