(57)【要約】【課題】ディスクの回転に伴う遠心力によって潤滑油がディスク内径側からディスク外径側に継続的に流れ、ディスク全体を効果的に冷却できるトロイダル型無段変速機を提供することにある。【解決手段】ケース１の内側に互いに同心に、独立して回転自在に支持された入力ディスク４，５及び出力ディスク７，８と、トラニオンの枢軸を揺動自在に支持するとともに前記ケースに固定されるヨーク１３ａ，１３ｂと、前記入力ディスク及び出力ディスク間に転動自在に転接され摩擦によって動力を伝達する複数個のパワーローラとを備えたものにおいて、入力ディスク４，５、出力ディスク７，８の少なくとも一方のディスクの反トラクション面に、半径方向に放射状に複数の補強リブ５１を設け、前記ディスクの内径部に隣り合う補強リブ５１間の空間部に潤滑油を供給する油路５２を設けたことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れ位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、互いに平行でかつ偏心した支持軸部及び枢支軸部を有し、このうちの支持軸部により前記トラニオンに回転自在に支持されて枢支軸部をトラニオンの内側面から突出させた変位軸と、これら変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持され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おいて、
前記入力ディスク、出力ディスクの少なくとも一方のディスクの反トラクション面に、半径方向に放射状に複数の補強リブを設け、隣り合う補強リブ間の空間部に潤滑油を供給する油路を前記ディスクの内径部に設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れ位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、互いに平行でかつ偏心した支持軸部及び枢支軸部を有し、このうちの支持軸部により前記トラニオンに回転自在に支持されて枢支軸部をトラニオンの内側面から突出させた変位軸と、これら変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持され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おいて、
前記入力ディスク、出力ディスクの少なくとも一方のディスクの反トラクション面に、半径方向に放射状に複数の補強リブを設け、隣り合う補強リブ間の空間部に、ディスクの半径方向に延びる冷却フィンを設けたことを特徴とする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】
この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるトロイダル型無段変速機が知られている。トロイダル型無段変速機は、入力ディスク及び出力ディスクがケーシングの内部に収納され、このケーシング内は多量のトラクションオイルで潤滑されている。従って、ケーシング内は多量のトラクションオイルが飛散しているため、入力ディスク及び出力ディスクは飛散したトラクションオイル内で回転することになる。
【０００３】
従来、トラクション接触部の動力伝達と入力ディスク及び出力ディスクの冷却の目的のために、回転するディスクの転動面へ直接、潤滑油を噴射する構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、入力ディスク及び出力ディスクを冷却するために、入力ディスク及び出力ディスクの反トラクション面に、その小径側から外径側に繋がる螺旋状または同心円状の溝を形成し、この溝に潤滑油を導入することで、潤滑油とディスク背面の接触を強制的に確保するようにものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、出力ディスクと結合された出力歯車を収容するギアハウジングと出力ディスクの背面の間に油室を形成し、この油室にシャフト内の油路から潤滑油を導いて出力ディスクを冷却するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
さらに、入力ディスク及び出力ディスクの反トラクション面に放射状に補強リブを設け、トラクションオイルの攪拌抵抗を減少して伝達ロスを抑えたものも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２７０７４６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１１−１３２３０４号公報（明細書の［００１４］〜［００１６］）及び図１）
【０００９】
【特許文献３】
特開平１１−３３６８６８号公報（明細書の［００３２］〜［００３５］）及び図１）
【００１０】
【特許文献４】
実用新案登録第２５４３３１４号公報（明細書の第３頁及び図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示すトロイダル型無段変速機においては、一般にポストからディスクのトラクション面に潤滑油を噴射し、トラクション接触部の動力伝達と入力ディスク及び出力ディスクの冷却をしているが、ディスクの表面に付着した潤滑油が遠心力によって放射方向に飛散してしまい、ディスク全体を効果的に冷却することができなかった。このため、大型のポンプを用いてもトラクション性能の低下を招くという問題がある。
【００１２】
特許文献２では、ディスクの反トラクション面に薄い隔壁を設けて溝を形成しているが、ディスク表面は熱処理で硬化されているので、熱処理割れを起こしたり、運搬、組立て時に他の障害物と接触して割れる虞がある。
【００１３】
特許文献３では、回転するディスクと停止しているハウジングで油室を構成しているため、ディスクが回転すると潤滑油の粘性でロストルクが発生し、トランスミッション全体の効率が低下するという問題がある。
【００１４】
特許文献４では、補強リブによってディスクの強度が増加するが、ディスクの表面に付着した潤滑油が遠心力によって放射方向に飛散してしまい、ディスク全体を効果的に冷却することができない。
【００１５】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ディスクの反トラクション面に潤滑油を強制的に導き、ディスク全体を効率的に冷却でき、トラクション性能の向上を図ることができるトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れ位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、互いに平行でかつ偏心した支持軸部及び枢支軸部を有し、このうちの支持軸部により前記トラニオンに回転自在に支持されて枢支軸部をトラニオンの内側面から突出させた変位軸と、これら変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持され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おいて、前記入力ディスク、出力ディスクの少なくとも一方のディスクの反トラクション面に、半径方向に放射状に複数の補強リブを設け、隣り合う補強リブ間の空間部に潤滑油を供給する油路を前記ディスクの内径部に設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２は、互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れ位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、互いに平行でかつ偏心した支持軸部及び枢支軸部を有し、このうちの支持軸部により前記トラニオンに回転自在に支持されて枢支軸部をトラニオンの内側面から突出させた変位軸と、これら変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持され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おいて、前記入力ディスク、出力ディスクの少なくとも一方のディスクの反トラクション面に、半径方向に放射状に複数の補強リブを設け、隣り合う補強リブ間の空間部に、ディスクの半径方向に延びる冷却フィンを設けたことを特徴とする。
【００１８】
前記構成によれば、入力ディスク及び出力ディスクの回転によって潤滑油は、油路を介して補強リブ間の空間部に供給され、入力ディスク及び出力ディスクの回転に伴う遠心力によって潤滑油がディスク内径側からディスク外径側に継続的に流れ、ディスク全体を効果的に冷却することができる。
【００１９】
また、補強リブ間に冷却フィンを設けることにより、冷却に寄与する表面積が増加し、ディスク全体を効果的に冷却することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１〜図３は第１の実施形態を示すもので、図１はダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図、図２は同じく縦断平面図、図３はディスクの反トラクション面の正面図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、ケース１の内側にはセンター油路５０を有する入力軸２が回転自在に支持されている。入力軸２は駆動軸３から後述するローディングカムからなる押圧機構を介して回転力が入力されるようになっている。
【００２３】
入力軸２の両端寄り部分には第１と第２の入力ディスク４，５が互いにトラクション面４ａ，５ａを対向させた状態で、それぞれボールスプライン６を介して支持されている。従って、第１と第２の入力ディスク４，５はケース１の内側に互いに同心にかつ互いに同期して回転自在に支持されている。また、第２の入力ディスク５の背面は皿ばね２ａを介してローディングナット２ｂによって支持され、皿ばね２ａにより両入力ディスク４，５に対して予圧を付与している。
【００２４】
入力軸２の中間部の周囲には第１と第２の出力ディスク７，８がスリーブ９を介して支持されている。スリーブ９は中間部の外周面に出力歯車１０を一体に設けたもので、入力軸２の外径よりも大きな内径を有し、ケース１内に設けたギアハウジング１１に一対の玉軸受１２により入力軸２と同心に回転自在に支持されている。
【００２５】
ギアハウジング１１は、左右一対の支持壁１１ａ，１１ｂからなり、一対の支持壁１１ａと１１ｂとの間には出力歯車１０の歯部を包容する環状の空間部１１ｃを有し、その外周縁部は段付き係合部１１ｄによって係合している。さらに、段付き係合部１１ｄには横方向（入力軸２の軸方向と同方向）に複数のボルト穴１１ｅが穿設され、これらボルト穴１１ｅにはボルト１１ｆが挿通され、ギアハウジング１１はケース１の内面にボルト１１ｆによって固定されている。
【００２６】
出力歯車１０には出力軸１７に嵌着された伝動歯車１８が噛合されており、この伝動歯車１８もギアハウジング１１によって包容されている。また、ギアハウジング１１は固定部材１９によってバルブボディ１６に固定されている。
【００２７】
前記第１と第２の出力ディスク７，８はスリーブ９の両端部にそれぞれのトラクション面７ａ，８ａを互いに反対に向けた状態にスプライン係合されている。従って、第１の入力ディスク４と第１の出力ディスク７は互いにトラクション面４ａ，７ａを対向させ、第２の入力ディスク５と第２の出力ディスク８は互いにトラクション面５ａ，８ａを対向させた状態に回転自在に支持されている。
【００２８】
ケース１の内面で第１と第２の出力ディスク７，８の側方位置には、両ディスク７，８を両側から挟む状態で上部ヨーク１３ａと下部ヨーク１３ｂが支持されている。上部ヨーク１３ａと下部ヨーク１３ｂは支持ポスト１４ａ，１４ｂに若干の変位自在に支持され、支持ポスト１４ａはケース１の内面に複数本のボルト１５によって固定されている。支持ポスト１４ｂはバルブボディ１６にボルト１５によって固定されている。すなわち、支持ポスト１４ａ，１４ｂはボルト１５によって上下方向（入力軸２の軸方向と直角方向）に固定されている。
【００２９】
これら支持ポスト１４ａ，１４ｂはそれぞれ第１の入力ディスク４のトラクション面４ａと第１の出力ディスク７のトラクション面７ａとの間部分である第１キャビティ２１、第２の入力ディスク５のトラクション面５ａと第２の出力ディスク８のトラクション面８ａとの間部分である第２キャビティ２２にそれぞれ対向する状態に設けられている。
【００３０】
従って、前記ヨーク１３ａ，１３ｂは各支持ポスト１４ａ，１４ｂに支持した状態で、各ヨーク１３ａ，１３ｂの一端部は第１キャビティ２１の外周部分に、他端部は第２キャビティ２２の外周部分にそれぞれ対向している。
【００３１】
第１と第２キャビティ２１，２２には一対のトラニオン３０が設けられている。トラニオン３０の両端部は上部ヨーク１３ａ及び下部ヨーク１３ｂの端部に揺動及び軸方向に亘って変位自在に支持されている。
【００３２】
トラニオン３０の中間部にはそれぞれ変位軸３１が支持されている。変位軸３１はそれぞれ互いに平行でかつ偏心した支持軸部３３と枢支軸部３４を有している。このうちの支持軸部３３はトラニオン３０にラジアルニードル軸受３５を介して支持されている。また、枢支軸部３４は周囲にパワーローラ３６が別のラジアルニードル軸受３８を介して支持されている。
【００３３】
また、図３に示すように、第１と第２の出力ディスク７，８の反トラクション面には半径方向に放射状に複数の補強リブ５１が設けられ、これら補強リブ５１間の空間部５２が設けられている。この空間部５２はトラクション面に沿って創り出した曲面５２ａ（図１及び図２参照）が形成され、第１と第２の出力ディスク７，８の内径部には入力軸２のセンター油路５０から空間部５２に潤滑油を供給する油路５４が貫通して設けられている。従って、入力軸２のセンター油路５０を流通する潤滑油は油路５４を介して空間部５２に供給され、第１と第２の出力ディスク７，８の回転に伴う遠心力によって潤滑油がディスク内径側から曲面５２ａに沿ってディスク外径側に継続的に流れ、ディスク全体を効果的に冷却してトラクション性能の向上を図っている。
【００３４】
また、図２に示すように、第１と第２キャビティ２１，２２毎に一対ずつ設けた変位軸３１は第１と第２キャビティ２１，２２毎に、入力軸２に対して１８０度反対側に位置して設けられている。また、変位軸３１の各支持軸部３４が各支持軸部３３に対して偏心している方向は、第１と第２の入力ディスク４，５及び第１と第２の出力ディスク７，８の回転方向に関して同方向としている。また、偏心方向は入力軸２の配設方向に対して略直交する方向としている。従って、パワーローラ３６は入力軸２及び伝達軸３の配設方向に亘る若干の変位自在に支持される。この結果、ダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機により伝達するトルクの変動に基づく、構成部材の弾性変形量の変動等に起因して、パワーローラ３６が入力軸２の軸方向に変位する傾向となった場合でも構成部材に無理な力を加えることなく、変位を吸収できる。
【００３５】
さらに、前記パワーローラ３６の外周面とトラニオン３０の中間部内周面との間にはパワーローラ３６の外側面から順に、スラスト玉軸受３９と滑り軸受あるいはニードル軸受等のスラスト軸受４０とが設けられている。このうちのスラスト玉軸受３９はパワーローラ３６に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これらパワーローラ３６の回転を許容する。また、スラスト軸受４０はパワーローラ３６からスラスト玉軸受３９の外輪４１に加わるスラスト荷重を支承しつつ、枢支軸部３４及び外輪４１が前記支持軸部３３を中心に揺動することを許容する。
【００３６】
また、入力軸２と第１の入力ディスク４との間にはローディングカム式の押圧機構４５が設けられている。この押圧機構４５は入力軸２の中間部にスプライン係合すると共に軸方向に亘る変位を阻止された状態で支持されて、入力軸２と共に回転するカム板４６と、保持器４７に転動自在に保持された複数のローラ４８とを含んで構成している。そして、入力軸２の回転に基づいて第１の入力ディスク４を第２の入力ディスク５に向け押圧しつつ回転させる。
【００３７】
前述のように構成されたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の運転時、入力軸２の回転はローディングカムからなる押圧機構４５を介して第１の入力ディスク４に伝えられ、第１の入力ディスク４と第２の入力ディスク５とが互いに同期して回転する。第１の入力ディスク４及び第２の入力ディスク５の回転はパワーローラ３６を介して第１と第２の出力ディスク７，８に伝えられる。第１と第２の出力ディスク７，８の回転は出力歯車１０で伝達され、伝動歯車１８を介して出力軸１７により取り出される。
【００３８】
入力軸２と出力歯車１０との間の回転速度比を変える場合には、制御弁（図示しない）の切替に基づいて第１と第２キャビティ２１，２２に対応してそれぞれ一対ずつ設けられて駆動ピストン（図示しない）を各キャビティ２１，２２毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。
【００３９】
これら駆動ピストンの変位に伴って一対ずつ合計４個のトラニオン３０がそれぞれ逆方向に変位し、一方のパワーローラ３６が下側に、他方のパワーローラ３６が上側にそれぞれ変位する。この結果、各パワーローラ３６の周面と第１と第２の入力ディスク４，５のトラクション面４ａ，５ａ及び第１と第２の出力ディスク７，８のトラクション面７ａ，８ａ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、その力の向きの変化に伴ってトラニオン３０が上部ヨーク１３ａ及び下部ヨーク１３ｂに枢支した枢軸を中心として逆方向に揺動する。この結果、パワーローラ３６の周面と第１と第２の入力ディスク４，５及び第１と第２の出力ディスク７，８との当接位置が変化し、入力軸２と出力歯車１０の間の回転速度比が変化する。
【００４０】
このとき、入力軸２のセンター油路５０を流通する潤滑油は油路５４を介して空間部５２に供給され、第１と第２の出力ディスク７，８の回転に伴う遠心力によって潤滑油がディスク内径側から曲面５２ａに沿ってディスク外径側に継続的に流れる。
【００４１】
従って、第１と第２の出力ディスク７，８のディスク全体を効果的に冷却することができ、トラクション性能の向上を図ることができる。さらに、第１と第２の出力ディスク７，８の反トラクション面には複数の補強リブ５１が設けられているため、ディスクの強度を維持しつつ軽量化を図ることができる。
【００４２】
図４は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。第１と第２の出力ディスク７，８の反トラクション面には半径方向に放射状に複数の補強リブ５１が設けられ、隣り合う補強リブ５１間の空間部５２にはディスクの半径方向に延びる複数の冷却フィン５５が設けられている。
【００４３】
冷却フィン５５のディスクに対する固定は、圧入あるいはボルト等の締結手段を用いてもよい。冷却フィン５５の材質は、Ｆｅ系もしくはＡｌ系が望ましい。また、ディスクと冷却フィン５５との間に隙間ができて放熱性能が落ちるのを防ぐため、ディスクと冷却フィン５５との間に放熱グリースを充填しておくとよい。
【００４４】
第２の実施形態によれば、冷却フィン５５によって表面積が増加して放熱効果が向上し、トラクション性能の向上を図ることができる。さらに、第１と第２の出力ディスク７，８の反トラクション面には複数の補強リブ５１が設けられているため、ディスクの強度を維持しつつ軽量化を図ることができる。
【００４５】
また、第２の実施形態に、第１の実施形態のように、隣り合う補強リブ間の空間部に潤滑油を供給する油路を、ディスクの内径部に設けてもよい。
【００４６】
図５は第３の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１と第２の出力ディスク７，８の反トラクション面に設けた複数の補強リブ５１間の空間部５２に別体のスペーサ５６を半径方向に放射状に配置したものである。スペーサ５６のディスクに対する固定は、圧入あるいはボルト等の締結手段を用いてもよい。
【００４７】
本実施形態によれば、ディスクとスペーサ５６との間に油路５７を形成することができ、潤滑油をディスクの反トラクション面に接した状態で流すことができる。従って、ディスクの回転数が低く潤滑油に十分な遠心力が作用せず、潤滑油が曲面５２ａから離れて冷却性能が落ちるのを防止することができる。また、ディスクの内径部の油路５４をディスク小径側に配置しなくてもよくなるため、設計・加工の自由度が増すという利点がある。なお、スペーサ５６の材質を、Ｆｅ系もしくはＡｌ系として冷却フィンとしてもよい。
【００４８】
図６は第４の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１と第２の出力ディスク７，８の反トラクション面に設けた複数の補強リブ５１を反トラクション面から突出して断面積を大きくしたものである。さらに、補強リブ５１間の反トラクション面は内径側より外径側を突出して形成している。
【００４９】
本実施形態によれば、補強リブ５１によってディスクの強度を増すことができ、また、反トラクション面を内径側より外径側を突出することにより、潤滑油がディスクに沿って流れやすくなり、反トラクション面に接した状態で流すことができる。また、補強リブと補強リブとの間の面の加工目は半径方向に走っているのが望ましい。
【００５０】
なお、前記各実施形態においては、第１と第２の出力ディスク７，８に補強リブ５１、空間部５２、冷却フィン５５あるいはスペーサ５６を設けたが、第１と第２の入力ディスク４，５に設けてもよく、入出力ディスクの両方に設けてもよい。さらに、ダブルキャビティ式について説明したが、シングルキャビティ式トロイダル型無段変速機にも適用できる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ディスクの回転によって潤滑油は、補強リブ間の空間部に供給され、ディスクの回転に伴う遠心力によって潤滑油がディスク内径側からディスク外径側に継続的に流れ、ディスク全体を効果的に冷却することができるとともに、補強リブによってディスクの強度を維持できる。
【００５２】
また、補強リブ間に冷却フィンを設けることにより、冷却に寄与する表面積が増加し、ディスク全体を効果的に冷却することができる。
【００５３】
従って、ポストからトラクション面に噴射する潤滑油の流量を減らすことができ、ポンプを小型にでき、変速機の小型化、軽量化、高効率化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図。
【図２】同実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断平面図。
【図３】同実施形態のディスクの反トラクション面の正面図。
【図４】この発明の第２の実施形態におけるディスクの斜視図。
【図５】この発明の第３の実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図。
【図６】この発明の第４の実施形態のディスクの斜視図。
【符号の説明】
２…入力軸
４，５…入力ディスク
７，８…出力ディスク
１０…出力歯車
３０…トラニオン
３６…パワーローラ
５１…補強リブ
５２…空間部
５４…油路
５５…冷却フィン
【図１】
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【図２】
2004156758.tif 000004
【図３】
2004156758.tif 000005
【図４】
2004156758.tif 000006
【図５】
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【図６】
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