JP3726758B2

JP3726758B2 - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP3726758B2
Application number: JP2002039457A
Authority: JP
Inventors: 建山本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP2003240083A; US20030158011A1; US6832971B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の変速機として適用されるトロイダル型無段変速機の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーローラ軸受として円すいころ軸受を採用しているトロイダル型無段変速機としては、例えば、実開昭５８−１１２７６２号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトロイダル型無段変速機にあっては、転動体である円すいころと内輪軌道面との接触部、および、円すいころと外輪軌道面との接触部は、どちらも線接触であるため、転動体と軌道面の接触部の剛性が高くなり、この接触部の剛性の高さがパワーローラ軸受において転動体に働く荷重の不均一を招くという問題があった。
【０００４】
すなわち、転がり軸受の転動体と軌道面の接触は、どちらも曲面体であるため、いわゆるヘルツ接触となる。ヘルツ接触は、線接触と点接触に分類され、円筒ころ軸受や円すいころ軸受等のように、転動体がころのものは線接触となり、玉軸受の様に転動体が球のものは点接触となる。線接触は点接触よりも剛性が高く、接触部が変形しにくい。
【０００５】
本発明の目的は、転動体と軌道面の接触部の剛性を低く抑えることで、転動体に働く荷重の不均一を是正し、パワーローラ軸受の耐久信頼性を高めることができるトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、トラニオンに対しローラ軸を介することなく直接背面を支持された外輪を有し、パワーローラ軸受として円すいころ軸受を採用したトロイダル型無段変速機において、転動体と内輪軌道面の接触部、および、前記転動体と外輪軌道面の接触部のうち、一方を線接触とし、他方を点接触とした。
【０００７】
ここで、線接触とは、点接触では無いという意味であり、転動体のである円すいころの側面全てが接触する必要はない。
【０００８】
【発明の効果】
本発明にあっては、トラニオンに対しローラ軸を介することなく直接背面を支持された外輪を有し、パワーローラ軸受として円すいころ軸受を採用したトロイダル型無段変速機において、転動体と軌道面の接触部のうち、内輪側と外輪側の両方を共に線接触とするのではなく、一方を線接触とし、他方を点接触とすることで、転動体と軌道面の接触部の剛性が低く抑えられる。この結果、転動体に働く荷重の不均一が是正され、パワーローラ軸受の耐久信頼性を高めることができると共に、転動体の倒れを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトロイダル型無段変速機を実現する実施の形態を、請求項１，３，４，７，８に対応する第１実施例と、請求項２，６，８に対応する第２実施例と、請求項１，４，６，８に対応する第３実施例と、請求項１，３，４，６に対応する第４実施例と、請求項１，３，５，７，８に対応する第５実施例とに基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速機構を示す概略図で、エンジンからの回転駆動力は、図外のトルクコンバータおよび前後進切換え機構を介して入力軸１に入力される。
【００１１】
前記入力軸１と同軸上にトルク伝達軸２が配置され、該トルク伝達軸２の両端部位置には、第１入力ディスク３と第２入力ディスク４とを、軸方向移動可能にスプライン結合している。
【００１２】
前記第１入力ディスク３の背面と入力軸１との間には、入力トルクに応じて軸方向推力を発生するローディングカム機構５を介装している。
【００１３】
前記第２入力ディスク４の背面とトルク伝達軸２の端部に螺合されたナット６との間には、両入力ディスク３，４にプリロードを付与する皿バネ７を介装している。
【００１４】
前記両入力ディスク３，４の中間位置には、トルク伝達軸２に遊装した出力ディスク８を配置している。この出力ディスク８は、２つの出力ディスクの背面を互いに合わせて一体結合したもので、出力ディスク８の外周部には出力ギア９を形成している。
【００１５】
前記第１入力ディスク３の出力ディスク８側対向面と、前記第２入力ディスク４の出力ディスク８側対向面には、トロイド状溝３ａ，４ａを形成している。同様に、前記出力ディスク８の両入力ディスク３，４に対向する対向面には、トロイド状溝８ａ，８ｂを形成している。
【００１６】
前記トロイド状溝３ａとトロイド状溝８ａとの間には、左右位置に２個配置された第１パワーローラ１０，１０を摩擦により動力の受け渡しを可能に挟持している。同様に、トロイド状溝４ａとトロイド状溝８ｂとの間には、左右位置に２個配置された第２パワーローラ１１，１１を摩擦により動力の受け渡しを可能に挟持している。
【００１７】
そして、第１入力ディスク３と出力ディスク８（トロイド状溝８ａ）と第１パワーローラ１０，１０により第１トロイダル変速部１２を構成している。また、第２入力ディスク４と出力ディスク８（トロイド状溝８ｂ）と第２パワーローラ１１，１１により第２トロイダル変速部１３を構成している。
【００１８】
上記変速機構において、各パワーローラ１０，１０，１１，１１は、後述する作動により目標変速比に応じた傾転角が得られるようにそれぞれ傾転される。つまり、両入力ディスク３，４の入力回転を、各パワーローラ１０，１０，１１，１１を介し、無段階（連続的）に変速して出力ディスク８に伝達する。
【００１９】
図２は第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速制御系を示す概略図で、第１パワーローラ１０，１０は、トラニオン１４，１４の一端に支持されていて、パワーローラ回転軸１５，１５を中心として回転自在である。このトラニオン１４，１４の他端部には、トラニオン１４，１４を軸方向に移動させて各パワーローラ１０，１０を傾転させる油圧アクチュエータとしてのサーボピストン１６，１６を設けている。
【００２０】
なお、第２パワーローラ１１，１１も同様に、図外のトラニオンの一端に支持されていて、トラニオンを軸方向に移動させて各パワーローラ１１，１１を傾転させる油圧アクチュエータとしてのサーボピストンを設けている。そして、各パワーローラ１０，１０，１１，１１を支持する４個のトラニオンは、これらが同期して動くように図外の同期ワイヤにより連結されている。
【００２１】
前記サーボピストン１６，１６は、ピストン１６ａ，１６ａによりハイ側油室１６ｂ，１６ｂとロー側油室１６ｃ，１６ｃに画成される。
【００２２】
前記サーボピストン１６，１６を作動制御する油圧制御系として、変速制御弁１９が設けられている。この変速制御弁１９とサーボピストン１６，１６とは、ハイ側油室１６ｂ，１６ｂに接続されるハイ側油路１７と、ロー側油室１６ｃ，１６ｃに接続されるロー側油路１８により接続されている。
【００２３】
前記変速制御弁１９には、ハイ側油路１７を接続するポート１９ａと、ロー側油路１８を接続するポート１９ｂとを有する。
【００２４】
前記変速制御弁１９のライン圧ポート１９ｃには、図外のオイルポンプ及びリリーフ弁を有する油圧源からのライン圧が供給される。
【００２５】
前記変速制御弁１９の変速スプール１９ｄは、レバー２０及びプリセスカム２１と連動すると共に、ステップモータ２２により軸方向に変位するように駆動される。前記プリセスカム２１は、１つのトラニオンシャフトの下端部に設けられ、トラニオン１４の軸方向及び傾転方向を検知し、変速制御弁１９にフィードバックする。
【００２６】
前記ステップモータ２２を駆動制御する電子制御系として、ＣＶＴコントロールユニット２３が設けられている。このＣＶＴコントロールユニット２３には、スロットル開度センサ２４、エンジン回転センサ２５、入力ディスク回転センサ２６、出力軸回転センサ（車速センサ）２７、インヒビタースイッチ２８、油温センサ２９等からの入力情報が取り込まれる。
【００２７】
図３は第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたパワーローラ１０を示す断面図である。なお、パワーローラ１１についても同じ構造である。
【００２８】
前記パワーローラ１０は、内輪３０と外輪３１と円すいころ軸受３２（パワーローラ軸受）とを有して構成している。前記内輪３０は、第１入力ディスク３の動力を摩擦によって出力ディスク８に伝達する。前記外輪３１は、トラニオン１４に対し揺動可能もしくはスライド可能に支持される。前記円すいころ軸受３２は、外輪３１に対し内輪３０を回転可能に支持する。
【００２９】
前記外輪３１の外周部には、円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３１ａ（つば）を一体形成している。
【００３０】
前記円すいころ軸受３２は、内輪３０に形成された内輪軌道面３２ａと、外輪３１に形成された外輪軌道面３２ｂと、これら内外輪軌道面３２ａ，３２ｂに挟持された円すいころ３２ｃ（転動体）と、複数の円すいころ３２ｃを保持する保持器３２ｄと、有している。
【００３１】
前記内輪軌道面３２ａは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、内輪３０側に中心を持つ曲率半径Ｒによる円弧の集合体である凸曲面としている。
【００３２】
前記外輪軌道面３２ｂは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、円すいころ３２ｃのころ軸方向断面形状に合致させた方形溝としている。
【００３３】
すなわち、前記円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部を、ころ側面（円すい凸曲面）と凸曲面とが互いにクロス状態で接触する点接触とし、前記円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部を、ころ側面と方形溝とが接触する線接触としている。言い換えると、前記つば部３１ａを設けた外輪３１側の円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂとの接触部を線接触とし、前記つば部３１ａが無い内輪３０側の円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａとの接触部を点接触としている。
【００３４】
次に、作用を説明する。
【００３５】
［変速比制御作用］
トロイダル型無段変速機は、トラニオン１４，１４を傾転軸方向（図２の上下方向）に変位し、パワーローラ１０，１０を傾転させることによって変速比を変える。
【００３６】
つまり、ＣＶＴコントロールユニット２３からの目標変速比が得られる駆動指令によりステップモータ２２を回転させるとによって変速スプール１９ｄが変位すると、サーボピストン１６，１６の一方のサーボピストン室に作動油が導かれ、他方のサーボピストン室から作動油が排出され、トラニオン１４，１４が傾転軸方向に変位する。
【００３７】
これにより、パワーローラ回転軸１５，１５がディスク回転中心位置に対してオフセットする。このオフセットによりパワーローラ１０，１０と入出力ディスク３，８との接触部で発生するサイドスリップ力によりパワーローラ１０，１０が傾転する。
【００３８】
この傾転運動およびオフセットは、プリセスカム２１及びレバー２０を介して変速スプール１９ｄに伝達され、ステップモータ２２との釣り合い位置で静止し、所定の傾転角となった時点でトラニオン１４，１４に与えた変位が元のディスク回転中心位置に戻され、パワーローラ１０，１０の傾転動作を停止することでなされる。変速比は、パワーローラ１０，１０の傾転角により決まる。なお、パワーローラ１１，１１についても同様の変速比制御作用を示す。
【００３９】
［円すいころ軸受への荷重負荷作用］
まず、図４に示すように、転動体と内輪軌道面、および、転動体と外輪軌道面との接触部が、いずれも線接触であるパワーローラについて説明する。
【００４０】
トロイダル型無段変速機において、入出力ディスクとパワーローラの内輪とのトルク伝達は摩擦によって行われる。よって、内輪には、摩擦を発生させるための押付力が入出力ディスクのそれぞれから働く。
【００４１】
このように、入出力ディスクから内輪に働く前記押付力は、パワーローラ軸受を介してトラニオンに負荷され、トラニオンは、上下の軸端部にて支持される。よって、トラニオンは、図５に示すように、弓状に変形し、外輪もこの変形に追従するように弓状に変形する。
【００４２】
ところが、内輪は外輪に対して十分に肉厚であり、それほど変形しない。よって、各転動体に働く荷重が、不均一となる（偏荷重）。つまり、トラニオンの上下軸端部に近い位置では荷重が大きくなり、トラニオンの上下軸端部から遠くなるほど荷重が小さくなり、トラニオンの上下軸端部から最も遠いパワーローラ回転軸Ｌの両側位置では荷重が最小となる。
【００４３】
このように、各転動体に働く荷重が不均一となるため、転動体や外輪の耐久性が低下する。特に、図４に示すように、パワーローラ軸受として円すいころ軸受を用いた場合、転動体と内輪軌道面、および、転動体と外輪軌道面との接触部が、いずれも線接触となるため、剛性が高く、点接触となる玉軸受を用いた場合よりもさらに荷重の不均一度合いが大きくなる。
【００４４】
また、トラニオンの弓状に変形に追従するように外輪が弓状に変形するため、図６に示すように、外輪軌道面と内輪軌道面のなす角度が、変形前のθから変形後のθ'（＜θ）というように変化する。よって、転動体の円すい側面の角度と異なってしまうため、エッジロードを起こしてしまう。ここで、エッジロードとは、転動体の角（エッジ）が軌道面と接触する片当たりにより、高い面圧を発生することをいう。
【００４５】
これに対し、第１実施例では、円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部を点接触とし、円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部を線接触としている。このため、両接触部が共に線接触である図４の例に比べ、接触部の剛性が低くなり、トラニオン１４の変形を吸収し易くなり、各円すいころ３２ｃに働く荷重の不均一度合いを低減することができる。
【００４６】
また、円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂとは線接触であるため、円すいころ３２ｃは外輪軌道面３２ｂにならって転動する。よって、トラニオン１４の変形に沿って外輪３１が変形すると、内輪３０に対する円すいころ３２ｃの角度が変わる。しかし、内輪軌道面３２ａが凸曲面であるため、円すいころ３２ｃの角が内輪軌道面３２ａと接触する片当たりによるエッジロードの発生を防止することができる。
【００４７】
さらに、円すいころ３２ｃを案内するつば部３１ａが外輪３１に設けられているため、円すいころ３２ｃの大径側端面とつば部３１ａとの片当たりを防止することができる。すなわち、円すいころ３２ｃは外輪軌道面３２ｂに沿って転動するし、かつ、つば部３１ａも外輪３１に設けられているので、円すいころ３２ｃとつば部３１ａとの角度の変化がない。
【００４８】
加えて、図４に示す線接触による円すいころ軸受の内輪軌道面および外輪軌道面の面圧を比較した場合、外輪軌道面は円すい体の外周面すなわち凸曲面であるが、内輪軌道面は円すい体の内周面すなわち凹曲面であるため、転動体の接触面圧は、内輪側の方が低い。これに対し、第１実施例にように、内輪軌道面３２ａを点接触に変更した場合、面圧が上昇しても、線接触である外輪軌道面３２ｂの面圧とほぼ同等にすることができる。よって、内輪軌道面３２ａを点接触に変更したことによる疲労寿命の低下は起こらない。
【００４９】
次に、効果を説明する。
第１実施例のトロイダル型無段変速機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５０】
(1) パワーローラ軸受として円すいころ軸受３２を採用したトロイダル型無段変速機において、円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部、および、円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部のうち、内輪側接触部を線接触とし、外輪側接触部を点接触としたため、円すいころ３２ｃと両軌道面３２ａ，３２ｂの接触部の剛性が低く抑えられ、この結果、円すいころ３２ｃに働く荷重の不均一が是正され、円すいころ軸受３２の耐久信頼性を高めることができると共に、円すいころ３２ｃの倒れを防止することができる。
【００５１】
(2) 外輪３１に円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３１ａを設け、つば部３１ａを設けた外輪側の円すいころ３２ｃと外輪側軌道面３２ｂとの接触部を線接触とし、つば部３１ａが無い内輪側の円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａとの接触部を点接触としたため、円すいころ３２ｃに働く荷重の不均一を是正することができると共に、円すいころ３２ｃの倒れによるつば部３１ａと大径側端面との片当たりを防止することができる。
【００５２】
(3) 点接触となる内輪側の内輪軌道面３２ａのパワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、凸曲面としたため、円すいころ３２ｃおよび線接触となる外輪軌道面３２ｂが通常の円すいころ軸受と同様の形状となり、安価に製造することができる。
【００５３】
(4) 円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３１ａを、外輪３１に設けたため、点接触とした内輪側接触部の面圧の上昇を最小限に抑えることができる（請求項７）。
【００５４】
（第２実施例）
この第２実施例は、転動体と内輪軌道面の接触部、および、転動体と外輪軌道面の接触部のうち、一方の転動体軸方向接触幅を、他方の転動体軸方向接触幅より短く設定した例である。
【００５５】
第２実施例のパワーローラ１０は、図７に示すように、内輪３０と外輪３１と円すいころ軸受３２（パワーローラ軸受）とを有して構成している。
【００５６】
前記内輪３０の外周部には、円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３０ａ（つば）を一体形成している。
【００５７】
前記円すいころ軸受３２は、内輪３０に形成された内輪軌道面３２ａと、外輪３１に形成された外輪軌道面３２ｂと、これら内外輪軌道面３２ａ，３２ｂに挟持された円すいころ３２ｃ（転動体）と、複数の円すいころ３２ｃを保持する保持器３２ｄと、有している。
【００５８】
前記内輪軌道面３２ａは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、両側の斜面と頂面による台形状凸面としている。つまり、円すいころ３２ｃに対して、両側の斜面により逃げを施し、頂面により接触を確保している。
【００５９】
前記外輪軌道面３２ｂは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、円すいころ３２ｃのころ軸方向断面形状に合致させた方形溝としている。
【００６０】
すなわち、前記円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部を、ころ側面と頂面のみが接触することで転動体軸方向接触幅ｗが短い線接触とし、前記円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部を、ころ側面と方形溝とが接触することで転動体軸方向接触幅Ｗが長い線接触としている。
【００６１】
作用を説明すると、内輪軌道面３２ａと円すいころ３２ｃとの接触も線接触になるが、その接触幅ｗが短いため、円すいころ３２ｃの全幅にわたって線接触とする場合に比べ、内輪側接触部の剛性を極めて低く抑えることができる。
【００６２】
次に、効果を説明する。
第２実施例のトロイダル型無段変速機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６３】
(5) パワーローラ軸受として円すいころ軸受３２を採用したトロイダル型無段変速機において、円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部、および、円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部のうち、一方の転動体軸方向接触幅ｗを、他方の転動体軸方向接触幅Ｗより短く設定したため、円すいころ３２ｃと両軌道面３２ａ，３２ｂの接触部の剛性が低く抑えられ、この結果、円すいころ３２ｃに働く荷重の不均一が是正され、円すいころ軸受３２の耐久信頼性を高めることができると共に、円すいころ３２ｃの倒れを防止することができる。
【００６４】
(6) 円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３０ａを、内輪３０に設けたため、外輪３１の形状が単純となり、外輪３１の加工が容易となる。
【００６５】
（第３実施例）
第３実施例は、基本的には第１実施例と同じ構成であるが、つば部を内輪側に設けた例である。
【００６６】
第３実施例のパワーローラ１０は、図８に示すように、内輪３０と外輪３１と円すいころ軸受３２（パワーローラ軸受）とを有して構成している。
【００６７】
前記内輪３０の外周部には、円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３０ａ（つば）を一体形成している。
【００６８】
前記円すいころ軸受３２は、内輪３０に形成された内輪軌道面３２ａと、外輪３１に形成された外輪軌道面３２ｂと、これら内外輪軌道面３２ａ，３２ｂに挟持された円すいころ３２ｃ（転動体）と、複数の円すいころ３２ｃを保持する保持器３２ｄと、有している。
【００６９】
前記内輪軌道面３２ａは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、内輪３０に中心を持つ曲率半径Ｒによる円弧の集合体である凸曲面としている。
【００７０】
前記外輪軌道面３２ｂは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、円すいころ３２ｃのころ軸方向断面形状に合致させた方形溝としている。
【００７１】
すなわち、前記円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部を、ころ側面と凸曲面とが接触する点接触とし、前記円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部を、ころ側面と方形溝とが接触する線接触としている。
【００７２】
作用を説明すると、円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂとは線接触であるため、円すいころ３２ｃは外輪軌道面３２ｂにならって転動する。よって、図９に示すように、トラニオン１４の変形に沿って外輪３１が変形すると、内輪３０に対する円すいころ３２ｃの角度が変わる。しかし、内輪軌道面３２ａが凸曲面であるため、円すいころ３２ｃの角が内輪軌道面３２ａと接触する片当たりによるエッジロードの発生を防止することができる。
【００７３】
効果を説明すると、第３実施例のトロイダル型無段変速機にあっては、第１実施例の(1),(3)および第２実施例の(6)の効果を得ることができる。
【００７４】
（第４実施例）
第４実施例は、第１実施例に対し、外輪側接触部を点接触とし、内輪側接触部を線接触とした例である。
【００７５】
第４実施例のパワーローラ１０は、図１０に示すように、内輪３０と外輪３１と円すいころ軸受３２（パワーローラ軸受）とを有して構成している。
【００７６】
前記内輪３０の外周部には、円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３０ａ（つば）を一体形成している。
【００７７】
前記円すいころ軸受３２は、内輪３０に形成された内輪軌道面３２ａと、外輪３１に形成された外輪軌道面３２ｂと、これら内外輪軌道面３２ａ，３２ｂに挟持された円すいころ３２ｃ（転動体）と、複数の円すいころ３２ｃを保持する保持器３２ｄと、有している。
【００７８】
前記内輪軌道面３２ａは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、円すいころ３２ｃのころ軸方向断面形状に合致させた円すい内面としている。
【００７９】
前記外輪軌道面３２ｂは、パワーローラ回転軸Ｌを含む断面形状を、外輪３１側に中心を持つ曲率半径Ｒによる円弧の集合体である凸曲面としている。
【００８０】
すなわち、前記円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部を、ころ側面と円すい内面とが接触する線接触とし、前記円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部を、ころ側面と凸曲面とが接触する点接触としている。言い換えると、前記つば部３０ａを設けた内輪３０側の円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａとの接触部を線接触とし、前記つば部３０ａが無い外輪３１側の円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂとの接触部を点接触としている。
【００８１】
作用を説明すると、外輪軌道面３２ｂは、全体として円すい体の外周面すなわち凸曲面であり、この凸曲面に円すいころ３２ｃと点接触する凸曲面を形成しているため、主曲率半径をどちらも凸曲面とすることができ、加工が容易となる。
【００８２】
効果を説明すると、第４実施例のトロイダル型無段変速機にあっては、第１実施例の(1),(2),(3)および第２実施例の(6)の効果を得ることができる。
【００８３】
（第５実施例）
第５実施例は、転動体の軸断面形状を凸曲面とし、内輪軌道面および外輪軌道面の軸断面形状を凹曲面とした例である。
【００８４】
第５実施例のパワーローラ１０は、図１１に示すように、内輪３０と外輪３１と円すいころ軸受３２（パワーローラ軸受）とを有して構成している。
【００８５】
前記外輪３１の外周部には、円すいころ３２ｃの大径側端面を案内するつば部３１ａ（つば）を一体形成している。
【００８６】
前記円すいころ軸受３２は、内輪３０に形成された内輪軌道面３２ａと、外輪３１に形成された外輪軌道面３２ｂと、これら内外輪軌道面３２ａ，３２ｂに挟持された円すいころ３２ｃ（転動体）と、複数の円すいころ３２ｃを保持する保持器３２ｄと、有している。
【００８７】
前記内輪軌道面３２ａは、パワーローラ回転軸Ｌを含む軸断面形状を、外輪３１側に中心を持つ曲率半径Riによる円弧の集合体である凹曲面としている。
【００８８】
前記外輪軌道面３２ｂは、パワーローラ回転軸Ｌを含む軸断面形状を、内輪３０側に中心を持つ曲率半径Ro（＜Ri）による円弧の集合体である凹曲面としている。
【００８９】
前記円すいころ３２ｃは、ころ軸を含む軸断面形状を、曲率半径Ｒb（≒Ro）を持つ凸曲面としている。
【００９０】
すなわち、前記円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａの接触部を、曲率半径Riと曲率半径Roとの径差によりころ側面と円すい内面とが部分接触する点接触とし、前記円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂの接触部を、曲率半径Riと曲率半径Ｒbとをほぼ同じ径にすることによりころ側面と凸曲面とが全体接触する線接触としている。言い換えると、前記つば部３０ａを設けた外輪３１側の円すいころ３２ｃと内輪軌道面３２ａとの接触部を線接触とし、前記つば部３０ａが無い内輪３０側の円すいころ３２ｃと外輪軌道面３２ｂとの接触部を点接触としている。
【００９１】
作用を説明すると、円すいころ３２ｃの軸断面形状を凸曲面とし、内輪軌道面３２ａおよび外輪軌道面３２ｂの軸断面形状を凹曲面とすることで、自動調心ころ軸受と同様の形状が構成され、内輪３０の回転中心軸がパワーローラ回転軸Ｌからずれたとしても、内輪３０の回転中心軸をパワーローラ回転軸Ｌに復帰させる自動調心作用を発揮することができる。
【００９２】
効果を説明すると、第５実施例のトロイダル型無段変速機にあっては、第１実施例の(1),(2),(4)に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９３】
(7) 円すいころ３２ｃの軸断面形状を凸曲面とし、内輪軌道面３２ａおよび外輪軌道面３２ｂの軸断面形状を凹曲面としたため、両軌道面３２ａ，３２ｂの形状が通常の玉軸受と同様の形状となり、安価に製造できると共に、内輪３０の回転中心軸をパワーローラ回転軸Ｌに一致させる自動調心機能を発揮することができる。
【００９４】
以上、本発明のトロイダル型無段変速機を第１実施例〜第５実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速機構を示す概略図である。
【図２】第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速制御系を示す概略図である。
【図３】第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたパワーローラを示す断面図である。
【図４】第１実施例のパワーローラと比較する比較例のパワーローラを示す断面図である。
【図５】比較例のパワーローラにおいてトラニオンおよび外輪の弓状変形により転動体に働く荷重が不均一になることの作用説明図である。
【図６】比較例のパワーローラにおいてトラニオンおよび外輪の弓状変形によりエッジロードを起こしてしまうことの作用説明図である。
【図７】第２実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたパワーローラを示す断面図である。
【図８】第３実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたパワーローラを示す断面図である。
【図９】第３実施例のパワーローラにおいてトラニオンおよび外輪が弓状変形してもエッジロードが防止されることを示す作用説明図である。
【図１０】第４実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたパワーローラを示す断面図である。
【図１１】第５実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたパワーローラを示す断面図である。
【符号の説明】
３第１入力ディスク
４第２入力ディスク
８出力ディスク
１０第１パワーローラ
１１第２パワーローラ
１４トラニオン
３０内輪
３０ａつば部（つば）
３１外輪
３１ａつば部（つば）
３２円すいころ軸受（パワーローラ軸受）
３２ａ内輪軌道面
３２ｂ外輪軌道面
３２ｃ円すいころ（転動体）
３２ｄ保持器
Ｌパワーローラ中心軸

Claims

入力ディスクと、出力ディスクと、これら入出力ディスクの対向面にそれぞれ形成されたトロイド状溝に挟持される複数のパワーローラと、該パワーローラを傾転可能に支持するトラニオンとを備え、
前記パワーローラは、入力ディスクの動力を出力ディスクに伝達する内輪と、トラニオンに対しローラ軸を介することなく直接背面を支持された外輪と、該外輪に対して内輪を回転自在に支持するパワーローラ軸受を有して構成し、
前記パワーローラ軸受は、内輪に形成された内輪軌道面と、外輪の前記背面と反対に形成された外輪軌道面と、これら内外輪軌道面に挟持された転動体と、を有し、前記転動体を円すい台形状とすることで円すいころ軸受を構成しているトロイダル型無段変速機において、
前記転動体と内輪軌道面の接触部、および、前記転動体と外輪軌道面の接触部のうち、一方を線接触とし、他方を点接触としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
入力ディスクと、出力ディスクと、これら入出力ディスクの対向面にそれぞれ形成されたトロイド状溝に挟持される複数のパワーローラと、該パワーローラを傾転可能に支持するトラニオンとを備え、
前記パワーローラは、入力ディスクの動力を出力ディスクに伝達する内輪と、トラニオンに対しローラ軸を介することなく直接背面を支持された外輪と、該外輪に対して内輪を回転自在に支持するパワーローラ軸受を有して構成し、
前記パワーローラ軸受は、内輪に形成された内輪軌道面と、外輪の前記背面と反対に形成された外輪軌道面と、これら内外輪軌道面に挟持された転動体と、を有し、前記転動体を円すい台形状とすることで円すいころ軸受を構成しているトロイダル型無段変速機において、
前記転動体と内輪軌道面の接触部、および、前記転動体と外輪軌道面の接触部のうち、一方の転動体軸方向接触幅を、他方の転動体軸方向接触幅より短く設定したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
請求項１または請求項２の何れかに記載のトロイダル型無段変速機において、
前記内輪および外輪のどちらか一方に転動体の大径側端面を案内するつばを設け、
前記つばを設けた側の転動体と軌道面との接触部を線接触とし、前記つばが無い側の転動体と軌道面との接触部を点接触としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
請求項１に記載のトロイダル型無段変速機において、
前記点接触となる側の軌道面のパワーローラ回転軸を含む断面形状を、凸曲面としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
請求項１または請求項２の何れかに記載のトロイダル型無段変速機において、
前記転動体の軸断面形状を凸曲面とし、前記内輪軌道面および外輪軌道面の軸断面形状を凹曲面としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機において、
前記転動体の大径側端面を案内するつばを、内輪に設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機において、
前記転動体の大径側端面を案内するつばを、外輪に設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
請求項１乃至７の何れか１項に記載のトロイダル型無段変速機において、
前記内輪軌道面と外輪軌道面のうち、点接触である、または、転動体軸方向接触幅をより短くしたのは内輪軌道面であることを特徴とするトロイダル型無段変速機。