JP3760987B2 - トロイダル型無段変速機及びその組み立て方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機およびその組み立てに付随する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４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型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。
【０００３】
また、入力軸１は、ローディングカム装置１２を介して、駆動軸２２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装置１２が設けられており、このローディングカム装置１２によって、入力側ディスク２を出力側ディスク３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。このローディングカム装置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した複数個（例えば４個）のカムローラ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４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４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、また、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１４内に支持されており、これにより、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。
【０００４】
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、図５にも示されるように、入力側ディスク２，２の内面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内面（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。
【０００５】
図４中右側に位置する入力側ディスク２は、その背面（図４の右面）が、大きな弾力を有する皿板ばね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４の左右方向）の変位が実質的に阻止されている。入力軸１の端部にはフランジ状の鍔部１ａが形成されており、この鍔部１ａの片側面には、アンギュラ型の内輪軌道６２が形成されている。そして、この内輪軌道６２と、ベアリング支持部材（外輪）６３の内周面に形成されたアンギュラ型の外輪軌道６４との間には、複数個の玉６５が介挿されている。すなわち、鍔部１ａとベアリング支持部材６３と玉６５は、スラスト荷重を支承自在なアンギュラ型の玉軸受６６を構成している。
【０００６】
ベアリング支持部材６３の外周面には、円筒面６７と鍔部５３とが設けられている。そして、ローディングカム１２ａの径方向中間部に設けられた円筒部５６を円筒面６７にガタつき無く且つ軸方向に変位可能に外嵌するために、鍔部５３とローディングカム１２ａの中間部外側面との間には、ガタ付き防止用皿板ばね５７が介挿されている。
【０００７】
また、ベアリング支持部材６３の径方向内側部位と入力側ディスク２との間には、スラストニードル軸受５５と、予圧ばねである皿板ばね４２とが、軸方向に沿って互いに直列に配置されている。皿板ばね４２は、皿板ばね１０に比べて小さな弾力を有し、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａ（図５参照）との各当接部に予圧を付与する。すなわち、ローディングカム装置１２が推力を発生していない場合、あるいは、発生してもそれが小さい場合であっても、前記各当接部の当接圧を確保して、トロイダル型無段変速機により小さなトルクも伝達自在としている。
【０００８】
したがって、上記構成の無段変速機では、駆動軸２２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が複数個のカムローラ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と複数のカムローラ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１６などを介して、出力軸１７に伝達される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなトロイダル型無段変速機では、パワーローラ１１と入出力ディスク２，３との滑りを防いで無負荷時からの動力伝達を確実に行なうため、初期推力用の皿ばね４２が付与する予圧を所定の範囲に設定する必要がある。しかしながら、トロイダル型無段変速機の組立工程で構成部品を順次に組み付けていく段階で、寸法公差の積み重ねにより、ローディングカム１２ａからベアリング支持部材６３までの軸方向の寸法が変動し、その結果、初期推力用皿ばね４２が発生する予圧が変動してしまう（所定の範囲から外れてしまう）場合がある。この場合には、パワーローラ１１に加わる押圧力が変化して、トルク伝達容量の低下（伝達効率の低下）やパワーローラ１１の滑りを招き、変速機としての品質が低下してしまう。
【００１０】
また、トロイダル型無段変速機では、変位軸を介してパワーローラ１１を支持するトラニオンの回転中心を、出力側ディスク３の内面３ａの曲率中心にもってくる必要があるが、ケース加工等の都合上、ここには、若干の誤差が生まれる。この誤差により、変速時にディスク２，３とパワーローラ１１とがこじり等の不具合を起こしたり、カムローラ１２ｂが入力側ディスク２とローディングカム１２ａとの間で遊ぶようになる。カムローラ１２ｂが入力側ディスク２とローディングカム１２ａとの間で遊ぶようになると、カム面１１３，１１４とカムローラ１２ｂがたたかれ、カム面１１３，１１４の破損が起こったり、カムローラ１２ｂの乗り上げが起こり、伝達トルクの低下等の不具合が生じる。そのため、入力側ディスク２とベアリング支持部材６３との間に隙間を形成することにより、軸方向の動きを許容して、前記不具合を解決することも提案されている（特開２０００−３５０９９号参照）が、この場合には、部品点数が多くなり、また、構造も複雑になるため、皿ばね４２の予圧、および、入力側ディスク２とベアリング支持部材６３との間の隙間を、常時所定の範囲に調整することが難しくなる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、寸法公差の積み重ねにより変化する初期推力用皿ばねの予圧の調整と、入力側ディスクとベアリング支持部材との間の隙間の調整を、容易且つ正確に行なうことができるトロイダル型無段変速機およびその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記入力軸の軸方向位置を規定し且つ前記第２の入力側ディスクの軸方向変位を規制するローディングナットとを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ローディングナットと前記第２の入力側ディスクとの間には、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定するためのシムが介挿され、前記ベアリング支持部材と前記第１の入力側ディスクとの間には、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を前記所定の値に設定しつつ前記皿ばねの予圧を所定の値に調整する皿ばね調整用シムが介挿されていることを特徴とする。
この請求項１に記載の発明によれば、前記シムおよび前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載された発明は、回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、カムローラと共に前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に前記皿ばねとともに設けられたスラストニードル軸受とを備え、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間に所定の隙間Ｓが形成されたトロイダル型無段変速機における、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整する方法において、前記第１の入力側ディスクと対向する前記ベアリング支持部材の第１の端面とこの第１の端面と反対側の第２の端面との間の軸方向距離Ｂと、前記皿ばねが当接する前記第１の入力側ディスクの当接面とこの当接面と反対側に位置する第１の入力側ディスクの端面との間の軸方向長さＣと、前記スラストニードル軸受の軸方向寸法Ｅをそれぞれ部品単体で測定し、カムローラがローディングカムに形成されたカム面及び第１の入力側ディスクに形成されたカム面のカム底に位置する状態で、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材と前記ローディングカムとを仮組みし、前記ベアリング支持部材の前記第２の端面と前記第１の入力側ディスクの前記端面との間の軸方向距離Ａを測定し、前記寸法Ａ，Ｂ，Ｃから、前記ベアリング支持部材の前記第２の端面と前記第１の入力側ディスクの前記当接面との間の距離Ｄを計算し、以下の計算式（１）により、前記皿ばねが所定の設定寸法Ｆとなるように、前記ベアリング支持部材と前記第１の入力側ディスクとの間に設けられる皿ばね調整用シムの板厚Ｘを選択する
Ｄ＋Ｓ＝Ｆ＋Ｅ＋Ｘ ・・・（１）
ことを特徴とする。
この請求項２に記載された発明によれば、前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値Ｓに設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載された発明は、回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記入力軸の軸方向位置を規定し且つ前記第２の入力側ディスクの軸方向変位を規制するローディングナットとを備えたトロイダル型無段変速機における、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を所定の値Ｓに設定する方法において、前記ベアリング支持部材と対向する前記ローディングカムの対向面と、前記第１の入力側ディスクと反対側に位置するローディングカムの端面との間の軸方向距離Ｖと、前記ローディングカムの前記対向面と対向する前記ベアリング支持部材の対向面と、前記第１の入力側ディスクと対向する前記ベアリング支持部材の第１の端面に対して反対側に位置する第２の端面との間の軸方向距離Ｗとを、部品単体の状態で測定し、カムローラがローディングカムに形成されたカム面及び第１の入力側ディスクに形成されたカム面のカム底に位置し、パワーローラの傾転角が０の状態で、前記入力軸と、前記玉軸受と、前記皿板ばねとを組み付け、前記ベアリング支持部材の第２端面と、前記ローディングカムの前記端面との間の距離Ｙを測定し、以下の計算式（２）が満たされるように、前記ローディングナットと前記第２の入力側ディスクとの間に設けられるシムの板厚を選択する
Ｙ＝Ｖ−Ｗ−Ｓ ・・・（２）
ことを特徴とする。
この請求項３に記載の発明によれば、前記シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値Ｓに設定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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、入力側ディスク２および出力側ディスク３の内面２ａ，３ａとパワーローラ１１の周面１１ａとの当接部並びにローディングカム装置１２に予圧を付与するための構造を改良した点にあり、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４および図５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。
【００１６】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示している。図１に示されるように、本実施形態に係るダブルキャビティ型の高トルク用トロイダル型無段変速機では、ローディングカム１２ａとベアリング支持部材６３との間の隙間を所定の値Ｓ（例えば０．５ｍｍ）に設定しつつ（図３参照）、初期推力用皿ばね４２の予圧を所定の値（皿ばね４２の寸法を所定の値）に調整するために、ベアリング支持部材６３の径方向内側部位と入力側ディスク２との間に、スラストニードル軸受５５と、予圧ばねである皿板ばね４２と、皿ばね調整用シム３０とが軸方向に沿って互いに直列に配置されるとともに、ローディングナット９と入力側ディスク２との間にシム３２が介挿され、また、以下のような方法によって皿ばね調整用シム３０およびシム３２の板厚が設定される。
【００１７】
まず、初期推力用皿ばね４２の予圧を所定の値（皿ばね４２の寸法を所定の値）に調整するため、部品単体で寸法Ｂ（図２参照）、寸法Ｃ（図２参照）、スラストニードル軸受５５の幅寸法Ｅ（図２参照）を測定する。この場合、寸法Ｂは、ベアリング支持部材６３の軸方向長さ（入力側ディスク２と対向するベアリング支持部材６３の第１の端面６３ａと、第１の端面６３ａと反対側の第２の端面６３ｂとの間の軸方向距離）であり、寸法Ｃは、皿ばね４２が当接する入力側ディスク２の当接面２ｃと、この当接面２ｃと反対側に位置する入力側ディスク２の端面２ｄとの間の軸方向長さである。
【００１８】
次に、図２に示されるように、カムローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３及び入力側ディスク２のカム面１１４のカム底に位置する状態で、仮組みし、寸法Ａを測定する。この場合、寸法Ａは、ベアリング支持部材６３の第２の端面６３ｂと入力側ディスク２の端面２ｄとの間の軸方向距離である。なお、図２の仮組み状態では、ベアリング支持部材６３とローディングカム１２ａとの間の隙間は０となっている。
【００１９】
続いて、寸法Ａ，Ｂ，Ｃから寸法Ｄ（＝Ａ−Ｂ−Ｃ）を計算する。この場合、寸法Ｄは、ベアリング支持部材６３の第１の端面６３ａと入力側ディスク２の当接面２ｃとの間の距離に相当する。そして、以下の計算式（１）により、皿ばね４２が所定の設定寸法Ｆとなるように、皿ばね調整用シム３０の板厚Ｘを選択する。
Ｄ＋Ｓ＝Ｆ＋Ｅ＋Ｘ ・・・（１）
【００２０】
続いて、ローディングカム１２ａとベアリング支持部材６３との間の隙間を正確に所定の値Ｓに調整するために、図３に示されるように、カムローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３及び入力側ディスク２のカム面１１４のカム底に位置し、パワーローラの傾転角が０（変速比＝１）の状態で、入力軸１、玉軸受６６、スラストニードル軸受５５と、予圧ばねである皿板ばね４２と、皿ばね調整用シム３０を組み付け、寸法Ｙを測定する。この場合、予め、部品単体の状態で、ローディングカム１２の寸法Ｖおよびベアリング支持部材６３の寸法Ｗを測定しておき、以下の計算式（２）が満たされるように、シム３２の板厚を選択する。
Ｙ＝Ｖ−Ｗ−Ｓ ・・・（２）
【００２１】
ここで、寸法Ｖは、ベアリング支持部材６３と隙間Ｓをもって対向するローディングカム１２ａの対向面９０と、入力側ディスク２と反対側に位置する（駆動軸２２と係合する）ローディングカム１２ａの端面９２との間の軸方向距離であり、寸法Ｗは、ローディングカム１２ａの対向面９０に隙間Ｓをもって対向するベアリング支持部材６３の対向面６３ｃと、ベアリング支持部材６３の第２の端面６３ｂとの間の軸方向距離である。また、寸法Ｙは、ベアリング支持部材６３の第２の端面６３ｂとローディングカム１２ａの端面９２との間の距離に相当する。
【００２２】
図１に示されるように、ローディングナット９は入力軸１の端面位置で位置決めされ、入力軸１は玉６５の位置を決め、玉６５はベアリング支持部材６３の位置を決定するため、シム３２の板厚を変えることにより、ベアリング支持部材６３の位置が決まり、ベアリング支持部材６３の対向面６３ｃ（端面６３ａ，６３ｂ）位置が決まる。そのため、シム３２によって、ローディングカム１２ａとベアリング支持部材６３との間の隙間を正確に所定の値Ｓに調整することができる。
以上のように、本実施形態によれば、寸法公差の積み重ねにより変化する初期推力用皿ばねの予圧の調整と、入力側ディスクとベアリング支持部材との間の隙間の調整を容易且つ正確に行なうことができ、変速機の品質を維持できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、前記シムおよび前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
請求項２に記載された発明によれば、前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
請求項３に記載の発明によれば、前記シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るトロイダル無段変速機の断面図である。
【図２】図１のトロイダル無段変速機の仮組み立て状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１のトロイダル無段変速機の組み立て状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】従来のトロイダル無段変速機の断面図である。
【図５】図４における入力側ディスクと出力側ディスクとの間に備わるパワーローラ部分の断面図である。
【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
９ ローディングナット
１１ パワーローラ
１２ ローディングカム装置
１２ａ ローディングカム
３０ 皿ばね調整用シム
３２ シム
４２ 皿ばね
６３ ベアリング支持部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機およびその組み立てに付随する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４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型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。
【０００３】
また、入力軸１は、ローディングカム装置１２を介して、駆動軸２２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装置１２が設けられており、このローディングカム装置１２によって、入力側ディスク２を出力側ディスク３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。このローディングカム装置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した複数個（例えば４個）のカムローラ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４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４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、また、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１４内に支持されており、これにより、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。
【０００４】
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、図５にも示されるように、入力側ディスク２，２の内面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内面（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。
【０００５】
図４中右側に位置する入力側ディスク２は、その背面（図４の右面）が、大きな弾力を有する皿板ばね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４の左右方向）の変位が実質的に阻止されている。入力軸１の端部にはフランジ状の鍔部１ａが形成されており、この鍔部１ａの片側面には、アンギュラ型の内輪軌道６２が形成されている。そして、この内輪軌道６２と、ベアリング支持部材（外輪）６３の内周面に形成されたアンギュラ型の外輪軌道６４との間には、複数個の玉６５が介挿されている。すなわち、鍔部１ａとベアリング支持部材６３と玉６５は、スラスト荷重を支承自在なアンギュラ型の玉軸受６６を構成している。
【０００６】
ベアリング支持部材６３の外周面には、円筒面６７と鍔部５３とが設けられている。そして、ローディングカム１２ａの径方向中間部に設けられた円筒部５６を円筒面６７にガタつき無く且つ軸方向に変位可能に外嵌するために、鍔部５３とローディングカム１２ａの中間部外側面との間には、ガタ付き防止用皿板ばね５７が介挿されている。
【０００７】
また、ベアリング支持部材６３の径方向内側部位と入力側ディスク２との間には、スラストニードル軸受５５と、予圧ばねである皿板ばね４２とが、軸方向に沿って互いに直列に配置されている。皿板ばね４２は、皿板ばね１０に比べて小さな弾力を有し、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａ（図５参照）との各当接部に予圧を付与する。すなわち、ローディングカム装置１２が推力を発生していない場合、あるいは、発生してもそれが小さい場合であっても、前記各当接部の当接圧を確保して、トロイダル型無段変速機により小さなトルクも伝達自在としている。
【０００８】
したがって、上記構成の無段変速機では、駆動軸２２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が複数個のカムローラ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と複数のカムローラ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１６などを介して、出力軸１７に伝達される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなトロイダル型無段変速機では、パワーローラ１１と入出力ディスク２，３との滑りを防いで無負荷時からの動力伝達を確実に行なうため、初期推力用の皿ばね４２が付与する予圧を所定の範囲に設定する必要がある。しかしながら、トロイダル型無段変速機の組立工程で構成部品を順次に組み付けていく段階で、寸法公差の積み重ねにより、ローディングカム１２ａからベアリング支持部材６３までの軸方向の寸法が変動し、その結果、初期推力用皿ばね４２が発生する予圧が変動してしまう（所定の範囲から外れてしまう）場合がある。この場合には、パワーローラ１１に加わる押圧力が変化して、トルク伝達容量の低下（伝達効率の低下）やパワーローラ１１の滑りを招き、変速機としての品質が低下してしまう。
【００１０】
また、トロイダル型無段変速機では、変位軸を介してパワーローラ１１を支持するトラニオンの回転中心を、出力側ディスク３の内面３ａの曲率中心にもってくる必要があるが、ケース加工等の都合上、ここには、若干の誤差が生まれる。この誤差により、変速時にディスク２，３とパワーローラ１１とがこじり等の不具合を起こしたり、カムローラ１２ｂが入力側ディスク２とローディングカム１２ａとの間で遊ぶようになる。カムローラ１２ｂが入力側ディスク２とローディングカム１２ａとの間で遊ぶようになると、カム面１１３，１１４とカムローラ１２ｂがたたかれ、カム面１１３，１１４の破損が起こったり、カムローラ１２ｂの乗り上げが起こり、伝達トルクの低下等の不具合が生じる。そのため、入力側ディスク２とベアリング支持部材６３との間に隙間を形成することにより、軸方向の動きを許容して、前記不具合を解決することも提案されている（特開２０００−３５０９９号参照）が、この場合には、部品点数が多くなり、また、構造も複雑になるため、皿ばね４２の予圧、および、入力側ディスク２とベアリング支持部材６３との間の隙間を、常時所定の範囲に調整することが難しくなる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、寸法公差の積み重ねにより変化する初期推力用皿ばねの予圧の調整と、入力側ディスクとベアリング支持部材との間の隙間の調整を、容易且つ正確に行なうことができるトロイダル型無段変速機およびその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記入力軸の軸方向位置を規定し且つ前記第２の入力側ディスクの軸方向変位を規制するローディングナットとを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ローディングナットと前記第２の入力側ディスクとの間には、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定するためのシムが介挿され、前記ベアリング支持部材と前記第１の入力側ディスクとの間には、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を前記所定の値に設定しつつ前記皿ばねの予圧を所定の値に調整する皿ばね調整用シムが介挿されていることを特徴とする。
この請求項１に記載の発明によれば、前記シムおよび前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載された発明は、回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、カムローラと共に前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に前記皿ばねとともに設けられたスラストニードル軸受とを備え、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間に所定の隙間Ｓが形成されたトロイダル型無段変速機における、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整する方法において、前記第１の入力側ディスクと対向する前記ベアリング支持部材の第１の端面とこの第１の端面と反対側の第２の端面との間の軸方向距離Ｂと、前記皿ばねが当接する前記第１の入力側ディスクの当接面とこの当接面と反対側に位置する第１の入力側ディスクの端面との間の軸方向長さＣと、前記スラストニードル軸受の軸方向寸法Ｅをそれぞれ部品単体で測定し、カムローラがローディングカムに形成されたカム面及び第１の入力側ディスクに形成されたカム面のカム底に位置する状態で、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材と前記ローディングカムとを仮組みし、前記ベアリング支持部材の前記第２の端面と前記第１の入力側ディスクの前記端面との間の軸方向距離Ａを測定し、前記寸法Ａ，Ｂ，Ｃから、前記ベアリング支持部材の前記第２の端面と前記第１の入力側ディスクの前記当接面との間の距離Ｄを計算し、以下の計算式（１）により、前記皿ばねが所定の設定寸法Ｆとなるように、前記ベアリング支持部材と前記第１の入力側ディスクとの間に設けられる皿ばね調整用シムの板厚Ｘを選択する
Ｄ＋Ｓ＝Ｆ＋Ｅ＋Ｘ ・・・（１）
ことを特徴とする。
この請求項２に記載された発明によれば、前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値Ｓに設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載された発明は、回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記入力軸の軸方向位置を規定し且つ前記第２の入力側ディスクの軸方向変位を規制するローディングナットとを備えたトロイダル型無段変速機における、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を所定の値Ｓに設定する方法において、前記ベアリング支持部材と対向する前記ローディングカムの対向面と、前記第１の入力側ディスクと反対側に位置するローディングカムの端面との間の軸方向距離Ｖと、前記ローディングカムの前記対向面と対向する前記ベアリング支持部材の対向面と、前記第１の入力側ディスクと対向する前記ベアリング支持部材の第１の端面に対して反対側に位置する第２の端面との間の軸方向距離Ｗとを、部品単体の状態で測定し、カムローラがローディングカムに形成されたカム面及び第１の入力側ディスクに形成されたカム面のカム底に位置し、パワーローラの傾転角が０の状態で、前記入力軸と、前記玉軸受と、前記皿板ばねとを組み付け、前記ベアリング支持部材の第２端面と、前記ローディングカムの前記端面との間の距離Ｙを測定し、以下の計算式（２）が満たされるように、前記ローディングナットと前記第２の入力側ディスクとの間に設けられるシムの板厚を選択する
Ｙ＝Ｖ−Ｗ−Ｓ ・・・（２）
ことを特徴とする。
この請求項３に記載の発明によれば、前記シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値Ｓに設定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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、入力側ディスク２および出力側ディスク３の内面２ａ，３ａとパワーローラ１１の周面１１ａとの当接部並びにローディングカム装置１２に予圧を付与するための構造を改良した点にあり、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４および図５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。
【００１６】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示している。図１に示されるように、本実施形態に係るダブルキャビティ型の高トルク用トロイダル型無段変速機では、ローディングカム１２ａとベアリング支持部材６３との間の隙間を所定の値Ｓ（例えば０．５ｍｍ）に設定しつつ（図３参照）、初期推力用皿ばね４２の予圧を所定の値（皿ばね４２の寸法を所定の値）に調整するために、ベアリング支持部材６３の径方向内側部位と入力側ディスク２との間に、スラストニードル軸受５５と、予圧ばねである皿板ばね４２と、皿ばね調整用シム３０とが軸方向に沿って互いに直列に配置されるとともに、ローディングナット９と入力側ディスク２との間にシム３２が介挿され、また、以下のような方法によって皿ばね調整用シム３０およびシム３２の板厚が設定される。
【００１７】
まず、初期推力用皿ばね４２の予圧を所定の値（皿ばね４２の寸法を所定の値）に調整するため、部品単体で寸法Ｂ（図２参照）、寸法Ｃ（図２参照）、スラストニードル軸受５５の幅寸法Ｅ（図２参照）を測定する。この場合、寸法Ｂは、ベアリング支持部材６３の軸方向長さ（入力側ディスク２と対向するベアリング支持部材６３の第１の端面６３ａと、第１の端面６３ａと反対側の第２の端面６３ｂとの間の軸方向距離）であり、寸法Ｃは、皿ばね４２が当接する入力側ディスク２の当接面２ｃと、この当接面２ｃと反対側に位置する入力側ディスク２の端面２ｄとの間の軸方向長さである。
【００１８】
次に、図２に示されるように、カムローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３及び入力側ディスク２のカム面１１４のカム底に位置する状態で、仮組みし、寸法Ａを測定する。この場合、寸法Ａは、ベアリング支持部材６３の第２の端面６３ｂと入力側ディスク２の端面２ｄとの間の軸方向距離である。なお、図２の仮組み状態では、ベアリング支持部材６３とローディングカム１２ａとの間の隙間は０となっている。
【００１９】
続いて、寸法Ａ，Ｂ，Ｃから寸法Ｄ（＝Ａ−Ｂ−Ｃ）を計算する。この場合、寸法Ｄは、ベアリング支持部材６３の第１の端面６３ａと入力側ディスク２の当接面２ｃとの間の距離に相当する。そして、以下の計算式（１）により、皿ばね４２が所定の設定寸法Ｆとなるように、皿ばね調整用シム３０の板厚Ｘを選択する。
Ｄ＋Ｓ＝Ｆ＋Ｅ＋Ｘ ・・・（１）
【００２０】
続いて、ローディングカム１２ａとベアリング支持部材６３との間の隙間を正確に所定の値Ｓに調整するために、図３に示されるように、カムローラ１２ｂがローディングカム１２ａのカム面１１３及び入力側ディスク２のカム面１１４のカム底に位置し、パワーローラの傾転角が０（変速比＝１）の状態で、入力軸１、玉軸受６６、スラストニードル軸受５５と、予圧ばねである皿板ばね４２と、皿ばね調整用シム３０を組み付け、寸法Ｙを測定する。この場合、予め、部品単体の状態で、ローディングカム１２の寸法Ｖおよびベアリング支持部材６３の寸法Ｗを測定しておき、以下の計算式（２）が満たされるように、シム３２の板厚を選択する。
Ｙ＝Ｖ−Ｗ−Ｓ ・・・（２）
【００２１】
ここで、寸法Ｖは、ベアリング支持部材６３と隙間Ｓをもって対向するローディングカム１２ａの対向面９０と、入力側ディスク２と反対側に位置する（駆動軸２２と係合する）ローディングカム１２ａの端面９２との間の軸方向距離であり、寸法Ｗは、ローディングカム１２ａの対向面９０に隙間Ｓをもって対向するベアリング支持部材６３の対向面６３ｃと、ベアリング支持部材６３の第２の端面６３ｂとの間の軸方向距離である。また、寸法Ｙは、ベアリング支持部材６３の第２の端面６３ｂとローディングカム１２ａの端面９２との間の距離に相当する。
【００２２】
図１に示されるように、ローディングナット９は入力軸１の端面位置で位置決めされ、入力軸１は玉６５の位置を決め、玉６５はベアリング支持部材６３の位置を決定するため、シム３２の板厚を変えることにより、ベアリング支持部材６３の位置が決まり、ベアリング支持部材６３の対向面６３ｃ（端面６３ａ，６３ｂ）位置が決まる。そのため、シム３２によって、ローディングカム１２ａとベアリング支持部材６３との間の隙間を正確に所定の値Ｓに調整することができる。
以上のように、本実施形態によれば、寸法公差の積み重ねにより変化する初期推力用皿ばねの予圧の調整と、入力側ディスクとベアリング支持部材との間の隙間の調整を容易且つ正確に行なうことができ、変速機の品質を維持できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、前記シムおよび前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
請求項２に記載された発明によれば、前記皿ばね調整用シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定しつつ、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整することができる。
請求項３に記載の発明によれば、前記シムにより、ローディングカムとベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るトロイダル無段変速機の断面図である。
【図２】図１のトロイダル無段変速機の仮組み立て状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１のトロイダル無段変速機の組み立て状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】従来のトロイダル無段変速機の断面図である。
【図５】図４における入力側ディスクと出力側ディスクとの間に備わるパワーローラ部分の断面図である。
【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
９ ローディングナット
１１ パワーローラ
１２ ローディングカム装置
１２ａ ローディングカム
３０ 皿ばね調整用シム
３２ シム
４２ 皿ばね
６３ ベアリング支持部材
Claims (3)
- 回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記入力軸の軸方向位置を規定し且つ前記第２の入力側ディスクの軸方向変位を規制するローディングナットとを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記ローディングナットと前記第２の入力側ディスクとの間には、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を所定の値に設定するためのシムが介挿され、
前記ベアリング支持部材と前記第１の入力側ディスクとの間には、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を前記所定の値に設定しつつ前記皿ばねの予圧を所定の値に調整する皿ばね調整用シムが介挿されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、カムローラと共に前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に前記皿ばねとともに設けられたスラストニードル軸受とを備え、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間に所定の隙間Ｓが形成されたトロイダル型無段変速機における、前記皿ばねの予圧を所定の値に調整する方法において、
前記第１の入力側ディスクと対向する前記ベアリング支持部材の第１の端面とこの第１の端面と反対側の第２の端面との間の軸方向距離Ｂと、前記皿ばねが当接する前記第１の入力側ディスクの当接面とこの当接面と反対側に位置する第１の入力側ディスクの端面との間の軸方向長さＣと、前記スラストニードル軸受の軸方向寸法Ｅをそれぞれ部品単体で測定し、
カムローラがローディングカムに形成されたカム面及び第１の入力側ディスクに形成されたカム面のカム底に位置する状態で、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材と前記ローディングカムとを仮組みし、前記ベアリング支持部材の前記第２の端面と前記第１の入力側ディスクの前記端面との間の軸方向距離Ａを測定し、
前記寸法Ａ，Ｂ，Ｃから、前記ベアリング支持部材の前記第２の端面と前記第１の入力側ディスクの前記当接面との間の距離Ｄを計算し、以下の計算式（１）により、前記皿ばねが所定の設定寸法Ｆとなるように、前記ベアリング支持部材と前記第１の入力側ディスクとの間に設けられる皿ばね調整用シムの板厚Ｘを選択する
Ｄ＋Ｓ＝Ｆ＋Ｅ＋Ｘ ・・・（１）
ことを特徴とする方法。 - 回転力が入力される入力軸と、前記入力軸にスプライン結合されて入力軸と一体で回転する一対の第１および第２の入力側ディスクと、前記各入力側ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される一対の出力側ディスクと、前記第１の入力側ディスクと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸の回転力を前記第１の入力側ディスクに伝えるローディングカム装置と、前記ローディングカム装置を構成し且つ前記入力軸と共に回転するローディングカムと、前記入力軸と前記ローディングカムとの間に設けられてスラスト荷重を支承自在な玉軸受と、前記ローディングカムと前記入力軸との間に設けられ且つ前記入力軸との間で前記玉軸受の玉を支持するベアリング支持部材と、前記第１の入力側ディスクと前記ベアリング支持部材との間に設けられ且つ前記各ディスクと前記パワーローラとの各当接部に予圧を付与する皿ばねと、前記入力軸の軸方向位置を規定し且つ前記第２の入力側ディスクの軸方向変位を規制するローディングナットとを備えたトロイダル型無段変速機における、前記ローディングカムと前記ベアリング支持部材との間の隙間を所定の値Ｓに設定する方法において、
前記ベアリング支持部材と対向する前記ローディングカムの対向面と、前記第１の入力側ディスクと反対側に位置するローディングカムの端面との間の軸方向距離Ｖと、前記ローディングカムの前記対向面と対向する前記ベアリング支持部材の対向面と、前記第１の入力側ディスクと対向する前記ベアリング支持部材の第１の端面に対して反対側に位置する第２の端面との間の軸方向距離Ｗとを、部品単体の状態で測定し、
カムローラがローディングカムに形成されたカム面及び第１の入力側ディスクに形成されたカム面のカム底に位置し、パワーローラの傾転角が０の状態で、前記入力軸と、前記玉軸受と、前記皿板ばねとを組み付け、前記ベアリング支持部材の第２端面と、前記ローディングカムの前記端面との間の距離Ｙを測定し、
以下の計算式（２）が満たされるように、前記ローディングナットと前記第２の入力側ディスクとの間に設けられるシムの板厚を選択する
Ｙ＝Ｖ−Ｗ−Ｓ ・・・（２）
ことを特徴とする方法。
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