JP4356264B2 - トロイダル型無段変速機の組立方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等の変速機構として用いられるトロイダル型無段変速機の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の変速機構として用いられるトロイダル型無段変速機は、互いに対向して同軸的に配置された入力ディスクおよび出力ディスクを備え、これら入力ディスクと出力ディスクとの間に複数のパワーローラが設けられている。
【０００３】
各パワーローラは、それぞれ傾動可能なトラニオンを介して回転自在に支持され、これらパワーローラが入力ディスクおよび出力ディスクのトラクション面にそれぞれ転接し、これらパワーローラが入力ディスクの回転に応じて回転することにより入力ディスクの回転動力が出力ディスクに伝達される。
【０００４】
そして、各パワーローラがトラニオンと一体的に傾動することにより、各パワーローラのトラクション面と入力ディスクおよび出力ディスクのトラクション面との転接位置が変化し、この変化により入力ディスクと出力ディスクとの間の回転速度比が無段階に変化して所定の変速比が得られる。
【０００５】
このようなトロイダル型無段変速機におけるレイアウト構造は種々様々であるが、特開2000−179674やUSP5,667,456に示されているように出力ディスクが入力軸のみによって支持されているものがある。
【０００６】
このようなタイプの変速機の構造を図９に示してあり、入力軸１には２つの入力ディスク２，３と１つの出力ディスク４が設けられている。なお、出力ディスク４としては、図に示すような一体構造品の場合のほか、一対のディスクを背中合わせにスプライン等により結合して一体化したものを用いることも可能である。
【０００７】
一方の入力ディスク２はボールスプライン５により入力軸１の軸周り方向には回転不能で、軸方向には移動自在な状態にあり、他方の入力ディスク３はインボリュートスプライン６により入力軸１の軸周り方向に回転不能で、かつローディングナット１３により軸方向にも移動不能な状態となっている。また出力ディスク４はベアリング７を介して入力軸１の軸周り方向に回転自在に支持され、かつ入力軸１の軸方向に移動可能な状態となっている。
【０００８】
入力ディスク２，３はそれぞれ片面にトラクション面２ａ，３ａを有し、出力ディスク４は両面にトラクション面４ａ，４ｂを、また外周面に出力ギア４ｃを有している。出力ディスク４は入力ディスク２，３間に配置し、一方の入力ディスク２のトラクション面２ａと出力ディスク４の一方のトラクション面４ａとが互いに対向し、他方の入力ディスク３のトラクション面３ａと出力ディスク４の他方のトラクション面４ｂとが互いに対向し、その互いに対向するトラクション面２ａ，４ａおよび３ａ，４ｂの相互間がキャビティ８，９となっていて、これらキャビティ８，９内にそれぞれ複数ずつパワーローラ１０，１１が挿入されている。
【０００９】
一方の入力ディスク２の背面側にはローディング機構１５が設けられ、このローディング機構１５はカムディスク１６と複数のローラ１７とを備えている。
【００１０】
カムディスク１６は、入力軸１に対して、スラストベアリング１８を介して回動自在に支持されている。カムディスク１６と入力ディスク２の互いに対向する面はそれぞれカム面２０，２１となっており、これらカム面２０，２１間に複数のローラ１７が挟み込まれている。
【００１１】
さらに一方の入力ディスク２の背面側には予圧機構を構成する皿ばね１２が設けられている。この皿ばね１２は入力ディスク２に隣接するように入力軸１の外周に設けられ、この皿ばね１２とスラストベアリング１８との間に、皿ばね１２の弾性力を調整するためのスペーサ部材２２が設けられている。
【００１２】
そしてこの皿ばね１２の弾性力により一方の入力ディスク２が出力ディスク４の配置側に弾性的に付勢され、またその皿ばね１２の反力がスペーサ部材２２、スラストベアリング１８、入力軸１を経て他方の入力ディスク３に伝わり、この反力で入力ディスク３が出力ディスク４の配置側に弾性的に付勢されている。すなわち、各パワーローラ１０，１１と各トラクション面２ａ，４ａ，３ａ，４ｂとを所定の圧力で接触させるための圧力（予圧）が皿ばね１２により入力ディスク２，３に付加されている。
【００１３】
エンジン等の駆動源の動力はローディング機構１５のカムディスク１６に入力される。そしてカムディスク１６が回転すると、各ローラ１７を介して入力ディスク２がパワーローラ１０に対して押圧され、入力ディスク２がカムディスク１６と一体的に回転する。
【００１４】
また、カムディスク１６が受ける反力がスラストベアリング１８を介して入力軸１に加わるため、入力ディスク３がパワーローラ１１に対して押圧され、入力ディスク３がカムディスク１６と一体的に回転する。
【００１５】
このようにカムディスク１６に連動して各入力ディスク２，３が回転し、各入力ディスク２，３の回転力がパワーローラ１０，１１を介して出力ディスク４に伝わり、出力ディスク４が回転する。
【００１６】
なお、ローディング機構１５としては、図９に示すカムタイプのほかに、油圧機構を用いる油圧タイプ、あるいはカム機構と油圧機構とを用いるハイブリッドタイプがあり、そのいずれを採用するような場合であってもよい。
【００１７】
従来、このような変速機をトランスミッションケース内に設置する際には、入力軸１、入力ディスク２，３、出力ディスク４、パワーローラ１０，１１等を個々別々にケース内に挿入して組み立て、この組み立て後に皿ばね１２を組み込んで予圧調整を行なうようにしている。
【００１８】
しかしながら、この場合、次に挙げるような問題がある。
（ａ）トランスミッションケース内における変速機の配置空間は狭く、このためその各構成部品の組み込みの作業が面倒となる。
（ｂ）トランスミッションケース内の構造は複雑であり、このためその組み込みの作業時に入出力ディスク２，３，４のトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂを傷つけてしまう恐れがある。トラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂに傷がつくと、早期剥離や最悪の場合割れ等の原因となる。
（ｃ）作業工程が増すため、トランスミッションケース内に汚損物質が混入しやすくなり、その汚損物質でトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂを傷つけ、早期剥離や最悪の場合割れ等の原因を招く恐れが生じる。
【００１９】
（ｄ）トラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂは、例えば乗用車では最大約４ＧＰａという高圧でパワーローラ１０，１１と接触するため、汚損物質、特に微細な金属片等をかみ込んだような場合に早期剥離や最悪割れ等の原因を招く恐れがある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、パワーローラ１０，１１を除く入力軸１、入力ディスク２，３、出力ディスク４等を予め組み立てて単一のユニットとし、このユニットをトランスミッションケース内に組み込むようにすることが考えられる。
【００２１】
この場合、そのユニットをトランスミッションケース内に組み込んだ後に、そのユニットの各キャビティ８，９内にパワーローラ１０，１１を挿入することになる。
【００２２】
ここで、一方のキャビティ８内に先にパワーローラ１０を挿入するときには、出力ディスク４が入力軸１の軸方向に移動可能であるから、単にこの出力ディスク４を入力軸１に沿ってローディング機構１５の反対側の方向に移動させるだけで、そのキャビティ８の幅つまり入力ディスク２と出力ディスク４との離間距離を広げてパワーローラ１０を容易に挿入することができる。
【００２３】
この後、他方のキャビティ９内にパワーローラ１１を挿入することになるが、この際には、出力ディスク４を先に挿入したパワーローラ１０に強く押しつけ、さらに皿ばね１２の弾性力に抗して出力ディスク４をローディング機構１５の配置側の方向に移動させて他方のキャビティ９の幅つまり入力ディスク３と出力ディスク４との離間距離を広げ、この状態でパワーローラ１１をキャビティ９内に挿入しなければならない。
【００２４】
また、他方のキャビティ９内に先にパワーローラ１１を挿入し、次に一方のキャビティ８内にパワーローラ１０を挿入するときには、出力ディスク４を先に挿入したパワーローラ１１に強く押しつけ、さらに皿ばね１２の弾性力に抗して出力ディスク４をローディング機構１５の反対側の方向に移動させてキャビティ８の幅を広げ、この状態でパワーローラ１０をキャビティ８内に挿入しなければならない。
【００２５】
このようにいずれの場合においても、皿ばね１２の弾性力に抗して強く押して出力ディスク４を移動させなければならない。しかし、トランスミッションケース内の狭い空間においてこのような大きな力を加えつつ、かつトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂに傷をつけることなく出力ディスク４を強く押し動かしてパワーローラ１０，１１の挿入作業を行なうには著しい困難が伴う。
【００２６】
このため、現実には、入力軸１、入力ディスク２，３、出力ディスク４等を予め組み立てて単一のユニットとし、このユニットをトランスミッションケース内に組み込むような作業手順を採用することが困難となっている。
【００２７】
この発明はこのような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、入力軸、入力ディスク、出力ディスク等を予め組み立てて単一のユニットとし、このユニットをトランスミッションケース内に組み込む場合であっても、そのユニットのキャビティ内に容易に能率よくパワーローラを挿入することができるトロイダル型無段変速機の組立方法を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、入力軸に互いに対向して入力ディスクおよび出力ディスクが設けられ、これら入力ディスクのトラクション面と出力ディスクのトラクション面との間にパワーローラが設けられ、このパワーローラの周面に入力ディスクのトラクション面および出力ディスクのトラクション面が所定の圧力で接触するように、与圧機構により入力ディスクが弾性的に一方向に付勢されているトロイダル型無段変速機を組み立てるにあたって、予め、入力軸に対し、入力ディスク、出力ディスクおよび与圧機構を組み付けてディスクユニットとして組み立て、このディスクユニットにおける入力ディスクと出力ディスクとの間に、入力軸の外周に嵌合してその入力ディスクと出力ディスクとの間の間隔を与圧機構による弾性的な付勢力に抗して所定の間隔に保持する間隔保持用の治具を設け、このディスクユニットを用いてトロイダル型無段変速機を組み立てることを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１ないし図８を参照して説明する。なお、図９に示す構成と対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図１および図２には第１の実施形態を示してあり、この実施形態においては、図１に示すように入力軸１に入力ディスク２，３および出力ディスク４等が予め組み付けられてディスクユニット２４として組み立てられている。
【００３１】
そして一方の入力ディスク２と出力ディスク４との間および他方の入力ディスク３と出力ディスク４との間に間隔保持用の治具２５が設けられている。この治具２５は図２に示すようにＵ字状をなし、入力軸１の外周に着脱可能に嵌合されている。
【００３２】
治具２５は入力ディスク２，３の小径側端面と出力ディスク４の小径側端面との間に配置されている。そしてこれら治具２５の幅Ｌは、入力ディスク２のトラクション面２ａと出力ディスク４のトラクション面４ａとの間、および入力ディスク３のトラクション面３ａと出力ディスク４のトラクション面４ｂとの間にパワーローラ１０，１１が挿入されてそのパワーローラ１０，１１の周面にトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂが接触する状態のときにおける入力ディスク２，３の小径側端面と出力ディスク４の小径側端面との間の間隔幅とほぼ同じか、それより僅かに大きな幅となっている。
【００３３】
治具２５は、ディスクユニット２４を組み立て、このディスクユニット２４をトランスミッションケース内に組み込む以前に、そのディスクユニット２４に装着する。そしてこの際、各ディスク２，３，４のトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂとパワーローラ１０，１１との接触圧力が所定の圧力となるように調整する予圧調整を予め行なっておく。
【００３４】
この予圧調整は、半径方向に複数個に分割が可能な止め輪状の図示しないコッタやスペーサ部材２２、あるいは図示しないが入力ディスク３と入力軸１の段付き部との間に挿入するスペーサ部材の実質的な厚さや長さを変えて皿ばね１２の弾性力を変化させることにより行なう。
【００３５】
このように、ディスクユニット２４を組み立て、治具２５を装着し、予圧調整を施した後に、ディスクユニット２４をトランスミッションケース内に組み込む。そしてこのディスクユニット２４における入力ディスク２のトラクション面２ａと出力ディスク４のトラクション面４ａとの間のキャビティ８内、および入力ディスク３のトラクション面３ａと出力ディスク４のトラクション面４ｂとの間のキャビティ９内にそれぞれパワーローラ１０，１１を挿入する。
【００３６】
入力ディスク２のトラクション面２ａと出力ディスク４のトラクション面４ａとの間、および入力ディスク３のトラクション面３ａと出力ディスク４のトラクション面４ｂとの間の間隔は、治具２５の介在により予めパワーローラ１０，１１の外径寸法とほぼ同じか、それより僅かに大きい幅に広がっており、したがって入力ディスク２，３や出力ディスク４をトランスミッションケース内の狭い空間内で移動させるような面倒な作業を要することなく、各ディスク２，３，４間にパワーローラ１０，１１を容易に能率よく、またトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂに傷をつけるようなことなく挿入することができる。
【００３７】
そして、この後、入力軸１の外周に装着されている各治具２５を取り外す。この取り外しにより皿ばね１２の弾性力に基づいて各ディスク２，３，４のトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂがパワーローラ１０，１１の周面に所定の圧力で接触する。
【００３８】
図３および図４には第２の実施形態を示してあり、この第２の実施形態においては、前記第１の実施形態と同様に、入力ディスク２と出力ディスク４との間および入力ディスク３と出力ディスク４との間にＵ字状の治具２６が、入力軸１の外周に着脱可能に嵌合して設けられているとともに、その各治具２６に一体的にハンドル２６ａが取り付けられている。なお、図３では、Ｕ字状の治具２６を入力軸１の下方側から差し込んだ状態を示してある。
【００３９】
このような実施形態の場合には、ディスクユニット２４を狭いトランスミッションケース内に組み込んだ後に治具２６を入力軸１から取り外す際に、ハンドル２６ａを握って容易に能率よく治具２６を入力軸１から取り外し、トランスミッションケース内から取り出すことができる。
【００４０】
図５および図６には第３の実施形態を示してあり、この第３の実施形態においては、入力ディスク２と出力ディスク４との間および入力ディスク３と出力ディスク４との間に、それぞれＣ字状をなす一対の治具２７が、入力軸１の外周に着脱可能に嵌合して設けられている。これら一対の治具２７は、入力軸１の両側から入力軸１の外周に嵌合され、その端面が互いに突き当たるように装着されている。なお、図５では、一対の治具２７を入力軸１の上下の両側から差し込んだ状態を示してある。
【００４１】
この実施形態の場合には、入力ディスク２，３の小径側端面の全体および出力ディスク４の小径側端面の全体が治具２７の側面に接触し、このため入力ディスク２，３と出力ディスク４との間の間隔をより安定して保つことができる。
【００４２】
図７および図８には第４の実施形態を示してあり、この第４の実施形態においては、入力ディスク２と出力ディスク４との間および入力ディスク３と出力ディスク４との間に、リング状をなす治具２８が入力軸１の外周に嵌合して設けられている。
【００４３】
これらリング状の治具２８の幅Ｌは、入力ディスク２のトラクション面２ａと出力ディスク４のトラクション面４ａとの間、および入力ディスク３のトラクション面３ａと出力ディスク４のトラクション面４ｂとの間にパワーローラ１０，１１が挿入されてそのパワーローラ１０，１１の周面にトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂが接触する状態のときにおける入力ディスク２，３の小径側端面と出力ディスク４の小径側端面との間の間隔幅より僅かに小さい幅となっている。
【００４４】
したがって、この実施形態の場合においては、ディスクユニット２４をトランスミッションケース内に組み込み、パワーローラ１０，１１をキャビティ８，９内に挿入する際に、入力ディスク２，３と出力ディスク４との間の間隔を皿ばね１２の弾性力に抗して押し広げる必要がある。
【００４５】
しかしながら、入力ディスク２，３と出力ディスク４との間の間隔は予め治具２８により十分に広げられており、したがって入力ディスク２，３や出力ディスク４を皿ばね１２の弾性力に抗して入力軸１の軸方向に僅かに移動させるだけでよく、このため容易に能率よくパワーローラ１０，１１をキャビティ８，９内に挿入することができる。
【００４６】
パワーローラ１０，１１をキャビティ８，９内に挿入した後には、皿ばね１２の弾性力の基づいて入力ディスク２，３および出力ディスク４のトラクション面２ａ，３ａ，４ａ，４ｂがパワーローラ１０，１１の周面に所定の圧力で接触する。
【００４７】
この実施形態の場合の治具２８はリング状であるから入力軸１から取り外すことはできない。しかしながら、キャビティ８，９内にパワーローラ１０，１１を挿入した後には、入力ディスク２，３の小径側端面と出力ディスク４の小径側端面との間の間隔幅が治具２８の幅Ｌより大きくなる。したがって、入力ディスク２，３の小径側端面および出力ディスク４の小径側端面と治具２８の側面との間に隙間が生じ、摩擦等の問題が生じるようなことはない。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、入力軸に対し、入力ディスク、出力ディスクおよび予圧機構を組み付けてディスクユニットとして組み立て、このディスクユニットをトランスミッションケース内に組み込んでそのキャビティ内にパワーローラを挿入する際に、その作業を容易に能率よく、またトラクション面に傷をつけることなく行なって効率的に変速機を組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す断面図。
【図２】その第１の実施形態における間隔保持用の治具を示す斜視図。
【図３】この発明の第２の実施形態を示す断面図。
【図４】その第２の実施形態における間隔保持用の治具を示す斜視図。
【図５】この発明の第３の実施形態を示す断面図。
【図６】その第３の実施形態における間隔保持用の治具を示す斜視図。
【図７】この発明の第４の実施形態を示す断面図。
【図８】その第４の実施形態における間隔保持用の治具を示す斜視図。
【図９】従来の技術を説明するための断面図。
【符号の説明】
１…入力軸
２，３…入力ディスク
４…出力ディスク
２ａ，３ａ，４ａ，４ｂ…トラクション面
８，９…キャビティ
１０，１１…パワーローラ
１２…皿ばね
２４…ディスクユニット
２５，２６，２７，２８…治具

Claims (1)

1. 入力軸に互いに対向して入力ディスクおよび出力ディスクが設けられ、これら入力ディスクのトラクション面と出力ディスクのトラクション面との間にパワーローラが設けられ、このパワーローラの周面に入力ディスクのトラクション面および出力ディスクのトラクション面が所定の圧力で接触するように、与圧機構により入力ディスクが弾性的に一方向に付勢されているトロイダル型無段変速機を組み立てるにあたって、
   予め、入力軸に対し、入力ディスク、出力ディスクおよび与圧機構を組み付けてディスクユニットとして組み立て、このディスクユニットにおける入力ディスクと出力ディスクとの間に、入力軸の外周に嵌合してその入力ディスクと出力ディスクとの間の間隔を与圧機構による弾性的な付勢力に抗して所定の間隔に保持する間隔保持用の治具を設け、このディスクユニットを用いてトロイダル型無段変速機を組み立てることを特徴とするトロイダル型無段変速機の組立方法。

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