JP5177577B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。

例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図６および図７に示すように構成されている。図６に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。

入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図７参照）が回転自在に挟持されている。

図６中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図６の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。

図７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図７に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図７においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、支持板部１６の長手方向(図７の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。

支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。

また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図７の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４が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、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図６の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は球状凹面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。

なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図７で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。

また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受（スラスト転がり軸受）２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。

また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。

さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図７の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。

このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。

入力軸１と出力歯車４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３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図７の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ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１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。

その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。

このようなトロイダル型無段変速機を備えた車両等の装置の低燃費化のために、トロイダル型無段変速機では、各部の摩擦抵抗によるフリクションロスや潤滑油の撹拌によるドラッグロスを低減させる様々な改良が行われている。
ここで、パワーローラ１１のスラスト玉軸受２４では、ドラッグロスが発生するとともに、回転中の保持器２７と玉２６の接触点に作用するフリクションロスがある。このフリクションロスは、パワーローラ１１の回転速度や玉と保持器との速度差による進みと遅れの影響も受けるが、保持器の重量の影響も無視できない。
トロイダル型無段変速機の保持器２７は、内輪軌道と外輪軌道とにより保持された玉に支持された状態となっていることが多い。さらに、トロイダル型無段変速機では、構造上パワーローラの回転軸方向が重力の作用する方向に略直交するように設置される場合が多い。

これにより、スラスト玉軸受２４の玉２６が保持器の重量を支える構造となるため、保持器２７と玉２６の接触点に作用するフリクションに対する保持器２７の重量の影響は大きくなる。
そこで、スラスト玉軸受２４の外輪２８に保持器２７を案内させる外輪案内方式の保持器２７が考えられる。これにより、保持器２７と玉２６との接触点に作用するフリクションを減少させることができる。
また、スラスト玉軸受２４への潤滑油の供給においては、内輪となるパワーローラ１１が入力側ディスク２および出力側ディスク３となるトラクション面を有することで、外輪２８より温度が高くなることから、保持器２７の形状を加工することにより、外輪２８より内輪側に潤滑油を多く供給し、効率的に内輪および外輪２８を冷却することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２０７６９８号公報

ところで、外輪２８に保持器２７を案内させる方式では、外輪２８と保持器２７との接触部分で新たにフリクションが発生してしまい、保持器２７と玉２６の接触点でのフリクションが減少しても、スラスト玉軸受２４全体のフリクションロスを低減することが困難である。
また、外輪２８より内輪（パワーローラ１１）側に潤滑油を多く供給するために、保持器２７を加工することにより保持器２７の製造コストが増加する。そこで、例えば、保持器２７において、フリクションロスを低減するための構造と、外輪２８より内輪側に潤滑油を多く供給する構造とを共通化することで、保持器７の加工コストの増加を低減することが求められている。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラを回転自在に支持するスラスト転がり軸受における保持器を外輪案内方式とした場合に、保持器と外輪との接触部におけるフリクションの増加を防止するとともに、このフリクションの増加を防止する構造を用いてスラスト玉軸受の内輪側に外輪側より多くの潤滑油を供給可能とす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。

前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、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し、かつ、前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、前記パワーローラと前記トラニオンとの間に介在され、かつ、前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を受けつつ前記パワーローラを回転自在に支持するスラスト転がり軸受とを備え、
前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪および外輪との間で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持するとともに中央に円孔を有する保持器とを備えるトロイダル型無段変速機において、
前記外輪には、前記保持器の前記円孔に挿入されるとともに、この保持器の前記円孔の内周面に沿ってこの保持器を回転自在に案内する案内部が設けられ、
前記保持器の前記内周面には、この保持器の回転に伴って、この保持器の前記内周面側に供給される潤滑油に前記内周面より内側に向う動圧を生じさせる動圧溝が前記保持器の回転軸方向に沿って設けられ、
前記動圧溝は、前記保持器の前記内輪側の面で一方の端が開放された状態に形成され、前記保持器の前記外輪側の面で他方の端が閉塞された状態に形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、前記保持器の前記円孔の内周面に設けられた動圧溝により、前記保持器の回転に伴って前記内周面に供給される潤滑油に前記内周面より内側に向う動圧が生じるので、保持器の内周面と外輪の案内部との間に生じるフリクションを低減することができる。これにより、保持器を外輪案内方式とすることで、保持器と転動体（玉）との接触部のフリクションを低減し、かつ、保持器とこの保持器を案内する外輪との接触部のフリクションを低減できるので、スラスト転がり軸受全体のフリクションロスの低減を図ることができる。

また、動圧溝の開放された一方の端により潤滑油が前記内輪側に導出されるので、内輪側に供給される潤滑油の量を外輪側に供給される潤滑油の量より多くすることができる。これにより、スラスト転がり軸受の内輪であるパワーローラの冷却に必要な潤滑油量を内輪側で確保できる一方、この内輪側より少ない潤滑油量で外輪側を冷却できる。したがって、スラスト転がり軸受に供給する潤滑油の総量が少なくても、パワーローラを冷却することができるので、潤滑油供給のためのポンプの圧力損失を低減でき、トロイダル型無段変速機の効率を向上させることができる。

すなわち、保持器の内周面に形成された動圧溝により、パワーローラ１１のスラスト転がり軸受におけるフリクションロスの低減と、潤滑油の供給の効率化による潤滑油の供給量の低減を図ることができる。したがって、フリクションロスの低減と潤滑油の供給量の低減とを測るのに保持器に異なる加工を施す必要がなくなり、保持器の加工コストの低減を図ることができる。

請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載の発明において、前記外輪には、前記保持器の内周面に潤滑油を直接供給する油路が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明においては、前記外輪に前記保持器の内周面に潤滑油を直接供給する油路が形成されていることにより、保持器内周面の動圧溝に常時十分な潤滑油を供給することができ、保持器の内周面側の潤滑油に内周面より内側に向う動圧を確実に生じさせることができ、確実にフリクションロスの低減を図ることができる。
また、内輪側に内輪を十分に冷却可能な量の潤滑油を確実に供給することができる。

請求項３に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項２に記載の発明において、前記油路の前記保持器の前記内周面側に向って開口する端部の前記パワーローラの回転中心軸方向に沿った位置が、前記保持器の内周面と同じ位置とされていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明においては、より確実に保持器内周面の動圧溝に潤滑油を供給することができる。これにより、フリクションロスの低減と潤滑油の供給量の低減をより確実に達成することができる。

本発明のトロイダル型無段変速機によれば、保持器の内周面を外輪が回転自在に案内する場合に、保持器内周面に設けられた動圧溝により、フリクションロスの低減と、潤滑油の供給量の削減とを図ることができる。

本発明の第１実施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を示す断面図である。 前記スラスト転がり軸受の保持器を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る保持器を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るスラスト転がり軸受を示す断面図である。 図４の要部拡大図である。 従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。 図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、本発明の特徴は、スラスト転がり軸受２４の保持器２７ｘと外輪２８ｘの構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図６および図７と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

図１および図２は、本発明の第１実施形態を示す図である。
図１に示すように、この例のスラスト転がり軸受２４は、従来と同様に、パワーローラ１１によって形成される内輪と、外輪２８ｘと、これらの内輪および外輪２８ｘとの間で転動する複数の転動体２６と、これらの複数の転動体２６を転動自在に保持するとともに中央に円孔２７ａを有する保持器２７ｘとを備えている。
なお、この例においては、外輪２８ｘと変位軸２３が一体に形成されており、外輪２８ｘが穴の無い円板状に形成され、外輪２８ｘの内輪側の面（内面）に変位軸２３の先端部２３ｂが設けられ、外輪２８ｘの内輪の反対側の面（外面）に変位軸２３の基端部２３ｃが設けられている。

また、先端部２３ｂは、パワーローラ１１を貫通せずに、パワーローラ１１に形成された袋穴１１ｃに収納された状態となっている。また、先端部２３ｂの外周面と、パワーローラ１１の袋穴１１ｃの内周面との間には、ラジアルニードル軸受１１ｄが配置され、先端部３ａがパワーローラ１１のラジアル方向の荷重を受けつつこのパワーローラ１１を回転自在に支持している。
また、外輪２８ｘの内面の中央部の前記先端部２３ｂの基部となる部分には、先端部２３ｂより少し径の大きな円柱状の案内部２８ａが形成されている。この案内部２８ａから先端部２３ｂが延出した状態に形成されるとともに、円柱状の案内部２８ａと円柱状の先端部２３ｂは同軸上に配置されている。

また、案内部２８ａは、保持器２７ｘの円孔２７ａより少しだけ小径に形成され、この円孔２７ａに挿入さている。この案内部２８ａの外周面と、保持器２７ｘの内周面とが保持器２７ｘの回転を案内するようになっている。したがって、保持器２７ｘは、外輪２８ｘに回転自在に案内されており、このスラスト転がり軸受２４では、保持器２７ｘに対して外輪案内方式が採用されている。

また、外輪２８ｘの内輪側となる外面の外周側部分には、断面円弧状で平面視して円環状の外輪軌道２８ｂが形成されている、
また、外輪２８ｘには、トラニオン１５側から潤滑油が供給される第１油路２８ｃと第２油路２８ｄが設けられている。これら第１油路２８ｃおよび第２油路２８ｄは、パワーローラ１１の回転軸方向に沿って設けられており、第１油路２８ｃは、外輪２８ｘの変位軸２３の先端部２３ｂの部分を貫通した状態に形成されている。第２油路２８ｄは、外輪２８ｘの案内部２８ａより外周側で外輪軌道２８ｂより内周側の部分を貫通して形成されている。

第１油路２８ｃは、トラニオン１５から供給された潤滑油をパワーローラ１１の袋穴１１ｃ内に吐出し、袋穴１１ｃ内のラジアルニードル軸受１１ｄに潤滑油を供給する。また、ラジアルニードル軸受１１ｄに供給された潤滑油は、袋穴１１ｃから保持器２７ｘの円孔２７ａとのこの円孔に挿入された外輪２８ｘの案内部２８ａとの部分に流出し、保持器２７ｘの円孔２７ａの内周面に供給され、さらにスラスト転がり軸受２４全体に供給される。
また、第２油路２８ｄは、トラニオン１５から供給された潤滑油を保持器２７ｘの後述ポケット２７ｂより内周側に向って吐出する。

パワーローラ１１の外輪側の面の袋穴１１ｃより外周側には、内輪軌道１１ｅが外輪軌道２８ｂと重なるように円環状に形成されている。この内輪軌道１１ｅの断面形状は円弧状とされている。
図２に示すように、保持器２７ｘは、中央に円孔２７ａを有する円板状（円環状）の部材で、外周面と円孔２７ａの内周面との間に周方向に沿って間隔をあけて複数のポケット２７ｂが設けられている。ポケット２７ｂは、周方向に等間隔に配置されている。また、ポケット２７ｂは、この例において円形の貫通孔であり、ポケット２７ｂに転動体２６が配置されて、転動体２６を保持している。なお、図２において、図示されている保持器２７ｘの上側を向く面が内輪側を向く面となっている。

また、保持器２７ｘの内輪側の面および外輪２８ｘ側の面には、それぞれ、半径方向に沿って保持器２７ｘの略内周面から外周面に至る凹溝２７ｃが、ポケット２７ｂの中心部を横切るように、ポケット２７ｂと同じ数だけ形成されている。
凹溝２７ｃの幅は、ポケット２７ｂの径より小さく、凹溝２７ｃは、ポケット２７ｂで途切れた状態であり、ポケット２７ｂより外周側と内周側に分かれた状態となっている。

また、保持器２７ｘの内輪側の面の内周縁部には、全周に渡る円環状の切欠部２７ｄが設けられており、保持器２７ｘの内周縁部の厚さがそれより外周側の部分より薄くされた状態となっている。なお、保持器２７ｘの内輪側の面には、切欠部２７ｄによる段差が形成され、前記凹溝２７ｃの内周側の端部が保持器２７ｘの円孔２７ａの内周面に至らずに、切欠部２７ｄまでとされている。保持器２７ｘの外輪２８ｘ側には、切欠部２７ｄがないことから、段差もなく、凹溝２７ｃは、保持器２７ｘの内周面に至っている。

保持器２７ｘの円孔２７ａの内周面には、周方向に間隔をあけて複数の動圧溝２７ｅが設けられている。また、動圧溝２７ｅは、周方向に等間隔で配置されている。
動圧溝２７ｅは、保持器２７ｘの回転軸方向、すなわち厚み方向に沿って形成されたものであるが、保持器２７ｘが概略円板状であり、動圧溝２７ｅの長さは極めて短いものとされており、長さより幅の方が長くなっている。

この動圧溝２７ｅは、所謂くさび型の動圧溝２７ｅとなっている。動圧溝２７ｅは、その断面形状が内周面側を底辺とする不等辺三角形状で、三角形の頂点部分が最深部となる。そして、最深部から周方向に沿って一方向側が長い長辺とされ、他方向側が長辺より短い短辺とされている。
なお、例えば、不等辺三角形状の動圧溝２７ｅを削り加工する場合に、不等辺三角形の頂点となる隅部を二つの線分を突き当てた状態の角状には加工できないので、前記隅部を円弧状としてもよい。また、この際に、前記隅部の形状を半径の異なる複数の円弧を複合して形成した状態としてもよい。但し、動圧溝２７ｅを削り加工ではなく、転造のように何かを押し付けて加工するような場合には、前記隅部を円弧としなくとも動圧溝２７ｅを加工可能である。
この保持器２７ｘの内周面に潤滑油が供給された状態で保持器２７ｘが回転すると、動圧溝２７ｅにより保持器２７ｘの円孔２７ａの径方向中心側に向う動圧が生じるようになっている。例えば、前記くさび型の動圧溝２７ｅを有する保持器２７ｘにおいて、前記他方向が回転方向で、前記一方向が回転方向の逆方向とした場合に上述の動圧が生じる。

また、動圧溝２７ｅは、保持器２７ｘの内輪側の面で一方の端が開放された状態に形成され、保持器２７ｘの外輪側の面で他方の端が閉塞された状態に形成されている。なお、保持器２７ｘの内輪側の面の動圧溝２７ｅが形成される部分には、上述の切欠部２７ｄが設けられており、切欠部２７ｄにより動圧溝２７ｅの端が開放された形状となっている。
なお、後述のように切欠部２７ｄを設けない構成としてもよいが、その場合でも動圧溝２７ｅの一方の端は、保持器２７ｘの内輪側の面で開放されている必要がある。
言い換えると、動圧溝２７ｅは、保持器２７ｘの内周面の内輪側に形成され、内周面の外輪側の側縁部には、動圧溝２７ｅが形成されていない状態となっている。

このトロイダル型無段変速機にあっては、外輪２８ｘの案内部２８ａの外周面に、保持器２７ｘの円孔２７ａの内周面が案内されて保持器２７ｘが回転する。なお、保持器２７ｘは、回転するパワーローラ１１に対して基本的に回転しない外輪２８ｘに案内されているので、パワーローラ１１の回転により直接的に回転駆動されることはないが、保持器２７ｘは、パワーローラ１１の回転により転動する転動体２６が周方向に移動することで、回転駆動される。

そして、保持器２７ｘが回転した際には、保持器２７ｘの内周面に形成された動圧溝２７ｅにより生じる動圧により、保持器２７ｘの内周面と外輪２８ｘの案内部２８ａの外周面との間に潤滑油の層が維持され、保持器２７ｘの内周面と外輪２８ｘの案内部２８ａの外周面との間のフリクションが低減され、フリクションロスも低減される。
したがって、保持器２７ｘを外輪案内方式とすることで、保持器２７ｘと転動体２６との接触部におけるフリクションが低減されていることから、さらに保持器２７ｘと外輪２８ｘとのフリクションが低減されることにより、スラスト転がり軸受２４全体のフリクションを低減することができる。

また、動圧溝２７ｅは、その一方の端部が保持器２７ｘの内輪側の面に開放され、他方の端部が外輪側の面で閉塞された状態となっているので、動圧溝２７ｅ内に供給される潤滑油の多くが、保持器２７ｘの内輪側に向うように誘導される。すなわち、動圧溝２７ｅの一方の開放された端部が、潤滑油を内輪側に導出する導出部２７ｆとなる。
また、この例において、保持器２７ｘの内輪側の面の内周部分にだけ形成され、内周面に開放された状態の切欠部２７ｄも、保持器２７ｘの内周面側に供給された潤滑油を保持器２７ｘの外輪２８ｘ側の面より保持器２７ｘの内輪側の面に多く誘導するものとなっている。上述のように内輪側の方が外輪２８ｘ側より高温となり、内輪側に外輪２８ｘ側より多くの潤滑油を供給することにより、潤滑油により効率的に内輪および外輪２８ｘを冷却することが可能となり、潤滑油の供給量の低減を図ることができる。

以上のことから保持器２７ｘの円孔２７ａの内周面に形成された動圧溝２７ｅは、スラスト転がり軸受２４のフリクションロスの低減を図る機能と、スラスト転がり軸受２４への潤滑湯の供給量の低減を図る機能との両方を有するものとなる。これにより、保持器２７ｘの加工コストの低減を図ることができる。
なお、第１実施形態において、保持器２７ｘに放射状に形成される凹溝２７ｃを形成しないものとしてもよいし、保持器２７ｘの内輪側の面の内周縁部に設けられる切欠部２７ｄを設けないものとしてもよい。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。
なお、第２実施形態のトロイダル型無段変速機は、第１実施形態に対して、スラスト転がり軸受２４の保持器２７ｙの内輪側の面および外輪側２８の面の形状を変更したものであり、保持器２７ｙの二つの前記面以外の構成は、第１実施形態と同様となっている。
図３に示すように第２実施形態の保持器２７ｙは、円孔２７ａを備え、かつ、第１実施形態の保持器２７ｙと同様に、ポケット２７ｂを備えるとともに、保持器２７ｙの内輪側を向く面の内周縁部に切欠部２７ｄが設けられている。さらに、第２実施形態の保持器２７ｙは、第１実施形態の保持器２７ｘと同様に、動圧溝２７ｅを備えており、この動圧溝２７ｅにより第１実施形態と同様の作用効果を奏するものとなっている。

それに加えて、第２実施形態においては、保持器２７ｙの内輪側の面に溝状の内輪軌道１１ｅ内に入り込む凸部２７ｇを設け、外輪２８ｘ側の面に溝状の外輪軌道２８ｂ内に入り込む凸部２７ｈを設けたものである。
すなわち、保持器２７ｙの前記二つの面には、それぞれ保持器２７ｙの軸方向に膨出した凸部２７ｇ，２７ｈが形成されている。
これら凸部２７ｇ、２７ｈは、断面円弧状の溝である外輪軌道２８ｂおよび内輪軌道１１ｅに対応したものであり、外輪軌道２８ｂおよび内輪軌道１１ｅに対応した断面円弧状に形成されている。

また、凸部２７ｇ、２７ｈは、保持器２７ｙの周方向に沿って円弧状に湾曲した形状となっている。また、各凸部２７ｇ、２７ｈは、保持器２７ｙの円周方向に並んで配置されており、断面円弧状の周方向に沿う円環状の突条にポケット２７ｂに対応して保持器２７ｙに直交する円柱状の孔を形成した形状となっている。
したがって、各凸部２７ｈ、２７ｈの周方向の端部は、円孔状のポケット２７ｂの内周面に繋がる円弧状の凹部となっている。

保持器２７ｙの内輪側の凸部２７ｇは、上述のように各ポケット２７ｂどうしの間にそれぞれ設けられるとともに、パワーローラ１１である内輪の外輪２８ｘに対向する面に形成された内輪軌道１１ｅに対向するように形成され、内輪軌道１１ｅ内に入り込んでいる。この凸部２７ｇの表面と、内輪軌道１１ｅの内面とは、所定の間隔をあけて近接して配置されている。この間隔は、凸部２７ｇの表面と、内輪軌道１１ｅの内面との断面の円弧方向に沿って略同じように形成されている。すなわち、断面円弧状の凹部に略同径の断面円孔状の凸部を対向させた状態となっている。

同様に保持器２７ｙの外輪側の凸部２７ｈは、上述のように各ポケット２７ｂどうしの間にそれぞれ設けられるとともに、外輪２８ｘの内因に対向する面に形成された外輪軌道２８ｂに対向するように形成され、外輪軌道２８ｂ内に入りこんでいる。また、内輪側の凸部２７ｇと同様にこの凸部２７ｈの表面と、外輪軌道２８ｂの内面とは、所定の間隔をあけて近接して配置されている。

ここで、従来や第１実施形態の保持器２７ｘにおいては、保持器２７ｘが概略円形の平板状であるため、その内輪側を向く面および外輪２８ｘ側を向く面においては、それぞれ、溝状の内輪軌道１１ｅもしくは外輪軌道２８ｂに対向する部分で、内輪または外輪との間に内輪軌道１１ｅもしくは外輪軌道２８ｂの深さに対応した空間が形成されている。すなわち、保持器２７ｘの外輪軌道２８ｂもしくは内輪軌道１１ｅと対向する部分では、保持器２７ｘと外輪２８ｘもしくは内輪との最も近接した部分の間隔より広い間隔があくことになる。
したがって、この保持器２７ｘの部分への潤滑油が多いと、この保持器２７ｘと外輪軌道２８ｂの内面もしくは内輪軌道１１ｅの内面との間の空間に潤滑油が溜まることになる。
これにより外輪軌道２８ｂおよび内輪軌道１１ｅに沿って移動する転動体２６は、潤滑油が溜まった状態の外輪軌道２８ｂおよび内輪軌道１１ｅ内を移動することになる。これによりスラスト転がり軸受２４で大きなドラッグロスが生じる虞がある。

それに対して、この第２実施形態のトロイダル型無段変速機においては、保持器２７ｙのポケット２７ｂ同士の間に、内輪軌道１１ｅもしくは外輪軌道２８ｂ内に入り込んで保持器２７ｙとの間の空間を埋める凸部２７ｇ，２７ｈを設けたことにより、外輪軌道２８ｂおよび内輪軌道１１ｅの転動体２６どうしの間の部分に潤滑油が溜まるのを防止することができる。
これにより、転動体２６が外輪軌道２８ｂおよび内輪軌道１１ｅ内に溜まった潤滑油内を転動する状態となるのを防止し、潤滑油を拡散することによるドラッグロスを低減することができる。

したがって、上述の動圧溝２７ｅによるスラスト転がり軸受２４によるフリクションロスの低減と、凸部２７ｇ、２７ｈによるドラッグロスの低減との両方を図ることができ、このスラスト転がり軸受２４を有するトロイダル型無段変速機を備えた車両等の機械装置の低燃費化を図ることができる。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。
なお、第３実施形態のトロイダル型無段変速機は、第１実施形態および第２実施形態のトロイダル型無段変速機の外輪２８ｘの油路の形状を変更したもので、それ以外の構成については第１実施形態もしくは第２実施形態と同様となっている。

図４および図５に示すように、この例の外輪２８ｙにおいては、第１実施形態の外輪２８ｘにおける第１油路２８ｃに代えて第３油路２８ｆが形成されている。第３油路２８ｆは、二つの油孔２８ｇ，２８ｈから形成されている。
油孔２８ｇは、第１実施形態の第１油路２８ｃと同じ位置に形成されるが、変位軸２３の先端部２３ｂの先端面側に貫通せず、外輪２８ｙの外面から案内部２８ａを超えて先端部２３ｂ内に油孔２８ｇの先端部が配置されている。

油孔２８ｈは、前記油孔２８ｇに直交するとともに、一方の端が案内部２８ａの外周面に開口し、他方の端が油孔２８ｇに連通した状態となっている。この油孔２８ｇは、パワーローラ１１の回転軸方向に直交するように配置され、かつ、パワーローラ１１の回転軸方向に沿った位置が案内部２８ａおよび案内部２８ａに案内される内周面を有する保持器２７ｘ、２７ｙと同じとなっている。
この二つの油孔２８ｈ，２８ｇからなる第３油路２８ｆによれば、トラニオン１５に形成された図示しない油路を介して油孔２８ｈの外輪２８ｙの外面側の開口から油孔２８ｇに向って潤滑油が流入し、油孔２８ｇに流入した潤滑油は、案内部２８ａの外周面に形成された油孔２８ｇの開口から直接、案内部２８ａの外周面に対向する保持器２７ｘ，２７ｙの円孔２７ａの内周面に吐出される。

これにより、トロイダル型無段変速機が作動中は、外輪２８ｙの案内部２８ａに案内される保持器２７ｘ，２７ｙの円孔２７ａの内周面に第３油路２８ｆの油孔２８ｇから直接十分な潤滑油が供給される。これにより、潤滑油には、回転する保持器２７ｘ，２７ｙの内周面から案内部２８ａの外周面に向う動圧が生じ、保持器２７ｘ，２７ｙと外輪２８ｙとの間のフリクションが低減される。
また、保持器２７ｘ，２７ｙの内周面に直接供給された潤滑油は、その一部が動圧溝２７ｅ内に流入する。この際に動圧溝２７ｅは、その一方の端が保持器２７ｘ、２７ｙの内輪側を向く面に開放され、他方の端側が保持器２７ｘ，２７ｙの外輪側を向く面で閉塞されているので、動圧溝２７ｅに流入した潤滑油は、保持器２７ｘ，２７ｙの外輪側を向く面側より内輪側を向く面により多く供給され、外輪２８ｙより内輪をより冷却する状態となる。

また、第１実施形態および第２実施形態の保持器２７ｘ，２７ｙにおいては、内輪側を向く面の内周縁部に切欠部２７ｄが形成されていることにより、上述のように第３油路２８ｆにより直接保持器２７ｘ，２７ｙの内周面に吐出された潤滑油が、保持器２７ｘ，２７ｙの外輪側面より内輪側の面に多く供給される。これによっても、外輪２８ｙより高温となる内輪が効率的に冷却される。

なお、第１〜第３実施形態においては、変位軸２３と外輪２８ｘ、２８ｙとが一体成形されているが、従来のように変位軸２３と外輪２８ｘ，２８ｙが別体であってもよい。また、変位軸２３の先端部２３ｂだけを備え、外輪２８ｘ，２８ｙからトラニオン１５に挿入されて支持される基端部２３ａが無い構成のトロイダル型無段変速機も知られており、変位軸２３の基端部２３ａが無く、パワーローラ１１を軸止する先端部２３ｂだけを有するものとしてもよい。
また、保持器２７ｘ、２７ｙ内周面の動圧溝２７ｅをくさび型のものとしたが、動圧溝２７ｅの形状は、くさび型の形状に限られるものではなく、保持器２７ｘ，２７ｙの回転により、動圧を生じる形状ならばよく、周知の各種動圧溝を適用可能である。

本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なトロイダル型無段変速機に適用することができる。

２ 入力側ディスク
３ 出力側ディスク
１１ パワーローラ（内輪）
１４ 枢軸
１５ トラニオン
２４ スラスト転がり軸受
２６ 転動体
２７ａ 円孔
２７ｅ 動圧溝
２７ｘ 保持器
２７ｙ 保持器
２８ 外輪
２８ａ 案内部
２８ｆ 第３油路（油路）
２８ｈ 油孔（油路）

Claims (3)

1. それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し、かつ、前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、前記パワーローラと前記トラニオンとの間に介在され、かつ、前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を受けつつ前記パワーローラを回転自在に支持するスラスト転がり軸受とを備え、
   前記スラスト転がり軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪および外輪との間で転動する複数の転動体と、これらの複数の転動体を転動自在に保持するとともに中央に円孔を有する保持器とを備えるトロイダル型無段変速機において、
   前記外輪には、前記保持器の前記円孔に挿入されるとともに、この保持器の前記円孔の内周面に沿ってこの保持器を回転自在に案内する案内部が設けられ、
   前記保持器の前記内周面には、この保持器の回転に伴って、この保持器の前記内周面側に供給される潤滑油に前記内周面より内側に向う動圧を生じさせる動圧溝が前記保持器の回転軸方向に沿って設けられ、
   前記動圧溝は、前記保持器の前記内輪側の面で一方の端が開放された状態に形成され、前記保持器の前記外輪側の面で他方の端が閉塞された状態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。
2. 前記外輪には、前記保持器の内周面に潤滑油を直接供給する油路が形成されている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。
3. 前記油路の前記保持器の前記内周面側に向って開口する端部の前記パワーローラの回転中心軸方向に沿った位置が、前記保持器の内周面と同じ位置とされていることを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。

Images