(57)【要約】【課題】係合が容易で、かつ、引き摺り損失を抑制することのできるドグクラッチを提供すること。【解決手段】回転部材４と、回転部材４に対向して配置され、軸線方向に移動可能でかつ回転方向に回転不可能な第１固定部材５および第２固定部材６と、第１固定部材５および第２固定部材６をそれぞれ軸線方向に移動させる油圧アクチュエータ７とを備え、回転部材４と第１固定部材５とを噛み合わせて係合させることにより、回転部材４の回転を止めて固定するドグクラッチにおいて、油圧アクチュエータ７を、所定の係合油圧が供給されることにより第１固定部材５を前進移動させて回転部材４と第１固定部材５とを噛み合い係合させると共に、係合油圧が供給されることにより第２固定部材６を後退移動させ、回転部材４と第１固定部材５との噛み合い係合に先行して、第２固定部材６と回転部材４とを摩擦係合させるように構成した。【選択図】図１
2017082821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１係止部が形成され、回転軸を回転中心にして回転可能な回転部材と、前記第１係止部と噛み合う第２係止部が形成され、前記回転部材に対向して配置されると共に前記回転軸の軸線方向に移動可能でかつ前記回転軸の回転方向に回転不可能な第１固定部材と、前記第１固定部材を前記軸線方向に移動させる油圧アクチュエータとを備え、前記第１固定部材を前記軸線方向で前記回転部材へ向けて前進移動させ、前記第１係止部と前記第２係止部とを噛み合わせて係合させることにより、前記回転部材の回転を止めて固定するドグクラッチにおいて、
前記回転部材を挟んで前記第１固定部材の反対側に前記回転部材に対向して配置され、前記軸線方向に移動可能でかつ前記回転方向に回転不可能な第２固定部材を更に備えており、
前記油圧アクチュエータは、所定の係合油圧が供給されることにより作動して前記第１固定部材を前記前進移動させ、前記第１係止部と前記第２係止部とを係合させる第１ピストンと、前記係合油圧が供給されることにより作動して前記第２固定部材を前記軸線方向で前記回転部材へ向けて後退移動させ、前記第１係止部と前記第２係止部との係合に先行して、前記第２固定部材と前記回転部材とを摩擦係合させる第２ピストンとを備えている
ことを特徴とするドグクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、相対回転する２つの部材にそれぞれ設けられた係止部（つめ，歯）を噛み合わせて係合することにより、それら２つの部材を連結させるドグクラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドグクラッチに関する発明が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたドグクラッチは、変速機の後進段用ブレーキとして用いられており、後進段を設定する際に所定の回転要素（遊星歯車機構のリングギヤ）の回転を止めて反力要素とするためのブレーキ手段として構成されている。具体的には、リングギヤには噛み合い部が形成されている。また、リングギヤの噛み合い部と噛み合って係合する噛み合い部材が設けられている。噛み合い部材は、ケースの回り止めに支持されて回転方向には回転が不可能であり、かつ、軸方向には移動が可能なように構成されている。したがって、噛み合い部材を軸方向にリングギヤへ向けて移動させ、リングギヤの噛み合い部と噛み合わせて係合させることにより、リングギヤの回転が止められて固定される。その結果、リングギヤを遊星歯車機構の反力要素として機能させることができる。さらに、この特許文献１には、上記のドグクラッチにおける噛み合い部材とリングギヤの噛み合い部とを係合させる際に、それら噛み合い部材とリングギヤとの係合に先行して、リングギヤに摩擦係合する摩擦係合部材を設けた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８９４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドグクラッチは、堅実な係合状態が得られると共に、開放状態で噛み合い係止部同士が接触することがないので、摩擦クラッチと比較して引き摺り損失の発生を抑制することができる。また、ドグクラッチを所定の回転部材の回転を止めるブレーキ機構として用いる場合に、上記の特許文献１に記載された構成のような摩擦係合部材を設けることにより、ドグクラッチの係合時に、回転部材の回転を止める、もしくは、回転部材の回転数を減少させることができる。そのため、ドグクラッチの係合を容易にすることができる。しかしながら、ドグクラッチに上記のような摩擦係合部材を設けた場合には、摩擦係合部材と回転要素との間の隙間が十分でないと、ドグクラッチを採用したにもかかわらず、摩擦クラッチのような引き摺り損失が発生してしまう可能性がある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、係合が容易で、かつ、引き摺り損失を抑制することのできるドグクラッチを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、第１係止部が形成され、回転軸を回転中心にして回転可能な回転部材と、前記第１係止部と噛み合う第２係止部が形成され、前記回転部材に対向して配置されると共に前記回転軸の軸線方向に移動可能でかつ前記回転軸の回転方向に回転不可能な第１固定部材と、前記第１固定部材を前記軸線方向に移動させる油圧アクチュエータとを備え、前記第１固定部材を前記軸線方向で前記回転部材へ向けて前進移動させ、前記第１係止部と前記第２係止部とを噛み合わせて係合させることにより、前記回転部材の回転を止めて固定するドグクラッチにおいて、前記回転部材を挟んで前記第１固定部材の反対側に前記回転部材に対向して配置され、前記軸線方向に移動可能でかつ前記回転方向に回転不可能な第２固定部材を更に備えており、前記油圧アクチュエータは、所定の係合油圧が供給されることにより作動して前記第１固定部材を前記前進移動させ、前記第１係止部と前記第２係止部とを係合させる第１ピストンと、前記係合油圧が供給されることにより作動して前記第２固定部材を前記軸線方向で前記回転部材へ向けて後退移動させ、前記第１係止部と前記第２係止部との係合に先行して、前記第２固定部材と前記回転部材とを摩擦係合させる第２ピストンとを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ドグクラッチを係合させる場合、油圧アクチュエータに係合油圧を供給することにより、先ず、油圧アクチュエータの第２ピストンが作動することにより、第２固定部材が回転部材に向けて後退移動させられる。その結果、第２固定部材と回転部材とが摩擦係合し、回転部材の回転が止められる、もしくは、回転部材の回転数が減少させられる。このとき、第２固定部材と回転部材とは、回転部材と第１固定部材との噛み合い係合に先行して、上記のように摩擦係合させられる。そして、その摩擦係合の後に、第１ピストンが作動することにより、第１固定部材が回転部材に向けて前進移動させられる。その結果、回転部材の第１係止部と第１固定部材の第２係止部とが噛み合わされて、回転部材と第１固定部材とが係合させられる。そのため、第２固定部材と回転部材との摩擦係合により、回転部材の回転を止めた状態、もしくは、回転部材の回転数を減少させた状態で、回転部材と第１固定部材とを容易に噛み合い係合させることができる。また、第２固定部材は、上記のように油圧アクチュエータに係合油圧が供給された場合にのみ後退移動して回転部材に接触する。すなわち、油圧アクチュエータに係合油圧が掛からないドグクラッチの開放時には、第２固定部材と回転部材とは接触しない。そのため、ドグクラッチの引き摺り損失を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明のドグクラッチの構成例を説明するための断面図であって、ドグクラッチの開放（非係合）状態を示す図である。
【図２】この発明のドグクラッチの構成例を説明するための断面図であって、回転部材と第２固定部材との摩擦係合状態を示す図である。
【図３】この発明のドグクラッチの構成例を説明するための断面図であって、ドグクラッチの係合状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明を、図を参照して具体的に説明する。図１に、この発明を適用したドグクラッチの一例を示してある。図１に示すドグクラッチ１は、以下の各主要部材を収容するケース２、回転軸３と共に回転する回転プレート４、回転プレート４と噛み合い係合し、回転プレート４の回転を止めて固定する第１固定プレート５、回転プレート４と摩擦係合し、回転プレート４の回転を止めるもしくは減速させる第２固定プレート６、および、第１固定プレート５ならびに第２固定プレートをそれぞれ回転軸３の軸線方向（図１の左右方向）に移動させて回転プレート４に係合させる油圧アクチュエータ７を備えている。なお、この図１には、ドグクラッチ１の開放（非係合）状態を示してある。
【００１０】
回転プレート４は、回転軸３と一体回転すると共に第１固定プレート５および第２固定プレート６と相対回転する円盤状の回転部材である。回転プレート４の第１固定プレート５に対向する面には、第１係止部４ａが形成されている。第１係止部４ａは、後述の第２係止部５ａと噛み合い、このドグクラッチ１の噛み合い爪もしくは噛み合い歯を構成している。これら第１係止部４ａおよび第２係止部５ａは、例えばキーとキー溝との関係のように、それぞれ、回転プレート４および第１固定プレート５に１箇所ずつ形成されていてもよい。あるいは、例えばスプライン軸とスプライン溝との関係のように、それぞれ、回転プレート４および第１固定プレート５に、同じピッチで複数形成されていてもよい。
【００１１】
第１固定プレート５は、回転軸３と同一軸線上で回転プレート４に対向して配置されている。第１固定プレート５の第１係止部４ａに対向する面には、第２係止部５ａが形成されている。第２係止部５ａは、上記の第１係止部４ａと噛み合い、第１係止部４ａと共にこのドグクラッチ１の噛み合い爪もしくは噛み合い歯を構成している。第１固定プレート５の第２係止部５ａが形成されている面と反対側の面は、後述する油圧アクチュエータ７の第１ピストン７ｂの先端部分に固定されている。第１固定プレート５と第１ピストン７ｂとは、一体に形成されていてもよい。
【００１２】
第１固定プレート５および第１ピストン７ｂは、ケース２に形成された回転止め部２ａにより、回転軸３の回転方向への回転移動が規制されている。この図１に示す例では、第１ピストン７ｂに形成された回転止め部７ｅが回転止め部２ａに係合することにより、第１固定プレート５および第１ピストン７ｂの回転方向への回転移動が規制されている。回転止め部２ａおよび回転止め部７ｅは、例えばキーやスプライン構造と同様に機能するように構成されている。したがって、第１固定プレート５は、回転軸３の回転方向には回転不可能であり、かつ、回転軸３の軸線方向には、油圧アクチュエータ７によって第１ピストン７ｂを作動させることにより、その第１ピストン７ｂと共に移動するように構成されている。
【００１３】
第２固定プレート６は、回転軸３と同一軸線上で、回転プレート４を挟んで第１固定プレート５の反対側に、回転プレート４に対向して配置されている。第２固定プレート６の回転プレート４に対向する面には、回転プレート４に形成された摩擦面４ｂと摩擦接触して係合する摩擦面６ａが形成されている。上記の摩擦面６ａが形成されている面の外周部分には、円筒形状の環状部６ｂが形成されている。環状部６ｂは、第２固定プレート６の本体部分と一体に形成されていてもよい。環状部６ｂの第２固定プレート６の本体部分と反対側（図１の右側）の先端部分は、後述する油圧アクチュエータ７の第２ピストン７ｄの先端部分に固定されている。環状部６ｂと第２ピストン７ｄとは、一体に形成されていてもよい。
【００１４】
第２固定プレート６および第２ピストン７ｄは、ケース２に形成された回転止め部２ｂにより、回転軸３の回転方向への回転移動が規制されている。この図１に示す例では、第２固定プレート６の本体部分および環状部６ｂに形成された回転止め部６ｃが回転止め部２ｂに係合することにより、第２固定プレート６および第２ピストン７ｄの回転方向への回転移動が規制されている。回転止め部２ｂおよび回転止め部６ｃは、例えばキーやスプライン構造と同様に機能するように構成されている。したがって、第２固定プレート６は、回転軸３の回転方向には回転不可能であり、かつ、回転軸３の軸線方向には、油圧アクチュエータ７によって第２ピストン７ｄを作動させることにより、その第２ピストン７ｄと共に移動するように構成されている。ただし、第２固定プレート６および第２ピストン７ｄは、ストッパ８によって軸線方向の移動が制限されている。すなわち、第２固定プレート６および第２ピストン７ｄは、軸線方向において第２固定プレート６がストッパ８に接触することにより、それ以上のストッパ８側（図１の左側）への移動（前進移動）が規制される。
【００１５】
油圧アクチュエータ７は、上記の第１固定プレート５および第２固定プレート６を、それぞれ、軸線方向に移動させる作動装置である。この図１に示す例では、油圧アクチュエータ７は、ケース２に内蔵された第１シリンダ７ａならびに第１シリンダ７ａ内を摺動する第１ピストン７ｂ、および、ケース２に内蔵された第２シリンダ７ｃならびに第２シリンダ７ｃ内を摺動する第２ピストン７ｄを備えている。油圧アクチュエータ７は、所定の係合油圧が供給されることにより、上記の第１ピストン７ｂおよび第２ピストン７ｄを、それぞれ、互いに反対の方向へ突出させるように構成されている。
【００１６】
具体的には、第１ピストン７ｂは、円筒形状の本体部７ｆと、本体部７ｆの第１固定プレート５側（図１の左側）の外周部分に形成されたフランジ部７ｇとから構成されている。第２ピストン７ｄは、円筒形状の本体部７ｈと、本体部７ｈの第２固定プレート６側（図１の左側）の先端部分に形成されたリム部７ｉとから構成されている。本体部７ｆの外周面と本体部７ｈの内周面との間、および、フランジ部７ｇの外周面とリム部７ｉの内周面との間は、それぞれ、０リング等によってシールされている。したがって、第１ピストン７ｂの外周面と第２ピストン７ｄの内周面との間であって、それぞれの本体部７ｆ、フランジ部７ｇ、本体部７ｈ、および、リム部７ｉで囲まれた空間に、所定の液密性を有する油室７ｊが形成されている。
【００１７】
上記の油室７ｊには、ケース２に形成された油路２ｃおよび第２ピストン７ｄのリム部７ｉに形成された油路７ｋを介して、油圧が供給されるように構成されている。油路２ｃと油路７ｋとの間であってリム部７ｉの外周面には、第２ピストン７ｄが軸線方向へ移動した場合にも油路２ｃと油路７ｋとの間の圧油の流動を可能にするため、長穴形状の油路７ｌが形成されている。
【００１８】
油圧アクチュエータ７は、単動式または複動式のいずれの構成であってもよい。この図１に示す例では、油圧アクチュエータ７は、係合油圧が供給されることにより、第１ピストン７ｂを軸線方向で回転プレート４側（図１の左側）へ前進移動させ、第２ピストン７ｄを軸線方向で回転プレート４の反対側（図１の右側）へ後退移動させる単動式の油圧アクチュエータによって構成されている。そのため、係合油圧を抜いた場合に第１ピストン７ｂを後退移動させるためのリターンスプリング７ｍが設けられている。また、ケース２には、第１ピストン７ｂの後退移動を制限するためのストッパ部２ｄが形成されている。したがって、第１ピストン７ｂは、リターンスプリング７ｍによって押圧されてストッパ部２ｄに接触することにより、それ以上のストッパ部２ｄ側（図１の右側）への後退移動が規制される。同様に、係合油圧を抜いた場合に第２ピストン７ｄを前進移動させるためのリターンスプリング７ｎが設けられている。また、ケース２には、第２ピストン７ｄの後退移動を制限するためのストッパ部２ｅが形成されている。したがって、第２ピストン７ｄは、係合油圧によって押圧されてストッパ部２ｅに接触することにより、それ以上のストッパ部２ｅ側（図１の右側）への後退移動が規制される。
【００１９】
上記のように油圧アクチュエータ７は、油室７ｊに係合油圧が供給されることにより、第１ピストン７ｂが軸線方向に前進移動し、第２ピストン７ｄが軸線方向に後退移動するように構成されている。そして、その場合、第１ピストン７ｂの前進移動に先行して、第２ピストン７ｄが後退移動するように、上記の各リターンスプリング７ｍ，７ｎのばね定数が設定されている。したがって、このドグクラッチ１は、油圧アクチュエータ７に係合油圧を供給することにより、第１ピストン７ｂおよび第１固定プレート５を軸線方向に前進移動させ、第１係止部４ａと第２係止部５ａとを係合させると共に、第２ピストン７ｄおよび第２固定プレート６を軸線方向で後退移動させ、上記の第１係止部４ａと第２係止部５ａとの係合に先行して、第２固定プレート６の摩擦面６ａと回転プレート４の摩擦面４ｂとを摩擦係合させるように構成されている。
【００２０】
図２，図３に、ドグクラッチ１の作動状態を示してある。ドグクラッチ１は、油圧アクチュエータ７に所定の係合油圧が供給されることにより、先ず、図２に示すように、油圧アクチュエータ７の第２ピストン７ｄが、リターンスプリング７ｎの付勢力に対抗して、軸線方向に後退移動する。すなわち、油圧アクチュエータ７が第２固定プレート６を回転プレート４側（図２の右側）へ後退移動させる吸引力を発生する。
【００２１】
上記の油圧アクチュエータ７の吸引力により、第２固定プレート６の摩擦面６ａと回転プレート４の摩擦面４ｂとが接触し、それら第２固定プレート６と回転プレート４とが摩擦係合する。この場合、前述のように、第１係止部４ａと第２係止部５ａとの噛み合い係合に先行して、第２固定プレート６と回転プレート４とが摩擦係合するように構成されている。第２固定プレート６と回転プレート４とが摩擦係合することにより、回転プレート４は、回転が止められる、もしくは、回転数が減少させられる。
【００２２】
上記のようにして第２固定プレート６と回転プレート４とが摩擦係合した後に、更に係合油圧を増大させることにより、図３に示すように、油圧アクチュエータ７の第１ピストン７ｂが、リターンスプリング７ｍの付勢力に対抗して、軸線方向に前進移動する。すなわち、油圧アクチュエータ７が第１固定プレート５を回転プレート４側（図３の左側）へ前進移動させる押圧力を発生する。この場合、リターンスプリング７ｍの付勢力と上記の第２ピストン７ｄを介してストッパ部２ｅに掛かる力との合計が、第１ピストン７ｂを前進移動させる反力になる。ストッパ部２ｅは、上記のように第２ピストン７ｄの後退移動量を規制すると共に、第１ピストン７ｂを前進移動させる際の基準位置を規定する機能を有している。
【００２３】
上記の油圧アクチュエータ７の押圧力により、第１固定プレート５が回転プレート４側へ前進移動させられると、第１係止部４ａと第２係止部５ａとが噛み合わされて、回転プレート４と第１固定プレート５とが係合する。すなわち、この図３に示すように、ドグクラッチ１が係合状態になる。上記のように第１係止部４ａと第２係止部５ａとが噛み合わされる際には、その噛み合い係合に先行して、第２固定プレート６と回転プレート４とが摩擦係合させられているので、回転プレート４は、回転が止められた状態、もしくは、回転数が０付近まで低下させられた状態になっている。そのため、第１係止部４ａと第２係止部５ａとの噛み合わせ、すなわち、ドグクラッチ１の噛み合い係合を容易に行うことができる。
【００２４】
また、  前述の図１に示すように、このドグクラッチ１は、油圧アクチュエータ７に係合油圧が供給されていない状態（すなわち、ドグクラッチ１の開放状態）では、回転プレート４の摩擦面４ｂと、第２固定プレート６の摩擦面６ａとは接触しない。その結果、回転プレート４と第２固定プレート６とが接触することによる引き摺り抵抗が発生しない。そのため、ドグクラッチ１の引き摺り損失を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１…ドグクラッチ、  ２…ケース、  ３…回転軸、  ４…回転プレート（回転部材）、  ４ａ…第１係止部、  ４ｂ…摩擦面、  ５…第１固定プレート（第１固定部材）、  ５ａ…第２係止部、  ６…第２固定プレート（第２固定部材）、  ６ａ…摩擦面、  ７…油圧アクチュエータ、  ７ｂ…第１ピストン、  ７ｄ…第２ピストン。
【図１】
2017082821.tif 000003
【図２】
2017082821.tif 000004
【図３】
2017082821.tif 000005