トロイダル型無段変速機
【課題】各部で必要とされるトラクションオイルの供給手段を簡略化する事により、コスト低減を図れる構造を実現する。
【解決手段】潤滑油として機能するトラクションオイルをケーシング内に、運転中の状態で、少なくとも各ディスクの軸方向側面と各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面との転がり接触部であるトラクション部の少なくとも一部を浸漬する位置にまで貯溜する。これら各トラクション部にトラクションオイルを吹き付ける為のノズルや、入力回転軸６ａや各トラニオン１７ｃ、１７ｃ内に加工が面倒な給油通路を設ける必要がなくなり、前記課題を解決できる。
【解決手段】潤滑油として機能するトラクションオイルをケーシング内に、運転中の状態で、少なくとも各ディスクの軸方向側面と各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面との転がり接触部であるトラクション部の少なくとも一部を浸漬する位置にまで貯溜する。これら各トラクション部にトラクションオイルを吹き付ける為のノズルや、入力回転軸６ａや各トラニオン１７ｃ、１７ｃ内に加工が面倒な給油通路を設ける必要がなくなり、前記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用するトロイダル型無段変速機の改良に関する。具体的には、トルク伝達の為、或いは転がり軸受等の可動部を潤滑する為、各部で必要とされるトラクションオイルの供給装置の構造を簡略化する事で、前記トロイダル型無段変速機のコスト低減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速装置として使用可能なトロイダル型無段変速機が、従来から広く知られている。図７〜８は、例えば特許文献１に記載された、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置を示している。この無段変速装置は、ケーシング１内にトロイダル型無段変速機２と遊星歯車式変速機３とを、互いに同心に、且つ、互いの間での動力の伝達、並びに、伝達状態の切換を可能に組み合わせて成るもので、入力軸４と出力軸５とを有する。又、これら入力軸４と出力軸５との間に、前記トロイダル型無段変速機２の入力回転軸６と伝達軸７とを、これら両軸４、５と同心に設けている。そして、前記遊星歯車式変速機２のうちの前段ユニット８と中段ユニット９とを前記入力回転軸６と前記伝達軸７との間に掛け渡す状態で、後段ユニット１０をこの伝達軸７と前記出力軸５との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【０００３】
又、前記トロイダル型無段変速機２は、１対の入力ディスク１１ａ、１１ｂと、一体型の出力ディスク１２と、複数のパワーローラ１３、１３とを備える。このうちの両入力ディスク１１ａ、１１ｂは、前記入力回転軸６を介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、前記出力ディスク１２は、前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂ同士の間に、これら両入力ディスク１１ａ、１１ｂと同心に、且つ、これら両入力ディスク１１ａ、１１ｂに対する相対回転を可能として支持されている。更に、前記各パワーローラ１３、１３は、前記出力ディスク１２の軸方向両側面と前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ（図示の例では、２個ずつ、合計４個）挟持されている。
【０００４】
又、前記出力ディスク１２はその軸方向両端部を、前記ケーシング１内に、それぞれ１対ずつの支柱１４、１４と転がり軸受１５、１５とにより、回転自在に支持している。又、これら両支柱１４、１４の両端部近傍に支持した１対の支持板１６、１６同士の間に複数のトラニオン１７ａ、１７ｂを、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸１８、１８を中心とする揺動及び軸方向（図７〜８の上下方向）の変位を可能に支持している。又、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂの内側面（互いに対向する面）に前記各パワーローラ１３、１３を、それぞれ支持軸１９、１９並びに複数組の転がり軸受を介して、回転並びに前記入力回転軸６の軸方向に関する若干の変位を自在に支持している。そして、前記各パワーローラ１３、１３の周面と、前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂの軸方向片側面及び前記出力ディスク１２の軸方向両側面とを転がり接触させている。これら各面同士の転がり接触部が、トラクションオイルを介して動力を伝達する、トラクション部となる。即ち、前記各パワーローラ１３、１３は、前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力ディスク１１ａ、１１ｂと前記出力ディスク１２との間で動力を伝達する。
【０００５】
又、前記入力回転軸６の基端部（図７の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、前記入力軸４を介して結合し、このクランクシャフトにより前記入力回転軸６を回転駆動する様にしている。又、前記入力回転軸６の基端部と、前記エンジンに近い側（図７の左側）の入力ディスク１１ａとの間に、油圧式の押圧装置２０を設け、前記各トラクション部に、適正な面圧を付与できる様にしている。又、前記出力ディスク１２の中心部に、中空回転軸２１の基端部（図７の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸２１を、前記エンジンから遠い側（図７の右側）の入力ディスク１１ｂの内側に挿通して、前記出力ディスク１２の回転力を取り出し可能としている。更に、前記中空回転軸２１の先端部（図７の右端部）で前記入力ディスク１１ｂの外側面から突出した部分に、前記遊星歯車式変速機２の前段ユニット８を構成する為の、太陽歯車２２を固設している。又、前記入力回転軸６の先端部（図７の右端部）で前記中空回転軸２１から突出した部分と前記入力ディスク１１ｂとの間に、キャリア２３を掛け渡す様に設けて、この入力ディスク１１ｂと前記入力回転軸６とが、互いに同期して回転する様にしている。そして、前記中空回転軸２１と前記キャリア２３とにより、前記トロイダル型無段変速機２のトルクを、前記遊星歯車式変速機３に取り出し可能としている。
【０００６】
この遊星歯車変速機３は、前記前段、中段、後段各ユニット８〜１０に加えて、低速用、高速用両クラッチ２７、２８を備える。そして、このうちの低速用クラッチ２７を接続し、高速用クラッチ２８の接続を断った低速モード時には、前記トロイダル型無段変速機２の変速比を調節する事により、前記入力回転軸６の回転速度を一定にしたまま、前記出力軸４の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換可能となる。一方、前記高速用クラッチ２８を接続し、前記低速用クラッチ２７の接続を断った高速モード時には、前記トロイダル型無段変速機２の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体としての速度比も増速側に変化する。
【０００７】
上述の様な無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機２を含め、自動車用自動変速機として使用するトロイダル型無段変速機は、ユニットとして前記ケーシング外で組み立ててから、このケーシング内に組み付ける事で、組立作業の容易化を図る場合が多い。図９〜１１は、この様な目的でユニット化したトロイダル型無段変速機２ａの１例を示している。このトロイダル型無段変速機２ａは、各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対して各パワーローラ１３ａ、１３ａを、各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向の変位を可能に支持する部分に、特許文献２に記載された構造を採用して、構造の簡略化を図っている。又、前記トロイダル型無段変速機２ａを通過した動力（出力）を、一体型の出力ディスク１２ａの外周面に一体に形成した出力歯車２９により取り出す様にしている。後述する本発明の実施の形態は、前記図９〜１１に示した構造を基本としているので、先ず、この図９〜１１に示した構造に就いて、簡単に説明する。
【０００８】
前記トロイダル型無段変速機２ａのユニットの基台となるアクチュエータボディー３０の上面に１対の支柱１４ａ、１４ａの下端部を結合固定し、これら両支柱１４ａ、１４ａの上端部を天板３１に結合固定している。そして、これら両支柱１４ａ、１４ａの上下両端寄り部分に支持した上下１対の支持板１６ａ、１６ａ同士の間に複数本（図示の例では４本）の前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃを、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸１８ａ、１８ａを中心とする揺動変位及びこれら各枢軸１８ａ、１８ａの軸方向（図９〜１１の上下方向）の変位を可能に支持している。前記トロイダル型無段変速機２ａの変速比を調節する際には、前記アクチュエータボディー３０内に収納した、油圧式のアクチュエータ３２、３２により、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃを前記各枢軸１８ａ、１８ａの軸方向に変位させる。
【０００９】
前記各パワーローラ１３ａ、１３ａは前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対し、支持軸１９ａ、１９ａを一体に設けた外輪３３、３３を介して、これら各支持軸１９ａ、１９ａを中心とする回転を自在に、且つ、前記各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向の変位を可能に支持している。前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの回転を自在とすべく、これら各パワーローラ１３ａ、１３ａの外側面と前記各外輪３３、３３の内側面との間にそれぞれ複数個の玉を配置してスラスト転がり軸受３４、３４を構成すると共に、前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの内周面と前記各支持軸１９ａ、１９ａの外周面との間にそれぞれ複数本ずつのニードルを配置して、各ラジアル転がり軸受３５、３５を構成している。又、外側面に凹部を設けた前記各外輪３３、３３を前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの中間部に設けた支持梁部４５、４５に跨らせて、これら各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対する前記各外輪３３、３３、及びこれら各外輪３３、３３に支持された前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの、前記軸方向への揺動変位を可能としている。
【００１０】
上述の様なトロイダル型無段変速器２ａの運転時に、前記各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向側面と前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面との転がり接触部であるトラクション部、並びに前記各転がり軸受３４、３５等の可動部には、大量のトラクションオイルを供給する必要がある。この為に従来から、例えば特許文献１〜１１に示す様な構造により、前記各トラクション部や前記各可動部にトラクションオイルを供給する様にしていた。例えば、図１０に示した、前記出力ディスク１２ａを回転自在に支持する為の転がり軸受１５、１５やラジアルニードル軸受３６、３６には、入力回転軸６の内部に形成した給油通路３７を介して、前記トラクションオイルを供給自在としている。又、前記各パワーローラ１３ａ、１３ａを回転自在に支持する為の前記各転がり軸受３４、３５には、図１１、１３、１４に示す様に、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの内部に形成した給油通路３８、３８及び前記各支持軸１９ａ、１９ａの中心部に形成した給油通路３９、３９を介して、前記トラクションオイルを供給自在としている。更に、前記各トラクション部には、別途設けたノズルから、このトラクションオイルを吹き付ける様にしている。
【００１１】
前記入力回転軸６や、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃ及び前記各支持軸１９ａ、１９ａは、軸受鋼、高速度工具鋼の如き硬質金属製であり、それぞれの内部に給油通路３７、３８、３９を形成する作業は面倒で、コストを高くする原因となる。特に、前記入力回転軸６は長尺で、その中心部及び側方に、下流側で複数に枝分かれした前記給油通路３７を形成する作業は相当に面倒で、コストを大きく上昇する原因となる。又、この給油通路３７の存在に拘らず、前記入力回転軸６の強度及び剛性を確保する為に、この入力回転軸６の外径を或る程度大きくする必要がある。前記トロイダル型無段変速機２ａの場合、この入力回転軸６の外径が少しでも大きくなると、変速比幅の確保と小型・軽量化とを両立させる面から大きな不利益を生じる。更に、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの内部に形成する給油通路３８、３８に関しては、図１１〜１３に示す様に、その上流端を開口させる為、前記アクチュエータ３２、３２に付属のロッド４７、４７の基端部に括れ部４０を形成する等、相当に面倒な加工が必要になり、やはりコストを大きく上昇させる原因となる。
【００１２】
特許文献７には、長期間に亙る停止後に、各トラクション部や各可動部にトラクションオイルが存在しない状態で起動する（ドライスタートを行う）事で、これら各トラクション部や各可動部に金属接触に基づく損傷が発生するのを防止する為、トロイダル型無段変速機が停止すると、ケーシング内に貯溜されたトラクションオイルの油面が、前記各トラクション部や各可動部を浸漬する位置にまで上昇する様にした構造が記載されている。但し、前記特許文献７に記載された従来構造にしても、起動後、通常の運転時の状態では、前記ケーシング内の油面が低下し、前記各トラクション部や前記各可動部への給油は、各部材の内部に設けた給油通路を通じて行う為、上述の様な問題を解決できない。
尚、本発明を実施する場合に利用できる発明の構造を記載した刊行物として、特許文献１２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−１６５７４号公報
【特許文献２】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献３】特開平１１−２１０８５５号公報
【特許文献４】特開２００５−１４０１４９号公報
【特許文献５】特開２００５−１６３８５４号公報
【特許文献６】特開２００７−１５４９５２号公報
【特許文献７】特開２００８−１４４８３０号公報
【特許文献８】特開２００８−２８１１５０号公報
【特許文献９】特開２００８−２８１１５１号公報
【特許文献１０】特開２００８−３０３９８７号公報
【特許文献１１】特開２００９−２９９７８９号公報
【特許文献１２】特開２０１０−１４４７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、各部で必要とされるトラクションオイルの供給手段を簡略化する事により、トロイダル型無段変速機のコスト低減を図れる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、入力軸と、出力軸と、少なくとも１対のディスクと、複数の支持部材と、支持軸と、複数個のパワーローラとを備える。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記ケーシング内に潤滑油として機能するトラクションオイルを、運転中の状態で、少なくとも前記各ディスクの軸方向側面と前記各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部の少なくとも一部を浸漬する位置にまで貯溜している。
【００１６】
この様な本発明を実施する場合、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記各支持部材を、それぞれの上下両端部に設けられた前記各枢軸を中心として揺動変位するトラニオンとする。又、前記各支持軸を、前記各ディスクの径方向に関して内側の側面である、これら各トラニオンの内側面から突出する状態で設ける。更に、これら各トラニオンの内側面と前記各パワーローラ軸方向片面との間に、それぞれスラスト転がり軸受を設ける。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記各スラスト転がり軸受の上端部を、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイル中に浸漬する。
【００１７】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記各支持部材及び前記各支持軸を、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とする。
或いは、請求項５に記載した発明の様に、前記各トラニオンを、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とすると共に、前記各支持軸に、これら各支持軸の先端面と中間部外周面とに開口する、トラクションオイルの給油通路を設ける。そして、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記各支持軸の先端面に存在する前記給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各支持軸の外周面に存在する前記給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する。
或いは、請求項６に記載した発明の様に、前記各支持軸に、これら各支持軸の基端面と中間部外周面とに開口する下流側給油通路を、前記各トラニオンの一部に、これら各トラニオンの外側面とこの下流側給油通路とを連通させる上流側給油通路を、それぞれ設ける。そして、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記トラニオンの外側面側に存在する前記各上流側給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各上流側給油通路から前記各下流側給油通路に送り込み、更に、前記各支持軸の外周面に存在するこれら各下流側給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記ケーシング内にスペーサを固定して、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイルの量を低減する。このスペーサの設置位置は、前記各ディスク及び前記各パワーローラを囲み、前記入力軸と前記出力軸との間での変速比の変更に伴う、前記各支持部材及びこれら各パワーローラの変位に拘らず、これら各支持部材及び各パワーローラを含む非固定部材と干渉する事がない部分する。
この様な請求項７に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項８に記載した発明の様に、前記スペーサを、耐油性を有する合成樹脂製とする。
【発明の効果】
【００１９】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、各部で必要とされるトラクションオイルの供給手段の構造を簡略化する事により、トロイダル型無段変速機のコスト低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図９のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図２】同じくＢ−Ｂ断面に相当する図。
【図３】同じくトラニオン、パワーローラ及びスラスト転がり軸受を取り出して図１と同方向から見た断面図。
【図４】スラスト転がり軸受を構成する外輪及び支持軸を取り出して示す斜視図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図６】同第３例を示す、図１と同様の図。
【図７】従来から知られている、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の縦断側面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図。
【図９】ユニット化したトロイダル型無段変速機の斜視図。
【図１０】図９のＢ−Ｂ断面図。
【図１１】図９のＡ−Ａ断面図。
【図１２】従来構造に組み込まれていたトラニオン、パワーローラ及びスラスト転がり軸受を取り出して示す斜視図。
【図１３】同じく断面図。
【図１４】同じくスラスト転がり軸受を構成する外輪及び支持軸を取り出して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、各部で必要とされるトラクションオイルをこれら各部に供給する為の、供給装置の構造を簡略化する点にある、その他の部分の構成及び作用は、前述の図７〜１１に示した構造と同様であるから、重複する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００２２】
本例のトロイダル型無段変速機２ｂの場合には、各トラニオン１７ｃ、１７ｃと、これら各トラニオン１７ｃ、１７ｃを跨ぐ状態で、これら各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対する揺動変位を可能に支持された各外輪３３、３３と、これら各外輪３３、３３の軸方向内側面に、これら各外輪３３、３３と一体に設けられた各支持軸１９ａ、１９ａとの何れの部材に就いても、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない、充実体としている。更に、入力ディスク１１ａ、１１ｂ及び出力ディスク１２ａの中心部に設けた入力回転軸６ａに関しても、次述する基端部を除いて、充実体としている。従って、本例の場合には、各トラクション部及び各転がり軸受３４、３５、３６を含む各可動部に、給油通路を通じてトラクションオイルが供給される事はない。尚、前記入力回転軸６ａに就いては、潤滑用のトラクションオイルを流通させる為の給油通路は設けないが、押圧装置２０の油圧室内に、作動油として機能するトラクションオイルを給排する為の給排通路４６は設ける。この給排通路４６を設ける位置は、前記入力回転軸６ａの基端部（図２の左端部）近傍のみであるから、加工は比較的容易であり、前記給排通路４６を形成する事に伴うコスト上昇は限られる。
【００２３】
潤滑用のトラクションオイルを流通させる為の前記各給油通路を設けない代わりに、本例の構造の場合には、前記トロイダル型無段変速機２ｂを収納したケーシング１（図７〜８参照）内に、十分量のトラクションオイルを貯溜している。即ち、前記トロイダル型無段変速機２ｂを前記ケーシング１内に収納した状態で、前記各トラクション部及び各可動部に十分量のトラクションオイルを供給できる位置に、前記ケーシング１内に於けるこのトラクションオイルの油面を設定している。具体的には、このケーシング１内に潤滑油として機能するトラクションオイルを、前記トロイダル型無段変速機２ｂの運転時の状態（但し、波立っていない静かな油面であると仮定した状態）で、少なくとも図１〜２の鎖線α位置、好ましくは鎖線β位置にまで存在させる。尚、このうちの鎖線α位置は、前記各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向側面と各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面との転がり接触部である各トラクション部（に存在する接触楕円の中心）を浸漬する位置である。尚、好ましくは、これら各トラクション部に存在する接触楕円の上端部まで浸漬する様に、前記鎖線αよりも少し（２〜３ｍｍ）上方にまで前記トラクションオイルが存在する様に、前記ケーシング１内に貯溜するトラクションオイルの量を規制する。又、前記鎖線β位置は、前記各外輪３３、３３により構成されるスラスト転がり軸受３４、３４の上端部を浸漬する位置である。
【００２４】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機２ｂの運転時には、前記鎖線α、又は鎖線β位置に迄貯溜されたトラクションオイルが、前記各トラクション部に入り込んで、これら各トラクション部に動力伝達の為の（例えば厚さが１μｍ程度の）油膜を形成する。又、これら各トラクション部及び各転がり軸受３４、３５、３６を含む各可動部にも入り込んで、これら各可動部を潤滑する。尚、前記トロイダル型無段変速機２ｂの運転に伴って、前記ケーシング１内に貯溜されたトラクションオイルの油面は、前記鎖線α又は鎖線βの位置をその平均位置として大きく変動する。但し、この変動の周期は極く短く、前記各トラクション部や前記各可動部が油面から露出する時間は極く短時間であるし、露出した部分にも、各可動部材のうちで浸漬された部分に付着したトラクションオイルが送り込まれる。従って、前記各トラクション部や各可動部でトラクションオイルが不足する事はない。
以上の通りであるから、本例のトロイダル型無段変速機２ｂによれば、各部で必要とされるトラクションオイルの供給量を確保しつつ、このトラクションオイルの供給装置の構造を簡略化して、コスト低減を図れる。
【００２５】
［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１〜３、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、上述した実施の形態の第１例の場合と同様に、各トラニオン１７ｃ、１７ｃを、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体としている。但し、本例の場合には、各スラスト転がり軸受３４、３４を構成する外輪３３、３３と一体に設けた各支持軸１９ａ、１９ａの内側に、潤滑用のトラクションオイルを流通させる為の給油通路３９ａ、３９ａを設けている。本例の場合、これら各給油通路３９ａ、３９ａは、前記各支持軸１９ａ、１９ａの中心部に形成されて、これら各支持軸１９ａ、１９ａの先端面と基端面（前記各外輪３３、３３の外側面）とに開口する主部４１と、この主部４１の途中から分岐して前記各支持軸１９ａ、１９ａの外周面に開口した分岐部４２、４２とから成る。これら各支持軸１９ａ、１９ａの外周面に於ける、これら各分岐部４２、４２の開口部位置は、スラスト転がり軸受３４、３４及びラジアル転がり軸受３５、３５の内径側部分としている。
【００２６】
それぞれが上述の様な各給油通路３９ａ、３９ａを備えた本例のトロイダル型無段変速機２ｃによれば、各パワーローラ１３ａ、１３ａを回転自在に支持する為の、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に十分量のトラクションオイルを供給できる。即ち、前記トロイダル型無段変速機２ｃの運転時には、前記各スラスト転がり軸受３４、３４を構成する各玉４３、４３の公転運動及びこれら各玉４３、４３を保持した保持器４４の回転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、前記各スラスト転がり軸受３４、３４の内径側から外径側に向かう、トラクションオイルの流れが惹起される。この結果、前記各給油通路３９ａ、３９ａの主部４１、４１内に、前記各支持軸１９ａ、１９ａの先端面側の開口からトラクションオイルが吸引され、このトラクションオイルが、前記各分岐部４２、４２を通じて、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込まれる。
【００２７】
この様に本例のトロイダル型無段変速機２ｃは、運転時に特に大きな荷重を支承する事で発熱量が多くなる、前記各スラスト転がり軸受３４、３４を流通するトラクションオイルの量を多くできる。この為、これら各スラスト転がり軸受３４、３４を含む、前記トロイダル型無段変速機の耐久性確保の面から有利になる。
尚、本例の構造を実施する場合に、前記各スラスト転がり軸受３４、３４を構成する保持器４４、４４として、特許文献１２に記載されている如く、ポンプ作用を助長する様な形状のものを使用すれば、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込むトラクションオイルの量を、更に増やす事ができる。
【００２８】
又、本例の場合には、前記各支持軸１９ａ、１９ａの内側に、前記各給油通路３９ａ、３９ａを形成する分、コスト低減の面からは、前述した実施の形態の第１例よりも不利になる。但し、前記各支持軸１９ａ、１９ａは、前記各外輪３３、３３を含めても、比較的小型の部品であるから、前記各給油通路３９ａ、３９ａを形成する事に伴うコスト上昇は、低く抑えられる（先に説明した図１１〜１３に示した構造に比べて、十分にコストを低減できる）。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００２９】
［実施の形態の第３例］
図６は、請求項１〜３、６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例のトロイダル型無段変速機２ｄの場合も、各パワーローラ１３ａ、１３ａを回転自在に支持する為のスラスト転がり軸受３４、３４のポンプ作用を利用して、これら各スラスト転がり軸受３４、３４及び各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込むトラクションの量を確保する様にしている。特に、本例の場合には、各トラニオン１７ｃ、１７ｃに形成した給油通路３８ａ、３８ａの側から取り入れたトラクションオイルを、各支持軸１９ａ、１９ａの内部に形成した各給油通路３９ｂ、３９ｂを介して、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込む様にしている。
【００３０】
この為に本例の場合には、前記各支持軸１９ａ、１９ａに、これら各支持軸１９ａ、１９ａの基端面（外輪３３、３３の内側面）と中間部外周面とに開口する、前記各給油通路３９ｂ、３９ｂを形成している。本例の場合、これら各給油通路３９ｂ、３９ｂは、前記各支持軸１９ａ、１９ａの先端面には開口していないが、開口させる事もできる。又、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの一部で前記各外輪３３、３３を跨がせる支持梁部４５、４５の軸方向中間部に、前記各給油通路３８ａ、３８ａを形成している。そして、前記各スラスト転がり軸受３４、３４のポンプ作用に基づき、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの外側面側に存在する前記各給油通路３８ａ、３８ａの上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、前記各支持軸１９ａ、１９ａ内の給油通路３９ｂ、３９ｂの主部４１ａ、４１ａに送り込み、更に、これら各主部４１ａ、４１ａから分岐した各分岐部４２、４２を通じて、前記スラスト転がり軸受３４、３４及びラジアル転がり軸受３５、３５に供給する。尚、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃに形成した給油通路３８ａ、３８ａが特許請求の範囲に記載した上流側給油通路に、前記各支持軸１９ａ、１９ａの内部に形成した各給油通路３９ｂ、３９ｂが同じく下流側給油通路に、それぞれ対応する。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第２例と同様であるから、重複する部分に関する図示並びに説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明を実施する場合に、ケーシング内の適正位置にスペーサを固定すれば、このケーシング内に貯溜された前記トラクションオイルの量を低減して、このトラクションオイルの攪拌抵抗に基づく、トロイダル型無段変速機の伝達効率の低下を低減できる（請求項７に記載した発明）。但し、前記スペーサと可動部との距離は或る程度（例えば５ｍｍ以上）離隔させて、このスペーサと可動部との間に存在するトラクションオイルの剪断抵抗による、この可動部の回転抵抗の増大を抑える。この様なスペーサを設ける場合に、このスペーサを、耐油性を有する合成樹脂製とすれば、仮に何れかの部分がこのスペーサと擦れ合っても、当該部分が損傷する事を防止できる。又、スペーサを設ける事に伴う重量増大も、少なく抑えられる（請求項８に記載した発明）。
【００３２】
又、本発明のトロイダル型無段変速機は、前述の図７に示す様な無段変速装置の一部として、遊星歯車式変速機と組み合わせて実施する他、トロイダル型無段変速機単体として実施する事もできる。更に、図示の様なハーフトロイダル型に限らず、フルトロイダル型で実施する事もできる。
【符号の説明】
【００３３】
１ ケーシング
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ トロイダル型無段変速機
３ 遊星歯車式変速機
４ 入力軸
５ 出力軸
６、６ａ 入力回転軸
７ 伝達軸
８ 前段ユニット
９ 中段ユニット
１０ 後段ユニット
１１ａ、１１ｂ 入力ディスク
１２、１２ａ 出力ディスク
１３、１３ａ パワーローラ
１４、１４ａ 支柱
１５ 転がり軸受
１６、１６ａ 支持板
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ トラニオン
１８、１８ａ 枢軸
１９、１９ａ 支持軸
２０ 押圧装置
２１ 中空回転軸
２２ 太陽歯車
２３ キャリア
２４ 遊星歯車
２５ 遊星歯車
２６ 遊星歯車
２７ 低速用クラッチ
２８ 高速用クラッチ
２９ 出力歯車
３０ アクチュエータボディー
３１ 天板
３２ アクチュエータ
３３ 外輪
３４ スラスト転がり軸受
３５ ラジアル転がり軸受
３６ ラジアルニードル軸受
３７ 給油通路
３８、３８ａ 給油通路
３９、３９ａ、３９ｂ 給油通路
４０ 括れ部
４１、４１ａ 主部
４２ 分岐部
４３ 玉
４４ 保持器
４５ 支持梁部
４６ 給排通路
４７ ロッド
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用するトロイダル型無段変速機の改良に関する。具体的には、トルク伝達の為、或いは転がり軸受等の可動部を潤滑する為、各部で必要とされるトラクションオイルの供給装置の構造を簡略化する事で、前記トロイダル型無段変速機のコスト低減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速装置として使用可能なトロイダル型無段変速機が、従来から広く知られている。図７〜８は、例えば特許文献１に記載された、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置を示している。この無段変速装置は、ケーシング１内にトロイダル型無段変速機２と遊星歯車式変速機３とを、互いに同心に、且つ、互いの間での動力の伝達、並びに、伝達状態の切換を可能に組み合わせて成るもので、入力軸４と出力軸５とを有する。又、これら入力軸４と出力軸５との間に、前記トロイダル型無段変速機２の入力回転軸６と伝達軸７とを、これら両軸４、５と同心に設けている。そして、前記遊星歯車式変速機２のうちの前段ユニット８と中段ユニット９とを前記入力回転軸６と前記伝達軸７との間に掛け渡す状態で、後段ユニット１０をこの伝達軸７と前記出力軸５との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【０００３】
又、前記トロイダル型無段変速機２は、１対の入力ディスク１１ａ、１１ｂと、一体型の出力ディスク１２と、複数のパワーローラ１３、１３とを備える。このうちの両入力ディスク１１ａ、１１ｂは、前記入力回転軸６を介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、前記出力ディスク１２は、前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂ同士の間に、これら両入力ディスク１１ａ、１１ｂと同心に、且つ、これら両入力ディスク１１ａ、１１ｂに対する相対回転を可能として支持されている。更に、前記各パワーローラ１３、１３は、前記出力ディスク１２の軸方向両側面と前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ（図示の例では、２個ずつ、合計４個）挟持されている。
【０００４】
又、前記出力ディスク１２はその軸方向両端部を、前記ケーシング１内に、それぞれ１対ずつの支柱１４、１４と転がり軸受１５、１５とにより、回転自在に支持している。又、これら両支柱１４、１４の両端部近傍に支持した１対の支持板１６、１６同士の間に複数のトラニオン１７ａ、１７ｂを、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸１８、１８を中心とする揺動及び軸方向（図７〜８の上下方向）の変位を可能に支持している。又、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂの内側面（互いに対向する面）に前記各パワーローラ１３、１３を、それぞれ支持軸１９、１９並びに複数組の転がり軸受を介して、回転並びに前記入力回転軸６の軸方向に関する若干の変位を自在に支持している。そして、前記各パワーローラ１３、１３の周面と、前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂの軸方向片側面及び前記出力ディスク１２の軸方向両側面とを転がり接触させている。これら各面同士の転がり接触部が、トラクションオイルを介して動力を伝達する、トラクション部となる。即ち、前記各パワーローラ１３、１３は、前記両入力ディスク１１ａ、１１ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力ディスク１１ａ、１１ｂと前記出力ディスク１２との間で動力を伝達する。
【０００５】
又、前記入力回転軸６の基端部（図７の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、前記入力軸４を介して結合し、このクランクシャフトにより前記入力回転軸６を回転駆動する様にしている。又、前記入力回転軸６の基端部と、前記エンジンに近い側（図７の左側）の入力ディスク１１ａとの間に、油圧式の押圧装置２０を設け、前記各トラクション部に、適正な面圧を付与できる様にしている。又、前記出力ディスク１２の中心部に、中空回転軸２１の基端部（図７の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸２１を、前記エンジンから遠い側（図７の右側）の入力ディスク１１ｂの内側に挿通して、前記出力ディスク１２の回転力を取り出し可能としている。更に、前記中空回転軸２１の先端部（図７の右端部）で前記入力ディスク１１ｂの外側面から突出した部分に、前記遊星歯車式変速機２の前段ユニット８を構成する為の、太陽歯車２２を固設している。又、前記入力回転軸６の先端部（図７の右端部）で前記中空回転軸２１から突出した部分と前記入力ディスク１１ｂとの間に、キャリア２３を掛け渡す様に設けて、この入力ディスク１１ｂと前記入力回転軸６とが、互いに同期して回転する様にしている。そして、前記中空回転軸２１と前記キャリア２３とにより、前記トロイダル型無段変速機２のトルクを、前記遊星歯車式変速機３に取り出し可能としている。
【０００６】
この遊星歯車変速機３は、前記前段、中段、後段各ユニット８〜１０に加えて、低速用、高速用両クラッチ２７、２８を備える。そして、このうちの低速用クラッチ２７を接続し、高速用クラッチ２８の接続を断った低速モード時には、前記トロイダル型無段変速機２の変速比を調節する事により、前記入力回転軸６の回転速度を一定にしたまま、前記出力軸４の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換可能となる。一方、前記高速用クラッチ２８を接続し、前記低速用クラッチ２７の接続を断った高速モード時には、前記トロイダル型無段変速機２の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体としての速度比も増速側に変化する。
【０００７】
上述の様な無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機２を含め、自動車用自動変速機として使用するトロイダル型無段変速機は、ユニットとして前記ケーシング外で組み立ててから、このケーシング内に組み付ける事で、組立作業の容易化を図る場合が多い。図９〜１１は、この様な目的でユニット化したトロイダル型無段変速機２ａの１例を示している。このトロイダル型無段変速機２ａは、各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対して各パワーローラ１３ａ、１３ａを、各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向の変位を可能に支持する部分に、特許文献２に記載された構造を採用して、構造の簡略化を図っている。又、前記トロイダル型無段変速機２ａを通過した動力（出力）を、一体型の出力ディスク１２ａの外周面に一体に形成した出力歯車２９により取り出す様にしている。後述する本発明の実施の形態は、前記図９〜１１に示した構造を基本としているので、先ず、この図９〜１１に示した構造に就いて、簡単に説明する。
【０００８】
前記トロイダル型無段変速機２ａのユニットの基台となるアクチュエータボディー３０の上面に１対の支柱１４ａ、１４ａの下端部を結合固定し、これら両支柱１４ａ、１４ａの上端部を天板３１に結合固定している。そして、これら両支柱１４ａ、１４ａの上下両端寄り部分に支持した上下１対の支持板１６ａ、１６ａ同士の間に複数本（図示の例では４本）の前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃを、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸１８ａ、１８ａを中心とする揺動変位及びこれら各枢軸１８ａ、１８ａの軸方向（図９〜１１の上下方向）の変位を可能に支持している。前記トロイダル型無段変速機２ａの変速比を調節する際には、前記アクチュエータボディー３０内に収納した、油圧式のアクチュエータ３２、３２により、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃを前記各枢軸１８ａ、１８ａの軸方向に変位させる。
【０００９】
前記各パワーローラ１３ａ、１３ａは前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対し、支持軸１９ａ、１９ａを一体に設けた外輪３３、３３を介して、これら各支持軸１９ａ、１９ａを中心とする回転を自在に、且つ、前記各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向の変位を可能に支持している。前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの回転を自在とすべく、これら各パワーローラ１３ａ、１３ａの外側面と前記各外輪３３、３３の内側面との間にそれぞれ複数個の玉を配置してスラスト転がり軸受３４、３４を構成すると共に、前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの内周面と前記各支持軸１９ａ、１９ａの外周面との間にそれぞれ複数本ずつのニードルを配置して、各ラジアル転がり軸受３５、３５を構成している。又、外側面に凹部を設けた前記各外輪３３、３３を前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの中間部に設けた支持梁部４５、４５に跨らせて、これら各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対する前記各外輪３３、３３、及びこれら各外輪３３、３３に支持された前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの、前記軸方向への揺動変位を可能としている。
【００１０】
上述の様なトロイダル型無段変速器２ａの運転時に、前記各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向側面と前記各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面との転がり接触部であるトラクション部、並びに前記各転がり軸受３４、３５等の可動部には、大量のトラクションオイルを供給する必要がある。この為に従来から、例えば特許文献１〜１１に示す様な構造により、前記各トラクション部や前記各可動部にトラクションオイルを供給する様にしていた。例えば、図１０に示した、前記出力ディスク１２ａを回転自在に支持する為の転がり軸受１５、１５やラジアルニードル軸受３６、３６には、入力回転軸６の内部に形成した給油通路３７を介して、前記トラクションオイルを供給自在としている。又、前記各パワーローラ１３ａ、１３ａを回転自在に支持する為の前記各転がり軸受３４、３５には、図１１、１３、１４に示す様に、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの内部に形成した給油通路３８、３８及び前記各支持軸１９ａ、１９ａの中心部に形成した給油通路３９、３９を介して、前記トラクションオイルを供給自在としている。更に、前記各トラクション部には、別途設けたノズルから、このトラクションオイルを吹き付ける様にしている。
【００１１】
前記入力回転軸６や、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃ及び前記各支持軸１９ａ、１９ａは、軸受鋼、高速度工具鋼の如き硬質金属製であり、それぞれの内部に給油通路３７、３８、３９を形成する作業は面倒で、コストを高くする原因となる。特に、前記入力回転軸６は長尺で、その中心部及び側方に、下流側で複数に枝分かれした前記給油通路３７を形成する作業は相当に面倒で、コストを大きく上昇する原因となる。又、この給油通路３７の存在に拘らず、前記入力回転軸６の強度及び剛性を確保する為に、この入力回転軸６の外径を或る程度大きくする必要がある。前記トロイダル型無段変速機２ａの場合、この入力回転軸６の外径が少しでも大きくなると、変速比幅の確保と小型・軽量化とを両立させる面から大きな不利益を生じる。更に、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの内部に形成する給油通路３８、３８に関しては、図１１〜１３に示す様に、その上流端を開口させる為、前記アクチュエータ３２、３２に付属のロッド４７、４７の基端部に括れ部４０を形成する等、相当に面倒な加工が必要になり、やはりコストを大きく上昇させる原因となる。
【００１２】
特許文献７には、長期間に亙る停止後に、各トラクション部や各可動部にトラクションオイルが存在しない状態で起動する（ドライスタートを行う）事で、これら各トラクション部や各可動部に金属接触に基づく損傷が発生するのを防止する為、トロイダル型無段変速機が停止すると、ケーシング内に貯溜されたトラクションオイルの油面が、前記各トラクション部や各可動部を浸漬する位置にまで上昇する様にした構造が記載されている。但し、前記特許文献７に記載された従来構造にしても、起動後、通常の運転時の状態では、前記ケーシング内の油面が低下し、前記各トラクション部や前記各可動部への給油は、各部材の内部に設けた給油通路を通じて行う為、上述の様な問題を解決できない。
尚、本発明を実施する場合に利用できる発明の構造を記載した刊行物として、特許文献１２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−１６５７４号公報
【特許文献２】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献３】特開平１１−２１０８５５号公報
【特許文献４】特開２００５−１４０１４９号公報
【特許文献５】特開２００５−１６３８５４号公報
【特許文献６】特開２００７−１５４９５２号公報
【特許文献７】特開２００８−１４４８３０号公報
【特許文献８】特開２００８−２８１１５０号公報
【特許文献９】特開２００８−２８１１５１号公報
【特許文献１０】特開２００８−３０３９８７号公報
【特許文献１１】特開２００９−２９９７８９号公報
【特許文献１２】特開２０１０−１４４７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、各部で必要とされるトラクションオイルの供給手段を簡略化する事により、トロイダル型無段変速機のコスト低減を図れる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、入力軸と、出力軸と、少なくとも１対のディスクと、複数の支持部材と、支持軸と、複数個のパワーローラとを備える。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記ケーシング内に潤滑油として機能するトラクションオイルを、運転中の状態で、少なくとも前記各ディスクの軸方向側面と前記各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部の少なくとも一部を浸漬する位置にまで貯溜している。
【００１６】
この様な本発明を実施する場合、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記各支持部材を、それぞれの上下両端部に設けられた前記各枢軸を中心として揺動変位するトラニオンとする。又、前記各支持軸を、前記各ディスクの径方向に関して内側の側面である、これら各トラニオンの内側面から突出する状態で設ける。更に、これら各トラニオンの内側面と前記各パワーローラ軸方向片面との間に、それぞれスラスト転がり軸受を設ける。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記各スラスト転がり軸受の上端部を、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイル中に浸漬する。
【００１７】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記各支持部材及び前記各支持軸を、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とする。
或いは、請求項５に記載した発明の様に、前記各トラニオンを、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とすると共に、前記各支持軸に、これら各支持軸の先端面と中間部外周面とに開口する、トラクションオイルの給油通路を設ける。そして、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記各支持軸の先端面に存在する前記給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各支持軸の外周面に存在する前記給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する。
或いは、請求項６に記載した発明の様に、前記各支持軸に、これら各支持軸の基端面と中間部外周面とに開口する下流側給油通路を、前記各トラニオンの一部に、これら各トラニオンの外側面とこの下流側給油通路とを連通させる上流側給油通路を、それぞれ設ける。そして、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記トラニオンの外側面側に存在する前記各上流側給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各上流側給油通路から前記各下流側給油通路に送り込み、更に、前記各支持軸の外周面に存在するこれら各下流側給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記ケーシング内にスペーサを固定して、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイルの量を低減する。このスペーサの設置位置は、前記各ディスク及び前記各パワーローラを囲み、前記入力軸と前記出力軸との間での変速比の変更に伴う、前記各支持部材及びこれら各パワーローラの変位に拘らず、これら各支持部材及び各パワーローラを含む非固定部材と干渉する事がない部分する。
この様な請求項７に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項８に記載した発明の様に、前記スペーサを、耐油性を有する合成樹脂製とする。
【発明の効果】
【００１９】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、各部で必要とされるトラクションオイルの供給手段の構造を簡略化する事により、トロイダル型無段変速機のコスト低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図９のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図２】同じくＢ−Ｂ断面に相当する図。
【図３】同じくトラニオン、パワーローラ及びスラスト転がり軸受を取り出して図１と同方向から見た断面図。
【図４】スラスト転がり軸受を構成する外輪及び支持軸を取り出して示す斜視図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図６】同第３例を示す、図１と同様の図。
【図７】従来から知られている、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の縦断側面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図。
【図９】ユニット化したトロイダル型無段変速機の斜視図。
【図１０】図９のＢ−Ｂ断面図。
【図１１】図９のＡ−Ａ断面図。
【図１２】従来構造に組み込まれていたトラニオン、パワーローラ及びスラスト転がり軸受を取り出して示す斜視図。
【図１３】同じく断面図。
【図１４】同じくスラスト転がり軸受を構成する外輪及び支持軸を取り出して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、各部で必要とされるトラクションオイルをこれら各部に供給する為の、供給装置の構造を簡略化する点にある、その他の部分の構成及び作用は、前述の図７〜１１に示した構造と同様であるから、重複する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００２２】
本例のトロイダル型無段変速機２ｂの場合には、各トラニオン１７ｃ、１７ｃと、これら各トラニオン１７ｃ、１７ｃを跨ぐ状態で、これら各トラニオン１７ｃ、１７ｃに対する揺動変位を可能に支持された各外輪３３、３３と、これら各外輪３３、３３の軸方向内側面に、これら各外輪３３、３３と一体に設けられた各支持軸１９ａ、１９ａとの何れの部材に就いても、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない、充実体としている。更に、入力ディスク１１ａ、１１ｂ及び出力ディスク１２ａの中心部に設けた入力回転軸６ａに関しても、次述する基端部を除いて、充実体としている。従って、本例の場合には、各トラクション部及び各転がり軸受３４、３５、３６を含む各可動部に、給油通路を通じてトラクションオイルが供給される事はない。尚、前記入力回転軸６ａに就いては、潤滑用のトラクションオイルを流通させる為の給油通路は設けないが、押圧装置２０の油圧室内に、作動油として機能するトラクションオイルを給排する為の給排通路４６は設ける。この給排通路４６を設ける位置は、前記入力回転軸６ａの基端部（図２の左端部）近傍のみであるから、加工は比較的容易であり、前記給排通路４６を形成する事に伴うコスト上昇は限られる。
【００２３】
潤滑用のトラクションオイルを流通させる為の前記各給油通路を設けない代わりに、本例の構造の場合には、前記トロイダル型無段変速機２ｂを収納したケーシング１（図７〜８参照）内に、十分量のトラクションオイルを貯溜している。即ち、前記トロイダル型無段変速機２ｂを前記ケーシング１内に収納した状態で、前記各トラクション部及び各可動部に十分量のトラクションオイルを供給できる位置に、前記ケーシング１内に於けるこのトラクションオイルの油面を設定している。具体的には、このケーシング１内に潤滑油として機能するトラクションオイルを、前記トロイダル型無段変速機２ｂの運転時の状態（但し、波立っていない静かな油面であると仮定した状態）で、少なくとも図１〜２の鎖線α位置、好ましくは鎖線β位置にまで存在させる。尚、このうちの鎖線α位置は、前記各ディスク１１ａ、１１ｂ、１２ａの軸方向側面と各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面との転がり接触部である各トラクション部（に存在する接触楕円の中心）を浸漬する位置である。尚、好ましくは、これら各トラクション部に存在する接触楕円の上端部まで浸漬する様に、前記鎖線αよりも少し（２〜３ｍｍ）上方にまで前記トラクションオイルが存在する様に、前記ケーシング１内に貯溜するトラクションオイルの量を規制する。又、前記鎖線β位置は、前記各外輪３３、３３により構成されるスラスト転がり軸受３４、３４の上端部を浸漬する位置である。
【００２４】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機２ｂの運転時には、前記鎖線α、又は鎖線β位置に迄貯溜されたトラクションオイルが、前記各トラクション部に入り込んで、これら各トラクション部に動力伝達の為の（例えば厚さが１μｍ程度の）油膜を形成する。又、これら各トラクション部及び各転がり軸受３４、３５、３６を含む各可動部にも入り込んで、これら各可動部を潤滑する。尚、前記トロイダル型無段変速機２ｂの運転に伴って、前記ケーシング１内に貯溜されたトラクションオイルの油面は、前記鎖線α又は鎖線βの位置をその平均位置として大きく変動する。但し、この変動の周期は極く短く、前記各トラクション部や前記各可動部が油面から露出する時間は極く短時間であるし、露出した部分にも、各可動部材のうちで浸漬された部分に付着したトラクションオイルが送り込まれる。従って、前記各トラクション部や各可動部でトラクションオイルが不足する事はない。
以上の通りであるから、本例のトロイダル型無段変速機２ｂによれば、各部で必要とされるトラクションオイルの供給量を確保しつつ、このトラクションオイルの供給装置の構造を簡略化して、コスト低減を図れる。
【００２５】
［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１〜３、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、上述した実施の形態の第１例の場合と同様に、各トラニオン１７ｃ、１７ｃを、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体としている。但し、本例の場合には、各スラスト転がり軸受３４、３４を構成する外輪３３、３３と一体に設けた各支持軸１９ａ、１９ａの内側に、潤滑用のトラクションオイルを流通させる為の給油通路３９ａ、３９ａを設けている。本例の場合、これら各給油通路３９ａ、３９ａは、前記各支持軸１９ａ、１９ａの中心部に形成されて、これら各支持軸１９ａ、１９ａの先端面と基端面（前記各外輪３３、３３の外側面）とに開口する主部４１と、この主部４１の途中から分岐して前記各支持軸１９ａ、１９ａの外周面に開口した分岐部４２、４２とから成る。これら各支持軸１９ａ、１９ａの外周面に於ける、これら各分岐部４２、４２の開口部位置は、スラスト転がり軸受３４、３４及びラジアル転がり軸受３５、３５の内径側部分としている。
【００２６】
それぞれが上述の様な各給油通路３９ａ、３９ａを備えた本例のトロイダル型無段変速機２ｃによれば、各パワーローラ１３ａ、１３ａを回転自在に支持する為の、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に十分量のトラクションオイルを供給できる。即ち、前記トロイダル型無段変速機２ｃの運転時には、前記各スラスト転がり軸受３４、３４を構成する各玉４３、４３の公転運動及びこれら各玉４３、４３を保持した保持器４４の回転運動に伴う遠心力に基づくポンプ作用により、前記各スラスト転がり軸受３４、３４の内径側から外径側に向かう、トラクションオイルの流れが惹起される。この結果、前記各給油通路３９ａ、３９ａの主部４１、４１内に、前記各支持軸１９ａ、１９ａの先端面側の開口からトラクションオイルが吸引され、このトラクションオイルが、前記各分岐部４２、４２を通じて、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込まれる。
【００２７】
この様に本例のトロイダル型無段変速機２ｃは、運転時に特に大きな荷重を支承する事で発熱量が多くなる、前記各スラスト転がり軸受３４、３４を流通するトラクションオイルの量を多くできる。この為、これら各スラスト転がり軸受３４、３４を含む、前記トロイダル型無段変速機の耐久性確保の面から有利になる。
尚、本例の構造を実施する場合に、前記各スラスト転がり軸受３４、３４を構成する保持器４４、４４として、特許文献１２に記載されている如く、ポンプ作用を助長する様な形状のものを使用すれば、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込むトラクションオイルの量を、更に増やす事ができる。
【００２８】
又、本例の場合には、前記各支持軸１９ａ、１９ａの内側に、前記各給油通路３９ａ、３９ａを形成する分、コスト低減の面からは、前述した実施の形態の第１例よりも不利になる。但し、前記各支持軸１９ａ、１９ａは、前記各外輪３３、３３を含めても、比較的小型の部品であるから、前記各給油通路３９ａ、３９ａを形成する事に伴うコスト上昇は、低く抑えられる（先に説明した図１１〜１３に示した構造に比べて、十分にコストを低減できる）。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００２９】
［実施の形態の第３例］
図６は、請求項１〜３、６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例のトロイダル型無段変速機２ｄの場合も、各パワーローラ１３ａ、１３ａを回転自在に支持する為のスラスト転がり軸受３４、３４のポンプ作用を利用して、これら各スラスト転がり軸受３４、３４及び各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込むトラクションの量を確保する様にしている。特に、本例の場合には、各トラニオン１７ｃ、１７ｃに形成した給油通路３８ａ、３８ａの側から取り入れたトラクションオイルを、各支持軸１９ａ、１９ａの内部に形成した各給油通路３９ｂ、３９ｂを介して、前記各スラスト転がり軸受３４、３４及び前記各ラジアル転がり軸受３５、３５に送り込む様にしている。
【００３０】
この為に本例の場合には、前記各支持軸１９ａ、１９ａに、これら各支持軸１９ａ、１９ａの基端面（外輪３３、３３の内側面）と中間部外周面とに開口する、前記各給油通路３９ｂ、３９ｂを形成している。本例の場合、これら各給油通路３９ｂ、３９ｂは、前記各支持軸１９ａ、１９ａの先端面には開口していないが、開口させる事もできる。又、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの一部で前記各外輪３３、３３を跨がせる支持梁部４５、４５の軸方向中間部に、前記各給油通路３８ａ、３８ａを形成している。そして、前記各スラスト転がり軸受３４、３４のポンプ作用に基づき、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃの外側面側に存在する前記各給油通路３８ａ、３８ａの上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、前記各支持軸１９ａ、１９ａ内の給油通路３９ｂ、３９ｂの主部４１ａ、４１ａに送り込み、更に、これら各主部４１ａ、４１ａから分岐した各分岐部４２、４２を通じて、前記スラスト転がり軸受３４、３４及びラジアル転がり軸受３５、３５に供給する。尚、前記各トラニオン１７ｃ、１７ｃに形成した給油通路３８ａ、３８ａが特許請求の範囲に記載した上流側給油通路に、前記各支持軸１９ａ、１９ａの内部に形成した各給油通路３９ｂ、３９ｂが同じく下流側給油通路に、それぞれ対応する。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第２例と同様であるから、重複する部分に関する図示並びに説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明を実施する場合に、ケーシング内の適正位置にスペーサを固定すれば、このケーシング内に貯溜された前記トラクションオイルの量を低減して、このトラクションオイルの攪拌抵抗に基づく、トロイダル型無段変速機の伝達効率の低下を低減できる（請求項７に記載した発明）。但し、前記スペーサと可動部との距離は或る程度（例えば５ｍｍ以上）離隔させて、このスペーサと可動部との間に存在するトラクションオイルの剪断抵抗による、この可動部の回転抵抗の増大を抑える。この様なスペーサを設ける場合に、このスペーサを、耐油性を有する合成樹脂製とすれば、仮に何れかの部分がこのスペーサと擦れ合っても、当該部分が損傷する事を防止できる。又、スペーサを設ける事に伴う重量増大も、少なく抑えられる（請求項８に記載した発明）。
【００３２】
又、本発明のトロイダル型無段変速機は、前述の図７に示す様な無段変速装置の一部として、遊星歯車式変速機と組み合わせて実施する他、トロイダル型無段変速機単体として実施する事もできる。更に、図示の様なハーフトロイダル型に限らず、フルトロイダル型で実施する事もできる。
【符号の説明】
【００３３】
１ ケーシング
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ トロイダル型無段変速機
３ 遊星歯車式変速機
４ 入力軸
５ 出力軸
６、６ａ 入力回転軸
７ 伝達軸
８ 前段ユニット
９ 中段ユニット
１０ 後段ユニット
１１ａ、１１ｂ 入力ディスク
１２、１２ａ 出力ディスク
１３、１３ａ パワーローラ
１４、１４ａ 支柱
１５ 転がり軸受
１６、１６ａ 支持板
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ トラニオン
１８、１８ａ 枢軸
１９、１９ａ 支持軸
２０ 押圧装置
２１ 中空回転軸
２２ 太陽歯車
２３ キャリア
２４ 遊星歯車
２５ 遊星歯車
２６ 遊星歯車
２７ 低速用クラッチ
２８ 高速用クラッチ
２９ 出力歯車
３０ アクチュエータボディー
３１ 天板
３２ アクチュエータ
３３ 外輪
３４ スラスト転がり軸受
３５ ラジアル転がり軸受
３６ ラジアルニードル軸受
３７ 給油通路
３８、３８ａ 給油通路
３９、３９ａ、３９ｂ 給油通路
４０ 括れ部
４１、４１ａ 主部
４２ 分岐部
４３ 玉
４４ 保持器
４５ 支持梁部
４６ 給排通路
４７ ロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、入力軸と、出力軸と、互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とし、互いに同心に配置された状態でこのケーシング内に相対回転を自在に支持され、一部が前記入力軸との間で、残部が前記出力軸との間で、それぞれトルク伝達する、少なくとも１対のディスクと、軸方向に関してこれら各ディスクの中間位置に配置され、それぞれがこれら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置に存在する枢軸を中心として揺動変位する複数の支持部材と、これら各支持部材の一部に組み付けられた支持軸と、これら各支持軸を中心とする回転自在に支持された状態で、部分球状凸面であるそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向側面に転がり接触させた、複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、潤滑油として機能するトラクションオイルを前記ケーシング内に、運転中の状態で、少なくとも前記各ディスクの軸方向側面と前記各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部の少なくとも一部を浸漬する位置にまで貯溜した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記各支持部材が、それぞれの上下両端部に設けられた前記各枢軸を中心として揺動変位するトラニオンであり、前記各支持軸が、前記各ディスクの径方向に関して内側の側面である、これら各トラニオンの内側面から突出する状態で設けられており、これら各トラニオンの内側面と前記各パワーローラ軸方向片面との間に、それぞれスラスト転がり軸受が設けられている、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記各スラスト転がり軸受の上端部が、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイル中に浸漬されている、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記各支持部材及び前記各支持軸を、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とした、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記各トラニオンを、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とすると共に、前記各支持軸に、これら各支持軸の先端面と中間部外周面とに開口する、トラクションオイルの給油通路を設け、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記各支持軸の先端面に存在する前記給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各支持軸の外周面に存在する前記給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する、請求項２、又は、この請求項２を引用した請求項３〜４のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
前記各支持軸に、これら各支持軸の基端面と中間部外周面とに開口する下流側給油通路を、前記各トラニオンの一部に、これら各トラニオンの外側面とこの下流側給油通路とを連通させる上流側給油通路を、それぞれ設け、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記トラニオンの外側面側に存在する前記各上流側給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各上流側給油通路から前記各下流側給油通路に送り込み、更に、前記各支持軸の外周面に存在するこれら各下流側給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する、請求項２、又は、この請求項２を引用した請求項３〜４のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項７】
前記ケーシング内で、前記各ディスク及び前記各パワーローラを囲み、前記入力軸と前記出力軸との間での変速比の変更に伴う、前記各支持部材及びこれら各パワーローラの変位に拘らず、これら各支持部材及び各パワーローラを含む非固定部材と干渉する事がない部分にスペーサを固定して、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイルの量を低減した、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項８】
前記スペーサが、耐油性を有する合成樹脂製である、請求項７に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項１】
ケーシングと、入力軸と、出力軸と、互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とし、互いに同心に配置された状態でこのケーシング内に相対回転を自在に支持され、一部が前記入力軸との間で、残部が前記出力軸との間で、それぞれトルク伝達する、少なくとも１対のディスクと、軸方向に関してこれら各ディスクの中間位置に配置され、それぞれがこれら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置に存在する枢軸を中心として揺動変位する複数の支持部材と、これら各支持部材の一部に組み付けられた支持軸と、これら各支持軸を中心とする回転自在に支持された状態で、部分球状凸面であるそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向側面に転がり接触させた、複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、潤滑油として機能するトラクションオイルを前記ケーシング内に、運転中の状態で、少なくとも前記各ディスクの軸方向側面と前記各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部の少なくとも一部を浸漬する位置にまで貯溜した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記各支持部材が、それぞれの上下両端部に設けられた前記各枢軸を中心として揺動変位するトラニオンであり、前記各支持軸が、前記各ディスクの径方向に関して内側の側面である、これら各トラニオンの内側面から突出する状態で設けられており、これら各トラニオンの内側面と前記各パワーローラ軸方向片面との間に、それぞれスラスト転がり軸受が設けられている、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記各スラスト転がり軸受の上端部が、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイル中に浸漬されている、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記各支持部材及び前記各支持軸を、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とした、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記各トラニオンを、それぞれの内部にトラクションオイルの給油通路を備えない充実体とすると共に、前記各支持軸に、これら各支持軸の先端面と中間部外周面とに開口する、トラクションオイルの給油通路を設け、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記各支持軸の先端面に存在する前記給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各支持軸の外周面に存在する前記給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する、請求項２、又は、この請求項２を引用した請求項３〜４のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
前記各支持軸に、これら各支持軸の基端面と中間部外周面とに開口する下流側給油通路を、前記各トラニオンの一部に、これら各トラニオンの外側面とこの下流側給油通路とを連通させる上流側給油通路を、それぞれ設け、前記各スラスト転がり軸受のポンプ作用に基づき、前記トラニオンの外側面側に存在する前記各上流側給油通路の上流端開口から吸引した前記トラクションオイルを、これら各上流側給油通路から前記各下流側給油通路に送り込み、更に、前記各支持軸の外周面に存在するこれら各下流側給油通路の下流端開口から、前記スラスト転がり軸受を含む、前記各パワーローラの回転支持部に供給する、請求項２、又は、この請求項２を引用した請求項３〜４のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項７】
前記ケーシング内で、前記各ディスク及び前記各パワーローラを囲み、前記入力軸と前記出力軸との間での変速比の変更に伴う、前記各支持部材及びこれら各パワーローラの変位に拘らず、これら各支持部材及び各パワーローラを含む非固定部材と干渉する事がない部分にスペーサを固定して、前記ケーシング内に貯溜された前記トラクションオイルの量を低減した、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項８】
前記スペーサが、耐油性を有する合成樹脂製である、請求項７に記載したトロイダル型無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７２５３０（Ｐ２０１３−７２５３０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３７３６（Ｐ２０１１−２１３７３６）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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