DE60131822T2

DE60131822T2 - Kühl- und Schmiermittelfördereinrichtung eines stufenlosen Toroidgetriebes

Info

Publication number: DE60131822T2
Application number: DE60131822T
Authority: DE
Inventors: Jun Yokohama-shi Watanabe; Haruhito Yokohama-shi Mori; Eio Yokosuka-shi Sagara
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: JP2002130412A; US6656080B2; DE60131822D1; EP1201965A3; US20020049113A1; JP3726670B2; EP1201965B1; EP1201965A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses Getriebe gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Ein solches stufenloses Getriebe kann dem Dokument nach dem Stand der Technik JP-A-H11-63139 entnommen werden.
Ein stufenloses toroidales Getriebe (Toroidal Continuously Variable Transmission – T-CVT), das in der JP-A-H11-63139 , veröffentlicht durch das Japanische Patentamt im Jahre 1999, offenbart ist, gibt eine toroidale Getriebeeinheit an, die eine Eingangsscheibe und eine Ausgangsscheibe, die koaxial angeordnet sind, und Antriebswalzen, die eine Antriebskraft zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe übertragen, aufweist. Das T-CVT ist oftmals ein Doppel-Hohlraum-Typ, bei dem zwei Toroidal-Getriebeeinheiten koaxial so angeordnet sind, dass die Antriebsleistungs-Übertragungsfähigkeit verdoppelt wird, und so, dass sich die Schubkräfte als die inneren Kräfte aufheben und nicht auf das Getriebegehäuse dann einwirken, wenn die Antriebswalzen zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe ergriffen sind.
In einem solchen Doppel-Hohlraum-T-CVT sind die Eingangsscheiben beider Toroidal-Getriebeeinheiten unter einem gewissen Abstand voneinander weg an einer Hauptwelle angeordnet und sie drehen sich zusammen mit dieser Hauptwelle. Die Ausgangsscheibe ist, zusammen mit den Eingangsscheiben, relativ zu der Hauptwelle zwischen den Eingangsscheiben drehbar, und die Antriebswalzen werden zwischen den Eingangsscheiben und der Ausgangsscheibe so ergriffen, dass die Leistung zwischen den Eingangsscheiben und der Ausgangsscheibe übertragen wird.
Die axiale Länge des T-CVT kann, durch Ausbildung der Ausgangsscheiben der zwei Toroidal-Getriebeeinheiten in einem Teil, verkürzt werden. Die Drehung von dem Motor wird auf die Eingangsscheiben über Lastnocken übertragen und wird auf die gemeinsame Ausgangsscheibe von den Eingangsscheiben über die Antriebswalzen übertragen, und die Leistung wird von den Plattenzahnrädern, die auf dem äußeren Umfang der Ausgangsscheibe vorgesehen sind, abgenommen.
Wenn die Ausgangsscheiben der zwei Toroidal-Getriebeeinheiten in einem Teil so, wie dies vorstehend beschrieben ist, gebildet sind, wird, zum Kühlen der Ausgangsscheibe, Schmieröl zwischen der Hauptwelle und der Ausgangsscheibe von einem Ölkanal in der Hauptwelle durch Löcher, die in der radialen Richtung gebildet sind, zugeführt und es fließt aus beiden Seiten der Ausgangsscheibe heraus. Allerdings wird, in diesem Fall, das Schmieröl nicht störungsfrei ausgegeben, so dass die Wärmeaustauschseffektivität niedrig ist, wobei das Kühlen der Ausgangsscheibe teilweise innerhalb der Scheibe selbst unzureichend ist.
Wenn das Kühlen der Ausgangsscheibe unzureichend ist, steigt die Temperatur des Öls zwischen der Scheibe und den Leistungswalzen an, und ein Traktionskoeffizient verringert sich, so dass sich nicht nur die Drehmoment-Übertragungsfähigkeit verringert, sondern auch die Haltbarkeit beeinträchtigt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein stufenloses Getriebe geschaffen, das die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 besitzt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dementsprechend wird ein stufenloses Getriebe geschaffen, das effizient die gemeinsame Ausgangsscheibe der zwei Toroidal-Getriebeeinheiten kühlen kann. Es wird ein stufenloses Getriebe geschaffen, das effizient Lager schmieren kann, die die Ausgangsscheibe tragen, und Zahnräder, die die Leistung von der Ausgangsscheibe übertragen.
Dementsprechend wird ein stufenloses Getriebe geschaffen, das umfasst: eine Hauptwelle, die einen Schmierölkanal umfasst, der in ihrem Inneren ausgebildet ist, ein Paar Eingangsscheiben, die an der Hauptwelle vorhanden sind und sich zusammen mit der Hauptwelle drehen, eine Ausgangsscheibe, die für die Eingangsscheiben gemeinsam vorhanden ist und zwischen den Eingangsscheiben, drehbar an der Hauptwelle befestigt, angeordnet ist, und Antriebswalzen, die zwischen den Eingangsscheiben und der Ausgangsscheibe eingeklemmt sind. Ein Kühlkanal ist in der Ausgangsscheibe ausgebildet, der sich von dem Innenumfang zu dem Außenumfang der Ausgangsscheibe erstreckt, und Schmieröl in dem Schmierölkanal wird zu dem Kühlkanal über einen Spalt zwischen der Hauptwelle und der Ausgangsscheibe zugeführt.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt und erläutert. In den Zeichnungen:
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines stufenlosen Getriebes mit einem stufenlosen toroidalen Getriebe-Mechanismus gemäß der vorliegenden Lehre.
2 zeigt eine Schnittansicht durch II-II in 1.
3 zeigt eine Schnittansicht durch III-III in 1.
4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Ausgangsscheibe des stufenlosen toroidalen Getriebe-Mechanismus.
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines radialen Lagers, das die Ausgangsscheiben trägt.
6 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht einer vorderen Toroidal-Getriebeeinheit.
7 ist ähnlich zu 4, stellt allerdings eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Lehre dar.
8 stellt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Lehre dar, die eine perspektivische Ansicht ist, die einen anderen Aufbau der Ausgangsscheibe darstellt.
Es wird nun auf die 1–4 der Zeichnungen Bezug genommen, wobei die 1–4 ein stufenloses Getriebe (nachfolgend als IVT bezeichnet) für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb darstellen, das einen stufenlosen Toroidal-Getriebemechanismus (Toroidal Continuously Variable Transmission Mechanism – T-CVT) gemäß der vorliegenden Lehre aufweist.
Eine parallele, erste Achse O₁ und eine zweite Achse O₂ sind, wie in 1 dargestellt ist, in einem Getriebegehäuse 21 eingesetzt, das eine vordere Abdeckung 22 und eine hintere Abdeckung 23 aufweist, die jeweils eine vordere Öffnung und eine hintere Öffnung ver schließen. Ein Doppel-Hohlraum-T-CVT 24 ist an der ersten Achse O₁ installiert und ein Ausgangssteuermechanismus 25 ist an der zweiten Achse O₂ vorgesehen.
Eine Antriebswelle 26 und eine Hauptwelle 27 sind angrenzend zueinander auf der ersten Achse O₁ angeordnet. Diese Wellen 26, 27 passen so zusammen, dass sie sich relativ zueinander über ein Radiallager 28 drehen können, das dazwischen vorgesehen ist. Die Antriebswelle 26 ist über ein Lager 29 in dem Getriebegehäuse 21 gehalten und die Hauptwelle 27 ist an der hinteren Abdeckung 23 über ein Lager 30 gehalten. Die Antriebswelle 26 ist mit einer Motorkurbelwelle über einen Torsionsdämpfer, der nicht dargestellt ist, verbunden.
Das T-CVT 24 weist eine vordere Toroidal-Getriebeeinheit 31 und eine hintere Toroidal-Getriebeeinheit 32 auf.
Die toroidalen Getriebeeinheiten 31, 32 weisen jeweils Eingangsscheiben 35, 36, die auf der Hauptwelle 27 in der Nähe beider Enden über Kugel-Keilverzahnungen 33, 34 angepasst befestigt sind, so dass sie frei sind, in einer axialen Richtung zu gleiten und sich zusammen damit zu drehen, eine gemeinsame Ausgangsscheibe 37, die drehbar an der Hauptwelle 27 zwischen diesen Eingangsscheiben 35, 36 gehalten sind, und Antriebswalzen 38, die Leistung zwischen den Eingangsscheiben 35, 36 und der Ausgangsscheibe 37 übertragen, auf.
Erste Radiallager 39, 40 sind zwischen dem Inneren Umfang der gemeinsamen Ausgangsscheibe 37 und der Hauptwelle 27 an jedem Ende der Ausgangsscheibe 37 zwischengefügt.
Positionierungselemente 41, 42 sind an beiden Seiten der Ausgangsscheibe 37 angeordnet, wie dies in den 1–3 dargestellt ist. Die oberen Enden (oberer Teil der 1 bis 3) und die unteren Enden (unterer Teil der 1 bis 3) der Positionierungselemente 41, 42 sind an dem Getriebegehäuse 21 befestigt und greifen in die Hauptwelle 27 im Wesentlichen in der Mitte zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende ein, um dadurch die axiale Verschiebung der Ausgangsscheibe 37 zu begrenzen. Zweite Radiallager 43, 44 sind zwischen den Positionierungselementen 41, 42 und der Hauptwelle 27 angeordnet, wie dies in 4 dargestellt ist, und Schublager 45, 46 sind zwischen den zwei Endflächen der Ausgangsscheibe 37 und den Positionierungselementen 41, 42 zwischengefügt.
Die ersten Radiallager 39, 40 und die zweiten Radiallager 43, 44 sind jeweils Nadellager, wie dies in 4 dargestellt ist, und sind dadurch installiert, dass sie in äußeren Umfangsnuten 27a–27d der Hauptwelle 27 installiert sind. Die ersten Radiallager 39, 40 und die zweiten Radiallager 43, 44 weisen beide, um eine solche Installation möglich zu machen, einen Sektionalkorb 48 auf, der Nadelrollen 47 trägt, die eine Vielzahl bogenförmiger Elemente aufweisen und die in zum Beispiel zwei Teile in einer radialen Richtung unterteilbar sind.
Zwei Antriebswalzen 38 sind für jede toroidale Getriebeeinheit 31, 32 vorgesehen, wie dies in 2, 3 dargestellt ist, und sind so angeordnet, um an beiden Seiten der Hauptwelle 27 zueinander hinzuweisen. Die Antriebswalzen 38 sind drehbar an Lagerzapfen 51 gehalten. Die oberen Enden der Lagerzapfen 51 nahe zu der Deckenwand des Getriebegehäuses 21 sind jeweils an den vier Ecken einer plattenförmigen, oberen Verbindung 52 verbunden und die unteren Enden an der gegenüberliegenden Seite sind jeweils mit den vier Ecken einer unteren Verbindung 53 verbunden. Die Verbindungen 52, 53 verhindern, dass sich die Antriebswalzen 38 nach außen von dem Raum zwischen den Eingangsscheiben 35, 36 und der Ausgangsscheibe 37 bewegen, wenn sie zwischen den Eingangsscheiben 35, 36 und der Ausgangsscheibe 37 ergriffen sind, lassen allerdings eine Verschiebung in der Richtung der Gyrationsachse der Drehzapfen 51 zu.
Die Drehzapfen 51 müssen, um das Geschwindigkeits-Verhältnis des T-CVT 24 (Toroidal-Getriebeeinheiten 31, 32) zu variieren, in der Richtung der Gyrationsachse verschoben werden. Deshalb sind zwei Servokolben 54 an den unteren Enden der Drehzapfen 51 vorgesehen, um die Drehzapfen 51 zu verschieben. Die Verschiebungen der Drehzapfen 51 werden durch einen Öldruck von einem Steuerventil, das nicht dargestellt ist, gesteuert, das unterhalb des Getriebegehäuses 21 angebracht ist.
Lastnocken 61 sind, wie in 1 dargestellt ist, zwischen der Antriebswelle 26 und der Eingangsscheibe 35 vorgesehen. Eine Motorkurbelwelle, die nicht dargestellt ist, ist an der linken Seite der Antriebswelle 26 vorgesehen. Die Motordrehung wird auf die Eingangs scheibe 35 von der Antriebswelle 26 über den Lastnocken 61 übertragen und wird weiterhin auf die Eingangsscheibe 36 über die Hauptwelle 27 übertragen.
Die Motordrehung, die auf die Eingangsscheiben 35, 36 (Getriebeantriebsdrehung) übertragen ist, wird auf die gemeinsame Ausgangsscheibe 37 über die Antriebswalzen 38 übertragen. Diese Übertragung wird durch den Lastnocken 61 realisiert, der eine Schubkraft entsprechend dem Antriebsdrehmoment so erzeugt, dass die Antriebswalzen 38 zwischen den Eingangsscheiben 35, 36 und der Ausgangsscheibe 37 ergriffen werden.
In dem vorstehenden Getriebe nehmen die Antriebswalzen 38, wenn die Antriebswalzen 38 von der Nicht-Geschwindigkeits-Änderungsposition, die in 2, 3, dargestellt ist, durch die Servokolben 54 synchron zu einer identischen Phase in der Richtung der Gyrationsachse über die Drehzapfen 51 verschoben werden, und die Drehachse der Antriebswalze zu der Drehachse O₁ der Scheiben 35, 36 und 37 versetzt ist, synchron zu einer identischen Phase um die Gyrationsachse eine Gyrationsbewegung vor. Demzufolge variiert der Kontaktkreisradius zwischen den Antriebswalzen 38 und den Scheiben 35, 36 und 37 stufenlos und das Getriebeverhältnis (Geschwindigkeits-Verhältnis) zwischen den Eingangsscheiben 35, 36 und der Ausgangsscheibe 37 variiert stufenlos. Wenn das Geschwindigkeits-Verhältnis einen Sollwert erreicht, wird das Soll-Geschwindigkeits-Verhältnis durch Zurückführen der Antriebswalzen 38 zu der anfänglichen Position mit einem Versatz von Null beibehalten.
In dem vorstehenden Getriebe dreht sich die Ausgangsscheibe 37 in einer entgegengesetzten Richtung zu der Drehrichtung der Hauptwelle 27, und da die relative Drehung zwischen den zwei eine Drehung mit einer beträchtlich hohen Geschwindigkeit ist, müssen die ersten Radiallager 39, 40, die die Ausgangsscheibe 37 auf der Hauptwelle 27 tragen, ausreichend geschmiert werden. Deshalb wird, um dieses Erfordernis zu erfüllen, das Schmieröl in dem Ölkanal 27e in den ringförmigen Raum zwischen der Ausgangsscheibe 37 und der Hauptwelle 27 über radiale Löcher 27f, 27g, die in der Hauptwelle 27 zwischen den ersten Radiallagern 39, 40 gebildet sind, eingeführt und wird zu den ersten Radiallagern 39, 40 zugeführt.
Als nächstes wird der Kühlmechanismus der Ausgangsscheibe 37 und der Schmiermechanismus der Toroidal-Getriebeeinheiten 31, 32 im Detail beschrieben.
Zuerst wird der Kühlmechanismus der Ausgangsscheibe 37 beschrieben.
Mehrere Kühlkanäle 37a, die sich radial von dem Innenumfang zu dem Außenumfang erstrecken, sind, wie in 1, 4, dargestellt ist, vorzugsweise in einer Umfangsrichtung unter äquidistanten Intervallen gebildet, und Schmieröl, das den ringförmigen Raum zwischen der Ausgangsscheibe 37 und der Hauptwelle 27 von dem Ölkanal 27e in der Hauptwelle 27 über die Radiallöcher 27f, 27g erreicht hat, wird dazu gebracht, dass es in die Kühlkanäle 27a in der Ausgangsscheibe 37 fließt. Die Vielzahl der Kühlkanäle 37a ist so vorgesehen, um die Kühleffektivität in dieser Ausführungsform zu erhöhen, allerdings kann der Kühleffekt auch dann erhalten werden, wenn dort zumindest einer der Kühlkanäle 37a vorhanden ist.
Eine Nut 37b ist in der Mitte in der axialen Richtung des Innenumfangs der Ausgangsscheibe 37 gebildet, wobei sich die innere Seite der Kühlkanäle 37a in der radialen Richtung auf dieser Nut 37b öffnet. Die radialen Löcher 27f, 27g öffnen sich, um Schmieröl von dem Ölkanal 27e in der Hauptwelle 27 zu dem ringförmigen Raum zwischen der Hauptwelle 27 und der Ausgangsscheibe 37 zuzuführen, auf beiden Seiten in der Breiten-Richtung der Nut 37b. Weiterhin ist eine Breite W₁ der Nut 37b kleiner gemacht als eine Breite W₂ der ersten Radiallager 39, 40.
Indem die Kühlkanäle 37a in der Ausgangsscheibe 37 vorgesehen sind, was das Schmieröl in dem ringförmigen Raum zwischen der Hauptwelle 27 und der Ausgangsscheibe 37 dazu bringt, dass es durch die Kühlkanäle 37a in der Ausgangsscheibe 37 fließt, und da das Schmieröl radial durch die Kühlkanäle 37a aufgrund der Zentrifugalkraft hindurchfährt, die aus der Drehung der Ausgangsscheibe 37 resultiert, kann zuverlässig von der Innenseite aus gekühlt werden.
Auf diese Art und Weise wird ein Temperaturanstieg des Öls zwischen der Ausgangsscheibe 37 und den Antriebswalzen 38 unterdrückt, eine Abnahme in dem Traktionskoeffzienten wird vermieden und eine Verringerung der Drehmoment-Übertragungs-Fähigkeit und eine Beeinträchtigung der Haltbarkeit werden verhindert.
Der Wärmeaustausch-Oberflächenbereich wird, durch Vorsehen der Nut 37b in dem Innenumfang der Ausgangsscheibe 37, erhöht, und zusätzlich kann, durch Anordnen der Öffnungen der inneren Enden aller Kühlkanäle 37a in der Nut 37b, Schmieröl, das in den ringförmigen Raum zwischen der Hauptwelle 27 und der Ausgangsscheibe 37 zugeführt wird, effizient in die Kühlkanäle hinein geführt werden. Weiterhin sind die Kühlkanäle 37a kürzer durch die Tiefe der Nut 37b gemacht, so dass der Widerstand des Strömungspfads der Kühlkanäle 37a verringert wird, Schmieröl einfacher abgegeben wird und die Ausgangsscheibe 37 noch zuverlässiger gekühlt werden kann.
Schmieröl, das in den ringförmigen Raum von den Löchern 27f, 27g aus fließt, kann, indem die Löcher 27f, 27g zum Zuführen des Schmieröls von dem Ölkanal 27e in der Hauptwelle 27 zu dem ringförmigen Raum zwischen der Hauptwelle 27 und der Ausgangsscheibe 37 an beiden Seiten der Nut 37b gebildet werden, in die Nut 37b und die Kühlkanäle 37a gerichtet werden, wie dies durch β in 4 dargestellt ist. Demzufolge wird nicht nur der vorstehend angegebene Kühleffekt der Ausgangsscheibe 37 sichergestellt, sondern die Schmierung der ersten Radiallager 39, 40, die die Ausgangsscheibe 37 tragen, kann auch zuverlässig vorgenommen werden.
Der äußere Durchmesser der Ausgangsscheibe 37 wird, indem getrennte Radiallager 39, 40 verwendet werden und diese in den äußeren Umfangsnuten 27a, 27b der Hauptwelle 27 installiert werden, um die Tiefe der äußeren Umfangsnuten 27a, 27b verringert, und die radialen Dimensionen des T-CVT 24 können verringert werden.
Das T-CVT 24 wird durch Befestigen der Ausgangsscheibe 37 an der Hauptwelle 27, nachdem die ersten Radiallager 39, 40 in den äußeren Umfangsnuten 27a, 27b installiert sind, montiert. Wenn die Breite W₁ der Nut 37b geringer als die Breite W₂ der Radiallager 39, 40 ist, fallen die trennbaren Radiallager 39, 40 nicht aus den äußeren Umfangsnuten 27a, 27b der Hauptwelle 27 in die Nut 27b der Ausgangsscheibe 37 heraus, wenn das T-CVT 24 montiert wird, und die Effektivität einer Montage wird nicht beeinträchtigt.
Als nächstes wird der Schmiermechanismus der vorderen Toroidal-Getriebeeinheit 31 beschrieben.
Ein Ölreservoir 41a ist in dem Positionierungselement 41, das in 1 und in 2 dargestellt ist, gebildet, und Schmieröl wird von dem oberen Teil des Getriebegehäuses 21 zu dem Ölreservoir 41a zugeführt. Löcher 41b sind weiterhin in dem Positionierungselement 41 vorgesehen, damit Schmieröl in dem Ölreservoir 41a heraus zu der Kontaktfläche zwischen den Scheiben 35, 37 und den Antriebswalzen 38, dem zweiten Radiallager 43 und den Antriebswalzen 38 fließt. Demzufolge werden die Kontaktfläche zwischen den Scheiben 35, 37 und den Antriebswalzen 38, dem zweiten Radiallager 43 und den Antriebswalzen 38 durch das Schmieröl geschmiert, das aus dem Loch 41b heraus fließt.
Wenn das Schmieröl über die Löcher 41b in dem Positionierungselement 41 auf diese Art und Weise zugeführt wird, ist ein hoher Freiheitsgrad ungeachtet der Position der Löcher 41b vorhanden, um die Löcher 41b an einer geeigneten Position vorzusehen, wobei Schmieröl direkt und zuverlässig zu irgendeiner erwünschten Stelle zugeführt werden kann.
Das Positionierungselement 41 kann auch als eine Verbindungssäule verwendet werden, die die obere Verbindung 52 und die untere Verbindung 53 in dem Getriebegehäuse 21, und die obere Verbindung 52 und die untere Verbindung 53, die frei gehalten sind, um sich an Stiften 55, 56 zu schwenken, trägt. Die Anzahl der Bauteile kann, wenn das Positionierungselement 41 in einem Stück mit der Verbindungssäule ausgebildet ist, verringert werden, und die Festigkeit des Positionierungselements 41 kann erhöht werden.
Schmieröl, das zu der Außenseite in einer radialen Richtung durch das Drucklager 45 fließt, wird, durch Vorsehen einer Stufe 41c in dem Positionierungselement 41, und indem die Löcher 41b an Ecken der Stufe 41c offen sind, wird durch die Stufe 41c gestoppt, d.h. die Stufe 41c wirkt als eine Unterteilung. Deshalb beeinträchtigt dieses Schmieröl nicht das Schmieröl, das aus den Löchern 41b zu der Kontaktfläche zwischen den Scheiben 35, 37 und den Antriebswalzen 38 heraus fließt.
Die Stufe 41c führt auch dazu, dass Schmieröl in einer radialen Richtung durch das Drucklager 45 heraus fließt, zu der Kontaktfläche zwischen der Ausgangsscheibe 37 und den Antriebswalzen 38 fließt, und dadurch noch zuverlässiger die Kontaktfläche zwischen der Ausgangsscheibe 37 und den Antriebswalzen 38 schmiert.
In der hinteren Toroidal-Getriebeeinheit ist ein Ölreservoir 42a in dem Positionierungselement 42 gebildet, wie dies in 1, 3 und 6 dargestellt ist, und Schmieröl wird von dem oberen Teil des Getriebegehäuses 21 zu dem Ölreservoir 42a zugeführt. Ein Verbindungskanal 57a ist in einer Schraube 57 zum Befestigen des Positionierungselements 42 an dem Getriebegehäuses 21 gebildet, und Schmieröl wird zu dem Reservoir 42a von dem oberen Teil des Getriebegehäuses 21 über den Verbindungskanal 57a zugeführt. Löcher 42b sind weiterhin in dem Positionierungselement 42 vorgesehen, damit das Schmieröl in dem Ölreservoir 42a heraus zu der Kontaktfläche zwischen den Scheiben 36, 37 und den Antriebswalzen 38, und den Antriebswalzen 38, fließen kann, um die Kontakffläche zwischen den Scheiben 36, 37 und den Antriebswalzen 38, und den Antriebswalzen 38, mit Schmieröl, das von den Löchern 42b zugeführt ist, zu schmieren.
Wenn Schmieröl über die Löcher 42b in dem Positionierungselement 42 zugeführt wird, ist ein hoher Freiheitsgrad in Bezug auf die Installationsposition der Löcher 42b vorhanden, um so die Löcher 42b in einer geeigneten Position vorzusehen, so dass Schmieröl direkt und zuverlässig zu einer erwünschten Stelle zugeführt werden kann.
Das Positionierungselement 42 wird auch als eine Verbindungssäule verwendet, die die obere Verbindung 52 und die untere Verbindung 53 in dem Getriebegehäuse 21 trägt, so dass die obere Verbindung 52 und die untere Verbindung 53 freigehalten werden, um sich auf Stiften 58, 59 zu schwenken. Die Anzahl von Bauteilen kann, wenn das Positionierungselement 42 in einem Teil mit der Verbindungssäule ausgebildet ist, verringert werden und die Festigkeit des Positionierungselements 42 kann erhöht werden.
Durch Vorsehen eines Trennteils 42c, das sich zu der Ausgangsscheibe 37 auf dem Positionierungselement 42 erstreckt, und durch Anordnen von diesem zwischen den Löchern 42b und dem Drucklager 46, wird Schmieröl, das in einer radialen Richtung durch das Drucklager 46 heraus strömt, durch das Trennteil 42c gestoppt, so dass dieses Schmieröl nicht das Schmieröl, das von diesen Löchern 42b heraus zu der Kontakffläche zwischen den Scheiben 36, 37 und den Antriebswalzen 38 fließt, beeinträchtigt.
Das Trennteil 42c bewirkt auch, dass Schmieröl, das in einer radialen Richtung heraus durch das Drucklager 46 fließt, zu der Kontakffläche zwischen der Ausgangsscheibe 37 und der Antriebswalze 38 fließt, so dass Schmieröl dieser Teile noch zuverlässiger ist.
Als nächstes wird der Abtriebssteuermechanismus 25 unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Der Abtriebssteuermechanismus 25 ist auf einer Hilfswelle 62 vorgesehen, die an der zweiten Achse O₂ angeordnet ist. Die zwei Enden der Hilfswelle 62 sind jeweils an der vorderen Abdeckung 22 und dem Getriebegehäuse 21 über Lager 63, 64 gehalten. Ein Planetenzahnradsatz 65, eine Leistungszirkulationskupplung 66, die an der Seite des Planetenzahnradsatzes 65 nahe des Motors angeordnet ist, ein Abtriebszahnrad 67 und eine direkte Kupplung 68, die an der anderen Seite des Planetenzahnradsatzes 65 weit entfernt von dem Motor angeordnet ist, sind an der Hilfswelle 62 vorgesehen.
Der Planetenzahnradsatz 65 weist ein Sonnenzahnrad 65s, einen Träger 65c und einen Zahnkranz 65r auf. Das Sonnenzahnrad 65s greift in die Ausgangsscheibe 37 des T-CVT 24 ein, was später beschrieben wird. In dem Antriebsrezirkulationsmodus wird die Getriebeantriebsdrehung von der Antriebswelle 26 auf den Träger 65c aufgebracht, wie dies später beschrieben wird. Die Ausgangsdrehung des IVT wird von dem Zahnkranz 65r abgegriffen.
Die Antriebsrezirkulationskupplung 66 ist an dem Eingang der Getriebeeingangsdrehung von der Antriebswelle 26 zu dem Träger 65c vorgesehen. Für diesen Zweck ist eine Kupplungstrommel 66a an der Hilfswelle 62 über ein Lager 69 gehalten und die Drehung der Antriebswelle 26 wird über einen Antriebsrezirkulationszahnradzug, der ein Zahnrad 70, das an der Antriebswelle 26 gebildet ist, ein Leerlaufzahnrad 71 und ein Antriebszirkulationszahnrad 62, das mit der Kupplungstrommel 66a verbunden ist, aufweist, eingegeben. Eine Kupplungsnabe 66c ist mit dem Träger 65c verbunden.
Das Sonnenzahnrad 65s ist drehbar an der Hilfswelle 62 gehalten und ist an dem Abtriebszahnrad 67 befestigt. Das Abtriebszahnrad 67 greift in ein Scheibenzahnrad 73, das an dem äußeren Umfang der Ausgangsscheibe 37 vorgesehen ist, ein.
Der Zahnkranz 65r greift in die Hilfswelle 62 durch eine Verzahnung ein, wobei die Drehung von dem Zahnkranz 65r auf die Hilfswelle 62 über einen Zahnradsatz abgegriffen wird, der ein Ritzel 74 aufweist, das in einem Stück mit der Hilfswelle 62 ausgebildet ist, und ein Leerlaufzahnrad 75 aufweist, das damit in Eingriff steht.
Die direkte Kupplung 68 ist so vorgesehen, um die Ausgangsdrehung des T-CVT 24 auf die Hilfswelle 62 so, wie sie ist, zu übertragen, und greift sie über den Zahnradsatz ab, der das Ritzel 74 und das Leerlaufzahnrad 75 aufweist. Deshalb greift die Kupplungstrommel 68a der Kupplung 68 in die Hilfswelle 62 durch eine Verzahnung ein, und die Kupplungsnabe 68b ist an dem Ausgangszahnrad 67 befestigt.
Das IVT ist durch Montieren des T-CVT 24 und des Abtriebssteuermechanismus 25 aufgebaut, und arbeitet wie folgt.
Wenn die Kupplung 66 in Eingriff steht und die Kupplung 68 gelöst ist, wird die Getriebeantriebsdrehung zu der Hauptwelle 27 auf den Träger 65c des Planetenzahnradsatzes 65 über den Antriebsrezirkulationszahnradzug 70–72 und die Kupplung 66 übertragen. Die Drehung, die auf den Träger 65c übertragen ist, wird zwischen dem Sonnenzahnrad 65s und dem Zahnkranz 65r verteilt, wobei die Drehung, die das Sonnenzahnrad 65s erreicht, auch die Toroidal-Getriebeeinheiten 31, 32 über das Abtriebszahnrad 67 und das Tellerzahnrad 73 rezirkuliert wird und die Drehung, die den Zahnkranz 65r erreicht, von der Hilfswelle 62 und den Zahnradsätzen 74, 75 abgegriffen wird (Antriebsrezirkulationsmodus).
In diesem Antriebsrezirkulationsmodus ist, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis des T-CVT 24 auf ein vorbestimmtes Verhältnis eingestellt wird, bei dem die Drehung des Trägers 65c Null ist, die Abtriebsdrehung, die auf die Hilfswelle 62 und auf die Zahnradsätze 74, 75 übertragen wird, Null, und der Zustand, bei dem das Geschwindigkeitsverhältnis (Getriebeantriebsdrehgeschwindigkeit/Getriebeabtriebsdrehgeschwindigkeit) unendlich ist (verzahnter, neutraler Punkt), kann realisiert werden, während der Übertragungspfad mechanisch in Eingriff steht.
Bei einem kleineren Geschwindigkeitsverhältnis als das vorgegebene Verhältnis wird die Abtriebsdrehung zu der Hilfswelle 62 und den Zahnradsätzen 74, 75 umgekehrt, und die Abtriebsdrehung der Hilfswelle 62 und der Zahnradsätze 74, 75 erhöht die Drehgeschwindigkeit in der Vorwärtsrichtung, und zwar je größer das Geschwindigkeitsverhältnis des T-CVT 24 verglichen mit dem vorgegebenen Verhältnis ist. Deshalb stimmt, in dem Antriebsrezirkulationsmodus, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis des T-CVT 24 dieses Geschwindigkeitsverhältnis erreicht, die Abtriebsdrehung auf die Hilfswelle 62 und die Zahnradsätze 74, 75 (Drehgeschwindigkeit der Kupplungstrommel 68a) mit der Drehung, die von dem Sonnenzahnrad 65s auf die Kupplungsnabe 68b übertragen wird, überein. Dabei ist, durch Eingriff der Kupplung 68 an diesem Umdrehungs-Synchronisations-Punkt (Revolution Synchronization Point – RSP) und durch Lösen der Kupplung 66 gleichzeitig, eine Umschaltung auf den direkten Modus vorhanden, bei dem die Drehung des T-CVT 24 direkt auf die Hilfswelle 62 und die Zahnradsätze 74, 75 über die Kupplung 68 abgegeben wird. In diesem direkten Modus wird die Geschwindigkeitsänderung nur des T-CVT 24 in der Geschwindigkeitsänderung des IVT wiedergegeben.
Als nächstes wird der Schmiermechanismus des Tellerzahnrads 73 und des Abtriebszahnrads 67, das das gegenüberliegende Zahnrad ist, das damit in Eingriff steht, unter Bezugnahme auf die 1 und die 4 beschrieben.
Kanäle 73a, die sich in einer radialen Richtung erstrecken, sind, für den Zweck dieser Schmierung, in dem Tellerzahnrad 73 vorgesehen. Die Kanäle 73a stehen mit den Kühlkanälen 37a, die in der Ausgangsscheibe 37 gebildet sind, in Verbindung. Nachdem die Ausgangsscheibe 37 gekühlt ist, wird Schmieröl zu dem Boden des Tellerzahnrads 73 über die Kanäle 73a geführt, und der eingreifende Teil des Tellerzahnrads 73 und des Abtriebszahnrads 67 wird dadurch geschmiert.
Deshalb kann die Schmierung des Eingriffsteils des Tellerzahnrads 73 und des Abtriebszahnrads 67 unter Verwendung von Schmieröl nach Kühlen der Ausgangsscheibe 37 vorgenommen werden, und dabei ist kein Erfordernis vorhanden, einen zusätzlichen Schmiermechanismus für die Kühlung vorzusehen.
Der Schmiermechanismus des Tellerzahnrads 73 und des Abtriebszahnrads 67 kann den Aufbau haben, der in 7 dargestellt ist. Genauer gesagt wird die Breite des Abtriebszahnrads 67 vergrößert, und ein Teil des Abtriebszahnrads 67 wird so gestaltet, dass er sich weiter in einer axialen Richtung als das Tellerzahnrad 73 erstreckt, wie dies durch ε in der Figur dargestellt ist. Weiterhin ist ein Schlitz 73b in dem Innenumfang des Tellerzahnrads 73 gebildet, der mit den äußeren Endöffnungen der Kühlkanäle 37a in Verbindung steht und sich in einer axialen Richtung so öffnet, dass Schmieröl von den Kühlkanälen 37a zu dem axialen Verlängerungsteil 67a des Tellerzahnrads 67 heraus fließt.
In diesem Fall führt Schmieröl, nachdem die Ausgangsscheibe 37 gekühlt ist, durch den Schlitz 37b hindurch und wird durch den axialen Verlängerungsteil 67a so aufgenommen, dass der Eingriffsteil zwischen dem Tellerzahnrad 73 und dem Abtriebszahnrad 67 geschmiert werden kann.
Die Ausgangsscheibe 37 kann, wenn die Kühlkanäle 37a in der Ausgangsscheibe 37 gebildet sind, axial in zwei Teile in der axialen Richtung aufgeteilt werden, wobei Nuten 81a, 82a, die einen halbkreisförmigen Querschnitt haben, so gebildet werden können, um die Kühlkanäle 37a zu bilden, und die Scheibenhälften 81, 82 können so zusammengebracht werden, dass sich die Nuten 81a, 81b gegenseitig so überlappen, um die Ausgangsscheibe 37 zu bilden. Auf diese Art und Weise können Kühlkanäle 37a, die schwierig mit einem kleinen Durchmesser herzustellen sind, einfach hergestellt werden.

Claims

Stufenloses Getriebe, das umfasst: eine Hauptwelle (27), die einen Schmierölkanal (2e) umfasst, der in ihrem Inneren ausgebildet ist, ein Paar Eingangsscheiben (35, 36), die an der Hauptwelle (27) vorhanden sind und sich zusammen mit der Hauptwelle (27) drehen, eine Ausgangsscheibe (37), die für die Eingangsscheiben (35, 36) gemeinsam vorhanden ist und zwischen den Eingangsscheiben (35, 36) drehbar auf die Hauptwelle (27) aufgepasst angeordnet ist, Antriebswalzen (38), die zwischen den Eingangsscheiben (35, 36) und der Ausgangsscheibe (37) eingeklemmt sind, und ein Radiallager (39, 40), das in der radialen Richtung getrennt werden kann und die Ausgangsscheibe (37) auf der Hauptwelle (27) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkanal (37a) in der Ausgangsscheibe (37) ausgebildet ist und sich von dem Innenumfang zum Außenumfang der Ausgangsscheibe (37) erstreckt, und Schmieröl in dem Schmierölkanal (27e) dem Kühlkanal (37a) über einen Spalt zwischen der Hauptwelle (27) und der Ausgangsscheibe (35) zugeführt wird, wobei eine Innenumfangsnut (37b) in der Mitte in der axialen Richtung des Innenumfangs der Ausgangsscheibe (37) ausgebildet ist, in die sich der Kühlkanal (37a) öffnet, das Radiallager (39, 40) in einer Außenumfangsnut (27b) installiert ist, die am Außenumfang der Hauptwelle (27) ausgebildet ist, und die Breite des Radiallagers (39, 40) größer ist als die Innenumfangsnut (37b).
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlkanäle (37a) radial in der Ausgangsscheibe (37) ausgebildet sind und sich von dem Innenumfang zum Außenumfang der Ausgangsscheibe (37) erstrecken.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwelle (27) ein Loch (27f, 27g) umfasst, das das Schmieröl beiden Seiten der Innenumfangsnut (37b) zuführt.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plattenrad (73) zum Ableiten von Kraft am Außenumfang der Ausgangsscheibe (37) vorhanden ist, und ein Kanal (73a), der Schmieröl von der äußeren Öffnung des Kühlkanals (37a) zur Unterseite des Plattenrades (73) leitet, in dem Plattenrad (73) ausgebildet ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plattenrad (73) zum Ableiten von Kraft am Außenumfang der Ausgangsscheibe (73) vorhanden ist, ein Teil (67a) eines gegenüberliegenden Rades (67), das mit dem Plattenrad (73) in Eingriff ist, sich in einer axialen Richtung weiter erstreckt als das Plattenrad (73), und Schmieröl, das aus dem Kühlkanal (37a) ausgeströmt ist, an dem Erweiterungsteil (67a) des gegenüberliegenden Zahnrades (67) aufgenommen wird.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Positionierelement (41, 42), das die Ausgangsscheibe (37) in einer axialen Richtung positioniert, und wobei: Schmieröl in das Positionierelement (41, 42) eingeleitet wird, ein Loch (41b, 42b) in dem Positionierelement (41, 42) ausgebildet ist und bewirkt, dass Schmieröl auf die Kontaktfläche zwischen den Scheiben (35–37) und der Kraftwalze (38) zufließt, und eine Trennwand (41c, 42c) an dem Positionierelement (41, 42) vorhanden ist, die Öl, das von zwischen der Hauptwelle (27) und der Ausgangsscheibe (37) zwischen die Ausgangsscheibe (37) und das Positionierelement (41, 42) fließt, auf hält, und eine Kollision mit Schmieröl verhindert, das über das Loch (41b, 42b) ausgeströmt ist.