(57)【要約】  二つのローラユニットを押圧接触させ摩擦伝達力により動力を伝達する摩擦伝動変速装置において、変速時における両ローラユニット間の摩擦伝達力が滑らかに変化するよう、ローラ対に付与する押し付け力を増減する押し付け力付与手段を設けた。
2009107543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦伝動変速装置、この摩擦伝動装置は以下より成る：
回転自在に支持された駆動ローラユニットと従動ローラユニット、前記駆動ローラユニットと従動ローラユニットは互いに押圧接触し、その接触部に生じる摩擦伝達力によって、上記２個のローラユニットのうち、一方のローラユニットから他方のローラユニットに動力を伝達し、前記駆動ローラユニットおよび従動ローラユニットは径の異なる複数のローラ対で構成される、駆動ローラおよび従動ローラユニットのうち少なくとも一方は偏心軸で回転自在に支持され、偏心軸を回転させることで、各ローラ対の軸間距離を変えて、選択的にいずれかのローラ対で動力を伝達する；及び
押し付け力付与手段、この押し付け力付与手段は変速時の摩擦伝達力が滑らかに変化するよう、ローラ対に付与する押し付け力を増減する。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記押し付け力付与手段は、
少なくとも一方のローラユニットの回転支持部に当接し、両ローラユニットの接触点における接線に対し角度を持ったカム斜面を有するカム部材と、
前記カム斜面を経て、前記ローラユニットに付与する荷重を増減する荷重付加手段と、
を備えることを特徴とする摩擦伝動変速装置。
【請求項３】
請求項２に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記荷重付加手段は、変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減することを特徴とする摩擦伝動変速装置。  
【請求項４】
請求項３に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記荷重付加手段は、変速時に入力トルクが減少傾向の場合、変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減することを特徴とする摩擦伝動変速装置。 
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記荷重付加手段は、変速時に入力トルクが減少傾向でない場合、変速前よりも一旦押し付け力を増加させた後、押し付け力が徐々に減少するように荷重を増減することを特徴とする摩擦伝動変速装置。  
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記荷重付加手段は、変速終了後に荷重の増減を終了することを特徴とする摩擦伝動変速装置。  
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記荷重付加手段は、両ローラユニットの周速の差が所定値よりも小さくなったとき、荷重の増減を終了することを特徴とする摩擦伝動変速装置。 
【請求項８】
請求項２に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記荷重付加手段は、前記カム斜面の方向に対し略平行に荷重を付与することを特徴とする摩擦伝動変速装置。 
【請求項９】
請求項２に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記回転支持部は、ローラユニットと一体回転する回転部と、カム斜面に支持される固定部とからなり、
前記荷重付加手段は、前記固定部に荷重を付与することを特徴とする摩擦伝動変速装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記荷重付加手段を、前記カム斜面と当接するローラユニットの並進移動を規制する並進移動規制手段としたことを特徴とする摩擦伝動変速装置。  
【請求項１１】
請求項１０に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記並進移動規制手段を、絞りを可変とした油圧ダンパで構成したことを特徴とする摩擦伝動変速装置。  
【請求項１２】
請求項１０に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記並進移動規制手段を、摩擦ブレーキで構成したことを特徴とする摩擦伝動変速装置。  
【請求項１３】
回転自在に支持された駆動ローラユニットと従動ローラユニットとを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦伝達力によって、上記２個のローラユニットのうち、一方のローラユニットから他方のローラユニットに動力を伝達し、  前記駆動ローラユニットおよび従動ローラユニットを、径の異なる複数のローラ対で構成し、駆動ローラユニットおよび従動ローラユニットのうち少なくとも一方を偏心軸で回転自在に支持し、偏心軸を回転させることで、各ローラ対の軸間距離を変えて、選択的にいずれかのローラ対で動力を伝達する摩擦伝動変速装置の押し付け力制御方法であり、この制御方法は  変速時の摩擦伝達力が滑らかに変化するよう、ローラ対に付与する押し付け力を増減するステップを含む。
【請求項１４】
摩擦伝動変速装置、この摩擦伝動装置は以下より成る：
第１ローラユニット、この第１ローラユニットは外径の異なる複数のローラを有する；
第２ローラユニット、この第２ローラユニットは外径の異なる複数のローラを有し、第２ローラユニットの複数のローラは第１ローラユニットの複数のローラとそれぞれローラ対を成す；
偏心軸, この偏心軸は第１ローラユニットと第２ローラユニットのうち少なくとも一方を回転自在に支持し、偏心軸は回転することにより複数のローラ対の一つを選択し、選択したローラ対を摩擦接触させ動力を伝達するように構成されている；
カム部材、このカム部材は第１ローラユニットの回転支持部に当接するカム斜面を有する；
減衰力発生手段、この減衰力発生手段は前記第１ローラユニットに対してカム斜面方向に減衰力を発生させるように構成されている。 
【請求項１５】
請求項１4に記載の摩擦伝動変速装置において、
前記減衰力発生手段は第１ローラユニットの動きを規制する油圧シリンダーと油圧シリンダと接続された油路に設けられた絞りを有する。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の摩擦伝動ローラ対を用いた摩擦伝動変速装置の技術分野に属する。 
【背景技術】
【０００２】
従来の摩擦伝動変速装置では、偏心軸を回転させて各ローラ対の軸間距離を変えて動力を伝達するローラ対を切り替えることで、変速を達成している。この摩擦伝動変速装置では、トラクションドライブにより動力を伝達することで、大きな動力伝達容量を確保することができる。（特許文献１参照）。 
【特許文献１】特開２００５−１８８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の摩擦伝動装置にあっては、変速時の変速段間比分、ローラ対間に回転数差が生じ、その回転数差に伴う発熱によって両ローラ間のトラクション係数（転がり方向の接線力を法線力で割った無次元量）が低下し、摩擦伝達力が大きく落ち込むため、変速ショックの増大を招くおそれがある。 【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速時の変速ショックを低減することができる摩擦伝動変速装置および摩擦伝動変速装置の押し付け力制御方法を提供することにある。 
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、変速時の摩擦伝達力が滑らかに変化するよう、ローラ対に付与する押し付け力を増減する押し付け力付与手段を設けた。 
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施例１の前進３速後進１速の変速装置を示す全体図である。
【図２】実施例１の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図である。
【図３】実施例１の荷重付加方法を示す押し付け力のタイムチャートである。
【図４】変速時のすべりの変化に対するトラクション特性図である。
【図５】伝達力と押し付け力との関係を示す摩擦伝動変速装置の側面図である。
【図６】変速時の伝達力低下を示す説明図である。
【図７】伝達力低下に伴う変速ショックの発生を示す伝達力のタイムチャートである。
【図８】実施例１の荷重付与作用を示す摩擦伝動変速装置の側面図である。
【図９】実施例１の変速ショック抑制作用を示す伝達力のタイムチャートである。
【図１０】実施例２の荷重付加方法を示す押し付け力のタイムチャートである。
【図１１】実施例２の変速ショック抑制作用を示す伝達力のタイムチャートである。
【図１２】従来の摩擦伝動装置において、変速時にエンジントルクが減少傾向である場合のタイムチャートである。
【図１３】実施例３の変速ショック抑制作用を示すタイムチャートである。
【図１４】従来の摩擦伝動装置において、変速時にエンジントルクが減少されない場合のタイムチャートである。
【図１５】実施例４の変速ショック抑制作用を示すタイムチャートである。
【図１６】実施例５の変速ショック抑制作用を示す変速時のすべりの変化に対するトラクション特性図である。
【図１７】実施例６の荷重付与方向を示す摩擦伝動変速装置の側面図である。
【図１８】実施例７の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図である。
【図１９】実施例８の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２０】押し付け力とローラの並進移動量との関係を示す図である。
【図２１】実施例９の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２２】駆動ローラの並進移動を押し付け力が増える方向に規制した場合の、トラクション係数のタイムチャートである。
【図２３】実施例９の変速ショック抑制作用を示す伝達力のタイムチャートである。
【図２４】実施例１０の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図である。
【図２５】実施例１１の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の摩擦伝動変速装置を実施するための最良の形態を、実施例１〜１１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の前進３速後進１速の摩擦伝動変速装置を示す全体図であり、実施例１の変速装置は、エンジンにより駆動する車両の駆動系に設けられている。この変速装置は、回転自在に支持された駆動ローラ１（駆動ローラユニット）と従動ローラ２（従動ローラユニット）とを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、上記２個のローラ１，２のうち、一方のローラ１または２から他方のローラ２または１に動力を伝達する。 【０００９】
駆動ローラ１（駆動ローラユニット）は、１速用駆動ローラ１１と、２速用駆動ローラ１２と、３速用駆動ローラ１３と、駆動ローラ支持軸部１７，１８と、を一体形成して構成されている。ローラ径は、１速用駆動ローラ１１＜２速用駆動ローラ１２＜３速用駆動ローラ１３であり、駆動ローラ支持軸部１７，１８の間に、図１の左から１速用駆動ローラ１１、２速用駆動ローラ１２、３速用駆動ローラ１３が順に配列される。【００１０】
従動ローラ２（従動ローラユニット）は、１速用従動ローラ２１と、２速用従動ローラ２２と、３速用従動ローラ２３と、偏心従動ローラ軸（偏心軸）２４と、により構成されている。ローラ径は、１速用従動ローラ２１＞２速用従動ローラ２２＞３速用従動ローラ２３であり、偏心従動ローラ軸２４上に、図１の左から１速用従動ローラ２１、２速用従動ローラ２２、３速用従動ローラ２３、が配列される。【００１１】
３個の従動ローラ２１，２２，２３は、両端に第１支持軸受け３と第２支持軸受け４を配置した偏心従動ローラ軸２４上に設定すると共に、変速比を異ならせて設定した三対のローラ対を切り替え可能に構成している。 【００１２】
三対のローラ対は、駆動ローラ支持軸部１７，１８に駆動ローラ支持軸受け（回転支持部）５，６を設定し、これら駆動ローラ支持軸受け５，６に、フレーム７に設定したカム（カム部材）８を当接することで、ローラ対間に押し付け力を付与している。 【００１３】
カム８は、駆動ローラ１と従動ローラ２との接触点における接線に対し角度αを持った２つのカム斜面８ａ，８ｂ（図２参照）を有し、回転方向に応じて、カム斜面８ａまたは８ｂを駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａに当接することでローラ対を押圧接触させている。カム斜面８ａは、正転トルク（車両前進時に伝達されるトルク）のときカムフォロア５ａ，６ａに当接してローラ対を押圧接触させる正転カム斜面であり、カム斜面８ｂは、逆転トルク（車両後退時に伝達されるトルク）のときカムフォロア５ａ，６ａに当接してローラ対を押圧接触させる逆転カム斜面である。なお、駆動ローラ支持軸受け５，６は、外輪としてのカムフォロア（固定部）５ａ，６ａと、転動体としてのニードル（回転部）５ｂ，６ｂと、を有して構成されている。【００１４】
３個の従動ローラ２１，２２，２３は、両端に第１支持軸受け３と第２支持軸受け４とを配置した偏心従動ローラ軸２４上にボール等を介して回転可能に設定すると共に、偏心従動ローラ軸２４を回動させるサーボモータ９を偏心従動ローラ軸２４の一端部に設けている。変速指令時には、サーボモータ９による偏心従動ローラ軸２４の回動により、変速前の変速位置に対応する従動ローラ回転軸２１ａ，２２ａ，２３ａのうち１つの軸を駆動ローラ回転軸１ａから離し、変速後の変速位置に対応する従動ローラ回転軸２１ａ，２２ａ，２３ａのうち１つの軸を駆動ローラ回転軸１ａに近づけ、変速比を異ならせて設定した３対のローラ対を切り替え可能に構成している。【００１５】
複数のローラ対は、１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２と３速ローラ対１３，２３であり、従動ローラ２の両端の支持軸受けを、第１支持軸受け３と第２支持軸受け４としたとき、第１支持軸受け３と第２支持軸受け４との間に、第１支持軸受け３から順に、１速用従動ローラ２１と２速用従動ローラ２２と３速用従動ローラ２３とを並べて配置し、１速用従動ローラ２１と２速用従動ローラ２２と３速用従動ローラ２３とは、第１連結部３１と第２連結部３２により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結している。なお、摩擦伝動変速装置への駆動入力は、駆動ローラ支持軸部１７，１８のいずれか一方からなされ、摩擦伝動変速装置からの出力は、２速用従動ローラ２２から径方向あるいは軸方向になされる。【００１６】
図２は、実施例１の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図であり、実施例１の摩擦伝動変速装置は、偏心従動ローラ軸２４を回転させて動力を伝達するローラ対を切り替える変速時において、ローラ間の摩擦伝達力が滑らかに変化するよう、ローラ同士を押圧接触させる押し付け力を増減する押し付け力付与手段を備えている。この押し付け力付与手段は、上述したカム８と、駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａに対し図２中の矢印方向から荷重を付与することで、両ローラ１，２に作用する押し付け力をカム斜面８ａを経て増減させる荷重付加手段１０とから構成される。両ローラ１，２に作用する押し付け力を、該作用方向で直接増減させるのではなく、カム斜面８ａを経て増減させることで小さい荷重付加で大きな押し付け力付与が可能となり、荷重付加手段１０を小型かつ簡易な構造にすることが出来る。 【００１７】
荷重付加手段１０は、変速時にカム８が発生する押し付け力が低下する際、この押し付け力の低下を補う押し付け力が発生するよう、駆動ローラ支持軸受け５，６に付与する荷重を増減する（図３）。実施例１では、荷重付加手段１０が与える荷重の方向は、押し付け力の方向に対して約90°の角度とする。 【００１８】
次に、カム８による押し付け力の付与について説明する。
駆動ローラ１から従動ローラ２にトルクが伝達されると、駆動ローラ１には伝達力の反力が働く。この伝達力の反力は、駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａとカム斜面８ａの当接部で支持されるが、当接部においては接触面に垂直な力しか発生できないので、大きな法線力を生じ、水平方向成分が伝達力の反力と釣り合う。この法線力の垂直方向成分が押し付け力となり両ローラ１，２の接触部に働くことになる。【００１９】
このとき水平方向成分と垂直方向成分、すなわち、伝達力と押し付け力の比は、当接部におけるカム斜面８ａの角度αに等しい。このカム斜面８ａの角度αは一定であるので、伝達力に比例した押し付け力を動力伝達部に加えることができる。これにより、くさびローラやアクチュエータを用いることのない簡単な構成としながら、伝達トルクに比例した押し付け力を与えることにより、寿命と動力伝達効率の向上を達成することができる。【００２０】
次に、荷重付与手段１０の作用を説明する。
接触面にできる油圧のレオロジー特性で動力を伝達するトラクションドライブ方式の変速装置において、変速時におけるローラの周速とトラクション係数μとの関係を考えると、変速した瞬間は変速前後の段間比分だけローラの周速が異なっており、駆動ローラと従動ローラは大きなすべり速度で接触する。このとき、大きなすべりに伴う発熱によって、トラクション係数μは図４のように大きく低下し、図５のカム斜面の勾配tanαよりもトラクション係数μの方が小さくなる。【００２１】
したがって、駆動ローラへの入力トルクによってローラを駆動する力に対し、トラクションドライブによって発生する伝達力が小さくなるため、駆動ローラの回転数は上昇し、これに伴いすべり速度が大きくなってトラクション係数μがさらに低下する。このとき、伝達力は小さくなり、伝達力に比例して発生する押し付け力も小さくなるため、さらに伝達力が小さくなる循環を繰り返す（図６）。ここで、伝達力はトラクション力×押し付け力であるが、変速の最中はその両方が小さくなるため、伝達力が著しく低下し（図７）、変速ショックが大きくなる。【００２２】
これに対し、実施例１の摩擦伝動変速装置では、変速時の伝達力が滑らかに変化するよう、押し付け力を増減する押し付け力付与手段（カム８＋荷重付加手段１０）を設けた。これにより、変速時には、図８に示すように、伝達力に応じてカム８が発生する押し付け力（荷重）に加えて、荷重付加手段１０により付加された荷重が押し付け力として作用するため、押し付け力の低下が抑制される。【００２３】
図９は、実施例１の変速時における押し付け力付加作用を示す伝達力のタイムチャートであり、実施例１では、押し付け力の付加により伝達力（＝トラクション力×押し付け力）の落ち込みのないスムーズな変速を実現でき、変速ショックが低減されている。【００２４】
また、実施例１では、押し付け力付与手段を、両ローラ１，２の接触点における接線に対し角度αを持ったカム斜面８ａ，８ｂを有するカム部材８と、外部から押し付け力を増減させる荷重付加手段１０とから構成したため、荷重付加手段１０により与えられた荷重はカム斜面８ａ，８ｂによって増幅され、大きな押し付け力を発生させることができる。したがって、外部から与える荷重は小さな値でよく、荷重付加手段１０をコンパクトな構成とすることができる。【００２５】
また、実施例１では、駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａに対して荷重を付与している。すなわち、回転しているローラに力を直接与えると、荷重付与部分にはすべりが生じ、大きな摩擦が発生する。これに対し実施例１では、ほとんど回転しない駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａに接触して荷重を与えているので、摩擦損失を生じない。【００２６】
次に、効果を説明する。
実施例１の摩擦伝動変速装置にあっては、以下の効果を奏する。【００２７】
(1) 変速時における両ローラ１，２間の摩擦伝達力が滑らかに変化するよう、ローラ対に付与する押し付け力を増減する押し付け力付与手段を設けたため、変速ショックの低減を図ることができる。【００２８】
(2) 押し付け力付与手段は、駆動ローラ１の駆動ローラ支持軸受け５，６に当接し、両ローラ１，２の接触点における接線に対し角度αを持ったカム斜面８ａ，８ｂを有するカム８と、駆動ローラ１に付与する荷重を増減させる荷重付加手段１０と、を備える。これにより、小さな荷重で大きな押し付け力を発生させることができ、装置のコンパクト化を図ることができる。【００２９】
(3) 荷重付加手段１０は、駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａに荷重を付与するため、荷重付加手段とローラとの接触部分に軸受けなど摩擦低減要素を設けることなく、荷重付加時の摩擦損失を小さく抑えることができる。
【実施例２】
【００３０】
実施例２は、変速中は変速前の押し付け力を維持するように荷重を付与し、変速終了後は荷重の付与を停止する例である。【００３１】
すなわち、実施例２では、図１０に示すように、変速開始から変速が終了するまでは、変速前の押し付け力が維持されるよう荷重付与手段１０により荷重を与え、変速終了後は荷重の付与を停止する。
なお、他の構成については図１，２に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。【００３２】
作用を説明すると、実施例２では、実施例１と同様に変速中の伝達力の落ち込みを回避して変速ショックを低減できることに加え、変速中は押し付け力を一定に維持するだけであるため、制御の簡素化を図ることができる（図１１）。また、荷重付与を終了すると伝達力は急激に低下するが、この時点で変速を終了しているので、変速後の伝達力を下回ることはない。したがって変速ショックを小さく抑えることができる。【００３３】
次に、効果を説明する。
実施例２の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果を奏する。【００３４】
(4) 荷重付加手段１０は、変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減するため、荷重付与制御の簡素化を図ることができる。【００３５】
(5) 荷重付加手段１０は、変速終了後に荷重の付与を終了するため、荷重付与制御の簡素化を図ることができる。
【実施例３】
【００３６】
実施例３は、変速時に入力トルクが減少傾向の場合、変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減する例である。【００３７】
すなわち、実施例３では、変速時にエンジントルクが減少傾向の場合、荷重付加手段１０は、変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減する。
なお、他の構成については図１，２に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。【００３８】
図１２は、従来の摩擦伝動装置において、変速時にエンジントルク（入力トルク）が減少傾向の場合のタイムチャートである。変速の瞬間t0では、段間比分のすべりが生じ、これに伴いトラクション係数μが低下し、押し付け力が低下する。この後、しばらくはそれぞれ低下するものの、エンジントルクが減少傾向であるため、時点t1から押し付け力が増加し始め、その後時点t2ではトラクション係数μ＞tanαとなり、すべりは収束する。すなわち、エンジントルクの減少によりすべりは自然収束するものの、変速の瞬間には大きなショックが発生しているのがわかる。【００３９】
これに対し、実施例３では、図１３に示すように、変速の瞬間t0からトラクション係数μ＞tanαとなる時点t2までの間、押し付け力を維持するように荷重を付与しているため、エンジントルクが減少傾向である場合において、変速ショックを抑制できる。【００４０】
次に、効果を説明する。
実施例３の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果を奏する。【００４１】
(6) 荷重付加手段１０は、変速時にエンジントルクが減少傾向の場合、変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減するため、エンジン状態に合わせて最適な押し付け力を付与し、変速ショックを確実に抑制することができる。
【実施例４】
【００４２】
実施例４は、変速時に入力トルクが減少しない場合、変速前よりも一旦押し付け力を増加させた後、押し付け力が徐々に減少するように荷重を増減する例である。【００４３】
すなわち、実施例４では、変速時にエンジントルクが減少しない場合、荷重付加手段１０は、一旦変速前よりも押し付け力を増加させた後、減少するように荷重を増減する。
なお、他の構成については図１，２に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。【００４４】
図１４は、従来の摩擦伝動装置において、変速時にエンジントルク（入力トルク）が減少しない場合のタイムチャートである。変速の瞬間t0では、段間比分のすべりが生じ、これに伴いトラクション係数μが低下し、押し付け力が低下する。ここで、エンジントルクが減少されていないため、エンジンが吹け上がってすべり速度は増加し、押し付け力、伝達力共により低下してしまう。つまり、エンジントルクが減少されない場合、には、変速の瞬間のすべりに加え、エンジン吹け上がりによる更なるすべりが発生することとなる。【００４５】
これに対し、実施例４では、図１５に示すように、変速の瞬間t0には押し付け力を一旦増加させるように荷重を付加し、その後、トラクション係数μ＞tanαとなる時点t2までの間、押し付け力を徐々に減少させている。これにより、エンジントルクが減少されない場合においても、変速ショックを確実に抑制することができる。【００４６】
次に、効果を説明する。
実施例４の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果を奏する。【００４７】
(7) 荷重付加手段１０は、変速時にエンジントルクが減少されない場合、変速前よりも一旦押し付け力を増加させた後、押し付け力が徐々に減少するように荷重を増減するため、エンジン状態に合わせて最適な押し付け力を付与し、変速ショックを確実に抑制することができる。
【実施例５】
【００４８】
実施例５は、両ローラの周速の差が所定値（μ＞tanαを示す値））よりも小さくなったとき、荷重の増減を終了する例である。【００４９】
すなわち、実施例５の荷重付加手段１０では、図１６に示すように、変速の進行に伴いすべり率が低下してトラクション係数μがカム斜面の勾配tanαよりも大きくなったことを、駆動ローラ１と従動ローラ２の回転速度から算出したすべり率と、あらかじめ用意した潤滑油の特性データより判定し、荷重の付与を終了させる。ここで、駆動ローラ１と従動ローラ２の回転速度は、車両の変速装置において一般的に設けられる入力軸回転数センサおよび出力軸回転数センサの検出値からそれぞれ算出することができる。
なお、他の構成については図１，２に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。【００５０】
次に、作用を説明すると、実施例５では、すべり率とあらかじめ用意した潤滑油の特性データとに基づき、すべり率が低下してトラクション係数μがカム斜面８ａ，８ｂの勾配tanαよりも大きくなったことを検知し、荷重の付与を終了するため、荷重付与を終了する最適なタイミングを、簡単かつ正確に判断することができ、よりスムーズな変速を実現できる。【００５１】
次に、効果を説明する。
実施例５の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果を奏する。【００５２】
(8) 荷重付加手段１０は、両ローラ１，２の周速の差が所定値よりも小さくなったとき、荷重の増減を終了するため、安価な回転数センサのみで押し付け力操作のタイミングを正確に制御でき、よりスムーズな変速を実現できる。
【実施例６】
【００５３】
実施例６は、外部から与える荷重を、カム斜面の方向に対し略平行とした例である。すなわち、実施例６では、図１７に示すように、荷重付加手段１０は、駆動ローラ支持軸受け５，６に対し、カム斜面８ａの方向と平行な方向に荷重を付与する。
なお、他の構成については図１，２に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。【００５４】
次に、作用を説明する。
荷重付与手段１０が付与する荷重をFとし、Fが伝達力となす角度をβとすると、Fによって発生する押し付け力faは、
fa＝F（sinβ+cosβ/tanα）
となる。【００５５】
βに対するfaの極大値を求めると、
dfa/dβ=F(cosβ-sinβ/tanα)=0
これを解くとβ＝αとなる。
すなわちFをカム斜面８ａに対して平行にすることで、最も大きなfaが得られる。なお略平行であれば効果は大きく変わらない。【００５６】
次に、効果を説明する。
実施例６の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果を奏する。【００５７】
(9) 荷重付加手段１０は、カム斜面８ａの方向に対し略平行に荷重を付与するため、荷重の増幅率を最も大きくとることができ、荷重付加手段１０のコンパクト化を図ることができる。
【実施例７】
【００５８】
実施例７は、荷重付与手段として油圧シリンダを用いた例である。【００５９】
図１８は、実施例７の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図であり、実施例７では、フレーム７に油圧シリンダ１４を取り付け、油圧によりピストン１４ａを伸長させることでカムフォロア５ａ，５ｂに荷重を付与する。
なお、他の構成については図１，２に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。【００６０】
よって、実施例７の摩擦伝動変速装置では、実施例１の効果(1)〜(3)を得ることができる。
【実施例８】
【００６１】
実施例８は、変速時にカム斜面と当接するローラの並進移動を規制し、その反力によって荷重を生成する例である。【００６２】
実施例８では、図１９に示すように、実施例７と同様の油圧シリンダ１４をカムフォロア５ａ，６ａに当接させるが、油圧シリンダ１４に接続された油路１５にON/OFF切り替えバルブ１６を設けている。このON/OFF切り替えバルブ１６は、変速時以外はON、変速時はOFFとし、変速時における駆動ローラ１のカム斜面８ａ，８ｂ上の移動（並進移動）を規制する。【００６３】
次に、作用を説明すると、変速前にトルクを伝達しているときは、ローラ間接触部の変形を吸収するためカム側ローラはカム斜面８ａ，８ｂ上を並進移動した状態にある（図２０）。ここで変速を開始すると同時にON/OFF切り替えバルブ１６を閉じることで、並進移動量が固定される。このときローラ間接触部の変形も維持されることになり、押し付け力も同じ値を保つ。すなわち、押し付け力の付与にあたり、油圧発生源等の動力を必要としないため、構造の簡素化を図ることができる。また、動力損失を生じることもない。【００６４】
次に、効果を説明する。
実施例８の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果を奏する。【００６５】
(10) 荷重付加手段を、カム斜面８ａ，８ｂと当接する駆動ローラ１の並進移動を規制
する並進移動規制手段としたため、荷重の付与に動力を必要とせず、より安価な構成とすることができる。
【実施例９】
【００６６】
実施例９は、並進移動規制手段を、絞りを有する油圧ダンパで構成した例である。【００６７】
実施例９では、図２１に示すように、ピストン１４ａを有する油圧シリンダ１４Ａとピストン１４ｂを有する油圧シリンダ１４Ｂとを対向して２つ配置し、駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａを挟み込む構成としている。それぞれの油圧シリンダ１４Ａ，１４Ｂの油圧室は油路１９で連通され、油路１９の途中には絞り２０が設けられている。この絞り２０は図２１の例では絞り弁であり、変速をしない通常の運転時には適度な開度を維持し、変速時には完全に閉じた状態とする。絞りは図示のような可変タイプ（絞り弁）に限定されることなく、固定タイプ（オリフィス等）でもよい。油圧シリンダ１４Ａ，１４Ｂ、油路１９、絞り２０は一方のローラに対してカム斜面方向に減衰力を発生させる減衰力発生手段を構成する。【００６８】
作用を説明すると、変速をしない通常の運転時は絞り弁２０が適度な開度に設定されているため、駆動系の振動を抑えるダンパとして機能させることができる。一方、変速時には、絞り弁２０を閉じることで、駆動ローラ１の並進移動が規制されるため、その反力によって押し付け力を与えることができる。【００６９】
ここで、変速終了間際には、すべりの減少と共にトラクション係数μが増加するため、伝達力が急激に増加することで変速ショックが発生するおそれがある（図２２）。これに対し、実施例９では、２つの油圧シリンダ１４Ａ，１４Ｂを対向配置しているため、押し付け力が増える方向への駆動ローラ１の並進移動も規制することができる。よって、変速終了間際における伝達力の急増に伴う変速ショックの発生を抑制することができる。【００７０】
次に、効果を説明する。
実施例９の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)、および実施例８の効果(10)に加え、以下の効果を奏する。【００７１】
(11) 並進移動規制手段を、絞りを可変とした油圧ダンパで構成したため、変速終了間
際における伝達力の急増に伴う変速ショックの発生を抑制することができる。また、変速をしない通常走行時には、振動を抑制するダンパとして機能させることができる。
【実施例１０】
【００７２】
図２４は、実施例１０の摩擦伝動変速装置の構成を示す側面図であり、実施例１０では、図１９に示した実施例８のON/OFF切り替えバルブ１６に代えて、チェック弁２５とオリフィス２６を油路１４に対し並列して設けた例である。【００７３】
図２４中の右方向の動きに対してはチェック弁２５が開くため、油圧シリンダ１４のピストン１４ａは自由に移動できるが、左方向の動きにはチェック弁２５が閉じてオリフィス２６の絞りが作用するため、ピストン１４ａの移動は規制される。【００７４】
実施例１０の作用は、実施例９と同様であるが、ピストン１４ａの移動を規制するために絞り弁２０を開閉制御する実施例９と比較して、作動にアクチュエータを用いていないため、機構の簡素化を図ることができる。
【実施例１１】
【００７５】
実施例１１は、並進移動規制手段を、摩擦ブレーキで構成した例である。【００７６】
実施例１１では、図２５に示すように、並進移動規制手段として、スプラグ２７を使ったワンウェイクラッチ２８を用いる。スプラグ２７は図外のモータに結合され、ブレーキとフリーを制御する。【００７７】
作用を説明すると、変速時はスプラグ２７をモータで回してワンウェイクラッチ２８をロックし、駆動ローラ１の移動を規制して押し付け力を発生させる。油圧シリンダに比べてシールなどが不要であるため、簡単な機構とすることができる。【００７８】
次に、効果を説明する。
実施例１１の摩擦伝動変速装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)、実施例８の効果(10)に加えて、以下の効果を奏する。【００７９】
(12) 並進移動規制手段を、摩擦ブレーキで構成したため、機構の簡素化を図ることができる。【００８０】
（他の実施例）
以上、本発明の摩擦伝動変速装置を実現する最良の形態を、各実施例に基づいて説明してきたが、具体的な構成については、各実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。【００８１】
例えば、実施例１では、押し付け力の低下により駆動力よりも伝達力が小さくなることを前提とし、これに伴う変速ショックを抑制するために、押し付け力を増加させる例を示したが、変速時に伝達力が過大となる場合も考えられるため、その場合は、押し付け力を減少させる必要がある。すなわち、段間比が小さく、トラクション係数μが高い場合には、駆動力よりも伝達力が著しく大きくなるため、変速時には駆動ローラの回転数が急激に低下し、その慣性モーメントによって伝達力が衝撃的に大きくなり、過大な変速ショックが発生する。よって、この場合には押し付け力を小さくすることにより、過大な伝達力の発生に伴う変速ショックを抑制することができる。 【００８２】
また、実施例では、本発明の摩擦伝動変速装置を３速の変速装置に適用した例を示したが、４速や５速、あるいは７速以上の変速装置としても適用することができる。
実施例では、駆動ローラのみをカム部材に当接させた構成を示したが、カム部材は従動ローラのみ、または駆動ローラと従動ローラの両方に設けてもよい。【００８３】
本発明の摩擦伝動変速装置は、車両に適用される加減速機や変速機への適用に限らず、加速機能や減速機能や変速機能が要求される産業機器等に対し広汎な用途として適用することができ、各実施例と同様の作用効果を得ることができる。【００８４】
以上のように、本発明の実施例では、変速時の摩擦伝達力が滑らかに変化するよう、ローラ対に付与する押し付け力を増減する押し付け力付与手段（押し付け力付与デバイス）（または押し付け力付与セクション）を設けた。従って、本発明にあっては、押し付け力の変動を抑制して変速時の摩擦伝達力を滑らかに変化させるため、変速ショックの低減を図ることができる。【００８５】
図２に示す荷重付加手段（荷重付加デバイスまたは荷重付加セクション）１０は制御システムを構成していてもよい。この場合、制御システムはコントローラ、荷重を付加するアクチュエータ、及び  押し付け力の増減制御に必要な情報を集めるセンサ部（インプット部）より成り、荷重付加手段は少なくともアクチュエータとコントローラの一方または双方を含む。図２に点線のブロックで示す例では、荷重付加手段１０はアクチュエータとして機能し、コントローラ１０１と接続され、センサ部１０３からの情報に基づいて、コントローラ１０１は変速時の摩擦伝達力が滑らかに変化するようにアクチュエータを制御してローラ対に付与する押し付け力を増減するように構成されている。 アクチュエータとして例えば油圧あるいは電気を用いるアクチュエータを用いることが出来る。実施例９に於いて、固定タイプの絞り（オリフィス）２０を用いる場合などはコントローラなしに変速ショックを低減することができる。 【００８６】
コントローラ１０１はアクチュエータを制御して押し付け力をいろいろなモードで増減することができる。例えば、コントローラ１０１は以下の何れか一つまたは複数の方式で押し付け力を制御することができる：（１）変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減する、（２）変速時に入力トルクが減少傾向の場合、変速前の押し付け力を維持するように荷重を増減する、（３）変速時に入力トルクが減少傾向でない場合、変速前よりも一旦押し付け力を増加させた後、押し付け力が徐々に減少するように荷重を増減する、 （４）変速終了後に荷重の増減を終了する、（５）両ローラユニットの周速の差が所定値よりも小さくなったとき、荷重の増減を終了する。 【００８７】
図３の例では、荷重付加手段１０（アクチュエータ）により加えられる押し付け力は変速時に一時的にあるいは過渡的に増大させる。さらにこの例では変速前、変速後の定常時には荷重付加手段１０（アクチュエータ）により加えられる押し付け力は最低レベル（ゼロ）に保持される。 【００８８】
図２の例では、駆動ローラ１と従動ローラ２は想像上の正中面に関して左右対称であり、図２では、正中面は駆動ローラ回転軸１ａと従動ローラ回転軸２ａを結ぶ直線となる。荷重付加手段１０（アクチュエータ）により加えられる押し付け力の方向は図２の例では正中面に垂直であり駆動ローラ回転軸１ａに向かう。図２の例ではカム斜面８ａ、８ｂはこの正中面に関して左右対称に配置され、荷重付加手段１０（アクチュエータ）は正中面の第１側（図２の左側）に在り、（正転）カム斜面８ａは正中面の第２側（右側）にあり、押し付け力の方向は第１側から第２側に向かう。 【００８９】
図１７の例では荷重付加手段１０（アクチュエータ）により加えられる押し付け力の方向は、正中面に直角ではなく、（正転）カム斜面８ａに平行な方向と正中面に直角の方向の間にある。【００９０】
図２１の例では油圧シリンダ１４Ａ，１４Ｂは各カムフォロア５a、６aの両側に、前述の正中面に関して左右対称に配置される。図２１の例では、油圧ダンパは、前記正中面に対して垂直な方向に於ける、カムフォロア（５aまたは６a）の移動を規制するように配置されている。【００９１】
あるひとつの解釈によれば、図示の実施例では、摩擦伝動変速装置（又は、摩擦伝動変速方法）は少なくとも下記の要素（装置の要素または方法の要素）を含む。押し付け力付与のための要素（装置を構成するミーンズ（ｍｅａｎｓ）または方法のステップ）は変速時の摩擦伝達力が滑らかに変化するようにローラ対に付与する押し付け力を増減する。摩擦伝動変速装置（又は、摩擦伝動変速方法）は更に変速制御要素（ミーンズまたはステップ）を含んでいてもよい。変速制御要素は変速を要求する条件が成立すると変速制御を開始し、押し付け力付与要素はこの変速制御中に一時的に押し付け力を増大（または減少）させる。例えば、変速制御要素はサーボモータ９などの変速アクチュエータを含む。摩擦伝動変速装置の場合、変速制御要素はさらに変速アクチュエータを制御する変速コントローラを含んでいてもよい。例えば、一つのコントローラ１０１が荷重付加アクチュエータを制御するコントローラおよび変速コントローラの両方のコントローラとして機能するように構成されていてもよい。【００９２】
本願は日本特許出願 特願２００８−０４３６９３に基づく、この特許出願の内容をここに引用する。
【図１】
2009107543.tif 000003
【図２】
2009107543.tif 000004
【図３】
2009107543.tif 000005
【図４】
2009107543.tif 000006
【図５】
2009107543.tif 000007
【図６】
2009107543.tif 000008
【図７】
2009107543.tif 000009
【図８】
2009107543.tif 000010
【図９】
2009107543.tif 000011
【図１０】
2009107543.tif 000012
【図１１】
2009107543.tif 000013
【図１２】
2009107543.tif 000014
【図１３】
2009107543.tif 000015
【図１４】
2009107543.tif 000016
【図１５】
2009107543.tif 000017
【図１６】
2009107543.tif 000018
【図１７】
2009107543.tif 000019
【図１８】
2009107543.tif 000020
【図１９】
2009107543.tif 000021
【図２０】
2009107543.tif 000022
【図２１】
2009107543.tif 000023
【図２２】
2009107543.tif 000024
【図２３】
2009107543.tif 000025
【図２４】
2009107543.tif 000026
【図２５】
2009107543.tif 000027
【国際調査報告】
2009107543.tif 000028
2009107543.tif 000029
2009107543.tif 000030
2009107543.tif 000031