JP5303318B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンの駆動力を車輪に対して任意選択的に伝達又は遮断可能な動力伝達装置に関するものである。

エンジンの駆動力を車輪側へ選択的に伝達又は遮断するための動力伝達装置として、手動にて変速操作させるマニュアルトランスミッション（ＭＴ）と、トルクコンバータにて自動的に変速操作させるオートマティックトランスミッション（ＡＴ）とが挙げられる。このうちＡＴは、変速操作が容易であるものの、トルクコンバータの特性上、伝達効率が悪いという欠点があることから、当該トルクコンバータを有さず変速操作を自動的に行わせるＡＭＴ型動力伝達装置が提案されるに至っている。

かかるＡＭＴ型動力伝達装置は、エンジンと車輪との間の動力伝達系を断続させ得る発進変速クラッチ手段と、入力と出力とが所定のギア比に設定された複数のギア段クラッチ手段とを具備していた。このギア段クラッチ手段は、シンクロ（同期）機構と、ドグクラッチとを具備しており、ドグクラッチを何れかのギア段クラッチ手段に選択的に接続させることにより、エンジンから車輪に対する動力伝達時のギア比を任意に設定し得るよう構成されていた。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。

しかしながら、上記従来の動力伝達装置においては、ギア段クラッチ手段を構成するシンクロ（同期）機構とドグクラッチとにより任意ギア段を選択してギア比を設定していたので、変速タイムラグが大きくなってしまうという問題があった。即ち、従来の動力伝達装置においては、ギア段を選択するに際し、シンクロ機構による同期を行い、続いてドグクラッチを接続させる必要があったため、その継続動作に比較的大きな時間が必要とされることから、変速タイムラグが大きくなってしまうのである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、動力の伝達効率を向上させることができるとともに、変速タイムラグを小さくすることができる動力伝達装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、エンジンの駆動力を車輪に対して任意タイミングで伝達又は遮断可能な発進変速クラッチ手段と、該発進変速クラッチ手段とは別個に配設されるとともに、動力伝達系の途中における前記発進変速クラッチ手段と車輪との間に配設され、入力と出力とが所定のギア比に設定された複数のギア段クラッチ手段と、車両の走行状態に応じて前記ギア段クラッチ手段の何れかを選択し、エンジンから前記車輪に対する動力伝達時のギア比を任意に設定し得るギア段選択手段とを具備した動力伝達装置であって、前記ギア段クラッチ手段は、交互に積層された駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンとを具備し、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板が圧接して所定のギア比にて動力が伝達され得るよう構成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の動力伝達装置において、前記ギア段クラッチ手段は、油圧ピストンの作動方向に応じて異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接させ得るよう構成されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置において、トルク増幅機能を有するトルクコンバータを具備するとともに、前記発進変速クラッチ手段は、当該トルクコンバータの駆動伝達系を介して前記エンジンの駆動力を前記車輪に伝達させる第１クラッチ手段と、当該トルクコンバータの駆動伝達系を介さず前記エンジンの駆動力を前記車輪に伝達させる第２クラッチ手段とを有するとともに、車両の状態に応じて当該第１クラッチ手段と第２クラッチ手段とを任意選択して作動させ得る制御手段を具備したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置において、前記発進変速クラッチ手段は、偶数段のギア段クラッチ手段と断続可能な偶数段用クラッチ手段と、奇数段のギア段クラッチ手段と断続可能な奇数段用クラッチ手段とを有することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載の動力伝達装置において、前記発進変速クラッチ手段は、時間経過に伴って動摩擦係数が連続的に低下する摩擦特性の摩擦材を有するとともに、前記ギア段クラッチ手段は、時間経過に伴う動摩擦係数が経過時間終期を除き前記発進変速クラッチ手段と略同等であり、且つ、経過時間初期の動摩擦係数よりも高いピークを経過時間終期に有したルースターテールを示す摩擦特性の摩擦材を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ギア段クラッチ手段は、交互に積層された駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンとを具備し、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板が圧接して所定のギア比にて動力が伝達され得るよう構成されたので、動力の伝達効率を向上させることができるとともに、変速タイムラグを小さくすることができる。

請求項２の発明によれば、ギア段クラッチ手段は、油圧ピストンの作動方向に応じて異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接させ得るよう構成されたので、異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ手段の油圧ピストンを共用させることができ、動力伝達装置の小型化（特に、軸方向の小型化）を図ることが容易とされるとともに、部品点数を削減してコストを低減させることができる。

請求項３の発明によれば、発進変速クラッチ手段は、トルクコンバータの駆動伝達系を介してエンジンの駆動力を車輪に伝達させる第１クラッチ手段と、当該トルクコンバータの駆動伝達系を介さずエンジンの駆動力を車輪に伝達させる第２クラッチ手段とを有するとともに、車両の状態に応じて当該第１クラッチ手段と第２クラッチ手段とを任意選択して作動させ得る制御手段を具備したので、変速タイムラグを小さくすることができるのに加え、第１クラッチ手段と第２クラッチ手段とで負荷を分担させることにより発進変速クラッチ手段の負荷を低減させることができる。

請求項４の発明によれば、発進変速クラッチ手段は、偶数段のギア段クラッチ手段と断続可能な偶数段用クラッチ手段と、奇数段のギア段クラッチ手段と断続可能な奇数段用クラッチ手段とを有するので、変速タイムラグを小さくすることができるのに加え、偶数段用クラッチ手段と奇数段用クラッチ手段とで負荷を分担させることにより発進変速クラッチ手段の負荷を低減させることができる。

請求項５の発明によれば、発進変速クラッチ手段は、時間経過に伴って動摩擦係数が連続的に低下する摩擦特性の摩擦材を有するとともに、ギア段クラッチ手段は、時間経過に伴う動摩擦係数が経過時間終期を除き発進変速クラッチ手段と略同等であり、且つ、経過時間初期の動摩擦係数よりも高いピークを経過時間終期に有したルースターテールを示す摩擦特性の摩擦材を有するので、発進変速クラッチ手段及びギア段クラッチ手段のそれぞれに好適な特性を付与させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る動力伝達装置を示す縦断面図 同動力伝達装置の概念を示す模式図 同動力伝達装置におけるトルクコンバータ及び発進変速クラッチ手段を示す拡大断面図 同動力伝達装置におけるギア段クラッチ手段（第１入力軸に形成されたギア段クラッチ手段）を示す拡大断面図 同動力伝達装置におけるギア段クラッチ手段（第２入力軸に形成されたギア段クラッチ手段）を示す拡大断面図 同動力伝達装置で適用されるモード表 同動力伝達装置における（ａ）発進変速クラッチ手段の摩擦特性、（ｂ）ギア段クラッチ手段の摩擦特性 本発明の第２の実施形態に係る動力伝達装置を示す縦断面図 同動力伝達装置の概念を示す模式図 本発明の第３の実施形態に係る動力伝達装置の概念を示す模式図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第１の実施形態に係る動力伝達装置は、自動車（車両）のエンジン（駆動源）による駆動力を車輪（駆動輪）に伝達又は遮断するためのものであり、図１及び図２に示すように、トルクコンバータ１と、発進変速クラッチ手段２と、ギア段クラッチ手段３と、制御手段４と、ギア段選択手段５とから主に構成されている。尚、図１は、本実施形態に係る動力伝達装置の主要部を表す縦断面図であり、図２は、同実施形態に係る動力伝達装置を模式化した模式図（概念図）を示すものである。

然るに、図１、２に示すように、車両の駆動源としてのエンジンＥから車輪（駆動輪Ｄ）に至るまでの動力伝達系の途中に、トルクコンバータ１、発進変速クラッチ手段２、及びギア段クラッチ手段３が配設されており、尚、図中、符号１１は、エンジンＥから延設された入力軸を示しており、符号８は駆動輪Ｄまで延設された出力軸を示している。このうち、トルクコンバータ１は、エンジンＥからのトルクを増幅して駆動輪Ｄに伝達するトルク増幅機能を有して成るもので、当該エンジンＥの駆動力が伝達されて軸回りに回転可能とされるとともにオイル（作動油）を液密状態で収容したトルコンカバー１ａ、１３と、該トルコンカバー１ａ側に形成されて当該トルコンカバー１ａと共に回転するポンプＰと、該ポンプＰと対峙しつつトルコンカバー１３側で回転可能に配設されたタービンＴとを主に具備している。

また、入力軸１１は、カバー部材１２を介してトルコンカバー１３と連結されている。そして、エンジンＥの駆動力にて入力軸１１が回転し、カバー部材１２、トルコンカバー１３、１ａ及びポンプＰが回転すると、その回転トルクが液体（作動油）を介してタービンＴ側にトルク増幅されつつ伝達される。しかして、トルク増幅されてタービンＴが回転すると、該タービンＴとスプライン嵌合した第１駆動シャフト１５が回転し、ギア段クラッチ手段３を介して駆動輪Ｄに当該トルクが伝達される。ここで、本発明における「トルクコンバータの駆動伝達系」は、上記したトルコンカバー１ａ、ポンプＰ及びタービンＴが成す駆動伝達系を指すものである。尚、同図中符号１０は、ミッションケースを示している。

一方、トルコンカバー１３は、コイルスプリングから成るダンパ機構１８を介して連結部材１４と連結されており、当該連結部材１４は、第１入力軸６を介して第２駆動シャフト１６と嵌合している。これにより、エンジンＥの駆動力にて入力軸１１が回転すると、カバー部材１２、トルコンカバー１３、連結部材１４及び第２駆動シャフト１６が回転し、ギア段クラッチ手段３にエンジンＥの駆動トルクが伝達される。而して、第２駆動シャフト１６によれば、トルクコンバータ１の駆動伝達系を介さずに駆動輪Ｄに駆動力を伝達することが可能とされている。

上記の如く、第１駆動シャフト１５は、トルクコンバータ１の駆動伝達系を介してエンジンＥの駆動力で回転可能とされ、発進変速クラッチ手段２の第１クラッチ手段２ａと連結されるとともに、第２駆動シャフト６は、トルクコンバータ１の駆動伝達系を介さずエンジンＥの駆動力で直接回転可能とされ、発進変速クラッチ手段２の第２クラッチ手段２ｂと連結されている。

発進変速クラッチ手段２は、エンジンＥの駆動力を車輪（駆動輪Ｄ）に対して任意タイミングで伝達又は遮断可能なもので、トルクコンバータ１の駆動伝達系を介してエンジンＥの駆動力を車輪（駆動輪Ｄ）に伝達させる第１クラッチ手段２ａと、トルクコンバータ１の駆動伝達系を介さずエンジンの駆動力を車輪（駆動輪Ｄ）に伝達させる第２クラッチ手段２ｂとを有する。これら第１クラッチ手段２ａ及び第２クラッチ手段２ｂには、図３で示すように、図中左右方向に対して摺動自在な複数の駆動側クラッチ板２ａａ、２ｂａ及び被動側クラッチ板２ａｂ、２ｂｂが形成され、多板クラッチを成している。

然るに、第１クラッチ手段２ａにおいては、第１駆動シャフト１５に形成されて連動可能とされた連動部材１５ａに駆動側クラッチ板２ａａが形成されるとともに、筐体１７に被動側クラッチ板２ａｂが形成され、これら駆動側クラッチ板２ａａと被動側クラッチ板２ａｂとが交互に積層形成されている。これにより、隣り合う駆動側クラッチ板２ａａと被動側クラッチ板２ａｂとが圧接又は離間可能となっている。

また、第２クラッチ手段２ｂにおいては、第２駆動シャフト１６に形成されて連動可能とされた連動部材１６ａに駆動側クラッチ板２ｂａが形成されるとともに、筐体１７に被動側クラッチ板２ｂｂが形成され、これら駆動側クラッチ板２ｂａと被動側クラッチ板２ｂｂとが交互に積層形成されている。これにより、隣り合う駆動側クラッチ板２ｂａと被動側クラッチ板２ｂｂとが圧接又は離間可能となっている。然るに、ここでいう離間とは、物理的離間に限らず、圧接が解かれた状態のことをいい、圧接状態にて駆動力が伝達されるとともに、離間状態にて当該駆動力の伝達が遮断される。

また、かかる発進変速クラッチ手段２は、図３に示すように、同一筐体１７内に第１クラッチ手段２ａ、第２クラッチ手段２ｂ、及び当該第１クラッチ手段２ａ及び第２クラッチ手段２ｂに対応する２つの油圧ピストンＰ１、Ｐ２を有するとともに、当該油圧ピストンＰ１、Ｐ２を作動させる油圧を制御することにより、当該第１クラッチ手段２ａ又は第２クラッチ手段２ｂを任意選択的に作動可能とされている。

即ち、筐体１７と油圧ピストンＰ１との間の油圧室Ｓ１に作動油を注入させることにより、油圧ピストンＰ１がリターンスプリング２ｃの付勢力に抗して同図中右側へ移動し、その先端で第１クラッチ手段２ａを押圧して、駆動側クラッチ板２ａａと被動側クラッチ板２ａｂとを圧接させるよう構成されている。尚、第２クラッチ手段２ｂにおける駆動側クラッチ板２ｂａ及び被動側クラッチ板２ｂｂは、それぞれの周縁に凹凸形状（不図示）が形成されており、その凹部において油圧ピストンＰ１の先端が挿通されるよう構成されている。

また、油圧ピストンＰ１と油圧ピストンＰ２との間の油圧室Ｓ２に作動油を注入させることにより、油圧ピストンＰ２がリターンスプリング２ｃの付勢力に抗して図３中右側へ移動し、その先端で第２クラッチ手段２ｂを押圧して、駆動側クラッチ板２ｂａと被動側クラッチ板２ｂｂとを圧接させるよう構成されている。これにより、油圧ピストンＰ１、Ｐ２を作動させる油圧を制御することにより、第１クラッチ手段２ａ又は第２クラッチ手段２ｂを任意選択的に作動可能とされている。尚、図中符号１９は、第１クラッチ手段２ａ側及び第２クラッチ手段２ｂ側に設けられたストッパを示しており、第２クラッチ２ｂ側に当該ストッパ１９を設けることにより、当該第２クラッチ手段２ｂ及び第１クラッチ手段２ａが互いに独立して作動し得るよう構成されている。

発進変速クラッチ手段２を構成する筐体１７は、ギアＧａと連結されており、該ギアＧａは、出力軸８に形成されたギアと噛み合って構成されている。これにより、第１クラッチ手段２ａ又は第２クラッチ手段２ｂにて伝達されたエンジンＥの駆動力は、ギアＧａを介して出力軸８に伝達され得るようになっている。

制御手段４は、各ギア段クラッチ手段３に供給する油圧を制御可能なものであり、車両の状態に応じて第１クラッチ手段２ａと第２クラッチ手段２ｂとを任意選択して作動させ得るよう構成されている。この制御手段４は、後述するギア段選択手段５と同様、例えば車両に搭載されたマイコン等から成るものとされている。

ギア段クラッチ手段３は、動力伝達系の途中における発進変速クラッチ手段２と車輪（駆動輪Ｄ）との間に配設され、入力（発進変速クラッチ手段２側の回転数）と出力（車輪側の回転数）とが所定のギア比に設定されたものであり、本実施形態においては、ギア段クラッチ手段３ａ〜３ｈ（１〜７速とリバース（後退）に対応するギア比）の８つが形成されている。尚、図中符号６は第１入力軸、符号７は第２入力軸、符号８は出力軸、及び９はアイドル軸をそれぞれ示しているとともに、ギアＧａ、Ｇｂは、アイドルギアを示している。

より具体的には、第１入力軸６には、図４に示すように、ギア段クラッチ手段３ａ〜３ｃが形成されている。ギア段クラッチ手段３ａは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ａａ及び被動側クラッチ板３ａｂと、駆動側クラッチ板３ａａ及び被動側クラッチ板３ａｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰａとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ａａ及び被動側クラッチ板３ａｂが圧接すると、ギアＧ１を介して出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。

即ち、油圧室Ｓａに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰａが同図中左側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ａを押圧して、駆動側クラッチ板３ａａと被動側クラッチ板３ａｂとを圧接させるよう構成されているのである。そして、第１入力軸６側の回転力がギアＧ１を介して出力軸８側に伝達され、これにより、ギアＧ１の径に対応したギア比にて動力が伝達されることとなる。尚、油圧室Ｓｎに作動油を注入させると、油圧ピストンＰａが中立位置に戻り、駆動側クラッチ板３ａａ及び被動側クラッチ板３ａｂが離間するので、ニュートラルとされる。

ギア段クラッチ手段３ｂは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ｂａ及び被動側クラッチ板３ｂｂと、駆動側クラッチ板３ｂａ及び被動側クラッチ板３ｂｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰｂとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ｂａ及び被動側クラッチ板３ｂｂが圧接すると、ギアＧ２を介して出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。また、ギア段クラッチ手段３ｃは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ｃａ及び被動側クラッチ板３ｃｂと、駆動側クラッチ板３ｃａ及び被動側クラッチ板３ｃｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰｂとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ｃａ及び被動側クラッチ板３ｃｂが圧接すると、ギアＧ３を介して出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。

本実施形態においては、油圧室Ｓｂに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰｂが同図中右側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ｂを押圧して、駆動側クラッチ板３ｂａと被動側クラッチ板３ｂｂとを圧接させるとともに、油圧室Ｓｃに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰｂが同図中左側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ｃを押圧して、駆動側クラッチ板３ｃａと被動側クラッチ板３ｃｂとを圧接させるよう構成されている。

即ち、作動油を油圧室Ｓｂ或いはＳｃの何れかに注入させれば、油圧ピストンＰｂを左右何れかの方向に選択的に移動させることができ、ギア段クラッチ手段３ｂと３ｃとを選択的に作動させ得るよう構成されているのである。これにより、ギア段クラッチ手段３ｂ、３ｃは、油圧ピストンＰｂの作動方向に応じて異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接させ得るよう構成されたので、異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ手段の油圧ピストンＰｂを共用させることができ、動力伝達装置の小型化（特に、軸方向の小型化）を図ることが容易とされるとともに、部品点数を削減してコストを低減させることができる。而して、第１入力軸６側の回転力がギアＧ２又はＧ３を介して出力軸８側に伝達され、これにより、ギアＧ２、Ｇ３の径に対応したギア比にて動力が伝達されることとなる。

第２入力軸７は、第１入力軸６と連動して回転し得るよう構成されており、当該第２入力軸７には、図５に示すように、ギア段クラッチ手段３ｄ〜３ｈが形成されている。ギア段クラッチ手段３ｄは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ｄａ及び被動側クラッチ板３ｄｂと、駆動側クラッチ板３ｄａ及び被動側クラッチ板３ｄｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰｃとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ｄａ及び被動側クラッチ板３ｄｂが圧接すると、ギアＧｒを介してアイドル軸９に駆動力が伝達され、当該アイドル軸９から出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。また、ギア段クラッチ手段３ｅは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ｅａ及び被動側クラッチ板３ｅｂと、駆動側クラッチ板３ｅａ及び被動側クラッチ板３ｅｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰｃとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ｅａ及び被動側クラッチ板３ｅｂが圧接すると、ギアＧ４を介して出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。

本実施形態においては、油圧室Ｓｄに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰｃが同図中右側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ｄを押圧して、駆動側クラッチ板３ｄａと被動側クラッチ板３ｄｂとを圧接させるとともに、油圧室Ｓｅに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰｃが同図中左側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ｅを押圧して、駆動側クラッチ板３ｅａと被動側クラッチ板３ｅｂとを圧接させるよう構成されている。

即ち、作動油を油圧室Ｓｄ或いはＳｅの何れかに注入させれば、油圧ピストンＰｃを左右何れかの方向に選択的に移動させることができ、ギア段クラッチ手段３ｄと３ｅとを選択的に作動させ得るよう構成されているのである。これにより、ギア段クラッチ手段３ｄ、３ｅは、油圧ピストンＰｃの作動方向に応じて異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接させ得るよう構成されたので、異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ手段の油圧ピストンＰｃを共用させることができ、動力伝達装置の小型化（特に、軸方向の小型化）を図ることが容易とされるとともに、部品点数を削減してコストを低減させることができる。而して、第２入力軸７側の回転力がギアＧｒ又はＧ４を介して出力軸８側に伝達され、これにより、ギアＧｒ、Ｇ４の径に対応したギア比にて動力が伝達されることとなる。尚、ギアＧｒを介して動力が伝達されると、車両は所定のギア比にて後退することとなる。

ギア段クラッチ手段３ｆは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ｆａ及び被動側クラッチ板３ｆｂと、駆動側クラッチ板３ｆａ及び被動側クラッチ板３ｆｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰｄとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ｆａ及び被動側クラッチ板３ｆｂが圧接すると、ギアＧ５を介して出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。

即ち、油圧室Ｓｆに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰｆが同図中左側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ｆを押圧して、駆動側クラッチ板３ｆａと被動側クラッチ板３ｆｂとを圧接させるよう構成されているのである。そして、第１入力軸６側の回転力がギアＧ５を介して出力軸８側に伝達され、これにより、ギアＧ５の径に対応したギア比にて動力が伝達されることとなる。尚、油圧室Ｓｎに作動油を注入させると、油圧ピストンＰｆが中立位置に戻り、駆動側クラッチ板３ｆａ及び被動側クラッチ板３ｆｂが離間するので、ニュートラルとされる。

ギア段クラッチ手段３ｇは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ｇａ及び被動側クラッチ板３ｇｂと、駆動側クラッチ板３ｇａ及び被動側クラッチ板３ｇｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰｅとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ｇａ及び被動側クラッチ板３ｇｂが圧接すると、ギアＧ６を介して出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。また、ギア段クラッチ手段３ｈは、交互に積層された駆動側クラッチ板３ｈａ及び被動側クラッチ板３ｈｂと、駆動側クラッチ板３ｈａ及び被動側クラッチ板３ｈｂを選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンＰｅとを具備し、当該駆動側クラッチ板３ｈａ及び被動側クラッチ板３ｈｂが圧接すると、ギアＧ７を介して出力軸８に駆動力が伝達され得るよう構成されている。

本実施形態においては、油圧室Ｓｇに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰｅが同図中右側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ｇを押圧して、駆動側クラッチ板３ｇａと被動側クラッチ板３ｇｂとを圧接させるとともに、油圧室Ｓｈに作動油を注入させることにより油圧ピストンＰｅが同図中左側へ移動し、その先端でギア段クラッチ手段３ｈを押圧して、駆動側クラッチ板３ｈａと被動側クラッチ板３ｈｂとを圧接させるよう構成されている。

即ち、作動油を油圧室Ｓｇ或いはＳｈの何れかに注入させれば、油圧ピストンＰｅを左右何れかの方向に選択的に移動させることができ、ギア段クラッチ手段３ｇと３ｈとを選択的に作動させ得るよう構成されているのである。これにより、ギア段クラッチ手段３ｇ、３ｈは、油圧ピストンＰｅの作動方向に応じて異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接させ得るよう構成されたので、異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ手段の油圧ピストンＰｅを共用させることができ、動力伝達装置の小型化（特に、軸方向の小型化）を図ることが容易とされるとともに、部品点数を削減してコストを低減させることができる。而して、第２入力軸７側の回転力がギアＧ６又はＧ７を介して出力軸８側に伝達され、これにより、ギアＧ６、Ｇ７の径に対応したギア比にて動力が伝達されることとなる。

ギア段選択手段５は、各ギア段クラッチ手段３に供給する油圧を制御可能なものであり、車両の走行状態に応じて当該ギア段クラッチ手段３（本実施形態においてはギア段クラッチ手段３ａ〜３ｈ）の何れかを選択し、エンジンから車輪（駆動輪Ｄ）に対する動力伝達時のギア比を任意に設定し得るものであり、例えば車両に搭載されたマイコン等から成る。

然るに、制御手段４及びギア段選択手段５は、図６に示すように、予め設定されたモードに従って発進変速クラッチ手段２及びギア段クラッチ手段３を選択的に作動させるものとされる。例えば同図（３）に示すように、ニュートラル条件としてニュートラル１〜３のモードを設定することができ、同図（５）に示すように、発進条件として発進１、２のモードを設定することができる。また、同図（６）に示すように、走行条件としての前進段１走行１〜３のモードを設定することができる。このように、複数のモードを設定し得るので、例えば温度、油温条件等によりモードを任意選択することができ、よりスムーズ且つ最適な制御を可能とすることができる。

ここで、本実施形態においては、変速時、エンジントルクとエンジン慣性トルクとを吸収させる発進変速クラッチ手段２と、エンジントルクの伝達及びミッション慣性トルクを吸収可能なギア段クラッチ手段３とを有したものとされていることから、発進変速クラッチ手段２（第１クラッチ手段２ａ及び第２クラッチ手段２ｂ）における駆動側クラッチ板２ａａ、２ｂａ及び被動側クラッチ板２ａｂ、２ｂｂの摩擦特性と、ギア段クラッチ手段３（ギア段クラッチ手段３ａ〜３ｈ）における駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板の摩擦特性とは、図７に示すように、互いに異なったものとされている。

即ち、発進変速クラッチ手段２における駆動側クラッチ板２ａａ、２ｂａ及び被動側クラッチ板２ａｂ、２ｂｂは、同図（ａ）で示すように、自励振動が発生しない摩擦特性（即ち、時間経過に伴って動摩擦係数が連続的に低下する摩擦特性）を有した摩擦材から成るものとされ、例えば綿、木材などの繊維や合成繊維等に無機、有機の摩擦性能向上材を配合し、抄造したベースにフェノール系レジンを含浸、硬化したものが挙げられる。かかる摩擦材を発進変速クラッチ手段２における駆動側クラッチ板２ａａ、２ｂａ及び被動側クラッチ板２ａｂ、２ｂｂに適用すれば、高摩擦係数とすることができ、面圧、温度、周速に対する安定性に優れたものとすることができる。

これに対し、ギア段クラッチ手段３における駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板は、同図（ｂ）で示すように、発進変速クラッチ手段２の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と略同等の動摩擦係数（動μ）とされ、且つ、経過時間初期の動摩擦係数よりも高いピークを有したルースターテール（時間経過に伴って上昇傾向）を示す摩擦特性（図中符号Ａで示す摩擦特性）の摩擦材から成るものとされ、例えばコルク粉をゴムまたはレジンをバインダとして結合したもので、比重が小さく、弾性を有したものが挙げられる。かかる摩擦材をギア段クラッチ手段３における駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板に適用すれば、油中摩擦における摩擦係数を高いものとすることができる。

上記の如く摩擦材を選択して利用することにより、発進変速クラッチ手段及びギア段クラッチ手段のそれぞれに好適な特性を付与させることができる。即ち、本実施形態の如く、発進変速クラッチ手段２にはエンジントルク及びエンジン慣性トルクが付与されるのに対し、ギア段クラッチ手段３にはミッション慣性トルク及び伝達トルク（静μ）が付与されることとなるので、熱容量の小さなギア段クラッチ手段３とすることができ、小型化を図ることができる。

上記実施形態によれば、ギア段クラッチ手段３は、交互に積層された駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストン（Ｐａ〜Ｐｅ）とを具備し、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板が圧接して所定のギア比にて動力が伝達され得るよう構成されたので、特にＡＴタイプのものと比べて、動力の伝達効率を向上させることができるとともに、ＡＭＴタイプのものと比べて、変速タイムラグを小さくすることができる。

また、発進変速クラッチ手段３は、トルクコンバータ１の駆動伝達系を介してエンジンＥの駆動力を車輪に伝達させる第１クラッチ手段２ａと、当該トルクコンバータ１の駆動伝達系を介さずエンジンＥの駆動力を車輪に伝達させる第２クラッチ手段２ｂとを有するとともに、車両の状態に応じて当該第１クラッチ手段２ａと第２クラッチ手段２ｂとを任意選択して作動させ得る制御手段４を具備したので、変速タイムラグを小さくすることができるのに加え、第１クラッチ手段２ａと第２クラッチ手段２ｂとで負荷を分担させることにより発進変速クラッチ手段２の負荷を低減させることができる。

更に、本実施形態によれば、ギア段クラッチ手段３（ギア段クラッチ手段３ａ〜３ｈ）において、油圧ピストン（Ｐａ〜Ｐｅ）に対して付与される油圧のキャンセラー室と油圧室とを共用させていることから、当該キャンセラー室を不要とすることができ、動力伝達装置における更なる小型化を図ることができる。また、ギア段クラッチ手段３（ギア段クラッチ手段３ａ〜３ｈ）における駆動側クラッチ板又は被動側クラッチ板を波形のもの（ウェーブ量を持たせたもの）とするのが好ましく、その場合、リターンスプリングを不要としつつ駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を離間させることができるとともに、非作動時の接触面積を低減させてフリクションを低減させることができる。

また更に、シンクロ（同期）機構とドグクラッチとにより任意ギア段を選択してギア比を設定していた従来のものに比べ、シンクロ音を低減させることができるとともに、ドグクラッチの噛み込み音の発生を回避させることができる。尚、本実施形態によれば、所謂飛変速（例えば１段から３段といった連続しない段への変速）も容易に可能とすることができる。

次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
本実施形態に係る動力伝達装置は、第１の実施形態と同様、自動車（車両）のエンジン（駆動源）による駆動力を車輪（駆動輪）に伝達又は遮断するためのものであり、図８及び図９に示すように、発進変速クラッチ手段２’と、ギア段クラッチ手段３と、制御手段４と、ギア段選択手段５と、ダンパ機構１８’とから主に構成されている。尚、図８は、本実施形態に係る動力伝達装置の主要部を表す縦断面図であり、図９は、同実施形態に係る動力伝達装置を模式化した模式図（概念図）を示すものである。また、第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

発進変速クラッチ手段２’は、エンジンＥの駆動力を車輪（駆動輪Ｄ）に対して任意タイミングで伝達又は遮断可能なもので、図８に示すように、油圧ピストンＰ’と、該油圧ピストンＰ’を図中右側に移動させるための油圧室Ｓ’と、駆動側クラッチ板２’ａ及び被動側クラッチ板２’ｂとを有して構成されており、油圧室Ｓ’に作動油を注入させることにより油圧ピストンＰ’を移動させて駆動側クラッチ板２’ａと被動側クラッチ板２’ｂとを圧接させるよう構成されている。而して、発進変速クラッチ手段２’は、第１の実施形態と同様、制御手段４による制御で任意タイミングにてエンジンＥの駆動力を伝達又は遮断させることができる。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様、ギア段クラッチ手段３は、交互に積層された駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストン（Ｐａ〜Ｐｅ）とを具備し、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板が圧接して所定のギア比にて動力が伝達され得るよう構成されたので、動力の伝達効率を向上させることができるとともに、変速タイムラグを小さくすることができる。

次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
本実施形態に係る動力伝達装置は、第１、２の実施形態と同様、自動車（車両）のエンジン（駆動源）による駆動力を車輪（駆動輪）に伝達又は遮断するためのものであり、図１０に示すように、発進変速クラッチ手段２”と、ギア段クラッチ手段３’と、制御手段４と、ギア段選択手段５と、ダンパ機構１８’とから主に構成されている。尚、図１０は、本実施形態に係る動力伝達装置を模式化した模式図（概念図）を示すものである。また、第１、２の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

本実施形態におけるギア段クラッチ手段３’は、ギア段クラッチ手段３’ａ（２、４段）、３’ｂ（６速、及びＲ（リバース））が偶数段とされるとともに、ギア段クラッチ手段３’ｃ（１、３段）、３’ｄ（５、７段）が奇数段とされている。各ギア段クラッチ手段（３’ａ〜３’ｄ）の具体的構成は、第１、第２の実施形態と同様、交互に積層された駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンとを具備し、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板が圧接して所定のギア比にて動力が伝達され得るよう構成されている。

ここで、本実施形態における発進変速クラッチ手段２”は、偶数段のギア段クラッチ手段（３’ａ、３’ｂ）と断続可能な偶数段用クラッチ手段２”ａと、奇数段のギア段クラッチ手段（３’ｃ、３’ｄ）と断続可能な奇数段用クラッチ手段２”ｂとを有している。従って、本実施形態によれば、上記第１、第２の実施形態と同様、変速タイムラグを小さくすることができるのに加え、偶数段用クラッチ手段２”ａと奇数段用クラッチ手段２”ｂとで負荷を分担させることにより発進変速クラッチ手段２”の負荷を低減させることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えばギア段クラッチ手段は、油圧ピストンを共用させないもの（即ち、それぞれのギア段クラッチ手段に油圧ピストンが配設されたもの）としてもよい。また、ギア段クラッチ手段のレイアウトについては何れのものであってもよく、その個数（即ち、変速し得る段数）も複数であれば何れのもの（例えば１〜３段のもの或いは１〜４段のもの）であってもよい。

ギア段クラッチ手段は、交互に積層された駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンとを具備し、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板が圧接して所定のギア比にて動力が伝達され得るよう構成された動力伝達装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

１ トルクコンバータ
２、２’、２” 発進変速クラッチ手段
２ａ 第１クラッチ手段
２ｂ 第２クラッチ手段
２”ａ 偶数段用クラッチ手段
２”ｂ 奇数段用クラッチ手段
３ ギア段クラッチ手段
４ 制御手段
５ ギア段選択手段
６ 第１入力軸
７ 第２入力軸
８ 出力軸
９ アイドル軸
１０ ミッションケース
１１ 入力軸
１２ カバー部材
１３ トルコンカバー
１４ 連結部材
１５、１６ 連動部材
１７ 筐体
１８ ダンパ機構
１９ ストッパ
Ｅ エンジン
Ｄ 駆動輪（車輪）
Ｐａ〜Ｐｅ 油圧ピストン

Claims (5)

1. エンジンの駆動力を車輪に対して任意タイミングで伝達又は遮断可能な発進変速クラッチ手段と、
   該発進変速クラッチ手段とは別個に配設されるとともに、動力伝達系の途中における前記発進変速クラッチ手段と車輪との間に配設され、入力と出力とが所定のギア比に設定された複数のギア段クラッチ手段と、
   車両の走行状態に応じて前記ギア段クラッチ手段の何れかを選択し、エンジンから前記車輪に対する動力伝達時のギア比を任意に設定し得るギア段選択手段と、
   を具備した動力伝達装置であって、
   前記ギア段クラッチ手段は、
   交互に積層された駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板と、
   当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接又は離間動作させるべく油圧で作動し得る油圧ピストンと、
   を具備し、当該駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板が圧接して所定のギア比にて動力が伝達され得るよう構成されたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記ギア段クラッチ手段は、油圧ピストンの作動方向に応じて異なるギア比の駆動側クラッチ板及び被動側クラッチ板を選択的に圧接させ得るよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
3. トルク増幅機能を有するトルクコンバータを具備するとともに、前記発進変速クラッチ手段は、当該トルクコンバータの駆動伝達系を介して前記エンジンの駆動力を前記車輪に伝達させる第１クラッチ手段と、当該トルクコンバータの駆動伝達系を介さず前記エンジンの駆動力を前記車輪に伝達させる第２クラッチ手段とを有するとともに、車両の状態に応じて当該第１クラッチ手段と第２クラッチ手段とを任意選択して作動させ得る制御手段を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置。
4. 前記発進変速クラッチ手段は、偶数段のギア段クラッチ手段と断続可能な偶数段用クラッチ手段と、奇数段のギア段クラッチ手段と断続可能な奇数段用クラッチ手段とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置。
5. 前記発進変速クラッチ手段は、時間経過に伴って動摩擦係数が連続的に低下する摩擦特性の摩擦材を有するとともに、前記ギア段クラッチ手段は、時間経過に伴う動摩擦係数が経過時間終期を除き前記発進変速クラッチ手段と略同等であり、且つ、経過時間初期の動摩擦係数よりも高いピークを経過時間終期に有したルースターテールを示す摩擦特性の摩擦材を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の動力伝達装置。

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