JP6080221B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸からの偏心量が可変であって該入力軸と一体に回転する偏心部材と、前記出力軸に接続されたワンウェイクラッチと、一端部が前記偏心部材に接続されて他端部が前記ワンウェイクラッチに接続されたコネクティングロッドと、前記出力軸およびディファレンシャルギヤ間に配置された前後進切換機構とを備え、前記前後進切換機構は前記出力軸の回転方向を切り換えて前記ディファレンシャルギヤに伝達可能なドグクラッチよりなる車両用動力伝達装置に関する。

エンジンに接続された入力軸の回転を複数のコネクティングロッドの相互に位相が異なる往復運動に変換し、前記複数のコネクティングロッドの往復運動を複数のワンウェイクラッチによって出力軸の回転運動に変換する無段変速機が、下記特許文献１により公知である。

特表２００５−５０２５４３号公報

ところで、かかる無段変速機はコネクティングロッドと出力軸との間にワンウェイクラッチを備えるため、出力軸は車両を前進走行させる方向にしか回転することができず、従って車両を後進走行させるには、出力軸の回転を逆回転にしてディファレンシャルギヤに伝達する前後進切換機構を設ける必要がある。

この前後進切換機構をドグクラッチで構成した場合、ドグクラッチの上流側の出力軸が無段変速機構に接続されて自由な回転を拘束され、ドグクラッチの下流側の出力軸が駆動輪に接続されて自由な回転を拘束されるため、ドライブレンジおよびリバースレンジを切り換えるためにドグクラッチを操作したときに、ドグクラッチのドグ歯に先端どうしが引っかかってスムーズな係合が阻害される懸念がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ドグクラッチよりなる前後進切換機構を備えるクランク式の無段変速機において、ドグクラッチのドグ歯のスムーズな係合を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源に接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸からの偏心量が可変であって該入力軸と一体に回転する偏心部材と、前記出力軸に接続されたワンウェイクラッチと、一端部が前記偏心部材に接続されて他端部が前記ワンウェイクラッチに接続されたコネクティングロッドと、前記出力軸およびディファレンシャルギヤ間に配置された前後進切換機構とを備え、前記前後進切換機構は前記出力軸の回転方向を切り換えて前記ディファレンシャルギヤに伝達可能なドグクラッチよりなる車両用動力伝達装置であって、前記出力軸は、前記ワンウェイクラッチ側の出力軸上流部と、前記前後進切換機構側の出力軸下流部とからなり、前記出力軸上流部と前記出力軸下流部との間にクラッチ機構を配置し、前記クラッチ機構は、前記出力軸上流部および前記出力軸下流部の一方の軸端から径方向に延びるローラ支持軸と、前記ローラ支持軸に転動自在に支持されたローラと、前記出力軸上流部および前記出力軸下流部の他方の軸端に軸方向移動自在に支持されて前記ローラが係合可能なスリーブとを備えることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記クラッチ機構は、径方向外側に放射状に延びる複数の前記ローラ支持軸と、各々の前記ローラ支持軸に転動自在に支持された複数の前記ローラとを備えることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記前後進切換機構を前進状態および後進状態間で切り換える場合には、前記クラッチ機構を係合解除した状態で切り換えを行い、切り換え完了後に前記クラッチ機構を係合することを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記前後進切換機構を前進状態および後進状態間で切り換える際に、切り換えが不能な場合あるいは切り換え荷重が所定値以上の場合には、前記クラッチ機構を係合解除した状態で切り換えを行い、切り換え完了後に前記クラッチ機構を係合することを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

尚、実施の形態の第１出力軸１２は本発明の出力軸に対応し、実施の形態の偏心ディスク１８は本発明の偏心部材に対応し、実施の形態の第１ローラ支持軸７１は本発明のローラ支持軸に対応し、実施の形態の第１ローラ７２は本発明のローラに対応し、実施の形態のエンジンＥは本発明の駆動源に対応する。

請求項１の構成によれば、入力軸と一体に偏心部材が偏心回転すると、偏心部材に一端部を接続されたコネクティングロッドが往復運動し、コネクティングロッドの他端部にワンウェイクラッチを介して接続された出力軸が間欠回転する。偏心部材の偏心量を変化させると、コネクティングロッドの往復運動のストロークが変化して出力軸の間欠回転角が変化することで、入力軸および出力軸間のレシオが変更される。

出力軸およびディファレンシャルギヤ間に配置された前後進切換機構を備え、前後進切換機構は出力軸の回転方向を切り換えてディファレンシャルギヤに伝達可能なので、ワンウェイクラッチにより出力軸が一方向にしか回転しなくても、出力軸からディファレンシャルギヤに伝達される回転を正回転および逆回転に切り換えて車両を前後進させることができる。

出力軸は、ワンウェイクラッチ側の出力軸上流部と、前後進切換機構側の出力軸下流部とからなり、出力軸上流部と出力軸下流部との間にクラッチ機構を配置したので、ドグクラッチよりなる前後進切換機構がドグ歯の歯先の干渉によりスムーズに係合しない場合でも、クラッチ機構を係合解除して前後進切換機構の上流側に接続された出力軸上流部を自由に回転可能にすることで、前後進切換機構のスムーズな係合を可能にすることができる。またクラッチ機構は、出力軸上流部および出力軸下流部の一方の軸端から径方向に延びるローラ支持軸と、ローラ支持軸に転動自在に支持されたローラと、出力軸上流部および出力軸下流部の他方の軸端に軸方向摺動自在に支持されてローラが係合可能なスリーブとを備えるので、前後進切換機構の係合後にクラッチ機構を係合する際に、ローラの位相とスリーブの位相とが一致していなくても、ローラの回転でクラッチ機構のスムーズな係合を可能にすることができ、しかも軸方向に移動するスリーブはローラに転がり接触するため、小さい荷重でスリーブを駆動することができる。

また請求項２の構成によれば、クラッチ機構は、径方向外側に放射状に延びる複数のローラ支持軸と、各々のローラ支持軸に転動自在に支持された複数のローラとを備えるので、出力軸上流部あるいは出力軸下流部とスリーブとの間にこじれが発生するのを防止してクラッチ機構の一層スムーズな係合を可能にすることができる。

また請求項３の構成によれば、前後進切換機構を前進状態および後進状態間で切り換える場合には、クラッチ機構を係合解除した状態で切り換えを行い、切り換え完了後にクラッチ機構を係合するので、クラッチ機構の係合を確実なものにすることができる。

また請求項４の構成によれば、前後進切換機構を前進状態および後進状態間で切り換える際に、切り換えが不能な場合あるいは切り換え荷重が所定値以上の場合には、クラッチ機構を係合解除した状態で切り換えを行い、切り換え完了後にクラッチ機構を係合するので、クラッチ機構の無駄な作動を防止して前後進切換機構の係合応答性を高めることができる。

車両用の動力伝達装置のスケルトン図。 図１の２部詳細図。 図２の３−３線断面図（ＯＤ状態）。 図２の３−３線断面図（ＧＮ状態）。 ＯＤ状態での作用説明図。 ＧＮ状態での作用説明図。 前後進切換機構、クラッチ機構およびディファレンシャルギヤのスケルトン図。 クラッチ機構の分解斜視図。 図８の９−９線断面図。 ドライブレンジにおけるトルクフロー図。 ニュートラルレンジにおけるトルクフロー図。 リバースレンジにおけるトルクフロー図。

以下、図１〜図１２に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、エンジンＥの駆動力を左右の車軸１０，１０を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する車両用動力伝達装置は、無段変速機Ｔと、前後進切換機構Ｓと、クラッチ機構Ｃと、ディファレンシャルギヤＤとを備える。前後進切換機構Ｓは、ドライブレンジ、ニュートラルレンジおよびリバースレンジを切り換え可能である。

次に、図２〜図６に基づいて無段変速機Ｔの構造を説明する。

図２および図３に示すように、本実施の形態の無段変速機Ｔは同一構造を有する複数個（実施の形態では４個）の変速ユニットＵ…を軸方向に重ね合わせたもので、それらの変速ユニットＵ…は平行に配置された共通の入力軸１１および共通の第１出力軸１２を備えており、入力軸１１の回転が減速または増速されて第１出力軸１２に伝達される。

以下、代表として一つの変速ユニットＵの構造を説明する。エンジンＥに接続されて回転する入力軸１１は、電動モータのような変速アクチュエータ１４の中空の回転軸１４ａの内部を相対回転自在に貫通する。変速アクチュエータ１４のロータ１４ｂは回転軸１４ａに固定されており、ステータ１４ｃはケーシングに固定される。変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａは、入力軸１１と同速度で回転可能であり、かつ入力軸１１に対して異なる速度で相対回転可能である。

変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを貫通した入力軸１１には第１ピニオン１５が固定されており、この第１ピニオン１５を跨ぐように変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａにクランク状のキャリヤ１６が接続される。第１ピニオン１５と同径の２個の第２ピニオン１７，１７が、第１ピニオン１５と協働して正三角形を構成する位置にそれぞれピニオンピン１６ａ，１６ａを介して支持されており、これら第１ピニオン１５および第２ピニオン１７，１７に、円板形の偏心ディスク１８の内部に偏心して形成されたリングギヤ１８ａが噛合する。偏心ディスク１８の外周面に、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａの一端に設けたリング部１９ｂがボールベアリング２０を介して相対回転自在に嵌合する。

第１出力軸１２の外周に設けられたワンウェイクラッチ２１は、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａにピン１９ｃを介して枢支されたリング状のアウター部材２２と、アウター部材２２の内部に配置されて第１出力軸１２に固定されたインナー部材２３と、アウター部材２２の内周の円弧面とインナー部材２３の外周の平面との間に形成された楔状の空間に配置されてスプリング２４…で付勢されたローラ２５…とを備える。

図２から明らかなように、４個の変速ユニットＵ…はクランク状のキャリヤ１６を共有しているが、キャリヤ１６に第２ピニオン１７，１７を介して支持される偏心ディスク１８の位相は各々の変速ユニットＵで９０°ずつ異なっている。例えば、図２において、左端の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中上方に変位し、左から３番目の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中下方に変位し、左から２番目および４番目の変速ユニットＵ，Ｕの偏心ディスク１８，１８は上下方向中間に位置している。

次に、図７〜図９に基づいて、クラッチ機構Ｃの構造を説明する。

第１出力軸１２は、上流側（変速ユニットＵ…側）に位置する出力軸上流部１２Ａと、下流側（ディファレンシャルギヤＤ側）に位置する出力軸下流部１２Ｂとに２分割されており、出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂの対向端部間にクラッチ機構Ｃが設けられる。クラッチ機構Ｃは、出力軸上流部１２Ａの軸端から径方向外側に向かって１２０°間隔で放射状に延びる３本の第１ローラ支持軸７１…と、第１ローラ支持軸７１…の先端に回転自在に支持された３個の第１ローラ７２…と、出力軸下流部１２Ｂの軸端から径方向外側に向かって１２０°間隔で放射状に延びる３本の第２ローラ支持軸７３…と、第２ローラ支持軸７３…の先端に回転自在に支持された３個の第２ローラ７４…と、出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂの対向端部の外周に軸方向移動自在に配置された六角筒状のスリーブ７５と、図示せぬアクチュエータに接続されてスリーブ７５を軸方向に駆動するフォーク７６とを備える。スリーブ７５はフォーク７６に対して相対回転自在である。

３個の第１ローラ７２…は六角筒状のスリーブ７５の６個の内面のうち、１２０°ずつ離間した何れか３個の内面に沿うように係合可能であり、３個の第２ローラ７４…は六角筒状のスリーブ７５の６個の内面のうち、１２０°ずつ離間した何れか３個の内面に沿うように係合可能である。本実施の形態では、第２ローラ７４…はスリーブ７５に常時嵌合するが、第１ローラ７２…はスリーブ７５がフォーク７６で左動したときに係合し、右動したときに係合解除する。

次に、図７に基づいて、前後進切換機構ＳおよびディファレンシャルギヤＤの構造を説明する。

ドグクラッチよりなる前後進切換機構Ｓは、車軸１０の外周に相対回転自在に嵌合する筒状の出力軸下流部１２Ｂと、車軸１０の外周に相対回転自在に嵌合する筒状の第２出力軸３１と、この第２出力軸３１に外周に相対回転自在に嵌合する筒状の第３出力軸３２との間に配置される。出力軸下流部１２Ｂの右端に第１外周スプライン１２ａが形成される。第２出力軸３１の左端に第１接続部材３４が接続されており、第１接続部材３４が軸方向左側かつ径方向外側に延びた先端に第２外周スプライン３４ａが形成される。また第３出力軸３２の軸方向左端から径方向外側に延びた先端に第３外周スプライン３２ａが形成される。

第１外周スプライン１２ａ、第２外周スプライン３４ａおよび第３外周スプライン３２ａは軸方向に整列しており、第２外周スプライン３４ａおよび第３外周スプライン３２ａの外径は相互に等しく、かつ第１外周スプライン１２ａの外径よりも小さくなっている。また前後進切換機構Ｓのスリーブ３６は大径の第１内周スプライン３６ａおよび小径の第２内周スプライン３６ｂを備えており、第１内周スプライン３６ａは出力軸下流部１２Ｂの第１外周スプライン１２ａに常時係合し、第２内周スプライン３６ｂは第１接続部材３４の第２外周スプライン３４ａまたは第３出力軸３２の第３外周スプライン３２ａに選択的に係合可能である。

遊星歯車機構４２は、サンギヤ４３と、キャリヤ４４と、リングギヤ４５と、キャリヤ４４に相対回転自在に支持された複数のピニオン４７…とを備えており、ピニオン４７…はサンギヤ４３およびリングギヤ４５に噛合する。サンギヤ４３の左端は第３出力軸３２の右端に接続され、リングギヤ４５は第２出力軸３１の右端から径方向外側に延びる第２接続部材４９の外周部に接続され、キャリヤ４４はケーシング５０に固定される。

ディファレンシャルギヤＤの外郭を構成するディファレンシャルケース５４はケーシング５０に回転自在に支持され、ディファレンシャルケース５４の左端は第２出力軸３１の右端に接続される。ディファレンシャルギヤＤは、ディファレンシャルケース５４に固定したピニオンシャフト５９に回転自在に支持した一対のピニオン６０，６０と、車軸１０，１０の端部に固設されてピニオン６０，６０に噛合するサイドギヤ６１，６１とを備える。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

先ず、無段変速機Ｔの一つの変速ユニットＵの作用を説明する。変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを入力軸１１に対して相対回転させると、入力軸１１の軸線Ｌ１まわりにキャリヤ１６が回転する。このとき、キャリヤ１６の中心Ｏ、つまり第１ピニオン１５および２個の第２ピニオン１７，１７が成す正三角形の中心は入力軸１１の軸線Ｌ１まわりに回転する。

図３および図５は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して第１出力軸１２と反対側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最大になって無段変速機Ｔのレシオは最小のＯＤ（オーバードライブ）状態になる。図４および図６は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して第１出力軸１２と同じ側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最小になって無段変速機Ｔのレシオは無限大のＧＮ（ギヤドニュートラル）状態になる。

図５に示すＯＤ状態で、エンジンＥで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７および偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ａ）から図５（Ｂ）を経て図５（Ｃ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を反時計方向（矢印Ｂ参照）に回転させる。図５（Ａ）および図５（Ｃ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ方向に回転すると、ワンウェイクラッチ２１のアウター部材２２およびインナー部材２３間の楔状の空間にローラ２５…が噛み込み、アウター部材２２の回転がインナー部材２３を介して第１出力軸１２に伝達されるため、第１出力軸１２は反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転する。

入力軸１１および第１ピニオン１５が更に回転すると、第１ピニオン１５および第２ピニオン１７，１７にリングギヤ１８ａを噛合させた偏心ディスク１８が反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ｃ）から図５（Ｄ）を経て図５（Ａ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を時計方向（矢印Ｂ′参照）に回転させる。図５（Ｃ）および図５（Ａ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ′方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ′方向に回転すると、アウター部材２２とインナー部材２３との間の楔状の空間からローラ２５…がスプリング２４…を圧縮しながら押し出されることで、アウター部材２２がインナー部材２３に対してスリップして第１出力軸１２は回転しない。

以上のように、アウター部材２２が往復回転したとき、アウター部材２２の回転方向が反時計方向（矢印Ｂ参照）のときだけ第１出力軸１２が反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転するため、第１出力軸１２は間欠回転することになる。

図６は、ＧＮ状態で無段変速機Ｔを運転するときの作用を示すものである。このとき、入力軸１１の位置は偏心ディスク１８の中心に一致しているので、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量はゼロになる。この状態でエンジンＥで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７および偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。しかしながら、偏心ディスク１８の偏心量がゼロであるため、コネクティングロッド１９の往復運動のストロークもゼロになり、第１出力軸１２は回転しない。

従って、変速アクチュエータ１４を駆動してキャリヤ１６の位置を図３のＯＤ状態と図４のＧＮ状態との間に設定すれば、無限大レシオおよび所定レシオ間の任意のレシオでの運転が可能になる。

無段変速機Ｔは、並置された４個の変速ユニットＵ…の偏心ディスク１８…の位相が相互に９０°ずつずれているため、４個の変速ユニットＵ…が交互に駆動力を伝達することで、つまり４個のワンウェイクラッチ２１…の何れかが必ず係合状態にあることで、第１出力軸１２を連続回転させることができる。

次に、ドライブレンジ、ニュートラルレンジおよびリバースレンジを切り換える前後進切換機構Ｓの作用を説明する。

図１０に示すように、クラッチ機構Ｃを係合して第１出力軸１２の出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂを接続した状態で、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６を左動することで、第１出力軸１２の出力軸下流部１２Ｂを第２出力軸３１に接続するとともに第３出力軸３２から切り離すと、ドライブレンジが確立する。

ドライブレンジでは、無段変速機Ｔから出力軸上流部１２Ａおよびクラッチ機構Ｃを介して出力軸下流部１２Ｂに伝達された駆動力が前後進切換機構Ｓ→第１接続部材３４→第２出力軸３１の経路でディファレンシャルケース５４に伝達され、車両を前進走行させることができる。

図１１に示すように、クラッチ機構Ｃを係合解除して第１出力軸１２の出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂを切り離すと、無段変速機ＴがディファレンシャルギヤＤから切り離され、ニュートラルレンジが確立する。このとき、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６は左動位置および右動位置の何れにあっても良い。

図１２に示すように、クラッチ機構Ｃを係合して第１出力軸１２の出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂを接続した状態で、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６を右動することで、第１出力軸１２の出力軸下流部１２Ｂを第３出力軸３２に接続するとともに第２出力軸３１から切り離すと、リバースレンジが確立する。

リバースレンジでは、無段変速機Ｔから出力軸上流部１２Ａおよびクラッチ機構Ｃを介して出力軸下流部１２Ｂに伝達された駆動力が前後進切換機構Ｓ→第３出力軸３２→サンギヤ４３→キャリヤ４４→リングギヤ４５→第２接続部材４９の経路でディファレンシャルケース５４に伝達され、同時に遊星歯車機構４２において減速されて逆回転となることで、車両を後進走行させることができる。

以上のように、本実施の形態の無段変速機Ｔの第１出力軸１２は、ワンウェイクラッチ２１…を介して駆動力が伝達されるために前進走行方向にしか回転することができないが、前後進切換機構Ｓを第１出力軸１２の下流側に配置したことで、後進走行用の電動モータを設けてハイブリッド化することなく、車両を後進走行させることができる。

ところで、ドグクラッチよりなる前後進切換機構Ｓのスリーブ３６が右動位置および左動位置の間を移動するとき、スリーブ３６の第２内周スプライン３６ｂは第１接続部材３４の第２外周スプライン３４ａまたは第３出力軸３２の第３外周スプライン３２ａに選択的に係合する。このとき、第２外周スプライン３４ａおよび第３外周スプライン３２ａのドグ歯のピッチが周方向に整列せずに約半ピッチずれているような場合に、スリーブ３６の第２内周スプライン３６ｂが第１接続部材３４の第２外周スプライン３４ａまたは第３出力軸３２の第３外周スプライン３２ａに引っかかってスムーズに係合できない可能性がある。

その理由は、前後進切換機構Ｓの上流側の出力軸下流部１２Ｂは無段変速機構Ｔに接続されて自由な回転を拘束されており、かつ前後進切換機構Ｓの下流側の第２出力軸３１および第３出力軸３２は駆動輪Ｗ，Ｗに接続されて自由な回転を拘束されているため、軸方向に駆動されるスリーブ３６の第２内周スプライン３６ｂの荷重で第２外周スプライン３４ａおよび第３外周スプライン３２ａのドグ歯のピッチを周方向に整列させることが難しいからである。

そこで、本実施の形態では、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６を左動位置（ドライブレンジ）から右動位置（リバースレンジ）に切り換えるとき、あるいは前後進切換機構Ｓのスリーブ３６を右動位置（リバースレンジ）から左動位置（ドライブレンジ）に切り換えるとき、予めクラッチ機構Ｃを係合解除して第１出力軸１２の出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂを切り離しておき、この状態で前後進切換機構Ｓを作動させる。

即ち、クラッチ機構Ｃの係合解除により出力軸下流部１２Ｂが無段変速機構Ｔから切り離されて自由に回転可能になるため、軸方向に駆動されるスリーブ３６の第２内周スプライン３６ｂの荷重で第２外周スプライン３４ａおよび第３外周スプライン３２ａのドグ歯のピッチを周方向に整列させ、前後進切換機構Ｓをスムーズに切り換えることができる。そして前後進切換機構Ｓの切り換えが完了した後に、クラッチ機構Ｃを係合解除状態から係合状態に切り換えれば良い。

クラッチ機構Ｃを係合解除状態から係合状態に切り換えるとき、それが設けられた出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂの位相が必ずしも一致しているとは限らず、位相が不一致の場合にはスリーブ７５が第１ローラ７２…にスムーズに係合しない可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、出力軸上流部１２Ａの軸端に第１ローラ支持軸７１…を介して第１ローラ７２…が支持されており、これらの第１ローラ７２…がスリーブ７５の内面に嵌合してクラッチ機構Ｃが係合するため、出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂの位相が不一致であっても、第１ローラ７２…が回転してスリーブ７５の内面にスムーズに嵌合することで、出力軸上流部１２Ａおよび出力軸下流部１２Ｂの位相が強制的に一致させられてクラッチ機構Ｃのスムーズな係合が可能になる。

また軸方向に移動するスリーブ７５の内面に対して第１ローラ７２…および第２ローラ７４…が転動するため、スリーブ７５を移動させる荷重を低減してクラッチ機構Ｃの一層スムーズな係合を可能にすることができ、しかも複数の第１ローラ７２…および複数の第２ローラ７４…を備えるために、出力軸上流部１２Ａあるいは出力軸下流部１２Ｂとスリーブ７５との間にこじれが発生するのを防止することができる。

ニュートラルレンジからドライブレンジに切り換えるときには、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６が既に左動位置にあれば、クラッチ機構Ｃを係合するだけで良く、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６が未だ右動位置にあれば、スリーブ３６を左動した後にクラッチ機構Ｃを係合すれば良い。またニュートラルレンジからリバースレンジに切り換えるときには、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６が既に右動位置にあれば、クラッチ機構Ｃを係合するだけで良く、前後進切換機構Ｓのスリーブ３６が未だ左動位置にあれば、スリーブ３６を右動した後にクラッチ機構Ｃを係合すれば良い。上記何れの場合にも、前後進切換機構Ｓの作動はクラッチ機構Ｃが係合解除した状態で行われるため、後進切換機構Ｓのスムーズな作動が保証される。

ドライブレンジあるいはリバースレンジからニュートラルレンジに切り換えるときには、クラッチ機構Ｃを係合解除するだけで良い。

尚、上述した実施の形態では、ドライブレンジおよびリバースレンジ間の切り換え時に必ずクラッチ機構Ｃを係合解除しているが、クラッチ機構Ｃの無駄な作動を最小限に抑えるために、他の実施の形態として、以下のようにクラッチ機構Ｃを制御しても良い。

即ち、クラッチ機構Ｃを係合解除せずに前後進切換機構Ｓによりドライブレンジおよびリバースレンジ間の切り換えを実行し、所定時間の経過後に切り換えが完了しない場合、あるいは前後進切換機構Ｓのスリーブ３６を駆動するアクチュエータの負荷が所定値以上になった場合に、前後進切換機構Ｓの駆動を一旦中断してクラッチ機構Ｃを係合解除し、この状態で前後進切換機構Ｓの駆動を再度実行する。これにより、クラッチ機構Ｃの無駄な作動を最小限に抑え、ドライブレンジおよびリバースレンジ間の切り換えに要する時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではクラッチ機構Ｃのスリーブ７５が第２ローラ７４…に常時係合して第１ローラ７２…に選択的に係合するが、第１ローラ７２…に常時係合して第２ローラ７４…に選択的に係合するようにしても良い。

また実施の形態では出力軸下流部１２Ｂとスリーブ７５とが第２ローラ７４…を介して常時係合しているが、常時係合していれば必ずしも第２ローラ７４…を介して係合する必要はない。同様に、出力軸上流部１２Ａとスリーブ７５とを第１ローラ７２…を介して常時係合させる代わりに、第１ローラ７２…を介さずに常時係合させても良い。

また実施の形態ではクラッチ機構Ｃが各３個の第１ローラ７２…および第２ローラ７４…を備えているが、その個数は任意である。

１１ 入力軸
１２ 第１出力軸（出力軸）
１２Ａ 出力軸上流部
１２Ｂ 出力軸下流部
１８ 偏心ディスク（偏心部材）
１９ コネクティングロッド
２１ ワンウェイクラッチ
７１ 第１ローラ支持軸（ローラ支持軸）
７２ 第１ローラ（ローラ）
７５ スリーブ
Ｃ クラッチ機構
Ｄ ディファレンシャルギヤ
Ｅ エンジン（駆動源）
Ｓ 前後進切換機構
Ｗ 駆動輪

Claims (4)

1. 駆動源（Ｅ）に接続された入力軸（１１）と、駆動輪（Ｗ）に接続された出力軸（１２）と、前記入力軸（１１）からの偏心量が可変であって該入力軸（１１）と一体に回転する偏心部材（１８）と、前記出力軸（１２）に接続されたワンウェイクラッチ（２１）と、一端部が前記偏心部材（１８）に接続されて他端部が前記ワンウェイクラッチ（２１）に接続されたコネクティングロッド（１９）と、前記出力軸（１２）およびディファレンシャルギヤ（Ｄ）間に配置された前後進切換機構（Ｓ）とを備え、前記前後進切換機構（Ｓ）は前記出力軸（１２）の回転方向を切り換えて前記ディファレンシャルギヤ（Ｄ）に伝達可能なドグクラッチよりなる車両用動力伝達装置であって、
   前記出力軸（１２）は、前記ワンウェイクラッチ（２１）側の出力軸上流部（１２Ａ）と、前記前後進切換機構（Ｓ）側の出力軸下流部（１２Ｂ）とからなり、前記出力軸上流部（１２Ａ）と前記出力軸下流部（１２Ｂ）との間にクラッチ機構（Ｃ）を配置し、前記クラッチ機構（Ｃ）は、前記出力軸上流部（１２Ａ）および前記出力軸下流部（１２Ｂ）の一方の軸端から径方向に延びるローラ支持軸（７１）と、前記ローラ支持軸（７１）に転動自在に支持されたローラ（７２）と、前記出力軸上流部（１２Ａ）および前記出力軸下流部（１２Ｂ）の他方の軸端に軸方向移動自在に支持されて前記ローラ（７２）が係合可能なスリーブ（７５）とを備えることを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記クラッチ機構（Ｃ）は、径方向外側に放射状に延びる複数の前記ローラ支持軸（７１）と、各々の前記ローラ支持軸（７１）に転動自在に支持された複数の前記ローラ（７２）とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記前後進切換機構（Ｓ）を前進状態および後進状態間で切り換える場合には、前記クラッチ機構（Ｃ）を係合解除した状態で切り換えを行い、切り換え完了後に前記クラッチ機構（Ｃ）を係合することを特徴とする、請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記前後進切換機構（Ｓ）を前進状態および後進状態間で切り換える際に、切り換えが不能な場合あるいは切り換え荷重が所定値以上の場合には、前記クラッチ機構（Ｃ）を係合解除した状態で切り換えを行い、切り換え完了後に前記クラッチ機構（Ｃ）を係合することを特徴とする、請求項２に記載の車両用動力伝達装置。

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