KR19980080525A

KR19980080525A - 토로이달식 무단변속기

Info

Publication number: KR19980080525A
Application number: KR1019980009855A
Authority: KR
Inventors: 우에다가즈히코; 우에스기다츠야; 다케도미히데나오; 나카네히사노리
Original assignee: 제임스이.미러; 마츠다가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-22
Filing date: 1998-03-21
Publication date: 1998-11-25
Also published as: CN1226954A; US6217473B1; DE69802767D1; WO1998043002A1; EP0905413A4; JPH10267106A; CN1166878C; DE69802767T2; EP0905413B1; TW366396B; JP3711688B2; EP0905413A1

Abstract

본 발명은 기어드 뉴트럴 발진방식을 채용하는 FF차용 토로이달(toroidal)식 무단변속기의 콤팩트화를 과제로 하는 것으로써, 일단이 엔진(1)에 연결된 인풋 샤프트(11)와, 상기 샤프트상에 고정되지 않게 감합된 프라이머리 샤프트(12)와, 이들에 평행으로 엔진측의 단부에 디퍼렌셜(differential)장치(5)가 연결된 세컨더리 샤프트(13)를 구비하고, 상기 프라이머리 샤프트(12)상에 토로이달식 무단변속기구(20), (30)를, 세컨더리 샤프트(13)상에 유성기어기구(50)를 배치함과 동시에, 인풋 샤프트(11)와 유성기어기구(50)의 캐리어(51)를 연결하는 로우 모드 기어열(80)과 마찬가지로 선 기어(52)와 변속기구(20), (30)의 출력 디스크(34)를 연결하는 하이모드 기어열(90)을 구비하고,상기 로우 모드 기어열(80)을 인 풋 샤프트(11)등의 반 엔진측의 단부에 배치한다.

Description

토로이달식 무단변속기

본 발명은 토로이달식 무단변속기, 특히 기어드 뉴트럴 발진방식을 채용하는 FF차용의 무단변속기의 구조에 관한 것이다.

자동차용 무단변속기로써, 입력 디스크와 출력 디스크와의 사이에 양 디스크사이의 동력전달을 행하는 롤러를 개설함과 동시에, 이 롤러를 경사 회전시켜 양 디스크에 대한 접촉위치를 반경방향으로 변화시킴으로써, 양 디스크간의 동력전달의 변속비를 무단계로 변화시키도록 한 토로이달식 무단변속기구가 실용화되고 있는데, 예를들면 일본국 특개평6-101754호 공보에 개시되는 바와같이, 이러한 종류의 무단변속기에 있어서, 기어드 뉴트럴을 이용한 발진방식을 채용하는 것이 제안되고 있다.

이 방식에서는 엔진에 연결된 제1 샤프트상에 상기와 같은 구성의 무단변속기구가 배치됨과 동시에, 상기 제1 샤프트에 평행인 제2 샤프트상에 선 기어와, 인터널 기어와, 이들 양 기어에 맞물리는 플래니테리 피니언(planetary pinion)을 지지하는 피니언 캐리어의 3개의 회전요소를 가지는 유성기어기구가 배치되며, 엔진회전을, 이들 회전요소중 제1 요소에는 직접, 제2 요소에는 상기 무단변속기구를 통하여 각각 입력하도록 구성되며, 제3 회전요소가 출력요소가 된다.

그리고, 상기 무단변속기구의 변속비를 제어함으로써, 유성기어기구의 제1, 제2 회전요소에 입력되는 회전속도비를 제3 회전요소가 정지하는 비로 제어하여 뉴트럴 상태를 실현시킴과 동시에,이 상태에서 상기 무단변속기구의 변속비를 증감시킴으로써, 출력요소인 제3 회전요소를 전진 또는 후퇴방향으로 회전시키도록 구성된다.

이 방식에 의하면, 클러치나 토크 컨버터등을 이용하지 않아도 차량을 발진시킬 수 있고, 발진시의 응답성이나 동력전달효율이 향상하게 된다.

그런데, 상기 기어드 뉴트럴 방식을 채용할 경우, 제1 샤프트측에서 제2 샤프트상의 유성기어기구로 무단변속기구를 통하지 않고 동력을 전달하는 경로와, 상기 무단변속기구를 통하여 유성기어기구로 동력을 전달하는 경로가 필요해지고, 여기서, 상기 공보에 개시된 무단변속기구에 있어서는, 후자의 전달경로를 2연식의 변속기구의 중간부에 설치함과 동시에, 전자의 전달경로로써의 로우 모드용 감속기를 구성하는 기어열을 상기 무단변속기구의 엔진측에 설치한다.

그러나, 이와같은 구성의 경우, 특히 FF차(프론트 엔진·프론트 드라이브차)용의 변속기의 경우에, 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

즉, FF차용의 변속기의 경우, 상기 공보의 도3에 도시되는 바와같이, 유성기어기구가 배치된 제2 샤프트(유니트 출력축)의 엔진측의 단부에 디퍼렌셜 장치가 연결되는 것이 통예이고, 이 경우, 상기 제1 샤프트측에서 제2 샤프트상의 유성기어기구로의 직접동력을 전달하는 기어열이 직경이 큰 디퍼렌셜 장치에 근접하여 배치되게 된다. 이 때문에, 상기 기어열과 디퍼렌셜장치의 간섭을 회피할 필요상, 양자를 축방향으로 이반(離反)시키지 않으면 안되고, 이것이 상기 변속기의 축방향 칫수를 증대시키는 요인이 된다. 특히, 엔진 및 변속기의 축심이 차체의 축방향으로 배치되는 FF차의 경우, 이 축방향 칫수의 증대는 상기 엔진 및 변속기의 레이아웃이나 차체로의 탑재를 곤란하게 한다.

여기서, 본 발명은 기어드 뉴트럴 발진방식을 채용하는 FF차용의 토로이달식 무단변속에 있어서, 그 축방향 칫수의 증대를 억제하고, 차체로의 탑재성이나 레이아웃성을 향상시키는 것이 과제이다.

도1은 본 발명의 실시형태에 관한 토로이달식 무단변속기의 기계적구성을 도시하는 골자도,

도2는 동 변속기의 요부의 구체적 구조를 도시하는 전개도,

도3은 도2A-A선에 따른 단면도,

도4는 하이모드 기어열을 구성하는 기어의 부착 양태를 도시하는 단면도,

도5는 로우딩 캠과 로우 모드 기어열을 구성하는 기어 및 입력 디스크와의 부착관계를 도시하는 일부 절결도,

도6은 인 풋 샤프트상의 구성을 도시하는 확대단면도,

도7은 세컨더리 샤프트상의 구성을 도시하는 확대단면도,

도8은 순환 토크에 의한 문제점을 설명하는 개략선도,

도9는 본 발명의 실시형태에 관한 변속기의 순환 토크의 흐름을 설명하는 개략선도,

도10은 동 변속기의 유압제어의 회로도,

도11은 도3B방향에서 본 변속제어용의 유압을 생성하는 삼층 밸브의 부분단면도,

도12는 도3C방향에서 본 캠 기구의 부분단면도,

도13은 변속기 케이스의 하부구조를 도시하는 단면도,

도14는 본 발명의 실시형태에 관한 변속기의 제어 시스템도,

도15는 변속제어의 전제가 되는 트랙션력의 설명도,

도16은 스텝 모터의 펄스수와 트로이달 변속비의 관계를 도시하는 특성도,

도17은 스텝 모터의 펄스수와 최종변속비와의 관계를 도시하는 특성도,

도18은 변속제어에 이용되는 특성도,

도19는 3층밸브에 의한 변속제어의 문제점의 설명도,

도20은 콘트롤 유니트가 행하는 제어의 메인 플로우챠트도,

도21은 동 콘트롤 유니트가 행하는 라인압 제어의 특징 설명도,

도22는 동 라인압 제어의 플로우챠트도,

도23은 동 라인압 제어의 특성도,

도24는 동 라인압 제어의 특성도,

도25는 동 콘트롤 유니트가 행하는 인게이지 제어의 플로우챠트도,

도26은 동 인게이지 제어의 특성도,

도27은 동 인게이지 제어의 특성도,

도28은 동 콘트롤 유니트가 행하는 다이렉트 제어의 플로우챠트도,

도29는 동 다이렉트제어의 특성도,

도30은 동 다이렉트제어의 특성도,

도31은 동 다이렉트 제어 및 인게이지 제어에 의한 타임 챠트도,

도32는 구배제어를 포함하는 제2 다이렉트 제어의 플로우챠트도,

도33은 동 제2 다이렉트 제어의 특성도,

도34는 동 제2 다이렉트 제어의 특성도,

도35는 동 제2 다이렉트 제어에 의한 타임 챠트도,

도36은 동 콘트롤 유니트가 행하는 전환제어의 플로우챠트도,

도37은 별도의 전환제어의 플로우챠트도,

도38은 동 콘트롤 유니트가 행하는 후퇴시 변속제어의 플로우챠트도,

도39는 동 후퇴시 변속제어의 변속특성도,

도40은 동 콘트롤 유니트가 행하는 모드 절환제어의 플로우챠트도,

도41은 동 모드 절환제어의 특성도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 엔진 10: 토로이달식 무단변속기

11: 제1 샤프트(인 풋 샤프트) 12: 제3 샤프트(프라이머리 샤프트)

13: 제2 샤프트(세컨더리 샤프트) 20: 제1 무단변속기구

30: 제2 무단변속기구 21,31: 입력 디스크

22,32: 출력 디스크 23,33: 롤러

25,35: 접촉위치 변경부재(트러니언(trunnion))

40: 로우딩기구(로우딩 캠) 44: 핀 부재

50: 유성기어기구 51: 제3 요소(피니언 캐리어)

52: 제1 요소(선 기어) 53: 제2 요소(인터널 기어)

60: 제1 클러치기구(로우 모드 클러치)

70: 제2 클러치기구(하이 모드 클러치)

80: 로우 모드 기어열 81: 제1 기어

82: 제2 기어 83: 아이들 기어

90: 하이모드 기어열

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같이 구성한 것을 특징으로 한다.

우선, 본 원의 특허청구의 범위 청구항1에 기재의 발명(이하, 제1 발명이라고 한다)은 일단이 엔진에 연결된 제1 샤프트와, 상기 제1 샤프트에 평행으로 배설되며, 엔진측의 단부에 좌우의 구동륜을 구동하는 디퍼렌셜 장치가 연결된 제2 샤프트와, 상기 제1 샤프트상에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전 자재롭게 지지된 출력디스크와, 상기 입력 디스크와 출력 디스크간에 개설되어 양 디스크간의 동력전달을 행하는 롤러와, 상기 롤러를 경사 회전 자재롭게 지지하고, 상기 롤러와 상기 입력 디스크 및 출력 디스크와의 접촉위치를 변경함으로써 상기 양 디스크간의 변속비를 변화시키는 접촉위치 변경부재를 가지고, 상기 제1 샤프트상에 배설된 토로이달식 무단변속기구와, 상기 제2 샤프트에 배설되며, 선 기어와 인터널기어와 피니언 캐리어 3개의 회전요소를 가짐과 동시에, 이들 회전요소중, 제1 요소가 상기 무단변속기구의 출력 디스크에 연동회전하도록 연결되며, 제2 요소가 상기 제2 샤프트에 연결된 유성기어기구와, 상기 제1 샤프트의 무단변속기의 반엔진측에 설치되어 상기 제1 샤프트와 일체 회전하는 제1 기어와, 상기 제2 샤프트의 유성기어기구의 반엔진측에 회전 자재롭게 지지된 제2 기어와, 상기 제1 기어와 제2 기어에 감합하여 양 기어간의 동력전달을 행하는 아이들 기어로 구성되는 기어열과, 상기 유성기어기구를 통하지않고 상기 출력 디스크에서의 구동 토크를 제2 샤프트에 전달하는 동력전달경로와, 상기 기어열을 구성하는 상기 제2 기어와 상기 유성기어기구의 제3 요소와의 사이를 연결 혹은 절단하는 제1 클러치 기구와,상기 동력전달경로를 연결 혹은 절단하는 제2 클러치기구와, 상기 접촉위치 변경부재와, 상기 제1 클러치 기구와, 상기 제2 클러치기구의 작동을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항2에 기재의 발명(이하, 제2 발명이라고 한다)은 상기 제1 발명에 있어서, 토로이달식 무단변속기구로써, 제1 샤프트에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 출력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 접촉위치 변경부재를 가지는 상기 제1 무단변속기구에 추가하여, 이 제1 무단변속기구의 출력디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전 자재롭게 지지된 제2 출력 디스크와, 상기 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 연결된 제2 입력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 제2 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 제2 접촉위치 변경부재를 가지는 제2 무단변속기구가 구비됨과 동시에, 상기 제1 무단변속기구의 출력 디스크와 제2 무단변속기구의 출력 디스크가 일체화되며, 그 외주에 상기 일체화 출력 디스크와 상기 유성기어기구의 제1 요소를 연동 회전시키기 위한 기어를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항3에 기재의 발명(이하, 제3 발명이라고 한다)은 상기 제1 발명과 마찬가지로, 토로이달식 무단변속기구로써, 제1 샤프트에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 출력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 접촉위치 변경부재를 가지는 상기 제1 무단변속기구에 추가하여, 이 제1 무단변속기의 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 상기 출력 디스크와 일체적으로 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 제2 출력 디스크와, 상기 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 연결된 제2 입력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 제2 롤러와, 상기 롤러와 양디스크와의 접촉위치를 변경하는 제2 접촉위치 변경부재를 가지는 제2 무단변속기구가 구비되어 있고, 또한, 상기 제1 샤프트의 외측에 중공의 제3 샤프트가 감합 삽입되고, 상기 제1, 제2 무단변속기구의 입력측 및 출력측의 각 디스크가 상기 제3 샤프트상에 배치됨과 동시에, 상기 제3 샤프트 한쪽의 단부가 베어링을 통하여 변속기 케이스에 지지되고, 또한, 다른쪽 단부에는 기어열의 제1 기어가 감합되고, 상기 제1 기어가 베어링을 통하여 변속기 케이스에 지지되어 있고, 그리고, 상기 제3 샤프트와 제1 기어와의 감합부에 양자간의 축방향의 상대변위를 흡수하는 탄성부재가 개설되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항4에 기재의 발명(이하, 제4 발명이라고 한다)은 상기 제1 발명과 마찬가지로, 토로이달식 무단변속기구로써, 제1 샤프트에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 출력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 접촉위치 변경부재를 가지는 상기 제1 무단변속기구에 추가하여, 이 제1 무단변속기구의 출력디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전 자재롭게 지지된 제2 출력 디스크와, 상기 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 연결된 제2 입력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 제2 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 제2 접촉위치 변경부재를 가지는 제2 무단변속기구가 구비되어 있고., 그리고, 상기 제1 샤프트의 외측에 중공의 제3 샤프트가 감합 삽입되며 상기 제3 샤프트의 중간부에 제1, 제2 무단변속기구의 출력 디스크가 일체적으로 회전자재롭게 지지됨과 동시에, 그 반엔진측 및 엔진측에 제1, 제2 무단변속기구의 입력 디스크가 각각 배치되어 상기 제3 샤프트에 연결되어 있고, 한편, 상기 제1, 제2 무단변속기구에 있어서 입력 디스크와 출력디스크간에 각각 롤러를 협압시키는 로우딩 기구가, 제1 무단변속기구의 입력 디스크와 그 반엔진측에 배치된 기어열의 제1기어간에 배설되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항5에 기재의 발명(이하, 제5 발명이라고 한다)은 상기 제4 발명에 있어서, 로우딩 기구는 상호 대향하는 면이 주방향의 凹凸을 가지는 캠 면으로 된 한쌍의 디스크와, 양 디스크간에 개설되어, 이들 디스크의 상대회전에 의해 양디스크간에 축방향력을 발생시키는 롤러로 구성됨과 동시에, 기어열의 제1 기어와 상기 제1 기어측의 디스크와의 사이에 이들을 일체 회전시키기 위한 핀부재가 개설되어 있고, 이 핀부재가 상기 제1 기어측의 디스크의 凹凸에 의해 두께가 두꺼운 부위에 배설된 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항6에 기재의 발명(이하, 제6 발명이라고 한다)은 상기 제1 발명에 있어서, 제2 샤프트에 제1 클러치 기구와 제2 클러치 기구에 각각 체결용 유압을 공급하는 2개의 유로가 설치됨과 동시에, 양 유로가 유압원이 배치된 단부측에서 인도되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항7에 기재의 발명(이하, 제7 발명이라고 한다)은 상기 제1 발명에 있어서, 차속검출수단을 더 구비하고, 상기 제어장치가 차속이 소정 차속보다 작을 때는 상기 제1 클러치 기구를 상기 제2 기어와 상기 제3 요소와의 사이를 연결하도록 제어함과 동시에, 상기 제2 클러치 기구를 상기 동력전달경로를 절단하도록 제어하는 한편, 차속이 상기 소정 차속보다도 클 때는 상기 제1 클러치기구를 상기 제2 기어와 상기 제3 요소와의 사이를 절단하도록 제어함과 동시에 상기 제2 클러치 기구를 상기 동력전달경로를 연결하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항8에 기재의 발명(이하, 제8 발명이라고 한다)은 상기 제7 발명에 있어서,엔진부하를 검출하는 엔진부하 검출수단을 더 구비하고, 엔진부하가 클수록 상기 소정차속이 커지도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의해 본 원의 각 발명에 의하면 다음 작용을 얻을 수 있다.

우선, 제1 발명에 의하면, 제1 클러치 기구가 체결되어, 기어열의 제2 기어와 유성기어기구의 제3 요소가 연결되어 있고, 또한, 제2 클러치 기구가 해방되어, 무단변속기구의 출력 디스크와 제2 샤프트사이가 절단되는 상태에서는, 엔진에서 제1 샤프트에 입력되는 회전은 상기 제1 샤프트에서 기어열 및 제1 클러치기구를 통하여 제2 샤프트상에 배설된 유성기어기구의 제3 요소에 입력됨과 동시에, 제1 샤프트상의 무단변속기구의 입력 디스크에서 롤러를 통하여 출력 디스크로 전달되어, 상기 출력 디스크에서 상기 무단변속기구의 제1 요소로도 입력된다.

그 경우에, 제어수단에 의해 접촉위치 변경부재를 통하여 무단변속기구의 변속비를 적절하게 제어하고, 상기 유성기어기구의 제1 요소와 제3 요소의 회전속도비를 제2 요소의 회전속도가 제로가 되도록 설정하면, 엔진회전을 입력하고, 제1 클러치 기구를 체결시킨채로, 상기 변속기의 출력축인 제2 샤프트의 회전을 정지시킬 수 있고, 기어드 뉴트럴의 상태를 얻을 수 있다.

그리고, 이 상태에서 상기 무단변속기구의 변속비를 변화시켜, 유성기어기구의 제1 요소의 회전속도를 저하 혹은 상승시키면, 상기 변속기 전체로써의 변속비가 큰 상태, 즉 로우 모드의 상태에서, 제2 샤프트가 전진방향 또는 후퇴방향으로 회전하게 되고, 상기 차량이 발진하게 된다.

또한, 상기 제1 클러치 기구가 해방되어, 기어열의 제2 기어와 유성기어기구의 제3 요소와의 사이가 절단되고, 제2 클러치 기구가 체결되어, 무단변속기구의 출력 디스크와 제2 샤프트가 연결되는 상태에서는, 엔진에서 제1 샤프트로 입력되는 회전은 상기 무단변속기구에서 제2 클러치 기구를 통해서만 제2 샤프트로 전달된다. 이 때, 상기 유성기어기구에 의한 변속은 행해지지않고, 변속기 전체로써의 변속비는 상기 무단변속기구의 변속비에만 대응하게 되고, 변속비가 작은 상태, 즉 소위 하이모드상태에서 무단변속기구에 의해 상기 변속비가 무단계로 제어되게 된다.

그리고, 특히 이 제1 발명에 의하면, 상기 기어드 뉴트럴의 상태 및 로우 모드 상태에서 제1 샤프트에서 유성기어기구로 회전을 전달하는 기어열이 제1 샤프트상의 무단변속기구 및 제2 샤프트상의 유성기어기구, 어떠한 것도 반엔진측에 배치되므로, 이 기어열과, 제2 샤프트의 엔진측의 단부에 연결된 디퍼렌셜 장치와의 간섭이 회피되고, 그만큼 상기 변속기의 축방향칫수의 단축이 가능해진다.

또한, 제2 발명에 의하면, 한쌍의 입력 디스크 및 출력 디스크와 양 디스크간에 개설된 롤러등으로 이루어지는 토로이달식 무단변속기구로써, 제1 무단변속기구와 제2 무단변속기구를 구비하는 경우에, 이 제1, 제2 무단변속기구의 출력디스크를 일체화하고, 그 외주에, 상기 일체화 출력 디스크와 유성기어기구의 제1 요소를 연동회전시키기 위한 기어를 설치하였으므로, 2개의 독립된 출력 디스크를 구비하고, 양 출력 디스크간에 상기 기어를 배치한 경우보다 축방향 칫수가 단축됨과 동시에, 상기 기어의 지지가 안정되고, 상기 기어의 축방향의 백래시가 방지되게 된다.

또한, 제3 발명에 의하면, 상기 제2 발명과 마찬가지로, 토로이달식 무단변속기구로써 제1,제2 무단변속기구를 구비함과 동시에, 제1 샤프트의 외측에 중공의 제3 샤프트를 감합 삽입하고, 상기 제3 샤프트상에 상기 제1, 제2 무단변속기구의 입력측 및 출력측의 각 디스크를 배치할 경우에, 상기 제3 샤프트의 한쪽 단부를 베어링을 통하여 변속기 케이스에 지지시키고, 또한, 다른쪽 단부에는 기어열의 제1 기어를 감합시켜, 상기 제1 기어를 베어링을 통하여 변속기 케이스에 지지시키도록 구성함과 동시에, 상기 제3 샤프트와 제1 기어와의 감합부에 양자간의 축방향의 상대변위를 흡수하는 탄성부재를 개설하였으므로, 제3 샤프트가 열팽창등에 의해 신축해도, 그 신축이 상기 탄성부재에 의해 흡수되게 된다.

따라서, 상기 제3 샤프트 한쪽의 단부를 지지하는 베어링, 및 상기 제3 샤프트의 다른쪽 단부를 제1 기어를 통하여 지지하는 베어링에 작용하는 축방향력이 적당하게 유지됨과 동시에 상기 제1 기어의 축방향의 백래시가 제어되며, 상기 제1 기어가 양호하게 지지되게 된다.

한편, 제4 발명에 의하면, 상기 제2, 제3 발명과 마찬가지로, 토로이달식 무단변속기구로써 제1, 제2 무단변속기구를 구비함과 동시에, 제1 샤프트의 외측에 중공의 제3 샤프트를 감합 삽입하고, 상기 제3 샤프트의 중간부에 제1, 제2 무단변속기구의 출력 디스크를 회전자유롭게 지지시키고, 그 반 엔진측 및 엔진측에 제1,제2 무단변속기구의 입력 디스크를 각각 배치하여 상기 제3 샤프트에 연결할 경우에, 상기 제1, 제2 무단변속기구에서 입력 디스크와 출력 디스크간에 각각 롤러를 협압시키는 로우딩 기구를 제1 무단변속기구의 입력 디스크와 그 반엔진측에 배치된 기어열의 제1 기어와의 사이에 배설하였으므로, 제1 클러치 기구가 체결되며, 제2 클러치 기구가 해방된 기어드 뉴트럴 내지 로우 모드 상태에서 엔진에서의 토크의 흐름이 양호하게 행해지게 된다.

즉, 엔진에서의 토크는 제1 샤프트에 입력된 후, 상기 제1 샤프트의 반 엔진측의 단부에서 기어열을 통하여 제2 샤프트측에 전달되며, 제1 클러치 기구를 통하여 유성기어기구의 제3 요소에 입력되게 된다. 이 때, 이 유성기어기구에서는 제2 요소에서 제2 샤프트를 통하여 디퍼렌셜 장치측에 토크가 출력됨과 동시에, 상기 제3 요소로의 토크의 입력에 대한 반력이 제1 요소에 작용하고, 이것이 상기 제1 요소와 연결된 제1 샤프트상의 제1, 제2 무단변속기구의 출력 디스크에 환류되어, 소위 순환 토크가 발생한다.

그리고, 이 순환 토크중 제1 무단변속기구의 입력 디스크에 전달된 것은 로우딩 기구를 통하여 상기 기어열의 제1 기어에, 또한, 제2 무단변속기구의 입력 디스크에 전달된 것은 상기 제3 샤프트를 경유한 위에, 마찬가지로 로우딩 기구에서 기어열의 제1 기어에 각각 전달되게 된다. 따라서, 어떠한 순환 토크도 제1 샤프트를 통과하지 않고, 상기 제1 샤프트는 상기 엔진에서의 토크만을 전달하면 충분하게 된다.

또한, 제5발명에 의하면, 상기 제4 발명에 있어서, 로우딩 기구를 상호 대향하는 면이 주방향의 凹凸을 가지는 캠 면으로 된 한쌍의 디스크와, 양 디스크간에 개설된 롤러로 구성하고, 이 로우딩 기구의 제1 기어측의 디스크와 상기 제1 기어를 핀 부재로 연결할 경우에, 이 핀 부재를 상기 제1 기어측의 디스크의 凹凸에 의해 두께가 두꺼운 부위에 배설하였으므로, 상기 디스크의 전체적 두께, 즉 축방향 칫수를 증대시키거나, 상기 디스크의 강도를 저하시키지 않고, 상기 제1 기어와 상기 디스크가 연결되게 된다.

또한, 제6 발명에 의하면, 제1, 제2 클러치기구에 각각 체결용 유압을 공급하는 2개의 유로를 양 클러치기구가 배치된 제2 샤프트에 설치할 시에, 양 유로 모두 유압원이 배치된 단부측에서 인도하였으므로, 양 클러치 기구까지의 유로가 짧아져, 이들 클러치 기구에 대한 유압의 공급이 신속하게 행해지게 되고, 체결, 해방제어의 양호한 응답성이 얻어지게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관한 무단변속기구에 대해, 그 기계적 구성, 유압제어회로의 구성 및 변속제어의 구체적인 동작을 설명한다.

기계적구성

도1은 본 실시 형태에 관한 토로이달식 무단변속기의 기계적 구성을 도시하는 골자도이고, 이 변속기(10)는 엔진(1)의 출력축(2)에 토셔널(torsional) 댐퍼(3)를 통하여 연결된 인풋 샤프트(제1 샤프트)(11)와, 상기 샤프트(11)의 외측에 고정되지 않게 감합된 중공의 프라이머리 샤프트(제3 샤프트)(12)와, 이들 샤프트(11), (12)에 평행으로 배치된 세컨더리 샤프트(제2 샤프트)(13)를 가지고, 이들 샤프트(11∼13)가 모두 상기 차량의 횡방향으로 연장하도록 배치되어 있다.

또한, 이 무단변속기(10)의 상기 인풋 샤프트(11) 및 프라이머리 샤프트(12)의 축선상에는 토로이달식의 제1,제2 무단변속기구(20), (30)와, 로우딩 캠(40)이 배설됨과 동시에, 세컨더리 샤프트(13)의 축선상에는 유성기어기구(50)와 로우 모드 클러치(제1 클러치 기구)(60) 및 하이모드 클러치(제2 클러치 기구)(70)가 배설되어 있다. 그리고, 인 풋 샤프트(11) 및 프라이머리 샤프트(12)의 축선과, 세컨더리 샤프트(13)의 축선간에, 로우 모드 기어열(80)과 하이모드 기어열(90)이 개설되어 있다.

상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)는 대략 동일 구성이고, 모두 대향면이 토로이달면으로 된 입력 디스크(21), (31)와 출력 디스크(22), (33)를 가지고, 이들의 대향면간에 양 디스크(21), (22) 및 (31), (32)간에서 각각 동력을 전달하는 롤러(23), (33)가 2개씩 개설되어 있다.

그리고, 엔진(1)에서 먼쪽으로 배치된 제1 무단변속기구(20)는 입력 디스크(21)가 반엔진측에, 출력 디스크(22)가 엔진측에 배치되며, 또한 엔진(1)에 가까운 쪽에 배치된 제2 무단변속기구(30)는 입력 디스크(31)가 엔진측에, 출력 디스크(32)가 반 엔진측에 배치되어 있고, 또한 양 무단변속기구(20), (30)의 입력 디스크(21), (31)는 프라이머리 샤프트(12)의 양단부에 각각 결합되고, 또한, 출력 디스크(22), (32)는 일체화되어, 상기 프라이머리 샤프트(12)의 중간부에 회전 자유롭게 지지되어 있다.

또한, 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에는 상기 로우 모드 기어열(80)을 구성하는 제1 기어(81)가 결합됨과 동시에, 상기 제1 기어(81)와 상기 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)와의 사이에 로우딩 캠(40)이 개설되어 있고, 또한, 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 일체화된 출력 디스크(22), (33)(이하, 「일체화 출력 디스크(34)」라고 표기한다)의 외주에 상기 하이모드 기어열(90)을 구성하는 제1 기어(91)가 설치되어 있다.

한편, 세컨더리 샤프트(13)의 반엔진측의 단부에는 상기 로우 모드 기어열(80)을 구성하는 제2 기어(82)가 회전 자유롭게 지지되어, 아이들 기어(83)를 통하여 상기 제1 기어(81)에 연결됨과 동시에, 상기 세컨더리 샤프트(13)의 중간부에는 상기 유성기어기구(50)가 배설되어 있다. 그리고, 상기 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(제3 회전요소)(51)와 상기 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)와의 사이에, 이들을 연결 혹은 절단하는 로우 모드 클러치(60)가 개설되어 있다.

또한, 유성기어기구(50)의 엔진측에는 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 일체화 출력 디스크(34)의 외주에 설치된 하이모드 기어열(90)의 제1 기어(91)에 맞물리는 제2 기어(92)가 회전 자유롭게 지지되며, 상기 제2 기어(92)와 유성기어기구(50)의 선 기어(제1 회전요소)(52)가 연결됨과 동시에, 상기 유성기어기구(50)의 인터널 기어(제2 회전요소)(53)가 세컨더리 샤프트(13)에 결합되어 있고, 또한 상기 유성기어기구(50)의 엔진측에, 상기 하이모드 기어열(90)의 제2 기어(92)와 세컨더리 샤프트(13)를 연결 혹은 절단하는 하이모드 클러치(70)가 개설되어 있다.

그리고, 상기 세컨더리 샤프트(13)의 엔진측의 단부에 제1, 제2 기어(4a), (4b)와 아이들 기어(4c)로 이루어지는 출력 기어열(4)을 통하여 디퍼렌셜 장치(5)가 연결되어 있고, 이 디퍼렌셜 장치(5)에서 좌우로 연장하는 구동축(6a), (6b)를 통하여 좌우의 구동륜(도시하지 않음)에 동력을 전달하도록 되어 있다.

다음에, 도2 이하의 도면을 이용하여, 상기 변속기(10)의 각 구성요소에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)에 대해 설명하면, 이들 무단변속기구(20), (30)는 대략 동일 구성이고, 상술한 바와같이, 대향면이 토로이달면으로 된 입력 디스크(21), (31)와 출력 디스크(22), (32)(일체화 출력디스크(34))를 가지고, 이들 대향면간에 입, 출력 디스크(21), (22)간 및 (31), (32)사이에서 각각 동력을 전달하는 롤러(23), (33)가 2개씩 개설되어 있다.

그리고, 도3에서, 제1 무단변속기구(20)를 예오들어 그 구성을 더욱 상세하게 설명하면, 한쌍의 롤러(23), (23)는 입, 출력 디스크(21), (22)의 대략 반경방향으로 연장하는 샤프트(24), (24)를 통하여 트러니온(25), (25)에 각각 지지되며, 입,출력 디스크(21), (22)의 상호 대향하는 토로이달면의 원주상의 180도 반대측으로 대략 수평자세로 상하로 평행으로 배치되어 있고, 그 주면의 180도 반대측의 2개소에서 상기 양 디스크(21), (22)의 토로이달면에 각각 대접하고 있다.

또한, 상기 트러니온(25), (25)은 변속기 케이스(100)에 부착된 좌우 지지부재(26), (26)간에 지지되며, 양 디스크(21), (22)의 접선방향으로써 롤러(23), (23)의 샤프트(24), (24)에 직교하는 수평방향의 축심X, X주위의 회동 및 상기 축심X, X방향의 직선왕복운동이 가능하게 되어 있다. 그리고, 이들 트러니온(25), (25)에 상기 축심(X), (X)을 따라 일측방으로 연장하는 로드(27), (27)가 연결됨과 동시에, 변속기 케이스(100)의 측면에는 이들 로드(27), (27) 및 트러니온(25), (25)을 통하여 상기 롤러(23), (23)를 경사 회전시키는 변속제어 유니트(11)가 부착되어 있다.

이 변속 제어 유니트(110)는 유압제어부(111)와 트러니온 구동부(112)를 가짐과 동시에, 트러니온 구동부(112)에는 상방으로 위치하는 제1 트러니온(25₁)의 로드(27)에 부착된 증속용 및 감속용의 피스톤(113₁), (114₁)과, 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)의 로드(27)에 부착된 마찬가지로 증속용 및 감속용의 피스톤(113₂), (114₂)이 배치되며, 상방의 피스톤(113₁), (114₁)의 상호 대향하는 면측에 증속용 및 감속용 유압실(115₁), (116₁)이, 또한 하방의 피스톤(113₂), (114₂)의 상호 대향하는 면측에 증속용 및 감속용 유압실(115₂), (116₂)이 각각 설치되어 있다.

또한, 상방에 위치하는 제1 트러니온(25₁)에 대해서는 증속용 유압실(115₁)이 롤러(23)측에, 감속용 유압실(116₁)이 반 롤러(23)측에 각각 배치되고, 또한, 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)에 대해서는 증속용 유압실(115₂)이 반롤러(23)측에, 감속용 유압실(116₁)이 롤러(23)측에 각각 배치되어 있다.

그리고, 상기 유압 제어부(111)에서 생성된 감속용 유압(P_H)이 유로(117), (118)를 통하여 상방에 위치하는 제1 트러니온(25₁)의 감속용 유압실(115₁)과 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)의 증속용 유압실(115₂)에 공급되며, 또한, 마찬가지로 유압제어부(111)로 생성된 감속용 유압(P_L)이 도시하지 않은 유로를 통하여, 상방에 위치하는 제1 트러니온(25₁)의 감속용 유압실(116₁)과, 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)의 감속용 유압실(116₂)로 공급되게 된다.

여기서, 제1 무단변속기구(20)를 예로들어 상기 증속용 및 감속용 유압(P_H),(P_L)의 공급제어와 상기 무단변속기구(20)의 변속동작과의 관계를 간단하게 설명한다.

우선, 도3에 도시하는 유압제어부(111)의 작동에 의해 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 공급되는 증속용 유압(P_H)이 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 감속용 유압실(116₁), (116₂)에 공급되는 감속용 유압(P_L)에 대해 소정의 중립상태보다 상대적으로 높아지면, 상방의 제1 트러니온(25₁)은 도면상, 우측으로, 하방의 제2 트러니온(25₂)은 좌측으로 각각 수평 이동하게 된다.

이 때, 도시되지 않은 출력 디스크(22)가 x방향으로 회전하면, 상방의 제1 롤러(23₁)는 우측으로의 이동에 의해 상기 출력 디스크(22)에서 하향의 힘을 받아 도면의 앞측에 있어 반x방향으로 회전하는 입력 디스크(21)에서는 상향의 힘을 받게 된다. 또한, 하방의 제2 롤러(23₂)는 좌측으로의 이동에 의해 출력 디스크(22)에서 상향의 힘을 받고, 입력 디스크(21)에서는 하향의 힘을 받게된다. 그 결과, 상하의 롤러(23₁), (23₂)모두 입력 디스크(21)와의 접촉위치는 반경방향의 외측으로, 출력 디스크(22)와의 접촉위치는 반경방향의 내측으로 이동하도록 경사 회전하고, 상기 무단변속기구(20)의 변속비가 작아진다(증속).

또한, 상기와 반대로 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 감속용 유압실(116₁), (116₂)로 공급되는 감속용 유압(P_L)이 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 공급되는 증속용 유압(P_L)에 대해 소정의 중립상태보다 상대적으로 높아지면 상방의 제1 트러니온(25₁)은 도면상 좌측에, 하방의 제2 트러니온(25₂)은 우측으로 각각 수평이동한다.

이 때, 상방의 제1 롤러(23₁)는 출력 디스크(22)에서 상향의 힘을, 입력 디스크(21)에서 하향의 힘을 받고, 또한, 하방의 제2 롤러(23₂)는 출력 디스크(22)에서 하향의 힘을, 입력 디스크(21)에서 상향의 힘을 받는다. 그 결과, 상하의 롤러(23₁), (23₂)모두 입력 디스크(21)와의 접촉위치는 반경방향의 내측에, 출력 디스크(22)와의 접촉위치는 반경방향의 외측으로 이동하도록 경사 회전하고, 상기 무단변속기구(20)의 변속비가 커진다(감속).

또한, 이와같은 유압제어부(111)에 의한 감속용 및 감속용 유압(P_H), (P_L)의 공급동작에 대해서는 후술하는 유압 제어회로의 설명으로 상세하게 기술한다.

이상과 같은 제1 무단변속기구(20)에 대한 구성 및 작용은 제2 무단변속기구(30)에 대해서도 마찬가지이다.

그리고, 도2에 도시하는 바와같이, 인풋 샤프트(11)상에 고정되지 않게 감합된 중공의 프라이머리 샤프트(120)의 양단부에 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 입력 디스크(21), (31)가 각각 스플라인 감합되어, 이들 입력 디스크(21), (31)가 항상 동일 회전하도록 되어 있고, 또한, 상기와 같이, 양 무단변속기구(20), (30)의 출력 디스크(22), (32)는 일체화되어 있으므로, 양 무단변속기구(20), (30)의 출력측 회전속도도 동일하게 된다. 그리고, 이에따라 상기와 같은 롤러(23), (33)의 경사 회전 제어에 의한 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비의 제어도 상기 변속비가 항상 동일하게 유지되도록 행해진다.

여기서, 도4에 확대하여 도시하는 바와같이, 일체화 출력 디스크(34)의 외주면에는 하이모드 기어열(90)의 링상으로 형성된 제1 기어(91)가 감합되어 용접에 의해 고착되는데, 그 경우에 일체화 출력 디스크(34)의 한쪽의 측면측에는 상기 디스크(34)의 외주와 제1 기어(91)의 내주에 걸쳐 카운터부(Y)가 설치되며, 이 카운터부(Y)내에서 상기 디스크(34)와 기어(91)와의 용접이 행해진다.

따라서, 용접에 따라 그 용접면에서 용접용금속(Z)이 솟아올라도, 이것이 상기 한쪽의 측면측의 토로이달면(34a)과 간섭하지 않고 롤러를 넓은 범위에서 경사 회전시키는 것이 가능해진다. 또한, 이와같이, 상기 제1 기어(91)가 일체화 출력 기어(34)의 외주에 용접에 의해 고착되므로, 상기 제1 기어(91)의 축방향의 백래시가 제어되어, 그 지지가 안정되게 된다.

한편, 도5, 도6에 도시하는 바와같이, 상기 로우딩 캠(40)은 상기 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)와 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)와의 사이에 개설된 캠 디스크(41)를 가지고, 이 캠 디스크(41)와 상기 입력 디스크(21)의 상호 대향하는 면을 주방향으로 凹凸을 반복하는 캠 면으로써, 이들 캠면간에 리테이너 디스크(42)에 지지된 다수의 롤러(43)…(43)를 배치한 구성으로 되어 있다.

그리고, 상기 캠 디스크(41)는 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에 스플라인 감합된 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에 축방향으로 배치된 다수의 핀 부재(44)…(44)를 통하여 일체 회전하도록 연결됨과 동시에, 도6에 도시하는 바와같이, 이 캠 디스크(41)와 프라이머리 샤프트(12)에 설치된 플랜지부(12a)와의 사이에는 접시 스프링(45), (45)과, 니들 슬러스트 베어링(46)과, 그 베어링 레이스(47)가 개설되어 있고, 상기 접시 스프링(45), (45)의 탄성력에 의해 캠 디스크(41)가 입력 디스크(21)측에 압압되어 있다.

이에따라, 상기 롤러(43)…(43)가 상기 양 디스크(21), (41)의 캠면의 凹부(21a), (41a)간에 협지되어, 인풋 샤프트(11)에서 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)를 통하여 캠 디스크(41)로 입력되는 토크를 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)로 전달하고, 또한, 프라이머리 샤프트(12)를 통하여 제2 무단변속기구(30)의 입력 디스크(31)에도 전달하도록 되어 있다.

그리고, 특히, 도5에 쇄선으로 도시하는 바와같이, 입력 토크의 크기에 따라 상기 롤러(43)…(43)가 양 디스크(21), (41) 캠 면의 凹부(21a), (41a)에서 凸부(21b), (41b)측을 향해 회전하고, 이들 캠 면간에 침투함으로써, 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21), 롤러(23), 일체화 출력 디스크(34) 및 제2 무단변속기구(30)의 롤러(33)를 순차 제2 무단변속기구(30)의 입력 디스크(31)측으로 압압한다. 이에따라, 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (33)의 협압력이 입력 토크에 따라 자동적으로 조정되도록 되어 있다.

또한, 이 로우딩 캠(40)에서는 상기 캠 디스크(41)와 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)를 연결하는 핀 부재(44)…(44)가 상기 캠 디스크(41)의 두께가 두꺼운 凸부(41b)…(41b)의 위치에 배설되어 있다. 따라서, 상기 캠 디스크(41)의 전체적인 두께를 필요이상으로 두껍게 하여 그 축방향 칫수를 증대시키거나, 혹은 핀 부재(44)…(44)의 삽통 구멍과 캠 면의 凹부(41a)…(41a)가 근접하여 상기 캠 디스크(41)의 강도를 저하시키는 것이 회피된다.

또한, 도6에 의해 상기 인 풋 샤프트(11)의 외측에 고정되지 않게 감합된 프라이머리 샤프트(12)의 지지구조에 대해 설명하면, 상기 프라이머리 샤프트(12)의 엔진측의 단부는 베어링(131)을 통하여 변속기 케이스(100)에 지지되어 있고, 한편, 반 엔진측의 단부에는 상기 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)가 스플라인 감합되며, 상기 기어(81)가 베어링(132)을 통하여 변속기 케이스(100)의 반 엔진측의 커버(101)에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프라이머리 샤프트(12)의 상기 로우딩 캠(40)의 접시 스프링(45), (45)을 지지하는 플랜지부(12a)와 상기 제1 기어(81)와의 사이에는 니들 슬러스트 베어링(133) 및 베어링 레이스(134)를 통하여 상기 프라이머리 샤프트(12)와 제1 기어(81)를 상호 이반하는 방향으로 부세하는 접시 스프링(135)이 배치되어 있다.

따라서, 프라이머리 샤프트(12)가 열팽창등에 의해 신축했을 시에, 상기 샤프트(12)의 엔진측의 단부는 축방향으로 이동할 수 없으므로, 제1 기어(81)에 스플라인 감합된 반 엔진측의 단부가 축방향으로 변위하게 되는데, 이 때, 그 변위가 상기 접시 스프링(135)에 의해 흡수됨과 동시에, 상기 제1 기어(81)가 상기 접시 스프링(135)의 스프링력에 따른 적당한 힘으로 항상 베어링(132)측으로 압압되게 된다. 따라서, 상기 제1 기어(81)가 상기 프라이머리 샤프트(12)의 신장에 의해 베어링(132)측으로 강하게 압압되거나, 반대로 프라이머리 샤프트(12)의 수축에 의해 상기 제1 기어(81)가 축방향으로 백래시된 상태가 회피된다.

또한, 이 접시 스프링(135)의 탄성력을 프라이머리 샤프트(12) 및 제1 기어(81)를 통하여 받는 엔진측 및 반 엔진측 베어링(131), (132)에도 항상 적당한 축방향의 힘이 작용하게 되고, 특히, 이들 베어링(131), (132)이 도시하는 테이퍼 롤러형의 슬러스트 베어링인 경우에 축방향의 예압이 적당하게 유지되고, 이것이 너무 작을 경우의 백 래쉬(backlash)나 너무 클 경우의 회전저항의 증대라는 문제점이 방지된다.

또한, 상기 반 엔진측 커버(101)에는 오일 펌프(102)가 부착되며, 인풋 샤프트(11)와 일체적으로 회전하는 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에 의해 구동되도록 되어 있다.

다음에, 도7에 의해, 세컨더리 샤프트(13) 및 상기 샤프트(13)상의 유성기어기구(50), 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)등의 구성을 설명한다.

이 세컨더리 샤프트(13)는 엔진측의 단부가 변속기 케이스(100)의 엔진측 커버(103)에, 반 엔진측의 단부가 상기 반 엔진측 커버(101)에 각각 베어링(141), (142)을 통하여 회전 자재롭게 지지되어 있다. 그리고, 이 세컨더리 샤프트(13)의 중앙부에 상기 하이모드 기어열(90)을 구성하는 제2 기어(92)가 배치됨과 동시에, 그 후방(반 엔진측, 이하 같음)에 인접시켜 유성기어기구(50)가 배설되며, 상기 제2 기어(92)와 유성기어기구(50)의 선 기어(52)가 연결되어 있다. 또한, 그 후방에서, 유성기어기구(50)의 인터널 기어(53)에 결합된 플랜지 부재(54)가 상기 세컨더리 샤프트(13)에 스플라인 결합되어 있다.

또한, 유성기어기구(50)의 후방에 로우 모드 클러치(60)가 배설되어 있다. 이 클러치(60)는 세컨더리 샤프트(13)에 회전 자재롭게 지지되고, 상기 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)가 고착된 드럼 부재(61)와, 그 반경방향의 내측에 배치되어, 상기 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)에 플랜지 부재(55)를 통하여 결합된 허브(hub)부재(62)와 이에 번갈아 스플라인 결합된 다수매의 클러치 플레이트(63)…(63)와, 상기 드럼부재(61)의 내부에 배치된 피스톤(64)을 가진다.

그리고, 상기 피스톤(64)의 배부의 드럼 부재(61)와의 사이가 유압실(65)로 되며, 상기 유압실(65)에, 도3에 도시하는 클러치 제어 유니트(120)로 생성된 체결용 유압이 공급되었을 시에, 피스톤(64)이 스프링(66)에 저항하여 전방(엔진측, 이하 같음)으로 스트로우크함으로써 상기 클러치 플레이트(63)…(63)가 체결되며, 이에따라, 상기 클러치(60)를 통하여 상기 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)와 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)가 결합되게 된다.

또한, 상기 피스톤(64)의 전면측에는 발란스 피스톤(67)이 배치되며, 양 피스톤(64), (67)간에 설치된 발란스실(68)에 윤활유가 도입됨으로써, 상기 유압실(65)내의 작동유에 작용하는 원심력에 의해 피스톤(65)에 작용하는 압력을 상쇄하게 된다.

또한, 상기 하이모드 기어열(90)의 제2 기어(92)의 전방에는 하이모드 클러치(70)가 배설되어 있다. 이 클러치(70)도 세컨더리 샤프트(13)에 스플라인 감합된출력 기어열(4)의 제1 기어(4a)에 패킹 기구용 기어(4d)를 통하여 결합된 드럼부재(71)와, 그 반경방향의 내측에 배치되어, 상기 제2기어(92)에 결합된 허브 부재(72)와, 이들에 번갈아 스플라인 결합된 다수매의 클러치 플레이트(73)…(73)와, 상기 드럼부재(71)의 내부에 배치된 피스톤(74)을 가진다.

그리고, 상기 피스톤(74)의 배부에 설치된 유압실(75)에 상기 클러치 제어 유니트(20)로 생성된 체결용 유압이 공급되었을 때에, 상기 피스톤(74)이 스프링(76)에 저항하여 후방으로 스트로우크함으로써 상기 클러치 플레이트(73)…(73)가 체결되며, 이에따라, 상기 클러치(70)를 통하여 상기 하이모드 기어열(90)의 제2 기어(92)와, 세컨더리 샤프트(13) 내지 상기 샤프트(13)에 스플라인 결합된 출력 기어열(4)의 제1 기어(4a)와 결합되도록 되어 있다.

또한, 이 하이모드 클러치(70)에도, 피스톤(74)의 후방에 발란스 피스톤(77)이 구비되며, 양 피스톤(74), (77)간의 발란스실(78)에 윤활유가 도입됨으로써, 상기 유압실(75)내의 작동유에 작용하는 원심력에 의해 피스톤(74)에 작용하는 압력을 상쇄하게 된다.

한편, 세컨더리 샤프트(13)의 반 엔진측의 단부에는 단면에서 축방향 전방으로 연장하는 凹부(13a)가 형성되며, 상기 凹부(13a)에 상기 엔진측 커버(101)에 설치되어 전방으로 돌출하는 보스부(101a)가 상대회전 자재롭게 감합되어 있다. 또한, 상기 엔진측 커버(103)에도 후방으로 돌출하는 보스부(103a)가 설치되며, 세컨더리 샤프트(13)의 전단부의 凹부(13b)에 상대회전 자재롭게 감합되어 있다.

그리고 상기 반 엔진측 커버(101)의 보스부(101a)에는 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)용의 2개의 클러치 체결유로(151), (161)가 축방향으로 천설됨과 동시에, 상기 클러치 제어 유니트(120)에서 반엔진측 커버(101)내를 통과하여 상방으로 인도된 유로(152), (162)가 이들 클러치 체결유로(151), (161)에 각각 접속되어 있다.

이들 유로 중, 상기 로우 모드 클러치(60)용 유로(151)는 상기 반 엔진측 커버(101)의 보스부(101a)에 설치된 반경방향의 통공(153), 상기 보스부(101a)의 외주면에 설치된 주홈(154), 상기 보스부(101a)에 감합된 세컨더리 샤프트(13)의 凹부(13a)의 주벽에 설치된 반경방향의 통공(155), 상기 샤프트(13)의 외주면에 설치된 주홈(156) 및 로우 모드 클러치(60)의 드럼 부재(61)의 보스부에 설치된 통공(157)을 통하여 상기 클러치(60)의 유압실(65)에 연통되어 있다. 이에따라, 상기 클러치 제어 유니트(120)로 생성되는 로우 모드 클러치 체결용 유압이 상기 클러치(60)의 유압실(65)에 공급되도록 되어 있다.

또한, 하이모드 클러치(70)용의 유로(161)는 상기 보스부(101a)의 전단면에 개구하고, 상기 보스부 전단면과 세컨더리 샤프트(13)의 凹부(13a)의 내단면과의 사이의 공간(163)에 연통한다. 그리고, 상기 세컨더리 샤프트(13)에 축방향으로 천설되어 후단부가 상기 凹부(13a)의 내단면에 개구된 유로(164)에 연통하고, 상기 세컨더리 샤프트(13) 및 출력 기어열(4)의 제1 기어(4a)에 각각 설치된 반경방향의 통공(165), (166)을 통하여 하이모드 클러치(70)의 유압실(75)에 연통되어 있다. 이에따라, 상기 클러치 제어 유니트(120)로 생성되는 하이모드 클러치 체결용 유압이 상기 클러치(70)의 유압실(75)에 공급되게 된다.

이와같이, 로우 모드 클러치(60)용 및 하이모드 클러치(70)용의 체결유로(151), (161)가 모두 오일 펌프(102)가 설치된 반 엔진측 커버(101)측으로 인도되며, 세컨더리 샤프트(13)를 통하여 상기 양 클러치(60), (70)의 유압실(65),(75)로 연통되어 있으므로, 예를들면, 한쪽의 유로를 엔진측 커버(103)측으로 인도한 경우등에 비교하여 상기 유압실(65), (75)로의 유압의 공급이 신속하게 행해지며, 클러치(60), (70)의 체결제어의 응답성이 향상하게 된다.

또한, 상기 엔진측 커버(103)의 보스부(103a)에도 유로(171)가 설치되며, 상기 클러치 제어 유니트(120)에서 상기 커버(103)내를 통과하여 상방으로 인도된 유로(172)(도2 참조)에 접속되어 있다. 또한, 상기 보스부(103a)에 결합된 세컨더리 샤프트(13)의 전단부의 凹부(13b)에서는 축방향으로 연장하는 후단부가 플러그(173)에 의해 폐색된 윤활용 유로(174)가 천설되어 있음과 동시에, 상기 세컨더리 샤프트(13)의 소정위치에는 이 유로(174)에 연통하는 다수의 반경방향의 통공(175)…(175)이 형성되어 있다. 이에따라, 상기 클러치 제어 유니트(120)에서 공급되는 윤활유가 상기 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)의 발란스실(68), (78)이나 그 이외의 윤활부위로 공급되게 된다.

여기서, 도3에 도시하는 바와같이, 변속기 케이스(100)에는 그 측부에 변속 제어 유니트(110)가, 하부에 상기 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)를 제어하는 클러치 제어 유니트(120)가 부착되어 있는데, 이와같이, 제어 유니트가 분할되며, 그 한쪽을 변속기 케이스(100)의 측부에, 다른쪽을 하부에 각각 부착하는 구성으로 함으로써, 그 전체를 일체화하여 변속기 케이스의 하부에 부착할 경우에 비교해, 상기 변속기 케이스에서 하방으로의 돌출량이 적어진다. 따라서, 상기 차량의 최저 지상고를 확보하는데 유리하다.

또한, 상기와 같이, 변속 제어 유니트(110)를 변속기 케이스(100)의 한쪽의 측부(도3의 좌측)에 배치함과 동시에, 상기 유니트(110)의 트러니온 구동부(112)에서 변속기 케이스(100)의 내방을 향해 수평방향으로 연장하는 상하의 로드(27), (27)에 트러니온(25), (25)을 각각 부착하여, 이들 트러니온(25), (25)을 수평방향의 축심X, X을 따라 작동시키도록 구성되어 있으므로, 상기 트러니온을 수직방향으로 작동시킬 경우와 같이 트러니온 구동부가 변속기 케이스의 상부에 배치되어 폭방향이 큰 스페이스를 점유하는 것이 없어진다.

따라서, 유성기어기구(50)나 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)가 배치된 세컨더리 샤프트(13)를 배치할 시에, 그 축심을 인풋 샤프트(11) 및 프라이머리 샤프트(12)의 축심에 접근시킬 수 있고, 그만큼 상기 변속기(10) 전체가 콤팩트화되게 된다.

또한, 상기 클러치 제어 유니트(120)에 의한 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)에 대한 체결용 유압의 공급제어에 대해서도, 후술하는 유압 제어회로에 대한 설명으로 상세하게 기술한다.

다음에, 이상과 같은 구성의 무단변속기(10)의 기계적인 동작에 대해 설명한다.

우선, 상기 차량의 정차중에 있어서는, 도1 및 도2에서, 로우 모드 클러치(60)가 체결되고, 하이모드 클러치(70)가 해방된 상태, 즉 로우 모드상태에 있어서, 엔진(1)에서의 회전은 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에서 제1 기어(81), 아이들 기어(83) 및 제2 기어(82)로 이루어지는 로우 모드 기어열(80)을 통하여 세컨더리 샤프트(13)측에 전달됨과 동시에, 또한 상기 로우 모드 클러치(60)를 통하여 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)로 입력된다.

또한, 상기 인풋 샤프트(11)에 입력된 엔진(1)에서의 회전은 상기 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에서 이에 인접하는 로우딩 캠(40)을 통하여 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)에 입력되며, 롤러(23), (23)를 통하여 일체화 출력 디스크(34)에 전달됨과 동시에, 상기 입력 디스크(21)에서 프라이머리 샤프트(12)를 통하여 상기 샤프트(12)의 엔진측의 단부에 배치된 제2 무단변속기구(30)의 입력 디스크(31)에 입력되며, 상기 제1 무단변속기구(20)와 마찬가지로, 롤러(33), (33)를 통하여 일체화 출력 디스크(34)에 전달된다. 그 경우에, 도3에 도시하는 변속제어 유니트(110)에 의한 증속용 및 감속용 유압(P_H), (P_L)의 제어에 의해, 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (23)의 경사 회전각, 즉 양 무단변속기구(20), (30)의 변속비가 소정 동일 변속비로 제어된다.

그리고, 이 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 일체화 출력 디스크(34)의 회전은 양 디스크(34)의 외주에 설치된 제1 기어(91)와 세컨더리 샤프트(13)상의 제2 기어(92)로 이루어지는 하이모드 기어열(90)을 통하여 상기 유성기어기구(50)의 선 기어(52)로 전달된다.

따라서, 이 유성기어기구(50)에는 피니언 캐리어(51)와 선 기어(52)에 회전이 입력되는데, 이 때, 그 회전 속도비가 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비 제어에 의해 소정비로 설정됨으로써, 상기 유성기어기구(50)의 인터널 기어(53)의 회전, 즉 세컨더리 샤프트(13)에서 출력 기어열(4)을 통하여 디퍼렌셜 장치(5)에 입력되는 회전이 제로로 되며, 상기 변속기(10)가 기어드 뉴트럴 상태가 된다.

그리고, 이 상태에서 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비를 변화시켜, 피니언 캐리어(51)로의 입력회전 속도와 선 기어(52)로의 입력회전속도와의 비를 변화시키면, 변속기(10)의 전체로써의 변속비(이하, 「최종변속비」라고 기재한다)가 큰 상태, 즉 로우 모드상태에서 인터널 기어(53) 내지 세컨더리 샤프트(13)가 전진방향 또는 후퇴방향으로 회전하고, 상기 차량이 발진하게 된다.

또한, 상기와 같이 하여 전진방향으로 발진한 후, 소정의 타이밍에서 상기 로우 모드 클러치(60)를 해방함과 동시에, 하이모드 클러치(70)를 체결하면, 인풋 샤프트(11)에 입력된 엔진(1)에서의 회전은 로우딩 캠(40)에서 상기 로우 모드 경우와 마찬가지로 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 입력 디스크(21), (31)로 입력되며, 각각 롤러(23), (33)를 통하여 일체화 출력 디스크(34)에 전달됨과 동시에, 또한, 하이모드 기어열(90)에서 하이모드 클러치(70)를 통하여 세컨더리 샤프트(13)로 전달된다.

이 때, 상기 유성기어기구(50)는 공정상태로 되고, 최종변속비는 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비에만 대응하게 되고, 상기 최종 변속비가 작은 상태, 즉 하이모드 상태에서 무단계로 제어되게 된다.

그리고, 이 변속기(10)에 의하면, 상기 기어드 뉴트럴 내지 로우 모드상태에서 인풋 샤프트(11)에서 세컨더리 샤프트(13)측의 유성기어기구(50)에 회전을 전달하는 로우 모드 기어열(80)이 상기 인풋 샤프트(11) 및 세컨더리 샤프트(13)의 반 엔진측의 단부에 배치되어 있으므로, 기어열(80)과, 세컨더리 샤프트(13)의 엔진측의 단부에 배치된 디퍼렌셜 장치(5) 내지 상기 장치(5)로 동력을 전달하는 출력 기어열(4)이 간섭하지 않고, 따라서, 이 간섭을 피하기 위해 이들 기어열을 축방향으로 오프 셋하는 등에 의한 상기 변속기(10)의 축방향 칫수의 증대가 회피되게 된다.

그런데, 이 무단변속기(10)와 같이, 토로이달식 무단변속기로써 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)를 구비하고, 그 입력 디스크(21), (31)를 프라이머리 샤프트(12)의 양단부에 연결하고, 출력 디스크(22), (32)를 상기 프라이머리 샤프트(12)의 중간부에 배치함과 동시에, 인풋 샤프트(11)의 반엔진측의 단부에 세컨더리 샤프트(13)측으로 회전을 전달하는 로우 모드 기어열(80)을 배치한 경우, 인풋 샤프트(11)와 무단변속기구(20), (30)로의 입력부와의 사이에 개설되는 로우딩 캠(40)을 어디에 배치하는가가 문제가 된다.

즉, 도8에 도시하는 바와같이, 로우딩 캠(40′)을 인풋 샤프트(11′)와 엔진(1′)측에 위치하는 무단변속기구(30′)의 입력 디스크(31′)와의 사이에 배치하면, 로우 모드에서, 화살표a로 표시하는 바와같이, 엔진(1′)에서의 토크가 인풋 샤프트(11′)의 반 엔진측의 단부에서 기어열(80′)를 통하여 세컨더리 샤프트(13′)측으로 전달되는 한편, 상기 세컨더리 샤프트(13′)상의 유성기어기구(50′)에서 발생하는 반력으로써의 토크가 화살표b로 표시하는 바와같이, 기어열(90′)을 통하여 무단변속기구(20′), (30′)의 출력 디스크(34′)로 환류되어 순환토크로 될 때에, 이 순환 토크가 무단변속기구(20′), (30′)의 입력 디스크(21′), (31′)에 전달된 후, 엔진측의 무단변속기구(30′)의 입력 디스크(31′)에서 로우딩 캠(40′)을 통하여 다시 인풋 샤프트(11′)로 입력되며, 상기 인풋 샤프트(11′)를 통하여 반 엔진측의 단부의 기어열(80′)에 다시 전달되게 된다.

이 때문에, 인풋 샤프트(11′)에는 엔진(1′)에서의 토크(화살표a)와 순환 토크(화살표b)가 병행하여 흐르게 되고, 상기 샤프트(11′)의 직경을 두껍게 하는 등, 강도를 높히지 않으면 안되게 된다. 그리고, 이에 따라, 상기 변속기(10)의 중량이 증대함과 동시에, 인풋 샤프트(11′)의 강성이 높아져 엔진(1′)의 진동이 출력측으로 전달되기 쉬워지고, 상기 챠량의 진동이나 소음이 증대하게 된다.

이에 대해, 이 실시형태에 관한 무단변속기(10)에 의하면, 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에 세컨더리 샤프트(13)측으로 회전을 전달하는 로우 모드 기어열(80)을 배치함과 동시에, 상기 인풋 샤프트(11)와 무단변속기구(20), (30)와의 사이에 개설되는 로우딩 캠(40)도 상기 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에 설치하였므로, 상기와 같은 인풋 샤프트(11)에 대한 강도나 강성의 문제가 회피된다.

즉, 이 경우, 도9에 도시하는 바와같이, 엔진(1)에서의 토크는 화살표c로 표시하는 바와같이, 인풋 샤프트(11)의 반엔진측의 단부에서 로우 모드 기어열(80)을 통하여 세컨더리 샤프트(13)측으로 전달되는 한편, 상기 세컨더리 샤프트(13)상의 유성기어기구(50)에서의 순환 토크는 화살표d로 표시하는 바와같이, 하이모드 기어열(90)을 통하여 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 출력 디스크(34)로 환류된 후, 제1 무단변속기구(20)측에 대해서는 입력 디스크(21)에서 로우딩 캠(40)을 통하여 직접 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에, 또한 제2 무단변속기구(30)측에 대해서는 입력 디스크(31)에서 프라이머리 샤프트(12)를 통과한 후, 마찬가지로 로우딩 캠(40)에서 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에, 각각 전달되게 된다.

따라서,제, 제2 무단변속기구(20), (30)중 하나에 환류되는 순환 토크도 인풋 샤프트(11)를 통과하지 않고, 상기 인풋 샤프트(11)는 엔진(1)에서의 토크만을 전달하면 충분해진다. 그 결과, 상기 인풋 샤프트(11)의 직경을 얇게하는 것이 가능해지고, 상기 변속기(10)의 경량화가 실현됨과 동시에, 인풋 샤프트(11)의 강성이 저하하여 엔진(1)의 진동을 효과적으로 흡수할 수 있고, 상기 차량의 진동이나 소음이 저감되게 된다.

유압제어회로

다음에, 도3에 도시하는 변속제어 유니트(110)와 클러치 제어 유니트(120)에 의해 구성되는 상기 무단변속기구(10)의 유압제어회로에 대해 설명한다.

도10에 도시하는 바와같이, 이 유압제어회로(200)에는 오일 펌프(102)에서 토출되는 작동유의 압력을 소정 라인압으로 조정하여 메인 라인(201)에 출력하는 레귤레이터 밸브(202)와, 상기 메인 라인(201)에서 공급되는 라인압을 원압으로 하여 소정의 릴리프압을 생성하고, 이것을 릴리프압 라인(203)에 출력하는 릴리프 밸브(204)와, 상기 차량의 운전자에 의한 레인지의 절환 조작에 의해 작동하고, 상기 메인라인(201)을 D레인지에서는 제1, 제2 출력 라인(205), (206)에, R레인지에서는 제1, 제3 출력 라인(205), (207)에 각각 연통시킴과 동시에, N레인지 및 P레인지에서는 라인압을 차단하는 매뉴얼 밸브(208)가 구비되어 있다.

상기 레귤레이터 밸브(202) 및 릴리프 밸브(204)에는 라인압용 리니어 솔레노이드 밸브(209) 및 릴리프압용 리니어 솔레노이드 밸브(210)가 각각 구비됨과 동시에, 상기 라인압을 원압으로써 일정성을 생성하는 리듀싱 밸브(211)가 구비되며, 이 리듀싱 밸브(211)로 생성된 일정압에 의거하여 상기 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210)가 각각 제어압을 생성하도록 되어 있다. 그리고, 이들 제어압이 상기 레귤레이터 밸브(202) 및 릴리프 밸브(204)의 제어 포트(202a), (204a)에 공급됨으로써, 라인압 및 릴리프압의 조압치가 각 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210)에 의해 각각 제어되게 된다.

또한, 이 유압 제어회로(200)에는 변속제어용으로써, 상기 라인압 및 릴리프압에 의거하여 전진시 및 후퇴시의 각각에 있어서, 증속용 유압(P_H) 및 감속용 유압(P_L)을 생성하는 전진용 3층밸브(220) 및 후퇴용 3층밸브(230)와, 이들 3층밸브(220), (230)를 선택적으로 작동시키는 시프트 밸브(241)가 구비되어 있다.

이 시프트 밸브(241)는 일단의 제어 포트(241a)에 제어압으로써 라인압이 공급되는지 여부에 따라 스풀의 위치가 결정되며, 라인압이 공급되지 않을 때는 상기 스풀이 우측에 위치하여 상기 메인 라인(201)을 전진용 감층밸브(220)에 통하는 라인압 공급 라인(242)에 연통시키고, 또한, 라인압이 공급되었을 때에는 스풀이 좌측에 위치하여 메인 라인(201)을 후퇴용 3층밸브(230)로 통하는 라인압 공급 라인(243)에 연통시키게 된다.

또한, 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)는 동일 구성으로 되며, 모두 도3에 도시하는 변속 제어 유니트(110)의 유압제어부(111)의 밸브 바디(111a)에 설치된 보어(221), (231)(도11 참조)에 축방향으로 이동가능하게 감합된 슬리브(222), (232)와, 상기 슬리브(222), (232)에 마찬가지로 축방향으로 이동 가능하게 감합된 스풀(223), (233)을 가진다.

그리고, 중앙부에 상기 시프트 밸브(241)에서 인도된 라인압 공급 라인(242), (243)이 접속된 라인압 포트(224), (234)가 양단부에 상기 릴리프압 라인(203)가 분기되어 각각 접속된 제1, 제2 릴리프압 포트(225), (226), (235), (236)가 각각 설치되어 있고, 상기 라인압 포트(224), (234)와 제1 릴리프압 포트(225), (235)사이에는 증속압 포트(227), (237)가 마찬가지로 라인압 포트(224), (234)와 제2 릴리프압 포트(226), (236)사이에는 감속압 포트(228), (238)가 각각 설치되어 있다.

이 3층밸브(220), (230)의 작용을 전진용 3층밸브(220)를 예로 들어 설명하면, 도10에 도시하는 바와같이 슬리브(222)와 스풀(223)의 위치관계가 중립위치에 있는상태에서 슬리브(222)가 상대적으로 도면상, 우측으로 이동하면, 라인압 포트(224)와 증속압 포트(227)와의 연통도, 및 제2 릴리프압 포트(226)와 감속압 포트(228)와의 연속도가 각각 증대하고, 반대로 슬리브(222)가 상대적으로 좌측으로 이동하면, 상기 라인압 포트(224)와 감속압 포트(228)와의 연통도 및 제1 릴리프압 포트(225)와 증속압 포트(227)와의 연통도가 각각 증대하게 된다.

또한, 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 증속압 포트(227), (237)에서 각각 인도된 라인(244), (245)과, 마찬가지로 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 감속압 포트(228), (238)에서 각각 인도된 라인(246), (247)과는 상기 시프트 밸브(241)에 접속되어 있다.

그리고, 시프트 밸브(241)의 스풀이 우측에 위치할 때에, 전진용 3층밸브(220)의 증속압 포트(227) 및 감속압 포트(228)에서 인도된 라인(244), (246)이 도3에 도시하는 변속 제어 유니트(110)의 트러니온 구동부(112)의 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 통하는 증속압 라인(248) 및 감속용 유압실(116₁), (116₂)에 통하는 감속압 라인(249)에 각각 연통되며, 반대로 시프트 밸브(241)의 스풀이 좌측에 위치할 때는 후퇴용 3층밸브(230)의 증속압 포트(237) 및 감속압 포트(238)에서 인도된 라인(245), (247)이 상기 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 통하는 증속압 라인(248) 및 감속용 유압실(116₁), (116₂)로 통하는 감속압 라인(249)에 각각 연통되게 된다.

또한, 도11에 도시하는 바와같이, 상기 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 슬리브(222), (232)는 스텝 모터(251),(252)에 의해 각각 축방향으로 구동되게 되어 있다. 또한, 이들 스텝 모터(251), (252)에 의한 슬리브(222), (232)의 이동에 따라 스풀(223), (233)을 스프링(229), (239)의 탄성력에 저항하여 축방향으로 이동시키는 캠 기구(260)가 구비되어 있다.

이 캠 기구(260)는 도11, 도12에 도시하는 바와같이, 한쪽의 단면이 나선면상의 캠 면(261a)으로 되고, 소정 트러니온, 구체적으로는 제2 무단변속기구(30)의 상방에 위치하는 제1 트러니온(35₁)의 로드(37)의 단부에 부착된 프리세스 캠(261)과, 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223), (233)의 일단측에 이들에 직교하는 방향으로 배치되어, 유압제어부(111)의 밸브 바디(111a)에 회전 자재롭게 지지된 샤프트(262)와, 이 샤프트(262)의 일단부에 부착되어, 요동단이 상기 프리세스 캠(261)의 캠 면(261a)에 당접된 종동 레버(263)와, 마찬가지로 샤프트(262)에 부착되어, 요동단이 상기 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223), (233)의 일단에 설치된 절편(223a), (233a)에 계합된 전진용 및 후퇴용 구동 레버(264), (265)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 제2 무단변속기구(30)의 제1 롤러(33₁)의 경사 회전에 의해, 제1 트러니온(35₁) 및 로드(37)가 축심X주위에 일체적으로 회동했을 때에, 상기 프리세스 캠(261)도 이들과 일체적으로 회동하고, 그 캠 면(261a)에 요동단이 당접한 종동 레버(263)가 소정량 요동함과 동시에, 샤프트(262)를 통하여 전진용 및 후퇴용 구동 레버(264), (265)도 같은 각도만큼 요동함으로써, 그 요동각도에 따른 양만큼 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223), (233)이 축방향으로 이동하게 된다.

따라서, 이들 스풀(223), (233)의 위치는 제2 무단변속기구(30)의 롤러(33)( 및 제1 무단변속기구(20)의 롤러(23))의 경사 회전각, 환언하면, 이들 무단변속기구(20), (30)의 변속비에 항상 대응하게 된다.

여기서, 이 캠 기구(260)에 의하면, 상기와 같이 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223), (233)이 단일 프리세스 캠(261) 및 종동 레버(263)에 따라 구동되므로, 각 스풀(223), (233)마다 프리세스 캠등을 구비할 경우에 비해, 상기 캠 기구의 구성이 간소화되게 된다.

또한, 도11에 도시하는 바와같이, 상기 스텝 모터(251), (252)는 3층밸브(220), (230)가 내장된 변속제어 유니트(110)의 유압제어부(111)의 밸브 바디(111a)의 측면에, 대응하는 3층밸브(220), (230)와 축심을 일치시켜 부착됨과 동시에, 연결부재(253), (254)로 양 3층밸브(220), (230)의 슬리브(222), (232)에 직접 연결되어 있으므로, 스텝 모터를 예를들면 변속기 케이스의 커버부재나 오일 팬등에 3층밸브와는 독립하여 배치하고, 연동기구를 통하여 양자를 연결할 경우에 비교해, 스텝 모터(251), (252)에 의해 3층밸브(220), (230)의 슬리브(222), (232)를 구동하는 기구가 현저하게 간소화되고, 또한 상기 슬리브(222), (232)의 위치의 제어를 정도좋게 행하는 것이 가능해진다.

또한, 이 변속 제어 유니트(110)에서는 전진용 및 후퇴용의 2개의 3층밸브(220), (230)의 중간에 시프트 밸브(241)가 배치되어 있으므로, 상기 시프트 밸브(241)와 양 3층밸브(220), (230)간의 유로, 구체적으로는 도10의 유압제어회로의 라인(242)∼(247)이 짧아지고, 따라서, 이들 3층밸브(220), (230)를 이용한 제어의 응담성이 향상하게 된다.

한편, 도10에 도시하는 바와같이, 상기 유압제어회로(200)에는 클러치 제어용으로써, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272)가 구비되어 있고, 상기 매뉴얼 밸브(208)에서 인도된 제1 출력 라인(205)이 제1 솔레노이드 밸브(271)에, 제2 출력라인(206)이 제2 솔레노이드 밸브(272)에 각각 접속되어 있다.

그리고, 제1 솔레노이드 밸브(271)가 열렸을 때에, 상기 제1 출력 라인(205)에서의 라인압에 의거하는 클러치 체결압이, 훼일 세이프(fail safe)용 밸브(273) 및 로우 모드 클러치 라인(274)을 통하여 로우 모드 클러치(60)의 유압실(65)로 공급되어 상기 클러치(60)를 체결하고, 또한, 제2 솔레노이드 밸브(272)가 열리면 상기 제2 출력 라인(206)에서의 라인압에 의거하는 클러치 체결압이 하이모드 클러치 라인(275)를 통하여 하이모드 클러치(70)의 유압실(75)에 공급되어, 상기 클러치(70)를 체결하도록 되어 있다.

여기서, 상기 로우 모드 클러치 라인(274) 및 하이 모드 클러치 라인(275)에는 각각 어큐뮤레이터(276), (277)가 구비되고, 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)로의 체결압의 공급을 천천히 행하게 함으로써, 이들 클러치(60), (70)의 체결시의 쇼크의 발생을 억제하게 되어 있다.

또한, 매뉴얼 밸브(208)에서 인도된 제3 출력 라인(207)은 상기 훼일 세이프용 밸브(273)를 통하여 시프트 밸브(241)의 제어 포트(241a)에 접속되며, 상기 매뉴얼 밸브(208)가 R레인지의 위치로 이동했을 시에, 라인압이 상기 시프트 밸브(241)의 제어 포트(241a)로 공급되어, 상기 시프트 밸브(241)의 스풀을 좌측, 즉 후퇴시용의 위치로 이동시키도록 되어 있다.

또한, 상기 훼일 세이프용 밸브(273)를 작동시키는 훼일 세이프용 솔레노이드 밸브(278)가 구비되며, 상기 솔레노이드 밸브(278)에서의 제어압에 의해 상기 훼일 세이프용 밸브(273)의 스풀이 우측에 위치하여 상기 제1 출력 라인(205) 및 로우 모드 클러치 라인(274)이 연통하도록 되어 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272) 및 훼일 세이프용 솔레노이드 밸브(278)는 모두 삼방밸브로써, 상기 라인의 상류측과 하류측을 차단했을 시에, 하류측의 라인을 드레인시키도록 되어 있다.

또한, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272)등이 배치된 클러치 제어 유니트(120)는 도13에 도시하는 바와같이, 상부부재(121)와, 중간부재(122)와, 하측부재(123)를 다수의 볼트(124)…(124)로 결합 일체화한 구성으로, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272)가 중간부재(122)의 측면에 부착 플레이트(125)를 이용하여 부착되어 있다.

그 경우에, 솔레노이드 밸브(271), (272)의 본체 외주에 설치된 플랜지(271a), (272a)를 부착 플레이트(125)와 중간부재(122)의 측면과의 사이에 끼움으로써, 이들 솔레노이드 밸브(271), (272)를 고정하고 있는데, 상기 부착 플레이트(125)는 볼트(126), (126)에 의해 상측부재(121)와 하측부재(123)에 각각 조여져 있고, 따라서, 이 부착 플레이트(125)를 통하여 상측부재(121)와 하측부재(123)가 연결되게 되고, 이에따라, 삼층 구조로 된 클러치 제어 유니트(120)의 전체의 강성이 향상하게 된다.

이상의 구성에 추가하여, 도10에 도시하는 유압제어회로(200)에는 윤활 라인(281)이 설치되어 있다. 이 윤활 라인(281)은 레귤레이터 밸브(202)의 드레인 포트에서 인도되고, 상기 변속기(10)의 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 각 윤활부에 윤활유를 공급하는 라인(282)과, 유성기어기구(50)나 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)의 발란스실(68), (78)등의 무단변속기구(20), (30)이외의 변속기 각부에 윤활유를 공급하는 라인(283)으로 분기되어 있고, 또한, 상기 라인(281)에는 윤활유압을 소정치로 조정하는 릴리프 밸브(284)가 접속되어 있다.

그리고, 상기 무단변속기구(20), (30)로 통하는 라인(282)의 상류부는 윤활유를 냉각하는 쿨러(285)가 설치된 냉각 라인(286)과, 상기 쿨러(285)를 바이패스하는 바이패스 라인(287)으로 분기됨과 동시에, 냉각 라인(286)의 쿨러(285)의 상류측에는 오리피스(288)와 제1 개폐 밸브(289)가 병렬로 배치되며, 또한, 바이패스 라인(287)에는 상기 라인(287)을 개폐하는 제2 개폐 밸브(290)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 개폐밸브(289), (290)에 의한 무단변속기구(20), (30)에 대한 윤활유의 공급제어에 대해 설명한다.

우선, 후술하는 콘트롤 유니트(300)(도14 참조)에서의 신호에 의해 제2 개폐 밸브(290)는 작동유의 온도가 소정치보다 낮을 때, 및 작동유의 압력이 소정치보다 높을 때 열리고, 이때에 쿨러(285)를 통과시키지 않고 무단변속기구(20), (30)에 윤활유를 공급하도록 되어 있다. 이것은 온도가 낮을 때에는 쿨러(285)에 의해 윤활유를 냉각할 필요가 없으므로, 이것을 저항이 적은 바이패스 라인(287)에 의해 효율좋게 공급하기 위함이고, 또한, 유압이 현저하게 높을 때에 쿨러(285)를 통과시키지 않는 것은 상기 쿨러(285)의 고압에 의한 손상이나 내구성의 저하를 방지하기 위함이다.

그리고, 이 이외의 경우에는 제2 개폐밸브(290)는 닫고, 윤활유는 쿨러(285)에 의해 냉각된 다음에 무단변속기구(20), (30)로 공급되게 되고, 이에따라, 특히 입, 출력 디스크(21), (22), (31), (32)의 토로이달면의 윤활유의 유막이 양호하게 유지되며, 상기 토로이달면 및 이에 접촉하는 롤러(23), (33)의 주면의 내구성이 확보되게 된다.

또한, 제1 개폐밸브(289)는 마찬가지로 콘트롤 유니트(300)에서의 신호에 의해, 제2 개폐 밸브(290)가 닫힌 상태에서 엔진(1)의 회전수가 소정치보다 낮을 때, 및 상기 차량의 속도가 소정치보다 낮을 때에 닫히도록 제어된다. 이것은 저속시나 저회전시는 무단변속기구(20), (30)에서의 윤활유의 요구량이 적어지는 한편, 클러치(60), (70)측에서는 소정량의 윤활유가 요구되므로, 윤활유량이 원래 적은 이 때에, 무단변속기구(20), (30)측으로의 윤활유의 공급량을 억제하고, 클러치(60), (70)측으로의 공급량을 확보하기 위함이다.

또한, 상기 라인(282)에 의해 무단변속기구(20), (30)으로 공급되는 윤활유는 도3에 도시하는 바와같이, 유로(282a)에 의해 롤러(23), (33)의 베어링부에 공급됨과 동시에, 노즐(282b)에서 입, 출력 디스크(21), (22), (31), (32)의 토로이달면에 분사되도록 되어 있다.

변속제어

(1)제어의 기본적 동작

이 실시형태에 관한 무단변속기(10)는 이상과 같은 기계적 구성 및 유압제어회로(200)의 구성을 가짐과 동시에, 이 유압제어회로(200)를 이용하여 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비 제어 및 클러치(60), (70)의 체결제어를 행함으로써, 변속기(10)전체로써의 변속제어를 행하는 콘트롤 유니트(300)를 가진다.

이 콘트롤 유니트(300)에는 도14에 도시하는 바와같이, 상기 차량의 차속을 검출하는 차속 센서(301), 엔진(1)의 회전수를 검출하는 엔진 회전수센서(302), 엔진(1)의 스로틀 개도를 검출하는 스로틀 개도 센서(303), 운전자에 의해 선택된 레인지를 검출하는 레인지 센서(304)등에 추가하여 각종 제어용으로써, 작동유의 온도를 검출하는 유압 센서(305), 무단변속기구(20), (30)의 입력 회전수 및 출력회전수를 각각 검출하는 입력회전수 센서(306) 및 출력회전수 센서(307), 액셀 폐달의 해방을 검출하는 아이들 스위치(308), 브레이크 폐달의 답력을 검출하는 브레이크 스위치(309) 및 상기 차량의 주행노면의 구배를 검출하는 구배 센서(310)등에서의 신호가 입력되게 된다.

그리고, 이들 센서나 스위치에서의 신호가 표시하는 상기 차량 내지 엔진의 운전상태에 따라, 라인압 제어용 및 릴리프압 제어용의 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210), 로우 모드 클러치(60)용 및 하이모드 클러치(70)용의 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272), 훼일 세이프용 솔레노이드 밸브(278), 윤활제어용의 제1, 제2 개폐밸브(289), (290) 및 전진용 3층밸브(220)용 및 후퇴용 3층밸브(230)용의 스텝 모터(251), (252)등으로 제어신호를 출력하도록 되어 있다.

다음에, 상기 유압제어회로(200)와 콘트롤 유니트(300)에 의한 변속제어의 기본적 동작에 대해 설명한다. 또한, 여기서는 필요한 경우이외, 도10에 도시하는 매뉴얼 밸브(208)가 D레인지 위치에 있고, 이에따라 시프트 밸브(241)의 스풀이 도면상, 우측의 잔후위치에 있는 경우에 대해 설명하고, 또한, 무단변속기구에 대해서는 도3에 도시하는 제1 무단변속기구(20)의 상방에 위치하는 제1 롤러(23₁) 내지 제1 트러니온(25₁)을 예로 들어 설명한다.

우선, 유압제어회로(200)를 이용한 무단변속기구(20), (30)의 변속비 제어에 대해 설명하면, 콘트롤 유니트(300)에서의 신호에 의해, 유압제어회로(200)의 레귤레이터 밸브용 리니어 솔레노이드 밸브(209) 및 릴리프 밸브용 리니어 솔레노이드 밸브(210)가 작동하고, 라인압 제어용 및 릴리프압 제어용의 제어압이 각각 생성되며, 이것이 레귤레이터 밸브(202) 및 릴리프 밸브(204)의 제어 포트(202a), (204a)에 각각 공급됨으로써, 소정의 라인압과 릴리프압이 생성된다.

이들 유압중, 라인압은 메인 라인(201)에서 상기 시프트 밸브(241) 및 라인(242)을 통하여 전진용 3층밸브(이하, 단순히 「3층밸브」라고 표기한다.)(220)의 라인압 포트(224)에 공급된다. 또한, 릴리프압은 라인(203)을 통하여 3층밸브(220)의 제1, 제2 릴리프압 포트(225), (226)로 공급된다.

그리고, 이 라인압과 릴리프압에 의거하여, 3층밸브(220)에 의해 변속제어 유니트(110)의 증속용 유압실(115)(115₁, 115₂, 이하 같음) 및 감속용 유압실(116)에 각각 공급되는 증속용 유압(P_H) 및 감속용 유압(P_L)의 차압(△P)(=P_H-P_L)의 제어가 행해진다.

이 차압제어는 무단변속기구(20)의 트러니온(25)에 작용하는 트랙션력(T)에 저항하여 상기 트러니온(25) 내지 롤러(23)를 소정 중립위치에 유지함과 동시에, 이 중립위치에서 트러니온(25) 및 롤러(23)를 축심(X)방향을 따라 이동시켜 상기 롤러(23)를 경사 회전시킴으로써, 무단변속기구(20)의 변속비를 변화시키기 위해 행해지는 것이다.

여기서, 상기 트랙션력(T)에 대해 설명하면, 도15에 도시하는 바와같이, 무단변속기구(20)에서, 입력 디스크(21)의 e방향의 회전에 의해 롤러(23)가 구동될 때, 상기 롤러(23) 및 이것을 지지하는 트러니온(25)에는 이들을 입력 디스크(21)의 회전방향(e)과 동방향으로 끌려는 힘이 작용한다. 또한, 이 롤러(23)의 f방향의 회전에 의해 출력 디스크(22)가 g방향(도3의 x방향)으로 구동될 때, 그 반력으로써 출력 디스크(22)의 회전방향(g)과 반대방향의 힘이 상기 롤러(23) 내지 트러니온(25)애 작용한다. 그 결과, 롤러(23) 및 트러니온(25)에는 도시방향의 트랙션력(T)이 작용하게 된다.

따라서, 이 트랙션력(T)에 저항하여 롤러(23)를 중립위치에 유지하기 위해, 트러니온(25)에 로드(27)를 통하여 부착된 피스톤(113), (114)에 의해 형성되는 감속용 유압실(115) 및 감속용 유압실(116)에 차압(△P)이 상기 트랙션력(T)과 균형잡힌 크기로 되도록 증속용 유압(P_H)과 감속용 유압(P_L)이 각각 공급되게 된다.

그리고, 지금 이 상태에서 예를들면 무단변속기구(20)의 변속비를 작게 (증속)하고, 스텝 모터(251)에 의해 3층밸브(220)의 슬리브(222)를 도11에서 좌측(도10에서는 우측)으로 이동시키면, 상기 3층밸브(220)의 라인압 포트(224)와 증속압 포트(227)와의 연통도, 및 제2 릴리프압 포트(226)와 감속압 포트(228)와의 연통도가 커지게 된다.

이 때문에, 도10에 도시하는 증속압 라인(248)에서 상기 증속용 유압실(115)에 공급되는 증속용 유압(P_H)은 상대적으로 고압의 라인압에 의해 증압됨과 동시에, 감속압 라인(249)에서 상기 감속용 유압실(116)로 공급되는 감속용 유압(P_L)은 상대적으로 저압의 릴리프압에 의해 감압되어, 차압(△P)이 커지고, 그 결과, 이 차압(△P)이 상기 트랙션력(T)을 이겨 트러니온(25) 내지 롤러(23)가 도15에 도시하는 h방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이 이동에 의해 롤러(23)는 입력 디스크(21)와의 접촉위치가 반경방향의 외측에, 출력 디스크(22)와의 접촉위치가 반경방향의 내측에 각각 이동하는 방향으로 경사 회전하고, 상기 무단변속기구(20)의 변속비가 증속되게 된다.

그리고, 이 롤러(23)의 경사 회전은 도12에 도시하는 제2 무단변속기구(30)에서도 마찬가지로 발생하고, 트랙션력(T)보다 센 차압(△P)에 의한 트러니온(35)의 i방향의 이동에 의해 롤러(33)는 입력 디스크(31)와의 접촉위치가 반경방향의 외측에, 출력 디스크(32)와의 접촉위치가 반경방향의 내측에 각각 이동하는 방향으로 경사 회전하게 되는데, 이 경사 회전과 일체적으로 캠 기구(260)의 프리세스 캠(261)이 동방향(도11에 도시하는 j방향)으로 같은 각도만큼 회전함으로써, 상기 캠 기구(260)에서는 종동 레버(263), 샤프트(262) 및 구동 레버(264) 모두 도12에 도시하는 k방향으로 회동한다.

그 결과, 3층밸브(220)의 스풀(223)은 스프링(229)의 탄성력에 의해 1방향, 즉 도11의 좌방향으로 이동하게 되는데, 이 방향은 상기 스텝 모터(251)에 의해 슬리브(222)를 이동시킨 방향이고, 따라서, 상기와 같이 일단, 증대한 라인압 포트(224)와 증속압 포트(227)와의 연통도 및 제2 릴리프압 포트(226)와 감속압 포트(228)와의 연통도가 당초의 중립상태로 복귀하게 된다.

이에따라, 상기 차압(△P)은 트랙션력(T)과 균형잡힌 상태로 되어 상기와 같은 변속동작이 종료하고, 무단변속기구(20)(및 30)의 변속비는 소정량 변화한 다음에 고정되게 된다.

그 경우에, 이 변속동작은 상기 스풀(223)이 슬리브(222)와의 위치관계에서 소정의 중립상태로 되는 위치까지 이동한 시점에서 종료하게 되는데, 그 위치는 스텝 모터(251)에 의해 슬리브(22)를 이동시킨 위치에 있고, 또한, 캠 기구(260)를 통하여 롤러(23) 및 트러니온(25)의 경사 회전각에 대응된 위치이므로, 슬리브(222)의 위치가 롤러(23) 및 트러니온(25)의 경사회전각에 대응하게 된다. 그 결과, 스텝 모터(251)의 제어량이 상기 무단변속기구(20)의 변속비에 대응하게 되고, 상기 스텝 모터(251)의 펄스제어에 의해 무단변속기구(20)(무단변속기구(20)에 대해서도 같음)의 변속비가 제어되게 된다.

또한, 이상의 동작은 스텝 모터(251)에 의해 3층밸브(220)의 슬리브(222)를 반대측으로 이동시킨 경우도 마찬가지로 행해지고, 이 경우, 무단변속기구(20)의 변속비는 커진다(감속된다).

여기서, 스텝 모터(251), (252)로 출력하는 제어신호의 펄스수에 대한 무단변속기구(20), (30)의 변속비 변화의 특성은 도16에 도시하는 바와같이 되고, 펄스수의 증가에 따라 변속비가 작아지도록(증속)변화한다.

다음에, 이상과 같은 무단변속기구(20), (30)의 변속비 제어를 이용한 변속기(100)전체로써의 변속비(최후변속비)의 제어에 대해 설명한다.

상술과 같이, 무단변속기구(20), (30)의 변속비는 스텝 모터(251), (252)에 대한 스텝 제어에 의해 행해지는데, 이 때, 변속기(10)가 로우 모드에 있는가 하이모드에 있는가에 따라, 즉, 로우 모드 클러치(60)와 하이모드 클러치(70)중 어느쪽이 체결되어 있는가에 따라 다른 최종변속비가 얻어진다.

우선, 하이모드에서는 상술과 같이, 무단변속기구(20), (30)의 출력회전이 하이모드 기어열(90) 및 하이모드 클러치(70)를 통하여 세컨더리 샤프트(13)에 직접 전달되며, 유성기어기구(50)를 경유하지 않으므로, 도17에 도시하는 바와같이, 최종변속비 펄스수에 대한 특성(H)은 도16에 도시하는 무단변속기구(20), (30)의 변속비 특성과 같아진다. 다만, 하이모드 기어열(90)을 구성하는 제1 기어(91)와 제2 기어(92)와의 직경 내지 기어수의 다름에 따라 변속비 자체의 값이 상호 달라지는 것은 말할 것도 없다.

한편, 로우 모드에서는 상술과 같이, 엔진(1)의 회전이 인풋 샤프트(11)에서 로우 모드 기어열(80) 및 로우 모드 클러치(60)를 통하여 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)에 입력됨과 동시에, 무단변속기구(20), (30)의 출력회전이 하이모드 기어열(90)을 통하여 상기 유성기어기구(50)의 선 기어(52)로 입력된다. 그 경우에, 무단변속기구(20), (30)의 변속비를 제어함으로써, 상기 피니언 캐리어(51)로 입력되는 회전속도와 선 기어(52)에 입력되는 회전의 속도와의 비를 소정값으로 설정하면, 유성기어기구(50)의 출력요소인 인터널 기어(53)의 회전속도가 제로가 되고, 기어드 뉴트럴의 상태를 얻을 수 있다.

이 때, 최종변속비는 도17에 부호 a,b로 표시하는 바와같이 무한대로 되는데, 이 상태에서 상기 스텝 모터(251), (252)에 대한 제어신호의 펄스수를 감소시킴으로써, 무단변속기구(20), (30)의 변속비를 크게하는 방향(감속)으로 변화시켜, 상기 선기어(52)로의 입력회전속도를 저하시키면, 유성기어기구(50)의 인터널기어(53)는 전진방향으로 회전하기 시작하고, 펄스수의 감소에 따라 최종변속비가 작아지는 특성(L)이 얻어지며, D레인지의 로우 모드가 실현된다.

그리고, 이들 D레인지의 로우 모드 특성(L)과 하이 모드 특성(H)은 도면중 신호c로 표시하는 바와같이, 소정 펄스수(도예에서는 500펄스 부근), 즉 무단변속기구(20), (30)의 소정 변속비(도예에서는 1.8부근)에서 교차하는 특성으로 되어 있다. 따라서, 이 교차점c에서 로우 모드 클러치(60)와 하이모드 클러치(70)의 교환을 행하면, 최종변속비를 연속적으로 변화시키면서, 모드의 절환을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 기어드 뉴트럴의 상태에서 스텝 모터(251), (252)에 대한 제어신호의 펄스수를 증가시킴으로써, 무단변속기(20), (30)의 변속비를 작게하는 방향(증속)으로 변화시켜, 상기 선 기어(52)로의 입력 회전속도를 상승시키면, 유성기어기구(50)의 인터널 기어(51)는 후퇴방향으로 회전하기 시작하고, 펄스수의 증가에 따라 최종변속비가 커지는 R레인지의 특성(R)을 얻을 수 있다.

그이고, 이상과 같은 제어특성에 의거하여 콘트롤 유니트(300)는 상기 차량의 운저상태에 따른 최종변속비의 제어를 다음과 같이 행한다.

즉, 콘트롤 유니트(300)는 차속 센서(301) 및 스로틀 개도 센서(303)에서의 신호에 의거하여 현시점의 차속(V)과 스로틀 개도(θ)를 판독하고, 이들 값과 도18에 도시하는 미리 설정된 맵에서 목표 엔진 회전수(Neo)를 설정한다. 그리고, 이 목표 엔진 회전수(Neo)에 대응하는 최종변속비(도18의 각도α에 대응하는 값)가 얻어지도록 도17의 제어특성에 의거하여 상기와 같은 스텝 모터(251), (252)에 대한 펄스 제어와, 도10에 도시하는 제1, 제2 솔레노이드 밸브에 대한 제어에 의한 로우 모드 클러치(60) 및 하이모드 클러치(70)의 체결제어를 행한다.

한편, 이상과 같은 스텝 모터(251), (252)의 펄스 제어에 의한 무단변속기구(20), (30)의 변속비제어(이하, 「3층밸브제어」라고 기술한다)이외에 이 변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)는 릴리프압을 리니어 솔레노이드 밸브(210)로 제어함으로써 소정의 차압(△P)을 직접 생성하여 무단변속기구(20), (30)의 변속비제어를 행하도록 되어 있다(이하, 이 제어를 「다이렉트 제어」라고 기술한다). 그 이유는 다음과 같다.

3층밸브제어는 스텝 모터(251), (252)의 펄스수, 즉 슬리브(222), (232)의 이동량과, 그에 따라 발생하는 차압(△P)과의 사이에 일정 상관관계가 있는 것이 전제가 되는데, 상기 슬리브(222), (232)의 이동시에 작용하는 마찰력등에 의해 예를들면 도19에 도시하는 바와같이, 슬리브를 차압(△P)이 커지는 방향으로 향해 이동시켰을 때와, 작아지는 방향으로 향해 이동시켰을 때에 이들 사이에 히스테리시스(hysteresis)가 발생하는 것을 생각할 수 있다. 그리고, 이와같은 히스테리시스를 위해, 예를들면 기어드 뉴트럴(GN)부근 부호d로 표시하는 점에서 상기 기어드 뉴트럴 위치를 끼워 차압(△P)의 반잔이 일어나고, 그 결과, 전진과 후퇴에서 역구동의 회전이 발생한다.

이와같은 문제에 대처하기 위해서는 상기 차압(△P)을 직접 생성하여 증속용 유압실(115) 및 감속용 유압실(116)로 공급하면 되고, 이를 위해서는 라인압을 제어하는 것도 생각할 수 있는데, 라인압은 일반적으로 제어폭이 4∼16kg정도로 크기 때문에 치밀한 차압(△P)의 제어에는 불리함과 동시에, 소정 차압(△P)을 생성하기 위해 라인압을 높히지 않으면 안되고 회로내 전체의 유압이 높아져 오일 펌프 로스가 증대하게 된다.

따라서, 같은 차압(△P)을 생성한다면, 라인압 이하의 유압인 릴리프압을 저하시킴으로써 생성하는 쪽이 유리하고, 또한 릴리프압의 제어폭이 일반적으로 0∼4kg정도로 좁기 대문에, 치밀한 차압(△P)의 제어에 적합하게 이용하는 것이 가능하다.

이 다이렉트 제어에서는 증속용 유압실(115) 및 감속용 유압실(116)에 각각 공급되는 증속용 유압(P_H) 및 감속용 유압(P_L)으로써, 라인압 및 릴리프압이 3층밸브(220)로 조압되지 않고 그대로 공급된다. 그리고, 3층밸브(220)의 슬리브(222)와 스풀(223)이 도10에 도시하는 중립상태에 있고, 이 상태에서 무단변속기구(20)의 변속비를 작게(증속)하면, 우선 슬리브(222)를 도면상 우측으로 소정량 이동시켜, 라인압 포트(224)와 증속압 포트(227)와의 연통도, 및 제2 릴리프압 포트(226)와 감속압 포트(228)와의 연통도를 크게하고, 라인압이 증속압 라인(248)에서 상기 증속용 유압실(115)로 공급되며, 릴리프압이 감속압 라인(249)에서 상기 감속용 유압실(116)로 공급되게 한다.

그 결과, 이들 증속용 유압(P_H)으로써 라인압과 감속용 유압(P_L)으로써의 릴리프압과의 차압(△P)에 의해 트러니온(25) 내지 롤러(23)가 증속방향으로 이동하여 상기 롤러(23)가 경사 회전하고, 상기 롤러(23)의 경사 회전각에 따라 스풀(223)이 캠 기구(260)에 의해 슬리브(222)의 이동방향으로 이동하게 되는데, 이 경우는 롤러(23)의 경사 회전각 내지 스풀(223)의 이동량이 상기 차압(△P)에 의해 결정되고, 슬리브(222)의 상기 최초의 이동량에 의해 결정되는 것이 아니므로, 그 슬리브(222)의 이동량을 롤러(23)가 경사 회전하여 스풀(223)이 이동해도 상기 포트간의 연통관계가 유지되도록 설정해 두면, 혹은 그와같이 슬리브(222)를 이동시킨 후 다시 상기 슬리브(222)를 소정방향으로 이동시켜 상기 포트간의 연통관계가 유지되도록 해 두면, 롤러(23)가 경사 회전하여 스풀(223)이 이동한 후에도 상기 차압(△P)에 의한 직접 변속제어가 항상 가능해진다.

이 변속기(10)에서는 다이렉트 제어는 특히 3층밸브 제어의 히스테리시스의 영향을 받기쉬운 기어드 뉴트럴 부근, 즉 저차속시에 행해진다. 그리고, 또한 이 변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)는 그 다이렉트 제어가 행해지는 저차속시에서 아이들 스위치(308)가 온 일 때에는 토크 컨버터를 구비하는 자동변속기와 같이 크립력을 생성하기 때문에, 상기 기어드 뉴트럴의 상태를 억지로 실현하지 않는 제어(이하, 「크립제어」라고 표기한다)를 행하도록 되어 있다. 그 이유는 다음과 같다.

즉, 기어드 뉴트럴은 하이모드 기어열(90)을 통하여 유성기어기구(50)의 선 기어(52)로 입력되는 회전속도와, 로우 모드 기어열(80)을 통하여 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)로 입력되는 회전속도와의 비를 소정값으로 설정함으로써 유성기어기구(50)의 인터널 기어(53)를 회전시키지 않도록 하는 것이고, 이를위해 로우 모드에서의 토로이달 변속비가 상기 3층밸브 제어나 다이렉트 제어에 의해 제어되는데, 이와같은 기어드 뉴트럴을 실현하는 선 기어(52)와 피니언 캐리어(51)와의 회전속도비 값은 한개이고, 따라서, 토로이달 변속비 값도 일점밖에 없다. 그 결과, 매우 정밀한 토로이달 변속비의 제어가 요구되며, 때때로 전진방향 또는 후퇴방향으로 밀려버린다.

또한, 일시 정지후에 발진할 때를 생각하면, 기어드 뉴트럴에서는 브레이크 폐달에서 발을 뗀것만으로는 차는 발진하지 않고, 액셀을 밟지않으면 안된다. 따라서, 토크 컨버터를 구비하는 자동변속기와 같이, 항상 어느 정도의 구동력을 차량에 작용시켜 양호한 발진력을 확보하려 하면, 예를들면 D레인지등의 전진주행 레인지에서는 전진방향의 구동력이 조금 작용하도록, 또한 R레인지의 후퇴주행 레인지에서는 후퇴방향의 구동력이 조금 작용하도록 각각 기어드 뉴트럴에서 밀려 토로이달 변속비를 제어하게 된다. 그리고, 이와같은 크립 제어에서는 치밀한 제어가 그다지 필요하지 않기 때문에 제어동작의 점에서도 유리해진다.

또한, 상술한 바와같이, 이 변속기(10)에서는 이 크립 제어는 다이렉트 제어가 행해지는 저차속시 또한 아이들 스위치(308)가 온 일 때에 실행되므로, 예를들면 운전자가 액셀 폐달에서 발을 뗀 채로 차속이 저하한 경우에는 3층밸브제어에서 다이렉트제어로 절환됨과 동시에 크립 제어로 들어가고, 한편, 언덕길등에서 액셀 폐달을 밟은 상태에서 차속이 저하한 경우에는, 변속 맵에 의거하는 통상의 변속제어가 다이렉트 제어로 행해진 후, 브레이크 폐달을 밟기위해 액셀 폐달을 뗀 시점에서 크립제어가 개시되게 된다.

그리고, 차량이 정차중은 가능한한 크립력을 작게 해 연비를 세이브하고, 발진시에는 크립 제어가 당초 개시되며, 액셀 폐달을 밟음에 의해 통상의 다이렉트 제어로 이행하고, 그리고 차속이 소정차속 이상이 된 시점에서 3층밸브제어로 절환되게 된다.

(2)각 제어의 구체적 동작

도20에 도시하는 바와같이, 콘트롤 유니트(300)에는 이상 설명한 변속동작을 기본으로 하면서 각종 상황에 대처하기 위한 다양한 제어 프로그램이 격납되어 있고, 각 제어는 독립하여 또는 다른 제어와 관련지어져 필요시에 인터럽트 실행된다.

(2-1)라인압 제어

상술한 바와같이, 오일 펌프(102)에서 토출된 작동유의 압력은 레귤레이터 밸브(202)를 통하여 리니어 솔레노이드 밸브(209)에 의해 소정의 라인압으로 조압되어 메인 라인(201)에 공급되는데, 변속제어에 관해서는 이 라인압은 릴리프 밸브(204)를 통하여 리니어 솔레노이드 밸브(210)에 의해 상기 라인압 이하의 유압으로 조압되어 릴리프압 라인(203)에 공급되는 릴리프압과 함께 3층밸브(220), (230)로 인도되고, 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (33) 내지 트러니온(25), (35)을 트랙션력(T)에 저항하여 중립위치로 유지하면서 상기 트러니온(25), (35)을 소정방향으로 이동시켜 상기 롤러(23), (33)를 경사 회전시키는 변속제어를 위한 차압(△P)을 발생시키는 중요한 압력으로써 사용된다.

따라서, 트랙션력(T)의 증감에 대응하여, 트러니온(25), (35)을 중립위치에 유지시키기 위한 차압(△P)의 제어를 행하는게 되는데, 예를들면 릴리프압을 일정하게 한 경우는 라인압을 증대시킴으로써 상기 차압(△P)이 확대하여 보다 큰 트랙션력(T)에 대응할 수 있고, 반대로 라인압을 일정하게 한 경우는 릴리프압을 감소시킴으로써 상기 차압(△P)이 확대하여 보다 큰 트랙션력(T)에 대향할 수 있게 된다.

그 경우에, 상기 트랙션력(T)은 단순히 엔진 토크의 크기등에 따라 변화하지 않고, 롤러(23), (33)의 경사 회전각에 의해서도 변한다. 즉, 도21에 제1 무단변속기구(20)의 제1 롤러(23₁)를 예로들어 도시하는 바와같이, 변속제어의 결과로써 이 롤러(23₁)가 도면중 실선으로 표시하는 바와같이 감속측으로 경사 회전한 경우는, 쇄선으로 표시하는 바와같이 증속측으로 경사 회전한 경우에 비해 상기 롤러(23₁)와 입력 디스크(21)와의 독립위치의 반경(rl)이 작아지므로, 이 때 토크(Tz)가 상기 입력 디스크(21)측에서 롤러(23₁)로 전달되는 것으로 하면, 토크(Tz)의 크기가 같아도 이 접촉위치의 롤러(23₁)를 끌려는 힘이 보다 커지고, 또한 상기 롤러(23₁)와 출력 디스크(22)와의 접촉위치의 반력도 커진다. 따라서, 롤러(23₁)가 감속측으로 경사 회전함에 따라 전체로써의 트랙션력(T)이 증대한다.

그리고, 토크(Tz)의 전달방향이 상기와 같이 되는 것은, 로우 모드 클러치(60)가 해방되며, 하이모드 클러치(70)가 체결된 하이모드(H모드)일 때이므로, 이 하이 모드시에는 무단변속기구(20), (30)의 변속비(이하, 「토로이달 변속비」라고도 표기한다)가 커질수록 상기 트랙션력(T)에 대향하는 차압(△P)이 확대하도록 릴리프압을 일정하게 한 경우는 라인압을 증대시키고, 라인압을 일정하게 한 경우는 릴리프압을 감소시키는 제어를 행한다.

한편, 로우 모드(L모드)시는 상술의 유성기어기구(50)에서의 반력으로써 무단변속기구(20), (30)측으로 환류되는 순환 토크에 의해 토크 전달의 방향이 하이모드시와는 반대로 된다(도9 참조). 따라서, 로우 모드시에는 롤러(23₁)가 도21에 쇄선으로 표시하는 바와같이 증속측으로 경사 회전한 경우에, 상기 롤러(23₁)와 출력 디스크(22)와의 독립위치의 반경(r2)이 작아져 트랙션력(T)이 증대하므로, 토로이달 변속비가 작아질수록 상기 트랙션력(T)에 대향하는 차압(△P)이 확대하도록 릴리프압을 일정하게 한 경우에는 라인압을 증대시키고, 라인압을 일정하게 한 경우는 릴리프압을 감소시키는 제어를 행하는 것이다.

콘트롤 유니트(300)가 행하는 라인압 제어의 구체적 동작은 예를들면 도22와 같이 되고, 스텝(S11)에서 엔진 회전수(Ne)와 스로틀 개도(θ)에서 엔진 토크(Te)를, 스텝(S12)에서 오일 펌프 로스(Loss)를, 스텝(S13)에서 무단변속기구(20), (30)의 입력회전수와 출력회전수에서 토로이달 변속비(Rtd)를 각각 산출한 후, 스텝(S14)에서 이들 각 산출치 및 모드를 파라미터로써, 예를들면 도23에 도시하는 맵에서 전달 토크(Tz)의 값을 구한다. 도시한 바와같이, 이 맵에서는 로우 모드 D레인지에서 토로이달 변속비(Rtd)가 증속측이 됨에 따라 전달 토크(Tz)가 커지고, 하이 모드에서는 전달 토크(Tz)가 1.0에 고정된다.

이어서, 스텝S15에서 상기 전달 토크(Tz)에 의거하여, 예를들면 도24에 도시하는 맵에서 라인압(PL)의 값을 구하고, 스텝(S16)에서 이 라인압(PL)이 얻어지도록 리니어 솔레노이드 밸브(209)를 제어한다. 상기 맵에서 트랙션력(T)에 대향할 수 있도록 전달 토크(Tz)가 소정치 이상에서 라인압(PL)이 커지고, 그 경우에 상술한 바와같이, 로우 모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 증속측이 됨에 따라 라인압(PL)이 보다 크게 설정되며, 하이모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 감속측이 됨에 따라 라인압(PL)이 보다 크게 설정된다.

또한, 전달 토크(Tz)가 소정치 미만에서는 라인압(PL)이 일정치로 고정되는데, 이 범위내에서는 릴리프압을 증감시켜 차압(△P)을 제어한다. 즉, 로우 모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 증속측이 됨에 따라 릴리프압을 보다 감소시키고, 하이모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 감속측이 됨에 따라 릴리프압을 보다 감소시킨다.

(2-2)인게이지 제어

상술한 바와같이, N레인지에서는 라인압을 공급하는 메인 라인(201)과 제1∼제3 출력 라인(205∼207)이 매뉴얼 밸브(208)에 의해 차단되므로, 로우 모드 클러치(60), 하이모드 클러치(70)모두 해방된 상태에 있다. 그리고, 이 상태에서 운전자에 의해 레인지가 D레인지 혹은 S레인지, L레인지등의 전진주행 레인지나 R레인지의 후퇴주행 레인지로 절환되었을 시에는, 우선 로우 모드를 달성하도록 로우 모드 클러치(60)가 체결된다. 이 때, 토로이달 변속비가 기어드 뉴트럴을 실현하는 변속비로 제어되면, 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)와 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)와의 사이에 회전 동기가 취해지므로, 이들을 연결 혹은 절단하는 상기 로우 모드 클러치(60)가 체결되어도 그 체결에 의한 쇼크는 거의 발생하지 않는다.

그러나, N레인지가 선택되는 것은 통상, 아이들상태의 정차시 혹은 저차속시이므로, N-D 또는 N-R의 인게이지 동작은 상술의 크립 제어중에 행해지게 된다. 따라서, 상기 크립 제어중은 기어드 뉴트럴상태가 아니므로, 로우 모드 클러치(60)의 체결시에 크립 토크에 의한 쇼크가 발생한다.

여기서, 콘트롤 유니트(300)는 이와같은 체결 쇼크를 제어하기 위해, 도25에 도시하는 플로우 챠트에 의한 인게이지 제어를 행한다. 다음에, 이 인게이지 제어를 도26에 도시하는 스텝 모터(251)의 펄스수와 최종변속비와의 관계도, 도27에 도시하는 릴리프압과 출력 토크와의 관계도, 및 도31에 도시하는 타임 챠트를 참조하면서 설명한다.

즉, 콘트롤 유니트(300)는 우선 스텝(S21)에서 전회의 제어 사이클에서 레인지가 N레인지 여부를 판정하고, YES인 경우는 스텝(S22)에서 금회 레인지가 D, S, L, R등의 주행 레인지인지 여부를 판정한다. 그리고, NO인 경우, 즉 N레인지가 접속한 경우는 스텝(S23)에서 릴리프압(Prf)을 0으로 함과 동시에, 스텝(S24)에서 스텝 모터(251)의 펄스(PLUS)를 기어드 뉴트럴이 실현하는 PN으로 한 후, 스텝(S25)에서 타이머값(TIM)을 0으로 한다.

여기서 N레인지 접속중에 릴리프압(Prf)을 0으로 하는 것은, 릴리프압 제어용 리니어 솔레노이드 밸브(210)의 비작동시에 릴리프압(Prf)이 0으로 되어 여분 전력이 소비되지 않고 유리해 지기 때문이다. 또한, 펄스(PULS)를 기어드 뉴트럴이 실현하는 PN으로 하는 것은, 다음에 인게이지 동작이 행해진 경우의 크립력을 다이렉트 제어로 생성하는 기준으로써 슬리브(222)를 기준위치로 되돌려 두기 위함이고, 반드시 이 위치에 한정되지 않고, 3층밸브(222)의 슬리브(222)와 스풀(223)과의 위치관계가 소정 중립상태로 되어 각 포트간의 연통이 차단되는 위치면 된다.

한편, 스텝(S22)에서 금회 레인지가 D, S, L, R등의 주행 레인지로 되면, 스텝(S26)에서 타이머값(TIM)이 로우 모드 클러치(60)의 체결에 요하는 소정시간(TIMx)중은 스텝(S27)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 높은 소정유압(Prf)(on)으로 함과 동시에, 3층밸브(222)의 각 포트간의 연통상태가 유지되어 다이렉트 제어를 실행할 수 있도록, 스텝(S28)에서 스텝 모터(251)의 펄스(PULS)를, D레인지등의 전진주행 레인지에의 절환이면, 상기 PN에서 최종변속비가 고속측의 PD1에, 또한 R레인지의 후퇴주행 레인지로의 절환이면 마찬가지로 최종변속비가 고속측의 PR1으로 한 후, 스텝(S29)에서 타이머값(TIM)을 1만큼 플러스한다.

즉, 로우 모드 클러치(60)의 체결에 요하는 소정시간(TIMx)중은 릴리프압(Prf)이 높아지며, 그 결과 라인압과의 차압(△P)이 작아져 기어드 뉴트럴에 근접하고, 크립력(출력 토크)이 낮게 설정되게 된다. 따라서, 인게이지 동작의 체결 쇼크가 제어된다.

그리고, 스텝(S26)으로 타이머값(TIM)이 로우 모드 클러치(60)의 체결에 요하는 소정시간(TIMx)을 초과할 때는 스텝(S31)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 낮은 소정 유압(Prf)(off)으로 함과 동시에, 3층밸브(222)의 각 포트간의 연통상태가 유지되어 다이렉트 제어가 실행될 수 있도록, 스텝(S32)에서 스텝 모터(251)의 펄스(PULS)를, D레인지등의 전진 주행 레인지로의 절환이면 상기 PN에서 최종변속비가 저속측의 PD0에, 또한 R레인지의 후퇴주행 레인지로의 절환이면 마찬가지로 최종변속비가 저속측의 PR0으로 한 후, 스텝(S33)에서 타이머값(TIM)을 0으로 한다.

즉, 로우 모드 클러치(60)가 체결된 후는 릴리프압(Prf)이 낮아지고, 그 결과 라인압과의 차압(△P)이 커져 기어드 뉴트럴에서의 편의가 확대되어, 크립력(출력 토크)이 높게 설정되게 된다. 따라서, 양호한 발진성이 확보되게 된다.

(2-3)다이렉트 제어

다이렉트 제어 그 자체의 기본동작은 먼저 기술한대로이지만, 이 변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)는 특히 브레이크 폐달이 밟혀졌을 시나, 크립시의 차속에 대해 특수한 제어를 행하도록 되어 있다. 그 경우의 구체적 제어동작은 도28에 도시하는 플로우 챠트와 같이 되고, 이것을 도31에 도시하는 타임 챠트를 참조하여 설명하면, 우선 스텝(S41)에서 차속(V)이 크립 제어의 목표 차속(Vo)보다 소정량△V큰 차속을 밑돌 때에, 3층밸브 제어에서 이 다이렉트 제어로 이행하고, 그 경우에, 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 온 일 때는 (이 때 아이들 스위치(308)는 온이고 크립 제어가 개시된다), 스위치(S43)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 높은 소정유압(Prf)(on)으로써, 이 릴리프압(Prf)(on)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어한다. 즉, 브레이크 폐달이 밟혀질 때는 조기에 감속하는 것이 바람직하고, 이 때문에, 릴리프압(Prf)을 높게하여 크립력을 작게한다.

한편, 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 오프일 때는 스텝(S45)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 낮은 소정 유압(Prf)(off)으로 한다. 그리고, 스텝(S46)에서 아이들 스위치(308)가 온일 때는 스텝(S47)에서 현재의 차속(V)과 상기 크립 제어의 목표변속(Vo)과의 편차(dV)를 구한 후, 스텝(S48)에서 도29에 도시하는 맵에서 상기 편차(dV)에 의거하여 릴리프압의 피드 백 유압(△Prf)을 구한다. 그리고, 스텝(S49)에서 이 피드 백 유압(△Prf)를 가산한 릴리프압(Prf)을 구하고, 이 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어한다. 이에따라, 브레이크 폐달이 밟혀지지않을 때는 크립력이 작아지지 않고, 차속이 목표차속(Vo)에 피드 백 제어로 유지되게 된다.

또한, 도31의 타임 챠트에서는 차량의 정지에서 발진시에 있어서, 이 차속의 목표차속(Vo)에의 피드 백 제어가 표시된다. 또한 스텝(S41)에서 다이렉트 제어의 개시조건을 이 목표차속(Vo)보다 소정량(△V)큰 차속으로 한 것은 이 차속(V)의 피드 백 제어중에 오버 슈트로써 3층밸브 제어로 절환되지 않도록 하기 위함이다.

또한, 스텝(S46)에서 아이들 스위치(308)가 오프, 즉 액셀 폐달이 밟혀져 있을 때는 스텝(S50)에서 스로틀 개도(θ)에 따라 릴리프압(Prf)을 결정하고, 이 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어한다(도31에서 차량의 발진시의 △t의 기간). 그 경우에 릴리프압(Prf)과 스로틀 개도(θ)와의 관계는 도30에 도시하는 바와같이, 스로틀 개도(θ)가 커질수록 릴리프압(Prf)이 커지는 맵으로 설정되어 있다. 이에따라, 액셀의 폐달량이 커질수록 크립력이 작고, 환언하면 기어드 뉴트럴상태에 가깝고, 그 결과, 변속비가 커져 엔진 회전수가 높아지고, 양호한 가속성이 얻어져 3층밸브 제어와의 절환이 원활하게 행해지게 된다.

그리고, 스텝(S41)에서 차속(V)이 다이렉트 제어의 개시조건인 차속 이상이 된 시점에서 스텝(S51)으로 전진하고, 여기서 3층밸브 제어시의 차압(△P)을 라인압과의 사이에서 생성하는 릴리프압(Prf)을 0으로 하고, 스텝(S52)에서 이 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어하고, 스텝(S53)에서 3층밸브 제어로 이행하게 된다.

또한, 3층밸브 제어와 다이렉트 제어의 절환시점의 스텝 모터(251)의 펄스수는 반드시 일치한다고 한정되지 않고, 다이렉트 제어 개시시에는 3층밸브 제어 종료시의 슬리브(222)의 위치를 상기 다이렉트 제어에 따른 위치(펄스수PD0)로 이동시키고, 또한, 3층밸브 제어 개시시에는 다이렉트 제어 종료시의 슬리브(222)의 위치(펄스수PD0)를 상기 3층밸브 제어에 따른 위치로 이동시키게 된다.

그런데, 이 다이렉트 제어에서는 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 온일 때는 릴리프압(Prf)을 높게하여 크립력을 작게하는 제어를 행하는데, 예를들면 차량이 평탄로가 아니고 경사로등의 기울기가 있는 사면에서 정지할 경우는 브레이크 스위치(309)의 온에서 즉각 크립력을 작게하면 전진구동력이 저하하여 역주할 염려가 있다. 그래서, 이 변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)에는 이와같은 문제점에 대처하기 위한 제2 다이렉트 제어 프로그램이 격납되어 있다.

다음에, 이 구배제어를 포함한 제2 다이렉트 제어를 도32에 도시하는 플로우 챠트 및 도35에 도시하는 타임 챠트에 따라 설명한다. 또한, 도32의 플로우 챠트는 도28의 플로우 챠트의 스텝(S41)전에 스텝(S40)이 추가되고, 또한 스텝(S43)이 변경된 것으로, 그 이외는 같다.

우선, 스텝(S41)의 다이렉트 제어의 개시 또는 종료 조건의 판정 전에, 스텝(S40)에서 구배 센서(301)에서 검출된 노면구배(k)에 따라 연장시간(Tcd) 및 릴리프압(Prf)를 결정한다. 그 경우에, 도33에 도시하는 바와같이 경사 구배가 급격해질수록 연장시간(Tcd)은 길고, 릴리프압(Prf)은 작아지도록(크립력이 크고)설정되어 있다. 또한, 평탄로에 있을 때의 릴리프압(Prf0)이 통상의 크립력을 발생시키는 값으로 된다.

그리고, 스텝(S41)에서 다이렉트 제어가 개시되며, 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 온 일 때에는 우선, 스텝(S43a)으로 진행하고, 카운트수(count)가 0인지 여부를 판정하고, YES인 경우, 즉 처음으로 이 스텝(S43a)으로 진행했을 때는 스텝(S43b)에서 브레이크 스위치(309)가 오프인 경우와 마찬가지로, 릴리프압(Prf)(다만, 구배에 따라 결정된 것)을 비교적 낮은 소정 유압(Prf)(off)으로 한 후, 스텝(S43c)에서 카운트수를 1만큼 플러스하고, 스텝(S43d)에서 상기 카운트수와 구배에 따라 결정된 연장시간(Tcd)과의 비교를 행한다.

그리고, 아직 연장시간(Tcd)이내이면 스텝(S43e)에서 상기의 비교적 낮은 소정유압(Prf)(off)를 유지하는 한편 연장시간(Tcd)을 초월했을 때는 스텝(S43f)에서 카운트수에 따라 릴리프압(Prf)을 높히는 연산을 행한다. 그 연산에 이용되는 보정계수(Ck)는 도34에 도시하는 바와같이 구배가 급격할수록 작고, 즉 릴리프압(Prf)이 천천히 높아지도록(크립력이 천천히 작아지도록)설정되어 있다. 그리고, 이상과 같이 하여 구해진 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어한다.

이 제어에 의하면, 차량의 주행노면의 경사구배가 급격할수록 브레이크 폐달을 밟은 후의 크립력이 보다 커지고, 또한, 그 유지시간인 지연시간이 길어짐과 동시에, 상기 지연시간이 경과한 후에 크립력을 저하시킬 경우에 있어서도 경사 구배가 급격할수록 천천히 행해지므로, 구배있는 노면상의 차량의 역송이 효과적으로 방지되게 된다.

(2-4)D-R 전환제어

예를들면 차고에 넣을 경우에는 차량이 아직 전진하는 중에 백하려 하여 레인지가 R레인지로 절환되거나(D-R), 그 반대의 조작(R-D)이 행해지기도 한다. 이 때의 상태를 이 변속기(10)의 기어 트레인으로 생각하면, 매뉴얼 밸브(208)가 D레인지 위치와 R레인지 위치와의 사이에서 이동하는 도중에 N레인지 위치를 통과하는데, 극히 단시간이므로 로우 모드 클러치(60)는 체결된채로 된다.

그리고, 이 상태에서 토로이달 변속비가 기어드 뉴트럴을 끼우고 변화하는데,이 때 인터널 기어(53) 내지 세컨더리 샤프트(13)를 회전방향과 역방향으로 회전시키도록, 토로이달 변속비를 제어하여 선 기어(52)의 회전속도를 변화시키게 된다. 따라서, 그와같이 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (33)를 디스크(21), (22), (31), (32)에 대해 경사 회전시키는 것은 큰힘이 필요해 지고, 결과적으로 상기 롤러(23), (33)나 디스크(21), (22), (31), (32)에 미끄러짐이 발생하여, 손상을 일으킬 염려가 있다.

그래서, 콘트롤 유니트(300)는 이와같은 전진후퇴간의 전환시에는, 무단변속기구(20), (30)에 큰 부하를 걸지않도록, 도36에 도시하는 플로우 챠트에 따라 다음과 같은 제어를 행한다.

우선, 스텝(S61)에서 D레인지일 때는 스텝(S62)에서 예를들면 도18에 도시한 변속선도(변속 맵)에 의거하는 슬리브 이동에 의한 통상의 3층밸브 제어를 행하는 한편으로 스텝(S61)에서 D레인지가 아니고, 스텝(S63)에서 N레인지일 때는 스텝(S64)에서 로우 모드 클러치(60)를 해방하고, 스텝(S65)에서 3층밸브(220)의 슬리브(222)를 기어드 뉴트럴의 근방의 위치로 이동시킨 후, 스텝(S66)에서 스텝 모터(251)의 원점보정을 행한다. 또한, 상기 스텝(S65)에서 슬리브(222)를 기어드 뉴트럴 위치가 아니고, 기어드 뉴트럴의 근방의 위치로 이동시키는 것은 슬리브(222)를 정확하게 기어드 뉴트럴 위치로 이동시키는 것이 곤란한 상술의 이유에 의한 것이고, 기어드 뉴트럴 위치로 이동시키도록 해도 되는 것은 말할 것도 없다(이 스텝S65에서 슬리브(222)를 이동시키는 위치를 「기준위치」라고 한다).

이에따라, N레인지에서는 동력전달경로가 차단됨과 동시에, 슬리브(222)가 기준위치로 이동되며, 여기서 스텝 모터(51)의 원점보정이 행해지게 된다. 이 스텝 모터(251)의 원점보정은 개략 다음과 같이 하여 행해진다. 우선, 입력회전 센서(306)는 로우 모드 클러치 드럼(61)에 설치됨과 동시에, 출력 회전센서(307)는 하이 모드 기어열(90)의 제2 기어(92)에 설치되고, 이들 검출치에 의거하여 슬리브(222)가 상기 기준위치에 있을 때의 토로이달 변속비를 산출한다. 또한, 슬리브(222)를 상기 기준위치로 이동시켰을 대의 펄스수를 원점 펄스수로 한다(예를들면 도17에 대해 말하면 1360 부근). 그리고, 이 산출된 토로이달의 실변속비와, 미리 설정되는 기준위치에서의 토로이달 이상변속비를 비교하고, 그 차가 해소하는 방향으로 슬리브(222)를 이동시킨다. 이 슬리브(222)의 이동은 피드 포워드 제어로 하고, 이 몇펄스분만큼 슬리브(222)를 이동시킨 후의 스텝 모터(251)의 펄스수를 상기 원점 펄스수로 치환한다.

도36으로 돌아가면, 스텝(S61)에서 D레인지가 아니고, 스텝(S63)에서 N레인지도 아닐 때는 스텝(S67)에서 R레인지 여부를 판정하고, NO일 경우는 S레인지나 L레인지이므로 스텝(S62)으로 진행하는 한편, YES인 경우는 스텝(S68)에서 후퇴 주행중인지 여부를 판정한다. 그리고, 후퇴 주행중일 때는 스텝(S62)에서 통상의 3층밸브 제어를 행하는 한편 NO인 경우는 스텝(S69)에서 차속이 0이 아닌지 여부를 판정하고, YES일 때, 즉 차량이 아직 어느 정도의 차속으로 전진주행할 때는 상기의 N레인지에서 행하는 각 스텝(S64∼66)을 실행한다.

이에 대해, 스텝(S69)에서 NO일 때, 즉 레인지는 R레인지에서 차량이 정지하고 있을 때에는 스텝(S70)으로 진행하고, 3층밸브(220)의 슬리브(222)를 리버스 발진위치로 이동시킨다. 구체적으로는 인터널 기어(53) 내지 세컨더리 샤프트(13)가 후퇴회전이 되는 크립 발진시의 위치로 이동시키는 것이다. 그리고, 스텝(S71)에서 로우 모드 클러치(60)를 체결한다.

이 제어에 의하면, 전진주행중에 R레인지에의 전환이 행해진 경우에는 스텝(S61), (S63), (S67), (S68), (S69)로 진행하고, 스텝(S64)에서 로우 모드 클러치(60)를 끊은 후, 스텝(S69)에서 차량의 정지를 확인하고 나서, 스텝(S70)에서 후퇴방향으로의 슬리브 이동을 행하고, 그리고 스텝(S71)에서 로우 모드 클러치(60)를 연결하므로,유성기어기구(50)의 선 기어(52)는 로우 모드 클러치(60)가 끊어진 사이는 부하가 적은 상태에서 회전하고, 그 사이에 상기 선 기어(52)의 회전속도를 변화시키도록 무단변속기(20)의 롤러(23)를 경사 회전시키므로, 그 경사 회전을 부하가 적은 상태에서 행할 수 있고, 이에 따라, 상기 롤러(23), (33)나 디스크(21), (22), (31), (32)에 미끄러짐이 발생하지 않고, 또한 손상을 일으킬 염려가 없어진다.

(2-5)R-D 전환제어

도36에 도시하는 플로우 챠트는 D-R 전환제어에 관한 것인데, 반대로 R-D 전환제어도 이에 준하여 행해진다. 그 제어 플로우를 도37에 도시한다.

(2-6)후퇴시 변속제어

이 무단변속기(10)에서는 토로이달 변속비를 무단계로 제어할 수 있고, 그 결과, 선 기어(52)의 회전속도를 변화시킴으로써, 기어드 뉴트럴에서 전진방향 및 후퇴방향중 어느쪽으로도 최종변속비를 임의로 바꾸는 것이 가능하다. 따라서, 후퇴 주행시에도 다수의 기어단을 설정하는 가능한데, 특히 후퇴속에서는 양호한 발진가속성이 요구되는 전진주행시와는 달리, 발진시에는 각별의 주의가 요구된다.

여기서, 이 무단변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)는 도38에 도시하는 바와같이 스텝(S101)에서 레인지가 R레인지일 때는 스텝(S102)에서 후퇴속용의 변속맵을 이용하여 변속제어를 행하고, 레인지가 D레인지일 때는 스텝(S103)에서 전진속용의 변속 맵을 이용하여 변속제어를 행하도록 되어 있다.

그 경우에, 도39에 맞추어 도시하는 바와같이, 후퇴속용의 변속 맵에서는 같은 차속(V) 및 스로틀 개도(θ)라도, 전진속용의 뱐속 맵에 비해 낮은 값의 엔진 회전수가 목표치(Neo)로써 결정되게 된다. 환언하면, 최종변속비가 전체로 고속단측으로 시프트 되어 있고, 이에따라 후퇴시의 급속한 튕김이 억제되게 된다.

또한, 이와같은 후퇴속용 차속 맵의 특성을 소정 차속 이하앤 경우에만 적용해도 된다. 그 경우에는 특히 주의가 요구되는 발진시 이외는 전진주행의 경우와 마찬가지로 최종변속비에서의 주행이 실현되게 된다.

또한, 도39에서, 상술의 다이렉트 제어의 판정차속Vo＋△V이하에서는 변속특성이 설정되지 않지만, 이것은 도31의 타임 챠트에 따라 부기한 것이고, 이 경우는 3층밸브제어에서 다이렉트 제어로의 절환시에는 이미 아이들 스위치(308)가 온으로 되어 있고, 따라서 즉각 크립 제어가 개시되므로, 상기 판정차속Vo＋△V이하에서는 통상의 변속제어가 행해지지않고, 이러한 종류의 변속 맵은 사용되지 않는 것을 나타낸다.

(2-7)로우 모드/하이 모드 절환제어

먼저 도17을 참조하여 기술한 바와같이, D레인지의 로우 모드 특성과 하이모드 특성과는 소정의 펄스수 내지 토로이달 변속비에서 교차하는 특성으로 되어 있다. 이것은 도18 또는 도39의 변속 맵의 모드 절환 라인으로써 표시된다. 즉, 양 모드에서 최종변속비가 일치하는 점에서 로우 모드 클러치(60)와 하이모드 클러치(70)의 교환을 행한다. 이에따라, 급격한 변속의 변화를 발생시키지 않고 쇼크가 없는 모드의 절환을 실현하는 것이 가능해진다.

그러나, 상기 클러치(60), (70)의 교환에는 어느 정도의 시간이 걸리므로, 모드의 절환이 종료한 시점에서는 차량의 주행상태가 이미 상기 모드 절환 라인상에 없고, 그 결과, 급격한 변속비의 변화가 발생하게 된다.

그래서, 콘트롤 유니트(300)는 이와같은 문제점에 대처하기 위해 도40에 도시하는 플로우 챠트에 의한 모드 절환제어를 행한다. 우선, 콘트롤 유니트(300)는 스텝(S111)에서 엔진 회전수 센서(302)로 검출되는 실 엔진 회전수(Ne)가 모드 절환 라인의 최종변속비(Go)와 차속 센서(302)에서 검출되는 차속(V)을 승산하여 얻어지는 값에 가까운지 여부를 판정한다. 즉, 현재의 최종변속비가 모드 절환 라인에 같은지를 판정하는 것이다.

그리고, YES인 경우는 스텝(S112)에서 클러치(60), (70)의 교환중, 그 현 최종변속비G가 유지되도록 토로이달 변속비의 제어를 행한다. 이어서, 스텝(S113)에서 상기 최종변속비(G)를 유지하기 위한 목표 엔진 회전수(Neo)와 실회전수(Ne)와의 편차(△N)를 산출하고, 스텝(S114)에서 이 회전편차(△N)가 해소되도록 설정된 도41에 도시하는 맵에서 펄스(PULS)의 피드 백량(△PULS)을 구하고, 최종적으로 스텝(S115)에서 이 피드 백량(△PULS)을 스텝 모터(251)로 출력한다.

이에따라, 3층밸브(220)의 슬리브(222)위치가 피드 백 제어되어, 상기 회전편차(△N)가 해소되며, 그 결과, 최종변속비(G)가 일정치로 고정된다. 그리고, 그 사이에 모드가 절환되므로, 상기 모드의 절환 전후에 변속비의 변화가 없고, 쇼크가 없는 원활한 모드의 절환이 실현되게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 기어드 뉴트럴을 이용한 발진방식을 채용하는 FF차용의 토로이달 무단변속기에 있어서, 무단변속기구가 배치된 제1 샤프트의 반 엔진측의 단부에 유성기어기구가 배치된 제2 샤프트측으로 회전을 전달하는 기어열을 배치했으므로, 이 기어열과, 상기 제2 샤프트 엔진측의 단부에 연결되는 디퍼렌셜 장치 내지 상기 장치로의 동력전달기구등과의 간섭이 회피되게 된다. 따라서, 이 간섭을 회피하기 위해, 상기 기어열과 디퍼렌셜 장치를 축방향으로 오프 셋하는 경우에 비교해 상기 변속기의 축방향 칫수가 단축되며, 상기 변속기의 차량으로의 탑재성이나 레이아웃성이 향상되게 된다.

또한, 특히 본 원의 제4 발명에 의하면, 제1 샤프트상에 2조의 무단변속기구가 구비되는 구성에서, 상기 제1 샤프트와 이들 무단변속기구의 입력부와의 사이에 개설되는 로우딩 기구를, 상기 기어열과 같게 제1 샤프트의 반 엔진측의 단부에 배치함으로써, 기어드 뉴트럴 내지 로우 모드의 상태에서 제2 샤프트상의 유성기어기구에서 발생하여 제1 샤프트측으로 환류되는 순환 토크가 상기 제1 샤프트에 전달되지 않고, 따라서, 상기 제1 샤프트는 엔진에서의 토크를 전달하는 것이 가능한 범위에서의 직경이나 강도로 할 수 있고, 상기 변속기의 코스트 저감, 콤팩트화, 내구성의 향상 혹은 경량화등이 도모되고, 상기 제1 샤프트의 강성이 낮아져 엔진에서의 진동이 효과적으로 흡수됨으로써, 상기 차량의 진동이나 소음이 저감되게 된다.

Claims

일단이 엔진에 연결된 제1 샤프트와,

상기 제1 샤프트에 평행으로 배설되며, 엔진측의 단부에 좌우의 구동륜을 구동하는 디퍼렌셜 장치가 연결된 제2 샤프트와,

상기 제1 샤프트상에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전 자재롭게 지지된 출력디스크와, 상기 입력 디스크와 출력 디스크간에 개설되어 양 디스크간의 동력전달을 행하는 롤러와, 상기 롤러를 경사 회전 자재롭게 지지하고, 상기 롤러와 상기 입력 디스크 및 출력 디스크와의 접촉위치를 변경함으로써 상기 양 디스크간의 변속비를 변화시키는 접촉위치 변경부재를 가지고, 상기 제1 샤프트상에 배설된 토로이달식 무단변속기구와,

상기 제2 샤프트에 배설되며, 선 기어와 인터널기어와 피니언 캐리어 3개의 회전요소를 가짐과 동시에, 이들 회전요소중, 제1 요소가 상기 무단변속기구의 출력 디스크에 연동회전하도록 연결되며, 제2 요소가 상기 제2 샤프트에 연결된 유성기어기구와,

상기 제1 샤프트의 무단변속기의 반엔진측에 설치되어 상기 제1 샤프트와 일체 회전하는 제1 기어와, 상기 제2 샤프트의 유성기어기구의 반엔진측에 회전 자재롭게 지지된 제2 기어와, 상기 제1 기어와 제2 기어에 감합하여 양 기어간의 동력전달을 행하는 아이들 기어로 구성되는 기어열과,

상기 유성기어기구를 통하지않고 상기 출력 디스크에서의 구동 토크를 제2 샤프트에 전달하는 동력전달경로와,

상기 기어열을 구성하는 상기 제2 기어와 상기 유성기어기구의 제3 요소와의 사이를 연결 혹은 절단하는 제1 클러치 기구와,

상기 동력전달경로를 연결 혹은 절단하는 제2 클러치기구와,

상기 접촉위치 변경부재와, 상기 제1 클러치 기구와, 상기 제2 클러치기구의 작동을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기.
제1항에 있어서, 토로이달식 무단변속기구로써, 제1 샤프트에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 출력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 접촉위치 변경부재를 가지는 상기 제1 무단변속기구에 추가하여, 이 제1 무단변속기구의 출력디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전 자재롭게 지지된 제2 출력 디스크와, 상기 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 연결된 제2 입력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 제2 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 제2 접촉위치 변경부재를 가지는 제2 무단변속기구가 구비됨과 동시에, 상기 제1 무단변속기구의 출력 디스크와 제2 무단변속기구의 출력 디스크가 일체화되며, 그 외주에 상기 일체화 출력 디스크와 상기 유성기어기구의 제1 요소를 연동 회전시키기 위한 기어를 설치한 것을 특징으로 토로이달식 무단변속기.
제1항에 있어서, 토로이달식 무단변속기구로써, 제1 샤프트에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 출력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 접촉위치 변경부재를 가지는 상기 제1 무단변속기구에 추가하여, 이 제1 무단변속기의 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 상기 출력 디스크와 일체적으로 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 제2 출력 디스크와, 상기 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 연결된 제2 입력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 제2 롤러와, 상기 롤러와 양디스크와의 접촉위치를 변경하는 제2 접촉위치 변경부재를 가지는 제2 무단변속기구가 구비되어 있고, 또한, 상기 제1 샤프트의 외측에 중공의 제3 샤프트가 감합 삽입되고, 상기 제1, 제2 무단변속기구의 입력측 및 출력측의 각 디스크가 상기 제3 샤프트상에 배치됨과 동시에, 상기 제3 샤프트 한쪽의 단부가 베어링을 통하여 변속기 케이스에 지지되고, 또한, 다른쪽 단부에는 기어열의 제1 기어가 감합되고, 상기 제1 기어가 베어링을 통하여 변속기 케이스에 지지되어 있고, 그리고, 상기 제3 샤프트와 제1 기어와의 감합부에 양자간의 축방향의 상대변위를 흡수하는 탄성부재가 개설되는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기.
제1항에 있어서, 토로이달식 무단변속기구로써, 제1 샤프트에 연결된 입력 디스크와, 상기 입력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전자재롭게 지지된 출력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 접촉위치 변경부재를 가지는 상기 제1 무단변속기구에 추가하여, 이 제1 무단변속기구의 출력디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 회전 자재롭게 지지된 제2 출력 디스크와, 상기 출력 디스크의 엔진측에 배치되어 제1 샤프트에 연결된 제2 입력 디스크와, 양 디스크간에 개설된 제2 롤러와, 상기 롤러와 양 디스크와의 접촉위치를 변경하는 제2 접촉위치 변경부재를 가지는 제2 무단변속기구가 구비되어 있고., 그리고, 상기 제1 샤프트의 외측에 중공의 제3 샤프트가 감합 삽입되며 상기 제3 샤프트의 중간부에 제1, 제2 무단변속기구의 출력 디스크가 일체적으로 회전자재롭게 지지됨과 동시에, 그 반엔진측 및 엔진측에 제1, 제2 무단변속기구의 입력 디스크가 각각 배치되어 상기 제3 샤프트에 연결되어 있고, 한편, 상기 제1, 제2 무단변속기구에 있어서 입력 디스크와 출력디스크간에 각각 롤러를 협압시키는 로우딩 기구가, 제1 무단변속기구의 입력 디스크와 그 반엔진측에 배치된 기어열의 제1기어간에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기.
제4항에 있어서, 로우딩 기구는, 상호 대향하는 면이 주방향의 凹凸을 가지는 캠 면으로 된 한쌍의 디스크와, 양 디스크간에 개설되어, 이들 디스크의 상대회전에 의해 양디스크간에 축방향력을 발생시키는 롤러로 구성됨과 동시에, 기어열의 제1 기어와 상기 제1 기어측의 디스크와의 사이에 이들을 일체 회전시키기 위한 핀부재가 개설되어 있고, 이 핀부재가 상기 제1 기어측의 디스크의 凹凸에 의해 두께가 두꺼운 부위에 배설된 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기.
제1항에 있어서, 제2 샤프트에 제1 클러치 기구와 제2 클러치 기구에 각각 체결용 유압을 공급하는 2개의 유로가 설치됨과 동시에, 양 유로가 유압원이 배치된 단부측에서 인도되는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기.
제1항에 있어서, 차속검출수단을 더 구비하고, 상기 제어장치가 차속이 소정 차속보다 작을 때는 상기 제1 클러치 기구를 상기 제2 기어와 상기 제3 요소와의 사이를 연결하도록 제어함과 동시에, 상기 제2 클러치 기구를 상기 동력전달경로를 절단하도록 제어하는 한편, 차속이 상기 소정 차속보다도 클 때는 상기 제1 클러치기구를 상기 제2 기어와 상기 제3 요소와의 사이를 절단하도록 제어함과 동시에 상기 제2 클러치 기구를 상기 동력전달경로를 연결하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기.
제7항에 있어서, 엔진부하를 검출하는 엔진부하 검출수단을 더 구비하고, 엔진부하가 클수록 상기 소정차속이 커지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기.