专利名称：带式无级变速器的轴、无级变速器的固定带轮半部及其制造方法、和无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于无级变速器的固定带轮半部。更具体地，本发明涉及一种将 轴和带轮部连同轴承整合到一起而形成的固定带轮半部。
背景技术：
为了获得无级变速器的带轮(滑轮)，需要在轴上形成带轮部。但是，如果轴和带 轮部通过铸造等一体地形成，则由于带轮部的外径和轴的轴向尺寸两者都较大，可制造性 通常很差。但是，已知一种带轮部被形成为分离部分并且与轴整合在一起的方法(例如， 见日本专利申请公报No. 2005-69253 (JP-A-2005-69253)(图1)和日本专利申请公报 No.2003-83424(JP-A-2003-83424)(图 1-4))。在JP-A-2005-69253 (图1)中，分离的带轮部通过嵌锁的凸部和凹部固定在轴上， 从而带轮部和轴可同步旋转。在JP-A-2003-83424(图1-4)中，分离的带轮部通过摩擦压
力焊接与轴整合在一起。当带轮部和轴形成为分离部分时，带轮部在轴上的定位和固定是必要的，除此之 外，轴承在轴上的定位和固定是确保轴在其轴向位置固定的情况下旋转所必要的。当采用JP-A-2005-69253 (图1)的构造时，如图5A所示，带轮部C1利用凸部K1 嵌合到在轴S1的外周上形成的大直径凸缘D1的一侧，从而带轮部C1在凸缘D1处被轴向 定位和固定。然后，球轴承B1与凸缘D1的另一侧接触，以确定包括轴S1和带轮部C1在内 的整个固定带轮半部的轴向位置。球轴承B1的固定是通过将螺母m紧固到在轴S1的端 部形成的螺纹部E1上实现的。结果，轴向位置被固定的固定带轮半部被可旋转地支承在无 级变速器的壳体F1中。但是，在图5A所示的构造中，固定带轮半部的整体轴向尺寸趋向于增加，这是因 为在轴S1的轴向方向上必须形成凸缘D1和螺纹部E1。图5B中示出固定带轮半部的一种可能的变型。在此构造中，在与图5A中的凸缘 D1相反的一侧上在轴S2上形成大直径凸缘D2。因此，带轮部C2从螺纹部E2侧安装，由凸 缘D2轴向定位，并且利用凸部K2嵌合到轴S2上。然后，球轴承B2在带轮部C2与凸缘D2 相接触的状态下被嵌合，并且螺母N2被旋拧到螺纹部E2上以将球轴承B2固定到轴S2上。 结果，在无级变速器的壳体F2中球轴承B2的轴向位置被固定，并且固定带轮半部被可旋转 地支承。但是，如图5A所示，当无级变速器被驱动时从带施加到带轮面P1上的力被从带轮 部C1传递至凸缘D1。相反，如图5B所示，从带施加到带轮面P2上的力从带轮部C2经由球 轴承B2传递至螺母N2。因此，螺母N2可能会松脱至不能保持固定带轮半部的结构整体性 的位置。JP-A-2003-83424(图1_4)的轴与具有一体地形成的带轮部的轴相比具有较好的
3可制造性。但是，具有较大直径的凸缘部需要与轴一体地形成，因此该轴与不具有凸缘部的 轴相比具有较差的可制造性。另外，由于在此构造中必须如同具有JP-A-2005-69253(图1) 的构造、即如图5A所示的情况一样设置轴承，所以仍存在固定带轮半部的整体轴向尺寸趋 向于增加的事实。
发明内容
本发明提供了一种减小通过分离地形成轴和带轮部并将轴和带轮部连同轴承整 合到一起而产生的用于无级变速器的固定带轮半部的轴向尺寸，并且将固定带轮半部的轴 和带轮部牢固整合到一起的技术。本发明的第一方面涉及一种带式无级变速器的轴，所述轴与带轮部分离地形成， 然后连同轴承一起与带轮部整合到一起以形成固定带轮半部。所述带式无级变速器的轴包 括凸缘，所述凸缘形成在所述轴的一端，并且具有比所述轴的其它部分大的直径；轴承嵌 合部，所述轴承嵌合部邻接所述凸缘，并且接纳所述轴承；以及带轮部固定部，所述带轮部 固定部邻接所述轴承嵌合部，并且在所述带轮部的中心孔处固定所述带轮部。在上述方面中，轴承嵌合到轴承嵌合部上的轴向位置可由凸缘确定。另外，当通过 在轴承夹在凸缘和带轮部之间的状态下将带轮部固定到带轮部固定部上而使轴和带轮部 整合在一起时，能够实现轴承位置的固定。如上所述，由于轴不具有螺纹部而具有凸缘，所以轴承可在与轴和带轮部整合在 一起时固定在轴上，从而减小了得到的固定带轮半部的轴向尺寸。另外，即使施加到带轮部 上的推力施加到轴承上，凸缘也不会像螺母一样松脱，这是因为凸缘而不是螺母位于推力 作用的方向上。因此，可以保持包括该轴在内的固定带轮半部的结构整体性。在上述方面中，所述带轮部可通过压入配合而固定到所述带轮部固定部上。带轮部在轴的带轮部固定部上的固定可通过压入配合而实现。如上所述，带轮部 可在与轴承相接触的状态下固定到带轮部固定部上。因此，可容易地制造固定带轮半部。在上述方面中，可通过将所述轴的齿面压入配合到所述带轮部内而将所述带轮部 固定到所述带轮部固定部上，所述轴的所述齿面形成为大于所述带轮部的齿面。可通过将轴的齿面压入配合到带轮部内而将带轮部固定到轴的带轮部固定部上。 如上所述，带轮部可在与轴承相接触的状态下固定到带轮部固定部上，并且因此可容易地 制造固定带轮半部。由于通过将轴的齿面压入配合到带轮部内来将带轮部固定到轴上，所 以带轮部足够牢固地固定到轴上以确保在带轮部和轴之间充分的转矩传递。在上述方面中，所述带轮部可焊接到所述带轮部固定部上。由于带轮部可焊接到 轴的带轮部固定部上，所以如上所述带轮部可在与轴承相接触的状态下固定到带轮部固定 部上，因此可容易地制造固定带轮半部。在上述方面中，所述带轮部固定部可以是所述带轮部通过花键配合而固定到其上 的部分。在上述方面中，所述轴承可靠接所述凸缘。在上述方面中，所述轴承可以是球轴承。如果使用球轴承作为所述轴承，则轴可在其轴向位置固定的情况下可旋转地支承 在无级变速器中。
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在上述方面中，所述轴可构成无级变速器的次级带轮。特别地，所述轴可被用作次级带轮的轴。因此，次级带轮的轴向尺寸可减小，并且 次级带轮的固定带轮半部的结构整体性得到保持。本发明的第二方面涉及一种用于无级变速器的固定带轮半部。所述固定带轮半部 包括根据第一方面的带式无级变速器的轴；轴承，所述轴承在所述轴的所述轴承嵌合部 上邻接所述轴的所述凸缘；以及带轮部，所述带轮部在所述带轮部的在来自带轮面的推力 的方向上的端部与所述轴承接触的状态下固定在所述轴的所述带轮部固定部上。由于用于无级变速器的固定带轮半部被如上所述地构造，所以轴承被定位在凸缘 和带轮部之间。即，由于利用凸缘将轴和带轮部整合在一起并将轴承固定到轴上，所以固定 带轮半部的轴向尺寸小。另外，由于凸缘经由轴承位于从带轮部施加推力的方向上，所以固 定带轮半部的结构整体性得到保持。本发明的第三方面涉及一种用于无级变速器的固定带轮半部的制造方法。该方法 包括从与根据第一方面的轴的所述凸缘相反的一端将所述轴承和所述带轮部依次滑动到 所述轴上；将所述轴承与所述凸缘相接触地嵌合到所述轴承嵌合部上；以及在所述带轮部 的在来自带轮面的推力的作用方向上的端部与所述轴承相接触的状态下，将所述带轮部固 定到所述带轮部固定部上。根据上述制造过程，带轮部连同轴承一起可容易地与分离地形成的轴整合在一 起。因此，用于带式无级变速器的轴和带轮部可容易地制造并且容易地整合在一起。结果， 可实现具有高可制造性的用于无级变速器的固定带轮半部。因为利用凸缘来将轴、轴承和带轮部整合在一起，所以这样形成的用于无级变速 器的固定带轮半部具有小的轴向尺寸。另外，由于不会像螺母那样松脱的凸缘经由轴承位 于从带轮部施加推力的方向上，所以用于无级变速器的固定带轮半部的结构整体性得到保持。本发明的第四方面涉及一种无级变速器。该无级变速器结合有根据第二方面的用 于无级变速器的固定带轮半部。根据上述方面的结合有固定带轮半部的无级变速器可因前述原因而减小整体长 度，因此有助于减小应用了该无级变速器的车辆的大小和重量。
本发明的前述和其它特征及优点将从下文参照附图对示例性实施例的描述中变 得清楚，在附图中使用类似的标号表示类似的元件，并且其中图1是示出根据一实施例的无级变速器的次级带轮的主体部分的构造的纵剖视 图。图2是根据该实施例的无级变速器的固定带轮半部的纵剖视图。图3是以分解方式示出无级变速器的固定带轮半部的组成部分的纵剖视图。图4是示出用于制造无级变速器的固定带轮半部的过程的说明视图。图5是相关技术及其类似构造的基本部分的纵剖视图。
具体实施例方式图1的纵剖视图示出应用了本发明的无级变速器的次级带轮(也被称为“次级滑 轮”)2的主体部分的构造。次级带轮2具有固定带轮半部4和可动带轮半部6。在次级带 轮2中，固定带轮半部4的带轮部10与可动带轮半部6的带轮部12之间的距离由设置在 可动带轮半部6后方并且利用了液压等的致动器8来调节。因此，次级带轮2的有效半径 被控制，从而在次级带轮2和初级带轮(也被称为“初级滑轮”)上的环形带14的径向接触 位置被改变从而改变变速器速比。固定带轮半部4是通过组合如图2的剖视图中所示的带轮部10、轴16和球轴承 18并将它们整合在一起而形成的。带轮部10、轴16和球轴承18形成为如图3所示的分离 部分。图4中示出了用于将带轮部10、轴16和球轴承18整合在一起的过程。首先，如 图4A所示，在轴16上将球轴承18从轴16的第二端(图中的右端)朝其第一端(图中的 左端)滑动，直到球轴承18靠接在轴16的第一端处形成的凸缘(阶梯部)16a，并且通过压 入配合或其它合适的方法嵌合到邻接凸缘16a形成的轴承嵌合部16b上。球轴承18嵌合 到轴16上之后的状态如图4B所示。接下来，如图4B所示，带轮部10从第二端滑动到带轮部固定部16c上直到其端部 10c(在来自带轮面10b的推力的方向上的端部)靠接球轴承18，并且固定在带轮部固定部 16c 上。带轮部10压入配合到带轮部固定部16c上。具体来说，形成为比带轮部10的齿面 大的轴16的齿面压入配合到带轮部10内。S卩，在带轮部10的中心孔10a中以及在带轮部 固定部16c上都形成花键，并且带轮部固定部16c压入配合到中心孔10a中使得所述花键 的脊部和凹槽相互嵌锁。因此带轮部10足够牢固地固定在轴16上以确保特别是在旋转方 向上转矩的充分传递。可替换地，可在带轮部固定部16c上或者在带轮部10的中心孔10a 中形成滚花，从而当带轮部固定部16c压入配合到带轮部10的中心孔10a中时它们可被牢 固地固定。结果，得到如图4C所示的固定带轮半部4。当固定带轮半部4作为次级带轮2结 合到无级变速器中时，实现了图1所示的构造。根据上述实施例，可获得以下效果。(i)构成固定带轮半部4的轴16具有凸缘16a，通过该凸缘16a可确定嵌合到轴 承嵌合部16b上的球轴承18的轴向位置。当通过在球轴承18夹在凸缘16a和带轮部10 之间的状态下将带轮部10固定到带轮部固定部16c上而使轴16和带轮部10整合在一起 时，实现了球轴承18的位置固定。由于轴16具有一个凸缘16a而不具有螺纹部，并且当轴16和带轮部10相整合时 球轴承18固定在轴16上，所以次级带轮的固定带轮半部4的轴向尺寸可减小。另外，由环形带14施加到带轮部10上的推力朝球轴承18和带轮部10的接触面作 用。但是，凸缘16a位于球轴承18的另一侧。因此，即使由于在推力方向上的端部10c与 球轴承18接触而使推力经由球轴承18传递至凸缘16a，凸缘16a也不会像螺母那样松脱。 因此，固定带轮半部4的结构整体性可被保持。(ii)为了制造用于无级变速器的固定带轮半部4，首先，从与凸缘16a相反的一端将球轴承18滑动到轴16上，并将球轴承18嵌合到其靠接凸缘16a的位置。然后，将带轮 部10滑动到带轮部固定部16c上，直到在来自带轮面10b的推力的方向上的端部10c靠接 球轴承18，并且通过压入配合将带轮部10固定到带轮部固定部16c上。根据上述程序，可容易地将带轮部10与分离地形成的轴16和球轴承18整合到一 起。因此，轴16和带轮部10可被容易地制造并且可容易地整合在一起。结果，实现了具有 高可制造性的固定带轮半部4。另外，带轮部10在轴16上的固定通过压入配合而实现。此固定方法使得更容易 地使带轮部10与球轴承18相接触地固定。结果，可容易地制造较小的成一体构造的固定 带轮半部4。(iii)通过将固定带轮半部4结合到无级变速器中，无级变速器的整体长度可减 小。这有助于减小配备有该无级变速器的车辆的大小和重量。(iv)由于不需要螺纹部，所以不需要紧固螺母，从而可高效地组装用于无级变速 器的固定带轮半部4。尽管已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不局 限于所述的实施例或构造。相反，本发明意图涵盖各种变型和等同配置。另外，尽管所公开 的本发明的各种要素被以各种示例性组合和构型示出，但是包括更多、更少或仅单个要素 的其它组合和构型也在所附权利要求的范围中。尽管在上述实施例中，带轮部10通过压入配合而固定到轴16的带轮部固定部16c 上，但是也可使用除压入配合之外的方法，例如焊接或者使用凸部和凹部的连接即花键配 合。另外，带轮部10邻接球轴承18，并且可容易地制造用于无级变速器的固定带轮半部4。
权利要求
一种带式无级变速器的轴，所述轴连同轴承一起与带轮部整合在一起，以形成用于无级变速器的固定带轮半部，所述轴的特征在于包括凸缘，所述凸缘形成在所述轴的一端，并且具有比所述轴的其它部分大的直径；轴承嵌合部，所述轴承嵌合部邻接所述凸缘，并且接纳所述轴承；以及带轮部固定部，所述带轮部固定部邻接所述轴承嵌合部，并且在所述带轮部的中心孔处将所述带轮部固定到所述轴上。
2.根据权利要求1所述的带式无级变速器的轴，其中，所述带轮部通过压入配合而固 定到所述带轮部固定部上。
3.根据权利要求1所述的带式无级变速器的轴，其中，通过将所述轴的齿面压入配合 到所述带轮部内而将所述带轮部固定到所述带轮部固定部上，所述轴的所述齿面形成为比 所述带轮部的齿面大。
4.根据权利要求1所述的带式无级变速器的轴，其中，所述带轮部焊接到所述带轮部 固定部上。
5.根据权利要求1所述的带式无级变速器的轴，其中，所述带轮部固定部是所述带轮 部通过花键配合而固定到其上的部分。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的带式无级变速器的轴，其中，所述轴承靠接所述凸缘。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的带式无级变速器的轴，其中，所述轴承是球轴承。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的带式无级变速器的轴，其中，所述轴构成无级变 速器的次级带轮。
9.一种用于无级变速器的固定带轮半部，其特征在于包括 根据权利要求1至8中任一项所述的带式无级变速器的轴； 轴承，所述轴承在所述轴的所述轴承嵌合部上邻接所述轴的所述凸缘；以及 带轮部，所述带轮部在所述带轮部的在来自带轮面的推力的方向上的端部与所述轴承 接触的状态下固定在所述轴的所述带轮部固定部上。
10.一种用于无级变速器的固定带轮半部的制造方法，其特征在于包括从与根据权利要求1至8中任一项所述的轴的所述凸缘相反的一端将所述轴承和所述 带轮部依次滑动到所述轴上；将所述轴承与所述凸缘相接触地嵌合到所述轴承嵌合部上；以及 在所述带轮部的在来自带轮面的推力的作用方向上的端部与所述轴承相接触的状态 下，将所述带轮部固定到所述带轮部固定部上。
11.一种无级变速器，其特征在于包括根据权利要求9所述的用于无级变速器的固定 带轮半部。
全文摘要
球轴承(18)在轴(16)上的位置可被固定，带轮部(10)被压入配合到轴(16)上并且将球轴承(18)夹在凸缘(16a)与带轮部(10)之间。因此，用于无级变速器的固定带轮半部(4)的轴向尺寸可减小。由于带轮部(10)的一端(10c)与球轴承(18)接触，所以来自带轮部(10)的推力经由球轴承(18)传递到凸缘(16a)，该凸缘不会松脱，从而保持了固定带轮半部(4)的结构整体性。
文档编号F16H9/18GK101828048SQ200880112053
公开日2010年9月8日 申请日期2008年10月23日 优先权日2007年10月25日
发明者神谷敏彦, 菊川大辅, 铃村敬 申请人:丰田自动车株式会社