JP6344173B2 - ラッチ機構及び駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラッチ機構及びこのラッチ機構を備えた駆動力伝達装置に関する。

従来、例えば車両の駆動力伝達系に用いられ、回転部材間の駆動力の伝達を断続可能な駆動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のクラッチ装置は、車両の変速機に用いられ、軸状のクラッチハブの外周面にスプライン係合する第１の摩擦ディスクと、円筒状のクラッチドラムにスプライン係合する第２の摩擦ディスクと、第１の摩擦ディスクと第２の摩擦ディスクとを押し付ける動力を発生するための電動モータと、電動モータへの電流供給を遮断した状態において第１の摩擦ディスクと第２の摩擦ディスクとの押し付け力を維持するためのロック手段とを備えている。電動モータの動力は、減速機構で減速されてカム機構で直線運動に変換され、ロック手段を作動させる。

また、この特許文献１の実施例２（第１１図参照）には、ロック手段として、切換スロープを有する第１の内筒と、位置決め溝として浅い溝と深い溝とが周方向に交互に配置された外筒と、移動ピンを有する第２の内筒とを有し、第１の内筒の切替スロープによって第２の内筒の移動ピンを外筒の浅い溝と深い溝との間を移動させることによって、移動ピンが浅い溝に保持されたロック状態と、深い溝に保持された非ロック状態とに切り替え可能な円筒ラッチ機構を用いることが記載されている。

第１の内筒及び外筒の軸方向端面には、それぞれの周方向に対して傾斜した傾斜面が形成され、第２の内筒の移動ピンは、これらの傾斜面を摺動することにより浅い溝と深い溝との間を移動する。第２の内筒は、移動ピンが浅い溝に移動したとき、第１の摩擦ディスクと第２の摩擦ディスクとを押し付け、移動ピンが深い溝に移動したとき、第１の摩擦ディスクと第２の摩擦ディスクとの押し付けを解除する。

国際公開ＷＯ２００５／１０６２７２号公報

特許文献１に記載の駆動力伝達装置では、移動ピンが浅い溝から深い溝に移動するとき、深い溝の底部に衝突して騒音（衝突音）が発生し、例えば車両の乗員等に不安感を与えてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、作動時における騒音を抑制することが可能なラッチ機構、及びこのラッチ機構を備えた駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、環状の基部と、前記基部から軸方向に突出した複数の軸方向突起とを有し、前記軸方向突起の先端面に被係止部が形成された被係止部材と、前記被係止部を係止する複数の係止突起と、前記軸方向突起の前記先端面に当接し、前記被係止部材を前記基部が前記係止突起から離間する方向に押圧する押圧部材と、前記被係止部材を前記押圧部材による押圧方向とは反対方向に付勢する付勢部材とを備え、前記押圧部材及び前記係止突起は、前記被係止部材の周方向に対して傾斜して前記軸方向突起の前記先端面に当接する当接面を有し、前記被係止部材は、前記押圧部材の進退移動に伴って前記先端面が前記係止突起及び前記押圧部材の前記当接面を摺動して回転し、前記被係止部が前記係止突起に係止された第１状態と、前記被係止部が周方向に隣り合う一対の前記係止突起の間に位置する第２状態とが切り替わり、前記被係止部材と前記押圧部材とは、前記第１状態から前記第２状態に切り替わるとき、所定の距離にわたって軸方向に共に移動する、ラッチ機構を提供する。

また、本発明は、上記ラッチ機構を備え、第１回転部材と第２回転部材とを駆動力伝達可能に連結する駆動力伝達装置であって、前記第１回転部材に形成された第１噛合部に噛み合う第２噛合部を有し、前記第２回転部材に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結された噛み合い部材を有し、前記噛み合い部材が前記ラッチ機構の前記被係止部材によって前記第２回転部材に対して軸方向に移動する、駆動力伝達装置を提供する。

本発明によれば、作動時における騒音を抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るラッチ機構を備えた駆動力伝達装置及びその周辺部の断面図である。 アーマチャを示す斜視図である。 複数の係止突起及びその周辺部を示す斜視図である。 （ａ）は、ピストンリングを回転軸線に沿って複数の係止突起側から見た平面図であり、（ｂ）は、ピストンリングの一部を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止されない非係止状態（第２状態）から、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止された係止状態（第１状態）に切り替わる際のラッチ機構の動作を示す模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止された係止状態（第１状態）から、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止されない非係止状態（第２状態）に切り替わる際のラッチ機構の動作を示す模式図である。 第２の形態に係るアーマチャを示す斜視図である。 （ａ）は、第２の実施の形態に係るピストンリングを回転軸線に沿って複数の係止突起側から見た平面図であり、（ｂ）は、同ピストンリングの一部を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止されない非係止状態（第２状態）から、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止された係止状態（第１状態）に切り替わる際のラッチ機構の動作を示す模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止された係止状態（第１状態）から、ピストンリングの被係止部が係止突起に係止されない非係止状態（第２状態）に切り替わる際のラッチ機構の動作を示す模式図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るラッチ機構を備えた駆動力伝達装置及びその周辺部の断面図である。この駆動力伝達装置１は、例えば車両のエンジン等の駆動源の駆動力を断続可能に伝達するために用いられる。なお、ここでラッチ機構とは、一方向から押圧力を断続的に付与することにより、その押圧力が付与される方向に進退移動する対象部材が複数箇所に位置決めされる機構をいう。

駆動力伝達装置１は、同軸上で相対回転可能に配置された第１回転部材１１及び第２回転部材１２と、第２回転部材１２に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結された噛み合い部材２と、通電により磁力を発生する電磁コイル３と、電磁コイル３を保持するヨーク３０と、電磁コイル３への通電によって作動するラッチ機構１０とを備え、ラッチ機構１０の作動によって第１回転部材１１と第２回転部材１２とが駆動力伝達可能に連結される。第１回転部材１１及び第２回転部材１２は、回転軸線Ｏを共有してハウジング１００に回転可能に支持されている。ハウジング１００は、第１ハウジング部材１０１及び第２ハウジング部材１０２からなり、第１ハウジング部材１０１と第２ハウジング部材１０２とが複数のボルト１０３（図１には１つのボルト１０３のみを示す）によって相互に固定されている。なお、以下の説明において、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向といい、回転軸線Ｏを中心とする周方向を単に周方向ということがある。

第１回転部材１１は、第１ハウジング部材１０１との間に配置された玉軸受１３によって回転可能に支持されている。第１回転部材１１は、玉軸受１３に支持された軸部１１１と、軸部１１１の端部から径方向外方に張り出して形成された張り出し部１１２と、張り出し部１１２の外径端部から回転軸線Ｏに沿って第２回転部材１２側に延在する円筒部１１３と、円筒部１１３の先端部からさらに径方向外方に張り出して形成された第１噛合部としてのギヤフランジ部１１４とを一体に有している。ギヤフランジ部１１４には、周方向に沿って複数のギヤ歯１１５が形成されている。

第２回転部材１２は、第２ハウジング部材１０２に形成された開口１０２ａから挿入されるシャフト１４を挿通させる挿通孔１２０が形成された円筒状であり、挿通孔１２０の内面には、シャフト１４の外周スプライン嵌合部１４ａにスプライン嵌合する内周スプライン嵌合部１２ａが形成されている。第２回転部材１２とシャフト１４とは、内周スプライン嵌合部１２ａと外周スプライン嵌合部１４ａとのスプライン嵌合により相対回転不能であり、かつスナップリング１５によって軸方向の相対移動が規制されている。シャフト１４の外周面と第２ハウジング部材１０２の開口１０２ａの内面との間は、シール部材１６によって封止されている。

第２回転部材１２は、軸方向の一端部が第１回転部材１１の円筒部１１３の内側に配置された玉軸受１７によって支持され、軸方向の他端部が第２ハウジング部材１０２との間に配置された玉軸受１８によって支持されている。玉軸受１７，１８は、第２回転部材１２の外周面に嵌合し、第２回転部材１２の外周面における玉軸受１７と玉軸受１８との間には、回転軸線Ｏに平行に延在する複数の突条からなる外周スプライン嵌合部１２ｂが形成されている。第２回転部材１２の外周面とハウジング１００の内面との間には、ラッチ機構１０とが配置されている。

ラッチ機構１０は、電磁コイル３の磁力によって軸方向移動する押圧部材としてのアーマチャ４と、第２回転部材１２に外嵌された被係止部材としてのピストンリング５と、第２ハウジング部材１０２に形成された複数の係止突起１９と、噛み合い部材２とピストンリング５との間に配置された転がり軸受６と、噛み合い部材２をピストンリング５側に弾性的に押圧する付勢部材としての弾性部材７と、アーマチャ４を電磁コイル３とは反対側に付勢する付勢部材としての皿バネ３０１とを備えている。アーマチャ４、ピストンリング５、及び係止突起１９は、例えば鉄系金属からなる。

ピストンリング５は、アーマチャ４及び複数の係止突起１９と転がり軸受６との間に配置され、弾性部材７による押圧力を噛み合い部材２から転がり軸受６を介して複数の係止突起１９側への軸方向の付勢力として受ける。アーマチャ４は、弾性部材７による押圧力に抗してピストンリング５を転がり軸受６側に押圧する。すなわち、弾性部材７は、ピストンリング５をアーマチャ４による押圧方向とは反対方向に付勢する。

係止突起１９は、アーマチャ４と軸方向に対向する第２ハウジング部材１０２の対向面よりもピストンリング５側に向かって突出した突起として形成されている。本実施の形態では、複数の係止突起１９が第２ハウジング部材１０２に一体に設けられているが、複数の係止突起１９は第２ハウジング部材１０２と別体でもよい。

また、本実施の形態では、転がり軸受６が針状スラストころ軸受からなる。弾性部材７は、一対の皿バネ７１，７２を向かい合わせて構成され、噛み合い部材２の第１回転部材１１側の位置に配設されている。皿バネ７１は噛み合い部材２の軸方向端面に接触し、皿バネ７２は、内輪１７１、外輪１７２、及び複数の球状の転動体１７３からなる玉軸受１７の内輪１７１の軸方向端面に接触している。

噛み合い部材２は、第２回転部材１２の外周スプライン嵌合部１２ｂにスプライン嵌合する内周スプライン嵌合部２１ａを有する円筒部２１と、円筒部２１における第１回転部材１１側の端部から径方向外方に張り出して形成された第２噛合部としてのギヤフランジ部２２とを一体に有している。噛み合い部材２は、第２回転部材１２に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結され、噛み合い部材２が第１回転部材１１側に移動すると、ギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４に噛み合うように構成されている。

ギヤフランジ部２２には、周方向に沿って複数のギヤ歯２３が形成され、この複数のギヤ歯２３がギヤフランジ部１１４の複数のギヤ歯１１５に噛合する。図１では、回転軸線Ｏよりも上側に、噛み合い部材２のギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４に噛み合っていない状態（非連結状態）を示し、回転軸線Ｏよりも下側に、噛み合い部材２のギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４に噛み合った状態（連結状態）を示している。

ピストンリング５は、アーマチャ４の軸方向移動に応動し、噛み合い部材２のギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４に噛み合うように、噛み合い部材２を回転軸線Ｏに沿って軸方向に押圧する。すなわち、噛み合い部材２は、ピストンリング５によって第２回転部材１２に対して軸方向に移動し、ギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４に噛み合うことで、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが連結される。ピストンリング５が噛み合い部材２を押圧する際の動作については後述する。

電磁コイル３は、樹脂からなるボビン３１に図略のコントローラから供給される電流が流れる巻線３２を巻き回してなる。この電磁コイル３は、鉄等の強磁性体からなる環状のヨーク３０に保持され、ヨーク３０は第２ハウジング部材１０２に支持されている。ヨーク３０には、回転軸線Ｏに平行となるように配置された円柱状のピン３００が嵌合する複数の穴部３０ａが形成され、この穴部３０ａにピン３００の一端部が挿入されている。また、第２ハウジング部材１０２には、ピン３００の他端部が嵌合する複数の穴部１０２ｂが形成されている。

図２は、アーマチャ４を示す斜視図である。アーマチャ４は、中心部に第２回転部材１２を挿通させる貫通孔４ａが形成された円環板状の本体部４０と、本体部４０の内周面から内方に向かって突出した環状の受け部４１と、受け部４１におけるピストンリング５側の軸方向端面である受け面４１ａから軸方向に突出した複数の押圧部４２とを一体に有している。本体部４０は、電磁コイル３及びヨーク３０と軸方向に対向して配置され、かつ複数のピン３００（図１に示す）を挿通させるピン挿通孔４ｂが複数箇所（本実施の形態では４箇所）に形成されている。

受け部４１は、軸方向の厚さが本体部４０よりも薄く形成されている。本実施の形態では、受け部４１が本体部４０の厚さ方向におけるピストンリング５とは反対側に偏在し、受け面４１ａと本体部４０における電磁コイル３及びヨーク３０との対向面４０ａとの間には段差が形成されている。受け面４１ａは、軸方向に対して直交する平坦な面である。

押圧部４２は、貫通孔４ａの内側から見た場合に三角形状を呈し、受け部４１の受け面４１ａからピストンリング５側に向かって突出している。また、押圧部４２は、ピストンリング５に対向して配置され、電磁コイル３への通電時にピストンリング５に当接する当接面４２ａと、受け部４１の受け面４１ａに対して直交する端面４２ｂとを有している。当接面４２ａは、ピストンリング５の周方向に対して傾斜した傾斜面であり、当接面４２ａと端面４２ｂとがなす角は鋭角である。本実施の形態では、６つの押圧部４２が周方向に等間隔に形成されている。受け面４１ａは、複数の当接面４２ａの間に形成されている。

アーマチャ４は、図１に示すように、本体部４０とヨーク３０との間に配置された皿バネ３０１によって、ヨーク３０から離間する方向に弾性的に押し付けられている。アーマチャ４は、電磁コイル３が非通電であるときには、皿バネ３０１の押し付け力によって第２ハウジング部材１０２の受け部１０２ｃに当接し、電磁コイル３に通電されると、その磁力によってヨーク３０に引き寄せられる。

また、アーマチャ４は、ピン挿通孔４ｂに挿通された複数のピン３００によって第２ハウジング部材１０２及びヨーク３０に対する回転が規制され、電磁コイル３に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能である。アーマチャ４は、第２ハウジング部材１０２の受け部１０２ｃに当接した後退位置と、ヨーク３０に当接した前進位置との間を、複数のピン３００に案内されて軸方向に進退移動する。皿バネ３０１は、アーマチャ４を前進位置から後退位置に向かって付勢している。図１では、回転軸線Ｏよりも上側にアーマチャ４が後退位置にある状態を示し、回転軸線Ｏよりも下側にアーマチャ４が前進位置にある状態を示している。

図３は、第２ハウジング部材１０２に設けられた複数の係止突起１９及びその周辺部を示す斜視図である。

第２ハウジング部材１０２には、第２回転部材１２を挿通させる貫通孔１０２ｄが形成され、複数の係止突起１９は、貫通孔１０２ｄの内周面から内方に膨出し、かつ回転軸線Ｏに沿ってピストンリング５側に突出している。複数の係止突起１９は、貫通孔１０２ｄの周方向に沿って等間隔に設けられ、その個数はアーマチャ４の押圧部４２の個数と同じである。

係止突起１９は、アーマチャ４の押圧部４２における当接面４２ａと同様に、後述するピストンリング５の軸方向突起５１の先端面５１ａに当接する当接面１９ａが、ピストンリング５の周方向に対して傾斜した傾斜面として形成されている。また、係止突起１９は、ピストンリング５の周方向に対して直交する平坦な第１側面１９ｂ及び第２側面１９ｃを有し、第１側面１９ｂと第２側面１９ｃとの間に当接面１９ａが形成されている。第１側面１９ｂと当接面１９ａとがなす角は鋭角であり、第２側面１９ｃと当接面１９ａとがなす角は鈍角である。

図４は、ピストンリング５を示し、（ａ）はピストンリング５を回転軸線Ｏに沿って複数の係止突起１９側から見た平面図、（ｂ）はピストンリング５の一部を示す斜視図である。

ピストンリング５は、第２回転部材１２を挿通させる環状の基部５０と、基部５０から軸方向に突出した複数の軸方向突起５１とを有している。本実施の形態では、回転軸線Ｏに沿った断面における基部５０の断面形状が矩形状であり、基部５０と一体に１２個の軸方向突起５１が等間隔に設けられている。それぞれの軸方向突起５１の軸方向端面である先端面５１ａには、被係止部５１０が形成されている。より具体的には、軸方向突起５１の先端面５１ａは、ピストンリング５の周方向に対して傾斜した第１傾斜面５１０ａと、同じくピストンリング５の周方向に対して第１傾斜面５１０ａと同方向に傾斜した第２傾斜面５１０ｂとを含み、第１傾斜面５１０ａと第２傾斜面５１０ｂとがピストンリング５の周方向に並んでいる。

第１傾斜面５１０ａと第２傾斜面５１０ｂとの間には、回転軸線Ｏと平行な段差面５１０ｃが形成されている。また、軸方向突起５１は、ピストンリング５の周方向に対して直交する平坦な第１側面５１ｂ及び第２側面５１ｃを有し、第１側面５１ｂが第１傾斜面５１０ａと連続して形成され、第２側面５１ｃが第２傾斜面５１０ｂと連続して形成されている。

ピストンリング５の周方向における第１傾斜面５１０ａ及び第２傾斜面５１０ｂの幅は、第１傾斜面５１０ａの幅の方が第２傾斜面５１０ｂの幅よりも広く形成されている。被係止部５１０は、第１傾斜面５１０ａ及び段差面５１０ｃによって形成され、ピストンリング５の外周側から見た場合に三角形状をなす窪みとして構成されている。周方向に隣り合う２つの軸方向突起５１の間における基部５０の軸方向端面５０ａは、軸方向に対して直交する平坦な面であり、軸方向突起５１は、軸方向端面５０ａに対して垂直に立設されている。基部５０における軸方向端面５０ａとは反対側の面には、軸受６が対向する。

ピストンリング５の被係止部５１０は、係止突起１９によって係止される。より具体的には、係止突起１９の当接面１９ａが被係止部５１０の先端面５１ａにおける第１傾斜面５１０ａに面接触することで、ピストンリング５の軸方向移動及び回転が係止突起１９によって規制される。ピストンリング５の被係止部５１０が係止突起１９によって係止された状態では、噛み合い部材２のギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４に噛み合い、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが駆動力伝達可能に連結される。

また、軸方向突起５１の先端面５１ａには、電磁コイル３が励磁された際、アーマチャ４の押圧部４２における当接面４２ａが当接する。より詳細には、押圧部４２における当接面４２ａは、ピストンリング５の径方向における先端面５１ａの外周側の一部に当接し、先端面５１ａの内周側の一部には、係止突起１９の当接面１９ａが当接する。

電磁コイル３が励磁されると、アーマチャ４は、その当接面４２ａと軸方向突起５１の先端面５１ａとの接触により、ピストンリング５を、基部５０が係止突起１９から離間する方向に押圧する。

（ラッチ機構１０の動作）
図５（ａ）〜（ｄ）は、ピストンリング５の被係止部５１０が係止突起１９に係止されない非係止状態（第２状態）から、ピストンリング５の被係止部５１０が係止突起１９に係止された係止状態（第１状態）に切り替わる際のラッチ機構１０の動作を示す模式図である。図５（ａ）〜（ｄ）では、説明の容易化及び明確化のため、ピストンリング５及びアーマチャ４の周方向を図面の上下方向に延びる直線状に示し、複数の係止突起１９のうち１つの係止突起１９の輪郭を二点鎖線で図示している。また、アーマチャ４は破線で図示している。

本実施の形態では、ピストンリング５が図面の左方に移動した際に噛み合い部材２のギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４に噛み合い、ピストンリング５が図面の右方に移動した際に噛み合い部材２のギヤフランジ部２２が第１回転部材１１のギヤフランジ部１１４から離脱する。以下、図面の左側に向かう方向を噛合方向といい、図面の右側に向かう方向を離脱方向という。

ピストンリング５は、アーマチャ４の進退移動に伴って被係止部５１０の先端面５１ａが係止突起１９及びアーマチャ４の当接面１９ａ，４２ａを摺動して回転する。ピストンリング５の被係止部５１０が係止突起１９に係止されない非係止状態では、被係止部５１０が周方向に隣り合う一対の係止突起１９の間に位置する。

非係止状態では、図５（ａ）に示すように、弾性部材７の押圧力によりピストンリング５の第１傾斜面５１０ａにアーマチャ４における押圧部４２の当接面４２ａが当接する。前述のように、ピストンリング５の第１傾斜面５１０ａ及びアーマチャ４の当接面４２ａはピストンリング５の周方向に対して傾斜しているので、アーマチャ４の当接面４２ａがピストンリング５の第１傾斜面５１０ａに当接することにより、ピストンリング５には回転軸線Ｏを回転軸とする回転力が発生するが、ピストンリング５の回転は、軸方向突起５１の第１側面５１ｂが係止突起１９の第１側面１９ｂに接触することで規制されている。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す非係止状態から、電磁コイル３に通電されてアーマチャ４がヨーク３０側に移動し、ピストンリング５がアーマチャ４と共に軸方向に移動して、軸方向突起５１の第１側面５１ｂの全体が係止突起１９の第１側面１９ｂよりも噛合方向に変位した状態を図示している。この状態では、軸方向突起５１の第１側面５１ｂと係止突起１９の第１側面１９ｂとの接触によるピストンリング５の回転規制が解除されるので、ピストンリング５が回転し、図５（ｃ）に示すように被係止部５１０の先端面５１ａ（第１傾斜面５１０ａ）がアーマチャ４の当接面４２ａを摺動する。また、この回転に伴って、ピストンリング５が離脱方向に移動する。

このピストンリング５の回転は、軸方向突起５１の段差面５１０ｃがアーマチャ４の押圧部４２における端面４２ｂに当接することで規制される。このとき、軸方向突起５１の第１の傾斜面５１０ａは、係止突起１９の当接面１９ａに対向する。そして、電磁コイル３への通電が遮断されてアーマチャ４が離脱方向に移動すると、被係止部５１０の先端面５１ａ（第１傾斜面５１０ａ）が係止突起１９の当接面１９ａを摺動して回転し、図５（ｄ）に示すように軸方向突起５１の段差面５１０ｃが係止突起１９の先端部における第１側面１９ｂに当接する。

これにより、ピストンリング５の被係止部５１０が係止突起１９に係止された係止状態となり、噛み合い部材２におけるギヤフランジ部２２の複数のギヤ歯２３が第１回転部材１１におけるギヤフランジ部１１４の複数のギヤ歯１１５に噛合して、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが駆動力伝達可能に連結される。

図６（ａ）〜（ｄ）は、ピストンリング５の被係止部５１０が係止突起１９に係止された係止状態（第１状態）から、ピストンリング５の被係止部５１０が係止突起１９に係止されない非係止状態（第２状態）に切り替わる際のラッチ機構１０の動作を示す模式図である。

図６（ａ）は、図５（ｄ）に示す係止状態から電磁コイル３に通電されてアーマチャ４が噛合方向に移動し、アーマチャ４の当接面４２ａが係止突起１９の当接面１９ａよりも噛合方向に変位した状態を図示している。この状態では、軸方向突起５１の段差面５１０ｃと係止突起１９の第１側面１９ｂとの接触によるピストンリング５の回転規制が解除され、ピストンリング５が弾性部材７の押圧力によってアーマチャ４の当接面４２ａを摺動して回転し、図６（ｂ）に示すように、軸方向突起５１の先端面５１ａ（第２傾斜面５１０ｂの一端）がアーマチャ４の受け部４１の受け面４１ａに当接する。軸方向突起５１の先端面５１ａがアーマチャ４の受け面４１ａに当接することにより、ピストンリング５の軸方向移動が規制されると共に、ピストンリング５の回転速度が制限される。

そして、電磁コイル３に供給される励磁電流の減少に伴い、アーマチャ４が離脱方向に移動すると、図６（ｃ）に示すように、隣接する他の軸方向突起５１の第１側面５１ｂが押圧部４２の端面４２ｂに当接し、ピストンリング５の回転が一旦停止する。これにより、ピストンリング５が過剰に回転することによって隣接する他の軸方向突起５１が係止突起１９に係止されてしまうこと（軸方向突起５１の飛び越え）が防止される。また、このときのピストンリング５の軸方向移動は、軸方向突起５１の先端面５１ａ（第２傾斜面５１０ｂ）が受け部４１の受け面４１ａに当接することにより規制される。

その後、アーマチャ４がさらに離脱方向に移動すると、図６（ｄ）に示すように、押圧部４２が係止突起１９の当接面１９ａよりも離脱方向に変位してピストンリング５の回転規制が解除され、ピストンリング５の回転によって軸方向突起５１の第１側面５１ｂが係止突起１９の第１側面１９ｂに当接すると共に、弾性部材７の押圧力によって軸方向突起５１の先端面５１ａ（第１傾斜面５１０ａ）が押圧部４２の当接面４２ａに当接する。

そして、ピストンリング５が軸方向突起５１の先端面５１ａと押圧部４２の当接面４２ａとの接触状態と保ちながら、アーマチャ４と共に移動する。すなわち、ラッチ機構１０が第１状態から第２状態に切り替わるとき、ピストンリング５とアーマチャ４とは、所定の距離にわたって軸方向に共に移動する。

アーマチャ４が皿バネ３０１の押し付け力によって第２ハウジング部材１０２の受け部１０２ｃに当接するまで離脱方向に移動すると、前述の図５（ａ）に示すように、係止突起１９が周方向に隣り合う２つの軸方向突起５１の間に位置する第２状態となる。これにより、噛み合い部材２におけるギヤフランジ部２２の複数のギヤ歯２３と第１回転部材１１におけるギヤフランジ部１１４の複数のギヤ歯１１５との噛み合いが解除され、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが相対回転可能となる。

ここで、図６（ｂ）に示すように、ピストンリング５の周方向に対するアーマチャ４の受け面４１ａの傾斜角度θ_１は、同じくピストンリング５の周方向に対する係止突起１９における当接面１９ａの傾斜角度θ_２よりも小さい。本実施の形態では、前述のように受け面４１ａが軸方向に対して直交しているので、受け面４１ａの傾斜角度θ_１は０°である。当接面１９ａの傾斜角度θ_２は、例えば１２．５°から２０．０°程度である。

なお、アーマチャ４の受け面４１ａの傾斜角度θ_１は、係止突起１９の当接面１９ａの傾斜角度θ_２よりも小さければよく、アーマチャ４の受け面４１ａは必ずしも軸方向に対して直交していなくともよい。ただし、その傾斜の方向は、共通であることが望ましい。θ_１＜θ_２の関係が満たされていれば、軸方向突起５１の先端面５１ａ（第２傾斜面５１０ｂ）が係止突起１９の当接面１９ａを摺動しながらピストンリング５が回転する際、その回転速度がアーマチャ４の受け面４１ａによって規制されるので、ピストンリング５の回転速度が緩和される。

また、本実施の形態では、ラッチ機構１０を第１状態から第２状態に切り替える際、駆動力伝達装置１を制御する制御装置が、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、電磁コイル３に供給する励磁電流を徐々に低減させる。これにより、アーマチャ４の離脱方向への移動が緩やかになり、ピストンリング５も、アーマチャ４と共に軸方向に緩やかに移動する。なお、アーマチャ４の離脱方向への移動を緩やかにする手段としては、上記のように励磁電流を除変させる他、例えばアーマチャ４のピン挿通孔４ｂの内面とピン３００との間に、摺動抵抗を発生させるＯリング等の弾性体を介在させてもよい。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
上記説明した第１の実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。

（１）ラッチ機構１０が第１状態から第２状態に切り替わる際、ピストンリング５は、所定の距離にわたってアーマチャ４と共に移動するので、騒音を抑制することができる。つまり、仮にアーマチャ４に受け部４１が形成されていない場合には、ラッチ機構１０が第１状態から第２状態に切り替わる際、弾性部材７の押圧力によってピストンリング５の基部５０が係止突起１９又はアーマチャ４に衝突して衝突音が発生するおそれがあるが、本実施の形態では、ピストンリング５がアーマチャ４と共に離脱方向に移動するので、騒音を抑制することが可能となる。

（２）ラッチ機構１０が第１状態から第２状態に切り替わる際、ピストンリング５は、アーマチャ４の複数の当接面４２ａの間に形成された受け面４１ａに接触して軸方向に移動するので、簡素な構成により確実にピストンリング５とアーマチャ４とを共に移動させることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るラッチ機構について説明する。第２の実施の形態に係るラッチ機構は、その構成部材であるアーマチャ４Ａ及びピストンリング５Ａの形状及び動作が第１の実施の形態とは異なる。以下、この違いの部分について重点的に説明する。

図７は、本実施の形態に係るアーマチャ４Ａを示す斜視図である。図７において、第１の実施の形態に係るアーマチャ４と共通する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

アーマチャ４Ａは、本体部４０と、本体部４０の内周面から内方に突出した押圧突起４３とを一体に有している。押圧突起４３は、貫通孔４ａの内側から見た場合に台形状を呈し、電磁コイル３への通電時にピストンリング５Ａに当接する当接面４３ａを有している。当接面４３ａは、ピストンリング５Ａの周方向に対して傾斜した傾斜面であり、台形状の下底にあたる端面４３ｂと当接面４３ａとがなす角は鋭角である。本実施の形態では、６つの押圧突起４３が周方向に等間隔に形成されている。なお、アーマチャ４Ａは、周方向に隣り合う２つの押圧突起４３の間が貫通孔４ａの一部となっており、第１の実施の形態に係るアーマチャ４の受け部４１に相当する構成は具備していない。

図８は、本実施の形態に係るピストンリング５Ａを示し、（ａ）はピストンリング５Ａを軸方向から見た平面図、（ｂ）はピストンリング５Ａの一部を示す斜視図である。図８において、第１の実施の形態に係るピストンリング５と共通する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

ピストンリング５Ａは、第１の実施の形態に係るピストンリング５と同様に、基部５０及び複数の軸方向突起５１を備えている。また、ピストンリング５Ａは、軸方向突起５１の間に、アーマチャ４Ａの押圧突起４３の当接面４３ａに当接する壁部５２を有している。壁部５２は、基部５０の軸方向端面５０ａから軸方向に突出し、軸方向視において円弧状に形成されている。壁部５２の軸方向端面５２ａは、軸方向に対して直交する平坦な面である。

また、壁部５２は、押圧突起４３の当接面４３ａとの対向位置に、軸方向突起５１よりも小さい突出量を以って基部５０から軸方向に突出して形成され、係止突起１９の当接面１９ａとの対向位置には壁部５２が形成されていない。このため、係止突起１９の当接面１９ａは、基部５０の軸方向端面５０ａに軸方向に対向する。本実施の形態では、押圧突起４３の当接面４３ａが係止突起１９の当接面１９ａよりもピストンリング５Ａの外周側で壁部５２の軸方向端面５２ａに対向するので、壁部５２は、基部５０の外周側に偏在して形成されている。

アーマチャ４Ａ及びピストンリング５Ａは、係止突起１９等と共にラッチ機構１０を構成する。ピストンリング５Ａは、弾性部材７の押圧力によって係止突起１９側に付勢され、アーマチャ４Ａは、皿バネ３０１によって電磁コイル３とは反対側に付勢されている。

（ラッチ機構１０の動作）
図９（ａ）〜（ｄ）は、ピストンリング５Ａの被係止部５１０が係止突起１９に係止されない非係止状態（第２状態）から、ピストンリング５Ａの被係止部５１０が係止突起１９に係止された係止状態（第１状態）に切り替わる際のラッチ機構１０の動作を示す模式図である。図１０（ａ）〜（ｄ）では、説明の容易化及び明確化のため、ピストンリング５Ａ及びアーマチャ４Ａの周方向を図面の上下方向に延びる直線状に示し、複数の係止突起１９のうち１つの係止突起１９の輪郭を二点鎖線で図示している。また、アーマチャ４Ａは破線で図示している。

ピストンリング５Ａは、アーマチャ４Ａの進退移動に伴って被係止部５１０の先端面５１ａが係止突起１９及びアーマチャ４Ａの押圧突起４３の当接面１９ａ，４３ａを摺動して回転する。ピストンリング５Ａの被係止部５１０が係止突起１９に係止されない非係止状態では、被係止部５１０が周方向に隣り合う一対の係止突起１９の間に位置する。

非係止状態では、図９（ａ）に示すように、弾性部材７の押圧力によりピストンリング５Ａの第１傾斜面５１０ａに押圧突起４３の当接面４３ａが当接する。ピストンリング５Ａの第１傾斜面５１０ａ及び押圧突起４３の当接面４３ａはピストンリング５Ａの周方向に対して傾斜しているので、押圧突起４３の当接面４３ａがピストンリング５Ａの第１傾斜面５１０ａに当接することにより、ピストンリング５Ａには回転軸線Ｏを回転軸とする回転力が発生するが、ピストンリング５Ａの回転は、軸方向突起５１の第１側面５１ｂが係止突起１９の第１側面１９ｂに接触することで規制されている。

図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す非係止状態から、電磁コイル３に通電されてアーマチャ４Ａがヨーク３０側に移動し、ピストンリング５Ａがアーマチャ４Ａと共に軸方向に移動して、軸方向突起５１の第１側面５１ｂの全体が係止突起１９の第１側面１９ｂよりも噛合方向に変位した状態を図示している。この状態では、軸方向突起５１の第１側面５１ｂと係止突起１９の第１側面１９ｂとの接触によるピストンリング５Ａの回転規制が解除されるので、ピストンリング５Ａが回転し、図９（ｃ）に示すように被係止部５１０の先端面５１ａ（第１傾斜面５１０ａ）が押圧突起４３の当接面４３ａを摺動して回転する。また、この回転に伴って、ピストンリング５Ａが離脱方向に移動する。

このピストンリング５Ａの回転は、軸方向突起５１の段差面５１０ｃが押圧突起４３の端面４３ｂに当接することで規制される。このとき、軸方向突起５１の第１の傾斜面５１０ａは、係止突起１９の当接面１９ａに対向する。そして、電磁コイル３への通電が遮断されてアーマチャ４Ａが離脱方向に移動すると、被係止部５１０の先端面５１ａ（第１傾斜面５１０ａ）が係止突起１９の当接面１９ａを摺動してピストンリング５Ａが回転し、図９（ｄ）に示すように軸方向突起５１の段差面５１０ｃが係止突起１９の先端部における第１側面１９ｂに当接する。

これにより、ピストンリング５Ａの被係止部５１０が係止突起１９に係止された係止状態となり、噛み合い部材２におけるギヤフランジ部２２の複数のギヤ歯２３が第１回転部材１１におけるギヤフランジ部１１４の複数のギヤ歯１１５に噛合して、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが駆動力伝達可能に連結される。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、ピストンリング５Ａの被係止部５１０が係止突起１９に係止された係止状態（第１状態）から、ピストンリング５Ａの被係止部５１０が係止突起１９に係止されない非係止状態（第２状態）に切り替わる際のラッチ機構１０の動作を示す模式図である。

図１０（ａ）は、図９（ｄ）に示す係止状態から電磁コイル３に通電されてアーマチャ４Ａが噛合方向に移動し、押圧突起４３の当接面４３ａが係止突起１９の当接面１９ａよりも噛合方向に変位した状態を図示している。この状態では、軸方向突起５１の段差面５１０ｃと係止突起１９の第１側面１９ｂとの接触によるピストンリング５Ａの回転規制が解除され、軸方向突起５１の先端面５１ａ（第２傾斜面５１０ｂ）が弾性部材７の押圧力によって押圧突起４３の当接面４３ａを摺動してピストンリング５Ａが回転し、図１０（ｂ）に示すように、ピストンリング５Ａにおける壁部５２の軸方向端面５２ａが押圧突起４３に接触する。これにより、ピストンリング５Ａのさらなる回転及び軸方向移動が規制される。

そして、電磁コイル３に供給される励磁電流の減少に伴い、アーマチャ４Ａが離脱方向に移動すると、図１０（ｃ）に示すように、ピストンリング５Ａは、軸方向突起５１の先端面５１ａが係止突起１９の当接面１９ａを摺動して回転しながら、ピストンリング５Ａの壁部５２と押圧突起４３との接触状態を保持してアーマチャ４Ａと共に軸方向に移動する。つまり、ピストンリング５Ａとアーマチャ４Ａとは、第１状態から第２状態に切り替わるとき、所定の距離にわたって軸方向に共に移動する。

このピストンリング５Ａの回転は、隣り合う軸方向突起５１の第１側面５１ｂが押圧突起４３の端面４３ｂに当接することにより規制され、ピストンリング５Ａの回転が一旦停止する。これにより、ピストンリング５Ａが過剰に回転することによって隣接する他の軸方向突起５１が係止突起１９に係止されてしまうこと（軸方向突起５１の飛び越え）が防止される。また、このときのピストンリング５Ａの軸方向移動は、軸方向突起５１の先端面５１ａ（第２傾斜面５１０ｂ）が係止突起１９の当接面１９ａに当接することにより規制される。

その後、アーマチャ４Ａがさらに離脱方向に移動すると、図１０（ｄ）に示すように、押圧突起４３の端面４３ｂが軸方向突起５１の第１側面５１ｂよりも離脱方向に変位してピストンリング５Ａの回転規制が解除され、ピストンリング５Ａの回転によって軸方向突起５１の第１側面５１ｂが係止突起１９の第１側面１９ｂに当接すると共に、弾性部材７の押圧力によって軸方向突起５１の先端面５１ａ（第１傾斜面５１０ａ）が押圧突起４３の当接面４３ａに当接する。

そして、アーマチャ４Ａが皿バネ３０１の押し付け力によって第２ハウジング部材１０２の受け部１０２ｃに当接するまで離脱方向に移動すると、前述の図９（ａ）に示すように、係止突起１９が周方向に隣り合う２つの軸方向突起５１の間に位置する第２状態となる。これにより、噛み合い部材２におけるギヤフランジ部２２の複数のギヤ歯２３と第１回転部材１１におけるギヤフランジ部１１４の複数のギヤ歯１１５との噛み合いが解除され、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが相対回転可能となる。

なお、本実施の形態においても、電磁コイル３に供給する励磁電流を徐々に低減させること等により、アーマチャ４Ａの離脱方向への移動を緩やかにする手段を講じることが望ましい。

以上説明した本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した（１）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。また、ラッチ機構１０が第１状態から第２状態に切り替わる際、ピストンリング５Ａは、壁部５２がアーマチャ４Ａの押圧突起４３に接触して軸方向に移動するので、簡素な構成により確実にピストンリング５Ａとアーマチャ４Ａとを共に移動させることができる。

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、ラッチ機構１０を車両のエンジン等の駆動源の駆動力を断続可能に伝達する駆動力伝達装置１に適用した場合について説明したが、このラッチ機構１０の用途に限定はなく、例えば回転部材を車体に対して固定する電磁ブレーキに第１及び第２の実施の形態に係るラッチ機構１０と同様の構成を適用することも可能である。またさらに、車載装置に限らず、工作機械や各種の器具に本発明を適用することも可能である。

また、上記第１の実施の形態では、アーマチャ４における受け部４１の受け面４１ａが周方向に隣り合う２つの押圧部４２の全体に亘って形成された場合について説明したが、これに限らず、受け部４１の受け面４１ａは、ラッチ機構１０が第１状態から第２状態に切り替わるとき、少なくとも軸方向突起５１の先端面５１ａ（第２傾斜面５１０ｂ）に接触する範囲に形成されていればよい。同様に、上記第２の実施の形態では、ピストンリング５Ａの壁部５２が周方向に隣り合う２つの軸方向突起５１の間の全体に亘って形成された場合について説明したが、これに限らず、壁部５２は、ラッチ機構１０が第１状態から第２状態に切り替わるとき、少なくとも押圧突起４３の当接面４３ａに接触する範囲に形成されていればよい。

１…駆動力伝達装置、１０…ラッチ機構、１００…ハウジング、１０１…第１ハウジング部材、１０２…第２ハウジング部材、１０２ａ…開口、１０２ｂ…穴部、１０２ｃ…受け部、１０２ｄ…貫通孔、１０３…ボルト、１１…第１回転部材、１１１…軸部、１１２…張り出し部、１１３…円筒部、１１４…ギヤフランジ部、１１５…ギヤ歯、１２…第２回転部材、１２０…挿通孔、１２ａ…内周スプライン嵌合部、１２ｂ…外周スプライン嵌合部、１３…玉軸受、１４…シャフト、１４ａ…外周スプライン嵌合部、１５…スナップリング、１６…シール部材、１７，１８…玉軸受、１７１…内輪、１７２…外輪、１７３…転動体、１９…係止突起、１９ａ…当接面、１９ｂ…第１側面、１９ｃ…第２側面、２…噛み合い部材、２１…円筒部、２１ａ…内周スプライン嵌合部、２２…ギヤフランジ部、２３…ギヤ歯、３…電磁コイル、３０…ヨーク、３００…ピン、３０１…皿バネ、３０ａ…穴部、３１…ボビン、３２…巻線、４，４Ａ…アーマチャ、４０…本体部、４０ａ…対向面、４１…受け部、４１ａ…受け面、４２…押圧部、４２ａ…当接面、４２ｂ…端面、４３…押圧突起、４３ａ…当接面、４３ｂ…端面、４ａ…貫通孔、４ｂ…ピン挿通孔、５，５Ａ…ピストンリング、５０…基部、５０ａ…軸方向端面、５１…軸方向突起、５１０…被係止部、５１０ａ…第１傾斜面、５１０ｂ…第２傾斜面、５１０ｃ…段差面、５１ａ…先端面、５１ｂ…第１側面、５１ｃ…第２側面、５２…壁部、５２ａ…軸方向端面、６…転がり軸受、７…弾性部材、７１，７２…皿バネ、Ｏ…回転軸線、θ_１，θ_２…傾斜角度

Claims (6)

1. 環状の基部と、前記基部から軸方向に突出した複数の軸方向突起とを有し、前記軸方向突起の先端面に被係止部が形成された被係止部材と、
   前記被係止部を係止する複数の係止突起と、
   前記軸方向突起の前記先端面に当接し、前記被係止部材を前記基部が前記係止突起から離間する方向に押圧する押圧部材と、
   前記被係止部材を前記押圧部材による押圧方向とは反対方向に付勢する付勢部材とを備え、
   前記押圧部材及び前記係止突起は、前記被係止部材の周方向に対して傾斜して前記軸方向突起の前記先端面に当接する当接面を有し、
   前記被係止部材は、前記押圧部材の進退移動に伴って前記先端面が前記係止突起及び前記押圧部材の前記当接面を摺動して回転し、前記被係止部が前記係止突起に係止された第１状態と、前記被係止部が周方向に隣り合う一対の前記係止突起の間に位置する第２状態とが切り替わり、
   前記被係止部材と前記押圧部材とは、前記第１状態から前記第２状態に切り替わるとき、所定の距離にわたって軸方向に共に移動する、
   ラッチ機構。
2. 前記押圧部材は、複数の前記当接面の間に形成され、前記軸方向突起の前記先端面が接触する受け面を有し、
   前記被係止部材は、前記第１状態から前記第２状態に切り替わるとき、前記先端面が前記受け面に接触して軸方向に移動する、
   請求項１に記載のラッチ機構。
3. 前記周方向に対する前記受け面の傾斜角度は、前記周方向に対する前記係止突起における前記当接面の傾斜角度よりも小さい、
   請求項２に記載のラッチ機構。
4. 前記被係止部材は、前記軸方向突起の間に前記押圧部材の前記当接面に当接する壁部を有し、前記第１状態から前記第２状態に切り替わるとき、前記壁部が前記押圧部材の前記当接面に当接して軸方向に移動する、
   請求項１に記載のラッチ機構。
5. 前記壁部は、前記押圧部材の前記当接面との対向位置に、前記軸方向突起よりも小さい突出量を以って前記基部から軸方向に突出して形成され、前記係止突起との対向位置には形成されていない、
   請求項４に記載のラッチ機構。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のラッチ機構、及び同軸上で相対回転可能に配置された第１回転部材及び第２回転部材を備え、前記ラッチ機構の作動によって前記第１回転部材と前記第２回転部材とが駆動力伝達可能に連結される駆動力伝達装置であって、
   前記第２回転部材に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結され、前記第１回転部材に形成された第１噛合部に噛み合う第２噛合部を有する噛み合い部材を備え、
   前記噛み合い部材が前記ラッチ機構の前記被係止部材によって前記第２回転部材に対して軸方向に移動し、前記第２噛合部が前記第１噛合部に噛み合うことで、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが連結される
   駆動力伝達装置。

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