JP6248609B2

JP6248609B2 - トロイダル型無段変速機

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Publication number: JP6248609B2
Application number: JP2013263535A
Authority: JP
Inventors: 智甲藤; 寛孝岸田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: JP2015117814A

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シングルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図３および図４に示すように構成されている（例えば、特許文献１参照）。ケーシング（図示略）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、入力側ディスク２と出力側ディスク３とが取り付けられている。

出力側ディスク３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５によって、入力軸１の軸心を中心に回転自在に支持されている。また、入力側ディスク２は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受６によって、入力軸１の軸心を中心に回転自在に支持されている。入力側ディスク２は、入力側ディスク２とカム板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、入力軸１により回転駆動されるようになっている。

また、入力軸１の出力側ディスク３の背面側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に出力側ディスク３が連結されて一体に回転するようになっている。また、出力歯車４は、この出力歯車４に対して出力側ディスク３の逆側（図３中右側）に設けられるとともにケーシングに支持された出力側軸受３６を介してケーシングに回転自在に支持されている。出力側ディスク３は、出力側軸受３６によって出力歯車４を介して入力軸１の右側への移動が規制されている。これにより、出力側ディスク３および出力歯車４は、入力軸１の軸心を中心に回転できる一方で、軸心方向の変位が阻止されている。

また、入力側ディスク２の内側面（凹面）２ａと出力側ディスク３の内側面（凹面）３ａとの間には、パワーローラ１１が回転自在に挟持されている。

図３中左側に位置する押圧装置１２のカム板７は、入力軸１の図３中左側に形成された鍔部３８により入力軸１に対して左側への移動が規制されている。また、カム板７は、入力軸１と一体に回転可能に、入力軸１に例えばスプライン結合されている。また、入力軸１の右端部には筒状の支持部材４２が固定されており、この支持部材４２は、ケーシングに支持された入力側軸受３７に挿入固定されている。また、支持部材４２のフランジ部４２ａの右側にリング状の固定部材４３が当接され、この固定部材４３が入力軸１に固定されている。

これにより、押圧装置１２により入力側ディスク２を入力軸１の軸方向右側に向かって押圧した際に、反力によりカム板７が入力軸１の軸方向左側に押圧されることにより、入力軸１が軸方向左方へ移動するのが規制される。また、押圧装置１２によって、入力側ディスク２およびパワーローラ１１を介して出力側ディスク３が右方に押圧されることによって、出力側軸受３６には出力歯車４を介してスラスト荷重が加わる。この場合に、ケーシングに支持された出力側軸受３６により、出力側ディスク３および出力歯車４の入力軸１の軸方向右方への移動が規制される。これらのことから押圧装置１２により、各ディスク２，３の凹面２ａ，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ことができる。

また、支持部材４２のフランジ部４２ａと固定部材４３との間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、押圧装置１２が非作動時に、各ディスク２，３の凹面２ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力（予圧）を付与する。

図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４に示すように、ケーシングの内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸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。各トラニオン１５，１５は、支持板部１６の長手方向（図４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には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。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には変位軸２３の基端部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２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１がラジアルニードル軸受３５を介して回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、入力側ディスク２および出力側ディスク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、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４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。各ヨーク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入力軸１の軸方向に直交する方向に長尺な矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの両端部には円形の支持孔１８，１８がそれぞれ設けられており、これら支持孔１８，１８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３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図４の左右方向）の中央部には、係止孔１９が設けられており、この係止孔１９は、ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシングに固定部材５２を介して支持されているポスト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、ポスト６８およびこれを支持するシリンダボディ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２，３の回転方向に対して同方向（図４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（スラスト軸受）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（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体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４の下端部）にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）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シリンダボディ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とシリンダボディ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、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、入力側ディスク２に伝えられる。そして、入力側ディスク２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク３に伝えられ、さらに出力側ディスク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する。例えば、図４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と入力側ディスク２および出力側ディスク３の内側面２ａ，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。

図５および図６に、シングルキャビティ式トロイダル型無段変速機のヨーク２３Ａ（２３Ｂ）を示す。上述のようにヨーク２３Ａには、その中央部にポスト６４（６８）が貫通した状態でかつヨーク２３Ａを揺動自在に支持するように嵌合している係止孔１９が設けられている。また、ヨーク２３Ａの両端部には、それぞれトラニオン１５の枢軸１４が揺動自在に嵌合している支持孔１８が設けられている。

これら支持孔１８および係止孔１９は、ヨーク２３Ａの長手方向と直交する方向（幅方向）で、かつ、入力軸１の軸方向に沿う方向に沿った位置がヨーク２３Ａの中央となっている。例えば、係止孔１９のヨーク２３Ａの長手方向に沿った左の側縁と、ヨーク２３Ａの長手方向に沿った左の側縁との距離である幅Ｘと、係止孔１９のヨーク２３Ａの長手方向に沿った右の側縁と、ヨーク２３Ａの長手方向に沿った右の側縁との距離としての幅Ｙとが等しくなっている。すなわち、ヨーク２３Ａの中央部分の入力軸１の軸方向に沿って係止孔１９により左右に分割される各分割部分の幅Ｘおよび幅Ｙが互いに等しくなっている。

シングルキャビティ式トロイダル型無段変速のヨーク２３Ａ（２３Ｂ）には、図６に示すようにトラニオン１５の枢軸１４からパワーローラ１１のスラスト力（Ｆ_ＰＲ）が作用する。上述の入力側ディスク２と出力側ディスク３に挟まれた状態で押圧装置１２に押圧されるパワーローラ１１には、スラスト力が作用し、このスラスト力が、スラスト玉軸受２４を介してトラニオン１５に伝達され、このスラスト力がトラニオン１５の枢軸１４からヨークに作用する。

ここでは、一対のトラニオン１５からヨークに作用する力をＦ_ＰＲとしているので、各支持孔１８に作用する力は、Ｆ_ＰＲ／２となる。また、トロイダル型無段変速機では、変速時にパワーローラ１１が枢軸１４を中心として揺動（傾転）することになる。例えば、中立位置では、入力軸１の軸方向に沿う方向に対してパワーローラ１１の軸方向（回転軸方向）が直角な状態となっているが、パワーローラ１１は、トラニオン１５とともに変速比のＬｏｗ側またはＨｉｇｈ側に傾転する。図６では、ヨーク２３Ａの左側に斜めにパワーローラ１１が傾転し、ヨーク２３Ａの斜め右にパワーローラ１１のスラスト力が作用する場合（Ｆ_ＰＲ／２）にＨｉｇｈ側となる。
逆に、ヨーク２３Ａの右側に斜めにパワーローラ１１が傾転し、ヨーク２３Ａの斜め左にパワーローラ１１のスラスト力（Ｆ_ＰＲ／２）が作用する場合にＬｏｗ側となる。

なお、一対のパワーローラ１１，１１は中立位置で互いに対向した状態で、左右方向に傾転する際に同じ方向に傾転する。ここで、パワーローラ１１，１１の向きは、パワーローラ１１，１１の回転軸の軸方向で、かつ、パワーローラ１１，１１の大径側から小径側に向かう向きである。また、中立位置に対して傾転した場合のヨーク２３Ａの各支持孔１８に作用するパワーローラ１１のスラスト力であるＦ_ＰＲ／２の向き（方向）は、パワーローラ１１の上述の向き（方向）の逆向きとなる。

また、図６においては、傾転したパワーローラ１１のスラスト力であるＦ_ＰＲ／２の方向を入力軸１に沿う方向に対する角度φで表すものとし、Ｆ_ＰＲ／２を入力軸１の軸方向に沿う軸方向成分と、入力軸１の軸方向に対して直角となる軸直角方向に沿う軸直角成分とに分けている。Ｆ_ＰＲ／２の軸方向成分は、（Ｆ_ＰＲ／２）ＣＯＳφとなり、軸直角成分は、（Ｆ_ＰＲ／２）ＳＩＮφとなる。また、図６におけるＨｉｇｈ（側）とＬｏｗ（側）とは、パワーローラ１１が傾転した際に軸直角成分の矢印が向く側である。したがって、図６におけるＦ_ＰＲ／２の方向は、パワーローラ１１が変速比のＨｉｇｈ側に傾転した場合のものである。

ヨーク２３Ａの２つの支持孔１８の部分にそれぞれにトラニオン１５の枢軸１４から作用するパワーローラ１１のスラスト力Ｆ_ＰＲ／２の軸直角成分は、互いに逆方向で略同じ大きさの力となるので、互いに相殺される。それに対して、２つの支持孔１８の部分にかかるパワーローラ１１のスラスト力Ｆ_ＰＲ／２の軸方向成分は、それらの方向が互いに平行で、かつ同じ向きであるため相殺されない。

そのため、ヨーク２３Ａは、一対の支持孔１８の部分に、それぞれ、上述のパワーローラ１１のスラスト力としてのＦ_ＰＲ／２の軸方向成分の力（Ｆ_ＰＲ／２）ＣＯＳφをトラニオン１５から受け、これらの力の合計値としてＦ_ＰＲＣＯＳφとなる反力を係止孔１９の部分でポスト６４（６８）から受けることになる。したがって、ヨーク２３Ａには、これらの力に対応するための剛性が要求され、ヨーク２３Ａは、パワーローラ１１にかかる最大スラスト力Ｆ_ＰＲが作用しても耐える剛性のものを使っている。

特開平１１−２９４５４９号公報

ところで、パワーローラ１１に作用するスラスト力Ｆ_ＰＲは、変速比により変化するものであり、図７のグラフに示すように、Ｈｉｇｈ側からＬｏｗ側となるにつれてスラスト力Ｆ_ＰＲが高くなる。したがって、パワーローラ１１がＬｏｗ側に傾転した場合に、最大スラスト力Ｆ_ＰＲが発生し、Ｈｉｇｈ側に傾転した場合には、最大スラスト力（ステップＳ）が発生せず、中立の傾転角度でＬｏｗとＨｉｇｈに分けた場合に、Ｈｉｇｈ側でのスラスト力Ｆ_ＰＲは、Ｌｏｗ側より低くなる。

それに対して、従来のヨーク２３Ａ（２３Ｂ）は、パワーローラ１１の傾転角度に関わらず、最大スラスト力Ｆ_ＰＲが作用しても耐えられる剛性となっており、Ｌｏｗ側より作用するＦ_ＰＲが小さいＨｉｇｈ側に傾転している状態では、ヨーク２３Ａが必要十分な剛性より高い剛性を有することになり、コスト的に問題がある。

また、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）には、トラニオン１５の傾転範囲（回転範囲）を規制する傾転ストッパが、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）に左右非対称に設けられている。なお、ここでの左右方向は、ヨーク２３Ａの長手方向に直交する方向である。トロイダル型無段変速機を組み立てる際に、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）を左右逆、すなわち、上述のＬｏｗ側とＨｉｇｈ側が逆になるように誤組してしまうと、傾転ストッパの配置が左右逆（１８０度回転した状態）になり、設計上の変速を行うことができなくなる虞がある。

ここで、ヨーク２３Ａ（２３ｂ）のトロイダル型無段変速機への組み立て時には、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）の支持孔１８にトラニオン１５の枢軸１４を挿入し、係止孔１９にポスト６４（６８）を挿入することになる。また、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）の長手方向に沿った中心線が２つの支持孔１８の中心と１つの係止孔１９の中心との全てを通ることにより、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）を左右逆にしても、２つの枢軸１４と、１つのポスト６４（６８）を、２つの支持孔１８と、１つの係止孔１９に挿入可能である。すなわち、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）は、左右を逆にした誤組が可能な形状であり、誤組を完全に防止することが困難である。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、ヨークのポストが係止される係止孔の位置を軸の軸方向に沿って偏心させる構造となることにより、ヨークを当該ヨークに作用するパワーローラのスラスト力に基づく力に対して効率的な構造とすることができるシングルキャビティ式の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、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクの中心および前記出力側ディスクの中心を貫通する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、前記トラニオンの前記枢軸をそれぞれ傾転自在且つ当該枢軸の軸方向に変位自在に支持するとともに、前記トラニオンの変位により揺動する一対のヨークと、前記ヨークを揺動自在に支持するポストとを備えるシングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、
前記ヨークは、当該ヨークに支持される一対の前記枢軸の間に、前記ポストが挿入されて係止される係止孔を備え、
かつ、前記軸の軸方向に沿って前記係止孔により２つに分割された前記ヨークの各分割部分の前記軸の軸方向に沿った幅が互いに異なることを特徴とする。

本発明においては、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、前記軸の軸方向に沿って前記係止孔により２つに分割された前記ヨークの各分割部分の前記軸方向に沿った幅が互いに異なる。すなわち、ヨークのポストが係止される係止孔の位置が前記軸方向に沿って偏心している。この場合に幅の長い分割部分の前記軸方向に沿った剛性が、幅の短い分割部分の前記軸方向に沿った剛性より高くなる。

また、これら分割部分には、ヨークの一対の枢軸を支持する部分にそれぞれトラニオンの枢軸を介してパワーローラのスラスト力Ｆ_ＰＲ／２が入力した場合に、これらのスラスト力Ｆ_ＰＲ／２の前記軸の軸方向成分（Ｆ_ＰＲ／２）ＣＯＳφの反力が１つのポスト６４からかかるようになっている。この際に、パワーローラがＬｏｗ側に傾転しているか、Ｈｉｇｈ側に傾転しているかで、ヨークの係止孔を境にした２つの分割部分のいずれに反力が作用するか決まるようになっている。

ここでパワーローラがＨｉｇｈ側に回転した場合に幅の狭い分割部分に反力が作用し、パワーローラがＬｏｗ側に回転した場合に幅の広い側に反力が作用するようにすれば、パワーローラのスラスト力Ｆ_ＰＲがＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に変化するにつれて大きくなる傾向なので、Ｌｏｗ側でスラスト力が高くなった場合に、軸方向に沿って幅の広い分割部分にスラスト力の反力が作用し、Ｈｉｇｈ側でスラスト力が低くなった場合に、軸方向に沿って幅の狭い分割部分にスラスト力の反力が作用する。

この場合に、従来のようにヨークの係止孔の位置が偏心していない状態で、ヨークにより分割された部分の幅を互いに等しくした場合に比較して、最大の反力が作用する分割部分の力の作用方向の幅が広くなる。

したがって、本発明のヨークは、略同じ形状および材質で係止孔が偏心していないヨークに比較して、Ｌｏｗ側でより大きな反力に耐える構造とすることができる。これにより、従来と作用する最大反力が同じ場合に、ヨークの幅を狭くしたり、板厚を薄くしたりしてコストダウンを図ることができるともに、ヨークを従来と同様の幅と板厚とした場合に、より大きな反力（パワーローラのスラスト力）に耐えられる構造にすることができる。

本発明の前記構成において、前記ヨークは、前記枢軸から前記パワーローラにかかるスラスト力を受けるとともに、前記ポストから前記スラスト力の前記軸の軸方向に沿った軸方向成分の反力を前記パワーローラの傾転角度に基づいて２つの前記分割部分のいずれかで受け、一方の前記分割部分より前記幅が広い他方の前記分割部分に、大きな前記反力が作用するように設定されていることが好ましい。

このような構成によれば、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、上述のように軸方向に沿った幅が広いことにより、軸方向に沿った剛性が高い分割部分でより大きな反力を受けることが可能になるので、従来に比較して、より大きな反力に対応可能となるとともに、従来と同じ反力を受ける場合にヨークの幅を狭くしたり、板厚を薄くしたりしてコストの低減を図ることができる。

本発明によれば、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、ヨークのポストが係止される係止孔をヨークの軸方向に沿って偏心した配置とすることができ、これにより、ヨークを当該ヨークに作用するポストからの力に対して効率的に対応可能な構造とすることができる。また、ヨークを左右逆に組み付けるような誤組を確実に防止することができる。

本発明の実施の形態におけるシングルキャビティ方式のトロイダル型無段変速機のヨークを示す平面図である。同、トロイダル型無段変速機のヨークにかかる力を説明するための図である。従来のシングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。従来のシングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機のヨークを示す平面図である。従来のシングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機のかかる力を説明するための図である。トロイダル型無段変速機における変速比（ｉｖ）とパワーローラのスラスト力（Ｆ_ＰＲ）との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
なお、本実施の形態のトロイダル型無段変速機の特徴は、シングルキャビティ方式のトロイダル型無段変速機におけるヨークのポストが係止される係止孔の位置にあるので、以下ではこの点について詳細に説明し、それ以外の部分については、従来と同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

図１に示すように、この実施の形態のシングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機では、従来と同様にヨーク２３Ａ（２３Ｂ）の長手方向（入力軸（軸）１の軸方向に直交する方向）の両端部にトラニオン１５の枢軸１４が挿入されて支持される支持孔１８が設けられている。また、ヨーク２３Ａの長手方向の中央部で、前記支持孔１８（枢軸１４）同士の間には、ポスト６４，６８が挿入されて係止される係止孔１９が設けられている。

ヨーク２３Ａは、トロイダル型無段変速機に組み立てられた場合に、前記ヨーク２３Ａの長手方向が、前記入力軸１の軸方向（図１および図２中の左右方向）に沿う方向に直角となっている。

また、ヨーク２３Ａの支持孔１８の中心は、入力軸１の軸方向に沿う幅の中央に配置されている。前記係止孔１９は、前記２つの支持孔１８の間の中央部に配置されるが、軸方向に沿うヨーク２３Ａの幅の中央から図中左側に偏心して配置されている。ここで、ヨーク２３Ａの長手方向に沿った中央部分においては、ヨーク２３Ａが係止孔１９によって、左右に２分割された状態となっている。これら各分割部分は、上述のように係止孔１９が偏心して配置されていることにより、一方の左側の分割部分の入力軸１の軸方向に沿った幅Ｘ（図２に図示）より、他方の右側の分割部分の入力軸１の軸方向の沿った幅Ｙ（図２に図示）の方が入力軸１の軸方向に沿った長さが長くなっている。

すなわち、ヨーク２３Ａの一方の長手方向に沿った側縁（図１中左側の側縁）から係止孔１９の側縁までの最短距離としての幅Ｘと、ヨーク２３Ａの他方の長手方向に沿った側縁（図１中右側の側縁）から係止孔１９の側縁までの最短距離としての幅Ｙとでは、互いに幅の長さが異なり、一方の幅Ｘより、他方の幅Ｙの方が長くなっている。

この場合に、入力軸１の軸方向に沿ったヨーク２３Ａの剛性は、幅（幅Ｙ）の広い分割部分の方が幅（幅Ｘ）の狭い分割部分より高くなる。このようなヨーク２３Ａにおいては、従来と同様のパワーローラ１１のスラスト力であるＦ_ＰＲが作用し、このＦ_ＰＲの軸方向成分である２×（Ｆ_ＰＲ／２）ＣＯＳφに対する反力Ｆ_ＰＲＣＯＳφがポスト６４（６８）から作用する。

図２では、パワーローラ１１がＨｉｇｈ側に傾転した場合のヨーク２３Ａに作用する力を示しており、この場合に、ポスト６４からの反力は、入力軸１の軸方向に沿って図２中左側に作用し、ヨーク２３Ａの係止孔１９により分割された２つの分割部分のうちの幅Ｘとなる左側の分割部分に作用する。

また、図２の逆にパワーローラ１１がＬｏｗ側に傾転した場合には、ポスト６４からの反力は、入力軸１の軸方向に沿って右側に作用し、ヨーク２３Ａの係止孔１９により分割される２つの分割部分のうちの幅Ｙとなる右側の分割部分に作用する。ここで、パワーローラ１１を中立位置からＨｉｇｈ側に傾転させた場合に、スラスト力の軸方向成分（Ｆ_ＰＲ／２）ＣＯＳφは、Ｈｉｇｈ側に傾転するほど、軸直角成分に対して軸方向成分の方が大きくなるが、スラスト力Ｆ_ＰＲは、図７のグラフに示すように低下する。

また、パワーローラ１１を中立位置からＬｏｗ側に傾転させた場合に、スラスト力の軸方向成分（Ｆ_ＰＲ／２）ＣＯＳφは、Ｌｏｗ側に傾転するほど、軸直角成分に対して軸方向成分の方が大きくなり、かつ、スラスト力Ｆ_ＰＲは、図７のグラフに示すように増加する。したがって、変速比をＬｏｗ側にした場合の方がＨｉｇｈ側にした場合より、ポスト６４から大きな反力が作用する。

本実施の形態のヨーク２３Ａにおいては、パワーローラ１１がＨｉｇｈ側に傾転した場合に図２に示すように、入力軸１の軸方向に沿った幅Ｙより短い幅Ｘの分割部分にポスト６４からの反力が作用する。それに対して、パワーローラ１１がＬｏｗ側に傾転した場合に図２に示す状態とは逆に、入力軸１の軸方向に沿った幅Ｘより長い幅Ｙの分割部分にポスト６４からの反力が作用する。

これにより反力が小さい場合に、幅が狭く、入力軸１の軸方向に沿った剛性が低い分割部分に反力が作用し、反力が大きい場合に、幅が広く、入力軸１の軸方向に沿った剛性が高い分割部分に応力が作用する。この場合に、ヨーク２３Ａでは、従来に比較してより高い反力でも耐える構造となる。したがって、作用する反力が従来と同様なら、ヨーク２３Ａの入力軸１の軸方向に沿った幅を狭くしたり、板厚を薄くしたりしてコストの低減を図ることも可能である。

また、ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）においては、２つの支持孔１８の中心を結んだ線分に対して、係止孔１９の中心位置がずれることにより、左右非対称の形状となる。また、この場合にトラニオン１５の枢軸１４の配置位置に対してポスト６４の位置が偏心した状態となる。したがって、ヨーク２３Ａの２つの支持孔１８に２つのトラニオン１５の枢軸１４を挿入し、係止孔１９にポスト６４（６８）を挿入しようとした場合に、ヨーク２３Ａが左右逆になっていると、枢軸１４とポスト６４とを両方とも支持孔１８と係止孔１９に挿入した状態にできず、ヨーク２３Ａを左右逆に組み付ける誤組（誤組付け）を確実に防止することができる。

なお、ヨーク２３Ａの係止孔１９の偏心量を決める幅Ｘと幅Ｙの値は、例えば、シミュレーションや実験等により求めるものとしてもよいし、利用可能なデータがある場合に、テータから算出してもよく、例えば、それぞれの分割部分に作用する最も大きな反力に基づいて決定される。

本発明は、シングルキャビティ式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。

１入力軸（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
１８支持孔
１９係止孔
２３Ａヨーク
２３Ｂヨーク

Claims

それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクの中心および前記出力側ディスクの中心を貫通する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、前記トラニオンの前記枢軸をそれぞれ傾転自在且つ当該枢軸の軸方向に変位自在に支持するとともに、前記トラニオンの変位により揺動する一対のヨークと、前記ヨークを揺動自在に支持するポストとを備えるシングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、
前記ヨークは、当該ヨークに支持される一対の前記枢軸の間に、前記ポストが挿入されて係止される係止孔を備え、
かつ、前記軸の軸方向に沿って前記係止孔により２つに分割された前記ヨークの各分割部分の前記軸の軸方向に沿った幅が互いに異なり、
前記ヨークは、前記枢軸から前記パワーローラにかかるスラスト力を受けるとともに、前記ポストから前記スラスト力の前記軸の軸方向に沿った軸方向成分の反力を前記パワーローラの傾転角度に基づいて２つの前記分割部分のいずれかで受け、一方の前記分割部分より前記幅が広い他方の前記分割部分に、大きな前記反力が作用するように設定されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。