(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被係合歯を有する第一部材と、
前記第一部材と同軸上に配置され、係合歯を有する第二部材と、
を備え、
前記第一部材及び前記第二部材は、軸線まわりに相対回転可能、かつ、軸線方向に相対移動可能であり、
前記被係合歯は、前記第一部材の前記第二部材と対向する側に、前記軸線まわりの周方向に沿って複数形成され、前記係合歯は、前記第二部材の前記第一部材と対向する側に、前記軸線まわりの周方向に沿って複数形成されており、
前記被係合歯は、前記周方向の一方側に向けて設けられる第一歯面と、前記周方向の他方側に向けて設けられる第二歯面と、前記軸線方向の前記第二部材側に最も近い位置にて前記第二部材と対向して配置される端面と、前記端面と前記第一歯面とを接続する第一接続面と、前記端面と前記第二歯面とを接続する第二接続面とを有し、
前記係合歯は、前記周方向の前記他方側に向けて設けられる第一歯面と、前記周方向の前記一方側に向けて設けられる第二歯面と、前記軸線方向の前記第一部材側に最も近い位置にて前記第一部材と対向して配置される端面と、前記端面と前記第一歯面とを接続する第一接続面と、前記端面と前記第二歯面とを接続する第二接続面とを有し、
前記被係合歯の前記第二歯面と前記第二接続面との接続位置は、前記第一歯面と前記第一接続面との接続位置より前記端面側に配置され、前記係合歯の前記第二歯面と前記第二接続面との接続位置は、前記第一歯面と前記第一接続面との接続位置より前記端面側に配置されており、
前記被係合歯及び前記係合歯は、前記軸線方向の前記端面側に進むほど前記周方向の幅が小さくなるよう形成されており、
前記第一部材と前記第二部材とが一体化された係合状態において、前記被係合歯の前記第二歯面と、前記係合歯の前記第二歯面とが噛み合うよう構成され、
前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面は、その法線方向が、前記周方向と前記軸方向との間の方向であり、かつ、前記第一歯面との接続部から前記端面との接続部に進むにつれて、前記周方向側から前記軸方向側へ段階的または連続的に変化するよう形成され、
前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面は、面取角の異なる２つのテーパ面を有し、
前記２つのテーパ面は、前記端面の近くに配置されるほど前記面取角が小さくなるよう形成されており、
前記被係合歯及び前記係合歯の前記第二接続面は、所定の面取角で形成されたテーパ面であり、
前記第二接続面と前記第二歯面との接続部の軸方向位置は、前記第一接続面の前記２つのテーパ面の接続部の軸方向位置より前記端面から離れた位置である
ことを特徴とする係合装置。
【請求項２】
前記被係合歯及び前記係合歯の前記第二接続面と前記第二歯面との接続部がＲ形状であることを特徴とする、請求項１に記載の係合装置。
【請求項３】
前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面の前記２つのテーパ面間の接続部がＲ形状であることを特徴とする、請求項２に記載の係合装置。
【請求項４】
前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面と前記第一歯面との接続部、前記第一接続面と前記端面との接続部、及び前記第二接続面と前記端面との接続部がＲ形状であることを特徴とする、請求項３に記載の係合装置。
【請求項５】
前記被係合歯及び前記係合歯の前記第二接続面は、面取角の異なる複数のテーパ面を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の係合装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の係合装置と、
エンジンと、
電動機と、
前記エンジンの出力を前記電動機及び駆動輪に分配する動力分配機構と、
制御装置と、
を備えるハイブリッド車両用駆動装置であって、
前記係合装置の前記第一部材は、前記電動機の回転軸まわりに回転自在に支持され、前記電動機から出力されるモータトルクにより前記回転軸まわりに回転可能であり、
前記係合装置の前記第二部材は、前記回転軸の軸線方向に沿って移動自在に支持され、駆動源から出力される駆動力により前記軸線方向に移動可能であり、
前記係合装置の前記第一部材は、前記エンジンから出力されるエンジントルクが前記動力分配機構を介して伝達されるよう接続されており、
前記制御装置は、前記係合装置の前記被係合歯の前記第二歯面と前記係合歯の前記第二歯面とが接近する方向に前記モータトルクを出力するよう前記電動機を制御すると共に、前記係合装置の前記第二部材が前記第一部材に接近する方向に前記駆動力を出力するよう前記駆動源を制御することで、前記被係合歯の前記第二歯面と前記係合歯の前記第二歯面とを噛み合わせた係合状態となるよう制御し、前記電動機の回転を規制させる、
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、係合装置及びハイブリッド車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同軸上に配置される２つの部材を備え、各部材の歯列同士を噛み合わせることで両部材を係合する噛み合い式の係合装置が知られている。このような係合装置として、例えば特許文献１には、アクチュエータの駆動によりドグ歯を係合／解放するドグクラッチの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９１９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記の係合装置の係合時に噛み合わせる歯の形状は、各部材の歯列同士を相互に入り込み易くして係合性を確保できるよう、台形歯などの非対称形状とされる場合がある。この場合、テーパ角（面取角）を大きくした面同士が係合すると、衝撃荷重を逃がすことができず、噛み合い歯に比較的大きな入力トルクが発生し、係合装置の耐久性が低下する可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、耐久性を向上できる係合装置、及びこの係合装置を備えるハイブリッド車両用駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る係合装置は、被係合歯を有する第一部材と、前記第一部材と同軸上に配置され、係合歯を有する第二部材と、を備え、前記第一部材及び前記第二部材は、軸線まわりに相対回転可能、かつ、軸線方向に相対移動可能であり、前記被係合歯は、前記第一部材の前記第二部材と対向する側に、前記軸線まわりの周方向に沿って複数形成され、前記係合歯は、前記第二部材の前記第一部材と対向する側に、前記軸線まわりの周方向に沿って複数形成されており、前記被係合歯は、前記周方向の一方側に向けて設けられる第一歯面と、前記周方向の他方側に向けて設けられる第二歯面と、前記軸線方向の前記第二部材側に最も近い位置にて前記第二部材と対向して配置される端面と、前記端面と前記第一歯面とを接続する第一接続面と、前記端面と前記第二歯面とを接続する第二接続面とを有し、前記係合歯は、前記周方向の前記他方側に向けて設けられる第一歯面と、前記周方向の前記一方側に向けて設けられる第二歯面と、前記軸線方向の前記第一部材側に最も近い位置にて前記第一部材と対向して配置される端面と、前記端面と前記第一歯面とを接続する第一接続面と、前記端面と前記第二歯面とを接続する第二接続面とを有し、前記被係合歯の前記第二歯面と前記第二接続面との接続位置は、前記第一歯面と前記第一接続面との接続位置より前記端面側に配置され、前記係合歯の前記第二歯面と前記第二接続面との接続位置は、前記第一歯面と前記第一接続面との接続位置より前記端面側に配置されており、前記被係合歯及び前記係合歯は、前記軸線方向の前記端面側に進むほど前記周方向の幅が小さくなるよう形成されており、前記第一部材と前記第二部材とが一体化された係合状態において、前記被係合歯の前記第二歯面と、前記係合歯の前記第二歯面とが噛み合うよう構成され、前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面は、その法線方向が、前記周方向と前記軸方向との間の方向であり、かつ、前記第一歯面との接続部から前記端面との接続部に進むにつれて、前記周方向側から前記軸方向側へ段階的または連続的に変化するよう形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、上記の係合装置において、前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面は、面取角の異なる複数のテーパ面を有し、前記複数のテーパ面は、前記端面の近くに配置されるほど前記面取角が小さくなるよう形成されることが好ましい。
【０００８】
また、上記の係合装置において、前記第一接続面の前記複数のテーパ面とは、２つのテーパ面であり、前記被係合歯及び前記係合歯の前記第二接続面は、所定の面取角で形成されたテーパ面であり、前記第二接続面と前記第二歯面との接続部の軸方向位置は、前記第一接続面の前記２つのテーパ面の接続部の軸方向位置より前記端面から離れた位置であることが好ましい。
【０００９】
また、上記の係合装置において、前記被係合歯及び前記係合歯の前記第二接続面と前記第二歯面との接続部がＲ形状であることが好ましい。
【００１０】
また、上記の係合装置において、前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面の前記複数のテーパ面間の接続部がＲ形状であることが好ましい。
【００１１】
また、上記の係合装置において、前記被係合歯及び前記係合歯の前記第一接続面と前記第一歯面との接続部、前記第一接続面と前記端面との接続部、及び前記第二接続面と前記端面との接続部がＲ形状であることが好ましい。
【００１２】
また、上記の係合装置において、前記被係合歯及び前記係合歯の前記第二接続面は、面取角の異なる複数のテーパ面を有することが好ましい。
【００１３】
同様に、上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、上記の係合装置と、エンジンと、電動機と、前記エンジンの出力を前記電動機及び駆動輪に分配する動力分配機構と、制御装置と、を備えるハイブリッド車両用駆動装置であって、前記係合装置の前記第一部材は、前記電動機の回転軸まわりに回転自在に支持され、前記電動機から出力されるモータトルクにより前記回転軸まわりに回転可能であり、前記係合装置の前記第二部材は、前記回転軸の軸線方向に沿って移動自在に支持され、駆動源から出力される駆動力により前記軸線方向に移動可能であり、前記係合装置の前記第一部材は、前記エンジンから出力されるエンジントルクが前記動力分配機構を介して伝達されるよう接続されており、前記制御装置は、前記係合装置の前記被係合歯の前記第二歯面と前記係合歯の前記第二歯面とが接近する方向に前記モータトルクを出力するよう前記電動機を制御すると共に、前記係合装置の前記第二部材が前記第一部材に接近する方向に前記駆動力を出力するよう前記駆動源を制御することで、前記被係合歯の前記第二歯面と前記係合歯の前記第二歯面とを噛み合わせた係合状態となるよう制御し、前記電動機の回転を規制させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第一部材及び第二部材の差回転が大きく、係合歯と被係合歯との接近方向の入射角が小さくなるほど、第一接続面のうち相対的に周方向と第一接続面とでなす角の小さい箇所同士が衝突しやすくなり、衝突時の衝突力を解放方向に好適に逃がすことができるので、係合歯及び被係合歯が受ける衝突トルクを低減でき、耐久性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る係合装置が適用されるハイブリッド車両の動力伝達装置のスケルトン図である。
【図２】図２は、図１の動力伝達装置のうちの係合装置の主要部分を拡大視した縦断面図である。
【図３】図３は、図１のハイブリッド車両用駆動装置におけるＭＧ１ロックに係る共線図である。
【図４】図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ断面図であり、ピースのドグ歯及びスリーブのドグ歯の径方向視の形状を示す図である。
【図５】図５は、図４中のドグ歯の形状を拡大視した模式図である。
【図６】図６は、係合制御においてスリーブのドグ歯がピースのドグ歯間に進入する場合のスリーブ及びピースの位置関係の推移を示す模式図である。
【図７】図７は、係合制御においてスリーブのドグ歯の第二接続面がピースのドグ歯の第二接続面と衝突する場合のスリーブ及びピースの位置関係の推移を示す模式図である。
【図８】図８は、ピースが負回転している状態において係合制御が実行され、スリーブのドグ歯の第一接続面がピースのドグ歯の第一接続面と衝突する場合のスリーブ及びピースの位置関係の推移を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る係合装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１７】
まず図１，２を参照して本発明の一実施形態に係る係合装置１０と、この係合装置１０を備えるハイブリッド車両用駆動装置（以下では「ハイブリッド車両１００の動力伝達装置１」と表記する）の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る係合装置が適用されるハイブリッド車両の動力伝達装置のスケルトン図であり、図２は、図１の動力伝達装置のうちの係合装置の主要部分を拡大視した縦断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態において、係合装置１０は、ハイブリッド車両１００に搭載される動力伝達装置１（ハイブリッド車両用駆動装置）に適用されている。ハイブリッド車両１００（以下では単に「車両１００」とも表記する）は、動力源としてエンジン２、第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２を有する。
【００１９】
動力伝達装置１は、エンジン２、遊星歯車機構３（動力分配機構）、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２、係合装置１０を含んで構成されている。動力伝達装置１は、ＦＦ（前置きエンジン前輪駆動）車両あるいはＲＲ（後置きエンジン後輪駆動）車両等に適用可能である。動力伝達装置１は、例えば、軸方向が車幅方向となるようにハイブリッド車両１００に搭載される。
【００２０】
エンジン２は、ＥＣＵ５０からの制御指令に応じて、燃料の燃焼エネルギーを回転軸２ａの回転運動に変換して出力する。エンジン２の回転軸２ａは、ダンパ２３を介して入力軸４と接続されている。エンジン２の回転軸２ａと入力軸４とは同軸上に配置されている。入力軸４は、遊星歯車機構３のキャリア３ｄと接続されている。
【００２１】
遊星歯車機構３は、エンジン２からの動力を出力側と第一回転機ＭＧ１とに分配する動力分配機構としての機能を有する。遊星歯車機構３は、サンギヤ３ａ、ピニオンギヤ３ｂ、リングギヤ３ｃ及びキャリア３ｄを有する。サンギヤ３ａは、入力軸４の径方向外側に配置されている。サンギヤ３ａは、入力軸４と同軸上に回転自在に配置されている。リングギヤ３ｃは、サンギヤ３ａの径方向外側でかつサンギヤ３ａと同軸上に回転自在に配置されている。ピニオンギヤ３ｂは、サンギヤ３ａとリングギヤ３ｃとの間に配置されており、サンギヤ３ａ及びリングギヤ３ｃとそれぞれ噛み合っている。ピニオンギヤ３ｂは、入力軸４と同軸上に配置されたキャリア３ｄによって回転自在に支持されている。
【００２２】
キャリア３ｄは入力軸４と連結されており、入力軸４と一体回転する。従って、ピニオンギヤ３ｂは、入力軸４の中心軸線を回転中心としての回転（公転）可能であり、かつ、キャリア３ｄによって支持されてピニオンギヤ３ｂの中心軸線を回転中心として回転（自転）可能である。
【００２３】
サンギヤ３ａには、第一回転機ＭＧ１が接続されている。第一回転機ＭＧ１の回転軸３０は、入力軸４と同軸上に配置されており、サンギヤ３ａと接続されている。従って、第一回転機ＭＧ１のロータは、サンギヤ３ａと一体回転する。また、第一回転機ＭＧ１の回転軸３０は、動力伝達装置１を内包するハウジング３２によって支持されている。
【００２４】
リングギヤ３ｃには、カウンタドライブギヤ５が接続されている。カウンタドライブギヤ５は、リングギヤ３ｃと一体回転する出力ギヤである。カウンタドライブギヤ５は、軸線方向では、リングギヤ３ｃよりもエンジン２側に近接して配置されている。リングギヤ３ｃは、第一回転機ＭＧ１またはエンジン２から入力された回転を駆動輪２２側に出力することができる出力要素でもある。
【００２５】
カウンタドライブギヤ５は、カウンタドリブンギヤ６と噛み合っている。カウンタドリブンギヤ６には、第二回転機ＭＧ２のリダクションギヤ７が噛み合っている。リダクションギヤ７は、第二回転機ＭＧ２の回転軸３１に配置されており、回転軸３１と一体回転する。つまり、第二回転機ＭＧ２の出力するトルクは、リダクションギヤ７を介してカウンタドリブンギヤ６に伝達される。リダクションギヤ７は、カウンタドリブンギヤ６よりも小径であり、第二回転機ＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギヤ６に伝達する。
【００２６】
第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２は、インバータを介してバッテリ（図示せず）と接続されている。第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２は、ＥＣＵ５０からの制御指令に応じて、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力する電動機として機能することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換する発電機として機能することができる。第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
【００２７】
カウンタドリブンギヤ６には、ドライブピニオンギヤ８が接続されている。ドライブピニオンギヤ８は、カウンタドリブンギヤ６と同軸上に配置されており、カウンタドリブンギヤ６と一体回転する。ドライブピニオンギヤ８は、差動装置２０のデフリングギヤ９と噛み合っている。差動装置２０は、左右の駆動軸２１を介して駆動輪２２と接続されている。つまり、リングギヤ３ｃは、カウンタドライブギヤ５、カウンタドリブンギヤ６、ドライブピニオンギヤ８、差動装置２０及び駆動軸２１を介して駆動輪２２と接続されている。また、第二回転機ＭＧ２は、リングギヤ３ｃよりも駆動輪２２側に配置され、リングギヤ３ｃと駆動輪２２との間の動力伝達経路上に対して接続されており、リングギヤ３ｃ及び駆動輪２２に対してそれぞれ動力を伝達可能である。
【００２８】
エンジン２から出力されるエンジントルクは、動力分配機構としての遊星歯車機構３、や差動装置２０を介して一対の駆動輪２２に伝達される。また、第一回転機ＭＧ１は、発電機として機能するときには、遊星歯車機構３にて分配され供給されたエンジントルクにより電力を回生発電する。遊星歯車機構３は、第一回転機ＭＧ１を発電機として機能させ回生制御することにより、無段変速機として用いられる。すなわち、エンジン２の出力は、遊星歯車機構３によって変速された後に駆動輪２２に伝達される。なお、第二回転機ＭＧ２の駆動制御、あるいは第一回転機ＭＧ１または第二回転機ＭＧ２の回転数制御を行なうことにより、エンジン２のエンジン回転数の制御や駆動輪２２への出力制御を行なうことができる。
【００２９】
本実施形態のハイブリッド車両１００では、図１に示すように、エンジン２の回転軸２ａと同軸上に、第一回転機ＭＧ１が配置されている。第二回転機ＭＧ２は、エンジン２の回転軸２ａとは異なる回転軸３１上に配置されている。つまり、本実施形態の動力伝達装置１は、入力軸４と、第二回転機ＭＧ２の回転軸３１とが異なる軸上に配置された複軸式とされている。
【００３０】
本実施形態の動力伝達装置１では、遊星歯車機構３は、エンジン２と第一回転機ＭＧ１との間に、エンジン２の回転軸２ａと同一軸線上に配置されている。また、係合装置１０は、第一回転機ＭＧ１を基準としてエンジン２と反対側に配置されている。すなわち、本実施形態の動力伝達装置１では、エンジン２の回転軸２ａと同一軸線上に、エンジン２から近い側から順に、カウンタドライブギヤ５、遊星歯車機構３、第一回転機ＭＧ１、係合装置１０が配置されている。
【００３１】
係合装置１０は、図１に示すように、第一回転機ＭＧ１に連結されている。係合装置１０は、本実施形態では、第一回転機ＭＧ１の回転を規制することができるよう構成され、第一回転機ＭＧ１の回転を機械的にロックするＭＧ１ロック機構として使用される。動力伝達装置１によるエンジン回転数制御や駆動輪への出力制御の実行時に、第一回転機ＭＧ１の回転数を０に制御する必要がある場合に、係合装置１０により第一回転機ＭＧ１の回転が機械的にロックされる。このため、第一回転機ＭＧ１の回転数を電気的に制御する必要がなくなるので、第一回転機ＭＧ１への電力供給が不要となり、燃費向上を図ることができる。係合装置１０が第一回転機ＭＧ１の回転を機械的にロックすることで、遊星歯車機構３は無段変速機として機能しなくなり、固定段となる。
【００３２】
ここで、図３を参照して、ＭＧ１ロック機構としての係合装置１０の役割についてさらに説明する。図３は、図１のハイブリッド車両用駆動装置におけるＭＧ１ロックに係る共線図である。
【００３３】
図１に示すハイブリッド車両１００の動力伝達装置１は、エンジン２、第一回転機ＭＧ１、及び第二回転機ＭＧ２の各回転数の関係を図３に示す共線図で表すことができる。図３の共線図において、縦軸は、左から順に第一回転機ＭＧ１、エンジン２、第二回転機ＭＧ２の回転数を示しており、横軸よりも上方が正回転、下方が負回転となる。第一回転機ＭＧ１、エンジン２、第二回転機ＭＧ２の回転数は、共線図で常に直線上に並ぶように連動しながら変化する。また、図３の共線図では、第一回転機ＭＧ１の回転数を示す縦軸の左方にドグクラッチ（係合装置１０）が連結されていることが図示されている。図１に示したように、第二回転機ＭＧ２は出力軸と接続されているので、図３中の右端の縦軸は、第二回転機ＭＧ２と出力軸の回転数を併せて示すものである。
【００３４】
ハイブリッド車両１００の走行中には、図３に実線で示す共線図のように、エンジントルクに対する反力トルク（ＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク）を第一回転機ＭＧ１及び第二回転機ＭＧ２に出力させることで、出力軸回転数を制御することができる。さらに、第一回転機ＭＧ１に負トルクを出力させて、第一回転機ＭＧ１の回転数を０回転として、電気的に停止させる場合がある。ＭＧ１ロック機構としての係合装置１０は、このような第一回転機ＭＧ１の回転を電気的に停止させる代わりに、機械的に停止させるものである。係合装置１０が係合され、第一回転機ＭＧ１の回転がロックされると、図３に示すように、エンジントルクの反力を、ドグクラッチが第一回転機ＭＧ１の代わりに受け持つ。
【００３５】
このように係合装置１０をＭＧ１ロック機構として用いる場合、係合装置１０は、例えば図２に示すような構成をとることができる。係合装置１０は、図２に示すように、ピース１１（第一部材）、スリーブ１２（第二部材）、ハブブラケット１５、電磁アクチュエータ４０（駆動源）、及びＥＣＵ５０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）を備える。
【００３６】
ピース１１及びスリーブ１２は、第一回転機ＭＧ１の回転軸３０の周囲に配置されている。この回転軸３０は、図１下部の左右方向に一点鎖線で描画した軸線Ｃを中心として回転するものとし、以下の説明では、特に断りのない限り、図２の左右方向を回転軸３０の「軸方向」、上下方向を回転軸３０の「径方向」と表現する。また、軸線Ｃまわりの方向を回転軸３０の「周方向」と表現する。
【００３７】
ピース１１は、回転軸３０と連動して軸線Ｃまわりを一体回転する。ピース１１は、軸方向及び径方向の移動が規制されている。以下の説明では、周方向をピース１１の「回転方向」とも表現する。
【００３８】
スリーブ１２は、ピース１１より径方向外側に配置されている。スリーブ１２は、ハブブラケット１５にスプライン嵌合されている。ハブブラケット１５は、動力伝達装置１の構成要素を内包するハウジング３２に固設されている。つまり、スリーブ１２は、ハブブラケット１５にスプライン嵌合されることによって、軸方向に移動可能に構成されており、径方向の移動及び軸線Ｃまわりの回転が規制されている。また、スリーブ１２は、径方向外側に延在する被挟持部１２ａを有する。
【００３９】
ピース１１とスリーブ１２は、スリーブ１２の軸方向の移動によって、スリーブ１２の内周面とピース１１の外周面とを係合／解放することができる。ピース１１の外周面には、径方向外側に向けて軸線Ｃまわりの周方向に沿って複数のドグ歯１３（外歯、被係合歯）が配設されている。スリーブ１２の内周面には、径方向内側に向けて、軸線Ｃまわりの周方向に沿って複数のドグ歯１４（内歯、係合歯）が配設される。これらのドグ歯１３，１４は、噛み合いドグクラッチになっている。スリーブ１２がピース１１に接近する方向（係合方向）に移動し、スリーブ１２のドグ歯１４がピース１１のドグ歯１３とぴったりと組み合わされた状態となって相互に噛み合うことにより、ピース１１とスリーブ１２とを係合させることができる。スリーブ１２をピース１１とスプライン嵌合することにより、ピース１１と連動する第一回転機ＭＧ１の回転軸３０を固定し、回転軸３０の回転を規制することができる。また、スリーブ１２がピース１１から離間する方向（解放方向）に移動し、スリーブ１２のドグ歯１４をピース１１のドグ歯１３から離間させることで、スリーブ１２とピース１１との係合状態を解放させることができる。
【００４０】
図２では、スリーブ１２がピース１１に対して左側に配置され、スリーブ１２が右方向に移動するとピース１１と係合し、左方向に移動するとピース１１から解放するよう構成されている。以下の説明では、図２の右方向を「係合方向」、左方向を「解放方向」とも表現する。また、これらの係合方向及び解放方向を含むスリーブ１１の移動方向を「ストローク方向」とも表現する。
【００４１】
電磁アクチュエータ４０は、軸方向に駆動力を発生させ、スリーブ１２を軸方向に移動させる駆動源である。図２に示すように、本実施形態の電磁アクチュエータ４０は、具体的には電磁ソレノイド方式のアクチュエータである。電磁アクチュエータ４０は、回転軸３０の周囲、かつ、ピース１１及びスリーブ１２の径方向外側に配置されている。
【００４２】
電磁アクチュエータ４０は、電磁コイル４１と、インナーヨーク４２と、アウターヨーク４３と、アーマチュア４４と、リターンスプリング４５、待ち機構スプリング４８とを備える。
【００４３】
インナーヨーク４２は、係合方向側から電磁コイル４１の周囲に配置され、アウターヨーク４３は、解放方向側から電磁コイル４１の周囲に配置される。インナーヨーク４２及びアウターヨーク４３は、電磁コイル４１の径方向外側にて連結し、共にハウジング３２に固設されている。すなわち、インナーヨーク４２及びアウターヨーク４３は、電磁コイル４１を軸方向両側から挟み込むよう電磁コイル４１の周囲に固定配置される固定部として機能する。また、インナーヨーク４２及びアウターヨーク４３は、電磁コイル４１の径方向内側では相互に接続せず、電磁コイル４１の径方向内側の一部に開口部４６を形成している。インナーヨーク４２及びアウターヨーク４３は、共に磁性体で形成されている。
【００４４】
アーマチュア４４は、インナーヨーク４２及びアウターヨーク４３の径方向内側、かつ、スリーブ１２の径方向外側に配置されている。アーマチュア４４は、軸方向に移動可能に設置されており、軸方向移動によりスリーブ１２に推力を付与することができる。
【００４５】
アーマチュア４４は、第一部材４４ａ及び第二部材４４ｂの２つの部材から構成される。アーマチュア４４の第一部材４４ａは、軸方向の解放方向側から待ち機構スプリング４８を介してスリーブ１２の被挟持部１２ａと連動可能に配置され、また、第二部材４４ｂは、係合方向側からスリーブ１２の被挟持部１２ａと当接可能に配置される。この構成により、第一部材４４ａ及び第二部材４４ｂの間に配置するスリーブ１２の組付性を確保することができる。
【００４６】
アーマチュア４４の第一部材４４ａは、アウターヨーク４３の径方向内側にて、メッキやブッシュ等の支持用部材４７を介して支持されており、また、第二部材４４ｂは、インナーヨーク４２の径方向内側にて支持用部材４７を介して支持されている。つまり、第一部材４４ａ及び第二部材４４ｂは、固定部（インナーヨーク４２、アウターヨーク４３）に個別に支持されている。すなわち、アーマチュア４４は、軸方向に沿って固定部による支持点を二点有し、両持ち支持（二点支持）されており、軸方向移動の安定性を向上でき、スリーブ１２への推力の伝達を効率良く行うことができるよう構成されている。
【００４７】
また、アーマチュア４４は、第二部材４４ｂを第一部材４４ａに圧入固定することで一体的な部材として形成されている。これにより、アーマチュア４４を複数部材で構成しても、径方向及び軸方向寸法の小型化、組付性向上、慣性低減による性能向上を実現しつつ、一体動作が可能となる。なお、アーマチュア４４の第一部材４４ａと第二部材４４ｂとをボルト等の締結手段により締結してもよい。
【００４８】
また、アーマチュア４４の第一部材４４ａは、径方向外側に突出し、かつ、軸方向の係合方向側に突出する突出部４４ｃを有する。突出部４４ｃは、インナーヨーク４２とアウターヨーク４３との間の開口部４６に挿入されている。突出部４４ｃの係合方向側の端面には、アーマチュア４４の動作方向に直交するストッパ面４４ｄが設けられている。一方、インナーヨーク４２の解放方向側の端面にも、アーマチュア４４のストッパ面４４ｄと対向する位置にストッパ面４２ａが設けられている。アーマチュア４４が係合方向に移動したときに、アーマチュア４４のストッパ面４４ｄが、インナーヨーク４２のストッパ面４２ａと突き当たることで、アーマチュア４４の係合方向への移動を停止させることができる。
【００４９】
アーマチュア４４の第一部材４４ａは磁性体で形成され、第二部材４４ｂは非磁性体で形成されている。これにより、第一部材４４ａ及び第二部材４４ｂと固定部（インナーヨーク４２、アウターヨーク４３）との支持部（支持用部材４７）にエアギャップ等を設けなくても必要部以外の磁路を遮断することが可能となる。
【００５０】
また、アーマチュア４４と固定部との二点支持の各支持部は、径方向寸法を合わせて設定されている。つまり、アーマチュア４４の第一部材４４ａとアウターヨーク４３との支持部と、第二部材４４ｂとインナーヨーク４２との支持部は、同一の径方向位置に配置されている。ここで、「両支持部の径方向位置が同一」とは、各支持部の径方向寸法の偏差が所定範囲（例えば±０．２ｍｍ以下）内であることを意味する。これにより、加工精度を向上でき、支持精度を向上できる。
【００５１】
リターンスプリング４５は、アーマチュア４４の第二部材４４ｂとインナーヨーク４２との間に配置されている。リターンスプリング４５は、例えば圧縮バネであり、適度に圧縮された状態で保持されており、アーマチュア４４を解放方向に付勢している。リターンスプリング４５は、アーマチュア４４の係合方向への移動が進むほど、つまり、スリーブ１２とピース１１との噛み合い度合いが深くなるほど、解放方向への付勢力を大きく発生させる。
【００５２】
待ち機構スプリング４８は、アーマチュア４４の第一部材４４ａとスリーブ１２の被挟持部１２ａとの間に配置されている。待ち機構スプリング４８は、アーマチュア４４とスリーブ１２の被挟持部１２ａとの軸方向の相対位置関係に応じて、軸方向に伸縮可能に設置されている。
【００５３】
ハブブラケット１５は、回転軸３０まわりに、ピース１１に隣接して延在し、スリーブ１２とスプライン嵌合する内円筒部１５ａを有する。ハブブラケット１５は、この内円筒部１５ａから電磁アクチュエータ４０の形状に沿って、スリーブ１２及び電磁アクチュエータ４０を被覆しながら径方向外側に延在する形状をとり、外縁端部１５ｂにてハウジング３２にボルト固定されている。ハブブラケット１５の内円筒部１５ａは、スリーブ１２の径方向内側に配置されており、内円筒部１５ａの外周面上には、径方向外側に向けて周方向に沿って複数のスプライン歯１５ｃが配設されている。スリーブ１２は、ドグ歯１４をこのスプライン歯１５ｃの間に挿入することによって、ハブブラケット１５にスプライン嵌合され、軸方向に移動可能に支持されている。
【００５４】
ＥＣＵ５０は、ハイブリッド車両１００内の各種センサ類の情報に基づいて、ハイブリッド車両１００の各部の制御を行う制御装置である。ＥＣＵ５０は、エンジン２、第一回転機ＭＧ１、第二回転機ＭＧ２に接続されており、これらの動作を制御することにより、ハイブリッド車両１００の走行を制御することができる。また、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、係合装置１０の電磁アクチュエータ４０に接続されており、電磁アクチュエータ４０の動作を制御することにより、スリーブ１２の軸方向の移動を制御できる。また、ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１の動作を制御することにより、ピース１１の周方向（回転方向）の回転を制御できる。ＥＣＵ５０は、このような電磁アクチュエータ４０及び第一回転機ＭＧ１の制御により、係合装置１０の係合／解放を制御することができる。
【００５５】
電磁アクチュエータ４０の電磁コイル４１が非励磁状態にあるときは、電磁アクチュエータ４０は停止しており、スリーブ１２の被挟持部１２ａは、アーマチュア４４の第二部材４４ｂを介して、リターンスプリング４５の付勢力を解放方向に受ける。この付勢力により、スリーブ１２は、図２に示すように、ピース１１と離間するハブブラケット１５の内円筒部１５ａ上の位置に保持され、ピース１１と非噛合の状態となる。すなわち、電磁アクチュエータ４０が非励磁状態にあるときは、係合装置１０が解放状態となり、ピース１１は回転要素と連動して回転することができる。
【００５６】
ＥＣＵ５０からの制御指令に応じて、電磁コイル４１が励磁されると、電磁コイル４１の周囲に配置されている磁性体のインナーヨーク４２、アウターヨーク４３、及びアーマチュア４４の第一部材４４ａを周回する磁気回路Ｍが形成される。この磁気回路Ｍは、図２に点線矢印で示すように、アーマチュア４４の突出部４４ｃのストッパ面４４ｄと、インナーヨーク４２のストッパ面４２ａとの隙間を横切るように形成される。従って、アーマチュア４４は、インナーヨーク４２及びアウターヨーク４３の内周面に案内されつつ、インナーヨーク４２に向かって磁気吸引される。アーマチュア４４は、この磁気吸引力（電磁力）によって、リターンスプリング４５に抗して係合方向に移動する。このアーマチュア４４の動作に伴い、待ち機構スプリング４８がアーマチュア４４から受ける押圧力をスリーブ１２の被挟持部１２ａに伝達することで、スリーブ１２もアーマチュア４４と連動して同方向に移動し、スリーブ１２のドグ歯１４がピース１１のドグ歯１３と噛み合った噛合状態となる。すなわち、電磁アクチュエータ４０が励磁状態にあるときは、係合装置１０が係合状態となり、ピース１１と連結する回転要素の回転を停止させることができる。
【００５７】
ここで、スリーブ１２の係合方向の移動によって、スリーブ１２がピース１１との係合を開始したものの、例えばピース１１とスリーブ１２との位相がずれているために、スリーブ１２のドグ歯１４がピース１１のドグ歯１３とうまく噛み合わない状況が起こりうる。このような状況では、スリーブ１２の係合方向へのさらなる進行がピース１１によって阻害され、ピース１１とスリーブ１２との係合が不完全となる。本実施形態の電磁アクチュエータ４０では、このような状況であっても、アーマチュア４４は待ち機構スプリング４８を押し縮めつつ、係合方向に移動し続けることができる。そして、ピース１１とスリーブ１２との位相が一致する状況に遷移した後に、待ち機構スプリング４８の付勢力によって、スリーブ１２は、係合方向に押し出され、スリーブ１２のドグ歯１４とピース１１のドグ歯１３との噛み合いが充分となる位置まで移動する。
【００５８】
このように、本実施形態の電磁アクチュエータ４０は、ピース１１とスリーブ１２との位相がずれており、スリーブ１２がピース１１から解放方向に所定以上の反力を受ける場合には、待ち機構スプリング４８の作用によって、スリーブ１２の係合方向への移動を待機させると共に、アーマチュア４４から伝達される推力を蓄積することができる。そして、ピース１１とスリーブ１２との位相が一致して、スリーブ１２が受ける反力が低減すると、蓄積されている推力を利用して、スリーブ１２を係合方向へ速やかに移動させることができる。この結果、本実施形態の電磁アクチュエータ４０は、待ち機構スプリング４８を備えることによって、被操作部材であるスリーブ１２のピース１１との係合動作をより一層確実に行うことができる。
【００５９】
このような待ち機構スプリング４８による電磁アクチュエータ４０の機能は、反力を受けるとスリーブ１２のストローク方向の位置を維持または後退させ、ピース１１を空転させる、所謂ラチェット機能を有するとも表現することができる。なお、待ち機構スプリング４８は、アーマチュア４４からスリーブ１２に推力が伝達されている状況において、スリーブ１２の移動を待機させつつ推力を蓄積できる構成であればよく、スプリング以外の要素により実現される待ち機構に置き換えてもよい。
【００６０】
次に、図４，５を参照して、本実施形態の係合装置１０におけるドグ歯１３，１４の形状について説明する。図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ断面図であり、ピースのドグ歯及びスリーブのドグ歯の径方向視の形状を示す図である。図５は、図４中のドグ歯の形状を拡大視した模式図である。なお、図５では、ピース１１のドグ歯１３に係る符号を基本的に示し、スリーブ１２のドグ歯１４に係る符号を括弧内に示している。
【００６１】
図４に示すように、ピース１１のドグ歯１３は、周方向の一方側に向けて配置される第一歯面５１と、周方向の他方側に向けて配置される第二歯面５２と、軸方向のスリーブ１２に最も近い位置にてスリーブ１２と対向して配置される平面形状の端面５３と、端面５３と第一歯面５１とを接続する第一接続面５４と、端面５３と第二歯面５２とを接続する第二接続面５５とを有する。同様に、スリーブ１２のドグ歯１４は、周方向の他方側に配置される第一歯面６１と、周方向の一方側に配置される第二歯面６２と、軸方向のピース１１に最も近い位置にてピース１１と対向して配置される平面形状の端面６３と、端面６３と第一歯面６１とを接続する第一接続面６４と、端面６３と第二歯面６２とを接続する第二接続面６５とを有する。
【００６２】
ピース１１のドグ歯１３の第一歯面５１と、スリーブ１２のドグ歯１４の第一歯面６１は、ピース１１がスリーブ１２に対して一方向に回転するときに、相互に対向して接近するよう配置される。また、ピース１１のドグ歯１３の第二歯面５２と、スリーブ１２のドグ歯１４の第二歯面６２は、ピース１１がスリーブ１２に対して上記の一方向とは反対方向に回転するときに、相互に対向して接近するよう配置される。本実施形態では、ピース１１の回転方向について、ピース１１のドグ歯１３の第一歯面５１と、スリーブ１２のドグ歯１４の第一歯面６１とが接近する方向を「負回転方向」とも表現する。一方、ピース１１のドグ歯１３の第二歯面５２と、スリーブ１２のドグ歯１４の第二歯面６２とが接近する方向を「正回転方向」とも表現する。図２では、図中の左方向がピース１１の正回転方向となり、右方向が負回転方向となる（図６〜８でも同様）。これらの正回転方向及び負回転方向とは、ピース１１が連結される第一回転機ＭＧ１の回転方向と対応する。
【００６３】
スリーブ１２側から視たときに、ピース１１のドグ歯１３において、第一歯面５１の前縁端部（すなわち第一歯面５１と第一接続面５４との接続部）５６は、第二歯面５２の前縁端部（第二歯面５２と第二接続面５５との接続部）５７より軸方向奥側に配置されている。同様に、ピース１１側から視たときに、スリーブ１２のドグ歯１４において、第一歯面６１の前縁端部（第一歯面６１と第一接続面６４との接続部）６６は、第二歯面６２の前縁端部（第二歯面６２と第二接続面６５との接続部）６７より軸方向奥側に配置されている。言い換えると、ピース１１のドグ歯１３において、第二歯面５２と第二接続面５５との接続部５７の軸方向位置は、第一歯面５１と第一接続面５４との接続部５６の軸方向位置より端面５３側に配置され、スリーブ１２のドグ歯１４において、第二歯面６２と第二接続面６５との接続部６７の軸方向位置は、第一歯面６１と第一接続面６４との接続部６６の軸方向位置より端面６３側に配置されている。
【００６４】
また、ピース１１の第一接続面５４は、その法線方向が、周方向と軸方向との間の方向であり、かつ、第一歯面５１との接続部５６から端面５３との接続部５９に進むにつれて、周方向側から軸方向側へ段階的に変化するよう形成されている。具体的には、第一接続面５４は、面取角（テーパ角）の異なる２つのテーパ面５４ａ，５４ｂを備え、各テーパ面５４ａ，５４ｂの面取角は、第一歯面５１側から端面５３側に進むほど小さくなるよう構成されている。テーパ面５４ａは端面５３と接続され、テーパ面５４ｂは第一歯面５１と接続される。図５に示すように、テーパ面５４ａは、所定の面取角θ１及び面取幅Ｘ１で形成され、テーパ面５４ｂは、所定の面取角θ２及び面取幅Ｘ２で形成される。ここで、面取角は、端面５３の延在方向すなわち周方向に対する軸方向への傾斜角度である。面取幅は、軸方向の端面５３の位置からテーパ面の端部までの距離である。端面５３側のテーパ面５４ａの面取角θ１は、第一歯面５１側のテーパ面５４ｂの面取角θ２より小さく、テーパ面５４ａはテーパ面５４ｂと比べて面取角が浅い。
【００６５】
同様に、スリーブ１２の第一接続面６４も、面取角の異なる２つのテーパ面６４ａ，６４ｂを備え、各テーパ面６４ａ，６４ｂの面取角は、第一歯面６１側から端面６３側に進むほど小さくなるよう構成されている。テーパ面６４ａ，６４ｂのそれぞれの面取角及び面取幅は、ピース１１のテーパ面５４ａ，５４ｂと同様に、θ１，θ２及びＸ１，Ｘ２である。
【００６６】
ピース１１の第二接続面５５は、図５に示すように、所定の面取角θ３及び面取幅Ｘ３で形成された単一のテーパ面である。第二接続面５５の面取幅Ｘ３は、第一接続面５４のテーパ面５４ａの面取幅Ｘ１より大きく、かつ、テーパ面５４ｂの面取幅Ｘ２より小さく設定される。つまり、スリーブ１２側から視たときに、第二接続面５５と第二歯面５２との接続部５７の軸方向位置は、第一接続面５４の２つのテーパ面５４ａ，５４ｂの間の接続部５８の軸方向位置より、軸方向奥側（端面５３から離れた位置）に配置される。スリーブ１２の第二接続面６５も、第二接続面５５と同様に所定の面取角θ３及び面取幅Ｘ３で形成された単一のテーパ面である。
【００６７】
このように、ピース１１のドグ歯１３及びスリーブ１２のドグ歯１４は、周方向に沿った断面形状で視た場合（すなわち図４，５に示す形状）に、軸方向に沿って左右非対称な形状となる。また、ドグ歯１３，１４は、軸線方向の相互に対向する側に進むほど、周方向の幅（歯厚）が小さくなるよう形成される。すなわち、ドグ歯１３，１４は、周方向に沿った断面形状で視た場合に、端面５３，６３の周方向の幅が最小となる。
【００６８】
ピース１１のドグ歯１３及びスリーブ１２のドグ歯１４において、第二歯面５２，６２と第二接続面５５，６５との接続部５７，６７は、両面により形成される角が丸められたＲ形状である。また、ピース１１の第一接続面５４の各テーパ面５４ａ，５４ｂ間の接続部５８と、スリーブ１２の第一接続面６４の各テーパ面６４ａ，６４ｂ間の接続部６８もＲ形状であることが好ましい。さらに、第一歯面５１，６１と第一接続面５４，６４との接続部５６，６６と、端面５３，６３と第一接続面５４，６４との接続部５９，６９と、端面５３，６３と第二接続面５５，６５との接続部６０，７０も、Ｒ形状であることが好ましい。
【００６９】
ＥＣＵ５０は、第一回転機ＭＧ１とアクチュエータ９とを駆動させることで、係合装置１０のピース１１とスリーブ１２との相対位置を適宜変更して、スリーブ１２をピース１１に係合させる係合制御と、ピース１１とスリーブ１２との係合状態を解放する解放制御を行う。係合制御において、ＥＣＵ５０は、ピース１１のドグ歯１３の第二歯面５２と、スリーブ１２のドグ歯１４の第二歯面６２とが接近する方向に相対回転するよう、第一回転機ＭＧ１を正回転方向に回転制御すると共に、スリーブ１２がピース１１に接近する係合方向に移動するようアクチュエータを制御することで、ピース１１のドグ歯１３の第二歯面５２と、スリーブ１２のドグ歯１４の第二歯面６２とを噛み合わせた係合状態とする。ここで、「係合状態」とは、ピース１１とスリーブ１２とを繋ぎ合せて一体化した状態とも言うことができる。また、ＥＣＵ５０は、解放制御においては、ピース１１のドグ歯１３の第一歯面５１と、スリーブ１２のドグ歯１４の第一歯面６１とが接近する方向に相対回転するよう、第一回転機ＭＧ１を負回転方向に回転制御すると共に、スリーブ１２がピース１１から離間する解放方向に移動するようアクチュエータを制御することで、上記の係合状態から解放させる。
【００７０】
ＥＣＵ５０は、物理的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びインターフェースなどを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ５０の各機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとでハイブリッド車両１００内の各種装置を動作させると共に、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００７１】
次に、図６〜８を参照して、本実施形態に係る係合装置１０の係合制御時におけるスリーブ及びピースの動作についてパターン別に説明する。図６は、係合制御においてスリーブのドグ歯がピースのドグ歯間に進入する場合のスリーブ及びピースの位置関係の推移を示す模式図であり、図７は、係合制御においてスリーブのドグ歯の第二接続面がピースのドグ歯の第二接続面と衝突する場合のスリーブ及びピースの位置関係の推移を示す模式図であり、図８は、ピースが負回転している状態において係合制御が実行され、スリーブのドグ歯の第一接続面がピースのドグ歯の第一接続面と衝突する場合のスリーブ及びピースの位置関係の推移を示す模式図である。
【００７２】
本実施形態の動力伝達装置１では、車両の高速走行中には、例えば図３の一点鎖線で示す共線図のように、出力側の第二回転機ＭＧ２の回転数が正方向に増大する一方で、第一回転機ＭＧ１は負回転となる。このような高速走行状態からＭＧ１ロックを行おうとする場合、ＥＣＵ５０は、図３に点線で示す共線図のように、第一回転機ＭＧ１の回転数を０近傍の正回転に一旦変更した後に、係合制御を行う。
【００７３】
図６には、このような係合制御において、スリーブ１２のドグ歯１４がピース１１のドグ歯１３間にうまく入り込む場合のスリーブ１２のドグ歯１４のピース１１に対する位置の推移を符号１４−１，１４−２，１４−３の三段階で示している。図６に符号１４−１で示すように、ピース１１から離間した位置にあるスリーブ１２のドグ歯１４は、ピース１１の正回転とスリーブ１２の係合方向の推力によって、図６に符号１４−２で示すように、ピース１１に対して相対的に第二歯面６２が接近する方向（図６では右方向）に移動しつつ、ピース１１に接近してゆく。そして、符号１４−３に示すように、ピース１１のドグ歯１３と接触することなく、ピース１１の２つのドグ歯１３の隙間に進入する。スリーブ１２のドグ歯１４は、第一接続面６４（特に第一歯面６１側に配置され面取角が大きいテーパ面６４ｂ）が設けられることによって、第一歯面６１の軸方向の幅が短くされており、また、ピース１１のドグ歯１３も同様の形状である。このため、スリーブ１２のドグ歯１４とピース１１のドグ歯１３との間隙に余裕ができるので、スリーブ１２のドグ歯１４をピース１１のドグ歯１３間に進入することを容易にでき、スムーズに誘導できる。この後に、スリーブ１２のドグ歯１４の第二歯面６２が、ピース１１のドグ歯１３の第二歯面５２と噛み合って、スリーブ１２がピース１１と係合する。
【００７４】
図７には、係合制御において、スリーブ１２のドグ歯１４がピース１１のドグ歯１３間に入り込まず、スリーブ１２のドグ歯１４の第二接続面６５がピース１１のドグ歯１３の第二接続面５５と衝突する場合のスリーブ１２及びピース１１の位置関係の推移を符号１４−４，１４−５，１４−６の三段階で示している。図７に符号１４−４で示すように、ピース１１から離間した位置にあるスリーブ１２のドグ歯１４は、ピース１１の正回転とスリーブ１２の係合方向の推力によって、図７に符号１４−５で示すように、ピース１１に対して相対的に第二歯面６２が接近する方向（図７では右方向）に移動しつつ、ピース１１に接近してゆく。そして、ピース１１の２つのドグ歯１３の隙間に進入できずに、スリーブ１２のドグ歯１４の第二接続面６５が、ピース１１のドグ歯１３の第二接続面５５と衝突する。
【００７５】
スリーブ１２は、ピース１１の第二接続面５５と衝突した後も、係合方向に推力を発生し続ける。また、スリーブ１２は、ピース１１の正回転によって、第二接続面６５を介して押圧力をピース１１から受ける。ピース１１から受ける押圧力がスリーブ１２の推力より大きく、かつ、相互に接触している第二接続面５５，６５の間の摩擦力が押圧力より小さくなる場合、スリーブ１２のドグ歯１４は、図７に符号１４−６で示すように、ピース１１の第二接続面５５に沿って解放方向に押し戻される、所謂ラチェット機能を発揮する。スリーブ１２の第二接続面６５がピース１１の第二接続面５５を通り過ぎると、スリーブ１２のドグ歯１４は、これまで接触していたピース１１のドグ歯１３を飛び越えて隣のドグ歯１３の方向へ移動する。そして、推力によって再度係合方向へ移動しはじめる。このように、ドグ歯１４がドグ歯１３間にうまく入り込まなかったとしても、第二接続面５５，６５が接触することで、スリーブ１２のドグ歯１４が解放方向に戻り、次のドグ歯１３と係合するよう再び係合動作を行わせることができる。
【００７６】
ところで、本実施形態の動力伝達装置１では、上述のとおりＭＧ１ロックを行うべく係合装置１０の係合制御を実施する場合には、第一回転機ＭＧ１の回転数が０近傍の正回転に一旦変更される。しかしながら、図３に一点鎖線の共線図で示すように、車両１００が高速走行中であり、第一回転機ＭＧ１の回転数が大きく負回転している最中に、係合装置１０の誤作動等によりＭＧ１ロック機能が作動し、係合制御が実施されてしまう状況が考えられる。図８には、このような状況におけるスリーブ１２及びピース１１の位置関係の推移を符号１４−７，１４−８，１４−９の三段階で示している。
【００７７】
この場合、図８に示すように、図６，７を参照して説明した通常の係合制御とは異なり、ピース１１は負回転方向に高速回転している。このため、図８に符号１４−７で示すように、ピース１１から離間した位置にあるスリーブ１２のドグ歯１４は、ピース１１の負回転とスリーブ１２の係合方向の推力によって、図８に符号１４−８で示すように、ピース１１に対して相対的に第一歯面６１が接近する方向（図８では左方向）に移動しつつ、ピース１１に接近してゆく。このとき、スリーブ１２のドグ歯１４が、ピース１１の２つのドグ歯１３の隙間に進入できないと、スリーブ１２のドグ歯１４の第一接続面６４が、ピース１１のドグ歯１３の第一接続面５４と衝突する。
【００７８】
このとき、車両１００が高速走行中であり、図３に一点鎖線の共線図で示すように、第一回転機ＭＧ１が負回転方向に大きく回転しており、第一回転機ＭＧ１に連結されているピース１１と、このピース１１と係合するスリーブ１２との差回転も大きいため、ドグ歯１３，１４同士が衝突すると相互に受ける衝撃力が大きい。また、スリーブ１２の第一接続面６４のうち、第一歯面６１側に配置され面取角が大きいテーパ面６４ｂが、ピース１１のテーパ面５４ｂと衝突すると、軸方向に衝撃力を逃がしにくく、ドグ歯１３，１４に過度の衝撃力が入力される虞がある。
【００７９】
これに対し、本実施形態では、テーパ面５４ｂ，６４ｂと端面５３、６３との間に、テーパ面５４ｂ，６４ｂより面取角の小さいテーパ面５４ａ，６４ａが設けられているので、テーパ面５４ｂ，６４ｂの軸方向の端部が歯元側（ピース１１及びスリーブ１２が離間する方向）に移動させることができ、テーパ面５４ｂ，６４ｂ間のスペースに余裕をつくり、両テーパ面５４ｂ，６４ｂの衝突頻度を低減させることができる。また、第一回転機ＭＧ１の回転数が高速であると、ピース１１とスリーブ１２との差回転が大きいため、係合制御中にスリーブ１２がピース１１に接近する方向の入射角が浅くなる。本実施形態では、第一接続面５４，６４は、端面５３，６３に近いほど面取角が小さくなるよう形成されているので、ピース１１の回転数が増加するほど、テーパ面５４ｂ，６４ｂより面取角の小さいテーパ面５４ａ，６４ａが相互に衝突しやすくなる。このように、テーパ面５４ｂ，６４ｂよりも面取角の小さいテーパ面５４ａ，６４ａを衝突させることにより、反力を軸方向の解放方向側に逃がしやすくすることができる。これにより、ピース１１が高速回転している際に係合制御が行われても、ドグ歯１３，１４に過度な衝撃トルクが入力されるのを回避することができる。
【００８０】
スリーブ１２は、ピース１１の第一接続面５４のテーパ面５４ｂと衝突した後も、係合方向に推力を発生し続ける。また、スリーブ１２は、ピース１１の負回転によって、テーパ面６４ｂを介して押圧力をピース１１から受ける。ピース１１から受ける押圧力がスリーブ１２の推力より大きく、かつ、相互に接触しているテーパ面５４ｂ，６４ｂの間の摩擦力が押圧力より小さくなる場合、スリーブ１２のドグ歯１４は、図８に符号１４−９で示すように、ピース１１のテーパ面５４ｂに沿って解放方向に押し戻される、所謂ラチェット機能を発揮する。これにより、スリーブ１２とピース１１との係合状態を好適に解除することができる。
【００８１】
次に、本実施形態に係る係合装置１０の効果を説明する。
【００８２】
本実施形態の係合装置１０において、ピース１１およびスリーブ１２のドグ歯１３，１４は、周方向の両側に設けられる第一歯面５１，６１及び第二歯面５２，６２と、軸方向に設けられる端面５３，６３と、端面５３，６３と第一歯面５１，６１とを接続する第一接続面５４，６４と、端面５３，６３と第二歯面５２，６２とを接続する第二接続面５５，６５とを有する。第一接続面５４，６４は、その法線方向が、周方向と軸方向との間の方向であり、かつ、第一歯面５１，６１との接続部５６，６６から端面５３，６３との接続部５９，６９に進むにつれて、周方向側から軸方向側へ段階的に変化するよう形成されている。より詳細には、ピース１１の第一接続面５４は、面取角の異なる２つのテーパ面５４ａ，５４ｂを有し、これらのテーパ面５４ａ，５４ｂは、端面５３に近く配置されるほど面取角が小さくなるよう形成される。同様に、スリーブ１２の第一接続面６４は、面取角の異なる２つのテーパ面６４ａ，６４ｂを有し、これらのテーパ面６４ａ，６４ｂは、端面６３に近く配置されるほど面取角が小さくなるよう形成される。
【００８３】
この構成により、第一回転機ＭＧ１及びピース１１が負回転方向に高速回転し、ピース１１とスリーブ１２との差回転が大きく、ピース１１とスリーブ１２との接近方向の入射角が小さくなるほど、相対的に面取角の小さいテーパ面５４ａ，６４ａ同士が衝突しやすくなる。これにより、ピース１１とスリーブ１２との衝突時の衝突力を解放方向に好適に逃がすことができるので、ピース１１及びスリーブ１２のドグ歯１３，１４が受ける衝突トルクを低減でき、耐久性を向上できる。
【００８４】
また、ピース１１およびスリーブ１２のドグ歯１３，１４は、第一接続面５４，６４と周方向の反対側に第二接続面５５，６５を備えるので、ピース１１とスリーブ１２との差回転方向が正回転方向の場合でも、第二接続面５５，６５同士を衝突させることで、第二歯面５２，６２同士の衝突を回避でき、ピース１１及びスリーブ１２のドグ歯１３，１４が受ける衝突トルクを低減できる。
【００８５】
また、係合装置１０において、ピース１１およびスリーブ１２のドグ歯１３，１４の第二接続面５５，６５は、所定の面取角で形成されたテーパ面である。この第二接続面５５，６５と第二歯面５２，６２との接続部５７，６７の軸方向位置は、第一接続面５４，６４の２つのテーパ面の接続部５８，６８の軸方向位置より端面５３，６３から離れた位置である。すなわち、第二接続面５５，６５の面取幅Ｘ３は、第一接続面５４のテーパ面５４ａの面取幅Ｘ１より大きく、かつ、テーパ面５４ｂの面取幅Ｘ２より小さい。この構成により、第二歯面５２，６２の軸方向の幅を短くでき、高速回転時に第二歯面５２，６２の誤係合の発生を抑制できる。
【００８６】
また、係合装置１０において、ピース１１の各歯面間の接続部５６，５７，５８，５９，６０、及びスリーブ１２の各歯面間の接続部６６，６７，６８，６９，７０をＲ形状とすることにより、衝撃面圧を低減でき、耐久性を向上できる。
【００８７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００８８】
上記実施形態では、第一回転機ＭＧ１の回転を機械的にロックするＭＧ１ロック機構として、本発明に係る係合装置１０を適用する構成を例示したが、本発明に係る係合装置１０は、例えばオーバードライブロック、エンジン直達軸変速、エンジン軸切り離し、など駆動装置内の他の要素に係る係合要素としても適用することができる。また、本発明に係る係合装置１０を、ＡＴ内湿式多板クラッチなどの従来の係合要素と置き換えることも可能である。
【００８９】
上記実施形態では、ピース１１のドグ歯１３が径方向外側に突出し、スリーブ１２のドグ歯１４がピース１１の径方向外側から内側に突出する構成を例示したが、ピース１１とスリーブ１２のドグ歯１３，１４の位置は他の態様でもよい。例えば、ピース１１のドグ歯１３とスリーブ１２のドグ歯１４とが、互いの方向にそれぞれ突出する態様でもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、ピース１１が回転し、スリーブ１２が一方向に直線移動する構成を例示したが、ピース１１とスリーブ１２との間で回転方向とストローク方向の相対的な位置関係を変更できればよく、他の態様でもよい。例えば、ピース１１及びスリーブ１２のいずれか一方が回転方向及びストローク方向の両方向に移動可能な構成でもよいし、上記実施形態とは反対にピース１１がストローク方向に移動し、スリーブ１２が回転方向に移動する構成としてもよい。
【００９１】
また、ピース１１及びスリーブ１２の第一接続面５４，６４は、その法線方向が、周方向と軸方向との間の方向であり、かつ、第一歯面５１，６１との接続部５６，６６から端面５３，６３との接続部５９，６９に進むにつれて、周方向側から軸方向側へ段階的または連続的に変化するよう形成されていればよい。上記実施形態では、ピース１１の第一接続面５４が、面取角が異なる２つのテーパ面５４ａ，５４ｂを有し、同様にスリーブ１２の第一接続面６４が２つのテーパ面６４ａ，６４ｂを有する構成を例示したが、面取角が端面５３，６３側で最小となるよう形成されていれば、３つ以上の複数のテーパ面を有する構成としてもよい。また、第一接続面５４，６４は、複数のテーパ面を有する構成以外にも例えば凸曲面などの他の形状でもよい。
【００９２】
また、上記実施形態では、ピース１１の各歯面間の接続部５６，５７，５８，５９，６０、及びスリーブ１２の各歯面間の接続部６６，６７，６８，６９，７０を全てＲ形状とする構成を例示したが、一部のみをＲ形状としてもよい。例えば、第二歯面５２，６２と第二接続面５５，６５との接続部５７，６７は、最も衝突頻度が高く、耐摩耗性が要求されるので、この接続部５７，６７のみをＲ形状としてもよい。また、ピース１１の第一接続面５４の各テーパ面５４ａ，５４ｂ間の接続部５８と、スリーブ１２の第一接続面６４の各テーパ面６４ａ，６４ｂ間の接続部６８も、比較的衝突頻度が高いので、接続部５７，６７に加えてこれらの接続部５８，６８をＲ形状としてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、ピース１１及びスリーブ１２の第二接続面５５，６５は単一のテーパ面としたが、第一接続面５４，６４と同様に複数のテーパ面を有する構成としてもよい。また、第二接続面５５，６５も、テーパ面以外にも例えば凸曲面などの他の形状でもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１  動力伝達装置（ハイブリッド車両用駆動装置）
２  エンジン
３  遊星歯車機構（動力分配機構）
１０  係合装置
３０  回転軸
１１  ピース（第一部材）
１２  スリーブ（第二部材）
４０  電磁アクチュエータ（駆動源）
１３  ピースのドグ歯（被係合歯）
１４  スリーブのドグ歯（係合歯）
５０  ＥＣＵ（制御装置）
５１，６１  第一歯面
５２，６２  第二歯面
５３，６３  端面
５４，６４  第一接続面
５５，６５  第二接続面
５４ａ，５４ｂ，６４ａ，６４ｂ  テーパ面
１００  ハイブリッド車両
ＭＧ１  第一回転機（電動機）
【図１】
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【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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