JP2005233235A

JP2005233235A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2005233235A
Application number: JP2004040030A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ito; 保雄伊東
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】組立後に、ローディングカムに対するローラ（転動体）の当接状態およびばねのたわみ量を確認することができるトロイダル型無段変速機を提供する。
【解決手段】本発明のトロイダル型無段変速機は、入力軸１と、この入力軸１に結合されて入力軸と一体で回転する入力側ディスク２と、この入力側ディスク２との間に設けられたパワーローラ１１を介して入力側ディスク２の回転力を所定の変速比で受ける出力側ディスク３と、入力側ディスク２を軸方向へ押圧するローディングカム式の押圧装置１２とを備え、押圧装置１２は、ローディングカム１２ａと、このローディングカム１２ａのカム面１１３と入力側ディスク２のカム面１１４との間で転動自在に保持された転動体１２ｂとを有し、ローディングカム１２ａには、ローディングカム１２ａのカム面１１３に対する転動体１２ｂの当接状態を組立後に確認できる測定穴４０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。

図５には、自動車用変速機として利用可能な従来のトロイダル型無段変速機の一例が示されている。このトロイダル型無段変速機は、いわゆるダブルキャビティ式の高トルク用トロイダル型無段変速機であり、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが、入力軸１の外周に取り付けられて成る。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン係合によって連結されている。なお、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してハウジング内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

また、入力軸１は、ローディングカム式の押圧装置１２を介して、図示しない駆動軸により回転駆動されるようになっている。具体的には、図中左側に位置する入力側ディスク２と入力軸１との間にローディングカム式の押圧装置１２が設けられており、この押圧装置１２によって、入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け弾性的に押圧しつつ、この入力側ディスク２を回転駆動自在としている。また、この押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するローディングカム（カム板）１２ａと、保持器７により転動自在に保持された複数個（例えば４個）のローラ（転動体）１２ｂとから構成されている。ローディングカム１２ａの片側面（図５の右側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１１３が形成され、入力側ディスク２の外側面（図５の左側面）にも、同様の形状を有するカム面１１４が形成されている。なお、入力軸１の端部とローディングカム１２ａとの間には、スラスト荷重を支承自在なアンギュラ型の玉軸受（アンギュラ軸受）３０が介挿されている。

出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、入力側ディスク２，２は、入力軸１と共に回転するように、その入力軸１の両端部にボールスプライン６，６を介して支持されている。また、入力側ディスク２，２の内周面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内周面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１が回転自在に挟持されている。

図５中右側に位置する入力側ディスク２は、その背面（図５の右面）が、大きな弾力を有する第１の皿板ばね１０を介して、ローディングナット９に突き当てられており、入力軸１に対する軸方向（図５の左右方向）の変位が実質的に阻止されている。また、図５中左側に位置する入力側ディスク２とローディングカム１２ａとの間には、第２の皿板ばね８が設けられている。これらの皿板ばね８，１０は、各ディスク２，２，３，３の内周面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面（トラクション面）１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。

したがって、上記構成の無段変速機では、図示しない駆動軸から入力軸１に回転力が入力されると、入力軸１の回転に伴ってローディングカム１２ａが回転し、カム面１１３が複数個のローラ１２ｂを入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１１４に押圧する。これにより、入力側ディスク２が複数のパワーローラ１１に押圧されると同時に、両カム面１１３、１１４と複数のローラ１２ｂとの押し付け合いに基づいて、入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、複数のパワーローラ８、８を介して、一定の変速比で、出力側ディスク４に伝達される。また、出力側ディスク３，３の回転は、出力歯車４から伝達歯車１５および伝達軸などを介して、図示しない出力軸に伝達される。

以上から分かるように、トロイダル型無段変速機では、入力側ディスク２および出力側ディスク３とパワーローラ１１との接触点におけるトラクションドライブによって動力の伝達が行なわれる。この場合、前記接触点には、大きな押し付け力を付与する必要があり、その方法として前述したローディングカム式の押圧装置１２が設けられている。そして、この押圧装置１２を用いた動力伝達では、前述したように、駆動軸から伝えられるトルクの上昇によってローラ１２ｂがカム面１１３，１１４に沿って上がることにより、入力側ディスク２がパワーローラ１１側に移動され、最適な押し付け力が発生される。また、無負荷時（入力トルクが０の時）および低トルク時においてもディスク２，３とパワーローラ１１との間で最適な押付力を保持するため、前述したように、入力側ディスク２の背面（シングルキャビティの場合には、ローディングカム１２ａと入力側ディスク２の背面との間のみ）に皿ばね８，１０を配置している（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開平４−３５１３６１号公報特開２０００−９１９６号公報特許第３４２４５６０号公報

ところで、前述したような構造を成すトロイダル型無段変速機では、組立初期状態（無負荷時＝入力トルクが０の状態）における皿ばね８，１０の荷重（たわみ量）が規定される。具体的には、組立時に皿ばね８，１０のたわみ量が測定される。

皿ばね８，９のたわみ量を調整間座により正確に測定するためには、ローディングカム１２ａと入力側ディスク２との間に挟まれたローラ１２ｂが予めローディングカム１２ａおよび入力側ディスク２の底の位置に確実になくてはならない、つまりローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３の底および入力側ディスク２のカム面１１４の底に確実に当接していなければならない。

しかしながら、従来においては、ローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３の底および入力側ディスク２のカム面１１４の底に確実に当接しているか否かを組立後に確認することはできない。例えば、図５および図６に示すように、組立時においては、締め付けボルト３５によってローディングカム１２ａが入力側ディスク２に対して締結されるとともに、これらの間に介挿された皿バネ８が圧縮されるが、その状態およびローラ１２ｂの当接状態は、組立後においては、ローディングカム１２ａの外側（図６に示す方向）から確認することができない。

ローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３の底および入力側ディスク２のカム面１１４の底に確実に当接していない状態で皿ばね８，１０の隙間Ｓの調整を行なった場合、最適な押付力が得られず、結果として、動力の伝達不具合等を生じる可能性がある。

また、異物等を噛み込んだまま、無理に組み立ててしまった場合には、各部品に大きなストレス、傷、破損等が生じ、全く機能しなくなってしまう虞もある。

なお、トルク入力側と反対側に設けられている入力側ディスク２（図５の右側の入力側ディスク２）の背面の皿ばね１０は、ハウジング（車載用バリエータケース）の端面およびローディングナット９の端面とから計算で隙間を算出することができる。しかし、トルク入力側に設けられている入力側ディスク２（図５の左側の入力側ディスク２）の背面の皿ばね８については、前述したように、組立後においてそのたわみ量を確認することができない。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、組立後に、ローディングカムに対するローラ（転動体）の当接状態およびばねのたわみ量を確認することができるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、エンジンからの回転力が入力される入力軸と、この入力軸に結合されて入力軸と一体で回転する入力側ディスクと、この入力側ディスクとの間に設けられたパワーローラを介して入力側ディスクの回転力を所定の変速比で受ける出力側ディスクと、前記入力側ディスクの背面に配置され且つ前記入力側ディスクを軸方向へ押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、前記押圧装置は、前記入力軸と共に回転するローディングカムと、このローディングカムのカム面と前記入力側ディスクのカム面との間で転動自在に保持された転動体とを有し、前記入力側ディスクと前記ローディングカムとの間には、前記入出力側ディスクと前記パワーローラとの当接部に押圧力を付与するばねが介挿されているトロイダル型無段変速機において、前記ローディングカムには、ローディングカムのカム面に対する前記転動体の当接状態を組立後にローディングカムを通じて確認できる測定穴が設けられていることを特徴とする。

本発明のトロイダル型無段変速機によれば、ローディングカムに測定穴が設けられているので、実際に組み立てた後においても、組立状態（ローディングカムのカム面に対する前記転動体の当接状態等）や寸法（ばねのたわみ量等）等をローディングカムを通じて外側から容易に確認することができるため、組立時の不具合、異物の噛み込み、ばねの調整不良による押付力の過不足等を防止することができ、したがって適正に組み立てられたバリエータを得ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、ローディングカム式の押圧装置の構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図５および図６と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。

図１は、本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図であり、図２は図１のＦ方向矢視図である。図示のように、本実施形態において、ローディングカム１２ａには、ローディングカム１２ａのカム面１１３に対するローラ１２ｂの当接状態（カム面１１３の底にローラ１２ｂが確実に当接している状態）を組立後に確認できる貫通孔としての測定穴４０が設けられている。

このような測定穴４０を設けると、組立時に皿ばね８のたわみ寸法を調整する前に、ローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３の底および入力側ディスク２のカム面１１４の底に確実に当接していること、組立不良、異物等の噛み込みがないこと等を、外側から容易に確認することができる。具体的には、仮組時には、外観でローラ１２ｂがカム面１１３，１１４の底に当接していることを確認できるので、予め仮組時に、ローラ１２ｂがカム面１１３，１１４の底にあることを確認済みの状態で、ローディングカム１２ａの背面と、加工上平らになっている入力側ディスク２のカム面１１４との間の寸法をこの測定穴４０を用いて測定しておき（図４において、測定値Ｂ）、組立後に測定した寸法が仮組時の寸法Ｂと一致すれば、ローラ１２ｂがカム面１１３，１１４の底にあることを確認することができる。

さらに、仮組時に、予め、仮組状態（図４の状態）で、ローディングカム１２ａの背面と入力側ディスク２のカム面１１４との間の寸法をこの測定穴４０を用いて計測する（測定値Ｂ）とともに、皿ばね８が自由高さにある状態（皿ばね８が圧縮されていない状態・・・図３の状態）で、ローディングカム１２ａの背面と入力側ディスク２のカム面１１４との間の寸法をこの測定穴４０を用いて計測し（測定値Ａ）、これらの測定値の差（Ａ−Ｂ）を求めると、この値が皿ばね８のたわみ量となり、これにより組立状態における皿ばね８の押付力を確認できることとなる。
なお、測定穴４０の径は、ローディングカム１２ａの強度に影響を及ぼさないように、一般的な測定機器（デプスマイクロメータ等）を挿入できる寸法に設定されていることが好ましい。

以上説明したように、本実施形態では、ローディングカム１２ａのカム面１１３に対するローラ１２ｂの当接状態を組立後に確認できる測定穴４０がローディングカム１２ａに設けられているため、実際に組み立てた後においても、ローディングカムのカム面に対するローラ（転動体）１２ｂの当接状態等や皿ばね（ばね）８のたわみ量等をローディングカム１２ａを通じて外側から容易に確認することができる。したがって、組立時の不具合、異物の噛み込み、ばねの調整不良による押付力の過不足等を防止することができる。

本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などのハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンを有さないフルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。

本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図であり、図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図１のＦ方向矢視図である。皿ばねが圧縮されていない皿ばね自由高さ時（組立前）における要部断面図である。ローラがカム面に当接したカム底固定時（組立後）における要部断面図である。従来のトロイダル型無段変速機の側断面図であり、図６のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。図５のＥ方向矢視図である。

符号の説明

１入力軸
２入力側ディスク
３出力側ディスク
１１パワーローラ
１２押圧装置
１２ａローディングカム
１２ｂ転動体
４０測定穴
１１３，１１４カム面

Claims

エンジンからの回転力が入力される入力軸と、この入力軸に結合されて入力軸と一体で回転する入力側ディスクと、この入力側ディスクとの間に設けられたパワーローラを介して入力側ディスクの回転力を所定の変速比で受ける出力側ディスクと、前記入力側ディスクの背面に配置され且つ前記入力側ディスクを軸方向へ押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、前記押圧装置は、前記入力軸と共に回転するローディングカムと、このローディングカムのカム面と前記入力側ディスクのカム面との間で転動自在に保持された転動体とを有し、前記入力側ディスクと前記ローディングカムとの間には、前記入出力側ディスクと前記パワーローラとの当接部に押圧力を付与するばねが介挿されているトロイダル型無段変速機において、
前記ローディングカムには、ローディングカムのカム面に対する前記転動体の当接状態を組立後にローディングカムを通じて確認できる測定穴が設けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。