JP2002364663A

JP2002364663A - ボールスプライン

Info

Publication number: JP2002364663A
Application number: JP2001169417A
Authority: JP
Inventors: Daiki Nishii; 大樹西井; Makoto Fujinami; 誠藤波; Nobuo Goto; 伸夫後藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP4404177B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ボールスプラインの止め輪の変形や破損を防
止することができるボールスプラインを提供する。【解決手段】入力軸１の外周面に形成された係止溝７
２に係止されている止め輪２１は、略Ｃ字状に形成され
ており、さらにこの止め輪２１の両端部が、入力軸１の
ボールスプライン溝６１内に配置されているとともに、
入力軸１の軸線Ｏ方向でかつボール６３から離れる方向
に曲げられている回り止め部２１ａ、２１ａを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールスプライン
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用あるいは産業機械用の変速機と
して、例えば、図５に示すようなトロイダル型無段変速
機が従来から知られている。このトロイダル型無段変速
機は、いわゆるダブルキャビティ型の高トルク用トロイ
ダル型無段変速機であり、入力軸１の外周部に、入力側
ディスク２、２と出力側ディスク３、３とが設けられて
いる。入力軸１の中間部周囲には出力歯車４が回転自在
に支持され、この出力歯車４の中心部に設けられた円筒
状の両端部４ａ、４ａには、出力側ディスク３、３がス
プライン係合されている。出力側ディスク３、３は、入
力軸１との間に介在されたニードル軸受５、５によっ
て、入力軸１の軸線Ｏを中心として回転自在に支持され
ている。また、入力側ディスク２、２は、入力軸１と共
に回転するように、かつ入力軸１の軸線方向に変位でき
るように、入力軸１の両端部にボールスプライン６、６
を介して支持されている。図５中左方の入力側ディスク
２とカム板７との間に備えられた皿ばね８と、図５中右
側の入力側ディスク２とローディングナット９との間に
備えられた皿ばね１０は、各ディスク２、２、３、３の
凹面２ａ、２ａ、３ａ、３ａとパワーローラ１１、１１
（図６参照）の周面１１ａ、１１ａとの当接部に与圧を
付与する。また、図５中左方の入力側ディスク２とカム
板７との間には、ローディングカム式の押圧装置１２が
備えられている。出力歯車４は、２つの部材の結合によ
って構成された仕切壁１３を介してハウジング１４内に
支持されており、軸線Ｏを中心に回転自在とされ、かつ
軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

【０００３】このような構成の無段変速機は、入力軸１
に回転力が入力されることにより、その回転と共に入力
側ディスク２、２が同時に回転し、その回転がパワーロ
ーラ１１、１１によって出力側ディスク３、３に同時に
かつ同一の変速比で伝達される。その出力側ディスク
３、３の回転は、出力歯車４から伝達歯車１５および伝
達軸１６などを介して出力軸１７に伝達される。

【０００４】ところで、入力側ディスク２を支持するボ
ールスプライン６は、図７に示すように、入力軸１の外
周面に形成されたボールスプライン溝６１と、入力側デ
ィスク２の内周面に形成されたボールスプライン溝６２
と、これらのボールスプライン溝６１、６２の間に転動
自在に介在された複数個のボール６３とを備えている。
そして、これらのボール６３が、入力軸１の軸線方向に
抜け出るのを阻止するために、止め輪７１、７１Ａが、
入力軸１の外周面に形成された係止溝７２および入力側
ディスク２の内周面に形成された係止溝７２Ａに、それ
ぞれ係止されている。

【０００５】従来、例えば、入力軸１の係止溝７２に係
止される止め輪７１としては、図８に示すように、略Ｃ
字状に形成され、全ての部分が係止溝７２に沿って延び
ているものが知られている。また、図９に示すように、
略Ｃ字状に形成され、かつ、その一部に、入力軸１のボ
ールスプライン溝６１内に止め輪の径方向の内方に膨出
する回り止め部８１ａを備えた止め輪８１が知られてい
る。この回り止め部８１ａでは、回り止め部８１ａが入
力軸１のボールスプライン溝６１に嵌り合うことによっ
て、止め輪８１が入力軸１に対して回るのを抑えてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す止め輪７１においては、トロイダル型無段変速機の
運転中に、止め輪７１が入力軸１に対して回転し、図１
０に示すように、止め輪７１の一端部のみがボールスプ
ライン溝６１内に位置することがある。止め輪７１がこ
のような状態になると、このボールスプライン溝６１内
の止め輪７１の一端部が片持ち状態で、この一端部側に
移動してきたボール６３と衝突し、その荷重を受けるの
で、止め輪７１の強度が不足して、止め輪７１の変形や
破損を生じる虞がある。

【０００７】一方、図９に示す止め輪８１においては、
回り止め部８１ａがあるので、止め輪８１が入力軸１に
対して回転することを抑制することができる。しかし、
この止め輪８１の場合にも、回り止め部８１ａと入力軸
１のボールスプライン溝６１との寸法差によるがたつき
によって、止め輪８１が入力軸１に対して回転し、図１
１に示すように、止め輪８１の一端部のみがボールスプ
ライン溝６１内に位置することがある。この場合にも、
止め輪８１の場合と同様に、ボール６３の荷重を受け
て、止め輪８１の変形や破損を生じる虞がある。

【０００８】この止め輪８１の場合、上記がたつきによ
って回転する量よりも、入力軸１のボールスプライン溝
６１を越えて延びるかかり代ｔ_１およびｔ_２を大きくす
れば、一端部のみがボールスプライン溝６１内に位置す
るという状態になるのを回避することができる。しか
し、この場合でも、ボールスプライン６のボール６３の
径が小さい場合に、ボールスプライン溝６１に嵌め合わ
せる回り止め部８１ａの各曲り部の曲げ半径を小さくす
る必要があるため、これらの各曲り部に応力集中が発生
し、破損等が発生し易くなる。なお、入力側ディスク２
の内周面に形成された係止溝７２Ａに係止される止め輪
７１Ａについても、止め輪７１および止め輪８１と同様
な問題がある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みて為されたもの
で、ボールスプラインの止め輪の変形や破損を防止する
ことができるボールスプラインを提供することを目的と
する。

【００１０】

【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に記載のボールスプラインは、２つの部材
に形成されたボールスプライン溝の間に配置されたボー
ルがボールスプライン溝方向に抜け出ることを防止する
ために、前記２つの部材のいずれかに形成された係止溝
に略Ｃ字状の止め輪が係止されているボールスプライン
において、前記止め輪の両端部は、前記ボールスプライ
ン溝内に配置されているとともに、前記係止溝に沿う方
向と交差する方向に曲げられている回り止め部を備えて
いることを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載の発明においては、運転時
に、止め輪が係止溝に沿って回転しようとすると、止め
輪の両端部の回り止め部のうちの一方が、ボールスプラ
イン溝に係止し、止め輪の回転を止める。したがって、
止め輪の両端部が常にボールスプライン溝内に位置する
ので、止め輪は止め輪に向かって移動してきたボールと
常に止め輪の両端部で衝突するため、その荷重を両端部
で受ける。そのため、止め輪の強度が不足して、止め輪
の変形や破損を生じるのを防止することができる。ま
た、従来の止め輪の中間部にボールスプライン溝に嵌り
合う回り止め部を設ける場合のように、回り止め部の曲
げ形状の厳密な形状管理が不要になるので、止め輪の製
造が容易になる。

【００１２】請求項２に記載のボールスプラインは、請
求項１に記載の発明において、前記回り止め部は、前記
ボールスプライン溝方向でかつ前記ボールから離れる方
向に曲げられていることを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の発明においては、止め輪
の回り止め部が係止溝と直交する方向に突出するので、
回り止め部をボールスプライン溝に確実に係止すること
ができるとともに、回り止め部がボール側に突出してい
ないので、ボールを傷つけることがない。

【００１４】請求項３に記載のボールスプラインは、請
求項１に記載の発明において、前記回り止め部は、異な
る方向に複数回曲げられていることを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明においては、回り止
め部は異なる方向に複数回曲げられて形成されているの
で、ボールスプライン溝に複数個所で係止するため、よ
り確実な止め輪の回り止めを行うことができる。

【００１６】請求項４に記載のボールスプラインは、請
求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明において、前
記２つの部材は、トロイダル型無段変速機の入力軸およ
び入力側ディスクであることを特徴とする。

【００１７】請求項４に記載の発明においては、トロイ
ダル型無段変速機の入力軸と入力側ディスクとの間に設
けられるボールスプラインに適用されて、上記各請求項
の作用効果を奏する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。以下の各実施の形態では、本発明
をトロイダル型無段変速機のボールスプラインに適用し
た場合について説明する。なお、以下の各図において、
図５〜図１１と同一構成要素には同一符号を付してその
説明を省略する。（第１の実施の形態）図１および図２は、本発明の第１
の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機のボールス
プラインを示す図であって、図１はボールスプライン部
分の半縦断面図、図２は止め輪と入力軸との関係を示す
横断面図である。

【００１９】本実施の形態では、入力軸（部材）１の外
周面に形成された係止溝７２に係止されている止め輪２
１は、略Ｃ字状に形成されており、さらにこの止め輪２
１の両端部が、入力軸１のボールスプライン溝６１内に
配置されているとともに、入力軸１の軸線Ｏ方向（ボー
ルスプライン溝方向）でかつボール６３から離れる方向
（図１において左方向）に曲げられている回り止め部２
１ａ、２１ａを備えている。また、入力側ディスク（部
材）２の内周面に形成された係止溝７２Ａに係止されて
いる止め輪２２は、略Ｃ字状に形成されており、さらに
この止め輪２２の両端部が、入力側ディスク２のボール
スプライン溝６２内に配置されているとともに、入力軸
１の軸線Ｏ方向（ボールスプライン溝方向）でかつボー
ル６３から離れる方向（図１において右方向）に曲げら
れている回り止め部２２ａ、２２ａを備えている。

【００２０】このようなトロイダル型無段変速機のボー
ルスプラインにあっては、運転時に、止め輪２１が係止
溝７２に沿って少し回転すると、止め輪２１の両端部の
回り止め部２１ａ、２１ａのうちの一方が、入力軸１の
ボールスプライン溝６１に係止し、止め輪２１の回転を
止める。したがって、止め輪２１の両端部が常に入力軸
１のボールスプライン溝６１内に位置するので、止め輪
２１は止め輪２１に向かって移動してきたボール６３と
常に止め輪２１の両端部で衝突するため、その荷重を両
端部で受ける。このため、止め輪２１の強度が不足し
て、止め輪２１の変形や破損を生じるのを回避すること
ができる。

【００２１】同様に、止め輪２２の回転も、止め輪２２
の両端部の回り止め部２２ａ、２２ａのうちの一方が、
入力側ディスク２のボールスプライン溝６２に係止する
ことによって、止められるので、ボール６３との衝突に
よる止め輪２２の変形等も防止することができる。

【００２２】また、止め輪２１、２２の回り止め部２１
ａ、２２ａは、入力軸１の軸線Ｏ方向でかつボール６３
から離れる方向に曲げられているので、回り止め部２１
ａ、２２ａが係止溝７２、７２Ａと直交する方向に突出
するので、回り止め部２１ａ、２２ａをボールスプライ
ン溝６１、６２に確実に係止することができるととも
に、回り止め部２１ａ、２２ａがボール６３側に突出し
ていないので、ボール６３を傷つけることがない。

【００２３】また、止め輪２１、２２の回り止め部２１
ａ、２２ａをボール６３側に向けて曲げると、回り止め
部２１ａ、２２ａの分だけ係止溝７２、７２Ａ間（ボー
ルスプライン部分）を長くする必要があるが、回り止め
部２１ａ、２２ａをボール６３から離れる方向に曲げて
形成すると、係止溝７２、７２Ａ間、すなわちボールス
プライン部分を長くしなくても済む。

【００２４】なお、本実施の形態では、止め輪２１、２
２の回り止め部２１ａ、２２ａを、入力軸１の軸線Ｏ方
向でかつボール６３から離れる方向に曲げて形成した
が、これに代えて、例えば、止め輪２１の回り止め部を
ボールスプライン溝６１の底部に向かう方向に曲げて形
成してもよい。要は、回り止め部は止め輪２１、２２に
沿う方向と交差する方向に曲げられていれば、ボールス
プライン６１、６２に係止することができる。また、本
実施の形態では、例えば、止め輪２１の両端部の回り止
め部２１ａ、２１ａを同じ方向に曲げて形成したが、こ
れに代えて、回り止め部２１ａ，２１ａを互いに異なる
方向に曲げて形成してもよい。

【００２５】また、本実施の形態では、止め輪２１を入
力軸１側の係止溝７２に係止溝に係止し、止め輪２２を
入力側ディスク２の係止溝７２Ａに係止したが、ボール
６３の両側のこれらの２つの止め輪は、２つとも入力軸
側の係止溝に係止するようにしてもよいし、あるいは２
つとも入力側ディスク２側の係止溝に係止するようにし
てもよい。また、止め輪２１、２２に残留圧縮応力を付
加するようにして、止め輪２１、２２の疲労強度を高め
るようにしても良い。

【００２６】（第２の実施の形態）図３および図４は、
本発明の第２の実施の形態に係るトロイダル型無段変速
機のボールスプラインを示す図であって、図３はボール
スプライン部分の半縦断面図、図４は止め輪と入力軸と
の関係を示す横断面図である。本実施の形態では、入力
軸１の外周面に形成された係止溝７２に係止されている
止め輪３１は、略Ｃ字状に形成されている。この止め輪
３１の両端部は、入力軸１のボールスプライン溝６１内
に配置されているとともに、基部側がボールスプライン
溝６１の底部に向かって曲げられ、さらに先端側が入力
軸１の軸線Ｏ方向（ボールスプライン溝方向）でかつボ
ール６３から離れる方向（図３において左方向）に曲げ
られている回り止め部３１ａ、３１ａを備えている。ま
た、入力側ディスク２の内周面に形成された係止溝７２
Ａに係止されている止め輪３２は、略Ｃ字状に形成され
ている。この止め輪３２の両端部は、入力側ディスク２
のボールスプライン溝６２内に配置されているととも
に、基部側がボールスプライン溝６２の底部に向かって
曲げられ、さらに先端側が入力軸１の軸線Ｏ方向（ボー
ルスプライン溝方向）でかつボール６３から離れる方向
（図３において右方向）に曲げられている回り止め部３
２ａ、３２ａを備えている。

【００２７】このようなトロイダル型無段変速機のボー
ルスプラインにあっては、運転時に、止め輪３１が係止
溝７２に沿って回転しようとすると、止め輪２１の両端
部の回り止め部３１ａ、３１ａのうちの一方が、入力軸
１のボールスプライン溝６１に係止し、止め輪３１の回
転を止める。この場合、回り止め部３１ａは、係止溝７
２に沿う方向と交差する方向に２回に亙って曲げられて
いるので、入力軸１のボールスプライン溝６１に２ヵ所
で係止するため、より確実な止め輪３１の回り止めが行
われる。したがって、止め輪３１の両端部が常に入力軸
１のボールスプライン溝６１内に位置するので、止め輪
３１は止め輪３１に向かって移動してきたボール６３と
常に止め輪３１の両端部で衝突するため、その荷重を両
端部で受ける。このため、止め輪３１の強度が不足し
て、止め輪３１の変形や破損を生じるのを回避すること
ができる。

【００２８】同様に、止め輪３２の回転も、止め輪３２
の両端部の回り止め部３２ａ、３２ａのうちの一方が、
入力側ディスク２のボールスプライン溝６２に係止する
ことによって、止められるので、ボール６３との衝突に
よる止め輪３２の変形等も防止することができる。

【００２９】なお、上記各実施の形態では、本発明をト
ロイダル型無段変速機のボールスプラインに適用した場
合について説明したが、これに限らず、本発明のボール
スプラインは他の装置にも適用することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のボールス
プラインによれば、ボールスプラインの止め輪の変形や
破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル型
無段変速機のボールスプラインを示す図であって、ボー
ルスプライン部分の半縦断面図である。

【図２】同、止め輪と入力軸との関係を示す横断面図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るトロイダル型
無段変速機のボールスプラインを示す図であって、ボー
ルスプライン部分の半縦断面図である。

【図４】同、止め輪と入力軸との関係を示す横断面図で
ある。

【図５】トロイダル型無段変速機を示す断面図である。

【図６】図５における入力側ディスクと出力側ディスク
との間に備わるパワーローラ部分の断面図である。

【図７】従来のトロイダル型無段変速機のボールスプラ
イン部分の半縦断面図である。

【図８】従来の止め輪と入力軸との関係を示す図であ
る。

【図９】従来の他の止め輪と入力軸との関係を示す図で
ある。

【図１０】図８の止め輪が回転した状態を示す図であ
る。

【図１１】図９の止め輪が回転した状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１入力軸（部材）２入力側ディスク（部材）２１、２２、３１、３２止め輪２１ａ、２２ａ、３１ａ、３２ａ回り止め部６１、６２ボールスプライン溝６３ボール７２、７２Ａ係止溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤伸夫神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA03 BB01 BE09 CB06 EC01 EC02 FA02 FA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの部材に形成されたボールスプライ
ン溝の間に配置されたボールがボールスプライン溝方向
に抜け出ることを防止するために、前記２つの部材のい
ずれかに形成された係止溝に略Ｃ字状の止め輪が係止さ
れているボールスプラインにおいて、前記止め輪の両端部は、前記ボールスプライン溝内に配
置されているとともに、前記係止溝に沿う方向と交差す
る方向に曲げられている回り止め部を備えていることを
特徴とするボールスプライン。
【請求項２】前記回り止め部は、前記ボールスプライ
ン溝方向でかつ前記ボールから離れる方向に曲げられて
いることを特徴とする請求項１に記載のボールスプライ
ン。
【請求項３】前記回り止め部は、異なる方向に複数回
曲げられていることを特徴とする請求項１に記載のボー
ルスプライン。
【請求項４】前記２つの部材は、トロイダル型無段変
速機の入力軸および入力側ディスクであることを特徴と
する請求項１乃至請求項３の何れかに記載のボールスプ
ライン。