(57)【要約】      （修正有）【課題】非作動時に入力側の係合部材と出力側の係合部材とが係合することを抑制可能であり、かつ小型化に有利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、固定側カム１３と、固定側カム１３に対して相対回転可能かつ第２係合部材１２と接触する係合位置と第２係合部材１２から離れる解放位置との間で軸線Ａｘ方向に移動可能に設けられた可動側カム１４とを有し、可動側カム１４が固定側カム１３に対して相対回転した場合に可動側カム１４を第２係合部材１２側に押す力が発生するカム機構が第１係合部材１１に設けられた係合装置１０において、固定側カム１３に対する可動側カム１４の相対回転が抑制されるように可動側カム１４を周方向に付勢するとともに、可動側カム１４が第２係合部材１２から離れるように可動側カム１４を軸線Ａｘ方向に付勢するコイルバネを備えている。【選択図】図１
2011226500.tif 000002
【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係合部材には、動力伝達対象と一体回転する第１カム部材と、前記第１カム部材と同軸に配置され、前記第１カム部材に対して相対回転可能であるとともに前記第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解放位置との間で前記軸線方向に移動可能に設けられ、かつ前記第１カム部材にトルクを伝達可能な第２カム部材と、を有し、前記第２カム部材が前記第１カム部材に対して相対回転した場合に前記第２カム部材を前記第２係合部材側に押す力が発生するカム機構が設けられ、
前記第２カム部材が前記係合位置に移動することにより前記第１係合部材と前記第２係合部材とが動力伝達可能に係合する係合装置において、
前記カム機構は、前記第１カム部材と前記第２カム部材との間に介在し、前記第１カム部材に対する前記第２カム部材の相対回転が抑制されるように前記第２カム部材を周方向に付勢するとともに、前記第２カム部材が前記第２係合部材から離れるように前記第２カム部材を前記軸線方向に付勢する弾性部材を備えている係合装置。
【請求項２】
前記第１カム部材は、円板状のベース部と、前記ベース部から前記軸線方向に突出する突出部と、前記突出部の先端に設けられて前記軸線と直交する仮想面に対して所定の角度で傾いて前記ベース部側を向く第１受け面と、を備え、
前記第２カム部材は、前記突出部を挿入可能に形成され、かつ内面に前記第１受け面と対向するように第２受け面が設けられた挿入孔を備え、
前記第１カム部材と前記第２カム部材とは、前記突出部が前記挿入孔に挿入されるように組み合わされており、
前記弾性部材は、前記第１受け面と前記第２受け面との間に圧縮された状態で設けられている請求項１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、第１係合部材と第２係合部材とを係合させたり離間させたりすることにより、これら係合部材間の動力伝達を許容したり阻止したりす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係合させたり離間させたりして、これら係合部材間の動力伝達状態を切り替えるクラッチ装置が知られている。また、第１カム部材と第２カム部材とを有し、第１カム部材が第２カム部材に対して相対回転した場合に入力側の係合部材及び出力側の係合部材のうちの一方を他方に押し付ける力が発生するカム機構が設けられたクラッチ装置が知られている。このようなクラッチ装置において、非作動時に第１カム部材と第２カム部材とが相対回転して係合部材同士が係合することを抑制するために、第１カム部材を中立位置に向けて付勢する第１のコイルバネと、第２カム部材が中立位置に移動するように第２カム部材を第１のコイルバネによる付勢方向と逆方向に付勢する第２のコイルバネとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。また、入力側の係合部材と出力側の係合部材との間に介在するクラッチ部材のテーパ面と入力側の係合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の係合部材との間の相対回転を規制するクラッチ装置が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０８９０４７号公報
【特許文献２】特開２００４−０６０８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２つの係合部材を係合させたり離間させたりしてこれら係合部材間の動力伝達状態を切り替える装置では、特許文献２の装置のようにリターンスプリングを用いて２つの係合部材を離間させている。この場合、リターンスプリングを配置するためのスペースが必要となるため、装置を小型化し難い。
【０００５】
そこで、本発明は、非作動時に入力側の係合部材と出力側の係合部材とが係合することを抑制可能であり、かつ小型化に有利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係合部材には、動力伝達対象と一体回転する第１カム部材と、前記第１カム部材と同軸に配置され、前記第１カム部材に対して相対回転可能であるとともに前記第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解放位置との間で前記軸線方向に移動可能に設けられ、かつ前記第１カム部材にトルクを伝達可能な第２カム部材と、を有し、前記第２カム部材が前記第１カム部材に対して相対回転した場合に前記第２カム部材を前記第２係合部材側に押す力が発生するカム機構が設けられ、前記第２カム部材が前記係合位置に移動することにより前記第１係合部材と前記第２係合部材とが動力伝達可能に係合する係合装置において、前記カム機構は、前記第１カム部材と前記第２カム部材との間に介在し、前記第１カム部材に対する前記第２カム部材の相対回転が抑制されるように前記第２カム部材を周方向に付勢するとともに、前記第２カム部材が前記第２係合部材から離れるように前記第２カム部材を前記軸線方向に付勢する弾性部材を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の係合装置によれば、弾性部材によって第１カム部材に対する第２カム部材の相対回転が抑制されるので、第２カム部材を第２係合部材側に押す力が発生することを抑制できる。そのため、非作動時に第１係合部材と第２係合部材とが係合することを抑制できる。また、この弾性部材は、第２係合部材から離れる方向に第２カム部材を付勢するので、弾性部材とは別にリターンスプリング等の第２カム部材を解放位置に移動させる機構を設ける必要がない。この場合、係合装置の部品数を低減できるので、コストを低減できる。また、第２カム部材を解放位置に移動させる機構を配置するためのスペースが不要になるので、係合装置を小型化できる。
【０００８】
本発明の係合装置の一形態において、前記第１カム部材は、円板状のベース部と、前記ベース部から前記軸線方向に突出する突出部と、前記突出部の先端に設けられて前記軸線と直交する仮想面に対して所定の角度で傾いて前記ベース部側を向く第１受け面と、を備え、前記第２カム部材は、前記突出部を挿入可能に形成され、かつ内面に前記第１受け面と対向するように第２受け面が設けられた挿入孔を備え、前記第１カム部材と前記第２カム部材とは、前記突出部が前記挿入孔に挿入されるように組み合わされており、前記弾性部材は、前記第１受け面と前記第２受け面との間に圧縮された状態で設けられていてもよい（請求項２）。このように弾性部材は設けることにより、この弾性部材によって第２カム部材を周方向に付勢するとともに第２カム部材を第２係合部材から離れるように軸線方向に付勢することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明したように、本発明の係合装置によれば、弾性部材によって第１カム部材に対する第２カム部材の相対回転が抑制されるので、非作動時に第１係合部材と第２係合部材とが係合することを抑制できる。また、この弾性部材によって第２カム部材を第２係合部材から離れる方向に駆動できるので、弾性部材とは別に第２カム部材を解放位置に移動させる機構を設ける必要がない。そのため、係合装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態に係る係合装置を示す図。
【図２】図１のII−II線における係合装置の断面を示す図。
【図３】図１のIII−III線における係合装置の断面を示す図。
【図４】半径方向から見た固定側カムのベース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５】半径方向から見た固定側カムのベース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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一形態に係る係合装置を示している。この係合装置１０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中空円筒状の回転軸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。回転軸２には、係合装置１０にオイルを供給するための油穴２ａが設けられている。
【００１２】
係合装置１０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、第１カム部材としての固定側カム１３と、第２カム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。この図に示すように固定側カム１３の外径は、可動側カム１４の外径よりも小さい。
【００１３】
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、円環状のベース部１５と、そのベース部１５から軸線Ａｘ方向に突出する突出部１６とを備えている。この図に示すように突出部１６は、ベース部１５から可動側カム１４側に突出している。図２は、図１のII−II線における係合装置１０の断面を示している。この図に示すように突出部１６は、４個設けられている。４個の突出部１６は、同一円周上に周方向に等間隔で並ぶようにベース部１５に設けられている。図３は、図１のIII−III線における係合装置１０の断面を示している。この図に示すように突出部１６の先端には、可動側カム１４側に向かうに従って幅が漸次拡がる拡大部１７が設けられている。これにより拡大部１７の周方向の両側には、軸線Ａｘと直交する仮想面Ｐに対して所定の角度で傾いてベース部１５側を向く第１受け面としての第１バネ受け面１７ａ、１７ａが設けられる。図１に示すように回転軸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１８が設けられている。
【００１４】
可動側カム１４は、円板状をしており、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。これにより可動側カム１４が固定側カム１３に対して相対回転可能に設けられる。図２に示すように可動側カム１４には、軸線Ａｘ方向に貫通して突出部１６が挿入される４個の挿入孔１９が設けられている。これら４個の挿入孔１９は、同一円周上に周方向に等間隔で並べて設けられている。この図に示すように挿入孔１９の周方向の長さは、拡大部１７の周方向の幅よりも大きい。図３に示すように各挿入孔１９の内面には、拡大部１７の第１バネ受け面１７ａ、１７ａと対向する第２受け面としての第２バネ受け面１９ａ、１９ａがそれぞれ設けられている。固定側カム１３と可動側カム１４とは、突出部１６が挿入孔１９内に挿入されるようにして組み合わされている。
【００１５】
図２及び図３に示すように第１バネ受け面１７ａと第２バネ受け面１９ａとの間には、弾性部材としてのコイルバネ２０がそれぞれ設けられている。各コイルバネ２０は、幾らか圧縮された状態でバネ受け面１７ａ、１９ａの間に設けられている。また、各コイルバネ２０は、略同じ程度の弾性力で突出部１６を両側から押すように設けられる。上述したように第１バネ受け面１７ａは軸線Ａｘと直交する仮想面Ｐに対して傾いているので、コイルバネ２０はその仮想面Ｐに対して傾いた状態で設けられる。そのため、これらのコイルバネ２０によって、図３に矢印Ａで示したように固定側カム１３に対する可動側カム１４の相対回転を抑制する力と、矢印Ｂで示したように可動側カム１４を第２係合部材１２から離れる方向に押す力とが発生する。図２に示すように可動側カム１４の中心には、回転軸２が挿入される貫通孔２１が設けられている。
【００１６】
図１に示すように第１係合部材１１には、固定側カム１３と可動側カム１４との間に介在する球状のカムボール２２が設けられている。可動側カム１４のうち固定側カム１３のベース部１５と軸線Ａｘ方向に対向する部分には、Ｖ字溝２３が形成されている。また、固定側カム１３にも、可動側カム１４のＶ字溝２３と対向するようにＶ字溝２４が形成されている。この図に示すようにカムボール２２は、これらＶ字溝２３、２４の間に保持されている。図２に示すように可動側カム１４には、４個のＶ字溝２３が設けられている。これら４個のＶ字溝２３は、周方向に等間隔で並ぶように配置されている。なお、固定側カム１３にも同様に４個のＶ字溝２４が設けられている。これらのＶ字溝２４も同様に周方向に等間隔で並ぶように配置されている。図１に示すように各Ｖ字溝２３は、可動側カム１４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２３はその中央から両端に向かうに従って半径方向の幅が漸次狭くなるように形成されている。図４及び図５は、半径方向から見たベース部１５及び可動側カム１４を示している。なお、図４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５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。これらの図に示したように半径方向から見ると各Ｖ字溝２３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、固定側カム１３のＶ字溝２４も上述した可動側カム１４のＶ字溝２３と同様の形状をしている。
【００１７】
図１に示すように第２係合部材１２は、電磁コイル２５と、その電磁コイル２５を収容する円環状のコイルハウジング２６とを備えている。コイルハウジング２６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。電磁コイル２５は、励磁された場合に可動側カム１４がコイルバネ２０に抗して係合位置に移動する強さの磁力が発生可能なように構成されている。
【００１８】
この係合装置１０では、電磁コイル２５が励磁されると可動側カム１４が係合位置に移動して可動側カム１４と第２係合部材１２とが接触する。これにより第１係合部材１１と第２係合部材１２とが係合される。上述したようにコイルハウジング２６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と第２係合部材１２とが接触す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１０が作動状態に切り替わる。また、この際に回転軸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５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２２がＶ字溝２３、２４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。そのため、第１係合部材１１と第２係合部材１２とがさらに強く係合される。また、この押し付ける力Ｆは回転軸２が同じ方向に回転しようとし続けている限り発生するので、可動側カム１４が係合位置に移動した後は電磁コイル２５の磁力を弱くしたり電磁コイル２５の励磁を停止させたりしてもよい。この場合においても押し付ける力Ｆによって第１係合部材１１と第２係合部材１２との係合が維持される。なお、このように動作することにより、固定側カム１３、可動側カム１４、コイルバネ２０、カムボール２２、及びＶ字溝２３、２４が本発明のカム機構に対応する。
【００１９】
一方、電磁コイル２５の励磁を止めた場合は、コイルバネ２０が可動側カム１４を第２係合部材１２から離れる方向に押すので、可動側カム１４が解放位置に移動する。これにより第１係合部材１１と第２係合部材１２との係合が解除されて、係合装置１０が非作動状態に切り替わる。図１に示したようにこの場合は可動側カム１４と第２係合部材１２との間に隙間ができるので、固定側カム１３と可動側カム１４とが供回りする。そのため、ロックが解除されて回転軸２は回転可能となる。
【００２０】
この係合装置１０によれば、非作動時に可動側カム１４が固定側カム１３に対して相対回転しようとしてもコイルバネ２０によって可動側カム１４が元の位置に戻される。そのため、非作動時に可動側カム１４が固定側カム１３に対して相対回転することを抑制できる。従って、非作動時に第１係合部材１１と第２係合部材１２とが誤って係合されることを抑制できる。また、この係合装置１０では、コイルバネ２０によって可動側カム１４を解放位置に駆動できるので、このコイルバネ２０とは別に可動側カム１４を解放位置に駆動するバネを設ける必要がない。これにより係合装置１０の部品数を低減できるので、コストを低減できる。また、可動側カム１４を解放位置に駆動するバネを配置するためのスペースが不要になるので、係合装置１０を小型化できる。
【００２１】
本発明は、上述した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】
【００２２】
２  回転軸（動力伝達対象）
１０  係合装置
１１  第１係合部材
１２  第２係合部材
１３  固定側カム（第１カム部材）
１４  可動側カム（第２カム部材）
１５  ベース部
１６  突出部
１７ａ  第１バネ受け面（第１受け面）
１９  挿入孔
１９ａ  第２バネ受け面（第２受け面）
２０  コイルバネ（弾性部材）
Ａｘ  軸線
Ｐ  仮想面
【図１】
2011226500.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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