JP2008106787A

JP2008106787A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2008106787A
Application number: JP2006287312A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ono; 誉洋大野; Eiji Kaneda; 栄治鉦打; Takeshi Takahashi; 高橋　　毅
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-05-08

Abstract

【課題】ディスクが入力軸に対して垂直の姿勢から傾斜したとしても、シール部材の締め代を確実に確保することができ、ディスクの背面に形成した油室からの油漏れを防止す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】入力軸２と、入力軸２に軸方向移動可能に連結され、一側面に凹湾曲状の軌道面３ｂを備えたディスク３と、ディスク３の軌道面とは反対側の背面とディスク３の外周面とを覆い、ディスク３の背面との間に油室９ａを形成するシリンダ９を有する油圧シリンダ装置とを備えたトロイダル型無段変速機において、シリンダ９に油室９ａの外周側でディスク３の背面に対向するシール受け面２２を設け、シール受け面２２とディスク３の背面との間に油室９ａの外周側をシールするＯリング２４を設け、シリンダ９に、ディスク３の外周側でシール受け面２２から離反する方向へのディスク３の移動を規制する規制部（当接部材）２７を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車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ものである。

近年、乗用車用の変速機として、従来のオートマチックトランスミッションに代えてトロイダル型無段変速機が注目されており、かかる無段変速機として、例えば下記特許文献１記載のものが公知である。

特許文献１記載のトロイダル型無段変速機は、一側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道面に接して回転しながら両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラと、入力ディスク及び出力ディスクの中心に挿通され、入力ディスクが一体回転可能に連結された入力軸とを備えている。

また、一方の入力ディスクは、入力軸にスプライン嵌合されることによって軸方向に移動可能に連結され、油圧シリンダ装置によって、対向する出力ディスクに向けて付勢されるようになっている。

油圧シリンダ装置は、例えば図４に示すように、入力ディスク１０３の外周面と、入力ディスク１０３の軌道面１０３ｂとは反対側の背面とを覆うシリンダ１０９を備えており、入力ディスク１０３の背面とシリンダ１０９との間には、油室１０９ａが形成されている。入力ディスク１０３の外周面とシリンダ１０９の内周面との間には、油室１０９ａ内の圧油の漏れを防止するためのＯリング（シール部材）１１０が設けられている。

特開２００２−２５０４２３号公報

図４に示すように、入力ディスク１０３は、軸方向に移動可能とするために入力軸１０２にスプライン嵌合されており、入力軸１０２に対して垂直の姿勢から若干の傾斜が許容されるようになっている。しかし、ローラ１１４から受ける反力等によって入力ディスク１０３が入力軸１０２に対して傾斜すると、入力軸１０２の外周面とシリンダ１０９との隙間が部分的に広がってＯリング１１０の締め代が十分に確保されなくなり、油漏れを生じる可能性がある。

本発明は、このような実状に鑑み、ディスクが入力軸に対して垂直の姿勢から傾斜したとしても、シール部材の締め代を確実に確保することができ、ディスクの背面に形成した油室からの油漏れを防止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を目的とする。

本発明のトロイダル型無段変速機は、入力軸と、この入力軸に軸方向移動可能に連結され、一側面にトルク伝達用のローラが転動する凹湾曲状の軌道面を備えたディスクと、このディスクの軌道面とは反対側の背面及び前記ディスクの外周面を覆い且つ前記ディスクの背面との間に油室を形成するシリンダを有している油圧シリンダ装置と、を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記シリンダに、前記油室の外周側において前記ディスクの背面に対向するシール受け面が設けられ、このシール受け面と前記ディスクの背面との間に、前記油室の外周側をシールするシール部材が設けられ、前記シリンダには、前記ディスクの外周側で前記シール受け面から離反する方向への前記ディスクの移動を規制する規制部が設けられていることを特徴としている。

これによれば、ディスクは、規制部によってシール受け面から離反する方向への移動が規制されているので、入力軸に対して垂直の姿勢から傾斜したとしても、シール受け面とディスクの背面との隙間を所定内に収めることができる。したがって、シール部材の締め代を確実に確保することができ、油室からの作動油の漏れを防止することができる。

前記規制部は、前記ディスクの軌道面側の外周部に当接するように前記シリンダの内周面から突出する当接部材を有していることが好ましい。これによって、ディスクの移動を簡素な構造で規制することができる。

前記当接部材は、前記シリンダの内周面に着脱可能に取り付けられていることが好ましい。これによって、シリンダから当接部材を取り外した状態で、シリンダ内にディスクを組み込むことができる。換言すると、シリンダ内にディスクを組み込む際に、当接部材が邪魔になることがない。

本発明によれば、入力軸に対してディスクが傾斜したとしてもシール部材の締め代を確実に確保することができ、油室からの油漏れを確実に防止することができる。

〔第１の実施形態〕
（トロイダル型無段変速機の全体構成）
図１は、本発明の第１実施形態にかかるトロイダル型無段変速機の要部を示す概略断面図である。本実施形態のトロイダル型無段変速機のバリエータ１は、乗用車等の車両のエンジンＥにより回転駆動される入力軸（回転軸）２を備えている。この入力軸２の両端近傍には、それぞれ入力ディスク３，３が連結され、入力ディスク３の一側面には、凹湾曲状の軌道面３ｂが形成されている。

入力ディスク３，３の中心には、複数の溝を形成したスプライン孔３ａが形成され、入力軸２の両端近傍の外周面には、複数の突条を形成したスプライン軸部２ａが形成されている。入力ディスク３，３は、スプライン孔３ａにスプライン軸部２ａを嵌合することによって、入力軸２に一体回転可能で且つ軸方向に移動可能に嵌合されている。

図１において、右側に配置された入力ディスク３は、入力軸２から径方向外方に突設された係止鍔部２ｂによって、右方向（左側の入力ディスク３から離れる方向）への移動が規制されている。左側に配置された入力ディスク３は、油圧シリンダ装置のシリンダ９内に配置されている。この油圧シリンダ装置の詳細については後述する。

入力軸２の軸方向中央部には、バリエータ１の出力部１０が入力軸２に対して相対回転可能に支持されている。この出力部１０は、出力部材１１と、この出力部材１１にそれぞれ一体回転可能に連結された一対の出力ディスク１２，１２とを備えている。出力部材１１の外周面には、動力伝達用チェーン１３と噛み合うスプロケットギヤ１１ａが形成されている。

各出力ディスク１２の一側面には、凹湾曲状の軌道面１２ｂがそれぞれ入力ディスク３の軌道面３ｂに対向して配置されている。各入力ディスク３の軌道面３ｂと、これに対向する各出力ディスク１２の軌道面１２ｂとの間には、それぞれトロイド状間隙が形成されている。各トロイド状間隙には、各軌道面３ｂ、１２ｂと圧接して回転軸１５回りに回転する円盤状のローラ１４が円周等配に３個（図例では、１個のみを表示）設けられている。各ローラ１４は、図１に２点鎖線で示すように、キャリッジ（支持部材）１６によって各軌道面３ｂ、１２ｂに対する相対的な接触位置を調整できるようになっている。

（油圧シリンダ装置の構成）
油圧シリンダ装置は、左側の入力ディスク３をピストンとして内装する前記シリンダ９を備えている。シリンダ９は、ケーシング４と、バックアップ板５とを有し、ケーシング４は、入力ディスク３の外周面と、軌道面３ｂとは反対側の背面とを覆っている。バックアップ板５は、ケーシング４内で入力ディスク３の背面に対向するように配置されている。

バックアップ板５は、ケーシング４の外周筒１８の内周面に内接するように配置されている。また、バックアップ板５は、止め輪７を介して入力軸２に固定された規制リング６によって、図１の左方への移動が規制され、さらに、規制リング６の外周に装着されたワッシャ８によって、図１の右方への予圧が付与されている。

バックアップ板５と、入力ディスク３と、ケーシング４の外周筒部１８との間によって囲まれる空間は油室９ａとされている。油室９ａには、入力軸２の端部に形成された作動油路２ｃ，２ｄを介して、図示しない油圧動力源から端末負荷としての圧油が供給されるようになっている。

（油圧シリンダ装置のシール構造）
図２は、油圧シリンダ装置のシール構造を示す拡大概略断面図である。油圧シリンダ装置は、油室９ａから外部へ圧油が漏れるのを防止するために、適宜個所にシール部材を備えている。具体的には、バックアップ板５の外周面とケーシング４の外周筒１８の内周面との間、及び、バックアップ板５の内周面と入力軸２との間には、それぞれＯリングからなるシール部材５ａ，５ｂが設けられている。

また、入力ディスク３において、スプライン孔３ａの軸方向一端部には径方向外側へ凹んだ凹部２０が形成されており、この凹部２０には、入力軸２との間をシールするＯリングからなるシール部材２１が設けられている。

一方、ケーシング４の外周筒１８は、入力ディスク３の外周側を覆う第１の部分１８ａと、バックアップ板５の外周側を覆う第２の部分１８ｂとを有し、第１，第２の部分１８ａ，１８ｂは一体的に形成されている。第１の部分１８ａは、第２の部分１８ｂよりも大径であり、第１の部分１８ａと第２の部分１８ｂとの間には、入力ディスク３の背面に対向するシール受け面２２が形成されている。シール受け面２２には、環状溝２３が形成され、該環状溝２３には、シール受け面２２と入力ディスク３の背面との間をシールするＯリングからなるシール部材２４が取り付けられている。

また、第１の部分１８ａの内周面には、径方向内方に突出する当接部材２７が設けられている。本実施形態の当接部材２７は、環状の止め輪により構成され、第１の部分１８ａの内周面に形成された凹溝２６に着脱可能に嵌合されている。止め輪２７は、入力ディスク３の軌道面３ｂ側の外周部に当接することによって、入力ディスク３の右方（シール受け面２２から離れる方向）への移動を規制する規制部を構成している。

また、止め輪２７は、入力ディスク３の外周部の厚さを考慮してＯリング２４の締め代を確保できる程度に、Ｏリング２４（環状溝２３の底部の位置）からの距離Ｔが設定されるようになっている。

上記構成において、図１に示すように、油室９ａに端末負荷としての圧油が供給されると、左側の入力ディスク３が右方に付勢され、ローラ１４を介して左側の出力ディスク１２が右方に付勢される。これにより、左側の出力ディスク１２から出力部材１１を介して右側の出力ディスク１２が右方に付勢される。さらに、右側の出力ディスク１２からローラ１４を介して右側の入力ディスク３が押圧されるが、右側の入力ディスク３は係止鍔部２ｂによって移動が規制されているので、端末負荷はバリエータ１全体に付与され、左右のローラ１４が両ディスク３，１２間において所定の圧力で挟持される。

このように端末負荷が付与されると、入力ディスク３，３からローラ１４を介して出力ディスク１２，１２にトルクが伝達される。また、ローラ１４の軌道面３ｂ，１２ｂに対する接触位置を調整することによって、出力ディスク１２，１２の回転数が増減されるようになっている。

上記油圧シリンダ装置において、シリンダ９を構成するケーシング４に、油室９ａの外周側において入力ディスク３の背面に対向するシール受け面２２を設け、このシール受け面２２と入力ディスク３との間にＯリング２４を設け、さらに、ケーシング４に、入力ディスク３の移動を規制する止め輪２７を設けているので、シール受け面２２と入力ディスク３の背面との隙間が所定以上に広がってしまうことがない。そのため、Ｏリング２４の締め代を確実に確保することができる。したがって、例えば、ローラ１４から受ける反力等に起因して、入力ディスク３が入力軸２に対して垂直の姿勢から傾斜したとしても、Ｏリング２４を経て油が漏れてしまうことはほとんど無い。

また、前記止め輪２７は、ケーシング４に形成した凹溝２６内に着脱可能に嵌合されるようになっているので、止め輪２７を取り外した状態で、ケーシング４内にバックアップ板５や入力ディスク３を容易に組み付けることができ、止め輪２７が当該組み付けの作業の邪魔になることがない。

〔第２の実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係る油圧シリンダ装置のシール構造を示す拡大概略断面図である。本実施形態は、ケーシング４の構造が、第１実施形態とは異なっている。すなわち、本実施形態では、入力ディスク３の外周面を覆う第１の部分１８ａと、バックアップ板５の外周面を覆う第２の部分１８ｂとが別体に（分割して）形成され、両者は、止め輪３１によって互いに軸方向に離反する方向への移動が規制されている。

止め輪３１は、第１の部分１８ａの内周面に形成した凹溝３２に着脱自在に嵌合されている。第２の部分１８ｂの入力ディスク３側の端部は、径方向外方に屈曲し、止め輪３１に当接（係合）している。また、止め輪３１は、入力ディスク３の外周部の厚さを考慮してＯリング２４の締め代を十分に確保できる程度に、当接部材２７からの距離Ｔ′が設定されるようになっている。

本実施形態の当接部材２７は、第１の部分１８ａに一体的に形成されている。本実施形態では、当接部材２７及び止め輪（第２の当接部材）３１により、規制部が構成されている。

本実施形態においても第１実施形態と同様に、Ｏリング２４の締め代を確実に確保することができ、入力ディスク３が入力軸２に対して垂直の姿勢から傾斜したとしても、Ｏリング２４を経て圧油が漏れてしまうことはほとんど無い。

また、止め輪３１は、ケーシング４の第１の部分１８ａに形成した凹溝３２内に着脱可能に嵌合されているので、止め輪３１を取り外した状態で、第１の部分１８ａに対して入力ディスク３や第２の部分１８ｂを容易に組み付けることができ、止め輪３１が当該組み付けの作業の邪魔になることがない。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、上記第２実施形態において、当接部材２７を、第１実施形態と同様に止め輪により構成することができる。また、上記各実施形態では、油圧シリンダ装置によって入力ディスク３に端末負荷を与えているが、出力ディスク１２に端末負荷を与える形式のもの（例えば、特開２００４−２３２６９４号公報参照）における、シリンダと出力ディスクとの間のシール構造にも本発明を適用することが可能である。

本発明の第１実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部を示す概略断面図である。油圧シリンダ装置のシール構造を示す拡大概略断面図である。本発明の第２実施形態に係る油圧シリンダ装置のシール構造を示す拡大概略断面図である。従来技術にかかる油圧シリンダ装置のシール構造を示す概略断面図である。

符号の説明

１バリエータ
２入力軸
３入力ディスク
９シリンダ
９ａ油室
１２出力ディスク
２２シール受け面
２４Ｏリング（シール部材）
２７止め輪（当接部材，規制部）
３１止め輪（第２の当接部材，規制部）

Claims

入力軸と、この入力軸に軸方向移動可能に連結され、一側面にトルク伝達用のローラが転動する凹湾曲状の軌道面を備えたディスクと、このディスクの軌道面とは反対側の背面及び前記ディスクの外周面を覆い且つ前記ディスクの背面との間に油室を形成するシリンダを有している油圧シリンダ装置と、を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記シリンダに、前記油室の外周側において前記ディスクの背面に対向するシール受け面が設けられ、このシール受け面と前記ディスクの背面との間に、前記油室の外周側をシールするシール部材が設けられ、前記シリンダには、前記ディスクの外周側で前記シール受け面から離反する方向への前記ディスクの移動を規制する規制部が設けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
前記規制部が、前記ディスクの軌道面側の外周部に当接するように前記シリンダの内周面から突出する当接部材を有している請求項１記載のトロイダル型無段変速機。
前記当接部材が、前記シリンダの内周面に着脱可能に取り付けられている請求項２記載のトロイダル型無段変速機。