[发明专利]齿轮式无级变速机构

说明书

【技术领域】

本发明涉及能够连续改变旋转速度比、特别是利用齿轮机构的无级变速机构。

【背景技术】

内燃机存在效率最高的转速区域，从油耗效率和动力性能的方面考虑，优选维持在该转速区域范围内。因此，对于采用内燃机等作为动力源的车辆等而言，也优选尽量利用效率高的转速区域。

为了利用动力源效率高的旋转区域，使用可进行从低速行驶到高速行驶这种宽范围的变速运转的变速器来实现动力传送。例如，以往作为车辆用途等的变速器，已知有更换传动比不同的多个齿轮的啮合而阶段性地改变变速比的有级变速器、可连续改变变速比的无级变速器或连续可变变速器(CVT∶Continuously Variable Transmission)。对于有级变速而言，已知有例如离合器式的技术，即，准备两组发动机动力的间断装置和与其对应的齿轮组，换挡前预先使其准备好下一变速档，从而以短时间换挡并使传送效率良好,但是，基本上在有级变速中，进行下一变速档换挡所需的加速需要通过提高旋转速度来实现，另外变速时动力传送会被中断而在能量效率方面存在问题，还会产生变速冲击，因此优选无级变速器。

作为目前实用的无级变速器，已知有作为基于摩擦力的驱动力传送方式的组合钢带和2个可变径滑轮进行无级变速的带式CVT、组合辊和盘而成的环形CVT。此外，还已知利用液压泵和液压马达的静液压式、液压机械式的无级变速器，以及像HV(混合动力汽车)、EV(电动汽车)这样利用电动机的无级变速器等。

作为使用齿轮机构的无级变速器，例如专利文献1中公开了将带突起的旋转体和带薄齿的旋转体啮合而成的无级变速机构。另外，像专利文献2那样介由中继齿轮逆向配置2个圆锥斜齿轮而成的圆锥双轴式无级变速器的方法也很常见。此外，还已知专利文献3这样的利用多个曲柄的往返摆动的无极变速器、专利文献4这样的利用多个非圆形齿轮的的无极变速器等。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开昭53-004150公报

【专利文献2】日本特开平1-303358公报

【专利文献3】日本特表平4-503991号公报

【专利文献4】日本特开平2-271143号公报

【发明内容】

【发明要解决的课题】

然而，例如带式等摩擦式的CVT等在增减速或恒速的情况下均能够自由地改变变速，因而是优选的,但是由于基本上利用摩擦，所以会损失掉用于维持摩擦力的能量，单体效率变差，在高速区域等变得不利。由于会产生滑动，所以不适合处理重型车辆等大转矩，加速等驾驶性能也变差，因而使用受到限制。此外，还存在油或带的耐久性的问题也。

HV是将利用内燃机的驱动装置和利用电的驱动装置搭载于一辆车中而得到的，但是由于要搭载发电机·马达·蓄电池等电气部，所以重量变重且各自的电气部的效率并非100％。利用内燃机的发电和利用该发电的驱动根本而言是将机械动力暂时转换成电再将该电转换成机械动力而进行输出的，因此与直接进行机械传送相比存在损失，因此，在车辆能经常以发动机效率最高的转速长距离行驶的条件下，与HV相比，普通车辆的油耗效率更优良。另外，近年来，为了降低环境负荷，开始要求小型化，但HV必须要搭载多种使居住性、搭载性变差的大部件，此外，还存在高成本的问题或者由蓄电池容量的经时劣化、资源分配不均引起的问题。

利用液压的驱动也是将机械动力暂时转换成液压再将该液压转换成机械动力而进行输出的，因此，与直接进行机械传送相比有效率降低的趋势。

另外，上述使用电动机的变速器和带式CVT等能够以其单体在整个速度区域进行加速、减速、恒速行驶，因此附加其他动力机构或者设定手动模式等，会产生效率降低或没有必要的印象或者不协调的感觉。

对于双离合器技术而言，如上所述，为了向下一变速档换挡而需要提高发动机的旋转速度，为了减小变速冲击而需要降低发动机旋转速度，同步之前会产生时滞。相反，若要消除时滞，则将产生变速冲击。

专利文献1无级变速装置中，即使直径改变齿数也不改变，因此旋转不变。另外，专利文献2的圆锥双轴式无级变速器由于与2个圆锥斜齿轮啮合的中继齿轮的移动速度各不相同，因此无法啮合。

另外，还要求发动机或变速器等的小型化，变速器要求轴向或径向长度的缩小等,但对于使用其他齿轮机构的无级变速机构等而言，不得不说装置复杂、尺寸变大，在动力传送效率的发明实用性也低。另外，对于无法恒速行驶的车辆，没有示出用于实现恒速行驶的方式和方法。