JP7449088B2 - トロイダル無段変速機 - Google Patents

トロイダル無段変速機 Download PDF

Info

Publication number
JP7449088B2
JP7449088B2 JP2019234734A JP2019234734A JP7449088B2 JP 7449088 B2 JP7449088 B2 JP 7449088B2 JP 2019234734 A JP2019234734 A JP 2019234734A JP 2019234734 A JP2019234734 A JP 2019234734A JP 7449088 B2 JP7449088 B2 JP 7449088B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
support member
power roller
oil passage
retainer
rotation axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019234734A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021102985A (ja
Inventor
賢司 小松
秀幸 今井
秀則 有澤
祐司 篠田
秀明 田中
佳恭 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Jukogyo KK
Priority to JP2019234734A priority Critical patent/JP7449088B2/ja
Priority to US17/788,363 priority patent/US12085150B2/en
Priority to EP20906580.4A priority patent/EP4083471A4/en
Priority to PCT/JP2020/047401 priority patent/WO2021132070A1/ja
Publication of JP2021102985A publication Critical patent/JP2021102985A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7449088B2 publication Critical patent/JP7449088B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0487Friction gearings
    • F16H57/049Friction gearings of the toroid type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042Guidance of lubricant
    • F16H57/043Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0456Lubrication by injection; Injection nozzles or tubes therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0469Bearings or seals
    • F16H57/0471Bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
    • F16H2015/383Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces with two or more sets of toroid gearings arranged in parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Description

本発明は、トロイダル無段変速機に関する。
従来から、入力ディスクと出力ディスクの間に介在するパワーローラを傾転させることで、連続的に変速比を変更するトロイダル無段変速機が知られている。例えば特許文献1に開示されたトロイダル無段変速機では、パワーローラがスラスト軸受により支持部材(外輪)に回転自在に支持されている。スラスト軸受は、パワーローラ及び支持部材の互いに対向する面に形成された軸受溝(軌道面)としての環状の溝を転がる複数の転動体を備えている。複数の転動体は、環状の溝に沿ってパワーローラの回転軸線の周りに並んでおり、スラスト軸受は、環状に並ぶ保持孔に転動体を保持して転動体同士の間隔を一定に保つ保持器を更に備えている。また、スラスト軸受には、潤滑油が供給される。
特開2012-225479号公報
スラスト軸受では、転動体と当該転動体が転がる表面である軸受溝(軌道面)との接触箇所で大きな発熱が発生する。このような発熱箇所を冷却するためには、熱伝達率の観点から当該発熱箇所に高い流速の潤滑油が供給されることが望ましい。しかしながら、従来の構成では、スラスト軸受へと供給された潤滑油は、パワーローラや支持部材、スラスト軸受の保持器などに衝突することによって流速を低下させた後に転動体に到達する。このため、発熱箇所を十分に冷却するためには大量の潤滑油をスラスト軸受に供給する必要が生じていた。
そこで本発明は、潤滑油によるスラスト軸受の冷却効率を向上させることができるトロイダル無段変速機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るトロイダル無段変速機は、互いに対向配置される入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に傾転可能に挟まれ、前記入力ディスクの回転駆動力を傾転角に応じた変速比で前記出力ディスクに伝達するパワーローラと、前記パワーローラの傾転軸線周りに傾転可能なトラニオンと、前記パワーローラの回転軸線方向における前記トラニオンと前記パワーローラとの間に配置され、前記トラニオンに対して前記回転軸線周りに回転可能に前記パワーローラを支持する支持部材と、回転する前記パワーローラの前記回転軸線方向の荷重を受け止めるスラスト軸受と、前記スラスト軸受に潤滑油を供給する油路と、を備え、前記パワーローラと対向する前記支持部材の対向面には、第1軸受溝が前記回転軸線を中心に環状に形成されており、前記支持部材と対向する前記パワーローラの対向面には、前記第1軸受溝に対向する第2軸受溝が前記回転軸線を中心に環状に形成されており、前記スラスト軸受は、前記第1軸受溝及び前記第2軸受溝に転動自在に保持された複数の転動体と、前記パワーローラと前記支持部材との間に配置され、前記複数の転動体を保持する複数の保持孔を有する環状の保持器と、を有し、前記油路は、前記保持器より径方向内側に位置し、且つ前記スラスト軸受に向かう潤滑油の流れ方向を定める複数のノズルを含み、前記ノズルの前記流れ方向に延びる前記ノズルの吐出口の仮想軸線が前記第1軸受溝及び前記第2軸受溝の一方の軸受溝に到達し、前記一方の軸受溝が形成された前記パワーローラ又は前記支持部材は、前記一方の軸受溝より径方向内側の部分である内側溝肩部を有し、前記保持器における前記保持孔より径方向内側の部分である内周部及び前記内側溝肩部は、前記回転軸線方向に対して垂直な方向から見て、前記仮想軸線に対して互いに反対側に前記仮想軸線から離れて位置する。
前記構成によれば、ノズルの吐出口の仮想軸線が、ノズルの流れ方向に延びて、保持器の内周部と、支持部材又はパワーローラの内側溝肩部のいずれにも当たることなく、第1軸受溝又は第2軸受溝に到達する。このため、ノズルから吐出した潤滑油は、保持器の内周部などの障害物との衝突による流速の低下を避けつつ第1軸受溝又は第2軸受溝に到達する。これにより、スラスト軸受における発熱の大きい箇所に高い流速の潤滑油を供給できるため、比較的少ない潤滑油で発熱箇所から多くの熱を奪うことができる。従って、潤滑油によるスラスト軸受の冷却効率を向上させることができる。
本発明によれば、潤滑油によるスラスト軸受の冷却効率を向上させることができるトロイダル無段変速機を提供することができる。
第1実施形態に係る駆動機構一体型発電装置の動力伝達経路を模式的に表す概要図である。 第1実施形態におけるトロイダル無段変速機の構成を示す図である。 第1実施形態におけるパワーローラ及びトラニオンの断面図である。 図3に示す第2スラスト軸受及びバッフル板を拡大した拡大断面図である。 図3に示す第1スラスト軸受の近傍を拡大した拡大断面図である。 図3に示す第1スラスト軸受の保持器の斜視図である。 第2実施形態におけるパワーローラ及びトラニオンの断面図である。 第3実施形態におけるパワーローラ及びトラニオンの断面図である。 第4実施形態におけるパワーローラ及びトラニオンの断面図である。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、本書における「垂直」は略垂直を含む概念である。単に「平行」、「直交」及び「ねじれの位置」という場合も同様である。
(第1実施形態)
図1に示すように、駆動機構一体型発電装置(Integrated Drive Generator:以下、「IDG」という)1は、発電機3をトロイダル無段変速機(以下、「変速機」という)10と共に収容するケーシング2を備えている。IDG1は航空機の交流電源に用いられ、ケーシング2は航空機のエンジンに取り付けられる。
変速機10は、互いに同軸に配置されて相対回転可能な変速機入力軸11及び変速機出力軸12を備えている(以下、2軸11,12の回転軸を「変速機軸心A1」という)。
変速機入力軸11は入力機構4を介してエンジン回転軸に接続される。入力機構4は、エンジン回転軸から取り出された回転動力が入力される装置入力軸4a、及び装置入力軸4aの回転を変速機入力軸11に伝達するギヤ対4bを含む。ギヤ対4bは、装置入力軸4aと一体回転する伝達ギヤ5a、及び伝達ギヤ5aと噛合され変速機入力軸11と一体回転する変速機入力ギヤ5bから構成される。装置入力軸4aは変速機10の軸方向と平行であり、ギヤ対4bは平行軸ギヤ対である。変速機出力軸12は動力伝達機構6(例えば、平行軸ギヤ列)を介して発電機入力軸7に接続される。
装置入力軸4aの一部、ギヤ対4b、動力伝達機構6、及び発電機入力軸7もケーシング2に収容される。IDG1の1以上の補機(例えば、オイルポンプ)が、入力機構4又は動力伝達機構6から取り出された回転動力に基づき駆動されてもよい。
エンジン回転軸から取り出された回転動力は入力機構4を介して変速機入力軸11に入力される。変速機10は、変速機入力軸11の回転を変速して変速機出力軸12に出力する。変速機出力軸12の回転は動力伝達機構6を介して発電機入力軸7に出力される。発電機入力軸7が回転すると、発電機3は、発電機入力軸7の回転速度に比例した周波数で交流電力を発生する。変速機10の変速比は、エンジン回転軸の回転速度の変動に関わらず発電機入力軸7の回転速度を適値(機内電装品の作動に適した周波数(例えば、400Hz)と対応する値)に保つように連続的に変更される。これにより、周波数が一定の適値に保たれる。
変速機10は、ハーフトロイダル型且つダブルキャビティ型であり、入力ディスク13及び出力ディスク14を2組備えている。入力ディスク13は、変速機入力軸11の外周面上に、変速機入力軸11と一体回転するよう設けられる。出力ディスク14は、変速機出力軸12の外周面上に、変速機出力軸12と一体回転するよう設けられる。一組のディスク13,14は、変速機10の軸方向に互いに対向配置され、2軸11,12よりも径方向外方で変速機軸心A1の周方向に連続する円環状のキャビティ15を1つ形成する。2組の入力ディスク13及び出力ディスク14ひいては2つのキャビティ15が、変速機10の軸方向に並べられる。
変速機10は中央入力型である。変速機出力軸12が、中空の変速機入力軸11内に挿通され、変速機入力軸11から両側に突出する。2つの出力ディスク14は変速機出力軸12の2つの突出部に分かれて配置される。2つの入力ディスク13は変速機入力軸11上で背中合わせに配置される。変速機入力ギヤ5bは、変速機入力軸11の外周面上に設けられ、2つの入力ディスク13間に配置される。動力伝達機構6の上流端を構成する要素(例えば、平歯車)は、変速機出力軸12の一方の突出部の外周面上に設けられ、この突出部上の出力ディスク14を基準にして変速機10の軸方向において入力ディスク13と反対側に配置される。
変速機10は、複数のパワーローラ16、複数の支持部材18及び複数のトラニオン20を備える。1つのパワーローラ16に対して支持部材18及びトラニオン20が1つずつ対応して設けられる。複数のパワーローラ16は互いに同じ構造を有し、複数の支持部材18は互いに同じ構造を有し、複数のトラニオン20は互いに同じ構造を有する。
複数(例えば2つ)のパワーローラ16が、1つのキャビティ15内に変速機軸心A1の周方向に等間隔をあけて配置される。パワーローラ16は、対応する支持部材18を介して、対応するトラニオン20に対して回転軸線A2周りに回転可能に支持される。支持部材18は、パワーローラ16の回転軸線A2の方向におけるトラニオン20とパワーローラ16との間に配置され、トラニオン20に対して回転軸線A2の周りに回転可能にパワーローラ16を支持する。トラニオン20は、ケーシング2に対し、傾転軸線A3周りに傾転可能且つ傾転軸線A3の方向に変位可能に支持される。傾転軸線A3は変速機軸心A1とねじれの位置にあり、回転軸線A2は傾転軸線A3と垂直である。
ケーシング2は多目的で用いられる油を貯留している。例えば、油は、パワーローラ16と入力ディスク13との接触部(以下、「入力接触部」という)、及びパワーローラ16と出力ディスク14との接触部(以下、「出力接触部」という)にトラクションオイルとして供給される。パワーローラ16は、クランプ機構(図示せず)で発生される変速機10の軸方向の強いクランプ力によってディスク13,14に高圧で押し付けられる。それにより高粘度の油膜が、入力接触部及び出力接触部に形成される。クランプ機構が油圧式である場合、油はクランプ機構に作動油として供給される。
変速機入力軸11が回転すると、入力ディスク13が回転駆動され、パワーローラ16が入力接触部で生じる油膜の剪断抵抗で回転軸線A2周りに回転駆動される。パワーローラ16が回転すると、出力ディスク14が出力接触部で生じる油膜の剪断抵抗で回転駆動され、変速機出力軸12が回転駆動される。トラニオン20及びこれに取り付けられているパワーローラ16が傾転軸線A3方向に移動すると、パワーローラ16の傾転軸線A3周りの回転角(以下、「傾転角」という)が変更され、変速機10の変速比が傾転角に応じて連続的に変更される。このように、変速機10では、回転動力がトラクションドライブにより変速機入力軸11から変速機出力軸12へと伝達される。パワーローラ16は、入力ディスク13と出力ディスク14との間に傾転軸線A3の周りに傾転可能に挟まれ、入力ディスク13の回転駆動力を傾転角に応じた変速比で変速して出力ディスク14に伝達する。
図2に示すように、トラニオン20は、同軸状に配置された一対の枢軸部21,22、及び支持部材18を介してパワーローラ16が取り付けられる本体部23を有する。一対の枢軸部21,22は、略円盤状又は略円筒状であり、枢軸部21,22の中心線は傾転軸線A3上に位置し又は傾転軸線A3を構成する。本体部23は、傾転軸線A3から偏在した位置において、傾転軸線A3方向に延びている。本体部23は、傾転軸線A3方向において一対の枢軸部21,22の間に位置する。一対の枢軸部21,22は、本体部23の傾転軸線A3方向の両端部にそれぞれ接続されている。即ち、一対の枢軸部21,22は、本体部23の傾転軸線A3方向の両端部において、傾転軸線A3に垂直な方向に突出するように立設している。トラニオン20は、傾転軸線A3方向において一対の枢軸部21,22の間に、一対の枢軸部21,22及び本体部23で囲まれたローラ収容空間20aを形成している。ローラ収容空間20aに、支持部材18及びパワーローラ16が収容される。以下、枢軸部21,22の一方を「第1枢軸部21」、他方を「第2枢軸部22」という。
第1枢軸部21は軸受25を介して第1ヨーク27の貫通孔29に嵌め込まれ、第2枢軸部22は軸受26を介して第2ヨーク28の貫通孔30に嵌め込まれる。一対のヨーク27,28は、ケーシング2(図1参照)に取り付けられる。トラニオン20は、ヨーク27,28を介し、傾転軸線A3周りに回転(揺動、傾転又は角変位)可能且つ傾転軸線A3方向に変位可能にケーシング2に支持される。このように、一対の枢軸部21,22は、軸受25,26に挿通される軸頸であり、(軸受25,26と共に)一対のヨーク27,28に嵌め込まれる部分である。
ヨーク27,28は、トラニオン20の総数と同数の貫通孔29,30を有する。全てのトラニオン20は、傾転軸線A3が互いに平行となるように、傾転軸線A3方向の一方側で第1ヨーク27に支持されて他方側で第2ヨーク28に支持される。
トラニオン20及びこれに支持部材18を介して取り付けられているパワーローラ16は、IDG1の油圧駆動機構31によって傾転軸線A3方向に変位するよう駆動される。油圧駆動機構31は、例えば複数のトラニオン20と一対一で対応する複数の油圧シリンダ32によって構成される。
油圧シリンダ32は、シリンダ本体33、ピストン34及びロッド35を有する。シリンダ本体33は、傾転軸線A3と直交する取合面36上に固定される。取合面36は、第1ヨーク27を基準として傾転軸線A3方向において変速機軸心A1と反対側に配置され、シリンダ本体33は取合面36を基準として傾転軸線A3方向において第1ヨーク27と反対側に配置される。油圧シリンダ32は、例えば複動片ロッド型であり、ピストン34は、シリンダ本体33の内空間に傾転軸線A3方向に往復動可能に配置され、内空間がピストン34により2つの油室33a,33bに区画される。ロッド35は、一端部でピストン34に固定され、他端部で第1枢軸部21に固定される。ケーシング2(図1参照)に貯留されている油は、油室33a,33bに油圧駆動機構31の作動油として供給される。油室33a,33bへの供給油圧に応じて、ピストン34が傾転軸線A3方向に移動し、ロッド35がピストン34の動作に応じて傾転軸線A3方向に進退する。トラニオン20、支持部材18、及びパワーローラ16が連動して傾転軸線A3方向に移動し、傾転角及び変速機10の変速比が連続的に変更される。
以下、図3を参照して、トラニオン20及びその周辺の構造について説明する。
支持部材18及びパワーローラ16は、回転軸線A2の方向に互いに対向した状態で、トラニオン20のローラ収容空間20aに収容されている。パワーローラ16が支持部材18を介してトラニオン20に取り付けられた状態において、パワーローラ16の回転軸線A2の方向と枢軸部21,22の突出方向は一致している。
上述したように、支持部材18は、パワーローラ16の回転軸線A2の方向におけるトラニオン20とパワーローラ16との間に配置される。即ち、支持部材18は、パワーローラ16に回転軸線A2方向に対向する対向面54と、その対向面54の反対側の面である、トラニオン20の本体部23に回転軸線A2方向に対向する対向面55を有する。
以下の説明では、便宜上、支持部材18の対向面54,55のうち、トラニオン20の本体部23に対向する対向面55は、支持部材18の「外面55」と称することとする。また、トラニオン20の本体部23の表面のうち、ローラ収容空間20aに面し、支持部材18の外面55に回転軸線A2方向に対向する面を、トラニオン20の本体部23の「内面61」と称することとする。
図3に示すように、パワーローラ16は略半球形状であり、湾曲した周面41と、支持部材18(より詳しくは上述の対向面54)と回転軸線A2方向に対向する対向面42とを有する。対向面42には、円孔43が形成されている。円孔43は、非貫通穴であり、回転軸線A2方向に延びる。
支持部材18は、円盤状のフランジ51と、フランジ51から互いに反対方向に延びる支軸52及び取付軸53を有する。フランジ51は、上述した対向面54及び外面55を有する。
支軸52は、フランジ51の対向面54から、パワーローラ16に向かって回転軸線A2方向に延びており、パワーローラ16の円孔43に挿入される。支軸52及び円孔43の互いの中心線は、同一直線上にあり、回転軸線A2を構成する。
支軸52と円孔43の内周面との間には、ラジアル軸受56(例えばラジアル針状ころ軸受56)が介在する。ラジアル軸受56は、支軸52に直交する方向の荷重を受け止める。また、パワーローラ16の対向面42と支持部材18の対向面54との間には、環状に構成された第1スラスト軸受70が介在する。第1スラスト軸受70は、回転するパワーローラ16の回転軸線A2方向の荷重を受け止める。パワーローラ16は、ラジアル軸受56及び第1スラスト軸受70により支持部材18に対して回転可能に支持される。第1スラスト軸受70の具体的構成については後述する。
取付軸53は、フランジ51の外面55における回転軸線A2に対して偏心した位置から、本体部23に向かって回転軸線A2方向に延びる。本体部23の内面61には、非貫通穴であり、回転軸線A2方向に延びる取付孔62が形成されている。取付軸53は、この取付孔62に回転可能に挿入される。取付孔62は、例えば、傾転軸線A3から見て、傾転軸線A3及び回転軸線A2の双方に直交する方向の一方側に偏在していてもよい。取付孔62に取付軸53が挿入されることで、支持部材18に支持されたパワーローラ16がローラ収容空間20aに配置される。
取付軸53と取付孔62の内周面との間には、ラジアル軸受63(例えばラジアル針状ころ軸受)が介在する。ラジアル軸受63は、取付軸53に直交する方向の荷重を受け止める。また、本体部23の内面61と支持部材18の外面55との間には、環状に構成された第2スラスト軸受80が介在する。第2スラスト軸受80は、支持部材18の回転軸線A2方向の荷重を受け止める。パワーローラ16及び支持部材18は、ラジアル軸受63及び第2スラスト軸受80によりトラニオン20に対して変位可能に支持される。第2スラスト軸受80の具体的構成については後述する。
変速機10は、軸受56,63,70,80に潤滑油を供給する油路90を備えている。油路90は、流入油路91、枢軸油路92、本体油路93、本体-ローラ間油室(以下、単に「油室」と称する)94、貫通油路95、及びノズル96を含む。なお、枢軸油路92及び本体油路93は、トラニオン20の内部に形成されており、トラニオン側油路を構成する。
流入油路91は、ロッド35内に形成され、傾転軸線A3に沿って傾転軸線A3方向に延びている。流入油路91は、第1枢軸部21内で枢軸油路92と連通される。枢軸油路92は、第1枢軸部21内に形成されており、傾転軸線A3に対して直交する方向に延びている。例えば枢軸油路92は、回転軸線A2の延びる方向に対して平行に延びてもよいし、斜めに延びてもよい。枢軸油路92は、流入油路91と接続した端部とは反対側の端部において本体油路93と連通される。
本体油路93は、本体部23内に形成されており、第1本体油路93a、環状本体油路93b、第2本体油路93c及び分岐本体油路93dを含む。第1本体油路93aは、本体部23の内部で傾転軸線A3方向に延び、その一端部が枢軸油路92と連通され、他端部が環状本体油路93bに連通される。
環状本体油路93bは、取付孔62の内周面において、取付孔62の周方向に沿って環状に形成されている。環状本体油路93bは、軸受63の外周面に面する。環状本体油路93bは、第2枢軸部22に近い部分で、第2本体油路93cと連通される。環状本体油路93bに供給された油の一部が潤滑油として軸受63に供給され、残りの大部分が第2本体油路93cへ供給される。なお、軸受63へ供給された油、即ち、取付孔62内の油は、後述する油室94に供給される。
第2本体油路93cは、本体部23の内部で傾転軸線A3方向に延び、その一端部が環状本体油路93bと連通され、他端部が第2枢軸部22内で閉塞されている。分岐本体油路93dは、第2本体油路93cの途中から分岐して回転軸線A2方向(つまり枢軸部21,22の突出方向)に延び、本体部23の内面61に面する油室94に開口している。
油室94は、支持部材18の外面55とトラニオン20の内面61との間に形成されている。油室94には、トラニオン側油路を構成する枢軸油路92及び本体油路93を介して油が供給される。油室94は、第2スラスト軸受80より径方向内側に配置されている。
支持部材18の外面55における回転軸線A2近傍には、貫通油路95の流入口95aが形成されている。流入口95aは、油室94に開口している。トラニオン側油路を介して油室94に供給された油の大部分は、貫通油路95の流入口95aに流入し、残りの部分は、第2スラスト軸受80に潤滑油として回転軸線A2の径方向外方に供給される。
第2スラスト軸受80に供給される油の量は、バッフル板85により調整される。バッフル板85は、油室94より径方向外側で且つ第2保持器82より径方向内側に設けられている。
ここで、図4を参照して、第2スラスト軸受80とその周辺構造について説明する。図4には、第2スラスト軸受80の一部を回転軸線A2方向に沿って切断した拡大断面図が示されている。第2スラスト軸受80は、パワーローラ16の回転方向に並ぶ複数の第2転動体81と、複数の第2転動体81を保持する円環状の第2保持器82とを有する。油室94は、第2保持器82より径方向内側に配置されている。本実施形態では、第2転動体81は、円柱状のころである。第2保持器82は、互いに平行な面を有する円環状の部材である。第2保持器82は、その中心線が回転軸線A2に一致するように配置される。第2保持器82は、複数の第2転動体81をそれぞれ保持する複数の第2保持孔83を有する。各第2保持孔83は、平面視して略方形状に形成されている。
バッフル板85は、支持部材18とトラニオン20との間に配置されており、回転軸線A2の周りに設けられている。本体部23の内面61には、第2転動体81が押し付けられる環状のシム86が設けられている。このシム86の内縁にバッフル板85は突設されている。シム86及びバッフル板85の径方向内側の空間を取付軸53が挿通している。本実施形態では、バッフル板85は、円筒状であり、その中心線が回転軸線A2に一致するように配置される。また、本実施形態では、バッフル板85とシム86とは、一体的に形成されている。
トラニオン20の内面61は、シム86の外縁とほぼ同じ大きさの円形の溝61aを有する(図3も参照)。この溝61aにシム86が嵌まり込むことにより、シム86及びバッフル板85は、トラニオン20に対して固定される。トラニオン20に支持部材18が取り付けられた状態において、バッフル板85と支持部材18の外面55との間には、図4に示すように回転軸線A2方向に距離Δd1の隙間gが設けられている。この隙間gを通過して、油室94の油の一部が第2スラスト軸受80に供給される。
隙間gの距離Δd1は、回転軸線A2方向の第2転動体81の厚み(即ち、ころ81の直径)と回転軸線A2方向の第2保持器82の厚みとの差分より小さい。更に、隙間gの距離Δd1は、第2転動体81と第2保持器82との回転軸線A2方向の厚みの差分当該差分の半分以下であることが好ましい。言い換えれば、図4に示すように、隙間gの距離Δd1は、第2保持器82の厚みの中心線が第2転動体81の中心線と回転軸線A2方向に一致している状態における、第2保持器82と支持部材18の外面55との間の距離Δd2よりも小さいことが好ましい。本実施形態では、隙間gの距離Δd1は、例えば100μm以下の範囲にある。この隙間gを通過して第2スラスト軸受80に供給された油は、第2スラスト軸受80を冷却した後、第2スラスト軸受80の径方向外方へ流出する。
なお、シム86は、トラニオン20に対するパワーローラ16の位置調節部材としての役割を果たす。すなわち、シム86の厚みによって、トラニオン20の本体部23の内面61から支持部材18の外面55までの距離を調整できるため、ディスク13,14とパワーローラ16との接触位置の調整が容易である。
図3に戻って、貫通油路95は支持部材18の内部に形成されている。貫通油路95は、支持部材18の内部を回転軸線A2方向に沿って貫通する。具体的には、貫通油路95は、支持部材18の外面55に設けられた流入口95aから、支軸52の端面に設けられた流出口95fまで、回転軸線A2方向に延びている。貫通油路95は、流入口95aから流出口95fへ向かう順に、小径路部95b、拡径路部95c、大径路部95d、中径路部95eを有する。
小径路部95bは、回転軸線A2に対して偏心した位置において、回転軸線A2に平行に延びている。小径路部95bは、略円柱状を呈しており、回転軸線A2に平行で且つ回転軸線A2に対して偏心した中心線を有する。小径路部95bの一端部に流入口95aが位置し、小径路部95bの他端部に拡径路部95cが接続される。
拡径路部95cは、略円錐状を呈しており、その中心線が回転軸線A2と同一直線上にあり、流出口95fに近づくにつれて拡径される。拡径路部95cの一端部近傍に小径路部95bの他端部が接続され、拡径路部95cの他端部に大径路部95dの一端部が接続される。
大径路部95dは、略円柱状を呈しており、その中心線が回転軸線A2と同一直線上にある。大径路部95dの径は、小径路部95bの径より大きい。大径路部95dの一端部に拡径路部95cの他端部が接続され、大径路部95dの他端部に中径路部95eの一端部が接続される。
中径路部95eは、略円柱状を呈しており、その中心線が回転軸線A2と同一直線上にある。中径路部95eの径は、小径路部95bの径より大きく、大径路部95dの径より小さい。中径路部95eの一端部に大径路部95dの他端部が接続される。中径路部95eの他端部に流出口95fが位置する。
貫通油路95には、複数のノズル96が連通される。複数のノズル96は、それぞれ貫通油路95から分岐した油路である。複数のノズル96は、それぞれ貫通油路95(より詳しくは大径路部95d)から径方向外方に延びる。
複数のノズル96は、回転軸線A2方向においてパワーローラ16の対向面42と支持部材18の対向面54との間で、且つ、第1スラスト軸受70(より詳しくは、後述の第1保持器72)より径方向内側に位置する。複数のノズル96は、第1スラスト軸受70に向かう潤滑油の流れ方向を定める。複数のノズル96は、複数の第1ノズル96aと、複数の第1ノズル96aよりパワーローラ16に近い位置に配置された複数の第2ノズル96bを有する。
複数の第1ノズル96aは、回転軸線A2を中心に一定の間隔おきに周方向に並んで配置されている。各第1ノズル96aは、直線状であって、回転軸線A2に直交する方向に対して斜めに延びている。具体的には、各第1ノズル96aは、支持部材18の対向面54に向かうように延びている。言い換えれば、各第1ノズル96aは、径方向外方に向かうにつれて支持部材18に近づくように延びている。
複数の第2ノズル96bは、回転軸線A2に直交する面に対して複数の第1ノズル96aと対称な関係にある。複数の第2ノズル96bは、回転軸線A2を中心に一定の間隔おきに周方向に並んで配置されている。各第2ノズル96bは、直線状であって、回転軸線A2に直交する方向に対して斜めに延びている。具体的には、各第2ノズル96bは、パワーローラ16の対向面42に向かうように延びている。言い換えれば、各第2ノズル96bは、径方向外方に向かうにつれてパワーローラ16に近づくように延びている。
複数の第1ノズル96aは、第1スラスト軸受70と支持部材18との間で発熱の大きい箇所に高い流速の潤滑油を供給する。複数の第2ノズル96bは、第1スラスト軸受70とパワーローラ16との間で発熱の大きい箇所に高い流速の潤滑油を供給する。
図5は、図3に示す第1スラスト軸受70の近傍を拡大した拡大断面図である。第1スラスト軸受70は、複数の第1転動体71及びそれら複数の第1転動体71を保持する第1保持器72を有する。
複数の第1転動体71は、パワーローラ16と支持部材18との間に配置され、回転軸線A2を中心に周方向に環状に並んで配置される。各第1転動体71は球状である。各第1転動体71は、支持部材18の対向面54に形成された第1軸受溝101と、パワーローラ16の対向面42に形成された第2軸受溝111との間に配置されている。各第1転動体71は、これら第1軸受溝101及び第2軸受溝111に転動自在に保持される。第1軸受溝101及び第2軸受溝111は、それぞれ、回転軸線A2を中心に環状に形成され、回転軸線A2の周方向に連続している。回転軸線A2に平行に切断した第1軸受溝101及び第2軸受溝111の各断面は、円弧状である。
図6は、図3に示す第1スラスト軸受70の第1保持器72の斜視図である。第1保持器72は、複数の第1転動体71がそれぞれ配置され保持される複数の第1保持孔73を有する。複数の第1保持孔73は、一定の間隔おきに第1保持器72の中心線Cを中心に周方向に並んで配置されている。第1保持孔73は、平面視円形である。
第1保持器72は、複数の第1膨出部74aと複数の第2膨出部74bを有する。第1膨出部74a及び第2膨出部74bは、周方向に互いに隣接する2つの第1保持孔73の間に配置される。第1膨出部74a及び第2膨出部74bは、第1保持器72の中心線Cに直交する面に対して対称であり、互いに反対の向きに膨出している。第1膨出部74aは、中心線C方向の一方に向かって膨出し、第2膨出部74bは、中心線C方向の他方に向かって膨出する。
また、第1保持器72は、第1保持孔73より径方向内側部分である内周部75に、支持部材18を向く傾斜面75aと、パワーローラ16を向く傾斜面75bを有する(図5も参照)。傾斜面75a及び傾斜面75bは、第1保持器72の中心線Cに直交する面に対して斜めに傾斜している。傾斜面75a及び傾斜面75bは、第1保持器72の径方向内方に向かうにつれて互いに近づくように傾斜している。より詳しくは、第1保持器72の中心線Cと回転軸線A2とが一致した状態にあるとき、回転軸線A2に沿って切断した傾斜面75aの断面は、図5に示すように、第1ノズル96aの延びる方向に略平行である。第1保持器72の中心線Cと回転軸線A2とが一致した状態にあるときに、回転軸線A2に沿って切断した傾斜面75bの断面は、図5に示すように、第2ノズル96bの延びる方向に略平行である。
また、第1保持器72は、第1保持孔73より径方向外側部分である外周部76に、支持部材18を向く平行面76aと、パワーローラ16を向く平行面76bを有する。平行面76aと平行面76bとは、互いに平行な面である。また、平行面76a及び平行面76bはいずれも、第1保持器72の中心線Cと回転軸線A2とが一致した状態にあるときに、図5に示すように、回転軸線A2に直交する面に対して平行である。
図5に示すように、支持部材18の対向面54は、第1軸受溝101より径方向内側の部分である第1内側溝肩部102と、第1軸受溝101より径方向外側の部分である第1外側溝肩部103を有する。
第1ノズル96aの吐出口の仮想軸線L1は、第1ノズル96aの油の流れ方向に延びており、第1軸受溝101に到達する。第1内側溝肩部102は、当該第1ノズル96aの吐出口の仮想軸線L1に接触しないように形成されている。
具体的には、第1内側溝肩部102は、回転軸線A2に直交する面に対して平行な平行面102aと、平行面102aに対して傾斜した傾斜面102bを有する。平行面102aは、支軸52の周りに環状に形成されている。傾斜面102bは、平行面102aより径方向外側で、且つ第1軸受溝101より径方向内側に位置している。傾斜面102bは、平行面102aの周りに環状に形成されており、平行面102aと第1軸受溝101とを径方向に接続する。
第1内側溝肩部102は、回転軸線A2方向に対して垂直な方向(より詳しくは、回転軸線A2及び仮想軸線L1の双方に対して垂直な方向)から見て、仮想軸線L1に対して第1保持器72における内周部75とは反対側に位置する。言い換えれば、図5に示すような切断面、即ち、ローラ収容空間20aに収容された状態のパワーローラ16及び支持部材18を、仮想軸線L1に沿って仮想軸線L1及び回転軸線A2に平行な面で切断したときの切断面において、第1内側溝肩部102は、仮想軸線L1に対して第1保持器72の内周部75とは反対側に位置する。
このように、第1保持器72の内周部75及び第1内側溝肩部102は、回転軸線A2方向に対して垂直な方向から見て、仮想軸線L1に対して互いに反対側に仮想軸線L1から離れて位置する。このため、仮想軸線L1は、内周部75にも第1内側溝肩部102にも接触することなく第1軸受溝101に到達する。すなわち、仮想軸線L1が、第1軸受溝101と第1転動体71との接触箇所に到達する。
また、第1外側溝肩部103は、回転軸線A2に直交する面である。第1内側溝肩部102の平行面102aと、第1外側溝肩部103とは、回転軸線A2方向において互いに同一の位置にある。このため、第1内側溝肩部102の平行面102aと第1外側溝肩部103とが同時に形成されるよう加工でき、支持部材18(より詳しくは対向面54)の加工が容易になる。
また、パワーローラ16の対向面42は、第2軸受溝111より径方向内側の部分である第2内側溝肩部112と、第2軸受溝111より径方向外側の部分である第2外側溝肩部113を有する。
第2ノズル96bの吐出口の仮想軸線L2は、第2ノズル96bの油の流れ方向に延びており、第2軸受溝111に到達する。第2内側溝肩部112は、第2ノズル96bの吐出口の仮想軸線L2に接触しないように形成されている。
具体的には、第2内側溝肩部112は、回転軸線A2に直交する面に対して平行な平行面112aと、平行面112aに対して傾斜した傾斜面112bを有する。平行面112aは、円孔43の周りに環状に形成されている。傾斜面112bは、平行面112aより径方向外側で、且つ第2軸受溝111より径方向内側に位置している。傾斜面112bは、平行面112aの周りに環状に形成されており、平行面112aと第2軸受溝111とを径方向に接続する。
第2内側溝肩部112は、回転軸線A2方向に対して垂直な方向(より詳しくは、回転軸線A2及び仮想軸線L1の双方に対して垂直な方向)から見て、仮想軸線L2に対して第1保持器72における内周部75とは反対側に位置する。言い換えれば、図5に示すような切断面、即ち、ローラ収容空間20aに収容された状態のパワーローラ16及び支持部材18を、仮想軸線L2に沿って仮想軸線L2及び回転軸線A2に平行な面で切断したときの切断面において、第2内側溝肩部112は、仮想軸線L2に対して第1保持器72の内周部75とは反対側に位置する。
このように、第1保持器72の内周部75及び第2内側溝肩部112は、回転軸線A2方向に対して垂直な方向から見て、仮想軸線L2に対して互いに反対側に仮想軸線L2から離れて位置する。このため、仮想軸線L2は、内周部75にも第2内側溝肩部112にも接触することなく第2軸受溝111に到達する。すなわち、仮想軸線L2が、第2軸受溝111と第1転動体71との接触箇所に到達する。
また、第2外側溝肩部113は、回転軸線A2に直交する面である。第2内側溝肩部112の平行面112aと、第2外側溝肩部113とは、回転軸線A2方向において互いに同一の位置にある。このため、第2内側溝肩部112の平行面112aと第2外側溝肩部113とが同時に形成されるよう加工でき、パワーローラ16(より詳しくは対向面42)の加工が容易になる。
第1保持器72における第1膨出部74a及び平行面76aは、第1保持器72が支持部材18に向かって変位したときに、それぞれ、第1軸受溝101及び第1外側溝肩部103に当接する。また、第1保持器72における第2膨出部74b及び平行面76bは、第1保持器72がパワーローラ16に向かって変位したときに、それぞれ、第2軸受溝111及び第2外側溝肩部113に当接する。
すなわち、第1保持器72は、第1膨出部74a、第2膨出部74b、第1外側溝肩部103及び第2外側溝肩部113により、パワーローラ16の対向面42と支持部材18の対向面54との間において、回転軸線A2方向に変位する範囲が制限される。別の言い方をすれば、第1保持器72は、第1軸受溝101、第2軸受溝111、第1外側溝肩部103及び第2外側溝肩部113により案内される。
また、貫通油路95には、その流路を部分的に閉塞する閉塞部材として、貫通油路95の流出口95fから貫通油路95内に差し込まれる差込プラグ88が設けられている。差込プラグ88は、略円柱状であり、貫通油路95の中径路部95eに嵌合されて貫通油路95に固定されている。差込プラグ88は、その中心線上に貫通孔88aを有しており、流入口95aから貫通油路95に流入した油は、その一部が、複数のノズル96へ流入し、残りが貫通孔88aを通過して流出口95fから流出される。流出口95fから流出した油は、円孔43に配置されたラジアル軸受56に潤滑油として供給され、その後、ラジアル軸受56の隙間を通過して第1スラスト軸受70に供給される。
以上に説明したように、本実施形態に係るトロイダル無段変速機10によれば、第1ノズル96aの吐出口の仮想軸線L1が、第1ノズル96aの流れ方向に延びて、第1保持器72における内周部75及び支持部材18における第1内側溝肩部102のいずれにも当たることなく、第1軸受溝101に到達する。このため、第1ノズル96aから吐出した潤滑油は、第1保持器72における内周部75などの障害物との衝突による流速の低下を避けつつ第1軸受溝101に到達する。これにより、第1スラスト軸受70における発熱の大きい箇所に高い流速の潤滑油を供給できるため、比較的少ない潤滑油で発熱箇所から多くの熱を奪うことができる。従って、潤滑油による第1スラスト軸受70の冷却効率を向上させることができる。
また、仮想軸線L1が、第1保持器72における内周部75及び支持部材18における第1内側溝肩部102のいずれにも当たることなく、第1軸受溝101と第1転動体71との接触箇所に到達するため、潤滑油による第1スラスト軸受70の冷却効率を更に向上させることができる。
また、本実施形態では、第2ノズル96bの吐出口の仮想軸線L2が、第2ノズル96bの流れ方向に延びて、第1保持器72における内周部75及びパワーローラ16における第2内側溝肩部112のいずれにも当たることなく、第2軸受溝111に到達する。このため、第2ノズル96bから吐出した潤滑油は、第1保持器72における内周部75などの障害物との衝突による流速の低下を避けつつ第2軸受溝111に到達する。これにより、第1スラスト軸受70における発熱の大きい箇所に高い流速の潤滑油を当てることができるため、比較的少ない潤滑油で発熱箇所から多くの熱を奪うことができる。従って、潤滑油による第1スラスト軸受70の冷却効率を向上させることができる。
また、仮想軸線L2が、第1保持器72における内周部75及びパワーローラ16における第2内側溝肩部112のいずれにも当たることなく、第2軸受溝111と第1転動体71との接触箇所に到達するため、潤滑油による第1スラスト軸受70の冷却効率を更に向上させることができる。
また、本実施形態では、第1膨出部74aは、第1保持器72が支持部材18に向かって変位したときに第1軸受溝101に当接する。また、第2膨出部74bは、第1保持器72がパワーローラ16に向かって変位したときに第2軸受溝111に当接する。このため、回転軸線A2方向における第1保持器72の位置を、仮想軸線L1,L2に第1保持器72における内周部75が当たらない所定の範囲内に収めることができる。
また、本実施形態では、複数のノズル96は、支持部材18の内部を回転軸線A2方向に沿って貫通する貫通油路95から分岐した油路として形成される。このため、パワーローラ16の回転軸線A2側から第1スラスト軸受70に向かって潤滑油を供給する構成を容易に実現することができる。
また、本実施形態では、支持部材18とトラニオン20との間で且つ、油室94より径方向外側で第2保持器82より径方向内側に、バッフル板85が設けられている。このため、バッフル板85により油室94から第2スラスト軸受80に向かう潤滑油の流量を低減することができる。これにより、油室94内の圧力ひいては貫通油路95内の圧力を高めることができ、その結果、ノズル96から第1スラスト軸受70に向かって流出する潤滑油の流速を高めることができる。これにより、第1スラスト軸受70の冷却効率をより向上させることができる。
また、本実施形態では、バッフル板85は、トラニオン20の内面61に設けられ、第2転動体81が押し付けられる環状のシム86に、シムの内縁に突設されている。このため、バッフル板85を支持部材18に対して容易に固定できる。
また、本実施形態では、支持部材18には、貫通油路95の流路を部分的に閉塞する閉塞部材が設けられているため、貫通油路95内の圧力を高めることができ、その結果、ノズル96から第1スラスト軸受70に向かって流出する潤滑油の流速を高めることができる。これにより、第1スラスト軸受70の冷却効率をより向上させることができる。
また、本実施形態では、貫通油路95の流路を部分的に閉塞する閉塞部材が、差込プラグ88であるため、支持部材18に対して閉塞部材を容易に設けることができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る変速機について、図7を参照して説明する。なお、第2実施形態において、支持部材18の対向面154における第1内側溝肩部202の形状と、パワーローラ16の対向面142における第2内側溝肩部212の形状以外は、第1実施形態と同様である。このため、以下では、第1内側溝肩部202及び第2内側溝肩部212についてのみ説明し、第1実施形態と共通する要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施形態でも、第1内側溝肩部202及び第2内側溝肩部212は、第1実施形態と同様に、仮想軸線L1,L2にそれぞれ接触しないように形成されている。但し、第1内側溝肩部202及び第2内側溝肩部212は、いずれも、回転軸線A2に直交する面に対して平行な面で構成されている。
また、第1内側溝肩部202と第1外側溝肩部103とは、互いに平行であるが、回転軸線A2方向において互いに同一の位置にはない。第1内側溝肩部202は、第1外側溝肩部103よりも回転軸線A2方向におけるパワーローラ16から離間した位置に配置されている。言い換えれば、第1内側溝肩部202は、第1外側溝肩部103を構成する回転軸線A2に直交する面に対して、パワーローラ16とは反対側に位置する。このようにして、第1外側溝肩部103が、第1保持器72を案内する(当接し得る)位置に配置される一方で、第1内側溝肩部202は、第1ノズル96aの吐出口の仮想軸線L1に接触しない位置に配置されている。
また、第2内側溝肩部212と第2外側溝肩部113とは、互いに平行であるが、回転軸線A2方向において互いに同一の位置にはない。第2内側溝肩部212は、第2外側溝肩部113よりも回転軸線A2方向における支持部材18から離間した位置に配置されている。言い換えれば、第2内側溝肩部212は、第2外側溝肩部113を構成する回転軸線A2に直交する面に対して、支持部材18とは反対側に位置する。このようにして、第2外側溝肩部113が、第1保持器72を案内する(当接し得る)位置に配置される一方で、第2内側溝肩部212は、第2ノズル96bの吐出口の仮想軸線L2に接触しない位置に配置されている。
本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る変速機について、図8を参照して説明する。なお、第3実施形態において、支持部材18の対向面254における第1外側溝肩部203の形状以外は、第2実施形態と同様である。このため、以下では、第1外側溝肩部203についてのみ説明し、第2実施形態と共通する要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
第1外側溝肩部203は、第2実施形態の第1外側溝肩部103と同様、回転軸線A2に直交する面である。第1外側溝肩部203は、第1内側溝肩部202と回転軸線A2方向において互いに同一の位置にある。このように、第1外側溝肩部203が、第1内側溝肩部202と同様に、回転軸線A2方向におけるパワーローラ16から離間した位置に配置されている。このため、第1外側溝肩部203は、第1保持器72が支持部材18に向かって変位したときでも、第1保持器72に当接しない。つまり、第1保持器72は、第1軸受溝101及び第2軸受溝111により案内されるが、第1外側溝肩部103及び第2外側溝肩部113には案内されない。
本実施形態でも、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第1内側溝肩部202と第1外側溝肩部203とが同時に形成されるよう加工でき、支持部材18(より詳しくは対向面54)の加工が容易になる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係る変速機について、図9を参照して説明する。第4実施形態に係る変速機は、第2実施形態の対向面142,152を採用している。また、第4実施形態に係る変速機は、第1実施形態の油路90とは異なる油路190を有する。以下では、油路190を主に説明し、上記実施形態と共通する要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
油路190は、流入油路91、枢軸油路92、本体油路93、油室94、貫通油路195、分岐油路196及びノズル197を有する。このうち、流入油路91、枢軸油路92、本体油路93、油室94については、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
貫通油路195は、支持部材18の内部を回転軸線A2方向に沿って貫通する。具体的には、貫通油路195は、支持部材18の外面55に設けられた流入口195aから、支軸52の端面に設けられた流出口195eまで、回転軸線A2方向に延びている。貫通油路195は、流入口195aから流出口195eへ向かう順に、小径路部195b、拡径路部195c、中径路部195dを有する。流入口195a、小径路部195b及び拡径路部195cについては、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
中径路部195dは、略円柱状を呈しており、その中心線が回転軸線A2と同一直線上にある。中径路部195dの一端部に拡径路部195cの他端部が接続される。中径路部195dの他端部に流出口195eが位置する。中径路部195dの径は、拡径路部195cにおける流出口195eに近い側の端部の径と同じである。
貫通油路195(より詳しくは中径路部195d)からは、回転軸線A2に直交する方向に延びる複数の分岐油路196が分岐している。複数の分岐油路196は、回転軸線A2方向においてパワーローラ16の対向面42と支持部材18の対向面254との間に位置する。具体的には、複数の分岐油路196は、支軸52の根元部分に形成されている。複数の分岐油路196は、回転軸線A2を中心に一定の間隔おきに周方向に並んで配置されている。
支持部材18における支軸52の根元部分の周りには、環状部材19が設けられている。環状部材19は、回転軸線A2方向においてパワーローラ16の対向面42と支持部材18の対向面54との間で、且つ、第1スラスト軸受70(より詳しくは、第1保持器72)より径方向内側に位置する。環状部材19の中心軸線は、回転軸線A2に一致する。環状部材19の内周面には、溝19aが周方向の全周にわたって形成されている。本実施形態では、回転軸線A2に沿って切断した溝19aの断面は円弧状であるが、特に形状は限定されない。各分岐油路196は、溝19aに臨むように開口している。
環状部材19には、複数のノズル197が形成されている。複数のノズル197は、溝19a内の空間に面するように開口している。即ち、溝19a内の空間は、複数の分岐油路196及び複数のノズル197に連通しており、貫通油路195から分岐油路196へ流入した油は、溝19a内の空間を通過し、ノズル197へ流入する。複数のノズル197は、複数の第1ノズル197aと、複数の第1ノズル197aよりパワーローラ16に近い位置に配置された複数の第2ノズル197bを有する。
第1ノズル197a及び第2ノズル197bは、第1ノズル197a及び第2ノズル197bが環状部材19に形成されており、環状部材19の溝19aから油が流入するという点以外は、第1実施形態で説明された第1ノズル96a及び第2ノズル96bと同様である。即ち、第1ノズル197aの吐出口の仮想軸線L1が第1軸受溝101に、第1内側溝肩部202及び第1保持器72における内周部75のいずれにも当たることなく到達し、また、第2ノズル197bの吐出口の仮想軸線L2が第2軸受溝111に、第2内側溝肩部212及び第1保持器72における内周部75のいずれにも当たることなく到達する。
本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(その他の実施形態)
上記実施形態は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、トラニオンに対する油の供給は第2枢軸部から行ってもよい。また、変速機は、中央入力型に代えて中央出力型でもよい。中央出力型では、変速機入力軸が中空の変速機出力軸に挿通されて両側に突出し、入力側要素と出力側要素との配置関係が中央入力型と逆になる。変速機は、ダブルキャビティ型に代え、1組の入力ディスク及び出力ディスクを備えるシングルキャビティ型でもよい。
また、入力ディスクと出力ディスクとに対するトラニオン(傾転軸線)の配置は、有効に動力伝達ができる限り、変更可能である。例えば、傾転軸線は、変速機軸心に垂直な平面において、変速機軸心を中心とする所定の大きさの仮想円に接していれば、適宜変更可能である。
変速機は、ハーフトロイダル型に代えてフルトロイダル型でもよく、その際、パワーローラが円盤状に形成されてもよい。装置入力軸は変速機軸心と直交し又はねじれの位置にあってもよく、ギヤ対は交差軸ギヤ又は食い違い軸ギヤでもよい。
また、第1スラスト軸受の第1保持器の形状も、上記実施形態で説明されたものに限定されない。例えば、上記実施形態では、第1保持器72は、内周部75に、支持部材18を向く傾斜面75aと、パワーローラ16を向く傾斜面75bを有していたが、内周部75における支持部材18を向く面及びパワーローラ16を向く面の一方又は双方は、第1保持器72の中心線Cに対して直交していてもよい。また、図例では、内周部75における支持部材18を向く面及びパワーローラ16を向く面は、いずれも傾斜面のみにより構成されていたが、傾斜面と第1保持器72の中心線Cに対して直交する面とにより構成されてもよい。
また、第1保持器は、当該第1保持器の中心線方向に膨出する膨出部を有さなくてもよい。例えば第1及び第2実施形態において、第1保持器72は、複数の第1膨出部74aと複数の第2膨出部74bを有していない場合、第1保持器72は、第1外側溝肩部103及び第2外側溝肩部113により、パワーローラ16の対向面42と支持部材18の対向面54との間において、回転軸線A2方向に変位する範囲が制限される。つまり、第1保持器72は、第1外側溝肩部103及び第2外側溝肩部113により案内される。
また、貫通油路は、上記実施形態で説明された形状に限定されず、適宜変更可能である。また、貫通油路における流入口から流出口までの流路断面積が十分に小さく、これにより貫通油路内の油圧を高い状態にできる場合、貫通油路に差込プラグのような閉塞部材を設けなくてもよい。但し、貫通油路の流路を大きくすることで、支持部材の軽量化を図ることができるため、上記実施形態のように、流路断面積を大きくするように貫通油路を形成しつつ、貫通油路に閉塞部材を設けることが好ましい。
上記実施形態において、バッフル板85は、油室94より径方向外側で第2保持器より径方向内側に設けられていなくてもよい。例えば、バッフル板85は、支持部材18とトラニオン20との間で且つ、油室94及び第2保持器82の双方より径方向外側に配置されていてもよい。また、上記実施形態において、バッフル板85はシム86の内縁に突設されていなくてもよく、シム86の外縁など、シム86の別の箇所に突設されてもよい。また、バッフル板は、シムに突設されていなくてもよく、例えばバッフル板は、トラニオンの対向面及び支持部材の回転軸線方向に互いに対向する面の一方の面に突設されていてもよい。つまり、第1実施形態のバッフル板85は、トラニオン20の本体部23の内面61に突設されていてもよいし、支持部材18の外面55に突設されていてもよい。この場合、トラニオン20と支持部材18との間のシム86は、なくてもよい。また、バッフル板は、トラニオン20と支持部材18のいずれにも固定されていなくてもよい。
また、上記の第1~第4実施形態における各構成要素は、適宜組み合わせ可能である。例えば第1実施形態のパワーローラ16の対向面42について、第2実施形態で説明されたパワーローラ16の対向面142の形状を採用してもよいし、第1及び第3実施形態に、第4実施形態の油路190の構成を採用してもよい。
なお、前述した実施形態に示したトロイダル無段変速機は、航空機用発電装置への用途に限定されず、その他の用途の発電装置や、自動車又は各種産業機械への用途で使用してもよい。
10 :トロイダル無段変速機
13 :入力ディスク
14 :出力ディスク
16 :パワーローラ
18 :支持部材
20 :トラニオン
51 :フランジ
52 :支軸
53 :取付軸
70 :第1スラスト軸受
71 :第1転動体
72 :第1保持器
73 :第1保持孔
74a :第1膨出部
74b :第2膨出部
75 :内周部
75a :傾斜面
75b :傾斜面
80 :第2スラスト軸受
80 :軸受
81 :第2転動体
82 :第2保持器
83 :第2保持孔
85 :バッフル板
86 :シム
88 :差込プラグ
88a :貫通孔
90 :油路
94 :油室
95 :貫通油路
95a :流入口
95f :流出口
96 :ノズル
96a :第1ノズル
96b :第2ノズル
101 :第1軸受溝
102 :第1内側溝肩部
102a :平行面
102b :傾斜面
103 :第1外側溝肩部
111 :第2軸受溝
112 :第2内側溝肩部
112a :平行面
112b :傾斜面
113 :第2外側溝肩部
190 :油路
195 :貫通油路
195a :流入口
195e :流出口
197 :ノズル
197a :第1ノズル
197b :第2ノズル
202 :第1内側溝肩部
203 :第1外側溝肩部
212 :第2内側溝肩部
A2 :回転軸線
L1 :仮想軸線
L2 :仮想軸線

Claims (12)

  1. 互いに対向配置される入力ディスク及び出力ディスクと、
    前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に傾転可能に挟まれ、前記入力ディスクの回転駆動力を傾転角に応じた変速比で前記出力ディスクに伝達するパワーローラと、
    前記パワーローラの傾転軸線周りに傾転可能なトラニオンと、
    前記パワーローラの回転軸線方向における前記トラニオンと前記パワーローラとの間に配置され、前記トラニオンに対して前記回転軸線周りに回転可能に前記パワーローラを支持する支持部材と、
    回転する前記パワーローラの前記回転軸線方向の荷重を受け止めるスラスト軸受と、
    前記スラスト軸受に潤滑油を供給する油路と、を備え、
    前記パワーローラと対向する前記支持部材の対向面には、第1軸受溝が前記回転軸線を中心に環状に形成されており、
    前記支持部材と対向する前記パワーローラの対向面には、前記第1軸受溝に対向する第2軸受溝が前記回転軸線を中心に環状に形成されており、
    前記スラスト軸受は、
    前記第1軸受溝及び前記第2軸受溝に転動自在に保持された複数の転動体と、
    前記パワーローラと前記支持部材との間に配置され、前記複数の転動体を保持する複数の保持孔を有する環状の保持器と、を有し、
    前記油路は、前記保持器より径方向内側に位置し、且つ前記スラスト軸受に向かう潤滑油の流れ方向を定める複数のノズルを含み、
    前記ノズルの前記流れ方向に延びる前記ノズルの吐出口の仮想軸線が前記第1軸受溝及び前記第2軸受溝の一方の軸受溝に到達し、
    前記一方の軸受溝が形成された前記パワーローラ又は前記支持部材は、前記一方の軸受溝より径方向内側の部分である内側溝肩部を有し、
    前記保持器における前記保持孔より径方向内側の部分である内周部及び前記内側溝肩部は、前記回転軸線方向に対して垂直な方向から見て、前記仮想軸線に対して互いに反対側に前記仮想軸線から離れて位置する、トロイダル無段変速機。
  2. 前記仮想軸線が、前記内側溝肩部及び前記内周部のいずれにも当たることなく、前記第1軸受溝又は前記第2軸受溝と前記転動体との接触箇所に到達する、請求項1に記載のトロイダル無段変速機。
  3. 前記内側溝肩部は、前記回転軸線方向に垂直な面に対して前記ノズルの前記流れ方向に沿って傾斜した傾斜面を有する、請求項1又は2に記載のトロイダル無段変速機。
  4. 前記一方の軸受溝が形成された前記パワーローラ又は前記支持部材は、前記一方の軸受溝より径方向外側の部分である外側溝肩部を有し、
    前記内側溝肩部及び前記外側溝肩部は、前記回転軸線方向に対して垂直な面であって、前記回転軸線方向において互いに同一の位置にある面を有する、請求項1又は2に記載のトロイダル無段変速機。
  5. 前記内周部は、前記回転軸線方向に垂直な面に対して前記ノズルの前記流れ方向に沿って傾斜した傾斜面を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のトロイダル無段変速機。
  6. 前記保持器は、互いに隣接する2つの前記保持孔の間に、前記保持器の中心線方向の一方に向かって膨出する第1膨出部と、前記保持器の中心線の他方に向かって膨出する第2膨出部と、を有しており、
    前記第1膨出部は、前記保持器が前記支持部材に向かって変位したときに前記第1軸受溝に当接し、前記第2膨出部は、前記保持器が前記パワーローラに向かって変位したときに前記第2軸受溝に当接する、請求項1~5のいずれか1項に記載のトロイダル無段変速機。
  7. 前記油路は、前記支持部材の内部を前記回転軸線方向に沿って貫通する貫通油路を含み、
    前記複数のノズルは、前記貫通油路から分岐した油路である、請求項1~6のいずれか1項に記載のトロイダル無段変速機。
  8. 前記スラスト軸受は、第1スラスト軸受であり、
    前記回転軸線方向における前記支持部材と前記トラニオンとの間には、第2スラスト軸受が設けられており、
    前記第2スラスト軸受は、
    前記パワーローラの回転方向に並ぶ複数の第2転動体と、前記複数の第2転動体を保持する複数の第2保持孔を有する環状の第2保持器と、を有し、
    前記支持部材と前記トラニオンとの間で且つ前記第2保持器より径方向内側には、油室が形成されており、
    前記油路は、前記油室に開口した流出口を有する、前記トラニオンの内部に形成されたトラニオン側油路を含み、
    前記貫通油路の流入口は、前記油室に開口しており、
    前記支持部材と前記トラニオンとの間で、且つ前記油室より径方向外側には、前記回転軸線の周りにバッフル板が設けられている、請求項7に記載のトロイダル無段変速機。
  9. 前記支持部材に対して前記回転軸線方向に対向する前記トラニオンの端面には、前記第2転動体が押し付けられる環状のシムが設けられており、
    前記バッフル板は、前記シムに突設されている、請求項8に記載のトロイダル無段変速機。
  10. 前記バッフル板は、前記トラニオン及び前記支持部材の前記回転軸線方向に互いに対向する面の一方の面に突設されている、請求項8に記載のトロイダル無段変速機。
  11. 前記支持部材には、前記貫通油路の流路を部分的に閉塞する閉塞部材が設けられている、請求項7~9のいずれか1項に記載のトロイダル無段変速機。
  12. 前記閉塞部材は、前記貫通油路の流出口から前記貫通油路内に差し込まれる差込プラグである、請求項11に記載のトロイダル無段変速機。

JP2019234734A 2019-12-25 2019-12-25 トロイダル無段変速機 Active JP7449088B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019234734A JP7449088B2 (ja) 2019-12-25 2019-12-25 トロイダル無段変速機
US17/788,363 US12085150B2 (en) 2019-12-25 2020-12-18 Toroidal continuously variable transmission
EP20906580.4A EP4083471A4 (en) 2019-12-25 2020-12-18 TOROIDAL CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION
PCT/JP2020/047401 WO2021132070A1 (ja) 2019-12-25 2020-12-18 トロイダル無段変速機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019234734A JP7449088B2 (ja) 2019-12-25 2019-12-25 トロイダル無段変速機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021102985A JP2021102985A (ja) 2021-07-15
JP7449088B2 true JP7449088B2 (ja) 2024-03-13

Family

ID=76574634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019234734A Active JP7449088B2 (ja) 2019-12-25 2019-12-25 トロイダル無段変速機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12085150B2 (ja)
EP (1) EP4083471A4 (ja)
JP (1) JP7449088B2 (ja)
WO (1) WO2021132070A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7524744B2 (ja) 2020-12-04 2024-07-30 日本精工株式会社 トロイダル型無段変速機

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012225479A (ja) 2011-04-22 2012-11-15 Nsk Ltd トロイダル型無段変速機
JP2015148265A (ja) 2014-02-06 2015-08-20 日本精工株式会社 トロイダル型無段変速機のトラニオン
WO2016143329A1 (ja) 2015-03-09 2016-09-15 川崎重工業株式会社 トロイダル無段変速機及び航空機用駆動機構一体型発電装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10292821A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Nippon Seiko Kk 軸受給油装置
JP2002106667A (ja) * 2000-10-04 2002-04-10 Honda Motor Co Ltd トロイダル型無段変速機
FR2946721B1 (fr) * 2009-06-12 2013-07-05 Skf Ab Butee de suspension et vehicule automobile equipe d'une telle butee.
JP2011112153A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Daikin Industries Ltd 液圧装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012225479A (ja) 2011-04-22 2012-11-15 Nsk Ltd トロイダル型無段変速機
JP2015148265A (ja) 2014-02-06 2015-08-20 日本精工株式会社 トロイダル型無段変速機のトラニオン
WO2016143329A1 (ja) 2015-03-09 2016-09-15 川崎重工業株式会社 トロイダル無段変速機及び航空機用駆動機構一体型発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20230027400A1 (en) 2023-01-26
US12085150B2 (en) 2024-09-10
EP4083471A4 (en) 2024-05-29
WO2021132070A1 (ja) 2021-07-01
EP4083471A1 (en) 2022-11-02
JP2021102985A (ja) 2021-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5720781B2 (ja) 無段変速機
CN102272467B (zh) 改进的轴颈轴承设计
US11261912B2 (en) Lubricated sliding bearing with adjustment of the properties of the lubricant in certain parts of the bearing gap
JP2014092175A (ja) 無段変速機
JP6774557B2 (ja) トロイダル無段変速機用押圧装置
JPH0696967B2 (ja) 改良した流体圧応答性バランス機構を有するスラスト力補償装置
EP3143297A1 (en) Five-axial groove cylindrical journal bearing with pressure dams for bi-directional rotation
JP7449088B2 (ja) トロイダル無段変速機
JP5658515B2 (ja) 軸受装置、オイル分配の機構および方法
US6241392B1 (en) Hybrid bearing
JPS58500723A (ja) 流体静力学的または空気静力学的ベアリングの軸受方法と装置
US4971459A (en) Journal bearing with high stiffness
JP2017180791A (ja) 増速機
JP2021110241A (ja) 圧縮機システム
JP2014156903A (ja) 軸受パッド、これを備えた軸受装置及びこの軸受装置を備えた回転機械
US11940008B2 (en) Recirculation of lubricant in a turbomachine rolling-element bearing
JP6418047B2 (ja) バランスシャフトの支持構造
US2375923A (en) Pump
JP5812973B2 (ja) ジャーナル軸受及び蒸気タービン
JP3676902B2 (ja) 摩擦式無段変速機
JP2006077871A (ja) 軸受構造
JPH1037952A (ja) 複合軸受け
JPH05240250A (ja) 静圧流体軸受装置
KR101727813B1 (ko) 유정압 베어링 및 이를 포함하는 공작기계
JP2016176407A (ja) 液圧回転装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231031

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7449088

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150