JPH0637224Y2 - トロイダル型無段変速機の潤滑機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、トロイダル型無段変速機の潤滑機構の改良に
関し、特に、高圧用と低圧用の２つの油圧ポンプを備え
た潤滑機構に関する。

（従来の技術） 従来、トロイダル型無段変速機の潤滑機構としては、例
えば、実開昭62-199562号が知られている。

この従来技術においては、トロイダル型無段変速機のパ
ワーローラの軸受部分と、トラクション面を潤滑する潤
滑油路と、パワーローラを支持するトラニオンを油圧制
御する高圧の油路とを設け、この２種の油路に一つの油
圧ポンプを用いて油を供給している。トラニオンに供給
する油の油路には制御弁が設けられており、トラニオン
制御に必要な高圧に調整している。

（考案が解決しようとする課題） 以上のような従来技術においては、以下のような問題点
がある。

（１）変速機の作動によって生じる負荷を受ける軸受
に、その負荷に抗するべき手段が講じられていないた
め、変速機にかかった負荷がそのまま軸受にかかること
になり、軸受の摩擦損失が大きくなり、かつ軸受の寿命
を長くすることが難しかった。

（２）一つの油圧ポンプで高圧油と低圧油とを供給する
ので、特に（１）に記載の条件を満たそうとする場合、
ポンプ損失が大きくなるという欠点があった。

（３）高圧側の油圧を一定の油圧に保つという考えが一
般的であるので、仮に２つのポンプを用いたとしても、
やはりポンプ損失が増大し、ポンプ音の発生の恐れがあ
り、また（高圧による油漏れなどのため）管路の見直し
などが必要となる。

従って、本考案の目的は、軸受の摩擦損失を低減でき、
かつ寿命を延ばすことができ、更にポンプ損失を軽減で
き、特に変速機の軸受に高負荷がかかる時に油圧を大き
くすることができるトロイダル型無段変速機の潤滑機構
を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本考案の潤滑機構は、 入力軸（101）から動力を伝達される入力ディスク（3
3）と、入力ディスク（33）のトロイダル面と回転接触
するパワーローラ（27,28）と、パワーローラ（27,28）
を回動自在に支持するトラニオン（23,24）と、パワー
ローラ（27,28）と回転接触してそれから動力を伝達さ
れるトロイダル面を有する出力ディスク（133）と、出
力ディスク（133）からの動力を外部に伝達するための
出力軸と、入出力ディスクにかかるスラスト力を支承す
る第１の軸受手段（106）と、パワーローラを支承する
第２の軸受手段（31,32）とを備えるトロイダル型無段
変速機（100）において、 前記第１及び第２の軸受手段の少なくとも一方の軸受手
段を潤滑すると共に該軸受手段にかかるスラスト力に抗
するため、該軸受手段にかかる該スラスト力に応じた高
圧の作動油を供給する第１の油圧ポンプ（３）と、前記
トロイダル面を潤滑する低圧の作動油を供給する第２の
油圧ポンプ（52）とを設けたことを特徴とする。

（作用） 以上のように構成してあるため、本考案の潤滑機構によ
れば、軸受の寿命が延び、ポンプ損失が軽減され、効率
的な作動が実現できる。

（実施例） 以下本考案の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。尚、図面において同一部分は同一符号で説明して
ある。

第１図および第２図は、本考案にかかるトロイダル型無
段変速機の潤滑機構の例を示している。尚、第１図に示
すトロイダル型無段変速機100は、第２図に示すトロイ
ダル型無段変速機100の全体を示す縦断面図のＣ矢視方
向の横断面図である。尚、第１図中の油圧ライン51の一
端Ａは、第２図に示す油圧ライン51の一端Ｂと接続され
ている。従って、第１図および第２図を合わせることに
よって、本考案の潤滑機構の全体システム図が形成され
ていることはお分かり頂けよう。

トロイダル型無段変速機100は、車両のエンジンなどに
接続された入力軸101（第２図参照）から動力を伝達さ
れる入力ディスク33と、入力ディスク33のトロイダル面
と回転接触するパワーローラ27および28と、パワーロー
ラ27および28をそれぞれ回動自在に支持するトラニオン
23および24と、パワーローラと回転接触してそれから動
力を伝達される出力ディスク133と、出力ディスク133か
らの動力を例えば車輪などに伝達するための出力軸102
（第２図）とから成っている。尚、第２図から分かるよ
うに、入力ディスク33のトラクション面と出力ディスク
133のトラクション面とでトロイダルキャビティーを画
成している。

入力ディスク33が回転すると、それと接触しているパワ
ーローラ27および28も回転して出力ディスク133に動力
を伝達する。このとき、入力ディスク33が矢印Ａ方向へ
回転するとパワーローラ27は接線方向の、すなわち矢印
Ｂ方向のトラクション力を受け、パワーローラ27とそれ
を支持するトラニオン23は一体的に矢印Ｂ方向へ移動し
ようとする。また、同様にパワーローラ28とトラニオン
24も矢印Ｃ方向のトラクション力を受け、両者は一体と
なって矢印Ｃ方向へ移動しようとする。

パワーローラ27および28は、それぞれ第２の軸受手段で
あるスラスト軸受31および32によって、回動自在に支持
されている。尚、パワーローラの軸受にはシール部材21
がその外周に介装されているので、ほぼ封止された空間
を有しており、後述の潤滑油が軸受内に導入されると、
軸受内にその油が蓄積し、所定の圧力を醸成するので、
軸受にかかるスラスト力を軽減することができる。ま
た、パワーローラの軸受に生じる動トルク損失を低減で
きる。

このトロイダル型無段変速機では、トラニオン23および
24がその軸方向へ移動する際に、トラニオンおよびパワ
ーローラが傾動（回動）して変速比を変化させる。従っ
て、変速機の変速比を制御するために、トラニオンの軸
方向移動量を制御する必要がある。このため、トラニオ
ンと変速機のハウジングとの間にトラニオンを油圧制御
するため、シリンダ画成部材40、41、42、43が設けられ
ている。

各シリンダ画成部材は、トラニオンが支持される両端部
に設けた円筒形の孔46に嵌合する円筒形の小径部分47と
ハウジング39に設けた円筒形の孔49に嵌合する円筒形の
大径部分48とから成っている。シリンダ画成部材42およ
び43には、それぞれの軸方向に中央に貫通孔13および14
が穿設されている。

上述の構成により、各シリンダ画成部材とハウジング39
との間には、油圧シリンダ室８、９、10および11が画成
される。またトラニオン23とシリンダ画成部材43との間
には、パワーローラ27の軸受を潤滑すると共に後述のよ
うに高圧油を導入する潤滑油室45が、更にトラニオン24
とシリンダ画成部材42との間には、パワーローラ28の軸
受を潤滑すると共に後述のように高圧油を導入する潤滑
油室44がそれぞれ画成される。

各シリンダ画成部材の小径および大径部分47および48の
外周面にはＯ−リングなどのシール部材が介装されてい
るため、潤滑油室と油圧シリンダ室は良好に封止されて
いる。

次に本考案の潤滑機構における油圧回路を油の流れに従
って説明する。初めにトラニオンの移動量を制御した
り、パワーローラの軸受を潤滑すると共にそれにかかる
負荷を軽減するための高圧側の油圧回路を説明する。

高圧側の油圧回路は、同時にトラニオンを制御するため
の制御回路とも成っており、先ず、オイルパン１内の油
（例えばトラクション油）はストレーナ２を介して第１
のポンプであるポンプ３により吸い上げられる。ポンプ
３は、例えばエンジンの回転数に応じて回転する。次に
ポンプ３により吸い上げられた油は、調圧弁４に入り、
所定の圧力に調整された後油路50を通り、制御弁５に導
入される。

制御弁５は、ステッピングモータ38の駆動により調圧弁
４からの油をトラニオン制御用の高圧油に変える。制御
用の高圧油のうち相対的に高い油圧の油は油路６を通
り、油圧シリンダ室８および９へ、比較的低い油圧の油
は油路７を通り油圧シリンダ室10および11へと供給され
る。油路６に比較的高圧の油を供給するのは、既に説明
した通り、トラニオン23および24には、それぞれが支持
しているパワーローラ27および28に対して矢印Ｂ方向お
よびＣ方向のトラクション力が加わるため、トラニオン
23および24にはそれぞれ第２図でみて上方および下方へ
の力が加わるので、これに対応するためである。

制御弁５の高圧油は一部油路12を通り、調圧弁４に戻
る。また、制御弁５に必要以上に調圧弁４からの油が供
給されて、所定の圧力を越えると油路50から分岐した油
路36に設けたリリーフ弁37が作動して圧力を開放するた
め、油をオイルパン１に逃がす。更に、制御弁５は、そ
の一端でリンク34およびプリセットカム35を介してトラ
ニオン23と作動的に連結されており、制御弁５と共にト
ラニオン23の動きを制御している。

油路７を介してシリンダ室10および11へ導入された比較
的圧力の低い油は、潤滑油室44および45を介してそれぞ
れトラニオン内に設けられ数段に絞られた構造を持つ油
路25および26を通り、パワーローラ27および28の軸受を
潤滑するために供給される。このとき、既に説明したよ
うに、パワーローラの軸受にはシール部材21が介装され
ており、ほぼ密封状態となっているので、軸受31および
32に導入された油が所定量蓄積して調圧弁４で調製した
高圧状態を維持する高圧室113を形成している。もちろ
ん安全な密封状態となっているのではないので、軸受か
らも油は外部へと流出し、入出力ディスク33および133
のトロイダル面を潤滑する。高圧油によって軸受内に醸
成される所定の圧力は、軸受が受けるスラスト力に対抗
できるもしくはそれを相殺するものであることが重要で
ある。従って、シール部材21の形状や若干量の油を外部
へと流すために設ける隙間などもこの点に鑑みて決定す
る。この結果、パワーローラの軸受に過大な負荷がかか
った場合でも、軸受内に醸成された高圧がそれに対抗す
ることになるので、軸受にかかる負荷を軽減でき、軸受
に余分な負荷がかかることを防げる。

また、調圧弁４によって作られた高圧油は、油路36に連
続した油路51を通り、第２図の出力ディスク133を支持
する軸112を回転自在に支持する第１の軸受手段である
軸受106（ここではアンギュラ軸受）を潤滑すると同時
に軸受106にかかるスラスト力に対抗して、それを減少
させるための油圧力を与えるため供給される。

尚、第２図において、符号109は、入力ディスク33に所
定の軸方向押圧力を与えるためのカム装置であり、符号
107は、軸112の回転を出力軸102に固定された歯車108と
かみ合って出力軸102に動力を伝達するための歯車であ
る。このとき、歯車107と歯車108との噛み合いは、不図
示のクラッチ機構によって行なわれる。軸方向に２つ並
べて配置された軸受106の間には、両者のストッパとも
なっているシール部材104が介装されている。軸受106と
軸受支持部材と軸112とで囲まれた空間は、ほぼ密封状
態となった空間であり、油路51からの高圧油が導入され
る高圧室105となっている。油路51は、その一端が軸112
の一端部に接続されており、軸112に設けられた軸方向
に延在する孔110、孔110から軸112の外周面に貫通する
ポート111を介して高圧室105に、連通している。従っ
て、この経路で調圧された高圧油が高圧室105に供給さ
れ、シール部材104の介在によって、高圧状態を充分維
持できる。

以上の構成であるため、高圧室105内に醸成された高圧
が、軸受106にかかるスラスト力に対抗できるので、軸
受にかかる負荷、主にスラスト力を減少できる。従っ
て、軸受の寿命が延び、良好に軸112を支持できる。

このように、１つの高圧用のポンプ３が２か所に高圧室
を醸成するだけであり、低圧用としては用いられないの
で、ポンプロスを低く抑えることができる。

以上説明した、スラスト力などの負荷を受けるための高
圧油は、当然であるが、同時に軸受等の潤滑をも兼ねて
いることを言うまでもないであろう。

次に、再び第１図を参照して、潤滑回路について説明す
る。この潤滑回路が潤滑するものは、主に入出力ディス
クの両トロイダル面であり、つまりトロイダル面とパワ
ーローラとの回動接触する面である。

ストレーナ22を介して第２のポンプであるポンプ52によ
ってオイルパン１から吸い上げられた油は、油路15を通
り、油路15と連通しハウジング39内に刻設された油路19
に導入される。油路19から供給される潤滑油は、ハウジ
ング39を貫通して設けられたリンクポスト18内の油路20
を介して、トロイダル型無段変速機内の変速機室に導入
され、両トロイダル面を潤滑する。

油路７、油路６、油路51および油路15を通った油は、潤
滑に使用された後は、自重によりすべてオイルパン１に
戻り再利用されるように構成してある。

以上述べた実施例において、調圧弁４で調製された高圧
油は、油路50および制御弁５から更に油路７を通り、パ
ワーローラの軸受に供給されるが、この軸受がシールさ
れているため、そこで高圧状態が維持される。また、軸
受106についても同様なことが言える。

しかしながら、本実施例においては調圧弁４は、トロイ
ダル型無段変速機にかかる負荷、つまりそれによってパ
ワーローラの軸受および軸受106にかかる負荷が最大に
なるときに、最大の油圧力を与えるようにその油圧を制
御するように設定してある。この制御は、例えば不図示
のトルク検出器などによって、変速機のトルクを検出
し、それに基づいて調圧弁あるいは制御弁を制御するよ
うにすれば良い。また、高圧用のポンプ３に回転数を、
例えばトロイダル型無段変速機の接続されるエンジンの
回転数などに関連して制御することも出来る。

（考案の効果） 以上詳細に説明した本考案のトロイダル型無段変速機の
潤滑機構によれば、次のような効果が得られる。

変速機の作動によって生じる負荷を受ける軸受に、その
負荷に抗するべき手段が講じられているため、変速機に
かかった負荷がそのまま軸受にかかることがなくなり、
軸受の摩擦損失が減少し、かつ軸受の寿命を長くするこ
とが出来る。

高圧用のポンプと低圧用のポンプとを別個に設けたの
で、ポンプロスを低減することができる。

高圧側の油圧を負荷に応じて変化させるので、ポンプロ
ス損失が低減し、ポンプ音の発生を防ぎ、また（高圧に
よる油漏れなどのために行なう）管路の見直しなどが不
要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案を適用したトロイダル型無段変速機の
一実施例を示す潤滑機構のシステム図であり、トロイダ
ル型無段変速機は変速機部分を横断面で示してあり、 第２図は、同じく第１図の実施例と関連した本考案の潤
滑機構のシステム図であり、トロイダル型無段変速機は
全体を縦断面図で示してあり、第１図と相補的な関係に
ある。 ［主要部分の符号の説明］ 3,52……ポンプ ４……調圧弁 ５……制御弁 7,50, 36,51……高圧用油路 15……潤滑用油路 31,32,106……軸受 100……トロイダル型無段変速機

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸から動力を伝達される入力ディスク
   と、入力ディスクのトロイダル面と回転接触するパワー
   ローラと、パワーローラを回動自在に支持するトラニオ
   ンと、パワーローラと回転接触してそれから動力を伝達
   されるトロイダル面を有する出力ディスクと、出力ディ
   スクからの動力を外部に伝達するための出力軸と、入出
   力ディスクにかかるスラスト力を支承する第１の軸受手
   段と、パワーローラを支承する第２の軸受手段とを備え
   るトロイダル型無段変速機において、 前記第１及び第２の軸受手段の少なくとも一方の軸受手
   段を潤滑すると共に該軸受手段にかかるスラスト力に抗
   するため、該軸受手段にかかる該スラスト力に応じた高
   圧の作動油を供給する第１の油圧ポンプと、前記トロイ
   ダル面を潤滑する低圧の作動油を供給する第２の油圧ポ
   ンプとを設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速
   機の潤滑機構。
2. 【請求項２】前記第１の軸受手段には、シール手段が設
   けられており、該シール手段と該第１の軸受手段とで前
   記高圧の作動油が導入される油圧室を画成することを特
   徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機の潤
   滑機構。
3. 【請求項３】前記第１の油圧ポンプと前記第１の軸受手
   段との間には、前記トロイダル型無段変速機に高負荷が
   かかったときに、前記油圧室が所定圧力の高圧状態とな
   るように油圧を制御する調圧弁が設けられていることを
   特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機の
   潤滑機構。
4. 【請求項４】前記第２の軸受手段には、シール手段が設
   けられており、該シール手段と該第２の軸受手段とで前
   記高圧の作動油が導入される油圧室を画成することを特
   徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機の潤
   滑機構。
5. 【請求項５】前記第１の油圧ポンプと前記第２の軸受手
   段との間には、前記トロイダル型無段変速機に高負荷が
   かかったときに、前記油圧室が所定圧力の高圧状態とな
   るように油圧を制御する調圧弁が設けられていることを
   特徴とする請求項４に記載のトロイダル型無段変速機の
   潤滑機構。