(57)【要約】【課題】電動アクチュエータにより動力の伝達経路を切り換えることができる構造を実現する。【解決手段】動力伝達経路切換装置５は、駆動カム４８の回転に伴い、第１被駆動カム４９を駆動カム４８との軸方向間隔が拡がる方向に変位させることで、第１摩擦係合装置４０が接続され、かつ、第２被駆動カム５０を駆動カム４８との軸方向間隔が縮まる方向に変位させることで、第２摩擦係合装置４１が切断される、第１モードと、第１被駆動カム４９を駆動カム４８との軸方向間隔が縮まる方向に変位させることで、第１摩擦係合装置４０が切断され、かつ、第２被駆動カム５０を駆動カム４８との軸方向間隔が広がる方向に変位させることで、第２摩擦係合装置４１が接続される、第２モードと、が切り換わる。【選択図】図４
2020190280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に、かつ、軸方向変位を不能に支持された駆動カムと、前記駆動カムに対する相対回転および軸方向変位を可能に支持され、かつ、該駆動カムの回転に伴って、互いに異なる位相で軸方向に変位する第１被駆動カムおよび第２被駆動カムとを有するカム装置と、
互いに軸方向の相対変位を可能に支持された、少なくとも１枚ずつの第１フリクションプレートおよび第１セパレートプレートを有する第１摩擦係合装置と、
互いに軸方向の相対変位を可能に支持された、少なくとも１枚ずつの第２フリクションプレートおよび第２セパレートプレートを有する第２摩擦係合装置と、
を備え、
前記駆動カムが回転することに伴い、
前記第１被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が拡がる方向に変位させることに基づき、前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとを互いに押し付け合うことで、前記第１摩擦係合装置が接続され、かつ、前記第２被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が縮まる方向に変位させることに基づき、前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとを互いに押し付け合う力を解放することで、前記第２摩擦係合装置が切断される、第１モードと、
前記第１被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が縮まる方向に変位させることに基づき、前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとを互いに押し付け合う力を解放することで、前記第１摩擦係合装置が切断され、かつ、前記第２被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が拡がる方向に変位させることに基づき、前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとを互いに押し付け合うことで、前記第２摩擦係合装置が接続される、第２モードと、
が切り換わる、動力伝達経路切換装置。
【請求項２】
前記第１被駆動カムと前記第１摩擦係合装置との間に配置され、かつ、該第１被駆動カムと該第１摩擦係合装置とを互いに離れる方向に弾性的に付勢する第１弾性部材と、
前記第２被駆動カムと前記第２摩擦係合装置との間に配置され、かつ、該第２被駆動カムと該第２摩擦係合装置とを互いに離れる方向に弾性的に付勢する第２弾性部材と、
をさらに備える、請求項１に記載の動力伝達経路切換装置。
【請求項３】
前記駆動カムは、軸方向側面に、凹部と凸部とを、円周方向に関して互いに同じ周期かつ異なる位相でそれぞれ配置してなる、第１駆動カム面および第２駆動カム面を有し、
前記第１被駆動カムは、前記第１駆動カム面と対向する軸方向側面に、第１被駆動カム面を有し、
前記第２被駆動カムは、前記第２駆動カム面と対向する軸方向側面に、第２被駆動カム面を有し、および、
前記カム装置は、前記第１駆動カム面と前記第１被駆動カム面との間に配置された複数個の第１転動体、および、前記第２駆動カム面と前記第２被駆動カム面との間に配置された複数個の第２転動体をさらに備える、請求項１または２に記載の動力伝達経路切換装置。
【請求項４】
前記駆動カムは、径方向に突出する少なくとも１個の係合凸部を備え、
前記第１被駆動カムは、円周方向に伸長するように形成され、かつ、前記係合凸部が係合する少なくとも１個の第１被駆動カム溝を備え、該第１被駆動カム溝は、少なくとも一部に円周方向に対し傾斜した傾斜部を有し、
前記第２被駆動カムは、円周方向に伸長するように形成され、かつ、前記係合凸部が係合する少なくとも１個の第２被駆動カム溝を備え、該第２被駆動カム溝は、軸方向に関して前記第１被駆動カムと対称な開口形状を有する、請求項１または２に記載の動力伝達経路切換装置。
【請求項５】
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとをそれぞれ複数枚ずつ有し、該第１フリクションプレートと該第１セパレートプレートとが互いに交互に配置されており、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとをそれぞれ複数枚ずつ有し、該第２フリクションプレートと該第２セパレートプレートとが互いに交互に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の動力伝達経路切換装置。
【請求項６】
前記第１摩擦係合装置は、前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとを互いに離隔させる方向に弾性的に付勢する第１リターンスプリングをさらに有し、
前記第２摩擦係合装置は、前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとを互いに離隔させる方向に弾性的に付勢する第２リターンスプリングをさらに有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の動力伝達経路切換装置。
【請求項７】
入力部材と、
前記入力部材と同軸に配置された出力部材と、
動力の伝達方向に関して、前記入力部材と前記出力部材との間に配置された遊星歯車機構とを備え、
前記遊星歯車機構は、サンギヤと、前記サンギヤの周囲に該サンギヤと同軸に配置されたリングギヤと、前記サンギヤと同軸に配置されたキャリアと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合し、かつ、前記キャリアに、自身の中心軸を中心とする回転を自在に支持された複数個のピニオンギヤとを有し、
前記入力部材と前記出力部材との間の動力伝達経路を切り換える動力伝達経路切換装置をさらに備え、
前記動力伝達経路切換装置が、請求項１〜６のいずれか１項に記載の動力伝達経路切換装置であり、かつ、該動力伝達経路切換装置が、前記駆動カムを回転駆動する電動アクチュエータをさらに備える、２段変速機。
【請求項８】
前記駆動カムは、外周面にホイールギヤ部を有し、
前記電動アクチュエータは、前記ホイールギヤ部と噛合するウォームと、前記ウォームを回転駆動する変速用モータとを備える、請求項７に記載の２段変速機。
【請求項９】
前記入力部材が、前記サンギヤに対し該サンギヤと一体的に回転するように接続されており、
前記出力部材が、前記キャリアに対し該キャリアと一体的に回転するように接続されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの一方が、前記サンギヤまたは前記入力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの他方が、前記キャリアまたは前記出力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの一方が、使用時にも回転しない部分に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、および、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの他方が、前記リングギヤに対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されている、請求項７または８に記載の２段変速機。
【請求項１０】
前記入力部材が、前記サンギヤに対し該サンギヤと一体的に回転するように接続されており、
前記リングギヤが、使用時にも回転しない部分に対し支持固定されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの一方が、前記サンギヤまたは前記入力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの他方が、前記出力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの一方が、前記キャリアに対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、および、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの他方が、前記出力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されている、請求項７または８に記載の２段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材と出力部材との間の動力の伝達経路を切り換えるための動力伝達経路切換装置、および、該動力伝達経路切換装置を備える２段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における化石燃料の消費量低減化の流れを受けて、電気自動車やハイブリッド自動車の研究が進み、一部で実施されている。電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電動モータは、化石燃料を直接燃焼させることにより動く内燃機関（エンジン）とは異なり、出力軸のトルクおよび回転速度の特性が自動車用として好ましい（一般的に、起動時に最大トルクを発生する）ので、必ずしも内燃機関を駆動源とする一般的な自動車のような変速機を設ける必要はない。ただし、電動モータを駆動源とする場合でも、変速機を設けることにより、加速性能および高速性能を改善できる。具体的には、変速機を設けることで、車両の走行速度と加速度との関係を、ガソリンエンジンを搭載し、かつ、動力の伝達系統中に変速機を設けた自動車に近い、滑らかなものにできる。この点について、図１４を参照しつつ説明する。
【０００３】
たとえば電動モータの出力軸と、駆動輪に繋がるデファレンシャルギヤの入力部との間部分に、減速比の大きな動力伝達装置を配置すると、電気自動車の加速度（Ｇ）と走行速度（km/h）との関係は、図１４の実線ａのようになる。すなわち、低速時の加速性能は優れているが、高速走行ができなくなる。これに対して、前記間部分に減速比の小さな動力伝達装置を配置すると、前記関係は、図１４の鎖線ｂのようになる。すなわち、高速走行は可能になるが、低速時の加速性能が損なわれる。これに対して、前記出力軸と前記入力部との間に変速機を設け、車速に応じてこの変速機の減速比を変えれば、前記実線ａのうちで点Ｐよりも左側部分と、鎖線ｂのうちで点Ｐよりも右側部分とを連続させた如き特性を得られる。この特性は、図１４に破線ｃで示した、同程度の出力を有するガソリンエンジン車とほぼ同等であり、加速性能および高速性能に関して、動力の伝達系統中に変速機を設けたガソリンエンジン車と同等の性能を得られることが分かる。
【０００４】
特開平５−１１６５４９号公報には、電動モータの出力軸のトルクを、１対の遊星歯車機構と１対のブレーキとを組み合わせてなる２段変速機を介して（２段変速機により減速して）デファレンシャルギヤに伝達する、電気自動車用駆動装置の構造が開示されている。この電気自動車用駆動装置では、１対のブレーキの断接状態を切り換えることに基づいて、１対の遊星歯車機構の構成要素が回転可能な状態と回転不能な状態とを切り換えることで、電動モータの出力軸とデファレンシャルギヤとの間の減速比を、高低の２段階に切換可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１１６５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開平５−１１６５４９号公報に記載の装置は、油圧で動作するサーボピストンＰＬ、ＰＨにより、遊星歯車機構の構成要素に支持された摩擦係合要素と、ハウジングに支持された摩擦係合要素とを互いに押し付けることで、ブレーキを接続（係合）するように構成されている。しかしながら、電気自動車やハイブリッド自動車において、システムの簡略化によるコスト低減や電費性能の向上を図るためには、２段変速機の減速比の切り換えを電動アクチュエータにより行い、油圧システムを不要とすることが望まれる。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に鑑みて、電動アクチュエータにより動力の伝達経路を切り換えることができる動力伝達経路切換装置、および、この動力伝達経路切換装置を組み込んだ２段変速機の構造を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の動力伝達経路切換装置は、
回転可能に、かつ、軸方向変位を不能に支持された駆動カムと、前記駆動カムに対する相対回転および軸方向変位を可能に支持され、かつ、該駆動カムの回転に伴って、互いに同じ周期かつ異なる位相で軸方向に変位する第１被駆動カムおよび第２被駆動カムとを有するカム装置と、
互いに軸方向の相対変位を可能に支持された、少なくとも１枚ずつの第１フリクションプレートおよび第１セパレートプレートを有する第１摩擦係合装置と、
互いに軸方向の相対変位を可能に支持された、少なくとも１枚ずつの第２フリクションプレートおよび第２セパレートプレートを有する第２摩擦係合装置と、
を備える。
【０００９】
特に本発明の動力伝達経路切換装置では、
前記駆動カムが回転することに伴い、
前記第１被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が拡がる方向に変位させることに基づき、前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとを互いに押し付け合うことで、前記第１摩擦係合装置が接続され、かつ、前記第２被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が縮まる方向に変位させることに基づき、前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとを互いに押し付け合う力を解放することで、前記第２摩擦係合装置が切断される、第１モードと、
前記第１被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が縮まる方向に変位させることに基づき、前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとを互いに押し付け合う力を解放することで、前記第１摩擦係合装置が切断され、かつ、前記第２被駆動カムを前記駆動カムとの軸方向間隔が拡がる方向に変位させることに基づき、前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとを互いに押し付け合うことで、前記第２摩擦係合装置が接続される、第２モードと、
が切り換わる。
【００１０】
本発明の動力伝達経路切換装置は、
前記第１被駆動カムと前記第１摩擦係合装置との間に配置され、かつ、該第１被駆動カムと該第１摩擦係合装置とを互いに離れる方向に弾性的に付勢する第１弾性部材と、
前記第２被駆動カムと前記第２摩擦係合装置との間に配置され、かつ、該第２被駆動カムと該第２摩擦係合装置とを互いに離れる方向に弾性的に付勢する第２弾性部材と、
をさらに備えることができる。
【００１１】
本発明の第１態様の動力伝達経路切換装置は、
前記駆動カムは、軸方向側面に、凹部と凸部とを、円周方向に関して互いに同じ周期かつ異なる位相でそれぞれ配置してなる、第１駆動カム面および第２駆動カム面を有し、
前記第１被駆動カムは、前記第１駆動カム面と対向する軸方向側面に、第１被駆動カム面を有し、
前記第２被駆動カムは、前記第２駆動カム面と対向する軸方向側面に、第２被駆動カム面を有し、および、
前記カム装置は、前記第１駆動カム面と前記第１被駆動カム面との間に配置された複数個の第１転動体、および、前記第２駆動カム面と前記第２被駆動カム面との間に配置された複数個の第２転動体をさらに備える。
【００１２】
本発明の第２態様の動力伝達経路切換装置は、
前記駆動カムは、径方向に突出する少なくとも１個、好ましくは複数個の係合凸部を備え、
前記第１被駆動カムは、円周方向に伸長するように形成され、かつ、前記係合凸部が係合する少なくとも１個、好ましくは複数個の第１被駆動カム溝を備え、該第１被駆動カム溝は、少なくとも一部に円周方向に対し傾斜した傾斜部を有し、
前記第２被駆動カムは、円周方向に伸長するように形成され、かつ、前記係合凸部が係合する少なくとも１個、好ましくは複数個の第２被駆動カム溝を備え、該第２被駆動カム溝は、軸方向に関して前記第１被駆動カムと対称な開口形状を有する。
【００１３】
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとをそれぞれ複数枚ずつ有し、かつ、該第１フリクションプレートと該第１セパレートプレートとを互いに交互に配置することができる。前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとをそれぞれ複数枚ずつ有し、かつ、該第２フリクションプレートと該第２セパレートプレートとを互いに交互に配置することができる。
【００１４】
前記第１摩擦係合装置は、前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとを互いに離隔させる方向に弾性的に付勢する第１リターンスプリングをさらに有することができる。前記第２摩擦係合装置は、前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとを互いに離隔させる方向に弾性的に付勢する第２リターンスプリングをさらに有することができる。
【００１５】
本発明の２段変速機は、
入力部材と、
前記入力部材と同軸に配置された出力部材と、
動力の伝達方向に関して、前記入力部材と前記出力部材との間に配置された遊星歯車機構とを備え、
前記遊星歯車機構は、サンギヤと、前記サンギヤの周囲に該サンギヤと同軸に配置されたリングギヤと、前記サンギヤと同軸に配置されたキャリアと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合し、かつ、前記キャリアに、自身の中心軸を中心とする回転を自在に支持された複数個のピニオンギヤとを有し、
前記入力部材と前記出力部材との間の動力伝達経路を切り換える動力伝達経路切換装置をさらに備える。
【００１６】
本発明の２段変速機は、前記動力伝達経路切換装置が、本発明の動力伝達経路切換装置であり、かつ、該動力伝達経路切換装置が、前記駆動カムを回転駆動する電動アクチュエータをさらに備える。
【００１７】
前記駆動カムは、外周面にホイールギヤ部を有し、かつ、前記電動アクチュエータは、前記ホイールギヤ部と噛合するウォームと、前記ウォームを回転駆動する変速用モータとを備えることができる。
【００１８】
本発明の第１態様の２段変速機は、
前記入力部材が、前記サンギヤに対し該サンギヤと一体的に回転するように接続されており、
前記出力部材が、前記キャリアに対し該キャリアと一体的に回転するように接続されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの一方が、前記サンギヤまたは前記入力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの他方が、前記キャリアまたは前記出力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの一方が、ハウジングなどの使用時にも回転しない部分に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、および、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの他方が、前記リングギヤに対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持される。
【００１９】
本発明の第２態様の２段変速機は、
前記入力部材が、前記サンギヤに対し該サンギヤと一体的に回転するように接続されており、
前記リングギヤが、ハウジングなどの使用時にも回転しない部分に対し支持固定されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの一方が、前記サンギヤまたは前記入力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第１フリクションプレートと前記第１セパレートプレートとのうちの他方が、前記出力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの一方が、前記キャリアに対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持されており、
および、前記第２フリクションプレートと前記第２セパレートプレートとのうちの他方が、前記出力部材に対し軸方向の相対変位を可能に、かつ、回転を不能に支持される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の動力伝達経路切換装置では、駆動カムを回転させることに基づいて、第１摩擦係合装置および第２摩擦係合装置の断接状態が切り換わり、前記駆動カムは、電動モータなどを含む電動アクチュエータにより回転駆動させることができる。要するに、本発明の動力伝達経路切換装置によれば、電動アクチュエータにより動力の伝達経路を切り換えることができる。また、本発明の動力伝達経路切換装置を備える、本発明の２段変速機によれば、電動アクチュエータにより、入力部材と出力部材との間の減速比を高低の２段階に切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の第１例の２段変速機を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態の第１例の２段変速機を示す模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、高速モードでの動力の伝達経路を示す模式図であり、図３（Ｂ）は、低速モードでの動力の伝達経路を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の第１例について、動力伝達経路切換装置を取り出して示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態の第１例について、カム装置および電動アクチュエータを取り出し、かつ、分解して示す斜視図である。
【図６】図６は、第１駆動カム面と第２駆動カム面との円周方向に関する位相の関係を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）は、第１摩擦係合装置を取り出して示す断面図であり、図７（Ｂ）は、第２摩擦係合装置を取り出して示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態の第２例の２段変速機を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態の第２例について、カム装置および電動アクチュエータを取り出し、かつ、分解して示す斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、高速モードでの係合凸部と第１被駆動カム溝および第２被駆動カム溝との係合状態を示す図であり、図１０（Ｂ）は、低速モードでの係合凸部と第１被駆動カム溝および第２被駆動カム溝との係合状態を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態の第３例の２段変速機を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態の第３例の２段変速機を示す模式図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、高速モードでの動力の伝達経路を示す模式図であり、図１３（Ｂ）は、低速モードでの動力の伝達経路を示す模式図である。
【図１４】図１４は、電動モータを駆動源とする駆動装置に変速機を組み込むことによる効果を説明するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施の形態の第１例］
図１〜図７は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例は、本発明の第１態様の動力伝達経路切換装置を、本発明の第１態様の２段変速機に適用した例である。本例の２段変速機１は、たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電動モータの出力軸と、デファレンシャルギヤとの間に配置されて、前記電動モータの出力軸のトルクを、増大（減速）してから、または、増大（減速）せずにそのままデファレンシャルギヤに伝達する。本例の２段変速機は、入力部材２と、出力部材３と、遊星歯車機構４と、動力伝達経路切換装置５とを備え、かつ、入力部材２と出力部材３との間の減速比を、高低の２段階に切り換え可能に構成されている。
【００２３】
入力部材２は、電動モータの出力軸などの駆動軸（図示省略）に接続され、トルク（動力）が入力される。本例では、入力部材２は、入力筒状部６と、該入力筒状部６の軸方向片側（図１〜図４の右側）の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった入力フランジ部７とを備える。駆動軸は、たとえば、入力筒状部６の内周面にトルク伝達可能に内嵌されるか、あるいは、入力フランジ部７にボルト締めなどによりトルク伝達可能に結合される。
【００２４】
出力部材３は、入力部材２と同軸に配置され、デファレンシャルギヤやプロペラシャフトなどの従動軸（図示省略）に接続され、該従動軸にトルクを出力する。本例では、出力部材３は、内周面に、雌スプライン部８を有する出力筒状部９と、該出力筒状部９の軸方向他側（図１〜図４の左側）の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった出力フランジ部１０とを備える。従動軸は、先端部外周面に備えられた雄スプライン部を、出力筒状部９の雌スプライン部８とスプライン係合させることにより、出力部材３にトルク伝達可能に接続される。
【００２５】
遊星歯車機構４は、動力の伝達方向に関して、入力部材２と出力部材３との間に配置され、かつ、サンギヤ１１と、リングギヤ１２と、キャリア１３と、複数個のピニオンギヤ１４とを備える。
【００２６】
サンギヤ１１は、入力部材２に対し該入力部材２と一体的に回転するように接続されている。本例では、サンギヤ１１は、軸方向片側の小径筒部１５と、軸方向他側の大径筒部１６と、該大径筒部１６の軸方向他側の端部から径方向外側に折れ曲がったフランジ部１７とを備える。サンギヤ１１は、大径筒部１６の外周面に、サン側雄スプライン部１８を備え、かつ、フランジ部１７の外周面に、平歯車またははすば歯車であるギヤ部１９を備える。サンギヤ１１は、小径筒部１５を、入力部材２の入力筒状部６に、スプライン係合などのトルク伝達可能な構造により外嵌されている。
【００２７】
リングギヤ１２は、サンギヤ１１の周囲に該サンギヤ１１と同軸に、かつ、該サンギヤ１１に対する相対回転を可能に支持されている。本例では、リングギヤ１２は、軸方向片側の小径筒部２０と、軸方向他側の大径筒部２１と、該小径筒部２０の軸方向他側の端部と該大径筒部２１の軸方向片側の端部とを接続する円輪部２２とを備える。リングギヤ１２は、小径筒部２０の外周面に、リング側雄スプライン部２３を備え、かつ、大径筒部２１の内周面に、平歯車またははすば歯車であるギヤ部２４を備える。
【００２８】
キャリア１３は、サンギヤ１１およびリングギヤ１２と同軸に支持され、かつ、出力部材３に対し該出力部材３と一体的に回転可能に接続されている。本例では、キャリア１３は、それぞれが円輪状で、軸方向に間隔を空けて配置された１対のリム部２５ａ、２５ｂと、該１対のリム部２５ａ、２５ｂのうち、互いに整合する円周方向複数箇所同士の間にかけ渡された柱部２６（後述の図１１参照）と、該１対のリム部２５ａ、２５ｂのうち、軸方向片側のリム部２５ａの軸方向片側面の径方向中間部から軸方向片側に向け全周にわたり突出した筒状部２７とを備える。
【００２９】
キャリア１３は、軸方向片側のリム部２５ａのうち、筒状部２７よりも径方向外側に存在する部分の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する円孔２８ａを備え、かつ、筒状部２７の内周面に、キャリア側雌スプライン部２９を備える。また、キャリア１３は、１対のリム部２５ａ、２５ｂのうち、軸方向他側のリム部２５ｂのうちで、軸方向片側のリム部２５ａの円孔２８ａと整合する部分に、軸方向に貫通する円孔２８ｂを備える。キャリア１３は、軸方向他側のリム部２５ｂを、出力部材３の出力フランジ部１０に、スプライン係合などのトルク伝達可能な構造により接続することで、出力部材３と一体的に回転するように構成されている。
【００３０】
ピニオンギヤ１４のそれぞれは、サンギヤ１１とリングギヤ１２とに噛合し、かつ、キャリア１３に、自身の中心軸を中心とする回転を自在に支持されている。本例では、ピニオンギヤ１４のそれぞれは、円柱状の支持軸３０の軸方向中間部周囲に、円筒状の本体部分３１を、ラジアルニードル軸受３２により回転自在に支持してなる。本体部分３１は、外周面に、平歯車またははすば歯車であって、サンギヤ１１のギヤ部１９とリングギヤ１２のギヤ部２４とに噛合するギヤ部３３を備える。支持軸３０は、軸方向両側の端部が、キャリア１３の円孔２８ａ、２８ｂのそれぞれに内嵌固定されている。
【００３１】
なお、本例では、サンギヤ１１の大径筒部１６の軸方向中間部に係止された止め輪３４ａにより軸方向片側への変位が阻止されたスペーサ３５の軸方向他側面が、軸方向片側のリム部２５ａの径方向内側部分の軸方向片側面に、スラスト軸受３６ａを介して突き当てられている。さらに、リングギヤ１２の大径筒部２１の軸方向他側の端部に係止された止め輪３４ｂにより軸方向他側への変位が阻止された押え板３７の径方向内側部分の軸方向片側面が、軸方向他側のリム部２５ｂ（出力部材３の出力フランジ部１０）の径方向内側部分の軸方向他側面に、スラスト軸受３６ｂを介して突き当てられている。これにより、遊星歯車機構４を組み立てた状態で、サンギヤ１１、リングギヤ１２、キャリア１３およびピニオンギヤ１４のそれぞれが分離するのを防止できる。要するに、遊星歯車機構４をサブアッセンブリとして一体的に取り扱うことができる。
【００３２】
動力伝達経路切換装置５は、入力部材２と出力部材３との間の動力伝達経路を切り換える。本例の動力伝達経路切換装置５は、使用時にも回転しないハウジング３８と、カム装置３９と、第１摩擦係合装置４０と、第２摩擦係合装置４１とを備える。
【００３３】
ハウジング３８は、内径側筒部４２と、外径側筒部４３と、該内径側筒部４２の軸方向片側の端部と該外径側筒部４３の軸方向片側の端部とを接続する円輪状の側板部４４とを備える。ハウジング３８は、内径側筒部４２の外周面に、固定側雄スプライン部４５を備え、かつ、外径側筒部４３の内周面に、固定側雌スプライン部４６を備える。また、ハウジング３８は、外径側筒部４３の軸方向片側部分に、径方向に貫通し、かつ、円周方向に伸長する貫通孔４７をさらに備える。
【００３４】
本例では、ハウジング３８の内径側筒部４２の内周面と、入力部材２の入力筒状部６の外周面との間にラジアルニードル軸受７８を配置し、かつ、側板部４４の軸方向片側面と、入力フランジ部７の軸方向他側面との間にスラストニードル軸受７９を配置することにより、ハウジング３８に対し入力部材２が回転自在に支持されている。
【００３５】
カム装置３９は、回転可能に、かつ、軸方向変位を不能に支持された駆動カム４８と、駆動カム４８に対する相対回転および軸方向変位を可能に支持され、かつ、該駆動カム４８の回転に伴って、互いに異なる位相で軸方向に変位する第１被駆動カム４９および第２被駆動カム５０とを備える。なお、互いに異なる位相で軸方向に変位するとは、後述するように、第１被駆動カム４９と第２被駆動カム５０とが、駆動カム４８の回転に伴って、軸方向に関して互いに反対方向に変位（進退）することを意味している。すなわち、第１被駆動カム４９が軸方向片側に向けて移動しているときには、第２被駆動カム５０は軸方向他側に向けて移動するのに対し、第１被駆動カム４９が軸方向他側に向けて移動しているときには、第２被駆動カム５０は軸方向片側に向けて移動する。
【００３６】
駆動カム４８は、円輪形状を有し、かつ、ハウジング３８の内径側筒部４２の軸方向片側の端部外周面に、ラジアル荷重およびスラスト荷重を支承可能なアンギュラ玉軸受５１を介して、回転自在に、かつ、軸方向変位を不能に支持されている。
【００３７】
駆動カム４８は、軸方向他側面に、凹部と凸部とを、円周方向に関して互いに同じ周期かつ異なる位相（逆位相）でそれぞれ配置してなる、第１駆動カム面５２および第２駆動カム面５３を有する。すなわち、駆動カム４８は、軸方向他側面の径方向内側部分に、第１駆動カム面５２を有し、かつ、軸方向他側面の径方向外側部分に、第２駆動カム面５３を有する。本例では、第１駆動カム面５２および第２駆動カム面５３のそれぞれは、凹部と凸部とを同数ずつ（図示の例では３つずつ）、円周方向に関して交互に、かつ、円周方向に関する位相を半周期（図示の例では６０度）ずらせて（逆位相に）配置してなる。すなわち、図６に示すように、円周方向に関して、第１駆動カム面５２のうち、凸部の位相と、第２駆動カム面５３のうち、凹部の位相とが一致し、かつ、第１駆動カム面５２のうち、凹部の位相と、第２駆動カム面５３のうち、凸部の位相とが一致している。また、第１駆動カム面５２は、凸部の先端面に、駆動カム４８の中心軸に直交する平坦面部５４ａを有し、かつ、第２駆動カム面５３は、凸部の先端面に、駆動カム４８の中心軸に直交する平坦面部５４ｂを有する。なお、第１駆動カム面５２および第２駆動カム面５３のそれぞれは、図６に示すような、円周方向に関して対称な形状に限らず、種々の形状を採用することができる。
【００３８】
駆動カム４８は、外周面に、歯筋が弦巻線状のはすば歯車であるホイールギヤ部５５をさらに有する。
【００３９】
駆動カム４８は、電動アクチュエータ５６により回転駆動される。電動アクチュエータ５６は、ウォーム５７と、変速用モータ５８とを備える。ウォーム５７は、軸方向中間部外周面に、駆動カム４８のホイールギヤ部５５のうち、ハウジング３８の貫通孔４７から露出した部分に噛合するウォームギヤ部５９を有する。変速用モータ５８は、ウォーム５７を回転駆動する。すなわち、駆動カム４８は、変速用モータ５８により、ホイールギヤ部５５とウォームギヤ部５９とを噛合させてなるウォーム減速機を介して回転駆動される。
【００４０】
第１被駆動カム４９は、駆動カム４８の径方向内側部分に、軸方向に対向して配置されている。第１被駆動カム４９は、駆動カム４８の第１駆動カム面５２に対向する軸方向片側面に、凹部と凸部とを、第１駆動カム面５２の凹部および凸部と同数ずつ（本例では３つずつ）、円周方向に関して交互に配置してなる第１被駆動カム面６０を有する。ただし、第１駆動カム面５２と対向する第１被駆動カム面６０は、中心軸に直交する平坦面により構成されることもできる。
【００４１】
第１被駆動カム４９は、内周面に、第１被駆動側雌スプライン部６１を有し、かつ、該第１被駆動側雌スプライン部６１を、ハウジング３８の固定側雄スプライン部４５にスプライン係合させることにより、ハウジング３８に対し軸方向変位のみを可能に支持されている。
【００４２】
第２被駆動カム５０は、駆動カム４８の径方向外側部分に、軸方向に対向して配置されている。第２被駆動カム５０は、駆動カム４８の第２駆動カム面５３に対向する軸方向片側面に、凹部と凸部とを、第２駆動カム面５３の凹部および凸部と同数ずつ（本例では３つずつ）、円周方向に関して交互に配置してなる第２被駆動カム面６２を有する。ただし、第２駆動カム面５３と対向する第２被駆動カム面６２は、中心軸に直交する平坦面により構成されることもできる。
【００４３】
第２被駆動カム５０は、外周面に、第２被駆動側雄スプライン部６３を有し、かつ、該第２被駆動側雄スプライン部６３を、ハウジング３８の固定側雌スプライン部４６にスプライン係合させることにより、ハウジング３８に対し軸方向変位のみを可能に支持されている。
【００４４】
本例のカム装置３９は、第１駆動カム面５２と第１被駆動カム面６０との間に、転動自在に配置された複数個の第１転動体６４、および、第２駆動カム面５３と第２被駆動カム面６２との間に、転動自在に配置された複数個の第２転動体６５をさらに備える。すなわち、本例では、駆動カム４８が回転することに伴い、第１転動体６４の、第１駆動カム面５２の凹部の底部から乗り上げ量および第１被駆動カム面６０の凹部の底部からの乗り上げ量が増減することで、第１被駆動カム４９が軸方向に変位し、かつ、第２転動体６５の、第２駆動カム面５３の凹部の底部から乗り上げ量および第２被駆動カム面６２の凹部の底部からの乗り上げ量が増減することで、第２被駆動カム５０が軸方向に変位する。なお、本例では、第１転動体６４および第２転動体６５として、玉を使用しているが、第１転動体および第２転動体としては、ローラを使用することもできる。
【００４５】
本例では、駆動カム４８の第１駆動カム面５２および第２駆動カム面５３のそれぞれは、凹部と凸部とを同数ずつ、円周方向に関して交互に、かつ、円周方向に関する位相を半周期ずらせて（逆位相に）配置してなる。このため、駆動カム４８の回転に伴って、第１被駆動カム４９と第２被駆動カム５０とは、軸方向に関して互いに反対方向に変位（進退）する。具体的には、第１被駆動カム４９が軸方向片側に向けて移動しているときには、第２被駆動カム５０は軸方向他側に向けて移動するのに対し、第１被駆動カム４９が軸方向他側に向けて移動しているときには、第２被駆動カム５０は軸方向片側に向けて移動する。
【００４６】
第１摩擦係合装置４０は、複数枚ずつの第１フリクションプレート６６および第１セパレートプレート６７を有する。第１フリクションプレート６６と第１セパレートプレート６７とは、それぞれ略円輪状で、軸方向に交互に配置されている。本例では、第１摩擦係合装置４０は、サンギヤ１１とキャリア１３との間に配置され、かつ、それぞれが回転体であるサンギヤ１１とキャリア１３とが、一体的に回転する状態と、互いに相対回転する状態とを切り換えるクラッチとして機能する。
【００４７】
第１フリクションプレート６６のそれぞれは、内周面に雌スプライン部を有し、かつ、該雌スプライン部を、サンギヤ１１のサン側雄スプライン部１８にスプライン係合させることにより、サンギヤ１１に対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【００４８】
第１セパレートプレート６７のそれぞれは、外周面に雄スプライン部を有し、かつ、該雄スプライン部を、キャリア１３のキャリア側雌スプライン部２９にスプライン係合させることにより、キャリア１３に対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【００４９】
第１セパレートプレート６７のうち、最も軸方向他側に存在する第１セパレートプレート６７は、キャリア１３の筒状部２７の軸方向他側の端部に係止された止め輪６８により、軸方向他側への変位が阻止されている。
【００５０】
第１セパレートプレート６７のうち、最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７と、第１被駆動カム４９との間には、軸方向片側から順に、第１弾性部材６９と、スラスト転がり軸受７０とが挟持されている。第１弾性部材６９は、第１摩擦係合装置４０と、第１被駆動カム４９とを、軸方向に関して互いに離れる方向に弾性的に付勢する。なお、本例では、第１弾性部材６９は、皿ばねにより構成されている。ただし、第１弾性部材６９を、ねじりコイルばねなどにより構成することもできる。
【００５１】
第１摩擦係合装置４０は、第１フリクションプレート６６と第１セパレートプレート６７とを互いに離隔させ、該第１フリクションプレート６６と該第１セパレートプレート６７と互いに押し付け合う力を解放する方向に弾性的に付勢する第１リターンスプリング１０８をさらに備える。本例では、第１リターンスプリング１０８は、図７（Ａ）に示すように、最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７と、最も軸方向他側に存在する第１セパレートプレート６７との間にかけ渡され、該最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７と該最も軸方向他側に存在する第１セパレートプレート６７とを互いに離れる方向に弾性的に付勢している。
【００５２】
第２摩擦係合装置４１は、複数枚ずつの第２フリクションプレート７２および第２セパレートプレート７３を有する。第２フリクションプレート７２と第２セパレートプレート７３とは、それぞれ略円輪状で、軸方向に交互に配置されている。本例では、第２摩擦係合装置４１は、リングギヤ１２とハウジング３８との間に配置され、かつ、リングギヤ１２の回転が許容される状態と、阻止される状態とを切り換えるブレーキとして機能する。
【００５３】
第２フリクションプレート７２のそれぞれは、内周面に雌スプライン部を有し、かつ、該雌スプライン部を、リングギヤ１２のリング側雄スプライン部２３にスプライン係合させることにより、リングギヤ１２に対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【００５４】
第２セパレートプレート７３のそれぞれは、外周面に雄スプライン部を有し、かつ、該雄スプライン部を、ハウジング３８の固定側雌スプライン部４６にスプライン係合させることにより、ハウジング３８に対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【００５５】
第２セパレートプレート７３のうち、最も軸方向他側に存在する第２セパレートプレート７３は、ハウジング３８の外径側筒部４３の軸方向他側の端部に係止された止め輪７４により、軸方向他側への変位が阻止されている。
【００５６】
第２セパレートプレート７３のうち、最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３と、第２被駆動カム５０との間には、軸方向片側から順に、第２弾性部材７５と、略Ｌ字形の断面形状を有するスペーサ７６とが挟持されている。第２弾性部材７５は、第２摩擦係合装置４１と、第２被駆動カム５０とを、軸方向に関して互いに離れる方向に弾性的に付勢する。なお、本例では、第２弾性部材７５は、皿ばねにより構成されている。ただし、第２弾性部材７５を、ねじりコイルばねなどにより構成することもできる。
【００５７】
第２摩擦係合装置４１は、第２フリクションプレート７２と第２セパレートプレート７３とを互いに離隔させ、該第２フリクションプレート７２と該第２セパレートプレート７３とが互いに押し付け合う力を解放する方向に弾性的に付勢する第２リターンスプリング１０９をさらに備える。本例では、第２リターンスプリング１０９は、図７（Ｂ）に示すように、最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３と、最も軸方向他側に存在する第２セパレートプレート７３との間にかけ渡されて、該最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３と該最も軸方向他側に存在する第２セパレートプレート７３とを互いに離れる方向に弾性的に付勢している。
【００５８】
動力伝達経路切換装置５は、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８を回転駆動し、第１被駆動カム４９と第２被駆動カム５０とを軸方向に変位させることに基づいて、第１摩擦係合装置４０と第２摩擦係合装置４１との断接状態を切り換える。本例の動力伝達経路切換装置５は、具体的には、第１摩擦係合装置４０が接続され、かつ、第２摩擦係合装置４１が切断された第１モードと、第１摩擦係合装置４０が切断され、かつ、第２摩擦係合装置４１が接続された第２モードとを切り換える。以下、それぞれの場合について、説明する。
【００５９】
＜第１モード＞
動力伝達経路切換装置５を第１モードに切り換えるには、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８を回転駆動し、図６に二点鎖線で示すように、第１転動体６４の、第１駆動カム面５２の凹部の底部から乗り上げ量および第１被駆動カム面６０の凹部の底部からの乗り上げ量を増大させることで、第１被駆動カム４９を、駆動カム４８との軸方向間隔が拡がる方向（軸方向他側）に向けて変位させ、かつ、第２転動体６５の、第２駆動カム面５３の凹部の底部から乗り上げ量および第２被駆動カム面６２の凹部の底部からの乗り上げ量を減少させることで第２被駆動カム５０を、駆動カム４８との軸方向間隔が縮まる方向（軸方向片側）に向けて変位させる。なお、本例では、動力伝達経路切換装置５を第１モードに切り換えた状態（第１モードへの切り換えが完了した状態）で、第１転動体６４は、第１駆動カム面５２の平坦面部５４ａに乗り上げている。
【００６０】
第１被駆動カム４９が軸方向片側に向けて変位すると、第１弾性部材６９およびスラスト転がり軸受７０を介して、最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７が軸方向他側に向けて押圧される。これに基づいて、第１フリクションプレート６６と第１セパレートプレート６７とが互いに押し付け合うことで、第１摩擦係合装置４０が接続される。
【００６１】
一方、第２被駆動カム５０が軸方向片側に向けて変位すると、第２フリクションプレート７２と第２セパレートプレート７３とが互いに押し付け合う力が解放される。この結果、第２リターンスプリング１０９の作用により、最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３と、最も軸方向他側に存在する第２セパレートプレート７３との間隔が拡がることで、第２摩擦係合装置４１が切断される。
【００６２】
＜第２モード＞
動力伝達経路切換装置５を第２モードに切り換えるには、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８を回転駆動し、図６に一点鎖線で示すように、第１転動体６４の、第１駆動カム面５２の凹部の底部から乗り上げ量および第１被駆動カム面６０の凹部の底部からの乗り上げ量を減少させることで、第１被駆動カム４９を、駆動カム４８との軸方向間隔が縮まる方向（軸方向片側）に向けて変位させ、かつ、第２転動体６５の、第２駆動カム面５３の凹部の底部から乗り上げ量および第２被駆動カム面６２の凹部の底部からの乗り上げ量を増大させることで第２被駆動カム５０を、駆動カム４８との軸方向間隔が拡がる方向（軸方向他側）に向けて変位させる。なお、本例では、動力伝達経路切換装置５を第２モードに切り換えた状態（第２モードへの切り換えが完了した状態）で、第２転動体６５は、第２駆動カム面５３の平坦面部５４ｂに乗り上げている。
【００６３】
第１被駆動カム４９が軸方向片側に向けて変位し、第１フリクションプレート６６と第１セパレートプレート６７とが互いに押し付け合う力が解放される。この結果、第１リターンスプリング１０８の作用により、最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７と、最も軸方向他側に存在する第１セパレートプレート６７との間隔が拡がることで、第１摩擦係合装置４０が切断される。
【００６４】
一方、第２被駆動カム５０が軸方向他側に向けて変位すると、第２弾性部材７５およびスペーサ７６を介して、最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３が軸方向他側に向けて押圧される。これに基づいて、第２フリクションプレート７２と第２セパレートプレート７３とが互いに押し付け合うことで、第２摩擦係合装置４１が接続される。
【００６５】
本例の２段変速機１は、動力伝達経路切換装置５の動作モードを切り換えることにより、入力部材２と出力部材３との間の減速比が小さい（減速比が１である）高速モードと、該高速モードに比べて減速比が大きい低速モードとを切り換える。以下、それぞれの場合について説明する。
【００６６】
＜高速モード＞
２段変速機１を高速モードに切り換えるには、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８を回転駆動することに基づいて、動力伝達経路切換装置５を、第１摩擦係合装置４０が接続され、かつ、第２摩擦係合装置４１が切断された第１モードに切り換える。動力伝達経路切換装置５が第１モードに切り換わると、第１摩擦係合装置４０が接続されることに基づいて、サンギヤ１１とキャリア１３とが一体的に回転するようになり、かつ、第２摩擦係合装置４１が切断されることに基づいて、ハウジング３８に対するリングギヤ１２の回転が許容される。このような高速モードでは、サンギヤ１１とリングギヤ１２とキャリア１３との回転方向および回転速度が同じとなり、遊星歯車機構４全体が一体となって回転する、所謂のり付け状態となる。したがって、入力部材２の動力は、次の(A)に示す経路を通って、出力部材３に伝達される。
(A) 入力部材２ → キャリア１３ → 出力部材３
このように、高速モードでは、入力部材２の動力は、減速されることなく、そのまま出力部材３に伝達される。換言すれば、高速モードでは、入力部材２と出力部材３との間の減速比は１である。
【００６７】
＜低速モード＞
２段変速機１を低速モードに切り換えるには、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８を回転駆動することに基づいて、動力伝達経路切換装置５を、第１摩擦係合装置４０が切断され、かつ、第２摩擦係合装置４１が接続された第１モードに切り換える。動力伝達経路切換装置５が第２モードに切り換わると、第１摩擦係合装置４０が切断されることに基づいて、サンギヤ１１とキャリア１３とが相対回転可能になり、かつ、第２摩擦係合装置４１が接続されることに基づいて、ハウジング３８に対するリングギヤ１２の回転が阻止される。このような低速モードでは、入力部材２の動力は、次の(B)に示す経路を通って、出力部材３に伝達される。
(B) 入力部材２ → サンギヤ１１ → ピニオンギヤ１４の自転運動 → リングギヤ１２との噛合に基づくピニオンギヤ１４の公転運動→ キャリア１３ → 出力部材３
このように、低速モードでは、入力部材２の動力は、遊星歯車機構４により減速されて、出力部材３に伝達される。なお、低速モードにおける、入力部材２と出力部材３との間の減速比は、リングギヤ１２とサンギヤ１１との歯車比（リングギヤ１２のギヤ部２４の歯数／サンギヤ１１のギヤ部１９の歯数）により決定される。
【００６８】
上述のように、本例の２段変速機１では、動力伝達経路切換装置５の動作モードを切り換える、すなわち、第１摩擦係合装置４０および第２摩擦係合装置４１の断接状態を切り換えることにより、入力部材２と出力部材３との間の減速比を高低の２段階に切り換えることができる。具体的には、入力部材２に入力される動力が低速かつ高トルクの領域では、２段変速機１を低速モードに切り換え、高速かつ低トルクの領域では、高速モードに切り換える。このため、電気自動車や、ハイブリッド自動車が電動モータのみを駆動源として走行している際の加速性能および高速性能を、前述の図１４の実線ａのうちで点Ｐよりも左側部分と、鎖線ｂのうちで点Ｐよりも右側部分とを連続させた如き特性であって、図１４に破線ｃで示したガソリンエンジン車に近いものとすることができる。
【００６９】
特に、本例の動力伝達経路切換装置５では、電動アクチュエータ５６の変速用モータ５８に通電し、ウォーム５７を介して、駆動カム４８を回転させることに基づいて、第１摩擦係合装置４０および第２摩擦係合装置４１の断接状態を切り換える。すなわち、本例の動力伝達経路切換装置５では、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を制御するための油圧システムが必要ない。このため、電気自動車やハイブリッド自動車において、システムを簡略化してコストを低減でき、かつ、電費性能を向上することができる。
【００７０】
また、低速モードと高速モードとの間でモードを切り換えるべく、駆動カム４８を回転駆動すると、第１被駆動カム４９と第２被駆動カム５０とは、軸方向に関して互いに反対方向に変位（進退）する。したがって、モード切換時には、第１摩擦係合装置４０と第２摩擦係合装置４１のうちの一方の摩擦係合装置の締結力を大きくするほど、他方の摩擦係合装置の締結力は小さくなる。このため、モード切換に基づく変速ショックを抑えることができて、自動車の乗員に不快感を与えることを防止できる。
【００７１】
本例では、最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７と第１被駆動カム４９との間に、第１弾性部材６９が配置され、かつ、最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３と、第２被駆動カム５０との間に、第２弾性部材７５が配置されている。したがって、動力伝達経路切換装置５の組立誤差や、第１フリクションプレート６６、第１セパレートプレート６７、第２フリクションプレート７２および第２セパレートプレート７３の摩耗に伴うずれを、第１弾性部材６９と第２弾性部材７５とにより吸収することができる。このため、第１被駆動カム４９を押圧する力（最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７に対する第１被駆動カム４９の軸方向他側への押し付け力）を制御することにより、第１摩擦係合装置４０の締結力を制御することができ、かつ、第２被駆動カム５０を押圧する力（最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３に対する第２被駆動カム５０の軸方向他側への押し付け力）を制御することにより、第２摩擦係合装置４１の締結力を制御することができる。この結果、高速モードにおいては、第１摩擦係合装置４０の締結力を十分に確保することができ、かつ、低速モードにおいては、第２摩擦係合装置４１の締結力を十分に確保することができる。
【００７２】
本例では、動力伝達経路切換装置５を第１モードに切り換え、第１摩擦係合装置４０を接続した状態では、第１転動体６４は、第１駆動カム面５２の凸部の先端面に備えられた平坦面部５４ａに乗り上げる。一方、動力伝達経路切換装置５を第２モードに切り換え、第２摩擦係合装置４１を接続した状態では、第２転動体６５は、第２駆動カム面５３の凸部の先端面に備えられた平坦面部５４ｂに乗り上げる。このため、本例の動力伝達経路切換装置５によれば、モード切換完了後、変速用モータ５８への通電を停止しても、第１摩擦係合装置４０の接続状態または第２摩擦係合装置４１の接続状態を維持することができ、この面からも電費性能を向上することができる。
【００７３】
なお、第１駆動カム面５２および第２駆動カム面５３の凸部の先端面に平坦面部５４ａ、５４ｂを備えることに代えて、または、該平坦面部５４ａ、５４ｂを備えることに加えて、駆動カム４８のホイールギヤ部５５とウォーム５７のウォームギヤ部５９とからなるウォーム減速機にセルフロック機能を持たせることで、変速用モータ５８への通電停止後にも、第１摩擦係合装置４０の接続状態または第２摩擦係合装置４１の接続状態を維持できるようにすることもできる。
【００７４】
なお、本例の２段変速機１では、遊星歯車機構４が、出力部材３の周囲に配置され、かつ、動力伝達経路切換装置５が、入力部材２の周囲に配置されているが、本発明の第１態様の２段変速機を実施する場合、これに限らず、種々の構成を採用することができる。たとえば、遊星歯車機構を入力部材の周囲に配置し、かつ、動力伝達経路切換装置を出力部材の周囲に配置することができる。あるいは、遊星歯車機構および／または動力伝達経路切換装置を、入力部材または出力部材と径方向に重畳させることなく配置することもできる。いずれにしても、それぞれの構成に合わせて、それぞれの部品の形状を適宜変更する。
【００７５】
また、本例の動力伝達経路切換装置５のカム装置３９は、駆動カム４８と、第１被駆動カム４９および第２被駆動カム５０との間にそれぞれ、第１転動体６４と第２転動体６５とが挟持されている。ただし、本発明の動力伝達経路切換装置を実施する場合、駆動カムの回転に伴い、第１被駆動カムと第２被駆動カムとを軸方向に関して互いに反対方向に変位させることができれば、これに限らず、種々の構成を採用することができる。たとえば、駆動カムに備えられた第１駆動カム面および第２駆動カム面と、第１被駆動カムに備えられた第１被駆動カム面および第２被駆動カムに備えられた第２被駆動カム面とを直接摺接させることもできる。
【００７６】
［実施の形態の第２例］
図８〜図１０（Ｂ）は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例は、本発明の第２態様の動力伝達経路切換装置を、本発明の第１態様の２段変速機に適用した例である。すなわち、本例の２段変速機１ａは、動力伝達経路切換装置５ａのカム装置３９ａの構造が、実施の形態の第１例のカム装置３９の構造と異なる。
【００７７】
本例のカム装置３９ａは、駆動カム４８ａと、第１被駆動カム４９ａおよび第２被駆動カム５０ａとを有する。
【００７８】
駆動カム４８ａは、径方向に突出する複数個（たとえば３個または４個）の係合凸部８０を備える。本例では、駆動カム４８ａは、円輪状の側板部８１と、該側板部８１の径方向内側の端部から軸方向他側に向けて折れ曲がった内径側筒部８２と、該側板部８１の径方向外側部分から軸方向他側に向けて全周にわたり突出した外径側筒部８３とを備える。駆動カム４８ａは、外径側筒部８３の円周方向複数箇所に、該外径側筒部８３を径方向に貫通する円孔８４をさらに備え、該円孔８４のそれぞれには係合ピン８５が圧入されている。本例では、係合凸部８０は、係合ピン８５のうち、外径側筒部８３の内周面よりも径方向内側に突出した部分により構成されている。また、駆動カム４８ａは、側板部８１の外周面に、歯筋が弦巻線状のはすば歯車であるホイールギヤ部５５ａをさらに有する。
【００７９】
なお、駆動カム４８ａは、内径側筒部８２の内周面と、ハウジング３８の内径側筒部４２の軸方向片側の端部外周面とのアンギュラ玉軸受５１を配置することにより、ハウジング３８に対し回転自在に、かつ、軸方向変位を不能に支持されている。
【００８０】
第１被駆動カム４９ａは、円周方向に伸長するように形成され、かつ、係合凸部８０が係合する複数の第１被駆動カム溝８６を有する。本例では、第１被駆動カム４９ａは、円輪状の側板部８７と、該側板部８７の径方向外側の端部から軸方向片側に向けて折れ曲がった外径側筒部８８と、該側板部８７の径方向中間部から軸方向他側に向けて全周にわたり突出した内径側筒部８９とを備える。
【００８１】
第１被駆動カム溝８６のそれぞれは、外径側筒部８８の外周面に形成されている。第１被駆動カム溝８６は、径方向外側から見て、円周方向片側（図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）の上側）かつ軸方向片側に配置された直線部９０ａと、円周方向他側（図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）の下側）かつ軸方向他側に配置された直線部９０ｂと、該直線部９０ａの円周方向他側の端部と該直線部９０ｂの円周方向片側の端部とを接続する傾斜部９１とを有する。すなわち、傾斜部９１は、径方向外側から見て、円周方向片側から他側に向かうほど、軸方向片側から他側に向かう方向に傾斜している。
【００８２】
なお、第１被駆動カム溝８６のそれぞれは、外径側筒部８８の外周面にのみ開口し、該外径側筒部８８の内周面には開口していない。すなわち、本例では、第１被駆動カム溝８６は、凹溝により構成されている。ただし、第１被駆動カム溝８６は、外径側筒部８８を径方向に貫通するように形成することもできる。
【００８３】
第１被駆動カム４９ａは、側板部８７の内周面に、第１被駆動側雌スプライン部６１ａを有し、かつ、該第１被駆動側雌スプライン部６１ａを、ハウジング３８の固定側雄スプライン部４５にスプライン係合させることにより、ハウジング３８に対し軸方向変位のみを可能に支持されている。
【００８４】
第２被駆動カム５０ａは、円周方向に伸長するように形成され、かつ、係合凸部８０が係合する複数の第２被駆動カム溝９２を有する。本例では、第２被駆動カム５０ａは、軸方向片側の小径筒部９３と、軸方向他側の大径筒部９４と、該小径筒部９３の軸方向他側の端部と該大径筒部９４の軸方向片側の端部とを接続する円輪部９５とを備える。
【００８５】
第２被駆動カム溝９２のそれぞれは、小径筒部９３に、該小径筒部９３を径方向に貫通するように形成されている。第２被駆動カム溝９２は、軸方向に関して第１被駆動カム溝８６と対称な開口形状を有する。すなわち、第２被駆動カム溝９２は、径方向外側から見て、円周方向片側かつ軸方向他側に配置された直線部９６ａと、円周方向他側かつ軸方向片側に配置された直線部９６ｂと、該直線部９６ａの円周方向他側の端部と該直線部９６ｂの円周方向片側の端部とを接続する傾斜部９７とを有する。すなわち、傾斜部９７は、径方向外側から見て、円周方向片側から他側に向かうほど、軸方向他側から片側に向かう方向に傾斜している。
【００８６】
第２被駆動カム５０ａは、大径筒部９４の軸方向片側の端部外周面に、第２被駆動側雄スプライン部６３ａを有する。第２被駆動カム５０ａは、第２被駆動側雄スプライン部６３ａを、ハウジング３８の固定側雌スプライン部４６にスプライン係合させることにより、軸方向変位のみを可能に、ハウジング３８に対し支持されている。
【００８７】
本例のカム装置３９ａでは、駆動カム４８ａの係合凸部８０の中間部が、第２被駆動カム５０ａの第２被駆動カム溝９２に係合（挿通）し、かつ、係合凸部８０の先端部（径方向内側の端部）が、第１被駆動カム４９ａの第１被駆動カム溝８６に係合している。したがって、電動アクチュエータ５６により、駆動カム４８ａを回転させることに伴い、係合凸部８０が円周方向に移動すると、該係合凸部８０が、第１被駆動カム溝８６および第２被駆動カム溝９２の内側で移動できるよう、第１被駆動カム４９ａおよび第２被駆動カム５０ａが軸方向に変位（進退）する。ここで、第１被駆動カム溝８６と第２被駆動カム溝９２とは、軸方向に関して互いに対称な開口形状を有するため、駆動カム４８ａの回転に伴い、第１被駆動カム４９ａと第２被駆動カム５０ａとは、軸方向に関して互いに反対方向に変位（進退）する。
【００８８】
本例の動力伝達経路切換装置５ａも、実施の形態の第１例の動力伝達経路切換装置５と同様に、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８ａを回転駆動し、第１被駆動カム４９ａと第２被駆動カム５０ａとを軸方向に変位させることに基づいて、第１摩擦係合装置４０と第２摩擦係合装置４１との断接状態を切り換える。すなわち、動力伝達経路切換装置５ａは、第１摩擦係合装置４０が接続され、かつ、第２摩擦係合装置４１が切断された第１モードと、第１摩擦係合装置４０が切断され、かつ、第２摩擦係合装置４１が接続された第２モードとを切り換える。
【００８９】
＜第１モード＞
動力伝達経路切換装置５ａを第１モードに切り換えるべく、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８ａを回転駆動し、係合凸部８０を円周方向片側に変位（移動）させると、第１被駆動カム４９ａが、駆動カム４８ａとの軸方向間隔が拡がる方向（軸方向他側）に向けて移動し、かつ、第２被駆動カム５０ａが、駆動カム４８ａとの軸方向間隔が縮まる方向（軸方向片側）軸方向片側に向けて移動する。この結果、図１０（Ａ）に示すように、係合凸部８０が、第１被駆動カム溝８６のうち、軸方向片側に配置された直線部９０ａと、第２被駆動カム溝９２のうち、軸方向他側に配置された直線部９６ａとに係合する。換言すれば、係合凸部８０が円周方向片側に変位すると、該係合凸部８０と第１被駆動カム溝８６との係合に伴って、第１被駆動カム４９ａが軸方向他側に向けて移動し（案内され）、かつ、係合凸部８０と第２被駆動カム溝９２との係合に伴って、第１被駆動カム４９ａが軸方向片側に向けて移動する（案内される）。
【００９０】
第１被駆動カム４９ａが、軸方向他側に向けて変位すると、第１フリクションプレート６６と第１セパレートプレート６７とが互いに押し付け合い、第１摩擦係合装置４０が接続される。これと同時に、第２被駆動カム５０ａが軸方向片側に向けて変位すると、第２フリクションプレート７２と第２セパレートプレート７３とが互いに押し付け合う力が解放され、第２摩擦係合装置４１が切断される。
【００９１】
＜第２モード＞
動力伝達経路切換装置５ａを第２モードに切り換えるべく、電動アクチュエータ５６により駆動カム４８ａを回転駆動し、係合凸部８０を円周方向他側に変位（移動）させると、第１被駆動カム４９ａが、駆動カム４８ａとの軸方向間隔が縮まる方向（軸方向片側）に向けて移動し、かつ、第２被駆動カム５０ａが、駆動カム４８ａとの軸方向間隔が拡がる方向（軸方向片側）軸方向片側に向けて移動する。この結果、図１０（Ｂ）に示すように、係合凸部８０が、第１被駆動カム溝８６のうち、軸方向他側に配置された直線部９０ｂと、第２被駆動カム溝９２のうち、軸方向片側に配置された直線部９６ｂとに係合する。換言すれば、係合凸部８０が円周方向他側に変位すると、該係合凸部８０と第１被駆動カム溝８６との係合に伴って、第１被駆動カム４９ａが軸方向片側に向けて移動し（案内され）、かつ、係合凸部８０と第２被駆動カム溝９２との係合に伴って、第２被駆動カム５０ａが軸方向他側に向けて移動する（案内される）。
【００９２】
第１被駆動カム４９ａが、軸方向片側に向けて変位すると、第１フリクションプレート６６と第１セパレートプレート６７とが互いに押し付け合う力が解放され、第１摩擦係合装置４０が切断される。これと同時に、第２被駆動カム５０ａが軸方向他側に向けて変位すると、第２フリクションプレート７２と第２セパレートプレート７３とが互いに押し付け合い、第２摩擦係合装置４１が接続される。
【００９３】
本例の２段変速機１ａは、動力伝達経路切換装置５ａの動作モードを切り換えることにより、入力部材２と出力部材３との間の減速比が小さい（減速比が１である）高速モードと、該高速モードに比べて減速比が大きい低速モードとを切り換える。具体的には、動力伝達経路切換装置５ａを、第１摩擦係合装置４０が接続され、かつ、第２摩擦係合装置４１が切断された第１モードに切り換えることで、２段変速機１ａを高速モードに切り換えることができる。これに対し、動力伝達経路切換装置５ａを、第１摩擦係合装置４０が切断され、かつ、第２摩擦係合装置４１が接続された第２モードに切り換えることで、２段変速機１ａを低速モードに切り換えることができる。
【００９４】
本例の動力伝達経路切換装置５ａでは、電動アクチュエータ５６の変速用モータ５８に通電し、ウォーム５７を介して、駆動カム４８ａを回転させることに基づいて、第１摩擦係合装置４０および第２摩擦係合装置４１の断接状態を切り換える。このため、本例の動力伝達経路切換装置５ａも、実施の形態の第１例の動力伝達経路切換装置５と同様に、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を制御するための油圧システムが必要ない。
【００９５】
また、本例では、動力伝達経路切換装置５ａを第１モードに切り換えた状態では、係合凸部８０は、第１被駆動カム溝８６の直線部９０ａと、第２被駆動カム溝９２の直線部９６ａとに係合する。一方、動力伝達経路切換装置５ａを第２モードに切り換えた状態では、係合凸部８０は、第１被駆動カム溝８６の直線部９０ｂと、第２被駆動カム溝９２の直線部９６ｂとに係合する。このため、本例の動力伝達経路切換装置５ａによれば、実施の形態の第１例の動力伝達経路切換装置５と同様に、モード切換完了後、変速用モータ５８への通電を停止しても、第１摩擦係合装置４０の接続状態または第２摩擦係合装置４１の接続状態を維持することができ、この面からも電費性能を向上することができる。
【００９６】
なお、本例では、第１被駆動カム溝８６が、１対の直線部９０ａと傾斜部９１とから構成され、かつ、第２被駆動カム溝９７が、１対の直線部９６ｂと傾斜部９７とから構成されている。ただし、本発明の第２態様の動力伝達経路切換装置を実施する場合、駆動カムの回転に伴い、第１被駆動カムと第２被駆動カムとを軸方向に関して互いに反対方向に変位させることができれば、第１被駆動カム溝および第２被駆動カム溝の形状は任意の形状を採用することができる。その他の部分の構成および作用効果については、実施の形態の第１例と同様である。
【００９７】
［実施の形態の第３例］
図１１〜図１３（Ｂ）は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例は、本発明の第１態様の動力伝達経路切換装置を、本発明の第２態様の２段変速機に適用した例である。本例の２段変速機１ｂは、入力部材２と、該入力部材２と同軸かつ相対回転可能に支持された出力部材３ａと、動力の伝達方向に関して、入力部材２と出力部材３ａとの間に配置された遊星歯車機構４ａと、入力部材２と出力部材３ａとの間の動力伝達経路を切り換える動力伝達経路切換装置５ｂとを備える。
【００９８】
出力部材３ａは、内周面に、雌スプライン部８を有する出力筒状部９と、該出力筒状部９の軸方向片側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった出力フランジ部１０ａと、該出力フランジ部１０ａの径方向外側の端部から軸方向片側に向けて折れ曲がった外径側筒部９８と、該出力フランジ部１０ａの径方向中間部から軸方向片側に向けて全周にわたり突出した内径側筒部９９とを備える。出力部材３ａは、内径側筒部９９の内周面に、出力側第１雌スプライン部１００を有し、かつ、外径側筒部９８の内周面に、出力側第２雌スプライン部１０１を有する。さらに、出力部材３ａは、出力フランジ部１０ａの径方向内側部分および径方向外側部分の円周方向複数箇所ずつに、該出力フランジ部１０ａを軸方向に貫通する通孔１０２ａ、１０２ｂを有する。
【００９９】
遊星歯車機構４ａは、サンギヤ１１ａと、リングギヤ１２ａと、キャリア１３ａと、複数個のピニオンギヤ１４とを備える。
【０１００】
サンギヤ１１ａは、入力部材２に対し該入力部材２と一体的に回転するように接続されている。本例では、サンギヤ１１ａは、筒状部１０３と、該筒状部１０３の軸方向片側の端部から径方向外側に折れ曲がったフランジ部１７ａとを備える。サンギヤ１１ａは、筒状部１０３の外周面に、サン側雄スプライン部１８ａをさらに備え、かつ、フランジ部１７ａの外周面にギヤ部１９をさらに備える。サンギヤ１１ａは、筒状部１０３を、入力部材２の入力筒状部６に、スプライン係合などのトルク伝達可能な構造により外嵌されている。
【０１０１】
リングギヤ１２ａは、サンギヤ１１ａの周囲に該サンギヤ１１ａと同軸に、かつ、該サンギヤ１１ａに対する相対回転を可能に支持されている。本例では、リングギヤ１２ａは、小径筒部２０ａと、該小径筒部２０ａの周囲に該小径筒部２０ａと同軸に配置された大径筒部２１ａと、該小径筒部２０ａの軸方向片側の端部と該大径筒部２１ａの軸方向片側の端部とを接続する円輪部２２ａとを備える。リングギヤ１２ａは、大径筒部２１ａの内周面にギヤ部２４をさらに備える。
【０１０２】
本例では、リングギヤ１２ａは、図示しないハウジングなど、使用時にも回転しない部分に対し回転不能に内嵌されている。すなわち、リングギヤ１２ａは、使用時にも回転しない（回転が阻止されている）。
【０１０３】
なお、本例では、小径筒部２０ａの内周面と入力部材２の入力筒状部６の外周面との間にラジアルニードル軸受１０４が配置され、かつ、小径筒部２０ａの軸方向両側の端面と、入力部材２の入力フランジ部７の軸方向他側面およびサンギヤ１１ａのフランジ部１７ａの軸方向片側面との間にスラストニードル軸受１０５ａ、１０５ｂがそれぞれ配置されている。これにより、入力部材２が、リングギヤ１２ａの内径側に、該リングギヤ１２ａに対する回転を自在に支持されている。
【０１０４】
キャリア１３ａは、サンギヤ１１ａおよびリングギヤ１２ａと同軸かつ相対回転可能に支持されている。本例では、キャリア１３ａは、それぞれが円輪状で、軸方向に間隔を空けて配置された１対のリム部２５ｃ、２５ｄと、該１対のリム部２５ｃ、２５ｄのうち、互いに整合する円周方向複数箇所同士の間にかけ渡された柱部２６と、該１対のリム部２５ｃ、２５ｄのうち、軸方向他側のリム部２５ｃの軸方向他側面の径方向中間部から軸方向他側に向け全周にわたり突出した筒状部２７ａとを備える。
【０１０５】
キャリア１３ａは、軸方向他側のリム部２５ｃのうち、筒状部２７ａよりも径方向外側に存在する部分の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する円孔２８ｃを備え、かつ、筒状部２７ａの外周面に、キャリア側雄スプライン部７１を備える。また、キャリア１３ａは、１対のリム部２５ｃ、２５ｄのうち、軸方向片側のリム部２５ｄのうちで、軸方向他側のリム部２５ｃの円孔２８ｃと整合する部分に、軸方向に貫通する円孔２８ｄを備える。
【０１０６】
ピニオンギヤ１４のそれぞれは、支持軸３０の軸方向両側の端部を、キャリア１３ａの円孔２８ｃ、２８ｄのそれぞれに内嵌固定し、かつ、支持軸３０に回転自在に支持された本体部分３１の外周面に備えられたギヤ部３３を、サンギヤ１１ａのギヤ部１９とリングギヤ１２ａのギヤ部２４とに噛合させている。
【０１０７】
動力伝達経路切換装置５ｂは、使用時にも回転しないハウジング３８ａと、カム装置３９ｂと、第１摩擦係合装置４０ａと、第２摩擦係合装置４１ａとを備える。
【０１０８】
ハウジング３８ａは、内径側筒部４２ａと、外径側筒部４３ａと、該内径側筒部４２ａの軸方向他側の端部と該外径側筒部４３ａの軸方向他側の端部とを接続する円輪状の側板部４４ａとを備える。ハウジング３８ａは、内径側筒部４２ａの外周面に、固定側雄スプライン部４５ａを備え、かつ、外径側筒部４３ａの内周面に、固定側雌スプライン部４６ａを備える。また、ハウジング３８ａは、外径側筒部４３ａの軸方向他側部分に、貫通孔４７ａをさらに備える。
【０１０９】
カム装置３９ａは、駆動カム４８ｂと、第１被駆動カム４９ｂおよび第２被駆動カム５０ｂとを有する。
【０１１０】
駆動カム４８ｂは、円輪形状を有し、かつ、ハウジング３８ａの内径側筒部４２ａの軸方向他側の端部外周面に、ラジアル荷重およびスラスト荷重を支承可能なアンギュラ玉軸受５１ａを介して、回転自在に、かつ、軸方向変位を不能に支持されている。また、駆動カム４８ａは、軸方向片側面の径方向内側部分に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置してなる第１駆動カム面５２ａを有し、かつ、軸方向片側面の径方向外側部分に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置してなる第２駆動カム面５３ａを有する。
【０１１１】
駆動カム４８ａは、電動アクチュエータ５６ａにより回転駆動される。すなわち、駆動カム４８ａの外周面に備えられたホイールギヤ部５５ａのうち、ハウジング３８ａの貫通孔４７ａから露出した部分には、ウォーム５７ａのウォームギヤ部５９ａが噛合されている。ウォーム５７ａは、変速用モータ５８ａの出力軸に接続されている。
【０１１２】
第１被駆動カム４９ａは、駆動カム４８ａの径方向内側部分に、軸方向に対向して配置され、かつ、軸方向他側面のうち、第１駆動カム面５２ａに対向する部分に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置してなる第１被駆動カム面６０ａを有する。
【０１１３】
第１被駆動カム４９ａは、内周面に、第１被駆動側雌スプライン部６１ａを有し、かつ、該第１被駆動側雌スプライン部６１ａを、ハウジング３８ａの固定側雄スプライン部４５にスプライン係合させることにより、ハウジング３８ａに対し軸方向変位のみを可能に支持されている。
【０１１４】
第２被駆動カム５０ａは、駆動カム４８ａの径方向外側部分に、軸方向に対向して配置され、かつ、軸方向他側面のうち、第２駆動カム面５３ａに対向する部分に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置してなる第２被駆動カム面６２ａを有する。
【０１１５】
第２被駆動カム５０ａは、外周面に、第２被駆動側雄スプライン部６３ａを有し、かつ、該第２被駆動側雄スプライン部６３ａを、ハウジング３８ａの固定側雌スプライン部４６ａにスプライン係合させることにより、ハウジング３８ａに対し軸方向変位のみを可能に支持されている。
【０１１６】
カム装置３９ａは、第１駆動カム面５２ａと第１被駆動カム面６０ａとの間に、転動自在に配置された複数個の第１転動体６４ａ、および、第２駆動カム面５３ａと第２被駆動カム面６２ａとの間に、転動自在に配置された複数個の第２転動体６５ａをさらに備える。
【０１１７】
第１摩擦係合装置４０ａは、それぞれ略円輪状で、軸方向に交互に配置された複数枚ずつの第１フリクションプレート６６ａおよび第１セパレートプレート６７ａを有する。本例では、第１摩擦係合装置４０ａは、それぞれが回転体である出力部材３ａとサンギヤ１１ａとの間に配置され、かつ、出力部材３ａとサンギヤ１１ａとが、一体的に回転する状態と、互いに相対回転する状態とを切り換えるクラッチとして機能する。
【０１１８】
第１フリクションプレート６６ａのそれぞれは、内周面に雌スプライン部を有し、かつ、該雌スプライン部を、サンギヤ１１ａのサン側雄スプライン部１８ａにスプライン係合させることにより、サンギヤ１１ａに対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【０１１９】
第１フリクションプレート６６ａのうち、最も軸方向他側に存在する第１フリクションプレート６６ａと、第１被駆動カム４９ａとの間には、軸方向他側から順に、第１弾性部材６９ａと、スラスト転がり軸受７０ａとが配置されている。なお、本例では、第１弾性部材６９ａは、皿ばねにより構成されている。スラスト転がり軸受７０ａは、１対の軌道輪１０６ａ、１０６ｂを備える。１対の軌道輪１０６ａ、１０６ｂのうち、軸方向片側の軌道輪１０６ａは、軸方向片側面から軸方向片側に向けて突設された押圧ピン部１０７ａを有し、かつ、該押圧ピン部１０７ａを、出力部材３ａの通孔１０２ａに挿通し、先端部を、最も軸方向他側に存在する第１フリクションプレート６６ａの軸方向他側面に対向させている。
【０１２０】
第１セパレートプレート６７ａのそれぞれは、外周面に雄スプライン部を有し、かつ、該雄スプライン部を、出力部材３ａの出力側第１雌スプライン部１００にスプライン係合させることにより、出力部材３ａに対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【０１２１】
第１セパレートプレート６７ａのうち、最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７ａは、出力部材３ａの内径側筒部９９の軸方向片側の端部に係止された止め輪６８ａにより、軸方向片側への変位が阻止されている。
【０１２２】
第２摩擦係合装置４１ａは、それぞれが略円輪状で、軸方向に交互に配置された複数枚ずつの第２フリクションプレート７２ａおよび第２セパレートプレート７３ａを有する。本例では、第２摩擦係合装置４１ａは、それぞれが回転体である出力部材３ａとキャリア１３ａとの間に配置され、かつ、出力部材３ａとキャリア１３ａとが、一体的に回転する状態と、互いに相対回転する状態とを切り換えるクラッチとして機能する。
【０１２３】
第２フリクションプレート７２ａのそれぞれは、内周面に雌スプライン部を有し、かつ、該雌スプライン部を、キャリア１３ａのキャリア側雄スプライン部７１にスプライン係合させることにより、キャリア１３ａに対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【０１２４】
第２フリクションプレート７２ａのうち、最も軸方向他側に存在する第２フリクションプレート７２ａと、第２被駆動カム５０ａとの間には、軸方向他側から順に、第２弾性部材７５ａと、スラスト転がり軸受７０ｂとが配置されている。なお、本例では、第２弾性部材７５ａは、皿ばねにより構成されている。スラスト転がり軸受７０ｂは、１対の軌道輪１０６ｃ、１０６ｄを備える。１対の軌道輪１０６ｃ、１０６ｄのうち、軸方向片側の軌道輪１０６ｃは、軸方向片側面から軸方向片側に向けて突設された押圧ピン部１０７ｂを有し、かつ、該押圧ピン部１０７ｂを、出力部材３ａの通孔１０２ｂに挿通し、先端部を、最も軸方向他側に存在する第２フリクションプレート７２ａの軸方向他側面に対向させている。
【０１２５】
第２セパレートプレート７３ａのそれぞれは、外周面に雄スプライン部を有し、かつ、該雄スプライン部を、出力部材３ａの出力側第２雌スプライン部１０１にスプライン係合させることにより、出力部材３ａに対し軸方向の変位のみを可能に支持されている。
【０１２６】
第２セパレートプレート７３ａのうち、最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３ａは、出力部材３ａの外径側筒部９８の軸方向片側の端部に係止された止め輪７４ａにより、軸方向片側への変位が阻止されている。
【０１２７】
本例の動力伝達経路切換装置５ｂは、電動アクチュエータ５６ａにより駆動カム４８ｂを回転駆動し、第１被駆動カム４９ｂと第２被駆動カム５０ｂとを軸方向に変位させることに基づいて、第１摩擦係合装置４０ａが接続され、かつ、第２摩擦係合装置４１ａが切断された第１モードと、第１摩擦係合装置４０ａが切断され、かつ、第２摩擦係合装置４１ａが接続された第２モードとを切り換える。
【０１２８】
＜第１モード＞
動力伝達経路切換装置５ｂを第１モードに切り換えるには、電動アクチュエータ５６ａにより駆動カム４８ｂを回転駆動することに基づいて、第１被駆動カム４９ｂを、駆動カム４８ｂとの軸方向間隔が拡がる方向（軸方向片側）に向けて変位させ、かつ、第２被駆動カム５０ｂを、駆動カム４８ｂとの軸方向間隔が縮まる方向（軸方向他側）に向けて変位させる。
【０１２９】
第１被駆動カム４９ｂが軸方向片側に向けて変位すると、押圧ピン部１０７ａにより、最も軸方向他側に存在する第１フリクションプレート６６ａが軸方向片側に向けて押圧される。これに基づいて、第１フリクションプレート６６ａと第１セパレートプレート６７ａとが互いに押し付け合うことで、第１摩擦係合装置４０ａが接続される。
【０１３０】
第２被駆動カム５０ｂが軸方向他側に向けて変位すると、第２フリクションプレート７２ａと第２セパレートプレート７３ａとが互いに押し付け合う力が解放される。この結果、最も軸方向他側に存在する第２フリクションプレート７２ａと、最も軸方向片側に存在する第２セパレートプレート７３ａとの間隔が拡がることで、第２摩擦係合装置４１ｂが切断される。
【０１３１】
＜第２モード＞
動力伝達経路切換装置５ｂを第２モードに切り換えるには、電動アクチュエータ５６ａにより駆動カム４８ｂを回転駆動することに基づいて、第１被駆動カム４９ｂを、駆動カム４８ｂとの軸方向間隔が縮まる方向（軸方向他側）に向けて変位させ、かつ、第２被駆動カム５０ｂを、駆動カム４８ｂとの軸方向間隔が拡がる方向（軸方向片側）に向けて変位させる。
【０１３２】
第１被駆動カム４９ｂが軸方向他側に向けて変位すると、第１フリクションプレート６６ａと第１セパレートプレート６７ａとが互いに押し付け合う力が解放される。この結果、最も軸方向他側に存在する第１フリクションプレート６６ａと、最も軸方向片側に存在する第１セパレートプレート６７ａとの間隔が拡がることで、第１摩擦係合装置４０ａが切断される。
【０１３３】
第２被駆動カム５０が軸方向片側に向けて変位すると、押圧ピン部１０７ｂにより、最も軸方向他側に存在する第２フリクションプレート７２ａが軸方向片側に向けて押圧される。これに基づいて、第２フリクションプレート７２ａと第２セパレートプレート７３ａとが互いに押し付け合うことで、第２摩擦係合装置４１ａが接続される。
【０１３４】
本例の２段変速機１ｂは、動力伝達経路切換装置５ｂの動作モードを切り換えることにより、入力部材２と出力部材３ａとの間の減速比が小さい（減速比が１である）高速モードと、該高速モードに比べて減速比が大きい低速モードとを切り換える。
【０１３５】
具体的には、動力伝達経路切換装置５ｂを、第１摩擦係合装置４０ａが接続され、かつ、第２摩擦係合装置４１ａが切断された第１モードに切り換えることで、２段変速機１ｂを高速モードに切り換えることができる。この高速モードでは、第１摩擦係合装置４０ａが接続されることに基づいて、出力部材３ａとサンギヤ１１ａとが一体的に回転するようになり、かつ、第２摩擦係合装置４１ａが切断されることに基づいて、出力部材３ａとキャリア１３ａとが相対回転可能になる。このような高速モードでは、入力部材２の動力は、次の(C)に示す経路を通って、出力部材３ａに伝達される。
(C) 入力部材２ → サンギヤ１１ａ → 出力部材３ａ
このように、高速モードでは、入力部材２の動力は、減速されることなく、そのまま出力部材３ａに伝達される。
【０１３６】
これに対し、動力伝達経路切換装置５ｂを、第１摩擦係合装置４０ａが切断され、かつ、第２摩擦係合装置４１ａが接続された第２モードに切り換えることで、２段変速機１ａを低速モードに切り換えることができる。この低速モードでは、第１摩擦係合装置４０ａが切断されることに基づいて、出力部材３ａとサンギヤ１１ａとが互いに相対回転可能になり、かつ、第２摩擦係合装置４１ａが接続されることに基づいて、出力部材３ａとキャリア１３ａとが一体的に回転するようになる。このような低速モードでは、入力部材２の動力は、次の(D)に示す経路を通って、出力部材３ａに伝達される。
(D) 入力部材２ → サンギヤ１１ａ → ピニオンギヤ１４の自転運動 → リングギヤ１２ａとの噛合に基づくピニオンギヤ１４の公転運動→ キャリア１３ａ → 出力部材３ａ
このように、低速モードでは、入力部材２の動力は、遊星歯車機構４ａにより減速されて、出力部材３ａに伝達される。
【０１３７】
本例の動力伝達経路切換装置５ｂでは、電動アクチュエータ５６ａの変速用モータ５８ａに通電し、ウォーム５７ａを介して、駆動カム４８ａを回転させることに基づいて、第１摩擦係合装置４０ａおよび第２摩擦係合装置４１ａの断接状態を切り換える。このため、本例の動力伝達経路切換装置５ｂも、実施の形態の第１例の動力伝達経路切換装置５と同様に、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を制御するための油圧システムが必要ない。
【０１３８】
本例の２段変速機１ｂでは、遊星歯車機構４ａが、入力部材２の周囲に配置され、かつ、動力伝達経路切換装置５ｂが、出力部材３ａの周囲に配置されているが、本発明の第２態様の２段変速機を実施する場合、これに限らず、種々の構成を採用することができる。たとえば、遊星歯車機構を出力部材の周囲に配置し、かつ、動力伝達経路切換装置を入力部材の周囲に配置することができる。この場合、構成に合わせて、それぞれの部品の形状を適宜変更する。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。
【０１３９】
上述した実施の形態の第１例〜第３例は、矛盾を生じない限り、適宜組み合わせて実施することができる。具体的には、たとえば、実施の形態の第３例の動力伝達経路切換装置５ｂにおけるカム装置３９ｂを、実施の形態の第２例のカム装置３９ａに置き換えることができる。
【０１４０】
本発明の２段変速機は、電気自動車やハイブリッド自動車の電気駆動系に限らず、各種回転機械装置の回転伝達機構に組み込んで使用することができる。また、本発明の動力伝達経路切換装置は、２段変速機に限らず、各種回転機械装置の回転伝達機構に組み込んで使用することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１、１ａ、１ｂ  ２段変速機
２  入力部材
３、３ａ  出力部材
４、４ａ  遊星歯車機構
５、５ａ、５ｂ  動力伝達経路切換装置
６  入力筒状部
７  入力フランジ部
８  雌スプライン部
９  出力筒状部
１０、１０ａ  出力フランジ部
１１、１１ａ  サンギヤ
１２、１２ａ  リングギヤ
１３、１３ａ  キャリア
１４  ピニオンギヤ
１５  小径筒部
１６  大径筒部
１７、１７ａ  フランジ部
１８、１８ａ  サン側雄スプライン部
１９  ギヤ部
２０  小径筒部
２１  大径筒部
２２  円輪部
２３  リング側雄スプライン部
２４  ギヤ部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  リム部
２６  柱部
２７  筒状部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ  円孔
２９  キャリア側雌スプライン部
３０  支持軸
３１  本体部分
３２  ラジアルニードル軸受
３３  ギヤ部
３４ａ、３４ｂ  止め輪
３５  スペーサ
３６ａ、３６ｂ  スラスト軸受
３７  押え板
３８  ハウジング
３９、３９ａ、３９ｂ  カム装置
４０、４０ａ  第１摩擦係合装置
４１、４１ａ  第２摩擦係合装置
４２  内径側筒部
４３  外径側筒部
４４  側板部
４５  固定側雄スプライン部
４６  固定側雌スプライン部
４７  貫通孔
４８、４８ａ、４８ｂ  駆動カム
４９、４９ａ、４９ｂ  第１被駆動カム
５０、５０ａ、５０ｂ  第２被駆動カム
５１、５１ａ  アンギュラ玉軸受
５２、５２ａ  第１駆動カム面
５３、５３ａ  第２駆動カム面
５４ａ、５４ｂ  平坦面部
５５、５５ａ  ホイールギヤ部
５６、５６ａ  電動アクチュエータ
５７、５７ａ  ウォーム
５８、５８ａ  変速用モータ
５９  ウォームギヤ部
６０、６０ａ  第１被駆動カム面
６１、６１ａ  第１被駆動側雌スプライン部
６２、６２ａ  第２被駆動カム面
６３、６３ａ  第２被駆動側雄スプライン部
６４、６４ａ  第１転動体
６５、６５ａ  第２転動体
６６、６６ａ  第１フリクションプレート
６７、６７ａ  第１セパレートプレート
６８、６８ａ  止め輪
６９、６９ａ  第１弾性部材
７０、７０ａ  スラスト転がり軸受
７１  キャリア側雄スプライン部
７２、７２ａ  第２フリクションプレート
７３、７３ａ  第２セパレートプレート
７４、７４ａ  止め輪
７５、７５ａ  第２弾性部材
７６  スペーサ
７８  ラジアルニードル軸受
７９  スラストニードル軸受
８０  係合凸部
８１  側板部
８２  内径側筒部
８３  外径側筒部
８４  円孔
８５  係合ピン
８６  第１被駆動カム溝
８７  側板部
８８  外径側筒部
８９  内径側筒部
９０ａ、９０ｂ  直線部
９１  傾斜部
９２  第２被駆動カム溝
９３  小径筒部
９４  大径筒部
９５  円輪部
９６ａ、９６ｂ  直線部
９７  傾斜部
９８  外径側筒部
９９  内径側筒部
１００  出力側第１雌スプライン部
１０１  出力側第２雌スプライン部
１０２ａ、１０２ｂ  通孔
１０３  筒状部
１０４  ラジアルニードル軸受
１０５ａ、１０５ｂ  スラストニードル軸受
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ  軌道輪
１０７ａ、１０７ｂ  押圧ピン部
１０８  第１リターンスプリング
１０９  第２リターンスプリング
【図１】
2020190280.tif 000003
【図２】
2020190280.tif 000004
【図３】
2020190280.tif 000005
【図４】
2020190280.tif 000006
【図５】
2020190280.tif 000007
【図６】
2020190280.tif 000008
【図７】
2020190280.tif 000009
【図８】
2020190280.tif 000010
【図９】
2020190280.tif 000011
【図１０】
2020190280.tif 000012
【図１１】
2020190280.tif 000013
【図１２】
2020190280.tif 000014
【図１３】
2020190280.tif 000015
【図１４】
2020190280.tif 000016