(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル形無段変速機のローディングカムにボス部を有するとともに、このボス部にその内周部と外周部を連通する潤滑油ポートを有し、前記ローディングカムのボス部に嵌合された状態で、前記ローディングカム側のカム面と入力ディスク側のカム面との間に介在され、前記カム面に転動自在に保持された転動体を有するローディングカム装置の保持器において、
カーボン濃度が０．０２〜０．２％以下の鉄系の素材にプレス加工するとともに浸炭窒化して形成され、前記ローディングカムのボス部に嵌合される案内部を有した円環状の保持器本体と、この保持器本体の外周部に設けられ前記転動体を保持する複数個のポケットと、前記保持器本体の外周部に設けられ前記入力ディスク側に突出する外径側突出部と、前記案内部の内周部に設けられ、前記ボス部に嵌合して前記ローディングカム側に突出するとともに、その突出部を前記案内部より大径にして段差を形成した内径突出部とを具備したことを特徴とするローディングカム装置の保持器。
【請求項２】
トロイダル形無段変速機のローディングカムにボス部を有するとともに、このボス部にその内周部と外周部を連通する潤滑油ポートを有し、前記ローディングカムのボス部に嵌合された状態で、前記ローディングカム側のカム面と入力ディスク側のカム面との間に介在され、前記カム面に転動自在に保持された転動体を有するローディングカム装置の保持器において、
カーボン濃度が０．０２〜０．２％以下の鉄系の素材にプレス加工するとともに浸炭窒化して形成され、前記ローディングカムのボス部に嵌合される案内部を有した円環状の保持器本体と、この保持器本体の外周部に設けられ前記転動体を保持する複数個のポケットと、前記保持器本体の案内部の内周縁に設けられ前記ローディングカムのボス部との間に部分的に隙間を形成する段差部とを具備したことを特徴とするローディングカム装置の保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用変速機として使用されるトロイダル形無段変速機に組み込まれるローデイングカム装置の保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル形無段変速機は図５に示すように構成されている。すなわち、エンジン等の駆動源に連結される入力軸１を備えている。入力軸１にはローディングカム装置２が設けられている。このローディングカム装置２を介してバリエータ３に動力が伝達されるようになっている。バリエータ３にはローディングカム装置２と連動して回転する動力伝達軸４が設けられ、この動力伝達軸４に互いに対向する一対の入力ディスク５ａ，５ｂが設けられ、この一対の入力ディスク５ａ，５ｂの間には動力伝達軸４に対しては遊嵌状態の一対の出力ディスク６ａ，６ｂが同軸的に配置され互いに同期して回転するようになっている。
【０００３】
また、入力ディスク５ａ，５ｂと出力ディスク６ａ，６ｂとの間には傾転自在に転接された複数のパワーローラ７が設けられている。出力ディスク６ａ，６ｂは動力伝達軸４に対して遊嵌する遊嵌軸８を介して連結されている。
【０００４】
バリエータ３は、動力伝達軸４に伝達された回転駆動力が入力ディスク５ａ，５ｂ、パワーローラ７及び出力ディスク６ａ，６ｂを介して遊嵌軸８に伝達され、その速度比すなわち出力ディスク６ａ，６ｂの回転速度を入力ディスク５ａ，５ｂの回転速度で除した値がパワーローラ７の傾転角によって決定される。
【０００５】
すなわち、パワーローラ７が水平状態にあるときに、速度比が１の中立状態となり、これより各パワーローラ７の出力ディスク６ａ，６ｂ側が動力伝達軸４から離れる方向に傾転するとこれに応じて速度比が低下し、逆に各パワーローラ７の出力ディスク６ａ，６ｂ側が動力伝達軸４に接近する方向に傾転するとこれに応じて速度比が増加する。この遊嵌軸８には第１のギヤ９が嵌着され、この第１のギヤ９はカウンタ軸１０に設けられた第２のギヤ１１と噛合している。
【０００６】
前記ローディングカム装置２は入力軸１に係合し、入力軸１と共に回転するローディングカム１２の片面に円周方向に亘る凹凸として形成された第一のカム面１３と、入力ディスク５ａの背面に円周方向に亘る凹凸として形成された第二のカム面１４と、保持器１５に転動自在に保持された状態で第一のカム面１３と第二のカム面１４との間に挟持された転動体としての複数のころ１６とを備えている。
【０００７】
保持器１５は，図４に示すように，金属板で円環状に形成されており、外周部には周方向に等間隔に例えば４つの凸部１８が一体に設けられ、各凸部１８にはころ１６を保持するポケット１７が設けられている。各ポケット１７は矩形状であり、幅公差、長さ公差はころ１６を拘束しないように隙間が望ましい。つまり、隙間が少ないと拘束するため０．０５〜０．５ｍｍ位の隙間が望ましい。また、４つのポケット１７の対称度、位置度、角度公差もカム面との位相を合わせる意味である程度厳しく管理する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ローディングカム装置２の保持器１５は，切削加工によって製作し、ポケット１７の部分を高周波焼き入れ処理していた。しかしながら、材料の歩留まりが悪く、また切削加工時間が長くコストアップの原因となっていた。
【０００９】
また、高周波焼き入れは、凸部１８の部分にコイルを当てるので、セッティングが悪いとコイルタッチを起こし、その部分に外力が加わったときに割れを生じるという不具合がある。
【００１０】
また、高周波焼き入れの場合には、４ヶ所のポケット１７だけでなく、内径部も焼き入れする必要がある。そして、高周波の場合、ポケット１７の四隅部に逃げ部が形成されているため、特に焼きが入りにくく、側面に大きな面圧を受けながら外側にころ１６の遠心力を受けるので、この四隅部の応力は高くなるので、ここの焼き入れ硬度が低く、ここから破損する不具合が発生していた。
【００１１】
ポケット１７の四隅部が単一のＲで，しかもＲ１ｍｍ未満であるのが通常で応力集中しやすい形状であった。また直線部とのつなぎ部も尖っているのでバリがでやすく、組み立てのときにころを拘束してしまうという問題がある。
【００１２】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、カーボン濃度が低く、プレス加工によって容易に製作でき、コストダウンを図ることができるとともに、ローディングカムのボス部との間に部分的に隙間を形成し、潤滑油が隙間を通って入力ディスクのカム面にも流れて潤滑され、潤滑性を向上できるローディングカム装置の保持器を提供することにある。
【００１５】
また、ローディングカムのボス部との間に部分的に隙間を形成する段差部を形成することにより、接触面積が小さくなり円滑に摺動するとともに、潤滑油が潤沢に存在して円滑な摺動が得られるローディングカム装置の保持器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１はトロイダル形無段変速機のローディングカムにボス部を有するとともに、このボス部にその内周部と外周部を連通する潤滑油ポートを有し、前記ローディングカムのボス部に嵌合された状態で、前記ローディングカム側のカム面と入力ディスク側のカム面との間に介在され、前記カム面に転動自在に保持された転動体を有するローディングカム装置の保持器において、カーボン濃度が０．０２〜０．２％以下の鉄系の素材にプレス加工するとともに浸炭窒化して形成され、前記ローディングカムのボス部に嵌合される案内部を有した円環状の保持器本体と、この保持器本体の外周部に設けられ前記転動体を保持する複数個のポケットと、前記保持器本体の外周部に設けられ前記入力ディスク側に突出する外径側突出部と、前記案内部の内周部に設けられ、前記ボス部に嵌合して前記ローディングカム側に突出するとともに、その突出部を前記案内部より大径にして段差を形成した内径突出部とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２は、トロイダル形無段変速機のローディングカムにボス部を有するとともに、このボス部にその内周部と外周部を連通する潤滑油ポートを有し、前記ローディングカムのボス部に嵌合された状態で、前記ローディングカム側のカム面と入力ディスク側のカム面との間に介在され、前記カム面に転動自在に保持された転動体を有するローディングカム装置の保持器において、カーボン濃度が０．０２〜０．２％以下の鉄系の素材にプレス加工するとともに浸炭窒化して形成され、前記ローディングカムのボス部に嵌合される案内部を有した円環状の保持器本体と、この保持器本体の外周部に設けられ前記転動体を保持する複数個のポケットと、前記保持器本体の案内部の内周縁に設けられ前記ローディングカムのボス部との間に部分的に隙間を形成する段差部とを具備したことを特徴とする。
【００２０】
請求項1によれば、プレス加工に適した柔らかい鉄系の素材であるため、プレス加工が容易に行え、また全面が浸炭窒化するため隅部の応力が集中するところに硬度が入る。さらに、段差によってローディングカムのボス部との間に部分的に隙間が形成される。したがって、潤滑油が隙間を通って入力ディスクのカム面にも流れて潤滑される。
請求項２によれば、ローディングカムのボス部との間に部分的に隙間を形成する段差部を形成することにより、接触面積が小さくなり円滑に摺動する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は第１の実施形態を示し、ダブルキャビティ式トロイダル形無段変速装置の基本的構成は従来と同一であり、同一構成部分に同一番号を付して説明を省略する。
【００２４】
図１に示すように、ローディングカム装置２１は入力軸１に係合し、入力軸１と共に回転するローディングカム２２の片面に円周方向に亘る凹凸として形成された第一のカム面２３と、入力ディスク５ａの背面に円周方向に亘る凹凸として形成された第二のカム面２４と、第一のカム面２３と第二のカム面２４との間に転動自在に挟持された転動体としての複数のころ２５を備えた保持器２６とから構成されている。
【００２５】
ローディングカム２２は動力伝達軸４に対してボールベアリング２７を介して回転自在に支持されており、ボス部２８にはその内周部と外周部を連通する潤滑油ポート２９が穿設されている。
【００２６】
また、保持器本体２６ａは，図２に示すように，金属板で円環状に形成されており、ローディングカム２２のボス部２８に嵌合する円形の案内部３０が設けられている。保持器本体２６ａの外周部には周方向に等間隔に例えば４つの凸部３１が一体に設けられ、各凸部３１にはころ２５を保持するポケット３２が設けられている。
【００２７】
さらに、保持器本体２６ａの各凸部３１の外周部には前記入力ディスク５ａ側に突出する外径側突出部３３が設けられ，案内部３０の内周部にはローディングカム２２側に突出する内径突出部３４が凸部３１と対応する位置に設けられている。この内径突出部３４はボス部２８の段差部２８ａを逃げるように前記案内部３０より大径に形成することにより内径段差部３４ａが設けられている。
【００２８】
このように保持器本体２６ａの凸部３１の外周部に入力ディスク５ａ側に突出する外径側突出部３３を設けることにより、保持器２６を最も外側（外周）で支持でき、保持器２６の倒れを防止できる。また、内径突出部３４に内径段差部３４ａを設けることにより、ボス部２８の段差部２８ａと内径突出部３４の内径段差部３４ａとの間に潤滑油ポート２９と連通する隙間が形成され、潤滑油が一時的に溜まりやすく、潤滑性を向上させることができる。
【００２９】
また、保持器本体２６ａの案内部３０の内周縁で、内径突出部３４の相互間に位置する部分には切欠により段差部３５が設けられており、この段差部３５によってローディングカム２２のボス部２８との間に部分的に隙間が形成されている。したがって、潤滑油ポート２９から流れてきた潤滑油が隙間を通って入力ディスク５ａの第二のカム面２４にも流れて潤滑される。また、保持器本体２６ａの案内部３０はローディングカム２２のボス部２８に対して円滑に摺動しなければカム推力をロスすることになるが、切欠による段差部３５によって接触面積が小さくなり円滑に摺動するという効果がある。また、保持器本体２６ａをプレス加工後、切削によって仕上げ加工するにしても切削部位が少ないので有利である。
【００３０】
また、前記ポケット３２は、図３に示すように、矩形状で、その四隅にＲ１ｍｍ以上の円弧状の逃げ部３６が形成されている。さらに、逃げ部３６ところ２５が入る部位の直線部３７とのつなぎ部３８は９０゜より大きく、１８０゜より小さい鈍角に形成されている。また、ポケット３２の外側部分の直線部３７ａはころ２５と同じ長さでできるだけ小さい方が望ましい。
【００３１】
ポケット３２の四隅をＲ１ｍｍ以上の円弧状の逃げ部３６に形成し、直線部３７とのつなぎ部３８を鈍角に形成することにより、応力集中を避けることができ、またプレスでポケット３２を打ち抜くためにもバリが出にくいという利点がある。
【００３２】
前記保持器本体２６ａは、カーボン濃度が０．０２〜０．２％以下のプレス加工に適した柔らかい鉄系の素材、例えばＳＣＭ４２０，ＳＣｒ４２０，ＳＳ，ＳＰＨＥ，ＳＰＨＣ，ＳＡＰＨ等であり、この素材にプレス加工によって形成され、プレス加工後、浸炭窒化処理されている。
【００３３】
カーボン濃度の下限値を０．０２％にしたことは、通常のＳＰＣＣが０．０２％以上、一般的な鋼の下限値０．０２％未満の鋼は精練が難しく、コストアップとなる。また、上限値の０．２％は柔らかい材料がプレス加工には適しており、本実施形態の保持器本体２６ａの形状に合わせた上でプレス加工性を考えた場合の上限値である。したがって、プレス加工が容易に行え、また従来のように部分的に高周波焼き入れするより全面に浸炭窒化する方が隅々の応力が集中するところに硬度が入るという利点がある。なお，保持器本体２６ａは、硬質のころ２５を保持する関係で、表面硬さがＨＲＣ５５以上で、有効硬化層深さが０．２以上あるのが望ましい。
【００３４】
保持器本体２６ａをカーボン濃度が０．０２〜０．２％以下のプレス加工に適した柔らかい鉄系の素材とすることにより、プレス加工によって生産性の向上を図ることができ、コストダウンを図ることができる。
【００３５】
なお、前記実施形態においては、ダブルキャビティ式トロイダル形無段変速機について説明したが、この発明は、シングルキャビティ式トロイダルでも当然適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、プレス加工に適した柔らかい鉄系の素材であるため、プレス加工が容易に行え、また全面が浸炭窒化するため隅部の応力が集中するところにも硬度が入るという効果があり、さらに、段差によってローディングカムのボス部との間に部分的に隙間が形成される。したがって、潤滑油が隙間を通って入力ディスクのカム面にも流れて潤滑されるという効果がある。
【００３７】
請求項２によれば、ローディングカムのボス部との間に部分的に隙間を形成する段差部を形成することにより、接触面積が小さくなり、円滑に摺動するとともに、潤滑油が潤沢に存在して円滑な摺動が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態におけるトロイダル形無段変速機の要部の縦断側面図。
【図２】同実施形態における保持器本体を示し、（ａ）は矢印Ａ方向から見た図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は矢印Ｂ方向から見た図。
【図３】同実施形態におけるポケットの拡大図。
【図４】従来の保持器本体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図。
【図５】従来のダブルキャビティ式トロイダル形無段変速機の縦断側面図。
【符号の説明】
５ａ．５ｂ…入力ディスク
６ａ，６ｂ…出力ディスク
７…パワーローラ
２１…ローディングカム装置
２２…ローディングカム
２３，２４…カム面
２５…ころ
２６…保持器
２６ａ…保持器本体
３３…外径側突出部
３４…内径側突出部
【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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