JP4550924B2 - 多段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両用変速機等に適用され、薄い円板状ディスクの弾性変形を利用して駆動伝達部分を接触させる方式の摩擦伝導機構を備えた多段変速機に関する。

従来、ディスクを用いた変速機としては、複数のコーンディスクと複数のフランジディスクによる摩擦伝導機構を備えたバイエル変速機と呼ばれるものが知られている（例えば、特許文献１の第３図及び第４図参照）。

このバイエル変速機は、入力軸に入力された動力を、歯車を介して多数のスプライン軸に伝達し、さらに複数のコーンディスク群に均等に配分する。コーンディスク群は、中央に配置された複数のフランジディスク群の間に交互に挟まれた配置とされ、バネとフェースカムによる圧接力で押し付けられる。また、コーンディスク群は、フランジディスク群の外周上の３箇所に配置され、変速操作リンク機構が設けられ、コーンディスク群をフランジディスク群に出入りさせることにより変速操作を行う。

入力軸からの動力は、コーンディスク群から油膜を介してフランジディスク群に伝達され、フェースカムを経て出力軸に伝達される。このとき、フランジディスク群の接触点がコーンディスク群の中心に近いほど出力軸が低速となり、フランジディスク群の接触点がコーンディスク群の外周に近いほど出力軸が高速となる。
実開平３−２９５４号公報の第３図及び第４図

しかしながら、従来のバイエル変速機にあっては、中央に配置されたフランジディスク群の外周部に形成されたフランジ部分にてコーンディスク群を挟み込む構造であり、出力側のフランジ駆動半径が固定径として決められている。このため、入力側のコーンディスク群の可変駆動半径に比べ出力側のフランジディスク群のフランジ駆動半径が大きくなり、変速比として、１以下の減速側変速比が得られるのみとなる。つまり、設定可能な変速比の範囲が狭くなり、例えば、増速側変速比の要求がある場合、この要求に応えることができない、という問題があった。

また、スティックさせずに安定動作させるため、中央に配置されたフランジディスク群の外周上の３箇所にコーンディスク群を配置し、かつ、３箇所のコーンディスク群を可動軸で保持し、隣接するコーンディスク群の空間位置に変速操作リンク機構を配置する構成が採用されている。このため、軸側ほど厚くなるテーパー形状のコーンディスク群が重量増になると共に、構造が複雑で、部品点数も多く、可動スペースが必要であるため、高コストになると共に、軽量化やコンパクト化を達成できない、という問題があった。

さらに、中央に配置されたフランジディスク群の外周部に形成されたフランジ部分にて平面形状のコーンディスク群を挟み込む突条と平面による接触構造であるため、トルク伝達接触部の接触形状が、周方向駆動半径の長い長円形状や楕円形状になる。したがって、トルク伝達接触部のうち、周方向に拡大された接触面積部分にて、トルク伝達接触中心点の周りを相対回転するこじり圧接が発生し、伝達トルクのスピン損失が大きくなる、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、低コスト化・軽量化・コンパクト化を達成しながら、増速比を含む高い変速比の設定自由度を持つ変速機能と、トルク伝達／遮断を切り替えるクラッチ機能を併せて発揮することができると共に、各変速比位置で伝達トルクのスピン損失を低減することができる多段変速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の多段変速機では、
原動機に接続され、変速機ケース部材に支持される入力軸と、
前記入力軸に平行配置され、変速機ケース部材に支持される出力軸と、
前記入力軸に設けられ、外周端を前記出力軸に近接配置した円板状の入力ディスクと、
前記出力軸に設けられ、外周端を前記入力軸に近接配置した円板状の出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクが互いに重なり合うディスク重合領域のうち、前記入力軸の軸心と前記出力軸の軸心を結ぶ軸心連結線上に沿って移動可能に設けられ、要求変速比に応じた位置にて両ディスクを挟持押圧し、両ディスクの弾性変形によりトルク伝達接触部を形成する一対の押圧手段と、を備え、
前記入力ディスクは、そのディスク面に前記入力軸の軸心から異なる半径にて同心状に形成された複数の入力側突条を有し、
前記出力ディスクは、そのディスク面に前記出力軸の軸心から異なる半径にて同心状に形成された複数の出力側突条を有し、
前記複数の入力側突条と前記複数の出力側突条は、前記軸心連結線の長さを複数の要求変速比に応じて入力側駆動半径と出力側駆動半径に振り分けた設定とし、前記軸心連結線上にて両突条の頂部同士を対向配置したことを特徴とする。

よって、本発明の多段変速機にあっては、一対の押圧手段により両ディスクを挟持押圧すると、弾性変形によりトルク伝達接触部が形成される。このトルク伝達接触部を、軸心連結線上の中間位置に形成すると、入力側接触円の軸心からの入力側駆動半径と、出力側接触円の軸心からの出力側駆動半径が同じとなり、入力軸と出力軸の間で等速比が得られる。この等速比の位置から入力軸側に移動させた位置にトルク伝達接触部を形成すると、入力側駆動半径が短くなり、出力側駆動半径が長くなり、入力軸と出力軸との間で減速比（ロー側変速比）が得られる。一方、等速比の位置から出力軸側に移動させた位置にトルク伝達接触部を形成すると、入力側駆動半径が長くなり、出力側駆動半径が短くなり、入力軸と出力軸との間で増速比（ハイ側変速比）が得られる。
そして、押圧手段により両ディスクを挟持押圧する押圧力を解除すると、入力軸から出力軸へのトルク伝達が遮断される。
さらに、入力ディスクに有する複数の入力側突条と出力ディスクに有する複数の出力側突条は、軸心連結線の長さを複数の要求変速比に応じて入力側駆動半径と出力側駆動半径に振り分けた設定とされ、軸心連結線上にて両突条の頂部同士が対向配置される。つまり、突条同士による接触構造であるため、トルク伝達接触部の接触形状が小さくて丸い円形状となり、接触面積も小面積になる。したがって、トルク伝達接触中心点の周りを相対回転することで発生するこじり圧接が抑えられ、伝達トルクのスピン損失が低減される。
この結果、従来のバイエル変速機に比べて構造が簡単で部品点数も少なく、低コスト化・軽量化・コンパクト化を達成しながら、増速比を含む高い変速比の設定自由度を持つ変速機能と、トルク伝達／遮断を切り替えるクラッチ機能を併せて発揮することができると共に、各変速比位置で伝達トルクのスピン損失を低減することができる。

以下、本発明の多段変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/U（多段変速機の一例）が適用された車両用自動変速システムを示す全体概略図である。

実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムは、図１に示すように、エンジン１（原動機）と、変速機ケース２と、入力軸３と、マルチディスク多段変速ユニットT/Uと、出力軸４と、リバースギア５と、リバースアイドラーギア６と、出力ギア７と、シンクロ機構８と、ファイナルギア９と、デファレンシャルギアユニット１０と、左右の駆動軸１１，１２と、左右の駆動輪１３，１４と、を備えている。

前記マルチディスク多段変速ユニットT/Uは、複数枚の入力ディスク１５により構成されたプライマリディスク群150と、複数枚の出力ディスク１６により構成されたセカンダリディスク群160と、押圧手段としての一対の押圧ローラー１７，１７と、入力軸３を支持する入力軸支持枠１８，１８と、出力軸４を支持する出力軸支持枠１９，１９と、を備えている。

すなわち、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムは、入力軸３と出力軸４と左右の駆動軸１１，１２による三軸構成とされる。また、Ｄレンジ（ドライブレンジ）の選択時、前記マルチディスク多段変速ユニットT/Uにより７速自動変速での前進走行を達成し、Ｒレンジ（リバースレンジ）の選択時、前記シンクロ機構８の同期噛み合いにより１速の後退走行を達成する。

図２は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uを示す全体斜視図である。図３は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uを示す図２のＡ−Ａ線断面図である。以下、マルチディスク多段変速ユニットT/Uの全体構成について説明する。

実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uは、図２に示すように、入力軸３と、出力軸４と、複数枚の入力ディスク１５により構成されたプライマリディスク群150と、複数枚の出力ディスク１６により構成されたセカンダリディスク群160と、一対の押圧ローラー１７，１７（押圧手段）と、入力軸支持枠１８，１８（変速機ケース部材）と、出力軸支持枠１９，１９（変速機ケース部材）と、ローラー回転軸２０と、を備えている。

前記入力軸３は、エンジン１に接続され、入力軸支持枠１８，１８に回転可能に両端支持される。この入力軸３には、図２及び図３に示すように、外周端を出力軸４に近接配置した円板状の入力ディスク１５を軸方向に等間隔にて複数枚配列することにより構成されたプライマリディスク群150を有する。

前記出力軸４は、入力軸３に平行配置され、出力軸支持枠１９，１９に回転可能に両端支持される。この出力軸４には、図２及び図３に示すように、外周端を入力軸３に近接配置した円板状の出力ディスク１６を軸方向に等間隔にて複数枚配列することにより構成されたセカンダリディスク群160を有する。

前記一対の押圧ローラー１７，１７は、複数枚の入力ディスク１５の隣接する軸方向隙間のそれぞれに出力ディスク１６を挿入配置することで、プライマリディスク群150とセカンダリディスク群160が互いに重なり合うディスク重合領域を形成する。そして、このディスク重合領域のうち、入力軸３の軸心O₃と出力軸４の軸心O₄を結ぶ軸心連結線CL上に沿って移動可能に設けられ、要求変速比に応じた位置にて両ディスク群150,160を両側位置から挟持押圧し、両ディスク群150,160の弾性変形によりトルク伝達接触部を形成する。

前記一対の押圧ローラー１７，１７は、プライマリディスク群150とセカンダリディスク群160を挟持押圧しながら、両ディスク群150,160の回転にしたがって転動する。そして、一対の押圧ローラー１７，１７は、要求変速比（変速段）の変化がなく位置固定であるとき、軸心連結線CLと平行なローラー回転軸線を保ち、要求変速比（変速段）の変化により位置移動するとき、軸心連結線CL上に沿った移動方向に応じてローラー回転軸線の微小傾動を許容する取り付けとしている。つまり、押圧ローラー１７は、図３に示すように、一対の押圧ローラー１７，１７を回転可能に支持するローラー回転軸２０を、意図的に微小隙間（ガタ）を残したままの支持としている。

前記入力ディスク１５は、図３に示すように、そのディスク面に入力軸３の軸心O₃から同心状に形成された異なる半径による複数の入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇを有している。前記出力ディスク１６は、図３に示すように、そのディスク面には出力軸４の軸心O₄から同心状に形成された異なる半径による複数の出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを有している。前記入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇの各半径と、前記出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇの各半径は、複数の要求変速比に応じて、軸心連結線CLの長さを入力側半径と出力側半径に振り分けた設定としている。

前記一対の押圧ローラー１７，１７は、図３に示すように、挟持押圧力の解除時に微小隙間が保たれた前記入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇと前記出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇの頂部同士を、要求される１速段（低速段）から７速段（高速段）までの有段階の変速比に応じて挟持押圧する。なお、入出力側突条１５ａ，１６ｇの組み合わせで１速段を達成する。入出力側突条１５ｂ，１６ｆの組み合わせで２速段を達成する。入出力側突条１５ｃ，１６ｅの組み合わせで３速段を達成する。入出力側突条１５ｄ，１６ｄの組み合わせで４速段を達成する。入出力側突条１５ｅ，１６ｃの組み合わせで５速段を達成する。入出力側突条１５ｆ，１６ｂの組み合わせで６速段（ＯＤ段）を達成する。入出力側突条１５ｇ，１６ａの組み合わせで７速段（スーパーＯＤ段）を達成する。

前記一対の押圧ローラー１７，１７は、前記軸心連結線CLと一致する方向に移動可能な移動枠２１に回転可能に支持され、移動枠２１に設定された皿バネ２２（付勢手段）による付勢力をトルク伝達接触部への挟持押圧力とする。
すなわち、移動枠２１は、図２に示すように、プライマリディスク群150とセカンダリディスク群160が互いに重なり合うディスク群重合領域の外周部を囲み、軸心連結線CLと一致する方向に移動可能に配置している。そして、移動枠２１のうち、ディスク面に対向する一対のローラー保持枠部２１ａ，２１ａに、軸心連結線CLと平行な一対のローラー回転軸２０，２０を支持している。また、移動枠２０のうち、一対のローラー保持枠部２１ａ，２１ａを両端部位置にて連結する一対の連結枠部２１ｂ，２１ｂに、一対のローラー保持枠部２１ａ，２１ａの間隔を狭める方向に付勢力を付与する皿バネ２２を設けている。

前記移動枠２１は、ステッピングモータ２３（モータアクチュエータ）により回転するスクリューネジ２４を使って、軸心連結線CLの方向に移動可能に設けている。
すなわち、入力軸３を支持する入力軸支持枠１８に第１スクリューネジ支持構造２５を設け、出力軸４を支持する出力軸支持枠１９に第２スクリューネジ支持構造２６を設け、ローラー保持枠部２１ａにボールスクリュー構造２７を設けている。そして、第１スクリューネジ支持構造２５と第２スクリューネジ支持構造２６とボールスクリュー構造２７に跨ってスクリューネジ２４を支持すると共に、スクリューネジ２４の端部にステッピングモータ２３を設けている。

前記一対の押圧ローラー１７，１７による付勢力調整手段は、皿バネ２２による付勢力Fdを調整するカム面２８ａ，２８ａを形成したテンプレート２８，２８と、カム面２８ａ，２８ａの面形状に沿って移動するカムフォロア２９，２９と、を有して構成している。
すなわち、前記テンプレート２８，２８は、コイルスプリング３０，３０による付勢力Fsが、互いに引き離す方向に作用する設定により、移動枠２１の両端位置にそれぞれ一対配置される。前記カムフォロア２９，２９は、一対のローラー保持枠部２１ａ，２１ａの端部位置に設けられ、皿バネ２２による付勢力Fdが、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａとの接触面に作用する設定としている。そして、一対の押圧ローラー１７，１７に加わる付勢力Ｆ（皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０による付勢力Fsの付勢力差(Fd−Fs)）を、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状の設定により調整している。

図４は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットの入出力ディスクの端部間隔保持構造を示す図３のＢ部拡大断面図である。図５は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットの入出力ディスクの詳細構造を示す図３のＣ部拡大断面図である。以下、マルチディスク多段変速ユニットT/Uの入出力ディスク１５，１６の構成について説明する。

前記プライマリディスク群150と前記セカンダリディスク群160は、入力軸３の外周部位置と出力軸４の外周部位置に、軸方向に隣接する入力ディスク１５と出力ディスク１６の端部隙間を一定間隔に保つ端部間隔保持構造を有する。
すなわち、入力軸３の外周部位置に有する端部間隔保持構造は、図４に示すように、入力軸３と隣接する入力ディスク１５，１５とで形成されるディスク基部空間に、それぞれカラー３１を配置することで、複数枚の入力ディスク１５，１５を等間隔に配列している。そして、入力軸３に螺合する締め付けナット３２と、入力軸３に形成されたストッパ突起３ａを用い、締め付けナット３２を一端側から締め付けることで、複数枚の入力ディスク１５，１５を、等間隔に保ちながら入力軸３に挟持固定している。
また、前記カラー３１の外周位置には、保持器により保持された一対のボール３３，３３が配置され、この一対のボール３３，３３により、複数枚の出力ディスク１６，１６の外周端部を等間隔に保つようにしている。なお、出力軸４の外周部位置に有する端部間隔保持構造についても同様である（図３を参照）。

前記複数の入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇと前記出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇは、入力軸３側の入力側突条１５ａと、出力軸４側の出力側突条１６ａの高さを最も高くし、外周側へ向けて突条の高さが徐々に低くなるように設定している（図３を参照）。
すなわち、上記端部間隔保持構造と相俟って、前記一対の押圧ローラー１７，１７によるディスクへの挟持押圧力を解除したとき、対向する入出力側突条１５ａ，１６ｇ、入出力側突条１５ｂ，１６ｆ、入出力側突条１５ｃ，１６ｅ、入出力側突条１５ｄ，１６ｄ、入出力側突条１５ｅ，１６ｃ、入出力側突条１５ｆ，１６ｂ、入出力側突条１５ｇ，１６ａの隙間を確保している。

前記複数の入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇと前記出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇは、図５に示すように、三角断面形状の頂部１５’，１６’を軸方向に下り傾斜角を有する傾斜頂部形状とし、対向する傾斜頂部形状同士を、接触角θを有して押圧するようにしている。

前記入力ディスク１５は、図５に示すように、ディスク両面のうち一方の面に断面三角形状の入力側突条１５ｅを形成した２枚のプレートを用意し、前記２枚のプレートの他方のディスク面同士を、入力側突条１５ｅの位置を一致させて貼り合わせることにより構成している。前記出力ディスク１６は、図５に示すように、ディスク両面のうち一方の面に断面三角形状の出力側突条１６ｃを形成した２枚のプレートを用意し、前記２枚のプレートの他方のディスク面同士を、出力側突条１６ｃの位置を一致させて貼り合わせることにより構成している。そして、前記入力ディスク１５と前記出力ディスク１６は、板材からのプレス加工により、断面三角形状の突条を形成したプレートを製造するようにしている。なお、入出力ディスク１５，１６の素材としては、例えば、耐摩耗性に富む疲労強度の高い特殊合金鋼等が使用される。また、接触面間に油膜を常に保持するため、遠心潤滑や掻き上げ潤滑等を用いて接触部に潤滑油が供給される。

図６は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットの付勢力調整用のテンプレートとカムフォロアを示す平面図である。図７は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットのテンプレートとカムフォロアによる付勢力調整状態を示す図で、(a)は付勢力解除状態をあらわし、(b)は最大付勢力付与状態をあらわす。以下、マルチディスク多段変速ユニットT/Uでの押圧ローラー１７，１７への付勢力調整手段の構成について説明する。

前記一対のテンプレート２８，２８は、図６に示すように、入力軸支持枠１８，１８と出力軸支持枠１９，１９に端部が固定された支持ピン３４，３４に対しピン軸方向に摺動可能に設けられている。そして、一対のテンプレート２８，２８の両端部にコイルスプリング３０，３０を介装し、コイルスプリング３０，３０による付勢力Fsが、一対のテンプレート２８，２８を互いに引き離す方向に作用する設定とされている。

前記一対のカムフォロア２９，２９は、図６及び図７に示すように、皿バネ２２による付勢力Fdが、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａとの接触面に作用する設定とされる。すなわち、一対の押圧ローラー１７，１７に加わる付勢力Ｆを、皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０による付勢力Fsの付勢力差（Fd−Fs）により得る構成とし、この付勢力Ｆを、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状の設定により、変速条件に応じた最適な挟持押圧力を得るように調整している。

前記一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状は、下記のように設定される。

まず、一対のカムフォロア２９，２９が、図６に示すリバースレンジ位置（REV）とニュートラルレンジ位置（Ｎ）にあるときは、図７(a)に示すように、コイルスプリング３０の縮み量を最大とすることで、コイルスプリング３０による付勢力Fsが最大になるように設定する。

一方、一対のカムフォロア２９，２９が、図６に示すパーキングレンジ位置（Ｐ）にあるときは、図７(b)に示すように、コイルスプリング３０の伸び量を最大とすることで、コイルスプリング３０による付勢力Fsが最小になるように設定する。

さらに、一対のカムフォロア２９，２９が、図６に示すドライブレンジ位置（Ｄ）にあるときは、コイルスプリング３０を１速段から７速段に向かうにしたがって段階的に縮めることで、コイルスプリング３０による付勢力Fsが、１速段から７速段に向かうにしたがって大きくなるように設定する。

加えて、一対のカムフォロア２９，２９が、図６に示すドライブレンジ位置（Ｄ）にあるときは、隣接する変速段へ移行する変速中（アップシフト中やダウンシフト中）、コイルスプリング３０を一時的に縮めることで、変速中のコイルスプリング３０による付勢力Fsが、変速前後の変速段でのコイルスプリング３０の付勢力Fsよりも大きくなるように設定する。

次に、作用を説明する。
実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uにおける作用を、「ディスクの弾性変形を利用した変速原理」、「弾性変形ディスクにより駆動力を伝達する多段変速機の有利性」、「Ｒレンジ選択時のクラッチ作用」、「Ｐレンジ選択時のパーキング作用」、「Ｎ→Ｄ切り替え時の発進作用」、「Ｄレンジ選択時の自動変速作用」、「変速レスポンスの向上作用」に分けて説明する。

［ディスクの弾性変形を利用した変速原理］
図８は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uにおけるディスクの弾性変形を利用した変速原理を示す原理説明平面図である。図９は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uにおけるディスクの弾性変形を利用した変速原理を示す原理説明正面図である。

変速原理を説明する多段変速機として、図８及び図９に示すように、入力軸に設けられ、外周端を出力軸に近接配置した円板状の入力ディスクと、出力軸に設けられ、外周端を入力軸に近接配置した円板状の出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクが互いに重なり合うディスク重合領域のうち、入力軸の軸心と前記出力軸の軸心を結ぶ軸心連結線上に沿って移動可能に設けられ、要求変速比に応じた位置にて両ディスクを挟持押圧し、両ディスクの弾性変形によりトルク伝達接触部を形成する一対の押圧手段と、を有するものを想定する。

この多段変速機にあっては、図８に示すように、一対の押圧手段により両ディスクを挟持押圧すると、入力ディスクと出力ディスクが部分的に弾性変形することにより、トルク伝達接触部が形成される。すなわち、両持ち梁（ディスク）に集中荷重を加えたとき、集中荷重を加えた部分の梁が大きく撓むという原理を使って、入出力ディスクにトルク伝達接触部を形成するようにしている。

そして、トルク伝達接触部を、入力軸の軸心と出力軸の軸心を結ぶ線上の中間位置（図９のP1位置）に形成すると、入力側接触円の軸心からの入力側駆動半径R2と、出力側接触円の軸心からの出力側駆動半径R2が同じとなり、入力軸と出力軸の間で等速比が得られることになる。

また、トルク伝達接触部を、等速比の位置（図９のP1位置）から入力軸側に移動させた位置（図９のP2位置）に形成すると、入力側接触円の軸心からの入力側駆動半径R1が短くなり、出力側接触円の軸心からの出力側駆動半径R3が長くなり、入力軸と出力軸との間で減速比（ロー側変速比）が得られる。

さらに、トルク伝達接触部を、等速比の位置（図９のP1位置）から出力軸側に移動させた位置（図９のP3位置）に形成すると、入力側接触円の軸心からの入力側駆動半径R3が長くなり、出力側接触円の軸心からの出力側駆動半径R1が短くなり、入力軸と出力軸との間で増速比（ハイ側変速比）が得られる。

［弾性変形ディスクにより駆動力を伝達する多段変速機の有利性］
上記のように、本発明の多段変速機は、弾性変形ディスクにより駆動力を伝達するトラクションドライブ方式の多段変速機ということができる。そして、この多段変速機は、広い範囲で変速比の設定自由度を持つ変速機能を発揮する、クラッチ機能を発揮する、低コスト化・軽量化・コンパクト化を狙うことができる、効率の良いトルク伝達接触部の冷却や潤滑を狙うことができる、という有利性を備えている。以下、各有利性について説明する。

（変速機能）
本発明の多段変速機は、増速比を含む高い変速比の設定自由度を持つ変速機能を発揮する。
例えば、変速比の設定範囲（レシオカバー）が８〜１１となり、高速燃費向上を狙える多段化要求に応えることができる。特に、終減速機等により等速比位置を増速比側にシフトとした場合には、減速比側の変速比設定自由度がさらに増す。また、ディスク枚数を自由に設定できることで、汎用化が狙えるし、ディスク枚数の追加で伝達トルクアップを狙うこともできる。

（クラッチ機能）
本発明の多段変速機は、押圧手段により両ディスクを挟持押圧する押圧力を解除すると、入力ディスクと出力ディスクは弾性復元力により平板状のプレートディスクに戻り、部分的な弾性変形により形成されたトルク伝達接触部が無くなる。このため、入力軸から出力軸へのトルク伝達が遮断され、入力軸から出力軸へのトルク伝達と、入力軸から出力軸へのトルク遮断を切り替えるクラッチ機能を発揮する。
例えば、車両用無段変速機（ベルトＣＶＴやトロイダルＣＶＴ等）の場合、常にトルク伝達接触部を有し、変速機能のみを持つため、ニュートラル状態を確保するべくクラッチ機構やトルクコンバータ等のクラッチ機能部品を併用する必要がある。これに対し、本発明の多段変速機では、クラッチ機能部品を省略することが可能である。

（低コスト化・軽量化・コンパクト化）
本発明の多段変速機は、ディスクを挟持押圧する押圧力がトルク伝達接触部にて互いに相殺され、入力軸と出力軸には荷重が作用しないため、高い剛性を持つ構造とする必要が無く、小さな径の入出力軸とすることができるし（変速比幅の拡大にも有効）、ディスクを薄い鋼板によりプレス成形等にて製造することができる。
入出力軸と円板状の入出力ディスクと押圧手段を構成要素とするため、従来のバイエル変速機に比べ、構造が簡単で、部品点数も少ない。
入力軸と出力軸の間の領域にて押圧手段を移動させるだけの僅かな可動スペースが必要なだけであり、従来のバイエル変速機に比べ、可動スペースが大幅に減少する。
入力ディスクと出力ディスクを互いに重合させているため、ユニット長としてディス径の１．５倍強の長さを確保すれば良く、狭いスペース内に多段変速機が収まる。
これらの相乗作用により、車両に既に搭載されている周知の多段変速機と比べた場合、コスト面と重量面と必要スペース面の全てにおいて、低コスト化・軽量化・コンパクト化を達成することができる。

（冷却・潤滑機能）
本発明の多段変速機は、固定された入力軸と出力軸の２軸構造であり、かつ、トルク伝達接触部が１箇所に集中するため、その部分を狙って油を吹き付けるだけで、冷却効果の高い潤滑を行うことができるし、遠心潤滑や掻き上げ潤滑等を活用することで、オイルポンプを不要とすることも可能である。

［Ｒレンジ選択時のクラッチ作用］
図１０は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＲレンジ選択時のテンプレートとカムフォロワの位置関係を示す平面図である。

車両用自動変速システムでのＲレンジ選択による後退走行時には、マルチディスク多段変速ユニットT/Uの押圧ローラー１７，１７による挟持押圧を解除してトルク伝達を遮断し、シンクロ機構８のカップリングスリーブ８ａを図１の右方向にストロークし、リバースギア５を入力軸３に固定する。

すなわち、Ｒレンジ選択時には、一対のカムフォロア２９，２９が、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状のうち、図１０に示すリバースレンジ位置（REV）にある。このときは、コイルスプリング３０の縮み量が最大とされ、これに伴いコイルスプリング３０の付勢力Fsが最大になる。したがって、コイルスプリング３０の付勢力Fsが、皿バネ２２による付勢力Fdと等しい、あるいは、皿バネ２２による付勢力Fdより僅かに大きくなる（図１５を参照）。その結果、付勢力差（Fd−Fs）がほぼゼロになることで、一対の押圧ローラー１７，１７によるディスクの挟持押圧が解除され、マルチディスク多段変速ユニットT/Uによるトルク伝達が遮断される、つまり、クラッチ解除機能が発揮されることになる。

したがって、Ｒレンジ選択時には、図１に示すように、エンジン１からの駆動トルクが、入力軸３→シンクロ機構８→リバースギア５→リバースアイドラーギア６→出力ギア７→ファイナルギア９→デファレンシャルギアユニット１０→左右の駆動軸１１，１２→左右の駆動輪１３，１４へと伝達され、後退１速が達成される。

［Ｐレンジ選択時のパーキング作用］
図１１は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＰレンジ選択時のテンプレートとカムフォロワの位置関係を示す平面図である。図１２は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＰレンジ選択時にディスクに形成されるトルク伝達接触部を示す正面図である。

車両用自動変速システムでのＰレンジ選択による停車時には、入出力ディスク１５，１６を互いに強く締結することで、入出力ディスク１５，１６が、一体的に固定連結されることによりロック状態とされ、出力軸４を固定するパーキング機能が発揮される。

すなわち、Ｐレンジ選択時には、一対のカムフォロア２９，２９が、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状のうち、図１１に示すパーキングレンジ位置（Ｐ）にある。このときは、コイルスプリング３０の伸び量が最大とされ、これに伴ってコイルスプリング３０の付勢力Fsが最小になる。したがって、皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０の付勢力Fsの付勢力差（Fd−Fs）が最大になることで（図１５を参照）、一対の押圧ローラー１７，１７により入出力ディスク１５，１６を強く挟持押圧する。

この結果、図１２に示すように、一対の押圧ローラー１７，１７の設定位置を中心としてその周囲にわたってトルク伝達接触部TCが複数形成され、入出力ディスク１５，１６が相対回転を許容しないロック状態とされる。

［Ｎ→Ｄ切り替え時の発進作用］
図１３は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＮレンジ選択からＤレンジ選択へ切り替え時のテンプレートとカムフォロワの位置関係を示す平面図で、(a)はニュートラル選択時をあらわし、(b)はニュートラルから１速段への選択時をあらわし、(c)は１速段フル負荷選択時をあらわし、(d)は１速段軽負荷選択時をあらわし、(e)は１速段から２速段への選択時をあらわし、(f)は２速段選択時をあらわす。

車両用自動変速システムでのＮレンジ選択時には、マルチディスク多段変速ユニットT/Uの押圧ローラー１７，１７による挟持押圧を解除してトルク伝達を遮断し、シンクロ機構８のカップリングスリーブ８ａを図１の左方向にストロークした位置とする。

このＮレンジ選択により、一対のカムフォロア２９，２９が、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状のうち、図１３(a)に示すニュートラルレンジ位置（Ｎ）にあるときは、コイルスプリング３０の縮み量を最大とすることで、コイルスプリング３０の付勢力Fsが最大になる。したがって、コイルスプリング３０の付勢力Fsが、皿バネ２２による付勢力Fdより僅かに大きくなり（図１５を参照）、その結果、付勢力差（Fd−Fs）が負の値になることで、一対の押圧ローラー１７，１７によるディスクの挟持押圧が解除され、マルチディスク多段変速ユニットT/Uによるトルク伝達が遮断されたニュートラル状態とされる。

そして、Ｎレンジ選択からＤレンジ選択に切り替えると、一対のカムフォロア２９，２９が、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状のうち、図１３(b)に示すように１速側に向かって移動するときは、移動に伴いコイルスプリング３０を徐々に伸ばしてゆくことで、コイルスプリング３０の付勢力Fsが徐々に小さくなる。したがって、皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０の付勢力Fsの付勢力差（Fd−Fs）が増大し、一対の押圧ローラー１７，１７によるディスクの挟持押圧力が高まる。

このＮ→Ｄ切り替え時、アクセル開度が高開度域であることによりフル負荷であると判断されると、一対のカムフォロア２９，２９が、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状のうち、図１３(c)に示す１速フル負荷位置とされ、コイルスプリング３０の伸び量を最大とすることで、コイルスプリング３０の付勢力Fsが最小になる。したがって、皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０の付勢力Fsの付勢力差（Fd−Fs）が全変速段中で最も大きくなることで（図１５を参照）、一対の押圧ローラー１７，１７により１速段の入力側突条１５ａと出力側突条１６ｇが交わる位置で入出力ディスク１５，１６を挟持押圧し、１速段の変速比により車両をフル負荷発進させることができる。

このＮ→Ｄ切り替え時、アクセル開度が低開度域であることにより軽負荷であると判断されると、一対のカムフォロア２９，２９が、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状のうち、図１３(d)に示す１速軽負荷位置とされ、コイルスプリング３０の伸び量を最大域とすることで、コイルスプリング３０の付勢力Fsがフル負荷時より少し大きくなる。したがって、皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０の付勢力Fsの付勢力差（Fd−Fs）が、フル負荷１速に次いで大きくなることで（図１５を参照）、一対の押圧ローラー１７，１７により１速段の入力側突条１５ａと出力側突条１６ｇが交わる位置で入出力ディスク１５，１６を挟持押圧し、１速段の変速比により車両を軽負荷発進させることができる。

なお、フル負荷や軽負荷に対応する挟持押圧力の調整に関しては、この機能を、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状の設定に代え、例えば、エンジン１からの入力トルクの大きさにより作動するローディングカムを設け、カム動作量を利用して負荷に対応する挟持押圧力の調整を行うようにしても良い。

［Ｄレンジ選択時の自動変速作用］
図１４は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ選択時のトルク伝達接触部を示す拡大断面図である。図１５は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ選択時に各変速段にてトルク伝達接触部に作用する付勢力（＝挟持押圧力）の関係を示す付勢力特性図である。

車両用自動変速システムでのＤレンジ選択による前進走行時には、図１に示すように、エンジン１からの駆動トルクが、入力軸３→マルチディスク多段変速ユニットT/U→出力軸４→出力ギア７→ファイナルギア９→デファレンシャルギアユニット１０→左右の駆動軸１１，１２→左右の駆動輪１３，１４へと伝達される。このとき、マルチディスク多段変速ユニットT/Uの押圧ローラー１７，１７による挟持押圧位置を移動することにより前進７速を達成する。

例えば、Ｄレンジでの走行時、１速から２速へのアップシフト指令が出力されると、一対のカムフォロア２９，２９が、図１３(c)または図１３(d)の１速位置から図１３(e)に示すように２速側に向かって移動するときは、移動に伴いコイルスプリング３０を徐々に縮めてゆくことで、コイルスプリング３０の付勢力Fsが徐々に大きくなる。したがって、皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０の付勢力Fsの付勢力差（Fd−Fs）が減少し、一対の押圧ローラー１７，１７によるディスクの挟持押圧力が低下する。

そして、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状のうち、図１３(f)に示す２速位置まで移動すると、コイルスプリング３０が伸びることで、コイルスプリング３０の付勢力Fsが、図１３(e)の変速中より小さくなる。したがって、皿バネ２２による付勢力Fdとコイルスプリング３０の付勢力Fsの付勢力差（Fd−Fs）は、１速から２速への変速中に一時的に小さく抑えられ、２速になる直前位置から再び大きくなるという変化を経過し、一対の押圧ローラー１７，１７により２速段の入力側突条１５ｂと出力側突条１６ｆが交わる位置で入出力ディスク１５，１６を挟持押圧し、２速段にアップシフトさせることができる。

この２速段での走行時には、図１４に示すように、２速段にて挟持押圧力を受ける入力側突条１５ｂと出力側突条１６ｆは、三角断面形状の頂部１５’，１６’同士の接触となるため、トルク伝達接触部の接触幅Ｗ（例えば、2mm程度）が小さく、接触形状もほぼ丸い形状で接触面積が小さくなる。したがって、接触面積が広いほど大きくなるトルク伝達接触部TCでの伝達トルクのスピン損失を小さく抑えることができる。

さらに、入力側突条１５ｂと出力側突条１６ｆの三角断面形状の頂部１５’，１６’を軸方向に下り傾斜角を有する傾斜頂部形状としているため、対向する傾斜頂部形状同士が、僅かに接触角θ（例えば、1.7°程度）を有して押圧されることになる。したがって、滑りを抑えた傾斜面嵌合によるトルク伝達となり、高いトルク伝達効率を達成することができる。

上記自動変速作用は、Ｄレンジでの走行時、２速段から３速段へのアップシフト時、３速段から４速段へのアップシフト時、５速段から６速段（OD）へのアップシフト時、６速段から７速段（スーパーOD）へのアップシフト時にも同様な作用を示す。さらに、Ｄレンジでの走行時における各ダウンシフト時にも同様な作用を示す。

上記のように、一対のカムフォロア２９，２９が、図１３に示すドライブレンジ位置（Ｄ）にあるときは、コイルスプリング３０を１速段から７速段に向かうにしたがって段階的に縮めることで、コイルスプリング３０の付勢力Fsが１速段から７速段に向かうにしたがって大きくなるように、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状が設定されている。この設定により、一対の押圧ローラー１７，１７による挟持押圧力となる付勢力差（Fd−Fs）は、図１５に示すように、１速段フル負荷の選択時に最も大きく、２速段から７速段に向かうにしたがって段階的に小さくなる。
したがって、１速段での伝達トルクが最も大きく、７速段での伝達トルクが最も小さくなるのに対応し、１速段から７速段までの各変速段にて、滑ることなく適正な接触面積を得る挟持押圧力を付与することができる。

加えて、一対のカムフォロア２９，２９が、図１３に示すドライブレンジ位置（Ｄ）にあるときは、隣接する変速段へ移行するアップシフトやダウンシフトの変速中、コイルスプリング３０を一時的に縮めることで、変速中のコイルスプリング３０の付勢力Fsが、変速前後の変速段でのコイルスプリング３０の付勢力Fsよりも大きくなるように、一対のテンプレート２８，２８のカム面２８ａ，２８ａの面形状が設定されている。この設定により、一対の押圧ローラー１７，１７による挟持押圧力となる変速中の付勢力差（Fd−Fs）が、変速前後の変速段での付勢力差（Fd−Fs）より小さくなる。
したがって、１速段から２速段等へのアップシフト中や２速段から１速段等へのダウンシフト中、一対の押圧ローラー１７，１７を移動させるために必要なトルクが軽減され、変速動作のためのステッピングモータ２３への負荷軽減により、小型のステッピングモータ２３を用いながらも円滑な自動変速を行うことができる。

［変速レスポンス向上作用］
図１６は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ走行時のダウンシフト中に生じる微小ステア作用を示す作用説明図である。図１７は、実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ走行時のアップシフト中に生じる微小ステア作用を示す作用説明図である。

実施例１では、一対の押圧ローラー１７，１７は、変速段の変化がなく位置固定であるとき、軸心連結線CLと平行なローラー回転軸線を保ち、変速段の変化により位置移動するとき、軸心連結線CL上に沿った移動方向に応じてローラー回転軸線の微小傾動を許容する取り付けとしている。

したがって、Ｄレンジ走行時のダウンシフト中においては、図１６に示すように、一対の押圧ローラー１７，１７が、接触する入力ディスク１５の回転により、図１６の仮想線位置から実線位置まで右方向に傾動する微小ステア作用を示す。このため、押圧ローラー１７，１７のディスク接触点の位置に生じる力が傾き、図１６の矢印に示すダウンシフト方向DSと一致する分力が軸心連結線CL上にあらわれ、この分力がダウンシフト変速速度を加速させ、変速レスポンスの向上を図ることができる。

また、Ｄレンジ走行時のアップシフト中においては、図１７に示すように、一対の押圧ローラー１７，１７が、接触する入力ディスク１５の回転により、図１７の仮想線位置から実線位置まで左方向に傾動する微小ステア作用を示す。このため、押圧ローラー１７，１７のディスク接触点の位置に生じる力が傾き、図１７の矢印に示すアップシフト方向USと一致する分力が軸心連結線CL上にあらわれ、この分力がアップシフト変速速度を加速させ、変速レスポンスの向上を図ることができる。

ちなみに、上記押圧ローラー１７，１７の微小ステア作用により、１速段から７速段までのフルストロークに要する時間、あるいは、７速段から１速段までのフルストロークに要する時間が、１秒未満の所要時間で完了することが確認された。

次に、効果を説明する。
実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)原動機（エンジン１）に接続され、変速機ケース部材（入力軸支持枠１８，１８）に支持される入力軸３と、前記入力軸３に平行配置され、変速機ケース部材（出力軸支持枠１９，１９）に支持される出力軸４と、前記入力軸３に設けられ、外周端を前記出力軸４に近接配置した円板状の入力ディスク１５と、前記出力軸４に設けられ、外周端を前記入力軸３に近接配置した円板状の出力ディスク１６と、前記入力ディスク１５と前記出力ディスク１６が互いに重なり合うディスク重合領域のうち、前記入力軸３の軸心O₃と前記出力軸４の軸心O₄を結ぶ軸心連結線CL上に沿って移動可能に設けられ、要求変速比に応じた位置にて両ディスク１５，１６を挟持押圧し、両ディスク１５，１６の弾性変形によりトルク伝達接触部TCを形成する一対の押圧手段（押圧ローラー１７，１７）と、を備え、前記入力ディスク１５は、そのディスク面に前記入力軸３の軸心O₃から異なる半径にて同心状に形成された複数の入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇを有し、前記出力ディスク１６は、そのディスク面に前記出力軸４の軸心O₄から異なる半径にて同心状に形成された複数の出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを有し、前記複数の入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇと前記複数の出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇは、前記軸心連結線CLの長さを複数の要求変速比に応じて入力側駆動半径と出力側駆動半径に振り分けた設定とし、前記軸心連結線CL上にて両突条の頂部同士を対向配置した。このため、低コスト化・軽量化・コンパクト化を達成しながら、増速比を含む高い変速比の設定自由度を持つ変速機能と、トルク伝達／遮断を切り替えるクラッチ機能を併せて発揮することができると共に、各変速比位置で伝達トルクのスピン損失を低減することができる。

(2)前記複数の入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇと前記複数の出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇは、軸側の突条の高さを最も高くし、外周側へ向けて突条の高さが徐々に低くなるように設定した。このため、一対の押圧ローラー１７，１７によるディスクへの挟持押圧力を解除したとき、対向する入力側突条と出力側突条の隙間を確保でき、引き摺りによるフリクション損失を低減することができる。

(3)前記複数の入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇと前記複数の出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇは、三角断面形状の頂部１５’，１６’を軸方向に下り傾斜角を有する傾斜頂部形状とし、対向する傾斜頂部形状同士を、接触角θを有して押圧する。このため、ディスク平面度にバラツキがあっても、弾性変形と三角断面形状の突条により接触形状の安定化を図ることができると共に、滑りを抑えた傾斜面嵌合によるトルク伝達作用を示し、高いトルク伝達効率を達成することができる。

(4)前記入力ディスク１５と前記出力ディスク１６は、前記ディスク平面の一方面に断面三角形状の突条を形成し、２枚の前記ディスク平面の他方面同士を、貼り合わせることにより構成した。このため、断面三角形状の突条を形成した入力ディスク１５と出力ディスク１６の剛性アップと軽量化の両立を図ることができる。加えて、突条部分に空間が形成されることで、この空間を放熱用の樹脂充填空間等として利用することもできる。

(5)前記入力ディスク１５と前記出力ディスク１６は、板材からのプレス加工により、断面三角形状の突条を形成したプレートを製造する。このため、断面三角形状の突条を形成した入力ディスク１５と出力ディスク１６を、低コストにて製造することができる。

(6)前記入力軸３は、複数枚の入力ディスク１５を軸方向に配列することにより構成されるプライマリディスク群150を有し、前記出力軸４は、複数枚の出力ディスク１６を軸方向に配列することにより構成されるセカンダリディスク群160を有し、前記一対の押圧手段（押圧ローラー１７，１７）は、前記複数枚の入力ディスク１５の隣接する軸方向隙間のそれぞれに出力ディスク１６を挿入配置することで、前記プライマリディスク群150と前記セカンダリディスク群160が互いに重なり合うディスク重合領域を形成し、このディスク重合領域の両側位置から挟持押圧する。このため、入力ディスク１５の枚数設定と出力ディスク１６の枚数設定により、要求される伝達トルク容量に対応することができると共に、ディスク枚数を増すことで挟持押圧力の低減を図ることができる。

以上、本発明の多段変速機を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、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。

実施例１では、複数枚の入力ディスク１５により構成されるプライマリディスク群150と、複数枚の出力ディスク１６により構成されるセカンダリディスク群160を有するマルチディスクの例を示した。しかし、１枚の入力ディスクと１枚の出力ディスクによるシングルディスクの例や、２枚の入力ディスクと１枚の出力ディスクや１枚の入力ディスクと２枚の出力ディスクによる片側ダブルディスクの例としても良い。

実施例１では、入力ディスク１５に入力側突条１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇを形成し、出力ディスク１６に出力側突条１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを形成し、一対の押圧ローラー１７，１７により段階的な押圧位置で挟持押圧力を付与することで、７速段を持つ多段変速機とする例を示した。しかし、突条の数の設定により７速段以外の多段変速機とする例としても良い。

実施例１では、押圧手段として、押圧ローラー１７を用いる例を示した。しかし、押圧手段としては、先端が球面の押圧ピンや押圧ボール等、他の手段を用いても良い。

実施例１では、一対の押圧ローラー１７，１７に対し、挟持押圧力を皿バネ２２により付与し、挟持押圧力の調整をテンプレート２８，２８とカムフォロワ２９，２９を用い、皿バネ２２とコイルバネ３０による付勢力差により行う例を示した。しかし、挟持押圧力を油圧により付与し、挟持押圧力の調整を油圧調整により行うような例としても良い。

実施例１では、変速のために移動枠２１を移動させる手段として、ステッピングモータ２３とスクリューネジ２４を用いる例を示した。しかし、変速のために移動枠２１を油圧アクチュエータにより移動させるような例としても良い。

実施例１では、本発明の多段変速機として、エンジン車の車両用自動変速システムへ適用したマルチディスク多段変速ユニットT/Uの例を示した。しかし、エンジン車に限らず、ハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車等の他の車両の多段変速機としても適用することができる。また、伝達されるトルク容量に応じてディスクの枚数（１枚〜複数枚）を加減することで、車両への用途に限らず、様々な機器類等に搭載されている多段変速機としても適用することができる。

実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/U（多段変速機の一例）が適用された車両用自動変速システムを示す全体概略図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uを示す全体斜視図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uを示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットの入出力ディスクの端部間隔保持構造を示す図３のＢ部拡大断面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットの入出力ディスクの詳細構造を示す図３のＣ部拡大断面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットの付勢力調整用のテンプレートとカムフォロアを示す平面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットのテンプレートとカムフォロアによる付勢力調整状態を示す図で、(a)は付勢力解除状態をあらわし、(b)は最大付勢力付与状態をあらわす。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uにおけるディスクの弾性変形を利用した変速原理を示す原理説明平面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uにおけるディスクの弾性変形を利用した変速原理を示す原理説明正面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＲレンジ選択時のテンプレートとカムフォロワの位置関係を示す平面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＰレンジ選択時のテンプレートとカムフォロワの位置関係を示す平面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＰレンジ選択時にディスクに形成されるトルク伝達接触部を示す正面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＮレンジ選択からＤレンジ選択へ切り替え時のテンプレートとカムフォロワの位置関係を示す平面図で、(a)はニュートラル選択時をあらわし、(b)はニュートラルから１速段への選択時をあらわし、(c)は１速段フル負荷選択時をあらわし、(d)は１速段軽負荷選択時をあらわし、(e)は１速段から２速段への選択時をあらわし、(f)は２速段選択時をあらわす。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ選択時のトルク伝達接触部を示す拡大断面図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ選択時に各変速段にてトルク伝達接触部に作用する付勢力（＝挟持押圧力）の関係を示す付勢力特性図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ走行時のダウンシフト中に生じる微小ステア作用を示す作用説明図である。 実施例１のマルチディスク多段変速ユニットT/Uが適用された車両用自動変速システムにおけるＤレンジ走行時のアップシフト中に生じる微小ステア作用を示す作用説明図である。

符号の説明

T/U マルチディスク多段変速ユニット（多段変速機）
１ エンジン（原動機）
３ 入力軸
４ 出力軸
１５ 入力ディスク
150 プライマリディスク群
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ 入力側突条
１５’ 頂部
１６ 出力ディスク
160 セカンダリディスク群
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ 出力側突条
１６’ 頂部
１７，１７ 押圧ローラー（押圧手段）
１８，１８ 入力軸支持枠（変速機ケース部材）
１９，１９ 出力軸支持枠（変速機ケース部材）
２１ 移動枠
２２ 皿バネ（付勢手段）
２３ ステッピングモータ（モータアクチュエータ）
２４ スクリューネジ
O₃ 入力軸３の軸心
O₄ 出力軸４の軸心
CL 軸心連結線
TC トルク伝達接触部
θ 接触角

Claims (6)

1. 原動機に接続され、変速機ケース部材に支持される入力軸と、
   前記入力軸に平行配置され、変速機ケース部材に支持される出力軸と、
   前記入力軸に設けられ、外周端を前記出力軸に近接配置した円板状の入力ディスクと、
   前記出力軸に設けられ、外周端を前記入力軸に近接配置した円板状の出力ディスクと、
   前記入力ディスクと前記出力ディスクが互いに重なり合うディスク重合領域のうち、前記入力軸の軸心と前記出力軸の軸心を結ぶ軸心連結線上に沿って移動可能に設けられ、要求変速比に応じた位置にて両ディスクを挟持押圧し、両ディスクの弾性変形によりトルク伝達接触部を形成する一対の押圧手段と、を備え、
   前記入力ディスクは、そのディスク面に前記入力軸の軸心から異なる半径にて同心状に形成された複数の入力側突条を有し、
   前記出力ディスクは、そのディスク面に前記出力軸の軸心から異なる半径にて同心状に形成された複数の出力側突条を有し、
   前記複数の入力側突条と前記複数の出力側突条は、前記軸心連結線の長さを複数の要求変速比に応じて入力側駆動半径と出力側駆動半径に振り分けた設定とし、前記軸心連結線上にて両突条の頂部同士を対向配置したことを特徴とする多段変速機。
2. 請求項１に記載された多段変速機において、
   前記複数の入力側突条と前記複数の出力側突条は、軸側の突条の高さを最も高くし、外周側へ向けて突条の高さが徐々に低くなるように設定したことを特徴とする多段変速機。
3. 請求項１または請求項２に記載された多段変速機において、
   前記複数の入力側突条と前記複数の出力側突条は、三角断面形状の頂部を軸方向に下り傾斜角を有する傾斜頂部形状とし、対向する傾斜頂部形状同士を、接触角を有して押圧することを特徴とする多段変速機。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された多段変速機において、
   前記入力ディスクと前記出力ディスクは、前記ディスク平面の一方面に断面三角形状の突条を形成し、２枚の前記ディスク平面の他方面同士を、貼り合わせることにより構成したことを特徴とする多段変速機。
5. 請求項４に記載された多段変速機において、
   前記入力ディスクと前記出力ディスクは、板材からのプレス加工により、断面三角形状の突条を形成したプレートを製造することを特徴とする多段変速機。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載された多段変速機において、
   前記入力軸は、複数枚の入力ディスクを軸方向に配列することにより構成されるプライマリディスク群を有し、
   前記出力軸は、複数枚の出力ディスクを軸方向に配列することにより構成されるセカンダリディスク群を有し、
   前記一対の押圧手段は、前記複数枚の入力ディスクの隣接する軸方向隙間のそれぞれに出力ディスクを挿入配置することで、前記プライマリディスク群と前記セカンダリディスク群が互いに重なり合うディスク重合領域を形成し、このディスク重合領域の両側位置から挟持押圧することを特徴とする多段変速機。

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