JP2004286053A

JP2004286053A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2004286053A
Application number: JP2003075784A
Authority: JP
Inventors: Daiki Nishii; 大樹西井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】パワーローラから大きなトラクション力を受け、トラニオン支持部材に押し付けられてもトラニオンの接触部の磨耗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。
【解決手段】入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に存在する傾転軸２２を有し、この傾転軸２２を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオン２１と、このトラニオン２１に回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、前記トラニオンの傾転軸を支持するラジアルベアリングを有するキャリアとを備えたトロイダル型無段変速機において、前記トラニオン２１の傾転軸２２に該トラニオン２１と一体の端面２１ａを設けるとともに、前記傾転軸２２及び端面２１ａの一部または全部をラジアルベアリングの転走面と同等の硬度にしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機において、トラニオンの摩耗や組成変形に対して材質を強固にしたトラニオンが知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
従来のトロイダル型無段変速機は、図４及び図５に示すように構成されている。すなわち、エンジン等の駆動源（図示しない）に連結される入力軸１には入力ディスク２と出力ディスク３がニードルベアリングを介して回転自在に支持されている。入力ディスク２の背面側にはカム板４が入力軸１に対してスプライン係合しており、カム板４と入力ディスク２との間にはローラ５が介在され、入力ディスク２を出力ディスク３側に押し付けるローディングカム式あるいは油圧ローディング式の押圧機構６が設けられている。
【０００４】
入力ディスク２と出力ディスク３との間には傾転軸７を中心として揺動するトラニオン８ａ，８ｂが設けられ、トラニオン８ａ，８ｂの中心部には変位軸９が設けられている。そして、この変位軸９にはパワーローラ１０が回転自在に支持され、このパワーローラ１０は入力ディスク２及び出力ディスク３と接するトラクション部を有し、入力ディスク２と出力ディスク３との間に傾転自在に転接されている。
【０００５】
また、トラニオン８ａ，８ｂとパワーローラ１０との間にはパワーローラ軸受１１が設けられている。このパワーローラ軸受１１はパワーローラ１０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１０の回転を許容するものである。このようなパワーローラ軸受１１の複数個の玉１２はトラニオン８ａ，８ｂ側に設けられた円環状の外輪１３と回転部としてのパワーローラ１０との間に設けられた円環状の保持器１４によって保持されている。さらに、前記トラニオン８ａ，８ｂを傾転自在に支持するヨーク１５にはラジアルベアリング１６が設けられ傾転軸７を支持している。
【０００６】
前述したトロイダル型無段変速機に組み込まれているトラニオン８ａ，８ｂはパワーローラ１０を回転自在に支持し、両端の傾転軸７を中心として傾転する。このトラニオン８ａ，８ｂはパワーローラ１０から大きな荷重を受けるため、全体を焼入れすると疲労破壊強度がなくなる。そこで、パワーローラ８ａ，８ｂの硬度が要求される部位、一般にラジアルベアリングの転走面、傾転ストッパ部、パワーローラ背面スラストベアリングのストッパ部等のみを高周波焼入れしてＨＲＣ５５以上としている。
【０００７】
前記特許文献１においては、前記傾転軸におけるラジアルニードルベアリングの転走面を高周波熱処理によってＨＲＣ５５以上としている。また、特許文献２は、トラニオンを傾転自在に支持するラジアルニードルベアリングの転走面となる円筒部と、この円筒部と垂直な端面部とをＲ形状に形成した繋ぎ部によって繋いでいる。そして、円筒部、端面部及び繋ぎ部を高周波熱処理によってＨｖ４００以上に硬化させている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１３２３０２号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平１１−２０１２５０号公報
【００１０】
【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においては、パワーローラ１０の軸心を入出力ディスク２，３の軸心に対して若干オフセットさせ、動力伝達部に生じるサイドスリップによりパワーローラ１０を傾転させて変速を行う。トラニオン８ａ，８ｂはパワーローラ１０に対してこの軸方向のオフセットを与えるとともに、傾転支持の役目を担っている。
【００１１】
図６に示すように、トラニオン８ａ，８ｂの周囲にキャリア１７を設け、このキャリア１７の支持軸を中心にキャリア１７を揺動変位させることにより、パワーローラ１０の軸心をオフセットさせる構造の場合、トラニオン８ａ，８ｂを軸方向に油圧等で支持していないため、矢印Ａ方向のトラクション力でトラニオン８ａ，８ｂはキャリア１７に押し付けられる。このため、トラニオン８ａ，８ｂとラジアルベアリング１６の間もしくはラジアルベアリング１６とキャリア１７との間にスラストベアリング１８を配置して傾転に対するフリクションを下げる必要がある。
【００１２】
しかし、トラニオン８ａ，８ｂの端面をスラストベアリング１８の転走面とする場合、硬度が不足すると転動強度が不足して剥離が発生することが考えられる。また、トラニオン８ａ，８ｂを軸方向に油圧支持するとともに、パワーローラ１０の軸心をオフセットさせる場合においてもラジアルベアリング１６やスペーサ等との接触部の硬度が低いと磨耗が進み、磨耗粉の発生により各部の転動寿命を低下することが考えられる。
【００１３】
また、特許文献１は、傾転軸におけるラジアルニードルベアリングの転走面を高周波熱処理によってＨＲＣ５５以上としているが、トラクション力でトラニオンがキャリアやヨークに押し付けられることに対する接触部の磨耗に対しては着目していない。このため、トラニオンとラジアルベアリングの間もしくはラジアルベアリングとキャリアやヨークとの間にスラストベアリングを配置して傾転に対するフリクションを下げる必要がある。
【００１４】
また、特許文献２は、ラジアルニードルベアリングの転走面となる円筒部、この円筒部と垂直な端面部とをＲ形状に形成した繋ぎ部によって繋ぎ、円筒部、端面部及び繋ぎ部を高周波熱処理によってＨｖ４００以上に硬化させているが、特許文献１と同様に、トラクション力でトラニオンがキャリアやヨークに押し付けられることに対する接触部の磨耗に対しては着目していない。
【００１５】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、パワーローラから大きなトラクション力を受けるトラニオンの端面の接触部を硬度アップさせ、接触部の磨耗の低減、転走面の寿命向上を図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にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に傾転軸を有し、この傾転軸を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオンと、このトラニオンに回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、前記トラニオンの傾転軸を支持するラジアルベアリングを有するトラニオン支持部材とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記トラニオンの傾転軸に該トラニオンと一体の端面を設けるとともに、前記傾転軸及び端面の一部または全部を前記ラジアルベアリングの転走面と同等の硬度にしたことを特徴とする。
【００１７】
前記構成によれば、トラニオンの傾転軸及び端面の一部または全部をラジアルベアリングの転走面と同等の硬度にすることにより、パワーローラから大きなトラクション力を受け、キャリア等のトラニオン支持部材に押し付けられてもトラニオンの接触部の磨耗を低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は第１の実施形態を示し、（ａ）はトラニオンの縦断側面図、（ｂ）はその端面図であり、従来と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００２０】
本実施形態のトラニオン２１は、両端部に互いに同心の一対の傾転軸２２が設けられ、中間部の背面に平坦面２３が形成されている。平坦面２３の一部にはパワーローラ１０の変位軸９を軸支する円孔２４が設けられている。さらに、トラニオン２１の両端部には前記傾転軸２２を設けるために一対の折れ曲がり部２５が設けられ、パワーローラ１０を囲む袋部２６が形成されている。
【００２１】
トラニオン２１の傾転軸２２には該トラニオン２１と一体の端面２１ａが設けられている。トラニオン２１の傾転軸２２の外周部、すなわちラジアルニードルベアリングの転走面２２ａは高周波焼入れすることにより、硬度がＨＲＣ５５以上に硬度アップされている。本実施形態においては、トラニオン２１と一体の端面２１ａの全域に亘って前記傾転軸２２のラジアルニードルベアリングの転走面２２ａと同時に高周波焼入れすることにより、硬度がラジアルニードルベアリングの転走面２２ａの硬度（ＨＲＣ５５以上）と同等、つまり硬度がＨＲＣ５５以上に硬度アップされている（図１（ａ）の網掛け部分は高周波焼入れした部分を示す。）。
【００２２】
このように、傾転軸２２の端面２１ａの全部をラジアルベアリングの転走面２２ａと同等の硬度にすることにより、パワーローラ１０から大きなトラクション力を受け、キャリア１５に押し付けられてもトラニオン８ａ，８ｂの接触部の磨耗を低減できる。従って、磨耗粉の発生により各部の転動寿命の低下を防ぎ、トラニオン８ａ，８ｂの寿命を向上できる。
【００２３】
図２は第２の実施形態を示し、（ａ）はトラニオンの縦断側面図、（ｂ）はその端面図であり、第１の実施形態と異なる部分は、トラニオン２１と一体の端面２１ａの一部、前記傾転軸２２の根元に近い部分のみを傾転軸２２のラジアルニードルベアリングの転走面２２ａと同時に高周波焼入れし、硬度がラジアルニードルベアリングの転走面２２ａと同等、つまり硬度がＨＲＣ５５以上に硬度アップしたものである（図２（ａ）の網掛け部分は高周波焼入れした部分を示す。）。
【００２４】
図３は第１の実施形態または第２の実施形態のトラニオン２１の傾転軸２２をラジアルニードルベアリング２７を介してトラニオン支持部材としてのヨーク２８に回転自在に支持したものである。
【００２５】
この場合、トラニオン２１と一体の端面２１ａの一部または全部を高周波焼入れし、ラジアルニードルベアリング２７の転走面２２ａと同等、つまり硬度がＨＲＣ５５以上に硬度アップされているため、ラジアルニードルベアリング２７やスペーサ（図示しない）との当り面は、上記強度アップにより磨耗を防止できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、トラニオンと一体の端面の一部または全域に亘って傾転軸のラジアルニードルベアリングの転走面と同等に硬度アップしたことにある。
【００２７】
従って、パワーローラから大きなトラクション力を受け、キャリア等のトラニオン支持部材に押し付けられてもトラニオンの接触部の磨耗を低減できる。従って、磨耗粉の発生により各部の転動寿命の低下を防ぎ、寿命を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、（ａ）はトラニオンの縦断側面図、（ｂ）はその端面図。
【図２】この発明の第２の実施形態を示し、（ａ）はトラニオンの縦断側面図、（ｂ）はその端面図。
【図３】第１の実施形態または第２の実施形態のトラニオンの傾転軸をラジアルニードルベアリングを介してトラニオン支持部材としてのヨークに回転自在に支持した状態を示す縦断側面図。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機の縦断側面図。
【図５】図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図６】従来例を示し、トラニオンをキャリアに支持した状態の縦断側面図。
【符号の説明】
１…入力軸、２…入力ディスク、３…出力ディスク、７…傾転軸、１０…パワーローラ、２１…トラニオン、２１ａ…端面、２２…傾転軸

Claims

入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に傾転軸を有し、この傾転軸を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオンと、このトラニオンに回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、前記トラニオンの傾転軸を支持するラジアルベアリングを有するトラニオン支持部材とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記トラニオンの傾転軸に該トラニオンと一体の端面を設けるとともに、前記傾転軸及び端面の一部または全部を前記ラジアルベアリングの転走面と同等の硬度にしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。