(57)【要約】【課題】構成部品をコンパクトにサブアッセンブリ化し、変速機などの本体への組み付け性を改善できる前後進切替装置を提供する。【解決手段】円筒状の第１レース２９には後進用ギヤ２６とハブ２７とが支持され、第１レース２９の端部に嵌合される第２レース３０には前進用ギヤ２５が支持される。前進用ギヤ２５および後進用ギヤ２６の外側面が第１レースのフランジ２９ｂと第２レースのフランジ３０ｃとによって軸方向に位置決めされ、第１レース２９と第２レース３０とはスナップリング３２によって相互に抜け止めされ、サブアッセンブリとされる。これを回転軸２０に挿通することにより、簡単に組み付けることができる。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転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、両ギヤの中間位置に配置されたハブと、両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を備えた前後進切替装置において、
上記回転軸の外周に挿通され、軸方向一端部側の外周部に前進用ギヤまたは後進用ギヤの一方を回転自在に支持する支持部を持ち、軸方向一端部に上記支持部に支持されたギヤの外側面を位置規制するフランジを持ち、軸方向中間部にハブの内スプライン部と嵌合する外スプライン部を持つ円筒状の第１レースと、
上記第１レースの軸方向他端部の外周に嵌合され、外周部に前進用ギヤまたは後進用ギヤの他方を回転自在に支持する支持部を持ち、軸方向他端部に上記支持部に支持されたギヤの外側面を位置規制するフランジを持つ円筒状の第２レースと、
第２レースを第１レースに対して軸方向に抜け止めする抜け止め手段と、を備えたことを特徴とする前後進切替装置。
【請求項２】
上記第１レースのフランジより軸方向一端側には、上記回転軸と第１レースとの動力伝達を断続する動力断続用クラッチのクラッチハブが一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の前後進切替装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用変速機などに用いられる前後進切替装置、特に前後進ギヤの組立構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開昭６２−２２０７５５号公報
【特許文献２】特開平７−４４７７号公報
従来、無段変速機などの変速機には前後進切替装置が設けられている。特許文献１には、小型で、円滑な前後進切替が可能な前後進切替装置が提案されている。図５は特許文献１に示された前後進切替装置であり、５０は回転軸、５１は前進用ギヤ、５２は後進用ギヤ、５３はその中間位置に配置されたハブ、５４は前後進切換スリーブ、５５は動力断続用クラッチである。クラッチ５５のクラッチハブ５６は、回転軸５０上に回転自在に支持されており、このクラッチハブ５６上に後進用ギヤ５２が回転自在に支持されている。クラッチハブ５６の先端部には外スプラインが設けられ、この外スプラインにハブ５３がスプライン嵌合し、クラッチハブ５６とハブ５３とが一体回転可能に連結されている。
【０００３】
前後進切替時には、クラッチ５５を解放して動力伝達を断った状態で、ハブ５３にスプライン嵌合しているスリーブ５４を軸方向にシフトすることにより、ハブ５３と前進用ギヤ５１または後進用ギヤ５２のいずれかとを連結する。その際、スリーブ５４にはイナーシャがかからないので、円滑な前後進切替が可能である。
【０００４】
上記構成の前後進切替装置を組み立てるには、まず回転軸５０に前進用ギヤ５１を挿入し、次にクラッチハブ５６の上にハブ５３と後進用ギヤ５２とを嵌合させた状態で、クラッチハブ５６を回転軸５０に挿入する必要がある。しかし、回転軸５０に対して前進用ギヤ５１、後進用ギヤ５２、ハブ５３、クラッチハブ５６などの構成部品を変速機の組付ライン上で次々に組み付ける必要があり、組み付けに時間がかかり、作業効率を低下させるという欠点がある。しかも、後進用ギヤ５２とハブ５３はクラッチハブ５６上に嵌合されているに過ぎないので、後進用ギヤ５２とハブ５３がクラッチハブ５６から抜け落ちないように保持しながら、回転軸５０に対して組み付ける必要があり、組付性がよくない。さらに、構成部品の組み付け忘れや逆組み付けなどが発生することがあり、この判断も難しかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解消するため、特許文献２では、前後進切替装置の構成部品を変速機ケース外で組み付けられるようにサブアッセンブリ化し、前後進切替装置の組み付け作業を簡易化できる変速装置が提案されている。
しかし、この場合の前後進切替装置は、遊星歯車装置、前進用クラッチ、後進用クラッチだけでなく、回転軸と変速機ケースの一部も一体化されているので、サブアッセンブリが非常に大型かつ重量大となり、必ずしも組み付け作業性の向上にはつながらない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、構成部品をコンパクトにサブアッセンブリ化し、変速機などの本体への組み付け性を改善できる前後進切替装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、回転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、両ギヤの中間位置に配置されたハブと、上記ギヤをハブと選択的に連結する前後進切換スリーブとを備えた前後進切替装置において、上記回転軸の外周に挿通され、軸方向一端部側の外周部に前進用ギヤまたは後進用ギヤの一方を回転自在に支持する支持部を持ち、軸方向一端部に上記支持部に支持されたギヤの外側面を位置規制するフランジを持ち、軸方向中間部にハブの内スプライン部と嵌合する外スプライン部を持つ円筒状の第１レースと、上記第１レースの軸方向他端部の外周に嵌合され、外周部に前進用ギヤまたは後進用ギヤの他方を回転自在に支持する支持部を持ち、軸方向他端部に上記支持部に支持されたギヤの外側面を位置規制するフランジを持つ円筒状の第２レースと、第２レースを第１レースに対して軸方向に抜け止めする抜け止め手段と、を備えたことを特徴とする前後進切替装置を提供することにある。
【０００８】
第１レースの支持部外周に前進用ギヤまたは後進用ギヤの一方を嵌合させ、第１レースの外スプライン部にハブの内スプライン部を嵌合させる。一方、第２レースの支持部外周に前進用ギヤまたは後進用ギヤの他方を嵌合させた状態で、第２レースを第１レースの軸方向他端部に嵌合させ、抜け止め手段によって第２レースを第１レースに対して抜け止めする。これにより、前進用ギヤおよび後進用ギヤの外側面は第１レースのフランジと第２レースのフランジとによって軸方向に位置決めされ、第１レースと第２レースとは抜け止め手段によって相互に抜け止めされる。その結果、前進用ギヤ、後進用ギヤ、ハブ（スリーブを含む）、第１レースおよび第２レースの５部品がサブアッセンブリされ、単一部品として取り扱うことができる。
このようにサブアッセンブリされた前後進切替装置を、変速機などの回転軸に挿通するだけで簡単に組み付けることができるので、組付時間を短縮できるとともに、構成部品の逆組付け、組付忘れといった不具合を解消できる。また、サブアッセンブリには回転軸やケースの一部のような大型部品が含まれないので、サブアッセンブリ自体が小型、軽量に構成でき、取扱が容易であり、手作業で簡単に組み込むことができる。
【０００９】
請求項２のように、第１レースのフランジより軸方向一端側に、回転軸と第１レースとの動力伝達を断続する動力断続用クラッチのクラッチハブを一体に設けてもよい。
前後進切替を行う場合には、回転軸とハブとの間の動力伝達を断つ必要があり、そのためには前後進切替装置の近くに動力断続用クラッチを設けるのが望ましい。請求項２では、第１レースにクラッチハブを一体に設けることで、前後進切替装置と動力断続用クラッチとを隣接して配置でき、コンパクトな構造を実現できる。
なお、動力断続用クラッチは、油圧クラッチに限るものではなく、乾式クラッチであってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかる前後進切替装置を用いた無段変速機の一例の具体的構造を示し、図２はその骨格構造を示す。
この実施例の無段変速機はＦＦ横置き式の自動車用変速機であり、大略、エンジン出力軸１によりトーショナルダンパ２を介して駆動される入力軸３、駆動プーリ１１を支持する駆動軸１０、従動プーリ２１を支持する従動軸２０、駆動プーリ１１と従動プーリ２１に巻き掛けられた乾式のＶベルト１５、前後進切替装置２４、発進クラッチ３５、第１減速軸４０、第２減速軸４１、車輪と連結された出力軸４２、変速用モータ４５、テンショナ装置（図示せず）などで構成されている。入力軸３，駆動軸１０，従動軸２０，第１減速軸４０、第２減速軸４１および出力軸４２はいずれも非同軸で、かつ平行に配置されている。
この実施例で用いられるＶベルト１５は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に長さ方向に係止された多数のブロックとで構成された公知の複合ベルトである。
【００１１】
入力軸３は軸受を介して変速機のハウジング６によって回転自在に支持され、入力軸３には、駆動軸１０のエンジン側端部に設けられたギヤ１０ａに噛み合う入力ギヤ３ａが一体に形成されている。入力ギヤ３ａとギヤ１０ａとの減速比を適切に設定することで、ベルト駆動に適した減速比で駆動軸１０を回転させることができる。
【００１２】
駆動プーリ１１は、駆動軸１０上に固定された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上に軸方向移動自在に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられたストローク機構１２とを備え、可動シーブ１１ｂおよびストローク機構１２はＶベルト１５よりエンジン側に配置されている。この実施例のストローク機構１２は、変速用モータ４５による回転入力によって可動シーブ１１ｂを軸方向に移動させるボールネジ機構であり、可動シーブ１１ｂに軸受１２ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材１２ｂと、ハウジング６に固定された雄ねじ部材１２ｃとを備え、雌ねじ部材１２ｂの外周部には変速ギヤ１３が固定されている。
【００１３】
従動プーリ２１は、従動軸２０上に固定された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上に軸方向移動自在に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられたストローク機構２２とを備え、可動シーブ２１ｂとストローク機構２２はＶベルト１５より反エンジン側に配置されている。このストローク機構２２も駆動プーリ１１のストローク機構１２と同様の構成を有するボールネジ機構であり、可動シーブ２１ｂに軸受２２ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材２２ｂと、ハウジング６に固定された雄ねじ部材２２ｃとを備え、雌ねじ部材２２ｂの外周部には変速ギヤ２３が固定されている。
【００１４】
従動軸２０の従動プーリ２１よりエンジン側の部位には、前後進切替装置２４が設けられている。この前後進切替装置２４は、図３，図４に示すように、前進用ギヤ２５、後進用ギヤ２６、両ギヤの中間位置に配置されたハブ２７、両ギヤの一方をハブ２７と選択的に連結する前後進切換スリーブ２８、円筒状の第１レース２９、円筒状の第２レース３０などを備えている。スリーブ２８を図３の左側へシフトすると前進（Ｄ）位置になり、右側へシフトすると後進（Ｒ）位置となる。
【００１５】
第１レース２９は従動軸２０の外周に挿通された円筒状部品であり、その軸方向一端部側の外周部に後進用ギヤ２６をベアリング（例えばニードルベアリング）３１を介して回転自在に支持する支持部２９ａが設けられ、支持部２９ａの軸方向終端部に後進用ギヤ２６の外側面を位置規制するフランジ２９ｂが設けられている。フランジ２９ｂの外周部には、支持部２９ａとは軸方向逆方向に延びるクラッチハブ２９ｃが一体に形成されている。なお、クラッチハブ２９ｃを第１レース２９とは別体で形成し、溶接などによって固定してもよい。第１レース２９の軸方向中間部には、ハブ２７の内スプライン部２７ａとスプライン嵌合する外スプライン部２９ｄが設けられ、ハブ２７と第１レース２９とは一体回転する。第１レース２９の軸方向他端部には円筒状の嵌合部２９ｅが設けられている。
【００１６】
第１レース２９の嵌合部２９ｄ外周に円筒状の第２レース３０が嵌合されている。嵌合部２９ｅの外周面と第２レース３０の内周面とには、互いに対向する位置に周溝２９ｆ，３０ａが設けられ、これら周溝２９ｆ，３０ａに外径方向のばね力を有するスナップリング３２を嵌め込むことにより、第２レース３０は第１レース２９に対して軸方向に抜け止めされている。第２レース３０の外周部には、前進用ギヤ２５をベアリング（例えばニードルベアリング）３３を介して回転自在に支持する支持部３０ｂが設けられ、軸方向他端部には前進用ギヤ２５の外側面を位置規制するフランジ３０ｃが一体に設けられている。
【００１７】
このように前進用ギヤ２５および後進用ギヤ２６の外側面は第２レース３０のフランジ３０ｃと第１レース２９のフランジ２９ｂとによって軸方向に位置決めされ、第１レース２９と第２レース３０とはスナップリング３２によって相互に抜け止めされているので、前進用ギヤ２５、後進用ギヤ２６、ハブ２７（スリーブ２８を含む）、第１レース２９および第２レース３０の５部品がサブアッセンブリされ、単一部品として取り扱うことができる。このようにサブアッセンブリされた前後進切替装置２４を、従動軸２０に挿通するだけで簡単に組み付けることができる。なお、第１レース２９と従動軸２０との間には、図３に示すようにベアリング（例えばニードルベアリング）３４が設けられ、第１レース２９は従動軸２０に対して相対回転自在である。
【００１８】
従動軸２０のエンジン側の軸端部、すなわち前後進切替装置２４に隣接して発進クラッチ（動力断続用クラッチ）３５が設けられている。この発進クラッチ３５は、発進時にすべり制御を行う機能、前後進切替時にハブ２７と従動軸２０との動力伝達を断つ機能、および後述するように急減速時に出力軸４２と従動軸２０との動力伝達を断つ機能などを有する。
発進クラッチ３５は、図３に示すように、従動軸２０にスプライン嵌合されたクラッチドラム３５ａ、クラッチドラム３５ａの内部に配置されたピストン３５ｂ、クラッチドラム３５ａと上記クラッチハブ２９ｃとの間に配置された複数のクラッチ板３５ｃなどを備えた湿式多板クラッチである。
なお、発進クラッチ３５を従動軸２０上に設けた理由は、急減速時においてＶベルト１５がＨｉｇｈからＬｏｗ位置へ急速に戻ることができない場合に、発進クラッチ３５を解放し、出力軸４２と従動軸２０との動力伝達を断つことでＬｏｗ戻り性能を確保するためである。
【００１９】
前進用ギヤ２５は第１減速軸４０のギヤ４０ａに噛み合い、第１減速軸４０のギヤ４０ｂは第２減速軸４１のギヤ４１ａに噛み合い、さらに第２減速軸４１のギヤ４１ｂは差動装置４３のリングギヤ４３ａに噛み合っている。また、後進用ギヤ２６はアイドラギヤ４４を介して第１減速軸４０のギヤ４０ｂに噛み合っている。そして、差動装置４３を介して車輪に連結された出力軸４２を駆動している。
【００２０】
上記入力軸３の入力ギヤ３ａ、駆動軸１０のギヤ１０ａ、前後進切替装置２４、発進クラッチ３５、第１減速軸４０（ギヤ４０ａ，４０ｂ）、第２減速軸４１（ギヤ４１ａ，４１ｂ）および差動装置４３は、ハウジング６のエンジン側に形成されたギヤ室６ａ内に収容されている。このギヤ室６ａは油で潤滑されている。一方、駆動プーリ１１と従動プーリ２１は、ギヤ室６ａと隔壁６ｃで仕切られたハウジング６のプーリ室６ｂ内に配置されている。プーリ室６ｂは無潤滑空間であり、空冷されている。
【００２１】
ハウジング６の外側部に変速用モータ４５（図２参照）が取り付けられている。変速用モータ４５の出力ギヤ４６は第１変速軸４７の一端に設けられた減速ギヤ４７ａに噛み合っている。第１変速軸４７の他端部に設けられたギヤ４７ｂは従動プーリ２１の可動シーブ２１ｂの移動ストローク分の長さを有する平歯車であり、従動プーリ２１に設けられた変速ギヤ２３と噛み合っている。第１変速軸４７のギヤ４７ｂを回転させると、変速ギヤ２３が追随回転することでボールネジ機構２２の作用により、可動シーブ２１ｂを軸方向へ移動させることができる。つまり、変速用モータ４５によって従動プーリ２１のプーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）を連続的に変化させることができる。
【００２２】
従動プーリ２１の変速ギヤ２３は、第２変速軸４８の第１アイドラギヤ４８ａとも噛み合い、さらに第２変速軸４８の第２アイドラギヤ４８ｂは駆動プーリ１１の変速ギヤ１３と噛み合っている。これらアイドラギヤ４８ａ，４８ｂも、第１変速軸４７のギヤ４７ｂと同様に、可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動ストローク分の長さを有する平歯車で構成されている。変速用モータ４５の回転力は、第１変速軸４７，従動プーリ２１の変速ギヤ２３，第２変速軸４８を介して駆動プーリ１１の変速ギヤ１３へと伝達される。そのため、駆動プーリ１１の可動シーブ１１ａと従動プーリ２１の可動シーブ２１ａは互いに同期し、かつ互いにプーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）を逆方向に変化させながら軸方向へ移動することができる。
【００２３】
上記のようにプーリ１１，２１のプーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）は変速用モータ４５によって相反方向に可変されるが、それだけでは伝達トルクによってＶベルト１５とプーリ１１，２１との間に滑りが発生してしまう。そこで、Ｖベルト１５に滑りを発生させないだけのベルト張力を与えるため、テンショナ装置が設けられている。このテンショナ装置はＶベルト１５の緩み側を内側に向かって押圧するテンションローラを備え、このテンションローラは揺動自在なテンショナアームによって支持されている。テンショナ装置の具体的構造は、例えば特許第３２６７５９６号公報、特許第３２９０６４７号公報などによって公知であるため、ここでは説明を省略する。
【００２４】
上記説明から明らかなように、前後進切替装置２４を構成する部品（前進用ギヤ２５、後進用ギヤ２６、ハブ２７（スリーブ２８を含む）、第１レース２９、第２レース３０）は図４に示すように、予め組立ラインとは別工程でサブアッセンブリとされ、単一部品として取り扱うことができる。このようにサブアッセンブリされた前後進切替装置２４は、特許文献２に示されるようなサブアッセンブリとは異なり、回転軸やケースの一部のような大型部品が含まれないので、小型、軽量であり、取扱が容易である。この前後進切替装置２４を変速機の組立ラインへ運び、従動軸２０に挿通するだけで簡単に組み付けることができ、組付時間を短縮できるとともに、構成部品の逆組といった不具合を解消できる。
【００２５】
上記実施例では、第２レース３０を第１レース２９に対して抜け止めするため、スナップリング３２を使用したが、これに限るものではない。例えば、第２レースと第１レースとの間にネジ部を設けて螺着してもよいし、圧入ピンやリベットなどで第２レースを第１レースに対して仮止めしてもよい。抜け止め手段は、前後進切替装置を変速機などに組み込む前の段階で、第２レースが第１レースから脱落するのを防止する仮止め機能を有するだけでよく、前後進切替装置を変速機などに組み込んだ後は、第１レースと第２レースとは軸方向に保持されるので、第２レースが第１レースから外れることがない。
また、上記実施例では、第１レース２９にクラッチハブ２９ｃを一体に設けたが、クラッチハブ２９ｃを有しないものでもよいことは勿論である。
【００２６】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、本発明の前後進切替装置を無段変速機に適用した例について説明したが、一般の自動変速機や手動変速機にも適用できることは勿論である。
また、前後進切替装置を従動軸上に設けるものに限らず、駆動軸上に設けてもよい。
前後進切替装置に隣接して設けられる動力断続クラッチとしては、湿式クラッチに限らず、乾式クラッチであってもよい。第１レースと一体に形成されるクラッチハブは必ずしも円筒状である必要はなく、軸状部材であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、第１レースに前進用ギヤまたは後進用ギヤの一方とハブとを支持させ、第２レースに前進用ギヤまたは後進用ギヤの他方を支持させた状態で、第２レースを第１レースに対して抜け止めしたので、前進用ギヤ、後進用ギヤ、ハブ（スリーブを含む）、第１レースおよび第２レースの５部品をサブアッセンブリできる。このようにサブアッセンブリされた前後進切替装置を、変速機などの回転軸に挿通するだけで簡単に組み付けることができるので、組付時間を短縮できるとともに、構成部品の逆組付け、組付忘れといった不具合を解消できる。
また、本発明の前後進切替装置には回転軸やケースの一部のような大型部品が含まれないので、前後進切替装置自体を小型、軽量に構成でき、取扱が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる前後進切替装置が適用される無段変速機の一例の展開断面図である。
【図２】図１の無段変速機のスケルトン図である。
【図３】図１に示す前後進切替装置の拡大断面図である。
【図４】図３の前後進切替装置のサブアッセンブリ図である。
【図５】従来の前後進切替装置の断面図である。
【符号の説明】
２０      従動軸（回転軸）
２４          前後進切替装置
２５      前進用ギヤ
２６      後進用ギヤ
２７      ハブ
２８      スリーブ
２９      第１レース
２９ａ    支持部
２９ｂ      フランジ
２９ｃ    クラッチハブ
２９ｅ      嵌合部
３０          第２レース
３０ｂ    支持部
３０ｃ    フランジ
３２      スナップリング（抜け止め手段）
３５      発進クラッチ（動力断続用クラッチ）
【図１】
2005023984.tif 000003
【図２】
2005023984.tif 000004
【図３】
2005023984.tif 000005
【図４】
2005023984.tif 000006
【図５】
2005023984.tif 000007