JP2005069309A - Toroidal-type continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、自動車用自動変速装置の変速ユニットとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。 The toroidal type continuously variable transmission according to the present invention is used as a transmission unit of an automatic transmission for automobiles or as a transmission for adjusting the operating speed of various industrial machines such as pumps.
例えば特許文献1に記載されている様に、自動車用自動変速装置として、図1〜3に示す様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸1の両端部周囲に1対の入力側ディスク2、2を、ボールスプライン3、3を介して支持している。従ってこれら両入力側ディスク2、2は、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。又、上記入力軸1の中間部周囲に出力歯車4を、この入力軸1に対する相対回転を自在として支持している。そして、この出力歯車4の中心部に設けた円筒部の両端部に1対の出力側ディスク5、5を、それぞれスプライン係合させている。従ってこれら両出力側ディスク5、5は、上記出力歯車4と共に、同期して回転する。
For example, as described in Patent Document 1, the use of a toroidal continuously variable transmission as shown in FIGS. 1 to 3 has been studied and partially implemented as an automatic transmission for automobiles. This toroidal type continuously variable transmission is called a double cavity type, and supports a pair of
又、上記各入力側ディスク2、2と上記各出力側ディスク5、5との間には、それぞれ複数個ずつ(通常2〜3個ずつ)のパワーローラ6、6を挟持している。これら各パワーローラ6、6はそれぞれ、特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン7、7の内側面に、支持軸8、8及び複数の転がり軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラニオン7、7は、それぞれの長さ方向(図1、3の上下方向、図2の表裏方向)両端部に、これら各トラニオン7、7毎に互いに同心に設けられた枢軸9、9を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン7、7を傾斜させる動作は、油圧式のアクチュエータ10、10により、これら各トラニオン7、7を上記枢軸9、9の軸方向に変位させる事で行なうが、総てのトラニオン7、7の傾斜角度は、油圧式及び機械式に互いに同期させる。
A plurality (usually 2 to 3) of power rollers 6 and 6 are sandwiched between the
即ち、前記入力軸1と出力歯車4との間の変速比を変えるべく、上記各トラニオン7、7の傾斜角度を変える場合には、上記各アクチュエータ10、10により上記各トラニオン7、7を、それぞれ逆方向に、例えば、図3の右側のパワーローラ6を同図の下側に、同図の左側のパワーローラ6を同図の上側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ6、6の周面と上記各入力側ディスク2、2及び各出力側ディスク5、5の内側面との当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化(当接部にサイドスリップが発生)する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン7、7が、支持板11、11に枢支された枢軸9、9を中心として、互いに逆方向に揺動(傾斜)する。この結果、上記各パワーローラ6、6の周面と上記入力側、出力側各ディスク2、5の内側面との当接位置が変化し、上記入力軸1と出力歯車4との間の回転変速比が変化する。上記各アクチュエータ10、10への圧油の給排状態は、これら各アクチュエータ10、10の数に関係なく1個の変速比制御弁12により行ない、何れか1個のトラニオン7の動きをこの変速比制御弁12にフィードバックする様にしている。
That is, when changing the inclination angle of the
変速状態を切り換える際には、上記変速比制御弁12の所定方向の流路を開く。この結果、上記各アクチュエータ10、10に圧油が、所定方向に送り込まれて、これら各アクチュエータ10、10が上記各トラニオン7、7を所定方向に変位させる。即ち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン7、7が、前記各枢軸9、9の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸9、9を中心に揺動する。そして、上記何れか1個のトラニオン7の動き(軸方向及び揺動変位)が、上記変速比制御弁12に伝達されてこの変速比制御弁12の流路が閉じられ、上記各アクチュエータ10、10への圧油の給排が停止される。
When switching the speed change state, a flow path in a predetermined direction of the speed
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸13により一方(図1、2の左方)の入力側ディスク2を、ローディングカム装置14を介して、出力側ディスク5に向け押圧しつつ回転する。このローディングカム装置14は、前記入力軸1の端部周囲に上記入力側ディスク2と同心に、この入力軸1に対する回転を自在に支持されて、上記駆動軸13により回転駆動されるカム板15と、保持器16により転動自在に保持された複数個(例えば4個)のローラ17、17とから構成している。上記カム板15の片側面(図1〜2の右側面)には、円周方向に関する凹凸面である駆動側カム面18を形成し、上記一方の入力側ディスク2の外側面(図1〜2の左側面)にも、同様の形状を有する被駆動側カム面19を形成している。そして、上記保持器16により上記複数個のローラ17、17を、上記入力軸1の中心に関し放射方向の軸を中心とする転動自在に支持している。
During operation of the toroidal-type continuously variable transmission as described above, one input side disk 2 (on the left side in FIGS. 1 and 2) is connected via a loading cam device 14 by a
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、上記駆動軸13により上記カム板15が回転駆動されると、駆動側カム面18が複数個のローラ17、17を、上記一方の入力側ディスク2の外側面に形成した被駆動側カム面19に押圧する。この結果、この一方の入力側ディスク2が、前記複数のパワーローラ6、6に押圧されると同時に、上記駆動側、被駆動側両カム面18、19と複数個のローラ17、17との押し付け合いに基づいて、上記一方の入力側ディスク2が回転する。又、同時に、他方(図1、2の右方)の入力側ディスク2も同方向に回転する。そして、これら両入力側ディスク2、2の回転が、前記複数のパワーローラ6、6を介して前記両出力側ディスク5、5に伝達され、これら両出力側ディスク5、5の間に配置した前記出力歯車4が回転する。
When the toroidal type continuously variable transmission configured as described above is used, when the
上記入力軸1と出力歯車4との回転速度を変える場合で、先ず入力軸1と出力歯車4との間で減速を行なう場合には、上記各アクチュエータ10、10により上記各トラニオン7、7を上記各枢軸9、9の軸方向に移動させ、これら各トラニオン7、7を図2に示す位置に揺動させる。そして、上記各パワーローラ6、6の周面をこの図2に示す様に、上記各入力側ディスク2、2の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク5、5の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン7、7を図2と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ6、6の周面を、この図2に示した状態とは逆に、上記各入力側ディスク2、2の内側面の外周寄り部分と上記各出力側ディスク5、5の内側面の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各トラニオン7、7を傾斜させる。これら各トラニオン7、7の傾斜角度を中間にすれば、入力軸1と出力歯車4との間で、中間の変速比(速度比)を得られる。
When the rotational speed of the input shaft 1 and the
尚、上述の様なトロイダル型無段変速機に組み込むローディングカム装置14を構成するローラ17、17としては、例えば特許文献2に開示されたものが知られている。この特許文献2に記載された各ローラ17は、図4に示す様に、幅が狭く、一端面(図4の上端面)中央部に小径の突部20を形成したローラ素子21、21を、図5に示す様に、複数個ずつ(図示の例では3個ずつ)軸方向に直列に組み合わせて成る。この様な各ローラ17、17を、保持器16の円周方向複数個所にこの保持器16の放射方向に形成した矩形のポケット22、22の内側に、転動自在に保持している。ローディングカム装置14の使用状態に於いて、上記各ポケット22、22の内側に設けた各ローラ素子21、21は、互いに独立して回転する。この様に上記各ローラ17、17をそれぞれ複数個ずつのローラ素子21、21により構成するのは、駆動側カム面18及び被駆動側カム面19の内周側と外周側との速度差を吸収する為である。
As the
上述の様なローディングカム装置14を組み込んだトロイダル型無段変速機の運転を行なう場合で、急加速時或は急減速時等、このトロイダル型無段変速機により伝達するトルクが急変動する際に、このローディングカム装置14が発生する推力(押圧力)が一時的に低下する事が、従来から知られている。この様なローディングカム装置14の推力の一時的な低下の原因は、このローディングカム装置14各部の摩擦抵抗や慣性質量が原因である事も、従来から知られている。何れにしても、このローディングカム装置14の推力の低下が著しく、この推力を十分に得られない場合には、入力側、出力側両ディスク2、5の内側面と各パワーローラ6、6の周面との当接部(トラクション部)の圧力(押し付け力)が不足する。そして、これら各当接部に滑りが発生して、トロイダル型無段変速機が空転し、転がり接触面の耐久性低下の原因となる他、動力の伝達効率が悪化したり、著しい場合には動力の伝達を行なえなくなる可能性がある。
When operating the toroidal continuously variable transmission incorporating the loading cam device 14 as described above, when the torque transmitted by the toroidal continuously variable transmission suddenly fluctuates, such as during sudden acceleration or sudden deceleration. Furthermore, it has been conventionally known that the thrust (pressing force) generated by the loading cam device 14 temporarily decreases. It has been conventionally known that the cause of such a temporary decrease in the thrust of the loading cam device 14 is caused by the frictional resistance and inertial mass of each part of the loading cam device 14. In any case, when the thrust of the loading cam device 14 is remarkably reduced and the thrust cannot be sufficiently obtained, the inner surfaces of both the input and
この様な事情に鑑みて従来から、特許文献3に記載されている様に、保持器の一部で円周方向に関してポケットから外れた部分の外径を小さくしたり、或は特許文献4に記載されている様に保持器を合成樹脂製としたりする事により、保持器の慣性質量を低減する事が考えられている。更に、特許文献5に記載されている様に、各ローラをセラミック製とする事で、これら各ローラに働く遠心力を低減し、これら各ローラの回転抵抗の低減を図る事も考えられている。
In view of such circumstances, conventionally, as described in Patent Document 3, the outer diameter of a part of the cage that is out of the pocket in the circumferential direction is reduced, or in
但し、上記特許文献3、4に記載されている様にして保持器の慣性質量を低減すると、この保持器の強度が低下する。この結果、トロイダル型無段変速機の高速運転時にこの保持器が、自身の質量に基づき、更には各ポケット内に保持したローラから加わる遠心力により、変形する可能性がある。そして、変形した場合には、これら各ローラの転動を円滑に行なわせる事ができなくなり、トロイダル型無段変速機により伝達するトルクが急変動する際に於ける、ローディングカム装置が発生する推力の一時的低下を防止できなくなる。又、合成樹脂製の保持器の場合には、潤滑油(トラクションオイル)を吸収して膨潤し、ポケットの内面とローラの転動面との間の隙間が過度に減少若しくは喪失する場合がある。そして、この場合には保持器の摩耗が、ポケット内面から異常に進行する可能性がある。
上記特許文献5に記載されている様に、各ローラをセラミック製とすれば、この様な問題を発生しにくくできるが、コストが嵩む事が避けられない。又、より一層の性能向上を図る為には、保持器の軽量化と各ローラの軽量化とを同時に図る事が好ましいが、この場合には、上記問題が発生する。
However, when the inertial mass of the cage is reduced as described in
As described in
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ローディングカム装置に組み込む保持器の軽量化を図った場合でも、この保持器の強度を十分に確保できる構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention has been invented to realize a structure capable of sufficiently securing the strength of the cage even when the weight of the cage incorporated in the loading cam device is reduced.
本発明のトロイダル型無段変速機は何れも、ローディングカム装置に組み込まれた保持器が、マグネシウム又はマグネシウム合金製(以下マグネシウム及びマグネシウム合金を合わせて、「マグネシウム合金等」とする。)である。 In any of the toroidal continuously variable transmissions of the present invention, the cage incorporated in the loading cam device is made of magnesium or a magnesium alloy (hereinafter, magnesium and magnesium alloy are collectively referred to as “magnesium alloy or the like”). .
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、ローディングカム装置に組み込む保持器の軽量化を図ると共に、この保持器の強度を十分に確保できる構造を得られる。
即ち、マグネシウム合金等は、比重は約1.74g/cm3 と、工業的に使用可能な実用構造金属材料の中で最も軽量であり、一般的な合成樹脂の比重とほぼ同等である。従って、マグネシウム合金等により造られた保持器を組み込んだローディングカム装置の場合、トロイダル型無段変速機により伝達する回転力の速度やトルクが変動した場合の追従性を、合成樹脂製の保持器を組み込んだ場合と同等にできる。しかも、強度及び耐摩耗性に関しては合成樹脂よりも遥かに良好で、十分な耐久性を確保できる。
In the case of the toroidal-type continuously variable transmission of the present invention configured as described above, the weight of the cage incorporated in the loading cam device can be reduced, and a structure that can sufficiently secure the strength of the cage can be obtained.
That is, a magnesium alloy or the like has a specific gravity of about 1.74 g / cm 3 , which is the lightest among practical structural metal materials that can be used industrially, and is almost equivalent to the specific gravity of a general synthetic resin. Therefore, in the case of a loading cam device incorporating a cage made of magnesium alloy or the like, the followability when the speed or torque of the rotational force transmitted by the toroidal continuously variable transmission fluctuates can be improved. It can be equivalent to the case of incorporating. In addition, the strength and wear resistance are much better than those of synthetic resins, and sufficient durability can be ensured.
又、マグネシウム合金等により造られた保持器は、潤滑油による保持器の体積変化もなく、従って、ローラの転動面とポケット内面との間の隙間が過小になる事がなく、この隙間が過小になる事に伴う異常摩耗も生じない。
更に、保持器が高速回転する際に潤滑状態が悪化すると、保持器が自励振動によって変形を伴いながら運動し、最悪の場合には破損に至る可能性も考えられるが、マグネシウム合金等は優れた振動吸収能を有する為、自励振動が抑制される。又、ローディングカム装置が伝達するトルクが変動する事に伴い、上記ローラの転動面と上記ポケットの内面とが衝突した場合に生じる騒音を低減させる効果も期待できる。更に、振動を吸収する事は、保持器のある部分に生じた歪みを他の部分に伝達されにくくする事に繋がり、この保持器の各部に生じる歪を低減する事に繋がる為、疲労に基づく損傷に対する抵抗が高い(疲労に基づく損傷が発生しにくい)と言える。
In addition, the cage made of magnesium alloy or the like does not change the volume of the cage due to the lubricating oil, and therefore the gap between the rolling surface of the roller and the pocket inner surface is not excessively small. Abnormal wear associated with becoming too small does not occur.
Furthermore, if the lubrication state deteriorates when the cage rotates at a high speed, the cage may move with deformation due to self-excited vibration, and in the worst case, it may be damaged, but magnesium alloys etc. are excellent. Self-excited vibration is suppressed because of its ability to absorb vibration. Further, as the torque transmitted by the loading cam device fluctuates, an effect of reducing noise generated when the rolling surface of the roller collides with the inner surface of the pocket can be expected. Furthermore, absorbing the vibration leads to making it difficult for the strain generated in one part of the cage to be transmitted to other parts, and reducing the strain generated in each part of the cage. It can be said that the resistance to damage is high (damage based on fatigue is difficult to occur).
尚、本発明に使用するマグネシウム合金等の種類は、特に制限しないが、一般にダイキャスト用マグネシウム合金と呼ばれるもの(例えば、AZ91D、AM60B、AE42、WE54A、WE43A等)を好適に使用する事ができる。そして、何れのマグネシウム合金等を使用した場合にも、上述の様な効果を同様に得られる。
尚、上記マグネシウム合金等のうちの上記AZ91D(MDC1D)の標準化学組成(総て重量割合)は、Al:9.0%、Zn:2.0%、Mn:0.10%、Cu<300ppm 、Ni<10ppm 、Fe<50ppm である。又、上記AM60B(MDC2B)は、Al:6.0%、Mn:0.13%、Cu<100ppm 、Ni<20ppm 、Fe<50ppm である。又、上記AE42は、Al:4.0%、R.E.:2.7%、Mn:0.13%である。又、上記WE54Aは、Y :5.2%、R.E.:3.0%、Zr:0.7%である。又、上記WE43Aは、Y :4.0%、R.E.:3.4%、Zr:0.7%である。尚、上記各種類は、ASTM規格で表しており、()内はJIS相当規格を表している。又、上記R.E.は、Ce、La等の希土類元素(Rare Eeath)や希土類元素の混合物(ミッシュメタル)である。
The type of the magnesium alloy used in the present invention is not particularly limited, but what is generally called a die-casting magnesium alloy (for example, AZ91D, AM60B, AE42, WE54A, WE43A, etc.) can be suitably used. . And even if any magnesium alloy etc. are used, the above effects can be obtained similarly.
In addition, the standard chemical composition (all weight ratios) of the AZ91D (MDC1D) among the magnesium alloys and the like are Al: 9.0%, Zn: 2.0%, Mn: 0.10%, Cu <300 ppm. Ni <10 ppm, Fe <50 ppm. The AM60B (MDC2B) has Al: 6.0%, Mn: 0.13%, Cu <100 ppm, Ni <20 ppm, and Fe <50 ppm. The AE42 is Al: 4.0%, RE: 2.7%, and Mn: 0.13%. Further, the WE54A is Y: 5.2%, RE: 3.0%, Zr: 0.7%. Further, the WE43A is Y: 4.0%, RE: 3.4%, Zr: 0.7%. Each of the above types is represented by the ASTM standard, and the parentheses indicate a JIS equivalent standard. The RE is a rare earth element (Rare Eeath) such as Ce or La, or a mixture of rare earth elements (Misch metal).
本発明を実施する場合に好ましくは、保持器を、半溶融射出成形により造られたものとする。この半溶融射出成形により保持器を造る事で、この保持器の強度を高くでき、しかも低コストで造れる。即ち、マグネシウム合金等は、室温での結晶構造がhcp構造(Hexagonal Closed-Packed lattice 、六方稠密格子)を採る為、室温での塑性加工が非常に困難である。従って、マグネシウム合金等製の素材を保持器形状に加工する場合に、室温でのプレス加工による成形は困難であり、もみ抜き加工法又はダイキャスト法が一般に行なわれている。但し、切削加工の一種であるもみ抜き加工法は材料の歩留りが悪い。これに対して、鋳造法の一種であるダイキャスト法によれば、材料の歩留が非常に高い為、もみ抜き加工法に比べて低コスト化が期待できる反面、強度上の問題が生じ易い。即ち、マグネシウム合金等の凝固潜熱は小さい為、鋳造後の冷却速度が早く、他の金属、例えばアルミニウム合金のダイキャスト成形品に比べて、引け巣等の鋳造欠陥が生じ易く、十分な強度を確保する事が難しい。 When carrying out the present invention, the cage is preferably made by semi-melt injection molding. By producing a cage by this semi-molten injection molding, the strength of the cage can be increased and it can be produced at low cost. That is, a magnesium alloy or the like has an hcp structure (Hexagonal Closed-Packed lattice) at room temperature, so that plastic processing at room temperature is very difficult. Therefore, when processing a raw material made of magnesium alloy or the like into a cage shape, it is difficult to form by press working at room temperature, and a machined processing method or a die casting method is generally performed. However, the milling method, which is a kind of cutting, has a poor material yield. On the other hand, according to the die casting method which is a kind of casting method, since the material yield is very high, the cost can be expected to be lower than that of the machined processing method, but a problem in strength is likely to occur. . That is, since the solidification latent heat of magnesium alloy and the like is small, the cooling rate after casting is high, and casting defects such as shrinkage cavities are easily generated and sufficient strength compared to die cast products of other metals such as aluminum alloys. It is difficult to secure.
そこで、本発明を実施すべく、保持器を造る場合に、半溶融射出成形加工法を採用すれば、材料の歩留を高くする事で低コスト化を図りつつ、十分な強度を有する保持器を得られる。上記半溶融射出成形加工法は、ダイキャスト法の様に金属材料を完全な溶融状態にはせず、固液二相域で攪拌し、固相と液相とが微細に混合した状態で金型に射出成形して最終製品を得る鋳造方法である。この様な半溶融射出成形加工法の具体例としては、レオキャスト、チクソキャスト、チクソモールディング等が挙げられる。そして、これらの半溶融射出成形加工法は、ダイキャスト法に比べて、次の(1)(2)の様な利点がある。
(1) 半溶融スラリー状態で射出成形する為、溶湯の乱れが生じにくく、気泡の巻き込みも少なく抑えられて、ダイキャスト法と比べて鋳造欠陥を少なくでき、強度を大きくできる。
(2) 固液二相状態であるので、溶湯の温度をダイキャスト法に比べて低くでき、金型の寿命を長くして、コスト低減を図れる。
Therefore, in order to implement the present invention, if a semi-molten injection molding method is adopted when producing a cage, the cage has sufficient strength while reducing the cost by increasing the material yield. Can be obtained. The semi-molten injection molding method does not completely melt the metal material like the die-cast method, but stirs it in a solid-liquid two-phase region, and in a state where the solid phase and the liquid phase are finely mixed. This is a casting method in which a final product is obtained by injection molding into a mold. Specific examples of such a semi-melt injection molding method include rheocasting, thixocasting, thixomolding and the like. These semi-melt injection molding methods have the following advantages (1) and (2) over the die casting method.
(1) Since injection molding is performed in a semi-molten slurry state, the molten metal is less likely to be disturbed, bubble entrainment is suppressed to a small extent, and casting defects can be reduced and strength can be increased as compared with the die casting method.
(2) Since it is in a solid-liquid two-phase state, the temperature of the molten metal can be lowered as compared with the die casting method, the life of the mold can be extended, and the cost can be reduced.
尚、上述の様な半溶融射出成形加工法により保持器を射出成形する場合に、固相率[{固相の重量/(固相の重量+液相の重量)}×100(%)]を5〜70%とする事が好ましい。半溶融射出成形加工法によりマグネシウム合金等を射出成形する場合、初晶α(純Mg固相)を液相混合状態で射出成形するが、この射出成形の際に、初晶αの割合(固相率)によって冷却後の金属組織が変化し、機械的性質に差を生じる。そして、固相率が5%未満の場合には、液相部分の割合が多くなり過ぎて、この液相部分の凝固時に引け巣を生じ、十分な強度を得にくくなる。即ち上記(1) に示した利点を十分に得られない。これに対して、固相率が70%を超えるとα相の粒子が粗大になり、やはり十分な強度を得にくくなる。従って、上記固相率を5〜70%として射出成形を行なう事が好ましい。 When the cage is injection molded by the semi-melt injection molding method as described above, the solid phase ratio [{weight of solid phase / (weight of solid phase + weight of liquid phase)} × 100 (%)] Is preferably 5 to 70%. When a magnesium alloy or the like is injection-molded by the semi-melt injection molding method, the primary crystal α (pure Mg solid phase) is injection-molded in a liquid phase mixed state. Depending on the phase ratio, the metal structure after cooling changes, resulting in a difference in mechanical properties. When the solid phase ratio is less than 5%, the ratio of the liquid phase portion is excessively increased, and a shrinkage cavities are formed when the liquid phase portion is solidified, making it difficult to obtain sufficient strength. That is, the advantage shown in (1) above cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the solid phase ratio exceeds 70%, the α-phase particles become coarse and it is difficult to obtain sufficient strength. Therefore, it is preferable to perform injection molding with the solid phase ratio set to 5 to 70%.
又、本発明を実施する場合に好ましくは、上述の様な半溶融射出成形加工法により成形したマグネシウム合金等製の保持器の表面に、耐摩耗処理を施す。この耐摩耗処理を施す事で、この保持器の耐久性を確保できる。即ち、この保持器を構成するマグネシウム合金等は、電気化学的に卑である為、この保持器が異種金属(鋼)製のローラ等と接触した場合に、マグネシウム合金等により造られた保持器にのみ腐食が進行する。又、マグネシウム合金等は非常に活性な金属である為、油膜を介する事なく金属同士で接触した場合に、凝着摩耗を生じ易い。この様な理由で、マグネシウム合金等により造られた保持器に設けたポケットの内面は、ローラの表面との接触により摩耗が進行し易く、そのままでは十分な耐久性を得られない可能性がある。そこで、上記保持器の表面に耐摩耗性皮膜を形成する事で、この保持器の耐久性向上を図る事が好ましい。この耐摩耗性皮膜を形成すれば、上記ポケットの内面と上記ローラ表面との摺動部の耐焼き付き性が改善され、これら各面同士が高速で擦れ合った場合にも、焼き付き等の損傷が生じる事を防止できる。又、上記耐摩耗性皮膜を形成する事で、上記保持器を構成するマグネシウム合金等と、ローラ等を構成する鋼とが直接接触する事を防止できる為、仮に潤滑油(トラクションオイル)中に水分が混入していた場合でも、電気化学的腐食によって保持器が腐食し、この保持器を組み込んだローディングカム装置の性能が損なわれる事も防止できる。 Further, when carrying out the present invention, preferably, the surface of a cage made of magnesium alloy or the like formed by the semi-melt injection molding method as described above is subjected to wear resistance treatment. The durability of the cage can be ensured by performing the wear resistance treatment. That is, since the magnesium alloy or the like constituting this cage is electrochemically base, when this cage comes into contact with a roller made of a dissimilar metal (steel), the cage made of magnesium alloy or the like Corrosion proceeds only to the surface. In addition, since magnesium alloys and the like are very active metals, adhesion wear tends to occur when the metals contact each other without an oil film. For this reason, the inner surface of a pocket provided in a cage made of a magnesium alloy or the like tends to wear due to contact with the surface of the roller, and as such, there is a possibility that sufficient durability cannot be obtained. . Therefore, it is preferable to improve the durability of the cage by forming a wear-resistant film on the surface of the cage. By forming this wear resistant film, the seizure resistance of the sliding portion between the inner surface of the pocket and the roller surface is improved, and even when these surfaces rub against each other at high speed, damage such as seizure is caused. It can be prevented from occurring. In addition, by forming the wear-resistant film, it is possible to prevent direct contact between the magnesium alloy and the like constituting the cage and the steel constituting the roller and the like. Even when moisture is mixed, it is possible to prevent the cage from being corroded by electrochemical corrosion, and the performance of the loading cam device incorporating the cage from being impaired.
尚、上記耐摩耗性皮膜を形成する為の表面処理の方法としては、従来から知られている各種方法を採用できるが、処理の簡便性から陽極酸化処理が好ましく、中でも硬質で均質な陽極酸化皮膜を形成できる事から、DOW17処理、HAE処理が好適である。尚、DOW17処理、HAE処理に就いては、1997年に日本マグネシウム協会が発行した「マグネシウムマニュアル」に記載されて、従来から知られている。
又、本発明を実施する場合に好適な耐摩耗性皮膜としては、上記陽極酸化皮膜の他に、化成処理によるクロメート皮膜(クロム酸塩皮膜)、リン酸塩皮膜、スズ酸塩皮膜、フッ化物皮膜等を採用する事ができる。この中でも、コスト、耐久性を含め、総合的な性能面を考慮した場合に、クロメート皮膜を採用する事が好ましい。
In addition, as a surface treatment method for forming the above abrasion-resistant film, various conventionally known methods can be adopted, but anodization treatment is preferable from the viewpoint of simplicity of treatment, and among them, hard and homogeneous anodic oxidation. Since a film can be formed, DOW17 treatment and HAE treatment are suitable. The
In addition to the above-mentioned anodized film, suitable abrasion-resistant films for carrying out the present invention include a chromate film (chromate film), a phosphate film, a stannate film, and a fluoride by chemical conversion treatment. A film or the like can be used. Among these, it is preferable to employ a chromate film in consideration of comprehensive performance including cost and durability.
尚、上記耐摩耗性皮膜は、電気メッキや無電解メッキ、PVD(物理的気相蒸着法)によっても、各種形成可能である。何れの耐摩耗性皮膜を形成するにしても、その厚さは0.01〜10μm程度が適切である。耐摩耗性皮膜の厚さがこれよりも小さいと、保持器の耐久性を十分に向上させる事が難しく、反対に大き過ぎると、コストが嵩む他、耐摩耗性皮膜が剥れ易くなって、やはり十分な耐久性を確保する事が難しくなる。 The wear-resistant film can be formed in various ways by electroplating, electroless plating, or PVD (physical vapor deposition). Whichever abrasion-resistant film is formed, the thickness is suitably about 0.01 to 10 μm. If the thickness of the wear-resistant film is smaller than this, it is difficult to sufficiently improve the durability of the cage. On the other hand, if it is too large, the cost increases and the wear-resistant film is easily peeled off. After all, it becomes difficult to ensure sufficient durability.
尚、本発明のトロイダル型無段変速機の特徴は、ローディングカム装置を構成する保持器の強度及び耐摩耗性を確保すべく、この保持器の性状を工夫した点にある。図面に表れるトロイダル型無段変速機の構造は、前述した図1〜5に示した構造を含め、従来から知られている各種構造のトロイダル型無段変速機と同様であるから、重複する説明を省略し、以下、本発明の効果を確認する為に行なった実験に就いて説明する。 The feature of the toroidal type continuously variable transmission of the present invention is that the properties of the cage are devised in order to ensure the strength and wear resistance of the cage constituting the loading cam device. The structure of the toroidal-type continuously variable transmission shown in the drawings is the same as that of various conventionally known toroidal-type continuously variable transmissions including the structures shown in FIGS. Hereinafter, an experiment conducted for confirming the effect of the present invention will be described.
汎用の鋳造用マグネシウム合金であるAZ91D又は合成樹脂を用い、図6に示す様な保持器16aを造った。この保持器16aは、円輪状の主部23の径方向中間部の円周方向に関して等間隔の4個所位置に、それぞれ矩形のポケット22a、22aを形成して成る。そして、下記の表1に示す様に、請求項1に係る発明の技術的範囲に属する3種類の試料(本発明品1〜3)と、この発明の技術的範囲から外れる試料(比較例)との、4種類の試料を作成した。
A
尚、上記AZ91Dにより造る場合に、本発明品1、2に関しては半溶融射出成形加工により、本発明品3に関してはダイキャスト加工法により、それぞれ成形した。又、本発明品1に関しては、成形後の保持器の表面に、下記の条件でDOW17処理(陽極酸化処理)を施して陽極酸化皮膜を形成した。更に、比較例として、同形状の合成樹脂製保持器を作成した。
When the AZ91D was used, the
「DOW17処理」
浴組成 : NH4 HF2 を225〜450g/L
Na2 Cr2 O7 ・2H2 Oを50〜120g/L
85%H2 PO4 を50〜110mL/L
浴温度 : 70〜80℃
電圧 : 60〜100V
電流密度 : 0.5〜5A/dm2
通電時間 : 5〜25min
"DOW17 processing"
Bath composition: 225 to 450 g / L of NH 4 HF 2
Na 2 Cr 2 O 7 .2H 2 O 50-120 g / L
85-110 mL / L of 85% H 2 PO 4
Bath temperature: 70-80 ° C
Voltage: 60-100V
Current density: 0.5 to 5 A / dm 2
Energizing time: 5-25min
そして、上記4種類の保持器(本発明品1〜3、比較例)をローデイングカム装置に組み込み、下記の条件で耐久試験を行なった。
[耐久試験条件]
回転速度 : 6000min-1
試験時間 : 10時間
この様な条件で行なった耐久試験を結果を求める為、試験前後に保持器の重量を測定して、試験後の重量を試験前の重量で除した値を摩耗率とし、それぞれの摩耗率を実施例1の摩耗率で割った値を摩耗量比とした。各供試体の摩耗量比を図7に示す。
この図7から明らかな通り、合成樹脂製の保持器(比較例)の摩耗量は、表面に耐摩耗製皮膜を形成したマグネシウム合金等製の保持器(本発明品1)に比べて約5倍に達する。又、半溶融射出成形加工法により造られただけのマグネシウム合金等製の保持器(本発明品2)及びダイキャスト成形により造られただけのマグネシウム合金等製の保持器(本発明品3)に関しても、合成樹脂製の保持器(比較例1)と比べて2倍以上の耐摩耗性を有する事が分かる。
Then, the above four types of cages (the present invention products 1 to 3, comparative examples) were incorporated into a loading cam device, and a durability test was performed under the following conditions.
[Endurance test conditions]
Rotational speed: 6000min -1
Test time: 10 hours In order to obtain the results of a durability test conducted under such conditions, the weight of the cage was measured before and after the test, and the value obtained by dividing the weight after the test by the weight before the test was defined as the wear rate. A value obtained by dividing each wear rate by the wear rate in Example 1 was defined as a wear amount ratio. The wear amount ratio of each specimen is shown in FIG.
As is apparent from FIG. 7, the wear amount of the cage made of synthetic resin (comparative example) is about 5 as compared with the cage made of magnesium alloy or the like having the wear-resistant film formed on the surface (product 1 of the present invention). Reach twice. Also, a cage made of magnesium alloy or the like made only by a semi-melt injection molding process (
1 入力軸
2 入力側ディスク
3 ボールスプライン
4 出力歯車
5 出力側ディスク
6 パワーローラ
7 トラニオン
8 支持軸
9 枢軸
10 アクチュエータ
11 支持板
12 変速比制御弁
13 駆動軸
14 ローディングカム装置
15 カム板
16、16a 保持器
17 ローラ
18 駆動側カム面
19 被駆動側カム面
20 突部
21 ローラ素子
22、22a ポケット
23 主部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
The toroidal continuously variable transmission according to any one of claims 1 to 2, wherein the surface of the cage is subjected to wear resistance treatment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003298197A JP2005069309A (en) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | Toroidal-type continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258228A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Nsk Ltd | Toroidal continuously variable transmission |
JP2009115249A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Toyota Motor Corp | Continuously variable transmission |
JP2009293769A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Nsk Ltd | Pulley bearing and its manufacturing method |
-
2003
- 2003-08-22 JP JP2003298197A patent/JP2005069309A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258228A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Nsk Ltd | Toroidal continuously variable transmission |
JP4721040B2 (en) * | 2005-03-18 | 2011-07-13 | 日本精工株式会社 | Toroidal continuously variable transmission |
JP2009115249A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Toyota Motor Corp | Continuously variable transmission |
JP2009293769A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Nsk Ltd | Pulley bearing and its manufacturing method |
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