本發(fā)明涉及一種具備內(nèi)燃機和曲柄式無級變速器的動力傳遞裝置。
背景技術:
以往,公知一種四節(jié)連桿機構型的無級變速器,其具備:作為輸入部的凸輪部連結體,其被傳遞來自設于車輛上的發(fā)動機等驅(qū)動源的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn);輸出軸,其與凸輪部連結體的旋轉(zhuǎn)中心軸線平行地配置;多個旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構,它們設于凸輪部連結體;多個擺動部,它們以擺動自如的方式樞轉(zhuǎn)支承于輸出軸;以及連桿,其一個端部具有以旋轉(zhuǎn)自如的方式外嵌于旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構上的輸入側(cè)環(huán)狀部,另一個端部與擺桿的擺動端部連結(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1中,各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構由以下部件構成:圓板狀的凸輪部,其相對于輸入軸的旋轉(zhuǎn)中心軸線偏心地設置;旋轉(zhuǎn)部,其以旋轉(zhuǎn)自如的方式偏心地設于該凸輪部;以及小齒輪軸,其在軸向上一體地具備多個小齒輪。此外,在擺動部與輸出軸之間設有由單向離合器構成的單向旋轉(zhuǎn)阻止機構。當擺動部欲相對于輸出軸向一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時,單向旋轉(zhuǎn)阻止機構將擺動部固定在輸出軸上,當擺動部欲相對于輸出軸向另一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時,單向旋轉(zhuǎn)阻止機構使擺動部相對于輸出軸空轉(zhuǎn)。
由于各凸輪部的貫通孔相連,凸輪部連結體成為中空,其內(nèi)部被插入有小齒輪軸。插入的小齒輪軸從各凸輪部的切口部露出。在旋轉(zhuǎn)部設有容納凸輪部連結體的容納孔。在旋轉(zhuǎn)部的形成該容納孔的內(nèi)周面形成有內(nèi)齒。
內(nèi)齒與從凸輪部連結體的切口部露出的小齒輪嚙合。若使凸輪部連結體與小齒輪以相同速度旋轉(zhuǎn),則旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)半徑被維持。若使凸輪部連結體與小齒輪的旋轉(zhuǎn)速度不同,則旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)半徑被改變,從而變速比變化。
當使凸輪部連結體旋轉(zhuǎn)而使旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)時,連桿的輸入側(cè)環(huán)狀部進行旋轉(zhuǎn)運動,與連桿的另一個端部連結的擺動部的擺動端部擺動。即,由旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構(凸輪部、旋轉(zhuǎn)部、小齒輪)、連桿以及擺動部構成了曲柄連桿機構(運動轉(zhuǎn)換機構)。由于擺動部通過單向旋轉(zhuǎn)阻止機構設在輸出軸上,因此,僅當擺動部向一側(cè)旋轉(zhuǎn)時將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力(扭矩)傳遞至輸出軸。
各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構的凸輪部的偏心方向被設定為使其各自的相位不同并繞凸輪部連結體的旋轉(zhuǎn)中心軸線一周。因此,利用外嵌于各旋轉(zhuǎn)部上的連桿,各擺動部通過單向旋轉(zhuǎn)阻止機構依次將扭矩傳遞至輸出軸,因此能夠使輸出軸順利地旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開第2013/001859號
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
以往公知一種動力傳遞裝置,其在行駛用驅(qū)動源與變速器之間配置有扭矩變動吸收裝置,以吸收從行駛用驅(qū)動源輸出的扭矩變動。
但是,曲柄式無級變速器與行駛用驅(qū)動源同樣地容易產(chǎn)生扭矩變動,從曲柄式無級變速器輸出的驅(qū)動力可能導致噪音。
鑒于以上的點,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少噪音的動力傳遞裝置。
用于解決課題的手段
[1]為了達到上述目的,本發(fā)明是一種動力傳遞裝置,該動力傳遞裝置具有至少一個變速單元,所述變速單元將借助內(nèi)燃機而旋轉(zhuǎn)的輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸,
所述動力傳遞裝置的特征在于,所述變速單元具備:
輸入側(cè)支點,其距所述輸入軸的軸線的距離可變,并與所述輸入軸一同旋轉(zhuǎn);
反轉(zhuǎn)阻止機構,其設置在所述輸出軸上;
輸出側(cè)支點,其以能夠擺動的方式設置在所述反轉(zhuǎn)阻止機構上;
連桿,其兩端與所述輸入側(cè)支點及所述輸出側(cè)支點連接,并往復運動;以及
變速致動器,其變更所述輸入側(cè)支點與所述輸入軸的軸線之間的距離,
所述動力傳遞裝置還具備輸入變速部,該輸入變速部設置在所述驅(qū)動軸與所述輸入軸之間,能夠?qū)⑺鲵?qū)動源的旋轉(zhuǎn)按規(guī)定的變速比進行變速并傳遞至所述輸入軸,
設所述規(guī)定的變速比為h,所述規(guī)定的變速比h被設定成根據(jù)下式(1)而得的值:
h=(變速單元的數(shù)量)/{(內(nèi)燃機的氣缸數(shù)/內(nèi)燃機的沖程數(shù))×2}…(1)。
根據(jù)本發(fā)明,在基于內(nèi)燃機及無級變速器的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,能夠使無級變速器的輸入軸或內(nèi)燃機每旋轉(zhuǎn)一圈時的各波數(shù)一致,與以往那樣將內(nèi)燃機與無級變速器的不同的兩個波形進行組合的情況相比較,能夠使噪音比以往減小。
[2]而且,本發(fā)明中可以是:所述輸入變速部能夠變更傳遞扭矩的相位,變更傳遞扭矩的相位,使得所述內(nèi)燃機的輸出扭矩的峰值時刻與所述變速單元的負載扭矩的峰值時刻一致。
根據(jù)本發(fā)明,能夠利用無級變速器的波形抵消內(nèi)燃機的波形,因此能夠進一步減小振動。
[3]而且,本發(fā)明中能夠構成為:所述輸入變速部具備行星齒輪機構,該行星齒輪機構具有太陽齒輪、行星架以及齒圈這三個要素,基于所述行星齒輪機構的列線圖,從一側(cè)依次將所述行星齒輪機構的所述三個要素定義為第1要素、第2要素、第3要素,所述第1要素被傳遞所述內(nèi)燃機的驅(qū)動力,所述第2要素與所述輸入軸連接,所述第3要素與相位變更用致動器連接,通過控制所述相位變更用致動器,使所述第3要素旋轉(zhuǎn),從而變更傳遞扭矩的相位,使得所述內(nèi)燃機的輸出扭矩的峰值時刻與所述變速單元的負載扭矩的峰值時刻一致。
根據(jù)本發(fā)明,利用相位變更用致動器,能夠控制內(nèi)燃機的相位。
[4]而且,本發(fā)明中優(yōu)選:在從所述內(nèi)燃機至驅(qū)動輪的動力傳遞路徑中,僅在所述輸出軸的下游側(cè)設置有與單一的固定值對應的減震器。
根據(jù)本發(fā)明,僅在輸出軸的下游側(cè)設置減震器,就能夠吸收內(nèi)燃機及無級變速器的扭矩變動,從而不必在內(nèi)燃機與無級變速器之間設置另外的減震器,能夠?qū)崿F(xiàn)結構的簡化、小型化及輕量化。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的第1實施方式的動力傳遞裝置的無級變速器的剖視圖。
圖2是示出第1實施方式的無級變速器的曲柄連桿機構的說明圖。
圖3A是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1最大時的曲柄連桿機構的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關系的說明圖。
圖3B是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1為小于圖3A的最大的“中”時的曲柄連桿機構的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關系的說明圖。
圖3C是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1為小于圖3B的“中”的“小”時的曲柄連桿機構的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關系的說明圖。
圖3D是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1為“0”時的曲柄連桿機構的凸輪部與旋轉(zhuǎn)部的位置關系的說明圖。
圖4A是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1最大時的擺動部的擺動范圍的說明圖。
圖4B是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1與圖3B同樣為“中”時的擺動部的擺動范圍的說明圖。
圖4C是示出旋轉(zhuǎn)半徑R1與圖3C同樣為“小”時的擺動部的擺動范圍的說明圖。
圖5是示出第1實施方式的動力傳遞裝置的說明圖。
圖6是第1實施方式的行星齒輪機構的列線圖。
圖7是示出第1實施方式的動力傳遞裝置的內(nèi)燃機的輸出扭矩的峰值時刻與無級變速器的負載扭矩的峰值時刻之間的關系的時序圖。
圖8是示出使用第1實施方式的動力傳遞裝置,利用無級變速器的旋轉(zhuǎn)速度變動特性抵消了內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度變動特性的狀態(tài)的說明圖。
圖9是示出使用第1實施方式的動力傳遞裝置使內(nèi)燃機的點火時刻與無級變速器的負載扭矩峰值一致的狀態(tài)的時序圖。
圖10是示出本發(fā)明的第2實施方式的動力傳遞裝置的輸入變速部的說明圖。
圖11是示出比較例的動力傳遞裝置的說明圖。
標號說明
1:無級變速器;
2:輸入軸;
2a:輸入端部;
3:輸出軸;
4:旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構;
5:凸輪盤(凸輪部);
5a:貫穿孔;
5b:切孔;
5c:一體型凸輪部;
6:旋轉(zhuǎn)盤(旋轉(zhuǎn)部);
6a:容納孔;
6b:內(nèi)齒;
8:減速機構;
14:調(diào)節(jié)用驅(qū)動源;
15:連桿;
15a:輸入側(cè)環(huán)狀部;
15b:輸出側(cè)環(huán)狀部;
16:連桿軸承;
17:單向離合器(單向旋轉(zhuǎn)阻止機構);
18:擺桿(擺動部);
18a:擺動端部;
18b:突片;
18c:插入孔;
19:連結銷;
20:曲柄連桿機構;
60:貫穿插入孔;
70:小齒輪;
72:小齒輪軸;
74:小齒輪軸承;
80:變速器殼體;
100:輸入變速部;
112:太陽齒輪(第1要素);
114:齒圈(第3要素);
116:行星架(第2要素);
118:小齒輪;
120:外齒;
130:相位變更用致動器;
130a:相位變更用齒輪;
150:下游減震器;
152:上游減震器(比較例);
172:驅(qū)動齒輪;
174:從動齒輪;
P1:旋轉(zhuǎn)中心軸線;
P2:凸輪盤的中心點;
P3:旋轉(zhuǎn)盤的中心點;
La:旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與中心點P2之間的距離;
Lb:中心點P2與中心點P3之間的距離;
R1:偏心量(旋轉(zhuǎn)半徑);
ECU:控制部;
ENG:內(nèi)燃機。
具體實施方式
參照附圖,說明本發(fā)明的動力傳遞裝置的實施方式。實施方式的動力傳遞裝置具備無級變速器。該無級變速器為裝載在汽車等車輛上的變速器,具備由曲柄連桿機構(四節(jié)連桿機構)構成的運動轉(zhuǎn)換機構,并且該無級變速器是能夠使變速比h(h=輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度/輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度)為無窮大(∞)從而使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度為“0”的曲柄式無級變速器、即所謂的IVT(Infinity Variable Transmission:無限變速器)的一種。
圖1中示出本發(fā)明的動力傳遞裝置的第1實施方式中使用的四節(jié)連桿機構型的無級變速器。參照圖1,無級變速器1具備:輸入軸2,其接受來自內(nèi)燃機的驅(qū)動力,由此以旋轉(zhuǎn)中心軸線P1為中心旋轉(zhuǎn);輸出軸3,其被配置成與旋轉(zhuǎn)中心軸線P1平行,且經(jīng)由差速器(省略圖示)將旋轉(zhuǎn)動力傳遞至車輛的驅(qū)動輪;以及6個旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4,它們設置在旋轉(zhuǎn)中心軸線P1上。并且,也可以設置傳動軸來代替差速器。
如圖2所示,各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4具備作為凸輪部的凸輪盤5和作為旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)盤6。凸輪盤5為圓盤狀,凸輪盤5從旋轉(zhuǎn)中心軸線P1偏心,并且,凸輪盤5以對1個旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4來說為2個1組的方式設置于各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4。另外,在凸輪盤5上設置有沿旋轉(zhuǎn)中心軸線P1的方向貫穿的貫穿孔5a。此外,在凸輪盤5上設置有切孔5b,該切孔5b向相對于旋轉(zhuǎn)中心軸線P1偏心的方向開口,并且使凸輪盤5的外周面和構成貫穿孔5a的內(nèi)周面連通。
每1組凸輪盤5分別使相位相差60度,由6組凸輪盤5配置成繞旋轉(zhuǎn)中心軸線P1的周向一圈。
凸輪盤5與相鄰的旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4的凸輪盤5一體地形成從而構成一體型凸輪部5c。該一體型凸輪部5c可以通過一體成型而形成,或者也可以是將2個凸輪部焊接在一起而實現(xiàn)一體化。各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4的2個1組的凸輪盤5彼此通過螺栓(省略圖示)固定。旋轉(zhuǎn)中心軸線P1上位于最靠近行駛用驅(qū)動源側(cè)的位置的凸輪盤5與輸入端部2a一體地形成。這樣,由輸入端部2a和凸輪盤5構成了輸入軸2(凸輪軸)。
輸入軸2(凸輪軸)具有貫穿插入孔60,該貫穿插入孔60是通過將凸輪盤5的貫穿孔5a相連而構成的。由此,輸入軸2(凸輪軸)構成為與內(nèi)燃機相反的一側(cè)(圖1中為左側(cè))的一端開口而另一端封閉的中空軸形狀。作為使該凸輪盤5與輸入端部2a形成為一體的方法,可以采用一體成型,另外,也可以將凸輪盤5和輸入端部2a焊接在一起而實現(xiàn)一體化。
在圓盤狀的旋轉(zhuǎn)盤6上設有以偏心的狀態(tài)容納凸輪盤5的容納孔6a。換言之,圓盤狀的旋轉(zhuǎn)盤6在偏心的狀態(tài)下以旋轉(zhuǎn)自如的方式外嵌在每1組凸輪盤5上。
如圖2所示,設凸輪盤5的中心點為P2,設旋轉(zhuǎn)盤6的中心點為P3,旋轉(zhuǎn)盤6以使得旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與中心點P2之間的距離La等于中心點P2與中心點P3之間的距離Lb的方式相對于凸輪盤5偏心。
在旋轉(zhuǎn)盤6的容納孔6a中設有位于1組凸輪盤5之間的內(nèi)齒6b。
位于與旋轉(zhuǎn)中心軸線P1同心且與旋轉(zhuǎn)盤6的內(nèi)齒6b對應的位置的小齒輪70以與輸入軸2相對旋轉(zhuǎn)自如的方式配置在輸入軸2的貫穿插入孔60中。小齒輪70與小齒輪軸72形成為一體。另外,小齒輪70還可以與小齒輪軸72分體地構成,并通過花鍵結合使小齒輪70與小齒輪軸72連結。在本實施方式中,在僅僅稱為小齒輪70時定義為包括小齒輪軸72。
在凸輪盤5上設置有切孔5b,該切孔5b位于偏心方向,并且使貫穿孔5a和凸輪盤5的外周面連通。
小齒輪70從切孔5b露出,小齒輪70通過切孔5b與內(nèi)齒6b嚙合。在小齒輪軸72上配置有小齒輪軸承74,該小齒輪軸承74位于相鄰的小齒輪70之間。小齒輪軸72借助該小齒輪軸承74支承輸入軸2。減速機構8與小齒輪軸72連接。調(diào)節(jié)用驅(qū)動源14的驅(qū)動力經(jīng)由減速機構8被傳遞至小齒輪70。
如圖2所示,旋轉(zhuǎn)盤6以距離La與距離Lb相等的方式相對于凸輪盤5偏心,因此還能夠使旋轉(zhuǎn)盤6的中心點P3位于與旋轉(zhuǎn)中心軸線P1相同的軸線上,使旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與中心點P3之間的距離即偏心量R1為“0”。
無級變速器1具備連桿15,該連桿15在一個端部具有大徑的輸入側(cè)環(huán)狀部15a,在另一個端部具有直徑比輸入側(cè)環(huán)狀部15a的直徑小的輸出側(cè)環(huán)狀部15b。
連桿15的輸入側(cè)環(huán)狀部15a通過由滾子軸承構成的連桿軸承16以旋轉(zhuǎn)自如的方式外嵌于旋轉(zhuǎn)盤6的周緣。另外,連桿軸承16也可以在軸向上并列2個球軸承而以兩個一組構成。在輸出軸3上,通過作為單向旋轉(zhuǎn)阻止機構的單向離合器17,與連桿15對應地設有6個作為擺動部的擺桿18。
作為單向旋轉(zhuǎn)阻止機構的單向離合器17設在擺桿18與輸出軸3之間,當擺桿18欲相對于輸出軸3向一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時,單向離合器17將擺桿18固定在輸出軸3上,當擺桿18欲相對于輸出軸3向另一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時,單向離合器17使擺桿18相對于輸出軸3空轉(zhuǎn)。
擺桿18形成為環(huán)狀,在其下方設有與連桿15的輸出側(cè)環(huán)狀部15b連結的擺動端部18a。在擺動端部18a上設有以在軸向夾住輸出側(cè)環(huán)狀部15b的方式突出的一對突片18b。在一對突片18b上貫穿設置有與輸出側(cè)環(huán)狀部15b的內(nèi)徑對應的插入孔18c。在插入孔18c和輸出側(cè)環(huán)狀部15b中插入有連結銷19。由此,連桿15與擺桿18連結。
在本實施方式中,將擺動端部18a配置在輸出軸3的下方,以使擺桿18的擺動端部18a浸沒在積存于變速器殼體80下方的潤滑油油層中。由此,能夠利用油層潤滑擺動端部18a,同時利用擺桿18的擺動運動,揚起油層的潤滑油,從而能夠潤滑無級變速器1的其它零件。
另外,在實施方式的說明中,變速比定義為輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度/輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度。
圖3A至3D表示使作為旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4的旋轉(zhuǎn)盤6的旋轉(zhuǎn)半徑的偏心量R1變化的狀態(tài)的小齒輪軸72與旋轉(zhuǎn)盤6之間的位置關系。圖3A表示使偏心量R1為“最大”的狀態(tài),小齒輪軸72和旋轉(zhuǎn)盤6位于使旋轉(zhuǎn)中心軸線P1、凸輪盤5的中心點P2以及旋轉(zhuǎn)盤6的中心點P3排列成一條直線的位置。此時的變速比h成為最小。
圖3B表示使偏心量R1為比圖3A小的“中”的狀態(tài),圖3C表示使偏心量R1為比圖3B更小的“小”的狀態(tài)。在圖3B中,變速比h為比圖3A的變速比h大的“中”,在圖3C中,變速比h為比圖3B的變速比h大的“大”。
圖3D表示使偏心量R1為“0”的狀態(tài),旋轉(zhuǎn)中心軸線P1與旋轉(zhuǎn)盤6的中心點P3位于同心的位置。此時的變速比h成為無窮大(∞)。第1實施方式的無級變速器1利用旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4改變偏心量R1,由此,能夠自由調(diào)節(jié)輸入軸2側(cè)的旋轉(zhuǎn)運動的半徑。
圖4A至4C表示使旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4的偏心量R1(旋轉(zhuǎn)半徑)變化的情況下的擺桿18的擺動范圍的變化。圖4A表示偏心量R1為最大時的擺桿18的擺動范圍,圖4B表示偏心量R1為中時的擺桿18的擺動范圍,圖4C表示偏心量R1為小時的擺桿18的擺動范圍。根據(jù)圖4A至4C可知,隨著偏心量R1變小,擺動范圍變窄。并且,當偏心量R1為“0”時,擺桿18不再擺動。
在本實施方式中,由旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4、連桿15以及擺桿18構成了曲柄連桿機構20(運動轉(zhuǎn)換機構)。而且,通過曲柄連桿機構20將輸入軸2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為擺桿18的擺動運動。本實施方式的無級變速器1具備合計6個曲柄連桿機構20。
當偏心量R1不為“0”時,若使輸入軸2旋轉(zhuǎn),并且使小齒輪軸72以與輸入軸2相同的速度旋轉(zhuǎn),則各連桿15每60度地改變相位,同時基于偏心量R1在輸入軸2與輸出軸3之間交替地反復向輸出軸3側(cè)推出或向輸入軸2側(cè)拉回而進行擺動。
連桿15的輸出側(cè)環(huán)狀部15b與通過單向離合器17而設于輸出軸3上的擺桿18連結,因此,若擺桿18被連桿15推拉而擺動,則僅當擺桿18向推出方向側(cè)或拉回方向側(cè)中的任意一側(cè)以輸出軸3的旋轉(zhuǎn)速度以上的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)時,驅(qū)動力才被傳遞至輸出軸3。
反之,當擺桿18向另一側(cè)旋轉(zhuǎn)時,擺桿18的擺動運動的力不會傳遞至輸出軸3,擺桿18空轉(zhuǎn)。此外,即使擺桿18向一側(cè)旋轉(zhuǎn),在擺桿18向一側(cè)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度為輸出軸3向一側(cè)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度以下的情況下,驅(qū)動力也不會從擺桿18傳遞至輸出軸3。由于將各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4配置成分別相差60度相位,因此,輸出軸3依次通過各旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4而旋轉(zhuǎn)。
另外,本實施方式的無級變速器1具備控制調(diào)節(jié)用驅(qū)動源14的控制部ECU(省略圖示)??刂撇縀CU是由CPU、存儲器等構成的電子單元,利用CPU執(zhí)行存儲在存儲器中的控制程序,由此,控制調(diào)節(jié)用驅(qū)動源14,發(fā)揮調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)機構4的偏心量R1的功能。
在輸入軸2的旋轉(zhuǎn)速度與小齒輪軸72的旋轉(zhuǎn)速度相同的情況下,旋轉(zhuǎn)盤6與凸輪盤5一體地旋轉(zhuǎn)。在輸入軸2的旋轉(zhuǎn)速度與小齒輪軸72的旋轉(zhuǎn)速度存在差異的情況下,旋轉(zhuǎn)盤6以凸輪盤5的中心點P2為中心沿凸輪盤5的周緣旋轉(zhuǎn)。
如圖5所示,在內(nèi)燃機ENG與輸入軸2之間設有輸入變速部100。輸入變速部100具備單小齒輪型的行星齒輪機構,該行星齒輪機構具有太陽齒輪112、齒圈114以及行星架116這三個要素。輸入變速部100具備:太陽齒輪112,其與輸入軸2配置在同一軸線上并能夠自由旋轉(zhuǎn);能夠自由旋轉(zhuǎn)的齒圈114;小齒輪118,其與太陽齒輪112及齒圈114嚙合;以及行星架116,其將小齒輪118樞轉(zhuǎn)支承為能夠自由旋轉(zhuǎn),并且自身也能夠自由旋轉(zhuǎn)。
太陽齒輪112被傳遞來自內(nèi)燃機ENG的驅(qū)動力。行星架116與輸入軸2連接。在齒圈114的外周設有外齒120。輸入變速部100具備與外齒120嚙合的相位變更用齒輪130a。相位變更用齒輪130a借助由電動機構成的相位變更用致動器130而旋轉(zhuǎn)。即,齒圈114通過外齒120及相位變更用齒輪130a與相位變更用致動器130連接。
圖6中示出構成輸入變速部100的行星齒輪機構的列線圖。橫線的“1”表示按與輸入軸相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),“0”表示未旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),“-1”表示沿與輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向按同一速度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。列線圖中,太陽齒輪112、行星架116、齒圈114這三個要素被配置成存在與行星齒輪機構的齒輪比(h-1)對應的間隔。由此,能夠用直線表示太陽齒輪112、行星架116、齒圈114這三個要素的各旋轉(zhuǎn)速度之比。
根據(jù)能夠用直線表示太陽齒輪112、行星架116、齒圈114的各旋轉(zhuǎn)速度之比的列線圖,從一側(cè)依次定義為第1要素、第2要素、第3要素,則本實施方式中,太陽齒輪112為第1要素,行星架116為第2要素,齒圈114為第3要素。
輸入變速部100的齒輪比(h-1)在本實施方式中是齒圈114的齒數(shù)除以太陽齒輪112的齒數(shù)而得的值。
輸入變速部100的齒輪比(h-1)中的“h”表示輸入變速部100的變速比。變速比h被設定成根據(jù)下式(1)而得的值。
h=(曲柄連桿機構20的數(shù)量)/{(內(nèi)燃機的氣缸數(shù)/內(nèi)燃機的沖程數(shù))×2}…(1)。
在本實施方式的內(nèi)燃機ENG為四氣缸的四沖程發(fā)動機的情況下,作為變速單元的曲柄連桿機構20的數(shù)量為6個,因此變速比為h=6/{(4/4)×2}=3。
并且,利用相位變更用致動器130進行控制,使得齒圈114不旋轉(zhuǎn),由此太陽齒輪112的旋轉(zhuǎn)速度基于輸入變速部100的齒輪比(h-1)減速為圖6所示的三分之一,并從行星架116傳遞至輸入軸2。
并且,在基于內(nèi)燃機ENG及無級變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,無級變速器1的輸入軸2或內(nèi)燃機ENG每旋轉(zhuǎn)一圈時的各波數(shù)一致。
根據(jù)本實施方式的動力傳遞裝置,在基于內(nèi)燃機ENG及無級變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,能夠使無級變速器1的輸入軸2或內(nèi)燃機ENG每旋轉(zhuǎn)一圈時的各波數(shù)一致,因此與以往那樣將內(nèi)燃機ENG與無級變速器1的不同的兩個波形進行組合的情況相比較,能夠使噪音比以往減小。
另外,在圖5中,單點劃線的曲線圖是表示內(nèi)燃機ENG的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性的波形,雙點劃線的曲線圖是表示無級變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性的波形,實線的曲線圖是合成的波形。
此外,本實施方式中,利用相位變更用致動器130,能夠調(diào)整內(nèi)燃機ENG與無級變速器1之間的相位偏移。例如,如果將來自相位變更用致動器130的輸出扭矩設定為“0”,則如圖6中虛線所示,輸入變速部100的齒圈114空轉(zhuǎn),因此內(nèi)燃機ENG的波形的相位相對于無級變速器1的波形的相位漸漸偏移。
此外,如圖6中實線所示,如果控制相位變更用致動器130的輸出扭矩,使得齒圈114不旋轉(zhuǎn),則內(nèi)燃機ENG的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)輸入變速部100的齒輪比(h-1)減速為“1/h”,從行星架116輸出,并且內(nèi)燃機ENG的波形的相位和無級變速器1的波形的相位被固定。
因此,如圖7的上方兩個曲線圖所示,即使在內(nèi)燃機ENG的輸出扭矩的峰值的相位與無級變速器1的負載扭矩(傳遞至輸出軸3的扭矩)為最大(圖7的曲線圖中在負側(cè)檢測出負載扭矩,因此為最小)時的相位之間產(chǎn)生偏移的情況下,通過控制相位變更用致動器130,如圖7的下方的兩個曲線圖所示,能夠使內(nèi)燃機ENG的輸出扭矩的峰值的相位與無級變速器1的負載扭矩(傳遞至輸出軸3的扭矩)為最大(圖7的曲線圖中在負側(cè)檢測出負載扭矩,因此為最小)時的相位一致。圖7的“OWC最大扭力”表示向單向離合器17施加最大扭力的位置。
通過這樣使內(nèi)燃機ENG的輸出扭矩峰值與無級變速器1的負載扭矩峰值一致,能夠利用設在從無級變速器1輸出的動力的傳遞路徑上的下游減震器150,高效地吸收扭矩變動。
此外,如圖8所示,利用相位變更用致動器130控制相位,使得內(nèi)燃機ENG的旋轉(zhuǎn)速度的波形與無級變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的波形彼此抵消,由此能夠抑制從無級變速器1輸出的扭矩變動。并且,如果能夠抑制到可以忽略扭矩變動的程度,則也可以省略比無級變速器1靠下游的下游減震器150。
此外,如圖9所示,可以使內(nèi)燃機ENG的點火時刻與無級變速器1的負載扭矩峰值(曲線圖中在負側(cè)檢測出負載扭矩,因此峰值為最小)一致。根據(jù)該結構,在內(nèi)燃機ENG點火時控制相位變更用致動器130,使得成為無級變速器1的負載扭矩峰值即可,因此與求出內(nèi)燃機ENG的輸出扭矩的峰值而控制相位的情況相比,容易控制。
另外,本實施方式中,對通過行星齒輪機構的齒輪比(h-1)來設定輸入變速部100的變速比h進行了說明。但是,本發(fā)明的輸入變速部的變速比h的設定方法不限于此。例如,也可以與行星齒輪機構的齒輪比無關地,通過由電動機構成的相位變更用致動器130調(diào)節(jié)齒圈114的旋轉(zhuǎn)速度,使得從行星架116輸出的旋轉(zhuǎn)速度為變速比h時的旋轉(zhuǎn)速度。
此外,可以有別于行星齒輪機構而另行設置齒輪比被設定為變速比h的齒輪系,將由電動機構成的相位變更用致動器130的旋轉(zhuǎn)速度控制為與內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度相同,使得在行星齒輪機構中除了相位控制時以外以相等速度輸出。
此外,在本實施方式中,對由電動機構成相位變更用致動器130進行了說明,但本發(fā)明的相位變更用致動器不限于此。例如,可以由制動器(濕式摩擦制動器等)構成相位變更用致動器,該制動器能夠在將齒圈114固定于變速器殼體的固定狀態(tài)(圖6的實線的狀態(tài))和解除該固定的釋放狀態(tài)(圖6的虛線的狀態(tài))之間自由切換。在該情況下,在使內(nèi)燃機與無級變速器的相位一致時,將制動器設為釋放狀態(tài),使齒圈114空轉(zhuǎn),當相位一致時,將制動器設為固定狀態(tài),使齒圈114固定于變速器殼體即可。
此外,本實施方式中,采用設有6個作為變速單元的曲柄連桿機構的無級變速器進行了說明,但本發(fā)明的變速單元的數(shù)量不限于此,至少有1個即可,例如可以是8個。
此外,本實施方式中,對使各曲柄連桿機構的凸輪部的偏心方向從輸入軸的一側(cè)依次以60°間隔偏心進行了說明,但本發(fā)明的多個凸輪部的偏心方向不限于此。例如,可以將6個凸輪部從輸入軸的一側(cè)依次以120°、120°、-60°、120°、120°、或180°、60°、180°、60°、180°的偏心方向的相位間隔進行配置。
此外,本實施方式中,太陽齒輪112作為第1要素、行星架116作為第2要素、齒圈114作為第3要素進行了說明,但本發(fā)明的第1~第3要素不限于此,例如在列線圖中可以從相反側(cè)的齒圈側(cè)依次設為第1~第3要素,將齒圈設為第1要素,行星架設為第2要素,太陽齒輪設為第3要素。在該情況下,在第1實施方式中,替換內(nèi)燃機ENG與相位變更用致動器130的配置即可。
另外,本實施方式中,對采用具有太陽齒輪112、齒圈114以及行星架116這三個要素的單小齒輪型的行星齒輪機構作為輸入變速部100進行了說明,但本發(fā)明的輸入變速部不限于此。例如,可以由雙小齒輪型的行星齒輪機構構成輸入變速部,該雙小齒輪型的行星齒輪機構具備:太陽齒輪,其與輸入軸配置在同一軸線上并能夠自由旋轉(zhuǎn);能夠自由旋轉(zhuǎn)的齒圈;一對小齒輪,它們彼此嚙合,且一個與太陽齒輪嚙合而另一個與齒圈嚙合;以及行星架,其將一對小齒輪118分別樞轉(zhuǎn)支承為能夠自由旋轉(zhuǎn),并且自身也能夠自由旋轉(zhuǎn)。
在該情況下,在列線圖中可以從太陽齒輪側(cè)依次設為第1~第3要素,將太陽齒輪定義為第1要素,齒圈定義為第2要素,行星架定義為第3要素,也可以從行星架側(cè)依次設為第1~第3要素,將行星架設為第1要素,齒圈設為第2要素,太陽齒輪設為第3要素。在太陽齒輪為第1要素、齒圈為第2要素、行星架為第3要素的情況下,將雙小齒輪型的行星齒輪機構的齒輪比設定為與變速比相同的“h”即可。
此外,本實施方式中,采用單向離合器17作為單向旋轉(zhuǎn)阻止機構進行了說明。但是,本發(fā)明的單向旋轉(zhuǎn)阻止機構不限于此。例如,可以由所謂的雙向離合器構成單向旋轉(zhuǎn)阻止機構,該雙向離合器可以自由切換至一個固定狀態(tài)和另一個固定狀態(tài)中的任一狀態(tài),所述一個固定狀態(tài)是當擺桿18相對于輸出軸3欲向一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時將擺桿18固定于輸出軸3,而當擺桿18相對于輸出軸3欲向另一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時使擺桿18相對于輸出軸3空轉(zhuǎn),所述另一個固定狀態(tài)是當擺桿18相對于輸出軸3欲向另一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時將擺桿18固定于輸出軸3,而當擺桿18相對于輸出軸3欲向一側(cè)相對旋轉(zhuǎn)時使擺桿18相對于輸出軸3空轉(zhuǎn)。
[第2實施方式]
參照圖10,說明本發(fā)明的第2實施方式的動力傳遞裝置。第2實施方式的動力傳遞裝置除了輸入變速部100不同以外,構成為與第1實施方式相同。
第2實施方式的輸入變速部100由固定于內(nèi)燃機ENG的旋轉(zhuǎn)軸(曲軸)上的驅(qū)動齒輪172和與驅(qū)動齒輪172嚙合并固定于輸入軸2上的從動齒輪174構成。
根據(jù)第2實施方式的動力傳遞裝置,與第1實施方式同樣地,在基于內(nèi)燃機ENG及無級變速器1的旋轉(zhuǎn)速度的變化特性表示的波形中,能夠使無級變速器1的輸入軸2或內(nèi)燃機ENG每旋轉(zhuǎn)一圈時的各波數(shù)一致,與以往那樣將內(nèi)燃機ENG和無級變速器1的不同的兩個波形進行組合的情況相比較,能夠利用下游減震器150比以往高效地減小扭矩變動。
[比較例]
圖11示出作為未應用本發(fā)明的比較例的動力傳遞裝置。從圖11可知,在內(nèi)燃機ENG與無級變速器1之間設置有一個上游減震器152,并且在無級變速器1的下游設置有另一個下游減震器150。內(nèi)燃機ENG的扭矩變動被上游減震器152衰減,但由于在無級變速器1中產(chǎn)生不同波數(shù)的扭矩變動,因此即使通過配置在無級變速器1的下游的下游減震器150,也會輸出復雜波形的扭矩變動,導致噪音。