动力单元及设置有动力单元的跨乘式车辆.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200580022883.5

申请日:

2005.07.04

公开号:

CN1981120A

公开日:

2007.06.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

F02B61/02(2006.01); F02B67/00(2006.01); F02B77/00(2006.01); F02N11/00(2006.01); F16H9/18(2006.01)

主分类号:

F02B61/02

申请人:

雅马哈发动机株式会社;

发明人:

杉谷刚; 武部光兼; 藤井勋; 林淳司; 青山淳

地址:

日本静冈县

优先权:

2004.07.08 JP 202371/2004

专利代理机构:

北京东方亿思知识产权代理有限责任公司

代理人:

柳春雷

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内容摘要

本发明提供了一种动力单元,其具有改变驱动轮(814)的缠绕直径的往复齿轮(驱动构件)(866)、旋转驱动曲轴(821)的起动器齿轮(起动驱动构件)(848)、以及分别驱动起动器齿轮(848)与往复齿轮(866)的专用电动机(850、865)。起动器齿轮(848)与往复齿轮(866)设置于曲轴轴向上的一侧与另一侧。电动机(850、865)设置于气缸轴线(B)上。

权利要求书

1.  一种为单元摆动式动力单元的动力单元,其中变速箱与发动机主体一体连接,所述变速箱内容纳有无级变速器机构,其中V型带绕驱动轮与从动轮缠绕,所述发动机主体具有曲轴和气缸,所述动力单元被支撑为能够绕与所述曲轴的曲柄轴线平行的轴线摆动,所述动力单元包括:
驱动构件,其设置在所述曲轴上,以改变所述驱动轮的缠绕直径;
起动驱动构件,其设置在所述曲轴上,以旋转地驱动所述曲轴;以及
驱动所述起动驱动构件和所述驱动构件的共用电动机,或者分别驱动所述起动驱动构件和所述驱动构件的多个专用电动机;
在垂直于所述曲柄轴线与气缸轴线的方向上观察,所述驱动构件在沿所述曲轴的方向上设置于所述气缸轴线的一侧,所述起动驱动构件在沿所述曲轴的方向上设置于所述气缸轴线的另一侧;并且
所述共用电动机或者所述多个专用电动机设置于所述气缸轴线上。

2.
  根据权利要求1所述的动力单元,其中所述多个专用电动机包括驱动所述驱动构件的ECVT电动机、以及驱动所述起动驱动构件的起动电动机;并且
在垂直于所述曲柄轴线与所述气缸轴线的方向上观察,所述ECVT电动机与所述起动电动机分别设置于所述曲柄轴线的一侧与另一侧。

3.
  根据权利要求1所述的动力单元,其中所述多个专用电动机包括驱动所述驱动构件的ECVT电动机、以及驱动所述起动驱动构件的起动电动机;并且
沿着所述曲轴的方向观察,所述ECVT电动机与所述起动电动机分别设置于包括所述曲柄轴线并垂直于所述气缸轴线的虚拟平面的一侧与另一侧。

4.
  根据权利要求1所述的动力单元,其中所述多个专用电动机包括驱动所述驱动构件的ECVT电动机、以及驱动所述起动驱动构件的起动电动机;并且
沿着所述曲轴的方向观察,所述ECVT电动机与所述起动电动机分别设置于包括所述曲柄轴线以及所述动力单元的摆动轴线的虚拟平面的一侧与另一侧。

5.
  根据权利要求1-4中任一项所述的动力单元,还包括抑制由原惯性力引起的震动的主平衡器,其中用于驱动所述主平衡器的平衡器驱动构件设置在所述曲轴上、在沿所述曲轴的方向上设置在所述气缸轴线的另一侧。

6.
  根据权利要求1-4中任一项所述的动力单元,还包括向润滑部分供应润滑油的油泵,其中用于驱动所述油泵的油泵驱动构件设置在所述曲轴上、在沿所述曲轴的方向上设置在所述气缸轴线的另一侧。

7.
  一种跨乘式车辆,包括车身框架及根据权利要求1-4中任一项所述的动力单元,其中所述曲轴安装在所述车身框架上,以在所述车辆的左、右方向上定向。

说明书

动力单元及设置有动力单元的跨乘式车辆
技术领域
本发明涉及单元摆动式的动力单元、以及设置具有该动力单元的跨乘式车辆,其中在该动力单元中,无级变速器容纳在其中的变速箱和发动机主体一体连接。
背景技术
例如,踏板型摩托车一般在其上安装有单元摆动式的动力单元,在该动力单元中,发动机主体和其中容纳有无级变速器的变速箱一体连接。
例如,专利文献1提出作为这种动力单元的一个例子,其中,驱动主轮改变带缠绕直径的轮驱动构件和可旋转地驱动曲轴以起动发动机的起动驱动构件布置于曲柄箱的一侧,公共电动机驱动轮驱动构件和起动驱动构件。
专利文献1:专利No.3043061
发明内容
本发明要解决的问题
顺便提及,常规动力单元采用这样的构造,其中轮驱动构件和起动驱动构件一起设置于曲柄箱的一侧。因此,主轮和副轮突出在外面,引起这样的问题:整个车辆的车辆宽度尺寸相应地增大,并且可能发生左、右重量不平衡。
本发明已经考虑到传统条件下的问题,并且本发明目的在于提供一种动力单元、以及设置有该动力单元的跨乘式车辆,其中在该动力单元中,可以抑制整个车辆的车辆宽度尺寸的增大,并且可以有利于左、右重量的平衡。
解决问题的手段
本发明提供的一种动力单元为单元摆动式动力单元,其中变速箱与发动机主体一体连接,变速箱内容纳有无级变速器机构,其中V型带绕驱动轮与从动轮缠绕,发动机主体具有曲轴和气缸,动力单元被支撑为能够绕与曲轴的曲柄轴线平行的轴线摆动,该动力单元包括:设置在曲轴上以改变驱动轮的缠绕直径的驱动构件;设置在曲轴上以旋转地驱动曲轴的起动驱动构件;以及驱动起动驱动构件和驱动构件的共用电动机或者分别驱动起动驱动构件和驱动构件的多个专用电动机,在垂直于曲柄轴线与气缸轴线的方向上观察时,驱动构件在沿曲轴的方向上设置于气缸轴线的一侧,起动驱动构件在沿曲轴的方向上设置于气缸轴线的另一侧,共用电动机或者多个专用电动机设置于气缸轴线上。
本发明中所指的气缸轴线与曲柄轴线包括气缸轴线本身、曲柄轴线本身、以及它们的延长线。
本发明的效果
根据本发明的动力单元,由于驱动轮的驱动构件与起动驱动构件在沿曲轴的方向上设置于气缸轴线的一侧与另一侧,电动机设置在气缸轴线上,因此两个驱动构件在沿曲轴的方向上设置并分配在两侧,且电动机位于两个驱动构件之间的气缸体的中心。因此,与传统驱动构件一起设置在曲柄箱一侧的情况相比,整个动力单元能够减小车辆宽度尺寸并且动力单元更有利于左、右重量平衡。
附图说明
图1是示出踏板型摩托车的侧视图,其中根据本发明第一实施例的用于小型车辆的动力单元安装于其上。
图2是图1所示摩托车的连接到车身框架以能够摆动的动力单元的侧视图。
图3是沿图2中的箭头A所观察的视图(俯视图)。
图4是示出图2所示动力单元的放大视图。
图5是示出安装于图4所示动力单元上的V型带式无级变速器的各个轮的布置的侧视图。
图6是沿图5中的线B-B所取的剖视图。
图7是沿图5中的线C-C所取的剖视图。
图8是示出图3中所示电动机周围结构的放大视图。
图9是示出设置有根据本发明第二实施例的动力单元的踏板型摩托车的侧视图。
图10是示出动力单元的俯视图,其局部剖视。
图11是示出动力单元的箱盖被去除的状态的侧视图。
图12是示出动力单元的发动机主体的右侧视图。
图13是示出动力单元的无级变速器机构的剖视图。
图14是示出动力单元的起动电动机部分的剖视图。
图15是示出动力单元的主平衡器和油泵驱动部分的剖视图。
图16是示出动力单元的储油器的剖视图。
符号说明
1:主轴(驱动轴)
2:副轴(从动轴)
3:主轮(驱动轮)
4:副轮(从动轮)
5:带
10:电动机(ECVT电动机)
100:变速箱
101:变速箱
106:曲轴箱
110:V型带式无级变速器
401:摩托车
410:动力单元
450:枢轴
460:车身框架
601:起动电动机
611:平衡器轴
801:踏板型摩托车
810:动力单元
814:驱动轮
814a:驱动轴
815:从动轮
815a:从动轴
816:V型带
817:无级变速器机构
818:变速箱
820:发动机主体
821:曲轴
822:曲轴箱
823:气缸座(气缸体)
835:主平衡器
837:驱动齿轮(平衡器、油泵驱动构件)
840:油泵
848:起动器齿轮(起动驱动构件)
850:起动电动机
866:往复齿轮(驱动构件)
865:ECVT电动机
A:直线
B:气缸轴线
C、D:虚拟平面
具体实施方式
下面参考附图详细描述根据本发明第一实施例用于小型车辆的动力单元。
图1是示出踏板型摩托车的实施例的侧视图,其中根据本发明的用于小型车辆的动力单元安装于其上,图2是示出图1中所示摩托车的连接到车身框架以能够摆动的动力单元的侧视图,图3是沿图2中的箭头A所观察的视图(俯视图),图4是示出图2所示动力单元的放大视图,图5是安装于图4所示动力单元上的V型带式无级变速器的各个轮的布置的侧视图,图6是沿图5中的线B-B所取的剖视图,图7是沿图5中的线C-C所取的剖视图,以及图8是示出图3中所示电动机的周围结构的放大视图。
在图1中所示的摩托车401中,动力单元410布置在位于前轮403和后轮305(后轮305为驱动轮)之间的车座405下方。车辆的前面和两侧的主要半部由护罩(cow1)覆盖。
如图4-6中所示,这里所示的动力单元410包括发动机105、从发动机105的曲轴箱106向后延伸的变速箱100、101、以及V型带式无级变速器110,其中V型带式无级变速器110容纳在由变速箱100、101和曲轴箱106限定的空间(容纳部分)中,以改变发动机105在速度上的输出,无级变速器110的输出通过自动离心式离合器70和减速器302传递到后轮305的车轴300,其中后轮305布置于发动机105后方,以作为驱动轮,减速器302包括齿轮系。
发动机105包括曲轴箱106,曲轴箱106是箱体以可旋转地支撑曲轴107;通过连杆421连接到曲轴107的活塞423;连接到曲轴箱106的上部以提供气缸部分(燃烧室)425的气缸座426,其中活塞423在气缸部分425上滑动;以及气缸盖431,气缸盖431连接到气缸座426的上部,进气端口和排气端口以及火花塞428安装到各个气缸部分425。
在本实施例的发动机105的情况下,安装曲轴107,使得其轴线沿车辆宽度方向上定向。
飞轮441安装到曲轴107的右端,并且发电机安装到飞轮441上。发电机基于曲轴107的旋转而产生电能,以向安装到车辆上的电气部件供电,并向车载电池充电。
主轴101(根据本发明作为V型带式无级变速器110的输入轴)与曲轴107的左端一体形成。变速箱100、101安装到曲轴箱106的左侧,以限定容纳部分103,容纳部分103是容纳V型带式无级变速器110的空间。
如图2和4中所示,曲轴箱106(变速箱100、101安装至曲轴箱106)在其上部外周表面设置有转向支撑452,枢轴450在车辆宽度方向上延伸通过转向支撑452。
另外,悬架支撑462设置于摩托车401的车身框架460上,其中枢轴470在车辆宽度方向上延伸通过悬架支撑462。
枢轴450和枢轴470通过连接件480彼此连接。因此,根据本实施例的动力单元410通过连接件480连接到车身框架460,并且由车身框架460承载,以能够绕枢轴450作为旋转中心摆动。
V型带式无级变速器110包括:主轴(驱动轴)1,其与曲轴107一体形成,并且是作为动力源的发动机105的输出轴;副轴(从动轴)2,平行于主轴1布置,以将主轴1的输出传递给驱动轮305;主轮3和副轮4,分别布置于主轴1和副轴2上,以包括固定轮缘3A、4A和运动轮缘3B、4B,固定轮缘3A、4A和运动轮缘3B、4B间限定V型槽,以围绕其缠绕带,并且在轴向方向(图6中的左右方向)上移动运动轮缘3B、4B,以改变V型槽的槽宽;V型带5,围绕主轮3和副轮4的V型槽缠绕,以在轮3、4之间传递旋转动力;和槽宽调节机构7,其使用电动机(ECVT电动机)10来通过往复齿轮(驱动构件)12(以后叙述)移动运动轮缘3B、4B,以调节主轮3和副轮4的槽宽,主轮3和副轮4的槽宽由槽宽调节机构7改变,以调节V型带5绕各个轮3、4缠绕的直径,进而无级地调节主轮3和副轮4之间的变速比。
根据本实施例,如图4中所示,槽宽调节机构7的电动机10在曲轴箱106的外周表面上部布置于转向支撑452的后方,以用于连接到车身框架460,起动电动机601布置于转向支撑452的前方,以起动发动机105,电动机10和起动电动机601在转向支撑452前、后附近间隔布置,以在水平方向上基本对准,并且其轴在车辆宽度方向上定向。
起动电动机601通过齿轮系(省略其描述)将旋转传递到固定到曲轴107的起动器从动齿轮(起动驱动构件)109。
虽然用于槽宽调节机构7的电动机10需要能够正转和反转,以用于增大和减小槽宽,但是起动电动机601仅用于正转。这里,当单个可逆电动机用于槽宽调节机构并用于起动时,起动电动机用于反向旋转,因此,优选地安装各个专用电动机,以确保起动电动机操作的可靠性。
这里,如图6中所示,当从垂直于曲轴107的轴线和气缸轴线B的方向观察,即,从俯视图观察,起动器从动齿轮109和往复齿轮12分别布置于气缸轴线B的右侧和左侧,电动机10和起动电动机601布置于气缸轴线B上。另外,起动电动机601和电动机10布置于曲轴107的轴线的前侧和后侧。
另外,从沿曲轴107的方向观察,电动机10和起动电动机601分别布置于虚拟平面C的后侧和前侧,虚拟平面C包括曲轴107的轴线并垂直于气缸轴线B。此外,电动机10和起动电动机601分别布置于包括曲轴107和枢轴450的虚拟平面C′的后侧和前侧。
电动机10和起动电动机601安装于曲轴箱106的上部外周表面,以使其上端彼此基本一致,并且进气管651在电动机10和起动电动机601上方延伸,其中空气过滤器连接到进气管651。
此外,根据本实施例,平衡器轴611布置于曲轴箱的转向支撑452的附近,如图4中所示。
布置于平衡器轴上的齿轮612与组装到曲轴107的齿轮108啮合,以基于曲轴107的旋转被驱动,进而反向旋转,由此平衡器轴611将预定的旋转负载(配重)施加在曲轴107上,以消除曲轴107的震动,从而稳定发动机旋转,并由此重量是相当大的。
向各个车载电气部件供电的主束线501沿上框架461竖直地布置在车身框架460的左侧上,如图3和8所示。
如图8中粗线所示,向电动机10供电的馈电电缆511在允许枢轴450经过其的转向支撑452安装的位置附近从主束线501分支,并形成绕连接加固框架483松弛的弯曲部分511a,然后连接到正好布置在转向支撑452后方的电动机10,连接加固框架483沿车辆宽度方向延伸,以加固连接件480。
另外,如图8中所示,向起动电动机601供电的馈电电缆603在允许枢轴450经过其的转向支撑452安装的位置附近从主束线501分支,并形成绕连接加固框架483松弛的弯曲部分603a,然后连接到刚好布置在转向支撑452前方的起动电动机601,连接加固框架483沿车辆宽度方向延伸,以加固连接件480。
随后,参考图6和7,将给出构成动力单元410的V型带式无级变速器110、自动离心式离合器70、以及减速器302的各自的构造以及操作。
根据本实施例的无级变速器110包括作为槽宽调节机构7的电动机10(见图7和8),电动机10是向主轮3的运动轮缘3B供给可选的移动推力的装置;初级侧驱动机构(所谓的转矩凸轮)30,设置于运动轮缘3B和主轴1之间,以在主轴1和运动轮缘3B之间产生旋转转矩的转矩差时,沿消除转矩差的方向向运动轮缘3B供给移动推力;压缩螺旋弹簧40,其是沿槽宽减小的方向向副轮4的运动轮缘4B供给推力的装置;以及次级侧驱动机构(所谓的转矩凸轮)60,设置于运动轮缘4B和副轴2之间,当副轴2和运动轮缘4B之间产生旋转转矩的转矩差时,其沿消除转矩差的方向向运动轮缘4B供给移动推力。
另外,在图6中,箭头C、E表示主轴1和副轴2旋转的方向。另外,箭头D表示由初级侧驱动机构30在运动轮缘3B上产生的推力的方向,箭头F表示由次级侧驱动机构60在运动轮缘4B上产生的推力的方向。
根据本实施例的无级变速器110容纳在与发动机105的曲轴箱106相邻的变速箱100、101中,主轴1一体设置在发动机105的曲轴107上。
副轴2通过减速器302连接到车轴300,驱动轮305安装到车轴300。主轮3布置于主轴1的外周,副轮4安装到副轴2的外周,并且自动离心式离合器70位于副轮4和副轴2之间。
如图7中所示,主轮3包括固定到轴1一端的固定轮缘3A、以及可沿主轴1的轴向方向(图中箭头A的方向)移动的运动轮缘3B,V型槽形成于固定轮缘3A和运动轮缘3B的相对的锥形表面之间,V型带5绕V型槽缠绕。
主轴1的一端支撑在箱体101上,并且轴承25位于其间,轴承25配合于其上的套筒24和下面描述的套筒21通过锁紧螺帽26固定在一起,由此固定轮缘3A的凸台被固定,以不能够轴向移动。
运动轮缘3B包括主轴1延伸通过其的圆柱形凸台,圆柱形滑块22固定到凸台一端。套筒21插入滑块22和主轴1之间,套筒21安装在主轴1的外周上,并且花键20位于其间,以使套筒21和主轴1一起旋转。
滑块22安装到套筒21的外周,以可沿轴向移动。
滑块22形成有凸轮槽31,凸轮槽31沿轴向方向倾斜地延伸,突出地设置于套筒21的外周上的定位销32可滑动地插入到凸轮槽31中。由此,与滑块22一体制成的运动轮缘3B可沿主轴1的轴向移动,同时与主轴1一起旋转。
凸轮槽31和定位销32构成上述的初级侧驱动机构30。因此,凸轮槽31的倾斜被设置成在这样的方向(例如,在该方向上,当主轴1的旋转转矩大于运动轮缘3B时,在用于减小主轮3的槽宽的方向(箭头D的方向)上,向运动轮缘3B供给推力)上定向,在该方向上,当在主轴1和运动轮缘3B之间产生旋转转矩的转矩差时,在消除转矩差的方向上向主轮3的运动轮缘3B供给移动推力。包括倾斜角度的凸轮槽31的路径可以根据给定的性能可选地以直线、弧线等设置,并且其工作亦容易。
另一方面,向运动轮缘3B突出的圆柱形供给导引件16用螺纹固定到箱体100的与运动轮缘3B相对的内侧。供给导引件16共轴设置在主轴1上,母螺纹17形成于供给导引件16的内周表面上。另外,往复齿轮(驱动构件)12装配到供给导引件16的外周上,以可以沿轴向和圆周方向滑动。
往复齿轮12连接到环形旋转环13的外周壁的端部,该旋转环13以U形横截面方式从内周壁向外周壁弯曲,形成在内周壁的外周表面上的公螺纹18旋入供给导引件16的母螺纹17。另外,旋转环13的内周壁连接到滑块22,滑块22通过轴承23与运动轮缘3B形成一体。
在这样的构造下,当往复齿轮12旋转时,由于母螺纹17和公螺纹18的牵引作用,往复齿轮12和旋转环13沿轴向移动,由此与滑块22形成一体的运动轮缘3B移动,由此主轮3的槽宽改变。另外,锥形螺纹用于公螺纹18和母螺纹17。
可选地移动主轮3的运动轮缘3B的电动机10布置于曲轴箱106的上部外周表面上的转向支撑452的后部附近,如上所述,并且电动机输出轴10a和往复齿轮12通过齿轮变速机构11彼此连接,其中多级正齿轮11A-11E组合于齿轮传递机构11中。
通过使用控制单元200(见图7)控制电动机10的旋转,运动轮缘3B通过往复齿轮12可以沿轴向移动。
另外,如图6中所示,副轮4包括连接到副轴2的固定轮缘4A以及可沿副轴2的轴向(图中箭头B的方向)移动的运动轮缘4B,离心式离合器70位于副轴2和固定轮缘4A之间,并且V型带5绕其缠绕的V型槽形成于固定轮缘4A和运动轮缘4B的相对锥形表面之间。
固定轮缘4A包括圆柱形导引件51,导引件51可旋转地支撑于副轴2的外周上,轴承位于导引件51和副轴2之间。插入固定轮缘4A和副轴2之间的离心式离合器70包括:离心板71,离心板71和固定轮缘4A的导引件51一起旋转;离心配重72,支撑于离心板71上;以及离合器壳体73,离心配重72与离合器壳体73接触,以彼此靠近和彼此远离。
这里,离心板71花键配合地连接到固定轮缘4A的导引件51,以能够和其一起旋转。另外,离合器壳体73通过花键配合到副轴2端部上的凸台构件47固定。另外,副轴2的端部支撑在箱体101上,轴承50位于副轴2和箱体101之间,轴承50配合到其上的套筒48通过锁定螺钉49固定,由此离合器壳体73和凸台构件47固定,以不能够轴向地移动。
在这样构造下,当与固定轮缘4A一起旋转的离心板71的旋转频率达到预定值时,离心配重72由于离心力而向外移动,以与离合器壳体73进行接触,使得固定轮缘4A的旋转被传递到副轴2。
运动轮缘4B与圆柱形滑块52形成一体,并被压缩螺旋弹簧40在V型槽的槽宽减小的方向上偏压,滑块52支撑在固定轮缘4A的导引件51的外周上,以能够轴向移动。压缩螺旋弹簧40以压缩状态安装,并且其一端抵靠滑块52的外周上的突起,而其另一端抵靠离心板71的弹簧接收装置。
相对于轴线倾斜的凸轮槽61形成于和运动轮缘4B形成一体的滑块52上,并且,突出地设置于导引件51外周上的定位销62可滑动地插入到凸轮槽61中,导引件51与固定轮缘4A形成一体。由此,与滑块52形成一体的运动轮缘4B可以沿副轴2的轴向移动,同时与副轴2一起旋转。
凸轮槽61和定位销62构成上述的次级侧驱动机构60。因此,凸轮槽61的倾斜被设为在这样的方向(例如,在这样的方向上,当副轴2的旋转扭矩小于运动轮缘4B时,用于减小副轮4的槽宽的方向(箭头F的方向)上的推力被施加到运动轮缘4B)上定向,在该方向上,当在副轴2和运动轮缘4B之间产生旋转转矩的转矩差时,在消除转矩差的方向上向运动轮缘4B施加移动推力。包括倾斜角度的凸轮槽61的路径可以根据给定的性能可选地以直线、曲线等形式设置,并且其工作也容易。
由于设置次级侧驱动机构60,例如当摩托车开始上坡并且在其与由V型带5保持旋转的运动轮缘4B之间产生速度差时,连接到副轴2的固定轮缘4A在旋转频率上变慢,定位销62显然地在箭头F的方向推动凸轮槽61,从而运动轮缘4B通过滑块52在向固定轮缘4A的方向上被推动,并且V型槽的槽宽被强迫减小。
随后,将给出根据本实施例的摩托车的V型带式无级变速器110的操作的说明。
当控制单元200向电动机10输入变速信号时,往复齿轮12与旋转环13随电动机10的旋转而旋转,并且通过轴承23固定到旋转环13的滑块22由于公螺纹18与母螺纹17的牵引动作而轴向移动,从而与滑块22一体制成的运动轮缘3B移动并且因此主轮3的槽宽改变。
例如,在主轮3的槽宽减小的情况下,V型带5缠绕的直径增大并且变速比向高的方向(Top)变化。此外,在主轮3的槽宽增大的情况下,V型带5缠绕的直径减小并且变速比向低的方向(Low)变化。
另一方面,当主轮3的槽宽改变时,副轮4的槽宽与主轮3相反地变化。
即,当V型带5绕主轮3缠绕的直径减小(向低的方向变化)时,在副轮4一侧上V型带5咬合的力减小,从而在运动轮缘4B与V型带之间产生滑动并且在运动轮缘4B与固定轮缘4A之间产生速度差。此后,因为凸轮槽61的动作与压缩螺旋弹簧40的偏压,运动轮缘4B被向固定轮缘4A推动,从而副轮4的槽宽减小且V型带5缠绕的直径增大。
因此,主轮3与副轮4之间的变速比增大并且传送到驱动轮305的转矩增大。相反地,当V型带5绕主轮3缠绕的直径增大(向高方向变化)时,V型带5咬合在副轮4一侧的V型槽内,从而运动轮缘4B在远离固定轮缘4A的方向上逆着压缩螺旋弹簧40的偏压移动。因此,副轮4的槽宽增大且V型带5缠绕的直径增大,从而主轮3与副轮4之间的变速比减小。
当副轮4的旋转频率达到预定值,副轮4连接到副轴2且离心式离合器70设置于二者之间,并且副轴2的旋转通过减速器302的齿轮系传送到车轴300。
由于与发动机105结合的V型带式无级变速器110是如此构造,其使得电动机10调整各个轮3、4的槽宽,如上所述的用于小型车辆的动力单元410根据车辆的操作条件与行使状态控制电动机10的操作,以能够根据车辆的操作条件与行使状态实现变速比控制。
而且,槽宽调节机构7的电动机10设置于发动机105的曲轴箱106的上部外周表面上,并且动力单元410中产生的热量没有直接散发,因此难以由于动力单元410内产生的热量的影响而产生温度升高。
另外,电动机10设置于位于曲轴箱106的上部外周表面上的转向支撑452的后面,如图2所示,并且设置在电动机10后面的驱动轮305的旋转吸入周围的风,以产生围绕电动机10的吹风动作,从而可以预期到由于吹风产生的冷却效果,并且槽宽调节机构7的电动机10的抗热性能要求被抑制以能够实现成本降低。
而且,由于槽宽调节机构7的电动机10设置在曲轴箱106的上部外周表面,并且仅通过开启例如覆盖动力单元410上部的车身盖、板等即能进入暴露的状态,与传统动力单元(其中电动机设置于动力单元的箱体内)相比,可以容易地对电动机10进行检查与维护,以提供高品质的维护。
而且,由于槽宽调节机构7的电动机10设置于曲轴箱106的上部外周表面,当布置用于电动机10的电缆时,不需要考虑避免与移动部件(如动力传输的齿轮系)的干扰,因此方便用于电动机10的电缆的布置安排。
另外,由于槽宽调节机构7的电动机10与发动机105的起动电动机601(它们重量较大)在作为转向点的转向支撑452附近前后对准,通过在转向点附近聚集较重物件而获得重量的平衡。相应地,V型带式无级变速器110的电动机10并不构成引起车辆的重量不平衡的因素,因此可以在重量平衡方面改善车辆,从而能够改善操作性。
而且,由于槽宽调节机构7的电动机10与发动机105的起动电动机601分别设置于作为转向点的转向支撑452附近,因为车辆行使过程中动力单元410绕枢轴的摆动而引起的各个电动机10、601相对于转向点的相对移动与振动宽度被限制到较小程度。
因此,也可以限制当动力单元410摆动时各个电动机的惯性力,并且可以相应减轻转向点周围的压力负载作用。对应于当动力单元410摆动时压力负载作用被减轻的量,可以抑制确保动力单元410与车身框架460的连接以及确保动力单元410的箱体(主要地,曲轴箱106)所需的机械强度,以实现减轻动力单元410与车辆401的重量。
而且,由于槽宽调节机构7的电动机10与起动电动机601分别设置于作为转向点的转向支撑452的附近,抑制了用于各个电动机10、601的电缆的松弛,以能够整洁地收集用于各个电动机10、601的电缆,从而能够使束线501尺寸小且简单并改善各个电动机10、601的防振动品质。
此外,根据本实施例,设于曲轴箱106内作为较重部件的平衡器轴611布置于转向支撑452的附近,由此设置于转向点附近的较重部件增加并且聚集于转向点周围,从而可以更容易地调整车辆重量的平衡,并且当动力单元的摆动时促进减少由较重部件引起的惯性力,因此能够进一步地减轻车辆等。
另外,在那样的构造中,槽宽调节机构7的电动机10设置于曲轴箱106的上部外周表面上,电动机10并不阻碍缩短主轴1与副轴2之间的中心距,并且为了使V型带式无级变速器紧凑,在产生减小主轴1与副轴2之间中心距的需要的情况下适于使V型带式无级变速器110紧凑。
另外,根据本实施例,在其中电动机10与起动电动机601在转向支撑452附近前后设置并且进气管651在其上方延伸的构造下,电动机10与起动电动机601在高度上是一致的,从而进气管651可以构造为基本直线地通过,并且具有较小管线阻力的高性能进气系统等可以容易地构造。
另外,根据本实施例,用于槽宽调节机构7的电动机10设置于转向支撑452附近的后方,起动电动机601设置于转向支撑452附近的前方,但是在重量平衡等方面,当电动机10设置于转向支撑452附近的前方而起动电动机601设置于其附近后方时,可以实现同样的功能与效果。
而且,虽然已经针对用于摩托车的动力单元410描述了实施例,根据本发明的动力单元410并不限于摩托车,当然也可以应用于作为相对小型车辆的三轮车、四轮汽车等。
随后,将参照图9-16,描述根据本发明第二实施例的动力单元与具有该动力单元的跨乘式车辆。将针对安装于踏板型摩托车的动力单元描述本实施例。另外,本实施例中指的前、后、左、右是按坐于座位情况下观察的前、后、左、右。而且,本实施例中指的垂直方向是指垂直于路面的方向。
在图中,标号801指代踏板型摩托车,其具有下述的、示意性的构造。前叉805由下骨架式车身框架(未图示)的头管旋转支撑(journal),前轮806与转向把807分别设置于前叉805的下端与上端。而且,用于双人乘座的跨乘式座位808安装于车身框架中心,单元摆动式动力单元810安装于车身框架的座位808下方以能够垂直摆动,后轮811设置于动力单元810的后端。
前叉805的周围由前盖809a覆盖且座位808下方的周围由侧盖809b覆盖。左、右踏板809c、809c设置于前盖809a与侧盖809b之间。
动力单元810如此构造,使得变速箱818与发动机主体820一体连接,在变速箱818中容纳有具有V型带816的V型带式无级变速器817,V型带816由橡胶或者树脂制成并且绕驱动轮814和从动轮815缠绕,发动机主体820具有气缸体,在气缸体中,在连接于从动轮815的从动轴815a和驱动轮814的驱动轴814a之间的直线A的延长线A’和气缸轴线B之间形成的夹角θ为45度或更少,本实施例中大约为10度。变速箱818设置于发动机主体820的左侧。
发动机主体820构造为水冷式的四冲程单缸,使得气缸座823连接到曲轴箱822的前接合表面,气缸盖824被连接且顶盖(head cover)825安装到气缸盖824上,其中,活塞826可滑动地容纳在气缸座823 中,曲轴821容纳在曲轴箱822中,气缸盖824内设置有火花塞828、进气阀、排气阀以及用于驱动开启与关闭各个阀的凸轮轴(未图示)。
曲轴箱822上形成有一对向前凸出的左、右枢轴822m、822m。左、右枢轴822m通过连接件813a支撑在车身框架的发动机悬架813上,以能够绕平行于曲柄轴线P的枢轴轴线P1垂直摆动。
左、右枢轴822m形成于曲轴箱822的储油器822c(下面描述)的前壁上,以基本平行于气缸轴线B延伸。而且,沿着曲轴方向观察,左、右枢轴822m定位于气缸座823下侧的下面以及曲轴821的前下方。
与进气端口连通的进气管827连接到气缸盖824的上壁824a,进气管827弯曲并且自上壁824a向车辆后部延伸。燃油喷射阀827a安装在进气管827的下游侧,节流阀827b设置在进气管827的上游侧。空气滤清器(未图示)连接到进气管827的上游端。
曲轴821如此设置,使得其曲柄轴线P沿车辆宽度方向被水平定向,并且活塞826通过连杆829连接到曲轴821。
曲轴821的左、右轴颈(journal)821b、821c支撑于曲轴箱822的左、右侧壁822a、822b上,其间分别具有轴承830、830。在左轴颈821b与左侧壁822a之间安装有密封件831,因而填充有润滑油的曲轴箱822与引入行进风的变速箱818彼此间隔开。
一体形成于曲轴821的右轴颈821c上的是从右侧壁822b突出的右驱动轴821d。
发电机832安装于右驱动轴821d的外侧端,发电机832由安装到右侧壁822b的盖833覆盖。发电机832包括一端变细地配合到曲轴821上的转子832a和固定到盖833以面向转子832a的定子832b。
左驱动轴814a与曲轴821的左轴颈821b一体形成,以从左侧壁822a突出到变速箱818中。驱动轮814安装到驱动轴814a。这里,轮驱动轴可以与曲轴分离设置且轮驱动轴可以设置为与曲轴共轴。
主平衡器835与曲轴箱822内的曲轴821平行设置,以抑制由原惯性力引起的震动。主平衡器835设置于包括曲轴821的曲柄轴线P的虚拟平面F上方。
平衡器配重835a形成在主平衡器835上,以定位于曲轴821的左、右曲轴臂821a之间的方式延伸。
平衡器835支撑于左、右侧壁822a、822b上,其间设置有轴承836、836,平衡器齿轮835b通过阻尼构件835c安装到平衡器835的右端。
驱动齿轮837安装在曲轴821的右轴颈821c内侧,以与平衡器齿轮835b啮合。
正时链驱动齿轮821e一体形成于右轴颈821c的外侧。驱动齿轮821e通过正时链838连接到凸轮轴(未图示)。
冷却水泵轴839a连接到平衡器835,以与其共轴。泵轴839a旋转驱动设置于盖833外壁上的冷却水泵839。由冷却水泵839加压的冷却水被供应到发动机主体820的各个冷却套管(未示出)。
储油器822c形成于曲轴箱822的底部。储油器822c以这样的方式凸出和形成:其从变速箱818的下边缘向下突出且向前下方倾斜,使得其向前方降低。另外,多个冷却散热片822d形成在储油器822c的外部底表面上。
设置于储油器822c上的是油泵840,其向曲轴821、凸轮轴的各个润滑部分(如轴承部分、滑动部分)等供应润滑油。油泵840包括具有吸入端口841a与释放端口841b的外壳841、由外壳841与右侧壁822b旋转支撑的泵轴842、以及固定到泵轴842外侧端的泵齿轮843,所述吸入端口841a与释放端口841b设置于曲轴箱822的右侧壁822b的外侧。
中间轴846被支撑在右侧壁822b上的泵轴842与曲轴821之间。小齿轮846a固定到中间轴846的外侧端,以与泵齿轮843啮合,大齿轮846b固定到中间轴846内侧端,以与驱动齿轮837啮合。
驱动齿轮837是平衡器835与油泵840共用的驱动构件,其在曲轴箱822中在沿曲轴的方向上相对于气缸轴线B设置于曲轴821的右侧(见图15)。
吸入通道822e形成于右侧壁822b上,以与吸入端口841a连通,吸入通道822e邻近储油器822c的底表面开口。另外,标号844指代放油塞。
释放通道822f形成于右侧壁822b上,以与释放端口841b连通,释放通道822f连通到滤油器845。由油泵840加压并由滤油器845过滤的润滑油从供应通道822g分支进入曲轴路径822h与凸轮轴路径822i,以供应到各个润滑部分,然后自然滴落以回到储油器822c。
滤油器845从车辆外侧可拆卸地安装于缺口822j内,缺口822j凹入设置于左侧壁822a的面向储油器822c的那部分上。
从俯视图观察,滤油器845与油泵840被分配和设置在左、右侧,气缸轴线B位于二者之间,沿曲轴观察,二者基本设置在相同轴线上。
起动器齿轮(起动驱动构件)848可旋转安装到曲轴821的位于发电机832与驱动齿轮821e之间的右驱动轴821d。发电机832的转子832a固定到起动器齿轮848的凸台848a,二者之间设置有单向离合器848b。
起动电动机850的驱动齿轮850a通过惰轮轴849连接到起动器齿轮848。惰轮轴849被支撑成桥接右侧壁822b与盖833,并包括与驱动齿轮850a啮合的大惰轮849a和与起动器齿轮848啮合的小惰轮849b。
起动电动机850的旋转通过惰轮轴849被传送到起动器齿轮848,并通过转子832a从起动器齿轮848传送到曲轴821。
起动电动机850在曲轴箱822后表面的下部处设置于曲轴821与后轮811的外边缘之间,并且其电动机轴线与曲轴821平行。更具体地,起动电动机850设置在容纳缺口822n中,并由电动机盖850b覆盖,所述容纳缺口822n凹入地设置在曲轴箱822的储油器822c的后壁上。
变速箱818包括箱主体818a与箱盖819,箱体818a与曲轴箱822的左侧壁822a一体形成并不间断,以延伸到后轮811,箱盖819可拆卸地安装到箱主体818a的左接合表面。冷却风引入盖(未图示)安装到箱盖819的外侧,以向变速箱内引入行进风。
驱动轮814包括花键配合到驱动轴814a以与驱动轴814a一起旋转的轴套构件853、安装到轴套构件853以能够轴向移动并与轴套构件853一起旋转的运动轮854、以及安装到驱动轴814a以抵靠轴套构件853的左端表面的固定轮856,所述固定轮856由锁紧螺母855固定,以不能够轴向移动。
从动轮815包括:安装到从动轴815a上的固定轮857,从动轴815a被旋转支撑为桥接箱体818a与箱盖819,以能够旋转但不能轴向移动;安装到固定轮857以能够轴向移动并与固定轮857一起旋转的运动轮858;以及插入固定轮857与从动轴815a之间的离心式离合器859。当从动轮815的转速增大时,离心式离合器859将从动轮815的旋转传送到从动轴815a。从动轴815a的旋转通过与从动轴815a平行布置的主轴860和驱动轴861传送到安装到驱动轴861的后轮811。
无级变速器机构817包括基于发动机的速度、车速等改变驱动轮814的带缠绕直径的缠绕直径改变机构864,缠绕直径改变机构864设置于缠绕直径控制室864a中,所述缠绕直径控制室864a形成于驱动轮814的前端,以斜向上凸出。
缠绕直径改变机构864被构造为向作为齿轮系与驱动构件的往复齿轮(驱动构件)866传送ECVT电动机865的旋转,以将该旋转转化为驱动轮814的运动轮854的轴向运动,由此在低位置(Low)和高(Top)位置之间自动控制驱动轮814的带缠绕直径。ECVT电动机865的旋转由控制器(未图示)基于发动机速度、车速等控制。
缠绕直径改变机构864包括ECVT电动机865、将ECVT电动机865的旋转传送到往复齿轮866的旋转传送齿轮867、以及将往复齿轮866的旋转转换为运动轮854的轴向运动的轴向运动转换部件868。
ECVT电动机865设置于曲轴箱822的上表面的前部,电动机轴定向为与曲轴821平行。更具体地,ECVT电动机865自车辆宽度方向的内部安装并固定到形成缠绕直径控制室864a的左侧壁822a的延伸部分822a’。ECVT电动机865的旋转齿轮865a延伸穿过延伸部分822a’,以突出到缠绕直径控制室864a中。
从车辆的侧面观察,ECVT电动机865被延伸部分822a’覆盖并且设置于曲轴箱822的上表面与进气管827之间。
旋转传送齿轮867包括往复齿轮866、与往复齿轮866啮合的电动机侧齿轮869、以及减小ECVT电动机865的转速以将旋转传送到电动机侧齿轮869的减速齿轮870,ECVT电动机865的旋转齿轮865a与减速齿轮870啮合。此处,标号871指代旋转频率传感器,ECVT电动机865的旋转状态(因此,驱动轮814的轴向移动位置)由旋转频率传感器871检测。
电动机侧齿轮869与减速齿轮870分别支撑于左侧壁822的延伸部分822a’及箱盖819的延伸部分819a上,且其间设有轴承879、880。
轴向运动转换部件868包括安装到运动轮854的滑动圆筒体872、运动侧进给螺纹构件874、以及固定侧进给螺纹构件875,所述运动侧进给螺纹构件874可旋转地支撑于滑动圆筒体872上,并且二者之间设有轴承873,往复齿轮866固定到运动侧进给螺纹构件874,所述固定侧进给螺纹构件875与运动侧进给螺纹构件874啮合,并且被锁定并固定到左侧壁822a。
固定侧进给螺纹构件875支撑于固定侧支撑构件876上,固定侧支撑构件876栓接并固定于左侧壁822a。定心轴承877插入固定侧支撑构件876与固定到驱动轴814a的轴承支撑构件878之间。
当发动机速度对应于加速器踏板的开启操作而增加时,控制ECVT电动机865的旋转,使得可以达到根据发动机速度预先设定的带缠绕直径。ECVT电动机865的旋转齿轮865a的旋转从减速齿轮870与电动机侧齿轮869传送到往复齿轮866。当往复齿轮866旋转时,运动侧进给螺纹构件874与往复齿轮866一起轴向移动与ECVT电动机865的旋转相对应的距离。与此一致,运动轮854向高的方向(Top)移动预定量并且驱动轮814达到设定的带缠绕直径。
动力单元810被如此构造,使得后轮811的中心线在车辆宽度方向上与气缸轴线B一致并且与车身框架801的中心线一致。
沿曲轴观察时,动力单元810的气缸座823、气缸盖824与顶盖825设置为偏置,使得包括气缸轴线B并平行于曲轴821的虚拟平面B’经过从曲柄轴线P向下偏置t(具体为5-7mm)的位置。
在垂直于曲柄轴线P与气缸轴线B的方向观察,即从俯视图观察,改变驱动轴814a的带缠绕直径的往复齿轮(驱动构件)866与旋转地驱动曲轴821的起动器齿轮(起动驱动构件)848设置并分配在气缸轴线B的左、右侧。更具体地,往复齿轮866在沿曲轴的方向上设置在气缸轴线B的左侧,而起动器齿轮848在沿曲轴的方向上设置在气缸轴线B的右侧。而且,从气缸轴线B到往复齿轮866的距离与到起动器齿轮848的距离设置为大致相同。
而且,从垂直于两个轮轴的方向观察,ECVT电动机865与起动电动机850设置为使得各个电动机的纵向上的中心定位于气缸轴线B上。
而且,从垂直于曲柄轴线P与气缸轴线B的方向观察,ECVT电动机865与起动电动机850分配并设置在曲柄轴线P的前、后侧。ECVT电动机865与起动电动机850设置为距曲柄轴线P大致相同的距离。
此外,沿曲轴的方向从车辆的侧面观察,ECVT电动机865与起动电动机850分别设置并分配在曲轴821的上、下侧。
此外,沿曲轴的方向观察,ECVT电动机865与起动电动机850分别设置在虚拟平面C的前、后侧以及虚拟平面D的上、下侧,虚拟平面C包括曲柄轴线P并且垂直于气缸轴线B,虚拟平面D包括曲柄轴线P以及动力单元810的枢轴813a的摆动轴线P1。ECVT电动机865与起动电动机850设置成关于虚拟平面D对称。
根据本实施例,从垂直于曲柄轴线P与气缸轴线B的方向观察,改变驱动轮814的带缠绕直径的往复齿轮866以及旋转地驱动曲轴821的起动器齿轮848在沿曲轴的方向上设置在气缸轴线B的左、右侧,并且ECVT电动机865与起动电动机850设置为使得各个电动机865、850的轴向中心都设置成位于气缸轴线B上,往复齿轮866与起动器齿轮848在沿曲轴的方向上设置并分配在左、右侧,并且各个电动机865、850位于往复齿轮866与起动器齿轮848之间的气缸轴线B上。由此,与传统驱动构件一起设置在曲柄箱一侧的情况相比,整个动力单元的车辆宽度尺寸减小并且动力单元810可以制造为更有利于左、右重量平衡。
从俯视图观察,因为ECVT电动机865与起动电动机850设置在曲轴821的前、后侧,因此动力单元810可更有利于前、后侧的重量平衡。
而且,沿曲轴的方向观察,因为ECVT电动机865与起动电动机850设置在垂直于气缸轴线B的虚拟平面C的前、后侧,所以在曲轴821设在中间的情况下,更有利于前、后侧的重量平衡。
根据本实施例,沿曲轴方向观察,由于ECVT电动机865与起动电动机850设置在虚拟平面D的上、下侧,虚拟平面D包括曲柄轴线与动力单元810的摆动轴线,所以在枢轴813a设在中间的情况下,更有利于上、下侧的重量平衡。
根据本实施例,由于主平衡器835与驱动油泵840的驱动齿轮837设置在曲轴箱822内、在沿曲轴的方向上位于气缸轴线B的右侧,所以相对于设置在曲轴821左侧的往复齿轮866及驱动轮814,更有利于左、右侧的重量平衡。
而且,由于主平衡器835与油泵840由共用的驱动齿轮837驱动,因此可以减少部件的数量以及抑制重量的增加。
根据本实施例,由于动力单元810安装在踏板型摩托车的车身框架上,并且动力单元810的中心线与车身框架的中心线是相互一致的,因此更有利于整个车辆的重量平衡以及提高操作中的稳定性。
另外,虽然已经针对设置有缠绕直径改变机构864的ECVT电动机865与起动器齿轮848的起动电动机850的情况描述了本实施例,但是在本发明中,缠绕直径改变机构与起动器齿轮可以由单个共用的电动机来驱动。在这种情况下,例如,它可以满足:电动机的旋转轴可以在曲轴的左、右侧突出;缠绕直径改变机构可以由旋转轴的左突出部分驱动;起动器齿轮可以由右突出部分驱动。
而且,根据本实施例,虽然ECVT电动机与起动电动机平行于曲轴水平地设置,但是本发明中至少一个电动机可以垂直设置,且该电动机轴定向为朝向车辆的前方。
此外,根据本实施例,驱动轮安装到曲轴的端部,驱动轮也可以安装到与曲轴分开形成的主轴上。
而且,虽然已经以动力单元为例描述了实施例,其中气缸体设置成气缸轴线B基本水平,但是本发明也可以应用在这样的情况,其中气缸轴线B形成的角度在10-45度之间或者大于45度。
此外,虽然已经以踏板型摩托车的动力单元为例描述了实施例,但是本发明的动力单元并不限于踏板型,其也可以应用于其他摩托车。而且,本申请说明书中的“摩托车”意思为包括摩托车、踏板车的摩托车,并且具体指能够在车身倾斜的情况下转向的车辆。因此,即使其中前轮与后轮中的至少一个包括两个或者多个车轮(按照轮胎的数量,可以是三轮车、四轮(或更多)车)的车辆,也可以包括在本申请说明书中的“摩托车”之内。此外,本发明不限于摩托车,也可以应用于利用本发明效果的其他车辆,也可以用于所谓的跨乘式车辆,其包括除了摩托车外的四轮车(全地形车)和雪上汽车。

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本发明提供了一种动力单元,其具有改变驱动轮(814)的缠绕直径的往复齿轮(驱动构件)(866)、旋转驱动曲轴(821)的起动器齿轮(起动驱动构件)(848)、以及分别驱动起动器齿轮(848)与往复齿轮(866)的专用电动机(850、865)。起动器齿轮(848)与往复齿轮(866)设置于曲轴轴向上的一侧与另一侧。电动机(850、865)设置于气缸轴线(B)上。 。

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