CN101666371A

CN101666371A - 变速器

Info

Publication number: CN101666371A
Application number: CN200910167465A
Authority: CN
Inventors: 丹下宏司
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2010-03-10
Also published as: JP2010060004A; JP4822370B2; KR20100027981A

Abstract

本发明涉及一种变速器，其能够实现低成本化、轻量化、紧凑化，并发挥具有包含增速比的高变速比的设定自由度的变速功能、和对转矩的传递/截断进行切换的离合器功能。本发明的变速器具有：输入轴，其与发动机连接，并被输入轴支承框支承；输出轴，其与输入轴平行配置，并被输出轴支承框支承；圆板状的输入盘，其设于输入轴，将外周端接近输出轴配置；圆板状的输出盘，其设于输出轴，将外周端接近输入轴配置；一对按压辊，其在输入盘和输出盘相互重合的盘重合区域中、沿将输入轴的轴心和输出轴的轴心连接的轴心连接线可移动地设置，在对应于要求变速比的位置夹持按压两盘，利用两盘的弹性变形形成转矩传递接触部。

Description

变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，其适用于车辆用变速器等，具备利用薄的圆板状盘的弹性变形使驱动传递部分接触的方式的摩擦传递机构。

背景技术

以往，作为使用盘的变速器，公知有具备由多个锥形盘和多个凸缘盘构成的摩擦传递机构的、被称为贝耶尔式变速器的结构(例如，参照专利文献1的图3及图4)。

该贝耶尔式变速器将输入到输入轴的动力经由齿轮传递至多个花键轴，进而均等地分配给多个锥形盘组。锥形盘组在中央配置的多个凸缘盘组之间被交替夹持，通过弹簧和端面凸轮的压接力而被靠压。另外，锥形盘组配置于凸缘盘组外周上的三处，并设置变速操作连杆，通过使锥形盘组出入凸缘盘组而进行变速操作。

来自输入轴的动力从锥形盘组经由油膜向凸缘盘组传递，并经过端面凸轮向输出轴传递。此时，凸缘盘组的接触点越接近锥形盘组的中心、输出轴越低速，凸缘盘组的接触点越接近锥形盘组的外周、输出轴越高速。

专利文献1：(日本)实开平3-2954号公报的图3及图4

但是，现有的贝耶尔式变速器是利用在中央配置的凸缘盘组的外周部形成的凸缘部分夹入锥形盘组的构造，输出侧的凸缘驱动半径被决定作为固定径。因此，与输入侧的锥形盘组的可变驱动半径相比，输出侧凸缘盘组的凸缘驱动半径变大，作为变速比，只能得到1以下的减速侧变速比。即，可设定的变速比的范围变窄，例如，有增速侧变速比的要求的情况下，存在不能响应该要求的问题。

另外，为了不卡住而稳定地进行动作，采用下述构成，即，在配置于中央的凸缘盘组的外周上的三处配置锥形盘组，且利用可动轴对三处的锥形盘组进行保持，在相邻的锥形盘组的空间位置配置变速操作连杆机构。因此，存在下述问题，即，越靠轴侧越厚的锥形盘组的重量增加，且构造复杂，零件数量多，需要可动空间，因此，高成本的同时，也不能实现轻量化及紧凑化。

发明内容

本发明是着眼于上述问题而作出的，其目的在于提供一种变速器，能够实现低成本化、轻量化、紧凑化，并发挥具有包含增速比的高变速比的设定自由度的变速功能、和对转矩的传递/截断进行切换的离合器功能。

为了实现上述目的，本发明的变速器，具备：输入轴，其与原动机连接，并被变速器箱部件支承；输出轴，其与所述输入轴平行配置，并被变速器箱部件支承；圆板状的输入盘，其设于所述输入轴，将外周端接近所述输出轴配置；圆板状的输出盘，其设于所述输出轴，将外周端接近所述输入轴配置；一对按压机构，其在所述输入盘和所述输出盘相互重合的盘重合区域中、沿将所述输入轴的轴心和所述输出轴的轴心连接的轴心连接线可移动地设置，在对应于要求变速比的位置夹持按压两盘，利用两盘的弹性变形形成转矩传递接触部。

因此，本发明的变速器中，在利用一对按压机构夹持按压两盘时，通过弹性变形形成转矩传递接触部。将该转矩传递接触部形成于轴心连接线上的中间位置时，距输入侧接触圆的轴心的输入侧驱动半径、和距输出侧接触圆的轴心的输出侧驱动半径相同，在输入轴和输出侧之间得到等速比。从该等速比的位置向输入轴侧移动的位置上形成转矩传递接触部时，输入侧驱动半径变短，输出侧驱动半径变长，输入侧和输出侧之间得到减速比(低速侧变速比)。另一方面，当在从等速比的位置向输出轴侧移动的位置形成转矩传递接触部时，输入侧驱动半径变长，输出侧驱动半径变短，在输入轴和输出轴之间得到增速比(高速侧变速比)。

而且，解除利用按压机构夹持按压两盘的按压力时，截断从输入轴向输出轴的转矩传递。

此外，夹持按压盘的按压力在转矩传递接触部相互抵消，在输入轴和输出轴不作用负荷，因此，可以利用薄钢板来制造盘。将输入输出轴和圆板状的输入输出盘和按压机构作为构成要素，因此，与以往的贝耶尔式变速器相比较，构造简单，部件数量少。在输入轴和输出轴之间的区域只需要使按压机构移动的一点可动空间。因为使输入盘和输出盘相互重合，因此，能在狭窄的空间内收纳变速器。

其结果是，能够实现低成本化、轻量化、紧凑化，并且发挥具有包含增速比的高变速比设定自由度的变速功能、和对转矩的传递/截断进行切换的离合器功能。

附图说明

图1是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U(变速器之一例)的车辆用自动变速系统的整体概略图；

图2是表示实施例1的多盘多级变速单元T/U的整体立体图；

图3是表示实施例1的多盘多级变速单元T/U的图2的A-A线剖面图；

图4是表示实施例1的多盘多级变速单元的输入输出盘的端部间隔保持构造的图3的B部放大剖面图；

图5是表示实施例1的多盘多级变速单元的输入输出盘的详细构造的图3的C部放大剖面图；

图6是表示实施例1的多盘多级变速单元的作用力调节用导板和凸轮从动件的平面图；

图7是表示实施例1的多盘多级变速单元的导板和凸轮从动件的作用力调节状态的图，(a)表示作用力解除状态，(b)表示最大作用力施加状态；

图8是表示利用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的盘的弹性变形的变速原理的原理说明平面图；

图9是表示利用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的盘的弹性变形的变速原理的原理说明正面图；

图10是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择R档时的导板和凸轮从动件的位置关系的平面图；

图11是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择P档时的导板和凸轮从动件的位置关系的平面图；

图12是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择P档时由盘形成的转矩传递接触部的正面图；

图13是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中从选择N档向选择D档切换时的导板和凸轮从动件的位置关系的平面图，(a)表示选择空档时，(b)表示从空档向1速级选择时，(c)表示选择1速级全负荷时，(d)表示选择1速级轻负荷时，(e)表示从1速级向2速级选择时，(f)表示选择2速级时；

图14是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择D档时的转矩传递接触部的放大剖面图；

图15是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择D档时、在各变速级作用于转矩传递接触部的作用力(＝夹持按压力)的关系的作用力特性图；

图16是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统在D档行驶时的降档中产生的微小转向作用的作用说明图；

图17是表示适用实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统在D档行驶时的升档中产生的微小转向作用的作用说明图。

附图标记说明

T/U多盘多级变速单元(变速器)

1发动机(原动机)

3输入轴

4输出轴

15输入盘

150主盘组

15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g输入侧突条

16输出盘

160副盘组

16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g输出侧突条

17、17按压辊(按压机构)

18、18输入轴支承框(变速器箱部件)

19、19输出轴支承框(变速器箱部件)

21移动框

22碟形弹簧(施力机构)

23步进电机(电机驱动器)

24丝杠

O₃输入轴3的轴心

O₄输出轴4的轴心

CL轴心连接线

TC转矩传递接触部

具体实施方式

下面，根据附图所示的实施例1对实现本发明的变速器的最佳方式进行

说明。

【实施例1】

首先，说明构成。

图1是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U(变速器之一例)的车辆用自动变速系统的整体概略图。

适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统如图1所示，具备：发动机1(原动机)、变速器箱2、输入轴3、多盘多级变速单元T/U、输出轴4、倒档齿轮5、倒档中间齿轮6、输出齿轮7、同步机构8、主减速器9、差速齿轮单元10、左右驱动轴11、12、左右驱动轮13、14。

上述多盘多级变速单元T/U具备：由多个输入盘15构成的主盘组150、由多个输出盘16构成的副盘组160、作为按压机构的一对按压辊17、17、支承输入轴3的输入轴支承框18、18、支承输出轴4的输出轴支承框19、19。

即，适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统由输入轴3和输出轴4以及左右驱动轴11、12三轴构成。另外，选择D档(驱动档)时，通过上述多盘多级变速单元T/U实现7速自动变速的前进行驶，选择R档(倒档)时，通过上述同步机构8的同步啮合，实现1速的后退行驶。

图2是表示实施例1的多盘多级变速单元T/U的整体立体图。图3是表示实施例1的多盘多级变速单元T/U的图2的A-A线剖面图。下面，对多盘多级变速单元T/U的整体构成进行说明。

实施例1的多盘多级变速单元T/U如图2所示，具备：输入轴3；输出轴4；由多个输入盘15构成的主盘组150；由多个输出盘16构成的副盘组160；一对按压辊17、17(按压机构)；输入轴支承框18、18(变速器箱部件)；输出轴支承框19、19(变速器箱部件)；辊旋转轴20。

上述输入轴3与发动机1连接，可旋转地两端支承于输入轴支承框18、18。如图2及图3所示，在该输入轴3具有主盘组150，该主盘组150通过将圆板状的输入盘15在轴向上等间隔排列多个而构成，该圆板状的输入盘15将外周端接近输出轴4配置。

上述输出轴4与输出轴3平行配置，且可旋转地两端支承于输出轴支承框19、19。如图2及图3所示，在该输出轴4具有副盘组160，其通过将圆板状的输出盘16在轴向上等间隔排列多个而构成，该圆板状的输出盘16将外周端接近输入轴3配置。

上述一对按压辊17、17通过分别向多个输入盘15邻接的轴向间隙插入配置输出盘16，形成主盘组150和副盘组160相互重合的盘重合区域。而且，该盘重合区域中，沿将输入轴3的轴心O₃和输出轴4的轴心O₄连接的轴心连接线CL可移动地设置，且在对应于要求变速比的位置从两侧位置夹持按压两盘组150、160，利用两盘组150、160的弹性变形形成转矩传递接触部。

上述一对按压辊17、17夹持按压主盘组150和副盘组160，并且随着两盘组150、160的旋转进行转动。而且，一对按压辊17、17按如下方式进行安装，在要求变速比(变速级)没有变化且位置固定时，保持与轴心连接线CL平行的辊旋转轴线，在根据要求变速比(变速级)的变化而位置移动时，根据沿轴心连接线CL上的移动方向允许辊旋转轴线有微小倾动。即，按压辊17如图3所示，在有意留下微小间隙(晃动)的状态下支承辊旋转轴20，该辊旋转轴20可旋转地支承一对按压辊17、17。

上述输入盘15如图3所示，具有在其盘面从输入轴3的轴心O₃同心状地形成的不同半径的多个输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g。上述输出盘16如图3所示，具有在其盘面从输出轴4的轴心O₄同心状地形成的不同半径的多个输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g。上述输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g的各半径、和上述输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g的各半径按照如下方式设定，即，根据多个要求变速比，将轴心连接线CL的长度分配为输入侧半径和输出侧半径。

上述一对按压辊17、17如图3所示，根据所要求的从1速级(低速级)到7速级(高速级)的有级变速比，对在夹持按压力解除时保留有微小间隙的上述输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、和上述输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g的顶部彼此进行夹持按压。通过输入输出侧突条15a、16g的组合实现1速级。通过输入输出侧突条15b、16f的组合实现2速级。通过输入输出侧突条15c、16e的组合实现3速级。通过输入输出侧突条15d、16d的组合实现4速级。通过输入输出侧突条15e、16c的组合实现5速级。通过输入输出侧突条15f、16b的组合实现6速级(OD级)。通过输入输出侧突条15g、16a的组合实现7速级(超OD级)。

上述一对按压辊17、17可旋转地支承于在与上述轴心连接线CL一致的方向可移动的移动框21，并将设定于移动框21的碟形弹簧22(施力机构)的作用力作为向转矩传递接触部的夹持按压力。

即，如图2所示，移动框21包围主盘组150和副盘组160相互重合的盘组重合区域的外周部，在与轴心连接线CL一致的方向可移动地配置。而且，在移动框21中与盘面相对的一对辊保持框部21a、21a上支承有与轴心连接线CL平行的一对辊旋转轴20、20。另外，在移动框20中将一对辊保持框部21a、21a在两端部位置连接的一对连接框部21b、21b设有向一对辊保持框部21a、21a的间隔缩小的方向施加作用力的碟形弹簧22。

上述移动框21使用利用步进电机23(电机驱动器)进行旋转的丝杠24，在轴心连接线CL的方向可移动地设置。

即，在支承输入轴3的输入轴支承框18设有第一丝杠支承构造25，在支承输出轴4的输出轴支承框19设有第二丝杠支承构造26，在辊保持框部21a设有滚珠丝杠构造27。而且，跨越第一丝杠支承构造25、第二丝杠支承构造26以及滚珠丝杠构造27支承丝杠24，并且在丝杠24的端部设置步进电机23。

基于上述一对按压辊17、17的作用力调节机构具有形成有调节碟形弹簧22的作用力Fs的凸轮面28a、28a的导板28、28；和沿凸轮面28a、28a的面形状移动的凸轮从动件29、29而构成。

即，上述导板28、28通过设定为螺旋弹簧30、30的作用力Fs向互相分离的方向作用，而分别在移动框21的两端位置配置一对。上述凸轮从动件29、29设置于一对辊保持框部21a、21a的端部位置，并设定为碟形弹簧22的作用力Fb向与一对导板28、28的凸轮面28a、28a的接触面作用。而且，通过一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状的设定对向一对按压辊17、17施加的作用力F(碟形弹簧22的作用力Fb和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fb-Fs))进行调节。

图4是表示实施例1的多盘多级变速单元的输入输出盘的端部间隔保持构造的图3的B部放大剖面图；图5是表示实施例1的多盘多级变速单元的输入输出盘的详细构造的图3的C部放大剖面图。下面，对多盘多级变速单元T/U的输入输出盘15、16的构成进行说明。

上述主盘组150和上述副盘组160在输入轴3的外周部位置和输出轴4的外周部位置具有使在轴向上相邻的输入盘15与输出盘16的端部间隙保持一定间隔的端部间隔保持构造。

即，位于输入轴3的外周部位置的端部间隔保持构造如图4所示，通过在由输入轴3和邻接的输入盘15、15形成的盘基部空间分别配置套环31，等间隔地排列多个输入盘15、15。而且，利用拧合于输入轴3的紧固螺母32、和在输入轴3形成的制动突起3a，将紧固螺母32从一端侧紧固，由此，将多个输入盘15、15等间隔地保持并夹持固定于输入轴3。

另外，在上述套环31的外周位置配置有利用保持器保持的一对球33、33，利用这一对球33、33，将多个输出盘16、16的外周端部等间隔地保持。此外，位于输出轴4的外周部位置的端部间隔保持构造也同样(参照图3)。

上述多个输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g和上述输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g按照下述方式设定，即，将输入轴3侧的输入侧突条15a、和输出轴4侧的输出侧突条16a的高度设定为最高，并使突条的高度随着朝向外侧而逐渐降低(参照图3)。

即，与上述端部间隔保持构造协同作用，在解除上述一对按压辊17、17对盘的夹持按压力时，确保相对的输入输出侧突条15a、16g的间隙；输入输出侧突条15b、16f的间隙；输入输出侧突条15c、16e的间隙；输入输出侧突条15d、16d的间隙；输入输出侧突条15e、16c的间隙；输入输出侧突条15f、16b的间隙；输入输出侧突条15g、16a的间隙。

如图5所示，上述多个输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g和上述输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g将三角截面形状的顶部15’、16’形成为在轴向上具有向下倾斜角的倾斜顶部形状，并使相对的倾斜顶部形状彼此具有接触角θ而进行按压。

如图5所示，上述输入盘15通过如下方式构成，即，准备形成截面三角形的输入侧突条15e的两个板，并使上述两个板的背面彼此与输入侧突条15e的位置一致而贴合。上述输出盘16如图5所示，通过如下方式构成，即，准备形成有截面三角形的输出侧突条16c的两个板，并使上述两个板的背面彼此与输出侧突条16c的位置一致而贴合。而且，上述输入盘15和上述输出盘16通过对板材进行冲压加工，制造形成截面三角形状的突条的板。此外，作为输入输出盘15、16的原料，例如使用耐磨耗性优异的疲劳强度高的特殊合金钢等。另外，为了在接触面间经常保持油膜，使用离心润滑或刮起润滑等向接触部供给润滑油。

图6是表示实施例1的多盘多级变速单元的作用力调节用导板和凸轮从动件的平面图。图7是表示利用实施例1的多盘多级变速单元的导板和凸轮从动件的作用力调节状态的图，(a)表示作用力解除状态，(b)表示最大作用力施加状态。下面，对在多盘多级变速单元T/U向按压辊17、17的作用力调节机构的构成进行说明。

如图6所示，上述一对导板28、28相对于在输入轴支承框18、18和输出轴支承框19、19固定有端部的支承销34、34，在销轴方向可滑动地设置。而且，如下进行设定，在一对导板28、28的两端部安装螺旋弹簧30、30，螺旋弹簧30、30的作用力Fs向一对导板28、28相互离开的方向作用。

如图6及图7所示，上述一对凸轮从动件29、29如下进行设定，即，碟形弹簧22的作用力Fd向与一对导板28、28的凸轮面28a、28a的接触面作用。即，将向一对按压辊17、17施加的作用力F设为由碟形弹簧22的作用力Fb和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fb-Fs)而得到的构成，将该作用力F按照如下所述的方式进行调节，即通过一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状的设定得到对应于变速条件的最合适的夹持按压力。

上述一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状如下所述进行设定。

首先，一对凸轮从动件29、29位于图6所示的倒档位置(REV)和空档位置(N)时，如图7(a)所示，按照如下所述进行设定，即，通过将螺旋弹簧30的收缩量设为最大而使螺旋弹簧30的作用力Fs变为最大。

另一方面，一对凸轮从动件29、29位于图6所示的停车档位置(P)时，如图7(b)所示，按照如下所述进行设定，即通过将螺旋弹簧30的伸展量设为最大，而使螺旋弹簧30的作用力Fs变为最小。

此外，一对凸轮从动件29、29位于图6所示的驱动档位置(D)时，按照如下所述进行设定，即，通过随着从1速级向7速级的进行而使螺旋弹簧30阶段地收缩，由此，螺旋弹簧30的作用力Fs随着从1速级向7速级的进行而变大。

而且，一对凸轮从动件29、29位于图6所示的驱动档位置(D)时，按照如下所述进行设定，即，在向邻接的变速级进行的变速中(升档中或降档中)，通过将螺旋弹簧30暂时收缩，变速中的螺旋弹簧30的作用力Fs比在变速前后的变速级的螺旋弹簧30的作用力Fs大。

接着，对作用进行说明。

将实施例1的多盘多级变速单元T/U中的作用分为“利用盘的弹性变形的变速原理”、“利用弹性变形盘传递驱动力的变速器的有利性”、“选择R档时的离合器作用”、“选择P档时的制动作用”、“N→D切换时的起步作用”、“选择D档时的自动变速作用”、“变速响应的提高作用”进行说明。

[利用盘的弹性变形的变速原理]

图8是表示利用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的盘的弹性变形的变速原理的原理说明平面图。图9是表示利用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的盘的弹性变形的变速原理的原理说明正面图。

作为说明变速原理的变速器，如图8及图9所示，假定为具有如下所述构成的变速器，即具有：设于输入轴且将外周端接近输出轴配置的圆板状的输入盘；设于输出轴且将外周端接近输入端配置的圆板状的输出盘；一对按压机构，在输入盘和输出盘相互重合的盘重合区域中，沿连接输入轴的轴心和上述输出轴的轴心的轴心连接线可移动地设置，并在对应于要求变速比的位置夹持按压两盘，通过两盘的弹性变形形成转矩传递接触部。

如图8所示，该变速器在利用一对按压机构夹持按压两盘时，通过输入盘和输出盘局部进行弹性变形，形成转矩传递接触部。即，使用向双支梁(盘)施加集中负荷时，施加集中负荷的部分的梁发生很大弯曲的原理，在输入输出盘形成转矩传递接触部。

而且，在连接输入轴的轴心和输出轴的轴心的线上的中间位置(图9的P1位置)形成转矩传递接触部时，距输入侧接触圆的轴心的输入侧驱动半径R2和距输出侧接触圆的轴心的输出侧驱动半径R2相同，在输入轴和输出轴之间得到等速比。

另外，在从等速比的位置(图9的P1位置)向输入轴侧移动的位置(图9的P2位置)形成转矩传递接触部时，距输入侧接触圆的轴心的输入侧驱动半径R1变短，距输出侧接触圆的轴心的输出侧驱动半径R3变长，在输入轴与输出轴之间得到减速比(低速侧变速比)。

此外，在从等速比的位置(图9的P1位置)向输出轴侧移动的位置(图9的P3位置)形成转矩传递接触部时，距输入侧接触圆的轴心的输入侧驱动半径R3变长，距输出侧接触圆的轴心的输出侧驱动半径R1变短，在输入轴和输出轴之间得到增速比(高速侧变速比)。

[利用弹性变形盘传递驱动力的变速器的有利性]

如上所述，本发明的变速器可以是利用弹性变形盘传递驱动力的牵引传动方式的变速器。而且，该变速器具备如下所述有利性，即，可以发挥广范围内具有变速比的设定自由度的变速功能，发挥离合器功能，实现低成本化、轻量化、紧凑化，可以实现高效率的转矩传递接触部的冷却及润滑。下面，对各有利性进行说明。

(变速功能)

本发明的变速器发挥在减速比至增速比的广范围内具有变速比的设定自由度的变速功能。

例如，变速比的设定范围(比例范围)为8～11，作为多级变速器使用时，可以对应于实现提高高速燃烧消耗率的多级要求，在作为无级变速器使用时也可实现变速比幅度的扩大。尤其是，在利用主减速机等将等速比位置转移至增速比侧的情况下，减速比侧的变速比设定自由度进一步增加。另外，由于可以自由地设定盘的个数，因而可以实现广泛应用化，也可以通过盘个数的追加实现传递转矩的提高。

(离合器功能)

本发明的变速器在解除利用按压机构夹持按压两盘的按压力时，输入盘和输出盘利用弹性复原力恢复为平板状的平盘，且通过局部弹性变形而形成的转矩传递接触部消失。因此，截断从输入轴向输出轴的转矩传递，发挥切换从输入轴向输出轴的转矩传递、和从输入轴向输出轴的转矩遮断的离合器功能。

例如，在车辆用无级变速器(带式CVT及环形CVT等)的情况下，通常具有转矩传递接触部，且只具有变速功能，因此，需要并用可以确保空档状态的离合机构及变矩器等离合器功能部件。而本发明的变速器可以省略离合器功能部件。

(低成本化、轻量化、紧凑化)

本发明的变速器由于夹持按压盘的按压力在转矩传递接触部相互抵消，不对输入轴和输出轴作用载荷，因此，不需要具有高刚性的构造，可以形成小径的输入输出轴(对变速比幅度的扩大也有效)，可以利用薄钢板通过冲压成型等制造盘。

将输入输出轴和圆板状的输入输出盘以及按压机构作为构成要素，与现有的贝耶尔式变速器相比，构造简单，零件数量少。

在输入轴与输出轴之间的区域只需要使按压机构移动的一点可动空间，因此，与现有的贝耶尔式变速器相比，可动空间大幅减少。

输入盘和输出盘相互重合，因此，作为单元长度，只要确保高于盘径的1.5倍即可，将变速器收纳在狭窄的空间内。

通过用上述结构的累加效果，与已搭载于车辆上的公知的变速器相比，在成本方面和重量方面和必要的空间方面全部方面，可以实现低成本化、轻量化、紧凑化。

(冷却、润滑功能)

本发明的变速器是被固定的输入轴和输出轴的两轴构造，且转矩传递接触部集中于一处，因此，仅在该部分吹附油就可以进行冷却效果高的润滑，通过活用离心润滑或刮起润滑等，也可以不要油泵。

[选择R档位时的离合器作用]

图10是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择R档时的导板和凸轮从动件的位置关系的平面图。

车辆用自动变速系统中选择R档进行后退行驶时，解除多盘多级变速单元T/U的按压辊17、17的夹持按压，并截断转矩传递，使同步机构8的连接套筒8a向图1的右方移动，将倒档齿轮5固定于输入轴3。

即，选择R档时，一对凸轮从动件29、29在一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状中，位于图10所示的倒档位置(REV)。这时，螺旋弹簧30的收缩量最大，伴随于此，螺旋弹簧30的作用力Fs成为最大。因此，螺旋弹簧30的作用力Fs与碟形弹簧22的作用力Fd相等，或者，比碟形弹簧22的作用力Fb稍大(参照图15)。其结果，通过使作用力差(Fb-Fs)大致为零来解除一对按压辊17、17对盘的夹持按压，截断多盘多级变速单元T/U的转矩传递，即发挥离合解除功能。

因此，选择R档时，如图1所示，来自发送机1的驱动转矩向输入轴3→同步机构8→倒档齿轮5→倒档中间齿轮6→输出齿轮7→主减速器9→差速齿轮单元10→左右驱动轴11、12→左右驱动轮13、14传递，实现后退1速。

[选择P档时的制动作用]

图11是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择P档时的导板和凸轮从动件的位置关系的平面图。图12是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择P档时在盘上形成的转矩传递接触部的正面图。

在车辆用自动变速系统中选择P档而停车时，通过将输入输出盘15、16相互牢固地紧固，输入输出盘15、16通过一体地固定连接而处于锁止状态，并发挥固定输出轴4的制动功能。

即，选择P档时，一对凸轮从动件29、29在一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状中、位于图11所示的停车档位置(P)。这时，螺旋弹簧30的伸展量最大，伴随于此，螺旋弹簧30的作用力Fs成为最小。因此，通过使碟形弹簧22的作用力Fd和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fd-Fs)为最大(参照图15)，利用一对按压辊17、17将输入输出盘15、16牢固地夹持按压。

其结果，如图12所示，将一对按压辊17、17的设定位置作为中心，环绕其周围形成多个转矩传递接触部TC，输入输出盘15、16成为不容许相互旋转的锁止状态。

[N→D切换时的起动作用]

图13是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中从选择N档向选择D档切换时的导板和凸轮从动件的位置关系的平面图，(a)选择表示空档时，(b)表示从空档向1速级选择时，(c)表示选择1速级全负荷时，(d)表示选择1速级轻负荷时，(e)表示从1速级向2速级选择时，(f)表示选择2速级时。

选择车辆用自动变速系统中的N档时，将多盘多级变速单元T/U的按压辊17、17的夹持按压接触并截断转矩传递，使同步机构8的连接套筒8a处于向图1的左方移动的位置。

通过选择该N档，一对凸轮从动件29、29在一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状内、位于图13(a)所示的空档位置(N)时，螺旋弹簧30的收缩量最大，由此，螺旋弹簧30的作用力Fs变为最大。因此，螺旋弹簧30的作用力Fs比碟形弹簧22的作用力Fd稍大(参照图15)，其结果，作用力差(Fd-Fs)成为负值，由此，成为将一对按压辊17、17对盘的夹持按压解除并截断多盘多级变速单元T/U的转矩传递的空档状态。

而且，从选择N档向选择D档切换时，一对凸轮从动件29、29在一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状内如图13(b)所示朝向1速侧移动时，通过伴随移动使螺旋弹簧30逐渐伸展，螺旋弹簧的30的作用力Fs逐渐减小。因此，碟形弹簧22的作用力Fd和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fd-Fs)增大，一对按压辊17、17对盘的夹持按压力增加。

该N→D切换时，由于加速踏板开度为高开度域而判断为全负荷时，一对凸轮从动件29、29在一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状中处于图13(c)所示的1速全负荷位置，通过将螺旋弹簧30的伸展量设为最大，螺旋弹簧30的作用力Fs变为最小。因此，通过碟形弹簧22的作用力Fd和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fd-Fs)成为全变速级中最大(参照图15)，能够利用一对按压辊17、17在1速级的输入侧突条15a和输出侧突条16g相交的位置夹持按压输入输出盘15、16，能够通过1速级的变速比使车辆全负荷起步。

该N→D切换时，由于加速踏板开度为低开度域而判断为轻负荷时，一对凸轮从动件29、29在一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状中处于图13(d)所示的1速轻负荷位置，通过将螺旋弹簧30的伸展量设为最大范围，螺旋弹簧30的作用力Fs比全负荷时稍微变大。因此，由于碟形弹簧22的作用力Fd和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fd-Fs)成为继全负荷1速之后的大作用力差(参照图15)，从而能够利用一对按压辊17、17在1速级的输入侧突条15a和输出侧突条16g相交的位置夹持按压输入输出盘15、16，能够通过1速级的变速比使车辆轻负荷起步。

此外，关于与全负荷及轻负荷相对应的夹持按压力的调节，将该功能替换为一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状的设定，例如，也可以设置根据来自从发动机1的输入转矩的大小进行动作的加载凸轮，并利用凸轮动作量进行对应于负荷的夹持按压力的调节。

[选择D档位时的自动变速作用]

图14是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择D档位的转矩传递接触部的放大剖面图。图15是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统中选择D档时，在各变速级作用于转矩传递接触部的作用力(＝夹持按压力)的关系的作用力特性图。

选择车辆用自动变速系统的D档而进行前进行驶时，如图1所示，来自发动机的驱动转矩向输入轴3→多盘多级变速单元T/U→输出轴4→输出齿轮7→主减速器9→差速齿轮单元10→左右驱动轴11、12→左右驱动轮13、14传递。这时，通过在多盘多级变速单元T/U的按压辊17、17的夹持按压位置移动，实现前进7速。

例如，在D档行驶时，输出从1速向2速升档的指令时，一对凸轮从动件29、29从图13(c)或图13(d)的1速位置如图13(e)所示地向2速侧移动时，伴随移动，螺旋弹簧30逐渐收缩，由此，螺旋弹簧30的作用力Fs逐渐变大。因此，碟形弹簧22的作用力Fd和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fd-Fs)减少，一对按压辊17、17对盘的夹持按压力降低。

而且，在一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状中，移动至图13(f)所示的2速位置时，通过螺旋弹簧30伸展，螺旋弹簧30作用力Fs比图13(e)的变速中减小。因此，碟形弹簧22的作用力Fd和螺旋弹簧30的作用力Fs的作用力差(Fd-Fs)经过从1速向2速变速中暂时被抑制得较小、且从快到达2速前的位置开始再次变大的变化，利用一对按压辊17、17在2速级的输入侧突条15b和输出侧突条16f相交的位置夹持按压输入输出盘15、16，可以升档至2速级。

如图14所示，在该2速级的行驶时，在2速级受到夹持按压力的输入侧突条15b和输出侧突条16f由于三角截面形状的顶部15’、16’彼此的接触，转矩传递接触部的接触宽度W(例如，大约2mm)减小。因此，在接触面积越大而增大的转矩传递接触部TC的旋转损失被抑制得较小。

此外，将输入侧突条15b和输出侧突条16f的三角截面形状的顶部15’、16’形成在轴向具有向下倾斜角的倾斜顶部形状，因此，相对的倾斜部顶部形状彼此具有很小的接触角θ(例如，约1.7°)而被按压。因此，能够成为防止滑动的倾斜面嵌合的转矩传递，实现高的转矩传递效率。

上述自动变速作用在D档行驶时、2速级向3速级的升档时、3速级向4速级升档时、5速级向6速级(OD)升档时、6速级向7速级(超OD)升档时也表现出同样的效果。此外，D档行驶时的各降档时也表现出同样的作用。

如上所述，一对凸轮从动件29、29位于图13所示的驱动档位(D)时，设定一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状，以随着从1速级向7速级的进行而将螺旋弹簧30阶段地收缩，由此，使螺旋弹簧30的作用力Fs随着从1速级向7速级的进行而变大。通过该设定，成为一对按压辊17、17的夹持按压力的作用力差(Fd-Fs)如图15所示，在选择1速级全负荷时最大，随着从2速级向7速级而阶段地变小。

因此，与1速级的传递转矩最大、7速级的传递转矩最小的情况相对应，在1速级至7速级的各变速级中，可以顺畅地施加能够得到合适的接触面积的夹持按压力。

而且，一对凸轮从动件29、29位于图13所示的驱动档位(D)时，向邻接的变速级进行的升档和降档的变速中，设定一对导板28、28的凸轮面28a、28a的面形状，以通过使螺旋弹簧30暂时收缩而使变速中的螺旋弹簧30的作用力Fs比变速前后的变速级的螺旋弹簧30的作用力Fs大。通过该设定，成为一对按压辊17、17的夹持按压力的变速中的作用力差(Fd-Fs)比变速前后的变速级的作用力差(Fd-Fs)小。

因此，从1速级向2速级等的升档中或从2速级向1速级等的降档中，减轻使一对按压辊17、17移动所需的转矩，并通过减轻用于变速动作的、向步进电机23的负荷，可以使用小型的步进电机23顺利地进行自动变速。

[变速响应的提高作用]

图16是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统的D档位行驶时的降档中产生的微小的转向作用的作用说明图。图17是表示适用了实施例1的多盘多级变速单元T/U的车辆用自动变速系统的D档行驶时的升档中产生的微小的转向作用的作用说明图。

实施例1中，一对按压辊17、17如下进行装配，在变速级没有变化而位置固定时，保持与轴心连接线CL平行的辊旋转轴线，在由变速级的变化而位置移动时，根据沿轴心连接线CL上的移动方向允许辊旋转轴线的微小倾动。

因此，D档行驶时的降档中，如图16所示，表示一对按压辊17、17通过接触的输入盘15的旋转，从图16的假想线位置到实线位置向右方倾动的微小转向作用。因此，在按压辊17、17的盘接触点的位置产生的力倾斜，与如图16的箭头标记所示的降档方向DS一致的分力在轴心连接线CL上，该分力可以使降档变速速度加速，实现变速响应的提高。

另外，在D档行驶时的升档中，如图17所示，表示一对按压辊17、17通过接触的输入盘15的旋转，从图17的假想线到实线位置向左方倾动的微小转向作用。因此，在按压辊17、17的盘接触点的位置产生的力倾斜，与图17箭头标记所示的升档方向US一致的分力在轴心连接线CL上，该分力可以使升档变速速度加速，实现变速响应的提高。

此外，明确了通过上述按压辊17、17的微小转向作用，从1速级到7速级的全行程所需的时间，或者从7速级到1速级的全行程所需的时间是以不满1秒的所需时间完成的。

下面，对效果进行说明。

实施例1的多盘多级边度单元T/U可以得到下面列举的效果。

(1)自动变速器具有：输入轴3，其与原动机(发动机1)连接并被变速器箱部件(输入轴支承框18、18)支承；输出轴4，其与上述输入轴3平行配置并被变速器箱部件(输出轴支承框19、19)支承；圆板状的输入盘15，其设于上述输入轴3并将外周端接近上述输出轴4配置；圆板状的输出盘16，其设于上述输出轴4并将外周端接近上述输入轴3配置；一对按压机构(按压辊17、17)，其在上述输入盘15和上述输出盘16相互重合的盘重合区域中，沿将上述输入轴3的轴心O₃和上述输出轴4的轴心O₄连接的轴心连接线CL可移动地设置，在对应于要求变速比的位置夹持按压两盘15、16，利用两盘15、16的弹性变形形成转矩传递接触部TC。因此，能够实现低成本化、轻量化、紧凑化，并且能够发挥从减速比到增速比的广范围内具有变速比的设定自由度的变速功能、和截断从输入轴3向输出轴4的转矩传递的离合器功能。

(2)上述输入轴3具有通过将多个输入盘15在轴向排列而构成的主盘组150，上述输出轴4具有通过将多个输出盘16在轴向排列而构成的副盘组160，形成上述主盘组150和上述副盘组160相互重合的盘重合区域，且上述一对按压机构(一对按压辊17、17)从盘重合区域的两侧位置进行夹持按压。因此，通过输入盘15的个数设定和输出盘16的个数设定，可以应对于要求的传递转矩，并且能够通过增加盘的个数实现夹持按压力的降低。

(3)上述输入盘15在其盘面具有以距上述输入轴3的轴心不同的半径形成同心状的多个输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g，上述输出盘16在其盘面具有以距上述输出轴4的轴心不同的半径形成同心状的多个输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g，上述一对按压机构(按压辊17、17)根据所要求的从低速级至高速级的有级变速比对夹持按压解除时保持有微小间隙的上述输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g和上述输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g的顶部彼此进行夹持按压。因此，通过将由各变速级所限定的顶部区域作为传递接触部TC形成，可以得到转矩传递效率高且在各变速级保持稳定的设定变速比的多级变速器。

(4)上述按压机构为在限定的范围夹持按压上述输入盘15和上述输出盘16，并且随着两盘15、16的旋转而转动的按压辊17、17。因此，通过局部地形成转矩传递接触部TC，并使按压机构和盘之间的阻力成为滚动阻力，可以抑制施加夹持按压力时的摩擦损失。

(5)上述按压辊17、17在要求变速比没有变化且位置固定时，保持与上述轴心连接线CL平行的辊旋转轴线；在由要求变速比的变化而进行位置移动时，根据沿轴心连接线CL上的移动方向允许辊旋转轴线有微小倾动。因此，降档时或升档时，通过显示出使变速中的按压辊17、17的移动速度加速的作用，可以实现变速响应的提高。

(6)上述一对按压辊17、17可旋转地支承于在与上述轴心连接线CL一致的方向可移动的移动框21，将设定于上述移动框21的施力机构(碟簧22)的作用力作为向转矩传递接触部TC的夹持按压力。因此，可以不使用需要泵或阀路等的液压系统，通过作用力对转矩传递接触部TC施加夹持按压力。

(7)上述移动框21使用通过电机驱动器(步进电动机23)旋转的丝杠24，在上述轴心连接线CL的方向可移动地设置。因此，可以不使用需要泵或阀路等的液压系统，在变速时使转矩传递接触部TC移动。

以上，基于实施例1，对本发明的变速器进行了说明，但是，关于具体的构成，并不限定于该实施例1，只要不脱离本发明要求保护的范围，则允许设计的变更及追加。

实施例1中，例示了具有由多个输入盘15构成的主盘组150、由多个输出盘16构成的副盘组160的多盘的例子。但也可以是一个输入盘和一个输出盘的单盘的例子，或者是两个输入盘和一个输出盘、一个输入盘和两个输出盘的单侧双盘的例子。

在实施例1中，举出有如下所述的例子，即，在输入盘15形成输入侧突条15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g，在输出盘16形成输出侧突条16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g，并利用一对按压辊17、17在阶段性的按压位置施以夹持按压力，由此形成具有七速级的多级变速器。但是，也可以是通过设定突条的数量而形成7速级以外的多级变速器的例子，另外，可以通过使按压机构无级地移动而适用无级变速器。

在实施例1中，例示了作为按压机构使用按压辊17的例子。但作为按压机构，也可以使用前端为球面的按压销或按压球等其他装置。

在实施例1中，举出有如下所述的例子，即，相对于一对按压辊17、17，利用碟形弹簧22施以夹持按压力，并使用导板28、28和凸轮从动件29、29，通过碟形弹簧22和螺旋弹簧30的作用力差进行夹持按压力的调节的例子。但是，也可以是通过液压施以夹持按压力，并通过液压的调节来进行夹持按压力的调节的例子。

在实施例1中，例示了作为为了变速而使移动框21移动的机构，使用步进电机23和丝杠24的例子。但是，也可以是为了变速而通过液压驱动器使移动框21移动的例子。

工业上的可利用性

在实施例1中，例示了作为本发明的变速器适用于发动机车辆的车辆用自动变速系统的多盘多级变速单元T/U的例子。但是，并不限定于发动机车，也可以适用混合动力车或电气自动车或燃料车等其他车辆的变速器。另外，根据传递转矩容量加减盘的个数(一个～多个)，不限于向车辆的应用，也可以适用搭载于各种机器类的多级变速器或无级变速器。

Claims

1、一种变速器，其特征在于，具备：

输入轴，其与原动机连接，并被变速器箱部件支承；

输出轴，其与所述输入轴平行配置，并被变速器箱部件支承；

圆板状的输入盘，其设于所述输入轴，且将外周端接近所述输出轴配置；

圆板状的输出盘，其设于所述输出轴，且将外周端接近所述输入轴配置；

一对按压机构，其在所述输入盘和所述输出盘相互重合的盘重合区域中、沿将所述输入轴的轴心和所述输出轴的轴心连接的轴心连接线可移动地设置，在对应于要求变速比的位置夹持按压所述输入盘和所述输出盘，利用所述输入盘和所述输出盘的弹性变形形成转矩传递接触部。

2、如权利要求1所述的变速器，其特征在于，

所述输入轴具有通过将多个输入盘在轴向排列而构成的主盘组，

所述输出轴具有通过将多个输出盘在轴向排列而构成的复盘组，

形成所述主盘组和所述副盘组相互重合的盘重合区域，且所述一对按压机构从盘重合区域的两侧位置进行夹持按压。

3、如权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，

所述输入盘在其盘面具有以距所述输入轴的轴心不同的半径形成同心状的多个输入侧突条，

所述输出盘在其盘面具有以距所述输出轴的轴心不同的半径形成同心状的多个输出侧突条，

所述一对按压机构根据要求的低速级至高速级的有级变速比对夹持按压解除时保持有微小间隙的所述输入侧突条和所述输出侧突条的顶部彼此进行夹持按压。

4、如权利要求1～3中任一项所述的变速器，其特征在于，

所述按压机构为在限定的范围夹持按压所述输入盘和所述输出盘且随着所述输入盘和所述输出盘的旋转而转动的按压辊。

5、如权利要求4所述的变速器，其特征在于，

所述按压辊在要求变速比不发生变化而位置固定时，保持与所述轴心连接线平行的辊旋转轴线；所述按压辊在根据要求变速比的变化而位置移动时，根据沿轴心连接线上的移动方向允许辊旋转轴线有微小倾动。

6、如权利要求4或5所述的变速器，其特征在于，

所述一对按压辊可旋转地支承于在与所述轴心连接线一致的方向可移动的移动框，将设定于所述移动框的施力机构的作用力作为向转矩传递接触部的夹持按压力。

7、如权利要求6所述的变速器，其特征在于，

所述移动框使用通过电机驱动器旋转的丝杠，在所述轴心连接线的方向可移动地设置。