JP3326950B2 - ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受 - Google Patents
ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/10—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for axial load mainly
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
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- 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
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- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
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- F16C2240/76—Osculation, i.e. relation between radii of balls and raceway groove
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- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/65—Gear shifting, change speed gear, gear box
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係るスラスト玉軸受
は、トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラに
加わるスラスト荷重を支承するのに利用する。
は、トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラに
加わるスラスト荷重を支承するのに利用する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用変速機、或は各種産業機械用の
変速機として、図３〜４に略示する様なトロイダル型無
段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダ
ル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公
報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディ
スク２を支持し、出力軸３の端部に出力側ディスク４を
固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシ
ングの内面、或はこのケーシング内に設けられた支持ブ
ラケットには、前記入力軸１並びに出力軸３に対して捻
れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニ
オン６、６が設けられている。
変速機として、図３〜４に略示する様なトロイダル型無
段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダ
ル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公
報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディ
スク２を支持し、出力軸３の端部に出力側ディスク４を
固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシ
ングの内面、或はこのケーシング内に設けられた支持ブ
ラケットには、前記入力軸１並びに出力軸３に対して捻
れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニ
オン６、６が設けられている。
【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に前
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、ほぼ上
記枢軸５を中心とする円弧形の凹面をなしている。そし
て、球面状の凸面に形成された各パワーローラ８、８の
周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させて
いる。
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、ほぼ上
記枢軸５を中心とする円弧形の凹面をなしている。そし
て、球面状の凸面に形成された各パワーローラ８、８の
周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させて
いる。
【０００５】前記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図３〜４の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、又、前記入力側ディスク２の外
側面（図３〜４の右側面）にも、同様のカム面１４を形
成している。そして、前記複数個のローラ１２、１２
を、前記入力軸１の中心に対して放射状に配置してい
る。
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図３〜４の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、又、前記入力側ディスク２の外
側面（図３〜４の右側面）にも、同様のカム面１４を形
成している。そして、前記複数個のローラ１２、１２
を、前記入力軸１の中心に対して放射状に配置してい
る。
【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４
に押圧される。この結果、前記入力側ディスク２が前記
複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記
１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２と
の噛合に基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４
に押圧される。この結果、前記入力側ディスク２が前記
複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記
１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２と
の噛合に基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。
【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図３に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図３に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。
【０００８】反対に、増速を行なう場合には、各パワー
ローラ８、８の周面８ａ、８ａが図４に示す様に、入力
側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディ
スク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接
する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、
７の傾斜角度を、図３と図４との中間にすれば、入力軸
１と出力軸３との間で、中間の変速比を得る事ができ
る。
ローラ８、８の周面８ａ、８ａが図４に示す様に、入力
側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディ
スク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接
する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、
７の傾斜角度を、図３と図４との中間にすれば、入力軸
１と出力軸３との間で、中間の変速比を得る事ができ
る。
【０００９】図３〜４には、トロイダル型無段変速機の
基本構造のみを示しているが、自動車用変速機等として
より具体化した構造も、例えば実願昭６１−８７５２３
号（実開昭６２−１９９５５７号）のマイクロフィルム
に記載されている様に、従来から種々知られている。
基本構造のみを示しているが、自動車用変速機等として
より具体化した構造も、例えば実願昭６１−８７５２３
号（実開昭６２−１９９５５７号）のマイクロフィルム
に記載されている様に、従来から種々知られている。
【００１０】ところで、上述の様なトロイダル型無段変
速機の運転時に上記各パワーローラ８、８は、入力側デ
ィスク２及び出力側ディスク４からのスラスト荷重を受
けつつ、高速で回転する。この為、これら各パワーロー
ラ８、８と前記各トラニオン６、６との間には、図５に
示す様にスラスト玉軸受１５を設けている。
速機の運転時に上記各パワーローラ８、８は、入力側デ
ィスク２及び出力側ディスク４からのスラスト荷重を受
けつつ、高速で回転する。この為、これら各パワーロー
ラ８、８と前記各トラニオン６、６との間には、図５に
示す様にスラスト玉軸受１５を設けている。
【００１１】上記スラスト玉軸受１５は、内輪としての
機能を兼ね備える上記パワーローラ８と、複数の玉１
６、１６と、これら複数の玉１６、１６を転動自在に保
持する為の保持器２０と、上記パワーローラ８と同じ中
心軸αを有する外輪１７とから構成されている。尚、上
記パワーローラ８、玉１６、１６、外輪１７は、それぞ
れ軸受鋼、浸炭鋼等の軸受用鋼、或はセラミックにより
形成されている。又、上記パワーローラ８の軸方向片面
（図５の上面）には内輪軌道１８を、上記外輪１７の軸
方向片面（図５の下面）で上記内輪軌道１８と対向する
部分には外輪軌道１９を、それぞれ形成している。これ
ら各軌道１８、１９は、それぞれ断面が円弧形で全体が
円環状とされている。上記各玉１６、１６の転動面は、
これら内輪軌道１８と外輪軌道１９とに転接する。
機能を兼ね備える上記パワーローラ８と、複数の玉１
６、１６と、これら複数の玉１６、１６を転動自在に保
持する為の保持器２０と、上記パワーローラ８と同じ中
心軸αを有する外輪１７とから構成されている。尚、上
記パワーローラ８、玉１６、１６、外輪１７は、それぞ
れ軸受鋼、浸炭鋼等の軸受用鋼、或はセラミックにより
形成されている。又、上記パワーローラ８の軸方向片面
（図５の上面）には内輪軌道１８を、上記外輪１７の軸
方向片面（図５の下面）で上記内輪軌道１８と対向する
部分には外輪軌道１９を、それぞれ形成している。これ
ら各軌道１８、１９は、それぞれ断面が円弧形で全体が
円環状とされている。上記各玉１６、１６の転動面は、
これら内輪軌道１８と外輪軌道１９とに転接する。
【００１２】又、前記保持器２０は、金属或は合成樹脂
により円輪状に造られた主体２１を有する。この主体２
１の直径方向中間部で円周方向等間隔位置には、円形の
ポケット２２、２２を形成し、これら各ポケット２２、
２２に上記玉１６、１６を、１個ずつ、転動自在に保持
している。更に、外輪１７は、やはり円輪状に形成され
たスペーサ２３を介して、前記各トラニオン６の内側面
に突き当てられている。トロイダル型無段変速機の運転
時に、この様なスラスト玉軸受１５は、前記各パワーロ
ーラ８、８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、高速で
回転する。尚、２４は、スラスト玉軸受１５に潤滑油を
供給する給油孔である。
により円輪状に造られた主体２１を有する。この主体２
１の直径方向中間部で円周方向等間隔位置には、円形の
ポケット２２、２２を形成し、これら各ポケット２２、
２２に上記玉１６、１６を、１個ずつ、転動自在に保持
している。更に、外輪１７は、やはり円輪状に形成され
たスペーサ２３を介して、前記各トラニオン６の内側面
に突き当てられている。トロイダル型無段変速機の運転
時に、この様なスラスト玉軸受１５は、前記各パワーロ
ーラ８、８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、高速で
回転する。尚、２４は、スラスト玉軸受１５に潤滑油を
供給する給油孔である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の様な
トロイダル型無段変速機に組み込まれてパワーローラ８
を支承するスラスト玉軸受の場合には、次に述べる様な
解決すべき点がある。即ち、トロイダル型無段変速機、
特に入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４
ａの断面形状が四分の一円弧形である所謂ハーフトロイ
ダル型無段変速機の場合、運転時に上記パワーローラ８
には、スラスト荷重だけでなくラジアル荷重が加わった
複雑な力（荷重）が作用する。この様なラジアル荷重
は、トラクション力により、又パワーローラ８を支持し
ているトラニオン６が変速比変更に伴って傾斜したり、
或は構成各部材の組み立て精度、或は自重に基づく偏荷
重により発生する。
トロイダル型無段変速機に組み込まれてパワーローラ８
を支承するスラスト玉軸受の場合には、次に述べる様な
解決すべき点がある。即ち、トロイダル型無段変速機、
特に入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４
ａの断面形状が四分の一円弧形である所謂ハーフトロイ
ダル型無段変速機の場合、運転時に上記パワーローラ８
には、スラスト荷重だけでなくラジアル荷重が加わった
複雑な力（荷重）が作用する。この様なラジアル荷重
は、トラクション力により、又パワーローラ８を支持し
ているトラニオン６が変速比変更に伴って傾斜したり、
或は構成各部材の組み立て精度、或は自重に基づく偏荷
重により発生する。
【００１４】一方、従来考えられ、更には試作されてい
たトロイダル型無段変速機に組み込まれていたスラスト
玉軸受は、（ラジアル荷重を含まない）純粋なスラスト
荷重を支承する事を前提に考えられていた。より具体的
には、図６に示す様に、パワーローラ８の軸方向片面に
形成した内輪軌道１８の断面の曲率半径ｒ18と、上記外
輪１７の軸方向片面に形成した外輪軌道１９の断面の曲
率半径ｒ19とを互いに等しくしていた。且つ、これら両
曲率半径ｒ18、ｒ19を、玉１６、１６の外径Ｄ16の二分
の一（半径）よりも大きくしていた。
たトロイダル型無段変速機に組み込まれていたスラスト
玉軸受は、（ラジアル荷重を含まない）純粋なスラスト
荷重を支承する事を前提に考えられていた。より具体的
には、図６に示す様に、パワーローラ８の軸方向片面に
形成した内輪軌道１８の断面の曲率半径ｒ18と、上記外
輪１７の軸方向片面に形成した外輪軌道１９の断面の曲
率半径ｒ19とを互いに等しくしていた。且つ、これら両
曲率半径ｒ18、ｒ19を、玉１６、１６の外径Ｄ16の二分
の一（半径）よりも大きくしていた。
【００１５】この為、上述の様な複雑な力が作用する
と、外輪１７の一部で玉１６、１６の転動面と接触する
部分が弾性変形し、（純粋なスラスト荷重を受ける場合
に比べて）軸受寿命が短くなったり、或は回転トルクが
大きくなる等の問題を生じる。この様な問題は、使用時
に回転しない外輪１７の剛性が弱い場合、即ち、この外
輪１７が薄く、しかもトラニオン６に対する外輪１７の
支持強度が弱い場合に顕著になる。例えば、上記外輪１
７が軸受用鋼製である場合に、この外輪１７の厚さ寸法
Ｔ17がこの外輪１７の外径Ｄ17の五分の一以下（Ｔ17≦
Ｄ17／５）になり、しかも上記支持強度が十分でない場
合には、上記問題を無視できなくなる。
と、外輪１７の一部で玉１６、１６の転動面と接触する
部分が弾性変形し、（純粋なスラスト荷重を受ける場合
に比べて）軸受寿命が短くなったり、或は回転トルクが
大きくなる等の問題を生じる。この様な問題は、使用時
に回転しない外輪１７の剛性が弱い場合、即ち、この外
輪１７が薄く、しかもトラニオン６に対する外輪１７の
支持強度が弱い場合に顕著になる。例えば、上記外輪１
７が軸受用鋼製である場合に、この外輪１７の厚さ寸法
Ｔ17がこの外輪１７の外径Ｄ17の五分の一以下（Ｔ17≦
Ｄ17／５）になり、しかも上記支持強度が十分でない場
合には、上記問題を無視できなくなる。
【００１６】上述の様な理由に基づいてスラスト玉軸受
の寿命が低下する事を防止する為には、上記各曲率半径
ｒ18、ｒ19を小さくして玉１６、１６の外径Ｄ16に近づ
ける事が考えられる。この様に各曲率半径ｒ18、ｒ19を
小さくすると、各玉１６、１６の転動面と上記各軌道１
８、１９との接触面積が広くなり、各軌道１８、１９と
玉１６、１６の転動面との接触面圧が小さくなる。同時
に、パワーローラ８がラジアル荷重を受けた場合に、こ
のパワーローラ８と外輪１７とが直径方向に相対変位す
る事を防止（変位量を少なく）して、軸受寿命を延長す
る（耐久性を向上させる）事ができる。
の寿命が低下する事を防止する為には、上記各曲率半径
ｒ18、ｒ19を小さくして玉１６、１６の外径Ｄ16に近づ
ける事が考えられる。この様に各曲率半径ｒ18、ｒ19を
小さくすると、各玉１６、１６の転動面と上記各軌道１
８、１９との接触面積が広くなり、各軌道１８、１９と
玉１６、１６の転動面との接触面圧が小さくなる。同時
に、パワーローラ８がラジアル荷重を受けた場合に、こ
のパワーローラ８と外輪１７とが直径方向に相対変位す
る事を防止（変位量を少なく）して、軸受寿命を延長す
る（耐久性を向上させる）事ができる。
【００１７】ところが、単に内輪軌道１８の断面の曲率
半径ｒ18と外輪軌道１９の断面の曲率半径ｒ19とを小さ
くした場合、これら両軌道１８、１９と玉１６、１６と
の転がり抵抗が増大して、スラスト玉軸受の回転トルク
が増大する。この結果、前記パワーローラ８の回転に要
する力が増大し、トロイダル型無段変速機等、スラスト
玉軸受を組み込んだ各種機器の性能を低下させる原因と
なる為、好ましくない。本発明のスラスト玉軸受は、こ
の様な事情に鑑みて発明したものである。
半径ｒ18と外輪軌道１９の断面の曲率半径ｒ19とを小さ
くした場合、これら両軌道１８、１９と玉１６、１６と
の転がり抵抗が増大して、スラスト玉軸受の回転トルク
が増大する。この結果、前記パワーローラ８の回転に要
する力が増大し、トロイダル型無段変速機等、スラスト
玉軸受を組み込んだ各種機器の性能を低下させる原因と
なる為、好ましくない。本発明のスラスト玉軸受は、こ
の様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１８】
【課題を解決する為の手段】本発明のハーフトロイダル
型無段変速機用スラスト玉軸受は、従来から知られたハ
ーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受と同様
に、入力側ディスクの内側面と出力側ディスクの内側面
との間に挟持したパワーローラをトラニオンの内側面に
回転自在に支持する為、これらパワーローラとトラニオ
ンとの間に設けられたハーフトロイダル型無段変速機用
スラスト玉軸受である。そして、外輪と、この外輪の軸
方向片面に形成された、断面が円弧状で全体が円環状の
外輪軌道と、この外輪と同心に配置される、軸方向に関
する肉厚がこの外輪よりも大きな上記パワーローラの軸
方向片面で上記外輪軌道と対向する部分に形成された、
断面が円弧状で全体が円環状の内輪軌道と、それぞれの
転動面をこれら外輪軌道及び内輪軌道に当接させた複数
の玉とを備えている。
型無段変速機用スラスト玉軸受は、従来から知られたハ
ーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受と同様
に、入力側ディスクの内側面と出力側ディスクの内側面
との間に挟持したパワーローラをトラニオンの内側面に
回転自在に支持する為、これらパワーローラとトラニオ
ンとの間に設けられたハーフトロイダル型無段変速機用
スラスト玉軸受である。そして、外輪と、この外輪の軸
方向片面に形成された、断面が円弧状で全体が円環状の
外輪軌道と、この外輪と同心に配置される、軸方向に関
する肉厚がこの外輪よりも大きな上記パワーローラの軸
方向片面で上記外輪軌道と対向する部分に形成された、
断面が円弧状で全体が円環状の内輪軌道と、それぞれの
転動面をこれら外輪軌道及び内輪軌道に当接させた複数
の玉とを備えている。
【００１９】そして、上記内輪軌道の断面の曲率半径
を、上記外輪軌道の断面の曲率半径よりも大きくした事
を特徴としている。
を、上記外輪軌道の断面の曲率半径よりも大きくした事
を特徴としている。
【００２０】
【作用】上述の様に構成される本発明のハーフトロイダ
ル型無段変速機用スラスト玉軸受の場合には、外輪軌道
の断面の曲率半径を小さくした事で、この外輪軌道と玉
の転動面との接触面圧を小さくして、外輪の寿命延長を
図れる。又、外輪軌道の断面の曲率半径が小さい分、こ
の外輪軌道に対して玉がラジアル方向に変位しにくくな
り、それに伴って内輪軌道を有するパワーローラのラジ
アル方向に亙る変位量も少なくなる。この結果上記外輪
軌道に、玉の変位に基づく偏荷重が加わりにくくなっ
て、やはり上記外輪の寿命延長を図れる。
ル型無段変速機用スラスト玉軸受の場合には、外輪軌道
の断面の曲率半径を小さくした事で、この外輪軌道と玉
の転動面との接触面圧を小さくして、外輪の寿命延長を
図れる。又、外輪軌道の断面の曲率半径が小さい分、こ
の外輪軌道に対して玉がラジアル方向に変位しにくくな
り、それに伴って内輪軌道を有するパワーローラのラジ
アル方向に亙る変位量も少なくなる。この結果上記外輪
軌道に、玉の変位に基づく偏荷重が加わりにくくなっ
て、やはり上記外輪の寿命延長を図れる。
【００２１】又、内輪軌道の断面の曲率半径は、上記外
輪軌道の断面の曲率半径より大きい為、転がり抵抗の増
大に伴う回転トルクの増大を少なく（内輪軌道及び外輪
軌道の断面の曲率半径を何れも小さくした場合の二分の
一程度に）抑える事ができる。
輪軌道の断面の曲率半径より大きい為、転がり抵抗の増
大に伴う回転トルクの増大を少なく（内輪軌道及び外輪
軌道の断面の曲率半径を何れも小さくした場合の二分の
一程度に）抑える事ができる。
【００２２】
【実施例】図１〜２は、本発明の実施例を示している。
尚、本実施例のハーフトロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受の特徴は、回転トルクの増大を抑えつつ外輪１
７ａの寿命延長を図るべく、外輪軌道１９ａの断面の曲
率半径を小さくした点にあり、その他の構成及び作用
は、例えば前述したトロイダル型無段変速機に組み込ま
れている、従来から知られたハーフトロイダル型無段変
速機用スラスト玉軸受と同様である。よって、重複する
説明を省略し、本発明の特徴部分を中心に説明する。
尚、本実施例のハーフトロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受の特徴は、回転トルクの増大を抑えつつ外輪１
７ａの寿命延長を図るべく、外輪軌道１９ａの断面の曲
率半径を小さくした点にあり、その他の構成及び作用
は、例えば前述したトロイダル型無段変速機に組み込ま
れている、従来から知られたハーフトロイダル型無段変
速機用スラスト玉軸受と同様である。よって、重複する
説明を省略し、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２３】パワーローラ８は外輪１７ａより軸方向の
肉厚が厚いので剛性が大きく、内輪軌道１８の断面の曲
率半径ｒ18 は、外輪軌道１９ａの断面の曲率半径ｒ19a
よりも大きくしている。即ち、上記内輪軌道１８の曲率
半径ｒ18は、前述した従来のスラスト玉軸受の場合と同
様或はそれ以上に、玉１６の外径Ｄ16の二分の一（半
径）よりも或る程度大きくしているのに対して、上記外
輪軌道１９ａの断面の曲率半径ｒ19a は、上記玉１６の
外径Ｄ16の二分の一よりも大きいが、内輪軌道１８の曲
率半径ｒ18よりも小さくしている。Ｔ17a は、外輪１７
ａの軸方向の厚さ寸法である。
肉厚が厚いので剛性が大きく、内輪軌道１８の断面の曲
率半径ｒ18 は、外輪軌道１９ａの断面の曲率半径ｒ19a
よりも大きくしている。即ち、上記内輪軌道１８の曲率
半径ｒ18は、前述した従来のスラスト玉軸受の場合と同
様或はそれ以上に、玉１６の外径Ｄ16の二分の一（半
径）よりも或る程度大きくしているのに対して、上記外
輪軌道１９ａの断面の曲率半径ｒ19a は、上記玉１６の
外径Ｄ16の二分の一よりも大きいが、内輪軌道１８の曲
率半径ｒ18よりも小さくしている。Ｔ17a は、外輪１７
ａの軸方向の厚さ寸法である。
【００２４】尚、これら各寸法の関係は、例えば次の様
に規制する事が適当である。ｒ18−ｒ19a ＝（０．０１
〜０．２）Ｄ16
に規制する事が適当である。ｒ18−ｒ19a ＝（０．０１
〜０．２）Ｄ16
【００２５】上述の様に構成される本発明のハーフトロ
イダル型無段変速機用スラスト玉軸受の場合には、外輪
軌道１９ａの断面の曲率半径ｒ19a を小さくした為、次
のの様な理由で、この外輪軌道１９ａと玉１６の転
動面との接触面圧を小さくして、外輪１７ａの寿命延長
を図れる。
イダル型無段変速機用スラスト玉軸受の場合には、外輪
軌道１９ａの断面の曲率半径ｒ19a を小さくした為、次
のの様な理由で、この外輪軌道１９ａと玉１６の転
動面との接触面圧を小さくして、外輪１７ａの寿命延長
を図れる。
【００２６】 上記内輪軌道１８を形成したパワーロ
ーラ８にスラスト荷重が加わった場合には、この内輪軌
道１８及び外輪軌道１９ａと玉１６、１６の転動面との
当接部には、上記スラスト荷重に応じた接触面圧が作用
する。この接触面圧の最大値は、各軌道１８、１９ａと
転動面との接触面積にほぼ反比例するが、この接触面積
は上記曲率半径ｒ18、ｒ19a が小さい程（玉１６の半径
に近づく程）広くなる。更に言えば、上記接触面積は上
記転動面との接触幅ｌ18、ｌ19a に比例するが、これら
各接触幅ｌ18、ｌ19a は、上記曲率半径ｒ18、ｒ19a が
上記玉１６、１６の半径に近づく程広くなる。
ーラ８にスラスト荷重が加わった場合には、この内輪軌
道１８及び外輪軌道１９ａと玉１６、１６の転動面との
当接部には、上記スラスト荷重に応じた接触面圧が作用
する。この接触面圧の最大値は、各軌道１８、１９ａと
転動面との接触面積にほぼ反比例するが、この接触面積
は上記曲率半径ｒ18、ｒ19a が小さい程（玉１６の半径
に近づく程）広くなる。更に言えば、上記接触面積は上
記転動面との接触幅ｌ18、ｌ19a に比例するが、これら
各接触幅ｌ18、ｌ19a は、上記曲率半径ｒ18、ｒ19a が
上記玉１６、１６の半径に近づく程広くなる。
【００２７】従って、内輪軌道１８と玉１６、１６の転
動面との当接部の接触面圧の最大値ｐ18max に比べて、
外輪軌道１９ａと上記転動面との当接部の接触面圧の最
大値ｐ19amaxが小さく（ｐ18max ＞ｐ19amax）なる。こ
の様に接触面圧の最大値が小さくなる分だけ、外輪軌道
１９ａの弾性変形量δ19a が内輪軌道１８の弾性変形量
δ18よりも少なく（δ19a ＜δ18）なる。この結果、ス
ラスト玉軸受の使用に伴って上記外輪軌道１９ａに繰り
返し加わる応力歪が小さくなり、この外輪軌道１９ａを
含む外輪１７ａの寿命延長を図れる。
動面との当接部の接触面圧の最大値ｐ18max に比べて、
外輪軌道１９ａと上記転動面との当接部の接触面圧の最
大値ｐ19amaxが小さく（ｐ18max ＞ｐ19amax）なる。こ
の様に接触面圧の最大値が小さくなる分だけ、外輪軌道
１９ａの弾性変形量δ19a が内輪軌道１８の弾性変形量
δ18よりも少なく（δ19a ＜δ18）なる。この結果、ス
ラスト玉軸受の使用に伴って上記外輪軌道１９ａに繰り
返し加わる応力歪が小さくなり、この外輪軌道１９ａを
含む外輪１７ａの寿命延長を図れる。
【００２８】 外輪軌道１９ａの断面の曲率半径ｒ
19a が小さい分、この外輪軌道１９ａに対して玉１６、
１６がラジアル方向に変位しにくくなる。又、この玉１
６、１６がラジアル方向に変位しなくなる分、内輪軌道
１８部分で各玉１６、１６と当接するパワーローラ８も
ラジアル方向に変位しにくくなる。この結果上記外輪軌
道１９ａに、玉１６、１６の変位に基づく偏荷重が加わ
りにくくなって、やはり上記外輪１７の寿命延長を図れ
る。
19a が小さい分、この外輪軌道１９ａに対して玉１６、
１６がラジアル方向に変位しにくくなる。又、この玉１
６、１６がラジアル方向に変位しなくなる分、内輪軌道
１８部分で各玉１６、１６と当接するパワーローラ８も
ラジアル方向に変位しにくくなる。この結果上記外輪軌
道１９ａに、玉１６、１６の変位に基づく偏荷重が加わ
りにくくなって、やはり上記外輪１７の寿命延長を図れ
る。
【００２９】即ち、上記パワーローラ８がラジアル方向
に変位した場合には、変位量に応じた大きさの偏荷重が
上記各玉１６、１６の転動面と上記内輪軌道１８及び外
輪軌道１９ａとの当接部に加わり易くなる。これに対し
て本発明のハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉
軸受の場合には、上記変位量を少なく抑えられる為、上
記偏荷重を小さくして、ハーフトロイダル型無段変速機
用スラスト玉軸受の寿命延長を図れる。
に変位した場合には、変位量に応じた大きさの偏荷重が
上記各玉１６、１６の転動面と上記内輪軌道１８及び外
輪軌道１９ａとの当接部に加わり易くなる。これに対し
て本発明のハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉
軸受の場合には、上記変位量を少なく抑えられる為、上
記偏荷重を小さくして、ハーフトロイダル型無段変速機
用スラスト玉軸受の寿命延長を図れる。
【００３０】この点に就いて、図２により説明する。例
えば、上記パワーローラ８にある大きさのラジアル荷重
が加わった場合に、比較的大きな曲率半径ｒ18を有する
内輪軌道１８は、玉１６に対してｘ18だけ変位する。一
方、小さな曲率半径ｒ19a を有する外輪軌道１９ａは、
玉１６に対してｘ19a （＜ｘ18）だけ変位する。従っ
て、上記ラジアル荷重に基づいてパワーローラ８と外輪
１７ａとは、ｘ18＋ｘ19a だけ、ラジアル方向に亙って
相対変位する。
えば、上記パワーローラ８にある大きさのラジアル荷重
が加わった場合に、比較的大きな曲率半径ｒ18を有する
内輪軌道１８は、玉１６に対してｘ18だけ変位する。一
方、小さな曲率半径ｒ19a を有する外輪軌道１９ａは、
玉１６に対してｘ19a （＜ｘ18）だけ変位する。従っ
て、上記ラジアル荷重に基づいてパワーローラ８と外輪
１７ａとは、ｘ18＋ｘ19a だけ、ラジアル方向に亙って
相対変位する。
【００３１】これに対して、前述した従来構造の如く、
何れの軌道面の曲率半径も玉１６の半径に比べて十分に
大きくした場合には、上記パワーローラ８と外輪１７
（図５〜６）の変位量を２ｘ18にすると、２ｘ18＞ｘ18
＋ｘ19a となる。この事からも明らかな通り、本発明の
ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受の場合
には、上記変位量を少なく抑えられる為、上記偏荷重を
小さくして、ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト
玉軸受の寿命延長を図れる。
何れの軌道面の曲率半径も玉１６の半径に比べて十分に
大きくした場合には、上記パワーローラ８と外輪１７
（図５〜６）の変位量を２ｘ18にすると、２ｘ18＞ｘ18
＋ｘ19a となる。この事からも明らかな通り、本発明の
ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受の場合
には、上記変位量を少なく抑えられる為、上記偏荷重を
小さくして、ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト
玉軸受の寿命延長を図れる。
【００３２】又、内輪軌道１８の断面の曲率半径ｒ
18は、外輪軌道１９ａの断面の曲率半径に比べて大きい
為、各玉１６、１６の転動面と上記内輪軌道１８との接
触幅ｌ18は小さく、これら各玉１６、１６の転動面と上
記内輪軌道１８との接触部分での転がり抵抗は小さいま
まに抑えられる。従って、上記外輪軌道１９ａの断面の
曲率半径を小さくした事による転がり抵抗の増大に伴う
回転トルクの増大を少なく（内輪軌道１８及び外輪軌道
１９ａの断面の曲率半径を何れも小さくした場合の二分
の一程度に）抑える事ができる。
18は、外輪軌道１９ａの断面の曲率半径に比べて大きい
為、各玉１６、１６の転動面と上記内輪軌道１８との接
触幅ｌ18は小さく、これら各玉１６、１６の転動面と上
記内輪軌道１８との接触部分での転がり抵抗は小さいま
まに抑えられる。従って、上記外輪軌道１９ａの断面の
曲率半径を小さくした事による転がり抵抗の増大に伴う
回転トルクの増大を少なく（内輪軌道１８及び外輪軌道
１９ａの断面の曲率半径を何れも小さくした場合の二分
の一程度に）抑える事ができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明のハーフトロイダル型無段変速機
用スラスト玉軸受は、以上に述べた通り構成され作用す
る為、回転トルクの増大を防止し、耐久性並びに信頼性
の向上を図れる。
用スラスト玉軸受は、以上に述べた通り構成され作用す
る為、回転トルクの増大を防止し、耐久性並びに信頼性
の向上を図れる。
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】パワーローラにラジアル荷重が加わった状態を
示す、図１の右半部に相当する図。
示す、図１の右半部に相当する図。
【図３】スラスト玉軸受を組み込んだトロイダル型無段
変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面
図。
変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面
図。
【図４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図５】ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸
受並びにその潤滑装置部分の断面図。
受並びにその潤滑装置部分の断面図。
【図６】ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸
受のみを取り出して示す断面図。
受のみを取り出して示す断面図。
１ 入力軸 ２ 入力側ディスク ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５ スラスト玉軸受 １６ 玉 １７、１７ａ 外輪 １８ 内輪軌道 １９、１９ａ 外輪軌道 ２０ 保持器 ２１ 主体 ２２ ポケット ２３ スぺーサ ２４ 給油孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 33/30 - 33/66 F16C 19/00 - 19/56 F16H 15/38
Claims (3)
- 【請求項１】 入力側ディスクの内側面と出力側ディス
クの内側面との間に挟持したパワーローラをトラニオン
の内側面に回転自在に支持する為、これらパワーローラ
とトラニオンとの間に設けられたハーフトロイダル型無
段変速機用スラスト玉軸受であって、外輪と、この外輪
の軸方向片面に形成された、断面が円弧状で全体が円環
状の外輪軌道と、この外輪と同心に配置される、軸方向
に関する肉厚がこの外輪よりも大きな上記パワーローラ
の軸方向片面で上記外輪軌道と対向する部分に形成され
た、断面が円弧状で全体が円環状の内輪軌道と、それぞ
れの転動面をこれら外輪軌道及び内輪軌道に当接させた
複数の玉とを備え、この内輪軌道の断面の曲率半径を、
この外輪軌道の断面の曲率半径よりも大きくしたハーフ
トロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受。 - 【請求項２】 外輪が軸受用鋼製で、この外輪の軸方向
に関する厚さが、この外輪の外径の五分の一以下であ
る、請求項１に記載したハーフトロイダル型無段変速機
用スラスト玉軸受。 - 【請求項３】 内輪軌道の断面の曲率半径と外輪軌道の
断面の曲率半径との差が、玉の外径の０．０１〜０．２
倍である、請求項１〜２の何れかに記載したハーフトロ
イダル型無段変速機用スラスト玉軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00974894A JP3326950B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00974894A JP3326950B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217660A JPH07217660A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3326950B2 true JP3326950B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=11728931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00974894A Expired - Lifetime JP3326950B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3326950B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3661371B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2005-06-15 | 日本精工株式会社 | トロイダル形無段変速機のパワーローラ軸受 |
| US6908410B2 (en) | 2000-06-14 | 2005-06-21 | Nsk Ltd. | Thrust bearing and toroidal type continuously variable transmission provided with the same |
| JP3775204B2 (ja) * | 2000-10-17 | 2006-05-17 | 日産自動車株式会社 | トロイダル型無段変速機 |
| JP2013047557A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Nsk Ltd | スラスト軸受 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP00974894A patent/JP3326950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07217660A (ja) | 1995-08-15 |
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