(57)【要約】【課題】動力伝達切替機構において、回転伝達部材の軸方向への移動方向に応じて、回転伝達部材と、軸との間での動力伝達を可能とするか不能とするかを切り替える構造を実現することである。【解決手段】動力伝達切替機構１０は、入力軸１４に軸方向の移動可能かつ回転可能に支持される直動歯車１６と、入力軸１４に軸方向の移動可能かつ入力軸１４に回転係合するシンクロハブ１８と、入力軸１４の軸方向に移動可能かつシンクロハブ１８に回転係合されるカップリングスリーブ２０と、一対のストッパ２６，２８とを備える。直動歯車１６は、カップリングスリーブ２０が軸方向一方向に移動する場合にカップリングスリーブ２０と係合される雄スプライン部２２を有する。一対のストッパ２６，２８は、カップリングスリーブ２０が軸方向他方向に移動する場合にシンクロハブ１８及び直動歯車１６を軸方向他方向に移動させる。【選択図】図１
2010112393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に対し回転可能に設けられる回転軸と、
回転軸に軸方向の移動可能、かつ、回転軸に対する回転可能に支持される回転伝達部材と、
回転軸に軸方向の移動可能、かつ、回転軸に対し回転方向に係合するように支持される円筒ハブと、
回転軸の外径側に設けられ、回転軸の軸方向に移動可能で、かつ、円筒ハブに対し回転方向に係合されるとともに、回転伝達部材と軸方向に対向するカップリングスリーブと、
カップリングスリーブに係合されて、カップリングスリーブを軸方向に移動可能なスライド部材と、
回転伝達部材の一部または回転伝達部材に連結する部材に設けられ、カップリングスリーブが軸方向の一方向に移動する場合にカップリングスリーブと回転方向に係合されるスリーブ回転部材係合機構と、
カップリングスリーブと円筒ハブとの間、及び、円筒ハブと回転伝達部材との間に設けられる一対のストッパ機構とを備え、
一対のストッパ機構は、カップリングスリーブがスリーブ回転部材係合機構から離れる方向に移動する場合に、円筒ハブ及び回転伝達部材を、カップリングスリーブと同方向に移動させることを特徴とする動力伝達切替機構。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達切替機構において、
回転軸の外径側に設けられて、カップリングスリーブとスリーブ回転部材係合機構との間の回転差をなくすように同期力を発生させる同期装置を備えることを特徴とする動力伝達切替機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の動力伝達切替機構において、
一対のストッパ機構は、円筒ハブに固定され、カップリングスリーブと対向するハブスリーブ間ストッパ機構と、円筒ハブに固定され、回転伝達部材と対向するハブ回転部材間ストッパ機構とにより構成し、カップリングスリーブがスリーブ回転部材係合機構から離れる方向に移動する場合に、ハブスリーブ間ストッパ機構は、カップリングスリーブに押し付けられ、ハブ回転部材間ストッパ機構は、回転伝達部材に押しつけられることを特徴とする動力伝達切替機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば変速装置に組み込まれて使用されるもので、固定部材に対し回転可能に設けられる回転軸と、回転軸に軸方向の移動可能、かつ、回転軸に対する回転可能に支持される回転伝達部材と、を備える動力伝達切替機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転を一方向のみに伝達し、他方向には空転させるワンウェイクラッチ機構や軸方向の一方向の移動を阻止する直動ワンウェイクラッチ機構が知られている。
【０００３】
例えば、従来技術として、特許文献１には、軸方向に移動可能な移動部材の、軸方向一方向の移動を阻止する直動ワンウェイクラッチが記載されている。すなわち、この直動ワンウェイクラッチは、固定の配置とされるハウジング内にロッドを挿入して同軸上に配置し、ハウジングの内周に軸方向に傾斜する円錐面を設け、この円錐面とロッドの円筒状外周面間に形成されたくさび状空間内に保持器を組み込み、その保持器に上記くさび状空間の大径端側に位置する一端面から軸方向に伸びる複数のポケットを周方向に等間隔に設け、各ポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に押し込む弾性部材とを組み込み、その弾性部材の押圧による反力をハウジングに設けられた端板で支持している。また、特許文献２には、従来技術として、ワンウェイクラッチの機構が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９１０６号公報
【特許文献２】特許第４０８７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
動力伝達装置において、「回転軸と、回転軸の軸方向に移動可能な回転伝達部材とを備え、回転伝達部材が軸方向の一方向に移動する場合に回転軸と回転伝達部材との間で回転伝達を可能とし、回転伝達部材が軸方向の他方向に移動する場合に回転軸と回転伝達部材との間で回転伝達を不能とする」機構を付加させる場合、設計の自由度が向上し、より新しい機能を創出できるが、上記従来技術にはこのような機構は存在せず、実現できなかった。
【０００６】
例えば、上記の特許文献１に記載された直動ワンウェイクラッチは、軸方向に移動可能なロッドの一方向への移動をロックすることができるのに過ぎず、軸方向に移動可能な移動部材が軸方向の一方向に移動する場合に軸と移動部材とを回転方向に係合させ、移動部材が軸方向の他方向に移動する場合に軸と移動部材との回転方向の係合を解除するものではない。すなわち、上記の直動ワンウェイクラッチは、回転伝達部材の直線往復運動を可能とするとともに、回転伝達部材の軸方向への移動方向に応じて、回転伝達部材と、回転伝達部材を支持する軸との間での動力伝達を可能とするか不能とするかを切り替える動力伝達切替機構ではなく、また、これを示唆するものでもない。
【０００７】
本発明は、動力伝達切替機構において、回転伝達部材の直線往復運動を可能とするとともに、回転伝達部材の軸方向への移動方向に応じて、回転伝達部材と、回転伝達部材を支持する軸との間での動力伝達を可能とするか不能とするかを切り替える構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る動力伝達切替機構は、固定部材に対し回転可能に設けられる回転軸と、回転軸に軸方向の移動可能、かつ、回転軸に対する回転可能に支持される回転伝達部材と、回転軸に軸方向の移動可能、かつ、回転軸に対し回転方向に係合するように支持される円筒ハブと、回転軸の外径側に設けられ、回転軸の軸方向に移動可能で、かつ、円筒ハブに対し回転方向に係合されるとともに、回転伝達部材と軸方向に対向するカップリングスリーブと、カップリングスリーブに係合されて、カップリングスリーブを軸方向に移動可能なスライド部材と、回転伝達部材の一部または回転伝達部材に連結する部材に設けられ、カップリングスリーブが軸方向の一方向に移動する場合にカップリングスリーブと回転方向に係合されるスリーブ回転部材係合機構と、カップリングスリーブと円筒ハブとの間、及び、円筒ハブと回転伝達部材との間に設けられる一対のストッパ機構とを備え、一対のストッパ機構は、カップリングスリーブがスリーブ回転部材係合機構から離れる方向に移動する場合に、円筒ハブ及び回転伝達部材を、カップリングスリーブと同方向に移動させることを特徴とする動力伝達切替機構である。
【０００９】
また、本発明に係る動力伝達切替機構において、好ましくは、回転軸の外径側に設けられて、カップリングスリーブとスリーブ回転部材係合機構との間の回転差をなくすように同期力を発生させる同期装置を備える。
【００１０】
また、本発明に係る動力伝達切替機構において、好ましくは、一対のストッパ機構は、円筒ハブに固定され、カップリングスリーブと対向するハブスリーブ間ストッパ機構と、円筒ハブに固定され、回転伝達部材と対向するハブ回転部材間ストッパ機構とにより構成し、カップリングスリーブがスリーブ回転部材係合機構から離れる方向に移動する場合に、ハブスリーブ間ストッパ機構は、カップリングスリーブに押し付けられ、ハブ回転部材間ストッパ機構は、回転伝達部材に押しつけられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る動力伝達切替機構によれば、カップリングスリーブが回転軸の軸方向一方向に移動すると、カップリングスリーブが回転伝達部材を軸方向に押し付けて、回転伝達部材が回転軸の軸方向の一方向に移動する。この場合には、カップリングスリーブとスリーブ回転部材係合機構とが回転方向に係合するので、回転軸から回転伝達部材への回転伝達が可能となる。これに対して、カップリングスリーブが回転軸の軸方向他方向に移動すると、カップリングスリーブが回転伝達部材から離れる方向に変位し、カップリングスリーブとスリーブ回転部材係合機構との係合が解除される。また、この場合、一対のストッパ機構が、円筒ハブ及び回転伝達部材を、カップリングスリーブと同方向に移動させるので、回転伝達部材は、回転軸の軸方向の他方向に移動する。このように本発明に係る動力伝達切替機構によれば、回転伝達部材の直線往復運動を可能とするとともに、回転伝達部材の軸方向への移動方向に応じて、回転伝達部材と、回転伝達部材を支持する軸である回転軸との間での動力伝達を可能とするか不能とするかを切り替える構造を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態の１例につき詳細に説明する。本実施の形態の動力伝達切替機構は、回転伝達部材の直線往復運動を可能とするとともに、回転伝達部材の軸方向への移動方向に応じて、回転伝達部材と、回転伝達部材を支持する回転軸との間での動力伝達を可能とするか不能とするかを切り替えることが必要とされる装置等、種々の用途に使用可能である。
【００１３】
図１は、本実施の形態の動力伝達切替機構において、スライド部材である直動フォークが軸方向の一方向に移動する状態を示す断面図である。図２は、本実施の形態の動力伝達切替機構において、上記の直動フォークが軸方向の他方向に移動する状態を示す断面図である。動力伝達切替機構１０は、スライド部材である直動フォーク１２が軸方向の一方向に移動する場合に、回転軸である入力軸１４の回転を、回転伝達部材である直動歯車１６に伝達可能とし、直動フォーク１２が軸方向の他方向に移動する場合に、入力軸１４の回転を直動歯車１６に伝達不能とする。このために、動力伝達切替機構１０は、図示しない固定台またはハウジング等の固定部材に対し回転可能に設けられ、入力回転が与えられる入力軸１４と、直動歯車１６と、円筒ハブであるシンクロハブ１８と、カップリングスリーブ２０と、直線往復運動を行うスライド部材である直動フォーク１２と、スリーブ回転部材係合機構である雄スプライン部２２と、同期装置２４と、一対のストッパ機構である、ハブスリーブ間ストッパ２６と、ハブギヤ間ストッパ２８とを備える。
【００１４】
入力軸１４は、固定部材に回転可能に支持されている。入力軸１４は、例えば、エンジン等により入力回転が与えられる。また、固定部材に入力軸１４と平行に、図示しない出力軸が回転可能に支持されている。そして、出力軸の外径側に出力歯車３０が固定されている。出力歯車３０は、所定のねじれ角βを有するはすば歯車であり、出力歯車３０の軸方向（図１、図２の左右方向）の全長は、後述する直動歯車１６の軸方向全長に対して十分に大きくしている。直動歯車１６は、外周面に所定のねじれ角βを有するはすば歯車を有し、はすば歯車３２を、出力歯車３０に噛合させている。直動歯車１６の内周寄り部分に設けた筒部３４の内側に入力軸１４を軸方向の移動可能に挿通し、筒部３４の内周面と入力軸１４の外周面との間にリニアロータリブッシュ３６を設けることにより、直動歯車１６を、入力軸１４の外径側に入力軸１４の軸方向の移動可能、かつ、入力軸１４に対する回転可能に支持している。
【００１５】
また、直動歯車１６に設けられた筒部３４の、はすば歯車３２よりも軸方向片側（図１、図２の左側）に、外径が小さくなった小径筒部３５を設け、小径筒部３５の外周面に、上記の雄スプライン部２２を設けている。なお、雄スプライン部２２は、直動歯車１６の一部に設ける以外に、直動歯車１６に連結された別の部材に設けてもよい。
【００１６】
また、シンクロハブ１８は、入力軸１４の外径側に、軸方向の移動可能、かつ、入力軸１４に対し回転方向に係合するように、すなわち入力軸１４と同期して回転するように支持している。このために、入力軸１４の外周面とシンクロハブ１８の内周面との間にボールスプライン部３８を設けている。
【００１７】
また、カップリングスリーブ２０は、入力軸１４の外径側に設けて、入力軸１４及びシンクロハブ１８に対し軸方向に移動可能で、かつ、シンクロハブ１８に対し回転方向に係合している。このためにカップリングスリーブ２０の内周面に設けた雌スプライン部４０と、シンクロハブ１８の外周面に設けた雄スプライン部４２とを係合させることにより、カップリングスリーブ２０がシンクロハブ１８と同期して回転するようにしている。また、カップリングスリーブ２０の軸方向一端面（図１、図２の右端面）を、直動歯車１６に設けた筒部３４の片側面（図１、図２の左側面）で小径筒部３５よりも外径側の部分と軸方向に対向させている。
【００１８】
直動フォーク１２は、カップリングスリーブ２０に係合されて、カップリングスリーブ２０を軸方向に往復移動可能としている。このために、カップリングスリーブ２０の外周面の少なくとも周方向一部に円弧状または円形の溝４４を設け、溝４４に上記の直動フォーク１２に設けた円弧状部分４６を相対回転可能に係合させている。したがって、直動フォーク１２は、カップリングスリーブ２０の回転により影響を受けない。直動フォーク１２が、入力軸１４の軸方向に往復移動することに伴い、カップリングスリーブ２０も軸方向に往復移動する。直動フォーク１２は、例えば、モータを含んで構成し、直線往復運動を出力するアクチュエータに連結し、アクチュエータの作動により、直動フォーク１２を直線方向に往復運動させる。なお、直動フォーク１２の駆動機構としては、このような構成に限定するものではない。
【００１９】
また、直動歯車１６に設けた雄スプライン部２２は、図１に示すように、カップリングスリーブ２０が軸方向の一方向（ｘ方向）に移動する場合に、カップリングスリーブ２０の内周面に設けた雌スプライン部４０と回転方向に係合され、カップリングスリーブ２０と回転方向に係合される。
【００２０】
また、同期装置２４は、入力軸１４の外径側にそれぞれ設けられたシンクロリング４８と、シンクロキー５０と、キースプリング５２とを有する。シンクロリング４８は、直動歯車１６の片側外周面の周囲に設けられている。シンクロリング４８は、内周面に外側テーパ面部を設け、外側テーパ面部を直動歯車１６の外周面に設けた内側テーパ面部に嵌合させている。また、シンクロキー５０は、シンクロハブ１８の雄スプライン部４２を形成した外周面部の周方向複数個所に軸方向に貫通するように設けた溝部に、軸方向の移動可能に複数個を挿入している。シンクロキー５０は、カップリングスリーブ２０の内周面に係合し、カップリングスリーブ２０の軸方向の移動により、シンクロリング４８を介して、直動歯車１６に押し付けるようにしている。
【００２１】
また、キースプリング５２は、複数のシンクロキー５０の径方向内側に設けられ、シンクロキー５０をカップリングスリーブ２０の内周面に弾性的に押し付けている。このような同期装置２４は、シンクロリング４８が直動歯車１６側に押圧された場合に、シンクロリング４８の外側テーパ面部と、直動歯車１６の内側テーパ面部との間で摩擦力、すなわち、カップリングスリーブ２０と直動歯車１６との間に回転差がある場合にその回転差をなくすように、互いの回転を同期させる同期力を発生させる。このような同期装置２４の構造自体は、自動車のマニュアルトランスミッションのシンクロメッシュ機構を構成するものとして、従来から広く知られているため、これ以上の詳しい説明は省略する。
【００２２】
また、ハブスリーブ間ストッパ機構であるハブスリーブ間ストッパ２６は、シンクロハブ１８の一端（図６、図７の左端）寄り部分外周面に固定し、ハブスリーブ間ストッパ２６をカップリングスリーブ２０の軸方向他端面（図１、図２の左端面）に対向させ、この軸方向他端面に突き当て可能としている。このため、ハブスリーブ間ストッパ２６は、カップリングスリーブ２０とシンクロハブ１８との間に設けられる。
【００２３】
また、ハブ回転部材間ストッパ機構であるハブギヤ間ストッパ２８は、シンクロハブ１８の他端（図６、図７の右端）部外周面に固定し、直動歯車１６の内周面に設けた軸方向に向かう段部５４に対向させ、段部５４に突き当て可能としている。このため、ハブギヤ間ストッパ２８は、シンクロハブ１８と直動歯車１６との間に設けられる。
【００２４】
カップリングスリーブ２０が直動歯車１６に設けた雄スプライン部２２から離れる方向に移動する場合に、ハブスリーブ間ストッパ２６は、カップリングスリーブ２０の軸方向他端面に押し付けられ、ハブギヤ間ストッパ２８は、直動歯車１６の段部５４に押しつけられる。この結果、一対のストッパ２６，２８は、カップリングスリーブ２０が雄スプライン部２２から離れる方向に移動する場合に、シンクロハブ１８及び直動歯車１６を、カップリングスリーブ２０と同方向に移動させる。
【００２５】
このような動力伝達切替機構１０は、次のように作用する。すなわち、図１に示すように、直動フォーク１２を一方向であるｘ方向に移動させると、カップリングスリーブ２０がｘ方向に移動する。この場合、同期装置２４の作動により、シンクロリング４８が直動歯車１６と嵌合することにより互いの回転差を吸収しながら、カップリングスリーブ２０の雌スプライン部４０が直動歯車１６の雄スプライン部２２に係合する。また、カップリングスリーブ２０が直動歯車１６を軸方向に押し付けて、直動歯車１６が入力軸１４の軸方向の一方向に移動する。この結果、直動フォーク１２をｘ方向に移動させることにより、直動歯車１６は、カップリングスリーブ２０を介して、ｘ方向に押圧され、ｘ方向に移動する。また、この場合には、入力軸１４の回転がシンクロハブ１８、カップリングスリーブ２０を介して、直動歯車１６に伝達される。すなわち、カップリングスリーブ２０と、直動歯車１６に設けた雄スプライン部２２とが回転方向に係合するので、入力軸１４から直動歯車１６への回転伝達が可能となる。また、シンクロハブ１８は、ハブギヤ間ストッパ２８により直動歯車１６と連結されるため、直動歯車１６によりシンクロハブ１８が押される。この結果、入力軸１４に対してシンクロハブ１８及び直動歯車１６を含む要素がｘ方向に移動する。
【００２６】
一方、図２に示すように、直動フォーク１２を他方向であるｙ方向に移動させると、カップリングスリーブ２０がｙ方向に移動する。この場合には、カップリングスリーブ２０が直動歯車１６から離れる方向に変位し、カップリングスリーブ２０と直動歯車１６との係合が解除される。このため、直動歯車１６は、入力軸１４に対し自由回転、すなわち空転が可能となる。すなわち、直動歯車１６は、内側に位置する入力軸１４によってはその回転が規制されない。また、シンクロハブ１８に固定されたハブスリーブ間ストッパ２６にカップリングスリーブ２０が突き当たるとともに、シンクロハブ１８に固定されたハブギヤ間ストッパ２８が直動歯車１６をｙ方向に押圧し、移動させる。すなわち、ハブスリーブ間ストッパ２６とハブギヤ間ストッパ２８とが、シンクロハブ１８及び直動歯車１６を、カップリングスリーブ２０と同方向に移動させるので、直動歯車１６は、入力軸１４の軸方向の他方向であるｙ方向に移動する。この結果、直動フォーク１２のｙ方向への移動により、直動歯車１６の空転状態を維持したまま、シンクロハブ１８及び直動歯車１６を含む要素が、入力軸１４に対してｙ方向へ移動することが可能となる。
【００２７】
このような動力伝達切替機構１０によれば、直動フォーク１２が一方向に移動する場合にのみ入力軸１４の回転が、直動歯車１６と噛合する出力歯車３０に伝達可能となり、直動フォーク１２が他方向に移動する場合には、入力軸１４の回転が、出力歯車３０に伝達不能となる。すなわち、回転伝達部材である直動歯車１６を直動させる環境下において、直動方向に応じて入力回転の出力と非出力とを切り換えることができる。すなわち、直動方向に応じて、直動歯車１６に入力側の動力を伝達するか、伝達不能とするかを切り換えることができる。このように、動力伝達切替機構１０によれば、直動歯車１６の直線往復運動を可能とするとともに、直動歯車１６の軸方向への移動方向に応じて、直動歯車１６と、直動歯車１６を支持する入力軸１４との間での動力伝達を可能とするか不能とするかを切り替える構造を実現できる。また、動力伝達切替機構１０によれば、油圧等を用いて制御する複雑な構造を採用する必要がない。
【００２８】
なお、本実施の形態において、入力側と出力側との間の関係は互いに逆にすることもできる。例えば、入力軸１４を出力軸とし、出力軸に固定された出力歯車３０を、入力軸に固定された入力歯車とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る実施の形態の１例の動力伝達切替機構において、スライド部材である直動フォークが軸方向の一方向に移動する状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の１例の動力伝達切替機構において、上記の直動フォークが軸方向の他方向に移動する状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  動力伝達切替機構、１２  直動フォーク、１４  入力軸、１６  直動歯車、１８  シンクロハブ、２０  カップリングスリーブ、２２  雄スプライン部、２４  同期装置、２６  ハブスリーブ間ストッパ、２８  ハブギヤ間ストッパ、３０  出力歯車、３２  はすば歯車、３４  筒部、３５  小径筒部、３６  ロータリブッシュ、３８  ボールスプライン部、４０  雌スプライン部、４２  雄スプライン部、４４  溝、４６  円弧状部分、４８  シンクロリング、５０  シンクロキー、５２  キースプリング、５４  段部。
【図１】
2010112393.tif 000003
【図２】
2010112393.tif 000004