JP2005090633A - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents

Toroidal continuously variable transmission Download PDF

Info

Publication number
JP2005090633A
JP2005090633A JP2003325039A JP2003325039A JP2005090633A JP 2005090633 A JP2005090633 A JP 2005090633A JP 2003325039 A JP2003325039 A JP 2003325039A JP 2003325039 A JP2003325039 A JP 2003325039A JP 2005090633 A JP2005090633 A JP 2005090633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
disk
roller
raceway
continuously variable
variable transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003325039A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4374225B2 (en
Inventor
Yoshihiro Ono
誉洋 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP2003325039A priority Critical patent/JP4374225B2/en
Publication of JP2005090633A publication Critical patent/JP2005090633A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4374225B2 publication Critical patent/JP4374225B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the traction performances of a roller and a disk in a toroidal continuously variable transmission. <P>SOLUTION: A fine shape of the surface of either of both disk track faces 5b and 6c and the surface of a roller rolling face 7b comprises triangular fine recesses and projections formed of flat parts and dents in the rotating directions of both disks and the roller. The skewness Rsk thereof is -5 to 0. The averaged arithmetic mean roughness Ra of the track face of both disks and the rolling face of the roller is 0.01 to 0.12 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車の変速装置として用いられるトロイダル型無段変速機に関する。   The present invention relates to a toroidal-type continuously variable transmission used, for example, as a transmission for an automobile.

トロイダル型無段変速機は、凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスク及び出力ディスクを、軌道面同士が互いに対向するように配置し、両軌道面間に形成されるトロイド状隙間にローラを配置して、これを潤滑油膜を介して各ディスクの軌道面に高荷重で圧接させた構成を有している。このようなトロイダル型無段変速機において入力ディスクが回転すると、ローラの転動面と各ディスクとの接触面に介在する潤滑油膜のせん断力により、ローラを介して入力ディスクから出力ディスクへトルクが伝達される。このとき、ローラと各ディスクは、高荷重で圧接されつつ高速回転しているため、その接触面は、高面圧高温という過酷な条件下にあり、当該接触面において適正な潤滑油膜を維持することが困難であった。このような問題点に対して、ローラの転動面および両ディスク軌道面に油だまり効果を目的とした、微細な凹凸、あるいはくぼみを形成するというものが提案されている。(特許文献1,2参照)   Toroidal-type continuously variable transmissions have an input disk and an output disk with concave curved raceway surfaces so that the raceway surfaces face each other, and rollers are placed in a toroidal gap formed between both raceway surfaces. Thus, it is configured such that this is pressed against the raceway surface of each disk with a high load via a lubricating oil film. When the input disk rotates in such a toroidal type continuously variable transmission, torque is applied from the input disk to the output disk via the roller due to the shearing force of the lubricating oil film interposed between the rolling surface of the roller and the contact surface of each disk. Communicated. At this time, since the roller and each disk are rotating at high speed while being pressed against each other with a high load, the contact surface is under a severe condition of high surface pressure and high temperature, and an appropriate lubricating oil film is maintained on the contact surface. It was difficult. In order to solve such problems, it has been proposed to form fine irregularities or indentations on the rolling surface of the roller and both disk raceway surfaces for the purpose of oil accumulation effect. (See Patent Documents 1 and 2)

特開2002−39306号公報JP 2002-39306 A 特開2003−14067号公報JP 2003-14067 A

上述の従来のトロイダル型無段変速機では、ローラの転動面および両ディスク軌道面には、微細な凹凸が形成されているため、ローラとディスクの接触面には、適宜な潤滑油膜が維持され、ローラとディスクの真実接触の防止や、潤滑油膜のせん断力の増加による耐久性およびトラクション性能向上の効果がある。しかし、ローラとディスク間のトラクション効果は、潤滑油膜のせん断力に依存しており、他の手段によって積極的にトラクション性能を向上させる試みは成されていなかった。   In the conventional toroidal-type continuously variable transmission described above, fine irregularities are formed on the roller rolling surface and both disk raceway surfaces, so that an appropriate lubricating oil film is maintained on the contact surface between the roller and the disk. In addition, it has the effect of preventing the true contact between the roller and the disk and improving the durability and traction performance by increasing the shearing force of the lubricating oil film. However, the traction effect between the roller and the disk depends on the shearing force of the lubricating oil film, and no attempt has been made to positively improve the traction performance by other means.

上記のような事情に鑑み、本発明は、トロイダル型無段変速機のローラおよびディスクの耐久性を維持し、かつ潤滑油膜のせん断力によるトラクション効果のみに依存せず、トラクション性能を向上させることを目的とした。   In view of the circumstances as described above, the present invention improves the traction performance while maintaining the durability of the roller and the disk of the toroidal-type continuously variable transmission and not depending only on the traction effect due to the shear force of the lubricating oil film. Aimed.

本発明のトロイダル型無段変速機は、側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、潤滑油膜を介して両軌道面と接触して回転し、潤滑油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、前記ローラ転動面の表面の微細形状が、当該ローラの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有し、前記入力ディスク軌道面又は出力ディスク軌道面のいずれか一方の表面の微細形状が、当該ディスクの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有することを特徴としている。   The toroidal continuously variable transmission of the present invention includes an input disk having a concave curved raceway surface on a side surface, a concave curved raceway surface disposed coaxially with the input disk and facing the track surface of the input disk. And an output disk having a toroidal gap formed between the raceway surfaces of the input disk and the output disk, rotating in contact with both raceway surfaces through the lubricating oil film, and both by the shearing force of the lubricating oil film. A toroidal-type continuously variable transmission having a plurality of rollers for transmitting torque between disks, wherein the fine surface of the roller rolling surface has triangular irregularities arranged in the rotational direction of the roller. The fine shape of either the input disk raceway surface or the output disk raceway surface is arranged with triangular irregularities in the rotational direction of the disk. It is characterized by having a have shape.

上記のように構成されたトロイダル型無段変速機においては、以下の作用が得られる。ここで、三角形状の微細な凹凸を有するディスク軌道面とローラとの接触部分について説明する。すなわち、ローラとディスクの表面には、当該ディスク軌道面もしくはローラ転動面には、当該ディスクおよびローラの回転方向に対して、三角形状の微細な凹凸が連続して配置される表面形状とされている。そして、ローラと両ディスクとの接触面間には潤滑油膜が形成されている。ローラとディスクの接触面では、互いの凹凸が組み合わさり、凹凸を形成している双方の傾斜面とが接近することによって間隙が形成される。ここで、ディスクおよびローラがトルクを伝達するために回転すると、前記間隙が狭められ、介在していた潤滑油膜の圧力が高められる。そして、潤滑油膜の圧力が高められることにより、反力が発生し、真実接触を防止することができる。また、この反力は、間隙を形成している傾斜面に作用しており、ローラ転動面とディスク軌道面との接触面の接線方向に近い方向であって、円周方向に沿った方向に作用するので、ローラ転動面と両ディスク軌道面とのすべりを防止し、トラクション性能が向上する。つまり、ローラ転動面とディスク軌道面とのトラクション性能は、潤滑油膜のせん断力のみでなく、接触面の形状により発生する反力を利用することで、その性能向上を図ることができる。また、ローラと両ディスクが運転状態の際、上述の凹凸と、両ディスクもしくはローラの回転とによって、ローラ転動面と両ディスク軌道面との接触面間に動圧が発生し、潤滑油膜の圧力がさらに高められる。潤滑油膜の圧力が高められることにより、ローラとディスクの間には、表面に当該凹凸が無い場合と比較して、真実接触が防止され、その耐久性が向上する。   In the toroidal type continuously variable transmission configured as described above, the following operations are obtained. Here, the contact portion between the disk raceway surface having fine triangular irregularities and the roller will be described. That is, the surface of the roller and the disk has a surface shape in which fine irregularities in a triangular shape are continuously arranged on the disk raceway surface or the roller rolling surface with respect to the rotation direction of the disk and the roller. ing. A lubricating oil film is formed between the contact surfaces of the roller and both disks. On the contact surface of the roller and the disk, the concaves and convexes are combined, and a gap is formed when both inclined surfaces forming the concaves and convexes approach each other. Here, when the disk and the roller rotate to transmit torque, the gap is narrowed and the pressure of the interposed lubricating oil film is increased. Then, by increasing the pressure of the lubricating oil film, a reaction force is generated and true contact can be prevented. This reaction force acts on the inclined surface forming the gap, and is a direction close to the tangential direction of the contact surface between the roller rolling surface and the disk raceway surface, and the direction along the circumferential direction. Therefore, sliding between the roller rolling surface and both disk raceway surfaces is prevented, and the traction performance is improved. That is, the traction performance between the roller rolling surface and the disk raceway surface can be improved by utilizing not only the shearing force of the lubricating oil film but also the reaction force generated by the shape of the contact surface. In addition, when the roller and both discs are in operation, dynamic pressure is generated between the roller rolling surface and the contact surfaces of both disc raceways due to the unevenness described above and the rotation of both discs or rollers, and the lubricating oil film The pressure is further increased. By increasing the pressure of the lubricating oil film, true contact is prevented between the roller and the disk as compared with the case where there is no unevenness on the surface, and the durability is improved.

また、上記トロイダル型無段変速機において、前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面に対してトルクを伝達する側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面を有する凹凸であることが好ましい。この場合、上述の接触面に形成される間隙は、前記急傾斜面により形成されるため、作用する反力が、より接触面の接線方向に近い方向に作用し、トラクション性能を高めることができる。   Further, in the toroidal continuously variable transmission, the fine shapes of the surface of the disk raceway surface and the roller rolling surface which are on the side of transmitting torque to the contact surface of the both disks and rollers are gently inclined. It is preferably a concavo-convex shape having a gradually inclined surface which is a triangular shape in which the surface and the steeply inclined surface are alternately arranged and rises with respect to the rotation direction. In this case, since the gap formed in the contact surface is formed by the steeply inclined surface, the acting reaction force acts in a direction closer to the tangential direction of the contact surface, and the traction performance can be improved. .

上記トロイダル型無段変速機において、前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面からトルクを伝達される側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する凹凸であることが好ましい。この場合、上述の接触面に形成される間隙は、前記急傾斜面により形成されるため、作用する反力が、より接触面の接線方向に近い方向に作用し、トラクション性能を高めることができる。   In the toroidal continuously variable transmission, the fine shapes of the surface of the disk raceway surface and the roller rolling surface, which are the sides where the torque is transmitted from the mating surface of the both disks and rollers, are slightly inclined and steep. It is preferable that the surface has a triangular shape in which the inclined surfaces are alternately arranged, and has an uneven surface having a gently inclined surface that is tapered downward with respect to the rotation direction. In this case, since the gap formed in the contact surface is formed by the steeply inclined surface, the acting reaction force acts in a direction closer to the tangential direction of the contact surface, and the traction performance can be improved. .

また、本発明者らは、トロイダル型無段変速機のローラとディスクの耐久性およびトラクション性能の向上について鋭意研究を重ねる過程で、従来例には挙げられていない表面粗さパラメータである、スキューネス(Rsk)と、算術表面粗さ(Ra)との関係が、ローラとディスクの耐久性およびトラクション性能に大きく影響を及ぼしていることを見出した。すなわち、上記記載のトロイダル型無段変速機において、前記両ディスク軌道面、およびローラの転動面の算術平均粗さ(Ra)が、0.01〜0.12μmであり、前記凹凸を有しているディスク軌道面およびローラの転動面のスキューネス(Rsk)が、−2〜0であることが望ましい。スキューネス(Rsk)を−2〜0としたのは、スキューネス(Rsk)を0より正の値の方向に大きくすると、表面粗さ上の凸部の高さが高くなり、相手部材への攻撃性が増えることに加えて、凸部から表面起点剥離を発生する可能性があるからである。また、スキューネス(Rsk)を−2より負の方向に小さくすると、三角形状の凹凸の内の凹部が少なく且つ深くなるため、潤滑油膜圧力を高める作用が期待できなくなると共に深い凹部より剥離が発生する可能性があるためである。スキューネス(Rsk)を−2〜0と設定することで、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。   Further, in the process of earnestly researching the improvement in durability and traction performance of the roller and disk of the toroidal-type continuously variable transmission, the present inventors are a surface roughness parameter that is not listed in the conventional example, skewness. It has been found that the relationship between (Rsk) and arithmetic surface roughness (Ra) greatly affects the durability and traction performance of the roller and disk. That is, in the toroidal-type continuously variable transmission described above, the arithmetic average roughness (Ra) of both the disk raceway surfaces and the rolling surface of the roller is 0.01 to 0.12 μm, and has the irregularities. The skewness (Rsk) of the disk raceway surface and the rolling surface of the roller is preferably −2 to 0. The reason why the skewness (Rsk) is set to -2 to 0 is that when the skewness (Rsk) is increased in the direction of a positive value from 0, the height of the convex portion on the surface roughness is increased, and the aggression against the counterpart member is increased. This is because there is a possibility that surface origin peeling will occur from the convex portion. Further, when the skewness (Rsk) is made smaller in the negative direction than -2, since the concave portion of the triangular concave and convex portions is small and deep, the effect of increasing the lubricating oil film pressure cannot be expected and peeling occurs from the deep concave portion. This is because there is a possibility. By setting the skewness (Rsk) to −2 to 0, it is possible to effectively improve both the durability and traction performance of both disks and rollers.

また本発明は、側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、油膜を介して両軌道面と接触して回転し、油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、前記ディスク軌道面およびローラの転動面の少なくとも一方の表面の微細形状が、平坦部とくぼみとからなる形状を有し、そのスキューネス(Rsk)が−5〜0であり、両ディスク軌道面と、ローラの転動面の算術平均粗さ(Ra)が0.01〜0.12μmであることを特徴としている。   The present invention also includes an input disk having a concave curved raceway surface on a side surface, an output disk having a concave curved raceway surface disposed coaxially with the input disk and facing the raceway surface of the input disk, A plurality of which are arranged in a toroidal gap formed between the raceway surfaces of the input disk and the output disk, rotate in contact with both raceway surfaces via an oil film, and transmit torque between both disks by the shear force of the oil film A toroidal-type continuously variable transmission having at least one of the rollers, wherein a fine shape of at least one of the disk raceway surface and the rolling surface of the roller has a shape including a flat portion and a depression, and its skewness ( Rsk) is −5 to 0, and the arithmetic average roughness (Ra) of both the disk raceway surfaces and the rolling surfaces of the rollers is 0.01 to 0.12 μm.

上記のように構成されたトロイダル型無段変速機において、両ディスク軌道面もしくはローラの転動面の少なくとも一方に形成された微細なくぼみは、上記のスキューネス(Rsk)および算術平均粗さ(Ra)の値に設定することによって、両ディスク軌道面もしくはローラの転動面との接触面に必要な潤滑油を確保することができる。さらにローラとディスク間で接触する平坦部の面積がくぼみの存在により減少するので、接触面の微小領域における面圧が上昇する。これにより、接触面に介在する潤滑油膜圧力は高まり、それに伴い当該潤滑油膜の動粘度が上昇する。これらの効果によりローラとディスク間の真実接触の防止とトラクション特性の向上が可能となる。スキューネス(Rsk)を−5〜0の範囲としたのは、スキューネス(Rsk)が0以上では油だまりの効果が期待できず、また、−5以下になると表面のくぼみが深い傷のような形状となり、表面の強度が低下し、表面起点剥離を発生する可能性があるからである。スキューネス(Rsk)を−5〜0と設定することで、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。   In the toroidal-type continuously variable transmission configured as described above, the fine dents formed on at least one of both the disk raceway surfaces or the roller rolling surfaces have the above skewness (Rsk) and arithmetic mean roughness (Ra). ), The necessary lubricating oil can be secured on the contact surfaces of both disk raceways or the rolling surfaces of the rollers. Furthermore, since the area of the flat portion that contacts between the roller and the disk decreases due to the presence of the depression, the surface pressure in the minute region of the contact surface increases. Thereby, the lubricating oil film pressure interposed on the contact surface increases, and accordingly, the kinematic viscosity of the lubricating oil film increases. These effects can prevent the true contact between the roller and the disk and improve the traction characteristics. The reason why the skewness (Rsk) is in the range of -5 to 0 is that the effect of oil accumulation cannot be expected when the skewness (Rsk) is 0 or more, and when the skewness (Rsk) is -5 or less, the shape of the surface has a deep dent. This is because the strength of the surface is reduced and surface-origin separation may occur. By setting the skewness (Rsk) to -5 to 0, it is possible to effectively improve both the durability and traction performance of both disks and rollers.

以上のように構成された本発明のトロイダル型無段変速機によれば、両ディスク軌道面、もしくはローラの転動面の表面の微細形状を上述の形状とすることで、ローラ及びディスクの耐久性およびトラクション性能を向上させることができる。   According to the toroidal-type continuously variable transmission of the present invention configured as described above, the durability of the roller and the disk can be improved by setting the fine shape of both the disk raceway surfaces or the rolling surface of the roller to the above-described shape. And traction performance can be improved.

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、フルトロイダル型無段変速機を構成した場合を例示して説明する。図1は、本発明の第一の実施形態であ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。図中、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の出力軸(図示せず)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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, a case where a full toroidal continuously variable transmission is configured will be described as an example. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a toroidal type continuously variable transmission which is a first embodiment of the present invention. In the drawing, the variator 1 of the toroidal-type continuously variable transmission according to the present embodiment is provided with an input shaft 3 that is connected to an output shaft (not shown) of an engine that is a power source of the vehicle and is rotationally driven. The input disks 5 are supported in the vicinity of both ends.

各入力ディスク5の一側面には、凹湾曲状の軌道面5bが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン穴5aが形成されている。入力ディスク5は、そのスプライン穴5aを入力軸3に設けられたスプライン軸3aに結合させることによって、入力軸3に一体回転可能に組み付けられている。さらに、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。   A concave curved raceway surface 5b is formed on one side surface of each input disk 5, and a spline hole 5a having a plurality of grooves is formed on the inner periphery thereof. The input disk 5 is assembled to the input shaft 3 so as to be integrally rotatable by coupling the spline hole 5a to a spline shaft 3a provided in the input shaft 3. Further, each input disk 5 is restricted from moving away from each other by a locking ring 51 fixed to the input shaft 3.

上記入力軸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。入力ディスク5の軌道面5bに対向する出力ディスク6bの一側面には、凹湾曲状の軌道面6cが形成されている。また、上記出力部材6aの外周にはチェーン6dと噛み合うスプロケットギヤ6eが形成されており、チェーン6dを介して外部へ動力が取り出されるようになっている。   An output portion 6 including an output member 6a and an output disk 6b supported by the output member 6a so as to be integrally rotatable with each other is relatively rotated with respect to the input shaft 3 at the axial center portion of the input shaft 3. It is provided freely. A concave curved track surface 6c is formed on one side surface of the output disk 6b facing the track surface 5b of the input disk 5. A sprocket gear 6e that meshes with the chain 6d is formed on the outer periphery of the output member 6a, and power is extracted to the outside through the chain 6d.

上記出力ディスク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6gを設けてバックアップ板6hが配置されている。上記隙間6gはケーシング6f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6gに油圧動力源9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、負荷が加えられている。   The output disk 6b is incorporated into the output member 6a in a state in which fine movement in the axial direction is allowed, and a back-up plate 6h is disposed on the back surface thereof with a gap 6g. The gap 6g is sealed by a casing 6f and a seal (not shown). By supplying hydraulic pressure to the gap 6g from the hydraulic power source 9, the output disk 6b is urged toward the opposing input disk 5 to load the gap 6g. Has been added.

互いに対向する一対の入力ディスク5の軌道面5bと出力ディスク6bの軌道面6cとの各間は、トロイド状隙間として構成されており、各トロイド状隙間には、複数、例えば3個の円盤状のローラ7が円周等配に配置されている。ローラ7と各軌道面5b,6cとの間には、潤滑剤として例えばトラクションオイル(潤滑油)が供給されている。尚、図1では、図面の簡略化のために、各トロイド状隙間に配置された1個のローラ7のみを図示している。また、上記の各ローラ7は、図1の実線にて示すように、上記トロイド状隙間が両軌道面5b,6cの対向方向で最大寸法となる当該両軌道面5b,6c上の位置で、転走可能に配置されたものであり、キャリッジ8によって回転自在に、かつ、その回転軸7aが回動可能に支持されている。キャリッジ8には、図1の紙面と交差する方向に、油圧による駆動力が付与される。   A space between the raceway surface 5b of the pair of input disks 5 and the raceway surface 6c of the output disk 6b facing each other is configured as a toroidal gap, and each toroidal gap has a plurality of, for example, three disc shapes. The rollers 7 are arranged at equal circumferences. For example, traction oil (lubricating oil) is supplied as a lubricant between the roller 7 and the raceway surfaces 5b and 6c. In FIG. 1, only one roller 7 disposed in each toroidal gap is shown for the sake of simplification of the drawing. Further, as shown by the solid line in FIG. 1, each of the rollers 7 is at a position on the raceway surfaces 5b and 6c where the toroidal gap is the maximum dimension in the opposing direction of the raceway surfaces 5b and 6c. It is arranged so as to be able to roll, and is rotatably supported by the carriage 8 and its rotation shaft 7a is rotatably supported. A driving force by hydraulic pressure is applied to the carriage 8 in a direction crossing the paper surface of FIG.

上記バリエータ1において、一対の入力ディスク5が回転すると、左右各3個のローラ7を介して入力ディスク5から出力ディスク6bへ回転が伝達される。キャリッジ8にリアクション力を与えると、キャリッジ8に支持されたローラ7と両ディスク5,6b間での油膜をせん断する力によりトルクが伝達される。ローラ7は、出力ディスク6bからのトルク及び回転数のアンバランスを解消すべく、回転軸7aを傾斜させる。これにより、ローラ7の位置が図1の二点鎖線に示すように変化し、両ディスク5,6b間での変速比が連続的に変化する。   In the variator 1, when the pair of input disks 5 rotate, the rotation is transmitted from the input disk 5 to the output disk 6 b via the three rollers 7 on the left and right. When a reaction force is applied to the carriage 8, torque is transmitted by a force that shears the oil film between the roller 7 supported by the carriage 8 and both the disks 5 and 6 b. The roller 7 inclines the rotating shaft 7a in order to eliminate the imbalance between the torque and the rotational speed from the output disk 6b. As a result, the position of the roller 7 changes as indicated by the two-dot chain line in FIG. 1, and the gear ratio between the disks 5 and 6b changes continuously.

上記バリエータ1における、ローラ7の断面図および平面図を図2に示す。ローラ7の外周面であるローラ転動面7bが、両ディスクの軌道面5b,6cと接触する図中破線で示す範囲Bの表面には、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する微細な凹凸が形成されている。このときのローラ転動面7bの算術平均粗さ(Ra)は、0.01〜0.12μmであるとともに、スキューネス(Rsk)は−2〜0に設定されている。次に、入力ディスク5の断面図および平面図を図3に示す。入力ディスク軌道面5bが、ローラ転動面7bと接触する図中一点鎖線で示す範囲Dの表面には、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面を有する微細な凹凸が形成されている。このときディスク軌道面5bの算術平均粗さ(Ra)は、0.01〜0.12μmであるとともに、スキューネス(Rsk)は−2〜0に設定されている。また、出力ディスク軌道面6cのローラ転動面7bと接触する範囲には、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する微細な凹凸が形成されている。微細な凹凸が形成されている。このときのディスク軌道面6cの算術平均粗さ(Ra)は、0.01〜0.12μmであるとともに、スキューネス(Rsk)は−2〜0に設定されている。   A sectional view and a plan view of the roller 7 in the variator 1 are shown in FIG. The roller rolling surface 7b which is the outer peripheral surface of the roller 7 is in contact with the raceway surfaces 5b and 6c of both disks. It has a triangular shape in which the surfaces are alternately arranged, and has fine irregularities having a gently sloping surface that is tapered downward with respect to the rotation direction. At this time, the arithmetic average roughness (Ra) of the roller rolling surface 7b is 0.01 to 0.12 μm, and the skewness (Rsk) is set to −2 to 0. Next, a sectional view and a plan view of the input disk 5 are shown in FIG. The input disk raceway surface 5b contacts the roller rolling surface 7b, and the surface of the range D indicated by the alternate long and short dash line in the figure has a triangular shape in which gently inclined surfaces and steeply inclined surfaces are alternately arranged with respect to the rotation direction. And the fine unevenness | corrugation which has a gently sloping surface which goes up with respect to the rotation direction is formed. At this time, the arithmetic mean roughness (Ra) of the disk raceway surface 5b is 0.01 to 0.12 μm, and the skewness (Rsk) is set to −2 to 0. Further, the range where the output disk raceway surface 6c contacts the roller rolling surface 7b is a triangular shape in which gently inclined surfaces and steeply inclined surfaces are alternately arranged with respect to the rotation direction, Fine irregularities having a gently sloping surface with a tip-down shape are formed. Fine irregularities are formed. At this time, the arithmetic mean roughness (Ra) of the disk raceway surface 6c is 0.01 to 0.12 μm, and the skewness (Rsk) is set to −2 to 0.

当該トロイダル形無段変速機が運転状態にある際のローラ転動面7bと入力ディスク軌道面5bとの接触面断面の微細領域の模式図を図4に示す。図中矢印は、ローラ転動面7bおよび入力ディスク軌道面5bの回転方向を示している。ローラ転動面7bには、ローラ7の回転方向に向かって先下がり状の緩傾斜面7cと、ローラ7の回転方向に向かって先下がり状の急傾斜面7dが形成されており、それらが交互に配列されることでローラ転動面7bに三角形状の微細な凹凸が形成されている。ディスク軌道面5bには、ディスク5の回転方向に向かって先上がり状の緩傾斜面5cと、ディスク5の回転方向に向かって先下がり状の急傾斜面5dが形成されており、ローラ転動面7bと同様にディスク軌道面5bにも三角形状の微細な凹凸が形成されている。ローラ7と入力ディスク5の相互間には、潤滑油膜が形成されている。   FIG. 4 shows a schematic diagram of a fine region of the cross section of the contact surface between the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b when the toroidal continuously variable transmission is in an operating state. The arrows in the figure indicate the rotation directions of the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b. The roller rolling surface 7b is formed with a gently sloping surface 7c that descends toward the rotation direction of the roller 7 and a steeply inclined surface 7d that descends toward the rotation direction of the roller 7, and these are By arranging them alternately, fine triangular irregularities are formed on the roller rolling surface 7b. On the disk raceway surface 5b, a gently inclined surface 5c that rises upward in the rotation direction of the disk 5 and a steeply inclined surface 5d that decreases in the rotation direction of the disk 5 are formed. Similar to the surface 7b, fine triangular irregularities are formed on the disk raceway surface 5b. A lubricating oil film is formed between the roller 7 and the input disk 5.

ここで、入力ディスク5がローラ7にトルクを伝達するべく回転した場合、急傾斜面5d,7dにより形成される図中Eに示す間隙は、狭められることになり、間隙Eに存在する潤滑油膜の圧力が高められる。潤滑油膜の圧力が高められることにより、反力が作用し、ローラ転動面7bと入力ディスク軌道面5bの真実接触を防止することができる。また、この反力は、急傾斜面5d,7dの間で作用しており、その反力の方向は、ローラ転動面7bおよび入力ディスク軌道面5bの接触面の接線方向に近い方向であって、円周方向に沿った方向に作用するため、ローラ転動面7bと入力ディスク軌道面5bのすべりを防止し、トラクション性能が向上する。また、ローラ7の転動面7bおよびディスク軌道面5bに形成された微細な凹凸は、その回転方向に対して、三角形状の凹凸が連続して配置される表面形状となるように形成されており、その回転時には、当該凹凸が潤滑油に対して抵抗となる。これにより、ローラ7と両ディスク5,6bが回転することで、動圧が発生し、ローラ転動面7bと入力ディスク軌道面5bとの接触面間の潤滑油膜の圧力が高められ、真実接触を防止できる。   Here, when the input disk 5 rotates to transmit torque to the roller 7, the gap shown by E in the figure formed by the steeply inclined surfaces 5d and 7d is narrowed, and the lubricating oil film present in the gap E The pressure of is increased. By increasing the pressure of the lubricating oil film, a reaction force acts, and the true contact between the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b can be prevented. The reaction force acts between the steeply inclined surfaces 5d and 7d, and the direction of the reaction force is close to the tangential direction of the contact surface of the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b. Thus, since it acts in a direction along the circumferential direction, sliding between the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b is prevented, and the traction performance is improved. Further, the fine irregularities formed on the rolling surface 7b of the roller 7 and the disk raceway surface 5b are formed so as to have a surface shape in which triangular irregularities are continuously arranged in the rotation direction. In the rotation, the unevenness becomes resistance to the lubricating oil. As a result, rotation of the roller 7 and the disks 5 and 6b generates dynamic pressure, and the pressure of the lubricating oil film between the contact surfaces of the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b is increased. Can be prevented.

ここで、スキューネス(Rsk)とは、JIS B0601に規定される粗さ曲線の振幅分布曲線の中心線に対する対称性を示す値(無次元数)であり、下式によって現される。   Here, the skewness (Rsk) is a value (dimensionless number) indicating symmetry with respect to the center line of the amplitude distribution curve of the roughness curve defined in JIS B0601 and is expressed by the following equation.

Figure 2005090633
Figure 2005090633

Rqは自乗平均粗さ、nは測定データのサンプル数、yはi番目の測定データの粗さ曲線の中心線からの高さ、lはサンプル長さを示している。図5(a),(b)は算術平均粗さ(Ra)が同じである2つの粗さ曲線を示すものである。図5(a)に示すように、表面粗さの振幅が上方向に偏っている場合には、スキューネスは負(<0)となる。このような状態は深い凹部が存在していることを示している。そして、図5(b)に示すように、表面粗さの振幅を下方向に偏らせた場合にはスキューネスは正(>0)となり、高い凸部が存在していることを示している。表面粗さの振幅が上下方向にほぼ均等の場合にスキューネスは零(0)となる。スキューネス(Rsk)は、粗さの中心線から高い凸部が少なく深い凹部が存在している負の場合において、良好な耐摩耗性を示す。 Rq is the root mean square roughness, n is the number of samples of measurement data, y i is the height from the center line of the roughness curve of the i-th measurement data, and l r is the sample length. FIGS. 5A and 5B show two roughness curves having the same arithmetic average roughness (Ra). As shown in FIG. 5A, when the amplitude of the surface roughness is biased upward, the skewness is negative (<0). Such a state indicates that a deep recess exists. Then, as shown in FIG. 5B, when the amplitude of the surface roughness is biased downward, the skewness is positive (> 0), indicating that a high convex portion exists. When the amplitude of the surface roughness is substantially equal in the vertical direction, the skewness is zero (0). Skewness (Rsk) shows good wear resistance in the negative case where there are few high convex portions from the roughness center line and there are deep concave portions.

ローラ転動面7bにおいて、スキューネス(Rsk)を−2〜0としたのは、スキューネス(Rsk)を0より正の方向に大きくすると、表面粗さ上の凸部の高さが高くなり、相手部材への攻撃性が増えることに加えて、凸部から表面起点剥離を発生する可能性があるからである。また、スキューネス(Rsk)を−2より負の方向に小さくすると、三角形状の凹凸の内の凹部が少なくなるため、潤滑油膜圧力を高める作用が期待できなくなるためである。スキューネス(Rsk)を−2〜0と設定することで、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。   In the roller rolling surface 7b, the skewness (Rsk) is set to -2 to 0. When the skewness (Rsk) is increased in a positive direction from 0, the height of the convex portion on the surface roughness increases, This is because, in addition to increasing the attacking property to the member, there is a possibility that surface-origin separation will occur from the convex portion. Further, if the skewness (Rsk) is made smaller in the negative direction than −2, the number of the concave portions in the triangular concave / convex portions is reduced, so that the effect of increasing the lubricating oil film pressure cannot be expected. By setting the skewness (Rsk) to −2 to 0, it is possible to effectively improve both the durability and traction performance of both disks and rollers.

上記ローラ転動面7bおよび両ディスク軌道面5b,6cの三角形状の微細な凹凸は、ローラ転動面7bの算術平均粗さ(Ra)を、0.12μm以下に仕上げた後、さらに以下に示す加工を行うことによって形成した。すなわち、ローラ転動面7bに研削工具を接触させた時に、当該研削工具にびびり振動を発生させ、ローラ転動面7b表面と研削工具との接触を断続させた。研削加工は、微視的に見ると研削工具がワーク表面に微細な傷を付ける様に削り取ることを繰り返すことで成される。ここで、研削工具とローラ外周部7bとの接触を断続した場合、研削工具とローラが離れている状態から接触していく過程で、研削工具先端がローラ表面から序々に深く削り入っていく際に、緩傾斜面が形成される。そして、研削工具先端が再度離れる際に、急傾斜面が形成される。これを連続的に繰り返すことで、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状の微細な凹凸を形成した。さらに、前記凹凸を形成した後、再度ローラ転動面7bに対して、仕上げ研磨を行い、表面に形成された凹凸の凸部の頂部を滑らかにすると同時に、所定の表面粗さに調整した。   The triangular rolling irregularities of the roller rolling surface 7b and the disk raceway surfaces 5b, 6c are further reduced to the following after the arithmetic average roughness (Ra) of the roller rolling surface 7b is 0.12 μm or less. It was formed by performing the processing shown. That is, when the grinding tool was brought into contact with the roller rolling surface 7b, chatter vibration was generated in the grinding tool, and the contact between the surface of the roller rolling surface 7b and the grinding tool was interrupted. Grinding is performed by repeatedly grinding the grinding tool so as to make fine scratches on the workpiece surface when viewed microscopically. Here, when the contact between the grinding tool and the roller outer peripheral portion 7b is interrupted, the grinding tool tip gradually cuts deeply from the roller surface in the process of contacting the grinding tool and the roller from a separated state. In addition, a gently inclined surface is formed. Then, when the tip of the grinding tool leaves again, a steeply inclined surface is formed. By repeating this continuously, triangular irregularities in which gently inclined surfaces and steeply inclined surfaces are alternately arranged with respect to the rotation direction were formed. Further, after forming the irregularities, the roller rolling surface 7b was subjected to finish polishing again to smooth the tops of the convex and concave portions formed on the surface, and at the same time, adjusted to a predetermined surface roughness.

なお、凹凸の形状は、研削加工時のパラメータである、研削工具の材質、種類、形状、加圧力、ローラの回転数等を調整することで、所定の形状に調整することができる。また、今回は、研削加工時に発生する研削工具のびびり振動を利用することで上述の凹凸を形成したが、研削工具を積極的に振動させることにより同様の凹凸を形成することもできる。   Note that the shape of the unevenness can be adjusted to a predetermined shape by adjusting the grinding tool material, type, shape, applied pressure, roller rotation speed, and the like, which are parameters during grinding. In addition, although the above-described irregularities are formed by utilizing chatter vibration of the grinding tool that occurs during grinding, this time, similar irregularities can also be formed by actively vibrating the grinding tool.

図6は、ローラ転動面およびディスク軌道面が接触する際の回転方向と凹凸形状の関係を模式的に表したものである。図中矢印は、ローラおよびディスクの回転方向を示している。この中で、図6(a)に示した、ローラ7および入力ディスク5の回転方向と凹凸形状の関係、すなわち、トルクを伝達する側である入力ディスク軌道面5bを回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面5eを有する三角形状の凹凸とし、トルクが伝達される側であるローラ転動面7bを回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面7eを有する三角形状の凹凸とし、これらを組み合わせた時、最も良好な効果が得られる。この場合、上述の両者の接触面に形成され、トラクション性能向上に寄与する反力を発生する間隙は、互いの急傾斜面により形成されるため、その作用する反力が、最も接触面の接線方向に近い方向に働くためである。   FIG. 6 schematically shows the relationship between the rotation direction and the concavo-convex shape when the roller rolling surface and the disk raceway surface come into contact with each other. The arrows in the figure indicate the rotation directions of the roller and the disk. 6A, the relationship between the rotational direction of the roller 7 and the input disk 5 and the concavo-convex shape, that is, the input disk raceway surface 5b on the torque transmitting side rises forward with respect to the rotational direction. The roller rolling surface 7b, which is the side to which torque is transmitted, is formed into a triangular unevenness having a gently inclined surface 7e that is tapered downward with respect to the rotational direction. When combined, the best effect is obtained. In this case, since the gap that generates the reaction force that contributes to improving the traction performance is formed by the steeply inclined surfaces, the acting reaction force is the tangent of the contact surface most. This is because it works in a direction close to the direction.

また、図6(b)に示す関係、すなわち、トルクを伝達する側であるローラ転動面7bを回転方向に対して先下がり状の傾斜面7eを有する三角形状の凹凸とし、トルクが伝達される側である出力ディスク軌道面6cを回転方向に対して先下がり状の傾斜面6iを有する三角形状の凹凸として組み合わせた場合では、上述の間隙は、一方は急傾斜面で、他方が緩傾斜面により形成されるため、作用する反力の方向が、図6(a)の場合と比較して接触面の接線方向から外れる方向に働く。これより、図6(a)の場合には及ばないが、反力は得られるので、トラクション性能の向上の効果は得られる。また、図6(c),(d)に示すように、ローラ転動面7bには、隣り合う傾斜面7f,7gの傾斜に大きな相違が無い三角形状の凹凸を形成し、他方のディスク軌道面には、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状の凹凸を形成した場合においても、その接触面において互いの傾斜面により間隙が形成されるので、トラクション性能の向上の効果は得られる。その他に考えられる三角形状と回転方向の組み合わせにおいても、図6(a)の場合には及ばないが、その接触面において互いの傾斜面により間隙が形成されれば、トラクション性能の向上の効果は得られる。   Further, the relationship shown in FIG. 6B, that is, the roller rolling surface 7b on the torque transmitting side is formed into a triangular concave / convex shape having a sloping surface 7e that descends with respect to the rotation direction, and torque is transmitted. In the case where the output disk raceway surface 6c, which is the rotating disk, is combined as triangular irregularities having an inclined surface 6i that is tapered downward with respect to the rotation direction, one of the above-mentioned gaps is a steeply inclined surface and the other is gently inclined Since it is formed by the surface, the direction of the acting reaction force acts in a direction deviating from the tangential direction of the contact surface as compared with the case of FIG. From this, although it does not reach in the case of Fig.6 (a), since reaction force is obtained, the effect of the improvement of traction performance is acquired. Also, as shown in FIGS. 6C and 6D, the roller rolling surface 7b is formed with triangular irregularities that are not significantly different in the inclination of the adjacent inclined surfaces 7f and 7g, and the other disk track. Even if the surface has triangular irregularities in which gently inclined surfaces and steeply inclined surfaces are alternately arranged, a gap is formed by the inclined surfaces on the contact surface, so the effect of improving traction performance Is obtained. The other possible combinations of triangular shape and rotational direction are not as good as in the case of FIG. 6A, but if a gap is formed between the inclined surfaces at the contact surface, the effect of improving the traction performance is can get.

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。第一の実施形態同様、図1に示すフルトロイダル型無段変速機を構成した場合を例示して説明する。主要構成は、第一の実施形態での説明と同様であるので省略する。第二の実施形態における特徴構成について、以下説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. As in the first embodiment, the case where the full toroidal continuously variable transmission shown in FIG. 1 is configured will be described as an example. Since the main configuration is the same as that described in the first embodiment, a description thereof will be omitted. The characteristic configuration in the second embodiment will be described below.

第二の実施形態では、図2に示すローラ転動面7bにおける範囲B、および図3に示す入力ディスク軌道面5bにおける範囲Dの表面の微細形状は、平坦部とくぼみからなる形状を有し、その表面の算術平均粗さ(Ra)は0.01〜0.12μmの範囲であると同時に、スキューネス(Rsk)は−5〜−0の範囲に設定されている。また、出力ディスク6bの軌道面6cも同様に、算術平均粗さは(Ra)0.01〜0.12μm、スキューネス(Rsk)は−5〜−0の範囲に設定されている。   In the second embodiment, the fine shape of the surface of the range B on the roller rolling surface 7b shown in FIG. 2 and the range D on the input disk raceway surface 5b shown in FIG. 3 has a shape composed of a flat portion and a depression. The arithmetic average roughness (Ra) of the surface is in the range of 0.01 to 0.12 μm, and the skewness (Rsk) is set in the range of −5 to −0. Similarly, the track surface 6c of the output disk 6b has an arithmetic average roughness (Ra) of 0.01 to 0.12 μm and a skewness (Rsk) of −5 to −0.

このときのローラ転動面7bと入力ディスク軌道面5bとの接触面断面の微細領域の模式図を図6に示す。図中矢印は、ローラ転動面7bおよび入力ディスク軌道面5bの回転方向を示している。ローラ転動面7bは、平坦部7eとくぼみ部7fとで構成されている。入力ディスク軌道面5bも同様に、平坦部5eとくぼみ部5fとで構成されている。両者は、その相互間に潤滑油膜を形成し、大きな荷重で圧接されつつ、図中矢印の方向に回転している。この時、くぼみ部5f,7fは、油だまりの効果を奏し、その中に潤滑油が保持されることで、接触面の潤滑油が不足することを防止することができる。また、ローラ転動面7b、入力ディスク軌道面5bの接触面はそれぞれ平坦部7e,5eが担うことになり、くぼみが無い場合と比較して、接触面積は減少するので、両者の接触面の面圧は上昇する。これらにより、接触面に介在する潤滑油膜圧力は高まり、ローラとディスク間の真実接触の防止とトラクション性能の向上が可能となる。勿論、ローラ転動面7bと出力ディスク軌道面6c間との接触面も同様の効果が得られる。   FIG. 6 shows a schematic diagram of a fine region of the cross section of the contact surface between the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b at this time. The arrows in the figure indicate the rotation directions of the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b. The roller rolling surface 7b is composed of a flat portion 7e and a recessed portion 7f. Similarly, the input disk raceway surface 5b includes a flat portion 5e and a recessed portion 5f. Both form a lubricating oil film between them and rotate in the direction of the arrow in the figure while being pressed against each other with a large load. At this time, the indented portions 5f and 7f have an oil sump effect, and the lubricating oil is retained therein, thereby preventing the lubricating oil on the contact surface from being insufficient. Further, the contact surfaces of the roller rolling surface 7b and the input disk raceway surface 5b are respectively carried by the flat portions 7e and 5e, and the contact area is reduced as compared with the case where there is no depression. Surface pressure increases. As a result, the lubricant film pressure interposed on the contact surface increases, and it is possible to prevent true contact between the roller and the disk and to improve the traction performance. Of course, the same effect can be obtained with the contact surface between the roller rolling surface 7b and the output disk raceway surface 6c.

ローラ転動面7bのスキューネス(Rsk)を−5〜−0の範囲に設定したのは、スキューネス(Rsk)が0以上では油だまりの効果が期待できず、また、−5以下になると表面のくぼみが深い傷のような形状となり、表面の強度が低下し、表面起点剥離を発生する可能性があるからである。スキューネス(Rsk)を−5〜0と設定することで、回転速度が速い高速運転時においても油だまりの効果を維持することが可能となり、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。尚、両ディスク軌道面5b,6cもしくはローラ転動面7bのどちらか一方に上述くぼみを形成させても、同様の効果が得られる。   The reason why the skewness (Rsk) of the roller rolling surface 7b is set in the range of −5 to −0 is that if the skewness (Rsk) is 0 or more, the effect of oil accumulation cannot be expected. This is because the indentation becomes a shape like a deep scratch, the strength of the surface is lowered, and surface-origin separation may occur. By setting the skewness (Rsk) to -5 to 0, it is possible to maintain the effect of oil accumulation even during high-speed operation at a high rotational speed, and both the durability and traction performance of both disks and rollers are effective. Can be improved. It should be noted that the same effect can be obtained by forming the above-described recess in either one of the disk raceway surfaces 5b and 6c or the roller rolling surface 7b.

つぎに、本発明者らが行った、ローラ転動面および両ディスク軌道面の表面粗さによる寿命の影響を実験的に調べた結果を下記の表1に示す。表1において、実施例および各比較例に用いたローラおよびディスクには、高炭素軸受鋼を用い、ローラ転動面およびディスク軌道面には、上記第二の実施形態にて示した通り、表面の微細形状が平坦部とくぼみ部とからなる形状とした。さらにくぼみ部の密度、深さ等のパラメータを調整することで、所定の表面粗さとし、試験に供した。   Table 1 below shows the results of an experimental investigation of the influence of the life due to the surface roughness of the roller rolling surface and both disk raceways performed by the present inventors. In Table 1, high-carbon bearing steel is used for the rollers and disks used in the examples and comparative examples, and the roller rolling surface and the disk raceway surface are surfaces as shown in the second embodiment. The fine shape was a shape composed of a flat part and a hollow part. Furthermore, by adjusting parameters such as the density and depth of the indented portion, a predetermined surface roughness was obtained and the test was performed.

実施例品は、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ(Ra)0.12μmを下回る値として、0.06〜0.08μm、スキューネス(Rsk)0を下回る値として、−0.8〜−3.3に調整し、実験条件は、試験時間95時間、ヘルツ面圧3.3GPa、回転数2000rpmとした。また、比較例1品は、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ(Ra)0.12μmを上回る値として、0.13〜0.16μm、スキューネス(Rsk)0を下回る値として、−0.5〜−4.0に調整し、実験条件は、試験時間100時間、ヘルツ面圧3.3GPa、回転数1000rpmとした。比較例2品は、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ(Ra)0.12μmを上回る値として、0.19〜0.21μm、スキューネス(Rsk)0を上回る値として、0.2〜0.5に調整し、実験条件は、試験時間100時間、ヘルツ面圧3.3GPa、回転数2000rpmとした。   The product according to the example has an arithmetic average roughness (Ra) of 0.12 μm below the roller rolling surface and the disk raceway surface, a value less than 0.06 to 0.08 μm, and a value below 0 (skewness (Rsk) 0). The test conditions were adjusted to 8 to -3.3, and the test conditions were a test time of 95 hours, a Hertz surface pressure of 3.3 GPa, and a rotation speed of 2000 rpm. In addition, the product of Comparative Example 1 has a value exceeding 0.12 μm arithmetic average roughness (Ra) of the roller rolling surface and the disk raceway surface, and a value below 0.13 to 0.16 μm and skewness (Rsk) 0. The test conditions were adjusted to -0.5 to -4.0, and the test conditions were a test time of 100 hours, a Hertz surface pressure of 3.3 GPa, and a rotation speed of 1000 rpm. In Comparative Example 2, the roller rolling surface and the disk raceway surface have an arithmetic average roughness (Ra) exceeding 0.12 μm, 0.19 to 0.21 μm, and a value exceeding Skewness (Rsk) 0. The test conditions were adjusted to 2 to 0.5, and the test conditions were a test time of 100 hours, a Hertz surface pressure of 3.3 GPa, and a rotation speed of 2000 rpm.

Figure 2005090633
Figure 2005090633

表1より、算術平均粗さ(Ra)が0.12μmより小さく、スキューネス(Rsk)が0より小さい実施例品は、試験時間95時間でディスクの軌道面に剥離は生じていないことが確認できた。これに対して、スキューネス(Rsk)は0より小さいが、算術平均粗さ(Ra)が0.12μmより大きい比較例1品、および算術平均粗さ(Ra)が0.12μmより大きく、スキューネス(Rsk)が0より大きい比較例2品においても表面起点剥離が発生した。すなわち、表面に微細なくぼみを形成した場合、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ(Ra)が0.12μm以下であると同時に、スキューネス(Rsk)は0以下に設定することで、表面起点剥離を防止し、耐久性が向上することが上記試験結果より明らかになった。   From Table 1, it can be confirmed that the example product having an arithmetic average roughness (Ra) of less than 0.12 μm and a skewness (Rsk) of less than 0 does not cause delamination on the raceway surface of the disk in a test time of 95 hours. It was. On the other hand, although the skewness (Rsk) is smaller than 0, the arithmetic average roughness (Ra) is greater than 0.12 μm and one comparative example product, and the arithmetic average roughness (Ra) is larger than 0.12 μm. In the comparative example 2 products in which Rsk) is greater than 0, surface-origination peeling occurred. That is, when a fine dent is formed on the surface, the arithmetic average roughness (Ra) of the roller rolling surface and the disk raceway surface is 0.12 μm or less, and the skewness (Rsk) is set to 0 or less. From the above test results, it was found that surface-origin peeling was prevented and durability was improved.

以上説明したように、本発明のトロイダル型無段変速機によれば、両ディスク軌道面、もしくはローラの転動面の表面の微細形状を上述所定の形状とすることで、ローラ及びディスクの耐久性およびトラクション性能を向上させることができる。   As described above, according to the toroidal type continuously variable transmission of the present invention, the durability of the roller and the disk can be improved by setting the fine shape of both the disk raceway surfaces or the rolling surfaces of the rollers to the predetermined shape described above. And traction performance can be improved.

本発明の一実施形態によるトロイダル型無段変速機のバリエータ部分を示す概略図である。It is the schematic which shows the variator part of the toroidal type continuously variable transmission by one Embodiment of this invention. (a)は、上記バリエータのローラ断面図、(b)は、同平面図である。(A) is roller sectional drawing of the said variator, (b) is the same top view. (a)は、上記バリエータの入力ディスク断面図、(b)は、同平面図である。(A) is a sectional view of the input disk of the variator, and (b) is a plan view thereof. ローラ転動面と入力ディスク軌道面との接触面断面の微細領域の模式図である。It is a schematic diagram of the fine area | region of the contact surface cross section of a roller rolling surface and an input disk track surface. スキューネス(Rsk)を説明するための粗さ曲線および振幅分布曲線である。It is a roughness curve and amplitude distribution curve for demonstrating skewness (Rsk). ローラ転動面およびディスク軌道面が接触する際の回転方向と凹凸形状の関係を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the relationship between the rotation direction at the time of a roller rolling surface and a disk track surface contacting, and uneven | corrugated shape. 第二実施形態におけるローラ転動面と入力ディスク軌道面との接触面断面の微細領域の模式図である。It is a schematic diagram of the fine area | region of the contact surface cross section of the roller rolling surface and input disk track surface in 2nd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

5 入力ディスク
5b 軌道面
5c 緩傾斜面
5d 急傾斜面
5f 平坦部
5g くぼみ部
6b 出力ディスク
6c 軌道面
7 ローラ
7b 転動面
7c 緩傾斜面
7d 急傾斜面
7h 平坦部
7i くぼみ部
5 Input disk 5b Track surface 5c Slightly inclined surface 5d Steeply inclined surface 5f Flat portion 5g Recessed portion 6b Output disk 6c Track surface 7 Roller 7b Rolling surface 7c Slowly inclined surface 7d Steeply inclined surface 7h Flat portion 7i Recessed portion

Claims (5)

側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、潤滑油膜を介して両軌道面と接触して回転し、潤滑油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、
前記ローラ転動面の表面の微細形状が、当該ローラの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有し、前記入力ディスク軌道面又は出力ディスク軌道面のいずれか一方の表面の微細形状が、当該ディスクの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有することを特徴とするトロイダル型無段変速機。
An input disk having a concavely curved track surface on a side surface, an output disk having a concavely curved track surface disposed coaxially with the input disk and facing the track surface of the input disk, and the input and output disks A plurality of rollers arranged in a toroidal gap formed between the respective raceway surfaces, rotating in contact with both raceway surfaces via the lubricating oil film, and transmitting torque between the two disks by the shearing force of the lubricating oil film; A toroidal continuously variable transmission having
The surface of the roller rolling surface has a fine shape in which triangular irregularities are arranged with respect to the rotation direction of the roller, and either the input disk raceway surface or the output disk raceway surface The toroidal-type continuously variable transmission has a shape in which triangular irregularities are arranged in the rotational direction of the disk.
前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面に対してトルクを伝達する側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面を有する凹凸であ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。   Of the two disks and rollers, the fine shapes of the surfaces of the disk raceway surface and the roller rolling surface, which are the sides that transmit torque to the mating surfaces that come into contact with each other, are arranged with gentle and steeply inclined surfaces alternately arranged. 2. The toroidal continuously variable transmission according to claim 1, wherein the toroidal continuously variable transmission has a triangular shape and has a gradually inclined surface that rises with respect to the rotational direction. 前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面からトルクを伝達される側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する凹凸であることを特徴とする請求項1または2記載のトロイダル型無段変速機。   Of the two discs and rollers, the fine shapes of the disc raceway surface and the roller rolling surface, which are the sides to which torque is transmitted from the mating contact surface, are triangular shapes in which gentle and steeply inclined surfaces are alternately arranged. The toroidal continuously variable transmission according to claim 1 or 2, wherein the toroidal-type continuously variable transmission has a shape and an uneven surface having a gently sloping surface that descends downward with respect to the rotation direction. 前記両ディスク軌道面、およびローラの転動面の算術平均粗さ(Ra)が、0.01〜0.12μmであり、前記凹凸を有しているディスク軌道面およびローラの転動面のスキューネス(Rsk)が、−2〜0であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。   The arithmetic mean roughness (Ra) of both the disk raceway surfaces and the rolling surface of the roller is 0.01 to 0.12 μm, and the skewness of the disk raceway surface having the irregularities and the rolling surface of the roller. The toroidal continuously variable transmission according to any one of claims 1 to 3, wherein (Rsk) is -2 to 0. 側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、油膜を介して両軌道面と接触して回転し、油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、
前記ディスク軌道面およびローラの転動面の少なくとも一方の表面の微細形状が、平坦部とくぼみとからなる形状を有し、そのスキューネス(Rsk)が−5〜0であり、両ディスク軌道面と、ローラの転動面の算術平均粗さ(Ra)が0.01〜0.12μmであることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
An input disk having a concavely curved track surface on a side surface, an output disk having a concavely curved track surface disposed coaxially with the input disk and facing the track surface of the input disk, and the input and output disks Are arranged in a toroidal gap formed between the respective raceway surfaces, rotate in contact with both raceway surfaces via an oil film, and have a plurality of rollers that transmit torque between both disks by the shear force of the oil film A toroidal-type continuously variable transmission,
The fine surface shape of at least one of the disk raceway surface and the rolling surface of the roller has a shape composed of a flat portion and a depression, and its skewness (Rsk) is -5 to 0. A toroidal continuously variable transmission characterized in that the arithmetic average roughness (Ra) of the rolling surface of the roller is 0.01 to 0.12 μm.
JP2003325039A 2003-09-17 2003-09-17 Toroidal continuously variable transmission Expired - Fee Related JP4374225B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003325039A JP4374225B2 (en) 2003-09-17 2003-09-17 Toroidal continuously variable transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003325039A JP4374225B2 (en) 2003-09-17 2003-09-17 Toroidal continuously variable transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005090633A true JP2005090633A (en) 2005-04-07
JP4374225B2 JP4374225B2 (en) 2009-12-02

Family

ID=34455604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003325039A Expired - Fee Related JP4374225B2 (en) 2003-09-17 2003-09-17 Toroidal continuously variable transmission

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4374225B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303922A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Nsk Ltd Toroidal continuously variable transmission
JP2009078505A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Dainippon Printing Co Ltd Cassette for thermal transfer sheet, and shaft
JP2009202307A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Nsk Ltd Grinding method for rolling and sliding device member and rolling and sliding device member
JP2009287739A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Nsk Ltd Toroidal type continuously variable transmission
JP2011185330A (en) * 2010-03-05 2011-09-22 Jtekt Corp Device for manufacturing roller of toroidal continuously variable transmission
WO2015159866A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-22 川崎重工業株式会社 Toroidal continuously variable transmission

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303922A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Nsk Ltd Toroidal continuously variable transmission
JP2009078505A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Dainippon Printing Co Ltd Cassette for thermal transfer sheet, and shaft
JP2009202307A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Nsk Ltd Grinding method for rolling and sliding device member and rolling and sliding device member
JP2009287739A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Nsk Ltd Toroidal type continuously variable transmission
JP2011185330A (en) * 2010-03-05 2011-09-22 Jtekt Corp Device for manufacturing roller of toroidal continuously variable transmission
WO2015159866A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-22 川崎重工業株式会社 Toroidal continuously variable transmission
EP3133317A4 (en) * 2014-04-14 2017-12-06 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Toroidal continuously variable transmission
US10677327B2 (en) 2014-04-14 2020-06-09 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Toroidal continuously variable transmission

Also Published As

Publication number Publication date
JP4374225B2 (en) 2009-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9188206B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
JP6223423B2 (en) Belt and pulley type continuously variable transmission
US6736036B2 (en) Traction drive rotary assembly and process for producing rolling element thereof
US9714700B2 (en) CVT pulley with engineered surface
US7540665B2 (en) Tapered roller bearing
US20110230306A1 (en) Variator
JP4374225B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
US8167757B2 (en) Limited slip differential and manufacturing method for limited slip differential
US6527667B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
US7572062B2 (en) Axial tapered roller bearing
US9850998B2 (en) Powered metal variator components
JP5056591B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
WO2015008692A1 (en) Continuously variable transmission belt
JPS6179041A (en) Power transmission endless belt
JP4839369B2 (en) Drive belt for continuously variable transmission and method for producing transverse element for such drive belt
KR20020082897A (en) Method for finishing the surface of a rolling contact component
WO2004092603A1 (en) Roller bearing for belt-type stepless speed changer
JP6109191B2 (en) Belt-pulley type continuously variable transmission
JP2002213580A (en) Pulley member for belt type continuously variable transmission(cvt)
JP2001193810A (en) Planetary roller power transmission device
JPH08296709A (en) High bearing rolling body
JP4915287B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
US20070197319A1 (en) Method and apparatus for grinding a conical disk array, and a conical disk array
JP2006077802A (en) Rolling sliding member and its manufacturing method
JP2006105361A (en) Rolling bearing, rolling bearing system, and shaft portion for rolling bearing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060825

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070726

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070807

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080603

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080826

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081022

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20081031

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20081121

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090907

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120911

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130911

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees