トロイダル型無段変速機

【目的】潤滑油がスラスト転がり軸受３４ａ全体に行きわたる様にして、著しい摩耗や焼き付きの発生を防止する。
【構成】外輪３７に形成した給油孔４０から保持器３６ａに向けて潤滑油を吐出する。保持器３６ａの内外両面には凹溝４２、４２を、ポケット３８を横切る状態で形成している。給油孔４０から吐出された潤滑油は、前記各凹溝４２、４２を通じて流れる為、潤滑油が保持器３６ａの内外両面に行きわたる。

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この考案に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図１４〜１５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、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１４〜１５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１４〜１５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外側面のカム面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１４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、前記トラニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図１５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１４と図１５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出来る。
【０００９】
更に、図１６は、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たトロイダル型無段変速機で、自動車用変速機として、より具体化した構造を示している。エンジンのクランク軸の回転は、クラッチ１５を介して入力軸１６に伝達され、この入力軸１６の中間部にスプライン係合したカム板１０を回転させる。そして、このカム板１０を含んで構成される押圧装置９の作動により、入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け図１６で左方に押圧しつつ、回転させる。入力側ディスク２の回転は、パワーローラ８、８によって出力側ディスク４に伝達される。
【００１０】
この出力側ディスク４は前記入力軸１６の周囲に、ニードル軸受１７により支持され、この出力側ディスク４と一体に形成された円筒状の出力軸１８は、ハウジング１９の内側に、アンギュラ型の玉軸受２０により支持されている。一方、前記入力軸１６の一端（図１６の右端）は前記ハウジング１９の内側にころ軸受２１により、他端は前記ハウジング１９の内側にアンギュラ型の玉軸受２２によりスリーブ２３を介して、それぞれ回転自在に支持されている。
【００１１】
前記出力軸１８の外周面には、駆動側前進ギヤ２４と駆動側後退ギヤ２５とを一体とした伝達ギヤ２６が、スプライン係合している。車両の前進時にはこの伝達ギヤ２６を右行させて、前記駆動側前進ギヤ２４と、取り出し軸２７の中間部に設けた従動側前進ギヤ２８とを直接噛合させ、後退時には前記伝達ギヤ２６を左行させて、前記駆動側後退ギヤ２５と、前記取り出し軸２７の中間部に固定した従動側後退ギヤ２９とを、図示しない中間ギヤを介して噛合させる。
【００１２】
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には、エンジンによりクラッチ１５を介して入力軸１６を回転させ、前記伝達ギヤ２６を適宜の方向に移動させれば、前記取り出し軸２７を任意方向に回転させる事ができる。又、各トラニオン６、６を揺動させて、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との接触位置を変えれば、前記入力軸１６と取り出し軸２７との回転速度比を変える事ができる。
【００１３】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、前記押圧装置９の作動に基づき、入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け押圧する。この結果、押圧装置９を構成するカム板１０を支持した入力軸１６には、図１６で右方向のスラスト荷重が、上記押圧に基づく反力として加わる。このスラスト荷重は、前記入力軸１６の端部に螺合したナット３０と前記スリーブ２３とを介して、前記玉軸受２２により支承される。又、押圧装置９の作動により前記出力軸１８には、図１６で左方向のスラスト荷重が、入力側、出力側両ディスク２、４とパワーローラ８、８とを介して加わる。このスラスト荷重は、前記出力軸１８に外嵌したストップリング３３を介して、前記玉軸受２０により支承される。
【００１４】
尚、図１６で３１はエンジンブレーキ用クラッチ、３２は直結用クラッチであるが、これらの構造及び作用に就いては、前記マイクロフィルムに詳しく記載されており、又、本考案の要旨とも関係しないので、詳しい説明は省略する。
【００１５】
又、上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、前記入力軸１６及び出力軸１８にスラスト荷重が加わる他、前記各パワーローラ８、８にも、スラスト荷重が加わる。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との間にスラスト転がり軸受３４、３４を設けて、これら各パワーローラ８、８に加わるスラスト荷重を支承する様に構成している。
【００１６】
これら各スラスト転がり軸受３４、３４はそれぞれ、複数の転動体３５、３５と、これら複数の転動体３５、３５を転動自在に保持する為の保持器３６と、外輪３７とから構成されている。前記複数の転動体３５、３５は、軸受鋼、或はセラミックにより、球状、或はテーパころ状に形成されている。この様な転動体３５、３５は、前記各パワーローラ８、８の外端面に形成された軌道面と、前記外輪３７の片面に形成された軌道面とに転接する。又、前記保持器３６は、金属或は合成樹脂により円輪状に造られており、直径方向中間部で円周方向等間隔位置に形成したポケット３８、３８に、前記転動体３５、３５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３７、３７は、やはり円輪状に形成されたスペーサ３９（次述する図１７参照）
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。
【００１７】
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３４、３４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３４、３４には、十分な量の潤滑油を供給しなければならない。
【００１８】
この為従来から、図１７に示す様に、前記外輪３７の一部に１乃至複数の給油孔４０、４０を形成し、トロイダル型無段変速機の運転時には、これら各給油孔４０、４０内に潤滑油を強制的に送り込む様にしていた。各給油孔４０、４０内に強制的に送り込まれた潤滑油は、前記外輪３７の内面と前記保持器３６の外面との間の隙間、並びにこの保持器３６の内面と前記パワーローラ８の外端面との間の隙間を通じて流れ、その間に前記複数の転動体３５、３５の転動部分を潤滑する。
【００１９】
【考案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３４、３４に潤滑油を送り込む構造の場合には、部分的に潤滑油の供給が不足する場合が考えられる。即ち、図１８（Ａ）に示す様に、保持器３６が外輪３７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、前記外輪３７の内面と前記保持器３６の外面との間の隙間、並びにこの保持器３６の内面と前記パワーローラ８の外端面との間の隙間の何れにも潤滑油が流れる為、特に問題を生じない。
【００２０】
ところが、前記外輪３７に形成した給油孔４０から保持器３６の外面に向けて潤滑油を吐出すると、この潤滑油の流れに押されて前記保持器３６が、図１８（Ｂ）に示す様に、パワーローラ８側に変位する傾向となる。この様な変位に基づき、前記保持器３６の内面と前記パワーローラ８の外端面とが密接すると、この外端面に形成した軌道面と各転動体３５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。
【００２１】
この結果、前記パワーローラ８外端面の軌道面と各転動体３５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。本考案のトロイダル型無段変速機は、この様な不都合を解消すべく考案したものである。
【００２２】
【課題を解決する為の手段】
本考案のトロイダル型無段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様に、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、それぞれの内側面同士を互いに対向させた第一、第二のディスクと、前記第一、第二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、このトラニオンに植設された変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、前記第一、第二の両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ている。そして、前記第一、第二のディスクの内側面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、パワーローラの周面は球面状の凸面であり、この周面と前記内側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とを備えたものである。
【００２３】
特に、本考案のトロイダル型無段変速機に於いては、前記保持器は、円輪状の主体と、それぞれがこの主体の直径方向中間部に形成されて、その内側に前記転動体を転動自在に保持する複数のポケットと、この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た潤滑油流路とを備えている。
【００２４】
【作用】
上述の様に構成される本考案のトロイダル型無段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様の作用に基づき、回転軸と回転伝達部材との間で回転力の伝達を行ない、更にこれら回転軸と回転伝達部材との回転速度比を変える。
【００２５】
特に、本考案のトロイダル型無段変速機の場合、スラスト転がり軸受を構成する保持器が軸方向に変位して、この保持器の片面とこの片面が対向する面とが密接した場合でも、各転動体を保持したポケット内には十分な量の潤滑油が、潤滑油流路を通じて流れる。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。
【００２６】
【実施例】
図１〜４は、本考案の第一実施例を示している。尚、本考案のトロイダル型無段変速機の特徴は、パワーローラ８に加わるスラスト荷重を支承する為のスラスト転がり軸受３４ａの潤滑性を向上させる部分にあり、その他の構成及び作用は、前述した従来構造と同様である。よって、重複する説明を省略し、本考案の特徴部分を中心に説明する。
【００２７】
保持器３６ａの主体４１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４１の直径方向中間部で、円周方向複数個所にはポケット３８を、保持すべき転動体３５の形状に合わせて形成している。又、上記主体４１の内外両面には凹溝４２、４２を、この主体４１の直径方向に亙り、前記各ポケット３８を横切る状態で形成している。本実施例の場合には、これら各凹溝４２、４２が、前記主体４１の内周縁と外周縁との間に設けられた潤滑油流路を構成する。
【００２８】
上述の様に構成される本考案のトロイダル型無段変速機の場合、外輪３７に形成した給油孔４０から吐出する潤滑油の勢い等により、スラスト転がり軸受３４ａを構成する保持器３６ａが軸方向に変位して、図４に示す様に、この保持器３６ａの内面とパワーローラ８の外端面とが密接した場合でも、各転動体３５を保持したポケット３８内には十分な量の潤滑油が、前記各凹溝４２、４２を通じて流れる。
【００２９】
この結果、前記パワーローラ８の外端面に形成した軌道面と転動体３５の転動面との当接部に存在する潤滑油が不足する事もなく、前記スラスト転がり軸受３４ａ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。
【００３０】
次に、図５〜８は本考案の第二実施例を示している。本実施例の場合には、保持器３６ｂを構成する主体４１の内周縁で、この主体４１の内外両面に形成した凹溝４２、４２の端部に整合する部分に、切り欠き４３を形成している。外輪３７の給油孔４０から吐出した潤滑油が、この切り欠き４３を通じて前記主体４１の内面側に向けて円滑に流れる。従って、パワーローラ８の外端面に形成した軌道面と転動体３５の転動面との当接部に存在する潤滑油をより十分に確保できる。
【００３１】
次に、図９〜１１は本考案の第三実施例を示している。本実施例の場合には、保持器３６ｃを構成する主体４１の一部内周部分で、ポケット３８と整合する位置に、このポケット３８と前記主体４１の内周縁とを連通させるスリット４４を形成し、このスリットを潤滑油通路の一部としている。前記主体４１の一部外周部分で、前記ポケット３８と整合する位置には、前記潤滑油通路の残部を構成する凹溝４２、４２を構成している。本実施例の場合も、外輪３７の給油孔４０から吐出した潤滑油を前記主体４１の内面側に向け円滑に流して、パワーローラ８の外端面に形成した軌道面と転動体３５の転動面との当接部に存在する潤滑油をより十分に確保できる。
【００３２】
次に、図１２は本考案の第四実施例を示している。本実施例の場合には、保持器３６ｄを構成する主体４１の内外両面に、この主体４１の直径方向に対し傾斜した凹溝４２ａを形成している。トロイダル型無段変速機の定常運転時（自動車用変速機の場合には自動車の前進時）に前記保持器３６ｄは、図１２に矢印で示す方向に回転して、前記凹溝４２ａが主体４１の内径側に存在する潤滑油を掻き込む。従って、スラスト転がり軸受内部への潤滑油の供給量を十分に確保できる。
【００３３】
次に、図１３は本考案の第五実施例を示している。本実施例の場合には、保持器３６ｅを構成する主体４１の内外両面に、この主体４１の直径方向に対し互いに逆方向に傾斜した凹溝４２ａ、４２ｂを形成している。従って、トロイダル型無段変速機が何れの方向に運転された場合にも、何れかの凹溝４２ａ、４２ｂが主体４１の内径側に存在する潤滑油をに掻き込む。この結果、運転方向に関係なく、スラスト転がり軸受内部への潤滑油の供給量を十分に確保できる。
【００３４】
【考案の効果】
本考案のトロイダル型無段変速機は、以上に述べた通り構成され作用して、パワーローラに付属のスラスト転がり軸受の潤滑性を向上させる為、この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】本考案の第一実施例を示す、保持器の部分平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２の右方から見た図。
【図４】図１〜３の保持器を組み込んだスラスト転がり軸受部分を示す、図１７のＢ部に相当する図。
【図５】本考案の第二実施例を示す、保持器の部分平面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。
【図７】図６の右方から見た図。
【図８】図５〜７の保持器を組み込んだスラスト転がり軸受部分を示す、図１７のＢ部に相当する図。
【図９】本考案の第三実施例を示す、保持器の部分平面図。
【図１０】図９のＤ−Ｄ断面図。
【図１１】図１０の右方から見た図。
【図１２】本考案の第四実施例を示す、保持器の部分平面図。
【図１３】同第五実施例を示す、保持器の部分平面図。
【図１４】従来から知られた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１５】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図１６】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図１７】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１８】図１７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、図１７のＢ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
５枢軸
６トラニオン
７変位軸
８パワーローラ
８ａ周面
９押圧装置
１０カム板
１１保持器
１２ローラ
１３、１４カム面
１５クラッチ
１６入力軸
１７ニードル軸受
１８出力軸
１９ハウジング
２０玉軸受
２１ころ軸受
２２玉軸受
２３スリーブ
２４駆動側前進ギヤ
２５駆動側後退ギヤ
２６伝達ギヤ
２７取り出し軸
２８従動側前進ギヤ
２９従動側後退ギヤ
３０ナット
３１エンジンブレーキ用クラッチ
３２直結用クラッチ
３３ストップリング
３４、３４ａスラスト転がり軸受
３５転動体
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ保持器
３７外輪
３８ポケット
３９スぺーサ
４０給油孔
４１主体
４２、４２ａ、４２ｂ凹溝
４３切り欠き
４４スリット

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】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、それぞれの内側面同士を互いに対向させた第一、第二のディスクと、前記第一、第二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、このトラニオンに植設された変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、前記第一、第二の両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、前記第一、第二のディスクの内側面はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、パワーローラの周面は球面状の凸面であり、この周面と前記内側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とを備えたものであるトロイダル型無段変速機に於いて、前記保持器は、円輪状の主体と、それぞれがこの主体の直径方向中間部に形成されて、その内側に前記転動体を転動自在に保持する複数のポケットと、この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た潤滑油流路とを備えている事を特徴とするトロイダル型無段変速機。

【図１】