(57)【要約】【課題】  パワーローラとこれに接触する部材との間で発生する熱を効率的に逃がすことができるトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】  それぞれの内周面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンに設けられた変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、入力側ディスクと出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラとを備えて成るトロイダル型無段変速機において、パワーローラ６には、入力側ディスクおよび出力側ディスクと接触しない部位６ｃに、この部位の表面積を増大させるべく溝３０，３２が形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの内周面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンに設けられた変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラとを備えて成るトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラには、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクと接触しない部位に、この部位の表面積を増大させるべく溝が形成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械などの変速機として利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的なトロイダル型無段変速機の要部を示すものであり、トルク入力軸としての回転軸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側ディスク２と出力側ディスク３とが回転自在に支持されている。この場合、入力側ディスク２は、回転軸１の軸方向への移動が可能となるように、回転軸１に対して駆動結合され、一方、出力側ディスク３は、入力側ディスク２から離れる方向への移動が制限されるように、入力側ディスク２と対向して取り付けられている。
【０００３】
また、入力側ディスク２と出力側ディスク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、入力側ディスク２と出力側ディスク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（スラスト玉軸受）７が設けられている。
【０００４】
入力側ディスク２および出力側ディスク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（トラクション面）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、パワーローラ６の周面６ａを外周に形成している内輪７ａと、外輪７ｂと、内輪７ａおよび外輪７ｂの転動面に保持されている複数の転動体８と、この複数の転動体８を転動自在に保持する保持器９とを備えている。言い換えると、パワーローラ６の大端面６ｂにスラスト転がり軸受７の内輪軌道２２が形成されるとともに、外輪７ｂの内側面１９にスラスト転がり軸受７の外輪軌道２４が形成されている。また、この場合、内輪軌道２２および外輪軌道２４は、転動体８を案内するために、パワーローラ６の大端面６ｂ上および外輪７ｂの内側面１９上にそれぞれ対向して周方向に形成された円形状の溝によって構成されている。そして、転動体８は、パワーローラ６と外輪７ｂとに挟持されて周方向に転動し、また、これらの転動体８がそれぞれ内輪軌道２２、外輪軌道２４に沿って適切な間隔を保ちつつ転動するように、保持器９が組み合わされる。
【０００５】
上記構成のトロイダル型無段変速機においては、入力側ディスク２が回転すると、パワーローラ６を介して出力側ディスク３が逆回転するため、回転軸１に入力された回転運動は、逆回転運動として出力側ディスク３へと伝達されて取り出される。この際、パワーローラ６の周面６ａが入力側ディスク２の外周付近と出力側ディスク３の中心付近とにそれぞれ当接するように変位軸５の傾斜角度を変化させると、回転軸１から出力側ディスク３と連結される出力ギアへの増速が行なわれ、これとは逆に、パワーローラ６の周面６ａが入力側ディスク２の中心付近と出力側ディスク３の外周付近とにそれぞれ当接するように変位軸５の傾斜角度を変化させると、回転軸１から前記出力ギアへの減速が行なわれる。更に、両者の中間の変速比についても、変位軸５の傾斜角度を適当に調節することにより、ほぼ無段階に得ることができる。なお、変位軸５（パワーローラ６の回転軸）の傾斜角度は、前記枢軸を中心としたトラニオン４の揺動に応じて変化する。
【０００６】
ところで、パワーローラ６は、トロイダル型無段変速機の動作中に高速回転して前述したように駆動力を伝達するものであるため、隣接する部材との摩擦接触によって熱を発生し、温度が高くなる。そのため、従来にあっては、この発生した熱を逃がすために、トラニオン４に溝を設けて放熱面積を増やしたり（例えば、特許文献１参照）、ディスク２，３に螺旋状の溝を設けて放熱面積を増やす（例えば、特許文献２参照）など、様々な対策が講じられている。
【０００７】
【特許文献１】実開平４−９６６５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記摩擦熱は、主に、入力側ディスク２とパワーローラ６の周面６ａとの間、出力側ディスク３とパワーローラ６の周面６ａとの間、パワーローラ６と転動体８との間で発生し、トラニオン４やディスク２，３に比べてパワーローラ６の方が温度上昇し易いため、パワーローラ６に比べて温度上昇率が小さいトラニオン４やディスク２，３に放熱用の溝を設けるだけでは、熱を効率的に逃がすことが難しい。
【０００９】
特に大トルクを伝達する際にパワーローラ６の温度上昇が高まると、パワーローラ６の周面６ａおよび転動体８の内輪軌道２２は、摩耗や損傷を引き起こし易く、その結果、パワーローラ６を支えるスラスト転がり軸受７の寿命をも短縮させることになりかねない。パワーローラ６を支持するスラスト転がり軸受７には高い耐久性と信頼性とが必要とされるため、その寿命が短縮するような事態を引き起こすことは避けなければならない。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラとこれに接触する部材との間で発生する熱を効率的に逃がすことができるトロイダル型無段変速機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】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、それぞれの内周面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンに設けられた変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラとを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記パワーローラには、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクと接触しない部位に、この部位の表面積を増大させるべく溝が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、入力側ディスクおよび出力側ディスクと接触しないパワーローラの部位に溝を設けて、パワーローラの外形寸法を変えることなく、パワーローラの表面積を大きくしているため、パワーローラで発生する熱を多く逃がすことができる。すなわち、溝の形成によって、放熱面積が増大するため、多量の熱を放出できる。特に、トラニオンやディスクに比べて温度上昇し易いパワーローラに放熱用の溝を設けているため、これらの間で発生する熱を効率的に逃がすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、本発明の特徴は、パワーローラの形状を改良した点にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図４と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施形態を示している。図示のように、本実施形態におけるトロイダル型無段変速機のパワーローラ６においては、入力側ディスク２および出力側ディスク３と接触しない小端面（大端面６ｂと反対側の面）６ｃに、断面形状が凹状の円形溝３０，３２が形成されている。これらの円形溝３０，３２は、変位軸５が通される軸孔４０を中心とする円を描いて延びており、互いに同心的に配置されている。
【００１５】
このように、本実施形態では、入力側ディスク２および出力側ディスク３と接触しないパワーローラ６の部位すなわち小端面６ｃに溝３０，３２を設け、パワーローラ６の外形寸法を変えることなく、パワーローラ６の表面積を大きくしている。そのため、パワーローラ６で発生する熱、具体的には、入力側ディスク２とパワーローラ６の周面６ａとの間、出力側ディスク３とパワーローラ６の周面６ａとの間、パワーローラ６と転動体８との間で発生した摩擦熱を、より多く逃がすことができる。すなわち、溝３０，３２の形成によって、放熱面積が増大する（図５に示す従来のパワーローラ６の平面状の小端面６ｃに比べて表面積が増大する）ため、多量の熱を放出できる。また、トラニオン４やディスク２，３に比べて温度上昇し易いパワーローラ６に放熱用の溝３０，３２を設けているため、これらの間で発生する熱を効率的に逃がすことができる。
【００１６】
図２は本発明の第２の実施形態を示している。図示のように、本実施形態におけるトロイダル型無段変速機のパワーローラ６においては、入力側ディスク２および出力側ディスク３と接触しない小端面６ｃに、断面形状が凹状の複数の直線溝３４が形成されている。これらの直線溝３４は、軸孔４０を中心に放射状（径方向）に延びている。
【００１７】
このように、本実施形態においても、入力側ディスク２および出力側ディスク３と接触しないパワーローラ６の部位すなわち小端面６ｃに溝３４を設け、パワーローラ６の外形寸法を変えることなく、パワーローラ６の表面積を大きくしているため、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
図３は本発明の第３の実施形態を示している。図示のように、本実施形態におけるトロイダル型無段変速機のパワーローラ６においては、入力側ディスク２および出力側ディスク３と接触しない小端面６ｃに、断面形状が凹状の円形溝３６が形成されている。この円形溝３６は、変位軸５が通される軸孔４０を中心とする円を描いて延びている。また、円形溝３６内には、複数の凸状部３８が設けられている。これらの各凸状部３８は、周方向に沿って所定の長さだけ延びる円弧状を成している。また、凸状部３８同士は、円形溝３６の周方向に沿って互いに離間しており、円形溝３６と同心的で且つ断続的な円を協働して描いている。したがって、円形溝３６内には、凸状部３８の存在により、２つの同心的な円形溝４４，４６と、複数の放射状の直線溝４８とが形成されている。このような構成によれば、同心円状の溝および放射状の溝を共に形成することができるため、第１および第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００１９】
なお、前述した各実施形態において、溝３０，３２，３４，３６は、その断面形状が凹状を成しているが、円形溝３０，３２，３４，３６の断面形状は、矩形、三角形、円弧、楕円など、加工コストが大幅に高くならないような形状であれば、どのような形状であっても構わない。また、溝３０，３２，３４，３６の形成部位は、入力側ディスク２および出力側ディスク３と接触しないパワーローラ６の部位であれば良く、小端面６ｃに限らない。また、溝の数も任意で良い。また、溝の全体形状も、円形状、放射状である必要はなく、螺旋状であっても構わない。また、溝は極端に細かくても良く、例えば小端面６ｃの粗さを極端に粗くし、これによって表面積を大きくしても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型など、様々なタイプのトロイダル型無段変速機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラの断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラの断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラの断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受を示す断面図である。
【図５】（ａ）は従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラの断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図である。
【符号の説明】
【００２２】
２    入力側ディスク
３    出力側ディスク
４    トラニオン
５    変位軸
６    パワーローラ
３０，３２，３４，３６  溝
【図１】
2005127343.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005127343.tif 000006
【図５】
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