JP4258708B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車または各種産業機械などに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】
自動車用変速機として、例えば、図13および図14に示すようなトロイダル型無段変速機が知られている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸1と中心軸を同じくして入力側ディスク2が設けられるとともに、入力軸1と中心軸を同じくして配置された出力軸3の端部に出力側ディスク4が固定されている。トロイダル型無段変速機を収めたケーシングの内側には、枢軸5、5を中心として揺動する複数個(この例では2個)のトラニオン6、6が設けられている。すなわち、各枢軸5、5はそれぞれ、入力側、出力側両ディスク2、4の軸方向(図13および図14において左右方向)に関してこれら両ディスク2、4の中間部に、これら両ディスク2、4の軸方向に対し直交する方向でかつこれら両ディスク2、4の中心軸に対し捻れの位置に配置されて、各トラニオン6、6の両端部外側面に設けられている。
【0003】
また、各トラニオン6、6の中間部には、変位軸7、7の基端部が支持されており、各枢軸5、5を中心として各トラニオン6、6を揺動させることにより、各変位軸7、7の傾斜角度が変化するようになっている。各変位軸7、7には、それぞれパワーローラ8、8が回転自在に支持されている。これら各パワーローラ8、8は、入力側、出力側両ディスク2、4の間に挟持されている。すなわち、これらの入力側、出力側両ディスク2、4の互いに対向する内側面2a、4aはそれぞれ、枢軸5を中心とする円弧を、入力軸1および出力軸3を中心に回転させた場合に得られる凹面に形成され、これらの内側面2a、4aに、球状凸面に形成された各パワーローラ8、8の周面8a、8aが当接されている。
【0004】
入力軸1と入力側ディスク2との問には、ローディングカム式の押圧装置9が設けられ、この押圧装置9によって、入力側ディスク2が出力側ディスク4に向けて押圧されている。この押圧装置9は、入力軸1と共に回転するカム板10と、保持器11により保持された複数個(例えば4個)のローラ12とを備えている。カム板10の片側面(図13および図14において左側面)には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面13が形成され、入力側ディスク2の外側面(図13および図14において右側面)にも、同様のカム面14が形成されており、これらの間に、複数個のローラ12が入力軸1の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持されている。
【0005】
このように構成されたトロイダル型無段変速機においては、入力軸1の回転に伴ってカム板10が回転すると、カム面13が複数個のローラ12を入力側ディスク2の外側面のカム面14に押圧する。その結果、入力側ディスク2が、両パワーローラ8、8に押圧されるとともに、一対のカム面13、14と複数個の口一ラ12との押し付け合いに基づいて入力側ディスク2が回転する。そして、この入力側ディスク2の回転が、両パワー口ーラ8、8を介して出力側ディスク4に伝達され、この出力側ディスク4に固定された出力軸3が回転する。
【0006】
入力軸1と出力軸3との回転速度比(変速比)を変える場合であって、入力軸1と出力軸3との間で減速を行う場合には、枢軸5、5を中心として各トラニオン6、6を揺動させ、図13に示すように、各パワーローラ8、8の周面8a、8aが、入力側ディスク2の内側面2aの中心寄り部分と出力側ディスク4の内側面4aの外周寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸7、7を傾斜させる。一方、増速を行う場合には、枢軸5、5を中心として各トラニオン6、6を揺動させ、図14に示すように、各パワーローラ8、8の周面8a、8aが、入力側ディスク2の内側面2aの外周寄り部分と出力側ディスク4の内側面4aの中心寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸7、7を傾斜させる。各変位軸7、7の傾斜角度を図13と図14との中間にすれば、入力軸1と出力軸3との間で、中間の変速比を得られる。
【0007】
図15および図16は、より具体化されたトロイダル型無段変速機を示している。このトロイダル型無段変速機では、入力側ディスク2と出力側ディスク4とがそれぞれ、入力軸15の外周部にニードル軸受16、16を介して回転白在に支持されている。また、カム板10が入力軸15の端部(図15において左端部)の外周面にスプライン係合され、鍔部17により入力側ディスク2から離間する方向への移動を阻止されている。そして、このカム板10とローラ12、12とにより、入力軸15の回転に基づいて、入力側ディスク2を出力側ディスク4に向けて押圧しつつ回転させる、ローディングカム式の押圧装置9を構成している。出力側ディスク4には、出力歯車18がキー19、19により結合され、これら出力側ディスク4と出力歯車18とが一体的に回転するようになっている。出力歯車18およびこの出力歯車18と噛合された図示しない歯車等が、出力側ディスク4の回転を取り出すための動力取り出し手段を構成している。
【0008】
一対のトラニオン6、6の両端部に設けた枢軸5、5は、一対の支持板20、20に、揺動自在および軸方向(図15において表裏方向、図16において左右方向)に変位自在に支持されている。一対の支持板20、20は、十分な剛性を有する板状に形成されており、各支持板20、20の中央部に形成された円孔21、21がそれぞれ、ケーシング22の内面およびケーシング22内に設けたシリンダケース23の側面に固設した支持ピン24a、24bに外嵌されることにより、ケーシング22の内側に、揺動白在および各枢軸5、5の軸方向に変位自在に支持されている。また、各支持板20、20の両端部にはそれぞれ、円形の支持孔25、25が形成されており、これらの各支持孔25、25にそれぞれ、トラニオン6、6の両端部に設けた各枢軸5、5が、外輪26、26を備えたラジアルニードル軸受27、27により支持されている。これらの構成により、各トラニオン6、6が、各枢軸5、5を中心として揺動白在およびこれら各枢軸5、5の軸方向に変位自在に、ケーシング22内に支持されている。
【0009】
各トラニオン6、6の中間部に形成された円孔40、40にはそれぞれ、変位軸7、7が支持されている。各変位軸7は、互いに平行でかつ偏心した支持軸部28と枢支軸部29とを備えている。各支持軸部28は、各円孔40の内側に、ラジアルニードル軸受30を介して揺動自在に支持されている。また、各枢支軸部29の外周部には、パワーローラ8がラジアルニードル軸受31を介して回転白在に支持されている。
【0010】
なお、上記一対の変位軸7、7は、入力軸15を中心として、点対象の位置(180度反対側の位置)になるように配置されている。また、これら各変位軸7、7の各枢支軸部29、29が各支持軸部28、28に対し偏心している方向は、入力側、出力側両ディスク2、4の回転方向に関し同方向(図16において左右逆方向)とされている。また、各枢支軸部29、29の軸方向は、入力軸15の軸方向(図15において左右方向、図16において表裏方向)に対しほぼ直交する方向とされている。したがって、各パワーローラ8、8は、入力軸15の軸方向に亙る若干の変位が許容されて支持されている。その結果、構成各部品の寸法精度のばらつき、あるいは動力伝達時の弾性変形等に起因して、各パワー口ーラ8、8が入力軸15の軸方向に多少変位しても、この変位を吸収でき、構成各部品に無理な力が加わることがない。
【0011】
また、各パワーローラ8、8とトラニオン6、6の中間部内側面との間にはそれぞれ、パワーローラ8、8の側から順に、スラスト玉軸受等のスラスト転がり軸受32、32と、後述する外輪33、33に加わるスラスト荷重を支承するスラストニードル軸受等のスラスト軸受34、34とが設けられている。このうちのスラスト転がり軸受32、32は、各パワーローラ8、8に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、各パワーローラ8、8の回転を許容している。また、各スラスト軸受34、34は、各パワーローラ8、8から各スラスト転がり軸受32、32の外輪33、33に加わるスラスト荷重を支承しつつ、枢支軸部29、29および外輪33、33が支持軸部28、28を中心に揺動することを許容している。
【0012】
また、各トラニオン6、6の一端部(図16において左端部)にはそれぞれ、駆動ロッド35、35が結合され、各駆動ロッド35、35の中間部外周面には、駆動ピストン36が固設されている。各駆動ピストン36、36はそれぞれ、シリンダケース23内に設けた駆動シリンダ37、37内に油密に嵌装されている。さらに、ケーシング22内に設けた支持壁38と入力軸15との間には、一対の転がり軸受39、39が設けられて、入力軸15がケーシング22内に回転自在に支持されている。
【0013】
このように構成されたトロイダル型無段変速機においては、入力軸15の回転が押圧装置9を介して入力側ディスク2に伝えられる。そして、この入力側ディスク2の回転が、一対のパワーローラ8、8を介して出力側ディスク4に伝達され、さらにこの出力側ディスク4の回転が、出力歯車18より取り出される。入力軸15と出力歯車18との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン36、36を互いに逆方向に変位させる。そうすると、これら各駆動ピストン36、36の変位に伴って一対のトラニオン6、6がそれぞれ、逆方向に変位する。例えば、図16において下側のパワーローラ8が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ8が同図の左側に、それぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ8、8の周面8a、8aと入力側ディスク2および出力側ディスク4の内側面2a、4aとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って各トラニオン6、6が、支持板20、20に枢支された枢軸5、5を中心として、図15において互いに逆方向に揺動する。その結果、上述の図13および図14に示したように、各パワーローラ8、8の周面8a、8aと各内側面2a、4aとの当接位置が変化し、入力軸15と出力歯車18との問の回転速度比が変化する。
【0014】
なお、動力伝達時に構成各部品が弾性変形する結果、各パワーローラ8、8が入力軸15の軸方向に変位すると、これら各パワーローラ8、8を枢支している各変位軸7、7が、各支持軸部28、28を中心として僅かに揺動する。この揺動の結果、各スラスト転がり軸受32、32の外輪33、33の外側面と各トラニオン6、6の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、各スラスト軸受34、34が存在するため、この相対変位に要する力は小さい。したがって、上述のように各変位軸7、7の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【0015】
上述のように構成され作用するトロイダル型無段変速機の場合には、トロイダル型無段変速機の運転時にパワーローラ8、8は、大きな荷重を受けつつ高速回転する。したがって、パワーローラ8、8を支持するためのラジアルニードル軸受31およびスラスト転がり軸受32等、各トラニオン6、6と各変位軸7、7と各パワーローラ8、8との組み合わせ部分に存在する各軸受部分の耐久性を確保するために、これら各軸受部分に十分な量の潤滑油を送り込む必要がある。このために、図15、図16に示した構造の場合には、各トラニオン6、6の内部に、連続する給油孔38a、38bが形成されている。
【0016】
このトラニオン6の内側面とスラスト転がり軸受32の外輪の外側面との間に送りこまれた潤滑油の一部は、図17に示すように、変位軸7の枢支軸部29の内部に形成された給油孔73に送り込まれ、この給油孔73から分岐した分岐ノズル孔73a、73bの下流端から吐出され、スラスト転がり軸受32およびラジアルニードル軸受31の内径側にそれぞれ送り込まれる。
スラスト転がり軸受(スラスト玉軸受)32は、内輪としてのパワーローラ8と、複数個の転動体(玉)32aと、これらの転動体32aをそれぞれ転動自在に保持するポケット41が形成された主体42を有する保持器43と、トラニオン6の側の外輪33とから構成されている。スラスト転がり軸受32の内輪軌道は、パワーローラ8の大端面に、外輪軌道は外輪33の内側面にそれぞれ形成されている。この保持器43には、ポケット41を径方向に横切るように給油孔44が形成されている。
【0017】
このような保持器の他の例として、特許文献1に記載されたものがある。この保持器51は、図18ないし図20に示すように、合成樹脂、或は銅等の金属により円輪状に構成された主体52の上下両面に凹溝53,53を、この主体52の直径方向に亙り、ポケット54を横切る状態で形成し、これら各凹溝53、53により、上記主体52の内周縁と外周縁との間に設けられた潤滑油流路を構成している。
【0018】
上述の様に構成された、潤滑性を向上させたスラスト転がり軸受を組み込んだトロイダル型無段変速機によれば、分岐ノズル孔73aから吐出する潤滑油が、保持器51の主体に供給され、保持器51の回転に伴う遠心力によって、上記各凹溝53、53を通じて外向きに流れる。したがって、スラスト転がり軸受32を構成する保持器51が軸方向に変位して、この保持器51の内面とパワーローラ8の大端面とが密接した場合でも、各転動体32aを保持したポケット54内には十分な量の潤滑油が供給される。この結果、上記パワーローラ8の大端面に形成した軌道面と転動体32aの転動面との当接部における潤滑油の不足を防止して、前記スラスト転がり軸受32の一部の摩耗や焼き付きの発生を防止できる。
【0019】
また、特許文献2に記載の保持器61には、図21に示すように、主体63に、その外周面と各ポケット62の内周面との間に給油孔64、64が形成されている。これらの各給油孔64は、その内側端をポケット62の内周面に、また、外側端を主体63の外周面に開口させ、外側端から内側端に向けて次第に内径が小さくなるテーパ孔とされている。また、各給油孔64は、主体63の径方向に対して、角度φだけ傾斜している。傾斜方向は、保持器61の回転時に各給油孔64、64の外端が回転方向前側に開口するようにされている。
【0020】
【特許文献1】
実開平7−35847号公報
【特許文献2】
特開平7−174146号公報
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
図18ないし図20に示した、潤滑性を向上させたスラスト転がり軸受32を組み込んだトロイダル型無段変速機の場合には、従前のトロイダル型無段変速機に比べて耐久性及び信頼性の向上を図れるが、依然として、次の様な点を改良する事が望まれている。すなわち、分岐ノズル孔73aから保持器51の内側部分に供給された潤滑油は、回転に伴う遠心力によって、主体52の上下面に沿った隙間部分から外方に向かって流れる。そのうち、ポケット54に流入したものは転動体32aの潤滑に使用されるが、ポケット54の間の部分から漏出するものは転動体32aの潤滑に使用されずに排出されてしまう。その結果、供給された潤滑油が効率的に使用されず、ポケット部分の潤滑油が不足して、スラスト転がり軸受の一部の摩耗や焼き付きを起こす可能性が生じる。
【0022】
また、図21に示した保持器61では、一旦主体63の外方に流れた潤滑油の一部が給油孔64を介してポケット62に供給され、ポケット部分の潤滑油不足を補うと思われる。しかしながら、この給油孔64に対応する排油孔が設けられていないので、この部分での潤滑油の排出性が悪く、この部分に油が溜まって撹拌抵抗が増大し、動トルクが上昇して、効率が低下する虞がある。
【0023】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、トロイダル型無段変速機のパワーローラを支持するスラスト転がり軸受の保持器において、転動体を受けるポケットに充分な潤滑油を供給し、また、排出を促すことによって当該部分の潤滑油の流動性を維持し、摩耗や焼き付きを防いで、変速機の効率的かつ安定な作動を長期に亘って維持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。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載のトロイダル型無段変速機は、回転自在に支持された入力軸と、この入力軸と共に回転自在な入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に配置され、かつ前記入力軸に対して回転自在に支持された出力側ディスクと、これら入力側、出力側両ディスクの軸方向に関してこれら両ディスクの中間部に、これら両ディスクの軸方向に対し直交する方向でかつこれら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置に配置された枢軸を中心に揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンに支持された変位軸に回転白在に支持され、入力側および出力側両ディスクの間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラと前記各トラニオンとの間に設けられてパワーローラのスラスト荷重を支承しつつ、パワーローラの回転を許容するスラスト転がり軸受とを備え、
入力側、出力側両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、前記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、この周面と前記内側面とを当接させているトロイダル型無段変速機であって、
前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された保持器とを備えたものであり、
前記保持器には、該保持器の回転に伴って該保持器の外周側から内周側に潤滑油を導入するように径方向に対して傾斜する戻し油路が形成され、
該戻し油路は、外端が前記保持器の回転方向前側に開口するとともに、前記ポケットを横切ることなく前記ポケットの間に形成されていることを特徴とする。
【0025】
請求項1に記載の発明においては、径方向に対して傾斜する油路が形成された保持器の回転に伴って、この戻し油路のポンプ作用により、該保持器の外周側から内周側に潤滑油が導入される。これにより、保持器に作用する遠心力で外側に排出される潤滑油の一部を保持器の内側へ戻し、再度潤滑に使用することができる。この戻し油路は、保持器の任意の箇所に形成することができるが、通常は、保持器の上下面のポケットの間の位置に形成する。これにより、この部分からの潤滑油の漏出を減少させ、潤滑を必要とするポケット部分に十分な量の潤滑油を供給することができる。
【0028】
請求項2に記載のトロイダル型無段変速機は、回転自在に支持された入力軸と、この入力軸と共に回転自在な入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に配置され、かつ前記入力軸に対して回転自在に支持された出力側ディスクと、これら入力側、出力側両ディスクの軸方向に関してこれら両ディスクの中間部に、これら両ディスクの軸方向に対し直交する方向でかつこれら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置に配置された枢軸を中心に揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンに支持された変位軸に回転白在に支持され、入力側および出力側両ディスクの間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラと前記各トラニオンとの間に設けられてパワーローラのスラスト荷重を支承しつつ、パワーローラの回転を許容するスラスト転がり軸受とを備え、
入力側、出力側両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、前記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、この周面と前記内側面とを当接させているトロイダル型無段変速機であって、
前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された保持器とを備えたものであり、
前記保持器には、前記ポケットを横切るように内周側と外周側を連絡する油路が形成され、該油路の内端部には、該保持器の回転に伴って潤滑油を前記油路に導く導入部が設けられ、
前記導入部は、前記保持器の内周面の前記油路の内端部となる位置に形成された案内溝からなり、
前記案内溝は、前記保持器の回転方向前側となる該油路の壁の内端より、前記保持器の回転方向後側となる該油路の壁の内端の方が前記保持器の中心に近い側に配置されるように形成されていることを特徴とする。
【0029】
請求項2に記載の発明においては、保持器の内側部分に供給された潤滑油が、保持器の回転に伴って保持器の内周面上を流れる際に導入部に導かれ、そこからさらに油路に導かれる。導入部の形状としては、入り口部分が広く、油路につながる奥の部分が狭くなるような任意の形状が採用可能であり、例えば、断面が直線または曲線によって構成される溝や凹所等が採用される。特に、保持器の回転方向において後方に当たる部分に案内壁を設けることにより、後方に流れる潤滑油を案内して油路に導くことができる。油路は、保持器のポケットを横切るように保持器の任意の箇所に形成することができる。つまり、保持器の上下面に溝状に形成することができ、また、厚さ方向中央部に孔状に形成することもできる。
【0030】
請求項3に記載のトロイダル型無段変速機は、回転自在に支持された入力軸と、この入力軸と共に回転自在な入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に配置され、かつ前記入力軸に対して回転自在に支持された出力側ディスクと、これら入力側、出力側両ディスクの軸方向に関してこれら両ディスクの中間部に、これら両ディスクの軸方向に対し直交する方向でかつこれら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置に配置された枢軸を中心に揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンに支持された変位軸に回転白在に支持され、入力側および出力側両ディスクの間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラと前記各トラニオンとの間に設けられてパワーローラのスラスト荷重を支承しつつ、パワーローラの回転を許容するスラスト転がり軸受とを備え、
入力側、出力側両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、前記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、この周面と前記内側面とを当接させているトロイダル型無段変速機であって、
前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された保持器とを備えたものであり、
前記保持器には、前記ポケットを横切るように内周側と外周側を連絡する油路が形成され、該油路の外端部には、該保持器の回転に伴って前記油路から潤滑油の排出を促す排油促進部が設けられ、
前記排油促進部は、前記ポケットより外側の前記油路が、前記ポケットより内側の前記油路より広く形成されることにより構成されていることを特徴とする。
【0031】
請求項3に記載の発明においては、保持器の内側部分に供給された潤滑油が、保持器の油路に導かれ、ポケットに供給されて転動体を潤滑する。保持器の回転に伴って油路の外端部の排油促進部から潤滑を行った潤滑油が排出されるので、潤滑油は油路において円滑に流動し、ポケットに常に新たな潤滑油が供給される。排油促進部としては、油路の外端部側を内端部側より広く形成する構成や、油路を保持器の回転方向後方に向くように形成することが考えられる。油路は、保持器のポケットを横切るように保持器の任意の箇所に形成することができる。つまり、保持器の上下面に溝状に形成することができ、また、厚さ方向中央部に孔状に形成することもできる。
【0032】
なお、上記の各請求項の発明の構成を可能な限り組み合わせて採用することができる。その場合、それぞれの発明の作用効果の和として、優れた潤滑効果を奏することは言うまでもない。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、本発明は、スラスト軸受の保持器の構成部分が特徴であり、トロイダル型無段変速機の全体の構成は、図13ないし図16と基本的に同一であるので、そのような構成部分は同一符号を付してその説明を簡略化または省略する。
【0034】
図1および図2は、この発明の第1の実施の形態を示す図であり、図1はトロイダル型無段変速機のスラスト転がり軸受32Aの部分を示す断面図、図2は保持器81Aの平面図である。図1および図2に示すように、この実施の形態のスラスト転がり軸受(スラスト玉軸受)32Aは、内輪としてのパワーローラ8と、複数個の転動体(玉)32aと、これらの転動体32aを転動自在に保持する保持器81Aと、外輪33とから構成されている。スラスト転がり軸受32Aの内輪軌道は、パワーローラ8の大端面に、外輪軌道は外輪33の内側面にそれぞれ形成されている。以下においては、本発明の特徴部である保持器についてのみ説明する。
【0035】
保持器81Aは、円環板状の主体83Aに円周方向に等間隔に複数個のポケット82が形成され、各ポケット82内に転動体32aを保持するようになっている。主体83Aの上下面には、図18に示す従来の場合と同様に、それぞれ各ポケット82を横切って、主体83Aの内周面から外周面に主体83Aの径方向に貫通する直線状の給油溝(油路)84が形成されている。そして、主体83Aの上下面の各ポケットの中間の部分には、スパイラル溝(戻し油路)85が内外周面を連絡するように形成されている。このスパイラル溝85は、保持器81Aが回転した時に、外端部が進行方向を向くように、すなわち、スパイラル溝85の外側開口部における外向きの軸線が保持器81Aの回転方向に対して鋭角を持つように形成されている。したがって、保持器81Aが回転すると、このスパイラル溝85は主体83Aの外周部に存在する潤滑油を掻き取って内周側に導入するポンプ作用を有する油路として機能する。
【0036】
このように構成されたスラスト軸受32Aを有するトロイダル型無段変速機においては、運転時に、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出した潤滑油は、保持器81Aの内側に供給され、保持器81Aの回転に伴う遠心力によって、給油溝84、上下面、スパイラル溝85に沿って外向きに流れる。この実施の形態では、例えば、保持器81Aの内側から見たときに、スパイラル溝85と両側のポケット82が重なるように密に形成されているので、上下面に沿って流れる潤滑油は、ポケット82かスパイラル溝85のいずれかに流入する。給油溝84および上下面からポケット82に流入した潤滑油は収容された転動体32aを潤滑し、外側の給油溝84または上下面を介して主体83Aの外側に流出する。スパイラル溝85に流入した潤滑油は、外周側からスパイラル溝85によって掻き取られて流入してきた潤滑油と一緒になって、保持器81Aの回転に伴うスパイラル溝85のポンプ作用によって内周側に流れ、保持器81Aの内側に再度供給される。
【0037】
このトロイダル型無段変速機にあっては、保持器81Aの上下面に、保持器81Aの回転に伴って潤滑油を内周側に導入するポンプ作用を有する戻し油路としてのスパイラル溝85が形成されているので、従来、上下面から漏出していた潤滑油や、保持器81Aの上下面を外側に流れる潤滑油が内周側に戻され、再度主体83Aに供給される。したがって、潤滑油が効率的に使用され、潤滑油不足による部材の摩耗や焼き付きの発生を抑え、効率の良い動力伝達を安定に行わせる。また、主体83Aの上下面に給油溝84が設けられているので、スラスト力によって保持器81Aが内輪であるパワーローラ8または外輪33のいずれかに偏っても、この給油溝84によって転動体32aへの給油が確保される。トロイダル型無段変速機においては、スラスト転がり軸受32Aは、一般の軸受と異なり、通常トラクション油で潤滑を行う。このトラクション油は、パワーローラ8の周面8aと入力側ディスク2、出力側ディスク4の内側面2a、4aとの間に入り込んで動力伝達を行うものであるため、粘度が高い。このため、攪拌抵抗が発生し易いので、上記構造の給油溝84は特に有効である。
【0038】
図3は、本発明の第2の実施の形態を示す図であって、この実施の形態の保持器81Bでは、主体83Bの上下面には、それぞれ各ポケット82を横切って、主体83Bの内周面から外周面に貫通する直線状の給油溝(油路)84Bが形成されている。この給油溝84Bは、保持器81Bが回転した時に、外端部が進行方向とは逆の方向を向くように、すなわち、給油溝84Bの外側開口部における外向きの軸線が保持器81Bの回転方向に対して鈍角を持つように形成されている。したがって、保持器81Bが回転すると、この給油溝84Bは潤滑油を内側から外側に送出するポンプ作用を有する油路として機能する。
【0039】
このように構成されたスラスト軸受を有するトロイダル型無段変速機においては、運転時に、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出した潤滑油は、保持器81Bの内側部分に供給され、保持器81Bの回転に伴う遠心力によって、給油溝84Bおよび上下面に沿って外向きに流れる。ポケット82を貫通して形成された給油溝84Bは、保持器81Bの回転に伴い潤滑油を内側から外側に送出するポンプ作用を有するので、内側の給油溝84Bに流入した潤滑油はポケット82に送出されて転動体32aを潤滑し、外側の給油溝84Bは潤滑後の潤滑油の排出を促進する。したがって、ポケット82には常に新たな潤滑油が順次供給され、転動体32aの良好な潤滑が行われて、スラスト軸受の機能を確保する。
【0040】
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る保持器81Cの平面図である。本実施の形態の保持器81Cでは、各ポケット82の上下の部分を横切って、主体83Cの内周面から外周面に貫通する直線状の給油溝(油路)84Cが、主体83Cの半径方向に形成されている。この給油溝84Cの内端には、主体83Cの軸線に平行な案内溝(導入部)86が上下面を連絡するように形成されている。この案内溝86は、この実施の形態では断面が円弧状に形成され、その曲率半径rは、給油溝84Cの幅の半分よりも大きくなっている。したがって、給油溝84Cは案内溝86の底部側の一部に連絡するようになっている。
【0041】
このように構成された保持器81Cにおいては、潤滑油は、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出し、主体83Cの内側部分に供給され、保持器81Cの回転に伴って案内溝86に溜まる。さらに、案内溝86内の潤滑油はその両側端部から給油溝84Cに加速しながら流入し、ポケット82に供給される。したがって、主体83Cの内側部分に供給された潤滑油のうち、上下面から漏出する量が減少し、潤滑油が効率的にポケット82に供給される。なお、案内溝86の形状は、円弧状に限られるものではなく、中心側に広がる任意の直線形状、あるいは曲線形状を用いることができる。
【0042】
図5は、本発明の第4の実施の形態に係る保持器81Dの平面図である。本実施の形態の保持器81Dでは、各ポケット82の上下面近傍を横切って、主体83Dの内周面から外周面に貫通する直線状の給油溝(油路)84Dが、主体83Dの半径方向に形成されている。この給油溝84Dの内端には、主体83Dの軸線に平行な案内溝(導入部)86Dが上下面を連絡するように形成されている。この案内溝86Dは、断面が三角形状であり、回転方向後側の後壁87は給油溝84Dの回転方向後側の壁と同じ面上に形成され、回転方向前側の前壁88は、後壁87の内端より外側の位置でこれと交わるように形成されている。
【0043】
このように構成された保持器81Dにおいては、潤滑油は、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出して主体83Dの内側部分に供給され、保持器81Dの回転に伴って案内溝86Dの後壁87によってせき止められ、案内溝86Dに溜まる。さらに、案内溝86D内の潤滑油はその両側端部から給油溝84Dに加速しながら流入し、ポケット82に供給される。したがって、主体83Dの内側部分に供給された潤滑油のうち、上下面から漏出する量が減少し、潤滑油が効率的にポケット82に供給される。
【0044】
図6は、本発明の第5の実施の形態に係る保持器81Eの平面図である。本実施の形態の保持器81Eでは、主体83Eの厚さ方向中央部には、それぞれ各ポケット82を横切って、主体83Eの内周面から外周面に貫通する直線状の給油孔(油路)89が形成されている。この給油孔89は、保持器81Eが回転した時に、外端部の開口が進行方向とは逆の方向を向くように、すなわち、給油孔89の外側開口部における外向きの軸線が保持器81Eの回転方向に対して鈍角を持つように形成されている。したがって、保持器81Eが回転すると、この給油孔89は潤滑油を内側から外側に送出するポンプ作用を有する油路として機能する。
【0045】
このように構成されたスラスト軸受を有するトロイダル型無段変速機においては、運転時に、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出した潤滑油は、保持器81Eの内側部分に供給され、保持器81Eの回転に伴う遠心力によって、給油孔89内および上下面を外向きに流れる。ポケット82を貫通して形成された給油孔89は、保持器81Eの回転に伴い潤滑油を内側から外側に送出するポンプ作用を有するので、内側の給油孔89に流入した潤滑油はポケット82に送出されて転動体32aを潤滑し、外側の給油孔89は潤滑後の潤滑油の排出を促進する。したがって、ポケット82には常に新たな潤滑油が順次供給され、転動体32aの良好な潤滑が行われて、スラスト軸受としての機能を確保する。
【0046】
図7は、本発明の第6の実施の形態に係る保持器81Fの平面図である。本実施の形態の保持器81Fでは、各ポケット82の中心を横切って、主体83Fの内周面から外周面に貫通する直線状の給油孔(油路)89Fが、主体83Fの半径方向に形成されている。この給油孔89Fの内端には、主体83Fの軸線に平行な案内溝(導入部)86Fが上下面を連絡するように形成されている。この案内溝86Fは、断面が三角形状であり、回転方向後側の後壁87Fは給油孔89Fの回転方向後側の壁と同じ面上に形成され、前側の前壁88Fは、後壁87Fの内端より外側の位置でこれと交わるように形成されている。
【0047】
このように構成された保持器81Fにおいては、潤滑油は、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出して主体83Fの内側部分に供給され、図5の実施の形態と同様に、保持器81Fの回転に伴って案内溝86Fの後壁87Fによってせき止められ、案内溝86Fに溜まる。さらに、案内溝86F内の潤滑油は給油孔89Fおよび保持器81Fの上下面を介してポケット82に供給される。したがって、主体83Fの内側部分に供給された潤滑油のうち、上下面のポケット82の間の部分から漏出する量が減少し、潤滑油が効率的にポケット82に供給される。この実施の形態において、案内溝86Fの形状は任意であり、図4の実施の形態と同様に曲線状の断面を持つようにしてもよい。また、この実施の形態を、図5の給油溝84Dを併用してもよく、そのようにすれば、上下面に流れた潤滑油もさらに確実にポケット82に導かれる。
【0048】
図8(a)は、本発明の第7の実施の形態に係る保持器81Gの平面図であり、図8(b)はその断面図である。本実施の形態の保持器81Gでは、各ポケット82の中心を横切って、主体83Gの内周面から外周面に貫通する直線状の給油孔(油路)89Gが、主体83Gの半径方向に形成されている。この給油孔89Gの内端には、給油孔89Gの断面より大きい断面を有する案内凹所(導入部)90が成されている。この案内凹所90の断面は、端部に向けて広がるテーパを有する台形状であり、保持器81Gの回転に伴う遠心力によって、潤滑油を案内凹所90の奥にある給油孔89Gに導くようになっている。
【0049】
このように構成された保持器81Gにおいては、潤滑油は、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出して主体83Gの内側部分に供給され、保持器81Gの回転に伴って円周方向に流れて案内凹所90に導かれる。さらに、案内凹所90内の潤滑油はテーパ面に沿って加速しながら給油孔89Gに流入し、ポケット82に供給される。この実施の形態では、一旦案内凹所90に流入した潤滑油は、上下面に流れることがない。したがって、上下面から漏出する潤滑油量が減少し、潤滑油が効率的にポケット82に供給される。この実施の形態において、案内凹所90の形状は、給油孔89Gより大径であるかぎり任意であり、図8のような直線的な形状でなく、曲線状の断面を持つようにしてもよい。
【0050】
図9は、本発明の第8の実施の形態に係る保持器81Hの平面図である。本実施の形態の保持器81Hでは、各ポケット82の上下面近傍を横切って、主体83Hの内周面から外周面に貫通する直線状の給油溝(油路)91、92が、主体83Hの半径方向に形成されている。ポケット82より外側の給油溝91は、ポケット82より内側の給油溝92より幅広に形成され、外側給油溝91は排油促進部を構成している。
【0051】
このように構成された保持器81Hにおいては、潤滑油は、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出して主体83Hの内側部分に供給され、保持器81Hの回転に伴って円周方向に流れて内側給油溝92の内端部に導かれる。そして、保持器81Hの回転に伴う遠心力によって、潤滑油は内側給油溝92からポケット82に供給され、転動体32aの潤滑を行った潤滑油は外側給油溝91から主体83Hの外周側に排出される。ここにおいて、外側給油溝91は、内側給油溝92より幅広であるので、潤滑油を排出する作用が大きく、その結果、内側給油溝92からポケット82への潤滑油の流入を促進し、転動体32a近傍に常に新しい潤滑油が供給される。なお、図3の実施の形態のように外側給油溝91を傾斜させて排出をさらに促進するようにしてもよく、図4ないし図5に示すような案内溝86,86Dを設けてもよい。
【0052】
図10は、本発明の第9の実施の形態に係る保持器81Jの平面図である。本実施の形態の保持器81Jでは、各ポケット82の中心を横切って、主体83Jの内周面から外周面に貫通する直線状の給油孔(油路)93、94が、主体83Jの半径方向に形成されている。ポケット82より外側の給油孔93は、ポケット82より内側の給油孔94より大径に形成され、外側給油孔93は排油促進部を構成している。
【0053】
このように構成された保持器81Jにおいては、潤滑油は、分岐ノズル孔73aの供給口から噴出して主体83Jの内側部分に供給され、保持器81Jの回転に伴って円周方向に流れて内側給油孔94の内端部に導かれる。そして、保持器81Jの回転に伴う遠心力によって、潤滑油は内側給油孔94からポケット82に供給され、転動体32aの潤滑を行った後に外側給油孔93から主体83Jの外周側に排出される。ここにおいて、外側給油孔93は、内側給油孔94より大径であるので、潤滑油を排出する作用が大きく、その結果、内側給油孔94からポケット82への潤滑油の流入を促進し、転動体32a近傍に常に新しい潤滑油が供給される。なお、図6の実施の形態のように外側給油孔93を傾斜させて排出をさらに促進するようにしてもよく、図7ないし図8に示すような案内溝86Fや案内凹所90を設けてもよい。
【0054】
上述した各実施の形態は、構成が可能であれば組み合わせて採用することができる。図11および図12はそのような実施の形態の保持器81K,81Lを示すもので、図11では、第1の実施の形態の戻し油路85と、第7の実施の形態の案内凹所(導入部)90と、第9の実施の形態の排油促進部である給油孔(油路)93Kとを併用したものである。この実施の形態によれば、戻し油路85によって主体83Kの上下面からの漏出が防止されて潤滑油が効率良く供給され、案内凹所90によって十分な量の潤滑油が加速されてポケット82に流入し、拡大した給油孔93Kの作用によって排出を促進される。したがって、転動体32aの十分な潤滑作用を得ることができる。
【0055】
また、図12では、第1の実施の形態の戻し油路85と、第9の実施の形態の排油促進部である給油孔(油路)93L,94Lを第5の実施の形態のように傾斜させたものを併用したものである。この実施の形態によれば、戻し油路85によって主体83の上下面からの漏出が防止されて潤滑油がポケット82に効率良く供給され、傾斜した拡大給油孔93Lの作用によってポケット82からの排出が促進される。したがって、転動体32aの十分な潤滑作用を得ることができる。
【0056】
なお、本発明に係るスラスト転がり軸受を構成する場合に、給油溝、給油孔、戻し油路、案内溝、案内凹所等は、必ずしもすべてのポケット82に対応して付設する必要はない。必要に応じて、一部のポケット82にのみこれらを設けても、その部分の実施の形態作用を向上させることができ、発明の効果を得られる。また、スラスト転がり軸受としては、スラスト玉軸受のほか、スラストテーパころ軸受を使用することができる。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトロイダル型変速機によれば、トロイダル型無段変速機のパワーローラを支持するスラスト転がり軸受の保持器において、転動体を受けるポケットに充分な潤滑油を供給し、また、その排出を促すことによって当該部分の潤滑油の流動性を維持し、摩耗や焼き付きを防いで、変速機の効率的かつ安定な作動を長期に亘って維持することができる。
【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スラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図2】第1の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図3】第2の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図4】第3の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図5】第4の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図6】第5の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図7】第6の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図8】(a)は第7の実施の形態に係る保持器を示す平面図、(b)は同じく断面図である。
【図9】第8の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図10】第9の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図11】第10の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図12】第11の実施の形態に係る保持器を示す平面図である。
【図13】トロイダル型無段変速機の基本構成を最小減速時の状態で示す側面図である。
【図14】同じく、最大減速時の状態で示す側面図である。
【図15】トロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す要部の断面図である。
【図16】図15のX−X線に沿う断面図である。
【図17】従来のスラスト転がり軸受の部分を示す断面図である。
【図18】従来の保持器を示す平面図である。
【図19】図18のA−A断面図である。
【図20】図19の右方から見た図である。
【図21】他の従来の保持器を示す平面図である。
【符号の説明】
1 入力軸
2 入力側ディスク
4 出力側ディスク
6 トラニオン
8 パワーローラ
32A スラスト転がり軸受
32a 転動体
82 ポケット
81A、81B、81C、81D、81E、81F、81G、81H、81J、81K、81L 保持器
84、84B、84C、84D 給油溝(油路)
85 スパイラル溝(戻し油路)
86、86D、86F 案内溝(導入部)
89、89F、89G 給油孔(油路)
90 案内凹所(導入部)
91 外側給油溝(排油促進部)
93、93K 外側給油孔(排油促進部)
93L,94L 給油孔(排油促進部)
Claims (3)
- 回転自在に支持された入力軸と、この入力軸と共に回転自在な入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に配置され、かつ前記入力軸に対して回転自在に支持された出力側ディスクと、これら入力側、出力側両ディスクの軸方向に関してこれら両ディスクの中間部に、これら両ディスクの軸方向に対し直交する方向でかつこれら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置に配置された枢軸を中心に揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンに支持された変位軸に回転白在に支持され、入力側および出力側両ディスクの間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラと前記各トラニオンとの間に設けられてパワーローラのスラスト荷重を支承しつつ、パワーローラの回転を許容するスラスト転がり軸受とを備え、
入力側、出力側両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、前記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、この周面と前記内側面とを当接させているトロイダル型無段変速機であって、
前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された保持器とを備えたものであり、
前記保持器には、該保持器の回転に伴って該保持器の外周側から内周側に潤滑油を導入するように径方向に対して傾斜する戻し油路が形成され、
該戻し油路は、外端が前記保持器の回転方向前側に開口するとともに、前記ポケットを横切ることなく前記ポケットの間に形成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 回転自在に支持された入力軸と、この入力軸と共に回転自在な入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に配置され、かつ前記入力軸に対して回転自在に支持された出力側ディスクと、これら入力側、出力側両ディスクの軸方向に関してこれら両ディスクの中間部に、これら両ディスクの軸方向に対し直交する方向でかつこれら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置に配置された枢軸を中心に揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンに支持された変位軸に回転白在に支持され、入力側および出力側両ディスクの間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラと前記各トラニオンとの間に設けられてパワーローラのスラスト荷重を支承しつつ、パワーローラの回転を許容するスラスト転がり軸受とを備え、
入力側、出力側両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、前記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、この周面と前記内側面とを当接させているトロイダル型無段変速機であって、
前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された保持器とを備えたものであり、
前記保持器には、前記ポケットを横切るように内周側と外周側を連絡する油路が形成され、該油路の内端部には、該保持器の回転に伴って潤滑油を前記油路に導く導入部が設けられ、
前記導入部は、前記保持器の内周面の前記油路の内端部となる位置に形成された案内溝からなり、
前記案内溝は、前記保持器の回転方向前側となる該油路の壁の内端より、前記保持器の回転方向後側となる該油路の壁の内端の方が前記保持器の中心に近い側に配置されるように形成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 回転自在に支持された入力軸と、この入力軸と共に回転自在な入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に配置され、かつ前記入力軸に対して回転自在に支持された出力側ディスクと、これら入力側、出力側両ディスクの軸方向に関してこれら両ディスクの中間部に、これら両ディスクの軸方向に対し直交する方向でかつこれら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置に配置された枢軸を中心に揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンに支持された変位軸に回転白在に支持され、入力側および出力側両ディスクの間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラと前記各トラニオンとの間に設けられてパワーローラのスラスト荷重を支承しつつ、パワーローラの回転を許容するスラスト転がり軸受とを備え、
入力側、出力側両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、前記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、この周面と前記内側面とを当接させているトロイダル型無段変速機であって、
前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、この複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された保持器とを備えたものであり、
前記保持器には、前記ポケットを横切るように内周側と外周側を連絡する油路が形成され、該油路の外端部には、該保持器の回転に伴って前記油路から潤滑油の排出を促す排油促進部が設けられ、
前記排油促進部は、前記ポケットより外側の前記油路が、前記ポケットより内側の前記油路より広く形成されることにより構成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
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