TW200301806A - Continuously variable transmission and method of controlling it - Google Patents

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Toshio Unno
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Description

200301806 ⑴ 玖、發明f兒明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 【發明之技術領域】 本發明係關於例如安裝於機車及汽車用引擎，將引擎 之驅動力傳達至被驅動側車軸之皮帶式無段變速機（CVT) 及其控制方法。 【先前技術】 車輛等之無段變速機，係將一對滑輪（驅動側之第一滑 輪及被驅動側之第二滑輪）分別安裝於驅動側及被驅動側 之旋轉軸，並於兩滑輪間架以無端V形皮帶使兩旋轉軸連 結。各滑輪係，軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可 滑動之可動滑輪，係對向安裝於旋轉軸者；該等一對之固 定滑輪及可動滑輪之對向面係以錐狀（圓錐狀）形成，對應 固定滑輪及可動滑輪間之間隔，由無端V形皮帶軸心之半 徑方向之位置將改變，對應於此，旋轉傳達比（變速比） 將無階段變化。 過去CVT之可動滑輪之轴方向驅動機構之一種，係利用 使用重量之離心力，對應重量之擴大，透過具有圓錐面之 導板，使可動滑輪於軸方向移動之構成。 惟利用重量之離心力之構成中，得到一定之離心力或 細微之調整相當困難，無法進行高精度之變速控制。 此外，不藉由該種離心力或油壓，使用馬達驅動可動 滑輪之無段變速機已為習知（例如參照專利文獻1)。該公 報揭示之CVT係將馬達之旋轉力，透過傳達齒輪傳達至於 軸方向可撥動之推進板，將此於軸方向驅動，以移動可動 200301806
⑺ 滑輪。 惟上述公報揭示之CVT構造中，於滑輪之外側設置馬達 ，且該馬達之輸出軸與安裝於旋轉軸之推進板之間設置傳 達齒輪，故於旋轉軸之周邊必須有馬達或傳達齒輪之設置 空間，裝置全體將大型化。 此外，於旋轉傳達比之控制中，必須有計測滑動之可 動滑輪之轴方向位置之感應器，故必須有感應器設置空間 ，同時零件個數將增加，成本亦將上升。 另一方，為謀求馬達設置空間之縮小化，本專利申請 人已於先前專利中，以節省空間之緻密構成，提案可驅動 可動滑輪（可動圓盤）之無段變速機之控制機構（參照專利 文獻2)。 藉由該本專利申請人提案之無段變速機之控制機構， 其包含滑動驅動手段，其係於旋轉軸上，安裝軸方向位置 固定之固定圓盤及於軸方向可滑動之可動圓盤，藉由該可 動圓盤驅動用馬達及該馬達之旋轉，使前述可動圓盤於軸 方向滑動者，其中前述馬達及滑動驅動手段係設置於與前 述旋轉軸之同軸上。 依據該構成，因馬達及滑動驅動手段不設置於旋轉軸 外側之周邊空間，而安裝於與旋轉軸之同軸上，故可得到 旋轉軸周邊空間縮小之緻密構成。 惟即使於該種改良之由本專利申請人所提出，揭示於 先前專利之無段變速機之控制機構，於可動圓盤之旋轉軸 上亦必須有計測位置之感應器。 200301806 可 滑 軸 以 大 (3) 此外於無段變速機中，於運轉中藉由扭矩改變，對於 動滑輪將有轴方向之推力作用。為對抗該推力，使可動 輪經常保持於特定之控制位置，必須於可動滑輪與馬達 間設置如遊星機構之複雜減速機構，或於馬達常時通電 產生對抗推力之扭矩，故機構將變大，且消耗電力亦變 另一方，亦考慮使用圓筒狀之馬達，並設置與其同軸 作為滑動驅動手段之操作部件，以使可動滑輪滑動。該 形下，例如操作部件係於其筒狀之外周面與馬達之轉子 槽結合，且於操作部件之内周面與變速機之箱體螺栓結 ，藉由馬達之旋轉對於箱體沿螺栓軸移動之構成亦被考 (例如參照專利文獻3 )。 惟該種變速機中，因於操作部件内外之撥動面形成内 栓及栓槽，構造將複雜而使得加工麻煩，且有零件精度 信賴性之點不足之虞。此外，撥動阻抗變大而使得馬達 荷變大，將令消耗電力增加，同時因高輸出而必須使用 型馬達。 因轉子與操作部件係栓槽結合，透過皮帶而受到扭矩 變或偏荷重影響之可動滑輪，將容易發生附著。 此外，於一般鋁鑄造物或以鋁模具製造之箱體，形成 操作部件咬合之螺栓，以攻牙加工將極為困難且無法形 高精度之螺栓，故變速比控制之精度或信賴性將降低。 因操作部件側之螺栓係内螺栓，故旋轉半徑無法變大 因此為得到必須之軸扭矩必須加大馬達之力，而將成為
情 栓 合 慮 螺 或 負 大 改 與 成
200301806 (4) 消耗電力增加或馬達大型化之主因。 因操作部件一面旋轉一面於軸方向滑動，滑動至末端 而與箱體等壁面抵接時，藉由自身攻牙作用而往壁内旋入 ，產生咬入之鎖緊作用而有無法復原之虞。 此外，引擎輸出軸上可動凸緣軸方向之滑動區域，與 按壓此之操作部件韩方向之滑動區域係相異區域而無重 合，故關於軸方向必須有兩方之滑動區域量之長度，構造 將大型化且無法得到緻密之構成。且於限定空間内可動凸 緣之滑動部份之導引部件長度將變短。因此，透過皮帶而 受到扭矩改變或偏荷重影響之可動凸緣，將容易發生附著。 【專利文獻1】 特公平7 - 8 6 3 8 3號公報 【專利文獻2】 特開200 1 -34940 1號公報 【專利文獻3】 特開平3 - 1 63 24 8號公報 【發明所欲解決之課題】 本發明係考慮該點，其目的係提供一種無段變速機及 其控制方法，其係不使用計測旋轉軸上可動滑輪之軸方向 位置之感應器，而可控制可動滑輪之軸方向位置；同時亦 無機構之大型化及大量之電力消耗，而可保持可動滑輪位 置並安定控制者。 進一步本發明之目的係提供一種無段變速機，其係藉 由緻密之構成而謀求省空間化，減少電力消耗，同時製造 200301806
(5) 容易且可以高精度進行信賴性高之變速比控制者。 【課題之解決手段】
為達成前述目的，本發明係提供一種無段變速機，其 包含滑動驅動手段，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之 固定滑輪及於軸方向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該 可動滑輪驅動用馬達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於 軸方向滑動者；其特徵在於前述馬達係包含步進馬達，且 使該步進馬達及前述滑動驅動手段設置於與前述旋轉軸 之同軸上。 依據該構成，將步進馬達例如設置於與第一滑輪之可 動滑輪之同軸上，使該可動滑輪於軸方向直接滑動驅動， 藉此可使得構成零件簡略化並得到緻密之構造，同時由步 進馬達之電流變化而決定基準位置，基於該基準位置，可 脈衝控制可動滑輪之位置，不使用軸方向之位置測出感應 器，而以簡單之構成可進行高精度之驅動控制。此外，藉 由步進馬達之位置保持力，不需伴隨消耗大量電力，可確 實保持可動滑輪於一定之位置。 於較佳之構成例，其中以無通電或微電力維持特定之 減速比狀態。 依據該構成，因藉由步進馬達之停止位置保持力，以 無通電或微電力（例如馬達規格之1 /1 〇以下）保持馬達之 轉子旋轉角度，故大致不伴隨消耗電力而維持其位置之減 速比。 於較佳之構成例，其中前述可動滑輪於距前述固定滑 -10- 200301806 ⑹ 輪之最大遠離位置設置控制原點，其係構成該可動滑輪或 前述滑動驅動手段碰接之制動器構造。 依據該構成，可動滑輪側之碰接部形成例如與箱體側 之制動器承受部抵接之制動器構造，藉由將該制動器承受 部設為控制原點，以該控制原點作為基準可驅動控制步進 馬達。
進一步藉由將步進馬達與滑動驅動手段配置於與旋轉 軸同軸，可達成進一步之省空間化。 亦即，作為步進馬達之特性係該轉子可停止、保持於 某決定之位置。該轉子之旋轉角度對應輸入脈衝而以高角 度精度控制。使用該種步進馬達之特性而控制旋轉軸上滑 輪之滑動位置，藉此於控制時首先決定原點，之後之滑輪 滑動量可以馬達之步進數而嚴密控制。
過去控制滑輪位置之情形，必須有為測出實際滑輪絕 對位置之位置測量儀等之位置測出感應器。惟於曲軸箱等 限制空間内配置位置測出感應器係有所困難。 本發明藉由使用步進馬達確定控制原點，不使用滑輪 之絕對位置測出感應器，而可控制滑輪滑動量。 本發明係提供一種無段變速機之控制方法，其係作為 使用上述步進馬達之無段變速機之控制方法，其特徵在於 前述步進馬達通電並使前述可動滑輪於遠離固定滑輪之 方向移動，於該可動滑輪抵接前述控制原點之時點停止往 該步進馬達之通電，以後使該停止時點之步進馬達位置作 為基準位置，驅動控制該步進馬達。 -11 - 200301806
⑺ 依據該構成，通入電源而進行無段變速控制之情形， 首先使可動滑輪於遠離固定滑輪之方向移動，與制動器構 造抵ί並停止，由隨該停止之電流變化而測出控制原點位 置，以該控制原點位置作為基準可控制可動滑輪之位置。 該情形於汽車引擎等中，馬達電流因例如以E C U等控制 器經常測定，故藉由測出該電流變化，不另外需要原點測 出用之感應器。
此外，該情形於步進馬達以外之伺服馬達設置同樣之 機械制動器時，與制動器碰接後因馬達之按壓力將稍作持 續，故螺栓部等之機械負荷將變大，惟於步進馬達藉由停 止電流，將不發生碰接後過大之按壓力。
本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述馬達與前述旋轉軸同軸並位於其外周，且包 含：轉子，其係對於該旋轉軸旋轉者、及轉子筒，其係於 前述轉子一體設置者；前述滑動驅動手段係具有與前述轉 子筒螺栓螺合區域之移動部件，該移動部件係與前述旋轉 軸同軸並位於其外周。 依據該構成，因馬達及滑動驅動手段與應變速控制之 旋轉軸同軸且位於其外周，故可得到縮短軸方向之長度之 緻密構成。因滑動驅動手段透過螺栓直接與轉子筒結合， 故可不需透過傳達齒輪機構等傳達動力，且承受馬達之旋 -12- 200301806 ⑻ 轉力時因無例如栓槽連接之可能成為無謂撥動消耗之機 構，故軸方向之傳送摩擦阻抗將變為極小，可降低馬達負 荷。 於較佳之構成例，其中前述滑動驅動手段包含對於前 述馬達之箱體旋轉制止手段。
依據該構成，滑動驅動手段係於軸方向不旋轉，亦即 於軸旋轉時無旋轉而於軸方向滑動。因此例如發生電氣異 常，馬達作無謂之旋轉使滑動驅動手段與箱體之壁等抵接 時，如滑動驅動手段係旋轉部件，則雖藉由自身攻牙作用 往壁内旋入，產生咬入之鎖緊作用而有無法復原之虞，惟 因本發明中滑動驅動手段係不旋轉之構造，故即使因馬達 之誤作動而往壁等碰接，亦不會發生旋入而鎖緊，因容易 復原而可維持圓滑之動作。 於較佳之構成例，其中前述旋轉制止手段係為對於前 述馬達之箱體旋轉制止，使前述移動部件與前述箱體之撥 動部份係相異形狀。 依據該構成，作為旋轉制止手段，使圓筒狀之移動部 件之截面形狀為三角形、矩形、或其他多角形之圓形以外 之相異形狀，對應於此形成對應例如固定於曲軸箱之馬達 箱體之保護蓋形狀之孔，藉由將移動部件通過該孔滑動而 防止旋轉。即使係圓形截面，藉由於與馬達箱體之間釘入 鎖或楔子亦可謀求防止旋轉。 於較佳之構成例，其中前述滑動驅動手段之外周面形 成與前述轉子筒螺合之外螺栓。 -13- 200301806
(9) 依據該構成，因由馬達側將動力傳達至滑動驅動手段 之螺栓形成於滑動驅動手段之外周面，故作為大的旋轉半 徑而可使得軸扭矩變大。為移動及保持可動滑輪所需之扭 矩係與rx f(r :旋轉半徑，f :馬達產生之力）成比例。因 該軸扭矩係藉由設計而統一決定，故r變大時可將f變小其 份量。當f變小時，因可以較小之電力驅動馬達，故可減 小馬達之尺寸，並減少消耗電力。
此外，高輸出引擎連接輸入軸時，為加大可動滑輪之 按壓力，通常係增加馬達之旋轉數以產生較大之軸扭矩。 該情形下，為使傳送速度適當，雖必須減小螺距，惟螺栓 加工之精度上，於加工最小螺距有其極限。該情形下，因 本發明係外螺栓，故可容易進行螺栓加工，可確保所需之 精度而形成小螺距之外螺栓。 於較佳之構成例，其中前述可動滑輪與前述旋轉軸之 馬達鄰接地安裝，於成為該馬達側之可動滑輪之背面側設 置翅片。 依據該構成，與由引擎輸出而驅動之旋轉軸同時旋轉 之可動滑輪背面，藉由設置翅片，可於使用引擎輸出下， 藉由可動滑輪之翅片而將風送至引擎側，可效率較佳地冷 卻引擎。 於較佳之構成例，其中前述滑動驅動手段係透過軸承 而可對於前述可動滑輪旋轉，且於軸方向一體動作地連結。 依據該構成，因軸承係將可動滑輪與滑動驅動手段相 互可旋轉地連結，可動滑輪與滑動驅動手段透過軸承實質 -14- 200301806 (ίο) 上係一體構成，即使軸方向之動作係來回（使一對滑輪間 之間隔變寬之方向及變窄之方向）亦一體進行。藉此，可 以高精度進行可動滑輪之位置決定控制，確實保持於必要 之變速比位置。
移動部件（實施例中滑塊1 6之於輛方向可動部件）如後 述，軸方向一方之端部側與轉子筒9螺栓螺合，另一方之 端部側透過軸承1 7與可動滑輪3係一體，故可抑制滑塊1 6 之振動。
本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪於滑動部 件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移動部件於被撥 動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區域，係全體或部份 一致重合之區域；前述移動部件係包含：與前述被撥動部 件螺合之螺栓部、及對於前述馬達之箱體之前述移動部件 之旋轉制止手段；於與前述移動部件外面或内面之一方同 一之面，設置前述螺栓部及前述旋轉制止手段。 依據該構成，因可動滑輪於滑動部件（實施例中軸環1 8 之於軸方向固定部件）上撥動時，該滑動部件側（軸方向固 定部件側）之撥動區域；及使移動部件於被撥動部件（實施 例中轉子筒9之於軸方向固定部件）上撥動時，該被撥動 部件側（軸方向固定部件側）之撥動區域係重合；故不加大 -15 - 200301806
(11) 全體之滑動長度，可於限制空間内使可動滑輪之滑行距離 加長。藉此，可使變速比加大。 相當於滑動部件之部件並不限制於軸環1 8，使可動滑 輪撥動之部件全部均相當於滑動部件。
該構成中，於移動部件（滑塊）之外面或内面設置與被撥 動部件（轉子筒）螺合之螺栓部，同時於與此同一之面設置 例如相異形狀截面之旋轉制止手段。藉此，使滑塊之構造 變為簡單，可使滑塊之加工容易且低價。此外，亦可使馬 達之修理或交換時及V形皮帶檢查等維修作業簡便。 於較佳之構成例，其中前述旋轉制止手段係為對於前 述馬達之箱體旋轉制止，使前述移動部件與前述箱體與撥 動部份係相異形狀。
依據該構成，使圓筒狀之滑動驅動手段之截面形狀為 三角形、矩形、或其他多角形之圓形以外相異形狀作為旋 轉制止手段，對應於此在例如固定於曲軸箱之馬達箱體保 護蓋，形成對應形狀之孔，藉由將滑動驅動手段通過該孔 而滑動以防止旋轉。即使係圓形截面，藉由於與馬達箱體 之間打入鎖或楔子亦可謀求旋轉之防止。 本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉釉上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪於滑動部 件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移動部件於被撥 -16- 200301806
(12) 動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區域，係全體或部份 一致重合之區域；前述移動部件係包含：螺栓部，其係與 前述被撥動部件螺合者、及旋轉制止手段，其係對於前述 馬達之箱體之前述移動部件者；前述螺栓部係於轴方向中 ，設置於與前述旋轉制止手段不同之區域。
依據該構成，因可動滑輪於滑動部件（軸方向固定部件） 上撥動時，該滑動部件側（軸方向固定部件側）之撥動區域 ;及使移動部件（軸方向可動部件）於被撥動部件（軸方向 固定部件）上撥動時，該被撥動部件側（軸方向固定部件側） 之撥動區域係重合；故不加大全體之滑動長度，可於限制 空間内使可動滑輪之滑行距離加長。藉此，可使變速比加 大。
該構成中，移動部件（滑塊）具有與被撥動部件（轉子筒） 螺合之螺栓部，同時於與該螺栓部於軸方向係其他之區域 ，具有對於馬達之箱體之例如相異形狀截面之旋轉制止手 段。藉此，利用軸方向空間，亦即使移動部件之旋轉制止 配置於鄰接馬達之區域，構造將變為簡單，可使馬達之修 理或交換時及V形皮帶檢查等維修作業簡便。 於較佳之構成例，其中使前述馬達之主要部，全部或 一部份配置於前述重合區域。 依據該構成，因馬達主要部之全部或一部份，配置於 可動滑輪之滑動區域一部份之重合區域内，可謀求省空間 化及緻密之構成。此外所謂馬達之主要部，係定子與轉子 之主要構成要素。 -17- 200301806
本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述馬達係位於與前述旋轉軸之同軸上或前述 旋轉軸之外周，且配置於前述可動滑輪外徑之軸方向投影 面内。
依據本構成，因馬達配置於可動滑輪外徑之軸方向投 影面内，即使馬達配置於與旋轉軸同軸之延長上之情形， 或以同軸配置於其外周之情形中任一項，於滑輪徑方向可 得到緻密之構成。該情形下，藉由與配置於前述可動滑輪 之重合區域之構成配合，將成為於軸方向緻密同時於滑輪 徑方向亦緻密之構成，可進一步減小配置空間。此外，馬 達之構成係包含：轉子，其係以引擎輸出軸（旋轉軸）旋轉 而對於該旋轉軸旋轉者；定子，其係對向於該轉子，例如 設置於其外周側者；及轉子筒，其係與轉子一體旋轉，例 如設置於轉子之内周側者。 本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪於滑動部 件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移動部件於被撥 動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區域，係全體或部份 -18- 200301806 (14) 一致重合之區域；使前述馬達之主要部配置於前述重合區 域。 依據該構成，因可動滑輪於滑動部件（軸方向固定部件） 上撥動時，該滑動部件側（軸方向固定部件側）之撥動區域 ;及使移動部件（軸方向可動部件）於被撥動部件（軸方向 固定部件）上撥動時，該被撥動部件側（軸方向固定部件側） 之撥動區域係重合；故不加大全體之滑動長度，可於限制 空間内使可動滑輪之滑行距離加長。藉此，可使變速比加 大。 此外依據該構成，因馬達主要部之全部或一部份，配 置於可動滑輪之滑動區域一部份之重合區域内，可謀求省 空間化及緻密之構成。此外所謂馬達之主要部，係定子與 轉子之主要構成要素。 本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪於滑動部 件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移動部件於被撥 動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區域，係全體或部份 一致重合之區域；使前述馬達之主要部配置於前述重合區 域；前述馬達係位於與前述旋轉軸之同轴延長上或前述旋 轉軸之外周，且配置於前述可動滑輪外徑之軸方向投影面 内0 200301806
(15) 依據該構成，因可動滑輪於滑動部件（轴方向固定部件） 上撥動時，該滑動部件側（軸方向固定部件側）之撥動區域 ;及使移動部件（軸方向可動部件）於被撥動部件（軸方向 固定部件）上撥動時，該被撥動部件側（軸方向固定部件側） 之撥動區域係重合；故不加大全體之滑動長度，可於限制 空間内使可動滑輪之滑行距離加長。藉此，可使變速比加 大。
此外依據本構成，因馬達配置於可動滑輪外徑之.軸方 向投影面内，即使馬達配置於與旋轉軸同軸之延長上之情 形，或以同軸配置於其外周之情形中任一項，於滑輪徑方 向可得到緻密之構成。該情形下，藉由與配置於前述可動 滑輪之重合區域之構成配合，將成為於軸方向緻密同時於 滑輪徑方向亦緻密之構成，可進一步減小配置空間。此外 ，馬達之構成係包含：轉子，其係以引擎輸出軸（旋轉軸） 旋轉而對於該旋轉軸旋轉者；定子，其係對向於該轉子， 例如設置於其外周側者；及轉子筒，其係與轉子一體旋轉 ，例如設置於轉子之内周側者。 本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪於滑動部 件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移動部件於被撥 動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區域，係全體或部份 -20- 200301806 (16) 一致重合之區域；使前述馬達之主要部配置於前述重合區 域；前述馬達係位於與前述旋轉轴之同軸延長上或前述旋 轉軸之外周，且配置於前述可動滑輪外徑之軸方向投影面 内。
依據該構成，因可動滑輪於滑動部件（轴方向固定部件） 上撥動時，該滑動部件側（軸方向固定部件側）之撥動區域 ;及使移動部件（軸方向可動部件）於被撥動部件（軸方向 固定部件）上撥動時，該被撥動部件側（軸方向固定部件側） 之撥動區域係重合；故不加大全體之滑動長度，可於限制 空間内使可動滑輪之滑行距離加長。藉此，可使變速比加 大。 此外依據該構成，因馬達主要部之全部或一部份，配 置於可動滑輪之滑動區域一部份之重合區域内，可謀求省 空間化及緻密之構成。此外所謂馬達之主要部，係定子與 轉子之主要構成要素。
進一步依據本構成，因馬達配置於可動滑輪外徑之軸 方向投影面内，即使馬達配置於與旋轉軸同軸之延長上之 情形，或以同軸配置於其外周之情形中任一項，於滑輪徑 方向可得到敏密之構成。 本發明較佳之應用例，係應用於具有前述重合區域之 無段變速機之機車。 應用於機車之情形下，使連結於馬達之滑動驅動手段 之滑動區域，與藉由該滑動驅動手段於軸方向移動之可動 滑輪之滑動區域重合等，以形成軸方向之重合區域。藉此 -21 - 200301806
⑼ ，可縮短軸方向之長度。故藉由將該軸方向配置於機車之 車寬方向，可縮短引擎部份之車寬。因此，於曲線行進時 可於不與地面干涉之範圍内加大車體之傾斜角，可採用較 大之傾角。藉此，因敏密化而配置設計之自由度將提高， 同時並提升駕敬操作性。 本發明係提供一種無段變速機，其包含：旋轉軸；固 定滑輪，其係於前述旋轉軸上使軸方向位置固定者；可動 滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之軸方向可滑動者； 馬達，其係驅動該可動滑輪者；及移動部件，其係藉由前 述馬達滑動可動滑輪者；其特徵在於前述可動滑輪背面係 對於旋轉轴方向，於固定滑輪側形成凸部；於前述可動滑 輪與前述馬達之最大遠離位置包含於軸方向重合區域。 依據該構成，因馬達與可動滑輪至少在最大遠離位置 於軸方向重合，可進一步省空間化。 本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述馬達係包含步進馬達，前述可動滑輪於距前 述固定滑輪之最大遠離位置設置控制原點，其係構成該可 動滑輪或前述滑動驅動手段碰接之制動器構造者。 依據該構成，使可動滑輪之碰接部於固定滑輪最大遠 離位置，形成例如與箱體側之制動器承受部抵接之制動器 構造，藉由使該制動器承受部作為控制原點，可以該控制 -22- 200301806
(18) 原點作為基準而驅動控制步進馬達。
本發明係提供一種無段變速機之控制方法，其包含以 下步驟：通電步驟，其係將自動變速控制之控制器電源打 開者；初始設定步驟，其係以前述通電步驟之處理，藉由 通入之電源進行各種初始設定；計測步驟，其係由以前述 初始設定步驟之處理所初始設定之狀態，驅動步進馬達並 移動移動部件，且於控制器内在移動中經常計測往步進馬 達之驅動電流；測出步驟，其係以前述計測步驟之處理， 測出藉由被計測驅動電流之步進馬達所驅動之移動部件 ，碰接控制原點而移動停止時之電流是否變化；停止步驟 ，其係以前述測出步驟之處理發現電流變化時，停止步進 馬達之驅動電流並停止可動滑輪；原點設定步驟，其係以 前述停止步驟之處理，於可動滑輪停止之位置，將步進馬 達之位置設定作為控制原點；及控制步驟，其係以前述原 點設定步驟之處理所設定之控制原點作為基準，藉由必要 之脈衝輸入而控制轉子之旋轉角度，透過移動部件進行可 動滑輪之位置控制。 依據該構成，於控制器通電時進行初始設定，驅動步 進馬達並使移動部件抵接控制原點，讀取此時之電流變化 ，將該點設為步進馬達之控制原點，以該控制原點作為基 準控制轉子之旋轉角度，可進行可動滑輪之位置控制。 藉此，不需測出實際之可動滑輪位置，藉由控制步進 馬達之步進數，可高精度地進行可動滑輪之位置控制。 在此所謂之初始設定，係控制器内部記憶體或變數之 -23 - 200301806
(19) 初始化、輸出入埠、定時器等之設定、顯示部之LED檢查 、及油門開度位置異常判定等步驟或例行程序。
本發明係提供一種無段變速機，其包含：通電手段， 其係將自動變速控制之控制器電源打開；初始設定手段， 其係藉由前述通電手段所通入之電源進行各種初始設定 ;計測手段，其係由以前述初始設定手段所初始設定之狀 態，驅動步進馬達並移動移動部件，且於控制器内在移動 中經常計測往步進馬達之驅動電流；測出手段，其係以前 述計測手段，測出藉由被計測驅動電流之步進馬達所驅動 之部件，碰接控制原點而移動停止時之電流是否變化；停 止手段，其係以前述測出手段發現電流變化時，停止步進 馬達之驅動電流並停止可動滑輪；原點設定手段，其係以 前述停止手段，於可動滑輪停止之位置，將步進馬達之位 置設定作為控制原點；及控制手段，其係以前述原點設定 手段所設定之控制原點作為基準，藉由必要之脈衝輸入而 控制轉子之旋轉角度，透過移動部件進行可動滑輪之位置 控制。 依據該構成，正確實行關於上述本發明方法之無段變 速機之控制方法，其包含：通電步驟、計測步驟、測出步 驟、停止步驟、原點設定步驟、及控制步驟各步驟者，不 需測出實際之可動滑輪位置，藉由步進馬達之步進數控制 ，可高精度地進行可動滑輪之位置控制。 本發明係提供一種無段變速機，其特徵在於包含：旋 轉軸；固定滑輪，其係於前述旋轉軸上使軸方向位置固定 -24- 200301806
(20) 者；可動滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之軸方向可 滑動者；馬達，其係驅動該可動滑輪者；及移動部件，其 係藉由前述馬達滑動可動滑輪者；其中前述馬達包含：定 子，其係驅動旋轉子者；及旋轉子，其係將與該定子間所 產生之電磁力作為旋轉力者；前述移動部件係與前述旋轉 子藉由螺栓螺合或銷嵌合而接合。 依據該構成，因移動部件係透過螺栓或銷與旋轉子結 合，不透過傳達齒輪機構等傳達動力，承受馬達之旋轉力 時，因無例如栓槽結合之無謂之撥動耗損機構，故軸方向 之傳送摩擦阻抗變為極小，可降低馬達負荷。此處之旋轉 子係由轉子與轉子筒所構成。 本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉轴上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述馬達包含：定子，其係驅動轉子者；轉子， 其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉力者，及轉子 筒，其係與前述轉子一體者；前述滑動驅動手段係具有與 前述轉子筒相互接合區域之移動部件；前述轉子筒與前述 移動部件係藉由螺栓螺合或銷鼓合而接合。 依據該構成，因滑動驅動手段係透過螺栓或銷與轉子 及一體之轉子筒結合，不透過傳達齒輪機構等傳達動力， 承受馬達之旋轉力時，因無例如栓槽結合之無謂之撥動耗 損機構，故軸方向之傳送摩擦阻抗變為極小，可降低馬達 200301806
(21) 負荷。 此外，藉由預先區分個別部件而製造，可使得部件加 工容易且製品成本降低。 本發明係提供一種無段變速機，其包含滑動驅動手段 ，其係於旋轉軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方 向可滑動之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬 達及該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者；其 特徵在於前述馬達包含：定子，其係驅動轉子者；轉子， 其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉力者；及轉子 筒，其係與前述轉子一體者；前述滑動驅動手段係具有與 前述轉子筒相互接合區域之移動部件；前述轉子筒與前述 移動部件係藉由滾珠螺栓螺合而接合。 依據該構成，滑動驅動手段透過滾珠螺栓與轉子及一 體之轉子筒結合，故可進一步減小撥動阻抗，可減小馬達 之輸出並得到一定之變速比。 本發明係一種無段變速機，其特徵在於包含：旋轉軸 •，固定滑輪，其係於前述旋轉軸上使軸方向位置固定者； 可動滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之軸方向可滑動 者；馬達，其係驅動該可動滑輪者；及移動部件，其係藉 由前述馬達之驅動力，於軸方向滑動前述可動滑輪者；其 中前述馬達包含：定子，其係驅動旋轉子者；及旋轉子， 其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉力者；前述移 動部件係與前述旋轉子相互接合；藉由對於軸方向不旋轉 下之該馬達旋轉，於軸方向滑動前述可動滑輪。 -26- 200301806
(22) 依據該構成，作為旋轉之機械要素之旋轉子與移動部件 即使不相互接合亦可，可使移動部件於不旋轉之下滑動。 藉此，因馬達之誤動作而即使與壁等碰接，亦不於壁 内旋入鎖緊，可容易復原並維持圓滑之動作。
本發明係一種無段變速機，其特徵在於包含：旋轉軸 :固定滑輪，其係於前述旋轉軸上使軸方向位置固定者； 可動滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之軸方向可滑動 者；馬達，其係驅動該可動滑輪者；及移動部件，其係藉 由前述馬達之驅動力，於軸方向滑動前述可動滑輪者；其 中前述馬達包含：定子，其係驅動旋轉子者；及旋轉子， 其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉力者；於前述 移動部件與前述旋轉子中一方形成螺旋狀凹部，於另一方 形成與該凹部接合之凸部。
依據該構成，藉由螺旋狀之凹部及與其接合之凸部凹 凸接合（例如螺栓螺合或銷嵌合），因馬達與移動部件係直 接接合，故可不透過傳達齒輪傳達動力，可減小無謂之撥 動耗損。 本發明較佳之應用例中，具有前述重合區域之無段變 速機、設置控制原點之無段變速機、藉由將移動部件與旋 轉子螺栓螺合或銷嵌合或滾珠螺栓螺合而接合之無段變 速機、或移動部件於軸方向不旋轉之下藉由馬達旋轉使可 動滑輪滑動之無段變速機，可應用於機車。 應用於機車之情形下，如前述使連結於馬達之滑動驅 動手段之滑動區域，與藉由該滑動驅動手段可於軸方向移 -27- 200301806 (23) 動之可動滑輪之滑動區域重合等，形成軸方向之重合區 。藉此，可縮短軸方向之長度#。故藉由將該韩方向配置 機車之車寬方向，可縮短引擎部份之車寬。因此，於曲 行進時可於不與地面干涉之範圍内加大車體之傾斜角， 採用較大之傾角。藉此，因敏密化而配置設計之自由度 提高，同時並提升駕駛操作性。 此外，藉由設置控制原點而驅動控制步進馬達，可 構成簡單化且於機車之駕駛中進行必要之高精度變速 置控制。藉由使用螺旋狀凹部之螺栓螺合或使用銷嵌合 之凹凸接合構造，可減少摩擦阻抗，特別係使用滾珠螺 螺合時可進一步減小撥動阻抗。移動部件係無旋轉而滑 之構成時，即使與壁等碰接亦將不旋入鎖緊，可圓滑地 行復原動作。藉由該等，於機車行進中可達成安定之信 性高之運轉動作。 如上述於機車中可縮短引擎部份之車寬，可簡化控 系統之構成，並可減少摩擦阻抗以簡化驅動傳達系統之 成，故引擎周邊之構成簡化並可削減零件個數，可達成 量化，藉此，可期待車輛加速性之提升或燃料費之降伯 【發明之實施形態】 以下參照圖面說明本發明之實施形態。 圖1係關於本發明實施形態之CVT要部構成圖。圖2係 說明圖1之無段變速機動作之要部構成圖。 於引擎輸出軸1上，安裝由對向之一對固定滑輪2及 動滑輪3所成之第一滑輪（驅動側滑輪）4。固定滑輪2及 域 於 線 可 將 將 位 等 栓 動 進 賴 制 構 輕 為 可 可 -28- (24) 200301806 比 動滑輪3係將對向面形成圚錐面狀。於該對向圓錐面間安 裝V形皮帶5。與引擎輸出轴1平行設置例如連結於車軸之 無圖示之被驅動軸，並於該被驅動軸同樣具備由一對固定 滑輪及可動滑輪所成之第二滑輪（被驅動側滑輪）。V形皮 帶5係纏繞連接於第一滑輪4及第二滑輪（热圖不）之間，對 應固定滑輪2與可動滑輪3間之間隔以無階段改變變速 A引肇於，丨……冰：去你赭5姑SIS動軸（無圖示）0 於可動滑輪3背面側，在與該可動滑輪3同軸之引擎輸 出軸1上安裝步進馬達6。步進馬達6係包含·由線圈7a而 成之定子7、及由磁鐵（例如純鐵磁石）而成之疑轉子8 〇， 旋轉子80係包含：轉子8、及與轉子8—體之轉子筒9。該 轉子筒9係構成如後述之與滑塊接合之滑塊承受部。線圈 7a連接於無圖示之控制器（ECU)内之控制電路（CPU)，對 應運轉狀態而驅動控制步進馬達6。步進馬達6係安裝於箱 體10内，並以保護蓋11包覆。轉子8係與轉子筒9 一起，透 過軸承13對於箱體1〇、保護蓋11、及固定於該等之定子7 可旋轉。箱體〗0係以複數個螺栓1 2固定於曲軸箱1 4。引擎 輸出轴1係透過油封1 5插通曲轴箱1 4。 於轉子8之轉子筒9之内面側螺栓接合，在引擎輸出軸1 上將滑塊16於軸方向可滑動地安裝。滑塊16係於其外周面 形成公螺栓，該公螺栓與形成於轉子筒9内周面之母螺栓 螺检結合’藉由轉子8之旋#，如後述將不旋轉地於軸方 向滑動 此時， 该滑塊16係透過輛承17對於可動滑輪3可旋轉。 為月鬼16之滑動面之被撥動部件（轉子筒9)’於 -29- 200301806
(25) 滑塊1 6將可動滑輪移動之際，軸雖旋轉但於軸方向不移動 。亦即，轉子筒9係於轴方向固定之旋轉部件。 該軸承1 7係與滑塊1 6及可動滑輪3雙方結合，使兩者可 相互旋轉，並且於軸方向一體移動地連結者。亦即，可動 滑輪3與滑塊1 6係透過轴承1 7構成一體部件。 於引擎輸出軸1，轴環1 8藉由鋸齒結合等一體旋轉地安 裝。於該軸環1 8上，與可動滑輪3 —體結合之轴襯1 9，係 與軸環1 8及引擎輸出軸1可一體旋轉地安裝。軸襯1 9係與 可動滑輪3同時，可沿軸環1 8於軸方向移動。於軸襯1 9之 兩端設置油封2 0。 軸環1 8與軸襯1 9係例如無圖示之銷設置於一方，另一 方設置該銷於軸方向可滑動地嵌入軸方向之長孔，透過該 銷及長孔相互於旋轉方向固定連結。藉此，可動滑輪3與 轴襯1 9與軸環1 8，與引擎輸出軸1之旋轉以同相位而一體 地旋轉。 作為可動滑輪3之滑動導引部件之軸環1 8，其前端（圖之 左側端部）與固定滑輪2之根部抵接，後端透過環形部件2 1 與引擎輸出軸1 一體旋轉之輸出轴軸套2 2抵接。藉此，軸 環1 8係在於引擎輸出軸1之軸方向固定保持之狀態下，與 引擎輸出軸1同時旋轉。於輸出軸軸套22上固定傳動鏈用 之鏈輪（無圖示）。2 3係油孔。 可動滑輪3其根部之滑動圓筒部3 a，透過於其内面一體 固定之軸襯1 9，沿軸環1 8於軸方向滑動。該可動滑輪3之 滑動圓筒部3 a係於圖1之由固定滑輪2距離最遠之位置，與 -30- 200301806
圖2之固定滑輪2距離最近之位置間之範圍，沿軸環18於軸 方向滑動。亦即可動滑輪3之滑動部份（滑動圓筒部3。軸 方向之滑動區域，係其前端之最進位置P1(圖2)與其 後端之最大後退位置！>2(圖丨）間之範圍。 將此就使可動滑輪3於軸方向導引之軸環1 8 (於軸方向 固定之部件）來看時，該範圍係於作為軸方向固定部件之 轴環1 8(申請專利範圍第丨丨項所稱之滑動部件）上，撥動可 動滑輪部份（被滑動部份）之範圍。 關於如此可動滑輪3之滑動動作，滑動之可動部件（可動 滑輪3本身）撥動區域係p丨、p2間之範圍，對應於此，在相 當於軸環1 8之軸方向固定側之滑動部件形成撥動區域（被 滑動部份）。 該情形下，就可動滑輪3與一體之滑塊1 6(軸方向可動部 件）之移動範圍來看時，係表示於_ 2之滑塊1 6最為前進時 之滑塊1 6前端位置P3，與表示於_ 1之滑塊丨6最為後退時 之滑塊1 6後端位置P4間之區域。 將此就與滑塊1 6螺合，並於軸方向移動之轉子筒9 (軸方 向固定部件）來看時，該區域係將滑塊1 6(申請專利範圍第 11項所稱之移動部件）於軸方向務動之旋轉部件，亦即於 轴方向固疋之轉子筒9(申請專利範圍第11項所稱之被撥 動部件）中，形成撥動滑塊16之内嫘栓部份之範圍。 關於如此滑動驅動可動滑輪3 !滑塊1 6之滑動動作’可 動部件（滑塊1 6本身）之撥動區域係P 3、P 4間之範圍，對應 於此之軸方向固定部件（轉子筒9)之撥動區域（被滑動區 -31- 200301806
(27) 域），係轉子筒9之内螺栓形成部之範圍。 關於該種可動滑輪之滑動動作，就可動部件類（可動滑 輪3與滑塊1 6)之撥動範圍及固定部件類（軸環1 8與轉子筒 9)之撥動範圍分別比較來看。滑動之可動部件類中，可動 滑輪3之撥動區域（PI、P2間範圍）係與滑塊16之撥動區域 (P 3、P4間範圍）於軸方向重合。此外就固定部件類來看時 ，軸環1 8之被滑動部份之範圍與轉子筒9之内螺栓長度之 範圍係於軸方向重合。 如此，關於可動滑輪3與滑塊1 6之軸方向之滑動區域， 藉由滑動之可動部件類具有部份（或全體）之重合區域，於 軸方向靜止之固定部件類具有部份（或全體）之重合區域 ，可將轴方向之長度緻密地短縮。 於該重合區域（P2、P3間之區域或轉子筒9前端與軸環 1 8後端間之區域）内配置步進馬達6之主要部（軸方向長度 之全部或一部份）。藉此可得緻細配置。 本實施形態中，於轉子筒9之内周面形成内螺栓，與此 螺合之外螺栓1 6 b形成於滑塊1 6之外周面。該外螺栓1 6 b 係如圖2所示，於滑塊1 6最為前進時，形成於與轉子筒9 之内螺栓螺合之部份。藉此前側之滑塊1 6之截面形狀係如 後述，構成圓形以外之相異形狀之旋轉制止部1 6 c。 如此，藉由僅於滑塊1 6之外面與轉子筒9螺栓螺合，於 將可動滑輪滑動驅動之部件之内外撥動面不形成螺栓及 栓槽，而可將可動滑輪滑動驅動，故構成將簡單且因加工 容易而提高零件精度，可提升驅動控制之信賴性。此外， -32- 200301806
(28) 撥動阻抗變小而減輕馬達負荷並減少電力消耗，因低輸出 而可使用小型馬達。 此夕卜，因軸承1 7係使可動滑輪3與滑動驅動手段（滑塊1 6) 可相互旋轉地連結，故可動滑輪3與滑塊1 6透過軸承1 7實 質上變為一體構成，且軸方向之動作係來回（可動滑輪3 之前進方向及後退方向）同時一體進行。藉此，可以高精 度進行可動滑輪之位置決定控制，確實保持必要之變速比
位置。 滑動驅動手段（滑塊16)係後端部側與轉子筒9螺栓螺合 ，前端部側透過軸承1 7與可動滑輪為一體，故可抑制滑塊 1 6之振動。 因滑塊不旋轉並於軸方向滑動，即使滑動至終端並與 箱體等之壁面抵接亦無自身攻牙作用，不會產生因發生螺 旋咬入之鎖緊作用而無法回復等不良現象。
上述實施形態中，轉子筒9與滑塊1 6雖由形成於滑塊1 6 外周面之外螺栓6b與轉子筒9之内螺栓螺合，而相互螺栓 螺合之構造，惟使用滾珠螺栓作為該螺栓構造亦可。藉由 使用滾珠螺栓，可進一步減少摩擦阻抗，轉子筒9之旋轉 力於滑動動作方向變換而傳達至滑塊1 6時之摩擦阻抗將 變為極小，以小電力可圓滑地達成位置決定動作，可謀求 馬達之小型化或省電力化。 取代該種螺栓螺合，藉由銷嵌合將轉子筒9與滑塊1 6相 互連結亦可。該銷嵌合係於轉子筒9與滑塊1 6中一方形成 螺旋狀之溝，於另一方形成嵌入該構並可沿溝滑動之銷 200301806
(29) (突起），藉由轉子筒9之旋轉，透過該銷與溝使滑塊1 6直 線動作。 圖5係表示該種銷嵌合之例。如圖所示，於轉子筒9之 内面之前端部側（靠近軸承1 7之側）設置銷8 1。嵌入該銷8 1 之螺旋狀之溝8 2係形成於滑塊1 6外周面。該溝8 2係形成至 轉子筒9内面之後端部側（靠近箱體1 0之側）之滑塊1 6端部 。滑塊1 6因被旋轉制止，當轉子筒9旋轉時，透過嵌入溝 8 2内之銷8 1，滑塊1 6將直線動作。藉此，以轉子筒9之旋 轉力可使滑塊1 6滑動。其他之構成及作用效果與上述實施 形態相同。 藉由轉子筒9之旋轉作為使滑塊1 6直線動作之手段，雖 例示螺栓螺合或銷嵌合，惟並非限定於此，於轉子筒9或 滑塊1 6之一方形成螺旋狀凹部，於另一方形成對應該凹部 之凸部，如係相互接合之撥動構造，任何手段均可。該情 形下，凸部設置於轉子筒或滑塊之移動範圍全體亦可，或 即使一部份亦可。如上述實施形態係銷狀亦可，或具有某 種程度長度之突起亦可。 步進馬達6係配設於由引擎輸出軸1之軸方向所視，可 動滑輪3外徑之軸方向投影面内。藉此，可得到緻密之構 成。 於可動滑輪3之背面形成翅片24。藉由該翅片24可對於 步進馬達6效率較佳地送入冷卻風。 藉由步進馬達6之正反旋轉驅動，可動滑輪3透過滑塊 16，一面與引擎輸出轴1同時旋轉，一面於由距圖示之固 -34- 200301806
(30) 定滑輪2之最大遠離位置（最大減速比位置），至如箭頭A 以單點虛線所示之最高速側變速位置為止前進及後退。 圖2係表示藉由滑塊1 6使可動滑輪3最大送出之狀態。 藉由步進馬達6之轉子筒9旋轉，將與其螺栓結合之同 軸之滑塊1 6壓出，使可動滑輪3往固定滑輪2側靠近。藉此 ，將V形皮帶5壓上至最大徑位置。
可動滑輪3係透過V形皮帶5，承受由驅動輪側（第二滑 輪側）經常對應扭矩變動之後退方向之推力。藉由步進馬 達6之反方向旋轉驅動，滑塊1 6後退時可動滑輪3亦後退。 該情形下如前述，可動滑輪3與滑塊1 6係一體，於軸方 向一體滑動，故藉由滑塊1 6之位置控制，可將可動滑輪3 確實地滑動並控制位置。
滑塊1 6係不於箱體1 0發生咬入鎖緊作用地，不使滑塊 1 6旋轉。藉此旋轉制止部1 6 c之截面形狀設為圓形以外之 相異形狀。該滑塊1 6將步進馬達6之箱體1 0之保護蓋1 1插 通部份（旋轉制止部16c)之截面形狀，如圖4(A)所示，將 對向之圓弧平行切去之扳緊器形狀，或如同圖（B)、（C) 所示，設為六角形或正方形或其他之多角形。對應於此將 固定之保護蓋1 1之插通孔形狀，預先形成與滑塊1 6相同之 形狀。藉此，滑塊1 6無軸旋轉之旋轉，於軸方向滑動。此 外，藉由於與保護蓋Π之間打入鎖或楔子可謀求旋轉之防 止。亦即，旋轉制止部1 6 c與對應於此之保護蓋1 1之插入 孔形狀相互係圓形時，雖因無阻礙旋轉之突起或角而自由 旋轉，惟藉由相異形狀或藉由打入鎖或楔子可制止旋轉。 -35 - 200301806
(31) 該旋轉制止部1 6 c之外徑係較螺栓部1 6 b之外徑為小， 對應於此將保護蓋1 1之插通孔縮小亦可。 於滑塊1 6之後端部（圖1、2之右側），突出形成構成制動 器之碰接部1 6 a。該碰接部1 6 a係碰接箱體1 0之制動器承受 部1 0 a，使滑塊1 6之後退滑動動作停止。抵接該碰接部1 6 a 之制動器承受‘部1 〇a，係構成作為後述之位置決定控制之 基準位置之控制原點。
步進馬達6可使用該本身已習知之PM型、VR型、或HB 型步進馬達，以輸入脈衝訊號而每當電磁狀態變化僅旋轉 一定角度（步進），如電磁狀態無變化時，於一定位置保持 靜止狀態。 藉由使用該種步進馬達之特性而控制旋轉軸上滑輪之 滑動位置，於控制時藉由首先決定原點，可以馬達之步進 數嚴密控制以後之滑輪滑動量。
圖3係關於本發明無段變速機控制方法之流程圖。各步 驟之動作係如下。 步驟S 1 :自動變速控制之控制器（例如汽車引擎之E C U 等）電源變為開，開始自動變速控制。 步驟S 2 :進行各種初始設定。例如進行控制器内部記 憶體或變數之初始化、輸出入埠、定時器等之設定，顯示 部之LED檢查、及油門開度位置異常判定等。 步驟S 3 :驅動步進馬達6並使滑塊1 6後退（於箱體1 0之方 向移動），將可動滑輪3於往固定滑輪2遠離之方向（控制原 點側）滑動。此時，控制器内於移動中經常計測往步進馬 -36- 200301806
達6之驅動電流。 步驟S4 :判別滑塊16之碰接部16a碰接箱體10之制動器 承受1 0 a而移動停止時有無電流變化。無電流變化時繼續 後退移動。與原點（制動器承受l〇a)抵接而測出電流變化 時，進入其次之步驟S 5。 步驟S 5 :停止步進馬達之驅動電流，使可動滑輪3停止 。將該停止位置之步進馬達6之位置，設定作為控制原點。 步驟S 6 :以設定之控制原點作為基準，藉由必要之脈 衝輸入控制轉子之旋轉角度，透過滑塊1 6進行可動滑輪3 之位置控制。藉此，基於對應脈衝數之步進可高精度控制 由原點起之可動滑輪位置。該情形下，對應運轉狀態而得 到特定之變速比地，於第一滑輪及第二滑輪分別設置旋轉 數感應器，測出旋轉數並經常變為適當之變速化地反饋控 制為佳。
此外，邊進行變速控制邊行進中，第一滑輪之可動滑 輪係藉由驅動輪之扭矩變動，於原點位置方向承受壓回方 向推力。為即使承受該推力而滑輪位置亦無變化，必須產 生抗衡該推力之扭矩。因此，過去構造中必須於可動滑輪 與馬達輸出軸間設置遊星機構之複雜減速機構，或於馬達 常時通電以發生較大扭矩。本發明中，因使用步進馬達， 藉由利用步進保置保持力，將不需要使機構複雜化或於馬 達常時通電（或馬達規格之1/10以下程度之微電力即可） ，可極力抑制使用電力。 如此於行進中使第一滑輪保持於一定位置，並使減速 -37- 200301806
(33) 比保持一定之情形下，有起動加速後之一定速度行進之情 形及手動變速模式駕駛之情形等。手動變速模式駕駛係於 無階段變速機構中電子控制滑輪位置，並將於變速域之最 大值至最小值之間預先作為目標之變速值，任意設定兩個 以上。於駕駛者手邊配置上檔/落檔之手邊操作按鈕，藉 由使用該按鈕操作於行進中，駕驶者可任意變更前述設定 變速比。藉此，可將無段變速機以有段之手動換檔式操作。
本發明於該等情形下，藉由步進馬達之位置保持力將 第一滑輪保持於一定位置。 本發明並不限定於上述本實施例，以制動器構造之位 置作為轉子與滑塊之接合旋轉端，設定可動滑輪與固定滑 輪之最小遠離位置，或任意之位置亦可。特別於最小遠離 位置設定制動？§構造時’因不需要關於滑輪移動之力’即 使引擎停止亦可移動滑塊。
作為最佳之實施例係本實施例，其係使可動滑輪3於距 固定滑輪2之最大遠離位置，設置構成可動滑輪3或滑動驅 動手段碰接之制動器構造之控制原點者。 【發明之效果】 如以上之說明，於本發明中，藉由將步進馬達設置於 例如與第一滑輪之可動滑輪同軸上，使該可動滑輪於軸方 向直接滑動驅動，可將構成零件簡略化並得到緻密之構造 ，同時可由步進馬達之電流變化決定基準位置，並基於該 基準位置可脈衝控制可動滑輪之位置，以不使用軸方向之 位置測出感應器之簡單構成可進行高精度之驅動控制。此 -38- 200301806
(34) 外，藉由步進馬達之位置保持力，不大量消耗電力而可將 可動滑輪確實保持於一定位置。 此外，藉由使馬達及滑動驅動手段設為與應變速控制 之旋轉軸同轴，且位於其外周之構成，可縮短軸方向之長 度並得到緻密之構成。此外，因滑動驅動手段透過螺栓直 接與轉子筒結合，可不透過傳達齒輪機構等傳達動力，故 可謀求省空間化，同時承受馬達之旋轉力時，因較例如栓 槽結合之軸方向傳送摩擦阻抗為極小，故可降低馬達負荷。 依據滑動驅動手段係具備對於馬達之箱體旋轉制止手 段之構成，滑動驅動手段無繞軸旋轉而於軸方向滑動。因 此，例如發生電氣異常而使得馬達進行無謂之旋轉，並使 滑動驅動手段於箱體之壁等抵接時，將無於壁内旋入鎖緊 ，可容易復原並維持圓滑之動作。 藉由將由馬達側把動力傳達至滑動驅動手段之螺栓， 形成於滑動驅動手段之外周面之構成，因可得大旋轉半徑 而增大軸扭矩，故可縮小馬達之尺寸，且降低電力之消耗 。此外因係外螺栓，可容易進行螺栓加工，可確保必要之 精度而形成小螺距之外螺栓。 此外，與以引擎輸出而驅動之旋轉軸同時旋轉之可動 滑輪，藉由於其背面設置翅片，可直接於引擎輸出之下藉 由可#滑輪之翅片往引擎側送風，可效率較佳地冷卻引擎。 滑動驅動手段係依據透過轴承而可對於前述可動滑輪 旋轉，並於軸方向一體動作地連結之構成，因軸承使可動 滑輪與滑動驅動手段相互可旋轉地連結，故可動滑輪與滑 -39- 200301806
(35) 動驅動手段透過軸承實質上係一體構成，軸方向之動作於 來回亦一體進行。藉此，可動3骨輪之位置決定控制以高精 度進行，可確實保持必要之變速比位置。
進一步滑動驅動手段保持於轉子筒之狀態下，該滑動 驅動手段沿轉子筒於軸方向移動之滑動區域；及可動滑輪 安裝於旋轉軸上之狀態下，沿設置於旋轉軸之滑動導引部 件於軸方向滑動時，與滑動導引部件接合之部份於軸方向 移動之滑動區域係重合之構成，藉此不需加大全體之滑動 長度，可於限制空間内加長可動滑輪之滑動距離。藉此， 可加大變速比。 於限制空間内使滑動部份重疊時，可動滑輪之滑動部 份之導引部可加長。因驅動及被動滑動經常一面由扭矩變 動之皮帶承受動力且承受偏荷重並一面旋轉，藉由如此加 長可動滑輪之滑動部份導引部，可抑制滑輪之附著效果。
進一步依據於重合之區域配置馬達主要部，因馬達主 要部係於可動滑輪之滑動區域一部份之重合區域内，配置 全部或一部份，故可謀求省空間化瓦得到敏密之構成。 依據於前述可動滑輪外徑之軸方向投影面内配置前述 馬達之構成，因於可動滑輪外徑之軸方向投影面内配置馬 達，可得到緻密之構成。與前述於可動滑輪之重合區域内 配置之構成配合時，可進一步縮小已簡單化之配置空間。 此外，應用於機車之情形下，藉由上述重合區域，使 連結於馬達之滑動驅動手段之滑動區域，與藉由該滑動驅 動手段可於軸方向移動之可動滑輪之滑動區域重合，可縮 -40- 200301806 (36) 短軸方向之長度。故藉由將該軸方向配置於機車之車寬方 向，可縮短引擎部份之車寬。因此，於曲線行進時可於不 與地面干涉之範圍内加大車體之傾斜角，可採用較大之傾 角。藉此，因緻密化而配置設計之自由度將提高，同時並 提升駕駛操作性。 【圖式之簡要說明】 圖1係關於本發明實施形態之無段變速機之要部構成 圖。 圖2係為說明圖1之無段變速機動作之要部構成圖。 圖3係圖1之無段變速機控制動作之流程圖。 圖4係表示滑塊之旋轉制止手段之形狀例。 圖5係表示轉子筒與滑塊間之銷嵌合構造例之構成說 明圖。 【圖式代表符號說明】 1 馬達輸出軸 2 固定滑輪 3 可動滑輪 3a 滑動圓筒部 4 第一滑輪 5 V形皮帶 6 步進馬達 7 定子 7a 線圈 8 轉子 -41 - (37) (37)
轉子筒 箱體 制動器承受部 保護蓋 螺栓 軸承 曲軸箱 油封 滑塊 接部 外螺栓 旋轉制止部 軸承 軸環 軸襯 油封 環形部件 輸出轴幸由套 油孔 翅片 旋轉子 銷 溝 -42-

Claims (1)

  1. 200301806 拾、申請專利範圍 1. 一種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 ^ 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 - 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者； 其特徵在於前述馬達為步進馬達，且使該步進馬達 及前述滑動驅動手段設置於與前述旋轉軸之同軸上。 2. 如申請專利範圍第1項之無段變速機，其中以無通電或 ® 微電力維持特定之減速比狀態。 3. 如申請專利範圍第1或2項之無段變速機，其中前述可 動滑輪於距前述固定滑輪之最大遠離位置設置控制原 點，其係構成該可動滑輪或前述滑動驅動手段碰接之 制動器構造者。 4. 一種如申請專利範圍第3項之無段變速機之控制方法 ，其特徵在於前述步進馬達通電並使前述可動滑輪於 遠離固定滑輪之方向移動，於該可動滑輪抵接前述控 ® 制原點之時點停止往該步進馬達之通電，以後使該停 止時點之步進馬達位置作為基準位置，驅動控制該步 進馬達。 5. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述馬達係與前述旋轉軸同軸並位於其 200301806
    外周，且其包含：轉子，其係對於該旋轉軸旋轉者、 及轉子筒，其係於前述轉子一體設置者， 前述滑動驅動手段係具有與前述轉子筒螺栓螺合區 域之移動部件， 該移動部件係與前述旋轉轴同軸並位於其外周。 6. 如申請專利範圍第5項之無段變速機，其中前述滑動驅 動手段包含對於前述馬達之箱體之旋轉制止手段。 7. 如申請專利範圍第6項之無段變速機，其中前述旋轉制 止手段係為對於前述馬達之箱體旋轉制止，使與前述 移動部件之前述箱體之撥動部份係相異形狀。 8. 如申請專利範圍第5至7項中任一項之無段變速機，其 中於前述滑動驅動手段之外周面形成與前述轉子筒螺 合之外螺栓。 9. 如申請專利範圍第5至8項中任一項之無段變速機，其 中前述可動滑輪與前述旋轉軸之馬達鄰接地安裝，於 成為該馬達側之可動滑輪之背面側設置翅片。 10. 如申請專利範圍第5至9項中任一項之無段變速機，其 中前述滑動驅動手段係透過軸承而可對於前述可動滑 輪旋轉，且於軸方向一體動作地連結。 11. 一種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪 200301806
    於滑動部件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移 動部件於被撥動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區 域，係全體或部份一致重合之區域， 前述移動部件係包含：與前述被撥動部件螺合之螺 栓部、及對於前述馬達之箱體之前述移動部件之旋轉 制止手段，
    於與前述移動部件外面或内面之一方同一之面，設 置前述螺栓部及前述旋轉制止手段。 12. 如申請專利範圍第1 1項之無段變速機，其中前述旋轉 制止手段係為對於前述馬達之箱體旋轉制止，使與前 述移動部件之前述箱體之撥動部份係相異形狀。 13. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者，
    其特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪 於滑動部件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移 動部件於被撥動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區 域，係全體或部份一致重合之區域， 前述移動部件係包含：螺栓部，其係與前述被撥動 部件螺合者、及旋轉制止手段，其係對於前述馬達之 箱體之前述移動部件者；前述螺栓部係於軸方向中， 設置於與前述旋轉制止手段不同之區域。 14.如申請專利範圍第1 1至1 3項中佯一項之無段變速機， 200301806
    其中使前述馬達之主要部，全部或一部份配置於前述 重合區域。 15. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述馬達係位於與前述旋轉軸之同軸上 或前述旋轉軸之外周，且配置於前述可動滑輪外徑之 軸方向投影面内。 16. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪 於滑動部件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移 動部件於被撥動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區 域，係全體或部份一致重合之區垃， 使前述馬達之主要部，全部或一部份配置於前述重 合區域。 17. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪 200301806
    於滑動部件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移 動部件於被撥動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區 域，係全體或部份一致重合之區域， 前述馬達係位於與前述旋轉韩之同軸延長上或前述 旋轉轴之外周，且配置於前述可動滑輪外徑之軸方向 投影面内。 18. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可if動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述滑動驅動手段係包含：使可動滑輪 於滑動部件上撥動之滑動部件側之撥動區域；及使移 動部件於被撥動部件上撥動之被撥動部件側之撥動區 域，係全體或部份一致重合之區域， 使前述馬達之主要部，全部或一部份配置於前述重 合區域， 前述馬達係位於與前述旋轉軸之同軸延長上或前述 旋轉轴之外周，且配置於前述可動滑輪外徑之軸方向 投影面内。 19. 一種機車，其包含具有前述重合區域之申請專利範圍 第1 1至1 4及1 6至1 8項中任一項之無段變速機。 20. —種無段變速機，其包含： 旋轉軸； 固定滑輪，其係於前述旋轉軸上使轴方向位置固定 200301806
    者； 可動滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之轴方向 可滑動者； 馬達，其係驅動該可動滑輪者； β 及移動部件，其係藉由前述馬達滑動可動滑輪者， 其特徵在於前述可動滑輪背面係對於旋轉軸方向， 於固定滑輪側形成凸部， 於前述可動滑輪與前述馬達之最大遠離位置包令於 · 軸方向重合區域。 21. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 轴上將軸方向位置固定之固定滑輪及於轴方向可滑動 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述馬達係包含步進馬達，前述可動滑 輪於距前述固定滑輪之最大遠離位置設置控制原點， 其係構成該可動滑輪或前述滑動驅動手段碰接之制動 φ 裔構造者。 22. —種無段變速機之控制方法，其包含以下步驟： 通電步驟，其係將自動變速控制之控制器電源打開； 初始設定步驟，其係以前述通電步驟之處理，藉由 ’ 通入之電源進行各種初始設定； · 計測步驟，其係由以前述初始設定步驟之處理所初 始設定之狀態，驅動步進馬達並移動移動部件，且於 控制器内在移動中經常計測往步進馬達之驅動電流； 200301806
    測出步驟，其係測出藉由前述計測步驟之處理，被 計測驅動電流之步進馬達所驅動之移動部件，碰接控 制原點而移動停止時之電流是否變化； 停止步驟，其係以前述測出步驟之處理發現電流變 化時，停止步進馬達之驅動電流並停止可動滑輪； 原點設定步驟，其係以前述停止步驟之處理，於可 動滑輪停止之位置，將步進馬達之位置設定作為控制 原點； 及控制步驟，其係以前述原點設定步驟之處理所設 定之控制原點作為基準，藉由必要之脈衝輸入而控制 轉子之旋轉角度，透過移動部件進行可動滑輪之位置 控制。 23. —種無段變速機，其包含： 通電手段，其係將自動變速控制之控制器電源打開； 初始設定手段，其係藉由前述通電手段所通入之電 源進行各種初始設定； 計測手段，其係由以前述初始設定手段所初始設定 之狀態，驅動步進馬達並移動移動部件，且於控制器 内在移動中經常計測往步進馬達之驅動電流； 測出手段，其係測出藉由前述計測手段，被計測驅 動電流之步進馬達所驅動之移動部件，碰接控制原點 而移動停止時之電流是否變化； 停止手段，其係以前述測出手段發現電流變化時， 停止步進馬達之驅動電流並停止可動滑輪； 200301806
    原點設定手段，其係以前述停止手段，於可動滑輪 停止之位置，將步進馬達之位置設定作為控制原點； 及控制手段，其係以前述原點設定手段所設定之控 . 制原點作為基準，藉由必要之脈衝輸入而控制轉子之 ， 旋轉角度，透過移動部件進行可動滑輪之位置控制。 24. —種無段變速機，其特徵在於包含： 旋轉軸； 固定滑輪，其係於前述旋轉軸上使軸方向位置固定 φ 者； 可動滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之軸方向 可滑動者； 馬達，其係驅動該可動滑輪者； 及移動部件，其係藉由前述馬達於軸方向滑動可動 滑輪者； 其中前述馬達包含：定子，其係驅動旋轉子者；及 旋轉子，其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉 φ 力者； 前述移動部件係與前述旋轉子藉由螺栓螺合或銷嵌 合而接合。 25. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 ’ 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 ‘ 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述馬達包含：定子，其係驅動轉子者 200301806
    :轉子，其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉 力者；及轉子筒，其係與前述轉子一體者； 前述滑動驅動手段係具有與前述轉子筒相互接合區 · 域之移動部件； . 前述轉子筒與前述移動部件係藉由螺栓螺合或銷嵌 合而接合。 26. —種無段變速機，其包含滑動驅動手段，其係於旋轉 軸上將軸方向位置固定之固定滑輪及於軸方向可滑動 φ 之可動滑輪對向安裝，藉由該可動滑輪驅動用馬達及 該馬達之旋轉，使前述可動滑輪於軸方向滑動者， 其特徵在於前述馬達包含：定子，其係驅動轉子者 :轉子，其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉 力者；及轉子筒，其係與前述轉子一體者； 前述滑動驅動手段係具有與前述轉子筒相互接合區 域之移動部件； 前述轉子筒與前述移動部件係藉由滾珠螺栓螺合而 φ 接合。 27. —種無段變速機，其特徵在於包含： 旋轉軸； 固定滑輪，其係於前述旋轉軸上使軸方向位置固定 ~ 者； 可動滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之軸方向 可滑動者； 馬達，其係驅動該可動滑輪者； 200301806
    及移動部件，其係藉由前述馬達之驅動力，於軸方 向滑動前述可動滑輪者； 其中前述馬達包含：定子，其係驅動旋轉子者；及 旋轉子，其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉 力者； 前述移動部件係與前述旋轉子相互接合； 藉由對於軸方向不旋轉下之該馬達旋轉，於軸方向 滑動前述可動滑輪。 φ 28. —種無段變速機，其特徵在於包含： 旋轉軸； 固定滑輪，其係於前述旋轉軸上使軸方向位置固定 者； 可動滑輪，其係於與該固定滑輪對向安裝之軸方向 可滑動者； 馬達，其係驅動該可動滑輪者； 及移動部件，其係藉由前述馬達之驅動力，於軸方 φ 向滑動前述可動滑輪者； 其中前述馬達包含：定子，其係驅動旋轉子者；及 旋轉子，其係將與該定子間所產生之電磁力作為旋轉 力者； μ 於前述移動部件與前述旋轉子之中一方形成螺旋狀 凹部，於另一方形成與該凹部接合之凸部。 29. —種機車，其包含如申請專利範圍第20、21或23至28 項中任一項之無段變速機。 -10-
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