KR20140129256A - 무단 변속기 - Google Patents

Abstract

입력 디스크와 출력 디스크가 서로 겹치는 디스크 겹침 영역 중, 입력축의 축심과 출력축의 축심을 연결하는 축심 연결선을 따라 이동 가능하게 설치되고, 목표 변속비에 따른 위치에서 양 디스크를 끼움 지지 압박하여, 토크 전달 접촉부를 형성하는 한 쌍의 압박 수단을 구비하는 무단 변속기이며, 한쪽의 단부측을 지지점으로 하여 압박 수단을 지지하여 압박 수단과 함께 축심 연결선을 따라 이동하고, 다른 한쪽의 단부측에 가해지는 끼움 지지력에 의해 압박 수단에 의해 양 디스크를 끼움 지지 압박하는 힘을 발생시키는 한 쌍의 지지 수단을 구비한다.

Description

무단 변속기 {CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은, 무단 변속기에 관한 것이다.

종래, 입력 디스크의 일부와 출력 디스크의 일부가 서로 겹치는 디스크 겹침 영역을 설치하고, 디스크 겹침 영역에서 입력 디스크와 출력 디스크를 한 쌍의 압박 롤러 사이에 끼워 접촉시키는 변속기가 JP2010-53995A에 개시되어 있다.

그러나, 상기한 발명에서는, 한 쌍의 롤러를 스프링에 의한 가압력으로 직접 끼움 지지하므로, 입력 디스크의 회전을 출력 디스크에 전달하기 위해 스프링에 의해 발생시키는 가압력이 커진다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 작은 힘에 의해 입력 디스크의 회전을 출력 디스크에 전달하기 위해 필요한 끼움 지지력을 발생시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 관한 무단 변속기는, 원동기에 접속되는 입력축과, 입력축에 평행 배치되는 출력축과, 입력축에 설치되고, 외주 단부를 출력축에 근접 배치한 원판 형상의 입력 디스크와, 출력축에 설치되고, 외주 단부를 입력축에 근접 배치한 원판 형상의 출력 디스크와, 입력 디스크와 출력 디스크가 서로 겹치는 디스크 겹침 영역 중, 입력축의 축심과 출력축의 축심을 연결하는 축심 연결선을 따라 이동 가능하게 설치되고, 목표 변속비에 따른 위치에서 양 디스크를 끼움 지지 압박하고, 양 디스크의 탄성 변형에 의해 토크 전달 접촉부를 형성하는 한 쌍의 압박 수단을 구비하는 무단 변속기이다. 무단 변속기는, 축심 연결선에 대해 교차하는 방향으로 연장되고, 한쪽의 단부측을 지지점으로 하여 압박 수단을 지지하여 압박 수단과 함께 축심 연결선을 따라 이동하고, 다른 한쪽의 단부측에 가해지는 끼움 지지력에 의해 압박 수단에 의해 양 디스크를 끼움 지지 압박하는 힘을 발생시키는 한 쌍의 지지 수단을 구비한다.

이 형태에 의하면, 한쪽의 단부측을 지지점으로 하여 압박 수단을 지지하고, 다른 한쪽의 단부측에 가해지는 끼움 지지력에 의해 압박 수단을 양 디스크에 끼움 지지 압박하므로, 작은 힘으로 토크 전달 접촉부를 형성하여, 입력 디스크로부터 출력 디스크로 회전을 전달할 수 있다.

도 1은 차량용 자동 변속 시스템을 도시하는 전체 개략도이다.
도 2는 변속기를 엔진측으로부터 본 도면이다.
도 3은 도 2에 있어서의 하면도이다.
도 4a는 도 2의 IV-IV 단면도이다.
도 4b는 압박 롤러와 사이드 디스크의 접촉 개소 부근의 확대도이다.
도 5a는 도 4a의 입력축 및 출력축 부근의 개략도이다.
도 5b는 도 4a의 입력축 및 출력축 부근의 개략도이다.
도 6a는 도 2의 VI-VI 단면도이다.
도 6b는 압박 롤러 샤프트의 단부 부근의 확대도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII 단면에 있어서의 개략도이다.
도 8은 가압부와 보유 지지부 및 압박 롤러와의 관계를 도시하는 개략도이다.
도 9a는 도 2의 IX-IX 단면도이다.
도 9b는 도 9a의 X-X 단면에 있어서의 개략도이다.
도 10a는 제2 롤러 종동절의 위치와, 한 쌍의 압박 롤러 기구를 끼움 지지하는 끼움 지지력의 관계를 도시하는 도면이다.
도 10b는 제2 롤러 종동절의 위치와, 한 쌍의 압박 롤러 기구를 끼움 지지하는 끼움 지지력의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 선회각과 클램프 아암에 의한 끼움 지지력과의 관계를 나타내는 맵이다.
도 12a는 압박 롤러의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 12b는 압박 롤러의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 13a는 변속비를 Low측으로부터 High측으로 변속시키는 경우의 압박 롤러의 움직임을 설명하는 도면이다.
도 13b는 변속비를 Low측으로부터 High측으로 변속시키는 경우의 압박 롤러의 움직임을 설명하는 도면이다.
도 13c는 변속비를 Low측으로부터 High측으로 변속시키는 경우의 압박 롤러의 움직임을 설명하는 도면이다.
도 14는 압박 롤러를 출력축측으로 경사시킨 상태를 도시하는 개략도이다.
도 15는 변속비 제어를 설명하는 흐름도이다.
도 16은 한 쌍의 압박 롤러에 의한 추력 제어를 설명하는 흐름도이다.
도 17은 목표 슬립률 산출 제어를 설명하는 흐름도이다.
도 18은 유온과, 목표 변속비와, 목표 슬립률의 관계를 나타내는 맵이다.
도 19는 슬립률과, 입력축으로부터 출력축으로의 토크 전달률과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 20은 슬립률 산출 제어를 설명하는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태의 멀티 디스크 무단 변속 유닛이 적용된 차량용 자동 변속 시스템을 도시하는 전체 개략도이다.

차량용 자동 변속 시스템(1)은, 엔진(2)과, 멀티 디스크 무단 변속 유닛(이하, 변속기라 함)(3)과, 좌우의 구동축(4, 5)과, 좌우의 구동륜(6, 7)과, 컨트롤 유닛(이하, ATCU)(8)을 구비한다.

변속기(3)는, 변속기 케이스(9)와, 입력축(10)과, 프라이머리 디스크(11)와, 세컨더리 디스크(12)와, 압박 기구(13)와, 출력축(14)과, 종래 주지의 건식 발진 클러치(15)와, 리버스 기어(16)와, 리버스 아이들러 기어(17)와, 출력 기어(18)와, 싱크로 기구(19)와, 파이널 기어(20)와, 디퍼런셜 기어 유닛(21)을 구비한다.

차량용 자동 변속 시스템(1)은, 입력축(10)과, 출력축(14)과, 구동축(4, 5)에 의한 3축 구성이다.

입력축(10)과 출력축(14)은, 입력축(10)의 축심과, 출력축(14)의 축심이 평행하게 되도록 배치된다. 입력축(10) 및 출력축(14)은, 변속기 케이스(9)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

변속기(3)에 대해 도 2, 도 3을 사용하여 상세하게 설명한다. 도 2는 변속기(3)를 엔진(2)측으로부터 본 도면이다. 도 3은 도 2의 하면도이다. 도 4a는 도 2의 IV-IV 단면도이다. 또한, 도 2 이후의 도면에 대해서는 설명을 위해 부재의 일부를 생략하고 있다.

프라이머리 디스크(11)는, 2매의 원형의 디스크(11a)를 도 5a, 도 5b에 도시하는 바와 같이 입력축(10)의 축방향으로 배열하여 입력축(10)에 장착하여 구성되고, 입력축(10)과 일체로 되어 회전한다. 도 5는 도 4a의 입력축(10) 및 출력축(14) 부근의 개략도이다. 2매의 디스크(11a)의 사이에는 스페이서(22)가 설치되고, 2매의 디스크(11a)는 스페이서(22)에 의해 입력축(10)의 축방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 프라이머리 디스크(11)는 디스크(11a)의 외주 단부가 출력축(14)에 근접하도록 배치된다. 프라이머리 디스크(11)는 입력축(10)과 함께 도 2의 화살표 방향으로 회전한다.

세컨더리 디스크(12)는, 센터 디스크(12a)와, 센터 디스크(12a)의 양면측에 대향하여 설치한 2매의 사이드 디스크(12b)를 구비한다. 세컨더리 디스크(12)는, 도 5a, 도 5b에 도시하는 바와 같이 센터 디스크(12a)와 사이드 디스크(12b)를 출력축(14)의 축방향으로 배열하여 출력축(14)에 장착하여 구성되고, 출력축(14)과 일체로 되어 회전한다. 센터 디스크(12a)와 사이드 디스크(12b) 사이에는 스페이서(23)가 설치되고, 센터 디스크(12a)와 사이드 디스크(12b)는, 스페이서(23)에 의해 출력축(14)의 축방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 세컨더리 디스크(12)는, 센터 디스크(12a)의 외주 단부 및 사이드 디스크(12b)의 외주 단부가 입력축(10)에 근접하도록 배치된다.

센터 디스크(12a)는, 원형의 디스크로, 사이드 디스크(12b) 및 프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)보다도 출력축(14)의 축방향에 있어서의 두께가 두껍다. 센터 디스크(12a)에는, 직경 방향 내측에 오목부(12c)가 형성되고, 오목부(12c)에 스러스트 볼 베어링(24)이 설치된다.

사이드 디스크(12b)는, 원형의 디스크로, 반경 방향의 외측으로 됨에 따라서 센터 디스크(12a)와의 거리가 커지도록 휘어 있다.

프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)는, 세컨더리 디스크(12)의 센터 디스크(12a)와 사이드 디스크(12b) 사이에 배치된다. 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)는, 입력축(10)과 출력축(14) 사이에서, 디스크의 일부가 겹치는 디스크 겹침 영역을 형성한다. 센터 디스크(12a)는, 입력축(10)의 축방향에 있어서의 디스크 겹침 영역의 중심에 위치한다.

디스크 겹침 영역에 있어서, 프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)의 출력축(14)측의 외주 단부는, 스러스트 볼 베어링(24)에 의해 지지되어 있고, 프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)와 센터 디스크(12a) 사이에는, 이하에 상세하게 서술하는 압박 기구(13)에 의한 압박력이 작용하지 않는 상태에서는, 간극이 형성된다. 또한, 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)는, 외주 단부측이 센터 디스크(12a)와의 거리가 커지도록 휘어 있으므로, 프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)와 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b) 사이에는 간극이 형성된다. 그로 인해, 디스크 겹침 영역에 있어서는, 프라이머리 디스크(11) 및 세컨더리 디스크(12)에 압박 기구(13)에 의해 끼움 지지 압박하는 힘(이하, 이 힘을 추력이라 함)이 가해지고 있지 않은 경우, 또는 추력이 작은 경우에는, 도 5a에 도시하는 바와 같이 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)는 접촉하지 않는다. 한편, 압박 기구(13)에 의한 추력이 커지면, 도 5b에 도시하는 바와 같이 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)가 탄성 변형되고, 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)가 접촉하여, 토크 전달 접촉부가 형성된다. 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12) 사이에 토크 전달 접촉부가 형성됨으로써, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전이 전달된다.

압박 기구(13)는, 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)와, 한 쌍의 디스크 클램프 기구(31)와, 끼움 지지력 조정 기구(32)와, 제1 액추에이터(33)를 구비한다.

제1 액추에이터(33)는, 압박 롤러 기구(30)를 입력축(10)의 축심과 출력축(14)의 축심을 연결하는 축심 연결선(O)을 따라 이동시킨다. 축심 연결선(O)은, 입력축(10)의 축심과 출력축(14)의 축심에 직교한다.

제1 액추에이터(33)는, 전동 모터(34)와, 볼 스크류 기구(35)를 구비한다. 볼 스크류 기구(35)는, 나사축(36)과, 브래킷(37)과, 볼(도시하지 않음)에 의해 구성된다.

나사축(36)은, 한쪽의 단부가 전동 모터(34)의 회전축에 연결되고, 전동 모터(34)의 회전축의 회전 방향에 따라서 정방향 또는 역방향으로 회전한다. 나사축(36)은 축심 연결선(O) 방향으로 연장된다. 나사축(36)과 브래킷(37) 사이에는 복수의 볼(도시하지 않음)이 구름 이동 가능하게 설치된다.

브래킷(37)은, 나사축(36)이 회전하면, 나사축(36)의 회전에 따라서 나사축(36)의 축방향, 즉, 축심 연결선(O) 방향을 따라 이동한다. 브래킷(37)에는, 전동 모터(34)측으로 됨에 따라 나사축(36)으로부터의 거리가 짧아지는 테이퍼면(37a)이 엔진(2)측의 면에 형성된다. 브래킷(37)이 전동 모터(34)에 의해 왕복 이동되면, 테이퍼면(37a)에 소위 캠 종동절과 같이 추종하는 푸시 로드(도시하지 않음)가 왕복 이동되고, 푸시 로드에 의해 건식 발진 클러치(15)의 릴리즈 레버가 구동되어 클러치의 분리/접속 조작이 이루어진다.

브래킷(37)은, 축심 연결선(O) 방향으로 연장되는 제1 샤프트(38)를 통해, 상세하게는 후술하는 압박 롤러 기구(30)의 제2 지지부(44), 롤러 종동절 서포트 블록(48)에 연결된다. 전동 모터(34)에 의해 나사축(36)이 회전되면, 브래킷(37)은 나사축(36)의 회전 방향에 따라서 축심 연결선(O) 방향을 따라 전후진하고, 압박 롤러 기구(30)가 브래킷(37) 및 제1 샤프트(38)와 일체로 되어 축심 연결선(O) 방향을 따라 전후진한다.

압박 롤러 기구(30)에 대해, 도 6a, 도 6b를 사용하여 설명한다. 도 6a는 도 2의 VI-VI 단면도이다. 도 6b는 압박 롤러 샤프트(42)의 단부(42b) 부근의 확대도이다.

압박 롤러 기구(30)는, 압박 롤러(40)와, 보유 지지부(41)와, 압박 롤러 샤프트(42)와, 제1 지지부(43)와, 제2 지지부(44)와, 가압부(45)와, 서포트 블록(46)과, 제1 롤러 종동절(47)을 구비한다.

한 쌍의 압박 롤러 기구(30)는, 세컨더리 디스크(12)의 센터 디스크(12a)에 대해 선 대칭으로 되도록 배치되고, 상부에서 가이드 블록(49)에 장착되어 있다. 가이드 블록(49)은, 변속기 케이스(9)에 장착되는 2개의 가이드 샤프트 블록(50)의 사이에 설치되어 축심 연결선(O) 방향으로 연장되는 2개의 가이드 샤프트(51)에 미끄럼 이동 가능하게 지지된다. 즉, 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)는, 가이드 블록(49)을 통해 가이드 샤프트(51)에 미끄럼 이동 가능하게 지지되고, 제1 액추에이터(33)에 의해 축심 연결선(O) 방향으로 이동하여, 목표 변속비에 따른 위치에 토크 전달 접촉부를 형성한다.

압박 롤러 샤프트(42)는, 축심 연결선(O) 방향에 교차하는 방향으로 연장되고, 한쪽의 단부(42a)가 제1 지지부(43)에 의해 지지되고, 다른 한쪽의 단부(42b)가 제2 지지부(44)에 의해 지지된다. 압박 롤러 샤프트(42)는, 제2 지지부(44)에 의해 지지되는 단부(42b)가 구 형상으로 되어 있다. 압박 롤러 샤프트(42)에는 제1 지지부(43)와 제2 지지부(44) 사이에 압박 롤러(40)를 지지하는 보유 지지부(41)가 장착된다.

제1 지지부(43)는, 압박 롤러(40)보다도 프라이머리 디스크(11)의 회전 방향의 하류측으로 되는 위치에 설치되고, 가이드 샤프트(51)와 평행하게 설치한 회전축(52)을 통해 가이드 블록(49)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 지지부(43)는, 압박 롤러 샤프트(42)의 한쪽의 단부(42a)를 니들 베어링(53)을 통해 지지한다.

제2 지지부(44)는, 압박 롤러(40)보다도 프라이머리 디스크(11)의 회전 방향의 상류측으로 되는 위치에 설치되고, 압박 롤러 샤프트(42)의 다른 한쪽의 단부(42b)를 서포트 블록(46) 및 니들 베어링(54)을 통해 지지한다. 입력축(10)의 축방향에 있어서의 제2 지지부(44)와 서포트 블록(46) 사이에는, 구 형상의 선단부(55a)를 갖는 부시(55)가 설치되고, 제2 지지부(44)와 서포트 블록(46) 사이에 간극이 형성된다. 입력축(10)의 축방향에 있어서 간극은 부시(55)보다도 프라이머리 디스크(11)측에 위치하고, 부시(55)의 선단부(55a)가 서포트 블록(46)에 접촉한다. 제2 지지부(44)에는 축심 연결선(O) 방향 및 입력축(10)의 축방향에 직교하는 방향으로 연장되어, 제1 롤러 종동절(47)이 장착된 제2 샤프트(56)의 단부가 연결된다. 제2 지지부(44)는 제1 롤러 종동절(47)에 가해지는 끼움 지지력에 의해 입력축(10)의 축방향으로 이동한다. 제2 지지부(44)의 입력축(10)의 축방향으로의 이동에 따라서, 제1 지지부(43), 압박 롤러 샤프트(42) 및 압박 롤러(40)를 지지하는 보유 지지부(41)는 회전축(52)의 축심을 중심으로 하여 회전한다.

또한, 제1 지지부(43)는, 축심 연결선(O) 방향에 있어서, 도 7에 도시하는 바와 같이 니들 베어링(53)과 압박 롤러 샤프트(42) 사이에 간극을 형성하도록 설치된다. 도 7은 도 6a의 VII-VII 단면의 개략도이다. 제2 지지부(44)에 지지되는 압박 롤러 샤프트(42)의 단부(42b)는 구 형상으로 되어 있고, 이 단부(42b)가 니들 베어링(54)과 접촉하고 있다. 압박 롤러 샤프트(42)는, 제1 지지부(43) 및 제2 지지부(44)에 의해 축심 연결선(O) 방향에 대해 틸팅 가능하게 지지된다.

또한, 압박 롤러 샤프트(42)는 니들 베어링(53)을 통해 제1 지지부(43), 및 니들 베어링(54)을 통해 제2 지지부(44)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

보유 지지부(41)는, 제1 지지부(43)와 제2 지지부(44) 사이에 설치되고, 압박 롤러 샤프트(42)에 장착된다. 보유 지지부(41)는, 압박 롤러 샤프트(42)와 일체로 되어 회전 및 틸팅한다. 보유 지지부(41)는, 압박 롤러(40)를 회전 가능하게 지지하는 제1 축부(57)가 고정된다. 입력축(10)의 축방향으로부터 본 경우에, 압박 롤러 샤프트(42)가 축심 연결선(O)에 대해 수직한 방향에 있는 경우에는, 제1 축부(57)의 축심은 축심 연결선(O)과 일치한다. 또한, 제1 축부(57)는, 도 4a에 있어서 제1 축부(57)의 축심이 디스크 평면에 대해 경사지도록 설치된다. 보유 지지부(41)에는, 상세하게는 후술하는 가압부(45)의 스프링(60)에 의한 인장 응력이 항상 가해지고 있다.

압박 롤러(40)는, 제1 축부(57)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 보유 지지부(41)를 통해 압박 롤러 샤프트(42)에 장착된다. 압박 롤러(40)는, 디스크 겹침 영역에 있어서, 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)와 접촉하고, 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)와의 마찰력에 의해 제1 축부(57)의 축심을 중심으로 회전한다. 한 쌍의 압박 롤러(40)는, 제1 롤러 종동절(47)을 통해 전달되는 끼움 지지력이 커지면, 디스크(11), 디스크(12)를 끼움 지지 압박하고, 디스크(11, 12)를 탄성 변형시켜, 토크 전달 접촉부를 형성한다.

압박 롤러(40)는, 보유 지지부(41)에 의해 지지되고, 보유 지지부(41)와 함께 상세하게는 후술하는 가압부(45)의 스프링(60)에 의한 인장 응력이 항상 가해지고 있다. 그로 인해, 압박 롤러(40)는 가압부(45)의 스프링(60)에 의한 인장 응력과 디스크(11, 12)로부터 받는 반력에 따라서 출력축(14)측으로의 기울기가 변경된다.

도 4a에 있어서 세컨더리 디스크(12)에 접촉하는 압박 롤러(40)의 접촉부(40a)는, 곡률이 다른 곡면에 의해 형성되어 있다. 접촉부(40a)는 압박 롤러(40)의 축방향 중앙의 선단측으로 됨에 따라 곡률이 작아지도록 형성되어 있고, 압박 롤러(40)가 출력축(14)측으로 쓰러짐에 따라 곡률이 큰 곡면이 세컨더리 디스크(12)에 접촉한다. 여기서는 「압박 롤러(40)가 출력축(14)측으로 더 쓰러지는」 상태를 「경사 각도가 크다」라고 한다.

구체적으로는, 접촉부(40a)는 도 4b에 도시하는 바와 같이 선단측으로 됨에 따라 곡면의 곡률이 1/34, 1/55, 1/100로 된다. 도 4b에 있어서는, 곡률이 1/34인 곡면에 점 A를 부여하고, 곡률이 1/55인 곡면에 점 B를 부여하고, 곡률이 1/100인 곡면에 점 C를 부여하고 있다. 그로 인해, 경사 각도가 커지면, 세컨더리 디스크(12)와 접촉하는 접촉부(40a)의 곡률은 1/100, 1/55, 1/34의 순으로 변경된다.

경사 각도가 커지면, 접촉 개소의 곡면의 곡률이 커지므로, 접촉 개소의 면적은 작아져, 원형에 가까운 형상으로 된다. 또한, 토크 전달 접촉부도 마찬가지로 경사 각도가 커지면, 토크 전달 접촉부의 면적은 작아져, 원형에 가까운 형상으로 된다.

가압부(45)는, 도 8에 도시하는 바와 같이 스프링(60)과, 고정부(61)를 구비한다. 도 8은 가압부(45)와 보유 지지부(41) 및 압박 롤러(40)와의 관계를 도시하는 개략도이다.

스프링(60)은, 한쪽의 단부를 디스크(11, 12)측의 보유 지지부(41)에 연결하고, 다른 한쪽의 단부를 고정부(61)에 연결한다. 고정부(61)는, 제1 지지부(43) 또는 제2 지지부(44)에 고정되어 있고, 압박 롤러(40)와 함께 축심 연결선(O) 방향으로 이동한다.

가압부(45)는, 보유 지지부(41) 및 압박 롤러(40)를 입력축(10)측으로 인장하는 장력을 보유 지지부(41) 및 압박 롤러(40)에 항상 가하고 있다. 이에 의해, 보유 지지부(41) 및 압박 롤러(40)에는, 압박 롤러 샤프트(42)의 축심을 중심으로 한 회전 방향의 힘이 가해져, 보유 지지부(41) 및 압박 롤러(40)는 전체적으로 출력축(14)측으로 쓰러진다.

압박 롤러(40)에 의한 추력이 작은 경우에는, 가압부(45)는 압박 롤러(40) 및 보유 지지부(41)의 입력축(10)측으로의 회전을 규제하는 인장측 스토퍼(도시하지 않음)에 접촉하고 있다. 이 상태라도, 압박 롤러(40)의 접촉부(40a)와 사이드 디스크(12b)의 접촉 개소가 압박 롤러 샤프트(42)의 축심으로부터 사이드 디스크(12b)로 내린 수선보다도, 출력축(14)측에 위치하도록 스토퍼는 설치된다. 그로 인해, 한 쌍의 압박 롤러(40)에 의해 프라이머리 디스크(11) 및 세컨더리 디스크(12)를 끼움 지지 압박하는 경우에, 압박 롤러(40)가 프라이머리 디스크(11) 및 세컨더리 디스크(12)로부터 받는 반력에 의해 압박 롤러(40) 및 보유 지지부(41)에는 스프링(60)에 의해 발생하는 제1 모멘트와는 역방향의 제2 모멘트가 발생한다.

압박 롤러(40)의 추력이 커짐에 따라 제2 모멘트가 커지고, 압박 롤러(40) 및 보유 지지부(41)는 압박 롤러 샤프트(42)의 축심을 중심으로 회전하고, 경사 각도가 작아진다. 그리고 제1 모멘트와 제2 모멘트가 균형이 맞는 위치에 압박 롤러(40) 및 보유 지지부(41)는 보유 지지된다. 경사 각도가 작아지면, 사이드 디스크(12b)에 접촉하는 압박 롤러(40)의 접촉부(40a)의 곡률은 작아지고, 압박 롤러(40)와 사이드 디스크(12b)의 접촉 면적은 커진다. 즉, 압박 롤러(40)에 의한 추력이 커지면, 압박 롤러(40)와 사이드 디스크(12b)의 접촉 면적 및 토크 전달 접촉부의 면적은 커진다. 이에 의해, 압박 롤러(40)에 의한 추력이 커져도, 접촉 개소 및 토크 전달 접촉부의 단위 면적당 압력이 높아지는 것을 억제할 수 있다.

제1 롤러 종동절(47)은, 도 6a에 도시하는 바와 같이 제2 지지부(44)와 연결하는 제2 샤프트(56)가 내주 구멍(47a)에 삽입되고, 후술하는 클램프 아암(66)의 디스크(11, 12)측의 측면(67a, 68a)에 접촉하여 구름 이동한다. 엔진(2)측으로부터 변속기(3)를 본 경우에, 제1 롤러 종동절(47)의 위치와, 한 쌍의 압박 롤러(40)에 의해 형성되는 토크 전달 접촉부의 위치는, 압박 롤러 샤프트(42)의 연장 방향에 있어서 대략 일치하고 있다.

제2 지지부(44)에 연결하는 단부와는 반대측의 제2 샤프트(56)의 단부는, 롤러 종동절 서포트 블록(48)에 형성된 구멍(48a)에 삽입된다. 구멍(48a)은, 입력축(10)의 축선 방향을 따라 형성되는 타원형의 구멍이다. 롤러 종동절 서포트 블록(48)은, 구멍(48a)을 따라 제2 샤프트(56)를 입력축(10)의 축선 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 지지한다. 또한, 롤러 종동절 서포트 블록(48)은, 축심 연결선(O) 방향으로 연장되는 제1 샤프트(38)를 통해 브래킷(37)에 연결되어 있고, 브래킷(37)의 이동에 따라서 축심 연결선(O) 방향으로 이동한다.

디스크 클램프 기구(31)는, 아암 샤프트(65)와, 클램프 아암(66)을 구비한다.

아암 샤프트(65)는, 축심 연결선(O) 및 입력축(10)에 대해 수직한 방향으로 연장되는 원기둥 형상의 부재이다. 아암 샤프트(65)는, 그 축심이, 입력축(10)의 축심과 직교하고, 또한 도 6a에 도시하는 바와 같이 입력축(10)의 축방향에 있어서의 프라이머리 디스크(11)의 중심과 겹치도록 설치된다.

클램프 아암(66)은, 프론트 클램프 아암(67)과, 리어 클램프 아암(68)에 의해 한 쌍의 아암으로서 구성된다.

프론트 클램프 아암(67)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 대략 L자 형상으로 되는 판 형상 부재이다. 프론트 클램프 아암(67)은, 한쪽의 단부측에서 아암 샤프트(65)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 프론트 클램프 아암(67)의 다른 한쪽의 단부는, 후술하는 끼움 지지력 조정 기구(32)의 결합부(72)가 형성되어 있다. 프론트 클램프 아암(67)은, 도 6a에 도시하는 바와 같이 디스크(11, 12)측의 측면(67a)(판 형상 부재의 두께를 형성하는 면)이 제1 롤러 종동절(47)에 접촉한다.

리어 클램프 아암(68)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 대략 L자 형상으로 되는 판 형상 부재이다. 리어 클램프 아암(68)은, 한쪽의 단부측에서 아암 샤프트(65)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 리어 클램프 아암(68)의 다른 한쪽의 단부는, 후술하는 끼움 지지력 조정 기구(32)의 케이스(70)에 연결된다. 리어 클램프 아암(68)은, 도 6a에 도시하는 바와 같이 디스크(11, 12)측의 측면(68a)(판 형상 부재의 두께를 형성하는 면)이 제1 롤러 종동절(47)에 접촉한다.

프론트 클램프 아암(67) 및 리어 클램프 아암(68)은, 아암 샤프트(65)에 의해 각각 회전 가능하게 지지되어 있고, 클램프 아암(66)은 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의해 발생하는 끼움 지지력에 의해 아암 샤프트(65)를 지지점으로 하여 회전하고, 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 구동하여 디스크(11, 12)의 끼움 지지력을 조정한다.

끼움 지지력 조정 기구(32)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 케이스(70)와, 제2 축부(71)와, 결합부(72)와, 회전부(73)와, 압축 스프링(74)과, 제2 액추에이터(도시하지 않음)를 구비한다.

케이스(70)는, 리어 클램프 아암(68)의 단부에 연결된다. 케이스(70)는, 회전부(73)의 일부를 수용하고, 제2 축부(71)가 장착된다.

제2 축부(71)는, 아암 샤프트(65)의 축심과 평행한 축심을 갖는 원기둥 형상의 부재이다. 제2 축부(71)는, 케이스(70)에 장착되고, 회전부(73)를 축심 연결선(O) 방향에 대해 회전 가능하게 지지한다. 제2 축부(71)와 케이스(70) 사이에는 간극이 형성된다. 이 간극에 의해 치수 공차, 부품의 편차 등의 영향을 흡수하여, 클램프 아암(66)에 의해 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 밸런스 좋게 끼움 지지할 수 있다.

결합부(72)는, 프론트 클램프 아암(67)의 단부에 형성되고, 동 단부로부터 리어 클램프 아암(68)측으로 연장되는 연결부(75)와, 연결부(75)의 리어 클램프 아암(68)측의 단부로부터 제2 축부(71)를 둘러싸도록 연장되는 곡면부(76)를 구비한다. 곡면부(76)는, 제2 축부(71)의 축심을 중심으로 한 원호 형상의 외주벽을 갖는다. 곡면부(76)의 외주벽에는, 회전부(73)의 제2 롤러 종동절(79)이 접촉하여 구름 이동한다.

회전부(73)는, 도 9a, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 회전 바디(77)와, 회전 전달 블록(78)과, 제2 롤러 종동절(79)을 구비한다. 회전 바디(77)는, 제1 바디(80)와, 제2 바디(81)를 구비한다. 도 9a는, 도 2의 IX-IX 단면도이다. 도 9b는 도 9a의 X-X 단면에 있어서의 개략도이다.

제1 바디(80)는, 제2 축부(71)를 사이에 끼우도록 연장되는 2매의 제1 판 형상 부재(80a)의 한쪽의 단부끼리를 제1 절곡부(80b)에 의해 연결하여 구성되고, 제2 축부(71)를 끼운 대략 U자 형상으로 된다. 제1 판 형상 부재(80a)는 제2 축부(71)의 외주벽에 접촉하고, 제2 축부(71)에 의해 회전 가능, 또한 제1 판 형상 부재(80a)의 연장 방향을 따라 미끄럼 이동 가능하게 지지된다. 제1 바디(80)는 제1 절곡부(80b)와는 반대측의 단부에 압축 스프링(74)의 한쪽의 단부를 지지하는 스토퍼(82)를 구비한다.

회전 전달 블록(78)은, 제2 축부(71)가 관통하고, 제2 축부(71)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 회전 전달 블록(78)은, 압축 스프링(74)의 스토퍼(82)에 의해 지지되는 단부와는 반대측의 단부를 지지한다.

제2 바디(81)는, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 제2 축부(71)의 축방향에서 곡면부(76)를 사이에 끼우도록 동축 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 2매의 제2 판 형상 부재(81a)의 한쪽의 단부끼리를 제2 절곡부(81b)에 의해 연결하여 구성되고, 대략 U자 형상으로 된다. 제2 절곡부(81b)는, 제1 바디(80)의 제1 절곡부(80b)에 대해 직교하여 접합하고 있다. 제2 절곡부(81b)는, 회전 전달 블록(78)과 접촉하고 있고, 회전 바디(77)가 제2 축부(71)로부터 압축 스프링(74) 방향으로 이동하는 것을 방지하는 스토퍼로서 기능한다. 제2 판 형상 부재(81a)에는, 회전부(73)를 제2 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 회전시키기 위한 제3 샤프트(83)가 관통하고 있고, 회전 바디(77)는 제3 샤프트(83)가 회전하면 제2 롤러 종동절(79)과 일체로 되어 제2 축부(71)의 축심을 중심으로 회전한다.

[추력 조정 기구의 작동 설명]

압축 스프링(74)은, 한쪽의 단부가 회전 전달 블록(78)에 지지되고, 다른 한쪽의 단부가 제1 바디(80)의 스토퍼(82)에 지지되어 있다. 회전 전달 블록(78)은 케이스(70)에 장착된 제2 축부(71)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그로 인해, 회전 바디(77)는 압축 스프링(74)의 복원력에 의해, 항상 제2 축부(71)로부터 스토퍼(82)를 향하는 방향으로 가압되고 있다. 그러나, 제2 축부(71)에 대해 압축 스프링(74)과는 반대측에 위치하는 제2 바디(81)의 제2 절곡부(81b)가 회전 전달 블록(78)에 접촉하고 있으므로, 제2 축부(71)로부터 압축 스프링(74) 방향으로의 회전 바디(77)의 이동은 규제된다.

제2 롤러 종동절(79)은, 내주 구멍(79a)에 결합되는 제3 샤프트(83)에 의해 지지되고, 2개의 제2 판 형상 부재(81a) 사이에 설치된다. 제2 롤러 종동절(79)은 곡면부(76)의 원호 형상의 외주벽에 접촉하여 구름 이동한다. 제2 롤러 종동절(79)은 제3 샤프트(83)를 통해 제2 액추에이터에 의해 제2 축부(71)의 축심을 회전 바디(77)와 일체로 되어 회전하고, 압축 스프링(74)에 의해 항상 제2 축부(71)를 향해 가압되고 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 끼움 지지력 조정 기구(32)는, 제2 롤러 종동절(79)을 제2 축부(71)의 축심을 중심으로 회전시킴으로써, 압축 스프링(74)에 의해 제2 롤러 종동절(79)을 제2 축부(71)를 향해 가압하는 힘의 방향을 변경한다. 이에 의해, 프론트 클램프 아암(67)을 리어 클램프 아암(68)측으로 미는 힘, 즉, 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력을 변경한다.

여기서, 제2 롤러 종동절(79)의 위치와, 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력의 관계에 대해 도 10a, 도 10b를 사용하여 설명한다. 도 10a, 도 10b는, 제2 롤러 종동절(79)의 위치와, 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력의 관계를 도시하는 도면이다.

제2 롤러 종동절(79)이 연결부(75)로부터 먼 개소에 있고, 압축 스프링(74)에 의해 제2 롤러 종동절(79)을 제2 축부(71)를 향해 가압하는 힘의 방향이, 도 10a에 도시하는 바와 같이 축심 연결선(O)과 평행하게 되는 경우에는, 제2 롤러 종동절(79)에 의해 프론트 클램프 아암(67)을 리어 클램프 아암(68)측으로 미는 힘, 즉, 클램프 아암(66)에 의해 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력도 미소하거나, 또는 제로로 된다. 이하에 있어서, 이 상태를 회전부(73)의 기준 위치로 하고, 제2 롤러 종동절(79)이 기준 위치로부터 회전하는 각도를 선회각이라 하고, 연결부(75)측으로 더욱 회전하는 것을 제2 롤러 종동절(79)의 선회각이 크다라고 한다.

제2 롤러 종동절(79)의 선회각이 커지면, 압축 스프링(74)에 의해 제2 롤러 종동절(79)을 제2 축부(71)를 향해 가압하는 힘의 방향이 바뀌어, 제2 롤러 종동절(79)에 의해 프론트 클램프 아암(67)을 리어 클램프 아암(68)측으로 미는 힘이 커지고, 클램프 아암(66)에 의해 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력이 커진다.

그리고, 도 10b에 도시하는 바와 같이 제2 롤러 종동절(79)이 연결부(75)에 접촉하면, 클램프 아암(66)에 의해 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력이 최대로 된다. 여기서, 선회각과 클램프 아암(66)에 의한 끼움 지지력의 관계를 도 11에 나타낸다. 선회각이 커지면 끼움 지지력이 커지지만, 소정 선회각보다도 커지면, 선회각의 증가량에 대한 끼움 지지력의 증가량이 작아지는 것을 알 수 있었다. 그로 인해, 본 실시 형태에서는, 제2 롤러 종동절(79)의 최대 선회각을 도 11에 있어서의 소정 선회각으로 하였다. 제2 롤러 종동절(79)이 연결부(75)와 접촉하는 선회각이 최대 선회각으로 되고, 연결부(75)는 제2 롤러 종동절(79)의 회전을 규제하는 스토퍼로서 기능한다.

ATCU(8)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 제1 액추에이터(33)에 의한 나사축(36)의 조작량을 검출하는 모터 회전 센서(100)로부터의 신호와, 변속기(3)의 입력축(10)의 회전 속도를 검출하는 제1 회전 속도 센서(101)로부터의 신호와, 변속기(3)의 출력축(14)의 회전 속도를 검출하는 제2 회전 속도 센서(102)로부터의 신호와, 변속기(3)에 공급되는 윤활유의 온도를 검출하는 유온 센서(103)로부터의 신호와, 제2 롤러 종동절(79)의 선회각을 검출하는 각도 센서(104)로부터의 신호와, 액셀러레이터 개방도를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(105)로부터의 신호와, 시프트 레버의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(106)로부터의 신호와, 엔진(2)의 제어를 담당하는 ECU(도시하지 않음)로부터의 입력 토크에 관한 신호가 입력된다.

ATCU(8)는, 입력되는 신호에 기초하여 전동 모터(34), 끼움 지지력 조정 기구(32)의 제2 액추에이터를 제어한다. ATCU(8)는, CPU, ROM, RAM 등에 의해 구성되고, ROM에 저장된 프로그램을 CPU가 읽어들임으로써, ATCU(8)의 기능이 발휘된다.

[리버스 기구]

시프트 레버가 R 레인지로 조작되어, 차량을 후퇴시키는 경우에는, 우선 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의한 끼움 지지력을 작게 하고, 압박 롤러(40)에 의한 추력을 작게 하여, 토크 전달 접촉부가 형성되지 않도록 한다. 이에 의해 프라이머리 디스크(11)로부터 세컨더리 디스크(12)로의 토크 전달이 차단된다. 그리고, 싱크로 기구(19)의 커플링 슬리브(19a)를 이동시켜 리버스 기어(16)와 입력축(10)을 체결한다. 이에 의해, 입력축의 회전을 싱크로 기구(19), 리버스 기어(16), 리버스 아이들러 기어(17), 출력축(14)의 순으로 전달하고, 차량을 후퇴시킨다.

[파킹 기구]

시프트 레버가 P 레인지로 조작되어, 차량을 정차시키는 경우에는, 싱크로 기구(19)의 커플링 슬리브(19a)를 이동시켜 리버스 기어(16)와 입력축(10)을 체결한다. 이에 의해, 출력축(14)의 회전 가능한 방향은 압박 롤러(40)에 의해 토크 전달 접촉부를 형성한 경우의 회전 방향과는 역방향으로 된다. 그리고, 한 쌍의 압박 롤러(40)에 의해 프라이머리 디스크(11) 및 세컨더리 디스크(12)를 끼움 지지 압박하여 토크 전달 접촉부를 형성한다. 이에 의해, 세컨더리 디스크(12)의 회전 가능한 방향은 압박 롤러(40)에 의해 토크 전달 접촉부를 형성한 경우의 회전 방향으로 된다. 이와 같이 시프트 레버가 P 레인지로 조작된 경우에는, 리버스 기어(16)를 체결하고, 또한 압박 롤러(40)로 디스크(11, 12)를 끼움 지지 압박하여 토크 전달 접촉부를 형성하고, 변속기(3)를 인터로크한다. 이와 같이 하여 차량의 이동을 방지할 수 있다.

시프트 레버가 P 레인지로 조작되어, 차량을 정차시키는 경우에는, 압박 롤러 기구(30)는 변속비가 최Low로 되는 위치에서 프라이머리 디스크(11) 및 세컨더리 디스크(12)를 끼움 지지 압박하고, 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의해 발생시키는 끼움 지지력은 최대로 한다. 이에 의해, 브레이크력을 크게 할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 작용에 대해 설명한다.

[변속을 행하고 있지 않은 경우의 압박 롤러(40)의 움직임]

변속기(3)에서 변속을 행하고 있지 않은 경우의 압박 롤러(40)의 움직임에 대해 도 12a, 도 12b를 사용하여 설명한다.

제2 지지부(44)측의 압박 롤러 샤프트(42)의 단부(42b)는 구 형상으로 되어 있고, 니들 베어링(54), 서포트 블록(46)을 통해 제2 지지부(44)에 지지되어 있다. 또한, 제1 지지부(43)측의 압박 롤러 샤프트(42)의 단부(42a)는 축심 연결선(O) 방향으로 소정의 간극을 형성하여 니들 베어링(53)을 통해 제1 지지부(43)에 지지되어 있다. 이와 같이 압박 롤러 샤프트(42) 및 압박 롤러(40)는, 제1 지지부(43)와 제2 지지부(44)에 의해 축심 연결선(O) 방향으로 틸팅 가능하게 지지되어 있다.

통상, 압박 롤러 기구(30)가 디스크 겹침 영역의 어느 위치에 머무르고 있는 경우, 요컨대 변속 중이 아닌 경우에는, 도 12a에 도시하는 바와 같이 압박 롤러(40)를 회전 가능하게 지지하는 제1 축부(57)의 축심은 축심 연결선(O)에 일치하고 있다. 그러나, 압박 롤러 샤프트(42)는 제1 지지부(43) 및 제2 지지부(44)에 의해 틸팅 가능하게 지지되어 있으므로, 도 12b에 도시하는 바와 같이 제1 축부(57)의 축심이 축심 연결선(O)에 대해 경사지는 경우가 있다. 이 상태가 유지되면, 압박 롤러 기구(30)에 가해지는 부하가 커져, 압박 롤러 기구(30)가 열화될 우려가 있다.

도 12b의 상태로 된 경우에는, 압박 롤러(40)에는 세컨더리 디스크(12)의 접선 방향으로 되는 실선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 세컨더리 디스크(12)와의 마찰력이 발생한다. 실선의 화살표로 나타내는 마찰력은, 압박 롤러(40)의 축선에 직교하는 방향의 파선의 화살표로 나타내는 힘으로 분해할 수 있고, 파선 화살표 A의 힘에 의해 압박 롤러(40)는 회전하고, 파선 화살표 B의 힘에 의해 압박 롤러(40)에는 모멘트가 발생하여, 압박 롤러(40)는 원래의 위치로 복귀되려고 한다. 이와 같이 압박 롤러(40)의 회전 중심으로 되는 축심이 축심 연결선(O)에 대해 경사진 경우에는, 압박 롤러(40)에는 원래의 위치로 복귀되려고 하는 힘이 발생하여, 압박 롤러(40)는 축심이 축심 연결선(O)에 일치하도록 압박 롤러 샤프트(42)와 함께 이동하고, 압박 롤러(40)는 축심이 축심 연결선(O)에 일치하는 도 12a의 상태로 자동으로 복귀된다.

[변속을 행하는 경우의 압박 롤러(40)의 움직임]

변속기(3)에서 변속을 행하는 경우의 압박 롤러(40)의 움직임에 대해 설명한다.

변속기(3)는, 한 쌍의 압박 롤러(40)를 축심 연결선(O)을 따라 이동시켜, 디스크 겹침 영역에 있어서의 토크 전달 접촉부의 형성 장소를 변경함으로써, 변속비를 연속해서 변경하는 무단 변속을 실현한다.

압박 롤러(40)가 입력축(10)측에 있는 경우에는, 입력축(10)으로부터 토크 전달 접촉부까지의 거리가 짧고, 출력축(14)으로부터 토크 전달 접촉부까지의 거리가 길다. 그로 인해, 프라이머리 디스크(11)의 회전 속도에 대해 세컨더리 디스크(12)의 회전 속도가 느려지고, 변속비는 커진다. 압박 롤러(40)가 출력축(14)측으로 이동하면, 입력축(10)으로부터 토크 전달 접촉부까지의 거리가 길어지고, 출력축(14)으로부터 토크 전달 접촉부까지의 거리가 짧아진다. 그로 인해, 프라이머리 디스크(11)의 회전 속도에 대해 세컨더리 디스크(12)의 회전 속도가 서서히 빨라지고, 변속비는 작아진다. 이와 같이 한 쌍의 압박 롤러(40)가 축심 연결선(O)을 따라 입력축(10)측으로부터 출력축(14)측으로 이동하면, 변속비가 Low(변속비대)로부터 High(변속비 소)로 변경된다.

변속은, 제2 지지부(44)를 제1 액추에이터(33)에 의해 축심 연결선(O) 방향으로 이동시켜 실행된다. 압박 롤러(40) 및 제1 지지부(43)는 제2 지지부(44)의 이동이 압박 롤러 샤프트(42)를 통해 전달되고, 제2 지지부(44)의 이동에 수반하여 제2 지지부(44)에 추종하여 축심 연결선(O) 방향으로 이동한다. 제2 지지부(44)는 프라이머리 디스크(11)의 회전 방향에 있어서 압박 롤러(40)보다도 상류측에 위치하고, 제1 지지부(43)는 프라이머리 디스크(11)의 회전 방향에 있어서 압박 롤러(40)보다도 하류측에 위치하고 있다.

변속비를 High측으로 변속시키는 경우에 대해 도 13a, 도 13b, 도 13c를 사용하여 설명한다.

변속기(3)의 변속비가 어느 값으로 되어 있는 상태(도 13a)로부터 제1 액추에이터(33)에 의해 도 13b에 도시하는 바와 같이 제2 지지부(44)를 출력축(14)측으로 이동시키면, 제1 지지부(43)에 형성한 간극의 작용에 의해, 우선, 압박 롤러 샤프트(42)가 경사지고, 그것에 의해 압박 롤러(40)에 모멘트가 발생하여, 모멘트의 작용에 의해 압박 롤러(40)가 이동을 개시한다. 압박 롤러(40)에는 실선으로 나타내는 바와 같이 세컨더리 디스크(12)와의 마찰력이 발생한다. 실선의 화살표로 나타내는 마찰력은, 압박 롤러(40)가 경사지면 파선의 화살표로 나타내는 힘으로 분해할 수 있다. 파선 화살표 B의 힘에 의해 압박 롤러(40)에는 모멘트가 발생하여, 압박 롤러(40)는 출력축(14)측을 향해 이동한다. 즉, 압박 롤러(40)는 변속시에 경사지면, 압박 롤러(40) 자체에 출력축(14)측으로 이동하는 힘이 발생하여, 압박 롤러(40)는 제2 지지부(44)의 이동에 추종하여 출력축(14)측으로 이동한다.

제1 액추에이터(33)에 의해 목표 변속비로 되는 위치까지 제2 지지부(44)가 이동하면 제2 지지부(44)는 정지한다. 제2 지지부(44)가 정지하면, 제1 지지부(43)에 형성한 간극의 작용에 의해, 우선, 압박 롤러 샤프트(42)가 경사져 도 12b에 도시하는 바와 같은 상태로 되고, 그것에 의해 압박 롤러(40)에 모멘트가 발생하고, 모멘트의 작용에 의해 압박 롤러(40)가 이동을 개시하고, 그 후, 압박 롤러(40)를 회전 가능하게 지지하는 제1 축부(57)의 축심과 축심 연결선(O)이 일치하고, 도 13c에 도시하는 바와 같이 압박 롤러(40)는 목표 변속비를 실현하는 위치에 유지된다.

변속기(3)를 Low측으로 변속시키는 경우에 대해서도, High측으로 변속시키는 경우와 마찬가지로, 압박 롤러(40)는 제2 지지부(44)의 이동에 수반하여 제2 지지부(44)의 이동에 추종하는 힘이 압박 롤러(40)에서 발생한다.

이와 같이, 압박 롤러 기구(30)를 이동시켜 변속을 행하는 경우에는, 제2 지지부(44)를 제1 액추에이터(33)에 의해 축심 연결선(O) 방향으로 이동시켜 압박 롤러(40)를 경사시키면, 제2 지지부(44)의 이동 방향으로 압박 롤러(40)를 이동시키는 힘이 압박 롤러(40) 자체에서 발생한다. 그로 인해, 작은 힘을 제1 액추에이터(33)에 의해 제2 지지부(44)에 부여함으로써, 변속기(3)는 변속한다.

[동일 입력 토크시의 추력]

동일 입력 토크시의 추력에 대해 설명한다.

압박 기구(13)는, 아암 샤프트(65)의 축심이 축심 연결선(O)에 대해 수직한 방향으로 연장되어, 입력축(10)의 축심과 직교하고, 또한 2매의 프라이머리 디스크(11)의 간극의 중앙에 위치하도록 디스크 클램프 기구(31)를 설치하고 있다. 그로 인해, 압박 롤러 샤프트(42)의 축심이 축심 연결선(O)에 대해 수직하게 되는 경우에는, 입력축(10)의 축심으로부터 토크 전달 접촉부까지의 거리, 구체적으로는 토크 전달 접촉부의 중심까지의 거리와, 아암 샤프트(65)의 축심으로부터 클램프 아암(66)에 의한 제1 롤러 종동절(47)의 끼움 지지 위치까지의 거리, 구체적으로는 2개의 제1 롤러 종동절(47)의 축심을 연결하는 선까지의 거리가 동등해진다.

디스크 클램프 기구(31)는, 아암 샤프트(65)를 지지점으로 하여 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하고 있다. 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의한 클램프 아암(66)의 끼움 지지력이 일정한 경우에는, 예를 들어 아암 샤프트(65)의 축심으로부터 압박 롤러 기구(30)의 제1 롤러 종동절(47)까지의 거리가 2배로 되면, 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력, 즉, 압박 롤러(40)에 의한 추력은 1/2배로 된다.

그로 인해, 예를 들어 입력축(10)으로부터 토크 전달 접촉부의 중심까지의 거리가 2배로 되도록 변속비를 변경하는 경우에는, 아암 샤프트(65)의 축심으로부터 제1 롤러 종동절(47)까지의 거리도 2배로 되고, 압박 롤러(40)에 의한 추력은 1/2배로 된다. 이 경우, 입력축(10)의 동일 입력 토크시의 추력은, 변속비에 따른 것으로 된다.

[압박 기구(13)에 의한 추력 제어]

다음으로, 압박 기구(13)에 의한 추력 제어에 대해 설명한다.

압박 기구(13)는, 압박 롤러 기구(30)의 축심 연결선(O) 방향에 있어서의 위치, 및 끼움 지지력 조정 기구(32)의 제2 롤러 종동절(79)의 선회각을 변경함으로써, 한 쌍의 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하는 끼움 지지력을 변경하고, 압박 롤러(40)에 의한 추력을 변경한다.

한 쌍의 압박 롤러 기구(30)에 의해 형성되는 토크 전달 접촉부의 중심에서는 프라이머리 디스크(11)의 주속과, 세컨더리 디스크(12)의 주속이 동등하고, 위치 벡터의 방향도 동등하다. 그러나, 토크 전달 접촉부의 중심으로부터 벗어나면, 프라이머리 디스크(11)의 주속과, 세컨더리 디스크(12)의 주속이 다르거나, 또는 위치 벡터의 방향이 다르다. 그로 인해, 토크 전달 접촉부에서는 이들 요인에 의해, 토크 전달의 손실로 되는 스핀 손실이 발생한다.

또한, 토크 전달의 손실로 되는 스핀 손실은, 압박 롤러(40)와 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b) 사이에서도 발생하고 있다.

본 실시 형태에서는, 압박 롤러(40)와 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)와의 사이의 스핀 손실을, 압박 롤러(40)를 출력축(14)측으로 경사시킴으로써 저감시키고, 토크 전달 접촉부에 있어서의 스핀 손실을 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의해 추력을 조정함으로써 저감시킨다.

여기서는 우선, 압박 롤러(40)를 경사시키는 것에 의한 작용에 대해 설명하고, 그 후, 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의해 추력을 조정하는 것에 의한 작용에 대해 설명한다.

[압박 롤러(40)의 경사에 대해]

압박 롤러(40)와 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)와의 사이의 스핀 손실을 저감시키기 위해, 압박 롤러(40)는 압박 롤러(40)의 회전 중심으로 되는 보유 지지부(41)의 제1 축부(57)의 축심이 축심 연결선(O)에 대해 경사지도록 설치되어 있다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 제1 축부(57)의 축심을 연장한 선이 세컨더리 디스크(12)의 표면 상의 사이드 디스크(12b)의 회전 중심 P와 교차하는 경우에는, 토크 전달 접촉부의 중심 A, 중심 A에 있어서의 압박 롤러(40)의 회전 반경 AA'로 하고, 중심 A보다도 출력축(14)측에 있어서의 접촉 개소 B, 접촉 개소 B에 있어서의 압박 롤러(40)의 회전 반경 BB'로 하면, △PAA'와 △PBB'는 상사형으로 된다. 이에 의해, PA와 PB의 비율과, AA'와 BB'의 비율이 동등해지고, 토크 전달 접촉부의 중심 A에 있어서의 세컨더리 디스크(12)의 주속과 압박 롤러(40)의 주속이 동등해지고, 접촉 개소 B에 있어서의 세컨더리 디스크(12)의 주속과 압박 롤러(40)의 주속이 동등해진다. 이러한 경우에는 세컨더리 디스크(12)와 압박 롤러(40) 사이의 스핀 손실은 발생하지 않는다. 접촉 개소 AB 사이가 직선이면 스핀 손실은 발생하지 않지만, 접촉 개소 AB 사이가 곡률이 변화되는 곡선 형상인 경우는, 약간 스핀 손실은 발생한다.

압박 롤러(40)를 경사시킨 경우라도, 제1 축부(57)의 축심을 연장시킨 선이 점 P와 교차하지 않는 경우에는, 세컨더리 디스크(12)와 압박 롤러(40) 사이에서 스핀 손실이 발생하지만, 제1 축부(57)의 축심과 축심 연결선(O)을 평행하게 하는 경우와 비교하여 스핀 손실을 저감시킬 수 있다.

압박 롤러(40)의 경사 각도는, 바람직하게는, 제1 축부(57)의 축심을 연장시킨 선이 점 P와 교차하도록 형성하도록 하는 것이 좋다.

[끼움 지지력 조정 기구(32)에 의한 추력 조정]

{제2 롤러 종동절(79)이 기준 위치에 있는 경우}

제2 롤러 종동절(79)이 기준 위치에 있는 경우에는, 압축 스프링(74)에 의해 제2 롤러 종동절(79)을 제2 축부(71)를 향해 가압하는 힘의 방향이, 축심 연결선(O)과 평행하게 되어, 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의해 프론트 클램프 아암(67)을 리어 클램프 아암(68)측으로 미는 힘은 미소하거나, 또는 제로로 된다. 클램프 아암(66)은, 디스크(11, 12)측의 측면(67a, 68a)에 의해 압박 롤러 기구(30)의 제1 롤러 종동절(47)과 접촉하여, 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하고 있다. 그로 인해, 제2 롤러 종동절(79)에 의해 프론트 클램프 아암(67)을 리어 클램프 아암(68)측으로 미는 힘이 미소하거나, 또는 제로로 되면, 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하는 끼움 지지력도 작아진다.

압박 롤러 기구(30)는, 가이드 블록(49)에 회전축(52)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 회전축(52)을 지지점으로 하여 제1 롤러 종동절(47)에 가해지는 끼움 지지력에 의해 추력을 발생시키고 있다. 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하는 끼움 지지력이 작은 경우에는, 압박 롤러 기구(30)를 디스크(11, 12)측으로 회전시키는 힘이 작아, 토크 전달 접촉부는 형성되지 않아, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전은 전달되지 않는다.

제2 롤러 종동절(79)이 기준 위치에 있는 경우에는, 토크 전달 접촉부가 형성되어 있지 않으므로, 압박 롤러 기구(30)를 축선 연결선을 따라 용이하게 이동시킬 수 있다. 그로 인해, 변속비가 최Low로 되기 전에 차량이 정차한 경우에, 다음번의 발진에 대비하여 변속비가 최Low로 되는 위치까지 압박 롤러(40)를 이동시키는 Low 복귀 제어를 실행하는 경우라도 용이하게 압박 롤러(40)를 최Low로 되는 위치까지 복귀시킬 수 있다.

또한, 기준 위치로부터 연결부(75)측과는 반대측, 즉, 선회각이 작아지도록 제2 롤러 종동절(79)을 회전시키면, 압축 스프링(74)에 의해 제2 롤러 종동절(79)을 제2 축부(71)를 향해 가압하는 힘에 의해 프론트 클램프 아암(67)을 리어 클램프 아암(68)으로부터 이격시키는 방향으로 힘이 작용한다. 확실하게 토크 전달 접촉부가 형성되지 않도록 하기 위해, 제2 롤러 종동절(79)을 기준 위치로부터 연결부(75)측과는 반대측으로 회전시켜도 된다.

또한, 압박 롤러(40)는 가압부(45)에 의해 제1 모멘트가 발생하고 있고, 압박 롤러(40)는 출력축(14)측으로 경사져, 스토퍼에 의해 경사각이 유지되어 있다.

{제2 롤러 종동절(79)의 선회각이 커지는 경우}

제2 롤러 종동절(79)의 선회각이 커지면, 프론트 클램프 아암(67)을 리어 클램프 아암(68)측으로 미는 힘이 커진다. 그로 인해, 클램프 아암(66)에 의해 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하는 끼움 지지력이 커진다. 클램프 아암(66)은 아암 샤프트(65)를 지지점으로 하고, 아암 샤프트(65)와는 반대측에 위치하는 단부를 힘점으로 하여 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하므로, 작은 힘으로 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지할 수 있다.

제2 롤러 종동절(79)이 구름 이동하는 곡면부(76)의 곡면은 제2 축부(71)의 축심을 중심으로 한 원호 형상으로 형성되어 있고, 제2 롤러 종동절(79)은 제2 축부(71)의 축심을 중심으로 하여 회전하므로, 제2 롤러 종동절(79)의 위치에 상관없이, 압축 스프링(74)의 길이는 거의 변함없다. 그로 인해, 압축 스프링(74)에 의해 제2 롤러 종동절(79)을 제2 축부(71)를 향해 가압하는 힘의 크기를 그다지 바꾸지 않고, 힘의 방향을 변경함으로써, 한 쌍의 제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하는 끼움 지지력을 변경할 수 있다. 따라서, 제2 롤러 종동절(79)을 작은 힘에 의해 이동시킬 수 있다.

제1 롤러 종동절(47)을 끼움 지지하는 끼움 지지력이 커지면, 압박 롤러 기구(30)는 회전축(52)의 축심을 중심으로 디스크(11, 12)측으로 회전한다.

압박 롤러 기구(30)는, 회전축(52)의 축심을 중심으로 디스크(11, 12)측으로 회전하면, 압박 롤러(40)에 의해 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)를 센터 디스크(12a)측으로 탄성 변형시켜 사이드 디스크(12b)와 프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)를 접촉시킨다. 또한 압박 롤러 기구(30)는, 프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)를 센터 디스크(12a)측으로 탄성 변형시켜 프라이머리 디스크(11)의 디스크(11a)와 센터 디스크(12a)를 접촉시킨다. 이에 의해, 토크 전달 접촉부가 형성되어, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전이 전달된다.

압박 롤러 기구(30)는, 압박 롤러 샤프트(42)의 한쪽의 단부(42a)측에 설치한 회전축(52)을 지지점으로 하고, 압박 롤러 샤프트(42)의 다른 한쪽의 단부(42b)측에 설치된 제1 롤러 종동절(47)을 힘점으로 하여 추력을 발생시킨다. 그로 인해, 작은 힘으로 한 쌍의 압박 롤러(40)에 의해 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)를 접촉시켜 토크 전달 접촉부를 형성하고, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전을 전달할 수 있다.

제2 롤러 종동절(79)의 선회각이 커지면, 압박 롤러 기구(30)는 회전축(52)의 축심을 중심으로 디스크(11, 12)측으로 더욱 회전하여, 압박 롤러(40)에 의한 추력은 커진다.

토크 전달 접촉부의 면적을 작게 하고, 토크 전달 접촉부의 형상을 원형에 근접하게 함으로써, 토크 전달 접촉부에 있어서의 스핀 손실을 저감시킬 수 있다. 그러나, 토크 전달 접촉부의 면적을 작게 하면, 압박 롤러(40)에 의한 추력이 커진 경우에, 접촉 개소의 단위 면적당 압력이 높아져, 프라이머리 디스크(11), 세컨더리 디스크(12), 또는 압박 기구(13)가 열화될 우려가 있다. 따라서, 압박 롤러(40)의 경사 각도를 조정하여 스핀 손실을 저감시키면서, 프라이머리 디스크(11), 세컨더리 디스크(12), 또는 압박 기구(13)의 열화를 억제한다.

압박 롤러(40)는, 가압부(45)에 의해 제1 모멘트가 발생하고 있다. 또한, 압박 롤러(40)는 디스크(11, 12)로부터 반력을 받고, 디스크(11, 12)의 반력에 의해 제1 모멘트와는 역방향의 제2 모멘트가 발생하고 있다. 압박 롤러(40)는 제1 모멘트와 제2 모멘트가 균형이 맞는 위치에서 유지된다. 제1 모멘트는 가압부(45)에 의해 발생하므로, 스프링(60)의 길이에 따라 제1 모멘트의 크기는 변화된다. 한편, 제2 모멘트의 크기는 디스크(11, 12)로부터 받는 반력, 즉, 추력에 따라 변화된다.

추력이 작은 경우에는, 제2 모멘트가 작으므로, 가압부(45)에 의해 디스크(11, 12)측의 압박 롤러(40)는 입력축(10)측으로 인장되고, 압박 롤러(40)의 경사 각도는 커진다. 그로 인해, 접촉부(40a)와 사이드 디스크(12b)의 접촉 면적은 작고, 원형에 가까운 형상으로 된다. 또한, 토크 전달 접촉부도 면적은 작고, 원형에 가까운 형상으로 된다. 그로 인해, 토크 전달 접촉부에 있어서의 스핀 손실은 작아진다.

추력이 커지면, 제2 모멘트가 커지고, 압박 롤러(40)의 경사 각도는 작아진다. 경사 각도가 작아지면 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)에 접촉하는 접촉부(40a)의 곡률이 작아지고, 압박 롤러(40)와 사이드 디스크(12b)의 접촉 면적은 커진다. 그로 인해, 추력이 커져도, 접촉 면적 및 토크 전달 접촉부의 단위 면적당 압력이 높아지는 것을 억제할 수 있어, 압박 롤러(40) 또는 디스크의 열화를 억제할 수 있다.

(변속비 제어)

다음으로, 전동 모터(34)에 의한 변속비 제어에 대해 도 15의 흐름도를 사용하여 설명한다.

스텝 S100에서는, ATCU(8)는, 제2 회전 속도 센서(102)로부터의 신호에 기초하여 차속을 산출한다.

스텝 S101에서는, ATCU(8)는, ECU로부터의 신호에 기초하여 변속기(3)에의 입력 토크를 산출한다.

스텝 S102에서는, ATCU(8)는, 차속, 입력 토크에 기초하여 미리 설정한 맵 등을 사용하여 목표 변속비를 산출한다.

스텝 S103에서는, 모터 회전 센서(100)로부터의 신호에 기초하여 실제 변속비를 산출한다.

스텝 S104에서는, ATCU(8)는, 목표 변속비와 실제 변속비의 편차를 산출한다.

스텝 S105에서는, ATCU(8)는, 편차에 따른 압박 롤러 기구(30)의 이동량, 즉, 전동 모터(34)의 조작량으로 되는 스텝수를 산출한다.

스텝 S106에서는, ATCU(8)는, 전동 모터(34)의 회전축의 회전을 스텝수에 기초하여 제어한다. 편차가 양의 값인 경우에는, 변속비를 Low측으로 변경하는 다운 시프트이므로, 전동 모터(34)는 압박 롤러 기구(30)를 입력축(10)측으로 이동시킨다. 편차가 음의 값인 경우에는, 변속비를 High측으로 변경하는 업 시프트이므로, 전동 모터(34)는 압박 롤러 기구(30)를 출력축(14)측으로 이동시킨다. 편차가 제로인 경우에, 변속이 행해지지 않으므로, 전동 모터(34)는 압박 롤러 기구(30)를 현재의 위치로 유지한다. 또한, 스텝수에 상한값을 설정해도 된다.

이상의 제어에 의해, 압박 롤러 기구(30)의 축심 연결선(O) 방향으로의 이동이 제어되고, 목표 변속비에 따른 변속이 실행된다.

(추력 제어)

끼움 지지력 조정 기구(32)의 추력 제어에 대해 도 16의 흐름도를 사용하여 설명한다.

스텝 S200에서는, ATCU(8)는, 목표 변속비를 산출한다. 목표 변속비의 산출 방법은 스텝 S100 내지 스텝 S102와 동일한 방법이다.

스텝 S201에서는, ATCU(8)는, 모터 회전 센서(100)로부터의 신호에 기초하여 실제 변속비를 산출한다.

스텝 S202에서는, ATCU(8)는, 목표 변속비와 실제 변속비의 편차를 산출한다.

스텝 S203에서는, ATCU(8)는, 편차가 제로인지 여부를 판정한다. 편차가 제로인 경우에는 스텝 S204로 진행하고, 편차가 제로가 아닌 경우에는 스텝 S205로 진행한다.

스텝 S204에서는, ATCU(8)는, 안전율을 1.0으로 설정한다.

스텝 S205에서는, ATCU(8)는, 안전율을 1.1로 설정한다.

스텝 S206에서는, ATCU(8)는, 목표 슬립률을 산출한다. 슬립률은, 입력 회전 속도에 대한 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)의 미끄럼량의 비율이다. 도 17을 사용하여 목표 슬립률 산출 제어에 대해 설명한다.

스텝 S300에서는, ATCU(8)는, 유온 센서로부터의 신호에 기초하여 변속기(3)에 공급되는 오일의 유온을 산출한다.

스텝 S301에서는, ATCU(8)는 유온과 목표 변속비에 기초하여 도 18에 나타내는 맵으로부터 목표 슬립률을 산출한다. 목표 슬립률은, 변속비가 Low측으로 될수록 커지고, 유온이 높아질수록 커진다.

도 19에 슬립률과, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로의 토크 전달률과의 관계를 나타낸다. 도 19에 나타내는 바와 같이 다소의 슬립이 있는 경우에 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로의 토크 전달률이 높은 것을 알 수 있었다. 이것은, 변속기(3)는 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)를 접촉시켜 토크 전달 접촉부를 형성함으로써, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 토크를 전달하는 것이고, 토크 전달 접촉부에 있어서는, 프라이머리 디스크(11)가 세컨더리 디스크(12)를 드래그함으로써 토크가 전달되기 때문이다. 그로 인해, 토크 전달 접촉부에서는 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12) 사이에서 미끄럼을 발생시켜 토크를 전달할 수 있는 영역의 비율을 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 슬립률은 변속비가 Low측으로 되는 쪽이 High측으로 되는 경우보다도 슬립률을 높게 한 쪽이 토크 전달률이 높은 것을 알 수 있었다.

본 실시 형태에서는, 목표 슬립률을 도 19에 기초하여 토크 전달률이 높아지는 범위에서 미리 설정하고, 도 18에 기초하는 맵에 기초하여 산출한다. 이와 같이 하여 목표 슬립률이 산출된다. 목표 슬립률은, 도 19에 나타내는 토크 전달 개시 슬립률보다도 높은 값으로 설정된다. 토크 전달 개시 슬립률은, 변속비가 최Low인 경우라도 토크 전달 가능한 값이다.

도 16으로 되돌아가, 스텝 S207에서는, 실제 슬립률을 산출한다. 여기서, 실제 슬립률을 산출하는 슬립률 산출 제어에 대해 도 20에 나타내는 흐름도를 사용하여 설명한다.

스텝 S400에서는, ATCU(8)는, 제2 회전 속도 센서(102)로부터의 신호에 기초하여 출력축(14)의 회전 속도를 산출한다.

스텝 S401에서는, ATCU(8)는, 제1 회전 속도 센서(101)로부터의 신호에 기초하여 입력축(10)의 회전 속도를 산출한다.

스텝 S402에서는, ATCU(8)는, 모터 회전 센서(100)로부터의 신호에 기초하여 실제 변속비를 산출한다.

스텝 S403에서는, ATCU(8)는, 식 (1)에 기초하여 실제 슬립률을 산출한다.

이와 같이 하여 실제 슬립률이 산출된다.

도 16으로 되돌아가, 스텝 S208에서는, ATCU(8)는, 목표 슬립률과 실제 슬립률의 편차를 슬립 편차로서 산출한다.

스텝 S209에서는, ATCU(8)는, 슬립 편차가 제로인지 여부를 판정한다. 그리고, 슬립 편차가 제로가 아닌 경우에는 스텝 S210으로 진행하고, 슬립 편차가 제로인 경우에는 스텝 S213으로 진행한다.

스텝 S210에서는, ATCU(8)는, 슬립 편차가 제로보다도 큰지 여부를 판정한다. 그리고, 슬립 편차가 제로보다도 큰 경우에는 스텝 S211로 진행하고, 슬립 편차가 제로보다도 작은 경우에는 스텝 S212로 진행한다.

스텝 S211에서는, ATCU(8)는, 추력 상수를 「-Kp」로 설정한다. Kp는 미리 설정된 값이며, 양의 값이다.

스텝 S212에서는, ATCU(8)는, 추력 상수를 「Kp」로 설정한다.

스텝 S213에서는, ATCU(8)는, 추력 상수를 「0」으로 설정한다.

스텝 S214에서는, ATCU(8)는, 목표 추력을 하기 식 (2)에 기초하여 산출한다. 또한, 현재의 제2 롤러 종동절(79)의 선회각, 실제 변속비에 기초하여 목표 추력을 산출해도 된다.

스텝 S214에서는, ATCU(8)는, 목표 추력, 목표 변속비에 기초하여 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의한 끼움 지지력을 산출하고, 산출한 끼움 지지력을 클램프 아암(66)에 부여하는 제2 롤러 종동절(79)의 선회각을 산출한다.

스텝 S216에서는, ATCU(8)는, 산출한 제2 롤러 종동절(79)의 선회각을 제2 액추에이터에 출력하고, 제2 롤러 종동절(79)을 선회시킨다.

이상의 제어에 의해 슬립률을 제어하고, 토크 전달 접촉부에 있어서의 스핀 손실을 저감시켜 토크 전달률을 높게 할 수 있다.

본 발명의 실시 형태의 효과에 대해 설명한다.

압박 롤러(40)를 장착한 압박 롤러 샤프트(42)를 축심 연결선(O)과 교차하는 방향으로 연장시켜, 압박 롤러 샤프트(42)의 한쪽의 단부측을 회전 가능하게 지지하고, 다른 한쪽의 단부측에 끼움 지지력을 부여함으로써, 압박 롤러(40)에 추력을 발생시킨다. 압박 롤러 샤프트(42)는 한쪽의 단부(42a)측을 지지점으로 회전하므로, 작은 끼움 지지력을 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)에 부여함으로써 한 쌍의 압박 롤러(40)에 의해 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)를 끼움 지지하고, 토크 전달 접촉부를 형성하여, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전을 전달할 수 있다. 또한, 작은 끼움 지지력에 의해 토크 전달 접촉부를 형성하여, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전을 전달할 수 있으므로, 변속기(3)를 소형으로 할 수 있다.

아암 샤프트(65)의 축심을 중심으로 회전하여, 한 쌍의 압박 롤러 샤프트(42)에 끼움 지지하는 클램프 아암(66)을 구비한다. 클램프 아암(66)은 아암 샤프트(65)를 지지점으로 하여 회전하므로, 작은 끼움 지지력에 의해 한 쌍의 압박 롤러 샤프트(42)의 단부(42b)측을 끼움 지지할 수 있다. 그로 인해, 작은 끼움 지지력을 부여함으로써 한 쌍의 압박 롤러(40)에 의해 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)를 끼움 지지하고, 토크 전달 접촉부를 형성하여, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전을 전달할 수 있다.

변속기(3)를 입력축(10)의 축방향으로부터 본 경우에, 입력축(10)으로부터 토크 전달 접촉부의 중심까지의 거리와, 아암 샤프트(65)의 축심으로부터 클램프 아암(66)에 의해 한 쌍의 압박 롤러 샤프트(42)를 끼움 지지하는 위치까지의 거리가 동등하다. 이에 의해, 입력축(10)의 동일 입력 토크시의 추력을 변속비에 따른 추력으로 할 수 있어, 빠른 변속을 실현할 수 있다.

아암 샤프트(65)와는 반대측의 클램프 아암(66)의 단부에 끼움 지지력 조정 기구(32)를 설치한다. 작은 끼움 지지력을 끼움 지지력 조정 기구(32)에서 발생시킴으로써 클램프 아암(66)을 통해 한 쌍의 압박 롤러(40)에 의해 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)를 끼움 지지하고, 토크 전달 접촉부를 형성하여, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로 회전을 전달할 수 있다.

끼움 지지력 조정 기구(32)는, 리어 클램프 아암(68)에 연결하는 제2 축부(71)의 축심을 중심으로 회전하는 회전부(73)와, 프론트 클램프 아암(67)의 단부에 연결하고, 제2 축부(71)의 축심을 중심으로 한 곡면을 갖는 곡면부(76)를 구비한다. 회전부(73)는 곡면부(76)의 곡면에 접촉하여, 구름 이동하는 제2 롤러 종동절(79)을 구비하고, 제2 롤러 종동절(79)은 압축 스프링(74)에 의해 제2 축부(71)를 향해 가압된다. 끼움 지지력 조정 기구(32)는, 제2 롤러 종동절(79)의 위치를 바꾸는 것만으로, 리어 클램프 아암(68)과 프론트 클램프 아암(67)에 의해 압박 롤러 기구(30)를 끼움 지지하는 끼움 지지력을 변경할 수 있다. 작은 힘에 의해 압박 롤러(40)의 추력을 변경할 수 있고, 제2 롤러 종동절(79)을 선회시키는 제2 액추에이터를 소형으로 하여, 변속기(3)를 소형화할 수 있다. 특히, 곡면을 원호 형상으로 함으로써, 작은 힘에 의해 제2 롤러 종동절(79)을 선회시킬 수 있다.

압축 스프링(74)을 제2 축부(71)에 대해 제2 롤러 종동절(79)과는 반대측에 설치하고, 압축 스프링(74)을 압축한 상태로 유지함으로써, 압축 스프링(74)의 스프링 압축량을 거의 바꾸지 않고 제2 롤러 종동절(79)을 선회시킬 수 있다. 즉, 압축 스프링(74)의 탄성 에너지를 거의 바꾸지 않고 제2 롤러 종동절(79)을 선회시킬 수 있어, 작은 힘으로 제2 롤러 종동절(79)을 선회시킬 수 있다. 그로 인해, 소형의 제2 액추에이터에 의해 제2 롤러 종동절(79)의 선회를 빠르게 행할 수 있고, 제2 액추에이터를 소형으로 하여, 변속기(3)를 소형화할 수 있다.

제2 롤러 종동절(79)을 기준 위치 부근으로 함으로써, 클램프 아암(66)에 의한 끼움 지지력을 작게, 또는 제로로 할 수 있어, 토크 전달 접촉부가 형성되지 않도록 할 수 있다. 이에 의해, Low 복귀 제어를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 제2 롤러 종동절(79)을 기준 위치보다도 선회각이 작아지도록 제2 롤러 종동절(79)을 선회시킴으로써, 클램프 아암(66) 사이의 거리를 길게 하여, 클램프 아암(66)에 의한 끼움 지지력을 더욱 작게 할 수 있다. 이에 의해, 프라이머리 디스크(11)와 세컨더리 디스크(12)가 확실하게 접촉하지 않도록 하여, 토크 전달 접촉부가 형성되지 않도록 할 수 있다.

아암 샤프트(65)와 클램프 아암(66) 사이, 및 제2 축부(71)와 회전부(73) 사이에 간극을 형성하지 않는 경우에는, 치수 공차, 부품의 편차 등에 의해, 클램프 아암(66)에 의해 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 밸런스 좋게 끼움 지지할 수 없을 우려가 있다. 그로 인해, 예를 들어 한쪽의 압박 롤러(40)에 의한 추력이 다른 쪽의 압박 롤러(40)에 의한 추력보다도 작아진다. 이에 의해, 추력이 작은 압박 롤러(40)측에서는 프라이머리 디스크(11)로부터 세컨더리 디스크(12)로 회전을 전달할 수 없을 우려가 있다. 또한, 추력이 큰 쪽의 압박 롤러 기구(30)에 가해지는 부하가 커져, 압박 롤러 기구(30)를 열화시킬 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해 강도를 높게 하는 것도 생각되지만 비용이 높아진다. 본 실시 형태에서는, 치수 공차, 부품의 편차 등이 있는 경우라도, 제2 축부(71)와 케이스(70) 사이에 간극을 형성함으로써, 이 영향을 간극에 의해 흡수하여, 클램프 아암(66)에 의해 한 쌍의 압박 롤러 기구(30)를 밸런스 좋게 끼움 지지할 수 있다. 그로 인해, 압박 롤러(40)에 의해 추력을 밸런스 좋게 프라이머리 디스크(11) 및 세컨더리 디스크(12)에 전달하고, 압박 롤러 기구(30)의 열화를 억제하여, 비용을 억제할 수 있다.

압박 롤러 샤프트(42)는 제1 지지부(43)와 제2 지지부(44)에 의해 축심 연결선(O) 방향으로 틸팅 가능하게 지지되고, 제2 지지부(44)는 압박 롤러(40)보다도 프라이머리 디스크(11)의 회전 방향의 상류측에 위치한다. 그리고, 제2 지지부(44)를 제1 액추에이터(33)에 의해 축심 연결선(O) 방향을 따라 이동시켜 변속을 행한다. 이에 의해, 변속시에 압박 롤러 샤프트(42) 및 압박 롤러(40)가 제2 지지부(44)의 이동에 수반하여 경사진 경우에, 제2 지지부(44)의 이동에 추종하는 힘이 압박 롤러(40) 자체에서 발생한다. 그로 인해, 작은 힘을 제1 액추에이터(33)에 의해 제2 지지부(44)에 부여함으로써, 압박 롤러(40)를 축심 연결선(O)을 따라 이동시켜 변속할 수 있다. 또한, 압박 롤러(40) 자체에 제2 지지부(44)의 이동에 추종하는 힘이 발생하므로, 빠르게 변속을 행할 수 있다.

변속을 행하고 있지 않은 경우에 압박 롤러 샤프트(42)가 틸팅한 경우라도, 압박 롤러(40)에 발생하는 힘에 의해, 압박 롤러(40) 및 압박 롤러 샤프트(42)를 원래의 위치로 복귀시킬 수 있다.

압박 롤러(40)를 출력축(14)측으로 경사시킴으로써, 압박 롤러(40)와 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)와의 사이의 스핀 손실을 저감시킬 수 있어, 입력축(10)으로부터 출력축(14)으로의 토크 전달률을 높게 할 수 있다. 특히, 압박 롤러(40)의 축심이 사이드 디스크(12b)의 표면 상의 회전 중심 P와 교차하는 경우에, 압박 롤러(40)와 사이드 디스크(12b)의 스핀 손실을 저감시킬 수 있다.

압박 롤러(40)의 추력에 따라서, 압박 롤러(40)의 경사 각도를 변경하고, 압박 롤러(40)의 접촉부(40a)가 세컨더리 디스크(12)의 사이드 디스크(12b)에 접촉하는 곡면의 곡률을 변경하여, 토크 전달 접촉부의 형상, 면적을 변경할 수 있다. 압박 롤러(40)의 추력이 큰 경우에는, 곡률이 작은 곡면이 사이드 디스크(12b)에 접촉하고, 토크 전달 접촉부의 면적을 크게 하여, 프라이머리 디스크(11), 세컨더리 디스크(12), 또는 압박 롤러 기구(30)의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 압박 롤러(40)의 추력이 작은 경우에는, 곡률이 큰 곡면이 사이드 디스크(12b)에 접촉하고, 토크 전달 접촉부의 형상을 원형에 가까운 형상으로 하고, 토크 전달 접촉부의 면적을 작게 하여, 토크 전달 접촉부에 있어서의 스핀 손실을 저감시킬 수 있다.

압박 롤러(40)에는 가압부(45)에 의해 제1 모멘트가 발생하고, 압박 롤러(40)의 추력에 따른 디스크(11, 12)로부터의 반력에 의해 제1 모멘트와는 역방향의 제2 모멘트가 발생한다. 2개의 모멘트가 균형이 맞도록 압박 롤러(40)는 경사지고, 그 위치에서 유지된다. 즉, 토크 전달 접촉부의 형상, 면적을 압박 롤러(40)의 추력에 따라서 자동적으로 변경할 수 있다. 새로운 액추에이터에 의해 제어하지 않아도 토크 전달 접촉부의 형상, 면적을 적절하게 변경할 수 있다.

프라이머리 디스크(11)로부터 세컨더리 디스크(12)로 토크 전달 가능해지는 토크 전달 개시 슬립률보다도 높은 값의 목표 슬립률을 산출하고, 토크 전달 접촉부에 있어서의 슬립률이 목표 슬립률로 되도록 끼움 지지력 조정 기구(32)에 의해 압박 롤러(40)의 추력을 제어함으로써, 토크 전달률을 높게 할 수 있다. 변속비가 Low측으로 될수록 목표 슬립률을 높게 함으로써, 토크 전달률을 높게 할 수 있다.

프라이머리 디스크, 세컨더리 디스크는 두께가 얇은 판 형상 부재로 구성되어, 부재의 편차에 따라서는 압박 롤러에 의해 끼움 지지 압박한 경우에, 세컨더리 디스크와 프라이머리 디스크가 접촉하지 않을 우려도 있다.

본 실시 형태에서는, 입력축(10)의 축방향에 있어서의 중앙에 위치하는 세컨더리 디스크(12)의 센터 디스크(12a)의 두께를 다른 디스크의 두께보다도 두껍게 함으로써, 압박 롤러(40)에 의해 토크 전달 접촉부를 형성하는 경우에, 세컨더리 디스크(12)와 프라이머리 디스크(11)를 확실하게 접촉시킬 수 있어, 토크 전달률을 높게 할 수 있다.

사이드 디스크(12b)를 직경 방향의 외측으로 됨에 따라서 센터 디스크(12a)와는 반대측으로 휘게 함으로써, 스러스트 볼 베어링을 설치하지 않고, 사이드 디스크(12b)와 프라이머리 디스크(11) 사이에 간극을 형성하여, 토크 전달 접촉부 이외에서의 사이드 디스크(12b)와 프라이머리 디스크(11)의 접촉을 억제할 수 있다.

건식 발진 클러치(15)의 분리/접속 상태를 압박 롤러 기구(30)를 축심 연결선(O) 방향으로 이동시키는 제1 액추에이터(33)에 의해 전환함으로써, 1개의 액추에이터에 의해 건식 발진 클러치(15)의 분리/접속 상태, 및 변속기(3)에 있어서의 변속을 행할 수 있어, 액추에이터의 수를 적게 하여, 비용을 삭감하고, 차량용 자동 변속 시스템(1)을 소형으로 할 수 있다.

전동 모터(34)에 의해 축심 연결선(O) 방향으로 이동하는 브래킷(37)에 테이퍼면(37a)을 형성하고, 테이퍼면(37a)을 따라 입력축(10)의 축방향으로 푸시 로드를 이동시켜, 건식 발진 클러치(15)의 분리/접속 상태를 전환한다. 이와 같이 간이한 구성에 의해 건식 발진 클러치(15)의 분리/접속 상태를 전환할 수 있다.

시프트 레버가 P 레인지로 조작되어 차량을 정차시키는 경우에는, 리버스 기어(16)와 입력축(10)을 체결하고, 또한 압박 롤러(40)에 의해 프라이머리 디스크(11) 및 세컨더리 디스크(12)를 끼움 지지 압박하여, 토크 전달 접촉부를 형성한다. 이에 의해, 변속기(3)를 인터로크하여, 차량의 이동을 방지할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 압박 롤러 샤프트(42)와 제1 지지부(43) 사이에 간극을 형성하고, 제2 지지부(44)측에서 지지되는 압박 롤러 샤프트(42)의 단부를 구 형상으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 압박 롤러 샤프트(42) 및 압박 롤러(40)가 축심 연결선(O) 방향으로 틸팅 가능해지면 된다. 예를 들어, 압박 롤러 샤프트(42)와 제2 지지부(44) 사이에 간극을 형성해도 된다.

본 실시 형태에서는, 제2 축부(71)와 케이스(70) 사이에 간극을 형성하였지만, 아암 샤프트(65)와 클램프 아암(66) 사이에 간극을 형성해도 된다.

본 실시 형태에서는, 기준 위치에서 토크 전달 접촉부가 형성되지 않도록 하고 있지만, 기준 위치보다도 제2 롤러 종동절(79)이 프론트 클램프 아암(67)측으로 선회한 위치에서 토크 전달 접촉부가 형성되지 않도록 해도 된다.

차속이 낮은 경우의 목표 슬립률을 차속이 높은 경우의 목표 슬립률보다도 높게 해도 된다. 또한, 액셀러레이터 개방도가 커지거나, 또는 단위 시간당 액셀러레이터 답입량이 커질수록, 목표 슬립률을 높게 해도 된다.

본 실시 형태에서는, 세컨더리 디스크(12)에 센터 디스크(12a)를 설치하고 있지만, 프라이머리 디스크(11)에 설치해도 된다.

프라이머리 디스크(11)의 외주 단부측을 세컨더리 디스크(12)의 센터 디스크(12a)측으로 휘도록 형성해도 된다. 이에 의해, 사이드 디스크(12b)와 프라이머리 디스크(11) 사이에서 토크 전달 접촉부 이외에서의 사이드 디스크(12b)와 프라이머리 디스크(11)의 접촉을 더욱 억제할 수 있다.

본 실시 형태에서는 압박 롤러(40)를 출력축(14)측으로 경사시키고 있지만, 입력축(10)측으로 경사시켜도 된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.

Claims (1)

1. 원동기에 접속되는 입력축과,
   상기 입력축에 평행 배치되는 출력축과,
   상기 입력축에 설치되고, 외주 단부를 상기 출력축에 근접 배치한 원판 형상의 입력 디스크와,
   상기 출력축에 설치되고, 외주 단부를 상기 입력축에 근접 배치한 원판 형상의 출력 디스크와,
   상기 입력 디스크와 상기 출력 디스크가 서로 겹치는 디스크 겹침 영역 중, 상기 입력축의 축심과 상기 출력축의 축심을 연결하는 축심 연결선을 따라 이동 가능하게 설치되고, 목표 변속비에 따른 위치에서 양 디스크를 끼움 지지 압박하고, 양 디스크의 탄성 변형에 의해 토크 전달 접촉부를 형성하는 한 쌍의 압박 수단을 구비하는 무단 변속기이며,
   상기 축심 연결선에 대해 교차하는 방향으로 연장되고, 한쪽의 단부측을 지지점으로 하여 상기 압박 수단을 지지하여 상기 압박 수단과 함께 상기 축심 연결선을 따라 이동하고, 다른 한쪽의 단부측에 가해지는 끼움 지지력에 의해 상기 압박 수단에 의해 상기 양 디스크를 끼움 지지 압박하는 힘을 발생시키는 한 쌍의 지지 수단을 구비하는, 무단 변속기.

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