(57)【要約】【課題】前後進切換機構の構成および配置を改良することにより、小型化、低コスト化を図ることができる前後進切換機構を備えた変速機を提供する。【解決手段】駆動軸２５に対して従動軸２６が平行もしくはほぼ平行に配置されているとともに、変速機入力軸１１に入力された動力源１の出力トルクを、その回転方向を反転せずに変速機出力軸３９に伝達する前進状態と、回転方向を反転して変速機出力軸３９に伝達する後進状態と、出力トルクを変速機出力軸３９に伝達しない中立状態とを選択的に設定する前後進切換機構８を備えた変速機１０において、前後進切換機構８は、駆動軸２５と従動軸２６との間に配置されるとともに、変速機入力軸１１が動力源１の出力軸２と同一軸線上の軸として、かつ駆動軸２５とは異なる軸として設けられている。【選択図】図１
2008051213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に対して従動軸が平行もしくはほぼ平行に配置されているとともに、変速機入力軸に入力された動力源の出力トルクを、その回転方向を反転せずに変速機出力軸に伝達する前進状態と、その回転方向を反転して前記変速機出力軸に伝達する後進状態と、前記出力トルクを前記変速機出力軸に伝達しない中立状態とを選択的に設定する前後進切換機構を備えた変速機において、
前記前後進切換機構は、前記駆動軸と従動軸との間に配置されるとともに、前記変速機入力軸が前記動力源の出力軸と同一軸線上の軸として、かつ前記駆動軸とは異なる軸として設けられていることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記前後進切換機構は、前記出力トルクを前進用ギヤ対を介して前記駆動軸に伝達することにより前記前進状態を設定し、前記出力トルクを後進用ギヤ対およびカウンタギヤを介して前記従動軸に直接伝達することにより前記後進状態を設定する構成であることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
前記前進用ギヤ対は、前記出力トルクを増幅し、その回転を減速かつ反転させて前記駆動軸に伝達する構成であることを特徴とする請求項２に記載の変速機。
【請求項４】
前記後進用ギヤ対およびカウンタギヤにより構成される動力伝達経路は、前記駆動軸と従動軸との間に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の変速機。
【請求項５】
前記前後進切換機構は、前記変速機入力軸と前記前進用ギヤ対もしくは後進用ギヤ対とを選択的に連結・遮断するかみ合いクラッチにより構成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の変速機。
【請求項６】
前記前後進切換機構は、前記変速機入力軸と前記従動軸との間の動力伝達経路に前記後進用ギヤ対のいずれかのギヤが取り付けられた中間軸を有していることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力側から出力側への動力伝達状態を選択的に設定する前後進切換機構が備えられた変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の走行状態に応じた最適の条件でエンジンを運転することを目的として、変速比を無段階（連続的）に制御することのできる無段変速機がある。そのような無段変速機として、ベルト式無段変速機、あるいはトロイダル式無段変速機などが知られている。このうち、ベルト式無段変速機は、平行に配置された２つの回転部材と、各回転部材に別々に取り付けたプライマリプーリおよびセカンダリプーリとを有している。このプライマリプーリおよびセカンダリプーリは、共に、固定シーブと可動シーブとを組み合わせて構成されており、固定シーブと可動シーブとの間にＶ字形状の溝が形成されている。
【０００３】
また、プライマリプーリの溝およびセカンダリプーリの溝にベルトが巻き掛けられているとともに、プライマリプーリのベルト支持部材およびセカンダリプーリのベルト支持部材に軸線方向の押圧力を作用させる油圧室が別個に設けられている。そして、各油圧室の油圧をそれぞれ独立して制御することにより各プーリの溝幅が調整されると、各プーリの溝幅が変化することで、各プーリに対するベルトの巻き掛け半径が変化する。すなわち、プライマリシャフトとセカンダリシャフトとの回転速度の比、すなわち変速比が制御される。また、このベルトの巻き掛け半径の制御により、ベルトの張力が変化し、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間で伝達されるトルクが調整される。
【０００４】
ところで、上記のようなベルト式無段変速機においては、エンジンの回転方向が一方向に限られているため、前後進切換機構が設けられている。すなわち、エンジンの回転方向を、車両を前進させる方向の回転方向と車両を後進させる方向の回転方向とに選択的に切り換えて、エンジン側すなわち入力側からの動力を駆動輪側すなわち出力側へ伝達する動力伝達装置である前後進切換機構が設けられている。その前後進切換機構の一例として、自動車用変速機などに用いられる「前後進切替装置」に関する発明が、特許文献１に記載されている。
【０００５】
この特許文献１に記載されている前後進切換機構は、車両用無段変速機の従動軸上に回転自在に配置された前進用ギヤおよび後進用ギヤと、それら前進用ギヤおよび後進用ギヤの中間位置に配置されたハブと、前進用ギヤおよび後進用ギヤの一方をハブと選択的に連結する前後進切換スリーブと、そのスリーブを前進・中立・後退の各位置へ軸方向にシフトさせるフォークとが備えられていて、前後進切換スリーブをシフトさせて、スリーブと前進用ギヤあるいは後進用ギヤのギヤスプラインとを噛み合わせることで、前進段あるいは後進段を設定するように構成されている。
【０００６】
また、特許文献２には、Ｖベルト式無段変速機の前後進切換機構として、従動軸の外周側に設けられ、発進クラッチにより従動軸と断続される中空軸に、前進用ギヤと後進用ギヤとが回転自在に支持されていて、それら前進用ギヤまたは後進用ギヤのいずれか一方を、前後進切換用ドッグクラッチによって中空軸に連結する構成が記載されている。
【０００７】
そして、特許文献３には、ベルト式無段変速機の前後進切換機構として、ドリブンシャフトすなわち駆動側プーリの駆動軸と駆動側プーリのプーリ軸との接合部分に、前後進切換歯車機構が配設され、シフトフォークの左摺動時にシンクロナイザリングの作用で前進駆動系を形成し、シフトフォークの右摺動時にスリーブの外歯をリバースギヤに噛み合わせて後進駆動系を形成する構成が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２４０８５８号公報
【特許文献２】特公平６−７４８４７号公報
【特許文献３】実公平６−３９１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１および特許文献２に記載されている無段変速機の前後進切換機構は、前進用ギヤと後進用ギヤとハブと前後進切換スリーブとによるかみ合い式係合機構、および無段変速機の従動軸と車輪に連結された出力軸との間の動力伝達経路を伝達・遮断する発進クラッチなどが、無段変速機の従動軸すなわち無段変速機の出力側に配置されている。そのため、前後進切換機構を構成する各部材は、無段変速機による変速の影響を受け易く、その影響を考慮した安全強度を確保しなければならない。
【００１０】
すなわち、無段変速機で設定される変速比が大きい場合には、従動軸には大きなトルクが伝達されることから、その従動軸側に配置されている前後進切換機構は、高トルクに対応して設計する必要がある。また反対に、無段変速機で設定される変速比が小さい場合には、従動軸は高い回転数で駆動されることから、その従動軸側に配置されている前後進切換機構は、高回転に対応して設計する必要がある。
【００１１】
したがって、上記の特許文献１および特許文献２に記載されている前後進切換機構のように、無段変速機の従動軸側に前後進切換機構が配置される場合は、前後進切換機構を高トルクかつ高回転に対応できる構成にしなければならず、前後進切換機構を構成する各部材の強度を確保するために、それら各部材の大型化あるいはコストアップを余儀なくされてしまう。その結果、前後進切換機構の体格あるいはコストが増大してしまい、前後進切換機構およびその前後進切換機構を備える変速機の小型化を阻害する要因となっていた。
【００１２】
また、特許文献３に記載されている前後進切換機構は、無段変速機の駆動軸側に前後進切換機構が配置されている。そのため、前後進切換機構を無段変速機の従動軸側に配置した場合と比較して、無段変速機による変速の影響を受け難く、その面では強度的に有利となる。しかしながら、この特許文献３に記載されている前後進切換機構は、無段変速機の駆動軸すなわちエンジンからの出力軸と同軸上で後進のためのトルクの反転を行うため、少なくとも３回ギヤを噛み合わせなければならず、例えばリバースギヤ、アイドラギヤ、カウンタギヤなどを配置するための後進段用の専用軸が最低でも２本必要になる。結局、この場合も前後進切換機構の体格あるいはコストが増大してしまい、未だ改良の余地があった。
【００１３】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、動力源から変速機へ入力されるトルクの回転状態を選択的に設定する前後進切換機構の構成および配置を改良することにより、小型化、低コスト化を図ることができる前後進切換機構を備えた変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動軸に対して従動軸が平行もしくはほぼ平行に配置されているとともに、変速機入力軸に入力された動力源の出力トルクを、その回転方向を反転せずに変速機出力軸に伝達する前進状態と、その回転方向を反転して前記変速機出力軸に伝達する後進状態と、前記出力トルクを前記変速機出力軸に伝達しない中立状態とを選択的に設定する前後進切換機構を備えた変速機において、前記前後進切換機構は、前記駆動軸と従動軸との間に配置されるとともに、前記変速機入力軸が前記動力源の出力軸と同一軸線上の軸として、かつ前記駆動軸とは異なる軸として設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記前後進切換機構が、前記出力トルクを前進用ギヤ対を介して前記駆動軸に伝達することにより前記前進状態を設定し、前記出力トルクを後進用ギヤ対およびカウンタギヤを介して前記従動軸に直接伝達することにより前記後進状態を設定する構成であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記前進用ギヤ対が、前記出力トルクを増幅し、その回転を減速かつ反転させて前記駆動軸に伝達する構成であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記後進用ギヤ対およびカウンタギヤにより構成される動力伝達経路が、前記駆動軸と従動軸との間に配置されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかの発明において、前記前後進切換機構が、前記変速機入力軸と前記前進用ギヤ対もしくは後進用ギヤ対とを選択的に連結・遮断するかみ合いクラッチにより構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
そして、請求項６の発明は、請求項２ないし５のいずれかの発明において、前記前後進切換機構が、前記変速機入力軸と前記従動軸との間の動力伝達経路に前記後進用ギヤ対のいずれかのギヤが取り付けられた中間軸を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
したがって、請求項１の発明によれば、動力源の出力トルクの回転方向および変速機出力軸への伝達状態を選択的に設定する前後進切換機構が、駆動軸と従動軸とが平行もしくはほぼ平行に配置された変速機のそれら駆動軸と従動軸との間の空間に配置されるとともに、変速機の駆動軸と動力源との間の動力伝達経路内に、すなわち変速機の駆動軸側に、動力源の出力トルクが入力される変速機入力軸と動力源の出力軸とが互いに同一軸線上の軸となるように、かつその変速機入力軸と変速機の駆動軸とが別軸となるように設けられる。したがって、前後進切換機構を、変速機による変速の影響を考慮して高トルクかつ高回転の運転状態まで対応させて設計する必要がないため、動力伝動装置の小型化、低コスト化を図ることができ、変速機の体格の大型化あるいはコストアップを回避もしくは抑制することができる。
【００２１】
また、請求項２の発明によれば、動力源の出力トルクが、前後進切換機構の前進用ギヤ対を介して変速機の駆動軸に伝達されることにより前進状態が設定され、前後進切換機構の後進用ギヤ対およびカウンタギヤを介して変速機の従動軸に直接伝達されること、すなわち駆動軸と従動軸との間の変速機構を介さずに直接変速機の従動軸に伝達されることより後進状態が設定される。そのため、変速機が後進状態で運転される場合に、伝達されるトルクが駆動軸と従動軸との間の変速機構を経由しない分だけ動力伝達効率を向上させることができる。また、後進状態を設定する動力伝達経路を構成するための後進専用軸を１本しか必要としないため、従来２本以上の後進専用軸が必要とされていた場合と比較して、前後進切換機構の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、請求項３の発明によれば、動力源の出力トルクが前進用ギヤ対を介して変速機の駆動軸に伝達される際に、前進用ギヤ対のギヤ比を大きく設定しておくことにより、前記出力トルクが、その回転が減速・反転されて変速機に入力される。そのため、例えば、低回転領域での運転時と比較して高回転領域での運転時の動力伝達効率が低下するベルト式無段変速機にこの発明を適用した場合に、ベルト式無段変速機に入力されるトルクを増幅してその回転を減速し、ベルト式無段変速機をより低回転領域で運転することができる。その結果、ベルト式無段変速機の動力伝達効率を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項４の発明によれば、後進用ギヤ対およびカウンタギヤにより構成され、動力源の出力トルクを変速機の従動軸に直接伝達する動力伝達経路が、変速機の駆動軸と従動軸との間に配置されることで、動力伝達経路を短くすること、すなわち後進用ギヤ対およびカウンタギヤの外径を小さくすること、およびそれら後進用ギヤが取り付けられる軸の軸径を細くすることが可能になる。
【００２４】
また、請求項５の発明によれば、変速機に備えられた前後進切換機構が、かみ合いクラッチにより構成される。そのため、かみ合いクラッチの係合・解放状態を操作することにより、変速機入力軸と前進用ギヤ対もしくは後進用ギヤ対との連結・遮断状態を容易に設定することができる。
【００２５】
そして、請求項６の発明によれば、動力源の出力トルクを変速機の従動軸に直接伝達する動力伝達経路に、後進用ギヤ対のいずれかのギヤが取り付けられた中間軸が設けられる。そのため、前記動力伝達経路を構成する後進用ギヤ対およびカウンタギヤなどの外径をより小さくするができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明を、前後進切換機構を備えたベルト式無段変速機に適用した車両のスケルトン図である。図１において、１は車両の動力源であり、この動力源１としては、例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどのエンジン（内燃機関）、あるいは電動機（モータ）、あるいはエンジンと力行・回生制御が可能な電動機（モータ・ジェネレータ）とを組み合わせたハイブリッドシステムなどが用いられる。ここでは、便宜上、動力源１として、クランクシャフト２すなわち動力源１の出力軸２が車両の幅方向に配置されたエンジン１を用いた例について説明する。
【００２７】
エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられている。このトランスアクスル３は、エンジン１の後端側に取り付けられたトランスアクスルハウジング４と、トランスアクスルハウジング４におけるエンジン１とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルケース５と、トランスアクスルケース５におけるトランスアクスルハウジング４とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー６とを有している。
【００２８】
トランスアクスルハウジング４の内部には、トルクコンバータ７が設けられており、トランスアクスルケース５およびトランスアクスルリヤカバー６の内部には、前後進切換機構８およびデファレンシャル９を備えたベルト式無段変速機１０が設けられている。
【００２９】
トルクコンバータ７は、クランクシャフト２と同一の軸線を中心として回転可能なインプットシャフト１１、すなわちクランクシャフト２からエンジン１の出力トルクが入力されるこの発明における変速機入力軸１１が設けられており、このインプットシャフト１１におけるエンジン１側の端部にはタービンランナ１２が取り付けられている。一方、クランクシャフト２の後端にはドライブプレート１３を介してフロントカバー１４が連結されており、フロントカバー１４にはポンプインペラ１５が接続されている。このタービンランナ１２とポンプインペラ１５とは対向して配置され、タービンランナ１２およびポンプインペラ１５の内側にはステータ１６が設けられている。このステータ１６には、一方向クラッチ１７を介して中空軸１８が接続されている。中空軸１８はトランスアクスルケース５側に回転不能に固定されていて、その中空軸１８の内部に前記のインプットシャフト１１が配置されている。また、インプットシャフト１１におけるフロントカバー１４側の端部には、ダンパ機構１９を介してロックアップクラッチ２０が設けられている。上記のように構成されたフロントカバー１４およびポンプインペラ１５などにより形成されたケーシング（図示せず）内に、作動流体としてのオイルが供給されている。
【００３０】
上記構成により、エンジン１の動力（トルク）がクランクシャフト２からフロントカバー１４に伝達される。この時、ロックアップクラッチ２０が解放されている場合は、ポンプインペラ１５のトルクが流体によりタービンランナ１２に伝達され、ついでインプットシャフト１１に伝達される。なお、ポンプインペラ１５からタービンランナ１２に伝達されるトルクを、ステータ１６により増幅することもできる。一方、ロックアップクラッチ２０が係合されている場合は、フロントカバー１４のトルクが機械的にインプットシャフト１１に伝達される。
【００３１】
トルクコンバータ７と前後進切換機構８との間には、オイルポンプ２１が設けられている。このオイルポンプ２１のロータ２２と、前記ポンプインペラ１５とが円筒形状のハブ２３により接続されている。また、オイルポンプ２１のボデー２４は、トランスアクスルケース５側に固定されている。この構成により、エンジン１の動力がポンプインペラ１５を介してロータ２２に伝達され、オイルポンプ２１を駆動することができる。
【００３２】
前後進切換機構８は、インプットシャフト１１とベルト式無段変速機１０の変速機構１０ａとの間の動力伝達経路に設けられている。この前後進切換機構８は、エンジン１の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力する、もしくは反転して出力するように構成されている。この発明では、このような前後進切換機構８の構成、あるいはその配置を改良することによって、ベルト式無段変速機１０の体格の小型化、あるいはコストダウンを実現できるように構成されている。それらに関しての詳細な説明は後述する。
【００３３】
ベルト式無段変速機１０の変速機構１０ａは、インプットシャフト１１と別軸となるように配置された、言い換えると、インプットシャフト１１と同心状にならないように配置されたプライマリシャフト２５すなわちこの発明における駆動軸２５と、そのプライマリシャフト２５と相互に平行に配置されたセカンダリシャフト２６すなわちこの発明における従動軸２６とを有している。このプライマリシャフト２５側にはプライマリプーリ２７が設けられており、セカンダリシャフト２６側にはセカンダリプーリ２８が設けられている。プライマリプーリ２７は、プライマリシャフト２５の外周に一体的に形成された固定シーブ２９と、プライマリシャフト２５の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３０とを有している。そして、固定シーブ２９と可動シーブ３０との対向面間にＶ字形状の溝すなわちベルト巻き掛け溝３１が形成されている。
【００３４】
また、この可動シーブ３０をプライマリシャフト２５の軸線方向に動作させ、可動シーブ３０と固定シーブ２９とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ３２が設けられている。一方、セカンダリプーリ２８は、セカンダリシャフト２６の外周に一体的に形成された固定シーブ３３と、セカンダリシャフト２６の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３４とを有している。そして、固定シーブ３３と可動シーブ３４との対向面間にＶ字形状の溝（ベルト巻き掛け溝）３５が形成されている。また、この可動シーブ３４をセカンダリシャフト２６の軸線方向に動作させ、可動シーブ３４と固定シーブ３３とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ３６が設けられている。さらに、上記構成のプライマリプーリ２７のベルト巻き掛け溝３１およびセカンダリプーリ２８のベルト巻き掛け溝３５に対して、伝動ベルト３７が巻き掛けられている。
【００３５】
このように、ベルト式無段変速機１０の変速機構１０ａは、互いに平行に配置された入力部材としてのプライマリプーリ２７と出力部材としてのセカンダリプーリ２８とのそれぞれが、固定シーブ２９，３３と、油圧アクチュエータ３２，３６によって軸線方向に前後動させられる可動シーブ３０，３４とによって構成されている。したがって各プーリ２７，２８の溝幅が、可動シーブ３０，３４を軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ２７，２８に巻掛けた伝動ベルト３７の巻掛け半径（各プーリ２７，２８の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。
【００３６】
なお、セカンダリプーリ２８における油圧アクチュエータ３６には、ベルト式無段変速機１０に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が供給されている。したがって、セカンダリプーリ２８における各シーブ３３，３４が伝動ベルト３７を挟み付けることにより、伝動ベルト３７に張力が付与され、各プーリ２７，２８と伝動ベルト３７との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設定される。これに対してプライマリプーリ２７における油圧アクチュエータ３２には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径）に設定するようになっている。
【００３７】
そして、ベルト式無段変速機１０の駆動軸であるプライマリシャフト２５が、後述する、前後進切換機構８における出力部材である前進用ギヤ対１０６に連結され、ベルト式無段変速機１０の従動軸であるセカンダリシャフト２６が、ギヤ対３８およびデファレンシャル９に連結され、さらにそのデファレンシャル９がドライブシャフト３９すなわちこの発明における変速機出力軸３９を介して駆動輪４０に連結されている。
【００３８】
前述したように、この発明に係る前後進切換機構が備えられた変速機は、上記のベルト式無段変速機１０に備えられた前後進切換機構８の構成、あるいは配置を改良することによって、前後進切換機構８の小型化あるいはコストダウンを図り、変速機全体としての体格の大型化あるいはコストアップを回避もしくは抑制することができるように構成されている。そのような前後進切換機構８を備えた変速機の例を以下に順次説明する。
【００３９】
図１において、この発明を適用したベルト式無段変速機１０の前後進切換機構８は、インプットシャフト（変速機入力軸）１１と一体回転するハブ１０１が、インプットシャフト１１に固定あるいは一体的に形成されている。また、ハブ１０１の両側（図１での左右両側）で、インプットシャフト１１の外周部に、内部にインプットシャフト１１が挿通される前進用中空軸１０２および後進用中空軸１０３が、それぞれ、インプットシャフト１１と相対回転可能に支持されている。
【００４０】
前進用中空軸１０２と一体回転する前進用ハブ１０４が、前進用中空軸１０２のハブ１０１側の一方の端部（図１での右側の端部）に、固定あるいは一体的に形成されている。また、後進用中空軸１０３と一体回転する後進用ハブ１０５が、後進用中空軸１０３のハブ１０１側の一方の端部（図１での左側の端部）に、固定あるいは一体的に形成されている。
【００４１】
前進用中空軸１０２の他方の端部（図１での左側の端部）には、前進用ギヤ対１０６の一方の前進用ギヤ１０６ａが、固定あるいは一体的に形成されている。そして前進用ギヤ１０６ａと噛み合わされる前進用ギヤ対１０６の他方の前進用ギヤ１０６ｂが、プライマリシャフト２５の前後進切換機構８側の端部（図１での右側の端部）に、固定あるいは一体的に形成されている。
【００４２】
一方、後進用中空軸１０３の他方の端部（図１での右側の端部）には、後進用ギヤ対１０７の一方の後進用ギヤ１０７ａが、固定あるいは一体的に形成されている。そして後進用中間軸１０８のエンジン１側（図１での右側）の一方の端部には、後進用ギヤ１０７ａと噛み合わされる後進用ギヤ対１０７の他方の後進用ギヤ１０７ｂが、固定あるいは一体的に形成されている。
【００４３】
後進用ギヤ１０７ｃが、後進用中間軸１０８のベルト式無段変速機１０の変速機構１０ａ側（図１での左側）の他方の端部に、固定あるいは一体的に形成されている。さらに、後進用ギヤ１０７ｃと噛み合わされるカウンタギヤ１０９が、セカンダリシャフト２６の前後進切換機構８側の端部（図１での右側の端部）に、固定あるいは一体的に形成されている。
【００４４】
そして、この前後進切換機構８には、前述のインプットシャフト１１と前進用ギヤ対１０６とを、もしくはインプットシャフト１１と後進用ギヤ対１０７とを選択的に連結してそれらの間でトルク伝達可能な状態にする、あるいは、インプットシャフト１１を前進用ギヤ対１０６および後進用ギヤ対１０７のいずれにも連結させずにそれらの間でトルク伝達不能な中立（ニュートラル）状態にする係合機構が設けられている。
【００４５】
すなわち、この前後進切換機構８は、前述のハブ１０１および前進用ハブ１０４および後進用ハブ１０５と、それら各ハブ１０１，１０４，１０５の外周部に設けられ、それら各ハブ１０１，１０４，１０５の外周部を軸方向（図１での左右方向）に摺動可能な切換スリーブ１１０とからなる係合機構により構成されている。これら各ハブ１０１，１０４，１０５と切換スリーブ１１０とによる係合機構は、例えば、各ハブ１０１，１０４，１０５と切換スリーブ１１０との間を選択的に連結・遮断するかみ合いクラッチ機構により構成されている。
【００４６】
具体的には、各ハブ１０１，１０４，１０５の外周部にスプラインの外歯が形成され、切換スリーブ１１０の内周部には各ハブ１０１，１０４，１０５の外歯に嵌合するスプラインの内歯が形成されていて、切換スリーブ１１０を各ハブ１０１，１０４，１０５の軸方向に移動させることで、切換スリーブ１１０との間を選択的に嵌合・解放することができるスプライン機構によって構成されている。
【００４７】
したがって、切換スリーブ１１０を前進用ハブ１０４側（図１での左側）に移動させ、切換スリーブ１１０と前進用ハブ１０４およびハブ１０１とを同時に嵌合させることで、インプットシャフト１１と前進用中空軸１０２とを連結させ、インプットシャフト１１と前進用ギヤ１０６ａとを一体回転させることができる。
【００４８】
これに対して、切換スリーブ１１０を後進用ハブ１０５側（図１での右側）に移動させ、切換スリーブ１１０と後進用ハブ１０５およびハブ１０１とを同時に嵌合させることで、インプットシャフト１１と後進用中空軸１０３とを連結させ、インプットシャフト１１と後進用ギヤ１０７ａとを一体回転させることができる。
【００４９】
また、切換スリーブ１１０をハブ１０１の外周部に保持すること、すなわち切換スリーブ１１０を前進用ハブ１０４および後進用ハブ１０５のいずれにも嵌合させないことで、インプットシャフト１１が前進用中空軸１０２および後進用中空軸１０３のいずれにも連結されない中立状態を設定することもできる。
【００５０】
図２は、上記の各軸１１，２５，２６，３９，１０８、および各ギヤ対もしくはギヤ１０６，１０７，１０９、あるいは各プーリ２７，２８の配置を、各軸１１，２５，２６，３９，１０８の軸線方向に垂直な方向の平面上に表した模式図である。図２において、インプットシャフト１１は、プライマリシャフト２５とセカンダリシャフト２６との間の空間に配置されていて、かつインプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とは別軸となっている。具体的には、プライマリシャフト２５とセカンダリシャフト２６との間の距離Ｌ１よりも、インプットシャフト１１とセカンダリシャフト２６との間の距離Ｌ２が短くなるように、したがってインプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とは互いに異なる軸となるようにインプットシャフト１１が配置されている。
【００５１】
また、ハブ１０１と前進用ハブ１０４とが切換スリーブ１１０によって一体に嵌合された場合に、インプットシャフト１１と連結されて一体回転する前進用ギヤ１０６ａが、プライマリプーリ２７およびプライマリシャフト２５と一体回転する前進用ギヤ１０６ｂと噛み合うように配置されている。
【００５２】
一方、ハブ１０１と後進用ハブ１０５とが切換スリーブ１１０によって一体に嵌合された場合に、インプットシャフト１１と連結されて一体回転する後進用ギヤ１０７ａが、後進用中間軸１０８と一体回転する後進用ギヤ１０７ｂと噛み合うように配置されている。さらに、後進用中間軸１０８および後進用ギヤ１０７ｂと一体回転する後進用ギヤ１０７ｃが、セカンダリプーリ２８およびセカンダリシャフト２６と一体回転するカウンタギヤ１０９と噛み合うように配置されている。
【００５３】
そして、セカンダリプーリ２８およびセカンダリシャフト２６と一体回転するカウンタギヤ１０９が、ドライブシャフト３９と連結しているデファレンシャル９のリングギヤ９ａと噛み合うように配置されている。
【００５４】
このように、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とは、互いに別軸となるように、それぞれ配置されていて、ハブ１０１と前進用ハブ１０４とが切換スリーブ１１０によって一体に嵌合さた場合に、インプットシャフト１１からベルト式無段変速機１０への動力伝達が、前進用ギヤ１０６ａと前進用ギヤ１０６ｂとによる前進用ギヤ対１０６を介して行われる構成、すなわち前進状態が設定される構成となっている。そのため、前進用ギヤ対１０６のギヤ比を適宜に設定することで、インプットシャフト１１に入力されたトルクを、その回転を適宜に減速もしくは増速した状態で、あるいは直結状態でプライマリシャフト２５へ伝達することができる。
【００５５】
ベルト式無段変速機１０は、一般に、低回転領域で運転される場合と比較して、高回転領域で運転される場合の方が動力伝達効率が低くなる傾向がある。そこで、上記のように、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とを別軸に配置し、それらの間に前進用ギヤ対１０６を設け、その前進用ギヤ対１０６を介して、インプットシャフト１１に入力されたトルクの回転を減速してプライマリシャフト２５へ伝達するように構成することで、ベルト式無段変速機１０をより低回転数側の回転領域で運転することができ、動力伝達効率の低下を回避もしくは抑制することができる。
【００５６】
また、ハブ１０１と後進用ハブ１０５とが切換スリーブ１１０によって一体に嵌合さた場合に、インプットシャフト１１からベルト式無段変速機１０への動力伝達が、後進用ギヤ１０７ａと後進用ギヤ１０７ｂとによる後進用ギヤ対１０７、および後進用中間軸１０８、およびカウンタギヤ１０９を介して行われる構成、言い換えると、インプットシャフト１１のトルクが、後進用ギヤ対１０７および後進用中間軸１０８およびカウンタギヤ１０９を介してセカンダリシャフト２６へ直接入力される構成、すなわち後進状態が設定される構成となっている。そのため、後進状態の設定時に、インプットシャフト１１に入力されたトルクが、ベルト式無段変速機１０の変速機構１０ａ内部のベルト伝動部を経由せずに、直接セカンダリシャフト２６へ伝達される分、動力伝達効率を向上することができる。
【００５７】
上記のように構成された前後進切換機構８の動作および前後進の切り換え機能について説明する。先ず、前進ポジションが選択された場合、すなわち前進状態が設定される場合は、切換スリーブ１１０が前進用ハブ１０４側へ移動させられ、切換スリーブ１１０のスプラインがハブ１０１のスプラインと前進用ハブ１０４のスプラインとに同時に嵌合される。その結果、インプットシャフト１１と前進用中空軸１０２とが連結される。
【００５８】
この状態においては、エンジン１のトルク（言い換えれば動力）が、トルクコンバータ７を経由してインプットシャフト１１に伝達されると、インプットシャフト１１と、前進用中空軸１０２および前進用ギヤ１０６ａとが一体回転する。前進用中空軸１０２および前進用ギヤ１０６ａに伝達されたトルクは、前進用ギヤ１０６ｂを介して、プライマリシャフト２５へ伝達される。このとき、インプットシャフト１１のトルクは、その回転が前進用ギヤ１０６ａと前進用ギヤ１０６ｂとによる前進用ギヤ対１０６のギヤ比に応じて減速もしくは増速されて、プライマリシャフト２５へ伝達される。
【００５９】
プライマリシャフト２５のトルクは、前述の図１に示すように、プライマリプーリ２７、および伝動ベルト３７、ならびにセカンダリプーリ２８を経由してセカンダリシャフト２６に伝達される。そして、セカンダリシャフト２６に伝達されたトルクは、カウンタギヤ１０９とリングギヤ９ａとによるギヤ対３８、およびデファレンシャル９を経由してドライブシャフト３９および駆動輪４０に伝達され、車両が前進する。
【００６０】
これに対して、後進ポジションが選択された場合、すなわち後進状態が設定される場合は、切換スリーブ１１０が後進用ハブ１０５側へ移動させられ、切換スリーブ１１０のスプラインがハブ１０１のスプラインと後進用ハブ１０５のスプラインとに同時に嵌合される。その結果、インプットシャフト１１と後進用中空軸１０３とが連結される。
【００６１】
この状態においては、エンジン１のトルクがインプットシャフト１１に伝達されると、インプットシャフト１１と、後進用中空軸１０３および後進用ギヤ１０７ａとが一体回転する。後進用中空軸１０３および後進用ギヤ１０７ａに伝達されたトルクは、後進用ギヤ１０７ｂ、その後進用ギヤ１０７ｂと一体回転する後進用中空軸１０８および後進用ギヤ１０７ｃを介して、カウンタギヤ１０９すなわちセカンダリシャフト２６へ伝達される。
【００６２】
したがって、インプットシャフト１１のトルクは、上記のように、後進用中空軸１０３、および後進用ギヤ対１０７、ならびにカウンタギヤ１０９を経由してセカンダリシャフト２６に伝達される。このとき、インプットシャフト１１のトルクは、後進用ギヤ１０７ａと後進用ギヤ１０７ｂとの間、および後進用ギヤ１０７ｃとカウンタギヤ１０９との間の２箇所で、その回転方向が反転される。すなわち、インプットシャフト１１のトルクは、回転方向が２回反転されて、セカンダリシャフト２６に伝達される。そのため、インプットシャフト１１のトルクが１回反転されてセカンダリシャフト２６に伝達される前進ポジション時のセカンダリシャフト２６の回転方向に対して、後進ポジション時のセカンダリシャフト２６の回転方向が逆方向になる。その結果、セカンダリシャフト２６、デファレンシャル９などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後退する。
【００６３】
以上のように構成されたこの発明に係る変速機（すなわち上記の実施例ではベルト式無段変速機１０）によれば、エンジン１の出力トルクの回転状態を選択的に設定する前後進切換機構８が、ベルト式無段変速機１０の駆動軸であるプライマリシャフト２５と、従動軸であるセカンダリシャフト２６との間の空間に配置されるとともに、エンジン１の出力トルクが入力される変速機入力軸であるインプットシャフト１１とエンジン１の出力軸すなわちクランクシャフト２とが互いに同一軸線上の軸となるように、かつインプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが別軸となるように設けられる。
【００６４】
したがって、前後進切換機構８は、ベルト式無段変速機１０による変速の影響を考慮しなくともよいベルト式無段変速機１０の駆動軸側すなわち入力側に配置されるため、前後進切換機構８をベルト式無段変速機１０の従動軸側すなわち出力側に配置した場合と比較して、前後進切換機構８の各部を構成する軸やギヤあるいは支持用のベアリングなどの強度を低く設定することができ、それら各部の小型化、あるいは低コスト化を図ることができる。その結果、ベルト式無段変速機１０本体の体格の大型化あるいはコストアップを回避もしくは抑制することができる。
【００６５】
また、エンジン１の出力トルクが、前後進切換機構８の前進用ギヤ対１０６を介してプライマリシャフト２５に伝達されることにより前進状態が設定され、前後進切換機構８の後進用ギヤ対１０７およびカウンタギヤ１０９を介してセカンダリシャフト２６に直接伝達されること、すなわちベルト式無段変速機１０の変速機構１０ａ内部のベルト伝動部を介さずに直接セカンダリシャフト２６に伝達されることより後進状態が設定される。そのため、後進状態の設定時に、エンジン１の出力トルクがベルト伝動部を経由しない分だけ動力伝達効率を向上させることができる。また、後進状態を設定する動力伝達経路を構成するための専用の軸を、後進用中間軸１０８の１本しか必要としないため、従来２本以上の後進専用軸が必要とされていた場合と比較して、前後進切換機構８の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００６６】
さらに、エンジン１の出力トルクが前進用ギヤ対１０６を介してプライマリシャフト２５に伝達される際に、前進用ギヤ対１０６のギヤ比を大きく設定しておくことにより、出力トルクが、その回転が減速・反転されてプライマリシャフト２５に伝達される。そのため、ベルト式無段変速機１０に入力されるトルクの回転を減速して、ベルト式無段変速機１０をより低回転領域で運転することができ、ベルト式無段変速機１０の動力伝達効率を向上させることができる。
【００６７】
そして、後進用ギヤ対１０７および後進用中間軸１０８およびカウンタギヤ１０９により構成され、エンジン１の出力トルクをセカンダリシャフト２６に直接伝達する動力伝達経路が、プライマリシャフト２５とセカンダリシャフト２６との間に配置されることで、その動力伝達経路を短くすること、すなわち後進用ギヤ対１０７あるいはカウンタギヤ１０９の外径を小さくすること、あるいはそれら各ギヤが取り付けられる軸の軸径を細くすることが可能になり、この点においても、前後進切換機構８の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００６８】
なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、上記の具体例では、この発明を、前後進切換機構を備えた車両用のベルト式無段変速機に適用した例を示しているが、前後進切換機構に限らず、動力源から入力されるトルクの回転状態を選択的に設定して出力することのできる動力伝達装置を備えたものであってもよく、また、ベルト式無段変速機に限らず、入力軸に対して出力軸が平行もしくはほぼ平行に配置されている他の方式の変速機であってもよい。また、車両以外の他の産業機械・装置における動力伝達装置を備えた変速機に適用することも可能である。
【００６９】
また、上記の具体例では、前後進切換機構が、スプライン機構を用いたかみ合いクラッチにより構成された例を示しているが、スプライン機構以外の他の機構を用いたかみ合いクラッチにより前後進切換機構が構成されてもよい。さらに、かみ合いクラッチに限らず、例えば、摩擦クラッチや電磁クラッチなどにより前後進切換機構が構成されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明による変速機の概略構成を示す模式図（スケルトン図）である。
【図２】図１に示す変速機の各部の配置を軸方向に垂直な平面上に示して説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…エンジン（動力源）、  ２…クランクシャフト（出力軸）、  ８…前後進切換機構、  １０…ベルト式無段変速機（変速機）、  １１…インプットシャフト（変速機入力軸）、  ２５…プライマリシャフト（駆動軸）、  ２６…セカンダリシャフト（従動軸）、  ３９…ドライブシャフト（変速機出力軸）、  １０１…ハブ、  １０４…前進用ハブ、  １０５…後進用ハブ、  １０６…前進用ギヤ対、  １０７…後進用ギヤ対、  １０９…カウンタギヤ、  １１０…切換スリーブ。
【図１】
2008051213.tif 000003
【図２】
2008051213.tif 000004