(57)【要約】【課題】摩擦車による無段変速装置は、接触部にトラクション用オイルを介在して動力伝達するが、油温が高くなると、滑りが増加する。【解決手段】押圧装置１２に、トルクカム１５による軸力方向直列に線膨張係数の高いスペーサ４０及びスプリング１３を配置する。押圧装置１２は、スプリングの予圧に加えて、トルクカム１５により伝達トルクに応じた軸力を発生すると共に、スペーサによりオイル温度に応じた軸力を発生する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に駆動連結される入力側摩擦車と、出力軸に駆動連結される出力側摩擦車と、前記入力側摩擦車及び出力側摩擦車にオイル環境下で圧接してこれら両摩擦車との間で動力伝達する摩擦部材と、を備え、前記摩擦部材を、前記入力側摩擦車及び出力側摩擦車との接触位置を変更することにより前記入力軸及び出力軸との間の回転を無段に変速する摩擦車式無段変速装置において、
前記入力軸と前記入力側摩擦車、又は前記出力側摩擦車と前記出力軸の間に配置され、前記入力側摩擦車及び前記出力側摩擦車と前記摩擦部材とを圧接する軸力を付与する押圧装置を備え、
前記押圧装置は、トルクの伝達経路に配置された少なくとも１個のトルクカムと、該トルクカムによる軸力方向に直列に配置されたスペーサと、を有し、
前記スペーサは、前記押圧装置が配置されている前記入力側摩擦車又は前記出力側摩擦車の材料に比して線膨張係数が高い材料からなり、
前記押圧装置は、前記トルクカムにより伝達トルクに応じた軸力を発生すると共に、前記スペーサにより前記オイル温度に応じた軸力を発生してなる、
ことを特徴とする摩擦車式無段変速装置。
【請求項２】
前記スペーサは、線膨張係数が２０．０［×１０−６／℃］以上の材料からなる、
請求項１記載の摩擦車式無段変速装置。
【請求項３】
前記スペーサは、マグネシウム合金からなる、
請求項１又は２記載の摩擦車式無段変速装置。
【請求項４】
前記スペーサは、アルミ合金からなる、
請求項１又は２記載の摩擦車式無段変速装置。
【請求項５】
前記押圧装置は、前記トルクカム及び前記スペーサの軸力方向に直列にスプリングが所定予圧を付与して配置されてなる、
請求項１ないし４のいずれか記載の摩擦車式無段変速装置。
【請求項６】
前記押圧装置は、前記出力側摩擦車と前記出力軸との間に配置され、
前記スペーサ及び前記スプリングは、前記出力側摩擦車の内部において、前記出力側摩擦車と前記トルクカムとの間に直列に配置されてなる、
請求項５記載の摩擦車式無段変速装置。
【請求項７】
前記押圧装置は、トルクの伝達経路に対して並列に配置された第１トルクカムと第２トルクカムを有し、
前記第１トルクカムは、伝達トルクが所定値より小さな領域において該伝達トルクが経由され、該伝達トルクに応じた軸力を発生し、
前記第２トルクカムは、伝達トルクが前記所定値より大きな領域において該伝達トルクが経由され、該伝達トルクに応じた軸力を発生し、
前記スペーサと共に軸力方向に直列に配置された前記トルクカムは、前記第１トルクカムである、
請求項５記載の摩擦車式無段変速装置。
【請求項８】
前記第１トルクカムは、前記スペーサ及び前記スプリングによる軸力を越えた状態で、該第１トルクカムを経由する伝達トルクに応じた軸力を発生し、
前記第２トルクカムは、所定遊びを有し、該所定遊び内にあっては、前記第１トルクカムに基づき軸力を発生し、該所定遊びが無くなると、前記第２トルクカムを経由してトルクが伝達され、該伝達トルクの増加に対応して軸力を発生してなる、
請求項７記載の摩擦車式無段変速装置。
【請求項９】
前記入力側摩擦車及び出力側摩擦車は、平行に配置された前記入力軸及び出力軸にそれぞれ駆動連結され、かつ径大部と径小部とが軸方向逆になるように配置された円錐形摩擦車であり、
前記摩擦部材は、前記入力側摩擦車及び出力側摩擦車のいずれか一方を囲むようにして前記両円錐形摩擦車の対向する傾斜面に挟持されて、軸方向移動可能なリングであり、
前記オイルは、前記摩擦車式無段変速装置を収納するケース内に封入されたトラクション用オイルである、
請求項１ないし８のいずれか記載の摩擦車式無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側摩擦車と出力側摩擦車との間にオイルを介在して摩擦部材を接触し、該接触位置を変更することにより入力軸と出力軸との間の回転を無段に変速する摩擦車式無段変速装置に係り、好ましくは平行に配置された２つの軸のそれぞれに円錐形摩擦車（コーン）を配置し、軸方向移動可能に配置したリングを介して該２つの軸の間で回転を伝達する円錐摩擦リング式無段変速装置に用いて好適であり、詳しくは、コーン等の摩擦車に軸方向の軸力を付与して、リング等の摩擦部材との間にトラクション力を得る押圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、それぞれ円錐形からなる２個の摩擦車（プライマリコーン、セカンダリコーン）の間に、プライマリコーンを取り囲む形で鋼製のリングを介在し、プライマリコーンからリングを介してセカンダリコーンに動力伝達し、かつ上記リングを軸方向に移動することにより該リングが上記２個のコーンの接触位置を変更して、無段変速する円錐摩擦リング式無段変速装置が知られている。
【０００３】
上記円錐摩擦車式無段変速装置の押圧装置として、下記特許文献１に記載のものが提案されている。該押圧装置（特許文献１にはプレスオン装置と表記）は、セカンダリコーンとセカンダリシャフトとの間に配置されるトルクカムを基本構成として、セカンダリコーンとセカンダリシャフトの相対回転方向のトルクに応じた軸力をセカンダリコーンに付与して、軸方向に移動不能に支持されているプライマリコーン及び上記軸力を付与されたセカンダリコーンとリングとの間にトラクション力を保持して、上記無段変速を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００６−５１３３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の押圧装置（プレスオン装置）は、各種の実施の形態が提案されているが、いずれのものも、負荷トルクに関連して最適な特性曲線を得ようとするものであって、温度に依存して軸力を変更するものではない。
【０００６】
前記円錐摩擦車リング式無段変速装置は、トラクション用オイルが前記リングとプライマリ及びセカンダリコーンとの接触部に供給され、該接触部に上記トラクション用オイルの油膜を介在した状態で前記押圧装置による軸力が作用し、前記リングと両コーンとの間で上記トラクション用オイルの剪断力を介して動力伝達される。
【０００７】
前記トラクション用オイルは、温度により上記剪断力が異なり、負荷トルクにより変化する軸力を発生する前記押圧装置では、例えば上記トラクション用オイルが高温になると、前記接触部での滑りが大きくなり、伝動効率が悪化する。
【０００８】
そこで、本発明は、前記押圧装置に熱膨張係数の高いスペーサを介在し、もって上述した課題を解決した摩擦車式無段変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、入力軸（４）に駆動連結される入力側摩擦車（２）と、出力軸（１１）に駆動連結される出力側摩擦車（１０）と、前記入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）にオイル環境下で圧接してこれら両摩擦車との間で動力伝達する摩擦部材（３）と、を備え、前記摩擦部材（３）を、前記入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）との接触位置を変更することにより前記入力軸（４）及び出力軸（１１）との間の回転を無段に変速する摩擦車式無段変速装置（１）において、
前記入力軸（４）と前記入力側摩擦車（２）、又は前記出力側摩擦車（１０）と前記出力軸（１１）の間に配置され、前記入力側摩擦車（２）及び前記出力側摩擦車（１０）と前記摩擦部材（３）とを圧接する軸力を付与する押圧装置（１２）を備え、
前記押圧装置（１２）は、トルクの伝達経路に配置された少なくとも１個のトルクカム（１５）と、該トルクカムによる軸力方向に直列に配置されたスペーサ（４０）と、を有し、
前記スペーサ（４０）は、前記押圧装置（１２）が配置されている前記入力側摩擦車（２）又は前記出力側摩擦車（１０）の材料に比して線膨張係数が高い材料からなり、
前記押圧装置（１２）は、前記トルクカム（１５）により伝達トルクに応じた軸力を発生すると共に、前記スペーサにより前記オイル温度に応じた軸力（Ｆｔ）を発生してなる、
ことを特徴とする摩擦車式無段変速装置にある。
【００１０】
好ましくは、前記スペーサ（４０）は、線膨張係数が２０．０［×１０−６／℃］以上の材料からなる。
【００１１】
例えば、前記スペーサは、マグネシウム合金（例えばＡＺ８０Ａ）からなる。
【００１２】
また、前記スペーサは、アルミ合金（例えばＡ５０５２）からなる。
【００１３】
例えば図２を参照して、前記押圧装置（１２）は、前記トルクカム（１５）及び前記スペーサ（４０）の軸力方向に直列にスプリング（１３）が所定予圧を付与して配置されてなる。
【００１４】
例えば図１及び図２を参照して、前記押圧装置（１２）は、前記出力側摩擦車（１０）と前記出力軸（１１）の間に配置され、
前記スペーサ（４０）及び前記スプリング（１３）は、前記出力側摩擦車（１０）の内部において、前記出力側摩擦車（１０）と前記トルクカム（１５）との間に直列に配置されてなる。
【００１５】
例えば図３及び図４を参照して、前記押圧装置（１２）は、トルクの伝達経路（Ｌ，Ｍ）に対して並列に配置された第１トルクカム（１５）と第２トルクカム（２０）を有し、
前記第１トルクカム（１５）は、伝達トルク（Ｌ）が所定値（ｂ）より小さな領域において該伝達トルクが経由され、該伝達トルクに応じた軸力を発生し、
前記第２トルクカム（２０）は、伝達トルク（Ｍ）が前記所定値（ｂ）より大きな領域において該伝達トルクが経由され、該伝達トルクに応じた軸力を発生し、
前記スペーサ（４０）と共に軸力方向に直列に配置された前記トルクカムは、前記第１トルクカム（１５）である。
【００１６】
例えば図５を参照して、前記第１トルクカム（１５）は、前記スペーサ（４０）及び前記スプリング（１３）による軸力（Ｆ１＋Ｆｔ）を越えた状態で、該第１トルクカム（１５）を経由する伝達トルク（Ｌ）に応じた軸力を発生し、
前記第２トルクカム（２０）は、所定遊び（ｌ）を有し、該所定遊び内にあっては、前記第１トルクカム（１５）に基づき軸力を発生し、該所定遊び（ｌ）が無くなると、前記第２トルクカム（２０）を経由してトルク（Ｍ）が伝達され、該伝達トルクの増加に対応して軸力を発生してなる。
【００１７】
例えば図１，図２を参照して、前記入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）は、平行に配置された前記入力軸（４）及び出力軸（１１）にそれぞれ駆動連結され、かつ径大部と径小部とが軸方向逆になるように配置された円錐形摩擦車であり、
前記摩擦部材は、前記入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（１０）のいずれか一方を囲むようにして前記両円錐形摩擦車の対向する傾斜面に挟持されて、軸方向移動可能なリング（３）であり、
前記オイルは、前記摩擦車式無段変速装置（１）を収納するケース（５）内に封入されたトラクション用オイル（８）である。
【００１８】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る本発明によると、トルクカムの軸力方向に直列に高い線膨張係数からなるスペーサを配置したので、押圧装置は、トルクカムによる伝達トルクに応じた軸力に加えて、オイル温度に応じた軸力を発生するので、トラクション用オイル等のオイルを介在する摩擦車式無段変速装置にあっては、オイルの使用による高温化により摩擦接触部での滑りが増加する傾向にあるが、上記オイル温度に応じた軸力が加わることにより、上記接触部の滑りを減少して、高い効率での無段変速による動力伝達を行うことができる。
【００２０】
請求項２に係る本発明によると、スペーサは、線膨張係数が２０．０［×１０−６／℃］以上の材料からなるので、オイル温度に応じた適正な軸力を発生することができる。
【００２１】
請求項３又は４によると、スペーサは、ＡＺ８０Ａ等のマグネシウム合金又はＡ５０５２等のアルミニウム合金からなるので、比較的安価で入手が容易であり、かつ加工も比較的容易な材料により、高い線膨張係数からなるスペーサを得ることができる。
【００２２】
請求項５に係る本発明によると、スペーサによる熱膨張による伸長は、スプリングに作用してスプリングからの軸力として作用するので、出力トルクのない第１段階からスプリングの所定予圧に加えたオイル温度に依存するスペーサの軸力を適正に作用することができる。
【００２３】
請求項６に係る本発明によると、押圧装置は、出力側摩擦車と出力軸との間に配置され、トルクカムによる出力トルクに応じた適正な軸力を発生し、かつスペーサ、スプリング及びトルクカムが出力側摩擦車の内部に配置されて、コンパクトに構成することができる。
【００２４】
請求項７に係る本発明によると、押圧装置は、２個のトルクカムを用いて、伝達トルクに対応する軸力を機械的に発生し、油圧を用いる押圧装置に比してエネルギ消費の少ないものでありながら、２個のトルクカムは、伝達経路に並列に配置され、伝達トルクが所定値より小さい領域では、専ら第１トルクカム経由でトルクが伝達されて、上記所定値より大きい領域では、第２トルクカムが伝達トルクを分担して、第１及び第２トルクカムは、それぞれ異なる伝達トルク領域で機能して軸力を発生するので、摩擦車式無段変速装置が必要とする軸力を、各変速域及び各負荷トルクに合せて適正に設定することが可能となり、摩擦車式無段変速装置による確実で信頼性の高い無段変速を可能とし、また過大な軸力を付与することがなく、動力伝達に際してのエネルギロスを減少して伝動効率を向上し、かつ摩擦車式無段変速装置の長寿命化を可能とすると共に、軸力を担持する軸受及びケース等の部品を小型化、軽量化してコンパクト性を向上することができる。
【００２５】
請求項８に係る本発明によると、スペーサ及びスプリングによる軸力が第１トルクカムの軸力より大きい場合、該スペーサ及びスプリングの予圧に基づく軸力が保償されて、低トルク領域（第１段階）でのトルク伝達を確保することができる。また、第２トルクカムは、所定遊びを有しており、第２トルクカムの作動の切換えが、上記所定遊びにより容易かつ確実に切換えることができ、例えば部分負荷の最高速側に合せた比較的急な勾配による第１トルクカムによる軸力発生領域（第２段階）と、全負荷における各変速比での必要軸力に合せた比較的緩やかな勾配による第２トルクによる軸力発生領域（第３段階）とを適正に設定することが可能となる。
【００２６】
請求項９に係る本発明によると、摩擦車式無段変速装置として、円錐摩擦車及び両円錐摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリングからなる円錐摩擦リング（コーンリング）式無段変速装置を適用したので、前記押圧装置によりリングと円錐摩擦車との間のトラクション力を保持して、正確で確実な無段変速を素早い応答で行うことができ、自動車のトランスミッションとして最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る車輌を示す伝動系統図。
【図２】本発明に係る押圧装置を備えた出力側摩擦車を示す断面図。
【図３】本発明に係る円錐摩擦リング式無段変速装置に用いられる押圧装置を示す断面図で、（ａ）は第１トルクカムにより動力が伝達される状態を示す図、（ｂ）は第２トルクカムにより動力が伝達される状態を示す図。
【図４】押圧装置のトルクと軸力との関係を示す図。
【図５】本発明に係る押圧装置の作動を示す模式図で、（ａ）は第１段階、（ｂ）は第２段階、（ｃ）は第３段階を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
自動車等の車輌に搭載される無段変速機１は、図１に示すように、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータや多板湿式クラッチ等の発進装置３１、前後進切換え装置３２、本発明に係る円錐摩擦リング式無段変速装置１、及びディファレンシャル装置３３からなり、これら各装置がケースに組み込まれて構成される。前記円錐摩擦リング式無段変速装置１は、油密状のケース５に収納されており、該ケース５内にはトラクション用オイルが封入されて、オイル溜り８となっている。
【００２９】
エンジン３０によって発生した動力は、発進装置３１、該発進装置３１の動力伝達経路下流側に配置される前後進切換え装置３２を介して円錐摩擦リング式無段変速装置１の入力軸（軸）４へ動力伝達され、円錐摩擦リング式無段変速装置１によって無段変速され、セカンダリシャフト（軸）１１へ出力される。さらに、該セカンダリシャフト１１に設けられたセカンダリギヤ３６及びそれと噛合するマウントギヤ３４によりディファレンシャル装置３３へ動力伝達され、左右の駆動輪３５，３５に出力される。
【００３０】
なお、本無段変速機Ｕは、円錐摩擦リング式無段変速装置１を適用した一例として示すもので、これに限らず、エンジン及びモータを駆動源とするハイブリッド駆動装置等の他の装置に適用してもよい。また、上記円錐摩擦リング式無段変速装置は、摩擦車式無段変速装置の一例として代表して示すものであり、リングを両円錐摩擦車を囲むように配置したリングコーン式無段変速装置、その外、トロイダル式無段変速装置等、入力側摩擦車と出力側摩擦車との間にオイルを介在して摩擦部材を接触し、該接触位置を変更することにより入力軸と出力軸との間の回転を無段に変速する摩擦車式無段変速装置に適用可能である。また、本摩擦車式無段変速装置１は、トラクション用オイルに一部浸されており、接触部分に掻上げ等により上記トラクション用オイルが介在しており、該オイルの剪断力を介して動力伝達される。なお、上記接触部へのオイルの供給は、掻上げ式に限らず、オイルポンプにより供給する強制式でもよい。
【００３１】
上記円錐摩擦リング式無段変速装置１は、入力側摩擦車であるプライマリコーン（円錐形摩擦車）２と、出力側摩擦車であるセカンダリコーン（円錐形摩擦車）１０と、プライマリコーン２及びセカンダリコーン１０との間に介在する摩擦部材であるリング３と、上記プライマリコーン１２及びセカンダリコーン１３とリング３との間に挟圧力を付与するための軸力を発生する押圧装置１２と、によって構成されている。
【００３２】
プライマリコーン２は、前後進切換え装置３２と連結しているプライマリシャフト（入力軸）４に一体に連結されていると共にケース５に回転自在に支持されており、一定の傾斜角を有した円錐形状をしている。また、該プライマリコーン２には、鋼製のリング３がその外周を取り囲むようにしてセカンダリコーン１０との間に配置されている。
【００３３】
セカンダリコーン１０は、プライマリコーン２と同じ傾斜角を有した円錐中空形状をしており、プライマリシャフト４と平行に設けられたセカンダリシャフト１１（出力軸）に、プライマリコーン２とは軸方向反対向きに嵌挿されて、ケース５にベアリング３７，３８により回転自在に支持されている。そして、上記セカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１との間に本発明に係る押圧装置１２が介在されている。
【００３４】
上記押圧装置１２は、図２及び図３に示すように、セカンダリコーン１０の中空部内に配置されており、セカンダリシャフト１１に対して固定されるフランジ部１９と、受圧部材１４と、スプリング１３と、受圧部材１４及びフランジ部１９の間に配置された第１トルクカム１５と、セカンダリコーン１０及びフランジ部１９の間に配置された第２トルクカム２０と、そして本発明の要部であるスペーサ４０とによって構成されている。
【００３５】
上記フランジ部１９は、段付きのフランジ状に形成された部材で、セカンダリシャフト１１とスプラインによって相対回転不能に配置されると共に、段差部１１ａ，１９ｃ［図３（ａ）参照］によってセカンダリシャフト１１に対して軸方向（Ｘ２方向）への移動が規制されている。即ち、詳しくは後述する第１及び第２トルクカム１５，２０によってセカンダリコーン１０から離れる方向（Ｘ２方向）に力を受けるフランジ部１９は、セカンダリシャフト１１に対して固定されている。また、セカンダリシャフト１１は、ケース５に対して円錐コロ軸受け３９（図１参照）により回転自在、かつ軸方向、特にセカンダリコーン１０から離れる方向（Ｘ２方向）のスラスト力を担持して一体に支持されている。さらに、セカンダリシャフト１１は、段差部とスナップリング２５によってセカンダリコーン１０に対して軸方向移動が規制された支持部材２４を嵌挿している。なお、押圧装置１２は、入力側摩擦車２と入力軸４との間に配置されてもよい。
【００３６】
上記受圧部材１４は、セカンダリコーン１０の小径側（Ｘ１方向側）の内周面において、セカンダリコーン１０に対してスプラインによって相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置されている。また、上記スプリング１３は、上記受圧部材１４と上記スペーサ４０の間に縮設されており、軸方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に複数枚並べて配置された皿ばね１３ａとその間に配置された所定肉厚のシム１３ｂからなり、厚さの異なるシム１３ｂを介在することによりスプリング１３の長さを調整し得る。即ち、セカンダリシャフト１１に対して段差部１１ａ，１９ｃにて軸方向移動が規制されているフランジ部１９と、セカンダリコーン１０の段差部１０ａとの間に、前記第１トルクカム１５、受圧部材１４、スプリング１３及びスペーサ４０は、軸方向に直列状に配置されている。なお、スプリング１３は、皿ばねが望ましい。例えばコイルスプリングであってもよく、つまりセカンダリコーン１０に予圧を付与し得るスプリングであればどのようなスプリングであってもよい。
【００３７】
上記第１トルクカム１５は、上記受圧部材１４とフランジ部１９とが対向した対向部にそれぞれ形成された複数の第１端面カム対（第１端面対）１７と、該複数の第１端面カム対１７の間にそれぞれ配置された複数の第１ボール１８と、で構成されている。該第１端面カム対１７は、受圧部材１４のＸ２方向側端面に複数形成された波状の端面カム（第１端面）１４ａと、フランジ部１９のＸ１方向側端面のうち受圧部材１４に対向した部分に複数形成された波状の端面カム（第１端面）１９ａとによって構成されている。つまり、セカンダリコーン１０の内周先端側（Ｘ１方向側）から、スペーサ４０、スプリング１３、受圧部材１４の端面カム１４ａ、第１ボール１８、及びフランジ部１９の端面カム１９ａは、軸方向に直列状に配置されている。
【００３８】
そして、上記複数の第１端面カム対１７の間に介在・配置される複数の第１ボール１８を有する第１トルクカム１５は、受圧部材１４とフランジ部１９との相対回転により一方の部材に対して他方の部材が軸方向に沿って互いが離反する方向に移動するように構成されている。即ち、上述のようにフランジ部１９のＸ２方向への移動は規制されており、受圧部材１４がＸ１方向側に移動し、スプリング１３を圧縮するように構成されている。
【００３９】
前記スペーサ４０は、円筒状の部材からなり、受圧部１４のボス部１４ａを囲むようにして、セカンダリコーン１０の小径側の段差部１０ａとスプリング１３との間に配置されており、該スプリング１３の付勢力によりセカンダリコーン１０の小径側の円筒空間部１０ｃ内に位置決めされている。セカンダリコーン１０は、ステンレス鋼、鋼、構造用合金鋼等により形成され、その線膨張係数が１０〜１３［×１０−６／℃］程度であるのに対して、スペーサ４０は、上記セカンダリコーン１０（又はセカンダリシャフト１１）の材料より高い線膨張係数、２０．０［×１０−６／℃］以上の材料からなる。
【００４０】
例えば、スペーサ４０は、ＪＩＳのＡＺ８０Ａ（マグネシウム合金）、又はＡ５０５２（アルミニウム合金）を材料として形成される。これらＡＺ８０Ａ，Ａ５０５２は、高い線膨張係数を有し、かつ比較的容易に入手でき、加工性もよく、好ましい材料であるが、これに限らず、亜鉛、鉛等の高線膨張係数を有する他の材料でもよい。ＡＺ８０Ａは、マグネシウム（Ｍｇ）を主成分として、重量％で、Ａｌ  ７．８〜９．９，Ｚｎ  ０．２〜０．８，Ｃｕ  ０．１５以下，Ｆｅ  ０，Ｍｎ  ０．１２〜０．３５，Ｎｉ  ０，Ｓｉ  ０．１以下、その他合計０．３以下からなり、線膨張係数（２０〜２００℃）が２７．２［×１０−６／℃］からなる。該ＡＺ８０Ａで形成されたスペーサ４０は、その長さを３０［ｍｍ］とすると、温度変化、４０℃→１４０℃で、荷解きの効果は、５００［Ｎ］となる。
【００４１】
Ａ５０５２は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分として、重量％で、Ｓｉ  ０．２５以下，Ｆｅ  ０．４以下，Ｃｕ  ０．１以下、Ｍｎ  ０．１以下、Ｍｇ  ２．２〜２．８，Ｃｒ  ０．１５〜２．９，Ｚｎ  ２．１以下、その他の合計２．１１以下からなり、線膨張係数が２３．８［×１０−６／℃］からなる。該Ａ５０５２で形成されたスペーサ４０は、その長さを３０［ｍｍ］とすると、温度変化４０℃→１４０℃で荷解きの効果は４００［Ｎ］となる。
【００４２】
該スペーサ４０は、リング３とプライマリ及びセカンダリの両コーン２，１０との接触部への掻上げによるオイル溜り８からのオイル供給により、該オイル溜り８のオイルが引掛けられる環境下にあって、該オイルの油温に依存して、セカンダリコーン１０の線膨張係数との差に基づき伸長する。該スペーサ４０の伸長は、スプリング１３に作用し、セカンダリコーン１０に軸力として作用する。
【００４３】
上記第２トルクカム２０は、上記セカンダリコーン１０とフランジ部１９とが対向した第２対向部にそれぞれ形成された複数の第２端面カム対（第２端面対）２２と、該複数の第２端面カム対２２の間にそれぞれ配置された複数の第２ボール２３と、で構成されている。上記第２端面カム対２２は、周方向に延びる長溝形状からなり、該カム対２２の所定回転量では第２ボール２３がカム対の底面を遊転する所定遊びｌを形成している（図５参照）。該第２端面カム対２２は、セカンダリコーン１０のフランジ部１９に対向する端面に複数形成された波状の端面カム１０ａと、フランジ部１９のＸ１方向側端面のうち、上記端面カム１９ａよりも外周側に形成され、セカンダリコーン１０に対向した部分に複数形成された波状の端面カム１９ｂと、によって構成されている。つまり、第２トルクカム２０は、上記第１トルクカム１５よりも外周側に配置されている。
【００４４】
そして、上記複数の第２端面カム対２２の間に介在・配置される複数の第２ボール２３を有する第２トルクカム２０は、セカンダリコーン１０とフランジ部１９との上記所定遊びを越えた相対回転により一方の部材に対して他方の部材が軸方向に沿って互いが離反する方向に移動するように構成されている。即ち、上述のようにフランジ部１９のＸ２方向への移動は規制されており、セカンダリコーン１０がＸ１方向側に押圧されるように構成されている。
【００４５】
図５に示すように、第１トルクカム１５は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１（と一体のフランジ部１９）に作用する出力トルクに応じて直ちに軸力を発生するが、第２トルクカム２０は、セカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１との間に所定相対回転（遊び）をした後、出力トルクに応じた軸力を発生する。また、第２トルクカム２０のカム角度が第１トルクカム１５のカム角度より大きく設定されている。
【００４６】
以上のように構成された押圧装置１２は、まず、スプリング１３が軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１に対してセカンダリコーン１０をＸ１方向側に常時（つまり、円錐摩擦リング式無段変速装置１による動力伝達が行われない非作動時でも）付勢することで、リング３をプライマリコーン２及びセカンダリコーン１０に押付ける（圧接させる）軸力の予圧として作用する（第１段階；図５参照）。
【００４７】
また、オイル溜り８の油温が所定低温（例えば２０℃）にある場合、上記スプリング１３は、所定予圧Ｆ１となるように設定されている。摩擦車式無段変速装置１の運転により、トラクション用オイルが接触部での剪断力として機能して動力伝達に使用されると、該オイルは、徐々に昇温する。すると、該昇温したイルは、押圧装置１２のスペーサ４０にも引掛り、該スペーサ４０は、セカンダリコーン１０より高い線膨張係数を有するため、セカンダリコーン１０よりも大きく伸長して、スプリング１３を圧縮する。該伸長は、オイルの温度が高くなる程大きく伸長して、スプリング１３を介して軸力（Ｆ１＋Ｆｔ）を発生する。従って、油温が所定低温Ｔ１にある状況から、油温の上昇に応じてスペーサＦｔに基づく軸力は大きくなる（Ｔ１→Ｔｎ）。
【００４８】
次に、押圧装置１２は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１にトルクが伝達される作動時となる際に、セカンダリシャフト１１に作用する負荷トルクに対応して（順じて）第１トルクカム１５が相対回転する。該第１トルクカム１５の相対回転に基づき、軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）に対してセカンダリコーン１０（受圧部材１４）は、該負荷トルクに対して軸力の増加率の大きいＸ１方向の軸力が付与される（第２段階；図５参照）。
【００４９】
このとき、プライマリコーン２から伝達されたトルクは、図３（ａ）中の符号Ｌで示す太線のように、セカンダリコーン１０、受圧部材１４、第１トルクカム１５、及びフランジ部１９を介してセカンダリシャフト１１に伝達される。そして、第１トルクカム１５は、上記セカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１との間に作用する出力（負荷）トルクに対応した軸力を発生し、該軸力はスプリング１３及びスペーサ４０を介してセカンダリコーン１０に作用する。第１トルクカム１５の作用を受けた受圧部材１４は、図３（ｂ）に示すように、Ｘ１方向側にＸだけ移動し、スプリング１３は、上記第１段階の軸方向長さＡから、Ａ−Ｘに縮められる。
【００５０】
ついで、押圧装置１２は、上記第２段階の場合よりも強いトルクが伝達されて、第２トルクカム２０の遊びを越えてセカンダリコーン１０とセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）とが相対回転すると、セカンダリシャフト１１に作用する負荷トルクに対応して第２トルクカム２０のカム部分が作動する。該第２トルクカム２０の相対回転に基づき、軸方向に固定されているセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）に対してセカンダリコーン１０は、第２段階の軸力よりも増加率の小さいＸ１方向の軸力が付与される（第３段階；図３参照）。このとき、プライマリコーン２から伝達されたトルクは図３（ａ）中の符号Ｌで示す太線に加え、図３（ｂ）中の符号Ｍで示す太線のように、セカンダリコーン１０、第２トルクカム２０、及びフランジ部１９を介してセカンダリシャフト１１に伝達される。従って、軸方向Ｘ２に対して固定状態にあるセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）に対して、第２トルクカム２０は、上記出力トルクに対応したＸ１方向の軸力をセカンダリコーン１０に作用し、該セカンダリコーン１０には、直列状の第１トルクカム１５、スペーサ４０及びスプリング１３に基づく第２段階の最大軸力（一定）に加えて、上記第２トルクカム２０による軸力が作用する。
【００５１】
このように、上記スペーサ４０、スプリング１３、第１トルクカム１５、及び第２トルクカム２０によりセカンダリコーン１０に作用するＸ１方向の軸力は、軸方向へ移動が規制されているプライマリコーン２に対して、リング３を両コーン２，１０に押付ける狭圧力として作用し、トラクション用オイルの中でリング３と両コーン２，１０との間でトルク伝達に必要とするトラクションを付与し、両コーン２，１０の間で動力伝達がなされる。また、押圧装置１２によって付与される軸力は、図５に示すように、第１段階、第２段階、及び第３段階の３段階となっており、伝動効率の向上を図ることができる。
【００５２】
なお、上記説明は、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１へトルク伝達する正トルクについて述べたが、エンジンブレーキ等で、セカンダリシャフト１１からセカンダリコーン１０へトルク伝達する逆トルク（逆駆動）にあっても、第１及び第２端面カム対１７，２２の端面カムの形状が波状からなるため、同様にＸ１方向の軸力が発生する。
【００５３】
図５は、第１段階、第２段階、第３段階からなる押圧装置の軸力特性と、各段階における押圧装置１２の作動状態を模式的に示した図である。第１段階は、スペーサ４０及びスプリング１３に基づき軸力が付勢されている状況で、出力トルクに関係なく軸力（Ｆ１＋Ｆｔ）が発生している。即ち、図５（ａ）に示すように、スプリング１３は、該一定の軸力が発生するように予め圧縮された状態（予圧）でセカンダリコーン１０と受圧部材１４との間に配設されている。この状態では、セカンダリコーン１０からセカンダリシャフト１１（フランジ部１９）への出力トルクが０であって、第１トルクカム１５及び第２トルクカム２０がボールを端面カムの最深部に保持する場合でもスプリング１３の予圧に基づく一定軸力Ｆ１が発生しており、所定出力トルクａが第１トルクカム１５に作用しても、該第１トルクカムが上記スプリング予圧を超える軸力を発生するまでは、受圧部材１４はスプリング予圧に基づき上記最深部である所定位置（スプリング１３の予圧長さＡ位置）に止まり、一定軸力状態にある。
【００５４】
トラクション用オイルの油温が所定低温にある場合、上記スプリング１３の所定予圧Ｆ１にあるが、使用によりトラクションオイルの油温が上昇すると、スペーサ４０が伸長して、スプリング１３を圧縮し、該第１段階の軸力は、上記スプリング１３の設定予圧Ｆ１に、油温に応じて増加するスペーサ４０の伸長に基づく予圧Ｆｔ（Ｔ１→Ｔｎ）が加わった軸力となる。該第１段階の軸力（Ｆ１＋Ｆｔ）は、リングと両円錐形摩擦車との間でのトラクション用オイルの油膜が、液体の粘性特性から固定されて弾性特性に変わる（固化）圧力（ガラス遷移圧力）より大きい軸力に設定される。この際、上記ガラス遷移圧力は、油温により変化するため、上記スペーサ４０が油温が高くなるに従って大きな軸力を発生することにより、トラクション用オイルの温度にかかわらず、適正な軸力を発生することができる。
【００５５】
ついで、図５（ｂ）に示す第２段階にあっては、上記所定出力トルクａ以上のトルクが作用し、受圧部材１４とフランジ部１９との間で相対回転を生じて、第１トルクカム１５が上記スプリング予圧以上の軸力を発生する。すると、フランジ部１９はセカンダリシャフト１１により軸方向位置が一定に保持されているので、受圧部材１４が軸方向Ｘ１方向に移動し、スプリング１３を圧縮しつつセカンダリコーン１０に軸力を作用する。該第２段階にあっては、第１トルクカム１５に基づき、比較的急な勾配αにより出力トルクの増加に対応して増加する軸力を発生する。なおこの際、受圧部材１４と回転方向一体のセカンダリコーン１０とセカンダリシャフトと一体のフランジ部１９との間で相対回転を生ずるが、第２トルクカム２０は、対向する端面カム対（第２対向部）に周方向に延びる長溝状の所定遊びｌが形成されており、ボールがカム対の底面を転がるだけでトルク伝達並びに軸力を発生することがない。この状態は、前記第２トルクカム２０の所定遊びｌがなくなり、ボールが端面カム対の傾斜面に当接するまで続く。
【００５６】
ついで、図５（ｃ）に基づき第３段階について説明する。第１トルクカム１５は、出力トルクの増加に応じて受圧部材１４をスプリング１３を圧縮しつつ軸力を増大する。出力トルクが所定値ｂを超えて受圧部材１４が軸方向Ｘ１方向に所定量Ｘストロークする。即ち、スプリング１３が予圧状態である長さＡから上記ストロークＸ分だけ圧縮され（Ａ−Ｘ）、フランジ部１９に対して受圧部材１４が所定量Ｘ軸方向に移動すると共に所定量回転し、かつスプラインで一体に回転するセカンダリコーン１０もフランジ部１９に対して上記所定量回転すると、第２トルクカム２０は上記所定遊びｌがなくなり、ボールが端面カム対の傾斜面に当接する。すると、セカンダリコーン１０からフランジ部１９に第２トルクカム２０を介してトルクが直接作用し、第２トルクカム２０は、上記トルクに基づき軸力を発生する。
【００５７】
この際、第２トルクカム２０の端面カムのカム角度δは、第１トルクカム１５の端面カムのカム角度γより大きく設定されている。これにより、出力トルクに基づくフランジ部１９に対するセカンダリコーン１０の相対回転量は、第１トルクカム１５に比して第２トルクカム２０の方が小さく、上記セカンダリコーン１０からフランジ部（セカンダリシャフト）１９に伝達されるトルクは、専ら第２トルクカム２０を経由して伝達されることになる。従って、第１トルクカム１５は、スプリング１３をＡ−Ｘ圧縮した圧縮位置にあって、出力トルクｂに対応する軸力Ｆ２を発生する状態に保持され、第２トルクカム２０が上記一定値からなる軸力Ｆ２に加えて、勾配βによる出力トルクに対応して増大する軸力を発生する。第２トルクカム２０は、カム角δが第１トルクカム１５のカム角γより大きいので、斜面の原理によって出力トルクに対する軸力の増加が小さく、第３段階は、第２段階に比してなだらかな勾配（β＜α）となる。
【００５８】
前記第１段階の軸力（Ｆ１＋Ｆｔ）は、第３段階でもそのまま作用する。従って、第３段階であっても、油温によりトラクション用オイルの剪断力が変化しても、それに応じた軸力を発生する。即ち、オイル溜り８のトラクション用オイルが使用により高温化すると、ガラス遷移圧力が大きくなるが、第１カムにより出力トルクに応じた軸力に、油温に応じて大きくなる軸力（Ｆｔ）が加えられ、油温に拘らず、リング及び両コーンの接触部での滑りを減少し得る。
【００５９】
なお、第１トルク及び第２トルクカムは、トルク伝達経路に対して並列に配置されていれば、上述実施の形態に示す配置に限らず、どこでもよい。また、（第１）トルクカムとスペーサ及びスプリングは、押圧装置の軸力方向に直列に配置されていれば、上記実施の形態に示された配置に限らず、どこでもよい。例えば、スペーサをトルクカム側とし、スプリングをコーン側としてもよく、更にスペーサとスプリングとをトルクカムを挟んで反対側に配置してもよい。
【００６０】
また、スペーサと軸力方向に直列に配置されたトルクカムがあればよく、第２トルクカムがないものにも適用可能であり、場合によっては、スプリングを省いたものにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る押圧装置を有する摩擦車式無段変速装置は、円錐形摩擦リング式無段変速装置として好適であり、産業機械、運輸機械等のあらゆる分野の動力伝達装置として利用可能であり、特に自動車に搭載されてトランスミッションに用いて好適である。
【符号の説明】
【００６２】
１        摩擦車式無段変速装置（円錐摩擦リング式無段変速装置）
２        入力側摩擦車（円錐形摩擦車、プライマリコーン）
３        摩擦部材（リング）
４        入力軸（プライマリシャフト）
１０      出力側摩擦車（円錐形摩擦車、セカンダリコーン）
１１      出力軸（セカンダリシャフト）
１２      押圧装置
１３      スプリング（皿ばね）
１４      受圧部材
１５      トルクカム（第１トルクカム）
２０      第２トルクカム
４０      スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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