(57)【要約】【課題】製造コストを低減することができるドグクラッチを提供する。【解決手段】第１ドグ歯３は、円弧状の複数のピース部材２に形成され、複数のピース部材２が取り付けられる円環状のベース部材４を備え、第１ドグ歯３と、それに噛み合う第２ドグ歯９とにおける円周方向の幅は、各ドグ歯３，９が互いに対向する面側に向けて小さくなるように形成され、ベース部材４に、複数のピース部材２とベース部材４とが円周方向に相対的に移動することを規制する位置決め部６が形成され、第１ドグ歯３が、第２ドグ歯９から荷重を受けた場合に、その荷重に対抗した弾性力を複数のピース部材２に作用させるように構成された弾性部材７を備え、複数のピース部材２は、隣接するピース部材２ａ，２ｂ同士が互いに独立して移動することができるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転する二つの部材のうちの一方の第１部材とを、前記二つの部材のうちの他方の第２部材側に移動させることにより、前記第１部材に形成された第１ドグ歯と前記第２部材に形成された第２ドグ歯とを噛み合わせるように構成されたドグクラッチにおいて、
前記第１ドグ歯と前記第２ドグ歯との少なくともいずれか一方のドグ歯は、円弧状の複数のピース部材に形成され、
前記複数のピース部材が取り付けられる円環状のベース部材を備え、
前記各ドグ歯における円周方向の幅は、前記各ドグ歯が互いに対向する面側に向けて小さくなるように形成され、
前記複数のピース部材と前記ベース部材とのいずれか一方に、前記複数のピース部材と前記ベース部材とが円周方向に相対的に移動することを規制する位置決め部が形成され、
前記複数のピース部材に形成されたドグ歯が、他方のドグ歯から前記第１部材の移動方向に荷重を受けた場合に、前記荷重に対抗した弾性力を前記複数のピース部材に作用させるように構成された弾性部材を備え、
前記複数のピース部材は、隣接するピース部材同士が互いに独立して前記第１部材の移動方向に移動することができるように構成されている
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、相対回転する二つの部材にそれぞれ設けられたドグ歯を噛み合わせて係合することにより、二つの部材を連結してトルクの伝達を可能にするドグクラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、径方向外側に外歯が形成されたピースに対して、径方向内側に内歯が形成されたスリーブを、油圧アクチュエータによって軸線方向に移動させることで、外歯と内歯とを係合させるように構成されたドグクラッチが開示されている。ピースは周方向へ回転可能に保持され、スリーブは周方向へ回転不可能に保持されている。そのため、スリーブを軸線方向に動かし、ピースの外歯とスリーブの内歯とを係合させることでピースの回転を停止させることができる。また、ピースには、ピースの外歯とスリーブの内歯とが係合していない状態で対向する面である端面に油溝が設けられている。油溝は、端面における内周側から内歯の平坦部（歯端面）を通って歯先まで延びていて、周方向に略等間隔で複数形成されている。特許文献１では、この油溝に内周側から潤滑用のオイルを流すことによって、外歯の歯先まで潤滑することができるため、回転しているピースの外歯とスリーブの内歯とを係合させるときに、外歯の平坦部と内歯の平坦部とが接触した際の摩擦力を緩和することができ、ドグクラッチの係合を良好にすることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０１０７１１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に開示されているようなドグクラッチにおいて、ドグクラッチを構成するピースおよびスリーブはそれぞれ一体に形成される。そのため、ピースもしくはスリーブを製造するときに、ピースやスリーブなどの大きさに応じてプレス機などの加工機を、大型化する必要がある。また、ピースやスリーブにおけるドグ歯は、高い強度が求められるため、ピースもしくはスリーブを一体で形成する場合には、ピースもしくはスリーブ全体を高い強度の材料で形成することとなる。したがって、ドグクラッチの製造コストが増大するおそれがあった。
【０００５】
一方、上記のピースやスリーブを円周方向に均等に分割した場合には、それらの分割されたピースやスリーブを回転方向で一体化させるベース部材に取り付ける際に、隣接するピース同士あるいはスリーブ同士のピッチがずれると、ドグクラッチの係合時に、いずれかのピースあるいはスリーブが係合し、他のピースあるいはスリーブが係合しない可能性がある。そのような場合には、係合したピースやスリーブに作用するトルクが大きくなる。そのため、そのトルクに対応した剛性とするためにピースやスリーブが大型化する可能性がある。または、上記のように非係合となるピースやスリーブが生じないようにするために、隣接するピース同士あるいはスリーブ同士のピッチを管理すると、ベース部材へ精度よく組み付けることとなり、組み付け時の工数が増大する可能性がある。したがって、ピースやスリーブを分割して形成した場合であっても、組み付け時の工数などを含んだ製造コストを低減するために技術的な改善の余地ある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、製造コストを低減することが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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、相対回転する二つの部材のうちの一方の第１部材とを、前記二つの部材のうちの他方の第２部材側に移動させることにより、前記第１部材に形成された第１ドグ歯と前記第２部材に形成された第２ドグ歯とを噛み合わせるように構成されたドグクラッチにおいて、前記第１ドグ歯と前記第２ドグ歯との少なくともいずれか一方のドグ歯は、円弧状の複数のピース部材に形成され、前記複数のピース部材が取り付けられる円環状のベース部材を備え、前記各ドグ歯における円周方向の幅は、前記各ドグ歯が互いに対向する面側に向けて小さくなるように形成され、前記複数のピース部材と前記ベース部材とのいずれか一方に、前記複数のピース部材と前記ベース部材とが円周方向に相対的に移動することを規制する位置決め部が形成され、前記複数のピース部材に形成されたドグ歯が、他方のドグ歯から前記第１部材の移動方向に荷重を受けた場合に、前記荷重に対抗した弾性力を前記複数のピース部材に作用させるように構成された弾性部材を備え、前記複数のピース部材は、隣接するピース部材同士が互いに独立して前記第１部材の移動方向に移動することができるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ドグ歯が形成された円弧状のピース部材を複数に分けて形成されている。そのため、そのピース部材を加工するプレス機などを小型化することができ、また歩留まりなどを要因として破棄される材料が増大することを抑制することができる。すなわち、ドグクラッチの製造コストを低減することができる。また、それぞれのピース部材は独立して第１部材の移動方向に移動することができ、かつそれらのピース部材に形成されたドグ歯の歯先の幅を歯元の幅よりも狭く形成されている。したがって、隣り合うピース部材同士の円周方向の位置が、設計値からずれたとしても、一つのピース部材が軸線方向に移動することにより、それぞれのピース部材に形成されたドグ歯を噛み合わせることができる。そのため、ピース部材の位置の誤差を過度に制限するなどによる組み付け時の製造コストや、ピース部材の位置決めをする部材の加工精度を過度に制限するなどによる加工時の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施形態におけるドグクラッチの作用を説明するための断面図である。
【図２】この発明の実施形態におけるドグクラッチを構成する二つの部材のうち一方の部材を説明するための斜視図である。
【図３】図２におけるIII-III線に沿う断面図である。
【図４】弾性部材の他の構成を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図２および図３は、この発明の実施形態におけるドグクラッチの構成を説明するための斜視図である。このドグクラッチは、相対回転する二つの部材にそれぞれ設けられたドグ歯を噛み合わせて係合することにより、二つの部材を連結してトルクの伝達を可能にするように構成されており、ドグ歯が噛み合った場合に二つの部材が一体に回転するものであってもよく、二つの部材のうちのいずれか一方の部材がケースなどの固定部に連結され、ドグ歯が噛み合った場合に、他方の部材の回転を停止するように構成された、いわゆるブレーキとして機能するものであってもよい。これらの二つの部材のうち少なくともいずれか一方が、以下に説明する回転部材１のように構成されていればよい。なお、以下の説明では、便宜上、ドグクラッチを構成する二つの部材のうち一方の部材のみを説明し、その一方の部材を回転部材１と称して説明する。
【００１１】
図２に示す回転部材１は、この発明の実施形態における「第２部材」に相当するものであり、円弧状に形成された六つのピース部材２と、ピース部材２に形成された複数のドグ歯３と、円環状のベース部材４とによって構成されている。なお、ピース部材２に形成されたドグ歯３が、この発明の実施形態における「第２ドグ歯」に相当する。
【００１２】
ピース部材２は、円弧状に形成されていて、六つのピース部材２が円周方向に所定の間隔を空けて配置されている。ピース部材２と隣接する他のピース部材２とは、互いに外周同士および内周同士が隣接するように配置されることにより円環状に形成されている。また、これらのピース部材２は、同一の大きさおよび形状に形成することが好ましい。上述したように配置された複数のピース部材２は、ベース部材４の側面に取り付けられている。
【００１３】
ドグ歯３は、隣り合う他のドグ歯３と円周方向に所定の間隔を空けて、ピース部材２の内周側の側面から軸線方向に突出して形成されている。そのため、上述したようにピース部材２が円環状に配置されることにより、ドグ歯３も円環状に配置される。このドグ歯３同士の間隔が一定になるように隣接するピース部材２同士の間隔を定めている。
【００１４】
ベース部材４は、円環状に形成された部材であって、内周にはこのベース部材４と図示しない回転軸とがスプライン係合するための凸部５が形成されている。また、図３に示すようにベース部材４の側面には、円周方向に所定の間隔を空けて突起部６が形成されており、その突起部６に挟まれるようにして上記ピース部材２が配置されている。具体的には、ピース部材２におけるドグ歯３が形成されている面とは反対側の面と、ベース部材４の側面とが対向するように、上記突起部６の間にピース部材２が収容されている。すなわち、突起部６は、ピース部材２の円周方向の位置を定める位置決めとして機能している。したがって、ピース部材２からベース部材４に向けた突起部を形成し、かつベース部材４にその突起部と回転方向で係合する凹部を形成して、ピース部材２の位置決めをするように構成されていてもよい。上記の突起部６が、この発明の実施形態における「位置決め部」に相当する。なお、便宜上、図２には、突起部６を示していない。
【００１５】
ピース部材２がベース部材４から離隔する方向に弾性力を作用させる弾性部材７が、図３に示すようにベース部材４とピース部材２とに挟まれて配置されている。
【００１６】
つぎに、上述した回転部材１を備えたドグクラッチの作用を図１を参照して説明する。図１（ａ）は、回転部材１に形成されたドグ歯３と、ピストン８に形成されたドグ歯９とが噛み合う直前の状態を示しており、回転部材１に図１（ａ）に矢印で示す方向（図１（ａ）における左向きの方向）にトルクが入力され、ピストン８は、図示しないケースなどの固定部にスプラインなどにより連結されているものとする。また、図１に示す例では、図１おける左側のピース部材（以下、第１ピース部材と記す）２ａに形成されたドグ歯３ａのうちの右側のピース部材（以下、第２ピース部材と記す）２ｂ側のドグ歯の噛み合い面と、第２ピース部材２ｂに形成されたドグ歯３ｂのうちの第１ピース部材２ａ側のドグ歯の噛み合い面との距離Ｌ１が、第１ピース部材２ａに形成されたドグ歯同士のピッチＰ１や、第２ピース部材２ｂに形成されたドグ歯同士のピッチＰ２、あるいはピストン８に形成されたドグ歯同士のピッチＰ３よりも長くなっている。これは、組み付け誤差や突起部の製造誤差などが要因となっている。なお、ピストン８が、この発明の実施形態における「第１部材」に相当し、そのピストン８に形成されたドグ歯９が、この発明の実施形態における「第１ドグ歯」に相当する。
【００１７】
ここに示す例では、ピストン８にドグ歯９が形成された面とは反対側の側面に、図示しない油圧アクチュエータや電磁アクチュエータなどから押圧力が作用するように構成されている。したがって、ピストン８がその押圧力によって回転部材１側に押圧されることで、上記各ドグ歯３，９が噛み合うように構成されている。また、それぞれのドグ歯３，９は、回転部材１の円周方向における歯先の幅が、歯元の幅よりも狭くなるように形成されている。すなわち、回転部材１の円周方向に向いた歯面が歯たけ方向に対して傾斜して形成されている。なお、歯面の傾斜角は、一定であってもよく、歯先または歯元に向かうに連れて傾斜角が変化するように構成されていてもよい。
【００１８】
図１（ａ）に示す状態では、ピース部材２の軸線方向に作用する荷重は、弾性部材７の弾性力のみであり、そのため、ピース部材２は、ベース部材４から最も離隔した位置に待機した状態となっている。なお、その際には、ベース部材４の側面からピース部材２までの距離と、突起部６の突出量とが同等となるように、突起部６の高さ、またはピース部材２の移動量が定められている。また、第１ピース部材２ａにおける第２ピース部材２ｂ側の端部には、第１ピース部材２ａと第２ピース部材２ｂとの間に設けられた突起部６からトルクが伝達されている。すなわち、第１ピース部材２ａの端部と突起部６とが接触している。
【００１９】
この状態で、アクチュエータによりピストン８が押圧されると、各ドグ歯３，９が噛み合い始める。その際には、図１（ｂ）に示すように、第１ピース部材２ａと第２ピース部材２ｂと円周方向の距離が、予め定められた距離よりも離れていると、第１ピース部材２ａに形成されたドグ歯３ａのみが、ピストン８に形成されたドグ歯９と噛み合う。また、第１ピース部材２ａに形成されたドグ歯３ａは、ピストン８に形成されたドグ歯９と、突起部６との間に挟まれた状態となる。
【００２０】
また、図１（ｂ）に示すように、第２ピース部材２ｂに形成されたドグ歯３ｂの歯面と、ピストン８に形成されたドグ歯９の歯面とは、円周方向および軸線方向に所定の間隔が空いている。これは、それらのドグ歯が、上述したように歯先側の幅が歯元側の幅よりも狭く形成されているためである。
【００２１】
図１（ｂ）に示す状態から更にアクチュエータによりピストン８を押圧すると、第１ピース部材２ａには、ドグ歯３ａを介して軸線方向に押圧する荷重が入力される。そのため、その第１ピース部材２ａが押圧される荷重が、弾性部材７の弾性力よりも大きくなることにより、図１（ｃ）に示すように第１ピース部材２ａが、ベース部材４側に移動する。そのように第１ピース部材２ａがベース部材４側に移動したときには、第２ピース部材２ｂには、弾性力のみが作用しているため、第２ピース部材２ｂは、図１（ｂ）に示している位置（待機位置）にとどまっている。一方、ピストン８は、第１ピース部材２ａと一体となって軸線方向に移動する。なお、上述したようにドグ歯３ａは、ピストン８に形成されたドグ歯９と突起部６とに挟まれた状態となっているため、第１ピース部材２ａに対して回転方向にずれることはない。そのため、ピストン８に形成されたドグ歯９の歯面と、第２ピース部材２ｂに形成されたドグ歯３ｂの歯面との軸線方向の隙間が狭まるようにピストン８が移動することとなるため、図１（ｃ）に示すようにその隙間分、ピストン８を移動させることにより、第２ピース部材２ｂに形成されたドグ歯３ｂとピストン８に形成されたドグ歯９とが噛み合う。
【００２２】
上述したようにドグ歯３が形成されたピース部材２を複数に分けて形成することにより、そのピース部材２を加工するプレス機などを小型化することができ、また歩留まりなどを要因として破棄される材料が増大することを抑制することができる。また、ピース部材２とベース部材４とを個別に形成することにより、ピース部材２とベース部材４とを構成する材料を異ならせることができる。そのため、ピース部材２に要求される強度に基づいて材料を選定し、その材料が高価な材料であっても回転部材１全体のコストを低減することができる。すなわち、ドグクラッチの製造コストを低減することができる。
【００２３】
また、そのようにピース部材２を複数に分けて形成した場合に、それぞれのピース部材２が独立して軸線方向に移動することができ、かつそれらのピース部材２に形成されたドグ歯３の歯先の幅を歯元の幅よりも狭く形成することにより、隣り合うピース部材２，２同士の円周方向の位置が、設計値からずれたとしても、一つのピース部材２が軸線方向に移動することにより、それぞれのピース部材２に形成されたドグ歯３を噛み合わせることができる。そのため、ピース部材２の位置の誤差を過度に制限するなどによる組み付け時の製造コストや、ピース部材２の位置決めをする部材の加工精度を過度に制限するなどによる加工時の製造コストを低減することができる。
【００２４】
なお、上述した弾性部材７は、ピース部材２とベース部材４との間にそれぞれ挿入されたコイルバネであってもよく、図４に示すように構成された皿バネ１０であってもよい。この図４に示す皿バネ１０は、従来知られたダイアフラムスプリングと同様に構成されており、円環状に形成されている。その外径は、ベース部材４の外径とほぼ同一に形成されている。また、皿バネ１０には、内周部から放射状にスリット１１が形成されており、このスリット１１の間に突起部６が位置するように構成されている。すなわち、円周方向におけるスリット１１に挟まれた扇状の板部１２が、ピース部材２とベース部材４との間に配置されるように構成されている。この板部１２のうち皿バネ１０の内周側の部分が、軸線方向におけるピース部材１２側に屈曲して形成されており、その部分で、皿バネ１０を押圧するように構成されている。
【００２５】
上記のように板部１２同士の間にスリット１１が形成されているため、それぞれの板部１２は、独立してピース部材２を押圧することができる。そのため、一つの弾性部材１０によりそれぞれのピース部材２を独立して押圧することができるので、部品点数を低減することができ、その結果、ドグクラッチの製造コストが増大することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…回転部材、  ２…ピース部材、  ３，９…ドグ歯、  ４…ベース部材、  ６…突起部、  ７…弾性部材、  ８…ピストン、  １０…皿バネ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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