(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１組の変速ユニットを有するトロイダル型無段変速機であって、前記変速ユニットは、入力軸の外周に同期回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される入力側ディスクと、入力側ディスクに対して軸方向で対向するように入力軸に対して相対回転可能かつ軸方向変位不可能に外嵌装着される出力側ディスクと、両ディスクの間に傾動可能に介装されるパワーローラと、ディスク押圧用のローディングカム式押圧ユニットとを備え、当該押圧ユニットは入力側ディスクの外径側背面を押圧するとともに、前記両ディスクの入力軸に対する嵌合部位に静圧軸受が設けられており、前記入力側ディスクの内周面において、前記出力側ディスク側の先端部の内周面を含む部分が前記静圧軸受の静圧受け面となっている、ことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
２組の変速ユニットを有するトロイダル型無段変速機であって、第１変速ユニットは、入力軸の外周に同期回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される入力側ディスクと、入力側ディスクに対して軸方向で対向するように入力軸に対して相対回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される出力側ディスクと、両ディスクの間に傾動可能に介装されるパワーローラと、入力側ディスクの外径側背面を押圧するローディングカム式押圧ユニットとを備え、第２変速ユニットは、入力軸の外周に同期回転可能かつ軸方向変位不可能に外装される入力側ディスクと、入力側ディスクに対して軸方向で対向するように入力軸に対して相対回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される出力側ディスクと、両ディスクの間に傾動可能に介装されるパワーローラとを備え、第１変速ユニットの両ディスクおよび第２変速ユニットの出力側ディスクの入力軸に対する各嵌合部位に静圧軸受が設けられており、前記第１変速ユニットの入力側ディスクの内周面において、前記第１変速ユニットの出力側ディスク側の先端部の内周面を含む部分が前記静圧軸受の静圧受け面となっている、ことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記静圧軸受は、嵌合部位に形成される間隙と、この間隙に静圧油を供給する供給手段とを有するものである、請求項１または２に記載のトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダル型無段変速機に関する。このトロイダル型無段変速機とは、ハーフトロイダル型無段変速機やフルトロイダル型無段変速機のいずれも含み、さらに変速ユニットを１組とした構造や２組とした構造のいずれも含む。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトロイダル型無段変速機として、例えば実開平６−６９４９８号公報や特開平８−６１４５３号公報に示すようなものが知られている。
【０００３】
前者のトロイダル型無段変速機は、１組の変速ユニットを備える構造であり、入力軸に外嵌装着される入力側ディスクと出力側ディスクについて、入力側ディスクは入力軸に対して同期回転可能であることと、軸方向変位可能であることとが要求され、また、出力側ディスクは、入力軸に対して相対回転可能であることと、軸方向変位不可能であることとが要求される。
【０００４】
一方、後者のトロイダル型無段変速機は、２組の変速ユニットを備える構造であり、入力軸に対して外嵌装着される２組の変速ユニットの各出力側ディスクは、入力軸に対して相対回転可能であることと、軸方向変位可能であることとが要求され、また、一方の変速ユニットの入力側ディスクは、入力軸に対して同期回転可能であることと、軸方向変位可能であることとが要求され、さらに、他方の変速ユニットの入力側ディスクは、入力軸に対して同期回転可能かつ軸方向変位不可能であることが要求される。
【０００５】
そして、前者のトロイダル型無段変速機の場合、両ディスクと入力軸との間、後者のトロイダル型無段変速機の場合、２組の変速ユニットの各出力側ディスクおよび一方の変速ユニットの入力側ディスクと入力軸との間にラジアル型のニードル軸受を介装するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このトロイダル型無段変速機では、入力軸と、出力側ディスクとは同軸反転動作をするが、従来例では、このような同軸反転動作時のニードル軸受に作用する負荷が比較的大きいので、ニードル軸受の負荷容量を比較的大きく設定する必要がある。
【０００７】
これに対して、従来では、ラジアル型のニードル軸受を用いているので、このニードル軸受の径方向での設置スペースを大きく確保する必要が生じ、必然的に径方向寸法の大型化を余儀なくされる。
【０００８】
この他、上記ニードル軸受に代えて、すべり軸受を用いることも考えられるが、この場合、出力側ディスクの同軸反転動作時にすべり軸受の平均速度が“０”またはかなり小さな値になってしまうため、入力軸と出力側ディスクとに潤滑油膜が形成されなくなるなど、潤滑性能が著しく低下することがある。
【０００９】
したがって、本発明は、トロイダル型無段変速機において、径方向寸法の縮小化および、変速ユニットの可動部材と入力軸との間の潤滑性能の向上を図ることを目的としている。
【００１０】
本発明の第１のトロイダル型無段変速機は、１組の変速ユニットを有するトロイダル型無段変速機であって、前記変速ユニットは、入力軸の外周に同期回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される入力側ディスクと、入力側ディスクに対して軸方向で対向するように入力軸に対して相対回転可能かつ軸方向変位不可能に外嵌装着される出力側ディスクと、両ディスクの間に傾動可能に介装されるパワーローラと、ディスク押圧用のローディングカム式押圧ユニットとを備え、当該押圧ユニットは入力側ディスクの外径側背面を押圧するとともに、前記両ディスクの入力軸に対する嵌合部位に静圧軸受が設けられており、前記入力側ディスクの内周面において、前記出力側ディスク側の先端部の内周面を含む部分が前記静圧軸受の静圧受け面となっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２のトロイダル型無段変速機は、２組の変速ユニットを有するトロイダル型無段変速機であって、第１変速ユニットは、入力軸の外周に同期回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される入力側ディスクと、入力側ディスクに対して軸方向で対向するように入力軸に対して相対回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される出力側ディスクと、両ディスクの間に傾動可能に介装されるパワーローラと、入力側ディスクの外径側背面を押圧するローディングカム式押圧ユニットとを備え、第２変速ユニットは、入力軸の外周に同期回転可能かつ軸方向変位不可能に外装される入力側ディスクと、入力側ディスクに対して軸方向で対向するように入力軸に対して相対回転可能かつ軸方向変位可能に外嵌装着される出力側ディスクと、両ディスクの間に傾動可能に介装されるパワーローラとを備え、第１変速ユニットの両ディスクおよび第２変速ユニットの出力側ディスクの入力軸に対する各嵌合部位に静圧軸受が設けられており、前記第１変速ユニットの入力側ディスクの内周面において、前記第１変速ユニットの出力側ディスク側の先端部の内周面を含む部分が前記静圧軸受の静圧受け面となっている、ことを特徴とする。
【００１３】
なお、前述の静圧軸受は、嵌合部位に形成される間隙と、この間隙に静圧油を供給する供給手段とを有するものである。
【００１４】
上記本発明では、要するに、入力軸に対して可動部材を静圧軸受を介して支持させることにより、入力軸と可動部材との間の径方向寸法を縮小できるようにしている。また、静圧軸受として使用する静圧油が入力軸と可動部材との間の潤滑油として利用できるので、油膜切れが発生することがなくなる。さらに、従来のような物体間の摺接による摩擦がなくなることに加えて、静圧油による冷却作用が見込めるので、昇温が抑制される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１および図２に示す各実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施例のトロイダル型無段変速機の縦断面図である。図には２組の変速ユニットを備える構造のハーフトロイダル型無段変速機を例示している。
【００１７】
図中、１は入力軸、２は第１の変速ユニット、３は第２の変速ユニット、４はローディングカム式の押圧ユニット、５は出力歯車、６は予圧付与用の弾性部材である。
【００１８】
入力軸１は、図示しないがハウジングなどの固定部位に回転自在に支持されるものであり、内部が中空とされている。
【００１９】
第１，第２の変速ユニット２，３は、それぞれ、入力側ディスク２１，３１と、出力側ディスク２２，３２と、両ディスク２１，２２間および両ディスク３１，３２間に傾動可能にそれぞれ介装されるパワーローラ２３，３３とで構成されている。第１変速ユニット２の入力側ディスク２１は、入力軸１の外周に対して同期回転可能かつ軸方向変位可能に静圧軸受７を介して支持されており、また、出力側ディスク２２と、第２変速ユニット３の出力側ディスク３２とは、それぞれ入力軸１の外周に対して相対回転可能かつ軸方向変位可能に静圧軸受７を介して支持されており、さらに、第２変速ユニット３の入力側ディスク３１は入力軸１の外周に一体に形成されている。前述の静圧軸受７は、各ディスク２１，２２，３２の内周面と入力軸１の外周面との間に設けられる所要の間隙７１と、入力軸１の内部に設けられる給油路７２と、この給油路７２と上記各ディスク２１，２２，３２の位置における間隙７１とをそれぞれ連通するように入力軸１に穿設された複数の静圧油噴出孔７３とで構成されている。なお、給油路７２は、入力軸１に固定された給油リング１２と静圧油供給孔１３を通じて連通され、給油リング１２は静圧油を供給する給油装置１５と連通連結されている。
【００２０】
押圧ユニット４は、上記二つの変速ユニット２，３に所要のトラクション力を与えるもので、入力軸１の一端側外周にボールスプライン８を介して外嵌装着されるカム板４１と、カム板４１と第１変速ユニット２の入力側ディスク２１との間に介装される複数のカム４２と、カム４２を円周数箇所で保持する保持器４３とで構成されている。カム板４１の内側面および入力側ディスク２１の外側面には、それぞれカム面４４，４５が形成されている。上記入力側ディスク２１は、カム面４４，４５間に介装されたカム４２によりカム板４１と同期回転するようにされており、カム板４１はボールスプライン８を介して入力軸１と同期回転することから、結果的に、入力側ディスク２１は入力軸１に対し、同期回転可能かつ軸方向変位可能とされている。この押圧ユニット４の作動については、例えば従来技術として挙げた実開平６−６９４９８号公報や特開平８−６１４５３号公報にて周知のため説明は省略する。
【００２１】
出力歯車５は、第１変速ユニット２と第２変速ユニット３との間に配置されており、両変速ユニット２，３の出力側ディスク２２，３２の内周面に対して圧入嵌合されているとともに、二つの転がり軸受９，９を介して固定の中空隔壁１０に回転自在に支持されている。
【００２２】
弾性部材６は、例えばコイルバネからなり、入力軸１の一端側において押圧ユニット４のカム板４１の外側に取り付けられ、入力軸１の一端側に螺着されるナット１１により圧縮させられている。
【００２３】
次に、上記トロイダル型無段変速機の動作を説明する。
【００２４】
入力軸１の回転に伴い、押圧ユニット４のカム板４１が同期回転して第１変速ユニット２の入力側ディスク２１を軸方向一方へ押圧する。この押圧によって両変速ユニット２，３に所要のトラクション力を与える。これにより、両変速ユニット２，３は、その入力側ディスク２１，３１からパワーローラ２３，３３を介して出力側ディスク２２，３２に入力軸１の回転動力を伝達する。このとき、第１変速ユニット２のパワーローラ２３を矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向に、また、第２変速ユニット３のパワーローラ３３を矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向にと、対称的に傾かせることにより、変速比を可変することができる。
【００２５】
ところで、本実施例のトロイダル型無段変速機では、第１変速ユニット２の入力側ディスク２１と、出力側ディスク２２と、第２変速ユニット３の出力側ディスク３２との三者を、入力軸１に対して静圧軸受７を用いて支持させているから、従来例に比べて径方向寸法を縮小できるなど、小型化が達成できる。また、入力軸１と出力側ディスクとの同軸反転動作時などの過負荷となる状況においても、入力軸１と各ディスク２１，２２，３２との間を良好に支持および潤滑できるようになる。さらに、従来のような物体間の摺接による摩擦がないことに加えて、静圧軸受７に供給される油による冷却作用が見込めるので、昇温を抑制できるようになる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２７】
（１）  上記実施例では、第１変速ユニット２の出力側ディスク２２と、第２変速ユニット３の出力側ディスク３２と、出力歯車５とを別体にしているが、これらを一体に構成したものにも本発明を適用できる。
【００２８】
（２）  上記実施例では、２組の変速ユニット２，３を備える構造を例示しているが、図２に示すように、１組の変速ユニットを有する構造のハーフトロイダル型無段変速機にも本発明を適用できる。この場合、入力軸１に対して入力側ディスク２１と出力側ディスク２２の両方を静圧軸受７を介して支持することができる。出力歯車５は、出力側ディスク２２の背面に形成した段部２２ａ外周面に一体的に嵌合固定され、さらに出力側ディスク２２は、入力軸１に形成したフランジ１ａにスラスト玉軸受１６を介して装着されることにより、入力軸１の外周に対して相対回転可能かつ軸方向変位不可能に取り付けられている。また、入力軸１と押圧ユニット４のカム板４１とは、スプライン嵌合により同期回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられている。さらに、上記実施例では弾性部材６をコイルバネとしているが、この例では皿ばねとしている。なお、その他の各部材の構造、作動は図１の実施例と同様であるため、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２９】
（３）  上記各実施例では、ハーフトロイダル型無段変速機を例示しているが、図示しないが、フルトロイダル型無段変速機にも本発明を適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、入力軸と可動部材との間の径方向寸法を縮小できるようになるから、径方向での小型化を達成できるようになる。また、静圧軸受として使用する静圧油を入力軸と可動部材との間の潤滑油として利用できるようになるから、油膜切れが発生することがなくなり、潤滑性能を向上できるようになる。さらに、従来のような物体間の摺接による摩擦がなくなることに加えて、静圧油による冷却作用が見込めるので、昇温が抑制され、長寿命化を達成できるようになる。
【００３１】
このように、本発明によれば、コンパクトで信頼性の高いトロイダル型無段変速機を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のトロイダル型無段変速機の縦断面図
【図２】本発明の他の実施例のトロイダル型無段変速機の縦断面図
【符号の説明】
１    入力軸
２    第１変速ユニット
２１    入力側ディスク
２２    出力側ディスク
２３    パワーローラ
３    第２変速ユニット
３１    入力側ディスク
３２    出力側ディスク
３３    パワーローラ
７    静圧軸受
【図１】
0003728479.tif 000002
【図２】
0003728479.tif 000003