JPH07239003A - パワーローラ用スラスト玉軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型軽量で優れた耐久性を有し、且つ伝達効
率の優れた構造を得る。 【構成】 外輪１７Ａの厚さ寸法を、外輪軌道１９を境
として、内周寄り部分２８で厚く、外周寄り部分２７で
薄くする。これにより、パワーローラ８Ａの周面８ａの
幅寸法を大きくでき、又、上記外輪１７Ａの曲げ応力に
対する強度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るパワーローラ用ス
ラスト玉軸受は、例えばトロイダル型無段変速機を構成
するパワーローラに加わるスラスト荷重を支承するのに
利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機、或は各種産業機械用の
変速機として、図３〜４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、前記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れ
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】各トラニオン６、６は、両端部外側面に前
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸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、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。

【０００４】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、ほぼ上
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、前記内側面２ａ、４ａに当接させて
いる。

【０００５】前記入力軸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、前記入力側ディスク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。前記カム板１０の片側面
（図３〜４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３〜４の右側面）にも、同様のカム面１４を形
成している。そして、前記入力軸１の中心に対して放射
方向の軸を中心とする複数個のローラ１２、１２を回転
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、１
２が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４
に押圧される。この結果、前記入力側ディスク２が前記
複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記
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、前記入力側ディスク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。

【０００７】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、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図３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、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、各パワー
ローラ８、８の周面８ａ、８ａが図４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、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３と図４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できる。

【０００９】図３〜４には、トロイダル型無段変速機の
基本構造のみを示しているが、自動車用変速機等として
より具体化した構造も、例えば実願昭６１−８７５２３
号（実開昭６２−１９９５５７号）のマイクロフィルム
に記載されている様に、従来から種々知られている。

【００１０】ところで、上述の様な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、８は、入力側デ
ィスク２及び出力側ディスク４からのスラスト荷重を受
けつつ、高速で回転する。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との間には、図５に
示す様にスラスト玉軸受１５を設けている。

【００１１】上記スラスト玉軸受１５は、内輪として機
能する上記パワーローラ８と、複数の玉１６、１６と、
これら複数の玉１６、１６を転動自在に保持する為の保
持器２０と、外輪１７とから構成されている。尚、上記
パワーローラ８、玉１６、１６、外輪１７は、それぞれ
軸受用鋼、或はセラミックにより形成されている。又、
上記パワーローラ８の軸方向片面（図５の上面）には内
輪軌道１８を、上記外輪１７の軸方向片面（図５の下
面）で上記内輪軌道１８と対向する部分には外輪軌道１
９を、それぞれ形成している。これら各軌道１８、１９
は、それぞれ断面が円弧形で全体が円環状とされてい
る。上記各玉１６、１６の転動面は、これら内輪軌道１
８と外輪軌道１９とに転接する。

【００１２】又、前記保持器２０は、金属或は合成樹脂
により円輪状に造られた主体２１を有する。この主体２
１の直径方向中間部で円周方向等間隔位置には円形のポ
ケット２２、２２を形成し、これら各ポケット２２、２
２に上記玉１６、１６を、１個ずつ、転動自在に保持し
ている。更に、外輪１７は、ニードル軸受、滑り軸受等
のスラスト軸受２３を介して、前記各トラニオン６の内
側面に突き当てられている。このスラスト軸受２３は、
上記外輪１７が前記トラニオン６に対し変位する事を許
容する。

【００１３】即ち、前記入力側、出力側両ディスク２、
４の振れ等に対して前記パワーローラ８を追従させるべ
く、前記変位軸７は、その基端部を上記トラニオン６に
回転自在に支持すると共に、その先端部をこの基端部対
し偏心させている。そして、この先端部に上記パワーロ
ーラ８を、回転自在に支持している。上記追従の際には
上記外輪１７がトラニオン６に対し変位するので、この
変位に要する力を低減し、パワーローラ８の相手部材に
対する追従性を向上させるべく、上記スラスト軸受２３
を設けている。

【００１４】トロイダル型無段変速機の運転時に、前記
スラスト玉軸受１５は、前記各パワーローラ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。この
際、上記スラスト玉軸受１５には、給油口２４を通じて
潤滑油を供給する。この様な役目を果たすスラスト玉軸
受１５を構成する外輪１７は従来、図６に示す様にその
厚さ寸法ｔを（外輪軌道１９部分を除き）、内周縁から
外周縁まで均一に形成していた。言い換えれば、上記外
輪軌道１９を形成した外輪１７の軸方向片面２５を、外
輪軌道１９を除いて軸と直交する単一平面としていた。
又、内輪として機能するパワーローラ８の軸方向片面２
６、即ち前記内輪軌道１８を形成した面も、内輪軌道１
８を除いて軸と直交する単一平面としていた。更に、保
持器２０の両側面も、上記両軸方向片面２５、２６と平
行な単一平面としていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際にトロ
イダル型無段変速機に組み込まれてパワーローラ８を支
承するスラスト玉軸受１５の場合には、十分な耐久性を
確保しつつ小型化を図る事が難しい。この理由は次の通
りである。

【００１６】上記スラスト玉軸受１５を介してパワーロ
ーラ８を支承する為のトラニオン６の幅寸法Ｗ（図５）
は、軽量化の為、或はこのトラニオン６の両側縁と入力
側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとの干
渉を防止する為、あまり大きくできない。従って、スラ
スト玉軸受１５の外輪１７の外径寸法Ｄが上記幅寸法Ｗ
よりも大きくなり、この外輪１７の一部外周寄り部分が
上記トラニオン６の両端縁からはみ出す。勿論、この一
部外周寄り部分は、トラニオン６と外輪１７との間に設
けるスラスト軸受２３からも直径方向外方にはみ出す。

【００１７】特に、外輪軌道１９の一部が上記スラスト
軸受２３よりも直径方向外方にはみ出した場合には、パ
ワーローラ８から玉１６、１６を介して上記外輪１７に
加えられるスラスト荷重に基づき、この外輪１７に大き
な曲げ応力が加わる。この様な曲げ応力に拘らず、上記
外輪１７の耐久性を確保する為には、この外輪１７の厚
さ寸法ｔを大きくしなければならない。

【００１８】ところが、単に外輪１７の厚さ寸法ｔを大
きくしただけでは、この外輪１７及びパワーローラ８を
含んだパワーローラ用スラスト玉軸受の高さ寸法Ｈが大
きくなる。高さ寸法Ｈの増大は、トロイダル型無段変速
機の大型化と重量増大とに結び付く為、好ましくない。
又、上記高さ寸法Ｈを一定にしたまま、上記厚さ寸法ｔ
を増大させると、その分パワーローラ８の厚さ寸法が小
さくなり、このパワーローラ８の周面８ａの幅寸法が小
さくなってしまう。この周面８ａは、上記内側面２ａ、
４ａとの間で動力の伝達を行なう、所謂トラクション面
として機能するものであり、この様な周面８ａの幅寸法
の減少は、動力の伝達効率の低下に結び付く為、やはり
好ましくない。本発明のパワーローラ用スラスト玉軸受
は、この様な事情に鑑みて発明したものである。

【００１９】

【課題を解決する為の手段】本発明のパワーローラ用ス
ラスト玉軸受は、前述した従来のパワーローラ用スラス
ト玉軸受と同様に、トロイダル型無段変速機に組み込ま
れたパワーローラの軸方向片面に形成された円環状の内
輪軌道と、上記パワーローラと同心に配置された外輪
と、この外輪の軸方向片面で上記内輪軌道と対向する部
分に形成された円環状の外輪軌道と、上記内輪軌道と外
輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の玉とを備え
ている。

【００２０】特に、本発明のパワーローラ用スラスト玉
軸受に於いては、上記外輪の軸方向片面は、外輪軌道よ
り内周寄り部分が外輪軌道より外周寄り部分より軸方向
内側に位置し、上記パワーローラの軸方向片面は、内輪
軌道より外周寄り部分が内輪軌道より内周寄り部分より
軸方向内側に位置する。

【００２１】

【作用】上述の様に構成される本発明のパワーローラ用
スラスト玉軸受の場合には、スラスト玉軸受全体として
の高さ寸法を大きくする事なく、或はパワーローラの周
面の幅寸法を大きくでき、又、スラスト荷重に基づく曲
げ応力に対する外輪の強度向上を図れる。従って、トロ
イダル型無段変速機の伝達効率の確保と、小型軽量化
と、耐久性確保とを同時に図れる。

【００２２】

【実施例】図１は、本発明の第一実施例を示している。
尚、パワーローラ用スラスト玉軸受の大きさは、トロイ
ダル型無段変速機により伝達すべき動力の大きさにより
多少相違する。

【００２３】パワーローラ８Ａは、軸方向片面２６ａに
円環状の内輪軌道１８を有する。又、上記パワーローラ
８Ａと同心に配置された外輪１７Ａは、軸方向片面２５
ａの一部で上記内輪軌道１８と対向する部分に、円環状
の外輪軌道１９を有する。そして、これら内輪軌道１８
と外輪軌道１９との間に複数の玉１６、１６を、転動自
在に設けている。

【００２４】上記外輪１７Ａの軸方向片面２５ａには、
上記外輪軌道１９部分を境に段差を設けている。そし
て、この段差により外輪１７Ａの軸方向片面２５ａは、
外輪軌道１９より内周寄り部分２８が外輪軌道１９より
外周寄り部分２７より軸方向内側即ち軸受内側に位置し
ている。

【００２５】一方、上記パワーローラ８Ａの軸方向片面
２６ａには、やはり上記内輪軌道１８を境に段差を設け
ている。上記両軸方向片面２５ａ、２６ａ同士の距離
は、直径方向内側から直径方向外側にまでほぼ均一とし
ている。即ち、パワーローラ８Ａの軸方向片面２６ａ
は、内輪軌道より外周寄り部分４０が内輪軌道より内周
寄り部分４１より軸方向内側即ち軸受内側に位置する。

【００２６】更に、上記複数の玉１６、１６を転動自在
に保持する為の保持器１１Ａの軸方向両側面には、ポケ
ット２２、２２形成部分を境として段差を設けている。
即ち、この保持器１１Ａの外周寄り部分２９を外輪１７
Ａ側に、内周寄り部分３０をパワーローラ８Ａ側に、互
いにオフセットさせている。従って、保持器１１Ａを特
に薄肉にしなくても、この保持器１１Ａとパワーローラ
８Ａ及び外輪１７Ａの軸方向片面２６ａ、２５ａとの干
渉を防止できる。

【００２７】上述の様に構成される本発明のパワーロー
ラ用スラスト玉軸受の場合には、スラスト玉軸受全体と
しての高さ寸法Ｈを大きくしたり、或はパワーローラ８
Ａの周面８ａの幅寸法を小さくする事なく、スラスト荷
重に基づく曲げ応力に対する外輪１７Ａの強度向上を図
れる。

【００２８】即ち、トロイダル型無段変速機の運転時、
複数の玉１６、１６から外輪１７Ａに加えられたスラス
ト荷重に基づいてこの外輪１７Ａには、曲げ応力が加わ
る。この曲げ応力は、外輪軌道１９とスラスト軸受２３
との間の内周寄り部分２８に加わるが、本発明のパワー
ローラ用スラスト玉軸受の場合には、この内周寄り部分
２８の外輪１７Ａの厚さ寸法Ｔ₂₈を十分に確保できる。
従って、トロイダル型無段変速機の運転時に繰り返し加
わる曲げ応力に拘らず、上記外輪１７Ａに亀裂等の損傷
が発生しにくくなって、この外輪１７Ａの耐久性向上を
図れる。

【００２９】又、上記外輪１７Ａの外周寄り部分２７に
は、特に曲げ応力が加わらない為、この外周寄り部分２
７の外輪厚さ寸法Ｔ₂₇を大きくする必要はない（小さく
できる）。従って、上記パワーローラ８Ａの外周部分の
厚さ寸法を確保又は大きくして、このパワーローラ８Ａ
の周面８ａの幅寸法を十分に確保できる。この結果、こ
の周面８ａと入力側、出力側、両ディスク２、４の内側
面２ａ、４ａとの接触面積を十分に確保又は大きくし
て、トロイダル型無段変速機の伝達効率の確保を図れ
る。

【００３０】次に、図２は本発明の第二実施例を示して
いる。本実施例の場合には、パワーローラ８Ｂの軸方向
片面２６ｂを円錐凹面とし、外輪１７Ｂの軸方向片面２
５ｂを円錐凸面としている。又、保持器１１Ｂの形状
も、これら両片面２６ｂ、２５ｂの形状に合わせて、円
錐面状に傾斜させている。即ち、外輪の軸方向片面２５
ｂは、外輪軌道より内周寄り部分２８ａが外輪軌道より
外周寄り部分２７より軸方向内側即ち軸受内側に位置
し、又パワーローラの軸方向片面２６ｂは、内輪軌道よ
り外周寄り部分４０が内輪軌道より内周寄り部分４１よ
り軸方向内側即ち軸受内側に位置する。従って、トラク
ション面として機能するパワーローラ８Ｂの周面８ａの
幅寸法を十分に確保又は大きくしつつ、内周寄り部分２
８ａの外輪１７Ｂ厚さ寸法Ｔ_28a を大きくして、この外
輪１７Ｂの強度向上を図れる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のパワーローラ用スラスト玉軸受
は、以上に述べた通り構成され作用する為、外輪の強度
を向上させ、スラスト荷重に基づく曲げ応力に拘らず、
この外輪の耐久性を十分に確保できる。又、小型軽量で
動力の伝達効率が良いトロイダル型無段変速機を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。

【図２】同第二実施例を示す断面図。

【図３】スラスト玉軸受を組み込んだトロイダル型無段
変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面
図。

【図４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図５】スラスト玉軸受並びにその潤滑装置部分の断面
図。

【図６】スラスト玉軸受のみを取り出して示す断面図。

【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、８Ａ、８Ｂ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１、１１Ａ、１１Ｂ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５ スラスト玉軸受 １６ 玉 １７、１７Ａ、１７Ｂ 外輪 １８ 内輪軌道 １９ 外輪軌道 ２０ 保持器 ２１ 主体 ２２ ポケット ２３ スラスト軸受 ２４ 給油孔 ２５、２５ａ、２５ｂ 軸方向片面 ２６、２６ａ、２６ｂ 軸方向片面 ２７ 外周寄り部分 ２８、２８ａ 内周寄り部分 ２９ 外周寄り部分 ３０ 内周寄り部分 ４０ 外周寄り部分 ４１ 内周寄り部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トロイダル型無段変速機に組み込まれた
   パワーローラの軸方向片面に形成された円環状の内輪軌
   道と、上記パワーローラと同心に配置された外輪と、こ
   の外輪の軸方向片面で上記内輪軌道と対向する部分に形
   成された円環状の外輪軌道と、上記内輪軌道と外輪軌道
   との間に転動自在に設けられた複数の玉とを備えたパワ
   ーローラ用スラスト玉軸受に於いて、上記外輪の軸方向
   片面は、外輪軌道より内周寄り部分が外輪軌道より外周
   寄り部分より軸方向内側に位置し、上記パワーローラの
   軸方向片面は、内輪軌道より外周寄り部分が内輪軌道よ
   り内周寄り部分より軸方向内側に位置する事を特徴とす
   るパワーローラ用スラスト玉軸受。