JP5492801B2 - クラッチ切替装置およびクラッチ切替装置を備えたツインクラッチ式変速機 - Google Patents
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この装置では、各モータにより第1駆動スリーブおよび第2駆動スリーブを独立に回転駆動するだけで、第1被動スリーブ および第2被動スリーブを介して第1レリーズベアリングおよび第2レリーズベアリングに結合された第1クラッチおよび第2クラッチの入り切りを行う。
本発明のクラッチ切替装置は、
ケースに回転可能に支持された第1入力軸に動力を伝達可能な第1クラッチと、前記第1入力軸の外周に同軸配置されるとともに前記ケースに回転可能に支持された第2入力軸に前記動力を伝達可能な第2クラッチと、を切替可能なクラッチ切替装置であって、
第1雄ネジが外周面に形成された中空軸部を有し、該中空軸部が前記第2入力軸の外周に同軸的に外挿されるよう前記ケースに取付固定された固定スリーブと、
前記第1雄ネジとネジ係合する第1雌ネジが内周面に形成されるとともに前記第1雄ネジのリードよりも大きなリードを有する第2雄ネジが外周面に形成され、前記固定スリーブに対して回転可能かつ軸方向移動可能に該固定スリーブにネジ係合された第1スライダと、
前記第1雌ネジよりも大きなリードを有するとともに前記第2雄ネジとネジ係合する第2雌ネジが内周面に形成され、前記第1スライダに対して軸方向移動のみ許容されて該第1スライダにネジ係合された第2スライダと、
該第2スライダの回転を規制するとともに該第2スライダの前記軸方向移動をガイドする規制ガイド手段と、
前記第1クラッチを構成する第1クラッチ部材と前記第2スライダとの間に介在する第1レリーズベアリング部材と、
前記第2クラッチを構成する第2クラッチ部材と前記第1スライダとの間に介在する第2レリーズベアリング部材と、
前記第1スライダを回転可能な電動機と、
を備えることを要旨とする。
規制されるとともに軸方向移動がガイドされて軸方向移動のみ許容された状態で第1スライダにネジ係合して、電動機によって第1スライダを回転することにより、第1スライダと第2スライダとを互いに逆方向に軸方向移動して第1レリーズベアリング部材や第2レリーズベアリング部材を介して第1クラッチや第2クラッチの開閉を行う。各クラッチに対応する各スライダと、第1スライダを回転可能かつ軸方向移動に支持する固定スリーブと、第2スライダの回転規制と軸方向移動ガイドを行う規制ガイド手段とを設けるだけだから、部品点数を抑えることができる。この結果、装置のコンパクト化を図ることができる。
こうすれば、第2スライダが第1スライダ上を1回転したときに第2スライダが軸方向に移動する距離を、第1スライダが固定スリーブ上を1回転したときに第1スライダが軸方向に移動する距離のほぼ2倍にすることができる。
L<π・d・μ
こうすれば、第2雄ネジと第2雌ネジとのネジ係合が自然に緩むことはない。即ち、第2スライダが第1スライダに対して自然に軸方向移動することはない。
ケースに回転可能に支持された第1入力軸に動力を伝達可能な第1クラッチと、前記第1入力軸の外周に同軸配置されるとともに前記ケースに回転可能に支持された第2入力軸に前記動力を伝達可能な第2クラッチと、を切替可能なクラッチ切替装置であって、
第1雄ネジが外周面に形成されるとともに該第1雄ネジのネジの巻き方向とは逆のネジの巻き方向を有する第1雌ネジが内周面に形成され、回転のみ許容された状態で前記ケースに支持された駆動スリーブと、
前記第1雌ネジとねじ係合する第2雄ネジが外周面に形成され、前記駆動スリーブに対して軸方向移動のみ許容された状態で前記駆動スリーブにネジ係合された第1スライダと、
前記第1雄ネジとねじ係合する第2雌ネジが内周面に形成され、軸方向移動のみ許容されて前記駆動スリーブにネジ係合された第2スライダと、
該第2スライダの回転を規制するとともに該第2スライダの前記軸方向移動をガイドする規制ガイド手段と、
前記第1クラッチを構成する第1クラッチ部材と前記第2スライダとの間に介在する第1レリーズベアリング部材と、
前記第2クラッチを構成する第2クラッチ部材と前記第1スライダとの間に介在する第2レリーズベアリング部材と、
前記駆動スリーブを回転可能な電動機と、
を備えることを要旨とする。
L<π・d・μ
こうすれば、第2雄ネジと第2雌ネジとのネジ係合が自然に緩むことはない。即ち、第2スライダが第1スライダに対して自然に軸方向移動することはない。
前記第1入力軸に入力された動力を第1変速比に変速する第1動力伝達経路と、前記第2入力軸に入力された前記動力を第2変速比に変速する第2動力伝達経路と、を備えるツインクラッチ式変速機であって、
上述した何れかの態様の本発明のクラッチ切替装置によって前記第1クラッチと前記第2クラッチとを切替えることにより、前記第1動力伝達経路と前記第2動力伝達経路とを切替えて前記動力を変速して出力軸に伝達してなる
ことを要旨とする。
実施例のクラッチ切替装置を搭載したツインクラッチ式変速機1は、図1に示すように、第1クラッチ2aと、第2クラッチ2bと、第1クラッチ2aを介して内燃機関(図示せず)のクランクシャフト10に接続された第1入力軸3と、第2クラッチ2bを介して内燃機関(図示せず)のクランク軸10に接続されるとともに第1入力軸3に同軸状に外嵌された第2入力軸4と、第1入力軸3および第2入力軸4と平行配置されるとともに変速機構TMを介して第1入力軸3および第2入力軸4と接続された出力軸6と、第1クラッチ2aと第2クラッチ2bとの切替えを行う実施例のクラッチ切替装置Cと、これらを収容する変速機ケース1aとを備える。
クラッチ切替装置Cは、図3および図4に示すように、変速機ケース1aに固定ボルト30により固定取付けされた固定スリーブ22と、固定スリーブ22の外周上にネジ係合された第1スライダ23と、第1スライダ23の外周上にネジ係合された第2スライダ24と、アイドラギヤ機構28を介して第1スライダ23に接続された電動機27と、第2スライダ24の回転を規制するとともに軸方向移動をガイドする規制ガイドボルト29と、第1スライダ23と第2ダイヤフラムスプリング21とを連結する第2レリーズベアリング26と、第2スライダ24と第1ダイヤフラムスプリング20とを連結する第1レリーズベアリング25と、クラッチ切替装置Cをコントロールするクラッチ切替用電子制御ユニット13とを備える。
ここで、第1雄ネジ22cおよび第1雌ネジ23aのリードL1は、実施例では、第1雄ネジ22cおよび第1雌ネジ23aの有効ネジ径をd1、第1雄ネジ22cと第1雌ネジ23aとの間の摩擦係数をμ1としたときに、L1<π・d・μ1の式を満足するように設定するものとした。なお、第2雄ネジ23bのリードL2は、第1雄ネジ22cのリードL1よりも大きく設定されている(例えば、L2=2×L1)。
ここで、第2雄ネジ23bおよび第2雌ネジ24aのリードL2は、実施例では、第2雄ネジ23bおよび第2雌ネジ24aの有効ネジ径をd2、第2雄ネジ23bと第2雌ネジ24aとの間の摩擦係数をμ2としたときに、L2<π・d・μ2の式を満足するように設定するものとした。なお、第2雌ネジ24aのリードL2は、第1雌ネジ23aのリードL1よりも大きいリード、例えば、L2=2×L1に設定されている。
図5は、第1クラッチ2aおよび第2クラッチ2bが切替わる状態を示す状態図である。先ず、車両の発進時におけるクラッチの切替えについて説明する。
第2スライダ24が両クラッチ2a,2b側(図5中右方向)に軸方向移動することにより、第2スライダ24は第1レリーズベアリング25を介して第1ダイヤフラムスプリング20の内周端をバネ力に抗しながら両クラッチ2a,2b側(図5中右方向)に押圧する。これにより、第1ダイヤフラムスプリング20は、折曲部材19の突出部19b’’を支点に外周側が両クラッチ2a,2b側から離れる方向(図5中左方向)に移動するよう変形し、これに伴い作動板18を介して第1プレッシャプレート16が第1クラッチ2aの第1クラッチディスク側に移動する。
こうして、第1クラッチ2aの摩擦材が第1プレッシャプレート16とミッドプレッシャプレート15との間に挟み込まれて、クランク軸10からの動力が第1クラッチ2aを介して第1入力軸3に入力される。
ここで、第2雄ネジ23bおよび第2雌ネジ24aのリードL2が、第1雄ネジ22cおよび第1雌ネジ23aのリードL1よりも大きな値(例えば、2倍)に設定されているとともに、第2スライダ24の回転が規制ガイドボルト29により規制されているので、第1スライダ23を回転するだけで、第1スライダ23の軸方向移動方向と第2スライダ24の軸方向移動方向とを逆方向にすることができる。即ち、1つの電動機27により第1スライダ23と第2スライダ24との両方を回転駆動して軸方向移動するから、部品点数の増加を抑えることができる。また、第1雄ネジ22cおよび第1雌ネジ23aのリードL1と、第2雄ネジ23bおよび第2雌ネジ24aのリードL2とが、L1<π・d・μ1およびL2<π・d・μ2の式を満足するような値に設定されているので、第1クラッチ2aの接続が完了した時点で電動機27への通電を止めても、第1スライダ23や第2スライダ24が自然に軸方向移動してクラッチ2a,2bが自然に切替わることはない。この結果、消費電力を節約することができる。
第1クラッチ2aの接続を解除して第2クラッチ2bを接続する際には、クラッチ切替用電子制御ユニット13は、電動機27を発進時とは逆方向に回転するように駆動制御して、第1スライダ23を発進時とは逆方向に回転駆動する。これにより、第2スライダ24は第1スライダ23上を回転しながら両クラッチ2a,2b側とは反対側(図5中左方向)に軸方向移動し、第1スライダ23は変速機ケース1aに固定された固定スリーブ22上を回転しながら両クラッチ2a,2b側(図5中右方向)に軸方向移動する。
こうして、第2クラッチ2bの摩擦材が第2プレッシャプレート17とミッドプレッシャプレート15との間に挟み込まれて、クランク軸10からの動力が第2クラッチ2bを介して第1入力軸4に入力される。
第2クラッチ2bの接続を解除して第1クラッチ2aを接続する際には、発進時と同じ制御、即ち、電動機27を駆動制御して第1スライダ23を回転駆動して、第1スライダ23を両クラッチ2a,2bから離れる方向(図5中左側)に軸方向移動させるとともに、第2スライダ24を両クラッチ2a,2b側(図5中右方向)に軸方向移動させれば良い。
図6は、第2実施例のクラッチ切替装置CCの要部を拡大して示す要部拡大図である。
第2実施例のクラッチ切替装置CCは、図示するように、固定スリーブ22を駆動スリーブ31に変えた点、第1スライダ23を第1スライダ33に変えた点および変速機ケース1aを変速機ケース1a’に変えた点を除いて第1実施例のクラッチ切替装置Cと同一の構成をしている。従って、第2実施例のクラッチ切替装置CCの構成のうち第1実施例のクラッチ切替装置Cの構成と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ここで、第2雄ネジ33aおよび第1雌ネジ31aのリードL1は、実施例では、第2雄ネジ33aおよび第1雌ネジ31aの有効ネジ径をd1、第2雄ネジ33aと第1雌ネジ31aとの間の摩擦係数をμ1としたときに、L1<π・d・μ1の式を満足するように設定するものとし、第1雄ネジ31bおよび第2雌ネジ24aのリードL2は、実施例では、第1雄ネジ31bおよび第2雌ネジ24aの有効ネジ径をd2、第1雄ネジ31bと第2雌ネジ24aとの間の摩擦係数をμ2としたときに、L2<π・d・μ2の式を満足するように設定するものとした。なお、第1雄ネジ31bおよび第2雌ネジ24aのリードL2と、第2雄ネジ33aおよび第1雌ネジ31aのリードL1とは、ほぼ同じ値に設定されている。
図7は、第1クラッチ2aおよび第2クラッチ2bが切替わる状態を示す状態図である。先ず、車両の発進時におけるクラッチの切替えについて説明する。
第2スライダ24が両クラッチ2a,2b側(図5中右方向)に軸方向移動することにより、第2スライダ24は第1レリーズベアリング25を介して第1ダイヤフラムスプリング20の内周端をバネ力に抗しながら両クラッチ2a,2b側(図7中右方向)に押圧する。これにより、第1ダイヤフラムスプリング20は、折曲部材19の突出部19b’’を支点に外周側が両クラッチ2a,2b側から離れる方向(図7中左方向)に移動するよう変形し、これに伴い作動板18を介して第1プレッシャプレート16が第1クラッチ2aの第1クラッチディスク側に移動する。
こうして、第1クラッチ2aの摩擦材が第1プレッシャプレート16とミッドプレッシャプレート15との間に挟み込まれて、クランク軸10からの動力が第1クラッチ2aを介して第1入力軸3に入力される。
ここで、第1雄ネジ31bおよび第2雌ネジ24aのネジの巻き方向と、第2雄ネジ33aおよび第1雌ネジ31aのネジの巻き方向とがそれぞれ逆方向に形成されており、かつ、第2スライダ24が規制ガイドボルト29により回転を規制されているから、電動機27を回転するだけで、第1スライダ23と第2スライダ24とを互いに逆方向に軸方向移動することができる。
また、第2雄ネジ33aおよび第1雌ネジ31aのリードL1と、第1雄ネジ31bおよび第2雌ネジ24aのリードL2とが、L1<π・d・μ1およびL2<π・d・μ2の式を満足するような値に設定されているので、第1クラッチ2aの接続が完了した時点で電動機27への通電を止めても、第1スライダ33や第2スライダ24が自然に軸方向移動してクラッチ2a,2bが自然に切替わることはない。この結果、消費電力を節約することができる。
第1クラッチ2aの接続を解除して第2クラッチ2bを接続する際には、クラッチ切替用電子制御ユニット13は、電動機27を発進時とは逆方向に回転するように駆動制御して駆動スリーブ31を発進時とは逆方向に回転駆動する。
これにより、第2スライダ24は駆動スリーブ31上を両クラッチ2a,2b側とは反対側(図7中左方向)に軸方向移動し、第1スライダ33は変速機ケース1a’のスリーブ1a’’上を摺動して両クラッチ2a,2b側(図7中右方向)に軸方向移動する。ここで、第2雄ネジ33aおよび第1雌ネジ31aと第1雄ネジ31bおよび第2雌ネジ24aとは、ネジの巻き方向が互いに逆方向に形成されているので、電動機27を回転するだけで、第1スライダ23の軸方向移動と第2スライダ24の軸方向移動とを互いに逆方向とすることができる。
こうして、第2クラッチ2bの摩擦材が第2プレッシャプレート17とミッドプレッシャプレート15との間に挟み込まれて、クランク軸10からの動力が第2クラッチ2bを介して第1入力軸4に入力される。
第2クラッチ2bの接続を解除して第1クラッチ2aを接続する際には、発進時と同じ制御、即ち、電動機27を駆動制御して駆動スリーブ31を回転駆動して、第1スライダ31を両クラッチ2a,2bから離れる方向(図7中左方向)に軸方向移動させるとともに、第2スライダ24を両クラッチ2a,2b側(図7中右方向)に軸方向移動させれば良い。
1a,1a’ 変速機ケース
1a’’ スリーブ部
2a 第1クラッチ
2b 第2クラッチ
3 第1入力軸
4 第2入力軸
6 出力軸
9a 第1動力伝達経路
9b 第2動力伝達経路
10 クランク軸
13 クラッチ切替用電子制御ユニット
13a CPU
13b RAM
13c ROM
14 カバープレート
15 ミッドプレッシャプレート
16 第1プレッシャプレート
17 第2プレッシャプレート
18 作動板
19a 折曲部
19b 折曲部材
19b’,19b’’ 突出部
20 第1ダイヤフラムスプリング
21 第2ダイヤフラムスプリング
22 固定スリーブ
22a 固定部
22b 中空軸部
22c 第1雄ネジ
23 第1スライダ
23a 第1雌ネジ
23b 第2雄ネジ
24 第2スライダ
24a 第2雌ネジ
24b 挿通穴
24c 環状溝
25 第1レリーズベアリング
26 第2レリーズベアリング
27 電動機
27a ピニオンギヤ
28 アイドラギヤ機構
28a アイドラギヤ
28b 固定軸
29 規制ガイドボルト
30 固定ボルト
31 駆動スリーブ
31a 第1雌ネジ部
31b 第2雄ネジ部
32 軸受
33 第1スライダ
33a 第2雄ネジ
51,52,53,54 駆動歯車
71,72,73,74 被駆動歯車
81,82 同期装置
240a 筒状軸部
240b ギヤ部
310a ギヤ部
310b 中空軸部
C,CC クラッチ切替装置
Claims (6)
- ケースに回転可能に支持された第1入力軸に動力を伝達可能な第1クラッチと、前記第1入力軸の外周に同軸配置されるとともに前記ケースに回転可能に支持された第2入力軸に前記動力を伝達可能な第2クラッチと、を切替可能なクラッチ切替装置であって、
第1雄ネジが外周面に形成された中空軸部を有し、該中空軸部が前記第2入力軸の外周に同軸的に外挿されるよう前記ケースに取付固定された固定スリーブと、
前記第1雄ネジとネジ係合する第1雌ネジが内周面に形成されるとともに前記第1雄ネジのリードよりも大きなリードを有する第2雄ネジが外周面に形成され、前記固定スリーブに対して回転可能かつ軸方向移動可能に該固定スリーブにネジ係合された第1スライダと、
前記第1雌ネジよりも大きなリードを有するとともに前記第2雄ネジとネジ係合する第2雌ネジが内周面に形成され、前記第1スライダに対して軸方向移動のみ許容されて該第1スライダにネジ係合された第2スライダと、
該第2スライダの回転を規制するとともに該第2スライダの前記軸方向移動をガイドする規制ガイド手段と、
前記第1クラッチを構成する第1クラッチ部材と前記第2スライダとの間に介在する第1レリーズベアリング部材と、
前記第2クラッチを構成する第2クラッチ部材と前記第1スライダとの間に介在する第2レリーズベアリング部材と、
前記第1スライダを回転可能な電動機と、
を備えるクラッチ切替装置。 - 前記第2雄ネジおよび前記第2雌ネジのリードは、前記第1雄ネジおよび前記第1雌ネジのリードの略2倍に設定されてなる請求項1記載のクラッチ切替装置。
- 前記第2雄ネジおよび前記第2雌ネジのリードLは、該第2雄ネジおよび該第2雌ネジ有効ネジ径をd、該第2雄ネジと該第2雌ネジとの間の摩擦係数をμとしたときに次式で示されてなる請求項1または2記載のクラッチ切替装置。
L<π・d・μ - ケースに回転可能に支持された第1入力軸に動力を伝達可能な第1クラッチと、前記第1入力軸の外周に同軸配置されるとともに前記ケースに回転可能に支持された第2入力軸に前記動力を伝達可能な第2クラッチと、を切替可能なクラッチ切替装置であって、
第1雄ネジが外周面に形成されるとともに該第1雄ネジのネジの巻き方向とは逆のネジの巻き方向を有する第1雌ネジが内周面に形成され、回転のみ許容された状態で前記ケースに支持された駆動スリーブと、
前記第1雌ネジとねじ係合する第2雄ネジが外周面に形成され、前記駆動スリーブに対して軸方向移動のみ許容された状態で前記駆動スリーブにネジ係合された第1スライダと、
前記第1雄ネジとねじ係合する第2雌ネジが内周面に形成され、軸方向移動のみ許容されて前記駆動スリーブにネジ係合された第2スライダと、
該第2スライダの回転を規制するとともに該第2スライダの前記軸方向移動をガイドする規制ガイド手段と、
前記第1クラッチを構成する第1クラッチ部材と前記第2スライダとの間に介在する第1レリーズベアリング部材と、
前記第2クラッチを構成する第2クラッチ部材と前記第1スライダとの間に介在する第2レリーズベアリング部材と、
前記駆動スリーブを回転可能な電動機と、
を備えるクラッチ切替装置。 - 前記第1雄ネジおよび前記第2雌ネジのリードLは、該第1雄ネジおよび該第2雌ネジの有効径をd、該第1雄ネジと該第2雌ネジとの間の摩擦係数をμとしたときに次式で示されてなる請求項4記載のクラッチ切替装置。
L<π・d・μ - 前記第1入力軸に入力された動力を第1変速比に変速する第1動力伝達経路と、前記第2入力軸に入力された前記動力を第2変速比に変速する第2動力伝達経路と、を備えるツインクラッチ式変速機であって、
請求項1乃至5何れか記載のクラッチ切替装置によって前記第1クラッチと前記第2クラッチとを切替えることにより、前記第1動力伝達経路と前記第2動力伝達経路とを切替えて前記動力を変速して出力軸に伝達してなるツインクラッチ式変速機。
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