JP2017219148A

JP2017219148A - 駆動伝達装置

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Publication number: JP2017219148A
Application number: JP2016115474A
Authority: JP
Inventors: 寛之近藤; Hiroyuki Kondo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2036-06-09
Also published as: EP3255304A1; US20170356526A1; KR101863502B1; CN107489745A; US10203024B2; CN107489745B; EP3255304B1; KR20170139448A; JP6361695B2

Abstract

【課題】クラッチ機構の入力側の回転部材と当該クラッチ機構の出力側の回転部材との間での回転角度誤差を抑制可能な駆動伝達装置を実現する。
【解決手段】本発明の一形態に係る駆動伝達装置１は、第１の回転部材３、第２の回転部材４、第１のクラッチ機構５、第３の回転部材６、第２のクラッチ機構７及び遊星歯車機構８を備える。第２のクラッチ機構７は、トルクリミッタを介して第２の回転部材４に連結され、第１の回転部材３と第３の回転部材６との嵌合部内に配置された駆動伝達部材と、嵌合部内で回転軸Ｌ１を中心とする径方向に形成され、駆動伝達部材の厚さより広い第１の隙間７ｆと、嵌合部内で回転軸Ｌ１を中心とする径方向に形成され、駆動伝達部材の厚さ以下の第２の隙間７ｇと、を含み、嵌合部内で回転軸Ｌ１回りに広さが狭くなるように形成された伝達部材移動部７ｂと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動伝達装置に関する。

入力側の回転部材と出力側の回転部材とが相対的に（即ち、回転速度に差が生じて）回転した場合、遊星歯車機構に入力される駆動系統を切り替える駆動伝達装置が、工具やロボットの関節部などに採用されている。

例えば、特許文献１の駆動伝達装置は、鋼球、鋼球の一部が収容される溝部を有し、且つ入力軸が連結された第１の回転板、及び鋼球を回転可能に当該鋼球を保持し、且つ出力軸が連結された第２の回転板を備えるクラッチ機構を備えており、第１の回転板の溝部は、回転軸方向に対して傾斜する第１のカム面及び第２のカム面を有する。そして、出力軸に負荷が作用して第１の回転板と第２の回転板とが相対的に回転すると、鋼球が第１の回転板の第１のカム面又は第２のカム面上を転がって溝部から脱出して、第２の回転板を押し込むことで、遊星歯車機構に入力される駆動系統を自動的に切り替える。

特開２０１３−１３３８７３号公報

特許文献１の駆動伝達装置におけるクラッチ機構は、鋼球が第１の回転板の第１のカム面又は第２のカム面上を転がって溝部から脱出して、第２の回転板を押し込むことで、遊星歯車機構に入力される駆動系統を自動的に切り替えている。つまり、特許文献１の駆動伝達装置におけるクラッチ機構は、鋼球が第１の回転板の第１のカム面又は第２のカム面を登り切るまで、入力軸と出力軸とが相対的に回転しないと、遊星歯車機構に入力される駆動系統は切り替わらない。そのため、特許文献１の駆動伝達装置におけるクラッチ機構は、入力軸と出力軸との間での回転角度誤差が大きくなる課題を有する。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、クラッチ機構の入力側の回転部材と当該クラッチ機構の出力側の回転部材との間での回転角度誤差を抑制することができる駆動伝達装置を実現する。

本発明の一態様に係る駆動伝達装置は、
駆動力が入力される入力部材と、
前記入力部材に連結された第１の回転部材と、
前記第１の回転部材と等しい回転軸を中心として回転する第２の回転部材と、
前記第２の回転部材から駆動力を伝達する第１の駆動系統と前記第１の回転部材から駆動力を伝達する第２の駆動系統とを切り替える第１のクラッチ機構と、
前記第１の回転部材に対して前記回転軸を中心として回転可能に、前記第１の回転部材と嵌合された第３の回転部材と、
前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記第３の回転部材を前記第１の回転部材に対して空転させ、前記第１のクラッチ機構が前記第２の駆動系統を選択している場合、前記第１の回転部材から前記第３の回転部材に駆動力を伝達する第２のクラッチ機構と、
前記第２の回転部材に連結され、前記第２の回転部材と共に回転する第１の歯車と、前記第３の回転部材に連結され、前記第３の回転部材と共に回転する第２の歯車と、固定された第３の歯車と、を有する遊星歯車機構と、
前記遊星歯車機構から出力される駆動力を出力する出力部材と、
を備え、
前記第２のクラッチ機構は、
トルクリミッタを介して前記第２の回転部材に連結され、前記第１の回転部材と前記第３の回転部材との嵌合部内に配置された駆動伝達部材と、
前記嵌合部内で前記回転軸を中心とする径方向に形成され、径方向の幅が前記駆動伝達部材の厚さより広い第１の隙間と、前記嵌合部内で前記回転軸を中心とする径方向に形成され、径方向の幅が前記駆動伝達部材の厚さ以下の第２の隙間と、を含み、前記嵌合部内で前記回転軸回りに前記第１の隙間から前記第２の隙間の側に広さが狭くなるように形成された伝達部材移動部と、
を有し、
前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記駆動伝達部材を前記第１の隙間に配置して、前記第１の歯車及び前記第２の歯車を介して駆動力が伝達される前記第３の回転部材を前記第１の回転部材に対して空転させると共に、前記トルクリミッタを介して前記駆動伝達部材を前記第２の回転部材と共に回転させることで、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを等しく回転させ、
前記第１のクラッチ機構の作動により、駆動系統が前記第１の駆動系統から前記第２の駆動系統に切り替わった場合、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを相対的に回転させ、前記駆動伝達部材を前記第１の隙間から前記第２の隙間の側に移動させて前記第１の回転部材と前記第３の回転部材との間に噛み込ませ、前記第１の回転部材から前記第３の回転部材に駆動力を伝達しつつ、前記トルクリミッタが前記駆動伝達部材と前記第２の回転部材との連結状態を解除する。

上述の駆動伝達装置において、
前記駆動伝達部材は、
前記回転軸方向に延在するローラと、
前記ローラを回転可能に保持し、前記トルクリミッタを介して前記第２の回転部材に連結された保持器と、
を備え、
前記第１の回転部材の端部は、前記第３の回転部材の端部に形成された凹部に嵌合され、
前記第１の回転部材の端部の外形は、多角形状であり、
前記第３の回転部材の凹部の内形は、円形状であり、
前記第１の隙間は、前記第１の回転部材の端部における外周面の角部と角部との間の予め設定された位置と前記第３の回転部材における凹部の内周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径より大きく、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記ローラが前記第１の隙間に配置され、
前記第２の隙間は、前記第１の回転部材の端部における外周面の角部付近の予め設定された位置と前記第３の回転部材における凹部の内周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径以下であり、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統から前記第２の駆動系統に切り替えた場合、前記ローラが前記第１の回転部材の端部における角部に近付くように前記第２の隙間の側に移動するようにしてもよい。

上述の駆動伝達装置において、
前記保持器は、円筒形状であって、内部に前記第１の回転部材が挿入されており、
前記ローラが前記第１の回転部材の端部の外周面と前記第３の回転部材の凹部の内周面とに噛み込まれて前記第２の歯車を介して前記第１の歯車が回転する場合、前記保持器が前記第２の回転部材に対して空転するように当該第２の回転部材に嵌合されていてもよい。

上述の駆動伝達装置において、
前記駆動伝達部材は、
前記回転軸方向に延在するローラと、
前記ローラを回転可能に保持し、前記トルクリミッタを介して前記第２の回転部材に連結された保持器と、
を備え、
前記第３の回転部材の端部は、前記第１の回転部材の端部に形成された凹部に嵌合され、
前記第１の回転部材の凹部の内形は、多角形状であり、
前記第３の回転部材の端部の外形は、円形状であり、
前記第１の隙間は、前記第１の回転部材の凹部における内周面の角部付近の予め設定された位置と前記第３の回転部材の端部における外周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径より大きく、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記ローラが前記第１の隙間に配置され、
前記第２の隙間は、前記第１の回転部材の凹部における内周面の角部と角部との間の予め設定された位置と前記第３の回転部材の端部における外周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径以下であり、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統から前記第２の駆動系統に切り替えた場合、前記ローラが前記第１の回転部材の凹部における内周面の角部と角部との間に近付くように前記第２の隙間の側に移動するようにしてもよい。

上述の駆動伝達装置において、
前記保持器は、円筒形状であって、内部に前記第３の回転部材が挿入されており、
前記ローラが前記第１の回転部材の凹部の内周面と前記第３の回転部材の端部の外周面とに噛み込まれて前記第２の歯車を介して前記第１の歯車が回転する場合、前記保持器が前記第２の回転部材に対して空転するように当該第２の回転部材に嵌合されていてもよい。

上述の駆動伝達装置において、
前記遊星歯車機構は、第４の歯車を備え、
前記第１の歯車は、遊星ギヤであり、
前記第２の歯車は、前記第１の歯車に噛合された太陽ギヤであり、
前記第３の歯車は、前記第１の歯車に噛合され、固定されたリングギヤであり、
前記第４の歯車は、前記第１の歯車に噛合され、前記出力部材が連結されたリングギヤであり、前記第３の歯車と歯数が異なっていてもよい。

本発明によれば、クラッチ機構の入力側の回転部材と当該クラッチ機構の出力側の回転部材との間での回転角度誤差を抑制することができる。

実施の形態１の駆動伝達装置を模式的に示す断面図である。図１のII−II矢視断面図である。図１のIII部分の拡大図である。実施の形態１の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する場合の第２のクラッチ機構のローラの配置を模式的に示す図である。図１のＶ−Ｖ矢視断面図である。実施の形態１の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。実施の形態１の駆動伝達装置における第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替わる際の第２のクラッチ機構の動作を説明するための図である。実施の形態１の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して減速回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。実施の形態２の駆動伝達装置における第１の回転部材と第３の回転部材との嵌合部を模式的に示す断面図である。実施の形態３の駆動伝達装置のスケルトン図である。実施の形態４の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。実施の形態４の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して高速回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。実施の形態５の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。実施の形態５の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して高速回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。実施の形態６の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等しい方向に回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。実施の形態６の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して逆方向に回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
本実施の形態の駆動伝達装置を説明する。先ず、本実施の形態の駆動伝達装置の構成を説明する。図１は、本実施の形態の駆動伝達装置を模式的に示す断面図である。図２は、図１のII−II矢視断面図である。図３は、図１のIII部分の拡大図である。図４は、本実施の形態の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する場合の第２のクラッチ機構のローラの配置を模式的に示す図である。図５は、図１のＶ−Ｖ矢視断面図である。なお、以下の説明では、説明を明確にするために、直交座標（ｘｙｚ座標）系を用いて説明する。

本実施の形態の駆動伝達装置１は、出力部材に負荷が作用した際に、入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統から出力部材が入力部材に対して減速回転する第２の駆動系統に自動的に切り替わる構成とされている。

駆動伝達装置１は、図１に示すように、入力部材２、第１の回転部材３、第２の回転部材４、第１のクラッチ機構５、第３の回転部材６、第２のクラッチ機構７、遊星歯車機構８、出力部材９及び筐体１０を備えている。

入力部材２は、例えば、モータ１１のロータシャフト１１ａから駆動力が伝達される。入力部材２は、例えば、基部２ａ及び突出部２ｂを備えている。基部２ａは、円柱形状を基本形態としており、ｘ軸−側の面にモータ１１のロータシャフト１１ａが嵌合される凹部２ｃが形成されている。

この凹部２ｃにモータ１１のロータシャフト１１ａが嵌合された状態で、モータ１１から入力部材２に駆動力が伝達可能で、且つ入力部材２がモータ１１のロータシャフト１１ａに対してｘ軸方向に摺動可能とされている。このように凹部２ｃにモータ１１のロータシャフト１１ａが嵌合された状態で、基部２ａの中心軸とモータ１１のロータシャフト１１ａの中心軸とは、回転軸Ｌ１上に配置されている。そして、基部２ａの外周面には、周方向に連続する凹部２ｄが形成されている。

突出部２ｂは、基部２ａにおけるｘ軸＋側の面からｘ軸＋方向に突出している。突出部２ｂは、基部２ａより直径が小さい円柱形状であり、突出部２ｂの中心軸は、回転軸Ｌ１上に配置されている。つまり、基部２ａの中心軸と突出部２ｂの中心軸とは、回転軸Ｌ１上に配置されている。

但し、本実施の形態では、入力部材２の凹部２ｃにモータ１１のロータシャフト１１ａが嵌合されることで、モータ１１の駆動力が入力部材２に伝達される構成とされているが、ギヤやベルトなどを介してモータ１１の駆動力が入力部材２に伝達される構成でもよい。また、モータ１１のロータシャフト１１ａの中心軸は、回転軸Ｌ１上に配置されていなくてもよい。

第１の回転部材３は、入力部材２と連結されており、回転軸Ｌ１を中心として回転する。第１の回転部材３は、例えば、図１に示すように、入力部材２の突出部２ｂにおけるｘ軸＋側の端部からｘ軸＋方向に突出しており、入力部材２と一体的に形成されている。そして、第１の回転部材３は、図２に示すように、多角柱形（本実施の形態では、正六角柱形に形成されているが、角部の個数などは限定されない。）に形成されている。つまり、第１の回転部材３をｘ軸方向から見ると、第１の回転部材３は多角形状である。

第２の回転部材４は、回転軸Ｌ１を中心として回転する。第２の回転部材４は、例えば、図１及び図２に示すように、円筒形状を基本形態としており、内部に入力部材２の基部２ａにおけるｘ軸＋側の端部、入力部材２の突出部２ｂ及び第１の回転部材３が挿入されている。そして、第２の回転部材４は、後述のように、遊星歯車機構８に連結されており、ｘ軸方向への移動が略拘束されている。また、第２の回転部材４は、軸受１２を介して入力部材２の突出部２ｂに支持されている。なお、軸受１２は、第２の回転部材４に対する入力部材２のｘ軸方向への移動を許容する構成とされている。

第１のクラッチ機構５は、具体的な動作は後述するが、第１の駆動系統と第２の駆動系統とを切り替える。第１のクラッチ機構５は、例えば、反力板５ａ、摩擦板５ｂ、押さえ板５ｃ、弾性体５ｄ及び調整部材５ｅを備えており、第２の回転部材４から第１の回転部材３に予め設定された第１の駆動力以上の駆動力が伝達されると、第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替える。そして、第１の駆動系統を選択している場合、第１のクラッチ機構５は入力部材２から入力された駆動力を第２の回転部材４から伝達し、第２の駆動系統を選択している場合、第１のクラッチ機構５は入力部材２から入力された駆動力を第１の回転部材３から伝達する。

反力板５ａは、第２の回転部材４の内周面におけるｘ軸−側の端部から回転軸Ｌ１側に突出しており、入力部材２の凹部２ｄ内に配置されている。摩擦板５ｂは、例えば、入力部材２の凹部２ｄ内で反力板５ａを挟んでｘ軸＋側の空間に配置されている。そして、摩擦板５ｂにおけるｘ軸＋側の面は入力部材２の凹部２ｄの側面と面接触し、摩擦板５ｂにけるｘ軸−側の面は反力板５ａと面接触する。

押さえ板５ｃは、入力部材２の基部２ａの凹部２ｄ内で反力板５ａを挟んでｘ軸−側の空間に配置されている。弾性体５ｄは、反力板５ａと押さえ板５ｃとの間に配置されている。そして、弾性体５ｄにおけるｘ軸＋側の端部は反力板５ａと接触し、弾性体５ｄにおけるｘ軸−側の端部は押さえ板５ｃと接触する。

調整部材５ｅは、入力部材２のｘ軸方向の位置を調整する。調整部材５ｅは、例えば、ｘ軸方向に延在するネジ部材であり、調整部材５ｅの先端が押さえ板５ｃに接触するように、入力部材２の基部２ａにねじ込まれている。

この調整部材５ｅの先端がｘ軸＋方向に移動するように当該調整部材５ｅを回転させると、押さえ板５ｃによって押し込まれた弾性体５ｄは、反力板５ａと押さえ板５ｃとの間で収縮し、反力板５ａに反力をとって押さえ板５ｃを介して入力部材２をｘ軸−方向に移動させる。これにより、入力部材２の凹部２ｄの側面と摩擦板５ｂとの間の摩擦力、及び摩擦板５ｂと第２の回転部材４に設けられた反力板５ａとの間の摩擦力が大きくなる。

一方、調整部材５ｅの先端がｘ軸−方向に移動するように当該調整部材５ｅを回転させると、押さえ板５ｃがｘ軸−方向に移動して弾性体５ｄの圧縮力が弱まり、入力部材２の凹部２ｄの側面と摩擦板５ｂとの間の摩擦力、及び摩擦板５ｂと第２の回転部材４に設けられた反力板５ａとの間の摩擦力が小さくなる。

このように、調整部材５ｅの先端におけるｘ軸方向の位置を調整して、入力部材２の凹部２ｄの側面と摩擦板５ｂとの間の摩擦力、及び摩擦板５ｂと第２の回転部材４に設けられた反力板５ａとの間の摩擦力を調整することで、第１の駆動力を調整することができる。

但し、調整部材５ｅを省略して、押さえ板５ｃの厚さを変化させることで、入力部材２の凹部２ｄの側面と摩擦板５ｂとの間の摩擦力、及び摩擦板５ｂと第２の回転部材４に設けられた反力板５ａとの間の摩擦力を調整してもよい。

第３の回転部材６は、図１及び図３に示すように、第１の回転部材３に対して回転軸Ｌ１を中心として回転可能に当該第１の回転部材３と嵌合されている。第３の回転部材６は、例えば、円柱形状を基本形態としており、ｘ軸−側の面からｘ軸＋方向に延在する凹部６ａが形成されている。この凹部６ａは、ｘ軸方向から見て円形状であり、内部に第１の回転部材３が挿入されている。そして、第３の回転部材６は、第２の回転部材４の内部に挿入され、軸受１３を介して第２の回転部材４に支持されている。

第２のクラッチ機構７は、具体的な動作は後述するが、第１のクラッチ機構５が第１の駆動系統を選択している場合、第３の回転部材６を第１の回転部材３に対して空転させ、第１のクラッチ機構５が第２の駆動系統を選択している場合、第１の回転部材３から第３の回転部材６に駆動力を伝達する。

詳細には、第２のクラッチ機構７は、図２乃至図４に示すように、駆動伝達部材７ａ及び伝達部材移動部７ｂを備えている。駆動伝達部材７ａは、第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間に配置されている。駆動伝達部材７ａは、例えば、ローラ７ｄ及び保持器７ｅを備えている。

ローラ７ｄは、ｘ軸方向に延在する円柱部材であり、第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間に配置されている。ローラ７ｄは、例えば、第１の回転部材３の多角形の各辺に一つずつ配置されている。但し、ローラ７ｄの配置や個数は、限定されない。

保持器７ｅは、ローラ７ｄを回転可能に保持し、ローラ７ｄと共に第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間に配置されている。保持器７ｅは、例えば、円筒形状を基本形態としており、内部に第１の回転部材３が挿入されている。そして、保持器７ｅにおけるｘ軸−側の端部は、第２の回転部材４の内周面から回転軸Ｌ１側に突出する突出部４ａに嵌合されており、予め設定された第２の駆動力以上の駆動力が遊星歯車機構８から保持器７ｅに伝達されると、保持器７ｅが第２の回転部材４に対して略空転する。つまり、第２の回転部材４と保持器７ｅとの嵌合部は、トルクリミッタとして機能する。但し、本実施の形態では、第２の回転部材４と保持器７ｅとの嵌合部でトルクリミッタを構成しているが、既知のトルクリミッタを介して保持器７ｅを第２の回転部材４に連結してもよい。

伝達部材移動部７ｂは、第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間（即ち、嵌合部）で回転軸Ｌ１を中心とする径方向に形成された隙間であり、回転軸Ｌ１回りに連続的に広さが狭くなる。伝達部材移動部７ｂは、第１の隙間７ｆ及び第２の隙間７ｇを備えている。但し、本実施の形態の伝達部材移動部７ｂは、回転軸Ｌ１回りに連続的に広さが狭くなる形状とされているが、断続的又は部分的に広さが狭くなる形状でもよい。

第１の隙間７ｆは、回転軸Ｌ１を中心とする径方向の幅がローラ７ｄの直径（即ち、厚さ）よりも広い。第１の隙間７ｆは、例えば、第１の回転部材３の外周面の角部と角部との間の予め設定された位置（本実施の形態では、中央近傍）と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間に形成された隙間である。

第２の隙間７ｇは、第１の隙間７ｆと回転軸Ｌ１回りに連続し、回転軸Ｌ１を中心とする径方向の幅がローラ７ｄの直径以下である。第２の隙間７ｇは、例えば、第１の回転部材３の外周面の角部付近の予め設定された位置（本実施の形態では、角部近傍）と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との隙間である。

遊星歯車機構８は、図１及び図５に示すように、第１の歯車８ａ、第２の歯車８ｂ及び第３の歯車８ｃを備えており、所謂プラネタリー型の遊星歯車機構として機能可能な構成とされている。

第１の歯車８ａは、例えば、遊星ギヤであり、回転軸Ｌ１回りに所定の間隔で複数個（本実施の形態では、３個。但し、個数は特に限定されない。）配置されている。そして、第１の歯車８ａは、第２の回転部材４におけるｘ軸＋側の面からｘ軸＋方向に突出する支持軸８ｄを介して自転可能に当該第２の回転部材４に連結されている。これにより、第１の歯車８ａは、第２の回転部材４の回転に伴い、回転軸Ｌ１を中心に公転する。

第２の歯車８ｂは、例えば、太陽ギヤであり、回転軸Ｌ１を中心に回転する。そして、第２の歯車８ｂにおけるｘ軸−側の端部は、第３の回転部材６におけるｘ軸＋側の端部に連結されており、第２の歯車８ｂは、第３の回転部材６と共に回転する。この第２の歯車８ｂには、第１の歯車８ａが噛合されている。

第３の歯車８ｃは、リング形状の内歯車（リングギヤ）であり、筐体１０に固定されている。この第３の歯車８ｃには、第１の歯車８ａが噛合されている。

出力部材９は、遊星歯車機構８から出力される駆動力を出力する。出力部材９は、例えば、第２の回転部材４に支持軸８ｄを介して連結されており、回転軸Ｌ１を中心として回転する。この出力部材９は、軸受１４を介して筐体１０内で支持されている。

筐体１０は、入力部材２、第１の回転部材３、第２の回転部材４、第１のクラッチ機構５、第３の回転部材６、第２のクラッチ機構７、遊星歯車機構８及び出力部材９を収容する。

次に、本実施の形態の駆動伝達装置の動作を説明する。先ず、入力部材２と出力部材９とが等速回転する場合の駆動伝達装置１の動作を説明する。図６は、本実施の形態の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。なお、図６では、第１の駆動系統を矢印によって示している。

出力部材９に負荷が殆ど作用せず、第２の回転部材４から第１の回転部材３に伝達される駆動力が予め設定された第１の駆動力より小さい場合、入力部材２の凹部２ｄの側面と摩擦板５ｂ、及び摩擦板５ｂと第２の回転部材４に設けられた反力板５ａとは殆ど滑らず、摩擦板５ｂを介して入力部材２から駆動力が第２の回転部材４に伝達されて、第２の回転部材４が回転する。

このように、出力部材９に負荷が殆ど作用していない場合、図６に示すように、第１のクラッチ機構５は、第２の回転部材４から駆動力を伝達する第１の駆動系統を選択する。このとき、入力部材２に連結された第１の回転部材３も第２の回転部材４と等しい回転方向に、第２の回転部材４と等しい回転速度で回転する。

その結果、第２の回転部材４に遊星歯車機構８の支持軸８ｄを介して連結された出力部材９が回転する。これにより、出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２と等しい回転速度で回転する。

ここで、第２の回転部材４が回転した場合、第１の歯車８ａは、第２の歯車８ｂ及び第３の歯車８ｃと噛み合って入力部材２と等しい回転方向に公転しつつ、入力部材２の回転方向に対して逆方向に自転する。これにより、第２の歯車８ｂは、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２に対して高速で回転する。

このとき、図４に示すように、第２のクラッチ機構７のローラ７ｄは、第１の隙間７ｆに配置される。そして、第１の隙間７ｆは、上述のようにローラ７ｄの直径よりも広い。そのため、第２の歯車８ｂから駆動力が入力された第３の回転部材６は、第１の回転部材３に対して空転し、第２の歯車８ｂの回転を阻害しない。

また、ローラ７ｄを介して保持器７ｅに第３の回転部材６から駆動力が殆ど伝達されない。そのため、保持器７ｅが第２の回転部材４に対して殆ど滑らず、保持器７ｅに第２の回転部材４から駆動力が伝達可能な状態に維持されるので、ローラ７ｄ及び保持器７ｅは第２の回転部材４と共に回転する。これにより、ローラ７ｄにおける第１の隙間７ｇからの移動が抑制され、第１の回転部材３と第２の回転部材４とを略等しく回転させることができる。

次に、出力部材９に負荷が作用して第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替わる際の駆動伝達装置１の動作を説明する。図７は、本実施の形態の駆動伝達装置における第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替わる際の第２のクラッチ機構の動作を説明するための図である。図８は、本実施の形態の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して減速回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。図８では、第２の駆動系統を矢印によって示している。

出力部材９に負荷が作用して、第２の回転部材４から第１の回転部材３に伝達される駆動力が予め設定された第１の駆動力以上の場合、入力部材２の凹部２ｄの側面と摩擦板５ｂ、及び摩擦板５ｂと第２の回転部材４に設けられた反力板５ａとの少なくとも一方が滑って、第２の回転部材４の回転速度が第１の回転部材３の回転速度に対して遅くなり、第１の回転部材３と第２の回転部材４とが相対的に回転する。これにより、図７に示すように、第２のクラッチ機構７のローラ７ｄが第１の回転部材３の角部に近付くように第２の隙間７ｇ側に移動する。そして、ローラ７ｄが第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間に噛み込まれ、図８に示すように、第１の回転部材３から第３の回転部材６に駆動力が伝達されることで、第２の歯車８ｂが回転する。つまり、第１のクラッチ機構５は、第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替える。

このとき、第１の回転部材３の角部と角部との間は平坦面であり、第３の回転部材６の凹部６ａの内周面は円周面であるので、ローラ７ｄは第１の隙間７ｆから第２の隙間７ｇ側にスムーズに移動し、所謂くさび効果によって第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間に噛み込まれる。

なお、ローラ７ｄが第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面との間に噛み込まれる位置は、本実施の形態のように第２の隙間７ｇと一致しない場合がある。第１の回転部材３の外周面におけるローラ７ｄとの接点と、第３の回転部材６の凹部６ａの内周面におけるローラ７ｄとの接点と、の間隔がローラ７ｄの直径より狭い部分で、ローラ７ｄは第１の回転部材３の外周面と第３の回転部材６の凹部６ａの内周面とに噛み込まれる。

そして、第２の歯車８ｂ及び第３の歯車８ｃに噛み合わされた第１の歯車８ａが入力部材２の回転方向に対して逆方向に自転しつつ、入力部材２と等しい回転方向に公転する。これにより、第３の歯車８ｃの歯数をＺｉ１、第２の歯車８ｂの歯数をＺｓ１とした場合、第１の歯車８ａに遊星歯車機構８の支持軸８ｄを介して連結された出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２の回転速度に対してＺｓ１／（Ｚｓ１＋Ｚｉ１）に減速された回転速度で回転する。

このとき、第２の回転部材４は、第１の回転部材３から第２のクラッチ機構７を介して駆動力が伝達されると共に、第１の歯車８ａの公転に伴う駆動力が遊星歯車機構８から伝達されて捻れるが、保持器７ｅが第２の回転部材４に対して滑って、第２の回転部材４の捻れを抑制する。これにより、第２の駆動系統で第２の回転部材４の回転、ひいては第１の歯車８ａの回転を阻害しない。そのため、上述の第２の駆動力は、第２の駆動系統で第１の歯車８ａが良好に回転可能な値に設定するとよい。

このような駆動伝達装置１は、第１の回転部材３と第２の回転部材４とが相対的に回転すると、ローラ７ｄが伝達部材移動部７ｂ内を移動して、第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替える。このとき、伝達部材移動部７ｂは、回転軸Ｌ１回りで広さが狭くなるので、第１の回転部材３と第２の回転部材４との少ない相対回転で、ローラ７ｄを第１の隙間７ｆから第２の隙間７ｇ側に移動させて、迅速に第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えることができる。そのため、第２のクラッチ機構７の入力側の回転部材である第１の回転部材３と、第２のクラッチ機構７の出力側の回転部材である第３の回転部材６と、の回転角度誤差を抑制することができる。ここで、第１の隙間７ｆでのローラ７ｄとの隙間を少なくすることで、より迅速に第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えることができる。

上述の駆動伝達装置１は、第２の回転部材４から第１の回転部材３に伝達される駆動力が予め設定された第１の駆動力より小さくなると、第１のクラッチ機構５において、再び、入力部材２の凹部２ｄの側面と摩擦板５ｂ、及び摩擦板５ｂと第２の回転部材４に設けられた反力板５ａとが殆ど滑らなくなり、第３の回転部材６が第１の回転部材３と等しい回転方向に、第１の回転部材３の回転速度に対して高速で回転することになる。このとき、ローラ７ｄが第３の回転部材６の凹部６ａの内周面に押され、第１の回転部材３の外周面における角部と角部との間の中央に近付くように第１の隙間７ｆ側に移動する。これにより、第２のクラッチ機構７は、保持器７ｅが第２の回転部材４と再び連結状態となり、第３の回転部材６を第１の回転部材３に対して空転させると共に、第１の回転部材３と第２の回転部材４とを略等しく回転させる。

なお、本実施の形態の第１のクラッチ機構５は、第２の回転部材４から入力部材２に予め設定された第１の駆動力以上の駆動力が伝達されると、自動的に第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替える構成とされているが、電磁クラッチなどの外部から制御可能なクラッチを用いてもよい。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、第１の回転部材３の端部の外形を多角形状とし、第３の回転部材６の凹部６ａの内形を円形状としたが、この限りでない。図９に示すように、第１の回転部材３に凹部３ａを形成し、当該凹部３ａに第３の回転部材６の端部を挿入する構成でもよい。このとき、例えば、第１の回転部材３の凹部３ａの内形は多角形状に形成され、第３の回転部材６の端部の外形は円形状に形成される。

この場合も、伝達部材移動部７ｂは、回転軸Ｌ１回りで連続的に広さが狭くなる。そして、第１の隙間７ｆは、回転軸Ｌ１を中心とする径方向での第１の回転部材３の凹部３ａの内周面の角部付近で予め設定された位置（本実施の形態では、角部近傍）と第３の回転部材６の外周面との隙間であり、ローラ７ｄが第３の回転部材６の外周面と接触した状態で、回転軸Ｌ１を中心とする径方向の幅が第１の回転部材３の凹部３ａの内周面と略接触しない広さとされる。

第２の隙間７ｇは、回転軸Ｌ１を中心とする径方向での第１の回転部材３の凹部３ａにおける内周面の角部と角部との間の予め設定された位置と第３の回転部材６の外周面との隙間であり、回転軸Ｌ１を中心とする径方向の幅がローラ７ｄの直径以下である。

このような駆動伝達装置も、第１の回転部材３と第２の回転部材４とが相対的に回転すると、ローラ７ｄが伝達部材移動部７ｂ内を移動して、第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替える。このとき、伝達部材移動部７ｂは、回転軸Ｌ１回りで広さが狭くなるので、第１の回転部材３と第２の回転部材４との少ない相対回転で、ローラ７ｄを第１の隙間７ｆから第２の隙間７ｇ側に移動させて、迅速に第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えることができる。そのため、第２のクラッチ機構７の入力側の回転部材である第１の回転部材３と、第２のクラッチ機構７の出力側の回転部材である第３の回転部材６と、の回転角度誤差を抑制することができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１の遊星歯車機構８は、遊星ギヤである第１の歯車８ａ、太陽ギヤである第２の歯車８ｂ、及び固定されたリングギヤである第３の歯車８ｃを備える構成とされているが、不思議遊星歯車機構として構成してもよい。図１０は、本実施の形態の駆動伝達装置のスケルトン図である。なお、実施の形態１と重複する説明は省略し、実施の形態１と等しい構成要素は等しい符号を用いて説明する。また、図１０の第２のクラッチ機構７は、簡略化して示している。

図１０に示すように、本実施の形態の遊星歯車機構３１は、第１の歯車８ａ、第２の歯車８ｂ及び第３の歯車８ｃに加えて、第４の歯車８ｄを備えている。第４の歯車８ｄは、リングギヤであり、第１の歯車８ａと噛合されている。そして、第４の歯車８ｄには、出力部材９が連結されている。ここで、本実施の形態の出力部材９は、第２の回転部材４と連結されていない。

このような遊星歯車機構３１を用いた駆動伝達装置において、第４の歯車８ｄの歯数をＺｉ３とすると、第１のクラッチ機構５が第１の駆動系統を選択している場合、出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２の回転速度に対して（Ｚｉ３−Ｚｉ１）／Ｚｉ３の回転速度で回転する。一方、第１のクラッチ機構５が第２の駆動系統を選択している場合、出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２の回転速度に対してＺｓ１（Ｚｉ３−Ｚｉ１）／（Ｚｉ３（Ｚｉ１＋Ｚｓ１））の回転速度で回転する。このように、本実施の形態の駆動伝達装置は、第１の駆動系統及び第２の駆動系統の何れの場合でも、入力部材２の回転速度に対して出力部材９の回転速度を変更することができる。

＜実施の形態４＞
本実施の形態の駆動伝達装置は、入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統と、出力部材が入力部材に対して高速回転する第２の駆動系統と、を切り替え可能な構成とされている。図１１は、本実施の形態の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。図１２は、本実施の形態の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して高速回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。なお、上記実施の形態と重複する説明は省略し、上記実施の形態と等しい構成要素には等しい符号を用いて説明する。また、図１１及び図１２では、各駆動系統を矢印によって示している。

本実施の形態の駆動伝達装置４１は、図１１及び図１２に示すように、実施の形態２と同様に、第１の回転部材３の凹部３ａ内に第３の回転部材６の端部が挿入されている。そして、本実施の形態の遊星歯車機構４２は、第１の歯車４２ａ、第２の歯車４２ｂ及び第３の歯車４２ｃを備えており、所謂ソーラー型の遊星歯車機構として機能可能な構成とされている。また、本実施の形態の第１のクラッチ機構４３は、電磁クラッチなどの制御可能なクラッチ機構を採用している。

第１の歯車４２ａは、第２の回転部材４に連結されたリングギヤであり、出力部材９に連結されている。第２の歯車４２ｂは、第３の回転部材６にキャリア４４を介して自転可能に連結された遊星ギヤであり、第１の歯車４２ａに噛合されている。第３の歯車４２ｃは、筐体１０に固定された太陽ギヤであり、第２の歯車４２ｂに噛合されている。

次に、本実施の形態の駆動伝達装置４１の動作を説明する。先ず、入力部材２と出力部材９とが等速回転する場合の駆動伝達装置４１の動作を説明する。

第１のクラッチ機構４３が第１の駆動系統を選択した場合、図１１に示すように、入力部材２から駆動力が第２の回転部材４に伝達されて、第２の回転部材４が回転する。その結果、第２の回転部材４に連結された第１の歯車４２ａを介して出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２と等しい回転速度で回転する。

このとき、入力部材２に連結された第１の回転部材３も第２の回転部材４と等しい回転方向で、入力部材２と等しい回転速度で回転する。また、第２の歯車４２ｂは、第１の歯車４２ａと噛み合って入力部材２と等しい回転方向に自転しつつ、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２に対して低速で公転するが、第２のクラッチ機構７は、第２の歯車４２ｂから駆動力が伝達された第３の回転部材６を第１の回転部材３に対して空転させると共に、第１の回転部材３と第２の回転部材４とを略等しく回転させる。

次に、出力部材が入力部材に対して高速回転する場合の駆動伝達装置４１の動作を説明する。

第１のクラッチ機構４３が第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えた場合、第２の回転部材４の回転速度が第１の回転部材３の回転速度に対して遅くなり、第１の回転部材３と第２の回転部材４とが相対的に回転する。これにより、第２のクラッチ機構７のローラ７ｄが第１の回転部材３の凹部３ａの内周面における角部と角部との間の中央に近付くように第２の隙間７ｇ側に移動し、ローラ７ｄが第１の回転部材３の凹部３ａの内周面と第３の回転部材６の外周面との間に噛み込まれる。

その結果、図１２に示すように、第１の回転部材３から第３の回転部材６に駆動力が伝達され、第２の歯車４２ｂは、入力部材２と等しい回転方向に自転しつつ、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２と等しい回転速度で公転する。そして、第１の歯車４２ａの歯数をＺｉ４、第３の歯車４２ｃの歯数をＺｓ４とすると、第２の歯車４２ｂと噛み合っている第１の歯車４２ａを介して出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２の回転速度に対して（Ｚｓ４＋Ｚｉ４）／Ｚｓ４に増速された回転速度で回転する。

このとき、第２の回転部材４は、第１の回転部材３から第２のクラッチ機構７を介して駆動力が伝達されると共に、第１の歯車４２ａの回転に伴う駆動力が遊星歯車機構４２から伝達されて捻れるが、保持器７ｅが第２の回転部材４に対して滑って、第２の回転部材４の捻れを抑制する。これにより、第２の駆動系統での第２の回転部材４の回転、ひいては第１の歯車４２ａの回転を阻害しない。

このような本実施の形態の駆動伝達装置４１は、第１の回転部材３と第３の回転部材６との回転角度誤差を抑制しつつ、第１のクラッチ機構４３が第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えると、出力部材を入力部材に対して増速回転させることができる。

＜実施の形態５＞
本実施の形態の駆動伝達装置も、入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統と、出力部材が入力部材に対して高速回転する第２の駆動系統と、を切り替え可能な構成とされている。図１３は、本実施の形態の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等速回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。図１４は、本実施の形態の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して高速回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。なお、上記実施の形態と重複する説明は省略し、上記実施の形態と等しい構成要素には等しい符号を用いて説明する。また、図１３及び図１４では、各駆動系統を矢印によって示している。

本実施の形態の駆動伝達装置５１は、図１３及び図１４に示すように、実施の形態４と同様に、第１の回転部材３の凹部３ａ内に第３の回転部材６の端部が挿入されている。そして、本実施の形態の遊星歯車機構５２は、第１の歯車５２ａ、第２の歯車５２ｂ及び第３の歯車５２ｃを備えており、所謂プラネタリー型の遊星歯車機構として機能可能な構成とされている。また、本実施の形態の第１のクラッチ機構５３は、電磁クラッチなどの制御可能なクラッチ機構を採用している。

第１の歯車５２ａは、第２の回転部材４に連結された太陽ギヤである。そして、第２の回転部材４は、第１のキャリア５４を介して出力部材９に連結されている。第２の歯車５２ｂは、第２のキャリア５５を介して第３の回転部材６に自転可能に連結された遊星ギヤであり、第１の歯車５２ａに噛合されている。第３の歯車５２ｃは、筐体１０に固定されたリングギヤであり、第２の歯車５２ｂに噛合されている。

次に、本実施の形態の駆動伝達装置５１の動作を説明する。先ず、入力部材２と出力部材９とが等速回転する場合の駆動伝達装置５１の動作を説明する。

第１のクラッチ機構５３が第１の駆動系統を選択した場合、入力部材２から駆動力が第２の回転部材４に伝達されて、第２の回転部材４が回転する。その結果、第２の回転部材４に連結された第１のキャリア５４を介して出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向で、入力部材２と等しい回転速度で回転する。

このとき、入力部材２に連結された第１の回転部材３も第２の回転部材４と等しい回転方向に、入力部材２と等しい回転速度で回転する。また、第２の歯車５２ｂは、第１の歯車５２ａと噛み合って入力部材２の回転方向に対して逆方向に自転しつつ、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２の回転速度に対して低速で公転するが、第２のクラッチ機構７は、第２の歯車５２ｂから第２のキャリア５５を介して駆動力が伝達された第３の回転部材６を第１の回転部材３に対して空転させると共に、第１の回転部材３と第２の回転部材４とを略等しく回転させる。

次に、出力部材が入力部材に対して高速回転する場合の駆動伝達装置５１の動作を説明する。

第１のクラッチ機構５３が第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えた場合、第２の回転部材４の回転速度が第１の回転部材３の回転速度に対して遅くなり、第１の回転部材３と第２の回転部材４とが相対的に回転する。これにより、第２のクラッチ機構７のローラ７ｄが第１の回転部材３の凹部３ａの内周面における角部と角部との間の中央に近付くように第２の隙間７ｇ側に移動し、ローラ７ｄが第１の回転部材３の凹部３ａの内周面と第３の回転部材６の外周面との間に噛み込まれる。

その結果、第１の回転部材３から第３の回転部材６に駆動力が伝達され、第２の歯車５２ｂは、入力部材２の回転方向に対して逆方向に自転しつつ、入力部材２と等しい回転方向で、入力部材２と等しい回転速度で公転する。そして、第１の歯車５２ａの歯数をＺｓ５、第３の歯車５２ｃの歯数をＺｉ５とすると、第２の歯車５２ｂと噛み合っている第１の歯車５２ａは、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２の回転速度に対して（Ｚｓ５＋Ｚｉ５）／Ｚｓ５の回転速度で回転する。これにより、出力部材９を入力部材２と等しい回転方向で、入力部材２の回転速度に対して高速で回転させることができる。

このとき、第２の回転部材４は、第１の回転部材３から第２のクラッチ機構７を介して駆動力が伝達されると共に、第１の歯車５２ａの回転に伴う駆動力が遊星歯車機構５２から伝達されて捻れるが、保持器７ｅが第２の回転部材４に対して滑って、第２の回転部材４の捻れを抑制する。これにより、第２の駆動系統での第２の回転部材４の回転、ひいては第１の歯車５２ａの回転を阻害しない。

このような本実施の形態の駆動伝達装置５１も、第１の回転部材３と第３の回転部材６との回転角度誤差を抑制しつつ、第１のクラッチ機構５３が第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えると、出力部材を入力部材に対して増速回転させることができる。

＜実施の形態６＞
本実施の形態の駆動伝達装置は、入力部材と出力部材とが等しい方向に回転する第１の駆動系統と、出力部材が入力部材に対して逆方向に回転する第２の駆動系統と、を切り替え可能な構成とされている。図１５は、本実施の形態の駆動伝達装置における入力部材と出力部材とが等しい方向に回転する第１の駆動系統を示すスケルトン図である。図１６は、本実施の形態の駆動伝達装置における出力部材が入力部材に対して逆方向に回転する第２の駆動系統を示すスケルトン図である。なお、上記実施の形態と重複する説明は省略し、上記実施の形態と等しい構成要素には等しい符号を用いて説明する。また、図１５及び図１６では、各駆動系統を矢印によって示している。

本実施の形態の駆動伝達装置６１は、図１５及び図１６に示すように、実施の形態４と同様に、第１の回転部材３の凹部３ａ内に第３の回転部材６の端部が挿入されている。そして、本実施の形態の遊星歯車機構６２は、第１の歯車６２ａ、第２の歯車６２ｂ及び第３の歯車６２ｃを備えており、所謂スター型の遊星歯車機構として機能可能な構成とされている。また、本実施の形態の第１のクラッチ機構６３は、電磁クラッチなどの制御可能なクラッチ機構を採用している。

第１の歯車６２ａは、第２の回転部材４に連結されたリングギヤであり、出力部材９に連結されている。第２の歯車６２ｂは、第３の回転部材６に連結された太陽ギヤである。第３の歯車６２ｃは、筐体１０に自転可能に固定された遊星ギヤであり、第１の歯車６２ａ及び第２の歯車６２ｂに噛合されている。

次に、本実施の形態の駆動伝達装置６１の動作を説明する。先ず、入力部材２と出力部材９とが等しい方向に回転する場合の駆動伝達装置６１の動作を説明する。

第１のクラッチ機構６３が第１の駆動系統を選択した場合、入力部材２から駆動力が第２の回転部材４に伝達されて、第２の回転部材４が回転する。その結果、第２の回転部材４に第１の歯車６２ａを介して連結された出力部材９は、入力部材２と等しい回転方向で、入力部材２と等しい回転速度で回転する。

このとき、入力部材２に連結された第１の回転部材３も第２の回転部材４と等しい回転方向に、入力部材２と等しい回転方向に回転する。また、第２の歯車６２ｂは、第３の歯車６２ｃを介して第１の歯車６２ａと噛み合って入力部材２の回転方向に対して逆方向に回転するが、第２のクラッチ機構７は、第２の歯車６２ｂから駆動力が伝達された第３の回転部材６を第１の回転部材３に対して空転させると共に、第１の回転部材３と第２の回転部材４とを略等しく回転させる。

次に、出力部材９が入力部材２に対して逆方向に回転する場合の駆動伝達装置６１の動作を説明する。

第１のクラッチ機構６３が第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えた場合、第２の回転部材４の回転速度が第１の回転部材３の回転速度に対して遅くなり、第１の回転部材３と第２の回転部材４とが相対的に回転する。これにより、第２のクラッチ機構７のローラ７ｄが第１の回転部材３の凹部３ａの内周面における角部と角部との間の中央に近付くように第２の隙間７ｇ側に移動し、ローラ７ｄが第１の回転部材３の凹部３ａの内周面と第３の回転部材６の外周面との間に噛み込まれる。その結果、第１の回転部材３から第３の回転部材６に駆動力が伝達され、第２の歯車６２ｂは、入力部材２と等しい回転方向に、入力部材２と等しい回転速度で回転する。

そして、第１の歯車６２ａの歯数をＺｉ６、第２の歯車６２ｂの歯数をＺｓ６とした場合、第２の歯車６２ｂと第３の歯車６２ｃを介して噛み合っている第１の歯車６２ａは、入力部材２に対して逆方向に、入力部材２の回転速度に対してＺｓ６／Ｚｉ６の回転速度で回転する。その結果、出力部材９を入力部材２に対して逆方向に回転させることができる。

このとき、第２の回転部材４は、第１の回転部材３から第２のクラッチ機構７を介して駆動力が伝達されると共に、第１の歯車６２ａの回転に伴う駆動力が遊星歯車機構６２から伝達されて捻れるが、保持器７ｅが第２の回転部材４に対して滑って、第２の回転部材４の捻れを抑制する。これにより、第２の駆動系統での第２の回転部材４の回転、ひいては第１の歯車６２ａの回転を阻害しない。

このような本実施の形態の駆動伝達装置６１は、第１の回転部材３と第３の回転部材６との回転角度誤差を抑制しつつ、第１のクラッチ機構６３が第１の駆動系統から第２の駆動系統に切り替えると、出力部材を入力部材に対して逆方向に回転させることができる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、遊星歯車機構の前段又は後段に他の遊星歯車機構や平歯車列、波動減速機などを配置してもよい。

例えば、上記実施の形態の駆動伝達装置を複数段連結してもよい。

例えば、上記実施の形態では、駆動伝達部材をローラで構成したが、ベアリングなどでもよく、要するに第１の回転部材と第３の回転部材との嵌合部内のくさび効果によって、第１の回転部材から第３の回転部材に駆動力を伝達できる部材であればよい。

１駆動伝達装置
２入力部材
２ａ基部
２ｂ突出部
２ｃ、２ｄ凹部
３第１の回転部材、３ａ凹部
４第２の回転部材、４ａ突出部
５第１のクラッチ機構、５ａ反力板、５ｂ摩擦板、５ｃ押さえ板、５ｄ弾性体、５ｅ調整部材
６第３の回転部材、６ａ凹部
７第２のクラッチ機構
７ａ駆動伝達部材、７ｄローラ、７ｅ保持器
７ｂ伝達部材移動部
７ｆ第１の隙間
７ｇ第２の隙間
８遊星歯車機構、８ａ第１の歯車、８ｂ第２の歯車、８ｃ第３の歯車、８ｄ支持軸、８ｄ第４の歯車
９出力部材
１０筐体
１１モータ、１１ａロータシャフト
１２、１３、１４軸受
３１遊星歯車機構
４１駆動伝達装置
４２遊星歯車機構、４２ａ第１の歯車、４２ｂ第２の歯車、４２ｃ第３の歯車
４３クラッチ機構
４４キャリア
５１駆動伝達装置
５２遊星歯車機構、５２ａ第１の歯車、５２ｂ第２の歯車、５２ｃ第３の歯車
５３クラッチ機構
５４第１のキャリア
５５第２のキャリア
６１駆動伝達装置
６２遊星歯車機構、６２ａ第１の歯車、６２ｂ第２の歯車、６２ｃ第３の歯車
６３クラッチ機構
Ｌ１回転軸

Claims

駆動力が入力される入力部材と、
前記入力部材に連結された第１の回転部材と、
前記第１の回転部材と等しい回転軸を中心として回転する第２の回転部材と、
前記第２の回転部材から駆動力を伝達する第１の駆動系統と前記第１の回転部材から駆動力を伝達する第２の駆動系統とを切り替える第１のクラッチ機構と、
前記第１の回転部材に対して前記回転軸を中心として回転可能に、前記第１の回転部材と嵌合された第３の回転部材と、
前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記第３の回転部材を前記第１の回転部材に対して空転させ、前記第１のクラッチ機構が前記第２の駆動系統を選択している場合、前記第１の回転部材から前記第３の回転部材に駆動力を伝達する第２のクラッチ機構と、
前記第２の回転部材に連結され、前記第２の回転部材と共に回転する第１の歯車と、前記第３の回転部材に連結され、前記第３の回転部材と共に回転する第２の歯車と、固定された第３の歯車と、を有する遊星歯車機構と、
前記遊星歯車機構から出力される駆動力を出力する出力部材と、
を備え、
前記第２のクラッチ機構は、
トルクリミッタを介して前記第２の回転部材に連結され、前記第１の回転部材と前記第３の回転部材との嵌合部内に配置された駆動伝達部材と、
前記嵌合部内で前記回転軸を中心とする径方向に形成され、径方向の幅が前記駆動伝達部材の厚さより広い第１の隙間と、前記嵌合部内で前記回転軸を中心とする径方向に形成され、径方向の幅が前記駆動伝達部材の厚さ以下の第２の隙間と、を含み、前記嵌合部内で前記回転軸回りに前記第１の隙間から前記第２の隙間の側に広さが狭くなるように形成された伝達部材移動部と、
を有し、
前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記駆動伝達部材を前記第１の隙間に配置して、前記第１の歯車及び前記第２の歯車を介して駆動力が伝達される前記第３の回転部材を前記第１の回転部材に対して空転させると共に、前記トルクリミッタを介して前記駆動伝達部材を前記第２の回転部材と共に回転させることで、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを等しく回転させ、
前記第１のクラッチ機構の作動により、駆動系統が前記第１の駆動系統から前記第２の駆動系統に切り替わった場合、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを相対的に回転させ、前記駆動伝達部材を前記第１の隙間から前記第２の隙間の側に移動させて前記第１の回転部材と前記第３の回転部材との間に噛み込ませ、前記第１の回転部材から前記第３の回転部材に駆動力を伝達しつつ、前記トルクリミッタが前記駆動伝達部材と前記第２の回転部材との連結状態を解除する、
駆動伝達装置。
前記駆動伝達部材は、
前記回転軸方向に延在するローラと、
前記ローラを回転可能に保持し、前記トルクリミッタを介して前記第２の回転部材に連結された保持器と、
を備え、
前記第１の回転部材の端部は、前記第３の回転部材の端部に形成された凹部に嵌合され、
前記第１の回転部材の端部の外形は、多角形状であり、
前記第３の回転部材の凹部の内形は、円形状であり、
前記第１の隙間は、前記第１の回転部材の端部における外周面の角部と角部との間の予め設定された位置と前記第３の回転部材における凹部の内周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径より大きく、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記ローラが前記第１の隙間に配置され、
前記第２の隙間は、前記第１の回転部材の端部における外周面の角部付近の予め設定された位置と前記第３の回転部材における凹部の内周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径以下であり、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統から前記第２の駆動系統に切り替えた場合、前記ローラが前記第１の回転部材の端部における角部に近付くように前記第２の隙間の側に移動する、請求項１に記載の駆動伝達装置。
前記保持器は、円筒形状であって、内部に前記第１の回転部材が挿入されており、
前記ローラが前記第１の回転部材の端部の外周面と前記第３の回転部材の凹部の内周面とに噛み込まれて前記第２の歯車を介して前記第１の歯車が回転する場合、前記保持器が前記第２の回転部材に対して空転するように当該第２の回転部材に嵌合されている、請求項２に記載の駆動伝達装置。
前記駆動伝達部材は、
前記回転軸方向に延在するローラと、
前記ローラを回転可能に保持し、前記トルクリミッタを介して前記第２の回転部材に連結された保持器と、
を備え、
前記第３の回転部材の端部は、前記第１の回転部材の端部に形成された凹部に嵌合され、
前記第１の回転部材の凹部の内形は、多角形状であり、
前記第３の回転部材の端部の外形は、円形状であり、
前記第１の隙間は、前記第１の回転部材の凹部における内周面の角部付近の予め設定された位置と前記第３の回転部材の端部における外周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径より大きく、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統を選択している場合、前記ローラが前記第１の隙間に配置され、
前記第２の隙間は、前記第１の回転部材の凹部における内周面の角部と角部との間の予め設定された位置と前記第３の回転部材の端部における外周面との隙間であり、径方向の幅が前記ローラの直径以下であり、前記第１のクラッチ機構が前記第１の駆動系統から前記第２の駆動系統に切り替えた場合、前記ローラが前記第１の回転部材の凹部における内周面の角部と角部との間に近付くように前記第２の隙間の側に移動する、請求項１に記載の駆動伝達装置。
前記保持器は、円筒形状であって、内部に前記第３の回転部材が挿入されており、
前記ローラが前記第１の回転部材の凹部の内周面と前記第３の回転部材の端部の外周面とに噛み込まれて前記第２の歯車を介して前記第１の歯車が回転する場合、前記保持器が前記第２の回転部材に対して空転するように当該第２の回転部材に嵌合されている、請求項４に記載の駆動伝達装置。
前記遊星歯車機構は、第４の歯車を備え、
前記第１の歯車は、遊星ギヤであり、
前記第２の歯車は、前記第１の歯車に噛合された太陽ギヤであり、
前記第３の歯車は、前記第１の歯車に噛合され、固定されたリングギヤであり、
前記第４の歯車は、前記第１の歯車に噛合され、前記出力部材が連結されたリングギヤであり、前記第３の歯車と歯数が異なる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。