JPH11118011A - トロイダル型無段変速機のパワーローラ軸受 - Google Patents

トロイダル型無段変速機のパワーローラ軸受

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JPH11118011A
JPH11118011A JP27907797A JP27907797A JPH11118011A JP H11118011 A JPH11118011 A JP H11118011A JP 27907797 A JP27907797 A JP 27907797A JP 27907797 A JP27907797 A JP 27907797A JP H11118011 A JPH11118011 A JP H11118011A
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尚 今西
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Tsutomu Abe
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転動体を保持器半径方向への変位が可能なよ
うに各ポケット孔内に保持することで、トラニオンから
曲げモーメントが加わってパワーローラ軸受の外輪に変
形が生じても、パワーローラ軸受の外輪が転動体の転動
を拘束しないように構成したトロイダル型無段変速機の
パワーローラ軸受を提供する 【解決手段】 パワーローラとトラニオンとの間に設け
られており、複数個の転動体と、厚さ方向に貫通する複
数個のポケット孔内にこれらの転動体をそれぞれ転動自
在に保持することで各転動体を案内する保持器とを備え
ていて、パワーローラをトラニオンに対して回転自在に
結合すると共にパワーローラに加わるスラスト荷重を受
け止めるトロイダル型無段変速機のパワーローラ軸受に
おいて、保持器を全体として中空の略円輪形状をなす複
数個の保持板から構成する。また、前記複数個のポケッ
ト孔の保持器半径方向の寸法を保持器円周方向の寸法よ
りもそれぞれ長くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の変
速機として使用されるトロイダル型無段変速機に組み込
むパワーローラ軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】主に自動車用の変速機として従来より研
究が進められているトロイダル型無段変速機は、互いに
対向する面がそれぞれ円弧形状の凹断面を有する入力デ
ィスク及び出力ディスクと、これらのディスク間に挟持
される回転自在なパワーローラとを組み合わせた構造の
トロイダル変速機構を備えている。入力ディスクは、ト
ルク入力軸方向への移動が可能なようにトルク入力軸に
対して駆動結合され、一方出力ディスクは、トルク入力
軸に対して相対的に回転可能かつ入力ディスクから離れ
る方向への移動が制限されるように入力ディスクと対向
して取り付けられる。
【0003】上述のようなトロイダル型変速機構におい
ては、入力ディスクが回転するとパワーローラを介して
出力ディスクが逆回転するため、トルク入力軸に入力さ
れた回転運動は、逆方向の回転運動として出力ディスク
へと伝達されて取り出される。この際、パワーローラの
周面が入力ディスクの外周付近と出力ディスクの中心付
近とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の
傾斜角度を変化させることでトルク入力軸から出力ギア
への増速が行なわれ、これとは逆に、パワーローラの周
面が入力ディスクの中心付近と出力ディスクの外周付近
とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の傾
斜角度を変化させることでトルク入力軸から出力ギアへ
の減速が行なわれる。さらに両者の中間の変速比につい
ても、パワーローラの回転軸の傾斜角度を適当に調節す
ることにより、ほぼ無段階に得ることができる。
【0004】パワーローラは、トルク入力軸に対して捩
じれの位置関係にある枢軸を介してトロイダル型無段変
速機のケーシングに取り付けられるトラニオンと結合し
ており、枢軸を中心としたトラニオンの揺動に応じてパ
ワーローラの回転軸の傾斜角度が調節される。パワーロ
ーラとトラニオンとの間には、パワーローラを回転自在
な状態で保持するために、スラスト回転軸受等のパワー
ローラ軸受が配置されている。
【0005】パワーローラ軸受は、軸受外輪と複数個の
転動体(ここでは玉)とから構成され、これらの転動体
はパワーローラと軸受外輪とに挟持されて円周方向に転
動する。転動体を案内するために、パワーローラの背面
上及び軸受外輪のパワーローラとの対向面上には、それ
ぞれ円形状の軌道溝が円周方向に亘って形成されてい
る。また、これらの転動体がそれぞれ軌道溝に沿って適
切な間隔を保ちつつ転動するように、図3に示すような
中空円盤形状の保持器1が組み合わされる。保持器上に
は、厚さ方向に貫通する円形状のポケット孔5が軌道溝
の位置に合わせて複数個形成されており、転動体は、各
ポケット孔5の中にそれぞれ転動可能に保持された状態
で、パワーローラ及び軸受外輪の両軌道溝の間に配置さ
れる。なお、この図の例では、転動体が玉であるために
ポケット孔5が円形状になっているが、転動体がころや
針状ころである場合にはそれぞれの転動体に応じた形状
を有するポケット孔が適宜形成される。
【0006】このようなパワーローラはトロイダル型無
段変速機の動作中に高速回転して駆動力を伝達するた
め、パワーローラを支えるパワーローラ軸受には高い耐
久性と信頼性が必要とされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】トロイダル型無段変速
機では、大トルクを伝達する際にパワーローラに加わる
荷重が非常に大きくなる。この結果、図4のようにパワ
ーローラ10を支持するトラニオン11が変形し、トラ
ニオン11に結合しているパワーローラ軸受の外輪12
に対してこれを挟みつけるような矢印方向の曲げモーメ
ントfが加わる。トラニオン11からの曲げモーメント
fを受けてパワーローラ軸受の外輪12が変形される
と、各ポケット孔内に配置されている転動体6の転動が
円滑に行われなくなる。
【0008】図5及び図6は、上述の理由によるパワー
ローラ軸受外輪12の変形の様子を説明する図であり、
図5は変形前のパワーローラ軸受の外輪12aを、図6
は変形後のパワーローラ軸受の外輪12bを、それぞれ
パワーローラ10の回転軸方向から示している。これら
の図においては、転動体6が転動する軌道溝の内径側縁
及び外径側縁の軌跡をそれぞれ破線により表している。
トラニオン11から加わる曲げモーメントfの影響によ
って、図5のようにほぼ真円形状をしていた軌道溝の軌
跡が、図6のような楕円形状へと変形される。
【0009】一方で、トラニオン11と直接結合してい
ないパワーローラ軸受の保持器1には、トラニオン11
からの曲げモーメントfがほとんど作用しない。したが
ってパワーローラ軸受の保持器1は本来の真円形状に近
い形をほぼそのまま保っており、トラニオン11の変形
前と同様に各転動体6の転動軌道を真円形状に維持しよ
うとする。
【0010】このような変形された軸受外輪12と真円
形状を保っている保持器1との組み合わせにより、ポケ
ット孔5内の各転動体6は楕円形状へと変形された軌道
溝内を真円形状に沿って転動させられるため、各転動体
6に対して無理な力が加わることになる。その結果、各
転動体6の転動が著しく拘束されて、転動体6と軸受外
輪12の間及び転動体6と保持器1の間の接触に滑り等
が発生する。転動体6の滑り等から生じる伝達効率の悪
化は動力損失を増大させるため、トラニオン11の変形
によってトロイダル型無段変速機全体の信頼性の低下が
引き起こされる。また、このとき無理な力がかかる各転
動体6の周面及び各軌道溝は非常に摩耗・損傷しやすい
ことから、パワーローラ軸受の寿命を短縮させる原因と
もなる。
【0011】本発明は、上述のような事情によりなされ
たものであり、転動体を保持器半径方向への変位が可能
なように各ポケット孔内に保持することで、トラニオン
から曲げモーメントが加わってパワーローラ軸受の外輪
に変形が生じても、パワーローラ軸受の外輪が転動体の
転動を拘束しないように構成したトロイダル型無段変速
機のパワーローラ軸受の提供を目的とする。本発明のト
ロイダル型無段変速機のパワーローラ軸受では、パワー
ローラ軸受外輪が変形するような場合にも転動体の転動
が円滑に行われるために、パワーローラ軸受の信頼性及
び耐久性を向上させることができる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、トルク入力軸
に対して駆動結合される入力ディスクと前記トルク入力
軸に対して相対的に回転可能なように前記入力ディスク
と対向して取り付けられる出力ディスクとに当接して両
ディスク間の駆動力伝達を行うパワーローラと、前記ト
ルク入力軸に対して捩じれの位置関係にある枢軸を中心
として揺動可能に軸支されるトラニオンとの間に設けら
れており、前記パワーローラと軸受外輪とに挟持されて
円周方向に亘る軌道溝内を転動する複数個の転動体と、
厚さ方向に貫通する複数個のポケット孔内に前記複数個
の転動体をそれぞれ転動自在に保持することで前記複数
個の転動体が前記軌道溝から脱落しないよう案内する保
持器とを備えていて、前記パワーローラを前記トラニオ
ンに対して回転自在に結合すると共に前記パワーローラ
に加わるスラスト荷重を受け止めるトロイダル型無段変
速機のパワーローラ軸受に関するものであり、本発明の
上記目的は、前記保持器を全体として中空の略円輪形状
をなす複数個の保持板から構成することによって達成さ
れる。また、前記複数個のポケット孔の保持器半径方向
の寸法を保持器円周方向の寸法よりもそれぞれ長くする
ことによっても、同等の目的を達成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明のトロイダル型無段変速機
のパワーローラ軸受は、その保持器の構造に特徴を有す
るものであり、保持器以外の各要素については、従来と
同様のものを用いて従来のトロイダル型変速機のパワー
ローラ軸受とほぼ同様の作用をするように構成できる。
【0014】図1は、本発明のトロイダル型無段変速機
のパワーローラ軸受に組み込まれる保持器の一実施例を
示している。本実施例では、保持器1は全体として1つ
の中空円輪形状をなす3枚の保持板2、3、4から構成
され、各保持板2、3、4の中心角は全て等しく約12
0度とされている。また、各保持板2、3、4上には保
持板の厚さ方向に貫通形成される複数個の円形ポケット
孔5が保持板の円周方向に沿って配置されており、各ポ
ケット孔5内には転動体(本実施例では球としている)
が転動自在な状態で保持される。このため、それぞれの
ポケット孔5の位置はパワーローラ及び軸受外輪の軌道
溝の軌跡と対応している。
【0015】このように構成された保持器では、3枚の
保持板2、3、4が回転中心(パワーローラの回転軸)
からの半径を各々独自に増減できる。したがって、トラ
ニオンから曲げモーメントを受けてパワーローラ軸受の
外輪が変形し、軌道溝の軌跡が真円形状でなくなってい
るときにも、各保持板2、3、4が軌道溝内の転動体の
位置に追従して保持板の半径方向へと動き、転動体の転
動を妨げる無理な力を発生させない。なお、保持器を複
数の保持板へと分割する数は3枚でなくともよく、例え
ば、4等分あるいは6等分としても同様の効果が得られ
る。また、上記実施例ではそれぞれの保持板2、3、4
上にポケット孔5を3つずつ配置しているが、1枚の保
持板上に設けるポケット孔5は必ずしも3つに限定され
ない。
【0016】図2は、本発明のトロイダル型無段変速機
のパワーローラ軸受に組み込まれる保持器の他の実施例
を示している。本実施例では、保持器1´は1枚の連続
した板から構成されるが、保持器1´上に設けられた各
ポケット孔5´の保持器半径方向の寸法が、それぞれ保
持器円周方向の寸法よりも長くなっている。転動体とし
て玉を用いている本実施例の場合、ポケット孔5´は保
持器円周方向の軸長よりも保持器半径方向の軸長が長い
楕円形状に形成される。また各ポケット孔5´は、図1
の実施例と同様に、保持器の厚さ方向に貫通形成されて
おり、パワーローラ及び軸受外輪の軌道溝の軌跡と対応
するように保持器の円周方向に沿って配置される。
【0017】このような形状のポケット孔5´を有する
保持器では、各転動体は、保持器半径方向への変位が許
容された状態でポケット孔5´内に保持される。したが
って、トラニオンから曲げモーメントを受けてパワーロ
ーラ軸受の外輪が変形し、軌道溝の軌跡が真円形状でな
くなっているときにも、各転動体が保持器の半径方向へ
と変位しながら円滑に転動することができ、転動体の転
動を拘束する無理な力は作用しない。
【0018】以上のような保持器を含む本発明のトロイ
ダル型無段変速機のパワーローラ軸受は、前述した従来
のパワーローラ軸受と同様に、パワーローラとトラニオ
ンとの間に配置される。なお、上述の各実施例では転動
体として玉を用いているためにそれぞれのポケット孔が
円形状または楕円形状とされているが、転動体がころま
たは針状ころである場合には、それぞれの転動体に応じ
た形状のポケット孔を形成すれば良い。
【0019】
【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機のパワ
ーローラ軸受によれば、トラニオンから曲げモーメント
が加わってパワーローラ軸受の外輪に変形が生じても、
パワーローラ軸受の外輪が転動体の転動を拘束しない。
したがって、各転動体の転動が円滑に行われて転動体と
外輪の間及び転動体と保持器の間の接触に滑り等を発生
させず、各転動体の周面及び各軌道溝が損傷することも
ない。そのためパワーローラ軸受の高信頼化及び長寿命
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトロイダル型無段変速機のパワーロー
ラ軸受における保持器の一実施例を示した正面図であ
る。
【図2】本発明のトロイダル型無段変速機のパワーロー
ラ軸受における保持器の他の実施例を示した正面図であ
る。
【図3】従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラ
軸受における保持器の例を示した正面図である。
【図4】従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラ
軸受の外輪が変形される様子を説明する断面図である。
【図5】従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラ
軸受の外輪の変形前の状態を示す正面図である。
【図6】従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラ
軸受の外輪の変形後の状態を示す正面図である。
【符号の説明】
1、1´ 保持器 2、3、4 保持板 5、5´ ポケット孔 6 転動体 10 パワーローラ 11 トラニオン 12 パワーローラ軸受の外輪 12a 変形前のパワーローラ軸受の外輪 12b 変形後のパワーローラ軸受の外輪

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トルク入力軸に対して駆動結合される入
    力ディスクと前記トルク入力軸に対して相対的に回転可
    能なように前記入力ディスクと対向して取り付けられる
    出力ディスクとに当接して両ディスク間の駆動力伝達を
    行うパワーローラと、前記トルク入力軸に対して捩じれ
    の位置関係にある枢軸を中心として揺動可能に軸支され
    るトラニオンとの間に設けられており、前記パワーロー
    ラと軸受外輪とに挟持されて円周方向に亘る軌道溝内を
    転動する複数個の転動体と、厚さ方向に貫通する複数個
    のポケット孔内に前記複数個の転動体をそれぞれ転動自
    在に保持することで前記複数個の転動体が前記軌道溝か
    ら脱落しないよう案内する保持器とを備えていて、前記
    パワーローラを前記トラニオンに対して回転自在に結合
    すると共に前記パワーローラに加わるスラスト荷重を受
    け止めるトロイダル型無段変速機のパワーローラ軸受に
    おいて、前記保持器が全体として中空の略円輪形状をな
    す複数個の保持板から構成されることを特徴とするトロ
    イダル型無段変速機のパワーローラ軸受。
  2. 【請求項2】 トルク入力軸に対して駆動結合される入
    力ディスクと前記トルク入力軸に対して相対的に回転可
    能なように前記入力ディスクと対向して取り付けられる
    出力ディスクとに当接して両ディスク間の駆動力伝達を
    行うパワーローラと、前記トルク入力軸に対して捩じれ
    の位置関係にある枢軸を中心として揺動可能に軸支され
    るトラニオンとの間に設けられており、前記パワーロー
    ラと軸受外輪とに挟持されて円周方向に亘る軌道溝内を
    転動する複数個の転動体と、厚さ方向に貫通する複数個
    のポケット孔内に前記複数個の転動体をそれぞれ転動自
    在に保持することで前記複数個の転動体が前記軌道溝か
    ら脱落しないよう案内する保持器とを備えていて、前記
    パワーローラを前記トラニオンに対して回転自在に結合
    すると共に前記パワーローラに加わるスラスト荷重を受
    け止めるトロイダル型無段変速機のパワーローラ軸受に
    おいて、前記複数個のポケット孔の保持器半径方向の寸
    法を保持器円周方向の寸法よりもそれぞれ長くしたこと
    を特徴とするトロイダル型無段変速機のパワーローラ軸
    受。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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