(57)【要約】【課題】疲労に対する強度を向上させることができるトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器を提供する。【解決手段】内輪としてのパワーローラ６の転動面および外輪７ａの転動面に保持されている複数の転動体８を転動自在に保持する複数のポケット２３が円環状の主体２２の周方向に沿って互いに所定の間隔で離間して設けられたスラスト転がり軸受７の保持器２１において、主体２２のパワーローラ６側の端面２２ｄが、主体２２の外周端２２ａから内周端２２ｂに向かうにつれて次第にパワーローラ６から離れるように傾斜しており、主体２２の外輪７ａ側の端面２２ｃが、主体２２の外周端２２ａから内周端２２ｂに向かうにつれて次第に外輪７ａから離れるように傾斜している。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル型無段変速機に用いられるスラスト軸受の保持器であって、
内輪としてのパワーローラの軌道面および外輪の軌道面に保持されている複数個の転動体を転動自在に保持する複数個のポケットが円環状の主体の周方向に沿って互いに所定の間隔で離間して設けられたスラスト転がり軸受の保持器において、
前記主体の前記パワーローラ側の端面の少なくとも一部が、前記主体の外周端および内周端の少なくとも一方に向かうにつれて次第に前記パワーローラから離れるように傾斜しているとともに、前記主体の前記外輪側の端面の少なくとも一部が、前記主体の前記外周端および前記内周端の少なくとも一方に向かうにつれて次第に前記外輪から離れるように傾斜していることを特徴とするトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器。
【請求項２】
前記主体の前記パワーローラ側の前記端面が、前記主体の前記外周端から前記内周端に向かうにつれて次第に前記パワーローラから離れるように傾斜しているとともに、前記主体の前記外輪側の前記端面が、前記主体の前記外周端から前記内周端に向かうにつれて次第に前記外輪から離れるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器。
【請求項３】
前記主体の前記パワーローラ側の前記端面のうち、前記主体の前記外周端と前記内周端との間の途中から前記主体の前記内周端までの部分が、前記主体の前記内周端に向かうにつれて次第に前記パワーローラから離れるように傾斜しているとともに、前記主体の前記外輪側の前記端面のうち、前記主体の前記外周端と前記内周端との間の途中から前記主体の前記内周端までの部分が、前記主体の前記内周端に向かうにつれて次第に前記外輪から離れるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器。
【請求項４】
前記主体の前記両端面の傾斜部分は、互いにその傾きの角度が異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、自動車用の変速機として、あるいは各種産業機械用の変速機としてトロイダル型無段変速機が使用されている。
図９は、従来のトロイダル型無段変速機の要部を示すものであり、回転軸１の周囲には、それぞれの内周面同士を互いに対向させた入力ディスク２と出力ディスク３とが回転自在に支持されている。入力ディスク２と出力ディスク３との間には、両ディスク２，３の中心軸に対し捻れの位置にある枢軸（図示しない）を中心として揺動するトラニオン４が設けられている。このトラニオン４には変位軸５が設けられ、この変位軸５の周囲には、入力ディスク２と出力ディスク３との間に挟持された状態で回転自在に支持されたパワーローラ６が設けられている。さらに、パワーローラ６とトラニオン４との間には、このパワーローラ６に加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト転がり軸受７が設けられている。
入力ディスク２および出力ディスク３の内周面２ａ，３ａはそれぞれ断面が円弧状の凹面であり、パワーローラ６の周面６ａは球面状の凸面であり、この周面６ａと内周面２ａ，３ａとが互いに当接している。スラスト転がり軸受７は、内輪としてのパワーローラ６と、外輪７ａと、パワーローラ６の軌道面および外輪７ａの軌道面に保持されている複数個の転動体８と、これらの転動体８を転動自在に保持する保持器９とから構成されている。
【０００３】
図１０に示すように、保持器９は、内周端から外周端までの肉厚が均一な円環状の主体１０と、主体１０の周方向に沿って互いに所定の間隔で離間して設けられ且つ複数個の転動体（図示せず）を転動自在に保持する複数個の円形のポケット１１とから構成されている。さらに、これらのポケット１１を横切る状態で、主体１０の内周縁と外周縁との間の両側面に、凹溝からなる潤滑油流路１２が設けられている（例えば実開平７−３５８４７号公報参照）。したがって、スラスト転がり軸受７を構成する保持器９が軸方向に変位して、この保持器９のいずれかの端面とこの端面と対向するパワーローラ６または外輪７ａの面とが密接した場合でも、各転動体８を保持したポケット１１内には十分な量の潤滑油が潤滑油流路１２を通じて流れる。そのため、スラスト転がり軸受７の一部が著しく摩耗したり、あるいは焼き付いたりする虞がない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トロイダル型無段変速機のパワーローラ軸受としてのスラスト転がり軸受７は、トラクション接触を行なう構成上、図９に示すように、スラスト転がり軸受７と入力ディスク２および出力ディスク３との接触点（荷重点）が矢印で示す２箇所のみとなり、しかも接触角αを持っている。このため、スラスト転がり軸受７の内輪としてのパワーローラ６はスラスト方向の力を受けると同時に、円周上１８０°の対向位置でラジアル方向の分力も発生するので、円環状のスラスト転がり軸受７がラジアル方向に圧縮する。この圧縮により、パワーローラ６は、図１１に誇張して示すように楕円形に変形する。また、動力伝達のため、トラクション接触部には図１２に示すような接線方向の力２Ｆｔが生じる。この力は、スラスト転がり軸受７を倒す傾向の力Ｐとなり、力のアンバランスを生じさせる。
【０００５】
このような状態で使用されるスラスト転がり軸受７の転動体８の公転速度は、図１３に示すような分布を示す。つまり、反２Ｆｔ方向の転動体８の公転速度（矢印の長さは公転速度の大きさを示す）に対して２Ｆｔ方向の転動体８の公転速度は低くなる。そのため、図１４に示すように、転動体８と保持器９の接触荷重は、反２Ｆｔ方向では、矢印（長さは接触荷重の大きさを示す）で示すように転動体８が保持器９を回転方向に押す形となり、また、２Ｆｔ方向では、転動体８が保持器９を回転方向とは逆の方向に押す形となる。したがって、ポケット１１ａには圧縮応力が、ポケット１１ｂには引張り応力が加わることになり、保持器９が１回転する間に１ポケット１１が圧縮から引張りの両振りの応力負荷を１サイクル受けることになる。
【０００６】
このような使用条件下で使用される保持器９の潤滑油経路１２は、図１０に示すように、凹溝によって形成されているため、ポケット１１に上記圧縮応力および引っ張り応力が加わると、凹溝の溝壁と溝底との接続部分に応力が集中して、この部分より亀裂等の損傷が生じ易くなり、疲労に対する強度が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記事情に着目して為されたもので、疲労に対する強度を向上させることができるトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トロイダル型無段変速機に用いられるスラスト軸受の保持器であって、内輪としてのパワーローラの軌道面および外輪の軌道面に保持されている複数個の転動体を転動自在に保持する複数個のポケットが円環状の主体の周方向に沿って互いに所定の間隔で離間して設けられたスラスト転がり軸受の保持器において、前記主体の前記パワーローラ側の端面の少なくとも一部が、前記主体の外周端および内周端の少なくとも一方に向かうにつれて次第に前記パワーローラから離れるように傾斜しているとともに、前記主体の前記外輪側の端面の少なくとも一部が、前記主体の前記外周端および前記内周端の少なくとも一方に向かうにつれて次第に前記外輪から離れるように傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明においては、主体のパワーローラ側の端面の少なくとも一部、および主体の外輪側の端面の少なくとも一部が傾斜しているので、保持器が軸方向に変位しても、この保持器の主体の端面とこの端面に対向するパワーローラの面または外輪の面とが、全面において密接することがなく、潤滑油を供給するための油路となる空間が確保される。したがって、油路を確保するために、従来のように凹溝等を形成する必要がないので、主体の一部に応力が集中することがない。その結果、保持器の主体の疲労に対する強度が向上して、保持器の耐久力が向上する。また、主体に凹溝等を形成する必要がないので、この凹溝等を加工する工程が省略されるため、保持器の製造コストの低減が図られる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記主体の前記パワーローラ側の前記端面が、前記主体の前記外周端から前記内周端に向かうにつれて次第に前記パワーローラから離れるように傾斜しているとともに、前記主体の前記外輪側の前記端面が、前記主体の前記外周端から前記内周端に向かうにつれて次第に前記外輪から離れるように傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明においては、前記主体の両端面が、その全面に亘って傾斜しているので、潤滑油を供給するための油路となる空間を大きく確保することができるため、主体や転動体等が著しく摩耗したり、焼き付いたりする虞がない。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記主体の前記パワーローラ側の前記端面のうち、前記主体の前記外周端と前記内周端との間の途中から前記主体の前記内周端までの部分が、前記主体の前記内周端に向かうにつれて次第に前記パワーローラから離れるように傾斜しているとともに、前記主体の前記外輪側の前記端面のうち、前記主体の前記外周端と前記内周端との間の途中から前記主体の前記内周端までの部分が、前記主体の前記内周端に向かうにつれて次第に前記外輪から離れるように傾斜していることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明においては、主体の両端面のうち、この主体の外周端と内周端との間の途中から前記主体の内周端までの間の部分のみが傾斜しているので、主体の薄肉部分が少なくなるため、保持器の耐久性がさらに向上する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記主体の前記両端面の傾斜部分は、互いにその傾きの角度が異なることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明においては、パワーローラの主体側の面と、外輪の主体側の面とのそれぞれの形状に応じて、主体の両端面とこれらの両端面に対向するパワーローラの面および外輪の面との間に充分な空間が確保されるように、主体の両端面の傾斜部分の傾きが設定される。これにより、油路となる空間が確実に形成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、図９乃至図１４と同一構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。
図１および図２は、本発明の第１実施の形態を示す図であって、図１は、本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図であり、図２は、図１の保持器の一部を示す平面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、本実施の形態の保持器２１は、円環板の主体２２に円周方向に等間隔に複数個のポケット２３が形成されており、これらの各ポケット２３内に転動体８が転動自在に保持されている。
主体２２は、その断面形状が、この主体２２の外周端２２ａから内周端２２ｂに向かうにつれて次第に肉厚が減少するようなテーパ状に形成されて成るものである。したがって、主体２２の外輪７ａ側の端面２２ｃは、外周端２２ａから内周端２２ｂに向かうにつれて次第に外輪７ａから離れるように傾斜され、主体２２のパワーローラ６側の端面２２ｄは、外周端２２ａから内周端２２ｂに向かうにつれて次第にパワーローラ６から離れるように傾斜されている。また、これらの両端面２２ｃ，２２ｄの傾斜の角度は同一に設定されている。なお、図２において、一点鎖線は、傾斜部分を示している。
【００１８】
上記構成のトロイダル型無段変速機にあっては、保持器２１の主体２２の両端面２２ｃ，２２ｄが傾斜しているので、保持器２１が軸方向（図１において、上下方向）に変位しても、この保持器２１の主体２２のどちらかの端面２２ｃ，２２ｄと、この端面２２ｃ，２２ｄと対向する外輪７ａの面またはパワーローラ６の面とが、全面において密接することがないため、潤滑油を供給するための油路となる空間を確保することができる。したがって、油路を確保するために、従来のように凹溝等を形成する必要がないので、主体２２に局部的に応力が集中することを防止することができる。よって、保持器２１の主体２２の疲労に対する強度を向上させることができ、保持器２１の耐久力を向上させることができる。
【００１９】
また、保持器２１の主体２２の両端面２２ｃ，２２ｄが全面に亘って傾斜しているので、潤滑油を供給するための油路となる空間を大きく確保することができ、転動体８の転動面に充分な潤滑油を供給することができる。したがって、スラスト転がり軸受７の一部（例えば、保持器２１や転動体８等）が著しく摩耗するのを防止することができるとともに、スラスト転がり軸受７の一部が焼き付くのを防止することができる。
さらには、主体２２に凹溝等を形成する必要がないので、この凹溝等を加工する工程を省略することができるため、保持器２１の製造コストの低減を図ることができる。
【００２０】
図３は、第２実施の形態を示す図である。なお、図３において、図１および図２と同一構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。
図３に示すように、本実施の形態では、パワーローラ２４の変位軸５が貫通される貫通孔２８は、このパワーローラ２４の外端面側（図３において、上側）の小径部２８ａと、パワーローラ２４の内端面側（図３において、下側）の大径部２８ｂと、これら小径部２８ａおよび大径部２８ｂとを連続させる段部２８ｃとを備えている。また、パワーローラ２４の外端面において、貫通孔２８の周囲の部分には、保持器２１に向けて僅かに突出された円筒状の突部２４ａが形成されている。
【００２１】
上記構成のトロイダル型無段変速機にあっては、保持器２１の主体２２のパワーローラ６側の端面２２ｄが、主体２２の内周端２２ｂ側ほど前記パワーローラ６から離れるように傾斜しているので、主体２２の端面２２ｄの内周端２２ｂ側の部分と、これに対向するパワーローラ２４の外端面における貫通孔２８の周囲の部分との間に、比較的大きな空間が形成されるため、この空間の分だけ、突部２４ａを形成することができる。さらには、パワーローラ２４の貫通孔２８に小径部２８ａが形成されているので、パワーローラ２４の断面積が、パワーローラ２４の小径部２８ａの周囲の部分において、段部２８ｃの高さｈと小径部２８ａの軸方向長さＬとの積（ｈ×Ｌ）の分だけ大きくすることができる。
このように、パワーローラ２４の小径部２８ａの周囲の部分において、その断面積が大きくなっているとともに、突部２４ａが形成されているので、トロイダル型無段変速機の運転時に大きな引張り応力が加わるパワーローラ２４の小径部２８ａの周囲の部分における応力体積（ストレスボリューム）が増大するため、パワーローラ６の小径部２８ａ側の部分に大きな引張り応力が加わった場合にも、この部分に亀裂等の損傷が発生するのを防止することができる。
【００２２】
図４および図５は、本発明の第３実施の形態を示す図である。なお、図４および図５において、図１と同一構成要素には、同一符号を付してその説明を簡略化する。
図４および図５に示すように、本実施の形態の保持器３１は、円環板の主体３２に円周方向に等間隔に複数個のポケット３３が形成されており、これらの各ポケット３３内に転動体８が転動自在に保持されている。
主体３２は、その断面形状が、外周端３２ａからポケット３３の途中までの部分においては、肉厚が均一な略方形状に形成され、ポケット３３の途中から内周端３２ｂまでの部分においては、ポケット３３の途中から内周端３２ｂに向かうにつれて次第に肉厚が減少するようなテーパ状に形成されて成るものである。したがって、主体３２の外輪７ａ側の端面３２ｃのうち、ポケット３３の途中から内周端３２ｂまでの部分は、ポケット３３の途中から内周端３２ｂに向かうにつれて次第に外輪７ａから離れるように傾斜され、主体３２のパワーローラ６側の端面３２ｄのうち、ポケット３３の途中から内周端３２ｂまでの部分は、ポケット３３の途中から内周端３２ｂに向かうにつれて次第にパワーローラ６から離れるように傾斜されている。また、これらの両端面３２ｃ，３２ｄの傾斜の角度は同一に設定されている。なお、図５において、一点鎖線は、傾斜部分を示している。
【００２３】
上記構成のトロイダル型無段変速機にあっては、主体３２の両端面３２ｃ，３２ｄのうち、ポケット３３の途中から内周端３２ｂまでの間の部分のみが傾斜しているので、主体３２の薄肉部分を少なくすることができ、保持器３１の耐久性を向上させることができる。
【００２４】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。
例えば、第２実施の形態においては、第１実施の形態の保持器２１を用いたが、これに代えて、図６に示すように、第３実施の形態の保持器３１を用いるようにしても良い。
【００２５】
また、第２実施の形態に係る保持器２１においては、主体２２の両端面２２ｃ，２２ｄが同じ角度で傾斜していたが、これに代えて、図７に示すように、主体４２の外輪７ａ側の端面４２ｃの傾斜の角度よりも、パワーローラ２４側の端面４２ｄの傾斜の角度を大きくした保持器４１を用いるようにしても良い。この場合には、パワーローラ２４の突部２４ａの高さをより高くすることができるため、この突部２４ａの体積を大きくすることができ、パワーローラ６の小径部２８ａの周囲の部分において、亀裂等の損傷をさらに防止することができる。
【００２６】
同様に、第３実施の形態に係る保持器３１においては、主体３２の両端面３２ｃ，３２ｄのうち、ポケット３３の途中から主体３２の内周端３２ｂまでの部分がそれぞれ、同じ傾斜の角度で傾斜していたが、これに代えて、図８に示すように、上記主体３２の傾斜部分のそれぞれの傾斜の角度が異なる主体５２を備える保持器５１を用いるようにしても良い。
すなわち、この保持器５１においては、主体５２の外輪７ａ側の端面５２ｃの傾斜部分の傾斜の角度よりも、パワーローラ２４側の端面５２ｄの傾斜部分の角度を大きくしている。したがって、パワーローラ２４の突部２４ａの高さをより高くすることができるので、この突部２４ａの体積を大きくすることができ、パワーローラ６の小径部２８ａの周囲の部分において、亀裂等の損傷をさらに防止することができる。
【００２７】
また、上記各保持器２１，３１，４１，５１において、それぞれの主体２２，３１，４１，５１の両端面に形成される傾斜部分の傾斜の角度は、これらの両端面に対向するパワーローラ２４の外端面および外輪７ａの面の形状に応じて、適宜変更するようにしても良い。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、疲労に対する強度を向上させることができるトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の保持器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図２】図１の保持器の一部を示す平面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係るトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図５】図４の保持器の一部を示す平面図である。
【図６】本発明の変形例に係るトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図７】本発明の変形例に係るトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図８】本発明の変形例に係るトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図９】従来のトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図１０】図９の保持器を示す平面図である。
【図１１】押し付け力によるパワーローラの変形状態を示す図である。
【図１２】トラクション接触部に発生する接線方向の力を示す図である。
【図１３】スラスト転がり軸受の転動体の公転速度を示す図である。
【図１４】スラスト転がり軸受の転動体と保持器との接触荷重を示す図である。
【符号の説明】
６，２４　パワーローラ
７　　スラスト転がり軸受
７ａ　外輪
８　　転動体
２１，３１，４１，５１　　保持器
２２，３２，４２，５２　　主体
２２ｃ，２２ｄ，３２ｃ，３２ｄ，４２ｃ，４２ｄ，５２ｃ，５２ｄ　端面
２３，３３，４３，５３　　ポケット
【図１】
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【図２】
2004076912.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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