(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内周面同士を互いに対向させた第1及び第２のディスクと、当該第１及び第２の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、前記第１のディスク及び第２のディスク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、この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、前記第１及び第２のディスクの内周面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、前記パワーローラの周面は球面状の凸面であり、この周面と前記内周面とが互いに当接しており、前記スラスト転がり軸受は、パワーローラの球面状の凸面を外周に形成した内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の間に設けられた複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持する保持器を備え、当該保持器は、円環状の主体と、この主体の周方向に所定間隔を開けて設けられて前記複数の転動体を保持する複数のポケットとからなるトロイダル型無段変速機において、
前記主体を、肉厚の異なる内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、
前記外径側部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、
前記内径側部材を、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とし、
前記内径側部材の肉厚を前記外径側部材の肉厚よりも厚くし、
前記ポケットを、前記外径部材に設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内周面同士を互いに対向させた第1及び第２のディスクと、当該第１及び第２の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、前記第１のディスク及び第２のディスク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、この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、前記第１及び第２のディスクの内周面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、前記パワーローラの周面は球面状の凸面であり、この周面と前記内周面とが互いに当接しており、前記スラスト転がり軸受は、パワーローラの球面状の凸面を外周に形成した内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の間に設けられた複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持する保持器を備え、当該保持器は、円環状の主体と、この主体の周方向に所定間隔を開けて設けられて前記複数の転動体を保持する複数のポケットとからなるトロイダル型無段変速機において、
前記主体を、肉厚の異なる内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、
前記外径側部材を、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とし、
前記内径側部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、
前記内径側部材の肉厚を前記外径側部材の肉厚よりも薄くし、
前記ポケットを、前記内径部材に設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内周面同士を互いに対向させた第１及び第２のディスクと、当該第１及び第２の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、前記第１のディスク及び第２のディスク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、この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、前記第１及び第２のディスクの内周面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、前記パワーローラの周面は球面上の凸面であり、この周面と前記内周面とが互いに当接しており、前記スラスト転がり軸受は、パワーローラの球面上の凸面を外周に形成した内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の間に設けられた複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持する保持器を備え、当該保持器は、円環状の主体と、この主体の周方向に所定間隔を開けて設けられて前記複数の転動体を保持する複数のポケットからなるトロイダル型無段変速機において、
前記主体を、肉厚の均一な内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、
前記外径部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、かつ、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とし、
前記ポケットを、前記内径部材に設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内周面同士を互いに対向させた第１及び第２のディスクと、当該第１及び第２の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、前記第１のディスク及び第２のディスク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、この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、前記第１及び第２のディスクの内周面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、前記パワーローラの周面は球面上の凸面であり、この周面と前記内周面とが互いに当接しており、前記スラスト転がり軸受は、パワーローラの球面上の凸面を外周に形成した内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の間に設けられた複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持する保持器を備え、当該保持器は、円環状の主体と、この主体の周方向に所定間隔を開けて設けられて前記複数の転動体を保持する複数のポケットからなるトロイダル型無段変速機において、
前記主体を、肉厚の均一な内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、
これら内径側部材及び外径側部材のうちの一方の部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、他方の部材を、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とした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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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７に示すものは、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(第１のディスク)２と出力ディスク(第２のディスク)３がそれぞれ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。
【０００３】
前記入力ディスク２と出力ディスク３の内周面２ａ，３ａはそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、前記パワーローラ６の周面６ａは球面状の凸面であり、この周面６ａと前記内周面２ａ，３ａとが互いに当接している。前記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及び外輪７ｂの間に設けられた複数の転動体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を備えている。
【０００４】
保持器９は、図８及び図９にも示すように、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の周方向に所定間隔を開けて設けられて複数の転動体８を転動自在に保持する複数のポケット１１とから構成されている。さらに、これらポケット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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成のトロイダル型無段変速機は、スラスト転がり軸受７の保持器９が軸方向に支持されていないので、保持器９の潤滑油流路１２を形成している両側面が、内輪７ａ、外輪７ｂにこすれて摩耗しやすい。
【０００６】
また、動力伝達の際には、スラスト転がり軸受７の内輪７ａがスラスト方向の力を受けると同時に、円周上の１８０°の対向位置でラジアル方向の分力も発生するので、スラスト転がり軸受７がラジアル方向に圧縮される。この圧縮により内輪７ａが楕円形に変形するので、転動体８を介して保持器９の円周方向に異なる応力で過大な外力が加わり、保持器９の強度の面で問題がある。しかも、保持器９の両側面に潤滑油流路１２を形成したことで、部分的に強度が低下した構造となっている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、保持器の強度及び耐摩耗性を向上させたトロイダル型無段変速機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】
上記目的を達成するために、請求項１記載のトロイダル型無段変速機は、回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内周面同士を互いに対向させた第1及び第２のディスクと、当該第１及び第２の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、前記第１のディスク及び第２のディスク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、この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、前記第１及び第２のディスクの内周面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、前記パワーローラの周面は球面状の凸面であり、この周面と前記内周面とが互いに当接しており、前記スラスト転がり軸受は、パワーローラの球面状の凸面を外周に形成した内輪と、外輪と、これら内輪及び外輪の間に設けられた複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持する保持器を備え、当該保持器は、円環状の主体と、この主体の周方向に所定間隔を開けて設けられて前記複数の転動体を保持する複数のポケットとからなるトロイダル型無段変速機において、前記主体を、肉厚の異なる内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、前記外径側部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、前記内径側部材を、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とし、前記内径側部材の肉厚を前記外径側部材の肉厚よりも厚くし、前記ポケットを、前記外径部材に設けた。
【００１４】
この請求項１記載の発明によると、スラスト転がり軸受の保持器が軸方向に移動しても、内径側部材がスラスト転がり軸受の内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動するので、保持器の摩耗が防止される。また、動力伝達の際に保持器に過大な外力が加わっても、外径側部材が保持器全体の強度を保つので、保持器の破壊が防止される。
【００１５】
さらに、請求項２記載のトロイダル型無段変速機は、前記主体を、肉厚の異なる内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、前記外径側部材を、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とし、前記内径側部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、前記内径側部材の肉厚を前記外径側部材の肉厚よりも薄くし、前記ポケットを、前記内径部材に設けた。
【００１７】
この請求項２記載の発明によると、スラスト転がり軸受の保持器が軸方向に移動しても、外径側部材がスラスト転がり軸受の内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動するので、保持器の摩耗が防止される。また、動力伝達の際に保持器に過大な外力が加わっても、内径側部材が保持器全体の強度を保つので、保持器の破壊が防止される。
【００１８】
また、請求項３記載のトロイダル型無段変速機は、前記主体を、肉厚の均一な内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、前記外径部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、かつ、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とし、前記ポケットを、前記内径部材に設けた。
【００１９】
また、請求項４記載のトロイダル型無段変速機は、前記主体を、肉厚の均一な内径側部材及び外径側部材を一体化することで構成し、これら内径側部材及び外径側部材のうちの一方の部材を、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する部材とし、他方の部材を、前記内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動する部材とした。
この請求項４記載の発明によると、スラスト転がり軸受の保持器が軸方向に移動しても、他方の部材がスラスト転がり軸受の内輪及び前記外輪に対して低摩擦係数で摺動するので、保持器の摩耗が防止される。また、動力伝達の際に保持器に過大な外力が加わっても、一方の部材が保持器の強度を保つので、保持器の破壊が防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図７に示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１は、第１実施形態の保持器２０を横断面で示した図である。本実施形態の保持器２０は、内周端から外周端までの肉厚が均一な円環状の主体２２と、主体２２の周方向に設けた複数のポケット２４とを備えている。各ポケット２４は、転動体８を転動自在に保持している。
【００２１】
主体２２は、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する金属部材で形成されている。この主体２２のスラスト転がり軸受７の内輪７ａ及び外輪７ｂに対向する両側面には、低摩擦摺動部である皮膜部２６が設けられている。この皮膜部２６の例としては、リン酸皮膜処理により設けたもの、或いはセラミックコーティングのように、内輪７ａ及び外輪７ｂに対して低摩擦係数で摺動するものが考えられる。
【００２２】
上記構成の保持器２０を、トロイダル型無段変速機に組み込むと、保持器２０自体が軸方向に移動しても、主体２２の両側面に設けた皮膜部２６が、内輪７ａ及び外輪７ｂに低摩擦係数で摺動するので保持器２０全体の摩耗を防止することができる。また、動力伝達の際に、スラスト転がり軸受７の内輪７ａがスラスト方向の力を受けると同時に、円周上の１８０°の対向位置でラジアル方向の分力も発生して内輪７ａが楕円形に変形してしまい、転動体８を介して保持器９の円周方向に過大な外力が加わっても、金属部材からなる主体２２が強度を有する部材で構成されているので、保持器２０の破壊を防止することができる。
【００２３】
なお、皮膜部２６は、内輪及び外輪に対向するどちらか一方でもよい。
保持器の摩耗部分は、玉数及び伝達トルクの大きさにより、内輪側面が摺動したり、外輪側面が摺動したりするので使用条件により、皮膜部２６を形成する面を決める。
【００２４】
次に、図２は、第２実施形態の保持器３０を横断面で示した図である。本実施形態の保持器３０は、内周端から外周端までの肉厚が均一な円環状の主体３２を備え、この主体３２のスラスト軸受７の内輪７ａ及び、外輪７ｂに対抗する両側面には、低摩擦摺動部である合成樹脂部３６が設けられている。
【００２５】
主体３２は、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する金属部材で形成されている。合成樹脂部３６は、内輪７ａ及び外輪７ｂに対して低摩擦係数で摺動する合成樹脂材料より成り、接着及び射出成形することなどにより主体３２の側面に設けられる。
【００２６】
上記構成の保持器３０をトロイダル型無段変速機に組み込むと、保持器３０が軸方向に移動しても、主体３２の両側面に設けた合成樹脂部３６が内輪７ａ及び外輪７ｂに低摩擦係数で摺動するので保持器３０全体の摩耗を防止することができる。また、動力伝達の際に、保持器３０に過大な外力が加わっても、金属部材からなる主体３２が保持器３０全体の強度を保つので、保持器３０の破壊を防止することができる。
【００２７】
なお、低摩擦摺動部である合成樹脂部３６は、第１実施形態と同様に、内輪及び外輪に対向するどちらか一方でもよい。
【００２８】
次に、図３は、第３実施形態の保持器４０を横断面で示した図である。本実施形態の保持器４０は、肉厚が異なる内径側部材４２及び外径側部材４４で構成されている。内径側部材４２は肉厚がｔ１の円環状の部材であり、外径側部材４４は、転動体８を転動自在に保持するポケット４６を周方向に形成した円環状の部材であり、内径側部材４２の肉厚ｔ１より小さな肉厚ｔ２として形成されている（ｔ１＞ｔ２）。
【００２９】
外径側部材４４は、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する材料、たとえば、鋼、繊維強化プラスチック、カーボンファイバープラスチック等である。内径側部材４２は、内輪７ａ及び外輪７ｂに対して低摩擦係数で摺動する材料、たとえば、黄銅(ＨＢＳＣ１)、合成樹脂等からなる部材であり、外径側部材４４の内側に、プレス圧入、焼ばめ、接着、射出成形等により形成されている。
【００３０】
上記構成の保持器４０をトロイダル型無段変速機に組み込むと、保持器４０が軸方向に移動しても、肉厚ｔ２の厚い内径側部材が内輪７ａ及び外輪７ｂに低摩擦係数で摺動するので保持器４０全体の摩耗を防止することができる。また、動力伝達の際に、保持器４０に過大な外力が加わっても、外径側部材４４が保持器４０全体の強度を保つので、保持器４０の破壊を防止することができる。
【００３１】
次に、図４は、第４実施形態の保持器５０を横断面で示した図である。本実施形態の保持器５０は、肉厚（ｔ３）が薄い内径側部材５２と肉厚（ｔ４）が厚い外径側部材５４で構成されている（ｔ３＜ｔ４）。内径側部材５２は、転動体８を転動自在に保持するポケット５６を周方向に形成した円環状の部材であり、外径側部材５４は、内径側部材５２の外周に一体化されている。
【００３２】
外径側部材５４は、内輪７ａ及び外輪７ｂに対して低摩擦係数で摺動する材料、たとえば、黄銅(ＨＢＳＣ１)、合成樹脂であり、内径側部材５２は、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する材料、たとえば、鋼、繊維強化プラスチック、カーボンファイバープラスチック等である。内径側部材５２は、外径側部材５４の内側に、プレス圧入、焼ばめ、接着、射出成形等により形成される。
【００３３】
上記構成の保持器５０をトロイダル型無段変速機に組み込むと、保持器５０が軸方向に移動しても、肉厚ｔ４の厚い外径側部材５４が内輪７ａ及び外輪７ｂに低摩擦係数で摺動するので保持器全体の摩耗を防止することができる。また、動力伝達の際に、保持器５０に過大な外力が加わっても、外径側部材５４が保持器全体の強度を保つので、保持器５０の破壊を防止することができる。
【００３４】
なお、保持器の摩耗部分は、玉数及び伝達トルクの大きさにより、内径側部材が摺動したり、外径側部材が摺動したりするので、使用条件により、それに適した実施形態を選択する。
【００３５】
次に、図５は、第５実施形態の保持器６０を横断面で示した図である。本実施形態の保持器６０は、肉厚の均一な内径側部材６２及び外径側部材６４で構成されている。内径側部材６２は、転動体８を転動自在に保持するポケット６６を周方向に形成した円環状の部材であり、外径側部材６４は、内径側部材６２の外周方向に形成した円環状の部材であり、外径側部材６４は、内径側部材６２の外周に、締まりばめなどで嵌合された円環状の部材である。
【００３６】
前記外径側部材６４は、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有し、且つ、内輪７ａに対して低摩擦係数で摺動する部材であり、例えば焼結金属等の金属からなる部材である。内径側部材６２は、軽量な合成樹脂材料からなる部材である。
【００３７】
上記構成の保持器６０をトロイダル型無段変速機に組み込むと、保持器６０が軸方向に移動しても、外径側部材６４が内輪７ａ及び外輪７ｂに低摩擦係数で摺動するので保持器６０の摩耗を防止することができる。また、動力伝達の際に、保持器６０に過大な外力が加わっても、外径側部材６４が保持器６０の強度を保つので、保持器６０の破壊を防止することができる。さらに、内径側部材６２を、軽量な合成樹脂材料で構成したので、保持器６０全体の軽量化をはかることができる。
【００３８】
次に、図６は、第６実施形態の保持器７０を横断面で示した図である。本実施形態の保持器７０は、肉厚の均一な内径側部材７２および外径側部材７４で構成されている。内径側部材７２は円環状の部材であり、外径側部材７４は、転動体を転動自在に保持するポケット７６を周方向に形成した円環状の部材であり、内径側部材７２の外周に、締まりばめなどで嵌合されている。
外径側部材７４は、動力伝達の際に加わる外力に対して変形しにくい強度を有する金属材料である。内径側部材７２は、内輪７ａ及び外輪７ｂに対して低摩擦係数で摺動する合成樹脂材料からなる部材である。
【００３９】
上記構成の保持器７０をトロイダル型無段変速機に組み込むと、保持器７０が軸方向に移動しても、内径側部材７２が内輪７ａ及び外輪７ｂに低摩擦係数で摺動するので保持器７０の摩耗を防止することができる。また、動力伝達の際に、保持器７０に過大な外力が加わっても、外径側部材７４が保持器７０の強度を保つので保持器７０の破壊を防止することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトロイダル型無段変速機によると、スラスト転がり軸受の内輪及び外輪に低摩擦係数で摺動することで摩耗が防止され、動力伝達の際に過大な外力が加わっても十分に強度を有する保持器を備えたので、最適に転動体を案内でき、耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の保持器を示す横断面図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態の保持器を示す横断面図である。
【図３】本発明に係る第３実施形態の保持器を示す横断面図である。
【図４】本発明に係る第４実施形態の保持器を示す横断面図である。
【図５】本発明に係る第５実施形態の保持器を示す横断面図である。
【図６】本発明に係る第６実施形態の保持器を示す横断面図である。
【図７】トロイダル型無段変速機の要部を示す図である。
【図８】従来の保持器を示す平面図である。
【図９】図８のａ−ａ線矢視図である。
【符号の説明】
１    回転軸
２    入力ディスク（第１のディスク）
３    出力ディスク（第２のディスク）
４    トラニオン
６    パワーローラ
７    スラスト転がり軸受
８    転動体
２０，３０，４０，５０，６０，７０    保持器
２２，３２    主体
２４，４６，５６，６６，７６    ポケット
２６    皮膜部
３２，４２，５２，６２，７２    内径側部材
３４，４４，５４，６４，７４    外径側部材
３６    合成樹脂部
【図１】
0004385309.tif 000002
【図２】
0004385309.tif 000003
【図３】
0004385309.tif 000004
【図４】
0004385309.tif 000005
【図５】
0004385309.tif 000006
【図６】
0004385309.tif 000007
【図７】
0004385309.tif 000008
【図８】
0004385309.tif 000009
【図９】
0004385309.tif 000010