扭矩凸輪裝置及帶式無級變速裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及扭矩凸輪裝置及使用其的帶式無級變速裝置。
【背景技術】
[0002]根據兩個凸輪部件的旋轉相位差產生扭矩的扭矩凸輪裝置在各種領域被利用。在該扭矩凸輪機構中，有在環狀或圓筒狀的兩個凸輪部件的端部分別形成螺旋狀的凸輪面，且以這些凸輪面滑接的方式同軸配置兩個凸輪部件的端面凸輪裝置。該裝置中，通過對兩個凸輪部件賦予旋轉相位差，各凸輪面相互滑動，同時兩個凸輪部件離合(分離、接合)，其全長(軸向長度)發生變化，并且產生向旋轉軸向的力(推力)。
[0003]該扭矩凸輪裝置的產生推力F如下式(I)所示，根據凸輪面的傾斜角度α、賦予旋轉相位差的輸入扭矩T、凸輪接觸部的半徑(凸輪面的全長)R、凸輪面的摩擦系數μ決定(參照專利文獻I)。
[0004]F = T/R/tan(a+tan—V)(I)
[0005]但是，為了使車輛用的帶式無級變速機構的可動帶輪移動(帶卷繞半徑的變更)及產生夾壓帶的夾壓力(帶輪的軸推力)，考慮利用上述扭矩凸輪裝置。
[0006]例如，圖10是示意性表示對在本申請的發明過程中創立的帶式無級變速機構應用扭矩凸輪機構的結構圖。如圖10所示，帶式無級變速機構具備初級帶輪130P、次級帶輪130S、卷繞于這些帶輪130P、130S并傳遞動力的帶137。在此，使扭矩凸輪機構109裝備于次級帶輪130S。
[0007]次級帶輪130S具備與旋轉軸136—體結構的固定帶輪134、和與固定帶輪134同軸配置且相對于固定帶輪134沿軸向及旋轉方向可相對運動的可動帶輪135。
[0008]扭矩凸輪機構109為端面凸輪，其具備固設于可動帶輪135的背面的驅動凸輪部件191、與驅動凸輪部件191相鄰并固設于固定帶輪134的旋轉軸136的被驅動凸輪部件192、設于驅動凸輪部件191的一端面的凸輪面191a、設于被驅動凸輪部件192的一端面的凸輪面192a、介裝于兩凸輪面191a、192a相互之間的球193，作為球扭矩凸輪機構而構成。驅動凸輪部件191及被驅動凸輪部件192形成為環狀或圓筒狀。
[0009]這些凸輪面191a、192a如圖11(a)所示，分別被分割為兩個驅動凸輪面(驅動凸輪面)191d、192d和兩個被驅動凸輪面(滑行凸輪面)191c、192c這合計四個。圖11(b)是將環狀的驅動凸輪部件191及被驅動凸輪部件192展開表示的側面圖。如圖11(b)所示，驅動凸輪面191d、192d和各被驅動凸輪面191c、192c為在不同的方向上傾斜的傾斜面，各驅動凸輪面191d、192d相互平彳丁，且各被驅動凸輪面191c、192c也相互平行。
[0010]這樣，無論驅動凸輪面191d、192d還是被驅動凸輪面191c、192c，均在驅動凸輪部件191及被驅動凸輪部件192上各設置兩個，在每一個中，扭矩凸輪機構109偏離旋轉中心而作用于可動帶輪135，因此，可動帶輪135會傾斜。因此，無論驅動凸輪面191d、192d還是被驅動凸輪面191c、192c都均等地各設置兩個，以使凸輪不偏心作用于可動帶輪135。
[0011]在裝備有該扭矩凸輪機構109的車輛用的帶式無級變速機構中，在車輛的驅動行駛時，如果從帶137向次級帶輪130S傳遞的輸入扭矩增強，則次級帶輪130S的帶夾壓力不足，次級帶輪130S的固定帶輪134相對于帶137產生滑移。但是，由于旋轉軸136和相對運動的可動帶輪135追隨帶137，所以固定帶輪134相對于可動帶輪135產生旋轉相位延遲。
[0012]由此，固設于可動帶輪135的驅動凸輪部件191與固設于固定帶輪134的被驅動凸輪部件192相對旋轉，經由球193使兩驅動凸輪面191d、192d滑動，同時，驅動凸輪部件191如圖11(b)中實線箭頭所示那樣從虛線所示的狀態向旋轉方向且軸向移動，使可動帶輪135接近固定帶輪134。其結果，次級帶輪130S的V型槽的槽寬變窄，帶夾壓力增強，可消除固定帶輪134的滑移。
[0013]相反，在車輛的滑行行駛時，在驅動源作用負的輸入扭矩(制動扭矩)的狀態下，固定帶輪134的旋轉相位延遲消除，相對于負的輸入扭矩，次級帶輪130S的帶夾壓力不足時，固定帶輪134相對于可動帶輪135產生旋轉相位提前。該情況下，可動帶輪135的驅動凸輪部件191延遲于固定帶輪134的被驅動凸輪部件192，經由球193使兩被驅動凸輪面191c、192c滑動，同時，驅動凸輪部件191如圖11(b)中雙點劃線箭頭所示那樣從虛線所示的狀態向旋轉方向且軸向移動，使可動帶輪135接近固定帶輪134。其結果，次級帶輪130S的V型槽的槽寬變窄，帶夾壓力增強，可消除固定帶輪134的滑移。
[0014]在這樣的扭矩凸輪機構109中，要求以得到不對帶137的扭矩傳遞帶來障礙的帶夾壓力的方式充分確保扭矩凸輪機構的產生推力F、及以在帶式無級變速機構中得到所希望的變速比范圍的方式充分確保圖11(b)所示的帶輪滑動量S。
[0015]如上述式(I)所示，產生推力F根據凸輪面的傾斜角度α、輸入扭矩T、凸輪接觸部的半徑R、凸輪面的摩擦系數μ決定，但輸入扭矩T根據車輛的行駛狀態或路面的狀況而產生變動，不能一樣地進行操作，因此，為進一步提高產生推力F，減小凸輪面的傾斜角度α[參照圖11 (b)]、或減小凸輪接觸部的摩擦系數μ、或增大凸輪接觸部的半徑R是有效的。
[0016]如果減小凸輪面的傾斜角度α，則為確保變速所需的帶輪行程量，必須加長凸輪面的周長，從而凸輪接觸部的半徑R增大。如果不能增大凸輪接觸部的半徑R，則也可以進一步提高產生推力F，但由于需要將驅動凸輪面或被驅動凸輪面收納入變速器內的帶輪軸間內，所以半徑R的距離有限制，且凸輪面的傾斜角度也受到制限。因此，對減小傾斜角度α有一定限度。
[0017]另外，減小凸輪接觸部的摩擦系數也是有效的，但由于接觸自身是機械的物理特性，所以其也有限度。
[0018]因此，扭矩凸輪機構109那樣的端面凸輪在實際機器的使用僅限于驅動源的扭矩小的小型摩托車或輕型汽車等小型車輛、或者與使用一般的油壓操作可動帶輪的方式并用使用。因此，對于驅動源的扭矩更大的車輛尋求可以不與油壓方式等并用地使用的扭矩凸輪裝置的開發。
[0019]現有技術文獻
[0020]專利文獻
[0021 ] 專利文獻I:(日本)特開平5 — 296884號公報
【發明內容】
[0022]本發明是鑒于這樣的課題而創立的，其目的在于，提供一種扭矩凸輪裝置及使用其帶式無級變速裝置，能夠充分確保產生推力，并且在帶式無級變速機構中能夠充分確保帶輪滑動量。
[0023]為實現上述目的，本發明的扭矩凸輪裝置構成為，具備:驅動凸輪部件，其具有環狀的第一驅動凸輪面，承受旋轉扭矩而旋轉;被驅動凸輪部件，其具有與所述第一驅動凸輪面相對的環狀的第一被驅動凸輪面，且通過所述驅動凸輪部件而被旋轉驅動；中間凸輪部件，其一端形成有可與所述第一驅動凸輪面接觸的第二驅動凸輪面，另一端形成有可與所述第一被驅動凸輪面接觸的第二被驅動凸輪面，且相對于所述驅動凸輪部件及所述被驅動凸輪部件可相對旋轉，在從所述驅動凸輪部件向所述被驅動凸輪部件進行動力傳遞時，所述第一驅動凸輪面和所述第二驅動凸輪面抵接，在從所述被驅動凸輪部件向所述驅動凸輪部件進行動力傳遞時，所述第一被驅動凸輪面和所述第二被驅動凸輪面抵接，從而實現動力傳遞。
[0024]優選的是，所述第一驅動凸輪面、所述第一被驅動凸輪面、所述第二驅動凸輪面、及所述第二被驅動凸輪面均由將環狀全周至少等分為兩部分(兩個)并與凸輪角度相對應的螺旋狀曲面構成，在被等分的螺旋狀曲面相互之間分別形成臺階狀的連接面，在從所述驅動凸輪部件向所述被驅動凸輪部件進行動力傳遞時，所述第一被驅動凸輪面的所述連接面和所述第二被驅動凸輪面的所述連接面抵接，在從所述被驅動凸輪部件向所述驅動凸輪部件進行動力傳遞時，所述第一驅動凸輪面的所述連接面和所述第二驅動凸輪面的所述連接面抵接。
[0025]優選的是，所述各第二驅動凸輪面及其相互之間的所述連接面、以及所述各第二被驅動凸輪面及其相互之間的所述連接面相互錯開相位而配置。
[0026]優選的是，所述連接面分別在沿著旋轉軸線的方向上形成。
[0027]優選的是，所述第一驅動凸輪面、所述第一被驅動凸輪面、所述第二驅動凸輪面、及所述第二被驅動凸輪面均為相同的凸輪角度。
[0028]優選的是，所述第一驅動凸輪面、所述第一被驅動凸輪面、所述第二驅動凸輪面、及所述第二被驅動凸輪面分別具備沿著以環狀延伸的方向形成的槽和可滾動地配設于該槽的球，所述各凸輪面經由所述球抵接。
[0029]另外，本發明的帶式無級變速裝置具備:由固定帶輪及可動帶輪構成的兩個帶輪裝置、卷繞于所述兩個帶輪裝置并傳遞動力的帶、使所述兩個帶輪裝置的任一方產生夾壓力的所述扭矩凸輪裝置。
[0030]優選的是，所述扭矩凸輪裝置的所述驅動凸輪部件與所述可動帶輪一體旋轉，所述被驅動凸輪部件與所述固定帶輪一體旋轉，所述中間凸輪部件可相對旋轉地安裝于所述帶輪裝置的旋轉軸。
[0031]根據本發明的扭矩凸輪裝置，在從驅動凸輪部件向被驅動凸輪部