特許 6240109 噛み合い式係合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6240109

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】噛み合い式係合装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 25/06 20060101AFI20171120BHJP

   F16D 27/118 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F16D25/06

   F16D27/118

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-40133(P2015-40133)

(22)【出願日】2015年3月2日

(65)【公開番号】特開2016-161039(P2016-161039A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2016年5月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(72)【発明者】

【氏名】吉野 弘紹

(72)【発明者】

【氏名】田淵 元樹

(72)【発明者】

【氏名】川上 崇穂

(72)【発明者】

【氏名】桑原 清二

(72)【発明者】

【氏名】塩津 勇

【審査官】 渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１８２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１５５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１−５００９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第２４２８３３６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１３５９５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １１／００− ２３／１４

Ｆ１６Ｄ ２５／００− ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１ドグ歯が円周方向に一定の間隔を空けて形成されるとともに、回転不能にケースに係合された第１部材と、複数の第２ドグ歯が円周方向に一定の間隔を空けて形成されるとともに、所定の回転部材に連結された第２部材と、前記第１部材を前記第２部材側に押圧する押圧機構とを備え、前記押圧機構により前記第１部材が押圧されることにより、前記第１ドグ歯が前記第２ドグ歯の間に差し込まれて噛み合うように構成された噛み合い式係合装置において、
前記第１ドグ歯と前記第２ドグ歯とが噛み合うように前記第１部材を押圧する押圧力に対する反力を発生する反力機構を備え、
前記反力機構は、前記第１部材が移動を開始した後、各ドグ歯同士が噛み合い始めるまでの間の位置で、前記反力の増大傾向を前記反力が増大する方向に変化させるように構成され、
前記反力機構は、前記第１部材の位置に拘わらず前記第１部材に弾性力を作用させる第１弾性部材と、前記第１部材が前記反力の増大傾向が変化する位置まで移動した場合に、前記第１部材に接触して弾性力を作用させる第２弾性部材とにより構成され、
前記所定の回転部材の回転数を低下させるように前記所定の回転部材にトルクが伝達された場合に、前記所定の回転部材に、前記第１ドグ歯と前記第２ドグ歯とが離隔する方向の荷重が作用するように構成され、
前記第２ドグ歯が前記第１ドグ歯から離隔する方向に前記所定の回転部材が前記荷重により移動した場合に前記所定の回転部材が接触する位置決め部材を更に備えている
ことを特徴とする噛み合い式係合装置。

【請求項2】

請求項１に記載の噛み合い式係合装置において、
前記第２部材は、
前記所定の回転部材に連結された保持部材と、
前記保持部材から離隔または接近することができるとともに前記保持部材と一体に回転し、かつ前記第２ドグ歯が形成されたピストンと、
前記第２ドグ歯を前記第１ドグ歯に接近させる方向に前記ピストンに弾性力を作用させる第３弾性部材と、
前記ピストンが前記第３弾性部材に押圧されて移動する量を制限する第１位置決め部材と
を有する
ことを特徴とする噛み合い式係合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ドグ歯を噛み合わせることにより二つの部材をトルク伝達可能に連結する噛み合い式係合装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、回転軸に連結されたクラッチハブと、出力軸にトルク伝達可能に連結されたクラッチリングとに、円筒状のスリーブを噛み合わせることにより、クラッチハブとクラッチリングとを連結するように構成された噛み合い式係合装置が記載されている。この噛み合い式係合装置は、アクチュエータでスリーブを軸線方向に移動させることにより、係合と解放とを切り替えるように構成されており、噛み合い式係合装置を係合させる際には、スリーブとクラッチリングとが噛み合う直前の位置まで、スリーブを移動させてから一時的にそのスリーブを停止させ、さらにその後、スリーブを移動させてクラッチリングに噛み合わせるように構成されている。これらスリーブとクラッチリングとには、半球状の突起部が形成されている。この突起部は、スリーブとクラッチリングとが噛み合い始める直前の位置までスリーブを移動させ、かつスリーブとクラッチリングとが相対回転した場合に接触する位置に形成されている。したがって、スリーブがクラッチリングに噛み合い始める直前の位置まで移動したか否かは、突起部同士が接触してスリーブが押し戻されたことをストロークセンサで検出することにより判断している。

【0003】

なお、特許文献２には、動力伝達経路における上流側に摩擦式係合装置を設け、その下流に噛み合い式係合装置を設けた変速機が記載されている。この変速機は、摩擦式係合装置を解放した後に、噛み合い式係合装置を係合させ、更にその後に摩擦式係合装置を係合することにより所定の変速段を設定するように構成されている。この摩擦式係合装置は、ピストンにより摩擦板が押圧されて係合する。上記のように摩擦式係合装置を一旦解放する際には、摩擦式係合装置がいわゆる半係合状態となるピストンの位置と、摩擦式係合装置が完全に解放した状態となるピストンの位置との間の位置に、ピストンを移動させるように構成されており、そのピストンの位置は、ストロークセンサにより検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−９８４５９号公報

【特許文献2】特開２００７−２８５４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

噛み合い係合機構では、解放状態で各噛み合い歯同士が大きく離隔している。これは、振動や組み付け誤差などによって噛み合い歯同士が接触することを回避するためである。したがって、係合する場合には、その離隔距離を詰めた後、噛み合い歯同士が噛み合い始める。その離隔距離を詰めるための移動はいわゆる空走であり、その空走時間が係合の遅れの要因になる。特許文献１に記載された装置では、ストロークセンサにより各歯同士が噛み合い始める直前の位置を検出できるが、その係合直前の位置までの移動（空走）を高速化し、あるいはその移動時間を短縮化することはできず、噛み合い式係合機構の係合応答性を向上させるためには改善の余地があった。

【0006】

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、噛み合い歯同士が噛み合い始めるまでの動作時間を短縮して係合応答性を向上させることのできる噛み合い式係合装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、この発明は、複数の第１ドグ歯が円周方向に一定の間隔を空けて形成されるとともに、回転不能にケースに係合された第１部材と、複数の第２ドグ歯が円周方向に一定の間隔を空けて形成されるとともに、所定の回転部材に連結された第２部材と、前記第１部材を前記第２部材側に押圧する押圧機構とを備え、前記押圧機構により前記第１部材が押圧されることにより、前記第１ドグ歯が前記第２ドグ歯の間に差し込まれて噛み合うように構成された噛み合い式係合装置において、前記第１ドグ歯と前記第２ドグ歯とが噛み合うように前記第１部材を押圧する押圧力に対する反力を発生する反力機構を備え、前記反力機構は、前記第１部材が移動を開始した後、各ドグ歯同士が噛み合い始めるまでの間の位置で、前記反力の増大傾向を前記反力が増大する方向に変化させるように構成され、前記反力機構は、前記第１部材の位置に拘わらず前記第１部材に弾性力を作用させる第１弾性部材と、前記第１部材が前記反力の増大傾向が変化する位置まで移動した場合に、前記第１部材に接触して弾性力を作用させる第２弾性部材とにより構成され、前記所定の回転部材の回転数を低下させるように前記所定の回転部材にトルクが伝達された場合に、前記所定の回転部材に、前記第１ドグ歯と前記第２ドグ歯とが離隔する方向の荷重が作用するように構成され、前記第２ドグ歯が前記第１ドグ歯から離隔する方向に前記所定の回転部材が前記荷重により移動した場合に前記所定の回転部材が接触する位置決め部材を更に備えていることを特徴とするものである。

【0008】

この発明では、前記第２部材は、前記所定の回転部材に連結された保持部材と、前記保持部材から離隔または接近することができるとともに前記保持部材と一体に回転し、かつ前記第２ドグ歯が形成されたピストンと、前記第２ドグ歯を前記第１ドグ歯に接近させる方向に前記ピストンに弾性力を作用させる第３弾性部材と、前記ピストンが前記第３弾性部材に押圧されて移動する量を制限する第１位置決め部材とを有していてもよい。

【発明の効果】

【0009】

この発明によれば、押圧機構により第１部材を押圧して各ドグ歯を噛み合わせるように構成されている。また、その押圧機構による押圧力に対する反力を発生する反力機構を備えている。この反力機構は、第１部材が移動を開始した後、各ドグ歯同士が噛み合い始めるまでの間の位置で、反力の増大傾向を反力が増大する方向に変化させるように構成されている。したがって、反力の増大傾向が増大する方向に変化する位置に第１部材が移動するように押圧機構により第１部材を押圧すれば、その押圧力が増大する方向にばらついたとしても、第１部材が過剰に移動することを抑制することができる。すなわち、各ドグ歯が過剰に接近することを抑制することができる。そのため、比較的高い押圧力で第１部材を押圧することができるので、各ドグ歯が噛み合い始めるまでの間における第１部材の動作時間を短縮することができる。つまり、係合応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明に係る噛み合い式係合装置の一例を説明するための断面図である。

【図2】各リターンスプリングをスプリングシートに取り付ける位置を示す図である。

【図3】第１ピストンの移動量と、第１ピストンを移動させるために要する押圧力の大きさとを示す線図である。

【図4】この発明における変速機の一例を示すスケルトン図である。

【図5】各変速段を設定するために係合させられる係合機構を示す図表である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

この発明に係る噛み合い式係合装置を備えた変速機の一例を図４に示している。この変速機１は、車両に搭載されたものであって、従来知られているダブルピニオン型の遊星歯車機構（以下、第１遊星歯車機構と記す）２と、ラビニョ型の遊星歯車機構（以下、第２遊星歯車機構と記す）３とを有している。この変速機１は、駆動力源であるエンジン４の出力軸５に、図示しないトルクコンバータを介して連結されている。また、この変速機１は、前進第１速段から前進第８速段までの変速段と、後進第１速段および後進第２速段の変速段とを設定することができるように構成され、エンジン４の目標回転数や、要求される駆動力などに応じていずれかの変速段を設定する。

【0012】

上記第１遊星歯車機構２は、ケース６に連結された第１サンギヤ７と、第１サンギヤ７に噛み合う第１インナーピニオンギヤ８と、第１インナーピニオンギヤ８に噛み合う第１アウターピニオンギヤ９と、第１アウターピニオンギヤ９に噛み合う第１リングギヤ１０と、第１インナーピニオンギヤ８および第１アウターピニオンギヤ９を自転および公転可能に保持し、かつ入力軸１１に連結された第１キャリヤ１２とによって構成されている。すなわち、第１遊星歯車機構２は、エンジン４が駆動力を出力している場合に、第１キャリヤ１２が入力要素として機能し、第１サンギヤ７が反力要素として機能し、第１リングギヤ１０が出力要素として機能するように構成された三つの回転要素を有する差動機構である。また、上記のように第１サンギヤ７は、ケース６に連結されているので、第１遊星歯車機構２は、減速機として機能する。

【0013】

第２遊星歯車機構３は、入力軸１１と同心円上に配置された第２サンギヤ１３および第３サンギヤ１４と、第３サンギヤ１４に噛み合う第２インナーピニオンギヤ１５と、第２インナーピニオンギヤ１５および第２サンギヤ１３に噛み合う第２アウターピニオンギヤ１６と、第２インナーピニオンギヤ１５および第２アウターピニオンギヤ１６を自転および公転可能に保持する第２キャリヤ１７と、第２アウターピニオンギヤ１６に噛み合う第２リングギヤ１８とによって構成されている。すなわち、第２遊星歯車機構３は、シングルピニオン型の遊星歯車機構とダブルピニオン型の遊星歯車機構との二つの回転要素を共有して構成されており、第２サンギヤ１３、第３サンギヤ１４、第２キャリヤ１７、第２リングギヤ１８の四つの回転要素を有する差動機構である。

【0014】

なお、これらの各ギヤ７，８，９，１０，１３，１４，１５，１６，１８は、トルク伝達時に異音が生じることを抑制することができるはすば歯車であり、その捩れ角は、後述する前進第２速段から前進第１速段へ変速する際に第２キャリヤ１７の回転数を低下させるようにトルクを伝達することにより、後述する各ドグ歯が離隔する方向に第２キャリヤ１７のガタが詰まるように定められている。

【0015】

さらに、第１遊星歯車機構２における各回転要素と、第２遊星歯車機構３における各回転要素とを選択的に係合させる複数のクラッチや、いずれかの回転要素を停止させるブレーキが設けられている。具体的には、第１リングギヤ１０と第３サンギヤ１４とを連結する第１クラッチＣ１が設けられ、入力軸１１または第１キャリヤ１２と第２キャリヤ１７とを連結する第２クラッチＣ２が設けられ、第１リングギヤ１０と第２サンギヤ１３とを連結する第３クラッチＣ３が設けられ、第１キャリヤ１２と第２サンギヤ１３とを連結する第４クラッチＣ４が設けられている。これら各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、従来知られた摩擦クラッチと同様に構成されており、油圧アクチュエータの制御量に基づいて伝達トルク容量を変更することができる。

【0016】

また、ケース６に第２サンギヤ１３を連結することにより、第２サンギヤ１３を停止させる第１ブレーキＢ１が設けられ、同様にケース６に第２キャリヤ１７を連結することにより、第２キャリヤ１７を停止させる第２ブレーキＢ２が設けられている。この第１ブレーキＢ１は、従来知られた摩擦ブレーキと同様に構成され、伝達トルク容量を変化させることにより第２サンギヤ１３に作用させる制動力を制御することができる。その伝達トルク容量は、図示しない油圧アクチュエータの油圧を制御することにより変化させられる。一方、第２ブレーキＢ２は、後述する各ドグ歯を噛み合わせることにより第２キャリヤ１７とケース６とを連結して、第２キャリヤ１７を停止させるように構成された噛み合い式係合装置である。なお、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４および第１ブレーキＢ１の伝達トルク容量は、電磁アクチュエータにより制御されてもよく、その手段は限定されない。

【0017】

そして、エンジン４や各係合装置などを制御するための電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）１９が設けられている。このＥＣＵ１９は、従来知られたものと同様にマイクロコンピュータを主体として構成されている。また、このＥＣＵ１９は、図示しないセンサから信号が入力され、その入力された信号と、予め記憶されたマップや演算式などとに基づいてエンジン４や各係合装置に信号を出力するように構成されている。その一例としては、車速センサにより検出された車速と、アクセル開度センサにより検出されたアクセル開度との信号が、ＥＣＵ１９に入力される。そして、ＥＣＵ１９には、従来知られているように車速とアクセル開度とをパラメータとして予め用意された変速マップが記憶されており、上記入力された信号と変速マップとにより変速段を定める。ついで、その定められた変速段に応じた信号を、上記の各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４や各ブレーキＢ１，Ｂ２に出力する。

【0018】

各変速段を設定するために係合させられる係合機構を、図５に示している。なお、図５において「○」は、クラッチまたはブレーキが係合している状態を示し、「−」は、クラッチまたはブレーキが解放している状態を示している。図５に示すように、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とを係合させることにより前進第１速段が設定される。第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とを係合させることにより前進第２速段が設定される。第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とを係合させることにより前進第３速段が設定される。第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４とを係合させることにより前進第４速段が設定される。第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを係合させることにより前進第５速段が設定される。第２クラッチＣ２と第４クラッチＣ４とを係合させることにより前進第６速段が設定される。第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを係合させることにより前進第７速段が設定される。第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とを係合させることにより前進第８速段が設定される。また、第２ブレーキＢ２と第３クラッチＣ３とを係合させることにより後進第１速段が設定され、第２ブレーキＢ２と第４クラッチＣ４とを係合させることにより後進第２速段が設定される。

【0019】

なお、前進第１速段を設定している際の変速比が最も大きくなり、前進第８速段を設定している際の変速比が最も小さくなるように構成されており、また、前進第６速段を設定している際の変速比が「１」になるように構成されている。

【0020】

この変速機１における前進第２速段から前進第１速段への変速の制御例を簡単に説明する。上述したように前進第１速段と前進第２速段とは、第１クラッチＣ１が係合されている。したがって、前進第１速段への変速時には、第１クラッチＣ１を係合させたまま、第１ブレーキＢ１を解放して、第２ブレーキＢ２を係合する。その際には、第１ブレーキＢ１の伝達トルク容量とエンジン４の出力トルクとを協調制御して、第２キャリヤ１７の回転数を「０」に近づけ、その後に、第２ブレーキＢ２を係合し、さらにその後に、第１ブレーキＢ１を完全に解放させる。

【0021】

そのように第２ブレーキＢ２を係合させる時間を短くするために、第２キャリヤ１７の回転数を制御している過程で、第２ブレーキＢ２が係合する直前の状態になるように制御すること好ましい。この第２ブレーキＢ２が係合する直前の状態とは、部品のばらつきなどを考慮して、意図せずに第２ブレーキＢ２が係合しない状態である。一方、上述したように第２キャリヤ１７の回転数を低下させるようにトルクを伝達することにより、後述する各ドグ歯が離隔する方向に第２キャリヤ１７のガタが詰まるように構成されている。したがって、第２ブレーキＢ２が係合する直前の状態にする場合には、振動などにより第２キャリヤ１７が軸線方向に移動することを考慮しなくてもよく、その状態での各ドグ歯の隙間は、第２ブレーキを完全に解放している状態よりも小さく定められている。

【0022】

そのように第２ブレーキＢ２が係合する直前の状態とすることができる構成の一例を図１に示している。この第２ブレーキＢ２は、ケース６に回転不能に連結された第１ピストン２０と、第２キャリヤ１７と一体に回転する回転部材２１とを係合させることにより、第２キャリヤ１７の回転を停止させるように構成されている。

【0023】

この第１ピストン２０は、環状に形成されており、ケース６の側面から軸線方向に突出した第１円筒部２２と、ケース６の側面の外周部を屈曲させて形成された第２円筒部２３との間に、一方の端部（以下、嵌合部と記す）２４が嵌合している。この嵌合部２４から軸線方向に突出した部分２５は、嵌合部２４よりも外径が大きく形成されており、その外周面とケース６の内壁面とがスプライン係合している。すなわち、第１ピストン２０は、軸線方向に移動することができるとともに、回転不能にケース６に係合している。

【0024】

その第１ピストン２０がケース６の側面側に最も移動した場合に、嵌合部２４の端面とケース６の側面とに隙間が空くように、ケース６の側面には、環状の溝２６が形成されており、その溝２６と図示しない油圧源とが油路を介して連通している。したがって、油圧源から溝２６にオイルを供給することにより、その油圧に基づく荷重により第１ピストン２０が側面から離隔する方向に押圧される。すなわち、ケース６と第１ピストン２０とが油圧アクチュエータを構成しており、このように構成された油圧アクチュエータが、この発明の実施例における「押圧機構」に相当し、第１ピストン２０が、この発明の実施例における「第１部材」に相当する。なお、以下の説明では、溝２６を油圧室２６と記す。この第１ピストン２０の嵌合部２４とは反対側の端部に軸線方向に突出した第１ドグ歯２７が形成されている。この第１ドグ歯２７は、円周方向に所定の間隔を空けて複数形成されている。

【0025】

また、回転部材２１は、この発明の実施例における「第２部材」に相当するものであって、第２キャリヤ１７に連結した有底円筒状の保持部材２８と、その保持部材２８の内側に軸線方向に移動可能に収容された環状の第２ピストン２９と、第２ピストン２９を保持部材２８の底面から離隔する方向に弾性力を作用させる弾性部材３０とにより構成されている。この保持部材２８の底面のうちの外周部には、軸線方向に突出した回り止め部３１が円周方向に所定の間隔を空けて形成されており、その回り止め部３１と円周方向で係合する突起部３２が、第２ピストン２９の一方の端部に形成されている。したがって、第２キャリヤ１７のトルクが回り止め部３１を介して第２ピストン２９に伝達される。また、第２ピストン２９の他方側の側面には、軸線方向に突出した第２ドグ歯３３が形成されている。この第２ドグ歯３３は、円周方向に所定の間隔を空けて複数形成されており、隣り合う第２ドグ歯３３の間に、第１ドグ歯２７が差し込まれるように構成されている。

【0026】

上述したように油圧室２６の油圧に応じた押圧力で、第１ピストン２０が押圧されて各ドグ歯２７，３３が噛み合う。一方、各ドグ歯２７，３３が噛み合う際に各ドグ歯２７，３３の歯先同士が接触した場合には、上記弾性部材３０が圧縮されて、第２ドグ歯３３が第１ドグ歯２７から離隔する方向に移動するように構成されている。すなわち、第１ドグ歯２７の歯先に作用する反力を低下させて摩擦力を低下させることにより、第１ドグ歯２７と第２ドグ歯３３とが相対回転して各ドグ歯２７，３３が噛み合うことができるように構成されている。なお、図に示す例では、保持部材２８の開口部から第２ピストン２９が抜け出ることを防止するために、保持部材２８の開口部の内側にスナップリング３４が設けられている。また、保持部材２８が軸線方向に移動することを制限するための環状の位置決め部材３５が、保持部材２８の底面に接触するようにケース６に連結されており、第２キャリヤ１７の回転数を低下させるようにトルクが伝達されたときに、保持部材２８が位置決め部材３５に接触するようにガタが詰められるように構成されている。

【0027】

また、油圧室２６の油圧を低下させることにより、各ドグ歯２７，３３が離隔するように、第１リターンスプリング３６が設けられている。具体的には、ケース６に連結された環状のスプリングシート３７と、第１ピストン２０の側面とに圧縮されて第１リターンスプリング３６が設けられており、その第１リターンスプリング３６の一方の端部が、スプリングシート３７に連結されている。したがって、第１リターンスプリング３６は、油圧室２６の油圧に基づいて第１ピストン２０が押圧される荷重に対抗した弾性力（反力）を、常時、第１ピストン２０に作用させるように構成されている。なお、第１リターンスプリング３６は、図２に示すようにスプリングシート３７の円周方向に所定の間隔を空けて複数配置してもよく、環状に形成された一つのバネであってもよい。

【0028】

さらに、各ドグ歯２７，３３が噛み合い始める直前の位置まで第１ピストン２０が移動した場合に、第１ピストン２０の側面に接触し、それ以上、各ドグ歯２７，３３が噛み合うように第１ピストン２０が移動した場合に、第１リターンスプリング３６とともに圧縮される第２リターンスプリング３８が設けられている。この第２リターンスプリング３８は、一方の端部がスプリングシート３７に連結され、かつ上記第１リターンスプリング３６よりも短いコイルバネである。また、この第２リターンスプリング３８は、上述した第１リターンスプリング３６と同様に円周方向に所定の間隔を空けて配置してもよく、環状に形成された一つのバネであってもよい。図２には、第１リターンスプリング３６と第２リターンスプリング３８とが円周方向に交互に配置された例を示し、図１には、第１リターンスプリング３６よりもスプリングシート３７の内周側に第２リターンスプリング３８が設けられた例を示している。また、第１リターンスプリング３６を円周方向に複数設ける場合には、それぞれの第１リターンスプリング３６における中央部に第２リターンスプリング３８を配置してもよい。すなわち、第１リターンスプリング３６の中心軸線と、第２リターンスプリング３８の中心軸線とが同一になるように各リターンスプリング３６，３８を配置してもよい。なお、第１リターンスプリング３６と第２リターンスプリング３８とが、この発明の実施例における「反力機構」に相当する。

【0029】

図３には、第１ピストン２０をケース６の側面から離隔する方向に移動させるために要する押圧力の大きさを示している。なお、図３における横軸は、第１ピストン２０の移動量を示し、縦軸が押圧力の大きさを示している。図３に示すように第１ピストン２０がケース６の側面側に位置している場合には、第１リターンスプリング３６の弾性力のみが第１ピストン２０に作用する。したがって、第１ピストン２０を単位距離、移動させるために要する押圧力の増加量は、第１リターンスプリング３６の弾性係数に応じた大きさとなる。

【0030】

一方、第１ピストン２０が、各ドグ歯２７，３３が噛み合う直前の位置まで移動すると、第１ピストン２０の側面に第２リターンスプリング３８の端面が接触する。そのため、それ以上、第１ピストン２０を移動させるためには、各リターンスプリング３６，３８を圧縮することになるので、第１ピストン２０を移動させるために要する押圧力が急激に増大する。すなわち、第１ピストン２０を所定量以上移動させる場合には、第１ピストン２０を単位距離、移動させるために要する押圧力の増加量は、各リターンスプリング３６，３８の弾性係数の和に応じた大きさになる。言い換えると、第１ピストン２０を押圧した際における反力の増大傾向が、反力が増大する方向に変化する。したがって、押圧力の微小変化による第１ピストン２０の移動量が小さくなる。

【0031】

上述したように第２ブレーキＢ２を構成することにより、各ドグ歯２７，３３が係合する直前の位置となるように第１ピストン２０を押圧する場合には、第１ピストン２０が第２リターンスプリング３８に接触する位置まで移動させることになる。その際に要する押圧力は、第１リターンスプリング３６を圧縮する量に基づいて求めることができる。したがって、第２ブレーキＢ２を係合させる場合には、まず、第１ピストン２０が第２リターンスプリング３８に接触する位置まで、上記のように求められた油圧を油圧室２６に供給し、その後、第２キャリヤ１７の回転数が第２ブレーキＢ２を係合することができる回転数まで低下してから、油圧を更に増大させて、各ドグ歯２７，３３を係合させる。

【0032】

一方、上述したように第２リターンスプリング３８を圧縮する場合には、反力の増大傾向が、反力が増大する方向に変化するので、第２リターンスプリング３８に第１ピストン２０が接触するように第１ピストン２０を押圧する押圧力が、増大する方向にばらついたとしても、各ドグ歯２７，３３が過剰に接近するように移動することを抑制することができる。言い換えると、第２リターンスプリン３８に接触する位置で第１ピストン２０を停止させることができる。したがって、第１ピストン２０の慣性などに応じて第１ピストン２０が過剰に移動することを抑制するために、第１ピストン２０の位置に応じて油圧を低下させるなどの制御を行う必要がない。そのため、各ドグ歯２７，３３が噛み合う直前の位置まで第１ピストン２０を移動させる場合には、比較的高い押圧力で第１ピストン２０を押圧することができるので、第１ピストン２０を移動させる時間を短縮することができ、その結果、係合応答性を向上させることができる。

【0033】

また、第１ピストン２０の位置を検出するためのセンサを別途設ける必要がなく、そのようなセンサの信号に基づいて油圧を制御する必要がないので、各ドグ歯２７，３３が噛み合う直前の位置まで第１ピストン２０を移動させる制御を簡素化することができる。

【0034】

なお、第１ピストン２０が予め定められた所定距離、移動した際に、第１ピストン２０を押圧する押圧量に対する反力の増大傾向が、増大する方向に変化するように構成されていればよく、例えば、第１ピストン２０とケース６とがスプライン係合する部分の摺動摩擦抵抗が大きくなるように、スプライン歯の歯面を形成していてもよい。

【0035】

また、この発明における押圧機構は、油圧アクチュエータに限らず、電磁アクチュエータなどの他のものであってもよい。さらに、第１リターンスプリング３６と第２リターンスプリング３８との二つの弾性部材により、第１ピストン２０に弾性力を作用させる構成に限らない。具体的には、第１ピストン２０が移動し始めてから各ドグ歯２７，３３が噛み合う直前の位置までは、比較的小さい弾性力が作用し、それ以上、第１ピストン２０が保持部材２１側に移動する間は、比較的大きい弾性力が作用するように、線径や有効巻き数、あるいはコイル径などを変更して弾性係数が異なるように構成した一つの弾性体によって、第１ピストン２０を押圧するように構成していてもよい。また、この発明における反力機構は、バネに限らず、ゴムや油圧シリンダを利用したものであってもよい。さらに、この発明に係る噛み合い式係合装置は、ブレーキとして機能するものに限らず、クラッチとして機能するものであってもよい。

【符号の説明】

【0036】

７，１３，１４…サンギヤ、 ８，１５…インナーピニオンギヤ、 ９，１６…アウターピニオンギヤ、 １０，１８…リングギヤ、 １２，１７…キャリヤ、 ２０，２９…ピストン、 ２６…油圧室、 ２７，３３…ドグ歯、 ３６，３８…リターンスプリング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】