JP4597138B2

JP4597138B2 - 無段変速機の前後進切替装置

Info

Publication number: JP4597138B2
Application number: JP2006543149A
Authority: JP
Inventors: 雅夫嶋本; 良司羽渕; 秀明高原
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: CN101048608A; CN100470095C; EP1808619A4; EP1808619A1; WO2006049034A1; JPWO2006049034A1; KR100877277B1; EP1808619B1; KR20070058001A

Description

本発明は無段変速機の前後進切替装置、特に遊星歯車機構と逆転ブレーキと直結クラッチとを備えた前後進切替装置に関するものである。

特許文献１には、前後進切替装置と、ベルト式無段変速装置と、デファレンシャル装置とを有する無段変速機であって、前後進切替装置が１個のシングルピニオン式の遊星歯車機構を有し、遊星歯車機構のサンギヤを入力側に連結し、リングギヤを出力側に連結し、キャリアをケースに対して係止する逆転ブレーキと、キャリアとサンギヤとを連結する直結クラッチとを備えたものが開示されている。前進時には、逆転ブレーキを締結し直結クラッチを解放することにより、入力側から入力される駆動力が逆転されかつ減速されて出力側へ伝達され、後進時には、直結クラッチを締結し逆転ブレーキを解放することにより、入力側と出力側とが直結される。

この無段変速機では、ベルト式無段変速装置の駆動プーリを支持する第１軸と、従動プーリを支持する第２軸と、デファレンシャル装置の第３軸との３軸構造となっている。そのため、前進時にエンジン駆動力を前後進切替装置で逆転して駆動プーリに伝達し、従動プーリからデファレンシャル装置を介して出力軸を駆動することで、前進時には出力軸をエンジン回転方向と同一方向に駆動することができる。このように３軸構成とすることで、簡素でコンパクトな無段変速機を実現できる。さらに、前進時にベルト式無段変速装置の前段階で、前後進切替装置により減速されるので、エンジンの高速回転時でも駆動プーリの回転速度を抑制でき、損失トルクの低減を図ることができる。

図８は特許文献１に記載された前後進切替装置の構造を示す。
前後進切替装置を構成する遊星歯車機構１００のサンギヤ１０１は入力軸１０２に結合され、サンギヤ１０１とかみ合うピニオンギヤ１０３はピニオン軸１０４を介してキャリア１０５によって支持されている。キャリア１０５の前側には円板状のキャリアプレート１０６が固定され、その内径側を入力軸１０２に回転自在に支持するとともに、その外径側を逆転ブレーキ１０７のブレーキハブ１０６ａとして使用し、さらに中間部に直結クラッチ１０８のクラッチバブ１０６ｂを固着している。直結クラッチ１０８のクラッチディスクを締結する油圧ピストン１０９はクラッチドラム１１０の中に配置され、クラッチドラム１１０の内周端部が入力軸１０２に連結されている。逆転ブレーキ１０７のブレーキディスクを締結する油圧ピストン１１１は変速機ケース１１２に内壁に形成された凹部１１３に収容されている。ピニオンギヤ１０３とかみ合うリングギヤ１１４の内径部は駆動プーリ１１５のプーリ軸１１６の内側にスプライン嵌合している。

上記のように直結クラッチ１０８を締結する油圧アクチュエータを構成するクラッチドラム１１０が入力軸１０２と一体回転するため、クラッチドラム１１０への供給油路中に油漏れ防止用のシールリング１１７を設ける必要があり、フリクションロスが大きいという問題がある。また、回転に伴う遠心力によりクラッチドラム１１０の油圧室内に遠心油圧が発生するため、油圧制御が複雑になるという問題がある。
さらに、クラッチドラム１１０を入力軸１０２に連結するため、クラッチドラム１１０を多段階に屈曲した形状に加工しなければならず、構造が複雑で、加工コストがかかるとともに、トルク伝達上も好ましくないという問題がある。

特許文献１と同様の問題は、特許文献２に記載のような無段変速機においても発生する。
この無段変速機は、４軸構成とされたものであり、入力軸と駆動プーリとの間に前後進切替装置が設けられ、従動プーリからリダクションギヤを介してデファレンシャル装置へと動力が伝達される。

前後進切替装置は、ダブルピニオン方式の遊星歯車機構と、入力軸とキャリアとの間に設けられる直結クラッチと、リングギヤと変速機ケースとの間に設けられる逆転ブレーキとで構成され、サンギヤは入力側である入力軸と結合され、キャリアは出力側である駆動プーリと結合されている。
前進時には、直結クラッチを締結することにより、入力軸と駆動プーリとが直結され、入力軸の回転がそのまま駆動プーリへ伝達され、従動プーリ、リダクションギヤを介してデファレンシャル装置へと伝達される。後進時には、逆転ブレーキを締結することにより、入力軸の回転が逆転されて駆動プーリへと伝達され、従動プーリ、リダクションギヤを介してデファレンシャル装置へと伝達される。

この無段変速機の場合も、直結クラッチを締結する油圧アクチュエータのクラッチドラムが入力軸と一体回転するため、シールリングによるフリクションロスが大きく、かつ回転に伴う遠心力によりクラッチドラムの油圧室内に遠心油圧が発生する。また、直結クラッチを構成するために、複雑な形状のクラッチドラムを必要とするという問題がある。
特開２００２−３２７８２８号公報特開平１０−１８４８３４号公報

そこで、本発明の目的は、直結クラッチの油圧アクチュエータを静止部材に設けることにより、フリクションロスを低減し、簡素な構造で小型の無段変速機の前後進切替装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１実施形態は、遊星歯車機構と逆転ブレーキと直結クラッチとを備え、上記遊星歯車機構のサンギヤが入力部材に結合され、リングギヤが出力部材に結合され、上記逆転ブレーキは上記キャリアと変速機ケースとの間に設けられ、上記直結クラッチは上記キャリアと上記入力部材との間に設けられ、上記逆転ブレーキと直結クラッチとを選択的に締結させることにより前後進切替えを行う無段変速機の前後進切替装置において、上記キャリアには、内周に直結クラッチのクラッチディスクの外周部と係合する内スプラインを有する円筒部が設けられ、上記サンギヤには、外周に直結クラッチのクラッチディスクの内周部と係合する外スプラインを有する円筒部が設けられ、上記直結クラッチを締結する油圧アクチュエータは、変速機ケースあるいは変速機ケースに固定された静止部材に設けられ、上記油圧アクチュエータのピストンと直結クラッチのクラッチディスクとの間に、両者の相対回転を許容し軸方向圧力を伝達するスラストベアリングが配置されていることを特徴とする無段変速機の前後進切替装置を提供する。
また、本発明の第２実施形態は、遊星歯車機構と逆転ブレーキと直結クラッチとを備え、上記遊星歯車機構のサンギヤが入力部材に結合され、キャリアが出力部材に結合され、上記逆転ブレーキは上記リングギヤと変速機ケースとの間に設けられ、上記直結クラッチは上記キャリアと上記入力部材との間に設けられ、上記逆転ブレーキと直結クラッチとを選択的に締結させることにより前後進切替えを行う無段変速機の前後進切替装置において、上記キャリアには、内周に直結クラッチのクラッチディスクの外周部と係合する内スプラインを有する円筒部が設けられ、上記サンギヤには、外周に直結クラッチのクラッチディスクの内周部と係合する外スプラインを有する円筒部が設けられ、上記直結クラッチを締結する油圧アクチュエータは、変速機ケースあるいは変速機ケースに固定された静止部材に設けられ、上記油圧アクチュエータのピストンと直結クラッチのクラッチディスクとの間に、両者の相対回転を許容し軸方向圧力を伝達するスラストベアリングが配置されていることを特徴とする無段変速機の前後進切替装置を提供する。

例えば、シングルピニオン方式の遊星歯車機構を用い、遊星歯車機構のリングギヤを出力部材に結合し、逆転ブレーキをキャリアと変速機ケースとの間に設け、直結クラッチをキャリアとサンギヤとの間に設けた場合を想定して説明する。
この場合には、逆転ブレーキを締結し直結クラッチを解放することにより、入力側（例えばトルクコンバータ）から入力される駆動力が逆転されかつ減速されて出力側（例えば駆動プーリ）へ伝達され、前進駆動状態となる。逆に、直結クラッチを締結し逆転ブレーキを解放することにより、入力側と出力側とが直結され、後進駆動状態となる。そのため、３軸構成でコンパクトな無段変速機を実現できる。

直結クラッチを締結する油圧アクチュエータが静止部材に設けられているので、クラッチへの供給油路中に油漏れ防止用のシールリングを設ける必要がなく、フリクションロスを小さくすることができる。また、油圧アクチュエータには回転に伴う遠心油圧が発生しないので、油圧制御が簡単になり、ピストンに遠心油圧排出用のチェックボールなどを設ける必要がない。変速機ケースなどの静止部材に油圧室を直接形成すればよいので、複雑な形状のクラッチドラムを省略することができ、構造を簡素化でき、加工コストを低減できるという利点がある。
静止部材に油圧アクチュエータを設ける関係で、油圧ピストンも回転しない。したがって、油圧ピストンを直結クラッチのクラッチディスクに圧接させる際、両者の間に相対回転が生じる。そこで、クラッチディスクと油圧ピストンとの間にスラストベアリングを配置している。これにより、ピストンの軸方向圧力はクラッチディスクに効果的に伝達され、かつピストンがクラッチディスクと連れ回りするのが防止される。
本発明でクラッチディスクとは、摩擦ディスクとプレート部材の両方を含むものである。
なお、スラストベアリングは、ピストンとクラッチディスクとの相対回転を許容し、かつ軸方向力を伝達するものであればよく、ローラベアリングやボールベアリングなど、任意のベアリングを使用することができる。

ダブルピニオン方式の遊星歯車機構を用い、遊星歯車機構のキャリアを出力部材に結合し、逆転ブレーキをリングギヤと変速機ケースとの間に設け、直結クラッチをキャリアとサンギヤとの間に設けることもできる。この場合には、直結クラッチを締結し逆転ブレーキを解放することにより前進駆動状態となり、逆転ブレーキを締結し直結クラッチを解放することにより後進駆動状態となる。この場合は、４軸構成の無段変速機を実現できる。

表１は、シングルピニオンとダブルピニオンの２種類の遊星歯車機構を用いた前後進切替装置の違いを示したものである。

直結クラッチを締結する油圧アクチュエータのシリンダ部を、変速機ケースに固定され、かつ直結クラッチと軸方向に隣接して配置されたオイルポンプカバーの背面部に形成するのが望ましい。
直結クラッチをキャリアより前側（エンジン側）に配置した場合、直結クラッチの前側に隣接して変速機ケースに固定されたオイルポンプカバーが位置していることがある。このオイルポンプカバーの背面側に油圧アクチュエータのシリンダ部を形成すれば、シリンダ部をオイルポンプカバー内に埋没させることができ、軸方向寸法を短縮できる。
また、油圧アクチュエータのシリンダ部をオイルポンプカバーの背面部に形成することで、油圧アクチュエータの油圧反力がオイルポンプカバーをオイルポンボデー側へ押す働きを持ち、オイルポンプのシール性が向上するという利点がある。

キャリアに、外周に逆転ブレーキのブレーキディスクの内周部と係合する外スプラインを有し、内周に直結クラッチのクラッチディスクの外周部と係合する内スプラインを有する円筒部を設けるのがよい。すなわち、キャリアに、逆転ブレーキのブレーキハブと直結クラッチのクラッチドラムとを兼ねる円筒部を設けるのが望ましい。
特許文献１では、キャリアの前側に円板状のキャリアプレートを固定し、その内径側を入力軸に回転自在に支持するとともに、その外径側を逆転ブレーキのブレーキハブとして使用し、さらに中間部に直結クラッチのクラッチバブを固着している。このようにキャリアに２つのハブを設ける必要があり、構造が複雑になるとともに、ハブの強度を確保するのが難しかった。
これに対し、キャリアにブレーキハブとクラッチドラムとを兼ねる円筒部を設ければ、円筒部は１個で済み、構造が簡素になるだけでなく、円筒部の機械的強度も容易に確保でき、トルク伝達性能が向上する。特に、外スプラインと内スプラインとを軸方向にオーバーラップする位置に形成すれば、キャリア、直結クラッチおよび逆転ブレーキを含む前後進切替装置の軸方向寸法をさらに短縮できる。

キャリアの円筒部の内周に、内スプラインが欠如した欠歯部を設け、ピニオン軸を支持するピニオン穴を上記欠歯部と周方向に対応する位置に形成し、上記ピニオン穴と欠歯部の底面との半径方向の間隔Ｒを、内スプラインの高さＴより小さくするのがよい。
この場合には、ピニオン穴を円筒部の内周面に近い位置に形成することができるので、前後進切替装置の半径方向の寸法を短縮することができる。

サンギヤに、直結クラッチのクラッチディスクの内周部と係合する外スプラインを有する円筒部を設けるのがよい。つまり、直結クラッチのクラッチハブとなる円筒部を設けるのがよい。
特許文献１では、直結クラッチは入力軸に連結されたクラッチドラムとキャリアとの間に設けられている。そのため、複雑な形状のクラッチドラムが必要になり、直結クラッチの構造が複雑で大きなスペースを占めるという欠点がある。
これに対し、直結クラッチのクラッチハブとなる円筒部をサンギヤの軸方向端部に設け、直結クラッチをサンギヤとキャリアとの間に設ければ、キャリアの円筒部との相乗効果により、クラッチドラムのような複雑な構造の部品が不要となり、前後進切替装置を簡素化できると同時に、装置自体を小型化できる。

逆転ブレーキのブレーキディスクの軸方向端部を支えるストッパ部を、変速機ケースに固定された静止部材に設けるのがよい。
ブレーキディスクは油圧ピストンによって押されるので、その軸方向端部を支えるために、変速機ケースにスナップリングを装着するのが一般的である。しかし、スナップリングを嵌合させる溝と圧力がかかる部分とが半径方向にオフセットしているため、スナップリングに捩れなどの変形が発生しやすい。そのため、スナップリングの内側に厚肉なフランジ部品を配置する必要があり、スペース効率が悪いという問題がある。
これに対し、ブレーキディスクの軸方向端部を変速機ケースに固定された静止部材で支えるようにすれば、スナップリングが不要になるとともに、油圧ピストンの圧力を軸方向に対向して支えることができるので、ブレーキディスクの変形が少なく、耐久性が向上するという利点がある。
ストッパ部を設ける静止部材としては、逆転ブレーキのブレーキディスクを間にして油圧ピストンと対向する位置に配置された静止部材を用いることになる。油圧ピストンを遊星歯車機構より後側（反エンジン側）に配置した場合、静止部材は遊星歯車機構より前側（エンジン側）に配置される。このような静止部材としては、例えばオイルポンプカバーを使用することができる。
本発明でブレーキディスクとは、摩擦ディスクとプレート部材の両方を含むものである。

直結クラッチのクラッチディスクの軸方向端部を支えるストッパ部を、遊星歯車機構のキャリアに設けるのがよい。
直結クラッチの油圧アクチュエータが静止部材に設けられているので、油圧アクチュエータからの押圧力を受けてクラッチディスクが押される。その軸方向端部を、従来のようなスナップリングで支持すると、上記と同様の問題が発生する。
これに対し、キャリアにストッパ部を設けることで、スナップリングが不要になるとともに、油圧ピストンの圧力を軸方向に対向して支えることができるので、クラッチディスクの変形が少なく、耐久性が向上するという利点がある。

以上のように、本発明によれば、直結クラッチを締結する油圧アクチュエータが静止部材に設けられているので、クラッチへの供給油路中に油漏れ防止用のシールリングを設ける必要がなく、フリクションロスを小さくすることができる。また、油圧アクチュエータには回転に伴う遠心油圧が発生しないので、油圧制御が簡単になり、ピストンに遠心油圧排出用のチェックボールなどを設ける必要がない。変速機ケースなどの静止部材に油圧室を形成すればよいため、複雑な形状のクラッチドラムを省略でき、加工コストを低減できるという利点がある。

本発明にかかる無段変速機の一例の展開断面図である。図１に示す無段変速機のスケルトン図である。図１に示す無段変速機の前後進切替装置の詳細断面図である。前後進切替装置の遊星歯車機構の正面図である。図４のＶ−Ｖ線断面図である。図５のVI−VI線断面図である。本発明にかかる前後進切替装置の第２実施例のスケルトン図である。従来の無段変速機の前後進切替装置の断面図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例を参照して説明する。

図１〜図３は本発明にかかる無段変速機の一例を示す。
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によりトルクコンバータ２を介して駆動される入力軸３、入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する前後進切替装置４、駆動プーリ１１と従動プーリ２１と両プーリ間に巻き掛けられたＶベルト１５とからなる無段変速装置Ａ、従動軸２０の動力を出力軸３２に伝達するデファレンシャル装置３０などで構成されている。入力軸３と駆動軸１０とは同一軸線上に配置され、従動軸２０とデファレンシャル装置３０の出力軸３２とが入力軸３に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機は全体として３軸構成とされている。
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、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。

無段変速機を構成する各部品は変速機ケース５の中に収容されている。トルクコンバータ２と前後進切替装置４との間には、オイルポンプ６が配置されている。このオイルポンプは、図３に示すように、変速機ケース５に固定されたオイルポンプボデー７と、オイルポンプボデー７に対して固定されたオイルポンプカバー８と、オイルポンプボデー７とオイルポンプカバー８との間に収容されたポンプギヤ９とで構成されている。ポンプギヤ９はトルクコンバータ２のポンプインペラ２ａにより駆動される。なお、トルクコンバータ２のタービンランナ２ｂは入力軸３に連結され、ステータ２ｃはワンウエイクラッチ２ｄを介して変速機ケース５により支持されている。

前後進切替装置４は、図３に示すように、遊星歯車機構４０と逆転ブレーキ５０と直結クラッチ５１とで構成され、遊星歯車機構４０のサンギヤ４１が入力回転部材である入力軸３に連結され、リングギヤ４２が出力回転部材である駆動軸１０に連結されている。遊星歯車機構４０はシングルピニオン方式であり、逆転ブレーキ５０はピニオンギヤ４３を支えるキャリア４４と変速機ケース５との間に設けられ、直結クラッチ５１はキャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられている。直結クラッチ５１を解放して逆転ブレーキ５０を締結すると、入力軸３の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸１０へ伝えられる。逆に、逆転ブレーキ５０を解放して直結クラッチ５１を締結すると、遊星歯車機構４０のキャリア４４とサンギヤ４１とが一体に回転するので、入力軸３と駆動軸１０とが直結される。
なお、前後進切替装置４の具体的構造については後述する。

無段変速装置Ａの駆動プーリ１１は、駆動軸（プーリ軸）１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上にローラスプライン部１３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能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油圧サーボ１２とを備えている。可動シーブ１１ｂの外周部には、背面側へ延びるピストン部１２ａが一体に形成され、このピストン部１２ａの外周部が駆動軸１０に固定されたシリンダ１２ｂの内周部に摺接している。可動シーブ１１ｂとシリンダ１２ｂとの間に油圧サーボ１２の作動油室１２ｃが形成され、この作動油室１２ｃへの油圧を制御することにより、変速制御が実施される。

従動プーリ２１は、従動軸（プーリ軸）２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上にローラスプライン部２３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能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油圧サーボ２２とを備えている。このローラスプライン部２３の構造は、駆動プーリ１１のローラスプライン部１３と同様である。可動シーブ２１ｂの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部２２ａが一体に形成され、このシリンダ部２２ａの内周部に従動軸２０に固定されたピストン２２ｂが摺接している。可動シーブ２１ｂとピストン２２ｂとの間に油圧サーボ２２の作動油室２２ｃが形成され、この作動油室２２ｃの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。なお、作動油室２２ｃには初期推力を与えるスプリング２４が配置されている。

従動軸２０の一端部はエンジン側に向かって延び、この一端部に出力ギヤ２７が固定されている。出力ギヤ２７はデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛み合っており、デファレンシャル装置３０から左右に延びる出力軸３２に動力が伝達され、車輪が駆動される。

ここで、前後進切替装置４の具体的構造について、図３〜図６を参照しながら詳細に説明する。
キャリア４４は円盤状のキャリアフランジ４５と円環状のキャリアリム４６とで構成されており、キャリアフランジ４５の内径部はサンギヤ４１とリングギヤ４２との間を内径方向に延び、入力軸３に回転自在に支持されている。キャリアフランジ４５にはキャリアリム４６に向かって軸方向に突出する複数（ここでは６個）の柱状部４５ａが一体に形成され、これら柱状部４５ａの間の空間に上記ピニオンギヤ４３が配置されている。上記柱状部４５ａの先端面とキャリアリム４６とは焼結にて金属結合され、キャリアフランジ４５とキャリアリム４６とは一体的に固定されている。なお、溶接、ロー付、ネジ止めなどによって固定してもよい。

図５に示すように、キャリアフランジ４５とキャリアリム４６との対向位置にはピニオン穴４５ｂ，４６ａが形成され、これらピニオン穴４５ｂ，４６ａにピニオンギヤ４３を支持するピニオン軸４７が架け渡して挿入されている。ピニオンギヤ４３とキャリアフランジ４５との間、ピニオンギヤ４３とキャリアリム４６との間にはスラストワッシャ４３ａがそれぞれ配置されている。また、ピニオンギヤ４３の内周とピニオン軸４７の外周との隙間にはニードルベアリング４３ｂが配置され、ピニオンギヤ４３はピニオン軸４７に対して回転自在である。キャリアフランジ４５のピニオン穴４５ｂに挿入されたピニオン軸４７の一端部は、キャリアフランジ４５の半径方向外方から圧入されたローラピン４５ｃによって軸方向および回転方向の動きが規制されている。

図５に示すように、キャリアリム４６には、前側（エンジン側）に向かって軸方向に突出する円筒部４６ｂが一体に形成されており、この円筒部４６ｂが逆転ブレーキ５０のブレーキハブと直結クラッチ５１のクラッチドラムとを兼ねている。すなわち、円筒部４６ｂの外周部には逆転ブレーキ５０のブレーキディスク５０ａの内径部が係合する外スプライン４６ｃが形成され、内周部には直結クラッチ５１のクラッチディスク５１ａの外径部が係合する内スプライン４６ｄが形成されている。このように円筒部４６ｂの内外周面であって半径方向に対向位置にそれぞれスプライン４６ｃ，４６ｄが設けられ、両スプラインがスペースＳで軸方向にオーバーラップしているため、それだけ軸方向寸法を短縮できる。また逆転ブレーキ５０と直結クラッチ５１とを円筒部４６ｂの内外周に配置できるので、半径方向のスペースも短縮できる。

図４に示すように、キャリアリム４６の円筒部４６ｂの内周面には、内スプライン４６ｄが欠如した欠歯部４６ｅが所定間隔で形成されており、ピニオン穴４６ａは欠歯部４６ｅと周方向に対応する位置に形成されている。ピニオン穴４６ａと欠歯部４６ｅの底面との半径方向の間隔Ｒは、内スプライン４６ｄの高さＴより小さい。
Ｒ＜Ｔ
そのため、ピニオン穴４６ａを円筒部４６ｂの内周面に近い位置に形成することができ、前後進切替装置４の半径方向の寸法を短縮することができる。

逆転ブレーキ５０のピストン５０ｂは、図３に示すように変速機ケース５の内側壁に形成された凹型の油圧室５０ｃに収容され、この油圧室５０ｃに供給される油圧によりピストン５０ｂは作動され、ブレーキディスク５０ａを締結する。ピストン５０ｂの圧力によって押されたブレーキディスク５０ａの端部を支える反力部材として、静止部材であるオイルポンプカバー８から円筒状のストッパ部８ａが一体に突設されている。そのため、ブレーキディスク５０ａの端部を支えるスナップリングを省略できる。

サンギヤ４１の前側（エンジン側）には、図３に示すように直結クラッチ５１のクラッチハブとなる円筒部４１ａが一体に突設されており、この円筒部４１ａの外周に直結クラッチ５１のクラッチディスク５１ａの内径部が支持されている。オイルポンプカバー８の背面側（前後進切替装置側）の側面には凹型の油圧室５１ｂが形成され、この油圧室５１ｂに供給される油圧によりピストン５１ｃが作動され、直結クラッチ５１は締結される。ピストン５１ｃは断面コ字形に形成されており、クラッチディスク５１ａと対面するピストン５１ｃの側面には、相対回転を許容するスラストベアリング５２が取り付けられている。そのため、ピストン５１ｃの軸方向圧力はクラッチディスク５１ａに効果的に伝達され、かつピストン５１ｃが直結クラッチ５１のクラッチディスク５１ａと連れ回りするのが防止される。なお、クラッチディスク５１ａの背後にはキャリア４４（キャリアリム４６）が配置されているため、ピストン５１ｃによって押されたクラッチディスク５１ａの端部をキャリア４４の端面（キャリアリム４６の側面）で支えることができ、スナップリングや格別な反力部材を省略できる。

上記構成よりなる無段変速機において、逆転ブレーキ５０を締結し直結クラッチ５１を解放すれば、トルクコンバータ２から入力される駆動力が逆転されかつ減速されて駆動プーリ１１へ伝達される。そして、従動プーリ２１およびデファレンシャル装置３０を介して出力軸３２がエンジン回転方向と同一方向に駆動され、前進駆動状態となる。
一方、直結クラッチ５１を締結し逆転ブレーキ５０を解放すれば、遊星歯車機構４０の入力側（サンギヤ４１）と出力側（リングギヤ４２）とが直結されるため、トルクコンバータ２から入力された駆動力がそのまま駆動プーリ１１へ伝達され、従動プーリ２１およびデファレンシャル装置３０を介して出力軸３２がエンジン回転方向と逆方向に駆動され、後進駆動状態となる。
このように、３軸構成でコンパクトな無段変速機を実現できる。

前後進切替装置４は、直結クラッチ５１を締結する油圧アクチュエータが静止部材であるオイルポンプカバー８に設けられているので、油圧アクチュエータへの供給油路中に油漏れ防止用のシールリングを設ける必要がなく、フリクションロスを小さくできる。しかも、複雑な形状のクラッチドラムを省略することができ、構造を簡素化でき、加工コストを低減できる。
また、キャリア４４に逆転ブレーキ５０のブレーキハブと直結クラッチ５１のクラッチドラムとを兼ねる円筒部４６ｂが設けられているため、キャリアに１個の円筒部４６ｂを設けるだけで済み、構造が簡素になるだけでなく、円筒部４６ｂの機械的強度も容易に確保できる。さらに、半径方向の無駄なスペースを生じさせない。
さらに、サンギヤ４１に直結クラッチ５１のクラッチハブとなる円筒部４１ａが設けられているので、直結クラッチ５１の構造がさらに簡素化され、構成部品を少なくでき、前後進切替装置のさらなるコンパクト化が可能になる。

図７は本発明にかかる前後進切替装置の第２実施例を示す。図７において、第１実施例と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。なお、前後進切替装置以外の構成は、特許文献２と同様である。
この遊星歯車機構４０’はダブルピニオン方式とされ、キャリア４４に２種類のピニオン４３Ａ，４３Ｂが支持されている。一方のピニオン４３Ａはリングギヤ４２とピニオン４３Ｂとに噛み合い、他方のピニオン４３Ｂはピニオン４３Ａとサンギヤ４１とに噛み合っている。サンギヤ４１は入力軸３と結合され、キャリア４４は駆動軸１０と結合されている。逆転ブレーキ５０はリングギヤ４２と変速機ケース５との間に設けられ、逆転ブレーキ５０を作動させる油圧ピストン５０ｂは変速機ケース５内に配置されている。直結クラッチ５１はキャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられ、直結クラッチ５１を作動させる油圧ピストン５１ｃはオイルポンプカバー８に収容されている。油圧ピストン５１ｃと直結クラッチ５１のクラッチディスクとの間には、スラストベアリング５２が配置されている。

この実施例の場合も、直結クラッチ５１の油圧アクチュエータが静止部材であるオイルポンプカバー８に設けられているので、油漏れ防止用のシールリングを省略でき、フリクションロスを小さくできる。
また、直結クラッチ５１がキャリア４４と入力軸３との間ではなく、キャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられるので、複雑な形状のクラッチドラムを省略でき、構造を簡素化でき、小型の直結クラッチ５１を構成できる。

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、遊星歯車機構４０のキャリアフランジ４５に柱状部４５ａを一体に形成し、柱状部４５ａの端部に円環状のキャリアリム４６を固定した例を示したが、柱状部をキャリアリム４６側に設け、柱状部の端部にキャリアフランジ４５を固定してもよい。
上記実施例では、直結クラッチ５１を締結する油圧アクチュエータのシリンダ部をオイルポンプカバー８に形成したが、変速機ケース５に直接設けることも可能であるし、オイルポンプカバー８以外の静止部材に設けることもできる。

Claims

遊星歯車機構と逆転ブレーキと直結クラッチとを備え、
上記遊星歯車機構のサンギヤが入力部材に結合され、リングギヤが出力部材に結合され、
上記逆転ブレーキは上記キャリアと変速機ケースとの間に設けられ、上記直結クラッチは上記キャリアと上記入力部材との間に設けられ、
上記逆転ブレーキと直結クラッチとを選択的に締結させることにより前後進切替えを行う無段変速機の前後進切替装置において、
上記キャリアには、内周に直結クラッチのクラッチディスクの外周部と係合する内スプラインを有する円筒部が設けられ、
上記サンギヤには、外周に直結クラッチのクラッチディスクの内周部と係合する外スプラインを有する円筒部が設けられ、
上記直結クラッチを締結する油圧アクチュエータは、変速機ケースあるいは変速機ケースに固定された静止部材に設けられ、
上記油圧アクチュエータのピストンと直結クラッチのクラッチディスクとの間に、両者の相対回転を許容し軸方向圧力を伝達するスラストベアリングが配置されていることを特徴とする無段変速機の前後進切替装置。
遊星歯車機構と逆転ブレーキと直結クラッチとを備え、
上記遊星歯車機構のサンギヤが入力部材に結合され、キャリアが出力部材に結合され、
上記逆転ブレーキは上記リングギヤと変速機ケースとの間に設けられ、上記直結クラッチは上記キャリアと上記入力部材との間に設けられ、
上記逆転ブレーキと直結クラッチとを選択的に締結させることにより前後進切替えを行う無段変速機の前後進切替装置において、
上記キャリアには、内周に直結クラッチのクラッチディスクの外周部と係合する内スプラインを有する円筒部が設けられ、
上記サンギヤには、外周に直結クラッチのクラッチディスクの内周部と係合する外スプラインを有する円筒部が設けられ、
上記直結クラッチを締結する油圧アクチュエータは、変速機ケースあるいは変速機ケースに固定された静止部材に設けられ、
上記油圧アクチュエータのピストンと直結クラッチのクラッチディスクとの間に、両者の相対回転を許容し軸方向圧力を伝達するスラストベアリングが配置されていることを特徴とする無段変速機の前後進切替装置。
上記直結クラッチを締結する油圧アクチュエータのシリンダ部は、変速機ケースに固定され、かつ直結クラッチと軸方向に隣接して配置されたオイルポンプカバーの背面部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機の前後進切替装置。
上記キャリアの円筒部の外周には、逆転ブレーキのブレーキディスクの内周部と係合する外スプラインが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の前後進切替装置。
上記キャリアの円筒部の外スプラインと内スプラインとが軸方向にオーバーラップする位置に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の無段変速機の前後進切替装置。
上記キャリアの円筒部の内周には、上記内スプラインが欠如した欠歯部が設けられ、ピニオン軸を支持するピニオン穴は上記欠歯部と周方向に対応する位置に形成され、ピニオン穴と欠歯部の底面との半径方向の間隔Ｒは、内スプラインの高さＴより小さいことを特徴とする請求項５または６に記載の無段変速機の前後進切替装置。
上記逆転ブレーキのブレーキディスクの軸方向端部を支えるストッパ部は、上記変速機ケースに固定された静止部材に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機の前後進切替装置。
上記直結クラッチのクラッチディスクの軸方向端部を支えるストッパ部は、上記遊星歯車機構のキャリアに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機の前後進切替装置。