JPH10141462A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転動溝への給油を確実に行う。 【解決手段】 入出力ディスクに挟持されるとともに偏
心軸に挿通されたパワーローラ２２と、複数のボールベ
アリング３を介してパワーローラ２２と対向するトラニ
オン側に配設される外輪４と、外輪４及びパワーローラ
２２にそれぞれ形成された転動溝５、２３と、複数のボ
ールベアリング３同士の相対位置を規定する環状の保持
器７ａ、７ｂと、偏心軸側からボールベアリング３へ向
けてオイルを供給する給油口とを備え、内周側の保持器
７ａは、外輪４とパワーローラ２２の転動溝５、２３へ
向けてオイルを案内する傾斜面７０、７１を形成する。

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において、パワーローラを支
持する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パワーローラ
を支持する構造としては、特開平８−４８６８号公報に
示すようなものが知られている。

【０００３】これについて説明すると、図８、図９は、
一対のトロイダル状に形成された入力ディスク１８、出
力ディスク２０を入力軸１４と同軸上に配設し、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の傾転角（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シングル
キャビティ型のトロイダル型無段変速機を示す。

【０００４】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が発生
する圧力によって、入力ディスク１８と出力ディスク２
０との間に挟持されたパワーローラ２２が、入力ディス
ク１８から出力ディスク２０へトルクを伝達し、出力デ
ィスク２０と一体となって回転する出力歯車２６を介し
て図示しない出力軸を駆動する。

【０００５】このパワーローラ２２は、図中紙面の貫通
方向へ変位可能かつこの貫通方向の軸回りに揺動可能な
トラニオン１から、入力軸１４へ向けて突設された偏心
軸２に軸支されて、トラニオン１の軸方向の変位に応じ
て回転しながら傾斜角を変更し、入力ディスク１８及び
出力ディスク２０の接触半径を変更することで変速比の
変更を行う。この偏心軸２は、紙面の貫通方向へのトラ
ニオン１の変位に応じてパワーローラ２２を傾斜させる
ため、所定の偏心軸で構成される。

【０００６】パワーローラ２２は、入出力ディスクの狭
持によって大きな圧力（例えば、数トン）を受けながら
高速で回転する必要があるため、トラニオン１とパワー
ローラ２２との間に偏心軸２のスラスト方向の荷重を支
持するボールベアリング３を介装して、狭持、押圧に伴
う偏心軸２のスラスト荷重を支持している。

【０００７】図９に示すように、ボールベアリング３
は、トラニオン１に設けた外輪４とパワーローラ２２と
の間に介装されるもので、外輪４に形成された環状の転
動溝５と、この転動溝５と対向して内輪側を構成するパ
ワーローラ２２に形成された環状の転動溝２３との間に
挟持され、複数のボールベアリング３が、転動溝５、２
３に沿って偏心軸２の回りを公転する。

【０００８】このようなボールベアリング３では、ボー
ルや転動溝５、２３の製作精度または加わる荷重の不均
一によって、各々のボールベアリング３に働く力や速度
は異なっている。

【０００９】そこで、各ボールベアリング３の内周及び
外周（偏心軸２に面した側を内周、この内周の反対側を
外周とする）でそれぞれ係合して、ボールベアリング３
同士の相対位置を規定する環状の保持器１７ａ、１７ｂ
を、偏心軸２（ボールの公転軸）と同軸的に配設し、各
ボールベアリング３に働く不均一な力を、ほぼ板状の部
材を環状に形成した保持器１７ａ、１７ｂで分散、支持
して、ボールベアリング３を正しく回転させている。

【００１０】なお、パワーローラ２２と偏心軸２の間に
介装されたローラベアリング１６は、パワーローラ２２
のラジアル方向の位置決めを行うものである。

【００１１】上記のようにパワーローラ２２には、大き
なスラスト力が加わるため、偏心軸２の側面からボール
ベアリング３の内周へ向けてオイルを噴射する給油口６
を設けて、ボールベアリング３と転動溝５、２３の潤滑
及び冷却を行っている。

【００１２】また、このような軸受の潤滑を円滑に行う
ものとしては、特公昭３８−１７５０７号公報等が知ら
れている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなトロイダル型無段変速機では、ボールベアリング
３の転動に応じて保持器１７ａ、１７ｂも偏心軸２を中
心に回転し、偏心軸２の給油口６から供給されたオイル
は、図９に示すように、ほぼ板状の部材で形成された内
周側の保持器１７ａの上下両端と、パワーローラ２２及
び外輪４の間隙から、ボールベアリング３と転動溝５、
２３へ向けて侵入するが、遠心力によって図中矢印のよ
うに、外周の保持器１７ｂとパワーローラ２２及び外輪
４の間隙から外部へ流出してしまい、高い荷重を受ける
転動溝５、２３へ十分なオイルが供給されないため、転
動溝５、２３の潤滑及び冷却が十分に行えず、ボールベ
アリング３、転動溝５、２３の耐久性が低下するという
問題があり、また、上記後者の従来例ように、保持器に
給油孔を設けたとしても、転動体（ボールベアリング）
へのオイルは確保されるが、転動溝への給油は上記と同
様に不足するという問題があった。

【００１４】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、パワーローラを支持するボールベアリング
の保持器から転動溝への給油を円滑に行って、ボールベ
アリングの耐久性を向上させることを目的とする。

【００１５】

【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に面した所定の位置に
回動軸を突設したトラニオンと、前記入出力ディスクの
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
るとともに、前記回転軸に挿通されたパワーローラと、
複数の転動体を介して前記パワーローラと対向するトラ
ニオン側に配設される外輪と、前記外輪及びパワーロー
ラにそれぞれ形成されて転動体を案内する転動溝と、前
記複数の転動体同士の相対位置を規定する環状の保持器
と、前記回転軸側から転動体へ向けてオイルを供給する
給油手段とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記環状の保持器の内周側部位に、前記外輪またはパワ
ーローラに形成された転動溝のうち、少なくとも一方の
転動溝へ向けて前記回転軸から供給されるオイルを案内
するガイド面を形成する。

【００１６】また第２の発明は、前記第１の発明におい
て、前記ガイド面は、環状の保持器の肉厚を、内周から
外周へ向うにつれて増大するように傾斜させて形成す
る。

【００１７】また第３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に面した所定の位置に回動軸を突設
したトラニオンと、前記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とともに、
前記回転軸に挿通されたパワーローラと、複数の転動体
を介して前記パワーローラと対向するトラニオン側に配
設される外輪と、前記外輪及びパワーローラにそれぞれ
形成されて転動体を案内する転動溝と、前記複数の転動
体同士の相対位置を規定する環状の保持器と、前記回転
軸側から転動体へ向けてオイルを供給する給油手段とを
備えたトロイダル型無段変速機において、前記環状の保
持器の内周側部位に、ほぼ周方向に配設された切り欠き
を形成し、この切り欠きは転動体の公転方向と対向する
方向で、前記外輪またはパワーローラに形成された転動
溝のうち、少なくとも一方の転動溝へ向けて前記回転軸
から供給されるオイルを案内する。

【００１８】また第４の発明は、前記第３の発明におい
て、前記切り欠きは、保持器の正転及び逆転方向に応じ
てそれぞれ形成される。

【００１９】

【発明の効果】したがって第１の発明は、環状の保持器
の内周側に形成されたガイド面によって、給油手段から
供給されたオイルは回転軸側から径方向へ案内されて転
動溝へ流入することができ、転動体と当接する転動溝の
内周の潤滑及び冷却を確実に行うことができ、回転軸の
軸方向へ大きなスラスト荷重を受けるパワーローラの軸
受部の耐久性を、前記従来例に比して大幅に向上させる
ことが可能となる。

【００２０】また第２の発明は、環状の保持器の肉厚
が、内周から外周へ向うにつれて増大するような傾斜し
たガイド面を形成し、回転軸側の給油手段からガイド面
に供給されたオイルは、ガイド面の傾斜によって径方向
で転動溝へ案内され、転動体と当接する転動溝の内周の
潤滑及び冷却を確実に行うことができ、パワーローラの
軸受部の耐久性を前記従来例に比して大幅に向上させる
ことが可能となる。

【００２１】また第３の発明は、環状の保持器の内周側
で周方向に配設された切り欠きが、転動体の公転方向と
対向する方向へ内周の回転軸側から供給されたオイルを
案内するため、転動溝と転動体との間へ確実、かつ効率
よくオイルを供給することが可能となって、転動溝と転
動体の潤滑及び冷却を更に効率よく行うことができ、ト
ロイダル型無段変速機の耐久性を向上させることが可能
となる。

【００２２】また第４の発明は、環状の保持器がどちら
の方向へ回転しても転動溝及び転動体へ確実に給油を行
うことができ、したがって保持器の組み付け方向にかか
わらず安定した潤滑及び冷却性能を確保することが可能
となり、保持器に表裏の区別が無くなることで、組立工
程中の作業を簡易にするとともに、誤組み付けを防ぐこ
とができ、トロイダル型無段変速機の耐久性及び信頼性
を向上させることができる。

【００２３】

【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。

【００２４】図１、図２は、前記従来例の図８、図９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、転動体としての複数のボールベアリング３を案
内する前記従来例の保持器１７ａ、１７ｂを、保持器７
ａ、７ｂに置き換えたもので、その他は前記従来例と同
様であり、同一のものに同一の符号を付して説明を省略
する。

【００２５】転動体としてのボールベアリング３の内周
には、ほぼ三角形状の断面を備えた保持器７ａが、同じ
く外周にはほぼ板状の保持器７ｂが係合しており、複数
のボールベアリング３はこれら保持器７ａ、７ｂに相対
位置を規定されて、パワーローラ２２の転動溝２３と外
輪４の転動溝５内を転動し、パワーローラ２２に加わる
偏心軸２（回転軸）方向のスラスト力を支持する。

【００２６】ボールベアリング３の外周を案内する保持
器７ｂは、前記従来例と同様に、ほぼ板状の断面を備え
た環状部材から構成されるが、同じくボールベアリング
３の内周を案内する保持器７ａは、前記従来例とは異な
り、パワーローラ２２の回転軸Ｏ₂側の内周に設けた頂
点７ｘから転動溝５、２３側へ向けてそれぞれ所定の角
度θで傾斜した傾斜面７０、７１より構成される２等辺
三角形状の断面を備えた環状部材で構成され、内周の保
持器７ａの肉厚は内周から外周へ向けて徐々に増大す
る。

【００２７】保持器７ａの頂点７ｘは、図２のように、
ボールベアリング３の公転中心Ｏ₁と、ボールベアリン
グ３の自転中心Ｏを結ぶ公転半径ｒ₁上に配置され、ガ
イド面としての傾斜面７０、７１の傾斜角θは、ボール
ベアリング３が公転する平面、すなわち、公転中心Ｏ₁
と自転中心Ｏを結ぶ線に対する傾斜を示す。なお、ボー
ルベアリング３の公転軸とパワーローラ２２の回転軸は
Ｏ₂で一致する。

【００２８】そして、この傾斜角θは、傾斜面７０が頂
点７ｘと外輪４の転動溝５の最内周点５ａを結ぶ延長線
から、頂点７ｘと転動溝５の最外周点５ｂを結ぶ延長線
の間に配置されるよう設定される。パワーローラ２２側
でも、同様にして、頂点７ｘとパワーローラ２２の転動
溝２３の最内周点２３ａを結ぶ延長線（θ＝θａ）か
ら、頂点７ｘと転動溝２３の最外周点２３ｂを結ぶ延長
線（θ＝θｂ）の間に配置されるよう設定される。

【００２９】なお、保持器７ａ、７ｂの板厚（図２のＺ
軸方向の長さ）は、内周側の保持器７ａの板厚を、外周
側の保持器７ｂの板厚よりも小さく設定する。

【００３０】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００３１】パワーローラ２２の回転に伴ってボールベ
アリング３が、転動溝５、２３に沿って回転すると、保
持器７ａ、７ｂはボールベアリング３の公転に伴って回
転する。

【００３２】同時に、図９に示したように、偏心軸２の
側面に開口した給油手段としての給油口６からオイルが
噴射されて、偏心軸２に面した保持器７ａへオイルが供
給される。

【００３３】ここで、保持器７ａは二等辺三角形状の断
面を備えるため、内周側から供給されたオイルは、頂点
７ｘから延びる傾斜面７０、７１によって転動溝５に向
かう流れと、転動溝２３に向かう流れの２つに分けられ
て外周へ向かう。

【００３４】そして、傾斜面７０、７１はボールベアリ
ング３の公転半径ｒ₁に対してそれぞれ所定の傾斜角θ
を備え、かつ、この傾斜角θは、頂点７ｘから転動溝
５、２３の最内周点５ａ、２３ａから最外周点５ｂ、２
３ｂを結ぶ線上に配設されるため、保持器７ａで分流さ
れたオイルは、傾斜面７０、７１の傾斜角θに沿って、
それぞれ転動溝５、２３内へ流入することができ、ボー
ルベアリング３が転動する転動溝５、２３の内周の潤滑
及び冷却を確実に行うことができ、偏心軸２の軸方向へ
大きなスラスト荷重を受けるパワーローラ２２の軸受の
耐久性を、前記従来例に比して大幅に向上させることが
可能となる。

【００３５】なお、上記実施形態において、保持器７ａ
を二等辺三角形状の断面として、傾斜面７０、７１の傾
斜角θを等しく設定したが、これに限定されることはな
く、傾斜面７０、７１の傾斜角θは、上記したようにθ
ａからθｂの範囲であればよく、また、傾斜面はどちら
か一方にのみ形成しても良い。

【００３６】また、保持器７ａの頂点７ｘの位置も、ボ
ールベアリング３の公転半径ｒ₁上に限定されることは
なく、給油口６の位置やオイルの噴射方向に応じて適宜
変更することができる。

【００３７】そして、保持器７ａの板厚を外周側の保持
器７ｂの板厚より小さく設定したため、内周側の保持器
７ａと外輪４及びパワーローラ２２の間隙に比して、外
周側の保持器７ｂと外輪４及びパワーローラ２２の間隙
を相対的に小さく設定でき、偏心軸２側から噴射された
オイルを、転動溝５、２３内へ円滑に案内する一方、転
動溝５、２３から外周へのオイルの流出を低減して、ボ
ールベアリング３の潤滑及び冷却性能をさらに向上させ
ることができるのである。

【００３８】図３〜図６は第２の実施形態を示し、前記
第１実施形態の保持器７ａを、切り欠き８を備えた保持
器２７ａに変更したもので、その他の構成は前記第１実
施形態と同様である。

【００３９】ボールベアリング３の内周側を案内する保
持器２７は、前記第１実施形態のように、三角形断面の
保持器７ａを用いる代わりに、環状の板状部材にオイル
を案内する切り欠き８を内周側面２７ａから、端面２７
ｃ、２７ｂへそれぞれ形成したものである。なお、保持
器２７の端面２７ｂは外輪４と対向する端面であり、端
面２７ｃはパワーローラ２２と対向する面である。

【００４０】切り欠き８は、保持器２７の内周側面２７
ａから端面２７ｂまたは２７ｃへ向けて、徐々に外周側
へ拡大するように形成され、さらに、図４、図５のよう
に、切り欠き８は、偏心軸２側から供給されたオイルを
外輪４またはパワーローラ２２の転動溝５、２３へ案内
するよう前記第１実施形態と同様な傾斜面を備える。

【００４１】そして、切り欠き８は各ボールベアリング
３に対応して保持器２７の周方向へ所定の間隔でそれぞ
れ形成され、図３のように、切り欠き８の配設位置は、
保持器２７の回転方向に対して所定の角度で配設され
る。

【００４２】すなわち、オイルを供給するボールベアリ
ング３よりも保持器２７の回転方向の前面側で、かつボ
ールベアリング３の公転半径ｒ₁に対して接線方向へ所
定の角度αだけ傾斜（図３参照）する。

【００４３】パワーローラ２２の回転に伴って保持器７
ａ、２７も回転するため、各ボールベアリング３に対応
して配設された切り欠き８からは、偏心軸２の給油口６
から供給されたオイルに保持器２７の回転力が加わっ
て、図５の破線で示すように、両方の転動溝５、２３内
へ向けて確実にオイルが供給され、また、切り欠き８か
らのオイルは、ボールベアリング３の公転方向と対向す
る前面へ向けて供給されるため、転動溝５、２３とボー
ルベアリング３間の潤滑及び冷却を更に効率よく行うこ
とができ、トロイダル型無段変速機の耐久性を向上させ
ることが可能となる。

【００４４】図７は第３の実施形態を示し、前記第２実
施形態の切り欠き８に加えて、保持器２７に逆回転用の
切り欠き８’を付加したもので、その他の構成は前記第
２実施形態と同様である。

【００４５】ボールベアリング３の内周を案内する保持
器２７には、保持器２７の正転時（図中反時計まわり＝
ＵＣＷ時）に転動溝５、２３及びボールベアリング３の
前面へ給油を行う切り欠き８が周方向に所定の間隔で形
成され、切り欠き８の配設位置は、オイルを供給するボ
ールベアリング３よりも保持器２７の正転方向側で、か
つボールベアリング３の公転半径ｒ₁に対して接線方向
へ所定の角度αだけ傾斜する。

【００４６】一方、保持器２７の逆転時（図中時計まわ
り＝ＣＷ時）に転動溝５、２３及びボールベアリング３
の前面へ給油を行う切り欠き８’は、オイルを供給する
ボールベアリング３よりも保持器２７の逆転方向側で、
かつボールベアリング３の公転半径ｒ₁に対して接線方
向へ所定の角度−αだけ傾斜する。

【００４７】したがって、保持器２７がどちらの方向へ
回転しても転動溝５、２３の内周及びボールベアリング
３へ確実に給油を行うことができ、保持器２７の組み付
け方向にかかわらず安定した潤滑及び冷却性能を確保す
ることが可能となる。

【００４８】こうして、保持器２７に表裏の区別がなく
なることで、組立工程中の作業を簡易にするとともに、
誤組み付けを防ぐことができ、トロイダル型無段変速機
の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示し、パワーローラのボ
ールベアリング及び保持器を示す平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢示断面図。

【図３】第２の実施形態を示し、パワーローラのボール
ベアリング及び保持器を示す平面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ矢示断面図。従来の例を示すパワ
ーローラ及びボールベアリングの断面図。

【図５】同じく、図３のＣ−Ｃ矢示断面図。

【図６】同じく、内周から見た保持器の斜視図。

【図７】第３の実施形態を示し、パワーローラのボール
ベアリング及び保持器を示す平面図。

【図８】従来の例を示すトロイダル型無段変速機の断面
図。

【図９】同じく、従来例を示すパワーローラ及びボール
ベアリングの要部断面図。

【符号の説明】

１ トラニオン ２ 偏心軸 ３ ボールベアリング ４ 外輪 ５、２３ 転動溝 ６ 給油口 ７ａ、７ｂ 保持器 ８ 切り欠き部 １８ 入力ディスク ２０ 出力ディスク ２２ パワーローラ ２７ 保持器 ７０、７１ 傾斜面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   クに面した所定の位置に回動軸を突設したトラニオン
   と、前記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とともに、前記回転軸に挿
   通されたパワーローラと、複数の転動体を介して前記パ
   ワーローラと対向するトラニオン側に配設される外輪
   と、前記外輪及びパワーローラにそれぞれ形成されて転
   動体を案内する転動溝と、前記複数の転動体同士の相対
   位置を規定する環状の保持器と、前記回転軸側から転動
   体へ向けてオイルを供給する給油手段とを備えたトロイ
   ダル型無段変速機において、前記環状の保持器の内周側
   部位に、前記外輪またはパワーローラに形成された転動
   溝のうち、少なくとも一方の転動溝へ向けて前記回転軸
   から供給されるオイルを案内するガイド面を形成したこ
   とを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 前記ガイド面は、環状の保持器の肉厚
   を、内周から外周へ向うにつれて増大するように傾斜さ
   せて形成し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。
3. 【請求項３】 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
   クに面した所定の位置に回動軸を突設したトラニオン
   と、前記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とともに、前記回転軸に挿
   通されたパワーローラと、複数の転動体を介して前記パ
   ワーローラと対向するトラニオン側に配設される外輪
   と、前記外輪及びパワーローラにそれぞれ形成されて転
   動体を案内する転動溝と、前記複数の転動体同士の相対
   位置を規定する環状の保持器と、前記回転軸側から転動
   体へ向けてオイルを供給する給油手段とを備えたトロイ
   ダル型無段変速機において、前記環状の保持器の内周側
   部位に、ほぼ周方向に配設された切り欠きを形成し、こ
   の切り欠きは転動体の公転方向と対向する方向で、前記
   外輪またはパワーローラに形成された転動溝のうち、少
   なくとも一方の転動溝へ向けて前記回転軸から供給され
   るオイルを案内することを特徴とするトロイダル型無段
   変速機。
4. 【請求項４】 前記切り欠きは、保持器の正転及び逆転
   方向に応じてそれぞれ形成されたことを特徴とする請求
   項３に記載のトロイダル型無段変速機。