專利名稱：帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)以及帶式無(wú)級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用作機(jī)動(dòng)車的自動(dòng)變速器的變速單元的帶式無(wú)級(jí)變速器，特別涉 及到以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐帶輪的旋轉(zhuǎn)部的帶輪支撐結(jié)構(gòu)，該帶輪用于帶式無(wú)級(jí)變速器的 無(wú)級(jí)變速。
背景技術(shù)：
這種帶式無(wú)級(jí)變速器例如專利文獻(xiàn)1 3所記載地提出有各種方案，并且其中一 部分已被實(shí)際應(yīng)用。這種帶式無(wú)級(jí)變速器具有旋轉(zhuǎn)部和作為固定部的變速器殼體，該旋轉(zhuǎn)部以旋轉(zhuǎn)自 如的方式將用于無(wú)級(jí)變速的帶輪支撐于該變速器殼體。并且，旋轉(zhuǎn)部具有彼此平行地配置的輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸。該輸入側(cè)旋 轉(zhuǎn)軸以旋轉(zhuǎn)自如的方式經(jīng)由一對(duì)滾動(dòng)軸承支撐于變速器殼體，并且在位于所述一對(duì)滾動(dòng)軸 承之間的部分配設(shè)有與該輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸自身同步地旋轉(zhuǎn)且槽寬增減自如的驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪。另一方面，輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸以旋轉(zhuǎn)自如的方式經(jīng)由另一對(duì)滾動(dòng)軸承支撐于變速器殼 體，并且在位于所述另一對(duì)滾動(dòng)軸承之間的部分配設(shè)有與該輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸自身同步地旋轉(zhuǎn) 且槽寬增減自如的從動(dòng)側(cè)帶輪。并且，在驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪和從動(dòng)側(cè)帶輪上卷繞有環(huán)狀帶。在改 變輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸與輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸之間的變速比的情況下，使驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪的槽寬與從動(dòng)側(cè)帶 輪的槽寬相互關(guān)聯(lián)地增減。輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸借助于發(fā)動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)源經(jīng)由液力變矩器或者起步離合器(例如電 磁離合器)被驅(qū)動(dòng)著旋轉(zhuǎn)。接著，從驅(qū)動(dòng)源經(jīng)由起步離合器傳遞給輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)力從 驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪經(jīng)由環(huán)狀帶傳遞至從動(dòng)側(cè)帶輪。接著，傳遞給從動(dòng)側(cè)帶輪的動(dòng)力從輸出側(cè)旋轉(zhuǎn) 軸經(jīng)由減速齒輪組、差速齒輪等傳遞至驅(qū)動(dòng)輪。專利文獻(xiàn)1 :日本公開(kāi)實(shí)用新型公報(bào)平成8年第30526號(hào)專利文獻(xiàn)2 日本專利公開(kāi)公報(bào)2004年第183765號(hào)專利文獻(xiàn)3 日本專利公開(kāi)公報(bào)2008年第沈7509號(hào)專利文獻(xiàn)4 日本專利公開(kāi)公報(bào)2009年第41744號(hào)在這種帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)中，例如用于支撐輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸和輸出側(cè) 旋轉(zhuǎn)軸的滾動(dòng)軸承即使是在停止時(shí)也由于環(huán)狀帶的帶張力而承受著載荷。因此，在該狀態(tài) 下，當(dāng)有振動(dòng)從發(fā)動(dòng)機(jī)等傳遞過(guò)來(lái)的話，存在著滾動(dòng)體與滾道圈之間產(chǎn)生微振磨損(明德 林滑動(dòng)(Mindlin slip))的情況。一般來(lái)說(shuō)，明德林滑動(dòng)在以極微小區(qū)域重復(fù)承受載荷變動(dòng)的情況下產(chǎn)生。由于接 觸部的油膜會(huì)因半徑方向(徑向)重復(fù)的微小振動(dòng)、載荷變動(dòng)而破損，在軸承的情況下，在 滾動(dòng)體表面與滾道面發(fā)生金屬接觸的狀態(tài)下，微小的粘合和粘合的分離重復(fù)而導(dǎo)致表面損 傷不斷擴(kuò)大。并且，隨著軸承的旋轉(zhuǎn)，由于受到由明德林滑動(dòng)引起的損傷的滾動(dòng)體進(jìn)行滾 動(dòng)，從而引起剝離等損傷。當(dāng)在滾動(dòng)體與滾道圈之間發(fā)生明德林滑動(dòng)的情況下，發(fā)生明德林滑動(dòng)的部分的滾動(dòng)面粗糙度、滾道面粗糙度變差。特別是當(dāng)滾動(dòng)體的表面性狀惡化時(shí)，作用于滾動(dòng)體與滾道 圈之間的切向力增大，因而滾道圈的壽命縮短。因此，為了實(shí)現(xiàn)帶式無(wú)級(jí)變速器的進(jìn)一步長(zhǎng) 壽命化，抑制帶輪支撐結(jié)構(gòu)中的用于支撐輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸的滾動(dòng)軸承的由明 德林滑動(dòng)引起的表面粗糙度變差非常重要。此處，存在以下降低由明德林滑動(dòng)引起的損傷的一般方法將所接觸的物體的材 質(zhì)變?yōu)樘沾傻龋瑴p少所謂同質(zhì)金屬現(xiàn)象，減少油膜破損的情況下的微小粘合的方法；或者采 用能夠進(jìn)入到更加細(xì)微的領(lǐng)域的低粘度潤(rùn)滑劑、或耐磨損性高的潤(rùn)滑劑的方法。又或者，在 為鋼鐵材料的情況下，對(duì)表面實(shí)施滲氮處理等硬化處理，降低粘合的程度的方法。然而，在用于帶式無(wú)級(jí)變速器的滾動(dòng)軸承中，由于陶瓷制的滾動(dòng)體價(jià)格高因此難 以應(yīng)用。此外，滾動(dòng)軸承由與帶輪部和齒輪部共用的CVT(連續(xù)可變變速器)流體來(lái)潤(rùn)滑， 因此無(wú)法采用最適于軸承用的潤(rùn)滑劑。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明正是著眼于這樣的問(wèn)題點(diǎn)而作出的，其目的在于提供一種帶式無(wú)級(jí) 變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)以及帶式無(wú)級(jí)變速器，能夠抑制明德林滑動(dòng)本身的發(fā)生，并且即使 在發(fā)生明德林滑動(dòng)的情況下也能夠有效地降低其影響。作為本申請(qǐng)要解決的課題的明德林滑動(dòng)指的是帶式無(wú)級(jí)變速器特有的由軸方向 的微小振動(dòng)引起的明德林滑動(dòng)。為了解決上述課題，本發(fā)明如下所述地構(gòu)成。即，本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器 的帶輪支撐結(jié)構(gòu)的特征在于，所述無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)具有固定部和旋轉(zhuǎn)部，該旋 轉(zhuǎn)部將無(wú)級(jí)變速用的帶輪支撐為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)自如，其中，所述旋轉(zhuǎn)部具有彼此 平行地配置的輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸，所述輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由一對(duì)滾動(dòng)軸承被支撐 為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)自如，并且，在位于所述一對(duì)滾動(dòng)軸承之間的部分，配設(shè)有與所述 輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸自身同步地旋轉(zhuǎn)并且槽寬增減自如的驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪作為所述帶輪，所述輸出側(cè) 旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由另一對(duì)滾動(dòng)軸承被支撐為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)自如，并且，在位于所述另一 對(duì)滾動(dòng)軸承之間的部分，配設(shè)有與所述輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸自身同步地旋轉(zhuǎn)并且槽寬增減自如的 從動(dòng)側(cè)帶輪作為所述帶輪，在所述驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪和所述從動(dòng)側(cè)帶輪上架設(shè)有環(huán)狀帶，所述各 滾動(dòng)軸承分別具有彼此同心地設(shè)置的外圈和內(nèi)圈，所述外圈在其內(nèi)周面具有外圈滾道作 為滾道面，所述內(nèi)圈在其外周面具有內(nèi)圈滾道作為滾道面，在所述滾道面之間以滾動(dòng)自如 的方式夾裝有多個(gè)滾動(dòng)體，所述各滾動(dòng)軸承在使用時(shí)，在所述內(nèi)圈的滾道面與所述滾動(dòng)體 之間的最大接觸面壓力、以及所述外圈的滾道面與所述滾動(dòng)體之間的最大接觸面壓力為 2500MPa以下，再有，所述滾道面和所述滾動(dòng)體表面的硬度為HRc60以上，并且所述滾動(dòng)體 的表面的硬度比所述滾道面的硬度高HRcl以上，另外，所述滾動(dòng)體的表面經(jīng)過(guò)滲氮處理或 者氰化處理，所述滾動(dòng)體的表面的氮濃度為0. 2質(zhì)量％以上2. 0質(zhì)量％以下，再有，所述各 滾動(dòng)軸承使用時(shí)的半徑方向間隙為-30 μ m以上10 μ m以下。根據(jù)本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)，由于各滾動(dòng)軸承在使用時(shí)， 在內(nèi)圈的滾道面與滾動(dòng)體之間的最大接觸面壓力、以及外圈的滾道面與滾動(dòng)體之間的最大 接觸面壓力為2500MPa以下，因此即使發(fā)生明德林滑動(dòng)，也能夠防止之后的旋轉(zhuǎn)引起損傷 的擴(kuò)大。即，使用時(shí)的內(nèi)圈和外圈的滾道面與滾動(dòng)體的最大接觸面壓力為2500MPa以下的話，不存在滾動(dòng)體以高面壓力在損傷了的面上滾動(dòng)的情況，因此能夠減少損傷的擴(kuò)大。再有，由于各滾動(dòng)軸承的滾道面、滾動(dòng)體的表面硬度在HRc60以上，滾動(dòng)體的表面 硬度比滾道面的硬度高HRcl以上，因此可抑制受到特別重大的影響的滾動(dòng)體的表面損傷， 有效地降低了該影響。S卩，當(dāng)滾動(dòng)體因明德林滑動(dòng)而受到損傷時(shí)，作用于滾道圈的切向力增大，之后的旋 轉(zhuǎn)容易引起內(nèi)圈和外圈的損傷。因此，通過(guò)使?jié)L動(dòng)體的表面硬度比滾道面的硬度高HRcl 以上，使相接觸的部件具有硬度差，從而能夠盡量抑制滾動(dòng)體的損傷，能夠有效地降低該影 響。然而，優(yōu)選滾道面與滾動(dòng)體的硬度差最大在HRcS左右。這是因?yàn)?，硬度差過(guò)大的話，即 使是在沒(méi)有發(fā)生明德林滑動(dòng)的情況下也容易發(fā)生滾道面的損傷。此外，為了使?jié)L動(dòng)軸承以 良好的精度旋轉(zhuǎn)，需要達(dá)到HRc60的硬度。另外，在各滾動(dòng)軸承中，滾動(dòng)體的表面經(jīng)過(guò)滲氮處理或者氰化處理，其表面的氮濃 度在0. 2質(zhì)量％以上2. 0質(zhì)量％以下，因此在減少在滾動(dòng)體表面產(chǎn)生的明德林滑動(dòng)的方面 得到了特別顯著的效果。該顯著的效果在氮的固溶率為0. 2質(zhì)量％以上2. 0質(zhì)量％以下時(shí) 更為顯著。如果不足0. 2質(zhì)量％的話則所述效果不明顯，而超過(guò)2. 0質(zhì)量％的話則滾動(dòng)體 的韌性急劇降低。此外，當(dāng)帶輪部承受帶的載荷時(shí)，在滾動(dòng)軸承上僅作用有轉(zhuǎn)矩載荷和少量的軸向 載荷，因此軸方向的載荷變動(dòng)、振動(dòng)也會(huì)助長(zhǎng)明德林滑動(dòng)的產(chǎn)生。由于各滾動(dòng)軸承在使用時(shí)的半徑方向間隙在-30 μ m以上10 μ m以下(更為優(yōu)選 在-20 μ m以上0 μ m以下，進(jìn)而優(yōu)選在_30 μ m以上-3 μ m以下的負(fù)間隙)，因此有效地防止 了軸方向的載荷變動(dòng)和振動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生明德林滑動(dòng)。即，在帶式無(wú)級(jí)變速器中，由于使帶輪的槽寬可動(dòng)，因此總是會(huì)在驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪和從 動(dòng)側(cè)帶輪之間產(chǎn)生軸方向的偏差，滾動(dòng)軸承經(jīng)常受到軸方向的力。并且，當(dāng)沿該軸方向受力 的滾動(dòng)軸承在靜止的狀態(tài)下受到發(fā)動(dòng)機(jī)等的振動(dòng)時(shí)，在軸方向發(fā)生微小振動(dòng)，從而產(chǎn)生明 德林滑動(dòng)。因此，使半徑方向間隙為負(fù)(負(fù)間隙)，即預(yù)先使半徑方向產(chǎn)生軸承內(nèi)部應(yīng)力的 話，能夠降低該軸方向的振動(dòng)。不過(guò)，超過(guò)上述規(guī)定的范圍而負(fù)間隙過(guò)小的話會(huì)導(dǎo)致面壓力 上升，因此并不優(yōu)選。此外，在本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選例如各滾動(dòng)軸承 為球軸承，且其內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑大于滾動(dòng)體的直徑的50%且在滾動(dòng)體的 直徑的52%以下。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，能夠更為有效地降低上述的軸方向的明德林滑動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，為了利用各滾動(dòng)軸承實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，需要使?jié)L動(dòng)體的直徑比一般的 JIS(ISO)規(guī)格尺寸更大，并且使內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑大于滾動(dòng)體的直徑的 50%且在滾動(dòng)體的直徑的52%以下。在此，使各滾動(dòng)軸承整體增大的話，帶式無(wú)級(jí)變速器自 身也會(huì)增大，因此并不優(yōu)選。通過(guò)增大滾動(dòng)體的直徑，能夠適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)上述的2500Mpa的最大接觸面壓力，而 且通過(guò)使內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑大于滾動(dòng)體的直徑的50%且在滾動(dòng)體的直徑 的52%以下，從而提高了徑向/軸向剛性和轉(zhuǎn)矩剛性，能夠有效地抑制載荷變動(dòng)時(shí)的明德 林滑動(dòng)引起的損傷。例如，使?jié)L動(dòng)體的直徑比通常的大1.06倍，并相應(yīng)地使節(jié)圓直徑為通常的1.06 倍，進(jìn)而使內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑大于滾動(dòng)體的直徑的50%且在滾動(dòng)體的直徑的52%以下的話，不僅面壓力低，而且提高了徑向/軸向剛性以及轉(zhuǎn)矩剛性，能夠顯著地抑 制明德林滑動(dòng)的產(chǎn)生。進(jìn)而，為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的特征在于，該帶式無(wú)級(jí) 變速器具有固定部和旋轉(zhuǎn)部，該旋轉(zhuǎn)部將無(wú)級(jí)變速用的帶輪支撐為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn) 自如，其中，作為支撐所述無(wú)級(jí)變速用的帶輪的帶輪支撐結(jié)構(gòu)，具有本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí) 變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)。另外，在本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器中，優(yōu)選所述環(huán)狀帶為金屬 制環(huán)狀帶。根據(jù)本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器，由于具有本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶 輪支撐結(jié)構(gòu)，因此能夠抑制明德林滑動(dòng)本身的產(chǎn)生，并且即使是在發(fā)生明德林滑動(dòng)的情況 下，也能夠有效地降低其影響。根據(jù)本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)以及帶式無(wú)級(jí)變速器，能夠抑 制明德林滑動(dòng)本身的產(chǎn)生，并且即使是在發(fā)生明德林滑動(dòng)的情況下，也能夠有效地降低其影響。


圖1是簡(jiǎn)要示出本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖2是示出本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器具備的各滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是說(shuō)明在試驗(yàn)軸承上產(chǎn)生明德林滑動(dòng)的方法的剖視圖。圖4是示出用于評(píng)價(jià)試驗(yàn)軸承的性能的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖5是示出在試驗(yàn)軸承產(chǎn)生的明德林滑動(dòng)的深度的圖表。圖6是示出作用于試驗(yàn)軸承的最大接觸面壓力的圖表。圖7是示出在試驗(yàn)軸承的滾道圈產(chǎn)生的明德林滑動(dòng)的深度的圖表。圖8是示出在試驗(yàn)軸承的滾動(dòng)體產(chǎn)生的明德林滑動(dòng)的深度的圖表。圖9是示出使用時(shí)的半徑方向間隙與明德林滑動(dòng)的深度之間的關(guān)系的圖表。圖10是示出使用時(shí)的半徑方向間隙與作用于試驗(yàn)軸承的最大接觸面壓力的圖 表。
具體實(shí)施例方式下面，適當(dāng)參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖1是簡(jiǎn)要示出該 帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。此外，圖2是示出用于以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐無(wú)級(jí) 變速用的帶輪的各滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖1所示，該帶式無(wú)級(jí)變速器在作為固定部的變速器殼體(未圖示)的內(nèi)側(cè)具 有將無(wú)級(jí)變速用的帶輪12、15支撐為旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)部30。該旋轉(zhuǎn)部30具有彼此平行地 配置的輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2。各旋轉(zhuǎn)軸1、2分別經(jīng)由一對(duì)滾動(dòng)軸承3A、;3B、3C、 3D被旋轉(zhuǎn)自如地支撐于變速器殼體內(nèi)。如圖2所示，各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D分別具有彼此同心地設(shè)置的外圈4和內(nèi)圈 5。其中外圈4在內(nèi)周面具有作為滾道面的外圈滾道6，內(nèi)圈5在外周面具有作為滾道面的 內(nèi)圈滾道7。進(jìn)而，在外圈滾道6和內(nèi)圈滾道7之間夾裝多個(gè)滾動(dòng)體8、8，所述多個(gè)滾動(dòng)體 8、8在由保持器9保持的狀態(tài)下滾動(dòng)自如。
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并且，各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D的外圈4被內(nèi)嵌支撐于變速器殼體的一部分，內(nèi)圈 5被外嵌支撐于輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1或者輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2上。由此，各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D將 所述兩旋轉(zhuǎn)軸1、2以旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐在上述變速器殼體的內(nèi)側(cè)。此處，各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D在本實(shí)施方式的例子中為深溝球軸承(標(biāo)號(hào) 6210)。并且，所述深溝球軸承的外圈滾道6、內(nèi)圈滾道7和多個(gè)滾動(dòng)體8、8表面經(jīng)過(guò)了滲 氮處理或者氰化處理，表面的氮濃度為0. 2質(zhì)量％以上2. 0質(zhì)量％以下。再有，該外圈滾道 6、內(nèi)圈滾道7和滾動(dòng)體8、8表面的硬度為HR60c以上，且滾動(dòng)體8、8表面的硬度比外圈滾 道6和內(nèi)圈滾道7的硬度高HRcl以上。此外，各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D采用使其在使用時(shí)外圈滾道6與滾動(dòng)體8之間的 最大接觸面壓力、以及內(nèi)圈滾道7與滾動(dòng)體8、8之間的最大接觸面壓力為2500MPa以下的 方式進(jìn)行組裝。進(jìn)而，各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D在使用時(shí)的半徑方向間隙為-30 μ m以上 ΙΟμπι以下。另外，在本實(shí)施方式的例子中，深溝球軸承(標(biāo)號(hào)6210)的外圈4的外圈滾道 6和內(nèi)圈5的內(nèi)圈滾道7的槽曲率半徑為超過(guò)滾動(dòng)體8、8的直徑的50%且在滾動(dòng)體8、8的 直徑的52%以下。并且，如圖1所示，在該帶式無(wú)級(jí)變速器中，兩旋轉(zhuǎn)軸1、2中的輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1借 助發(fā)動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)源10經(jīng)由起步離合器11 (例如電磁離合器)被驅(qū)動(dòng)著旋轉(zhuǎn)。另外，也可以 使用液力變矩器替代起步離合器11。此外，在輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1的中間部且位于一對(duì)滾動(dòng)軸 承3Α、;3Β之間的部分配設(shè)有驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12，從而使該驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12與輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1同步 地旋轉(zhuǎn)。構(gòu)成該驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12的一對(duì)驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪板13a、i;3b之間的間隔通過(guò)用驅(qū)動(dòng)側(cè)致 動(dòng)器14使一方(圖1的左方)的驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪板13a沿軸向移位來(lái)自由調(diào)節(jié)。S卩，驅(qū)動(dòng)側(cè)帶 輪12的槽寬借助驅(qū)動(dòng)側(cè)致動(dòng)器14而增減自如。此外，在輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2的中間部且位于一對(duì)滾動(dòng)軸承3C、3D之間的部分配設(shè)有 從動(dòng)側(cè)帶輪15，從而使該從動(dòng)側(cè)帶輪15與輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2同步地旋轉(zhuǎn)。構(gòu)成該從動(dòng)側(cè)帶 輪15的一對(duì)從動(dòng)側(cè)帶輪板16a、16b之間的間隔通過(guò)用從動(dòng)側(cè)致動(dòng)器17使一方(圖1的右 方)的從動(dòng)側(cè)帶輪板16a沿軸向移位來(lái)自由調(diào)節(jié)。即，從動(dòng)側(cè)帶輪15的槽寬借助從動(dòng)側(cè)致 動(dòng)器17而增減自如。進(jìn)而，在該從動(dòng)側(cè)帶輪15和驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12上卷繞環(huán)狀帶18。另外， 該環(huán)狀帶18為金屬制環(huán)狀帶。接下來(lái)，對(duì)該帶式無(wú)級(jí)變速器的動(dòng)作以及作用、效果進(jìn)行說(shuō)明。在具有上述的結(jié)構(gòu)的帶式無(wú)級(jí)變速器中，由驅(qū)動(dòng)源10經(jīng)由起步離合器11傳遞至 輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸ι的動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12經(jīng)由環(huán)狀帶18傳遞至從動(dòng)側(cè)帶輪15。接著，傳遞 至從動(dòng)側(cè)帶輪15的動(dòng)力從輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2經(jīng)由減速齒輪組19、差速齒輪20傳遞至驅(qū)動(dòng)輪 21、21(參照?qǐng)D1)。在改變輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2之間的變速比的情況下，兩帶輪12、15 的槽寬彼此關(guān)聯(lián)地增減。例如，在要增大輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1與輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2之間的減速比 的情況下，增大驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12的槽寬并且減小從動(dòng)側(cè)帶輪15的槽寬。其結(jié)果是，環(huán)狀帶18 的卷繞在所述兩帶輪12、15上的那部分的直徑在驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12部分變小而在從動(dòng)側(cè)帶輪 15部分變大，由此在輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2之間進(jìn)行減速。相反地，在要增大輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1與輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2之間的增速比(減小減速比) 的情況下，減小驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12的槽寬，并且增大從動(dòng)側(cè)帶輪12的槽寬。其結(jié)果是，環(huán)狀帶18的卷繞在所述兩帶輪12、15上的那部分的直徑在驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪12部分變大而在從動(dòng)側(cè)帶 輪15部分變小，由此在輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2之間進(jìn)行增速。另外，在該帶式無(wú)級(jí)變速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，向各可動(dòng)部供給潤(rùn)滑油以對(duì)各可動(dòng)部進(jìn) 行潤(rùn)滑。用于帶式無(wú)級(jí)變速器的情況下的潤(rùn)滑油采用的是CVT流體(ATF (Automatic Transmission Fluid,自動(dòng)變速流體)兼用油)。其理由是，為了使金屬制的環(huán)狀帶18與驅(qū) 動(dòng)側(cè)帶輪12和從動(dòng)側(cè)帶輪15之間的摩擦卡合部的摩擦系數(shù)增大且穩(wěn)定。并且，該CVT流 體以300mL/min以上的流量在上述摩擦部循環(huán)，從而對(duì)該摩擦部進(jìn)行潤(rùn)滑。此外，CVT流體 的一部分(例如以20mL/min以上的流量)通過(guò)各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D的內(nèi)部，以對(duì)各滾 動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D的滾動(dòng)接觸部進(jìn)行潤(rùn)滑。在此，該帶式無(wú)級(jí)變速器形成為在其使用時(shí)各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D的外圈滾道 6和內(nèi)圈滾道7與滾動(dòng)體8、8的最大接觸面壓力為2500MPa以下，因此即使產(chǎn)生了明德林 滑動(dòng)，也能夠防止之后的旋轉(zhuǎn)引起損傷擴(kuò)大。本發(fā)明的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在帶式無(wú)級(jí)變速器 中，即便在滾動(dòng)體產(chǎn)生了明德林滑動(dòng)那樣的表面損傷也能夠有效地防止之后的旋轉(zhuǎn)引起損 傷的、最大接觸面壓力為2500MPa以下。即，如果使用時(shí)的外圈滾道6和內(nèi)圈滾道7與滾動(dòng) 體8、8的最大接觸面壓力為2500MPa以下的話，不存在滾動(dòng)體8、8以高面壓力在損傷了的 面上滾動(dòng)的情況，因此能夠減少損傷的擴(kuò)大。此外，各滾動(dòng)軸承3A、;3B、3C、3D的外圈滾道6和內(nèi)圈滾道7與滾動(dòng)體8、8的表面硬 度在HRc60以上，且滾動(dòng)體8、8的表面硬度比外圈滾道6和內(nèi)圈滾道7的表面硬度高HRcl 以上，因此能夠有效地降低由明德林滑動(dòng)引起的表面損傷。此外，各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D的外圈滾道6、內(nèi)圈滾道7以及滾動(dòng)體8、8的表面 經(jīng)過(guò)滲氮處理或者氰化處理，其表面的氮濃度為0. 2質(zhì)量％以上2. 0質(zhì)量％以下，因此能夠 顯著降低用于構(gòu)成各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D的鋼制部件之間的明德林滑動(dòng)的產(chǎn)生。再有，各滾動(dòng)軸承3A、;3B、3C、3D在使用時(shí)的半徑方向間隙為-30 μ m以上10 μ m以 下，因此提高了剛性，能夠防止軸方向振動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生明德林滑動(dòng)。如以上所說(shuō)明了的，根據(jù)本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)以及帶式 無(wú)級(jí)變速器，抑制了明德林滑動(dòng)自身的產(chǎn)生，即使是在發(fā)生明德林滑動(dòng)的情況下，也能夠有 效地降低其影響。另外，本發(fā)明涉及的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)以及帶式無(wú)級(jí)變速器并不限 定于上述實(shí)施方式，只要不脫離本發(fā)明的主旨，能夠進(jìn)行各種變形。例如，在上述實(shí)施方式中，以各滾動(dòng)軸承3A、3B、3C、3D在使用時(shí)的半徑方向間隙 為-30 μ m以上10 μ m以下為例進(jìn)行了說(shuō)明。然而，本發(fā)明并不限定于此，例如，各滾動(dòng)軸承 3A.3B.3C.3D在使用時(shí)的半徑方向間隙也可以為-20 μ m以上0 μ m以下。這樣的話，能夠進(jìn) 一步防止由軸方向振動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生明德林滑動(dòng)。實(shí)施例1準(zhǔn)備滾動(dòng)體的表面的氮濃度、內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑等不同的九種試 驗(yàn)軸承，對(duì)抑制明德林滑動(dòng)的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。首先，對(duì)各試驗(yàn)軸承的規(guī)格進(jìn)行說(shuō)明。另外，所述九種試驗(yàn)軸承的內(nèi)圈、外圈和滾 動(dòng)體均由二級(jí)高碳鉻軸承鋼(JIS規(guī)格SUJ2)構(gòu)成。試驗(yàn)軸承1是標(biāo)號(hào)6210的球軸承。其內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體均實(shí)施了普通的光亮淬火和回火作為熱處理，內(nèi)圈、外圈的滾道面以及滾動(dòng)體的表面的氮濃度為0質(zhì)量％。并且， 內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體直徑的50. 5%和53%，由此調(diào)整了試驗(yàn) 軸承1的最大接觸面壓力。試驗(yàn)軸承2是標(biāo)號(hào)6210的球軸承。其內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體均實(shí)施了氰化處理、油浴 淬火以及回火作為熱處理，內(nèi)圈、外圈的滾道面以及滾動(dòng)體的表面的氮濃度為0.1質(zhì)量％。 并且，內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體直徑的50. 5%和53%，由此調(diào)整了 試驗(yàn)軸承2的最大接觸面壓力。試驗(yàn)軸承3是與試驗(yàn)軸承2相同規(guī)格的球軸承。只是氰化處理的條件不同，滾動(dòng) 體的表面的氮濃度為0. 2質(zhì)量％。試驗(yàn)軸承4除了內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體直徑的50. 5% 和52%這一點(diǎn)以外，是與試驗(yàn)軸承3相同規(guī)格的球軸承(滾動(dòng)體直徑與試驗(yàn)軸承3相同)。試驗(yàn)軸承5除了內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體直徑的50. 5% 和51. 8%這一點(diǎn)以外，是與試驗(yàn)軸承3相同規(guī)格的球軸承(滾動(dòng)體的直徑與試驗(yàn)軸承3相 同)。試驗(yàn)軸承6除了滾動(dòng)體的直徑是試驗(yàn)軸承1的情況的1. 06倍這一點(diǎn)、以及內(nèi)圈和 外圈的滾道面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體直徑的50. 5%和52%這一點(diǎn)以外，是與試驗(yàn)軸 承1相同規(guī)格的球軸承。試驗(yàn)軸承7除了滾動(dòng)體直徑是試驗(yàn)軸承2的情況的1. 06倍這一點(diǎn)、以及內(nèi)圈和外 圈的滾道面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體的直徑的50. 5%和52%這一點(diǎn)以外，是與試驗(yàn)軸 承2相同規(guī)格的球軸承。試驗(yàn)軸承8除了滾動(dòng)體直徑是試驗(yàn)軸承3的情況的1. 06倍這一點(diǎn)、以及內(nèi)圈和外 圈的滾道面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體的直徑的50. 5%和52%這一點(diǎn)以外，是與試驗(yàn)軸 承3相同規(guī)格的球軸承。試驗(yàn)軸承9是標(biāo)號(hào)6212的球軸承。其內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體均實(shí)施了氰化處理、油 浴淬火以及回火作為熱處理，滾動(dòng)體表面的氮濃度為0.2質(zhì)量％。此外，內(nèi)圈和外圈的滾道 面的槽曲率半徑分別為滾動(dòng)體的直徑的50. 5%以及52%，由此調(diào)整了試驗(yàn)軸承9的最大接 觸面壓力。對(duì)所述九種試驗(yàn)軸承1 9施加振幅載荷，使內(nèi)圈和外圈的滾道面發(fā)生明德林滑 動(dòng)。即，如圖3所示，以兩個(gè)試驗(yàn)軸承B支撐軸的兩端，在該軸的外周面載置直徑為IOmm 的鋼球。接著，使用未圖示的伺服脈沖發(fā)生器對(duì)鋼球循環(huán)施加100萬(wàn)次強(qiáng)度在12000N到 15000N之間周期性地變化的半徑方向的振幅載荷F。另外，振幅載荷F的頻率為50Hz。并 且，測(cè)定了如上所述地在內(nèi)圈和外圈的滾道面產(chǎn)生的明德林滑動(dòng)的深度(磨損量)。接著，對(duì)如上所述地產(chǎn)生明德林滑動(dòng)的試驗(yàn)軸承1 9的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。性能評(píng) 價(jià)采用的是從帶式無(wú)級(jí)變速器取出環(huán)狀帶和帶輪支撐部分制作而成的圖4所示的試驗(yàn)裝 置。該試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)與圖1的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐部分是相同的，因此省略其說(shuō) 明。另外，在圖4中，對(duì)與圖1相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)以與圖1相同的符號(hào)。在圖4的試驗(yàn)裝置中組裝上述試驗(yàn)軸承。即，在圖4的試驗(yàn)裝置中，采用上述試驗(yàn) 軸承作為用于支持輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1的滾動(dòng)軸承3A。并且，采用能輸出300Nm為止的轉(zhuǎn)矩的 發(fā)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，使該試驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，通過(guò)使帶輪比在0. 5 2. 0之間變化，使輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸1與輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸2之間的變速比以加速時(shí)2000rpm/sec、減速時(shí)500rpm/sec 的方式重復(fù)變化的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。首先，在表1和圖5中示出在試驗(yàn)軸承1 9上產(chǎn)生的明德林滑動(dòng)的深度，并在表 1和圖6中示出所述試驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作用于各試驗(yàn)軸承1 9的最大接觸面壓力。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)，該帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)具有固定 部和旋轉(zhuǎn)部，該旋轉(zhuǎn)部將無(wú)級(jí)變速用的帶輪支撐為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)自如，所述帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)的特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部具有彼此平行地配置的輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸和輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸，所述輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸 經(jīng)由一對(duì)滾動(dòng)軸承被支撐為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)自如，并且，在位于所述一對(duì)滾動(dòng)軸承 之間的部分，配設(shè)有與所述輸入側(cè)旋轉(zhuǎn)軸自身同步地旋轉(zhuǎn)并且槽寬增減自如的驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪 作為所述帶輪，所述輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由另一對(duì)滾動(dòng)軸承被支撐為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)自 如，并且，在位于所述另一對(duì)滾動(dòng)軸承之間的部分，配設(shè)有與所述輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)軸自身同步地 旋轉(zhuǎn)并且槽寬增減自如的從動(dòng)側(cè)帶輪作為所述帶輪，在所述驅(qū)動(dòng)側(cè)帶輪和所述從動(dòng)側(cè)帶輪 上架設(shè)有環(huán)狀帶，所述各滾動(dòng)軸承分別具有彼此同心地設(shè)置的外圈和內(nèi)圈，所述外圈在其內(nèi)周面具有外 圈滾道作為滾道面，所述內(nèi)圈在其外周面具有內(nèi)圈滾道作為滾道面，在所述滾道面之間以 滾動(dòng)自如的方式夾裝有多個(gè)滾動(dòng)體，所述各滾動(dòng)軸承在使用時(shí)，在所述內(nèi)圈的滾道面與所 述滾動(dòng)體之間的最大接觸面壓力、以及所述外圈的滾道面與所述滾動(dòng)體之間的最大接觸面 壓力為2500MPa以下，再有，所述滾道面和所述滾動(dòng)體的表面的硬度為HRc60以上，并且所述滾動(dòng)體的表面 的硬度比所述滾道面的硬度高HRcl以上，再有，至少所述滾動(dòng)體的表面經(jīng)過(guò)滲氮處理或者氰化處理，該表面的氮濃度為0. 2質(zhì) 量％以上2.0質(zhì)量％以下，再有，所述各滾動(dòng)軸承使用時(shí)的半徑方向間隙為-30 μ m以上10 μ m以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述各滾動(dòng)軸承的所述使用時(shí)的半徑方向間隙為-20 μ m以上0 μ m以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述各滾動(dòng)軸承為球軸承，且其內(nèi)圈和外圈的滾道面的槽曲率半徑大于所述滾動(dòng)體的 直徑的50%且為所述滾動(dòng)體的直徑的52%以下。
4.一種帶式無(wú)級(jí)變速器，該帶式無(wú)級(jí)變速器具有固定部和旋轉(zhuǎn)部，該旋轉(zhuǎn)部將無(wú)級(jí)變 速用的帶輪支撐為相對(duì)于所述固定部旋轉(zhuǎn)自如，所述帶式無(wú)級(jí)變速器的特征在于，作為支撐所述無(wú)級(jí)變速用的帶輪的帶輪支撐結(jié)構(gòu)，所述帶式無(wú)級(jí)變速器具有權(quán)利要求 1 3中的任意一項(xiàng)所述的帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶式無(wú)級(jí)變速器，其特征在于，所述環(huán)狀帶為金屬制環(huán)狀帶。
全文摘要
提供一種帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)以及帶式無(wú)級(jí)變速器，能夠抑制明德林滑動(dòng)本身的發(fā)生，并且即使在發(fā)生明德林滑動(dòng)的情況下也能夠有效地降低其影響。在該帶式無(wú)級(jí)變速器的帶輪支撐結(jié)構(gòu)中，將無(wú)級(jí)變速用的帶輪支撐為旋轉(zhuǎn)自如的各滾動(dòng)軸承在使用時(shí)的內(nèi)圈和外圈的滾道面與滾動(dòng)體之間的最大接觸面壓力為2500MPa以下。再有，該滾動(dòng)體表面的硬度為HRc60以上且滾動(dòng)體表面的硬度比滾道面的硬度高HRc1以上。另外，該滾動(dòng)體的表面經(jīng)過(guò)滲氮處理或者氰化處理，其表面的氮濃度為0.2質(zhì)量％以上2.0質(zhì)量％以下。再有，各滾動(dòng)軸承使用時(shí)的半徑方向間隙為-30μm以上10μm以下。
文檔編號(hào)F16C33/62GK102124250SQ20098013129
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者三田村宣晶, 植田光司, 田中進(jìn), 肥塚重樹(shù) 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社