JPH09324841A

JPH09324841A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JPH09324841A
Application number: JP14173996A
Authority: JP
Inventors: Ken Yamamoto; 建山本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】入出力軸の軸受による損失トルクを全回転域
で低減する。【解決手段】入出力ディスクの対向面にそれぞれ形成
されたトロイド状の溝に挟持されるパワーローラと、入
力軸１４及び出力歯車２６をケーシング６７の内部にそ
れぞれ軸支する入力側軸受手段及び出力側軸受手段は、
テーパーローラ軸受１、２と、転動体と外輪及び内輪の
接触角が等しいスラストニードル軸受とを直列的に配設
し、フリクショントルクの大小に応じて選択的に回転す
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、車両等に用いられ
るトロイダル型無段変速機の入出力軸の軸受の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル型無段変速機の入出力軸を支
持する構造としては、特開昭６３−１３０９５３号公報
に示すようなものが知られている。

【０００３】これは、一対の入力ディスクと出力ディス
クとの間に挟持されたパワーローラの傾転角に応じた変
速比で、入力軸から出力軸（又は出力歯車）へ駆動力を
伝達する場合、入出力軸の支持にスラスト方向の挟持圧
力とラジアル荷重を支持するアンギュラボール軸受を採
用したものである。

【０００４】トロイダル型無段変速機では、パワーロー
ラの滑りによる伝達トルクの損失を防ぐため、パワーロ
ーラと入出力ディスクを大きな力で押圧して接触面圧
（圧力）を高く保持し、さらに、圧力−粘度指数αの高
いオイル、例えばトラクションオイルを用いているが、
入出力軸の支持を行うアンギュラボール軸受のボール
は、軸受の回転に伴ってスピンが発生し、パワーローラ
を挟持押圧する反力によってアンギュラボール軸受に加
わるスラスト方向の力は非常に大きく、アンギュラボー
ル軸受のボールと溝の接触面圧も非常に高くなって、例
えば１GPaを超え、このような高圧ではトラクションオ
イルが上記したように半固体状となり、ここで、ボール
のスピンが発生すると損失トルクは増大しトロイダル型
無段変速機の効率を低下させるという問題があった。

【０００５】そこで、本願出願人は、特願平７−１５３
４４２号として、アンギュラボール軸受に代わってテー
パーローラ軸受を採用したトロイダル型無段変速機を提
案した。

【０００６】これについて説明すると、図６に示すよう
に、トロイダル状の溝を対向面に備えた入力ディスク１
８、出力ディスク２０を入力軸１４と同軸上に配設した
もので、入力ディスク１８及び出力ディスク２０に押圧
される一対のパワーローラ２２、２２の傾斜角を変更す
ることで任意の変速比を無段階に設定可能とするもので
ある。

【０００７】入力ディスク１８は、カムローラ７９、カ
ムフランジ７７を介して入力軸１４とほぼ一体となって
回転し、入力軸１４は基端側（図中右側）の端部に設け
たテーパーローラ軸受１と、カムフランジ７７側の端部
に設けたニードル軸受６６によってケーシング６７で回
転自在に支持される。

【０００８】一方、出力ディスク２０は背面（図中右
側）側で出力歯車２６に結合されて入力軸１４と相対回
転自在に軸支されるもので、出力ディスク２０の内周と
入力軸１４との間に介装したニードル軸受７３と、出力
歯車２６とケーシング６７との間に介装されたテーパー
ローラ軸受２によって回転自在に支持される。

【０００９】入力軸１４を軸支するテーパーローラ軸受
１と、出力軸を構成する出力歯車２６を軸支するテーパ
ーローラ軸受２は外輪５、６をスナップリング９を介し
て当接しており、入力軸側のテーパーローラ軸受１はパ
ワーローラ２２方向へのスラスト荷重を支持するよう
に、テーパーローラ７の小径部をパワーローラ２２へ向
けて配設される一方、出力軸側のテーパーローラ軸受２
は皿バネ７０側へ向かうスラスト荷重を支持するよう
に、テーパーローラ８の小径部を皿バネ７０へ向けて配
設される。

【００１０】パワーローラ２２を入力ディスク１８と出
力ディスク２０で挟持する軸方向の圧力は、入力軸１４
の基端側に設けた皿バネ７０と、入力軸１４の左端側に
設けたカムローラ７９によって発生される。

【００１１】皿バネ７０は、入力軸１４を軸支するテー
パーローラ軸受１のスペーサ６８と、入力軸１４の基端
側に締結されたローディングナット６９との間に介装さ
れ、フランジ部６８ａを介してスペーサ６８を図中左方
へ付勢する。

【００１２】さらに、スペーサ６８と入力軸１４は軸方
向の変位を許容されるため、入力軸１４は皿バネ７０の
反力で図中右側へ付勢されて、パワーローラ２２を挟持
する初期荷重を得る。

【００１３】そして、入力軸１４の図中左端部に設けた
カムフランジ７７と入力ディスク１８との間には、入力
軸１４の回転に応じて入力ディスク１８を図中右側へ付
勢する推力を発生するカムローラ７９が介装される。

【００１４】このため、パワーローラ２２は皿バネ７０
による初期荷重と、カムローラ７９が発生する軸方向の
推力によって入力ディスク１８と出力ディスク２０に挟
持押圧されて滑ることなく回転し、入力ディスク１８か
らのトルクを出力ディスク２０へ伝達し、入力軸１４及
び出力歯車２６を軸支するテーパーローラ軸受１、２
は、スペーサ９を介して外輪５、６同志を相互に軸方向
へ押圧してパワーローラ２２の挟持圧力を支持するとと
もに、それぞれラジアル方向の荷重を支持している。

【００１５】なお、パワーローラ２２は軸回りに回転可
能なトラニオン８３に設けた偏心軸８０よって回転自在
に支持されており、トラニオン８３の軸方向（図中紙面
の貫通方向）の変位に応じて傾転し、入力ディスク１８
と出力ディスク２０との接触半径を変更することで変速
比を連続的に変更する。

【００１６】入出力軸をテーパーローラ軸受１、２で支
持することにより、図７に示すように、例えば出力軸側
のテーパーローラ軸受２では、内輪４と外輪６とテーパ
ーローラ８は軌道面４０、６０で接触し、テーパーロー
ラ８の回転軸Ｏ_Bの延長線と、軌道面４０、６０の延長
線Ｌ₁、Ｌ₂は軸受の回転軸Ｏ_A上の一点で交わるため、
上記アンギュラボール軸受のようなスピンの発生を防い
で、無段変速機の損失トルク低減する。なお、図中γ、
γ₁、γ₂はテーパーローラ８、軌道面４０、６０の接触
角を示し、図示はしないが、入力側のテーパーローラ軸
受１も同様に構成される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なトロイダル型無段変速機では、図７に示すように、テ
ーパーローラ８の内輪４と外輪６の接触角γ₁、γ₂が異
なるため、テーパーローラ８には大径部８ｂが内輪４の
大つば４１へ向かう分力が発生し、この大径部８ｂが大
つば４１と接触して滑ることによりこの分力を支持して
おり、上記アンギュラボール軸受のようなスピンがない
ため、テーパーローラ８の転がりによる損失トルクはア
ンギュラボール軸受に比して小さく、大つば４１とテー
パーローラ８の大径部８ｂの間に充分な油膜が形成され
ていれば摩擦係数及び損失トルクを小さくすることがで
きるのである。

【００１８】しかしながら、このような従来のトロイダ
ル型無段変速機においては、入出力軸を軸支するテーパ
ーローラ軸受のフリクショントルクは、「ベアリング
エンジニアＮｏ．５２」（１９８５年ＮＴＮ株式会
社発行）第１０１頁〜１０７頁にも開示されるよう
に、図８のグラフにおいて、テーパーローラ８と内外輪
４、６の軌道面４０、６０との間に発生する転がり摩擦
トルクＭｒと、大つば４１とテーパーローラ８の大径部
８ｂとの間に発生する滑り摩擦トルクＭｓとの和であ
り、転がり摩擦トルクＭｒは回転数の増大に応じて上昇
するが、滑り摩擦トルクＭｓは油膜が薄く金属接触とな
る低回転域（３０ｒｐｍ以下）では大きく、回転数の増
大に応じて減少する特性を有しており、さらに、図９の
ように、アキシャル（以下、スラストとする）荷重の大
きさに比例してテーパーローラ軸受のフリクショントル
クは増大するため、無段変速機の入出力軸を支持する場
合には、上記したようにパワーローラ２２を挟持押圧す
るための大きなスラスト荷重が加わるため、低回転域で
のフリクショントルクが大きくなって、無段変速機の低
回転域での損失トルクが増大するという問題があった。

【００１９】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、トロイダル型無段変速機の全回転域におい
て入出力軸の軸受による損失トルクを低減して、動力伝
達効率を向上させることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力軸に
結合された入力ディスクと、出力軸に結合された出力デ
ィスクと、これら入出力ディスクの対向面にそれぞれ形
成されたトロイド状の溝に挟持されるパワーローラと、
前記入力軸及び出力軸をケーシングの内部にそれぞれ軸
支する入力側軸受手段及び出力側軸受手段とを備えたト
ロイダル型無段変速機において、前記入力側軸受手段及
び出力側軸受手段のうちの少なくとも一方は、テーパー
ローラ軸受と、転動体と外輪及び内輪の接触角が等しい
第２の軸受とを直列的に配設する。

【００２１】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２の軸受が、スラストニードル軸受で構成
される。

【００２２】また、第３の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２の軸受が、アンギュラボール軸受で構成
される。

【００２３】

【作用】したがって、第１の発明は、入力側軸受手段及
び出力側軸受手段にはパワーローラの挟持圧力に応じた
スラスト荷重が加わるが、これら軸受手段のうちの少な
くとも一方には、転動体にスピンを発生することのない
テーパーローラ軸受と、転動体と外輪及び内輪の接触角
が等しい第２の軸受が直列的に配設されてスラスト荷重
を支持する。テーパーローラ軸受は、フリクショントル
クのうち、低回転域では潤滑油膜が薄く、つば部と転動
体との接触による滑りのフリクショントルクが支配的
で、かつ、大きくなるが、回転数の上昇に応じて前記滑
りのフリクショントルクは低減する。それに伴い、高回
転域では転動体の転がりによるフリクショントルクが支
配的になるが、前述したように、テーパーローラ軸受
は、転動体の転がりがスピンを伴わないため、小さなフ
リクショントルクとなる。これに対して、第２軸受は各
接触角が等しく滑りを発生しないため、低回転域でもフ
リクショントルクが過大になることはない。ただし、転
動体はスピンを伴って転がるため、この転がりによるフ
リクショントルクは、前記テーパーローラ軸受の転がり
によるフリクショントルクよりも大きな値となる。した
がって、低回転域では、第２軸受の方がテーパーローラ
軸受よりもフリクショントルクが小さいため、この第２
軸受のみが回転してスラスト荷重を受けるが、回転数が
増大すると各接触角が等しい第２軸受は、転動体のスピ
ンによってフリクショントルクがテーパーローラ軸受の
フリクショントルクよりも大きくなるため、テーパーロ
ーラ軸受のみが回転してスラスト荷重を支持することが
でき、フリクショントルクの大きさに応じて、テーパー
ローラ軸受と第２軸受が選択的に回転することで、低回
転域でのフリクショントルクの上昇を防ぎながら、入出
力軸を円滑に軸支することができる。

【００２４】また、第２の発明は、前記第１の発明と同
様に、低回転域では、相対的にフリクショントルクが小
さくなるスラストニードル軸受のみが回転することで入
出力軸に加わるスラスト荷重を支持する一方、回転数が
上昇すると相対的にフリクショントルクが小さくなるテ
ーパーローラ軸受のみが回転することでスラスト荷重を
支持し、低回転域でのフリクショントルクの上昇を防ぎ
ながら、入出力軸を円滑に軸支することができる。

【００２５】また、第３の発明は、前記第１の発明と同
様に、低回転域では相対的にフリクショントルクが小さ
くなるアンギュラボール軸受のみが回転することで入出
力軸に加わるスラスト荷重を支持する一方、回転数が上
昇すると相対的にフリクショントルクが小さくなるテー
パーローラ軸受のみが回転することでスラスト荷重を支
持し、低回転域でのフリクショントルクの上昇を防ぎな
がら、入出力軸を円滑に軸支することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２７】図１、図２は、前記従来例の図６に示した
トロイダル型無段変速機に本発明を適用した場合を示
し、前記テーパーローラ軸受１、２にスラスト荷重を受
けるスラストニードル軸受をそれぞれ配設したもので、
その他は前記従来例とほぼ同様であり、同一のものに同
一の符号を付して重複説明を省略する。

【００２８】入力軸１４を支持するテーパーローラ軸受
１と出力軸側の出力歯車２６を軸支するテーパーローラ
軸受２は外輪５、６をスナップリング９を介して当接す
る。

【００２９】テーパーローラ軸受１の内輪３は、入力軸
１４と回転方向で結合したスペーサ６８との間に介装し
たスラストニードル軸受１１とラジアルニードル軸受１
５により相対回転可能に支持され、テーパーローラ軸受
２の内輪４は出力歯車２６との間に介装したスラストニ
ードル軸受１２とラジアルニードル軸受１６により相対
回転可能に支持される。

【００３０】すなわち、図２に示すように、入力軸１４
を軸支するテーパーローラ軸受１では、皿バネ７０から
の初期荷重を伝達するスペーサ６８が、径方向に突出し
たフランジ部６８ａと、出力歯車２６側へ突出した円筒
部６８ｂから構成され、この円筒部６８ｂの外周とテー
パーローラ軸受１の内輪３の内周との間にラジアルニー
ドル軸受１５を介装する一方、相互に対向するフランジ
部６８ａの端面６８ｄと内輪３の端面３ａとの間に、転
動体と外輪及び内輪の接触角が等しい第１軸受としてス
ラストニードル軸受１１を介装する。

【００３１】これらテーパーローラ軸受１及びスラスト
ニードル軸受１１は、後述するように、フリクションに
応じて選択的に回転して皿バネ７０が付与する初期荷重
に応じたスラスト荷重を受けるもので、ラジアルニード
ル軸受１５は、スペーサ６８と内輪３との軸方向への微
小な相対変位を吸収しながらラジアル荷重のみを支持す
る。

【００３２】なお、スペーサ６８と入力軸１４の結合
は、入力軸１４に形成した溝１４ｂと円筒部６８ｂの内
周に形成した溝６８ｃに係合したボール１００によって
回転方向で結合する一方、軸方向への微小な相対変位を
許容している。同様に、入力ディスク１８と入力軸１４
の結合も、図１のように、入力軸１４に形成した溝と入
力ディスク１８の内周に形成した溝に係合したボール１
０１によって回転方向で結合する一方、軸方向への微小
な相対変位を許容している。

【００３３】一方、出力軸（出力歯車２６）を支持する
テーパーローラ軸受２の内輪４は、図２のように、出力
歯車２６から皿バネ７０側へ突出した円筒部２６ａの外
周と内輪４の内周との間にラジアル荷重のみを支持する
ニードルローラ軸受１６が介装される一方、相互に対向
する出力歯車２６の側面２６ｂと内輪４の外径が大きい
側の端面４ａとの間に、転動体と外輪及び内輪の接触角
が等しい第２軸受としてスラストニードル軸受１２を介
装し、これらテーパーローラ軸受２及びスラストニード
ル軸受１２は、後述するように、フリクションに応じて
選択的に回転してカムローラ７９が付与する推力に応じ
たスラスト荷重を受けるもので、ラジアルニードル軸受
１６は、出力歯車２６と内輪４との軸方向への微小な相
対変位を吸収しながらラジアル荷重のみを支持する。

【００３４】ここで、前記従来例と同様に、入力軸側テ
ーパーローラ軸受１はパワーローラ２２方向へのスラス
ト荷重を支持するように、テーパーローラ７の小径部を
パワーローラ２２へ向けて配設される一方、出力軸側テ
ーパーローラ軸受２は皿バネ７０側へ向かうスラスト荷
重を支持するように、テーパーローラ８の小径部を皿バ
ネ７０へ向けて配設される。

【００３５】そして、出力歯車２６側のテーパーローラ
軸受２は、図３にも示すように、テーパーローラ８の大
径部８ｂが出力歯車２６側の内輪４に突設された大つば
４１と摺接する一方、小径部８ａ側の内輪４にはテーパ
ーローラ８の脱落を防ぐ小つば４２が突設され、内輪軌
道面４０及び外輪軌道面６０の内径は小径部８ａ側で小
となり、前記従来例の図７と同様に、入力軸１４及び出
力歯車２６と同軸の内輪４及び外輪６の回転軸Ｏ_Aに対
して、テーパーローラ８の自転軸Ｏ_Bが所定の接触角γ
で傾斜しており、自転軸Ｏ_Bの延長線は軌道面４０、６
０の延長線Ｌ₁、Ｌ₂と一点で交わって、スピンを発生す
ることなくスラスト荷重及びラジアル荷重を同時に支持
する。なお、図示はしないが入力軸１４を軸支するテー
パーローラ軸受１も同様であり、これらテーパーローラ
軸受１、２にはそれぞれリテーナ１ａ、２ａが介装され
て、転動体は所定の円周上を転動する。

【００３６】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００３７】パワーローラ２２を挟持押圧するスラスト
荷重の反力を受ける入出力軸は、内輪３、４を介して直
列的に配列されたテーパーローラ軸受１、２及びスラス
トニードル軸受１１、１２によって支持される。

【００３８】ここで、テーパーローラ軸受１、２のフリ
クションは、前記従来例の図８、図９のように、テーパ
ーローラ７、８と内輪３、４の大つば３１、４１との間
の潤滑油が不足して金属接触となる低回転域（例えば、
３０ｒｐｍ以下）では、滑り摩擦トルクが大きく、回転
数の上昇に応じて、滑り摩擦トルクは減少して転がり摩
擦トルク未満となる。つまり、高回転域では転がり摩擦
トルクの方が支配的となる。

【００３９】一方、転動体と内輪及び外輪の接触角が等
しいスラストニードル軸受１１、１２のフリクション特
性は、図４に示すように、所定の回転数Ｎ₁までは、フ
リクショントルクはテーパーローラ軸受１、２よりも小
さいＴ₀未満であるが、所定回転数Ｎ₁を超えるとテーパ
ーローラ軸受１、２よりも大きくなる。

【００４０】すなわち、スラストニードル軸受１１、１
２は転動体であるニードルと外輪及び内輪の接触角が等
しく、テーパーローラ軸受のように滑りを生じるつば部
を持たないため、低回転高荷重時であっても特にフリク
ショントルクが増大することはなく、基本的に、転動体
であるニードルの転がりによる摩擦トルクによってフリ
クショントルクが決定する。但し、前記ニードルは転動
する際にスピンを伴うため、転動時にスピンを伴わない
前記テーパーローラ７、８の転がり摩擦トルクよりは大
きな値となる。したがって、図４において、フリクショ
ントルクがＴ₀となる回転数Ｎ₁を境にして、テーパーロ
ーラ軸受１、２とスラストニードル軸受１１、１２のフ
リクショントルクの大小関係は逆転する。

【００４１】いま、出力歯車２６を軸支するテーパーロ
ーラ軸受２及びスラストニードル軸受１２について考え
ると、図３に示すように、出力歯車２６側からはパワー
ローラ２２の挟持圧力に応じたスラスト荷重Ｆａを受け
ており、出力歯車２６が停止状態から回転を開始する
と、テーパーローラ軸受２の内輪４を回そうとするトル
クは、スラストニードル軸受１２の損失トルク（フリク
ショントルク、以下同様）Ｔ₁である。なお、スラスト
ニードル軸受１２の内輪、外輪は、それぞれ出力歯車２
６の側面２６ｂ及び内輪４の端面４ｂが相当する。

【００４２】スラストニードル軸受２の損失トルクＴ₁
がテーパーローラ軸受２の損失トルクＴ₂よりも小さい
場合（図４の回転数Ｎ₁未満の区間）では、スラストニ
ードル軸受１２のみが回転してテーパーローラ軸受２は
回転せず、スラスト荷重はスラストニードル軸受１２
で、ラジアル荷重はラジアルニードル軸受１６でそれぞ
れ支持される。

【００４３】一方、回転数が所定値Ｎ₁を超えて、スラ
ストニードル軸受１２の損失トルクＴ₁が、テーパーロ
ーラ軸受２の損失トルクＴ₂よりも大きい場合には、テ
ーパーローラ軸受２のみが回転してスラスト荷重及びラ
ジアル荷重が支持される。

【００４４】したがって、直列的に配設されたスラスト
ニードル軸受１２とテーパーローラ軸受２のフリクショ
ントルクの総合的な特性は、図４の実線に示すように、
スラストニードル軸受１２の損失トルクＴ₁＜テーパー
ローラ軸受２の損失トルクＴ₂となる回転数Ｎ₁未満の低
回転域では、テーパーローラ軸受２が停止してスラスト
ニードル軸受１２のみが回転することでスラスト荷重を
支持する一方、テーパーローラ軸受２の損失トルクＴ₂
＜スラストニードル軸受１２の損失トルクＴ₁となる回
転数Ｎ₁以上の回転域ではスラストニードル軸受１２が
停止してテーパーローラ軸受２のみが回転することでス
ラスト荷重を支持することになる。なお、図示はしない
が、入力軸１４を軸支するテーパーローラ軸受１及びス
ラストニードル軸受１１についても同様である。

【００４５】こうして、テーパーローラ軸受１，２の損
失トルクＴ₂が極端に大きくなる入出力軸の低回転域で
は、スラストニードル軸受１１、１２のみが回転してス
ラスト荷重を支持する一方、スラストニードル軸受１
１、１２の損失トルクＴ₁よりも損失トルクＴ₂の方が小
さくなる所定の回転数Ｎ₁以上では、テーパーローラ軸
受１、２のみが回転することにより選択的にスラスト荷
重を支持することができ、前記従来例のような低回転域
での極端な損失トルクの増大を防ぐことができ、全回転
域で無段変速機の動力伝達効率を向上させることが可能
となるのである。

【００４６】図５は第２の実施形態を示し、前記第１実
施形態のスラストニードル軸受１１、１２を、それぞれ
アンギュラボール軸受１１０、１２０に置き換えたもの
で、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。

【００４７】相互に対向するテーパーローラ軸受１の内
輪３とスペーサ６８のフランジ部６８ａには、アンギュ
ラボール軸受１１０の内輪３ａ’と外輪６８ａ’がそれ
ぞれ形成され、これら内輪３ａ’及び外輪６８ａ’と接
触角が等しいボール１１１が介装されてスラスト及びラ
ジアル荷重を支持する。なお、アンギュラボール軸受１
１０の採用によって、前記第１実施形態のラジアルニー
ドル軸受１５は省略した。

【００４８】同様に出力軸側では、相互に対向するテー
パーローラ軸受２の内輪４のと出力歯車２６には、アン
ギュラボール軸受１２０の内輪４ａ’と外輪２６ｂ’が
それぞれ形成され、これら内輪４ａ’及び外輪２６ｂ’
と接触角が等しいボール１２１が介装されてスラスト及
びラジアル荷重を支持し、アンギュラボール軸受１２０
の採用によって、前記第１実施形態のラジアルニードル
軸受１６は省略した。

【００４９】この場合も、前記第１実施形態と同様に、
転動体が転がる際にスピンを発生するが、つばを持たな
いアンギュラボール軸受１１０、１２０の損失トルクは
低回転域でも過大になることはなく、低回転域ではアン
ギュラボール軸受１１０、１２０のみが回転し、損失ト
ルクの大小関係が逆転する所定の回転数以上ではテーパ
ーローラ軸受１、２のみが回転してパワーローラ２２を
挟持押圧する大きなスラスト荷重を支持することがで
き、全回転域で無段変速機の動力伝達効率を向上させる
ことが可能となるのである。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、テー
パーローラ軸受は、低回転域ではつば部と転動体との接
触によってフリクショントルクが大きくなるが、回転数
の上昇に応じてフリクショントルクは低減する。これに
対して、第２軸受は各接触角が等しくつば部を持たない
ため、このつば部での滑りが発生せず、低回転域でもフ
リクショントルクが過大となることはない。したがっ
て、低回転域では、第２軸受の方がテーパーローラ軸受
よりもフリクショントルクが小さいため、この第２軸受
のみが回転してスラスト荷重を受ける。一方、回転数が
増大し、前記テーパーローラ軸受のフリクショントルク
のうち、つば部での滑り摩擦トルクが減少し、転動体の
転がり摩擦トルクが支配的になると、第２軸受は、転動
体がもともとスピンを伴って転動することから、フリク
ショントルクは転動体がスピンを生じることなく転動す
るテーパーローラ軸受のフリクショントルクよりも大き
くなるため、テーパーローラ軸受のみが回転してスラス
ト荷重を支持することができ、フリクショントルクの大
きさに応じて、テーパーローラ軸受と第２軸受が選択的
に回転することで、低回転域でのフリクショントルクの
極端な上昇を防ぎながら、入出力軸を円滑に軸支するこ
とができ、全回転域で無段変速機の動力伝達効率を向上
させることが可能となるのである。

【００５１】また、第２の発明は、前記第１の発明と同
様に、低回転域では相対的にフリクショントルクが小さ
くなるスラストニードル軸受のみが回転することで入出
力軸に加わるスラスト荷重を支持する一方、回転数が上
昇すると、相対的にフリクショントルクが小さくなるテ
ーパーローラ軸受のみが回転することでスラスト荷重を
支持し、低回転域でのフリクショントルクの上昇を防ぎ
ながら、入出力軸を円滑に軸支することができ、全回転
域で無段変速機の動力伝達効率を向上させることが可能
となるのである。

【００５２】また、第３の発明は、前記第１の発明と同
様に、低回転域では相対的にフリクショントルクが小さ
くなるアンギュラボール軸受のみが回転することで入出
力軸に加わるスラスト荷重を支持する一方、回転数が上
昇すると、テーパーローラ軸受のみが回転することでス
ラスト荷重を支持し、低回転域でのフリクショントルク
の上昇を防ぎながら、入出力軸を円滑に軸支することが
でき、全回転域で無段変速機の動力伝達効率を向上させ
ることが可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すトロイダル型無段変
速機の要部断面図。

【図２】同じく入出力軸の軸受部を示す拡大断面図。

【図３】出力軸側のテーパーローラ軸受及びスラストニ
ードル軸受に加わる力を示す説明図である。

【図４】軸回転数とフリクショントルクの関係を示すグ
ラフである。

【図５】第２の実施形態を示し、入出力軸の軸受部の拡
大断面図。

【図６】従来例のトロイダル型無段変速機の要部断面
図。

【図７】同じくテーパーローラ軸受の半断面図。

【図８】同じくテーパーローラ軸受に発生する転がり摩
擦トルク及び滑り摩擦トルクと回転数の関係を示すグラ
フである。

【図９】同じく、スラスト荷重を変化させた場合の、テ
ーパーローラ軸受に発生するフリクショントルクと回転
数の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１テーパーローラ軸受２テーパーローラ軸受３、４内輪５、６外輪７、８テーパローラ１１、１２スラストニードル軸受１４入力軸１５、１６ラジアルニードル軸受１８入力ディスク２０出力ディスク２２パワーローラ２６出力歯車２６ａ円筒部２６ｂ側面３０、５０軌道面４０、６０軌道面３１、４１大つば６７ケーシング６８ａ円筒部６８ｂ端面７０皿バネ１１０、１２０アンギュラボール軸受

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸に結合された入力ディスクと、出
力軸に結合された出力ディスクと、これら入出力ディス
クの対向面にそれぞれ形成されたトロイド状の溝に挟持
されるパワーローラと、前記入力軸及び出力軸をケーシ
ングの内部にそれぞれ軸支する入力側軸受手段及び出力
側軸受手段とを備えたトロイダル型無段変速機におい
て、前記入力側軸受手段及び出力側軸受手段のうちの少
なくとも一方は、テーパーローラ軸受と、転動体と外輪
及び内輪の接触角が等しい第２の軸受とを直列的に配設
したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】前記第２の軸受が、スラストニードル軸
受で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のトロ
イダル型無段変速機。
【請求項３】前記第２の軸受が、アンギュラボール軸
受で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のトロ
イダル型無段変速機。