CN1653283A - 具有无级变速器的车辆 - Google Patents

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CN1653283A CN 03810687 CN03810687A CN1653283A CN 1653283 A CN1653283 A CN 1653283A CN 03810687 CN03810687 CN 03810687 CN 03810687 A CN03810687 A CN 03810687A CN 1653283 A CN1653283 A CN 1653283A
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铃木隆广
武部光兼
海野敏夫
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Abstract

一种具有无级变速器的、特别是机动两轮车等的小型车辆，可以减少动力损失，有效利用机动两轮车等的有限狭窄空间，不加大变速箱体，在现有的离心负载辊的设置空间中替换设置电机。其是具有在驱动侧转动轴6’(6、6a、6b)上装有发电机8和初级带轮10的发动机1的无级变速器9的车辆，初级带轮10具有在驱动侧转动轴6b上安装的一对固定带轮13及可动带轮14、沿轴向将其驱动的电机15，驱动侧转动轴6a、6b在发动机1的两侧突出，在发动机1的一侧突出的驱动侧转动轴6a上设置有发电机8，在另一侧突出的驱动侧转动轴6b上设置有初级带轮10，在更外侧的驱动侧转动轴6b上使电机15与转动轴6b同轴，在设置在其外周上。

Description

具有无级变速器的车辆
技术领域
本发明涉及一种具有设在发动机内的无级变速器的机动两轮车或机动三轮车、机动四轮车等骑乘型车辆等的小型车辆。
背景技术
在车辆发动机等中为了把来自发动机的驱动力传送到被驱动侧的车轴而使用带式无级变速器(CVT)。该CVT在设在发动机曲轴侧的驱动侧的初级带轮和设在车轴侧的被驱动侧的次级带轮之间挂接无接口V型带，连接曲轴侧和车轴侧。初级带轮是使轴向位置固定的固定带轮和在轴向可滑动的可动带轮相对，安装在曲轴侧的转动轴(曲轴或与其相连的驱动轴)上的带轮，这一对固定带轮和可动带轮的相对面形成为锥状(圆锥状)，根据这些相对面之间的间隔改变距离无接口V型带的轴芯的半径方向的位置，据此改变传动比(变速比)。
现在，关于机动两轮车等的CVT的变速机构、也就是使可动带轮移动的装置，使用在曲轴等的驱动轴侧的初级带轮中使用了离心负载辊的装置。由于该离心负载辊的方式是利用发动机输出轴(驱动轴)的转动力，通过负载的离心力而改变可动带轮的位置的机构，因此变速移行动作依赖于发动机输出轴的转动状态。通常设计成设定油门全开的加速的离心负载辊，在设定条件之外，多数情况不能获得按照操作者的意图的加减速。即油门中间开度、油门的紧急改变、油门的微小控制或减速时听其自然，不能对应所有的过渡现象。
为了解决该问题，如特公平7-86383号公报所公开的那样，提出了使电机位于壳外、通过齿轮系统驱动可动带轮的结构。在此结构中，由于使用电机的变速机构不依赖于发动机输出轴的转动状态，可以提供任意的带轮位置，所以可按照驾驶者的意图控制加速感和节省燃油费。
使用现有电机的CVT在象汽车那样设置空间相对较大，可以自由配置的情况下是可以的，而在机动两轮车或ATV车辆(骑乘型车辆)等小型车辆中，由于变速机构的设置空间受到限制，所以电机的设置位置受到制约，另外，对于其它部件的配置进一步给与空间上的制约。
尽管电机的作用本来就是把发动机的输出电能化后再转换成动力，产生使带轮动作的动力，但若在从电机到带轮传送动力的途中设置齿轮系统，则齿轮的动力损失变大，一般具有与汽车相比输出小的发动机的机动两轮车等中，不能忽略动力损失。故虽然也可以装载大容量的发电机或蓄电池，但从减轻重量的观点看不理想。
本发明考虑了上述现有技术，其目的在于提供一种特别是在机动两轮车或骑乘型车辆等小型车辆中的无级变速器的配置结构，能减小动力损失，有效利用机动两轮车等有限的狭小空间，不加大变速箱体，在现有技术的离心负载辊的设置空间中换置电机。
发明的公开
为了达到上述目的，本发明提供一种具有无级变速器的车辆，是具有在驱动侧转动轴上安装了发电机和初级带轮的发动机的无级变速器的车辆，其特征是，所述初级带轮具有安装在所述驱动侧转动轴上的一对固定带轮和可动带轮、及用于沿轴向驱动所述可动带轮的电机，所述驱动侧转动轴在所述发动机的两侧突出，在发动机的一侧突出的所述驱动侧转动轴上设置有所述发电机，在另一侧突出的所述驱动侧转动轴上设置有所述初级带轮，在该初级带轮外侧的所述驱动侧转动轴上设置有所述电机。
根据该结构，由于在发动机的左右两侧突出的驱动侧转动轴(曲轴或与其连接的驱动轴)的一侧设置有发电机，在另一侧设置有初级带轮及电机，故可以相对车宽方向能取得以发动机为中心的的重量平衡，实现能得到稳定的动作的配置。另外，可以使在左右突出的驱动轴的长度基本相同，在形状方面也能取得平衡，变得容易进行零件配置的布局。
通过在初级带轮的外侧(距离发动机较远侧、即从发动机突出的转动轴的端部侧)配置电机，组装性提高，能容易地进行维修，在电机的修理、检查时能很容易地分解和组装。
另外，由于电机配置在距离发动机较远的设置，减轻了来自发动机的热的影响，来自外部的冷却作用变大，可以确保稳定的功能。通过如此在无级变速器的外侧设置电机，可以得到有效的电机冷却效果。即作为对电机的热的影响，来自发动机的热利用传递到曲轴箱、转动轴的热传导而加热电机，同时在无级变速器的V型带和带轮之间产生摩擦热，其进行热传递使电机被加热。但是，根据本发明的结构，由于电机配置在曲轴上远离发动机的位置，故可以减轻这样的热的影响，能够有效地冷却电机。
在优选构成例中，所述电机与所述转动轴同轴，并配置在所述转动轴的外周上。根据该结构，通过使电机与转动轴同轴并配置在其外周上，可以在空间方面得到紧凑的设计，代替现有的负载辊而在其设置空间中安装电机，容纳无级变速器的发动机箱(曲轴箱)没有变大，且没有通过齿轮系统，能在空间方面高效率地把电机容纳在发动机箱内。
通过这样作成不使用负载辊的结构，可以防止由润滑脂产生的V型带的摩擦传递力的下降。即曲轴箱内的CVT若考虑带轮的寿命和传递效率的经年老化，最好内部清洁度高。因此，作为来自外部的粉尘的对策，可以采用在曲轴箱和CVT箱的对接部中安装密封垫，或在冷却用的空气通路中设置过滤器等对策。在现有的机动两轮车等小型车辆中，在布局的制约方面，离心负载辊设置在初级带轮侧。设置该初级带轮的离心负载辊的腔室为了使负载辊在凸轮上顺利地滑动，填充有润滑脂。在腔室的密封面上配置有密封圈，以使该润滑脂不飞散。万一密封破损，润滑脂飞散到CVT箱内时，CVT箱内受到润滑脂污染，带轮和V型带间的摩擦变小，将不能进行合适的动力传送。相对于此，不使用离心负载辊，代替它而在该空间中配置电机的结构由于不需要离心负载辊用的大量润滑脂，所以不存在润滑脂飞散的可能性，可以防止由于润滑脂对带轮、V型带的粘附产生的摩擦下降及随之产生的传送效率的下降，能够延长带轮的寿命。
在优选构成例中，其特征是，所述电机与可动带轮邻接，并设在其背面侧，该可动带轮的背面设有冷却用翼片。
根据该结构，由于在可动带轮的背面设有冷却用翼片，可以确保节省空间，同时可以利用发动机本身的输出高效率地冷却与可动带轮邻接的电机。
进而，在更优选构成例中，在所述发动机的两侧突出的所述驱动侧转动轴的端部通过轴承支撑在发动机箱上。
根据该结构，由于驱动侧转动轴的端部通过轴承支撑在为了轴支撑而强化的发动机箱上，所以转动轴不会产生轴振动，很稳定，可以牢固地保持在发动机箱中。
优选构成例的特征是把所述发动机装在机动两轮车上。
根据该结构，在发动机周围的空间被限制的机动两轮车中，通过适用本发明的无级变速器的配置，由有效利用空间产生的小型化的效果和重量平衡的效果显著。
另一优选适用例是把所述发动机装在骑乘型车辆上。
根据该结构，与所述机动两轮车一样，在发动机周围的空间被限制的骑乘型车辆中，通过适用本发明的无级变速器的配置，由有效利用空间产生的小型化的效果和重量平衡的效果显著。
本发明进一步提供一种机动两轮车，具有无级变速器，该无级变速器是在与曲轴直接连接或与其平行、并在发动机的一侧突出的驱动侧转动轴上安装有初级带轮，其特征是，所述初级带轮具有安装在所述驱动侧转动轴上的一对固定带轮和可动带轮、及用于沿轴向驱动所述可动带轮的电机，所述电机是在所述初级带轮外侧的所述驱动侧转动轴上，与该转动轴同轴而配置在其外周上。
根据该结构，在与通常的四轮车辆相比对空间的限制特别大的机动两轮车中，通过在初级带轮的外侧(远离发动机的一侧，即从发动机突出的转动轴的端部侧)配置电机，可以得到组装性提高、能很容易地进行维修、在电机的修理和检查时能很容易地分解和组装的效果。同时，由于电机远离发动机而设置，减轻了来自发动机的热的影响，来自外部的冷却作用变大，可以确保稳定的机能。通过如此在无级变速器的外侧设置电机，可以得到有效的电机冷却效果。即作为对电机的热的影响，来自发动机的热通过热传导在曲轴箱和转动轴中传递，加热电机，同时在无级变速器的V型带和带轮之间产生摩擦热，其进行热传递使电机被加热。在机动两轮车中，在空间上另外设置用于减轻对该电机的热影响的冷却装置非常难，但根据本发明结构，可以在机动两轮车中减轻这样的热影响，有效地冷却电机。
通过使电机与所述转动轴同轴并配置在其外周上，可以在空间方面得到紧凑的布局，代替现有的负载辊，能够在其设置空间中安装电机，不增大容纳无级变速器的发动机箱(曲轴箱)，且没有通过齿轮系统，可以实现有效利用在空间方面高效率地把电机容纳在发动机箱内被限定的空间的布局的机动两轮车。
进而，本发明提供一种骑乘型车辆，具有无级变速器，该无级变速器是在与曲轴直接连接或与其平行、并在发动机的一侧突出的驱动侧转动轴上安装有初级带轮，其特征是，所述初级带轮具有安装在所述驱动侧转动轴上的一对固定带轮和可动带轮、及用于沿轴向驱动所述可动带轮的电机，所述电机是在所述初级带轮外侧的所述驱动侧转动轴上，与该转动轴同轴而配置在其外周上。
根据该结构，与所述的机动两轮车一样，在与通常的四轮车辆相比对空间的限制特别大的骑乘型车辆中，通过在初级带轮的外侧(远离发动机的一侧，即从发动机突出的转动轴的端部侧)配置电机，可以得到组装性提高、能很容易地进行维修、在电机的修理和检查时能很容易地分解和组装的效果。同时，由于电机远离发动机而设置，减轻了来自发动机的热的影响，来自外部的冷却作用变大，可以确保稳定的机能。通过如此在无级变速器的外侧设置电机，可以得到有效的电机冷却效果。即作为对电机的热的影响，来自发动机的热通过热传导在曲轴箱和转动轴中传递，加热电机，同时在无级变速器的V型带和带轮之间产生摩擦热，其进行热传递使电机被加热。在骑乘型车辆中，在空间上另外设置用于减轻对该电机的热影响的冷却装置非常难，但根据本发明结构，可以在骑乘型车辆中减轻这样的热影响，有效地冷却电机。
通过使电机与所述转动轴同轴并配置在其外周上，可以在空间方面得到紧凑的布局，代替现有的负载辊，能够在其设置空间中安装电机，不增大容纳无级变速器的发动机箱(曲轴箱)，且没有通过齿轮系统，可以实现有效利用在空间方面高效率地把电机容纳在发动机箱内被限定的空间的布局的骑乘型车辆。
附图的简单说明
图1是表示本发明实施例的发动机结构的剖视图。
图2是图1的发动机曲轴周围的放大图。
图3是适用本发明的机动两轮车的整体结构图。
图4是图3的机动两轮车的发动机部分的详细图。
图5是适用本发明的四轮ATV的侧视图。
图6是适用本发明的三轮ATV的侧视图。
实施发明的最佳方式
图1是表示本发明的车辆用发动机的整体结构的剖视图。
该例中示出了四循环双气缸发动机1，在各气缸中装有活塞2。在各气缸的气缸盖3上装有点火火花塞4和进气、排气门5(气缸盖3的剖面图示了在各气缸中不同的位置)。与各活塞2连接转动的曲轴6装在曲轴箱7内。曲轴6在发动机1的两侧(图的左右)突出，形成左突出侧曲轴6a及右突出侧曲轴6b。在左突出侧曲轴6a上装有发电机8。在右突出侧曲轴6b上装有无级变速器9的初级带轮10。无级变速器9由该初级带轮10和通过缠绕在初级带轮10上的带11而连接的次级带轮12构成。
初级带轮10由在驱动侧转动轴6’(右突出侧曲轴6b)上位置固定的固定带轮13和与其相对配置的、可沿轴向移动的可动带轮14构成。驱动侧转动轴6’在该例中是曲轴6自身(或是同轴的整体直接连接的结构)，但也可以是和通过链、齿轮等传送系统与曲轴6连接的与曲轴6平行的转动轴。
在可动带轮14的背面侧(距离发动机1较远的方向侧)装有用于驱动该可动带轮14的电机15。该电机15与曲轴6同轴，设在其外周。
次级带轮12由装在被驱动侧转动轴16上的固定带轮17及可动带轮18构成。在被驱动侧转动轴16上设有离合器19，连接/切断该被驱动侧转动轴16与中间齿轮20。中间齿轮20通过中间传送系统21与车轴21连接。
图2是上述发动机的曲轴周围的放大图。
活塞2通过连杆23与曲轴6连接。24是平衡负载，25是油通路。在左突出侧曲轴6a上装有凸轮链26及起动齿轮27，在其外侧(距离发动机较远的方向侧)装有发电机8。发电机8包括：固定在曲轴6a上的飞轮28；固定在该飞轮28内周面上、与飞轮28一起转动的磁铁(转子)29；与该磁铁29的内面相对配置的线圈(定子)30。定子线圈30通过螺栓31固定在曲轴箱7上。该左突出侧曲轴6a的端部通过轴承33而支撑在曲轴箱7上。
在安装于右突出侧曲轴6b上的可动带轮14的背面形成有冷却用的翼片39。通过该翼片39向电机15送风进行冷却。
电机15包括：固定在曲轴箱7侧的定子线圈34、由与其相对而配置在其内周侧的磁铁构成的转子35；与该转子35成为一体的转子筒36；具有与该转子筒36的内周的内螺纹螺合的外螺纹的滑块筒37。滑块筒37通过轴承38以可在轴周围转动、且在轴向上整体滑动的方式连接于可动带轮14。
该电机15(由定子线圈34及转子35等构成的组装体)通过没有图示的螺栓从曲轴箱7的外侧固定。因此可以从曲轴箱7的外侧安装或拆除电机，能够容易地进行电机的分解、修理及维护。
右突出侧曲轴6b的端部通过轴承40支撑在曲轴箱上。
图3是适用本发明的机动两轮车的整体结构图。
该机动两轮车46的前轮41支撑在与车把49连接的前叉42上。后轮43通过水平配置悬吊架44而被支撑在车架47上。在车体中央部装载有水冷四循环的发动机1。45是装备在车体中央左右的空气滤清器单元中的左侧单元。48是散热器。在发动机1的车体右侧配置下面图4所示的本发明的无级变速器9。
图4是图3的机动两轮车发动机部分的详细图。
发动机1在该例中是双气缸的四气门DOHC发动机。活塞2通过连杆23与曲轴6相连接。在曲轴6的车体左侧安装有凸轮链26及起动齿轮27，在端部装有飞轮28而构成发电机8。凸轮链26卷绕在进气和排气用的两根凸轮轴51上，分别使各气缸的四个进气、排气门5与曲轴6同步进行开闭动作。50是油冷却器，52是化油器。
在发动机1的车体右侧如上所述，装有无级变速器9。该无级变速器9包括：由安装在曲轴6上的固定带轮13及可动带轮14构成的初级带轮10；安装在被驱动侧转动轴16上的固定带轮17及可动带轮18构成的次级带轮12；卷绕在初级带轮10和次级带轮12之间的V型带11构成。在被驱动侧转动轴16上装有多板离合器19。
图5是适用本发明的四轮型ATV车辆的侧视图。ATV是例如在砂地、荒地或耕地等中行走的骑乘型车辆。
该四轮型ATV65在车体前部装有车把66，通过没有图示的操纵系统导引操作两个前轮67(只图示一个)。在车把66的后方设有燃油箱68及在其后方的驾驶者跨坐的席位69。在车体中央部装载着发动机70。发动机70通过无级变速器9驱动两个后轮71(只图示一个)。两个后轮71通过悬吊架73可摆动地装在车架72上。无级变速器9如前所述，由安装在曲轴6上的初级带轮10及通过V型带11与该初级带轮10连接的次级带轮12构成。74是化油器、75是排气消声器。
图6是适用本发明的三轮型ATV车辆的侧视图。
该三轮型ATV76在车体前部装有车把77，通过没有图示的操纵系统导引操作支撑在前叉78上的一个前轮79。在车把77的后方设有燃油箱80及在其后方的驾驶者跨坐的席位81。在车体中央部装载着发动机82。发动机82通过无级变速器9驱动两个后轮83(只图示一个)。两个后轮83通过悬吊架84可摆动地装在车架85上。无级变速器9如前所述，由安装在曲轴6上的初级带轮10及通过V型带11与该初级带轮10连接的次级带轮12构成。
产业上的可利用性
如上所述，本发明由于在发动机的左右两侧突出的驱动侧转动轴(曲轴或与其连接的驱动轴)的一侧设置发电机，在另一侧设置初级带轮及电机，故可以相对车宽方向取得以发动机为中心的的重量平衡，能达到稳定的动作的配置。另外，可以使在左右突出的驱动轴的长度几乎相同，在形状方面也能取得平衡，可容易的进行零件配置的布局。
通过在初级带轮的外侧(距离发动机较远的一侧，即从发动机突出的转动轴的端部侧)配置电机，从而提高组装性，能容易地进行维修，在维修和检查时能很容易地分解和组装。另外，减轻了来自发动机的热的影响，来自外部的冷却作用变大，可以确保稳定的机能。
通过使电机与转动轴同轴并配置在其外周上，在空间方面可以得到紧凑的设计，可以代替现有的负载辊，在其设置空间中安装电机，容纳无级变速器的发动机箱(曲轴箱)没有变大，且没有通过齿轮系统，能在空间方面高效率地把电机容纳在发动机箱内。
通过在可动带轮的背面设置冷却用翼片，可以确保节省空间，同时利用发动机自身的输出高效率地冷却与可动带轮邻接的电机。
根据通过轴承将在发动机的两侧突出的转动轴的端部支撑在发动机箱中的结构，由于转动轴的端部支撑在为了轴支撑而强化了的发动机箱上，故转动轴不发生轴振动，稳定且牢固地保持在发动机箱中。

Claims (8)

1、一种具有无级变速器的车辆，具有在驱动侧转动轴上安装了发电机和初级带轮的发动机的无级变速器，其特征在于，所述初级带轮具有安装在所述驱动侧转动轴上的一对固定带轮和可动带轮、及用于沿轴向驱动所述可动带轮的电机，所述驱动侧转动轴在所述发动机的两侧突出，在发动机的一侧突出的所述驱动侧转动轴上设置有所述发电机，在另一侧突出的所述驱动侧转动轴上设置有所述初级带轮，在该初级带轮外侧的所述驱动侧转动轴上设置有所述电机。
2、如权利要求1所述的具有无级变速器的车辆，其特征在于，所述电机与所述转动轴同轴，并配置在其外周。
3、如权利要求1或2所述的具有无级变速器的车辆，其特征在于，所述电机与可动带轮相邻接并设置在其背面侧，在该可动带轮的背面设置有冷却用翼片。
4、如权利要求1、2或3所述的具有无级变速器的车辆，其特征在于，在所述发动机的两侧突出的所述驱动侧转动轴的端部通过轴承而支撑在发动机箱上。
5、具有如权利要求1至4中任一项所述的无级变速器的机动两轮车。
6、具有如权利要求1至4中任一项所述的无级变速器的骑乘型车辆。
7、一种机动两轮车，具有无级变速器，该无级变速器在与曲轴直接连接或与其平行、并在发动机的一侧突出的驱动侧转动轴上安装有初级带轮，其特征在于，所述初级带轮具有安装在所述驱动侧转动轴上的一对固定带轮和可动带轮、及用于沿轴向驱动所述可动带轮的电机，所述电机是在所述初级带轮外侧的所述驱动侧转动轴上，与该转动轴同轴而配置在其外周上。
8、一种骑乘型车辆，具有无级变速器，该无级变速器在与曲轴直接连接或与其平行、并在发动机的一侧突出的驱动侧转动轴上安装有初级带轮，其特征在于，所述初级带轮具有安装在所述驱动侧转动轴上的一对固定带轮和可动带轮、及用于沿轴向驱动所述可动带轮的电机，所述电机是在所述初级带轮外侧的所述驱动侧转动轴上，与该转动轴同轴而配置在其外周上。
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