JP4547968B2

JP4547968B2 - 無段変速装置

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Publication number: JP4547968B2
Application number: JP2004119870A
Authority: JP
Inventors: 英司井上; 智巳山口; 俊郎豊田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-04-15
Also published as: JP2005016717A

Description

この発明は、車両（自動車）用自動変速装置として利用する、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み込んだ無段変速装置の改良に関する。具体的には、この遊星歯車式変速機を構成するラジアルニードル軸受の潤滑性を確保しつつ、この遊星歯車式変速機を構成するキャリアのコスト低減を図るものである。

自動車用自動変速装置としてトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて無段変速装置を構成する事が、特許文献１〜７に記載されている様に、従来から提案されている。図６は、このうちの特許文献２に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機１と遊星歯車式変速機２とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機１は、入力軸３と、１対の入力側ディスク４、４と、出力側ディスク５と、複数のパワーローラ６、６とを備える。

又、上記遊星歯車式変速機２は、上記入力軸３及び一方（図６の右方）の入力側ディスク４に結合固定されたキャリア７を備える。このキャリア７の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車８、９を固設した第一伝達軸１０を、回転自在に支持している。又、上記キャリア７を挟んで上記入力軸３と反対側に、その両端部に太陽歯車１１、１２を固設した第二伝達軸１３を、上記入力軸３と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車８、９と、上記出力側ディスク５にその基端部（図６の左端部）を結合した中空回転軸１４の先端部（図６の右端部）に固設した太陽歯車１５又は上記第二伝達軸１３の一端部（図６の左端部）に固設した太陽歯車１１とを、それぞれ噛合させている。又、一方（図６の左方）の遊星歯車８を、別の遊星歯車１６を介して、上記キャリア７の周囲に回転自在に設けたリング歯車１７に噛合させている。

一方、上記第二伝達軸１３の他端部（図６の右端部）に固設した太陽歯車１２の周囲に設けた第二キャリア１８に遊星歯車１９、２０を、回転自在に支持している。尚、この第二キャリア１８は、上記入力軸３及び第二伝達軸１３と同心に配置された、出力軸２１の基端部（図６の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車１９、２０は、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車１９が上記太陽歯車１２に、他方の遊星歯車２０が、上記第二キャリア１８の周囲に回転自在に設けた第二リング歯車２２に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車１７と上記第二キャリア１８とを低速用クラッチ２３により係脱自在とすると共に、上記第二リング歯車２２とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ２４により係脱自在としている。

上述の様な、図６に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ２３を接続すると共に上記高速用クラッチ２４の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力軸３の動力が上記リング歯車１７を介して上記出力軸２１に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比、即ち、上記入力軸３と上記出力軸２１との間の変速比が変化する。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を調節する事により、上記入力軸３を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸２１の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。

これに対して、上記低速用クラッチ２３の接続を断ち、上記高速用クラッチ２４を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力軸３の動力が上記第一、第二伝達軸１０、１３を介して上記出力軸２１に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比が変化する。この場合には、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を大きくする程、無段変速装置全体としての変速比が大きくなる。

又、特願２００３−５６６８１号には、図７に示す様な無段変速装置が開示されている。この図７に示した無段変速装置は、前述の図６に示した従来から知られている無段変速装置と同様の機能を有するものであるが、遊星歯車式変速機２ａ部分の構造を工夫する事により、この遊星歯車式変速機２ａ部分の組立性を向上させている。入力軸３及び１対の入力側ディスク４ａ、４ｂと共に回転するキャリア７ａの両側面に、それぞれ１対ずつの遊星歯車２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを、回転自在に支持している。そして、上記キャリア７ａの各側面に支持した各遊星歯車２５ａ、２５ｂ同士、各遊星歯車２６ａ、２６ｂ同士を、互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車２５ａ、２６ａを、出力側ディスク５にその基端部（図７の左端部）を結合した中空回転軸１４ａの先端部（図７の右端部）及び伝達軸２７の一端部（図７の左端部）にそれぞれ固設した第一、第二太陽歯車２８、２９に、外径側の遊星歯車２５ｂ、２６ｂをリング歯車３０に、それぞれ噛合させている。

一方、上記伝達軸２７の他端部（図７の右端部）に固設した第三太陽歯車３１の周囲に設けた第二キャリア１８ａに遊星歯車３２ａ、３２ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二キャリア１８ａは、上記入力軸３と同心に配置された出力軸２１ａの基端部（図７の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車３２ａ、３２ｂは、互いに噛合すると共に、内径側の遊星歯車３２ａを上記第三太陽歯車３１に、外径側の遊星歯車３２ｂを、上記第二キャリア１８ａの周囲に回転自在に設けた第二リング歯車２２ａに、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車３０と上記第二キャリア１８ａとを低速用クラッチ２３ａにより係脱自在とすると共に、上記第二リング歯車２２ａとハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ２４ａにより係脱自在としている。

この様に構成する改良された無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ２３ａを接続し、上記高速用クラッチ２４ａの接続を断った状態では、上記入力軸３の動力が、上記リング歯車３０を介して上記出力軸２１ａに伝えられる。そして、トロイダル型無段変速機１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比、即ち、上記入力軸３と上記出力軸２１ａとの間の変速比が変化する。これに対して、上記低速用クラッチ２３ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ２４ａを接続した状態では、上記入力軸３の動力が、前記各遊星歯車２５ａ、２５ｂ、上記リング歯車３０、前記各遊星歯車２６ａ、２６ｂ、前記伝達軸２７、前記各遊星歯車３２ａ、３２ｂ、上記第二キャリア１８ａを介して、上記出力軸２１ａに伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比が変化する。

尚、次述する図８〜９に示す様に、外径側の遊星歯車２５として、軸方向寸法が長いものを使用すると共に、この長い遊星歯車２５を内径側の遊星歯車２５ａ、２６ａ及びリング歯車３０ａに噛合させる構造を採用しても、同様の機能を発揮できる。この場合には、直径の大きなリング歯車３０ａの軸方向寸法を短縮して、遊星歯車式変速機２ｂの軽量化を図れる。

前述した図６及び上述した図７の構造は、原理的なもので、具体的な構造を示したものではない。実際に無段変速装置を構成する場合には、各部を回転自在に支持する構造、並びに、回転支持部に潤滑油（トラクションオイル）を供給する為の構造が必要になる。図８〜９は、この様な点を考慮して、先に考えた無段変速装置の具体的構造の１例を示している。尚、この構造では、上述した様に、外径側の遊星歯車２５として軸方向寸法が長いものを使用すると共に、この長い遊星歯車２５を、内径側の遊星歯車２５ａ、２６ａ及びリング歯車３０ａに噛合させている。

ハウジング３３内の所定位置に１対の支柱３４、３４を、連結板３５とバルブボディー３６とを介して支持固定している。このバルブボディー３６は、トロイダル型無段変速機１の変速比を制御する為の制御弁装置を内蔵している。又、上記各支柱３４、３４の両端部には、パワーローラ６、６（図６参照）を支持するトラニオンの両端部を揺動及び軸方向の変位自在に支持する為の支持板３７、３７を支持している。又、環状に形成した上記各支柱３４、３４の中間部同士の間に出力側ディスク５を、１対の転がり軸受３８、３８により、回転自在に支持している。そして、上記出力側ディスク５の内径側に中空回転軸１４ａの基半部（図８の左半部）を、スプライン係合に基づき、回転伝達自在に結合している。

そして上記中空回転軸１４ａの内側に、入力軸３ａを挿通している。この入力軸３ａの中間部基端寄り部分に一方（図８の左方）の入力側ディスク４ａを、ボールスプライン３９を介して支持すると共に、油圧式の押圧装置４０により上記入力側ディスク４ａを、上記出力側ディスク５に向け、押圧自在としている。これに対して他方（図８の右方）の入力側ディスク４ｂは上記中空回転軸１４ａの中間部先端寄り（図８の右寄り）部分の周囲に、ラジアルニードル軸受４１により、回転及び軸方向の変位自在に支持している。そして、上記他方の入力側ディスク４ｂと上記入力軸３ａとを、キャリア７ａを介して結合している。従って、上記出力側ディスク５を軸方向両側から挟む位置に設けた１対の入力側ディスク４ａ、４ｂは、上記入力軸３ａと上記キャリア７ａとを介して、同期して回転する。

上記キャリア７ａは、図９に詳示する様に、特許請求の範囲に記載した支持板に相当する、断面Ｌ字形で全体を円環状とした中間支持板４２と、それぞれが円輪状に形成された第一、第二両連結板４３、４４との間に、それぞれ複数本ずつ（例えば３本ずつ）の第一、第二各遊星軸４５、４６を、上記第一、第二両連結板４３、４４同士の間に複数本（例えば３本）の第三遊星軸４７を、それぞれ掛け渡して成る。そして、これら各遊星軸４５〜４７の周囲に前記各遊星歯車２５ａ、２６ａ、２５を、それぞれラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃを介して、回転自在に支持している。そして、外径側の遊星歯車２５と内径側の各遊星歯車２５ａ、２６ａとを互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車２５ａ、２６ａを、上記中空回転軸１４ａの先端部（図８の右端部）に固設した第一太陽歯車２８又は伝達軸２７の基端部に固設した第二太陽歯車２９に、外径側の遊星歯車２５を前記リング歯車３０ａに、それぞれ噛合させている。

又、上記中間支持板４２の中心に設けた円筒部４９は、上記入力軸３ａの中間部先端寄り部分にスプライン係合させ、ローディングナット５０により抑え付けている。このローディングナット５０は、上記第二太陽歯車２９の中心孔５１内に入り込んでおり、これらローディングナット５０の外周面と中心孔５１の内周面との間で、ラビリンスシールを構成している。このラビリンスシールは、前記入力軸３ａの中心部に設けた給油通路５２からこの入力軸３ａの先端部に設けた給油孔５３を通じて上記中心孔５１内に吐出した潤滑油を、上記第二太陽歯車２９の基端部に形成した複数の給油孔５４、５４を通じて、前記第二連結板４４に形成した複数（例えば３個所）の給油路５５ｂに効果的に導く機能を有する。即ち、上記給油孔５３から上記中心孔５１内に吐出した潤滑油を、上記各給油孔５４、５４を通じ、上記第二連結板４４の内周縁部に全周に亙って形成した凹溝５６に向け吐出し、更にこの第二連結板４４内に放射方向に設けた上記給油路５５ｂ内に導入する様にしている。これら各給油路５５ｂ内に導入された潤滑油は、前記第二遊星軸４６の中心部に設けた第二給油通路５７内に導入され、更にこの第二遊星軸４６の中間部に設けた第二ノズル孔５８から吐出して、前記ラジアルニードル軸受４８ｂを潤滑する。

更に、前記第一、第三各遊星軸４５、４７と前記各遊星歯車２５ａ、２５との間の各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｃへの潤滑油供給、並びに前記第一連結板４３と前記入力側ディスク４ｂとの突き合わせ部への潤滑油供給を、別系統で行なう様にしている。そして、上記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｃの潤滑と、上記突き合わせ部のフレッチング摩耗の防止とを図っている。この為に、上記入力軸３ａの中心に設けた給油通路５２内の潤滑油を、この入力軸３ａの中間部に形成した給油孔５９と、前記中空回転軸１４ａの中間部先端寄り部分に形成した給油孔６０とを通じて、上記第一連結板４３の内径側の空間６１内に送り込み自在としている。この空間６１内に送り込まれた潤滑油は、上記第一連結板４３の内周縁部に全周に亙って形成した凹溝６２により受け、更にこの第一連結板４３内に放射方向に設けた給油路５５ａ、５５ｃ内に導入する様にしている。これら各給油路５５ａ、５５ｃ内に導入された潤滑油は、上記第一、第三各遊星軸４５、４７の中心部に設けた第一、第三各給油通路６３、６４内に導入され、更にこれら各遊星軸４５、４７の中間部に設けた第一、第三各ノズル孔６５、６６から吐出して、上記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｃを潤滑する。

尚、図示は省略するが、前記中間支持板４２の円輪部６７と上記第一、第二各連結板４３、４４とは、前記各遊星歯車２５ａ、２６ａ、２５から円周方向に外れた位置に設けた連結部により、互いに連結している。この構成により、前記キャリア７ａの、回転伝達方向の力に対する強度及び剛性を確保している。又、前記入力側ディスク４ｂと上記キャリア７ａとの間での回転伝達を行なわせるべく、この入力側ディスク４ｂの外側面複数個所に形成した凸部６８と、上記第一連結板４３の外周縁部に形成した切り欠き６９とを係合させている。

上述の様な、図８〜９に示した無段変速装置の運転時には、駆動軸７０により上記入力軸３ａを回転駆動する。同時に、前記押圧装置４０に油圧を導入して、前記各入力側ディスク４ａ、４ｂ及び出力側ディスク５の側面と前記各パワーローラ６、６の周面との転がり接触部（トラクション部）の面圧を確保する。又、上記入力軸３ａの中心部の給油通路５２内に潤滑油を送り込んで、この潤滑油を、前記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃ等の回転支持部及び上記第一連結板４３と前記入力側ディスク４ｂとの突き合わせ部に供給し、各部の潤滑及び冷却を行なう事で、これら各部に摩耗や焼き付き等の損傷が発生するのを防止する。

前述の様に構成し上述の様に作用する先発明に係る無段変速装置の場合、キャリア７ａの加工・組立作業が面倒でコストが嵩むだけでなく、各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃに送り込む潤滑油を十分に確保できない可能性がある。この理由は、次の通りである。上記先発明に係る無段変速装置では、上記キャリア７ａに軸方向に関して２列に配置した第一、第二遊星軸４５、４６を通じてのラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂへの潤滑油供給を、それぞれ第一、第二連結板４３、４４に設けた凹溝６２、５６及び給油路５５ａ、５５ｂを通じて、互いに独立して行なっている。この為、上記第一、第二各連結板４３、４４に、それぞれ凹溝６２、５６及び給油路５５ａ、５５ｂを設ける必要がある。

この様に、上記第一、第二各連結板４３、４４に、それぞれ凹溝６２、５６及び給油路５５ａ、５５ｂを設けると、これら各連結板４３、４４の加工作業が面倒で、上記キャリア７ａの製造コスト、延いてはこのキャリア７ａを組み込んだ無段変速装置のコストが嵩む原因となる。しかも、上記第一、第二各連結板４３、４４側に設けた給油路５５ａ、５５ｂの下流端開口と上記第一、第二遊星軸４５、４６側に設けた第一、第二給油通路６３、５７の（これら各遊星軸４５、４６断面の直径方向に形成した部分の）上流端開口を整合させる為、上記第一、第二遊星軸４５、４６の周方向に関する位相を合致させる必要がある。勿論、この様な整合作業は、これら第一、第二遊星軸４５、４６だけでなく、第三遊星軸４７に就いても行なう必要がある。この様な作業は面倒で、組立作業の能率化を妨げて、やはり無段変速装置のコストが嵩む原因となる。

又、上記先発明に係る無段変速装置の場合、上記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃに効率良く潤滑油を送る為に、中空回転軸１４ａに設けた各給油孔６０の外径側開口と上記第一連結板４３に設けた上記凹溝６２とを、並びに、伝達軸２７に設けた各給油孔５４の外径側開口と上記第二連結板４４に設けた上記凹溝５６とを、それぞれ互いに軸方向にずれる事なく対向させる事が好ましい。ところが、上記キャリア７ａを構成する上記第一、第二各連結板４３、４４は、運転時に押圧装置４０の作動に基づく入力軸３ａの軸方向変位や、この押圧装置４０の発生する押圧力及び伝達トルクに基づく各部の弾性変形に伴って、前記ハウジング３３に対して軸方向に変位する。一方、上記中空回転軸１４ａは、このハウジング３３に対して軸方向変位不能に回転自在に支持された出力側ディスク５に、軸方向変位を阻止された状態で結合している。又、上記伝達軸２７も、スラストニードル軸受等を介して上記ハウジング３３を構成する隔壁７１に、軸方向変位を阻止された状態で支持されている。

この為、上記第一、第二各連結板４３、４４の軸方向変位に伴って、上記各凹溝６２、５６と上記各給油孔６０、５４の外径側開口とが軸方向にずれる可能性がある。そして、この様に各凹溝６２、５６と上記各給油孔６０、５４の外径側開口とが軸方向にずれると、これら各給油孔６０、５４を通じて上記中空回転軸１４ａ並びに伝達軸２７の外周面と上記第一、第二各連結板４３、４４の内周面との間の空間に吐出された潤滑油のうちの多くが、これら第一、第二各連結板４３、４４に設けた給油路５５ａ、５５ｂ、５５ｃに送り込まれずに排出され、上記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃに十分な潤滑油が供給されなくなる可能性がある。

特に、本発明の対象となる無段変速装置の場合、キャリア７ａの回転方向と、中空回転軸１４ａ並びに伝達軸２７のそれぞれの端部に設けた第一、第二両太陽歯車２８、２９の回転方向とが互いに逆になるので、上記第一、第二、第三各遊星軸４５、４６、４７の周囲に支持した各遊星歯車２５ａ、２６ａ、２５の自転速度は、一般的な遊星歯車式の自動変速機の場合に比べて、非常に早くなる。この為、上述の様な潤滑油の供給不足が生じると、上記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃの寿命を確保しにくくなると共に、著しい場合には焼き付きが生じる可能性もあり、これら各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃへの給油量は十分に確保する必要がある。

この様に各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃへの潤滑量を確保すると共に、上述の様なキャリア７ａの加工・組立作業が面倒になる事を防止する為、本発明者は先に、図１０に示す様な構造を考えた。この図１０に示す構造は、第一、第二両連結板４３、４４のうちの第一連結板４３の給油路を省略すると共に、第二の連結板４４側にのみ設けた給油路５５により、上記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃに潤滑油を供給自在としている。より具体的には、上記第二連結板４４にカバー７２を、この第二の連結板４４の一側面（図１０の右側面）と隙間を介して近接対向させた状態で外嵌固定している。そして、上記カバー７２の内側面（図１０の左側面）と上記第二連結板４４の外側面とにより構成される（円環状の）隙間空間を、上記第二連結板４４側に設ける給油路５５としている。

そして、第二、第三両遊星軸４６、４７の中心部に形成した第二、第三両給油通路５７、６４の上流端を、上記給油路５５である上記隙間空間に開口させている。又、これと共に、上記第一、第二両遊星軸４５、４６の中心部に形成した第一、第二両給油通路６３、５７同士を、中間支持板４２に対する嵌合支持部で互いに対向させる事により、互いに連通させている。この様な先に考えた構造の場合、伝達軸２７の端部に形成した各給油孔５４、５４を通じて、上記第二連結板４４及びカバー７２の内径側に吐出した潤滑油が、これらカバー７２の内側面と第二連結板４４の外側面とにより構成される隙間空間（給油路５５）を通じて、上記第一〜第三各給油通路６３、５７、６４に送り込まれ、上記各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃを潤滑する。

この様な図１０に示す構造の場合には、第一連結板４３に給油路を設ける事なく、第一〜第三各給油通路６３、５７、６４に潤滑油を送り込める。又、図９に示した構造の様な第二連結板４４に給油路５５ｂ（図９）を設けるべくこの第二連結板４４に穿孔作業を行なう必要がなくなる。又、これと共に、第一、第二各連結板４３、４４と第一〜第三各遊星軸４５〜４７とを組み付ける際に、第一〜第三各給油通路６３、５７、６４と各給油路５５ａ〜５５ｃ（図９）とを整合させる必要もなくなり、キャリア７ａの加工・組立作業の容易化を図れる。しかも、上記給油路５５を構成するカバー７２の内径寄り部分を断面クランク状に折り曲げ形成する事により、この給油路５５の内径側開口部の軸方向寸法を確保している。この為、上記キャリア７ａの軸方変位に拘らず、上記給油路５５に潤滑油を効率良く供給できる。但し、この様なカバー７２を設ける事は、遊星歯車式変速機２ａの軸方向寸法を大きくして、無段変速装置の小型化を妨げる可能性がある。

特開平６−１７４０３３号公報特開２０００−２２０７１９号公報特開２００２−１３９１２４号公報米国特許第５６０７３７２号明細書米国特許第６０５９６８５号明細書米国特許第６０９９４３１号明細書米国特許第６３５８１７８号明細書

本発明の無段変速装置は、上述の様な事情に鑑みて、十分な耐久性を有し、しかも小型且つ軽量な無段変速装置を、低コストで実現すべく発明したものである。

本発明の無段変速装置は何れも、入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを備える。
そして、これらトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とは、トロイダル型無段変速機を構成する入力側ディスクと遊星歯車式変速機を構成するキャリアとを隣接させると共に、これら入力側ディスクとキャリアとが同期して回転する状態に組み合わされている。
又、上記キャリアは、上記入力軸に支持固定された支持板と、この支持板と同心に且つ軸方向に間隔をあけた状態で配置され、その側面を上記入力側ディスクの外側面に当接させた円輪状である連結板と、この連結板と上記支持板とにそれぞれの両端部を支持された複数の遊星軸とを備える。
又、上記遊星歯車式変速機は、これら各遊星軸の周囲に軸受を介して遊星歯車を回転自在に支持すると共に、これら各遊星軸の中心部に給油通路が設けられている。
そして、これら各給油通路の端部を、上記入力側ディスクの外側面に対向する状態で開口させている。

そして、請求項１に記載した無段変速装置の場合には、上記入力側ディスクの外側面と上記連結板の側面との一部を隙間を介して対向させ、この隙間を通じて上記給油通路に潤滑油を送り込み自在としている。
又、請求項６に記載した無段変速装置の場合には、上記入力側ディスクの外側面に給油路を形成しており、この給油路を通じて上記給油通路に潤滑油を送り込み自在としている。

上述の様に構成する本発明の無段変速装置によれば、入力側ディスクの外側面とこの外側面に対向する連結板の側面との間の隙間（請求項１の場合）或は給油路（請求項６の場合）を通じて、遊星軸（並びに第三遊星軸）の中心部に設けた各給油通路（並びに各第三給油通路）に潤滑油を供給できる。この為、連結板に給油路を設けるべくこの連結板に穿孔作業を行なう必要がなくなる。又、これと共に、この連結板と遊星軸（並びに第三遊星軸）とを組み付ける際に、上記連結板に設けた給油路と上記給油通路（並びに第三給油通路）とを整合させる必要もなくなる為、キャリアの加工・組立作業の容易化を図れる。又、給油路を構成する為のカバーを固定する必要もない為、遊星歯車式変速機の軸方向寸法が嵩む事も防止できる。
この為、十分な耐久性を有し、しかも小型且つ軽量な無段変速装置を、低コストで実現できる。

請求項１に係る発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、キャリアを、支持板の軸方向に関して連結板と反対側に、この支持板と同心に且つ軸方向に間隔をあけた状態で第二連結板を備えたものとする。そして、遊星歯車式変速機を、この第二連結板と上記支持板とにそれぞれの両端部を支持された複数の第二遊星軸の周囲に軸受を介して第二遊星歯車を回転自在に支持すると共に、上記各第二遊星軸の中心部に第二給油通路を設けたものとする。そして、この第二給油通路の端部と給油通路の端部とを、互いに対向する面にそれぞれ開口させ、互いの開口部の少なくとも一部を上記給油通路と第二給油通路との間での潤滑油の受け渡しを可能な状態に対向させる。
この様に構成すれば、２組の遊星歯車式変速機を、軸方向に隣接して設けた構造で、組立作業を面倒にする事なく、上記第二遊星軸に潤滑油を供給できる。

又、上記請求項２に係る発明を実施する場合に、更に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記遊星歯車式変速機を、上記第二連結板と上記連結板とにそれぞれの両端部を支持された複数の第三遊星軸の周囲に軸受を介して第三遊星歯車を回転自在に支持すると共に、上記各第三遊星軸の中心部に第三給油通路を設けたものとする。そして、この第三給油通路の端部を入力側ディスクの外側面に対向する状態で開口させ、この入力側ディスクの外側面と上記連結板の側面との間の隙間を通じて上記第三給油通路にも、上記給油通路と同様に潤滑油を送り込み自在とする。
この様に構成すれば、組立作業を面倒にする事なく、上記第三給油通路にも潤滑油を供給できる。

又、請求項１に係る発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記入力側ディスクの外側面とこの外側面に対向する遊星軸の端面とを隙間を介して対向させる事により、この入力側ディスクの外側面と上記連結板の側面との間の隙間と上記遊星軸の中心部に設けた給油通路とを連通させる事もできる。
この様に構成すれば、この給油通路内への潤滑油の送り込みを効率良く行なえる。
或は、請求項５に記載した様に、上記連結板にその端部を固定した各遊星軸のうちで最も外径側に存在する遊星軸の外周面に関する内接円よりも外径側で、上記入力側ディスクの外側面と上記連結板の側面とを当接させると共に、これら両側面同士を、この当接させた部分よりも内径側で全周に亙り隙間を介して対向させても良い。
この様に構成すれば、上記入力側ディスクとキャリアとの軸方向に関する位置決めを精度良く行ないつつ、上記各遊星軸の中心部に設けた給油通路内への潤滑油の送り込みを確実に行なえる。

又、請求項６に係る発明を実施する場合に、好ましくは、請求項７に記載した様に、給油路を、入力側ディスクの外側面に、この外側面の内周縁から径方向中間部まで、径方向に、各遊星軸に見合う数だけ形成された複数の凹部とする。
この様に構成すれば、上記入力側ディスクの強度並びに剛性の低下を最小限に抑えつつ、上記給油路を設ける事ができる。
更に、上記請求項６に係る発明を実施する場合には、請求項８に記載した様に、上記各凹部を入力側ディスクに直接形成するか、或は、請求項９に記載した様に、入力側ディスクと別体で各凹部を形成した部材を、この入力側ディスクの外側面に、回転方向の位相を合わせた状態で結合固定する。
上記各凹部を上記入力側ディスクに直接形成すれば、組立作業を容易にでき、凹部を形成した部材を入力側ディスクと別体とすれば、軸受鋼等、硬い材料製の入力側ディスクに凹部を形成する手間が不要になる。

図１は、請求項１〜５に対応する、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、第一〜第三各遊星軸４５〜４７の周囲に設けた各ラジアルニードル軸受４８ａ〜４８ｃに十分な潤滑油を送り込める構造を、遊星歯車式変速機２ｃの軸方向寸法を嵩ませる事なく、しかもコストを抑えて実現する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図８〜９に示した先発明に係る構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。

キャリア７ａに支持した、それぞれ複数本ずつ（例えば３本ずつ、合計９本）の第一〜第三各遊星軸４５〜４７の中心部には第一〜第三各給油通路６３、５７、６４を、軸方向中間部にはこれら各給油通路６３、５７、６４と上記第一〜第三各遊星軸４５〜４７の外周面とを通じさせる第一〜第三各ノズル孔６５、５８、６６を、それぞれ設けている。又、内径側の第一、第二両遊星軸４５、４６の中心部に形成した第一、第二両給油通路６３、５７同士を、中間支持板４２に対する嵌合支持部で互いに対向させる事により、互いに連通させている。

即ち、上記第一、第二両給油通路６３、５７のうちの第一給油通路６３を、上記第一遊星軸４５の中心部に、この遊星軸４５の両端面に開口する状態で形成している。又、上記第二給油通路５７を、上記第二遊星軸４６の中心部に、この遊星軸４６の一端面（図１の左端面）にのみ開口する状態で形成している。そして、これら両遊星軸４５、４６の一端部に形成した小径部７３ａ、７３ｂを上記中間支持板４２の円輪部６７に形成した支持孔７４に、この支持孔７４の両端開口から圧入している。この状態で上記第一、第二両給油通路６３、５７同士が、上記支持孔７４内で、互いに連通する。尚、本例の場合、上記中間支持板４２が、特許請求の範囲に記載した支持板に相当する。又、上記第一給油通路６３の一端部（図１の左端部）を、入力側ディスク４ｂの外側面と対向する状態で開口させると共に、外径側の第三遊星軸４７の中心部に形成した第三給油通路６４の一端部（図１の左端部）も、上記入力側ディスク４ｂの外側面と対向する状態で開口させている。

更に、入力軸３ａの中心部に形成した給油通路５２と、上記第一、第二両給油通路６３、５７及び上記第三給油通路６４とを、この入力軸３ａの中間部に形成した給油孔５９と、中空回転軸１４ａの中間部先端寄り部分に形成した給油孔６０ａと、第一連結板４３の内径側の空間６１と、この第一連結板４３と上記入力側ディスク４ｂとの外側面同士の間に形成した給油路７５とを介して連通させている。本実施例の場合には、この給油路７５を形成する為に、上記入力側ディスク４ｂの外側面の内径寄り部分に、外径寄り部分よりも凹んだ段差面７６を、全周に亙って設けている。そして、上記第一、第三遊星軸４５、４７の一端面（図１の左端面）を上記入力側ディスク４ｂの外側面（のうちの段差面７６よりも外径側部分）に、隙間を介して対向させている。即ち、上述の様な段差面７６を設ける事により、上記入力側ディスク４ｂの外側面（図１の右側面）と上記第一連結板４３の外側面（図１の左側面）とを、上記段差面７６よりも外径側部分で当接させている（突き合わせている）。又、これと共に、この当接させた部分よりも内径側部分、即ち上記入力側ディスク４ｂの外側面のうちの段差面７６を設けた部分で、この外側面（段差面７６）と上記第一連結板４３の外側面とを隙間を介して対向させている。そして、これら第一連結板４３の外側面と入力側ディスク４ｂの外側面とが対向した部分に存在する上記隙間を、上記給油路７５としている。

この様な本実施例の場合には、入力軸３ａの中心部に形成した給油通路５２から、この入力軸３ａの中間部及び中空回転軸１４ａの中間部先端寄り部分に形成した各給油孔５９、６０ａを通じて、上記第一連結板４３の内径側の空間６１内に吐出された潤滑油が、この第一連結板４３の外側面と上記入力側ディスク４ｂの外側面とにより構成される上記給油路７５内に送り込まれる。そして、この給油路７５から、上記第一、第三両給油通路６３、６４、第一、第三両ノズル孔６５、６６を通じて各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｃ内に送り込まれ、これら各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｃを潤滑する。又、上記第一給油通路６３に送り込まれ、上記第一ノズル孔６５から吐出されなかった、残りの潤滑油が、前記第二遊星軸４６の中心部に設けた第二給油通路５７内に送り込まれ、更に第二ノズル孔５８からラジアルニードル軸受４８ｂ内に送り込まれて、このラジアルニードル軸受４８ｂを潤滑する。更に、この給油路７５内に送り込まれた潤滑油のうち、上記第一、第三両給油通路６３、６４内に送り込まれなかった残りの潤滑油は、上記入力側ディスク４ｂの外側面と上記第一連結板４３の外側面の当接面同士の間に入り込む。そして、この間部分を潤滑して、これら両外側面にフレッチング摩耗が発生する事を防止する。

上述の様な潤滑油供給経路を有する本実施例の場合には、入力側ディスク４ｂの外側面とこの外側面に対向する第一連結板４３の外側面とにより構成される隙間（給油路７５）を通じて、第一〜第三各遊星軸４５〜４７の中心部に設けた第一〜第三各給油通路６３、５７、６４に潤滑油を供給自在としている。この為、前述の図９に示した先発明の構造の様に、第一連結板４３に給油路５５ａ、５５ｃを設けるべく、この第一連結板４３に穿孔作業を行なう必要がなくなる。又、これと共に、この第一連結板４３と第一遊星軸４５並びに第三遊星軸４７とを組み付ける際に、この第一連結板４３に設けた上記給油路５５ａ、５５ｃと上記第一給油通路６３並びに第三給油通路６４とを整合させる必要もなくなる為、キャリア７ａの加工・組立作業の容易化を図れる。

又、前述の図１０に示した先発明の構造の様に、カバー７２を第二連結板４４に固定する必要もない為、遊星歯車式変速機２ｃの軸方向寸法が嵩む事も防止できる。しかも、本実施例の場合には、上記第一連結板４３の内周面に、上記入力側ディスク４ｂに近付くに従って外径が大きくなる方向に傾斜した傾斜面７７を設ける事により、上記給油路７５の内径側開口部の軸方向寸法（幅寸法）を大きくしている。この為、上記キャリア７ａが運転に伴って軸方向に変位しても、中空回転軸１４ａに形成した給油孔６０ａから上記給油路７５に向けて、効率良く潤滑油を送り込める。

尚、本実施例の場合、上記給油路７５を構成する段差面７６を入力側ディスク４ｂの外側面に設けたが、第一連結板４３の外側面に、外径寄り部分より凹んだ段差面を設けても良い。又、上記段差面７６の外周縁を、上記入力側ディスク４ｂの外側面に対向させた各遊星軸（第一、第三各遊星軸４５、４７）のうちの最も外径側に存在する遊星軸（各第三遊星軸４７）の外周面に関する内接円よりも外径側に位置させると共に、必要に応じてこの最も外径側に存在する遊星軸（各第三遊星軸４７）の端面と上記入力側ディスク４ｂの外側面とを隙間を介して対向させれば、上記各遊星軸（第一、第三各遊星軸４５、４７）に形成した各給油通路（第一、第三各給油通路６３、６４）に潤滑油を供給できる。又、本実施例の場合、上記段差面７６を上記入力側ディスク４ｂの外側面の内径寄り部分に全周に亙って設けたが、この外側面の中心寄り部分から第一、第三各遊星軸４５、４７に向けて放射状に複数の段差面を設ける事もできる。

次に、図２〜３は、請求項６〜８に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、入力側ディスク４ｂの外側面（図２の右側面）と第一連結板４３の外側面（図２の左側面）との当接面積を、上述した実施例１の場合よりも広くしている。この当接面積を広くする為に本実施例の場合には、上記入力側ディスク４ｂの外側面に、この外側面の内周縁から径方向中間部まで、第一遊星軸４５に見合う数｛本実施例の場合には、図３（Ａ）に示す様に３本、又は同図（Ｂ）に示す様に６本｝の凹部７８、７８を径方向に形成している。これら各凹部７８、７８は、鍛造加工、或は座ぐり等の切削加工により造る。そして、これら各凹部７８、７８を、上記各第一遊星軸４５の中心部に設けた各第一給油通路６３｛更には各第三遊星軸４７の中心部に設けた各第三給油通路６４（図１参照）｝に潤滑油を送り込む為の給油路としている。上記入力側ディスク４ｂの回転方向に関して、上記各凹部７８、７８を形成する位相は、上記各第一遊星軸４５の位相と一致させている。上記入力側ディスク４ｂと上記第一遊星軸４５とは、トルク伝達の為に凸部６８と切り欠き６９とを係合させる事で、回転方向に関する位相を規制された状態で組み合わされる。従って、この様に組み合わせた状態で、上記各凹部７８、７８の外径寄り部分が、上記各第一遊星軸４５の中心部に形成した第一給油通路６３の上流端開口部に対向する。上記両外側面同士は、上記各凹部７８、７８から外れた部分で、ほぼ隙間なく当接している。尚、上記各第三給油通路６４内に潤滑油を送り込む為には、上記各凹部７８、７８の数を増やしたり、或はこれら各凹部７８、７８の外径側端部を、上記各第三給油通路６４の開口部に向けて曲げた状態に形成する。

上述の様に構成する本実施例の場合、入力軸３ａの中心部に設けた給油通路５２から給油孔５９を通じて上記入力側ディスク４ｂの内径側に吐出された潤滑油は、上記各凹部７８、７８を通じて上記各第一給油通路６３（及び上記各第三給油通路６４）内に送り込まれる。この様にしてこれら各第一給油通路６３（及びこれら各第三給油通路６４）内に送り込まれた潤滑油が、各ラジアルニードル軸受４８ａ、４８ｂ、４８ｃ（図１参照）を潤滑する点に関しては、上述した実施例１の場合と同様である。

特に、本実施例の場合には、上記入力側ディスク４ｂの外側面（図２の右側面）と第一連結板４３の外側面（図２の左側面）との当接面積を広くしているので、これら両外側面にフレッチング摩耗が発生しにくくすると共に、上記入力側ディスク４ｂの軽量化が可能になる。このうちのフレッチング摩耗の防止は、上記当接面積を広くして上記両外側面同士の当接部の面圧を低く抑える事で図られる。

又、上記入力側ディスク４ｂの軽量化は、上記第一連結板４３を含むキャリア７ａにより、この入力側ディスク４ｂの外側面をバックアップ（支持）する事により図られる。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に上記入力側ディスク４ｂは、各パワーローラ６、６（図６参照）から加わる大きなスラスト荷重により弾性変形する傾向になる。本実施例の場合、上記入力側ディスク４ｂの外側面と上記第一連結板４３の外側面とを広い面積で当接させて、この入力側ディスク４ｂを上記キャリア７ａによりバックアップしているので、この入力側ディスク４ｂの軸方向に関する厚さを小さくしても、この入力側ディスク４ｂの弾性変形量を、実用上問題ない程度に抑えられる。この様にしてこの入力側ディスク４ｂの薄肉、軽量化を図れば、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図り、このトロイダル型無段変速機を搭載した車両の加速性能及び燃費性能を中心とする動力性能の向上を図れる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。

次に、図４〜５は、請求項６、７、９に対応する、本発明の実施例３を示している。上述した実施例２の場合、各第一遊星軸４５の中心部に設けた各第一給油通路６３（及び各第三遊星軸４７の中心部に設けた各第三給油通路６４）に潤滑油を送り込む為の給油路となる複数｛本実施例の場合には、図５（Ａ）に示す様に３本、又は同図（Ｂ）に示す様に６本｝の凹部７８、７８を入力側ディスク４ｂに直接形成している。これに対して本実施例の場合には、入力側ディスク４ｂと別体で各凹部７８、７８を形成した、円板状の給油路用部材７９を、この入力側ディスク４ｂの外側面に結合固定している。本実施例の場合には、この入力側ディスク４ｂの外側面に環状凹部８０を形成し、この環状凹部８０内に上記給油路用部材７９を嵌装している。尚、この給油路用部材７９は、上記入力側ディスク４ｂを構成する軸受鋼程硬い材料ではないが、十分な耐圧縮強度を有する、鋼等の金属材料により造る。又、上記給油路用部材７９と入力側ディスク４ｂとの、回転方向の位相を合わせる為に、これら給油路用部材７９と入力側ディスク４ｂとは、圧入、ねじ止め、溶接、スプライン係合等により結合している。
本実施例の場合、上記各凹部７８、７８を、上記入力側ディスク４ｂとは別体の給油路用部材７９に形成しているので、これら各凹部７８、７８の加工を容易に行なえる。その他の構成及び作用は、前述した実施例２と同様であるから、重複する説明は省略する。

本発明の実施例１を示す、図８のＡ部に相当する拡大断面図。同実施例２を示す、図１の右上部に相当する図。入力側ディスクを取り出して図２の右方から見た図。本発明の実施例３を示す、図１の右上部に相当する図。入力側ディスクと別体で各凹部を形成した給油路用部材を取り出して図４の右方から見た図。従来から知られている無段変速装置の１例を示す略断面図。先発明に係る無段変速装置の１例を示す略断面図。先に考えた具体的構造の第１例を示す断面図。図８のＡ部に相当する拡大断面図。先に考えた具体的構造の第２例を示す、図９と同様の断面図。

符号の説明

１トロイダル型無段変速機
２、２ａ、２ｂ、２ｃ遊星歯車式変速機
３、３ａ入力軸
４、４ａ、４ｂ入力側ディスク
５出力側ディスク
６パワーローラ
７、７ａキャリア
８遊星歯車
９遊星歯車
１０第一伝達軸
１１太陽歯車
１２太陽歯車
１３第二伝達軸
１４、１４ａ中空回転軸
１５太陽歯車
１６遊星歯車
１７リング歯車
１８、１８ａ第二キャリア
１９遊星歯車
２０遊星歯車
２１、２１ａ出力軸
２２、２２ａ第二リング歯車
２３、２３ａ低速用クラッチ
２４、２４ｂ高速用クラッチ
２５、２５ａ、２５ｂ遊星歯車
２６ａ、２６ｂ遊星歯車
２７伝達軸
２８第一太陽歯車
２９第二太陽歯車
３０、３０ａリング歯車
３１第三太陽歯車
３２ａ、３２ｂ遊星歯車
３３ハウジング
３４支柱
３５連結板
３６バルブボディー
３７支持板
３８転がり軸受
３９ボールスプライン
４０押圧装置
４１ラジアルニードル軸受
４２中間支持板
４３第一連結板
４４第二連結板
４５第一遊星軸
４６第二遊星軸
４７第三遊星軸
４８ａ、４８ｂ、４８ｃラジアルニードル軸受
４９円筒部
５０ローディングナット
５１中心孔
５２給油通路
５３給油孔
５４給油孔
５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ給油路
５６凹溝
５７第二給油通路
５８第二ノズル孔
５９給油孔
６０、６０ａ給油孔
６１空間
６２凹溝
６３第一給油通路
６４第三給油通路
６５第一ノズル孔
６６第三ノズル孔
６７円輪部
６８凸部
６９切り欠き
７０駆動軸
７１隔壁
７２カバー
７３ａ、７３ｂ小径部
７４支持孔
７５給油路
７６段差面
７７傾斜面
７８凹部
７９給油路用部材
８０環状凹部

Claims

入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを備え、これらトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とは、トロイダル型無段変速機を構成する入力側ディスクと遊星歯車式変速機を構成するキャリアとを隣接させると共に、これら入力側ディスクとキャリアとが同期して回転する状態に組み合わされており、このキャリアは、上記入力軸に支持固定された支持板と、この支持板と同心に且つ軸方向に間隔をあけた状態で配置され、その側面を上記入力側ディスクの外側面に当接させた円輪状である連結板と、この連結板と上記支持板とにそれぞれの両端部を支持された複数の遊星軸とを備え、上記遊星歯車式変速機は、これら各遊星軸の周囲に軸受を介して遊星歯車を回転自在に支持すると共に、これら各遊星軸の中心部に給油通路を設けており、これら各給油通路の端部を上記入力側ディスクの外側面に対向する状態で開口させると共に、この入力側ディスクの外側面と上記連結板の側面との一部を隙間を介して対向させ、この隙間を通じて上記給油通路に潤滑油を送り込み自在とした無段変速装置。
キャリアが、支持板の軸方向に関して連結板と反対側に、この支持板と同心に且つ軸方向に間隔をあけた状態で配置された第二連結板を備えており、この第二連結板と上記支持板とにそれぞれの両端部を支持された複数の第二遊星軸の周囲に軸受を介して第二遊星歯車を回転自在に支持すると共に、上記各第二遊星軸の中心部に第二給油通路を設けており、この第二給油通路の端部と給油通路の端部とを、互いに対向する面にそれぞれ開口させ、互いの開口部の少なくとも一部を、上記給油通路と第二給油通路との間での潤滑油の受け渡しを可能な状態に対向させた、請求項１に記載した無段変速装置。
キャリアが、支持板の軸方向に関して連結板と反対側に、この支持板と同心に且つ軸方向に間隔をあけた状態で配置された第二連結板を備えており、この第二連結板と上記連結板とにそれぞれの両端部を支持された複数の第三遊星軸の周囲に軸受を介して第三遊星歯車を回転自在に支持すると共に、上記各第三遊星軸の中心部に第三給油通路を設けており、この第三給油通路の端部を入力側ディスクの外側面に対向する状態で開口させ、この入力側ディスクの外側面と上記連結板の側面との間の隙間を通じて上記第三給油通路に潤滑油を送り込み自在とした、請求項１〜２の何れかに記載した無段変速装置。
入力側ディスクの外側面とこの外側面に対向する遊星軸の端面の一部とを隙間を介して対向させる事により、この入力側ディスクの外側面と連結板の側面との間の隙間と上記遊星軸の中心部に設けた給油通路とを連通させた、請求項１〜３に記載した無段変速装置。
連結板にその端部を固定した各遊星軸のうちで最も外径側に存在する遊星軸の外周面に関する内接円よりも外径側で、入力側ディスクの外側面と上記連結板の側面とを当接させると共に、これら両側面同士を、この当接させた部分よりも内径側で全周に亙り隙間を介して対向させた、請求項１〜３に記載した無段変速装置。
入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを備え、これらトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とは、トロイダル型無段変速機を構成する入力側ディスクと遊星歯車式変速機を構成するキャリアとを隣接させると共に、これら入力側ディスクとキャリアとが同期して回転する状態に組み合わされており、このキャリアは、上記入力軸に支持固定された支持板と、この支持板と同心に且つ軸方向に間隔をあけた状態で配置され、その側面を上記入力側ディスクの外側面に当接させた円輪状である連結板と、この連結板と上記支持板とにそれぞれの両端部を支持された複数の遊星軸とを備え、上記遊星歯車式変速機は、これら各遊星軸の周囲に軸受を介して遊星歯車を回転自在に支持すると共に、これら各遊星軸の中心部に給油通路を設けており、これら各給油通路の端部を上記入力側ディスクの外側面に対向する状態で開口させると共に、この入力側ディスクの外側面に給油路を形成しており、この給油路を通じて上記給油通路に潤滑油を送り込み自在とした無段変速装置。
給油路が、入力側ディスクの外側面に、この外側面の内周縁から径方向中間部まで、径方向に、各遊星軸に見合う数だけ形成された複数の凹部である、請求項６に記載した無段変速装置。
各凹部が、入力側ディスクに直接形成されている、請求項７に記載した無段変速装置。
入力側ディスクと別体で各凹部を形成した部材が、この入力側ディスクの外側面に、回転方向の位相を規制した状態で結合固定されている、請求項６に記載した無段変速装置。