スラスト転がり軸受

【目的】各ポケット２２、２２内に十分量の潤滑油を取り込み可能として、潤滑油不足による異常摩耗や焼き付きを防止する。
【構成】保持器２０ａを構成する主体２５に、この主体２５の周面と各ポケット２２、２２の内周面とを連通する給油孔２６、２６を設ける。運転時には、保持器２０ａの回転に伴ってこれら各給油孔２６、２６を通じて上記各ポケット２２、２２内に潤滑油を取り込む。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係るスラスト転がり軸受は、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４〜５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に対して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４〜５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４〜５の右側面）にも、同様のカム面１４を形成している。そして、前記複数個のローラ１２、１２を、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、１２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４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５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４と図５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４〜５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６に示す様にスラスト転がり軸受１５を設けている。このスラスト転がり軸受１５として現在は、スラスト玉軸受の使用を前提として研究されている。但し、トロイダル型無段変速機の大型化、伝達すべき動力の増大等により、上記各パワーローラ８、８に加わるスラスト荷重が増大した場合には、スラストテーパころ軸受を使用する事も可能である。
【００１１】何れにしても上記スラスト転がり軸受１５は、軸受鋼、或はセラミック等により造られて内輪としての機能を兼ね備え、中心軸αを有する上記パワーローラ８と、複数の転動体（玉、又はテーパころ）１６、１６と、これら複数の転動体１６、１６を転動自在に保持する為の保持器２０と、上記パワーローラ８の中心軸αと一致する中心軸を有する外輪１７とから構成されている。尚、上記複数の転動体１６、１６は、軸受鋼、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６の上面）には内輪軌道１８を、上記外輪１７の軸方向片面（図６の下面）で上記内輪軌道１８と対向する部分には外輪軌道１９を、それぞれ形成している。上記各転動体１６、１６の転動面は、これら内輪軌道１８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２１の直径方向中間部で円周方向等間隔位置には、上記転動体１６、１６の母線形状に合わせた（図示の例では円形の）ポケット２２、２２を形成している。そして、これら各ポケット２２、２２に上記転動体１６、１６を、１個ずつ、転動自在に保持している。更に、軸受鋼、或はセラミック等により円輪状に造られた外輪１７は、やはり円輪状に形成されたスペーサ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。尚、上記各ポケット２２、２２は、一端部内周面を球状凹面（転動体１６、１６が玉の場合）とし、他端開口縁部に直径方向内方に突出するかしめ部を形成して、各ポケット２２、２２から転動体１６、１６の抜け止めを図っている。但し、各ポケット２２、２２の内周面を単なる円筒面とする場合もある。
【００１３】トロイダル型無段変速機の運転時に、この様なスラスト転がり軸受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。従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、前記各スラスト転がり軸受１５には、十分な量の潤滑油を供給しなければならない。ところで、トロイダル型無段変速機のケーシング内には、前記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａの間に入り込んで動力の伝達に寄与するトラクション油が存在する。そこで、この様なトラクション油を利用して上記スラスト転がり軸受１５の潤滑を行なう事が、例えば特開平１−２７５９５０号公報に示す様に、従来から研究されている。
【００１４】この公報に記載された潤滑構造は、上記トラクション油を図示しないポンプにより上記スラスト転がり軸受１５に向け噴出させるものである。トラクション油の噴出経路としては、上記外輪１７の一部に形成された給油孔２４、２４の他、前記変位軸７の内側に設けられ、上記保持器２０の内周面に向けて開口した給油孔、或は別途部分に設けられて上記保持器２０の外周面に向けて開口した給油孔が考えられている。
【００１５】トロイダル型無段変速機の運転時には、上記ポンプによりこれら各給油孔２４、２４内に潤滑油を強制的に送り込む。各給油孔２４、２４内に強制的に送り込まれた潤滑油は、上記保持器２０の両面と上記内輪軌道１８及び外輪軌道１９との間の隙間を通じて流れ、その間に前記複数の転動体１６、１６の転動部分を潤滑する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の様な構造によりスラスト転がり軸受に潤滑油を送り込む場合には、内輪軌道１８及び外輪軌道１９部分への潤滑油（トラクション油）の供給が不足する可能性がある。即ち、外輪１７に形成した給油孔２４、２４、或は変位軸７等に形成した図示しない給油孔から保持器２０に向け潤滑油を吐出した場合に、この潤滑油うちの多くの部分がこの保持器２０の表面ではね返されて周囲に飛散し、上記両軌道面１８、１９に達する事なく流失してしまう。
【００１７】又、図７（Ａ）に示す様に、上記保持器２０が外輪１７の内面とパワーローラ８の外端面との中間に位置すれば、上記両軌道面１８、１９への潤滑油の送り込みは比較的円滑に行なわれる。ところが、上記給油孔２４、２４から吐出される潤滑油の流れに押されて保持器２０が、同図（Ｂ）に示す様に、パワーローラ８側に変位し、保持器２０の内面と前記パワーローラ８の外端面とが密接すると、上記内輪軌道１８と各転動体１６の転動面との当接部に十分量の潤滑油が存在しない状態となる。
【００１８】この結果、スラスト転がり軸受の回転トルクが増大するだけでなく、上記内輪軌道１８と各転動体１６の転動面との当接部での摩耗量が増大したり、著しい場合には当該当接部が焼き付く恐れがある。本発明のスラスト転がり軸受は、この様な不都合を解消すべく発明したものである。
【００１９】
【課題を解決する為の手段】本発明のスラスト転がり軸受は、従来から知られたスラスト転がり軸受と同様に、中心軸を有する第一の軌道輪と、この第一の軌道輪の軸方向片面に形成された第一の軌道面と、上記第一の軌道輪に対し上記中心軸を中心に相対回転する第二の軌道輪と、この第二の軌道輪の軸方向片面で上記第一の軌道面と対向する部分に形成された第二の軌道面と、円輪状の主体の直径方向中間部で円周方向の複数個所にそれぞれポケットを設けて成り、上記第一の軌道面と第二の軌道面との間に上記第一、第二の両軌道輪に対する相対回転を自在に設けられた保持器と、それぞれが上記各ポケットの内側に転動自在に保持された状態で、それぞれの転動面を上記第一、第二の両軌道面に当接させた複数の転動体とを備えている。
【００２０】特に、本発明のスラスト転がり軸受に於いては、上記複数のポケットのうちの少なくとも一部のポケットの内周面に給油孔の一端が開口しており、この給油孔の他端は、上記主体の周面に開口している。
【００２１】
【作用】上述の様に構成される本発明のスラスト転がり軸受の場合には、保持器を構成する複数のポケット内には、各ポケットの軸方向両端開口部から潤滑油が送り込まれるだけでなく、少なくとも一部のポケット内には潤滑油が、給油孔を通じて送り込まれる。この結果、各ポケット内に保持された転動体の転動面と第一、第二の軌道面との間に十分量の潤滑油を存在させる事が可能となって、前記スラスト転がり軸受の一部が著しく摩耗したり、或は焼き付いたりする危険性を低くできる。
【００２２】
【実施例】図１〜２は、本発明の第一実施例を示している。尚、本発明のスラスト転がり軸受の特徴は、保持器のポケット内に潤滑油を取り込む部分にあり、その他の構成及び作用は、例えば前述したトロイダル型無段変速機に組み込まれている様な、従来から知られたスラスト転がり軸受と同様である。よって、重複する説明を省略し、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２３】保持器２０ａの主体２５は、合成樹脂、或は銅等の金属により円輪状に造られている。この主体２５の直径方向中間部で円周方向複数個所には、複数個（図示の例では１１個）のポケット２２、２２を、保持すべき転動体１６（図６〜７参照）の母線形状に合わせて形成している。図示の保持器２０ａはスラスト玉軸受用である為、上記各ポケット２２、２２を円形にしているが、スラストテーパころ軸受用の保持器の場合には、各ポケットの形状を台形にする。
【００２４】上述の構成に関しては、従来から一般的に使用されているスラスト転がり軸受用の保持器と同様である。特に本発明のスラスト転がり軸受を構成する保持器２０ａの場合には、上記各ポケット２２、２２の内周面と上記主体２５の外周面との間に給油孔２６、２６を設けている。
【００２５】それぞれの内端部を上記各ポケット２２、２２の内周面に、外端部を上記主体２５の外周面に、それぞれ開口させた上記各給油孔２６、２６は、外端部から内端部に向けて次第に内径が小さくなるテーパ孔としている。又、これら各給油孔２６、２６は、上記主体２５の直径方向に対して同方向に、角度θだけ傾斜している。傾斜方向は、保持器２０ａの回転時に上記各給油孔２６、２６の外端部が回転方向前側に開口する様に規制している。例えば、図１の構造の場合、使用時に上記保持器２０ａは時計方向に回転する。
【００２６】上述の様な保持器２０ａを含んで構成される本発明のスラスト転がり軸受の使用時、上記複数のポケット２２、２２内には、それぞれ十分な量の潤滑油が送り込まれる。即ち、上記各ポケット２２、２２には、それぞれの軸方向両端（図１の表裏両端、図２の左右両端）開口部から潤滑油が送り込まれるだけでなく、上記各給油孔２６、２６を通じても潤滑油が送り込まれる。
【００２７】特に、上記各給油孔２６、２６内には、保持器２０ａの回転に伴って、この保持器２０ａの周囲に存在する潤滑油が掻き込まれる。この様に各給油孔２６、２６内に掻き込まれた潤滑油は、各給油孔２６、２６の外端部から内端部に向けて流れる間に流路を絞られて流速を高める。この様にして流速を高められた潤滑油は、上記各給油孔２６、２６の内端開口部から勢い良く噴出し、各ポケット２２、２２内に保持された転動体１６、１６（図６〜７）の転動面に付着する。
【００２８】この様に各転動体１６、１６の転動面に付着した潤滑油は、各転動体１６、１６の転動に伴って内輪軌道１８及び外輪軌道１９（図６〜７）に達し、これら両軌道１８、１９と上記転動面との間に、十分な厚さの油膜を形成する。この結果、前記スラスト転がり軸受の一部が著しく摩耗したり、或は焼き付いたりする危険性を低くできる。
【００２９】尚、本発明のスラスト転がり軸受を構成する場合に上記給油孔２６、２６は、必ずしも総てのポケット２２、２２に付設する必要はない。一部のポケット２２、２２にのみ給油孔２６、２６を付設すれば、この一部のポケット２２、２２内に保持された転動体１６、１６を通じて内輪軌道１８及び外輪軌道１９に潤滑油が供給され、給油孔２６、２６を設けていないポケット２２、２２内の転動体１６、１６の転動面と上記両軌道面１８、１９との潤滑も行なわれる。
【００３０】又、使用時に於ける回転方向が特に定まっておらず、両方向に回転するスラスト転がり軸受を構成する場合には、総ての給油孔２６、２６の傾斜方向を同じとせず、給油孔２６、２６の傾斜方向を交互に逆方向にする事が好ましい。この場合、例えばポケット２２、２２の数は偶数個にしても良い。更に、各ポケット２２、２２毎に、傾斜方向が互いに逆方向である１対ずつの給油孔を設ける事もできる。
【００３１】次に、図３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、保持器２０ｂを構成する各ポケット２２、２２の内周面と主体２５の内周面との間に給油孔２６ａ、２６ａを、主体２５の直径方向に設けている。本実施例の場合、スラスト転がり軸受の運転時に上記主体２５の直径方向内側に存在する潤滑油が上記各給油孔２６ａ、２６ａに吸い込まれ、回転に伴う遠心力に基づいて、上記各ポケット２２、２２内に送り込まれる。この様な本実施例の場合も、内輪軌道１８及び外輪軌道１９（図６〜７）と各転動体１６、１６の転動面との間に、十分な厚さの油膜を形成して、スラスト転がり軸受の一部が著しく摩耗したり、或は焼き付いたりする危険性を低くできる。本実施例の場合も、上記給油孔２６ａ、２６ａは、必ずしも総てのポケット２２、２２に設ける必要はない。
【００３２】尚、第一実施例と第二実施例とは、単独で使用するだけでなく、適宜組み合わせて使用する事ができる。例えば、各ポケット２２、２２に、図１〜２に示す様な給油孔２６、２６と図３に示す様な給油孔２６ａ、２６ａとを設ける事もできるし、給油孔２６、２６を設けたポケット２２、２２と給油孔２６ａ、２６ａを設けたポケット２２、２２とを交互に設ける事もできる。
【００３３】
【発明の効果】本発明のスラスト転がり軸受は、以上に述べた通り構成され作用する為、回転トルクの低減を図れるだけでなく、著しい摩耗や焼き付きを防止して、信頼性並びに耐久性を向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す保持器の平面図。
【図２】図１の右方から見た図。
【図３】本発明の第二実施例を示す保持器の平面図。
【図４】スラスト転がり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５】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図６】スラスト転がり軸受並びにその潤滑装置部分の断面図。
【図７】図６に示した装置で潤滑が良好に行なわれる状態と潤滑不良になる状態とを示す、同図のＡ部拡大図。
【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
４ｂ外側面
５枢軸
６トラニオン
７変位軸
８パワーローラ
８ａ周面
９、９ａ押圧装置
１０、１０ａカム板
１１保持器
１２ローラ
１３、１４カム面
１５スラスト転がり軸受
１６転動体
１７外輪
１８内輪軌道
１９外輪軌道
２０、２０ａ、２０ｂ保持器
２１主体
２２ポケット
２３スぺーサ
２４給油孔
２５主体
２６、２６ａ給油孔

【特許請求の範囲】
【請求項１】中心軸を有する第一の軌道輪と、この第一の軌道輪の軸方向片面に形成された第一の軌道面と、上記第一の軌道輪に対し上記中心軸を中心に相対回転する第二の軌道輪と、この第二の軌道輪の軸方向片面で上記第一の軌道面と対向する部分に形成された第二の軌道面と、円輪状の主体の直径方向中間部で円周方向の複数個所にそれぞれポケットを設けて成り、上記第一の軌道面と第二の軌道面との間に上記第一、第二の両軌道輪に対する相対回転を自在に設けられた保持器と、それぞれが上記各ポケットの内側に転動自在に保持された状態で、それぞれの転動面を上記第一、第二の両軌道面に当接させた複数の転動体とを備えたスラスト転がり軸受に於いて、上記複数のポケットのうちの少なくとも一部のポケットの内周面に給油孔の一端が開口しており、この給油孔の他端は、上記主体の周面に開口している事を特徴とするスラスト転がり軸受。

【図１】