JP2002213558A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機

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JP2002213558A JP2001012291A JP2001012291A JP2002213558A JP 2002213558 A JP2002213558 A JP 2002213558A JP 2001012291 A JP2001012291 A JP 2001012291A JP 2001012291 A JP2001012291 A JP 2001012291A JP 2002213558 A JP2002213558 A JP 2002213558A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクの伝達に伴って生じる熱を積極的に放
散させてディスクやローラの冷却を効率良くおこなうこ
とのできるトロイダル型無段変速機を提供する。 【解決手段】 一対の回転部材の間に、これらの回転部
材の互いに対向する転動面に油膜を介して外周面を接触
させた転動体４が配置されるとともに、その転動体４を
回転自在に保持する保持部材１３が設けられたトロイダ
ル型無段変速機であって、前記転動体４の軸線方向での
少なくとも一方の端面の回転中心側の複数箇所に向けて
潤滑油を噴射する潤滑油供給孔１３８が前記保持部材１
３に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一対の回転部材
の間に転動体を挟み込み、一方の回転部材を回転させる
ことにより、その転動体を介して他方の回転部材にトル
クを伝達し、かつその転動体と各回転部材との間でのト
ルクの伝達箇所を半径方向で変位させることにより、変
速比を連続的に変化させるように構成されたトロイダル
型（もしくはトラクション式）の無段変速機に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】この種の無段変速機は、例えば互いに対
向して配置された一対のディスクの間に円盤状のローラ
を挟み込んだ構成であって、その一対のディスクの対向
面のうち所定の半径より外側の部分が、それらの対向面
の中心位置を中心とした円に一致する円弧面をなし、そ
の円弧面が円周方向に連続しており、このように３次元
方向に湾曲している面がトロイダル面であって、そのト
ロイダル面を転動面としてローラが挟み付けられてい
る。そのローラは、外周部の厚さ方向に沿う断面形状
が、ディスクの転動面の円弧形状に一致する円弧面とさ
れた円盤体である。したがって、一方のディスクを回転
させることにより、そのローラが回転し、それに伴って
他方のディスクが回転する。そして、ローラを傾けて、
一方のディスクに対する接触部の半径位置すなわちディ
スクの中心軸線からの半径位置を外側に移動させ、かつ
他方のディスクに対する接触部の半径位置を内周側に移
動させることにより、それぞれの接触部の半径の比に応
じた変速比が設定されるようになっている。
【０００３】この種のトロイダル型無段変速機で伝達さ
れるトルクの大きさは、ディスクによってローラを挟み
付ける荷重に従って変化し、ディスクがローラを挟み付
けるいわゆる挟圧力が大きいほど、伝達可能なトルクが
大きくなる。また、トロイダル型無段変速機では、ディ
スクとローラとの間に油膜を形成し、その油膜のせん断
応力を利用してトルクの伝達をおこなっており、ディス
クとローラとの間で伝達するトルクが大きいほど油膜の
せん断応力が大きくなり、そのトルクの伝達箇所での発
熱量が多くなる。
【０００４】上記のディスクやローラは、一般に、金属
を素材として表面硬さを向上させる処理をおこなってい
るが、運転中における上述した発熱で温度が上昇する
と、その強度や耐摩耗性などの機械的特性が低下する。
そこで、従来、ローラの外周部に潤滑油を積極的に吹き
付け、ローラが回転することによりその潤滑油をディス
クとローラとが接触する界面に供給し、その結果、油膜
を形成するとともに、冷却をおこなうように構成した装
置が、特表２０００−５０７６６７号によって提案され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の公報に記載され
た発明によれば、ローラの外周部に吹き付けられた潤滑
油が、ローラの回転によってディスクとの接触部位に運
ばれ、両者の間に油膜を形成することができ、またロー
ラの外周部に多量の潤滑油が接触するので、その部分の
冷却をおこなうことができる。しかしながら、発熱によ
る温度上昇が問題となるのは、ローラが高速で回転して
いる場合が一般的であり、したがって潤滑油を上記の公
報に記載されているようにローラの外周部に吹き付けて
も、その潤滑油の多くが遠心力によって直ちに飛散し易
い。そのため、ディスクに供給される潤滑油の量が必ず
しも充分ではなく、ディスクを充分に冷却できないこと
により、トルクの伝達容量が制約を受ける不都合があっ
た。
【０００６】この発明は、上記の技術的な課題に着目し
て成されたものであって、冷却効果に優れたトロイダル
型無段変速機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、上述したローラなど
の転動体もしくは上述したディスクなどの回転部材にお
けるトルクの伝達に直接関与しない部位に、放熱のため
の構造を設けたことを特徴とするものである。より具体
的には、請求項１の発明は、一対の回転部材の間に、こ
れらの回転部材の互いに対向する転動面に油膜を介して
外周面を接触させた転動体が配置されるとともに、その
転動体を回転自在に保持する保持部材が設けられたトロ
イダル型無段変速機において、前記転動体の軸線方向で
の少なくとも一方の端面の回転中心側の複数箇所に向け
て潤滑油を噴射する潤滑油供給孔が前記保持部材に設け
られていることを特徴とする無段変速機である。
【０００８】したがって請求項１の発明では、転動体を
挟み込んでいる回転部材のいずれか一方を回転させるこ
とにより、その転動面に油膜を介して接触している転動
体が回転し、さらにその転動体から油膜を介して他方の
回転部材にトルクが伝達され、結局、一方の回転部材か
ら他方の回転部材に対してトルクが伝達される。その場
合、転動体を回転部材の回転中心軸線に対して傾斜させ
ると、転動体の各回転部材に対する接触位置の半径が異
なるので、その半径の比率に応じた変速比が設定され
る。そしてその転動体の軸線方向での少なくとも一方の
端面の回転中心側の複数部分に保持部材の供給孔から潤
滑油が噴射される。その潤滑油は、転動体が回転してい
ることによりその端面の全体に広がって流れ、その間に
転動体から熱を奪って転動体を冷却する。
【０００９】また、請求項２の発明は、一対の回転部材
の間に、これらの回転部材の互いに対向する転動面に外
周面を油膜を介して接触させた転動体が配置されるとと
もに、その転動体を回転自在に保持する保持部材が設け
られ、その保持部材によって回転自在に保持された前記
転動体に潤滑油を供給するように構成されたトロイダル
型無段変速機において、前記保持部材が、前記転動体の
軸線方向での少なくとも一方の端面に対向して該端面の
大半を覆う円板部分を有していることを特徴とする無段
変速機である。
【００１０】したがって請求項２の発明では、請求項１
の発明と同様に、一方の回転部材から他方の回転部材に
対して転動体を介してトルクが伝達され、かつその転動
体が回転部材の回転中心軸線に対して傾斜することによ
り、変速比が所定の値に設定される。その転動体に対し
て潤滑油が供給されており、これに対してその転動体の
軸線方向での少なくとも一方の端面が保持部材における
円板部分で覆われ、両者の間に潤滑油が充満した状態に
保持される。その結果、転動体がその端面側に保持され
た潤滑油によって熱を奪われて冷却される。
【００１１】さらに、請求項３の発明は、請求項２にお
ける前記円板部分の外周部に、その円板部分と前記転動
体の軸線方向での端面との間に油溜めを形成するシール
材が設けられていることを特徴とする無段変速機であ
る。
【００１２】したがって請求項３の発明では、請求項２
の発明による作用に加えて、転動体の軸線方向での少な
くとも一方の端面側に、シール材によって油溜めが形成
され、ここに充満している潤滑油によって転動体が冷却
される。
【００１３】またさらに、請求項４の発明は、一対の回
転部材の間に、これらの回転部材の互いに対向する転動
面に油膜を介して外周面を接触させた転動体が配置され
るとともに、その転動体を回転自在に保持する保持部材
が設けられたトロイダル型無段変速機において、前記転
動体の軸線方向での少なくとも一方の端面に、凹凸部が
形成されていることを特徴とする無段変速機である。
【００１４】その凹凸部は、請求項５に記載されている
ように、放熱用のフィンとすることができる。
【００１５】したがって請求項４あるいは５の発明で
は、請求項１の発明と同様に、一方の回転部材から他方
の回転部材に対して転動体を介してトルクが伝達され、
かつその転動体が回転部材の回転中心軸線に対して傾斜
することにより、変速比が所定の値に設定される。その
転動体の軸線方向での少なくとも一方の端面から空気も
しくは潤滑油に対する放熱がフィンによって促進され、
その結果、転動体が積極的に冷却される。
【００１６】請求項４における凹凸部は、請求項６に記
載されているように、潤滑油の流れを乱流とする微細突
起とすることができる。
【００１７】したがって請求項４あるいは６の発明で
は、転動体が回転することにより生じるその端面での潤
滑油の流動が、微細突起によって乱流とされる。その結
果、転動体から潤滑油に対する熱伝達率が大きくなり、
転動体が潤滑油によって積極的に冷却される。
【００１８】そしてさらに、請求項７の発明は、請求項
１ないし６のいずれかにおける前記回転部材もしくは転
動体の表面が、熱放射を促進する黒体化処理されている
ことを特徴とする無段変速機である。
【００１９】したがって請求項７の発明では、請求項１
ないし６のいずれかの発明における作用に加え、回転部
材もしくは転動体の表面からの熱放散が積極的に生じ、
その結果、回転部材もしくは転動体の冷却が促進され、
その温度上昇が防止もしくは抑制される。
【００２０】一方、請求項８の発明は、一対の回転部材
の間に、これらの回転部材の互いに対向する転動面に外
周面を油膜を介して接触させた転動体が配置されるとと
もに、その転動体を回転自在に保持する保持部材が設け
られたトロイダル型無段変速機において、前記回転部材
の前記転動面以外のいずれかの部位に放熱用のフィンが
形成されていることを特徴とする無段変速機である。
【００２１】したがって請求項８の発明では、請求項１
の発明と同様に、一方の回転部材から他方の回転部材に
対して転動体を介してトルクが伝達され、かつその転動
体が回転部材の回転中心軸線に対して傾斜することによ
り、変速比が所定の値に設定される。その回転部材は、
回転することによりその周囲の空気もしくは潤滑油に対
して相対的に流動を生じさせた状態で接触する。その場
合、回転部材からその周囲の空気もしくは潤滑油に対す
る熱伝達がフィンによって促進され、その結果、回転部
材が積極的に冷却される。
【００２２】そして、請求項９の発明は、一対の回転部
材の間に、これらの回転部材の互いに対向する転動面に
外周面を油膜を介して接触させた転動体が配置されると
ともに、その転動体を回転自在に保持する保持部材が設
けられたトロイダル型無段変速機において、前記回転部
材における前記転動面とは反対側の面に向けて潤滑油を
供給する油路が設けられるとともに、その潤滑油が供給
される前記面に、潤滑油の流れを乱流とする微細突起が
形成されていることを特徴とする無段変速機である。
【００２３】したがって請求項９の発明では、請求項１
の発明と同様に、一方の回転部材から他方の回転部材に
対して転動体を介してトルクが伝達され、かつその転動
体が回転部材の回転中心軸線に対して傾斜することによ
り、変速比が所定の値に設定される。その回転部材の転
動面とは反対側のいわゆる背面に対して潤滑油が供給さ
れ、その潤滑油は回転部材の回転によって遠心力により
外周側に流動する。その場合、回転部材の背面に形成さ
れている微細突起によって潤滑油が乱流とされる。その
結果、回転部材と潤滑油との間の熱伝達率が大きくな
り、回転部材が潤滑油によって積極的に冷却される。
【００２４】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図に示す具体例
に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とするトロ
イダル型無段変速機の一例について説明すると、図９に
ダブルキャビティ式のフルトロイダル型無段変速機１が
模式的に示されており、このトロイダル型無段変速機１
では、一対の入力ディスク２が互いにいわゆる背中合わ
せに配置され、これらの入力ディスク２に対向するよう
に、すなわちこれらの入力ディスク２を挟んだ状態に一
対の出力ディスク３が配置されている。
【００２５】これらのディスク２，３は、従来のトロイ
ダル型無段変速機におけるディスクと同様に、互いに対
向する面のうち所定の半径より外周側の部分の形状が、
中心軸線をとおる平面で切断した断面が一定半径の円弧
面となる形状であって、その円弧面をなす転動面２Ｂ，
３Ｂの間に、アイドル部材もしくは伝動部材に相当する
パワーローラ（転動体）４が挟み込まれている。すなわ
ち、図９における右側の出力ディスク３が軸線方向に対
して固定され、かつ左側の出力ディスク３の背面側（転
動面２Ｂ，３Ｂとは反対側）に油圧室５が設けられ、伝
達するべきトルクに応じた油圧をその油圧室５に供給す
ることにより、各入力ディスク２と出力ディスク３とで
パワーローラ４を挟み付けるようになっている。すなわ
ち各ディスク２，３でパワーローラ４を挟み付ける挟圧
力を、油圧室５に供給する油圧によって生じさせるよう
に構成されている。
【００２６】なお、各出力ディスク３はその中心軸線に
沿って配置された出力軸６によって一体回転するように
連結されており、その出力軸６は各入力ディスク２の中
心部を貫通するとともに、各入力ディスク２と出力軸６
との間に軸受７が配置され、これら入力ディスク２と出
力軸６とが相対回転できるように構成されている。
【００２７】また、その出力軸６と平行に入力軸８が回
転自在に配置されている。その入力軸８は無段変速機１
の全長より僅かに長く、その前後両端部と中間部との合
計三箇所に歯車９，１０，１１が取り付けられている。
その中間部の歯車１０が、前記各入力ディスク２と一体
化されている歯車１２に噛合している。したがって入力
軸８からこれらの歯車１０，１２を介して無段変速機１
にトルクを入力するようになっている。
【００２８】さらに、上記のパワーローラ４は、円盤状
の部材であって、その外周部の断面形状が各ディスク
２，３の転動面２Ｂ，３Ｂの円弧の曲率に一致する曲率
の曲面に形成されており、したがって各ディスク２，３
に対してパワーローラ４が傾斜して、そのパワーローラ
４とディスク２，３との接触部の半径位置が任意に変化
するようになっている。このパワーローラ４は、各入力
ディスク２と出力ディスク３との間に３個、等間隔に配
置されており、無段変速機１の全体としては合計６個設
けられている。
【００２９】そして、各パワーローラ４は、保持部材で
あるキャリジ１３によって回転自在でかつ傾動自在に保
持されている。このキャリジ１３には、パワーローラ４
の外周面に潤滑油を供給するための潤滑油路が、後述す
るように形成されている。
【００３０】なお、入力軸８に取り付けられている歯車
９に噛合した入力歯車１４が設けられている。そして、
この入力歯車１４をエンジンなどの動力源（図示せず）
の動力で回転させるようになっている。
【００３１】図１の（Ａ）および（Ｂ）にパワーローラ
４およびキャリジ１３の一例を示してある。ここに示す
キャリジ１３は、パワーローラ４より僅かに小径の一対
の円板部分１３１を備えており、その各円板部分１３１
の直径方向で対向する二箇所が、パワーローラ４の外径
より外側に突出するとともに、互いに対向する面側に延
びて突き合わせ部１３２を形成している。そして、各円
板部分１３１がその突き合わせ部１３２を突き合わせて
一体に組み付けられ、その結果、これらの円板部分１３
１の間に、パワーローラ４の厚さより幾分厚い空間部が
形成され、ここにパワーローラ４が収容されている。よ
り具体的には、パワーローラ４はその中心部に軸４１を
備えており、その軸４１が、前記各円板部分１３１の中
心部に取り付けた軸受１３３によって回転自在に保持さ
れ、その結果、パワーローラ４がキャリジ１３に回転自
在に保持されている。
【００３２】一方の突き合わせ部１３２には、軸状の部
材であるステム１３４が取り付けられている。このステ
ム１３４が、油圧シリンダなどの直動型のアクチュエー
タ（図示せず）に、揺動可能に連結されており、前記各
ディスク２，３に挟み込まれたパワーローラ４をそのア
クチュエータによって前後動させ、それに伴ってパワー
ローラ４を各ディスク２，３の回転中心軸線に対して傾
斜させるようになっている。
【００３３】また、ステム１３４の中心軸線に沿って油
路１３５が形成されている。その油路１３５のアクチュ
エータ側の端部は、図示しない潤滑油供給源に連通され
ている。また、その油路１３５に連通する他の油路１３
６が、前記各円板部分１３１に形成されている。すなわ
ち円板部分１３１の直径方向に沿って一方の突き合わせ
部１３２から他方の突き合わせ部１３２に亘り、円板部
分１３１を貫通する油路１３６が形成され、各円板部分
１３１における油路１３６は、その突き合わせ面に開口
している。
【００３４】したがって図１に示すように、上下の円板
部分１３１における油路１３６は、その突き合わせ部１
３２で互いに連通している。そして、一方の突き合わせ
部１３２にステム１３４が連結されていることにより、
ステム１３４における油路１３５が、円板部分１３１側
の油路１３６に連通されている。なお、各円板部分１３
１に形成における油路１３６は、それぞれの軸受１３３
の部分で、その外周側を巡るように環状に形成され、し
たがって軸受１３３に潤滑油を供給するように構成され
ている。
【００３５】各突き合わせ部１３２には、油路１３６に
連通する潤滑油噴射口１３７が、パワーローラ４の外周
面に向けて開口した状態に形成されている。また、各円
板部分１３１における中心部に近い位置には、パワーロ
ーラ４の軸線方向での端面すなわち図１における上面と
下面とに向けて潤滑油を供給する複数の潤滑油供給孔１
３８が、それぞれの円板部分１３１における油路１３６
に連通した状態に形成されている。なお、この潤滑油供
給孔１３８は、ピンホール状の複数の孔として形成して
もよく、あるいは潤滑油が膜状になって噴き出すように
細いスリット状に形成してもよい。したがってステム１
３４における油路１３５を介して各円板部分１３１の油
路１３６に潤滑油を供給することにより、軸受１３３に
対して潤滑油が供給されると同時に、パワーローラ４の
外周面および上下両面に向けて潤滑油が噴射されるよう
になっている。
【００３６】上記の無段変速機１では、エンジンなどの
図示しない動力源で入力歯車１４を回転させることによ
り、これに噛合している歯車９および入力軸８を介して
入力ディスク２にトルクが伝達される。入力ディスク２
が回転すると、その転動面２Ｂに油膜を介して接触して
いるパワーローラ４が回転し、さらにこのパワーローラ
４が油膜を介して出力ディスク３の転動面３Ｂに接触し
ているので、出力ディスク３が回転する。そして、その
出力ディスク３と一体化されている出力軸６が回転す
る。
【００３７】その場合、パワーローラ４の回転数は、入
力ディスク２の回転数およびその転動面２Ｂとの接触箇
所の回転中心から半径によって決まる。また、出力ディ
スク３の回転数は、パワーローラ４の回転数およびその
パワーローラ４が転動面３Ｂに接触している箇所の回転
中心からの半径によって決まる。したがって入力ディス
ク２に対する出力ディスク３の相対回転数は、パワーロ
ーラ４がそれぞれの転動面２Ｂ，３Ｂに接触する箇所の
半径位置によって決まり、パワーローラ４を出力軸６の
中心軸線に対して傾動させて転動面２Ｂ，３Ｂに対する
接触箇所を変化させることにより、変速比が連続的に変
化する。
【００３８】このように無段変速機１が動作している状
態では、前記ステム１３４の油路１３５を介してキャリ
ジ１３に潤滑油が供給されている。したがって前記各円
板部分１３１の油路１３６に潤滑油が加圧して送られ、
その結果、潤滑油噴射口１３７からパワーローラ４の外
周面に潤滑油が吹き付けられる。こうしてパワーローラ
４の外周面に付着されられた潤滑油は、パワーローラ４
が回転していることにより各ディスク２，３との接触部
分に運ばれ、主として両者の間に油膜を形成する。そし
て、その油膜のせん断応力を利用してパワーローラ４と
各ディスク２，３との間でトルクの伝達がおこなわれ
る。また、パワーローラ４に吹き付けられた潤滑油の一
部は、遠心力で飛散されられるが、パワーローラ４に接
触することによりパワーローラ４から熱を奪い、その結
果、パワーローラ４が冷却される。
【００３９】また、油路１３６に供給された潤滑油は、
潤滑油供給孔１３８からパワーローラ４の回転中心に近
い箇所に向けて噴射される。その潤滑油は、パワーロー
ラ４が回転していることによる遠心力で、パワーローラ
４の上面および下面の外周側に流動し、その全面に広が
る。特に、上述した無段変速機１では、パワーローラ４
の上下両面がキャリジ１３の円板部分１３１によって覆
われていて完全な解放空間とはなっていないので、潤滑
油供給孔１３８から噴射された潤滑油はパワーローラ４
の上下両面に積極的に塗りつけられた状態となる。その
結果、パワーローラ４と潤滑油との接触面積が広くなっ
てパワーローラ４から潤滑油に対する熱伝達が促進さ
れ、パワーローラ４が積極的に冷却される。
【００４０】すなわち、潤滑油供給孔１３８から噴射し
た潤滑油は、パワーローラ４の上下両面に広がってパワ
ーローラ４から熱を奪い、かつパワーローラ４の外周部
から遠心力で振り切られるので、パワーローラ４が効率
よく冷却される。また、その潤滑油の一部は、各ディス
ク２，３の転動面２Ｂ，３Ｂに振り掛けられるので、各
ディスク２，３がその潤滑油によって熱を奪われて冷却
される。
【００４１】このように上記の無段変速機１では、パワ
ーローラ４の軸線方向での端面すなわち図１での上面あ
るいは下面に向けて複数箇所から潤滑油を供給するよう
に構成したので、パワーローラ４の上面あるいは下面の
全体に潤滑油を膜状に拡散させて供給でき、その結果、
パワーローラ４と潤滑油との間の熱伝達率が向上してパ
ワーローラ４が効果的に冷却される。また、パワーロー
ラ４のの上面あるいは下面が、保持部材であるキャリジ
１３の円板部分１３１で覆われているので、パワーロー
ラ４の上面側あるいは下面側に潤滑油を保持させること
が可能になり、その結果、パワーローラ４と潤滑油との
間の熱伝達率が向上してパワーローラ４が効果的に冷却
される。
【００４２】上述したようにパワーローラ４と円板部分
１３１との間に潤滑油を保持させれば、パワーローラ４
と潤滑油との接触を促進してパワーローラ４を効果的に
冷却できる。したがってその潤滑油の保持のために、パ
ワーローラ４とキャリジ１３との間に油溜めが生じるよ
うに構成することとしてもよい。その例を図２に示して
ある。
【００４３】ここに示す例は、前記円板部分１３１にお
けるパワーローラ４に対向する面の外周側の部分に、パ
ワーローラ４との間の空間部分を液密状態に封鎖するシ
ール材１３９を設けた例である。すなわち、このシール
材１３９は、キャリジ１３に取り付けられるとともに、
パワーローラ４の上面あるいは下面に摺接している。し
たがって前述した潤滑油供給孔１３８から噴射された潤
滑油は、パワーローラ４の上面および下面を広がりなが
ら外周側に流れるが、シール材１３９によってその流動
が止められるので、シール材１３９より内周側の部分に
油溜めが生じる。その結果、パワーローラ４の大半の部
分が潤滑油によって覆われて潤滑油に熱を奪われるの
で、パワーローラ４を効果的に冷却することができる。
【００４４】なお、シール材１３９より内周側の油溜め
に潤滑油が完全に滞留すると、その温度が次第に高くな
って冷却作用が生じなくなるので、これを防ぐために、
シール材１３９の一部に切り欠き部を形成し、あるいは
円板部分１３１に貫通孔を形成することにより、潤滑油
を順次漏洩させてパワーローラ４の上下両面側に潤滑油
の流動を生じさせることが好ましい。
【００４５】パワーローラ４の冷却は、上述したように
周囲の潤滑油もしくは空気に対して放熱することにより
おこなわれるので、パワーローラ４の冷却効果を高める
ために、その表面に凹凸部を形成することが好ましい。
その凹凸部の一例として、放熱面積を拡大するためにフ
ィン１５を形成した例を図３に示してある。この図３に
示すパワーローラ４においては、その上下両面に薄肉の
多数のフィン１５が形成されている。このフィン１５
は、環状もしくは螺旋状あるいは所定長さごとに間隔を
あけて配列された円弧状等の適宜の形状とすることがで
きる。
【００４６】上記のフィン１５は、その周囲の潤滑油や
空気に対する放熱面積を拡大するためのものであるか
ら、図１あるいは図２に示すように円板部分１３１を備
えたキャリジ１３で保持することができ、あるいはこれ
に替えて一対の矩形板状の部材からなる従来のキャリジ
で図３に示すパワーローラ４を保持することとしてもよ
い。すなわち、パワーローラ４の外周面に対してのみ潤
滑油を吹き付け、上下両面は外気に曝して空冷する場合
であっても、フィン１５による放熱量が増大してパワー
ローラ４を効果的に冷却することができる。
【００４７】凹凸部の他の例を図４に示してある。ここ
に示す例は、パワーローラ４を潤滑油によって冷却する
よう構成した例であって、その上下両面に潤滑油を乱流
とするための微細突起１６が形成されている。その微細
突起１６は、図４に拡大して示してあるように、パワー
ローラ４の中心を向く面が垂直面とされ、かつその垂直
面から外周側に延びる面が傾斜面とされた断面三角形を
成す鋸歯状の突起であり、そのピッチｐと高さｈとの比
率（ｐ／ｈ）が７〜１０に設定されている。なお、この
微細突起１６は、円周方向に連続した環状に形成しても
よく、あるいは円周方向には一定間隔ごとにかつ半径方
向には交互に形成してもよい。
【００４８】また、上記の微細突起１６は、切削加工や
プレス加工などの機械加工によって規則的に配列された
突起として形成してもよく、あるいはこれに替えて表面
粗さを粗くすることにより不規則に配列された突起とし
て形成しもよい。その場合、その微細突起のピッチと高
さとの比率は、平均で１０〜１３程度とすることが好ま
しい。
【００４９】上記の微細突起１６を形成したパワーロー
ラ４は、上述した図１あるいは図２に示す円板部分１３
１を有するキャリジ１３に取り付けて使用することが好
ましく、トルクの伝達時にはその上下両面の回転中心側
の部分に潤滑油が供給される。そして、その潤滑油は、
パワーローラ４が回転していることによる遠心力で外周
側に流れるが、前記微細突起１６を形成してあることに
より、潤滑油は乱流となる。その結果、パワーローラ４
の表面と潤滑油との間の熱伝達率が大きくなるので、パ
ワーローラ４から潤滑油に伝達される熱量が多くなり、
パワーローラ４が効果的に冷却される。
【００５０】前述したようにトロイダル型無段変速機１
ではディスク２，３とパワーローラ４との間でトルクが
伝達されることに伴って熱が発生するから、そのトルク
の伝達に関与するディスク２，３の温度も高くなる。そ
して、このディスク２，３の転動面２Ｂ，３Ｂにおける
面圧が高く、その耐久性や耐摩耗性は高温ほど低下する
ので、ディスク２，３を積極的に冷却することが望まれ
る。
【００５１】ディスク２，３を冷却する場合、上述した
パワーローラ４の冷却と同様に、空冷と潤滑油による冷
却とのいずれも採用することができる。空冷をおこなう
構造としては、例えば図５に示すように、転動面２Ｂ，
３Ｂとは反対側の背面に、多数の薄板状のフィン１７を
形成した構成を採用することができる。なお、このフィ
ン１７は円周方向に連続した環状のフィン、あるいは円
周方向に間欠的に配列した円弧状のフィンなどの適宜の
形状とすることができる。
【００５２】したがって上記のフィン１７を形成したデ
ィスク２，３が回転すると、その周囲の空気がディスク
２，３に対して相対的に流動することになるので、フィ
ン１７に空気を吹き付けて強制空冷する状態となる。そ
の結果、フィン１７を形成したことにより放熱面積が拡
大されていることと相俟って、ディスク２，３が背面側
から積極的に空冷され、その温度上昇が防止もしくは抑
制される。
【００５３】他方、潤滑油によって冷却するための構成
を図６に示してある。ここに示す例では、ディスク２，
３の背面に微細突起１８が形成されている。この微細突
起１８は、前述した図４に示すパワーローラ４における
微細突起１６と同様の形状であって、ディスク２，３の
回転中心を向く面が垂直面とされた断面が鋸歯状を成
し、そのピッチｐと高さｈとの比率（ｐ／ｈ）が７〜１
０に設定されている。この微細突起１６は、機械加工に
より規則的に配列した突起として形成してもよく、ある
いは表面粗さを粗くすることにより不規則に形成された
突起であってもよい。さらに、ディスク２，３を支持し
ている出力軸６には、ディスク２，３の背面に向けて潤
滑油を噴出させる油路１９が形成されている。
【００５４】したがって図５に示す構成では、ディスク
２，３が回転すると、油路１９からその背面に向けて潤
滑油が噴射され、その潤滑油はディスク２，３の回転に
伴う遠心力によって外周側に流動する。その潤滑油が流
動する面には、上記の微細突起１８が形成されていてい
わゆる荒れた面となっているので、潤滑油は乱流とな
る。その結果、ディスク２，３と潤滑油との間の熱伝達
率が大きくなり、トルクの伝達に伴って発生した熱が潤
滑油に積極的に伝達され、ディスク２，３が冷却され
る。
【００５５】なお、潤滑油がディスク２，３に接触して
いる時間がある程度長いほど、両者の間の熱伝達量が多
くなる、そこで例えば、図７に示すように、外周部に貫
通孔２０を形成したカバー２１を、ディスク２，３の背
面側を覆うように取り付け、油路１９から噴射した潤滑
油をそのカバー２１の内部に保持してディスク２，３と
の接触時間をある程度長くすることが好ましい。また、
そのカバー２１の内周側の端部を、図８に示すように、
出力軸６に形成したフランジ部６Ａの外周面に、シール
材２２を介して接触させ、そのカバー２１の内部に油室
２３を形成してもよい。
【００５６】ところで、熱の放散は、熱伝達以外に熱輻
射（熱放射）によっても生じる。そこで上述したディス
ク２，３およびパワーローラ４ならびにキャリジ１３の
少なくともいずれかの表面が、放射率が高くなるように
黒体化処理されている。その黒体化処理は、熱処理や、
セラミックもしくは樹脂などのコーティング処理等適宜
の方法でよい。このような構成であれば、ディスク２，
３やパワーローラ４などの温度が上昇した場合、それに
応じて熱輻射による熱の放散量が多くなるので、ディス
ク２，３やパワーローラ４などの温度上昇を防止もしく
は抑制することができる。
【００５７】なお、この発明は、上述した各具体例に限
定されないのであって、シングルキャビティ型の無段変
速機やハーフトロイダル型の無段変速機に適用すること
ができる。また、ディスクを空冷するためのフィンは、
要は、転動面以外の部位に形成されていればよいのであ
って、外周側の面であってもよい。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、転動体の軸線方向での少なくとも一方の端面の
回転中心側の複数部分に保持部材の供給孔から潤滑油が
噴射され、その潤滑油が、遠心力によりその端面の全体
に広がって流れ、その間に転動体から熱を奪って転動体
を冷却するので、転動体や回転部材の温度の上昇が防止
もしくは抑制され、その結果、無段変速機の伝達トルク
容量を増大させることができ、またその耐久性を向上さ
せることができる。
【００５９】また、請求項２の発明によれば、転動体の
軸線方向での少なくとも一方の端面が保持部材における
円板部分で覆われ、両者の間に潤滑油が充満した状態に
保持されるから、転動体がその端面側に保持された潤滑
油よって熱を奪われて冷却される。そのため、転動体や
回転部材の温度の上昇が防止もしくは抑制されて、無段
変速機の伝達トルク容量を増大させることができ、また
その耐久性を向上させることができる。
【００６０】さらに、請求項３の発明によれば、転動体
の軸線方向での少なくとも一方の端面側に、シール材に
よって油溜めが形成され、ここに充満している潤滑油に
よって転動体が冷却されるので、転動体や回転部材の温
度の上昇が防止もしくは抑制されて、無段変速機の伝達
トルク容量を増大させることができ、またその耐久性を
向上させることができる。
【００６１】またさらに、請求項４あるいは５の発明に
よれば、転動体の軸線方向での少なくとも一方の端面か
ら空気もしくは潤滑油に対する放熱がフィンによって促
進され、その結果、転動体が積極的に冷却されるから、
転動体や回転部材の温度の上昇が防止もしくは抑制され
て、無段変速機の伝達トルク容量を増大させることがで
き、またその耐久性を向上させることができる。
【００６２】また、請求項６の発明によれば、転動体が
回転することにより生じるその端面での潤滑油の流動
が、微細突起によって乱流とされるので、転動体から潤
滑油に対する熱伝達率が大きくなり、転動体が潤滑油に
よって積極的に冷却される。そのため、転動体や回転部
材の温度の上昇が防止もしくは抑制されて、無段変速機
の伝達トルク容量を増大させることができ、またその耐
久性を向上させることができる。
【００６３】そしてさらに、請求項７の発明によれば、
回転部材もしくは転動体の表面が、熱放射を促進する黒
体化処理されていて回転部材もしくは転動体の表面から
の熱放散が積極的に生じるので、回転部材もしくは転動
体の冷却が促進され、その温度上昇が防止もしくは抑制
され、ひいては無段変速機の伝達トルク容量を増大させ
ることができ、またその耐久性を向上させることができ
る。
【００６４】一方、請求項８の発明によれば、回転部材
が回転することによりその周囲の空気もしくは潤滑油に
対して相対的に流動を生じさせた状態で回転部材が接触
し、その場合、回転部材からその周囲の空気もしくは潤
滑油に対する熱伝達がフィンによって促進され、その結
果、回転部材が積極的に冷却される。そのため、転動体
や回転部材の温度の上昇が防止もしくは抑制されて、無
段変速機の伝達トルク容量を増大させることができ、ま
たその耐久性を向上させることができる。
【００６５】そして、請求項９の発明によれば、回転部
材の転動面とは反対側のいわゆる背面に対して潤滑油が
供給され、その潤滑油が遠心力により外周側に流動し、
その場合、回転部材の背面に形成されている微細突起に
よって潤滑油が乱流とされるので、回転部材と潤滑油と
の間の熱伝達率が大きくなり、回転部材が潤滑油によっ
て積極的に冷却される。そのため、転動体や回転部材の
温度の上昇が防止もしくは抑制されて、無段変速機の伝
達トルク容量を増大させることができ、またその耐久性
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る無段変速機におけるパワーロ
ーラの一例を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は断面図である。
【図２】 この発明に係る無段変速機におけるパワーロ
ーラの他の例を示す断面図である。
【図３】 この発明に係る無段変速機で使用できるフィ
ンを形成したパワーローラの例を示す縦断側面図であ
る。
【図４】 この発明に係る無段変速機で使用できる微細
突起を形成したパワーローラの例を示す縦断側面図であ
る。
【図５】 この発明に係る無段変速機で使用できるフィ
ンを形成したディスクの例を示す縦断側面図である。
【図６】 この発明に係る無段変速機で使用できる微細
突起を形成したディスクの例を示す側面図である。
【図７】 ディスクの背面側にカバーを取り付けた例を
示す縦断側面図である。
【図８】 ディスクの背面側にカバーを取り付けて油室
を形成した例を示す縦断側面図である。
【図９】 この発明に係る無段変速機の全体的な構成の
一例を示す模式的な縦断側面図である。
【符号の説明】
１…無段変速機、 ２…入力ディスク、 ３…出力ディ
スク、 ２Ｂ，３Ｂ…転動面、 ４…パワーローラ、
１３…キャリジ、 １３１…円板部分、 １３５，１３
６…油路、 １３８…潤滑油供給孔、 １３９…シール
材、 １５，１７…フィン、 １６，１８…微細突起、
１９…油路。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA08 BD01 BE09 CA05 CB06 EC03 EC06 EC07 ED08 3J063 AB33 AC03 BA15 CA01 CB36 XH03 XH13 XH42

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の回転部材の間に、これらの回転部
    材の互いに対向する転動面に油膜を介して外周面を接触
    させた転動体が配置されるとともに、その転動体を回転
    自在に保持する保持部材が設けられたトロイダル型無段
    変速機において、 前記転動体の軸線方向での少なくとも一方の端面の回転
    中心側の複数箇所に向けて潤滑油を噴射する潤滑油供給
    孔が前記保持部材に設けられていることを特徴とするト
    ロイダル型無段変速機。
  2. 【請求項２】 一対の回転部材の間に、これらの回転部
    材の互いに対向する転動面に外周面を油膜を介して接触
    させた転動体が配置されるとともに、その転動体を回転
    自在に保持する保持部材が設けられ、その保持部材によ
    って回転自在に保持された前記転動体に潤滑油を供給す
    るように構成されたトロイダル型無段変速機において、 前記保持部材が、前記転動体の軸線方向での少なくとも
    一方の端面に対向して該端面の大半を覆う円板部分を有
    していることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  3. 【請求項３】 前記円板部分の外周部に、その円板部分
    と前記転動体の軸線方向での端面との間に油溜めを形成
    するシール材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。
  4. 【請求項４】 一対の回転部材の間に、これらの回転部
    材の互いに対向する転動面に油膜を介して外周面を接触
    させた転動体が配置されるとともに、その転動体を回転
    自在に保持する保持部材が設けられたトロイダル型無段
    変速機において、 前記転動体の軸線方向での少なくとも一方の端面に、凹
    凸部が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。
  5. 【請求項５】 前記凹凸部が、放熱用のフィンであるこ
    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。
  6. 【請求項６】 前記凹凸部が、潤滑油の流れを乱流とす
    る微細突起であ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。
  7. 【請求項７】 前記回転部材もしくは転動体の表面が、
    熱放射を促進する黒体化処理されていることを特徴とす
    る請求項１ないし６のいずれかに記載のトロイダル型無
    段変速機。
  8. 【請求項８】 一対の回転部材の間に、これらの回転部
    材の互いに対向する転動面に外周面を油膜を介して接触
    させた転動体が配置されるとともに、その転動体を回転
    自在に保持する保持部材が設けられたトロイダル型無段
    変速機において、 前記回転部材の前記転動面以外のいずれかの部位に放熱
    用のフィンが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。
  9. 【請求項９】 一対の回転部材の間に、これらの回転部
    材の互いに対向する転動面に外周面を油膜を介して接触
    させた転動体が配置されるとともに、その転動体を回転
    自在に保持する保持部材が設けられたトロイダル型無段
    変速機において、 前記回転部材における前記転動面とは反対側の面に向け
    て潤滑油を供給する油路が設けられるとともに、その潤
    滑油が供給される前記面に、潤滑油の流れを乱流とする
    微細突起が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。
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