JP2013167333A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性能を向上することができる無段変速機を提供することを目的とする。
【解決手段】無段変速機は、第１回転要素、第２回転要素、転動部材、支持軸、支持回転要素を備える。支持回転要素は、第１ガイド部が設けられた第１固定要素、第２ガイド部４５が設けられた可動要素、スリット部４６が設けられた第２固定要素４３を有する。支持軸５１は、第２ガイド部４５内に供給された潤滑媒体を転動部材に供給する供給路を有すると共に端部５３の外径φ１が中間部５４の外径φ２より大きい。第２固定要素４３は、第２ガイド部４５の開口を覆うと共に、スリット部４６の幅Ｄが支持軸５１の他端部５３の外径φ１より狭い。したがって、無段変速機は、潤滑性能を向上することができる、という効果を奏する。
【選択図】図５

Description

本発明は、無段変速機に関する。

いわゆるトラクションドライブ方式の従来の変速機として、例えば、特許文献１には回転中心となる変速機軸と、この変速機軸の中心軸線を第１回転中心軸線とする相対回転可能な複数の回転要素と、第１回転中心軸線を中心にして放射状に複数配置した転動部材としての遊星ボールとを含んで構成される無段変速機（ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳＬＹ ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＳ）が開示されている。この無段変速機は、複数の回転要素として、遊星ボールを挟持する入出力リング、遊星ボールを傾転可能に支持するキャリア、外周面が遊星ボールと接触するサンローラ等を含んで構成され、遊星ボールを傾転させることで変速比を無段階に変化させる。そして、この無段変速機は、遊星ボールの支持軸（スピンドル）に軸心油路を設け、支持軸端部に潤滑油を供給する油孔を設けている。

米国特許出願公開第２０１０／００９３４７９号明細書

ところで、上述のような特許文献１に記載されている無段変速機は、例えば、潤滑性能の点で更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、潤滑性能を向上することができる無段変速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る無段変速機は、回転中心となる変速機軸と、前記変速機軸に軸方向に対向して配置され、共通の第１回転中心軸線を回転中心として相対回転可能である第１回転要素及び第２回転要素と、前記第１回転中心軸線とは異なる第２回転中心軸線を回転中心として回転可能であり前記第１回転要素と前記第２回転要素とに挟持され当該第１回転要素及び当該第２回転要素との間でトルクを伝達可能である転動部材と、前記第２回転中心軸線を回転中心として前記転動部材を支持し両端部が当該転動部材から突出した支持軸と、前記第１回転中心軸線を回転中心として前記第１回転要素、及び、前記第２回転要素と相対回転可能に前記変速機軸に配置されると共に、前記支持軸の一端部側に前記変速機軸と相対回転不能に設けられる第１固定要素と、前記支持軸の他端部側に前記第１固定要素と対向して配置され前記変速機軸と相対回転可能に設けられる可動要素と、前記第１回転中心軸線に沿った方向に対して前記転動部材と前記可動要素との間に配置され前記第１固定要素と相対回転不能に設けられる第２固定要素とを有し、前記支持軸を保持する支持回転要素とを備え、前記支持回転要素は、前記第１固定要素に前記第１回転中心軸線と直交する方向に延在しかつ前記転動部材に向かって開口して形成されると共に前記支持軸の一端部が挿入され当該支持軸の一端部の移動を案内可能である第１ガイド部と、前記可動要素に前記第１回転中心軸線と直交する方向に対して傾斜した方向に延在しかつ前記転動部材に向かって開口して形成されると共に前記支持軸の他端部が挿入され当該支持軸の他端部の移動を案内可能である第２ガイド部と、前記第２固定要素に前記第１回転中心軸線と直交する方向に延在しかつ前記第１回転中心軸線に沿った方向に貫通して形成されると共に前記支持軸の両端部の間の中間部が挿入され当該支持軸の中間部の移動を許容するスリット部とによって、前記支持軸を前記転動部材の傾転動作が可能な状態で保持し、前記第１固定要素と前記可動要素との相対回転に伴った前記第１ガイド部と前記第２ガイド部との相対変位によって前記支持軸と共に前記転動部材を傾転させ各回転要素間の回転速度比である変速比を変更可能であり、前記支持軸は、前記第２ガイド部内に供給された潤滑媒体を前記転動部材に供給する供給路を有すると共に端部の外径が前記中間部の外径より大きく、前記第２固定要素は、前記第２ガイド部の開口を覆うと共に、前記スリット部の、前記中間部の移動方向に直交する方向の幅が前記第２ガイド部によって案内される前記支持軸の他端部の外径より狭いことを特徴とする。

また、上記無段変速機では、前記第２ガイド部は、前記第１回転中心軸線側とは反対側の端部が開放されているものとすることができる。

また、上記無段変速機では、前記第２ガイド部は、前記第１回転中心軸線側とは反対側の端部が閉止されているものとすることができる。

本発明に係る無段変速機は、潤滑性能を向上することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る無段変速機の概略断面図である。 図２は、実施形態に係る無段変速機の部分断面図である。 図３は、実施形態に係る無段変速機の固定キャリアについて説明する平面図である。 図４は、実施形態に係る無段変速機の可動キャリアについて説明する平面図である。 図５は、実施形態に係る無段変速機のカバープレートについて説明する平面図である。 図６は、変形例に係る無段変速機の可動キャリアについて説明する平面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る無段変速機の概略断面図、図２は、実施形態に係る無段変速機の部分断面図、図３は、実施形態に係る無段変速機の固定キャリアについて説明する平面図、図４は、実施形態に係る無段変速機の可動キャリアについて説明する平面図、図５は、実施形態に係る無段変速機のカバープレートについて説明する平面図、図６は、変形例に係る無段変速機の可動キャリアについて説明する平面図である。

本実施形態の無段変速機は、車両に搭載され、内燃機関などの動力源が発生する動力（トルク）を車両の駆動輪に伝達するものである。この無段変速機は、接触させた回転要素間に介在させた流体例えばトラクション油（伝達油）によってこの回転要素間で動力を伝達可能ないわゆるトラクションドライブ方式の無段変速機である。無段変速機は、一方の回転要素と他方の回転要素との接触面に介在するトラクション油をせん断するときに生ずる抵抗力（トラクション力、トラクション油膜のせん断力）を利用して動力（トルク）を伝達する。本実施形態の無段変速機は、いわゆるボールプラネタリ式無段変速機（ＣＶＰ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ）である。

具体的には、図１、図２に示すように、本実施形態の無段変速機１の主要部を成す無段変速機構は、共通の第１回転中心軸線Ｒ１を有し相互間での相対回転が可能な第１回転要素としての第１回転部材１０、第２回転要素としての第２回転部材２０、第３回転要素としてのサンローラ３０及び第４回転要素であり支持回転要素としてのキャリア４０とを備える。さらに、無段変速機１は、第１回転中心軸線Ｒ１とは異なる第２回転中心軸線Ｒ２を各々有する複数の転動部材としての遊星ボール５０と、第１回転部材１０、第２回転部材２０、サンローラ３０等の回転中心となる変速機軸６０とを備える。無段変速機１は、第２回転中心軸線Ｒ２を第１回転中心軸線Ｒ１に対して傾斜させ、キャリア４０によって傾転自在に保持される遊星ボール５０を傾転させることによって、入出力間の変速比を変えるものである。

なお、以下の説明では、特に断りのない限り、第１回転中心軸線Ｒ１や第２回転中心軸線Ｒ２に沿う方向を軸方向、第１回転中心軸線Ｒ１周りの方向を周方向という。また、第１回転中心軸線Ｒ１に直交する方向を径方向といい、その中でも、内方に向けた側を径方向内側、外方に向けた側を径方向外側という。

無段変速機１は、典型的には、第１回転部材１０と第２回転部材２０とサンローラ３０とキャリア４０との間で各遊星ボール５０を介したトルクの伝達が行われる。例えば、無段変速機１は、第１回転部材１０、第２回転部材２０、サンローラ３０及びキャリア４０のうちの１つがトルク（動力）の入力部となり、残りの回転要素の内の少なくとも１つがトルクの出力部となる。そして、無段変速機１は、入力部となる何れかの回転要素と出力部となる何れかの回転要素との間の回転速度（回転数）の比が変速比となる。ここでは、無段変速機１は、第１回転部材１０が入力部、第２回転部材２０が出力部となる場合を説明する。

また、無段変速機１は、変速機軸６０の中心軸（第１回転中心軸線Ｒ１）を中心にして放射状に複数個の遊星ボール５０が配置される。遊星ボール５０は、第２回転中心軸線Ｒ２を回転中心として回転（自転）可能である。遊星ボール５０は、変速機軸６０にこの変速機軸６０の軸方向に対向して配置させた第１回転部材１０と第２回転部材２０とに挟持される。また、遊星ボール５０は、キャリア４０に自転可能に支持される。無段変速機１は、第１回転部材１０、第２回転部材２０のうちの少なくとも一方を遊星ボール５０に押し付けることによって、第１回転部材１０、第２回転部材２０、サンローラ３０と遊星ボール５０との間に適切な摩擦力（トラクション力）を発生させ、その間におけるトルクの伝達を可能にする。また、無段変速機１は、遊星ボール５０を第２回転中心軸線Ｒ２と第１回転中心軸線Ｒ１とを含む傾転平面上で傾転させ、第１回転部材１０と第２回転部材２０との間の回転速度（回転数）の比を変化させることによって、入出力間の回転速度（回転数）の比を変える。

なお、無段変速機１は、第１回転部材１０、第２回転部材２０、サンローラ３０、キャリア４０の全てが変速機軸６０に対して相対回転可能なものもあれば、第１回転部材１０、第２回転部材２０、サンローラ３０、キャリア４０のうちの何れか１つを変速機軸６０に対して相対回転できない構成とするものもある。以下においては、キャリア４０の一部が変速機軸６０に対して固定される例について説明するがこれに限られない。ここでは、変速機軸６０は、中心軸を第１回転中心軸線Ｒ１に一致させた円柱状に形成され、不図示の筐体や車体等における無段変速機１の固定部に固定し当該固定部に対して相対回転させぬよう構成した固定軸である。

以下、無段変速機１の各構成について詳細に説明する。

第１回転部材１０、第２回転部材２０は、中心軸を第１回転中心軸線Ｒ１に一致させた円盤部材（ディスク）や円環部材（リング）であり、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向で対向させて各遊星ボール５０を挟み込むように配設する。この例示においては、双方とも円環部材とする。第１回転部材１０、第２回転部材２０は、共通の第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転可能である。

第１回転部材１０と第２回転部材２０とは、内周面に各遊星ボール５０の径方向外側の外周曲面と接触する接触面１０ａ、２０ａを有している。第１回転部材１０、第２回転部材２０の各接触面１０ａ、２０ａは、例えば、遊星ボール５０の外周曲面の曲率と同等の曲率の凹円弧面、外周曲面の曲率とは異なる曲率の凹円弧面、凸円弧面又は平面等の形状を成している。ここでは、各接触面１０ａ、２０ａは、後述する基準位置の状態（第１回転中心軸線Ｒ１と第２回転中心軸線Ｒ２とが平行である状態）で、第１回転中心軸線Ｒ１から当該遊星ボール５０との接触部分までの距離が同等の長さになるように形成され、第１回転部材１０、第２回転部材２０の各遊星ボール５０に対する各接触角θが同等の角度になるようにしている。

ここで、接触角θとは、基準から遊星ボール５０と各接触面１０ａ、２０ａとの接触部分までの角度のことである。ここでは、径方向を基準にしている。第１回転部材１０、第２回転部材２０の遊星ボール５０との接触面１０ａ、２０ａは、遊星ボール５０の外周曲面に対して点接触又は面接触している。また、第１回転部材１０、第２回転部材２０の遊星ボール５０との接触面１０ａ、２０ａは、第１回転部材１０、第２回転部材２０から遊星ボール５０に向けて軸方向の力が加わった際に、遊星ボール５０に対して径方向内側で且つ斜め方向の力（法線力Ｆｎ）が加わるように形成されている。

この無段変速機１は、第１回転部材１０を無段変速機１の正駆動時（入力部としての回転要素にトルクが入力される場合）におけるトルク入力部（入力リング）として機能させる。また、無段変速機１は、第２回転部材２０を無段変速機１の正駆動時におけるトルク出力部（出力リング）として機能させる。無段変速機１は、第１回転部材１０にトルクカム７０を介して入力軸１１が連結される。また、無段変速機１は、第２回転部材２０にトルクカム７１を介して出力軸２１が連結される。入力軸１１は、筒状部１１ａ、円盤部１１ｂ等を含んで構成される。入力軸１１は、円盤部１１ｂ側がトルクカム７０を介して第１回転部材１０に連結され、筒状部１１ａ側が車両の動力源側に連結される。出力軸２１は、第１筒状部２１ａ、円盤部２１ｂ、第２筒状部２１ｃ等を含んで構成される。出力軸２１は、第１筒状部２１ａ側が円環部材７２、トルクカム７１を介して第２回転部材２０に連結され、第２筒状部２１ｃ側が車両の駆動輪側に連結される。入力軸１１、出力軸２１は、第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として変速機軸６０と相対回転可能に設けられる。入力軸１１と出力軸２１とは、その相互間においても軸受Ｂ１やスラスト軸受ＴＢを介して相対回転可能である。

トルクカム７０、７１は、回転トルクを第１回転中心軸線Ｒ１に沿った軸力に変換するトルク軸力変換機構であり、押圧力発生機構である。このトルクカム７０、７１が発生させる軸力とは、第１回転部材１０、第２回転部材２０を各遊星ボール５０に押し付けるための押圧力である。トルクカム７０は、第１回転部材１０と入力軸１１との間に配設される。トルクカム７１は、第２回転部材２０と出力軸２１との間に配設される。トルクカム７０は、入力軸１１と第１回転部材１０との間で回転トルクを伝達する際に、伝達されるトルクの大きさに応じて第１回転部材１０に対して軸方向に沿った各遊星ボール５０側への推力（軸力）を発生させる。トルクカム７１は、出力軸２１と第２回転部材２０との間で回転トルクを伝達する際に、伝達されるトルクの大きさに応じて第２回転部材２０に対して軸方向に沿った各遊星ボール５０側への推力（軸力）を発生させる。

なお、この無段変速機１においては、第１回転部材１０をトルク出力部とし、且つ、第２回転部材２０をトルク入力部とすることも可能であり、その場合、入力軸１１として設けているものを出力軸として利用し、出力軸２１として設けているものを入力軸として利用する。また、無段変速機１においては、サンローラ３０やキャリア４０をトルク入力部やトルク出力部として用いる場合には、後述のサンローラ３０やキャリア４０に対して別途構成した入力軸や出力軸を連結する。

サンローラ３０は、中心軸を第１回転中心軸線Ｒ１に一致させた円筒状のものであり、軸受ＲＢ１、ＲＢ２によって変速機軸６０に対する周方向への相対回転を行えるよう支持される。つまり、サンローラ３０は、変速機軸６０、第１回転部材１０、第２回転部材２０、後述のキャリア４０に対して第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転可能に変速機軸６０に配置される。さらに、サンローラ３０は、変速機軸６０の軸方向に対して、軸受ＲＢ１の外輪、軸受ＲＢ２の外輪等によって位置決めされており、変速機軸６０の軸方向に対して相対移動不能に固定される。

サンローラ３０は、外周面３１が複数個の遊星ボール５０と接触する。サンローラ３０の外周面３１には、複数個の遊星ボール５０が放射状に略等間隔で配置される。したがって、サンローラ３０は、外周面３１が遊星ボール５０の自転の際の転動面となる。サンローラ３０は、自らの回転動作によって各遊星ボール５０を転動（自転）させることもできれば、各遊星ボール５０の転動動作（自転動作）に伴って回転することもできる。

なお、本実施形態のサンローラ３０は、軸受ＲＢ１、軸受ＲＢ２によって支持される第１分割構造体３２、第１分割構造体３２の外周面に固定される第２分割構造体３３、第１分割構造体３２の外周面にアンギュラ軸受ＡＢを介して支持される第３分割構造体３４の３つの部位からなる分割構造となっている。これにより、この無段変速機１は、サンローラ３０と遊星ボール５０との間のスピン損失を低減させ、動力伝達効率の低下を抑えることができる。この場合、サンローラ３０の外周面３１は、第２分割構造体３３の外周面、及び、第３分割構造体３４の外周面によって構成される。なお、このサンローラ３０は、このような分割構造でなくてもよい。

キャリア４０は、変速機軸６０に配置され、第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として第１回転部材１０、第２回転部材２０、サンローラ３０等と相対回転可能であり、遊星ボール５０の支持軸（スピンドル）５１を遊星ボール５０の傾転動作が可能な状態で保持するものである。

ここで、遊星ボール５０は、支持軸５１を介してキャリア４０によって傾転自在に保持されるものである。遊星ボール５０は、サンローラ３０の外周面３１上を転がる転動部材である。遊星ボール５０は、完全な球状体であることが好ましいが、少なくとも転動方向にて球形を成すもの、例えばラグビーボールの様な断面が楕円形状のものであってもよい。遊星ボール５０は、その中心を通って貫通させた支持軸５１によって回転自在に支持される。支持軸５１は、第２回転中心軸線Ｒ２を回転中心として遊星ボール５０を支持し両端部が遊星ボール５０から突出している。例えば、遊星ボール５０は、支持軸５１の外周面との間に配設したラジアル軸受ＲＢ３、ＲＢ４によって、第２回転中心軸線Ｒ２を回転軸とした支持軸５１に対する相対回転（つまり自転）ができるようにしている。したがって、遊星ボール５０は、支持軸５１の第２回転中心軸線Ｒ２を中心にしてサンローラ３０の外周面３１上を転動することができる。

支持軸５１の基準となる位置は、図１に示すように、第２回転中心軸線Ｒ２が第１回転中心軸線Ｒ１と平行になる位置である。支持軸５１は、基準位置で形成される自身の回転中心軸（第２回転中心軸線Ｒ２）と第１回転中心軸線Ｒ１とを含む傾転平面内において、基準位置とそこから傾斜させた位置との間を遊星ボール５０と共に揺動（傾転）することができる。この傾転は、傾転平面内で遊星ボール５０の中心を支点にして行われる。そして、遊星ボール５０から突出した支持軸５１の両端は、次に説明するようにキャリア４０に各遊星ボール５０の傾転動作が可能な状態で保持される。

キャリア４０は、各遊星ボール５０の傾転動作を妨げないように、遊星ボール５０を支持する支持軸５１の端部を支持する。本実施形態のキャリア４０は、第１固定要素としての固定キャリア４１と、可動要素としての可動キャリア４２と、第２固定要素としてのプレート４３とを有する。固定キャリア４１、可動キャリア４２、プレート４３は、いずれも中心軸を第１回転中心軸線Ｒ１に一致させた円環板状のものであり、変速機軸６０上に設けられる。ここでは、固定キャリア４１は、第１回転部材１０、トルクカム７０等の径方向内側に配置され、可動キャリア４２、プレート４３は、第２回転部材２０、トルクカム７１等の径方向内側に配置される。

固定キャリア４１は、支持軸５１の一端部である端部５２側に変速機軸６０と相対回転不能に設けられる。固定キャリア４１は、内周面側にてボルト等を介して変速機軸６０のフランジ部に固定される。可動キャリア４２は、支持軸５１の他端部である端部５３側に固定キャリア４１と対向して配置され変速機軸６０と相対回転可能に設けられる。すなわち、固定キャリア４１と可動キャリア４２とは、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に対して、遊星ボール５０を挟んで対向するようにして配置される。可動キャリア４２は、内周面側にて軸受等を介して変速機軸６０の外周面上に第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転可能に支持される。したがって、可動キャリア４２と固定キャリア４１とは、第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転可能である。プレート４３は、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に対して遊星ボール５０と可動キャリア４２との間に配置され固定キャリア４１と相対回転不能に設けられる。プレート４３は、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に沿った複数の連結軸等を介して固定キャリア４１に対して固定される。固定キャリア４１とプレート４３とは、連結軸等を介して連結されることで全体として籠状の構造となっている。したがって、可動キャリア４２とプレート４３とは、第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転可能である。そして、固定キャリア４１は、第１ガイド部４４を有し、可動キャリア４２は、第２ガイド部４５を有し、プレート４３は、スリット部４６を有する。

第１ガイド部４４は、図１、図２、図３に示すように、固定キャリア４１に第１回転中心軸線Ｒ１と直交する径方向に延在しかつ遊星ボール５０に向かって開口して形成される。第１ガイド部４４は、有底のガイド溝部として形成され、すなわち、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に対して固定キャリア４１を貫通していない構成となっている。ここでは、第１ガイド部４４は、直線状に形成され第１回転中心軸線Ｒ１側とは反対側の端部、すなわち、径方向外側の端部が開放されている。第１ガイド部４４は、複数の遊星ボール５０（ここでは８つ）に対応して、第１回転中心軸線Ｒ１を中心として放射状に複数（ここでは８つ）設けられる。複数の第１ガイド部４４は、第１回転中心軸線Ｒ１周りに等間隔で設けられる。第１ガイド部４４は、支持軸５１の端部５２が挿入されこの支持軸５１の端部５２の移動を案内可能である。ここでは、支持軸５１の端部５２は、第１ガイド部４４によって径方向への移動が案内されるガイド端部として機能する。

第２ガイド部４５は、図１、図２、図４に示すように、可動キャリア４２に第１回転中心軸線Ｒ１と直交する径方向に対して傾斜した方向に延在しかつ遊星ボール５０に向かって開口して形成される。第２ガイド部４５は、有底のガイド溝部として形成され、すなわち、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に対して可動キャリア４２を貫通していない構成となっている。ここでは、第２ガイド部４５は、直線状に形成されると共に、第１回転中心軸線Ｒ１を通る径方向に沿った直線に対して略平行にオフセットされた位置に形成される。また、第２ガイド部４５は、径方向外側の端部が開放されている。第２ガイド部４５は、第１ガイド部４４と同様に、複数の遊星ボール５０（ここでは８つ）に対応して複数（ここでは８つ）設けられる。各第２ガイド部４５は、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に見た場合（図１中、矢印Ａ方向に見た場合）に、それぞれ対応する第１ガイド部４４と一部が重なって交差する位置に形成される。この第１ガイド部４４と第２ガイド部４５との交差部位は、固定キャリア４１と可動キャリア４２とが第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転することで、径方向に沿って移動することとなる。そして、第２ガイド部４５は、支持軸５１の端部５３が挿入されこの支持軸５１の端部５３の移動を案内可能である。ここでは、支持軸５１の端部５３は、第２ガイド部４５によって移動が案内されるガイド端部として機能する。第２ガイド部４５は、内側壁面と端部５３の外周面とが当接することで、端部５３を支持し所定の径方向位置で位置決めする。

なお、第２ガイド部４５は、第１回転中心軸線Ｒ１と直交する径方向に対して傾斜した方向に延在する円弧状に形成され、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に見た場合に、第１ガイド部４４と一部が重なって交差する位置に形成されてもよい。

スリット部４６は、図１、図２、図５に示すように、プレート４３に第１回転中心軸線Ｒ１と直交する径方向に延在しかつ第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に貫通して形成される。すなわち、スリット部４６は、プレート４３を第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に貫通したスリット孔として形成される。ここでは、スリット部４６は、直線状に形成され径方向外側の端部が開放されている。スリット部４６は、第１ガイド部４４と同様に、複数の遊星ボール５０（ここでは８つ）に対応して、第１回転中心軸線Ｒ１を中心として放射状に複数（ここでは８つ）設けられる。複数のスリット部４６は、第１回転中心軸線Ｒ１周りに等間隔で設けられる。各スリット部４６は、固定キャリア４１とプレート４３とが固定された状態で、対応する第１ガイド部４４と第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に対して対向する。したがって、各スリット部４６は、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に見た場合（図１中、矢印Ａ方向に見た場合）に、それぞれ対応する第２ガイド部４５と一部が重なって交差する位置に形成される。このスリット部４６と第２ガイド部４５との交差部位は、第１ガイド部４４と第２ガイド部４５との交差部位と同様に、固定キャリア４１と可動キャリア４２とが第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転することで、径方向に沿って移動することとなる。そして、スリット部４６は、支持軸５１の両端部、すなわち、端部５２、端部５３との間の中間部５４が挿入されこの支持軸５１の中間部５４の移動を許容する。

上記のように構成されるキャリア４０は、第１ガイド部４４と第２ガイド部４５とスリット部４６とによって、支持軸５１を遊星ボール５０の傾転動作が可能な状態で保持する。そして、キャリア４０は、固定キャリア４１と可動キャリア４２との相対回転に伴った第１ガイド部４４と第２ガイド部４５との相対変位によって支持軸５１と共に遊星ボール５０を傾転させ各回転要素間の回転速度比である変速比を変更可能である。

ここで、無段変速機１は、遊星ボール５０の傾転角が基準位置、すなわち、０度のときに、第１回転部材１０と第２回転部材２０とが同一回転速度（同一回転数）で回転する。つまり、このときには、第１回転部材１０と第２回転部材２０との回転比（回転速度又は回転数の比）が１となり、変速比γが１になっている。例えば、第１回転部材１０及び第２回転部材２０の回転速度を各々「Ｖ１」、「Ｖ２」とすると、その回転比は、「Ｖ１／Ｖ２」になる。一方、図２に一点鎖線で示すように、支持軸５１と共に遊星ボール５０を基準位置から傾転させた際には、支持軸５１の中心軸から第１回転部材１０との接触部分までの距離が変化すると共に、支持軸５１の中心軸から第２回転部材２０との接触部分までの距離が変化する。これにより、無段変速機１は、第１回転部材１０又は第２回転部材２０のうちのいずれか一方が基準位置のときよりも高速で回転し、他方が低速で回転するようになる。例えば第２回転部材２０は、遊星ボール５０を一方へと傾転させたときに第１回転部材１０よりも低回転になり（減速）、他方へと傾転させたときに第１回転部材１０よりも高回転になる（増速）。したがって、この無段変速機１においては、その傾転角を変えることによって、各回転要素間の回転比（変速比γ）を無段階に変化させることができる。なおここでの増速時（γ＜１）には、図１における上側の遊星ボール５０を紙面反時計回り方向に傾転させ且つ下側の遊星ボール５０を紙面時計回り方向に傾転させる。また、減速時（γ＞１）には、図１における上側の遊星ボール５０を紙面時計回り方向に傾転させ且つ下側の遊星ボール５０を紙面反時計回り方向に傾転させる。

本実施形態の無段変速機１は、キャリア４０が変速比γを変える機構として機能する。無段変速機１は、キャリア４０によって各遊星ボール５０の第２回転中心軸線Ｒ２を傾斜させて当該各遊星ボール５０を傾転させることにより、遊星ボール５０の傾転角が変わり、変速比γが変更される。

ここでは、キャリア４０は、可動キャリア４２と固定キャリア４１との相対回転に応じて支持軸５１に傾転させる力、すなわち、傾転力を付与し支持軸５１と共に遊星ボール５０を傾転させる。すなわち、キャリア４０は、不図示のＥＣＵ等の制御に応じてモータなどの駆動装置からウォームギア等の伝達部材を介して可動キャリア４２に回転動力が伝達されることで、可動キャリア４２が固定キャリア４１に対して相対回転する。これにより、第２ガイド部４５と第１ガイド部４４、スリット部４６との交差部位は、第１ガイド部４４、スリット部４６と第２ガイド部４５とが相対変位によって位相がずれることで、径方向に沿って移動することとなる。このとき、支持軸５１は、可動キャリア４２と固定キャリア４１との相対回転に応じて発生する傾転力によって、端部５３が第２ガイド部４５に沿って案内されながら押し上げられる又は押し下げられるように移動し、端部５２が第１ガイド部４４に沿って案内されながら移動する。つまり、支持軸５１は、端部５２が径方向外側、端部５３が径方向内側に移動し、あるいは、端部５３が径方向外側、端部５２が径方向内側に移動することで、第２回転中心軸線Ｒ２が第１回転中心軸線Ｒ１に対して揺動する。

このようにして、キャリア４０は、各遊星ボール５０の第２回転中心軸線Ｒ２が第１回転中心軸線Ｒ１を含む平面内に位置し、かつその平面内で第１回転中心軸線Ｒ１と平行な状態、すなわち、基準位置にある状態と、その平行状態から傾斜する状態とに傾転させることができる。この結果、支持軸５１は、端部５２の径方向位置と端部５３の径方向位置とのずれに応じて、第１回転中心軸線Ｒ１に対する第２回転中心軸線Ｒ２の傾斜角度である傾転角が変更され、これに伴って遊星ボール５０が傾転する。キャリア４０は、このようにして支持軸５１に傾転力を付与し、この支持軸５１を傾斜させることで第２回転中心軸線Ｒ２を傾斜させ、遊星ボール５０を傾転させることができる。したがって、この無段変速機１は、遊星ボール５０の傾転によって、支持軸５１の中心軸から第１回転部材１０と遊星ボール５０との接触部分までの距離が変化すると共に、支持軸５１の中心軸から遊星ボール５０と第２回転部材２０との接触部分までの距離が変化し、変速比が変更される。このとき、キャリア４０は、プレート４３においてスリット部４６によって支持軸５１の中間部５４の径方向への揺動が許容される。なお、本実施形態の無段変速機１は、可動キャリア４２が図４中の紙面反時計回り方向に回転することで、端部５３が中心側（第１回転中心軸線Ｒ１）に移動し、変速比が所定の変速幅の範囲内で増速側に変更される。また、無段変速機１は、可動キャリア４２が図４中の紙面時計回り方向に回転することで、端部５３が外側（第１回転中心軸線Ｒ１とは反対側）に移動し、変速比が所定の変速幅の範囲内で減速側に変更される。

上記のように構成される無段変速機１は、例えば、入力軸１１にトルクが伝達されると、当該トルクをトルクカム７０、第１回転部材１０、遊星ボール５０、第２回転部材２０、トルクカム７１等を介して出力軸２１に伝達することができる。このとき、無段変速機１は、例えば、入力軸１１から第１回転部材１０にトルクが伝達されると、トルクカム７０、トルクカム７１等の作用によって伝達されるトルクの大きさに応じて、第１回転部材１０と各遊星ボール５０、第２回転部材２０と各遊星ボール５０とを相対的に接近させ互いに押し付ける方向への押圧力（押圧荷重）が発生する。これにより、無段変速機１は、押圧力に応じた伝達トルク容量が確保され、この伝達トルク容量に応じて第１回転部材１０と各遊星ボール５０との間、各遊星ボール５０と第２回転部材２０との間にトラクション力（摩擦力）が発生する。この結果、無段変速機１は、第１回転部材１０と各遊星ボール５０との間、各遊星ボール５０と第２回転部材２０との間で相互に動力（トルク）を伝達することができる。

また、このトルクカム７０、トルクカム７１による押圧力は、第１回転部材１０、第２回転部材２０の接触面１０ａ、２０ａと各遊星ボール５０の外面の形状及び位置関係に応じた作用によって、各遊星ボール５０を介してサンローラ３０にも伝わる。これにより、無段変速機１は、トルクカム７０、トルクカム７１による押圧力に応じて各遊星ボール５０とサンローラ３０との間にトラクション力（摩擦力）が発生して、各遊星ボール５０とサンローラ３０との間でも相互に動力（トルク）を伝達することができる。

したがって、無段変速機１は、第１回転部材１０の回転に伴い第１回転部材１０と各遊星ボール５０との間に摩擦力（トラクション力）が発生し、各遊星ボール５０が自転を始める。そして、無段変速機１は、各遊星ボール５０の回転によって、各遊星ボール５０と第２回転部材２０との間、各遊星ボール５０とサンローラ３０との間にも摩擦力が発生し、第２回転部材２０とサンローラ３０も回転を始める。同様に、無段変速機１は、第２回転部材２０の回転に伴い各遊星ボール５０が自転を始め、第１回転部材１０とサンローラ３０も回転を始める。そして、無段変速機１は、駆動装置からの動力によってキャリア４０が上記のようにして各遊星ボール５０を傾転させ各遊星ボール５０の傾転角を変更することで変速比γを無段階に変更することができる。

なお、この無段変速機１は、上述したように、第１ガイド部４４、第２ガイド部４５、スリット部４６の径方向外側の端部が開放されていることから、端部が閉止されている場合と比較して、変速幅を相対的に広くすることができると共に支持軸５１の組み付け性を向上することができる。

ところで、本実施形態の無段変速機１は、各部の摺動部に対して潤滑媒体としてのオイル（トラクション油と兼用でも良い。）が供給されている。例えば、無段変速機１は、図２に示すように、摺動部としての遊星ボール５０の軸心部（中心部）に対して、オイルポンプ８０が吐出したオイルを軸部軸方向油路８１、軸部径方向油路８２、軸部環状油路８３、キャリア径方向油路８４、第２ガイド部４５、支持軸方向油路８５等を介して供給し、当該摺動部を潤滑している。

ここで、軸部軸方向油路８１、軸部径方向油路８２及び軸部環状油路８３は、変速機軸６０に形成されるオイル供給路である。軸部軸方向油路８１は、変速機軸６０の内部に軸方向に沿って形成され、一方の端部が開口し、他方の端部がオイルポンプ８０の吐出口側に接続される。軸部径方向油路８２は、変速機軸６０の内部に径方向に沿って形成され、径方向内側端部が軸部軸方向油路８１と連通し、径方向外側端部が軸部環状油路８３と連通する。軸部環状油路８３は、変速機軸６０の外周面に環状に形成され、径方向外側に向かって開口している。キャリア径方向油路８４は、可動キャリア４２の内部に径方向に沿って形成され、径方向内側端部が軸部環状油路８３と対向する位置に開口し、径方向外側端部が第２ガイド部４５に開口する。支持軸方向油路８５は、第２ガイド部４５内に供給されたオイルを遊星ボール５０に供給する供給路である。支持軸方向油路８５は、支持軸５１の内部に軸方向に沿って形成され、端部５３側の端部が第２ガイド部４５に開口し、他方の端部が遊星ボール５０の軸心部（中心部）近傍で開口する。

したがって、オイルポンプ８０が吐出したオイルは、軸部軸方向油路８１、軸部径方向油路８２、軸部環状油路８３、キャリア径方向油路８４を介して第２ガイド部４５内に供給される。そして、第２ガイド部４５内に供給されたオイルは、支持軸５１の端部５３側から支持軸方向油路８５を介して遊星ボール５０の軸心部に供給され、この遊星ボール５０の軸心部や支持軸５１、ラジアル軸受ＲＢ３、ＲＢ４等の摺動部を潤滑する。

そして、本実施形態の無段変速機１は、支持軸５１とプレート４３のスリット部４６が所定の形状で構成されることで、潤滑性能のさらなる向上を図っている。

本実施形態の支持軸５１は、図１、図２、図５に示すように、両端部５２、５３、中間部５４を含む全体が円柱状に形成される。そして、支持軸５１は、両端部５２、５３の外径φ１が中間部５４の外径φ２より大きくなるように構成される（φ１＞φ２）。支持軸５１は、端部５２のように中間部５４と端部５２とが別体の構造とされ、例えば、ローラ等を中間部５４に組み付けることで端部５２を分割構造として構成してもよいし、端部５３のように中間部５４と端部５３とが一体成型される構造であってもよい。

そして、プレート４３は、第２ガイド部４５の開口を覆うと共に、スリット部４６の幅Ｄが第２ガイド部４５によって案内される支持軸５１の端部５３の外径φ１より狭く構成される。ここで、スリット部４６の幅Ｄは、典型的には、スリット部４６内を移動する中間部５４の移動方向に直交する方向の長さに相当する。スリット部４６は、幅Ｄが端部５３の外径φ１より狭く、かつ、中間部５４の外径φ２より広くなるように形成される（φ２＜Ｄ＜φ１）。

上記のように構成される無段変速機１は、プレート４３が第２ガイド部４５の開口を覆うことで、第２ガイド部４５をオイル溜まり空間部として区画することができ、第２ガイド部４５に供給されたオイルを、この第２ガイド部４５に一時的に溜めておきやすくすることができる。そして、無段変速機１は、プレート４３に形成されたスリット部４６の幅Ｄが端部５３の外径φ１より狭いことから、プレート４３において、第２ガイド部４５に溜まっているオイルが遊星ボール５０側に漏れ出る領域、すなわち、第１回転中心軸線Ｒ１の軸方向に見た場合に第２ガイド部４５とスリット部４６とが重なる領域（交差する領域）Ｔ（図５参照）を相対的に小さくすることができる。言い換えれば、無段変速機１は、プレート４３において、領域Ｔ以外の領域、すなわち、第２ガイド部４５に溜まっているオイルの漏れを防ぐことができる領域を相対的に大きくすることができる。

この結果、無段変速機１は、オイル溜まり空間部である第２ガイド部４５からスリット部４６を介して遊星ボール５０側に漏れ出るオイルの量を抑制することができる。したがって、無段変速機１は、支持軸５１の端部５３側から支持軸方向油路８５を介して遊星ボール５０の軸心部に供給されるオイルの量を増加することができるので、摺動部を潤滑する際の潤滑性能を向上することができ、例えば、遊星ボール５０と支持軸５１やラジアル軸受ＲＢ３、ＲＢ４等の摺動部の潤滑効率を向上することができる。

以上で説明した実施形態に係る無段変速機１によれば、変速機軸６０と、第１回転部材１０及び第２回転部材２０と、遊星ボール５０と、支持軸５１と、キャリア４０とを備える。変速機軸６０は、回転中心となる。第１回転部材１０及び第２回転部材２０は、変速機軸６０に軸方向に対向して配置され、共通の第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として相対回転可能である。遊星ボール５０は、第１回転中心軸線Ｒ１とは異なる第２回転中心軸線Ｒ２を回転中心として回転可能である。遊星ボール５０は、第１回転部材１０と第２回転部材２０とに挟持され第１回転部材１０及び第２回転部材２０との間でトルクを伝達可能である。支持軸５１は、第２回転中心軸線Ｒ２を回転中心として遊星ボール５０を支持し両端部５２、５３が遊星ボール５０から突出している。キャリア４０は、第１回転中心軸線Ｒ１を回転中心として第１回転部材１０、及び、第２回転部材２０と相対回転可能に変速機軸６０に配置される。キャリア４０は、固定キャリア４１と、可動キャリア４２と、プレート４３とを有し、支持軸５１を保持する。固定キャリア４１は、支持軸５１の一端部５２側に変速機軸６０と相対回転不能に設けられる。可動キャリア４２は、支持軸５１の他端部５３側に固定キャリア４１と対向して配置され変速機軸６０と相対回転可能に設けられる。プレート４３は、第１回転中心軸線Ｒ１に沿った方向に対して遊星ボール５０と可動キャリア４２との間に配置され固定キャリア４１と相対回転不能に設けられる。キャリア４０は、第１ガイド部４４と、第２ガイド部４５と、スリット部４６とによって、支持軸５１を遊星ボール５０の傾転動作が可能な状態で保持する。第１ガイド部４４は、固定キャリア４１に第１回転中心軸線Ｒ１と直交する方向に延在しかつ遊星ボール５０に向かって開口して形成される。第１ガイド部４４は、支持軸５１の一端部５２が挿入され当該支持軸５１の一端部５２の移動を案内可能である。第２ガイド部４５は、可動キャリア４２に第１回転中心軸線Ｒ１と直交する方向に対して傾斜した方向に延在しかつ遊星ボール５０に向かって開口して形成される。第２ガイド部４５は、支持軸５１の他端部５３が挿入され当該支持軸５１の他端部５３の移動を案内可能である。スリット部４６は、プレート４３に第１回転中心軸線Ｒ１と直交する方向に延在しかつ第１回転中心軸線Ｒ１に沿った方向に貫通して形成される。スリット部４６は、支持軸５１の両端部５２、５３の間の中間部５４が挿入され当該支持軸５１の中間部５４の移動を許容する。キャリア４０は、固定キャリア４１と可動キャリア４２との相対回転に伴った第１ガイド部４４と第２ガイド部４５との相対変位によって支持軸５１と共に遊星ボール５０を傾転させ各回転要素間の回転速度比である変速比を変更可能である。そして、支持軸５１は、第２ガイド部４５内に供給されたオイルを遊星ボール５０に供給する支持軸方向油路８５を有すると共に端部５２、５３の外径φ１が中間部５４の外径φ２より大きい。プレート４３は、第２ガイド部４５の開口を覆うと共に、スリット部４６の中間部５４の移動方向に直交する方向の幅Ｄが第２ガイド部４５によって案内される支持軸５１の他端部５３の外径より狭い。

したがって、無段変速機１は、第２ガイド部４５からスリット部４６を介して遊星ボール５０側に漏れ出るオイルの量を抑制することができるので、潤滑性能を向上することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る無段変速機は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

例えば、図６の変形例に示すように、第２ガイド部４５は、第１回転中心軸線Ｒ１側とは反対側の端部、すなわち、径方向外側の端部が閉止されていてもよい。この場合、無段変速機１は、第２ガイド部４５をオイル溜まり空間部としてより確実に区画することができ、より確実に第２ガイド部４５にオイルを溜めておくことができる。この結果、無段変速機１は、潤滑性能をさらに向上することができる。

１ 無段変速機
１０ 第１回転部材（第１回転要素）
２０ 第２回転部材（第２回転要素）
３０ サンローラ
４０ キャリア（支持回転要素）
４１ 固定キャリア（第１固定要素）
４２ 可動キャリア（可動要素）
４３ プレート（第２固定要素）
４４ 第１ガイド部
４５ 第２ガイド部
４６ スリット部
５０ 遊星ボール（転動部材）
５１ 支持軸
５２、５３ 端部
５４ 中間部
６０ 変速機軸
８０ オイルポンプ
８５ 支持軸方向油路（供給路）
Ｒ１ 第１回転中心軸線
Ｒ２ 第２回転中心軸線

Claims (3)

1. 回転中心となる変速機軸と、
   前記変速機軸に軸方向に対向して配置され、共通の第１回転中心軸線を回転中心として相対回転可能である第１回転要素及び第２回転要素と、
   前記第１回転中心軸線とは異なる第２回転中心軸線を回転中心として回転可能であり前記第１回転要素と前記第２回転要素とに挟持され当該第１回転要素及び当該第２回転要素との間でトルクを伝達可能である転動部材と、
   前記第２回転中心軸線を回転中心として前記転動部材を支持し両端部が当該転動部材から突出した支持軸と、
   前記第１回転中心軸線を回転中心として前記第１回転要素、及び、前記第２回転要素と相対回転可能に前記変速機軸に配置されると共に、前記支持軸の一端部側に前記変速機軸と相対回転不能に設けられる第１固定要素と、前記支持軸の他端部側に前記第１固定要素と対向して配置され前記変速機軸と相対回転可能に設けられる可動要素と、前記第１回転中心軸線に沿った方向に対して前記転動部材と前記可動要素との間に配置され前記第１固定要素と相対回転不能に設けられる第２固定要素とを有し、前記支持軸を保持する支持回転要素とを備え、
   前記支持回転要素は、前記第１固定要素に前記第１回転中心軸線と直交する方向に延在しかつ前記転動部材に向かって開口して形成されると共に前記支持軸の一端部が挿入され当該支持軸の一端部の移動を案内可能である第１ガイド部と、前記可動要素に前記第１回転中心軸線と直交する方向に対して傾斜した方向に延在しかつ前記転動部材に向かって開口して形成されると共に前記支持軸の他端部が挿入され当該支持軸の他端部の移動を案内可能である第２ガイド部と、前記第２固定要素に前記第１回転中心軸線と直交する方向に延在しかつ前記第１回転中心軸線に沿った方向に貫通して形成されると共に前記支持軸の両端部の間の中間部が挿入され当該支持軸の中間部の移動を許容するスリット部とによって、前記支持軸を前記転動部材の傾転動作が可能な状態で保持し、前記第１固定要素と前記可動要素との相対回転に伴った前記第１ガイド部と前記第２ガイド部との相対変位によって前記支持軸と共に前記転動部材を傾転させ各回転要素間の回転速度比である変速比を変更可能であり、
   前記支持軸は、前記第２ガイド部内に供給された潤滑媒体を前記転動部材に供給する供給路を有すると共に端部の外径が前記中間部の外径より大きく、
   前記第２固定要素は、前記第２ガイド部の開口を覆うと共に、前記スリット部の、前記中間部の移動方向に直交する方向の幅が前記第２ガイド部によって案内される前記支持軸の他端部の外径より狭いことを特徴とする、
   無段変速機。
2. 前記第２ガイド部は、前記第１回転中心軸線側とは反対側の端部が開放されている、
   請求項１に記載の無段変速機。
3. 前記第２ガイド部は、前記第１回転中心軸線側とは反対側の端部が閉止されている、
   請求項１に記載の無段変速機。

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