JP2008039088A - Torodial continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トロイダル面を持った入力ディスクと出力ディスクとの間に、外周面をトロイダル面に対応した曲面としたパワーローラなどの回転部材を挟み込み、これら三者の間に形成されるトラクションオイルの油膜のせん断力を利用してトルクを伝達するトロイダル式無段変速機に関するものである。 In this invention, a rotary member such as a power roller whose outer peripheral surface is a curved surface corresponding to the toroidal surface is sandwiched between an input disc having a toroidal surface and an output disc, and traction oil formed between these three members. The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission that transmits torque using the shear force of the oil film.
一般に、トロイダル式無段変速機は、対向する面をトロイダル面とした入力ディスクと出力ディスクとの間に、前記トロイダル面に倣った外周面を持つパワーローラを挟み込み、そのパワーローラと各ディスクとの間にトラクションオイルの油膜を形成し、その油膜に加わる圧力を高めてガラス遷移化させ、それに伴うせん断力を利用してトルクを伝達するように構成されている。上記のような入力ディスクおよび出力ディスクに対してパワーローラが接触する部分、すなわち、トラクションドライブ部では、動力伝達時に摩擦熱が発生する。そこで、トラクションドライブ部に潤滑油を供給する潤滑油供給機構が設けられている。このように、潤滑油供給機構を有するトロイダル式無段変速機の一例が、特許文献1に記載されている。
In general, a toroidal-type continuously variable transmission includes a power roller having an outer peripheral surface imitating the toroidal surface between an input disk and an output disk whose opposing surfaces are toroidal surfaces. The oil film of traction oil is formed between them, the pressure applied to the oil film is increased to make a glass transition, and the torque is transmitted using the accompanying shearing force. In the portion where the power roller contacts the input disk and output disk as described above, that is, in the traction drive section, frictional heat is generated during power transmission. Therefore, a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the traction drive unit is provided. An example of a toroidal continuously variable transmission having a lubricating oil supply mechanism is described in
この特許文献1に記載されたトロイダル式無段変速機においては、主軸の周囲に入力ディスクおよび出力ディスクが取り付けられており、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラが設けられている。また、前記パワーローラを支持するトラニオンが設けられており、そのトラニオンを上下方向に動作可能に、かつ、傾転可能に支持するアッパリンクおよびロアリンクが設けられている。また、アッパリンクを揺動可能に保持するリンクポストが設けられている。このリンクポストは、入力ディスクと出力ディスクとの間であり、かつ、前記主軸の上方に設けられている。そして、前記リンクポストの先端に複数の潤滑油供給孔が設けられており、その潤滑油供給孔から前記パワーローラおよび入力ディスクおよび出力ディスクに向けて潤滑油が噴出される。なお、潤滑油供給機構を有するトロイダル式無段変速機の一例は特許文献2、3にも記載されている。
In the toroidal continuously variable transmission described in
しかしながら、前記入力ディスクおよび出力ディスクが高速回転するため、前記トロイダル面に向けて潤滑油を噴出しても弾き飛ばされてしまうため、前記トラクションドライブ部を十分に潤滑および冷却できない虞れがあった。 However, since the input disk and the output disk rotate at a high speed, the traction drive unit may not be sufficiently lubricated and cooled because the oil is blown off even when the lubricating oil is jetted toward the toroidal surface. .
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、前記入力ディスクおよび出力ディスクのトロイダル面に供給された潤滑油が弾き飛ばされることを抑制できるトロイダル式無段変速機を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and provides a toroidal continuously variable transmission capable of suppressing the splashing of lubricating oil supplied to the toroidal surfaces of the input disk and the output disk. It is intended to do.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、相対回転可能に設けられ、かつ、対向する部分にそれぞれトロイダル面が形成された入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに形成されたトロイダル面に接触して転動するパワーローラと、前記入力ディスクおよび出力ディスクに形成されたトロイダル面に潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを有するトロイダル式無段変速機において、前記入力ディスクまたは出力ディスクの少なくとも一方に形成されたトロイダル面を覆うカバーを設け、このカバーは、前記トロイダル面の径方向全体を覆う構成を有していることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記入力ディスクおよび出力ディスクの上方に前記カバー部材が設けられていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the cover member is provided above the input disk and the output disk.
請求項1の発明によれば、パワーローラが、入力ディスクおよび出力ディスクにそれぞれ設けられたトロイダル面に接触して転動し、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間でトルク伝達がおこなわれる。また、潤滑油供給機構によって前記トロイダル面に潤滑油が供給されるとともに、前記トロイダル面の回転によって潤滑油が弾き飛ばされると、その潤滑油がカバーに接触して、前記トロイダル面に戻される。したがって、前記パワーローラと前記トロイダル面との接触部、つまり、トラクションドライブ部に潤滑油を十分に供給することができ、潤滑効率の低下を抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the power roller rolls in contact with the toroidal surfaces provided on the input disk and the output disk, respectively, and torque is transmitted between the input disk and the output disk. Further, the lubricating oil is supplied to the toroidal surface by the lubricating oil supply mechanism, and when the lubricating oil is blown off by the rotation of the toroidal surface, the lubricating oil comes into contact with the cover and is returned to the toroidal surface. Therefore, the lubricating oil can be sufficiently supplied to the contact portion between the power roller and the toroidal surface, that is, the traction drive portion, and the reduction in the lubrication efficiency can be suppressed.
また、請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他に、前記カバーに付着した潤滑油が自重で落下して前記トロイダル面に戻る。
According to the invention of
つぎに、この発明の概念を説明すると、トロイダル式無段変速機は、キャビティを1箇所有するシングルキャビティ式、またはキャビティを2箇所有するダブルキャビティ式のいずれでもよい。また、潤滑油供給機構は、入力ディスクおよび出力ディスクの軸線の上方から、入力ディスクおよび出力ディスクのトロイダル面に向けて潤滑油を供給(滴下、吹き出し、噴射)する構成を有しており、油路、ノズルなどの構成が、これに相当する。この発明において、カバーは、供給される潤滑油の流動方向もしくは移動方向を、規制し、かつ、案内することにより、潤滑油をトラクションドライブ部に保持する機構である。このカバーは、前記入力ディスクおよび出力ディスクの回転中心となる軸線よりも上方に設けられる。また、このカバーは金属材料を薄板状に成形して構成される。 Next, the concept of the present invention will be described. The toroidal continuously variable transmission may be either a single cavity type having one cavity or a double cavity type having two cavities. The lubricating oil supply mechanism has a configuration for supplying (dropping, blowing, jetting) lubricating oil from above the axis of the input disk and the output disk toward the toroidal surfaces of the input disk and the output disk. The configuration of the path and nozzle corresponds to this. In the present invention, the cover is a mechanism for holding the lubricating oil in the traction drive unit by regulating and guiding the flow direction or moving direction of the supplied lubricating oil. The cover is provided above the axis that is the rotation center of the input disk and the output disk. The cover is formed by molding a metal material into a thin plate shape.
つぎに、この発明の具体例を図面に基づいて説明する。まず、この発明に係るトロイダル式無段変速機を車両に用いる場合の概略構成を、図1および図2に基づいて説明する。図1はトロイダル式無段変速機1の正面縦断面図、図2はトロイダル式無段変速機1の概念的な平面図である。このトロイダル式無段変速機1は、例えば、車両の動力源から車輪に至る動力伝達経路に配置されるものであり、入力ディスク2および出力ディスク3を有している。この入力ディスク2および出力ディスク3は、軸線A1を中心として同軸上に回転可能に設けられている。具体的には、入力軸4と一体回転する環状のシリンダ5が設けられており、そのシリンダ5の円筒部6の内周側に、環状の入力ディスク2が設けられている。この入力ディスク2は入力軸4の外周に取り付けられている。そして、前記シリンダ5の円筒部6と前記入力ディスク2の外周部とがスプライン嵌合されて一体回転するように構成されている。また、前記シリンダ5と前記入力ディスク2とは軸線方向に相対移動可能である。さらに、前記シリンダ5の内部には、前記入力ディスク2および前記出力ディスク3に軸線方向の荷重を与えるアクチュエータ(図示せず)が設けられているが、ここでは図示を省略する。このアクチュエータは、油圧室、バネなどを有する。
Next, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a schematic configuration when the toroidal continuously variable transmission according to the present invention is used in a vehicle will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a front longitudinal sectional view of a toroidal continuously
前記出力ディスク3も環状に構成されており、その出力ディスク3は環状の出力軸7の外側に取り付けられている。この出力軸7は前記入力軸4と相対回転可能に、かつ、入力軸4と同軸上に配置されている。また、前記出力ディスク3と前記出力軸7とが一体回転し、かつ、軸方向に相対移動可能となるようにスプライン嵌合により連結されている。前記入力ディスク2には、前記軸線A1を中心とする環状のトロイダル面8が形成され、前記出力ディスク3には、前記軸線A1を中心とする環状のトロイダル面9が形成されている。このトロイダル面8とトロイダル面9とは対向して配置されており、トロイダル面8,9は、いずれも、軸線A1を含む平面内に設けられた基準点(図示せず)を中心とする円弧形状を有している。また、軸線方向で、前記トロイダル面8と前記トロイダル面9との距離が長くなるほど、外径が大きくなる方向に、前記トロイダル面8,9が湾曲されている。そして、前記トロイダル面8とトロイダル面9との間に、複数、具体的には2個のパワーローラ10が介在されている。すなわち、前記トロイダル面8とトロイダル面9との間にキャビティが形成され、そのキャビティ内にパワーローラ10が配置されている。なお、前記トロイダル式無段変速機1は、キャビティが単数であるシングルキャビティ式の無段変速機、またはキャビティが2箇所形成されたダブルキャビティ式の無段変速機のいずれでもよい。図1および図2では便宜上、単数のキャビティを示してある。
The
前記つぎに、前記パワーローラ10を支持する機構を、図3に基づいて説明する。図3は、軸線A1に直交する方向における縦断面図である。図3においては、2個のパワーローラ10の支持構造は軸線A1を基準として左右対称に構成されているため、図3では便宜上、片方のパワーローラ10の支持機構が示されている。まず、前記パワーローラ10を支持するトラニオン11が設けられており、そのトラニオン11はアッパリンク12およびロアリンク13によって、軸受14,15を介して支持されることにより、軸線B1を中心として回転可能となっている。このトラニオン11の回転角度、すなわち傾転角度は、ストッパ(図示せず)などにより所定角度範囲内となるように規制されている。また、軸線B1は高さ方向(鉛直方向)に沿って配置されている。また、前記トラニオン11は、前記軸受14,15に支持された状態で、前記軸線方向に動作可能に構成されている。なお、前記トラニオン11を軸線方向に動作させる動力を発生するアクチュエータ(図示せず)が設けられている。このアクチュエータとしては、公知の油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータなどを用いることが可能である。
Next, a mechanism for supporting the
前記パワーローラ11は複数の構成片によって構成されている。すなわち、パワーローラ11は内輪16および外輪17とを有し、その内輪16と外輪17との間にボール18が介在されている。また、前記外輪17には円柱状の軸部19が設けられており、その軸部10を中心として、前記外輪17がトラニオン11により回転可能に支持されている。この軸部19の軸線C1は略水平に配置されているとともに、前記軸線A1とは交差していない。一方、前記内輪16には軸部20が設けられており、その軸部20が前記外輪17により支持されて、前記内輪16が前記軸部20を中心として回転可能に構成されている。軸部20の軸線D1は前記軸線C1と平行であり、平面断面において、前記軸線D1は前記軸線A1と直交する。このように構成されたパワーローラ10は、スラスト軸受としての機能と、ラジアル軸受としての機能とを兼備している。そして、図2に示すように、前記内輪16の外周面(転動面)の一部が、トラクションオイルを介して前記トロイダル面8,9に接触される。
The
つぎに、前記アッパーリンク12の支持構造を図1および図3に基づいて説明する。前記アッパーリンク12は、支持軸(支持ピン)21を介してアッパーポスト22によって支持されている。またアッパーポスト22は、固定機構よりケーシング23に固定されている。図3に示す例では、ねじ部材24によりアッパーポスト22がケーシング23に締め付け固定されている。このようにして、前記アッパーリンク12は支持軸21を中心として揺動可能に支持されている。支持軸21の中心線E1は略水平に配置され、かつ、前記軸線A1の上方に配置されている。また軸線A1と中心線E1とは平行である。また、前記ケーシング23には潤滑油供給ノズル25が取り付けられており、その潤滑油供給ノズル25が真下に向けて突出されている。この潤滑油供給ノズル25は前記軸線A1の上方に位置しているとともに、前記トロイダル面8と前記トロイダル面9との間に配置されている。そして、この潤滑油供給ノズル25には油路26が設けられており、その油路26には潤滑油噴射孔27が2本接続されている。2本の潤滑油噴射孔27の開口部28は、いずれも潤滑油供給ノズル25の先端(下端)に開口されており、その潤滑油噴射孔27の中心線(図示せず)は、油路26の中心線(図示せず)に対して所定角度で傾斜している。具体的には、潤滑油噴射孔27の中心線同士の距離は、前記トロイダル面8またはトロイダル面9に近づくほど拡大する向きで傾斜している。また、開口部28は、トロイダル面8,9における最も内周側、つまり、最小外径部の外側に配置されている。
Next, the support structure of the
そして、高さ方向で、前記トロイダル面8,9の上方を覆うように、カバー29がそれぞれ別個に取り付けられている。ここで、「別個に」とは、物理的に別部材という意味である。このカバー29は、金属材料により構成されており、かつ、トロイダル面8またはトロイダル面9の半径方向のほぼ全体を覆う形状および大きさを有している。このカバー29は前記入力軸4の軸線A1よりも上方に配置されている。より具体的には、前記カバー29の一端部(下端部)は前記開口部28よりも外周側に配置されているとともに、前記カバー29の他端部(上端部)は、前記トロイダル面8またはトロイダル面9の外周端と同じ位置か、またはそれよりも外周側に配置されている。そして、図1に示すように、前記入力軸4の軸線A1を含む正面縦断面において、前記カバー29は前記トロイダル面8またはトロイダル面9と近似する断面形状、すなわち円弧形状を有している。したがって、トロイダル面8またはトロイダル面9とカバー29との間には、トロイダル面8またはトロイダル面9の半径側の全領域で、略同じ間隔の隙間30が形成されている。また、図4に示すように、前記軸線A1と直交する平面(側面)内において、このカバー29の内周側の円弧長は、カバー29の外周側の円弧長よりも短く構成されている。そして、高さ方向におけるカバー29の上端がケーシング23に固定されている。カバー29は、ねじ固定、溶接固定などにより固定可能である。図4では、ねじ31によりカバー29を固定した場合が示されている。
And the
また、図1に示す例では、前記入力ディスク2の上方を覆うように取り付けられたカバー29は、その固定端側に、前記入力ディスク2の外側に延ばされ、ついで、入力ディスク2の外周面に向けて戻るように湾曲された湾曲部32が形成されている。これに対して、出力ディスク3の上方を覆うように取り付けられたカバー29は、その固定端側に、前記出力ディスク3の外側に延ばされ、ついで、出力ディスク3の外周面に向けて戻るように湾曲された湾曲部32が形成されている。上記のように構成されたカバー29は、前記トラニオン11およびパワーローラ10が傾転した場合でも、前記トラニオン11および前記パワーローラ10が前記カバー29に接触することがないように、そのカバー29の固定位置および形状が構成されている。上記のように構成された2個のカバー29の自由端は、図1に示すように、軸線方向で潤滑油噴射ノズル25の両側に配置されている。
Further, in the example shown in FIG. 1, the
この実施例の作用を説明すると、前記トロイダル面8,9に対してトラクションオイルが介在されて内輪16が接触するとともに、前記入力ディスク2および前記出力ディスク3の軸線方向における挟圧力が与えられる。また、前記入力ディスク2が回転すると、前記内輪16がトロイダル面8,9に接触したまま転動して、前記出力ディスク3にトルクが伝達される。より具体的には、内輪16の接触点の面圧でトラクションオイルがガラス遷移化し、せん断力によってトルクが伝達される。また、前記トラニオン11が軸線B1に沿って動作されると、前記パワーローラ10の内輪16とトロイダル面8,9との接触部分に発生するスリップ力で、前記トラニオン11と共にパワーローラ10が傾転し、前記入力ディスク2および出力ディスク3に対する前記パワーローラ10の内輪16の接触半径が変化する。すなわち、トロイダル式無段変速機1の変速比が無段階に(連続的に)変化する。この実施例において、前記入力ディスク2および出力ディスク3に対する前記内輪16の接触点の2箇所を線分で結ぶと、その線分から外れた位置に前記パワーローラ10の傾転中心が配置されている。つまり、この実施例のトロイダル式無段変速機1は、ハーフトロイダル式の無段変速機である。
The operation of this embodiment will be described. Traction oil is interposed between the
つぎに、前記トロイダル面8,9に潤滑油を供給する作用について説明する。前記油路26を経由して潤滑油が供給され、その潤滑油が潤滑油噴射孔27から噴射される。そして、前記トロイダル面8,9の回転によって潤滑油が弾き飛ばされると、その潤滑油がカバー29に接触し、前記トロイダル面8,9に戻される。したがって、前記パワーローラ10と前記トロイダル面8,9との接触部、つまり、トラクションドライブ部に潤滑油を十分に供給して、潤滑および冷却することができ、トロイダル面8,9およびパワーローラ10の転動面の熱を奪うことができる。このように、潤滑効率の低下を抑制できる。また、前記カバー29が前記軸線A1よりも上方に配置されているため、カバー29に付着した潤滑油が自重で落下して前記トロイダル面8,9に戻る。さらに、トロイダル面8,9に付着した潤滑油が遠心力で外側に弾き飛ばされた場合、カバー29とトロイダル面8,9との隙間30を通って外側に移動し、カバー29の湾曲部32によって更なる外側への移動が規制され、再度トロイダル面8,9に戻される。したがって、潤滑油を再使用することができ、潤滑効率が一層向上する。さらに、ケーシング23の内部であり、かつ、キャビティの外部に存在する潤滑油が前記カバー29の内面に付着すると、その潤滑油が自重で下方に移動してトロイダル面8,9に供給される。
Next, the operation of supplying lubricating oil to the
つぎに、前記カバー29の他の構成例を、図5および図6に基づいて説明する。前記トロイダル面8,9の円周方向に沿った断面において、前記入力ディスク2または前記出力ディスク3の半径方向の凹凸部を交互に連続して配置した波形形状に構成されている。このように構成した場合、カバー29の剛性が増して、カバー29の面振動による騒音を防止できる。なお、カバー29の取り付け箇所は、ケーシング23ではなくアッパポスト22でもよい。さらに、湾曲部32が設けられていないカバー29を用いてもよい。なお、上記実施例では、入力ディスク2を覆うカバー29と出力ディスク3を覆うカバー29とが別部材で構成されているが、入力ディスク2および出力ディスク3を覆うカバーを一体成形品により構成してもよい。ここで、この実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、油路26および潤滑油噴射孔27を有する潤滑油供給ノズル25が、この発明の潤滑油供給機構に相当し、軸線A1が、この発明の軸線に相当する。
Next, another configuration example of the
1…トロイダル式無段変速機、 2…入力ディスク、 3…出力ディスク、 8,9…トロイダル面、 10…パワーローラ、 25…潤滑油供給ノズル、 26…油路、 27…潤滑油噴射孔、 29…カバー、 A1…軸線。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記入力ディスクまたは出力ディスクの少なくとも一方に形成されたトロイダル面を覆うカバーを設け、このカバーは、前記トロイダル面の径方向全体を覆う構成を有していることを特徴とするトロイダル式無段変速機。 An input disk and an output disk that are provided so as to be relatively rotatable and each has a toroidal surface formed on the opposing part, and a power roller that rolls in contact with the toroidal surfaces formed on the input disk and the output disk, In a toroidal continuously variable transmission having a lubricating oil supply mechanism for supplying lubricating oil to a toroidal surface formed on the input disk and the output disk,
A toroidal continuously variable transmission characterized in that a cover for covering a toroidal surface formed on at least one of the input disk or the output disk is provided, and the cover has a configuration covering the entire radial direction of the toroidal surface. Machine.
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