(57)【要約】【課題】誤係合の発生を防止できる係合装置を提供する。【解決手段】係合装置１には、摩擦部材１５と可動カム部材５とが離された解放状態の際に可動カム部材５と固定カム部材６とが差回転しながら可動カム部材５がリターンスプリング９の弾性力に逆らって軸線Ａｘ１方向へ移動することを阻止する当接機構２０が設けられている。当接機構２０は、一対の当接部２１、２２が互いに突き当たることによりカム部材５、６の差回転で発生する推力Ｆに対する反力Ｒを可動カム部材５に与える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の係合対象と係合した係合状態と前記係合対象から離れた解放状態とを切り替え可能な係合装置において、
共通の軸線の回りを差回転可能に互いに組み合わされた一対のカム部材と、前記一対のカム部を差回転させるトルクを前記一対のカム部材のいずれか一方のカム部材を前記軸線方向でかつ前記一対のカム部材のいずれか他方のカム部材から離れる方向へ移動させ得る力へ変換する変換手段と、前記軸線方向でかつ前記他方のカム部材に近づく方向へ前記一方のカム部材を付勢することにより差回転を抑制する付勢部材と、前記解放状態から前記係合状態へ切り替える際に、前記軸線方向でかつ前記他方のカム部材から離れる方向へ前記一方のカム部材を前記付勢部材の付勢力に逆らって移動させて差回転の抑制が解放された状態としつつ前記係合対象に接触させる駆動手段と、前記解放状態の際に前記一対のカム部材が差回転しながら前記一方のカム部材が前記付勢部材の付勢力に逆らって前記軸線方向へ移動することを阻止する移動規制機構と、を備える係合装置。
【請求項２】
前記移動規制機構は、前記解放状態の際に前記一対のカム部材が差回転せずに前記一方のカム部材が前記付勢部材の付勢力に逆らって前記軸線方向へ移動することを許容する請求項１に記載の係合装置。
【請求項３】
前記移動規制機構は、前記一対のカム部材が許容範囲を超えて差回転する際に前記一方のカム部材が前記軸線方向へ移動することを阻止するとともに、前記一対のカム部材が前記許容範囲内で差回転する際に前記一方のカム部材が前記軸線方向へ移動することを許容する請求項１又は２に記載の係合装置。
【請求項４】
前記移動規制機構として、一対の当接部を持ち、かつ前記一方のカム部材の移動を阻止する際に前記一対の当接部が互いに突き当たることによって前記変換手段が変換する力に対する反力を前記一方のカム部材に生じさせる当接機構が設けられている請求項１に記載の係合装置。
【請求項５】
前記当接機構は、前記一対のカム部材が差回転した場合に前記一対の当接部が互いに突き当たる一方で、前記一対のカム部材が差回転しない場合に前記一対の当接部が互いに離れるように、前記一対の当接部の一方の当接部と他方の当接部とが前記軸線の回りの回転方向に関して位置がずらされている請求項４に記載の係合装置。
【請求項６】
前記当接機構は、前記一対のカム部材が許容範囲を超えて差回転した場合に前記一対の当接部が互いに突き当たり、かつ前記一対のカム部材が前記許容範囲内で差回転した場合に前記一対の当接部が互いに離れるように、前記軸線の回りの回転方向に関して、前記一対の当接部が互いに突き当たる規制範囲と前記一対の当接部が互いに離れる非規制範囲とがそれぞれ設定されている請求項４又は５に記載の係合装置。
【請求項７】
前記当接機構には、前記係合状態で前記一対のカム部材が差回転した場合に前記一対の当接部の間に前記軸線方向に関するクリアランスが設定されている請求項４に記載の係合装置。
【請求項８】
前記当接機構は、前記一対の当接部のいずれか一方の当接部が前記一方のカム部材に、前記一対の当接部のいずれか他方の当接部が前記他方のカム部材にそれぞれ設けられている請求項４〜７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、カム機構を利用した係合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車の駆動装置に搭載されたモータ・ジェネレータのロックを行う係合装置として、一対のカム部材の相対回転（差回転）によって生じる軸方向の推力を利用して係合対象への押し付け力を高めるようにしたものを利用した駆動装置が知られている（特許文献１）。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２０１０−７０１６０号公報
【特許文献２】特開２００８−８９０４７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の駆動装置に適用された係合装置のように、カム機構を利用するものは解放状態の際に限界を超えた角加速度が入力されるとカム部材間に差回転が生じて意図しない係合、即ち誤係合が生じるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、解放状態での誤係合の発生を防止できる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、所定の係合対象と係合した係合状態と前記係合対象から離れた解放状態とを切り替え可能な係合装置において、共通の軸線の回りを差回転可能に互いに組み合わされた一対のカム部材と、前記一対のカム部を差回転させるトルクを前記一対のカム部材のいずれか一方のカム部材を前記軸線方向でかつ前記一対のカム部材のいずれか他方のカム部材から離れる方向へ移動させ得る力へ変換する変換手段と、前記軸線方向でかつ前記他方のカム部材に近づく方向へ前記一方のカム部材を付勢することにより差回転を抑制する付勢部材と、前記解放状態から前記係合状態へ切り替える際に、前記軸線方向でかつ前記他方のカム部材から離れる方向へ前記一方のカム部材を前記付勢部材の付勢力に逆らって移動させて差回転の抑制が解放された状態としつつ前記係合対象に接触させる駆動手段と、前記解放状態の際に前記一対のカム部材が差回転しながら前記一方のカム部材が前記付勢部材の付勢力に逆らって前記軸線方向へ移動することを阻止する移動規制機構と、を備えるものである（請求項１）。
【０００７】
この係合装置によれば、解放状態の際に一対のカム部材が差回転しながら一方のカム部材が付勢部材の付勢力に逆らって軸線方向へ移動することを阻止できるので、解放状態での誤係合の発生を防止できる。
【０００８】
本発明の係合装置の一態様において、前記移動規制機構は、前記解放状態の際に前記一対のカム部材が差回転せずに前記一方のカム部材が前記付勢部材の付勢力に逆らって前記軸線方向へ移動することを許容してもよい（請求項２）。この態様によれば、解放状態から係合状態へ切り替える際に一方のカム部材の移動が妨げられないので、駆動手段を利用して確実に解放状態から係合状態へ切り替えることができる。
【０００９】
本発明の係合装置の一態様において、前記移動規制機構は、前記一対のカム部材が許容範囲を超えて差回転する際に前記一方のカム部材が前記軸線方向へ移動することを阻止するとともに、前記一対のカム部材が前記許容範囲内で差回転する際に前記一方のカム部材が前記軸線方向へ移動することを許容してもよい（請求項３）。この態様によれば、誤係合を発生させる心配がない微小な振動等の外乱が入力されて一対のカム部材に差回転が生じても、その差回転が許容範囲内にあれば一方のカム部材の移動が妨げられることがない。従って、解放状態の際に上記のような外乱が入力された場合でも解放状態から係合状態への切り替えを確実に行うことができる。
【００１０】
本発明の係合装置の一態様においては、前記移動規制機構として、一対の当接部を持ち、かつ前記一方のカム部材の移動を阻止する際に前記一対の当接部が互いに突き当たることによって前記変換手段が変換する力に対する反力を前記一方のカム部材に生じさせる当接機構が設けられてもよい（請求項４）。この態様によれば、一対の当接部が互いに突き当たることによって差回転により生じる軸線方向の力に対抗できるため、一方のカム部材の移動を確実に阻止できる。
【００１１】
前記当接機構は、前記一対のカム部材が差回転した場合に前記一対の当接部が互いに突き当たる一方で、前記一対のカム部材が差回転しない場合に前記一対の当接部が互いに離れるように、前記一対の当接部の一方の当接部と他方の当接部とが前記軸線の回りの回転方向に関して位置がずらされていてもよい（請求項５）。この態様によれば、カム部材が軸線方向に移動した場合に、一対の当接部が互いに突き当たる場合とそうでない場合とを一対のカム部材の差回転の有無によって切り替えることができる。
【００１２】
また、前記当接機構は、前記一対のカム部材が許容範囲を超えて差回転した場合に前記一対の当接部が互いに突き当たり、かつ前記一対のカム部材が前記許容範囲内で差回転した場合に前記一対の当接部が互いに離れるように、前記軸線の回りの回転方向に関して、前記一対の当接部が互いに突き当たる規制範囲と前記一対の当接部が互いに離れる非規制範囲とがそれぞれ設定されてもよい（請求項６）。この態様によれば、誤係合を発生させる心配がない微小な振動等の外乱が入力されて一対のカム部材に差回転が生じても、その差回転が許容範囲内にあれば、一対の当接部が突き当たらずに一方のカム部材の移動が妨げられることがない。従って、解放状態の際に上記のような外乱が入力された場合でも解放状態から係合状態への切り替えを確実に行うことができる。そのため、切り替え操作が不能となる無用なトラブルを生じ難い。
【００１３】
本発明の係合装置の一態様において、前記当接機構には、前記係合状態で前記一対のカム部材が差回転した場合に前記一対の当接部の間に前記軸線方向に関するクリアランスが設定されていてもよい（請求項７）。この態様によれば、係合状態から解放状態へ切り替える際に、当接部間に設けられたクリアランスによって一対のカム部材が差回転する余裕が生まれるとともに、カム部材が係合対象から離れることができる。これにより、当接機構の存在が障害となって係合状態から解放状態へ切り替えられなくなる事態を回避できる。
【００１４】
当接機構の当接部はどのような態様で設けられていてもよい。例えば、一方の当接部が一方のカム部材に、他方の当接部がケース等の他部材に設けられていてもよい。また、前記当接機構は、前記一対の当接部のいずれか一方の当接部が前記一方のカム部材に、前記一対の当接部のいずれか他方の当接部が前記他方のカム部材にそれぞれ設けられてもよい（請求項８）。この態様によれば、当接部を一対のカム部材以外の他部材に設ける必要がないので、係合装置の搭載自由度が向上するとともにスペース効率も向上する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の係合装置によれば、解放状態の際に一対のカム部材が差回転しながら一方のカム部材が付勢部材の付勢力に逆らって軸線方向へ移動することを阻止できるので、解放状態での誤係合の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一形態に係る係合装置の要部を模式的に示し、図２のI-I線に関する断面図。
【図２】図１の係合装置を矢印II方向から見た状態を示した図。
【図３】図１のIII-III線に関する断面図。
【図４Ａ】図１の矢印IV方向から見た状態を示し、各カム部材の位相が一致している場合（差回転がない場合）を示した説明図。
【図４Ｂ】図１の矢印IV方向から見た状態を示し、各カム部材の位相がずれている場合（差回転が生じている場合）を示した説明図。
【図５】図１の係合装置が係合状態に切り替えられた様子を示した図。
【図６】係合装置が解放状態の際に各カム部材の差回転が生じた状態を示した図。
【図７】図６の係合装置を矢印VII方向から見た状態を示した図。
【図８】係合状態から解放状態へ切り替わる過程を説明する説明図であって、係合状態で各カム部材の差回転が生じた状態を示した図。
【図９】係合状態から解放状態へ切り替わる過程を説明する説明図であって、係合状態から可動カム部材が離れた状態を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示したように、係合装置１は空間に対して静止しているケースＣＡに回転可能に支持された回転軸ＲＳに組み付けられている。係合装置１は回転軸ＲＳの回転を停止させるブレーキとして機能している。係合装置１は共通の軸線Ａｘ１の回りを差回転可能に互いに組み合わされた一対のカム部材５、６を有している。一方のカム部材である可動カム部材５と、他方のカム部材である固定カム部材６との間には介在部材である球状のカムボール７が介在している。図１及び図３に示したように、各カム部材５、６には、互いに対向する位置にカムボール７を保持するためのＶ字溝１１、１２が形成されている。固定カム部材６に形成されたＶ字溝１２は周方向に等間隔で複数個（６個）並べられている（図３）。可動カム部材５に形成されたＶ字溝１１も同様に、Ｖ字溝１２と対向するようにして周方向に等間隔で複数個並べられている。
【００１８】
図４Ａ及び図４Ｂに示したように、各Ｖ字溝１１、１２はカム部材５、６の回転方向（図４Ａの上下方向）に関して図示された最深部から上記回転方向の両方向に向かって軸線Ａｘ１方向の深さが徐々に浅くなるように形成されている。可動カム部材５は軸線Ａｘ１方向へ移動可能に設けられており、図１の解放状態では可動カム部材５が固定カム部材６に近づく方向に付勢部材であるリターンスプリング９によって付勢されている。リターンスプリング９の弾性力（付勢力）によって各カム部材５、６が互いに押し付けられた状態にあるので、カム部材５、６の差回転が抑制された状態となっている。
【００１９】
図１に示したように、係合装置１は、可動カム部材５に対向するようにしてケースＣＡに取り付けられた係合対象である摩擦部材１５を更に備えている。摩擦部材１５は電磁コイル１７を保持するコイルハウジングを兼ねている。電磁コイル１７には不図示の電源から電力が供給されることによって所定強度の磁力を発生させる。可動カム部材５は磁性体の金属材料で構成されている。そのため、電磁コイル１７が磁力を発生すると可動カム部材５はリターンスプリング９の弾性力に逆らって摩擦部材１５に近づく方向に吸引される。
【００２０】
摩擦部材１５から可動カム部材５が離れた図１の解放状態から摩擦部材１５と可動カム部材５とが係合した係合状態へ切り替えるために電磁コイル１７に電力を供給すると、可動カム部材５はリターンスプリング９の弾性力に逆らって軸線Ａｘ１方向に移動し摩擦部材１５に接触する。従って、電磁コイル１７は本発明に係る駆動手段として機能する。この移動の過程で、Ｖ字溝１１、１２とカムボール７との間に隙間が生まれてリターンスプリング９によるカム部材５、６の差回転の抑制が解放された状態となるのでカム部材５、６の差回転が許容される。その差回転が許容された状態で可動カム部材５が摩擦部材１５に接触すると回転軸ＲＳを減速させる方向のトルクが可動カム部材５に入力されるので、各カム部材５、６が差回転を開始する。この差回転が生じると図４Ｂに示したようにカムボール７がＶ字溝１１、１２の浅い位置に移動しつつ可動カム部材５に軸線Ａｘ１方向の推力Ｆが発生する。つまり、各カム部材５、６を差回転させるトルクＴはＶ字溝１１、１２及びカムボール７によって可動カム部材５を軸線Ａｘ１方向でかつ摩擦部材１５に近づく方向に移動させ得る力Ｆに変換される。従って、各カム部材５、６に設けられたＶ字溝１１、１２及び各カム部材５、６間に介在するカムボール７によって本発明に係る変換手段が構成される。推力Ｆの発生により可動カム部材５を摩擦部材１５に押し付ける力が増加するので、可動カム部材５と摩擦部材１５との間に速度差が存在しない図５の係合状態に切り替わる。
【００２１】
上述したように、図１に示した解放状態においては、カム部材５、６の差回転はリターンスプリング９にて抑制されている。しかし、例えば、カム部材５、６間に差回転を生じさせるような限界を超えた角加速度が一対のカム部材５、６の少なくともいずれか一方に入力されると、解放状態の際にカム部材５、６が差回転しながら可動カム部材９がリターンスプリング９の弾性力に逆らって移動して誤係合を招くおそれがある。そこで、係合装置１には、解放状態の際にカム部材５、６が差回転しながら可動カム部材５が軸線Ａｘ１方向に移動することを阻止して誤係合を防止するため、移動規制機構としての当接機構２０が設けられている。
【００２２】
当接機構２０は、可動カム部材５と一体移動かつ一体回転するように可動カム部材５に設けられた可動側当接部２１と、固定カム部材６と一体回転するように固定カム部材６に設けられた固定側当接部２２とを備えている。可動側当接部２１は軸線Ａｘ１方向に突出して可動カム部材５に固定された筒状の支持部２３を介して可動カム部材５に設けられている。図２に示すように、可動側当接部２１は支持部２３の径方向内側に突出していて、周方向に６個並べられている。固定側当接部２２は固定カム部材６の外周から径方向外側に突出していて、解放状態の際に２つの可動側当接部２１の間に収まるような位置関係が保たれるように周方向に６個並べられている。各当接部２１、２２は軸線Ａｘ１方向に向いた当接面２１ａ、２２ａを有している（図１）。当接機構２０は、各当接部２１、２２がカム部材５、６に設けられていて、これらを他部材に設けるための構造やスペースを確保する必要がない。従って、係合装置１の搭載自由度が向上するとともにスペース効率も向上する。
【００２３】
図６及び図７を参照すれば明らかなように、解放状態の際にカム部材５、６間に差回転を生じると各当接部２１、２２の位置関係は周方向に互いにずれた図２の状態から図７の状態へ変化して、各当接部２１、２２が重なり合いつつ互いに突き当たる。従って、図６に示したように、カム部材５、６の差回転によって生じた推力Ｆの反力Ｒが可動側当接部２１と固定側当接部２２とが突き当たることにより可動カム部材５に生じる。これにより、可動カム部材５が摩擦部材１５へ近づくように軸線Ａｘ１方向へ移動することが阻止される。このように、可動側当接部２１と固定側当接部２２とは本発明に係る一対の当接部として機能する。一方、解放状態の際にカム部材５、６が差回転しない場合は、図１及び図２を参照すれば明らかなように各当接部２１、２２は互いに離れた状態にある。従って、当接機構２０は、解放状態から係合状態へ切り替える場合に電磁コイル１７による可動カム部材５の移動の妨げにならない。
【００２４】
図２に示したように、各カム部材５、６の位相が一致している場合には、当接機構２０の可動側当接部２１と固定側当接部２２との間には周方向の隙間Ｇが設けられている。従って、カム部材５、６が隙間Ｇの大きさの範囲内で差回転しても各当接部２１、２２は互いに離れた状態にある。隙間Ｇの大きさは、誤係合を発生させる心配がない微小な振動等の外乱が入力された場合に生じ得る差回転の大きさを考慮して決定される。従って、隙間Ｇの大きさの範囲は差回転が許される許容範囲に該当する。この許容範囲内では、カム部材５、６に差回転が生じても可動カム部材５の移動が阻止されず、この許容範囲を超えた場合に可動カム部材５の移動が阻止される。つまり、当接機構２０には、各当接部２１、２２が互いに突き当たる規制範囲Ａ１と、各当接部２１、２２が互いに離れる非規制範囲Ａ２とが軸線Ａｘ１の回りの回転方向に関してそれぞれ設定されている。従って、許容範囲内の差回転が生じても切り替え操作を行える余裕が与えられているので、切り替え操作が不能となる無用なトラブルを生じ難い。
【００２５】
図８に示したように、当接機構２０には係合状態でカム部材５、６間に差回転が生じた場合に可動側当接部２１と固定側当接部２２との間に軸線Ａｘ１方向のクリアランスＣが設定されている。このため、各当接部２１、２２が干渉せずに可動カム部材５が摩擦部１５から離れる方向に移動できる余裕が生まれる。つまり、図９に示したように、係合状態から解放状態へ切り替える際に、電磁コイル１７への通電を停止した場合、可動カム部材５は当接機構２０の存在が障害とならずに軸線Ａｘ１方向に移動できるので摩擦部材１５と可動カム部材５との間にクリアランスＣに相当する隙間Ｇａが確保され、可動カム部材５が摩擦部材１５から離れることができる。従って、当接機構２０の存在が障害となって係合状態から解放状態へ切り替えられなくなる事態を回避することができる。その後、図９の状態からリターンスプリング９の弾性力によってカム部材５、６が差回転しながら図１の解放状態へ移行する。
【００２６】
以上説明したように、係合装置１によれば、解放状態の際にカム部材５、６が差回転しながら可動カム部材５がリターンスプリング９の弾性力に逆らって軸線Ａｘ１方向へ移動することを阻止できるので、解放状態での誤係合の発生を防止できる。
【００２７】
本発明は以上の各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態は係合装置をブレーキとして用いているが、係合装置をクラッチとして利用することも可能である。図示の当接機構は移動規制機構の一例にすぎない。例えば、可動カム部材５に一方の当接部を、固定カム部材６と一体回転する他部材に他方の当接部をそれぞれ設けるようにすることもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１  係合装置
５  可動カム部材（一方のカム部材）
６  固定カム部材（他方のカム部材）
９  リターンスプリング（付勢部材）
１５  摩擦部材（係合対象）
２０  当接機構（移動規制機構）
２１  可動側当接部（当接部）
２２  固定側当接部（当接部）
Ａｘ１  軸線
Ａ１  規制範囲
Ａ２  非規制範囲
【図１】
2012097799.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図９】
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