无级变速器
阅读：434发布：2020-05-14
专利汇可以提供无级变速器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种无级 变速器 ，其能够高 精度 地控制变速比和传递至 输出轴 的 扭矩 。 无级变速器 (1)具备：距离 传感器 (23)，其用于检测至摆杆(18)的被检测部(18e)的距离(x)，该摆杆(18)以能够旋转的方式轴支承于输出轴(3)；和ECU(24)，其基于距离传感器(23)检测出的值来计算摆杆(18)的 相位 (θ)，并基于该相位(θ)来计算旋转盘(6)的旋转半径。，下面是无级变速器专利的具体信息内容。
1.一种无级变速器，其具备：
输入轴，所述输入轴被传递行驶用驱动源的驱动力；
输出轴，所述输出轴被配置成与所述输入轴的旋转中心轴线平行；
曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构具有旋转半径调节机构、摆杆和连杆，将所述输入轴的旋转运动转换成所述摆杆的摆动运动，其中，所述旋转半径调节机构设置有能够与所述输入轴一体地旋转的旋转部，且能够自由地调节所述旋转部的旋转半径，所述摆杆设置有摆动端部，且摆动自如地轴支承于所述输出轴，所述连杆的一端部旋转自如地与所述旋转半径调节机构的所述旋转部连接，所述连杆的另一端部与所述摆动端部连结；
单向旋转阻止机构，当所述摆杆欲向一侧旋转时，所述单向旋转阻止机构将所述摆杆相对于所述输出轴固定，当所述摆杆欲向另一侧旋转时，所述单向旋转阻止机构使所述摆杆相对于所述输出轴空转；和
变速器壳体，所述变速器壳体将所述输入轴和所述输出轴支承成能够自由旋转，并收纳所述曲柄摇杆机构和所述单向旋转阻止机构，
所述摆杆具有轴支承于所述输出轴的环状部，
通过使所述旋转部的所述旋转半径变化，来使变速比变化，
所述无级变速器的特征在于，
所述无级变速器具备：
相位检测部，所述相位检测部检测所述摆杆的相位；和
控制部，所述控制部基于所述相位检测部检测出的值来计算所述旋转部的旋转半径。
2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于，
在所述摆杆的外周面具备被检测部件，
所述相位检测部具有：距离传感器，所述距离传感器固定于所述变速器壳体，用于检测至所述被检测部件的距离；和相位计算部，所述相位计算部基于所述距离传感器检测出的值来计算所述摆杆的相位，
所述被检测部件的所述距离传感器侧的表面的形状是从所述距离传感器侧的表面至所述距离传感器的距离根据所述摆杆的相位而变化的形状。
3.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于，
在所述摆杆的所述环状部的外周面具备多个安装销，多个所述安装销以向所述环状部的径向外侧延伸的方式设置，
所述被检测部件以能够滑动的方式安装于多个所述安装销。
4.根据权利要求3所述的无级变速器，其特征在于，
所述被检测部件被安装在夹着所述环状部的中心与形成有所述摆动端部的位置相反的位置。
5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的无级变速器，其特征在于，
所述被检测部件的所述距离传感器侧的表面的形状是从所述距离传感器侧的表面至所述距离传感器的距离的变化率相对于摆杆的相位的变化固定的形状。
6.根据权利要求2～5中的任意一项所述的无级变速器，其特征在于，
所述被检测部件朝向所述摆杆的所述环状部的周向延伸，其中心角比所述摆杆的最大摆动范围大。
无级变速器
技术领域
背景技术
[0002] 以往，已知具备下述部分的四节连杆机构型的无级变速器：输入轴，其被传递来自发动机等主驱动源(行驶用驱动源)的驱动力；输出轴，其被配置成与输入轴的旋转中心轴线平行；和多个曲柄摇杆机构(例如，参照专利文献1)。
[0003] 在专利文献1所记载的无级变速器中，曲柄摇杆机构具有：旋转半径调节机构，其设置有能够与输入轴一体地旋转的旋转部，且能够自由地调节该旋转部的旋转半径；摆杆，其设置有摆动端部，且摆动自如地轴支承于输出轴；和连杆，其一个端部旋转自如地与旋转半径调节机构的旋转部连接，其另一个端部与摆杆的摆动端部连结。
[0004] 在摆杆与输出轴之间设有作为单向旋转阻止机构的单向离合器，当摆杆欲以输出轴为中心向一侧旋转时，该单向离合器将摆杆相对于输出轴固定，当摆杆欲向另一侧旋转时，该单向离合器使摆杆相对于输出轴空转。
[0005] 旋转半径调节机构由下述部分构成：圆盘状的凸轮部，其在相对于输入轴偏心的状态下与输入轴一体地旋转；旋转部，其在相对于该凸轮部偏心的状态下旋转自如，连杆旋转自如地外嵌于该旋转部；和小齿轮轴，其在轴向具备多个小齿轮。小齿轮轴借助从副驱动源(调节用驱动源)传递来的驱动力而旋转。
[0006] 另外，旋转半径调节机构除了专利文献1所示的旋转半径调节机构之外，还存在由以下部分构成的旋转半径调节机构：圆盘状的旋转部，其具有相对于中心偏心地贯穿设置的贯穿孔；内齿轮，其安装于旋转部的贯穿孔的内周面；第1小齿轮，其固定于输入轴，并与内齿轮啮合；行星架，其被传递来自副驱动源(调节用驱动源)的驱动力；以及2个第2小齿轮，它们分别被行星架轴支承成能够自由地自转和公转，并与内齿轮啮合。在该情况下，第1小齿轮和2个第2小齿轮被配置成以它们的中心轴线为顶点的三角形为正三角形。
[0007] 在凸轮部形成有贯穿孔，该贯穿孔沿输入轴的旋转中心轴线方向贯穿，并且贯穿设置在相对于凸轮部的中心偏心的位置。此外，在凸轮部，在夹着输入轴的旋转中心轴线与凸轮部的中心相反的一侧的区域形成有切孔，该切孔使凸轮部的外周面与贯穿孔的内周面连通。并且，相邻的凸轮部彼此被螺栓固定而构成凸轮部连结体。
[0008] 凸轮部连结体在其轴向一端连结有输入部，由凸轮部连结体和输入部构成凸轮轴(输入轴)。另外，凸轮轴除了专利文献1所示的结构之外，还存在在中空棒状的输入部的外表面通过花键结合等安装凸轮部或凸轮部连结体而构成的结构。
[0009] 凸轮部连结体通过将各凸轮部的贯穿孔相连而形成为中空，并且在内部插入有小齿轮轴。并且，插入到凸轮部连结体中的小齿轮轴从各凸轮部的切孔中露出。
[0010] 旋转部设有接受凸轮轴的接受孔。在该接受孔的内周面形成有内齿。该内齿与从各凸轮部的切孔(贯穿孔)露出的小齿轮轴啮合。
[0011] 在凸轮轴和小齿轮轴的转速相同的情况下，在相对于凸轮部偏心的状态下旋转自如的旋转部与凸轮部不相对旋转，因此旋转部的中心(输入侧支点)的旋转运动的半径被维持。另一方面，在凸轮轴和小齿轮轴的转速不同的情况下，旋转部与凸轮部相对旋转，输入侧支点的旋转运动的半径被变更，从而变速比变化。
[0012] 在该无级变速器中，当通过使凸轮轴旋转来使旋转部与凸轮部一起旋转时，外嵌于旋转部的连杆的一个端部进行旋转运动，与连杆的另一个端部连结的摆杆摆动。并且，由于摆杆经单向离合器轴支承于输出轴，因此，摆杆仅在向一侧旋转时才将旋转驱动力(扭矩)传递至输出轴。
[0013] 另外，凸轮部被设定成相位各不相同，以多个凸轮部在输入轴的旋转中心轴线的周向上围成一圈。因此，利用外嵌于在各凸轮部设置的旋转部的连杆，各摆杆依次将扭矩传递至输出轴，从而能够使输出轴顺畅地旋转。
[0014] 另外，在该无级变速器中，对输入轴的累计旋转圈数和小齿轮轴的累计旋转圈数进行计数，并利用它们的差来推算旋转半径调节机构的旋转部的旋转半径，并基于该旋转半径对变速比和传递至输出轴的扭矩进行控制。
[0015] 专利文献1：日本特开2012-251608号公报
[0016] 在现有的无级变速器中，根据从作为输入轴侧构成部件的输入轴和小齿轮轴的转速推算出的旋转部的旋转半径，对变速比和传递至输出轴的扭矩进行控制。
[0017] 可是，当连结摆杆与旋转半径调节机构的旋转部、将旋转部的旋转运动转换成摆杆的摆动运动的连杆产生扭转或挠曲时，这样推算出的旋转半径有可能不是对于从输入输出轴之间的转速求出的实际变速比和传递至输出轴的扭矩的控制具有实效的值。
[0018] 其结果是，在现有的无级变速器中，有可能无法高精度地对实际变速比和传递至输出轴的扭矩进行控制。
发明内容
[0019] 本发明是鉴于以上的问题而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地控制实际变速比和传递至输出轴的扭矩的无级变速器。
[0020] 为了达成上述目的，本发明的无级变速器具备：输入轴，所述输入轴被传递行驶用驱动源的驱动力；输出轴，所述输出轴被配置成与输入轴的旋转中心轴线平行；曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构具有旋转半径调节机构、摆杆和连杆，将输入轴的旋转运动转换成摆杆的摆动运动，其中，所述旋转半径调节机构设置有能够与输入轴一体地旋转的旋转部，且能够自由地调节旋转部的旋转半径，所述摆杆设置有摆动端部，且摆动自如地轴支承于输出轴，所述连杆的一端部旋转自如地与旋转半径调节机构的旋转部连接，所述连杆的另一端部与摆动端部连结；单向旋转阻止机构，当摆杆欲向一侧旋转时，所述单向旋转阻止机构将摆杆相对于输出轴固定，当摆杆欲向另一侧旋转时，所述单向旋转阻止机构使摆杆相对于输出轴空转；和变速器壳体，所述变速器壳体将输入轴和输出轴支承成能够自由旋转，并收纳曲柄摇杆机构和单向旋转阻止机构，摆杆具有与连杆连结的摆动端部、和轴支承于输出轴的环状部，通过使旋转部的旋转半径变化，来使变速比变化，所述无级变速器的特征在于，所述无级变速器具备：相位检测部，所述相位检测部检测摆杆的相位；和控制部，所述控制部基于相位检测部检测出的值来计算旋转部的旋转半径。
[0021] 这样，在本发明的无级变速器中，基于轴支承于输出轴的摆杆的相位来推算旋转部的旋转半径，其中扭矩从曲柄摇杆机构最终被传递至该输出轴。因此，在本发明的无级变速器中，即使在将旋转部的旋转运动转换成摆杆的摆动运动的连杆产生扭转或挠曲的情况下，推算出的旋转半径的值也是对于变速比和传递至输出轴的扭矩的控制具有实效的值。
[0022] 因此，根据本发明的无级变速器，通过使用这样求出的旋转部的旋转半径来进行控制，能够高精度地控制传递至输出轴的扭矩和变速比。
[0023] 此外，在本发明的无级变速器中，优选的是，在摆杆的外周面具备被检测部件，相位检测部具有：距离传感器，所述距离传感器固定于变速器壳体，用于检测至被检测部件的距离；和相位计算部，所述相位计算部基于距离传感器检测出的值来计算摆杆的相位，被检测部件的距离传感器侧的表面的形状是从距离传感器侧的表面至距离传感器的距离根据摆杆的相位而变化的形状。
[0024] 这样，如果在摆杆的外周面具备被检测部件，则能够利用距离传感器(间隙传感器)来计算摆杆的相位。
[0025] 此外，在本发明的无级变速器中，优选的是，在相位检测部由被检测部件和距离传感器构成的情况下，在摆杆的环状部的外周面具备多个安装销，多个安装销以向环状部的径向外侧延伸的方式设置，被检测部件以能够滑动的方式安装于多个安装销。
[0026] 在扭矩传递至输出轴的状态下，由于从连杆或单向旋转阻止机构施加的载荷等，摆杆的环状部的直径大小有可能变化。
[0027] 当像这样摆杆的环状部的直径发生变化时，即使是摆杆的相位不发生变化的状态，设置于摆杆的外周面的被检测部件与距离传感器之间的距离也会变化，从而计算出的摆杆的相位产生误差，有可能无法高精度地推算旋转部的旋转半径。
[0028] 因此，如果将被检测部件以能够滑动的方式安装于向环状部的径向延伸的多个安装销，即使摆杆的环状部的直径发生变化，被检测部件也相对于安装在环状部上的安装销滑动，被检测部件的形状或位置不会发生变化。其结果是，即使摆杆的环状部的直径发生变化，也能够高精度地推算出摆杆的相位和旋转部的旋转半径。
[0029] 另外，在本发明的无级变速器中，优选的是，在被检测部件通过安装销安装于摆杆的情况下，被检测部件被安装在夹着环状部的中心与形成有摆动端部的位置相反的位置。
[0030] 对于摆杆，由于形成有摆动端部的位置的刚性最高，因此，在该位置的附近，环状部的直径的变化不固定。因此，如果将安装销安装在这样的位置，在环状部的直径发生变化的情况下，被检测部件相对于安装销的滑动无法顺畅地进行，存在被检测部件的形状或位置略微变化这样的担忧。
[0031] 因此，如果将被检测部件通过安装销安装于环状部的直径变化固定的区域(即，夹着环状部的中心与形成有摆动端部的位置相反的位置)，则不容易发生被检测部件的形状或位置的变化。因此，距离传感器能够高精度地检测至被检测部件的距离，能够高精度地推算出摆杆的相位和旋转部的旋转半径。
[0032] 另外，在本发明的无级变速器中，优选的是，在相位检测部由被检测部件和距离传感器构成的情况下，被检测部件的距离传感器侧的表面的形状为从距离传感器侧的表面至距离传感器的距离的变化率相对于摆杆的相位的变化固定的形状。
[0033] 例如，在使被检测部件的距离传感器侧的表面的形状形成为以从环状部的中心偏心的位置为中心的圆弧的情况下，被检测部件与距离传感器之间的距离相对于摆杆的相位呈曲线变化。因此，在摆杆的相位中存在该距离的变化率较小的范围。
[0034] 可是，如上所述，如果使被检测部件的距离传感器侧的表面的形状形成为从该表面至距离传感器的距离的变化率相对于摆杆的相位的变化固定的形状，则在摆杆的相位的整个范围内，被检测部件与距离传感器之间的距离的变化率固定，能够高精度地推算出摆杆的相位和旋转部的旋转半径。
[0035] 另外，在本发明的无级变速器中，优选的是，在相位检测部由被检测部件和距离传感器构成的情况下，被检测部件朝向摆杆的环状部的周向延伸，其中心角比摆杆的最大摆动范围大。
[0037] 图1是示出本发明的第1实施方式的无级变速器的一部分的剖视图。
[0038] 图2是从轴向示出图1的无级变速器的曲柄摇杆机构的结构的说明图。
[0039] 图3A～3D是示出图1的无级变速器的曲柄摇杆机构的输入侧支点的旋转半径的变化的说明图，图3A示出了旋转半径为“最大”的情况，图3B示出了旋转半径为“中”的情况，图3C示出了旋转半径为“小”的情况，图3D示出了旋转半径为“0”的情况。
[0040] 图4A～4D是示出图1的无级变速器的曲柄摇杆机构的与输入侧支点的旋转半径的变化相对的输出侧支点的摆动范围的变化的说明图，图4A示出了摆动范围为“最大”的情况，图4B示出了摆动范围为“中”的情况，图4C示出了摆动范围为“小”的情况，图4D示出了摆动范围为“0”的情况。
[0041] 图5是从轴向示出图1的无级变速器的摆杆和被检测部件的形状的说明图。
[0042] 图6是示出图1的无级变速器的从被检测部件的距离传感器侧的表面至距离传感器的距离、与摆杆的相位之间的关系的曲线图。
[0043] 图7A、7B是示出本发明的第2实施方式的无级变速器的摆杆和被检测部件的形状、以及摆杆直径的变化的示意图，图7A表示摆杆的直径产生变化前的状态，图7B表示摆杆的直径产生变化后的状态。
[0044] 标号说明
[0045] 1：无级变速器；2：输入部；3：输出轴；4：旋转半径调节机构；5：凸轮盘；5a：贯穿孔；5b：切孔；6：旋转盘(旋转部)；6a：接受孔；6b：内齿；7：小齿轮轴；7a：小齿轮；7b：小齿轮轴承；8：差动机构；14a：旋转轴；9：太阳齿轮；10：第1齿圈；11：第2齿圈；12：带阶梯小齿轮；12a：大径部；12b：小径部；13：行星架；14：致动器(调节用驱动源(副驱动源))；15：连杆；15a：输入侧环状部；15b：输出侧环状部；16：连杆轴承；17：单向离合器(单向旋转阻止机构)；18：摆杆；18a：摆动端部；18b：突片；18c：插入孔；18d：环状部；18e：被检测部(被检测部件)；19：连结销；20：曲柄摇杆机构；21：变速器壳体；21a：一端壁部；21b：另一端壁部；21c：周壁部；22：轴承；23：距离传感器；24：ECU；25：安装销；26：被检测部件；
50：贯插孔；ENG：发动机(行驶用驱动源(主驱动源))；h：变速比；P1：输入轴的旋转中心轴线；P2：凸轮盘5的中心；P3：旋转盘6的中心(输入侧支点)；P4：连结销19的中心(输出侧支点)；P5：输出轴3的旋转中心轴线；Rx：P1与P2之间的距离；Ry：P2与P3之间的距离；R1：P1与P3之间的距离(偏心量、旋转盘6的中心(输入侧支点P3)的旋转半径)；R2：
P4与P5之间的距离(摆杆18的长度)；θ1：旋转盘6的相位；θ2：摆杆18的摆动范围；
θ：摆杆的相位；x：从被检测部件22的外周面至距离传感器23的距离。
50：贯插孔；ENG：发动机(行驶用驱动源(主驱动源))；h：变速比；P1：输入轴的旋转中心轴线；P2：凸轮盘5的中心；P3：旋转盘6的中心(输入侧支点)；P4：连结销19的中心(输出侧支点)；P5：输出轴3的旋转中心轴线；Rx：P1与P2之间的距离；Ry：P2与P3之间的距离；R1：P1与P3之间的距离(偏心量、旋转盘6的中心(输入侧支点P3)的旋转半径)；R2：
P4与P5之间的距离(摆杆18的长度)；θ1：旋转盘6的相位；θ2：摆杆18的摆动范围；
θ：摆杆的相位；x：从被检测部件22的外周面至距离传感器23的距离。
具体实施方式
[0046] 以下，参照附图，对本发明的无级变速器的实施方式进行说明。本实施方式的无级变速器为四节连杆机构型的无级变速器，并且是能够使变速比h(h＝输入轴的转速/输出轴的转速)为无穷大(∞)从而使输出轴的转速为“0”的变速器、即所谓的IVT(Infinity Variable Transmission：无限变速器)的一种。此外，本实施方式是将无级变速器搭载于车辆的情况下的实施方式，但本发明的无级变速器也能够搭载于船舶等其它搭乘工具或无人机。
[0047] [第1实施方式]
[0048] 参照图1～图6，对第1实施方式的无级变速器进行说明。
[0049] 首先，参照图1和图2对本实施方式的无级变速器1的结构进行说明。
[0050] 如图1所示，本实施方式的无级变速器1具备：输入部2；输出轴3，其配置成与输入部2的旋转中心轴线P1平行；和6个旋转半径调节机构4，它们设置在输入部2的旋转中心轴线P1上。
[0053] 旋转半径调节机构4具备：凸轮盘5，其设置在输入部2的旋转中心轴线P1上；和旋转盘6(旋转部)，其旋转自如地外嵌于凸轮盘5。
[0054] 凸轮盘5是圆盘状，凸轮盘5在相对于输入部2的旋转中心轴线P1偏心的状态下2个为1组地设置成能够与输入部2一体地旋转。各组凸轮盘5被设定为分别使相位错开
60度，并且被配置成以6组凸轮盘5在输入部2的旋转中心轴线P1的周向上围成一圈。
60度，并且被配置成以6组凸轮盘5在输入部2的旋转中心轴线P1的周向上围成一圈。
[0055] 在凸轮盘5上形成有贯穿孔5a，该贯穿孔5a沿输入部2的旋转中心轴线P1方向贯穿，并且贯穿设置在相对于凸轮盘5的中心P2偏心的位置。此外，在凸轮盘5上，在夹着输入部2的旋转中心轴线P1与凸轮盘5的中心P2相反的一侧的区域形成有切孔5b，该切孔5b使凸轮盘5的外周面和贯穿孔5a的内周面连通。
[0056] 2个为1组的凸轮盘5彼此通过螺栓(省略图示)固定。此外，2个为1组的凸轮盘5中的一方与相邻的旋转半径调节机构4所具有的其它的2个为1组的凸轮盘5中的另一方形成为一体而构成一体型凸轮部。此外，凸轮盘5中的位于最靠近发动机ENG的位置的凸轮盘5与输入部2形成为一体。这样，由输入部2和多个凸轮盘5构成了输入轴(凸轮轴)。
[0057] 并且，2个为1组的凸轮盘5彼此也可以通过其它手段而不是螺栓来固定。此外，一体型凸轮部可以通过一体成型而形成，也可以是将2个凸轮盘5焊接在一起来实现一体化。此外，作为使位于最靠近发动机ENG的位置的凸轮盘5与输入部2形成为一体的方法，可以通过一体成型来形成，也可以将凸轮盘5与输入部2焊接在一起来实现一体化。
[0058] 如图2所示，旋转盘6是在从其中心P3偏心的位置设有接受孔6a的圆盘状，其被设置成能够相对于输入部2的旋转中心轴线P1旋转。各组凸轮盘5旋转自如地嵌入该接受孔6a中。另外，在旋转盘6的接受孔6a中，如图1所示，在位于1组凸轮盘5之间的位置，设有内齿6b。
[0059] 另外，旋转盘6的接受孔6a相对于凸轮盘5偏心为：从输入部2的旋转中心轴线P1至凸轮盘5的中心P2(接受孔6a的中心)的距离Rx和从凸轮盘5的中心P2至旋转盘6的中心P3的距离Ry相同。
[0060] 由输入部2和多个凸轮盘5构成的输入轴具有贯插孔50，该贯插孔50通过将凸轮盘5的贯穿孔5a相连而构成。由此，输入轴构成为与发动机ENG相反的一侧的一端开口而另一端封闭的中空轴形状。
[0061] 在贯插孔50中，小齿轮轴7与旋转中心轴线P1同心地配置成能够与输入轴自由地相对旋转。
[0062] 小齿轮轴7在与旋转盘6的内齿6b对应的位置具有小齿轮7a。并且，小齿轮轴7设置有小齿轮轴承7b，该小齿轮轴承7b在输入部2的旋转中心轴线P1方向上位于相邻的小齿轮7a之间。小齿轮轴7经该小齿轮轴承7b支承输入轴。
[0063] 小齿轮7a与小齿轮轴7的轴部形成为一体。小齿轮7a经凸轮盘5的切孔5b与旋转盘6的内齿6b啮合。另外，小齿轮7a可以与小齿轮轴7分体地构成，并通过花键结合与小齿轮轴7连结。在本实施方式中，在单单称为小齿轮7a时，定义为包含小齿轮轴7。
[0064] 此外，小齿轮轴7与由行星齿轮机构等构成的差动机构8连接。
[0065] 如图1所示，差动机构8例如构成为行星齿轮机构，其具有：太阳齿轮9；与由输入部2和多个凸轮盘5构成的输入轴连结的第1齿圈10；与小齿轮轴7连结的第2齿圈11；和行星架13，其将带阶梯小齿轮12轴支承成能够自由地自转和公转，所述带阶梯小齿轮12由与太阳齿轮9及第1齿圈10啮合的大径部12a和与第2齿圈11啮合的小径部12b构成。
[0066] 太阳齿轮9与作为小齿轮轴7用的副驱动源的致动器14(调节用驱动源)的旋转轴14a连结，驱动力被从该致动器14传递至太阳齿轮9。因此，小齿轮7a也经由差动机构8被传递了致动器14的驱动力。
[0067] 在使小齿轮轴7的转速和输入部2的转速相同的情况下，太阳齿轮9和第1齿圈10以相同的速度旋转。其结果是，太阳齿轮9、第1齿圈10、第2齿圈11和行星架13这4个构件成为不能相对旋转的锁定状态，与第2齿圈11连结的小齿轮轴7以和输入部2相同的速度旋转。
[0068] 在使小齿轮轴7的转速比输入部2的转速慢的情况下，如果设太阳齿轮9的转速为Ns，设第1齿圈10的转速为NR1，设太阳齿轮9与第1齿圈10的传动比(第1齿圈10的齿数/太阳齿轮9的齿数)为j，则行星架13的转速为(j·NR1+Ns)/(j+1)。另外，如果设太阳齿轮9与第2齿圈11的传动比((第2齿圈11的齿数/太阳齿轮9的齿数)×(带阶梯小齿轮12的大径部12a的齿数/小径部12b的齿数))为k，则第2齿圈11的转速为{j(k+1)NR1+(k-j)Ns}/{k(j+1)}。
[0069] 即，在输入部2的转速与小齿轮轴7的转速之间存在差的情况下，借助于经由与小齿轮轴7的小齿轮7a啮合的旋转盘6的内齿6b传递的来自致动器14的驱动力，旋转盘6以凸轮盘5的中心P2为中心绕凸轮盘5的周缘旋转。
[0070] 然而，如图2所示，旋转盘6相对于凸轮盘5偏心为：从输入部2的旋转中心轴线P1至凸轮盘5的中心P2的距离Rx和从凸轮盘5的中心P2至旋转盘6的中心P3的距离Ry相同。
[0071] 因此，能够使旋转盘6的中心P3与输入部2的旋转中心轴线P1位于同一直线上，从而使输入部2的旋转中心轴线P1与旋转盘6的中心P3之间的距离(旋转半径调节机构4的旋转半径)、即偏心量R1为“0”。
[0072] 在旋转盘6的周缘旋转自如地连接有连杆15，该连杆15在一个(输入部2侧)端部具有大径的输入侧环状部15a，在另一个(输出轴3)端部具有直径比输入侧环状部15a的直径小的输出侧环状部15b。
[0073] 连杆15的输入侧环状部15a通过两两沿轴向排列的2个为1组的由球轴承构成的连杆轴承16而旋转自如地外嵌于旋转盘6。
[0074] 6个摆杆18通过单向离合器17(单向旋转阻止机构)与连杆15对应地以摆动自如的方式轴支承于输出轴3。
[0075] 单向离合器17设置在摆杆18与输出轴3之间，在摆杆18以输出轴3的旋转中心轴线P5为中心相对于输出轴3欲向一侧相对旋转的情况下，单向离合器17将摆杆18相对于输出轴3固定(固定状态)，在摆杆18欲向另一侧相对旋转的情况下，单向离合器17使摆杆18相对于输出轴3空转(空转状态)。
[0076] 在摆杆18上设有与连杆15的输出侧环状部15b连结的摆动端部18a。在摆动端部18a上设有一对突片18b，该一对突片18b以从轴向夹住输出侧环状部15b的方式突出。在一对突片18b上贯穿设置有与输出侧环状部15b的内径对应的插入孔18c。
[0077] 通过将作为摆动轴的连结销19插入到插入孔18c和输出侧环状部15b中，由此将连杆15和摆杆18连结成能够相对旋转。
[0078] 此外，在摆杆18上设置有环状部18d。环状部18d经由单向离合器17以能够摆动的方式外嵌于输出轴3。
[0079] 在本实施方式的无级变速器1中，由具有上述那样的结构的旋转半径调节机构4、摆杆18和连杆15构成了曲柄摇杆机构20。
[0080] 曲柄摇杆机构20和单向离合器17被收纳于变速器壳体21。在该变速器壳体21的下方，润滑油形成油池。
[0081] 并且，摆杆18被配置成其摆动端部18a没于贮存在变速器壳体21的下方的润滑油的油池中。
[0082] 因此，在驱动曲柄摇杆机构20时，摆动端部18a在油池中被润滑，并且通过摆杆18的摆动运动，将油池中的润滑油搅起，从而能够使无级变速器1的其它部件润滑。
[0083] 此外，变速器壳体21由以下部分形成：一端壁部21a，其固定于发动机ENG；另一端壁部21b，其配置成与一端壁部21a对置；和周壁部21c，其以存在间隔的方式覆盖曲柄摇杆机构20和单向离合器17，并且将一端壁部21a的外缘和另一端壁部21b的外缘连结起来。
[0084] 在一端壁部21a和另一端壁部21b，形成有用于轴支承输入轴的开口部、和用于轴支承输出轴3的开口部，在这些开口部中嵌合有轴承22。
[0085] 并且，在本实施方式中，对具备6个曲柄摇杆机构20的情况进行了说明。但是，本发明的无级变速器中的曲柄摇杆机构的数量并不限定于该数量，例如可以具备5个以下的曲柄摇杆机构，也可以具备7个以上的曲柄摇杆机构。
[0086] 此外，在本实施方式中，对下述情况进行了说明：由输入部2和多个凸轮盘5构成输入轴，输入轴具备贯插孔50，该贯插孔50通过将凸轮盘5的贯穿孔5a相连而构成。可是，本发明的无级变速器中的输入轴并不限定于像这样构成。
[0087] 例如也可以是：使输入部以一端开口的方式构成为具有贯插孔的中空轴状，使贯穿孔形成得比本实施方式的贯穿孔大，以便能够将输入部贯插于圆盘状的凸轮盘，并使凸轮盘花键结合于构成为中空轴状的输入部的外周面。
[0088] 在这种情况下，在由中空轴构成的输入部上，与凸轮盘的切孔相对应地设置切孔。并且，插入输入部内的小齿轮经输入部的切孔和凸轮盘的切孔与旋转盘的内齿啮合。
[0089] 另外，在本实施方式中，说明了使用单向离合器17作为单向旋转阻止机构的情况，但是，在本发明的无级变速器中的单向旋转阻止机构并不限于单向离合器，例如，也可以使用下述这样的双向离合器：其构成为能够自由地切换摆杆相对于输出轴的旋转方向，并能够将扭矩从摆杆传递至输出轴。
[0090] 接下来，参照图1～图4对本实施方式的无级变速器的曲柄摇杆机构20进行说明。
[0091] 如图1所示，本实施方式的无级变速器1共计具备6个曲柄摇杆机构20(四节连杆机构)。如图2所示，曲柄摇杆机构20由连杆15、摆杆18和具有旋转盘6且能够自由调节其旋转半径的旋转半径调节机构4构成。利用该曲柄摇杆机构20将输入轴的旋转运动转换为摆杆18的摆动运动。
[0092] 在该曲柄摇杆机构20中，如果在旋转半径调节机构4的旋转盘6的中心P3(输入侧支点)的旋转半径(偏心量R1)不为“0”的情况下使输入部2和小齿轮轴7以相同的速度旋转，则各连杆15一边改变相位，一边在输入部2与输出轴3之间交替地反复向输出轴3侧推压或向输入部2侧牵引摆动端部18a，从而使摆杆18摆动。
[0093] 并且，在摆杆18和输出轴3之间设有单向离合器17，因此在摆杆18借助于连杆15而相对于输出轴3向一侧以超过输出轴3的旋转速度的速度旋转时，摆杆18相对于输出轴3被固定，扭矩被传递至输出轴3。另一方面，在摆杆18相对于输出轴3向另一侧旋转时，摆杆18相对于输出轴3空转，扭矩没有被传递至输出轴3。
[0094] 在本实施方式的无级变速器1中，6个曲柄摇杆机构20的旋转半径调节机构4分别配置成每60度地改变相位，因此，输出轴3依次通过6个曲柄摇杆机构20而旋转。
[0095] 图3A～3D是示出使旋转半径调节机构4的旋转盘6的中心P3(输入侧支点)的旋转半径(偏心量R1)变化的状态下的小齿轮轴7与旋转盘6的位置关系的图。
[0096] 图3A示出了使偏心量R1为“最大”的状态，小齿轮轴7和旋转盘6位于使输入部2的旋转中心轴线P1、凸轮盘5的中心P2和旋转盘6的中心P3排列成一条直线的位置。这种情况下的变速比h变为“最小”。
[0097] 图3B示出了使偏心量R1为比图3A小的“中”的状态，图3C示出了使偏心量R1为比图3B更小的“小”的状态。在图3B中，变速比h为比图3A的变速比h大的“中”，在图3C中，变速比h为比图3B的变速比h大的“大”。
[0098] 图3D示出了使偏心量R1为“0”的状态，输入部2的旋转中心轴线P1和旋转盘6的中心P3位于同心的位置。这种情况下的变速比h变为“无穷大(∞)”。
[0099] 另外，图4A～4D是示出旋转半径调节机构4的旋转盘6的中心P3(输入侧支点)的旋转半径(偏心量R1)与摆杆18的摆动运动的摆动范围θ2之间的关系的图。
[0100] 图4A示出了偏心量R1为图3A的“最大”的情况(变速比h为“最小”的情况)，图4B示出了偏心量R1为图3B的“中”的情况(变速比h为“中”的情况)，图4C示出了偏心量R1为图3C的“小”的情况(变速比h为“大”的情况)，图4D示出了偏心量R1为图3D的“0”的情况(变速比h为“无穷大(∞)”的情况)。
[0101] 在此，R2为摆杆18的长度。更具体地说，R2为从输出轴3的旋转中心轴线P5至连杆15与摆动端部18a的连结点、即至连结销19的中心(输出侧支点P4)为止的距离。此外，θ1为旋转半径调节机构4的旋转盘6的相位。
[0102] 根据该图4A～4D清楚地可知，随着偏心量R1变小，摆杆18的摆动范围θ2变窄，在偏心量R1变为“0”的情况下，摆杆18不摆动。
[0103] 接下来，参照图5和图6，对本实施方式的无级变速器1的摆杆18的结构和相位的检测方法详细地进行说明。
[0104] 如图5所示，摆杆18具有：与连杆15连结的摆动端部18a；轴支承于输出轴3的环状部18d；和设置于环状部18d的外周面的被检测部18e。另外，在图2中，对摆杆18的被检测部18e省略了图示。
[0105] 另外，无级变速器1具备距离传感器23，该距离传感器23固定于变速器壳体21，用于检测至被检测部18e的距离x。另外，在图5中，对变速器壳体21省略了图示。
[0106] 并且，无级变速器1具备ECU24，该ECU24基于距离传感器23所检测出的值，从表示预先求取的距离x和相位θ之间的关系的数据，计算出摆杆18的相位θ，并基于该计算出的相位θ来推算旋转盘6的旋转半径(偏心量R1)。
[0107] 即，通过距离传感器23和ECU24构成了相位检测部和控制部。
[0108] 摆杆18的被检测部18e的距离传感器23侧的表面的形状为从该表面至距离传感器23的距离x的变化率相对于摆杆18的相位θ的变化固定的形状。
[0109] 具体来说，如图6的曲线图所示，摆杆18的相位θ和从距离传感器23至被检测部18e的距离传感器23侧的表面为止的距离x之间的关系是成为直线的形状。
[0110] 另外，如图5所示，被检测部18e形成为朝向摆杆18的环状部18d的周向延伸，且其中心角比摆杆18的最大摆动范围θ2大。
[0111] 在本实施方式的无级变速器1中，这样构成的控制部基于轴支承于输出轴3的摆杆18的相位θ来推算旋转部6的旋转半径(偏心量R1)，其中扭矩从曲柄摇杆机构20最终被传递至该输出轴3。
[0112] 因此，在本实施方式的无级变速器1中，即使在比摆杆18靠输入轴侧的构成部件(例如连杆15)产生扭转或挠曲的情况下，推算出的旋转半径(偏心量R1)的值也是对于变速比h和传递至输出轴3的扭矩的控制具有实效的值。
[0113] 另外，在本实施方式的无级变速器1中，被检测部18e的距离传感器23侧的表面的形状为从该表面至距离传感器23的距离x的变化率相对于摆杆18的相位θ的变化固定的形状，在摆杆18的相位θ的整个范围内，不存在距离x的变化率小的范围。
[0114] 因此，在本实施方式的无级变速器1中，不会如将被检测部18e的距离传感器23侧的表面的形状设定为单纯的圆弧的情况这样，即使摆杆18的相位θ发生变化，距离x也几乎不发生变化，从而能够在摆杆18的相位θ的整个范围内高精度地检测距离x。
[0115] 另外，在本实施方式的无级变速器1中，被检测部18e形成为朝向摆杆18的环状部18d的周向延伸，且其中心角比摆杆18的最大摆动范围θ2大。
[0116] 因此，在本实施方式的无级变速器1中，无论摆杆18的相位θ为任何值，被检测部18e都与距离传感器23对置，因此距离传感器23总是能够检测出距离x并推算出旋转盘6的旋转半径(偏心量R1)。
[0117] 因此，根据本实施方式的无级变速器1，能够检测出摆杆18的相位θ并高精度地推算出旋转盘6的旋转半径(偏心量R1)。并且，由于基于像这样推算出的旋转盘6的旋转半径(偏心量R1)来进行反馈等控制，因此能够高精度地控制传递至输出轴3的扭矩和变速比h。
[0118] [第2实施方式]
[0119] 参照图7A、7B，对本实施方式的无级变速器进行说明。其中，本实施方式的无级变速器与第1实施方式的无级变速器不同的仅仅是摆杆和被检测部件，因此仅对摆杆和被检测部件进行详细说明。此外，对于与第1实施方式的无级变速器相同的结构，标注相同的标号，并省略对它们的说明。
[0120] 如图7A、7B所示，摆杆18具有与连杆15连结的摆动端部18a、和轴支承于输出轴3的环状部18d。
[0121] 此外，在摆杆18的环状部18d的外周面设置有2根安装销25，被检测部件26以能够滑动的方式安装于该安装销25。
[0122] 被检测部件26的外周面(由距离传感器进行测量的面)的形状为，从该面至距离传感器的距离x的变化率相对于摆杆18的相位θ的变化固定。此外，被检测部18e形成为圆弧状的部件，该圆弧状的部件覆盖当摆杆18摆动至最大限度时距离传感器23进行检测的位置。
[0123] 即使使用这样设置的被检测部件26代替在第1实施方式的无级变速器1的摆杆18的外周面上形成的被检测部18e来进行摆杆18的相位θ的计算，也能够与第1实施方式的无级变速器1一样高精度地推算出旋转盘6的旋转半径，并高精度地控制传递至输出轴3的扭矩和变速比h。
[0124] 然而，在本实施方式的无级变速器中，在扭矩传递至输出轴的状态下，由于从连杆或单向离合器施加的载荷等，摆杆18的环状部18d的直径大小有可能变化。
[0125] 具体而言，例如存在这样的情况：配置在单向离合器的内部件和外部件之间的滚动体啮入到内部件和外部件之间，外部件的直径扩大，配置在外部件的外侧的摆杆18的环状部18d的形状从图7A所示的通常状态变化至图7B所示的沿径向增大的状态。
[0126] 当摆杆18的环状部18d的直径发生变化时，即使是摆杆18的相位θ不发生变化的状态，设置于摆杆18的外周面的被检测部件26与距离传感器之间的距离也会变化，从而计算出的摆杆18的相位θ产生误差，有可能无法高精度地推算旋转部的旋转半径(偏心量R1)。
[0127] 因此，在本实施方式的无级变速器中，将安装销25以向环状部18d的径向外侧延伸的方式设置在摆杆18的外周面，并且将被检测部件26以能够滑动的方式安装于该安装销25。
[0128] 因此，在本实施方式的无级变速器中，即使环状部18d的形状从图7A所示的状态变化至图7B所示的状态，也仅仅是安装销25相对于被检测部件26滑动，被检测部件26的位置和形状不发生变化。
[0129] 此外，本实施方式的无级变速器中的环状部18d的变化量在其周向上不均匀，在摆杆18的刚性最高的摆动端部18a附近，变化量小。
[0130] 因此，如果将安装销25安装于这样的区域，则在环状部18d的直径发生变化的情况下，被检测部件26相对于安装销25的滑动无法顺畅地进行，被检测部件26的形状和位置有可能略微变化。
[0131] 因此，在本实施方式的无级变速器中，将被检测部件26通过安装销25安装于环状部18d的直径变化固定的区域(即，夹着环状部18d的中心与形成有摆动端部18a的位置相反的位置)。
[0132] 因此，即使在环状部18d的直径发生变化的情况下，被检测部件26相对于安装销25的滑动也能够顺畅地进行，不容易发生被检测部件26的形状或位置的变化。因此，距离传感器能够高精度地检测至被检测部件26的距离x，能够高精度地推算出摆杆18的相位θ和旋转部6的旋转半径(偏心量R1)。
[0133] 以上，对图示的实施方式进行了说明，但本发明并不限于这样的实施方式。
[0134] 例如，在上述实施方式中，使用距离传感器23来检测至被检测部18e或被检测部件26的距离，基于该值，计算出摆杆18的相位θ，并进行旋转部6的旋转半径(偏心量R1)的推算。但是，本发明的相位检测部和控制部并不限定于这样的结构，只要是能够检测出摆杆的相位并基于该相位计算出旋转部的旋转半径的结构即可。
[0135] 此外，在上述实施方式中，2根安装销25固定于摆杆18的环状部18d的外周面，被检测部件26以能够滑动的方式安装于这2根安装销25。可是，本发明的无级变速器并不限于这样的结构，也可以将安装销固定于被检测部件，并相对于该安装销将摆杆的环状部安装成滑动自如，还可以设置3根以上的安装销。
[0136] 另外，本发明的无级变速器的被检测部件26的形状并不限于图7A、7B等所示的这样的形状，只要是在摆杆的环状部的直径发生变化时不接触的形状即可。例如，也可以是用于抑制重量增加的减重形状等。
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