JP2019168007A - 係合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチとして機能することが可能かつ構造の大型化を抑制することができる係合装置を提供すること。【解決手段】円環状の回転部材である入力要素２１および出力要素２２を有し、係合状態と解放状態とに切り替わるクラッチ部２と、係合位置と解放位置との間で作動してクラッチ部２の係合状態と解放状態とを切り替える切替部材３と、切替部材３を作動させるとともに、クラッチ部２の係合状態および解放状態を制御するアクチュエータ４と、を備える係合装置１において、アクチュエータ４は、クラッチ部２と同一回転中心軸線上で回転可能な可動部４１を有し、クラッチ部２の内周部よりも径方向内側に配置されており、切替部材３は、クラッチ部２の外径よりも径方向内側に配置され、かつ少なくともその一部がクラッチ部２の内周部よりも径方向内側に突出して可動部４１と連結されている。【選択図】図１

Description

本発明は、係合装置に関する。

特許文献１には、ブレーキとして機能する係合装置について、回転可能な係合要素であるインナレースと、固定された係合要素であるアウタレースと、アクチュエータにより作動する切替部材とを備えることが開示されている。この係合装置では、アクチュエータと切替部材とが機械的に接続される。そして、アクチュエータにより切替部材を周方向に回転させることで、アウタレースの係合面に向けて係合片が突出可能な場合と突出不可の場合とを制御する。これにより、インナレースとアウタレースとの係合および解放を選択的に切り替える。

米国特許第９７２６２３６号明細書

特許文献１に記載の係合装置では、アクチュエータが係合装置の径方向外側に配置されているため、両方の係合要素が回転するクラッチに適用するとアクチュエータも回転することになる。この場合、アクチュエータの回転軌跡分のスペースが必要になるため、係合装置が大型化する虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、クラッチとして機能することが可能かつ構造の大型化を抑制することができる係合装置を提供することを目的とする。

本発明は、係合要素として円環状の回転部材である入力要素および出力要素を有し、入力要素と出力要素との間が動力伝達可能に接続された係合状態と、入力要素と出力要素との間が動力伝達不能に遮断された解放状態とに切り替わるクラッチ部と、所定の係合位置と解放位置との間で作動してクラッチ部の係合状態と解放状態とを切り替える切替部材と、切替部材を作動させるとともに、クラッチ部の係合状態および解放状態を制御するアクチュエータと、を備える係合装置において、アクチュエータは、クラッチ部と同一回転中心軸線上で回転可能な可動部を有し、クラッチ部の内周部よりも径方向内側に配置されており、切替部材は、クラッチ部の外径よりも径方向内側に配置され、かつ少なくともその一部がクラッチ部の内周部よりも径方向内側に突出して可動部と連結されていることを特徴とする。

また、クラッチ部は、入力要素と出力要素とが噛み合うドグクラッチであり、可動部は、クラッチ部の径方向内側に配置され、切替部材は、可動部の外周部とクラッチ部の内周部とに連結しており、入力要素および出力要素のうち一方の部材は、切替部材を介して可動部に連結され、アクチュエータは、可動部を作動して切替部材を作動させることにより、一方の部材を軸線方向に移動させてもよい。

この構成によれば、クラッチ部がドグクラッチの場合に、アクチュエータおよび切替部材をクラッチ部の径方向内側に配置することが可能である。これにより、係合装置を小型化できる。

また、アクチュエータは、可動部が軸線方向に移動する直動アクチュエータであり、切替部材は、一方の部材と可動部とを接続しており、可動部からの軸線方向の力を一方の部材に伝達してもよい。

この構成によれば、クラッチ部がドグクラッチの場合に、クラッチ部の径方向内側に直動アクチュエータを配置することができる。また、直動アクチュエータの可動部に接続された切替部材をクラッチ部の径方向内側に配置することも可能である。

また、一方の部材と切替部材との間に配置され、回転運動を直線運動に変換する変換部材、をさらに有し、アクチュエータは、可動部が回転する回動アクチュエータであり、一方の部材は、変換部材を介して切替部材と連結されており、切替部材は、変換部材と可動部とを接続しており、可動部からの回転方向の力を変換部材に伝達してもよい。

この構成によれば、クラッチ部がドグクラッチの場合に、クラッチ部の径方向内側に回動アクチュエータを配置することができる。また、回動アクチュエータの可動部に接続された切替部材をクラッチ部の径方向内側に配置することも可能である。

また、入力要素と出力要素とは、径方向に対向する内輪と外輪とにより構成され、クラッチ部は、径方向で入力要素と出力要素との間に配置された係合片と、入力要素および出力要素のうち一方の部材に係合片を保持する保持器と、をさらに有し、一方の部材は、係合片との接触面が正多角形状のカム面により形成され、かつ可動部と一体回転可能に連結されており、係合片は、各カム面上に配置されており、保持器は、一方の部材に対して相対回転可能な状態で当該一方の部材に連結されており、切替部材は、保持器と一体回転可能に連結されており、可動部は、クラッチ部の内周部よりも径方向内側に配置され、アクチュエータは、可動部を作動して切替部材を一方の部材に対して相対回転させることにより、保持器とカム面との位相を変化させてもよい。

この構成によれば、入力要素と出力要素とが内輪と外輪により構成され、係合片によって入力要素と出力要素とを係合および解放するクラッチ部を備える場合も、クラッチ部よりも径方向内側にアクチュエータおよび切替部材を配置することが可能である。

また、一方の部材は、入力軸および出力軸のうち一方の軸に連結されており、アクチュエータは、クラッチ部の径方向内側に配置され、可動部を作動させる力を発生する固定部、をさらに有し、可動部は、クラッチ部の径方向内側で、固定部との間に径方向隙間を有する位置に配置され、可動部および固定部は、一方の軸によって径方向に支持されてもよい。

この構成によれば、クラッチ部よりも径方向内側に配置されたアクチュエータの可動部および固定部を、入力軸または出力軸の一つの部材によって径方向に支持することができる。これにより、可動部と固定部との間の径方向隙間のバラツキを低減できるため、アクチュエータの損失を低減できる。

本発明によれば、アクチュエータおよび切替部材をクラッチ部よりも径方向内側に配置することができる。仮にクラッチ部の径方向外側でアクチュエータを回転させる構成と比べて、可動部の回転軌跡が小さい。そのため、係合装置がクラッチとして機能するとともに、アクチュエータを含む構造が大型化することを抑制できる。

図１は、第１実施形態の係合装置を模式的に示す断面図である。 図２は、第１実施形態の係合装置を説明するための部分断面図である。 図３は、第１実施形態の係合装置を説明するための分解図である。 図４は、第２実施形態の係合装置を模式的に示す断面図である。 図５は、第２実施形態の係合装置を説明するための部分断面図である。 図６は、第２実施形態の係合装置を説明するための分解図である。 図７は、第３実施形態の係合装置を模式的に示す図である。 図８は、第３実施形態の係合装置を説明するための模式図である。 図９は、解放状態を説明するための模式図である。 図１０は、係合状態を説明するための模式図である。 図１１は、第４実施形態の係合装置を模式的に示す図である。 図１２は、第４実施形態の係合装置を説明するための模式図である。 図１３は、解放状態を説明するための模式図である。 図１４は、非通電時の状態を説明するための模式図である。 図１５は、係合状態を説明するための模式図である。 図１６は、通電時の状態を説明するための断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における係合装置について具体的に説明する。

［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態の係合装置を模式的に示す説明図である。図２は、第１実施形態の係合装置を説明するための部分断面図である。図３は、第１実施形態の係合装置を説明するための分解図である。

係合装置１は、動力を伝達または遮断するクラッチ部２と、その伝達と遮断の状態を切り替える切替部材３と、クラッチ部２の係合状態と解放状態を制御するアクチュエータ４と、を備える。図１に示す例は、車両のトランスミッションに適用された係合装置１であり、入力軸５から伝達された動力が係合装置１を介して出力軸６に伝達される。この係合装置１はトランスミッションケースの内部に収容される。そして、第１実施形態の係合装置１は、クラッチ部２の径方向内側に、切替部材３およびアクチュエータ４が配置された構造を有する。なお、クラッチ部２の回転中心軸線に沿った方向を軸線方向と記載する。

クラッチ部２は、入力側の係合要素である円環状の入力要素２１と、出力側の係合要素である円環状の出力要素２２とを有し、入力要素２１と出力要素２２とが噛み合うドグクラッチである。入力要素２１は、軸線方向の一方側に突出するドグ歯２１ａを有し、入力軸５に取り付けられて入力軸５と一体回転する。出力要素２２は、軸線方向の他方側に突出するドグ歯２２ａを有し、出力軸６に取り付けられて出力軸６と一体回転する。入力要素２１と出力要素２２とは、ドグ歯２１ａが設けられている部分とドグ歯２２ａが設けられている部分とが軸線方向に対向するように配置される。

また、出力要素２２は軸線方向に移動する部材であり、切替部材３を介してアクチュエータ４と連結されている。出力要素２２が軸線方向に移動することによって、ドグ歯２１ａ，２２ａ同士が噛み合う状態（係合状態）と、ドグ歯２１ａ，２２ａ同士が噛み合わない状態（解放状態）とに切り替わる。ドグ歯２１ａとドグ歯２２ａとが噛み合うことにより入力要素２１と出力要素２２とは一体回転する。なお、入力要素２１は軸線方向に移動しない。

切替部材３は、クラッチ部２とアクチュエータ４とを機械的に接続する部材であり、切替動作するためのアクチュエータ４の動力をクラッチ部２に伝達するものである。この切替部材３はクラッチ部２の径方向内側に配置されている。図１、図２に示すように、切替部材３は、径方向に延びる棒状部材であり、出力要素２２の内周部とアクチュエータ４の可動部４１の外周部との間に配置され、その一方端部が出力要素２２の内周部に取り付けられた状態で他方端部がクラッチ部２の内径Ｒよりも径方向内側に突出している。要するに、切替部材３の少なくとも一部（他方端部）をクラッチ部２の径方向内側に突出させた構造を有する。この切替部材３の他方端部は可動部４１の外周部に取り付けられる。切替部材３は可動部４１に連結され、可動部４１と一体的に軸線方向に作動するように構成されている。可動部４１が軸線方向に移動すると、切替部材３に連結された出力要素２２も一体的に軸線方向に移動する。なお、クラッチ部２の内径Ｒは、クラッチ部２とアクチュエータ４との境となる径方向位置と表現することもできる。

アクチュエータ４は、クラッチ部２の径方向内側に配置された電磁アクチュエータにより構成される。このアクチュエータ４は、電磁力により軸線方向に移動するアーマチュアである可動部４１と、その電磁力を生じるコイル４２ａを含む固定部４２と、を備える。つまり、アクチュエータ４は直動アクチュエータである。可動部４１は、外周部に切替部材３が取り付けられた筒状の部材であり、切替部材３と一体的に軸線方向に移動する。固定部４２は、トランスミッションケースなどに取り付けられている。コイル４２ａは、可動部４１の径方向内側に配置されている。このコイル４２ａに通電すると固定部４２で電磁力が生じ、この電磁力を受けた可動部４１が軸線方向に移動する。

入力軸５は、クラッチ部２の入力要素２１が連結された中空軸により構成される。出力軸６は、中空状の筒部６１と、筒部６１よりも小径の中空軸部６２とにより構成されている。筒部６１は、中空軸部６２の径方向外側に配置され、軸線方向端部が中空軸部６２のフランジ部分と溶接により接合されている。筒部６１と中空軸部６２とは一体化されている。

また、筒部６１の外周部と出力要素２２の内周部とはスプライン嵌合している。筒部６１の外周部には、外周スプライン６１ａが設けられている。出力要素２２の内周部には、内周スプライン２２ｂが設けられている。外周スプライン６１ａと内周スプライン２２ｂとの嵌合部分は、出力要素２２と出力軸６とを一体回転可能に連結するとともに、入力軸５から出力軸６へ動力を伝達する動力伝達経路を構成する。

ここで、アクチュエータ４の支持構造について説明する。係合装置１では出力軸６でアクチュエータ４を保持している。詳細には、可動部４１の外周部と筒部６１の内周部とはスプライン嵌合している。可動部４１は筒部６１と一体回転する。図３に示すように、可動部４１の外周部には、外周スプライン４１ａが設けられている。筒部６１の内周部には、内周スプライン６１ｂが設けられている。外周スプライン４１ａと内周スプライン６１ｂとの嵌合部分は、可動部４１と出力軸６とを一体回転可能に連結するとともに、可動部４１を筒部６１の内周部に支持する構造であり、入力軸５から出力軸６へ動力を伝達する動力伝達経路には含まれない。そして、筒部６１には径方向に貫通する貫通孔６３が設けられている。切替部材３は貫通孔６３を挿通して配置される。これにより、可動部４１の外周部と出力要素２２の内周部とが切替部材３により接続される。

また、固定部４２は軸受７により出力軸６に対して相対回転可能に支持されている。図１に示すように、固定部４２の内周部は軸受７を介して中空軸部６２の外周部に取り付けられる。固定部４２のコイル４２ａは図示しない電線を介してトランスミッションケースの外部に設けられたバッテリと電気的に接続されている。

そして、コイル４２ａへの通電と非通電とを切り替えることにより、可動部４１の軸線方向位置が変位し、切替部材３の軸線方向位置が所定の係合位置と解放位置との間で切り替わる。切替部材３が係合位置にある場合、入力要素２１のドグ歯２１ａと出力要素２２のドグ歯２２ａとが接触する位置となるため、クラッチ部２は係合状態となる。一方、切替部材３が解放位置にある場合、出力要素２２のドグ歯２２ａが入力要素２１のドグ歯２１ａから軸線方向に離れた位置となるため、クラッチ部２は解放状態となる。

以上説明した通り、第１実施形態では、クラッチ部２の径方向内側にアクチュエータ４の外周部が収まる構造となるため、係合装置１を小型化できる。例えば係合装置１を備えるトランスミッションでは、ケース内部に設けられる部品の配置自由度が増すため、結果としてトランスミッションの小型化を図ることも可能である。

また、係合装置１は切替部材３のうちの少なくとも一部をクラッチ部２の径方向内側に突出させた構造を有するため、出力要素２２とアクチュエータ４とを繋ぐ切替部材３が最短距離で構成できる。これにより、切替部材３の設置スペースを最小にできるとともに、切替部材３の剛性を高めることもできる。その結果、切替部材３の操作精度および耐久性が向上し、コストを削減することも可能である。

さらに、係合装置１は切替部材３を備える機械式クラッチである。機械式クラッチの係合と解放を制御する荷重は、クラッチ部２の伝達トルクを支える荷重に比べて十分に小さいため、アクチュエータ４の小型化を図ることも可能である。

［第２実施形態］
図４〜図６を参照して、第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態の係合装置を模式的に示す説明図である。図５は、第２実施形態の係合装置を説明するための部分断面図である。図６は、第２実施形態の係合装置を説明するための分解図である。なお、第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。

第２実施形態の係合装置１は、第１実施形態とは異なり、アクチュエータ４が回動アクチュエータにより構成されている。第２実施形態のアクチュエータ４は、可動部４１を回転させることにより出力要素２２を軸線方向に移動させることが可能である。

図４に示すように、出力要素２２と切替部材３との間には、アクチュエータ４による回転運動を出力要素２２の直線運動に変換するための変換部材８が設けられている。変換部材８は、切替部材３から受けた回転方向の荷重を軸線方向の荷重に変換して出力要素２２に作用する筒状の部材である。図５、図６に示すように、変換部材８の外周部には、螺旋状の外周スプライン８ａが設けられている。出力要素２２の内周部には、螺旋状の内周スプライン２２ｃが設けられている。外周スプライン８ａと内周スプライン２２ｃとの嵌合部分により変換部材８と出力要素２２とが軸線方向の荷重および周方向（回転方向）の荷重を作用可能に連結される。外周スプライン８ａと内周スプライン２２ｃとの嵌合部分は入力軸５から出力軸６へ動力を伝達する動力伝達経路には含まれない。

また、変換部材８の内周部８ｂは円弧面により形成されている。筒部６１の外周部のうち、変換部材８の内周部８ｂと径方向に対向する部分は円弧面６１ｃにより構成されている。筒部６１の貫通孔６３は円弧面６１ｃに開口している。

アクチュエータ４は、可動部４１が回転方向に移動する回動アクチュエータである。可動部４１は、出力軸６とともに回転する回転部材であって、所定の回転角度範囲内で筒部６１に対して相対回転することが可能である。可動部４１の外周面は全体が円弧状に形成されている。筒部６１の内周面は全体が円弧状に形成される。これにより、可動部４１と出力軸６とが相対回転可能である。

そして、コイル４２ａへの通電と非通電とを切り替えることにより、可動部４１が回転して、切替部材３の周方向位置が係合位置と解放位置との間で切り替わる。例えば、切替部材３の位置が解放位置から係合位置に変化する場合、可動部４１の回転力が切替部材３を介して変換部材８に伝達される。変換部材８は切替部材３からの回転力により出力要素２２および出力軸６に対して相対回転する。この相対回転時、外周スプライン８ａと内周スプライン２２ｃとの嵌合部分では変換部材８から出力要素２２へ軸線方向の荷重が作用する。この軸線方向の荷重によって出力要素２２は入力要素２１に近づくように軸線方向へ移動する。

以上説明した通り、第２実施形態によれば、アクチュエータ４が回動アクチュエータである場合も第１実施形態と同様に、係合装置１を小型化できる。つまり、係合装置１のアクチュエータ４は、可動部４１が直進運動する直動アクチュエータに限らず、可動部４１が回転運動する回動アクチュエータも適用可能である。

なお、この説明において、クラッチ部２よりも径方向内側と記載する場合、その軸線方向位置は必ずしもクラッチ部２の軸線方向位置と重なっていなくてもよいことを意味する。一方、クラッチ部２の径方向内側と記載する場合は、その軸線方向位置はクラッチ部２の軸線方向位置と重なっていることを意味する。要するに、アクチュエータ４は、クラッチ部２の内径Ｒより径方向内側に配置されていればよいため、その一部（例えば可動部４１）がクラッチ部２の軸線方向位置からずれた位置に配置されていてもよい。同様に、切替部材３は、その全部がクラッチ部２の外径（最外周部）よりも径方向内側に配置され、かつ少なくとも一部がクラッチ部２の内径Ｒよりも径方向内側に突出していればよいため、その軸線方向位置は必ずしもクラッチ部２の軸線方向位置と重なっていなくてもよい。

［第３実施形態］
図７〜図１０を参照して、第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態の係合装置を模式的に示す図である。図８は、第３実施形態の係合装置を説明するための模式図である。図９は、解放状態を説明するための模式図である。図１０は、係合状態を説明するための模式図である。なお、第３実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。

図７、図８に示すように、第３実施形態では、クラッチ部２が係合片２３によって入力要素２１と出力要素２２とを係合および解放するように構成されている。第３実施形態のクラッチ部２は、外輪により構成された入力要素２１と、内輪により構成された出力要素２２と、ローラにより構成された係合片２３と、係合片２３を保持する保持器２４と、を備える。複数の係合片２３が保持器２４によって保持されている。保持器２４は図示しないスイッチばねを介して出力要素２２に繋がっている。係合片２３を保持している出力要素２２は、その外周面が正多角形のカム面２２ｄにより構成されている。出力要素２２の各カム面２２ｄには係合片２３が接触している。このクラッチ部２は、いわゆるツーウェイクラッチであり、解放状態としての中立空転状態と、係合状態としての正駆動状態および逆駆動状態とに切替可能である。

第３実施形態の切替部材３は、クラッチ部２の回転方向に作動する円環状のプレート部材により構成されている。この切替部材３では、外周部が保持器２４に係合し、内周部がアクチュエータ４の可動部４１に係合している。

第３実施形態のアクチュエータ４は、可動部４１が回転方向に移動する回動アクチュエータである。可動部４１は、出力軸６とともに回転する回転部材であって、筒部６１に対して相対回転することが可能である。可動部４１の外周面は全体が円弧状に形成されている。筒部６１の内周面は全体が円弧状に形成される。これにより、可動部４１と出力軸６とが相対回転可能である。

図９に示すように、コイル４２ａへ非通電時、図示しないスイッチばねの保持力により、係合片２３の周方向位置（位相）が出力要素２２のカム面２２ｄに対して定常位置（解放位置）となる。この場合、係合片２３が入力要素２１の内周部に接触しないため、入力要素２１と出力要素２２との間は動力伝達不能に遮断される。つまり、クラッチ部２は解放状態となる。解放状態では入力要素２１および出力要素２２はいずれも両方向に空転することが可能である。

図１０に示すように、コイル４２ａへ通電時、スイッチばねの保持力に抗して切替部材３が回転することにより、保持器２４が出力要素２２に対して相対回転し、係合片２３の周方向位置（位相）が出力要素２２のカム面２２ｄに対して定常位置からずれた位置（係合位置）となる。この場合、入力要素２１と出力要素２２との間の狭い部分に係合片２３が挟まり、係合片２３が入力要素２１の内周部に接触するため、入力要素２１と出力要素２２との間は動力伝達可能に接続される。つまり、クラッチ部２は係合状態となる。係合状態では入力要素２１と出力要素２２とが一体回転する。

以上説明した通り、第３実施形態によれば、入力要素２１および出力要素２２が径方向に対向する内輪および外輪により構成され、係合片２３を介して係合する構造のクラッチ部２であっても、クラッチ部２よりも径方向内側にアクチュエータ４を配置できる。つまり、入力要素２１と出力要素２２と径方向に対向して配置された構造のクラッチ部２を有する場合も、クラッチ部２の外径（最外周部）よりも径方向内側に切替部材３の全部を配置することが可能である。これにより、係合装置１の大型化を抑制できる。

また、係合装置１は、クラッチ部２を構成する入力要素２１および出力要素２２のうち、係合片２３を保持している側の部材（一方の部材）をアクチュエータ４の可動部４１と一体回転可能に機械的に結合した構造を有すればよい。つまり、保持器２４が繋がる係合要素は出力要素２２に限らず入力要素２１であってもよい。そして、この係合装置１によれば、係合片２３を保持している側の部材（入力要素２１または出力要素２２）に対して切替部材３を相対的に一定量作動させることにより係合片２３の姿勢や周方向位置（位相）を制御できるため、アクチュエータ４の可動部４１もクラッチ部２も一体回転する構造を有することで切替部材３の位置制御精度が向上する。これにより、切替部材３の作動範囲のバラツキ（公差）を低減でき、アクチュエータ４の作動範囲も低減できるため、一層の小型化を図ることが可能である。

さらに、係合装置１は、クラッチ部２を構成する入力要素２１および出力要素２２のうち、係合片２３を保持している側の部材である一方の部材を、入力軸５および出力軸６のうちの一方の軸に結合するとともに、この一方の軸でアクチュエータ４を径方向に支持する構造を有すればよい。また、アクチュエータ４では、クラッチ部２と一体回転して切替部材３を作動させる側の部材である可動部４１と、ケースに固定されて切替部材３を作動させるための力を発生する側の部材である固定部４２とは相対回転するために、可動部４１と固定部４２との間に径方向隙間が必要である。そのため、この係合装置１によれば、ひとつの軸部材（上述した一方の軸）でアクチュエータ４の可動部４１と固定部４２の径方向位置を決めることができるので、その径方向隙間のバラツキを最小限にすることができ、アクチュエータ４の損失を低減できる。

［第４実施形態］
図１１〜図１６を参照して、第４実施形態について説明する。図１１は、第４実施形態の係合装置を模式的に示す図である。図１２は、第４実施形態の係合装置を説明するための模式図である。図１３は、解放状態を説明するための模式図である。図１４は、非通電時の状態を説明するための模式図である。図１５は、係合状態を説明するための模式図である。図１６は、通電時の状態を説明するための断面図である。なお、第４実施形態の説明では、第３実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。

図１１、図１２に示すように、第４実施形態のクラッチ部２では、保持器２４がスイッチばね２５を介して入力要素２１に繋がっている。係合片２３を保持している入力要素２１は、その内周面が正多角形のカム面２１ｂにより構成されている。入力要素２１の各カム面２１ｂには係合片２３が接触している。さらに、入力要素２１と出力要素２２とは、軸受２６を介して相対回転可能に支持されている。

第４実施形態のアクチュエータ４は、可動部であるアーマチュア４３を電磁力により軸線方向に吸引するように構成されている。このアクチュエータ４ではアーマチュア４３を軸線方向に移動させることにより保持器２４を周方向に作動（回転）させる。

詳細には、アクチュエータ４は、クラッチ部２よりも径方向内側に配置された電磁アクチュエータであり、固定部４２で生じる電磁力によってアーマチュア４３を軸線方向に吸引する。固定部４２は、クラッチ部２の径方向内側に配置される。アーマチュア４３は、クラッチ部２よりも径方向内側で回転する円環状の回転部材であり、切替部材３が取り付けられて切替部材３と一体回転する。このアーマチュア４３は、固定部４２とは径方向位置が同じ位置に配置され、かつクラッチ部２とは軸線方向位置がずれた位置に配置される。

また、軸線方向で固定部４２とアーマチュア４３との間には、円盤状の回転部材であるロータ２７が配置される。ロータ２７は、出力要素２２に取り付けられて出力要素２２と一体回転する。このロータ２７のうち、軸線方向で一方の面はアーマチュア４３と接触する摩擦面（摺動面）である。

図１３、図１４に示すように、コイル４２ａへ非通電時、アーマチュア４３がロータ２７に接触しないため、スイッチばね２５の保持力により、係合片２３の周方向位置は入力要素２１のカム面２１ｂに対して定常位置（解放位置）となる。この場合、係合片２３が出力要素２２の外周部に接触しないため、入力要素２１と出力要素２２との間は動力伝達不能に遮断される。つまり、クラッチ部２は解放状態となる。

図１５、図１６に示すように、コイル４２ａへ通電時、電磁力によりアーマチュア４３を固定部４２側に引き寄せ、ロータ２７とアーマチュア４３とが接触して摩擦力が発生する。例えば、入力要素２１は回転している状態で、出力要素２２の回転速度が入力要素２１の回転速度よりも遅い場合、アクチュエータ４に通電すると、アーマチュア４３が固定部４２側のロータ２７に引き摺られることで切替部材３を介して保持器２４が回転し、保持器２４に対して入力要素２１が回転方向前方へ先に進む。これにより、係合片２３は入力要素２１と出力要素２２との間の狭い部分に挟まり、出力要素２２が入力要素２１と一体回転する。

以上説明した通り、第４実施形態によれば、アクチュエータ４がアーマチュア４３を電磁力によって軸線方向に吸引する電磁アクチュエータの場合も、クラッチ部２より径方向内側にアクチュエータ４を配置することができる。

１ 係合装置
２ クラッチ部
３ 切替部材
４ アクチュエータ
５ 入力軸
６ 出力軸
７ 軸受
２１ 入力要素
２２ 出力要素
４１ 可動部
４２ 固定部
６１ 筒部
６２ 中空軸部
６３ 貫通孔

Claims (6)

1. 係合要素として円環状の回転部材である入力要素および出力要素を有し、前記入力要素と前記出力要素との間が動力伝達可能に接続された係合状態と、前記入力要素と前記出力要素との間が動力伝達不能に遮断された解放状態とに切り替わるクラッチ部と、
   所定の係合位置と解放位置との間で作動して前記クラッチ部の係合状態と解放状態とを切り替える切替部材と、
   前記切替部材を作動させるとともに、前記クラッチ部の係合状態および解放状態を制御するアクチュエータと、
   を備える係合装置において、
   前記アクチュエータは、前記クラッチ部と同一回転中心軸線上で回転可能な可動部を有し、前記クラッチ部の内周部よりも径方向内側に配置されており、
   前記切替部材は、前記クラッチ部の外径よりも径方向内側に配置され、かつ少なくともその一部が前記クラッチ部の内周部よりも径方向内側に突出して前記可動部と連結されている
   ことを特徴とする係合装置。
2. 前記クラッチ部は、前記入力要素と前記出力要素とが噛み合うドグクラッチであり、
   前記可動部は、前記クラッチ部の径方向内側に配置され、
   前記切替部材は、前記可動部の外周部と前記クラッチ部の内周部とに連結しており、
   前記入力要素および前記出力要素のうち一方の部材は、前記切替部材を介して前記可動部に連結され、
   前記アクチュエータは、前記可動部を作動して前記切替部材を作動させることにより、前記一方の部材を軸線方向に移動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の係合装置。
3. 前記アクチュエータは、前記可動部が軸線方向に移動する直動アクチュエータであり、
   前記切替部材は、前記一方の部材と前記可動部とを接続しており、前記可動部からの軸線方向の力を前記一方の部材に伝達する
   ことを特徴とする請求項２に記載の係合装置。
4. 前記一方の部材と前記切替部材との間に配置され、回転運動を直線運動に変換する変換部材、をさらに有し、
   前記アクチュエータは、前記可動部が回転する回動アクチュエータであり、
   前記一方の部材は、前記変換部材を介して前記切替部材と連結されており、
   前記切替部材は、前記変換部材と前記可動部とを接続しており、前記可動部からの回転方向の力を前記変換部材に伝達する
   ことを特徴とする請求項２に記載の係合装置。
5. 前記入力要素と前記出力要素とは、径方向に対向する内輪と外輪とにより構成され、
   前記クラッチ部は、
   径方向で前記入力要素と前記出力要素との間に配置された係合片と、
   前記入力要素および前記出力要素のうち一方の部材に前記係合片を保持する保持器と、
   をさらに有し、
   前記一方の部材は、前記係合片との接触面が正多角形状のカム面により形成され、かつ前記可動部と一体回転可能に連結されており、
   前記係合片は、各カム面上に配置されており、
   前記保持器は、前記一方の部材に対して相対回転可能な状態で当該一方の部材に連結されており、
   前記切替部材は、前記保持器と一体回転可能に連結されており、
   前記可動部は、前記クラッチ部の内周部よりも径方向内側に配置され、
   前記アクチュエータは、前記可動部を作動して前記切替部材を前記一方の部材に対して相対回転させることにより、前記保持器と前記カム面との位相を変化させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の係合装置。
6. 前記一方の部材は、入力軸および出力軸のうち一方の軸に連結されており、
   前記アクチュエータは、前記クラッチ部の径方向内側に配置され、前記可動部を作動させる力を発生する固定部、をさらに有し、
   前記可動部は、前記クラッチ部の径方向内側で、前記固定部との間に径方向隙間を有する位置に配置され、
   前記可動部および前記固定部は、前記一方の軸によって径方向に支持されている
   ことを特徴とする請求項２から５のうちのいずれか一項に記載の係合装置。

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