(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記上側凸部の凸面上には、前記入力軸の軸方向に沿って形成され、前記コネクティングロッドに向かって凸形状の部材が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のケーシングの構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、回転方向が一方向しかないクランク式無段変速機においては、ギヤのようなオイルの掻き上げが大きい回転要素がなく、オイルの飛散する方向は限定される。このため、ブリーザ室を設け、更に、ブリーザ室内のパイプをとおして外部に空気を排出する構造は、クランク式無段変速機を収納するケーシングにおいて冗長なものであった。
【0006】
前述の事情に鑑み、本発明は、ブリーザパイプの配置場所を適切に設けることにより、ブリーザ室が不要なケーシングの構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された本発明は、クランク式無段変速機を収納するケーシングの構造であって、前記クランク式無段変速機は、
駆動源からの駆動力が伝達される入力軸と、前記入力軸に対して平行に配置された出力軸と、前記入力軸に対して偏心して設けられたカムディスク、及び前記カムディスクに対して偏心して回転自在に設けられた回転ディスクを有する複数の偏心機構と、前記出力軸に揺動自在に軸支される複数の揺動リンクと、 前記偏心機構に回転自在に外嵌される入力軸側環状部を一方の端部に有し、他方の端部が前記揺動リンクの揺動端部に連結されるコネクティングロッドと、前記揺動リンクおよび前記出力軸に対して一方方向側に相対回転しようとするときに、前記出力軸に前記揺動リンクを固定し、他方方向側に相対回転しようとするときに、前記出力軸に対して前記揺動リンクを空転させる一方方向回転阻止機構と、を備え、
前記駆動源は一方方向に回転すると、前記入力軸は前記一方方向に回転し、前記一方方向回転阻止機構による前記一方方向の回転に従い前記出力軸は前記一方方向に回転し、
前記ケーシングは、前記ケーシングの内部の空気を外部に排出するブリーザパイプを備え、前記入力軸の中心よりも前記出力軸の中心が下方に位置するように、前記入力軸および前記出力軸を支持し、
前記ブリーザパイプは、前記入力軸の中心と前記出力軸の中心とを結ぶ直線と前記ケーシングの内面とが交わる位置よりも下側に前記ブリーザパイプの下端が位置するように配置されていることを特徴とするケーシングの構造が提案される。
【0008】
また、請求項2に記載された本発明においては、請求項1の構成に加え、前記ケーシングは、前記入力軸の軸方向に沿って形成され、前記コネクティングロッドに向かって凸形状の上側凸部を備え、前記上側凸部は、前記ブリーザパイプの下端と前記ケーシングの上面との間に形成されていることを特徴とするケーシングの構造が提案される。
【0009】
また、請求項3に記載された本発明においては、請求項1または2の構成に加え、前記ケーシングは、前記入力軸の軸方向に沿って形成され、前記コネクティングロッドに向かって凸形状の下側凸部を備え、前記下側凸部は、前記ブリーザパイプの下端と前記ケーシングの下面との間に形成されていることを特徴とするケーシングの構造が提案される。
【0010】
また、請求項4に記載された本発明においては、請求項3の構成に加え、前記ブリーザパイプは、前記ケーシングの内部と外部とを連通する連通孔を有し、前記入力軸は前記ブリーザパイプの一方側に配置され、前記連通孔は前記ブリーザパイプの他方側に配置されていることを特徴とするケーシングの構造が提案される。
【0011】
また、請求項5に記載された本発明においては、請求項4の構成に加え、前記ブリーザパイプは、前記ケーシングの壁面に対する取付位置と前記連通孔との間に、上端側の外周の径に比べて下端側の外周の径が、前記ブリーザパイプの下端に近づくに従って拡がる傘状の部材を備えることを特徴とするケーシングの構造が提案される。
【0012】
また、請求項6に記載された本発明においては、請求項2の構成に加え、前記上側凸部の凸面上には、前記入力軸の軸方向に沿って形成され、前記コネクティングロッドに向かって凸形状の部材が形成されていることを特徴とするケーシングの構造が提案される。
【発明の効果】
【0013】
請求項1の構成によれば、ケーシングは、前記入力軸の中心よりも前記出力軸の中心が下方に位置するように、前記入力軸および前記出力軸を支持する。このとき、ブリーザパイプが、入力軸の中心と前記出力軸の中心とを結ぶ直線と前記ケーシングの内面とが交わる位置よりも下側に前記ブリーザパイプの下端が位置するように配置されることで、ブリーザ室が不要なケーシングの構造の提供が可能になる。
【0014】
請求項2の構成によれば、前記ケーシングは、上側凸部を備えることで、オイルの滴下、ブリーザパイプに対するオイルの付着、ブリーザパイプの開口部にオイルが進入することを防ぐことが可能になる。
【0015】
請求項3の構成によれば、前記ケーシングは、下側凸部を備えることで、油面変動が生じた場合でも液面上昇を抑え、オイルがブリーザパイプの開口部に進入することを防ぎ、ブリーザパイプからの油吹きを防ぐことが可能になる。
【0016】
請求項4の構成によれば、前記ブリーザパイプの連通孔の配置を入力軸から離間することで、オイルがブリーザパイプの開口部に進入することを防ぎ、ブリーザパイプからの油吹きを防ぐことが可能になる。
【0017】
請求項5の構成によれば、前記ブリーザパイプが傘状の部材を備えることで、ブリーザパイプの連通孔にオイルが侵入することを防止することが可能になる。また、連通孔を、どちらの方向に向けるかという方向性の調整の負担を軽減することが可能になる。
【0018】
請求項6の構成によれば、上側凸部の凸面上に更に、凸形状の部材が形成されていることで、オイルの滴下、ブリーザパイプに対するオイルの付着、ブリーザパイプの開口部にオイルが進入することを防ぐことが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、
図1〜
図11に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るケーシング100の断面構造を示す図である。ケーシング100内には、以下に説明するクランク式の無段変速機Tが収納される。
【0021】
図6に示すように、エンジンEの駆動力を左右の車軸10,10(出力軸)を介して駆動輪W,Wに伝達する車両用動力伝達装置は、クランク式の無段変速機TおよびディファレンシャルギヤDを備える。
【0022】
次に、
図7〜
図11に基づいて無段変速機Tの構造を説明する。
図7に示すように、本実施の形態の無段変速機Tは同一構造を有する複数個(実施の形態では4個)の動力伝達ユニットUを軸方向に重ね合わせたものである。それらの動力伝達ユニットUは平行に配置された共通の入力軸11および共通の出力軸12を備えており、入力軸11の回転が減速または増速されて出力軸12に伝達される。
【0023】
以下、代表として一つの動力伝達ユニットUの構造を説明する。エンジンEに接続されて回転する入力軸11は、電動モータのような変速アクチュエータ14の中空の回転軸14aの内部を相対回転自在に貫通する。変速アクチュエータ14のロータ14bは回転軸14aに固定されており、ステータ14cはケーシングに固定される。変速アクチュエータ14の回転軸14aは、入力軸11と同速度で回転可能であり、かつ入力軸11に対して異なる速度で相対回転可能である。
【0024】
変速アクチュエータ14の回転軸14aを貫通した入力軸11には第1ピニオン15が固定されており、この第1ピニオン15を跨ぐように変速アクチュエータ14の回転軸14aにクランク状のキャリヤ16が接続される。第1ピニオン15と同径の2個の第2ピニオン17,17が、第1ピニオン15と協働して正三角形を構成する位置にそれぞれピニオンピン16a,16aを介して支持されている。これら第1ピニオン15および第2ピニオン17,17に、円板形の偏心ディスク18の内部に偏心して形成されたリングギヤ18aが噛合する。偏心ディスク18の外周面に、コネクティングロッド19のロッド部19aの一端に設けたリング部19bがボールベアリング20を介して相対回転自在に嵌合する。
【0025】
出力軸12の外周に設けられたワンウェイクラッチ21は、コネクティングロッド19のロッド部19aにピン19cを介して枢支されたリング状のアウター部材22と、アウター部材22の内部に配置されて出力軸12に固定されたインナー部材23と、アウター部材22とインナー部材23との間に形成された楔状の空間に配置されてエンゲージスプリング24で付勢されたローラ25とを備える。
【0026】
図7から明らかなように、4個の動力伝達ユニットUはクランク状のキャリヤ16を共有しているが、キャリヤ16に第2ピニオン17,17を介して支持される偏心ディスク18の位相は各々の動力伝達ユニットUで90°ずつ異なっている。例えば、
図7において、左端の動力伝達ユニットUの偏心ディスク18は入力軸11に対して図中上方に変位し、左から3番目の動力伝達ユニットUの偏心ディスク18は入力軸11に対して図中下方に変位し、左から2番目および4番目の動力伝達ユニットU,Uの偏心ディスク18,18は上下方向中間に位置している。
【0027】
次に、
図8に基づいて、ワンウェイクラッチ21の構造を説明する。ワンウェイクラッチ21は、アウター部材22の内周面とアウター部材22の内部に同軸に配置されたインナー部材23の外周面との間に形成された空間にローラ25を配置したものである。アウター部材22の外周にピン19cを介してコネクティングロッド19が接続され、インナー部材23の内周部には出力軸12が相対回転不能に結合される。ローラ25はエンゲージスプリング24により付勢される。
【0028】
次に、無段変速機Tの一つの動力伝達ユニットUの作用を説明する。変速アクチュエータ14の回転軸14aを入力軸11に対して相対回転させると、入力軸11の軸線L1まわりにキャリヤ16が回転する。このとき、キャリヤ16の中心O、つまり第1ピニオン15および2個の第2ピニオン17,17が成す正三角形の中心は入力軸11の軸線L1まわりに回転する。
【0029】
図8および
図10は、キャリヤ16の中心Oが第1ピニオン15(つまり入力軸11)に対して出力軸12と反対側にある状態を示しており、このとき入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量が最大になって無段変速機TのレシオはTOP状態になる。
図9および
図11は、キャリヤ16の中心Oが第1ピニオン15(つまり入力軸11)に対して出力軸12と同じ側にある状態を示しており、このとき入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量が最小になって無段変速機TのレシオはLOW状態になる。
【0030】
図10に示すTOP状態で、エンジンEで入力軸11を回転させるとともに、入力軸11と同速度で変速アクチュエータ14の回転軸14aを回転させると、入力軸11、回転軸14a、キャリヤ16、第1ピニオン15、2個の第2ピニオン17,17および偏心ディスク18が一体になった状態で、入力軸11を中心に反時計方向(矢印A参照)に偏心回転する。
図10(a)から
図10(b)を経て
図10(c)の状態へと回転する間に、偏心ディスク18の外周にリング部19bを、ボールベアリング20を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド19は、そのロッド部19aの先端にピン19cで枢支されたアウター部材22を反時計方向(矢印B参照)に回転させる。
図10(a)および
図10(c)は、アウター部材22の矢印B方向の回転の両端を示している。
【0031】
このようにしてアウター部材22が矢印B方向に回転すると、ワンウェイクラッチ21のアウター部材22およびインナー部材23間の楔状の空間にローラ25が噛み込み、アウター部材22の回転がインナー部材23を介して出力軸12に伝達されるため、出力軸12は反時計方向(矢印C参照)に回転する。
【0032】
入力軸11および第1ピニオン15が更に回転すると、第1ピニオン15および第2ピニオン17,17にリングギヤ18aを噛合させた偏心ディスク18が反時計方向(矢印A参照)に偏心回転する。
図10(c)から
図10(d)を経て
図10(a)の状態へと回転する間に、偏心ディスク18の外周にリング部19bを、ボールベアリング20を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド19は、そのロッド部19aの先端にピン19cで枢支されたアウター部材22を時計方向(矢印B′参照)に回転させる。
図10(c)および
図10(a)は、アウター部材22の矢印B′方向の回転の両端を示している。
【0033】
このようにしてアウター部材22が矢印B′方向に回転すると、アウター部材22とインナー部材23との間の楔状の空間からローラ25がエンゲージスプリング24を圧縮しながら押し出されることで、アウター部材22がインナー部材23に対してスリップして出力軸12は回転しない。
【0034】
以上のように、アウター部材22が往復回転したとき、アウター部材22の回転方向が反時計方向(矢印B参照)のときだけ出力軸12が反時計方向(矢印C参照)に回転するため、出力軸12は間欠回転することになる。
【0035】
図11は、LOW状態で無段変速機Tを運転するときの作用を示すものである。このとき、入力軸11の位置は偏心ディスク18の中心に一致しているので、入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量はゼロになる。この状態でエンジンEにより入力軸11を回転させるとともに、入力軸11と同速度で変速アクチュエータ14の回転軸14aを回転させると、入力軸11、回転軸14a、キャリヤ16、第1ピニオン15、2個の第2ピニオン17,17および偏心ディスク18が一体になった状態で、入力軸11を中心に反時計方向(矢印A参照)に偏心回転する。しかしながら、偏心ディスク18の偏心量がゼロであるため、コネクティングロッド19の往復運動のストロークもゼロになり、出力軸12は回転しない。
【0036】
従って、変速アクチュエータ14を駆動してキャリヤ16の位置を
図8のTOP状態と
図9のLOW状態との間に設定すれば、ゼロレシオおよび所定レシオ間の任意のレシオでの運転が可能になる。
【0037】
無段変速機Tは、並置された4個の動力伝達ユニットUの偏心ディスク18の位相が相互に90°ずつ、ずれているため、4個の動力伝達ユニットUが交互に駆動力を伝達することで、つまり4個のワンウェイクラッチ21の何れかが必ず係合状態にあることで、出力軸12を連続回転させることができる。尚、動力伝達ユニットUの数が4個というのは例示的なものであり、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではない。
【0038】
図1のケーシング100に収納されている無段変速機Tは、
図7の3−3線断面から見た2つの動力伝達ユニットUの状態を示している。入力軸11の回転により偏心ディスク18が回転し、コネクティングロッド19を介して偏心ディスク18の回転が伝達され出力軸12が回転する。
図1の矢印で示すように、入力軸11と出力軸12とは同一方向(反時計方向)に回転する。ケーシング100の下面には、潤滑油(オイル)300が貯留されており、コネクティングロッド19の揺動により、ケーシング100の下面に貯留されているオイル300が掻き上げられる。掻き上げられたオイル300はケーシング100の上面方向、あるいは、ケーシング100の内壁に向かう水平方向に飛散し、飛散したオイルは、斜め下向きの矢印、あるいは下向き矢印のように流れ、ケーシング100の下面の貯留位置に滴下する。
【0039】
ケーシング100の内壁と、無段変速機Tの入力軸との間には、ブリーザパイプ110が設けられている。ブリーザパイプ110は中空構造を有し、下端の開口部と上端の開口部とは連通しており、ケーシング100の内部の空気を、ブリーザパイプ110を介してケーシング100の外部に排出することができる。
【0040】
無段変速機Tの入力軸11の中心と出力軸12の中心とを結ぶ直線Lと、ケーシング100の内壁と、が交わる位置(
図1のP点)よりも下側にブリーザパイプ110の下端が位置するようにブリーザパイプ110がケーシング100に配置されている。この位置にブリーザパイプ110を配置することにより、ケーシング100の上面方向、あるいは、ケーシング100の内壁に向かう水平方向に飛散したオイルがブリーザパイプ110の下端の開口部に進入することを防ぐことができる。また、斜め下向きの矢印方向に滴下するオイルはブリーザパイプ110の側面を伝わり滴下するので、この場合もオイルがブリーザパイプ110の下端の開口部に進入することを防ぐことができる。ブリーザパイプ110の下端の開口部にオイルが進入することはないので、ブリーザパイプ110の上端の開口部からオイルが吹き出すことはない。ブリーザパイプ110をこの位置に配置することで、ラビリンス構造のブリーザ室を設けることなく、ブリーザ機能をケーシング100に付加することができる。
【0041】
図2(a)は、
図1のブリーザパイプ110の周辺の構造を拡大して示す図であり、ケーシング100の内壁には上側凸部120と下側凸部130とが形成されている。上側凸部120は入力軸11の軸方向に沿って形成されており、上昇した位置あるコネクティングロッド19に向かって凸形状となるように形成されている。また、上側凸部120は、ブリーザパイプ110の下端の開口部とケーシング100の最上面との間の位置に形成されている。この位置に上側凸部120を形成することで、ケーシング100の上面方向、あるいは、ケーシング100の内壁に向かう水平方向に飛散したオイルを上側凸部120により滴下することができ、オイルがブリーザパイプ110に付着することを防ぎ、また、ブリーザパイプ110の下端の開口部に進入することを防ぐことができる。
【0042】
下側凸部130は入力軸11の軸方向に沿って形成されており、降下した位置にあるコネクティングロッド19に向かって凸形状となるように形成されている。また、下側凸部130は、ブリーザパイプ110の下端の開口部とケーシング100の最下面との間に形成されている。下側凸部130は波消し機能を有し、この位置に下側凸部130を形成することで、例えば、急ブレーキや登板路の走行により、貯留されているオイル300の油面変動が生じた場合でも、オイル300の液面上昇を下側凸部130により抑えることができる。また、オイルがブリーザパイプ110の下端の開口部に進入することを防ぎ、ブリーザパイプ110からの油吹きを防ぐことができる。
【0043】
図2(b)、(c)は、ブリーザパイプ110の変形例を示す図であり、
図2(b)は、下端の開口部がケーシング100の内壁側に斜め方向に傾斜した開口部が形成されたブリーザパイプ111を例示する図である。
図2(c)は、下端の開口部が、ケーシングの内壁に対向するように形成されたブリーザパイプ112を例示する図である。これらの構成によれば、無段変速機Tとは逆側に傾斜した開口部が形成されているので、開口部にオイルが進入することを防ぐことができる。
【0044】
図4(a)は、ブリーザパイプ110の下端の開口部とケーシング100の最上面との間の位置に形成されている上側凸部120の凸面上にオイル滴下部材116が設けられている例を示す図である。オイル滴下部材116は、入力軸11の軸方向に沿って形成され、コネクティングロッド19に向かって凸形状の部材として形成されている。また、オイル滴下部材116は、上側凸部120の凸面上の下端側であり、かつ、ブリーザパイプ110の下端の開口部より上方の位置に形成されている。オイル滴下部材116は上側凸部120の表面を伝わるオイルの流れの方向を変え、オイルを下方に滴下する。オイル滴下部材116を設けることにより上側凸部120の表面を伝わり流れるオイルがブリーザパイプ110に付着することを防ぐことが可能になる。また、オイル滴下部材116を設けることにより、オイルがブリーザパイプ110の側面に伝わり、下端の開口部に進入することを防止することができる。
【0045】
図4(b)は、ブリーザパイプ110の変形例を示す図であり、傘状の部材114が設けられたブリーザパイプ113を例示する図である。傘状の部材114は、ケーシング100の壁面に対するブリーザパイプ113の取付位置と連通孔115との間に設けられている。
図4(b)において、傘状の部材114は連通孔115を覆う位置に配置されている。この傘状の部材114は、上端側の外周の径に比べて下端側の外周の径が、ブリーザパイプ113の下端に近づくに従って拡がる構造を有する。ブリーザパイプ113の側面をオイルが伝わり流れる場合であっても、傘状の部材114はブリーザパイプ113の側面を伝わるオイルの流れを変え、傘状の部材114の下端からオイルを下方に滴下する。オイルは傘状の部材114により滴下するので、傘状の部材114により覆われる連通孔115にオイルが進入することを防止することができる。傘状の部材114は、円周方向にわたりブリーザパイプ113の表面を覆うので、連通孔115の方向によらず連通孔115にオイルが進入することを防止することができる。
図4(b)に示すように、入力軸11はブリーザパイプの一方側に配置され、連通孔115はブリーザパイプの他方側に配置されている。連通孔115の配置は、
図4(b)の方向に限定されるものではなく、入力軸11に対向する方向でなければよい。例えば、連通孔115の配置は、
図2(c)のように、ケーシング100の内壁に向かう方向であってもよい。
図4(b)の構成によれば、ブリーザパイプ113の連通孔115を、どちらの方向に向けるかという方向性の調整の負担を軽減することが可能になる。
【0046】
図3は、コネクティングロッド19に複数のリブ170を入力軸11に沿った方向に設ける構成例を示す図である。この構成によれば、コネクティングロッド19の揺動により、ブリーザパイプ110にリブ170が接近した範囲で、例えば、上側凸部120の近傍にあるオイルが下方向に向かうようにオイルの下向きの流れを促進する。オイルの滴下を液滴の自重によらず、リブ170によりオイルが下方向に向かうように付勢することができるので、ブリーザパイプ110にオイルが伝わることを防ぐことができる。リブ170をコネクティングロッド19に設ける範囲として、例えば、上側は偏心時にコネクティングロッド19が上昇した最頂点位置まで、下側は偏心時にコネクティングロッド19が降下した最下点位置またはオイル300にリブ170が浸からない範囲とすることが効果的である。この範囲にリブ170を設ければ、コネクティングロッド19の降下時にリブ170がオイル300に浸かることはないため、リブ170の掻き上げによるオイルの放出を防止することができる。
【0047】
図5は、ケーシング100の外観を例示する図であり、例えば、トラス構造におけるフレームにブリーザパイプ110を設ける。ブリーザパイプ用のフレーム形状を追加して作成せずに入力軸側のフレームを使用してブリーザパイプ110をケーシング100に配置する。尚、
図5では、ブリーザパイプ110が入力軸に沿って複数配置された構成を例示しているが、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではない。
【0048】
図7に示すように、電動モータのような変速アクチュエータ14など常時回転するギヤなどによる気流190は矢印方向(
図2を参照)からケーシング100内に流入する可能性がある。この気流190はコネクティングロッド19が作り出す気流195(
図2を参照)に対して直交する方向となる。コネクティングロッド19の掻き上げにより一定方向に飛散したオイルは、変速アクチュエータ14からの気流190により拡散する可能性がある。また、変速アクチュエータ14からのオイルもケーシング100に流入する可能性もある。このため、ブリーザパイプ110は変速アクチュエータ14から離間した位置に配置するのが好ましい。変速アクチュエータ14から離間した位置にブリーザパイプ110を配置することにより、変速アクチュエータ14からのオイルや気流190の影響を低減しつつ、ケーシング100内の空気を外部に排出することができる。
図5に示すように、既存のトラス構造のケーシングのフレームを使用してブリーザパイプ110を配置することで、ラビリンス構造のブリーザ室を設けることなく、ブリーザ機能をケーシング100に付加することができる。
【0049】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、クランク式無段変速機を収納するケーシング構造において、ブリーザ室が不要なケーシング構造を提供することが可能になる。