(57)【要約】      （修正有）【課題】摩擦係合装置の軸方向におけるサイズ縮小化を図る。【解決手段】内側部材２２と、内側部材の外周を内側部材と同軸に覆う外側部材２１ｂと、内側部材の外周であって外側部材の内周となる領域において軸周り方向に放射状に配列され、内側部材又は外側部材の何れか一方に対し軸直交方向に変位自在に取り付けられていると共に、内側部材又は外側部材の何れか他方に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に突出された楔部を有する複数の第一係合担体２３と、内側部材又は外側部材の何れか他方に設けられ、楔部の突出方向に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に凹んだ凹部を有する第二係合担体２４と、各第一係合担体を軸直交方向に押圧して楔部を凹部において第二係合担体に摩擦係合させる係合駆動部２２ａ，２５とを備える。【選択図】図３
2018128052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における摩擦係合装置であって、
内側部材と、
前記内側部材の外周を前記内側部材と同軸に覆う外側部材と、
前記内側部材の外周であって前記外側部材の内周となる領域において軸周り方向に放射状に配列され、前記内側部材又は前記外側部材の何れか一方に対し軸直交方向に変位自在に取り付けられていると共に、前記内側部材又は前記外側部材の何れか他方に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に突出された楔部を有する複数の第一係合担体と、
前記内側部材又は前記外側部材の何れか他方に設けられ、前記楔部の突出方向に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に凹んだ凹部を有する第二係合担体と、
各前記第一係合担体を軸直交方向に押圧して前記楔部を前記凹部において前記第二係合担体に摩擦係合させる係合駆動部と、を備える
摩擦係合装置。
【請求項２】
前記係合駆動部は、油圧に基づき前記第一係合担体を押圧する
請求項１に記載の摩擦係合装置。
【請求項３】
前記第一係合担体が前記内側部材に取り付けられており、
前記係合駆動部は、
前記内側部材内に形成された係合用油路を有し、当該係合用油路の油圧に基づき前記第一係合担体を外周方向に押圧する
請求項２に記載の摩擦係合装置。
【請求項４】
前記第一係合担体を内周方向に付勢する付勢部材を備え、
前記内側部材が回転自在の部材とされており、
前記付勢部材は、
前記内側部材と一体回転することで前記第一係合担体に作用する遠心力と、遠心油圧に起因して前記第一係合担体に印加される押圧力とを相殺する付勢力を有する
請求項３に記載の摩擦係合装置。
【請求項５】
前記第一係合担体が前記放射状に配列されて成る楔列が軸方向に複数配置されており、
隣接する前記楔列間において、前記第一係合担体同士の軸周り方向における中心が軸周り方向に離隔されている
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の摩擦係合装置。
【請求項６】
前記第一係合担体において、
前記楔部の先端は、前記略Ｖ字の形状をなす一対の斜面を交差させることで形成される交線よりも前記内側部材又は前記外側部材の何れか一方の側に位置されている
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の摩擦係合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば多板クラッチ等の車両における摩擦係合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、前後進切替機構における前進クラッチ等の摩擦係合装置を備えたものがある。
摩擦係合装置としては、例えば多板クラッチ等として知られるように、クラッチハブ等としての内側部材にスプライン係合されて軸方向に変位自在とされた複数の内摩擦板と、軸方向において内摩擦板と交互に配置され、クラッチドラム等としての外側部材にスプライン係合されて軸方向に変位自在とされた複数の外摩擦板とを有するものがある。この種の摩擦係合装置においては、ピストンを軸方向に油圧駆動して内摩擦板と外摩擦板とを互いに摩擦係合させる構成が採られている。ピストンはリターンスプリングによって油圧駆動方向とは逆方向側に付勢されており、駆動油圧を低下させることでピストンが上記逆方向側に変位されて係合状態が解除される。
【０００３】
なお、関連する従来技術については下記特許文献を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−８１７３１号公報
【特許文献２】特開平１−６５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような摩擦係合装置においては、摩擦板を摩擦係合させるにあたりピストンを軸方向に駆動していることから、ピストンを軸方向に往復させるためのスペースを要し、摩擦係合装置の軸方向におけるサイズ拡大化を招いている。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、摩擦係合装置の軸方向におけるサイズ縮小化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る摩擦係合装置は、車両における摩擦係合装置であって、内側部材と、前記内側部材の外周を前記内側部材と同軸に覆う外側部材と、前記内側部材の外周であって前記外側部材の内周となる領域において軸周り方向に放射状に配列され、前記内側部材又は前記外側部材の何れか一方に対し軸直交方向に変位自在に取り付けられていると共に、前記内側部材又は前記外側部材の何れか他方に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に突出された楔部を有する複数の第一係合担体と、前記内側部材又は前記外側部材の何れか他方に設けられ、前記楔部の突出方向に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に凹んだ凹部を有する第二係合担体と、各前記第一係合担体を軸直交方向に押圧して前記楔部を前記凹部において前記第二係合担体に摩擦係合させる係合駆動部と、を備えるものである。
【０００８】
上記構成によれば、第一係合担体と第二係合担体とを摩擦係合させるにあたり軸方向に変位するピストンは不要となる。
【０００９】
上記した本発明に係る摩擦係合装置においては、前記係合駆動部は、油圧に基づき前記第一係合担体を押圧する構成とすることが可能である。
【００１０】
これにより、第一係合担体の駆動手段として例えばモータやソレノイド等の電磁アクチュエータを追加する必要がなくなる。
【００１１】
上記した本発明に係る摩擦係合装置においては、前記第一係合担体が前記内側部材に取り付けられており、前記係合駆動部は、前記内側部材内に形成された係合用油路を有し、当該係合用油路の油圧に基づき前記第一係合担体を外周方向に押圧する構成とすることが可能である。
【００１２】
内側部材は外側部材よりも小径とされるため、上記のように内側部材に第一係合担体を取り付け、内側部材内に係合用油路を設けた構成とすることで、係合用油路の体積を小さくし易くなる。
【００１３】
上記した本発明に係る摩擦係合装置においては、前記第一係合担体を内周方向に付勢する付勢部材を備え、前記内側部材が回転自在の部材とされており、前記付勢部材は、前記内側部材と一体回転することで前記第一係合担体に作用する遠心力と、遠心油圧に起因して前記第一係合担体に印加される押圧力とを相殺する付勢力を有する構成とすることが可能である。
【００１４】
これにより、係合用油路に所定圧による油圧供給を行わない限り、第一係合担体と第二係合担体とが係合しないように図られる。
【００１５】
上記した本発明に係る摩擦係合装置においては、前記第一係合担体が前記放射状に配列されて成る楔列が軸方向に複数配置されており、隣接する前記楔列間において、前記第一係合担体同士の軸周り方向における中心が軸周り方向に離隔されている構成とすることが可能である。
【００１６】
これにより、各第一係合担体が楔部よりも軸方向に突出された台座部を有している場合において、台座部同士の緩衝を防ぎながら、楔列の軸方向における配置間隔を狭めることが可能とされる。
【００１７】
上記した本発明に係る摩擦係合装置においては、前記第一係合担体において、前記楔部の先端は、前記略Ｖ字の形状をなす一対の斜面を交差させることで形成される交線よりも前記内側部材又は前記外側部材の何れか一方の側に位置されている構成とすることが可能である。
【００１８】
これにより、第二係合担体における凹部の深さを浅くすることが可能とされる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、摩擦係合装置の軸方向におけるサイズ縮小化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る実施形態としての摩擦係合装置を備えた車両の構成概要を示した図である。
【図２】従来例としての摩擦係合装置の構成を模式的に示した縦断面図である。
【図３】実施形態としての摩擦係合装置の構成を模式的に示した縦断面図である。
【図４】楔部における斜面の傾斜角度について説明するための図である。
【図５】第一係合担体の配置例についての説明図である。
【図６】第一係合担体の他の配置例についての説明図である。
【図７】実施形態における第一係合担体を楔部の先端と対向する側から見た外観図である。
【図８】実施形態における第一係合担体を前側から見た外観図である。
【図９】実施形態における第一係合担体の側面図である。
【図１０】実施形態における第一係合担体を図８に示すＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【図１１】実施形態としての摩擦係合装置が備える取付部を前側から見た外観図である。
【図１２】図８に示すＡ−Ａ’線で切断した第一係合担体の分解断面及び取付部の断面を表した図である。
【図１３】実施形態における第一係合担体が油圧駆動された状態を図８のＡ−Ａ’線による断面図として表した図である。
【図１４】楔部の先端形状を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜１．車両の構成概要＞
図１は、本発明に係る実施形態としての車両１の構成概要を示した図である。なお、図１では、車両１の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
本実施形態の車両１は、二輪駆動による四輪自動車として構成され、走行動力源としてのエンジン２と、トルクコンバータ４、前後進切替機構５、及び無段変速機６を有する動力伝達機構３と、動力伝達機構３における作動油の油圧制御を行う油圧制御部７と、ギヤ８及びギヤ９と、デファレンシャルギヤ１０と、駆動輪１１ａ及び駆動輪１１ｂと、エンジン制御ユニット１２と、伝達機構制御ユニット１３と、バス１４とを備えている。
【００２２】
エンジン２は、車両１を走行させる走行用動力源（原動機）であり、燃料を消費して車両１の駆動輪１１ａ、１１ｂに作用させる動力を発生させる。エンジン２は、燃料を燃焼させて機関出力軸であるクランクシャフト２ａに機械的な動力（エンジントルク）を発生させ、該機械的動力をクランクシャフト２ａから駆動輪１１ａ、１１ｂに向けて出力可能とされている。
【００２３】
動力伝達機構３は、エンジン２から駆動輪１１ａ、１１ｂへの動力伝達経路中に設けられ、エンジン２から駆動輪１１ａ、１１ｂへ動力を伝達するものであり、液状媒体としてのオイル（作動油：但し潤滑油や冷却油としても機能し得る）の油圧によって作動する。
動力伝達機構３においては、エンジン２のクランクシャフト２ａと無段変速機６のプライマリシャフトＰｓとがトルクコンバータ４、前後進切替機構５等を介して接続され、無段変速機構６のセカンダリシャフトＳｓがギヤ８及びギヤ９、デファレンシャルギヤ１０等を介して駆動輪１１ａ、１１ｂに接続されている。
【００２４】
トルクコンバータ４は、エンジン２と前後進切替機構５との間に配置され、エンジン２から伝達された動力のトルクを増幅させて（又は維持して）、前後進切替機構５に伝達可能に構成されている。トルクコンバータ４は、回転自在に対向配置されたポンプインペラ４ａ及びタービンランナ４ｂを備え、フロントカバー４ｃを介してポンプインペラ４ａをクランクシャフト２ａと一体回転可能に結合し、タービンランナ４ｂを前後進切替機構５に連結して構成されている。これらポンプインペラ４ａ及びタービンランナ４ｂの回転に伴い、ポンプインペラ４ａとタービンランナ４ｂとの間に介在された作動油などの粘性流体が循環流動することにより、その入出力間の差動を許容しつつトルクを増幅して伝達することが可能とされている。
【００２５】
また、トルクコンバータ４は、タービンランナ４ｂとフロントカバー４ｃとの間に設けられ、タービンランナ４ｂと一体回転可能に連結されたロックアップクラッチ４ｄをさらに備える。ロックアップクラッチ４ｄは、油圧制御部７から供給される作動油の圧力によって作動し、フロントカバー４ｃとの係合状態（ロックアップＯＮ）と開放状態（ロックアップＯＦＦ）とに切り替えられる。ロックアップクラッチ４ｄがフロントカバー４ｃと係合している状態では、フロントカバー４ｃ（すなわちポンプインペラ４ａ）とタービンランナ４ｂが係合され、ポンプインペラ４ａとタービンランナ４ｂとの相対回転が規制され、入出力間の差動が禁止されるので、トルクコンバータ４は、エンジン２から伝達されたトルクをそのまま前後進切替機構５に伝達する。
【００２６】
前後進切替機構５は、エンジン２からの動力（回転出力）を変速可能であると共に、該動力の回転方向（最終的には駆動輪１１ａ、１１ｂの回転方向）を切替可能に構成されている。前後進切替機構５は、遊星歯車機構５ａ、前進クラッチ（フォワードクラッチ）ＣＬ及び後退ブレーキ（リバースブレーキ）ＢＲ等を含んで構成される。遊星歯車機構５ａは、相互に差動回転可能な複数の回転要素としてサンギヤ、リングギヤ、キャリア等を含んで構成される差動機構であり、前進クラッチＣＬ及び後退ブレーキＢＲは、遊星歯車機構５ａの作動状態を切り替えるための摩擦係合装置とされる。本例において、前進クラッチＣＬは多板クラッチとしての摩擦式の係合装置（摩擦係合装置）により構成され、具体的には、油圧式の湿式多板クラッチとして構成されている。
なお、前進クラッチＣＬの構成については後に改めて説明する。
【００２７】
前後進切替機構５は、油圧制御部７から供給される作動油の圧力によって前進クラッチＣＬ、後退ブレーキＢＲが作動して作動状態が切り替えられる。具体的に、前後進切替機構５は、前進クラッチＣＬが係合状態（ＯＮ状態）、後退ブレーキＢＲが解放状態（ＯＦＦ状態）である場合にエンジン２からの動力を正転回転（車両１が前進する際にプライマリシャフトＰｓが回転する方向）でプライマリシャフトＰｓに伝達する。一方、前後進切替機構５は、前進クラッチＣＬが解放状態、後退ブレーキＢＲが係合状態である場合にエンジン２からの動力を逆転回転（車両１が後進する際にプライマリシャフトＰｓが回転する方向）でプライマリシャフトＰｓに伝達する。前後進切替機構５は、ニュートラル時には、前進クラッチＣＬ、後退ブレーキＢＲが共に解放状態とされる。
ここで、以下、上記のような前進クラッチＣＬ及び後退ブレーキＢＲの係合／解除の制御を行う制御系をまとめて「ＣＢ制御系５ｂ」と表記する。
【００２８】
無段変速機６は、エンジン２から駆動輪１１ａ、１１ｂへの動力の伝達経路における前後進切替機構５と駆動輪１１ａ、１１ｂとの間に設けられ、エンジン２の動力を無段階に（連続的に）変速して出力可能な変速装置である。具体的に、無段変速機６は、プライマリシャフトＰｓに伝達（入力）されるエンジン２からの回転動力（回転出力）を所定の変速比で変速して変速機出力軸であるセカンダリシャフトＳｓに伝達し、セカンダリシャフトＳｓから駆動輪１１ａ、１１ｂに向けて変速された動力を出力する。
【００２９】
無段変速機６は、プライマリシャフトＰｓに対して設けられたプライマリプーリ６１、セカンダリシャフトＳｓに対して設けられたセカンダリプーリ６４、プライマリプーリ６１とセカンダリプーリ６４との間に掛け渡された（巻き掛けられた）ベルトやチェーン等の巻き掛け部材６７を含んで構成される巻き掛け式の無段変速機（連続可変トランスミッション：Continuously Variable Transmission＝ＣＶＴ）として構成されている。
【００３０】
プライマリプーリ６１は、プライマリシャフトＰｓに対する位置が固定とされプライマリシャフトＰｓと同軸に一体回転するプライマリ側固定シーブ６２と、プライマリシャフトＰｓの軸方向に変位可能なプライマリ側可動シーブ６３とを同軸に対向配置することにより形成されている。また、セカンダリプーリ６４は、セカンダリシャフトＳｓに対する位置が固定とされセカンダリシャフトＳｓと同軸に一体回転するセカンダリ側固定シーブ６５と、セカンダリシャフトＳｓの軸方向に変位可能なセカンダリ側可動シーブ６６とを同軸に対向配置することにより形成されている。巻き掛け部材６７は、プライマリ側の固定シーブ６２と可動シーブ６３との間、セカンダリ側の固定シーブ６５と可動シーブ６６との間に形成された略Ｖ字の溝（以下「Ｖ溝」と表記する）に掛け渡されている。
【００３１】
無段変速機６では、油圧制御部７からプライマリプーリ６１の油圧室（後述するプライマリ油圧室６８、クランプ用油圧室６９）、セカンダリプーリ６４の油圧室（後述するセカンダリ油圧室７１）に供給される作動油の油圧（プライマリ圧、セカンダリ圧）に応じて、プライマリ側可動シーブ６３、セカンダリ側可動シーブ６６がプライマリ側固定シーブ６２、セカンダリ側固定シーブ６５との間に巻き掛け部材６７を挟み込む力（挟圧力：クランプ力）を制御することが可能とされる。これにより、プライマリプーリ６１及びセカンダリプーリ６４のそれぞれにおいて、Ｖ溝の幅を変更して巻き掛け部材６７の回転半径（巻き掛け径）を調節することができ、プライマリプーリ６１の入力回転速度に相当する入力回転数（プライマリ回転数）とセカンダリプーリ６４の出力回転速度に相当する出力軸回転数（セカンダリ回転数）との比である変速比を無段階に変更することが可能とされている。また、プライマリプーリ６１及びセカンダリプーリ６４の巻き掛け部材６７についての挟圧力が調整されることで、これに応じたトルク容量で動力を伝達することが可能となっている。
【００３２】
なお、本実施の形態における無段変速機６の具体的な構成については後に改めて説明する。
【００３３】
無段変速機６におけるセカンダリシャフトＳｓに伝達された動力はギヤ８及びギヤ９を介してデファレンシャルギヤ１０に伝達される。デファレンシャルギヤ１０は、伝達された動力を各駆動軸を介して駆動輪１１ａ、１１ｂに伝達する。デファレンシャルギヤ１０は、車両１が旋回する際に生じる駆動輪１１ａ、１１ｂ間の回転速度差を吸収する。
【００３４】
上記の構成により、車両１においては、エンジン２が発生させた動力をトルクコンバータ４、前後進切替機構５、無段変速機６、デファレンシャルギヤ１０等を介して駆動輪１１ａ、１１ｂに伝達することができる。この結果、車両１は、駆動輪１１ａ、１１ｂの路面との接地面に駆動力［Ｎ］が生じ、これにより走行することができる。
【００３５】
油圧制御部７は、作動油の油圧によってトルクコンバータ４のロックアップクラッチ４ｄ、前後進切替機構５の前進クラッチＣＬ及び後退ブレーキＢＲ、無段変速機６のプライマリ側可動シーブ６３及びセカンダリ側可動シーブ６６等を含む動力伝達機構３を作動させるものである。
油圧制御部７は、複数の油路、オイルリザーバ、オイルポンプ、複数の電磁弁などを含んで構成され、伝達機構制御ユニット１３からの信号に応じて、動力伝達機構３の各部に供給される作動油の流量や油圧を制御する。また、油圧制御部７は、動力伝達機構３の所定の箇所の潤滑や冷却を行う潤滑・冷却油供給装置としても機能する。
【００３６】
エンジン制御ユニット１２及び伝達機構制御ユニット１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータを備えて構成され、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の所定の車載ネットワーク通信規格に対応したバス１４を介して相互にデータ通信可能に接続されている。
【００３７】
エンジン制御ユニット１２は、エンジン２についての燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御などの各種運転制御を行う。具体的には、エンジン２に設けられた各種のアクチュエータ（例えばスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータや燃料噴射を行うインジェクタ等）を制御することでエンジン２についての各種運転制御を行う。
エンジン制御ユニット１２は伝達機構制御ユニット１３と通信を行っており、必要に応じてエンジン２の運転状態に関するデータを伝達機構制御ユニット１３に出力する。また、必要に応じ、伝達機構制御ユニット１３からの各種信号に基づいてエンジン２の運転制御を行う。
【００３８】
伝達機構制御ユニット１３は、油圧制御部７を制御することによって、トルクコンバータ４、前後進切替機構５、無段変速機６など動力伝達機構３の各部の動作制御を行う。  
【００３９】
ここで、本例の車両１は、動力伝達機構３におけるレンジの切り替え、具体的にはパーキングレンジ（以下「Ｐレンジ」と表記）、リバースレンジ（以下「Ｒレンジ」と表記）、ニュートラルレンジ（以下「Ｎレンジ」と表記）、ドライブレンジ（以下「Ｄレンジ」と表記）の切り替えを行うことが可能に構成されている。
上記のレンジは、車両１に設けられた不図示のシフトレバー等のレンジ選択操作子を介した操作に応じて切り替えられるものであり、Ｐレンジは車両１を停止させておくためのレンジ、Ｒレンジは車両１を後進（後退）走行させるためのレンジ、Ｎレンジは無段変速機６に対する動力の伝達を遮断するレンジ、Ｄレンジは車両１を前進走行させるためのレンジである。ＰレンジとＮレンジは非走行レンジに相当し、ＲレンジとＤレンジは走行レンジに相当する。
【００４０】
前後進切替機構５における前進クラッチＣＬ、後退ブレーキＢＲの係合／解放は、上記レンジ選択操作子の操作に連動して前進クラッチＣＬの係合用油路、後退ブレーキＢＲの係合用油路に選択的に油圧供給を行うマニュアルバルブによって制御される。
具体的に、マニュアルバルブは、Ｐレンジ時、Ｎレンジ時においては双方の係合用油路を油圧供給停止状態として、前進クラッチＣＬ及び後退ブレーキＢＲの双方を解放状態とさせる。また、Ｒレンジ時には、前進クラッチＣＬの係合用油路を油圧供給停止状態、後退ブレーキＢＲの係合用油路を油圧供給状態とすることで前進クラッチＣＬを解放状態、後退ブレーキＢＲを係合状態とさせる。さらに、Ｄレンジ時には、前進クラッチＣＬの係合用油路を油圧供給状態、後退ブレーキＢＲの係合用油路を油圧供給停止状態とすることで前進クラッチＣＬを係合状態、後退ブレーキＢＲを解放状態とさせる。
【００４１】
＜２．従来例としての前進クラッチの構成＞
先ず、本発明に係る実施形態としての摩擦係合装置である前進クラッチＣＬの説明に先立ち、本発明において従来例として扱う前進クラッチＣＬ’について図２の模式図を参照して説明する。なお、図２では前進クラッチＣＬ’の構成を前進クラッチＣＬ’の回転軸に沿って切断した縦断面図により模式的に表しており、回転軸より下側の構成については図中に示す構成と軸対象となることから図示は省略している。
なお、前進クラッチＣＬ’の軸方向は車両の前後方向に一致している。
【００４２】
従来の前進クラッチＣＬ’は、ドライブプレート１０２、ドリブンプレート１０３としての摩擦板をそれぞれ複数有する摩擦部１０１と、油圧駆動されて複数の摩擦板を互いに係合させるピストン１０４と、ピストン１０４を油圧駆動方向とは逆方向に付勢するリターンスプリング１０５と、入力シャフト１０６とドライブプレート１０２とを連結する外側部材としてのクラッチドラム１０７と、ドリブンプレート１０３が連結され摩擦部１０１が係合状態とされた際に摩擦部１０１経由で入力される動力を後段に伝達するクラッチハブ１０８と、摩擦部１０１の後方に配置されたリテーニングプレート１０９と、リテーニングプレート１０９の後方に配置されたスナップリング１１０とを備え、湿式多板クラッチとして構成されている。
【００４３】
摩擦部１０１において、ドライブプレート１０２とドリブンプレート１０３は前進クラッチＣＬの軸方向に交互に配置されている。
ドライブプレート１０２は、クラッチドラム１０７に対して軸方向に変位自在にスプライン係合されている。クラッチドラム１０７は、入力シャフト１０６と一体回転可能に結合され、入力シャフト１０６から軸直交方向に突出された第一円筒部１０７ａと、第一円筒部１０７ａの後端に連接され第一円筒部１０７ａよりも大径とされた第二円筒部１０７ｂを有しており、ドライブプレート１０２は第二円筒部１０７ｂにおける内側円周面に対してスプライン係合されて、クラッチドラム１０７と連動して回転可能とされる。
第二円筒部１０７ｂにおける摩擦部１０１よりも後方となる位置には、前方から後方にかけてリテーニングプレート１０９、スナップリング１１０が順に固設されている。スナップリング１１０は、ドライブプレート１０２とドリブンプレート１０３の後方への移動を規制する。
ドリブンプレート１０３は、クラッチハブ９に対して軸方向に変位自在にスプライン係合され、クラッチハブ１０３と連動して回転可能とされている。
【００４４】
ピストン１０４は、少なくとも一部がクラッチドラム１０７における第一円筒部１０７ａ内に位置された円筒部１０４ａと、円筒部１０４ａの後端から軸直交方向にフランジ状に延出され、クラッチドラム１０７の第二円筒部１０７ｂ内に位置された押圧部１０４ｂとを有している。ピストン１０４の円筒部１０４ａは、外径が第一円筒部１０７ａの内径よりも僅かに小径とされて外周面が第一円筒部１０７ａの内面に摺動可能とされている。
【００４５】
リターンスプリング１０５は、ピストン１０４の円筒部１０４ａ内に位置され、付勢方向が前方を向くように一端が入力シャフト１０６側から支持されて、ピストン１０４を前方に付勢する。
【００４６】
クラッチドラム１０７の第一円筒部１０７ａはピストン１０４を油圧駆動するための油圧室として構成され、該油圧室に所定圧の油圧が供給されることでピストン１０４がリターンスプリング１０４の付勢力に抗って後方に押し出される。
これにより、摩擦部１０１においてドライブプレート１０２とドリブンプレート１０３が互いに摩擦係合し、前進クラッチＣＬ’が係合状態とされる。
一方、油圧供給が停止されると、リターンスプリング１０５の付勢力によってピストン１０４が前方に戻され、摩擦部１０１においてドライブプレート１０２とドリブンプレート１０３の摩擦係合状態が解除され、前進クラッチＣＬ’が解放状態とされる。
【００４７】
＜３．実施形態としての前進クラッチの構成＞
上記のように従来の前進クラッチＣＬ’においては、係合／解放にあたってピストン１０４を前進クラッチＣＬ’の軸方向に変位させることを要する。そのため、ピストン１０４を往復させるための軸方向のスペースを要し、軸方向におけるサイズ拡大化を招いている。
【００４８】
そこで、本実施形態では前進クラッチＣＬを以下のように構成し、軸方向のサイズ縮小化を図る。
【００４９】
図３は、図２と同様の断面図により前進クラッチＣＬの構成の概要を模式的に表している。
なお、本例では前進クラッチＣＬの軸方向は車両１の前後方向に一致している。
前進クラッチＣＬは、トルクコンバータ４を介してエンジン２からの動力が伝達される入力シャフト２０と一体回転するクラッチドラム２１と、少なくとも前端側の一部がクラッチドラム２１内に位置されたクラッチハブ２２と、それぞれがクラッチハブ２２の外周であってクラッチドラム２１の内周となる領域に位置され、外周方向に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に突出された楔部２３ａを有する複数の第一係合担体２３と、クラッチドラム２１に設けられ、楔部２３ａの突出方向に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に凹んだ凹部２４ａを有する第二係合担体２４と、各第一係合担体２３を軸直交方向に押圧するための複数のピストン２５と、クラッチドラム２１の後端部に固設されたリテーニングプレート２６及びスナップリング２７とを備えている。
ここで、入力シャフト２０、クラッチドラム２１、及びクラッチハブ２２は回転軸が同軸とされ、それらの回転軸が前進クラッチＣＬの回転軸Ａｘとされている。「軸」との表記は、特に断りがない限り回転軸Ａｘを指すものとする。
【００５０】
クラッチドラム２１は、入力シャフト２０から外周方向にフランジ状に延出されたフランジ部２１ａと、フランジ部２１ａの外周端から後方に向けて延出された延出部２１ｂとを有している。延出部２１ｂは、内側に配置されたクラッチハブ２２を軸周り方向に１周にわたって覆っており、クラッチハブ２２と延出部２１ｂは請求項に言う「内側部材」と「外側部材」の関係にある。
【００５１】
第一係合担体２３は、軸周り方向において回転軸Ａｘを中心として放射状に配列されており、本例ではこのように放射状に配列された第一係合担体２３の組が軸方向に複数配置されている。以下では、上記放射状に配列された第一係合担体２３の組を「楔列Ｋｒ」と表記する。図３では、楔列Ｋｒが軸方向に４列配置された例を表している。
【００５２】
第一係合担体２３の楔部２３ａは、前側の斜面Ｓ１が前下がりに傾斜され、後側の斜面Ｓ２が後下がりに傾斜されている。
【００５３】
また、本例の第一係合担体２３は、ピストン２５からの押圧力を受ける部分として台座部２３ｂを有している。台座部２３ｂは、楔部２３ａの突出方向とは逆側の端部に形成され、厚み方向が軸直交方向に一致する略円板状の部位とされ、少なくとも楔部２３ａよりも軸方向に突出されている（本例では前方向及び後方向の双方に突出されている）。
本例の台座部２３ｂは、クラッチハブ２２の外周面に当接された際に、第一係合担体２３の内周方向への移動を規制する機能を有する。
【００５４】
第一係合担体２３は、図３では不図示とした後述する付勢部材４２を介して、クラッチハブ２２に対して軸直交方向に変位自在に取り付けられている。
【００５５】
第二係合担体２４は、クラッチドラム２１における延出部２１ｂの内周面から内側に向けて突出された摩擦板２４ｂを複数備えている。本例では、摩擦板２４ｂは回転軸Ａｘと同軸の輪状に形成されている。
第二係合担体２４において、複数の摩擦板２４ｂは、軸方向において第一係合担体２３の楔部２３ａと交互に配置されている。このとき、最前端の摩擦板２４ｂは、最前端の第一係合担体２１よりも前寄りに位置されており、最後端の摩擦板２４ｂは最後端の第一係合担体２１よりも後寄りに位置されている。本例では第一係合担体２１の楔列Ｋｒが４列とされていることから、摩擦板２４ｂとしては５枚が設けられている。
【００５６】
第二係合担体２４において、第一係合担体２１の斜面Ｓ１と対向する後面は前下がりに傾斜された斜面Ｓ３とされ、斜面Ｓ２と対向する前面は後下がりに傾斜された斜面Ｓ４とされている。軸方向に隣接する摩擦板２４ｂ同士において、前側の摩擦板２４ｂの斜面Ｓ３と後側の摩擦板２４ｂの斜面Ｓ４との間には空間が形成され、該空間が略Ｖ字状に凹んだ凹部２４ａとされている。
なお、最前端に位置された摩擦板２４ｂは斜面Ｓ３を有する必要はなく、また最後端に位置された摩擦板２４ｂは斜面Ｓ４を有する必要はない。
【００５７】
図４に角度θとして示すように、本例では、楔部２３ａの斜面Ｓ１、斜面Ｓ２、及び摩擦板２４ｂの斜面Ｓ３、斜面Ｓ４の傾斜角度は全て一致されている。
なお、斜面Ｓ１〜Ｓ４の全ての傾斜角度が一致している必要はなく、少なくとも斜面Ｓ１と斜面Ｓ３の組、斜面Ｓ２と斜面Ｓ４の組において傾斜角度が一致されていればよい。
【００５８】
図３において、クラッチハブ２２の前端部の内部には、軸直交方向に延在する油圧シリンダ２２ａが第一係合担体２３ごとに設けられており、油圧シリンダ２２ａ内の外周端部付近には略円柱状のピストン２５がそれぞれ配置されている。
なお、油圧シリンダ２２ａを第一係合担体２３ごとに設けることは必須でなく、複数の第一係合担体２３に対して共通の油圧シリンダ２２ａが設けられた構成とすることもできる。
【００５９】
油圧シリンダ２２ａには、クラッチハブ２２内部に形成された係合用油路ｙｏを経由して前進クラッチＣＬの係合用油圧が供給される。各油圧シリンダ２２ａに所定圧による係合用油圧が供給されることで、各ピストン２５がそれぞれ対応する第一係合担体２３を外周方向（軸直交方向における外側方向）に押圧する。これにより、各第一係合担体２３の楔部２３ａが第二係合担体２４における対応する凹部２４ａに勘合し、前、後にそれぞれ配置された摩擦板２４ｂと摩擦係合する。
【００６０】
このとき、斜面Ｓ１と斜面Ｓ３の組、斜面Ｓ２と斜面Ｓ４の組の傾斜角度が一致されていることで、これら斜面Ｓ１と斜面Ｓ３、斜面Ｓ２と斜面Ｓ４の接触面積を大きくでき、係合力を高めることができる。
なお、前進クラッチＣＬを解放状態とするために係合用油路ｙｏへの係合用油圧の供給が停止された際には、後述する付勢部材４２により第一係合担体２３が内周方向に戻される。
【００６１】
実施形態の前進クラッチＣＬにおいては、第一係合担体２３の駆動／付勢方向が軸直交方向とされていることから、前進クラッチＣＬ’におけるピストン１０４のような軸方向に往復する要素を設ける必要がなく、前進クラッチＣＬの前後方向におけるサイズ小型化を図ることができる。
【００６２】
ここで、図３では、隣接する楔列Ｋｒ間において、第一係合担体２３同士の軸周り方向の中心を一致させる例を示した。
図５は、図３に対応した楔列Ｋｒの様子を紙面左右方向を軸周り方向、紙面縦方向を前後方向（軸方向）として模式的に表している。図中、第一係合部材２３ごとに示した縦破線が、第一係合担体２３の軸周り方向の中心を表す。
【００６３】
図５のように隣接する楔列Ｋｒ間において第一係合担体２３同士の軸周り方向の中心を一致させた場合には、台座部２３ｂ同士の緩衝を防ぐために、前後方向において第一係合担体２３同士の配置間隔を比較的広げることを要する。
【００６４】
そこで、図６に示すように、隣接する楔列Ｋｒ間において第一係合担体２３同士の軸周り方向の中心を軸周り方向に離隔させた構成を採ることもできる。
これにより、図５の場合より楔列Ｋｒの配置間隔を狭めたとしても、台座部２３ｂ同士が緩衝しないようにすることが可能とされる。すなわち、楔列Ｋｒの配置間隔を狭め易くすることができ、これにより前進クラッチＣＬの軸方向における更なるサイズ縮小化を図ることができる。
【００６５】
図７乃至図１３を参照して、第一係合担体２３のクラッチハブ２２への取り付けに係る構成について説明する。
図７、図８は、それぞれ第一係合担体２３を楔部２３ａの先端と対向する側から見た外観図、前側から見た外観図であり、図９は第一係合担体２３の側面図である。
なお、図７乃至図９ではクラッチハブ２２側に設けられた二つの取付部４１、油圧シリンダ２２ａ、及びピストン２５を破線により併せて示している。
【００６６】
第一係合担体２３は、斜面Ｓ１を有する前側部材３１と、斜面Ｓ２を有する後側部材３２と、第一係合担体２３の前後方向に挿通されて前側部材３１と後側部材３２とを係止する例えばリベットによる棒状係止部材３３とを有している（図７及び図９を参照）。
なお、棒状係止部材３３としてはリベット以外にも例えばボルト、ノックピン等の他の棒状による係止部材を採用することができる。
【００６７】
前側部材３１には、斜面Ｓ１が形成され楔部２３ａの前半分を構成する半楔部３１ａと、台座部２３ｂの前半分を構成する半台座部３１ｂと、軸直交方向において半楔部３１ａと半台座部３１ｂの中間に位置され半楔部３１ａよりも軸周り方向の長さが短くされた半中間部３１ｃとが形成されている（図８及び図９を参照）。
後側部材３２には、斜面Ｓ２が形成され楔部２３ａの後半分を構成する半楔部３２ａと、台座部２３ｂの後半分を構成する半台座部３２ｂと、軸直交方向において半楔部３２ａと半台座部３２ｂの中間に位置され半楔部３２ａよりも軸周り方向の長さが短くされた半中間部３２ｃとが形成されている。
第一係合担体２３において、半中間部３１ｃと半中間部３２ｃとで形成される部分を以下「中間部２３ｃ」と表記する。
【００６８】
ここで、クラッチハブ２２の外周面には、第一係合担体２３ごとに二つの取付部４１が形成されている。これら取付部４１は、軸周り方向においてピストン２５の両側に配置され、第一係合担体２３が取付部４１を介してクラッチハブ２２に取り付けられた状態では第一係合担体２３内に位置されている。
【００６９】
図１０は、クラッチハブ２２に取付部４１を介して取り付けられた状態の第一係合担体２３を図８に示したＡ−Ａ’線で切断した断面図であり、図１１は取付部４１を前側から見た外観図、図１２は上記Ａ−Ａ’線で切断した第一係合担体２３の分解断面及び取付部４１の断面を表した図である。
なお、図１０では油圧シリンダ２２ａとピストン２５の前後方向における位置を破線により表している。また、図１１では取付部４１内部に位置された付勢部材４２を破線により表し、図１２では棒状係止部材３３の図示は省略している。
【００７０】
前側部材３１、後側部材３２には、それぞれ前側部材３１と後側部材３２との当接面よりも前側に凹んだ収納凹部３１ｅ、後側に凹んだ収納凹部３２ｅが形成され、第一係合担体２３がクラッチハブ２２に取り付けられた状態ではこれら収納凹部３１ｅと収納凹部３２ｅとよって第一係合担体２３内部に形成される空間内に取付部４１全体が収納される。
また、前側部材３１には、半中間部３１ｃの前面から収納凹部３１ｅまでを前後方向に貫通する挿通孔３１ｄが、後側部材３２には半中間部３２ｃの後面から収納凹部３２ｅまでを前後方向に貫通する挿通孔３２ｄがそれぞれ形成されている。
【００７１】
取付部４１には、内部に付勢部材４２を収納するための収納孔４１ａと、前後方向に貫通された貫通孔４１ｂとが形成されている。収納孔４１ａは、貫通孔４１ｂよりもクラッチハブ２２側に位置され、取付部４１のクラッチハブ２２側の端部から貫通孔４１ｂまでを貫通している。
【００７２】
付勢部材４２は、例えばコイルばねとされ、収納孔４１ａ内に一部が収納され一端がクラッチハブ２２側に固着されている。
【００７３】
棒状係止部材３３は、前側部材３１の挿通孔３１ｄ、取付部４１の貫通孔４１ｂ、及び後側部材３２の挿通孔３２ｄに挿通されている。
付勢部材４２は、このように挿通孔３１ｄ、貫通孔４１ｂ、及び挿通孔３２ｄに挿通された棒状係止部材３３に対して、他端が貫通孔４１ｂ内において固着されている。
【００７４】
なお、もう一方の取付部４１側についても、上記と同様の構成により第一係合担体２３がクラッチハブ２２に対して取り付けられている。この際、収納凹部３２ｅ及び収納凹部３２ｅは取付部４１ごとに設けてもよいし、二つの取付部４１を収納可能な各一つの収納凹部３２ｅ及び収納凹部３２ｅを形成してもよい。
【００７５】
図１３は、図８のＡ−Ａ’線による断面図として、第一係合担体２３がピストン２５により駆動された状態を表している。
上記した第一係合担体２３及び取付部４１の構成により、ピストン２５による駆動力が第一係合担体２３に印加された際には、前側部材３１及び後側部材３２が外周方向に変位されていくことに伴い棒状係止部材３３が貫通孔４１ｂ内で外周方向に変位されていき、これに応じ、付勢部材４２も外周方向に伸張される。
油圧シリンダ２２ａへの油圧供給が停止されピストン２５による第一係合担体２３の駆動が停止された際には、付勢部材４２の付勢力が棒状係止部材３３に作用し、これに伴い前側部材３１及び後側部材３２が内周方向に戻されていく。
【００７６】
ここで、本例では、内側部材としてのクラッチハブ２２側から上記外側方向に向けて第一係合担体２３を油圧駆動していることから、付勢部材４２は以下のような付勢力を有することが望ましい。すなわち、付勢部材４２は、クラッチハブ２２と一体回転することで第一係合担体２３に作用する遠心力と、遠心油圧に起因して第一係合担体２３に印加される押圧力とを相殺する付勢力を有していることが望ましい。
これにより、係合用油路ｙｏに所定圧による油圧供給を行わない限り、第一係合担体２３と第二係合担体２４とが係合しないように図られる。
【００７７】
図１４は、楔部２３ａの先端形状についての説明図である。
本例において、楔部２３ａの先端は平坦とされている。換言すれば、楔部２３ａの先端は、斜面Ｓ１と斜面Ｓ２、すなわち略Ｖ字の形状をなす一対の斜面を交差させることで形成される交線Ｌｃよりもクラッチハブ２２（内側部材）側に位置されている。
これにより、第２係合担体２４における凹部２４ａの深さを浅くすることが可能とされ、クラッチドラム２１の径の縮小化を図ることができ、前進クラッチＣＬの軸直交方向におけるサイズ縮小化を図ることができる。
なお、楔部２３ａの先端は平坦形状であることに限定されず、例えば半球状等の他の形状を採用することもできる。
【００７８】
＜４．変形例＞
上記では、ピストン２５と第一係合担体２３とが別体に構成された例を挙げたが、ピストン２５と第一係合担体２３は一体に構成することもできる。
【００７９】
また、上記では、本発明が四輪自動車の前進クラッチに適用された例を挙げたが、クラッチへの適用としては、他に四輪自動車におけるトランスファクラッチや二輪車におけるクラッチ等への適用が可能である。
【００８０】
さらに、上記では、クラッチへの適用例として、内側部材に第一係合担体が取り付けられた例を挙げたが、外側部材に第一係合担体が取り付けられた構成を採ることもできる。その場合、第二係合担体との摩擦係合時には第一係合担体を内周方向（軸直交方向における内側方向）に押圧する。また、先の図１４と同様に第二係合担体における凹部の深さを浅くするにあたっては、楔部の先端が交点Ｐｃよりも内側部材側に位置されるようにする。
【００８１】
また、本発明は、クラッチに限らず、前後進切替機構５における後退ブレーキＢＲ等のブレーキ要素に対しても好適に適用できる。その場合においても、第一係合担体は内側部材、外側部材の何れか一方に取り付けることができる。なお、ブレーキ要素に本発明を適用する場合、内側部材、外側部材の何れか一方が回転自在、何れか他方が固定（回転不能）の部材とされる。
【００８２】
また、上記では、軸周り方向のみでなく軸方向にも第一係合担体が配置される例を挙げたが、第一係合担体は少なくとも軸周り方向において放射状に配置されていればよい。
ここで、第一係合担体の軸周り方向における最小配置数は「２」である。本明細書において、「放射状に配列される」とは、複数の第一係合担体が軸周り方向において略等間隔に配列された状態と換言することもできる。
放射状に配列された各第一係合担体を第二係合担体における凹部に向けて軸直交方向に押圧することで、第一係合担体と第二係合担体とが摩擦係合された際の係合力の軸周り方向における偏りが生じ難くなり、係合動作の安定化向上を図ることができる。
【００８３】
＜５．実施形態のまとめ＞
上記のように実施形態の摩擦係合装置（前進クラッチＣＬ）は、内側部材（クラッチハブ２２）と、内側部材の外周を内側部材と同軸に覆う外側部材（延出部２１ｂ）と、内側部材の外周であって外側部材の内周となる領域において軸周り方向に放射状に配列され、内側部材又は外側部材の何れか一方に対し軸直交方向に変位自在に取り付けられていると共に、内側部材又は外側部材の何れか他方に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に突出された楔部（同２３ａ）を有する複数の第一係合担体（同２３）と、内側部材又は外側部材の何れか他方に設けられ、楔部の突出方向に向けて軸方向における厚みが徐々に薄くされて略Ｖ字状に凹んだ凹部（同２４ａ）を有する第二係合担体（同２４）と、各第一係合担体を軸直交方向に押圧して楔部を凹部において前記第二係合担体に摩擦係合させる係合駆動部（油圧シリンダ２２ａ、ピストン２５）と、を備えている。
【００８４】
上記構成によれば、第一係合担体と第二係合担体とを摩擦係合させるにあたり軸方向に変位するピストンは不要となる。
従って、摩擦係合装置の軸方向におけるサイズ縮小化を図ることができる。
また、軸周り方向に放射状に配列された複数の第一係合担体を軸直交方向に押圧することで、第一係合担体と第二係合担体とが摩擦係合された際の係合力の軸周り方向における偏りが生じ難くなり、係合動作の安定化向上を図ることができる。
【００８５】
また、実施形態の摩擦係合装置においては、係合駆動部は、油圧に基づき第一係合担体を押圧している。
【００８６】
これにより、第一係合担体の駆動手段として例えばモータやソレノイド等の電磁アクチュエータを追加する必要がなくなる。
従って、部品点数の増加を抑制でき、装置サイズの小型化やコスト削減を図ることができる。
【００８７】
さらに、実施形態の摩擦係合装置においては、第一係合担体が内側部材に取り付けられており、係合駆動部は、内側部材内に形成された係合用油路（同ｙｏ）を有し、当該係合用油路の油圧に基づき第一係合担体を外周方向に押圧している。
【００８８】
内側部材は外側部材よりも小径とされるため、上記のように内側部材に第一係合担体を取り付け、内側部材内に係合用油路を設けた構成とすることで、係合用油路の体積を小さくし易くなる。
従って、摩擦係合に要する作動油量の低減を図ることができ、車両における作動油の総油量の低減、及びそれに伴う車両重量の低減が図られ、燃費向上を図ることができる。
【００８９】
さらにまた、実施形態の摩擦係合装置においては、第一係合担体を内周方向に付勢する付勢部材（同４２）を備え、内側部材が回転自在の部材とされており、付勢部材は、内側部材と一体回転することで第一係合担体に作用する遠心力と、遠心油圧に起因して第一係合担体に印加される押圧力とを相殺する付勢力を有している。
【００９０】
これにより、係合用油路に所定圧による油圧供給を行わない限り、第一係合担体と第二係合担体とが係合しないように図られる。
従って、内側部材の回転に伴って誤係合が生じてしまうことの防止が図られ、摩擦係合装置の動作安定性向上を図ることができる。
【００９１】
また、実施形態の摩擦係合装置においては、第一係合担体が放射状に配列されて成る楔列が軸方向に複数配置されており、隣接する楔列間において、第一係合担体同士の軸周り方向における中心が軸周り方向に離隔されている。
【００９２】
これにより、各第一係合担体が楔部よりも軸方向に突出された台座部を有している場合において、台座部同士の緩衝を防ぎながら、楔列の軸方向における配置間隔を狭めることが可能とされる。
従って、摩擦係合装置の軸方向における更なるサイズ縮小化を図ることができる。
【００９３】
さらに、実施形態の摩擦係合装置においては、第一係合担体において、楔部の先端は、略Ｖ字の形状をなす一対の斜面を交差させることで形成される交線よりも内側部材又は外側部材の何れか一方の側に位置されている。
【００９４】
これにより、第二係合担体における凹部の深さを浅くすることが可能とされるため、摩擦係合装置の径方向におけるサイズ縮小化を図ることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  車両、４  トルクコンバータ、５  前後進切替機構、Ｐｓ  プライマリシャフト、Ｓｓ  セカンダリシャフト、２０  入力シャフト、２１  クラッチドラム、２１ａ  フランジ部、２１ｂ  延出部、２２  クラッチハブ、２２ａ  油圧シリンダ、ｙｏ  係合用油路、２３  第一係合担体、２３ａ  楔部、２３ｂ  台座部、２３ｃ  中間部、Ｋｒ  楔列、２４  第二係合担体、２４ａ  凹部、２４ｂ  摩擦板、２５  ピストン、Ｓ１〜Ｓ４  斜面、４１  取付部、４２  付勢部材、Ｌｃ  交線
【図１】
2018128052.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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