JP4032547B2 - トロイダル型無段変速機の組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機の変速機ユニットとして使用するトロイダル型無段変速機を組み立てる場合に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機を構成する変速ユニットとして、図２〜３に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニオン６、６を設けている。
【０００３】
即ち、これら各トラニオン６、６は、それぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を、互いに同心に設けている。又、これら各トラニオン６、６の中間部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸７、７の周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の、互いに対向する内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。これら各内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸５を中心とする円弧を回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、押圧装置であるローディングカム装置９を設け、このローディングカム装置９によって、上記入力側ディスク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。このローディングカム装置９は、入力軸１と共に回転するローディングカム１０と、保持器１１により転動自在に保持した複数個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成している。上記ローディングカム１０の片側面（図２〜３の右側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図２〜３の左側面）にも、同様の形状を有するカム面１４を形成している。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入力軸１の中心に関し放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってローディングカム１０が回転すると、カム面１３が複数個のローラ１２、１２を、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４に押圧する。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記両カム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、前記各枢軸５、５を中心として前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図２に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、前記各変位軸７、７を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図３に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図２と図３との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
又、図４〜５は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機の１例を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニードル軸受１６、１６を介して、回転自在に支持している。即ち、上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の中心部には断面形状が円形である貫通孔１７、１７を、それぞれ上記各ディスク２、４の内側面と外側面とを軸方向（図５の左右方向）に貫通する状態で形成している。上記各ニードル軸受１６、１６は、上記各貫通孔１７、１７の内周面と上記入力軸１５の中間部外周面との間に設けている。又、ローディングカム装置９を構成するローディングカム１０は、上記入力軸１５の端部（図４の左端部）外周面にスプライン係合させ、外向フランジ状の鍔部１８により上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止している。又、上記出力側ディスク４には出力歯車１９を、キー２０、２０により結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１９とが同期して回転する様にしている。
【０００８】
１対のトラニオン６、６の両端部は１対の支持板２１、２１に、揺動並びに軸方向（図４の表裏方向、図５の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円孔２２、２２部分に、変位軸７、７を支持している。これら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２３、２３と枢支軸部２４、２４とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２３、２３を上記各円孔２２、２２の内側に、ラジアルニードル軸受２５、２５を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部２４、２４の周囲にパワーローラ８、８を、別のラジアルニードル軸受２６、２６を介して、回転自在に支持している。
【０００９】
尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２４、２４が各支持軸部２３、２３に対し偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向（図５で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入力軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大きな荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方向（図４の左右方向、図５の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１０】
又、上記各パワーローラ８、８の外側面と上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸受２７、２７とスラストニードル軸受２８、２８とを設けている。このうちのスラスト玉軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ８、８の回転を許容するものである。又、上記各スラストニードル軸受２８、２８は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受２７、２７を構成する外輪２９、２９に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２４、２４及び上記外輪２９、２９が、前記支持軸部２３、２３を中心に揺動する事を許容するものである。
【００１１】
更に、上記各トラニオン６、６の一端部（図５の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３０、３０を結合し、これら各駆動ロッド３０、３０の中間部外周面に駆動ピストン３１、３１を固設している。そして、これら各駆動ピストン３１、３１を、それぞれ駆動シリンダ３２、３２内に油密に嵌装している。
【００１２】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１５の回転は、ローディングカム装置９を介して入力側ディスク２に伝わる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車１９より取り出される。入力軸１５と出力歯車１９との間の回転速度比を変える場合には、上記１対の駆動ピストン３１、３１を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３１、３１の変位に伴って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図５の下側のパワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン６、６が、支持板２１、２１に枢支された枢軸５、５を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図２〜３に示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１５と出力歯車１９との間の回転速度比が変化する。
【００１３】
尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車１９との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ８、８を枢支している前記各変位軸７、７が、前記各支持軸部２３、２３を中心として僅かに回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受２７、２７の外輪２９、２９の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラストニードル軸受２８、２８が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各変位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて済む。
【００１４】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図６〜７に示す様に、請求項１に記載した回転軸に対応する入力軸１５ａの周囲に、それぞれが第一、第二外側ディスクに相当する入力側ディスク２Ａ、２Ｂと、それぞれが第一、第二内側ディスクに相当する出力側ディスク４、４とを２個ずつ設け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型の構造も、例えば特開平１−２１４６４６号公報、同７−１５８７１１号公報、同８−１９５０３号公報、同８−３５５４９号公報等に記載されている様に、従来から知られている。上記図６〜７に示した構造は、上記入力軸１５ａの中間部周囲に出力歯車１９ａを、この入力軸１５ａに対する回転を自在として支持し、この出力歯車１９ａの中心部に設けた円筒状のスリーブ３３の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、４に設けた貫通孔１７、１７の内周面と上記入力軸１５ａの外周面との間にニードル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディスク４、４を上記入力軸１５ａの周囲に、この入力軸１５ａに対する回転、並びにこの入力軸１５ａの軸方向に亙る変位を自在に支持している。又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５ａの両端部に、この入力軸１５ａと共に回転自在に支持している。この入力軸１５ａは、駆動軸３４により、ローディングカム装置９を介して回転駆動する。尚、この駆動軸３４の先端部（図６〜７の右端部）外周面と上記入力軸１５ａの基端部（図６〜７の左端部）内周面との間には、滑り軸受、ニードル軸受等のラジアル軸受３５を設けている。従って、上記駆動軸３４と入力軸１５ａとは、互いに同心に配置された状態のまま、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わされている。
【００１５】
上記一方（図６〜７の右方）の入力側ディスク２Ａは、上記入力軸１５ａの外周面に、ボールスプライン３８を介して軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、上記一方の入力側ディスク２Ａの背面（図６〜７の右面）をローディングナット３６に、第一の予圧ばねであり請求項に記載した予圧ばねに相当する皿板ばね３７を介し突き当てている。又、前記ローディングカム１０に対向する他方の入力側ディスク２Ｂも、ボールスプライン３８により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、この入力側ディスク２Ｂの外側面（図６〜７の左面）と上記入力軸１５ａの中間部外周面に形成した係止段部３９との間に、第二の予圧ばねである皿板ばね４０を設けている。これら両皿板ばね３７、４０は、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの各当接部に予圧を付与する。即ち、上記ローディングカム装置９が推力を発生していないか、発生していても小さな場合にも、上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する。但し、上記一方の入力側ディスク２Ａの背面側に設ける皿板ばね３７の弾力は、上記ローディングカム１０側に設ける皿板ばね４０の弾力よりも大きい。このローディングカム１０側に設ける皿板ばね４０は、予備的な役割を有する。
【００１６】
又、前記出力歯車１９ａはハウジングの内側に設けた仕切壁４１に、それぞれがアンギュラ型である１対の玉軸受４２、４２により、軸方向に亙る変位を阻止した状態で、回転自在に支持している。尚、上述の図６〜７に示したダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機が、ローディングカム１０に対向する一方又は双方の入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプライン３８、３８により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している理由は、これら両ディスク２Ａ、２Ｂの回転を同期させつつ、上記ローディングカム装置９の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両ディスク２Ａ、２Ｂが、上記入力軸１５ａに対し軸方向に変位する事を許容する為である。
【００１７】
上述した様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の運転時、駆動軸３４の回転は、ローディングカム装置９を介して他方（図７の左方）の入力側ディスク２Ｂに伝わり、更にこの回転が、入力軸１５ａを介して一方の入力側ディスク２Ａに伝わって、これら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂが同期して回転する。そして、これら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂの回転が、それぞれ複数個ずつ（図示の例では２個ずつ合計４個）のパワーローラ８、８を介して１対の出力側ディスク４、４に伝わる。この結果、これら両出力側ディスク４、４を両端部にスプライン係合させたスリーブ３３が回転し、このスリーブ３３の中間部外周面に固設した出力歯車１９ａが回転する。この様にダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機では、上記駆動軸３４から出力歯車１９ａへの回転伝達を、互いに並列に配置された２系統に分けて行なうので、大きなトルク伝達が可能になる。又、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４同士の間に挟持したパワーローラ８、８の傾斜角度を同期して変える事により、上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂと上記両出力側ディスク４、４との間の変速比を変える事ができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図６〜７に示した従来構造の場合には、ローディングナット３６を緊締する事により、それぞれが予圧ばねである皿板ばね３７、４０の弾力を適正値に調節できる。但し、上記ローディングナット３６を緊締する作業が面倒で、トロイダル型無段変速機の組立作業が面倒になる。又、上記ローディングナット３６を螺合させる為、入力軸１５ａの外周面に雄ねじを形成する作業が面倒になる。即ち、この入力軸１５ａの外周面は、ニードル軸受１６、１６の内輪軌道としての機能も有する等、硬度を高くする必要がある。従って、この入力軸１５ａの一部外周面に雄ねじを加工する為には、当該部分に防炭処理をしてこの入力軸１５ａに焼き入れ処理を施した後、この部分に雄ねじを形成する必要があり、面倒である。しかも、上記ローディングナット３６に加わる大きなスラスト荷重に拘らず、このローディングナット３６の螺合部の強度を確保する為には、螺合部の軸方向長さを十分に確保しなければならず、トロイダル型無段変速機の大型化に結び付く。
【００１９】
この為、入力軸１５ａに、上記ローディングナット３６に代えて、コッタと呼ばれる係止環を装着し、この係止環と入力側ディスク２Ａとの間に上記皿板ばね３７を挟持する事が考えられている。但し、この様な係止環を使用する場合には、１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂを互いに近づく方向に押圧しつつ、上記係止環を上記入力軸１５ａの外周面に形成した係止溝に装着する必要がある。
【００２０】
この様な係止環を使用した構造のトロイダル型無段変速機を組み立てる場合には、上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂを押圧力を何れも適正値に規制する必要がある。この押圧力が過大である場合には、予圧が過大となって転がり抵抗が増大し、トロイダル型無段変速機の伝達効率が低下するだけでなく、著しい場合には、互いに当接する上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂの内側面２ａ、４ａやパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが損傷する可能性がある。これに対して、上記押圧力が過小である場合には、トロイダル型無段変速機の起動直後、ローディングカム装置９が発生する荷重が未だ小さい場合に、上記各内側面２ａ、４ａと上記各周面８ａ、８ａとの当接部で滑りが発生し、トロイダル型無段変速機として機能しなくなる。
【００２１】
しかも、上記係止環を使用した構造で上記両皿板ばね３７、４０により得られる予圧を適正にする為には、上記係止環として適正な厚さ寸法を有するものを選択使用する必要がある。即ち、上記係止溝と入力側ディスク２Ａの外側面との間に存在する、上記皿板ばね３７を装着すべき隙間の厚さは、トロイダル型無段変速機の構成各部材の寸法誤差の積算により微妙に変化する。又、上記入力軸１５ａに対する上記係止環の取付位置は調節できない。従って、この係止環として、適正な予圧付与を行なえるだけの厚さ寸法を有するものを選択して、上記係止溝に組み付けなければならない。
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法により組み立てるトロイダル型無段変速機は、回転軸と、この回転軸の一端部に、内側面をこの回転軸の中央側に向けた状態で支持された第一外側ディスクと、この回転軸の中間部他端寄り部分に、内側面をこの回転軸の中央側に向けた状態で、この回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持された第二外側ディスクと、この第二外側ディスクの外側面よりも突出した上記回転軸の他端部に形成された係止溝に係止された係止環と、この回転軸上に設けられた予圧ばねと、上記第一外側ディスクをこの第二外側ディスクに押圧しつつ上記回転軸と共に回転させる為、これら第一外側ディスクと回転軸との間に設けられた押圧装置と、その内側面をこの第一外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスク及び上記回転軸とは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を上記第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する複数本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する複数個の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する複数本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する複数個の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第二パワーローラとを備える。
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、この様なトロイダル型無段変速機を、上記予圧ばねにより、上記各パワーローラの周面と上記各外側ディスク及び上記各内側ディスクの内側面との当接圧を所望値にした状態で組み立てるものである。
この様な本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、上記第一外側ディスクを上記回転軸及び押圧装置を介して上記第一内側ディスクに、押し付け力を所望値に規制しつつ押圧すると同時に、上記第二外側ディスクを上記第二内側ディスクに、押し付け力を所望値に規制しつつ押圧した状態で、上記係止溝に所望厚さを有する上記係止環を組み付ける。
特に、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機の組立方法の場合には、上記押し付け力の所望値が、最適な予圧力に相当する大きさであり、この所望値で第一、第二両外側ディスクを押圧しつつ係止溝に係止環を組み付ける。
更に、請求項３に記載したトロイダル型無段変速機の組立方法の場合には、先ず、上記予圧ばねを第二外側ディスクに向け押圧して、上記予圧ばねを圧縮した状態で挟持できるが、適正な予圧よりも小さな予圧しか付与できない厚さ寸法を有する係止環を係止溝に組み付けた状態で、各部の寸法を測定する事により、ばね受けプレートの片面と上記第二外側ディスクの外側面との間隔である、上記予圧ばねの為のばね隙間の寸法を測定する。その後、このばね隙間を所望の予圧付与の為に適正な大きさにすべく、より厚さ寸法の大きな係止環に組み付け替える。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法によれば、第一、第二両外側ディスク及び第一、第二両内側ディスクの内側面と第一、第二両パワーローラの周面との各当接部に過大な面圧を加える事なく、係止溝に係止環を組み付ける事ができる。そして、組み付けた状態では、予圧ばねにより上記各当接部に適正な予圧を付与して、トロイダル型無段変速機に所望通りの性能を発揮させる事ができる。
更に、係止環を使用する為、回転軸の加工工程を簡略化して、この回転軸の熱処理時に防炭処理等の特殊な処理をする必要をなくし、コスト低減を図れる。又、ローディングナットを使用する場合に比べて、軸方向寸法を短くし、小型・軽量化を図れる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。この図１は、本発明の組立方法により組み立てられる、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の１例を示している。この図１に示した構造と、前述の図６〜７に示した従来構造との相違点は、押圧装置であるローディングカム装置９と反対側に設けた入力側ディスク２Ａを押圧する為の予圧ばねである皿板ばね３７の軸方向一端（図１の右端）を、入力軸１５ａに対し係止する部分の構造にある。そこで、本発明の対象となる、図１に示した構造に就いて、上記従来構造と相違する部分に就いてのみ説明し、共通部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２５】
上記入力軸１５ａの中間部他端寄り（図１の右端寄り）部分には係止溝４３を、全周に亙って形成している。そして、この係止溝４３に、コッタと呼ばれる係止環４４の内周縁部を係止している。この係止環４４は、それぞれが半円弧形であり、上記係止溝４３の幅寸法Ｗ43よりも小さな厚さ寸法Ｔ44を有する１対の素子を突き合わせる事により、全体を円環状としている。この様な係止環４４と上記入力側ディスク２Ａとの間には、この係止環４４の側から順に、ばね受けプレート４５と上記皿板ばね３７とを、軸方向（図１の左右方向）に亙り互いに直列に設けている。上記ばね受けプレート４５の軸方向両側面のうち、上記係止環４４に対向する側面の内径寄り部分には、この係止環４４を内嵌自在な凹部４６を形成している。この係止環４４はこの凹部４６に嵌合した状態で、上記１対の素子が直径方向外方に変位する事を阻止され、上記係止溝４３からの外れ止めを図られる。本発明の組立方法は、この係止溝４３に上記係止環４４を組み付ける方法に関する。
【００２６】
この様な本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法を実施する場合に、上記入力軸１５ａの一端面（図１の左端面）を、第一の油圧アクチュエータ４７により、出力側ディスク４に向け押圧自在とする。又、この第一の油圧アクチュエータ４７には、図示しないロードセル等の荷重センサ、或はこの第一の油圧アクチュエータ４７のシリンダ室内に導入する油圧を測定する油圧計を組み込んで、上記入力軸１５ａに付与する押圧力を検出自在とする。
【００２７】
これに対して、上記ばね受けプレート４５は、第二の油圧アクチュエータ４８により、前記ローディングカム装置９と反対側に設けた入力側ディスク２Ａに向け押圧自在としている。上記第二の油圧アクチュエータ４８は、トロイダル型無段変速機を組み込むケーシング４９の壁部５０に形成した通孔５１部分に、組立作業時にのみ、ボルト５２により固定する。即ち、上記第二の油圧アクチュエータ４８は、全体が円環状で上記壁部５０に固定するシリンダ部５３と、このシリンダ部５３に油密に内嵌したピストン部５４とから成る。上記ばね受けプレート４５を押圧する際には、上記シリンダ部５３に設けた給油孔５５を通じて、このシリンダ部５３の内径側に存在するシリンダ室５６内に圧油を送り込み、上記ピストン部５４を上記入力側ディスク２Ａに向け変位させる。この際、このピストン部５４が上記ばね受けプレート４５を押圧する力の大きさは、例えばこれらピストン部５４とばね受けプレート４５との間に設けた、ロードセル等の荷重センサにより、或は上記油圧計により検出する。
【００２８】
上述の様な第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８を使用してトロイダル型無段変速機を組み立てる際には、これら両油圧アクチュエータ４７、４８により前記入力軸１５ａの一端面と上記ばね受けプレート４５とを、互いに近づき合う方向に、互いに同じ力で押圧する。この押圧力は、例えば５００kgf 程度と、何れも予圧ばねである皿板ばね３７、４０により、各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの各当接部（図６参照）に適切な予圧付与を行なえる大きさとする。この様な力で、上記入力軸１５ａの一端面とばね受けプレート４５とを押圧すると、前記係止溝４３が上記ばね受けプレート４５の背面側（上記皿板ばね３７と反対側の面で、図１の右側面）に、所定量だけ露出する。そこで、この様に露出した係止溝４３に、丁度この係止溝４３の露出分だけの厚さ寸法を有する前記係止環４４を組み付ける。その後、上記第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８を取り外せば、上記両皿板ばね３７、４０の弾力により上記各当接部に、所望通りの予圧を付与したままにできる。
【００２９】
尚、上述した方法は、請求項２に対応するもので、上記第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８による押し付け力を、最適な予圧力に相当する大きさとしている。そして、上記係止溝４３に、始めから最適の厚さ寸法を有する係止環４４を組み付ける様にしている。
これに対して、請求項３に対応する方法の様に、始めに最適な予圧力を得るのに必要なものよりも小さめの厚さ寸法を有する係止環４４を組み付けた後、各部の寸法を測定してから、最適な予圧力を得るのに必要な厚さ寸法を有する係止環４４を組み付ける事もできる。
【００３０】
この場合には、先ず、上記第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８により前記入力軸１５ａの一端面と上記ばね受けプレート４５とを押圧し、このばね受けプレート４５の背面側に上記係止溝４３を露出させる。そして、この係止溝４３に、最適な予圧力を得るのに必要なものよりも小さめの厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４を組み付ける。即ち、上記係止溝４３に始めに組み付ける係止環４４によっては、上記ばね受けプレート４５と前記入力側ディスク２Ａの外側面との間で前記皿板ばね３７を圧縮した状態で挟持できるが、適正な予圧よりも小さな予圧しか付与できない。但し、この状態では、構成各部材同士の間に、がたつきに結び付く様な隙間は存在しない状態となる。
【００３１】
そこで、この状態で、各部の寸法を測定する事により、上記ばね受けプレート４５の片面（図１の左面）と上記入力側ディスク２Ａの外側面との間隔である、上記皿板ばね３７の為のばね隙間５７の厚さ寸法Ｔ57を測定する。即ち、上記小さめの厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４を組み付けた状態で、基準面となる前記壁部５０の外側面から、上記ばね受けプレート４５の外側面までの距離Ｌ45と、上記入力側ディスク２Ａの外側面外径寄り部分までの距離Ｌ2Aとを測定する。又、上記皿板ばね３７を突き当てる上記入力側ディスク２Ａの外側面内径寄り部分とこの外側面の外径寄り部分との段差Ｈ2A 、及び上記ばね受けプレート４５の外径寄り部分の厚さ寸法Ｔ 45 は、予め測定しておく。そして、これら各測定値から、上記ばね隙間５７の厚さ寸法Ｔ57｛＝Ｈ2A＋Ｌ2A−Ｔ45−Ｌ45｝を求める。一方、上記皿板ばね３７を圧縮する事により得られる荷重と、この皿板ばね３７の（圧縮した状態での）厚さとの関係は、予め分っている。そこで、上記ばね隙間５７の厚さ寸法Ｔ57が分ったならば、このばね隙間を所望の予圧付与の為に適正な大きさにすべく、より大きな厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４に組み付け替える。
【００３２】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法によれば、上述した何れの方法を採用した場合でも、１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂ及び１対の出力側ディスク４、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの各当接部に過大な面圧を加える事なく、前記係止溝４３に適切な厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４を組み付ける事ができる。そして、組み付けた状態では、上記皿板ばね３７により上記各当接部に適正な予圧を付与して、トロイダル型無段変速機に所望通りの性能を発揮させる事ができる。
【００３３】
尚、図示の例では、係止溝４３に係止環４４を組み付ける作業を、トロイダル型無段変速機を収納するケーシング４９内で行なう様にしているが、本発明を実施する場合、上記組み付け作業をケーシング４９外で行なった後、上記係止環４４を組み付けた入力軸１５ａをケーシング４９内に組み付ける様にしても良い。又、入力軸１５ａの一端面やばね受けプレート４５を押圧するアクチュエータは、図示の様な油圧ピストンに限らず、送りねじ機構等、他の構造のものであっても良い。更には、係止環４４と入力側ディスクの外側面とを、直接当接させる事もできる。この場合には、皿板ばね３７等の予圧ばねを、上記入力軸１５ａの外側面に固設した鍔部と、別の入力側ディスクの外側面との間に設ける。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、構成各部材を傷める事なく、しかも所望通りの性能を発揮するトロイダル型無段変速機を、能率良く組み立てる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す要部断面図。
【図２】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す略側面図。
【図３】同じく最大増速時の状態で示す略側面図。
【図４】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第２例を示す断面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２、２Ａ、２Ｂ 入力側ディスク
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク
４ａ 内側面
５ 枢軸
６ トラニオン
７ 変位軸
８ パワーローラ
８ａ 周面
９ ローディングカム装置
１０ ローディングカム
１１ 保持器
１２ ローラ
１３、１４ カム面
１５、１５ａ 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 貫通孔
１８ 係止溝
１９ 止め輪
１８ 鍔部
１９、１９ａ 出力歯車
２０ キー
２１ 支持板
２２ 円孔
２３ 支持軸部
２４ 枢支軸部
２５ ラジアルニードル軸受
２６ ラジアルニードル軸受
２７ スラスト玉軸受
２８ スラストニードル軸受
２９ 外輪
３０ 駆動ロッド
３１ 駆動ピストン
３２ 駆動シリンダ
３３ スリーブ
３４ 駆動軸
３５ ラジアル軸受
３６ ローディングナット
３７ 皿板ばね
３８ ボールスプライン
３９ 係止段部
４０ 皿板ばね
４１ 仕切壁
４２ 玉軸受
４３ 係止溝
４４ 係止環
４５ ばね受けプレート
４６ 凹部
４７ 第一の油圧アクチュエータ
４８ 第二の油圧アクチュエータ
４９ ケーシング
５０ 壁部
５１ 通孔
５２ ボルト
５３ シリンダ部
５４ ピストン部
５５ 給油孔
５６ シリンダ室
５７ ばね隙間
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機の変速機ユニットとして使用するトロイダル型無段変速機を組み立てる場合に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機を構成する変速ユニットとして、図２〜３に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニオン６、６を設けている。
【０００３】
即ち、これら各トラニオン６、６は、それぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を、互いに同心に設けている。又、これら各トラニオン６、６の中間部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸７、７の周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の、互いに対向する内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。これら各内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸５を中心とする円弧を回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、押圧装置であるローディングカム装置９を設け、このローディングカム装置９によって、上記入力側ディスク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。このローディングカム装置９は、入力軸１と共に回転するローディングカム１０と、保持器１１により転動自在に保持した複数個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成している。上記ローディングカム１０の片側面（図２〜３の右側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図２〜３の左側面）にも、同様の形状を有するカム面１４を形成している。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入力軸１の中心に関し放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってローディングカム１０が回転すると、カム面１３が複数個のローラ１２、１２を、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４に押圧する。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記両カム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、前記各枢軸５、５を中心として前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図２に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、前記各変位軸７、７を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図３に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図２と図３との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
又、図４〜５は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機の１例を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニードル軸受１６、１６を介して、回転自在に支持している。即ち、上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の中心部には断面形状が円形である貫通孔１７、１７を、それぞれ上記各ディスク２、４の内側面と外側面とを軸方向（図５の左右方向）に貫通する状態で形成している。上記各ニードル軸受１６、１６は、上記各貫通孔１７、１７の内周面と上記入力軸１５の中間部外周面との間に設けている。又、ローディングカム装置９を構成するローディングカム１０は、上記入力軸１５の端部（図４の左端部）外周面にスプライン係合させ、外向フランジ状の鍔部１８により上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止している。又、上記出力側ディスク４には出力歯車１９を、キー２０、２０により結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１９とが同期して回転する様にしている。
【０００８】
１対のトラニオン６、６の両端部は１対の支持板２１、２１に、揺動並びに軸方向（図４の表裏方向、図５の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円孔２２、２２部分に、変位軸７、７を支持している。これら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２３、２３と枢支軸部２４、２４とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２３、２３を上記各円孔２２、２２の内側に、ラジアルニードル軸受２５、２５を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部２４、２４の周囲にパワーローラ８、８を、別のラジアルニードル軸受２６、２６を介して、回転自在に支持している。
【０００９】
尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２４、２４が各支持軸部２３、２３に対し偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向（図５で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入力軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大きな荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方向（図４の左右方向、図５の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１０】
又、上記各パワーローラ８、８の外側面と上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸受２７、２７とスラストニードル軸受２８、２８とを設けている。このうちのスラスト玉軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ８、８の回転を許容するものである。又、上記各スラストニードル軸受２８、２８は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受２７、２７を構成する外輪２９、２９に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２４、２４及び上記外輪２９、２９が、前記支持軸部２３、２３を中心に揺動する事を許容するものである。
【００１１】
更に、上記各トラニオン６、６の一端部（図５の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３０、３０を結合し、これら各駆動ロッド３０、３０の中間部外周面に駆動ピストン３１、３１を固設している。そして、これら各駆動ピストン３１、３１を、それぞれ駆動シリンダ３２、３２内に油密に嵌装している。
【００１２】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１５の回転は、ローディングカム装置９を介して入力側ディスク２に伝わる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車１９より取り出される。入力軸１５と出力歯車１９との間の回転速度比を変える場合には、上記１対の駆動ピストン３１、３１を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３１、３１の変位に伴って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図５の下側のパワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン６、６が、支持板２１、２１に枢支された枢軸５、５を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図２〜３に示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１５と出力歯車１９との間の回転速度比が変化する。
【００１３】
尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車１９との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ８、８を枢支している前記各変位軸７、７が、前記各支持軸部２３、２３を中心として僅かに回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受２７、２７の外輪２９、２９の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラストニードル軸受２８、２８が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各変位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて済む。
【００１４】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図６〜７に示す様に、請求項１に記載した回転軸に対応する入力軸１５ａの周囲に、それぞれが第一、第二外側ディスクに相当する入力側ディスク２Ａ、２Ｂと、それぞれが第一、第二内側ディスクに相当する出力側ディスク４、４とを２個ずつ設け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型の構造も、例えば特開平１−２１４６４６号公報、同７−１５８７１１号公報、同８−１９５０３号公報、同８−３５５４９号公報等に記載されている様に、従来から知られている。上記図６〜７に示した構造は、上記入力軸１５ａの中間部周囲に出力歯車１９ａを、この入力軸１５ａに対する回転を自在として支持し、この出力歯車１９ａの中心部に設けた円筒状のスリーブ３３の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、４に設けた貫通孔１７、１７の内周面と上記入力軸１５ａの外周面との間にニードル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディスク４、４を上記入力軸１５ａの周囲に、この入力軸１５ａに対する回転、並びにこの入力軸１５ａの軸方向に亙る変位を自在に支持している。又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５ａの両端部に、この入力軸１５ａと共に回転自在に支持している。この入力軸１５ａは、駆動軸３４により、ローディングカム装置９を介して回転駆動する。尚、この駆動軸３４の先端部（図６〜７の右端部）外周面と上記入力軸１５ａの基端部（図６〜７の左端部）内周面との間には、滑り軸受、ニードル軸受等のラジアル軸受３５を設けている。従って、上記駆動軸３４と入力軸１５ａとは、互いに同心に配置された状態のまま、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わされている。
【００１５】
上記一方（図６〜７の右方）の入力側ディスク２Ａは、上記入力軸１５ａの外周面に、ボールスプライン３８を介して軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、上記一方の入力側ディスク２Ａの背面（図６〜７の右面）をローディングナット３６に、第一の予圧ばねであり請求項に記載した予圧ばねに相当する皿板ばね３７を介し突き当てている。又、前記ローディングカム１０に対向する他方の入力側ディスク２Ｂも、ボールスプライン３８により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、この入力側ディスク２Ｂの外側面（図６〜７の左面）と上記入力軸１５ａの中間部外周面に形成した係止段部３９との間に、第二の予圧ばねである皿板ばね４０を設けている。これら両皿板ばね３７、４０は、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの各当接部に予圧を付与する。即ち、上記ローディングカム装置９が推力を発生していないか、発生していても小さな場合にも、上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する。但し、上記一方の入力側ディスク２Ａの背面側に設ける皿板ばね３７の弾力は、上記ローディングカム１０側に設ける皿板ばね４０の弾力よりも大きい。このローディングカム１０側に設ける皿板ばね４０は、予備的な役割を有する。
【００１６】
又、前記出力歯車１９ａはハウジングの内側に設けた仕切壁４１に、それぞれがアンギュラ型である１対の玉軸受４２、４２により、軸方向に亙る変位を阻止した状態で、回転自在に支持している。尚、上述の図６〜７に示したダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機が、ローディングカム１０に対向する一方又は双方の入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプライン３８、３８により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している理由は、これら両ディスク２Ａ、２Ｂの回転を同期させつつ、上記ローディングカム装置９の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両ディスク２Ａ、２Ｂが、上記入力軸１５ａに対し軸方向に変位する事を許容する為である。
【００１７】
上述した様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の運転時、駆動軸３４の回転は、ローディングカム装置９を介して他方（図７の左方）の入力側ディスク２Ｂに伝わり、更にこの回転が、入力軸１５ａを介して一方の入力側ディスク２Ａに伝わって、これら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂが同期して回転する。そして、これら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂの回転が、それぞれ複数個ずつ（図示の例では２個ずつ合計４個）のパワーローラ８、８を介して１対の出力側ディスク４、４に伝わる。この結果、これら両出力側ディスク４、４を両端部にスプライン係合させたスリーブ３３が回転し、このスリーブ３３の中間部外周面に固設した出力歯車１９ａが回転する。この様にダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機では、上記駆動軸３４から出力歯車１９ａへの回転伝達を、互いに並列に配置された２系統に分けて行なうので、大きなトルク伝達が可能になる。又、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４同士の間に挟持したパワーローラ８、８の傾斜角度を同期して変える事により、上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂと上記両出力側ディスク４、４との間の変速比を変える事ができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図６〜７に示した従来構造の場合には、ローディングナット３６を緊締する事により、それぞれが予圧ばねである皿板ばね３７、４０の弾力を適正値に調節できる。但し、上記ローディングナット３６を緊締する作業が面倒で、トロイダル型無段変速機の組立作業が面倒になる。又、上記ローディングナット３６を螺合させる為、入力軸１５ａの外周面に雄ねじを形成する作業が面倒になる。即ち、この入力軸１５ａの外周面は、ニードル軸受１６、１６の内輪軌道としての機能も有する等、硬度を高くする必要がある。従って、この入力軸１５ａの一部外周面に雄ねじを加工する為には、当該部分に防炭処理をしてこの入力軸１５ａに焼き入れ処理を施した後、この部分に雄ねじを形成する必要があり、面倒である。しかも、上記ローディングナット３６に加わる大きなスラスト荷重に拘らず、このローディングナット３６の螺合部の強度を確保する為には、螺合部の軸方向長さを十分に確保しなければならず、トロイダル型無段変速機の大型化に結び付く。
【００１９】
この為、入力軸１５ａに、上記ローディングナット３６に代えて、コッタと呼ばれる係止環を装着し、この係止環と入力側ディスク２Ａとの間に上記皿板ばね３７を挟持する事が考えられている。但し、この様な係止環を使用する場合には、１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂを互いに近づく方向に押圧しつつ、上記係止環を上記入力軸１５ａの外周面に形成した係止溝に装着する必要がある。
【００２０】
この様な係止環を使用した構造のトロイダル型無段変速機を組み立てる場合には、上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂを押圧力を何れも適正値に規制する必要がある。この押圧力が過大である場合には、予圧が過大となって転がり抵抗が増大し、トロイダル型無段変速機の伝達効率が低下するだけでなく、著しい場合には、互いに当接する上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂの内側面２ａ、４ａやパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが損傷する可能性がある。これに対して、上記押圧力が過小である場合には、トロイダル型無段変速機の起動直後、ローディングカム装置９が発生する荷重が未だ小さい場合に、上記各内側面２ａ、４ａと上記各周面８ａ、８ａとの当接部で滑りが発生し、トロイダル型無段変速機として機能しなくなる。
【００２１】
しかも、上記係止環を使用した構造で上記両皿板ばね３７、４０により得られる予圧を適正にする為には、上記係止環として適正な厚さ寸法を有するものを選択使用する必要がある。即ち、上記係止溝と入力側ディスク２Ａの外側面との間に存在する、上記皿板ばね３７を装着すべき隙間の厚さは、トロイダル型無段変速機の構成各部材の寸法誤差の積算により微妙に変化する。又、上記入力軸１５ａに対する上記係止環の取付位置は調節できない。従って、この係止環として、適正な予圧付与を行なえるだけの厚さ寸法を有するものを選択して、上記係止溝に組み付けなければならない。
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法により組み立てるトロイダル型無段変速機は、回転軸と、この回転軸の一端部に、内側面をこの回転軸の中央側に向けた状態で支持された第一外側ディスクと、この回転軸の中間部他端寄り部分に、内側面をこの回転軸の中央側に向けた状態で、この回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持された第二外側ディスクと、この第二外側ディスクの外側面よりも突出した上記回転軸の他端部に形成された係止溝に係止された係止環と、この回転軸上に設けられた予圧ばねと、上記第一外側ディスクをこの第二外側ディスクに押圧しつつ上記回転軸と共に回転させる為、これら第一外側ディスクと回転軸との間に設けられた押圧装置と、その内側面をこの第一外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスク及び上記回転軸とは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を上記第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する複数本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する複数個の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する複数本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する複数個の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第二パワーローラとを備える。
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、この様なトロイダル型無段変速機を、上記予圧ばねにより、上記各パワーローラの周面と上記各外側ディスク及び上記各内側ディスクの内側面との当接圧を所望値にした状態で組み立てるものである。
この様な本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、上記第一外側ディスクを上記回転軸及び押圧装置を介して上記第一内側ディスクに、押し付け力を所望値に規制しつつ押圧すると同時に、上記第二外側ディスクを上記第二内側ディスクに、押し付け力を所望値に規制しつつ押圧した状態で、上記係止溝に所望厚さを有する上記係止環を組み付ける。
特に、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機の組立方法の場合には、上記押し付け力の所望値が、最適な予圧力に相当する大きさであり、この所望値で第一、第二両外側ディスクを押圧しつつ係止溝に係止環を組み付ける。
更に、請求項３に記載したトロイダル型無段変速機の組立方法の場合には、先ず、上記予圧ばねを第二外側ディスクに向け押圧して、上記予圧ばねを圧縮した状態で挟持できるが、適正な予圧よりも小さな予圧しか付与できない厚さ寸法を有する係止環を係止溝に組み付けた状態で、各部の寸法を測定する事により、ばね受けプレートの片面と上記第二外側ディスクの外側面との間隔である、上記予圧ばねの為のばね隙間の寸法を測定する。その後、このばね隙間を所望の予圧付与の為に適正な大きさにすべく、より厚さ寸法の大きな係止環に組み付け替える。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法によれば、第一、第二両外側ディスク及び第一、第二両内側ディスクの内側面と第一、第二両パワーローラの周面との各当接部に過大な面圧を加える事なく、係止溝に係止環を組み付ける事ができる。そして、組み付けた状態では、予圧ばねにより上記各当接部に適正な予圧を付与して、トロイダル型無段変速機に所望通りの性能を発揮させる事ができる。
更に、係止環を使用する為、回転軸の加工工程を簡略化して、この回転軸の熱処理時に防炭処理等の特殊な処理をする必要をなくし、コスト低減を図れる。又、ローディングナットを使用する場合に比べて、軸方向寸法を短くし、小型・軽量化を図れる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。この図１は、本発明の組立方法により組み立てられる、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の１例を示している。この図１に示した構造と、前述の図６〜７に示した従来構造との相違点は、押圧装置であるローディングカム装置９と反対側に設けた入力側ディスク２Ａを押圧する為の予圧ばねである皿板ばね３７の軸方向一端（図１の右端）を、入力軸１５ａに対し係止する部分の構造にある。そこで、本発明の対象となる、図１に示した構造に就いて、上記従来構造と相違する部分に就いてのみ説明し、共通部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２５】
上記入力軸１５ａの中間部他端寄り（図１の右端寄り）部分には係止溝４３を、全周に亙って形成している。そして、この係止溝４３に、コッタと呼ばれる係止環４４の内周縁部を係止している。この係止環４４は、それぞれが半円弧形であり、上記係止溝４３の幅寸法Ｗ43よりも小さな厚さ寸法Ｔ44を有する１対の素子を突き合わせる事により、全体を円環状としている。この様な係止環４４と上記入力側ディスク２Ａとの間には、この係止環４４の側から順に、ばね受けプレート４５と上記皿板ばね３７とを、軸方向（図１の左右方向）に亙り互いに直列に設けている。上記ばね受けプレート４５の軸方向両側面のうち、上記係止環４４に対向する側面の内径寄り部分には、この係止環４４を内嵌自在な凹部４６を形成している。この係止環４４はこの凹部４６に嵌合した状態で、上記１対の素子が直径方向外方に変位する事を阻止され、上記係止溝４３からの外れ止めを図られる。本発明の組立方法は、この係止溝４３に上記係止環４４を組み付ける方法に関する。
【００２６】
この様な本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法を実施する場合に、上記入力軸１５ａの一端面（図１の左端面）を、第一の油圧アクチュエータ４７により、出力側ディスク４に向け押圧自在とする。又、この第一の油圧アクチュエータ４７には、図示しないロードセル等の荷重センサ、或はこの第一の油圧アクチュエータ４７のシリンダ室内に導入する油圧を測定する油圧計を組み込んで、上記入力軸１５ａに付与する押圧力を検出自在とする。
【００２７】
これに対して、上記ばね受けプレート４５は、第二の油圧アクチュエータ４８により、前記ローディングカム装置９と反対側に設けた入力側ディスク２Ａに向け押圧自在としている。上記第二の油圧アクチュエータ４８は、トロイダル型無段変速機を組み込むケーシング４９の壁部５０に形成した通孔５１部分に、組立作業時にのみ、ボルト５２により固定する。即ち、上記第二の油圧アクチュエータ４８は、全体が円環状で上記壁部５０に固定するシリンダ部５３と、このシリンダ部５３に油密に内嵌したピストン部５４とから成る。上記ばね受けプレート４５を押圧する際には、上記シリンダ部５３に設けた給油孔５５を通じて、このシリンダ部５３の内径側に存在するシリンダ室５６内に圧油を送り込み、上記ピストン部５４を上記入力側ディスク２Ａに向け変位させる。この際、このピストン部５４が上記ばね受けプレート４５を押圧する力の大きさは、例えばこれらピストン部５４とばね受けプレート４５との間に設けた、ロードセル等の荷重センサにより、或は上記油圧計により検出する。
【００２８】
上述の様な第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８を使用してトロイダル型無段変速機を組み立てる際には、これら両油圧アクチュエータ４７、４８により前記入力軸１５ａの一端面と上記ばね受けプレート４５とを、互いに近づき合う方向に、互いに同じ力で押圧する。この押圧力は、例えば５００kgf 程度と、何れも予圧ばねである皿板ばね３７、４０により、各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの各当接部（図６参照）に適切な予圧付与を行なえる大きさとする。この様な力で、上記入力軸１５ａの一端面とばね受けプレート４５とを押圧すると、前記係止溝４３が上記ばね受けプレート４５の背面側（上記皿板ばね３７と反対側の面で、図１の右側面）に、所定量だけ露出する。そこで、この様に露出した係止溝４３に、丁度この係止溝４３の露出分だけの厚さ寸法を有する前記係止環４４を組み付ける。その後、上記第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８を取り外せば、上記両皿板ばね３７、４０の弾力により上記各当接部に、所望通りの予圧を付与したままにできる。
【００２９】
尚、上述した方法は、請求項２に対応するもので、上記第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８による押し付け力を、最適な予圧力に相当する大きさとしている。そして、上記係止溝４３に、始めから最適の厚さ寸法を有する係止環４４を組み付ける様にしている。
これに対して、請求項３に対応する方法の様に、始めに最適な予圧力を得るのに必要なものよりも小さめの厚さ寸法を有する係止環４４を組み付けた後、各部の寸法を測定してから、最適な予圧力を得るのに必要な厚さ寸法を有する係止環４４を組み付ける事もできる。
【００３０】
この場合には、先ず、上記第一、第二の油圧アクチュエータ４７、４８により前記入力軸１５ａの一端面と上記ばね受けプレート４５とを押圧し、このばね受けプレート４５の背面側に上記係止溝４３を露出させる。そして、この係止溝４３に、最適な予圧力を得るのに必要なものよりも小さめの厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４を組み付ける。即ち、上記係止溝４３に始めに組み付ける係止環４４によっては、上記ばね受けプレート４５と前記入力側ディスク２Ａの外側面との間で前記皿板ばね３７を圧縮した状態で挟持できるが、適正な予圧よりも小さな予圧しか付与できない。但し、この状態では、構成各部材同士の間に、がたつきに結び付く様な隙間は存在しない状態となる。
【００３１】
そこで、この状態で、各部の寸法を測定する事により、上記ばね受けプレート４５の片面（図１の左面）と上記入力側ディスク２Ａの外側面との間隔である、上記皿板ばね３７の為のばね隙間５７の厚さ寸法Ｔ57を測定する。即ち、上記小さめの厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４を組み付けた状態で、基準面となる前記壁部５０の外側面から、上記ばね受けプレート４５の外側面までの距離Ｌ45と、上記入力側ディスク２Ａの外側面外径寄り部分までの距離Ｌ2Aとを測定する。又、上記皿板ばね３７を突き当てる上記入力側ディスク２Ａの外側面内径寄り部分とこの外側面の外径寄り部分との段差Ｈ2A 、及び上記ばね受けプレート４５の外径寄り部分の厚さ寸法Ｔ 45 は、予め測定しておく。そして、これら各測定値から、上記ばね隙間５７の厚さ寸法Ｔ57｛＝Ｈ2A＋Ｌ2A−Ｔ45−Ｌ45｝を求める。一方、上記皿板ばね３７を圧縮する事により得られる荷重と、この皿板ばね３７の（圧縮した状態での）厚さとの関係は、予め分っている。そこで、上記ばね隙間５７の厚さ寸法Ｔ57が分ったならば、このばね隙間を所望の予圧付与の為に適正な大きさにすべく、より大きな厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４に組み付け替える。
【００３２】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法によれば、上述した何れの方法を採用した場合でも、１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂ及び１対の出力側ディスク４、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの各当接部に過大な面圧を加える事なく、前記係止溝４３に適切な厚さ寸法Ｔ44を有する係止環４４を組み付ける事ができる。そして、組み付けた状態では、上記皿板ばね３７により上記各当接部に適正な予圧を付与して、トロイダル型無段変速機に所望通りの性能を発揮させる事ができる。
【００３３】
尚、図示の例では、係止溝４３に係止環４４を組み付ける作業を、トロイダル型無段変速機を収納するケーシング４９内で行なう様にしているが、本発明を実施する場合、上記組み付け作業をケーシング４９外で行なった後、上記係止環４４を組み付けた入力軸１５ａをケーシング４９内に組み付ける様にしても良い。又、入力軸１５ａの一端面やばね受けプレート４５を押圧するアクチュエータは、図示の様な油圧ピストンに限らず、送りねじ機構等、他の構造のものであっても良い。更には、係止環４４と入力側ディスクの外側面とを、直接当接させる事もできる。この場合には、皿板ばね３７等の予圧ばねを、上記入力軸１５ａの外側面に固設した鍔部と、別の入力側ディスクの外側面との間に設ける。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、構成各部材を傷める事なく、しかも所望通りの性能を発揮するトロイダル型無段変速機を、能率良く組み立てる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す要部断面図。
【図２】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す略側面図。
【図３】同じく最大増速時の状態で示す略側面図。
【図４】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第２例を示す断面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２、２Ａ、２Ｂ 入力側ディスク
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク
４ａ 内側面
５ 枢軸
６ トラニオン
７ 変位軸
８ パワーローラ
８ａ 周面
９ ローディングカム装置
１０ ローディングカム
１１ 保持器
１２ ローラ
１３、１４ カム面
１５、１５ａ 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 貫通孔
１８ 係止溝
１９ 止め輪
１８ 鍔部
１９、１９ａ 出力歯車
２０ キー
２１ 支持板
２２ 円孔
２３ 支持軸部
２４ 枢支軸部
２５ ラジアルニードル軸受
２６ ラジアルニードル軸受
２７ スラスト玉軸受
２８ スラストニードル軸受
２９ 外輪
３０ 駆動ロッド
３１ 駆動ピストン
３２ 駆動シリンダ
３３ スリーブ
３４ 駆動軸
３５ ラジアル軸受
３６ ローディングナット
３７ 皿板ばね
３８ ボールスプライン
３９ 係止段部
４０ 皿板ばね
４１ 仕切壁
４２ 玉軸受
４３ 係止溝
４４ 係止環
４５ ばね受けプレート
４６ 凹部
４７ 第一の油圧アクチュエータ
４８ 第二の油圧アクチュエータ
４９ ケーシング
５０ 壁部
５１ 通孔
５２ ボルト
５３ シリンダ部
５４ ピストン部
５５ 給油孔
５６ シリンダ室
５７ ばね隙間
Claims (3)
- 回転軸と、この回転軸の一端部に、内側面をこの回転軸の中央側に向けた状態で支持された第一外側ディスクと、この回転軸の中間部他端寄り部分に、内側面をこの回転軸の中央側に向けた状態で、この回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持された第二外側ディスクと、この第二外側ディスクの外側面よりも突出した上記回転軸の他端部に形成された係止溝に係止された係止環と、この回転軸上に設けられた予圧ばねと、上記第一外側ディスクをこの第二外側ディスクに押圧しつつ上記回転軸と共に回転させる為、これら第一外側ディスクと回転軸との間に設けられた押圧装置と、その内側面をこの第一外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスク及び上記回転軸とは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を上記第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する複数本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する複数個の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する複数本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する複数個の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第二パワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機を、上記予圧ばねにより、上記各パワーローラの周面と上記各外側ディスク及び上記各内側ディスクの内側面との当接圧を所望値にした状態で組み立てる、トロイダル型無段変速機の組立方法であって、上記第一外側ディスクを上記回転軸及び押圧装置を介して上記第一内側ディスクに、押し付け力を所望値に規制しつつ押圧すると同時に、上記第二外側ディスクを上記第二内側ディスクに、押し付け力を所望値に規制しつつ押圧した状態で、上記係止溝に所望厚さを有する上記係止環を組み付けるトロイダル型無段変速機の組立方法。
- 押し付け力の所望値が、最適な予圧力に相当する大きさであり、この所望値で第一、第二両外側ディスクを押圧しつつ係止溝に係止環を組み付ける、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の組立方法。
- 予圧ばねを第二外側ディスクに向け押圧して、この予圧ばねを圧縮した状態で挟持できるが、適正な予圧よりも小さな予圧しか付与できない厚さ寸法を有する係止環を係止溝に組み付けた状態で、各部の寸法を測定する事により、ばね受けプレートの片面と上記第二外側ディスクの外側面との間隔である、上記予圧ばねの為のばね隙間の寸法を測定した後、このばね隙間を所望の予圧付与の為に適正な大きさにすべく、より厚さ寸法の大きな係止環に組み付け替える、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の組立方法。
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