車両用変速機の前後進切替装置
【課題】スナップリングを用いずにフォワードクラッチの摩擦板の軸方向の移動を規制することが可能な前後進切替装置を提供する。
【解決手段】前後進切替装置３０において、遊星歯車機構３１のリングギヤ３１２の軸方向一方側への移動がキャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂによって規制され、リングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂと間には、両者の相対回転を可能とするころ軸受３７２が設けられている。リングギヤ３１２の軸方向他方側への移動がサンギヤ３１１と一体的に回転するクラッチドラム３４４によって規制され、リングギヤ３１２とクラッチドラム３４４との間には、両者の相対回転を可能とするメタル３７４が設けられている。フォワードクラッチ３３の両摩擦板が圧接される際、両摩擦板軸方向の一方側への移動がリングギヤ３１２の軸方向の他方側の側面３１２ｅによって規制される。
【解決手段】前後進切替装置３０において、遊星歯車機構３１のリングギヤ３１２の軸方向一方側への移動がキャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂによって規制され、リングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂと間には、両者の相対回転を可能とするころ軸受３７２が設けられている。リングギヤ３１２の軸方向他方側への移動がサンギヤ３１１と一体的に回転するクラッチドラム３４４によって規制され、リングギヤ３１２とクラッチドラム３４４との間には、両者の相対回転を可能とするメタル３７４が設けられている。フォワードクラッチ３３の両摩擦板が圧接される際、両摩擦板軸方向の一方側への移動がリングギヤ３１２の軸方向の他方側の側面３１２ｅによって規制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構とフォワードクラッチとリバースブレーキとを備えた車両用変速機の前後進切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機として、例えば、特許文献１，２に示されるものが知られている。このような車両用変速機において、前後進切替装置は、遊星歯車機構と、フォワードクラッチ（前進用クラッチ）と、リバースブレーキ（後進用ブレーキ）とを含む構成になっている。
【０００３】
遊星歯車機構は、例えば、サンギヤ、リングギヤ、多数のピニオンギヤ、キャリヤを備えた構成となっている。フォワードクラッチおよびリバースブレーキは、例えば、湿式多板式の摩擦係合装置とされる。具体的に、フォワードクラッチおよびリバースブレーキは、多数の内径側摩擦板および外径側摩擦板が軸方向に交互に配置された構成となっており、両摩擦板を油圧式アクチュエータにより圧接させることで係合状態とされる一方、両摩擦板を離隔させることで解放状態とされるようになっている。
【０００４】
このような前後進切替装置では、遊星歯車機構の構成要素の回転を摩擦係合装置により停止させたり、必要な構成要素同士を摩擦係合装置により一体化させたりしている。これにより、動力源で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構に伝達する経路とが選択的に成立されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３２５４９号公報
【特許文献２】特開２００６−３１６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の前後進切替装置では、前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動がスナップリングを用いて規制されていた。しかし、前進用クラッチの両摩擦板の移動をスナップリングを用いて規制することに起因して様々な不具合が発生する可能性がある。
【０００７】
具体的には、前進用クラッチの摩擦板を取り付ける部材にスナップリングを組み付けるスナップリング溝の加工を行う必要がある。この場合、摩擦板を取り付ける部材のスプラインが形成されている部位に溝加工を施さなければならないので、その溝加工が困難になり、多大な工数を要するといった問題がある。
【０００８】
また、スナップリング溝の加工後には、バリ取り作業を行う必要がある。この場合、摩擦板を取り付ける部材としてプレス材が使用されると、バリ取り作業に多大な工数がかかるといった問題もある。
【０００９】
さらに、スナップリング溝の奥までスナップリングが挿入されていなければ、前後進切替装置の作動中にスナップリングが外れてしまう可能性がある。この場合、スナップリング溝の奥までスナップリングが挿入されているか否かを組み付け工程で検出すれば、そのような不具合を回避できるが、その検出を正確に行うことは困難であり、工数もかかるといった問題がある。
【００１０】
本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、スナップリングを用いずにフォワードクラッチの摩擦板の軸方向の移動を規制することが可能な車両用変速機の前後進切替装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、車両用変速機の前後進切替装置であって、サンギヤと、リングギヤと、ピニオンギヤと、キャリヤとを有する遊星歯車機構と、軸方向に交互に配置された多数の内径側摩擦板と外径側摩擦板とを有する前進用クラッチおよび後進用ブレーキとを備え、動力源で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構に伝達する経路とを選択的に成立させるように構成されている。
【００１２】
そして、上記キャリヤは、複数の遊星軸と、これら遊星軸の一端側に連結され、径方向に延びるフランジ部と、上記遊星軸の他端側に設けられ、上記前進用クラッチの内径側摩擦板を支持する摩擦板支持部とを備え、上記前進用クラッチの内径側摩擦板は、上記キャリヤの摩擦板支持部の外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記前進用クラッチの外径側摩擦板は、上記サンギヤと一体的に回転するクラッチドラムの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが一体回転可能とされ、上記前進用クラッチの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが相対回転可能とされ、上記リングギヤの軸方向の一方側への移動が、上記キャリヤのフランジ部によって規制され、上記リングギヤとフランジ部との間には、両者の相対回転を可能とする第１の介在物が設けられ、上記リングギヤの軸方向の他方側への移動が、上記クラッチドラムによって規制され、上記リングギヤとクラッチドラムとの間には、両者の相対回転を可能とする第２の介在物が設けられ、上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動が、上記リングギヤの軸方向の他方側の端面によって規制されることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、スナップリング等の別部材を用いないでも、前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動を規制することができる。つまり、リングギヤの端面形状を工夫するという簡素な構成によって、前進用クラッチの両摩擦板の軸方向の一方側への移動を規制して外径側摩擦板がクラッチドラムから脱落することを防止することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、前進用クラッチの両摩擦板の移動をスナップリングを用いて規制することに起因する様々な不具合を解消することができる。
【００１４】
また、リングギヤの軸方向の位置決めを既存のキャリヤのフランジ部とクラッチドラムとを利用して行うことによって、リングギヤの脱落を防止することができる。そして、前進用クラッチおよび後進用ブレーキの係合・解放を適切なタイミングで行うことができるようになる。
【００１５】
本発明の車両用変速機の前後進切替装置において、上記後進用ブレーキの内径側摩擦板は、上記リングギヤの外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記後進用ブレーキの外径側摩擦板は、変速機ケースの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記後進用ブレーキの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転不可能とされ、上記後進用ブレーキの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転可能とされることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リングギヤの端面形状を工夫するという簡素な構成によって、スナップリング等の別部材を用いないでも、前進用クラッチの外径側摩擦板がクラッチドラムから脱落することを防止することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、前進用クラッチの両摩擦板の移動をスナップリングを用いて規制することに起因する様々な不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る車両用変速機の概略構成を示す図である。
【図２】図１の車両用変速機の前後進切替装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、実施形態に係る車両用変速機の概略構成を示す図である。この実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に搭載されるトランスアクスルを例として挙げている。
【００２０】
図１に例示する車両用変速機は、トルクコンバータ２０、前後進切替装置３０、変速機構４０、減速歯車機構５０、および、差動歯車機構６０を備えている。この車両用変速機において、走行用動力源であるエンジン（内燃機関）１０で発生した動力は、トルクコンバータ２０、前後進切替装置３０、変速機構４０、および、減速歯車機構５０を経由して差動歯車機構６０に伝達され、左右の駆動輪７０Ｌ，７０Ｒへ分配されるようになっている。
【００２１】
トルクコンバータ２０は、入力側のポンプインペラ２２、出力側のタービンランナ２３、および、トルク増幅機能を発現するステータ２４を備えており、ポンプインペラ２２とタービンランナ２３との間で流体（フルード）を介して動力伝達を行う。ポンプインペラ２２は、エンジン１０の出力軸１１に連結されている。タービンランナ２３は、タービン軸２８を介して前後進切替装置３０に連結されている。ステータ２４は、一方向クラッチ２５を介して所定の固定部に連結されている。
【００２２】
トルクコンバータ２０には、このトルクコンバータ２０の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ２６が備えられている。ロックアップクラッチ２６は、係合側油室２６１内の油圧と解放側油室２６２内の油圧との差圧を制御することにより完全係合・半係合（スリップ状態での係合）または解放される。ロックアップクラッチ２６を完全係合させることにより、ポンプインペラ２２とタービンランナ２３とが一体回転する。また、ロックアップクラッチ２６を所定のスリップ状態で係合させることにより、駆動時には所定のスリップ量でタービンランナ２３がポンプインペラ２２に追随して回転する。一方、ロックアップ差圧を負に設定することによりロックアップクラッチ２６は解放状態となる。
【００２３】
また、トルクコンバータ２０には、ポンプインペラ２２に連結して駆動される機械式のオイルポンプ２７が設けられている。
【００２４】
前後進切替装置３０は、エンジン１０で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構４０に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構４０に伝達する経路とを選択的に成立させるものである。前後進切替装置３０は、遊星歯車機構３１と、フォワードクラッチ３３と、リバースブレーキ３５とを備えている。フォワードクラッチ３３およびリバースブレーキ３５は、ともに湿式多板式の摩擦係合装置とされており、油圧によって係合または解放される。前後進切替装置３０の詳細については後述する。
【００２５】
変速機構４０は、ベルト式の無段変速機構とされている。変速機構４０は、入力側のプライマリプーリ４１、出力側のセカンダリプーリ４２、および、これらプライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４２とに巻き掛けられた金属製のベルト４５を備えている。
【００２６】
プライマリプーリ４１は、有効径が可変な可変プーリであって、入力軸４７に固定された固定シーブ４１１と、入力軸４７に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ４１２によって構成されている。セカンダリプーリ４２も同様に、有効径が可変な可変プーリであって、出力軸４８に固定された固定シーブ４２１と、出力軸４８に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ４２２によって構成されている。
【００２７】
プライマリプーリ４１の可動シーブ４１２側には、固定シーブ４１１と可動シーブ４１２との間のＶ溝幅を変更するための油圧アクチュエータ４１３が配置されている。また、セカンダリプーリ４２の可動シーブ４２２側にも同様に、固定シーブ４２１と可動シーブ４２２との間のＶ溝幅を変更するための油圧アクチュエータ４２３が配置されている。
【００２８】
このような変速機構４０において、プライマリプーリ４１の油圧アクチュエータ４１３の油圧を制御することにより、プライマリプーリ４１およびセカンダリプーリ４２のＶ溝幅が変化してベルト４５の掛かり径（有効径）が変更され、変速比γ（＝プライマリプーリ回転数／セカンダリプーリ回転数）が連続的に変化する。また、セカンダリプーリ４２の油圧アクチュエータ４２３の油圧は、ベルト滑りが生じない所定の挟圧力でベルト４５が挟圧されるように制御される。
【００２９】
次に、前後進切替装置３０の遊星歯車機構３１、フォワードクラッチ３３、リバースブレーキ３５について、図１、図２を参照して詳しく説明する。
【００３０】
遊星歯車機構３１は、この実施形態では、ダブルピニオン型の遊星歯車機構とされている。遊星歯車機構３１は、主として、入力軸となるサンギヤ３１１と、リングギヤ３１２と、遊星ギヤとしての多数の内径側ピニオンギヤ３１３および多数の外径側ピニオンギヤ３１４と、出力軸となるキャリヤ３１５とを備えている。
【００３１】
サンギヤ３１１は、上記タービン軸２８の一端側（図２では左端側）に一体的に形成されている。このサンギヤ３１１には、クラッチ用アクチュエータ３４のクラッチドラム３４４が一体的に取り付けられている。
【００３２】
リングギヤ３１２は、サンギヤ３１１にそれと同心状に配置されている。内径側ピニオンギヤ３１３は、サンギヤ３１１とリングギヤ３１２との対向環状空間にサンギヤ３１１および外径側ピニオンギヤ３１４にそれぞれに噛合する状態で配置されている。外径側ピニオンギヤ３１４は、サンギヤ３１１とリングギヤ３１２との対向環状空間に内径側ピニオンギヤ３１３およびリングギヤ３１２にそれぞれ噛合する状態で配置されている。
【００３３】
キャリヤ３１５は、両ピニオンギヤ３１３，３１４を自転可能に支持し、かつ、両ピニオンギヤ３１３，３１４をサンギヤ３１１の周囲で一体的に公転可能な状態で保持するものである。キャリヤ３１５は、複数の遊星軸３１５ａと、これら遊星軸３１５ａの一端側（図２では左端側）に連結され、径方向に延びるフランジ部３１５ｂと、遊星軸３１５ａの他端側（図２では右端側）に設けられ、フォワードクラッチ３３の内径側摩擦板３３１を支持する摩擦板支持部３１５ｃとを備えている。フランジ部３１５ｂは、軸方向に延びる軸部３１５ｄの他端側から径方向外向きに延びるように形成されている。フランジ部３１５ｂの円周数ヶ所に遊星軸３１５ａが片持ち支持状態で設けられている。摩擦板支持部３１５ｃは、遊星軸３１５ａの自由端側に設けられている。軸部３１５ｄは、変速機構４０のプライマリプーリ４１の固定シーブ４１１の円筒形ボス部内にスプライン嵌合されており、キャリヤ３１５と固定シーブ４１１とが一体回転可能に連結されている。
【００３４】
フォワードクラッチ３３は、遊星歯車機構３１のキャリヤ３１５とサンギヤ３１１とを相対回転可能な解放状態または一体回転可能な係合状態にするものである。フォワードクラッチ３３は、多数の内径側摩擦板３３１と外径側摩擦板３３２とが軸方向に交互に配置された構成となっている。内径側摩擦板３３１は、キャリヤ３１５の摩擦板支持部３１５ｃの外径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。外径側摩擦板３３２は、クラッチドラム３４４の内径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。そして、フォワードクラッチ３３は、両摩擦板３３１，３３２を、クラッチ用アクチュエータ３４により圧接させることで係合状態とされる一方、両摩擦板３３１，３３２を離隔させることで解放状態とされる。
【００３５】
クラッチ用アクチュエータ３４は、主として、クラッチピストン３４１と、油圧室３４２と、スプリング３４３とを含んで構成されている。クラッチピストン３４１は、クラッチドラム３４４の内径側に軸方向に変位可能に取り付けられている。
【００３６】
クラッチドラム３４４は、径方向に沿う環状板部３４４ａの外径側に外筒部３４４ｂを、また、環状板部３４４ａの内径側に内筒部３４４ｃを設けたような形状になっている。クラッチピストン３４１は、クラッチドラム３４４の形状と似た形状とされており、環状板部３４１ａ、外筒部３４１ｂ、内筒部３４１ｃを有している。クラッチピストン３４１の外筒部３４１ｂおよび内筒部３４１ｃの軸方向寸法は、クラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂおよび内筒部３４４ｃの軸方向寸法よりも短くなっている。
【００３７】
クラッチピストン３４１の環状板部３４１ａとクラッチドラム３４４の環状板部３４４ａとの軸方向対向間に、油圧室３４２となる空間が形成される。また、クラッチピストン３４１の外筒部３４１ｂと内筒部３４１ｃとの間には、ストッパプレート３４５が軸方向に位置規制された状態で取り付けられている。このストッパプレート３４５とクラッチピストン３４１の環状板部３４１ａとの間には、クラッチピストン３４１を解放側へ付勢するためのスプリング（例えば、圧縮コイルスプリング）３４３が設けられている。
【００３８】
このようなフォワードクラッチ３３の動作を説明する。まず、油圧室３４２に所定圧力の作動油を供給すると、クラッチピストン３４１が図２の左側にスライドされることになって、外径側摩擦板３３２が内径側摩擦板３３１に圧接される。これにより、フォワードクラッチ３３が係合状態になり、キャリヤ３１５とサンギヤ３１１とが一体回転可能な状態になる。
【００３９】
一方、油圧室３４２に作動油を供給しない状態では、スプリング３４３の弾性力によってクラッチピストン３４１が図２の位置にスライドされることになって、外径側摩擦板３３２が内径側摩擦板３３１から離隔される。これにより、フォワードクラッチ３３が解放状態になり、キャリヤ３１５とサンギヤ３１１とが相対回転可能な状態になる。
【００４０】
リバースブレーキ３５は、遊星歯車機構３１のリングギヤ３１２を回転可能とする解放状態または回転不可能とする係合状態にするものである。リバースブレーキ３５は、上述したフォワードクラッチ３３と同様に、多数の内径側摩擦板３５１と外径側摩擦板３５２とが軸方向に交互に配置された構成となっている。内径側摩擦板３５１は、リングギヤ３１２の外径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。外径側摩擦板３５２は、変速機ケース８０の内径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。そして、リバースブレーキ３５は、両摩擦板３５１，３５２を、ブレーキ用アクチュエータ３６により圧接させることで係合状態とされる一方、両摩擦板３５１，３５２を離隔させることで解放状態とされる。
【００４１】
ブレーキ用アクチュエータ３６は、主として、ブレーキピストン３６１と、油圧室３６２と、スプリング３６３とを含んで構成されている。ブレーキピストン３６１は、変速機ケース８０の内側に回転不可能かつ軸方向に変位可能に取り付けられている。油圧室３６２は、ブレーキピストン３６１と変速機ケース８０との対向間に作られる空間とされている。ブレーキピストン３６１と変速機ケース８０の壁面との間には、ブレーキピストン３６１を解放側へ付勢するためのスプリング（例えば、圧縮コイルスプリング）３６３が設けられている。
【００４２】
このようなリバースブレーキ３５の動作を説明する。まず、油圧室３６２に所定圧力の作動油を供給すると、ブレーキピストン３６１が図２の右側にスライドされることになって、外径側摩擦板３５２が内径側摩擦板３５１に圧接される。これにより、リバースブレーキ３５が係合状態になり、リングギヤ３１２が回転可能になる。一方、油圧室３６２に作動油を供給しない状態では、スプリング３６３の弾性力によってブレーキピストン３６１が図２の位置にスライドされることになって、外径側摩擦板３５２が内径側摩擦板３５１から離隔される。これにより、リバースブレーキ３５が解放状態になり、リングギヤ３１２が回転不可能になる。
【００４３】
上述のように構成された前後進切替装置３０の基本的な動作を説明する。
【００４４】
前進時には、クラッチ用アクチュエータ３４によりフォワードクラッチ３３を係合状態にして、ブレーキ用アクチュエータ３６によりリバースブレーキ３５を解放状態にする。これにより、遊星歯車機構３１のサンギヤ３１１とキャリヤ３１５とが連結されることになって入力軸４７がタービン軸２８と一体に回転する状態になる。したがって、前後進切替装置３０において前進用動力伝達経路が成立し、エンジン１０の回転動力が前進方向の駆動力として変速機構４０側へ伝達される。
【００４５】
一方、後進時には、ブレーキ用アクチュエータ３６によりリバースブレーキ３５を係合状態にして、クラッチ用アクチュエータ３４によりフォワードクラッチ３３を解放状態にする。これにより、遊星歯車機構３１のリングギヤ３１２が変速機ケース８０に固定されることになって入力軸４７がタービン軸２８に対して逆方向へ回転する状態になる。したがって、前後進切替装置３０において後進用動力伝達経路が成立し、エンジン１０の回転動力が後進方向の駆動力として変速機構４０側へ伝達される。
【００４６】
なお、フォワードクラッチ３３およびリバースブレーキ３５をともに解放状態にすると、タービン軸２８の回転動力が入力軸４７に伝達されなくなるので、前後進切替装置３０はニュートラル（遮断状態）になる。
【００４７】
次に、この実施形態の特徴部分について説明する。
【００４８】
図２に示すように、この実施形態では、リングギヤ３１２の軸方向の一方側（図２では左方側）への移動が、キャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂによって規制されている。そして、リングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂとの間には、両者の相対回転を可能とする第１の介在物が設けられている。
【００４９】
具体的には、リングギヤ３１２の軸方向の一方側の側面には、軸方向の一方側へ突出する環状の突出部３１２ａが形成されている。この突出部３１２ａの内径側に環状の溝部３１２ｂが設けられている。キャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂは、リングギヤ３１２の溝部３１２ｂと対向する位置まで径方向外側に延びている。フランジ部３１５ｂは、リングギヤ３１２の溝部３１２ｂの軸方向の一方側に溝部３１２ｂとは非接触の状態で配置されている。フランジ部３１５ｂの軸方向の他方側の側面には、リングギヤ３１２の溝部３１２ｂと対向する部分に溝部３１５ｅが形成されている。これらリングギヤ３１２の溝部３１２ｂとフランジ部３１５ｂの溝部３１５ｅとによって、環状の隙間が形成されている。この隙間には、スラスト軸受としてのころ軸受３７２が介装されている。つまり、上記第１の介在物としてころ軸受３７２が用いられている。
【００５０】
このように、ころ軸受３７２を介してリングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂとが当接されている。これにより、リングギヤ３１２の軸方向の一方側への移動がフランジ部３１５ｂによって規制されつつ、リングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂとが相対回転可能となっている。このため、遊星歯車機構３１において、リングギヤ３１２とキャリヤ３１５とが干渉することなく相対回転可能となっている。
【００５１】
また、この実施形態では、リングギヤ３１２の軸方向の他方側（図２では右方側）への移動が、クラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂによって規制されている。そして、リングギヤ３１２と外筒部３４４ｂとの間には、両者の相対回転を可能とする第２の介在物が設けられている。
【００５２】
具体的には、リングギヤ３１２の軸方向の他方側の側面には、軸方向の他方側へ突出する突出部３１２ｃが形成されている。この突出部３１２ｃの外径側に環状の溝部３１２ｄが設けられている。クラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂは、リングギヤ３１２の突出部３１２ｃと対向する位置まで軸方向の一方側に延びている。外筒部３４４ｂは、突出部３１２ｃの外径側に突出部３１２ｃとは非接触の状態で配置されている。リングギヤ３１２の軸方向の他方側の側面とクラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂとの間の隙間には、スラスト軸受としてのメタル３７４が介装されている。つまり、上記第２の介在物としてメタル３７４が用いられている。
【００５３】
このように、メタル３７４を介してリングギヤ３１２とクラッチドラム３４４とが当接されている。これにより、リングギヤ３１２の軸方向の他方側への移動がクラッチドラム３４４によって規制されつつ、リングギヤ３１２とクラッチドラム３４４とが相対回転可能となっている。このため、遊星歯車機構３１において、リングギヤ３１２とサンギヤ３１１とが干渉することなく相対回転可能となっている。
【００５４】
さらに、この実施形態では、クラッチ用アクチュエータ３４によりフォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される際、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動が、リングギヤ３１２の軸方向の他方側の端面によって規制されるようになっている。
【００５５】
具体的には、クラッチ用アクチュエータ３４の油圧室３４２に作動油を供給することによって、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される。この際、軸方向の最も一方側に配置された外径側摩擦板３３２が、リングギヤ３１２の軸方向の他方側の端面、この場合、リングギヤ３１２の突出部３１２ｃの軸方向の他方側の側面３１２ｅに当接される。上述したように、リングギヤ３１２の軸方向の一方側への移動は、キャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂによって規制されているため、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される際、リングギヤ３１２により、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動が規制されることになる。なお、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が隔離されている場合には、軸方向の最も一方側に配置された外径側摩擦板３３２と、リングギヤ３１２の突出部３１２ｃの軸方向の他方側の側面３１２ｅとの間には、所定の隙間が確保されるようになっている。
【００５６】
この実施形態によれば、次のような効果が得られる。
【００５７】
リングギヤ３１２により両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動が規制されるので、スナップリング等の別部材を用いないでも、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される際、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動を規制することができる。つまり、リングギヤ３１２の端面形状を工夫するという簡素な構成によって、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動を規制して外径側摩擦板３３２がクラッチドラム３４４から脱落することを防止することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、両摩擦板３３１，３３２の移動をスナップリングを用いて規制することに起因する様々な不具合を解消することができる。
【００５８】
具体的には、クラッチドラム３４４にスナップリングを組み付けるスナップリング溝の加工を行う必要がなくなり、その工数を削減でき、コストダウンを図れる。また、クラッチドラム３４４へのスナップリング溝の加工後にバリ取り作業を行う必要がなくなり、その工数を削減でき、コストダウンを図れる。さらに、前後進切替装置３０の作動中にクラッチドラム３４４からスナップリングが外れてしまうということも回避できる。しかも、組み付け工程でクラッチドラム３４４のスナップリング溝の奥までスナップリングが挿入されているか否かを検出しなくてもよくなり、その工数を削減でき、コストダウンを図れる。
【００５９】
また、リングギヤ３１２の軸方向の位置決めを既存のキャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂとクラッチドラム３４４とを利用して行うことによって、リングギヤ３１２の脱落を防止することができる。そして、フォワードクラッチ３３およびリバースブレーキ３５の係合・解放を適切なタイミングで行うことができるようになる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
【００６１】
（１）第１，第２の介在物は、リングギヤ３１２の軸方向の移動を規制することが可能であり、リングギヤ３１２を回転可能にするものであれば、いかなるものを用いてもよい。例えば、第１，第２の介在物として、スラストワッシャ、スラストベアリング等を用いてもよい
（２）上記実施形態では、変速機構をベルト式の無段変速機構とした例を挙げたが、変速機構をトロイダル型の無段変速機としてもよい。また、変速機構を有段変速機としてもよい。
【００６２】
（３）上記実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型の車両に搭載される車両用変速機を例に挙げたが、例えば、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型の車両や、その他の形態の車両に搭載される車両用変速機に対しても本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、遊星歯車機構とフォワードクラッチとリバースブレーキとを備えた車両用変速機の前後進切替装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ エンジン
３０ 前後進切替装置
３１ 遊星歯車機構
３１１ サンギヤ
３１２ リングギヤ
３１２ｅ 軸方向の他方側の側面
３１３，３１４ ピニオンギヤ
３１５ キャリヤ
３１５ａ 遊星軸
３１５ｂ フランジ部
３１５ｃ 摩擦板支持部
３３ フォワードクラッチ（前進用クラッチ）
３３１ 内径側摩擦板
３３２ 外径側摩擦板
３４４ クラッチドラム
３５ リバースブレーキ（後進用ブレーキ）
３５１ 内径側摩擦板
３５２ 外径側摩擦板
３７２ ころ軸受（第１の介在物）
３７４ メタル（第２の介在物）
４０ 変速機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構とフォワードクラッチとリバースブレーキとを備えた車両用変速機の前後進切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機として、例えば、特許文献１，２に示されるものが知られている。このような車両用変速機において、前後進切替装置は、遊星歯車機構と、フォワードクラッチ（前進用クラッチ）と、リバースブレーキ（後進用ブレーキ）とを含む構成になっている。
【０００３】
遊星歯車機構は、例えば、サンギヤ、リングギヤ、多数のピニオンギヤ、キャリヤを備えた構成となっている。フォワードクラッチおよびリバースブレーキは、例えば、湿式多板式の摩擦係合装置とされる。具体的に、フォワードクラッチおよびリバースブレーキは、多数の内径側摩擦板および外径側摩擦板が軸方向に交互に配置された構成となっており、両摩擦板を油圧式アクチュエータにより圧接させることで係合状態とされる一方、両摩擦板を離隔させることで解放状態とされるようになっている。
【０００４】
このような前後進切替装置では、遊星歯車機構の構成要素の回転を摩擦係合装置により停止させたり、必要な構成要素同士を摩擦係合装置により一体化させたりしている。これにより、動力源で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構に伝達する経路とが選択的に成立されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３２５４９号公報
【特許文献２】特開２００６−３１６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の前後進切替装置では、前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動がスナップリングを用いて規制されていた。しかし、前進用クラッチの両摩擦板の移動をスナップリングを用いて規制することに起因して様々な不具合が発生する可能性がある。
【０００７】
具体的には、前進用クラッチの摩擦板を取り付ける部材にスナップリングを組み付けるスナップリング溝の加工を行う必要がある。この場合、摩擦板を取り付ける部材のスプラインが形成されている部位に溝加工を施さなければならないので、その溝加工が困難になり、多大な工数を要するといった問題がある。
【０００８】
また、スナップリング溝の加工後には、バリ取り作業を行う必要がある。この場合、摩擦板を取り付ける部材としてプレス材が使用されると、バリ取り作業に多大な工数がかかるといった問題もある。
【０００９】
さらに、スナップリング溝の奥までスナップリングが挿入されていなければ、前後進切替装置の作動中にスナップリングが外れてしまう可能性がある。この場合、スナップリング溝の奥までスナップリングが挿入されているか否かを組み付け工程で検出すれば、そのような不具合を回避できるが、その検出を正確に行うことは困難であり、工数もかかるといった問題がある。
【００１０】
本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、スナップリングを用いずにフォワードクラッチの摩擦板の軸方向の移動を規制することが可能な車両用変速機の前後進切替装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、車両用変速機の前後進切替装置であって、サンギヤと、リングギヤと、ピニオンギヤと、キャリヤとを有する遊星歯車機構と、軸方向に交互に配置された多数の内径側摩擦板と外径側摩擦板とを有する前進用クラッチおよび後進用ブレーキとを備え、動力源で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構に伝達する経路とを選択的に成立させるように構成されている。
【００１２】
そして、上記キャリヤは、複数の遊星軸と、これら遊星軸の一端側に連結され、径方向に延びるフランジ部と、上記遊星軸の他端側に設けられ、上記前進用クラッチの内径側摩擦板を支持する摩擦板支持部とを備え、上記前進用クラッチの内径側摩擦板は、上記キャリヤの摩擦板支持部の外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記前進用クラッチの外径側摩擦板は、上記サンギヤと一体的に回転するクラッチドラムの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが一体回転可能とされ、上記前進用クラッチの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが相対回転可能とされ、上記リングギヤの軸方向の一方側への移動が、上記キャリヤのフランジ部によって規制され、上記リングギヤとフランジ部との間には、両者の相対回転を可能とする第１の介在物が設けられ、上記リングギヤの軸方向の他方側への移動が、上記クラッチドラムによって規制され、上記リングギヤとクラッチドラムとの間には、両者の相対回転を可能とする第２の介在物が設けられ、上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動が、上記リングギヤの軸方向の他方側の端面によって規制されることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、スナップリング等の別部材を用いないでも、前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動を規制することができる。つまり、リングギヤの端面形状を工夫するという簡素な構成によって、前進用クラッチの両摩擦板の軸方向の一方側への移動を規制して外径側摩擦板がクラッチドラムから脱落することを防止することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、前進用クラッチの両摩擦板の移動をスナップリングを用いて規制することに起因する様々な不具合を解消することができる。
【００１４】
また、リングギヤの軸方向の位置決めを既存のキャリヤのフランジ部とクラッチドラムとを利用して行うことによって、リングギヤの脱落を防止することができる。そして、前進用クラッチおよび後進用ブレーキの係合・解放を適切なタイミングで行うことができるようになる。
【００１５】
本発明の車両用変速機の前後進切替装置において、上記後進用ブレーキの内径側摩擦板は、上記リングギヤの外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記後進用ブレーキの外径側摩擦板は、変速機ケースの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記後進用ブレーキの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転不可能とされ、上記後進用ブレーキの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転可能とされることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リングギヤの端面形状を工夫するという簡素な構成によって、スナップリング等の別部材を用いないでも、前進用クラッチの外径側摩擦板がクラッチドラムから脱落することを防止することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、前進用クラッチの両摩擦板の移動をスナップリングを用いて規制することに起因する様々な不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る車両用変速機の概略構成を示す図である。
【図２】図１の車両用変速機の前後進切替装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、実施形態に係る車両用変速機の概略構成を示す図である。この実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に搭載されるトランスアクスルを例として挙げている。
【００２０】
図１に例示する車両用変速機は、トルクコンバータ２０、前後進切替装置３０、変速機構４０、減速歯車機構５０、および、差動歯車機構６０を備えている。この車両用変速機において、走行用動力源であるエンジン（内燃機関）１０で発生した動力は、トルクコンバータ２０、前後進切替装置３０、変速機構４０、および、減速歯車機構５０を経由して差動歯車機構６０に伝達され、左右の駆動輪７０Ｌ，７０Ｒへ分配されるようになっている。
【００２１】
トルクコンバータ２０は、入力側のポンプインペラ２２、出力側のタービンランナ２３、および、トルク増幅機能を発現するステータ２４を備えており、ポンプインペラ２２とタービンランナ２３との間で流体（フルード）を介して動力伝達を行う。ポンプインペラ２２は、エンジン１０の出力軸１１に連結されている。タービンランナ２３は、タービン軸２８を介して前後進切替装置３０に連結されている。ステータ２４は、一方向クラッチ２５を介して所定の固定部に連結されている。
【００２２】
トルクコンバータ２０には、このトルクコンバータ２０の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ２６が備えられている。ロックアップクラッチ２６は、係合側油室２６１内の油圧と解放側油室２６２内の油圧との差圧を制御することにより完全係合・半係合（スリップ状態での係合）または解放される。ロックアップクラッチ２６を完全係合させることにより、ポンプインペラ２２とタービンランナ２３とが一体回転する。また、ロックアップクラッチ２６を所定のスリップ状態で係合させることにより、駆動時には所定のスリップ量でタービンランナ２３がポンプインペラ２２に追随して回転する。一方、ロックアップ差圧を負に設定することによりロックアップクラッチ２６は解放状態となる。
【００２３】
また、トルクコンバータ２０には、ポンプインペラ２２に連結して駆動される機械式のオイルポンプ２７が設けられている。
【００２４】
前後進切替装置３０は、エンジン１０で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構４０に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構４０に伝達する経路とを選択的に成立させるものである。前後進切替装置３０は、遊星歯車機構３１と、フォワードクラッチ３３と、リバースブレーキ３５とを備えている。フォワードクラッチ３３およびリバースブレーキ３５は、ともに湿式多板式の摩擦係合装置とされており、油圧によって係合または解放される。前後進切替装置３０の詳細については後述する。
【００２５】
変速機構４０は、ベルト式の無段変速機構とされている。変速機構４０は、入力側のプライマリプーリ４１、出力側のセカンダリプーリ４２、および、これらプライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４２とに巻き掛けられた金属製のベルト４５を備えている。
【００２６】
プライマリプーリ４１は、有効径が可変な可変プーリであって、入力軸４７に固定された固定シーブ４１１と、入力軸４７に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ４１２によって構成されている。セカンダリプーリ４２も同様に、有効径が可変な可変プーリであって、出力軸４８に固定された固定シーブ４２１と、出力軸４８に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ４２２によって構成されている。
【００２７】
プライマリプーリ４１の可動シーブ４１２側には、固定シーブ４１１と可動シーブ４１２との間のＶ溝幅を変更するための油圧アクチュエータ４１３が配置されている。また、セカンダリプーリ４２の可動シーブ４２２側にも同様に、固定シーブ４２１と可動シーブ４２２との間のＶ溝幅を変更するための油圧アクチュエータ４２３が配置されている。
【００２８】
このような変速機構４０において、プライマリプーリ４１の油圧アクチュエータ４１３の油圧を制御することにより、プライマリプーリ４１およびセカンダリプーリ４２のＶ溝幅が変化してベルト４５の掛かり径（有効径）が変更され、変速比γ（＝プライマリプーリ回転数／セカンダリプーリ回転数）が連続的に変化する。また、セカンダリプーリ４２の油圧アクチュエータ４２３の油圧は、ベルト滑りが生じない所定の挟圧力でベルト４５が挟圧されるように制御される。
【００２９】
次に、前後進切替装置３０の遊星歯車機構３１、フォワードクラッチ３３、リバースブレーキ３５について、図１、図２を参照して詳しく説明する。
【００３０】
遊星歯車機構３１は、この実施形態では、ダブルピニオン型の遊星歯車機構とされている。遊星歯車機構３１は、主として、入力軸となるサンギヤ３１１と、リングギヤ３１２と、遊星ギヤとしての多数の内径側ピニオンギヤ３１３および多数の外径側ピニオンギヤ３１４と、出力軸となるキャリヤ３１５とを備えている。
【００３１】
サンギヤ３１１は、上記タービン軸２８の一端側（図２では左端側）に一体的に形成されている。このサンギヤ３１１には、クラッチ用アクチュエータ３４のクラッチドラム３４４が一体的に取り付けられている。
【００３２】
リングギヤ３１２は、サンギヤ３１１にそれと同心状に配置されている。内径側ピニオンギヤ３１３は、サンギヤ３１１とリングギヤ３１２との対向環状空間にサンギヤ３１１および外径側ピニオンギヤ３１４にそれぞれに噛合する状態で配置されている。外径側ピニオンギヤ３１４は、サンギヤ３１１とリングギヤ３１２との対向環状空間に内径側ピニオンギヤ３１３およびリングギヤ３１２にそれぞれ噛合する状態で配置されている。
【００３３】
キャリヤ３１５は、両ピニオンギヤ３１３，３１４を自転可能に支持し、かつ、両ピニオンギヤ３１３，３１４をサンギヤ３１１の周囲で一体的に公転可能な状態で保持するものである。キャリヤ３１５は、複数の遊星軸３１５ａと、これら遊星軸３１５ａの一端側（図２では左端側）に連結され、径方向に延びるフランジ部３１５ｂと、遊星軸３１５ａの他端側（図２では右端側）に設けられ、フォワードクラッチ３３の内径側摩擦板３３１を支持する摩擦板支持部３１５ｃとを備えている。フランジ部３１５ｂは、軸方向に延びる軸部３１５ｄの他端側から径方向外向きに延びるように形成されている。フランジ部３１５ｂの円周数ヶ所に遊星軸３１５ａが片持ち支持状態で設けられている。摩擦板支持部３１５ｃは、遊星軸３１５ａの自由端側に設けられている。軸部３１５ｄは、変速機構４０のプライマリプーリ４１の固定シーブ４１１の円筒形ボス部内にスプライン嵌合されており、キャリヤ３１５と固定シーブ４１１とが一体回転可能に連結されている。
【００３４】
フォワードクラッチ３３は、遊星歯車機構３１のキャリヤ３１５とサンギヤ３１１とを相対回転可能な解放状態または一体回転可能な係合状態にするものである。フォワードクラッチ３３は、多数の内径側摩擦板３３１と外径側摩擦板３３２とが軸方向に交互に配置された構成となっている。内径側摩擦板３３１は、キャリヤ３１５の摩擦板支持部３１５ｃの外径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。外径側摩擦板３３２は、クラッチドラム３４４の内径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。そして、フォワードクラッチ３３は、両摩擦板３３１，３３２を、クラッチ用アクチュエータ３４により圧接させることで係合状態とされる一方、両摩擦板３３１，３３２を離隔させることで解放状態とされる。
【００３５】
クラッチ用アクチュエータ３４は、主として、クラッチピストン３４１と、油圧室３４２と、スプリング３４３とを含んで構成されている。クラッチピストン３４１は、クラッチドラム３４４の内径側に軸方向に変位可能に取り付けられている。
【００３６】
クラッチドラム３４４は、径方向に沿う環状板部３４４ａの外径側に外筒部３４４ｂを、また、環状板部３４４ａの内径側に内筒部３４４ｃを設けたような形状になっている。クラッチピストン３４１は、クラッチドラム３４４の形状と似た形状とされており、環状板部３４１ａ、外筒部３４１ｂ、内筒部３４１ｃを有している。クラッチピストン３４１の外筒部３４１ｂおよび内筒部３４１ｃの軸方向寸法は、クラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂおよび内筒部３４４ｃの軸方向寸法よりも短くなっている。
【００３７】
クラッチピストン３４１の環状板部３４１ａとクラッチドラム３４４の環状板部３４４ａとの軸方向対向間に、油圧室３４２となる空間が形成される。また、クラッチピストン３４１の外筒部３４１ｂと内筒部３４１ｃとの間には、ストッパプレート３４５が軸方向に位置規制された状態で取り付けられている。このストッパプレート３４５とクラッチピストン３４１の環状板部３４１ａとの間には、クラッチピストン３４１を解放側へ付勢するためのスプリング（例えば、圧縮コイルスプリング）３４３が設けられている。
【００３８】
このようなフォワードクラッチ３３の動作を説明する。まず、油圧室３４２に所定圧力の作動油を供給すると、クラッチピストン３４１が図２の左側にスライドされることになって、外径側摩擦板３３２が内径側摩擦板３３１に圧接される。これにより、フォワードクラッチ３３が係合状態になり、キャリヤ３１５とサンギヤ３１１とが一体回転可能な状態になる。
【００３９】
一方、油圧室３４２に作動油を供給しない状態では、スプリング３４３の弾性力によってクラッチピストン３４１が図２の位置にスライドされることになって、外径側摩擦板３３２が内径側摩擦板３３１から離隔される。これにより、フォワードクラッチ３３が解放状態になり、キャリヤ３１５とサンギヤ３１１とが相対回転可能な状態になる。
【００４０】
リバースブレーキ３５は、遊星歯車機構３１のリングギヤ３１２を回転可能とする解放状態または回転不可能とする係合状態にするものである。リバースブレーキ３５は、上述したフォワードクラッチ３３と同様に、多数の内径側摩擦板３５１と外径側摩擦板３５２とが軸方向に交互に配置された構成となっている。内径側摩擦板３５１は、リングギヤ３１２の外径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。外径側摩擦板３５２は、変速機ケース８０の内径側にスプライン嵌合されており、軸方向に変位可能になっている。そして、リバースブレーキ３５は、両摩擦板３５１，３５２を、ブレーキ用アクチュエータ３６により圧接させることで係合状態とされる一方、両摩擦板３５１，３５２を離隔させることで解放状態とされる。
【００４１】
ブレーキ用アクチュエータ３６は、主として、ブレーキピストン３６１と、油圧室３６２と、スプリング３６３とを含んで構成されている。ブレーキピストン３６１は、変速機ケース８０の内側に回転不可能かつ軸方向に変位可能に取り付けられている。油圧室３６２は、ブレーキピストン３６１と変速機ケース８０との対向間に作られる空間とされている。ブレーキピストン３６１と変速機ケース８０の壁面との間には、ブレーキピストン３６１を解放側へ付勢するためのスプリング（例えば、圧縮コイルスプリング）３６３が設けられている。
【００４２】
このようなリバースブレーキ３５の動作を説明する。まず、油圧室３６２に所定圧力の作動油を供給すると、ブレーキピストン３６１が図２の右側にスライドされることになって、外径側摩擦板３５２が内径側摩擦板３５１に圧接される。これにより、リバースブレーキ３５が係合状態になり、リングギヤ３１２が回転可能になる。一方、油圧室３６２に作動油を供給しない状態では、スプリング３６３の弾性力によってブレーキピストン３６１が図２の位置にスライドされることになって、外径側摩擦板３５２が内径側摩擦板３５１から離隔される。これにより、リバースブレーキ３５が解放状態になり、リングギヤ３１２が回転不可能になる。
【００４３】
上述のように構成された前後進切替装置３０の基本的な動作を説明する。
【００４４】
前進時には、クラッチ用アクチュエータ３４によりフォワードクラッチ３３を係合状態にして、ブレーキ用アクチュエータ３６によりリバースブレーキ３５を解放状態にする。これにより、遊星歯車機構３１のサンギヤ３１１とキャリヤ３１５とが連結されることになって入力軸４７がタービン軸２８と一体に回転する状態になる。したがって、前後進切替装置３０において前進用動力伝達経路が成立し、エンジン１０の回転動力が前進方向の駆動力として変速機構４０側へ伝達される。
【００４５】
一方、後進時には、ブレーキ用アクチュエータ３６によりリバースブレーキ３５を係合状態にして、クラッチ用アクチュエータ３４によりフォワードクラッチ３３を解放状態にする。これにより、遊星歯車機構３１のリングギヤ３１２が変速機ケース８０に固定されることになって入力軸４７がタービン軸２８に対して逆方向へ回転する状態になる。したがって、前後進切替装置３０において後進用動力伝達経路が成立し、エンジン１０の回転動力が後進方向の駆動力として変速機構４０側へ伝達される。
【００４６】
なお、フォワードクラッチ３３およびリバースブレーキ３５をともに解放状態にすると、タービン軸２８の回転動力が入力軸４７に伝達されなくなるので、前後進切替装置３０はニュートラル（遮断状態）になる。
【００４７】
次に、この実施形態の特徴部分について説明する。
【００４８】
図２に示すように、この実施形態では、リングギヤ３１２の軸方向の一方側（図２では左方側）への移動が、キャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂによって規制されている。そして、リングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂとの間には、両者の相対回転を可能とする第１の介在物が設けられている。
【００４９】
具体的には、リングギヤ３１２の軸方向の一方側の側面には、軸方向の一方側へ突出する環状の突出部３１２ａが形成されている。この突出部３１２ａの内径側に環状の溝部３１２ｂが設けられている。キャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂは、リングギヤ３１２の溝部３１２ｂと対向する位置まで径方向外側に延びている。フランジ部３１５ｂは、リングギヤ３１２の溝部３１２ｂの軸方向の一方側に溝部３１２ｂとは非接触の状態で配置されている。フランジ部３１５ｂの軸方向の他方側の側面には、リングギヤ３１２の溝部３１２ｂと対向する部分に溝部３１５ｅが形成されている。これらリングギヤ３１２の溝部３１２ｂとフランジ部３１５ｂの溝部３１５ｅとによって、環状の隙間が形成されている。この隙間には、スラスト軸受としてのころ軸受３７２が介装されている。つまり、上記第１の介在物としてころ軸受３７２が用いられている。
【００５０】
このように、ころ軸受３７２を介してリングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂとが当接されている。これにより、リングギヤ３１２の軸方向の一方側への移動がフランジ部３１５ｂによって規制されつつ、リングギヤ３１２とフランジ部３１５ｂとが相対回転可能となっている。このため、遊星歯車機構３１において、リングギヤ３１２とキャリヤ３１５とが干渉することなく相対回転可能となっている。
【００５１】
また、この実施形態では、リングギヤ３１２の軸方向の他方側（図２では右方側）への移動が、クラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂによって規制されている。そして、リングギヤ３１２と外筒部３４４ｂとの間には、両者の相対回転を可能とする第２の介在物が設けられている。
【００５２】
具体的には、リングギヤ３１２の軸方向の他方側の側面には、軸方向の他方側へ突出する突出部３１２ｃが形成されている。この突出部３１２ｃの外径側に環状の溝部３１２ｄが設けられている。クラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂは、リングギヤ３１２の突出部３１２ｃと対向する位置まで軸方向の一方側に延びている。外筒部３４４ｂは、突出部３１２ｃの外径側に突出部３１２ｃとは非接触の状態で配置されている。リングギヤ３１２の軸方向の他方側の側面とクラッチドラム３４４の外筒部３４４ｂとの間の隙間には、スラスト軸受としてのメタル３７４が介装されている。つまり、上記第２の介在物としてメタル３７４が用いられている。
【００５３】
このように、メタル３７４を介してリングギヤ３１２とクラッチドラム３４４とが当接されている。これにより、リングギヤ３１２の軸方向の他方側への移動がクラッチドラム３４４によって規制されつつ、リングギヤ３１２とクラッチドラム３４４とが相対回転可能となっている。このため、遊星歯車機構３１において、リングギヤ３１２とサンギヤ３１１とが干渉することなく相対回転可能となっている。
【００５４】
さらに、この実施形態では、クラッチ用アクチュエータ３４によりフォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される際、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動が、リングギヤ３１２の軸方向の他方側の端面によって規制されるようになっている。
【００５５】
具体的には、クラッチ用アクチュエータ３４の油圧室３４２に作動油を供給することによって、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される。この際、軸方向の最も一方側に配置された外径側摩擦板３３２が、リングギヤ３１２の軸方向の他方側の端面、この場合、リングギヤ３１２の突出部３１２ｃの軸方向の他方側の側面３１２ｅに当接される。上述したように、リングギヤ３１２の軸方向の一方側への移動は、キャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂによって規制されているため、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される際、リングギヤ３１２により、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動が規制されることになる。なお、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が隔離されている場合には、軸方向の最も一方側に配置された外径側摩擦板３３２と、リングギヤ３１２の突出部３１２ｃの軸方向の他方側の側面３１２ｅとの間には、所定の隙間が確保されるようになっている。
【００５６】
この実施形態によれば、次のような効果が得られる。
【００５７】
リングギヤ３１２により両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動が規制されるので、スナップリング等の別部材を用いないでも、フォワードクラッチ３３の両摩擦板３３１，３３２が圧接される際、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動を規制することができる。つまり、リングギヤ３１２の端面形状を工夫するという簡素な構成によって、両摩擦板３３１，３３２の軸方向の一方側への移動を規制して外径側摩擦板３３２がクラッチドラム３４４から脱落することを防止することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、両摩擦板３３１，３３２の移動をスナップリングを用いて規制することに起因する様々な不具合を解消することができる。
【００５８】
具体的には、クラッチドラム３４４にスナップリングを組み付けるスナップリング溝の加工を行う必要がなくなり、その工数を削減でき、コストダウンを図れる。また、クラッチドラム３４４へのスナップリング溝の加工後にバリ取り作業を行う必要がなくなり、その工数を削減でき、コストダウンを図れる。さらに、前後進切替装置３０の作動中にクラッチドラム３４４からスナップリングが外れてしまうということも回避できる。しかも、組み付け工程でクラッチドラム３４４のスナップリング溝の奥までスナップリングが挿入されているか否かを検出しなくてもよくなり、その工数を削減でき、コストダウンを図れる。
【００５９】
また、リングギヤ３１２の軸方向の位置決めを既存のキャリヤ３１５のフランジ部３１５ｂとクラッチドラム３４４とを利用して行うことによって、リングギヤ３１２の脱落を防止することができる。そして、フォワードクラッチ３３およびリバースブレーキ３５の係合・解放を適切なタイミングで行うことができるようになる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
【００６１】
（１）第１，第２の介在物は、リングギヤ３１２の軸方向の移動を規制することが可能であり、リングギヤ３１２を回転可能にするものであれば、いかなるものを用いてもよい。例えば、第１，第２の介在物として、スラストワッシャ、スラストベアリング等を用いてもよい
（２）上記実施形態では、変速機構をベルト式の無段変速機構とした例を挙げたが、変速機構をトロイダル型の無段変速機としてもよい。また、変速機構を有段変速機としてもよい。
【００６２】
（３）上記実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型の車両に搭載される車両用変速機を例に挙げたが、例えば、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型の車両や、その他の形態の車両に搭載される車両用変速機に対しても本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、遊星歯車機構とフォワードクラッチとリバースブレーキとを備えた車両用変速機の前後進切替装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ エンジン
３０ 前後進切替装置
３１ 遊星歯車機構
３１１ サンギヤ
３１２ リングギヤ
３１２ｅ 軸方向の他方側の側面
３１３，３１４ ピニオンギヤ
３１５ キャリヤ
３１５ａ 遊星軸
３１５ｂ フランジ部
３１５ｃ 摩擦板支持部
３３ フォワードクラッチ（前進用クラッチ）
３３１ 内径側摩擦板
３３２ 外径側摩擦板
３４４ クラッチドラム
３５ リバースブレーキ（後進用ブレーキ）
３５１ 内径側摩擦板
３５２ 外径側摩擦板
３７２ ころ軸受（第１の介在物）
３７４ メタル（第２の介在物）
４０ 変速機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンギヤと、リングギヤと、ピニオンギヤと、キャリヤとを有する遊星歯車機構と、
軸方向に交互に配置された多数の内径側摩擦板と外径側摩擦板とを有する前進用クラッチおよび後進用ブレーキとを備え、
動力源で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構に伝達する経路とを選択的に成立させる車両用変速機の前後進切替装置であって、
上記キャリヤは、複数の遊星軸と、これら遊星軸の一端側に連結され、径方向に延びるフランジ部と、上記遊星軸の他端側に設けられ、上記前進用クラッチの内径側摩擦板を支持する摩擦板支持部とを備え、
上記前進用クラッチの内径側摩擦板は、上記キャリヤの摩擦板支持部の外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記前進用クラッチの外径側摩擦板は、上記サンギヤと一体的に回転するクラッチドラムの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、
上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが一体回転可能とされ、上記前進用クラッチの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが相対回転可能とされ、
上記リングギヤの軸方向の一方側への移動が、上記キャリヤのフランジ部によって規制され、上記リングギヤとフランジ部との間には、両者の相対回転を可能とする第１の介在物が設けられ、
上記リングギヤの軸方向の他方側への移動が、上記クラッチドラムによって規制され、上記リングギヤとクラッチドラムとの間には、両者の相対回転を可能とする第２の介在物が設けられ、
上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動が、上記リングギヤの軸方向の他方側の端面によって規制されることを特徴とする車両用変速機の前後進切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用変速機の前後進切替装置において、
上記後進用ブレーキの内径側摩擦板は、上記リングギヤの外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記後進用ブレーキの外径側摩擦板は、変速機ケースの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、
上記後進用ブレーキの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転不可能とされ、上記後進用ブレーキの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転可能とされることを特徴とする車両用変速機の前後進切替装置。
【請求項１】
サンギヤと、リングギヤと、ピニオンギヤと、キャリヤとを有する遊星歯車機構と、
軸方向に交互に配置された多数の内径側摩擦板と外径側摩擦板とを有する前進用クラッチおよび後進用ブレーキとを備え、
動力源で発生する動力を、車両の前進駆動力として変速機構に伝達する経路と、車両の後進駆動力として変速機構に伝達する経路とを選択的に成立させる車両用変速機の前後進切替装置であって、
上記キャリヤは、複数の遊星軸と、これら遊星軸の一端側に連結され、径方向に延びるフランジ部と、上記遊星軸の他端側に設けられ、上記前進用クラッチの内径側摩擦板を支持する摩擦板支持部とを備え、
上記前進用クラッチの内径側摩擦板は、上記キャリヤの摩擦板支持部の外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記前進用クラッチの外径側摩擦板は、上記サンギヤと一体的に回転するクラッチドラムの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、
上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが一体回転可能とされ、上記前進用クラッチの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のキャリヤとサンギヤとが相対回転可能とされ、
上記リングギヤの軸方向の一方側への移動が、上記キャリヤのフランジ部によって規制され、上記リングギヤとフランジ部との間には、両者の相対回転を可能とする第１の介在物が設けられ、
上記リングギヤの軸方向の他方側への移動が、上記クラッチドラムによって規制され、上記リングギヤとクラッチドラムとの間には、両者の相対回転を可能とする第２の介在物が設けられ、
上記前進用クラッチの両摩擦板が圧接される際、両摩擦板の軸方向の一方側への移動が、上記リングギヤの軸方向の他方側の端面によって規制されることを特徴とする車両用変速機の前後進切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用変速機の前後進切替装置において、
上記後進用ブレーキの内径側摩擦板は、上記リングギヤの外径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、上記後進用ブレーキの外径側摩擦板は、変速機ケースの内径側に軸方向に変位可能に取り付けられ、
上記後進用ブレーキの両摩擦板が圧接されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転不可能とされ、上記後進用ブレーキの両摩擦板が隔離されることで、上記遊星歯車機構のリングギヤが回転可能とされることを特徴とする車両用変速機の前後進切替装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−７２５９（Ｐ２０１１−７２５９Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５１０６１（Ｐ２００９−１５１０６１）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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