JP2006242314A - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents
Toroidal continuously variable transmission Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006242314A JP2006242314A JP2005060271A JP2005060271A JP2006242314A JP 2006242314 A JP2006242314 A JP 2006242314A JP 2005060271 A JP2005060271 A JP 2005060271A JP 2005060271 A JP2005060271 A JP 2005060271A JP 2006242314 A JP2006242314 A JP 2006242314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- continuously variable
- input
- variable transmission
- disk
- output
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/041—Coatings or solid lubricants, e.g. antiseize layers or pastes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
- F16H57/0482—Gearings with gears having orbital motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
- F16H57/0487—Friction gearings
- F16H57/049—Friction gearings of the toroid type
Abstract
Description
この発明は、自動車用の自動変速機として利用する、トロイダル型無段変速機の改良に関する。具体的には、隣接して設けられ、このトロイダル型無段変速機の運転時に強く押し付けられた状態で微小変位する1対の部材同士の突き合わせ面の摩耗を防止するものである。 The present invention relates to an improvement of a toroidal type continuously variable transmission used as an automatic transmission for an automobile. Specifically, it is provided adjacently and prevents wear of the butted surfaces of a pair of members that are displaced slightly while being pressed strongly during operation of the toroidal type continuously variable transmission.
自動車用変速機としてトロイダル型無段変速機を使用する事が、例えば非特許文献1、2に記載される等により従来から広く知られ、又、一部で実施されている。又、変速比の変動幅をより大きくすべく、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせた無段変速装置も、例えば特許文献1等に記載される等により従来から広く知られている。又、例えば特許文献2、3には、所謂ギヤードニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられる無段変速装置が記載されている。この様な無段変速装置の場合には、流体で動力を伝達するトルクコンバータ等の発進機構を省略して、上記無段変速装置にエンジンからの動力を直接伝達させる事ができる。この為、変速装置の小型・軽量化を図れる他、上記トルクコンバータを設ける事による伝達効率の低下等を防止して、発進時の応答性能の向上を図れる。
The use of a toroidal-type continuously variable transmission as a transmission for an automobile has been widely known, for example, as described in Non-Patent Documents 1 and 2, and has been partially implemented. Also, a continuously variable transmission in which a toroidal continuously variable transmission and a planetary gear transmission are combined to increase the fluctuation range of the gear ratio has been widely known, for example, as described in Patent Document 1 and the like. It has been. Further, for example, in
又、特許文献4、5には、上述の様なギヤードニュートラルを実現できる無段変速装置の、より具体的な構造が記載されている。図5〜7は、上記特許文献4、5に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機1と、遊星歯車式変速機2とを組み合わせて成り、入力軸3と出力軸4とを有する。これら入力軸3と出力軸4との間には、上記トロイダル型無段変速機1の入力回転軸5と伝達軸6とを、これら両軸3、4と同心に設けている。そして、上記遊星歯車式変速機2のうちの前段ユニット7と中段ユニット8とを上記入力回転軸5と上記伝達軸6との間に掛け渡す状態で、後段ユニット9をこの伝達軸6と上記出力軸4との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
上記トロイダル型無段変速機1は、1対の入力側ディスク10a、10bと、一体型の出力側ディスク11と、複数のパワーローラ12、12とを備える。そして、上記1対の入力側ディスク10a、10bは、上記入力回転軸5を介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク11は、上記両入力側ディスク10a、10b同士の間に、これら両入力側ディスク10a、10bと同心に、且つ、これら両入力側ディスク10a、10bに対する相対回転を自在として支持されている。
The toroidal continuously variable transmission 1 includes a pair of
更に、上記各パワーローラ12、12は、上記出力側ディスク11の軸方向両側面である出力側凹面と、上記両入力側ディスク10a、10bの軸方向片側面である入力側凹面との間に、それぞれ複数個(図示の例の場合は2個)ずつ挟持されている。そして、これら両入力側ディスク10a、10bの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク10a、10bから上記出力側ディスク11に動力を伝達する。又、この出力側ディスク11はその軸方向両端部を、ケーシング13内に、それぞれ1対ずつの支柱14、14と、スラストアンギュラ玉軸受である転がり軸受15、15とにより、回転自在に支持している。又、上記両支柱14、14の両端部近傍に設けた各支持ポスト部16a、16bに、それぞれ支持板17a、17bを支持している。
Further, each of the
又、上記両支持板17a、17b同士の間には、それぞれが特許請求の範囲に記載した支持部材である複数のトラニオン18、18の両端部に互いに同心に設けられた枢軸19、19を、揺動及び軸方向(図6の上下方向)の変位を可能に支持している。そして、上記各トラニオン18、18の内側面(互いに対向する面)に上記各パワーローラ12、12を、それぞれ支持軸20、20並びに複数組の転がり軸受を介して、回転並びに前記入力回転軸5の軸方向に関する若干の変位を自在に支持している。そして、上記各パワーローラ12、12の周面と、上記両入力側ディスク10a、10bの入力側凹面及び上記出力側ディスク11の出力側凹面とを転がり接触させている。
Further, between the two
前記トロイダル型無段変速機1に変速動作を行なわせる際には、上記両支柱14、14の下端部を結合固定したアクチュエータボディー21に内蔵した、各油圧式のアクチュエータ22、22により、上記各トラニオン18、18を上記各枢軸19、19の軸方向に変位させる。この結果、上記入力側、出力側各凹面と上記各周面との転がり接触部(トラクション部)でサイドスリップが発生し、上記各トラニオン18、18が上記各枢軸19、19を中心として揺動する。そして、上記各ディスク10a、10b、11の径方向に関する、上記各転がり接触部の位置が変化し、上記両入力側ディスク10a、10bと上記出力側ディスク11との間の変速比が変化する。尚、上記各アクチュエータ22、22への圧油の給排は、上記アクチュエータボディー21の下方に設けたバルブボディー23に内蔵した変速比制御弁の切換により行なう。
When the toroidal-type continuously variable transmission 1 performs a shifting operation, the
又、図示の無段変速装置の場合は、前記入力回転軸5の基端部(図5の左端部)を図示しないエンジンのクランクシャフトに、前記入力軸3を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力回転軸5を回転駆動する様にしている。又、上記入力回転軸5の基端部と上記入力側ディスク10aとの間に、油圧式の押圧装置24を設け、上記両入力側ディスク10a、10bの軸方向片側面(入力側凹面)及び上記出力側ディスク11の軸方向両側面(出力側凹面)と前記各パワーローラ12、12の周面との転がり接触部に適正な面圧を付与自在としている。
In the case of the continuously variable transmission shown in the figure, the base end portion (left end portion in FIG. 5) of the input
上記押圧装置24は、直径の割合に大きな押圧力を発生できる様にした、所謂ダブルピストン型と呼ばれるもので、第一、第二両ピストン25、26を有する。このうちの第一ピストン25は、上記入力回転軸5の基端部に油密に外嵌固定したシリンダ部材に形成した第一シリンダ筒部27の内周面と上記入力回転軸5の基端部外周面との間に、油密に、且つ、軸方向の変位を可能に嵌装している。又、上記第二ピストン26は、上記入力側ディスク10aの軸方向他面(外側面)の外径寄り部分に、この入力側ディスク10aと一体に設けた第二シリンダ筒部28と上記入力回転軸5の基端部中間寄り部分の外周面との間に、油密に、且つ、軸方向の変位を可能に嵌装している。上記第一ピストン25の軸方向片側面(図5の右側面)の外径寄り部分は、上記第二シリンダ筒部28の先端縁に突き当てている。
The
上記押圧装置24の作動時には、第一、第二シリンダ室29、30内に圧油を導入する。すると、このうちの第一シリンダ室29内の圧力上昇に伴って上記第一ピストン25が、上記第二シリンダ筒部28介して上記入力側ディスク10aを図5の右方に押圧すると同時に、上記第二シリンダ室30内の圧力上昇に伴ってこの入力側ディスク10aが図5の右方に押圧される。
When the
又、前記出力側ディスク11に、中空回転軸31の基端部(図5の左端部)をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸31を、エンジンから遠い側(図5の右側)の入力側ディスク10bの内側に挿通して、上記出力側ディスク11の回転力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸31の先端部(図5の右端部)で上記入力側ディスク10bの外側面から突出した部分に、前記遊星歯車式変速機2の前段ユニット7を構成する為の、第一太陽歯車32を固設している。
Further, the base end portion (left end portion in FIG. 5) of the hollow
一方、上記入力回転軸5の先端部(図5の右端部)で上記中空回転軸31から突出した部分と上記入力側ディスク10bとの間に、第一キャリア33を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク10bと上記入力回転軸5とが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一キャリア33の軸方向両側面の円周方向等間隔位置(一般的には3〜4個所位置)に、それぞれがダブルピニオン型である上記遊星歯車式変速機2の前段ユニット7及び前記中段ユニット8を構成する為の遊星歯車34〜36を、回転自在に支持している。更に、上記第一キャリア33の片半部(図5の右半部)周囲に第一リング歯車37を、回転自在に支持している。
On the other hand, the
上記各遊星歯車34〜36のうち、前記トロイダル型無段変速機1寄り(図5の左寄り)で上記第一キャリア33の径方向に関して内側に設けた遊星歯車34は、上記第一太陽歯車32に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速機1から遠い側(図5の右側)で上記第一キャリア33の径方向に関して内側に設けた遊星歯車35は、前記伝達軸6の基端部(図5の左端部)に固設した、第二太陽歯車38に噛合している。又、上記第一キャリア33の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車36は、上記内側に設けた遊星歯車34、35よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車34、35に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車36と上記第一リング歯車37とを、互いに噛合させている。
Among the
一方、前記後段ユニット9を構成する為の第二キャリア39を、前記出力軸4の基端部(図5の左端部)に結合固定している。そして、この第二キャリア39と上記第一リング歯車37とを、低速用クラッチ40を介して結合している。又、上記伝達軸6の先端寄り(図5の右端寄り)部分に第三太陽歯車41を固設している。又、この第三太陽歯車41の周囲に、第二リング歯車42を配置し、この第二リング歯車42と前記ケーシング13等の固定の部分との間に、高速用クラッチ43を設けている。更に、上記第二リング歯車42と上記第三太陽歯車41との間に配置した複数組の遊星歯車44、45を、上記第二キャリア39に回転自在に支持している。これら各遊星歯車44、45は、互いに噛合すると共に、上記第二キャリア39の径方向に関して内側に設けた遊星歯車44を上記第三太陽歯車41に、同じく外側に設けた遊星歯車45を上記第二リング歯車42に、それぞれ噛合している。
On the other hand, a
上述の様に構成する無段変速装置の場合、入力回転軸5から1対の入力側ディスク10a、10b、各パワーローラ12、12を介して一体型の出力側ディスク11に伝わった動力は、前記中空回転軸31を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ40を接続し、上記高速用クラッチ43の接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速機1の変速比を変える事により、上記入力回転軸5の回転速度を一定にしたまま、上記出力軸4の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。
In the case of the continuously variable transmission configured as described above, the power transmitted from the
即ち、この状態では、上記入力回転軸5と共に正方向に回転する第一キャリア33と、上記中空回転軸31と共に逆方向に回転する前記第一太陽歯車32との差動成分が、前記第一リング歯車37から、上記低速用クラッチ40、上記第二キャリア39を介して、上記出力軸4に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を所定値にする事で上記出力軸4を停止させられる他、このトロイダル型無段変速機1の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸4を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸4を、車両を前進させる方向に回転させられる。
That is, in this state, the differential component between the
又、上記高速用クラッチ43を接続し、上記低速用クラッチ40の接続を断った状態では、上記出力側ディスク11の回転が、上記中空回転軸31、前記遊星歯車式変速機2の第一太陽歯車32、前記各遊星歯車34〜36、前記伝達軸6、前記第二太陽歯車38、前記各遊星歯車44、45、上記第二キャリア39を介して、上記出力軸4に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体としての変速比も増速側に変化する。
In the state where the high speed clutch 43 is connected and the
上記トロイダル型無段変速機1並びにこのトロイダル型無段変速機1を組み込んだ無段変速装置の構成及び作用は上述の通りであるが、このトロイダル型無段変速機1の構成各部材は、動力の伝達時に弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、隣接する1対の部材同士の突き合わせ面同士が微小変位し、この突き合わせ部分にフレッチング摩耗が発生する可能性がある。この様なフレッチング摩耗が発生する可能性がある部分は、上記トロイダル型無段変速機1及び無段変速装置中に複数個所存在するが、例えば、上記第一キャリア33の軸方向端面と前記入力側ディスク10bの外側面との突き合わせ部も、そのうちの1個所である。そこで、この部分にフレッチング摩耗が発生する機構に就いて、図7〜9を参照しつつ説明する。
The configuration and operation of the toroidal continuously variable transmission 1 and the continuously variable transmission incorporating the toroidal continuously variable transmission 1 are as described above. The components of the toroidal continuously variable transmission 1 are as follows. Elastically deforms when power is transmitted. Along with this elastic deformation, the abutting surfaces of a pair of adjacent members are slightly displaced, and there is a possibility that fretting wear occurs at the abutting portion. There are a plurality of portions where such fretting wear may occur in the toroidal-type continuously variable transmission 1 and continuously variable transmission. For example, the axial end surface of the
尚、上記第一キャリア33は、必要とする強度及び剛性確保すべく、図7〜8に詳示する様に、断面L字形で全体を円環状とした中間支持板46と、それぞれが円輪状に形成された第一、第二両連結板47、48とを一体に形成している。又、上記中間支持板46の中心に設けた円筒部49は、前記入力回転軸5の中間部先端寄り部分にスプライン係合させ、ローディングナット50により抑え付けている。又、上記入力側ディスク10bと上記第一キャリア33との間での回転伝達を行なわせるべく、この入力側ディスク10bの外側面複数個所に形成した凸部51と、上記第一連結板47の外周縁部に形成した切り欠き52、52とを係合させている。
The
無段変速装置の運転時に、前記各トラクション部の面圧を確保する為に前記押圧装置24が発生する推力は、上記入力回転軸5及びこの入力回転軸5に固定した上記第一キャリア33を構成する中間支持板46、第一連結板47を介して、上記入力側ディスク10bに加わる。言い換えれば、この入力側ディスク10bの外側面(図7の右側面)と第一連結板47の片側面(図7〜8の左側面)との当接部である、これら入力側ディスク10b及び第一連結板47の径方向中間部(図7にwで表わす部分を入力側ディスク10b及び第一連結板47の中心軸αを中心に回転させてできる円輪状部分)に、上記押圧装置24の発生する推力に基づく力が加わる。
During the operation of the continuously variable transmission, the thrust generated by the
一方、上記入力側ディスク10bは、上記押圧装置24の発生する推力に基づく前記各パワーローラ12、12(図6参照)から受ける力に基づいて、図9に誇張して示す様に、この入力側ディスク10bの外径寄り部分が上記第一連結板47の片側面に近付く方向(軸方向)に弾性変形する。即ち、運転時に上記推力に基づき上記入力側ディスク10bに加わる力は、トロイダル型無段変速機の運転時に最大で5t(トン)程度となり、この様な力に基づく上記入力側ディスク10bの軸方向に関する弾性変形量は、コンマ数mm(10分の数mm)程度と無視できない量となる。そして、この様に上記入力側ディスク10bが軸方向に弾性変形すると、この入力側ディスク10bの外側面外径寄り部分と上記第一連結板47の片側面とが断続的に繰り返し当接する事で互いに擦れ合い、当該部分でフレッチング摩耗が生じる可能性がある。特に、上記入力側ディスク10bが弾性変形する円周方向位置は、上記各パワーローラ12、12により押し付けられる部分が変化するのに伴って常に変化する。この為、上記擦れ合いの周波数は相当に高く(例えば百数十Hzに)なり、フレッチング摩耗発生の面からはかなり厳しい条件となる。この様なフレッチング摩耗は、上記第一キャリア33を所定位置から軸方向にずらせたり、剥離等の損傷の起点となる可能性がある。トロイダル型無段変速機1の他の部分に発生するフレッチング摩耗に就いても、同様の不都合の原因となる。
On the other hand, the input-
互いに接触する1対の部材の摩耗を防止する技術として、特許文献6には、潤滑油を使用できない部分で使用される転がり軸受の構成部材の表面に各種固体潤滑剤製の潤滑被膜を形成する発明が記載されている。但し、この様な特許文献6に記載された発明は、微小変位する部分のフレッチング摩耗防止を考慮したものでない。又、上記潤滑被膜を形成する為の具体的手段に就いても記載されていない。特許文献6に関する出願当時の技術水準から見て、通常のコーティングによるものと考えられる。本発明の対象となる、トロイダル型無段変速機1で、互いに隣接する1対の部材同士の突き合わせ部の場合、前記押圧装置24が発生する大きな押圧力に基づき、突き合わせ面に繰り返し大きな面圧が加わる。従って、通常のコーティングにより形成された潤滑被膜では、早期に剥離し、前述の様にして生じるフレッチング摩耗を長期間に亙り抑える事は難しい。
As a technique for preventing wear of a pair of members that are in contact with each other, Patent Document 6 discloses that a lubricant film made of various solid lubricants is formed on the surface of a component of a rolling bearing used in a portion where lubricant cannot be used. The invention has been described. However, the invention described in Patent Document 6 does not take into consideration prevention of fretting wear at a portion that is slightly displaced. In addition, no specific means for forming the lubricating coating is described. In view of the technical level at the time of filing with respect to Patent Document 6, it is considered that this is due to ordinary coating. In the case of a butt portion between a pair of members adjacent to each other in the toroidal type continuously variable transmission 1 that is the subject of the present invention, a large surface pressure is repeatedly applied to the butt surface based on the large pressing force generated by the
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、トロイダル型無段変速機の運転時に強く押し付けられた状態で微小変位する1対の部材同士の突き合わせ面の摩耗を、長期間に亙り有効に防止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 effectively prevents wear of the butted surfaces of a pair of members that are slightly displaced while being pressed strongly during operation of the toroidal continuously variable transmission over a long period of time. It was invented to realize a possible structure.
本発明のトロイダル型無段変速機は、従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様、例えば前述の図5〜6に示す様に、入力側ディスク10a、10bと、出力側ディスク11と、トラニオン18、18等の複数個の支持部材と、複数個のパワーローラ12、12と、油圧式或いは機械式の押圧装置24とを備える。
このうちの入力側ディスク10a、10bは、断面円弧形の凹面である入力側凹面を有する。
又、上記出力側ディスク11は、断面円弧形の凹面である出力側凹面を有する。そして、この出力側凹面を上記入力側凹面に対向させた状態で、上記入力ディスク10a、10bと同心に、且つ、この入力側ディスク10a、10bに対する相対回転を可能に支持されている。
又、上記トラニオン18、18等の複数の支持部材は、それぞれが軸方向に関して上記入力側、出力側両ディスク10a、10b、11の入力側、出力側両凹面同士の間位置に、これら両ディスク10a、10b、11の回転中心に対し捩れの位置にある枢軸19、19を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラ12、12は、上記トラニオン18、18等の各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記両ディスク10a、10b、11の入力側、出力側両凹面に転がり接触させている。
更に、上記押圧装置24は、両ディスク10a、10b、11のうちの一方のディスク(図5の例では入力側ディスク10a、10b)を他方のディスク(図5の例では出力側ディスク11)に向け押圧する為のものである。
The toroidal type continuously variable transmission of the present invention is similar to conventionally known toroidal type continuously variable transmissions, for example, as shown in FIGS. A plurality of support members such as
Among these, the
The output-side disk 11 has an output-side concave surface that is a concave surface having an arcuate cross section. The output-side concave surface is supported concentrically with the input-
Further, the plurality of support members such as the
The
Further, the
特に、本発明のトロイダル型無段変速機1に於いては、このトロイダル型無段変速機1を構成する複数の部材のうち、隣接して設けられる少なくとも1対の部材の表面のうちで、このトロイダル型無段変速機を組み立てた状態で互いに突き合わされる対向面のうちの少なくとも一方の面を、固体潤滑剤をショット・ピーニングにより当該面に衝突させる事により形成された、潤滑被膜により被覆している。
上記固体潤滑剤の種類は、必要とする耐熱性、耐油性(トラクションオイルにより変質しない事)を確保でき、微粒子を得られるものであれば、特に問わない。例えば、錫、錫合金、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼素、ポリエチレン、フッ素系樹脂、ポリアミド樹脂、金属石鹸、弗化カルシウム等が使用可能である。
上記潤滑被膜を形成する場合には、上述の様な固体潤滑剤の微粒子を、この潤滑被膜を形成すべき被加工面(互いに突き合わされて微小変位する1対の面のうちの一方又は双方)に、強く吹き付ける。この結果、上記固体潤滑剤の微粒子が、上記被加工面を構成する母材(炭素鋼等の金属材料)中に食い込む様にして、強固な潤滑被膜を形成する。
In particular, in the toroidal type continuously variable transmission 1 of the present invention, among a plurality of members constituting the toroidal type continuously variable transmission 1, among the surfaces of at least one pair of members provided adjacent to each other, Covering at least one of the opposing surfaces that are abutted with each other in the assembled state of this toroidal type continuously variable transmission by a solid lubricant colliding with the surface by shot peening is doing.
The type of the solid lubricant is not particularly limited as long as the required heat resistance and oil resistance (not to be altered by traction oil) can be secured and fine particles can be obtained. For example, tin, tin alloy, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, polyethylene, fluorine resin, polyamide resin, metal soap, calcium fluoride, and the like can be used.
In the case of forming the lubricating coating, the solid lubricant fine particles as described above are applied to the surface to be processed on which the lubricating coating is to be formed (one or both of a pair of surfaces that face each other and are displaced slightly). Blow strongly. As a result, a solid lubricant film is formed in such a manner that the fine particles of the solid lubricant bite into the base material (metal material such as carbon steel) constituting the surface to be processed.
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、長期間に亙る使用に拘らず、互いに突き合わされて微小変位する1対の面のフレッチング摩耗を抑えられる。この為、トロイダル型無段変速機の耐久性低下や伝達効率の低下に結び付く様な、互いに突き合わされる1対の部材同士の位置関係のずれが発生する事を防止できる。又、摩耗に基づく金属粉の発生を抑えられて、摩耗粉による他の可動部の劣化防止も図れる。 According to the toroidal-type continuously variable transmission of the present invention configured as described above, fretting wear on a pair of surfaces that face each other and are slightly displaced can be suppressed regardless of long-term use. For this reason, it is possible to prevent the positional relationship between the pair of members that face each other from occurring, which leads to a decrease in durability and a decrease in transmission efficiency of the toroidal-type continuously variable transmission. Moreover, generation | occurrence | production of the metal powder based on abrasion can be suppressed, and deterioration of the other movable part by abrasion powder can also be aimed at.
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、潤滑被膜を、予め微小凹部を形成された面に被覆する。
この場合に形成する微小凹部の深さは、0.1〜5μm程度が適切である。上記潤滑被膜は、これら各微小凹部を埋める様に、母材の表面を被覆する。
この様な構成を採用すれば、上記潤滑被膜と上記母材との結合強度をより一層向上させて、上記面を被覆した潤滑被膜を長期間に亙って残留させる事ができ、互いに突き合わされて微小変位する1対の面のフレッチング摩耗の防止を、長期間に亙って有効に図れる。
即ち、相対変位する1対の面うちの少なくとも一方の面に潤滑被膜を形成する際に、当該面に微小凹部が存在すれば、これら各微小凹部に固体潤滑剤を充填しつつ上記潤滑被膜を形成できて、潤滑被膜と微小凹部との機械的係合に基づくアンカ効果により、(平滑な表面に潤滑被膜を被覆する場合と比較して)上記潤滑被膜と上記母材との結合強度を格段に向上させる事ができる。そして、この潤滑被膜による上記フレッチング摩耗の防止効果を、より長期間に亙って有効に図れる。
In carrying out the present invention, preferably, as described in claim 2, the lubricating coating is coated on the surface on which the minute recesses are formed in advance.
In this case, the depth of the minute recess formed is appropriate to be about 0.1 to 5 μm. The lubricating coating covers the surface of the base material so as to fill each of these minute recesses.
By adopting such a configuration, it is possible to further improve the bonding strength between the lubricating coating and the base material, and to leave the lubricating coating covering the surface over a long period of time. Thus, it is possible to effectively prevent fretting wear on a pair of surfaces that are slightly displaced over a long period of time.
That is, when forming a lubricating coating on at least one of the pair of relatively displaced surfaces, if there are micro-recesses on the surface, the lubricating coating is applied while filling each of these micro-recesses with a solid lubricant. Due to the anchor effect based on the mechanical engagement between the lubricating coating and the minute recesses, the bond strength between the lubricating coating and the base material is remarkably increased (compared to the case where the lubricating coating is coated on a smooth surface). Can be improved. Further, the effect of preventing the fretting wear by the lubricating coating can be effectively achieved over a longer period.
尚、この様な作用・効果を得る為には、上記各微小凹部の深さを0.1μm以上確保する事が必要である。これに対して、これら各微小凹部の深さが5μmを超えると、上記作用・効果が飽和するだけでなく、これら各微小凹部を埋めて、潤滑被膜の表面粗さを適正にする為に母材の表面に被覆すべき固体潤滑剤の量が多くなり、この潤滑被膜を形成する為に要するコストが徒に嵩む。
そこで、好ましくは上記微小凹部の深さを、0.1μm以上、5μm以下とする。尚、これら各微小凹部を形成する作業は、ショット・ピーニング、或いはバレル加工により行なう。ショット・ピーニングにより行なう場合に使用するメディアとしては、鋼球、ガラスビーズ等、一般的なものを使用できる。
In order to obtain such actions and effects, it is necessary to secure the depth of each minute recess as 0.1 μm or more. On the other hand, if the depth of each of these micro-recesses exceeds 5 μm, not only the above-mentioned action / effect is saturated, but also the mother surface is used to fill these micro-recesses and make the surface roughness of the lubricating coating appropriate. The amount of solid lubricant to be coated on the surface of the material increases, and the cost required to form this lubricating coating increases.
Therefore, preferably, the depth of the minute recess is set to 0.1 μm or more and 5 μm or less. The operation for forming each of these minute recesses is performed by shot peening or barrel processing. As media used when performing shot peening, general media such as steel balls and glass beads can be used.
又、本発明の好ましい実施の形態の第1例として、請求項3に対応する構造を、図1に示す。この第1例の構造は、隣接して設けられる1対の部材の互いに突き合わされる対向面を、入力側ディスク10bの外側面と、遊星歯車式変速機の第一キャリア33を構成する第一連結板47の軸方向片面とするものである。
この第1例の構造の場合には、前述の図5、7に記載した様に、トロイダル型無段変速機1が、遊星歯車式変速機2と組み合わされて、無段変速装置を構成する。この無段変速装置は、図5〜6により先に説明した通り、互いに同心に配置された、入力軸3と、出力軸4と、トロイダル型無段変速機1と、遊星歯車式変速機2とを備える。そして、これらトロイダル型無段変速機1と遊星歯車式変速機2とを、トロイダル型無段変速機1を構成する入力側ディスク10bと遊星歯車式変速機2を構成する(第一)キャリア33とを隣接させると共に、これら入力側ディスク10bとキャリア33とを、互いに同期して回転する状態に組み合わせている。又、このキャリア33は、上記入力軸3に上記トロイダル型無段変速機1の入力回転軸5を介して支持固定された(中間)支持板46と、この支持板46と同心に且つ軸方向に間隔をあけた状態で配置され、その片側面を上記入力側ディスク10bの外側面に対向させた、円輪状である(第一)連結板47と、この連結板47と上記支持板46とにそれぞれの両端部を支持された複数の遊星軸とを備えたものとする。
この様な構造で本発明を実施するには、上記入力側ディスク10bの外側面と上記第一連結板47の軸方向片面とのうちの一方又は双方の面(好ましくは、図1に示した様に双方の面)を、固体潤滑剤(の微粒子)をショット・ピーニングにより当該面に衝突させる事により形成した、潤滑被膜53a、53bにより被覆する。この様な潤滑被膜53a、53bを被覆すれば、前述した様な、上記入力側ディスク10bの弾性変形に基づく微小変位によるフレッチング摩耗の防止を図れる。
As a first example of a preferred embodiment of the present invention, a structure corresponding to claim 3 is shown in FIG. In the structure of the first example, the opposing surfaces of a pair of members provided adjacent to each other are arranged on the outer surface of the
In the case of the structure of the first example, as described in FIGS. 5 and 7, the toroidal continuously variable transmission 1 is combined with the planetary gear type transmission 2 to constitute a continuously variable transmission. . As described above with reference to FIGS. 5 to 6, this continuously variable transmission includes an
In order to carry out the present invention with such a structure, one or both of the outer side surface of the
次に、本発明の好ましい実施の形態の第2例として、請求項4に対応する構造を、図2に示す。この第2例の構造では、押圧装置が、(第一、第二両)シリンダ室29、30内への油圧の導入に伴って変位する(第一、第二両)ピストン25、26により入力側ディスク10a、10bを出力側ディスク11(一部の部材に就いては、図5参照)に向けて押圧する、油圧シリンダである。
そして、隣接して設けられる少なくとも1対の部材の互いに突き合わされる対向面のうちの一方の面が、上記(第一)ピストン25の軸方向片側面の一部(図2の右側面外径寄り部分)である。又、他方の面が、上記入力側ディスク10aの外側面に固設された部分である、第二シリンダ筒部28の先端面である。
この様な構造で本発明を実施するには、上記(第一)ピストン25の軸方向片側面の一部と、上記第二シリンダ筒部28の先端面とのうちの一方又は双方の面(好ましくは、図2に示した様に双方の面)を、固体潤滑剤(の微粒子)をショット・ピーニングにより当該面に衝突させる事により形成した、潤滑被膜53c、53dにより被覆する。この様な潤滑被膜53c、53dを被覆すれば、上記入力側ディスク10aや上記(第一)ピストン25の弾性変形に基づく微小変位によるフレッチング摩耗の防止を図れる。
Next, as a second example of a preferred embodiment of the present invention, a structure corresponding to claim 4 is shown in FIG. In the structure of the second example, the pressing device is input by
Then, one of the opposed surfaces of at least one pair of members provided adjacent to each other is a part of one side surface in the axial direction of the (first) piston 25 (the outer diameter on the right side surface in FIG. 2). It is a close part). The other surface is a tip surface of the second
In order to carry out the present invention with such a structure, one or both surfaces of a part of one side surface in the axial direction of the (first)
更に、本発明の好ましい実施の形態の第3例として、請求項5に対応する構造を、図3〜4に示す。この第3例の構造では、前述の非特許文献1等に記載されて従来から広く知られている様に、1対の出力側ディスク11aを回転筒54の両端部にスプライン係合させる事で、1対の出力側ディスク11aが互いに同期して回転する様にしている。そして、これら両出力側ディスク11aの回転を、上記回転筒54の中間部外周面に固設した出力歯車55を介して取り出す様にしている。又、この回転筒54を図示しないケーシング内に設けた中間壁に対し、上記出力歯車55の両側部分に設けた、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受56により、回転のみ自在に支持している。
Furthermore, as a third example of a preferred embodiment of the present invention, a structure corresponding to claim 5 is shown in FIGS. In the structure of the third example, a pair of
この様な構造の場合、上記両出力側ディスク11aの外側面一部である内径寄り部分が、この出力側ディスク11aに加わるスラスト荷重を支承しつつこの出力側ディスク11aを回転自在に支持する支持部材である、上記転がり軸受56を構成する内輪57の軸方向側面に突き合わされている。
この様な構造で本発明を実施するには、上記両出力側ディスク11aの外側面内径寄り部分と、上記転がり軸受56を構成する内輪57の軸方向側面とのうちの一方又は双方の面(好ましくは、図3〜4に示した様に双方の面)を、固体潤滑剤(の微粒子)をショット・ピーニングにより当該面に衝突させる事により形成した、潤滑被膜53e、53fにより被覆する。この様な潤滑被膜53e、53fを被覆すれば、上記出力側ディスク11aの弾性変形に基づく微小変位によるフレッチング摩耗の防止を図れる。
In the case of such a structure, a portion closer to the inner diameter, which is a part of the outer surface of each of the
In order to carry out the present invention with such a structure, one or both surfaces of the outer surface inner diameter portion of both the
尚、本発明を実施する場合に好ましくは、潤滑被膜の厚さの平均値を、0.1〜8μmの範囲に規制する。本発明の場合、トロイダル型無段変速機を構成する複数の部材のうち、隣接して設けられる少なくとも1対の部材の表面のうちで、このトロイダル型無段変速機を組み立てた状態で互いに突き合わされる対向面のうちの少なくとも一方の面を固体潤滑剤製の潤滑被膜により覆う事で、この突き合わせ面部分で生じる摩擦を低減する様にしているが、この潤滑被膜の厚さの平均値が小さ過ぎた(0.1μm未満である場合)には、上記摩擦を十分に低減できない{突き合わせ面部分の潤滑被膜による被覆率を十分に(例えば面積率で75%以上)確保する事が難しくなり、上記突き合わせ面部分の摩擦を十分に低減できない}。又、仮に低減できた場合でも、上記潤滑被膜が早期に摩滅して、この摩擦低減効果が早期に喪失してしまう。これに対して、上記潤滑被膜の厚さの平均値が大き過ぎた(8μmを越えた)場合には、上記摩擦低減及び潤滑被膜が摩滅するまでの時間の延長に関して効果が飽和するだけでなく、この潤滑被膜の一部が欠けて脱落し易くなる。そして、脱落した場合には、脱落の結果生じた微小片が、各転がり接触部等に入り込んで、振動や騒音の原因となる。
そこで、上記潤滑被膜の厚さの平均値として好ましい範囲を、0.1μm以上、8.0μm以下とする。この厚さの平均値を0.1〜8.0μmの範囲内に収めれば、十分に強固な(欠落しにくい)潤滑被膜により、上記互いに突き合わされる対向面のうちの少なくとも一方の面を被覆した潤滑被膜の剥離防止を十分に図れる。
In carrying out the present invention, preferably, the average value of the thickness of the lubricating coating is restricted to a range of 0.1 to 8 μm. In the case of the present invention, of the plurality of members constituting the toroidal continuously variable transmission, the surfaces of at least one pair of adjacent members are pushed against each other in a state where the toroidal continuously variable transmission is assembled. By covering at least one of the opposed surfaces with a lubricant film made of a solid lubricant, the friction generated at the abutting surface portion is reduced, but the average value of the thickness of the lubricant film is If it is too small (if it is less than 0.1 μm), the above friction cannot be reduced sufficiently {It becomes difficult to ensure a sufficient coverage (for example, 75% or more in area ratio) with the lubricating film on the abutting surface portion. The friction of the butt surface portion cannot be sufficiently reduced}. Even if it can be reduced, the lubricating coating is worn away at an early stage, and this friction reducing effect is lost at an early stage. On the other hand, if the average value of the thickness of the lubricating coating is too large (exceeding 8 μm), the effect is not only saturated with respect to the friction reduction and the extension of the time until the lubricating coating is worn. , A part of the lubricating film is missing and easily falls off. And when it falls off, the micro piece produced as a result of the drop enters each rolling contact portion and the like, causing vibration and noise.
Therefore, a preferable range as an average value of the thickness of the lubricating coating is set to 0.1 μm or more and 8.0 μm or less. If the average value of the thickness falls within the range of 0.1 to 8.0 μm, at least one of the facing surfaces that are abutted against each other is sufficiently hardened (not easily lost) by the lubricating coating. The coated lubricant film can be sufficiently prevented from peeling off.
尚、上述の様な厚さを有する潤滑被膜は、前述した通りショット・ピーニングにより形成するが、この様にしてこの潤滑被膜を形成すれば、母材である上記隣接して設けられる1対の部材のうちの少なくとも一方の部材を構成する、SUJ2の如き軸受鋼の表面部分が硬化する。即ち、本発明者が行なった実験では、上記潤滑被膜を形成すべく、固体潤滑剤(例えば、平均粒径が45μmのSn粉末、及び、平均粒径が3μmのMoS2 粉末)をショットした後に、微小硬度計を用いた硬さ試験により、上記潤滑被膜により覆われた母材の最表面から2〜15μmの深さ範囲の硬度を測定したところ、この範囲で硬さが勾配をもち、勾配の最高位の硬さが処理前の母材硬さと比べて5〜20%増大する事が確認された。この様な硬さの上昇は、上記潤滑被膜により覆われた母材の、転がり疲れ寿命確保の面から有利である。 The lubricating coating having the thickness as described above is formed by shot peening as described above. If this lubricating coating is formed in this way, a pair of adjacently provided base materials is formed. The surface portion of the bearing steel such as SUJ2 that constitutes at least one of the members is hardened. That is, in an experiment conducted by the present inventor, after forming a lubricant film, a solid lubricant (for example, Sn powder having an average particle diameter of 45 μm and MoS 2 powder having an average particle diameter of 3 μm) was shot. When the hardness in the depth range of 2 to 15 μm from the outermost surface of the base material covered with the lubricating coating was measured by a hardness test using a micro hardness tester, the hardness had a gradient in this range. It was confirmed that the highest hardness of the steel increased by 5 to 20% compared to the hardness of the base material before the treatment. Such an increase in hardness is advantageous from the viewpoint of securing a rolling fatigue life of the base material covered with the lubricating coating.
本発明は、トロイダル型無段変速機の種類がハーフトロイダル型であるかフルトロイダル型であるかを問わず、実施できる。 The present invention can be implemented regardless of whether the type of toroidal continuously variable transmission is a half toroidal type or a full toroidal type.
1 トロイダル型無段変速機
2 遊星歯車式変速機
3 入力軸
4 出力軸
5 入力回転軸
6 伝達軸
7 前段ユニット
8 中段ユニット
9 後段ユニット
10a、10b 入力側ディスク
11、11a 出力側ディスク
12 パワーローラ
13 ケーシング
14 支柱
15 転がり軸受
16a、16b 支持ポスト部
17a、17b 支持板
18 トラニオン
19 枢軸
20 支持軸
21 アクチュエータボディー
22 アクチュエータ
23 バルブボディー
24 押圧装置
25 第一ピストン
26 第二ピストン
27 第一シリンダ筒部
28 第二シリンダ筒部
29 第一シリンダ室
30 第二シリンダ室
31 中空回転軸
32 第一太陽歯車
33 第一キャリア
34 遊星歯車
35 遊星歯車
36 遊星歯車
37 第一リング歯車
38 第二太陽歯車
39 第二キャリア
40 低速用クラッチ
41 第三太陽歯車
42 第二リング歯車
43 高速用クラッチ
44 遊星歯車
45 遊星歯車
46 中間支持板
47 第一連結板
48 第二連結板
49 円筒部
50 ローディングナット
51 凸部
52 切り欠き
53a〜53f 潤滑被膜
54 回転筒
55 出力歯車
56 転がり軸受
57 内輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toroidal type continuously variable transmission 2 Planetary
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005060271A JP2006242314A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Toroidal continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005060271A JP2006242314A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Toroidal continuously variable transmission |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006242314A true JP2006242314A (en) | 2006-09-14 |
JP2006242314A5 JP2006242314A5 (en) | 2008-03-13 |
Family
ID=37048935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005060271A Pending JP2006242314A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Toroidal continuously variable transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006242314A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007002928A (en) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Nsk Ltd | Toroidal type continuously variable transmission |
JP2011149481A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Nsk Ltd | Toroidal type continuously variable transmission |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002161371A (en) * | 2000-11-17 | 2002-06-04 | Fuji Kihan:Kk | Method for forming lubrication coating |
JP2004308814A (en) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | Nsk Ltd | Continuously variable transmission |
JP2005041417A (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Railway Technical Res Inst | Member for railway, its surface treating method, and surface treating device of member for railway |
-
2005
- 2005-03-04 JP JP2005060271A patent/JP2006242314A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002161371A (en) * | 2000-11-17 | 2002-06-04 | Fuji Kihan:Kk | Method for forming lubrication coating |
JP2004308814A (en) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | Nsk Ltd | Continuously variable transmission |
JP2005041417A (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Railway Technical Res Inst | Member for railway, its surface treating method, and surface treating device of member for railway |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007002928A (en) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Nsk Ltd | Toroidal type continuously variable transmission |
JP2011149481A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Nsk Ltd | Toroidal type continuously variable transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6035732B2 (en) | Rolling bearing | |
JP2011149481A (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP5935473B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2006242314A (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2006283800A (en) | Toroidal type continuously variable transmission and continuously variable transmission device | |
JP4547999B2 (en) | Continuously variable transmission | |
JP4774828B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2004257533A (en) | Toroidal continuously variable transmission and its device | |
JP2004308814A (en) | Continuously variable transmission | |
JP3870594B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4715116B2 (en) | Continuously variable transmission | |
JP2004183765A (en) | Rolling bearing for belt-type continuously variable transmission | |
JP4631323B2 (en) | Continuously variable transmission | |
JP4696537B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP5045805B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4501527B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4496857B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4581562B2 (en) | Continuously variable transmission | |
JP5126206B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4547968B2 (en) | Continuously variable transmission | |
JP4929977B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2001099253A (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP2006242315A (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2006242317A (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4978557B2 (en) | Friction wheel type continuously variable transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070502 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080129 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100525 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101005 |