JPH01242834A - 車輌用自動変速機における発進装置 - Google Patents

車輌用自動変速機における発進装置

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JPH01242834A
JPH01242834A JP63070158A JP7015888A JPH01242834A JP H01242834 A JPH01242834 A JP H01242834A JP 63070158 A JP63070158 A JP 63070158A JP 7015888 A JP7015888 A JP 7015888A JP H01242834 A JPH01242834 A JP H01242834A
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vehicle
automatic transmission
starting device
torque
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Shiro Sakakibara
史郎 榊原
Tsuyoshi Furuya
古屋 剛志
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H41/24Details
    • F16H2041/246Details relating to one way clutch of the stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、車輌用自動変速機における発進装置に係り、
特にベルト式無段変速装置を組込んだ車輌用自動変速機
に用いて好適であり、詳しくは車輌用自動変速機におけ
る流体継手(トルクコンバータも含む)及び遠心式口ツ
クアンプクラッチを有する発進装置に関する。
(ロ)従来の技術 従来、ベルト式無段変速装置(CVT)を組込んだ自動
変速機であって、特開昭57−140956号公報に示
すように、トルクコンバータ、フルードカップリング等
の流体継手と遠心式ロックアツプクラッチとからなる発
進装置を備えたものが案出されている。
そして一般に、流体継手のロックアツプクラッチとして
用いられろ遠心式yIitaクラッチは、つ二イ)・、
両端をピンにて支えられかつウェイトに遠心力に抗する
方向の付勢力を付与するりトラククスプリング、流体継
手ケースに接触し得るシュー及び該シューとリトラクタ
スプリングとの間に介在するメインスプリングからなり
、第14図に示すような特性を有する。
即ち、流体継手の出力側回転が所定回転速度以下にある
場合は、リトラクタスプリングに基づきシューはケース
との間に隙間を有し、クラッチ切状態にある(非作動域
A)。この状態にあっては、エンジンからのトルクは流
体継手を介して自動変速機本体に伝達され、車輌を滑ら
かに発進する。
そして、出力側回転数が所定速度以上になると、遠心力
によりウェイトがリトラクタスプリングを押し、シュー
をケースに接触してトルク伝達を開始する(低速域B)
。該低速域Bにあっては、ウェイトに作用する遠心力に
よりシューを押圧すると共にシュー自体に作用する遠心
力をも加わるので、クラッチのトルク容量増加率が大き
くなっており、低速走行時の燃費の向上を図っている。
更に、出力側回転数が増加すると、つエイトがピンに当
接して、該ウェイトに作用する遠心力がシューに作用せ
ず、シュー自体に作用する遠心力に基づきl・ルク伝達
が行われろ(中途域C)。該中速域Cにあっては、トル
ク容量増加率は相対的に低く、ノッキング等によるトル
ク振動及び変速ショックをクラッチの滑りにより吸収す
る(トルクリミッタ機能)。そして、更に出力側回転数
が増加すると、メインスプリングが遠心力により外側に
撓み、メインスプリング自体の遠心力が加算され、ロッ
クアツプトルク曲線も上向きになる(高速域D)。なお
、図中Eはエンジンの最大トルクを示す。
し→ 発明が解決しようとする課題 ところで、上述トルクリミッタ機能を有する遠心式ロッ
クアツプクラッチであっても、例えばキックダウン時の
ように、高負荷が作用すると共に出力側回転数が上昇す
る場合、該回転上昇に伴うクラッチ容量の増大と高負荷
とにより、クラッチのステックスリップが強く表われ、
滑らかなキックダウンによる加速を阻害し、また特に高
速域り及び高速域に近い中途域Cでは、クラッチ容量が
大きすぎてシフトショックを生じてしまう。
また、クラッチのトルク容量を小さく設定すると、平坦
路の定常走行時においてもロックアツプクラッチがスリ
ップを生ずる状態が多く発生しく特に低速域B及び低速
側の中速域C)、燃費を低下してしまう。
一方、スリップクラッチを用い、該クラッチのスリップ
率をマイクロコンピュータにて制御することにより、滑
らかに発進しようとする発進装置も案出されているが、
このものにあっては、車輌負荷及びエンジン回転数を検
知しての複雑で面倒な制御装置を必要とすると共に、発
進状況によっては、どうしても制御に遅れを生じ、運転
者の操作とのマツチング不良を生じて、発進性能を低下
している。
そこで、本発明は、遠心式ロックアツプクラッチとスリ
ップクラッチを組合せ、もって複雑な制御装置を必要と
しない安価な装置でありながら、燃費を向上すると共に
、急激な負荷トルク変動を滑らかに吸収してドライバビ
リティ向上をも図った車輌用自動変速機における発進装
置を提供することを目的とするものである。
(ロ)課題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例丸
ば第1図ないし第3図を参照して示すと、流体継手(4
0)、及び該流体継手の出力側(41)と入力側(42
)とを直結する遠心式ロックアツプクラッチ(50)を
有する車輌用自動変速機における発進装置(100,)
、(1002)。
(100,)において、前記遠心式ロックアツプクラッ
チに直列に、所定値以上のトルクが作用するとスリップ
するスリップクラッチ(110)を配設したこと特徴と
する。
一例として、前記スリップクラッチ(110)が、第1
図に示すように、クラッチディスク (111) と、
クラッチプレート(112)と、これらディスク及びプ
レートに所定押付は荷重を付与する皿ばね(113) 
 とからなり、該スリップクラッチ(110)が該皿ば
ね(113)の所定押付は荷重に基づく所定トルク容量
を有する。
また他の例として、第2図又は第3図に示すように、前
記流体継手(40)の出力側(41)における動力伝達
経路に、負荷トルクに対応した軸力を発生するカム機構
(120)を設置し、該カム機構(120)による軸力
を前記スリップクラッチ(110)に作用して、該スリ
ップクラッチが負荷トルクに対応したトルク容量を有す
る。
具体的には、前記カム機構(120)が、相対移動可能
な駆動側カム部(121)及び被動側カム部(122)
を有し、また前記流体継手の出力側(41)を、タービ
ンランナ側(41a)とハブ部側(41b)を相対回転
可能に構成し、前記駆動側カム部(121)を前記ター
ビンランナ側(41a)に連結し、かつ前記被動側カ五
部(122)を前記ハブ部側(41b)に連結し、そし
て前記カム機構(120)を、スリップクラッチ(11
0)の間に介在している。
(ホ) 作用 以上構成に基づき、例えば第11図に示すように、車輌
始動時は、遠心式ロックアツプクラッチ(50)が切状
態にあって、エンジンからのトルクは専ら流体継手(4
0)を介して自動変速機に伝達され、該流体継手の油流
に基づき滑らかに発進する(ロックアツプOFF領域K
)。そして、流体継手(40)の出力側(41)の回転
数が所定速度に達すると、ロックアツプクラッチ(50
)がトルク伝達を開始しくロックアツプ開始点り、)、
該クラッチ(50)のトルク容量はウェイト及びシュー
に作用する遠心力によりロックアツプトルク容量特性り
に示すように急激に増加し、従って比較的低速時にてロ
ックアツプクラッチ50を接続して燃費を向上する。ま
た、該ロックアツプクラッチ(50)が接続状態にあっ
ても、キックダウン、急ブレーキ、シフトアップ等によ
り出力側41に大きな負荷が作用するか、又はノッキン
グ等により入力側に振動が生ずると、スリップクラッチ
(110)がスリップして、上述負荷又は振動は滑らか
に吸収される。この際、スリップクラッチ(110)は
回転数に対しては略々一定のクラッチ容量特性(M)を
有するので、高速走行時にも確実に上述負荷を吸収して
滑らかに走行する。
即ち、ロックアツプON領域において、ロックアツプク
ラッチトルク容量特性(L)より右側でスリップクラッ
チトルク容量特性(M)の下方が完全ロックアツプON
領域(N)、それ以外の領域はスリッピング領域(0)
となる。更に、スリッピング領域(0)を分けると、遠
心クラッチによるスリッピング領域(0,)、遠心クラ
ッチ及びスリップクラッチによるスリッピング領域(0
2)、スリップクラッチによるスリッピング領域(0,
)の3つがある。また、第11図中(R)は平坦路定常
走行している状態の走行負荷であり、(E)はエンジン
最大トルクである。
なお、スリップクラッチ(110)のトルク容量は、皿
ばね(113)の押付は荷重により負荷トルクに拘わり
なく略々一定の容量からのものでもよいが、第2図又は
第3図に示すように、負荷トルクに対応するようにして
もよい。
即ち、所定速度(ロックアツプ開始点L1)以上での走
行時において、キックダウン、アップシフト、ノッキン
グ等により負荷トルクに急激な変化が生じると、スリッ
プクラッチ(110)がスリップし、これにより流体継
手(40)がその入力1111!(42)と出力側(4
1)とで相対回転しながら該流体継手を介してタービン
(41a)、カム機構(120)、ハブ部(41b)そ
して自動変速機本体へと動力伝達されろ。この際、カム
機構(120)が負荷トルクに対応して軸力を発生し、
該軸力がスリップクラッチ(110)に作用して、スリ
ップクラッチ(110)は負荷トルクの増大に対応して
トルク容量を増大する。従って、例えばキックダウン時
、負荷トルクが一旦零になった後急激に立上るが、該立
上り時にスリップクラッチ(110)がスリップして、
−旦流体継手(40)を介して動力伝達され、これによ
り負荷トルクに対応してスリップクラッチ(110)の
トルク容Iが増大し、スリップクラッチ(110)のス
ベリを減少又はなくして動力伝達する。即ち、スリップ
発生時に自動的に対応して、−旦流体継手(40)によ
り急激な負荷変動を吸収した後、スリップクラッチ(1
10)のトルク容量を増大して、遠心式ロックアツプク
ラッチ(50)を介しての直結経路からの回転を自動変
速機本体に伝達する。
なお、本発進装置は、以下の実施例で示すようにベルト
式無段変速装置を組込んだ自動変速機に用いて好適であ
るが、これに限らず、ギヤを用いた有段の自動変速機に
適用してもよいことは勿論である。
また、上述装置を発進装置と称しているが、上述説明し
た通り、発進時にのみ機能するものではなく、車輌走行
時すべてに亘って機能するものであり、発進時に特に顕
著に機能して全体を把握しやすいので該名称をつけたま
でであって、該名称自体同等権利を限定するものではな
い。
(へ)実施例 以下、図面に沿って本発明を車輌用自動無段変速機に適
用した実1r!!例について説明する。
まず、第5図に沿って、本自動無段変速機の概略を説明
するに、本自動無段変速機12は、シングルプラネタリ
ギヤ機構20、ベルト式無段変速装置30、トランスフ
ァー装置80、減速ギヤ装置71等とからなる出力部材
70、及びデュアルプラネタリギヤ機構からなる前後進
切換え装置901更に流体継手40、遠心式ロックアツ
プクラッチ50及びスリップクラッチ110からなる発
進装置1001を備えている。
そして、プラネタリギヤ機構20は、そのリングギヤ2
0Rが無段変速装置30のセカンダリシャフト30aに
連動し、かつキャリヤ20Cが出力部材70に連動し、
そしてサンギヤ205がトランスファー装置80を介し
て係止手段を構成するローワンウェイクラッチF及びロ
ーコースト及リバースブレーキB1に連結していると共
に、ハイクラッチC2を介して入力軸60に連結してい
る。
また、デュアルプラネタリギヤ機構90は、そのサンギ
ヤ90Sが入力軸60に連結し、かつキャリヤ90Cが
無段変速装置30のプライマリシャフト30bに連結す
ると共にフォワードクラッチC1を介して入力軸60に
連結し、またリングギヤ90RがリバースブレーキB2
に連結している。
以上構成に基づき、本自動無段変速機12における各ク
ラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチは、各ポジシ
ョンにおいて第6図に示すように作動する。なお、※は
ロックアツプクラッチ50が遠心力により適宜作動し得
ることを示す。
詳述すると、Dレンジにおける低速モードLにおいて、
フォワードクラッチC1が接続している外、ローワンウ
ェイクラッチFが作動する。この状態では、エンジンク
ランク軸101の回転は、ロックアツプクラッチ50又
は流体継手40を介して入力軸60に伝達され、更にデ
ュアルプラネタリギヤ装置90のサンギヤ903に直接
伝達されると共にフォワードクラッチC1を介してキャ
リヤ90Cに伝達される。従って、該デュアルプラネタ
リギヤ機構90は入力軸60と一体に回転し、正回転を
ベルト式無段変速装置30のブライマリシャツl−30
bに伝達し、更に該無段変速装置30にて適宜変速され
た回転がセカンダリシャフト30aからシングルプラネ
タリギヤ装置20のリングギヤ20Rに伝達されろ。一
方、この状態では、反力を受ける反力支持要素であるサ
ンギヤ203はトランスファー装置80を介してローワ
ンウェイクラッチFにて停止されており、従つてリング
ギヤ20Rの回転は減速回転としてキャリヤ20Cから
取出され、更に減速ギヤ装置71等を介してアクスル軸
73に伝達される。
また、Dレンジにおける高速モードHにおいては、フォ
ワードクラッチC1の外、ハイクラッチC2が接続ずろ
。この状態では、前述同様に無段変速装置30にて適宜
変速された正回転が出力部30aから取出されてシング
ルプラネタリギヤ装置20のリングギヤ20Rに入力さ
れろ。一方、同時に、入力軸60の回転がハイクラッチ
C2及びトランスファー装置80を介してシングルプラ
ネタリギヤ機構20のサンギヤ203に伝達され、これ
により該プラネタリギヤ機構20にてリングギヤ20R
とサンギヤ203とのトルクが合成されてキャリヤ20
Cから出力される。なおこの際、サンギヤ203にはト
ランスファー装置80を介して反力に抗する回転が伝達
されるので、トルク循環が生じることなく、所定のプラ
ストルクがトランスファー装置80を介して伝達される
。そして、該合成されたキャリヤ20Gからのトルクは
減速ギヤ装置71等を介してアクスル軸73に伝達され
る。
なお、Dレンジにおける作動では、ワンウェイクラッチ
Fに基づき逆トルク作用時(エンジンブレーキ時)はフ
リーとなるが、Sレンジにおいては、ローワンウェイク
ラッチFに加えてローコースト及リバースブレーキB1
が作動し、逆トルク作用時も動力伝達する。
また、Rレンジにおいてはローコースト及リバースブレ
ーキB1と共にリバースブレーキB2が作動する。この
状態では、入力軸60の回転は、デュアルプラネタリギ
ヤ機HIt90にてリングギヤ90Rが固定されること
に基づきキャリヤ90Cから逆回転としてベルト式無段
変速装置30に入力される。一方、ローコースト及リバ
ースブレーキB1の作動に基づきシングルプラネタリギ
ヤ装置20のサンギヤ203が固定されており、従って
無段変速装置30からの逆回転はプラネタリギヤ機構2
0にて減速され、出力部材70に取出される。
ついで、本発明を具体化した実施例を第7図に沿って説
明する。
本無段変速機12は、3分割からなるトランスミッショ
ンケース15を有しており、該ケース15に入力軸60
及び無段変速装置30の入力軸30bが同軸状に回転自
在に支持されて第1軸を構成していると共に、無段変速
装置30の出力軸30aとギヤ軸70aが同軸状に回転
自在に支持されて第2軸を構成している。更に、第1軸
上には流体継手40、遠心クラッチからなるロックアツ
プクラッチ50及びスリップクラッチ110からなる発
進装置1001と、フォワードクラッチC1、ハイクラ
ッチC2、ローコースト及リバースブレーキB1、リバ
ースブレーキB2、ローワンウェイクラッチFからなる
操作部10と、前後進切換え装置を構成するデュアルプ
ラネタリギヤ機構90と、油圧ポンプ17が配設されて
おり、また第2軸上にはシングルプラネタリギヤ機構2
0が配設されている。
更に、発進装置100.について、第1図に沿って詳説
すると、流体継手40はエンジンクランク軸101(第
7図)に連結しているカップリングケース43を有して
おり、該ケース43に入力側を構成するポンプインペラ
42が設けられていると共に、そのハブ部43aに油圧
ポンプ17のロータ (第7図)が連結されている。ま
た、ポンプインペラ42に対向して出力側41を構成す
るタービンランナ41aが配設されており、かつ該ラン
ナ41aはケース43にスラストベアリング45.45
を介して位置決め・支持されているハブ部41bにピン
46により連結されており、かつ該ハブ部41bは前記
入力軸60にスプライン結合されろ。更に、該ハブ部4
1bにはトーションダンパ102の一方のラグ102a
がピン46にて共線めされており、かつ他方のラグ10
2bがスリップクラッチ110に向けて延びている。ス
リップクラッチ110はクラッチハブ115、該ハブに
連結されていると共にスナップリング116にて位置決
めされているクラッチプレート112、前記ダンパのラ
グ102bに連結されているクラスチディスク111及
びこれらプレート及びディスクに所定押付は荷重を付与
する皿ばね113からなり、該スリップクラッチ110
は皿ばね113に基づく所定トルク容量を有する。そし
て、該クラッチハブ115を固定し、かつ前記ダンパの
ラグ102b及びハブ部41bに回転自在に挟持されて
支持されているディスク51が半径方向に延びており、
該ディスク51の先端には遠心式ロックアツプクラッチ
50が設置されている。
遠心式ロックアツプクラッチ50は、第8図に示すよう
に、つエイト52.1!J[材53aを有するシュー5
3及び前記ディスク51に植設されたピン54に両端支
持された板バネからなるリトラクタスプリング55を有
しており、リトラクタスプリング55はシュー53の内
側の縁部53bに当接し、ウェイト52及びシュー53
を常時内側へ引き戻すように作用している。従って、該
ロックアツプクラッチ50は、ウェイト32及びシュー
53に遠心力が作用すると、該遠心力がリトラクタスプ
リング55撓ませながら、摩擦材53aをカップリング
ケース43の内面に接触してトルクを伝達し、これによ
り第10図にLにて示すように、急な立上り特性からな
るトルク容量を有する。
一方、入力軸60にはスプラインによりスリーブ軸60
aが連結されており、また該スリーブ軸60aのエンジ
ン側にはケース15から突出部15aが突出しており、
該突出部15aにはトランスファー装置80の入力スプ
ロケット81がベアリングを介して支持されている。更
に、該スプロケット81のハブ部はフリーホイールFを
介して前記ケース突出部15aに連結しており、かつ該
スプロケット81から外径方向に向けて延設されている
フランジにはその内周面に多板クラッチからなるハイク
ラッチC2を介して入力スリーブ軸60aが連結されて
いると共に、その外周面とケース15との間に多板ブレ
ーキからなるローコースト及リバースブレーキB1が介
設されている。
また、入力軸60の先端部分にデュアルプラネタリギヤ
機#1l190のサンギヤ90S(第5図参照)がスプ
ライン結合されていると共に、フランジが外径方向に延
設されている。また、入力軸60の先端はベルト式無段
変速装置のプライマリシャフト30bをベアリングを介
して被嵌、整列しており、かっ該シャツI−30bに固
定されている調圧カム機構34の入力側カム部34aに
キャリヤ90Cがスプライン結合されている。更に、該
キャリヤ90Gに2.f第1ピニオン90P1及び第2
ピニオン90P2が支持されると共に、連結部材が外径
方向に延設されており、該連結部材の内径側と前記入力
軸60からのフランジの外径側との間には多板クラッチ
からなるフォワードクラッチC1が介設されている。ま
た、リングギヤ90Rを固定している支持部材の外周側
とケース15との間に多板ブレーキからなるリバースブ
レーキB2が介設されている。
そして、前記ローコースト及リバースブレーキブレーキ
B1及びハイクラッチC2と、リバースブレーキB2及
びフォワードクラッチC1と間部分に、アクチュエーク
ユニット11が配設されており、本アクチュエータユニ
ット11は隣接して配置されている前後進切換え装置用
アクチュエータllaと、低高速モード切換え装置用ア
クチュエータ11bとからなる。そして、該アクチュエ
ークユニット11は周方向に所定間隔離れて配設されて
いる前後進切換え装置用モータ130及び低高速モード
切換え装置用モータ131を有してお抄、これらモータ
はU流子モータ、ステップモータ等の回転磁界モータ、
サーボモータ及び超音波モータ等の電気モータからなり
、かつモータの所定回転位置に保持し得るように電磁ブ
レーキ等の保持手段が設置されている。また、前記モー
タ130.131の内径側のケース15にはボールネジ
機構132の雌ネジ部が固定されており、該雌ネジ部は
それぞれボールを介して前後進切換え装置用及び低高速
モード切換え装置用の雄ネジ部が隣接して螺合している
。更に、これら雄ネジ部はそれぞれ前記モータ130,
131の出力ギヤにギヤを介して噛合しており、また各
雄ネジ部には連結部材133,135がそれぞれに連結
されている。そして、前後進切換え装置用モータ130
に連結している連結部材133はその一方向の軸方向移
動により前記フォワードクラッチC1を係合し、かつ他
方向の軸方向移動により前記リバースブレーキB2を係
合し、また低高速モード切換え装置用モータ131に連
結している連結部材135ばその一方向の軸方向移動に
よりハイクラッチC2を係合し、かつ他方向の軸方向移
動により前記ローコースト及リバースブレーキB1を係
合する。
また、無段変速装置30は、プライマリプーリ31、セ
カンダリプーリ32及びこれら両プーリに壱掛けられた
ベルト33からなり、かっ両プーリはそれぞれ固定シー
ブ31a、32a及び可動レープ31b、32bからな
る。更に、プライマリプーリ31には、入力軸30bに
一体に固定されている固定側カム部34aと固定シーブ
31aに皿ばねを介して圧接している可動側カム部34
bとからなり、伝達トルクに対応した軸力を付与する調
圧カム機jII34が配設されており、また可動ンーブ
31bは固定シーブ31aのハブ部にボールスプライン
を介して摺動のみ自在に支持されていると共に、その背
部にボールネジ機構35が配設されている。ボールネジ
機構35はそのポル1、部35aがケースエ5に対して
回転位置をa!IWI自在に設置されかつスラストベア
リングを介して入力軸30bに軸方向移動不能に連結さ
れた調節部材38に固定されており、またそのナツト部
35bが可動シーブ31bにスラストベアリングを介し
て軸方向に一体に移動するように連結されている。一方
、セカンダリプーリ32はその固定シーブ32aが出力
軸30aと一体にケース15に回転自在に支持されてお
り、かつ可動シーブ32bが出力軸30aにボールスプ
ラインを介して摺動のみ自在に支持されている。更に、
該可動シーブ32bの背面にはボールネジ機構36が配
設すれており、そのボルト部36aがケース15に回転
位置を調節自在に設置されかつ出力軸30aにスラスト
ベアリングを介して軸方向移動不能に連結された調節部
材39に固定され、またそのナツト部36bがスラスト
ベアリングを介して可動シーブ32bと軸方向に一体に
移動するように連結されている。
そして、プライマリプーリ31及びセカンダリプーリ3
2の間には操作軸160が回転自在に支持されている。
該操作軸160には円形ギヤ161及び非円形ギヤ16
2が固定されており、円形ギヤ161はプライマリプー
リ31側のナツト部35bに固定されている幅広の円形
ギヤ35cに噛合しており、また非円形ギヤ162はセ
カンダリプーリ32側のナツト部36bに固定されてい
る螺旋状の非円形ギヤ36cに噛合している。また、円
形ギヤ161はスパーギヤ又はへりカルギヤからなる2
段のギヤ列165を介して変速用モータ166の出力ギ
ヤ166aに連結している。
変速用モータ166は電気モータからなり、かつその出
力軸に電磁ブレーキ167が設置され、該モータの非通
電状態において該電磁ブレーキ167が作動して、可逆
伝動可能なギヤ列165及びボールネジ機構35,36
に拘ず、両プーリ31゜32を所定変速位置に保持し得
る。
また、シングルプラネタリギヤ機構20は、第2軸を構
成するギヤ軸70a上に配設されており、そのリングギ
ヤ2ORがベルト式無段変速装置30の出力軸30aの
フランジ部に連結されている。
また、ギヤ軸70aにはサンギヤ20Sと一体にスプロ
ケット82が回転自在に支持されており、更に該ギヤ軸
70aに、ピニオン20Pを回転自在に支持しているキ
ャリヤ20Cが固定されている。
一方、該第2軸上のサンギヤ203と一体のスプロケッ
ト82と前記ローワンウェイクラッチFにて支持されて
いるスプロケット81との間にはサイレントチェーン8
3が巻掛けられており、これらスプロケット及びチェー
ンにてトランスファー装置80を構成している。
また、前記ギヤ軸70aはギヤ71aを一体に構成して
出力部材70を構成しており、かつギヤ71aは中間軸
72に固定されているギヤ71cと噛合している。更に
、中間軸72には小ギヤ71dが形成されており、かつ
該ギヤ71dは差動両車装置75に固定されているリン
グギヤ75 p。
と噛合して、減速装置71を構成している。また、差g
IIli車装置75からは左右フロントアクスル軸73
が延びている。
ついで、木実施例の作用を説明する。
エンジンクランク軸101の回転は、発進装置100I
におけるカップリングケース43に伝達され、更に流体
継手40のポンプ、インペラ42からタービンランナ4
1aに油流を介して伝達され、そしてハブ部41bから
入力軸60に伝達される。
この際、走行開始時においては、入力軸60及びハブ部
41bの回転速度は低く、従ってハブ部41bとスリッ
プクラッチ110を介して連結されている遠心式ロック
アツプクラッチ50のウェイト52及びンユーに作用す
る遠心力は小さく、該ロックアツプクラッチ50は切断
状態にあり (第11図ロックアシブOFF領域K)、
専ら流体継手40を介して伝達され、滑らかに発進を開
始する。そして、ハブ部41bの回転が所定速度(ロッ
クアツプ開始点り、)に達すると、ウェイト52及びシ
ュー53に作用する遠心力により摩擦材53aがケース
43の内面に接触し、遠心式ロックアツプクラッチ50
はトルク伝達を開始し、そして該クラッチ50はウェイ
ト52及びシュー53に作用する遠心力により急激にト
ルク容量を増大しくトルク容量特性L)、従って比較的
低速時にてロックアツプクラッチ50を完全接続して(
L2点参照)、燃費を向上する。一方、該ロックアツプ
クラッチ50が接続した状態においても、キックダウン
、急ブレーキ、シフトアップ等により出力側41に大き
な負荷が作用するか、又はエンジンノッキング等により
入力側に振動が生じる等により、急激な負荷変動を生じ
ると、スリップクラッチ110がスリップして、上述負
荷又は振動は滑らかに吸収される (スリップ領域02
,03)。
この際、スリップクラッチ110は回転数に対しては略
々一定のクラッチ容量特性Mを有するので、高速走行時
にも確実に上述負荷を吸収して滑らかに走行する。
そして、Dレンジ及びSレンジにあっては、前後進切換
え装置用モータ130がホームポジションにあり、皿ば
ねの付勢力に基づきフォワードクラッチC1が係合状態
にあると共に、リバースブレーキB2は解放状態にある
。この状態では、デコアルプラネタリギャ8!H490
はサンギヤ903とキャリヤ90Cとが一体になり、従
ってリングギヤ901Nも一体に回転して、正回転がベ
ルト式無段変速装置30の入力軸30bに伝達される。
そして、該入力軸30bの回転は、調圧カム機構34に
伝達され、更にプライマリプーリ31の固定シーブ31
Zl及びボールスプラインを介して可動ジープ31bに
伝達される。この際、調圧カム機構34は入力軸30b
に作用する入力トルクに対応した軸力が皿ばねを介して
シーブ31aの背面に作用し、一方、他方のシーブ31
bは所定変速比に対応してボールネジ機構35がその長
さ方向に固定された状態にあり、従ってスラストベアリ
ングを介してシーブ31bの背面に同等の反力が作用し
、これにより、プライマリプーリ31は入力トルクに対
応した挟持力にてベルト33を挟持する。更に、ベルト
33の回転はセカンダリプーリ32(こ伝達され、更に
出力軸30aに伝達される。また、該ペル1−伝動に際
して、スロットル開度及びIiI速等の各センサからの
信号による制御部Cに基づき、変速用モータ166が制
御されると、ギヤ列165を介して操作軸160が回転
される。すると、円形ギヤ161及び35cを介してプ
ライマリプーリ31側ボールネジ機構35のナツト部3
5bが回転すると共に、非円形ギヤ162.36cを介
してセカンダリプーリ32側ボールネジ@H!I36の
ナツト部36bが回転する。
これにより、ケース15に回転止めされているボルト部
35a、36aとの間でナツト部35b。
36bが相対回転して、ボールネジ機H435,36は
スラストベアリングを介して可動シーブ31b、32b
を移動してプライマリプーリ31及びセカンダリプーリ
32を所定有効径に設定し、設定)・ルク比が得られる
更に、ベルト式無段変速装置30の出力軸30nの回転
+、fシングルプラネタリギヤ機構20のリングギヤ2
0rtに伝達され、更にキャリヤ20Gを介してギヤ軸
70aに伝達される。
そして、Dレンジにおける低速モードLの場合、低高速
モード切換え装置用アクチュエータllbは、制御部C
からの信号に基づきモータ131が所定位置に回転した
状態にあって、連結部材135が僅かに移動した状態に
あり、この状態では、ハイクラッチC2が解放されてい
ると共にローコースト&リバースブレーキB1が解放さ
れている。
従って、第6図に示すようにローワンウェイクラッチF
が作動状態にあり、リングギヤ20Rからキャリヤ20
Cへのトルク伝達に際して、サンギヤ203が反力を受
けるが、該サンギヤ203はトランスファー装置80を
介してローワンウェイクラッチFにて回転止めされてお
り、シングルプラネタリギヤ機構20は減速機構を構成
している。
これにより、ベルト式無段変速装置30の出力軸30a
の回転は、シングルプラネタリギヤ機構20にて単に減
速され、更にギヤ71a、Tic1中間軸72、ギヤ7
1ci及びマウントギヤ75aからなる減速ギヤ装置7
1を介して更に減速され、そして差動歯車装置75を介
して左右フロントアクスル軸73に伝達される。
また、スロットル開度及び車速が所定値に達すると、制
御部Cからの信号により低高速モード切換え装置用電気
モータ131がホームポジションになるように回転する
。この状態にあっては、ノ1イクラッチC2は皿ばねに
より係合状態にあると共にローコースト及リバースブレ
ーキB2は解放状態にある。従って、プラネタリギヤ機
構20には、ベルト式無段変速装置30を介してそのリ
ングギヤ20Rに所定回転が付与されると共に、入力軸
60の回転がハイクラッチC2を介して入力スプロケッ
ト81に伝達され、更にトランスファー装置80を介し
てサンギヤ203に伝達される。
これにより、ベルト式無段変速装置30により無段変速
されたトルクとトランスファー装置80を介するトルク
とがシングルプラネタリギヤ機構20にて合成され、該
合成トルクがキャリヤ20Cからギヤ軸70aに伝達さ
れる。更に、前述低速モードと同様に、減速ギヤ装置7
1及び差動歯車装置75を介して左右フロントアクスル
軸73に伝達される。
また、Sレンジにおける低速モードLでは、制御部Cか
らの信号に基づき低高速モード切換え装置用の電気モー
タ131を回転する。すると、ボールネジ機構132に
より連結部材135が移動し、皿ばねによるハイクラッ
チC2に対する付勢力を解除して該クラッチC2を解放
すると共に、ローコースト及リバースブレーキB1を係
合する。
この状態では、ローコースト及リバースブレーキB1に
よりスプロケット81は正逆回転とも阻止され、従って
エンジンブレーキ等の負トルクによる回転をも阻止する
。また、Sレンジにおける高速モードはDレンジの高速
モードと同様である。
一方、Rレンジでは、制御部Cからの信号に基づき前後
進切換え装置用電気モータ130に通電して、ボールネ
ジ機Hi132を相対回転する。すると、連結手段13
3を移動し、フォワードクラッチC1を解放すると共に
、リバースブレーキB2を係合する。また同時に、低高
速モード切換え装置用モータ131も回転して、前述し
たようにハイクラッチC2を解放すると共にローコース
ト及リバースブレーキB1を係合する。乙の状態にあっ
ては、デュアルプラネタリギヤ機構90は、リバースブ
レーキ81によりリングギヤ90Rが固定され、入力軸
60の回転は、サンギヤ903からピニオン90P1,
90P2を介してキャリヤ90Cに減速逆回転として取
出され、ベルト式無段変速装置30の入力軸30bに伝
達される。
また、シングルプラネタリギヤ機##20のサンギヤ2
O3からトランスファー装置80を介して反力トルクは
スプロケット81に逆回転として作用するが、ローコー
スト&リバースブレーキB1が作動して該スプロケット
81を停止している。
ついで、第2図に基づき、一部変更した発進装置100
2について説明する。なお、該発進装N100□も、第
9図に示すように、自動無段変速機12に組込まれて好
適である。
発進装置1002は、同様に、入力側42、出力側41
からなる流体継手40、遠心式ロックアツプクラッチ5
0及びスリップクラッチ110を有しており、更に負荷
トルクに対応した軸力を発生しかっ該軸力をスrJツブ
クラッチ110に作用するカム機構120を備えている
。即ち、カム機構120は駆動側カム部121及び従動
側カム部122の2個の端面カムからなり、これら両カ
ム部121.122の端面が第4図に示すように、凹部
121 a、  122 aを有すると共にその間にロ
ーラ123が介在している。また、流体継手40の出力
側41がタービンランナ部41aとハブ部41bとに分
割され、かつその間にベアリング47を介在してランナ
部41a及びハブ部41bが相対回転可能となっている
。なお、第10図に詳示するように、ベアリング47近
傍におけるランナ部41aとハブ部41bとにはそれぞ
れ凹溝41a、と賦型41b1が形成されており、これ
ら凹if441m、、及び爪41b、が前記ランナ部4
1aとハブ部41bとの相対回転を所定量に規定するよ
うに係合している。これにより、両カム部121.12
2に付設された摩擦材が摩耗しても、ローラ123がカ
ム面の山を乗り越えてしまうことを防止している。そし
て、タービンランナ41aには前記駆動側カム部121
が軸方向のみ移動自在に係合しており、かつハブ部41
bに形成したスプラインに従動側カム部122が係合し
ている。
更に、スリップクラッチ110はクラッチハブ113、
該ハブに連結されている2枚のクラッチプレート112
及び前記ハブ部41bのスプラインに係合しているクラ
ッチディスク111、そしてスナップリング116にて
板止めされかつ前記プレー1−112及びディスク11
1に所定押付は荷重を付与する皿ばね113を有してお
り、更に両クラッチプレー1−112,112の間に前
記カム機構120が介在している。また、両プレート1
12.112の間にはスペーサ117も介在しており、
両プレートの間隔を所定量に保持している。
また、クラッチハブ113は半径方向に延びるディスク
51aに固定されており、かつ該ディスクはその基端部
分がハブ部41b及びカップリングケース43に回転自
在に支持され、更にその先端部分がトーションダンパ1
02に連結している。
また、該ダンパ102の外径側には別のディスク51b
が半径方向に延びており、該ディスク51bの先端には
先の実施例と同様な遠心式ロックアツプクラッチ50が
配設されている。
本発進装置1002は、前述の発進装置100゜と同様
に、ロックアツプクラッチ50のロックアツプ開始点し
い以下の領域Kにおいては、流体継手40の油流を介し
て動力伝達され、車輌は滑らかに発進を開始する。そし
て、所定速度以上(L、。
L2)になると、遠心式ロックアツプクラッチ50が接
続して、エンジンクランク軸101の@転は、該遠心ク
ラッチ50、ダンパ102及び皿ばね113の押付は荷
重に基づくスリップクラッチ110の摩擦を介してハブ
部り1b更に入力軸60にて伝達される。そしてこの状
態において、キックダウン、アップシフト、ノッキング
等により負荷トルクに急激な変化が生じると、スリップ
クラッチ110がスリップしくスリップ領域02,03
)、これにより流体継手40がその入力側42と出力側
41とで相対回転しながら該流体継手を介してタービン
ランナ41a1カムm構12o、ハブ部41bそして自
動変速機の入力軸60へと動力伝達される。この際、カ
ム機構120の駆動側カム部121及び従動側カム部1
22が負荷トルクに対応して、第4図(al、(blに
示すように相対回転し、該相対回転に基づく凹部121
a、122aのずれにより軸力を発生する。そして、該
負荷トルクに対応する軸力は、前記皿ばね113による
押付は荷重に加えて前記スリップクラッチ110に作用
し、クラッチプレート112とクラッチディスク111
とを圧接して、スリップクラッチ110のトルク容量を
負荷トルクの増大に対応して増大する。従って、例又は
キックダウン時、負荷トルクが一旦零になった後急激に
立上るが、該立上り時にスリップクラッチ110がスリ
ップして、−旦流体継手40を介して動力伝達され、こ
れにより急激な負荷変動を吸収して滑らかに加速する。
その後、負荷トルクに対応してスリップクラッチ110
の1−ルク容量が増大し、スリップクラッチ110のス
ベリを減少又はなくして動力伝達し、これにより高負荷
!−ルク域においても、スリップクラッチ110のスベ
リを減少又はなくして、遠心式ロックアツプクラッチ5
0に基づく高い伝達効率を維持する。更に、第12図に
示すように、従来のように、右上りの特性を有するロッ
クアツプクラッチであると、ある車速VIにおいてキッ
クダウンされ、変速機の総トルク比lが11から12に
変化した場合、実線11分だけmろ′ことになるが、本
実施例では、平行な特性を有するので、−時の滑りに際
しても、実線1.よりも少ない平行差分I2t′!けで
足り、I、−I2=aだけ少いトルクで滑ることになり
、滑らかなキックダウンが可能となる。
なお、第4図(c+に示すように、カム部121゜12
2における上り側及び下り側の角度を相違し、正i動時
及び逆駆動時で発生する軸力を異なる特性を得ろように
してもよい。
ついで、第3図に沿って一部変更した実施例について説
明する。
本実施例による発進装置1003は、カム機構120を
有する先の実施例の発進装置1002と!まとんど同じ
であるが、スリップクラッチ110の両クラッチプレー
1−112,112の間にスペーサが介在していない点
で相違している。
これにより、カム機構120によるスリ・シブクラッチ
110に対する押付は荷重の特性カフ先の発進装置10
0□と相違し、スリップクラッチ110の負荷l・ルク
 (T、kg−m)に対する伝達トルり容量(Tkg−
rn)が相違する(第13図参照)。
(ト)発明の詳細 な説明したように、本発明によると、遠心式口νクアッ
プクラッチ(50)に直列に、所定値以上のトルクが作
用するとスリップするスリップクラッチ(110)を配
設したので、発進開始時は流体継手(40)を介して滑
らかに動力伝達し、かつ遠心式ロックアツプクラ、ノチ
(50)lこより比較的低速度にて該ロツクア・シブク
ラッチを接続し、燃費の向上を図ったものでありながら
、該ロックアツプクラッチ(50)の接続状態において
も、キックダウン、エンジンのノッキング、アップシフ
ト等より大きな負荷トルクが作用すると、スリップクラ
ッチ(1101がスリップして該負荷トルクは吸収され
、振動及びシ〕ツクを軽減してドライバビリティをも向
上することができろ。
また、スリップクラッチ(110)が、皿ばね(113
1の所定押付は荷重に基づく所定トルク容量を有するも
のとすると、漸めて簡単な構成で足りろと共に、所定以
上の負荷トルクに対して確実にスリップして、振動及び
ショックを軽減し得る。
また、負荷トルクに対応した軸力を発生するカム機構(
120)を設置し、スリップクラッチ(110)が負荷
トルクに対応したI・ルク容量を有すると、Mt雑な電
気又は油圧8!i構を有さない極めて簡単な構成でもっ
て、スリップクラッチ(110)のトルク容量を負荷ト
ルク1こ対応して自動的に制御することができ、急激な
トルク変動に際して、−旦自動的に流体継手(40)に
よりI、ルりを伝達して、大きな負荷トルクを吸収し、
その後直ちにスリップクラッチ(110)のトルク容量
を増大して直結系の伝達トルクを増大し、これによりど
のような運転状況においても制御遅れ等を生ずることな
く確実に対応して、燃費の向上と共にドライバビリティ
の向上を正確かつ確実に達成することができる。
更に、カム機構(120)を駆動側カム部(121)及
び被動側カム部(122)により構成し、かつスリップ
クラッチ(110)の間に介在すると、流体継手(40
)の出力側(41)に並設したコンパクトな構成で足り
ると共に、カム機構(120)の軸力を直接スリップク
ラッチ(110)に作用して、応答を素早くかつM実に
することができる。
更に、スペーサ(117)をスリップクラッチ(113
)の両クラッチプレート(112)の間に介在するか又
は介在しないだけで、スリップクラッチの負荷トルクに
対する伝達トルク容量を容易に変更することができる。
また、スリップクラッチ (110)  を遠心式ロッ
クアンプクラソヂ(50)と共に流体継手(40)のケ
ース(43)内に収納すると、発進装置(100,)、
(1002)、(1003)をコンパクトに構成でき、
自動変速機とのマツチング性能を向上し、車輌への搭載
性能を向上し得る。
そして、ベルト式無段変速装置(CVT)を組込んだ自
動変速機(12)に適用すると、流体継手(特にフルー
ドカップリング)で対応できることと相俟って、経済的
で作動の確実な発進装置を提供でき、特に上述自動変速
機(12)がすべて電気にて制御をする場合、複雑な油
圧制御を一切必要とせず、極めて有効な発進装置(10
0,)。
(1oo2)、(ioo3)  となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る発進装置を示す断面図、第2図は
他の実施例による発進装置を示す断面図、第3図は更に
一部変更した実施例による発進装置を示す断面図である
。また、第4図はカム機構を示す図で、ta+ 、 (
blはそれぞれ異なる状態における作動を示す図、(c
lは異なるカム機構を示す図である。そして、第5図は
本発明を適用した自動無段変速機を示す概略図、第6図
はその各ポジションにおける各要素の作動を示す図、第
7図は自動無段変速機の全体断面図、第8図は遠心式ロ
ックアツプクラッチを示す断面図である。また、第9図
はカム機構を有する発進装置を適用した自動変速機を示
す概略図である。また、第10図はタービンランナ部及
びハブ部の連結部分を示す拡大側面図である。第11図
は本発明に係る各クラッチのトルク容量を示す図、第1
2図は車速とアウトブクトトルクの関係を示す図、第1
3図は負荷トルクによるスリップクラッチの伝達トルク
容量の関係を示す図、そして第14図は従来の遠心式ロ
ックアツプクラッチのトルク容量を示す図である。 12−・自動(無段)変速機 、 30 ・ベルト式無
段変速装置 、 40・・流体継手 、 41・・・出
力側 、 41a・・タービンランナ(側)、4・1b
・・ハブ部(側) 、 42・・・入力側 、43・・
 (カップリング)ケース 、  50 遠心式ロック
アツプクラッチ 、  100,1002.100.・
・・発進装置 、 101・・ニレジンクランクM  
、102−、、 )、−ンヨンダンパ、110 スリッ
プクラッチ 、  111−クラッチディスク 、  
112 クラッチハブレート、113 皿ばね 、  
115 ・クラッチハブ 、117・スペーサ 、 1
20・カム機構 、121 駆!l1lI側カム部、1
22・被動側カム部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、流体継手、及び該流体継手の出力側と入力側とを直
    結する遠心式ロックアップクラッチを有する車輌用自動
    変速機における発進装置において、 前記遠心式ロックアップクラッチに直列に、所定値以上
    のトルクが作用するとスリップするスリップクラッチを
    配設したこと特徴とする車輌用自動変速機における発進
    装置。 2、前記スリップクラッチが、クラッチディスクと、ク
    ラッチプレートと、これらディスク及びプレートに所定
    押付け荷重を付与する皿ばねとからなり、該スリップク
    ラッチが該皿ばねの所定押付け荷重に基づく所定トルク
    容量を有する、 請求項1記載の車輌用自動変速機における発進装置。 3、前記流体継手の出力側における動力伝達経路に、負
    荷トルクに対応した軸力を発生するカム機構を設置し、
    該カム機構による軸力を前記スリップクラッチに作用し
    て、前記スリップクラッチが負荷トルクに対応したトル
    ク容量を有する、 請求項1記載の車輌用自動変速機における発進装置。 4、前記カム機構が、相対移動可能な駆動側カム部及び
    被動鋼カム部を有し、また前記流体継手の出力側を、タ
    ービンランナ側とハブ部側とで相対回転可能に構成し、
    かつ前記駆動側カム部を前記タービンランナ側に連結す
    ると共に、前記被動側カム部を前記ハブ部側に連結し、 そして前記カム機構を、前記スリップクラッチの間に介
    在してなる、 請求項3記載の車輌用自動変速機における発進装置。 5、前記スリップクラッチを構成する2個のクラッチプ
    レートの間に、これら両クラッチプレートの間隔を規定
    するスペーサを介在し、該スペーサにて規定された間隔
    に、前記カム機構を介在してなる、 請求項4記載の車輌用自動変速機における発進装置。 6、前記スリップクラッチを、前記遠心式ロックアップ
    クラッチと共に前記流体継手のケース内に収納してなる
    、 請求項1記載の車輌用自動変速機における発進装置。 7、前記車輌用自動変速機が、ベルト式無段変速装置を
    組込んだ自動変速機である、 請求項1記載の車輌用自動変速機における発進装置。
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