JP2004245383A

JP2004245383A - トロイダル型無段変速機およびトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法

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Publication number: JP2004245383A
Application number: JP2003038374A
Authority: JP
Inventors: Takahito Tanigawa; 貴仁谷川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】動力伝達不能になるのを回避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】金属製の入力側ディスク９と、金属製の出力側ディスク１１と、これらの入力側ディスク９と出力側ディスク１１との間に設けられて、入力側ディスク９と出力側ディスク１１とに潤滑油を介して転接する金属製のパワーローラ１３とを備えているトロイダル型無段変速機において、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するＸ線回折測定装置４１を備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車や各種産業機械等に用いられるトロイダル型無段変速機およびトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、従来、例えば図４に示すトロイダル型無段変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このトロイダル型無段変速機は、ケーシング１内に、第１バリエータ３と、第２バリエータ４と、動力源５の動力軸６に結合されて動力源５により回転駆動される入力軸７とを備えている。
【０００３】
第１バリエータ３は、入力軸７に同軸的に配置され、かつ入力軸７にボールスプライン等を介して結合されて、入力軸７とともに回転する金属製の入力側ディスク９と、入力軸７に同軸的に配置され、かつニードル軸受等により入力軸７に対して回転自在に支持された金属製の出力側ディスク１１と、これらの入力側ディスク９と出力側ディスク１１との間に設けられて、入力側ディスク９と出力側ディスク１１とに潤滑油を介して転接する複数個の金属製のパワーローラ１３とを備えている。
第２バリエータ４は、入力軸７に同軸的に配置され、かつ入力軸７にスプライン等を介して結合されて入力軸７とともに回転する入力側ディスク１５と、入力軸７に同軸的に配置され、かつニードル軸受等により入力軸７に対して回転自在に支持された出力側ディスク１７と、これらの入力側ディスク１５と出力側ディスク１７との間に設けられて、入力側ディスク１５と出力側ディスク１７とに潤滑油を介して転接する複数個のパワーローラ１９とを備えている。
【０００４】
入力側ディスク９，１５および出力側ディスク１１，１７はそれぞれ、断面円弧状のトラクション面（転動面）９ａ，１５ａ，１１ａ，１７ａを有しており、第１バリエータ３の入力側ディスク９と出力側ディスク１１とは、これらのトラクション面９ａ，１１ａが互いに対向した状態で設けられ、第２バリエータ４の入力側ディスク１５と出力側ディスク１７とは、これらのトラクション面１５ａ，１７ａが互いに対向した状態で設けられている。
【０００５】
また、パワーローラ１３，１９の周面１３ａ，１９ａはそれぞれ、入力側ディスク９，１５のトラクション面９ａ，１５ａおよび出力側ディスク１１，１７のトラクション面１１ａ，１７ａに潤滑油を介して接触するトラクション面とされている。また、パワーローラ１３，１９はそれぞれ、スラスト玉軸受２１，２３を介して図示しないトラニオンに傾転自在に支持されている。
スラスト玉軸受２１，２３は、パワーローラ１３，１９に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、パワーローラ１３，１９の回転を許容するものである。これらのスラスト玉軸受２１，２３は、複数個ずつの金属製の玉２５，２７と、これらの玉２５，２７を転動自在に支持する図示しない保持器と、円環状の外輪２９，３１とから構成されている。
スラスト玉軸受２１，２３の内輪軌道はそれぞれ、パワーローラ１３，１９の大端面に形成され、スラスト玉軸受２１，２３の外輪軌道はそれぞれ、外輪２９，３１の内側面に形成されている。これらの内輪軌道および外輪軌道に、上記玉２５，２７が潤滑油を介して接触されている。
【０００６】
また、第１バリエータ３の出力側ディスク１１と第２バリエータ４の出力側ディスク１７との間には、出力歯車３３が設けられており、この出力歯車３３は、出力軸３５に設けられた歯車３７に歯合されている。
【０００７】
このトロイダル型無段変速機においては、動力源５から入力軸７にトルクが伝達されると、このトルクは図示しない押圧装置を介して第１バリエータ３の入力側ディスク９に伝達されるとともに、入力軸７を介して第２バリエータ４の入力側ディスク１５に伝達され、これらの入力側ディスク９，１５が回転する。
入力側ディスク９，１５に入力されたトルクはそれぞれ、パワーローラ１３，１９を介して出力側ディスク１１，１７に伝達される。このとき、パワーローラ１３，１９が傾転制御されることで、パワーローラ１３，１９の傾転角に応じた変速比が、第１バリエータ３の入力側ディスク９と出力側ディスク１１との間および第２バリエータ４の入力側ディスク１５と出力側ディスク１７との間に無段階に発生する。そして、出力側ディスク１１，１７に伝達されたトルクはそれぞれ、出力歯車３３に集合され、歯車３７を介して出力軸３５に伝達されて、出力部３６に出力される。
【０００８】
このようなトロイダル型無段変速機は、稼動時に、入力側ディスク９，１５のトラクション面９ａ，１５ａ、出力側ディスク１１，１７のトラクション面１１ａ，１７ａおよびパワーローラ１３，１９のトラクション面１３ａ，１９ａがそれぞれ、動力源５からのトルクの入力によって面圧を受ける。さらには、ケーシング１内の潤滑油中には、種々の摺動部品等からコンタミネーション（夾雑物）が発生したり、組立時に混入する可能性がある。このようなコンタミネーションがトラクション面９ａ，１１ａ，１３ａ，１５ａ，１７ａ，１９ａに噛み込まれると、これらのトラクション面９ａ，１１ａ，１３ａ，１５ａ，１７ａ，１９ａに圧痕が生じる。この圧痕の周囲にかかる応力集中により、トラクション面９ａ，１１ａ，１３ａ，１５ａ，１７ａ，１９ａに亀裂や剥離等が生じる虞がある。したがって、入力側ディスク９，１５、出力側ディスク１１，１７およびパワーローラ１３，１９は、面疲労強度（転動疲労強度）に優れていることが要求され、高い表面硬度等を有していることが必要となる。そのため、従来においては、入力側ディスク９，１５、出力側ディスク１１，１７およびパワーローラ１３，１９の素材として、残留オーステナイト量等を一定の範囲に制限した耐久性に優れたものを用いている（例えば、特許文献２、特許文献３および特許文献４参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０１−２２９１５８号公報
【特許文献２】
特開平０９−０７９３３６号公報
【特許文献３】
特開平０９−０７９３３７号公報
【特許文献４】
特開平０９−０７９３３８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、入力側ディスク９，１５、出力側ディスク１１，１７およびパワーローラ１３，１９の素材として耐久性に優れたものを用いても、入力側ディスク９，１５のトラクション面９ａ，１５ａ、出力側ディスク１１，１７のトラクション面１１ａ，１７ａおよびパワーローラ１３，１９のトラクション面１３ａ，１９ａが、疲労寿命を超えた状態で使用された場合には、トラクション面９ａ，１５ａ，１１ａ，１７ａ，１３ａ，１９ａが剥離するなどして、入力側ディスク９，１５から出力側ディスク１１，１７への動力伝達が不能になる虞がある。
また、トロイダル型無段変速機の分解作業等の際に、許容できないほどのコンタミネーションが混入した場合には、上記入力側ディスク９，１５、出力側ディスク１１，１７、パワーローラ１３，１９等の寿命が大幅に短くなって、上述の場合と同様に、トラクション面９ａ，１５ａ，１１ａ，１７ａ，１３ａ，１９ａが剥離するなどして、入力側ディスク９，１５から出力側ディスク１１，１７への動力伝達が不能になる虞がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、動力伝達不能になるのを回避することができるトロイダル型無段変速機およびトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【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に記載のトロイダル型無段変速機は、潤滑油を介して互いに接触する金属製転動体を備えているトロイダル型無段変速機において、前記転動体の転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定する測定手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載の発明において、前記測定手段は、Ｘ線回折法を用いて前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記測定手段が測定した測定値が所定値になったときに、警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸と、前記測定手段が測定した測定値が所定値になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達する動力断続手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記測定手段は、前記転動体が停止しているときに、前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載のトロイダル型無段変速機は、潤滑油を介して互いに接触する転動体を備えているトロイダル型無段変速機において、トロイダル型無段変速機の振動を測定する測定手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項６に記載の発明において、前記測定手段が測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項６または請求項７に記載の発明において、動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸と、前記測定手段が測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達する動力断続手段とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、潤滑油を介して互いに接触する金属製転動体を備えているトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法であって、前記転動体の転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定して、前記転動体の疲労度を検知することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、請求項９に記載の発明において、Ｘ線回折法を用いて前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定することを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、請求項９または請求項１０に記載の発明において、測定した測定値が所定値になったときに、警告を発することを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記トロイダル型無段変速機は、動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸とを備え、測定した測定値が所定値になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達することを特徴とする。
【００２４】
請求項１３に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記転動体が停止しているときに、前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定することを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、潤滑油を介して互いに接触する転動体を備えているトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法であって、前記トロイダル型無段変速機の振動を測定して、前記トロイダル型無段変速機の異常を検知することを特徴とする。
【００２６】
請求項１５に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、請求項１４に記載の発明において、測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、警告を発することを特徴とする。
【００２７】
請求項１６に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法は、請求項１４または請求項１５に記載の発明において、前記トロイダル型無段変速機は、動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸とを備え、測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達することを特徴とする。
【００２８】
ここで、上記各請求項において、転動体とは、入力側ディスク、出力側ディスク、パワーローラおよびこのパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、パワーローラの回転を許容するスラスト玉軸受の玉を含む。
【００２９】
請求項１および請求項９に記載の発明においては、転動体の転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定することにより、転動体の疲労度を知ることができるため、転動体が疲労寿命に達する時期を予測したり、あるいは油膜切れ等の異常を検知したりすることができる。したがって、トロイダル型無段変速機が動力伝達不能になる前に、転動体の交換等の対策をとることができる。
【００３０】
請求項２および請求項１０に記載の発明においては、金属に対する非破壊検知方法であるＸ線回折法により転動体の転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するので、残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するときに、転動体を傷つける虞がない。
【００３１】
請求項３および請求項１１に記載の発明においては、測定した測定値が所定値になったとき、すなわち転動体が疲労寿命に近くなったときなどに、使用者等に警告を発する。したがって、使用者等は、この警告に基づいて転動体の交換等の対策をとることができる。
【００３２】
請求項４および請求項１２に記載の発明においては、測定した測定値が所定値になったときに、動力源から入力軸への動力を遮断するとともに、動力源から転動体を介さずに出力軸に動力を伝達するので、例えば転動体が疲労寿命を超えて機能しなくなり、転動体を介して出力軸に動力が伝達されないような状態になったとしても、動力源から出力軸に動力を伝達することができる。
【００３３】
請求項５および請求項１３に記載の発明においては、転動体が停止しているときに、転動体の転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するので、残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量をより正確に測定することができる。
【００３４】
請求項６および請求項１４に記載の発明においては、トロイダル型無段変速機の振動を測定するので、例えば転動体の異常摩耗やがたつき等の異常に起因した振動の変化を知ることができる。したがって、トロイダル型無段変速機が動力伝達不能になる前に、転動体の交換等の対策をとることができる。
【００３５】
請求項７および請求項１５に記載の発明においては、測定した振動の大きさが許容範囲外になったとき、すなわち転動体等の異常摩耗やがたつき等の異常が発生して、トロイダル型無段変速機の振動が許容範囲よりも大きくなったり、あるいは小さくなったりしたときに、使用者等に警告を発するので、トロイダル型無段変速機が動力伝達不能になる前に、転動体の交換等の対策をとることができる。
【００３６】
請求項８および請求項１６に記載の発明においては、測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、動力源から入力軸への動力を遮断するとともに、動力源から転動体を介さずに出力軸に動力を伝達するので、例えば転動体が疲労寿命を超えて機能しなくなり、転動体を介して出力軸に動力が伝達されないような状態になったとしても、動力源から出力軸に動力を伝達することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の各図において、図４と同一構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００３８】
図１は、本発明の第１実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す図である。このトロイダル型無段変速機には、Ｘ線回折法により第１バリエータ３の出力側ディスク（転動体）１１のトラクション面（転動面）１１ａの残留オーステナイト量とマルテンサイト量とを測定するＸ線回折測定装置（測定手段）４１が設けられている。このＸ線回折測定装置４１には、警告ランプ（警告手段）４３が電気的に接続されており、この警告ランプ４３は、Ｘ線回折測定装置４１から送られる信号により、点灯あるいは点滅するようになっている。
【００３９】
また、Ｘ線回折測定装置４１には、予め設定された残留オーステナイト量の閾値Ａとマルテンサイト量の閾値Ｂとが入力されている。上記閾値Ａは、疲労寿命近くの所定時点の出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量であり、上記閾値Ｂは、疲労寿命近くの所定時点の出力側ディスク１１のトラクション面１１ａのマルテンサイト量である。なお、上記閾値Ａ，Ｂは、疲労寿命近くの所定時点の出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量およびマルテンサイト量をそれぞれ試験等により調査し、これに基づいて設定される。
【００４０】
このように構成されたトロイダル型無段変速機において、出力側ディスク１１の疲労寿命を予測するには、トロイダル型無段変速機の稼動が停止したときに、Ｘ線回折測定装置４１により出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定し、その測定値Ｃ，Ｄと上記閾値Ａ，Ｂとを比較する。
【００４１】
出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量は、出力側ディスク１１の疲労度が大きいほど減少する。残留オーステナイト量が減少すると、Ｘ線回折測定装置４１の測定により現れる回折ピークが小さくなり、その測定値Ｃも小さいものとなる。
また、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａのマルテンサイト量は、出力側ディスク１１の疲労度が大きいほど結晶化が進む。このように結晶化が進むと、Ｘ線回折測定装置４１の測定により現れる回折ピークの半値幅が小さくなり、その測定量Ｄも小さいものとなる。
このため、測定値Ｃと閾値Ａおよび測定値Ｄと閾値Ｂを比較して、残留オーステナイト量の測定値Ｃが閾値Ａ以下になったとき、あるいはマルテンサイト量の測定値Ｄが閾値Ｂ以下になったときには、出力側ディスク１１の疲労寿命が近い状態であることを知ることができる。
【００４２】
このような場合、Ｘ線回折測定装置４１は、警告ランプ４３に信号を送る。そして、この信号を受けた警告ランプ４３が点灯あるいは点滅して、使用者に出力側ディスク１１の疲労寿命が近いことを警告する。これにより、使用者は出力側ディスク１１の交換等を行って、疲労寿命を超えた出力側ディスク１１の使用を未然に防止することができる。
【００４３】
このようなトロイダル型無段変速機にあっては、Ｘ線回折測定装置４１が、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定することにより、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの疲労度を知ることができるので、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａが疲労寿命に達する時期を予測することができる。したがって、トロイダル型無段変速機が動力伝達不能になる前に、出力側ディスク１１の交換等の対策をとることができる。
【００４４】
また、金属に対する非破壊検知方法であるＸ線回折法により、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定するＸ線回折測定装置４１を用いているため、残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定するときに、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａが傷つくのを防止することができる。
【００４５】
また、Ｘ線回折測定装置４１による残留オーステナイト量の測定値Ｃが閾値Ａ以下になったとき、あるいはマルテンサイト量の測定値Ｄが閾値Ｂ以下になったとき、すなわち出力側ディスク１１が疲労寿命に近いときに、警告ランプ４３によって使用者に警告を発するので、使用者等は、この警告に基づいて出力側ディスク１１の交換等の対策をとることができる。
【００４６】
また、Ｘ線回折測定装置４１は、トロイダル型無段変速機の稼動が停止しているとき、すなわち出力側ディスク１１が停止しているときに、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定するので、残留オーステナイト量およびマルテンサイト量をより正確に測定することができる。
【００４７】
図２は、本発明の第２実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す図である。なお、図２において、図１と同一構成要素には、同一符号を付してその説明を簡略化する。
同図に示すように、入力軸７と動力源５の動力軸６との間には、第１クラッチ４５が設けられている。
また、動力軸６には、歯車４７が固定されている。動力軸６の側方には、動力源５からの動力を出力軸３５に伝達する伝達軸４９が、出力軸３５と一直線状に設けられている。この伝達軸４９には、動力軸６の歯車４７に歯合する歯車５１が固定されている。また、出力軸３５と伝達軸４９との間には、第２クラッチ５３が設けられている。この第２クラッチ５３と上記第１クラッチ４５とにより、クラッチ部（動力断続手段）５４が構成されており、クラッチ部５４は、Ｘ線回折測定装置４１から送られた信号により、動力軸６と入力軸７との断続を行うとともに、伝達軸４９と出力軸３５との断続を行うようになっている。
【００４８】
また、出力軸３５の歯車３７は、図示しないワンウェイクラッチを介して出力軸３５に取り付けられている。このワンウェイクラッチは、入力軸７から第１バリエータ３および第２バリエータ４を介して出力歯車３３に動力が伝達されてこの出力歯車３３が回転したときには、出力軸３５と歯車３７とを連結状態にし、一方、動力源５から伝達軸４９を介して出力軸３５に動力が伝達されてこの出力軸３５が回転したときには、出力軸３５と歯車３７との連結状態を解除するものである。
【００４９】
このように構成されたトロイダル型無段変速機において、Ｘ線回折測定装置４１による残留オーステナイト量の測定値Ｃが閾値Ａ以下になったとき、あるいはマルテンサイト量の測定値Ｄが閾値Ｂ以下になったときには、Ｘ線回折測定装置４１は、警告ランプ４３に信号を送るとともに、クラッチ部５４の第１クラッチ４５および第２クラッチ５３にそれぞれ信号を送る。
そうすると、第１クラッチ４５が動力軸６と入力軸７とを切り離し、第２クラッチ５３が伝達軸４９と出力軸３５とを連結する。これにより、動力源５から入力軸７への動力の伝達が遮断されるとともに、動力源５からの動力は、歯車４７，５１、および伝達軸４９を介して、出力軸３５に伝達されて出力部３６に出力される。また、ワンウェイクラッチの作用により、出力軸３５と歯車３７との連結状態が解除されているため、動力源５から出力軸３５に伝達された動力は、歯車３７および出力歯車３３を介して第１バリエータ３および第２バリエータ４に伝達されない。
【００５０】
一方、出力側ディスク１１を交換して、Ｘ線回折測定装置４１による残留オーステナイト量の測定値Ｃが閾値Ａよりも大きく、かつマルテンサイト量の測定値Ｄが閾値Ｂよりも大きくなったときには、Ｘ線回折測定装置４１からの信号により、第１クラッチ４５が動力軸６と入力軸７とを連結し、第２クラッチ５３が伝達軸４９と出力軸３５とを切り離す。これにより、動力源５からの動力は、入力軸７を介して第１バリエータ３および第２バリエータ４に伝達されて出力歯車３３に集合される。このとき、出力軸３５と歯車３７とはワンウェイクラッチの作用により連結しているため、出力歯車３３に集合された動力は、歯車３７を介して出力軸３５に伝達される。
【００５１】
このようなトロイダル型無段変速機にあっては、第１実施の形態と同様な効果を奏する。さらには、出力側ディスク１１が疲労寿命に近づいたときに、Ｘ線回折測定装置４１から送られる信号により、クラッチ部５４が、動力源５から入力軸７への動力を遮断するとともに、動力源５から伝達軸４９を介して出力軸３５に動力を伝達するので、例えば疲労寿命を超えて出力側ディスク１１等が機能しなくなって、第１バリエータ３および第４バリエータ４から出力軸３５に伝達されないような状態になったとしても、動力源５から伝達軸４９を介して出力軸３５に動力を伝達することができる。
【００５２】
図３は、本発明の第３実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す図である。なお、図３において、図１と同一構成要素には、同一符号を付してその説明を簡略化する。
同図に示すように、このトロイダル型無段変速機には、振動を測定する振動測定器５５が設けられている。この振動測定器（測定手段）５５には、ケーシング１の外側面に固定された振動測定子５７が接続されており、振動測定器５５は、振動測定子５７を介して稼動時のケーシング１の振動を測定するようになっている。また、振動測定器５５には、警告ランプ４３が電気的に接続されており、この警告ランプ４３は、振動測定器５５から送られた信号により、点灯あるいは点滅するようになっている。
【００５３】
振動測定器５５には、トロイダル型無段変速機の振動の許容範囲Ｅが予め設定されている。この許容範囲Ｅは、正常な状態のトロイダル型無段変速機の振動の範囲である。本実施の形態では、上記許容範囲Ｅは、例えば、初期の状態の１．２倍〜１．３倍程度に設定されている。なお、上記許容範囲Ｅは、正常な状態のトロイダル型無段変速機の振動の範囲を試験等により調査し、これに基づいて設定される。
【００５４】
トロイダル型無段変速機の異常を検知するには、このトロイダル型無段変速機の稼動中に、振動測定器５５によりトロイダル型無段変速機のケーシングの振動を測定する。
そして、測定した振動の大きさと上記許容範囲Ｅとを比較する。この比較の結果、測定した振動の大きさが許容範囲Ｅ外になったとき、すなわち出力側ディスク１１等の異常摩耗や、第１バリエータ３あるいは第２バリエータ４の各部材のがたつき等の異常が発生して、トロイダル型無段変速機の振動が許容範囲Ｅよりも大きくなったり、あるいは小さくなったりしたときには、振動測定器５５は、警告ランプ４３に信号を送って、警告ランプ４３を点灯あるいは点滅させる。これにより、使用者はトロイダル型無段変速機を点検し、例えば出力側ディスク１１の交換等を行う。
【００５５】
このようなトロイダル型無段変速機にあっては、振動測定器５５によりトロイダル型無段変速機の振動を測定するので、この振動の大きさによりトロイダル型無段変速機の異常を知ることができるため、トロイダル型無段変速機が動力伝達不能になる前に、出力側ディスク１１の交換等の対策を行うことができる。
【００５６】
また、振動測定器５５が測定した振動が許容範囲Ｅ外になったとき、すなわちトロイダル型無段変速機に異常が発生しているときに、警告ランプ４３によって使用者に警告を発するので、使用者は、この警告に基づいて出力側ディスク１１の交換等の対策をとることができる。
【００５７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、第１実施の形態および第２実施の形態において、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量の閾値Ａは、疲労寿命近くの所定時点の出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量であったが、この残留オーステナイト量は、油膜切れ等が発生したときにも減少するため、このときの残留オーステナイト量を閾値Ａとするようにしても良い。この場合、油膜切れ等の異常を知ることができるので、油膜切れ等により異常摩耗した出力側ディスク１１の交換等の対策を行い、トロイダル型無段変速機が動力伝達不能になるのを防止することができる。
【００５８】
また、第１実施の形態および第２実施の形態においては、第１キャビティ３の出力側ディスク１１のトラクション面１１ａを、Ｘ線回折測定装置４１による測定対象としたが、これに代えて、例えば、入力側ディスク（転動体）９，１５のトラクション面（転動面）９ａ，１５ａ、パワーローラ（転動体）１３，１９のトラクション面（転動面）１３ａ，１９ａ、スラスト玉軸受２１，２３の玉（転動体）２５，２７の表面（転動面）あるいは第２キャビティ４の出力側ディスク（転動体）１７のトラクション面（転動面）１７ａを、Ｘ線回折測定装置４１による測定対象とするようにしても良い。
【００５９】
また、第１実施の形態および第２実施の形態においては、トロイダル型無段変速機にＸ線回折測定装置４１を設置して、出力側ディスク１１のトラクション面１１ａの残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定したが、これに代えて、トロイダル型無段変速機にＸ線回折測定装置４１を設置せずに、トロイダル型無段変速機の整備時・分解時に、Ｘ線回折測定装置４１を別途準備して、入力側ディスク９，１５のトラクション面９ａ，１５ａ、出力側ディスク１１，１７のトラクション面１１ａ，１７ａ、パワーローラ１３，１９のトラクション面１３ａ，１９ａあるいはスラスト玉軸受２１，２３の玉２５，２７の表面等の残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定するようにしても良い。
【００６０】
また、第１実施の形態および第２実施の形態においては、Ｘ線回折測定装置４１は、残留オーステナイト量およびマルテンサイト量を測定したが、これに代えて、残留オーステナイト量のみまたはマルテンサイト量のみを測定して、出力側ディスク１１の疲労寿命の時期を予測するようにしても良い。
【００６１】
また、第１実施の形態および第２実施の形態においては、Ｘ線回折測定装置４１は、トロイダル型無段変速機の停止時に、残留オーステナイト量およびマルテンサイト量の測定を行ったが、これに代えて、トロイダル型無段変速機の稼動時に、上記測定を行うようにしても良い。
【００６２】
また、第２実施の形態においては、クラッチ部５４は、Ｘ線回折測定装置４１からの信号により作動するようにしたが、Ｘ線回折測定装置４１に代えて、第３実施の形態の振動測定器５５を設けて、この振動測定器５５からの信号によりクラッチ部５４が作動するようにしても良い。さらには、Ｘ線回折測定装置４１に加えて、上記振動測定器５５を設け、この振動測定器５５からの信号により、クラッチ部５４が作動するようにしても良い。
【００６３】
また、上記各実施の形態においては、警告手段として、警告ランプ４３を用いたが、これに代えて、例えば、音による警告を行うブザー等を警告手段として用いるようにしても良い。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、動力伝達不能になるのを回避することができるトロイダル型無段変速機およびトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。
【符号の説明】
５動力源
７入力軸
９，１５入力側ディスク（転動体）
９ａ，１５ａトラクション面（転動面）
１１，１７出力側ディスク（転動体）
１１ａ，１７ａトラクション面（転動面）
１３，１９パワーローラ（転動体）
２５，２７玉（転動体）
３５出力軸
４１Ｘ線回折測定装置（測定手段）
４３警告ランプ（警告手段）
５４クラッチ部（動力断続手段）
５５振動測定器（測定手段）

Claims

潤滑油を介して互いに接触する金属製転動体を備えているトロイダル型無段変速機において、
前記転動体の転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定する測定手段を備えていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
前記測定手段は、Ｘ線回折法を用いて前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するものであることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
前記測定手段が測定した測定値が所定値になったときに、警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸と、前記測定手段が測定した測定値が所定値になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達する動力断続手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
前記測定手段は、前記転動体が停止しているときに、前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
潤滑油を介して互いに接触する転動体を備えているトロイダル型無段変速機において、
トロイダル型無段変速機の振動を測定する測定手段を備えていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
前記測定手段が測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載のトロイダル型無段変速機。
動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸と、前記測定手段が測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達する動力断続手段とを備えていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のトロイダル型無段変速機。
潤滑油を介して互いに接触する金属製転動体を備えているトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法であって、
前記転動体の転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定して、前記転動体の疲労度を検知することを特徴とするトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。
Ｘ線回折法を用いて前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定することを特徴とする請求項９に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。
測定した測定値が所定値になったときに、警告を発することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。
前記トロイダル型無段変速機は、動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸とを備え、測定した測定値が所定値になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。
前記転動体が停止しているときに、前記転動体の前記転動面の残留オーステナイト量および／またはマルテンサイト量を測定することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。
潤滑油を介して互いに接触する転動体を備えているトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法であって、
前記トロイダル型無段変速機の振動を測定して、前記トロイダル型無段変速機の異常を検知することを特徴とするトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。
測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、警告を発することを特徴とする請求項１４に記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。
前記トロイダル型無段変速機は、動力源により回転駆動されて前記動力源の動力を前記転動体に入力する入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を前記転動体を介して取り出す出力軸とを備え、測定した振動の大きさが許容範囲外になったときに、前記動力源から前記入力軸への動力を遮断するとともに、前記動力源から前記転動体を介さずに前記出力軸に動力を伝達することを特徴とする請求項１４または請求項１５のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機の動力伝達機能保持方法。