(57)【要約】【課題】車両の前後進切り替え用のブレーキの構造の簡素化などを好適に図り、製造コストを低減することが可能なトルクスプリット型の車両用変速装置を提供する。【解決手段】遊星歯車機構６のキャリヤ６３の回転停止およびその解除動作を生じさせることにより車両の前後進モードの切り替えを行なうためのブレーキＢ１を備えている、トルクスプリット型の車両用変速装置Ａであって、ブレーキＢ１は、キャリヤ６３と駆動連結されている回転部材５２に設けられた第１の噛み合い歯９１と、非回転状態の第２の噛み合い歯９２とを有するドグクラッチ式とされており、ブレーキＢ１をブレーキオフ状態からブレーキオン状態に切り替える動作は、車両の走行停止時において、スプリットクラッチＣ１がオンとされ、回転部材５２の回転が停止された状態において行なうことが可能とされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン出力をベルト式変速機構に伝達する動力伝達系統と、
この動力伝達系統にスプリットクラッチを介して接続され、またはスプリットクラッチを途中に備えた構成とされて前記動力伝達系統から駆動力を受けることが可能とされた歯車式変速機構と、
前記ベルト式変速機構および前記歯車式変速機構のそれぞれから出力される駆動力を受け、かつこれらの合成駆動力を車軸側へ出力することが可能な遊星歯車機構と、
この遊星歯車機構のキャリヤの回転停止およびその解除動作を生じさせることにより車両の前後進切り替えを行なうための前後進切り替え用のブレーキと、
を備えている、車両用変速装置であって、
前記前後進切り替え用のブレーキは、前記キャリヤと駆動連結されている回転部材に設けられた第１の噛み合い歯と、この第１の噛み合い歯に対向する非回転状態の第２の噛み合い歯とを有し、かつこれら第１および第２の噛み合い歯が互いに離間したブレーキオフ状態と、互いに接近して噛み合ったブレーキオン状態との切り替え動作が可能なドグクラッチ式のブレーキとされており、
このブレーキをブレーキオフ状態からブレーキオン状態に切り替える動作は、車両の走行停止時において、前記スプリットクラッチがオンとされ、前記回転部材の回転が停止された状態において行なうことが可能とされていることを特徴とする、車両用変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト式変速機構と歯車式変速機構とを備え、いわゆるトルクスプリットモードを設定可能な車両用変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクスプリットモードを設定可能な車両用変速装置の一例として、特許文献1に記載されたものがある。
同文献に記載された車両用変速装置は、ベルト式変速機構、歯車式変速機構、および遊星歯車機構を備えており、エンジン出力をベルト式変速機構および歯車式変速機構の双方に伝達させた状態においては、これら２つの機構を介して減速された２系統の駆動力が遊星歯車機構に入力し、遊星歯車機構からはそれらが合成された駆動力を車輪側（差動歯車装置側）に出力可能とされている。ベルト式変速機構は、無段階の変速が可能であり、変速ショックをなくすことが可能であるものの、一般的にはベルトとプーリとの滑りなどに起因し、動力伝達効率に劣るといった不利がある。一方、歯車式変速機構は、動力伝達効率は優れているものの、変速ショックがあり、また変速幅を大きくするには装置の大型化などを招く。これに対し、前記した２種類の変速機構を組み合わせれば、前記したような不利を解消しつつ、各変速機構の優れた性能を発揮させることが可能である。
【０００３】
前記した車両用変速装置においては、車両の前後進の切り替え手段として、歯車式変速機構のキャリヤの回転を停止させるためのブレーキが用いられている。キャリヤの回転を許容した状態においては、車両の前進モードが設定され、これとは反対に、ブレーキを利用してキャリヤを回転停止状態にすると、車両の後進モードが設定される。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地がある。
【０００５】
すなわち、前記したブレーキとして、たとえば湿式あるいは乾式のクラッチ板方式のものを用いた場合には、クラッチ接続時に滑りが生じたり、クラッチ非接続時のドラグトルクの発生によるエネルギロスが生じるといった不利がある。また、価格も高い。
そこで、本発明者は、ブレーキをドグクラッチ(噛み合いクラッチ)式とすることを着想した。ところが、このようなドグクラッチ式のものでは、ドグクラッチの一組みの噛み合い歯を噛み合わせる際に、これらの回転差をなくす必要がある。このための手段として、それ専用の同期機構を用いたのでは、構造の複雑化やコストの上昇などの不利を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１１０９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、車両の前後進切り替え用のブレーキの構造の簡素化などを好適に図り、製造コストを低減することが可能なトルクスプリット型の車両用変速装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明により提供される車両用変速装置は、エンジン出力をベルト式変速機構に伝達する動力伝達系統と、この動力伝達系統にスプリットクラッチを介して接続され、またはスプリットクラッチを途中に備えた構成とされて前記動力伝達系統から駆動力を受けることが可能とされた歯車式変速機構と、前記ベルト式変速機構および前記歯車式変速機構のそれぞれから出力される駆動力を受け、かつこれらの合成駆動力を車軸側へ出力することが可能な遊星歯車機構と、この遊星歯車機構のキャリヤの回転停止およびその解除動作を生じさせることにより車両の前後進切り替えを行なうための前後進切り替え用のブレーキと、を備えている、車両用変速装置であって、前記前後進切り替え用のブレーキは、前記キャリヤと駆動連結されている回転部材に設けられた第１の噛み合い歯と、この第１の噛み合い歯に対向する非回転状態の第２の噛み合い歯とを有し、かつこれら第１および第２の噛み合い歯が互いに離間したブレーキオフ状態と、互いに接近して噛み合ったブレーキオン状態との切り替え動作が可能なドグクラッチ式のブレーキとされており、このブレーキをブレーキオフ状態からブレーキオン状態に切り替える動作は、車両の走行停止時において、前記スプリットクラッチがオンとされ、前記回転部材の回転が停止された状態において行なうことが可能とされていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、前後進切り替え用のブレーキを利用して前記回転部材の回転停止およびその解除動作を行なうことにより、これに伴わせて遊星歯車機構のキャリヤの回転停止やその解除動作を行なうことができ、車両の前後進モードを適切に切り替えることが可能である。さらに、次のような効果が得られる。
第１に、前後進切り替え用のブレーキは、ドグクラッチ式とされているために、このブレーキの構成を簡素なものとし、そのコストを低減することができる。また、クラッチ板式とは異なり、噛み合い時の滑りがなく、さらにはドラグトルクなどのエネルギロスもない。
第２に、ドグクラッチ式とされたブレーキの第１および第２の噛み合い歯を互いに噛み合わせる際には、これらをともに回転停止状態で接近させて噛み合わせることができる。したがって、第１および第２の噛み合い歯を損傷させるようなことなく、前記の噛み合わせ動作を円滑かつ適切に行なわせることが可能である。
第３に、前記ブレーキの第１および第２の噛み合い歯を回転差のない回転停止状態に設定する手段として、車両の走行停止時にスプリットクラッチをオンとする手段が適用されている。したがって、第１および第２の噛み合い歯の回転差を無くすための専用の同期機構を別途設ける必要はない。したがって、製造コストをより好適に低減することができる。スプリットクラッチは、本来的には、エンジン出力が歯車式変速機構に伝達する状態と、伝達しない状態とを切り替えるためのものであるが、本発明においては、このようなスプリットクラッチを第１および第２の噛み合い歯の回転差を無くすための手段として活用しており、その構成は合理的である。
【００１１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る車両用変速装置の概略説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１に示す車両用変速装置の動作例を示す概略説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す車両用変速装置の動作例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図１に示す車両用変速装置Ａは、エンジン１０の出力軸１０ａにトルクコンバータ１１を介して連結されており、トルクコンバータ１１の出力軸１１ａの回転力を、差動歯車装置２に連結された一対の車軸３ａ，３ｂに伝えるためのものである。具体的には、この車両用変速装置Ａは、ベルト式変速機構４、歯車式変速機構５、遊星歯車機構６、ドグクラッチ式の前後進切り替え用のブレーキＢ１、スプリットクラッチＣ１、およびドライブクラッチＣ２を備えている。
【００１５】
ベルト式変速機構４は、従来既知のものと同様であり、ベルト掛かり径を可変制御可能な一対のプーリ４０ａ，４０ｂにベルト４１を掛け回した構造である。トルクコンバータ１１から出力される回転駆動力をベルト式変速機構４に伝達するための動力伝達系統７は、トルクコンバータ１１の出力軸１１ａに装着された歯車７０、およびこれと噛合する歯車７１を有するベルト式変速機構用の入力軸７２を用いて構成されている。ベルト式変速機構４の出力軸８０には、遊星歯車機構６のサンギヤ６０が取り付けられているとともに、ドライブクラッチＣ２を介して遊星歯車機構６の出力軸８１が連結されている。この出力軸８１には、差動歯車装置２のリングギヤ２０に噛合する歯車８２が取り付けられている。
【００１６】
歯車式変速機構５は、ベルト式変速機構用の入力軸７２にスプリットクラッチＣ１を介して連結された第１ないし第４の歯車５１〜５４を有する歯車列である。より具体的には、この歯車式変速機構５は、入力軸７２と同軸に設けられ、かつこの入力軸７２にスプリットクラッチＣ１を介して連結されている第１歯車５１、これと噛合する第２歯車５２、この第２歯車５２に連結された第３歯車５３、およびこれと噛合する第４歯車５４を備えている。第４歯車５４は、遊星歯車機構６のキャリヤ６３に取り付けられ、または連結されている。このため、スプリットクラッチＣ１をオン状態（接続状態）とした際には、入力軸７２の回転駆動力を所定の減速比でキャリヤ６３に伝達させることが可能である。
遊星歯車機構６は、サンギヤ６０、キャリヤ６３に支持されたピニオンギヤ６１、およびリングギヤ６２を有しており、出力軸８１は、リングギヤ６２に連結されている。
【００１７】
前後進切り替え用のブレーキＢ１は、最終的にはキャリヤ６３の回転停止およびその解除動作を行なわせて車両の前後進モードを切り替えるためのものである。ただし、このブレーキＢ１は、歯車式変速機構５の第２歯車５２を直接的なブレーキ動作対象とするように設けられている。第２歯車５２は、本発明でいうブレーキ動作対象としての「回転部材」の一例に相当する。この第２歯車５２は、遊星歯車機構６の中心軸線Ｌａとは異なった位置の中心軸線Ｌｂを回転中心とするものである。
【００１８】
図１の一部拡大説明図に示すように、ブレーキＢ１は、ドグクラッチ式であり、複数の第１および第２の噛み合い歯９１，９２を有する一対のドグクラッチ部材９ａ，９ｂを備えている。一方のドグクラッチ部材９ａは、ブレーキ動作対象としての第２歯車５２に取り付けられている。他方のドグクラッチ部材９ｂは、図示されていない駆動手段によって一方のドグクラッチ部材９ｂと対面する方向に往復動自在であり、かつ回転動作が防止された状態に設けられている。このため、ドグクラッチ部材９ａ，９ｂを接近させて第１および第２の噛み合い歯９１，９２を噛み合わせた状態においては、第２歯車５２の回転を停止させたブレーキオン状態に設定可能である。勿論、ドグクラッチ部材９ａ，９ｂを離間させて前記の噛み合わせ状態を解消すれば、第２歯車５２の回転停止状態を解除したブレーキオフ状態となる。
【００１９】
次に、前記した車両用変速装置Ａの作用について説明する。
【００２０】
まず、スプリットクラッチＣ１、前後進切り替え用のブレーキＢ１、ならびにドライブ
クラッチＣ２の三者のオン・オフ設定状態と、車両の走行モードなどとの関係は、次の表１に示すとおりである。
【００２１】
【表１】
2015127583.tif 000003
【００２２】
表１に示した態様の詳細を、以下に説明する。
【００２３】
〔前進モード〕
シフトセレクタがＤレンジとされた車両前進時においては、ベルト駆動モードと、トルクスプリットモードとの一方を選択的に設定可能である。
図２（ａ）は、ベルト駆動モードを示しており、同図における太線は、駆動力の伝達経路を示している。この点は、他の図面においても同様である。ベルト駆動モードは、ドライブクラッチＣ２がオン、スプリットクラッチＣ１およびブレーキＢ１がオフとされることにより設定される（以下、スプリットクラッチＣ１、ブレーキＢ１、およびドライブクラッチＣ２の三者については、オン・オフのいずれであるかがとくに示されていない場合には、オフである）。このベルト駆動モードにおいては、エンジン出力が動力伝達系統７からベルト式変速機構４に入力し、このベルト式変速機構４を介して減速された出力が遊星歯車機構６の出力軸８１にそのまま伝わる。
【００２４】
図２（ｂ）は、トルクスプリットモードを示し、スプリットクラッチＣ１がオンとされている。このモードにおいては、動力伝達系統７の駆動力が、ベルト式変速機構４に加えて、歯車式変速機構５にも伝わる。遊星歯車機構６においては、それらベルト式変速機構４および歯車式変速機構５のそれぞれから出力された駆動力が合成され、この合成駆動力が出力軸８１に出力される。
【００２５】
〔後進モード〕
図３（ａ）は、シフトセレクタがＲレンジとされた車両後進時を示しており、この場合にはベルト駆動モードとされる。このモードは、ブレーキＢ１がオンとされ、第２歯車５２を回転停止状態とすることにより設定される。第２歯車５２は、第３歯車５３および第４歯車５４を介して遊星歯車機構６のキャリヤ６３と駆動連結されているため、第２歯車５２を回転停止状態とすれば、キャリヤ６３も回転停止状態とされる（同図において、模様付きラインＬ１は、回転停止部分を示す）。この状態においては、ベルト式変速機構４から出力されてサンギヤ６０に伝わった駆動力は、ピニオンギヤ６１を介してリングギヤ
６２に伝わることによって回転方向が反対となり、この駆動力が出力軸８１に出力される。スプリットクラッチＣ１は、オフであり、歯車式変速機構５は動力伝達系統７とは縁切り状態にあるために、第２ないし第４歯車５１〜５４を回転停止状態に設定することを的確に行なうことが可能である。
【００２６】
〔後進への切り替えモード〕
図３（ｂ）は、シフトセレクタをＲレンジに切り替える際のモードを示している。このモードは、車両が走行停止状態（車軸３ａ，３ｂが回転停止状態）であるとともに、スプリットクラッチＣ１がオンとされることにより設定される。このモードにおいては、スプリットクラッチＣ１、ブレーキＢ１、およびドライブクラッチＣ２のオン・オフ設定が、前記したトルクスプリットモードと同様であり、動力伝達系統７に歯車式変速機構５が駆動連結されているが、車軸３ａ，３ｂおよびこれに駆動連結されている遊星歯車機構６の出力軸８１が回転停止状態であるため（模様付きラインＬ２は、回転停止部分を示す）、歯車式変速機構５は回転停止状態となる。
【００２７】
このような状態においては、図１に示したブレーキＢ１のうち、回転状態にあった一方のドグクラッチ部材９ａが回転停止状態となる。したがって、一対のドグクラッチ部材９ａ，９ｂを、ともに非回転状態で接近させ、第１および第２の噛み合い歯９１，９２の噛み合わせ動作を円滑に行なわせることができる。本実施形態とは異なり、ドグクラッチ部材９ａ，９ｂが相対回転していたのでは、これらを接近させた際に第１および第２の噛み合い歯９１，９２が激しく衝突し、これらの先端が損傷する虞がある。これに対し、本実施形態においては、そのような虞を解消し、Ｒレンジへのシフト動作を適切に行なうことが可能である。ブレーキＢ１は、構成が比較的簡素なドグクラッチ式とされているために、その製造コストを低減することが可能である。さらに、ドグクラッチ部材９ａ，９ｂの回転差をなくすための専用手段を別途設ける必要もないために、製造コストの一層の低減が可能である。
【００２８】
〔Ｎレンジモード〕
図３（ｃ）は、シフトセレクタをＮレンジに設定した際の状態を示しており、スプリットクラッチＣ１、ブレーキＢ１、およびドライブクラッチＣ２の全てがオフとされている。このような設定状態においては、車両の走行停止時であって、出力軸８１が回転停止状態であったとしても、歯車式変速機構５は回転停止状態ではなく、空転状態となる（模様付きラインＬ３は、回転停止部分を示し、ラインＬ４は、空転部分を示す）。したがって、このような状態では、ブレーキＢ１のドグクラッチ部材９ａ，９ｂの回転差を積極的になくすことは難しい。このＮレンジモードとの比較においても、図３（ｂ）に示したモードが、後進モードに切り替えるのに適したモードであることが理解できる。
【００２９】
〔小型化などの点について〕
本実施形態においては、図１を参照して説明したように、前後進切り替え用のブレーキＢ１が、遊星歯車機構６の中心軸線Ｌａから位置ずれした中心軸線Ｌｂを回転中心とする第２歯車５２をブレーキ動作対象とするように設けられている。このため、たとえばブレーキＢ１を遊星歯車機構６の中心軸線Ｌａと同軸状配置となるように遊星歯車機構６に接近させて設ける場合とは異なり、遊星歯車機構６の設置箇所周辺部の構造の煩雑化ならびに大型化が好適に解消される。このことにより、車両用変速装置Ａの全体の小型化を促進することが可能となる。また、ブレーキＢ１がドグクラッチ方式とされていることや、ドグクラッチ部材９ａ，９ｂの回転差をなくすための専用手段を別途設ける必要がないことなどに基づき、製造コストの低減を好適に図ることができる利点も得られることは、既に述べたとおりである。
【００３０】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両用変速装置の各
部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００３１】
上述の実施形態では、歯車式変速機構５が動力伝達系統７にスプリットクラッチＣ１を介して接続されているが、これに代えて、歯車式変速機構５の途中位置にスプリットクラッチが設けられた構成（たとえば、第１歯車５１が動力伝達系統７に直接取り付けられ、第２歯車５２の位置にスプリットクラッチＣ１が設けられた構成など）とすることもできる。
【００３２】
上述した実施形態においては、前後進切り替え用のブレーキのブレーキ動作対象が、第２歯車５２とされているが、これに限定されない。たとえば歯車式変速機構５の他の歯車をブレーキ動作対象とすることもできる。遊星歯車機構６の周辺部の大型化を防止する観点からすると、ブレーキ動作対象となる回転部材は、遊星歯車機構６の中心軸線Ｌａから位置ずれした別の中心軸線を回転中心とするものが好ましいものの、これに限定されない。したがって、たとえば上述の実施形態の第４歯車５４などをブレーキ動作対象とすることも可能である。ベルト式変速機構や歯車式変速機構などの具体的な構成も限定されない。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  車両用変速装置
Ｂ１  前後進切り替え用のブレーキ
Ｃ１  スプリットクラッチ
Ｃ２  ドライブクラッチ
２  差動歯車装置
３ａ，３ｂ  車軸
４  ベルト式変速機構
５  歯車式変速機構
６  遊星歯車機構
７  動力伝達系統（ベルト式変速機構に対する）
１０  エンジン
５２  第２歯車（ブレーキ動作対象の回転部材）
６３  キャリヤ（遊星歯車機構の）
９１，９２  第１および第２の噛み合い歯
【図１】
2015127583.tif 000004
【図２】
2015127583.tif 000005
【図３】
2015127583.tif 000006