JP2008157271A - 回転方向切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減あるいは小型化の少なくともいずれかを図ることができる回転方向切替装置を提供すること。
【解決手段】入力軸２の回転力を出力軸３に同一回転方向または逆回転方向に伝達する回転方向切替装置１において、入力軸２に形成された入力軸側ギヤ４１および出力軸３に形成された４２のそれぞれに噛み合う１以上のピニオンギヤ４５と、ピニオンギヤ４５を各軸の径方向を自転軸として自転可能に、かつ各軸の軸方向を公転軸として公転可能に支持するキャリア４３と、入力軸２、出力軸３、キャリア４３、入力軸２および出力軸３に対して静止している静止部材２０を互いに連結、解放するドグクラッチ５とを備える。ドグクラッチ５は、入力軸２と出力軸３とを連結して入力軸２の回転力を出力軸３に同一回転方向に伝達し、キャリア４３と静止部材２０とを連結して入力軸２の回転力を出力軸３に逆回転方向に伝達する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転方向切替装置に関するものである。

一般に、ベルト式無段変速機が備えられている車両には、駆動源である内燃機関や電動機からの駆動力、すなわち出力トルクをベルト式無断変速機に同一回転方向あるいは逆回転方向に伝達する回転方向切替装置が備えられている。回転方向切替装置は、入力軸と、出力軸と、回転方向切替機構とを備え、入力軸に伝達された駆動力、すなわち入力軸の回転力を出力軸に少なくとも同一回転方向あるいは逆回転方向に伝達するものである。

従来の回転方向切替装置は、例えば特許文献１に示すように、遊星歯車装置を用いたもの（前後進切替装置）がある。特許文献１に示す回転方向切替装置は、入力軸（回転軸）あるいは出力軸（駆動軸）の径方向に順番に配置されたサンギヤと、ピニオンギヤと、インターナルギヤとにより構成されている。ここで、ピニオンギヤは、サンギヤおよびインターナルギヤとそれぞれ噛み合い、キャリアに回転自在に支持されている。

特許第３２８４７３４号公報

ところで、従来の回転方向切替装置は、インターナルギヤとサンギヤとを連結し、入力軸の回転力を出力軸に同一回転方向に伝達する前進用クラッチと、キャリアを静止部材（ケーシング）に連結し、入力軸の回転力を出力軸に逆回転方向に伝達する後進用ブレーキとを備える。これら前進用クラッチおよび後進用ブレーキは、リング状のクラッチプレートが軸方向に複数配置されており、クラッチプレートどうしの摩擦力によりインターナルギヤとサンギヤとの連結およびキャリアと静止部材との連結を行うものである。

従って、従来の回転方向切替装置では、前進用クラッチおよび後進用ブレーキなどの構成部品が必要であり、部品点数が多いという問題がある。また、従来の回転方向切替装置では、前進用クラッチおよび後進用ブレーキを備えるため、軸方向における長さが長くなり、小型化を図ることが困難であるという問題もあった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数の削減あるいは小型化の少なくともいずれかを図ることができる回転方向切替装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、入力軸の回転力を出力軸に同一回転方向または逆回転方向に伝達する回転方向切替装置において、入力軸に形成された入力軸側ギヤおよび出力軸に形成された出力軸側ギヤのそれぞれに噛み合う１以上のピニオンギヤと、ピニオンギヤを各軸の径方向を自転軸として自転可能に、かつ各軸の軸方向を公転軸として公転可能に支持するキャリアと、入力軸、出力軸、キャリア、入力軸および出力軸に対して静止している静止部材を互いに連結、解放するドグクラッチと、を備えることを特徴とする。

また、本発明では、上記回転方向切替装置において、ドグクラッチは、キャリアと静止部材との連結を解放し、入力軸と出力軸とを連結する同一回転方向状態、入力軸と出力軸との連結を解放し、キャリアと静止部材とを連結する逆回転状態、入力軸、出力軸、キャリア、静止部材のすべての連結を解放するニュートラル状態、のいずれかの状態を構成することを特徴とする。

また、本発明では、上記回転方向切替装置において、ドグクラッチは、入力軸に固定され、かつ外周面に入力側ドグが形成された入力側クラッチハブと、出力軸に固定され、かつ外周面に出力側ドグが形成された出力側クラッチハブと、キャリアの径方向外側を構成し、かつ外周面にキャリア側ドグが形成されたアウターキャリアと、静止部材の外周面に静止部材側ドグが形成された静止部材側クラッチハブと、軸方向に移動自在に支持され、かつ各ドグと噛み合う２つのスリーブ側ドグが形成されたスリーブと、を備えること特徴とする。

本発明によれば、入力軸と出力軸とを連結することで、出力軸が入力軸と同一回転方向に回転することができる。また、キャリアと静止部材とを連結することで、ピニオンギヤの公転を禁止し、出力軸が入力軸と逆回転方向に回転することができる。また、入力軸、出力軸、キャリア、静止部材の互いの連結をすべて解放することで、出力軸に入力軸の回転力を伝達させないことができる。また、入力軸の回転力を出力軸に同一回転方向に伝達するために入力軸と出力軸とを連結する同一回転方向状態、入力軸の回転力を出力軸に逆回転方向に伝達するためにキャリアと静止部材とを連結する逆回転状態、出力軸に入力軸の回転力を伝達させないために入力軸、出力軸、キャリア、静止部材の互い連結をすべて解放するニュートラル状態を１つのドグクラッチを軸方向に移動させることで行うことができる。従って、従来の前進用クラッチおよび後進ブレーキなどを備える回転方向切替装置と比較して部品点数の削減を図ることができる。

また、本発明では、回転方向切替装置の軸方向における長さは、入力側クラッチハブと、出力側クラッチハブと、アウターキャリア、静止部材側クラッチハブとが軸方向に配置されるので、各ハブに対してスリーブを軸方向に移動する長さとなる。従って、軸方向における長さが長くなる従来の前進用クラッチおよび後進ブレーキなどを備える回転方向切替装置と比較して、軸方向における長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。

本発明にかかる回転方向切替装置は、部品点数の削減を図ることができ、小型化を図ることができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態により、この発明が限定されるものではない。また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、下記の実施の形態における回転方向切替装置は、ベルト式無段変速機が備えられる車両に備えられるものであり、ベルト式無段変速機に伝達される駆動源からの駆動力の方向を切り替えるものである。また、下記の実施の形態では、駆動源として、内燃機関（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなど）を用いるが、これに限定されるものではなく、モータなどの電動機を駆動源として用いても良い。

[実施の形態]
図１は、本発明にかかる回転方向切替装置の構成例を示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図４は、図１のＣ−Ｃ断面図である。図５は、図１のＤ−Ｄ断面図である。なお、図１は、本発明にかかる回転方向切替装置の軸方向における概略断面図である。回転方向切替装置１は、図１〜図５に示すように、入力軸２と、出力軸３と、遊星歯車機構４と、ドグクラッチ５とにより構成されている。なお、２０および２１は、入力軸２および出力軸３に対して静止している静止部材である。静止部材２０は、例えば、図示しない内燃機関と回転方向切替装置１との間に設けられるオイルポンプのオイルポンプボディである。また、静止部材２１は、例えば、上記オイルポンプのステータシャフトである。

入力軸２は、図１に示すように、回転力が作用することで回転するものである。入力軸２は、例えば図示しないトルクコンバータを介して駆動源である内燃機関と連結されており、駆動源の駆動力である内燃機関の出力トルクが回転力として伝達される。入力軸２は、図示しない軸受により回転自在に支持されている。入力軸２は、実施の形態では、トルクコンバータの出力軸として用いられる。つまり、入力軸２は、他の装置の出力軸と一体である。なお、入力軸２は、円筒形状であり、内部に作動油通路２ａが形成されている。ここで、入力軸２は、トルクコンバータの出力軸と連結する回転軸であっても良い。つまり、入力軸２は、他の装置の出力軸と別体であっても良い。

出力軸３は、図１に示すように、入力軸２の回転力が遊星歯車機構４およびドグクラッチ５により同一回転方向あるいは逆回転方向に伝達されるものである。出力軸３は、軸方向のうち一方の端部（図１の右側端部）が入力軸２の他方の端部（図１の左側端部）と対向するように、軸受６により回転自在に支持されている。つまり、出力軸３と入力軸２とは、別々に回転することができる。出力軸３は、実施の形態では、図示しないベルト式無段変速機のプライマリプーリのプーリ軸（固定シーブが一体成形されたプーリ軸）として用いられる。つまり、出力軸３は、他の装置の入力軸と一体である。なお、出力軸３は、円筒形状であり、内部に作動油通路３ａが形成されている。ここで、出力軸３は、プライマリプーリのプーリ軸と連結する回転軸であっても良い。つまり、出力軸３は、他の装置の入力軸と別体であっても良い。

遊星歯車機構４は、入力軸側ギヤ４１と、出力軸側ギヤ４２と、キャリア４３と、ピニオンピン４４と、ピニオンギヤ４５とにより構成されている。

入力軸側ギヤ４１は、図１および図４に示すように、ドグクラッチ５の後述する入力側クラッチハブ５１に形成されている。入力軸側ギヤ４１は、入力側クラッチハブ５１の軸方向における両側面のうち他方の側面（図１の左側側面）に形成されている。入力軸側ギヤ４１は、ピニオンギヤ４５と噛み合うことができる複数の歯が上記他方の側面に円周上に形成されることで構成されている。入力軸側ギヤ４１は、入力側クラッチハブ５１の他方の側面のうち、ピニオンギヤ４５と軸方向において対向する位置に形成されている。

出力軸側ギヤ４２は、図１および図２に示すように、ドグクラッチ５の後述する出力側クラッチハブ５２に形成されている。出力軸側ギヤ４２は、出力側クラッチハブ５２の軸方向における両側面のうち一方の側面（図１の右側側面）に形成されている。出力軸側ギヤ４２は、ピニオンギヤ４５と噛み合うことができる複数の歯が上記一方の側面に円周上に形成されることで構成されている。出力軸側ギヤ４２は、出力側クラッチハブ５２の一方の側面のうち、ピニオンギヤ４５と軸方向において対向する位置に形成されている。

キャリア４３は、図１および図３に示すように、ピニオンギヤ４５を自転可能に、かつ公転可能に支持するものである。キャリア４３は、インナーキャリア４３ａとアウターキャリア４３ｂとにより構成されている。

インナーキャリア４３ａは、キャリア４３の径方向内側を構成するものであり、リング形状である。インナーキャリア４３ａは、その内周面と入力軸２の一方の端部における外周面との間に複数のニードルベアリング７が配置されており、複数のニードルベアリング７により、入力軸２に対して回転自在に支持されている。また、インナーキャリア４３ａは、その外周面にキャリアピン４３を固定する固定部４３ｃが形成されている。固定部４３ｃは、実施の形態では、径方向内側に向かって形成された凹部であり、等間隔に円周上に４箇所形成されている（図３参照）。

アウターキャリア４３ｂは、キャリア４３の径方向外側を構成するものであり、ドグクラッチ５の一部を構成するものでもある。アウターキャリア４３ｂは、リング形状である。アウターキャリア４３ｂは、その内周面から外周面まで、径方向に貫通する貫通部４３ｄが形成されている。貫通部４３ｄは、実施の形態では、等間隔に円周上に４箇所形成されている（図３参照）。

ピニオンピン４４は、図１および図３に示すように、ピニオンギヤを回転自在に支持するものである。ピニオンピン４４は、キャリア４３に固定されるものである。ピニオンピン４４は、円柱形状であり、一対の固定部４３ｃおよび貫通部４３ｄに対して１つ備えられている。つまり、遊星歯車機構４は、実施の形態では、４つのピニオンピン４４を備えることとなる。各ピニオンピン４４のキャリア４３への固定は、各ピニオンピン４４をインナーキャリア４３ａの固定部４３ｃに固定することで行われる。具体的には、固定部４３ｃと貫通部４３ｄとが径方向において対向するように、インナーキャリア４３ａおよびアウターキャリア４３ｂを配置する。そして、ピニオンピン４４を各貫通部４３ｄから各固定部４３ｃに向かってそれぞれ挿入する。各貫通部４３ｄにそれぞれ挿入されたピニオンピン４４は、一方の端部である径方向内側の端部が固定部４３ｃに挿入、固定され、他方の端部である径方向外側の端部が貫通部４３ｄの途中に位置する。これにより、各ピニオンピン４４は、軸方向が入力軸２および出力軸３である各軸の径方向となるように、キャリア４３にそれぞれ固定される。ここで、各ピニオンピン４４の径方向外側の端部が貫通部４３ｄの途中に位置するので、インナーキャリア４３ａおよびアウターキャリア４３ｂは、一体回転することができる。つまり、キャリア４３は、入力軸２に対して回転自在に支持されることで、各軸の軸方向を回転軸として回転可能である。

ピニオンギヤ４５は、図１および図３に示すように、入力軸側ギヤ４１と４２とそれぞれ噛み合うものである。ピニオンギヤ４５は、円筒形状であり、１つのピニオンピン４４に、１つ回転自在に支持される。つまり、遊星歯車機構４は、実施の形態では、４つのピニオンギヤ４５を備えることとなる。各ピニオンギヤ４５は、入力軸側ギヤ４１および４２と噛み合うことができる複数の歯が外周面に形成されることで構成されている。各ピニオンギヤ４５は、各ピニオンピン４４に挿入されることで、入力軸側ギヤ４１および４２と軸方向において対向する位置に回転自在に支持される。なお、各ピニオンギヤ４５の各ピニオンピン４４へのそれぞれの挿入は、例えば各ピニオンピン４４のキャリア４３への固定時に行われる。各ピニオンギヤ４５は、ピニオンピン４５が各軸の径方向に固定されているため、各軸の径方向を自転軸として自転可能にキャリア４３に支持されている。また、各ピニオンギヤ４５は、キャリア４３が各軸の軸方向を回転軸として回転可能であるため、各軸の軸方向を公転軸として公転可能にキャリア４３に支持されている。つまり、本発明にかかる回転方向切替装置１の遊星歯車機構４は、サンギヤに相当する入力軸側ギヤ４１と、各ピニオンギヤ４５と、インターナルギヤに相当する出力軸側ギヤ４２とが各軸の軸方向に配置されることとなる。従って、従来の回転方向切替装置のように、遊星歯車機構が各軸の径方向に配置される場合と比較して、外径の増加を抑制することができるので、小型化を図ることができる。外径の増加を抑制することができるので、イナーシャーを低減することができる。

ドグクラッチ５は、図１〜図５に示すように、入力軸２、出力軸３、キャリア４３、入力軸２および出力軸３に対して静止している静止部材２０を互いに連結、解放するものである。ドグクラッチ５は、入力軸２と出力軸３を連結する同一回転方向状態、キャリア４３と静止部材２０とを連結する逆回転状態、入力軸２、出力軸３、キャリア４３、静止部材２０の互いの連結をすべて解放するニュートラル状態のいずれかの状態を構成するものである。ドグクラッチ５は、アウターキャリア４３ｂと、入力側クラッチハブ５１と、出力側クラッチハブ５２と、静止部材側クラッチハブ５３と、スリーブ５４とにより構成されている。

アウターキャリア４３ｂには、図１および図３に示すように、外周面にキャリア側ドグ４３ｅが形成されている。キャリア側ドグ４３ｅは、アウターキャリア４３ｂの外周面から径方向外側に突出して形成されている。キャリア側ドグ４３ｅは、アウターキャリア４３ｂに対して等間隔に円周上に複数個形成されている。なお、隣り合うキャリア側ドグ４３ｅの間には、スリーブ５４の後述する第１スリーブ側ドク５４ａあるいは第２スリーブ側ドク５４ｂが入り込むキャリア側凹部４３ｆが形成されている。なお、各貫通部４３ｄは、キャリア側凹部４３ｆと連通している。

入力側クラッチハブ５１は、図１および図４に示すように、入力軸２に固定されるものである。入力側クラッチハブ５１は、例えば内周面に形成されたスプラインと、入力軸２の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、入力軸２に固定される。入力側クラッチハブ５１は、リング形状であり、静止部材２０に固定される静止部材側クラッチハブ５３とアウターキャリア４３ｂとの間に位置する。入力側クラッチハブ５１には、外周面に入力側ドグ５１ａが形成されている。入力側ドグ５１ａは、入力側クラッチハブ５１の外周面から径方向外側に突出して形成されている。入力側ドグ５１ａは、入力側クラッチハブ５１に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。なお、隣り合う入力側ドグ５１ａの間には、スリーブ５４の第１スリーブ側ドク５４ａが入り込む入力側凹部５１ｂが形成されている。

出力側クラッチハブ５２は、図１および図２に示すように、出力軸３に固定されるものである。出力側クラッチハブ５２は、例えば内周面に形成されたスプラインと、出力軸３の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、出力軸３に固定される。出力側クラッチハブ５２は、リング形状であり、アウターキャリア４３ｂを挟んで入力側クラッチハブ５１と対向する位置に位置する。出力側クラッチハブ５２には、外周面に出力側ドグ５２ａが形成されている。出力側ドグ５２ａは、出力側クラッチハブ５２の外周面から径方向外側に突出して形成されている。出力側ドグ５２ａは、出力側クラッチハブ５２に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。なお、隣り合う出力側ドグ５２ａの間には、スリーブ５４の第２スリーブ側ドク５４ｂが入り込む出力側凹部５２ｂが形成されている。

静止部材側クラッチハブ５３は、図１および図５に示すように、静止部材２０に固定されるものである。静止部材側クラッチハブ５３は、例えば内周面に形成されたスプラインと、静止部材２０の外周面に形成されたスプラインとがスプライン嵌合することで、静止部材２０に固定される。静止部材側クラッチハブ５３は、リング形状であり、入力側クラッチハブ５１を挟んでアウターキャリア４３ｂと対向する位置に位置する。静止部材側クラッチハブ５３には、外周面に静止部材側ドグ５３ａが形成されている。静止部材側ドグ５３ａは、静止部材側クラッチハブ５３の外周面から径方向外側に突出して形成されている。静止部材側ドグ５３ａは、静止部材側クラッチハブ５３に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。なお、隣り合う静止部材側ドグ５３ａの間には、スリーブ５４の第１スリーブ側ドク５４ａが入り込む静止部材側凹部５３ｂが形成されている。

ここで、各ドグ４３ｅ，５１ａ，５２ａ，５３ａは、同一形状に形成されている。また、各ドグ４３ｅ，５１ａ，５２ａ，５３ａは、各軸の径方向における位置が同一となるように、アウターキャリア４３ｂ、入力側クラッチハブ５１、出力側クラッチハブ５２、静止部材側クラッチハブ５３にそれぞれ形成されている。

スリーブ５４は、図１〜図４に示すように、軸方向に移動自在に支持されている。スリーブ５４は、例えば回転方向切替装置１の図示しないケーシングに軸方向に移動自在に支持されている。スリーブ５４は、円筒形状であり、各軸の径方向においてアウターキャリア４３ｂ、入力側クラッチハブ５１、出力側クラッチハブ５２、静止部材側クラッチハブ５３に対向するように配置されている。スリーブ５４には、内周面にスリーブ側ドグが形成されている。スリーブ側ドグは、第１スリーブ側ドグ５４ａと、第２スリーブ側ドグ５４ｂとにより構成されている。第１スリーブ側ドグ５４ａは、スリーブ５４の内周面のうち軸方向における他方の端部（図１の左側端部）に形成されている。第２スリーブ側ドグ５４ｂは、スリーブ５４の内周面のうち軸方向における一方の端部（図１の右側端部）に形成されている。第１スリーブ側ドグ５４ａおよび第２スリーブ側ドグ５４ｂは、スリーブ５４の内周面から径方向内側に突出して形成されている。第１スリーブ側ドグ５４ａおよび第２スリーブ側ドグ５４ｂは、スリーブ５４に対して等間隔に円周上に複数個形成されている。なお、隣り合う第１スリーブ側ドグ５４ａの間には、アウターキャリア４３ｂのキャリア側ドグ４３ｅ、入力側クラッチハブ５１の入力側ドグ５１ａおよび静止部材側クラッチハブ５３の静止部材側ドグ５３ａが入り込む第１スリーブ側凹部５４ｃが形成されている。また、隣り合う第２スリーブ側ドグ５４ｂの間には、アウターキャリア４３ｂのキャリア側ドグ４３ｅおよび出力側クラッチハブ５２の出力側ドグ５２ａが入り込む第２スリーブ側凹部５４ｄが形成されている。

ここで、第１スリーブ側ドグ５４ａおよび第２スリーブ側ドグ５４ｂは、同一形状に形成されている。また、第１スリーブ側ドグ５４ａおよび第２スリーブ側ドグ５４ｂは、各軸の径方向における位置が同一で、各ドグ４３ｅ，５１ａ，５２ａ，５３ａに噛み合うことができるように、スリーブ５４にそれぞれ形成されている。また、スリーブ５４の第１スリーブ側ドグ５４ａおよび第２スリーブ側ドグ５４ｂは、各ドグ４３ｅ，５１ａ，５２ａ，５３ａに噛み合うことができる。第１スリーブ側ドグ５４ａおよび第２スリーブ側ドグ５４ｂは、第１スリーブ側ドグ５４ａが入力側ドグ５１ａと噛み合う際に、第２スリーブ側ドグ５４ｂが出力側ドグ５２ａと噛み合うように、第１スリーブ側ドグ５４ａが静止部材側ドグ５３ａと噛み合う際に、第２スリーブ側ドグ５４ｂがキャリア側ドグ４３ｅと噛み合うように、スリーブ５４に形成されている。

なお、スリーブ５４は、回転方向切替装置１が搭載されている車両を運転する運転者が操作する図示しない操作レバーの位置に応じて軸方向に移動するものである。操作レバーは、少なくともＤレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジに位置することができる。なお、運転者は、Ｒレンジ、Ｄレンジ、Ｎレンジの順番で各レンジに操作レバーを位置させることができる。なお、スリーブ５４の軸方向への移動は、操作レバーの操作力を直接伝達することで行っても良いし、操作レバーの位置に応じて図示しないスリーブ移動駆動源のスリーブ駆動力により行っても良い。

次に、本発明にかかる回転方向切替装置１の動作について説明する。図６および図７は、回転方向切替装置の動作説明図である。まず、入力軸２の回転力を出力軸３に同一回転方向に伝達する場合である回転方向切替装置１の同一回転方向状態について説明する。運転者は、図示しない操作レバーをＮレンジあるいはＲレンジからＤレンジに位置させる。操作レバーがＤレンジに位置すると、スリーブ５４は、図１、図２、図４に示すように、軸方向のうち、各第１スリーブ側ドグ５４ａが入力側クラッチハブ５１と対向し、各第２スリーブ側ドグ５４ｂが出力側クラッチハブ５２と対向する同一回転方向状態位置に移動する。スリーブ５４が同一回転方向状態位置に位置すると、各第１スリーブ側ドグ５４ａが入力側クラッチハブ５１の入力側凹部５１ｂにそれぞれ入り込むとともに、入力側ドグ５１ａがスリーブ５４の第１スリーブ側凹部５４ｃにそれぞれ入り込む。これにより、各第１スリーブ側ドグ５４ａと入力側ドグ５１ａとが噛み合い、スリーブ５４と入力側クラッチハブ５１とが連結される。また、スリーブ５４が同一回転方向状態位置に位置すると、各第２スリーブ側ドグ５４ｂが出力側クラッチハブ５２の入力側凹部５２ｂにそれぞれ入り込むとともに、出力側ドグ５２ａがスリーブ５４の第２スリーブ側凹部５４ｄにそれぞれ入り込む。これにより、各第２スリーブ側ドグ５４ｂと出力側ドグ５２ａとが噛み合い、スリーブ５４と出力側クラッチハブ５２とが連結される。従って、回転方向切替装置１は、操作レバーがＤレンジに位置すると、入力側クラッチハブ５１、出力側クラッチハブ５２およびスリーブ５４を介して、入力軸２と出力軸３とが直接連結する同一回転方向状態となる。このとき、キャリア４３と静止部材２０との連結が解放されている。回転方向切替装置１は、同一回転方向状態となると、入力軸２の回転力は、スリーブ５４を介して直接出力軸３に伝達される。従って、入力軸２の回転方向Ｒｉｎと出力軸３の回転方向Ｒｏｕｔとは、同一回転方向となる。これにより、図示しない内燃機関の出力トルクは、回転方向切替装置１を介して、図示しないベルト式無段変速機に、出力トルクの回転方向と同一回転方向に伝達されるので、車両は前進することとなる。

次に、入力軸２の回転力を出力軸３に逆回転方向に伝達する場合である回転方向切替装置１の逆回転方向状態について説明する。運転者は、図示しない操作レバーをＤレンジからＲレンジに位置させる。操作レバーがＤレンジからＲレンジに位置すると、スリーブ５４は、図１に示す同一回転方向状態位置から、図６に示すように、軸方向のうち、各第１スリーブ側ドグ５４ａが静止部材側クラッチハブ５３と対向し、各第２スリーブ側ドグ５４ｂがキャリア４３のアウターキャリア４３ｂと対向する逆回転方向状態位置に移動する。スリーブ５４が逆回転方向状態位置に位置すると、各第１スリーブ側ドグ５４ａが静止部材側クラッチハブ５３の静止部材側凹部５３ｂにそれぞれ入り込むとともに、静止部材側ドグ５３ａがスリーブ５４の第１スリーブ側凹部５４ｃにそれぞれ入り込む。これにより、各第１スリーブ側ドグ５４ａと静止部材側ドグ５３ａとが噛み合い、スリーブ５４と静止部材側クラッチハブ５３とが連結される。また、スリーブ５４が逆回転方向状態位置に位置すると、各第２スリーブ側ドグ５４ｂがアウターキャリア４３ｂのキャリア側凹部４３ｆにそれぞれ入り込むとともに、キャリア側ドグ４３ｅがスリーブ５４の第２スリーブ側凹部５４ｄにそれぞれ入り込む。これにより、各第２スリーブ側ドグ５４ｂとキャリア側ドグ４３ｅとが噛み合い、スリーブ５４とキャリア４３とが連結される。従って、回転方向切替装置１は、操作レバーがＲレンジに位置すると、アウターキャリア４３ｂ、静止部材側クラッチハブ５３およびスリーブ５４を介して、キャリア４３と静止部材２０とが連結する逆回転方向状態となる。このとき、入力軸２と出力軸３との連結が解放されている。回転方向切替装置１は、逆回転方向状態となると、キャリア４３と静止部材２０とが連結されるので、キャリア４３の回転が禁止され、各ピニオンギヤ４５の公転が禁止される。従って、入力軸２の回転力は、入力軸側ギヤ４１、自転のみ可能な各ピニオンギヤ４５および出力軸側ギヤ４２を介して出力軸３に伝達される。従って、入力軸２の回転方向Ｒｉｎと出力軸３の回転方向Ｒｏｕｔとは、逆回転方向となる。これにより、図示しない内燃機関の出力トルクは、回転方向切替装置１を介して、図示しないベルト式無段変速機に、出力トルクの回転方向と逆回転方向に伝達されるので、車両は後進することとなる。

次に、入力軸２の回転力を出力軸３に伝達しない場合である回転方向切替装置１のニュートラル状態について説明する。運転者は、図示しない操作レバーをＤレンジからＮレンジに位置させる。操作レバーがＤレンジからＮレンジに位置すると、スリーブ５４は、図１に示す同一回転方向状態位置から、図７に示すように、軸方向のうち、各第１スリーブ側ドグ５４ａのみがキャリア４３のアウターキャリア４３ｂと対向するニュートラル状態位置に移動する。スリーブ５４がニュートラル状態位置に位置すると、各第１スリーブ側ドグ５４ａがアウターキャリア４３ｂのキャリア側凹部４３ｆにそれぞれ入り込むとともに、キャリア側ドグ４３ｅがスリーブ５４の第１スリーブ側凹部５４ｃにそれぞれ入り込む。これにより、各第１スリーブ側ドグ５４ａとキャリア側ドグ４３ｅとが噛み合い、スリーブ５４とキャリア４３とのみが連結される。従って、回転方向切替装置１は、操作レバーがＮレンジに位置すると、入力軸２、出力軸３、キャリア４３、静止部材２０の互いの連結をすべて解放するニュートラル状態となる。回転方向切替装置１は、ニュートラル状態となると、各ピニオンギヤ４５の自転および公転のいずれもが禁止されない。従って、入力軸２の回転力は、入力軸側ギヤ４１を介して各ピニオンギヤ４５に伝達されるが、各ピニオンギヤ４５が自転するとともに公転するので、出力軸側ギヤ４２を介して出力軸３に伝達されない。従って、入力軸２が回転方向Ｒｉｎに回転しても、出力軸３が回転しない。これにより、図示しない内燃機関の出力トルクは、回転方向切替装置１を介して、図示しないベルト式無段変速機に伝達されないので、車両は前進も後進もしないこととなる。

以上のように、本発明にかかる回転方向切替装置１では、ドグクラッチ５の入力側クラッチハブ５１、出力側クラッチハブ５２およびスリーブ５４により、入力軸２と出力軸３とを連結することで、出力軸３が入力軸２と同一回転方向に回転することができる。また、ドグクラッチ５のアウターキャリア４３ｂ、静止部材側クラッチハブ５３およびスリーブ５４により、キャリア４３と静止部材２０とを連結することで、各ピニオンギヤ４５の公転を禁止し、出力軸３が入力軸２と逆回転方向に回転することができる。また、ドグクラッチ５による入力軸２、出力軸３、キャリア４３、静止部材２０の互いの連結をすべて解放することで、出力軸３に入力軸２の回転力を伝達させないことができる。

また、入力軸２の回転力を出力軸３に同一回転方向に伝達するために入力軸２と出力軸３とを連結する同一回転方向状態、入力軸２の回転力を出力軸３に逆回転方向に伝達するためにキャリア４３と静止部材２０とを連結する逆回転状態、出力軸３に入力軸２の回転力を伝達させないために入力軸２、出力軸３、キャリア４３、静止部材２０の互い連結をすべて解放するニュートラル状態を１つのドグクラッチ５のスリーブ５４を軸方向に移動させることで行うことができる。また、本発明にかかる回転方向切替装置１では、入力軸２の回転力を出力軸３に同一回転方向に伝達する状態、入力軸２の回転力を出力軸３に逆回転方向に伝達する状態をギヤで実現するマニュアル方式の回転方向切替装置に必要な中間軸を必要としない。従って、従来の前進用クラッチおよび後進ブレーキなどを備える回転方向切替装置やマニュアル方式の回転方向切替装置と比較して部品点数の削減を図ることができる。これにより、低コスト化、軽量化を図ることができる。

また、本発明にかかる回転方向切替装置１では、入力側クラッチハブ５１と、出力側クラッチハブ５２と、アウターキャリア４３、静止部材側クラッチハブ５３とが各軸の軸方向に配置されている。つまり、本発明にかかる回転方向切替装置１の軸方向における長さは、同一回転方向状態、逆回転方向状態、ニュートラル状態を構成する連結を各ハブ４３，５１，５２，５３に対してスリーブ５４が行うことができる軸方向の長さとなる。従って、本発明にかかる回転方向切替装置１は、軸方向における長さが長くなる従来の前進用クラッチおよび後進ブレーキなどを備える回転方向切替装置と比較して、軸方向における長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。

本発明にかかる回転方向切替装置の構成例を示す図（同一回転方向状態）である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 図１のＤ−Ｄ断面図である。 回転方向切替装置の動作説明図（逆回転方向状態）である。 回転方向切替装置の動作説明図（ニュートラル状態）である。

符号の説明

１ 回転方向切替装置
２ 入力軸
２ａ 作動油通路
３ 出力軸
３ａ 作動油通路
４ 遊星歯車機構
４１ 入力軸側ギヤ
４２ 出力軸側ギヤ
４３ キャリア
４３ａ インナーキャリア
４３ｂ アウターキャリア
４３ｃ 固定部
４３ｄ 貫通部
４３ｅ キャリア側ドグ
４３ｆ キャリア側凹部
４４ ピニオンピン
４５ ピニオンギヤ
５ ドグクラッチ
５１ 入力側クラッチハブ
５１ａ 入力側ドグ
５１ｂ 入力側凹部
５２ 出力側クラッチハブ
５２ａ 出力側ドグ
５２ｂ 出力側凹部
５３ 静止部材側クラッチハブ
５３ａ 静止部材側ドグ
５３ｂ 静止部材側凹部
５４ スリーブ
５４ａ 第１スリーブ側ドグ
５４ｂ 第２スリーブ側ドグ
５４ｃ 第１スリーブ側凹部
５４ｄ 第２スリーブ側凹部
６ 軸受
７ ニードルベアリング
２０，２１ 静止部材

Claims (3)

1. 入力軸の回転力を出力軸に同一回転方向または逆回転方向に伝達する回転方向切替装置において、
   前記入力軸に形成された入力軸側ギヤおよび前記出力軸に形成された出力軸側ギヤのそれぞれに噛み合う１以上のピニオンギヤと、
   前記ピニオンギヤを前記各軸の径方向を自転軸として自転可能に、かつ当該各軸の軸方向を公転軸として公転可能に支持するキャリアと、
   前記入力軸、前記出力軸、前記キャリア、当該入力軸および当該出力軸に対して静止している静止部材を互いに連結、解放するドグクラッチと、
   を備えることを特徴とする回転方向切替装置。
2. 前記ドグクラッチは、
   前記キャリアと前記静止部材との連結を解放し、前記入力軸と前記出力軸とを連結する同一回転方向状態、
   前記入力軸と前記出力軸との連結を解放し、前記キャリアと前記静止部材とを連結する逆回転状態、
   前記入力軸、前記出力軸、前記キャリア、前記静止部材のすべての連結を解放するニュートラル状態、のいずれかの状態を構成することを特徴とする請求項１に記載の回転方向切替装置。
3. 前記ドグクラッチは、
   前記入力軸に固定され、かつ外周面に入力側ドグが形成された入力側クラッチハブと、
   前記出力軸に固定され、かつ外周面に出力側ドグが形成された出力側クラッチハブと、
   前記キャリアの径方向外側を構成し、かつ外周面にキャリア側ドグが形成されたアウターキャリアと、
   前記静止部材の外周面に静止部材側ドグが形成された静止部材側クラッチハブと、
   前記軸方向に移動自在に支持され、かつ前記各ドグと噛み合う２つのスリーブ側ドグが形成されたスリーブと、
   を備えること特徴とする請求項２に記載の回転方向切替装置。

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