JP3823601B2 - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toroidal-type continuously variable transmission in which a cage that holds a plurality of rolling elements in a rollable manner is improved.
[0002]
[Prior art]
In recent years, toroidal continuously variable transmissions have been used as transmissions for automobiles or as transmissions for various industrial machines. This toroidal type continuously variable transmission is known, for example, from Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-35847, and its thrust rolling bearing and its lubricating device portion are shown in FIG.
[0003]
That is, an
[0004]
The inner
[0005]
The
[0006]
Therefore, according to the toroidal-type continuously variable transmission configured as described above, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the thrust rolling bearing 7 as the power roller bearing of the toroidal-type continuously variable transmission is configured to perform traction contact, and therefore, as shown in FIG. 3, the contact point between the thrust rolling bearing 7, the
[0008]
By this compression, the
[0009]
The revolution speed of the
[0010]
As shown in FIG. 8, the lubricating
[0011]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is toroidal continuously variable transmission that can reduce the stress distribution applied to the lubricating oil flow path of the cage and improve the durability. Is to provide a machine.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a first and second rotating shaft and first and second rotating shafts, each of which is rotatably supported around the rotating shaft and whose inner peripheral surfaces face each other. Disc, a trunnion that swings about a pivot that is twisted with respect to the central axis of the first and second discs, a displacement shaft that is provided on the trunnion, and a rotatable shaft around the displacement shaft And a power roller sandwiched between the first and second discs, and a power roller provided between the power roller and the trunnion to support a thrust load applied to the power roller. A thrust rolling bearing, and the inner peripheral surfaces of the first and second discs are concave surfaces each having an arc shape in cross section, and the peripheral surface of the power roller is a spherical convex surface, The inner surface The thrust rolling bearing is a toroidal continuously variable transmission that includes a plurality of rolling elements and a cage that holds the plurality of rolling elements in a freely rolling manner. A ring-shaped main body, a plurality of pockets each provided in the middle portion in the diametrical direction and holding the rolling element so as to be freely rollable, and between the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the main body in a state crossing the pockets And a lubricating oil passage having a single arc shape in cross section.
[0013]
According to the above configuration, the forcedly fed lubricating oil can lubricate the thrust rolling bearing through the lubricating oil flow path provided in the cage, and the lubricating oil flow path has a single circular cross section. Due to the arc shape, the stress generated in the lubricating oil flow path is reduced.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
1 and 2 show a first embodiment, and the same components as those in the prior art are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. 1A is a plan view of the cage, FIG. 1B is a side view seen from the direction of arrow A in FIG. 1A, and FIG. 2 is a distribution diagram of stress generated in the lubricating oil passage.
[0016]
As described in the prior art, the cage 21 shown in FIG. 1 is provided on the
[0017]
The lubricating
[0018]
According to the inventor's experiment, it was found that when the cross section of the lubricating
[0019]
Furthermore, by changing the single arc R dimension of the lubricating
[0020]
With this configuration, the distribution of stress generated in the lubricating
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the cage in the toroidal-type continuously variable transmission is provided with a ring-shaped main body and the main body and a diametrically intermediate portion to hold the rolling element in a freely rollable manner. By providing a lubricating oil flow path having a single circular arc section between the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the main body in a state crossing these pockets, The stress distribution applied to the road can be reduced, and the durability and reliability can be improved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view of a cage, and FIG. 1B is a side view as viewed from the direction of arrow A in FIG.
FIG. 2 is a distribution diagram of stress generated in the lubricating oil passage according to the embodiment;
FIG. 3 is a longitudinal side view showing a thrust rolling bearing and a lubricating device of a conventional toroidal-type continuously variable transmission.
FIG. 4 is an explanatory view showing a deformed state of the inner ring by a pressing force.
FIG. 5 is an explanatory view showing a tangential force similarly generated in the traction contact portion.
FIG. 6 is an explanatory view showing the revolution speed of the rolling element of the thrust rolling bearing.
FIG. 7 is an explanatory view showing the contact load between the rolling element and the cage of the thrust rolling bearing.
8A is a plan view of the cage, and FIG. 8B is a side view as seen from the direction of arrow B in FIG. 8A.
FIG. 9 is a distribution diagram of stress generated in the lubricating oil flow path.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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。A rotation shaft, a first and a second disc that are rotatably supported around the rotation shaft and have their inner peripheral surfaces facing each other, and a central axis of the first and second discs A trunnion that swings about a pivot in a twisted position, a displacement shaft provided on the trunnion, and the first and second discs in a state of being rotatably supported around the displacement shaft. A power roller sandwiched between the power roller and the trunnion, and a thrust rolling bearing for supporting a load in a thrust direction applied to the power roller. Each of the peripheral surfaces is a concave surface having an arc shape in cross section, the peripheral surface of the power roller is a spherical convex surface, the peripheral surface and the inner peripheral surface are in contact with each other, and the thrust rolling bearing is plural In a toroidal type continuously variable transmission including a rolling element and a cage that holds the rolling elements in a freely rolling manner,
The retainer includes a ring-shaped main body, a plurality of pockets that are respectively provided in the middle portion of the main body and the diametrical direction, and hold the rolling element so as to be able to roll freely. A toroidal-type continuously variable transmission that is provided between the outer circumferential edge and the outer peripheral edge and has a single-circular lubricating oil passage.
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