JPH11201251A

JPH11201251A - トロイダル型無段変速機用ローディングカム

Info

Publication number: JPH11201251A
Application number: JP298798A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ito; 裕之伊藤; Yoshiaki Mitamura; 宜晶三田村; Nobuo Goto; 伸夫後藤; Makoto Fujinami; 誠藤波; Hiroshi Kato; 寛加藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-27
Anticipated expiration: 2018-01-09
Also published as: JP3951401B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カム面１３及び外輪軌道４９の耐久性を確保
すると共に、逃げ溝５３部分に亀裂が発生するのを防止
する。【解決手段】上記各部１３、４９、５３の表面の硬度
を、それぞれ５８以上とする。これに対して、内部の硬
度を HRc５５以下とする。又、上記逃げ溝５３部分に、
ショット・ピーニングを施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るトロイダル型
無段変速機用ローディングカムは、例えば自動車用の変
速機として、或は各種産業機械用の変速機として、それ
ぞれ利用するトロイダル型無段変速機に組み込むローデ
ィングカムの耐久性向上を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機として、図１〜２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、この入力軸１
と同心に配置した出力軸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
ングの内側には、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を設けている。

【０００３】即ち、これら各トラニオン６、６は、それ
ぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を、互いに同心に設
けている。又、これら各トラニオン６、６の中間部には
変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心
として上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、
上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としてい
る。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸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、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、互いに対向す
る内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。これら各
内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸５を中
心とする円弧を回転させて得られる凹面をなしている。
そして、球状凸面に形成した上記各パワーローラ８、８
の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させ
ている。

【０００４】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自在としている。この押圧装置
９は、入力軸１と共に回転するローディングカム（カム
板）１０と、保持器１１により転動自在に保持した複数
個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成してい
る。上記ローディングカム１０の片側面（図１〜２の右
側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１３を形
成し、上記入力側ディスク２の外側面（図１〜２の左側
面）にも、同様の形状を有するカム面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の中心に関し放射方向の軸を中心とする回転自在
に支持している。

【０００５】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の使用時、入力軸１の回転に伴ってローディングカム
１０が回転すると、カム面１３が複数個のローラ１２、
１２を、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１
４に押圧する。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
記両カム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との
押し付け合いに基づいて、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、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。

【０００６】入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速
比）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、前記各枢軸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る。そし
て、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図１
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、前記各変位軸７、７を傾斜さ
せる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５
を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動
させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａが図２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
１と図２との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間
で、中間の変速比を得られる。

【０００７】又、図３〜４は、実願昭６３−６９２９３
号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに
記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機
の１例を示している。入力側ディスク２と出力側ディス
ク４とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニード
ル軸受１６、１６を介して、回転自在に支持している。
即ち、上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の中
心部には断面形状が円形である貫通孔１７、１７を、そ
れぞれ上記各ディスク２、４の内側面と外側面とを軸方
向（図３の左右方向）に貫通する状態で形成している。
上記各ニードル軸受１６、１６は、上記各貫通孔１７、
１７の内周面と上記入力軸１５の中間部外周面との間に
設けている。又、上記各貫通孔１７、１７の内側面寄り
端部内周面に形成した係止溝１８、１８には止め輪１
９、１９を係止して、上記各ニードル軸受１６、１６が
上記各貫通孔１７、１７から、上記各ディスク２、４の
内側面２ａ、４ａ側に抜け出る事を防止している。又、
ローディングカム１０は上記入力軸１５の端部（図３の
左端部）外周面にスプライン係合させ、鍔部２０により
上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止し
ている。そして、このローディングカム１０とローラ１
２、１２とにより、上記入力軸１５の回転に基づいて上
記入力側ディスク２を、上記出力側ディスク４に向け押
圧しつつ回転させる押圧装置９を構成している。上記出
力側ディスク４には出力歯車２１を、キー２２、２２に
より結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車２１と
が同期して回転する様にしている。

【０００８】１対のトラニオン６、６の両端部は１対の
支持板２３、２３に、揺動並びに軸方向（図３の表裏方
向、図４の左右方向）に亙る変位自在に支持している。
そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円
孔２４、２４部分に、変位軸７、７を支持している。こ
れら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持
軸部２５、２５と枢支軸部２６、２６とを、それぞれ有
する。このうちの各支持軸部２５、２５を上記各円孔２
４、２４の内側に、ラジアルニードル軸受２７、２７を
介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部
２６、２６の周囲にパワーローラ８、８を、別のラジア
ルニードル軸受２８、２８を介して、回転自在に支持し
ている。

【０００９】尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力
軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、
これら各変位軸７、７の各枢支軸部２６、２６が各支持
軸部２５、２５に対し偏心している方向は、上記入力
側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向
（図４で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上
記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向として
いる。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入力
軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。
この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大き
な荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因し
て、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方
向（図３の左右方向、図４の表裏方向）に変位する傾向
となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える
事なく、この変位を吸収できる。

【００１０】又、上記各パワーローラ８、８の外側面と
上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パ
ワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸
受２９、２９とスラストニードル軸受３０、３０とを設
けている。このうちのスラスト玉軸受２９、２９は、上
記各パワーローラ８、８に加わるスラスト方向の荷重を
支承しつつ、これら各パワーローラ８、８の回転を許容
するものである。又、上記各スラストニードル軸受３
０、３０は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラ
スト玉軸受２９、２９を構成する外輪３１、３１に加わ
るスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２６、２
６及び上記外輪３１、３１が、前記支持軸部２５、２５
を中心に揺動する事を許容する。

【００１１】更に、上記各トラニオン６、６の一端部
（図４の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３２、３２を
結合し、これら各駆動ロッド３２、３２の中間部外周面
に駆動ピストン３３、３３を固設している。そして、こ
れら各駆動ピストン３３、３３を、それぞれ駆動シリン
ダ３４、３４内に油密に嵌装している。

【００１２】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の場合には、入力軸１５の回転は、押圧装置９を介し
て入力側ディスク２に伝わる。そして、この入力側ディ
スク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介して出
力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディスク４の
回転が、出力歯車２１より取り出される。入力軸１５と
出力歯車２１との間の回転速度比を変える場合には、上
記１対の駆動ピストン３３、３３を互いに逆方向に変位
させる。これら各駆動ピストン３３、３３の変位に伴っ
て上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変
位し、例えば図４の下側のパワーローラ８が同図の右側
に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それ
ぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ８、８
の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出力側デ
ィスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用する、接
線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの
変化に伴って上記各トラニオン６、６が、支持板２３、
２３に枢支された枢軸５、５を中心として、互いに逆方
向に揺動する。この結果、前述の図１〜２に示した様
に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記
各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸
１５と出力歯車２１との間の回転速度比が変化する。

【００１３】尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車２
１との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の
弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記
入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ
８、８を枢支している前記各変位軸７、７が、前記各支
持軸部２５、２５を中心として僅かに回動する。この回
動の結果、前記各スラスト玉軸受２９、２９の外輪３
１、３１の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面と
が相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前
記各スラストニードル軸受３０、３０が存在する為、こ
の相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各
変位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて
済む。

【００１４】更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図
５〜６に示す様に、入力軸１５ａの周囲に入力側ディス
ク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを２個ずつ設
け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力
側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並
列に配置する、所謂ダブルキャビティ型の構造も、従来
から知られている。これら図５〜６に示した構造は、上
記入力軸１５ａの中間部周囲に出力歯車２１ａを、この
入力軸１５ａに対する回転を自在として支持し、この出
力歯車２１ａの中心部に設けた円筒部の両端部に上記各
出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。
そして、これら各出力側ディスク４、４に設けた貫通孔
１７、１７の内周面と上記入力軸１５ａの外周面との間
にニードル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディ
スク４、４を上記入力軸１５ａの周囲に、この入力軸１
５ａに対する回転、並びにこの入力軸１５ａの軸方向に
亙る変位を自在に支持している。又、上記各入力側ディ
スク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５ａの両端部に、この
入力軸１５ａと共に回転自在に支持している。この入力
軸１５ａは、駆動軸３５により、ローディングカム式の
押圧装置９を介して回転駆動する。尚、この駆動軸３５
の先端部（図５〜６の右端部）外周面と上記入力軸１５
ａの基端部（図５〜６の左端部）内周面との間には、滑
り軸受、ニードル軸受等のラジアル軸受３６を設けてい
る。従って、上記駆動軸３５と入力軸１５ａとは、互い
に同心に配置された状態のまま、回転方向に亙る若干の
変位自在に組み合わされている。

【００１５】但し、一方（図５〜６の右方）の入力側デ
ィスク２Ａは、背面（図５〜６の右面）をローディング
ナット３７に、大きな弾力を有する皿板ばね３８を介し
て突き当てて、上記入力軸１５ａに対する軸方向（図５
〜６の左右方向）の変位を実質的に阻止している。これ
に対して、ローディングカム１０に対向する入力側ディ
スク２Ｂは、ボールスプライン３９により上記入力軸１
５ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している。そし
て、この入力側ディスク２Ｂの外側面（図５〜６の左
面）と上記入力軸１５ａの中間部外周面に形成した係止
段部４０との間に、皿板ばね４１を設けている。この皿
板ばね４１は、上記皿板ばね３８に比べて小さな弾力を
有し、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４
ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部に
予圧を付与する役目を果たす。

【００１６】又、前記出力歯車２１ａはハウジングの内
側に設けた仕切壁４２に、それぞれがアンギュラ型であ
る１対の玉軸受４３、４３により、軸方向に亙る変位を
阻止した状態で、回転自在に支持している。尚、上述の
図５〜６に示した様に、２個ずつの入力側ディスク２
Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に
関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型
のトロイダル型無段変速機が、ローディングカム１０に
対向する一方又は双方の入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボ
ールスプライン３９、３９により上記入力軸１５ａに、
軸方向に亙る変位自在に支持している理由は、これら両
ディスク２Ａ、２Ｂの回転を同期させつつ、上記押圧装
置９の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記
両ディスク２Ａ、２Ｂが、上記入力軸１５ａに対し軸方
向に変位する事を許容する為である。

【００１７】次に、本発明の対象であるローディングカ
ム１０を組み込んだ押圧装置９部分の、より具体的な構
成に就いて、本発明の実施の形態を合わせて示した、図
７〜８により詳細に説明する。このローディングカム１
０は、高炭素クロム軸受鋼、クロムモリブデン鋼等の硬
質金属材料に鍛造加工を施す事により、断面クランク形
で全体を円輪状に形成した後、所望の熱処理を施して成
る。この様なローディングカム１０は、外径側半部に形
成した円輪部４４の片面（図７の右側面）に、円周方向
に亙る凹凸であるカム面１３を形成している。即ち、円
周方向４個所位置に、それぞれ平坦な凸部４５、４５を
形成し、円周方向に隣り合う凸部４５、４５同士の間
を、それぞれＶ字形に凹んだ凹部４６、４６としてい
る。尚、上記カム面１３の形状及び寸法に関する公差
は、トロイダル型無段変速機の運転時に、上記押圧装置
９が発生する押し付け力（推力）を大きくする方向に設
定する事が好ましい。

【００１８】又、上記ローディングカム１０の内径側半
部には、上記円輪部４４の内周縁部から上記片面側に折
れ曲がった短円筒部４７と、この短円筒部４７の先端縁
から直径方向内方に折れ曲がった内向鍔部４８とを設け
ている。そして、この内向鍔部４８の他面（図７の左
面）側に、アンギュラ型の外輪軌道４９を形成してい
る。そして、この外輪軌道４９を利用して、上記ローデ
ィングカム１０を入力軸１５ａの端部に回転自在に支持
すると共に、このローディングカム１０に加わるスラス
ト荷重を上記入力軸１５ａに支承させる為の、アンギュ
ラ型の玉軸受５０を構成している。この為に、上記入力
軸１５ａの端部外周面に形成した鍔部２０ａの片面（図
７の右面）には、アンギュラ型の内輪軌道５１を形成
し、この内輪軌道５１と上記外輪軌道４９との間に、複
数個の玉５２を転動自在に設けている。

【００１９】又、上記円輪部４４の片面で上記カム面１
３の内周縁と上記短円筒部４７の基部外周面とを仕切る
部分には環状の逃げ溝５３を、全周に亙って形成してい
る。この逃げ溝５３は、上記カム面１３を形成する為に
必要である。又、上記短円筒部４７の基部には潤滑油
（トラクションオイル）を流す為の油孔５４を、この短
円筒部４７の内径側から外径側に向けて形成している。
更に、上記円輪部４４の他面内径寄り部分には複数の突
片５５を、上記短円筒部４７と反対側に突出する状態で
形成している。これら各突片５５には、駆動軸３５の先
端部に固設した駆動片５６の先端部を係合させて、この
駆動軸３５の回転を上記ローディングカム１０に対し伝
達自在としている。尚、これら突片５５と駆動片５６と
の互いに対向する面は、トロイダル型無段変速機の運転
時に多少摺動するので、平滑面である事が好ましい。上
記円輪部４４の一部で前記各凸部４５、４５に整合する
部分に形成した通孔５７、５７は、トロイダル型無段変
速機の組立時に、組み立て用治具を構成するねじを挿通
する為のものである。

【００２０】上述の様なローディングカム１０を含んで
構成する加圧装置９を組み込んだトロイダル型無段変速
機の作動時には、上記カム面１３と入力側ディスク２Ｂ
の外側面に形成したカム面１４との間に挟持したローラ
１２をこれら両カム面１３、１４同士の間で強く挟持す
る。そして、上記カム面１４を介して上記入力側ディス
ク２Ｂを回転させる。この結果、この入力側ディスク２
Ｂは、この入力側ディスク２Ｂが対向する出力側ディス
ク４（図５〜６）に、前記各パワーローラ８、８を介し
て押し付けられる。上記ローディングカム１０の円輪部
４４は、この様に入力側ディスク２Ｂを押し付ける反作
用として、この入力側ディスク２Ｂと反対向きのスラス
ト荷重を受ける。実際の押圧装置９の場合には、上記各
ローラ１２を、軸方向に分割された複数個（図示の例で
は３個）のローラ素子５８、５８により構成しており、
これら各ローラ素子５８、５８の外周面にはクラウニン
グを施しているので、上記カム面１３と上記各ローラ１
２の外周面との接触面圧の分布は、図９に斜格子で示す
様な大きさになる。又、上記各ローラ１２から受けるス
ラスト荷重に基づいて上記円輪部４４には、外周縁に向
かう程上記入力側ディスク２Ｂから離れる方向のモーメ
ント荷重が加わり、前記逃げ溝５３部分に、図９に斜格
子で示す様な大きさの引っ張り応力が加わる。更に、前
記外輪軌道４９部分の接触面圧の分布は、やはり図９に
斜格子で示す様な大きさになる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】トロイダル型無段変速
機の運転時にローディングカム１０の各部には、大きな
接触面圧や引っ張り荷重が加わる為、適正な対策を施さ
ないと、十分な耐久性を得る事ができない。例えば、カ
ム面１３や外輪軌道４９部分の性状が適正でないと、こ
れらカム面１３や外輪軌道４９の表面の転がり疲れ寿命
を確保できず、早期剥離等の損傷を発生して、これらカ
ム面１３や外輪軌道４９の表面が荒れる原因となる。こ
れらカム面１３や外輪軌道４９の表面が荒れると、ロー
ラ１２或は玉５２の転がり抵抗が増大し、トロイダル型
無段変速機の伝達効率が低下する。

【００２２】又、ダブルキャビティ型のトロイダル型無
段変速機の場合には、玉５２の転がり抵抗の増大は、一
方の入力側ディスク２Ｂを通じて伝達されるトルクと他
方の入力側ディスク２Ａ（図５〜６）を通じて伝達され
るトルクとの間に差が生じる原因となる。そして、この
様なトルクの差が生じた場合には、一方の入力側ディス
ク２Ｂに当接しているパワーローラ８、８（図５）と他
方の入力側ディスク２Ａに接触しているパワーローラ
８、８との間でハンチングや振動等の異常動作が発生す
る原因となり、これら各パワーローラ８、８の変速同期
性に支障を来し、やはりトロイダル型無段変速機の伝達
効率が低下する原因となる。又、伝達するトルクに差が
生じる事は、何れかの入力側ディスクを通じて伝達され
るトルクが設計値以上になる事を意味する。この様な場
合には、動力伝達部でスリップが生じ易くなり、やはり
トロイダル型無段変速機の伝達効率が低下する原因とな
る。

【００２３】又、逃げ溝５３部分の性状が適正でない
と、この逃げ溝５３部分から亀裂等の損傷を発生する原
因となる。本発明はこの様な事情に鑑みて、上記ローデ
ィングカム１０の各部の性状を適正にして、このローデ
ィングカム１０を組み込んだトロイダル型無段変速機の
耐久性向上を図るべく発明したものである。

【００２４】

【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機用ローディングカムは、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用ローディングカムと同
様に、互いに同心に且つ相対回転自在に配置された少な
くとも１対のディスク同士の間に複数個のパワーローラ
を挟持し、これら各パワーローラを介して一方のディス
クから他方のディスクに回転伝達を行なうと共に、これ
ら各パワーローラの傾斜角度を変える事により、上記１
対のディスク同士の間での変速比の変更を行なうトロイ
ダル型無段変速機に組み込み、回転伝達時に上記１対の
ディスク同士を互いに近づける方向に押圧する押圧装置
を構成する為、全体を円輪状とし、片側面の外周側半部
に円周方向に亙る凹凸であるカム面を、このカム面の内
周縁側に位置する上記片側面の直径方向中間部には円環
状の逃げ溝を、他側面の内周縁部にアンギュラ型の外輪
軌道を、それぞれ形成している。特に、本発明のトロイ
ダル型無段変速機用ローディングカムに於いては、上記
カム面と逃げ溝と外輪軌道との表面硬度は、それぞれ H
Rc５８以上であり、内部硬度は HRc５５以下である。

【００２５】

【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機用ローディングカムの場合には、カム面や外輪軌
道部分の転がり疲れ寿命を確保して、これらカム面や外
輪軌道の表面を荒れにくくできる。この結果、このカム
面を含んで構成する押圧装置や外輪軌道を含んで構成す
る玉軸受の転がり抵抗の増大を防止して、トロイダル型
無段変速機の伝達効率の確保と安定した運転状態とを、
長期間に亙って維持できる。又、逃げ溝部分に亀裂等の
損傷が発生するのを有効に防止できる他、ローディング
カム全体の靱性を確保して、このローディングカムの破
損防止を図れる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図面を参照しつつ、本発明のトロ
イダル型無段変速機用ローディングカムの実施の形態に
就いて説明する。尚、本発明を実施する上での特徴点の
主要部は、図面上に表れない硬度や残留応力、表面粗さ
にある。図面に表れるローディングカム１０の形状は、
前述の図７〜８に示した様に、従来から知られているも
のとほぼ同様である。但し、押圧装置９の内部に潤滑油
を流す為の油孔５４、５４を、カム面１３を構成する凹
部４６、４６の数と同じ数だけ形成すると共に、これら
各油孔５４、５４の外径側を上記カム面１３を構成する
凹部４６、４６の中央部でこれら各凹部４６、４６の底
部近傍に整合する部分に開口させている。この様に各凹
部４６、４６毎に油孔５４、５４を形成する事により、
上記押圧装置９への潤滑油の供給量を確保し、各カム面
１３、１４及びローラ１２の転動面の耐久性確保を図っ
ている。

【００２７】本発明のローディングカム１０の場合に
は、前述の図９に示した様に、トロイダル型無段変速機
の運転時に大きな面圧が加わる、カム面１３及び外輪軌
道４９の表面硬度を HRc５８以上としている。又、この
カム面１３の内周縁部分で円輪部４４と短円筒部４７と
の折れ曲がり部分に形成した逃げ溝５３の表面硬度も、
HRc５８以上としている。これに対して、上記ローディ
ングカム１０の内部硬度は HRc５５以下としている。更
に、上記逃げ溝５３の表面にショット・ピーニングを施
す事により、この逃げ溝５３部分に、残留圧縮応力を存
在させている。

【００２８】上記各部１３、４９、５３の性状を上述の
様に規制した、本発明のローディングカム１０の場合に
は、カム面１３や外輪軌道４９部分の転がり疲れ寿命を
確保して、これらカム面１３や外輪軌道４９の表面を荒
れにくくできる。即ち、それぞれが軸受鋼等の硬質金属
により造られたローラ１２或は玉５２の転動面と当接す
る上記カム面１３や外輪軌道４９の表面の硬度が低い
と、この表面に摩耗や剥離等の損傷が進行し易い。そし
て、この様な損傷が進行すると、前述した様な各種不都
合が生じる。これに対して本発明の場合には、上記カム
面１３や外輪軌道４９の表面の硬度を HRc５８以上と高
くしているので、上記ローラ１２或は玉５２の転動面と
当接するこれらカム面１３や外輪軌道４９の表面に摩耗
や剥離等の損傷が進行するのを抑えて、これらカム面１
３や外輪軌道４９の表面を荒れにくくできる。又、上記
逃げ溝５３部分の硬度が低いと、前述した様にこの逃げ
溝５３部分に加わる引っ張り応力に基づき、この逃げ溝
５３部分から割れ等の損傷が発生する可能性がある。こ
れに対して本発明の場合には、上記逃げ溝５３の表面の
硬度を HRc５８以上と高くしているので、上記割れ等の
損傷を防止できる。

【００２９】尚、上記逃げ溝５３部分を、表面だけでな
く内部（芯部）まで硬くすると、仮に表面の硬度を HRc
５８以上と高くしても、やはり割れ等の損傷が発生し易
くなる。又、上記カム面１３や外輪軌道４９に関して
も、表面の硬度を高くするだけでなく、芯部まで硬くす
ると、ローディングカム１０全体としての靱性が乏しく
なり、やはり割れ等の損傷を発生し易くなる。具体的に
は、ローディングカム１０全体を加熱・冷却する、所謂
ずぶ焼きと呼ばれる熱処理を施し、このローディングカ
ム１０全体の硬度を高くした場合には、本来硬度を高く
する必要がある表面だけでなく、芯部まで硬くなり、上
述の様に割れ等の損傷が発生し易くなる。これに対して
本発明の場合には、内部硬度を HRc５５以下に抑えたの
で、必要とする靱性を確保して、上記損傷の発生を抑え
る事ができる。

【００３０】尚、より優れた耐久性を得る為には、上記
逃げ溝５３の表面にショット・ピーニングを施す事が好
ましい。この様にショット・ピーニングを施す事によ
り、上記逃げ溝５３の表面部分に残留圧縮応力が存在す
る状態となる。この残留圧縮応力は、トロイダル型無段
変速機の運転時に上記逃げ溝５３部分に加わる引っ張り
応力を相殺して、この逃げ溝５３部分に亀裂等の損傷が
発生する事を防止できる。

【００３１】以上に述べた様に、上記各部１３、４９、
５３の表面硬度を高くする事の効果を知る為に行なった
実験（変速耐久試験）の結果を次の表１に、ローディン
グカム１０の芯部の硬度を抑えると共に上記逃げ溝５３
の表面にショット・ピーニングを施す事の効果を知る為
に行なった実験（最大負荷入力耐久試験）の結果を同じ
く表２に、それぞれ示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】これら表１、２のうち、表１から、前記各
部１３、４９、５３の表面硬度を高くする事により、こ
れら各部の耐摩耗性及び耐剥離性が向上する事が分る。
又、表２から、内部の硬度を抑える事により、破損に結
ぶ就く亀裂の発生を抑えられる事、逃げ溝５３の表面に
ショット・ピーニングを施す事でこの亀裂の発生をより
抑えられる事が分る。尚、表１、２中の各試験結果の欄
に記載したＨは、時間（ｈｏｕｒ）を表わしている。

【００３５】尚、上記逃げ溝５３の断面形状は、曲率半
径が１mm以上である円弧面とする事が好ましい。この理
由は、応力の集中を避けて、亀裂等の損傷を防止する為
である。同様の理由で、上記逃げ溝５３の表面粗さは、
２５Ｓ以下の平滑面にする事が好ましい。そして、この
逃げ溝５３の表面粗さを悪化させないように、ショット
・ピーニングに使用するメディアの径は、１mm以下であ
る事が好ましい。

【００３６】更に、前記カム面１３は、表面の硬度を H
Rc５８以上と高くするだけでなく、表面粗さが良好であ
る（平滑面である）事が好ましい。この為に、上記カム
面１３には、必要に応じて研磨処理を施す。又、このカ
ム面１３の凹凸のピッチを正確に等しくする事、方向を
放射方向に対して厳密に一致させる事も、トロイダル型
無段変速機の構成各部に無理な応力を生じさせず、良好
な伝達効率並びに耐久性を確保する上から好ましい。こ
の様な考慮が必要な事は、ローディングカム１０側に設
けるカム面１３に限らず、入力側ディスク２の外側面側
に設けるカム面１４の場合でも同様である。又、前記外
輪軌道４９の表面の硬度を確保する事と同様に、この外
輪軌道４９と対向して前記玉軸受５０を構成する内輪軌
道５１の表面の硬度を確保する事が、この玉軸受５０全
体としての耐久性確保の為には必要である。

【００３７】

【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機用ロー
ディングカムは、以上に述べた通り構成され作用する
為、各部の耐久性を向上させて、トロイダル型無段変速
機の性能向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来から知られている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２】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図３】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第１例
を示す断面図。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図。

【図５】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第２例
を示す部分断面図。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。

【図７】図６のＣ部拡大図。

【図８】ローディングカムを取り出して図７の右方から
見た図。

【図９】トロイダル型無段変速機の運転時に各部に加わ
る面圧及び応力の大きさを示す、図７と同様の図。

【符号の説明】

１入力軸２、２Ａ、２Ｂ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ローディングカム１１保持器１２ローラ１３、１４カム面１５、１５ａ入力軸１６ニードル軸受１７貫通孔１８係止溝１９止め輪２０、２０ａ鍔部２１、２１ａ出力歯車２２キー２３支持板２４円孔２５支持軸部２６枢支軸部２７ラジアルニードル軸受２８ラジアルニードル軸受２９スラスト玉軸受３０スラストニードル軸受３１外輪３２駆動ロッド３３駆動ピストン３４駆動シリンダ３５駆動軸３６ラジアル軸受３７ローディングナット３８皿板ばね３９ボールスプライン４０係止段部４１皿板ばね４２仕切壁４３玉軸受４４円輪部４５凸部４６凹部４７短円筒部４８内向鍔部４９外輪軌道５０玉軸受５１内輪軌道５２玉５３逃げ溝５４油孔５５突片５６駆動片５７通孔５８ローラ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤波誠神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者加藤寛神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに同心に且つ相対回転自在に配置さ
れた少なくとも１対のディスク同士の間に複数個のパワ
ーローラを挟持し、これら各パワーローラを介して一方
のディスクから他方のディスクに回転伝達を行なうと共
に、これら各パワーローラの傾斜角度を変える事によ
り、上記１対のディスク同士の間での変速比の変更を行
なうトロイダル型無段変速機に組み込み、回転伝達時に
上記１対のディスク同士を互いに近づける方向に押圧す
る押圧装置を構成する為、全体を円輪状とし、片側面の
外周側半部に円周方向に亙る凹凸であるカム面を、この
カム面の内周縁側に位置する上記片側面の直径方向中間
部には円環状の逃げ溝を、他側面の内周縁部にアンギュ
ラ型の外輪軌道を、それぞれ形成したトロイダル型無段
変速機用ローディングカムに於いて、上記カム面と逃げ
溝と外輪軌道との表面硬度は、それぞれ HRc５８以上で
あり、内部硬度は HRc５５以下である事を特徴とするト
ロイダル型無段変速機用ローディングカム。
【請求項２】逃げ溝の表面にショット・ピーニングを
施している、請求項１に記載したトロイダル型無段変速
機用ローディングカム。
【請求項３】直径方向中間部に内径側から外径側に向
けて潤滑油を流す為の油孔を、カム面の凹部の数と同じ
数だけ形成すると共に、これら各油孔の外径側をこのカ
ム面の凹部の底部近傍に整合する部分に開口させてい
る、請求項１〜２の何れかに記載したトロイダル型無段
変速機用ローディングカム。