(57)【要約】【課題】  簡単な方法でパワーローラにより形成される内輪の温度上昇を抑制する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】  本発明のトロイダル型無段変速機は、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を備え、スラスト転がり軸受７は、パワーローラ６の大端面６ｂによってその軌道が形成される内輪７ａと、外輪７ｂと、これら内輪７ａおよび外輪７ｂの軌道面上で転動する複数の転動体８と、これらの複数の転動体８を転動自在に保持する保持器９とを備えて成り、保持器９が内輪７ａと接触していない。【選択図】      図１
2005133884.tif 000002
【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、このパワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ、パワーローラ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とを備え、前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラの大端面によってその軌道が形成される内輪と、外輪と、これら内輪および外輪の軌道面上で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持する保持器とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、
前記保持器が前記内輪と接触していないことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
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、このパワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ、パワーローラ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とを備え、前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラの大端面によってその軌道が形成される内輪と、外輪と、これら内輪および外輪の軌道面上で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持する保持器とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、
前記保持器は、その径方向内側部位のみが前記内輪および前記外輪と接触していることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
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、このパワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ、パワーローラ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とを備え、前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラの大端面によってその軌道が形成される内輪と、外輪と、これら内輪および外輪の軌道面上で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持する保持器とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、
前記保持器は、その径方向内側部位が前記内輪と接触し、その径方向外側部位が前記外輪と接触し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係り、特に、複数の転動体を転動自在に保持する保持器を改良したトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、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。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。
【０００３】
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の外輪軌道が形成されている。
【０００４】
図７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の転動体（図示せず）を転動自在に保持する複数の円形のポケット１１とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、パワーローラ６と入出力側ディスク２，３との間に形成されるトラクション面には、動力を非接触で伝達するための油膜が形成される。そして、作動時、トラクション面では、前記油膜のせん断によって発熱が起こり、温度が高くなる。このようなトラクション面での温度上昇は、トラクション係数の低下を招き、動力伝達効率を低下させる（十分な動力を伝達できなくなる）。
【０００７】
動力伝達効率の低下に伴うこのような問題は、トラクション面を冷却することで解消することができる。そのため、従来においては、トラクション面に十分な油を供給することにより、トラクション面を冷却している。
【０００８】
しかしながら、トラクション面に油を供給するためには、油の潤滑ポンプを作動させる必要があり、また、必要以上に油を供給しすぎても、かえって動力伝達効率の低下を招くことになる。すなわち、トラクション面に油を供給してトラクション面を冷却する場合には、冷却に必要な最小限量の油を供給することが必要であり、これを潤滑ポンプ側での油量制御によって行なうことは非常に面倒となる。
【０００９】
図８は、油膜のせん断に伴う発熱部位を示している。図示のように、発熱は、外輪７ｂと保持器９との間の部位Ａ、外輪７ｂと転動体８との間の部位Ｂ、内輪７ａ（パワーローラ６）と保持器９との間の部位Ｃ、転動体８と保持器９との間の部位Ｄ、内輪７ａと転動体８との間の部位Ｅ、内輪７ａと入出力側ディスク２，３との間の部位Ｆ、内輪７ａとコロ２０との間の部位Ｇで生じる。このうち、特に、発熱が多いのはトラクション面とスラスト転がり軸受７であり、その両方に含まれる内輪７ａ（パワーローラ６）の温度上昇が最も大きい。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、簡単な方法でパワーローラにより形成される内輪の温度上昇を抑制する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、このパワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ、パワーローラ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とを備え、前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラの大端面によってその軌道が形成される内輪と、外輪と、これら内輪および外輪の軌道面上で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持する保持器とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記保持器が前記内輪と接触していないことを特徴とする。
【００１２】
この請求項１に記載された発明においては、発熱の主要部がトラクション面とスラスト転がり軸受であり、その両方に含まれる内輪（パワーローラ）が最も温度上昇し易いという点に着目し、このパワーローラにより形成される内輪と保持器とを接触させないようにすることで、内輪の温度上昇を抑制している。これにより、内輪は、保持器との滑り摩擦がなくなるため、温度の上昇が抑制され、結果として、パワーローラを介したディスク間の動力伝達効率の低下を防ぐことができる。油量を適正に制御しつつトラクション面に油を供給してトラクション面を冷却する場合と異なり、パワーローラにより形成される内輪と保持器とを接触させないという極単純な手法により、内輪の温度上昇を抑制できるため、非常に有益である。
【００１３】
また、請求項２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、このパワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ、パワーローラ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とを備え、前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラの大端面によってその軌道が形成される内輪と、外輪と、これら内輪および外輪の軌道面上で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持する保持器とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記保持器は、その径方向内側部位のみが前記内輪および前記外輪と接触していることを特徴とする。
【００１４】
この請求項２に記載された発明においては、請求項１と類似した技術的思想に基づくが、内輪および外輪と保持器との接触をある程度許容することを前提に、保持器の径方向外側部位ではなく、径方向内側部位を内輪および外輪と接触させるようにしている。このようにすれば、内輪および外輪と保持器との接触面積を小さくできるため、接触部での滑り速度が小さくなり、発熱（＝摩擦力×滑り速度）を抑えることができる。
【００１５】
また、請求項３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、このパワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ、パワーローラ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とを備え、前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラの大端面によってその軌道が形成される内輪と、外輪と、これら内輪および外輪の軌道面上で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持する保持器とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記保持器は、その径方向内側部位が前記内輪と接触し、その径方向外側部位が前記外輪と接触していることを特徴とする。
【００１６】
この請求項３に記載された発明においては、請求項２と類似した技術的思想に基づき保持器の径方向内側部位と前記内輪とを接触させる一方で、これらの間での接触に基づく温度上昇に比べて相対的に温度上昇し難い外輪と保持器との接触を許容することにより、保持器の全てを内輪に接触させる場合と比較して、内輪の温度上昇を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のトロイダル型無段変速機は、パワーローラにより形成される内輪と保持器とを接触させないようにしている。また、保持器の径方向内側部位のみを内輪および外輪と接触させ、あるいは、保持器の径方向内側部位を内輪と接触させ且つ保持器の径方向外側部位を外輪と接触させるようにしている。したがって、内輪全体に保持器を接触させる場合に比べて相対的に内輪と保持器との接触面積を少なくでき、簡単な方法でパワーローラにより形成される内輪の温度上昇を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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、保持器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６〜図８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。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態を示している。本実施形態における保持器９は、内輪７ａと対向する第１の面９ａと、外輪７ｂと対向する第２の面９ｂとを有している。第１の面９ａのポケット１１の開口径は、転動体８の外径よりも大きく設定されており、第２の面９ｂのポケット１１の開口径は、転動体８の外径よりも小さく設定されている。すなわち、本実施形態において、ポケット１１の内周面は、所定の勾配をもって傾斜している。また、ポケット１１の勾配（テーパ角度）は所定量に調整されており、保持器９が内輪７ａ側と接触しないようになっている。この場合、転動体８は、第１の面９ａ側からポケット１１内に挿入され、第１の面９ａのポケット１１の開口部付近を加締めることによりポケット１１から抜け落ちないように保持される。
【００２０】
このように、本実施形態では、パワーローラ６により形成される内輪７ａと保持器９とが接触していないため、内輪７ａの温度上昇を抑制することができる。すなわち、内輪７ａは、保持器９との滑り摩擦がなくなるため、温度の上昇が抑制される。したがって、パワーローラ６を介したディスク２，３間の動力伝達効率の低下を防ぐことができる。
【００２１】
図１の実施形態では、ポケット１１の断面形状（テーパ面）が直線状になっているが、図２に示すようにポケット１１の断面形状（テーパ面）を曲線状にしても良い。また、軸方向から見たポケット１１の形状は円でなく、楕円等の長穴であっても良い。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態における保持器９は、その径方向内側部位のみが内輪７ａおよび外輪７ｂと接触するようになっている。具体的には、保持器９は、第１の面９ａおよび第２の面９ｂの径方向内側部位に、軸方向に所定量突出するボス部４０を有している。そして、保持器９は、このボス部４０のみで内輪７ａおよび外輪７ｂと接触するようになっている。
【００２３】
このように、本実施形態では、保持器９の径方向内側部位のみが内輪７ａおよび外輪７ｂと接触するようになっているため、内輪および外輪と保持器との接触面積を小さくすることができ、接触部での滑り速度を小さくすることができる。そのため、内輪７ａの温度の上昇を抑制することができ、パワーローラ６を介したディスク２，３間の動力伝達効率の低下を防ぐことができる。
【００２４】
図４は、本発明の第３の実施形態を示している。本実施形態における保持器９は、第１の面９ａの径方向内側部位が内輪７ａと接触するようになっている。具体的には、保持器９は、第１の面９ａの径方向内側部位のみに、軸方向に所定量突出するボス部４０を有している。そして、保持器９は、このボス部４０で内輪７ａと接触し、第２の面９ｂで外輪７ｂと接触するようになっている。この場合、保持器９は、第２の面９ｂの全体が外輪７ｂと接触しても良いが、第２の面９ｂの径方向外側部位のみで外輪７ｂと接触するように、第２の面９ｂの径方向外側部位が軸方向に所定量突出していても良い。
【００２５】
このように、本実施形態では、保持器９の径方向内側部位と内輪７ａとを接触させる一方で、これらの間での接触に基づく温度上昇に比べて相対的に温度上昇し難い外輪７ｂと保持器９との接触を許容することにより、保持器９の全てを内輪７ａに接触させる場合と比較して、内輪７ａ側の温度上昇を特に抑制することができる。
【００２６】
図５は、第３の実施形態の変形例を示している。本実施形態では、第３の実施形態のように第１の面９ａにボス部４０を設ける代わりに、径方向内側に向かって保持器９の肉厚が厚くなるように第１の面９ａがテーパ状に形成されている。すなわち、本実施形態では、保持器９の外周の肉厚Ｈ１が中心の肉厚Ｈ２に比べて小さく設定されており、それに伴って、第１の面９ａが径方向内側に向かって滑らかに傾斜するテーパ面４２として形成されている。このような構成でも、保持器９の径方向内側部位を内輪７ａと接触させ、保持器９の径方向外側部位を外輪７ｂと接触させることができるため、第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
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】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る保持器の断面図である。
【図２】第１の実施形態の変形例に係る保持器の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る保持器の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る保持器の断面図である。
【図５】第３の実施形態の変形例に係る保持器の断面図である。
【図６】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７】従来の保持器を示す平面図である。
【図８】トラクション面付近の発熱部材を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
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
７    スラスト転がり軸受
７ａ    内輪
７ｂ    外輪
８    転動体
９    保持器
【図１】
2005133884.tif 000003
【図２】
2005133884.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】
2005133884.tif 000009
【図８】
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