扭矩凸轮装置及带式无级变速装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及扭矩凸轮装置及使用其的带式无级变速装置。
【背景技术】
[0002]根据两个凸轮部件的旋转相位差产生扭矩的扭矩凸轮装置在各种领域被利用。在该扭矩凸轮机构中，有在环状或圆筒状的两个凸轮部件的端部分别形成螺旋状的凸轮面，且以这些凸轮面滑接的方式同轴配置两个凸轮部件的端面凸轮装置。该装置中，通过对两个凸轮部件赋予旋转相位差，各凸轮面相互滑动，同时两个凸轮部件离合(分离、接合)，其全长(轴向长度)发生变化，并且产生向旋转轴向的力(推力)。
[0003]该扭矩凸轮装置的产生推力F如下式(I)所示，根据凸轮面的倾斜角度α、赋予旋转相位差的输入扭矩T、凸轮接触部的半径(凸轮面的全长)R、凸轮面的摩擦系数μ决定(参照专利文献I)。
[0004]F = T/R/tan(a+tan—V)(I)
[0005]但是，为了使车辆用的带式无级变速机构的可动带轮移动(带卷绕半径的变更)及产生夹压带的夹压力(带轮的轴推力)，考虑利用上述扭矩凸轮装置。
[0006]例如，图10是示意性表示对在本申请的发明过程中创立的带式无级变速机构应用扭矩凸轮机构的结构图。如图10所示，带式无级变速机构具备初级带轮130P、次级带轮130S、卷绕于这些带轮130P、130S并传递动力的带137。在此，使扭矩凸轮机构109装备于次级带轮130S。
[0007]次级带轮130S具备与旋转轴136—体结构的固定带轮134、和与固定带轮134同轴配置且相对于固定带轮134沿轴向及旋转方向可相对运动的可动带轮135。
[0008]扭矩凸轮机构109为端面凸轮，其具备固设于可动带轮135的背面的驱动凸轮部件191、与驱动凸轮部件191相邻并固设于固定带轮134的旋转轴136的被驱动凸轮部件192、设于驱动凸轮部件191的一端面的凸轮面191a、设于被驱动凸轮部件192的一端面的凸轮面192a、介装于两凸轮面191a、192a相互之间的球193，作为球扭矩凸轮机构而构成。驱动凸轮部件191及被驱动凸轮部件192形成为环状或圆筒状。
[0009]这些凸轮面191a、192a如图11(a)所示，分别被分割为两个驱动凸轮面(驱动凸轮面)191d、192d和两个被驱动凸轮面(滑行凸轮面)191c、192c这合计四个。图11(b)是将环状的驱动凸轮部件191及被驱动凸轮部件192展开表示的侧面图。如图11(b)所示，驱动凸轮面191d、192d和各被驱动凸轮面191c、192c为在不同的方向上倾斜的倾斜面，各驱动凸轮面191d、192d相互平彳丁，且各被驱动凸轮面191c、192c也相互平行。
[0010]这样，无论驱动凸轮面191d、192d还是被驱动凸轮面191c、192c，均在驱动凸轮部件191及被驱动凸轮部件192上各设置两个，在每一个中，扭矩凸轮机构109偏离旋转中心而作用于可动带轮135，因此，可动带轮135会倾斜。因此，无论驱动凸轮面191d、192d还是被驱动凸轮面191c、192c都均等地各设置两个，以使凸轮不偏心作用于可动带轮135。
[0011]在装备有该扭矩凸轮机构109的车辆用的带式无级变速机构中，在车辆的驱动行驶时，如果从带137向次级带轮130S传递的输入扭矩增强，则次级带轮130S的带夹压力不足，次级带轮130S的固定带轮134相对于带137产生滑移。但是，由于旋转轴136和相对运动的可动带轮135追随带137，所以固定带轮134相对于可动带轮135产生旋转相位延迟。
[0012]由此，固设于可动带轮135的驱动凸轮部件191与固设于固定带轮134的被驱动凸轮部件192相对旋转，经由球193使两驱动凸轮面191d、192d滑动，同时，驱动凸轮部件191如图11(b)中实线箭头所示那样从虚线所示的状态向旋转方向且轴向移动，使可动带轮135接近固定带轮134。其结果，次级带轮130S的V型槽的槽宽变窄，带夹压力增强，可消除固定带轮134的滑移。
[0013]相反，在车辆的滑行行驶时，在驱动源作用负的输入扭矩(制动扭矩)的状态下，固定带轮134的旋转相位延迟消除，相对于负的输入扭矩，次级带轮130S的带夹压力不足时，固定带轮134相对于可动带轮135产生旋转相位提前。该情况下，可动带轮135的驱动凸轮部件191延迟于固定带轮134的被驱动凸轮部件192，经由球193使两被驱动凸轮面191c、192c滑动，同时，驱动凸轮部件191如图11(b)中双点划线箭头所示那样从虚线所示的状态向旋转方向且轴向移动，使可动带轮135接近固定带轮134。其结果，次级带轮130S的V型槽的槽宽变窄，带夹压力增强，可消除固定带轮134的滑移。
[0014]在这样的扭矩凸轮机构109中，要求以得到不对带137的扭矩传递带来障碍的带夹压力的方式充分确保扭矩凸轮机构的产生推力F、及以在带式无级变速机构中得到所希望的变速比范围的方式充分确保图11(b)所示的带轮滑动量S。
[0015]如上述式(I)所示，产生推力F根据凸轮面的倾斜角度α、输入扭矩T、凸轮接触部的半径R、凸轮面的摩擦系数μ决定，但输入扭矩T根据车辆的行驶状态或路面的状况而产生变动，不能一样地进行操作，因此，为进一步提高产生推力F，减小凸轮面的倾斜角度α[参照图11 (b)]、或减小凸轮接触部的摩擦系数μ、或增大凸轮接触部的半径R是有效的。
[0016]如果减小凸轮面的倾斜角度α，则为确保变速所需的带轮行程量，必须加长凸轮面的周长，从而凸轮接触部的半径R增大。如果不能增大凸轮接触部的半径R，则也可以进一步提高产生推力F，但由于需要将驱动凸轮面或被驱动凸轮面收纳入变速器内的带轮轴间内，所以半径R的距离有限制，且凸轮面的倾斜角度也受到制限。因此，对减小倾斜角度α有一定限度。
[0017]另外，减小凸轮接触部的摩擦系数也是有效的，但由于接触自身是机械的物理特性，所以其也有限度。
[0018]因此，扭矩凸轮机构109那样的端面凸轮在实际机器的使用仅限于驱动源的扭矩小的小型摩托车或轻型汽车等小型车辆、或者与使用一般的油压操作可动带轮的方式并用使用。因此，对于驱动源的扭矩更大的车辆寻求可以不与油压方式等并用地使用的扭矩凸轮装置的开发。
[0019]现有技术文献
[0020]专利文献
[0021 ] 专利文献I:(日本)特开平5 — 296884号公报
【发明内容】
[0022]本发明是鉴于这样的课题而创立的，其目的在于，提供一种扭矩凸轮装置及使用其带式无级变速装置，能够充分确保产生推力，并且在带式无级变速机构中能够充分确保带轮滑动量。
[0023]为实现上述目的，本发明的扭矩凸轮装置构成为，具备:驱动凸轮部件，其具有环状的第一驱动凸轮面，承受旋转扭矩而旋转;被驱动凸轮部件，其具有与所述第一驱动凸轮面相对的环状的第一被驱动凸轮面，且通过所述驱动凸轮部件而被旋转驱动；中间凸轮部件，其一端形成有可与所述第一驱动凸轮面接触的第二驱动凸轮面，另一端形成有可与所述第一被驱动凸轮面接触的第二被驱动凸轮面，且相对于所述驱动凸轮部件及所述被驱动凸轮部件可相对旋转，在从所述驱动凸轮部件向所述被驱动凸轮部件进行动力传递时，所述第一驱动凸轮面和所述第二驱动凸轮面抵接，在从所述被驱动凸轮部件向所述驱动凸轮部件进行动力传递时，所述第一被驱动凸轮面和所述第二被驱动凸轮面抵接，从而实现动力传递。
[0024]优选的是，所述第一驱动凸轮面、所述第一被驱动凸轮面、所述第二驱动凸轮面、及所述第二被驱动凸轮面均由将环状全周至少等分为两部分(两个)并与凸轮角度相对应的螺旋状曲面构成，在被等分的螺旋状曲面相互之间分别形成台阶状的连接面，在从所述驱动凸轮部件向所述被驱动凸轮部件进行动力传递时，所述第一被驱动凸轮面的所述连接面和所述第二被驱动凸轮面的所述连接面抵接，在从所述被驱动凸轮部件向所述驱动凸轮部件进行动力传递时，所述第一驱动凸轮面的所述连接面和所述第二驱动凸轮面的所述连接面抵接。
[0025]优选的是，所述各第二驱动凸轮面及其相互之间的所述连接面、以及所述各第二被驱动凸轮面及其相互之间的所述连接面相互错开相位而配置。
[0026]优选的是，所述连接面分别在沿着旋转轴线的方向上形成。
[0027]优选的是，所述第一驱动凸轮面、所述第一被驱动凸轮面、所述第二驱动凸轮面、及所述第二被驱动凸轮面均为相同的凸轮角度。
[0028]优选的是，所述第一驱动凸轮面、所述第一被驱动凸轮面、所述第二驱动凸轮面、及所述第二被驱动凸轮面分别具备沿着以环状延伸的方向形成的槽和可滚动地配设于该槽的球，所述各凸轮面经由所述球抵接。
[0029]另外，本发明的带式无级变速装置具备:由固定带轮及可动带轮构成的两个带轮装置、卷绕于所述两个带轮装置并传递动力的带、使所述两个带轮装置的任一方产生夹压力的所述扭矩凸轮装置。
[0030]优选的是，所述扭矩凸轮装置的所述驱动凸轮部件与所述可动带轮一体旋转，所述被驱动凸轮部件与所述固定带轮一体旋转，所述中间凸轮部件可相对旋转地安装于所述带轮装置的旋转轴。
[0031]根据本发明的扭矩凸轮装置，在从驱动凸轮部件向被驱动凸轮部