JP3783825B2 - トロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力ディスクと出力ディスクとの間に摩擦ローラを配設し、この摩擦ローラの傾転状態を変更することで入出力間の変速比を変更できるようにしたトロイダル型無段変速機に関し、特にそれら変速機構を収納するトランスミッションケースの後方に接合されるエクステンションケース内のアイドラベアリングの潤滑構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトロイダル型無段変速機としては、例えば特開平１０−１４８２４４号公報に記載されるものがある。このトロイダル型無段変速機は、同軸上に配設されて対をなす回転可能な入力ディスク及び出力ディスクの対向面間に形成されたトロイド状の溝内に、パワーローラと称する摩擦ローラを配設し、この摩擦ローラをトラニオンと称する支持機構で傾転可能に支持する。一方、この支持機構は、流体圧シリンダによって、例えば前記摩擦ローラの軸線方向と直交し且つ入出力ディスクの軸線方向と直交する方向に駆動される。ここで、例えば摩擦ローラの軸線と入出力ディスクの軸線とがずれると、摩擦ローラの回転方向と入力ディスクからの入力方向とにずれが生じ、そのずれの力の成分が摩擦ローラを傾転し、これにより両ディスクに摩擦接触している摩擦ローラと入力ディスクとの接触半径及び出力ディスクとの接触半径が変わるので、入出力間の変速比が変化する。
【０００３】
前記摩擦ローラと入出力ディスクとは、大きな接触圧力で常時接触しているので、両者が回転する如何様な場合にも潤滑が重要である。その一例としては、例えばエンジンが停止し、油圧ポンプが作動していない状態で、車両を牽引するような場合が考えられる。そこで、特開平９−３０３５１０号公報では、このようなエンジン停止状態での牽引時にも、摩擦ローラが潤滑されるようにした潤滑構造が提案されている。具体的には、前記変速機構を収納するトランスミッションケースの後方部に潤滑油溜まりを設け、牽引時に作動する出力系ギヤ列によって潤滑油を掻き上げて、その潤滑油溜まりに潤滑油を貯留し、そこから逆止弁を介して摩擦ローラに潤滑油が供給されるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した出力系ギヤ列には、アイドラギヤと称する歯車がある。このアイドラギヤは、通常の自動変速機と同様に、変速後の出力を取り出すカウンタギヤと、最終出力軸の出力ギヤとの間に介装されて、両者の回転方向を一致させるものであるが、トロイダル型無段変速機の構造上、前記変速機構を収納するトランスミッションケースの後方にエクステンションケースと称する延長部を接合し、その内部の下方に配設されている。更に具体的には、ギヤの回転を支持するベアリングのレイアウトの関係から、トランスミッションケースのエクステンションケースとの接合面と当該エクステンションケースとの間にアイドラシャフトと称する回転軸を掛け渡して固定し、これにアイドラベアリングと称するラジアルベアリングを二つ並べて被嵌し、それらの外輪の外側にアイドラギヤの内周面を被嵌している。
【０００５】
このアイドラベアリングは、以下の理由から、潤滑条件が非常に厳しい。即ち、まず潤滑の主体は、あくまでも前述した変速機構であり、その後方に配置されているアイドラギヤには、少量の潤滑油しか供給できない。また、レイアウトの関係から、ベアリング自体が潤滑油中に浸っておらず、しかも狭いエクステンションケースの壁面に覆われているので、飛散している潤滑油もベアリングまでは回り込みにくい。
【０００６】
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、潤滑条件の厳しいアイドラベアリングに十分な潤滑油を供給することができるトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するために、本発明のトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造は、摩擦ローラと入力ディスク及び出力ディスクとの接触点を変更することにより変速比を調整可能とした変速機構と、軸心部に油路を有し、前記入力ディスクと一体回転可能に接続された第１シャフトと、前記第１シャフトと同軸上且つ端部が前記第１シャフトの端部に当接して配設され、軸心部に油路を有し、該油路と前記第１シャフトの軸心部の油路とが接続され、且つ前記第１シャフトと相対回転可能とされた第２シャフトと、前記第１シャフト及び第２シャフトと平行に配設され、前記出力ディスクからの回転力を前記第２シャフトに伝達するカウンタシャフトと、前記第１シャフト、前記変速機構及び前記カウンタシャフトを収納するトランスミッションケースと、前記トランスミッションケースの後方に接合され、前記第２シャフトを収納するエクステンションケースと、前記カウンタシャフトから前記第２シャフトへ回転力を伝達する経路中に配設されると共に、前記トランスミッションケースと前記エクステンションケースとの間に固定されるアイドラシャフトと、前記アイドラシャフトに被嵌され、且つ前記カウンタシャフトから前記第２シャフトへ回転力を伝達するアイドラギヤを回転可能に支持する、併設された二つのアイドラベアリングと、を有するトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造であって、前記アイドラシャフトの軸心部に油路を形成すると共に前記アイドラシャフトの軸心部の油路から前記二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路を形成し、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの接続部から排出される油を、前記トランスミッションケース側から前記アイドラシャフトの軸心部の油路の一端部に導く第１油路と、前記第２シャフトの軸心部の油路と連通するように前記第２シャフトの径方向に設けられた油路から排出される油を、前記エクステンションケース側から前記アイドラシャフトの軸心部の油路の他端部に導く第２油路とを形成し、前記第１油路及び第２油路により前記アイドラシャフトの軸心部の油路に導かれた油は、前記二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路から前記二つのアイドラベアリングに供給されることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトロイダル型無段変速機の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、本実施形態のトロイダル型無段変速機の概略構成について、図１を用いて、入力側から出力側の順に簡潔に説明する。図示されない発動機であるエンジンの回転力は、トランスミッションケース（以下、単にミッションケースとも記す）１内のトルクコンバータ４を介してインプットシャフト２に入力される。このインプットシャフト２の図示右方には、動力伝達用回転軸としてＣＶＴシャフト３（第１シャフト）が同軸に配設されている。前記インプットシャフト２にはオイルポンプ５が取付けられており、そのオイルポンプ５の図示右方には、遊星歯車機構８の固定要素切換えによってＣＶＴシャフト３への入力回転方向を切換えるための前進クラッチ機構６及び後進クラッチ機構７を備えた前後進切換機構９が配設されている。また、前記ＣＶＴシャフト３には、トロイド状の二つのキャビティ，つまり溝部を構成する第１及び第２トロイダル変速機構１０，１１が互いに軸線方向に離間して配設されている。なお、前記トルクコンバータ４は、所謂ロックアップ機構付きのものである。
【０００９】
前記インプットシャフト２及びＣＶＴシャフト３間には、前記インプットシャフト２にニードルベアリング１２を介して回転自在に支持されて前記前後進切換機構９の遊星歯車機構８を構成するサンギヤ１３と、このサンギヤ１３に形成されている爪部１３ａに係合し且つＣＶＴシャフト３に回転自在に支持されたローディングカム１４と、このローディングカム１４に係合ローラ１５を介して連結され且つＣＶＴシャフト３にボールスプライン１６を介して支持された入力ディスク１７とが介装されている。また、前記係合ローラ１５は保持器４１で回転自在に保持されている。従って、前記インプットシャフト２に伝達されたエンジンからの回転力は、前後進切換機構９を介してサンギヤ１３の爪部１３ａからローディングカム１４、係合ローラ１５、入力ディスク１７及びボールスプライン１６を順次経由してＣＶＴシャフト１３に伝達されるようになっている。
【００１０】
また、前記ローディングカム１４及び入力ディスク１７の係合ローラ１５当接面は、互いに逆向きで、次第にスラスト方向に高くなるカム面が形成されており、係合ローラ１５がこれらのカム面のリードに沿って移動することで入力トルクに比例したトルク伝達用ＣＶＴシャフト３の軸線方向への推力，つまりスラスト力を発生するようになっている。また、前記入力カムであるローディングカム１４と出力カムである入力ディスク１７との間には、両者を離反させる方向に力を作用させ、予圧を付与するための皿バネ４２が介装されている。また、このローディングカム１４と入力ディスク１７との間に所定の流体圧を供給することで、前記軸線方向への推力，つまりスラスト力を調整できるようにもなっている。なお、前記ローディングカム１４は、ボールベアリング４４によってＣＶＴシャフト３に回転可能に支持されている。
【００１１】
第１及び第２トロイダル変速機構１０，１１から先に説明すると、第１トロイダル変速機構１０は、前記係合ローラ１５に接する面と反対側の面にトロイド面１７ａが形成される上述の入力ディスク１７と、この入力ディスク１７の対向面にトロイド面１８ａが形成され、二つのトロイド面で第１のキャビティを構成する，ＣＶＴシャフト３に回転自在に支持される出力ディスク１８と、前記入力ディスク１７のトロイド面１７ａと出力ディスク１８のトロイド面１８ａとで構成される溝部，つまりキャビティに対して傾転可能に接触するパワーローラ（摩擦ローラ）２９とを備えている。前記パワーローラ２９は、トラニオンと称する支持機構によって傾転可能に支持されており、このトラニオンを、ステップモータによってサーボ作動する流体圧シリンダで操作することにより、当該パワーローラ２９と入力ディスク１７及び出力ディスク１８との夫々の径方向の接触位置，即ち接触半径を変え、入力ディスク１７と出力ディスク１８との間の回転速度比，即ち変速比を連続的に変化させることができるようになっている。
【００１２】
また、前記第２トロイダル変速機構１１は、前記第１トロイダル変速機構１０と同様に入力ディスク１９，出力ディスク２０，パワーローラ（摩擦ローラ）３０，支持機構及び流体圧駆動装置を有するが、ＣＶＴシャフト３にボールスプライン２１を介して外嵌されている入力ディスク１９が、前記第１トロイダル変速機構１０から遠い側に配置されると共に、出力ディスク２０は第１トロイダル変速機構１０に近い側に配置されている。つまり、第１トロイダル変速機構１０と第２トロイダル変速機構１１とは、図面上で線対称となるように構成されている。また、第１トロイダル変速機構１０の出力ディスク１８とＣＶＴシャフト３との間にはローラベアリング３８が、第２トロイダル変速機構１１の出力ディスク２０とＣＶＴシャフト３との間にはローラベアリング３９が夫々介装されている。
【００１３】
互いに対向する前記出力ディスク１８，２０の背面の間には出力合成ギヤ２２が配設されており、この出力合成ギヤ２２の中心部両端から軸線方向に突設された筒軸部１８ｂ，２０ｂが、各出力ディスク１８，２０の内部でそれらとスプライン結合されている。また、出力合成ギヤ２２は、トランスミッションケース１の内周壁に固着されたギヤハウジング２３ａ，２３ｂにベアリング２４を介して回転自在に支持されている。また、出力合成ギヤ２２はドリブンギヤ２５に噛合しており、このドリブンギヤ２５は前記ギヤハウジング２３ｂにベアリング２６を介して回転自在に支持されている。また、ドリブンギヤ２５の中心部にはカウンターシャフト２７の一端がスプライン結合されており、このカウンターシャフト２７の他端はローラベアリング３５を介してトランスミッションケース１に回転自在に支持されていることから、両者は一体に回転するようになっている。従って、前記ＣＶＴシャフト３に伝達されたエンジンからの回転力は、前記第１及び第２トロイダル変速機構１０，１１の入力ディスク１７，１９に分散され、前述したパワーローラ２９，３０の傾転動作による所定の変速比で各トロイダル変速機構１０，１１の出力ディスク１８，２０に伝達された後、この出力合成ギヤ２２で合成され、ドリブンギヤ２５，カウンターシャフト２７及びギヤ列２８を順次経由してアウトプットシャフト３３（第２シャフト）に伝達される。なお、前記第２トロイダル変速機構１１の入力ディスク１９の背面には皿バネ４３が介装されており、その出力側に螺合したナット４０の締付けトルクを調整することで、前記皿バネ４２との間で発生するスラスト力の予圧状態を調整することができるようになっている。また、前記カウンターシャフト２７のドリブンギヤ２５側端部に、バルブを切り替えるためのリバースセンサが取付けられている。
【００１４】
前記ギヤ列２８は、前記カウンターシャフト２７の他端部に形成されたカウンターアウトプットギヤ３１と、これに噛合する後述のアイドラギヤと、このアイドラギヤに噛合し且つ前記アウトプットシャフト３３のＣＶＴシャフト３側端部に形成されたアウトプットギヤ３２とからなる。これらのギヤ列２８及びアウトプットシャフト３３等は、前記トランスミッションケース１の後端部に接合されたエクステンションケース３４内に収納される。また、前記カウンターシャフト２７の後端部、つまり前記カウンターアウトプットギヤ３１の両側は、トランスミッションケース１側との間に介装されたローラベアリング３５及びエクステンションケース３４との間に介装されたローラベアリング３６によって回転自在に支持されている。また、前記アウトプットシャフト３３は、そのアウトプットギヤ３２側が、トランスミッションケース１の後面部に設けられたリヤ接合面部３７との間に介装されたローラベアリング３８、ＣＶＴシャフト３の後端部との間に介装されたニードルベアリング３９によって回転可能に支持され、その出力端側、つまり後端側が、エクステンションケース３４との間に介装されたローラベアリング４５によって回転可能に支持されている。なお、図中の符号４６は、前記アウトプットシャフト３３にスプライン結合されたパーキングギヤ、符号４７はアウトプットシャフト３３に形成されたスピードメータギヤ、符号４８は、エクステンションケース３４との間に形成されたエアブリーザー室、符号４９は、前記アウトプットシャフト３３を位置決めするナットである。
【００１５】
前記ギヤ列２８の詳細を図２に示す。同図の符号５１が前記アイドラギヤである。このアイドラギヤ５１は、前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７とエクステンションケース３４との間に架渡され且つナット５２によって固定されているアイドラシャフト５３に対し、ローラベアリングからなる二つのアイドラベアリング５４によって回転自在に支持されている。従って、前述のようにこれらのアイドラベアリング５４は、狭隘な場所に押し込められており、外部からの十分な潤滑ができない。そこで、本実施形態では、前記アイドラシャフト５３の軸心部に前後方向に油路５５を形成し、更にそこから二つのアイドラベアリング５４の間に向けて油路５６を開設し、二つのアイドラベアリング５４の間から潤滑油が供給されるように構成する。ちなみに、前記アイドラシャフト５３の軸心部の油路５５は、図示左方から穿設した油穴をめくら栓５５ａで閉塞したものである。また、前記二つのアイドラベアリング５４の間にはスペーサ５７が介装されており、このスペーサ５７には、前記油路５６に連通する切欠き溝状の油路５８を形成し、図３に示すように、この油路５８を通ってスペーサ５７の外周面まで到達した潤滑油が、前記二つのアイドラベアリング５４の対向する面から供給されるようにした。ちなみに、前記アイドラシャフト５３の前方端部には、前記アイドラベアリング５３を位置決めし、ナット５２による締付け力を受けるためのフランジ部５３ａが形成されている。
【００１６】
そして、本実施形態では、前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５に対し、その前後から潤滑油が供給されるように構成している。ここでは、アイドラシャフト５３の軸心部油路５５に供給する潤滑油系統を二つ設定している。一つは、図３に示すように、前記ＣＶＴシャフト３の軸心部油路５９の後端部から後方に吐出し、そのまま逆流するようにして、当該ＣＶＴシャフト３を支持する前記ニードルエアリング３９を潤滑し、更に前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７から前記アウトプットギヤ３２のローラベアリング３８を潤滑する、図中のルートＡ（第１油路）、もう一つは、前記ＣＶＴシャフト３の軸心部油路５９からアウトプットシャフト３３の軸心部油路６０に供給され、そこから油路６２を通って前記スピードメータギヤ４７或いはそれに噛合する図示されないスピードメータピニオンを潤滑し、エクステンションケース３４の後方内側面６６に落下するか、又は同じく前記軸心部油路６０から油路６２を通ってアウトプットシャフト３３のローラベアリング４５を潤滑し、エクステンションケース３４の後方内側面６６に流下するルートＢ（第２油路）である。従って、前記潤滑ルートＡの潤滑油を前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に供給する油路と、前記潤滑油ルートＢの潤滑油を当該軸心部油路５５の後方部に供給する油路とが必要となる。
【００１７】
図４ａはエクステンションケース３４のフロント接合面を、図４ｂはトランスミッションケース１のリヤ接合面を示している。このうち、図４ｂは、トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７に前記アイドラシャフト５３だけが取付けられている状態が示されているが、本実施形態では、前記潤滑ルートＡからアイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に供給する油路として、まず前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７に連続する前記アイドラシャフト５３のフランジ部５３ａの後面部に溝状の油路６３を形成し、それに連通し且つ前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に開口する油穴からなる油路６４を開設する。これにより、前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７の潤滑ルートＡの潤滑油は、前記油路６３から油路６４を通って前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に供給される。
【００１８】
一方、図４ａにもエクステンションケース３４にアイドラシャフト５３だけが取付けられている状態の縦断面図が示されているが、同図に示すように、このエクステンションケース３４のうち、前記アウトプットシャフト３３のローラベアリング４５の外輪後端支持面４５ａ並びに外輪外周支持面４５ｂに切欠き状の油路６４を形成し、当該ローラベアリング４５から車両後方に流れた潤滑油を積極的にエクステンションケース３４の後方内側面６６の前記潤滑ルートＢに戻すようにした。また、このエクステンションケース３４の後方内側面６６は、車両前方が次第に広がる円錐面をなしているので、前記潤滑ルートＢの潤滑油が、車両左方に位置するアイドラシャフト５３から遠ざかってしまわないように、当該後方内側面６６の最下方部に、車両前後方向向きの堰板６５を設けた。そして、前記エクステンションケース３４の後方内側面６６から連続し、前記車両後方のアイドラベアリング５４と当該エクステンションケース３４との間に介装されるカラー６７のエクステンションケース側支持面の一部を薄く広く切欠いて油路６８を形成し、更にアイドラシャフト５３には、当該油路６８に連通し且つ前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の後方部に開口する油穴からなる油路６９（本実施形態では二つ）を開設する。これにより、前記エクステンションケース３４の後方内側面の潤滑油ルートＢの潤滑油は、前記油路６４から堰板６５の車両左方を流れ、前記油路６８から油路６４を通って前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の後方部に供給される。
【００１９】
前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７の潤滑ルートＡの潤滑油量は、インプットシャフト２とアウトプットシャフト３３との回転数差によって変動する。また、エクステンションケース３４の後方内側面６６の潤滑ルートＢの潤滑油量は、アウトプットシャフト３３の回転数によって変動する。従って、前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５への潤滑油供給系統を、何れか一方に限定してしまうと、潤滑油量が不足して潤滑不良になる恐れがある。本実施形態では、二つの潤滑ルートの潤滑油を、アイドラシャフトの軸心部油路５５の前後から供給するようにしたことで、種々の走行状態でも十分な潤滑油量を確保して、アイドラベアリング５４の確実な潤滑が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造によれば、アイドラシャフトの軸心部に油路を形成すると共にアイドラシャフトの軸心部の油路から二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路を形成し、第１シャフトと第２シャフトとの接続部から排出される油を、トランスミッションケース側からアイドラシャフトの軸心部の油路の一端部に導く第１油路と、第２シャフトの軸心部の油路と連通するように第２シャフトの径方向に設けられた油路から排出される油を、エクステンションケース側からアイドラシャフトの軸心部の油路の他端部に導く第２油路とを形成し、第１油路及び第２油路によりアイドラシャフトの軸心部の油路に導かれた油は、二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路から二つのアイドラベアリングに供給されるようにしたことにより、種々の走行状態でも、安定した潤滑油量をアイドラベアリングに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 トロイダル型無段変速機の一例を示す縦断面図である。
【図２】 図１のトロイダル型無段変速機の出力系ギヤ列の詳細説明図である。
【図３】 図２の出力系ギヤ列のアイドラベアリング潤滑系統の説明図である。
【図４】 図３のアイドラベアリング潤滑系との詳細説明図であり、（ａ）はエクステンションケースのフロント接合面、（ｂ）はトランスミッションケースのリヤ接合面を示す。
【符号の説明】
１はトランスミッションケース
２はインプットシャフト
３はＣＶＴシャフト
４はトルクコンバータ
９は前後進切換機構
１０は第１トロイダル変速機構
１１は第２トロイダル変速機構
１７は入力ディスク
１８は出力ディスク
１９は入力ディスク
２０は出力ディスク
２２は出力合成ギヤ
２９はパワーローラ（摩擦ローラ）
３０はパワーローラ（摩擦ローラ）
３１はカウンタ出力ギヤ
３２はアウトプットギヤ
３３はアウトプットシャフト
３４はエクステンションケース
３７はリヤ接合面部
４５はローラベアリング
４７はスピードメータギヤ
５１はアイドラギヤ
５２はナット
５３はアイドラシャフト
５４はアイドラベアリング
５５、５６は油路
５７はスペーサ
５８〜６４は油路
６５はリブ
６６は後方内面部
６７はカラー
６８、６９は油路
Ａ、Ｂは潤滑ルート
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力ディスクと出力ディスクとの間に摩擦ローラを配設し、この摩擦ローラの傾転状態を変更することで入出力間の変速比を変更できるようにしたトロイダル型無段変速機に関し、特にそれら変速機構を収納するトランスミッションケースの後方に接合されるエクステンションケース内のアイドラベアリングの潤滑構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトロイダル型無段変速機としては、例えば特開平１０−１４８２４４号公報に記載されるものがある。このトロイダル型無段変速機は、同軸上に配設されて対をなす回転可能な入力ディスク及び出力ディスクの対向面間に形成されたトロイド状の溝内に、パワーローラと称する摩擦ローラを配設し、この摩擦ローラをトラニオンと称する支持機構で傾転可能に支持する。一方、この支持機構は、流体圧シリンダによって、例えば前記摩擦ローラの軸線方向と直交し且つ入出力ディスクの軸線方向と直交する方向に駆動される。ここで、例えば摩擦ローラの軸線と入出力ディスクの軸線とがずれると、摩擦ローラの回転方向と入力ディスクからの入力方向とにずれが生じ、そのずれの力の成分が摩擦ローラを傾転し、これにより両ディスクに摩擦接触している摩擦ローラと入力ディスクとの接触半径及び出力ディスクとの接触半径が変わるので、入出力間の変速比が変化する。
【０００３】
前記摩擦ローラと入出力ディスクとは、大きな接触圧力で常時接触しているので、両者が回転する如何様な場合にも潤滑が重要である。その一例としては、例えばエンジンが停止し、油圧ポンプが作動していない状態で、車両を牽引するような場合が考えられる。そこで、特開平９−３０３５１０号公報では、このようなエンジン停止状態での牽引時にも、摩擦ローラが潤滑されるようにした潤滑構造が提案されている。具体的には、前記変速機構を収納するトランスミッションケースの後方部に潤滑油溜まりを設け、牽引時に作動する出力系ギヤ列によって潤滑油を掻き上げて、その潤滑油溜まりに潤滑油を貯留し、そこから逆止弁を介して摩擦ローラに潤滑油が供給されるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した出力系ギヤ列には、アイドラギヤと称する歯車がある。このアイドラギヤは、通常の自動変速機と同様に、変速後の出力を取り出すカウンタギヤと、最終出力軸の出力ギヤとの間に介装されて、両者の回転方向を一致させるものであるが、トロイダル型無段変速機の構造上、前記変速機構を収納するトランスミッションケースの後方にエクステンションケースと称する延長部を接合し、その内部の下方に配設されている。更に具体的には、ギヤの回転を支持するベアリングのレイアウトの関係から、トランスミッションケースのエクステンションケースとの接合面と当該エクステンションケースとの間にアイドラシャフトと称する回転軸を掛け渡して固定し、これにアイドラベアリングと称するラジアルベアリングを二つ並べて被嵌し、それらの外輪の外側にアイドラギヤの内周面を被嵌している。
【０００５】
このアイドラベアリングは、以下の理由から、潤滑条件が非常に厳しい。即ち、まず潤滑の主体は、あくまでも前述した変速機構であり、その後方に配置されているアイドラギヤには、少量の潤滑油しか供給できない。また、レイアウトの関係から、ベアリング自体が潤滑油中に浸っておらず、しかも狭いエクステンションケースの壁面に覆われているので、飛散している潤滑油もベアリングまでは回り込みにくい。
【０００６】
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、潤滑条件の厳しいアイドラベアリングに十分な潤滑油を供給することができるトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するために、本発明のトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造は、摩擦ローラと入力ディスク及び出力ディスクとの接触点を変更することにより変速比を調整可能とした変速機構と、軸心部に油路を有し、前記入力ディスクと一体回転可能に接続された第１シャフトと、前記第１シャフトと同軸上且つ端部が前記第１シャフトの端部に当接して配設され、軸心部に油路を有し、該油路と前記第１シャフトの軸心部の油路とが接続され、且つ前記第１シャフトと相対回転可能とされた第２シャフトと、前記第１シャフト及び第２シャフトと平行に配設され、前記出力ディスクからの回転力を前記第２シャフトに伝達するカウンタシャフトと、前記第１シャフト、前記変速機構及び前記カウンタシャフトを収納するトランスミッションケースと、前記トランスミッションケースの後方に接合され、前記第２シャフトを収納するエクステンションケースと、前記カウンタシャフトから前記第２シャフトへ回転力を伝達する経路中に配設されると共に、前記トランスミッションケースと前記エクステンションケースとの間に固定されるアイドラシャフトと、前記アイドラシャフトに被嵌され、且つ前記カウンタシャフトから前記第２シャフトへ回転力を伝達するアイドラギヤを回転可能に支持する、併設された二つのアイドラベアリングと、を有するトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造であって、前記アイドラシャフトの軸心部に油路を形成すると共に前記アイドラシャフトの軸心部の油路から前記二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路を形成し、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの接続部から排出される油を、前記トランスミッションケース側から前記アイドラシャフトの軸心部の油路の一端部に導く第１油路と、前記第２シャフトの軸心部の油路と連通するように前記第２シャフトの径方向に設けられた油路から排出される油を、前記エクステンションケース側から前記アイドラシャフトの軸心部の油路の他端部に導く第２油路とを形成し、前記第１油路及び第２油路により前記アイドラシャフトの軸心部の油路に導かれた油は、前記二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路から前記二つのアイドラベアリングに供給されることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトロイダル型無段変速機の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、本実施形態のトロイダル型無段変速機の概略構成について、図１を用いて、入力側から出力側の順に簡潔に説明する。図示されない発動機であるエンジンの回転力は、トランスミッションケース（以下、単にミッションケースとも記す）１内のトルクコンバータ４を介してインプットシャフト２に入力される。このインプットシャフト２の図示右方には、動力伝達用回転軸としてＣＶＴシャフト３（第１シャフト）が同軸に配設されている。前記インプットシャフト２にはオイルポンプ５が取付けられており、そのオイルポンプ５の図示右方には、遊星歯車機構８の固定要素切換えによってＣＶＴシャフト３への入力回転方向を切換えるための前進クラッチ機構６及び後進クラッチ機構７を備えた前後進切換機構９が配設されている。また、前記ＣＶＴシャフト３には、トロイド状の二つのキャビティ，つまり溝部を構成する第１及び第２トロイダル変速機構１０，１１が互いに軸線方向に離間して配設されている。なお、前記トルクコンバータ４は、所謂ロックアップ機構付きのものである。
【０００９】
前記インプットシャフト２及びＣＶＴシャフト３間には、前記インプットシャフト２にニードルベアリング１２を介して回転自在に支持されて前記前後進切換機構９の遊星歯車機構８を構成するサンギヤ１３と、このサンギヤ１３に形成されている爪部１３ａに係合し且つＣＶＴシャフト３に回転自在に支持されたローディングカム１４と、このローディングカム１４に係合ローラ１５を介して連結され且つＣＶＴシャフト３にボールスプライン１６を介して支持された入力ディスク１７とが介装されている。また、前記係合ローラ１５は保持器４１で回転自在に保持されている。従って、前記インプットシャフト２に伝達されたエンジンからの回転力は、前後進切換機構９を介してサンギヤ１３の爪部１３ａからローディングカム１４、係合ローラ１５、入力ディスク１７及びボールスプライン１６を順次経由してＣＶＴシャフト１３に伝達されるようになっている。
【００１０】
また、前記ローディングカム１４及び入力ディスク１７の係合ローラ１５当接面は、互いに逆向きで、次第にスラスト方向に高くなるカム面が形成されており、係合ローラ１５がこれらのカム面のリードに沿って移動することで入力トルクに比例したトルク伝達用ＣＶＴシャフト３の軸線方向への推力，つまりスラスト力を発生するようになっている。また、前記入力カムであるローディングカム１４と出力カムである入力ディスク１７との間には、両者を離反させる方向に力を作用させ、予圧を付与するための皿バネ４２が介装されている。また、このローディングカム１４と入力ディスク１７との間に所定の流体圧を供給することで、前記軸線方向への推力，つまりスラスト力を調整できるようにもなっている。なお、前記ローディングカム１４は、ボールベアリング４４によってＣＶＴシャフト３に回転可能に支持されている。
【００１１】
第１及び第２トロイダル変速機構１０，１１から先に説明すると、第１トロイダル変速機構１０は、前記係合ローラ１５に接する面と反対側の面にトロイド面１７ａが形成される上述の入力ディスク１７と、この入力ディスク１７の対向面にトロイド面１８ａが形成され、二つのトロイド面で第１のキャビティを構成する，ＣＶＴシャフト３に回転自在に支持される出力ディスク１８と、前記入力ディスク１７のトロイド面１７ａと出力ディスク１８のトロイド面１８ａとで構成される溝部，つまりキャビティに対して傾転可能に接触するパワーローラ（摩擦ローラ）２９とを備えている。前記パワーローラ２９は、トラニオンと称する支持機構によって傾転可能に支持されており、このトラニオンを、ステップモータによってサーボ作動する流体圧シリンダで操作することにより、当該パワーローラ２９と入力ディスク１７及び出力ディスク１８との夫々の径方向の接触位置，即ち接触半径を変え、入力ディスク１７と出力ディスク１８との間の回転速度比，即ち変速比を連続的に変化させることができるようになっている。
【００１２】
また、前記第２トロイダル変速機構１１は、前記第１トロイダル変速機構１０と同様に入力ディスク１９，出力ディスク２０，パワーローラ（摩擦ローラ）３０，支持機構及び流体圧駆動装置を有するが、ＣＶＴシャフト３にボールスプライン２１を介して外嵌されている入力ディスク１９が、前記第１トロイダル変速機構１０から遠い側に配置されると共に、出力ディスク２０は第１トロイダル変速機構１０に近い側に配置されている。つまり、第１トロイダル変速機構１０と第２トロイダル変速機構１１とは、図面上で線対称となるように構成されている。また、第１トロイダル変速機構１０の出力ディスク１８とＣＶＴシャフト３との間にはローラベアリング３８が、第２トロイダル変速機構１１の出力ディスク２０とＣＶＴシャフト３との間にはローラベアリング３９が夫々介装されている。
【００１３】
互いに対向する前記出力ディスク１８，２０の背面の間には出力合成ギヤ２２が配設されており、この出力合成ギヤ２２の中心部両端から軸線方向に突設された筒軸部１８ｂ，２０ｂが、各出力ディスク１８，２０の内部でそれらとスプライン結合されている。また、出力合成ギヤ２２は、トランスミッションケース１の内周壁に固着されたギヤハウジング２３ａ，２３ｂにベアリング２４を介して回転自在に支持されている。また、出力合成ギヤ２２はドリブンギヤ２５に噛合しており、このドリブンギヤ２５は前記ギヤハウジング２３ｂにベアリング２６を介して回転自在に支持されている。また、ドリブンギヤ２５の中心部にはカウンターシャフト２７の一端がスプライン結合されており、このカウンターシャフト２７の他端はローラベアリング３５を介してトランスミッションケース１に回転自在に支持されていることから、両者は一体に回転するようになっている。従って、前記ＣＶＴシャフト３に伝達されたエンジンからの回転力は、前記第１及び第２トロイダル変速機構１０，１１の入力ディスク１７，１９に分散され、前述したパワーローラ２９，３０の傾転動作による所定の変速比で各トロイダル変速機構１０，１１の出力ディスク１８，２０に伝達された後、この出力合成ギヤ２２で合成され、ドリブンギヤ２５，カウンターシャフト２７及びギヤ列２８を順次経由してアウトプットシャフト３３（第２シャフト）に伝達される。なお、前記第２トロイダル変速機構１１の入力ディスク１９の背面には皿バネ４３が介装されており、その出力側に螺合したナット４０の締付けトルクを調整することで、前記皿バネ４２との間で発生するスラスト力の予圧状態を調整することができるようになっている。また、前記カウンターシャフト２７のドリブンギヤ２５側端部に、バルブを切り替えるためのリバースセンサが取付けられている。
【００１４】
前記ギヤ列２８は、前記カウンターシャフト２７の他端部に形成されたカウンターアウトプットギヤ３１と、これに噛合する後述のアイドラギヤと、このアイドラギヤに噛合し且つ前記アウトプットシャフト３３のＣＶＴシャフト３側端部に形成されたアウトプットギヤ３２とからなる。これらのギヤ列２８及びアウトプットシャフト３３等は、前記トランスミッションケース１の後端部に接合されたエクステンションケース３４内に収納される。また、前記カウンターシャフト２７の後端部、つまり前記カウンターアウトプットギヤ３１の両側は、トランスミッションケース１側との間に介装されたローラベアリング３５及びエクステンションケース３４との間に介装されたローラベアリング３６によって回転自在に支持されている。また、前記アウトプットシャフト３３は、そのアウトプットギヤ３２側が、トランスミッションケース１の後面部に設けられたリヤ接合面部３７との間に介装されたローラベアリング３８、ＣＶＴシャフト３の後端部との間に介装されたニードルベアリング３９によって回転可能に支持され、その出力端側、つまり後端側が、エクステンションケース３４との間に介装されたローラベアリング４５によって回転可能に支持されている。なお、図中の符号４６は、前記アウトプットシャフト３３にスプライン結合されたパーキングギヤ、符号４７はアウトプットシャフト３３に形成されたスピードメータギヤ、符号４８は、エクステンションケース３４との間に形成されたエアブリーザー室、符号４９は、前記アウトプットシャフト３３を位置決めするナットである。
【００１５】
前記ギヤ列２８の詳細を図２に示す。同図の符号５１が前記アイドラギヤである。このアイドラギヤ５１は、前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７とエクステンションケース３４との間に架渡され且つナット５２によって固定されているアイドラシャフト５３に対し、ローラベアリングからなる二つのアイドラベアリング５４によって回転自在に支持されている。従って、前述のようにこれらのアイドラベアリング５４は、狭隘な場所に押し込められており、外部からの十分な潤滑ができない。そこで、本実施形態では、前記アイドラシャフト５３の軸心部に前後方向に油路５５を形成し、更にそこから二つのアイドラベアリング５４の間に向けて油路５６を開設し、二つのアイドラベアリング５４の間から潤滑油が供給されるように構成する。ちなみに、前記アイドラシャフト５３の軸心部の油路５５は、図示左方から穿設した油穴をめくら栓５５ａで閉塞したものである。また、前記二つのアイドラベアリング５４の間にはスペーサ５７が介装されており、このスペーサ５７には、前記油路５６に連通する切欠き溝状の油路５８を形成し、図３に示すように、この油路５８を通ってスペーサ５７の外周面まで到達した潤滑油が、前記二つのアイドラベアリング５４の対向する面から供給されるようにした。ちなみに、前記アイドラシャフト５３の前方端部には、前記アイドラベアリング５３を位置決めし、ナット５２による締付け力を受けるためのフランジ部５３ａが形成されている。
【００１６】
そして、本実施形態では、前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５に対し、その前後から潤滑油が供給されるように構成している。ここでは、アイドラシャフト５３の軸心部油路５５に供給する潤滑油系統を二つ設定している。一つは、図３に示すように、前記ＣＶＴシャフト３の軸心部油路５９の後端部から後方に吐出し、そのまま逆流するようにして、当該ＣＶＴシャフト３を支持する前記ニードルエアリング３９を潤滑し、更に前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７から前記アウトプットギヤ３２のローラベアリング３８を潤滑する、図中のルートＡ（第１油路）、もう一つは、前記ＣＶＴシャフト３の軸心部油路５９からアウトプットシャフト３３の軸心部油路６０に供給され、そこから油路６２を通って前記スピードメータギヤ４７或いはそれに噛合する図示されないスピードメータピニオンを潤滑し、エクステンションケース３４の後方内側面６６に落下するか、又は同じく前記軸心部油路６０から油路６２を通ってアウトプットシャフト３３のローラベアリング４５を潤滑し、エクステンションケース３４の後方内側面６６に流下するルートＢ（第２油路）である。従って、前記潤滑ルートＡの潤滑油を前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に供給する油路と、前記潤滑油ルートＢの潤滑油を当該軸心部油路５５の後方部に供給する油路とが必要となる。
【００１７】
図４ａはエクステンションケース３４のフロント接合面を、図４ｂはトランスミッションケース１のリヤ接合面を示している。このうち、図４ｂは、トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７に前記アイドラシャフト５３だけが取付けられている状態が示されているが、本実施形態では、前記潤滑ルートＡからアイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に供給する油路として、まず前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７に連続する前記アイドラシャフト５３のフランジ部５３ａの後面部に溝状の油路６３を形成し、それに連通し且つ前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に開口する油穴からなる油路６４を開設する。これにより、前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７の潤滑ルートＡの潤滑油は、前記油路６３から油路６４を通って前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の前方部に供給される。
【００１８】
一方、図４ａにもエクステンションケース３４にアイドラシャフト５３だけが取付けられている状態の縦断面図が示されているが、同図に示すように、このエクステンションケース３４のうち、前記アウトプットシャフト３３のローラベアリング４５の外輪後端支持面４５ａ並びに外輪外周支持面４５ｂに切欠き状の油路６４を形成し、当該ローラベアリング４５から車両後方に流れた潤滑油を積極的にエクステンションケース３４の後方内側面６６の前記潤滑ルートＢに戻すようにした。また、このエクステンションケース３４の後方内側面６６は、車両前方が次第に広がる円錐面をなしているので、前記潤滑ルートＢの潤滑油が、車両左方に位置するアイドラシャフト５３から遠ざかってしまわないように、当該後方内側面６６の最下方部に、車両前後方向向きの堰板６５を設けた。そして、前記エクステンションケース３４の後方内側面６６から連続し、前記車両後方のアイドラベアリング５４と当該エクステンションケース３４との間に介装されるカラー６７のエクステンションケース側支持面の一部を薄く広く切欠いて油路６８を形成し、更にアイドラシャフト５３には、当該油路６８に連通し且つ前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の後方部に開口する油穴からなる油路６９（本実施形態では二つ）を開設する。これにより、前記エクステンションケース３４の後方内側面の潤滑油ルートＢの潤滑油は、前記油路６４から堰板６５の車両左方を流れ、前記油路６８から油路６４を通って前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５の後方部に供給される。
【００１９】
前記トランスミッションケース１のリヤ接合面部３７の潤滑ルートＡの潤滑油量は、インプットシャフト２とアウトプットシャフト３３との回転数差によって変動する。また、エクステンションケース３４の後方内側面６６の潤滑ルートＢの潤滑油量は、アウトプットシャフト３３の回転数によって変動する。従って、前記アイドラシャフト５３の軸心部油路５５への潤滑油供給系統を、何れか一方に限定してしまうと、潤滑油量が不足して潤滑不良になる恐れがある。本実施形態では、二つの潤滑ルートの潤滑油を、アイドラシャフトの軸心部油路５５の前後から供給するようにしたことで、種々の走行状態でも十分な潤滑油量を確保して、アイドラベアリング５４の確実な潤滑が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造によれば、アイドラシャフトの軸心部に油路を形成すると共にアイドラシャフトの軸心部の油路から二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路を形成し、第１シャフトと第２シャフトとの接続部から排出される油を、トランスミッションケース側からアイドラシャフトの軸心部の油路の一端部に導く第１油路と、第２シャフトの軸心部の油路と連通するように第２シャフトの径方向に設けられた油路から排出される油を、エクステンションケース側からアイドラシャフトの軸心部の油路の他端部に導く第２油路とを形成し、第１油路及び第２油路によりアイドラシャフトの軸心部の油路に導かれた油は、二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路から二つのアイドラベアリングに供給されるようにしたことにより、種々の走行状態でも、安定した潤滑油量をアイドラベアリングに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 トロイダル型無段変速機の一例を示す縦断面図である。
【図２】 図１のトロイダル型無段変速機の出力系ギヤ列の詳細説明図である。
【図３】 図２の出力系ギヤ列のアイドラベアリング潤滑系統の説明図である。
【図４】 図３のアイドラベアリング潤滑系との詳細説明図であり、（ａ）はエクステンションケースのフロント接合面、（ｂ）はトランスミッションケースのリヤ接合面を示す。
【符号の説明】
１はトランスミッションケース
２はインプットシャフト
３はＣＶＴシャフト
４はトルクコンバータ
９は前後進切換機構
１０は第１トロイダル変速機構
１１は第２トロイダル変速機構
１７は入力ディスク
１８は出力ディスク
１９は入力ディスク
２０は出力ディスク
２２は出力合成ギヤ
２９はパワーローラ（摩擦ローラ）
３０はパワーローラ（摩擦ローラ）
３１はカウンタ出力ギヤ
３２はアウトプットギヤ
３３はアウトプットシャフト
３４はエクステンションケース
３７はリヤ接合面部
４５はローラベアリング
４７はスピードメータギヤ
５１はアイドラギヤ
５２はナット
５３はアイドラシャフト
５４はアイドラベアリング
５５、５６は油路
５７はスペーサ
５８〜６４は油路
６５はリブ
６６は後方内面部
６７はカラー
６８、６９は油路
Ａ、Ｂは潤滑ルート
Claims (3)
- 摩擦ローラと入力ディスク及び出力ディスクとの接触点を変更することにより変速比を調整可能とした変速機構と、軸心部に油路を有し、前記入力ディスクと一体回転可能に接続された第１シャフトと、前記第１シャフトと同軸上且つ端部が前記第１シャフトの端部に当接して配設され、軸心部に油路を有し、該油路と前記第１シャフトの軸心部の油路とが接続され、且つ前記第１シャフトと相対回転可能とされた第２シャフトと、前記第１シャフト及び第２シャフトと平行に配設され、前記出力ディスクからの回転力を前記第２シャフトに伝達するカウンタシャフトと、前記第１シャフト、前記変速機構及び前記カウンタシャフトを収納するトランスミッションケースと、前記トランスミッションケースの後方に接合され、前記第２シャフトを収納するエクステンションケースと、前記カウンタシャフトから前記第２シャフトへ回転力を伝達する経路中に配設されると共に、前記トランスミッションケースと前記エクステンションケースとの間に固定されるアイドラシャフトと、前記アイドラシャフトに被嵌され、且つ前記カウンタシャフトから前記第２シャフトへ回転力を伝達するアイドラギヤを回転可能に支持する、併設された二つのアイドラベアリングと、を有するトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造であって、前記アイドラシャフトの軸心部に油路を形成すると共に前記アイドラシャフトの軸心部の油路から前記二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路を形成し、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの接続部から排出される油を、前記トランスミッションケース側から前記アイドラシャフトの軸心部の油路の一端部に導く第１油路と、前記第２シャフトの軸心部の油路と連通するように前記第２シャフトの径方向に設けられた油路から排出される油を、前記エクステンションケース側から前記アイドラシャフトの軸心部の油路の他端部に導く第２油路とを形成し、前記第１油路及び第２油路により前記アイドラシャフトの軸心部の油路に導かれた油は、前記二つのアイドラベアリングの間に通ずる油路から前記二つのアイドラベアリングに供給されることを特徴とするトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造。
- 前記第２シャフトの前記第１シャフトとの接続部から離間する位置には、当該第２シャフトを軸支するベアリングが設けられており、前記第２油路は、前記第２シャフトの径方向に設けられた油路から排出される油を、前記ベアリングに導いた後、前記エクステンションケースの後方内側面から前記アイドラシャフト軸心部の油路の他端部に導くことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造。
- 前記エクステンションケースの後方内側面には前後方向に堰板が設けられており、前記第２油路は、前記第２シャフトの径方向に設けられた油路から供給される油を、前記堰板に沿って導き、前記エクステンションケースの後方内側面から前記アイドラシャフト軸心部の油路の他端部に導くことを特徴とする請求項１又は２に記載のトロイダル型無段変速機のアイドラベアリング潤滑構造。
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