動力滾子單元、該動力滾子單元的制造方法和半環(huán)形無級變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種容易實(shí)施零件制作、零件管理以及組裝作業(yè),能使半環(huán)形無級變速器的動作穩(wěn)定的動力滾子單元(22a)。耳軸(7b)包括偏轉(zhuǎn)軸(8a、8b)和具有圓筒狀凸面(23)的內(nèi)側(cè)面的支承梁部(9b),外圈(16b)包括外圈軌道(18)、支承軸(12a)以及與圓筒狀凸面(23)卡合的凹部(24),所述外圈(16b)構(gòu)成將動力滾子(6a)能旋轉(zhuǎn)地支承于支承梁部(9b)的推力滾子軸承(13a),利用設(shè)置于支承梁部(9b)的內(nèi)側(cè)面的錐形的突條(30)與設(shè)置于外圈(16b)的凹部(24)的錐形的凹槽(29)的卡合,限制支承梁部(9b)的軸向位移,且在外圈(16b)的外側(cè)面外周緣部的一部分設(shè)置有臺階部(33),該臺階部(33)成為對凹部(24)、凹槽(29)、外圈軌道(17)和支承軸(12a)的外周面實(shí)施精加工時(shí)的基準(zhǔn)面。
【專利說明】動力滾子單元、該動力滾子單元的制造方法和半環(huán)形無級變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特別是用作汽車等的車輛用變速裝置的半環(huán)形無級變速器,特別涉及一種至少包括耳軸和外圈的動力滾子單元,上述耳軸以能擺動的方式支承于半環(huán)形無級變速器,上述外圈被夾持在半環(huán)形無級變速器的輸入盤與輸出盤之間,構(gòu)成用于將傳遞轉(zhuǎn)矩的動力滾子能旋轉(zhuǎn)地支承于耳軸的推力滾子軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]作為車輛用變速裝置、特別是汽車用變速裝置的一種,有通過改變被輸入盤和輸出盤夾持的動力滾子的傾斜角度,而實(shí)現(xiàn)無極變速的半環(huán)形無級變速器(CVT)(參照日本特開2003 - 214516號公報(bào)、日本特開2007 - 315595號公報(bào)、日本特開2008 - 25821號公報(bào)以及日本特開2008 - 275088號公報(bào))。也公知將該半環(huán)形無級變速器、行星齒輪機(jī)構(gòu)和離合器裝置組合起來,而增大整個(gè)變速器的變速比的調(diào)整幅度的構(gòu)造(參照日本特開2004 -169719號公報(bào))。
[0003]圖18和圖19表示以往的半環(huán)形無級變速器的第I例。在該例中,在輸入旋轉(zhuǎn)軸I的靠兩端的部分的周圍,以能與輸入旋轉(zhuǎn)軸I同步旋轉(zhuǎn)的方式支承有一對輸入盤2。在輸入旋轉(zhuǎn)軸I的中間部周圍以能相對于輸入旋轉(zhuǎn)軸I旋轉(zhuǎn)的方式支承有輸出筒3。在輸出筒3的外周面的軸向中央部固定設(shè)置有輸出齒輪4,利用花鍵卡合在其軸向兩端部以能與輸出筒3同步旋轉(zhuǎn)的方式支承有一對輸出盤5。
[0004]在組合各輸入盤2和輸出盤5時(shí),均為環(huán)形曲面的輸入盤2的內(nèi)側(cè)面與輸出盤5的內(nèi)側(cè)面相面對。另外,在輸入盤2與輸出盤5之間夾持有各周面為球狀凸面的多個(gè)動力滾子6。這些動力滾子6分別以能旋轉(zhuǎn)的方式支承于耳軸7。各耳軸7包括彼此同心地設(shè)置于軸向兩端部的一對偏轉(zhuǎn)軸8,和連結(jié)這些偏轉(zhuǎn)軸8的支承梁部9。以耳軸7的偏轉(zhuǎn)軸8位于相對于輸入盤2和輸出盤5的中心軸線扭轉(zhuǎn)(日文:捩Λ)的位置的方式,借助徑向滾針軸承11將偏轉(zhuǎn)軸8樞軸支承于支承板10,耳軸7能以偏轉(zhuǎn)軸8為中心進(jìn)行擺動位移。
[0005]借助支承軸12、推力球軸承13和推力滾針軸承14,將各動力滾子6以能以支承軸12的前端半部分為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并能以支承軸12的基端半部分為中心進(jìn)行若干擺動位移的方式,支承于耳軸7的支承梁部9的內(nèi)側(cè)面,上述支承軸12的基端半部分和前端半部分彼此偏心,上述推力球軸承13和推力滾針軸承14在支承梁部9與動力滾子6的外側(cè)面之間自動力滾子6側(cè)依次設(shè)置。推力球軸承13對施加于動力滾子6的推力方向的負(fù)荷進(jìn)行支承,并且容許動力滾子6的旋轉(zhuǎn),由形成于動力滾子6的外側(cè)面的內(nèi)圈軌道15形成于外圈16的內(nèi)側(cè)面的外圈軌道17以及以能滾動的方式設(shè)置在這些軌道之間的多個(gè)球18,構(gòu)成推力球軸承13。另外,推力滾針軸承14對自動力滾子6施加于推力球軸承13的外圈16的推力負(fù)荷進(jìn)行支承,并且容許外圈16和支承軸12的前端半部分以支承軸12的基端半部分為中心進(jìn)行擺動。另外,在本例中,由動力滾子6、耳軸7、推力球軸承13和推力滾針軸承14構(gòu)成動力滾子單元。[0006]在這種半環(huán)形無級變速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),利用驅(qū)動軸19借助推壓裝置20對一方(圖18的左側(cè))的輸入盤2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。結(jié)果,支承于輸入旋轉(zhuǎn)軸I的兩端部的一對輸入盤2沿彼此接近的方向被推壓,且同步旋轉(zhuǎn)。并且,該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由動力滾子6傳遞到輸出盤5,自輸出齒輪4輸出。在改變輸入旋轉(zhuǎn)軸I與輸出齒輪4之間的變速比的情況下,利用液壓式的促動器21使耳軸7沿偏轉(zhuǎn)軸8的軸向位移。結(jié)果,作用于動力滾子6的周面與輸入盤2及輸出盤5的內(nèi)側(cè)面的滾動接觸部(牽引部)的切線方向的力的方向發(fā)生變化,在滾動接觸部發(fā)生側(cè)滑。并且,隨著該力的方向的變化,各耳軸7以偏轉(zhuǎn)軸8為中心進(jìn)行擺動,動力滾子6的周面與輸入盤2及輸出盤5的內(nèi)側(cè)面相接觸的接觸位置發(fā)生變化。在使動力滾子6的周面與輸入盤2的內(nèi)側(cè)面的靠徑向外側(cè)的部分和輸出盤5的內(nèi)側(cè)面的靠徑向內(nèi)側(cè)的部分滾動接觸時(shí),輸入旋轉(zhuǎn)軸I與輸出齒輪4之間的變速比為增速傾向。相對于此,在使動力滾子6的周面與輸入盤2的內(nèi)側(cè)面的靠徑向內(nèi)側(cè)的部分和輸出盤5的內(nèi)側(cè)面的靠徑向外側(cè)的部分滾動接觸時(shí),輸入旋轉(zhuǎn)軸I與輸出齒輪4之間的變速比為減速傾向。
[0007]在這種半環(huán)形無級變速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),用于傳遞動力的輸入盤2、輸出盤5和動力滾子6基于由推壓裝置20產(chǎn)生的推壓力而進(jìn)行彈性變形。并且,隨著該彈性變形,輸入盤2和輸出盤5沿軸向位移。另外,利用半環(huán)形無級變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩越大,由推壓裝置20產(chǎn)生的推壓力越大,隨之,輸入盤2、輸出盤5和動力滾子6的彈性變形量也增大。因而,為了不拘泥于轉(zhuǎn)矩的變動地,適當(dāng)?shù)鼐S持輸入盤及輸出盤5的內(nèi)側(cè)面與動力滾子6的周面相接觸的接觸狀態(tài),需要設(shè)置使動力滾子6相對于耳軸7沿輸入盤2和輸出盤5的軸向進(jìn)行位移的機(jī)構(gòu)。在以往構(gòu)造的第I例的情況下,通過使支承有動力滾子6的支承軸12的前端半部分以其基端半部分為中心進(jìn)行擺動位移,使動力滾子6沿輸入盤2和輸出盤5的軸向進(jìn)行位移。但是,這種構(gòu)造復(fù)雜,動力滾子單元的零件制作、零件管理以及組裝作業(yè)均麻煩,所以半環(huán)形無級變速器的制造成本增加。
[0008]為了解決這種問題,在日本特開2008 - 25821號公報(bào)中公開了將用于使動力滾子沿輸入盤和輸出盤的軸向進(jìn)行位移的構(gòu)造改進(jìn)后得到的以往構(gòu)造的第2例。如圖20?圖25所示,構(gòu)成以往構(gòu)造的第2例的耳軸7a包括:一對偏轉(zhuǎn)軸8a、8b,它們彼此同心地設(shè)置于兩端部;支承梁部9a,其存在于上述偏轉(zhuǎn)軸8a、8b之間,至少將輸入盤2和輸出盤5的徑向(圖24和圖25的上下方向)的內(nèi)側(cè)(圖24和圖25的上側(cè))的側(cè)面形成為圓筒狀凸面23。偏轉(zhuǎn)軸8a、8b借助各徑向滾針軸承Ila以能擺動以及能沿軸向位移的方式支承于支承板10(參照圖19)。
[0009]另外,如圖21和圖24所示,圓筒狀凸面23的中心軸線X與偏轉(zhuǎn)軸8a、8b的中心軸線Y平行,且與上述偏轉(zhuǎn)軸8a、8b的中心軸線Y相比,存在于輸入盤2和輸出盤5的徑向的外側(cè)(圖24和圖25的下側(cè))。另外,在構(gòu)成設(shè)置在支承梁部9a與動力滾子6a的外側(cè)面之間的推力球軸承13a的外圈16a的外側(cè)面,以沿徑向橫過該外側(cè)面的狀態(tài)設(shè)有局部圓筒面狀的凹部24。并且,通過使凹部24與支承梁部9a的圓筒狀凸面23卡合,將外圈16a支承為能相對于耳軸7a沿輸入盤2和輸出盤5的軸向進(jìn)行擺動位移。
[0010]另外,支承軸12a在外圈16a的內(nèi)側(cè)面中央部與外圈16a設(shè)為一體,動力滾子6a借助徑向滾針軸承25以能旋轉(zhuǎn)的方式支承于支承軸12a的周圍。此外,在耳軸7a的內(nèi)側(cè)面中的支承梁部9a的兩端部與一對偏轉(zhuǎn)軸8a、8b的連續(xù)部,設(shè)有彼此面對的一對臺階面26。并且,使這些臺階面26與推力球軸承13a的外圈16a的外周面抵接或靠近面對,自動力滾子6a施加于外圈16a的牽引力被某一臺階面26支承。另外,在本例中,利用動力滾子6a、耳軸7a、推力球軸承13a和徑向滾針軸承25構(gòu)成動力滾子單元22。
[0011]采用以往構(gòu)造的第2例的半環(huán)形無級變速器,能夠簡單且低成本地實(shí)現(xiàn)如下構(gòu)造:能夠使動力滾子6a沿輸入盤2和輸出盤5的軸向位移,不拘泥于這些構(gòu)成構(gòu)件的彈性變形量的變化地,適當(dāng)?shù)鼐S持動力滾子6a的周面與輸入盤2及輸出盤5相接觸的接觸狀態(tài)。即,在半環(huán)形無級變速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),當(dāng)出現(xiàn)需要基于輸入盤2、輸出盤5和動力滾子6a的彈性變形,使動力滾子6a沿輸入盤2和輸出盤5的軸向位移時(shí),使將動力滾子6a支承為能夠旋轉(zhuǎn)的推力球軸承13a的外圈16a,在設(shè)置于外側(cè)面的局部圓筒面狀的凹部24與支承梁部9a的圓筒狀凸面23抵接的抵接面上滑動,并且以圓筒狀凸面23的中心軸線X為中心進(jìn)行擺動位移?;谠摂[動位移,動力滾子6a的周面中的與輸入盤2及輸出盤5的軸向單側(cè)面滾動接觸的部分,沿輸入盤2和輸出盤5的軸向位移,適當(dāng)?shù)鼐S持這些構(gòu)成構(gòu)件間的接觸狀態(tài)。
[0012]圓筒狀凸面23的中心軸線X與變速動作時(shí)成為耳軸7a的擺動中心的偏轉(zhuǎn)軸8a、8b的中心軸線Y相比,存在于輸入盤2和輸出盤5的徑向外側(cè)。因而,以圓筒狀凸面23的中心軸線X為中心的擺動位移的半徑,比變速動作時(shí)的擺動半徑大,所以以圓筒狀凸面23的中心軸線X為中心的動力滾子6a的擺動位移對輸入盤2與輸出盤5之間的變速比的變動產(chǎn)生的影響可被忽略,或者處于能被容易地修正的范圍內(nèi)。
[0013]在圖20?圖25所示的以往構(gòu)造的第2例的情況下,與以往構(gòu)造的第I例相比,零件制作、零件管理以及組裝作業(yè)均容易進(jìn)行,易于謀求成本的低廉化,但從變速動作的穩(wěn)定化的方面考慮,還有改進(jìn)的空間。在以往構(gòu)造的第2例中,為了使以支承梁部9a為中心的外圈16a的擺動位移順利地進(jìn)行,使各在支承梁部9a的兩端部設(shè)有一對臺階面26彼此的間隔D,比外圈16a的外徑d稍大(D>d)。因而,外圈16a和動力滾子6a能以間隔D與外徑d的差(D-d)的量沿支承梁部9a的軸向位移。
[0014]在裝設(shè)有半環(huán)形無極變速器的車輛進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),在加速時(shí)和減速時(shí)(發(fā)動機(jī)制動的工作時(shí)),反方向的力自輸入盤2和輸出盤5施加于動力滾子6a。公知在半環(huán)形無級變速器的【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi),該力設(shè)為“2Ft”。并且,利用該力“2Ft”使動力滾子6a與外圈16a—起沿支承梁部9a的軸向進(jìn)行位移。該位移的方向與由促動器21引發(fā)的耳軸7 (參照圖19)的位移方向相同,即使位移量為0.1mm左右,也可能使變速動作開始。因這種原因而開始的變速動作是與運(yùn)轉(zhuǎn)動作沒有直接關(guān)聯(lián)的變速動作,即使給予修正,駕駛者也會感到不舒服。特別是,在由半環(huán)形無級變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩較低的狀態(tài)下,這種駕駛者的意圖外的變速動作的發(fā)生可能使駕駛者感到非常不舒服。
[0015]為了抑制與運(yùn)轉(zhuǎn)動作沒有直接關(guān)聯(lián)的變速動作的發(fā)生,需要將間隔D與外徑d的差(D-d)抑制為很小,詳細(xì)而言為數(shù)十μπι左右。但是,在半環(huán)形無級變速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如圖26中夸張所示,在自牽引部經(jīng)由動力滾子6a和外圈16a施加于支承梁部9a的推力負(fù)荷的作用下,耳軸7a沿設(shè)置有外圈16a的一側(cè)凹陷的方向進(jìn)行彈性變形。并且,該彈性變形的結(jié)果是,在耳軸7a各設(shè)有一對臺階面26彼此的間隔縮小。在該狀態(tài)下,為了能使臺階面26彼此的間隔D不為外圈16a的外徑d以下,也需要在一定程度上確保通常狀態(tài)即耳軸7a未彈性變形的狀態(tài)下的、間隔D與外徑d的差。結(jié)果,特別是不舒服感容易增強(qiáng),在以低轉(zhuǎn)矩進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),容易發(fā)生與運(yùn)轉(zhuǎn)動作沒有直接關(guān)聯(lián)的變速動作。特別是,在具有將半環(huán)形無級變速器、行星齒輪機(jī)構(gòu)和離合器裝置組合起來,利用該離合器裝置切換低速模式和高速模式的構(gòu)造的無極變速裝置的情況下,隨著模式的切換,在保持加速狀態(tài)的情況下,通過半環(huán)形無級變速器的轉(zhuǎn)矩的方向逆轉(zhuǎn)。因此,發(fā)生與運(yùn)轉(zhuǎn)動作沒有直接關(guān)聯(lián)的變速動作的可能性變高,駕駛者容易感到不舒服。
[0016]在日本特開2008 - 25821號公報(bào)中,也記載了一種通過使與設(shè)置于支承梁部側(cè)的圓筒狀凸面的一部分卡定的固定牙,與形成于外圈側(cè)的凹部的內(nèi)面的固定槽卡合,支承力“2Ft”的構(gòu)造。但是,在該構(gòu)造的情況下,很難以確??芍С辛Α?Ft”的左右的強(qiáng)度和剛性的方式將固定牙支承固定于支承梁部,不易謀求低成本化以及確保充分的可靠性。另外,也記載了如下構(gòu)造:在形成于圓筒狀凸面與凹部的彼此對齊的部分的、截面均為圓弧形的滾動槽彼此間架設(shè)多個(gè)球,從而支承力“2Ft”。但是,在該構(gòu)造的情況下,當(dāng)力“2Ft”增大,球的滾動面與滾動槽的滾動接觸部的表面壓力上升時(shí),在滾動槽的內(nèi)面形成壓痕,在內(nèi)圈相對于耳軸進(jìn)行擺動位移時(shí),可能發(fā)生振動。此外,還記載了如下構(gòu)造:通過使形成于支承梁部的外周面的軸向兩側(cè)面彼此平行的突條與形成于外圈側(cè)的凹部的內(nèi)面的凹槽卡合,從而支承力“2Ft”。但是,在該構(gòu)造的情況下,減小突條與凹槽卡合的卡合部的間隙,所以在進(jìn)行用于高精度地精加工(日文:仕上# 3 )突條的兩側(cè)面彼此的間隔的研磨加工時(shí),容易在突條的兩側(cè)面發(fā)生伴隨研磨燒傷產(chǎn)生的損傷。即,通過將旋轉(zhuǎn)的磨刀石壓接于突條的兩側(cè)面,來進(jìn)行該研磨加工。此時(shí),作為加工面的突條的兩側(cè)面彼此平行,換言之,突條的兩側(cè)面與磨刀石的旋轉(zhuǎn)軸垂直,所以突條的兩側(cè)面的溫度容易上升而發(fā)生研磨燒傷。另外,該磨刀石的旋轉(zhuǎn)軸的軸向與推壓方向平行,所以不能同時(shí)對突條的兩側(cè)面和圓筒狀凸面實(shí)施研磨加工,加工效率差,成為使耳軸整體的制造成本上升的原因。
[0017]此外,在半環(huán)形無級變速器中,在耳軸進(jìn)行了擺動位移的情況下,需要防止動力滾子的周面向輸入盤和輸出盤的內(nèi)側(cè)面的徑向外側(cè)突出,或者防止外圈的外周緣、對構(gòu)成推力球軸承的球進(jìn)行保持的保持器的外周緣與輸入盤和輸出盤的內(nèi)側(cè)面相接觸。在日本實(shí)開平6 - 43404號公報(bào)中記載了設(shè)置有限動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造,該限動機(jī)構(gòu)將設(shè)置于耳軸的端部的支承板部的前端部設(shè)為傾斜緣,在耳軸擺動位移至容許限度的情況下,使該傾斜緣與固定于外殼等的限動器抵接,從而阻止該耳軸進(jìn)一步進(jìn)行擺動位移。但是,在該構(gòu)造的情況下,動力滾子的周面與輸入盤及輸出盤的內(nèi)側(cè)面滾動接觸的滾動接觸部,和存在于傾斜緣與限動器的抵接部之間的零件,由動力滾子、外圈、耳軸和構(gòu)成推力球軸承的球構(gòu)成,零件件數(shù)多,這些零件間的距離也長。因而,從更加高精度地限制動力滾子與輸入盤和輸出盤所成的傾斜角度的方面考慮,還有改進(jìn)的余地。
[0018]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0019]專利文獻(xiàn)
[0020]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 - 214516號公報(bào)
[0021]專利文獻(xiàn)2:日本特開2007 - 315595號公報(bào)
[0022]專利文獻(xiàn)3:日本特開2008 - 25821號公報(bào)
[0023]專利文獻(xiàn)4:日本特開2008 - 275088號公報(bào)
[0024]專利文獻(xiàn)5:日本特開2004 - 169719號公報(bào)
[0025]專利文獻(xiàn)6:日本實(shí)開平6 - 43404號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0026]發(fā)明要解決的問題
[0027]本發(fā)明的目的在于,提供使零件制作、零件管理以及組裝作業(yè)均容易進(jìn)行,易于謀求成本的低廉化,而且能使變速動作穩(wěn)定化,此外還能根據(jù)需要限制動力滾子與輸入盤和輸出盤所成的傾斜角度的動力滾子單元和具有該動力滾子單元的半環(huán)形無級變速器。
[0028]用于解決問題的方案
[0029]本發(fā)明的半環(huán)形無級變速器包括至少一對圓盤(日文%々)、多個(gè)動力滾子、以及動力滾子單元,該動力滾子單元與該動力滾子相同數(shù)量,且至少包括耳軸和構(gòu)成推力滾子軸承的外圈。
[0030]將一對圓盤支承為在截面均為圓弧形的環(huán)形曲面的彼此的軸向單側(cè)面彼此面對的狀態(tài)下,能夠彼此同心地相對旋轉(zhuǎn)。詳細(xì)而言,該一對圓盤由如下部分構(gòu)成:輸入盤,其以能與半環(huán)形無級變速器的輸入旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)的方式,被支承在該輸入旋轉(zhuǎn)軸的周圍;輸出盤,其以能與上述輸入旋轉(zhuǎn)軸相對旋轉(zhuǎn)的方式,被支承在上述輸入旋轉(zhuǎn)軸的周圍。典型地,在半環(huán)形無級變速器的上述輸入旋轉(zhuǎn)軸的靠兩端的部分配置有一對輸入盤,在上述輸入旋轉(zhuǎn)軸的中間部配置有一對輸出盤或一體型的輸出盤。
[0031]構(gòu)成上述動力滾子單元的耳軸包括:一對偏轉(zhuǎn)軸,它們彼此同心地設(shè)置于兩端部;支承梁部,其設(shè)置在該偏轉(zhuǎn)軸之間,連結(jié)這些偏轉(zhuǎn)軸。該支承梁部在組裝在半環(huán)形無級變速器內(nèi)的狀態(tài)下,在構(gòu)成半環(huán)形無級變速器的一對圓盤的徑向內(nèi)側(cè),具有由具有中心軸線的圓筒狀凸面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面,上述圓筒狀凸面的上述中心軸線與上述偏轉(zhuǎn)軸的中心軸線平行,且與該偏轉(zhuǎn)軸的中心軸線相比存在于上述一對圓盤的徑向外側(cè)。
[0032]構(gòu)成上述動力滾子單元的推力滾子軸承將動力滾子能旋轉(zhuǎn)地支承于上述支承梁部的內(nèi)側(cè)面,上述動力滾子具有與上述一對圓盤各自的由截面圓弧狀的環(huán)形曲面構(gòu)成的軸向單側(cè)面抵接的由球狀凸面構(gòu)成的周面。構(gòu)成該推力滾子軸承的外圈包括與上述支承梁部的內(nèi)側(cè)面卡合的設(shè)置有凹部的外側(cè)面、設(shè)置有上述推力滾子軸承的外圈軌道的內(nèi)側(cè)面以及設(shè)置在該內(nèi)側(cè)面中央部且將上述動力滾子支承為能夠旋轉(zhuǎn)的支承軸。另外,在本說明書中,為了方便說明,將動力滾子單元形成為至少包括耳軸和構(gòu)成推力滾子軸承的外圈的構(gòu)造體。通常,動力滾子單元也包括:多個(gè)滾動體,它們能滾動地設(shè)置在上述外圈的外圈軌道與設(shè)置于上述動力滾子的外側(cè)面的內(nèi)圈軌道之間;徑向滾動軸承,其將上述動力滾子能旋轉(zhuǎn)地支承于上述支承軸的周圍。另外,作為制品,也將本發(fā)明的動力滾子單元與動力滾子的組合稱為動力滾子單元。
[0033]特別是,在本發(fā)明的動力滾子單元中,在上述耳軸的支承梁部的內(nèi)側(cè)面形成有沿上述圓筒狀凸面的周向延伸、基部的寬度寬且前端部的寬度窄的錐形的突條,在上述外圈的外側(cè)面的凹部形成有沿該凹部的周向延伸、開口部的寬度寬且底部的寬度窄的錐形的凹槽,利用該突條與該凹槽的卡合,限制上述支承梁部的軸向位移。
[0034]另外,在上述外圈的外側(cè)面外周緣部中的至少一部分設(shè)置有臺階部,該臺階部當(dāng)在利用卡盤把持該外圈的狀態(tài)下,對上述凹部、上述凹槽、上述外圈軌道和上述支承軸的外周面實(shí)施磨削加工或硬車削精加工等精加工時(shí),成為基準(zhǔn)面。
[0035]優(yōu)選的是,上述臺階部沿上述支承梁部的軸向設(shè)置于上述外圈的外側(cè)面外周緣部中的夾著上述凹部的寬度方向兩側(cè)部分。另外,為了方便加工,上述臺階部也可以設(shè)置在上述外圈的外側(cè)面外周緣部的整周。
[0036]另外,優(yōu)選的是,在上述外圈的外側(cè)面設(shè)置有用于謀求沿周向定位上述卡盤的定位凹部。
[0037]本發(fā)明的半環(huán)形無級變速器包括:至少一對圓盤,其在使環(huán)形曲面的彼此的軸向單側(cè)面彼此面對的狀態(tài)下,被支承為能彼此同心地進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn);多個(gè)動力滾子,其具有與上述一對圓盤各自的上述軸向單側(cè)面抵接而由球狀凸面構(gòu)成的周面;本發(fā)明的動力滾子單元,其與該動力滾子相同數(shù)量。在本發(fā)明的半環(huán)形無級變速器中,上述耳軸的上述一對偏轉(zhuǎn)軸在上述一對圓盤的軸向單側(cè)面彼此間,在該一對圓盤的周向的多處配置在相對于該一對圓盤的中心軸線扭轉(zhuǎn)的位置,上述耳軸被支承為能以上述偏轉(zhuǎn)軸為中心進(jìn)行擺動位移。
[0038]優(yōu)選的是,本發(fā)明的半環(huán)形無級變速器設(shè)置有限動器,在上述耳軸以上述偏轉(zhuǎn)軸為中心擺動位移至容許限度的情況下,該限動器在與上述外圈的臺階部卡合的位置,基于與該外圈的臺階部的卡合而阻止上述耳軸進(jìn)一步進(jìn)行擺動位移。
[0039]本發(fā)明的動力滾子單元的制造方法的特征在于,包括如下工序:在構(gòu)成本發(fā)明的動力滾子單元的上述外圈的外側(cè)面外周緣部的至少一部分設(shè)置上述臺階部;在以該臺階部作為基準(zhǔn)面完成了定位的狀態(tài)下,利用卡盤把持上述外圈,同時(shí)對上述凹部、上述凹槽、上述外圈軌道和上述支承軸的外周面實(shí)施精加工。另外,在本說明書中,“同時(shí)”進(jìn)行加工是指,不在中途變更加工裝置,即,不在中途進(jìn)行裝卡地進(jìn)行加工,解釋為不要求嚴(yán)密地同時(shí)對凹部、凹槽、外圈軌道和支承軸的外周面實(shí)施加工,而包含在同一工序內(nèi)對上述部分實(shí)施加工的情況。
[0040]在本發(fā)明的動力滾子單元的制造方法中,優(yōu)選的是,還具有如下工序:在上述外圈的外側(cè)面設(shè)置謀求沿周向定位上述卡盤的定位凹部。
[0041]另外,雖然優(yōu)選將上述臺階部設(shè)置于上述外圈的外側(cè)面外周緣部中的夾著上述凹部的寬度方向兩側(cè)部分,但也可以將上述臺階部設(shè)置于上述外圈的外側(cè)面外周緣部的整周。
[0042]發(fā)明效果
[0043]采用本發(fā)明,能使動力滾子單元的零件制作、零件管理以及組裝作業(yè)均容易進(jìn)行,易于謀求半環(huán)形無級變速器的成本的低廉化,而且能使半環(huán)形無級變速器的變速動作穩(wěn)定化。此外,提供能夠高精度地限制動力滾子與輸入盤和輸出盤所成的傾斜角度的半環(huán)形無級變速器。
[0044]詳細(xì)而言,在外圈的外側(cè)面外周緣部的一部分設(shè)置有臺階部,在以該臺階部為基準(zhǔn)面完成了定位的狀態(tài)下,利用卡盤把持外圈,對該外圈的凹部、凹槽、外圈軌道和支承軸的外周面實(shí)施精加工。因此,能夠高精度地限制上述外圈的各部分的尺寸和形狀(上述凹部與凹槽的同軸度、動力滾子單元彼此間的組裝高度的差、外圈軌道與耳軸的支承梁部的軸向的平行度、以及支承軸相對于耳軸的支承梁部的軸向的垂直度)。結(jié)果,能夠?qū)⑸鲜霭疾鄣膶挾扰c突條的寬度的差(AW)抑制為很小,為0.050mm以下,且能夠高精度地限制動力滾子向半環(huán)形無級變速器內(nèi)的裝入位置。
[0045]另外,存在于動力滾子的周面與輸入盤及輸出盤的內(nèi)側(cè)面的滾動接觸部,與限制耳軸的擺動位移的限動器之間的零件(動力滾子、外圈和構(gòu)成推力球軸承的球)的件數(shù)比以往構(gòu)造少,距離也短。因而,能以更高的精度限制動力滾子與輸入盤和輸出盤所成的傾斜角 度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]圖1的(A)是構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式的第I例的動力滾子單元的外圈的剖視圖,圖1的(B)是以從圖1的(A)的下方進(jìn)行觀察的狀態(tài)表示該外圈的立體圖。
[0047]圖2是構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式的第I例的動力滾子單元的耳軸和外圈的剖視圖。
[0048]圖3是以從輸入盤和輸出盤的徑向內(nèi)側(cè)進(jìn)行觀察的狀態(tài),對構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式的第I例的動力滾子單元的耳軸進(jìn)行表示的立體圖。
[0049]圖4的(A)是表示第I例中的形成在耳軸側(cè)的突條的形狀的局部剖視圖,圖4的(B)是表示第I例中的形成在外圈側(cè)的凹槽的形狀的局部剖視圖。
[0050]圖5是表示圖4的(A)所示的突條與圖4的(B)所示的凹槽的卡合狀態(tài)的局部剖視圖。
[0051]圖6是用于說明第I例中的突條與凹槽卡合的卡合部的間隙的概念的局部剖視圖。
[0052]圖7是表示第I例中的突條的側(cè)面的截面形狀的曲率半徑對突條與凹槽卡合的卡合部的磨損產(chǎn)生的影響的曲線圖。
[0053]圖8是用于說明第I例中的、突條與凹槽卡合的卡合部的間隙的大小、與在通過半環(huán)形無級變速器的轉(zhuǎn)矩發(fā)生逆轉(zhuǎn)的瞬間變速比的急劇變動相關(guān)的狀況的曲線圖。
[0054]圖9的(A)和圖9的(B)是表示對形成于第I例的外圈的外側(cè)面外周緣部的臺階面實(shí)施精加工的方法的2個(gè)例子的剖視圖。
[0055]圖10是表示對第I例的外圈的凹部、凹槽、外圈軌道和支承軸的外周面實(shí)施精加工的狀態(tài)的剖視圖。
[0056]圖11的(A)?(D)是表示設(shè)置于第I例的外圈的外側(cè)面的定位凹部的4個(gè)例子的立體圖。
[0057]圖12的(A)和圖12的(B)是用于說明第I例中的限制動力滾子的傾斜角度的限動器的構(gòu)造的剖視圖。
[0058]圖13的(A)是構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式的第2例的動力滾子單元的外圈的剖視圖,圖13的(B)是以從圖13的(A)的下方進(jìn)行觀察的狀態(tài)表示該外圈的立體圖。
[0059]圖14是用于說明在第2例的外圈的外側(cè)面形成凹部、凹槽和臺階面的方法的立體圖。
[0060]圖15的(A)是表示想要利用卡盤把持第2例的外圈的中途狀態(tài)的立體圖,圖15的(B )是表示由卡盤把持外圈結(jié)束了的狀態(tài)的剖視圖。
[0061]圖16是用于說明用一體型的成形磨刀石對第2例的外圈的凹部和凹槽實(shí)施的精加工的立體圖。
[0062]圖17的(A)是說明對第2例的外圈的凹部實(shí)施的精加工的立體圖,圖17的(B)是說明對第2例的外圈的凹槽實(shí)施的精加工的立體圖。
[0063]圖18是表示以往構(gòu)造的第I例的半環(huán)形無級變速器的剖視圖。
[0064]圖19是圖18的a-a剖視圖。
[0065]圖20是表示構(gòu)成以往構(gòu)造的第2例的半環(huán)形無級變速器的動力滾子單元的、從輸入盤和輸出盤的徑向外側(cè)觀察的立體圖。
[0066]圖21是以從輸入盤和輸出盤的周向觀察的狀態(tài)進(jìn)行表示的以往構(gòu)造的第2例的動力滾子單元的主視圖。
[0067]圖22是從圖21的上方觀察以往構(gòu)造的第2例的動力滾子單元而的俯視圖。
[0068]圖23是從圖22的右方觀察以往構(gòu)造的第2例的動力滾子單元而的側(cè)視圖。
[0069]圖24是圖22的b-b剖視圖。
[0070]圖25是圖21的c-C剖視圖。
[0071]圖26是對以往構(gòu)造的第2例中耳軸基于自動力滾子施加的推力負(fù)荷而進(jìn)行了彈性變形的狀態(tài)進(jìn)行夸張表示的、從與圖24相同的方向進(jìn)行觀察的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0072]實(shí)施方式的第I例
[0073]圖1?圖12表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第I例。本例的半環(huán)形無級變速器基本上包括至少一對圓盤(參照圖18)、多個(gè)耳軸7b、與耳軸7b相同數(shù)量的動力滾子6a (參照圖20)以及與耳軸7b相同數(shù)量的作為推力滾子軸承的推力球軸承13a,上述至少一對圓盤分別由輸入盤2和輸出盤5構(gòu)成。本發(fā)明的特征在于,對半環(huán)形無級變速器中的至少包括耳軸7b、動力滾子6a和推力滾子軸承(推力球軸承)13a的動力滾子單元22a的構(gòu)造、特別是耳軸7b和構(gòu)成推力滾子軸承13a的外圈16b的構(gòu)造進(jìn)行了設(shè)計(jì)。另外,動力滾子單元22a還具有徑向滾動軸承(徑向滾針軸承)25,該徑向滾動軸承25將動力滾子6a支承為能在設(shè)置于外圈16b的內(nèi)側(cè)面中央部的支承軸12a的周圍進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0074]將輸入盤2和輸出盤5支承為在截面均為圓弧形的環(huán)形曲面的彼此的軸向單側(cè)面彼此面對的狀態(tài)下,能夠彼此同心地相對旋轉(zhuǎn)。在本例中,輸入盤2被輸入旋轉(zhuǎn)軸I支承,輸出盤5被輸出筒3支承,該輸出筒3以能與輸入旋轉(zhuǎn)軸I進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)的方式支承于輸入旋轉(zhuǎn)軸I的周圍。另外,也可以將輸出盤5能周圍與輸入旋轉(zhuǎn)軸I進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)地直接支承在輸入旋轉(zhuǎn)軸I的周圍。另外,雖然也可以采用將輸出盤5設(shè)置為一體型結(jié)構(gòu)而配置在輸入旋轉(zhuǎn)軸I的中間部,且將其軸向兩側(cè)面與配置在靠輸入旋轉(zhuǎn)軸I的兩端的部分的輸入盤2各自的軸向單側(cè)面相面對的構(gòu)造,但本發(fā)明也可以應(yīng)用在這種構(gòu)造中。
[0075]耳軸7b在輸入盤2和輸出盤5的軸向側(cè)面彼此間的位置設(shè)置在輸入盤2和輸出盤5的周向的多處。各耳軸7b包括:一對偏轉(zhuǎn)軸8a、8b,它們彼此同心地設(shè)置在各耳軸7b的兩端部;支承梁部%,其存在于偏轉(zhuǎn)軸8a、8b彼此之間,且至少將輸入盤2和輸出盤5的徑向的內(nèi)側(cè)的側(cè)面形成為圓筒狀凸面23,該圓筒狀凸面23具有與偏轉(zhuǎn)軸8a、8b的中心軸線平行,且比偏轉(zhuǎn)軸8a、8b的中心軸線靠輸入盤2及輸出盤5的徑向外側(cè)的中心軸線。偏轉(zhuǎn)軸8a、8b由支承梁部9b連結(jié)。借助徑向滾針軸承11將耳軸7b的偏轉(zhuǎn)軸8a、8b以位于相對于輸入盤2和輸出盤5的中心軸線扭轉(zhuǎn)的位置的方式,樞軸支承于支承板10 (參照圖18),將耳軸7b設(shè)置為能以偏轉(zhuǎn)軸8為中心進(jìn)行擺動位移。
[0076]借助推力球軸承13a將動力滾子6a能旋轉(zhuǎn)地支承于耳軸7b的內(nèi)側(cè)面,使各動力滾子6a的形成為球狀凸面的周面與輸入盤2及輸出盤5的軸向單側(cè)面分別抵接(參照圖18)。
[0077]推力球軸承13a設(shè)置在耳軸7b的支承梁部9b與動力滾子6a的外側(cè)面之間。推力球軸承13a包括:外圈16b,其設(shè)置在支承梁部9b側(cè),具有設(shè)置外圈軌道17的內(nèi)側(cè)面和設(shè)置凹部24的外側(cè)面;作為滾動體的球18,其以能滾動的方式在外圈16b的外圈軌道17與設(shè)置于動力滾子6a的外側(cè)面的內(nèi)圈軌道15之間各設(shè)置多個(gè)。
[0078]通過對中碳鋼和軸承鋼等金屬材料實(shí)施切削加工、熱處理等,制作推力滾子軸承13a的外圈16b。動力滾子6a借助作為徑向滾動軸承的徑向滾針軸承25 (參照圖24和圖25)以能旋轉(zhuǎn)的方式,支承于與外圈16b的內(nèi)側(cè)面中央部設(shè)為一體的支承軸12a的周圍。
[0079]通過使設(shè)置于外圈16b的外側(cè)面的凹部24與支承梁部9b的圓筒狀凸面23卡合,將動力滾子6a支承為能夠相對于耳軸7b沿輸入盤2和輸出盤5的軸向進(jìn)行擺動位移(參照圖18)。另外,通過使在設(shè)置于外圈16b的外側(cè)面的凹部24的內(nèi)面以支承梁部9b為中心的沿周向形成的凹槽29與形成于支承梁部9b的外周面的突條30卡合,來限制支承梁部9b的軸向位移。
[0080]設(shè)置于外圈16b的外側(cè)面的凹槽29形成為開口部的寬度寬且底部的寬度窄的錐形。在本例中,如圖4的(B)和圖6所示,將凹槽29的兩側(cè)的內(nèi)側(cè)面的截面形狀形成為直線。另外,這些內(nèi)側(cè)面的延長線與凹部24所成的角度Θ (參照圖4的(B))為45°左右(40°?50° )。另外,如圖6所示,通過使凹槽29的底部形成為比凹槽29兩側(cè)的內(nèi)側(cè)面的延長線和使這些內(nèi)側(cè)面彼此平滑連續(xù)的圓弧面凹陷的退避凹部42,從而能使這些內(nèi)側(cè)面的精加工容易化。
[0081]形成于支承梁部9b的外周面的突條30形成為基部的寬度寬且前端部的寬度窄的錐形。在本例中,如圖4的(A)和圖6所示,將突條30兩側(cè)的外側(cè)面形成為沿凹槽29兩側(cè)的內(nèi)側(cè)面突出的方向彎曲的局部圓弧。并且,將該局部圓弧的曲率半徑R設(shè)定為2mm以上。此外,支承梁部9b的外周面中的從軸向兩側(cè)夾著突條30的部分,形成為比支承梁部9b的圓筒狀凸面22凹陷的退避凹部42,能使突條30的外側(cè)面的精加工容易化。與凹部24和凹槽29的情況相同,也同時(shí)對突條30的外側(cè)面和圓筒狀凸面22實(shí)施加工。特別是,通過用一體型的成形磨刀石對突條30的外側(cè)面和圓筒狀凸面22進(jìn)行磨削,來進(jìn)行精加工用的磨削加工。由此,確保突條30的外側(cè)面與圓筒狀凸面22的位置精度。
[0082]在本例的構(gòu)造中,通過將突條30的外側(cè)面的截面形狀形成為凸圓弧狀,能夠不拘泥于突條30的外側(cè)面與凹槽29的內(nèi)側(cè)面的加工誤差地,抑制突條30的外側(cè)面與凹槽29的內(nèi)側(cè)面的互相摩碰部的磨損。即,在將突條30的外側(cè)面與凹槽29的內(nèi)側(cè)面形成為截面形狀是直線狀的平坦面時(shí),能夠?qū)⑦@些面彼此的抵接部的表面壓力抑制為較低。但是,起因于加工誤差等,很難使彼此面對的突條30的外側(cè)面與凹槽29的內(nèi)側(cè)面完全平行。在這些面彼此不平行的情況下,這些面彼此的互相摩碰部的接觸變得不均勻,反而容易發(fā)生磨損。因此,在本例的構(gòu)造中,雖然將突條30的外側(cè)面的截面形狀形成為凸圓弧狀,但最好將該凸圓弧狀的局部圓弧的曲率半徑R確保為2mm以上。表I和圖7表示局部圓弧的曲率半徑R對突條30的外側(cè)面與凹槽29的內(nèi)側(cè)面的互相摩碰部的磨損量產(chǎn)生的影響。圖7的縱軸表示用曲率半徑R除由磨損產(chǎn)生的間隙增加量(單位mm)并使量綱為I而得到的值。曲率半徑R越小,能容許的突條30的外側(cè)面與凹槽29的內(nèi)側(cè)面的加工誤差的容許量越大。但是,如根據(jù)表I和圖7可理解的那樣,在使局部圓弧的曲率半徑R小于2mm時(shí),互相摩碰部的磨損量急劇增大。因此,能夠?qū)⒃撉拾霃絉確保為2mm以上,將互相摩碰部的磨損抑制為充分低,且能將加工誤差容許至某一程度。[0083]表1
[0084]
【權(quán)利要求】
1.一種動力滾子單元,其中, 該動力滾子單元包括耳軸和外圈, 所述耳軸包括一對偏轉(zhuǎn)軸和設(shè)置在該偏轉(zhuǎn)軸之間而連結(jié)該偏轉(zhuǎn)軸的支承梁部,該支承梁部在組裝在半環(huán)形無級變速器內(nèi)的狀態(tài)下,在構(gòu)成該半環(huán)形無級變速器的一對圓盤的徑向內(nèi)側(cè),具有由圓筒狀凸面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面,該圓筒狀凸面具有中心軸線,所述圓筒狀凸面的所述中心軸線與所述偏轉(zhuǎn)軸的中心軸線平行,且與該偏轉(zhuǎn)軸的中心軸線相比存在于所述一對圓盤的徑向外側(cè), 所述外圈構(gòu)成用于將動力滾子能旋轉(zhuǎn)地支承于所述支承梁部的內(nèi)側(cè)面的推力滾子軸承,所述動力滾子具有與所述一對圓盤各自的由環(huán)形曲面構(gòu)成的軸向單側(cè)面抵接的由球狀凸面構(gòu)成的周面,該外圈包括與所述支承梁部的內(nèi)側(cè)面卡合的設(shè)置有凹部的外側(cè)面、設(shè)置有所述推力滾子軸承的外圈軌道的內(nèi)側(cè)面、以及設(shè)置在該內(nèi)側(cè)面中央部且將所述動力滾子支承為能夠旋轉(zhuǎn)的支承軸, 在所述耳軸的支承梁部的內(nèi)側(cè)面形成有錐形的突條,該突條沿所述圓筒狀凸面的周向延伸,基部的寬度寬且前端部的寬度窄,在所述外圈的外側(cè)面的凹部形成有錐形的凹槽,該凹槽沿該凹部的周向延伸,開口部的寬度寬且底部的寬度窄,利用該突條與該凹槽的卡合,限制所述支承梁部的軸向位移, 并且,在所述外圈的外側(cè)面外周緣部中的至少一部分設(shè)置有臺階部,該臺階部成為對所述凹部、所述凹槽、所述外圈軌道和所述支承軸的外周面實(shí)施精加工時(shí)的基準(zhǔn)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力滾子單元,其中, 所述臺階部設(shè)置在所述外圈的外側(cè)面外周緣部的整周。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力滾子單元,其中, 所述臺階部沿所述支承梁部的軸向設(shè)置于所述外圈的外側(cè)面外周緣部中的夾著所述凹部的寬度方向兩側(cè)部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力滾子單元,其中, 在所述外圈的外側(cè)面設(shè)置有定位凹部,在進(jìn)行所述精加工時(shí)該定位凹部謀求沿周向?qū)Π殉衷撏馊Φ目ūP進(jìn)行定位。
5.一種半環(huán)形無級變速器,其中, 該半環(huán)形無級變速器包括:至少一對圓盤,其在使環(huán)形曲面的彼此的軸向單側(cè)面彼此面對的狀態(tài)下,被支承為能彼此同心地進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn);多個(gè)動力滾子,其具有與所述一對圓盤各自的所述軸向單側(cè)面抵接而由球狀凸面構(gòu)成的周面;權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的動力滾子單元,其與該動力滾子相同數(shù)量; 所述耳軸的所述一對偏轉(zhuǎn)軸在所述一對圓盤的軸向單側(cè)面彼此間,在該一對圓盤的周向的多處配置在相對于該一對圓盤的中心軸線扭轉(zhuǎn)的位置,所述耳軸被支承為能以所述偏轉(zhuǎn)軸為中心進(jìn)行擺動位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半環(huán)形無級變速器,其中, 該半環(huán)形無級變速器設(shè)置有限動器,在所述耳軸以所述偏轉(zhuǎn)軸為中心擺動位移至容許限度的情況下,該限動器在與所述外圈的臺階部卡合的位置,基于與該外圈的臺階部的卡合而阻止所述耳軸進(jìn)一步進(jìn)行擺動位移。
7.一種動力滾子單元的制造方法,用于制造權(quán)利要求1所述的動力滾子單元,其中,該動力滾子單元的制造方法包括如下工序:在所述外圈的外側(cè)面外周緣部的至少一部分設(shè)置所述臺階部;在以該臺階部作為基準(zhǔn)面謀求了定位的狀態(tài)下,利用卡盤把持所述外圈,同時(shí)對所述凹部、所述凹槽、所述外圈軌道和所述支承軸的外周面實(shí)施精加工。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動力滾子單元的制造方法,其中, 該動力滾子單元的制造方法還包括如下工序:在所述外圈的外側(cè)面設(shè)置謀求沿周向定位所述卡盤的定位凹部。``
【文檔編號】F16H15/38GK103732948SQ201380002551
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】橫山將司 申請人:日本精工株式會社