(57)【要約】【課題】非作動時にクラッチ部材が係合位置に移動することを抑制することが可能な係合装置を提供する。【解決手段】第１係合部材１１及び第２係合部材１２を備え、第１係合部材１１は、回転軸２に取り付けられた固定側カム１３と、第２係合部材１２と接触する係合位置と固定側カム１３と接触する解放位置との間で移動可能なように設けられた可動側カム１４と、固定側カム１３と可動側カム１４との間に介在するカムボール１９とを有し、第２係合部材１２には、可動側カム１４が係合位置に移動する強さの磁力を発生可能なコイル２４が設けられている係合装置１０Ａにおいて、固定側カム１３には、可動側カム１４が解放位置に移動するように固定側カム１３と可動側カム１４との間に磁力を発生させる永久磁石１５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の軸線の回りに相対回転可能に設けられた第１係合部材及び第２係合部材を備え、
前記第１係合部材は、動力伝達対象に取り付けられた磁性材料製の固定部材と、前記固定部材と前記第２係合部材との間に配置され、前記第２係合部材と接触する係合位置と前記第２係合部材から離れるとともに前記固定部材と接触する解放位置との間で移動可能なように設けられた磁性材料製のクラッチ部材と、前記固定部材と前記クラッチ部材との間で動力が伝達されるように前記固定部材と前記クラッチ部材との間に介在する介在部材と、を有し、
前記第２係合部材には、前記クラッチ部材が前記係合位置に移動する強さの磁力を発生可能なコイルが設けられている係合装置において、
前記固定部材及び前記クラッチ部材の少なくともいずれか一方には、前記クラッチ部材が前記解放位置に移動するように前記固定部材と前記クラッチ部材との間に磁力を発生させる磁力発生手段が設けられている係合装置。
【請求項２】
前記磁力発生手段は、強磁性材料で構成された前記クラッチ部材である請求項１に記載の係合装置。
【請求項３】
前記固定部材のうち前記クラッチ部材が接触する固定部材側係合面には、前記固定部材を形成している材料よりも摩擦係数が大きい固定部材側摩擦部材が設けられている請求項１又は２に記載の係合装置。
【請求項４】
前記クラッチ部材のうち前記固定部材と接触するクラッチ部材側係合面には、前記クラッチ部材を形成している材料よりも摩擦係数が大きいクラッチ部材側摩擦部材が設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の係合装置。
【請求項５】
前記介在部材が、磁石で構成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の係合装置。
【請求項６】
前記固定部材と前記動力伝達対象との間には、非磁性材料製の固定部材側磁束遮断部材が設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の係合装置。
【請求項７】
前記クラッチ部材は、前記動力伝達対象に支持されており、
前記クラッチ部材と前記動力伝達対象との間には、非磁性材料製のクラッチ部材側磁束遮断部材が設けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の係合装置。
【請求項８】
前記動力伝達対象が非磁性材料製である請求項１〜７のいずれか一項に記載の係合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部材とクラッチ部材とを有する第１係合部材と、第２係合部材とを備え、クラッチ部材を第２係合部材と接触する係合位置と第２係合部材から離れるとともに前記固定部材と接触する解放位置との間で移動させて第１係合部材と第２係合部材との間の動力伝達状態を切り替える係合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力側の係合部材と出力側の係合部材とを備え、それらの間に設けたクラッチ部材が出力側の係合部材と接触することにより係合部材同士が連結されるクラッチ装置が知られている。また、このようなクラッチ装置として、クラッチ部材と出力側の係合部材との間の係合力を増大させるカム機構を備えたものが知られている。このようなクラッチ装置において、非作動時にクラッチ部材が出力側の係合部材と接触することを抑制するために、クラッチ部材のテーパ面と入力側部材のテーパ面とでコーンクラッチを構成し、リターンスプリングの作用にてコーンクラッチのテーパ面同士を係合させてクラッチ部材と入力側部材との間の相対回転を規制するものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０６０８６３号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、リターンスプリングによって入力側の部材とクラッチ部材とのテーパ面同士を接触させ、これらの間の摩擦によってクラッチ部材と入力側部材との相対回転を規制している。この場合、振動などによってテーパ面同士が離れるとクラッチ部材と入力側部材との相対回転を規制することができない。そのため、非作動時であってもクラッチ部材が出力側の部材と接触する係合位置に移動して入力側の部材と出力側の部材とが連結されるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、非作動時にクラッチ部材が係合位置に移動することを抑制することが可能な係合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】
本発明の係合装置は、共通の軸線の回りに相対回転可能に設けられた第１係合部材及び第２係合部材を備え、前記第１係合部材は、動力伝達対象に取り付けられた磁性材料製の固定部材と、前記固定部材と前記第２係合部材との間に配置され、前記第２係合部材と接触する係合位置と前記第２係合部材から離れるとともに前記固定部材と接触する解放位置との間で移動可能なように設けられた磁性材料製のクラッチ部材と、前記固定部材と前記クラッチ部材との間で動力が伝達されるように前記固定部材と前記クラッチ部材との間に介在する介在部材と、を有し、前記第２係合部材には、前記クラッチ部材が前記係合位置に移動する強さの磁力を発生可能なコイルが設けられている係合装置において、前記固定部材及び前記クラッチ部材の少なくともいずれか一方には、前記クラッチ部材が前記解放位置に移動するように前記固定部材と前記クラッチ部材との間に磁力を発生させる磁力発生手段が設けられている（請求項１）。
【０００７】
本発明の係合装置によれば、磁力発生手段が発生する磁力によってクラッチ部材を解放位置に移動させることができる。そのため、非作動時に振動等によってクラッチ部材が固定部材から離れたとしても磁力発生手段の磁力によってクラッチ部材を解放位置に戻すことができる。従って、非作動時にクラッチ部材が係合位置に移動することを抑制できる。これにより、非作動時に固定部材と第２係合部材とが連結されることを抑制できる。
【０００８】
本発明の係合装置の一形態において、前記磁力発生手段は、強磁性材料で構成された前記クラッチ部材であってもよい（請求項２）。周知のように強磁性材料は、外部から加えた磁場によって磁化し、その後磁場を取り去っても磁化されたままの状態を維持する。この形態ではクラッチ部材をこの強磁性材料で構成したので、励磁時にコイルから発生した磁力によって係合位置のクラッチ部材を磁化させ、クラッチ部材自体を磁石にできる。この場合、固定部材又はクラッチ部材に磁石等の磁力を発生するものを別に設ける必要がないため、係合装置を構成する部品数を低減できる。そのため、コストを低減できる。
【０００９】
本発明の係合装置の一形態において、前記固定部材のうち前記クラッチ部材が接触する固定部材側係合面には、前記固定部材を形成している材料よりも摩擦係数が大きい固定部材側摩擦部材が設けられていてもよい（請求項３）。また、本発明の係合装置の一形態において、前記クラッチ部材のうち前記固定部材と接触するクラッチ部材側係合面には、前記クラッチ部材を形成している材料よりも摩擦係数が大きいクラッチ部材側摩擦部材が設けられていてもよい（請求項４）。このように固定部材及びクラッチ部材の少なくとも一方に摩擦部材を設けることにより、固定部材とクラッチ部材とが接触しているときにこれらの部材が相対回転することを抑制できる。
【００１０】
本発明の係合装置の一形態においては、前記介在部材が、磁石で構成されていてもよい（請求項５）。この場合、介在部材の磁力も利用してクラッチ部材を固定部材側に引き寄せることができる。そのため、非作動時にクラッチ部材が係合位置に移動することをさらに抑制できる。
【００１１】
本発明の係合装置の一形態において、前記固定部材と前記動力伝達対象との間には、非磁性材料製の固定部材側磁束遮断部材が設けられていてもよい（請求項６）。また、前記クラッチ部材は、前記動力伝達対象に支持されており、前記クラッチ部材と前記動力伝達対象との間には、非磁性材料製のクラッチ部材側磁束遮断部材が設けられていてもよい（請求項７）。この場合、固定部材又はクラッチ部材から動力伝達対象に磁束が逃げることを抑制できる。これによりクラッチ部材を解放位置に保持する力を強めることができるので、非作動時にクラッチ部材が係合位置に移動することをさらに抑制できる。
【００１２】
本発明の係合装置の一形態においては、前記動力伝達対象が非磁性材料製であってもよい（請求項８）。この場合も、固定部材又はクラッチ部材から動力伝達対象に磁束が逃げることを抑制できるので、非作動時にクラッチ部材が係合位置に移動することをさらに抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明の係合装置によれば、磁力発生手段の磁力によってクラッチ部材を解放位置に移動させることができるので、非作動時に振動等によってクラッチ部材が固定部材から離れたとしても磁力発生手段の磁力によってクラッチ部材が解放位置に戻される。そのため、非作動時にクラッチ部材が係合位置に移動することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の形態に係る係合装置を示す図。
【図２】軸線方向から見た固定側カムの内周部を示す図。
【図３】半径方向から見た固定側カムの内周部及び可動側カムを示す図であって、固定側カムと可動側カムとの位相が一致している場合を示す図。
【図４】半径方向から見た固定側カムの内周部及び可動側カムを示す図であって、固定側カムと可動側カムとの位相がずれている場合を示す図。
【図５】本発明の第２の形態に係る係合装置を示す図。
【図６】本発明の第３の形態に係る係合装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る係合装置を示している。この係合装置１０Ａは、車両の走行用動力源から駆動輪に動力を伝達するための動力伝達装置１に組み込まれている。なお、この動力伝達装置１は車両に搭載される周知のものであるため、説明を省略する。動力伝達装置１は、走行用動力源から駆動輪までの間の動力伝達経路中に設けられた円筒状の回転軸２を備えている。回転軸２は、軸線Ａｘ回りに回転可能に設けられている。
【００１６】
係合装置１０Ａは、第１係合部材１１と、第２係合部材１２とを備えている。これらの係合部材１１、１２は、共通の軸線Ａｘの回りに相対回転可能に設けられている。第１係合部材１１は、固定部材としての固定側カム１３と、クラッチ部材としての可動側カム１４とを備えている。固定側カム１３及び可動側カム１４は、それぞれ磁性材料で構成されている。また、固定側カム１３と可動側カム１４とは同軸に、かつ軸線Ａｘ方向に互いに対向するように配置されている。固定側カム１３は、回転軸２と一体に回転するように回転軸２に取り付けられている。そのため、回転軸２が本発明の動力伝達対象に相当する。固定側カム１３は、内周部１３ａと、内周部１３ａの径方向外側に設けられた外周部１３ｂとを備えている。この図に示すように外周部１３ｂは、内周部１３ａよりも軸線Ａｘ方向の幅が大きい。また、外周部１３ｂは、内周部１３ａよりも可動側カム１４側に突出するように設けられている。外周部１３ｂには、磁力発生手段としての永久磁石１５が設けられている。また、外周部１３ｂのうち可動側カム１４と接触する固定部材側係合面としての係合面１３ｃには、固定側カム１３を形成している材料よりも摩擦係数が大きい材料で構成された固定部材側摩擦部材としての摩擦部材１６が設けられている。回転軸２には、固定側カム１３が軸線Ａｘ方向に移動することを防止するためのスナップリング１７が設けられている。
【００１７】
可動側カム１４は、円環状をしており、固定側カム１３と第２係合部材１２との間に配置されている。また、可動側カム１４は、第２係合部材１２と接触する係合位置と、第２係合部材１２から離れるとともに固定側カム１３の外周部１３ｂと接触する解放位置との間で軸線Ａｘ方向に移動可能に設けられている。さらに可動側カム１４は、軸線Ａｘ回りに回転可能なように回転軸２に支持されている。可動側カム１４のうち固定側カム１３と接触するクラッチ部材側係合面としての係合面１４ａには、可動側カム１４を形成している材料よりも摩擦係数が大きいクラッチ側摩擦部材としての摩擦部材１８が設けられている。
【００１８】
また、第１係合部材１１は、固定側カム１３と可動側カム１４との間に介在する介在部材としてのカムボール１９を備えている。このカムボール１９は、磁性材料で構成されている。固定側カム１３の内周部１３ａのうち可動側カム１４と対向する部分には、Ｖ字溝２０が形成されている。また、可動側カム１４にも、固定側カム１３のＶ字溝２０と対向するようにＶ字溝２１が形成されている。この図に示すようにカムボール１９は、これらＶ字溝２０、２１の間に保持され、固定側カム１３と可動側カム１４との間で動力を伝達する。図２は、軸線Ａｘ方向から見た固定側カム１３の内周部１３ａを示している。また、図３及び図４は、半径方向から見た固定側カム１３の内周部１３ａ及び可動側カム１４を示している。なお、図３は固定側カム１３と可動側カム１４との位相が一致している場合を、図４は固定側カム１３と可動側カム１４との位相がずれている場合をそれぞれ示している。図２に示すように内周部１３ａには６個のＶ字溝２０が設けられている。これらのＶ字溝２０は、周方向に等間隔で並ぶように配置されている。可動側カム１４にも同様に６個のＶ字溝２１が設けられている。これらのＶ字溝２１も同様に周方向に等間隔で並ぶように配置されている。各Ｖ字溝２０は種々の形状があり、例えば図１に示すように各Ｖ字溝２０は固定側カム１３の中心線を含む断面で切断した場合には断面半円形をなしている。また、図２に示すように軸線Ａｘ方向から見ると、各Ｖ字溝２０は固定側カム１３の中心寄りの内側縁部と中心から離れた外側縁部とが同心の円弧をなすように湾曲している。さらに、図３及び図４に示すように固定側カム１３の半径方向から見ると各Ｖ字溝２０はＶ字状に形成されていて、回転方向（図の上又は下方向）に関して深さが徐々に浅くなっている。なお、可動側カム１４のＶ字溝２１も上述した固定側カム１３のＶ字溝２０と同様の形状をしている。
【００１９】
図１に示すように係合装置１０Ａは、リターンスプリング２２を備えている。回転軸２のうち第２係合部材１２の内周側には、スナップリング２３が設けられている。リターンスプリング２２は、可動側カム１４を固定側カム１３側に付勢するようにスナップリング２３と可動側カム１４との間に設けられている。
【００２０】
第２係合部材１２は、コイル２４と、そのコイル２４を収容する円環状のコイルハウジング２５とを備えている。コイルハウジング２５は、動力伝達装置１が収容されるケース３に固定されている。コイル２４は、励磁された場合に可動側カム１４が永久磁石１５の磁力及びリターンスプリング２２の弾性力に抗して係合位置に移動する強さの磁力が発生するように構成されている。
【００２１】
この係合装置１０Ａでは、コイル２４が励磁されると可動側カム１４が係合位置に移動し、可動側カム１４と第２係合部材１２とが接触する。また、この場合に回転軸２が回転していると固定側カム１３の回転数と可動側カム１４の回転数との間に差が生じるので、図４に示すように固定側カム１３と可動側カム１４との位相がずれる。これによりカムボール１９がＶ字溝２０、２１内の浅い位置に移動して、可動側カム１４を第２係合部材１２に押し付ける力Ｆが発生する。上述したようにコイルハウジング２５はケース３に固定されているので、このように可動側カム１４が第２係合部材１２に押し付けられることにより回転軸２が回転不能にロックされる。これにより係合装置１０Ａは作動状態に切り替わる。
【００２２】
一方、コイル２４が励磁されていない場合は、永久磁石１５及びリターンスプリング２２によって可動側カム１４が解放位置に移動する。この場合、図１に示すように可動側カム１４と第２係合部材１２との間には隙間が形成される。そのため、この場合は可動側カム１４が固定側カム１３に接近する方向に押し付けられた状態で、固定側カム１３と可動側カム１４とが供回りする。これにより回転軸２は回転可能になり、係合装置１０Ａは非作動状態に切り替わる。
【００２３】
第１の形態の係合装置１０Ａによれば、非作動時に振動等によって可動側カム１４が固定側カム１３から離れても永久磁石１５及びリターンスプリング２２によって可動側カム１４を解放位置に戻すことができる。そのため、非作動時に可動側カム１４が係合位置に移動することを抑制できる。そして、これにより非作動時に固定側カム１３と第２係合部材１２とが誤って連結されることを抑制できる。
【００２４】
また、この形態では、永久磁石１５及びリターンスプリング２２の両方を用いて可動側カム１４を固定側カム１３側に移動させるので、リターンスプリング２２のみを用いる場合と比較してリターンスプリング２２の弾性力を小さくできる。この場合、リターンスプリング２２を小型化できる。また、可動側カム１４を係合位置に移動させる際にコイル２４で発生させるべき磁力を弱くできるので、コイル２４を小型化できる。そのため、係合装置１０Ａを小型化できる。
【００２５】
この形態では、固定側カム１３の係合面１３ｃ及び可動側カム１４の係合面１４ａにそれぞれ摩擦部材１６、１８を設けたので、固定側カム１３と可動側カム１４とが接触しているときにこれらのカム１３、１４が相対回転することを抑制できる。なお、この形態では、固定側カム１３及び可動側カム１４の両方に摩擦部材１６、１８を設けたが、これらの摩擦部材１６、１８はいずれか一方のみが設けられていてもよい。この場合においても摩擦部材１６又は摩擦部材１８によってカム１３、１４が相対回転することを抑制できる。
【００２６】
この第１の形態では、カムボール１９を磁石で構成してもよい。この場合、カムボール１９によっても可動側カム１４を固定部材１３側に引き寄せることができるので、非作動時に可動側カム１４が係合位置に移動することをさらに抑制できる。
【００２７】
（第２の形態）
図５を参照して本発明の第２の形態に係る係合装置１０Ｂについて説明する。なお、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図に示したようにこの形態では、永久磁石１５が省略されている点が第１の形態と異なる。また、この形態では、可動側カム１４が強磁性材料で構成されている点が第１の形態と異なる。周知のように強磁性材料は、外部から加えた磁場によって磁化し、その後磁場を取り去っても磁化された状態を維持する。この形態では、このような材料で可動側カム１４を構成したので、コイル２４を励磁させて可動側カム１４を係合位置に移動させたときにコイル２４で可動側カム１４が磁化される。これにより可動側カム１４自体を磁石にすることができる。その後、コイル２４の励磁を止めると、磁化した可動側カム１４が固定側カム１３に引き寄せられて解放位置に移動する。そして、可動側カム１４は自身が発する磁力で固定側カム１３と接触状態を維持する。そのため、この形態では、可動側カム１４が本発明の磁力発生手段として機能する。
【００２８】
この形態によれば、可動側カム１４を強磁性材料で構成したので、可動側カム１４自体を磁石にすることができる。そのため、永久磁石１５を省略することができる。これにより、係合装置１０Ｂを構成する部品数を低減できるので、コストを低減できる。
【００２９】
（第３の形態）
図６を参照して本発明の第３の形態に係る係合装置１０Ｃについて説明する。なお、この形態において上述した各形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図に示したようにこの形態では、固定側カム１３と回転軸２との間に固定部材側磁束遮断部材としての第１磁束遮断部材３０が設けられている。また、可動側カム１４と回転軸２との間にもクラッチ部材側磁束遮断部材としての第２磁束遮断部材３１が設けられている。これらの磁束遮断部材３０、３１は、非磁性材料で構成されている。この場合、固定側カム１３又は可動側カム１４から回転軸２に磁束が逃げることが抑制される。そのため、可動側カム１４が解放位置にあるときの磁路は図中に破線Ｍで示したように、固定側カム１３、可動側カム１４、及びカムボール１９内に形成される。
【００３０】
また、この形態では、コイルハウジング２３が径方向内側に突出する突出部３２を備えている。回転軸２の外周面には溝２ａが設けられ、突出部３２はこの溝２ａ内に挿入されている。なお、回転軸２は、このように突出部３２が溝２ａ内に挿入されても回転自在に維持される。
【００３１】
この形態によれば、固定側カム１３又は可動側カム１４から回転軸２に磁束が逃げることを抑制できる。これにより可動側カム１４を解放位置に保持する力を強めることができるので、非作動時に可動側カム１４が係合位置に移動することをさらに抑制できる。また、この場合は回転軸２に磁束が逃げる場合と比較して永久磁石１５を小型化できる。
【００３２】
なお、この形態では、第１磁束遮断部材３０又は第２磁束遮断部材３１のいずれか一方のみが設けられていてもよい。この場合も磁束遮断部材３０、３１が設けられたカムから回転軸２に磁束が逃げることを抑制できる。
【００３３】
この形態においては、回転軸２が非磁性材料で構成されていてもよい。この場合、固定側カム１３又は可動側カム１４から回転軸２に磁束が逃げることをさらに抑制できる。
【００３４】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した各形態は別々に実施しなくてもよい。第１の形態と第３の形態とを組み合わせて実施するなど、上述した各形態を適宜に組み合わせて実施してよい。上述した第１の形態及び第３の形態では固定側カムに永久磁石を設けたが、可動側カムに永久磁石を設けてもよい。また、固定側カム及び可動側カムの両方に互いに引き寄せあうように永久磁石を設けてもよい。
【００３５】
上述した各形態では、第２係合部材をケースに固定して係合装置を回転軸の回転をロックするためのロック装置として機能させたが、この係合装置は回転運動が伝達される種々の動力伝達経路中に設けてもよい。この場合、第１係合部材と第２係合部材とをそれぞれ異なる回転体に設け、係合装置をクラッチ装置として機能させてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
２  回転軸（動力伝達対象）
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  係合装置
１１  第１係合部材
１２  第２係合部材
１３  固定側カム（固定部材）
１３ｃ  係合面（固定部材側係合面）
１４  可動側カム（クラッチ部材）
１４ａ  係合面（クラッチ部材側係合面）
１５  永久磁石（磁力発生手段）
１６  摩擦部材（固定部材側摩擦部材）
１８  摩擦部材（クラッチ部材側摩擦部材）
１９  カムボール（介在部材）
２４  コイル
３０  第１磁束遮断部材（固定部材側磁束遮断部材）
３１  第２磁束遮断部材（クラッチ部材側磁束遮断部材）
Ａｘ  軸線
【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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