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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die die Rotation einer mit einer Antriebsquelle verbundenen Eingangswelle auf eine mit einem angetriebenen Rad verbundene Ausgangswelle überträgt, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung sechs Getriebeeinheiten umfasst, die in gleichmäßigen Abständen in einer Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind.
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Hintergrundtechnik
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Ein stufenlos variables Getriebe, das die Rotation einer mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Eingangswelle in eine Hin- und Herbewegung mehrerer Verbindungsstangen mit zueinander verschiedenen Phasen umwandelt und die Hin- und Herbewegung der mehreren Verbindungsstangen über mehrere Freilaufkupplungen in die Rotationsbewegung einer Ausgangswelle umwandelt, ist aus dem nachstehenden Patentdokument 1 bekannt.
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Dokumente der verwandten Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: japanische Patentveröffentlichung (PCT) Nr. 2005-502543
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Zusammenfassung der Erfindung
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Probleme, die von der Erfindung gelöst werden sollen
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Das in dem vorstehenden Patentdokument 1 beschriebene stufenlos variable Getriebe umfasst mehrere Getriebeeinheiten, die in der Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind, und da exzentrische Scheiben dieser Getriebeeinheiten mit zueinander verschiedenen Phasen exzentrisch um die Eingangswelle rotieren, besteht das Problem, dass eine zylindrische unausgeglichene Last auf Lager wirkt, die entgegengesetzte Endteile der Eingangswelle halten, womit Schwingungen verursacht werden.
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Da sich die unausgeglichene Last, die auf die Lager wirkt, die entgegengesetzte Endteile der Eingangswelle von den mehreren Getriebeeinheiten halten, gemäß dem Abstand zwischen dem Lager und der Getriebeeinheit und der Phase der exzentrischen Scheiben der mehreren Getriebeeinheiten ändert, kann erwartet werden, dass es möglich wird, die unausgeglichene Last, die insgesamt auf das Lager wirkt, zu verringern, wenn die Phasen der exzentrischen Scheiben geeignet gemäß den Positionen in der Axialrichtung der mehreren Getriebeeinheiten bestimmt werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Gegebenheiten gemacht, und es ist eine ihrer Aufgaben, Schwingungen einer Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die sechs Getriebeeinheiten umfasst, die intermittierend Antriebskraft mit verschiedenen Phasen übertragen, zu verringern.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Um das vorstehende Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung bereitgestellt, die sechs Getriebeeinheiten zum Übertragen der Rotation einer mit einer Antriebsquelle verbundenen Eingangswelle auf eine Ausgangswelle aufweist, wobei die Getriebeeinheiten in einer Axialrichtung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle nebeneinander angeordnet sind, wobei die Getriebeeinheiten jeweils einen eingangsseitigen Drehpunkt, der zusammen mit der Eingangswelle exzentrisch rotiert, eine Freilaufkupplung, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, einen ausgangsseitigen Drehpunkt, der auf einem Außenelement der Freilaufkupplung bereitgestellt ist, und eine Verbindungsstange, die entgegengesetzte Enden hat, die mit dem eingangsseitigen Drehpunkt und dem ausgangsseitigen Drehpunkt verbunden sind, und sich hin und her bewegt, aufweisen, wobei, wenn die sechs Getriebeeinheiten der Reihe nach von einer Endseite in der Axialrichtung in Richtung der anderen Endseite als Einheit #1, Einheit #2, Einheit #3, Einheit #5 und Einheit #6 definiert sind, die Phase der Einheit #6 relativ zu der Phase der Einheit #1, die Phase der Einheit #2 relativ zu der Phase der Einheit #6, die Phase der Einheit #4 relativ zu der Phase der Einheit #2, die Phase der Einheit #3 relativ zu der Phase der Einheit #4, die Phase der Einheit #5 relativ zu der Phase der Einheit #3 und die Phase der Einheit #1 relativ zu der Phase der Einheit #5 jeweils in die gleiche Richtung um 60° verschoben sind.
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Ferner ändert die Getriebeeinheit neben dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Drehzahl der Eingangswelle und überträgt die Rotation der Ausgangswelle durch Ändern einer Größe der Exzentrizität des eingangsseitigen Drehpunkts von der Achse der Eingangswelle.
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Eine exzentrische Scheibe 19 einer Ausführungsform entspricht dem eingangsseitigen Drehpunkt der vorliegenden Erfindung, ein Stift 37 der Ausführungsform entspricht dem ausgangsseitigen Drehpunkt der vorliegenden Erfindung, und ein Verbrennungsmotor E entspricht der Antriebsquelle der vorliegenden Erfindung.
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Ergebnisse der Erfindung
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Wenn gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die mit der Antriebsquelle verbundene Eingangswelle rotiert, rotiert der eingangsseitige Drehpunkt jeder Getriebeeinheit exzentrisch, wobei die Verbindungsstange, die ein Ende hat, das mit dem eingangsseitigen Drehpunkt verbunden ist, sich hin und her bewegt und die Ausgangswelle sich dann über die Freilaufkupplung, mit der das andere Ende der Verbindungstange verbunden ist, rotiert. Wenn der eingangsseitige Drehpunkt jeder Getriebeeinheit exzentrisch rotiert, wirkt aufgrund der Zentrifugalkraft eine Last auf die Halteteile für entgegengesetzte Enden der Eingangswelle, um somit Schwingungen zu verursachen; wenn die sechs Getriebeeinheiten der Reihe nach von einer Endseite in der Axialrichtung in Richtung der anderen Endseite als Einheit #1, Einheit #2, Einheit #3, Einheit #4, Einheit #5 und Einheit #6 definiert sind, heben sich die von den Getriebeeinheiten verursachten Lasten gegenseitige auf, da die Phase der Einheit #6 relativ zu der Phase der Einheit #1, die Phase der Einheit #2 relativ zu der Phase der Einheit #6, die Phase der Einheit #4 relativ zu der Phase der Einheit #2, die Phase der Einheit #3 relativ zu der Phase der Einheit #4, die Phase der Einheit #5 relativ zu der Phase der Einheit #3 und die Phase der Einheit #1 relativ zu der Phase der Einheit #5 jeweils in die gleiche Richtung um 60° verschoben sind, und es ist dadurch möglich, die Last, die auf die Halteteile für entgegengesetzte Enden der Eingangswelle wirkt, zu minimieren und die Schwingungen zu verringern.
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Da die Getriebeeinheit außerdem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Drehzahl der Eingangswelle ändert und sie auf die Ausgangswelle überträgt, ist es durch Ändern der Größe der Exzentrizität des eingangsseitigen Drehpunkts von der Achse der Eingangswelle möglich, die Übersetzung der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung zu ändern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Gesamtperspektivansicht eines stufenlos variablen Getriebes (erste Ausführungsform).
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2 ist eine teilweise geschnittene Perspektivansicht eines wesentlichen Teils des stufenlos variablen Getriebes (erste Ausführungsform).
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 1 (erste Ausführungsform).
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4 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils 4 in 1 (erste Ausführungsform).
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5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in 3 (erste Ausführungsform).
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6 ist ein Diagramm, das die Form einer exzentrischen Scheibe zeigt (erste Ausführungsform).
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7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Größe der Exzentrizität der exzentrischen Scheibe und dem Übersetzungsverhältnis zeigt (erste Ausführungsform).
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8 ist ein Diagramm, das den Zustand der exzentrischen Scheibe in einem TD-Übersetzungsverhältnis und einem UD-Übersetzungsverhältnis zeigt (erste Ausführungsform).
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9 ist ein Diagramm zum Erklären der Last, die auf ein Lager wirkt, das entgegengesetzte Endteile einer Eingangswelle hält (erste Ausführungsform).
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10 ist ein Diagramm zum Erklären der Betriebswirkung der vorliegenden Ausführungsform (erste Ausführungsform).
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Bezugszeichenliste
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- 12
- Eingangswelle
- 13
- Ausgangswelle
- 14
- Getriebeeinheit
- 19
- Exzentrische Scheibe (eingangsseitiger Drehpunkt)
- 33
- Verbindungsstange
- 36
- Freilaufkupplung
- 38
- Außenelement
- 37
- Stift (ausgangsseitiger Drehpunkt)
- E
- Verbrennungsmotor (Antriebsquelle)
- L
- Achse der Eingangswelle
- ε
- Größe der Exzentrizität
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Art, die Erfindung auszuführen
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Eine Art, die vorliegende Erfindung auszuführen, wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 10 erklärt.
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Erste Ausführungsform
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Wie in 1 bis 5 gezeigt, werden eine Eingangswelle 12 und eine Ausgangswelle 13 auf einem Paar von Seitenwänden 11a und 11b eines Getriebegehäuses 11 eines stufenlos variablen Getriebes T für ein Automobil gehalten, um parallel zueinander zu sein, und die Rotation der mit einem Verbrennungsmotor E verbundenen Eingangswelle 12 wird über sechs Getriebeeinheiten 14, die Ausgangswelle 13 und ein Differentialgetriebe D auf ein angetriebenes Rad übertragen. Eine Getriebewelle 15 mit einer gemeinsamen Achse L mit der Eingangswelle 12 ist über sechs Nadellager 16 relativ drehbar in das Innere der Eingangswelle 12, die hohl ist, montiert. Da die Strukturen der sechs Getriebeeinheiten 14 im Wesentlichen identisch sind, wird die Struktur einer Getriebeeinheit 14 nachstehend als repräsentativ dafür erklärt.
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Die Getriebeeinheit 14 umfasst ein Ritzel 17, das auf einer Außenumfangsfläche der Getriebewelle 15 bereitgestellt ist, und dieses Ritzel 17 liegt durch eine Öffnung 12a, die in der Eingangswelle 12 ausgebildet ist, frei. Eine plattenförmige exzentrische Nocke 18, die in der L-Achsenrichtung zweitgeteilt ist, ist mit dem Außenumfang der Eingangswelle 12 keilverzahnt, um das Ritzel 17 dazwischen einzuschieben. Ein Zentrum O1 des exzentrischen Arms 18 ist nur um einen Abstand d exzentrisch zu der Achse L der Eingangswelle 12. Die Phasen in der Richtung der Exzentrizität der sechs exzentrischen Nocken 18 der sechs Getriebeeinheiten 14 sind jeweils um 60° gegeneinander verschoben.
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Ein Paar exzentrischer Vertiefungsabschnitte 19a und 19a, die in entgegengesetzten Endflächen in der L-Achserrichtung der plattenförmigen exzentrischen Scheibe 19 ausgebildet sind, wird über ein Paar von Nadellagern 20 und 20 drehbar auf einer Außenumfangsfläche der exzentrischen Nocke 18 gehalten. Das Zentrum O1 der exzentrischen Abschnitte 19a und 19a (das heißt, das Zentrum O1 der exzentrischen Nocke 18) ist nur um den Abstand d relativ zu einem Zentrum O2 der exzentrischen Scheibe 19 verschoben. Das heißt, der Abstand d zwischen der Achse L der Eingangswelle 12 und dem Zentrum O1 der exzentrischen Nocke 18 ist identisch zu dem Abstand d zwischen dem Zentrum O1 der exzentrischen Nocke 18 und dem Zentrum O2 der exzentrischen Scheibe 19.
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Ein Paar halbmondförmiger Führungsabschnitte 18a und 18a, das koaxial mit dem Zentrum O1 der exzentrischen Nocke 18 ist, ist auf geteilten Flächen der exzentrischen Nocke 18 bereitgestellt, die in der L-Achserrichtung zweigeteilt ist, und die äußersten Enden von Zähnen eines Zahnkranzes 19b, der ausgebildet ist, um die Verbindung zwischen unteren Teilen des Paars exzentrischer Vertiefungsabschnitte 19a und 19a und der exzentrischen Scheibe 19 bereitzustellen, liegt verschiebbar an den Außenumfangsflächen der Führungsabschnitte 18a und 18a der exzentrischen Nocke 18 an. Das Ritzel 17 der Getriebewelle 15 verzahnt durch die Öffnung 12a der Eingangswelle 12 mit dem Zahnkranz 19b der exzentrischen Scheibe 19.
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Die rechte Endseite der Eingangswelle 12 wird über ein Kugellager 21 direkt auf der rechten Seitenwand 11a des Getriebegehäuses 11 gehalten. Außerdem wird ein rohrförmiger Abschnitt 18b, der integral mit einer exzentrischen Nocke 18, die auf der linken Endseite der Eingangswelle 12 bereitgestellt ist, über ein Kugellager 22 auf der linken Seitenwand 11b des Getriebegehäuses 11 gehalten, und die linke Endseite der Eingangswelle 12, die mit dem Innenumfang der exzentrischen Nocke 18 keilverzahnt ist, wird indirekt auf dem Getriebegehäuse 11 gehalten.
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Ein Getriebeaktuator 23, der das Übersetzungsverhältnis des stufenlos variablen Getriebes T durch Rotieren der Getriebewelle 15 relativ zu der Eingangswelle 12 variiert, umfasst einen Elektromotor 24, der auf dem Getriebegehäuse 11 gehalten wird, so dass eine Motorwelle 24a koaxial mit der Achse L ist, und ein Planetengetriebe 25, das mit dem Elektromotor 24 verbunden ist. Der Planetengetriebemechanismus 25 umfasst einen Träger 27, der über ein Nadellager 26 drehbar auf dem Elektromotor 24 gehalten wird, ein Sonnenrad 28, das an der Motorwelle 24a befestigt ist, mehrere Doppelritzel 29, die drehbar auf dem Träger 27 gehalten werden, einen ersten Zahnkranz 30, der mit dem Wellenende der hohlen Eingangswelle 12 (streng genommen, dem rohrförmigen Abschnitt 18b auf der einen exzentrischen Nocke 18) keilverzahnt ist, und einen zweiten Zahnkranz 31, der mit dem Wellenende der Getriebewelle 15 keilverzahnt ist. Jedes Doppelritzel 29 umfasst ein erstes Ritzel 29a mit einem großen Durchmesser und ein zweites Ritzel 29b mit einem kleinen Durchmesser, wobei das erste Ritzel 29a mit dem Sonnenrad 28 und dem ersten Zahnkranz 30 verzahnt und das zweite Ritzel 29b mit dem zweiten Zahnkranz 31 verzahnt.
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Ein ringförmiger Abschnitt 33a auf einer Endseite einer Verbindungsstange 33 wird über ein Rollenlager 32 relativ drehbar auf dem Außenumfang der exzentrischen Scheibe 19 gehalten.
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Die Ausgangswelle 13 wird mittels eines Paars von Kugellagern 34 und 35 auf dem Paar von Seitenwänden 11a und 11b des Getriebegehäuses 11 gehalten, und eine Freilaufkupplung 36 ist auf dem Außenumfang der Ausgangswelle 13 bereitgestellt. Die Freilaufkupplung 36 umfasst ein ringförmiges Außenelement 38, das an dem äußersten Ende eines Stangenabschnitts 33b der Verbindungsstange 33 über einen Stift 37 schwenkbar gehalten wird, ein Innenelement 39, das im Inneren des Außenelements 38 angeordnet ist und an der Ausgangswelle 13 befestigt ist, und mehrere Rollen 41, die in einem keilförmigen Raum angeordnet sind, der zwischen einer Bogenfläche auf dem Innenumfang des Außenelements 38 und einer flachen Fläche auf dem Außenumfang des Innenelements 39 ausgebildet ist, und auf die von mehreren Federn 40 gedrückt wird.
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Wie in 6 und 8 gezeigt, ist das Zentrum O1 der exzentrischen Vertiefungsabschnitte 19a und 19a (das heißt, das Zentrum O1 der exzentrischen Nocke 18) um den Abstand d relativ zu dem Zentrum O2 der exzentrischen Scheibe 19 verschoben, wobei die Lücke zwischen dem Außenumfang der exzentrischen Scheibe 19 und dem Innenumfang der exzentrischen Vertiefungsabschnitte 19a und 19a in der Umfangsrichtung nicht gleichmäßig ist und halbmondförmige Ausschnittvertiefungsabschnitte 19c und 19c in einem Abschnitt ausgebildet sind, in dem die Lücke groß ist.
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Wie in 9(A) gezeigt, werden die sechs Getriebeeinheiten 14 von der linken Endseite (der Seite des Getriebeaktuators 23) zu der rechten Endseite (der Seite des Verbrennungsmotors E und des Differentialgetriebes D) der Eingangswelle 12 und der Ausgangswelle 13 als Einheit #1, Einheit #2, Einheit #3, Einheit #4, Einheit #5 und Einheit #6 bezeichnet.
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9(B) ist ein schematisches Diagramm der Eingangswelle 12 in der L-Achsenrichtung gesehen. Die eingekreisten #1 bis #6 bezeichnen die Phase jeder Getriebeeinheit 14 (die Phase des Zentrums O2 der exzentrischen Scheibe 19 relativ zu der Achse L), und die Phase der Einheit #6 relativ zu der Phase der Einheit #1, die Phase der Einheit #2 relativ zu der Phase der Einheit #6, die Phase der Einheit #4 relativ zu der Phase der Einheit #2, die Phase der Einheit #3 relativ zu der Phase der Einheit #4, die Phase der Einheit #5 relativ zu der Phase der Einheit #3 und die Phase der Einheit #1 relativ zu der Phase der Einheit #5 sind jeweils in die gleiche Richtung um 60° verschoben.
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9(C) ist ein Querschnitt entlang der Linie C-C von 9(B) und ist ein schematisches Diagramm der Eingangswelle 12 aus einer Richtung senkrecht zu der Achse L gesehen. Die Getriebeeinheiten 14 sind in gleichmäßigen Abständen x nebeneinander angeordnet; die Lücke zwischen der Einheit #1 an dem linken Ende und dem Kugellager 22, das die linke Endseite der Eingangswelle 12 hält (siehe 3) ist x, und die Lücke zwischen der Einheit #6 an dem rechten Ende und dem Kugellager 21, das die rechte Endseite der Eingangswelle 12 hält (siehe 3) ist x.
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Der Betrieb einer Getriebeeinheit 14 des stufenlos variablen Getriebes T wird nun erklärt.
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Wie aus 5 und 7(A) bis 7(D) deutlich wird, rotiert der ringförmige Abschnitt 33a der Verbindungsstange 33 exzentrisch um die Achse L, und der Stangenabschnitt 33b der Verbindungsstange 33 bewegt sich hin und her, wenn das Zentrum O2 der exzentrischen Scheibe 19 in Bezug auf die Achse L der Eingangswelle 12 exzentrisch ist, wenn die Eingangswelle 12 von dem Verbrennungsmotor E rotiert wird.
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Wenn die Verbindungsstange 33 als in Ergebnis in dem Vorgang des Hin- und Herbewegens in der Figur nach links gezogen wird, greifen die von den Federn 40 gedrückten Rollen 41 in die keilförmigen Räume zwischen dem Außenelement 38 und dem Innenelement 39 ein; aufgrund des Außenelements 38 und des Innenelements 39, die miteinander über die Rollen 41 verbunden sind, wird die Freilaufkupplung 36 gelöst und die Bewegung der Verbindungsstange 33 wird auf die Ausgangswelle 13 übertragen. Wenn andererseits die Verbindungsstange 33 während des Vorgangs des Hin- und Herbewegens in der Figur nach rechts gedrückt wird, werden die Rollen 41 aus den keilförmigen Räumenzwischen dem Außenelement 38 und dem Innenelement 39 heraus gedrückt, während die Federn 40 zusammengedrückt werden; aufgrund des relativen Gegeneinanderrutschens des Außenelements 38 und des Innenelements 39 wird der Eingriff der Freilaufkupplung 36 gelöst, und die Bewegung der Verbindungsstange 33 wird nicht auf die Ausgangswelle 13 übertragen.
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Da auf diese Weise, während die Eingangswelle 12 einmal rotiert, die Rotation der Eingangswelle 12 nur eine vorbestimmte Zeit lang auf die Ausgangswelle 13 übertragen wird, wenn die Eingangswelle 12 kontinuierlich rotiert, rotiert die Ausgangswelle 13 intermittierend. Da die Phasen in der Richtung der Exzentrizität der exzentrischen Scheiben 19 der sechs Getriebeeinheiten 14 jeweils um 60° gegeneinander verschoben sind, übertragen die sechs Getriebeeinheiten 14 die Rotation der Eingangswelle 12 der Reihe nach auf die Ausgangswelle 13, und die Ausgangswelle 13 rotiert kontinuierlich.
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Je größer in diesem Verfahren die Größe der Exzentrizität ε der exzentrischen Scheibe 19 ist, desto größer wird der Hin- und Herhubweg der Verbindungsstange 33, der Drehwinkel der Ausgangswelle 13 pro Takt nimmt zu, und das Übersetzungsverhältnis des stufenlos variablen Getriebes T wird klein. Je kleiner andererseits die Größe der Exzentrizität ε der exzentrischen Scheibe 19 ist, desto kleiner wird der Hin- und Herhubweg der Verbindungsstange 33, der Drehwinkel der Ausgangswelle 13 pro Takt nimmt ab, und das Übersetzungsverhältnis des stufenlos variablen Getriebes T wird groß. Wenn die Größe der Exzentrizität ε der exzentrischen Scheibe 19 null wird, rotiert die Ausgangswelle 13, selbst wenn die Eingangswelle 12 rotiert, nicht, da die Verbindungsstange 33 aufhört, sich zu bewegen, und das Übersetzungsverhältnis des stufenlos variablen Getriebes T wird ein Maximum (unendlich).
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Wenn die Getriebewelle 15 relativ zu der Eingangswelle 12 nicht rotiert, das heißt, wenn die Eingangswelle 12 und die Getriebewelle 15 mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, wird das Übersetzungsverhältnis des stufenlos variablen Getriebes T konstant gehalten. Um die Eingangswelle 12 und die Getriebewelle 15 mit der gleichen Drehzahl zu rotieren, kann der Elektromotor 24 mit der gleichen Drehzahl wie der der Eingangswelle 12 rotieren. Der Grund dafür ist, da der erste Zahnkranz des Planetengetriebemechanismus 25 mit der Eingangswelle 12 verbunden ist und mit der gleichen Drehzahl wie der der Eingangswelle 12 rotiert, wenn der Elektromotor 24 mit der gleichen Drehzahl wie vorstehend angetrieben wird, das Sonnenrad 28 und der erste Zahnkranz 30 mit der gleichen Drehzahl rotieren, der Planetengetriebemechanismus 25 dadurch einen gesperrten Zustand erreicht und die Gesamtheit als eine Einheit rotiert. Als ein Ergebnis werden die Eingangswelle 12 und die Getriebewelle 15, die mit dem ersten Zahnkranz 30 und dem zweiten Zahnkranz 31, die integral rotieren, verbunden sind, integriert und rotieren mit der gleichen Drehzahl, ohne relativ zueinander zu rotieren.
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Wenn die Drehzahl des Elektromotors 34 relativ zu der Drehzahl der Eingangswelle 12 erhöht oder verringert wird, rotiert der Träger 27 relativ zu dem ersten Zahnkranz 30, da der erste Zahnkranz 30, der mit der Eingangswelle 12 verbunden ist, und das Sonnenrad 28, das mit dem Elektromotor 24 verbunden ist, relativ zueinander rotieren. Da in diesem Verfahren das Übersetzungsverhältnis des ersten Zahnkranzes 30 und des ersten Ritzels 29a, die miteinander verzahnen, ein wenig verschieden zu dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Zahnkranzes 31 und des zweiten Ritzels 29b, die miteinander verzahnen, ist, rotiert die mit dem ersten Zahnkranz 30 verbundene Eingangswelle 12 relativ zu der mit dem zweiten Zahnkranz 31 verbundene Getriebewelle 15.
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Wenn auf diese Weise die Getriebewelle 15 relativ zu der Eingangswelle 12 rotiert, werden die exzentrischen Vertiefungsabschnitte 19a und 19a der exzentrischen Scheibe 19 mit dem Zahnkranz 19b, der mit dem Ritzel 17 jeder Getriebeeinheit 14 verzahnt, von den Führungsabschnitten 18a und 18a der exzentrischen Nocke 18, die integral mit der Eingangswelle 12 ist, geführt und rotieren, und die Größe der Exzentrizität ε des Zentrums O2 der exzentrischen Scheibe 19 relativ zu der Achse L der Eingangswelle 12 ändert sich.
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7(A) zeigt einen Zustand, in dem das Übersetzungsverhältnis ein Minimum ist (Übersetzungsverhältnis: TD); in diesem Verfahren wird die Größe der Exzentrizität ε des Zentrums O2 der exzentrischen Scheibe 19 relativ zu der Achse L der Eingangswelle 12 ein Maximalwert von 2d, der gleich der Summe des Abstands d von der Achse L der Eingangswelle 12 zu dem Zentrum O1 der exzentrischen Nocke 18 und des Abstands d von dem Zentrum O1 der exzentrischen Nocke 18 zu dem Zentrum O2 der exzentrischen Scheibe 19. Wenn die Getriebewelle 15 relativ zu der Eingangswelle 12 rotiert, rotiert die exzentrische Welle 19 relativ zu der exzentrischen Nocke 18 integral mit der Eingangswelle 12; wie in 7(B) und 7(C) gezeigt, nimmt die Größe der Exzentrizität ε des Zentrums O2 der exzentrischen Scheibe 19 relativ zu der Achse L der Eingangswelle 12 allmählich von einem Maximalwert von 2d ab und das Übersetzungsverhältnis nimmt zu. Wenn die Getriebewelle 15 weiter relativ zu der Eingangswelle 12 rotiert, rotiert die exzentrische Scheibe 19 weiter relativ zu der exzentrischen Nocke 18, die integral mit der Eingangswelle 12 ist; wie in 7(D) gezeigt, überlappt das Zentrum O2 der exzentrischen Scheibe 19 schließlich die Achse L der Eingangswelle 12, die Größe der Exzentrizität ε wird null, das Übersetzungsverhältnis wird ein Maximum-(unendlicher)Zustand (Übersetzungsverhältnis: UD) und die Leistungsübertragung an die Ausgangswelle 13 wird abgestellt.
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Die Last aufgrund der Zentrifugalkraft, die einhergehend mit der Rotation der Eingangswelle 12 erzeugt wird, wird nun diskutiert.
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Wenn in 9(B) und 9(C) die Eingangswelle 12 rotiert, wirkt aufgrund der in Richtung der radial äußeren Seite gerichteten Zentrifugalkraft eine Last F1 auf die exzentrische Scheibe 19 jeder Getriebeeinheit 14. Wenn eine Aufwärtslast als positiv definiert wird und eine Abwärtslast als negativ definiert wird, ist die von der Einheit #1 erzeugte Last F1 (aufwärts) und die von der Einheit #4 erzeugte Last ist –F1 (abwärts). Da die Phasen der Einheit #2 und der Einheit #3 relativ zu der Horizontalrichtung um 30° abwärts geneigt sind, ist die vertikale Komponente der Last –F2 = –F1 × sin 30° = –F1/2 (abwärts). Da die Phasen der Einheit #5 und der Einheit #6 relativ zu der Horizontalrichtung um 30° aufwärts geneigt sind, ist die vertikale Komponente der Last F2 = F1 × sin 30° = F1/2 (aufwärts).
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Da der Abstand zwischen der Einheit #1 und dem linken Kugellager 22 x ist und der Abstand zwischen der Einheit #1 und dem rechten Kugellager 21 6x ist, wird die Aufwärtslast F1 der Einheit #1 mit einem Verhältnis 6/7 auf das linke Kugellager 22 und einem Verhältnis von 1/7 auf das rechte Kugellager 21 verteilt; folglich wirkt eine Last von 6/7 × F1 auf das linke Kugellager 22 und eine Last von 1/7 × F1 wirkt auf das rechte Kugellager 21.
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Da der Abstand zwischen der Einheit #2 und dem linken Kugellager 22 2x ist und der Abstand zwischen der Einheit #2 und dem rechten Kugellager 21 5x ist, wird die Aufwärtslast –F2 der Einheit #2 mit einem Verhältnis 5/7 auf das linke Kugellager 22 und einem Verhältnis von 2/7 auf das rechte Kugellager 21 verteilt; folglich wirkt eine Last von –5/7 × F2 auf das linke Kugellager 22 und eine Last von –2/7 × F2 wirkt auf das rechte Kugellager 21.
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Auf diese Weise wird die Last, die von den Einheiten #1 bis #6 auf das linke Kugellager 22 wirkt, wie folgt berechnet.
Einheit #1: 6/7 × F1
Einheit #2: –5/7 × F2
Einheit #3: –4/7 × F2
Einheit #4: –3/7 × F1
Einheit #5: 2/7 × F2
Einheit #6: 1/7 × F2
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Das Addieren dieser sechs Lasten ergibt 3/7 × F1 – 6/7 × F2; da F2 = F1/2, ist der Gesamtwert der sechs Lasten null, und es ist somit zu verstehen, dass die Lasten, die aufgrund der Einheiten #1 bis #6 auf das linke Kugellager 22 wirken, sich gegenseitig aufheben.
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Auf die gleiche Weise wird die Last, die von den Einheiten #1 bis #6 auf das rechte Kugellager 21 wirkt, wie folgt berechnet.
Einheit #1: 1/7 × F1
Einheit #2: –2/7 × F2
Einheit #3: –3/7 × F2
Einheit #4: –4/7 × F1
Einheit #5: 5/7 × F2
Einheit #6: 6/7 × F2
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Das Addieren dieser sechs Lasten ergibt –3/7 × F1 + 6/7 × F2; da F2 = F1/2, ist der Gesamtwert der sechs Lasten null, und es ist somit zu verstehen, dass die Lasten, die aufgrund der Einheiten #1 bis #6 auf das rechte Kugellager 21 wirken, sich gegenseitig aufheben.
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Wie hier bereits beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, lediglich durch Festlegen der Richtung der Exzentrizität der exzentrischen Scheiben 19 der sechs Getriebeeinheiten 14 in vorbestimmte Richtungen die gesamte Last, die mittels der Zentrifugalkraft, die auf die exzentrischen Scheiben 19 wirkt, in die Kugellager 21 und 22, die entgegengesetzte Endseiten der Eingangswelle 12 halten, eingespeist wird, zu minimieren, womit das Auftreten von Schwingungen in der Eingangswelle 12 verringert wird.
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Das Diagramm in 10(A) zeigt vertikale und seitliche Lasten, die auf ein rechtes Kugellager 21 und ein linkes Kugellager 22 eines stufenlos variablen Getriebes T eines herkömmlichen Beispiels, in dem die Phasen der Einheiten #1 bis #6 nacheinander um 60° verschoben sind, wirken, und das Diagramm in 10(B) zeigt die dementsprechende vorliegende Ausführungsform. In dem herkömmlichen Beispiel von 10(A) sind sowohl die vertikale Last als auch die seitliche Last groß, aber in der Ausführungsform von 10(B) ist die vertikale Last aus den vorstehend gegebenen Gründen im Wesentlichen null, und die horizontale Last wird auch erheblich verringert, wenngleich ein gewisses Maß an Last, das durch die Trägheit der Außenelemente 38 der Freilaufkupplungen 36 erzeugt wird, bleibt.
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Das Diagramm von 10(C) zeigt die Änderung der Schwingungsamplitude in Bezug auf die Drehzahl, die in die Eingangswelle 12 eingespeist wird, und in dem herkömmlichen Beispiel nimmt die Amplitude schnell zu, wenn die Drehzahl 2000 U/min übersteigt, während die Amplitude in der vorliegenden Ausführungsform über den Eingangsdrehzahlbereich hinweg auf einem sehr geringen Pegel klein gehalten werden kann.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorstehend erklärt, aber die vorliegende Erfindung kann auf eine Vielfalt an Arten modifiziert werden, solange die Modifikation nicht von ihrem Geist und Schutzbereich abweicht
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Zum Beispiel ist die Antriebsquelle der vorliegenden Erfindung nicht auf den Verbrennungsmotor E der Ausführungsform beschränkt, und eine andere Antriebsquelle, wie etwa ein Elektromotor, kann verwendet werden.
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Außerdem braucht die Getriebeeinheit 14 der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise eine Funktion zum Ändern der Drehzahl haben, solange sie eine Funktion zum Übertragen einer Antriebskraft hat.
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Überdies fällt in der Ausführungsform die Lücke x zwischen der Einheit #1 an dem linken Ende und dem Kugellager 22, das das linke Ende der Eingangswelle 12 hält, und die Lücke x zwischen der Einheit #6 an dem rechten Ende des Kugellagers 21, das das rechte Ende der Eingangswelle 12 hält, mit der Lücke x zwischen den Getriebeeinheiten 14 (siehe 9(C)) zusammen, aber sie braucht nicht genau miteinander zusammenfallen, und eine ausreichende schwingungsverringernde Wirkung kann auch dann erzielt werden, wenn sie nicht miteinander zusammenfallen.
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Außerdem werden in der Ausführungsform entgegengesetzte Enden der Eingangswelle 12 von den Kugellagern 21 und 22 gehalten, aber es kann jedes andere Lager außer den Kugellagern 21 und 22 verwendet werden.
