ES2564036T3 - Transmisión de variación continua de correa en V - Google Patents

Abstract

Una transmisión de variación continua de correa en V incluyendo un elemento de roldana fijo (15) montado fijamente en un eje de polea (12), un elemento de roldana móvil (21) montado en el eje de polea (12) de manera que sea móvil con relación al elemento de roldana fijo (15), una correa en V (22) enrollada entre los elementos de roldana fijo y móvil (15, 21), un lastre centrífugo (19) para impartir fuerza de empuje al elemento de roldana móvil (21) por acción de la fuerza centrífuga correspondiente a una velocidad de rotación del eje de polea (12); un accionador (30) que puede ser movido por un motor (32) para impartir fuerza de empuje al elemento de roldana móvil (21), y una sección de control (80) para controlar el motor (32), controlando la sección de control (80) el motor (32) en una pluralidad de modos de cambio de marcha incluyendo al menos modos de cambio de marcha primero y segundo, caracterizada porque en el primer modo de cambio de marcha, la sección de control (80) controla el motor (32) de tal manera que el accionador (30) genere fuerza de empuje adicional a añadir a la fuerza de empuje del lastre centrífugo (19) al tiempo de cambio ascendente, y en el segundo modo de cambio de marcha, la sección de control (80) controla el motor (32) de tal manera que el accionador (30) genere fuerza de empuje resistente para resistir la fuerza de empuje del lastre centrífugo (19) al tiempo de cambio ascendente.

Description

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DESCRIPCION

Transmision de variacion continua de correa en V

La presente invencion se refiere a una transmision de variacion continua de correa en V (CVT) provista de un accionador para mover un elemento de roldana movil.

Hasta ahora, se ha propuesto varias construcciones para transmisiones que transmiten rotaciones de salida de un motor a una rueda de accionamiento despues de cambiar apropiadamente el numero de las rotaciones de salida. En particular, en los ultimos anos se ha difundido el uso de transmisiones de variacion continua de correa en V que incluyen, como sus componentes fundamentales, una polea de accionamiento, una polea movida y una correa en V. Cada una de la polea de accionamiento y la polea movida incluye un elemento de roldana fijo y un elemento de roldana movil. Las Solicitudes de Patente japonesa JP 2012-47292 A y JP 2009-79759 A de la tecnica anterior mas proxima (denominadas a continuacion “Literatura de patente 1” y “Literatura de patente 2”, respectivamente), por ejemplo, describen una transmision que mueve el elemento de roldana movil mediante un accionador.

El accionador descrito en la literatura de patente 1 mueve un vastago de salida por la fuerza de accionamiento de un motor de modo que el vastago de salida empuje o tire de un soporte de roldana movil para mover por ello el elemento de roldana movil en una direccion deseada. El elemento de roldana movil tambien es empujado normalmente hacia el elemento de roldana fijo por un lastre centnfugo. A saber, la transmision descrita en la literatura de patente 1 se caracteriza por mover el elemento de roldana movil por una accion combinada del lastre centnfugo y el accionador.

Las figuras 11A y 11B son diagramas explicativos del comportamiento de la transmision de variacion continua de correa en V descrita en la literatura de patentes 1 (la publicacion de la Solicitud de Patente japonesa numero 201247292), cuya figura 11A representa el comportamiento en un modo ordinario y la figura 11B representa el comportamiento en un modo deportivo. En estas figuras, CM1 representa la fuerza de empuje con que el elemento de roldana movil es empujado o movido hacia el elemento de roldana fijo mediante el accionador, CM2 representa la fuerza de empuje con que el elemento de roldana movil es movido hacia el elemento de roldana fijo mediante un lastre centnfugo, y CM1+CM2 representa el total o la suma de la fuerza de empuje CM1 y la fuerza de empuje CM2.

En el modo ordinario representado en la figura 11A, la fuerza de empuje CM1 del accionador es superior a cero (0) en una region de cambio ascendente a y por debajo de la velocidad del vehnculo “S4 km/h”. A saber, en el modo ordinario, el elemento de roldana movil es movido positivamente hacia el elemento de roldana fijo por la fuerza de empuje CM 1 del accionador, con el fin de permitir un cambio ascendente suave y rapido. Como resultado, se puede mejorar la eficiencia de combustible.

Por otra parte, en el modo deportivo representado en la figura 11B, la fuerza de empuje CM1 del accionador es cero en la region de cambio ascendente a y por debajo de la velocidad del vehnculo “S4 km/h”. A saber, en el modo deportivo, incluso al tiempo de cambio ascendente, el cambio ascendente es limitado en comparacion con el del modo ordinario, dado que el accionador no se hace funcionar. Como resultado, se mejora la operacion de aceleracion, y por lo tanto se permite la marcha deportiva del vehnculo.

Pero la transmision descrita en la literatura de patentes 1 requiere mejoras con respecto a los puntos siguientes. Primero: en el modo deportivo representado en la figura 11B, el accionador no es utilizado efectivamente al tiempo de cambio ascendente. Segundo: en el modo ordinario representado en la figura 11A, es necesario que el accionador genere una fuerza de empuje de P2 o mas al tiempo de cambio ascendente y la capacidad del motor se determina en base a esta fuerza de empuje necesaria, con el resultado de que el motor sera inevitablemente de gran tamano.

Sin embargo, es deseable reducir el tamano y el peso del motor en vista de las necesidades de reducir el peso, el tamano y el costo de la transmision y de mejorar la eficiencia de combustible. Si el motor puede ser de tamano reducido, sera posible lograr la reduccion de peso, tamano y costo de la transmision y la mejora de la eficiencia de combustible de la transmision.

Ademas, en el accionador descrito en la literatura de patentes 2, un elemento de horquilla es movido pivotantemente por un eje de tornillo de un tornillo de bola, para mover el elemento de roldana movil. Un sensor esta montado en el accionador para proporcionar una unidad del accionador y el sensor. La cantidad de desplazamiento del eje de tornillo es detectada por el sensor, y el movimiento del elemento de roldana movil es controlado en base a la cantidad de desplazamiento, detectada por sensor, del eje de tornillo.

Si el accionador y el sensor se unifican como antes, el accionador sera de gran tamano, aunque la facilidad de montaje y el mantenimiento se pueden mejorar porque se combina una pluralidad de piezas componentes. Ademas, dado que la cantidad de desplazamiento del eje de tornillo es detectada por el sensor, la exactitud de deteccion de posicion del elemento de roldana movil quedara adversamente influenciada por errores de dimension y errores de montaje de varias piezas componentes dispuestas entre el eje de tornillo y el elemento de roldana movil.

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As^ en los ultimos anos, han sido altas las demandas de reduccion del tamano del accionador y de mejora de la exactitud de deteccion de posicion del elemento de roldana movil en vista de las necesidades crecientes de reduccion del tamano de la transmision y de mejora de la eficiencia de combustible de la transmision.

En vista de los problemas anteriores de la tecnica anterior, un objeto de la presente invencion es proporcionar una transmision de variacion continua de correa en V mejorada que puede ser efectivamente de tamano reducido logrando una reduccion del tamano del accionador incluyendo el motor y una mejora de la exactitud de deteccion de posicion del elemento de roldana movil.

Con el fin de llevar a cabo dicho objeto, la presente invencion proporciona una transmision de variacion continua de correa en V mejorada incluyendo las caractensticas de la reivindicacion 1.

A saber, el motor se hace funcionar no solamente como una asistencia de empuje, sino tambien como un freno, y asf, el accionador puede ser utilizado efectivamente en los dos modos de cambio de marcha. Asf, la capacidad y el tamano del motor se pueden reducir, como resultado de los que el tamano general, el peso y el costo de la transmision se pueden reducir efectivamente y, ademas, se puede lograr una mejor eficiencia de combustible de la transmision.

Preferiblemente, en la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion, el accionador incluye un mecanismo de tornillo de alimentacion para convertir la salida rotacional del motor a movimiento lineal, y la masa del lastre centnfugo se pone en base a la eficiencia de tornillo del mecanismo de tornillo de alimentacion. En tornillos de bola, la eficiencia directa (es decir, la eficiencia con la que el movimiento rotacional es convertido a movimiento lineal) y la eficiencia inversa (es decir, la eficiencia con la que el movimiento lineal es convertido a movimiento rotacional) de su eficiencia de tornillo son sustancialmente iguales una a otra, mientras que, en otros tornillos ordinarios distintos de los tornillos de bola, la eficiencia inversa es menor que la eficiencia directa. Asf, en un caso donde el mecanismo de tornillo de alimentacion incluye dicho tornillo ordinario, el par necesario del motor en el segundo modo de cambio de marcha puede ser reducido en comparacion al de un caso donde el mecanismo de tornillo de alimentacion incluye un tornillo de bola. Observese que el termino “tornillo ordinario” en el sentido en que se usa aqu se refiere a cualquier tipo de tornillo adecuado distinto de un tornillo de bola, tal como un tornillo trapezoidal, un tornillo triangular o un tornillo cuadrado.

Segun la presente invencion, la carga ejercida en el motor se puede reducir en uno de los modos de cambio de marcha primero y segundo, y asf es posible reducir aun mas el tamano del motor y por lo tanto el tamano general de la transmision cambiando apropiadamente la masa de los lastres centnfugos, segun una cantidad reducida de la carga del motor, para reducir por ello la carga ejercida en el motor en el otro de los modos de cambio de marcha primero y segundo.

Preferiblemente, en la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion, el mecanismo de tornillo de alimentacion incluye un tornillo (es decir, tornillo ordinario) cuya eficiencia inversa de la eficiencia de tornillo es menor que la eficiencia directa de la eficiencia de tornillo, y, en el segundo modo de cambio de marcha, la fuerza de empuje del lastre centnfugo es resistida usando la eficiencia inversa del tornillo. Asf, en el segundo modo de cambio de marcha, el par necesario del motor en el segundo modo de cambio de marcha se puede reducir, de modo que el motor puede ser de tamano reducido. Ademas, el tornillo ordinario es menos caro y tiene una mayor resistencia al impacto y durabilidad que el tornillo de bola, como resultado de lo que es posible proporcionar un accionador barato, pero resistente.

Preferiblemente, en la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion, la masa del lastre centnfugo se pone de tal manera que el par necesario del motor en el primer modo de cambio de marcha y el par necesario del motor en el segundo modo de cambio de marcha sean sustancialmente iguales uno a otro. El par necesario del motor en los modos de cambio de marcha primero y segundo se puede reducir de manera equilibrada, con el resultado de que el motor puede ser de tamano aun mas reducido y asf el tamano general de la transmision se puede reducir aun mas.

Preferiblemente, en la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion, el mecanismo de tornillo de alimentacion incluye un tornillo de bola cuya eficiencia directa y cuya eficiencia inversa de la eficiencia de tornillo son sustancialmente iguales una a otra, y la masa del lastre centnfugo se pone de tal manera que la fuerza de empuje adicional y la fuerza de empuje resistente generadas por el accionador sean sustancialmente iguales una a otra. Asf, el par necesario del motor en los modos de cambio de marcha primero y segundo se puede reducir de manera equilibrada, con el resultado de que el motor puede ser de tamano aun mas reducido. Ademas, dado que la eficiencia tanto directa como inversa del tornillo de bola es alta, el motor puede ser de tamano aun mas reducido, y asf el tamano general de la transmision se puede reducir aun mas.

Preferiblemente, la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion incluye ademas: una caja de transmision que aloja el elemento de roldana fijo, el elemento de roldana movil y la correa en V; un brazo conectado al elemento de roldana movil mediante un cojinete, moviendo el accionador el elemento de roldana movil

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mediante el brazo; y un sensor para detectar una cantidad de desplazamiento del brazo que se mueve juntamente con el elemento de roldana movil, estando alojado el sensor en la caja de transmision por separado de (es decir, no integralmente con) el accionador.

Dado que el sensor se aloja en la caja de transmision por separado de (es decir, no integralmente con) el accionador, el accionador puede ser de tamano reducido. Ademas, dado que la cantidad de desplazamiento del brazo es detectada por el sensor, la posicion del sensor dentro de la caja de transmision puede ser disenada libremente segun la forma del brazo, de modo que un espacio muerto dentro de la caja de transmision puede ser utilizado efectivamente. Como resultado, se puede reducir efectivamente el tamano general de la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion.

Ademas, dado que la cantidad de desplazamiento del brazo que se mueve con el elemento de roldana movil es detectada por el sensor, la posicion del elemento de roldana movil puede ser detectada con alta exactitud sin quedar influenciada adversamente por errores de dimension y errores de montaje de varias piezas componentes. Como resultado, el movimiento del elemento de roldana movil puede ser controlado con alta exactitud, y se puede lograr una mejor eficiencia de combustible de la transmision de variacion continua de correa en V.

Preferiblemente, en la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion, el sensor esta dispuesto en una region dentro de la caja de transmision que esta situada enfrente del accionador con la correa en V interpuesta entre el sensor y el accionador. A saber, el accionador esta dispuesto fuera de una trayectoria operativa de la correa en V para evitar la interferencia con la correa en V. Por lo tanto, un espacio dentro de la caja de transmision que esta situado enfrente del accionador con la correa en V dispuesta entremedio tiende a ser un espacio muerto. Asf, colocando el sensor en dicho espacio, el espacio muerto puede ser utilizado efectivamente.

Ademas, preferiblemente, en la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion, el sensor incluye una palanca, y un elemento de empuje que empuja normalmente la palanca en enganche de contacto con el brazo, apoyando la palanca contra el brazo en una direccion opuesta a una direccion donde el brazo esta montado en la caja de transmision. Asf, al tiempo de montar el sensor y el brazo en la caja de transmision, solamente hay que montar primero el sensor en la caja de transmision y luego montar el brazo en la caja de transmision sin necesidad de interconectar la palanca y el brazo. Como resultado, la presente invencion puede lograr una mejor facilidad de montaje y mantenimiento, asf como una reduccion del costo porque no hay que interconectar la palanca y el brazo.

Ademas, preferiblemente, la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion tambien incluye una mensula que fija el sensor a la caja de transmision, y la mensula tiene integralmente un tope para evitar que el elemento de roldana movil se mueva mas alla de un rango de uso regular. Asf, es posible reducir el numero de piezas componentes necesarias y por lo tanto el costo necesario en comparacion con el caso donde el tope se facilita por separado de la mensula.

Ademas, preferiblemente, la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion tambien incluye una mensula que fija el sensor a la caja de transmision, y la mensula tiene integralmente una seccion de antirrotacion para evitar que el brazo pivote alrededor del cojinete mas alla de un rango predeterminado. Asf, el montaje del brazo y el accionador se puede facilitar, de modo que la facilidad de montaje y mantenimiento se puede mejorar. Ademas, es posible reducir el numero de piezas componentes necesarias y por lo tanto el costo necesario en comparacion con el caso donde la seccion de antirrotacion se facilita por separado de la mensula.

A continuacion se describiran realizaciones de la presente invencion, pero se debera apreciar que la presente invencion no se limita a las realizaciones descritas y varias modificaciones de la invencion son posibles sin apartarse de los principios basicos. Por lo tanto, el alcance de la presente invencion se ha de determinar unicamente por las reivindicaciones anexas.

Algunas realizaciones preferidas de la presente invencion se describiran con detalle mas adelante, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompanantes, en los que:

La figura 1 es una vista en seccion que representa una realizacion de una transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion.

La figura 2 es una vista fragmentaria ampliada de un accionador representado en la figura 1.

La figura 3 es una vista fragmentaria ampliada de una seccion indicada con “3” en la figura 2.

La figura 4 es una vista en seccion que representa el comportamiento de la realizacion de la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion.

Las figuras 5A y 5B son diagramas explicativos del comportamiento de un accionador y lastres centnfugos en la realizacion, de las que la figura 5A representa el comportamiento en un modo eco, mientras que la figura 5B representa el comportamiento en un modo deportivo.

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La figura 6 es una vista en perspectiva despiezada de un sensor dispuesto en la realizacion.

La figura 7 es una vista en seccion que representa una modificacion de la transmision de variacion continua de correa en V de la presente invencion.

La figura 8 es una vista en seccion que representa en escala ampliada parte del accionador mostrado en la figura 7.

La figura 9 es una vista en seccion tomada a lo largo de la lmea 9-9 de la figura 8.

La figura 10 es una vista que representa un comportamiento de un muelle en espiral plano de la figura 9.

Y las figuras 11A y 11B son diagramas explicativos del comportamiento de una transmision de variacion continua de correa en V conocida convencionalmente.

En primer lugar, una realizacion de una transmision de variacion continua de correa en V 10 de la presente invencion se esbozara a continuacion. La transmision de variacion continua de correa en V 10 es especialmente adecuada para aplicacion a vehnculos tipo scooter, aunque tambien se puede aplicar a otros vehnculos de dos ruedas, vetnculos de tres ruedas y vehnculos de cuatro ruedas.

Como se representa en la figura 1, la transmision de variacion continua de correa en V 10 incluye un eje de polea 12 formado integralmente en un extremo de un ciguenal 11, una polea de accionamiento 20 soportada o montada en el eje de polea 12, una polea movida no representada, y una correa en V 22 enrollada y que se extiende entre la polea de accionamiento 20 y la polea movida. La polea de accionamiento 20 incluye un elemento de roldana fijo 15 montado fijamente en el eje de polea 12 y un elemento de roldana movil 21 montado en el eje de polea 12 en relacion opuesta al elemento de roldana fijo 15 y para movimiento axial con relacion al elemento de roldana fijo 15, y la correa en V 22 esta enrollada entre los elementos de roldana fijo y movil 15 y 21.

Una chapa de rampa 13 esta montada fijamente en el eje de polea 12 detras del elemento de roldana movil 21. Una pluralidad de lastres centnfugos 19 se sujetan entre el elemento de roldana movil 21 y la chapa de rampa 13. Cuando el eje de polea 12 gira y la fuerza centnfuga correspondiente a una velocidad de rotacion del eje de polea 12 actua en los lastres centnfugos 19, los lastres centnfugos 19 mueven el elemento de roldana movil 21 hacia el elemento de roldana fijo 15 mientras que se mueven deslizantemente radialmente hacia fuera a lo largo de una superficie excentrica 17 del elemento de roldana movil 21 (vease la figura 4). Como consecuencia, la distancia entre el elemento de roldana fijo 15 y el elemento de roldana movil 21 disminuye, de modo que aumenta el diametro de enrollamiento de la correa en V 22.

Ademas, del elemento de roldana movil 21, una superficie deslizante a lo largo de la que desliza la correa en V 22 y la superficie excentrica 17 estan formadas por piezas componentes separadas, y un brazo 26 esta conectado, mediante un soporte 24, a una seccion saliente 23 situada entre la superficie de deslizamiento de correa y la superficie excentrica 17. Al extremo distal del brazo 26 esta conectado un vastago de salida 46 de un accionador 30 que mueve el elemento de roldana movil 21 en union con los lastres centnfugos 19.

El accionador 30 incluye un motor 32 como su fuente de accionamiento, un grupo de engranajes reductores 33 para reducir el numero de rotaciones de salida del motor 32, y un elemento de tuerca 34 movido rotacionalmente por el motor 32 mediante el grupo de engranajes reductores 33.

El grupo de engranajes reductores 33 incluye, por ejemplo, seis engranajes, de los que el engranaje de etapa final 42 se ha formado integralmente en el elemento de tuerca 34. El elemento de tuerca 34 se soporta rotativamente dentro de una caja de accionador 31 mediante un par de cojinetes de bolas 35 axialmente enfrente uno de otro con el engranaje 42 interpuesto entremedio. Asf, la fuerza recibida por el engranaje 42 puede ser transmitida efectivamente a la caja de accionador 31 mediante los cojinetes de bolas 35.

En la realizacion ilustrada, la caja de accionador 31 que aloja el elemento de tuerca 34, etc, se ha dispuesto por separado de (es decir, no integralmente con) una caja de transmision 28, y asf, en este caso, lo que soporta el elemento de tuerca 34 es la caja de accionador 31. Alternativamente, sin embargo, la caja de accionador 31 y la caja de transmision 28 se pueden facilitar integralmente con la caja de transmision 28; en este caso, lo que soporta el elemento de tuerca 34 es la caja de transmision 28.

Como se representa en la figura 2, el accionador 30 incluye ademas el vastago de salida 46 que tiene un tornillo trapezoidal macho 45 que engrana con un tornillo trapezoidal hembra 44 formado en la superficie periferica interior del elemento de tuerca 34. Una porcion de extremo 49 del vastago de salida 46 que sobresale hacia fuera a traves de la caja de accionador 31, y una ranura en forma de U 55 para conexion del brazo 26 (figura 1) se han formado en una region de extremo distal 54 de la porcion de extremo 49. Ademas, la porcion de extremo 49 del vastago de salida 46 es soportada por un primer cojinete 48 dispuesto en la caja de accionador 31, mientras que otra porcion de extremo 52 del vastago de salida 46 enfrente de la porcion de extremo 49 con el tornillo trapezoidal macho 45

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dispuesto entremedio es soportada por un segundo cojinete 53 dispuesto en el elemento de tuerca 34. Observese que una abertura de la caja de accionador 31 a traves de la que la porcion de extremo 49 del vastago de salida 46 sobresale, esta sellada con una junta estanca 51 hecha de caucho sintetico.

El vastago de salida 46, que tiene el tornillo trapezoidal macho 45 formado en una region sustancial axialmente media del vastago de salida 46 entre una y otras porciones de extremo 49 y 52, es una estructura de eje polietapica donde el diametro exterior del tornillo trapezoidal macho 45 es menor que el diametro exterior de la porcion de extremo 49 y donde el diametro exterior de la otra porcion de extremo 52 es menor que el diametro exterior del tornillo trapezoidal macho 45.

Se ha formado un intervalo radial cl entre la porcion de extremo 49 del vastago de salida 46 y el primer cojinete 48, y se ha formado un intervalo radial c2 entre la otra porcion de extremo 52 del vastago de salida 46 y el segundo cojinete 53.

Como se representa esquematicamente en la figura 3, el tornillo trapezoidal macho 45 formado en el vastago de salida 46 y el tornillo trapezoidal hembra 44 formado en el elemento de tuerca 34 tienen dientes cada uno de los cuales tiene forma trapezoidal en seccion. El tornillo trapezoidal hembra 44 y el tornillo trapezoidal macho 45 se han construido y dispuesto formando: una holgura b que es un intervalo, en la direccion axial, entre el tornillo trapezoidal hembra 44 y el tornillo trapezoidal macho 45; una holgura superior c3 que es un intervalo radial entre una meseta inferior 44a del tornillo trapezoidal hembra 44 y una meseta superior 45a del tornillo trapezoidal macho 45; y una holgura superior c4 entre una meseta superior 44b del tornillo trapezoidal hembra 44 y una meseta inferior 45b del tornillo trapezoidal macho 45.

Los intervalos cl y c2 representados en la figura 2 se ponen de tal manera que la holgura b y las holguras superiores c3 y c4 esten aseguradas aun cuando el vastago de salida 46 se desvfe radialmente en contacto con al menos uno del primer cojinete 48 y el segundo cojinete 53.

A continuacion se describe el comportamiento del accionador 30 construido de la manera indicada. Como se representa en las figuras 1 y 4, se evita que el vastago de salida 46 gire alrededor de su eje, y asf, cuando el elemento de tuerca 34 es movido en rotacion mediante el grupo de engranajes reductores 33, el movimiento rotacional del elemento de tuerca 34 es convertido a movimiento lineal axial del vastago de salida 46. Cuando el vastago de salida 46 se mueve en la direccion axial de forma analoga a esta, el brazo 26 se mueve axialmente conjuntamente con el vastago de salida 46 de modo que el elemento de roldana movil 21 se mueve hacia el elemento de roldana fijo 15. Como consecuencia, la distancia entre el elemento de roldana fijo 15 y el elemento de roldana movil 21, y por lo tanto el diametro de enrollamiento de la correa en V 22, vana.

A saber, cuando el vastago de salida 46 se mueve hacia la derecha, la distancia entre el elemento de roldana fijo 15 y el elemento de roldana movil 21 aumenta, de modo que el diametro de enrollamiento de la correa en V 22 disminuye, como se representa en la figura 1. Por otra parte, cuando el vastago de salida 46 se mueve hacia la izquierda, la distancia entre el elemento de roldana fijo 15 y el elemento de roldana movil 21 disminuye, de modo que el diametro de enrollamiento de la correa en V 22 aumenta, como se representa en la figura 4.

Como se representa en las figuras 1 y 4, el motor 32 es controlado por una seccion de control 80 en base a la cantidad de desplazamiento del brazo 26 detectada por un sensor 60. A saber, el movimiento del elemento de roldana movil 21 se controla usando la cantidad de desplazamiento del brazo 26 como informacion de realimentacion.

A continuacion, con referencia a las figuras 5A y 5B, se describira una forma ejemplar en la que el motor 32 es controlado por la seccion de control 80.

La figura 5A es un grafico que representa la correlacion entre velocidad del vehfculo y fuerza de empuje en un modo eco (economico), que es un primer modo de cambio de marcha, mientras que la figura 5B es un grafico que representa la correlacion entre velocidad del vehfculo y fuerza de empuje en un modo deportivo, que es un segundo modo de cambio de marcha. En estas figuras, CM1 representa la fuerza de empuje con la que el elemento de roldana movil 21 es empujado o movido hacia el elemento de roldana fijo 15 mediante el accionador 30, CM2 representa la fuerza de empuje con la que el elemento de roldana movil 21 es movido hacia el elemento de roldana fijo 15 mediante los lastres centnfugos 19, y CM1+CM2 representa la suma de la fuerza de empuje CM1 y la fuerza de empuje CM2.

En el modo eco, como se representa en la figura 5A, la fuerza de empuje CM1 del accionador 30 se incrementa por encima de cero (0) al tiempo de cambio ascendente (es decir, en una region de cambio ascendente a y por debajo de una velocidad predeterminada del vehfculo “S”). A saber, el motor 32 es controlado de tal manera que el accionador 30 genere fuerza de empuje adicional a anadir a la fuerza de empuje CM2 de los lastres centnfugos 19. De esta forma, el elemento de roldana movil 21 es movido positivamente hacia el elemento de roldana fijo 15 (es decir, a un lado de relacion alta), con el fin de permitir un cambio ascendente suave y rapido. Como resultado, la eficiencia de combustible de la transmision se puede mejorar.

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En el modo deportivo, como se representa en la figura 5B, la fuerza de empuje CM1 del accionador 30 disminuye por debajo de cero al tiempo de cambio ascendente (es decir, en la region de cambio ascendente a y por debajo de la velocidad del vetnculo S). A saber, el motor 32 es controlado de tal manera que el accionador 30 genere fuerza de empuje resistente para resistir la fuerza de empuje CM2 de los lastres centnfugos 19. De esta forma, el elemento de roldana movil 21 se aleja del elemento de roldana fijo 15 (es decir, a un lado de relacion baja) con el fin de restringir el cambio ascendente mas que en el modo eco. Como resultado, se mejora la operacion de aceleracion, y por lo tanto se permite la marcha deportiva del vetnculo.

Haciendo que el motor 32 funcione no solamente como un medio de asistencia de empuje, sino tambien como un medio de freno para usar por ello efectivamente el motor 32 en los dos modos de cambio de marcha, es posible reducir el tamano y la capacidad del motor 32 y el tamano general de la transmision. Ademas, si el motor 32 es de tamano reducido como este, tambien es posible reducir el peso y el costo de la transmision y mejorar la eficiencia de combustible.

Dado que la fuerza de empuje CM2 de los lastres centnfugos 19 es una componente horizontal de la fuerza centnfuga que actua en los lastres centnfugos 19, es posible cambiar la intensidad de la fuerza de empuje CM2 a voluntad incrementando o disminuyendo la masa de los lastres centnfugos 19.

En la presente realizacion, la masa de los lastres centnfugos 19 se pone de tal manera que el par del motor 32 necesario para generar un valor maximo Mpa de la fuerza de empuje adicional por medio del accionador 30 y el par del motor 32 necesario para generar un valor maximo Mpb de la fuerza de empuje resistente por medio del accionador 30 sean sustancialmente iguales uno a otro. Sin embargo, dado que la fuerza de empuje CM1 del accionador 30 es influenciada por un mecanismo de tornillo de alimentacion 43 sin depender simplemente de la salida del motor 32 solo, la masa de los lastres centnfugos 19 se pone en base a la eficiencia de tornillo del mecanismo de tornillo de alimentacion 43. El mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluye el tornillo trapezoidal hembra 44 formado en el elemento de tuerca 34 y el tornillo trapezoidal macho 45 formado en el vastago de salida 46.

A continuacion se describe la eficiencia de tornillo del mecanismo de tornillo de alimentacion 43. En general, la eficiencia de tornillo cuando el movimiento rotacional es convertido a movimiento lineal se denomina “eficiencia directa”, mientras que la eficiencia de tornillo cuando el movimiento lineal es convertido a movimiento rotacional se denomina “eficiencia inversa”.

La eficiencia directa y la eficiencia inversa pueden ser calculadas por las ecuaciones siguientes:

imagen1

y

Eficiencia Inversa r? ’ = (l— ji /tan 0 ) / (1+ u tan 0 )

En las ecuaciones anteriores, p representa un coeficiente de rozamiento que es aproximadamente 0,003 para un tornillo de bola y aproximadamente 0,1 para un tornillo trapezoidal, y 0 representa un angulo de avance.

Tabla 1

Coeficiente de rozamiento p Angulo de avance 0 Eficiencia directa n Eficiencia inversa n'

Tornillo de bola

0,003 10 0,983 0,982

Tornillo trapezoidal

0,1 10 0,627 0,425

Como se expone en la tabla 1 anterior, si las respectivas eficiencias de tornillo del tornillo de bola y tornillo trapezoidal se calculan suponiendo que el angulo de avance 0 es 10°, se puede ver que, para el tornillo de bola, la eficiencia directa y la eficiencia inversa son sustancialmente iguales una a otra porque el coeficiente de rozamiento p es sumamente pequeno, y que, para el tornillo trapezoidal, la eficiencia inversa es menor que la eficiencia directa.

En la presente realizacion, donde el tornillo trapezoidal cuya eficiencia inversa es menor que la eficiencia directa se emplea como el mecanismo de tornillo de alimentacion 43, es diffcil girar el elemento de tuerca 34 desde fuera, y por ello la fuerza de empuje CM2 de los lastres centnfugos 19 puede ser resistida usando la eficiencia inversa del tornillo trapezoidal en el modo deportivo. Como consecuencia, el par del motor 32 necesario para generar el valor

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

maximo Mpb de la fuerza de empuje resistente se puede reducir. Dado que la carga ejercida en el motor 32 se puede reducir en el modo deportivo de esta manera, es posible reducir efectivamente el tamano del motor 32 incrementando la masa de los lastres centnfugos 19 para reducir por ello la carga ejercida en el motor 32 en el modo eco.

Ademas, poniendo la masa de los lastres centnfugos 19 de tal manera que el par necesario del motor 32 en el modo eco y el par necesario del motor 32 en el modo deportivo sean sustancialmente iguales uno a otro, el par necesario del motor 32 en los dos modos de cambio de marcha se puede reducir de manera equilibrada, con el resultado de que el motor 32 puede ser de tamano aun mas reducido.

En el caso donde el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluye el tornillo de bola en lugar del tornillo trapezoidal, la masa de los lastres centnfugos 19 se pone de tal manera que el valor maximo Mpa de la fuerza de empuje adicional y el valor maximo Mpb de la fuerza de empuje resistente sean sustancialmente iguales uno a otro, porque la eficiencia directa y la eficiencia inversa del tornillo de bola son sustancialmente iguales una a otra. Asf, el par necesario del motor 32 en el modo eco y el par necesario del motor 32 en el modo deportivo se pueden reducir de manera equilibrada. Ademas, dado que tanto la eficiencia directa como la eficiencia inversa del tornillo de bola son grandes, el motor 32 puede ser de tamano aun mas reducido.

A continuacion se describe, con referencia a la figura 6, el sensor 60 empleado en la presente realizacion. Como se representa en la figura 6, el sensor 60 incluye un potenciometro rotativo 61, una palanca 62 montada en un eje de rotacion del potenciometro rotativo 61, y un muelle de torsion 63 como un elemento de empuje para empujar normalmente la palanca 62 en una direccion predeterminada.

El muelle de torsion 63 esta conectado en un extremo a una caja del potenciometro 61 y en el otro extremo a la palanca 62 para empujar normalmente la palanca en una direccion indicada con la flecha (1).

Sin embargo, si se incorpora al potenciometro 61 un elemento de empuje correspondiente al muelle de torsion 63, se puede prescindir del muelle de torsion 63 de la figura 6 dispuesto fuera del potenciometro 61. El elemento de empuje puede ser distinto del muelle de torsion, tal como un muelle de compresion, un muelle de tension, elemento de plastico elastico o caucho, o analogos.

Como se representa en las figuras 1 y 4, la palanca 62, al ser empujada normalmente por el muelle de torsion 63 en la direccion indicada con la flecha (1) (figura 6), tiene su extremo distal 73 apoyando contra el brazo 26 en una direccion opuesta a la direccion en la que el brazo 26 se monta en la caja de transmision 28. A saber, mientras que el brazo 26 se monta, conjuntamente con el elemento de roldana movil 21, en la caja de transmision 28 en la direccion opuesta a la direccion de la flecha (1), la palanca 62 apoya contra el brazo 26 en la direccion indicada con la flecha (1).

Asf, al tiempo de montar el sensor 60 y el brazo 26 en la caja de transmision 28, solamente hay que montar primero el sensor 60 en la caja de transmision 28 y luego montar el brazo 26 en la caja de transmision 28 sin necesidad de interconectar la palanca 62 y el brazo 26. Como resultado, la presente realizacion logra una mejor facilidad de montaje y mantenimiento, asf como una reduccion del costo porque no hay que interconectar la palanca 62 y el brazo 26.

El sensor 60 construido de la manera indicada se aloja dentro de la caja de transmision 28 por separado de (no integralmente con) el accionador 30, como se representa en la figura 1. Asf, el accionador 30 puede ser de tamano reducido, de modo que el tamano general de la transmision se puede reducir. Ademas, dado que el sensor 60 esta dispuesto en una region dentro de la caja de transmision 28 enfrente del accionador 30 con la correa en V 22 interpuesta entremedio, se puede utilizar efectivamente un espacio muerto dentro de la caja de transmision 28.

Ademas, en muchos dispositivos de transmision de este tipo, el sensor 60 esta montado en el accionador 60. En tal caso, la posicion del elemento de roldana movil tiende a ser detectada con poca exactitud debido, entre otras cosas, a las influencias de un intervalo entre la ranura en forma de U 55 (figura 2) del vastago de salida 46 y el brazo 26.

Por lo tanto, la presente realizacion se ha construido de tal manera que la cantidad de desplazamiento del brazo 26 que se mueve conjuntamente con el elemento de roldana movil 21 sea detectada por el sensor 60, y por ello la posicion del elemento de roldana movil 21 puede ser detectada con alta exactitud sin quedar influenciada adversamente por errores de dimension y errores de montaje de varias piezas componentes. Como consecuencia, el movimiento del elemento de roldana movil 21 puede ser controlado con alta exactitud, y se puede lograr una mejor eficiencia de combustible de la transmision de variacion continua de correa en V 10.

Ademas, dado que la cantidad de desplazamiento del brazo 26 es detectada por el sensor 60, la colocacion del sensor 60 dentro de la caja de transmision 28 se puede disenar libremente segun la forma del brazo 26, de modo que el espacio muerto dentro de la caja de transmision 28 puede ser utilizado efectivamente.

Como se representa en la figura 6, el sensor 60 esta conectado a una mensula 65 por medio de pernos 71 y fijado

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

mediante la mensula 65 a la caja de transmision 28 por medio de pernos 72. La mensula 65 tiene integralmente un tope 69 para apoyar contra el extremo distal 54 del vastago de salida 46 (figura 1) para evitar que el elemento de roldana movil 21 se mueva mas alla de un rango de uso regular. De esta manera, es posible reducir el numero de piezas componentes necesarias y por lo tanto el costo necesario en comparacion con el caso donde el tope 69 se facilita por separado de la mensula 65.

Ademas, la mensula 65 tiene integralmente una seccion de antirrotacion 68 para apoyar contra el brazo 26 para evitar por ello que el brazo 26 gire alrededor del soporte 24 mas alla de un rango predeterminado. Asf, el montaje del brazo 26 y el vastago de salida 46 del accionador 30 se puede facilitar de forma significativa, de modo que la facilidad de montaje y mantenimiento se puede mejorar. Ademas, es posible reducir el numero de piezas componentes necesarias y por lo tanto el costo necesario en comparacion con el caso donde la seccion de antirrotacion 68 se facilita por separado de la mensula 65.

A continuacion se describe, con referencia a las figuras 7 a 10, una modificacion de la transmision de variacion continua de correa en V 10 que se ha construido para lograr una mejora adicional de la eficiencia de combustible.

Como se representa en las figuras 7 y 8, para la mejora adicional de la eficiencia de combustible, el accionador 30 en la transmision de variacion continua de correa en V 10 incluye un muelle en espiral plano 75 como un elemento de empuje.

Como se representa en las figuras 8 a 10, el muelle en espiral plano 75 esta conectado en un extremo a la caja de accionador 31 mediante un pasador 76 y en el otro extremo al elemento de tuerca 34. Cuando el elemento de tuerca 34 es movido por el motor 32 (figura 7) para girar hacia la derecha, el muelle en espiral plano 75 imparte fuerza rotacional hacia la izquierda al elemento de tuerca 34 por su fuerza elastica de retorno.

Cuando dicha fuerza rotacional es impartida al elemento de tuerca 34 por el muelle en espiral plano 75, el vastago de salida 46 es empujado o movido axialmente, de modo que el elemento de roldana movil 21 se aleja del elemento de roldana fijo 15 (es decir, se mueve al lado de relacion baja) de tal manera que aumente la distancia entre los elementos de roldana 15 y 21.

En la realizacion antes descrita, donde el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 entre el vastago de salida 46 y el elemento de tuerca 34 incluye un tornillo trapezoidal, el par necesario del motor 32 aumenta, en comparacion con el caso donde el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluye un tornillo de bola, porque el tornillo trapezoidal tiene una eficiencia de tornillo mas pequena que el tornillo de bola (vease la figura 1). Asf, con el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluyendo dicho tornillo trapezoidal, el consumo de potencia del accionador 30 aumentara. En contraposicion, en la modificacion antes descrita, donde el elemento de roldana movil 21 es alejado del elemento de roldana fijo 15 (es decir, es movido al lado de relacion baja) por el muelle en espiral plano 75, el par necesario del motor 32 al tiempo de cambio descendente se puede disminuir, y por ello el consumo de potencia del accionador 30 se puede reducir. Como resultado, la eficiencia de combustible de la transmision de variacion continua de correa en V 10 se puede mejorar de forma significativa.

Ademas, dado que la eficiencia inversa de la eficiencia de tornillo del tornillo trapezoidal es menor que la eficiencia directa como se expone en la tabla 1 anterior, la carga necesaria en el muelle en espiral plano 75 se puede reducir aplicando mas efectivamente fuerza rotacional al elemento de tuerca 34 para accionar el vastago de salida 46 en la direccion axial que aplicando directamente fuerza externa al vastago de salida 46 para accionar el vastago de salida 46 en la direccion axial. Como resultado, el muelle en espiral plano 75 se hace compacto para permitir por ello la reduccion de tamano del accionador 30.

Aunque la realizacion se ha descrito anteriormente en relacion al caso donde el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluye un tornillo trapezoidal, el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 puede incluir cualquier tipo de tornillo ordinario adecuado distinto de un tornillo de bola, tal como un tornillo triangular o un tornillo cuadrado. Sin embargo, si el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluye un tornillo triangular, la cantidad de movimiento rotacional del elemento de tuerca 34 aumentana relativamente porque el tornillo triangular tiene un avance pequeno, y por ello el consumo de potencia del motor 32 aumentana indeseablemente.

Ademas, el tornillo cuadrado puede tener un avance incrementado. Pero si el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluye dicho tornillo cuadrado, es probable que el vastago de salida 46 bascule facilmente con relacion al elemento de tuerca 34 durante la operacion, porque el flanco del tornillo cuadrado esta perpendicularmente al eje del tornillo cuadrado.

Ademas, el tornillo trapezoidal puede tener un avance incrementado, y el flanco del tornillo trapezoidal esta oblicuo con relacion al eje del tornillo. Asf, si el mecanismo de tornillo de alimentacion 43 incluye dicho tornillo trapezoidal, es menos probable que el vastago de salida 46 bascule con relacion al elemento de tuerca 34 durante la operacion, de modo que el vastago de salida 46 puede operar mas suavemente. Por estas razones, el tornillo trapezoidal es altamente recomendable.

Ademas, aunque la realizacion se ha descrito anteriormente en relacion al caso donde el ciguenal 11 tiene el eje de polea 12 formado integralmente en un extremo del ciguenal 11, el eje de polea 12 se puede construir por separado (es decir, como un elemento separado) del ciguenal 11, y el ciguenal 11 y el eje de polea 12 se pueden interconectar operativamente mediante un elemento de transmision, tal como una correa, un engranaje o analogos.

5

Los principios basicos de la presente invencion son muy adecuados para aplicacion a transmisiones de variacion continua montadas en vehfculos tipo scooter.

Claims (10)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Una transmision de variacion continua de correa en V incluyendo

   un elemento de roldana fijo (15) montado fijamente en un eje de polea (12),

   un elemento de roldana movil (21) montado en el eje de polea (12) de manera que sea movil con relacion al elemento de roldana fijo (15),

   una correa en V (22) enrollada entre los elementos de roldana fijo y movil (15, 21),

   un lastre centnfugo (19) para impartir fuerza de empuje al elemento de roldana movil (21) por accion de la fuerza centnfuga correspondiente a una velocidad de rotacion del eje de polea (12);

   un accionador (30) que puede ser movido por un motor (32) para impartir fuerza de empuje al elemento de roldana movil (21), y

   una seccion de control (80) para controlar el motor (32), controlando la seccion de control (80) el motor (32) en una pluralidad de modos de cambio de marcha incluyendo al menos modos de cambio de marcha primero y segundo,

   caracterizada porque en el primer modo de cambio de marcha, la seccion de control (80) controla el motor (32) de tal manera que el accionador (30) genere fuerza de empuje adicional a anadir a la fuerza de empuje del lastre centnfugo (19) al tiempo de cambio ascendente, y en el segundo modo de cambio de marcha, la seccion de control (80) controla el motor (32) de tal manera que el accionador (30) genere fuerza de empuje resistente para resistir la fuerza de empuje del lastre centnfugo (19) al tiempo de cambio ascendente.
2. 2. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 1, donde el accionador (30) incluye un mecanismo de tornillo de alimentacion (43) para convertir la salida rotacional del motor (32) a movimiento lineal, y la masa del lastre centnfugo (19) se pone en base a la eficiencia de tornillo del mecanismo de tornillo de alimentacion (43).
3. 3. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 2, donde el mecanismo de tornillo de alimentacion (43) incluye un tornillo cuya eficiencia inversa de la eficiencia de tornillo es menor que la eficiencia directa de la eficiencia de tornillo, y, en el segundo modo de cambio de marcha, la fuerza de empuje del lastre centnfugo (19) es resistida usando la eficiencia inversa del tornillo.
4. 4. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 3, donde la masa del lastre centnfugo (19) se pone de tal manera que el par necesario del motor (32) en el primer modo de cambio de marcha y el par necesario del motor en el segundo modo de cambio de marcha sean sustancialmente iguales uno a otro.
5. 5. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 2, donde el mecanismo de tornillo de alimentacion (43) incluye un tornillo de bola cuya eficiencia directa y eficiencia inversa de la eficiencia de tornillo son sustancialmente iguales una a otra, y la masa del lastre centnfugo (19) se pone de tal manera que la fuerza de empuje adicional y la fuerza de empuje resistente generada por el accionador (30) sean sustancialmente iguales una a otra.
6. 6. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 1, que incluye ademas:

   una caja de transmision (28) que aloja el elemento de roldana fijo (15), el elemento de roldana movil (21) y la correa en V (22);

   un brazo (26) conectado al elemento de roldana movil (21) mediante un cojinete (24), moviendo el accionador (30) el elemento de roldana movil (21) mediante el brazo (26); y

   un sensor (60) para detectar una cantidad de desplazamiento del brazo (26) que se mueve conjuntamente con el elemento de roldana movil (21), estando alojado el sensor (60) en la caja de transmision (28) por separado del accionador (30).
7. 7. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 6, donde el sensor (60) esta dispuesto en una region dentro de la caja de transmision (28) que esta situada enfrente del accionador (30) con la correa en V (22) interpuesta entre el sensor (60) y el accionador (30).
8. 8. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 6 o 7, donde el sensor (60) incluye una palanca (62), y un elemento de empuje (63) que empuja normalmente la palanca (62) en enganche de contacto con el brazo (26), apoyando la palanca (62) contra el brazo (26) en una direccion opuesta a una direccion donde el brazo (26) esta montado en la caja de transmision (28).
9. 9. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 6, 7 o 8, que incluye ademas una mensula (65) que fija el sensor (60) a la caja de transmision (28), y donde la mensula (65) tiene integralmente un tope (69) para evitar que el elemento de roldana movil (21) se mueva mas alla de un rango de uso regular.

   5
10. 10. La transmision de variacion continua de correa en V segun la reivindicacion 6, 7, 8 o 9, que incluye ademas una mensula (65) que fija el sensor (60) a la caja de transmision (28), y donde la mensula (65) tiene integralmente una seccion de antirrotacion (68) para evitar que el brazo (26) pivote alrededor del cojinete (24) mas alla de un rango predeterminado.

    10