(57)【要約】【課題】トロイダル式無段変速機のプリローディング機構において、入力ディスクの変位を規制してプリロード発生用の皿バネ同士が密着するのを防止するとともに、入力ディスクの変位が大きくなった場合であっても皿バネの潤滑が確保されるようにする。【解決手段】プリローディング機構１６は、皿バネ２１ａ、２１ｂよりも径方向外側において入力ディスク１ｂから皿バネ２１ａ、２１ｂの最大圧縮量よりも短い距離だけ離間して配置されるスペーサ２２と、入力軸２０の外周に形成される段部とローディングナット２３の間に介装されるとともに、入力ディスク１ｂから離間して配置されるカラー２５と備え、潤滑油供給路９ａ、９ｂからの潤滑油が入力ディスク１ｂのボールベアリング１３、入力ディスク１ｂとカラー２５の間の隙間を介して皿バネ２１ａ、２１ｂに供給されるように構成する。【選択図】図２
2007211880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ディスクと、出力ディスクと、前記入出力ディスクを支持するシャフトと、前記入力ディスクの軸受部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、前記入出力ディスクの間に挟まれた一対のパワーローラと、前記変速機に入力される入力トルクに応じたスラスト荷重を発生し、それを前記入出力ディスクに付与するローディング機構と、を備えたトロイダル式無段変速機において、
前記シャフトの所定の軸方向位置に固定される固定部材と、
前記固定部材と前記入力ディスクの間に配置されて前記入出力ディスクに所定のプリロードを付与する弾性部材と、
前記弾性部材よりも径方向外側において、前記弾性部材の最大圧縮量よりも短い距離だけ前記入力ディスクから離間して配置される変位規制部材と、
前記シャフトの外周に形成される段部と前記固定部材の間に介装されるとともに、前記入力ディスクから離間して配置されるプリロード調整部材と、
を備え、前記潤滑油供給路からの潤滑油が前記入力ディスクの軸受部、前記入力ディスクと前記プリロード調整部材の間の隙間を介して前記弾性部材に供給されるように構成したことを特徴とするトロイダル式無段変速機。
【請求項２】
前記入力ディスクが変位して前記変位規制部材に当接した状態でも前記入力ディスクと前記プリロード調整部材の間に隙間が形成されるように、前記入力ディスクの前記変位規制部材側内周に凹部を形成した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。
【請求項３】
前記入力ディスクが変位して前記変位規制部材に当接した状態でも前記入力ディスクと前記プリロード調整部材の間に隙間が形成されるように、前記プリロード調整部材の入力ディスク側の径方向外側に面取り部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項４】
前記変位規制部材は、前記弾性部材に前記入力ディスクの反対側から当接する押え部と、前記押え部の前記弾性部材よりも径方向外側の位置から前記入力ディスクに向かって延びる筒状変位規制部とで構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項５】
前記入力ディスクの前記筒状変位規制部に対向する位置に前記筒状変位規制部の前記入力ディスク側の端部が入り込む環状溝を形成したことを特徴とする請求項４に記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項６】
前記プリロード調整部材と前記変位規制部材を一つの部材で構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項７】
前記変位規制部材と前記固定部材を一つの部材で構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のトロイダル式無段変速機。
【請求項８】
前記弾性部材と前記入力ディスクが前記弾性部材の径方向外側寄りの位置で接触することを特徴とする請求項１から７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】
本発明はトロイダル式無段変速機に関し、特に、プリローディング機構の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トロイダル式無段変速機においては、パワーローラを入出力ディスクの間に挟持するために、入出力ディスクにスラスト荷重を作用させる必要がある。一般には、変速機に入力されるトルクに比例するスラスト荷重をローディングカムにより発生させ、それを入出力ディスクに作用させている。
【０００３】
また、変速機に入力されるトルクがゼロの時はローディングカムがスラスト荷重を発生しないので、ローディングカムとは別にプリローディング機構を設け、所定のプリロード（予圧）を入出力ディスクに与える必要があり、特許文献１に記載のトロイダル式無段変速機では、図７に示すように、プリローディング機構を、入力ディスクの背面に設けられた２枚の皿バネで構成している。
【特許文献１】特開２０００−７４１６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
入力ディスクの軸方向位置は、変速機の変速比（パワーローラの傾転角）や入力トルクに応じて変わるのであるが、入力ディスクに押されて皿バネ同士が密着すると、接触面に大きな力が作用し、皿バネが磨耗する。皿バネの磨耗はプリロードの低下の原因となるので、上記従来技術では、入力ディスクの変位を規制するスペーサを入力ディスクとローディングナットの間に介装することで皿バネ同士が密着するのを防いでいる。
【０００５】
しかしながら、この構成では、スペーサが皿バネよりも径方向内側に配置されているので、入力ディスクの軸受部からの潤滑油が皿バネまで届きにくく、また、入力ディスクが変位してスペーサに密着した場合は入力ディスクの軸受部からの潤滑油が皿バネに供給されなくなり、潤滑油不足によって皿バネが磨耗する可能性があった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、入力ディスクの変位を規制して皿バネ同士が密着するのを防止するとともに、入力ディスクの変位が大きくなった場合であっても皿バネの潤滑が確保されるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るトロイダル式無段変速機は、入出力ディスクを支持するシャフトの所定の軸方向位置に固定される固定部材と、この固定部材と入力ディスクの間に配置されて入出力ディスクに所定のプリロードを付与する弾性部材と、この弾性部材よりも径方向外側において、弾性部材の最大圧縮量よりも短い距離だけ入力ディスクから離間して配置される変位規制部材と、シャフトの外周に形成される段部と固定部材の間に介装されるとともに、入力ディスクから離間して配置されるプリロード調整部材と備え、潤滑油供給路からの潤滑油が入力ディスクの軸受部、入力ディスクとプリロード調整部材の間の隙間を介して弾性部材に供給されるように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入力ディスクの軸方向変位を規制する変位規制部材を、プリロードを付与する弾性部材よりも径方向外側に配置し、かつ、プリロード調整部材を入力ディスクから離間して配置したことにより、入力ディスクの変位が大きくなった場合であっても弾性部材が最大圧縮量まで圧縮されるのを防止しつつ、弾性部材への潤滑油の供給を確保することができ、弾性部材の磨耗を抑えることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るトロイダル式無段変速機の構成を示しており、図中左側が図示しないトルクコンバータを介してエンジンに接続される。
【００１１】
トロイダル式無段変速機は、第１のトロイダルユニット１１及び第２のトロイダルユニット１２を直列に配置した、いわゆるダブルキャビティの構成である。第１のトロイダルユニット１１は、入力ディスク１ａと出力ディスク２ａの間に一対のパワーローラ３を挟んでいる。同様に、第２のトロイダルユニット１２は、入力ディスク１ｂと出力ディスク２ｂの間に一対のパワーローラ３を挟んでいる。入力ディスク１ａ、１ｂは、それぞれ入力軸２０（シャフト）にボールスプライン１３（軸受部）を介して支持されており、同期して回転する。ボールスプライン１３には、入力軸２０の内部に形成された潤滑油供給路９ａ、９ｂを介して潤滑油が供給される。
【００１２】
出力ディスク２ａ、２ｂは出力歯車１０を介して結合され、変速機の出力回転は出力歯車１０から図示しない駆動軸へと伝達される。入力軸２０は出力歯車１０を貫通し、出力ディスク２ａ、２ｂは入力軸２０と相対回転する。
【００１３】
各パワーローラ３は、それぞれトラニオン４によって支持される。図示しない油圧アクチュエータが各トラニオン４を、それぞれ図中上下方向へ同期して変位させると、各パワーローラ３が傾き、入出力ディスクとの接触半径が変化し、変速比が連続的に変更される。向かい合うトラニオン４は、上端をアッパリンク５、下端をロアリンク６によって連結され、相互に逆方向へ変位する。
【００１４】
入出力ディスク１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂとパワーローラ３の間の油膜は高圧下でガラス状となり、駆動力はこの油膜のせん断力により伝達される。入力ディスク１ａの図中左側には、入力トルクに応じたスラスト荷重を発生し、それを入出力ディスク１ａ、２ａ、１ｂ、２ｂに与えるローディングカム８が設けられる。
【００１５】
一方、入力ディスク１ｂの図中右側には、入力トルクが小さいときやゼロのときでもパワーローラ３の挟むのに必要なプリロード（予圧）を入出力ディスク１ａ、２ａ、１ｂ、２ｂに与えるプリローディング機構１６が設けられる。
【００１６】
プリローディング機構１６は、図２に示すように、入力ディスク１ｂの背面に配置される一対の皿バネ２１ａ、２１ｂ（弾性部材）と、これを覆うように皿バネ２１ａ、２１ｂの側方から外周側にかけて延在するように配置されるスペーサ２２（変位規制部材）と、入力軸２０の端部に形成されたネジ部に螺合し、スペーサ２２を介して皿バネ２１ａ、２１ｂを入力ディスク１ｂの背面に押し付けるローディングナット２３（固定部材）と、ローディングナット２３と入力軸２０の外周に形成された段部２４の間に介装されるプリロード調整用のカラー２５（プリロード調整部材）とで構成される。
【００１７】
入力ディスク１ｂの背面の内周側には環状の凹部２９が形成されるとともに、カラー２５の入力ディスク側の径方向外側であって凹部２９に対向する部分には面取り部２５ｒが形成され、これによって入力ディスク１ｂとカラー２５の間に潤滑油供給用の隙間が形成されるようになっている。
【００１８】
スペーサ２２は、断面が略Ｌ字状の環状部材であり、中央にローディングナット２３の先端が挿通する開口を有する円盤部２２ａ（押え部）と、この円盤部２２ａの皿バネ２１ａ、２１ｂよりも径方向外側の位置から入力ディスク１ｂに向けて略垂直に延びる筒部２２ｂ（筒状変位規制部）とで構成される。円盤部２２ａは、ローディングナット２３の軸方向途中に形成されたフランジ部２３ｆとカラー２５との間でその内周部を挟持され、これによってスペーサ２２が軸方向所定位置に固定される。また、筒部２２ｂの内壁が皿バネ２１ａ、２１ｂの外周と接触し、これによって皿バネ２１ａ、２１ｂが径方向に位置決めされる。
【００１９】
皿バネ２１ａ、２１ｂは、径方向外側の周縁部において互いに接触し、両者の間に形成される隙間（皿バネ隙間）Ｘを径方向内側に向けた状態で配置される。潤滑油供給路９ａ、９ｂからボールスプライン１３に供給された潤滑油は、入力ディスク１ｂとカラー２５の間の隙間を通って皿バネ２１ａ、２１ｂへと直接的に供給され、これによって皿バネ２１ａ、２１ｂの潤滑が行われる。皿バネ２１ａ、２１ｂに供給される潤滑油は、入力ディスク１ｂの背面、スペーサ２２及びカラー２５によって画成される油室２７内に保持され、皿バネ２１ａ、２１ｂに供給される潤滑油の量が減少した場合であっても皿バネ２１ａ、２１ｂの良好な潤滑状態が維持される。
【００２０】
プリローディング機構１６のプリロードは、カラー２５の軸方向長さＹを調整し、入力ディスク１ｂの背面とローディングナット２３及びスペーサ２２との間の距離を調節することによって調整される。つまり、カラー２５の軸方向長さＹを短くすれば、その分、ローディングナット２３のねじ込み量が増え、ローディングナット２３及びスペーサ２２が入力ディスク１ｂに近づき、皿バネ２１ａ、２１ｂの圧縮量が増えてプリロードが増大する。逆に、プリロードを小さくするには、カラー２５の軸方向長さＹを長くすれば良い。変速機を組み立てる際には、軸方向長さが異なるカラー２５を幾つか用意しておき、所定のプリロードが得られるカラー２５を選択するようにする。
【００２１】
ここで、筒部２２ｂの軸方向長さは、変速機の入力トルクがゼロのときの筒部２２ｂの入力ディスク側端部と入力ディスク１ｂの背面との間隔Ｚが皿バネ２１ａ、２１ｂに許容される最大圧縮量（例えば、入力トルクがゼロのときの皿バネ２１ａ、２１ｂの間隔Ｘ）よりも小さくなるように設定される。これにより、変速機の変速比や入力トルクに応じて入力ディスク１ｂが軸方向に大きく変位しても、皿バネ２１ａ、２１ｂ同士が密着する前に入力ディスク１ｂの背面に筒部２２ｂの端部が当接し、皿バネ２１ａ、２１ｂ同士が密着するのを防止することができる。
【００２２】
さらに、入力ディスク１ｂの変形量が大きくなる径方向外側の位置において筒部２２ｂが入力ディスク１ｂに当接し、これを支持するので、入力ディスク１ｂの変形が抑えられ、入力ディスク１ｂを従来技術に比べて薄くすることができる。加えて、パワーローラ−ディスク間の接触楕円がトラクション面から脱落しにくくなり、変速機の利用可能な変速比幅を大きくできるという利点もある。
【００２３】
また、入力ディスク１ｂの背面に筒部２２ｂが当接し、密着した状態となっても、これが皿バネ２１ａ、２１ｂよりも径方向外側で起こり、かつ、入力ディスク１ｂに形成された凹部２９、カラー２５に形成された面取り部２５ｒにより入力ディスク１ｂとカラー２５の間に潤滑油供給用の隙間が存在するので、ボールベアリング１３から皿バネ２１ａ、２１ｂに至るまでの潤滑油の流れが従来技術のように遮られることがなく、皿バネ２１ａ、２１ｂの良好な潤滑を確保することができる。
【００２４】
なお、油室２７に供給される潤滑油は主として皿バネ２１ａ、２１ｂの潤滑に用いられるのであるが、油室２７に供給される潤滑油の量を増やして油室２７内の油圧を上昇させて入力ディスク１ｂの背面をこの油圧で支持し、入力ディスク１ｂの変形をより一層抑えるようにしてもよい。
【００２５】
図３は本発明の第２の実施形態を示したものである。
【００２６】
第２の実施形態は、入力ディスク１ｂの背面において、スペーサ２２の筒部２２ｂの入力ディスク側端部と対向する位置に環状溝３０を形成し、この環状溝３０に筒部２２ｂの入力ディスク側端部が入り込むようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００２７】
環状溝３０の底面と筒部２２ｂの入力ディスク側端部との間隔が第１の実施形態における間隔Ｚに対応し、環状溝３０の側壁と筒部２２ｂとの間隙、すなわち径方向の隙間は、筒部２２ｂの入力ディスク側端部が環状溝３０内を移動する際に抵抗とならない程度に間隔Ｚよりも小さく設定される。これによって、油室２７に保持される潤滑油が環状溝３０の底面と筒部２２ｂの入力ディスク側端部との隙間から流出するのが抑えられる。
【００２８】
第２の実施形態では、このような構成としたことにより、第１の実施形態に比べて油室２７内に潤滑油が保持されやすくなり、皿バネ２１ａ、２１ｂの潤滑状態をさらに向上させることができる。また、この構成は油室２７内の油圧を上昇させて入力ディスク１ｂの背面を支持する場合にも有利である。
【００２９】
また、図４、図５は本発明の第３、第４の実施形態を示したものである。第１の実施形態では、スペーサ２２、ローディングナット２３、カラー２５をそれぞれ別部材として構成したが、第３の実施形態ではスペーサ２２とカラー２５を一体的に形成し、第４の実施形態ではスペーサ２２とローディングナット２３を一体的に形成した点がそれぞれ第１の実施形態と異なる。このような構成としたことにより、変速機の部品点数を減らし、組立作業性を向上させることができる。
【００３０】
また、図６は本発明の第５の実施形態を示したものである。第５の実施形態は、皿バネ２１ａ、２１ｂを径方向内側において接触させ、両者の隙間Ｘが径方向外側を向くように配置した点が第１の実施形態と相違する。皿バネ２１ａ、２１ｂをこのような配置とすることにより、皿バネ２１ａ、２１ｂと入力ディスク１ｂの接触位置が皿バネ２１ａ、２１ｂの周縁部、すなわち、径方向外側寄りになり、第１の実施形態よりも入力ディスク１ｂが径方向外側の位置において支持されるようになるので、入力ディスク１ｂの変形をより一層抑えることができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明を適用した構成の例を幾つか示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の構成のみに限定する趣旨ではない。
【００３２】
本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能であり、例えば、本発明はダブルキャビティのトロイダル式無段式変速機に限らず、シングルキャビティの無段変速機に対しても適用可能なものである。
【００３３】
また、上記実施形態は、入力ディスク１ｂの背面に環状溝３０を形成しつつ（第２の実施形態）、スペーサ２２とカラー２５を一体にする（第３の実施形態）、あるいは、スペーサ２２とローディングナット３０を一体にする（第４の実施形態）というように、両立可能な範囲で複数の実施形態を組み合わせて実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるトロイダル式無段変速機の断面図である。
【図２】プリローディング機構の断面図である（第１の実施形態）。
【図３】同じくプリローディング機構の断面図である（第２の実施形態）。
【図４】同じくプリローディング機構の断面図である（第３の実施形態）。
【図５】同じくプリローディング機構の断面図である（第４の実施形態）。
【図６】同じくプリローディング機構の断面図である（第５の実施形態）。
【図７】従来のプリローディング機構の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ、１ｂ  入力ディスク
２ａ、２ｂ  出力ディスク
３  パワーローラ
８  ローディング機構
９ａ、９ｂ  潤滑油供給路
１３  ボールスプライン（軸受部）
１６  プリローディング機構
２０  入力軸（シャフト）
２１ａ、２１ｂ  皿バネ（弾性部材）
２２  スペーサ（変位規制部材）
２２ａ  円盤部（押え部）
２２ｂ  筒部（筒状変位規制部）
２３  ローディングナット（固定部材）
２４  段部
２５  カラー（プリロード調整部材）
２５ｒ  面取り部
２９  凹部
３０  環状溝
【図１】
2007211880.tif 000003
【図２】
2007211880.tif 000004
【図３】
2007211880.tif 000005
【図４】
2007211880.tif 000006
【図５】
2007211880.tif 000007
【図６】
2007211880.tif 000008
【図７】
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