JP2008008439A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな伝達トルクをプレート状カップリングによって安定して受け止める構造とする。
【解決手段】遊星歯車機構におけるリングギア１３４が、プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２を介して、変速機ケーシング１１１に係合される。プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２は、係合状態として、２枚のスライドプレート１１、１２の周方向のスライド位置の変更によって、両方向ロック状態、一方向ロック状態、他方向ロック状態、両方向の回転が許容されたニュートラル状態が選択的に得られる。プレート状カップリングＰＣ１，ＰＣ２のうち、変速機ケーシング１１１に固定される第１結合プレート１が共通用の１枚のみ設けられて、リングギア１３４に固定される一対の第２結合プレート２が、第１結合プレート１を挟んだ状態で配置される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動変速機に関するものである。

自動変速機、特に自動車用自動変速機においては、多段変速歯車機構を遊星歯車機構によって構成して、この遊星歯車機構を変速機ケーシング内に収納すると共に、遊星歯車機構における所定の回転部材を変速機ケーシングに係合させることが行われている。例えば、特許文献１に示すように、変速段変更のために、各種のブレーキやクラッチさらにはワンウェイクラッチが用いられるが、例えば１速を構成するために、例えばローリーバスーブレーキのような特定のブレーキと特定のワンウェイクラッチとを１セットとして組み込むことが行われている。この場合、１セットとされる上記特定のブレーキや特定のワンウェイクラッチは、上記所定の回転部材を変速機ケーシングに係合させるための係合部材となるが、大きな伝達トルクに対応するために、遊星歯車機構の外周に環状に配設されるのが一般的である。

ワンウェイクラッチとしては、種々のものが存在するが、特許文献２に示すように、大きな伝達トルクを確保できるプレート状カップリングと呼ばれるものがある。プレート状カップリングは、２つの相対向する第１結合プレートと第２結合プレートとのいずれか一方の対向面にポケット部を形成する一方、他方の対向面にノッチ部を形成して、ポケット部内に周方向一端部側を中心として揺動されるストラットを起倒可能に収納すると共に、ばね部材によってストラットを起立位置に向けて付勢して、起立位置とされたストラットがノッチ部に係合することによって、上記周方向他端側に向けての相対回転を規制する（ロック）するものである。そして、特許文献２においては、自動変速機において、上記特定のワンウェイクラッチとしてプレート状カップリングを利用したものが開示されているが、このプレート状カップリングは遊星歯車機構の外周に配置されている。

また、特許文献３には、上記ストラットとして、周方向一端側を揺動支点とする第１ストラットと、周方向他端側を揺動支点とする第２ストラットを設ける一方、２枚の結合プレートの間に孔部分と非孔部分とを有する１枚のスライドプレートを設けて、このスライドプレートの回動位置（スライド位置）を変更することによって、両ストラットの一方のみが起立位置とされた一方向ロック状態と、他方のみが起立位置とされた他方向ロック状態と、両ストラットが共に倒伏位置とされたニュートラル状態（両方向の相対回転を許容する状態）とを切替えるようにしたものが開示されている。ただし、特許文献３のものでは、スライドプレートが１枚であることから、両ストラットが共に起立位置とされた両方向ロック状態を得ることは難しいものとなっている。
特開２００３−８３４３９号公報 特表２００１−５２６３６６号公報 特表２００２−５１４２９２号公報

特許文献２に示すように、遊星歯車機構における所定の回転部材を変速機ケーシングに係合させるための係合部材としてプレート状カップリングを用いた場合、このプレート状カップリングが受ける伝達トルクは相当に大きくなる。このため、プレート状カップリングをいかに安定した構造とするかが問題となる。すなわち、プレート状カップリングにおける相対向配置されて相対回転される第１結合プレートと第２結合プレートとは、その１つの対向面の間でのみトルク伝達が行われることから、大きな伝達トルクを安定して受け止める構造とするには何らかの対策が望まれることになる。

本発明は、以上のような事情を勘案してなされもので、その目的は、遊星歯車機構における所定の回転部材を変速機ケーシングに係合させる係合部材としてプレート状カップリングを利用した場合に、大きな伝達トルクを安定して受け止めることのできるようにした自動変速機を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
多段変速歯車機構を構成する遊星歯車機構が変速機ケーシング内に収納され、該遊星歯車機構における所定の回転部材をプレート状カップリングを介して該変速機ケーシングに係合させるようにした自動変速機において、
前記プレート状カップリングが、
前記変速機ケーシングに一体とされた環状の第１結合プレートと、
前記所定の回転部材に一体とされ、前記第１結合プレートの一面側に対向するように配置された環状の一面側第２結合プレートと、
前記所定の回転部材に一体とされ、前記第１結合プレートの他面側に対向するように配置された環状の他面側第２結合プレートと、
前記第１結合プレートと前記一面側第２結合プレートとの対向面および該第１結合プレートと前記他面側第２結合プレートとの対向面において、該各対向面の一方に設けられたポケット部および該各対向面の他方に設けられたノッチ部と、
前記各ポケット部に収納され、それぞれ前記中心軸線の周方向一方側端部を支点にして揺動することにより起倒されて、起立状態のときに前記ノッチ部に係合して前記各第２結合プレートの周方向他方側への回転を規制するストラットと、
前記各ポケット部に収納され、前記ストラットを起立位置に向けて付勢するばね部材と、
を備えている、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、プレート状カップリングは、変速機ケーシングに固定される１つの第１結合プレートを、所定の回転部材と一体回転される２つの第２結合プレートで挟むようにして大きな伝達トルクを受け止めるようにしてあるので、つまり第１結合プレートの一面側および他面側の両面でもって大きな伝達トルクを受け止めるようにしてあるので、第１結合プレートの一面側でのみ大きな伝達トルクを受け止める場合に比して、安定した係合状態を得ることができる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記所定の回転部材に、前記第１結合プレートの一面側に沿って延びる第１部分と、該第１結合プレートの他面側に沿って延びる第２部分と、該第１部分と第２部分との内周側端部同士を連結する第３部分とからなる断面略コ字状部分を有する環状の連結部材が一体化され、
前記連結部材のうち、前記第１部分で前記一面側第２結合プレートが構成されると共に、前記第２部分で前記他面側第２結合プレートが構成されている、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、２つの第２結合プレートを、断面略コ字状の連結部材を利用して簡単に構成することができ、また１つの連結部材を所定の回転部材に固定することで、２つの第２結合プレートを同時に所定の回転部材に固定することができる。

前記第１結合プレートおよび前記各第２結合プレートが、前記所定の回転部材に対して前記中心軸線方向に直列に配置され、
前記中心軸線と直交する方向において、前記各第２結合プレートの外周縁部の位置が、前記所定の回転部材の外周縁部の位置と略一致されている、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、少なくとも従来ワンウェイクラッチを配設していた部分において、変速機ケーシングを径方向に十分に小さくすることができる。また、プレート状カップリングはその軸線方向寸法を十分小さくすることができるので、従来存在していた遊星歯車機構の中心軸線方向にあるスペースをそのまま有効に利用して組み込むことができ、遊星歯車機構の中心軸線方向長さを長くしてしまうということも回避できる。さらに、第２結合プレート２の外径を、所定の回転部材の外径を超えない範囲でもって極力大きく確保して、大きな伝達トルクを受ける上で好ましいものとなる。

前記第１結合プレートと前記各第２結合プレートとの間にはそれぞれ、前記中心軸線回りに環状とされると共に該中心軸線回りにスライド可能なスライドプレートが配設され、
前記各スライドプレートは、孔部分と非孔部分とを有して、該孔部分が前記ストラットに位置されたときに該ストラットが起立位置となるのを許容するように設定され、
前記各スライドプレート同士を同期させスライド駆動させるためのアクチュエータが設けられている、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、アクチュエータによって各スライドプレートを同期させてスライド駆動することによって、各第２結合プレートの第１結合プレートに対する係合状態を確実に同一のものとすることができる。

前記ストラットとして、前記記中心軸線の周方向一方側端部を支点にして揺動することにより起倒される第１ストラットの他に、該中心軸線の周方向他方側端部を支点にして起倒される第２ストラットが設けられ、
前記ノッチ部として、前記第１ストラットに対応した第１ノッチ部の他に、前記第２ストラットに対応した第２ノッチ部が設けられて、該第１ストラットによる前記各第２結合プレートの回転規制方向と該第２ストラットによる該各第２結合プレートの回転規制方向が互いに反対方向となるように設定され、
前記第１結合プレートと前記各第２結合プレートとの間には、前記中心軸線回りに環状とされると共に該中心軸線回りにスライド可能な第１スライドプレートおよび第２スライドプレートが配設され、
前記各第１スライドプレートおよび各第２スライドプレートはそれぞれ孔部分と非孔部分とを有して、該各スライドプレートの各孔部分がそれぞれ位置されたストラットのみが起立位置とされるように設定され、
前記各第１スライドプレート同士を同期させて駆動するアクチュエータと、前記各第２スライドプレート同士を同期させて駆動するアクチュエータとが設けられている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、各対向面について２枚のスライドプレートを配設した合計４枚のスライドプレートを利用して、第１、第２のストラットを個別に起立位置と倒伏位置とに切替えて、単なるワンウェイクラッチとして機能させるだけでなく、第１、第２のストラットを共に起立位置として所定の回転部材の両方向の回転を規制（ロック）した両方向ロック状態として、いわゆるブレーキの機能をも果たすことができる。このことは、プレート状カップリングをブレーキとして機能させることが可能となる。

前記各スライドプレートのスライド位置の変更に応じて、少なくとも、前記第１ストラットおよび第２ストラットがそれぞれ起立位置とされて前記各第２結合プレートの両方向への回転が規制された両方向ロック状態と、該第１ストラットが起立位置で該第２ストラットが倒伏位置とされて該各第２結合プレートがそれぞれ一方向への回転を規制された一方向ロック状態と、前記第１ストラットおよび第２ストラットがそれぞれ倒伏位置とされて該各第２結合プレートの両方向への回転が許容されたニュートラル状態と、をとり得るようにされている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、従来あった、特定のブレーキと特定のワンウェイクラッチとからなる１セット体の機能を、完全に達成することができる。

マニュアル操作されるセレクトレバーが前進走行での自動変速指令となるＤレンジ位置のとき、前記一方向ロック状態とされて所定の変速段を構成し、
マニュアル操作されるセレクトレバーが、マニュアル操作される毎に前進走行時における変速段の変更指令を行うマニュアルモード位置のときに、双方向ロック状態とされて前記所定の変速段を構成するようにされている、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、例えば、特許文献１におけるローリバースブレーキの機能を得ることができる。特に、マニュアルモード時では、両方向ロック状態として、ダイレクト感のある変速を確保しつつ、エンジンブレーキを得ることができる。

前記セレクトレバーが後退走行を選択しているときは、前記双方向ロック状態とされて後退変速段が構成される、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、
例えば特許文献１における自動変速機のローリバースブレーキを利用した後退変速段を得る機能を得ることができる。

パワーオフ時に、前記ニュートラル状態とされる、ようにしてある（請求項９対応）。この場合、自動変速機の入力軸側から出力軸側への動力伝達が行われないときの回転抵抗軽減の上で好ましいものとなる。

パワーオフ時に、前記双方向ロック状態とされる、ようにしてある（請求項１０対応）。この場合、自動変速機の入力軸側から出力軸側への動力伝達が行われないときに、エンジンブレーキを確保する上で好ましいものとなる。

前記ポケット部、ストラットおよびばね部材がそれぞれ、前記第１結合プレートに設けられている、ようにしてある（請求項１１対応）。この場合、回転される所定の回転部材の慣性質量を小さくする上で好ましいものとなる。

本発明によれば、プレート状カップリングを用いて所定の回転部材を変速機ケーシングに係合させる場合に、大きな伝達トルクを安定して受け止めることができる。

自動変速機１００は、主たる構成要素として、トルクコンバータ１２０と、該トルクコンバータ１２０の出力により駆動される多段変速歯車機構としての２つの遊星歯車機構１３０，１４０と、該遊星歯車機構１３０，１４０の動力伝達経路を切り換える複数の摩擦要素１５１〜１５４及び一対のプレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２とを有する。実施形態では、プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２は、後述するように、特定のブレーキ（ローリバースブレーキ）と特定のワンウェイクラッチとの機能を共に果たすようになっている（特許文献１における符合５５で示すローリバースブレーキと、符合５６で示すワンウェイクラッチの機能を果たす）。

マニュアル操作されるセレクトレバー（図示を略す）がＤレンジ位置のときに、１〜４速の間での自動変速機が行われ、セレクトレバーがマニュアルモードを選択しているときは、セレクトレバーが所定のマニュアル操作される毎に１段シフトアップあるいは１段シフトダウンされ、さらに、セレクトレバーがＲレンジ位置のときに、後退速が実現可能である。

トルクコンバータ１２０は、エンジン出力軸１０１に連結されたケーシング1２１内に固設されたポンプ1２２と、該ポンプ1２２に対向するように配置されて該ポンプ1２２により作動油を介して駆動されるタービン1２３と、上記ポンプ1２２とタービン1２３との間に介設されて変速機ケーシング1１１にワンウェイクラッチ1２４を介して支持されたステータ1２５と、上記ケーシング1２１とタービン1２３との間に設けられてエンジン出力軸１０１とタービン１２３とを直結するロックアップクラッチ１２６とを有する。タービン１２３の回転はタービンシャフト１２７を介して遊星歯車機構１３０，１４０に出力される。トルクコンバータ１２０の反エンジン側には、該トルクコンバータ１２０のケーシング１２１を介してエンジン出力軸１０１により駆動されるオイルポンプ１１２が配置されている。

遊星歯車機構１３０，１４０は、サンギヤ１３１，１４１と、該サンギヤ１３１，１４１に噛み合う複数のピニオン１３２，１４２と、該ピニオン１３２，１４２を支持するピニオンキャリヤ１３３，１４３と、ピニオン１３２，１４２に噛み合うリングギヤ１３４，１４４とを有する。

タービンシャフト１２７と第１遊星歯車機構１３０のサンギヤ１３１との間にフォワードクラッチ１５１が、同じくタービンシャフト１２７と第２遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１との間にリバースクラッチ１５２が、同じくタービンシャフト１２７と第２遊星歯車機構１４０のピニオンキャリヤ１４３との間に３−４クラッチ１５３がそれぞれ介設されている。２−４ブレーキ１５４は第２遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１を固定する。第１遊星歯車機構１３０のリングギヤ１３４と第２遊星歯車機構１４０のピニオンキャリヤ１４３とが連結され、これらと変速機ケーシング１１１との間に後述するプレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２（ローリバースブレーキとワンウエイクラッチ）が配置されている。第１遊星歯車機構１３０のピニオンキャリヤ１３３と第２遊星歯車機構１４０のリングギヤ１４４とが連結され、これらに出力ギヤ１１３が接続されている。

出力ギヤ1１３と中間伝動機構1６０を構成するアイドルシャフト1６１上の第１中間ギヤ1６２とが噛み合い、同じくアイドルシャフト1６１上の第２中間ギヤ1６３と差動装置1７０の入力ギヤ1７１とが噛み合って、上記出力ギヤ1１３の回転が差動装置1７０のデフケーシング1７２に入力され、該差動装置1７０を介して左右の車軸1７３，1７４が駆動される。

２−４ブレーキ１５４はバンドブレーキで構成されている。２−４ブレーキ１５４は締結室と解放室とを有し、締結室のみに作動圧が供給されているときに締結され、締結室に作動圧が供給されていないとき、及び解放室に作動圧が供給されているときには解放される。その他の摩擦要素５１〜５３は単一の油圧室を有し、該油圧室に作動圧が供給されているときに締結される。

図２に、各摩擦要素１５１〜１５４及びプレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２の作動状態と変速段との関係を示す。この図２において、後述するプレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２の説明からも理解されるが、双方向ロック状態がローリバースブレーキの締結状態に相当し、一方向ロック状態がワンウェイクラッチが作動した状態となる。

ここで、前述のリングギア１３４が、本発明での所定の回転部材となっており、このリングギア１３４が、プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２を介して、変速機ケーシング１１１に対して所定の結合状態とされる。図３は、プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２部分の詳細を示すもので、以下この図３について説明する。なお、図３において、遊星歯車機構の中心軸線ともなるタービンシャフト１２７の中心軸線が、符合Ｌで示される。

まず、変速機ケーシング１１１は、中心軸線Ｌに向けて延びて中心軸線を取り巻く環状の縦壁部１８０を有する。この縦壁部１８０は、リングギア１３４と出力ギア１１３との間のうち、中心軸線Ｌ方向において出力ギア１１３に近い側に位置されている。縦壁部材１８０の内周部は、所定軸線Ｌに沿ってリングギア１３４に近づく方向に延びる円筒部１８１を有する。円筒部１８１は、所定軸線Ｌを中心とするもので、円筒部１８０の先端部（リングギア１３４に近い側の端部）の外周に、第１軸受１８２を介して、所定の回転部材としてのリングギア１３４（の縦壁部１８０側の端部）が支承されている。また、円筒部１８１の内周部分は、第２軸受１８３を介して、出力ギア１１３のシャフト部分を支承している。

ケーシング１１１の内面には、リングギア１３４と縦壁部材１８０との間において、前述したプレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２が配設されている。すなわち、ケーシング１１１の内面には、比較的肉厚とされた環状のリング部材からなる第１結合プレート１が固定されている。この第１結合プレート１は、中心軸線Ｌを中心とする円環状とされて、リングギア１３４と縦壁部材１８０との間に位置されて、前記円筒部１８１の外周を取り巻くようにされている。なお、第１結合プレート１は、各プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２の共通用とされている。

リングギア１３４のうち、縦壁部１８０側の端部からは、全体的に断面略コ字状の連結部材１８５が固定されている。この連結部材１８５は、第１結合プレート１を中心軸線Ｌ方向から挟むように配置された一対の第２結合プレート２と、各第２結合プレート２の内周側端部同士を連結する連結部１８６とを有し、２つの分割構成とされた部材同士を結合プレート１８７によって一体化することにより構成されている。なお、前述の第１軸受１８２は、プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２に対して、中心軸線Ｌ方向においてリングギア１３４に近い側に若干オフセットして配置されている。

次に、プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２の詳細について、図４以下をも参照しつつ説明するが、ＰＣ１とＰＣ２とは互いに同じように構成されているので、一方のプレート状カップリングＰＣ１に着目して説明することとする。なお、プレート状カップリングをＰＣ１、ＰＣ２の一対設けてあるのは、伝達トルクを大きくすることと、１枚の第１結合プレート１を両方向から挾んだ配置構成とすることによる安定構造の確保等のためである。

図４〜図６において、第１結合プレート１と第２結合プレート２との間には、第１スライドプレート１１、第２スライドプレート１２が配設されている。各スライドプレート１１、１２は、それぞれ中心軸線Ｌを中心とする円環状に形成されている（図７，図８参照で、図７、図８では第２結合プレート２は省略されている）。各結合プレート１と２同士は小間隔あけて互いに相対回転可能に対向配置され、２つのスライドプレート１１と１２とは、２つの結合プレート１と２との間に配設されている。各部材１、２、１１、１２の配設関係は、例えば図４を参照しつつ説明すると、中心軸線Ｌ方向一端側（図４下方側）から他端側（図４上方側）に向けて、第１結合プレート１、第１スライドプレート１１、第２スライドプレート１２，第２結合プレート２となっている。なお、中心軸線Ｌは、図７において紙面直角方向に延びている。

各結合プレート１と２とは、互いに動力伝達する関係上、剛性が高くなるように厚肉に形成されている。各スライドプレート１１と１２とは、動力伝達には直接関与しないので、薄肉に形成されている。各部材１、２、１１、１２は、それぞれ、例えば鉄系金属等の金属によって形成されている。勿論、第１結合プレート１が常時固定され（変速機ケーシング１１１と一体）、第２結合プレート２が回転する部材とされている。各第２結合プレート２の外周縁部は、中心軸線Ｌの径方向において、所定の回転部材としてのリングギア１３４の外周縁部と略一致した位置となるように設定されている。各結合プレート１、２のリングギア１３４に対する直列配置と、各第２結合プレート２がリングギア１３４の径方向外方側に大きく突出させない構造によって、第２結合プレート２をリングギア１３４の外周に配置した場合に比して、変速機ケーシング１１１を径方向に十分小さくすることができる。また、第２結合プレート２の外周縁部を、リングギア１３４の外周縁部と略一致した位置とすることにより、第２結合プレート２の外径を極力大きく確保して、大きな伝達トルクを受ける上で好ましいものとなる。

第１結合プレート１の対向面、つまり第２結合プレート２に対向する側の面には、周方向に１８０度間隔をあけて２つの第１ポケット部（凹部）２１が形成されると共に、周方向に１８０度間隔をあけて２つの第２ポケット部２２が形成されている（図７，図８をも参照）。そして、２つの第１ポケット部２１の間において、第２ポケット部２２が位置するように設定され、隣り合う各ポケット部２１、２２は周方向に９０度間隔で配置されている。各ポケット部２１、２２の形状、大きさは互いに同一となるように設定されている。

第２結合プレート２の対向面、つまり第１結合プレート１に対向する側の面には、前述した２つの第１ポケット部２１に対応させて２つの第１ノッチ部３１が形成されると共に、２つの第２ポケット部２２に対応させて２つの第２ノッチ部３２が形成されている。２つの第１ノッチ部３１同士は周方向に１８０度間隔で配置され、２つの第２ノッチ部３２同士は周方向に１８０間隔で配置され、隣り合うノッチ部３１、３２の周方向間隔は９０度とされている。各ノッチ部３１、３２は、中心軸線Ｌの周方向において対称形状となるように設定されている。

前記各スライドプレート１１と１２とは、互いに同一形状（合同形状）に設定されている。より具体的には、第１スライドプレート１１には、周方向に間隔をあけて合計４つの孔部分１１ａが形成され（非孔部分が符合１１ｂで示される）、同様に第２スライドプレート１２にも、周方向に間隔をあけて合計４つの孔部分１２ａ（非孔部分部分が符合１２ｂで示される）が形成されている。第１スライドプレート１１と第２スライドプレート１２とは、所定の重ね合わせ状態において、その孔部分１１ａと１２ａとが完全に合致（整合）される。各孔部分１１ａ、１２ａは、中心軸線Ｌを中心とする円弧状に形成されている。そして、孔部分１１ａ、１２ａは、その幅（中心軸線Ｌと直交する方向の長さ）は、各ポケット部２１、２２の幅と略同一とされているが、孔部分１１ａ、１２ａの周方向長さは、各ポケット部２１、２２の周方向長さよりも十分に長くなるように設定されている。なお、図７等では、隠れた第１スライドプレート１１の孔部分１１ａ等の位置を明確に示すために、第２スライドプレート１２と若干ずらして描かれている部分もあるが、実際には第１スライドプレート１１と第２スライドプレート１２とは完全に合同形状に設定されている。

第１ポケット部２１には、第１ストラット４１が起倒自在に収納されている。この第１ストラット２１は、その周方向一端側を支点として揺動可能とされて、その揺動に応じて、第１ポケット部２１内に収納された倒伏位置と、第１ポケット部２１から第２結合プレート２側に向けて大きく突出した起立位置とをとり得るようになっている。第１ストラット４１は、トルク伝達を行う関係上、例えば鉄系の金属によって剛性に優れたものとして構成されている。

同様に、第２ポケット部２２には、第２ストラット４２が起倒自在に収納されている。この第２ストラット２１は、その周方向他端側を支点として揺動可能とされて、その揺動に応じて、第２ポケット部２２内に収納された倒伏位置と、第２ポケット部２２から第２結合プレート２側に向けて大きく突出した起立位置とをとり得るようになっている。この第２ストラット４２は、第１ストラット４１に対して反対方向の回転ロック用となっており、このため、その揺動支点が、第１ストラット４１に対して、周方向反対側となるように設定されている。第２ストラット４２は、トルク伝達を行う関係上、例えば鉄系の金属によって剛性に優れたものとして構成されている。

第１ポケット部２１には、第１ストラット４１の背面側（第２結合プレート２と反対側）において、第１ストラット４１を起立位置に向けて付勢する第１ばね部材５１が配設されている。同様に、第２ポケット部２２には、第２ストラット４２の背面側（第２結合プレート２と反対側）において、第２ストラット４２を起立位置に向けて付勢する第２ばね部材５２が配設されている。各ばね部材５１と５２とは、それぞれ同一の形状、大きさとされて、実施形態では、コイルばねによって構成されている。より具体的には、コイルばねの軸線を第１結合プレート１の径方向に伸ばした状態で、細長く延びるその一端部５１ａ（５２ａ）がストラット４１（４２）の背面側に当接され、その他端部５１ｂ（５２ｂ）がポケット部２１（２２）の底面側に当接されている。ストラット４１（４２）が図５、図６に示す倒伏位置にあるときは、図４に示す起立位置にある場合に比して、ばね部材５１（５２）一端部５１ａ（５２ａ）と他端部５１ｂ（５２ｂ）とのなす角度が小さくされる。なお、ポケット部２１（２２）の底面には、ばね部材５１（５２）を収納するための収納凹部２１ａ（２２ａ）が形成されて、倒伏位置にあるストラット４１（４２）によって、ばね部材５１（５２）が極端に大きく変形されないように、つまりその一端部５１ａと５１ｂ（５２ａと５２ｂ）とのなす角度が極端に小さくなり過ぎないように設定されている。

各ストラット４１、４２は、その起立位置では、倒伏位置に対して例えば３０度〜４０度程度傾斜した姿勢となって、第１結合プレート１と第２結合プレート２との間での回転方向のトルク伝達を行うようになっている。そして、起立位置にあるストラット４１、４２の先端部（揺動支点側端部とは反対側の端部）は、前述したノッチ部３１、３２のうち比較的傾斜角度が大きく設定された傾斜面３１ａ、３２ａに面接触するようにされており、同様に、各ストラット４１、４２の揺動支点側の端部も、ポケット部２１、２２の周方向端面に面接触するようにされている。

図７に示すように、第１スライドプレート１１の外縁部には、周方向外方側に向けて延びる突起部１１ｃが形成され、この突起部１１ｃに、第１アクチュエータ６１が連結されている。同様に、第２スライドプレート１２の外縁部には、周方向外方側に向けて延びる突起部１２ｃが形成され、この突起部１２ｃに、第２アクチュエータ６２が連結されている。各アクチュエータ６１、６２によって、各スライドプレート１１、１２は互いに独立してスライド動（中心軸線Ｌ回りの回動）が行われるようになっている。

次に、以上のような構成の作用について、図７〜図１１を参照しつつ説明する。なお、図７〜図１１では、各ストラット４１、４２の動き等が明確になるように、第２結合プレート２を取外した状態が示される。また、以下の説明では、第２結合プレート２の中心軸線Ｌ回りの一方側回転方向を正転方向として、他方向回転方向を逆転方向として説明する。

まず、図７，図８に示す位置は、第１結合プレート１に対して、第２結合プレート２が中心軸線Ｌ回りの両方向に回転規制された両方向ロック状態である。すなわち、各スライドプレート１１、１２の各突起部１１ｃと１２ｃが互いに合致した基準位置αとされ、このとき、各ポケット部２１、２２に対して、各スライドプレート１１、１２の孔部分１１ａ、１２ａが完全に整合された状態となる。

図７、図８の両方向ロック状態において、起立位置にある第１ストラット４１は、各スライドプレート１１，１２の孔部分１１ａおよび１２ａを貫通して、第２結合プレート２の第１ノッチ部３１と係合し（図４参照）、その起立方向の設定からして、第２結合プレート２の正転方向への回転をロックする機能を行う。また、起立位置にある第２ストラット４２は、各スライドプレート１１，１２の孔部分１１ａおよび１２ａを貫通して、第２結合プレート２の第２ノッチ部３２と係合し（図４参照）、その起立方向の設定からして、第２結合プレート２の逆転方向への回転をロックする機能を行う。このような両方向ロック状態において、孔部分１１ａ、１２ａの周方向各端部のうち、起立位置にあるストラット４１，４２のうちその揺動支点に近い側はストラット４１、４２に近接した位置にあり、揺動支点から遠い側の周方向端部はストラット４１、４２から大きく離れて位置されている。

図７、図８に示す両方向ロック状態から、第１スライドプレート１１のみを、基準位置αから若干正転方向にスライド（回動）させた状態が、図９であり、この図６の状態では、第２ストラット４２のみが図５にも示すように第２ポケット部２２内に収納された倒伏位置とされる。これにより、第１ストラット４１によって第２結合プレート２の正転方向の回転が規制された正転方向（一方向）ロック状態とされる。

図７、図８に示す両方向ロック状態から、第１スライドプレート１１のみを、基準位置αから若干逆転方向にスライド（回動）させた状態が図１０であり、この図１０の状態では、第１ストラット４１のみが図６にも示すように第１ポケット部２１内に収納された倒伏位置とされる。これにより、第２ストラット４２によって第２結合プレート２の逆転方向の回転が規制された逆転方向（他方向）ロック状態とされる。

図７、図８に示す両方向ロック状態から、第１スライドプレート１１を基準位置αから若干正転方向にスライド（回動）させ、かつ第２スライドプレート１２を基準位置αから若干逆転方向にスライド（回動）させた状態が図１１である。この図１１の状態では、各ストラット４１、４２の両方がポケット部４１あるいは４２に収納された倒伏位置とされる。これにより、各ストラット４１、４２によっては第２結合プレート２の回転がなんら規制されない状態、つまり第２結合プレート２が正転方向および逆転方向の両方向に回転可能なニュートラル状態とされる。なお、ニュートラル状態では、第１ストラット４１は第２スライドプレート１２によって倒伏位置とされ、第２ストラット４２は第１スライドプレート１１によって倒伏位置とされる。

上述した図８〜図１１に示した例では、第１スライドプレート４１が基準位置αを含めて合計３つの位置の間で位置変更され、第２スライドプレート４２が基準位置αを含めて合計２つの位置の間での位置変更されて、各スライドプレート１１、１２の位置の組み合わせによって、前述したように、両方ロック状態と、正転方向ロック状態と、逆転方向ロック状態と、両方向の回転が許容されるニュートラル状態との合計４つの状態が任意に選択されることになる。そして、この４つの状態の間での状態変更は、２つのアクチュエータ６１、６２によってスライドプレート４１、４２を個別に駆動することにより行われる。なお、第１スライドプレート１１と第２スライドプレートとは合同形状に設定されているので、前述した４つの状態の間で変更するのに、第１スライドプレート１１と第２スライドプレート１２との動きを前述の説明とは逆の関係とすることによっても得られる。

図１２，図１３は、本発明の別の実施形態を示すもので、前記実施形態と同一構成要素には同一符合を付してその重複した説明は省略する。本実施形態では、ストラット４１（４２についても同じ）を、ピン７１を中心として揺動可能に第１結合プレート１に保持させたものである。ピン７１を用いた揺動により、第１ストラット４１の揺動をより円滑に行う上で好ましいものとなる。なお、ピン７１に対して、第１ストラット４１を若干その長手方向に相対変位可能として、起立位置にあるときに、第１ストラット４１が、第１ポケット部２１の周方向端面に確実に当接させることができる（ピン７１に伝達トルクを作用させないようにする）。また、本実施形態では、第１ばね部材５１（５２についても同じ）として、コイルばねに代えて板ばねを用いるようにしてある。なお、ばね部材５１（５２についても同じ）としては、コイルばねの軸線方向のばね力を利用する等、ばね部材５１の種類やその配置手法は適宜のものを採択できる。

図１４〜図１７は、本発明のさらに別の実施形態を示すもので、各スライドプレート１１、１２がそれぞれ２位置の間で位置変更されることにより、前述した４つの状態をとり得るようにしたものである。すなわち、図１４〜図１７は、それぞれ図７に対応した図とされている。そして、図１４が、両方向ロック状態である（図７に対応であるが、突起部１１ｃ、１２ｃの位置が図７の場合と若干相違している）。

図１４の両方向ロック状態から、第１スライドプレート４１を正転方向に若干スライド（回動）させて、突起部１１ｃを突起部１２ｃに合致させた状態が、図１５の状態である。この図１５の状態では、第２結合プレート２の正転方向の回転がロックされた正転方向（一方向）ロック状態となる。

図１４の状態から、第２スライドプレート２２を、若干逆転方向にスライド（回動）させて、突起部１２ａを突起部１１ａに合致させた状態が、図１６の状態である。この図１６の状態は、逆転方向（他方向）へのロック状態となる。

図１４の状態から、第１スライドプレート１１を若干正転方向にスライド（回動）させると共に、第２スライドプレート１２を若干逆転方向にスライド（回動）させた状態、つまり両突起部１１ｃと１２ｃとが図１４の状態から入れ替わった状態が図１７の状態である。この図１７の状態は、両方向の回転が許容されたニュートラル状態である。

図１８は、図１４〜図１７の実施形態において、各スライドプレート１１、１２をそれぞれ２つの位置の間で位置変更するアクチュエータの一例を示す。図１８の例では、アクチュエータは油圧式とされている。すなわち、９０は、変速機ケーシング１１１の底部に配設されたバルブボディで、このバルブボディ９０内に２つのシリンダ部９１ａ、９１ｂが形成されている。シリンダ部９１ａには第１ピストン９２ａが往復動可能に配設され、シリンダ部９１ｂには第２ピストン９２ｂが往復動可能に配設されている。

上記第１ピストン９２ａは、スプリング９３ａによって一方向に付勢されている。同様に、第２ピストン９２ｂは、スプリング９３ｂによって他方向に付勢されている。ピストン９２ａによってシリンダ部９１ａ内に画成された油室９４ａが、電磁式の切換弁９５ａを介して、ポンプ９６に接続されている。同様に、ピストン９２ｂによってシリンダ部９１ｂ内に画成された油室９４ｂが、電磁式の切換弁９５ｂを介して、ポンプ９６に接続されている。なお、９７はアキュムレータである。

切換弁９５ａによって、油室９４ａをポンプ９６側に接続すると、第１ピストン９２ａがスプリング９３ａに抗して移動されて、他方向ストローク端に移動される。また、切換弁９５ａによって、油室９４ａがドレンされると、第１ピストン９２ａは、スプリング９３ａによって、図１８の一方向ストローク端に復帰される。このような第１ピストン９２ａからは、延長部９８ａがバルブボディ９０の外部に延在され、この延長部９８ａに設けたピン９９ａに対して、第１スライドプレート１１の突起部１１ｃ（に形成された凹部）が嵌合、連結されている。第１ピストン９２ａは、２つの位置の間で位置変更されるが、それぞれその２つの位置はそれぞれストローク端であるので、その位置決めが極めて精度よく行われ、第１スライドプレート１１の２つの位置の位置決めも精度よく行われることになる。

第２ピストン９２ｂについても、第１ピストン９２ａと同様に構成されており、したがって、第１ピストン９２ａについて用いた「ａ」の符合に代えて「ｂ」の符合を用いることにより、その重複した説明は省略する。勿論、第２ピストン９２ｂは、第２スライドプレート１２に連結されるものである。なお、図１５の例では、第１ピストン９２ａが第１アクチュエータ６１を構成し、第２ピストン９２ｂが第２アクチュエータ６２を構成し、バルブボディ９０が第１と第２の各アクチュエータ共通用のボディとして用いられている。

なお、１つのピストン９２ａによって２つの第２結合プレート１１を同時にスライド駆動し、１つのピストン９２ｂによって２つの結合プレート１２を同時にスライド駆動し、２つのピスト９２ａと９２ｂとが同期して駆動されることにより、１つの第１結合プレート１を挟んで配置される２つの結合プレート２は、第１結合プレート１（つまり変速機ケーシング１１１）に対して同期して同じ係合状態とされる（第１プレート状カップリングＰＣ１と第２プレート状カップリングＰＣ２とは、常に同じ状態とされる）。このような同期駆動は、以下に説明する図１９の例においても同じである。

図１９は、図１８の変形例を示すもので、１つのシリンダ９１内に１つのピストン９２のみが摺動自在に嵌合されている。そして、ピストン９２の各端側に２つの油室９４ａ、９４ｂが画成されて、この各油室９４ａ、９４ｂ内にスプリング９３ａ、９３ｂが配設されている。本実施形態では、各油室９４ａ、９４ｂがそれぞれドレンされたときに、ピストン９２は中立位置とされる。一方の油室９４ａに油圧が供給される一方、他方の油室９４ｂがドレンされると、ピストン９２が図中右方に変位されて、右方ストローク端位置とされる。逆に、油室９４ｂに油圧が供給される一方、油室９４ａがドレンされると、ピストン９２が図中左方に変位されて、左方ストローク端位置とされる。このようにして、ピストン９２は３つの位置を選択に切替えられることになり、例えば図８〜図１１の実施形態において、第１スライドプレート１１を３つの位置で位置変更する場合に用いることができる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。第２結合プレート２側に、ポケット部２１、２２つまりストラット４１、４２やばね部材５１、５２を配設してもよい。アクチュエータを２つのスライドプレートの共通用として、この１つのアクチュエータと２つのスライドプレート１１，１２とを別途連結機構を介して連結して、アクチュエータの動きによって、２つのスライドプレート１１，１２が、図８〜図１１の動き（あるいは図１４〜図１７の動き）となるように設定するようにしてもよい。スライドプレート１１，１２を、中心軸線Ｌ回りにスライド（回動）させる代わりに、例えば中心軸線Ｌと直交する方向にスライドさせるようにすることもできる。アクチュエータ６１、６２としては、油圧式に限らず、電動式等適宜のものを採択し得る。第１ポケット部２１（第２ポケット部２２についても同様）、つまり第１ストラット４１等（第２ストラット４２等についても同じ）は、１個または３個以上であってもよく、また、第１ポケット部２１と第２ポケット部２２の数が互いに相違していてもよい（特に、回転方向におけるトルク伝達の大きさに相違がある場合等に好適）。

プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２は、ワンウェイクラッチのみの機能を有するようにしてもよく（例えば特許文献１におけるワンウェイクラッチ５６の機能で、この場合は一方向ロック機能のみを有すればよく、スライドプレート１１、１２を不用とすることができる）、あるいはブレーキのみの機能を有するようにしてもよい（例えば特許文献１におけるローリバースブレーキ５５の機能で、この場合は、両方向ロック状態とニュートラル状態とが得られればよい）。プレート状カップリングＰＣ１、ＰＣ２は、一方向ロック状態と他方向ロック状態との２つの係合状態が選択的に得られるものとしてもよく（所定の変速段構成とエンジンブレーキの確保）、一方向ロック状態とニュートラル状態との２つの係合状態が選択的に得られるものとしてもよく（所定の変速段構成とパワーオフ時の回転抵抗低減）、両方向ロック状態のみが得られるものとする（所定の変速段構成）等、得るべき係合状態は適宜選択できるものであり、この得るべき係合状態の種類等に応じてスライドプレートの有無やスライドプレートを有するときのその枚数を適宜相違させればよい。多段変速歯車機構としての遊星歯車機構としては、適宜の形式のものを採択することができる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明が適用される自動変速機の一例を示すスケルトン図。 図１に示す自動変速機の変速段と摩擦要素等の締結関係を示す図。 図１のうち、プレート状カップリング部分の詳細を示す要部断面図。 図８のＸ１−Ｘ１線相当断面図で、両ストラットがそれぞれ起立位置とされた両方向ロック状態を示す。 図４の状態から、第２ストラットのみが倒伏位置とされた状態を示す要部断面図。 図４の状態から、第１ストラットのみが倒伏位置とされた状態を示すようぶ 断面図。 第２結合プレートを取外した状態で、第２結合プレート側から見たときの正面図。 図７の斜視図で、両方向ロック状態を示す。 正転方向ロック状態を示すもので、図８に対応した斜視図。 逆転転方向ロック状態を示すもので、図８に対応した斜視図。 両方向の回転が許容されたニュートラル状態を示すもので、図８に対応した斜視図。 本発明の別の実施形態を示す要部断面図。 図１２に用いられた板ばねの斜視図 本発明のさらに別の実施形態を示すもので、両方向ロック状態を示すもので、図７に対応した正面図。 正転方向ロック状態を示すもので、図１４に対応した正面図。 逆転方向ロック状態を示すもので、図１４に対応した正面図。 両方向の回転が許容されたニュートラル状態を示すもので、図１４に対応した正面図。 各スライドプレートを２つの位置の間でもって位置変更するためのアクチュエータの一例を示す断面系統図。 各スライドプレートを３つの位置の間でもって位置変更するためのアクチュエータの一例を示す断面系統図。

符号の説明

１：第１結合プレート
２：第２結合プレート
１１：第１スライドプレート
１１ａ：孔部分
１１ｂ：非孔部分
１１ｃ：突起部（アクチュエータへの連結部）
１２：第２スライドプレート
１２ａ：孔部分
１１ｂ：非孔部分
１１ｃ：突起部（アクチュエータへの連結部）
２１：第１ポケット部
２２：第２ポケット部
３１：第１ノッチ部
３２：第２ノッチ部
４１：第１ストラット
４２：第２ストラット
５１：第１ばね部材
５２：第２ばね部材
６１：第１アクチュエータ
６２：第２アクチュエータ
９０：バルブボディ
９２：ピストン
９２ａ：第１ピストン（第１アクチュエータ）
９２ｂ：第２ピストン（第２アクチュエータ）
９３ａ：スプリング
９３ｂ：スプリング
９５ａ：切換弁
９５ｂ：切換弁
９６：ポンプ
１００：自動変速機
１１１：変速機ケーシング
１３０、１４０：遊星歯車機構
１３４：リングギア（所定の回転部材）

Claims (11)

1. 多段変速歯車機構を構成する遊星歯車機構が変速機ケーシング内に収納され、該遊星歯車機構における所定の回転部材をプレート状カップリングを介して該変速機ケーシングに係合させるようにした自動変速機において、
   前記プレート状カップリングが、
   前記変速機ケーシングに一体とされた環状の第１結合プレートと、
   前記所定の回転部材に一体とされ、前記第１結合プレートの一面側に対向するように配置された環状の一面側第２結合プレートと、
   前記所定の回転部材に一体とされ、前記第１結合プレートの他面側に対向するように配置された環状の他面側第２結合プレートと、
   前記第１結合プレートと前記一面側第２結合プレートとの対向面および該第１結合プレートと前記他面側第２結合プレートとの対向面において、該各対向面の一方に設けられたポケット部および該各対向面の他方に設けられたノッチ部と、
   前記各ポケット部に収納され、それぞれ前記中心軸線の周方向一方側端部を支点にして揺動することにより起倒されて、起立状態のときに前記ノッチ部に係合して前記各第２結合プレートの周方向他方側への回転を規制するストラットと、
   前記各ポケット部に収納され、前記ストラットを起立位置に向けて付勢するばね部材と、
   を備えている、
   ことを特徴とする自動変速機。
2. 請求項１において、
   前記所定の回転部材に、前記第１結合プレートの一面側に沿って延びる第１部分と、該第１結合プレートの他面側に沿って延びる第２部分と、該第１部分と第２部分との内周側端部同士を連結する第３部分とからなる断面略コ字状部分を有する環状の連結部材が一体化され、
   前記連結部材のうち、前記第１部分で前記一面側第２結合プレートが構成されると共に、前記第２部分で前記他面側第２結合プレートが構成されている、
   ことを特徴とする自動変速機。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記第１結合プレートおよび前記各第２結合プレートが、前記所定の回転部材に対して前記中心軸線方向に直列に配置され、
   前記中心軸線と直交する方向において、前記各第２結合プレートの外周縁部の位置が、前記所定の回転部材の外周縁部の位置と略一致されている、
   ことを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記第１結合プレートと前記各第２結合プレートとの間にはそれぞれ、前記中心軸線回りに環状とされると共に該中心軸線回りにスライド可能なスライドプレートが配設され、
   前記各スライドプレートは、孔部分と非孔部分とを有して、該孔部分が前記ストラットに位置されたときに該ストラットが起立位置となるのを許容するように設定され、
   前記各スライドプレート同士を同期させスライド駆動させるためのアクチュエータが設けられている、
   ことを特徴とする自動変速機。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記ストラットとして、前記記中心軸線の周方向一方側端部を支点にして揺動することにより起倒される第１ストラットの他に、該中心軸線の周方向他方側端部を支点にして起倒される第２ストラットが設けられ、
   前記ノッチ部として、前記第１ストラットに対応した第１ノッチ部の他に、前記第２ストラットに対応した第２ノッチ部が設けられて、該第１ストラットによる前記各第２結合プレートの回転規制方向と該第２ストラットによる該各第２結合プレートの回転規制方向が互いに反対方向となるように設定され、
   前記第１結合プレートと前記各第２結合プレートとの間には、前記中心軸線回りに環状とされると共に該中心軸線回りにスライド可能な第１スライドプレートおよび第２スライドプレートが配設され、
   前記各第１スライドプレートおよび各第２スライドプレートはそれぞれ孔部分と非孔部分とを有して、該各スライドプレートの各孔部分がそれぞれ位置されたストラットのみが起立位置とされるように設定され、
   前記各第１スライドプレート同士を同期させて駆動するアクチュエータと、前記各第２スライドプレート同士を同期させて駆動するアクチュエータとが設けられている、
   ことを特徴とする自動変速機。
6. 請求項５において、
   前記各スライドプレートのスライド位置の変更に応じて、少なくとも、前記第１ストラットおよび第２ストラットがそれぞれ起立位置とされて前記各第２結合プレートの両方向への回転が規制された両方向ロック状態と、該第１ストラットが起立位置で該第２ストラットが倒伏位置とされて該各第２結合プレートがそれぞれ一方向への回転を規制された一方向ロック状態と、前記第１ストラットおよび第２ストラットがそれぞれ倒伏位置とされて該各第２結合プレートの両方向への回転が許容されたニュートラル状態と、をとり得るようにされている、ことを特徴とする自動変速機。
7. 請求項６において、
   マニュアル操作されるセレクトレバーが前進走行での自動変速指令となるＤレンジ位置のとき、前記一方向ロック状態とされて所定の変速段を構成し、
   マニュアル操作されるセレクトレバーが、マニュアル操作される毎に前進走行時における変速段の変更指令を行うマニュアルモード位置のときに、双方向ロック状態とされて前記所定の変速段を構成するようにされている、
   ことを特徴とする自動変速機。
8. 請求項７において、
   前記セレクトレバーが後退走行を選択しているときは、前記双方向ロック状態とされて後退変速段が構成される、ことを特徴とする自動変速機。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、
   パワーオフ時に、前記ニュートラル状態とされる、ことを特徴とする自動変速機。
10. 請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、
    パワーオフ時に、前記双方向ロック状態とされる、ことを特徴とする自動変速機。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、
    前記ポケット部、ストラットおよびばね部材がそれぞれ、前記第１結合プレートに設けられている、ことを特徴とする自動変速機。
    

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