JP2004324877A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ラインフィルタを通り抜けた異物や、油路の途中にあったゴミ、バリ、鉄粉等を除去す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にある。
【解決手段】入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に傾転軸２２を有し、この傾転軸を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオン２１と、このトラニオンにパワーローラベアリング１１を介して回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラ１０と、ラインフィルタ４２から潤滑油を油路３０，３１，３４を通じて前記パワーローラベアリングへ供給する潤滑系とを備え、前記ラインフィルタ４２から前記油路出口３１ａまでの間に、この区間の異物を捕捉するメッシュフィルタ４７を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。
例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機は、図１１及び図１２に示すように構成されている。すなわち、エンジン等の駆動源（図示しない）に連結される入力軸１には入力ディスク２と出力ディスク３がニードルベアリングを介して回転自在に支持されている。入力ディスク２の背面側にはカム板４が入力軸１に対してスプライン係合しており、カム板４と入力ディスク２との間にはローラ５が介在され、入力ディスク２を出力ディスク３側に押し付けるローディングカム式あるいは油圧ローディング式の押圧機構６が設けられている。
入力ディスク２と出力ディスク３との間には傾転軸７を中心として揺動するトラニオン８ａ，８ｂが設けられている。トラニオン８ａ，８ｂにはラジアルニードルベアリング８を介して変位軸９が設けられている。そして、この変位軸９にはニードルベアリング９ａを介してパワーローラ１０が回転自在に支持されている。このパワーローラ１０は入力ディスク２及び出力ディスク３と接するトラクション部を有し、入力ディスク２と出力ディスク３との間に傾転自在に転接されている。
また、トラニオン８ａ，８ｂとパワーローラ１０との間にはパワーローラベアリング１１が設けられている。このパワーローラベアリング１１はパワーローラ１０に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、パワーローラ１０の回転を許容するものである。このようなパワーローラベアリング１１の複数個の玉１２はトラニオン８ａ，８ｂ側に設けられた円環状の外輪１３と回転部としてのパワーローラ１０との間に設けられた円環状の保持器１４によって保持されている。さらに、前記トラニオン８ａ，８ｂを傾転自在に支持するヨーク１５にはラジアルベアリング１６が設けられ傾転軸７を支持している。
前述したトロイダル型無段変速機において、トラクション性の確保のため、入出力ディスクとパワーローラ間の動力伝達は、両者の間に油膜を介在させ、この油膜の剪断力によって動力を伝達させている。このため、吸込み側にラインフィルタを有したエンジン駆動式のオイルポンプによってオイルパンに集溜された潤滑油を吸い上げ、トラニオンの駆動ロッドに設けた油路を介して入出力ディスクのトラクション面に供給したり、パワーローラのトラクション面に供給する潤滑系が設けられた技術が知られている(例えば、特許文献１及び２参照。)。
特開平１１−１５３２０３号公報 特開２００２−２８６１１０号公報
前述のように、オイルポンプの吸込み側にラインフィルタを設けることにより、ある規定以上の大きさの異物を取り除くことができる。しかし、ラインフィルタで取り切れない異物やラインフィルタから油路出口までの油路中にバリが残っている場合や、変速機の組立て時にゴミが入った場合、潤滑油とともに異物がパワーローラへ噴出してしまう。
トロイダル型無段変速機のパワーローラベアリングは、特に高面圧、高回転で使用されるため、こうした異物の噛み込みにより、パワーローラベアリングの寿命を低下させてしまうという問題がある。
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、パワーローラベアリングの異物の噛み込みを防止し、パワーローラベアリングの寿命を延ばすことができるトロイダル型無段変速機を提供することにある。
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に傾転軸を有し、この傾転軸を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオンと、このトラニオンにパワーローラベアリングを介して回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、ラインフィルタから潤滑油を油路を通じて前記パワーローラベアリングへ供給する潤滑系とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ラインフィルタから前記油路の出口までの間に、この区間の異物を捕捉するメッシュフィルタを設けたことを特徴とする。
請求項２は、入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に傾転軸を有し、この傾転軸を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオンと、このトラニオンにパワーローラベアリングを介して回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、ラインフィルタを通過した潤滑油を油路を通じて前記パワーローラベアリングへ供給する潤滑系とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ラインフィルタから前記油路の出口までの間に、この区間の異物を捕捉する磁石部材を設けたことを特徴とする。
請求項３は、請求項１または２において、前記パワーローラベアリングの外周側にシール部材を設けたことを特徴とする。
請求項４は、請求項１に記載のメッシュフィルタと請求項２の磁石部材を組合わせてなることを特徴とする。
請求項５は、請求項１に記載のメッシュフィルタと請求項２記載の磁石部材と請求項３のシール部材を組合わせてなることを特徴とする。
請求項６は、請求項１または２において、前記メッシュフィルタを前記トラニオンの下端に設けられた軸内に配置したことを特徴とする。
請求項７は、請求項１または２において、前記メッシュフィルタを前記パワーローラの内輪と外輪との間に配置したことを特徴とする。
請求項８は、請求項１または２において、前記メッシュフィルタを前記パワーローラの外輪と一体に設けられた変位軸の油穴に配置したことを特徴とする。
請求項９は、請求項８において、前記トラニオンと前記パワーローラの外輪との間に配置されたスラスト軸受の外周部にシール部材を設けたことを特徴とする。
前記構成によれば、ラインフィルタからパワーローラベアリングの油路出口の間に異物を捕捉するメッシュフィルタ及び／または磁石部材を設けることにより、ラインフィルタを通り抜けた異物や、油路の途中にあったゴミ、バリ、鉄粉等を除去することができる。従って、潤滑油とともに異物がパワーローラへ噴出するのを防止できる。
この発明によれば、ラインフィルタからパワーローラベアリングの油路出口の間に異物を捕捉するメッシュフィルタ及び／または磁石部材を設けることにより、ラインフィルタを通り抜けた異物や、油路の途中にあったゴミ、バリ、鉄粉等を除去することができる。従って、潤滑油とともに異物がパワーローラへ噴出するのを防止できる。
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は第１の実施形態を示し、図１はトラニオンの縦断側面図、図２(ａ)〜（ｃ）はバルブボディを拡大した縦断側面図であり、従来と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
図１に示すように、トラニオン２１の両端部には互いに同心の一対の傾転軸２２が設けられている。これら傾転軸２２の周囲には外輪２３が同心に配置されている。外輪２３の内周面と傾転軸２２の外周面との間にはそれぞれ複数本のニードル２４が転動自在に設けられ、ラジアルニードルベアリング２５を構成している。そして、トラニオン２１の傾転軸２２はラジアルニードルベアリング２５を介してトラニオン支持部材としてのヨーク２６に回転自在に支持されている。
傾転軸２２の下端部には軸方向に固定孔２７が設けられている。この固定孔２７には駆動ロッド２８の上端部が挿入され、駆動ロッド２８は軸方向と直角方向に貫通するピン２９によって傾転軸２２に対して一体的に結合されている。
駆動ロッド２８の軸心には軸方向に貫通する油路３０が設けられている。この油路３０の上端部はトラニオン２１に設けられた油路３１と連通し、ラジアルニードルベアリング８及びパワーローラベアリング１１に潤滑油を供給するようになっている。この油路３０の下端部は駆動ロッド２８の径方向に貫通する貫通孔３２を介してバルブボディ３３の油路３４と連通している。
また、駆動ロッド２８の下端部には油圧ピストン３５が設けられている。バルブホディ３３は上部バルブボディ３３ａと下部バルブボディ３３ｂとに分割され、分割面には油圧ピストン３５を収納する駆動シリンダ３６が設けられている。駆動シリンダ３６の上側は上部バルブボディ３３ａに設けられた案内胴３７と連通し、この案内胴３７の内周面との油圧ピストン３５のボス部３８とはシール材３９によってシールされている。駆動シリンダ３６の下側は下部バルブボディ３３ｂに設けられた案内胴４０と連通し、この案内胴４０の内周面との油圧ピストン３５のボス部３８とはシール材４１によってシールされている。
バルブボディ３３に設けられた油路３４は、吸込み側にラインフィルタ４２を有したエンジン駆動式のオイルポンプ４３と配管４４を介して連通している。そして、オイルポンプ４３によって潤滑油を潤滑系としての油路３４、３０、３１の順に圧送し、パワーローラ１２のラジアルニードルベアリング８及びパワーローラベアリング１１に潤滑油を供給するとともに、入出力ディスク２，３のトラクション面に供給したり、パワーローラ１０のトラクション面に潤滑油を供給するようになっている。
さらに、トラニオン２１に設けられた油路３１の油路出口３１ａはトラニオン２１の内面２１ａに開口している。この油路出口３１ａと対向する変位軸９には軸心に対して偏心した位置に軸方向に空洞部４５が設けられ、この空洞部４５には変位軸９の外周面に開口する油供給ポート４６が設けられている。そして、油路出口３１ａから空胴部４５に供給された潤滑油を油供給ポート４６からパワーローラベアリング１１やニードルベアリング９ａに供給するようになっている。
さらに、図２(ａ)に示すように、下部バルブボディ３３ｂの油路３４の吐出側、つまり案内胴３７に近接した位置にはラインフィルタ４２を通り抜けた異物や、油路３４の途中にあったゴミ、バリ、鉄粉等を捕捉するメッシュフィルタ４７が設けられている。このメッシュフィルタ４７のメッシュサイズは、パワーローラベアリング１１の寿命、潤滑油の流動性、メッシュフィルタ４７の目詰まりを考えて５０〜２００μｍが望ましい。
図２(ｂ)は第１の実施形態の変形例１を示し、下部バルブボディ３３ｂの油路３４の内部における下面に１個もしくは複数個の磁石部材４８が設けられている。この磁石部材４８はバリ、鉄系の異物を吸着して潤滑油中の異物を減少させることができる。
図２(ｃ)は第１の実施形態の変形例２を示し、下部バルブボディ３３ｂの油路３４の吐出側、つまり案内胴３７に近接した位置にはラインフィルタ４２を通り抜けた異物や、油路３４の途中にあったゴミ、バリ、鉄粉等を捕捉するメッシュフィルタ４７が設けられている。さらに、油路３４の内部における下面に磁石部材４８が設けられている。
従って、ラインフィルタ４２を有したエンジン駆動式のオイルポンプ４３から配管４４を介して潤滑油が圧送されると、下部バルブボディ３３ｂの油路３４、３０、３１の順に導かれる。このとき、油路３４，３０，３１の途中にあったゴミ、バリ、鉄粉等の異物はメッシュフィルタ４７または磁石部材４８によって捕捉され、潤滑油とともにパワーローラ１２のラジアルニードルベアリング８、パワーローラベアリング１１や入出力ディスク２，３、パワーローラ１０のトラクション面に異物が供給されることはなく、パワーローラベアリング１１等への異物の噛み込みを防止し、パワーローラベアリング１１等の寿命を延ばすことができる。
図３(ａ)は第２の実施形態を示し、駆動ロッド２８の軸方向に設けられた油路３０の入口３０ａには第１の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。
図３(ｂ)は第２の実施形態の変形例１を示し、駆動ロッド２８の軸方向に設けられた油路３０の内部には第１の実施形態と同様の１個もしくは複数個の磁石部材４８が設けられている。
図３(ｃ)は第２の実施形態の変形例２を示し、駆動ロッド２８の軸方向に設けられた油路３０の入口３０ａには第１の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。さらに、駆動ロッド２８の軸方向に設けられた油路３０の内部には第１の実施形態と同様の磁石部材４８が設けられている。
図４(ａ)は第３の実施形態を示し、トラニオン２１に設けられた油路３１の油路出口３１ａに第１の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。
図４(ｂ)は第３の実施形態の変形例１を示し、トラニオン２１に設けられた油路３１の内部には第１の実施形態と同様の磁石部材４８が設けられている。
図４(ｃ)は第３の実施形態の変形例２を示し、トラニオン２１に設けられた油路３１の油路出口３１ａに第１の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。さらに、トラニオン２１に設けられた油路３１の内部には第１の実施形態と同様の磁石部材４８が設けられている。
図５(ａ)は第４の実施形態を示し、変位軸９の空洞部４５の入口４５ａには第１の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。
図５(ｂ)は第４の実施形態の変形例１を示し、変位軸９の空洞部４５の内部には第１の実施形態と同様の磁石部材４８が設けられている。
図５(ｃ)は第４の実施形態の変形例２を示し、変位軸９の空洞部４５の入口４５には第１の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。さらに、変位軸９の空洞部４５の内部には第１の実施形態と同様の磁石部材４８が設けられている。
図６は第５の実施形態を示し、トラニオン２１の内面２１ａとパワーローラ１０の背面との間で、トラニオン２１に設けられた油路３１の油路出口３１ａに対向して第１の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。
図７(ａ)は第６の実施形態を示し、パワーローラベアリング１１の外周にはシール部材４９が設けられている。このシール部材４９は円環状で、その一端がパワーローラ１０に固定され、他端は外輪１３の外周にラップしている。このシール部材４９はパワーローラベアリング１１が回転停止したとき、潤滑油中に掻き揚げられていた異物が落下してパワーローラベアリング１１に混入するのを防止することができる。回転中は遠心力でパワーローラベアリング１１の内側から外側へ潤滑油が飛散するため、外側から異物がパワーローラベアリング１１に入らないが、パワーローラベアリング１１の回転が止まっているときも潤滑油が供給されており、このとき、パワーローラベアリング１１の外側から異物が入ることがあるが、前述のようにシール部材４９によってパワーローラベアリング１１の外周を覆うことにより、異物の入り込みを防止できる。
図７(ｂ)は第６の実施形態の変形例を示し、パワーローラベアリング１１の外周にはシール部材４９が設けられている。このシール部材４９は第６の実施形態と同様で、その一端がパワーローラ１０に固定され、他端は外輪１３の端面に近接して設けられている。
なお、第６の実施形態は、シール部材４９について説明したが、このシール部材４９と第１〜第５の実施形態のメッシュフィルタ４７、磁石部材４８とを組合わせることにより、一層効果的である。
図８は第７の実施形態を示し、トラニオン２１の下端に設けられた軸、すなわち駆動ロッド２８の油路３０の途中には第１〜第６の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。従って、トラニオン２１の下端に設けられる駆動ロッド２８の穴加工の際に発生したバリ等がパワーローラベアリング１１へ運ばれることはなく、パワーローラベアリング１１の高寿命化が実現できる。
図９は第８の実施形態を示し、パワーローラ１０の内輪１０ａと外輪１３との間には変位軸９を囲繞するように、第１〜第７の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。従って、パワーローラベアリング１１の玉１２と転走面との間に異物の混入を防止でき、パワーローラベアリング１１の高寿命化が実現できる。
図１０は第９の実施形態を示し、パワーローラ１０の外輪１３と変位軸９とが一体に形成され、変位軸９の空洞部４５の内部には第１〜第８の実施形態と同様のメッシュフィルタ４７が設けられている。通常、外輪１３を変位軸９に挿入するとき、隙間から潤滑油が流れる可能性があるが、本実施形態のように、外輪１３と変位軸９とを一体とすることにより、空洞部４５からのみ潤滑油が流れる。しかし、この空洞部４５にメッシュフィルタ４７が配置されているため、コンタミを確実に除去できる。さらに、本実施形態は、トラニオン２１とパワーローラ１０の外輪１３との間に配置されたスラスト軸受５０の外周部にはシール部材５１が設けられている。従って、コンタミが詰まって流れにくくなったときに、潤滑油がスラスト軸受５０側から流れるのを防止できる。
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
この発明の第１の実施形態を示し、トラニオンの縦断側面図。 (ａ)は同実施形態のバルブボディを拡大した縦断側面図、(ｂ)(ｃ)は同実施形態の変形例を示す縦断側面図。 (ａ)はこの発明の第２の実施形態を示し、駆動ロッドの縦断側面図、(ｂ)(ｃ)は同実施形態の変形例を示す縦断側面図。 (ａ)はこの発明の第３の実施形態を示し、トラニオンの縦断側面図、(ｂ)(ｃ)は同実施形態の変形例を示す縦断側面図。 (ａ)はこの発明の第４の実施形態を示し、変位軸の縦断側面図、(ｂ)(ｃ)は同実施形態の変形例を示す縦断側面図。 この発明の第５の実施形態を示し、トラニオン及びパワーローラ周辺の縦断側面図。 (ａ)はこの発明の第６の実施形態を示し、パワーローラの一部を示す縦断側面図、(ｂ)は同実施形態の変形例を示す縦断側面図。 この発明の第７の実施形態を示し、トラニオンの縦断側面図。 この発明の第８の実施形態を示し、パワーローラ周辺部の縦断側面図。 この発明の第９の実施形態を示し、トラニオンの縦断側面図。 従来のトロイダル型無段変速機の縦断側面図。 図１１のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
符号の説明
１…入力軸、２…入力ディスク、３…出力ディスク、７…傾転軸、１０…パワーローラ、２１…トラニオン、３０，３１，３４…油路、４２…ラインフィルタ、４７…メッシュフィルタ、４８…磁石部材

Claims (9)

  1. 入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に傾転軸を有し、この傾転軸を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオンと、このトラニオンにパワーローラベアリングを介して回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、ラインフィルタから潤滑油を油路を通じて前記パワーローラベアリングへ供給する潤滑系とを備えたトロイダル型無段変速機において、
    前記ラインフィルタから前記油路の出口までの間に、この区間の異物を捕捉するメッシュフィルタを設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  2. 入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる位置に傾転軸を有し、この傾転軸を中心として傾転する少なくとも一対のトラニオンと、このトラニオンにパワーローラベアリングを介して回転自在に支持されるとともに前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、ラインフィルタを通過した潤滑油を油路を通じて前記パワーローラベアリングへ供給する潤滑系とを備えたトロイダル型無段変速機において、
    前記ラインフィルタから前記油路の出口までの間に、この区間の異物を捕捉する磁石部材を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  3. 請求項１または２において、前記パワーローラベアリングの外周側にシール部材を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  4. 請求項１に記載のメッシュフィルタと請求項２の磁石部材を組合わせてなることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  5. 請求項１に記載のメッシュフィルタと請求項２記載の磁石部材と請求項３のシール部材を組合わせてなることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  6. 請求項１または２において、前記メッシュフィルタを前記トラニオンの下端に設けられた軸内に配置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  7. 請求項１または２において、前記メッシュフィルタを前記パワーローラの内輪と外輪との間に配置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  8. 請求項１または２において、前記メッシュフィルタを前記パワーローラの外輪と一体に設けられた変位軸の油穴に配置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  9. 請求項８において、前記トラニオンと前記パワーローラの外輪との間に配置されたスラスト軸受の外周部にシール部材を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
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