JP2002021959A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機

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JP2002021959A
JP2002021959A JP2000207752A JP2000207752A JP2002021959A JP 2002021959 A JP2002021959 A JP 2002021959A JP 2000207752 A JP2000207752 A JP 2000207752A JP 2000207752 A JP2000207752 A JP 2000207752A JP 2002021959 A JP2002021959 A JP 2002021959A
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JP
Japan
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disk
continuously variable
variable transmission
type continuously
raceway
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JP2000207752A
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Inventor
Taiji Hiraoka
大治 平岡
Yoshihiro Ono
誉洋 大野
Taiji Bisata
泰治 美佐田
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラ及び軌道面の耐久性が低下したり、ト
ルク伝達が不安定になったりするのを防止することがで
きるトロイダル型無段変速機を提供する。 【解決手段】 入力ディスク5及び出力ディスク6bの
各ディスクは、セラミックスにより構成した凹湾曲状の
軌道部5c,6dを一側面に有する。ローラ7を軌道部
5c,6d間に配置して、セラミックスからなる軌道部
5c,6dの軌道面5f,6gとローラ7とのころがり
接触により、入力ディスク5から出力ディスク6bへの
トルク伝達を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
無段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】図2は、従来のトロイダル型無段変速機
の要部を示す概略断面図である。図2おいて、従来のト
ロイダル型無段変速機のバリエータ10は、車両の動力
源であるエンジンの出力軸12に連結されて回転駆動さ
れる入力軸13を備えており、この入力軸13はその両
端近傍にそれぞれ熱処理硬化された入力ディスク15を
支持している。これら入力ディスク15は、スプライン
Sによって軸方向への僅かな移動が許容された状態で、
入力軸13に一体回転可能に組み付けられている。この
ように入力ディスク15の移動が許容されているのは、
油圧動力源16に接続した油圧シリンダ17により例え
ば図において右側の入力ディスク15を左側の入力ディ
スク15側へ付勢することにより、バリエータ10に所
要の端末負荷を加えるためである。また、前記入力ディ
スク15の一側面には凹湾曲状の軌道面15bが形成さ
れている。
【0003】前記入力軸13の軸方向中央部には、バリ
エータ10の出力部18が相対回転自在に支持されてい
る。この出力部18は出力部材19と、この出力部材1
9の端面にそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出
力ディスク20とを備えており、この出力ディスク20
の前記入力ディスク15の軌道面15bに対向する一側
面には、凹湾曲状の軌道面20bが形成されている。ま
た、前記出力部材19の外周には動力伝達用のチェーン
23と噛み合うスプロケットギヤ19aが形成されてい
る。さらに、互いに対向する入力ディスク15の軌道面
15bと出力ディスク20の軌道面20bとの間には、
それぞれ各軌道面15b,20bと転がり接触する3個
の円盤状のローラ21が円周等配に配置されている。各
ローラ21はキャリッジ22によって回転自在に支持さ
れているとともに、当該キャリッジ22によって各軌道
面との相対位置を調整できるようになっている。
【0004】このように前記バリエータ10は、入力デ
ィスク15、出力ディスク20、及びローラ21を1組
としてこれを一対設けた、いわゆるダブルキャビティ型
に構成されており、入力ディスク15から出力ディスク
20に対して、前記6個のローラ21を介してトルクが
伝達される。また、前記6個のローラ21の位置をキャ
リッジ22によって調整することにより(図2の二点鎖
線参照)、出力ディスク20の回転数(変速比)を増減
させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
トロイダル型無段変速機では、入力ディスク15、出力
ディスク20、及びローラ21は軸受鋼等の金属により
構成されていた。ところが、トロイダル型無段変速機で
は、ローラ21と、入力ディスク15の軌道面15b及
び出力ディスク20の軌道面20bとの各接触面圧が、
例えば4GPa(ギガパスカル)程度まで高くなる。こ
のため、トロイダル型無段変速機では、例えば潤滑油を
ローラ21と各軌道面15b,20bとの間に供給して
いるが、高温環境や低速回転時などの潤滑油の潤滑条件
が悪い状態、つまりローラ21と各軌道面15b,20
bとの間の油量が不足して、油膜ができにくい状態で
は、ローラ21及び軌道面15b,20bの耐久性が低
下したり、トルク伝達が不安定になったりするという問
題が生じていた。
【0006】この発明は前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、ローラ及び軌道面の耐久性が低下したり、ト
ルク伝達が不安定になったりするのを防止することがで
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。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、一側面に凹湾
曲状の軌道部を有するディスクを対向させ、この対向す
るディスクの両軌道部間で構成されるトロイド状隙間に
配置され、両軌道部を転走しながら両ディスク間のトル
ク伝達を行う複数のローラとを備えるトロイダル型無段
変速機において、前記ディスクは、その軌道部をセラミ
ックスにより構成したことを特徴としている(請求項
1)。
【0008】上記のように構成されたトロイダル型無段
変速機では、ディスクの軌道部がセラミックスにより構
成されているので、ローラとディスクとの間のトルク伝
達は金属製のローラとセラミックスの軌道部の表面であ
る軌道面とのころがり接触により行われる。それゆえ、
前記の従来例での金属同士が接触する場合に比べて、高
温環境や低速回転時などの潤滑油の潤滑条件が悪い状態
でも、ローラ及び軌道面の耐久性の低下を防ぐことがで
き、トルク伝達が不安定になったりするのを防止するこ
とができる。
【0009】また、上記のように構成されたトロイダル
型無段変速機(請求項1)において、前記軌道部が、前
記一側面側に設けた凹部に嵌合された嵌合部材からなる
ことが好ましい(請求項2)。この場合、セラミックス
の軌道部をディスクに容易に構成することができる。
【0010】また、上記のように構成されたトロイダル
型無段変速機(請求項2)において、前記嵌合部材は、
軌道面とその軌道面に沿う凸湾曲面とを備えることが好
ましい(請求項3)。この場合、軌道面と凸湾曲面との
間の厚み寸法を、嵌合部材に必要な強度を損なわない範
囲で最小限とすることにより、セラミックスの使用量を
最小にすることができ、ディスクを低コストなものとす
ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明のトロイダル型無段
変速機の好ましい実施形態について、図面を参照しなが
ら説明する。図1は本発明の一実施形態におけるトロイ
ダル型無段変速機の要部を示す概略断面図である。図に
おいて、本実施形態のトロイダル型無段変速機のバリエ
ータ1には、車両の動力源であるエンジン(図示せず)
の出力軸2に連結されて回転駆動される入力軸3が設け
られており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク5
が支持されている。また、入力軸3の軸方向中央部に
は、出力部材6aとこの出力部材6aの両端部にそれぞ
れ一体回転可能に支持された出力ディスク6bとを備え
る出力部6が当該入力軸3に対して相対回転自在に設け
られている。
【0012】上記入力ディスク5は、例えば炭素鋼等の
金属により構成され、その中心部にスプライン穴5aを
形成したディスク本体5bを有している。前記スプライ
ン穴5aは、周方向に沿って所定の間隔で複数個の溝を
設けたものであり、入力ディスク5は前記スプライン穴
5aが入力軸3のスプライン軸3aに嵌合されて、入力
軸3に一体回転可能に連結されている。また、入力ディ
スク5の出力ディスク6bと対向する一側面には、凹湾
曲状の軌道部5cが設けられている。この軌道部5c
は、上記ディスク本体5bの一側面側に設けた凹部5d
に嵌合された嵌合部材5eにより構成されている。上記
嵌合部材5eは、例えばアルミナ、窒化ケイ素や炭化ケ
イ素などのセラミックスにより構成されたものであり、
その一側面に凹湾曲状の軌道面5fを形成したものであ
る。また、上記凹部5dは、前記軌道面5fの曲率中心
と同心にディスク本体5bの一側面を凹湾曲状に切り欠
いたものである。さらに、嵌合部材5eの背面には、上
記凹部5dに合致し、かつ前記の軌道面5fと同心円状
でその軌道面5fに沿う凸湾曲面5gが設けられてい
る。なお、各入力ディスク5は、入力軸3に固定された
係止リング51によって互いに離反する方向への移動が
規制されている。
【0013】上記出力ディスク6bは、例えば炭素鋼等
の金属により構成され、出力部材6aが挿通する穴を中
心部に設けたディスク本体6cを有している。また、出
力ディスク6bの前記入力ディスク5の軌道部5cに対
向する一側面には、凹湾曲状の軌道部6dが設けられて
いる。この軌道部6dは、前記ディスク本体6cの一側
面側に設けた凹部6eに嵌合された嵌合部材6fにより
構成されている。上記嵌合部材6fは、入力ディスク5
のものと同様に、例えばアルミナ、窒化ケイ素や炭化ケ
イ素などのセラミックスにより構成されたものであり、
その一側面に凹湾曲状の軌道面6gを形成したものであ
る。また、上記凹部6eは、前記軌道面6gの曲率中心
と同心にディスク本体6cの一側面を凹湾曲状に切り欠
いたものである。さらに、嵌合部材6fの背面には、上
記凹部6eに合致し、かつ前記の軌道面6gと同心円状
でその軌道面6gに沿う凸湾曲面6hが設けられてい
る。
【0014】前記出力部材6aの外周にはチェーン6i
と噛み合うスプロケットギヤ6jが形成されており、前
記チェーン6iを介して図示しない出力軸に動力が伝達
されるようになっている。前記出力ディスク6bは、出
力部材6aに対して軸方向への微動が許容された状態で
組み込まれており、その背面には隙間6lを設けてバッ
クアップ板6mが配置されている。前記隙間6lはケー
シング6k及び図示しないシールによって密封されてお
り、この隙間6lに油圧動力源9aから油圧を供給する
ことにより、出力ディスク6bを対向する入力ディスク
5方向へ付勢して、所定の端末負荷が加えられている。
【0015】互いに対向する入力ディスク5の軌道面5
fと出力ディスク6bの軌道面6gとの間は、トロイド
状隙間として構成されており、このトロイド状隙間に
は、それぞれ各軌道面5f,6gと転がり接触する3個
の円盤状のローラ7が円周等配に配置されている。各ロ
ーラ7は軸受鋼等の金属により構成されたものであり、
キャリッジ8によって回転自在に支持されているととも
に、当該キャリッジ8によって各軌道面5f,6gとの
相対位置を調整できるようになっている。尚、ローラ7
と各軌道面5f,6gとの間には、潤滑剤として例えば
潤滑油が供給されている。
【0016】前記バリエータ1においては、入力ディス
ク5から出力ディスク6bに対して、前記6個のローラ
7を介してトルクが伝達される。また、前記6個のロー
ラ7の位置をキャリッジ8によって調整することにより
(図1の二点鎖線参照)、出力ディスク6bの回転数
(変速比)を増減させることができる。また、前記バリ
エータ1では、金属製のローラ7を介した入力ディスク
5から出力ディスク6bへのトルク伝達が、上記金属製
のローラ7とセラミックスからなる軌道部5cの軌道面
5f及び軌道部6dの軌道面6gとのころがり接触によ
り行われる。このため、高温環境や低速回転時などの潤
滑油の潤滑条件が悪い状態でも、上記トルク伝達が金属
同士の接触により行われていた前記の従来例の場合に比
べて、焼き付きや損傷、塑性変形等の発生を抑えて、ロ
ーラ7及び軌道面5f,6gの耐久性の低下を防ぐこと
ができ、トルク伝達が不安定になったりするのを防止す
ることができる。
【0017】また、入力ディスク5及び出力ディスク6
bの各ディスク本体5b,6cでは、上記一側面側に設
けた凹部5d,6eに、上記嵌合部材5e,6fをそれ
ぞれ嵌合することにより、セラミックスの軌道部5c,
6dをそれらの対応する入力ディスク5及び出力ディス
ク6bに容易に構成することができる。また、入力ディ
スク5及び出力ディスク6bの各ディスクでは、各嵌合
部材5e,6fがローラ7と接する軌道面5f,6g
と、その軌道面5f,6gに沿う凸湾曲面5g,6hと
を備えているので、軌道面5f,6gと凸湾曲面5g,
6hとの間の厚み寸法を、当該嵌合部材5e,6fに必
要な強度を損なわない範囲で最小限とすることにより、
セラミックスの使用量を最小にすることができ、ディス
クを低コストなものとすることができる。
【0018】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項1のトロイダル型無段変速機によ
れば、金属製のローラとセラミックスのディスクの軌道
部の軌道面とをころがり接触させることにより、ローラ
とディスクとのトルク伝達が行われるので、金属同士の
接触によりトルク伝達が行われた従来例に比べて、高温
環境や低速回転時などの潤滑油の潤滑条件が悪い状態で
も、ローラ及び軌道面の耐久性の低下を防ぐことがで
き、トルク伝達が不安定になったりするのを防止するこ
とができる。
【0019】請求項2のトロイダル型無段変速機によれ
ば、上記軌道部が、ディスクの一側面側に設けた凹部に
嵌合された嵌合部材により構成されているので、セラミ
ックスの軌道部をディスクに容易に構成することができ
る。
【0020】請求項3のトロイダル型無段変速機によれ
ば、上記嵌合部材が、軌道面とその軌道面に沿う凸湾曲
面とを備えているので、軌道面と凸湾曲面との間の厚み
寸法を、嵌合部材に必要な強度を損なわない範囲で最小
限とすることにより、セラミックスの使用量を最小にす
ることができ、ディスクを低コストなものとすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるトロイダル型無段
変速機の要部を示す概略断面図である。
【図2】従来のトロイダル型無段変速機の要部を示す概
略断面図である。
【符号の説明】
1 バリエータ 5 入力ディスク 5c 軌道部 5d 凹部 5e 嵌合部材 5f 軌道面 5g 凸湾曲面 6b 出力ディスク 6d 軌道部 6e 凹部 6f 嵌合部材 6g 軌道面 6h 凸湾曲面 7 ローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 美佐田 泰治 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋 精工株式会社内 Fターム(参考) 3J051 AA03 AA08 BA03 BB02 BD02 BE09 CB06 EC02 EC08 FA02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一側面に凹湾曲状の軌道部を有するディス
    クを対向させ、この対向するディスクの両軌道部間で構
    成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道部を転走し
    ながら両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラと
    を備えるトロイダル型無段変速機において、 前記ディスクは、その軌道部をセラミックスにより構成
    したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  2. 【請求項2】前記軌道部が、前記一側面側に設けた凹部
    に嵌合された嵌合部材からなることを特徴とする請求項
    1記載のトロイダル型無段変速機。
  3. 【請求項3】前記嵌合部材は、軌道面とその軌道面に沿
    う凸湾曲面とを備えたことを特徴とする請求項2記載の
    トロイダル型無段変速機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10229579A1 (de) * 2002-07-02 2004-01-15 Bayerische Motoren Werke Ag Toroid-Getriebescheibe
DE10357855A1 (de) * 2003-12-11 2005-07-07 Zf Friedrichshafen Ag Wälzgetriebe
JP2009513892A (ja) * 2003-07-11 2009-04-02 ゲットラーク ゲットリーベ ウント ツァーンラトファブリーク ヘルマン ハーゲンマイアー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト バリエータディスク及びトロイド形変速装置用のバリエータ

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JP2009513892A (ja) * 2003-07-11 2009-04-02 ゲットラーク ゲットリーベ ウント ツァーンラトファブリーク ヘルマン ハーゲンマイアー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト バリエータディスク及びトロイド形変速装置用のバリエータ
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