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JP2000310308A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機

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Publication number
JP2000310308A
JP2000310308A JP11117982A JP11798299A JP2000310308A JP 2000310308 A JP2000310308 A JP 2000310308A JP 11117982 A JP11117982 A JP 11117982A JP 11798299 A JP11798299 A JP 11798299A JP 2000310308 A JP2000310308 A JP 2000310308A
Authority
JP
Japan
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main body
lubricating oil
inner peripheral
thrust
trunnion
Prior art date
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Granted
Application number
JP11117982A
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English (en)
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JP3823601B2 (ja
Inventor
Nobuo Goto
伸夫 後藤
Hiroshi Kato
寛 加藤
Masayoshi Shimizuya
雅由 清水屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP11798299A priority Critical patent/JP3823601B2/ja
Priority to US09/546,536 priority patent/US6368245B1/en
Priority to DE10018978A priority patent/DE10018978C2/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042Guidance of lubricant
    • F16H57/0427Guidance of lubricant on rotary parts, e.g. using baffles for collecting lubricant by centrifugal force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0487Friction gearings
    • F16H57/049Friction gearings of the toroid type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】保持器の潤滑油流路に加わる応力分布を軽減す
ることができ、耐久性と信頼性を向上できるトロイダル
型無段変速機を提供することにある。 【解決手段】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転がり軸受を複数の転動体23と、
この複数の転動体23を転動自在に保持する保持器21
から構成し、保持器21は、円輪状の主体22と、それ
ぞれがこの主体22と直径方向中間部に設けられ転動体
23を転動自在に保持する複数のポケット24と、これ
らポケット24を横切る状態で、主体の内周縁と外周縁
との間に、断面が単一円弧形の潤滑油流路25とから構
成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の転動体を
転動自在に保持する保持器を改良したトロイダル型無段
変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車用の変速機として、あるい
は各種産業機械用の変速機としてトロイダル型無段変速
機が使用されている。このトロイダル型無段変速機は、
例えば、実開平7−35847号公報等で知られてお
り、そのスラスト転がり軸受及びその潤滑装置部分を示
すと、図3に示すように構成されている。
【0003】すなわち、回転軸1の周囲にはそれぞれの
内周面同士を互いに対向させた入力ディスク2と出力デ
ィスク3がそれぞれ回転自在に支持されている。入力デ
ィスク2と出力ディスク3間には両ディスク2,3の中
心軸に対し捻れの位置にある枢軸(図示しない)を中心
として揺動するトラニオン4が設けられている。このト
ラニオン4には変位軸5が設けられ、この変位軸5の周
囲には入力ディスク2と出力ディスク3の間に挟持され
た状態で回転自在に支持されたパワーローラ6が設けら
れている。さらに、パワーローラ6とトラニオン4との
間には、このパワーローラ6に加わるスラスト方向の荷
重を支承するスラスト転がり軸受7が設けられている。
【0004】前記入力ディスク2と出力ディスク3の内
周面2a,3aはそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、
前記パワーローラ6の周面6aは球面状の凸面であり、
この周面6aと前記内周面2a,3aとが互いに当接し
ている。前記スラスト転がり軸受7は、複数の転動体8
と、この複数の転動体8を転動自在に保持する保持器9
を備えている。
【0005】保持器9は、円輪状の主体10と、それぞ
れがこの主体10と直径方向中間部に設けられ転動体8
を転動自在に保持する複数のポケット11とから構成さ
れている。さらに、これらポケット11を横切る状態
で、前記主体10の内周縁と外周縁との間に凹溝からな
る潤滑油流路12が設けられている。
【0006】従って、前述のように構成されたトロイダ
ル型無段変速機によれば、スラスト転がり軸受7を構成
する保持器9が軸方向に変位して、この保持器9の片面
とこの片面と対向する面とが密接した場合でも、各転動
体8を保持したポケット11内には十分な量の潤滑油が
潤滑油流路12を通じて流れる。この結果、スラスト転
がり軸受7の一部が著しく摩耗したり、あるいは焼き付
いたりする虞は無い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トロイ
ダル型無段変速機のパワーローラ軸受としてのスラスト
転がり軸受7は、トラクション接触を行う構成上、図3
に示すように、スラスト転がり軸受7と入力ディスク2
及び出力ディスク3の接触点(荷重点)は矢印で示す2
箇所のみとなり、しかも接触角αを持っている。このた
め、スラスト転がり軸受7の内輪7aはスラスト方向の
力を受けると同時に、円周上180°の対向位置でラジ
アル方向の分力も発生するので、円環状のスラスト転が
り軸受7をラジアル方向に圧縮する。
【0008】この圧縮により内輪7aは、図4のように
楕円形に変形する。また、動力伝達のため、トラクショ
ン接触部には図5に示すような接線方向の力2Ftが生
じる。この力はスラスト転がり軸受7を倒す傾向の力P
となり、力のアンバランスを生じさせる。
【0009】このような状態で使用されるスラスト転が
り軸受7の転動体8の公転速度は、図6に示すような分
布を示す。つまり、反2Ft方向の転動体8の公転速度
(矢印の長さは公転速度を示す)に対して2Ft方向の転
動体8の公転速度は低くなる。そのため、図7に示すよ
うに、転動体8と保持器9の接触荷重は、反2Ft方向で
は矢印(長さは接触荷重の大きさを示す)で示すように
転動体8は保持器9を回転方向に押す形となり、2Ft方
向では保持器9を回転方向とは逆の方向に押す形とな
る。そのため、ポケット11aには圧縮応力が、ポケッ
ト11bには引張り応力が加わることになり、保持器9
が1回転する間に1ポケット11が圧縮から引張りの両
振りの応力負荷を1サイクル受けることになる。
【0010】このような使用条件下で使用される保持器
9の潤滑油流路12が、図8に示すように、従来は凹溝
(略コ字状溝の両隅部を円弧Rとした形状)によって形
成されているため、ポケット11に引張り掛かった場
合、凹溝周辺の応力分布は、図9に示すようになり、隅
Rから溝底へのつなぎ部周辺に最大応力Xが加わり、こ
の部分より破損することがあった。
【0011】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、保持器の潤滑油流路
に加わる応力分布を軽減することができ、耐久性を向上
できるトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、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、それぞれの内周面
同士を互いに対向させた第1と第2のディスクと、前記
第1と第2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トラニオンと、このトラニオ
ンに設けられた変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在
に支持された状態で、前記第1と第2のディスクの間に
挟持されたパワーローラと、このパワーローラと前記ト
ラニオンとの間に設けられ、この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転がり軸受とを
備え、前記第1及び第2のディスクの内周面はそれぞれ
断面が円弧形の凹面であり、前記パワーローラの周面は
球面状の凸面であり、この周面と前記内周面とが互いに
当接しており、前記スラスト転がり軸受は、複数の転動
体と、この複数の転動体を転動自在に保持する保持器を
備えたトロイダル型無段変速機において、前記保持器
は、円輪状の主体と、それぞれがこの主体と直径方向中
間部に設けられ前記転動体を転動自在に保持する複数の
ポケットと、これらポケットを横切る状態で、前記主体
の内周縁と外周縁との間に設けられ、断面が単一円弧形
の潤滑油流路とからなることを特徴とする。
【0013】前記構成によれば、強制的に送り込まれた
潤滑油は保持器に設けられた潤滑油流路を通ってスラス
ト転がり軸受を潤滑することができ、また潤滑油流路
は、断面が単一円弧形であるため、潤滑油流路に発生す
る応力が軽減される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0015】図1及び図2は第1の実施形態を示し、従
来と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
図1(a)は保持器の平面図、(b)は(a)の矢印A
方向から見た側面図、図2は潤滑油流路に発生する応力
分布図である。
【0016】図1に示す保持器21は、従来の技術で述
べたように、トロイダル型無段変速機におけるパワーロ
ーラ6とトラニオン4との間に設けられたスラスト転が
り軸受7に設けられている。保持器21は、円輪状の主
体22と、それぞれがこの主体22と直径方向中間部に
設けられ、転動体23を転動自在に保持する複数のポケ
ット24とから構成されている。さらに、これらポケッ
ト24を横切る状態で、前記主体22の内周縁と外周縁
との間に潤滑油流路25が設けられている。
【0017】主体22の内周縁と外周縁に設けられた潤
滑油流路25は、断面が単一円弧形に形成されている。
すなわち、保持器21の主体22は従来と同一の肉厚T
であり、潤滑油流路25の溝底部間の距離tも従来と同
一であるが、潤滑油流路25の断面は、単一円弧R寸法
R3mm〜R10mm、溝底部間の距離tは少なくとも
3mm以上に形成されており、好ましくは単一円弧R寸
法R5mmに形成されている。
【0018】発明者の実験によれば、潤滑油流路25の
断面を、単一円弧R寸法R5mmにすると、潤滑油流路
25に発生する応力は約60%に低下することが分かっ
た。また、潤滑油流路25の断面積も従来の凹溝と同等
とすることができ、潤滑油流路25を流れる潤滑油の流
量は変わらない。
【0019】さらに、潤滑油流路25の単一円弧R寸法
を変えることにより、溝底部間の距離tを従来と同等か
それ以上に取ることも可能である。保持器21は外輪と
パワーローラ6との間に挟まれた形で設置されるため、
限られた寸法内に収めなければならないが、前述したよ
うに、潤滑油流路25の断面を単一円弧R寸法R3mm
〜R10mm、溝底部間の距離tは少なくとも3mm以
上であることが望ましい。
【0020】このように構成することによって、従来と
同様な使用条件下で使用される保持器21の潤滑油流路
25が単一円弧とすることにより、潤滑油流路25に発
生する応力分布は、図2に示すようになり、最大応力X
を軽減でき、潤滑油流路25からの破損を防止でき、耐
久性を向上できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、トロイダル型無段変速機における保持器を、円
輪状の主体と、この主体と直径方向中間部に設けられ転
動体を転動自在に保持する複数のポケットとからなり、
これらポケットを横切る状態で、主体の内周縁と外周縁
との間に、断面が単一円弧形の潤滑油流路を設けること
により、保持器の潤滑油流路に加わる応力分布を軽減す
ることができ、耐久性と信頼性を向上できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示し、(a)は保
持器の平面図、(b)は(a)の矢印A方向から見た側
面図。
【図2】同実施形態の潤滑油流路に発生する応力分布
図。
【図3】従来のトロイダル型無段変速機のスラスト転が
り軸受及び潤滑装置を示す縦断側面図。
【図4】同じく押し付け力による内輪の変形状態を示す
説明図。
【図5】同じくトラクション接触部に発生する接線方向
の力を示す説明図。
【図6】同じくスラスト転がり軸受の転動体の公転速度
を示す説明図。
【図7】同じくスラスト転がり軸受の転動体と保持器の
接触荷重を示す説明図。
【図8】同じく(a)は保持器の平面図、(b)は
(a)の矢印B方向から見た側面図。
【図9】同じく潤滑油流路に発生する応力分布図。
【符号の説明】
1…回転軸 2…入力ディスク 3…出力ディスク 4…トラニオン 5…変位軸 6…パワーローラ 7…スラスト転がり軸受 21…保持器 22…主体 23…転動体 24…ポケット 25…潤滑油流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水屋 雅由 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 Fターム(参考) 3J051 AA03 BA03 BB01 BE09 CB04 DA04 ED08 FA02 3J063 AA02 AB33 AC04 BA11 BB11 BB23 CA01 CB36 CD03 XD46 XD73 XE15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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、それぞれの内周面同士を互いに対
    向させた第1と第2のディスクと、前記第1と第2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
    て揺動するトラニオンと、このトラニオンに設けられた
    変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状
    態で、前記第1と第2のディスクの間に挟持されたパワ
    ーローラと、このパワーローラと前記トラニオンとの間
    に設けられ、この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転がり軸受とを備え、前記第1
    及び第2のディスクの内周面はそれぞれ断面が円弧形の
    凹面であり、前記パワーローラの周面は球面状の凸面で
    あり、この周面と前記内周面とが互いに当接しており、
    前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、この複数
    の転動体を転動自在に保持する保持器を備えたトロイダ
    ル型無段変速機において、 前記保持器は、円輪状の主体と、それぞれがこの主体と
    直径方向中間部に設けられ前記転動体を転動自在に保持
    する複数のポケットと、これらポケットを横切る状態
    で、前記主体の内周縁と外周縁との間に設けられ、断面
    が単一円弧形の潤滑油流路とからなることを特徴とする
    トロイダル型無段変速機。
JP11798299A 1999-04-26 1999-04-26 トロイダル型無段変速機 Expired - Fee Related JP3823601B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6800046B2 (en) 2000-09-19 2004-10-05 Nsk Ltd. Toroidal-type continuously variable transmission
US7033302B2 (en) * 2000-09-19 2006-04-25 Nsk Ltd. Toroidal-type continuously variable transmission
CN113090725A (zh) * 2019-06-20 2021-07-09 成都中良川工科技有限公司 一种回转传动装置及传动方法

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CN113090725B (zh) * 2019-06-20 2022-09-27 成都中良川工科技有限公司 一种回转传动装置及传动方法

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