JP4631323B2

JP4631323B2 - 無段変速装置

Info

Publication number: JP4631323B2
Application number: JP2004189754A
Authority: JP
Inventors: 祐二下村; 俊郎豊田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2024-06-28
Also published as: JP2006009994A

Description

この発明は、車両（自動車）用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の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合わせた無段変速装置の改良に関する。

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も、特許文献１〜８等に記載されている様に、従来から知られている。図４〜６は、このうちの特許文献４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、第一〜第三各遊星歯車式変速機２〜４とを組み合わせて成るもので、互いに同心に、且つ、相対回転自在に支持された、入力軸５と、伝達軸６と、出力軸７とを有する。そして、上記第一、第二両遊星歯車式変速機２、３を上記入力軸５と上記伝達軸６との間に掛け渡す状態で、上記第三遊星歯車式変速機４をこの伝達軸６と上記出力軸７との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。

このうちのトロイダル型無段変速機１は、１対の入力側ディスク８ａ、８ｂと、一体型の出力側ディスク９と、複数のパワーローラ１０、１０とを備える。このうちの両入力側ディスク８ａ、８ｂは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である軸方向片側面同士を互いに対向させた状態で、上記入力軸５のうちで軸方向に離隔した２個所位置に、互いに同心に、且つ、この入力軸５と同期した回転を自在として支持している。又、上記出力側ディスク９は、上記入力軸５の中間部周囲で上記両入力側ディスク８ａ、８ｂ同士の間位置に、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である軸方向両側面をこれら両入力側ディスク８ａ、８ｂの軸方向片側面に対向させた状態で、これら両入力側ディスク８ａ、８ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク８ａ、８ｂに対する相対回転を自在に支持している。

更に、上記各パワーローラ１０、１０は、上記出力側ディスク９の軸方向両側面と上記両入力側ディスク８ａ、８ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ挟持している。これら各パワーローラ１０、１０は、その周面を球状凸面としており、上記両入力側ディスク８ａ、８ｂと上記出力側ディスク９との間に挟持した状態で、これら入力側、出力側両ディスク８ａ、８ｂ、９同士の間での動力を伝達自在としている。又、上記各パワーローラ１０、１０は、トラニオン１１、１１の内側面に回転自在に支持している。又、これら各トラニオン１１、１１は、それぞれの両端部に設けた各枢軸１２、１２を、ケーシング１４内に設置した支持板１３ａ、１３ｂに、揺動並びに軸方向の変位自在に支持している。これら両支持板１３ａ、１３ｂは、上記ケーシング１４内に、連結板１５とアクチュエータボディー１６とを介して支持固定された支柱１７、１７の両端部に、それぞれ支持されている。

又、環状に形成したこれら各支柱１７、１７の中間部同士の間に、上記出力側ディスク９を、１対のスラストアンギュラ玉軸受１８、１８により回転自在に支持している。又、上記出力側ディスク９に中空回転軸１９の基端部（図４の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸１９を、エンジンから遠い側（図４の右側）の入力側ディスク８ａの内側に挿通し、上記出力側ディスク９に伝わる動力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸１９の先端部（図４の右端部）で上記入力側ディスク８ａの外側面から突出した部分に、前記第一遊星歯車式変速機２を構成する為の、第一太陽歯車２０を固設している。

一方、上記中空回転軸１９の内側に挿通した前記入力軸５の先端部（図４の右端部）でこの中空回転軸１９から突出した部分と、上記入力側ディスク８ａとの間に、特許請求の範囲に記載したキャリアに相当する第一キャリア２１を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク８ａと上記入力軸５とが、互いに同期して回転する様にしている。上記第一キャリア２１は、図６〜７に詳示する様に、断面Ｌ字形で全体を円環状とした中間支持板２２と、それぞれが円輪状に形成された第一、第二両連結板２３、２４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２５、２６を、上記第一、第二両連結板２３、２４同士の間に複数本（例えば３本）の第三遊星軸２７を、それぞれ掛け渡して成る。又、これら各遊星軸２５〜２７の周囲に各遊星歯車２８〜３０を、それぞれラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃ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３０と内径側の各遊星歯車２８、２９とを互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車２８、２９を、上記中空回転軸１９の先端部（図４、６の右端部）に固設した上記第一太陽歯車２０又は前記伝達軸６の基端部に固設した第二太陽歯車３２に、外径側の遊星歯車３０を、上記第一キャリア２１の周囲に回転自在に設けた第一リング歯車３３に、それぞれ噛合させている。

又、上記中間支持板２２の中心に設けた円筒部３４は、上記入力軸５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３５により抑え付けている。尚、図７に示す様に、上記中間支持板２２の円輪部３６と上記第一、第二両連結板２３、２４とは、上記各遊星歯車２８〜３０から円周方向に外れた位置に設けた柱部３７、３７により、互いに連結している。図示の例の場合、上記第一キャリア２１を構成する上記中間支持板２２と第一、第二両連結板２３、２４とを、一体に形成している。そしてこの構成により、上記第一キャリア２１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８ａと上記第一キャリア２１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８ａの外側面複数個所に形成した凸部３８と、上記第一連結板２３の外周縁部に形成した切り欠き３９とを係合させている。

一方、前記第三遊星歯車式変速機４を構成する為の第二キャリア４０を、前記出力軸７の基端部（図４の左端部）に結合固定している。そして、この第二キャリア４０と上記第一リング歯車３３とを、低速用クラッチ４１を介して結合している。又、上記伝達軸６の先端寄り（図４の右端寄り）部分に第三太陽歯車４２を固設している。又、この第三太陽歯車４２の周囲に第二リング歯車４３を配置し、この第二リング歯車４３と前記ケーシング１４等の固定の部分との間に、高速用クラッチ４４を設けている。更に、この第二リング歯車４３と上記第三太陽歯車４２との間に配置した複数組の遊星歯車４５、４６を、上記第二キャリア４０に回転自在に支持している。これら各遊星歯車４５、４６は、互いに噛合すると共に、上記第二キャリア４０の径方向に関して内側に設けた遊星歯車４５を上記第三太陽歯車４２に、同じく外側に設けた遊星歯車４６を上記第二リング歯車４３に、それぞれ噛合している。

上述の様に構成する無段変速装置の場合、駆動軸４７から前記入力軸５に伝達され、更にこの入力軸５から前記両入力側ディスク８ａ、８ｂ及び前記各パワーローラ１０、１０を介して前記一体型の出力側ディスク９に伝わった動力は、前記中空回転軸１９を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ４１を接続し、前記高速用クラッチ４４の接続を断った低速モード時には、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、上記入力軸５の回転速度を一定にしたまま、上記出力軸７の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。即ち、この状態では、上記入力軸５と共に正方向に回転する第一キャリア２１と、上記中空回転軸１９と共に逆方向に回転する前記第一太陽歯車２０との差動成分が、前記第一リング歯車３３から、上記低速用クラッチ４１、上記第二キャリア４０を介して、上記出力軸７に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を所定値にする事で上記出力軸７を停止させられる他、このトロイダル型無段変速機１の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸７を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸７を、車両を前進させる方向に回転させられる。

更に、上記低速用クラッチ４１の接続を断ち、上記高速用クラッチ４４を接続した高速モード時には、上記出力軸７を、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力軸５と共に正方向に回転する上記第一キャリア２１と、上記中空回転軸１９と共に逆方向に回転する上記第一太陽歯車２０との差動成分に応じて回転する、前記第一遊星歯車式変速機２の遊星歯車２８の回転が、前記外径側の遊星歯車３０を介して、前記第二の遊星歯車式変速機３の遊星歯車２９に伝わり、前記第二太陽歯車３２を介して、前記伝達軸６を回転させる。そして、この伝達軸６の先端部に設けた前記第三太陽歯車４２と、この第三太陽歯車４２と共に前記第三遊星歯車式変速機４を構成する第二リング歯車４３及び遊星歯車４５、４６の噛合に基づき、上記第二キャリア４０及びこの第二キャリア４０に結合した上記出力軸７を、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速機１の変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸７の回転速度を速くできる。

上述の様な無段変速装置の運転時に、上記トロイダル型無段変速機１を構成する前記両入力側ディスク８ａ、８ｂの内側面及び前記出力側ディスク９の軸方向両側面と各パワーローラ１０、１０の周面との転がり接触部（トラクション部）に、適切な面圧を付与する必要がある。この為に図４〜５に示した無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機１の場合には、前記入力軸５のうちで前記駆動軸４７側の端部と、この端部周囲に設けられた入力側ディスク８ｂとの間に、押圧装置４８を設けている。図４に示した構造の場合にこの押圧装置４８は、それぞれが軸方向に拡縮自在である１対の油圧室４９ａ、４９ｂを備えた、ダブルピストン型である。この様な油圧式の押圧装置４８を備えた構造の場合、上記各油圧室４９ａ、４９ｂ内に送り込む圧油を制御する事で、上記各トラクション部に付与する面圧を常に適正な値に調節する。

又、上記無段変速装置の運転時に、前記第一〜第三各遊星歯車式変速機２〜４を構成する前記各遊星歯車２８〜３０、４５、４６は高速で回転する。従って、これら各遊星歯車２８〜３０を前記各遊星軸２５〜２７の周囲に回転自在に支持しているラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃには、十分量の潤滑油を供給する必要がある（上記各遊星歯車４５、４６を回転自在に支持しているラジアルニードル軸受に就いても同じ）。この為に図示の例では、上記入力軸５の中心部に設けた基潤滑油流路５０から径方向外方に吐出した潤滑油を、例えば前記各連結板２３、２４に形成した給油通路５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通じて、上記各遊星軸２５〜２７の中心部に設けた各第二給油通路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ内に導入する様に構成している。これら各第二給油通路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ内に導入した潤滑油は、上記各遊星軸２５〜２７の中間部に設けたノズル孔から吐出して、上記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃを潤滑する。尚、内径側の遊星歯車２８、２９を回転自在に支持している各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂへの潤滑油供給は、図８に示す様に、第二連結板２４の側に設けた給油通路５１ｂの側からのみ行なう構造も考えられている。

上述の様な従来から知られている無段変速装置の運転時に、上記各トラクション部の面圧を確保する為に上記押圧装置４８が発生する推力は、上記入力軸５及びこの入力軸５に固定した前記第一キャリア２１を構成する、前記中間支持板２２及び上記第一連結板２３を介して、この第一キャリア２１に隣接して設けられた前記入力側ディスク８ａに加わる。言い換えれば、この入力側ディスク８ａの外側面（図４、６の右側面）と第一連結板２３の片側面（図４、６の左側面）との当接部に、上記押圧装置４８の発生する推力に基づく力が加わる。

一方、上記入力側ディスク８ａは、上記押圧装置４８の発生する推力に基づく前記各パワーローラ１０、１０から受ける力に基づいて、図９に誇張して示す様に、上記入力側ディスク８ａの外径寄り部分が上記第一連結板２３の片側面に近付く方向（軸方向）に弾性変形する。即ち、運転時に上記推力に基づき上記入力側ディスク８ａに加わる力は、前記トロイダル型無段変速機１の運転時に最大で４９ＫＮ（５Ｔｆ）程度となる。そして、この様に大きな力に基づく入力側ディスク８ａの軸方向に関する弾性変形量は、コンマ数mm（１０分の数mm）程度と、無視できない量となる。そして、この様に上記入力側ディスク８ａが軸方向に弾性変形すると、この入力側ディスク８ａの外側面外径寄り部分と上記第一連結板２３の片側面とが断続的に繰り返し当接する事で互いに擦れ合い、当該部分でフレッチング摩耗が生じる可能性がある。特に、上記入力側ディスク８ａが弾性変形する円周方向位置は、上記各パワーローラ１０、１０により押し付けられる部分が変化するのに伴って常に変化する。この為、上記擦れ合いの周波数は相当に高く（例えば百数十Ｈｚに）なり、フレッチング摩耗発生の面からはかなり厳しい条件となる。この様なフレッチング摩耗は、上記第一キャリア２１を所定位置から軸方向にずらせたり、剥離等の損傷の起点となる可能性がある。又、生じた摩耗粉により、潤滑油（トラクションオイル）が汚染され、各部の潤滑状態を不良にする可能性も生じる。

又、前述の様な従来から知られている無段変速装置の場合には、前記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃ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、前記基潤滑油流路５０から前記入力軸５の外径側に吐出した潤滑油を前記各連結板２３、２４に形成した給油通路５１ａ、５１ｂ、５１ｃに送り込むのに、上記入力軸５及び第一、第二両太陽歯車２０、３２の回転に伴う遠心力を利用している為である。即ち、これら各部材５、２０、３２の回転に伴う遠心力により上記潤滑油を、これら各部材５、２０、３２に形成した潤滑油通路を径方向外方に流し、上記各給油通路５１ａ、５１ｂ、５１ｃに送り込む様にしている。この様な給油構造の場合、径方向に隣り合う部材同士の間で潤滑油を受け渡す際に、周囲に飛散する潤滑油の量が多くなり、その分、上記各給油通路５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通じて上記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃに送り込まれる潤滑油の量が少なくなる。

特開平６−１７４０３３号公報特開２０００−２２０７１９号公報特開２００２−１３９１２４号公報特開２００４−８４７１２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

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、第一に、入力側ディスクの軸方向の弾性変形に基づくフレッチング摩耗を防止すべく発明したものである。
第二に、必要とすれば、遊星歯車式変速機の遊星歯車を回転自在に支承するラジアルニードル軸受に送り込む潤滑油の量を十分に確保できる構造を実現して、十分な耐久性を有する無段変速装置を実現する事も可能にするものである。

本発明の無段変速装置は、互いに同心に配置された、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対向させた、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たものである。
そして、上記遊星歯車式変速機を構成する遊星歯車を、上記各遊星軸の周囲に回転自在に支持している。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記キャリアの内部に潤滑油流路を設けると共に、この潤滑油流路の下流端を上記連結板の片側面に開口させる事により、この片側面と上記入力側ディスクの外側面との間部分に潤滑油を供給する様に構成している。

上述の様に構成する本発明の無段変速装置によれば、入力側ディスクの軸方向の弾性変形に基づくフレッチング摩耗を防止できる。即ち、本発明の無段変速装置の場合には、連結板の片側面と入力側ディスクの外側面との間に、潤滑油の膜が形成される。この為、入力側ディスクの弾性変形に伴ってこれら両側面同士が擦れ合った場合でも、これら両側面に著しいフレッチング摩耗が発生する事を防止できる。

本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、連結板の片側面にこの連結板の円周方向に長い凹部を形成すると共に、潤滑油流路の下流端をこの凹部の一部に開口させる。
この様に構成すれば、連結板の片側面と入力側ディスクの外側面との間の広い範囲に、潤滑油の油膜を形成できて、これら両側面のフレッチング摩耗を防止する効果が、より良好になる。

上述の様な請求項２に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、請求項３に記載した様に、入力側ディスクの外側面と連結板の片側面との間に挟持したスラストプレート（滑り板）により、この連結板の片側面に形成した凹部の開口を覆う。そして、潤滑油流路からこの凹部内に吐出された潤滑油を、上記スラストプレートの外側面と上記連結板の片側面との間に染み出させてこれら両面同士の当接部を潤滑する。
この場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記スラストプレートのうちで、少なくとも外側面を、耐摩耗性を有する材料製とする。
例えば、請求項５に記載した様に、入力側ディスク及び連結板が鉄系合金製である場合に、スラストプレートを銅又は銅系合金製とする。
この様に構成すれば、上記入力側ディスクの外側面と上記連結板の片側面とが直接擦れ合う事を防止して、これら両面のフレッチング摩耗防止をより有効に図れる。
又、上述の様な請求項３〜５に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した様に、スラストプレートの外側面に、多数の微小な凹部を形成する。
この様に構成すれば、このスラストプレートの外側面と上記連結板の片側面との間に良好な油膜を形成し易くして、これら両面同士の当接部の潤滑をより有効に図れる。

更に、上述の様な請求項３〜６に記載した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、各遊星歯車を各遊星軸の周囲に、それぞれラジアルニードル軸受により回転自在に支持する。又、前記潤滑油流路を、キャリアのうちで円周方向に隣り合う上記各遊星軸同士の間に設けられた柱部の内部に設けて、入力軸の内部に設けられた基潤滑油流路から潤滑油を送り込み自在とする。更に、上記各遊星軸の内部に設けられてこれら各遊星軸の軸方向端面とこれら各遊星軸の中間部外周面とにそれぞれの両端部を開口させた第二の潤滑油流路の上流端開口を、上記連結板の片側面に形成した凹部に通じさせる。そして、上記潤滑油流路からこの凹部内に吐出され、スラストプレートの外側面と連結板の片側面との間に染み出さなかった残りの潤滑油を、上記第二の潤滑油流路の下流端開口から吐出させて、上記各ラジアルニードル軸受の潤滑を行なわせる。
この様に構成すれば、上記各ラジアルニードル軸受に送り込む潤滑油の量を十分に確保して、無段変速装置の耐久性を十分に確保できる。

図１〜２は、請求項１〜５、７〜９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、次の(1)(2)の２点にある（一部の符号に就いては、図４、６、８参照）。
(1) 第一遊星歯車式変速機２に隣接した入力側ディスク８ａの外側面（図１の右側面）と、この第一遊星歯車式変速機２に組み込んだ第一キャリア２１を構成する第一連結板２３の片側面（図１の左側面）との係合部分の構造を工夫する事により、これら入力側ディスク８ａの外側面と第一連結板２３の片側面とのフレッチング摩耗を防止する。
(2) 各遊星歯車２８〜３０を各遊星軸２５〜２７の周囲に回転自在に支持している各ラジアルニードル軸受３１ａ〜３１ｃに潤滑油を送り込む為の構造を工夫する事により、これら各ラジアルニードル軸受３１ａ〜３１ｃに供給する潤滑油の量を十分に確保する。
これら(1)(2)以外の部分の構造及び作用は、前述の図４〜８に示した従来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。

本実施例の場合、上記第一キャリア２１の内部に、複数の潤滑油流路５３、５３を設けている。これら各潤滑油流路５３、５３は、それぞれ、径方向部分５４の下流端と軸方向部分５５の上流端とを連通させてＬ字形としたものである。このうちの径方向部分５４は、上記第一キャリア２１を構成する中間支持板２２から柱部３７の径方向中間部に亙り、この第一キャリア２１の径方向に形成しており、その上流端（図１の下端）を、この第一キャリア２１の内周縁部に設けた円筒部３４の内周面に開口させている。これに対して、上記軸方向部分５５は、上記柱部３７の軸方向中間部から第一連結板２３の片側面に亙り、上記第一キャリア２１の軸方向に形成しており、その下流端（図１の左端）を、この第一連結板２３の片側面（図１の左側面）に開口させている。

上記円筒部３４を入力軸５の中間部先端寄り（図１の右端寄り）部分にスプライン係合させ、更にローディングナット３５により抑え付けた状態で、上記径方向部分５４の上流端は、上記入力軸５の中心部に設けた基潤滑油流路５０に、この入力軸５に形成した通油孔５６を介して連通する。無段変速装置の運転時には、ケーシング１４の前端部に設けた隔壁５７（図４参照）の内部に設けた給油ポンプから吐出されて上記基潤滑油流路５０内に送り込まれた潤滑油が、上記各潤滑油流路５３内に送り込まれる。

一方、上記第一連結板２３の片側面で上記各潤滑油流路５３、５３の下流端開口に整合する部分には、この第一連結板２３の円周方向に長い凹部５８、５８を形成している。上記各潤滑油流路５３、５３の下流端開口は、これら各凹部５８、５８の中間部底面に開口した状態となる。又、これら各凹部５８、５８の円周方向両端は、第一、第三両遊星軸２５、２７の一端部を支持する為に、上記第一連結板２３に形成した円形の支持孔５９ａ、５９ｂの内周面に開口している。従って、上記各潤滑油流路５３、５３から上記各凹部５８、５８内に流入した潤滑油は、上記各支持孔５９ａ、５９ｂ内にまで送り込まれる。

これら各支持孔５９ａ、５９ｂのうち、一方（図１の下方）の支持孔５９ｂ、５９ｂには、上記第三遊星軸２７の一端部（図１の左端部）が、締り嵌めにより嵌合固定されている。この状態でこの第三遊星軸２７の一端面（図１の左端面）は、上記第一連結板２３の片側面よりも（図１の右方に）少し凹んだ位置に存在する。又、上記第三遊星軸２７の内側には、この第三遊星軸２７の一端面と軸方向中間部外周面とを連通させる第二潤滑油流路６０を設けている。この第二潤滑油流路６０は、上記第三遊星軸２７の一端面から軸方向中間部にまで達する中心孔６１と、この中心孔６１から上記軸方向中間部外周面にまで達する径方向孔６２、６２とから成る。
この構成により、上記各潤滑油流路５３、５３から上記各凹部５８、５８内に流入した潤滑油を、上記各支持孔５９ｂ、５９ｂ、上記第二潤滑油流路６０を通じて、上記第三遊星軸２７の外周面と遊星歯車３０の内周面との間に設けたラジアルニードル軸受３１ｃに送り込み自在としている。

第一、第二両遊星軸２５、２６の周囲に両遊星歯車２８、２９を回転自在に支持する為のラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂに就いても、上記各潤滑油流路５３、５３から上記各凹部５８、５８内に流入した潤滑油を、上記第一、第二両遊星軸２５、２６の内部に設けた第二潤滑油流路を通じて送り込み自在としている。これら第一、第二両遊星軸２５、２６の内部に第二潤滑油流路を設ける為に、上記第一連結板２３の側に設ける第一遊星軸２５の中心部に、軸方向両端面同士を連通させる（図８に示した従来構造で第二遊星軸２６の中心部に形成した如き）貫通孔を形成する。これに対して、第二連結板２４の側に設ける第二遊星軸２６の中心部に、上記第一遊星軸２５に対向する側の端面にのみ開口した（図８に示した従来構造で第一遊星軸２５の中心部に形成した如き）中心孔を形成する。そして、（図８に示した従来構造と同様に）この中心孔の上流端開口と、上記貫通孔の下流端開口とを、前記中間支持板２２に形成した支持孔の内側部分で連通させる。更に、上記中心孔及び貫通孔と、上記第一、第二両遊星軸２５、２６の外周面とを、径方向孔で連通させる。そして、上記各潤滑油流路５３、５３から上記各凹部５８、５８内に流入した潤滑油を、上記各支持孔５９ａ、５９ａ、図示しない上記第二潤滑油流路を通じて、上記第一、第二両遊星軸２５、２６の外周面と遊星歯車２８、２９の内周面との間に設けたラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂに送り込み自在とする。

本実施例の場合には、上述の様にして、上記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃ内に潤滑油を、確実に送り込める様にしているが、更に、この潤滑油の一部を利用して、前記入力側ディスク８ａの外側面と第一連結板２３の片側面とのフレッチング摩耗防止を図っている。この為に本実施例の場合には、上記入力側ディスク８ａの外側面に、スラストプレート（滑り板）６３を添設している。このスラストプレート６３は、耐摩耗性を有する材料により造る事が、相手面との擦れ合いに基づいて摩耗するのを防止する為に好ましい。本実施例の場合には上記スラストプレート６３を、何れも軸受鋼、炭素鋼等の鉄系合金製である、上記入力側ディスク８ａ及び第一連結板２３との擦れ合い時に自己潤滑性を発揮する、銅又は銅系合金製としている。この様なスラストプレート６３は、上記入力側ディスク８ａに対しては変位しない様に、この入力側ディスク８ａの外側面部分に、接着、ねじ止め、圧着等により固定している。

これに対して、上記スラストプレート６３の外側面（図１の右側面）は上記第一連結板２３の片側面に、単に当接させている。この状態で上記スラストプレート６３は、この第一連結板２３の片側面に形成した、前記各凹部５８、５８の開口を覆う。従って、前記第一キャリア２１の内部に設けた前記各潤滑油流路５３、５３の下流端開口から上記各凹部５８、５８内に吐出された潤滑油は、上記スラストプレート６３の外側面と上記第一連結板２３の片側面との当接面同士の間の微小隙間に染み出す一部を除き、前記各第二潤滑油流路６０を通じて前記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃに送り込まれ、これら各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃを十分に潤滑する。

一方、上記各潤滑油流路５３、５３から上記各第二潤滑油流路６０に向け、上記各凹部５８、５８内を流れる潤滑油のうちの一部は、上記スラストプレート６３の外側面と上記第一連結板２３の片側面との当接面同士の間の微小隙間に染み出して、これら両面同士の当接部を潤滑する。特に、本実施例の場合には、上記各凹部５８、５８を上記第一連結板２３の片側面に、この第一連結板２３の円周方向に形成している為、上記両面同士の広い範囲（ほぼ全面）に亙って良好な（強固な）油膜を形成できる。この結果、前述の様に、トロイダル型無段変速機１の運転に伴って上記入力側ディスク８ａが図９に誇張して示す様に弾性変形し、上記スラストプレート６３の外側面と上記第一連結板２３の片側面との当接面同士が微小変位しても、これら両面にフレッチング摩耗が発生する事を有効に防止できる。

上記各凹部５８、５８内を流れる潤滑油のうちで上記微小隙間に染み出す割合は僅少である為、上記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃに送り込まれる潤滑油の量は十分に確保できる。従って本実施例の場合には、上記入力側ディスク８ａの外側面と上記第一連結板２３の片側面との係合部のフレッチング摩耗を防止し、しかも、上記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃの耐久性確保を十分に図れる。

尚、上述した実施例の場合、上記スラストプレート６３の外側面と上記第一連結板２３の片側面との当接面同士の間に潤滑油の一部を染み出させるべく、上記スラストプレート６３を上記入力側ディスク８ａの外側面側に、この入力側ディスク８ａに対する変位を阻止した状態で添着する構造を採用している。但し、上記スラストプレート６３を、銅又は銅系合金等の、自己潤滑性を有する材料製とした場合には、必ずしも、このスラストプレート６３と相手面との擦れ合い部に潤滑油を染み出させる必要はない。従って、上述した実施例の場合とは逆に、上記スラストプレート６３を、上記第一連結板２３の側に、ねじ止め等により添着固定し、このスラストプレート６３の内側面と上記入力側ディスク８ａの外側面とを擦れ合わせる事もできる（請求項９）。この場合には、上記スラストプレート６３の内側面と上記入力側ディスク８ａの外側面との擦れ合い面には、上記入力側ディスク８ａの内周面と前記入力軸５の外周面との間に設けたラジアルニードル軸受６４を潤滑した後、遠心力により径方向外方に送られた潤滑油が入り込んで、油膜を形成する。

図３は、請求項６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、相手面に対して微小変位する、スラストプレート６３ａの外側面（又は内側面）に、多数の微小凹部６５、６５を形成している。
本実施例の場合には、この様な構成を採用する事により、上記スラストプレート６３ａの外側面と第一連結板２３（図１参照）の片側面との間｛又はこのスラストプレート６３ａの内側面と入力側ディスク８ａ（図１参照）の外側面との間｝に良好な油膜を形成し易くして、これら両面同士の当接部の潤滑をより有効に図れる様にしている。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施例１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する。

尚、本実施例の場合、上記各微小凹部６５、６５を、上記第一連結板２３の片側面と対向する、上記スラストプレート６３ａの外側面に形成する場合には、上記各微小凹部６５、６５を、極く小さなものとする。この理由は、上記第一連結板２３に形成した各凹部５８、５８（図２参照）を通じて各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃ（図１、４、６参照）に送り込まれる潤滑油のうち、上記各微小凹部６５、６５を通じて上記各凹部５８、５８から外に染み出す割合が多くなり過ぎる事を防止する為である。これに対して、上記各微小凹部６５、６５を、上記入力側ディスク８ａ（図１参照）の外側面と対向する、上記スラストプレート６３ａの内側面に形成する場合には、上記各微小凹部６５、６５を或る程度大きくしても良い。

更に、何れの実施例の場合でも、上記各凹部５８、５８（図２参照）から上記第一連結板２３の片側面と上記入力側ディスク８ａの外側面との当接部（図１参照）に染み出す潤滑油により、この当接部に十分に強固な油膜を形成できるのであれば、これら両面同士を直接当接させる（スラストプレートを省略する）事もできる（請求項１）。この場合には、これら両面同士の間の油膜を強固にすべく、これら両面の表面粗さを良好にする（平滑面とする）と共に、適宜、上述の様な微小凹部を形成する。上記各凹部５８、５８を形成する面は、上記第一連結板２３の片側面であっても、或は、上記入力側ディスク８ａの外側面であっても良い。何れの場合でも、相手面が上記各凹部５８、５８の開口を塞ぎ、これら各凹部５８、５８内を上記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃに向けて流れる潤滑油が、上記両面同士の突き合わせ部を通じて過剰に流失する事を防止する。そして、上記各ラジアルニードル軸受３１ａ、３１ｂ、３１ｃに十分量の潤滑油を送り込む。この様な構造を採用する場合に、上記第一連結板２３の片側面又は上記入力側ディスクの外側面に、銅又は銅合金のメッキ層を形成する事もできる。

又、前記第三遊星歯車式変速機４を構成する第二キャリア４０（図４参照）に関しては、上記入力側ディスク８ａの弾性変形に伴うフレッチング摩耗防止に就いての考慮は不要である。但し、各遊星歯車４５、４６を支持したラジアルニードル軸受に十分な潤滑油を送り込み自在とする為に、上記第二キャリア４０内に潤滑油流路を形成し、入力軸５内に設けた基潤滑油流路５０内の潤滑油を、この潤滑油流路を通じて上記ラジアルニードル軸受内に送り込む事は、このラジアルニードル軸受の耐久性向上の面から見て有効である。

図示の例は、本発明を構成するトロイダル型無段変速機としてハーフトロイダル型のものを使用した場合に就いて説明したが、本発明は、何れの請求項に記載した発明の場合でも、ハーフトロイダル型に限らず、フルトロイダル型のトロイダル型無段変速機でも実施可能である。

本発明の実施例１を示す、図４のＡ部に相当する拡大断面図。キャリアを取り出して示す斜視図。本発明の実施例２に組み込むスラストプレートの斜視図。従来の無段変速装置の第１例を示す断面図。図４のＢ−Ｂ断面図。図４のＡ部拡大図。キャリアを取り出して示す斜視図。従来構造の第２例を示す、図６と同様の図。入力側ディスクの変形状態を誇張して示す略断面図。

符号の説明

１トロイダル型無段変速機
２第一遊星歯車式変速機
３第二遊星歯車式変速機
４第三遊星歯車式変速機
５入力軸
６伝達軸
７出力軸
８ａ、８ｂ入力側ディスク
９出力側ディスク
１０パワーローラ
１１トラニオン
１２枢軸
１３ａ、１３ｂ支持板
１４ケーシング
１５連結板
１６アクチュエータボディー
１７支柱
１８スラストアンギュラ玉軸受
１９中空回転軸
２０第一太陽歯車
２１第一キャリア
２２中間支持板
２３第一連結板
２４第二連結板
２５第一遊星軸
２６第二遊星軸
２７第三遊星軸
２８遊星歯車
２９遊星歯車
３０遊星歯車
３１ａ、３１ｂ、３１ｃラジアルニードル軸受
３２第二太陽歯車
３３第一リング歯車
３４円筒部
３５ローディングナット
３６円輪部
３７柱部
３８凸部
３９切り欠き
４０第二キャリア
４１低速用クラッチ
４２第三太陽歯車
４３第二リング歯車
４４高速用クラッチ
４５遊星歯車
４６遊星歯車
４７駆動軸
４８押圧装置
４９ａ、４９ｂ油圧室
５０基潤滑油流路
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ給油通路
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ第二給油通路
５３潤滑油流路
５４径方向部分
５５軸方向部分
５６通油孔
５７隔壁
５８凹部
５９ａ、５９ｂ支持孔
６０第二潤滑油流路
６１中心孔
６２径方向孔
６３、６３ａスラストプレート
６４ラジアルニードル軸受
６５微小凹部

Claims

互いに同心に配置された、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、その片側面を上記入力側ディスクの外側面に対向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たものであり、上記遊星歯車式変速機を構成する遊星歯車をこれら各遊星軸の周囲に回転自在に支持した無段変速装置に於いて、上記キャリアの内部に潤滑油流路を設けると共に、この潤滑油流路の下流端を上記連結板の片側面に開口させる事により、この片側面と上記入力側ディスクの外側面との間部分に潤滑油を供給する事を特徴とする無段変速装置。
連結板の片側面にこの連結板の円周方向に長い凹部を形成すると共に、潤滑油流路の下流端をこの凹部の一部に開口させた、請求項１に記載した無段変速装置。
入力側ディスクの外側面と連結板の片側面との間に挟持したスラストプレートにより、この連結板の片側面に形成した凹部の開口を覆い、潤滑油流路からこの凹部内に吐出された潤滑油を、上記スラストプレートの外側面と上記連結板の片側面との間に染み出させてこれら両面同士の当接部を潤滑する、請求項２に記載した無段変速装置。
スラストプレートが、耐摩耗性を有する材料製である、請求項３に記載した無段変速装置。
入力側ディスク及び連結板が鉄系合金製であり、スラストプレートが銅又は銅系合金製である、請求項４に記載した無段変速装置。
スラストプレートの外側面に多数の微小な凹部を形成した、請求項３〜５の何れかに記載した無段変速装置。
各遊星歯車は各遊星軸の周囲に、それぞれラジアルニードル軸受により回転自在に支持されており、潤滑油流路は、キャリアのうちで円周方向に隣り合う上記各遊星軸同士の間に設けられた柱部の内部に設けられて、入力軸の内部に設けられた基潤滑油流路から潤滑油を送り込み自在とされており、上記各遊星軸の内部に設けられてこれら各遊星軸の軸方向端面とこれら各遊星軸の中間部外周面とにそれぞれの両端部を開口させた第二の潤滑油流路の上流端開口を凹部に通じさせて、上記潤滑油流路からこの凹部内に吐出され、スラストプレートの外側面と連結板の片側面との間に染み出さなかった残りの潤滑油を、上記第二の潤滑油流路の下流端開口から吐出させて、上記各ラジアルニードル軸受の潤滑を行なわせる、請求項３〜６の何れかに記載した無段変速装置。
連結板の片側面の凹部を省略する代わりに、スラストプレートの外側面の一部にこのスラストプレートの円周方向に長い凹部を形成すると共に、潤滑油流路の下流端をこの凹部の一部に対向させた、請求項３〜７の何れかに記載した無段変速装置。
互いに同心に配置された、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、その片側面を上記入力側ディスクの外側面に対向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たものであり、上記遊星歯車式変速機を構成する遊星歯車をこれら各遊星軸の周囲に、ラジアルニードル軸受により回転自在に支持した無段変速装置に於いて、上記キャリアのうちで円周方向に隣り合う上記各遊星軸同士の間に設けられた柱部の内部に潤滑油流路を、これら各遊星軸の内部に第二の潤滑油流路を、それぞれ形成し、これら潤滑油流路と第二の潤滑油流路とを通じて、上記各ラジアルニードル軸受に潤滑油を送り込ませるべく、上記入力軸の内部に設けられた基潤滑油流路から上記潤滑油流路に潤滑油を送り込み自在としており、上記第二の潤滑油流路の両端部は、上記各遊星軸の軸方向端面とこれら各遊星軸の中間部外周面とにそれぞれ開口しており、上記入力側ディスクと連結板との間にスラストプレートが挟持されており、これら連結板とスラストプレートとの互いに対向する面のうちの少なくとも一方の面に凹部が形成されており、上記潤滑油流路と上記第二の潤滑油流路とが、この凹部を介して連通している事を特徴とする無段変速装置。