(57)【要約】【課題】パワーローラ部に対する効率的な潤滑油供給を行なえるとともに、小型化および製造コストの低減を図れ、設計の自由度を広げる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】このトロイダル型無段変速機では、スラスト玉軸受２４に対して潤滑油を供給するためのポンプ２１０が、トラニオン１５の支持板部１６に内蔵されている。ポンプ２１０は、潤滑油路２００ａ，２００ｂが形成されたハウジング２４０内に配設され、一体のポンプユニット２００としてポケット部Ｐに面する支持板部１６の内面側に好ましくは着脱自在に組み付けられる。ポンプ２１０はパワーローラ１１によって駆動されるようになっている。【選択図】図１
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【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パワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ前記パワーローラの回転を許容する軸受とを備え、前記軸受が、前記パワーローラにより形成される内輪と外輪との間で保持器により転動自在に保持される複数の転動体を備えるトロイダル型無段変速機において、
前記軸受に対して潤滑油を供給するためのポンプが前記トラニオンに内蔵され、前記ポンプが前記パワーローラによって駆動されるようになっ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】
前記ポンプは、潤滑油の供給のための油路を含むユニットとして構成されて前記トラニオンに着脱自在に組み込まれ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】
前記外輪と当該外輪を貫いて前記パワーローラを回転自在に支持する支持軸との間に第２の軸受が設けられ、この第２の軸受が前記ユニットの油路に連通され、前記ユニットの油路から前記第２の軸受を通じて前記軸受に潤滑油が供給され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】
前記ポンプの上流側または下流側の油路にフィルタが設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項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】
例えば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は、図２および図３に示すように構成されている（図２に２つのキャビティ２２１，２２２が示される）。図２に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、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とが取り付けられている。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がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられた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。また、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を介してケーシング５０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。
【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、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図３参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図２中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図２の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図３は、図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図３に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図３においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、パワーローラ１１を支持する支持板部１６の長手方向(図３の上下方向)の両端部に、この支持板部１６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２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５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２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【０００７】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された（パワーローラ１１を回転可能に支持する）変位軸（支持軸）２３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１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部２３ｂの周囲には、ラジアルニードル軸受９９を介して各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【０００８】
また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４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３の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図２の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【０００９】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１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２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図３で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１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１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、押圧装置１２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１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。
【００１０】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６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（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体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（大端面）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。
【００１１】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６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、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、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１２】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図３の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１４】
入力軸１と出力歯車４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３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図３の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ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１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。
【００１５】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面（トラクション面）１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４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１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００１６】
ところで、上記構成のトロイダル型無段変速機において、パワーローラ１１と入出力側ディスク２，３との間の動力伝達は、これらの部材表面の損傷を防止するべく、油膜を介したトラクション力により非接触で行なわれる（以下、油膜によって形成されるパワーローラ１１と入出力側ディスク２，３との間の界面をトラクション面と称し、本明細書中では、便宜上、パワーローラ１１の周面１１ａをトラクション面と称することがある）。そのため、パワーローラ１１と入出力側ディスクとの間に形成されるトラクション面には、トルクを非接触で伝達するための油膜を形成できる十分な量の潤滑油（トラクション油）を供給する必要がある。
【００１７】
さらに、このような油膜を介したディスク２，３とパワーローラ１１との間の動力伝達では、ディスク２，３とパワーローラ１１との接触部やパワーローラ１１のベアリング部（例えば、スラスト玉軸受２４等）で滑りが生じるため、熱が発生する。そのため、パワーローラ１１のベアリング部にも潤滑油を十分に供給する必要がある。
【００１８】
従来、スラスト玉軸受２４等に対する潤滑油の供給は、例えば特許文献１および特許文献２に開示されるように、エンジンの入力側回転によって駆動するポンプにより行なわれている。そして、このポンプにより供給される潤滑油は、制御バルブおよび変速制御バルブを経由して、トラニオン１５および変位軸２３に加工された油路を通じてスラスト玉軸受２４等へと送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−３２７８３６号公報
【特許文献２】特開２０００−９１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、エンジンの入力側回転によって駆動するポンプから潤滑油を制御バルブおよび変速制御バルブを経由してトラニオン１５および変位軸（支持軸）２３に加工された油路を通じてスラスト玉軸受２４等へと送る潤滑油供給形態では、幾つかの問題が生じる。すなわち、変速制御バルブ等に油路を設ける必要があるため、制御ラインや油圧ローダラインの油圧ラインの設計の自由度が狭まる。また、変位軸２３などに油路（穴）を形成する必要があるため、変位軸２３の径も必然的に大きくなり、結果としてパワーローラ部のサイズも大きくなる。更に、そのような穴加工によってバリが発生するため、品質保証のために多大な労力を要する。また、油路が様々な部位にわたって長く形成されるため、シールリングやＯリングなどの部品の点数が増大し、製造コストが増大する。
【００２１】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたものであり、パワーローラ部に対する効率的な潤滑油供給を行なえるとともに、小型化および製造コストの低減を図れ、設計の自由度を広げ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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
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パワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ前記パワーローラの回転を許容する軸受とを備え、前記軸受が、前記パワーローラにより形成される内輪と外輪との間で保持器により転動自在に保持される複数の転動体を備えるトロイダル型無段変速機において、前記軸受に対して潤滑油を供給するためのポンプが前記トラニオンに内蔵され、前記ポンプが前記パワーローラによって駆動されるようになっていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、潤滑油供給用のポンプがトラニオンに内蔵され、該ポンプがパワーローラによって駆動されるので、各種制御バルブに対する潤滑油路の穴加工が簡略化され、また、変速制御バルブに油路を設ける必要がなくなる。そのため、穴加工に伴うバリの発生を抑制でき、品質保証対策が簡略化されるとともに、制御ラインや油圧ローダラインの油圧ラインの設計の自由度が広がる。また、油路の削減などにより、シールリングやＯリングなどの部品の点数が減少し（したがって、制御バルブ等を小型化（薄肉化）でき）、製造コストを低減できる。つまり、パワーローラ部に対する効率的な潤滑油供給を行なえるとともに、小型化および製造コストの低減を図れ、設計の自由度を広げることができる。
【００２４】
また、上記構成において、前記ポンプは、潤滑油の供給のための油路を含むユニットとして構成されて前記トラニオンに着脱自在に組み込まれることが好ましい。このように構成すると、組み立て作業性が良好となり有益である。
また、上記構成において、前記外輪と当該外輪を貫いて前記パワーローラを回転自在に支持する支持軸との間に第２の軸受が設けられ、この第２の軸受が前記ユニットの油路と連通され、前記ユニットの油路から前記第２の軸受を通じて前記軸受に潤滑油が供給されるようになっていてもよい。これにより、支持軸などに油路（穴）を形成する必要がなくなるため、必然的に支持軸の径を小さくでき、結果としてパワーローラ部（バリエータ部）を小型化できる。
更に、上記構成において、前記ポンプの上流側または下流側の油路にフィルタが設けられることが好ましい。これにより、汚染物質のない潤滑油を供給でき有益である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、パワーローラ部に潤滑油を供給するポンプがトラニオンに内蔵され、該ポンプがパワーローラによって駆動されるので、パワーローラ部に対する効率的な潤滑油供給を行なえるとともに、小型化および製造コストの低減を図れ、設計の自由度を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の断面図である。
【図２】従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の特徴は、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ほぼ同様であるため、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２および図３と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００２８】
図１は本発明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型無段変速機では、スラスト玉軸受２４に対して潤滑油を供給するためのポンプ２１０がトラニオン１５の支持板部１６に内蔵されている。特に、本実施形態において、ポンプ２１０は、潤滑油路２００ａ，２００ｂが形成されたハウジング２４０内に配設され、一体のポンプユニット２００としてポケット部Ｐに面する（支持軸２３の端部と対向する）支持板部１６の内面側に好ましくは着脱自在に組み付けられる。なお、本例では、パワーローラ１を回転自在に支持する支持軸２３は、パワーローラ１１と一体的に形成され、外輪２８を貫いている形式のものである。
【００２９】
ここで、ポンプ２１０は、ハウジング２４０に設けられる第１の潤滑油路２００ａと第２の潤滑油路２００ｂとの間に介挿された容積式ポンプとして構成されており、パワーローラ１１によって駆動されるようになっている。具体的には、例えば、支持軸２３の端部にポンプ２１０の駆動軸と連結する連結軸部２３ｅが設けられ、この連結軸部２３ｅがパワーローラ１１の回転に伴って回転し、この回転によりポンプ２１０が駆動されるようになっている。なお、ポンプ２１０の吐出側に位置する第２の潤滑油路２００ｂは、ラジアルニードル軸受９９（より正確にはラジアルニードル軸受９９が設けられる外輪２８と支持軸２３との間の間隙）に通じており、また、ポンプ２１０の吸入側に位置する第１の潤滑油路２００ａは、トラニオン１５に設けられた第１の潤滑油供給路１１２に連通している。第１の潤滑油供給路１１２は、駆動ロッド２９に形成される第２の潤滑油供給路１１０に連通しており、第２の潤滑油供給路１１０は図示しない潤滑油供給源に接続される。
【００３０】
したがって、このような構成では、パワーローラ１１によってポンプ２１０が駆動されると、図示しない潤滑油供給源からの潤滑油が、図１において矢印で示されるように、第１および第２の潤滑油供給路１１０，１１２を通じて、ポンプユニット２００に流入し、ポンプユニット２００の第１および第２の潤滑油路２００ａ，２００ｂを介して、ラジアルニードル軸受（第２の軸受）９９の端部、より正確にはラジアルニードル軸受９９が設けられる外輪２８と支持軸２３との間の間隙の端部に流入する。そして、ラジアルニードル軸受９９の端部に流入した潤滑油は、ラジアルニードル軸受９９を介してスラスト玉軸受２４へと至る。この場合、ポンプ２１０の上流側または下流側の油路（例えば、潤滑油供給路１１０の端部（駆動ロッド（トラニオン軸）２９側の端部））に、潤滑油中の汚染物質を除去するフィルタ（図示せず）が設けられることが好ましい。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、潤滑油供給用のポンプ２１０がトラニオン１５に内蔵され、該ポンプ２１０がパワーローラ１１によって駆動されるため、各種制御バルブに対する潤滑油路の穴加工が簡略化され、また、変速制御バルブに油路を設ける必要がなくなる。そのため、穴加工に伴うバリの発生を抑制でき、品質保証対策が簡略化されるとともに、制御ラインや油圧ローダラインの油圧ラインの設計の自由度が広がる。また、油路の削減などにより、シールリングやＯリングなどの部品の点数が減少し（したがって、制御バルブ等を小型化（薄肉化）でき）、製造コストを低減できる。つまり、パワーローラ部に対する効率的な潤滑油供給を行なえるとともに、小型化および製造コストの低減を図れ、設計の自由度を広げることができる。
【００３２】
また、本実施形態において、ポンプ２１０は、潤滑油の供給のための油路２００ａ，２００ｂを含むユニット２００として構成されてトラニオン１５に着脱自在に組み込まれるので、組み立て作業性が良好となり有益である。
【００３３】
また、本実施形態では、外輪２８とこの外輪２８を貫いてパワーローラ１１を回転自在に支持する支持軸２３との間にラジアルニードル軸受（ラジアル軸受）９９が設けられ、この第２の軸受が前記ユニットの油路と対向され、前記ユニットの油路から前記第２の軸受をラジアルニードル軸受９９を通じてスラスト玉軸受２４に潤滑油が供給されるようになっているので、支持軸２３などに油路（穴）を形成する必要がなくなる。したがって、必然的に支持軸２３の径を小さくでき、結果としてパワーローラ部を小型化できる。
【００３４】
更に、本実施形態では、ポンプ２１０の上流側または下流側の油路にフィルタが設けられるので、汚染物質のない潤滑油を供給でき有益である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
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様々なハーフトロイダル型無段変速機に適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
２  入力側ディスク
３  出力側ディスク
１１  パワーローラ
１４  枢軸
１５  トラニオン
２３  支持軸
２４  スラスト玉軸受（軸受）
２６  転動体
２７  保持器
２８  外輪
９９  ラジアルニードル軸受（第２の軸受）
２００  ポンプユニット
２００ａ，２００ｂ  潤滑油路
２１０  ポンプ
【図１】
2013108511.tif 000003
【図２】
2013108511.tif 000004
【図３】
2013108511.tif 000005