JP2017072180A - セレクタブルワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】プレート間のオイルによってセレクタプレートが連れ回されて誤係合することを抑制すること。【解決手段】ポケットプレート３１の係合片３６がノッチプレート３２の係合凹部３２ｂに係合してノッチプレート３２の回転を一方向に規制する係合状態と、ノッチプレート３２の両方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替えるように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチ３０において、切替部材であるセレクタプレート３３とノッチプレート３２との少なくともどちらか一方の外周縁部に厚さ方向に貫通している形状の切欠き部３３ｂ，３２ｃが形成されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、セレクタブルワンウェイクラッチに関する。

ワンウェイクラッチの一種として、回転部材の回転方向を一方向に規制する状態（係合状態）と、回転部材が両方向に回転することを許容する状態（解放状態）とを選択的に切り替えることができるセレクタブルワンウェイクラッチが知られている。

特許文献１には、固定プレートと、固定プレートに対して相対回転する回転プレートと、係合状態と解放状態とを切り替えるセレクタプレートと、回転プレートの係合凹部と係合するように固定プレートに取り付けられた係合片とを備えたセレクタブルワンウェイクラッチが開示されている。固定プレートと回転プレートとが対向しており、そのプレート間にセレクタプレートが配置されている。セレクタプレートは、アクチュエータによって回転するように構成され、係合片が回転プレート側に突出可能になる周方向の位置（係合位置）と、係合片が回転プレート側に突出不可能になる周方向の位置（解放位置）とを周方向に往復動する。そのセレクタブルワンウェイクラッチでは、セレクタプレートが係合位置の場合に固定プレートの係合片が回転プレート側に突出して係合状態となり、セレクタプレートを係合位置から解放位置に回転させることで係合片が固定プレート側に退避して解放状態となるように構成されている。

特開２００８−０８２４７８号公報

ところで、セレクタブルワンウェイクラッチを車両に搭載する場合、トランスアクスルを構成する回転部材を対象としてセレクタブルワンウェイクラッチが配置されるため、トランスアクスルを潤滑するオイルがセレクタブルワンウェイクラッチ内に供給されることになる。

特許文献１の構成では、アクチュエータによってセレクタプレートを回転させることにより係合位置と解放位置とを切り替えている。しかしながら、セレクタブルワンウェイクラッチ内にオイルが供給された状態では、回転プレートがセレクタプレートに対して相対回転すると、回転プレートとセレクタプレートとの間に介在するオイルにせん断応力が生じる。オイルのせん断応力によってセレクタプレートが周方向に引き摺られて回転してしまう可能性がある。そのため、相対回転時に生じるオイルのせん断応力が大きくなると、オイルによって解放位置のセレクタプレートが係合方向へ連れ回されて、セレクタブルワンウェイクラッチが誤って係合する虞がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、回転プレートがセレクタプレートに対して相対回転する場合に、回転プレートとセレクタプレートとの間に介在するオイルによって、セレクタプレートが連れ回されて誤係合することを抑制できるセレクタブルワンウェイクラッチを提供することを目的とする。

本発明は、固定プレートと、前記固定プレートと対向して配置され、かつ前記固定プレートに対して相対回転する環状の回転プレートと、前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出するように前記固定プレートに保持された係合片と、前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出した前記係合片が係合するように前記回転プレートに形成された係合凹部と、前記固定プレートと前記回転プレートとの間に配置され、かつ前記係合片を前記回転プレート側に突出させた状態と前記係合片を前記回転プレートに接触させないように前記固定プレート側に退避させた状態とに切り替える環状のセレクタプレートとを備え、前記係合片が前記係合凹部に係合して前記回転プレートの回転を一方向に規制する係合状態と、前記回転プレートの両方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替えるように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、前記セレクタプレートと前記回転プレートとの少なくともどちらか一方の外周縁部に厚さ方向に貫通している形状の切欠き部が形成されていることを特徴とする。

上記発明では、回転プレートとセレクタプレートとの少なくともどちらか一方の外周縁部に厚さ方向に貫通している切欠き部が形成されている。そのため、回転プレートとセレクタプレートとの間隔が広がるように各プレートの配置を変更しなくても、回転プレートとセレクタプレートとの間に潤滑用のオイルが介在する状態で回転プレートがセレクタプレートに対して相対回転する場合には、オイルが介在する二枚の平板間の間隔を広げた構造と同じように、オイルに生じるせん断応力を低減させることができる。これにより、セレクタプレートがオイルに引き摺られて係合方向へ誤って回転することを抑制でき、セレクタブルワンウェイクラッチが誤って係合することを抑制できる。加えて、プレート間に介在するオイルのせん断応力を低減させるために回転プレートとセレクタプレートとの間隔が広がるように配置を変更しなくてもよいので、セレクタブルワンウェイクラッチの大型化を防止できる。また、切欠き部がプレートの外周縁部に形成されているので、回転プレートの相対回転時にオイルの流速が速くなる径方向外側で、効果的にオイルのせん断応力を低減させることができる。さらに、切欠き部が厚さ方向に貫通しているので、プレートを厚さ方向全体に肉抜きしていることになり、プレートが軽量になり、セレクタブルワンウェイクラッチを軽量化できる。

本発明は、固定プレートと、前記固定プレートと対向して配置され、かつ前記固定プレートに対して相対回転する環状の回転プレートと、前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出するように前記固定プレートに保持された係合片と、前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出した前記係合片が係合するように前記回転プレートに形成された係合凹部と、前記固定プレートと前記回転プレートとの間に配置され、かつ前記係合片を前記回転プレート側に突出させた状態と前記係合片を前記回転プレートに接触させないように前記固定プレート側に退避させた状態とに切り替える環状のセレクタプレートとを備え、前記係合片が前記係合凹部に係合して前記回転プレートの回転を一方向に規制する係合状態と、前記回転プレートの両方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替えるように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、前記セレクタプレートと前記回転プレートとの少なくともどちらか一方の外周縁部に切欠き部が形成され、前記切欠き部は、前記セレクタプレートと前記回転プレートとの対向面を厚さ方向に肉抜きした凹部であることを特徴とする。

上記発明では、回転プレートとセレクタプレートとの少なくともどちらか一方の外周縁部に形成された切欠き部が、セレクタプレートと回転プレートとの対向面を厚さ方向に肉抜きした凹部である。つまり、対向する回転プレートとセレクタプレートとの間隔において、少なくとも一方の対向面が凹部によって形成されている箇所では、凹部ではない部分同士が対向している箇所よりも、対向面同士の間隔が広くなる。そのため、回転プレートとセレクタプレートとの間に潤滑用のオイルが介在する状態で回転プレートがセレクタプレートに対して相対回転する場合には、オイルが介在する二枚の平板間の間隔を広げた構造と同じように、オイルに生じるせん断応力を低減させることができる。これにより、セレクタプレートがオイルに引き摺られて係合方向へ誤って回転することを抑制でき、セレクタブルワンウェイクラッチが誤って係合することを抑制できる。加えて、プレート間に介在するオイルのせん断応力を低減させるために回転プレートとセレクタプレートとの間隔が広がるように各プレートの配置を変更しなくてもよいので、セレクタブルワンウェイクラッチの大型化を防止できる。また、切欠き部がプレートの外周縁部に形成されているので、回転プレートの相対回転時にオイルの流速が速くなる径方向外側で、効果的にオイルのせん断応力を低減させることができる。さらに、切欠き部がプレートを肉抜きしていることになり、プレートが軽量になり、セレクタブルワンウェイクラッチを軽量化できる。

本発明では、回転プレートとセレクタプレートとの少なくともどちらか一方の外周縁部に厚さ方向に肉抜きした切欠き部が形成されている。そのため、回転プレートとセレクタプレートとの間隔を広がるように各プレートの配置を変更しなくても、回転プレートとセレクタプレートとの間に潤滑用のオイルが介在する状態で回転プレートがセレクタプレートに対して相対回転する場合には、オイルが介在する二枚の平板間の間隔を広げた構造と同じように、オイルに生じるせん断応力を低減させることができる。これにより、セレクタプレートがオイルに引き摺られて係合方向へ誤って回転することを抑制でき、セレクタブルワンウェイクラッチが誤って係合することを抑制できる。加えて、プレート間に介在するオイルのせん断応力を低減させるために回転プレートとセレクタプレートとの間隔が広がるように各プレートの配置を変更しなくてもよいので、セレクタブルワンウェイクラッチの大型化を防止できる。また、切欠き部がプレートの外周縁部に形成されているので、回転プレートの相対回転時にオイルの流速が速くなる径方向外側で、効果的にオイルのせん断応力を低減させることができる。さらに、切欠き部がプレートを肉抜きしていることになり、プレートが軽量になり、セレクタブルワンウェイクラッチを軽量化できる。

図１は、セレクタブルワンウェイクラッチを搭載した車両の一例を示すスケルトン図である。 図２は、トランスアクスルケース内のセレクタブルワンウェイクラッチの構造を示す断面図である。 図３（ａ）は、セレクタブルワンウェイクラッチの分解図である。図３（ｂ）は、ノッチプレートにおいて、図３（ａ）のノッチプレートでは見えていないセレクタプレートとの対向面を示す斜視図である。 図４（ａ）は、ＯＤモードで前進走行する場合の車両状態を示す共線図である。図４（ｂ）は、ＴＨＳモードで前進走行する場合の車両状態を示す共線図である。図４（ｃ）は、エンジン始動時の車両状態を示す共線図である。 図５（ａ）は、セレクタプレートの切欠き部と貫通孔とが同位相となる変形例の一例を示す模式図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す例の変形例を示す模式図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す例の別の変形例を示す模式図である。 図６（ａ）は、セレクタプレートの切欠き部と貫通孔とが同位相となる変形例の別の例を示す模式図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図７（ａ）は、セレクタプレートの切欠き部と貫通孔とが同位相となる変形例のさらに別の例を示す模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 図８（ａ）は、図３（ａ）に示すセレクタプレートの切欠き部が薄肉化された凹部となる変形例を示す模式図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 図９（ａ）は、図５（ｂ）に示すセレクタプレートの切欠き部が薄肉化された凹部となる変形例を示す模式図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。 図１０は、車両の変形例の一例を示すスケルトン図である。 図１１は、車両の別の変形例を示すスケルトン図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるセレクタブルワンウェイクラッチについて具体的に説明する。

図１は、セレクタブルワンウェイクラッチを搭載した車両の一例を模式的に示すスケルトン図である。車両Ｖｅは、動力源としてエンジン１と、第一モータＭＧ１と、第二モータＭＧ２とを備えたハイブリッド車両である。エンジン１は、周知の内燃機関により構成されている。各モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ機能と発電機能とを有する周知のモータ・ジェネレータであって、インバータを介してバッテリ（いずれも図示せず）に電気的に接続されている。

車両Ｖｅのパワートレーン１００は、動力分割機構１０と、変速部２０と、セレクタブルワンウェイクラッチ（以下「ＳＯＷＣ」という）３０と、カウンタギヤ機構４０と、デファレンシャルギヤ機構５０とを備えている。車両Ｖｅにおいて、エンジン１が出力した動力は、動力分割機構１０によって第一モータＭＧ１側と駆動輪２側とに分割することができる。エンジントルクを駆動輪２に伝達する際、ＳＯＷＣ３０がエンジン反力を受け持つ機構として機能することで、変速部２０は増速機として機能する。さらに、第一モータＭＧ１側に分割された機械的な動力によって、第一モータＭＧ１を発電機として機能させ、その第一モータＭＧ１で発電した電力をバッテリに充電し、もしくはインバータを介して第二モータＭＧ２に供給する。さらに、その電力によって第二モータＭＧ２をモータとして機能させることができる。

具体的には、エンジン１のクランクシャフトは、入力軸３に連結されている。入力軸３は、クランクシャフトの回転中心軸線と同一軸線上に配置されている。パワートレーン１００は、入力軸３と同一軸線上に、動力分割機構１０と、第一モータＭＧ１と、変速部２０と、ＳＯＷＣ３０とが配置されている。第二モータＭＧ２は、エンジン１の回転中心軸線とは異なる軸線上に配置されている。

動力分割機構１０は、複数の回転要素を有する差動機構からなり、図１に示す例ではシングルピニオン型の遊星歯車機構（第一遊星歯車機構）によって構成されている。動力分割機構１０は、三つの回転要素として、外歯歯車の第一サンギヤＳ１と、第一サンギヤＳ１に対して同心円上に配置された内歯歯車の第一リングギヤＲ１と、これら第一サンギヤＳ１と第一リングギヤＲ１とに噛み合っているピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に保持している第一キャリヤＣ１とを備えている。

第一サンギヤＳ１には、第一モータＭＧ１のロータ軸４が一体回転するように連結されている。第一キャリヤＣ１には、入力軸３が一体回転するように連結されており、その入力軸３を介してエンジン１が連結されている。第一リングギヤＲ１には、動力分割機構１０から駆動輪２側へトルクを伝達する外歯歯車の出力ギヤ５が一体化されている。

出力ギヤ５は、カウンタドリブンギヤ４２と噛み合っており、そのカウンタドリブンギヤ４２を含むカウンタギヤ機構４０を介してデファレンシャルギヤ機構５０に連結されている。カウンタギヤ機構４０には、入力軸３と平行に配置されたカウンタシャフト４１と、出力ギヤ５と噛み合っているカウンタドリブンギヤ４２と、デファレンシャルギヤ機構５０のリングギヤ５１と噛み合っているカウンタドライブギヤ４３とが含まれる。カウンタシャフト４１には、カウンタドリブンギヤ４２とカウンタドライブギヤ４３とが一体回転するように取り付けられている。デファレンシャルギヤ機構５０には、左右のドライブシャフト６を介して駆動輪２が連結されている。

車両Ｖｅでは、エンジン１から駆動輪２に伝達されるトルクに、第二モータＭＧ２が出力したトルクを付加できるように構成されている。第二モータＭＧ２は、ロータと一体回転するロータ軸７を備え、そのロータ軸７はカウンタシャフト４１と平行に配置されている。また、ロータ軸７には、カウンタドリブンギヤ４２と噛み合っているリダクションギヤ８が一体回転するように取り付けられている。

変速部２０は、複数の回転要素を有する差動機構からなり、図１に示す例ではダブルピニオン型の遊星歯車機構（第二遊星歯車機構）によって構成されている。変速部２０は、三つの回転要素として、外歯歯車の第二サンギヤＳ２と、第二サンギヤＳ２に対して同心円上に配置された内歯歯車の第二リングギヤＲ２と、第一ピニオンギヤおよび第二ピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に保持している第二キャリヤＣ２とを備えている。第一ピニオンギヤは、第二サンギヤＳ２と噛み合っている。第二ピニオンギヤは、第一ピニオンギヤと第二リングギヤＲ２とに噛み合っている。

第二サンギヤＳ２には、第一モータＭＧ１のロータ軸４が一体回転するように連結されている。第二キャリヤＣ２には、入力軸３が一体回転するように連結されており、その入力軸３を介してエンジン１が連結されている。つまり、変速部２０と動力分割機構１０とにおいて、第一サンギヤＳ１と第二サンギヤＳ２とが一体回転し、かつ第一キャリヤＣ１と第二キャリヤＣ２とが一体回転する。また、変速部２０の第二リングギヤＲ２には、連結部材９を介して、ＳＯＷＣ３０の回転側部材が連結されている。第二リングギヤＲ２と連結部材９とＳＯＷＣ３０の回転側部材とが一体回転するように構成されている。

ＳＯＷＣ３０は、第二リングギヤＲ２の回転方向を一方向のみに規制する係合状態（ロック状態）と、第二リングギヤＲ２が両方向に回転可能となる解放状態（非ロック状態）とを選択的に切り替えるように構成されている。ＳＯＷＣ３０が係合状態の場合、第二リングギヤＲ２の正方向の回転を規制し、第二リングギヤＲ２の逆方向の回転を許容する。正方向とは、エンジン１のクランクシャフトの回転方向と同一方向のことである。逆方向とは、正方向とは逆方向のことである。そのＳＯＷＣ３０は、トランスアクスルケースの内部に設けられている。

図２は、トランスアクスルケース内のＳＯＷＣ３０を示す断面図である。トランスアクスルケース６０の内部では、入力軸３上にＳＯＷＣ３０が配置されている。ＳＯＷＣ３０は、固定側部材であるポケットプレート３１と、回転側部材であるノッチプレート３２と、切替部材であるセレクタプレート３３と、スナップリング３４と、ポケットプレート３１に保持された係合片であるストラット３６とを備えている。

ＳＯＷＣ３０において、各プレート３１，３２，３３はいずれも円環状に形成されており、互いに軸線方向で対向している。軸線方向において、ポケットプレート３１とノッチプレート３２とが対向して配置され、かつポケットプレート３１とノッチプレート３２との間にセレクタプレート３３が配置されている。

また、トランスアクスルケース６０の内部には、エンジン１によって駆動する機械式のオイルポンプ７０が設けられている。オイルポンプ７０は、入力軸３の回転中心軸線からオフセットされた位置に設けられ、伝動機構を介して入力軸３と連結されている。その伝動機構には、ポンプロータ７１と一体回転するポンプ軸７２と、ポンプ軸７２に取り付けられた従動ギヤ７３と、その従動ギヤ７３と噛み合っているポンプ駆動ギヤ７４とが含まれる。従動ギヤ７３はポンプロータ７１と一体回転する。ポンプ駆動ギヤ７４は、変速部２０の第二キャリヤＣ２と一体回転する。ポンプ軸７２は、トランスアクスルケース６０と一体化された支持部材６１に支持されている。その支持部材６１には、第一モータＭＧ１のロータ軸４を支持する軸受６２が取り付けられている。

オイルポンプ７０から供給油路へ吐出されたオイルは、トランスアクスルケース６０内の動力分割機構１０や変速部２０などの潤滑必要部に供給される。潤滑必要部には、トランスアクスルを構成するギヤ機構が含まれる。そのトランスアクスルを潤滑するオイルは、ＳＯＷＣ３０にも供給される。図２に示す例では、オイルポンプ７０の吐出口に接続された第一油路８１が、中空軸である入力軸３の内部に形成された第二油路８２と連通している。第一油路８１は、トランスアクスルケース６０に形成されている。第二油路８２は、入力軸３内部を軸線方向に延びている。また、入力軸３には、径方向に貫通する第三油路８３が形成されており、第二油路８２と第三油路８３とが連通している。オイルポンプ７０から吐出されたオイルは、第一から第三油路８１〜８３を介して、入力軸３の外周側に配置された変速部２０やＳＯＷＣ３０に供給される。この場合、第三油路８３から流出したオイルは、遠心力や重力によって入力軸３側から径方向外側へ移動して、ＳＯＷＣ３０に供給される。ＳＯＷＣ３０には、セレクタプレート３３とノッチプレート３２とが対向している部分の内周側からオイルが供給されることになる。

ここで、図２，３を参照して、ＳＯＷＣ３０について詳細に説明する。図３（ａ）は、ＳＯＷＣ３０の分解図である。なお、図３（ａ）には、ＳＯＷＣ３０の中心軸線を一点鎖線Ｏで示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）のノッチプレート３２では見えていないセレクタプレート３３との対向面を示す斜視図である。

ポケットプレート３１は、トランスアクスルケース６０に取り付けられて回転不能に固定される固定プレートである。ポケットプレート３１には、軸線方向でセレクタプレート３３と対向する面（対向面）３１ａに凹状のポケット部３１ｂが複数形成されている。複数のポケット部３１ｂは、周方向で所定間隔を空けて位置している。ポケット部３１ｂの内部には、ノッチプレート３２に係合するストラット３６が取り付けられている。

ノッチプレート３２は、ポケットプレート３１に対して相対回転可能に構成されている回転プレートである。図２に示すように、ノッチプレート３２の内周部が連結部材９の中空軸部とスプライン嵌合し、ノッチプレート３２と第二リングギヤＲ２とが一体回転する。図３（ａ），（ｂ）に示すように、ノッチプレート３２には、ポケットプレート３１と対向する面（対向面）３２ａに、ストラット３６が係合する係合凹部３２ｂが形成されている。係合凹部３２ｂは、ポケットプレート３１に設けられたストラット３６の位置すなわちポケット部３１ｂに対応する位置に設けられる。そのため、ノッチプレート３２の対向面３２ａ上には、複数の係合凹部３２ｂが周方向で所定間隔を空けた位置に形成されている。

ノッチプレート３２の外周縁部には、厚さ方向に貫通している形状の切欠き部３２ｃが形成されている。切欠き部３２ｃは、対向面３２ａ側から反対側の面に向けて、厚さ方向に沿ってノッチプレート３２を切り欠いた（肉抜きした）形状に形成されている。また、切欠き部３２ｃは、周方向で所定間隔を空けて複数設けられている。ＳＯＷＣ３０において、ノッチプレート３２の切欠き部３２ｃは、軸線方向に延びる溝状に形成されている。ノッチプレート３２の外周形状は、軸線方向から見た場合に凹凸状となる。

セレクタプレート３３は、ＳＯＷＣ３０を解放状態と係合状態とに選択的に切り替える切替部材である。セレクタプレート３３は、ポケットプレート３１に対して相対回転可能に構成されている。セレクタプレート３３には、周方向に所定間隔を空けた位置に、ストラット用の貫通孔３３ａが複数形成されている。周方向で貫通孔３３ａ同士の間を形成している板部分が、ストラット３６をポケットプレート３１側へ退避させるための構造として機能する。貫通孔３３ａは、ポケットプレート３１のポケット部３１ｂに対応する位置に形成されている。セレクタプレート３３は、図示しないアクチュエータによって、ポケットプレート３１に対して周方向へ移動（相対回転）するように構成されている。セレクタプレート３３の周方向の位置に応じて、ストラット３６がポケット部３１ｂに収納された収納状態と、ストラット３６が係合凹部３２ｂに係合した起立状態とが選択的に切り替えられる。なお、セレクタプレート３３は、セレクタアーム３５を介してアクチュエータに連結されている。

セレクタプレート３３の外周縁部には、厚さ方向に貫通している形状の切欠き部３３ｂが形成されている。切欠き部３３ｂは、ノッチプレート３２と対向する面（対向面）３３ｃ側から反対側の面に向けて、厚さ方向に沿ってセレクタプレート３３を切り欠いた（肉抜きした）形状に形成されている。また、切欠き部３３ｂは、周方向で所定間隔を空けて複数設けられている。ＳＯＷＣ３０においてセレクタプレート３３の切欠き部３３ｂは、軸線方向に延びる溝状に形成されている。セレクタプレート３３の外周形状は、軸線方向から見た場合に凹凸状となる。

スナップリング３４は、ポケットプレート３１の円筒部の内周面に嵌合している。ＳＯＷＣ３０では、ポケットプレート３１の円筒部からノッチプレート３２とセレクタプレート３３とが抜け落ちないように、スナップリング３４によって各プレート３２，３３の軸線方向の移動を規制している。また、図２に示すように、セレクタプレート３３の外周部がポケットプレート３１の円筒部の内周面に支持されている。ＳＯＷＣ３０では、ノッチプレート３２の外周縁部と、セレクタプレート３３の外周縁部とに切欠き部３２ｃ，３３ｂを設けたことによって、それらのプレート３２，３３の外径が小さくならないように構成されている。

セレクタアーム３５は、アクチュエータとセレクタプレート３３とを連結する部材である。アクチュエータから出力された力がセレクタアーム３５を介してセレクタプレート３３に伝達されることによって、セレクタプレート３３は周方向で係合方向に移動（正方向に回転）するように構成されている。また、アクチュエータに設けられたリターンスプリング（図示せず）によって、セレクタプレート３３は周方向で解放方向に移動（逆方向に回転）するように構成されている。そのリターンスプリングは、セレクタプレート３３を逆方向に回転させようとする付勢力を生じている。ＳＯＷＣ３０は、アクチュエータによってセレクタプレート３３が所定角度の範囲で周方向に往復動（相対回転）できるように構成されている。

ストラット３６は、板状の係合片であって、係合凹部３２ｂに係合することによってノッチプレート３２が正方向に回転することを規制する部材である。ストラット３６の逆方向側の端部が係合凹部３２ｂの逆方向側の壁面（係合凹面）３２ｄに当接することによって、ノッチプレート３２が正方向に回転することを規制する。

例えば、ストラット３６の正方向側の端部は、支持ピンなどによってポケット部３１ｂ内に支持されている。ストラット３６は、その正方向側の端部が支点となることで逆方向側の端部が揺動できるように構成されている。そのため、ストラット３６は、その逆方向側の端部が起立してポケット部３１ｂ外側すなわちセレクタプレート３３よりもノッチプレート３２側に突出する起立状態と、その逆方向側の端部がポケット３１ｂ内部に収納された収納状態とになることができる。ストラット３６とポケット部３１ｂの底部との間には、バネ部材（図示せず）が設けられている。そのバネ部材は、ストラット３６をノッチプレート３２側に向けて軸線方向に押圧する。そのバネ部材から作用する弾性力によって、ストラット３６の逆方向側の端部が起立できる。一方、セレクタプレート３３がバネ部材の弾性力に抗してストラット３６をポケット部３１ｂ内に収納させる荷重、すなわちセレクタプレート３３からストラット３６に作用する軸線方向の荷重によって、ストラット３６の逆方向側の端部をポケットプレート３１側に退避させることができる。ストラット３６がポケット部３１ｂに収納された状態ではノッチプレート３２の回転は規制されないので、ノッチプレート３２は正方向と逆方向の両方向に回転可能となり、ＳＯＷＣ３０が解放状態となる。この場合、パワートレーン１００では、第二キャリヤＣ２は正方向と逆方向の両方向に回転可能である。

このように構成されたＳＯＷＣ３０において、ノッチプレート３２の切欠き部３２ｃは、ノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間に介在するオイルによって、ＳＯＷＣ３０が誤係合することを抑制するための構造である。つまり、切欠き部３２ｃは、ノッチプレート３２がポケットプレート３１に対して相対回転する際に、ノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間で生じるオイルのせん断応力を低減するための構造である。ノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間のオイルに生じるせん断応力は、オイル粘度や、オイル流速や、オイル層の厚さ、すなわちノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間隔によって、その大きさが変化する。例えば、二枚の平板間の流れの基礎方程式｛τ＝μ・ｄＵ／ｄＹ｝に基づいて、オイルのせん断応力を表すことができる。τは、オイルのせん断応力である。μは、オイルの粘度である。ｄＵは、オイル流速の変化量である。ｄＹは、二枚の平板間に形成されるオイル層の厚さの変化量である。まず、オイル粘度μについて、オイル粘度が高い場合には、オイル粘度が低い場合に比べて、プレート３２，３３間で生じるオイルのせん断応力は大きくなる。このオイル粘度はオイルの温度変化に応じて変化するものであり、一般に、オイル温度が低い場合には、オイル温度が高い場合に比べてオイル粘度は高くなる。よって、オイル温度が低い場合には、オイル温度が高い場合に比べて、プレート３２，３３間で生じるオイルのせん断応力は大きくなる。次に、オイル流速の変化量ｄＵについて、プレート３２，３３間のオイル流速が速い場合には、オイル流速が遅い場合に比べて、プレート３２，３３間のオイルのせん断応力は大きくなる。ＳＯＷＣ３０内におけるオイルの流れは、ノッチプレート３２が回転することによって生じるため、オイルが流れる方向は周方向（回転方向）となる。そのため、オイル流速は、回転中心から径方向外側に向かうほど速くなる。つまり、ノッチプレート３２の外径側でのオイル流速は、ノッチプレート３２の内径側の流速に比べて速くなる。そして、オイル層の厚さの変化量ｄＹについて、オイル層の厚さが薄い場合には、オイル層の厚さが厚い場合に比べて、プレート３２，３３間で生じるオイルのせん断応力は大きくなる。すなわち、ノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間隔が狭い場合には、ノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間隔が広い場合に比べて、プレート３２，３３間のオイルのせん断応力は大きくなる。本実施形態では、ノッチプレート３２の外周縁部に切欠き部３２ｃを設けることによって、相対的にオイル流速が速くなる径方向外側部分でオイル層の厚さを厚くできるので、オイルのせん断応力の大きさを効果的に低減するように構成されている。

さらに、セレクタプレート３３の切欠き部３３ｂは、ノッチプレート３２の切欠き部３２ｃと同様に、ノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間に介在するオイルによってＳＯＷＣ３０が誤係合することを抑制するための構造である。つまり、切欠き部３３ｂは、ノッチプレート３２がポケットプレート３１に対して相対回転する際に、ノッチプレート３２とセレクタプレート３３との間で生じるオイルのせん断応力を低減するための構造である。よって、セレクタプレート３３の外周縁部に切欠き部３３ｂを設けることによって、相対的にオイル流速が速くなる径方向外側部分でオイル層の厚さを厚くできるので、オイルのせん断応力の大きさを効果的に低減するように構成されている。

次に、図４を参照して、ＳＯＷＣ３０を搭載した車両Ｖｅの走行モードについて説明する。ここでは、ＳＯＷＣ３０を係合状態とすることで設定できる走行モード（ＯＤモード）と、ＳＯＷＣ３０を解放状態とすることで設定できる走行モード（ＴＨＳモード）およびエンジン始動時とについて説明する。図４（ａ）は、ＯＤモードで前進走行する場合の車両状態を示す共線図である。図４（ｂ）は、ＴＨＳモードで前進走行する場合の車両状態を示す共線図である。図４（ｃ）は、エンジン始動時の車両状態を示す共線図である。なお、ハイブリッド式の車両Ｖｅでは様々なモードに設定可能である。

ＯＤモードは、ＳＯＷＣ３０を係合状態とすることで、変速部２０が増速機として機能する。走行モードを他のモードからＯＤモードへ遷移させる際、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）がＳＯＷＣ３０のアクチュエータに指令信号を出力して、ストラット３６が係合凹部３２ｂに係合可能となる位置まで、セレクタプレート３３を移動させるように構成されている。その際、アクチュエータがセレクタプレート３３を正方向に回転させて、貫通孔３３ａとポケット部３１ｂとの周方向での位置を合わせることによって、ポケット部３１ｂを開放させる。これにより、バネ部材によって押圧されたストラット３６の逆方向側の端部が、開放されたポケット部３１ｂからノッチプレート３２側に向けて突出し、係合凹部３２ｂの逆方向側の係合凹面３２ｄに当接する。その結果、ノッチプレート３２の正方向の回転が規制される状態となる。

図４（ａ）に示すように、ＯＤモードでは、第二キャリヤＣ２の正方向の回転がＳＯＷＣ３０によって規制されるので、ＳＯＷＣ３０はエンジントルクに対する反力受けとして機能する。このＯＤモードでは、第一モータＭＧ１がエンジン反力を受け持つために電力を消費しなくても、ＳＯＷＣ３０という機械的な構造によってエンジン反力を受けることができる。そして、入力要素である第一キャリヤＣ１の回転数が、出力要素である第一リングギヤＲ１の回転数よりも低回転であり、エンジン１から入力される回転が増速されて出力ギヤ５から出力される。すなわち、オーバードライブ状態となる。

図４（ｂ）に示すように、ＴＨＳモードは、ＳＯＷＣ３０を解放状態とし、第一モータＭＧ１によってエンジン１の動力に対する反力を発生させて走行するモードである。車両ＶｅがＴＨＳモードで前進走行時、エンジン１がトルクを出力し、かつ第一モータＭＧ１がそのエンジントルクとは逆方向のモータトルクを出力する。これにより、第一モータＭＧ１はエンジントルクに対する反力受けとして機能し、エンジントルクを動力分割機構１０から駆動輪２側に向けて出力させる。なお、正方向のトルクとは、エンジントルクと同じ方向に作用するトルクである。逆方向のトルクとは、エンジントルクとは逆方向に作用するトルクである。

図４（ｃ）に示すように、エンジン始動時、ＳＯＷＣ３０を解放状態とし、第一モータＭＧ１によってエンジン回転数を上昇させることになる。停車中、シフトレバーがパーキングレンジに位置することで、ドライブシャフト６が回転不可にロックされる。そのため、第一モータＭＧ１が正方向のトルクを出力してモータ回転数が正方向に上昇すると、第一リングギヤＲ１が回転不可であるため、第二リングギヤＲ２は正方向に回転しエンジン１の回転数が上昇する。ＳＯＷＣ３０が解放状態であることによって、第一モータＭＧ１によるモータリングを可能にしている。すなわち、エンジン始動時に、ＳＯＷＣ３０が誤って係合してしまうと、第二リングギヤＲ２が正方向に回転できなくなり、クランクシャフトが回転できない状態となってしまう。特に、エンジン１が停止している場合にはオイル温度が低温となるため、オイル粘度が高くなってしまう。そのような低温で高粘度のオイル状態であっても、本実施形態のＳＯＷＣ３０によれば、各プレート３２，３３の外周縁部に切欠き部３２ｃ，３３ｂが設けられているので、オイル温度が低い状態からエンジン１を始動させる際（冷間始動時）にオイルのせん断応力を効果的に低減することができる。したがって、エンジン始動時に、ＳＯＷＣ３０が誤って係合することを抑制できるので、意図せずに回転軸がロックされてしまいエンジンストールが起きることを抑制できる。

以上説明した通り、本実施形態のセレクタブルワンウェイクラッチによれば、セレクタプレートの外周縁部とノッチプレートの外周縁部に切欠き部が設けられているので、ノッチプレートとセレクタプレートとの間のオイルに生じるせん断応力を低減することができる。これにより、ノッチプレートが相対回転する場合に、セレクタプレートが引き摺られて係合方向へ誤って回転することを抑制できる。つまり、セレクタブルワンウェイクラッチが誤って係合することを抑制できる。

また、セレクタブルワンウェイクラッチは、プレートを対向させることによって軸長が短い小型な体格を実現している。本実施形態によれば、小型のセレクタブルワンウェイクラッチで誤係合を抑制することができる。例えば、セレクタプレートが係合方向に誤って移動しないようにリターンスプリングを強化すると、係合時には、そのリターンスプリングに抗する力を出力可能なアクチュエータを備える必要がある。しかしながら、アクチュエータが大型化してしまい、搭載性が不利になり、コストが増大してしまう。あるいは、オイルのせん断応力を低減するために、プレート間の間隔が大きくなるように各プレートを配置することも考えられる。しかしながら、セレクタブルワンウェイクラッチの軸長が長くなってしまい、体格が大型化してしまう。本実施形態では、上述した背反を伴わずに、小型のセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、誤係合を抑制できる構造を実現することになる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

上述した実施形態は、ノッチプレートとセレクタプレートの両方の外周縁部に切欠き部が設けられた構成例であるが、本発明は、ノッチプレートとセレクタプレートとのうち、少なくともどちらか一方の外周縁部に切欠き部が設けられた構成を含む。例えば、その二枚のプレートのうち、ノッチプレートの外周縁部のみに切欠き部が設けられた構成の場合、切欠き部がないセレクタプレートの外周形状は円弧状となる。あるいは、その二枚のプレートのうち、セレクタプレートの外周縁部のみに切欠き部が設けられた構成の場合、切欠き部がないノッチプレートの外周形状は円弧状となる。要は、その二枚のプレートのうちどちらか一方の外周縁部に切欠き部が設けられた構造であれば、プレート間に介在するオイルのせん断応力を低減させるために回転プレートとセレクタプレートとの間隔を広げるように各プレートの配置を変更しなくてもよくなる。すなわち、回転プレートとセレクタプレートとの間に潤滑用のオイルが介在する状態で回転プレートがセレクタプレートに対して相対回転する場合には、オイルが介在する二枚の平板間の間隔を広げた構造と同じように、オイルに生じるせん断応力を低減させることができる。これにより、小型な構造であって、セレクタプレートがオイルに引き摺られて係合方向へ誤って回転することを抑制でき、セレクタブルワンウェイクラッチが誤って係合することを抑制できる。

また、本発明の切欠き部は、円環状プレートにおける径方向で外周縁部に設けられているものであって、その周方向位置は特に限定されない。例えばセレクタプレートにおいて、上述した実施形態では、切欠き部３３ｂが貫通孔３３ａと別位相（周方向で異なる位置）の構成例であるが、その変形例として、切欠き部３３ｂが貫通孔３３ａと同位相（周方向で同じ位置）となる構造がある。図５（ａ）〜（ｃ）は、その変形例を示す模式図である。図５（ａ）に示すように、この変形例のセレクタプレート３３Ａの外周縁部には、切欠き部３３ｂが貫通孔３３ａと同位相に設けられている。切欠き部３３ｂが貫通孔３３ａと同位相の場合、その切欠き部３３ｂの周方向幅は貫通孔３３ａと同程度の大きさであってもよい。例えば、図５（ｂ）に示すように、貫通孔３３ａが切欠き部３３ｂと繋がって外径側まで延びている形状に形成されたセレクタプレート３３Ａであってもよい。すなわち、貫通孔３３ａが外径側まで切り欠かれている構造のセレクタプレート３３Ａとなる。あるいは、図５（ｃ）に示すように、切欠き部３３ｂと貫通孔３３ａとが繋がらないように形成されたセレクタプレート３３Ａであってもよい。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すような切欠き部と貫通孔とが同位相となる変形例のさらなる変形例として、セレクタプレートにおいて凹部を形成する第二切欠き部が、貫通孔と別位相に設けられる構造がある。図６は、その変形例の一例を示す模式図であり、図７は、その変形例の別の例を示す模式図である。図６（ａ）に示すように、セレクタプレート３３Ｂの外周縁部には、切欠き部３３ｂに加え、外周縁部を周方向に沿うように延びる溝部を形成する第二切欠き部３３ｄが設けられている。図６（ｂ）に示すように、第二切欠き部３３ｄは、対向面３３ｃから薄肉化された形状に形成された凹部であり、相対的にその径方向内側よりも薄く形成されている。また、軸線方向からセレクタプレート３３Ｂの対向面３３ｃを見た場合に、第二切欠き部３３ｄは、周方向で隣り合う切欠き部３３ｂ，３３ｂの間を繋ぐようにして周方向に延びて形成されている。また、図７（ａ）に示すように、セレクタプレート３３Ｃでは、外周縁部の切欠き部３３ｂに加え、外周縁部よりも径方向内側に第三切欠き部３３ｅが設けられている。第三切欠き部３３ｅは、貫通孔であって、切欠き部３３ｂとは繋がらない位置に設けられている。なお、第三切欠き部３３ｅは、貫通孔に限定されず、対向面３３ｃ側から反対側の面へ向けて窪む凹部（穴）であってもよい。

また、上述した構成例の切欠き部３３ｂは、厚さ方向に沿ってセレクタプレート３３を貫通する形状（板厚全体を肉抜きした構造）であるが、その変形例として、セレクタプレート３３を薄肉化した構造でもよい。その変形例の構成例を、図８と図９に示す。図８（ａ）は、図３（ａ）に示す切欠き部３３ｂが板厚の一部を残すように薄肉化された凹部となる変形例のセレクタプレート３３Ｄを示す模式図である。セレクタプレート３３Ｄでは、切欠き部３３ｂと貫通孔３３ａとが別位相に配置されている。図８（ｂ）に示すように、セレクタプレート３３Ｄの切欠き部３３ｂは、対向面３３ｃの一部を形成するように肉抜きされた凹部に形成されている。また、図９（ａ）は、図５（ｂ）に示す切欠き部３３ｂが板厚の一部を残すように薄肉化された凹部となる変形例のセレクタプレート３３Ｅを示す模式図である。セレクタプレート３３Ｅでは、切欠き部３３ｂと貫通孔３３ａとが同位相に配置されている。図９（ｂ）に示すように、セレクタプレート３３Ｅの切欠き部３３ｂは、対向面３３ｃの一部を形成するように薄肉化された凹部であって、貫通孔３３ａの径方向外側で対向面３３ｃを形成している。なお、さらなる変形例として、図９に示す切欠き部３３ｂを、上述した図６，７に示す構成例に適用することが可能である。

さらに、図５〜図９を参照して上述した各変形例は、セレクタプレート３３についての変形例であるが、それらの変形例における構造をノッチプレート３２の外周縁部に設けられる切欠き部の構造として適用することができる。そのように、ノッチプレート３２に各変形例を適用した場合には、上述した変形例の説明における貫通孔３３ａを係合凹部３２ｂと読み替える。この場合に、係合凹部３２ｂは凹部であるため対向面３２ａの一部を形成するものであることが、上述した各変形例とは異なる構造となる。

また、ＳＯＷＣ３０を搭載する車両は、図１を参照して上述した車両Ｖｅに限定されない。図１０は、車両Ｖｅの変形例の一例を示すスケルトン図である。図１０に示す車両Ｖｅでは、上述した図１に示す車両Ｖｅとは異なり変速部２０を搭載していない。図１０に示すパワートレーン１００では、動力分割機構１０の第一サンギヤＳ１に、ＳＯＷＣ３０のノッチプレート３２が一体回転するように連結されている。ＳＯＷＣ３０は、動力分割機構１０の第一サンギヤＳ１を係合状態と解放状態とに選択的に切り替えるように構成されている。例えば、ＳＯＷＣ３０を係合状態とし、エンジン１の動力で車両を前進走行させる場合、第一サンギヤＳ１の正回転が規制されるので、動力分割機構１０が増速機として機能する。また、エンジン始動時、ＳＯＷＣ３０を解放状態とすることで、第一モータＭＧ１が正方向のトルクを出力し、かつ正回転することによって、第一モータＭＧ１によってエンジン１をモータリングすることが可能である。

図１１は、車両Ｖｅの別の変形例を示すスケルトン図である。図１１に示す車両Ｖｅは、上述した図１に示す車両Ｖｅとは異なり変速部２０を搭載していない。図１１に示すパワートレーン１００では、動力分割機構１０の第一キャリヤＣ１に、ＳＯＷＣ３０のノッチプレート３２が一体回転するように連結されている。ＳＯＷＣ３０は、動力分割機構１０の第一キャリヤＣ１を係合状態と解放状態とに選択的に切り替えるように構成されている。すなわち、ＳＯＷＣ３０を係合状態にすると、エンジン１のクランクシャフトが回転できない状態となる。そのため、ＥＶ走行モードにおいて、ＳＯＷＣ３０を係合状態として、第二モータＭＧ２のモータトルクを駆動輪２に伝達する際に、ＳＯＷＣ３０がその反力を受け持つことになる。また、ＳＯＷＣ３０を解放状態とすることによって、第一モータＭＧ１によってエンジン１をモータリングできるとともに、エンジン１が出力した動力によって車両Ｖｅを前進走行させることが可能である。

１ エンジン
１０ 動力分割機構（第一遊星歯車機構）
２０ 変速部（第二遊星歯車機構）
３０ セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）
３１ ポケットプレート（固定プレート）
３１ｂ ポケット部
３２ ノッチプレート（回転プレート）
３２ａ 対向面
３２ｂ 係合凹部
３２ｃ 切欠き部
３２ｄ 係合凹面（壁面）
３３ セレクタプレート
３３ａ 貫通孔
３３ｂ 切欠き部
３３ｃ 対向面
３４ スナップリング
３５ セレクタアーム
３６ ストラット（係合片）
Ｖｅ 車両

Claims (2)

1. 固定プレートと、
   前記固定プレートと対向して配置され、かつ前記固定プレートに対して相対回転する環状の回転プレートと、
   前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出するように前記固定プレートに保持された係合片と、
   前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出した前記係合片が係合するように前記回転プレートに形成された係合凹部と、
   前記固定プレートと前記回転プレートとの間に配置され、かつ前記係合片を前記回転プレート側に突出させた状態と前記係合片を前記回転プレートに接触させないように前記固定プレート側に退避させた状態とに切り替える環状のセレクタプレートとを備え、
   前記係合片が前記係合凹部に係合して前記回転プレートの回転を一方向に規制する係合状態と、前記回転プレートの両方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替えるように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
   前記セレクタプレートと前記回転プレートとの少なくともどちらか一方の外周縁部に厚さ方向に貫通している形状の切欠き部が形成されている
   ことを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。
2. 固定プレートと、
   前記固定プレートと対向して配置され、かつ前記固定プレートに対して相対回転する環状の回転プレートと、
   前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出するように前記固定プレートに保持された係合片と、
   前記固定プレート側から前記回転プレート側に突出した前記係合片が係合するように前記回転プレートに形成された係合凹部と、
   前記固定プレートと前記回転プレートとの間に配置され、かつ前記係合片を前記回転プレート側に突出させた状態と前記係合片を前記回転プレートに接触させないように前記固定プレート側に退避させた状態とに切り替える環状のセレクタプレートとを備え、
   前記係合片が前記係合凹部に係合して前記回転プレートの回転を一方向に規制する係合状態と、前記回転プレートの両方向の回転を許容する解放状態とを選択的に切り替えるように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
   前記セレクタプレートと前記回転プレートとの少なくともどちらか一方の外周縁部に切欠き部が形成され、
   前記切欠き部は、前記セレクタプレートと前記回転プレートとの対向面を厚さ方向に肉抜きした凹部である
   ことを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。

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