CN103534516B - 四节链节式无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明抑制了四节链节式无级变速器的输入轴的挠曲。四节链节式无级变速器具备：中空的输入轴（2）；输出轴；偏心机构（4）；摆动链节；单向止转机构；连杆（15）；以及插入到输入轴（2）内的小齿轮轴（7）。连杆（15）在一侧的端部具有以旋转自如的方式外嵌于偏心机构（4）的大径环状部，并且另一侧的端部与摆动链节的摆动端部相连结。在小齿轮轴（7）设置有用于支承输入轴（2）的小齿轮用滚子轴承（21）。

Description

四节链节式无级变速器

技术领域

本发明涉及通过设置于输入轴的偏心机构来调节偏心量，从而变速自如的四节链节式无级变速器。

背景技术

以往，已知有四节链节式的无级变速器，其具备：中空的输入轴，其被传递来自设置于车辆的发动机等驱动源的驱动力；输出轴，其与输入轴平行配置；多个偏心机构，它们设置于输入轴；多个摆动链节，它们以摆动自如的方式枢轴支承于输出轴；以及连杆，其在一个端部具有以旋转自如的方式外嵌于偏心机构的大径环状部，并且另一个端部与摆动链节的摆动端部相连结（例如参照日本特表2005-502543号公报）。

在日本特表2005-502543号公报中，各偏心机构由固定盘和摆动盘构成，固定盘偏心设置于输入轴，摆动盘偏心且旋转自如地设置于该固定盘。此外，在摆动链节和输出轴之间设置有单向离合器。在摆动链节相对于输出轴欲向一侧相对旋转时，单向离合器将摆动链节固定于输出轴，在摆动链节欲向另一侧相对旋转时，单向离合器使摆动链节相对于输出轴空转；

在输入轴插入有小齿轮轴。此外，在输入轴形成有切口孔，切口孔位于与固定盘的偏心方向对置的部位。小齿轮轴从该切口孔露出。在摆动盘设置有接纳孔，该接纳孔用于接纳输入轴和固定盘。在形成该接纳孔的摆动盘的内周面形成有内齿。

内齿与从输入轴的切口孔露出的小齿轮轴啮合。当输入轴和小齿轮轴以相同速度旋转时，维持偏心机构的偏心量。当输入轴和小齿轮轴的旋转速度不同时，偏心机构的偏心量被变更，变速比变化。

在通过使输入轴旋转来使偏心机构旋转时，连杆的大径环状部进行旋转运动，与连杆的另一个端部连结的摆动链节的摆动端部摆动。摆动链节经由单向离合器设置于输出轴。因此，仅在摆动链节向一侧摆动时，旋转驱动力（扭矩）传递至输出轴。

各偏心机构的固定盘的偏心方向设定为使相位分别不同从而绕输入轴一周。因此，通过外嵌于各偏心机构的连杆，摆动链节依次将扭矩传递至输出轴，因此能够使输出轴顺畅地旋转。

发明内容

发明要解决的课题

对于四节链节式无级变速器的输入轴，经由偏心机构从连杆施加有较大的载荷，因此容易挠曲。并且，四节链节式无级变速器是调节偏心机构的偏心量来使变速比变化的，因此当输入轴挠曲时变速比的调节精度降低。

鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种四节链节式无级变速器，其能够抑制输入轴的挠曲。

用于解决课题的手段

[1]为了实现上述目的，本发明的四节链节式无级变速器具备：中空的输入轴，其被传递来自车辆的驱动源的驱动力；输出轴，其与该输入轴平行配置；多个偏心机构，它们具有固定盘和摆动盘，所述固定盘偏心地设置于所述输入轴，所述摆动盘被设置为相对于该固定盘偏心且旋转自如；多个摆动链节，它们以摆动自如的方式枢轴支承于所述输出轴；单向止转机构，其设置于该摆动链节和所述输出轴之间，在该摆动链节相对于所述输出轴欲向一侧相对旋转时，该单向止转机构将该摆动链节固定于所述输出轴，在该摆动链节欲向另一侧相对旋转时，该单向止转机构使该摆动链节相对于所述输出轴空转；连杆，其在一个端部具有以旋转自如的方式外嵌于所述偏心机构的大径环状部，并且另一个端部与所述摆动链节的摆动端部相连结；以及小齿轮轴，其插入到所述输入轴内，在所述输入轴，在与所述固定盘的偏心方向对置的部位形成有切口孔，所述小齿轮轴从该切口孔露出，在所述摆动盘设置有接纳孔，该接纳孔用于接纳所述输入轴和所述固定盘，在形成该接纳孔的所述摆动盘的内周面形成有内齿，该内齿与从所述输入轴的切口孔露出的所述小齿轮轴啮合，通过使所述输入轴和所述小齿轮轴以相同速度旋转，来维持所述偏心机构的偏心量，通过使所述输入轴和所述小齿轮轴的旋转速度不同，来变更所述偏心机构的偏心量，从而控制变速比，所述四节链节式无级变速器的特征在于，在所述小齿轮轴，以在轴向存在间隔的方式设置有多个与所述内齿啮合的外齿，在所述小齿轮轴，设置有用于支承所述输入轴的小齿轮用轴承。

根据本发明，能够借助小齿轮轴从内侧经由小齿轮用轴承支承输入轴。因此，能够抑制输入轴的挠曲，能够抑制无级变速器的变速比的调节精度的降低。

[2]在本发明中，优选为：将小齿轮用轴承配置为，与设置于固定盘和摆动盘之间的、用于偏心机构的轴承在径向上至少一部分重叠。在四节链节式无级变速器中，作用于输入轴的载荷经由偏心机构用的轴承传递。

因此，若将小齿轮用轴承配置为与偏心机构用的轴承在径向上至少一部分重叠，能够使经由偏心机构用的轴承施加于输入轴的载荷直接被小齿轮用轴承承受。由此，能够更为可靠地抑制输入轴的挠曲。

[3]此外，在本发明中，也可以构成为，输入轴以输入中心轴线为中心旋转，输入轴与固定盘分体构成，固定盘在输入中心轴线上被输入轴支承。

附图说明

图1是示出本发明的四节链节式无级变速器的实施方式的剖视图。

图2是从轴向示出本实施方式的偏心机构、连杆、摆动链节的说明图。

图3是说明本实施方式的偏心机构的偏心量的变化的说明图。

图4是示出本实施方式的偏心机构的偏心量的变化和摆动链节的摆动运动的范围之间的关系的说明图，（a）示出了偏心量最大时的摆动链节的摆动范围，（b）示出了偏心量中等时的摆动链节的摆动范围，（c）示出了偏心量较小时的摆动链节的摆动范围。

图5是示出与本实施方式的偏心机构的偏心量的变化相对的、摆动链节的角速度的变化的曲线图。

图6是示出在本实施方式的无级变速器中，借助相位分别相差60度的6个四节链节式机构来使输出轴旋转的状态的曲线图。

图7是示出本实施方式的小齿轮用轴承的剖视图。

图8是从轴向示出本实施方式的无级变速器的输入轴周围的说明图。

图9是示出本实施方式的偏心盘的立体图。

图10是示出本实施方式的小齿轮轴的立体图。

具体实施方式

以下，对本发明的四节链节式无级变速器的实施方式进行说明。本实施方式的无级变速器为以下变速器：其能够使变速比i（i=输入轴的转速/输出轴的转速）为无限的位置关系。图3的（a）示出了偏心量R1为“最大”的状态，小齿轮轴7和摆动盘6定位成输入中心轴线P1、固定盘5的中心点P2和摆动盘6的中心点P3排列成一条直线。此时的变速比i为最小。

参照图1和图2，本实施方式的无级变速器1具备：中空的输入轴2，其通过接受来自作为省略图示的内燃机的发动机或电动机等车辆用驱动源的旋转动力，来以输入中心轴线P1为中心旋转；输出轴3，其与输入轴2平行地配置，经由未图示的差动齿轮和螺旋轴等来将旋转动力传递至车辆的驱动轮（省略图示）；以及6个偏心机构4，它们设置于输入轴2。

各偏心机构4由固定盘5和摆动盘6构成。固定盘5为圆盘状，其以从输入中心轴线P1偏心地与输入轴2一体旋转的方式两个为一组地分别设置于输入轴2。各偏心机构4的一组固定盘5配置为，使相位分别相差60度，从而以6组固定盘5绕输入轴2的周向一周。此外，圆盘状的摆动盘6以偏心且旋转自如的方式外嵌于各组固定盘5，该摆动盘6具备用于接纳固定盘5的接纳孔6a。

摆动盘6相对于固定盘5偏心成，当设固定盘5的中心点为P2、摆动盘6的中心点为P3时，输入中心轴线P1和中心点P2之间的距离Ra、与中心点P2和中心点P3之间的距离Rb相同。

在摆动盘6的接纳孔6a设置有内齿6b，内齿6b位于一组固定盘5之间。在输入轴2形成有切口孔2a，切口孔2a位于1组固定盘5之间，并且在与固定盘5的偏心方向对置的部位连通内周面和外周面。

输入轴2经由输入轴用轴承2b枢轴支承于变速器壳体1a。输入轴用轴承2b压入于设置在变速器壳体1a的孔。输入轴2压入于输入轴用轴承2b。此外，输入轴用轴承2b或输入轴2也可以以存在微小间隙的方式嵌合于变速器壳体1a或输入轴用轴承2b，但如果压入则能够防止晃动，提高了无级变速器1的变速比的调节精度。

在中空的输入轴2内，以与输入轴2相对旋转自如的方式配置有小齿轮轴7，小齿轮轴7与输入轴2同心配置，并在与摆动盘6对应的部位具备外齿7a。小齿轮轴7的外齿7a经由输入轴2的切口孔2a与摆动盘6的内齿6b啮合。

在小齿轮轴7连接有差动机构8。差动机构8由行星齿轮机构构成，其具备：太阳齿轮9；与输入轴2相连结的第1齿圈10；与小齿轮轴7相连结的第2齿圈11；以及行星架13，其用于将带有阶梯的小齿轮12枢轴支承为自转和公转自如，该带有阶梯的小齿轮12由与太阳齿轮9和第1齿圈10啮合的大径部12a、以及与第2齿圈11啮合的小径部12b构成。

在太阳齿轮9连结有由小齿轮轴7用的电动机构成的驱动源14的旋转轴14a。当驱动源14的转速与输入轴2的转速相同时，太阳齿轮9和第1齿圈10以相同速度旋转，太阳齿轮9、第1齿圈10、第2齿圈11和行星架13这四个构件成为不能相对旋转的锁定状态，与第2齿圈11连结的小齿轮轴7与输入轴2以相同速度旋转。

当驱动源14的转速比输入轴2的转速慢时，设太阳齿轮9的转速为Ns，第1齿圈10的转速为Nr1，太阳齿轮9与第1齿圈10的齿轮比（第1齿圈10的齿数/太阳齿轮9的齿数）为j，则行星架13的转速为（j·Nr1+Ns）/（j+1）。并且，若设太阳齿轮9和第2齿圈11的齿轮比（（第2齿圈11的齿数/太阳齿轮9的齿数）×（带有阶梯的小齿轮12的大径部12a的齿数/小径部12b的齿数））为k，则第2齿圈11的转速为{j（k+1）Nr1+（k-j）Ns}/{k（j+1）}。

在固定有固定盘5的输入轴2的转速与小齿轮轴7的转速相同时，摆动盘6与固定盘5一起一体地旋转。在输入轴2的转速与小齿轮轴7的转速存在差异时，摆动盘6以固定盘5的中心点P2为中心沿固定盘5的周缘旋转。

如图2所示，摆动盘6相对于固定盘5以使距离Ra和距离Rb相同的方式偏心。因此，通过使输入轴2和小齿轮轴7旋转以使摆动盘6的中心点P3与输入中心轴线P1位于同一轴线上，还能够使输入中心轴线P1和中心点P3之间的距离、即偏心量R1为“0”。

无级变速器1具备连杆15，连杆15在一个端部具有大直径的大径环状部15a，在另一个端部具有直径比大径环状部15a的直径小的小径环状部15b。

在摆动盘6的周缘，经由用于连杆的滚子轴承16旋转自如地外嵌有连杆15的大径环状部15a。在输出轴3，经由作为单向止转机构的单向离合器17，与连杆15对应地设置有6个摆动链节18。

摆动链节18形成为环状，在其上方设置有与连杆15的小径环状部15b连结的摆动端部18a。在摆动端部18a设置有一对突片18b，这一对突片18b以在轴向夹入小径环状部15b的方式突出。在一对突片18b贯穿设置有与小径环状部15b的内径对应的贯通孔18c。在贯通孔18c和小径环状部15b插入有连结销19。由此，连杆15和摆动链节18被连结起来。

图3示出了使偏心机构4的偏心量R1变化的状态的小齿轮轴7和摆动盘6之间的位置关系。图3的（a）示出了偏心量R1为“最大”的状态，小齿轮轴7和摆动盘6定位成输入中心轴线P1、固定盘5的中心点P2和摆动盘6的中心点P3排列成一条直线。此时的变速比i为最小。

图3的（b）示出了偏心量R1为比图3的（a）小的“中”的状态，图3的（c）示出了偏心量R1为比图3的（b）还小的“小”的状态。变速比i在图3的（b）中为比图3的（a）的变速比i大的“中”，在图3的（c）中为比图3的（b）的变速比i大的“大”。图3的（d）示出了偏心量R1为“0”的状态，输入中心轴线P1和摆动盘6的中心点P3位于同心位置。此时的变速比i为无限大（∞）。

如图2所示，本实施方式的偏心机构4、连杆15和摆动链节18构成了四节链节机构20。本实施方式的无级变速器1具备合计6个四节链节机构20。在偏心量R1不为“0”时，如果使输入轴2旋转，并使小齿轮轴7与输入轴2以相同速度旋转，则各连杆15以每次60度的方式改变相位，并根据偏心量R1，在输入轴2和输出轴3之间交替进行向输出轴3侧推出和向输入轴2侧拉回的操作。

由于连杆15的小径环状部15b与经由单向离合器17设置于输出轴3的摆动链节18相连结，因此，当摆动链节18被连杆15推出和拉回而摆动时，仅在摆动链节18向推出方向侧或拉回方向侧中的任一侧旋转时，输出轴3旋转，在摆动链节18向另一侧旋转时，摆动链节18的摆动运动的力传递不到输出轴3，摆动链节18空转。各偏心机构4配置为以每次60度的方式改变相位，因此各偏心机构4依次使输出轴3旋转。

图4的（a）示出了偏心量R1为图3的（a）的“最大”的情况（变速比i为最小的情况）下的摆动链节18相对于偏心机构4的旋转运动的摆动范围θ2，图4的（b）示出了偏心量R1为图3的（b）的“中”的情况（变速比i为中的情况）下的摆动链节18相对于偏心机构4的旋转运动的摆动范围θ2，图4的（c）示出了偏心量R1为图3的（c）的“小”的情况（变速比i为大的情况）下的摆动链节18相对于偏心机构4的旋转运动的摆动范围θ2。如图4所明确的那样，随着偏心量R1减小，摆动链节18的摆动范围θ2变窄。此外，在偏心量R1为“0”时，摆动链节18不摆动。此外，在本实施方式中，摆动链节18的摆动端部18a的摆动范围θ2中的离输入轴2最近的位置为内止点，离输入轴2最远的位置为外止点。

图5以无级变速器1的偏心机构4的旋转角度θ1为横轴，以摆动链节18的角速度ω为纵轴，示出了与偏心机构4的偏心量R1的变化相伴随的角速度ω的变化的关系。如图5所明确的那样，可知：偏心量R1越大（变速比i越小），摆动链节18的角速度ω越大。

图6示出了两两相差60度相位的六个偏心机构4旋转时（输入轴2和小齿轮轴7以相同速度旋转时）的与偏心机构4的旋转角度θ1相对的各摆动链节18的角速度ω。由图6可知，输出轴3借助六个四节链节机构20而顺畅地旋转。

参照图7至图9，摆动盘6的接纳孔6a由小径孔6c和一对大径孔6d构成，小径孔6c位于轴向中央且直径较小，一对大径孔6d配置为从轴向夹持小径孔6c，且比小径孔6c直径大。在该小径孔6c和大径孔6d之间，由于相互的直径的差异而形成有阶梯部6e。在阶梯部6e的大径孔6d侧，设置有沿轴向切开的切口部6f。内齿6b设置于小径孔6c的内周面。

如图10所示，在小齿轮轴7以在轴向存在间隔的方式形成有外齿7a。此外，在小齿轮轴7设置有小齿轮用的滚子轴承21，滚子轴承21位于小齿轮轴7的形成有外齿7a的部分的轴向之间，用于从内侧支承输入轴2。滚子轴承21由保持器21b和多个滚动体21a构成，滚动体21a由圆柱状的“滚子”构成，保持器21b将多个滚动体21a保持成相互存在间隔。小齿轮轴7的外齿7a之间的平滑的面作为供滚子轴承21的滚动体21a滚动的滚道面7b。

回到图7和图8，在固定盘5的外周面和摆动盘6的大径孔6d之间，设置有偏心机构用的滚子轴承22。如图7所示，偏心机构用的滚子轴承22由保持器22b、外圈22c和多个滚动体22a构成，滚动体22a由圆柱状的“滚子”构成，保持器22b将多个滚动体22a保持成相互存在间隔。外圈22c与大径孔6d嵌合。此外，也可以不设置外圈22c，此时，将大径孔6d的内周面作为供滚动体22a滚动的滚道面即可。小齿轮用的滚子轴承21配置为与偏心机构用的滚子轴承22在径向重叠。

根据本实施方式的四节链节式无级变速器1，能够借助小齿轮轴7从内侧经由小齿轮用滚子轴承21支承输入轴2。因此，与输入轴2不被小齿轮轴7支承的情况相比，能够抑制输入轴2的挠曲，能够抑制无级变速器1的变速比的调节精度的降低。

此外，在四节链节式无级变速器1中，作用于输入轴2的、来自连杆和摆动盘的载荷经由偏心机构用的滚子轴承22传递。因此，通过将小齿轮用的滚子轴承21配置为与偏心机构用的滚子轴承22在径向重叠，能够使经由偏心机构用的滚子轴承22施加于输入轴2的载荷直接被小齿轮用的滚子轴承21承受。由此，能够更为可靠地抑制输入轴2的挠曲。

此外，根据本实施方式的无级变速器1，能够抑制输入轴2的挠曲，因此，能够使输入轴2和小齿轮轴7之间的间隙比以往小，能够实现无级变速器1的径向尺寸的小型化。

此外，在本实施方式中，以与偏心机构用的滚子轴承22在径向完全重叠的方式构成小齿轮用的滚子轴承21，但不限定于此。例如，小齿轮用的滚子轴承21与偏心机构用的滚子轴承22在径向上至少一部分重叠即可，由此，也能够实现能够更为可靠地抑制输入轴2的挠曲这样的本发明的效果。

此外，在本实施方式中，作为单向止转机构，使用了单向离合器17，但本发明的单向止转机构并不限定于此，也可以由双向离合器（Two-wayClutch）构成，双向离合器构成为能够自由切换摆动链节18相对于输出轴3的旋转方向并能够从摆动链节18向输出轴3传递扭矩。

标号说明

1：无级变速器；2：输入轴；2a：切口孔；3：输出轴；4：偏心机构；5：固定盘；6：摆动盘；6a：接纳孔；6b：内齿；7：小齿轮轴；7a：外齿；15：连杆；15a：大径环状部；17：单向离合器（单向止转机构）；18：摆动链节；18a：摆动端部；21：小齿轮用滚子轴承；22：偏心机构用滚子轴承。

Claims (3)

1.一种四节链节式无级变速器，其具备：

中空的输入轴，其被传递来自车辆的驱动源的驱动力；

输出轴，其与该输入轴平行配置；

多个偏心机构，它们具有固定盘和摆动盘，所述固定盘偏心地设置于所述输入轴，所述摆动盘被设置为相对于该固定盘偏心且旋转自如；

多个摆动链节，它们以摆动自如的方式枢轴支承于所述输出轴；

单向止转机构，其设置于该摆动链节和所述输出轴之间，在该摆动链节相对于所述输出轴欲向一侧相对旋转时，该单向止转机构将该摆动链节固定于所述输出轴，在该摆动链节欲向另一侧相对旋转时，该单向止转机构使该摆动链节相对于所述输出轴空转；

连杆，其在一个端部具有以旋转自如的方式外嵌于所述偏心机构的大径环状部，并且另一个端部与所述摆动链节的摆动端部相连结；以及

小齿轮轴，其插入到所述输入轴内，

在所述输入轴，在与所述固定盘的偏心方向对置的部位形成有切口孔，所述小齿轮轴从该切口孔露出，

在所述摆动盘设置有接纳孔，该接纳孔用于接纳所述输入轴和所述固定盘，

在形成该接纳孔的所述摆动盘的内周面形成有内齿，

该内齿与从所述输入轴的切口孔露出的所述小齿轮轴啮合，

通过使所述输入轴和所述小齿轮轴以相同速度旋转，来维持所述偏心机构的偏心量，通过使所述输入轴和所述小齿轮轴的旋转速度不同，来变更所述偏心机构的偏心量，从而控制变速比，所述四节链节式无级变速器的特征在于，

在所述小齿轮轴，以在轴向存在间隔的方式设置有多个与所述内齿啮合的外齿，

在所述小齿轮轴，设置有用于支承所述输入轴的小齿轮用轴承。

2.根据权利要求1所述的四节链节式无级变速器，其特征在于，

所述小齿轮用轴承被配置为，与设置于所述固定盘和所述摆动盘之间的用于所述偏心机构的轴承在径向上至少一部分重叠。

3.根据权利要求1或2所述的四节链节式无级变速器，其特征在于，

所述输入轴以输入中心轴线为中心旋转，

所述输入轴与所述固定盘分体构成，

所述固定盘在所述输入中心轴线上被所述输入轴支承。