(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹湾曲面からなる円周軌道を有するディスクを対向させ、この対向するディスクの両円周軌道に摩擦接触しながら回転して、両ディスク間のトルク伝達を行うと共に、このディスクに対して傾斜して変速機を増減速するローラを備えたトロイダル型無段変速機において、
上記ディスクとローラの接触面に働いて上記トルク伝達を行う周方向の摩擦力を増やすと共に、上記接触面に働いて上記トルク伝達ロスの原因になる径方向の摩擦力を低減すべく、
上記ディスクとローラとの接触面の周方向のトラクション係数が、上記接触面の径方向のトラクション係数よりも大きくなるように、上記ディスクの転動面の粗さと上記ローラの転動面の粗さを設定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】
この発明は、たとえば、自動車の自動変速機に用いられるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トロイダル型無段変速機としては、図３に示すものがある。このトロイダル型無段変速機は、第１入力ディスク８１,出力ディスク８２,第２入力ディスク８３が順に同芯軸上に配置されていて、第１,第２入力ディスク８１,８３と出力ディスク８２とが独立して回転するようになっている。また、この変速機は、第１入力ディスク８１と出力ディスク８２との間に挟まれて、第１入力ディスク８１から出力ディスク８２に動力を伝達する第１ローラ８５と、第２入力ディスク８３と出力ディスク８２とに挟まれて、第２入力ディスク８３から出力ディスク８２に動力を伝達する第２ローラ８６を備えている。
【０００３】
上記第１ローラ８５は、第１入力ディスク８１および出力ディスク８２の凹湾曲面からなる円周軌道８１Ａ,８２Ａに摩擦接触しながら、両ディスク８１,８２の回転軸と交差する回転軸８４回りに回転して、第１入力ディスク８１から出力ディスク８２に動力を伝達する。また、第２ローラ８６は、第２入力ディスク８３および出力ディスク８２の凹湾曲面からなる円周軌道８３Ａ,８２Ｂに摩擦接触しながら、両ディスク８３,８２の回転軸と交差する回転軸８９回りに回転して、第２入力ディスク８３から出力ディスク８２に動力を伝達する。
【０００４】
図３に実線(一点鎖線)で示すように、第１ローラ８５および第２ローラ８６の回転軸８４,８９が、上記ディスク８１,８２,８３の回転軸に対する軸直角姿勢から傾いている角度が大きいほど、第１,第２入力ディスク８１,８３から出力ディスク８２への増速比(減速比)が大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トロイダル型無段変速機では、ディスクとローラとの接触部に必然的にスピンすべりが生じ、このスピンすべりがトルク伝達ロスの原因となるという問題がある。
【０００６】
そこで、ディスクとローラの面粗さを変えて、ディスクとローラのトラクション係数を下げると、上記スピンに起因する伝達ロスは小さくなるが、トルク容量が低下するという問題がある。なお、トラクション係数とは、転がり接触面に発生するトラクションを垂直荷重で割った値を言う。また、上記トラクションとは、転がり接触特有の高い面圧条件下の,潤滑下の転がり面において、相対する２面の微少な速度差により生じる摩擦力を言う。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、トルク容量を確保できると共に、トルク伝達ロスを低減できるトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のトロイダル型無段変速機は、凹湾曲面からなる円周軌道を有するディスクを対向させ、この対向するディスクの両円周軌道に摩擦接触しながら回転して、両ディスク間のトルク伝達を行うと共に、このディスクに対して傾斜して変速機を増減速するローラを備えたトロイダル型無段変速機において、
上記ディスクとローラの接触面に働いて上記トルク伝達を行う周方向の摩擦力を増やすと共に、上記接触面に働いて上記トルク伝達ロスの原因になる径方向の摩擦力を低減すべく、
上記ディスクとローラとの接触面の周方向のトラクション係数が、上記接触面の径方向のトラクション係数よりも大きくなるように、上記ディスクの転動面の粗さと上記ローラの転動面の粗さを設定したことを特徴としている。
【０００９】
この発明のトロイダル型無段変速機では、ディスクの転動面の粗さとローラの転動面の粗さに異方性を持たせて、ディスクとローラの接触面の周方向のトラクション係数をディスクとローラの接触面の径方向のトラクション係数よりも大きくした。したがって、ディスクとローラの接触面に働く周方向の摩擦力が大きくなる。したがって、ディスクとローラの接触面に働く径方向の摩擦力をディスクとローラの接触面に働く周方向の摩擦力に比較して相対的に低減でき、ディスクとローラとの間のトルク伝達ロスを低減できる。したがって、トルク伝達効率が高くて、トルク容量も大きなトロイダル型無段変速機を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１１】
図１に、この発明のトロイダル型無段変速機の実施の形態を示す。この実施形態は、入力軸１に固定された第１,第２入力ディスク２,３と、この第１,第２入力ディスク２,３の間に配置され、第１,第２入力ディスク２,３と同芯軸上かつ独立に回転できるようになっている出力ディスク５とを備えている。この出力ディスク５は、入力軸１に対して軸受(図示せず)で回転自在に支持されており、ギア部５Ａに巻回されたベルト６で出力側に動力を取り出すようになっている。
【００１２】
上記第１入力ディスク２は、出力ディスク５の凹湾曲面状円周軌道７に対向する凹湾曲面状円周軌道８を備え、第２入力ディスク３は、出力ディスク５の凹湾曲面助円周軌道１０に対向する凹湾曲面状円周軌道１１を備えている。軌道８,１１および７,１０がディスク２,３および５の転動面である。そして、上記第１入力ディスク２の軌道８と出力ディスク５の軌道７の間に第１ローラ１２が配置され、第２入力ディスク３の軌道１１と出力ディスク５の軌道１０との間に第２ローラ１３が配置されている。ローラ１２,１３は、輪状の転動面１２Ａ,１３Ａを有する。第１ローラ１２は、ディスク２,５の軌道８,７に摩擦接触しながら回転して、入力ディスク２から出力ディスク５に回転力を伝達し、第２ローラ１３は、ディスク３,５の軌道１１,１０に摩擦接触しながら回転して、入力ディスク３から出力ディスク５に回転力を伝達する。
【００１３】
上記第１,第２ローラ１２,１３は、入力軸１に対して交差する回転軸１５,１６を備え、この回転軸１５,１６は、ローラ１２,１３が出力ディスク５を挟んで対称な傾斜角θ１,θ２になるように制御される。傾斜角θ１が大きいほど減速比が大きくなり、傾斜角θ２が大きいほど増速比が大きくなる。
【００１４】
上記構成のトロイダル型無段変速機は、入力軸１が回転すると、第１,第２入力ディスク２,３が一緒に回転し、この入力ディスク２,３の軌道８,１１に摩擦接触して回転するローラ１２,１３が、出力ディスク５の両軌道７,１０に摩擦接触して出力ディスク５を回転させ、回転力を伝達する。
【００１５】
このトロイダル型無段変速機では、ディスク２,３および５の転動面である軌道８,１１および７,１０の粗さとローラ１２,１３の転動面１２Ａ,１３Ａの粗さに異方性を持たせた。この異方性によって、ディスク２,３および５とローラ１２,１３の接触面の周方向のトラクション係数を、ディスク２,３および５とローラ１２,１３の接触面の径方向のトラクション係数よりも大きくした。したがって、ディスクとローラの接触面に働く周方向の摩擦力が大きくなって、ディスク２,３,５とローラ１２,１３との接触面に働く径方向の摩擦力をディスクとローラの接触面に働く周方向の摩擦力に比較して相対的に低減でき、トルク伝達ロスを低減できる。したがって、トルク伝達効率が高くて、トルク容量も大きなトロイダル型無段変速機を実現できる。
【００１６】
より詳しくは、図２に模式的に例示するように、ディスク５の転動面をなす軌道１０とローラ１３の転動面１３Ａとの接触面において、周方向(矢印Ｃ方向)のトラクション係数が径方向(矢印Ｄ方向)のトラクション係数よりも大きくなるように、軌道１０の面粗さとローラ１３の転動面１３Ａの面粗さを設定した。これにより、ローラ１３の転動方向へのトラクション係数を大きくし、ローラ１３の転動方向と直角な方向へのトラクション係数を小さくして、ローラ１３からディスク１０へ回転力を効率良く伝達できる。
【００１７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のトロイダル型無段変速機は、ディスクの転動面の粗さとローラの転動面の粗さに異方性を持たせて、ディスクとローラの接触面の周方向のトラクション係数をディスクとローラの接触面の径方向のトラクション係数よりも大きくした。したがって、ディスクとローラの接触面に働く周方向の摩擦力が大きくなって、ディスクとローラの接触面に働く径方向の摩擦力をディスクとローラの接触面に働く周方向の摩擦力に比較して相対的に低減でき、ディスクとローラとの間のトルク伝達ロスを低減できる。したがって、トルク伝達効率が高くて、トルク容量も大きなトロイダル型無段変速機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のトロイダル型無段変速機の実施形態を示す部分断面図である。
【図２】  上記実施形態において、ディスク５とローラ１３の接触面でのトラクション係数を説明する模式図である。
【図３】  従来のトロイダル型無段変速機を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１…入力軸、２,３…入力ディスク、５…出力ディスク、５Ａ…ギア部、
６…ベルト、７,８,１０,１１…凹湾曲面状円周軌道、１２…第１ローラ、
１３…第２ローラ、１５,１６…回転軸、θ１,θ２…傾斜角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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