(57)【要約】【課題】  潤滑油をローディングカムのカム面およびローラに対して安定且つ効率的に供給でき、ポンプのロスによる効率の低下を防ぐことができるトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】  本発明のトロイダル型無段変速機は、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間に軸受３０のための潤滑油を供給する第１の潤滑油供給手段と、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間から排出される潤滑油の排出量が、第１の潤滑油供給手段によって供給される潤滑油の供給量よりも少なくなるように、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間を調整することにより、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間に溜まった潤滑油がローディングカム１２ａと入力側ディスク２との間に形成される隙間ｃを通じてカム面１１３，１１４および転動体１２ｂへと流れるようにする第２の潤滑油供給手段と備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの回転力が入力される入力軸と、この入力軸に結合されて入力軸と一体で回転する入力側ディスクと、この入力側ディスクとの間に設けられたパワーローラを介して入力側ディスクの回転力を所定の変速比で受ける出力側ディスクと、前記入力側ディスクの背面に配置され且つ前記入力側ディスクを軸方向へ押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、前記押圧装置は、前記入力軸と共に回転するローディングカムと、このローディングカムのカム面と前記入力側ディスクのカム面との間で転動自在に保持された転動体とを有し、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間には、スラスト荷重を支承するための軸受が介挿されているトロイダル型無段変速機において、
前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間に前記軸受のための潤滑油を供給する第１の潤滑油供給手段と、
前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の隙間から排出される潤滑油の排出量が、前記第１の潤滑油供給手段によって供給される潤滑油の供給量よりも少なくなるように、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の隙間を調整することにより、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間に溜まった潤滑油がローディングカムと入力側ディスクとの間に形成される隙間を通じて前記カム面および前記転動体へと流れるようにする第２の潤滑油供給手段と、
を備え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】
前記第２の潤滑油供給手段は、前記入力軸に入力される回転トルクが所定の大きさ以下の時に前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の最小隙間がローディングカムと入力側ディスクとの間の最小隙間よりも大きく、かつ、前記入力軸に入力される回転トルクが所定の大きさを越えた時にローディングカムの変形によって前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の最小隙間がローディングカムと入力側ディスクとの間の最小隙間よりも小さくなるように、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の隙間を調整することを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記第２の潤滑油供給手段は、前記入力軸の端部から前記ローディングカムに向かって径方向に延出して、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の隙間を狭める延出部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記延出部は、前記入力軸によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記延出部は、前記入力軸に別体で取り付けられることを特徴とする請求項３に記載のトロイダル型無段変速機。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５には、自動車用変速機として利用可能な従来のトロイダル型無段変速機の一例が示されている。このトロイダル型無段変速機は、いわゆるダブルキャビティ式の高トルク用トロイダル型無段変速機であり、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが、入力軸１の外周に取り付けられて成る。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン係合によって連結されている。なお、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してハウジング１４内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００３】
また、入力軸１は、ローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。具体的には、図中左側に位置する入力側ディスク２と入力軸１との間にローディングカム式の押圧装置１２が設けられており、この押圧装置１２によって、入力側ディスク２を出力側ディスク３に向け弾性的に押圧しつつ、この入力側ディスク２を回転駆動自在としている。また、この押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するローディングカム（カム板）１２ａと、保持器７により転動自在に保持された複数個（例えば４個）のローラ（転動体）１２ｂとから構成されている。ローディングカム１２ａの片側面（図５の右側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１１３が形成され、入力側ディスク２の外側面（図５の左側面）にも、同様の形状を有するカム面１１４が形成されている。なお、入力軸１の端部とローディングカム１２ａとの間には、スラスト荷重を支承自在なアンギュラ型の玉軸受（アンギュラ軸受）３０が介挿されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、入力側ディスク２，２は、入力軸１と共に回転するように、その入力軸１の両端部にボールスプライン６，６を介して支持されている。また、図６にも示すように、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図５中右側に位置する入力側ディスク２は、その背面（図５の右面）が、大きな弾力を有する第１の皿板ばね１０を介して、ローディングナット９に突き当てられており、入力軸１に対する軸方向（図５の左右方向）の変位が実質的に阻止されている。また、図５中左側に位置する入力側ディスク２とローディングカム１２ａとの間には、第２の皿板ばね８が設けられている。これらの皿板ばね８，１０は、各ディスク２，２，３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面（トラクション面）１１ａ，１１ａ（図６参照）との当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
したがって、上記構成の無段変速機では、駆動軸２２からローディングカム１２ａに回転力が入力されると、ローディングカム１２ａの回転に伴って、カム面１１３が複数個のローラ１２ｂを入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１１４に押圧する。これにより、入力側ディスク２が複数のパワーローラ１１に押圧されると同時に、両カム面１１３、１１４と複数のローラ１２ｂとの押し付け合いに基づいて、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、複数のパワーローラ１１，１１を介して、一定の変速比で、出力側ディスク３に伝達される。また、出力側ディスク３，３の回転は、出力歯車４から伝達歯車１５および伝達軸１６などを介して、出力軸１７に伝達される。
【０００７】
ところで、このようなトロイダル型無段変速機における前記ローディングカム式の押圧装置１２では、ローラ１２ｂがカム面１１３，１１４上を転がる際、ローディングカム１２ａの径方向で転がりに伴う移動量に差が生じるため、ローラ１２ｂの表面で転がり滑り運動が起こり、ローラ１２ｂおよびカム面１１３，１１４の表面が摩耗等によって損傷し易いという問題がある。
【０００８】
このようなローラ１２ｂの表面での転がり滑り運動による表面損傷を防ぐためには、カム面１１３，１１４およびローラ１２ｂの表面を十分に潤滑することが必要である。従来、カム面１１３，１１４およびローラ１２ｂを潤滑する方法としては、図７に示すように、カム列数と同数の油穴９２をローディングカム１２ａの底部近傍に設け、入力軸１の軸方向穴９０及びこれと垂直な油孔９１を通じて玉軸受３０に供給される潤滑油を、入力軸１の回転に伴う遠心力により油穴９２を介してカム面１１３，１１４およびローラ１２ｂに供給する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２０１２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図７に示すように、ローディングカム１２ａの底部近傍に油穴９２を設けてカム面１１３，１１４およびローラ１２ｂを潤滑する方法では、入力軸１の回転数（遠心力）の違いにより、カム面１１３，１１４における径方向での潤滑油供給位置に差が生じてしまう。また、ローディングカム式の押圧装置１２では、トルクによってローラ１２ｂの乗り上げ量が異なるため、図７の（ｂ）に破線および矢印で示すように、油穴９２に対するローラ１２ｂの位置がトルクに応じて変化することになる。したがって、従来においては、潤滑状態の変化に伴う潤滑不足を防ぐため、潤滑油量を大きくする必要があり、ポンプのロスによる効率の低下といった問題があった。
【００１１】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、潤滑油をローディングカムのカム面およびローラに対して安定且つ効率的に供給でき、ポンプのロスによる効率の低下を防ぐことができるトロイダル型無段変速機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】
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、エンジンからの回転力が入力される入力軸と、この入力軸に結合されて入力軸と一体で回転する入力側ディスクと、この入力側ディスクとの間に設けられたパワーローラを介して入力側ディスクの回転力を所定の変速比で受ける出力側ディスクと、前記入力側ディスクの背面に配置され且つ前記入力側ディスクを軸方向へ押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、前記押圧装置は、前記入力軸と共に回転するローディングカムと、このローディングカムのカム面と前記入力側ディスクのカム面との間で転動自在に保持された転動体とを有し、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間には、スラスト荷重を支承するための軸受が介挿されているトロイダル型無段変速機であって、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間に前記軸受のための潤滑油を供給する第１の潤滑油供給手段と、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の隙間から排出される潤滑油の排出量が、前記第１の潤滑油供給手段によって供給される潤滑油の供給量よりも少なくなるように、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の隙間を調整することにより、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間に溜まった潤滑油がローディングカムと入力側ディスクとの間に形成される隙間を通じて前記カム面および前記転動体へと流れるようにする第２の潤滑油供給手段と備えていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１に記載された発明においては、入力軸の端部とローディングカムとの間の隙間から排出される潤滑油の排出量が、第１の潤滑油供給手段によって供給される潤滑油の供給量よりも少なくなるように、入力軸の端部とローディングカムとの間の隙間が調整されるため、入力軸の端部とローディングカムとの間の隙間に油溜まりを形成し、余分な潤滑油をローディングカムと入力側ディスクとの間の隙間を経由してカム面およびローラへと供給することができる。この場合、潤滑油は、入力軸の回転に伴う遠心力により、カム面上を放射状に広がるため、従来のように潤滑油量を多くしなくても、潤滑油をカム面およびローラに対して安定して供給することができ、ポンプのロスによる効率の低下を防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機において、前記第２の潤滑油供給手段は、前記入力軸に入力される回転トルクが所定の大きさ以下の時に前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の最小隙間がローディングカムと入力側ディスクとの間の最小隙間よりも大きく、かつ、前記入力軸に入力される回転トルクが所定の大きさを越えた時にローディングカムの変形によって前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の最小隙間がローディングカムと入力側ディスクとの間の最小隙間よりも小さくなるように、前記入力軸の端部と前記ローディングカムとの間の隙間を調整することを特徴とする。
【００１５】
この請求項２に記載された発明においては、入力軸に入力される回転トルクが小さい時（負荷が小さい時）に、カム面およびローラへの潤滑油量を制限することができる（必要以上の潤滑油を遠心供給することがない）ため、ロスを更に軽減することが可能になり、効率の向上に繋がる。
【００１６】
なお、上記構成において、第２の潤滑油供給手段は、入力軸の端部からローディングカムに向かって径方向に延出して、入力軸の端部とローディングカムとの間の隙間を狭める延出部を有していることが好ましい。この場合、延出部は、入力軸によって形成されていても良く、あるいは、入力軸に別体で取り付けられても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、入力軸の端部とローディングカムとの間の隙間から排出される潤滑油の排出量が、入力軸の端部とローディングカムとの間の隙間に供給される潤滑油の供給量よりも少なくなるように、入力軸の端部とローディングカムとの間の隙間が調整されるため、潤滑油をローディングカムのカム面およびローラに対して安定且つ効率的に供給でき、ポンプのロスによる効率の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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、ローディングカム式の押圧装置の構造にあり、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５〜図７と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル無段変速機では、入力軸１の端部（鍔部）１ａとローディングカム１２ａとの間に介挿されたアンギュラ型の玉軸受（アンギュラ軸受）３０に対して潤滑油を供給するための第１の潤滑油供給手段が設けられている。具体的に、この第１の潤滑油供給手段は、入力軸１の中心を軸方向に沿って延びる潤滑油供給孔としての軸方向穴９０と、軸方向穴９０に対して直交して延び且つ入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間に通じる油孔９１とから成る。
【００２０】
また、本実施形態のトロイダル無段変速機では、前記第１の潤滑油供給手段によって供給され且つ入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間に溜まった潤滑油がローディングカム１２ａと入力側ディスク２との間に形成される隙間ｃを通じてカム面１１３，１１４およびローラ１２ｂへと流れるようにする第２の潤滑油供給手段が設けられている。具体的に、この第２の潤滑油供給手段は、入力軸１の端部１ａからローディングカム１２ａに向かって径方向に延出して、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間を狭める延出部１ｂから成る。そして、この延出部１ｂの延出長さを規定することにより、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間から排出される潤滑油の排出量が、前記第１の潤滑油供給手段によって供給される潤滑油の供給量よりも少なくなるようにしている。なお、本実施形態において、延出部１ｂは、入力軸１と一体に形成されている。
【００２１】
このように、本実施形態では、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間から排出される潤滑油の排出量が、第１の潤滑油供給手段によって供給される潤滑油の供給量よりも少なくなるように、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間が調整されるため、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間に油溜まりＱを形成し、余分な潤滑油がローディングカム１２ａと入力側ディスク２との間の隙間ｃを経由してカム面１１３，１１４およびローラ１２ｂへと供給することができる。この場合、潤滑油は、入力軸１の回転に伴う遠心力により、カム面１１３，１１４上を放射状に広がるため、従来のように潤滑油量を多くしなくても、潤滑油をカム面１１３，１１４およびローラ１２ｂに対して安定して供給することができ、ポンプのロスによる効率の低下を防ぐことができる。
【００２２】
図２は、本発明の第２の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル無段変速機において、前記第２の潤滑油供給手段の延出部は、入力軸１の端部１ａに別個に取り付けられる環状部材９５から成る。なお、それ以外の構成は、第１の実施形態と同一である。このような構成でも、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
図３は、本発明の第３の実施形態を示している。前述したように、ローディングカム式の押圧装置１２においては、ローディングカム１２ａのカム面１１３の凹凸形状によって、複数個のローラ１２ｂが入力側ディスク２上のカム面１１４へと押し付けられ、その結果、入力側ディスク２および出力側ディスク３の内側面２ａ，３ａとパワーローラ１１の周面１１ａとが強く押し付け合う。そのため、ローディングカム１２ａは、複数のローラ１２ｂから軸方向に強い力を受けることとなり、図３の（ｂ）に破線で示すように入力側ディスク２と逆方向に変形が発生する。本実施形態では、この変形を利用して、前記第２の潤滑油供給手段を構成する。
【００２４】
すなわち、本実施形態のトロイダル無段変速機において、前記第２の潤滑油供給手段は、入力軸１に入力される回転トルクが所定の大きさ以下の時に入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の最小隙間ａがローディングカム１２ａと入力側ディスク２との間の最小隙間ｂよりも大きく（図３の（ａ）参照）、かつ、入力軸１に入力される回転トルクが所定の大きさを越えた時にローディングカム１２ａの変形によって入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の最小隙間ａがローディングカム１２ａと入力側ディスク２との間の最小隙間ｂよりも小さく（図３の（ｂ）参照）なるように、入力軸１の端部１ａとローディングカム１２ａとの間の隙間を調整する。なお、本実施形態において、延出部１ｂは、入力軸１と一体に形成されている。
【００２５】
このように、本実施形態では、入力軸１に入力される回転トルクが小さい時（負荷が小さい時）に、カム面１１３，１１４およびローラ１２ｂへの潤滑油量を制限することができる（必要以上の潤滑油を遠心供給することがない）ため、ロスを更に軽減することが可能になり、効率の向上に繋がる。
【００２６】
図４は、本発明の第４の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル無段変速機において、前記第２の潤滑油供給手段の延出部は、入力軸１の端部１ａに別個に取り付けられる環状部材９５から成る。なお、それ以外の構成は、第３の実施形態と同一である。このような構成でも、第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などのハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンを有さないフルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る要部拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る要部拡大断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る要部拡大断面図であり、（ａ）は無負荷時の状態図、（ｂ）は負荷時の状態図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る要部拡大断面図であり、（ａ）は無負荷時の状態図、（ｂ）は負荷時の状態図である。
【図５】従来のトロイダル型無段変速機の断面図である。
【図６】従来のトロイダル型無段変速機における入力側ディスクと出力側ディスクとの間に挟持されるパワーローラを示す断面図である。
【図７】（ａ）は従来のトロイダル型無段変速機におけるローディングカム付近の側断面図、（ｂ）はローディングカムの正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    入力軸
１ａ    端部
２    入力側ディスク
１２    押圧装置
１２ａ    ローディングカム
１２ｂ    転動体
３０    軸受
１１３Ａ，１１４Ａ    カム面
ｃ    隙間
【図１】
2005308166.tif 000003
【図２】
2005308166.tif 000004
【図３】
2005308166.tif 000005
【図４】
2005308166.tif 000006
【図５】
2005308166.tif 000007
【図６】
2005308166.tif 000008
【図７】
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