(57)【要約】【課題】動力伝達装置に用いられる複数の係合機構の構成および配置を改良することにより、装置の小型化を図ることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】係合・解放状態を選択的に設定可能な複数の係合機構１０２，１０３と、それら複数の係合装置１０２，１０３の係合・解放状態をそれぞれ制御することにより入力軸１１の回転状態に対する出力軸２５の回転状態を選択的に設定する回転伝動機構１０１とを備えた動力伝達装置８において、前記複数の係合機構１０２，１０３が、いずれも前記回転伝動機構１０１の径方向に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
係合・解放状態を選択的に設定可能な複数の係合機構と、それら複数の係合機構の係合・解放状態をそれぞれ制御することにより入力軸の回転状態に対する出力軸の回転状態を選択的に設定する回転伝動機構とを備えた動力伝達装置において、
前記複数の係合機構は、いずれも前記回転伝動機構の回転軸の径方向に並んで配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記回転伝動機構は、同じ回転方向で前記入力軸のトルクを前記出力軸へ伝達する正転状態と、回転方向を反転させて前記入力軸のトルクを前記出力軸へ伝達する反転状態とを選択的に設定する機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記複数の係合機構は、第１摩擦部材と第２摩擦部材とを互いに摩擦接触させることにより係合する摩擦クラッチと、第１嵌合部材と第２嵌合部材もしくは第３嵌合部材とを互いに嵌合させることにより係合するかみ合いクラッチとにより構成されていること特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記かみ合いクラッチは、前記摩擦クラッチの外径側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記摩擦クラッチは、複数の第１摩擦部材および第２摩擦部材により構成される多板クラッチであり、
前記複数の第１摩擦部材を保持する保持部材と、前記第１嵌合部材とが一体に形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記回転伝動機構は、第１回転要素が前記入力軸および前記第２嵌合部材に連結され、第２回転要素が前記出力軸に連結され、第３回転要素が前記第２摩擦部材に連結された遊星歯車機構により構成されていて、
前記複数の係合機構は、前記第１嵌合部材と前記第２嵌合部材とを嵌合させて前記かみ合いクラッチを選択的に係合することにより前記第１回転要素と前記第３回転要素とを連結し、前記第１嵌合部材と前記第３嵌合部材とを嵌合させて前記かみ合いクラッチを選択的に係合することにより前記第３回転要素の回転を規制するとともに、前記摩擦クラッチを選択的に係合することにより前記第３回転要素と前記第１嵌合部材とを連結する機能を備えていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記複数の係合機構は、前記かみ合いクラッチを解放する場合に、前記摩擦クラッチを解放する機能を備えていることを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。
【請求項８】
前記複数の係合機構は、前記第１嵌合部材と前記第２嵌合部材とを嵌合させて前記かみ合いクラッチを係合する場合に、前記摩擦クラッチを予め係合して前記第１嵌合部材と前記第２嵌合部材との回転を同期させる機能を備えていることを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。
【請求項９】
前記回転伝動機構は、前記第１回転要素がサンギヤであり、前記第２回転要素がリングギヤであり、前記第３回転要素がキャリアであるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記回転伝動機構は、前記第１回転要素がリングギヤであり、前記第２回転要素がサンギヤであり、前記第３回転要素がキャリアであるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項１１】
前記回転伝動機構は、前記第１回転要素がサンギヤであり、前記第２回転要素がキャリアであり、前記第３回転要素がリングギヤであるダブルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、係合機構の係合・解放状態を切り換えて、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動力伝達装置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、シングルピニオン形式の遊星歯車機構およびフォワードクラッチならびにリバースブレーキによって構成されている前後進切換機構を備えた「ベルト式無段変速機」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、内燃機関（エンジン）からの出力トルクをベルト式無段変速機のプライマリプーリに伝達するように構成されていて、遊星歯車機構のリングギヤと内燃機関のクランク軸とがトルクコンバータを介して連結されていて、遊星歯車機構のサンギヤとベルト式無段変速機のプライマリシャフトとがスプライン嵌合により連結されている。また、リングギヤとサンギヤとの間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチが設けられている。そして、遊星歯車機構のキャリアの回転を許容・固定するリバースブレーキがトランスアクスルケースに固定されるように設けられている。
【０００６】
また、特許文献２には、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、それら前進用ギヤと後進用ギヤとの中間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た「前後進切換装置」に関する発明が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２０９９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２４０８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１に記載されているベルト式無段変速機の前後進切換機構は、フォワードクラッチおよびリバースブレーキの２組の油圧式係合機構が、遊星歯車機構の各回転要素を係合（もしくは固定）・解放することによって、エンジンの回転方向を切り換えて、車両の前後進の切り換えを行うように構成されている。すなわち、前進の場合には、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとが一体回転するように、フォワードクラッチが係合され、後進の場合には、遊星歯車機構のキャリアの回転が固定されるように、リバースブレーキが係合される。
【０００９】
このように、特許文献１に記載されている前後進切換機構では、前後進の切り換えを行うために、２組の油圧式係合機構を、それぞれ異なった遊星歯車機構の回転要素の係合・解放ができるように、別々に設ける必要があるため、遊星歯車機構の軸方向に大きなスペースを確保しなければならなくなる。その結果、フォワードクラッチやリバースブレーキなどの複数の係合機構と前後進切換機構などの回転伝動機構とにより構成される動力伝達装置の体格が大きくなってしまい、動力伝達装置の小型化を阻害する要因となっていた。
【００１０】
また、特許文献２に記載されている前後進切換機構では、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上に、直列に配置されている。そのため、無段変速機の軸方向に大きなスペースを確保しなければならず、この特許文献２に記載されている前後進切換機構においても、かみ合い式係合機構や発進クラッチなどの複数の係合機構と前後進切換機構などの回転伝動機構とにより構成される動力伝達装置の体格が大きくなってしまい、動力伝達装置の小型化を阻害する要因となっていた。
【００１１】
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、動力伝達装置に用いられる複数の係合機構の構成および配置を改良することにより、装置の小型化を図ることができる動力伝達装置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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、係合・解放状態を選択的に設定可能な複数の係合機構と、それら複数の係合機構の係合・解放状態をそれぞれ制御することにより入力軸の回転状態に対する出力軸の回転状態を選択的に設定する回転伝動機構とを備えた動力伝達装置において、前記複数の係合機構は、いずれも前記回転伝動機構の回転軸の径方向に並んで配置されていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記回転伝動機構が、同じ回転方向で前記入力軸のトルクを前記出力軸へ伝達する正転状態と、回転方向を反転させて前記入力軸のトルクを前記出力軸へ伝達する反転状態とを選択的に設定する機能を備えていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記複数の係合機構が、第１摩擦部材と第２摩擦部材とを互いに摩擦接触させることにより係合する摩擦クラッチと、第１嵌合部材と第２嵌合部材もしくは第３嵌合部材とを互いに嵌合させることにより係合するかみ合いクラッチとにより構成されていること特徴とする動力伝達装置である。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記かみ合いクラッチが、前記摩擦クラッチの外径側に配置されていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項３または４の発明において、前記摩擦クラッチが、複数の第１摩擦部材および第２摩擦部材により構成される多板クラッチであり、前記複数の第１摩擦部材を保持する保持部材と、前記第１嵌合部材とが一体に形成されていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００１７】
また、請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかの発明において、前記回転伝動機構が、第１回転要素が前記入力軸および前記第２嵌合部材に連結され、第２回転要素が前記出力軸に連結され、第３回転要素が前記第２摩擦部材に連結された遊星歯車機構により構成されていて、前記複数の係合機構が、前記第１嵌合部材と前記第２嵌合部材とを嵌合させて前記かみ合いクラッチを選択的に係合することにより前記第１回転要素と前記第３回転要素とを連結し、前記第１嵌合部材と前記第３嵌合部材とを嵌合させて前記かみ合いクラッチを選択的に係合することにより前記第３回転要素の回転を規制するとともに、前記摩擦クラッチを選択的に係合することにより前記第３回転要素と前記第１嵌合部材とを連結する機能を備えていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００１８】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記複数の係合機構が、前記かみ合いクラッチを解放する場合に、前記摩擦クラッチを解放する機能を備えていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００１９】
また、請求項８の発明は、請求項６または７の発明において、前記複数の係合機構が、前記第１嵌合部材と前記第２嵌合部材とを嵌合させて前記かみ合いクラッチを係合する場合に、前記摩擦クラッチを予め係合して前記第１嵌合部材と前記第２嵌合部材との回転を同期させる機能を備えていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００２０】
また、請求項９の発明は、請求項６ないし８のいずれかの発明において、前記回転伝動機構が、前記第１回転要素がサンギヤであり、前記第２回転要素がリングギヤであり、前記第３回転要素がキャリアであるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００２１】
また、請求項１０の発明は、請求項６ないし８のいずれかの発明において、前記回転伝動機構が、前記第１回転要素がリングギヤであり、前記第２回転要素がサンギヤであり、前記第３回転要素がキャリアであるシングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されていることを特徴とする動力伝達装置である。
【００２２】
そして、請求項１１の発明は、請求項６ないし８の発明において、前記回転伝動機構が、前記第１回転要素がサンギヤであり、前記第２回転要素がキャリアであり、前記第３回転要素がリングギヤであるダブルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されていることを特徴とする動力伝達装置である。
【発明の効果】
【００２３】
したがって、請求項１の発明によれば、回転伝動機構の回転状態を設定するために係合解放・状態がそれぞれ制御される複数の係合機構が、回転伝動機構の回転軸の径方向に並べられて配置される。言い換えると、回転伝動機構と複数の係合機構とが、回転伝動機構の回転軸に垂直な平面上に並べられて配置される。そのため、複数の係合機構を、回転伝動機構すなわち動力伝達装置の軸方向においてほぼ同じ位置に配置することができ、その結果、動力伝達装置の軸方向の長さを短縮し、動力伝達装置の小型化を図ることができる。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、回転伝動機構が、正転状態と反転状態とを選択的に設定してトルクを伝達する機能を有している。そのため、例えば、正転・逆転切換機構、あるいは車両用の変速機に用いられる前後進切換機構などの動力伝達装置の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、回転伝動機構の回転軸の径方向に並べられて配置される複数の係合機構として、摩擦クラッチとかみ合いクラッチとが用いられる。このうち、かみ合いクラッチは、例えばスプラインなどで構成することにより摩擦クラッチと比較して径方向の長さを短縮することができるため、そのようなかみ合いクラッチを用いることで、複数の係合機構を径方向に並べて配置しても、径方向の大型化を抑制し、動力伝達装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
また、請求項４の発明によれば、複数の係合機構として、回転伝動機構の回転軸の径方向でその回転伝動機構の外径側に、摩擦クラッチが配置され、その摩擦クラッチの外径側に、かみ合いクラッチが配置される。そのため、摩擦クラッチとかみ合いクラッチとを、回転伝動機構（動力伝達装置）の軸方向においてほぼ同じ位置に配置することができ、その結果、動力伝達装置の軸方向の長さを短縮し、動力伝達装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、請求項５の発明によれば、複数の係合機構のうち、一方の摩擦クラッチが、複数の第１摩擦部材と第２摩擦部材とを交互に対向させて配置した多板クラッチにより構成され、その多板クラッチの複数の第１摩擦部材を保持する保持部材が、他方のかみ合いクラッチの第１嵌合部材と一体化されて、言い換えると、多板クラッチの保持部材とかみ合いクラッチの第１嵌合部材とが一つの部材で共用化されて形成されている。そのため、摩擦クラッチおよびかみ合いクラッチを構成する部品点数を削減することができるとともに、動力伝達装置の小型化を図ることができる。
【００２８】
また、請求項６の発明によれば、回転伝動機構が、入力軸とかみ合いクラッチの第２嵌合部材とに連結された第１回転要素、および出力軸に連結された第２回転要素、および摩擦クラッチの第２摩擦部材に連結された第３回転要素を有する遊星歯車機構によって構成される。そして、かみ合いクラッチを選択的に係合することで、第１回転要素と前記第３回転要素とが連結され、もしくは第３回転要素の回転が規制される。そのため、摩擦クラッチおよびかみ合いクラッチの係合・解放状態をそれぞれ制御することにより、遊星歯車機構の第１ないし第３の各回転要素の回転状態を選択的に設定すること、すなわち、動力伝達装置の入力軸の回転状態に対する出力軸の回転状態を選択的に設定することができる。
【００２９】
また、請求項７の発明によれば、かみ合いクラッチが解放される場合、すなわち、かみ合いクラッチの第１嵌合部材が、第２嵌合部材および第３嵌合部材のいずれにも嵌合しない状態にされる場合に、摩擦クラッチが解放される。そのため、かみ合いクラッチの解放時に、例えば外乱などの影響により、意図しないかみ合いクラッチの係合や、第１嵌合部材と第２嵌合部材もしくは第３嵌合部材との干渉を防止もしくは抑制することができる。
【００３０】
また、請求項８の発明によれば、第１嵌合部材と、入力軸と一体回転する第２嵌合部部材とを嵌合してかみ合いクラッチが係合される場合に、摩擦クラッチを予備的に係合することにより、第１嵌合部材と入力軸との回転、すなわち第１嵌合部材と第２嵌合部材との回転が同期される。そのため、第１嵌合部材と第２嵌合部材との嵌合によるかみ合いクラッチの係合をスムーズに行うことができ、係合ショックの発生を回避することができる。
【００３１】
また、請求項９の発明によれば、回転伝機構を構成する遊星歯車機構として、サンギヤ、リングギヤ、キャリアが、それぞれ第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素であるシングルピニオン形式の遊星歯車機構が用いられる。その場合、例えば第１嵌合部材と第３嵌合部材とを嵌合させてかみ合いクラッチを係合し、第３回転要素すなわちキャリアの回転を規制することによって、入力軸と一体回転するサンギヤに入力されるトルクが、回転方向が反転され、かつ減速されて、リングギヤから出力されて出力軸へ伝達される。そのため、入力軸の回転状態を反転させて前記出力軸へ伝達する反転状態を設定する場合に、入力軸のトルクを増幅させて出力軸へ伝達することができる。
【００３２】
また、請求項１０の発明によれば、回転伝機構を構成する遊星歯車機構として、リングギヤ、サンギヤ、キャリアが、それぞれ第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素であるシングルピニオン形式の遊星歯車機構が用いられる。その場合、例えば第１嵌合部材と第３嵌合部材とを嵌合させてかみ合いクラッチを係合し、第３回転要素すなわちキャリアの回転を規制することによって、入力軸と一体回転するリングギヤに入力されるトルクが、回転方向が反転され、かつ増速されて、サンギヤから出力されて出力軸へ伝達される。そのため、入力軸の回転状態を反転させて前記出力軸へ伝達する反転状態を設定する場合に、入力軸のトルクを低下させて出力軸へ伝達することができる。
【００３３】
そして、請求項１１の発明によれば、回転伝機構を構成する遊星歯車機構として、サンギヤ、キャリア、リングギヤが、それぞれ第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素であるダブルピニオン形式の遊星歯車機構が用いられる。その場合、例えば第１嵌合部材と第３嵌合部材とを嵌合させてかみ合いクラッチを係合し、第３回転要素すなわちリングギヤの回転を規制することによって、入力軸と一体回転するサンギヤに入力されるトルクが、回転方向が反転され、かつ減速されて、キャリアから出力されて出力軸へ伝達される。そのため、入力軸の回転状態を反転させて前記出力軸へ伝達する反転状態を設定する場合に、入力軸のトルクを増幅して出力軸へ伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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７は、この発明の動力伝達装置を、ベルト式無段変速機の前後進切換機構に適用した車両のスケルトン図である。図７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。
【００３５】
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。
【００３６】
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およびベルト式無段変速機９および最終減速機１０が設けられている。
【００３７】
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が設けられており、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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９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としての動力伝達装置を構成しているクラッチ機構（係合機構）等の構成、あるいはそれらの配置を改良することによって、動力伝達装置の小型化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。
【００４１】
ベルト式無段変速機９は、インプットシャフト１１と同心状に配置されたプライマリシャフト２５と、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。
【００４２】
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。
【００４３】
このように、ベルト式無段変速機９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。
【００４４】
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９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。
【００４５】
そして、ベルト式無段変速機９の入力部材であるプライマリプーリ２７が、前後進切換機構８における出力要素であるリングギヤもしくはサンギヤもしくはキャリア（いずれも後述する）に連結され、ベルト式無段変速機９の出力部材であるセカンダリプーリ２８が、ギヤ対３８および最終減速機１０に連結され、さらにその最終減速機１０が駆動輪３９に連結されている。
【００４６】
前述したように、この発明に係る動力伝達装置は、その動力伝達装置として、例えば上記のベルト式無段変速機に備えられた前後進切換機構８、および前後進切換機構８を構成する遊星歯車機構の各回転要素の作動を制御するためのクラッチ機構（係合機構）の構成、あるいは配置を改良することによって、装置の小型化を図ることができるように構成されている。そのように構成されたこの発明を適用した動力伝達装置としての前後進切換機構８の例を、以下に順次説明する。
【００４７】
（第１の実施例）
この発明の第１の実施例を、図１に基づいて説明する。図１は、図７の前後進切換機構８の概略構成を示すスケルトン図である。この第１の実施例における前後進切換機構８は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構１０１と、多板クラッチにより形成された摩擦クラッチ１０２と、スプラインにより形成されたかみ合いクラッチ１０３とにより構成されている。
【００４８】
遊星歯車機構１０１は、サンギヤ１０４と、このサンギヤ１０４の外周側にサンギヤ１０４と同心状に配置されたリングギヤ１０５と、これらサンギヤ１０４およびリングギヤ１０５に噛み合わされたピニオンギヤ１０６と、そのピニオンギヤ１０６を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ１０６をサンギヤ１０４の周囲で一体的に公転可能に保持するキャリア１０７とを有している。そして、サンギヤ１０４と、インプットシャフト１１すなわち前後進切換機構８の入力軸とが連結され、リングギヤ１０５と、ベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５すなわち前後進切換機構８の出力軸とが連結されている。
【００４９】
摩擦クラッチ１０２は、複数の摩擦部材により形成された多板クラッチ、具体的には、複数の第１摩擦部材１０８と複数の第２摩擦部材１０９とを互い違いに重ねて相対回転可能に配置した多板クラッチ１０２であって、遊星歯車機構１０１の回転軸１０１ａの径方向で、その遊星歯車機構１０１の外径側に配置されている。
【００５０】
多板クラッチ１０２の各摩擦部材１０８，１０９のうち、複数の第１摩擦部材１０８は、保持部材１１０によって一体に保持されている。一方、複数の第２摩擦部材１０９は、一体に保持されるとともにキャリア１０７に連結されている。そして、第１摩擦部材１０８と第２摩擦部材１０９とに圧力を加え、第１摩擦部材１０８と第２摩擦部材１０９とを摩擦接触させるためのピストン１１１およびドラム１１２が設けられている。
【００５１】
ピストン１１１は、ピストン１１１の外周面とドラム１１２のシリンダ部の内周面とがシールリング１１３によりシールされ、ドラム１１２内に保持されていて、ドラム１１２内に圧油を供給し、ピストン１１１の外周面とドラム１１２のシリンダ部の内周面とにより形成される油室の油圧を制御することによって、ピストン１１１を軸線方向（図１での左右方向）に前後動させることができるように構成されている。そして、これらピストン１１１およびドラム１１２は、ピストン１１１の先端部１１１ａが、多板クラッチ１０２の摩擦部材１０８，１０９の側面（板面）部１０２ａに対向し、ピストン１１１をドラム１１２から進出させた際に、先端部１１１ａと側面部１０２ａとが当接して、第１摩擦部材１０８と第２摩擦部材１０９とに圧力を加えることができる位置に配置されている。
【００５２】
したがって、ドラム１１２内に供給する油圧を制御し、ピストン１１１を前後動させることにより、第１摩擦部材１０８と第２摩擦部材１０９とを摩擦接触させた状態と、第１摩擦部材１０８と第２摩擦部材１０９と接触させない状態とを、選択的に設定することができる。言い換えると、第１摩擦部材１０８と第２摩擦部材１０９とに加える圧力を制御することにより、多板クラッチ１０２の係合状態と解放状態とを、選択的に設定することができる。
【００５３】
ドラム１１２は、インプットシャフト１１と一体回転するようにインプットシャフト１１に固定されていて、ドラム１１２の外縁部には、かみ合いクラッチ１０３の第１スプライン部材１１３に対して選択的に嵌合する第２スプライン部材１１４が、ドラム１１２と一体に形成されている。また、第１スプライン部材１１３は、トランスアクスルケース５に固定されたかみ合いクラッチ１０３の第３スプライン部材１１５とも選択的に嵌合するように、前述の第１摩擦部材１０８を一体に保持する保持部材１１０と一体に形成されている。すなわち、第１スプライン部材１１３と保持部材１１０とが、一つの部材で共用化されている。
【００５４】
保持部材１１０は、遊星歯車機構１０１の回転軸１０１ａの軸線方向（図１での左右方向）に前後動させることができるように構成されていて、保持部材１１０を図１での右方向に移動させることにより、第１スプライン部材１１３と第２スプライン部材１１４とを嵌合することができる。一方、保持部材１１０を図１での左方向に移動させることにより、第１スプライン部材１１３と第３スプライン部材１１５とを嵌合することができる。また、保持部材１１０を第２スプライン部材１１４と第３スプライン部材１１５との間で固定し、第１スプライン部材１１３が第２スプライン部材１１４および第３スプライン部材１１５のいずれにも嵌合しない中立の状態を設定することも可能である。
【００５５】
すなわち、第１スプライン部材１１３と第２スプライン部材１１４とを互いに嵌合させること、あるいは第１スプライン部材１１３と第３スプライン部材１１５とを互いに嵌合させることにより、それら各スプライン部材１１３，１１４，１１５によって構成されるかみ合いクラッチ１０３を係合状態に設定することができる。また、第１スプライン部材１１３を第２スプライン部材１１４および第３スプライン部材１１５のいずれとも嵌合させないことにより、かみ合いクラッチ１０３を解放状態（中立、ニュートラル状態）に設定することができる。言い換えると、第１スプライン部材１１３が一体形成された保持部材１１０の回転軸１０１ａの軸線方向における位置を制御することにより、かみ合いクラッチ１０３の係合状態と解放状態とを選択的に設定することができる。
【００５６】
したがって、摩擦クラッチ１０２およびかみ合いクラッチ１０３の係合・解放状態を選択的に設定するように、摩擦クラッチ１０２とかみ合いクラッチ１０３とをそれぞれ制御することにより、それら摩擦クラッチ１０２およびかみ合いクラッチ１０３の各摩擦部材１０８，１０９、および各スプライン部材１１３，１１４，１１５に連結あるいは一体固定された遊星歯車機構１０１の各回転要素およびインプットシャフト１１の間の連結・遮断状態を設定することができる。
【００５７】
すなわち、第１スプライン部材１１３と第２スプライン部材１１４とを嵌合させてかみ合いクラッチ１０３を係合し、その状態で、摩擦クラッチ１０２を係合することにより、キャリア１０７と保持部材１１０すなわち第１スプライン部材１１３とが連結される。その結果、キャリア１０７とサンギヤ１０４およびインプットシャフト１１とが連結される。一方、第１スプライン部材１１３と第３スプライン部材１１５とを嵌合させてかみ合いクラッチ１０３を係合し、その状態で、摩擦クラッチ１０２を係合することにより、キャリア１０７と保持部材１１０すなわち第１スプライン部材１１３とが連結される。その結果、キャリア１０７とトランスアクスルケース５とが連結され、キャリア１０７の回転が規制される。
【００５８】
また、保持部材１１０すなわち第１スプライン部材１１３は、遊星歯車機構１０１の回転軸１０１ａの径方向で、多板クラッチ１０２の外径側に配置されていて、それに伴って、第２スプライン部材１１４および第３スプライン部材１１５も、遊星歯車機構１０１の回転軸１０１ａの径方向で、多板クラッチ１０２の外径側に配置されている。したがって、それら各スプライン部材１１３，１１４，１１５により構成されるかみ合いクラッチ１０３は、遊星歯車機構１０１の回転軸１０１ａの径方向で、多板クラッチ１０２の外径側に配置されている。そのため、多板クラッチ１０２とかみ合いクラッチ１０３とが、遊星歯車機構１０１の回転軸１０１ａの径方向で、遊星歯車機構１０１の外径側に並べられて配置されることになり、それら多板クラッチ１０２とかみ合いクラッチ１０３とを、例えば回転軸１０１ａの軸線方向に並べて配置した場合と比較して、前後進切換機構８の回転軸１０１ａの軸線方向の体格を小型化することができる。
【００５９】
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は、第１スプライン部材１１３と第２スプライン部材１１４とを嵌合させることによりかみ合いクラッチ１０３が係合され、かつ、摩擦クラッチ１０２が係合される。この場合、キャリア１０７と、サンギヤ１０４すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。サンギヤ１０４とキャリア１０７とが一体回転することによって、リングギヤ１０５すなわちプライマリシャフト２５も、それらサンギヤ１０４およびキャリア１０７と一体回転する。すなわち、図４の共線図において直線Ｌ１で示すように、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが直結状態になる。
【００６０】
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、サンギヤ１０４、キャリア１０７、リングギヤ１０５、ならびにプライマリシャフト２５が一体回転する。プライマリシャフト２５のトルクは、前述の図７に示すように、プライマリプーリ２７およびベルト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、ギヤ対３８および最終減速機１０を経由して駆動輪３９に伝達され、車両が前進する。
【００６１】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、第１スプライン部材１１３と第３スプライン部材１１５とを嵌合させることによりかみ合いクラッチ１０３が係合され、かつ、摩擦クラッチ１０２が係合される。この場合、キャリア１０７が固定され、そのキャリア１０７の回転が規制される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなって、キャリア１０７を反力要素としてサンギヤ１０４が回転し、リングギヤ１０５がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。すなわち、図４の共線図において直線Ｌ２で示すように、キャリア１０７の回転が規制されることによって、サンギヤ１０４すなわちインプットシャフト１１の回転に対して、リングギヤ１０５すなわちプライマリシャフト２５の回転が反転され、かつ減速された状態となる。その結果、プライマリシャフト２５、セカンダリシャフト２６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。
【００６２】
このように、後進ポジションが選択された場合に、インプットシャフト１１の回転を反転し、かつ減速して、すなわちエンジン１の出力トルクを増幅してプライマリシャフト２５へ伝達することができるため、例えばエンジン１が低出力のものであっても、後進時に必要な駆動トルクを確保し、発進性や登坂性などの後進時における走行性能を確保することができる。
【００６３】
（第２の実施例）
つぎに、この発明の第２の実施例を、図２に基づいて説明する。この第２の実施例は、上述の第１の実施例における前後進切換機構８が、サンギヤ１０４を入力要素とし、リングギヤ１０５を出力要素としたシングルピニオン形式の遊星歯車機構１０１により構成されているのに対して、リングギヤを入力要素とし、サンギヤを出力要素としたシングルピニオン形式の遊星歯車機構により前後進切換機構を構成した例である。したがって、図１の第１の実施例と同じ構成部分については、図１と同様の参照符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００６４】
この第２の実施例における前後進切換機構８は、第１の実施例と同様に、シングルピニオン形式の遊星歯車機構２０１と、多板クラッチにより形成された摩擦クラッチ２０２と、スプラインにより形成されたかみ合いクラッチ２０３とにより構成されている。
【００６５】
遊星歯車機構２０１は、サンギヤ２０４と、このサンギヤ２０４の外周側にサンギヤ２０４と同心状に配置されたリングギヤ２０５と、これらサンギヤ２０４およびリングギヤ２０５に噛み合わされたピニオンギヤ２０６と、そのピニオンギヤ２０６を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ２０６をサンギヤ２０４の周囲で一体的に公転可能に保持するキャリア２０７とを有している。そして、リングギヤ２０５と、インプットシャフト１１すなわち前後進切換機構８の入力軸とが連結され、サンギヤ２０４と、ベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５すなわち前後進切換機構８の出力軸とが連結されている。
【００６６】
摩擦クラッチ２０２は、第１の実施例と同様に、複数の第１摩擦部材２０８と複数の第２摩擦部材２０９とを互い違いに重ねて相対回転可能に配置した多板クラッチ２０２であって、遊星歯車機構２０１の回転軸２０１ａの径方向で、その遊星歯車機構２０１の外径側に配置されている。
【００６７】
多板クラッチ２０２の摩擦部材２０８，２０９のうち、複数の第１摩擦部材２０８は、保持部材２１０によって一体に保持されている。一方、複数の第２摩擦部材２０９は、一体に保持されるとともにキャリア２０７に連結されている。そして、第１摩擦部材２０８と第２摩擦部材２０９とに圧力を加え、第１摩擦部材２０８と第２摩擦部材２０９とを摩擦接触させるためのピストン１１１およびドラム１１２が設けられている。
【００６８】
したがって、ドラム１１２内に供給する油圧を制御し、ピストン１１１を前後動させることにより、第１摩擦部材２０８と第２摩擦部材２０９とを摩擦接触させた状態と、第１摩擦部材２０８と第２摩擦部材２０９とを接触させない状態とを、選択的に設定することができる。言い換えると、第１摩擦部材２０８と第２摩擦部材２０９とに加える圧力を制御することにより、多板クラッチ２０２の係合状態と解放状態とを選択的に設定することができる。
【００６９】
ドラム１１２の外縁部には、かみ合いクラッチ２０３の第１スプライン部材２１３に対して選択的に嵌合する第２スプライン部材２１４が、ドラム１１２と一体に形成されている。また、第１スプライン部材２１３は、トランスアクスルケース５に固定されたかみ合いクラッチ２０３の第３スプライン部材２１５とも選択的に嵌合するように、前述の第１摩擦部材２０８を一体に保持する保持部材２１０と一体に形成されている。すなわち、第１スプライン部材２１３と保持部材２１０とが、一つの部材で共用化されている。
【００７０】
保持部材２１０は、遊星歯車機構２０１の回転軸２０１ａの軸線方向（図２での左右方向）に前後動させることができるように構成されていて、保持部材２１０を図２での右方向に移動させることにより、第１スプライン部材２１３と第２スプライン部材２１４とを嵌合することができる。一方、保持部材２１０を図２での左方向に移動させることにより、第１スプライン部材２１３と第３スプライン部材２１５とを嵌合することができる。また、保持部材２１０を第２スプライン部材２１４と第３スプライン部材２１５との間で固定し、第１スプライン部材２１３が第２スプライン部材２１４および第３スプライン部材２１５のいずれにも嵌合しない中立の状態を設定することも可能である。
【００７１】
すなわち、第１スプライン部材２１３と第２スプライン部材２１４とを互いに嵌合させること、あるいは第１スプライン部材２１３と第３スプライン部材２１５とを互いに嵌合させることにより、それら各スプライン部材２１３，２１４，２１５によって構成されるかみ合いクラッチ２０３を係合状態に設定することができる。また、第１スプライン部材２１３を第２スプライン部材２１４および第３スプライン部材２１５のいずれとも嵌合させないことにより、かみ合いクラッチ２０３を解放状態（中立、ニュートラル状態）に設定することができる。言い換えると、第１スプライン部材２１３が一体形成された保持部材２１０の回転軸２０１ａの軸線方向における位置を制御することにより、かみ合いクラッチ２０３の係合状態と解放状態とを選択的に設定することができる。
【００７２】
したがって、摩擦クラッチ２０２およびかみ合いクラッチ２０３の係合・解放状態を選択的に設定するように、摩擦クラッチ２０２とかみ合いクラッチ２０３とをそれぞれ制御することにより、それら摩擦クラッチ２０２およびかみ合いクラッチ２０３の各摩擦部材２０８，２０９、および各スプライン部材２１３，２１４，２１５に連結あるいは一体固定された遊星歯車機構２０１の各回転要素およびインプットシャフト１１の間の連結・遮断状態を設定することができる。
【００７３】
すなわち、第１スプライン部材２１３と第２スプライン部材２１４とを嵌合させてかみ合いクラッチ２０３を係合し、その状態で、摩擦クラッチ２０２を係合することにより、キャリア２０７と保持部材２１０すなわち第１スプライン部材２１３とが連結される。その結果、キャリア２０７とリングギヤ２０５およびインプットシャフト１１とが連結される。一方、第１スプライン部材２１３と第３スプライン部材２１５とを嵌合させてかみ合いクラッチ２０３を係合し、その状態で、摩擦クラッチ２０２を係合することにより、キャリア２０７と保持部材２１０すなわち第１スプライン部材２１３とが連結される。その結果、キャリア２０７とトランスアクスルケース５とが連結され、キャリア２０７の回転が規制される。
【００７４】
また、保持部材２１０すなわち第１スプライン部材２１３は、遊星歯車機構２０１の回転軸２０１ａの径方向で、多板クラッチ２０２の外径側に配置されていて、それに伴って、第２スプライン部材２１４および第３スプライン部材２１５も、遊星歯車機構２０１の回転軸２０１ａの径方向で、多板クラッチ２０２の外径側に配置されている。したがって、それら各スプライン部材２１３，２１４，２１５により構成されるかみ合いクラッチ２０３は、遊星歯車機構２０１の回転軸２０１ａの径方向で、多板クラッチ２０２の外径側に配置されている。そのため、多板クラッチ２０２とかみ合いクラッチ２０３とが、遊星歯車機構２０１の回転軸２０１ａの径方向で、遊星歯車機構２０１の外径側に並べられて配置されることになり、それら多板クラッチ２０２とかみ合いクラッチ２０３とを、例えば回転軸２０１ａの軸線方向に並べて配置した場合と比較して、前後進切換機構８の回転軸２０１ａの軸線方向の体格を小型化することができる。
【００７５】
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は、第１スプライン部材２１３と第２スプライン部材２１４とを嵌合させることによりかみ合いクラッチ２０３が係合され、かつ、摩擦クラッチ２０２が係合される。この場合、キャリア２０７と、リングギヤ２０５すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。リングギヤ２０５とキャリア２０７とが一体回転することによって、サンギヤ２０４すなわちプライマリシャフト２５も、それらリングギヤ２０５およびキャリア２０７と一体回転する。すなわち、図５の共線図において直線Ｌ３で示すように、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが直結状態になり、プライマリシャフト２５のトルクは、同じ回転方向のまま、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、ギヤ対３８および最終減速機１０を経由して駆動輪３９に伝達され、車両が前進する。
【００７６】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、第１スプライン部材２１３と第３スプライン部材２１５とを嵌合させることによりかみ合いクラッチ２０３が係合され、かつ、摩擦クラッチ２０２が係合される。この場合、キャリア２０７が固定され、そのキャリア２０７の回転が規制される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなって、キャリア２０７を反力要素としてリングギヤ２０５が回転し、サンギヤ２０４がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。すなわち、図５の共線図において直線Ｌ４で示すように、キャリア２０７の回転が規制されることによって、リングギヤ２０５すなわちインプットシャフト１１の回転に対して、サンギヤ２０４すなわちプライマリシャフト２５の回転が反転され、かつ増速された状態となる。その結果、プライマリシャフト２５、セカンダリシャフト２６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。
【００７７】
このように、後進ポジションが選択された場合に、インプットシャフト１１の回転を反転し、かつ増速して、すなわちエンジン１の出力トルクを低下してプライマリシャフト２５へ伝達することができるため、例えばエンジン１が高出力のものであって、後進時に必要以上に大きな駆動トルクが作用する場合であっても、エンジン１の出力トルクを低下して、後進時の駆動トルクを適当な大きさに設定することができ、ドライバビリティなどの後進時における走行性能を確保することができる。
【００７８】
（第３の実施例）
つぎに、この発明の第３の実施例を、図３に基づいて説明する。この第３の実施例は、上述の第１，第２の実施例における前後進切換機構８が、キャリア１０７，２０７を固定要素としたシングルピニオン形式の遊星歯車機構１０１，２０２により構成されているのに対して、リングギヤを固定要素としたダブルピニオン形式の遊星歯車機構により前後進切換機構を構成した例である。したがって、図１，図２の第１，第２の実施例と同じ構成部分については、図１，図２と同様の参照符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００７９】
この第３の実施例における前後進切換機構８は、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構３０１と、多板クラッチにより形成された摩擦クラッチ３０２と、スプラインにより形成されたかみ合いクラッチ３０３とにより構成されている。
【００８０】
遊星歯車機構３０１は、サンギヤ３０４と、このサンギヤ３０４の外周側にサンギヤ３０４と同心状に配置されたリングギヤ３０５と、サンギヤ３０４に噛み合わされたピニオンギヤ３０６ａと、このピニオンギヤ３０６およびリングギヤ３０５に噛み合わされたピニオンギヤ３０６ｂと、これらピニオンギヤ３０６ａ，３０６ｂを自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ３０６ａ，３０６ｂを、サンギヤ３０４の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリア３０７とを有している。そして、サンギヤ３０４と、インプットシャフト１１すなわち前後進切換機構８の入力軸とが連結され、キャリア３０７と、ベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５すなわち前後進切換機構８の出力軸とが連結されている。
【００８１】
摩擦クラッチ３０２は、第１，第２の実施例と同様に、複数の第１摩擦部材３０８と複数の第２摩擦部材３０９とを互い違いに重ねて相対回転可能に配置した多板クラッチ３０２であって、遊星歯車機構３０１の回転軸３０１ａの径方向で、その遊星歯車機構３０１の外径側に配置されている。
【００８２】
多板クラッチ３０２の各摩擦部材３０８，３０９のうち、複数の第１摩擦部材３０８は、保持部材３１０によって一体に保持されている。一方、複数の第２摩擦部材３０９は、一体に保持されるとともにリングギヤ３０５に連結されている。そして、第１摩擦部材３０８と第２摩擦部材３０９とに圧力を加え、第１摩擦部材３０８と第２摩擦部材３０９とを摩擦接触させるためのピストン１１１およびドラム１１２が設けられている。
【００８３】
したがって、ドラム１１２内に供給する油圧を制御し、ピストン１１１を前後動させることにより、第１摩擦部材３０８と第２摩擦部材３０９とを摩擦接触させた状態と、第１摩擦部材３０８と第２摩擦部材３０９とを接触させない状態とを、選択的に設定することができる。言い換えると、第１摩擦部材３０８と第２摩擦部材３０９とに加える圧力を制御することにより、多板クラッチ３０２の係合状態と解放状態とを選択的に設定することができる。
【００８４】
ドラム１１２の外縁部には、かみ合いクラッチ３０３の第１スプライン部材３１３に対して選択的に嵌合する第２スプライン部材３１４が、ドラム１１２と一体に形成されている。また、第１スプライン部材３１３は、トランスアクスルケース５に固定されたかみ合いクラッチ３０３の第３スプライン部材３１５とも選択的に嵌合するように、前述の第１摩擦部材３０８を一体に保持する保持部材３１０と一体に形成されている。すなわち、第１スプライン部材３１３と保持部材３１０とが、一つの部材で共用化されている。
【００８５】
保持部材３１０は、遊星歯車機構３０１の回転軸３０１ａの軸線方向（図３での左右方向）に前後動させることができるように構成されていて、保持部材３１０を図３での右方向に移動させることにより、第１スプライン部材３１３と第２スプライン部材３１４とを嵌合することができる。一方、保持部材３１０を図３での左方向に移動させることにより、第１スプライン部材３１３と第３スプライン部材３１５とを嵌合することができる。また、保持部材２１０を第２スプライン部材３１４と第３スプライン部材３１５との間で固定し、第１スプライン部材３１３が第２スプライン部材３１４および第３スプライン部材３１５のいずれにも嵌合しない中立の状態を設定することも可能である。
【００８６】
すなわち、第１スプライン部材３１３と第２スプライン部材３１４とを互いに嵌合させること、あるいは第１スプライン部材３１３と第３スプライン部材３１５とを互いに嵌合させることにより、それら各スプライン部材３１３，３１４，３１５によって構成されるかみ合いクラッチ３０３を係合状態に設定することができる。また、第１スプライン部材３１３を第２スプライン部材３１４および第３スプライン部材３１５のいずれとも嵌合させないことにより、かみ合いクラッチ３０３を解放状態（中立、ニュートラル状態）に設定することができる。言い換えると、第１スプライン部材３１３が一体形成された保持部材３１０の回転軸３０１ａの軸線方向における位置を制御することにより、かみ合いクラッチ３０３の係合状態と解放状態とを選択的に設定することができる。
【００８７】
したがって、摩擦クラッチ３０２およびかみ合いクラッチ３０３の係合・解放状態を選択的に設定するように、摩擦クラッチ３０２とかみ合いクラッチ３０３とをそれぞれ制御することにより、それら摩擦クラッチ３０２およびかみ合いクラッチ３０３の各摩擦部材３０８，３０９、および各スプライン部材３１３，３１４，３１５に連結あるいは一体固定された遊星歯車機構３０１の各回転要素およびインプットシャフト１１の間の連結・遮断状態を設定することができる。
【００８８】
すなわち、第１スプライン部材３１３と第２スプライン部材３１４とを嵌合させてかみ合いクラッチ３０３を係合し、その状態で、摩擦クラッチ３０２を係合することにより、リングギヤ３０５と保持部材３１０すなわち第１スプライン部材３１３とが連結される。その結果、リングギヤ３０５とサンギヤ３０４およびインプットシャフト１１とが連結される。一方、第１スプライン部材３１３と第３スプライン部材３１５とを嵌合させてかみ合いクラッチ３０３を係合し、その状態で、摩擦クラッチ３０２を係合することにより、リングギヤ３０５と保持部材３１０すなわち第１スプライン部材３１３とが連結される。その結果、リングギヤ３０５とトランスアクスルケース５とが連結され、リングギヤ３０５の回転が規制される。
【００８９】
また、保持部材３１０すなわち第１スプライン部材３１３は、遊星歯車機構３０１の回転軸３０１ａの径方向で、多板クラッチ３０２の外径側に配置されていて、それに伴って、第２スプライン部材３１４および第３スプライン部材３１５も、遊星歯車機構３０１の回転軸３０１ａの径方向で、多板クラッチ３０２の外径側に配置されている。したがって、それら各スプライン部材３１３，３１４，３１５により構成されるかみ合いクラッチ３０３は、遊星歯車機構３０１の回転軸３０１ａの径方向で、多板クラッチ３０２の外径側に配置されている。そのため、多板クラッチ３０２とかみ合いクラッチ３０３とが、遊星歯車機構３０１の回転軸３０１ａの径方向で、遊星歯車機構３０１の外径側に並べられて配置されることになり、それら多板クラッチ３０２とかみ合いクラッチ３０３とを、例えば回転軸３０１ａの軸線方向に並べて配置した場合と比較して、前後進切換機構８の回転軸３０１ａの軸線方向の体格を小型化することができる。
【００９０】
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は、第１スプライン部材３１３と第２スプライン部材３１４とを嵌合させることによりかみ合いクラッチ３０３が係合され、かつ、摩擦クラッチ３０２が係合される。この場合、リングギヤ３０５と、サンギヤ３０４すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。サンギヤ３０４とリングギヤ３０５とが一体回転することによって、キャリア３０７すなわちプライマリシャフト２５も、それらサンギヤ３０４およびリングギヤ３０５と一体回転する。すなわち、図６の共線図において直線Ｌ５で示すように、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが直結状態になり、プライマリシャフト２５のトルクは、同じ回転方向のまま、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、ギヤ対３８および最終減速機１０を経由して駆動輪３９に伝達され、車両が前進する。
【００９１】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、第１スプライン部材３１３と第３スプライン部材３１５とを嵌合させることによりかみ合いクラッチ３０３が係合され、かつ、摩擦クラッチ３０２が係合される。この場合、リングギヤ３０５が固定され、そのリングギヤ３０５の回転が規制される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなって、リングギヤ３０５を反力要素としてサンギヤ３０４が回転し、キャリア３０７がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。すなわち、図６の共線図において直線Ｌ６で示すように、リングギヤ３０５の回転が規制されることによって、サンギヤ３０４すなわちインプットシャフト１１の回転に対して、キャリア３０７すなわちプライマリシャフト２５の回転が反転され、かつ減速された状態となる。その結果、プライマリシャフト２５、セカンダリシャフト２６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。
【００９２】
このように、後進ポジションが選択された場合に、インプットシャフト１１の回転を反転し、かつ減速して、すなわちエンジン１の出力トルクを増幅してプライマリシャフト２５へ伝達することができるため、例えばエンジン１が低出力のものであっても、後進時に必要な駆動トルクを確保し、発進性や登坂性などの後進時における走行性能を確保することができる。
【００９３】
（第４の実施例）
つぎに、この発明の第４の実施例を説明する。この第４の実施例は、上述の第１，第２，第３の実施例として説明した前後進切換機構８において、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２およびかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３の複数のクラッチ機構の係合・解放状態を設定する場合に、かみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３の係合・解放状態を考慮して、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２の係合・解放状態を設定するようにした例である。
【００９４】
すなわち、この発明を適用した前後進切換機構８においては、かみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３が解放状態に設定される場合、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２が解放状態に設定されるように構成されている。上記のような前後進切換機構８においては、かみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３が解放された状態、前後進切換機構８が外乱などの影響を受けた際に、摩擦クラッチ１０３，２０３，３０３が係合されていると、その外乱による振動や衝撃力などが摩擦クラッチ１０３，２０３，３０３を介して保持部材１１０，２１０，３１０すなわちかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３の第１スプライン部材１１３，２１３，３１３へ伝わり、第１スプライン部材１１３，２１３，３１３が揺動して、第２スプライン部材１１４，２１４，３１４あるいは第３スプライン部材１１５，２１５，３１５と干渉したり、嵌合してしまったりする場合がある。そこで、かみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３を解放する場合に、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２も解放することによって、外乱などの影響による意図しないかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３の係合や干渉を防止もしくは抑制することができる。
【００９５】
また、この発明を適用した前後進切換機構８においては、第１スプライン部材１１３，２１３，３１３と第２スプライン部材１１４，２１４，３１４とを嵌合させて、かみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３を係合する場合、予め、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２が係合もしくは半係合状態にされて、第１スプライン部材１１３，２１３，３１３の回転と、第２スプライン部材１１４，２１４，３１４の回転とが同期させられる。その後、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２が一旦解放状態にされた後に、かみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３が係合される。そしてその後、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２が係合状態にされて、前後進切換機構８の入力軸すなわちプライマリシャフト２５と、出力軸すなわちインプットシャフト１１とが動力伝達状態にされる。そのため、第１スプライン部材１１３，２１３，３１３と第２スプライン部材１１４，２１４，３１４との嵌合によるかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３の係合時における係合ショックの発生を回避して、前後進切換機構８による動力伝達状態の切り換え動作をスムーズに行うことができる。
【００９６】
以上のように構成されたこの発明に係る動力伝達装置（すなわち上記の実施例では前後進切換機構８）によれば、遊星歯車機構１０１，２０１，３０１の回転状態を設定するために係合解放・状態がそれぞれ制御される複数のクラッチ機構（係合機構）、すなわち摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２およびかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３が、遊星歯車機構１０１，２０１，３０１の回転軸１０１ａ，２０１ａ，３０１ａの径方向に並べられて配置される。具体的には、遊星歯車機構１０１，２０１，３０１の回転軸１０１ａ，２０１ａ，３０１３ａの径方向で、その遊星歯車機構１０１，２０１，３０１の外径側に、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２が配置され、その摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２の外径側に、かみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３が配置される。そのため、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２とかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３とを、前後進切換機構８（動力伝達装置）の軸方向においてほぼ同じ位置に配置することができ、その結果、前後進切換機構８（動力伝達装置）の軸方向の長さを短縮し、装置の小型化を図ることができる。
【００９７】
また、複数のクラッチ機構（係合機構）のうち、一方の摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２が、複数の第１摩擦部材１０８，２０８，３０８と第２摩擦部材１０９，２０９，３０９とを交互に対向させて配置した多板クラッチ１０２，２０２，３０２により構成され、その多板クラッチ１０２，２０２，３０２の複数の第１摩擦部材１０８，２０８，３０８を保持する保持部材１１０，２１０，３１０が、他方のかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３の第１スプライン部材１１３，２１３，３１３と一体化されて、言い換えると、多板クラッチ１０２，２０２，３０２の保持部材１１０，２１０，３１０とかみ合いクラッチの第１嵌合部材とが一つの部材で共用化されて形成されている。そのため、摩擦クラッチ１０２，２０２，３０２およびかみ合いクラッチ１０３，２０３，３０３を構成する部品点数を削減することができるとともに、前後進切換機構８（動力伝達装置）の小型化を図ることができる。
【００９８】
また、この発明に係る前後進切換機構８（動力伝達装置）は、例えば、前述の特許文献１に記載されている前後進切換機構におけるリバースブレーキのような、前進時に解放される油圧式の多板ブレーキ（クラッチ）などを使用しない構成となっている。そのため、前進時に解放されているリバースブレーキにおいて、オイルの粘性抵抗の影響などによる引き摺り損失の発生を回避することができ、動力伝達装置としての動力伝達効率の低下を防止もしくは抑制することができる。
【００９９】
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、車両用のベルト式無段変速機の前後進切換機構に適用した例を示しているが、他の方式の変速機における前後進切換機構、あるいは車両以外の他の産業機械・装置における例えば正転・逆転切換機構などの動力伝達装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】この発明の第１の実施例による動力伝達装置（前後進切換機構）の概略構成を示す模式図（スケルトン図）である。
【図２】この発明の第２の実施例による動力伝達装置（前後進切換機構）の概略構成を示す模式図（スケルトン図）である。
【図３】この発明の第３の実施例による動力伝達装置（前後進切換機構）の概略構成を示す模式図（スケルトン図）である。
【図４】この発明の第１の実施例による動力伝達装置（前後進切換機構）の動作を説明するための共線図（速度線図）である。
【図５】この発明の第２の実施例による動力伝達装置（前後進切換機構）の動作を説明するための共線図（速度線図）である。
【図６】この発明の第３の実施例による動力伝達装置（前後進切換機構）の動作を説明するための共線図（速度線図）である。
【図７】この発明の動力伝達装置（前後進切換機構）を備えたベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…エンジン、  ８…前後進切換機構（動力伝達装置）、  １１…インプットシャフト（入力軸）、  ２５…プライマリシャフト（出力軸）、  １０１，２０１，３０１…遊星歯車機構（回転伝動機構）、  １０２，１０２，１０２…摩擦クラッチ（多板クラッチ）、  １０３，２０３，３０３…かみ合いクラッチ、  １０４，２０４，３０４…サンギヤ、  １０５，２０５，３０５…リングギヤ、  １０７，２０７，３０７…キャリア、  １０８，２０８，３０８…第１摩擦部材、  １０９，２０９，３０９…第２摩擦部材、  １１０，２１０，３１０…保持部材、  １１３，２１３，３１３…第１スプライン部材（第１嵌合部材）、  １１４，２１４，３１４…第２スプライン部材（第２嵌合部材）、  １１５，２１５，３１５…第３スプライン部材（第３嵌合部材）。
【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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