(57)【要約】【課題】変速機の動力伝達効率を低下させることなく潤滑油を油捕捉部材に捕捉させることができる無段変速装置を提供する。【解決手段】トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを備えた無段変速装置は、キャリアに支持され且つ遊星歯車機構側に対して飛散供給される潤滑油を捕捉する油捕捉部材３００を備えている。また、この油捕捉部材３００には、油捕捉部材３００に衝突する油の衝突力からキャリアの回転方向Ｒの分力Ｆを生じさせるフィン３００ａが設けられている。【選択図】図３
2008267420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラとを有するトロイダル型無段変速機と、
前記入力側ディスクおよび出力側ディスクと同心的に且つ回転自在に支持されるとともに、遊星歯車を太陽歯車に対して公転および自転自在に支持するキャリアを有する遊星歯車機構と、
を備え、
前記入力側ディスクと前記キャリアとが同期して回転する無段変速装置において、
前記キャリアに支持され且つ遊星歯車機構側に対して飛散供給される潤滑油を捕捉する油捕捉部材を備え、この油捕捉部材には、当該油捕捉部材に衝突する油の衝突力からキャリアの回転方向の分力を生じさせるフィンが設けられていることを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記油捕捉部材が環状を成し、この環状の油捕捉部材の全周にわたって所定の間隔で複数の前記フィンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
【請求項３】
前記各フィンは、前記油捕捉部材の径方向外側から径方向内側に向けてキャリアの回転方向にほぼ沿って延びていることを特徴とする請求項２に記載の無段変速装置。
【請求項４】
前記各フィンは、前記油捕捉部材の径方向に対して所定の角度を成して延びていることを特徴とする請求項３に記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機を備えた無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４および図５は、自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機が組み込まれたギヤード・ニュートラル型の無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機４７と、第１〜第３遊星歯車式変速ユニット４８，４９，５０とを組み合わせて構成され、円管状の入力軸１８と、出力軸５１とを有する。これらの入力軸１８と出力軸５１との間には、伝達軸５２を、これらの両軸１８，５１と同心にかつこれら両軸１８，５１に対して相対回転自在に設けている。そして、第１および第２遊星歯車式変速ユニット４８，４９は入力軸１８と伝達軸５２との間に掛け渡された状態で、第３遊星歯車式変速ユニット５０は出力軸５１と伝達軸５２との間に掛け渡された状態で、それぞれ設けられている。
【０００３】
このうちのトロイダル型無段変速機４７は、入力軸１８の周囲に、回転自在および軸方向に変位自在に支持された入力側ディスク２Ａ，２Ｂおよび一体型の出力側ディスク５３とを備えている。出力側ディスク５３の軸方向両端部は、一対のスラストアンギュラ玉軸受５７，５７等の転がり軸受により、回転自在に支持されている。
【０００４】
図５に示すように、トロイダル型無段変速機４７を納めたケーシング５９の内側には、入力軸１８に対し捻れの位置にある枢軸（傾転軸）５，５を中心として揺動する一対のトラニオン６，６が設けられている。各トラニオン６，６は、支持板部７の長手方向(図５において上下方向)の両端部に、この支持板部７の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部８，８を有しており、これらの折れ曲がり壁部８，８の先端部同士は、連結部材５４，５４により連結されている。そして、この折れ曲がり壁部８，８によって、トラニオン６には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部８，８の外側面(支持板部７と反対側の面)には、各枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。
【０００５】
支持板部７の中央部には円孔１０が形成され、この円孔１０には変位軸９の基端部９ａが支持されている。そして、各枢軸５，５を中心として各トラニオン６，６を揺動させることにより、これら各トラニオン６，６の中央部に支持された変位軸９の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン６，６の内側面から突出する変位軸９の先端部９ｂの周囲には、パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、入力側ディスク２Ａ，２Ｂと出力側ディスク５３との間に挟持されている。なお、各変位軸９，９の基端部９ａと先端部９ｂは、互いに偏心している。
【０００６】
一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向（図５において上下方向）に変位自在に支持されている。これらのヨーク２３Ａ，２３Ｂは、一対の支柱６１，６１により支持されている。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、支柱６１の球面ポスト６４およびこれを支持する連結板６５によって変位自在に支持されている。また、下側のヨーク２３Ｂは、支柱６１の球面ポスト６８およびこれを支持する上側シリンダボディ６０によって変位自在に支持されている。この支柱６１の中央部に形成された挿通孔６３には、入力軸１８が挿通されている。また、前述したように、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の中央部に形成された円孔１０には、基端部９ａと先端部９ｂとが互いに平行で且つ偏心した変位軸９の基端部９ａが、回転自在に支持されている。また、各支持板部７の内側面から突出する各変位軸９の先端部９ｂの周囲には、パワーローラ１１が回転自在に支持されている。
【０００７】
なお、一対のトラニオン６，６毎に設けられた一対の変位軸９，９は、入力軸１８に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸９，９の先端部９ｂが基端部９ａに対して偏心している方向は、入力側ディスク２Ａ，２Ｂおよび出力側ディスク５３の回転方向に対して同方向(図５において上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１８の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１８の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、後述する押圧装置２３ａが発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１８の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【０００８】
また、各パワーローラ１１，１１の外側面と各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【０００９】
また、スラストニードル軸受２５は、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、各パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１および外輪２８が各変位軸９の基端部９ａを中心として揺動変位することを許容する。
【００１０】
更に、各トラニオン６，６の一端部(図５において下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９が設けられており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３０が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３０はそれぞれ、駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されることにより油圧駆動装置を構成している。この場合、駆動シリンダ（シリンダボディ）３１は、上側シリンダボディ６０と下側シリンダボディ６２とによって形成されている。
【００１１】
また、トラニオン６，６の下部の駆動ロッド２９の外周には、ヨーク２３Ｂの近傍に、ケーブルサポート１００が一体に取り付けられている。また、このケーブルサポート１００の外周には、一方のトラニオン６の動作を他方のトラニオン６に伝達するための同期ケーブル１０２が襷掛け状に掛け渡されている。
【００１２】
また、入力軸１８の基端部（図４において左端部）には、図示しない駆動源であるエンジンのクランクシャフトが、駆動軸７２を介して結合され、このクランクシャフトにより入力軸１８が回転駆動するようになっている。また、両入力側ディスク２Ａ，２Ｂの内側面２ａ，２ｂおよび出力側ディスク５３の軸方向両側面（内側面）５３ａ，５３ａと各パワーローラ１１，１１の周面１１ａとの転がり接触部（トラクション部）に、適正な面圧を付与するための押圧装置２３ａとして、油圧式のものを使用している。また、ケーシング５９の前端壁７３に内蔵した油圧源である図示しないオイルポンプにより、押圧装置２３ａおよび変速のためにトラニオン６，６を変位させるための駆動シリンダ３１、低速用クラッチ４４ａおよび高速用クラッチ４５ａを断接させるための油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。
【００１３】
また、出力側ディスク５３に、中空回転軸７５の基端部（図４において左側）をスプライン結合させている。そして、この中空回転軸７５を、エンジンから遠い側（図４において右側）の入力側ディスク２Ｂの内側に挿通して、出力側ディスク５３の回転力を取り出し自在としている。中空回転軸７５の先端部（図５において右端部）で上記入力側ディスク２Ｂの外側面から突出した部分に、第１遊星歯車式変速ユニット４８を構成するための第１太陽歯車７６を固設している。
【００１４】
また、入力軸１８の先端部（図４において右端部）で中空回転軸７５から突出した部分と入力側ディスク２Ｂとの間に、第１キャリア７７を掛けて渡すように設けて、この入力側ディスク２Ｂと入力軸１８とが、互いに同期して回転するようにしている。そして、第１キャリア７７の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４箇所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である第１および第２遊星歯車式変速ユニット４８,４９を構成するための遊星歯車７８，７９，８０を回転自在に支持している。さらに、第１キャリア７７の片半分（図５において右半分）周囲に、第１リング歯車８１を回転自在に支持している。
【００１５】
なお、第１キャリア７７は、図６に拡大して示すように、断面がＬ字形で全体を円環状とした中間支持板２４２と、それぞれが円輪状に形成された第１および第２連結板２４３，２４４との間に、それぞれ複数本ずつ（例えば３本ずつ）の第１および第２遊星軸２４５，２４６を、上記第１および第２連結板２４３，２４４同士の間に複数本（例えば３本）の第３遊星軸２４７を、それぞれ掛け渡して成る。また、これらの各遊星軸２４５，２４６，２４７の周囲に前記各遊星歯車７８，７９，８０を、それぞれラジアルニードル軸受２４８ａ，２４８ｂ，２４８ｃを介して、回転自在に支持している。
【００１６】
上記各遊星歯車７８，７９，８０のうち、トロイダル型無段変速機４７寄り（図４において左寄り）で第１キャリア７７の径方向の内側に設けた遊星歯車７８は、第１太陽歯車７６に噛合している。また、トロイダル型無段変速機４７から遠い側（図４において右側）で第１キャリア７７の径方向の内側に設けた遊星歯車７９は、伝達軸５２の基端部（図４において左端部）に固設した、第２太陽歯車８２に噛合している。また、第１キャリア７７の径方向の外側に設けた、残りの遊星歯車８０は、内側に設けた遊星歯車７８，７９よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車７８，７９に噛合させている。さらには、残りの遊星歯車８０と第１リング歯車８１とを噛合させている。なお、径方向外寄りの遊星歯車を、第１、第２の遊星歯車式変速ユニット４８，４９同士の間で互いに独立させる代わりに、幅広のリング歯車をこれら両遊星歯車に噛合させる構造も採用可能である。なお、第１キャリア７７は、回転自在に支持されて遊星歯車７８，７９，８０を太陽歯車８１，８２に対して公転および自転自在に支持している。
【００１７】
一方、第３遊星歯車式変速ユニット５０を構成するための第２キャリア８３を、出力軸５１の基端部（図４において左端部）に結合固定している。そして、この第２キャリア８３と第１リング歯車８１とを、低速用クラッチ４４ａを介して結合している。また、伝達軸５２の先端寄り（図４において右端寄り）部分に第３太陽歯車８４を固設している。この第３太陽歯車８４の周囲に、第２リング歯車８５を配置し、この第２リング歯車８５とケーシング５９等の固定の部分との間に、高速用クラッチ４５ａを設けている。さらには、第２リング歯車８５と第３太陽歯車８４との問に配置した復数組の遊星歯車８６，８７を、第２キャリア８３に回転自在に支持している。これら各遊星歯車８６，８７は、互いに噛合するとともに、第２キャリア８３の径方向の内側に設けた遊星歯車８６を第３太陽歯車８４に、同じく外側に設けた遊星歯車８７を第２リング歯車８５に、それぞれ噛合している。
【００１８】
このように構成された無段変速装置の場合、入力軸１８から一対の入力側ディスク２Ａ，２Ｂ、各パワーローラ１１，１１を介して一体型の出力側ディスク５３に伝わった動力は、中空回転軸７５を通じて取り出される。そして、低速用クラッチ４４ａを接続し、高速用クラッチ４５ａの接続を断った状態では、トロイダル型無段変速ユニット４７の変速比を変えることにより、入力軸１８の回転速度を一定にしたまま、出力軸５１の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。すなわち、この状態では、入力軸１８とともに正方向に回転する第１キャリア７７と、中空回転軸７５とともに逆方向に回転する第１太陽歯車７６との差動成分が、第１リング歯車８１から、低速用クラッチ４４ａ、第２キャリア８３を介して、出力軸５１に伝達される。この状態では、トロイダル型無段変速機４７の変速比を所定値にすることで出力軸５１が停止させられる他、このトロイダル型無段変速機４７の変速比を上記所定値から増速側に変化させることにより、出力軸５１が車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、トロイダル型無段変速機４７の変速比を上記所定値から減速側に変化させることにより、出力軸５１が車両を前進させる方向に回転させられる。
【００１９】
さらに、低速用クラッチ４４ａの接続を断ち、高速用クラッチ４５ａを接続した状態では、出力軸５１を、車両を前進させる方向に回転させる。すなわち、この状態では、入力軸１８と共に正方向に回転する第１キャリア７７と、中空回転軸７５とともにこの第１キャリア７７と逆方向に回転する第１太陽歯車７６との差動成分に応じて回転する、第１遊星歯車式変速ユニット４８の遊星歯車７８の回転が、別の遊星歯車８０を介して、第２遊星歯車式変速ユニット４９の遊星歯車７９に伝わり、第２太陽歯車８２を介して、伝達軸５２を回転させる。そして、この伝達軸５２の先端部に設けた第３太陽歯車８４と、この第３太陽歯車８４とともに第３遊星歯車式変速ユニット５０を構成する第２リング歯車８５および遊星歯車８６，８７との噛合に基づき、第２キャリア８３およびこの第２キャリア８３に結合した出力軸５１を、前進方向に回転させる。この状態では、トロイダル型無段変速機４７の変速比を増速側に変化させるほど、出力軸５１の回転速度を速くすることができる。
【００２０】
このような無段変速装置に組み込まれたトロイダル型無段変速機４７において、入力軸１８と出力歯車との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３０，３０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３０，３０の変位に伴って、一対のトラニオン６，６が互いに逆方向に変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク２Ａ，２Ｂの内側面２ａ，２ｂおよび出力側ディスク５３の軸方向両側面５３ａ，５３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン６，６が、支持板２３，２３に枢支された枢軸５，５を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００２１】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，２ｂ，５３ａとの当接位置が変化し、入力軸１８と出力歯車との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１８と出力歯車との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１に付属の外輪２８が、各変位軸９の基端部９ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８の外側面と各トラニオン６を構成する支持板部７の内側面との間には、各スラストニードル軸受２５が存在するため、前記回動は円滑に行なれる。したがって、前述のように各変位軸９，９の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００２２】
以上のような、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせた変速装置は今までに多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２３】
【特許文献１】特開２００５−２４９１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、運転中、遊星歯車７８，７９，８０・・・には常に動力が伝えられるとともに、キャリア７７がエンジンの回転数と同じ回転数で回転するため、遊星歯車７８，７９・・・に作用する遠心力も当該歯車を支持するニードル軸受２４８ａ，２４８ｂ・・・に負荷される。そのため、ニードル軸受２４８ａ，２４８ｂ・・・および歯面を冷却するための潤滑油を相当量供給する必要がある。
【００２５】
そのため、図６に示される従来の構造では、後段の出力軸５１側から供給される潤滑油が、キャリア７７に支持された油捕捉部材（オイルキャッチャー）３００の径方向内側の油孔３０２から噴出してこの油捕捉部材３００に保持される。このとき、出力軸５１とキャリア７７（入力軸１８）とは反対方向に回転しているため、噴出した潤滑油と油捕捉部材３００とが衝突することになる。この衝突力は攪拌抵抗として作用するため、変速機の動力伝達効率を低下させる一因となってしまう。
【００２６】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたものであり、変速機の動力伝達効率を低下させることなく潤滑油を油捕捉部材に捕捉させることができる無段変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前記目的を達成するために、本発明は、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラとを有するトロイダル型無段変速機と、前記入力側ディスクおよび出力側ディスクと同心的に且つ回転自在に支持されるとともに、遊星歯車を太陽歯車に対して公転および自転自在に支持するキャリアを有する遊星歯車機構とを備え、前記入力側ディスクと前記キャリアとが同期して回転する無段変速装置において、前記キャリアに支持され且つ遊星歯車機構側に対して飛散供給される潤滑油を捕捉する油捕捉部材を備え、この油捕捉部材には、当該油捕捉部材に衝突する油の衝突力からキャリアの回転方向の分力を生じさせるフィンが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、油捕捉部材に設けられたフィンの作用により、油捕捉部材に衝突する油の衝突力からキャリアの回転方向の分力が生じる。すなわち、潤滑油の飛散供給によりキャリアの回転が促される。したがって、変速機の動力伝達効率を低下させることなく潤滑油を油捕捉部材に捕捉させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、遊星歯車機構側に対する潤滑油の供給形態にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図４ないし図６と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の無段変速装置では、入力軸１８の先端部で中空回転軸７５（図４参照）から突出した部分と入力側ディスク２Ｂとの間に、第１キャリア７７を掛けて渡すように設けてあり、この第１キャリア７７の第３遊星軸２４７には、遊星歯車機構側に対して飛散供給される潤滑油を捕捉する油捕捉部材３００が支持されている。また、本実施形態では、図示しない後段の出力軸５１（図４参照）側から供給される潤滑油が、キャリア７７に支持された油捕捉部材３００の径方向内側の油孔３０２から噴出して、油捕捉部材３００に捕捉されるようになっている。
【００３１】
また、本実施形態において、油捕捉部材３００には、油捕捉部材３００に衝突する油の衝突力からキャリア７７の回転方向の分力を生じさせるフィン３００ａが設けられている。具体的には、図２に示すように、油捕捉部材３００が環状を成しており、この環状の油捕捉部材３００の全周にわたって所定の間隔で複数のフィン３００ａが設けられている。図３にも示すように、各フィン３００ａは、油捕捉部材３００の径方向外側から径方向内側に向けてキャリア７７の回転方向Ｒにほぼ沿って延びており、油捕捉部材３００の径方向に対して所定の角度を成して傾いている。つまり、フィン３００ａの傾きは、図３に示すように、フィン３００ａに対して径方向内側から潤滑油Ｌが衝突した際にキャリア７の回転方向Ｒに対して衝突力の分力（キャリア７７の回転方向の分力）Ｆが生じる向きに設定されている。
【００３２】
以上の構成によれば、油捕捉部材３００に設けられたフィン３００ａの作用により、油捕捉部材３００に衝突する油の衝突力からキャリア７７の回転方向Ｒの分力Ｆが生じる。すなわち、潤滑油の飛散供給によりキャリア７７の回転が促される。したがって、変速機の動力伝達効率を低下させることなく潤滑油を油捕捉部材３００に捕捉させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ハーフトロイダル型の他、トラニオンを有さないフルトロイダル型を含むトロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを備えた様々な無段変速装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る無段変速装置の遊星歯車機構の要部断面図である。
【図２】図１の遊星歯車機構のキャリアに支持された油捕捉部材の斜視図である。
【図３】図２の油捕捉部材の平面図（作用説明図）である。
【図４】従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機が組み込まれたギヤード・ニュートラル型の無段変速装置の要部断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】従来の無段変速装置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１      パワーローラ
２Ａ      入力側ディスク
５３      出力側ディスク
４７      トロイダル型無段変速機
４８，４９，５０      遊星歯車式変速ユニット
７６，８１，８２，８４      太陽歯車
７７      第１キャリア（キャリア）
７８，７９，８０      遊星歯車
３００      油捕捉部材
３００ａ      フィン
【図１】
2008267420.tif 000003
【図２】
2008267420.tif 000004
【図３】
2008267420.tif 000005
【図４】
2008267420.tif 000006
【図５】
2008267420.tif 000007
【図６】
2008267420.tif 000008