JP5187178B2 - 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１４および図１５に示すように構成されている。図１４に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸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（ローディングカム）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（中間壁）１３に対しアンギュラ玉軸受１０７を介して支持されるとともに、この仕切壁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；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図１５参照）が回転自在に挟持されている。

図１４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１４の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合された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１４のＡ−Ａ線に沿う断面図である図１５に示すように、ケーシング５０の内側であって、出力側ディスク３，３の側方位置には、両ディスク３，３を両側から挟む状態で一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが支持されている。これら一対のヨーク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。そして、後述するトラニオン１５の両端部に設けられた枢軸１４を揺動自在に支持するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるとともに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１９が設けられている。

一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、ケーシング５０の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト６４，６８により、支持ポスト６４，６８を支点として揺動できるように支持されている。これらの支持ポスト６４，６８はそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク３の内側面３ａとの間にある第１キャビティ２２１および第２キャビティ２２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。

したがって、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、各支持ポスト６４，６８に支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２２の外周部分に対向している。

第１および第２のキャビティ２２１，２２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２２１のみについて説明する。

図１５に示すように、ケーシング５０の内側において、第１キャビティ２２１には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸（傾転軸）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１５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、その本体部である支持板部１６の長手方向(図１５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は、パワーローラ１１を収容するための凹状の収容空間であるポケット部Ｋを形成している。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には支軸としての変位軸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、前述したように、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１５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。前述したように、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（傾転軸受）３０を介して揺動自在（傾転自在）に支持されている。また、前述したように、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図１４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の内周面は円筒面として、支持ポスト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１５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（転動体）２６，２６と、これら各玉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１５の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（枢軸１４から延びる軸部）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、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１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（オフセット）する。例えば、図１５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（トラクション面）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との間の回転速度比が変化する。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。

ところで、上記構成のトロイダル型無段変速機において、パワーローラ１１と入出力側ディスク２，３との間の動力伝達は、これらの部材表面の損傷を防止するべく、油膜を介したトラクション力により非接触で行なわれる（以下、油膜によって形成されるパワーローラ１１と入出力側ディスク２，３との間の界面をトラクション面と称し、本明細書中では、便宜上、パワーローラ１１の周面１１ａをトラクション面と称することがある）。そのため、パワーローラ１１と入出力側ディスクとの間に形成されるトラクション面には、トルクを非接触で伝達するための油膜を形成できる十分な量の潤滑油（トラクション油）を供給する必要がある。

また、このような油膜を介したディスク２，３とパワーローラ１１との間の動力伝達では、ディスク２，３とパワーローラ１１との接触部やパワーローラ１１のベアリング部（例えば、スラスト玉軸受２４等）で滑りが生じるため、熱が発生する。そのため、パワーローラ１１のベアリング部にも潤滑油を十分に供給する必要がある。

従来、パワーローラ１１のトラクション面およびベアリング部に対する潤滑油の供給は、例えば特許文献１に開示されるように、トラニオンに形成され且つパワーローラ１１のトラクション面へと延びる油路と、トラニオンに形成され且つパワーローラ１１のベアリング部へと延びる油路とを通じて行なわれている。

特開２００７−１５４９５２号公報

特許文献１に開示された構造では、パワーローラ１１のトラクション面に潤滑油を供給するための油路とパワーローラ１１のベアリング部に潤滑油を供給するための油路とがトラニオンに交差した状態で一括して形成されている。このように異なる部位へ向かう複数経路の油路がトラニオンに交錯して設けられていると、製造コストが嵩んでしまう。

また、前記油路を介してトラクション面に対してトラニオン側から潤滑油を噴射すると、パワーローラの回転により潤滑油が弾かれて飛散してしまうため、トラクション面を効率良く潤滑することができず、トラクション面の冷却不足を招いたり、あるいは、冷却不足とならないように潤滑油の供給量を増大させなければならなくなる。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラの回転による潤滑油の飛散を防止しつつ、パワーローラのトラクション面およびベアリング部への潤滑油供給路の構造を簡素化できる、冷却性能が高い低コストな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、本発明のトロイダル型無段変速機は、回転力を受ける入力軸に結合され且つ入力軸と一体で回転する入力側ディスクと、入力側ディスクとの間に設けられたパワーローラを介して入力側ディスクの回転力を所定の変速比で受ける出力側ディスクとを備え、前記パワーローラと前記ディスクとの間の動力伝達が油膜を介して行なわれるトロイダル型無段変速機であって、前記入力軸側に面して前記パワーローラの表面と対向位置され、前記ディスクとの間で油膜を介した動力伝達を成すパワーローラのトラクション面へと潤滑油を案内するように延在する潤滑油ガイドカバーと、前記潤滑油ガイドカバーの中心付近へと潤滑油を供給するための潤滑油供給手段とを備え、前記潤滑油ガイドカバーは、パワーローラを回転自在に支持する支軸に対して装着されていることを特徴とする。

本発明によれば、潤滑油ガイドカバーの中心付近に供給された潤滑油（トラクション油）は、入力軸側に面するパワーローラの表面（小端面）と潤滑油ガイドカバーとの間の隙間をパワーローラの回転により径方向外側へと運ばれ、トラクション面まで到達する。この場合、潤滑油ガイドカバーがパワーローラのトラクション面へと潤滑油を案内するように延在しているので、すなわち、ディスクとパワーローラとが油膜接触するトラクション面以外のパワーローラの部位が潤滑油ガイドカバーによって覆われているので、トラクション油はトラクション面に達するまでパワーローラの表面部位に沿って流れる。そのため、トラクション油は飛散することなく長くにわたりトラクション面近傍に存在するため、効率良くパワーローラを冷却することができる。また、トラクション面への潤滑油の供給が潤滑油ガイドカバーによって成されるため、パワーローラのトラクション面に潤滑油を供給するための油路をトラニオンに設けないで済み（言い換えると、パワーローラのベアリング部への潤滑油路をトラニオンに設けるだけで済み）、トラニオンにおける油路の構造が簡素化される。つまり、パワーローラの回転による潤滑油の飛散を防止しつつ、パワーローラのトラクション面およびベアリング部への潤滑油供給路の構造を簡素化できる、冷却性能が高い低コストなトロイダル型無段変速機を提供できる。

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、パワーローラのトラクション面への潤滑油の供給形態にあり、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１４および図１５と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

図１〜図３は本発明の第１の実施形態を示している。本実施形態はハーフトロイダル型の無段変速機を示しており、パワーローラ１１のトラクション面（周面１１ａの最外径側の一部）近傍には樹脂製または金属製の潤滑油ガイドカバー３００が設けられている。具体的に、潤滑油ガイドカバー３００は、入力軸１側に面してパワーローラ１１の表面と対向位置されており、ディスク２，３との間で油膜を介した動力伝達を成すパワーローラ１１のトラクション面へと潤滑油を案内するように延在している。更に具体的には、潤滑油ガイドカバー３００は、パワーローラ１１の小端面（入力軸１と対向する平面部位）と対向する円形平面部３００ａと、ディスク２，３と油膜接触するトラクション面以外のパワーローラ１１の周面１１ａ部位を覆う（周面１１ａと隙間を存して対向する）周面対向部３００ｂとから成っている。また、潤滑油ガイドカバー３００は、パワーローラ１１を回転自在に支持する支軸としての変位軸２３（本実施形態では、外輪２８と一体の軸として形成されている）に対して例えばスナップ結合により嵌め込み装着されている。そのため、本実施形態では、潤滑油ガイドカバー３００の円形平面部３００ａの中心付近に、変位軸２３の端面の係合部に例えば弾性的に係合する係止片３００ｄが設けられている。無論、変位軸２３に対する潤滑油ガイドカバー３００の装着形態はこれに限定されず、例えば金属製の潤滑油ガイドカバー３００を外輪２８と一体の変位軸２３に対して止め輪などで固定しても同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、潤滑油ガイドカバー３００の中心付近へと潤滑油を供給するための潤滑油供給手段が設けられている。具体的に、この潤滑油供給手段は、トラニオン１１の支持板部１６に結合された潤滑油供給パイプ３０４と、支持板部１６に形成され且つ潤滑油供給パイプ３０４に連通する第１の油路３０２と、変位軸２３に形成され且つ第１の油路３０２に連通するとともに潤滑油ガイドカバー３００の中心付近で開口する第２の油路（図１には図示せず；図３参照）とから成る。

また、本実施形態において、前記潤滑油供給手段は、スラスト玉軸受２４へ潤滑油を供給するための軸受潤滑油路３９０を備えている。この軸受潤滑油路３９０は前記第２の油路から分岐している

したがって、このような構成では、トラクション油は、図３に矢印Ｐで示すように、トラニオン１５に装着された潤滑油供給パイプ３０４から供給され、トラニオン１５の第１の油路３０２および変位軸２３の第２の油路に導入された後、第２の油路の端部開口を通じて潤滑油ガイドカバー３００の中心付近に供給される。潤滑油ガイドカバー３００の中心付近に供給されたトラクション油は、入力軸１側に面するパワーローラ１１の表面（小端面）と潤滑油ガイドカバー３００との間の隙間をパワーローラ１１の回転により径方向外側へと運ばれ、トラクション面まで到達する。この場合、潤滑油ガイドカバー３００がパワーローラ１１のトラクション面（図２において潤滑油ガイドカバー３００により覆われていないパワーローラ１１の周面１１ａの部位）へと潤滑油を案内するように延在しているため、すなわち、ディスク２，３とパワーローラ１１とが油膜接触するトラクション面以外のパワーローラ１１の部位が潤滑油ガイドカバー３００によって覆われているため、トラクション油はトラクション面に達するまでパワーローラ１１の表面部位に沿って流れる。一方、前記第２の油路に導入された潤滑油の一部は、図３に矢印Ｐ１で示すように、軸受潤滑油路３９０を通じてスラスト玉軸受２４へと供給される。

以上説明したように、本実施形態では、潤滑油ガイドカバー３００がパワーローラ１１のトラクション面へと潤滑油を案内するように延在しているため、すなわち、ディスク２，３とパワーローラ１１とが油膜接触するトラクション面以外のパワーローラ１１の部位が潤滑油ガイドカバー３００によって覆われているため、トラクション油はトラクション面に達するまでパワーローラ１１の表面部位に沿って流れる。そのため、トラクション油は飛散することなく長くにわたりトラクション面近傍に存在するため、効率良くパワーローラ１１を冷却することができる。また、トラクション面への潤滑油の供給が潤滑油ガイドカバー３００によって成されるため、パワーローラ１１のトラクション面へと直接に潤滑油を導く油路をトラニオン１５に設けないで済み（あるいは、パワーローラ１１のスラスト玉軸受（ベアリング部）２４への潤滑油路をトラニオン１５に設けるだけで済み）、トラニオン１５における油路の構造が簡素化される。つまり、パワーローラ１１の回転による潤滑油の飛散を防止しつつ、パワーローラ１１のトラクション面およびスラスト玉軸受２４への潤滑油供給路の構造を簡素化できる、冷却性能が高い低コストなトロイダル型無段変速機を提供できる。

図４および図５は本発明の第２の実施形態を示している。図示のように、本実施形態では、トラニオン１５の一対の折れ曲がり壁部２０，２０の先端縁同士が潤滑油ガイドカバー３００Ａにより連結されている。このように、一対の折れ曲がり壁部２０，２０の先端縁同士を潤滑油ガイドカバー３００Ａにより連結することにより、パワーローラ１１から支持板部１６に加わるスラスト荷重にかかわらず、この支持板部１６（トラニオン１５）が弾性変形することを抑制することができる。つまり、本実施形態において、潤滑油ガイドカバー３００Ａは、第１の実施形態で説明した潤滑油ガイドカバー特有の作用効果を奏するのみならず、トラニオン補強部材としての機能も兼ね備えている。そして、具体的には、本実施形態において、潤滑油ガイドカバー３００Ａは、パワーローラ１１の小端面（入力軸１と対向する平面部位）と対向する略Ｕ字形状の対向面部３００ａａと、ディスク２，３と油膜接触するトラクション面以外のパワーローラ１１の周面１１ａ部位を覆う（周面１１ａと隙間を存して対向する）周面対向部３００ｂとから成っている。また、本実施形態において、パワーローラ１１の小端面は開口しておらず凹陥部を形成するように閉塞しており、当該凹陥部内に変位軸２３が位置している。また、凹陥部を形成する、パワーローラ１１の小端面の一部には前記第２の油路を潤滑油ガイドカバー３００Ａ側に向けて開口させる貫通穴が形成されている。

このような構成の本実施形態では、第１の実施形態と同様、トラクション油は、図５に矢印Ｐで示すように、トラニオン１５に装着された潤滑油供給パイプ３０４から供給され、トラニオン１５の第１の油路３０２および変位軸２３の第２の油路に導入された後、第２の油路の端部開口（パワーローラ１１の小端面の前記貫通穴）を通じて潤滑油ガイドカバー３００の中心付近に供給される。潤滑油ガイドカバー３００の中心付近に供給されたトラクション油は、入力軸１側に面するパワーローラ１１の表面（小端面）と潤滑油ガイドカバー３００との間の隙間をパワーローラ１１の回転により径方向外側へと運ばれ、トラクション面まで到達する。この場合、潤滑油ガイドカバー３００がパワーローラ１１のトラクション面（図４において潤滑油ガイドカバー３００により覆われていないパワーローラ１１の周面１１ａの部位）へと潤滑油を案内するように延在しているため、すなわち、ディスク２，３とパワーローラ１１とが油膜接触するトラクション面以外のパワーローラ１１の部位が潤滑油ガイドカバー３００によって覆われているため、トラクション油はトラクション面に達するまでパワーローラ１１の表面部位に沿って流れる。一方、前記第２の油路に導入された潤滑油の一部は、図５に矢印Ｐ１で示すように、前記凹陥部を形成するパワーローラ１１の小端面の内側面部と変位軸２３との間の隙間を通じて、変位軸２３とパワーローラ１１との間に介挿されたスラストニードル軸受２０２へと流れ、その後、スラスト玉軸受２４へと達する。
したがって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

図６は本発明の第３の実施形態を示している。図示のように、本実施形態において、前記潤滑油供給手段は、トラニオン１５の枢軸１４から潤滑油ガイドカバー３００Ａ（第２の実施形態と同様、トラニオン１５の補強部材としての機能も兼ね備えている）の中心付近へと延びる潤滑油供給路２９ａ，４００，４０６を有し、軸受潤滑油路４０２，４０４，３９２が前記潤滑油供給路から分岐している。したがって、枢軸１４の潤滑油供給路２９ａから供給される潤滑油は、図６に矢印Ｐ，Ｐ１で示される経路を経てトラクション面およびスラスト玉軸受２４へと供給される。

図７および図８は本発明の第４の実施形態を示している。本実施形態では、潤滑油ガイドカバー３００Ｂがトラニオン１５に装着されている。この場合、潤滑油ガイドカバー３００は、トラニオン１５に対して例えば加締めまたはスナップ結合により装着されている。そのため、本実施形態では、潤滑油ガイドカバー３００Ｂの円形平面部３００ａの４つの隅部に、トラニオン１５へと延びる加締め部またはスナップ係止脚部３００ｃが設けられている。無論、トラニオン１５に対する潤滑油ガイドカバー３００Ｂの装着形態はこれに限定されない。なお、本実施形態において、トラクション面およびスラスト玉軸受２４への潤滑油の供給経路Ｐ，Ｐ１は第２の実施形態と同じである。

図９および図１０は本発明の第５の実施形態を示している。図示のように、本実施形態において、潤滑油ガイドカバー３００Ｃには、パワーローラ１１と対向する面に、潤滑油を導くための油溝５００が形成されている。この油溝５００は、パワーローラ１１のトラクション面に向けて延びて（カバー中心から、カバーの側方開放部付近に延びて）おり、トラクション接触部の出口側に向かって形成されている。

このように構成することで、トラクション油はトラクション接触部出口付近に多く導入される。トラクション接触部の出口では、動力伝達仕事をした直後で高温となっているため、そこに多くの潤滑油を導くことにより、効率的に熱伝達（冷却）を行なうことができる。また、出口部に導入された油は反対側の開口部に達するため、パワーローラ１１の表面に沿って流れる（図中、Ｑはパワーローラ１１の回転方向、Ｃはトラクション接触部を示している）。したがって、潤滑油が長時間トラクション面に接しているため、更に良い冷却を行なうことができる。なお、本実施形態の構成は、前述した第１ないし第４の実施形態の全ての潤滑油ガイドカバーに適用できる。

図１１および図１２は本発明の第６の実施形態を示している。第６の実施形態に係るトロイダル型無段変速機は、潤滑油ガイドカバー３００Ｄにパワーローラ１１の小端面（小径側端面）に形成された環状の凹部３１０に対して隙間を持って嵌り合う凸部３２０が形成されている以外は、第１の実施形態のトロイダル型無段変速機と同様の構成を有するものとなっている。
そして、潤滑油ガイドカバー３００Ｄには、図２に示す第１の実施形態の潤滑油ガイドカバー３００と同様に入力側ディスク２または出力側ディスク３と対向する部分に切欠部が設けられている。すなわち、図１２に示すように、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの円形平面部３００ａの外周部分からパワーローラ１１のトラクション面に沿って延出する周面対向部３００ｂ同士の間に切欠部３２１が形成されている。

この切欠部３２１は、潤滑油ガイドカバー３００Ｄが入力側ディスク２および出力側ディスク３に接触しないように設けられたもので、この切欠部３２１の部分において、パワーローラ１１と入力側ディスク２もしくは出力側ディスク３との間でトルク伝達が行われることになる。
なお、周面対向部３００ｂの先端部には、二つの周面対向部３００ｂどうしの間（周方向に沿った間）に設けられた前記切欠部３２１より小さい切欠部が設けられるが、これは、潤滑油ガイドカバー３００Ｄが、トラニオン１５の折れ曲がり壁部２０に接触するのを防止するためのものであり、パワーローラ１１のこの小さな切欠部で露出する部分は、折れ曲がり壁部２０と近接することで、潤滑油の飛散が抑制される。

ここで、潤滑油ガイドカバー３００Ｄ（３００）を設けることで、パワーローラ１１からの潤滑油の飛散を大幅に防止できるが、この潤滑油ガイドカバー３００Ｄの切欠部３２１においては、パワーローラ１１のトラクション面（周面１１ａ）が潤滑油ガイドカバー３００Ｄで覆われておらず、入力側ディスク２もしくは出力側ディスク３と接触もしくは近接していない部分で潤滑油が飛散する虞がある。

そこで、潤滑油ガイドカバー３００Ｄにおいては、切欠部３２１からの潤滑油の飛散を防止するために、パワーローラ１１の小端面に環状の凹部３１０が形成され、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの前記パワーローラ１１の環状の凹部３１０に対向し、かつ、前記切欠部３２１に対応する位置に、前記凹部３１０内面との間に隙間を持って当該凹部３１０と嵌り合う凸部３２０が設けられている。

パワーローラ１１の小端面には、図１に示すように、第１の実施形態のトロイダル型無段変速機においても、環状の凹部３１０が設けられており、この例ではパワーローラ１１の小端面に形成された凹部３１０を利用するようになっている。この環状の凹部３１０は、パワーローラ１１の小端面内に形成されており、トラクション面（周面１１ａ）よりは回転中心側に設けられ、変位軸２３の先端部２３ｂよりは外側に設けられている。
また、凹部３１０の断面形状は、幅方向の中央部がほぼ平板状で。幅方向の左右側縁部は、端に行くほど浅くなる（薄くなる）形状となっている。

前記凸部３２０は、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの中央部で、パワーローラ１１の小端面に対向する円形平面部３００ａのパワーローラ１１の小端面に対向する部分に設けられている。そして、凸部３２０は、円形平面部３００ａのパワーローラ１１に対向する面で、かつ、前記凹部３１０に対向する位置に設けられている。また、凸部３２０は、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの切欠部３２１の径方向の中心側に対応する位置に設けられている。

また、前記切欠部３２１は、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの円形平面部３００ａの径方向外側となる部分の入力側ディスク２に対向する部分と、出力側ディスク３に対向する部分との両方に設けられている。そして、凸部３２０も２つの切欠部３２１に対応して２つ形成されている。また、凸部３２０は、パワーローラ１１の小端面の円環状の凹部３１０に隙間を持って嵌り込む形状とされており、その断面形状が凹部３１０の断面形状とほぼ同じで、幅方向の中央部が板状で、幅方向の左右端部が端に行くほど薄くなる形状となっている。

また、凸部３２０の平面形状は、凹部３１０の帯状で、かつ、円環状の形状に対応して、帯状で円弧状の形状となっている。すなわち、２つの凸部３２０は、パワーローラ１１の回転中心の延長線上にある円形平面部３００ａの中心を中心とする円環の一部となる円弧状の平面形状を有するとともに、２つの凸部３２０が互いに周方向に離れた位置にある。また、２つの凸部３２０は、これらの間の中央を通り、かつ円形平面部３００ａの直径となる線分に対して対象になるように配置されている。

潤滑油ガイドカバー３００Ｄは、第１の実施形態と同様に変位軸２３（支軸）に固定されている。
そして、パワーローラ１１の支軸に潤滑油ガイドカバー３００Ｄを固定した状態で潤滑油ガイドカバー３００Ｄの凸部３２０がパワーローラ１１の小端面の凹部３１０に入り込んで嵌り込んだ状態となる。しかし、凹部３１０の内面と、凸部３２０の外面とは接触することがなく、凹部３１０の内面と凸部３２０との間には、僅かに隙間が有る状態となっている。

したがって、回転するパワーローラ１１に対して固定の潤滑油ガイドカバー３００Ｄの凸部３２０が、パワーローラ１１に摺動する状態とはならず、非接触の状態で相対的に環状の凹部３１０内を円弧状の凸部３２０が周方向に移動する状態となる。すなわち、潤滑油ガイドカバー３００Ｄと、パワーローラ１１とは、接触することなく、それらの間には明らかな隙間が設けられている。そして、第１の実施形態のように第２の油路のパワーローラ１１の小端面の中心部の開口から潤滑油が吐出された状態となると、潤滑油は、パワーローラ１１の回転による遠心力によって小端面の中心側から径方向外側に向かうことになる。

そして、この潤滑油のうちパワーローラ１１の径方向に沿って潤滑油ガイドカバー３００Ｄの切欠部３２１に向かう潤滑油は、パワーローラ１１の小端面の中心から周面１１ａに向かう途中で、凹部３１０と凸部３２０との間の隙間に入りこみ、これによって、パワーローラ１１の径方向外側への移動が抑制される。
すなわち、間に隙間を有する凹部３１０と凹部３１０と凸部３２０との嵌り合った部分が所謂ラビリンスシールとして機能し、凹部３１０および凸部３２０の部分より外側への潤滑油の移動を阻害することになる。なお、凹部３１と凸部３２０との間には、径方向に連続する隙間があり、潤滑油の径方向に沿った移動を完全に止めるものではないが、移動は抑制される。

これにより、潤滑油が回転するパワーローラ１１の小端面の中心部から径方向外側に移動して周面１１ａに至り、さらに周面１１ａを小径側端面（小端面）から大径側端面方向に移動する際に、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの切欠部３２１側に向かう潤滑油は、前記凹部３１０と凸部３２０とからなるラビリンスシールにより移動が抑止され、周面１１ａに至る潤滑油量が少なくなる。

それに対して、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの切欠部３２１ではなく、周面対向部３００ｂに向かう潤滑油は、二つの凸部３２０の間を通り抜けて周面１１ａに向かう状態となり、凹部３１０と凸部３２０が嵌り合った部分の影響を受けることなく、円滑に周面１１ａに向かうことになる。

これにより、パワーローラ１１の潤滑油ガイドカバー３００Ｄの周面対向部３００ｂと対向する周面１１ａ部分に供給される潤滑油量が多くなり、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの周面対向部３００ｂ同士の間の切欠部３２１で露出するパワーローラ１１の周面１１ａの部分、すなわち、切欠部３２１と重なる部分に供給される潤滑油量が少なくなる。
したがって、パワーローラ１１の周面１１ａの周面対向部３００ｂに覆われた部分に供給される潤滑油量より、切欠部３２１で開放された状態の周面１１ａに供給される潤滑油量が少なくなる。

そして、切欠部３２１で飛散する潤滑油の量が大幅に低減され、潤滑油を効率的に使用することができ、第１の実施形態と同じ潤滑油量でもパワーローラ１１の冷却等の潤滑油による効果をより高めることができる。また、供給する潤滑油量のさらなる低減を図ることも可能となる。

また、この例の潤滑油ガイドカバー３００Ｄでは、第５の実施の形態と同様に、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの円形平面部３００ａのパワーローラ１１の小端面に対向する部分に、円形平面部３００ａ（パワーローラ１１）の径方向に沿って油溝５１０が形成されている。
この例では、油溝５１０は、その両端がそれぞれ周面対向部３００ｂに向かう方向で、油溝５１０は、左右の切欠部３２１の間で、さらに左右の凸部３２０の間を通るように配置されている。

また、概略円筒状の係止片３００ｄには、油溝５１０と交差する部分に潤滑油を通すための切欠部が設けられており、支軸（変位軸２３）の先端面の中央部で開口する第２の油路から吐出された潤滑油が係止片３００ｄ内から油溝５１０へ流出する際に流出が容易となっている。
また、概略円筒の係止片３００ｄの切欠部３２１は、油溝５１０と交差する部分にだけ形成され、かつ、切欠部は、周面対向部３００ｂの方向に臨むように形成され、凸部３２０および切欠部３２１に臨む方向には形成されていない。これによっても、切欠部３２１側に潤滑油が流れるのを抑制することができる。

また、上記油溝５１０は、潤滑油を周面対向部３００ｂ側に誘導することになり、これによっても、切欠部３２１側に流れる潤滑油量を減少され、周面対向部３００ｂ側に流れる潤滑油量を増加させることができる。
以上のことから、潤滑油ガイドカバー３００Ｄの切欠部３２１からの潤滑油の飛散を抑制し、効率良くパワーローラ１１を冷却可能となる。

なお、この例において油溝５１０は、一方の周面対向部３００ｂの中心（パワーローラ１１の回転方向の中央）から他方の周面対向部３００ｂの中心に向かう方向（入力軸１と直交する方向）となっているが、第５の実施形態のように、油溝５１０の半径方向外側が、パワーローラ１１の入力側ディスク２または出力側ディスク３とのトラクション接触部の出口側に向かうように斜めに配置されるものとしてもよい。

すなわち、油溝５１０の両端が、この例のように周面対向部３００ｂの中央ではなく、周方向の一方の端部（側縁部）側に配置されるようにしてもよい。この際に、周面対向部３００ｂの周方向の両端部（側縁部）のうちの一方の端部が他方の端部に対してパワーローラ１１の回転方向の逆側（逆回転方向側）となる。
なお、このような凹部３１０と凸部３２０とは、上述の第１の実施形態のパワーローラ１１および潤滑油ガイドカバー３００だけではなく、第２の実施形態から第５の実施形態のパワーローラ１１および潤滑油ガイドカバー３００Ａ、３００Ｂにも適用可能であり、この例と同様の作用効果を得ることができる。
また、凹部３１０および凸部３２０を、半径方向に一段ずつ設ける構成としたが、径方向に複数段ずつ設ける構成としてもよい。この際、複数の凹部３１０は、パワーローラ１１の回転中心を中心として同軸上に複数円環状に形成され、複数の凸部３２０は、各凹部３１０内に挿入された状態で各凹部３１０内を周方向に相対的に移動可能に円弧状に形成されることになる。

図１３は本発明の第７の実施形態を示している。第７の実施形態に係るトロイダル型無段変速機は、その潤滑油供給手段の構成が異なる以外は、図４および図５に示す第２の実施形態および図６に示す第３の実施の形態と同様の構成を有している。すなわち、前記潤滑油ガイドカバー３００Ａが前記トラニオン１５に装着されている。そして、これら第２および第３の実施形態と同様に、トラニオン１５の一対の折れ曲がり壁部２０，２０の先端縁同士が潤滑油ガイドカバー３００Ａにより連結されている。

そして、この例においては、潤滑油供給手段の構成が、第３の実施形態に類似する構成となっているが、最終的に潤滑油が吐出される位置が、パワーローラ１１の小端面の回転中心に対向する潤滑油ガイドカバー３００Ａの中心付近ではなく、潤滑油ガイドカバー３００Ａの周面対向部３００ｂの基端部（潤滑油ガイドカバー３００Ａのパワーローラ１１の小端面と対向する対向面部３００ａａとの接続部分）側でパワーローラ１１の周面１１ａの小端面側となる部分に対向する部分となっている。

すなわち、この例における潤滑油供給手段では、枢軸１４側から供給される潤滑油が潤滑油供給路２９ａ、４００、４０７、４０８を通るようになっている、また、当該潤滑油供給路２９ａ、４００、４０７、４０８から軸受潤滑油路４０２，４０４，３９２が分岐している。すなわち、図１３に示すように、潤滑油は、軸受潤滑油路４０２，４０４，３９２を通るＰ１の経路を通ってスラスト玉軸受２４に至るとともに、第３の実施形態のＰの経路に代わり、潤滑油供給路２９ａ、４００、４０７，４０８を通るＰ２の経路をとってパワーローラ１１のトラクション面に至るようになっている。

なお、Ｐ１の経路は、第３の実施形態と同様の経路となる。
Ｐ２の経路は、枢軸１４に設けられた潤滑油供給路２９ａの当該枢軸１４の基端側の端部から、トラニオン１５の折れ曲がり壁部２０に、当該折れ曲がり壁部２０の先端側に向かって形成された潤滑油供給路４００に至る。そして、当該潤滑油供給路４００の折れ曲がり壁部２０の先端側端部近傍から潤滑油ガイドカバー３００Ａの対向面部３００ａａに略全幅に渡って設けられた潤滑油供給路４０７に至るようになっている。

そして、潤滑油供給路４０７には、２つの折れ曲がり壁部２０の近傍にそれぞれ至る両端部に潤滑油供給路４０８がそれぞれ接続されている。当該潤滑油供給路４０８は、潤滑油ガイドカバー３００Ａの対向面部３００ａａの周面対向部３００ｂ側端部から周面対向部３００ｂの対向面部３００ａａ側端部に至るように当該潤滑油ガイドカバー３００Ａに形成されている。

そして、潤滑油供給路４０８は、周面対向部３００ｂ側の端部が、周面対向部３００ｂの対向面部３００ａａ側端部のパワーローラ１１の周面１１ａに対向する部分に開口している。そして、潤滑油供給路４０８の前記開口からパワーローラ１１の１１ａの小端面側の側縁部分に、潤滑油が吐出して吹き付けられるようになっている。
すなわち、この例の潤滑油供給手段は、前記トラニオン１５から前記潤滑油ガイドカバー３００Ａに至る潤滑油供給路２９ａ、４００，４０７，４０８を有し、前記潤滑油ガイドカバー３００Ａから直接パワーローラ１１のトラクション面（周面１１ａ）に潤滑油を吹き付けて潤滑油を供給するようになっている。

これにより、直接的にパワーローラ１１の周面１１ａの潤滑油ガイドカバー３００Ａの周面対向部３００ｂで覆われた部分に潤滑油が供給されるので、潤滑油が潤滑油ガイドカバー３００Ａの切欠部３２１から飛散するのを抑制し、効率的にパワーローラ１１を冷却することができる。
なお、潤滑油供給路４０８の潤滑油ガイドカバー３００Ａの周面対向部３００ｂの開口位置は、周面対向部３００ｂの周方向の中央部である必要はなく、周方向の一方の側縁側に配置されるようにしてもよい。この際に、周面対向部３００ｂの周方向の両側縁のうちの一方の側縁が他方の側縁に対してパワーローラ１１の回転方向の逆側となる。この場合に、パワーローラ１１の周面１１ａの切欠部２３１で露出して入力側ディスク２もしくは出力側ディスク３とトラクション接触した部分が回転して周面対向部３００ｂと重なる位置となった際に潤滑油が吹き付けられることになり、より効率的にパワーローラ１１を冷却可能となる。

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ハーフトロイダル型無段変速機に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部斜視図である。 図１のトロイダル型無段変速機におけるトラクション面およびスラスト玉軸受への潤滑油供給経路を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部斜視図である。 図４のトロイダル型無段変速機におけるトラクション面およびスラスト玉軸受への潤滑油供給経路を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部斜視図である。 図７のトロイダル型無段変速機におけるトラクション面およびスラスト玉軸受への潤滑油供給経路を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るトロイダル型無段変速機に適用される潤滑油ガイドカバーの斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。 本発明の第６の実施形態に係るトロイダル型無段変速機に適用される潤滑油ガイドカバーの斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。 従来のトロイダル型無段変速機における要部断面図である。 図１４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

符号の説明

１ 入力軸
２ 入力側ディスク
３ 出力側ディスク
１１ パワーローラ
１４ 枢軸
１５ トラニオン
１６ 支持板部
２０ 折れ曲がり壁部
２３ 変位軸（支軸）
２４ スラスト軸受
２８ 外輪
３００，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ 潤滑油ガイドカバー
３０２ 第１の油路
３０４ 潤滑油供給パイプ
３１０ 凹部
３２０ 凸部
３２１ 切欠部
３９０，３９２ 軸受潤滑油路
４００，４０７，４０８ 潤滑油供給路
５００ 油溝

Claims (8)

1. 回転力を受ける入力軸に結合され且つ入力軸と一体で回転する入力側ディスクと、入力側ディスクとの間に設けられたパワーローラを介して入力側ディスクの回転力を所定の変速比で受ける出力側ディスクとを備え、前記パワーローラと前記ディスクとの間の動力伝達が油膜を介して行なわれるトロイダル型無段変速機において、
   前記入力軸側に面して前記パワーローラの表面と対向位置され、前記ディスクとの間で油膜を介した動力伝達を成すパワーローラのトラクション面へと潤滑油を案内するように延在する潤滑油ガイドカバーと、
   前記潤滑油ガイドカバーの中心付近へと潤滑油を供給するための潤滑油供給手段と、
   を備え、
   前記潤滑油ガイドカバーは、パワーローラを回転自在に支持する支軸に対して装着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. 前記潤滑油供給手段は、前記トラニオンの前記支持板部に結合された潤滑油供給パイプと、前記支持板部に形成され且つ前記潤滑油供給パイプに連通する第１の油路と、前記パワーローラを回転自在に支持する支軸に形成され且つ前記第１の油路に連通するとともに前記潤滑油ガイドカバーの中心付近で開口する第２の油路とから成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. 前記パワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ且つ前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承する軸受を更に備え、前記潤滑油供給手段は、前記軸受へ潤滑油を供給するための軸受潤滑油路を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
4. 前記パワーローラと前記トラニオンとの間に設けられ且つ前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承する軸受を更に備え、前記軸受へ潤滑油を供給するための軸受潤滑油路が前記第２の油路から分岐していることを特徴とする請求項３に記載のトロイダル型無段変速機。
5. 前記潤滑油供給手段は、前記トラニオンの前記枢軸から前記潤滑油ガイドカバーの中心付近へと延びる潤滑油供給路を有し、前記軸受潤滑油路が前記潤滑油供給路から分岐していることを特徴とする請求項３に記載のトロイダル型無段変速機。
6. 前記潤滑油ガイドカバーには、前記パワーローラと対向する面に、潤滑油を導くための油溝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。
7. 前記油溝は、前記パワーローラのトラクション面に向けて延びていることを特徴とする請求項６に記載のトロイダル型無段変速機。
8. 前記パワーローラの小径側端面にパワーローラの回転中心を中心とする環状の凹部が形成され、
   前記潤滑油ガイドカバーには、入力側ディスクまたは出力側ディスクと対向する部分に切欠部が形成され、
   かつ、前記潤滑油ガイドカバーの前記パワーローラの環状の凹部に対向し、かつ、前記切欠部に対応する位置に、前記凹部内面との間に隙間を持って当該凹部と嵌り合う凸部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。

Images