(57)【要約】  トルク及び回転数を伝達する動力伝達経路に配置される動力伝達装置（１０）である。トルク伝達時は内輪（１２）及び第１外輪（１５）に第１コロ（１７）が係合し、軸方向に相対移動するので、トルク伝達時のショックを吸収できる。制限装置（３０）は、内輪（１２）及び第１外輪（１５）に第１コロ（１７）が係合したときの第１外輪（１５）の軸方向の移動を制限する。これにより、第１コロ（１７）の転がりを規制し、トルクの増加を抑えて違和感なく適切にトルクをカットできる。
2017154133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク及び回転数を伝達する動力伝達経路に配置される動力伝達装置であって、
動力が入力される、所定のテーパ角を有する入力軌道面が形成された入力部材と、
その入力部材に対して軸方向に相対移動可能に構成される、所定のテーパ角を有する出力軌道面が形成された出力部材と、
前記入力部材の中心軸に対して所定のスキュー角に設定されると共に前記入力軌道面と前記出力軌道面との間に配置される、前記入力部材および前記出力部材と係合または係合解除が可能な複数のコロと、
そのコロと前記入力部材および前記出力部材とが係合したときの前記入力部材または前記出力部材の軸方向の移動を制限する制限装置とを備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記制限装置は、前記入力部材または前記出力部材の軸方向の移動を制限する制限機構と、その制限機構を動作させるアクチュエータとを備えていることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記制限機構は、軸方向に互いに対向して配置された相対回転可能な第１カム部材および第２カム部材を備え、
前記入力部材または前記出力部材は、前記第１カム部材に結合し、
前記第２カム部材は、軸方向の移動が規制されると共に前記アクチュエータによって回転が制御され、
前記第１カム部材および前記第２カム部材は、互いに接触して前記第１カム部材のトルクにより軸方向への推力が発生するとセルフロックにより互いを拘束するように摩擦係数およびカム角度が設定されていることを特徴とする請求項２記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記第１カム部材と前記第２カム部材とを互いに押し付ける方向に付勢するバネを備え、
前記アクチュエータは、前記制限機構の動作を停止するときは、前記第１カム部材を引き離すように前記第２カム部材を回転することを特徴とする請求項３記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記バネの力に抗して前記第１カム部材と前記第２カム部材とを引き離す出力を備えていることを特徴とする請求項４記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記第１カム部材と前記第２カム部材とを互いに引き離す方向に付勢するバネを備え、
前記アクチュエータは、前記制限機構を動作させるときは、前記第１カム部材に押し付けるように前記第２カム部材の回転を規制することを特徴とする請求項３記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記バネの力に抗して前記前記第１カム部材と前記第２カム部材とを接触させる出力を備えていることを特徴とする請求項６記載の動力伝達装置。
【請求項８】
前記制限機構は、軸方向に互いに対向して配置された相対回転可能な第１カム部材および第２カム部材と、
前記第１カム部材と前記第２カム部材との相対回転により軸方向への推力を発生する、前記第１カム部材と前記第２カム部材との間に配置される転動体とを備え、
前記入力部材または前記出力部材は、前記第１カム部材に結合し、
前記アクチュエータは、前記第２カム部材を回転駆動することを特徴とする請求項２記載の動力伝達装置。
【請求項９】
前記制限機構は、軸方向に互いに対向する傾斜面が形成された相対回転可能な第１回転体および第２回転体を備え、
前記傾斜面は、前記第１回転体および前記第２回転体の相対回転により軸方向への推力を発生し、
前記入力部材または前記出力部材は、前記第１回転体に結合し、
前記アクチュエータは、前記第２回転体を回転駆動することを特徴とする請求項２記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力伝達装置に関し、特にトルクをカットする動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変速直前の駆動輪への伝達トルクを検出し、その伝達トルクに応じた程度になるまでクラッチを滑らせて伝達トルクを低減させる変速制御システムがある（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、クラッチを滑らせてトルクを吸収することにより、変速のショックを軽減し、且つ、トルクが途切れることなく加速できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１２３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の技術では、クラッチを滑らせてトルクを吸収（カット）するので、実際の伝達トルク（実際値）に対して検出値が大きいと、トルク伝達時はクラッチの滑り量が増え、違和感（滑り感）が生じるという問題点がある。実際値に対して検出値が小さいとクラッチの滑り量が減るので、トルクの吸収量が小さくなり変速ショックが大きくなるという問題点がある。即ち、違和感なく適切にトルクをカットできないおそれがある。【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、違和感なく適切にトルクをカットできる動力伝達装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
この目的を達成するために請求項１記載の動力伝達装置によれば、トルク及び回転数を伝達する動力伝達経路に配置される。動力が入力部材に入力され、出力部材は入力部材に対して軸方向に相対移動可能に構成される。入力部材の入力軌道面および出力部材の出力軌道面は所定のテーパ角に設定される。入力部材および出力部材と係合または係合解除が可能な複数のコロは入力軌道面と出力軌道面との間に配置され、入力部材の中心軸に対して所定のスキュー角に設定されるので、コロは自転しつつ中心軸の回りを公転する。トルク伝達時は、トルクの大きさに応じて入力部材および出力部材は相対回転しながら軸方向に相対移動して、コロは入力部材および出力部材に係合する。滑ることなくコロを介して入力部材から出力部材にトルクが伝達されるので、出力部材に対して入力部材が回転して伝達トルクが増加する。伝達トルクの増加に対してねじりダンパ効果が得られるので、トルク伝達時のショックを吸収できる。
【０００７】
制限装置は、コロと入力部材および出力部材とが係合したときの入力部材または出力部材の軸方向の移動を制限する。制限装置により入力部材または出力部材の軸方向の移動が制限されると、入力部材と出力部材との間のコロのころがりが規制され、入力部材および出力部材とコロとの間にすべりが発生し、それ以上はトルクが増加しなくなる。よって、違和感なく適切にトルクをカットできる効果がある。
【０００８】
請求項２記載の動力伝達装置によれば、制限装置はアクチュエータの動作により、入力部材または出力部材の軸方向の移動を制限機構が制限する。よって、請求項１の効果に加え、アクチュエータの動作により伝達トルクを超えるピークトルクを適宜カットできる効果がある。
【０００９】
請求項３記載の動力伝達装置によれば、制限機構は、相対回転可能な第１カム部材および第２カム部材が軸方向に互いに対向して配置される。入力部材または出力部材は第１カム部材に結合し、第２カム部材は、軸方向の移動が規制されると共にアクチュエータによって回転が制御される。第１カム部材および第２カム部材は、互いに接触して第１カム部材により軸方向への推力が発生するとセルフロックにより互いを拘束するように摩擦係数およびカム角度が設定される。第２カム部材の回転を止める力は第１カム部材のセルフロックにより規制されるので、アクチュエータは第２カム部材を介して第１カム部材の回転を規制する大きな出力は不要である。アクチュエータは第２カム部材を制御して第１カム部材と第２カム部材とを接触させたり離したりするだけの力があれば良いので、請求項２の効果に加え、アクチュエータの出力を小さくできる効果がある。
【００１０】
請求項４記載の動力伝達装置によれば、バネは、第１カム部材と第２カム部材とを互いに押し付ける方向に付勢し、アクチュエータは、制限機構の動作を停止するときは、第１カム部材を引き離すように第２カム部材を回転する。通常時は制限機構の動作を停止するため、アクチュエータはバネの力に抗して第１カム部材を引き離すように第２カム部材を回転する。制限機構を動作させるときは、アクチュエータを停止するとバネにより第１カム部材と第２カム部材とが互いに押し付けられる。請求項３の効果に加え、バネにより第１カム部材および第２カム部材を互いに拘束してトルクをカットできる効果がある。
【００１１】
請求項５記載の動力伝達装置によれば、アクチュエータはバネの力に抗して第１カム部材と第２カム部材とを引き離す出力を備えるので、請求項４の効果に加え、制限機構の動作を停止して出力部材へトルクを伝達できる効果がある。
【００１２】
請求項６記載の動力伝達装置によれば、バネは、第１カム部材と第２カム部材とを互いに引き離す方向に付勢し、アクチュエータは、制限機構を動作させるときは、第１カム部材に押し付けるように第２カム部材の回転を規制する。通常時はアクチュエータを停止するとバネにより第１カム部材と第２カム部材とが引き離されるので、請求項３の効果に加え、バネにより通常時の伝達トルクを確保できる効果がある。
【００１３】
請求項７記載の動力伝達装置によれば、アクチュエータはバネの力に抗して第１カム部材と第２カム部材とを接触させる出力を備えるので、請求項６の効果に加え、制限機構を動作させてトルクをカットできる効果がある。
【００１４】
請求項８記載の動力伝達装置によれば、制限機構は、相対回転可能な第１カム部材および第２カム部材が軸方向に互いに対向して配置され、第１カム部材と第２カム部材との相対回転により軸方向への推力を発生する転動体が、第１カム部材と第２カム部材との間に配置される。入力部材または出力部材は第１カム部材に結合し、アクチュエータは第２カム部材を回転駆動する。よって、請求項２の効果に加え、アクチュエータにより第２カム部材および転動体を介して第１カム部材の回転を規制すると、トルクをカットできる効果がある。
【００１５】
請求項９記載の動力伝達装置によれば、制限機構は、軸方向に互いに対向する傾斜面が相対回転可能な第１回転体および第２回転体に形成され、傾斜面は、第１回転体および第２回転体の相対回転により軸方向への推力を発生する。入力部材または出力部材は第１回転体に結合し、アクチュエータは第２回転体を回転駆動する。よって、請求項２の効果に加え、アクチュエータにより第２回転体を介して第１回転体の回転を規制すると、トルクをカットできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施の形態における動力伝達装置が搭載された車両の模式図である。
【図２】模式的に図示した動力伝達装置の断面図である。
【図３】第１コロの配置を示す内輪および保持器の斜視図である。
【図４】（ａ）はトルクを伝達するときの制限機構の模式図であり、（ｂ）はトルクをカットするときの制限機構の模式図である。
【図５】第２実施の形態における動力伝達装置を模式的に図示した断面図である。
【図６】（ａ）はトルクを伝達するときの制限機構の模式図であり、（ｂ）はトルクをカットするときの制限機構の模式図である。
【図７】第３実施の形態における動力伝達装置の制限機構の模式図である。
【図８】第４実施の形態における動力伝達装置の制限機構の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１を参照して本発明の第１実施の形態における動力伝達装置１０が搭載された車両１について説明する。車両１は、車体２に搭載されたエンジン３と変速機５との間の動力伝達経路に、エンジン３の駆動力を断接するクラッチ４が配置されている。変速機５の出力は、プロペラシャフト６及び差動装置７を介して駆動輪８に伝達される。駆動輪８及び従動輪９は車体２を支える。エンジン３と変速機５との間の動力伝達経路にトルクをカットする動力伝達装置１０が配置されている。
【００１８】
図２は模式的に図示した動力伝達装置１０の断面図（中心軸Ｏを含む切断面によって全体を１／４に切断した片側断面図）である。動力伝達装置１０は、エンジン３（図１参照）の駆動力が入力される入力軸１１と一体に回転する内輪１２（入力部材）と、変速機５（図１参照）へ動力を出力する出力軸１４と一体に回転する第１外輪１５（出力部材）と、内輪１２と第１外輪１５との間に介在する第１コロ１７と、第１外輪１５の軸方向の移動を制限する制限装置３０とを備えている。
【００１９】
内輪１２は、入力軸１１の動力を伝達するための機能を担う部材であり、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす入力軌道面１３が外周面に形成されている。内輪１２は、スプラインによって入力軸１１に対して回転が規制されると共に、止め輪によって入力軸１１に対する軸方向の移動が規制されている。
【００２０】
第１外輪１５は、内輪１２と共に入力軸１１の動力を出力軸１４に伝達するための機能を担う部材であり、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす出力軌道面１６が内周面に形成されている。第１外輪１５は、内輪１２の径方向の外側に配置されており、移動部材１９を介して出力軸１４に結合されている。
【００２１】
移動部材１９は、第１外輪１５の動力を出力軸１４に伝達し、且つ、第１外輪１５を軸方向に移動させるための部材である。移動部材１９は、止め輪によって第１外輪１５に一体化されている。移動部材１９は、ボールスプラインによって出力軸１４に対して回転が規制されると共に、出力軸１４に対して軸方向の移動が許容される。内輪１２の入力軌道面１３及び第１外輪１５の出力軌道面１６は、軸方向に互いに対向し、且つ、移動部材１９側に向かって軸方向へ近づくにつれて拡径する。
【００２２】
図３は第１コロ１７の配置を示す内輪１２及び保持器１８の斜視図である。第１コロ１７は円柱状に形成される部材であり、保持器１８によって入力軌道面１３（図２参照）と出力軌道面１６との間に複数が保持される。保持器１８は、第１コロ１７が相互に干渉することなく円滑に回転するように第１コロ１７を互いに間隔をあけて保持する。
【００２３】
第１コロ１７は、中心軸Ｏを含む面に対して一定角度αだけ傾斜して（中心軸Ｏに対して一定のスキュー角αに設定され）、入力軌道面１３及び出力軌道面１６に外周面が線状に接触（線接触）できるように、入力軌道面１３及び出力軌道面１６の円周方向に配置される。第１コロ１７のスキュー角α及び入力軌道面１３及び出力軌道面１６のテーパ角２β（図２参照）は、入力軸１１から出力軸１４へ動力を伝達する場合に内輪１２及び第１外輪１５に第１コロ１７が係合し、出力軸１４から入力軸１１へ動力を伝達する場合に内輪１２及び第１外輪１５と第１コロ１７との係合が解除するように設定される。
【００２４】
内輪１２は軸方向の移動が規制されているので、内輪１２及び第１外輪１５に第１コロ１７が係合して捻じ込まれると、入力軌道面１３と出力軌道面１６との軸方向の距離が小さくなるように、第１外輪１５は移動部材１９を伴って軸方向（図２左側）へ移動する。なお、第１外輪１５及び第１コロ１７の半径および質量は、クラッチ４（図１参照）の半径および質量より小さく設定されている。従って、第１外輪１５及び第１コロ１７の回転運動によって発生するイナーシャは、クラッチ４の回転運動によって発生するイナーシャより小さい。
【００２５】
図２に戻って説明する。回転板２０は、入力軸１１の径方向の外側へ張り出す円盤状の部位であり、入力軸１１と一体化されている。回転板２０は、第２外輪２１を軸方向へ移動可能かつ周方向へ移動不能に支持するための部材である。回転板２０は、内輪１２を挟んで移動部材１９の軸方向の反対側に配置されている。
【００２６】
第２外輪２１は、第１外輪１５と共に出力軸１４の動力を入力軸１１に伝達するための機能を担う部材であり、第１外輪１２の径方向の外側に配置されている。第２外輪２１は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす出力軌道面２２が内周面に形成されている。第２外輪２１の出力軌道面２２と対向する入力軌道面２３が、第１外輪１５の外周面に形成されている。入力軌道面２３は中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面である。第１外輪１５の入力軌道面２３及び第２外輪２１の出力軌道面２２は、軸方向に互いに対向し、且つ、移動部材１９から軸方向へ離れるにつれて拡径する。第１外輪１５の入力軌道面２３と第２外輪２１の出力軌道面２２との間に第２コロ２４が介在する。
【００２７】
第２コロ２４は、第１コロ１７と同様に、中心軸Ｏを含む面に対して一定角度だけ傾斜して配置され（中心軸Ｏに対して一定のスキュー角に設定され）、入力軌道面２３及び出力軌道面２２に外周面が線状に接触（線接触）する円柱状に形成されている。第２コロ２４のスキュー角および入力軌道面２３及び出力軌道面２２のテーパ角２γは、入力軸１１から出力軸１４へ動力を伝達する場合に第１外輪１５及び第２外輪２１と第２コロ２４との係合が解除され、出力軸１４から入力軸１１へ動力を伝達する場合に第１外輪１５及び第２外輪２１に第２コロ２４が係合するように設定されている。
【００２８】
皿ばね２５は、内輪１２の入力軌道面１３と第１外輪１５の出力軌道面１６との軸方向の距離を小さくする方向へ第１外輪１５を付勢するための部材であり、回転板２０と第１外輪１５の端面との間に配置されている。皿ばね２６は、第１外輪１５の入力軌道面２３と第２外輪２１の出力軌道面２２との軸方向の距離を小さくする方向へ第２外輪２１を付勢するための部材であり、回転板２０と第２外輪２１との間に配置されている。
【００２９】
制限装置３０は、第１外輪１５が結合する移動部材１９の軸方向の移動を制限するための装置である。制限装置３０は、内輪１２の入力軌道面１３と第１外輪１５の出力軌道面１６との間に第１コロ１７が係合して捻じ込まれたときに、移動部材１９を介して第１外輪１５の軸方向の移動を適宜停止させる。その結果、一定以上のトルクが伝達されないようにできるので、トルクを適宜カットできる。制限装置３０は、制限機構３１と、制限機構３１を動作させるアクチュエータ４０とを備えている。
【００３０】
制限機構３１は、移動部材１９に結合して一体に回転する第１カム部材３２と、ギヤ３９に結合して一体に回転する第２カム部材３５とを備えている。第１カム部材３２及び第２カム部材３５は、軸方向に互いに対向して配置される、中心軸Ｏ回りに相対回転可能な円環状の部材である。ギヤ３９は、第２カム部材３５の回転に伴い中心軸Ｏ回りに回転する部材であり、軸方向の移動が規制されている。アクチュエータ４０は、ギヤ３９を介して第２カム部材３５に回転駆動力を与える装置であり、モータ４１と、モータ４１により回転する、ギヤ３９に噛み合うピニオン４２とを備えている。
【００３１】
図４は制限機構３１の動作を示す模式図である。図４（ａ）は動力伝達装置１０がトルクを伝達するときの制限機構３１の模式図であり、図４（ｂ）は動力伝達装置１０がトルクをカットするときの制限機構３１の模式図である。
【００３２】
図４（ａ）に示すように第１カム部材３２は、中心軸Ｏ（図２参照）に対して螺旋状に端面が傾斜するカム面３３と、カム面３３に対して周方向の所定箇所に形成された係合部３４とを備えている。第２カム部材３５は、カム面３３と軸方向に対向し中心軸Ｏに対して螺旋状に端面が傾斜するするカム面３６と、第１カム部材３２側へ張り出す張出部３７と、張出部３７に保持されたバネ３８とを備えている。バネ３８は、張出部３７と係合部３４との間に圧縮した状態で配置される。バネ３８は、第１カム部材３２及び第２カム部材３５が互いに相対回転する方向、且つ、カム面３３，３６同士を押し付ける方向に第１カム部材３２及び第２カム部材３５を付勢する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すようにバネ３８が復元した状態では、バネ３８の付勢力によって、係合部３４と張出部３７とが引き離されてカム面３３，３６同士が押し付けられる。これにより第１カム部材３２及び第２カム部材３５に軸方向の推力が生じる。カム面３３，３６は、第１カム部材３２及び第２カム部材３５の相対回転により軸方向の推力が生じると、セルフロックにより互いを拘束するように摩擦係数およびカム角度（中心軸Ｏ（図２参照）に直交する平面に対するカム面３３，３６の角度）が設定されている。具体的には、第１カム部材３２及び第２カム部材３５は、カム角度の正接が摩擦係数より小さくなるように設定されている。第２カム部材３５は、ギヤ３９（図２参照）を介して軸方向の移動が規制されているので、カム面３３，３６同士が押し付けられると、第２カム部材３５はセルフロックにより第１カム部材３２を拘束する。
【００３４】
アクチュエータ４０（図２参照）は、カム面３３，３６同士を引き離すためのトルクを、ギヤ３９を介して第２カム部材３５に付与する装置である。第１カム部材３２によって軸方向の推力が生じた第２カム部材３５は、第１外輪１５及び移動部材１９を介して第１カム部材３２に作用する軸方向の荷重およびバネ３８による回転方向の荷重に起因する摩擦力が、カム面３６に少なくとも作用する。アクチュエータ４０は、ギヤ３９を介して第２カム部材３５を回転させ、カム面３３，３６間の摩擦力に起因する回転方向の荷重に抗してカム面３３，３６同士を引き離すことができる出力（バネ３８による力に回転数を乗じた値）を有している。
【００３５】
次に動力伝達装置１０の使用方法について説明する。エンジン３（図１参照）からクラッチ４及び変速機５を介して駆動輪８へ動力を伝達するときには、アクチュエータ４０は、第１カム部材３２及び第２カム部材３５のカム面３３，３６同士を引き離すように回転駆動する。入力軸１１を介して内輪１２が回転すると、皿ばね２５の付勢力によって内輪１２及び第１外輪１５に線状に接触する第１コロ１７が、自転しながら中心軸Ｏ回りを公転する。第１コロ１７の回転によって第１コロ１７及び第１外輪１５の出力軌道面１６が径方向に変位し、出力軌道面１６は、それらの変位によって径方向に弾性変形しながら移動する。
【００３６】
内輪１２は軸方向の移動が規制されているので、第１外輪１５は、トルクの大きさに応じて入力軌道面１３と出力軌道面１６との軸方向の距離を小さくするように、回転しながら軸方向（皿ばね２５から離れる方向）へ移動する。これにより内輪１２及び第１外輪１５に第１コロ１７が係合し、内輪１２から第１外輪１５へ動力が伝達される。第１コロ１７は滑ることなく内輪１２及び第１外輪１５に係合し、第１コロ１７を介して内輪１２から第１外輪１５にトルクが伝達されるので、第１外輪１５に対して内輪１２が回転して伝達トルクが増大する。伝達トルクの増加に対してねじれダンパ効果が得られるので、トルク伝達時のショックを吸収できる。なお、入力軸１１及び回転板２０を介して第２外輪２１が回転しても、第２コロ２４は第１外輪１５及び第２外輪２１に係合できない。
【００３７】
移動部材１９及び第１カム部材３２は第１外輪１５に結合しているので、第１外輪１５の回転および軸方向の移動に伴い、移動部材１９及び第１カム部材３２も回転しながら軸方向へ移動する。第１カム部材３２及び第２カム部材３５のカム面３３，３６同士を引き離すように、バネ３８の力に抗してアクチュエータ４０が回転駆動されるので、第１カム部材３２及び第２カム部材３５を一体的に回転させ、第１カム部材３２の回転および軸方向の移動を第２カム部材３５が妨げないようにできる。これにより内輪１２及び第１外輪１５に第１コロ１７が係合した状態が続くので、入力軸１１から出力軸１４へトルクを伝達する状態が続く。
【００３８】
入力軸１１から出力軸１４へ伝達するトルクをカットするときには、アクチュエータ４０の停止ないしは回転数の低下により、バネ３８によって第１カム部材３２と第２カム部材３５とを相対回転させ、カム面３３，３６同士を押し付ける。カム面３３，３６同士が接触して第１カム部材３２及び第２カム部材３５に軸方向の推力が生じると、セルフロックにより第２カム部材３５が第１カム部材３２を拘束する。その結果、移動部材１９及び第１外輪１５の軸方向の移動が規制されると、入力軌道面１３と出力軌道面１６との軸方向の距離がそれ以上は小さくならず、第１コロ１７の転がりが規制される。内輪１２及び第１外輪１５と第１コロ１７との間にすべりが発生してそれ以上はトルクが増加しなくなるので、制限装置３０はトルクリミッタとなる。その結果、入力軸１１から出力軸１４への伝達トルクより大きなピークトルクを違和感なく適切にカットできる。
【００３９】
なお、車両１のコースト走行など、駆動輪８から変速機５を介して動力伝達装置１０に動力が入力されるときには、出力軸１４から移動部材１９を介して第１外輪１５に動力が伝達される。第１外輪１５が駆動するときは、第１コロ１７は内輪１２及び第１外輪１５に係合できないが、第２コロ２４は第１外輪１５及び第２外輪２１に係合する。これにより出力軸１４のトルクは、第１外輪１５、第２コロ２４及び回転板２０を介して入力軸１１に伝達される。
【００４０】
以上のように動力伝達装置１０は制限装置３０があるので、アクチュエータ４０により第２カム部材３５の回転を制御できる。カム面３３，３６同士が接触して第１カム部材３２及び第２カム部材３５に軸方向の推力が発生すると、アクチュエータ４０が第２カム部材３５の回転を止める力は第１カム部材３２のセルフロックにより規制される。そのため、アクチュエータ４０は第２カム部材３５を介して第１カム部材３２の回転を規制する大きな出力は不要である。アクチュエータ４０は、第２カム部材３５を制御して第１カム部材３２と第２カム部材３５とを接触させたり離したりするだけの力があれば良い。よって、アクチュエータのトルクだけで第１カム部材３２の回転を制限する場合に比べて、定格出力の小さな安価で小型のアクチュエータ４０を採用できる。
【００４１】
第１カム部材３２は、アクチュエータ４０の停止ないしは回転数の低下により、バネ３８によって第２カム部材３５が押し付けられて拘束される。よって、アクチュエータ４０の動力を使わずに、又は、アクチュエータ４０の小さい動力で、バネ３８によって第１カム部材３２を規制して入力軸１１から出力軸１４へ伝達されるトルクをカットできる。
【００４２】
第１外輪１５及び第１コロ１７の回転運動によって発生するイナーシャは、クラッチ４の回転運動によって発生するイナーシャより小さいので、クラッチを滑らせてトルクをカットする技術（特許文献１に開示された先行技術）に比べ、トルクをカットするときのイナーシャの変化によるショックを抑制できる。
【００４３】
次に図５及び図６を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、制限機構３１の動作を停止するとき（通常のトルク伝達時）にアクチュエータ４０を駆動する場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、制限機構５２を動作させるとき（トルクのカット時）にアクチュエータ６２を駆動する場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５は第２実施の形態における動力伝達装置５０を模式的に図示した断面図である。図６（ａ）はトルクを伝達するときの制限機構５２の模式図であり、図６（ｂ）はトルクをカットするときの制限機構５２の模式図である。
【００４４】
動力伝達装置５０は、第１外輪１５が結合する移動部材１９の軸方向の移動を制限する制限装置５１を備えている。制限装置５１は制限機構５２、及び、制限機構５２を動作させるアクチュエータ６２を備えている。制限機構５２は、移動部材１９に結合して一体に回転する第１カム部材５３と、ロータ６１に結合して一体に回転する第２カム部材５８とを備えている。第１カム部材５３及び第２カム部材５８は、軸方向に互いに対向して配置される、中心軸Ｏ回りに相対回転可能な円環状の部材である。ロータ６１は中心軸Ｏ回りに回転する円環状の部材であり、軸方向の移動が規制されている。アクチュエータ６２は、ロータ６１を介して第２カム部材５８に制動力を与える装置であり、油圧式の制動装置６３と、制動装置６３によってロータ６１に押し当てられるパッド６４とを備えている。
【００４５】
図６（ａ）に示すように第１カム部材５３は、中心軸Ｏ（図５参照）に対して螺旋状に端面が傾斜するカム面５４と、カム面５４に対して周方向の所定箇所に形成されたストッパ５５と、ストッパ５５と周方向に間隔をあけて第２カム部材５８側へ張り出す張出部５６と、張出部５６に保持されたバネ５７とを備えている。第２カム部材５８は、カム面５４と軸方向に対向し中心軸Ｏに対して端面が螺旋状に傾斜するカム面５９と、ストッパ５５と張出部５６との間に位置し第１カム部材５３側へ張り出す係合部６０とを備えている。バネ５７は、張出部５６と係合部６０との間に圧縮した状態で配置される。
【００４６】
バネ５７は、第１カム部材５３及び第２カム部材５８が互いに相対回転する方向、且つ、カム面５４，５９同士を引き離す方向に第１カム部材５３及び第２カム部材５８を付勢する。アクチュエータ６２は、バネ５７の力に抗して第１カム部材５３と第２カム部材５８とを接触させる出力（バネ５７による力に回転数を乗じた値）を有している。
【００４７】
第２カム部材５８が、ロータ６１を介してアクチュエータ６２に制動されない状態では、バネ５７の付勢力によって張出部５６から離れて係合部６０がストッパ５５に当接し、カム面５４，５９間に軸方向の隙間が設けられる。この状態では第１カム部材５３及び第２カム部材５８に軸方向の推力は生じないので、第１カム部材５３及び第２カム部材５８は、ストッパ５５と張出部５６との間を係合部６０が移動できる範囲内で、相対回転できる。この状態では、第１カム部材５３及び第２カム部材５８は一体的に回転する。
【００４８】
第１カム部材５３及び第２カム部材５８が一体的に回転する状態で、第２カム部材５８が、ロータ６１を介してアクチュエータ６２に制動されると、第１カム部材５３及び第２カム部材５８は相対回転してカム面５４，５９同士が押し付けられる。これにより第１カム部材５３及び第２カム部材５８に軸方向の推力が生じる。カム面５４，５９は、そのときにセルフロックにより互いを拘束するように摩擦係数およびカム角度（中心軸Ｏ（図５参照）に直交する平面に対する角度）が設定されている。第２カム部材５８は、ロータ６１を介して軸方向の移動が規制されているので、カム面５４，５９同士が押し付けられると、第２カム部材５８はセルフロックにより第１カム部材５３を拘束する。
【００４９】
第１カム部材５３によって軸方向の推力が生じた第２カム部材５８は、第１外輪１５（図５参照）及び移動部材１９を介して第１カム部材５３に作用する軸方向の荷重に起因する摩擦力が、カム面５９に少なくとも作用する。バネ５７は、アクチュエータ６２から第２カム部材５８に制動力が入力されていない状態では、カム面５４，５９間の摩擦力に起因する回転方向の荷重に抗して第２カム部材５８を回転できる弾性力を有している。
【００５０】
次に動力伝達装置５０の使用方法について説明する。エンジン３（図１参照）からクラッチ４及び変速機５を介して駆動輪８へ動力を伝達するときには、アクチュエータ６２をオフして、第２カム部材５８が自由に回転できるようにする。第１コロ１７を介して内輪１２から第１外輪１５にトルクが伝達されると、第１外輪１５の回転および軸方向の移動に伴い、移動部材１９及び第１カム部材５３も回転しながら軸方向へ移動する。図６（ａ）に示すように、第１カム部材５３及び第２カム部材５８のカム面５４，５９は離れているので、第１カム部材５３及び第２カム部材５８は一体的に回転し、第１カム部材５３の回転および軸方向の移動を第２カム部材５８が妨げないようにできる。これにより内輪１２及び第１外輪１５に第１コロ１７が係合した状態が続くので、入力軸１１から出力軸１４へトルクを伝達する状態が続く。
【００５１】
入力軸１１から出力軸１４へ伝達するピークトルクをカットするときには、アクチュエータ６２を駆動してロータ６１を介して第２カム部材５８に制動力を付与する。第１カム部材５３のカム面５４と第２カム部材５８のカム面５９とが軸方向に互いに押し付けられて、第１カム部材５３及び第２カム部材５８に軸方向の推力が生じると、セルフロックにより第２カム部材５８が第１カム部材５３を拘束する。第１カム部材５３が拘束されると移動部材１９及び第１外輪１５の軸方向の移動が規制されるので、入力軸１１から出力軸１４へ伝達する伝達トルクより大きいピークトルクをカットできる。動力伝達装置５０はトルクを伝達するときにアクチュエータ６２をオフし、トルクをカットするときにアクチュエータ６２を駆動するので、アクチュエータ６２を駆動するエネルギーを節約できる。
【００５２】
次に図７を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施の形態および第２実施の形態ではセルフロックにより制限機構３１，５２を拘束する場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、アクチュエータ７９により制限機構７２を拘束する動力伝達装置７０について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図７は第３実施の形態における動力伝達装置７０の模式図である。図７では移動部材１９に結合する第１外輪１５等の図示が省略されている。
【００５３】
動力伝達装置７０は、第１外輪１５（図２参照）が結合する移動部材１９の軸方向の移動を制限する制限装置７１を備えている。制限装置７１は制限機構７２、及び、制限機構７２を動作させるアクチュエータ７９を備えている。制限機構７２は、移動部材１９に結合して一体に回転する第１カム部材７３と、ギヤ７８に結合して一体に回転する第２カム部材７６とを備えている。第１カム部材７３及び第２カム部材７６は、軸方向に互いに対向して配置される、中心軸Ｏ回りに相対回転可能な円環状の部材である。ギヤ７８は中心軸Ｏ回りに回転する円環状の部材であり、軸方向の移動が規制されている。アクチュエータ７９は、ギヤ７８を介して第２カム部材７６にトルクを与える装置であり、モータ８０と、モータ８０によって回転する、ギヤ７８に噛み合うピニオン８１とを備えている。
【００５４】
第１カム部材７３は、中心軸Ｏ（図２参照）に対して螺旋状に端面が傾斜するカム面７４を備えている。第２カム部材７６は、カム面７４と軸方向に対向し中心軸Ｏに対して端面が螺旋状に傾斜するカム面７７を備えている。カム面７４，７７間に球体状の転動体７５が挟み込まれている。第１カム部材７３及び第２カム部材７６は、転動体７５を介して軸方向の推力が生じる。
【００５５】
第２カム部材７６が、ギヤ７８を介してアクチュエータ７９に駆動されない状態では、第１カム部材７３及び第２カム部材７６に軸方向の推力は生じないので、第１カム部材７３及び第２カム部材７６は一体的に回転する。移動部材１９は軸方向に移動できるので、内輪１２（図２参照）及び第１外輪１５に第１コロ１７が係合した状態が持続し、入力軸１１から出力軸１４へトルクを伝達できる。
【００５６】
第２カム部材７６が、ギヤ７８を介してアクチュエータ７９に駆動されると、第１カム部材７３及び第２カム部材７６は相対回転して転動体７５を介して軸方向へ押し付けられる。これにより第１カム部材７３及び第２カム部材７６に軸方向の推力が生じる。第２カム部材７６が第１カム部材７３を拘束し移動部材１９の軸方向の移動を規制するので、入力軸１１（図２参照）から出力軸１４へ伝達するトルクをカットできる。
【００５７】
次に図８を参照して第４実施の形態について説明する。第３実施の形態では第１カム部材７３と第２カム部材７６との間に転動体７５が介在する場合について説明した。これに対し第４実施の形態では、第１回転体９３と第２回転体９５とが直に接する動力伝達装置９０について説明する。なお、第１実施の形態および第３実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図８は第４実施の形態における動力伝達装置９０の模式図である。図９では移動部材１９に結合する第１外輪１５等の図示が省略されている。
【００５８】
動力伝達装置９０は、第１外輪１５（図２参照）が結合する移動部材１９の軸方向の移動を制限する制限装置９１を備えている。制限装置９１は制限機構９２、及び、制限機構９２を動作させるアクチュエータ７９を備えている。制限機構９２は、移動部材１９に結合して一体に回転する第１回転体９３と、ギヤ７８に結合して一体に回転する第２回転体９５とを備えている。第１回転体９３及び第２回転体９５は、軸方向に互いに対向して配置される、中心軸Ｏ回りに相対回転可能な円環状の部材である。第１回転体９３は、中心軸Ｏ（図２参照）に対して端面が傾斜する傾斜面９４を備えている。第２回転体９５は、傾斜面９４と軸方向に対向し中心軸Ｏに対して端面が傾斜する傾斜面９６を備えている。第１回転体９３及び第２回転体９５は、傾斜面９４，９６が当接して軸方向の推力が生じる。
【００５９】
第２回転体９５が、ギヤ７８を介してアクチュエータ７９に回転駆動されない状態では、第１回転体９３及び第２回転体９５に軸方向の推力は生じないので、第１回転体９３及び第２回転体９５は一体的に回転する。移動部材１９は軸方向に移動できるので、内輪１２（図２参照）及び第１外輪１５に第１コロ１７が係合した状態が持続し、入力軸１１から出力軸１４へトルクを伝達できる。
【００６０】
第２回転体９５が、ギヤ７８を介してアクチュエータ７９に回転駆動されると、第１回転体９３及び第２回転体９５は相対回転して傾斜面９４，９６が軸方向へ押し付けられる。これにより第１回転体９３及び第２回転体９５に軸方向の推力が生じる。第２回転体９５が第１回転体９３を拘束し移動部材１９の軸方向の移動を規制するので、入力軸１１（図２参照）から出力軸１４へ伝達するトルクをカットできる。
【００６１】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、第１コロ１７の数やスキュー角α、入力軌道面１３，２３及び出力軌道面１６，２２の中心軸Ｏに対する傾き等は適宜設定できる。
【００６２】
上記各実施の形態では自動車に搭載される動力伝達装置１０，５０，７０，９０について説明したが、必ずしもこれに限れられるものではない。動力伝達装置１０，５０，７０，９０を他の車両に搭載することは当然可能である。他の車両としては、建設機械、産業車両、農業機械等が挙げられる。
【００６３】
上記各実施の形態ではエンジン３と変速機５との間の動力伝達経路に、クラッチ４に加えて動力伝達装置１０，５０，７０，９０を配置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ダンパ機構等を付加することによって、エンジン３と変速機５との間の動力伝達経路に、クラッチ４に代えて動力伝達装置１０，５０，７０，９０を設けることは当然可能である。また、エンジン３と変速機５との間に動力伝達装置１０，５０，７０，９０を設けるのではなく、エンジン３とクラッチ４との間、変速機５とプロペラシャフト６との間、プロペラシャフト６と差動装置７との間など、いずれの動力伝達経路に動力伝達装置１０，５０，７０，９０を設けることは当然可能である。この場合も上記各実施の形態と同様の作用効果を実現できる。
【００６４】
上記各実施の形態では入力軸１１に内輪１２が結合し、出力軸１４に第１外輪１５が結合する動力伝達装置１０，５０，７０，９０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。入力軸１１に結合する外輪（入力部材）と、出力軸１４に結合する内輪（出力部材）とを設け、外輪と内輪との間に複数のコロを設けることは当然可能である。
【００６５】
上記各実施の形態では第１外輪１５（出力部材）に移動部材１９を結合し、移動部材１９の軸方向の移動を制限装置３０，５１，７１，９１で制限する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。これとは逆に第１外輪１５の軸方向の移動を規制し、内輪１２を軸方向へ移動可能にする場合には、内輪１２（入力部材）に移動部材を結合し、その移動部材の軸方向の移動を制限装置３０，５１，７１，９１で制限することは当然可能である。
【００６６】
上記各実施の形態では、入力軌道面１３，２３及び出力軌道面１６，２２を単葉回転双曲面にして、円柱状の第１コロ１７及び第２コロ２４を採用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の形態における入力軌道面１３，２３、出力軌道面１６，２２、第１コロ１７及び第２コロ２４を採用することは当然可能である。他の形態としては、例えば入力軌道面１３，２３及び出力軌道面１６，２２を単葉回転双曲面にして第１コロ１７及び第２コロ２４を円錐状にするもの、入力軌道面１３，２３及び出力軌道面１６，２２を円錐状の面にするもの、入力軌道面１３，２３又は出力軌道面１６，２２を円筒状としたり、第１コロ１７や第２コロ２４を鼓状、太鼓状や円柱状としたりするもの等が挙げられる。
【００６７】
上記第１実施の形態では、第２カム部材３５に結合するギヤ３９がアクチュエータ４０に駆動される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第１カム部材３２をウォームホイール、第２カム部材３５をウォームにすることが可能である。ウォームホイールは中心軸Ｏを中心に回転し、ウォームは回転軸（中心軸Ｏに直交する軸）を中心に回転する。この場合、バネ３８やギヤ３９、ピニオン４２等を省略して、第２カム部材３５（ウォーム）をモータ４１（アクチュエータ４０）で直接に駆動できる。ウォーム（第２カム部材３５）の進み角を小さくすることにより、軸方向（中心軸Ｏ方向）の推力が生じたときのセルフロックによって、第１カム部材３２（ウォームホイール）から第２カム部材３５（ウォーム）への回転の伝達を困難にできる。これにより、モータ４１（アクチュエータ４０）を駆動しなくても第１カム部材３２（ウォームホイール）の回転を阻止し、移動部材１９の軸方向（中心軸Ｏ方向）の移動を規制できる。
【００６８】
上記第２実施の形態では、アクチュエータ６２が油圧式の制動装置６３を備える場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、空圧式、電磁式等の制動装置とすることは当然可能である。アクチュエータ６２を制動装置６３に限定するものではなく、制動装置６３をモータに代えることは当然可能である。この場合、第１実施の形態で説明したように、第２カム部材５８に結合するギヤを設け、そのギヤに噛み合うピニオンをモータで回転させる。入力軸１１から出力軸１４へ動力を伝達するときはモータをフリーにし、第１カム部材５３、第２カム部材５８を介してアクチュエータ６２に入力されるトルクによってモータを被動の状態にする。入力軸１１から出力軸１４へ伝達するトルクをカットするときはモータを駆動し、第２カム部材５８を介して第１カム部材５３を拘束する。
【符号の説明】
【００６９】
３                      エンジン
５                      変速機
１０，５０，７０，９０  動力伝達装置
１２                    内輪（入力部材）
１５                    第１外輪（出力部材）
１７                    第１コロ（コロ）
３０，５１，７１，９１  制限装置
３１，５２，７２，９２  制限機構
３２，５３，７３        第１カム部材
３５，５８，７６        第２カム部材
３８，５７              バネ
４０，６２，７９        アクチュエータ
７５                    転動体
９３                    第１回転体
９４，９６              傾斜面
９５                    第２回転体
α                      スキュー角
β                      テーパ角
Ｏ                      中心軸
【図１】
2017154133.tif 000003
【図２】
2017154133.tif 000004
【図３】
2017154133.tif 000005
【図４】
2017154133.tif 000006
【図５】
2017154133.tif 000007
【図６】
2017154133.tif 000008
【図７】
2017154133.tif 000009
【図８】
2017154133.tif 000010
【国際調査報告】
2017154133.tif 000011
2017154133.tif 000012
2017154133.tif 000013
2017154133.tif 000014