JP4702600B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Description
ローラは、互いに反対方向に回転する入力用および出力用の同軸円板の対向する面に形成された一部トロイド状の対応する軌道面間に挟持されて、対応する入力円板および出力円板のそれぞれと動力の伝達を行う。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ローラを冷却する性能の優れたトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
本発明によれば、トルク伝達領域およびその近傍を除くローラの表面の大部分の領域がカバーにより覆われているので、ローラの表面に供給された潤滑油が外部に飛散することなくカバー内にとどまる。したがって、十分な量の潤滑油を効率的にローラと接触させることができ、その結果、ローラを冷却する性能を高くすることができる。また、ローラの自転による遠心力でローラの径方向外方に飛ばされた潤滑油は、カバーの周壁により受けられ、そのカバーの周壁を伝わってトルク伝達領域に導かれ、これにより、十分な量の潤滑油をトルク伝達領域に供給でき、その結果、トルク伝達領域の高温化を確実に防止することができる。したがって、小型のローラを用いてトロイダル型無段変速機の小型化を達成しつつ、その小型のローラの高温化を確実に防止することができる。
また、本発明において、上記潤滑油供給路の噴射口(42,43,46;49)は上記カバーに設けられている場合がある。この場合、ローラに近接しているカバーからローラに潤滑油を供給することができ、ローラに接触する潤滑油の量をより多くすることができる。
図1は、本発明の一実施の形態にかかるフルトロイダル型無段変速機の要部を示す模式的な断面図である。図1を参照して、フルトロイダル型無段変速機100(以下、単に段変速機ともいう)のバリエータ1は、乗用車等の車両のエンジンやモータ等の回転動力源Eにより回転駆動される入力軸2を備えている。
入力軸2の一対の端部には、それぞれ入力円板3が支持されている。各入力円板3の一側面には、凹湾曲状の軌道面3bが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン孔3aが形成されている。
また、第2の軸方向S2側の入力円板3のうち、軌道面3bの背面3c側には、当該背面3cの全体を覆うケーシング4と、ケーシング4の内周に当接するとともに入力軸2を取り囲むバックアップ板5と、入力軸2に固定された係止リング6および止め輪7と、係止リング6の外周に装着されたワッシャ8とが設けられている。
ワッシャ8は、バックアップ板5に予圧を付与している。
バックアップ板5の外周にはOリング5aが装着されている。ケーシング4の内面と、入力円板3の背面3cと、バックアップ板5とによって囲まれた入力軸2の周りの空間に油室9aが形成されている。
入力軸2の軸方向中央部には、バリエータ1の出力部10が入力軸2に対して相対回転自在に支持されている。この出力部10は、出力部材11と、この出力部材11にそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出力円板12とを備えている。
なお、駆動輪に動力伝達可能に連なる歯車を設け、この歯車と歯部11aとを噛み合わせるようにしてもよい。
従って、ローラ14は第1の軸方向S1側のトロイド状隙間Tと第2の軸方向S2側のトロイド状隙間Tとに計6個配置されている。各ローラ14は、支持部材としてのキャリッジ15によって支持されている。各ローラ14は、対応するキャリッジ15によって、回転自在に支持されており、また、各軌道面3b,12bに対する相対的な接触位置を変更できるようになっている。
トルク伝達領域A1は、ローラ14の周面14cのうち、入力円板3の軌道面3bと対向する領域であり、トルク伝達領域A2は、周面14cのうち、出力円板12の軌道面12bと対向する領域である。トルク伝達領域A1,A2は、対応する軌道面3b,12bのそれぞれと直接接触して動力を伝達するのではなく、潤滑油の油膜を介して動力の伝達を行うようになっている。つまり、ローラ14と入力円板3と出力円板12とは、トラクションドライブを構成している。
キャリッジ15は、ローラ14をその軸線回りに回転自在に支持しており、主体部17と、ローラ14を覆うカバー18とを含んでいる。
主体部17は、ローラ14の一対の側面14a,14bにそれぞれ対向する一対の細長の側板19,20と、ローラ14の周面14cに対向し、両側板19,20の基端部19a,20a同士を連結する連結板21とを有しており、全体として溝形形状をなしている。
カバー18は、主体部17に固定されており、ローラ14の表面のうち、トルク伝達領域A1,A2およびその近傍を除く領域を覆っている。このカバー18は、ローラ14の一対の側面14a,14bを覆うための側壁24と、ローラ14の周面14cを覆うための周壁25とを有している。
周壁25は、例えば、一対の側壁24a,24bの外周縁の一部からそれぞれ延びるフランジを互いに嵌め合わせることにより形成されている。周壁25は、ローラ14の周面14cのうち、トルク伝達領域A1,A2を除く領域に所定の隙間B2を設けて対向している。
キャリッジ15は、油圧シリンダ28によって押し引き駆動可能とされている。具体的には、油圧シリンダ28は、バリエータ1のハウジング29に固定されるシリンダ本体30と、シリンダ本体30の内部に挿通され、シリンダ本体30に対して移動可能なピストン31と、シリンダ本体30内の空間をピストン31で区画することにより形成された一対の油室C1,C2とを含んでいる。
上記の構成により、キャリッジ15およびローラ14は、ロッド33の軸線周りに回動(傾動)自在であり、且つ、球面継手32を中心に揺動可能である。これにより、ローラ14は、対応する入力円板3および出力円板12の間で傾動することが許容される(図1において、傾動した状態のローラ14を二点鎖線で図示)。
潤滑油供給路34は、第1の供給路35と、第2の供給路36とを含んでいる。
図4は、図3のIV−IV線に沿う要部の断面図である。図3および図4を参照して、第2の供給路36は、キャリッジ15の主体部17とカバー18との間に区画された溝によって区画されており、第1の領域39、第2の領域40および第3の領域41を有している。
第2の領域40は、一方の側板19の長手方向に沿って延びている。第2の領域40の一端と第1の領域39の一端とは接続されている。第2の領域40の他端は、支軸16を取り囲む環状をなしている。第2の領域40の他端に、軸受22が臨んでいる。
第3の領域41は、他方の側板20の長手方向に沿って延びている。第3の領域41の一端と第1の領域39の他端とは接続されている。第3の領域41の他端は、支軸16を取り囲む環状をなしている。第3の領域41の他端に、軸受23が臨んでいる。
また、カバー18の周壁25のうち、主体部17の連結板21と対向する部分には、第1の領域39に連なる貫通孔45が形成されており、この貫通孔45によって、潤滑油供給路34の噴射口46が区画されている。この噴射口46から、潤滑油がローラ14の周面14cに供給されるようになっている。
この付勢力は、第2の軸方向S2側のトロイド状隙間T内のローラ14、第2の軸方向S2側の出力円板12、出力部材11、第1の軸方向S1側の出力円板12および第1の軸方向S1側のトロイド状隙間T内のローラ14を介して、第1の軸方向S1側の入力円板3に与えられる。
例えば、図1および図3を参照して、走行負荷の変動やアクセルペダル(図示せず)の加減により、油室C1,C2の油圧P1,P2に抗してローラ14が押し戻されるかまたは引き出されるような力が発生すると、ローラ14の角度が変化して(図1の二点鎖線参照)変速比のアップまたはダウンが行われる。
同様に、第1の領域39に送られた潤滑油の一部は、第3の領域41を通って、支軸16の他端部に到達する。支軸16の他端部に到達した潤滑油の一部は、噴射口43からローラ14の他方の側面14bの中心近傍に供給される。また、支軸16の他端部に到達した潤滑油の一部は、軸受23に供給されて軸受23を冷却する。
噴射口42,43からローラ14の対応する側面14a,14bに供給された潤滑油は、これらの側面14a,14bと対応する側壁24a,24bとの間の隙間B1を通ってローラ14と接触し、ローラ14を冷却する。
噴射口42,43,46から噴射された潤滑油は、ローラ14の自転に伴う遠心力により、ローラ14の径方向外方に飛ばされ、カバー18の周壁25に受けられる。
図2および図3を参照して、カバー18の周壁25に受けられた潤滑油は、この周壁25を伝って周壁25の周方向に移動し、トルク伝達領域A1,A2のそれぞれに到達する。すなわち、噴射口42,43,46からカバー18の内面に供給された潤滑油は、カバー18の周壁25を介してトルク伝達領域A1,A2に導かれる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、ローラ14のトルク伝達領域A1,A2およびその近傍を除くローラ14の表面の大部分の領域がカバー18により覆われているので、ローラ14の表面に供給された潤滑油が外部に飛散することなくカバー18内にとどまる。したがって、十分な量の潤滑油を効率的にローラ14と接触させることができ、その結果、ローラ14を冷却する性能を高くすることができる。
また、潤滑油供給路34の噴射口42,43,46をカバー18に設けていることにより、ローラ14に近接しているカバー18からローラ14に潤滑油を供給することができ、ローラ14に接触する潤滑油の量をより多くすることができる。
なお、本実施の形態において、第2の供給路36の第2の領域40または第3の領域41の何れか一方を廃止して、ローラ14の一対の側面14a,14bの一方にのみ潤滑油が噴射されるようにしてもよい。
案内溝47は、ローラ14Aの対応する側面14a,14bに1または複数(本実施の形態において、4つ)設けられている。ローラ14Aを側面からみて、案内溝47は、ローラ14Aの中心から円周等配に放射状に延びており、支軸16が挿通される貫通孔48とローラ14Aの周面14cとに跨っている。
図6を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、ローラ14の周面14cに向かって潤滑油を噴射する噴射口がカバー18に複数(本実施の形態において、2つ)設けられている点にある。具体的には、ローラ14の周面14cに向かって潤滑油を噴射する噴射口として、噴射口46に加えて噴射口49が設けられている。
連結部材50の内部には、空間Dが形成されており、この空間Dが潤滑油供給路34の第3の供給路51を区画している。第3の供給路51は、第2の供給路36Bの第3および第4の領域63B,64Bの他端とそれぞれ接続されているとともに、周壁25に形成された貫通孔52と連なっている。貫通孔52によって噴射口49が区画されている。第2の供給路36Bの第2および第3の領域40B,41Bを通ってきた潤滑油は、第3の供給路51を通って噴射口49から噴射され、ローラ14の周面14cに供給される。
なお、本実施の形態において、第2の供給路36Bの第2の領域40Bまたは第3の領域41Bの何れか一方を廃止して、ローラ14の一対の側面14a,14bの一方にのみ潤滑油が噴射されるようにしてもよい。
図7を参照して、本実施の形態が図1〜図4に示す実施の形態と主に異なるのは、潤滑油供給路34Cの一部が、ローラ14Cの内部に設けられている点にある。
第2の供給路36Cの第2の領域40Cの他端は、第4の供給路54の一端に接続されている。
第5の供給路55は、支軸16Cの軸方向に沿って延びるとともに、一端が第4の供給路54の他端に接続された鉛直部分58と、鉛直部分58の途中で当該鉛直部分58から直角方向に分岐され、第6の供給路56に接続される接続部分59とを有している。接続部分59は、第6の供給路56の数に応じて1または複数形成されている。
第6の供給路56は、1または複数(本実施の形態において、2つ。)設けられており、ローラ14Cの周方向に等間隔に配置されている。各第6の供給路56の一端は、第5の供給路55の対応する接続部分59にそれぞれ接続されている。
同様に、鉛直部分58に到達した潤滑油の一部は、噴射口61に到達し、噴射口61からローラ14Cの他方の側面14bの中心近傍および軸受23に供給される。
本実施の形態によれば、潤滑油供給路34Cの一部をローラ14Cの内部に設けていることにより、ローラ14Cの内部からローラ14Cを冷却することができ、ローラ14Cを冷却する性能をより向上することができる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されない。例えば、上記各実施の形態において、カバー18の外部から対応するローラ14,14Cの表面に潤滑油を供給する供給手段を設けてもよい。さらに、本発明をハーフトロイダル型無段変速機に適用してもよい。
Claims (3)
- 入力円板と出力円板との間に形成されるトロイド状隙間に跨ってローラを配置し、ローラのトルク伝達領域と対応する円板との間でトルクが伝達されるトロイダル型無段変速機において、
ローラを支持する支軸およびキャリッジを備え、
上記キャリッジはローラを覆うカバーを含み、
カバーは、ローラの周面のトルク伝達領域を除く領域に所定の隙間を設けて対向する周壁と、トルク伝達領域の近傍を除くローラの側面に所定の隙間を設けて対向する側壁とを含み、
カバーの周壁を介して上記トルク伝達領域に潤滑油が導かれ、
上記カバーの内面とローラの表面との間へ潤滑油を供給するための潤滑油供給路が備えられ、
上記潤滑油供給路の噴射口は、上記ローラを支持する支軸の周囲を取り囲む環状をなし、且つ、上記ローラの側面のうち上記ローラの支軸の近傍に向けて潤滑油を噴射する噴射口を含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 請求項1において、上記潤滑油供給路の噴射口は上記カバーに設けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 請求項1または2において、上記潤滑油供給路はローラの内部に設けら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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