摩擦型传动装置和用于摩擦型传动装置的挤压力控制方法

专利名称：摩擦型传动装置和用于摩擦型传动装置的挤压力控制方法
技术领域：
本发明属于摩擦驱动传动装置或使用多个摩擦驱动辊对的装置的技术领域。
背景技术：
早期技术的摩擦驱动传动装置设置为通过旋转偏心轴而改变轴之间每个辊对的 轴间距离，借此通过对为动力传递而运转的辊对进行切换来实现变速。该摩擦驱动传动装 置通过牵引驱动进行动力传递可以获得更大的驱动动力传递容量(参考专利文献1)。专利文献1 JP 2005-188701 A

发明内容
本发明要解决的问题然而，在早期技术的摩擦驱动传动装置中，在辊对的辊之间发生旋转速度差，该旋 转速度差与变速过程中的变速段间比(st印ratio)相对应。因此，由于此旋转速度差导致 发热，两个辊之间的牵引系数(通过滚动方向的切向力除以法向力获得的无量纲的量)变 小，并且摩擦传动力或被传递的力大大减小，这样可能导致变速冲击。考虑到上述问题而设计出本发明，并且本发明的目的是提供一种能够减小变速时 的变速冲击的摩擦驱动传动装置以及用于所述摩擦驱动传动装置的挤压力控制方法或处 理。解决问题的手段为了实现上述目的，根据本发明，提供这样一种挤压力施加装置或设备其增加/ 减小施加到辊对的挤压力，从而在变速操作过程中平滑地改变摩擦传动力。


图1是示出根据第一实施例的前进3速、后退1速的传动装置的总体图；图2是示出根据第一实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图；图3是用于示出根据第一实施例的负荷增加方法的挤压力的时序图；图4是示出在变速过程中关于滑移变化的牵引特性的视图；图5是用于示出传动力与挤压力之间关系的摩擦驱动传动装置的侧视图；图6是示出在变速过程中传动力减小的视图；图7是用于示出由于传动力减小导致发生变速冲击的传动力的时序图；图8是用于示出在第一实施例中负荷施加操作的摩擦驱动传动装置的侧视图；图9是用于示出在第一实施例中变速冲击抑制操作的传动力的时序图；图10是用于示出根据第二实施例的负荷增加方法的挤压力的时序图；图11是用于示出在第二实施例中变速冲击抑制操作的传动力的时序图；图12是在早期技术的摩擦驱动传动装置中当在变速过程中发动机扭矩具有减小 趋势时的时序4
图13是示出在第三实施例中变速冲击抑制操作的时序图；图14是在早期技术的摩擦驱动传动装置中当在变速过程中发动机扭矩不减小时 的时序图；图15是示出在第四实施例中变速冲击抑制操作的时序图；图16是用于示出在第五实施例中变速冲击抑制操作的在变速过程中关于滑移变 化的牵引特性的视图；图17是示出在第六实施例中负荷施加方向的摩擦驱动传动装置的侧视图；图18是示出根据第七实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图；图19是示出根据第八实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图；图20是示出挤压力与辊的平移移动量之间的关系的视图；图21是示出根据第九实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图；图22是示出当沿增加挤压力的方向限制驱动辊的平移移动时牵引系数的时序 图；图23是用于示出第九实施例的变速冲击抑制操作的传动力的时序图；图24是示出根据第十实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图；以及图25是示出根据第十一实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图。
具体实施例方式在下文中，基于实施例1 11说明实施根据本发明的摩擦驱动传动装置的最佳模 式。实施例1首先说明构造。图1是示出根据第一实施例的前进3速、后退1速的摩擦驱动传动装置的总体图。 第一实施例的传动装置设置在发动机驱动的车辆的驱动系统中。该传动装置包括保持彼此 挤压接触的可旋转地支撑的驱动辊1 (驱动辊单元)和从动辊2 (从动辊单元)，这两个辊1 和2设置为通过该两个辊之间的接触部分产生的摩擦力将动力从两个辊1和2中的一个辊 1或2传递到另一个辊2或1。驱动辊1 (驱动辊单元)是包括一体形成的第1速(以下简称“1速”)驱动辊11、 第2速(以下简称“2速”)驱动辊12、第3速(以下简称“3速”)驱动辊13以及驱动辊支 撑轴部分17和18的一体部件。辊半径设定为使得1速驱动辊11 < 2速驱动辊12 < 3速 驱动辊13。在驱动辊支撑轴部分17与18之间从图1的左侧依次顺序设置1速驱动辊11、 2速驱动辊12和3速驱动辊13。从动辊2 (从动辊单元)包括1速从动辊21、2速从动辊22、3速从动辊23以及偏 心从动辊轴(偏心轴)24。辊半径设定为使得1速从动辊21 > 2速从动辊22 > 3速从动 辊23。在偏心从动辊轴24上从图1的左侧依次顺序安装1速从动辊21、2速从动辊22和 3速从动辊23。三个从动辊21、22和23安装在偏心从动辊轴24上，并且设置为能够在不同传动 比的三个辊对之间进行切换，其中该偏心从动辊轴24的两端设有第一支撑轴承3和第二支 撑轴承4。
三个辊对设置为这样通过使得设置在框架7中的凸轮(凸轮部件)8抵靠驱动辊 支撑轴承(旋转支撑部分)5和6，以将挤压力施加到三个辊对上，驱动辊支撑轴承5和6分 别设定在驱动辊支撑轴部分17和18处。每个凸轮8包括两个凸轮斜面8a和8b，这两个凸轮斜面与驱动辊1与从动辊2之 间的接触点处的切线形成角度α (参见图2)。根据旋转方向，每个凸轮8的凸轮表面8a或 8b抵靠驱动辊支撑轴承5和6的凸轮随动件5a或6a。通过此抵靠，凸轮8挤压辊对使得 辊对相互挤压接触。凸轮斜面8a是在正向扭矩(当车辆前进时传递的扭矩)的情况下通 过抵靠凸轮随动件5a或6a使得辊对挤压接触的正向旋转凸轮斜面。凸轮斜面8b是在反 向扭矩(当车辆后退时传递的扭矩)的情况下通过抵靠凸轮随动件5a或6a使得辊对挤压 接触的反向旋转凸轮斜面。各个驱动辊支撑轴承5和6包括用作外轮的凸轮随动件(被固 定部分)5a或6a、以及用作滚动元件的车针(旋转部分)5b或6b。在偏心从动辊轴24上通过滚珠等可旋转地安装三个从动辊21、22和23，通过第一 支撑轴承3和第二支撑轴承4支撑该偏心从动辊轴24的两端。用于旋转偏心从动辊轴24 的伺服电动机9设置在偏心从动辊轴24的一端。在发出变速指令时，伺服电动机9旋转偏 心从动辊轴24，借此，通过移动作为从动辊旋转轴21a、22a和23a中的与变速之前的变速前 位置对应的一个轴远离驱动辊旋转轴la，并且朝向驱动辊旋转轴Ia移动作为从动辊旋转 轴21a、22a和23a中的与变速之后的变速后位置对应的一个轴，可以对具有不同传动比的 三个辊对进行切换。这些辊对是1速辊对11，21、2速辊对12，22以及3速辊对13，23。在作为支撑从 动辊2的两端的轴承的第一支撑轴承3和第二支撑轴承4之间，从第一支撑轴承3依次设 置1速从动辊21、2速从动辊22和3速从动辊23。通过第一连接部分31和第二连接部分 32连接1速从动辊21、2速从动辊22和3速从动辊23，使得这些辊可以相对于彼此径向移 动，并且这些辊沿旋转方向连接为一个单元。从驱动辊支撑轴部分17和18中的一个引入 输入到摩擦驱动传动装置的驱动，并且从2速从动辊22中沿径向或沿轴向传出来自摩擦驱 动传动装置的输出。图2是示出根据第一实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图。根据第一实施 例的摩擦驱动传动装置包括挤压力施加装置或设备，在通过旋转偏心从动辊轴24以对为 动力传递而运转的辊对进行切换的变速时，该挤压力施加装置改变或增加/减小挤压处于 挤压接触的辊的挤压力，从而平滑地改变辊之间的摩擦传动力。该挤压力施加装置或每个 挤压力施加装置是由上述凸轮8和负荷增加装置或设备10构成，该负荷增加装置10通过 将负荷从图2所示的箭头方向施加到驱动辊支撑轴承5、6的凸轮随动件5a、6a以经由凸轮 斜面8a改变或增加/减小施加到辊1和2的挤压力。经由凸轮斜面8a增加和/或减小挤 压力而不是直接增加和减小挤压力的布置结构使得可以附加轻的负荷而施加大的挤压力， 借此可以减小负荷增加装置10的尺寸且简化负荷增加装置10的构造。在变速时凸轮8产生的挤压力减小的情况下，负荷增加装置或设备10沿改变负荷 的方向改变施加到驱动辊支撑轴承5和6的负荷，以产生补偿挤压力减小的挤压力(图3)。 在第一实施例中，负荷增加装置10增加的负荷的方向定向为与挤压力的方向形成约90度 的角度。接下来，对凸轮8施加挤压力进行说明。当扭矩从驱动辊1传递到从动辊2时，传
6动力的反作用力施加到驱动辊1上。尽管通过驱动辊支撑轴承5、6的凸轮随动件5a、6a与 凸轮斜面8a的抵靠部分来支撑传动力的反作用力，但是抵靠部分仅产生垂直于接触表面 的力。因此，产生了大的法向力，并且沿水平方向的水平分力与传动力的反作用力平衡。沿 该法向力的垂直方向的垂直分力作为挤压力作用于辊1和2之间的接触部分。在此情况下，水平分力与垂直分力之间的比率，即传动力与挤压力之间的比率等 于接触部分处凸轮斜面8a的角度a。由于凸轮斜面8a的角度α是恒定的，因此，该布置 结构可以将与传动力成比例的挤压力施加到驱动动力传递部分。因此，该布置结构通过不 使用楔辊和致动器的简单构造提供与传动力成比例的挤压力，可以提高寿命期限和动力传 递效率。对负荷增加装置或设备10的操作进行说明。在接触表面中以油压流变特性来传 递动力的牵引驱动型传动装置中，变速操作时辊的外周速度或圆周速度按下述方式与牵引 系数μ相关。在变速的瞬间，辊的圆周速度相差对应于变速之前传动比与变速之后的传动 比之间的变速段间比的量，因此，驱动辊和从动辊以高滑移速度彼此接触。在此情况下，如 图4所示，此大的滑移产生的热量大大降低了牵引系数μ，并且牵引系数μ变得小于图5 中的凸轮斜面的梯度tana。因此，与通过输入到驱动辊的输入扭矩驱动辊的力相比，牵引驱动产生的传动力 变小。结果，增加了驱动辊的旋转速度，相应地增加了滑移速度，并且进一步减小了牵引系 数μ。在此情况下，传动力变小，并且与传动力成比例产生的挤压力也变小。因此，重复进 一步减小传动力的循环(图6)。传动力等于牵引力X挤压力。在变速操作过程中，牵引力 和挤压力均变小。因此，传动力大大减小(图7)，并且增加了变速冲击。相反，在根据第一实施例的摩擦驱动传动装置的情况下，设置有这样的挤压力施 加装置或设备(凸轮8+负荷增加装置10)，该挤压力施加装置或设备用于增加和减小挤压 力以在变速操作过程中使传动力平滑地变化。在变速操作时，如图8所示，除了根据传动力 由凸轮产生的挤压力(负荷)之外，负荷增加装置10增加的负荷充当挤压力，从而可以抑 制挤压力的减小。图9是用于示出在根据第一实施例的变速操作时增加挤压力的操作的传动力的 时序图。在第一实施例中，装置通过增加挤压力可以实现平滑的变速操作，而没有传动力 (=牵引力X挤压力)的减小，并且减小了变速冲击。此外，在第一实施例中，挤压力施加装置包括具有凸轮斜面8a、8b的凸轮部件8以 及设置为从外部改变或增加/减小挤压力的负荷增加装置10，凸轮斜面8a、8b与辊1和2 之间的接触点处的切线形成角度a。因此，借助于凸轮斜面8a、8b，挤压力施加装置通过放 大负荷增加装置10施加的负荷可以产生大的挤压力。相应地，从外部施加的负荷的所需量 级小，并且可以以紧凑构造的形式构造负荷增加装置10。此外，在第一实施例中，负荷施加到驱动辊支撑轴承5、6的凸轮随动件5a、6a。直 接向旋转的辊施加力将导致负荷施加部分中的滑移和大摩擦。然而，在第一实施例的情况 下，负荷连续地施加到几乎不旋转的驱动辊支撑轴承5、6的凸轮随动件5a、6a，使得没有产 生摩擦损失。下面说明效果。根据第一实施例的摩擦驱动传动装置可以提供下列效果。(1)由于设置有这样的挤压力施加装置或设备该挤压力施加装置或设备沿增加或减小的方向改变施加到辊对的挤压力，以在变速操作过程中平滑地改变辊1和2之间的 摩擦传动力。因此，可以减小变速冲击。(2)挤压力施加装置由包括凸轮斜面8a、8b的凸轮8以及设置为增加和减小施加 到驱动辊1的挤压力的负荷增加装置10构成，该凸轮斜面8a、8b抵靠驱动辊支撑轴承5、6 且与辊1和2之间的接触点处的切线形成角度α。因此，可以以小负荷产生大的挤压力，并
且使得装置紧凑。(3)负荷增加装置10设置为向驱动辊支撑轴承5、6的凸轮随动件5a、6a施加负 荷。因此，可以在施加负荷时减小摩擦损失，而无需在负荷增加装置与辊之间的接触部分中 设置诸如轴承等摩擦减小元件。实施例2第二实施例是这样的实例即，在变速过程中施加负荷以将挤压力保持在变速之 前的水平，并且在变速结束之后终止施加负荷。如图10所示，在第二实施例中，负荷增加装置10增加负荷，从而使得从变速或变 速操作开始直到变速或变速操作结束为止将挤压力保持在变速操作之前的水平不变，并且 终止增加负荷从而使得在结束变速或变速操作之后不增加负荷。在其他方面，第二实施例 与图1和2所示的第一实施例相同，从而省略进一步的说明和示例。操作如下。在第二实施例中，除了如第一实施例中在变速过程中通过避免传动力 减小而减小变速冲击之外，由于在变速操作过程中仅保持挤压力恒定，因此可以简化控制 (图11)。当负荷增加结束时，传动力急剧减小。然而，变速操作在此瞬间结束，传动力不会 减小到低于变速之后的传动力的水平。相应地，装置可以减小变速冲击。效果如下。除了第一实施例的效果⑴ (3)之外，根据第二实施例的摩擦驱动 传动装置可以提供下列效果。(4)负荷增加装置10设置为改变负荷以保持变速之前的挤压力。因此，可以简化 负荷增加控制。(5)负荷增加装置10设置为在变速操作结束之后终止施加负荷。因此，可以简化 负荷增加控制。实施例3第三实施例是当输入扭矩在变速时具有减小趋势时改变或增加/减小负荷以将 挤压力保持在变速之前的水平的实例。在第三实施例中，当发动机扭矩在变速时具有减小趋势时，负荷增加装置10改变 负荷以将挤压力保持在变速之前的水平。在其他方面，第三实施例与图1和2所示的第一 实施例相同，从而省略进一步说明和示例。图12是示出在早期技术的摩擦驱动装置的情况下当发动机扭矩(输入扭矩)在 变速时具有减小趋势时的操作的时序图。在变速的瞬间t0，产生对应于变速段间比的滑移。 相应地，牵引系数变低，并且挤压力减小。之后，变量暂时变小。然而，由于发动机扭矩倾向 于减小，挤压力从瞬间tl开始增加。然后，在瞬间t2，牵引系数μ变得大于tan α (μ > tana )，并且滑移恢复到正常状态。因此，尽管由于发动机扭矩的减小而使滑移自发地返回 到正常，但是在变速的瞬间产生了大的冲击。相反，在第三实施例中，如图13所示，增加负荷以从变速的瞬间t0到牵引系数μ
8变得大于tan α (μ > tan α )的瞬间t2保持挤压力不变。因此，当发动机扭矩具有减小趋 势时，减小了变速冲击。效果如下。除了第一实施例的效果(1) (3)之外，根据第三实施例的摩擦驱动 传动装置可以提供下列效果。(6)当发动机扭矩在变速时倾向于减小时，负荷增加装置10改变负荷以保持变速 之前的挤压力。因此，通过施加适合于发动机状态的最优挤压力，可以可靠地抑制变速冲
击ο实施例4第四实施例是当输入扭矩在变速时不减小时改变负荷以首先增加挤压力超过变 速之前的水平并且之后逐渐地减小挤压力的实例。在第四实施例中，当发动机扭矩在变速时不减小时，负荷增加装置10增加或减小 负荷，从而使得挤压力首先增加到高于变速之前的水平的水平，然后减小挤压力。在其他方 面，第四实施例与图1和2所示的第一实施例相同，从而省略进一步的说明和示例。图14是示出在早期技术的摩擦驱动装置中当发动机扭矩(输入扭矩)在变速时 不减小时的操作的时序图。在变速的瞬间to，产生对应于变速段间比的滑移，因此，牵引系 数μ变低，并且挤压力减小。由于发动机扭矩不减小，发动机加速至较高的旋转速度，并且 滑移速度增加。相应地，挤压力和传动力均变小。因此，当发动机扭矩不减小时，除了在变 速的瞬间产生的滑移之外，由于发动机的加速导致产生了另外的滑移。相反，在第四实施例中，如图15所示，以这种方式增加负荷S卩，首先在变速的瞬 间to增加挤压力，之后逐渐地减小挤压力，直到牵引系数μ变得大于tan α (μ > tan α ) 的瞬间t2为止。因此，即使当发动机扭矩不减小时，也可以可靠地抑制变速冲击。效果如下。除了第一实施例的效果⑴ (3)之外，根据第四实施例的摩擦驱动 传动装置可以提供下列效果。(7)当发动机扭矩在变速时不减小时，负荷增加装置10改变负荷，以在将挤压力 暂时增加到变速之前的水平之上之后逐渐地减小挤压力。因此，可以根据发动机状态施加 最优的挤压力，并且可靠地抑制变速冲击。实施例5第五实施例是当两个辊的圆周速度之间的差变得小于预定值(表示μ > tana 的条件)时终止负荷的增加/减小变化的实例。如图16所示，第五实施例的负荷增加装置10通过利用从驱动辊1的旋转速度和 从动辊2的旋转速度计算出的滑移率、以及预先准备的润滑油的特性数据判定滑移率随着 变速操作的进展而减小并且牵引系数μ变得大于凸轮斜面的梯度tana，从而终止增加负 荷。可以分别从通常设置在车辆传动系统中的输入轴旋转速度传感器和输出轴旋转速度传 感器的检测值来计算驱动辊1的旋转速度和从动辊2的旋转速度。在其他方面，第五实施 例与图1和2所示的第一实施例相同，从而省略进一步的说明和示例。操作如下。在第五实施例中，系统利用滑移率以及预先准备的润滑油的特性数据 检测滑移率减小且牵引系数μ变得大于凸轮斜面8a、8b的梯度tan α的条件，并且根据检 测结果终止负荷的增加。因此，系统可以容易地且精确地确定终止增加负荷的最佳定时，并 且实现更平滑的变速。
效果如下。除了第一实施例的效果(1) (3)之外，第五实施例的摩擦驱动传动 装置可以提供下列效果。(8)当辊1和2的圆周速度之间的差变得小于预定值时，负荷增加装置10终止负 荷的增加/减小变化。因此，可以仅利用一个或多个旋转速度传感器精确地控制挤压力控 制操作的定时，并且实现更平滑的变速。实施例6第六实施例是从外部施加的负荷近似平行于凸轮斜面的方向的实例。在第六实施 例中，如图17所示，负荷增加装置10沿平行于凸轮斜面8a的方向将负荷施加到驱动辊支 撑轴承5、6。在其他方面，第六实施例与图1和2所示的第一实施例相同，从而省略进一步 的说明和示例。操作如下。利用负荷增加装置10施加的负荷F、以及F与传动力形成的角度β， 由下式给出F产生的挤压力fa:fa = F (sin β +cos β /tan α )通过下面的方程关于β确定fa的最大值。dfa/d β = F (cos β-sin β/tan α ) =0求解方程得出β = α。因此，平行于凸轮斜面8a施加负荷F提供了最大值的fa。 当F的方向大致平行于凸轮斜面时，效果不变。效果如下。除了第一实施例的效果⑴ (3)之外，根据第六实施例的摩擦驱动 传动装置可以提供下列效果。(9)负荷增加装置10设置为沿大致平行于凸轮斜面8a的方向施加负荷。因此，可 以将负荷的增益或放大率增加到最大值，并且使得负荷增加装置10紧凑。实施例7第七实施例是使用液压缸作为负荷施加装置的实例。图18是示出根据第七实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图。在第七实施 例中，液压缸14固定到框架7，并且设置为利用油压以使活塞14a伸出而将负荷施加到凸轮 随动件5a、5b。在其他方面，第七实施例与图1和2所示的第一实施例相同，从而省略进一 步的说明和示例。因此，根据第七实施例的摩擦驱动传动装置可以提供第一实施例的效果(1) ⑶。实施例8第八实施例是设置为在变速时控制或限制抵靠凸轮斜面的辊的平移移动且通过 该控制或限制所产生的反作用力来产生负荷的实例。在第八实施例中，如图19所示，设置类似于第七实施例的抵靠凸轮随动件5a、6a 的液压缸14，并且在与液压缸14连接的油道15中进一步设置0N/0FF选择阀或方向控制阀 16。此0N/0FF选择阀16在变速时设定为0FF，否则设定为0N。因此，0N/0FF选择阀16在 变速操作过程中控制或限制驱动辊1在凸轮斜面8a、8b上的移动(平移移动)。操作如下，当变速之前传递扭矩以吸收辊之间的接触部分的变形时，凸轮侧的辊 处于在凸轮斜面8a，8b上平移移动的状态下(图20)。通过在开始变速的瞬间关闭0N/0FF 选择阀16来固定平移移动量或位移。在此情况下，保持辊之间的接触部分的变形，并且挤压力保持在相同的值。因此，可以施加挤压力而无需诸如液压源等动力源。因此，可以简化 构造，并且不会导致动力损失。效果如下。除了第一实施例的效果(1) (3)之外，根据第八实施例的摩擦驱动 传动装置可以提供下列效果。(10)负荷增加装置由设置为控制或限制抵靠凸轮斜面8a、8b的驱动辊1的平移移 动或平移位移的平移移动控制或限制装置构成。因此，可以使用更廉价的构造来增加负荷， 而无需动力。实施例9第九实施例是平移移动控制或限制装置由设有节流件或节流阀的液压阻尼器构 成的实例。在第九实施例中，如图21所示，设有活塞14a的液压缸14A和设有活塞14b的液 压缸14B设置为隔着驱动辊支撑轴承5、6的凸轮随动件5a、6a而彼此面对，从而使得凸轮 随动件挤压在液压缸14A与14B之间。液压缸14A和14B的油压室通过油道19连接到一 起，并且节流件20设置在油道19中。在图21所示的实例中，节流件20是这样的节流阀 该节流阀被控制为在不涉及变速操作的正常操作过程中保持适当的开度，并且在变速时或 变速操作过程中处于完全关闭的状态。节流件不限于如图所示的可变型节流件(节流阀)， 而节流件可以是固定型节流件(例如孔口)。液压缸14A，14B、油道19以及节流件20构成 阻尼力产生装置，该阻尼力产生装置对一个辊产生沿凸轮斜面的方向的阻尼力。操作如下。在不执行变速操作的正常操作过程中，节流阀20设定在适当的开度。 因此，液压系统可以用作抑制驱动系统中变化的阻尼器。另一方面，当执行变速操作时，节 流阀20关闭，从而控制或限制驱动辊1的平移移动。利用所产生的反作用力，系统可以施 加挤压力。恰在变速操作结束之前，牵引系数μ随着滑移的下降而增加，因此，传动力倾向 于急剧增加，从而可能发生变速冲击(图22)。然而，在第九实施例中，两个液压缸14Α和 14Β设置成彼此面对，并且该布置结构甚至可以沿增加挤压力的方向控制或限制驱动辊1 的平移移动。因此，平移移动控制装置可以抑制由于恰在变速操作结束之前传动力的急剧 增加而导致的变速冲击的发生。效果如下。除了第一实施例的效果⑴ (3)和第八实施例的效果(10)之外，根 据第九实施例的摩擦驱动传动装置可以提供下列效果。(11)平移移动控制装置包括设有可变节流件的液压阻尼器。因此，可以抑制由于 恰在变速结束之前传动力的急剧增加而导致的变速冲击的发生。此外，可以执行用于在不 涉及变速操作的正常运行操作中抑制变化的阻尼器的功能。实施例10图24是示出根据第十实施例的摩擦驱动传动装置的构造的侧视图。第十实施例 是用关于油道14平行设置的止回阀25和孔口 26代替图19所示的第八实施例的0N/0FF 选择阀16的实例。在从图24中看向右移动的情况下，止回阀25打开，因此，液压缸14的活塞14a可 以自由地移动。然而，在向左移动的情况下，止回阀25关闭，并且孔口 26用作限流器，从而 控制活塞14a的移动。
第十实施例的操作与第九实施例的操作相同。然而，与设置为控制节流阀20的打 开/关闭状态以控制活塞14a的移动的第九实施例相比，第十实施例因为没有使用致动器 来致动，因此可以简化第十实施例的机构。实施例11第十一实施例是通过摩擦制动器构造平移移动控制装置的实例。如图25所示，第十一实施例采用使用一个或多个斜撑(sprag) 27的单向离合器28 作为平移移动控制装置。斜撑27与未示出的电动机连接，并且控制制动器和其余部分。操作如下。在变速时，通过使用电动机旋转斜撑27以锁定单向离合器28。因此， 单向离合器28控制驱动辊1的移动，借此产生挤压力。不同于液压缸，不需要密封，从而可 以简化机构。效果如下。除了第一实施例的效果⑴ (3)和第八实施例的效果(10)之外，根 据第十一实施例的摩擦驱动传动装置可以提供下列效果。(12)平移移动控制装置包括摩擦制动器。因此，可以简化机构。(其他的实施例)尽管上面已经参照本发明的一些实施例描述了用于实现本发明的摩擦驱动传动 装置的最佳模式，但是本发明不限于上述实施例。在不偏离根据每项权利要求的本发明的 主旨的范围内允许对设计进行改变和附加内容。例如，在第一实施例中，假设通过减小挤压力使得传动力小于驱动力，增加挤压力 以抑制变速冲击。然而，在变速时传动力可能变得过大。因此，在此情况下，需要减小挤压 力。当变速段间比小并且牵引系数μ高时，传动力变得显著大于驱动力。因此，在变速过 程中驱动辊的旋转速度突然降低，并且通过其惯性力矩冲击地增加传动力，从而导致过大 的变速冲击。因此，在此情况下，可以通过减小挤压力以抑制由于传动力的过度增加导致的 变速冲击。此外，尽管在实施例中本发明的摩擦驱动传动装置应用于3速变速器或速度改变 装置，但是本发明可以应用于4速变速器、5速变速器或7速以上的多速变速器。在实施例 中，仅驱动辊设置为抵靠凸轮部件。然而，可以选择性地仅在从动辊上设置凸轮部件或在驱 动辊和从动辊两者上设置凸轮部件。本发明的摩擦驱动传动装置可以应用于各种广泛的应用，例如，需要速度增加功 能、速度降低功能或速度改变功能的工业设备，而不限于应用于车辆的速度增加/降低装 置或速度改变变速器。而且，在这些应用中，本发明可以提供与所示例的实施例相似的操作 和效果。在本发明的实施例中，如上面所说明的，设置这样的挤压力施加装置(挤压力施 加设备)(或挤压力施加部分)，该挤压力施加装置以在变速过程中平滑地改变摩擦传动力 这样的方式改变或增加/减小施加到辊对的挤压力。因此，根据本发明，通过抑制挤压力的 变化并且在变速过程中平滑地改变摩擦传动力可以减小变速冲击。图2所示的负荷增加装置(负荷增加设备或负荷增加部分)可以是控制系统的形 式。在此情况下，控制系统包括控制器、增加负荷的致动器、以及收集用于改变或增加/减 小挤压力的控制所需的信息的传感器部分(输入部分)。负荷增加装置包括致动器和控制 器中的至少一个或两个。在图2中的虚线方框所示的实例中，负荷增加装置10设置为用作
12致动器，并且与控制器101连接。控制器101构造为根据从传感器部分103提供的信息来 控制致动器从而使得在变速操作过程中摩擦传动力平滑变化而改变或增加/减小施加到 辊对的挤压力。例如，作为致动器，可以使用利用流体压力的液压致动器或利用电力的电致 动器。在第九实施例中，当采用固定型节流件(孔口)20时，可以无需使用控制器而减小变 速冲击。通过控制致动器，控制器101可以以各种模式改变或增加/减小挤压力。例如，控 制器101可以以下述模式中的任一种或多种控制挤压力(1)增加/减小负荷，使得挤压力 保持在变速之前的水平；(2)增加/减小负荷，使得当输入扭矩具有减小趋势时将挤压力保 持在变速之前的水平；(3)增加/减小负荷，使得当输入扭矩不具有减小趋势时将挤压力暂 时增加到高于变速之前的水平的水平，然后逐渐地减小挤压力；(4)在变速或变速操作结 束之后，终止负荷的增加/减小；(5)当两个辊单元的外周速度或圆周速度之间的差变得小 于预定值时，终止负荷的增加/减小。在图3的实例中，负荷增加装置10(致动器)增加的挤压力在变速或变速操作过 程中临时地或瞬时地增加。此外，在本实例中，在变速操作之前的稳定状态和变速操作之后 的稳定状态下，负荷增加装置10(致动器)增加的挤压力保持在最小水平(零)。在图2的实例中，驱动辊1和从动辊2关于虚拟的正中面或矢状面左右对称。在 图2的视图中，虚拟的正中面是连接驱动辊的旋转轴Ia与从动辊的旋转轴2a的直线的形 式。在图2的实例中，负荷增加装置10(致动器)增加的挤压力朝向驱动辊的旋转轴Ia沿 垂直于正中面的方向延伸。在图2的实例中，凸轮斜面8a和8b设置为关于正中面左右对 称。负荷增加装置10(致动器)定位在正中面的第一侧(从图2中看到的左侧)，并且(正 向旋转)凸轮斜面8a定位在正中面的第二侧(右侧)。负荷增加装置10增加的挤压力从 第一侧指向第二侧。在图17的实例中，负荷增加装置10(致动器)增加的挤压力的方向不垂直于正中 面，而是负荷增加装置10(致动器)增加的挤压力的方向在平行于(正向旋转)凸轮斜面 8a的方向与垂直于正中面的方向之间。在图21的实例中，在各个凸轮随动件5a、6a的两侧，液压缸14A和14B设置为关 于上述正中面左右对称。在图21的实例中，液压阻尼器设置为沿垂直于正中面的方向控制 或限制凸轮随动件(5a或6a)的移动。根据一种解释，在示例的实施例中，摩擦驱动传动装置(或摩擦驱动传动方法)至 少包括下述元件(装置的要素或方法的要素)。用于施加挤压力的挤压力施加元件(构成 装置的装置或方法的步骤)以在变速操作过程中平滑地改变摩擦传动力这样的方式改变 或增加/减小施加到辊对的挤压力。摩擦驱动传动装置(或摩擦驱动传动方法)可以进一 步包括变速控制元件(装置或步骤)。当满足变速操作所需的条件时，变速控制元件开始 变速控制操作，并且在变速控制操作过程中挤压力施加元件暂时地增加(或减小)挤压力。 例如，变速控制元件包括诸如伺服电动机9等变速致动器。在摩擦驱动传动装置的情况下， 变速控制元件可以进一步包括控制变速致动器的变速控制器。例如，单个控制器101可以 构造为用作控制负荷增加致动器的控制器以及变速控制器。本申请基于在先的日本专利申请No. 2008-043693。该在先的日本专利申请的内容 在此以引用的方式并入本文。
权利要求
一种摩擦驱动传动装置，包括可旋转地被支撑的驱动辊单元和从动辊单元，所述驱动辊单元和所述从动辊单元彼此挤压接触并且设置为通过在两者之间的接触部分中产生的摩擦传动力将动力从所述驱动辊单元和所述从动辊单元中的一个单元传递到另一个单元，所述驱动辊单元和所述从动辊单元由具有不同辊半径的多个辊对构成，并且所述驱动辊单元和所述从动辊单元中的至少一个单元可旋转地支撑在偏心轴上，从而使得每个辊对的轴间距离根据所述偏心轴的旋转而改变，并且选择性地通过所述辊对中的一个辊对传递动力；以及挤压力施加装置，其改变施加到所述辊对的挤压力，以便在变速时平滑地改变所述摩擦传动力。
2.如权利要求1所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述挤压力施加装置包括凸轮部件，其包括凸轮斜面，所述凸轮斜面抵靠所述驱动辊单元和所述从动辊单元中的至少一个单元的旋转支撑部分，并且所述凸轮斜面与两个辊单元之间的接触点处的切线 形成角度；以及负荷增加装置，其通过所述凸轮斜面改变施加到所述辊单元的负荷。
3.如权利要求2所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述负荷增加装置改变所述 负荷，以保持变速之前的变速前挤压力。
4.如权利要求3所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，当输入扭矩在变速时具有减 小趋势时，所述负荷增加装置改变所述负荷以保持所述变速前挤压力。
5.如权利要求2-4中任一项所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，当输入扭矩在变 速时不具有减小趋势时，所述负荷增加装置改变所述负荷以从变速之前的水平增加所述挤 压力并且之后逐渐地减小所述挤压力。
6.如权利要求3-5中任一项所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述负荷增加装 置在变速结束之后终止所述负荷的变化。
7.如权利要求3-6中任一项所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，当两个辊单元的 圆周速度之间的差变得小于预定值时，所述负荷增加装置终止所述负荷的变化。
8.如权利要求2所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述负荷增加装置与所述凸 轮斜面的方向大致平行地施加所述负荷。
9.如权利要求2所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述旋转支撑部分包括与所 述辊单元一体旋转的旋转部分和由所述凸轮斜面支撑的固定部分，并且所述负荷增加装置 向所述固定部分施加所述负荷。
10.如权利要求2所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述负荷增加装置是平移移 动控制装置，其用于控制抵靠所述凸轮斜面的所述辊单元的平移移动。
11.如权利要求10所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述平移移动控制装置包 括设有可变节流件的液压阻尼器。
12.如权利要求10所述的摩擦驱动传动装置，其特征在于，所述平移移动控制装置包 括摩擦制动器。
13.一种用于控制摩擦驱动传动装置的挤压力的控制方法，所述摩擦驱动传动装置包 括可旋转地被支撑的驱动辊单元和从动辊单元，所述驱动辊单元和从动辊单元彼此挤压接 触并且设置为通过在两者之间的接触部分中产生的摩擦传动力将动力从所述驱动辊单元和所述从动辊单元中的一个单元传递到另一个单元，所述驱动辊单元和所述从动辊单元由 具有不同辊半径的多个辊对构成，并且所述驱动辊单元和所述从动辊单元中的至少一个单 元可旋转地支撑在偏心轴上，从而使得每个辊对的轴间距离根据所述偏心轴的旋转而改 变，并且选择性地通过所述辊对中的一个辊对传递动力，所述控制方法包括改变施加到所述辊对的挤压力以在变速时平滑地改变所述摩擦传 动力的步骤。
14.一种摩擦驱动传动装置，包括第一辊单元，其包括具有不同外径的多个辊；第二辊单元，其包括具有不同外径的多个辊，所述第二辊单元的多个辊分别与所述第 一辊单元的多个辊成对以形成辊对；偏心轴，其可旋转地支撑所述第一辊单元和所述第二辊单元中的至少一个单元，所述 偏心轴设置为通过旋转来选择所述辊对中的一个辊对并且通过将所选择的辊对设定成摩 擦接触从而传递动力；凸轮部件，其包括抵靠所述第一辊单元的旋转支撑部分的凸轮斜面；以及 阻尼力产生装置，其设置为对所述第一辊单元产生沿所述凸轮斜面方向的阻尼力。
15.如权利要求14所述的摩擦驱动传动装置，其中，所述阻尼力产生装置包括用于控 制所述第一辊单元的移动的液压缸以及设置在与所述液压缸连接的油道中的节流件。
全文摘要
本发明提供了一种摩擦驱动传动装置，所述摩擦驱动传动装置设置为通过彼此挤压的两个辊单元之间的摩擦传动力来传递动力，并且设置有挤压力施加装置，所述挤压力施加装置增加和减小施加到辊对的挤压力，以在变速时平滑地改变两个辊单元之间的摩擦传动力。
文档编号F16H61/682GK101939565SQ20098010473
公开日2011年1月5日 申请日期2009年2月19日 优先权日2008年2月26日
发明者山本建 申请人:日产自动车株式会社