(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機構中に配設され、少なくとも後進段達成のための反力要素を構成する所定の回転要素と、該回転要素をケースに係止するブレーキ手段とを備える車両用自動変速機において、
前記変速機構は、前記所定の回転要素を後進段達成のためにのみ反力要素とする変速機構とされ、
前記所定の回転要素には、噛合部が設けられ、
前記ブレーキ手段は、前記ケースに軸方可動に回り止め支持されて前記所定の回転要素の噛合部に係脱する噛合部材と、前記ケースに軸方向可動に回り止め支持されて前記所定の回転要素に摩擦係合する摩擦係合部材と、を有し、
前記所定の回転要素は、前記噛合部への前記噛合部材の噛合により前記ケースに直接回り止めされ、
前記摩擦係合部材は、前記所定の回転要素と前記ケースとの間で前記噛合部材と並列的に配設され、前記噛合部材の作動に関連して作動して前記所定の回転要素と摩擦係合して該回転要素をケースに係止することを特徴とする、後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機。
【請求項２】
変速機構中に配設され、少なくとも後進段達成のための反力要素を構成する所定の回転要素と、該回転要素をケースに係止するブレーキ手段とを備える車両用自動変速機において、
前記変速機構は、前記所定の回転要素を後進段達成のためにのみ反力要素とする変速機構とされ、
前記所定の回転要素には、噛合部が設けられ、
前記ブレーキ手段は、前記ケースに軸方可動に回り止め支持されて前記所定の回転要素の噛合部に係脱する噛合部材と、前記噛合部材を前記所定の回転要素に噛合させるピストン及び該噛合から解除させるリターンスプリングを有する油圧サーボと、を備え、
前記所定の回転要素は、前記噛合部への前記噛合部材の噛合により前記ケースに直接回り止めされ、
前記噛合部材は、前記油圧サーボのピストンとは別体に構成され、前記所定の回転要素の噛合部に噛合する歯部と、前記ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部と、を有し、前記油圧サーボのピストンの作動により、前記リターンスプリングの押圧力に抗して移動し、前記所定の回転要素と噛合することを特徴とする、後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機。
【請求項３】
前記ブレーキ手段は、前記摩擦係合部材と前記噛合部材を前記所定の回転要素に摩擦係合及び噛合させるピストンと、該噛合及び摩擦係合から解除させるリターンスプリングと、を有する油圧サーボを備え、
前記噛合部材は、前記油圧サーボのピストンと別体に構成され、前記所定の回転要素の噛合部に噛合する歯部と、前記ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部と、を有し、
前記摩擦係合部材は、前記油圧サーボのピストンと別体に構成され、前記所定の回転要素に摩擦係合する係合部と、前記ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部と、を有し、前記油圧サーボのピストンの作動により、前記リターンスプリングの押圧力に抗して移動し、前記所定の回転要素と摩擦係合する、請求項１記載の後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機。
【請求項４】
前記所定の回転要素に形成された前記噛合部及び該噛合部が嵌合する前記噛合部材の歯部間の歯溝は、それら各々の両側面が平行な断面矩形状に構成された、請求項２又は３記載の後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機。
【請求項５】
前記摩擦係合部材は、前記所定の回転要素への前記噛合部材の噛合に先行して摩擦係合を開始する、請求項１、３又は４記載の後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機。
【請求項６】
前記摩擦係合部材は、前記所定の回転要素に係合する摩擦面を有し、
前記油圧サーボは、前記摩擦係合部材と前記ピストンとの間に配設された荷重伝達スプリングを有し、
前記噛合部材は、前記リターンスプリングの押圧力により前記ピストンに当接し、前記摩擦係合部材は、荷重伝達スプリングの押圧力により前記噛合部材に当接し、
前記摩擦係合部材は、前記ピストンの作動による押圧力を前記荷重伝達スプリングを介して受けて前記所定の回転要素に摩擦係合し、その後の更なる前記ピストンの作動により前記噛合部材が更に移動して、前記所定の回転要素に噛合する、請求項３記載の後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機に関し、特に、その変速機構中の回転要素を後進段達成のためにケースに係止するブレーキに噛合式ブレーキを採用した車両用自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用自動変速機において、後進段の達成時に、そのための変速機構中の所定の回転要素を係止するブレーキ手段は、一般に湿式多板の摩擦係合要素で構成されている。こうした後進用のブレーキ手段は、後進ギヤ比が比較的大きいことから、伝達されるトルクはそれだけ増幅されて大きくなり、その反力を支持するブレーキ手段にも大きなトルク吸収容量が要求されるため、摩擦係合要素の枚数が多い構成とされる。
【０００３】
ところで、湿式多板の摩擦係合要素は、非係合時には、摩擦材とセパレータプレートとの間に、所要とする係合に敏速に対応可能なように、微小な間隙を保たせてトルク伝達を絶つ構成であるため、この微小な間隙内に介在する潤滑油の連れ回りで、解放状態でも引きずりトルクを生じることを避けがたく、特に、トルク吸収容量を大きく採るために枚数を多くすると、それだけ引きずりも大きくなり、変速機構の動力伝達効率を低下させる要因となる。
【０００４】
そこで、従来、後進段達成のための所定の回転要素を噛合式係止手段すなわちドッグクラッチでケースに係止する構成が、特開平６−３２３３７７号公報に開示の技術で提案されている。この提案の技術では、ドッグクラッチと摩擦式クラッチとを直列に設け、摩擦式クラッチによってトルク伝達状態で回転している回転要素を係止するとともに、ドッグクラッチが解放している状態で摩擦式クラッチを係合することによって引きずりをなくす構成としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案の技術は、変速機構中の後進段達成用の回転要素が前進段達成用の回転要素を兼ねる一般的変速機構構成とされているため、上記のように、ドッグクラッチと摩擦式クラッチとを直列に配置する必要がある。こうした構成を採ると、摩擦式クラッチはトルク容量としては、従来の摩擦ブレーキと同等の容量が必要であるので、この組み合わせを後進段達成のためのブレーキ手段とみると、従来の摩擦式ブレーキに匹敵する摩擦クラッチに加え、新たなドッグクラッチを必要とすることになり、コンパクト性の面で不利である。
【０００６】
そこで、本発明は、装置の大型化を避けながら、後進段達成用のブレーキ手段を噛合式とすることで、その引きずりを本質的になくした後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
ところで、上記のように、後進段達成用のブレーキ手段を噛合式とした場合、後進段達成時に所定の回転要素を係止する際に、前進段達成時のようなトルク伝達状態ではないにしても、回転要素同士の僅かな連れ回りにより、所定の回転要素が回転している場合がある。このような時に噛合式ブレーキでは、噛み合い音が発生する可能性が残る。そこで、本発明は、こうした連れ回りによる噛合音の発生を、装置の大型化を極力抑える構成で防止することを第２の目的とする。
【０００８】
また、自動変速機は、複数の係合要素を具備するものであり、それらは通常、油圧サーボで操作されるものであるから、ブレーキ手段を噛合式とした場合につても、他の係合要素と同様油圧サーボで操作されることが望ましい。従来の摩擦係合要素を操作すると同様の油圧サーボを採用可能な噛合式ブレーキ構成を得ることを第３の目的とする。
【０００９】
次に、本発明は、上記連れ回りによる噛み合い音の発生を防ぐ構成を、上記従来の摩擦係合要素を操作すると同様の油圧サーボを用いてコンパクトな構成で実現することを第４の目的とする。
【００１０】
ところで、自動変速機における後進段達成用の所定の回転要素は、プラネタリギヤの一要素となるのが通例であり、これを上記のように噛合式ブレーキで係止する構成を採ると、本来動力伝達に伴う他のギヤとの噛み合い状態に応じて、自身の調心作用で最適の心だしがなされるのが望ましい上記回転要素の調心作用を妨げる可能性が生じる。そこで、本発明は、噛合部の形状の工夫により噛合時に所定の回転要素の調心作用を妨げない後進用噛合ブレーキ構成を得ることを第５の目的とする。
【００１１】
次に、本発明は、噛合音の発生を防止する摩擦係合要素の作動と、所定の回転要素を係止する噛合部材の順序作動とすることで、噛合音の発生を確実に防止することを第６の目的とする。
【００１２】
更に、本発明は、単一の油圧サーボを用いて、噛合音の発生を防止する摩擦係合要素の作動と、所定の回転要素を係止する噛合部材の順序作動を得ることを第７の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、本発明は、変速機構中に配設され、少なくとも後進段達成のための反力要素を構成する所定の回転要素と、該回転要素をケースに係止するブレーキ手段とを備える車両用自動変速機において、前記変速機構は、所定の回転要素を後進段達成のためにのみ反力要素とする変速機構とされ、所定の回転要素には、噛合部が設けられ、ブレーキ手段は、ケースに軸方可動に回り止め支持されて所定の回転要素の噛合部に係脱する噛合部材を有し、所定の回転要素は、その噛合部への噛合部材の噛合によりケースに直接回り止めされる。
【００１４】
また、上記第２の目的を達成するため、前記ブレーキ手段は、ケースに軸方向可動に回り止め支持されて所定の回転要素に摩擦係合する摩擦係合部材を有し、該摩擦係合部材は、所定の回転要素とケースとの間で前記噛合部材と並列的に配設され、噛合部材の作動に関連して作動して所定の回転要素と摩擦係合して該回転要素をケースに係止する構成とされる。
【００１５】
更に、上記第３の目的を達成するため、前記ブレーキ手段は、噛合部材を所定の回転要素に噛合させるピストンと、該噛合から解除させるリターンスプリングとを有する油圧サーボを備え、噛合部材は、油圧サーボのピストンとは別体に構成され、所定の回転要素の歯合部に噛合する歯部と、ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部を有し、油圧サーボのピストンの作動により、リターンスプリングの押圧力に抗して移動し、所定の回転要素と噛合する構成とされる。
【００１６】
次に、上記第４の目的を達成するため、前記ブレーキ手段は、摩擦係合部材と噛合部材を所定の回転要素に摩擦係合及び噛合させるピストンと、該噛合及び摩擦係合から解除させるリターンスプリングとを有する油圧サーボを備え、噛合部材は、油圧サーボのピストンと別体に構成され、所定の回転要素の歯合部に噛合する歯部と、ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部を有し、摩擦係合部材は、油圧サーボのピストンと別体に構成され、所定の回転要素に摩擦係合する係合部と、ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部を有し、油圧サーボのピストンの作動により、リターンスプリングの押圧力に抗して移動し、所定の回転要素と摩擦係合する構成とされる。
【００１７】
次に、上記第５の目的を達成するため、前記所定の回転要素に形成された歯合部及び該歯部が嵌合する噛合部材の歯部間の歯溝は、それら各々の両側面が平行な断面矩形状に構成される。
【００１８】
次に、上記第６の目的を達成するため、前記摩擦係合部材は、所定の回転要素への噛合部材の噛合に先行して摩擦係合を開始する構成が採られる。
【００１９】
次に、上記第７の目的を達成するため、前記摩擦係合部材は、所定の回転要素に係合する摩擦面を有し、前記油圧サーボは、摩擦係合部材とピストンとの間に配設された荷重伝達スプリングを有し、噛合部材は、リターンスプリングの押圧力によりピストンに当接し、摩擦係合部材は、荷重伝達スプリングの押圧力により噛合部材に当接し、摩擦係合部材は、ピストンの作動による押圧力を荷重伝達スプリングを介して受けて所定の回転要素に摩擦係合し、その後の更なるピストンの作動により噛合部材が更に移動して、所定の回転要素に噛合する構成とされる。
【００２０】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１又は２記載の構成では、変速機構の構成を、所定の回転要素が後進段達成のためにのみ係止されるものとし、後進段の達成と特定の前進段の達成に共用する係合要素のように、トルクが伝達されている状態での係合を不要とすることで、所定の回転要素を多板式クラッチ等の他の摩擦係合要素を介することなく、直接ケースに係止する噛合式のブレーキ構成を実現している。したがって、装置の大型化を防止しながら、後進段達成用のブレーキ解放時の引きずりを根本的になくすことができ、それにより変速機構全体について、使用頻度の高い前進段達成時の係合要素の引きずりによる駆動ロスを大幅に削減することができる。
【００２１】
更に、請求項１記載の構成では、回転要素同士の僅かな引きずりにより、所定の回転要素が回転している場合について、摩擦係合要素を介する所定の回転要素のケースへの係止で、回転を止めることで噛合音の発生を防止することができる。しかも、所定の回転要素のケースへの係止が、噛合部材を介する噛合と摩擦係合部材を介する係合により並列的に行われることになるので、後進達成のための大きな係止トルクの伝達を噛合部材に受け持たせることで、摩擦係合部材の摩擦係止部の容量を非常に小さくすることができる。したがって、噛合式のブレーキ構成を採ることにより生じる可能性のある連れ回り時の噛合音の発生を、装置の大型化を極力抑えながら防止することができる。
【００２２】
更に、請求項２記載の構成では、噛合部材と油圧サーボのピストンを別体に構成するとともに、噛合部材を径方向に所定の隙間を設けて、ケースに連結しているので、噛合部材の心振れの影響がピストンに及ぶことがないので、油圧サーボのシール性を確保するとともに、心振れに対して他への影響をなくすことができ、それにより従来の摩擦係合要素の操作に用いられているのと同様の油圧サーボ構成を用いることができる。
【００２３】
更に、請求項３記載の構成では、摩擦係合部材についても同様に、その心振れの影響がピストンに及ばないようにすることができるので、噛合音の発生を防止する構成を採りながら、従来の摩擦係合要素の操作に用いられているのと同様の油圧サーボ構成を用いることができる。
【００２４】
更に、請求項４記載の構成では所定の回転要素と噛合部材との噛合部が調心作用のない矩形歯で噛み合っているので、噛合による調心作用が生じず、所定の回転要素は、他の回転要素とのトルク伝達に伴う調心作用で心だしされて回転するので、通常プラネタリギヤからなる回転要素の無理な噛み合いによるギヤノイズなどの発生を防止することができる。
【００２５】
更に、請求項５記載の構成では、所定の回転要素に対する摩擦係合部材の係合と噛合部材の係合を順序作動とすることで、確実に、噛み合い音の発生を防止することができる。
【００２６】
更に、請求項６記載の構成では、摩擦係合部材は、スプリングを介してピストンに押圧されて所定の回転要素と係合してその回転を止め、摩擦係合開始後に噛合部材が摩擦係合部材から離脱して回転を止められた所定の回転要素に噛合する作動が単一の油圧サーボで作動で得られる。また、こうした順序作動を荷重伝達スプリングを付加する簡単な機構で実現することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。図４は本発明の後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機の第１実施形態を示す。先ず、機構の概略構成から説明すると、この装置は、車両のエンジンに連結されるロックアップクラッチ１１付のトルクコンバータ１２と、その出力を前進５速後進１速に変速する３つのプラネタリギヤセットＭ１，Ｍ２，Ｍ３を有する変速機構Ｍとからなる自動変速機Ｔとから構成されている。
【００２８】
この自動変速機Ｔにおける変速機構Ｍの両プラネタリギヤセットＭ１，Ｍ２の大小径の異なるピニオンギヤＰ1 ，Ｐ2 は直結され、両プラネタリギヤセットＭ１，Ｍ３のそれぞれのリングギヤＲ1 ，Ｒ3 とキャリアＣ3 ，Ｃ1 は、相互に連結されており、プラネタリギヤセットＭ１のサンギヤＳ1 とキャリアＣ1 は入力要素とすべく、それぞれクラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）を介してトルクコンバータ１２のタービン軸１３に連なる入力軸１４に連結されている。また、相互に連結されたリングギヤＲ1 とキャリアＣ3 は、出力軸１５を介して出力要素としての出力ギヤ１９に連結されている。更に、プラネタリギヤセットＭ１のサンギヤＳ1 は、ブレーキ（Ｂ−１）により変速機ケース１０に係止可能とされ、プラネタリギヤセットＭ２のサンギヤＳ2 は、ブレーキ（Ｂ−２）により変速機ケース１０に係止可能とされ、プラネタリギヤセットＭ３のサンギヤＳ3 は、ブレーキ（Ｂ−３）により同じく変速機ケース１０に係止可能とされ、キャリアＣ1 に連結されたリングギヤＲ3 は、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）により変速機ケース１０に係止可能とされている。
【００２９】
更に詳しくは、本形態において、サンギヤＳ1 は、入力軸１４の外周に嵌まるサンギヤ軸１６を介してクラッチ（Ｃ−１）に連結され、キャリアＣ1 は、入力軸１４の外周に嵌まるキャリア軸１７を介してクラッチ（Ｃ−２）に連結され、サンギヤＳ3 は、キャリア軸１７の外周に嵌まるサンギヤ軸１８を介してブレーキ（Ｂ−３）に連結されている。そして、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）を除く各ブレーキは、バンドブレーキ構成とされ、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、本発明に従い噛合式のブレーキ構成とされており、それらの油圧サーボについては図示を省略されている。なお、出力要素としての出力ギヤ１９はカウンタギヤを介して差動装置に連結されている。
【００３０】
このように構成された自動変速機Ｔは、図示しない電子制御装置及び油圧制御装置による制御の下に、各クラッチ及びブレーキに対応する油圧サーボに油圧を供給し、図５に示すように各クラッチ及びブレーキを係合（図に○印で示す）及び解放（図に無印で示す）させることで各変速段を達成する。すなわち、第１速（１ＳＴ）は、クラッチ（Ｃ−１）とブレーキ（Ｂ−３）の係合で達成される。このとき、入力軸１４の回転は、クラッチ（Ｃ−１）経由でサンギヤＳ１に入り、ブレーキ（Ｂ−３）の係合によるサンギヤＳ3 の係止で最も減速されたキャリアＣ3 の回転として出力ギヤ１９に出力される。これに対して第２速（２ＮＤ）は、クラッチ（Ｃ−２）とブレーキ（Ｂ−３）の係合で達成される。このとき、クラッチ（Ｃ−２）経由でキャリア軸１７に入った入力は、キャリアＣ1 経由でそのままリングギヤＲ3 に入り、ブレーキ（Ｂ−３）の係合で係止されたサンギヤＳ3 を反力要素とするキャリアＣ3 の差動回転として出力ギヤ１９に出力される。第３速（３ＲＤ）は、両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の係合による第１のプラネタリギヤセットＭ１の直結で達成される。このとき入力軸１４の回転は、そのままキャリアＣ3 の回転として出力ギヤ１９に出力される。
【００３１】
この自動変速機の第４速（４ＴＨ）以上は、オーバドライブとされ、第４速（４ＴＨ）は、クラッチ（Ｃ−２）の係合と、サンギヤＳ1 を係止するブレーキ（Ｂ−１）の係合で達成される。このとき、入力軸１４の回転はキャリアＣ1 の回転に対してピニオンギヤＰ1 の自転分増速されたリングギヤＲ1 の回転としてキャリアＣ3 から出力ギヤ１９に伝達される。これに対して、第５速は、クラッチ（Ｃ−２）の係合と、ブレーキ（Ｂ−２）の係合で達成され、このとき、入力軸１４の回転はキャリアＣ1 の回転に対して、第４速達成時より大径のサンギヤＳ2 に反力をとる小径のピニオンギヤＰ2 の自転分更に増速されたリングギヤＲ1 の回転としてキャリアＣ3 から出力ギヤ１９に伝達される。
【００３２】
そして、本発明の主題に係る後進（ＲＥＶ）は、クラッチ（Ｃ−１）とブレーキ（Ｂ−Ｒ）の係合で達成される。このとき、クラッチ（Ｃ−１）を介するサンギヤＳ1 への入力に対して、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）の係合によるリングギヤＲ3 のケース１０への係止でキャリアＣ1 の回転が止められ、ピニオンギヤＰ1 の自転による逆転の減速されたリングギヤＲ1 の回転がキャリアＣ3 経由で出力ギヤ１９から出力される。
【００３３】
こうした構成の自動変速機Ｔにおいて、本発明は、上記のように、後進段達成のために係止される所定の回転要素をリングギヤＲ3 、これを係止する後進用ブレーキをブレーキ（Ｂ−Ｒ）として適用されている。そして、後進用ブレーキは、図１〜図３にその詳細を示すように、リングギヤＲ3 との噛合によりリングギヤＲ3 をケース１０に係止する噛合式のブレーキとされている。
【００３４】
図１に詳細を示すように、噛合式ブレーキは、噛合部材３と、その操作手段としての油圧サーボ４とから構成されている。噛合部材３は、その外周側のケースへの連結部に形成された図２に示すような矩形断面、すなわち、歯の両側面が平行なスプライン歯３２をケース１０の内周面に形成された、同じく溝の両側面は平行な矩形断面のスプライン溝１１に嵌合させて、スプライン歯３２の側面とスプライン溝１１の側面との間に微小な遊びのある状態でケース１０に摺動案内されて軸方向可動な環状の部材とされ、その内周にリングギヤＲ３の外周噛合歯５１と噛み合う矩形断面の歯溝３１を形成されている。これに対して、リングギヤＲ3 の外周噛合歯５１は、リングギヤＲ3 の外周面から外径方向に張り出す矩形歯として構成されている。したがって、両者は、噛合時に、外周噛合歯５１の側面と歯溝３１の側面との間に一定の遊びが形成される噛み合いとされ、リングギヤＲ3 とピニオンギヤＰ3 との噛合によるトルク伝達時のリングギヤＲ3 の調心作用を妨げない構成とされている。更に、外周噛合歯５１と歯溝３１の相互に対峙する軸方向角部には噛み合いを容易にする切り欠き５１ａ，３１ａが付されている。
【００３５】
油圧サーボ４は、ケース１０の段差部に環状に形成された油圧シリンダ４０と、油圧シリンダ４０に軸方向摺動自在に嵌挿されたプレス材からなるＪ字状断面の環状ピストン４１と、一端をスプリングシート４３を介してケース１０にスナップリング止めされ、他端を噛合部材３に形成された位置決め穴に嵌め込んで、噛合部材３に当接支持されて、噛合部材３に復帰力を負荷する圧縮コイルスプリングからなる周方向に一定間隔で配置された複数のリターンスプリング４２とから構成されている。そして、噛合部材３は、ピストン４１とは別体とされ、噛合部材３の端面がピストン４１の先端に当接されて、相互の心振れが許容されるように配置されている。これにより、ピストン４１は、それに焼付等で取付けられたシール部材４１ａの弾性により調心するので、シール部材４１ａに偏った荷重をかけることによる該部材の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００３６】
こうした構成からなるブレーキ手段は、油圧サーボ４のシリンダ４０に油圧を供給することで、そのピストン４１がシリンダ４０から押し出され、ピストン４１の先端に当接する噛合部材３は、リターンスプリング４２を圧縮しつつ軸方向に摺動する。やがて噛合部材３の歯溝３１とリングギヤＲ3 の外周噛合歯５１が噛み合い位置に達すると、それらの角部に形成された切り欠き５１ａ，３１ａに案内されて両者の間に多少の位相のずれがあっても円滑に噛み合いが生じ、更に噛合部材３が押し込まれることで、完全な安定した噛み合い状態に達する。こうした噛み合い状態において、上記のように歯５１の側面５１ａと歯溝３１の側面３１ａとの間に適度の遊びがあるため、リングギヤＲ3 は、噛み合い状態により回転を規制されながら、ピニオンギヤＰ3 との最適噛み合い位置に調心する適度の心振れが可能となる。
【００３７】
かくして、本第１実施形態によれば、変速機構Ｍの構成を、リングギヤＲ3 が後進段達成のためにのみ係止されるものとし、従来の構成における後進段の達成と特定の前進段の達成に共用する係合要素のように、トルクが伝達されている状態での係合を不要とすることで、リングギヤＲ3 を多板式クラッチ等の他の摩擦係合要素を介することなく、直接ケース１０に係止する噛合式のブレーキ構成を実現している。したがって、装置の大型化を防止しながら、リングギヤＲ3 が回転する全ての変速段において、後進段達成用のブレーキ（Ｂ−Ｒ）解放時の引きずりを根本的になくすことができ、それにより変速機構Ｍ全体について、使用頻度の高い前進段達成時の係合要素の引きずりによる駆動ロスを大幅に削減することができる。その余の細部構成に基づく効果は、それぞれの関連部分で既述のとおりである。
【００３８】
次に、図６は本発明の第２実施形態を示す。この形態では、噛合部材３と並列的に摩擦係合部材６が設けられている。この摩擦係合部材６は、ケース１０に軸方向可動に回り止め支持されて所定の回転要素すなわちリングギヤＲ3 に摩擦係合するものとされ、リングギヤＲ3 とケース１０との間で噛合部材３と並列的に配設され、噛合部材３の作動に関連して作動してリングギヤＲ3 と摩擦係合してリングギヤＲ3 をケース１０に係止する。
【００３９】
摩擦係合部材６は、油圧サーボ４のピストン４１と別体に構成され、リングギヤＲ3 に摩擦係合する係合部６１と、ケース１０に軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部６２を有する構成とされ、その係合部６１にリングギヤＲ3 に係合する摩擦面を有する。
【００４０】
油圧サーボ４は、摩擦係合部材６とピストン４１との間に配設され、リターンスプリング４２の偏倚力より弱い荷重伝達スプリング４４を有し、噛合部材３は、リターンスプリング４２の押圧力によりピストン４１に当接し、摩擦係合部材６は、荷重伝達スプリング４４の押圧力により噛合部材３に当接している。したがって、摩擦係合部材６は、ピストン４１の作動による押圧力を荷重伝達スプリング４４を介して受けて、リングギヤＲ3 への噛合部材３の噛合に先行して摩擦係合を開始する。そして、その後のピストン４１の作動により噛合部材３が更に移動して、リングギヤＲ3 に噛合する。
【００４１】
図７はこの実施形態の摩擦係合部材の正面図である。図に示すように、この摩擦係合部材６も、その外周の連結部６２を構成するスプライン歯は、噛合部材３のスプライン歯３２と同様に断面矩形状に構成されている。この摩擦係合部材６には、周方向に一定間隔で形成された複数の窓孔６３が形成されており、これらの窓孔６３を通して櫛歯状に突出するピストン４１の先端が噛合部材３の端面に当接する。摩擦係合部材６の内周側端面の係合部６１は、リングギヤＲ3 の端面の対峙する適宜の摩擦材を貼られて、摩擦面とされている。
【００４２】
こうした構成からなるブレーキ手段は、油圧サーボ４のシリンダ４０に油圧を供給することで、そのピストン４１がシリンダ４０から押し出され、ピストン４１の先端に当接する噛合部材３は、リターンスプリング４２を圧縮しつつ軸方向に摺動する。これに伴って、摩擦係合部材６は荷重伝達スプリング４４の力で同調して移動し、やがて係合部６１の摩擦面がリングギヤＲ3 の端面に当接し、リングギヤＲ3 の回転を止める。更にピストン４１の進行は続き、摩擦係合部材６を係合位置に置いたまま該部材６から離脱して噛合部材３は前進を続ける。その後の作動は前記第１実施形態の場合と同様である。
【００４３】
かくして、本第２実施形態によれば、回転要素同士の僅かな引きずりにより、リングギヤＲ3 が回転している場合について、摩擦係合部材６を介するリングギヤＲ3 のケース１０への係止で、回転を止めることで噛合音の発生を防止することができる。しかも、リングギヤＲ3 のケース１０への係止が、噛合部材３を介する噛合と摩擦係合部材６を介する係合により並列的に行われることになるので、後進段達成のための大きな係止トルクの伝達を噛合部材３に受け持たせることで、摩擦係合部材６の摩擦係止部の容量は、小さなものでも所期の目的を達成することができる。したがって、この形態によると、上記第１実施形態による効果に加えて、噛合式のブレーキ構成を採ることにより生じる可能性のある連れ回りによる噛合音の発生を、装置の大型化を極力抑えながら防止することができる。
【００４４】
次に、図８は変速機構の変更形態を示す。この変速機構は３つのプラネタリギヤセットとそれらの変速のための回転要素に関連する３つのクラッチと３つのブレーキと、２つのワンウェイクラッチから構成されている。このトレインでは、第１のプラネタリギヤセットＭ１のキャリアＣ1 が第３のプラネタリギヤセットＭ３のリングギヤＲ3 に連結され、第３のプラネタリギヤセットＭ３のキャリアＣ3 が第２のプラネタリギヤセットＭ２のリングギヤＲ2 に連結されている。そして、入力軸１４がリングギヤＲ1 に連結されるとともに、第２のクラッチ（Ｃ−２）を介してリングギヤＲ2 に連結され、キャリアＣ2 が出力軸に連結されている。
【００４５】
キャリアＣ1 は第１のブレーキ（Ｂ−１）によりケースに係止可能とされ、キャリアＣ3 とそれに連結したリングギヤＲ2 は後進用ブレーキ（Ｂ−Ｒ）によりケースに係止可能とされ、サンギヤＳ2 及びサンギヤＳ3 はクラッチ（Ｃ−３）を介して連結・切離し可能とされるとともに、サンギヤＳ2 についてはブレーキ（Ｂ−２）によりケースに係止可能とされている。なお、図において、略号（Ｆ−１）及び（Ｆ−２）はワンウェイクラッチを示す。
【００４６】
図９は上記変速機構の係合図表を示す。この図表からもわかるように、このトレインでは、第１速（１ＳＴ）は、クラッチ（Ｃ−３）と両ブレーキ（Ｂ−１），（Ｂ−２）の係合により達成される。この場合、全てのサンギヤＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 はケース１０に固定され、入力軸１４からリングギヤＲ1 に入る入力が、サンギヤＳ1 に反力をとるキャリアＣ1 の回転としてリングギヤＲ3 に伝達され、同様にサンギヤＳ3 に反力をとるキャリアＣ3 の回転がリングギヤＲ2 に伝わり、更に、サンギヤＳ2 に反力をとるキャリアＣ2 の回転として、合計３段の減速による出力が出力軸１５に出力される。
【００４７】
次に、第２速（２ＮＤ）は、２つのクラッチ（Ｃ−１），（Ｃ−３）とブレーキ（Ｂ−２）の係合により達成される。この場合、クラッチ（Ｃ−１）の係合によりプラネタリギヤセットＭ１は一体回転となり、入力軸１４の回転は、一体回転のプラネタリギヤセットＭ１のキャリアＣ1 から、クラッチ（Ｃ−３）及びブレーキ（Ｂ−２）の係合による両サンギヤＳ2 ，Ｓ3 の固定で、サンギヤＳ3 に反力をとるリングギヤＲ3 の回転に伴うキャリアＣ3 の回転が、サンギヤＳ2 に反力をとり、リングギヤＲ2 の回転によるキャリアＣ2 回転として、合計２段の減速がなされ、出力軸１５に出力される。
【００４８】
更に、第３速（３ＲＤ）は、２つのクラッチ（Ｃ−１），（Ｃ−２）及びブレーキ（Ｂ−２）の係合により達成される。この場合、プラネタリギヤセットＭ２のリングギヤＲ2 への入力回転が、ブレーキ（Ｂ−２）の係合によるサンギヤＳ2 固定の反力支持によるキャリアＣ2 の出力として、１段減速で出力される。
【００４９】
次の第４速（４ＴＨ）は、全てのクラッチ（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）の係合により達成される。この場合、全プラネタリギヤセットＭ１，Ｍ２，Ｍ３は一体回転となり、入力軸１４からクラッチ（Ｃ−２）経由でリングギヤＲ2 に入る入力が、そのままキャリアＣ2 から減速されずに出力される。
【００５０】
これに対して、第５速（５ＴＨ）は、２つのクラッチ（Ｃ−２），（Ｃ−３）とブレーキ（Ｂ−１）の係合で達成される。この場合、クラッチ（Ｃ−２）の係合によりプラネタリギヤセットＭ２のリングギヤＲ2 が入力軸１４と同速回転するのに対して、サンギヤＳ2 は、プラネタリギヤセットＭ1 経由で減速されたプラネタリギヤセットＭ３のリングギヤＲ3 の回転と、クラッチ（Ｃ−２）経由の入力軸回転と同速回転するキャリアＣ3 の回転とで作りだされるサンギヤＳ3 の増速回転をクラッチ（Ｃ−３）経由で伝えられるサンギヤＳ2 の増速回転と同速回転するため、キャリアＣ2 に入力軸回転より増速されたオーバドライブ回転が出力される。
【００５１】
一方、後進（ＲＥＶ）は、リングギヤＲ1 を入力要素とし、プラネタリギヤセットＭ１のブレーキ（Ｂ−１）の係合によるサンギヤＳ1 の固定で反力をとるキャリアＣ1 の回転が、リングギヤＲ3 に入力され、それがブレーキ（Ｂ−Ｒ）の噛合によるキャリアＣ3 固定のサンギヤＳ3 の逆回転としてクラッチ（Ｃ−３）経由でサンギヤＳ2 に伝達され、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）の噛合によるリングギヤＲ2 固定を反力として、キャリアＣ2 に出力されて、後進第１速（ＲＥＶ１）となる。なお、この場合、クラッチ（Ｃ−１）の追加係合によりプラネタリギヤセットＭ１を一体回転とすると、キャリアＣ1 の回転が減速されずに入力軸回転と同速となるため、後進第２速（ＲＥＶ２）が得られるようになる。
【００５２】
こうした変速機構構成を採る場合も、上記の作動説明から明らかなように、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、後進専用のブレーキとなるため、これを噛合式ブレーキとすることで、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
次に、図１０は変速機構の他の変更形態を示す。この形態の変速機構は、前記第１実施形態のギヤトレインと同様のものであり、ただ、第２のプラネタリギヤセットＭ２と、その制御のためのブレーキ（Ｂ−２）を除去することで、オーバドライブ段をなくして機構を簡素化し、前進４速構成とした点が相違する。更に、細部では、２つの入力クラッチ（Ｃ−１），（Ｃ−２）を共に変速機構の一側によせて配置した点が異なるが、本発明の主題とする係合要素の引きずりに関する限り本質的相違はない。
【００５４】
こうした変速機構とした場合、上記したようにオーバドライブ段、すなわち第５速（５ＴＨ）と、その達成のためのブレーキ（Ｂ−２）がなくなる点を除いては、第１実施形態の変速機構と同様の変速がなされるので、相当する各要素に同様の参照符号を付し、第１実施形態の図５に示す作動図表とそれに関連した前記作動説明の参照を以て説明に代える。
【００５５】
こうした変速機構構成を採る場合も、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、後進専用のブレーキとなるため、これを噛合式ブレーキとすることで、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
以上、本発明を噛合式ブレーキの構成を変更した２つの実施形態を、それを適用可能な３つの変速機構とともに詳説したが、本発明は、前記３種類の変速機構に限らず、種々の変速機構に適用可能なものであり、ブレーキ手段自体の構成も、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的な構成を変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における噛合式ブレーキとその関連部分を示す部分断面図である。
【図２】上記第１実施形態の噛合式ブレーキの噛合状況を示す正面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】第１実施形態の変速機構の全体構成を示すスケルトン図である。
【図５】上記変速機構の係合図表である。
【図６】本発明の第２実施形態における噛合式ブレーキとその関連部分を示す部分断面図である。
【図７】上記第２実施形態の摩擦係合部材の正面図である。
【図８】本発明を適用する変速機構の他の形態形態を示すスケルトン図である。
【図９】上記変速機構の係合図表である。
【図１０】本発明を適用する変速機構の更に他の形態を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
Ｍ  変速機構
Ｒ3   リングギヤ（所定の回転要素）
Ｂ−Ｒ  ブレーキ（ブレーキ手段）
３  噛合部材
４  油圧サーボ
６  摩擦係合部材
１０  ケース
３１  歯溝
３２  連結部
４１  ピストン
４２  リターンスプリング
４４  荷重伝達スプリング
５１  歯部（噛合部）
６１  摩擦面（係合部）
６２  連結部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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