JPS59137651A - 潤滑剤供給のための制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異る作動条件下で異る負荷にさらされる種々の
静圧軸受を有する牽引ローラ無段変速機または他の装置
の種々の軸受に潤滑剤を供給するための制御装置に関す
る。

牽引ローラ変速機においては、パワーローラはトロイダ
ル状入出力ディスクの間にそれと係合して配置されてお
り、所望の変速比に応じてパワーローラとトロイダル状
入出力ディスクとの係合円径を変化させるように回動可
能に支持する枢支構体上に装着されている。

トロイダル状入出力ディスクは入力および出力軸上に装
着され、伝達されるトルクに応じて且つパワーローラの
ピボット位置、すなわち、変速機が作動している際の変
速比に応じて変化する負荷を受ける軸方向スラスト軸受
によりパワーローラとの係合状態に保持される。どの特
定の変速比に対してもトルクの変化はそれに対応して軸
受負荷の変化を生ぜしめるが、変速比が変化すると変速
機に供給される動力は不変であっても軸受に対する異る
負荷変化が生じる。

一般に、トロイダル状出力ディスク軸受上の負荷は出力
軸の加速比および速度が増大するにつれて減少するが、
トロイダル状入力ディスク軸受上の負荷は増大し、その
逆もまた真である。トロイダル状入出力ディスクの軸方
向スラスト軸受が共通の潤滑剤源により供給を受ける静
圧軸受であれば、潤滑剤配分上の諸問題が起りうる。即
ち、一方では、より高い負荷を受ける軸受への充分な潤
滑剤供給を確実ならしめることが必要であり、他方では
、軸受内の潤滑剤膜厚を増大せしめてせん断損失を実質
的に減少せしめるために、より低い負荷を受ける高速度
ディスク軸受に増大した量の潤滑剤を供給するのが有利
である。

僅か１つの潤滑剤ポンプで所望の潤滑剤配分を達成する
ために、パワーローラを対向するトロイダル状入力およ
び出力ディスクの間にそれと係合して回動自在に配置し
トロイダル状入出力ディスクとパワーローラを静圧軸方
向スラスト軸受により軸方向に支持した牽引ローラ無段
変速機において、軸方向スラスト軸受は各軸受への高圧
潤滑剤供給と減圧弁を含み且つ種々の軸受への分枝導管
を有し各分枝導管内には低圧潤滑剤系統内への潤滑剤の
逆流を防止する逆止弁を設けた低圧潤滑剤供給とを制限
するための流れ制御オリフィスを含む分枝導管を介して
高圧潤滑剤を供給される。ポンプは充分な（高圧）流体
が常に高圧潤滑剤供給系統を介してすべての軸受に供給
されるように、高圧供給に要する量を超えた潤滑剤を供
給するような大きさにされている。余分の潤滑剤は低圧
管路に進入し低圧枝導管を介して、作動条件下では低負
荷の下にある軸受に供給される。本発明がかかわる牽引
ローラ変速機においては、低負荷軸受は同時に高速度軸
受であり、その結果、これは該軸受内の潤滑剤膜厚が増
大しこれらの高速度軸受内でのせん断損失が実質的に低
下するように増大した量の潤滑剤を受ける。

第１図に示すごとき牽引ローラ変速機は同軸の入力およ
び出力軸１２および１４を軸受１６および１８により内
部に回転可能に支持せしめたハウジング１０から成る。

入力および出力軸１２および１４には円形軸方向断面の
トロイダル状空洞２４が間に画成されるように互いに対
向して配置されたトロイダル状入出力ディスク２０およ
び２２が装着されている。トロイダル状空洞２４内には
パワーローラ２６および２８が回転可能に支持され両者
間でのトルクの伝達のためにトロイダル状入出力ディス
ク２０および２２と係合している。

第１図に示すごとく、トロイダル状入出力ディスク２０
および２２はねじ３０により軸１２および１４の端部上
に装置されフランジ３２および３４上に着座せしめてよ
い。入出力ディスク２０および２２には軸方向軸受構体
３６および３８により軸方向支持が与えられる。各軸方
向軸受構体は環状密封リング空洞４２内に軸方向摺動可
能に配置された制限された密封リング４０内の領域から
成る静圧軸受を含む。始動作動時に、あるいは何らかの
理由で不充分に加圧された流体が静圧軸方向スラスト軸
受に供給される時に破損を避けるために最小軸受支持用
に機械的な軸方向スラスト軸受４４を設けてもよい。

パワーローラ２６および２８は入力および出力軸の軸線
を含む平面に垂直な軸線のまわりでのパワーローラの回
動を許して入力軸にと出力軸１４の間での種々の動力伝
達比の調節のために直径を異にする円でパワーローラ２
６および２８とトロイダル状入出力ディスク２０および
２２との係合を与える枢支構体５０上に回転可能に支持
されている。

枢支構体５０は例えば本件出願人の米国特許第３，８１
０，３９８号に示されているごとく枢支されてもよいし
、あるいは、１９８３年１月３日に出願された本件出願
人の先の米国特許願ＳｅｒｉａｌＮｏ．４５５１２１に
詳述されているごとく静圧支持構体５４によりハウジン
グ上に直接流体圧的に支持されてもよい。

第１図に示すごとく、パワーローラ２６は制限された密
封リング７２により画成される静圧軸受構体７０により
枢子構体５０上に支持され、パワーローラ２６は枢支構
体５０からパワーローラ２６の孔６６内へと突出する軸
６４により枢支構体５０上に位置せしめられている。パ
ワーローラ２６の半径方向支持のためにローラ軸受６８
が設けられている。

また例えば始動時などのように不充分に加圧された流体
が軸受構体７０に供給される時に該パワーローラを支持
するために軸方向スラストローラ軸受７４が設けられて
いる。この軸受７４は軸方向可動に支持されると共にパ
ワーローラ２６をトロイダル状入出力ディスク２０およ
び２２との係合状態に常時保っために皿ばね７６により
係合されている。

パワーローラの回動のための枢支装置を第２図に概略的
に示す。枢支構体５０はその中に形成されたシリンダ９
６および９８内へと延びて変速比の変更開始を許すピス
トン９０および９２上に軸方向可動に支持されている。

しかし、本発明に関連して注目すべき重要なことは、変
速機の種々の軸受、即ち、静圧パワーローラ軸受構体７
０、トロイダル状入力ディスク２０のための静圧軸方向
スラスト軸受構体３６およびトロイダル状出力ディスク
２２のための静圧軸方向スラスト軸受構体３８に加圧さ
れた流体を供給するために加圧流体供給管路が設けられ
ていることである。

潤滑剤はそれぞれ潤滑剤供給管路５６および５８を介し
て軸方向スラスト軸受構体３６および３８に、また第２
図では一方のパワーローラ２６に対してのみ示されてい
る潤滑剤供給管路６２ａを介してパワーローラ軸受構体
７０に供給される。

第３図は本発明に係る潤滑剤供給装置を示す。すべての
軸受および比制御シリンダのための加圧された潤滑剤は
ポンプ１００により供給される。ポンプ１００からの高
圧ポンプ出口管路１０２はトロイダル状入力ディスク軸
受３６、トロイダル状出力ディスク軸受３８およびパワ
ーローラ軸方向スラスト軸受７０にそれぞれ高圧潤滑剤
を供給するための枝導管１０４〜１１０を有する。該導
管１０４〜１１０は各々、種々の軸受に所定の潤滑剤流
分布を与える流れ限定オリフィス１１２、１１４、１１
６および１１８を含み、これらの流れオリフィスは有能
な最高な軸受負荷の下で少なくとも最小の流れを与える
ように選択される。ポンプ１００のポンプ容積はオリフ
ィス１１２〜１１８を介する相乗流れおよび変速機の速
度制御に要する比較的小さな量よりも実質的に高い。ま
た余分の潤滑剤は、枝導管内の圧力が速度制御シリンダ
９６または９８に供給される流体の圧力に依存するよう
に、枝導管１２０〜１２６内に所定のより低い流体圧力
を与えるばね負荷された減圧弁かまたは図面に示すよう
に差動弁であってもよい。スロットル制御弁１２８を介
してポンプ出口管路１０２から潤滑剤を受ける第２組の
枝導管１２０、１２２、１２４および１２６を介して種
々の軸受に供給される。

低圧枝導管１２０〜１２６は種々の軸受に軸受導管５６
、５８、６２ａおよび６２ｂを介して潤滑剤を供給する
ためのそれぞれの高圧導管１０４〜１１０と合流する。

しかし、すべての低圧枝導管１２０〜１２６は高圧潤滑
剤の逆流を防止する逆止弁１３０、１３２、１３４およ
び１３６を含む。また好ましくはそれらは低圧潤滑剤の
より良好な配分のための流れオリフィス１３８〜１４４
をも含む。

スロットル制御弁１２８により供給される潤滑剤の圧力
は最高の負荷の下での軸受内の圧力よりは低いが低負荷
の下での軸受内の圧力よりは高くなるように選択される
。低負荷軸受は高速度軸受であり、その結果、これらの
軸受はその中の潤滑剤膜の厚さが増大しせん断損失が実
質的に低下するように増大した潤滑剤量を受ける。しか
し、低速度高負荷軸受は低圧導管１２０〜１２６を介す
る流れとは本質的に無関係の所定の流れを運ぶ高圧潤滑
剤導管１０４〜１０８を介して常に充分な潤滑剤を受け
る。

差動弁１２８により調節される圧力レベルを制御するに
は、速度比制御シリンダ９６および９８内の潤滑剤のよ
り高い圧力が好ましくは用いられる。従って、変速比制
御弁１５０からの供給管路１４６および１４８には、圧
力制御管路１５８から差動弁１２８までが間に連結され
ている逆止弁１５４および１５６をそなえた連結通路１
５２が合流する。そして低圧はトルクが一方の方向に伝
達される時には一方の制御管路内の圧力により決定され
、トルクが反対方向に伝達される時には他方の制御管路
内の圧力により決定される。制御弁は例えば特開昭５８
−５４２６２において用いられるごとき４方向弁である
。

この装置では、僅か１つの加圧潤滑剤供給源により異る
作動条件の下で異る量の潤滑剤を異る軸受に供給するこ
とができると同時に、いかなる条件の下でも最小の必要
量が供給されることを確実ならしめる。高負荷低速度軸
受は安全な作動に必要なすべての潤滑剤を得るのに対し
て、低負荷高速度軸受は追加の潤滑剤を供給されて増大
した厚さの潤滑剤膜を与えて高速度軸受内のせん断損失
を大きく低下せしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を使用しうる型式の牽引ローラ変速機の
断面図、 第２図はかかる変速機の静圧軸受のための潤滑剤供給装
置を概略的に示す図、 第３図は種々の静圧軸方向スラスト軸受のための潤滑剤
供給制御装置を概略的に示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １０・・・ハウジング ２０、２２・・・トロイダル状入出力ディスク２６、２
８・・・パワーローラ ３６、３８・・・静圧軸方向スラスト軸受構体５０・・
・枢支構体 ９０、９２・・・ピストン ９６、９８・・・シリンダ １００・・・ポンプ １０２・・・高圧ポンプ出口管路 １０４〜１１０・・・高圧枝導管 １１２、１１４、１１６、１１８・・・流れ制限オリフ
ィス１２０〜１２６・・・低圧枝導管 １２８・・・スロットル制御弁 １３０、１３２、１３４、１３６・・・逆止弁１４６、
１４８・・・供給管路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジングと、該ハウジング内に回転可能に支持さ
   れ間に円形断面のトロイダル状空洞を画成するように互
   いに対向して配置されたトロイダル状牽引表面を有する
   同軸の入力および出力トロイダル状入出力ディスクと、
   両者間での運動の伝達のために前記トロイダル状入出力
   ディスクの間にそれと係合して半径方向対称に配置され
   た少なくとも２つのトルク伝達用パワーローラと、該パ
   ワーローラを回転可能に支持し前記トロイダル状入力お
   よび出力ディスク間でのトルク伝達比の変更を許すよう
   に前記ハウジング内に枢支された枢支構体とから成り、
   前記トロイダル状入出力ディスクおよび前記パワーロー
   ラは静圧軸方向スラスト軸受により軸方向に支持され、
   更に前記静圧軸方向スラスト軸受に加圧潤滑剤を供給す
   るための加圧潤滑剤供給手段を含んで成り、該加圧潤滑
   剤供給手段は高圧潤滑剤源と、該高圧潤滑剤源と各静圧
   軸方向スラスト軸受との間に延び各静圧軸方向スラスト
   軸受に所定量の高圧潤滑剤を供給するための流れ制限オ
   リフィスを各々含む枝導管を含む高圧潤滑剤供給管路と
   、種々の静圧軸方向スラスト軸受への低圧枝導管をそな
   え前記高圧潤滑剤源から潤滑剤を受けるように連結され
   、前記低圧枝導管に低圧流体を供給するための減圧弁と
   前記低圧潤滑剤枝導管を介する高圧流体の逆流を防止す
   るように各低圧枝導管内に配置された逆止弁とを含む低
   圧潤滑剤供給管路とを含み、前記減圧弁は前記低圧枝導
   管からの追加の潤滑剤を低負荷軸方向スラスト軸受に供
   給せしめて該低負荷（高速度）軸方向スラスト軸受内の
   潤滑剤膜厚を増大せしめてせん断損失を低下せしめるよ
   うに最高負荷軸方向スラスト軸受内の潤滑剤圧力よりは
   低いが最低負荷軸方向スラスト軸受内の潤滑剤圧力より
   は高い圧力を有する潤滑剤を与えるようになされている
   牽引ローラ無段変速機の軸受への潤滑剤供給のための制
   御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記パワーローラ
   は比制御弁を含む制御管路により前記高圧ポンプから制
   御流体を供給される流体圧モータにより軸方向に制御可
   能に可動の枢支構体上に枢支され、前記減圧弁は前記制
   御流体の圧力に依存する潤滑剤圧力を前記低圧枝導管内
   に与えるように制御流体管路内の制御流体圧力により作
   動される差動圧力弁である牽引ローラ変速機の軸受への
   潤滑剤供給のための制御装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記枢支構体の両
   端に制御ピストンおよびシリンダが配置され、前記比制
   御弁から前記枢支構体の両端のシリンダまで異る制御流
   体管路が延び、前記差動弁に前記異る制御管路のより高
   圧の制御流体を供給するための手段が設けられている牽
   引ローラ変速機の軸受への潤滑剤供給のための制御装置
   。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記差動制御弁は
   該差動制御弁とより高圧の制御流体を運ぶ前記異る比制
   御管路との連通を与える逆止弁を含む連結管路によって
   前記異る両制御管路と連通している牽引ローラ変速機の
   軸への潤滑剤供給のための制御装置。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記低圧枝導管の
   各々は低負荷の下にある軸受に低圧潤滑剤の均等な配分
   を与えるための低圧流れ制御オリフィスを含む牽引ロー
   ラ変速機の軸受への潤滑剤供給のための制御装置。 ６、単一の加圧潤滑剤源から可変的に異る相対負荷即ち
   低速度では高い負荷、高速度では低い負荷を受ける多数
   の静圧軸受に潤滑剤を供給するための装置であって、前
   記潤滑剤源と前記軸受との間に連通を与える分枝であっ
   て各軸受に供給される潤滑剤流を所定の値に制限するオ
   リフィスを含む分枝を有する第１の導管と、前記軸受に
   低圧潤滑剤を供給するために種々の静圧軸受への低圧分
   枝をそなえ、前記潤滑剤源から潤滑剤を受けるように連
   結されそして前記低圧分枝に低圧潤滑剤を供給するため
   の減圧弁を含む第２の潤滑剤供給管路と、関連する軸受
   が高負荷の下にある時に低圧分枝を介する高圧流体の逆
   流を防止するように各低圧分枝内に配置された逆止弁と
   から成り、前記減圧弁は前記軸受の最高設計圧力よりは
   低いが最低負荷軸受内の圧力よりは高い圧力の潤滑剤を
   与えるように選択されて、前記低圧分枝から追加の潤滑
   剤を低負荷軸受に供給せしめて前記低負荷（高速度）軸
   受内の潤滑剤膜厚を増大させる潤滑剤供給のための制御
   装置。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記第１の導管の
   前記分枝と前記第２の導管のそれぞれの分枝は合流し単
   一の共通の導管によりそれぞれの軸受と連通している装
   置。 ８、特許請求の範囲第６項において、前記低圧分枝の各
   々は相対的に低い負荷の下にある軸受に低圧潤滑剤を均
   等に配分するための低圧流れ制御オリフィスを含む制御
   装置。 ９、特許請求の範囲第６項において、前記潤滑剤源は第
   １の導管の分枝内のオリフィスを介して前記軸受のすべ
   てに流れることの可能な量を超える潤滑剤量を与えるよ
   うに選択された潤滑剤ポンプである制御装置。