JP3565169B2

JP3565169B2 - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP3565169B2
Application number: JP2001012291A
Authority: JP
Inventors: 靖治竹綱; 茂紀玉置
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: EP1353091A1; EP1881233B1; JP2002213558A; US20040043860A1; EP1881233A3; DE60223900T2; EP1353091A4; EP1881233A2; EP1353091B1; DE60231847D1; US7211024B2; DE60223900D1; WO2002057655A1

Description

【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、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、かつ該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。なお、その保持部材には、請求項２に記載されているように、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を設けることができ、さらにその潤滑油供給孔は、請求項９に記載されているように、前記潤滑油を前記転動体に対して直接噴射する箇所に設けることができる。
【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、かつ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。
【０００９】
また、請求項２の発明では、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。
【００１３】
またさらに、請求項３の発明は、請求項１に記載されている発明において、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４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３あるいは４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３における凹凸部は、請求項５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３あるいは５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６の発明は、請求項１ないし５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６の発明では、請求項１ないし５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】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、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７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８の発明は、請求項１の発明において、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１３１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１３６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１３２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１３１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１３８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１３４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１３１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７〜１０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、かつ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、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あるいは９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。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。
【００６１】
またさらに、請求項３あるいは４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５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６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７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８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、１３５，１３６…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。

Claims

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、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、かつ該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トロイダル型無段変速機。
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請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
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する請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
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３に記載のトロイダル型無段変速機。
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３に記載のトロイダル型無段変速機。
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５のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
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請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
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請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
前記潤滑油供給孔は、前記潤滑油を前記転動体に対して直接噴射する箇所に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。