JP6120326B2 - Continuously variable transmission - Google Patents

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本発明は、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と一体に回転する円板状の偏心ディスクと、前記出力軸にワンウェイクラッチを介して揺動可能に支持された揺動アームと、前記偏心ディスクおよび前記揺動アームを接続して往復運動するコネクティングロッドと、前記入力軸の軸線に対する前記偏心ディスクの偏心量を変更する偏心量可変機構とを備える無段変速機に関する。   The present invention includes an input shaft connected to a drive source, an output shaft connected to a drive wheel, a disc-shaped eccentric disk that rotates integrally with the input shaft, and a rocking motion on the output shaft via a one-way clutch. An oscillating arm that is movably supported, a connecting rod that reciprocates by connecting the eccentric disc and the oscillating arm, and an eccentric amount variable mechanism that changes an eccentric amount of the eccentric disc relative to the axis of the input shaft. The present invention relates to a continuously variable transmission.

かかる無段変速機において、偏心ディスクの重心の位置を偏心カムの中心に一致させることで、変速比を変更すべく偏心カムに対して偏心ディスクが相対回転したときに、入力軸まわりの偏心ディスクの慣性二次モーメントが変化しないようにして振動の発生を防止するとともに、偏心ディスクの重心に作用する遠心力により変速比を変更するアクチュエータに荷重が加わるのを防止するものが、下記特許文献1により公知である。   In such a continuously variable transmission, the eccentric disk around the input shaft is rotated when the eccentric disk rotates relative to the eccentric cam to change the transmission ratio by matching the position of the center of gravity of the eccentric disk with the center of the eccentric cam. The following Patent Document 1 prevents the occurrence of vibration by preventing the inertial moment of inertia from changing, and prevents the load from being applied to the actuator that changes the gear ratio by the centrifugal force acting on the center of gravity of the eccentric disk. Is known.

WO2013/008624A1WO2013 / 008624A1

ところで、上記従来の無段変速機は、偏心ディスクの重心の位置を偏心カムの中心に一致させたので、偏心ディスクの重心に作用する遠心力により変速比を変更するアクチュエータに荷重が加わることはない。従って、アクチュエータが故障して偏心カムに対して偏心ディスクを保持することができなくなったとき、偏心ディスクはアクチュエータが故障したときの偏心量をそのまま維持することになる。   By the way, in the conventional continuously variable transmission, since the position of the center of gravity of the eccentric disk coincides with the center of the eccentric cam, a load is applied to the actuator that changes the gear ratio by the centrifugal force acting on the center of gravity of the eccentric disk. Absent. Therefore, when the actuator fails and the eccentric disk cannot be held with respect to the eccentric cam, the eccentric disk maintains the amount of eccentricity when the actuator fails.

しかしながら、エンジンの高速回転時にアクチュエータが故障したような場合を想定すると、無段変速機の各部材の過回転を防止して耐久性への悪影響を回避するには、アクチュエータが故障したときの偏心ディスクの偏心量をそのまま維持するのではなく、偏心ディスクの偏心量を減少させて無段変速機の変速比を速やかに増加させることで、無段変速機の各部材の過回転を防止することが望ましい。   However, assuming that the actuator fails during high-speed rotation of the engine, in order to prevent over-rotation of each member of the continuously variable transmission and avoid adverse effects on durability, the eccentricity when the actuator fails Rather than maintaining the eccentric amount of the disc as it is, the eccentric amount of the eccentric disc is decreased to quickly increase the gear ratio of the continuously variable transmission, thereby preventing over-rotation of each member of the continuously variable transmission. Is desirable.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、無段変速機の変速用のアクチュエータの故障時に変速比を増加させることで、無段変速機の過回転による耐久性低下を防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and prevents a decrease in durability due to over-rotation of a continuously variable transmission by increasing a gear ratio when a gear shifting actuator of the continuously variable transmission fails. Objective.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と一体に回転する円板状の偏心ディスクと、前記出力軸にワンウェイクラッチを介して揺動可能に支持された揺動アームと、前記偏心ディスクおよび前記揺動アームを接続して往復運動するコネクティングロッドと、前記入力軸の軸線に対する前記偏心ディスクの偏心量を変更する偏心量可変機構とを備える無段変速機であって、前記偏心量可変機構は、前記入力軸と同軸に配置されてアクチュエータにより回転する変速軸と、前記入力軸の外周に偏心状態で固定された円形の偏心カムと、前記偏心カムに前記入力軸の軸線を中心として形成されて該偏心カムの外周面に開放する切欠きと、前記変速軸に設けられて前記切欠きに嵌合するピニオンと、前記偏心ディスクに偏心状態で形成されて前記切欠きを通して前記ピニオンに噛合するリングギヤとを備え、前記偏心ディスクの重心は、変速比がトップドライブ状態にあるときの前記入力軸の軸線および前記偏心カムの中心を結ぶ割直に対して、前記偏心ディスクの外周円の劣弧側に存在し、前記重心に作用する遠心力で前記偏心ディスクを前記偏心量が減少する方向に回転させることを特徴とする無段変速機が提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an input shaft connected to a drive source, an output shaft connected to a drive wheel, and a disk that rotates integrally with the input shaft. An eccentric disk, a swing arm supported to be swingable on the output shaft via a one-way clutch, a connecting rod that reciprocates by connecting the eccentric disk and the swing arm, and an input shaft A continuously variable transmission including an eccentric amount variable mechanism that changes an eccentric amount of the eccentric disk with respect to an axis, wherein the eccentric amount variable mechanism is arranged coaxially with the input shaft and is rotated by an actuator; A circular eccentric cam fixed to the outer periphery of the input shaft in an eccentric state; a notch formed in the eccentric cam around the axis of the input shaft and opened to the outer peripheral surface of the eccentric cam; and the transmission shaft A pinion that is provided and fits into the notch, and a ring gear that is formed in an eccentric state with the eccentric disc and meshes with the pinion through the notch, and the center of gravity of the eccentric disc is in a top drive state. The eccentric disk is located on the inferior arc side of the outer peripheral circle of the eccentric disk with respect to the secant connecting the axis of the input shaft and the center of the eccentric cam, and the eccentric disk is moved by the centrifugal force acting on the center of gravity. A continuously variable transmission is proposed which is rotated in a direction in which the amount of eccentricity decreases .

請求項1の構成によれば、無段変速機は、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、入力軸と一体に回転する円板状の偏心ディスクと、出力軸にワンウェイクラッチを介して揺動可能に支持された揺動アームと、偏心ディスクおよび揺動アームを接続して往復運動するコネクティングロッドと、入力軸の軸線に対する偏心ディスクの偏心量を変更する偏心量可変機構とを備えるので、駆動源により入力軸が回転すると偏心ディスクが入力軸と共に偏心回転してコネクティングロッドが往復運動し、往復運動するコネクティングロッドにより揺動アームが往復揺動するとワンウェイクラッチが間欠的に係合することで、出力軸が間欠的に回転して駆動輪が駆動される。偏心量可変機構により入力軸の軸線に対する偏心ディスクの偏心量を変更すると、コネクティングロッドの往復運動のストロークが変化して揺動アームの往復揺動のストロークが変化することで、入力軸および出力軸間の変速比が無段階に変更される。   According to the configuration of claim 1, the continuously variable transmission includes an input shaft connected to the drive source, an output shaft connected to the drive wheel, a disc-shaped eccentric disk that rotates integrally with the input shaft, A swing arm supported swingably on the output shaft via a one-way clutch, a connecting rod that reciprocates by connecting the eccentric disk and the swing arm, and an eccentric amount of the eccentric disk with respect to the axis of the input shaft is changed. Equipped with a variable eccentricity mechanism, when the input shaft is rotated by the drive source, the eccentric disk rotates eccentrically with the input shaft and the connecting rod reciprocates, and when the swing arm reciprocates by the reciprocating connecting rod, the one-way clutch Are intermittently engaged, whereby the output shaft rotates intermittently to drive the drive wheels. When the eccentric amount of the eccentric disk with respect to the axis of the input shaft is changed by the eccentric amount variable mechanism, the stroke of the reciprocating motion of the connecting rod changes and the stroke of the reciprocating swing of the swing arm changes. The gear ratio between them is changed steplessly.

偏心量可変機構は、入力軸と同軸に配置されてアクチュエータにより回転する変速軸と、入力軸の外周に偏心状態で固定された円板状の偏心カムと、偏心カムに入力軸の軸線を中心として形成されて該偏心カムの外周面に開放する切欠きと、変速軸に設けられて切欠きに嵌合するピニオンと、偏心ディスクに偏心状態で形成されて切欠きを通してピニオンに噛合するリングギヤとを備えるので、アクチュエータにより入力軸に対して出力軸を相対回転させると、ピニオンによりリングギヤを駆動された偏心ディスクが偏心カムまわりに回転することで、入力軸の軸線に対する偏心ディスクの偏心量が変化する。   The variable eccentricity mechanism is a transmission shaft that is arranged coaxially with the input shaft and rotated by an actuator, a disc-shaped eccentric cam fixed in an eccentric state on the outer periphery of the input shaft, and the axis of the input shaft in the eccentric cam. A notch that is formed as an opening on the outer peripheral surface of the eccentric cam, a pinion that is provided on the transmission shaft and that fits into the notch, and a ring gear that is formed eccentrically on the eccentric disk and meshes with the pinion through the notch Therefore, when the output shaft is rotated relative to the input shaft by the actuator, the eccentric disk whose ring gear is driven by the pinion rotates around the eccentric cam, thereby changing the eccentric amount of the eccentric disk with respect to the axis of the input shaft. To do.

偏心ディスクが入力軸の軸線まわりに回転すると、偏心ディスクの重心に作用する遠心力で偏心ディスクが偏心カムまわりに相対回転しようとするため、変速比がトップドライブであって駆動源の回転数が高い状態でアクチュエータが故障したような場合に、遠心力によって偏心ディスクが偏心カムに対して相対回転して変速比が減少してしまい、過回転により無段変速機の耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある。   When the eccentric disk rotates around the axis of the input shaft, the eccentric disk tries to rotate around the eccentric cam by centrifugal force acting on the center of gravity of the eccentric disk, so the gear ratio is the top drive and the rotational speed of the drive source is If the actuator fails in a high state, the eccentric disk rotates relative to the eccentric cam due to centrifugal force and the gear ratio decreases, and over-rotation can adversely affect the durability of the continuously variable transmission. There is sex.

しかしながら、本発明によれば、偏心ディスクの重心は、変速比がトップドライブ状態にあるときの入力軸の軸線および偏心カムの中心を結ぶ割直に対して、偏心ディスクの外周円の劣弧側に存在するので、アクチュエータが故障して偏心ディスクが遠心力で偏心カムに対して相対回転するとき、偏心ディスクは変速比が増加する方向に相対回転するため、無段変速機の過回転が防止されて耐久性が確保される。   However, according to the present invention, the center of gravity of the eccentric disk is such that the axis of the input shaft and the center of the eccentric cam when the transmission gear ratio is in the top drive state are inferior arc side of the outer circumference of the eccentric disk. Therefore, when the actuator fails and the eccentric disk rotates relative to the eccentric cam due to centrifugal force, the eccentric disk rotates relative to the direction in which the gear ratio increases, preventing the continuously variable transmission from over-rotating. Durability is ensured.

無段変速機の全体構造を示す図。The figure which shows the whole structure of a continuously variable transmission. 偏心量可変機構の構造の説明図。Explanatory drawing of the structure of eccentric amount variable mechanism. 偏心量可変機構による変速比変更の説明図。Explanatory drawing of the gear ratio change by an eccentricity variable mechanism. アクチュエータの故障時における偏心量可変機構の作用説明図。Action | operation explanatory drawing of the eccentric amount variable mechanism at the time of failure of an actuator. 偏心ディスクの重心の位置の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the position of the gravity center of an eccentric disk.

以下、図1〜図5に基づいて本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、無段変速機Tは、例えばエンジンよりなる駆動源Eに接続された入力軸11と、駆動輪Wに接続された出力軸12とを備える。入力軸11には偏心ディスク13が偏心量可変機構14を介して支持されており、偏心ディスク13は入力軸11と一体に偏心回転する。中空に形成された入力軸11の内部に変速軸15が同軸に配置されており、アクチュエータAで変速軸15を入力軸11に対して相対回転させると、偏心量可変機構14により偏心ディスク13の偏心量εが変化して無段変速機Tの変速比が変更される。   As shown in FIG. 1, the continuously variable transmission T includes an input shaft 11 connected to a drive source E made of, for example, an engine, and an output shaft 12 connected to drive wheels W. An eccentric disk 13 is supported on the input shaft 11 via an eccentricity variable mechanism 14, and the eccentric disk 13 rotates eccentrically with the input shaft 11. The transmission shaft 15 is coaxially arranged inside the hollow input shaft 11. When the transmission shaft 15 is rotated relative to the input shaft 11 by the actuator A, the eccentric amount variable mechanism 14 causes the eccentric disk 13 to move. The amount of eccentricity ε changes and the gear ratio of the continuously variable transmission T is changed.

出力軸12の外周にはワンウェイクラッチ16を介して揺動アーム17が揺動自在に枢支される。ワンウェイクラッチ16は、出力軸12の外周に固定されたインナー部材18と、揺動アーム17の径方向内端に固定されたアウター部材19と、インナー部材18およびアウター部材19間に配置された複数のローラ20…と、ローラ20…を周方向に付勢するスプリング21…とを備える。偏心ディスク13の外周にはベアリング22を介してコネクティングロッド23の大端部が枢支され、揺動アーム17の先端にはピン24を介してコネクティングロッド23の小端部が枢支される。   A swing arm 17 is pivotally supported on the outer periphery of the output shaft 12 via a one-way clutch 16. The one-way clutch 16 includes an inner member 18 fixed to the outer periphery of the output shaft 12, an outer member 19 fixed to the radially inner end of the swing arm 17, and a plurality of one-way clutches 16 disposed between the inner member 18 and the outer member 19. And 20 springs 21 for urging the rollers 20 in the circumferential direction. A large end portion of a connecting rod 23 is pivotally supported on the outer periphery of the eccentric disk 13 via a bearing 22, and a small end portion of the connecting rod 23 is pivotally supported on a tip end of the swing arm 17 via a pin 24.

駆動源Eにより回転する入力軸11と一体に偏心ディスク13が偏心回転すると、偏心ディスク13の外周にベアリング22を介して大端部を枢支されたコネクティングロッド23が往復運動し、コネクティングロッド23の小端部にピン24を介して枢支された揺動アーム17が出力軸12まわりに往復揺動する。揺動アーム17が矢印a方向に揺動するとワンウェイクラッチ16が係合して駆動力が出力軸12に伝達され、揺動アーム17が矢印b方向に揺動するとワンウェイクラッチ16が係合解除して出力軸12への駆動力の伝達が遮断されることで、出力軸12は矢印a方向に間欠回転する。   When the eccentric disk 13 rotates eccentrically integrally with the input shaft 11 rotated by the drive source E, the connecting rod 23 pivotally supported at the large end via the bearing 22 on the outer periphery of the eccentric disk 13 reciprocates, and the connecting rod 23 The swing arm 17 pivotally supported by the small end of the shaft through the pin 24 reciprocally swings around the output shaft 12. When the swing arm 17 swings in the direction of arrow a, the one-way clutch 16 is engaged and the driving force is transmitted to the output shaft 12, and when the swing arm 17 swings in the direction of arrow b, the one-way clutch 16 is disengaged. When the transmission of the driving force to the output shaft 12 is interrupted, the output shaft 12 rotates intermittently in the direction of arrow a.

従って、上記構造の無段変速機Tを軸方向に複数個並置し、各無段変速機Tの偏心ディスク13の偏心方向を相互にずらせば、複数の無段変速機Tが交互に駆動力を伝達して出力軸12を連続回転させることができる。偏心量可変機構14で入力軸11に対する偏心ディスク13の偏心量εを無段階に変更すると、コネクティングロッド23の往復運動のストロークが変化して揺動アーム17の往復揺動のストロークが変化することで、コネクティングロッド23の1回のストロークに対する出力軸12の回転角が変化し、入力軸11および出力軸12間の変速比が無段階に変更される。   Therefore, when a plurality of continuously variable transmissions T having the above-described structure are juxtaposed in the axial direction and the eccentric directions of the eccentric disks 13 of the continuously variable transmissions T are shifted from each other, the plurality of continuously variable transmissions T alternately drive force. And the output shaft 12 can be continuously rotated. When the eccentric amount variable mechanism 14 changes the eccentric amount ε of the eccentric disk 13 relative to the input shaft 11 steplessly, the stroke of the reciprocating motion of the connecting rod 23 changes and the stroke of the reciprocating swing of the swing arm 17 changes. Thus, the rotation angle of the output shaft 12 with respect to one stroke of the connecting rod 23 changes, and the transmission ratio between the input shaft 11 and the output shaft 12 is changed steplessly.

次に、図2〜図4に基づいて偏心量可変機構14の構造を説明する。   Next, the structure of the eccentricity variable mechanism 14 will be described with reference to FIGS.

図2に示すように、偏心量可変機構14は、入力軸11と一体に形成された円板状の偏心カム25を備えており、偏心カム25の中心O1は入力軸11の軸線Lに対して距離dだけ偏心している。偏心カム25の外周の一部は、入力軸11の軸線Lを中心とする円形の切欠き25aによって開放している。円板状の偏心ディスク13の内部には、その中心O2に対して距離dだけ偏心した位置にリングギヤ13aが形成されており、リングギヤ13aは偏心カム25の外周に摺動自在に支持される。変速軸15と一体に形成したピニオン26が偏心カム25の切欠き25aを通して偏心ディスク13のリングギヤ13aに噛合する。よって、入力軸11に対して変速軸15が相対回転すると、ピニオン26によりリングギヤ13aを駆動された偏心ディスク13が偏心カム25の外周に案内されて相対回転し、入力軸11の軸線Lに対する偏心ディスク13の中心O2の偏心量εが変化する。   As shown in FIG. 2, the eccentricity variable mechanism 14 includes a disc-shaped eccentric cam 25 formed integrally with the input shaft 11, and the center O1 of the eccentric cam 25 is relative to the axis L of the input shaft 11. Is eccentric by a distance d. A part of the outer periphery of the eccentric cam 25 is opened by a circular notch 25 a centering on the axis L of the input shaft 11. Inside the disc-shaped eccentric disk 13, a ring gear 13 a is formed at a position eccentric from the center O 2 by a distance d, and the ring gear 13 a is slidably supported on the outer periphery of the eccentric cam 25. A pinion 26 formed integrally with the transmission shaft 15 meshes with the ring gear 13 a of the eccentric disk 13 through the notch 25 a of the eccentric cam 25. Therefore, when the transmission shaft 15 rotates relative to the input shaft 11, the eccentric disk 13 driven by the pinion 26 on the ring gear 13 a is guided to the outer periphery of the eccentric cam 25 and rotates relative to the input shaft 11, and the input shaft 11 is eccentric relative to the axis L. The amount of eccentricity ε of the center O2 of the disk 13 changes.

図3(A)は変速比が最小の状態(オーバードライブ:OD)を示すもので、このとき入力軸11の軸線Lに対する偏心ディスク13の中心O2の偏心量εは、入力軸11の軸線Lから偏心カム25の中心O1までの距離dと、偏心カム25の中心O1から偏心ディスク13の中心O2までの距離dとの和である2dに等しい最大値になる。入力軸11に対して変速軸15が相対回転すると、入力軸11と一体の偏心カム25に対して偏心ディスク13が相対回転することで、図3(B)および図3(C)に示すように、入力軸11の軸線Lに対する偏心ディスク13の中心O2の偏心量εは最大値の2dから次第に減少して変速比が増加する。入力軸11に対して変速軸15が更に相対回転すると、入力軸11と一体の偏心カム25に対して偏心ディスク13が更に相対回転することで、図3(D)に示すように、ついには入力軸11の軸線Lに偏心ディスク13の中心O2が重なり合って偏心量εがゼロになり、変速比が最大(無限大)の状態(ギヤドニュートラル:GN)になって出力軸12に対する動力伝達が遮断される。   FIG. 3A shows a state where the gear ratio is minimum (overdrive: OD). At this time, the eccentric amount ε of the center O2 of the eccentric disk 13 with respect to the axis L of the input shaft 11 is the axis L of the input shaft 11. To a center O1 of the eccentric cam 25 and a maximum value equal to 2d which is the sum of the distance d from the center O1 of the eccentric cam 25 to the center O2 of the eccentric disk 13. When the transmission shaft 15 rotates relative to the input shaft 11, the eccentric disk 13 rotates relative to the eccentric cam 25 integral with the input shaft 11, as shown in FIGS. 3B and 3C. Furthermore, the amount of eccentricity ε of the center O2 of the eccentric disk 13 with respect to the axis L of the input shaft 11 gradually decreases from the maximum value 2d, and the gear ratio increases. When the transmission shaft 15 further rotates relative to the input shaft 11, the eccentric disk 13 further rotates relative to the eccentric cam 25 integral with the input shaft 11, and finally, as shown in FIG. The center O2 of the eccentric disk 13 overlaps the axis L of the input shaft 11, the eccentricity ε becomes zero, the transmission gear ratio becomes maximum (infinite) (geared neutral: GN), and power is transmitted to the output shaft 12. Is cut off.

図2に戻り、偏心ディスク13における偏心カム31の中心O1から遠い部分には、その肉厚を他の部分よりも薄くした三日月形の薄肉部13bが形成されており、これにより偏心ディスク13の重心Gの位置が以下のように調整される。   Returning to FIG. 2, a crescent-shaped thin portion 13 b whose thickness is thinner than other portions is formed in a portion of the eccentric disc 13 far from the center O <b> 1 of the eccentric cam 31. The position of the center of gravity G is adjusted as follows.

図2における偏心ディスク13の位置は変速比がトップドライブ:TDの状態に対応する。トップドライブは最大の車速が得られる変速比であり、このとき駆動源Eの回転数は上限回転数(例えば6000rpm)となる。このトップドライブ状態において、入力軸11の軸線Lと偏心カム31の中心O1とを結ぶ直線(割線S)を引くと、割線Sが偏心ディスク13の外周円と交差することで、外周円が長い側の優弧Amaおよび短い側の劣弧Amiに分割される。偏心ディスク13の重心Gの位置は、割線Sよりも劣弧Ami側の斜線の領域に設定される。   The position of the eccentric disk 13 in FIG. 2 corresponds to the state where the gear ratio is top drive: TD. The top drive is a gear ratio that provides the maximum vehicle speed. At this time, the rotational speed of the drive source E becomes the upper limit rotational speed (for example, 6000 rpm). In this top drive state, when a straight line (secant line S) connecting the axis L of the input shaft 11 and the center O1 of the eccentric cam 31 is drawn, the secant line S intersects with the outer circumference circle of the eccentric disk 13 so that the outer circumference circle is long. It is divided into a major arc Ama on the side and a minor arc Ami on the short side. The position of the center of gravity G of the eccentric disk 13 is set in a hatched area on the side of the subarc Ami from the secant line S.

偏心ディスク13の重心Gの位置は、必ずしも偏心ディスク13上にある必要はなく、偏心ディスク13の外側にはみ出していても良い。但し、そのためには、偏心ディスク13の外周から外側に突出するようにウエイトを設ける必要がある。また重心Gの位置を調整するために、偏心ディスク13を貫通するように肉抜き孔を形成したり、偏心ディスク13の内部にウエイトを埋め込んだり、偏心ディスク13を比重の異なる複数の部材を結合して構成することが考えられる。   The position of the center of gravity G of the eccentric disk 13 does not necessarily have to be on the eccentric disk 13, and may protrude beyond the eccentric disk 13. However, for this purpose, it is necessary to provide a weight so as to protrude outward from the outer periphery of the eccentric disk 13. Further, in order to adjust the position of the center of gravity G, a hole is formed so as to penetrate the eccentric disk 13, a weight is embedded in the eccentric disk 13, or a plurality of members having different specific gravities are coupled to the eccentric disk 13. It is conceivable to configure it.

尚、図2では、偏心カム31の中心O1および偏心ディスク13の中心O2を結ぶ直線がたまたま割線Sと直交しているが、トップドライブ状態での変速比(偏心量ε)は車両により異なるため、前記二つの直線は必ずしも直交するとは限らない。   In FIG. 2, the straight line connecting the center O1 of the eccentric cam 31 and the center O2 of the eccentric disk 13 happens to be orthogonal to the dividing line S. However, the gear ratio (the amount of eccentricity ε) in the top drive state differs depending on the vehicle. The two straight lines are not necessarily orthogonal to each other.

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。   Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

図4(C)、(D)は、偏心ディスク13の重心Gの位置が、割線Sの優弧Ama側に存在する比較例を示すものである。この比較例では、図4(C)に示すように、車両がトップドライブの変速比で走行しているとき、入力軸11まわりに回転する偏心ディスク13の重心Gには、入力軸11の軸線Lを通って径方向外側に向かう遠心力F1が作用する。偏心ディスク13を支持する偏心カム25の中心O1には遠心力F1と同じ大きさで逆方向に向かう反力F2が作用し、遠心力F1および反力F2が釣り合っている。また遠心力F1の作用線と偏心カム31の中心O1との距離をaとすると、偏心カム31の中心O1まわりに偏心ディスク13を時計方向に回転させようとするモーメントM=F1×aが作用するが、このモーメントMはピニオン32の保持トルクとしてアクチュエータAにより支持されることで、偏心ディスク13を回転が阻止されて変速比がトップドライブの状態に維持される。   FIGS. 4C and 4D show a comparative example in which the position of the center of gravity G of the eccentric disk 13 is present on the dominant arc Ama side of the secant line S. FIG. In this comparative example, as shown in FIG. 4C, when the vehicle is traveling at the speed ratio of the top drive, the axis G of the input shaft 11 is located at the center of gravity G of the eccentric disk 13 rotating around the input shaft 11. Centrifugal force F <b> 1 that extends radially outward through L acts. A reaction force F2 having the same magnitude as the centrifugal force F1 and acting in the opposite direction acts on the center O1 of the eccentric cam 25 that supports the eccentric disk 13, and the centrifugal force F1 and the reaction force F2 are balanced. When the distance between the line of action of the centrifugal force F1 and the center O1 of the eccentric cam 31 is a, a moment M = F1 × a that acts to rotate the eccentric disk 13 clockwise around the center O1 of the eccentric cam 31 acts. However, this moment M is supported by the actuator A as the holding torque of the pinion 32, so that the eccentric disk 13 is prevented from rotating and the gear ratio is maintained in the top drive state.

しかしながら、何らかの理由でアクチュエータAが故障してピニオン32の保持トルクが消滅すると、モーメントMによって偏心ディスク13が偏心カム31まわりに時計方向に回転し、図4(D)に示すように、変速比がオーバードライブ側に変化してしまう。通常、変速比がオーバードライブのときの駆動源Eの回転数は2000〜3000rpmであるが、 変速比がトップドライブのときは駆動源Eが回転数が6000rpmに達することもあるため、変速比がトップドライブ状態からオーバードライブ側に変化するとコネクティングロッド23やワンウェイクラッチ16が耐えきれずに無段変速機Tの耐久性が低下する虞がある。   However, if the actuator A fails for some reason and the holding torque of the pinion 32 disappears, the eccentric disk 13 rotates clockwise around the eccentric cam 31 due to the moment M, and as shown in FIG. Changes to the overdrive side. Normally, the rotational speed of the drive source E when the speed ratio is overdrive is 2000 to 3000 rpm, but when the speed ratio is the top drive, the drive source E may reach the speed of 6000 rpm, so the speed ratio is When the top drive state is changed to the overdrive side, the connecting rod 23 and the one-way clutch 16 cannot endure, and the durability of the continuously variable transmission T may be reduced.

それに対し、図4(A)に示すように、本実施の形態によれば、偏心ディスク13の重心Gの位置が割線Sよりも劣弧Ami側に存在するため、偏心ディスク13の重心Gに作用する遠心力F1により反時計方向のモーメントM=F1×aが作用する。その結果、アクチュエータAが故障してピニオン32の保持トルクが消滅したときに、モーメントMによって偏心ディスク13が偏心カム31まわりに反時計方向に回転し、図4(B)に示すように、変速比がトップドライブ状態からギヤドニュートラル側に変化する。従って、駆動源Eが最大回転数で回転していても無段変速機Tの各部材が過回転するのが防止されて耐久性が確保される。   On the other hand, as shown in FIG. 4A, according to the present embodiment, since the position of the center of gravity G of the eccentric disk 13 is located on the side of the subarc Ami from the secant line S, the center of gravity G of the eccentric disk 13 The counterclockwise moment M = F1 × a acts by the acting centrifugal force F1. As a result, when the actuator A fails and the holding torque of the pinion 32 disappears, the eccentric disk 13 is rotated counterclockwise around the eccentric cam 31 by the moment M, and the speed change is performed as shown in FIG. The ratio changes from the top drive state to the geared neutral side. Therefore, even if the drive source E rotates at the maximum rotation speed, each member of the continuously variable transmission T is prevented from over-rotating, and durability is ensured.

尚、偏心ディスク13の重心Gの位置が割線Sの上に存在する場合に、偏心ディスク13には遠心力F1によるモーメントMが作用しないため、アクチュエータAが故障すると変速比は理論上トップドライブ状態に維持されるが、実際には外乱によってオーバードライブ側あるいはギヤドニュートラル側の何れにも変化する可能性があるため、偏心ディスク13の重心Gの位置は割線Sよりも劣弧Ami側に存在することが必要である。   When the position of the center of gravity G of the eccentric disk 13 is on the secant line S, the moment M due to the centrifugal force F1 does not act on the eccentric disk 13, so that the gear ratio is theoretically in the top drive state when the actuator A fails. However, the position of the center of gravity G of the eccentric disk 13 is located on the underarc Ami side of the secant line S because there is a possibility that it may change to either the overdrive side or the geared neutral side due to disturbance. It is necessary to.

ところで、偏心ディスク13の重心Gに作用する遠心力の大きさは、偏心ディスク13の回転中心である入力軸11の軸線Lと重心Gとの距離、つまり重心Gの回転半径R(図5(A)参照)に比例するため、偏心ディスク13を回転させるモーメントMを充分に確保するには回転半径Rを大きく設定することが必要である。また偏心ディスク13は割線Sの優弧Ama側で面積が大きく、割線Sの劣弧Ami側で面積が小さいため、割線Sよりも劣弧Ami側に重心Gを位置させるには薄肉部13bを大きくしたり、図5に示すように、劣弧Ami側にウエイト27を設けたりする等の対策が必要である。   By the way, the magnitude of the centrifugal force acting on the center of gravity G of the eccentric disk 13 is the distance between the axis L of the input shaft 11 that is the center of rotation of the eccentric disk 13 and the center of gravity G, that is, the rotation radius R of the center of gravity G (FIG. 5 ( In order to ensure a sufficient moment M for rotating the eccentric disk 13, it is necessary to set the rotation radius R large. Since the eccentric disk 13 has a large area on the superior arc Ama side of the dividing line S and a small area on the inferior arc Ami side of the dividing line S, the thin-walled portion 13b is used to position the center of gravity G on the minor arc Ami side of the dividing line S. It is necessary to take measures such as increasing the size or providing a weight 27 on the side of the subarc Ami as shown in FIG.

図5(A)に示すように、仮に偏心ディスク13の重心をG′の位置に設定すると、重心G′の回転半径Rが小さくなるだけでなく、大きな薄肉部13bや重いウエイト27が必要となって設計自由度が低下する問題がある。一方、偏心ディスク13の重心を、割線Sに近く、かつ入力軸11の軸線Lから遠いGに設定すると、回転半径Rを大きく確保しながら大きな薄肉部13bや重いウエイト27が不要になって設計自由度を高めることができる。重心を図5(A)のGの位置に設定するには、偏心ディスク13の薄肉部13bを図中下側だけに設け、かつウエイトを劣弧Amiの図中上側に設ければ良い。   As shown in FIG. 5A, if the center of gravity of the eccentric disk 13 is set at the position G ′, not only the rotation radius R of the center of gravity G ′ is reduced, but also a large thin portion 13b and a heavy weight 27 are required. As a result, there is a problem that the degree of freedom in design is reduced. On the other hand, when the center of gravity of the eccentric disk 13 is set to G that is close to the dividing line S and far from the axis L of the input shaft 11, a large thin portion 13b and a heavy weight 27 are not required while ensuring a large rotation radius R. The degree of freedom can be increased. In order to set the center of gravity at the position G in FIG. 5A, the thin portion 13b of the eccentric disk 13 may be provided only on the lower side in the drawing, and the weight may be provided on the upper side in the drawing of the subarc Ami.

アクチュエータAが故障したときに偏心ディスク13がギヤドニュートラル側に回転する回転角は、偏心カム25の中心O1から上方に延びる割線Sと、偏心カム25の中心O1から重心Gに延びる直線とが成す角度αに一致する。図5(A)の例では、角度αが小さいためにアクチュエータAの故障時の偏心ディスク13の回転角が小さくなるが、図5(B)に示すように、偏心ディスク13は反時計方向に回転して変速比がトップドライブ状態からギヤドニュートラル状態に向かって増加するため、無段変速機Tの各部材の過回転が防止される。   The rotation angle at which the eccentric disk 13 rotates toward the geared neutral side when the actuator A fails is divided into a secant line S extending upward from the center O1 of the eccentric cam 25 and a straight line extending from the center O1 of the eccentric cam 25 to the center of gravity G. It corresponds to the formed angle α. In the example of FIG. 5A, since the angle α is small, the rotation angle of the eccentric disk 13 when the actuator A fails is small. However, as shown in FIG. 5B, the eccentric disk 13 is counterclockwise. Since it rotates and the gear ratio increases from the top drive state to the geared neutral state, each member of the continuously variable transmission T is prevented from over-rotating.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、本発明の駆動源は実施の形態のエンジンに限定されず、電気モータのような他種の駆動源であっても良い。   For example, the drive source of the present invention is not limited to the engine of the embodiment, and may be another type of drive source such as an electric motor.

A アクチュエータ
Ami 劣弧
E 駆動源
ε 偏心ディスクの偏心量
G 偏心ディスクの重心
L 入力軸の軸線
O1 偏心カムの中心
S 割線
W 駆動輪
11 入力軸
12 出力軸
13 偏心ディスク
13a リングギヤ
14 偏心量可変機構
15 変速軸
16 ワンウェイクラッチ
17 揺動アーム
23 コネクティングロッド
25 偏心カム
25a 切欠き
26 ピニオン
A Actuator Ami Inferior arc E Drive source ε Eccentric amount G of eccentric disc G Center of gravity L of eccentric disc Input shaft axis O1 Center of eccentric cam S Split line W Drive wheel 11 Input shaft 12 Output shaft 13 Eccentric disc 13a Ring gear 14 Eccentric amount variable mechanism 15 Transmission shaft 16 One-way clutch 17 Swing arm 23 Connecting rod 25 Eccentric cam 25a Notch 26 Pinion

Claims (1)

駆動源(E)に接続された入力軸(11)と、駆動輪(W)に接続された出力軸(12)と、前記入力軸(11)と一体に回転する円板状の偏心ディスク(13)と、前記出力軸(12)にワンウェイクラッチ(16)を介して揺動可能に支持された揺動アーム(17)と、前記偏心ディスク(13)および前記揺動アーム(17)を接続して往復運動するコネクティングロッド(23)と、前記入力軸(11)の軸線(L)に対する前記偏心ディスク(13)の偏心量(ε)を変更する偏心量可変機構(14)とを備える無段変速機であって、
前記偏心量可変機構(14)は、前記入力軸(11)と同軸に配置されてアクチュエータ(A)により回転する変速軸(15)と、前記入力軸(11)の外周に偏心状態で固定された円板状の偏心カム(25)と、前記偏心カム(25)に前記入力軸(11)の軸線(L)を中心として形成されて該偏心カム(25)の外周面に開放する切欠き(25a)と、前記変速軸(15)に設けられて前記切欠き(25a)に嵌合するピニオン(26)と、前記偏心ディスク(13)に偏心状態で形成されて前記切欠き(25a)を通して前記ピニオン(26)に噛合するリングギヤ(13a)とを備え、
前記偏心ディスク(13)の重心(G)は、変速比がトップドライブ状態にあるときの前記入力軸(11)の軸線(L)および前記偏心カム(25)の中心(O1)を結ぶ割線(S)に対して、前記偏心ディスク(13)の外周円の劣弧(Ami)側に存在し、前記重心(G)に作用する遠心力で前記偏心ディスク(13)を前記偏心量(ε)が減少する方向に回転させることを特徴とする無段変速機。
An input shaft (11) connected to the drive source (E), an output shaft (12) connected to the drive wheels (W), and a disc-shaped eccentric disk (which rotates integrally with the input shaft (11)) 13), a swing arm (17) supported swingably on the output shaft (12) via a one-way clutch (16), the eccentric disk (13) and the swing arm (17). And a connecting rod (23) that reciprocates and an eccentricity variable mechanism (14) that changes the eccentricity (ε) of the eccentric disk (13) with respect to the axis (L) of the input shaft (11). A step transmission,
The variable eccentricity mechanism (14) is coaxially arranged with the input shaft (11) and is fixed to the transmission shaft (15) rotated by the actuator (A) and the outer periphery of the input shaft (11) in an eccentric state. A disc-shaped eccentric cam (25), and a notch formed in the eccentric cam (25) about the axis (L) of the input shaft (11) and opened to the outer peripheral surface of the eccentric cam (25) (25a), a pinion (26) provided on the transmission shaft (15) and fitted in the notch (25a), and the eccentric disk (13) formed in an eccentric state and the notch (25a). A ring gear (13a) meshing with the pinion (26) through,
The center of gravity (G) of the eccentric disk (13) is a secant line connecting the axis (L) of the input shaft (11) and the center (O1) of the eccentric cam (25) when the gear ratio is in the top drive state. S) is located on the underarc (Ami) side of the outer circumference of the eccentric disk (13), and the eccentric disk (13) is displaced by the centrifugal force acting on the center of gravity (G). A continuously variable transmission that rotates in a direction in which the speed decreases .
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