(57)【要約】【課題】トロイダル面の潤滑効率を向上できるトロイダル式無段変速機を提供する。【解決手段】相対回転可能に設けられた入力ディスク２および出力ディスク３と、入力ディスク２および出力ディスク３の全周にそれぞれ設けられたトロイダル面８，９と、トロイダル面８，９に接触して転動するパワーローラ１０と、トロイダル面８，９に潤滑油を供給する潤滑油供給機構２５とを有するトロイダル式無段変速機において、トロイダル面８，９を覆うカバー２９が設けられておりこのカバー２９はトロイダル面８，９の径方向全体を覆う構成を有している。【選択図】  図１
2008039088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に設けられ、かつ、対向する部分にそれぞれトロイダル面が形成された入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに形成されたトロイダル面に接触して転動するパワーローラと、前記入力ディスクおよび出力ディスクに形成されたトロイダル面に潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを有するトロイダル式無段変速機において、
前記入力ディスクまたは出力ディスクの少なくとも一方に形成されたトロイダル面を覆うカバーを設け、このカバーは、前記トロイダル面の径方向全体を覆う構成を有していることを特徴とするトロイダル式無段変速機。
【請求項２】
前記入力ディスクおよび出力ディスクの上方に前記カバーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トロイダル面を持った入力ディスクと出力ディスクとの間に、外周面をトロイダル面に対応した曲面としたパワーローラなどの回転部材を挟み込み、これら三者の間に形成されるトラクションオイルの油膜のせん断力を利用してトルクを伝達するトロイダル式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トロイダル式無段変速機は、対向する面をトロイダル面とした入力ディスクと出力ディスクとの間に、前記トロイダル面に倣った外周面を持つパワーローラを挟み込み、そのパワーローラと各ディスクとの間にトラクションオイルの油膜を形成し、その油膜に加わる圧力を高めてガラス遷移化させ、それに伴うせん断力を利用してトルクを伝達するように構成されている。上記のような入力ディスクおよび出力ディスクに対してパワーローラが接触する部分、すなわち、トラクションドライブ部では、動力伝達時に摩擦熱が発生する。そこで、トラクションドライブ部に潤滑油を供給する潤滑油供給機構が設けられている。このように、潤滑油供給機構を有するトロイダル式無段変速機の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載されたトロイダル式無段変速機においては、主軸の周囲に入力ディスクおよび出力ディスクが取り付けられており、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラが設けられている。また、前記パワーローラを支持するトラニオンが設けられており、そのトラニオンを上下方向に動作可能に、かつ、傾転可能に支持するアッパリンクおよびロアリンクが設けられている。また、アッパリンクを揺動可能に保持するリンクポストが設けられている。このリンクポストは、入力ディスクと出力ディスクとの間であり、かつ、前記主軸の上方に設けられている。そして、前記リンクポストの先端に複数の潤滑油供給孔が設けられており、その潤滑油供給孔から前記パワーローラおよび入力ディスクおよび出力ディスクに向けて潤滑油が噴出される。なお、潤滑油供給機構を有するトロイダル式無段変速機の一例は特許文献２、３にも記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９２０００号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５１２８号公報
【特許文献３】特開平１１−２８０８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記入力ディスクおよび出力ディスクが高速回転するため、前記トロイダル面に向けて潤滑油を噴出しても弾き飛ばされてしまうため、前記トラクションドライブ部を十分に潤滑および冷却できない虞れがあった。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、前記入力ディスクおよび出力ディスクのトロイダル面に供給された潤滑油が弾き飛ばされることを抑制できるトロイダル式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、相対回転可能に設けられ、かつ、対向する部分にそれぞれトロイダル面が形成された入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに形成されたトロイダル面に接触して転動するパワーローラと、前記入力ディスクおよび出力ディスクに形成されたトロイダル面に潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを有するトロイダル式無段変速機において、前記入力ディスクまたは出力ディスクの少なくとも一方に形成されたトロイダル面を覆うカバーを設け、このカバーは、前記トロイダル面の径方向全体を覆う構成を有していることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記入力ディスクおよび出力ディスクの上方に前記カバー部材が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、パワーローラが、入力ディスクおよび出力ディスクにそれぞれ設けられたトロイダル面に接触して転動し、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間でトルク伝達がおこなわれる。また、潤滑油供給機構によって前記トロイダル面に潤滑油が供給されるとともに、前記トロイダル面の回転によって潤滑油が弾き飛ばされると、その潤滑油がカバーに接触して、前記トロイダル面に戻される。したがって、前記パワーローラと前記トロイダル面との接触部、つまり、トラクションドライブ部に潤滑油を十分に供給することができ、潤滑効率の低下を抑制できる。
【００１０】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、前記カバーに付着した潤滑油が自重で落下して前記トロイダル面に戻る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、この発明の概念を説明すると、トロイダル式無段変速機は、キャビティを１箇所有するシングルキャビティ式、またはキャビティを２箇所有するダブルキャビティ式のいずれでもよい。また、潤滑油供給機構は、入力ディスクおよび出力ディスクの軸線の上方から、入力ディスクおよび出力ディスクのトロイダル面に向けて潤滑油を供給（滴下、吹き出し、噴射）する構成を有しており、油路、ノズルなどの構成が、これに相当する。この発明において、カバーは、供給される潤滑油の流動方向もしくは移動方向を、規制し、かつ、案内することにより、潤滑油をトラクションドライブ部に保持する機構である。このカバーは、前記入力ディスクおよび出力ディスクの回転中心となる軸線よりも上方に設けられる。また、このカバーは金属材料を薄板状に成形して構成される。
【００１２】
つぎに、この発明の具体例を図面に基づいて説明する。まず、この発明に係るトロイダル式無段変速機を車両に用いる場合の概略構成を、図１および図２に基づいて説明する。図１はトロイダル式無段変速機１の正面縦断面図、図２はトロイダル式無段変速機１の概念的な平面図である。このトロイダル式無段変速機１は、例えば、車両の動力源から車輪に至る動力伝達経路に配置されるものであり、入力ディスク２および出力ディスク３を有している。この入力ディスク２および出力ディスク３は、軸線Ａ１を中心として同軸上に回転可能に設けられている。具体的には、入力軸４と一体回転する環状のシリンダ５が設けられており、そのシリンダ５の円筒部６の内周側に、環状の入力ディスク２が設けられている。この入力ディスク２は入力軸４の外周に取り付けられている。そして、前記シリンダ５の円筒部６と前記入力ディスク２の外周部とがスプライン嵌合されて一体回転するように構成されている。また、前記シリンダ５と前記入力ディスク２とは軸線方向に相対移動可能である。さらに、前記シリンダ５の内部には、前記入力ディスク２および前記出力ディスク３に軸線方向の荷重を与えるアクチュエータ（図示せず）が設けられているが、ここでは図示を省略する。このアクチュエータは、油圧室、バネなどを有する。
【００１３】
前記出力ディスク３も環状に構成されており、その出力ディスク３は環状の出力軸７の外側に取り付けられている。この出力軸７は前記入力軸４と相対回転可能に、かつ、入力軸４と同軸上に配置されている。また、前記出力ディスク３と前記出力軸７とが一体回転し、かつ、軸方向に相対移動可能となるようにスプライン嵌合により連結されている。前記入力ディスク２には、前記軸線Ａ１を中心とする環状のトロイダル面８が形成され、前記出力ディスク３には、前記軸線Ａ１を中心とする環状のトロイダル面９が形成されている。このトロイダル面８とトロイダル面９とは対向して配置されており、トロイダル面８，９は、いずれも、軸線Ａ１を含む平面内に設けられた基準点（図示せず）を中心とする円弧形状を有している。また、軸線方向で、前記トロイダル面８と前記トロイダル面９との距離が長くなるほど、外径が大きくなる方向に、前記トロイダル面８，９が湾曲されている。そして、前記トロイダル面８とトロイダル面９との間に、複数、具体的には２個のパワーローラ１０が介在されている。すなわち、前記トロイダル面８とトロイダル面９との間にキャビティが形成され、そのキャビティ内にパワーローラ１０が配置されている。なお、前記トロイダル式無段変速機１は、キャビティが単数であるシングルキャビティ式の無段変速機、またはキャビティが２箇所形成されたダブルキャビティ式の無段変速機のいずれでもよい。図１および図２では便宜上、単数のキャビティを示してある。
【００１４】
前記つぎに、前記パワーローラ１０を支持する機構を、図３に基づいて説明する。図３は、軸線Ａ１に直交する方向における縦断面図である。図３においては、２個のパワーローラ１０の支持構造は軸線Ａ１を基準として左右対称に構成されているため、図３では便宜上、片方のパワーローラ１０の支持機構が示されている。まず、前記パワーローラ１０を支持するトラニオン１１が設けられており、そのトラニオン１１はアッパリンク１２およびロアリンク１３によって、軸受１４，１５を介して支持されることにより、軸線Ｂ１を中心として回転可能となっている。このトラニオン１１の回転角度、すなわち傾転角度は、ストッパ（図示せず）などにより所定角度範囲内となるように規制されている。また、軸線Ｂ１は高さ方向（鉛直方向）に沿って配置されている。また、前記トラニオン１１は、前記軸受１４，１５に支持された状態で、前記軸線方向に動作可能に構成されている。なお、前記トラニオン１１を軸線方向に動作させる動力を発生するアクチュエータ（図示せず）が設けられている。このアクチュエータとしては、公知の油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータなどを用いることが可能である。
【００１５】
前記パワーローラ１１は複数の構成片によって構成されている。すなわち、パワーローラ１１は内輪１６および外輪１７とを有し、その内輪１６と外輪１７との間にボール１８が介在されている。また、前記外輪１７には円柱状の軸部１９が設けられており、その軸部１０を中心として、前記外輪１７がトラニオン１１により回転可能に支持されている。この軸部１９の軸線Ｃ１は略水平に配置されているとともに、前記軸線Ａ１とは交差していない。一方、前記内輪１６には軸部２０が設けられており、その軸部２０が前記外輪１７により支持されて、前記内輪１６が前記軸部２０を中心として回転可能に構成されている。軸部２０の軸線Ｄ１は前記軸線Ｃ１と平行であり、平面断面において、前記軸線Ｄ１は前記軸線Ａ１と直交する。このように構成されたパワーローラ１０は、スラスト軸受としての機能と、ラジアル軸受としての機能とを兼備している。そして、図２に示すように、前記内輪１６の外周面（転動面）の一部が、トラクションオイルを介して前記トロイダル面８，９に接触される。
【００１６】
つぎに、前記アッパーリンク１２の支持構造を図１および図３に基づいて説明する。前記アッパーリンク１２は、支持軸（支持ピン）２１を介してアッパーポスト２２によって支持されている。またアッパーポスト２２は、固定機構よりケーシング２３に固定されている。図３に示す例では、ねじ部材２４によりアッパーポスト２２がケーシング２３に締め付け固定されている。このようにして、前記アッパーリンク１２は支持軸２１を中心として揺動可能に支持されている。支持軸２１の中心線Ｅ１は略水平に配置され、かつ、前記軸線Ａ１の上方に配置されている。また軸線Ａ１と中心線Ｅ１とは平行である。また、前記ケーシング２３には潤滑油供給ノズル２５が取り付けられており、その潤滑油供給ノズル２５が真下に向けて突出されている。この潤滑油供給ノズル２５は前記軸線Ａ１の上方に位置しているとともに、前記トロイダル面８と前記トロイダル面９との間に配置されている。そして、この潤滑油供給ノズル２５には油路２６が設けられており、その油路２６には潤滑油噴射孔２７が２本接続されている。２本の潤滑油噴射孔２７の開口部２８は、いずれも潤滑油供給ノズル２５の先端（下端）に開口されており、その潤滑油噴射孔２７の中心線（図示せず）は、油路２６の中心線（図示せず）に対して所定角度で傾斜している。具体的には、潤滑油噴射孔２７の中心線同士の距離は、前記トロイダル面８またはトロイダル面９に近づくほど拡大する向きで傾斜している。また、開口部２８は、トロイダル面８，９における最も内周側、つまり、最小外径部の外側に配置されている。
【００１７】
そして、高さ方向で、前記トロイダル面８，９の上方を覆うように、カバー２９がそれぞれ別個に取り付けられている。ここで、「別個に」とは、物理的に別部材という意味である。このカバー２９は、金属材料により構成されており、かつ、トロイダル面８またはトロイダル面９の半径方向のほぼ全体を覆う形状および大きさを有している。このカバー２９は前記入力軸４の軸線Ａ１よりも上方に配置されている。より具体的には、前記カバー２９の一端部（下端部）は前記開口部２８よりも外周側に配置されているとともに、前記カバー２９の他端部（上端部）は、前記トロイダル面８またはトロイダル面９の外周端と同じ位置か、またはそれよりも外周側に配置されている。そして、図１に示すように、前記入力軸４の軸線Ａ１を含む正面縦断面において、前記カバー２９は前記トロイダル面８またはトロイダル面９と近似する断面形状、すなわち円弧形状を有している。したがって、トロイダル面８またはトロイダル面９とカバー２９との間には、トロイダル面８またはトロイダル面９の半径側の全領域で、略同じ間隔の隙間３０が形成されている。また、図４に示すように、前記軸線Ａ１と直交する平面（側面）内において、このカバー２９の内周側の円弧長は、カバー２９の外周側の円弧長よりも短く構成されている。そして、高さ方向におけるカバー２９の上端がケーシング２３に固定されている。カバー２９は、ねじ固定、溶接固定などにより固定可能である。図４では、ねじ３１によりカバー２９を固定した場合が示されている。
【００１８】
また、図１に示す例では、前記入力ディスク２の上方を覆うように取り付けられたカバー２９は、その固定端側に、前記入力ディスク２の外側に延ばされ、ついで、入力ディスク２の外周面に向けて戻るように湾曲された湾曲部３２が形成されている。これに対して、出力ディスク３の上方を覆うように取り付けられたカバー２９は、その固定端側に、前記出力ディスク３の外側に延ばされ、ついで、出力ディスク３の外周面に向けて戻るように湾曲された湾曲部３２が形成されている。上記のように構成されたカバー２９は、前記トラニオン１１およびパワーローラ１０が傾転した場合でも、前記トラニオン１１および前記パワーローラ１０が前記カバー２９に接触することがないように、そのカバー２９の固定位置および形状が構成されている。上記のように構成された２個のカバー２９の自由端は、図１に示すように、軸線方向で潤滑油噴射ノズル２５の両側に配置されている。
【００１９】
この実施例の作用を説明すると、前記トロイダル面８，９に対してトラクションオイルが介在されて内輪１６が接触するとともに、前記入力ディスク２および前記出力ディスク３の軸線方向における挟圧力が与えられる。また、前記入力ディスク２が回転すると、前記内輪１６がトロイダル面８，９に接触したまま転動して、前記出力ディスク３にトルクが伝達される。より具体的には、内輪１６の接触点の面圧でトラクションオイルがガラス遷移化し、せん断力によってトルクが伝達される。また、前記トラニオン１１が軸線Ｂ１に沿って動作されると、前記パワーローラ１０の内輪１６とトロイダル面８，９との接触部分に発生するスリップ力で、前記トラニオン１１と共にパワーローラ１０が傾転し、前記入力ディスク２および出力ディスク３に対する前記パワーローラ１０の内輪１６の接触半径が変化する。すなわち、トロイダル式無段変速機１の変速比が無段階に（連続的に）変化する。この実施例において、前記入力ディスク２および出力ディスク３に対する前記内輪１６の接触点の２箇所を線分で結ぶと、その線分から外れた位置に前記パワーローラ１０の傾転中心が配置されている。つまり、この実施例のトロイダル式無段変速機１は、ハーフトロイダル式の無段変速機である。
【００２０】
つぎに、前記トロイダル面８，９に潤滑油を供給する作用について説明する。前記油路２６を経由して潤滑油が供給され、その潤滑油が潤滑油噴射孔２７から噴射される。そして、前記トロイダル面８，９の回転によって潤滑油が弾き飛ばされると、その潤滑油がカバー２９に接触し、前記トロイダル面８，９に戻される。したがって、前記パワーローラ１０と前記トロイダル面８，９との接触部、つまり、トラクションドライブ部に潤滑油を十分に供給して、潤滑および冷却することができ、トロイダル面８，９およびパワーローラ１０の転動面の熱を奪うことができる。このように、潤滑効率の低下を抑制できる。また、前記カバー２９が前記軸線Ａ１よりも上方に配置されているため、カバー２９に付着した潤滑油が自重で落下して前記トロイダル面８，９に戻る。さらに、トロイダル面８，９に付着した潤滑油が遠心力で外側に弾き飛ばされた場合、カバー２９とトロイダル面８，９との隙間３０を通って外側に移動し、カバー２９の湾曲部３２によって更なる外側への移動が規制され、再度トロイダル面８，９に戻される。したがって、潤滑油を再使用することができ、潤滑効率が一層向上する。さらに、ケーシング２３の内部であり、かつ、キャビティの外部に存在する潤滑油が前記カバー２９の内面に付着すると、その潤滑油が自重で下方に移動してトロイダル面８，９に供給される。
【００２１】
つぎに、前記カバー２９の他の構成例を、図５および図６に基づいて説明する。前記トロイダル面８，９の円周方向に沿った断面において、前記入力ディスク２または前記出力ディスク３の半径方向の凹凸部を交互に連続して配置した波形形状に構成されている。このように構成した場合、カバー２９の剛性が増して、カバー２９の面振動による騒音を防止できる。なお、カバー２９の取り付け箇所は、ケーシング２３ではなくアッパポスト２２でもよい。さらに、湾曲部３２が設けられていないカバー２９を用いてもよい。なお、上記実施例では、入力ディスク２を覆うカバー２９と出力ディスク３を覆うカバー２９とが別部材で構成されているが、入力ディスク２および出力ディスク３を覆うカバーを一体成形品により構成してもよい。ここで、この実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、油路２６および潤滑油噴射孔２７を有する潤滑油供給ノズル２５が、この発明の潤滑油供給機構に相当し、軸線Ａ１が、この発明の軸線に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明におけるトロイダル式無段変速機の正面縦断面図である。
【図２】この発明におけるトロイダル式無段変速機の平面的な概念図である。
【図３】図１に示されたトロイダル式無段変速機の側面縦断面図である。
【図４】この発明におけるカバーの構成を示す側面図である。
【図５】この発明におけるカバーの構成を示す側面図である。
【図６】この発明におけるカバーの断面形状を波形に構成した例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…トロイダル式無段変速機、  ２…入力ディスク、  ３…出力ディスク、  ８，９…トロイダル面、  １０…パワーローラ、  ２５…潤滑油供給ノズル、  ２６…油路、  ２７…潤滑油噴射孔、  ２９…カバー、  Ａ１…軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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