JP4207330B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の自動変速機の変速ユニットとして、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図４〜５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、上記入力軸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】
即ち、上記各枢軸５、５は上記各トラニオン６、６両端部外側面に、互いに同心に、且つ上記入力軸１並びに出力軸３の中心軸に交差する事はないがこの中心軸の方向に関してほぼ直角方向に設けている。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、これら各変位軸７、７がこれら各トラニオン６、６の内側面から突出する状態で支持している。従って、上記各トラニオン６、６が上記各枢軸５、５を中心として揺動する事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度が変化する。この様な各変位軸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、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
【０００４】
これら入力側、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、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、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００５】
又、上記入力軸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、上記入力側ディスク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。上記カム板１０の片側面（図４〜５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４〜５の右側面）にも、同様のカム面１４を形成している。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【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、１２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧される。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記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、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上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】
上記入力軸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、前記枢軸５、５を中心として前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図４に示す様に、上記入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と上記出力側ディスク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、前記各変位軸７、７を傾斜させる。
【０００８】
反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図５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、上記各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を、図４と図５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出来る。
【０００９】
更に、図６は、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た、トロイダル型無段変速機を変速ユニットとして組み込んだ自動車用自動変速機を示している。エンジンのクランク軸の回転は、クラッチ１５を介して入力軸１６に伝達され、この入力軸１６の中間部にスプライン係合したカム板１０を回転させる。そして、このカム板１０を含んで構成される押圧装置９の作動により、入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け図６で左方に押圧しつつ、回転させる。この入力側ディスク２の回転は、パワーローラ８、８によって出力側ディスク４に伝達される。
【００１０】
この出力側ディスク４は上記入力軸１６の周囲に、ニードル軸受１７により支持され、この出力側ディスク４と一体に形成された円筒状の出力軸１８は、ハウジング１９の内側に、アンギュラ型の玉軸受２０により支持されている。一方、上記入力軸１６の一端（図６の右端）は上記ハウジング１９の内側にころ軸受２１により、他端はこのハウジング１９の内側にアンギュラ型の玉軸受２２によりスリーブ２３を介して、それぞれ回転自在に支持されている。
【００１１】
上記出力軸１８の外周面には、駆動側前進ギヤ２４と駆動側後退ギヤ２５とを一体とした伝達ギヤ２６が、スプライン係合している。車両の前進時にはこの伝達ギヤ２６を右行させて、上記駆動側前進ギヤ２４と、取り出し軸２７の中間部に設けた従動側前進ギヤ２８とを直接噛合させ、後退時には上記伝達ギヤ２６を左行させて、上記駆動側後退ギヤ２５と、上記取り出し軸２７の中間部に固定した従動側後退ギヤ２９とを、図示しない中間ギヤを介して噛合させる。
【００１２】
上述の様に構成される、トロイダル型無段変速機を変速ユニットとして組み込んだ自動車用自動変速機の使用時には、エンジンによりクラッチ１５を介して入力軸１６を回転させ、上記伝達ギヤ２６を適宜の方向に移動させれば、上記取り出し軸２７を任意方向に回転させる事ができる。又、各トラニオン６、６を揺動させて、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと、入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとの接触位置を変えれば、上記入力軸１６と取り出し軸２７との回転速度比を変える事ができる。
【００１３】
上述の様な自動車用自動変速機の運転時には、前記押圧装置９の作動に基づき、上記入力側ディスク２を上記出力側ディスク４に向け押圧する。この結果、押圧装置９を構成するカム板１０を支持した入力軸１６には、図６で右方向のスラスト荷重が、上記押圧に基づく反力として加わる。このスラスト荷重は、上記入力軸１６の端部に螺合したナット３０と前記スリーブ２３とを介して、前記玉軸受２２により支承される。又、押圧装置９の作動により上記出力軸１８には、図６で左方向のスラスト荷重が、上記入力側、出力側両ディスク２、４とパワーローラ８、８とを介して加わる。このスラスト荷重は、上記出力軸１８に外嵌したストップリング３１を介して、前記玉軸受２０により支承される。
【００１４】
例えば上述の様な自動車用自動変速機の変速ユニットとして使用されるトロイダル型無段変速機の運転時には、上記入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持された上記各パワーローラ８、８に、スラスト荷重が加わる。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との間にスラスト玉軸受３２、３２を設けて、これら各パワーローラ８、８に加わるスラスト荷重を支承する様に構成している。
【００１５】
これら各スラスト玉軸受３２、３２はそれぞれ、複数の玉３３、３３と、これら複数の玉３３、３３を転動自在に保持する為の保持器３４と、外輪３５とから構成されている。上記複数の玉３３、３３は、上記各パワーローラ８、８の外端面に形成された軌道面と、上記外輪３５の内側面に形成された軌道面とに転接する。又、上記保持器３４は、金属或は合成樹脂により円輪状に造られており、直径方向中間部で円周方向等間隔位置に形成したポケット３６、３６に、上記各玉３３、３３を、１個ずつ転動自在に保持している。更に、円輪状に造られた上記外輪３５は、滑り軸受或はニードル軸受等のスラスト軸受３７（図７参照）を介して、前記各トラニオン６、６の内側面に突き当てられている。
【００１６】
トロイダル型無段変速機の運転時に、上述の様なスラスト玉軸受３２、３２は、上記各パワーローラ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。従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、上記各スラスト玉軸受３２、３２には、十分な量の潤滑油を供給しなければならない。
【００１７】
この様な観点から上記各スラスト玉軸受３２、３２に十分な量の潤滑油を供給する為の構造として従来から、実開平７−３５８４７号公報に記載されたものが知られている。図７〜１１は、この従来構造を示している。外輪３５の一部に１乃至複数の給油孔３８を形成し、トロイダル型無段変速機の運転時には、これら各給油孔３８内に潤滑油を強制的に送り込む。これら各給油孔３８内に強制的に送り込まれた潤滑油は、上記外輪３５の内面と保持器３４の外面との間の隙間、並びにこの保持器３４の内面とパワーローラ８の外端面との間の隙間を通じて流れ、その間に複数の玉３３の転動部分を潤滑する。
【００１８】
上記保持器３４を構成する、銅或は鋼等の金属により円輪状に造られた主体３９には、その直径方向中間部で円周方向等間隔の複数個所に、玉３３を転動自在に保持すべき円形のポケット３６、３６を形成している。又、上記主体３９の内外両側面には凹溝４０、４０を、この主体３９の直径方向に亙り、上記各ポケット３６、３６を横切る状態で形成している。
【００１９】
上述の様な保持器３４を組み込んだトロイダル型無段変速機の運転時には、上記外輪３５に形成した給油孔３８から吐出する潤滑油の勢い等により、スラスト玉軸受３２を構成する保持器３４が軸方向に変位して、図７に示す様に、この保持器３４の内側面とパワーローラ８の外端面とが密接した場合でも、上記各玉３３を保持した上記各ポケット３６、３６内には十分な量の潤滑油が、上記各凹溝４０、４０を通じて流れる。この結果、上記パワーローラ８の外端面に形成した軌道面と上記各玉３３の転動面との当接部に存在する潤滑油が不足する事もなく、上記スラスト玉軸受３２の一部が著しく摩耗したり、或は焼き付いたりする危険性を低くできる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な従来構造の場合、各パワーローラ８を支承するスラスト玉軸受３２を構成する保持器３４の耐久性を確保する事が難しかった。この理由に就いて、図１２〜１７により説明する。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には、押圧装置９（図４〜６参照）が発生する大きなスラスト荷重に基づいて上記各パワーローラ８の周面８ａに、図１２に矢印α、αで示す方向の力が加わる。そして、これら各パワーローラ８が直径方向反対側２個所位置で強く挟持される結果、これら各パワーローラ８が、図１３に誇張して示す様に、鎖線で示す自由状態での円形から実線で示す楕円形に弾性変形する。これに伴って、上記スラスト玉軸受３２を構成する各玉３３、３３が当接する軌道面の形状も楕円形に変形し、これら各玉３３、３３と軌道面との接触角が円周方向に亙って不同になる。
【００２１】
又、入力側ディスク２から上記各パワーローラ８を介して出力側ディスク４にトルクを伝達するのに伴って、これら各パワーローラ８の回転中心軸は傾斜する傾向になる。例えば、図１４に示す様に、上記入力側ディスク２が矢印イ方向に、上記各パワーローラ８が矢印ロ方向に、上記出力側ディスク４が矢印ハ方向に、それぞれ回転する場合に、上記パワーローラ８には上記入力側ディスク２からこの入力側ディスク２の回転方向と同じ向きに、Ｆt なる力が加わる。同時に、上記パワーローラ８から上記出力側ディスク４に動力を伝達する事に伴う反作用によりこのパワーローラ８に、この出力側ディスク４の回転方向と逆方向に、やはりＦt なる力が加わる。この結果、上記パワーローラ８は、図１５に示す様に、２Ｆt なる大きさの力が、このパワーローラ８を上記入力側ディスク２の回転方向に傾斜させる力として加わる。この結果、その外端面に軌道面を形成した上記各パワーローラ８の回転中心軸が各外輪３５の中心軸と不一致になり、これら各パワーローラ８と各外輪３５との互いに対向する面に形成した、互いに対となる軌道面同士が非平行になる。
【００２２】
上述の様に、上記各玉３３、３３と軌道面との接触角が円周方向に亙って不同になり、しかも前記スラスト玉軸受３２を構成する互いに対となる軌道面同士が非平行になる結果、上記各玉３３、３３の公転速度が円周方向に亙って不同になる。図１６は、これら各玉３３、３３の公転速度が円周方向位置により変化する状態を示している。保持器３４は図１６で時計方向に回転し、パワーローラ８は入力側、出力側両ディスク２、４（図１２参照）により図１６の左右方向両側から挟持され、２Ｆt なる大きさの力は図１６で上向きに加わるものとする。上記各玉３３、３３の公転速度の大きさは、図１６で各ポケット３６、３６の中心部から伸びた矢印の長さとして表わしている。但し、これら各矢印の長さの比は、実際の公転速度の比に比べ誇張して描いている。
【００２３】
この様に、上記各スラスト玉軸受３２を構成する上記各玉３３、３３の公転速度が円周方向に亙って変化する結果、これら各玉３３の転動面が上記保持器３４に形成した上記各ポケット３６、３６の内周面に強く押し付けられる場合が生じる。図１７に示した矢印は、上記各玉３３の転動面が上記各ポケット３６、３６の内周面を押す方向を表わし、各矢印の長さは押す強さを表わしている。この様な図１７から明らかな通り、トロイダル型無段変速機の運転時に上記保持器３４には、円周方向に亙って大きな力が加わる。
【００２４】
この保持器３４の外周縁と上記各ポケット３６、３６との間には外径側仕切り部４１、４１が、同じく内周縁と各ポケット３６、３６との間には内径側仕切り部４２、４２が、それぞれ存在するが、これら各仕切り部４１、４２の幅は狭い。この為、上記各玉３３、３３の公転速度の変動に伴って発生する円周方向に亙る大きな力に基づき、上記保持器３４に亀裂等の損傷が発生するのを防止する為には、上記各仕切り部４１、４２の強度を確保する事が重要である。
【００２５】
これに対して、前述の実開平７−３５８４７号公報に記載された構造の場合には、前述の図８〜９にした様に、上記各仕切り部４１、４２の円周方向中央部で最も幅が狭くなった部分に凹溝４０、４０を形成している為、これら各凹溝４０、４０を形成した部分の断面積が相当に小さくなる。この為、上述の様に円周方向に亙る大きな力が加わった場合に、上記各仕切り部４１、４２の円周方向中央部で上記各凹溝４０、４０を形成した部分が損傷し易い。特に、従来のトロイダル型無段変速機の場合には、図６、７、１２の様に、上記各保持器３４の外径を前記各パワーローラ８及び前記各外輪３５の外径以下としていた為、上記外径側仕切り部４１の幅寸法が小さく、この外径側仕切り部４１の円周方向中央部分の強度確保が難しかった。
本発明のトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内側面同士を互いに対向させた第一、第二のディスクと、これら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンにこれら各トラニオンの内側面から突出する状態で支持された変位軸と、これら各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの間に挟持された複数のパワーローラと、これら各パワーローラと上記各トラニオンの内側面との間に設けられ、これら各パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト玉軸受とを備える。
そして、上記第一、第二のディスクの内側面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、上記各パワーローラの周面は球面状の凸面であり、これら各周面と上記各内側面とが互いに当接している。又、上記各スラスト玉軸受は、複数の玉と、これら複数の玉を転動自在に保持する保持器と、上記各トラニオンの内側面に支持された外輪とを備えたものである。更に、これら各保持器は、円輪状の主体と、それぞれがこの主体の直径方向中間部に形成されて、その内側に上記各玉を転動自在に保持する複数のポケットと、このポケットを横切る状態で、上記主体の内周縁と外周縁との間に設けられた凹溝とを備えているものである。
【００２７】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、これら各凹溝は、上記主体の直径方向に亙り形成されており、それぞれの延長線が当該凹溝を形成したポケットの中心を通過せず、又、このポケットの中心と上記保持器の中心とを結ぶ直線上に位置せず、且つ、当該凹溝のうちでこの保持器の外径寄り部分に存在する部分が、この保持器の外周縁と当該ポケットとの間に存在する外径側仕切り部の円周方向中央位置よりもこの外径側仕切り部の円周方向端部に寄った部分に存在する。
又、上述した様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記各保持器の外径を、上記各パワーローラ及び上記各外輪の外径よりも大きくする。
【００２８】
【作用】
上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機は、パワーローラに付属のスラスト玉軸受の潤滑性を確保しつつ、このスラスト玉軸受に組み込んだ保持器の強度を確保できる。即ち、保持器を構成する主体の内周縁と外周縁との間に設けられた凹溝により、この保持器のポケット内に十分な量の潤滑油を流通させる事ができる為、上記スラスト玉軸受の潤滑性を確保できる。
又、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、上記凹溝が外径側仕切り部の円周方向端部に寄った部分に形成されている為、この外径側仕切り部の円周方向中央部の断面積が上記凹溝により狭くなる事はない。この為、最も強度が低くなるこの外径側仕切り部の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器の強度を確保できる。更に、上記各凹溝をこの保持器の直径方向に形成している為、これら各凹溝の形成作業を能率良く行なえる。
更に、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機の場合には、保持器の外径を大きくする分、外径側仕切り部の幅、延ては断面積を広くし、最も強度が低くなるこの外径側仕切り部の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器の強度を確保できる。この結果、上記外径側仕切り部の円周方向中央部の強度をより十分に確保して、上記保持器の強度をより十分に確保できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、保持器３４ａに設けた各ポケット３６、３６内に潤滑油を流通させる為の凹溝４０ａ、４０ａの位置を工夫する事により、上記保持器３４ａの強度を確保する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００３０】
上記各凹溝４０ａ、４０ａは、上記保持器３４ａを構成する円輪状の主体３９の内外両側面に、この主体３９の直径方向中間部に形成した各ポケット３６、３６を横切る状態で、この主体３９の内周縁と外周縁との間に設けられている。本例の場合に上記各凹溝４０ａ、４０ａは、上記主体３９の直径方向に亙って形成している。但し、これら各凹溝４０ａ、４０ａは何れも、それぞれの延長線α、αが当該凹溝４０ａ、４０ａを形成したポケット３６、３６の中心β、βを通過しない。又、これら各凹溝４０ａ、４０ａは、これら各ポケット３６、３６の中心β、βと上記保持器３４ａの中心とを結ぶ直線γ、γ上に位置しない。そして、上記各凹溝４０ａ、４０ａのうちで上記保持器３４ａの外径寄り部分に存在する部分が、この保持器３４ａの外周縁と当該ポケット３６、３６との間に存在する外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央位置よりもこの外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に存在する。尚、図示の例では、上記各凹溝４０ａ、４０ａを、上記保持器３４ａの回転方向（図１の時計方向）に関して、上記各ポケット３６、３６の前側に設けている。
【００３１】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機の場合には、上記各凹溝４０ａ、４０ａが上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に形成されている為、上記保持器３４ａのうち、断面積が最も狭い上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の断面積が、上記各凹溝４０ａ、４０ａにより更に狭くなる事はない。この為、最も強度が低くなる上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器３４ａの強度を確保できる。
【００３２】
尚、本例の場合には、上記各凹溝４０ａ、４０ａを、上記保持器３４ａの回転方向に関して上記各ポケット３６、３６の前端側に設けている為、上記各凹溝４０ａ、４０ａを通じてこれら各ポケット３６、３６内に送り込まれた潤滑油により、これら各ポケット３６、３６内に保持された玉３３、３３（図７、１２参照）の潤滑を効率良く行なえる。又、本例の場合には、上記各凹溝４０ａ、４０ａを上記保持器３４ａの直径方向に形成している為、これら各凹溝４０ａ、４０ａの形成作業を能率良く行なえる。
【００３３】
更に、図１に鎖線で示す様に、上記各凹溝４０ａ、４０ａを上記各ポケット３６、３６の前端側だけでなく後端側にも設け、これら各凹溝４０ａ、４０ａを上記保持器３４ａの円周方向に関して互いに対称に設ける事もできる。この様に構成すれば、上記保持器３４ａが何れの方向に回転する場合でも、上記各ポケット３６、３６内に保持された玉３３、３３の潤滑を効率良く行なえる。この事は、トロイダル型無段変速機が前進状態、後退状態の何れで運転される場合にも良好な潤滑性を確保できる事を意味するだけでなく、保持器３４ａの組み付け方向を何れの方向にした場合でも良好な潤滑性を確保できる事も意味する。即ち、トロイダル型無段変速機に組み込むスラスト玉軸受３２用の保持器３４ａの場合、表裏対称である為、組み付け時に特に留意しないと、組み付け方向が逆になる可能性がある。これに対して、上記各凹溝４０ａ、４０ａを表裏両面に形成すると共に、上記各ポケット３６、３６の前端側だけでなく後端側にも設ければ、上記保持器３４ａを何れの方向に組み付けても、上記潤滑性を良好にできる。
【００３４】
次に、図２は、本発明に関する参考例を示している。本参考例の場合には、各凹溝４０ｂ、４０ｂは、保持器３４ｂを構成する円輪状の主体３９の内外両側面に、この主体３９の直径方向中間部に形成した各ポケット３６、３６を横切る状態で、この主体３９の内周縁と外周縁との間に設けられている。本参考例の場合に上記各凹溝４０ｂ、４０ｂは、上記主体３９の直径方向に対し傾斜させた状態で形成している。傾斜方向は、上記保持器３４ｂの外径側に向かう程この保持器３４ｂの回転方向（図２の時計方向）後方に向かう方向としている。
【００３５】
本参考例の場合も、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂは何れも、それぞれの延長線α´、α´が当該凹溝４０ｂ、４０ｂを形成したポケット３６、３６の中心β、βを通過しない。又、これら各凹溝４０ｂ、４０ｂは、これら各ポケット３６、３６の中心β、βと上記保持器３４ｂの中心とを結ぶ直線γ、γ上に位置しない。そして、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂのうちで上記保持器３４ｂの外径寄り部分に存在する部分が、この保持器３４ｂの外周縁と当該ポケット３６、３６との間に存在する外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央位置よりもこの外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に存在する。
【００３６】
上述の様に構成する本参考例のトロイダル型無段変速機の場合も、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂが上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に形成されている為、上記保持器３４ｂのうち、断面積が最も狭い上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の断面積が、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂにより更に狭くなる事はない。この為、最も強度が低くなる上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器３４ｂの強度を確保できる。その他の構成及び作用、並びに各凹溝４０ｂ、４０ｂを上記各ポケット３６、３６毎に円周方向に関して対称に設ける事もできる事は、前述した第１例の場合と同様である。
【００３７】
次に、図３は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のトロイダル型無段変速機の場合には、各パワーローラ８を支持する為の各スラスト玉軸受３２に組み込む保持器３４ｃの外径Ｄ34c を、上記各パワーローラ８の外径Ｄ8 及び上記各スラスト玉軸受３２に組み込む各外輪３５の外径Ｄ35よりも大きくしている（Ｄ34c ＞Ｄ8 、Ｄ34c ＞Ｄ35）。
【００３８】
この様な本例のトロイダル型無段変速機の場合には、上記保持器３４ｃの外径Ｄ34c を大きくする分、この保持器３４ｃの外径側仕切り部４１ａの幅Ｗ41a 、延てはこの外径側仕切り部４１ａの断面積を広くできる。この為、最も強度が低くなるこの外径側仕切り部４１ａの円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器３４ｃの強度を確保できる。
そして、この様な構造と、前述した第１例の構造とを組み合わせる事で、上記外径側仕切り部４１ａの円周方向中央部の強度をより十分に確保して、上記保持器３４ｃの強度をより十分に確保できる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機は、以上に述べた通り構成され作用して、パワーローラに付属のスラスト玉軸受の潤滑性を確保しつつ、このスラスト玉軸受に組み込んだ保持器の強度を向上させる為、この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信頼性並びに耐久性を向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、保持器の部分平面図。
【図２】 本発明に関する参考例を示す、保持器の部分平面図。
【図３】 本発明の実施の形態の第２例を示す、トロイダル型無段変速機の部分断面図。
【図４】従来から知られた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。
【図５】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図６】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図７】図６のＡ部拡大図。
【図８】従来構造に組み込まれていた保持器の１例を、図７の上方から見た状態で示す平面図。
【図９】図８のＢ部拡大図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図。
【図１１】図１０のＤ矢視図。
【図１２】運転時にパワーローラに加わる力を説明する為の部分断面図。
【図１３】運転時にパワーローラが弾性変形する状態を誇張して示す略平面図。
【図１４】運転時にパワーローラに加わる別の力を説明する為の、図１２の上方から見た略図。
【図１５】同じく図１２のＥ−Ｅ断面図。
【図１６】運転時にスラスト玉軸受を構成する各玉の公転速度が変化する状態を、図１４と同方向から見た状態で示す図。
【図１７】運転時にスラスト玉軸受を構成する各玉の公転速度の変化に伴って保持器各部に力が加わる状態を、図１４と同方向から見た状態で示す図。
【符号の説明】
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 クラッチ
１６ 入力軸
１７ ニードル軸受
１８ 出力軸
１９ ハウジング
２０ 玉軸受
２１ ころ軸受
２２ 玉軸受
２３ スリーブ
２４ 駆動側前進ギヤ
２５ 駆動側後退ギヤ
２６ 伝達ギヤ
２７ 取り出し軸
２８ 従動側前進ギヤ
２９ 従動側後退ギヤ
３０ ナット
３１ ストップリング
３２ スラスト玉軸受
３３ 玉
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ 保持器
３５ 外輪
３６ ポケット
３７ スラスト軸受
３８ 給油孔
３９ 主体
４０、４０ａ、４０ｂ 凹溝
４１、４１ａ 外径側仕切り部
４２ 内径側仕切り部
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の自動変速機の変速ユニットとして、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図４〜５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、上記入力軸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】
即ち、上記各枢軸５、５は上記各トラニオン６、６両端部外側面に、互いに同心に、且つ上記入力軸１並びに出力軸３の中心軸に交差する事はないがこの中心軸の方向に関してほぼ直角方向に設けている。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、これら各変位軸７、７がこれら各トラニオン６、６の内側面から突出する状態で支持している。従って、上記各トラニオン６、６が上記各枢軸５、５を中心として揺動する事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度が変化する。この様な各変位軸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、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
【０００４】
これら入力側、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、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、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００５】
又、上記入力軸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、上記入力側ディスク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。上記カム板１０の片側面（図４〜５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４〜５の右側面）にも、同様のカム面１４を形成している。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【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、１２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧される。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記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、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上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】
上記入力軸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、前記枢軸５、５を中心として前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図４に示す様に、上記入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と上記出力側ディスク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、前記各変位軸７、７を傾斜させる。
【０００８】
反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図５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、上記各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を、図４と図５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出来る。
【０００９】
更に、図６は、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た、トロイダル型無段変速機を変速ユニットとして組み込んだ自動車用自動変速機を示している。エンジンのクランク軸の回転は、クラッチ１５を介して入力軸１６に伝達され、この入力軸１６の中間部にスプライン係合したカム板１０を回転させる。そして、このカム板１０を含んで構成される押圧装置９の作動により、入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け図６で左方に押圧しつつ、回転させる。この入力側ディスク２の回転は、パワーローラ８、８によって出力側ディスク４に伝達される。
【００１０】
この出力側ディスク４は上記入力軸１６の周囲に、ニードル軸受１７により支持され、この出力側ディスク４と一体に形成された円筒状の出力軸１８は、ハウジング１９の内側に、アンギュラ型の玉軸受２０により支持されている。一方、上記入力軸１６の一端（図６の右端）は上記ハウジング１９の内側にころ軸受２１により、他端はこのハウジング１９の内側にアンギュラ型の玉軸受２２によりスリーブ２３を介して、それぞれ回転自在に支持されている。
【００１１】
上記出力軸１８の外周面には、駆動側前進ギヤ２４と駆動側後退ギヤ２５とを一体とした伝達ギヤ２６が、スプライン係合している。車両の前進時にはこの伝達ギヤ２６を右行させて、上記駆動側前進ギヤ２４と、取り出し軸２７の中間部に設けた従動側前進ギヤ２８とを直接噛合させ、後退時には上記伝達ギヤ２６を左行させて、上記駆動側後退ギヤ２５と、上記取り出し軸２７の中間部に固定した従動側後退ギヤ２９とを、図示しない中間ギヤを介して噛合させる。
【００１２】
上述の様に構成される、トロイダル型無段変速機を変速ユニットとして組み込んだ自動車用自動変速機の使用時には、エンジンによりクラッチ１５を介して入力軸１６を回転させ、上記伝達ギヤ２６を適宜の方向に移動させれば、上記取り出し軸２７を任意方向に回転させる事ができる。又、各トラニオン６、６を揺動させて、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと、入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとの接触位置を変えれば、上記入力軸１６と取り出し軸２７との回転速度比を変える事ができる。
【００１３】
上述の様な自動車用自動変速機の運転時には、前記押圧装置９の作動に基づき、上記入力側ディスク２を上記出力側ディスク４に向け押圧する。この結果、押圧装置９を構成するカム板１０を支持した入力軸１６には、図６で右方向のスラスト荷重が、上記押圧に基づく反力として加わる。このスラスト荷重は、上記入力軸１６の端部に螺合したナット３０と前記スリーブ２３とを介して、前記玉軸受２２により支承される。又、押圧装置９の作動により上記出力軸１８には、図６で左方向のスラスト荷重が、上記入力側、出力側両ディスク２、４とパワーローラ８、８とを介して加わる。このスラスト荷重は、上記出力軸１８に外嵌したストップリング３１を介して、前記玉軸受２０により支承される。
【００１４】
例えば上述の様な自動車用自動変速機の変速ユニットとして使用されるトロイダル型無段変速機の運転時には、上記入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持された上記各パワーローラ８、８に、スラスト荷重が加わる。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との間にスラスト玉軸受３２、３２を設けて、これら各パワーローラ８、８に加わるスラスト荷重を支承する様に構成している。
【００１５】
これら各スラスト玉軸受３２、３２はそれぞれ、複数の玉３３、３３と、これら複数の玉３３、３３を転動自在に保持する為の保持器３４と、外輪３５とから構成されている。上記複数の玉３３、３３は、上記各パワーローラ８、８の外端面に形成された軌道面と、上記外輪３５の内側面に形成された軌道面とに転接する。又、上記保持器３４は、金属或は合成樹脂により円輪状に造られており、直径方向中間部で円周方向等間隔位置に形成したポケット３６、３６に、上記各玉３３、３３を、１個ずつ転動自在に保持している。更に、円輪状に造られた上記外輪３５は、滑り軸受或はニードル軸受等のスラスト軸受３７（図７参照）を介して、前記各トラニオン６、６の内側面に突き当てられている。
【００１６】
トロイダル型無段変速機の運転時に、上述の様なスラスト玉軸受３２、３２は、上記各パワーローラ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。従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、上記各スラスト玉軸受３２、３２には、十分な量の潤滑油を供給しなければならない。
【００１７】
この様な観点から上記各スラスト玉軸受３２、３２に十分な量の潤滑油を供給する為の構造として従来から、実開平７−３５８４７号公報に記載されたものが知られている。図７〜１１は、この従来構造を示している。外輪３５の一部に１乃至複数の給油孔３８を形成し、トロイダル型無段変速機の運転時には、これら各給油孔３８内に潤滑油を強制的に送り込む。これら各給油孔３８内に強制的に送り込まれた潤滑油は、上記外輪３５の内面と保持器３４の外面との間の隙間、並びにこの保持器３４の内面とパワーローラ８の外端面との間の隙間を通じて流れ、その間に複数の玉３３の転動部分を潤滑する。
【００１８】
上記保持器３４を構成する、銅或は鋼等の金属により円輪状に造られた主体３９には、その直径方向中間部で円周方向等間隔の複数個所に、玉３３を転動自在に保持すべき円形のポケット３６、３６を形成している。又、上記主体３９の内外両側面には凹溝４０、４０を、この主体３９の直径方向に亙り、上記各ポケット３６、３６を横切る状態で形成している。
【００１９】
上述の様な保持器３４を組み込んだトロイダル型無段変速機の運転時には、上記外輪３５に形成した給油孔３８から吐出する潤滑油の勢い等により、スラスト玉軸受３２を構成する保持器３４が軸方向に変位して、図７に示す様に、この保持器３４の内側面とパワーローラ８の外端面とが密接した場合でも、上記各玉３３を保持した上記各ポケット３６、３６内には十分な量の潤滑油が、上記各凹溝４０、４０を通じて流れる。この結果、上記パワーローラ８の外端面に形成した軌道面と上記各玉３３の転動面との当接部に存在する潤滑油が不足する事もなく、上記スラスト玉軸受３２の一部が著しく摩耗したり、或は焼き付いたりする危険性を低くできる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な従来構造の場合、各パワーローラ８を支承するスラスト玉軸受３２を構成する保持器３４の耐久性を確保する事が難しかった。この理由に就いて、図１２〜１７により説明する。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には、押圧装置９（図４〜６参照）が発生する大きなスラスト荷重に基づいて上記各パワーローラ８の周面８ａに、図１２に矢印α、αで示す方向の力が加わる。そして、これら各パワーローラ８が直径方向反対側２個所位置で強く挟持される結果、これら各パワーローラ８が、図１３に誇張して示す様に、鎖線で示す自由状態での円形から実線で示す楕円形に弾性変形する。これに伴って、上記スラスト玉軸受３２を構成する各玉３３、３３が当接する軌道面の形状も楕円形に変形し、これら各玉３３、３３と軌道面との接触角が円周方向に亙って不同になる。
【００２１】
又、入力側ディスク２から上記各パワーローラ８を介して出力側ディスク４にトルクを伝達するのに伴って、これら各パワーローラ８の回転中心軸は傾斜する傾向になる。例えば、図１４に示す様に、上記入力側ディスク２が矢印イ方向に、上記各パワーローラ８が矢印ロ方向に、上記出力側ディスク４が矢印ハ方向に、それぞれ回転する場合に、上記パワーローラ８には上記入力側ディスク２からこの入力側ディスク２の回転方向と同じ向きに、Ｆt なる力が加わる。同時に、上記パワーローラ８から上記出力側ディスク４に動力を伝達する事に伴う反作用によりこのパワーローラ８に、この出力側ディスク４の回転方向と逆方向に、やはりＦt なる力が加わる。この結果、上記パワーローラ８は、図１５に示す様に、２Ｆt なる大きさの力が、このパワーローラ８を上記入力側ディスク２の回転方向に傾斜させる力として加わる。この結果、その外端面に軌道面を形成した上記各パワーローラ８の回転中心軸が各外輪３５の中心軸と不一致になり、これら各パワーローラ８と各外輪３５との互いに対向する面に形成した、互いに対となる軌道面同士が非平行になる。
【００２２】
上述の様に、上記各玉３３、３３と軌道面との接触角が円周方向に亙って不同になり、しかも前記スラスト玉軸受３２を構成する互いに対となる軌道面同士が非平行になる結果、上記各玉３３、３３の公転速度が円周方向に亙って不同になる。図１６は、これら各玉３３、３３の公転速度が円周方向位置により変化する状態を示している。保持器３４は図１６で時計方向に回転し、パワーローラ８は入力側、出力側両ディスク２、４（図１２参照）により図１６の左右方向両側から挟持され、２Ｆt なる大きさの力は図１６で上向きに加わるものとする。上記各玉３３、３３の公転速度の大きさは、図１６で各ポケット３６、３６の中心部から伸びた矢印の長さとして表わしている。但し、これら各矢印の長さの比は、実際の公転速度の比に比べ誇張して描いている。
【００２３】
この様に、上記各スラスト玉軸受３２を構成する上記各玉３３、３３の公転速度が円周方向に亙って変化する結果、これら各玉３３の転動面が上記保持器３４に形成した上記各ポケット３６、３６の内周面に強く押し付けられる場合が生じる。図１７に示した矢印は、上記各玉３３の転動面が上記各ポケット３６、３６の内周面を押す方向を表わし、各矢印の長さは押す強さを表わしている。この様な図１７から明らかな通り、トロイダル型無段変速機の運転時に上記保持器３４には、円周方向に亙って大きな力が加わる。
【００２４】
この保持器３４の外周縁と上記各ポケット３６、３６との間には外径側仕切り部４１、４１が、同じく内周縁と各ポケット３６、３６との間には内径側仕切り部４２、４２が、それぞれ存在するが、これら各仕切り部４１、４２の幅は狭い。この為、上記各玉３３、３３の公転速度の変動に伴って発生する円周方向に亙る大きな力に基づき、上記保持器３４に亀裂等の損傷が発生するのを防止する為には、上記各仕切り部４１、４２の強度を確保する事が重要である。
【００２５】
これに対して、前述の実開平７−３５８４７号公報に記載された構造の場合には、前述の図８〜９にした様に、上記各仕切り部４１、４２の円周方向中央部で最も幅が狭くなった部分に凹溝４０、４０を形成している為、これら各凹溝４０、４０を形成した部分の断面積が相当に小さくなる。この為、上述の様に円周方向に亙る大きな力が加わった場合に、上記各仕切り部４１、４２の円周方向中央部で上記各凹溝４０、４０を形成した部分が損傷し易い。特に、従来のトロイダル型無段変速機の場合には、図６、７、１２の様に、上記各保持器３４の外径を前記各パワーローラ８及び前記各外輪３５の外径以下としていた為、上記外径側仕切り部４１の幅寸法が小さく、この外径側仕切り部４１の円周方向中央部分の強度確保が難しかった。
本発明のトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内側面同士を互いに対向させた第一、第二のディスクと、これら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンにこれら各トラニオンの内側面から突出する状態で支持された変位軸と、これら各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの間に挟持された複数のパワーローラと、これら各パワーローラと上記各トラニオンの内側面との間に設けられ、これら各パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト玉軸受とを備える。
そして、上記第一、第二のディスクの内側面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、上記各パワーローラの周面は球面状の凸面であり、これら各周面と上記各内側面とが互いに当接している。又、上記各スラスト玉軸受は、複数の玉と、これら複数の玉を転動自在に保持する保持器と、上記各トラニオンの内側面に支持された外輪とを備えたものである。更に、これら各保持器は、円輪状の主体と、それぞれがこの主体の直径方向中間部に形成されて、その内側に上記各玉を転動自在に保持する複数のポケットと、このポケットを横切る状態で、上記主体の内周縁と外周縁との間に設けられた凹溝とを備えているものである。
【００２７】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、これら各凹溝は、上記主体の直径方向に亙り形成されており、それぞれの延長線が当該凹溝を形成したポケットの中心を通過せず、又、このポケットの中心と上記保持器の中心とを結ぶ直線上に位置せず、且つ、当該凹溝のうちでこの保持器の外径寄り部分に存在する部分が、この保持器の外周縁と当該ポケットとの間に存在する外径側仕切り部の円周方向中央位置よりもこの外径側仕切り部の円周方向端部に寄った部分に存在する。
又、上述した様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記各保持器の外径を、上記各パワーローラ及び上記各外輪の外径よりも大きくする。
【００２８】
【作用】
上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機は、パワーローラに付属のスラスト玉軸受の潤滑性を確保しつつ、このスラスト玉軸受に組み込んだ保持器の強度を確保できる。即ち、保持器を構成する主体の内周縁と外周縁との間に設けられた凹溝により、この保持器のポケット内に十分な量の潤滑油を流通させる事ができる為、上記スラスト玉軸受の潤滑性を確保できる。
又、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、上記凹溝が外径側仕切り部の円周方向端部に寄った部分に形成されている為、この外径側仕切り部の円周方向中央部の断面積が上記凹溝により狭くなる事はない。この為、最も強度が低くなるこの外径側仕切り部の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器の強度を確保できる。更に、上記各凹溝をこの保持器の直径方向に形成している為、これら各凹溝の形成作業を能率良く行なえる。
更に、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機の場合には、保持器の外径を大きくする分、外径側仕切り部の幅、延ては断面積を広くし、最も強度が低くなるこの外径側仕切り部の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器の強度を確保できる。この結果、上記外径側仕切り部の円周方向中央部の強度をより十分に確保して、上記保持器の強度をより十分に確保できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、保持器３４ａに設けた各ポケット３６、３６内に潤滑油を流通させる為の凹溝４０ａ、４０ａの位置を工夫する事により、上記保持器３４ａの強度を確保する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００３０】
上記各凹溝４０ａ、４０ａは、上記保持器３４ａを構成する円輪状の主体３９の内外両側面に、この主体３９の直径方向中間部に形成した各ポケット３６、３６を横切る状態で、この主体３９の内周縁と外周縁との間に設けられている。本例の場合に上記各凹溝４０ａ、４０ａは、上記主体３９の直径方向に亙って形成している。但し、これら各凹溝４０ａ、４０ａは何れも、それぞれの延長線α、αが当該凹溝４０ａ、４０ａを形成したポケット３６、３６の中心β、βを通過しない。又、これら各凹溝４０ａ、４０ａは、これら各ポケット３６、３６の中心β、βと上記保持器３４ａの中心とを結ぶ直線γ、γ上に位置しない。そして、上記各凹溝４０ａ、４０ａのうちで上記保持器３４ａの外径寄り部分に存在する部分が、この保持器３４ａの外周縁と当該ポケット３６、３６との間に存在する外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央位置よりもこの外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に存在する。尚、図示の例では、上記各凹溝４０ａ、４０ａを、上記保持器３４ａの回転方向（図１の時計方向）に関して、上記各ポケット３６、３６の前側に設けている。
【００３１】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機の場合には、上記各凹溝４０ａ、４０ａが上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に形成されている為、上記保持器３４ａのうち、断面積が最も狭い上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の断面積が、上記各凹溝４０ａ、４０ａにより更に狭くなる事はない。この為、最も強度が低くなる上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器３４ａの強度を確保できる。
【００３２】
尚、本例の場合には、上記各凹溝４０ａ、４０ａを、上記保持器３４ａの回転方向に関して上記各ポケット３６、３６の前端側に設けている為、上記各凹溝４０ａ、４０ａを通じてこれら各ポケット３６、３６内に送り込まれた潤滑油により、これら各ポケット３６、３６内に保持された玉３３、３３（図７、１２参照）の潤滑を効率良く行なえる。又、本例の場合には、上記各凹溝４０ａ、４０ａを上記保持器３４ａの直径方向に形成している為、これら各凹溝４０ａ、４０ａの形成作業を能率良く行なえる。
【００３３】
更に、図１に鎖線で示す様に、上記各凹溝４０ａ、４０ａを上記各ポケット３６、３６の前端側だけでなく後端側にも設け、これら各凹溝４０ａ、４０ａを上記保持器３４ａの円周方向に関して互いに対称に設ける事もできる。この様に構成すれば、上記保持器３４ａが何れの方向に回転する場合でも、上記各ポケット３６、３６内に保持された玉３３、３３の潤滑を効率良く行なえる。この事は、トロイダル型無段変速機が前進状態、後退状態の何れで運転される場合にも良好な潤滑性を確保できる事を意味するだけでなく、保持器３４ａの組み付け方向を何れの方向にした場合でも良好な潤滑性を確保できる事も意味する。即ち、トロイダル型無段変速機に組み込むスラスト玉軸受３２用の保持器３４ａの場合、表裏対称である為、組み付け時に特に留意しないと、組み付け方向が逆になる可能性がある。これに対して、上記各凹溝４０ａ、４０ａを表裏両面に形成すると共に、上記各ポケット３６、３６の前端側だけでなく後端側にも設ければ、上記保持器３４ａを何れの方向に組み付けても、上記潤滑性を良好にできる。
【００３４】
次に、図２は、本発明に関する参考例を示している。本参考例の場合には、各凹溝４０ｂ、４０ｂは、保持器３４ｂを構成する円輪状の主体３９の内外両側面に、この主体３９の直径方向中間部に形成した各ポケット３６、３６を横切る状態で、この主体３９の内周縁と外周縁との間に設けられている。本参考例の場合に上記各凹溝４０ｂ、４０ｂは、上記主体３９の直径方向に対し傾斜させた状態で形成している。傾斜方向は、上記保持器３４ｂの外径側に向かう程この保持器３４ｂの回転方向（図２の時計方向）後方に向かう方向としている。
【００３５】
本参考例の場合も、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂは何れも、それぞれの延長線α´、α´が当該凹溝４０ｂ、４０ｂを形成したポケット３６、３６の中心β、βを通過しない。又、これら各凹溝４０ｂ、４０ｂは、これら各ポケット３６、３６の中心β、βと上記保持器３４ｂの中心とを結ぶ直線γ、γ上に位置しない。そして、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂのうちで上記保持器３４ｂの外径寄り部分に存在する部分が、この保持器３４ｂの外周縁と当該ポケット３６、３６との間に存在する外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央位置よりもこの外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に存在する。
【００３６】
上述の様に構成する本参考例のトロイダル型無段変速機の場合も、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂが上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向端部に寄った部分に形成されている為、上記保持器３４ｂのうち、断面積が最も狭い上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の断面積が、上記各凹溝４０ｂ、４０ｂにより更に狭くなる事はない。この為、最も強度が低くなる上記各外径側仕切り部４１、４１の円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器３４ｂの強度を確保できる。その他の構成及び作用、並びに各凹溝４０ｂ、４０ｂを上記各ポケット３６、３６毎に円周方向に関して対称に設ける事もできる事は、前述した第１例の場合と同様である。
【００３７】
次に、図３は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のトロイダル型無段変速機の場合には、各パワーローラ８を支持する為の各スラスト玉軸受３２に組み込む保持器３４ｃの外径Ｄ34c を、上記各パワーローラ８の外径Ｄ8 及び上記各スラスト玉軸受３２に組み込む各外輪３５の外径Ｄ35よりも大きくしている（Ｄ34c ＞Ｄ8 、Ｄ34c ＞Ｄ35）。
【００３８】
この様な本例のトロイダル型無段変速機の場合には、上記保持器３４ｃの外径Ｄ34c を大きくする分、この保持器３４ｃの外径側仕切り部４１ａの幅Ｗ41a 、延てはこの外径側仕切り部４１ａの断面積を広くできる。この為、最も強度が低くなるこの外径側仕切り部４１ａの円周方向中央部の強度を確保して、上記保持器３４ｃの強度を確保できる。
そして、この様な構造と、前述した第１例の構造とを組み合わせる事で、上記外径側仕切り部４１ａの円周方向中央部の強度をより十分に確保して、上記保持器３４ｃの強度をより十分に確保できる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機は、以上に述べた通り構成され作用して、パワーローラに付属のスラスト玉軸受の潤滑性を確保しつつ、このスラスト玉軸受に組み込んだ保持器の強度を向上させる為、この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信頼性並びに耐久性を向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、保持器の部分平面図。
【図２】 本発明に関する参考例を示す、保持器の部分平面図。
【図３】 本発明の実施の形態の第２例を示す、トロイダル型無段変速機の部分断面図。
【図４】従来から知られた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。
【図５】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図６】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図７】図６のＡ部拡大図。
【図８】従来構造に組み込まれていた保持器の１例を、図７の上方から見た状態で示す平面図。
【図９】図８のＢ部拡大図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図。
【図１１】図１０のＤ矢視図。
【図１２】運転時にパワーローラに加わる力を説明する為の部分断面図。
【図１３】運転時にパワーローラが弾性変形する状態を誇張して示す略平面図。
【図１４】運転時にパワーローラに加わる別の力を説明する為の、図１２の上方から見た略図。
【図１５】同じく図１２のＥ−Ｅ断面図。
【図１６】運転時にスラスト玉軸受を構成する各玉の公転速度が変化する状態を、図１４と同方向から見た状態で示す図。
【図１７】運転時にスラスト玉軸受を構成する各玉の公転速度の変化に伴って保持器各部に力が加わる状態を、図１４と同方向から見た状態で示す図。
【符号の説明】
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 クラッチ
１６ 入力軸
１７ ニードル軸受
１８ 出力軸
１９ ハウジング
２０ 玉軸受
２１ ころ軸受
２２ 玉軸受
２３ スリーブ
２４ 駆動側前進ギヤ
２５ 駆動側後退ギヤ
２６ 伝達ギヤ
２７ 取り出し軸
２８ 従動側前進ギヤ
２９ 従動側後退ギヤ
３０ ナット
３１ ストップリング
３２ スラスト玉軸受
３３ 玉
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ 保持器
３５ 外輪
３６ ポケット
３７ スラスト軸受
３８ 給油孔
３９ 主体
４０、４０ａ、４０ｂ 凹溝
４１、４１ａ 外径側仕切り部
４２ 内径側仕切り部
Claims (2)
- 回転軸と、この回転軸の周囲にそれぞれ回転自在に支持され、それぞれの内側面同士を互いに対向させた第一、第二のディスクと、これら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンにこれら各トラニオンの内側面から突出する状態で支持された変位軸と、これら各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの間に挟持された複数のパワーローラと、これら各パワーローラと上記各トラニオンの内側面との間に設けられ、これら各パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト玉軸受とを備え、上記第一、第二のディスクの内側面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、上記各パワーローラの周面は球面状の凸面であり、これら各周面と上記各内側面とが互いに当接しており、上記各スラスト玉軸受は、複数の玉と、これら複数の玉を転動自在に保持する保持器と、上記各トラニオンの内側面に支持された外輪とを備えたものであり、これら各保持器は、円輪状の主体と、それぞれがこの主体の直径方向中間部に形成されて、その内側に上記各玉を転動自在に保持する複数のポケットと、このポケットを横切る状態で、上記主体の内周縁と外周縁との間に設けられた凹溝とを備えているものであるトロイダル型無段変速機に於いて、これら各凹溝は、上記主体の直径方向に亙り形成されており、それぞれの延長線が当該凹溝を形成したポケットの中心を通過せず、又、このポケットの中心と上記保持器の中心とを結ぶ直線上に位置せず、且つ、当該凹溝のうちでこの保持器の外径寄り部分に存在する部分が、この保持器の外周縁と当該ポケットとの間に存在する外径側仕切り部の円周方向中央位置よりもこの外径側仕切り部の円周方向端部に寄った部分に存在する事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 各保持器の外径が、各パワーローラ及び各外輪の外径よりも大きい、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
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- 1999-09-28 JP JP27414799A patent/JP4207330B2/ja not_active Expired - Fee Related
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