JP6298440B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機等に用いられるクラッチ装置に関する。

従来、変速機などに用いられるクラッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のクラッチ装置は、所謂デュアルクラッチトランスミッションに用いられるものであり、第１クラッチと第２クラッチとが隣接させて設けられている。

特開２０１５‐１７５４６３号公報

クラッチ装置は、第１クラッチのインナーハブと第２クラッチのインナーハブとの間にスラストベアリングを配置して両者が相対回転し易くすることが考えられる。

しかしながら、第２クラッチのインナーハブが傾きやすいという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、第２クラッチのインナーハブが傾くことを防止することができるクラッチ装置を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、
回転運動を解除自在に伝達する第１クラッチと第２クラッチとを備えるクラッチ装置であって、
第１クラッチは、
第１アウタードラムと、
第１アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第１アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第１アウタープレートと、
第１アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第１インナーハブと、
第１インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第１インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第１アウタープレートと摩擦係合可能な第１インナーディスクと、
を備え、
第２クラッチは、
第２アウタードラムと、
第２アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第２アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第２アウタープレートと、
第２アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第２インナーハブと、
第２インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第２インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第２アウタープレートと摩擦係合可能な第２インナーディスクと、
を備え、
第１アウタードラムと第１インナーハブの一方を第１入力部材とし、他方を第１出力部材とし、
第２アウタードラムと第２インナーハブの一方を第２入力部材とし、他方を第２出力部材とし、
第１入力部材と第２入力部材とを接続し、
第２出力部材は第１出力部材にテーパーベアリングを介して軸支され、
第２出力部材をテーパーベアリングに向かって軸方向へ押し付ける付勢部が設けられ、
前記付勢部は前記第２出力部材の軸端部に油圧を加える油圧室であることを特徴とする。

本発明のクラッチ装置によれば、第２出力部材が付勢部によってテーパーベアリングに向けて軸方向へ付勢されるため、第２出力部材の傾くことを防止することができる。また、テーパーベアリングの円錐面に第２出力部材が押し当てられることにより、第２出力部材と第１出力部材との軸心精度も向上される。

また、本発明は、
回転運動を解除自在に伝達する第１クラッチと第２クラッチとを備えるクラッチ装置であって、
第１クラッチは、
第１アウタードラムと、
第１アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第１アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第１アウタープレートと、
第１アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第１インナーハブと、
第１インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第１インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第１アウタープレートと摩擦係合可能な第１インナーディスクと、
を備え、
第２クラッチは、
第２アウタードラムと、
第２アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第２アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第２アウタープレートと、
第２アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第２インナーハブと、
第２インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第２インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第２アウタープレートと摩擦係合可能な第２インナーディスクと、
を備え、
第１アウタードラムと第１インナーハブの一方を第１入力部材とし、他方を第１出力部材とし、
第２アウタードラムと第２インナーハブの一方を第２入力部材とし、他方を第２出力部材とし、
第１入力部材と第２入力部材とを接続し、
第２出力部材は第１出力部材にテーパーベアリングを介して軸支され、
第２出力部材をテーパーベアリングに向かって軸方向へ押し付ける付勢部が設けられ、
前記付勢部は前記第２出力部材との間にオイルを溜めるオイル溜部を画成する油圧オイルガイドであり、
前記第２出力部材は、オイル溜部内のオイルの遠心力によりテーパーベアリングに向かって軸方向に押し付けられることを特徴とする。
本発明のクラッチ装置によれば、第２出力部材が付勢部によってテーパーベアリングに向けて軸方向へ付勢されるため、第２出力部材の傾くことを防止することができる。また、テーパーベアリングの円錐面に第２出力部材が押し当てられることにより、第２出力部材と第１出力部材との軸心精度も向上される。

本発明のクラッチ装置の第１実施形態を備える動力伝達装置の模式図。 第１実施形態のクラッチ装置を模式的に示す断面図。 本発明のクラッチ装置の第２実施形態を模式的に示す断面図。 本発明のクラッチ装置の第３実施形態を模式的に示す断面図。 比較例のクラッチ装置を模式的に示す断面図。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のクラッチ装置１を備える動力伝達装置ＴＭを示している。動力伝達装置ＴＭは、駆動源としての内燃機関ＥＮＧの駆動力（出力トルク）が伝達される入力軸２と、デファレンシャルギヤＤＦを介して駆動輪としての左右の前輪ＦＷに動力を出力する出力ギヤ３を有する出力軸３ａと、変速比の異なる複数のギヤ列Ｇ２〜Ｇ７とを備える。

又、動力伝達装置ＴＭは、変速比順位で奇数番目の各変速段を確立する奇数番ギヤ列Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７の駆動ギヤＧ３ａ，Ｇ５ａ，Ｇ７ａを回転自在に軸支する第１駆動軸４と、変速比順位で偶数番目の変速段を確立する偶数番ギヤ列Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６の駆動ギヤＧ２ａ，Ｇ４ａ，Ｇ６ａを回転自在に軸支する第２駆動軸５と、後進段を確立する際に用いられリバース駆動ギヤＧＲａとリバース従動ギヤＧＲｂとからなる後進段用ギヤ列ＧＲのリバース駆動ギヤＧＲａを回転自在に軸支するリバース軸６とを備える。第１駆動軸４は入力軸２と同一軸線上に配置されており、第２駆動軸５は第１駆動軸４と平行に配置されている。

又、動力伝達装置ＴＭは、第１駆動軸４に回転自在に軸支されたアイドル駆動ギヤＧｉａと、アイドル駆動ギヤＧｉａに噛合する第１アイドル従動ギヤＧｉｂと、第１アイドル従動ギヤＧｉｂに噛合し第２駆動軸５に固定された第２アイドル従動ギヤＧｉｃと、第１アイドル従動ギヤＧｉｂに噛合し、リバース軸６に固定された第３アイドル従動ギヤＧｉｄとで構成されるアイドルギヤ列Ｇｉを備える。

動力伝達装置ＴＭは、油圧作動型の湿式摩擦クラッチからなる第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を備える。第１クラッチＣ１は、入力軸２に伝達された内燃機関ＥＮＧの駆動力を第１駆動軸４に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第２クラッチＣ２は、入力軸２に伝達された内燃機関ＥＮＧの駆動力を第２駆動軸５に伝達させる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

両クラッチＣ１，Ｃ２は、クラッチ制御回路１０から供給される油圧により状態が切り換えられる。又、両クラッチＣ１，Ｃ２は、クラッチ制御回路１０が備えるアクチュエータ（図示省略）で油圧を調整することにより、伝達状態における締結圧を調整することができる（いわゆる半クラッチ状態にすることもできる）。

又、動力伝達装置ＴＭには、入力軸２と同軸上に位置させて、遊星歯車機構ＰＧが配置されている。遊星歯車機構ＰＧは、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるシングルピニオン型で構成される。

遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａ、キャリアＣａ、リングギヤＲａからなる３つの要素を、共線図（各要素の相対的な回転速度を直線で表すことができる図）におけるギヤ比に対応する間隔での並び順にサンギヤＳａ側（一方）から夫々第１要素、第２要素、第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａとなる。

そして、遊星歯車機構ＰＧのギヤ比（リングギヤＲａの歯数／サンギヤＳａの歯数）をｇとして、共線図において、第１要素たるサンギヤＳａと第２要素たるキャリアＣａの間の間隔と、第２要素たるキャリアＣａと第３要素たるリングギヤＲａの間の間隔との比が、ｇ：１となる。

第１要素たるサンギヤＳａは、第１駆動軸４に固定されている。第２要素たるキャリアＣａは、５速ギヤ列Ｇ５の５速駆動ギヤＧ５ａに連結されている。第３要素たるリングギヤＲａは、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）により変速機ケース７に解除自在に固定される。

ロック機構Ｂ１（ブレーキ）は、同期噛合機構で構成され、リングギヤＲａ（第３要素）を変速機ケース７に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

又、遊星歯車機構ＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合し一方がサンギヤ、他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型で構成してもよい。この場合、例えば、サンギヤ（第１要素）を第１駆動軸４に固定し、リングギヤ（第２要素）を５速ギヤ列Ｇ５の５速駆動ギヤＧ５ａに連結し、キャリア（第３要素）をロック機構Ｂ１（ブレーキ）で変速機ケース７に解除自在に固定するように構成すればよい。

遊星歯車機構ＰＧの径方向外方には、回転電機たる中空の電動機ＭＧ（モータ・ジェネレータ）が配置されている。換言すれば、遊星歯車機構ＰＧは、中空の電動機ＭＧの内方に配置されている。電動機ＭＧは、ステータＭＧａとロータＭＧｂとを備える。ロータＭＧｂは、入力軸２側に向かって延びるロータハブを備える。ロータハブは、第１駆動軸４にスプライン結合されている。

又、電動機ＭＧは、動力制御装置ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の指示信号に基づき、パワードライブユニットＰＤＵを介して制御され、動力制御装置ＥＣＵは、パワードライブユニットＰＤＵを、二次電池ＢＡＴＴの電力を消費して電動機ＭＧを駆動させる駆動状態と、ロータＭＧｂの回転力を抑制させて発電し、発電した電力をパワードライブユニットＰＤＵを介して二次電池ＢＡＴＴに充電する回生状態とに適宜切り換える。

又、電動機ＭＧには電動機ＭＧの回転数（ロータＭＧｂの回転数）を検出する回転センサＭＧｃが設けられ、回転センサＭＧｃは検出した電動機ＭＧの回転数を動力制御装置ＥＣＵに送信自在に構成されている。

動力制御装置ＥＣＵは、ＣＰＵやメモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリなどの記憶部に保持された制御プログラムをＣＰＵで実行するものである。動力制御装置ＥＣＵには、運転者のシフト操作により、前進レンジ、ニュートラルレンジ、後進レンジ、パーキングレンジの何れかに切り換えられるシフト機構の信号が入力される。また、動力制御装置ＥＣＵには、運転者のブレーキペダルの踏み込みによる制動操作によって車輪に制動をかける制動機構の作動情報が入力される。

第１駆動軸４には、リバース軸６に回転自在に軸支される後進段用ギヤ列ＧＲのリバース駆動ギヤＧＲａと噛合するリバース従動ギヤＧＲｂが固定されている。出力ギヤ３を軸支する出力軸３ａには、２速駆動ギヤＧ２ａ及び３速駆動ギヤＧ３ａに噛合する第１従動ギヤＧｏ１が固定されている。又、出力軸３ａには、４速駆動ギヤＧ４ａ及び５速駆動ギヤＧ５ａに噛合する第２従動ギヤＧｏ２が固定されている。更に、出力軸３ａには、６速駆動ギヤＧ６ａ及び７速駆動ギヤＧ７ａに噛合する第３従動ギヤＧｏ３が固定されている。

このように、２速ギヤ列Ｇ２と３速ギヤ列Ｇ３の従動ギヤ、４速ギヤ列Ｇ４と５速ギヤ列Ｇ５の従動ギヤ、及び６速ギヤ列Ｇ６と７速ギヤ列Ｇ７の従動ギヤを夫々１つのギヤＧｏ１，Ｇｏ２，Ｇｏ３で構成することにより、動力伝達装置ＴＭの軸長（軸方向寸法）を短くすることができ、ＦＦ（前輪駆動）方式の車両への搭載性を向上させることができる。

第１駆動軸４には、夫々同期噛合機構で構成された第１噛合機構ＳＭ１、第３噛合機構ＳＭ３が設けられている。第２駆動軸５には、夫々同期噛合機構で構成された第２噛合機構ＳＭ２、第４噛合機構ＳＭ４が設けられている。第１噛合機構ＳＭ１は、３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４とを連結した３速側連結状態、３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在に構成されている。

第３噛合機構ＳＭ３は、５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結した５速側連結状態、７速駆動ギヤＧ７ａと第１駆動軸４とを連結した７速側連結状態、３速駆動ギヤＧ３ａ及び７速駆動ギヤＧ７ａと第１駆動軸４との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在に構成されている。

第２噛合機構ＳＭ２は、２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動軸５とを連結した２速側連結状態、２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動軸５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在に構成されている。第４噛合機構ＳＭ４は、４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動軸５とを連結した４速側連結状態、６速駆動ギヤＧ６ａと第２駆動軸５とを連結した６速側連結状態、４速駆動ギヤＧ４ａ及び６速駆動ギヤＧ６ａと第２駆動軸５との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在に構成されている。

リバース軸６には、同期噛合機構で構成され、リバース駆動ギヤＧＲａとリバース軸６とを連結した連結状態と、この連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換自在な第５噛合機構ＳＭ５が設けられている。

又、動力制御装置ＥＣＵは、クラッチ制御回路１０のアクチュエータ（図示省略）を制御することにより、油圧を調節して、両クラッチＣ１，Ｃ２の伝達状態と開放状態とを切り換える。

２速駆動ギヤＧ２ａには、パーキングギヤＧｐが軸方向に並ぶように一体回転可能にスプライン結合で連結されている。また、本実施形態の動力伝達装置ＴＭは、パーキングギヤＧｐに係合可能なパーキングポールからなる係合部ＬＫａが設けられている。パーキングギヤＧｐと係合部ＬＫａとで、本実施形態のパーキング機構ＬＫが構成される。このパーキング機構ＬＫは、動力制御装置ＥＣＵの指示により作動する。

次に、上記の如く構成される動力伝達装置ＴＭの作動について説明する。尚、本実施形態の動力伝達装置ＴＭでは、第１クラッチＣ１を係合させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いて内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。

先ず、内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて１速段を確立する場合には、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）を固定状態として遊星歯車機構ＰＧのリングギヤＲａを変速機ケース７に固定し、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。

内燃機関ＥＮＧの駆動力は、入力軸２、第１クラッチＣ１、第１駆動軸４を介して、遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａに入力され、入力軸２に入力された内燃機関ＥＮＧの回転数が１／（ｇ＋１）に減速されて、キャリアＣａを介し５速駆動ギヤＧ５ａに伝達される。

５速駆動ギヤＧ５ａに伝達された駆動力は、５速駆動ギヤＧ５ａ及び第２従動ギヤＧｏ２で構成される５速ギヤ列Ｇ５のギヤ比（５速駆動ギヤＧ５ａの歯数／第２従動ギヤＧｏ２の歯数）をｉとして、１／ｉ（ｇ＋１）に変速されて第２従動ギヤＧｏ２及び出力軸３ａを介し出力ギヤ３から出力され、１速段が確立される。

このように、本実施形態の動力伝達装置ＴＭでは、遊星歯車機構ＰＧ及び５速ギヤ列Ｇ５で１速段を確立できるため、１速段専用の噛合機構が必要なく、又、遊星歯車機構ＰＧは中空の電動機ＭＧ内に配置されるため、動力伝達装置ＴＭの軸長の更なる短縮化を図ることができる。

尚、１速段において、車両が減速状態にあり、且つ二次電池ＢＡＴＴの充電率ＳＯＣ（State Of Charge）が所定値未満であるときには、動力制御装置ＥＣＵは、電動機ＭＧでブレーキをかけることにより発電を行う減速回生運転を行う。又、二次電池ＢＡＴＴの充電率ＳＯＣが所定値以上であるときには、電動機ＭＧを駆動させて、内燃機関ＥＮＧの駆動力を補助するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）走行、又は電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができる。

又、ＥＶ走行中であって車両の減速が許容された状態であり且つ車両速度が一定速度以上の場合には、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、電動機ＭＧの駆動力を用いることなく、車両の運動エネルギーを用いて内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。

又、１速段で走行中に２速段にアップシフトされることを動力制御装置ＥＣＵが車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報から予測した場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動軸５とを連結させる２速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて２速段を確立する場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動軸５とを連結させた２速側連結状態とし、第１クラッチＣ１を開放状態とすると共に、第２クラッチＣ２を締結して伝達状態とする。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力が、第２クラッチＣ２、アイドルギヤ列Ｇｉ、第２駆動軸５、２速ギヤ列Ｇ２及び出力軸３ａを介して、出力ギヤ３から出力される。

尚、２速段において、動力制御装置ＥＣＵがアップシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４とを連結した３速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。

逆に、動力制御装置ＥＣＵがダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を、３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４との連結を断つニュートラル状態とし、第３噛合機構ＳＭ３を、５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４との連結を断つニュートラル状態とする。

これにより、アップシフト又はダウンシフトを、第１クラッチＣ１を伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とするだけで行うことができ、変速段の切り換えを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。

又、２速段においても、車両が減速状態にあり、且つ二次電池ＢＡＴＴの充電率ＳＯＣが所定値未満であるときには、動力制御装置ＥＣＵは、減速回生運転を行う。２速段において減速回生運転を行う場合には、第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態であるか、ニュートラル状態であるかで異なる。

第１噛合機構ＳＭ１が３速側連結状態である場合には、２速駆動ギヤＧ２ａで回転される第１従動ギヤＧｏ１によって回転する３速駆動ギヤＧ３ａが第１駆動軸４を介して電動機ＭＧのロータＭＧｂを回転させるため、このロータＭＧｂの回転を抑制しブレーキをかけることにより発電して回生を行う。

第１噛合機構ＳＭ１がニュートラル状態である場合には、ロック機構Ｂ１を固定状態とすることによりリングギヤＲａの回転数を「０」とし、第２従動ギヤＧｏ２に噛合する５速駆動ギヤＧ５ａと共に回転するキャリアＣａの回転数を、サンギヤＳａに連結させた電動機ＭＧにより発電させることによりブレーキをかけて、回生を行う。

又、２速段においてＨＥＶ走行する場合には、例えば、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４とを連結させた３速側連結状態として、電動機ＭＧの駆動力を３速ギヤ列Ｇ３を介して出力ギヤ３に伝達することにより行うことができる。

又は、第３噛合機構ＳＭ３を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結させた５速側連結状態として、遊星歯車機構ＰＧを各要素が相対回転不能なロック状態とし、電動機ＭＧの駆動力を５速ギヤ列Ｇ５を介して出力ギヤ３に伝達することにより行うことができる。

又は、第１噛合機構ＳＭ１をニュートラル状態として、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）を逆転阻止状態としてリングギヤＲａの回転数を「０」とし、電動機ＭＧの駆動力を１速段の経路で第１従動ギヤＧｏ１に伝達することによっても、２速段によるＨＥＶ走行を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて３速段を確立する場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４とを連結させた３速側連結状態として、第２クラッチＣ２を開放状態とすると共に、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力は、入力軸２、第１クラッチＣ１、第１駆動軸４、第１噛合機構ＳＭ１、３速ギヤ列Ｇ３を介して、出力ギヤ３に伝達され、１／ｉの回転数で出力される。

３速段において、動力制御装置ＥＣＵは、車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報に基づきダウンシフトが予測される場合には、第２噛合機構ＳＭ２を２速駆動ギヤＧ２ａと第２駆動軸５とを連結する２速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とし、アップシフトが予測される場合には、第４噛合機構ＳＭ４を４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動軸５とを連結する４速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とする。

これにより、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とし、第１クラッチＣ１を開放させて開放状態とするだけで、変速段の切換えを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて４速段を確立する場合には、第４噛合機構ＳＭ４を４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動軸５とを連結させた４速側連結状態とし、第１クラッチＣ１を開放状態とするとともに、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。

４速段で走行中は、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からダウンシフトを予測している場合には、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４とを連結した３速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とする。

逆に、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からアップシフトを予測している場合には、第３噛合機構ＳＭ３を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結した５速側連結状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放させて開放状態とするだけで、ダウンシフト又はアップシフトを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

４速段で走行中に減速回生又はＨＥＶ走行を行う場合には、動力制御装置ＥＣＵがダウンシフトを予測しているときには、第１噛合機構ＳＭ１を３速駆動ギヤＧ３ａと第１駆動軸４とを連結した３速側連結状態とし、電動機ＭＧでブレーキをかければ減速回生、駆動力を伝達すればＨＥＶ走行を行うことができる。

動力制御装置ＥＣＵがアップシフトを予測しているときには、第３噛合機構ＳＭ３を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結した５速側連結状態とし、電動機ＭＧによりブレーキをかければ減速回生、電動機ＭＧから駆動力を伝達させればＨＥＶ走行を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて５速段を確立する場合には、第３噛合機構ＳＭ３を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結した５速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とすると共に、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。５速段においては、第１クラッチＣ１が伝達状態とされることにより内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＧとが直結された状態となるため、電動機ＭＧから駆動力を出力すればＨＥＶ走行を行うことができ、電動機ＭＧでブレーキをかけ発電すれば減速回生を行うことができる。

尚、５速段でＥＶ走行を行う場合には、第２クラッチＣ２に加えて第１クラッチＣ１を開放状態とすればよい。又、５速段でのＥＶ走行中に、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、内燃機関ＥＮＧの始動を行うこともできる。

また、５速段においては、第３噛合機構ＳＭ３が５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結させた５速側連結状態となっているため、遊星歯車機構ＰＧのサンギヤＳａとキャリアＣａとが同一回転となる。

従って、遊星歯車機構ＰＧの各要素が相対回転不能なロック状態となり、電動機ＭＧでサンギヤＳａにブレーキをかければ減速回生となり、電動機ＭＧでサンギヤＳａに駆動力を伝達させれば、ＨＥＶ走行を行うこともできる。又、第１クラッチＣ１を開放して、電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行も可能である。

動力制御装置ＥＣＵは、５速段で走行中に車両情報から４速段へのダウンシフトが予測される場合には、第４噛合機構ＳＭ４を４速駆動ギヤＧ４ａと第２駆動軸５とを連結させた４速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。これにより、４速段へのダウンシフトを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。

また、５速段において、動力制御装置ＥＣＵは、アップシフトが予測される場合には、第４噛合機構ＳＭ４を６速駆動ギヤＧ６ａと第２駆動軸５とを連結する６速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とし、第１クラッチＣ１を開放させて開放状態とするだけで、変速段の切換えを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて６速段を確立する場合には、第４噛合機構ＳＭ４を６速駆動ギヤＧ６ａと第２駆動軸５とを連結させた６速側連結状態とし、第１クラッチＣ１を開放状態とするとともに、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。

６速段で走行中は、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からダウンシフトを予測している場合には、第３噛合機構ＳＭ３を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結した５速側連結状態、又はこの状態に近づけるプリシフト状態とする。

逆に、動力制御装置ＥＣＵが車両情報からアップシフトを予測している場合には、第３噛合機構ＳＭ３を７速駆動ギヤＧ７ａと第１駆動軸４とを連結した７速側連結状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とし、第２クラッチＣ２を開放させて開放状態とするだけで、ダウンシフト又はアップシフトを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。

６速段で走行中に減速回生又はＨＥＶ走行を行う場合には、動力制御装置ＥＣＵがダウンシフトを予測しているときには、第３噛合機構ＳＭ３を５速駆動ギヤＧ５ａと第１駆動軸４とを連結した５速側連結状態とし、電動機ＭＧでブレーキをかければ減速回生、駆動力を伝達すればＨＥＶ走行を行うことができる。

動力制御装置ＥＣＵがアップシフトを予測しているときには、第３噛合機構ＳＭ３を７速駆動ギヤＧ７ａと第１駆動軸４とを連結した７速側連結状態とし、電動機ＭＧによりブレーキをかければ減速回生、電動機ＭＧから駆動力を伝達させればＨＥＶ走行を行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて７速段を確立する場合には、第３噛合機構ＳＭ３を７速駆動ギヤＧ７ａと第１駆動軸４とを連結した７速側連結状態とし、第２クラッチＣ２を開放状態とすると共に、第１クラッチＣ１を締結させて伝達状態とする。７速段においては、第１クラッチＣ１が伝達状態とされることにより内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＧとが直結された状態となるため、電動機ＭＧから駆動力を出力すればＨＥＶ走行を行うことができ、電動機ＭＧでブレーキをかけ発電すれば減速回生を行うことができる。

尚、７速段でＥＶ走行を行う場合には、第２クラッチＣ２に加えて第１クラッチＣ１を開放状態とすればよい。又、７速段でのＥＶ走行中に、第１クラッチＣ１を徐々に締結させることにより、内燃機関ＥＮＧの始動を行うこともできる。

動力制御装置ＥＣＵは、７速段で走行中に車両情報から６速段へのダウンシフトが予測される場合には、第４噛合機構ＳＭ４を６速駆動ギヤＧ６ａと第２駆動軸５とを連結させた６速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。これにより、６速段へのダウンシフトを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。

内燃機関ＥＮＧの駆動力を用いて後進段を確立する場合には、ロック機構Ｂ１を固定状態とし、第５噛合機構ＳＭ５をリバース駆動ギヤＧＲａとリバース軸６とを連結した連結状態として、第２クラッチＣ２を締結させて伝達状態とする。これにより、入力軸２の回転速度が、［アイドル駆動ギヤＧｉａの歯数／第３アイドル従動ギヤＧｉｄの歯数］×［リバース駆動ギヤＧＲａの歯数／リバース従動ギヤＧＲｂの歯数］×［１／ｉ（ｇ＋１）］の回転速度のマイナス回転（後進方向の回転）に変速されて、出力ギヤ３から出力され、後進段が確立される。

又、後進段において、逆転しているロータＭＧｂに、正転側の駆動力を発生させてブレーキをかければ減速回生となり、逆転側の駆動力を発生させれば、ＨＥＶ走行を行うことができる。又、両クラッチＣ１，Ｃ２を開放状態とし、ロック機構Ｂ１（ブレーキ）を固定状態として、電動機ＭＧを逆転させることにより、ＥＶ走行による後進段を確立することもできる。

次に、図２を参照して、第１実施形態のクラッチ装置１を説明する。第１実施形態のクラッチ装置１は、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２からなる。第１クラッチＣ１は、多板摩擦クラッチであり、入力軸２に連結される円筒状の第１アウタードラム１１１と、第１アウタードラム１１１の径方向内側に間隔を存して配置される第１インナーハブ１１３と、第１アウタードラム１１１と第１インナーハブ１１３との間に配置される複数の第１アウタープレート１１１ａと、第１アウタープレート１１１ａの間に配置される複数の第１インナーディスク１１３ａとからなる。第１アウタープレート１１１ａはピストンで押圧されることにより第１インナーディスク１１３ａと摩擦係合することができる。

第１アウタープレート１１１ａは環状であり、第１アウタープレート１１１ａの外縁には、外方へ突出する複数の爪が周方向に間隔を存して設けられている。この第１アウタープレート１１１ａの爪は、第１アウタードラム１１１の内周面に設けられた回転軸線方向に延びる複数の係合溝に夫々係合している。これにより、第１アウタープレート１１１ａは、第１アウタードラム１１１に対して回転軸線方向へ移動自在に、且つ一体的に回転するように係合されている。

第１インナーディスク１１３ａは環状であり、第１インナーディスク１１３ａの内縁には、内方へ突出する複数の爪が周方向に間隔を存して設けられている。この第１インナーディスク１１３ａの爪は、第１インナーハブ１１３の外周面に設けられた回転軸方向に延びる複数の係合溝に夫々係合している。これにより、第１インナーディスク１１３ａは、第１インナーハブ１１３に対して回転軸線方向へ移動自在に、且つ一体的に回転するように係合されている。第１インナーハブ１１３は、第１駆動軸４にスプライン結合されている。

第２クラッチＣ２は、多板摩擦クラッチであり、第１クラッチＣ１の第１アウタードラム１１１に連結される円筒状の第２アウタードラム１２１と、第２アウタードラム１２１の径方向内側に間隔を存して配置される第２インナーハブ１２３と、第２アウタードラム１２１と第２インナーハブ１２３との間に配置される複数の第２アウタープレート１２１ａと、第２アウタープレート１２１ａの間に配置される複数の第２インナーディスク１２３ａとからなる。第２アウタープレート１２１ａはピストンで押圧されることにより第２インナーディスク１２３ａと摩擦係合することができる。

第２アウタープレート１２１ａは環状であり、第２アウタープレート１２１ａの外縁には、外方へ突出する複数の爪が周方向に間隔を存して設けられている。この第２アウタープレート１２１ａの爪は、第２アウタードラム１２１の内周面に設けられた回転軸線方向に延びる複数の係合溝に夫々係合している。これにより、第２アウタープレート１２１ａは、第２アウタードラム１２１に対して回転軸線方向へ移動自在に、且つ一体回転するように結合されている。

第２インナーディスク１２３ａは環状であり、第２インナーディスク１２３ａの内縁には、内方へ突出する複数の爪が周方向に間隔を存して設けられている。この第２インナーディスク１２３ａの爪は、第２インナーハブ１２３の外周面に設けられた回転軸線方向に延びる複数の係合溝に夫々係合している。これにより、第２インナーディスク１２３ａは、第２インナーハブ１２３に対して回転軸線方向へ移動自在に、且つ一体的に回転するように結合されている。第２インナーハブ１２３は、アイドル駆動ギヤＧｉａの回転軸にスプライン結合されている。

第２インナーハブ１２３と第１インナーハブ１１３との間にはテーパーベアリング１３１が設けられている。また、アイドル駆動ギヤＧｉａの回転軸と第２インナーハブ１２３との間には、第２インナーハブ１２３をテーパーベアリング１３１に向かって軸方向へ付勢する付勢部としての皿バネ１３３（コニカルスプリングワッシャ）が設けられている。テーパーベアリング１３１は、第２インナーハブ１２３のインナーハブ１１３側へのスラスト力も受けることができる。

第１実施形態では、第２インナーハブ１２３と第１インナーハブ１１３との間にテーパーベアリング１３１を設け、皿バネ１３３で回転軸方向へ第２インナーハブ１２３を付勢することにより、第２インナーハブ１２３がテーパーベアリング１３１を介して第１インナーハブ１１３にしっかりと軸支されて保持される。このため、第２インナーハブ１２３が傾くことを防止することができる。また、テーパーベアリング１３１の円錐面に第２出力部材としての第２インナーハブ１２３が押し当てられることにより、第２インナーハブ１２３と第１インナーハブ１１３とが精度よく同心となり、両者の軸心精度も向上される。

第１実施形態においては、第１アウタードラム１１１が本発明の第１入力部材、第１インナーハブ１１３が本発明の第１出力部材、第２アウタードラム１２１が本発明の第２入力部材、第２インナーハブ１２３が本発明の第２出力部材、に該当する。

なお、第１実施形態では、両クラッチＣ１，Ｃ２のアウタードラム１１１、１２１が連結されて一体に回転するものを説明した。しかしながら、本発明のクラッチ装置はこれに限らない。例えば、両クラッチＣ１、Ｃ２のインナーハブ同士を連結して一体に回転する第１と第２の入力部材とし、アウタードラムを夫々異なる第１と第２の出力部材とすることもできる。この場合、一方のアウタードラムを他方のアウタードラムにテーパーベアリングを介して軸支させて、第２出力部材としての第２アウタードラムの傾きを防止すればよい。

［第２実施形態］
図３は第２実施形態のクラッチ装置１を示している。第２実施形態のクラッチ装置１では、皿バネ１３３に代えて、油圧室１４３を設け、油圧室１４３にクラッチ締結時の油圧が供給されるように構成している。これにより、第２インナーハブ１２３の油圧室１４３に臨む軸端部に油圧が作用して、第２インナーハブ１２３をテーパーベアリング１３１に押し付ける。これにより、第２実施形態のクラッチ装置１でも、第１実施形態と同様に、第２インナーハブ１２３が傾くことを防止することができる。第２実施形態の付勢部以外の構成は第１実施形態のものと同一であり同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態においても、第１アウタードラム１１１が本発明の第１入力部材、第１インナーハブ１１３が本発明の第１出力部材、第２アウタードラム１２１が本発明の第２入力部材、第２インナーハブ１２３が本発明の第２出力部材、に該当する。

また、第２実施形態でも、両クラッチＣ１，Ｃ２のアウタードラム１１１、１２１が連結されて一体に回転するものを説明した。しかしながら、本発明のクラッチ装置はこれに限らない。例えば、両クラッチＣ１、Ｃ２のインナーハブ同士を連結して一体に回転する第１と第２の入力部材とし、アウタードラムを夫々異なる第１と第２の出力部材とすることもできる。この場合、一方のアウタードラムを他方のアウタードラムにテーパーベアリングを介して軸支させて、第２出力部材としての第２アウタードラムの傾きを防止すればよい。

［第３実施形態］
図４は、第３実施形態のクラッチ装置１を示している。第３実施形態のクラッチ装置１は、付勢部として、第２インナーハブ１２３との間にオイル溜部１５３ａを画成するオイルガイド１５３と、オイル溜部１５３ａ内にオイルを供給する油路１５５とを設け、第２インナーハブ１２３などのクラッチ装置１の構成部品が回転すると遠心力によって、オイル溜部１５３ａにオイルが油路１５５から供給されるように構成されている。

オイルガイド１５３は、変速機ケース７に固定されており、第２インナーハブ１２３は、オイル溜部１５３ａのオイルの遠心力によってテーパーベアリング１３１に押し付けられる。これにより、第３実施形態のクラッチ装置１でも、第１、第２の両実施形態と同様に、第２インナーハブ１２３が傾くことを防止することができる。第３実施形態の付勢部以外の構成は第１実施形態のものと同一であり同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態においても、第１アウタードラム１１１が本発明の第１入力部材、第１インナーハブ１１３が本発明の第１出力部材、第２アウタードラム１２１が本発明の第２入力部材、第２インナーハブ１２３が本発明の第２出力部材、に該当する。

また、第３実施形態でも、両クラッチＣ１，Ｃ２のアウタードラム１１１、１２１が連結されて一体に回転するものを説明した。しかしながら、本発明のクラッチ装置はこれに限らない。例えば、両クラッチＣ１、Ｃ２のインナーハブ同士を連結して一体に回転する第１と第２の入力部材とし、アウタードラムを夫々異なる第１と第２の出力部材とすることもできる。この場合、一方のアウタードラムを他方のアウタードラムにテーパーベアリングを介して軸支させて、第２出力部材としての第２アウタードラムの傾きを防止すればよい。

［比較例］
図５は比較例としてのクラッチ装置１’を示している。テーパーベアリング１３１は設けられておらず、スラストベアリング１３１’が設けられている。比較例のクラッチ装置１’では、インナーハブ１２３が傾き易くなってしまう。

１ クラッチ装置
２ 入力軸
３ 出力ギヤ
３ａ 出力軸
３ｂ 出力軸用軸受
４ 第１駆動軸
５ 第２駆動軸
６ リバース軸
７ 変速機ケース
１０ クラッチ制御回路
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
ＳＭ１ 第１噛合機構
ＳＭ２ 第２噛合機構
ＳＭ３ 第３噛合機構
ＳＭ４ 第４噛合機構
ＳＭ５ 第５噛合機構
Ｇ２ ２速ギヤ列
Ｇ２ａ ２速駆動ギヤ
Ｇ３ ３速ギヤ列
Ｇ３ａ ３速駆動ギヤ
Ｇ３ｂ ハブ（回転体）
Ｇ３ｃ ３速ギヤ用軸受
Ｇ４ ４速ギヤ列
Ｇ４ａ ４速駆動ギヤ
Ｇ５ ５速ギヤ列
Ｇ５ａ ５速駆動ギヤ
Ｇ６ ６速ギヤ列
Ｇ６ａ ６速駆動ギヤ
Ｇ７ ７速ギヤ列
Ｇ７ａ ７速駆動ギヤ
Ｇｏ１ 第１従動ギヤ（２速・３速の従動ギヤ）
Ｇｏ２ 第２従動ギヤ（４速・５速の従動ギヤ）
Ｇｏ３ 第３従動ギヤ（６速・７速の従動ギヤ）
Ｇｉ アイドルギヤ列
ＧＲ リバースギヤ列
ＥＣＵ 動力制御装置
ＥＮＧ 内燃機関（駆動源）
ＭＧ 走行用電動機（モータ・ジェネレータ、回転電機）
ＭＧａ ステータ
ＭＧｂ ロータ
ＭＧｃ 回転センサ
ＰＧ 遊星歯車機構
Ｓａ サンギヤ（第１要素）
Ｃａ キャリア（第２要素）
Ｒａ リングギヤ（第３要素）
ＢＡＴＴ 二次電池
Ｂ１ ロック機構（ブレーキ）
Ｂ１ａ 固定部材
Ｂ１ｂ 張出部
Ｂ１ｃ 案内部
Ｇｐ パーキングギヤ
ＬＫ パーキング機構
ＬＫａ 係合部
ＴＭ 動力伝達装置
１１１ 第１アウタードラム（第１入力部材）
１１１ａ 第１アウタープレート
１１３ 第１インナーハブ（第１出力部材）
１１３ａ 第１インナーディスク
１２１ 第２アウタードラム（第２入力部材）
１２１ａ 第２アウタープレート
１２３ 第２インナーハブ（第２出力部材）
１２３ａ 第２インナーディスク
１３１ テーパーベアリング
１３３ 皿バネ（付勢部、コニカルスプリングワッシャ）
１４３ 油圧室（付勢部）
１５３ オイルガイド部
１５３ａ オイル溜部（付勢部）
１５５ 油路
１’ 比較例のクラッチ装置
１３１’ 比較例のスラストベアリング

Claims (2)

1. 回転運動を解除自在に伝達する第１クラッチと第２クラッチとを備えるクラッチ装置であって、
   第１クラッチは、
   第１アウタードラムと、
   第１アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第１アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第１アウタープレートと、
   第１アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第１インナーハブと、
   第１インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第１インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第１アウタープレートと摩擦係合可能な第１インナーディスクと、
   を備え、
   第２クラッチは、
   第２アウタードラムと、
   第２アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第２アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第２アウタープレートと、
   第２アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第２インナーハブと、
   第２インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第２インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第２アウタープレートと摩擦係合可能な第２インナーディスクと、
   を備え、
   第１アウタードラムと第１インナーハブの一方を第１入力部材とし、他方を第１出力部材とし、
   第２アウタードラムと第２インナーハブの一方を第２入力部材とし、他方を第２出力部材とし、
   第１入力部材と第２入力部材とを接続し、
   第２出力部材は第１出力部材にテーパーベアリングを介して軸支され、
   第２出力部材をテーパーベアリングに向かって軸方向へ押し付ける付勢部が設けられ、
   前記付勢部は前記第２出力部材の軸端部に油圧を加える油圧室であることを特徴とするクラッチ装置。
2. 回転運動を解除自在に伝達する第１クラッチと第２クラッチとを備えるクラッチ装置であって、
   第１クラッチは、
   第１アウタードラムと、
   第１アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第１アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第１アウタープレートと、
   第１アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第１インナーハブと、
   第１インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第１インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第１アウタープレートと摩擦係合可能な第１インナーディスクと、
   を備え、
   第２クラッチは、
   第２アウタードラムと、
   第２アウタードラムに対して軸方向へ摺動可能であり且つ第２アウタードラムと一体回転するように内壁に接続される第２アウタープレートと、
   第２アウタードラムの径方向内側に同心に配置される第２インナーハブと、
   第２インナーハブに対して軸方向へ摺動可能であり、且つ第２インナーハブと一体回転するように外壁に接続され、且つ第２アウタープレートと摩擦係合可能な第２インナーディスクと、
   を備え、
   第１アウタードラムと第１インナーハブの一方を第１入力部材とし、他方を第１出力部材とし、
   第２アウタードラムと第２インナーハブの一方を第２入力部材とし、他方を第２出力部材とし、
   第１入力部材と第２入力部材とを接続し、
   第２出力部材は第１出力部材にテーパーベアリングを介して軸支され、
   第２出力部材をテーパーベアリングに向かって軸方向へ押し付ける付勢部が設けられ、
   前記付勢部は前記第２出力部材との間にオイルを溜めるオイル溜部を画成する油圧オイルガイドであり、
   前記第２出力部材は、オイル溜部内のオイルの遠心力によりテーパーベアリングに向かって軸方向に押し付けられることを特徴とするクラッチ装置。