JP2004052929A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達ローラと入力側又は出力側回転体との接触部分での発熱量に対応して、適切な潤滑冷却液を上記の接触部分に供給できるトロイダル型無段変速機を得る。
【解決手段】出力ディスク２４とパワーローラ５０との接触部分に潤滑油を噴き付ける二股の噴射ノズル７０の基端には、調節バルブ７２が設けられている。調節バルブ７２はコントローラ７４に接続されており、更に、コントローラ７４はピストン６４周りのトラニオン６０の回動角度を検出する角度センサ７６に接続されている。コントローラ７４は角度センサ７６が検出したトラニオン６０の回動角度、すなわち、パワーローラ５０の回動角度に応じて調節バルブ７２を操作して、変速比が略１となるパワーローラ５０の回動位置を境に角度変化に応じて噴射ノズル７０への潤滑油の供給量を減少させる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の変速機として用いられるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の車両の変速機には所謂自動変速機が多く採用されている。また、自動変速機には様々な構造が適用されているが、近年では自動変速機における変速効率の更なる向上を目的として変速比を連続的に変化させる無段変速機が開発されており、その一例としては、所謂トロイダル無段変速機がある。
【０００３】
トロイダル無段変速機は、駆動源側（例えば、トルクコンバータ側）からの回転力を受けて回転するシャフトに、入力ディスクが一体的且つ同軸的に取り付けられている。入力ディスクの軸方向中間部よりも一端側では、外周面が軸方向一方の側へ向けて略凹形状に縮径されている。また、入力ディスクの軸方向一端側側方には、出力ディスクがシャフトに同軸的に支持されている。出力ディスクは入力ディスクとは異なり、シャフトに対して相対回転自在とされている。出力ディスクは入力ディスクの軸方向端側と他端側を反転させた形状に近く、出力ディスクの軸方向中間部よりも入力ディスク側では、外周面が軸方向一方の側へ向けて略凹形状に縮径されている。
【０００４】
これらの入力ディスクと出力ディスクとの間には、一対のパワーローラがシャフトを介して互いに対向する如く配置されている。各パワーローラは、シャフトの軸方向に対して傾斜した方向を軸方向として、この軸周りに回転自在にトラニオンに支持されている。また、各パワーローラは外周一部が入力ディスクの凹状部分に接触しており、別の外周一部が出力ディスクの凹状部分に接触している。
【０００５】
したがって、入力ディスクが回転すると、入力ディスクとパワーローラとの間の摩擦でパワーローラが回転し、更に、パワーローラと出力ディスクとの間の摩擦で出力ディスクが回転する。
【０００６】
このような構成の場合、パワーローラの回転速度は、入力ディスクとの接触部分における回転周速度に対応する。但し、パワーローラは入力ディスクの凹状部分（縮径部分）に接触しているため、接触位置により入力ディスクの回転周速度が異なるため、接触位置が変化することでパワーローラの回転速度は変化する。
【０００７】
これに対して、出力ディスクのパワーローラとの接触部分における回転周速度はパワーローラの回転速度に対応する。但し、パワーローラは出力ディスクの凹状部分（縮径部分）に接触しているため、接触位置が変わることで出力ディスクの回転角速度が変化する。
【０００８】
したがって、パワーローラを入力ディスク及び出力ディスクの双方に接触させたままの状態で入力ディスク及び出力ディスクとパワーローラとの各接触位置を変化させることで、入力ディスクの回転速度に対する出力ディスクの回転速度の比率、すなわち、変速比が連続的に変化する。
【０００９】
ところで、以上のようなトロイダル型無段変速機において、パワーローラは常に両ディスク（すなわち、入力ディスク及び出力ディスク）に接触して回転する。このため。パワーローラと両ディスクとの接触部分には摩擦による発熱が生じる。また、パワーローラを支持するトラニオンにはスラストベアリングが設けられており、このスラストベアリングで円滑にパワーローラを回転させているが、パワーローラを回転させることで、スラストベアリングとパワーローラとの間に摩擦熱が生じる。
【００１０】
このような摩擦による発熱は、パワーローラや両ディスクの耐久性やグロススリップの発生という観点からみると好ましくない。このため、潤滑油によってパワーローラを冷却することが考えられており、その一例が実開平１−１１９９６６号や特開２００１−１３２８０８号等に開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
実開平１−１１９９６６号に開示されている構造では、トラニオンに潤滑油の供給路が形成されている。この供給路は一端がパワーローラの回転軸方向に沿ってパワーローラと対向する側のトラニオンの壁部で開口しており、この開口端から潤滑油をスラストベアリングに供給している。
【００１２】
また、スラストベアリングでのパワーローラの発熱量は変速比によって変化する（図４参照）ことから、この供給路にバルブを設け、供給路に流れる潤滑油の流量を変化させている。
【００１３】
このように、実開平１−１１９９６６号に開示された構造では、潤滑油をスラストベアリングに供給することで冷却を行なっている。しかしながら、このような構造の場合には、パワーローラと両ディスクとの接触部分での熱を充分に冷却することができず、適切且つ充分な冷却という観点からすると、改善の余地が多分に残されている。
【００１４】
一方、特開２００１−１３２８０８号に開示された構造では、給油ポンプで吸い上げられた潤滑油は、パワーローラと両ディスクとの接触部分に供給されている。また、給油ポンプから吸い上げられた潤滑油が通過する給油通路には流量調整弁が設けられており、エンジンの回転数やアクセルの開度に応じて制御機が流量調節弁を開閉してパワーローラと両ディスクとの接触部分に対する潤滑油の供給量を調整している。
【００１５】
しかしながら、パワーローラと両ディスクとの接触部分での摩擦による発熱量は変速比により大きく変化する。仮に、発進加速時や高速巡航時等における発熱量を少なくするように設定した場合、変速比が実質的に１となった状態をピークに減少するように発熱量が変化すると考えられる（図４参照）。すなわち、エンジンの回転数と発熱量とは必ずしも対応しない。このため、特開２００１−１３２８０８号に開示された構造では、充分な冷却が行なわれなかったり、また、過剰に潤滑油を供給することで動力損失が生じ、変速効率が低下するという恐れがある。
【００１６】
本発明は、上記事実を考慮して、パワーローラ等の伝達ローラと両ディスク等の入力側又は出力側回転体との接触部分での発熱量に対応して、適切な潤滑冷却液を上記の接触部分に供給できるトロイダル型無段変速機を得ることが目的である。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のトロイダル型無段変速機は、自らの軸心周りに回転自在に設けられると共に、前記軸心方向一端に当該軸心方向一方への向きに対して前記回転の半径方向外方へ傾斜した入力面が形成された入力側回転体と、前記入力側回転体の前記軸心方向一方の側で前記入力側回転体から離間し、前記入力側回転体に対して同軸的で且つ回転自在に設けられると共に、前記軸心方向他端に当該軸心方向他方への向きに対して半径方向外方へ傾斜した出力面が形成された出力側回転体と、前記入力面と前記出力面との間で且つ前記軸心に対して偏心した位置で、前記軸心に対して傾斜した方向を中心軸方向として当該中心軸周りに回転自在に設けられると共に、外周部が前記入力面及び前記出力面それぞれ摺接し、前記入力側回転体の回転を前記入力面との摺接部位で受けて自らの軸周りに回転し、当該回転を前記出力面との摺接部位から前記出力側回転体に伝える伝達ローラと、前記伝達ローラを回転自在に支持すると共に、前記入力面及び前記出力面の少なくとも何れか一方の面と前記伝達ローラとの摺接部位を前記入力側及び出力側の両回転体の回転半径方向に沿って変位させる方向へ移動可能な支持手段と、前記入力面と前記出力面との間で且つ前記伝達ローラの外周部近傍に設けられ、前記伝達ローラの外周部へ向けて潤滑冷却液を噴き付ける噴付手段と、前記入力面及び前記出力面の少なくとも何れか一方の前記伝達ローラとの摺接部位における発熱量に応じて前記噴付手段へ流れる前記潤滑冷却液の流量を制御する流量制御手段と、を備えている。
【００１８】
上記構成のトロイダル型無段変速機によれば、入力側回転体がその軸心周りに回転すると、入力側回転体の軸心方向一端に形成された入力面に外周部が摺接する伝達ローラが入力面との摺接部位での摩擦によって従動回転する。伝達ローラの外周部は入力側回転体の入力面のみならず、入力側回転体の軸心方向に沿って入力側回転体に対向配置された出力側回転体の出力面に摺接しているため、伝達ローラが回転すると伝達ローラの外周部と出力面との摩擦で出力側回転体がその軸心周りに回転する。このようにして、入力側回転体の回転が伝達ローラを介して出力側回転体に伝達されて出力側回転体が回転する。
【００１９】
一方、上記の入力面は入力側回転体の軸心方向一端に形成され、出力面は出力側回転体の軸心方向に沿って入力側回転体の軸心方向一端と対向する側、すなわち、出力側回転体の軸心方向他端に形成され、しかも、この軸心方向に対して入力側回転体及び出力側回転体の回転半径方向外方へ傾斜した方向へ向いている。一方で、伝達ローラは、入力面及び出力面の少なくとも何れか一方の面との摺接部位が入力側回転体及び出力側回転体の回転半径方向に沿って変位する方向へ移動可能に支持手段に支持されている。
【００２０】
ここで、伝達ローラが移動することで、前記何れか一方の面と伝達ローラの外周部との摺接部位が入力側及び出力側の両回転体の回転半径方向に沿って変位すると、入力面における伝達ローラの摺接軌道の長さと出力面における伝達ローラの摺接軌道の長さの比率が変化する。このため、入力側回転体の回転は両摺接軌道の長さの比率で出力側回転体に伝達される。したがって、伝達ローラを移動させて前記何れか一方と伝達ローラの外周部との摺接部位を変位させることで、入力側回転体の回転速度に対する出力側回転体の回転速度の速度比率が円滑に変更（すなわち、変速）される。
【００２１】
一方、本トロイダル型無段変速機では、入力面と出力面との間で伝達ローラの外周部近傍には噴付手段が設けられており、この噴付手段に潤滑冷却液が供給されると、噴付手段から伝達ローラの外周部へ向けて潤滑冷却液が噴射されて、伝達ローラの外周部に潤滑冷却液が噴き付けられる。これにより、過剰な摩擦による両回転体並びに伝達ローラの劣化等が抑制若しくは防止されると共に、入力面及び出力面に摺接する際の摩擦で熱せられた伝達ローラの外周部が冷却される。
【００２２】
ここで、上記のように噴付手段から潤滑冷却液が伝達ローラの外周部に噴き付けられるが、本トロイダル型無段変速機では、入力面及び出力面の少なくとも何れか一方の伝達ローラとの摺接部位における発熱量に応じて噴付手段へ流れる潤滑冷却液の流量が流量制御手段により制御される。
【００２３】
これにより、例えば、入力面及び出力面の少なくとも一方との摺接による伝達ローラの外周部の発熱量が比較的小さくなった場合に流量制御手段によって噴付手段への潤滑冷却液の流量を減少させることで潤滑冷却液の抵抗に起因する変速効率の低下が効果的に抑制される。
【００２４】
これに対して、入力面及び出力面の少なくとも一方との摺接による伝達ローラの外周部の発熱量が大きくなる位置では、流量制御手段によって噴付手段への潤滑冷却液の流量を増加させることで両回転体並びに伝達ローラ等の耐久性が向上すると共に、グロススリップが効果的に抑制される。
【００２５】
なお、本発明において流量制限手段は、入力面及び出力面の少なくとも何れか一方の伝達ローラとの摺接部位における発熱量に応じて噴付手段への潤滑冷却液の流量を制御する構成でありさえすれば、その具体的な構成に限定されるものではない。
【００２６】
また、流量制御手段は、例えば、温度センサ等の温度検出手段により入力面及び出力面の少なくとも何れか一方の伝達ローラとの摺接部位における発熱量を検出し、この検出結果に基づいて潤滑冷却液の流量を制御する構成であってもよいし、このように、直接的に発熱量に基づいて流量を制御する構成ではなく、間接的に発熱量に基づいて流量を制御する構成であってもよい。
【００２７】
すなわち、例えば、流量制御手段が、支持手段の移動に伴う伝達ローラの変位量や伝達ローラの回転数やトルク等の発熱量に対応する動力伝達状態をセンサ等の検出手段で検出し、この検出結果に基づいて潤滑冷却液の流量を制御する構成としてもよい。また、このように、動力伝達状態を直接検出する構成ではなく、例えば、車両のＥＣＵ等の制御装置から出力された変速を指示するための信号に基づいて潤滑冷却液の流量を制御する構成としてもよい。
【００２８】
請求項２記載のトロイダル型無段変速機は、自らの軸心周りに回転自在に設けられると共に、前記軸心方向一端に当該軸心方向一方への向きに対して前記回転の半径方向外方へ傾斜した入力面が形成された入力側回転体と、前記入力側回転体の前記軸心方向一方の側で前記入力側回転体から離間し、前記入力側回転体に対して同軸的で且つ回転自在に設けられると共に、前記軸心方向他端に当該軸心方向他方への向きに対して半径方向外方へ傾斜した出力面が形成された出力側回転体と、前記入力面と前記出力面との間で且つ前記軸心に対して偏心した位置で、前記軸心に対して傾斜した方向を中心軸方向として当該中心軸周りに回転自在に設けられると共に、外周部が前記入力面及び前記出力面それぞれ摺接し、前記入力側回転体の回転を前記入力面との摺接部位で受けて自らの軸周りに回転し、当該回転を前記出力面との摺接部位から前記出力側回転体に伝える伝達ローラと、前記伝達ローラを回転自在に支持すると共に、前記入力面及び前記出力面の少なくとも何れか一方の面と前記伝達ローラとの摺接部位を前記入力側及び出力側の両回転体の回転半径方向に沿って変位させる方向へ移動可能な支持手段と、前記入力面と前記出力面との間で且つ前記伝達ローラの外周部近傍に設けられ、前記伝達ローラの外周部へ向けて潤滑冷却液を噴き付ける噴付手段と、前記支持手段の移動に伴い変化する前記伝達ローラの位置に応じて前記噴付手段へ流れる前記潤滑冷却液の流量を制御する流量制御手段と、を備えている。
【００２９】
上記構成のトロイダル型無段変速機によれば、入力側回転体がその軸心周りに回転すると、入力側回転体の軸心方向一端に形成された入力面に外周部が摺接する伝達ローラが入力面との摺接部位での摩擦によって従動回転する。伝達ローラの外周部は入力側回転体の入力面のみならず、入力側回転体の軸心方向に沿って入力側回転体に対向配置された出力側回転体の出力面に摺接しているため、伝達ローラが回転すると伝達ローラの外周部と出力面との摩擦で出力側回転体がその軸心周りに回転する。このようにして、入力側回転体の回転が伝達ローラを介して出力側回転体に伝達されて出力側回転体が回転する。
【００３０】
一方、上記の入力面は入力側回転体の軸心方向一端に形成され、出力面は出力側回転体の軸心方向に沿って入力側回転体の軸心方向一端と対向する側、すなわち、出力側回転体の軸心方向他端に形成され、しかも、この軸心方向に対して入力側回転体及び出力側回転体の回転半径方向外方へ傾斜した方向へ向いている。一方で、伝達ローラは、入力面及び出力面の少なくとも何れか一方の面との摺接部位が入力側回転体及び出力側回転体の回転半径方向に沿って変位する方向へ移動可能に支持手段に支持されている。
【００３１】
ここで、伝達ローラが移動することで、前記何れか一方の面と伝達ローラの外周部との摺接部位が入力側及び出力側の両回転体の回転半径方向に沿って変位すると、入力面における伝達ローラの摺接軌道の長さと出力面における伝達ローラの摺接軌道の長さの比率が変化する。このため、入力側回転体の回転は両摺接軌道の長さの比率で出力側回転体に伝達される。したがって、伝達ローラを移動させて前記何れか一方と伝達ローラの外周部との摺接部位を変位させることで、入力側回転体の回転速度に対する出力側回転体の回転速度の速度比率が円滑に変更（すなわち、変速）される。
【００３２】
一方、本トロイダル型無段変速機では、入力面と出力面との間で伝達ローラの外周部近傍には噴付手段が設けられており、この噴付手段に潤滑冷却液が供給されると、噴付手段から伝達ローラの外周部へ向けて潤滑冷却液が噴射されて、伝達ローラの外周部に潤滑冷却液が噴き付けられる。これにより、過剰な摩擦による両回転体並びに伝達ローラの劣化等が抑制若しくは防止されると共に、入力面及び出力面に摺接する際の摩擦で熱せられた伝達ローラの外周部が冷却される。
【００３３】
ここで、上記のように噴付手段から潤滑冷却液が伝達ローラの外周部に噴き付けられるが、本トロイダル型無段変速機では、支持手段の移動に伴い変化する伝達ローラの位置に応じて流量制御手段が噴付手段へ流れる潤滑冷却液の流量を制御している。したがって、支持手段の移動によって変化する伝達ローラの位置、すなわち、入力面及び出力面と伝達ローラの外周部との摺接位置のうち、入力面及び出力面との摺接による伝達ローラの外周部の発熱量が比較的小さくなる位置では、流量制御手段によって噴付手段への潤滑冷却液の流量を減少させることで潤滑冷却液の抵抗に起因する変速効率の低下が効果的に抑制される。
【００３４】
これに対して、支持手段の移動によって変化する伝達ローラの位置のうち、入力面及び出力面との摺接による伝達ローラの外周部の発熱量が大きくなる位置では、流量制御手段によって噴付手段への潤滑冷却液の流量を増加させることで両回転体並びに伝達ローラ等の耐久性が向上すると共に、グロススリップが効果的に抑制される。
【００３５】
なお、本発明において流量制限手段は支持手段の移動に伴う伝達ローラの変位量に応じて噴付手段へ流れる潤滑冷却液の流量を制御する構成でありさえすれば、その具体的な構成に限定されるものではない。
【００３６】
したがって、例えば、支持手段の移動に伴う伝達ローラの変位に関しては、変位センサ等の検出手段によって支持手段の移動や伝達ローラの変位を直接或いは間接的に検出する構成としてもよいし、支持手段を介して伝達ローラを変位させるための駆動手段の駆動量（例えば、駆動手段がモータであればモータ軸の回転位置、駆動手段がシリンダ−ピストン機構であればピストンの伸縮位置等）から間接的に伝達ローラの変位量（位置）を検出する構成としてもよい。
【００３７】
さらには、上記のような駆動手段をコンピュータ（ＥＣＵ等）から出力された駆動制御信号に基づいて制御する構成とする場合には、この駆動制御信号に基づいて間接的に伝達ローラの変位量（位置）を得る構成としてもよい。
【００３８】
請求項３記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１又は請求項２記載の本発明において、前記入力側回転体の回転数と前記出力側回転体の回転数との比率が実質的に１となる前記伝達ローラの位置で、前記流量制御手段が前記噴付手段への前記潤滑冷却液の流量を最大とする、ことを特徴としている。
【００３９】
上記構成のトロイダル型無段変速機では、支持手段が移動して、入力側回転体の回転数と出力側回転体の回転数との比率、すなわち、両回転体間での変速比が実質的に１となる位置に伝達ローラが達すると、流量制御手段によって最大量の潤滑冷却液が噴付手段に供給される。
【００４０】
ここで、仮に、発進加速時等のように変速比が１よりも小さい状態や高速巡航時等のように変速比が１よりも大きい状態での入力面及び出力面と伝達ローラの外周部との摩擦で生じる発熱量を小さくするように設定すると、変速比が実質的に１になった状態で発熱量が最大になることが想定される。
【００４１】
しかしながら、本トロイダル型無段変速機では、上記のように両回転体間での変速比が実質的に１となる位置に伝達ローラが達すると最大量の潤滑冷却液が噴付手段に供給されて伝達ローラの外周部に噴き付けられ、最も効果的に冷却される。これにより、両回転体並びに伝達ローラ等の耐久性を効果的に向上させることができると共に、グロススリップを効果的に抑制できる。
【００４２】
請求項４記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の本発明において、前記支持手段の移動に伴い変化する前記伝達ローラの位置を検出するローラ位置検出手段を含めて前記流量制御手段を構成し、前記ローラ位置検出手段における検出結果に基づいて前記噴付手段への前記潤滑冷却液の流量を制御する、ことを特徴としている。
【００４３】
上記構成のトロイダル型無段変速機では、支持手段が移動し、これにより伝達ローラが変位すると、この状態での伝達ローラの位置が流量制御手段を構成するローラ位置検出手段によって検出される。流量制御手段は、このローラ位置検出手段での検出結果に基づいて噴付手段への潤滑冷却液の流量（供給量）を制御する。
【００４４】
このように、本トロイダル型無段変速機では、伝達ローラの位置をローラ位置検出手段が検出し、この検出結果に基づいて潤滑冷却液の流量を制御している。このため、支持手段を移動させるための駆動手段を制御するための駆動制御信号に基づいて潤滑冷却液の流量を制御する構成のように、伝達ローラの位置を推定して潤滑冷却液の流量を制御する構成に比べて、噴付手段への潤滑冷却液の流量を適切に制御できる。
【００４５】
請求項５記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の本発明において、前記伝達ローラを回転自在に支持する支持体と、前記両回転体の回転軸方向及び前記伝達ローラの回転軸方向の双方に対して略直交する方向にスライド可能に前記支持部を保持すると共に、前記スライド方向を軸方向としてこの軸周りに回動可能に前記支持部を保持する保持部材と、を含めて前記支持手段を構成すると共に、前記噴付手段への前記潤滑冷却液の流路に介在した状態で前記支持手段に設けられ、前記保持部材に対する前記支持体の回動に連動して前記支持体の回動角度に応じて前記噴付手段側への前記潤滑冷却液の流量を調節する調節バルブを流量制御手段とした、ことを特徴としている。
【００４６】
上記構成のトロイダル型無段変速機によれば、伝達ローラは支持手段を構成する支持体により回転自在に支持される。さらに、支持体は、支持体と共に支持手段を構成する保持部材により、両回転体の回転軸方向及び伝達ローラの回転軸方向の双方に対して略直交する方向にスライド可能で且つこのスライド方向を軸方向として、この軸周りに回動可能に支持される。
【００４７】
支持体を保持部材に対してスライドさせると、支持体に支持された伝達ローラもまた支持体と共にスライドする。これにより、伝達ローラと両回転体との摺接位置が変化すると、摺接位置での両回転体の回転方向がスライドする前に比べて両回転体の回転軸と平行な軸周りに傾く。
【００４８】
このように摺接位置での両回転体の回転方向がスライド前に比べて傾くことで、伝達ローラは両回転体から上記のスライド方向を軸方向とした所定の回転力を受け、この回転力によりスライド量に応じて所定角度伝達ローラが回動し、入力側回転体の回転速度に対する出力側回転体の回転速度の速度比率が円滑に変更（すなわち、変速）される。
【００４９】
一方、本トロイダル型無段変速機では、調節バルブが支持手段に設けられており、上記のように支持体が回動すると、この回動に連動し、しかも、回動角度に応じて噴付手段側への潤滑冷却液の流量を調節する。上述したように、支持体の回動角度は上記のスライド方向周りの伝達ローラの回動角度であり、この回動角度は変速比に対応する。したがって、調節バルブが支持体の支持体の回動角度に応じて潤滑冷却液の流量を調節することにより、変速比に応じた量で潤滑冷却液を噴き付けることができる。
【００５０】
また、このような調節バルブは、言わば、上記の伝達ローラの回動角度を検出するための手段が一体となった構成に等しいため、別途角度検出手段や制御装置等を設けなくてもよく、部品点数を少なくでき、コストを安価にできる。
【００５１】
請求項６記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の本発明において、前記両回転体の回転半径方向外方から前記伝達ローラを回転自在に支持すると共に、内部を貫通して前記回転半径方向に沿って前記伝達ローラと対向する対向面にて一端が開口し、他端が前記潤滑冷却液の供給側に接続された供給路が形成され、前記伝達ローラを支持した状態で前記対向面と前記伝達ローラとの間に前記潤滑冷却液を供給可能な支持体を含めて前記支持手段を構成する、ことを特徴としている。
【００５２】
上記構成のトロイダル型無段変速機によれば、伝達ローラは支持手段を構成する支持体によって両回転体の回転半径方向外方から回転自在に支持される。
【００５３】
また、この支持体の内部では供給路が貫通している。供給路は一端が両回転体の回転半径方向に沿って伝達ローラと対向する支持体の対向面にて開口しており、他端は上述した潤滑冷却液の供給側に接続される。
【００５４】
したがって、本トロイダル型無段変速機では、潤滑冷却液は噴付手段のみならず供給路にも供給され、供給路に供給されて供給路を通過した潤滑冷却液は支持体の対向面と伝達ローラとの間に供される。これにより、支持体における伝達ローラの支持部分に対して充分に潤滑冷却液を供給することが可能となる。
【００５５】
請求項７記載のトロイダル型無段変速機は、請求項６記載の本発明において、前記噴付手段の基端側に設けられ、前記噴付手段の先端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量を調節する第１調節バルブと、前記供給路に設けられ、前記供給路の一端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量を調節する第２調節バルブと、前記第１調節バルブ及び前記第２調節バルブの双方へ接続され、前記支持手段の移動に伴い変化する前記伝達ローラの位置に応じて前記第１調節バルブ及び前記第２調節バルブをそれぞれ操作し、前記噴付手段の先端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量及び前記供給路の一端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量を調節するバルブ操作手段と、を含めて前記流量調節手段を構成したことを特徴としている。
【００５６】
上記構成のトロイダル型無段変速機では、第１調節バルブによって噴付手段に流れる潤滑冷却液の流量が調節され、第２調節バルブによって供給路に流れる潤滑冷却液の流量が調節される。これらの第１調節バルブ及び第２調節バルブは共にバルブ調節手段に接続され、伝達ローラの位置の変化に伴いバルブ調節手段が第１調節バルブ及び第２調節バルブを個々に調節する。このため、噴付手段側へ流れる潤滑冷却液及び供給路へ流れる潤滑冷却液の各流量を適切な量に設定できる。
【００５７】
請求項８記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の本発明において、前記支持手段に前記噴付手段を一体的に設け、前記支持手段と共に前記噴付手段を一体的に移動可能とした、ことを特徴としている。
【００５８】
上記構成のトロイダル型無段変速機によれば、噴付手段が支持手段に一体的に設けられ、支持手段と共に噴付手段が一体的に移動する。ここで、上記のように、伝達ローラは支持手段の移動により変位するため、噴付手段が支持手段と共に移動することで支持手段が移動した際の噴付手段と伝達ローラとの相対変位が無くなるか、或いは、相対変位が極めて小さくなる。これにより、支持手段が移動しても、適切な位置に潤滑冷却液を噴き付けることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態の構成＞
図２には本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機１０（以下、単に「無段変速機１０」と称する）の構成が正面断面図により示されており、図３には本無段変速機の要部の平断面図が示されている。先ず、これらの図を用いて無段変速機１０の全体構成の概略について説明する。
【００６０】
図２に示されるように、本無段変速機１０は上下一対のロアケーシング１２とアッパケーシング１４とにより構成されるケーシング１６を備えている。ケーシング１６を構成するロアケーシング１２は図２及び図３の略上方側へ向けて開口した断面略凹形状の箱形状に形成されており、これとは反対にアッパケーシング１４は図２及び図３の略下方側へ向けて開口した断面略凹形状の箱形状に形成されている。アッパケーシング１４は開口端が、ロアケーシング１２の開口端と対向した状態でロアケーシング１２の開口端に当接し、例えば、溶接等によりアッパケーシング１４及びロアケーシング１２の両開口端が一体的に固着されている。
【００６１】
このようなロアケーシング１２とアッパケーシング１４とにより形成されたケーシング１６の内部にはシャフト１８が設けられている。シャフト１８はその軸方向がケーシング１６の長手方向に沿うようにケーシング１６の内部に配置されてケーシング１６に設けられた軸受により回転自在に軸支されていると共に、その一端はケーシング１６を貫通してケーシング１６の外部に突出している。シャフト１８の一端は図示しないトルクコンバータのシャフトへ同軸的且つ一体的に連結されており、トルクコンバータのシャフトの回転力を受けて自らの軸心周りに回転する構成となっている。
【００６２】
また、ケーシング１６の内部には入力側回転体としての入力ディスク２０が配置されている。入力ディスク２０はシャフト１８の軸方向一端側からみてシャフト１８に対して同軸の略円形に形成されている。また、入力ディスク２０は、シャフト１８と共に一体的に回転するようシャフト１８に連結されているが、シャフト１８の軸方向に対してシャフト１８に対して所定範囲スライド可能とされている。
【００６３】
さらに、シャフト１８の軸方向に沿った入力ディスク２０の中間部よりも他端側は漸次縮径されている。但し、シャフト１８の中心軸線に沿って切った場合のこの縮径部分の断面形状は、単純なテーパ形状ではなく、シャフト１８の軸方向他端側への方向に対してシャフト１８の回転半径方向外方に傾斜した方向へ向けて所定の曲率で湾曲するように形成された出力面としての凹状部２２とされている。
【００６４】
また、入力ディスク２０に対してシャフト１８の軸方向一方の側には入力ディスク２０から離間して出力側回転体としての出力ディスク２４が設けられている。出力ディスク２４は、シャフト１８の軸方向一端側からみて略円形に形成されており、入力ディスク２０に対して同軸的に対向した状態でシャフト１８に対して相対回転自在にシャフト１８に軸支されている。
【００６５】
シャフト１８の軸方向に沿った出力ディスク２４の中間部よりも一端側は漸次縮径されている。但し、入力ディスク２０と同様にシャフト１８の中心軸線に沿って切った場合のこの縮径部分の断面形状は、単純なテーパ形状ではなく、シャフト１８の軸方向一端側への方向に対してシャフト１８の回転半径方向外方に傾斜した方向へ向けて所定の曲率で湾曲するように形成された出力面としての凹状部２６とされている。全体的には入力ディスク２０を反転させた形状となっている。
【００６６】
また、出力ディスク２４を介して入力ディスク２０とは反対側には出力側回転体としての出力ディスク２４に対して離間した状態で出力ディスク２８が配置されている。出力ディスク２８は概ね出力ディスク２４を反転させた形状に形成されており、シャフト１８の軸方向に沿った出力ディスク２８の中間部よりも他端側には凹状部２６が形成され、出力ディスク２４と同様に入力ディスク２０に対して同軸的で且つシャフト１８に対して相対回転自在にシャフト１８に軸支されている。
【００６７】
さらに、出力ディスク２８を介して出力ディスク２４とは反対側には出力ディスク２８に対して離間した状態で入力側回転体としての入力ディスク３０が配置されている。入力ディスク３０は概ね入力ディスク２０を反転させた形状に形成されており、シャフト１８の軸方向に沿った出力ディスク２８の中間部よりも一端側には凹状部２２が形成されている。また、入力ディスク２０と同様に入力ディスク３０はシャフト１８と共に一体的に回転するようシャフト１８に連結されているが、シャフト１８の軸方向に対してシャフト１８に対して所定範囲スライド可能とされている。
【００６８】
一方、入力ディスク２０の出力ディスク２４とは反対側にはカムローラ３２が設けられており、シャフト１８の回転に伴う入力ディスク２０の回転に応じて入力ディスク２０を出力ディスク２４へ押圧する。また、入力ディスク３０の出力ディスク２８とは反対側にはカムローラ３４が設けられており、シャフト１８の回転に伴う入力ディスク３０の回転に応じて入力ディスク３０を出力ディスク２８へ押圧する。
【００６９】
さらに、出力ディスク２４の出力ディスク２８の端面には円筒形状の軸部３６が出力ディスク２４に対して同軸的に一体形成されており、出力ディスク２８の出力ディスク２４の端面には円筒形状の軸部３８が出力ディスク２８に対して同軸的に一体形成されている。また、出力ディスク２４と出力ディスク２８との間には外歯のドライブギヤ４０が設けられいる。ドライブギヤ４０は略円筒形状に形成されており、その軸方向一端側からは軸部３６が嵌合して同軸的且つ一体的に連結されており、他端からは軸部３８が嵌合して同軸的且つ一体的に連結されている。
【００７０】
ドライブギヤ４０の半径方向外側側方にはドリブンギヤ４２が設けられており、ドリブンギヤ４２の外周部には外歯が形成されており、ドライブギヤ４０に噛み合っている。また、ドリブンギヤ４２にはカウンタシャフト４４が同軸的且つ一体的に連結されており、ドライブギヤ４０の回転力を受けてドリブンギヤ４２が回転すると、カウンタシャフト４４が自らの軸心周りに回転する構成となっている。
【００７１】
一方、図２及び図３に示されるように、ケーシング１６の内側には各々が伝達ローラとしての一対のパワーローラ５０が設けられている。一方のパワーローラ５０は、入力ディスク２０の凹状部２２と出力ディスク２４の凹状部２６との間に設けられており、他方のパワーローラ５０は、シャフト１８を介して一方のパワーローラ５０とは反対側で入力ディスク２０の凹状部２２と出力ディスク２４の凹状部２６との間に設けられている。これらのパワーローラ５０は、シャフト１８の軸線方向に対して交差する方向（概ねシャフト１８の回転半径方向）を軸方向として、この軸周りに回転自在に設けられており、その外周一部が入力ディスク２０の凹状部２２の一部に接触しており、凹状部２２への接触部分とは他の外周一部が出力ディスク２４の凹状部２６の一部に接触している。
【００７２】
これに対して、図２に示されるように、出力ディスク２８と入力ディスク３０との間にも同様に一対のパワーローラ５０が配置されている。なお、この出力ディスク２８と入力ディスク３０との間のパワーローラ５０は、入力ディスク２０と出力ディスク２４との間のパワーローラ５０と基本的に同じ構成であるため、以下の入力ディスク２０と出力ディスク２４との間のパワーローラ５０の説明を以って出力ディスク２８と入力ディスク３０との間のパワーローラ５０の説明は省略する。
【００７３】
また、図１に示されるように、これらのパワーローラ５０の軸方向一方の側（パワーローラ５０を介してシャフト１８とは反対側）にはベースプレート５２が設けられている。ベースプレート５２はパワーローラ５０と同軸の円盤若しくは円柱形状に形成されており、その軸心部分からはパワーローラ５０側へ向けて支持シャフト５４が突出している。支持シャフト５４はパワーローラ５０の軸心部分を貫通しており、パワーローラ５０を回転自在に軸支している。
【００７４】
さらに、支持シャフト５４の周囲にはスラストベアリング５６を構成する複数の鋼球５８が配置されている。鋼球５８はベースプレート５２とパワーローラ５０の互いに対向する面にそれぞれ接触していると共に、支持シャフト５４周りに転動自在に設けられており、パワーローラ５０が回転する際には、パワーローラ５０との摩擦で鋼球５８が支持シャフト５４周りに転動する。これにより、パワーローラ５０が円滑に回転する構成となっている。
【００７５】
また、各パワーローラ５０の側方には支持手段としてのトラニオン６０が設けられている。各トラニオン６０に各ベースプレート５２が取り付けられている。各トラニオン６０の下側側方には、シリンダ６２が設けられている。シリンダ６２は上端が開口しており、この開口端からピストン６４が挿入されている。ピストン６４はシリンダ６２に対して上下方向に摺動自在で且つ自らの軸心周りに回動可能とされており、シリンダ６２内の内圧の上昇及び下降により上下方向に移動する。各ピストン６４の上端部は対応するトラニオン６０に機械的に連結されており、ピストン６４の上下動によってトラニオン６０が上下動する構成となっている。
【００７６】
さらに、トラニオン６０の内部には供給路６６が形成されている。供給路６６は中空であり、トラニオン６０の内部で適宜に屈曲している。供給路６６の一端は、トラニオン６０のベースプレート５２と対向する側の面（より詳細には、ベースプレート５２のパワーローラ５０とは反対側の面と対向する面）で開口しており、他端はトラニオン６０の下端側で図示しないパイプに接続され、このパイプを介して図示しないポンプに接続されている。さらに、ポンプは図示しない貯留槽に接続されており、貯留槽に貯留された潤滑冷却液としての潤滑油をポンプが吸引することで供給路６６の他端側から供給路６６内に潤滑油が供給される構成となっている。
【００７７】
また、各シリンダ６２の間には、噴付手段としての噴射ノズル７０が設けられている。図３に示されるように、噴射ノズル７０は、その上端側が二股に分かれており、二股に分かれた上端の一方は、一方のパワーローラ５０の側へ向いており、二股に分かれた先端の他方は、他方のパワーローラ５０の側へ向いている。
【００７８】
また、噴射ノズル７０の基端（下端）側はポンプを介して貯留槽（何れも図示省略）に接続されている。貯留槽には潤滑冷却液としての潤滑油が貯留されており、ポンプが作動すると貯留槽に貯留された潤滑油が吸い上げられて噴射ノズル７０に供給され、噴射ノズル７０の両上端から両パワーローラ５０と出力ディスク２４の接触部分へ潤滑油を噴き付ける構成となっている。なお、噴射ノズル７０へ潤滑油を供給するポンプは、上述した供給路６６に潤滑油を供給するポンプと同一のポンプでもよいし、別のポンプでもよい。また、噴射ノズル７０に供給される潤滑油を貯留する貯留槽は、上述した供給路６６に供給される潤滑油を貯留する貯留槽と同一でもよいし、別の貯留槽でもよい。
【００７９】
さらに、図１に示されるように、噴射ノズル７０の基端側には、流量制御手段を構成する調節バルブ７２が設けられている。詳細な図示は省略するが、調節バルブ７２は、内部に弁体が設けられた潤滑油の流路が形成されている。弁体は図示しないソレノイド等によって流路内を適宜に移動することができ、この移動により流路の開口面積を調節できるようになっている。
【００８０】
また、調節バルブ７２は、流量制御手段を構成するコントローラ７４を介してローラ位置位置検出手段として流量制御手段を構成する角度センサ７６に接続されている。角度センサ７６は、例えば、ピストン６４に設けられており、シリンダ６２に対するピストン６４の回動角度を検出し、ピストン６４の回動量に対応した角度検出信号を出力している。これに対して、コントローラ７４は、コンパレータ回路等を含めて構成される制御回路若しくはこのような制御回路と同等の機能を有するマイコンとされており、角度センサ７６からの角度検出信号が入力される。コントローラ７４では角度検出信号に基づいて調節バルブ７２の弁体を操作する構成となっている。
【００８１】
＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、本実施の形態の作用並びに効果を説明する。本無段変速機１０では、トルクコンバータ側のシャフトが回転すると、この回転力はシャフト１８に伝達されてシャフト１８がその軸心周りに回転する。シャフト１８が回転すると、シャフト１８に一体的に連結された入力ディスク２０、３０が共に回転する。上記のように、入力ディスク２０、３０の凹状部２２には、一対のパワーローラ５０の外周部が接触しているため、入力ディスク２０、３０が回転すると、パワーローラ５０の外周部と入力ディスク２０、３０の凹状部２２との間の摩擦によってパワーローラ５０が支持シャフト５４周りに回転する。
【００８２】
また、パワーローラ５０の外周部は、入力ディスク２０、３０の凹状部２２のみならず出力ディスク２４、２８の凹状部２６にも接触しているため、パワーローラ５０の外周部は、入力ディスク２０、３０の凹状部２２のみならず出力ディスク２４、２８の凹状部２６にも接触しているため、パワーローラ５０の外周部と出力ディスク２４、２８の凹状部２６との摩擦により出力ディスク２４、２８がシャフト１８周りに回転する。
【００８３】
出力ディスク２４、２８が回転することで、軸部３６、３８の双方に同軸的且つ一体的に嵌合したドライブギヤ４０が回転し、更に、ドライブギヤ４０に噛み合うドリブンギヤ４２が回転する。ドリブンギヤ４２が回転することでドリブンギヤ４２と一体のカウンタシャフト４４が回転し、出力される。
【００８４】
また、以上のようなシャフト１８〜カウンタシャフト４４の回転状態では、ポンプが作動して貯留槽から潤滑油を吸い上げる。ポンプにより吸い上げられた潤滑油は、供給路６６や噴射ノズル７０（ここでは、出力ディスク２４側の噴射ノズル７０についてのみ説明する）に供給される。供給路６６に供給された潤滑油は、供給路６６の一端から噴射されてベースプレート５２側で鋼球５８に噴き付けられる。
【００８５】
噴き付けられた潤滑油の潤滑作用により、鋼球５８とベースプレート５２及びパワーローラ５０との間の摩擦抵抗が軽減されると共に、鋼球５８とベースプレート５２及びパワーローラ５０との間の摩擦により生じた熱が噴き付けられた潤滑油により冷却される。
【００８６】
また、噴射ノズル７０に供給された潤滑油は、二股に分かれた上端からそれぞれ噴射される。一方の上端から噴射された潤滑油は一方のパワーローラ５０と出力ディスク２４との間の接触部位に噴き付けられて、他方の上端から噴射された潤滑油は他方のパワーローラ５０と出力ディスク２４との間の接触部位に噴き付けられる。噴き付けられた潤滑油の潤滑作用により、両パワーローラ５０と出力ディスク２４との間の摩擦抵抗が軽減されると共に、両パワーローラ５０と出力ディスク２４との間の摩擦により生じた熱が噴き付けられた潤滑油により冷却される。
【００８７】
このように、潤滑油が供給路６６から鋼球５８に噴き付けられると共に、パワーローラ５０と出力ディスク２４との接触部位に噴き付けられることで、パワーローラ５０や出力ディスク２４、更には鋼球５８の耐久性が向上する。
【００８８】
また、このようなシャフト１８〜カウンタシャフト４４が回転している状態で、一方のパワーローラ５０に対応したシリンダ６２の内圧が上昇すると、このシリンダ６２に収容されたピストン６４が突出し、一方のパワーローラ５０に対応したトラニオン６０が上方へ移動する。
【００８９】
このトラニオン６０の上動により、一方のパワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が上方に変化する。このように一方のパワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が上方に変化することで接触位置における入力ディスク２０、３０の回転接線方向が変化するため、このときの入力ディスク２０、３０の回転力により、パワーローラ５０がピストン６４の軸方向に平行な軸周り方向に回動しようとし、これにより、パワーローラ５０がピストン６４の軸心周りに回動変位する。この回動変位によりパワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が入力ディスク２０、３０の半径方向に変化する。
【００９０】
さらに、一方のパワーローラ５０に対応したシリンダ６２の内圧が上昇に連動して他方のパワーローラ５０に対応したシリンダ６２の内圧を下降させ、一方のシリンダ６２に収容されたピストン６４の突出量と同じ量だけ他方のシリンダ６２に収容されたピストン６４がシリンダ６２内に引き込まれる。
【００９１】
一方のパワーローラ５０に対応したトラニオン６０が上動量と同じ量だけ他方のパワーローラ５０に対応したトラニオン６０が下方へ移動する。このトラニオン６０の下降により、他方のパワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が下方に変化する。このように他方のパワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が下方に変化することで接触位置における入力ディスク２０、３０の回転接線方向が変化するため、このときの入力ディスク２０、３０の回転力により、パワーローラ５０がピストン６４の軸方向に平行な軸周り方向に回動しようとし、これにより、パワーローラ５０がピストン６４の軸心周りに回動変位する。この回動変位によりパワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が入力ディスク２０、３０の半径方向に変化する。
【００９２】
また、このように両パワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が入力ディスク２０、３０の半径方向に変化すると、入力ディスク２０、３０の回転半径方向に沿った両パワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置の変位方向とは略反対側へ向けて出力ディスク２４、２８と両パワーローラ５０との接触位置が変位する。
【００９３】
ここで、例えば、入力ディスク２０、３０と両パワーローラ５０との接触位置が入力ディスク２０、３０の回転半径方向外側に変位すると、出力ディスク２４、２８と両パワーローラ５０との接触位置が出力ディスク２４、２８の回転半径方向内側に変位する。パワーローラ５０の回転速度は、入力ディスク２０、３０の回転周速度に比例するため、パワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触位置が入力ディスク２０、３０の回転半径方向外側ほどパワーローラ５０の回転速度が早くなる。
【００９４】
一方、出力ディスク２４、２８の回転周速度は、パワーローラ５０の回転速度に比例するため、パワーローラ５０と出力ディスク２４、２８との接触位置が出力ディスク２４、２８の回転半径方向内側ほど出力ディスク２４、２８の回転速度が早くなり、また、当然、パワーローラ５０自体の回転速度が早いほど出力ディスク２４、２８の回転速度が早くなる。
【００９５】
このため、入力ディスク２０、３０と両パワーローラ５０との接触位置が入力ディスク２０、３０の回転半径方向外側に変位し、これに伴い出力ディスク２４、２８と両パワーローラ５０との接触位置が出力ディスク２４、２８の回転半径方向内側に変位すると、入力ディスク２０、３０の回転速度に対する出力ディスク２４、２８の回転速度の比率、すなわち、変速比が大きくなる。
【００９６】
これに対して、入力ディスク２０、３０と両パワーローラ５０との接触位置を入力ディスク２０、３０の回転半径方向内側に変位させて、出力ディスク２４、２８と両パワーローラ５０との接触位置が出力ディスク２４、２８の回転半径方向外側に変位させると、入力ディスク２０、３０の回転速度に対する出力ディスク２４、２８の回転速度の比率、すなわち、変速比が小さくなる。
【００９７】
このように、入力ディスク２０、３０と両パワーローラ５０との接触位置を入力ディスク２０、３０の回転半径方向内側若しくは外側に漸次変位させて、出力ディスク２４、２８と両パワーローラ５０との接触位置を出力ディスク２４、２８の回転半径方向外側若しくは内側に漸次変位させることで、上記の変速比を連続的に変化させることができ、カウンタシャフト４４の回転速度の変化率を連続的に増減させることができる。
【００９８】
一方、上記のように、ピストン６４が回動すると、この回動角度が角度センサ７６によって検出される。角度センサ７６からは、検出したピストン６４の回動角度に応じた角度検出信号が出力され、角度センサ７６から出力された角度検出信号はコントローラ７４に入力される。コントローラ７４では入力された角度検出信号に基づき調節バルブ７２の弁体を操作して、調節バルブ７２に形成された流路の開口面積を増減させる。このように、調節バルブ７２の流路の開口面積が増減することで、調節バルブ７２を通過する潤滑油が増減し、これにより、出力ディスク２４、２８と両パワーローラ５０との接触位置に噴き付けられる潤滑油の量が増減する。
【００９９】
ところで、仮に、発進加速時や高速巡航時等における発熱量を少なくするように設定した場合、図４に示されるように、パワーローラ５０と入力ディスク２０、３０及び出力ディスク２４、２８との接触部位における摩擦による発熱量は、上記の変速比が実質的に１になると、すなわち、入力ディスク２０、３０の回転中心から入力ディスク２０、３０と両パワーローラ５０との接触位置までの距離と、出力ディスク２４、２８の回転中心から出力ディスク２４、２８と両パワーローラ５０との接触位置までの距離と、が略等しい場合に最大となると想定される。
【０１００】
ここで、本無段変速機１０では、上記の変速比が実質的に１である場合に調節バルブ７２の流路の開口面積が最大となり、変速比が実質的に１の状態を境として変速比が増減するに従い漸次流路の開口面積が減少するようにコントローラ７４が設定されている。
【０１０１】
これにより、発熱量が最大となる変速比が実質的に１の状態でパワーローラ５０と出力ディスク２４、２８との接触部位への潤滑油の噴射量が最も多くなる。このため、発熱量が最大となる変速比が実質的に１の状態で、潤滑油を噴き付けることによる冷却効果を最も大きく得ることができ、パワーローラ５０と入力ディスク２０、３０及び出力ディスク２４、２８との摩擦による熱の発生を効果的に抑制できる。
【０１０２】
このように、発熱量が最大となる状態で最も高い冷却効果を得ることができるため、パワーローラ５０、入力ディスク２０、３０、及び出力ディスク２４、２８の耐久性を効果的に向上できると共に、グロススリップを効果的に抑制できる。
【０１０３】
ここで、図５には噴射ノズル７０及び供給路６６の各々へ潤滑油の流量と、パワーローラ５０と出力ディスク２４との接触部位における上昇温度との関係がグラフによって示されている。このグラフからも分かるように、潤滑油の供給量を増加するにつれて、パワーローラ５０と出力ディスク２４との接触部位に噴射ノズル７０で潤滑油を噴き付ける方が顕著に温度の上昇を抑制できる。
【０１０４】
一方、上記のように、変速比が１の状態を境に変速比が増減すると、パワーローラ５０と入力ディスク２０、３０及び出力ディスク２４、２８との接触部位における摩擦による発熱量が減少する。本無段変速機１０では、上記の変速比が実質的に１を境に増減すると、これに伴い調節バルブ７２の弁体によって調節バルブ７２の流路の開口面積が漸次減少する。これにより、パワーローラ５０と出力ディスク２４、２８との接触部位に対する潤滑油を噴付量が減少する。
【０１０５】
ここで、上記のように変速比が１の状態を境に変速比が増減するため、変速比が１の状態を境に変速比が増減した場合にパワーローラ５０と出力ディスク２４、２８との接触部位に対する潤滑油の噴付量が減少したとしても、充分な冷却効果を得ることができる。しかも、このように、潤滑油の噴付量が減少させることで、潤滑油の撹拌抵抗による変速効率の低下が抑制される。これにより、入力ディスク２０、３０からパワーローラ５０を介した出力ディスク２４、２８への回転力の伝達効率を向上させることができる。
【０１０６】
なお、これまでの説明では、相対的に出力ディスク２４、２８側に位置して出力ディスク２４、２８とパワーローラ５０との接触部位に潤滑油を噴射する噴射ノズル７０についてのみ説明したが、相対的に入力ディスク２０、３０側に位置して入力ディスク２０、３０とパワーローラ５０との接触部位に潤滑油を噴射する噴射ノズル７０についても同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
【０１０７】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態を説明するにあたり、前記第１の実施の形態を含めて説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１０８】
図６には本発明の第２の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機９０（以下、単に「無段変速機９０」と称する）の構成の概略が図１に対応した断面図によって示されている。この図に示されるように、本無段変速機９０では、トラニオン６０とピストン６４と接続部位に流量調節手段としての調節バルブ９２が設けられている。調節バルブ９２は、内部に潤滑油が通過する流路が形成されている点並びに弁体の移動によって流路の開口面積を増減する点に関しては前記第１の実施の形態における調節バルブ７２と同じである。
【０１０９】
但し、調節バルブ７２とは異なり、調節バルブ９２はピストン６４に設けられており、調節バルブ７２とは異なり、シリンダ６２の上端部に設けられており、ピストン６４の回動に連動して図示しない弁体が移動し、流路の開口面積が増減する構成となっている。
【０１１０】
前記第１の実施の形態で説明したように、ピストン６４が回動することで変速比が変更されるが、本実施の形態では、ピストン６４が回動すると、このピストン６４の回動に直接的に連動して調節バルブ９２の弁体が移動し、調節バルブ９２の流路の開口面積を増減させる。したがって、結果的には前記第１の実施の形態と同様に、変速比が実質的に１を境に増減することで、噴射ノズル７０から両パワーローラ５０と出力ディスク２４との接触部位に噴き付けられる潤滑油の量が減少する。
【０１１１】
このように、本無段変速機９０は基本的に前記第１の実施の形態に係る無段変速機１０と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
また、上記のように本無段変速機９０は基本的に前記第１の実施の形態に係る無段変速機１０と同様の効果を得ることができるにも拘わらず、実質的な流量調節手段は調節バルブ９２のみでコントローラ７４や角度センサ７６が不要であり、しかも、調節バルブ９２は供給路６６への潤滑油の供給調節用として併用されるため、供給路６６に対する潤滑油の流量調節用の調節バルブを設けることを考慮すると、部品コストを極めて軽減できる。
【０１１３】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０１１４】
図７には本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機１００（以下、単に「無段変速機１００」と称する）の構成の概略が図１に対応した断面図によって示されている。この図に示されるように、本無段変速機１００は、前記第１及び第２の実施の形態で用いた噴射ノズル７０を備えておらず、代わりに、噴射ノズル１０２を備えている。噴射ノズル１０２は噴射ノズル７０とは異なり二股に形成されておらず、上端（先端）は１箇所のみとなった普通の噴射ノズルである。
【０１１５】
また、噴射ノズル１０２は、パワーローラ５０と出力ディスク２４との接触部分との極近傍に上端（先端）が位置しており、基端部はパワーローラ５０の半径方向外側側方でパワーローラ５０と略対向するトラニオン６０の壁部に固定されている。トラニオン６０には、上記の供給路６６とは別に供給路１０４が形成されている。
【０１１６】
供給路１０４は供給路６６と同様にトラニオン６０の内部を適宜に屈曲し、その一端は噴射ノズル１０２が固定されたトラニオン６０の壁部で開口し、噴射ノズル１０２と連通している。これに対して、供給路１０４の他端はトラニオン６０のピストン６４側で開口し、パイプ１０６等の接続手段を介して調節バルブ７２に接続され、調節バルブ７２を介して図示しないポンプ更には貯留槽に接続されている。
【０１１７】
上記構成の本無段変速機１００もまた、噴射ノズル１０２の構成が噴射ノズル７０の構成と異なるだけで、調節バルブ７２や角度センサ７６、コントローラ７４を備えている点に関しては、前記第１の実施の形態と同じ構成となっているため、前記第１の実施の形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
但し、本無段変速機１００では、前記第１の実施の形態とは異なり、噴射ノズル１０２がトラニオン６０に固定されている。したがって、ピストン６４が上下動及び回動し、これに伴いトラニオン６０が上下動及び回動した場合には、噴射ノズル１０２がトラニオン６０と一体に上下動及び回動する。これにより、トラニオン６０が上下動及び回動に伴って、出力ディスク２４とパワーローラ５０との接触部位が変位しても、噴射ノズル１０２が同様に変位するために出力ディスク２４とパワーローラ５０との接触部位と噴射ノズル１０２との相対変位が基本的に生じないか仮に生じたとしてもその相対変位量は極めて小さい。
【０１１９】
このように、本無段変速機１００では、出力ディスク２４とパワーローラ５０との接触部位と、噴射ノズル１０２との相対変位を無くし、或いは極めて小さくできることから、出力ディスク２４とパワーローラ５０との接触部位に的確に潤滑油を噴き付けることができ、潤滑油を噴き付けることで得られる潤滑作用及び冷却作用をより一層効果的に得ることができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、供給路６６と供給路１０４とを全く別に構成したが、例えば、トラニオン６０の内部で供給路６６を分岐させ、分岐した一方をそのまま供給路６６とし、他方を供給路１０４としてもよい。
【０１２１】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【０１２２】
図８には本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機１１０（以下、単に「無段変速機１１０」と称する）の構成の概略が図１に対応した断面図によって示されている。この図に示されるように、本無段変速機１１０は、特許請求の範囲の請求項６で言う第１調節バルブとしての調節バルブ７２の他に、特許請求の範囲の請求項６で言う第２調節バルブとしての調節バルブ１１２を備えている。調節バルブ１１２は基本的に調節バルブ７２と同じ構成であるが、調節バルブ７２とは異なり、流路が噴射ノズル７０に接続されておらず、供給路６６へ接続されており、供給路６６に流れる潤滑油の量を調節している。
【０１２３】
調節バルブ１１２はバルブ調節手段としてのコントローラ７４へ接続されており、コントローラ７４によって調節バルブ１１２の弁体が操作され、調節バルブ１１２の流路の開口面積が増減する構成となっている。
【０１２４】
すなわち、本無段変速機１１０では、ピストン６４の回動角度に対応した角度センサ７６からの角度検出信号がコントローラ７４に入力されると、コントローラ７４は、ピストン６４の回動角度に応じて調節バルブ７２の弁体を移動させて調節バルブ７２の流路の開口面積を増減させるのみならず、調節バルブ７２の弁体調節とは個別に調節バルブ１１２の弁体を移動させて調節バルブ１１２の流路の開口面積を増減させる。
【０１２５】
これにより、供給路６６に流れる潤滑油の量がピストン６４の回動角度、すなわち、上記の変速比に応じて増減する。これにより、鋼球５８へ噴き付けられ、更には、鋼球５８側から直接或いは鋼球５８を介して間接的にパワーローラ５０に塗布される潤滑油の量を噴射ノズル７０から噴射される潤滑油と同様に調節できる。
【０１２６】
このため、例えば、変速比が実質的に１となり出力ディスク２４とパワーローラ５０との接触部位で生じる発熱量が最も大きい場合においてより一層効果的に冷却でき、変速比が実質的に１の状態から増減して出力ディスク２４とパワーローラ５０との接触部位で生じる発熱量が減少した最も大きい場合においてより回転力の伝達効率をより一層効果的に向上させることができる。
【０１２７】
また、このように、調節バルブ７２とは別に調節バルブ１１２を設けることで、噴射ノズル７０への潤滑油の流量と供給路６６への潤滑油の流量を個別に変化させることができる。これにより、より一層適切な量の潤滑油をパワーローラ５０等へ供給できる。
【０１２８】
なお、上記の各実施の形態は、直接的にピストン６４の回動角度を角度センサ７６や調節バルブ９２で検出して潤滑油の流量を変化させる構成であった。しかしながら、基本的にはパワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触部位における発熱量に応じて潤滑油の流量を増減する構成であればよい。
【０１２９】
したがって、これまで説明したピストン６４の回動角度に基づいて潤滑油の流量を制御する構成の他に、例えば、ピストン６４の伸縮量を変位センサ等の検出手段で検出し、この検出結果に基づいて潤滑油の流量を制御する構成としてもよいし、パワーローラ５０と入力ディスク２０、３０との接触部位での温度を温度センサで検出し、この検出結果に基づいて潤滑油の流量を制御する構成としてもよい。
【０１３０】
また、パワーローラ５０の回転数やトルクを回転検出センサやトルクセンサで検出してこの検出結果に基づいて潤滑油の流量を制御する構成としてもよい。さらには、上述した実際の回動角度、伸縮量、温度等を直接検出しなくても、例えば、上記のピストン６４の伸縮を制御するためのＥＣＵ等の制御装置から出力された信号等に基づいて潤滑油の流量を制御する構成としてもよい。
【０１３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るトロイダル型無段変速機では、伝達ローラと入力側又は出力側回転体との接触部分での発熱量に応じて適切な量の潤滑冷却液を上記の接触部分に供給でき、その結果、変速効率の低下を招くことなく充分冷却を行なうことができ、伝達ローラや入力側及び出力側回転体の耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の構造の概略を示す正断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の構造の概略を示す側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部構成の概略を示す平断面図である。
【図４】出力側回転体と伝達ローラとの接触部分及びスラストベアリングの各部における変速比と発熱量との関係を示すグラフである。
【図５】噴付手段及び供給路のへの潤滑冷却液の供給量と、上昇温度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の構造の概略を示す図１に対応した側断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の構造の概略を示す図１に対応した側断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の構造の概略を示す図１に対応した側断面図である。
【符号の説明】
１０　　トロイダル型無段変速機
２０　　入力ディスク（入力側回転体）
２２　　凹状部（入力面）
２４　　出力ディスク（出力側回転体）
２６　　凹状部（出力面）
２８　　出力ディスク（出力側回転体）
３０　　入力ディスク（入力側回転体）
５０　　パワーローラ（伝達ローラ）
６０　　トラニオン（支持手段）
６６　　供給路
７０　　噴射ノズル（噴付手段）
７２　　調節バルブ（流量調整手段、第１調節バルブ）
７４　　コントローラ（流量調整手段、バルブ調節手段）
７６　　角度センサ（流量調整手段、位置検出手段）
９０　　トロイダル型無段変速機
９２　　調節バルブ（流量調整手段）
１００　　トロイダル型無段変速機
１０２　　噴射ノズル（噴付手段）
１０４　　供給路
１１０　　トロイダル型無段変速機
１１２　　調節バルブ（流量調整手段、第２調節バルブ）

Claims (8)

1. 自らの軸心周りに回転自在に設けられると共に、前記軸心方向一端に当該軸心方向一方への向きに対して前記回転の半径方向外方へ傾斜した入力面が形成された入力側回転体と、
   前記入力側回転体の前記軸心方向一方の側で前記入力側回転体から離間し、前記入力側回転体に対して同軸的で且つ回転自在に設けられると共に、前記軸心方向他端に当該軸心方向他方への向きに対して半径方向外方へ傾斜した出力面が形成された出力側回転体と、
   前記入力面と前記出力面との間で且つ前記軸心に対して偏心した位置で、前記軸心に対して傾斜した方向を中心軸方向として当該中心軸周りに回転自在に設けられると共に、外周部が前記入力面及び前記出力面それぞれ摺接し、前記入力側回転体の回転を前記入力面との摺接部位で受けて自らの軸周りに回転し、当該回転を前記出力面との摺接部位から前記出力側回転体に伝える伝達ローラと、
   前記伝達ローラを回転自在に支持すると共に、前記入力面及び前記出力面の少なくとも何れか一方の面と前記伝達ローラとの摺接部位を前記入力側及び出力側の両回転体の回転半径方向に沿って変位させる方向へ移動可能な支持手段と、
   前記入力面と前記出力面との間で且つ前記伝達ローラの外周部近傍に設けられ、前記伝達ローラの外周部へ向けて潤滑冷却液を噴き付ける噴付手段と、
   前記入力面及び前記出力面の少なくとも何れか一方の前記伝達ローラとの摺接部位における発熱量に応じて前記噴付手段へ流れる前記潤滑冷却液の流量を制御する流量制御手段と、
   を備えるトロイダル型無段変速機。
2. 自らの軸心周りに回転自在に設けられると共に、前記軸心方向一端に当該軸心方向一方への向きに対して前記回転の半径方向外方へ傾斜した入力面が形成された入力側回転体と、
   前記入力側回転体の前記軸心方向一方の側で前記入力側回転体から離間し、前記入力側回転体に対して同軸的で且つ回転自在に設けられると共に、前記軸心方向他端に当該軸心方向他方への向きに対して半径方向外方へ傾斜した出力面が形成された出力側回転体と、
   前記入力面と前記出力面との間で且つ前記軸心に対して偏心した位置で、前記軸心に対して傾斜した方向を中心軸方向として当該中心軸周りに回転自在に設けられると共に、外周部が前記入力面及び前記出力面それぞれ摺接し、前記入力側回転体の回転を前記入力面との摺接部位で受けて自らの軸周りに回転し、当該回転を前記出力面との摺接部位から前記出力側回転体に伝える伝達ローラと、
   前記伝達ローラを回転自在に支持すると共に、前記入力面及び前記出力面の少なくとも何れか一方の面と前記伝達ローラとの摺接部位を前記入力側及び出力側の両回転体の回転半径方向に沿って変位させる方向へ移動可能な支持手段と、
   前記入力面と前記出力面との間で且つ前記伝達ローラの外周部近傍に設けられ、前記伝達ローラの外周部へ向けて潤滑冷却液を噴き付ける噴付手段と、
   前記支持手段の移動に伴い変化する前記伝達ローラの位置に応じて前記噴付手段へ流れる前記潤滑冷却液の流量を制御する流量制御手段と、
   を備えるトロイダル型無段変速機。
3. 前記入力側回転体の回転数と前記出力側回転体の回転数との比率が実質的に１となる前記伝達ローラの位置で、前記流量制御手段が前記噴付手段への前記潤滑冷却液の流量を最大とする、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトロイダル型無段変速機。
4. 前記支持手段の移動に伴い変化する前記伝達ローラの位置を検出するローラ位置検出手段を含めて前記流量制御手段を構成し、前記ローラ位置検出手段における検出結果に基づいて前記噴付手段への前記潤滑冷却液の流量を制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
5. 前記伝達ローラを回転自在に支持する支持体と、
   前記両回転体の回転軸方向及び前記伝達ローラの回転軸方向の双方に対して略直交する方向にスライド可能に前記支持部を保持すると共に、前記スライド方向を軸方向としてこの軸周りに回動可能に前記支持部を保持する保持部材と、
   を含めて前記支持手段を構成すると共に、
   前記噴付手段への前記潤滑冷却液の流路に介在した状態で前記支持手段に設けられ、前記保持部材に対する前記支持体の回動に連動して前記支持体の回動角度に応じて前記噴付手段側への前記潤滑冷却液の流量を調節する調節バルブを流量制御手段とした、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
6. 前記両回転体の回転半径方向外方から前記伝達ローラを回転自在に支持すると共に、内部を貫通して前記回転半径方向に沿って前記伝達ローラと対向する対向面にて一端が開口し、他端が前記潤滑冷却液の供給側に接続された供給路が形成され、前記伝達ローラを支持した状態で前記対向面と前記伝達ローラとの間に前記潤滑冷却液を供給可能な支持体を含めて前記支持手段を構成する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
7. 前記噴付手段の基端側に設けられ、前記噴付手段の先端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量を調節する第１調節バルブと、
   前記供給路に設けられ、前記供給路の一端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量を調節する第２調節バルブと、
   前記第１調節バルブ及び前記第２調節バルブの双方へ接続され、前記支持手段の移動に伴い変化する前記伝達ローラの位置に応じて前記第１調節バルブ及び前記第２調節バルブをそれぞれ操作し、前記噴付手段の先端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量及び前記供給路の一端側へ流れる前記潤滑冷却液の流量を調節するバルブ操作手段と、
   を含めて前記流量調節手段を構成したことを特徴とする請求項６記載のトロイダル型無段変速機。
8. 前記支持手段に前記噴付手段を一体的に設け、前記支持手段と共に前記噴付手段を一体的に移動可能とした、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のトロイダル型無段変速機。

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