JP6384123B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転部材間で駆動力を伝達する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替可能な円筒ラッチ機構を用いることが記載されている。

国際公開ＷＯ２００５／１０６２７２号公報

近年の車両の高性能化により、車室内の静粛性が高まり、駆動力伝達装置の作動音が運転者等の使用者に聴取されやすくなっている。この傾向は、例えば電動モータを駆動源として有する車両に顕著である。乗員は、この作動音を異音や騒音としてとらえ、不安感や不快感を感じることがある。そのため、駆動力伝達装置には、さらなる静粛性が求められている。

しかし、特許文献１に記載の円筒ラッチ機構を用いた場合には、その作動時に第２の内筒の移動ピンと外筒の位置決め溝の底面との衝突による衝突音が発生し、この衝突音が使用者に聴取される場合がある。

そこで、本発明は、作動音を抑制することができる駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、第１回転部材及び第２回転部材と、軸方向移動によって前記第１回転部材と前記第２回転部材とを連結状態及び非連結状態に切替可能な切替部材と、複数の被係止部が周方向に沿って階段状に形成され、前記切替部材と共に軸方向に移動する円筒状のピストン部材と、前記ピストン部材の前記被係止部と軸方向に対向して配置され、前記ピストン部材を軸方向に押圧する第１位置、及び前記ピストン部材を押圧しない第２位置との間で進退移動する押圧部材と、前記ピストン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、前記複数の被係止部のうち何れかの被係止部を係止する係止部材とを備え、前記ピストン部材の前記被係止部には、前記ピストン部材の周方向に対して傾斜した傾斜面、及び前記係止部材と周方向に当接する当接面が形成され、前記押圧部材は、前記第１位置への移動によって前記被係止部の前記傾斜面を押圧し、前記ピストン部材を所定量回転させて隣り合う他の前記被係止部の前記傾斜面を前記係止部材に向かい合わせ、前記係止部材は、前記押圧部材が前記第２位置に戻ることで前記隣り合う他の前記被係止部の前記傾斜面を摺動して前記当接面に当接し、前記ピストン部材は、前記係止部材が前記当接面に当接する際の衝撃を緩和する衝撃緩和手段を有する、駆動力伝達装置を提供する。

本発明によれば、駆動力伝達装置の作動音を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の断面図である。 アーマチャを示す斜視図である。 第２ハウジング部材に設けられた複数の係止部材を示す斜視図である。 ピストン部材を示し、（ａ）はピストン部材の平面図、（ｂ）はピストン部材の一部を示す斜視図である。 ピストン部材を径方向の外側から見た状態を示す拡大図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ピストン部材及びアーマチャの動作を係止部材と共に説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は、駆動力伝達装置が非連結状態から連結状態に移行する際のピストン部材及びアーマチャの動作を係止部材と共に説明するための模式図である。 第２の実施の形態に係るピストン部材の一部を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係るピストン部材を径方向の外側から見たときの要部拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第３の実施の形態に係るピストン部材の衝撃緩和手段を説明するためのピストン部材及び係止部材の模式図である。

［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駆動力伝達装置の断面図である。この駆動力伝達装置は、例えば車両の走行のため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。

（駆動力伝達装置１の構成）
この駆動力伝達装置１は、互いに相対回転可能にハウジング１０に支持された第１回転部材１１及び第２回転部材１２を備え、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した連結状態と、第１回転部材１１と第２回転部材１２との間の駆動力伝達が遮断された非連結状態とを切替可能である。図１では、回転軸線Ｏよりも上側に連結状態を示し、回転軸線Ｏよりも下側に非連結状態を示している。

ハウジング１０は、第１ハウジング部材１０１と第２ハウジング部材１０２とからなり、第１ハウジング部材１０１及び第２ハウジング部材１０２がボルト１０３によって結合されている。

第１回転部材１１は、ハウジング１０に玉軸受１０４によって回転可能に支持された軸部１１０と、軸部１１０における第２ハウジング部材１０２側の端部に設けられた筒部１１１とを一体に有している。筒部１１１は、内部に収容空間１１ａが形成された円筒状であり、その外径は軸部１１０よりも大きく形成されている。収容空間１１ａは、軸部１１０と反対側の端部において開口している。

収容空間１１ａには、円筒状の第２回転部材１２の一端部が収容されている。第２回転部材１２は、その内部に挿通されるシャフト１００とスプライン嵌合し、シャフト１００と一体に回転する。第２回転部材１２は、第２回転部材１２の外周面と筒部１１１の収容空間１１ａにおける内周面との間に配置された玉軸受１１２によって第１回転部材１１と相対回転可能に支持されている。また、第２回転部材１２における筒部１１１とは反対側の端部の外周面とハウジング１０の内面との間には、玉軸受１０５が配置されている。

第２回転部材１２の外周面には、複数のスプライン突起１２ａが形成されている。第２回転部材１２には、軸方向移動によって第１回転部材１１と第２回転部材１２とを連結状態及び非連結状態に切替可能な切替部材として、筒状の噛み合い部材１３が外嵌されている。また、第２回転部材１２のスプライン突起１２ａには、噛み合い部材１３の内周面に形成されたスプライン突起１３ａが係合している。これにより、噛み合い部材１３は第２回転部材１２に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。

噛み合い部材１３には、複数の軸方向穴１３ｃが形成され、この軸方向穴１３ｃに付勢部材１３１の一端部が収容されている。付勢部材１３１の他端部は、第２回転部材１２のスプライン突起１２ａに係合して玉軸受１１２によって軸方向移動が規制された受け部材１３２に当接している。本実施の形態では、付勢部材１３１がコイルバネからなり、噛み合い部材１３を受け部材１３２から離間する方向に付勢している。ただし、付勢部材１３１としては、コイルバネに限らず、例えば複数の皿バネの組み合わせによって構成してもよく、ゴム等の弾性体であってもよい。

噛み合い部材１３の外周には、複数のスプライン歯１３ｂが形成されている。また、第１回転部材１１における筒部１１１の内周には、複数のスプライン歯１１１ａが形成されている。噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂと第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａとは、噛み合い部材１３が受け部材１３２から離間した位置で噛み合い、噛み合い部材１３が受け部材１３２から接近した位置では噛み合いが解除される。図１では、回転軸線Ｏよりも上側に噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂと第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａとが噛み合った状態を示し、回転軸線Ｏよりも下側に噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂと第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａとの噛み合いが解除された状態を示している。

噛み合い部材１３の軸方向移動によって、スプライン歯１３ｂが第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａに噛み合うと、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが噛み合い部材１３を介してトルク伝達可能に連結される。一方、噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂと第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａとの噛み合いが解除されると、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが相対回転可能な状態となり、第１回転部材１１と第２回転部材１２との間のトルク伝達が遮断される。

第１回転部材１１における筒部１１１の外周には、環状の第１摩擦部材１４が外嵌されている。第１摩擦部材１４は、円盤状の本体部１４１と、本体部１４１の外周側の端部から軸方向に突出した鍔部１４２とを一体に有している。本体部１４１は、その内周端部が筒部１１１の外周面に形成された複数のスプライン突起１１１ｂに係合している。これにより、第１摩擦部材１４は、第１回転部材１１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。鍔部１４２の内周面１４２ａは、その軸方向の先端部ほど内径が拡大するテーパ状である。

第１摩擦部材１４は、弾性部材１５１によって第１回転部材１１の軸部１１０とは反対側に付勢され、かつ筒部１１１に形成された段部に当接することで筒部１１１の先端部側への軸方向移動が規制されている。弾性部材１５１は、複数の皿バネ１５１ａを軸方向に並べることにより構成され、第１摩擦部材１４と筒部１１１に固定された環状体１５２との間に軸方向に圧縮された状態で配置されている。

第１摩擦部材１４は、第２回転部材１２に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置された第２摩擦部材１６と摩擦摺動し、第１回転部材１１と第２回転部材１２との間で回転力を伝達する。

第２摩擦部材１６は、円盤状の本体部１６１と、本体部１６１の外周側の端部から軸方向に突出した鍔部１６２とを一体に有している。本体部１６１は、その内周端部が第２回転部材１２の外周面に形成された複数のスプライン突起１２ａに係合している。これにより、第２摩擦部材１６は、第２回転部材１２に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。鍔部１６２の外周面１６２ａは、その軸方向の先端部ほど外径が縮小するテーパ状である。

第２摩擦部材１６は、本体部１６１の側面が噛み合い部材１３に接触し、噛み合い部材１３と共に軸方向に移動する。第２摩擦部材１６が第１摩擦部材１４側に移動すると、鍔部１６２の外周面１６２ａが第１摩擦部材１４の鍔部１４２の内周面１４２ａに面接触する。この際、第１摩擦部材１４を第２摩擦部材１６側に付勢している弾性部材１５１が圧縮され、弾性部材１５の復元力によって第１摩擦部材１４が第２摩擦部材１６側に押し付けられる。これにより、第１摩擦部材１４の鍔部１４２の内周面１４２ａと第２摩擦部材１６の鍔部１６２の外周面１６２ａとが摩擦接触する。

噛み合い部材１３及び第２摩擦部材１６は、後述する電磁コイル３１、アーマチャ４、及びピストン部材５の動作によって軸方向に移動する。電磁コイル３１は、図略のコントローラからコイル電流が供給されて磁力を発生させる。アーマチャ４は、電磁コイル３１の通電時に磁力によって電磁コイル３１側へ引き寄せられる。電磁コイル３１は、環状のヨーク３０に保持されている。ヨーク３０とアーマチャ４との間には、アーマチャ４を電磁コイル３１から離間させる方向に付勢する皿バネ３２が配置されている。

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４０と、貫通孔４ａの内周面から本体４０の中心に向かって突出する複数（本実施の形態では６つ）の押圧突起４１とを一体に有している。本体４０には、貫通孔４ａの周囲に複数のピン３３（図１に示す）を挿通させるピン挿通孔４ｂが４箇所に形成されている。押圧突起４１は、後述するピストン部材５の第１乃至第６の被係止部５１〜５６における傾斜面５１ａ〜５６ａに対向する対向面４１ａが、本体４０の厚さ方向（回転軸線Ｏに平行な方向）に対して傾斜した傾斜面として形成されている。

アーマチャ４は、皿バネ３２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３１が非通電であるときには、皿バネ３２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３１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３３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ている。したがって、アーマチャ４は、ヨーク３０側の位置と、第２ハウジング部材１０２の受け部１０２ｃに当接した位置との間を、複数のピン３３に案内されて移動する。

アーマチャ４は、その押圧突起４１がピストン部材５の複数の被係止部と軸方向に対向して配置され、ピストン部材５を軸方向に押圧する位置（以下、この位置を「第１位置」という）、及びピストン部材５を押圧しない位置（以下、この位置を「第２位置」という）との間で進退移動する。本実施の形態では、電磁コイル３１への通電によりアーマチャ４がヨーク３０側の第１位置に移動し、電磁コイル３１への通電を遮断することで、アーマチャ４が第２ハウジング部材１０２の受け部１０２ｃに当接した第２位置に移動する。係止部材１９は、複数の被係止部のうち、何れか１つの被係止部を係止する。

ピストン部材５は、その全体が合成樹脂からなり、図１に示すように、第２回転部材１２に外嵌されている。このピストン部材５の材料となる合成樹脂としては、具体的にはポリアセタールやポリアミド等が挙げられる。

また、ピストン部材５は、第２回転部材１２に隙間嵌めされ、第２回転部材１２に対して軸方向移動可能かつ相対回転可能である。第２摩擦部材１６とピストン部材５との間には、転がり軸受６が配置されている。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。

第２摩擦部材１６及び噛み合い部材１３は、付勢部材１３１の付勢力によってピストン部材５側に押し付けられている。これにより、ピストン部材５は、第２摩擦部材１６及び噛み合い部材１３と共に軸方向に移動する。

ピストン部材５は、付勢部材１３１による押圧力を噛み合い部材１３及び第２摩擦部材１６から転がり軸受６を介して複数の係止部材１９側への軸方向の付勢力として受ける。すなわち、付勢部材１３１は、ピストン部材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。本実施の形態では、複数の係止部材１９が第２ハウジング部材１０２に一体に設けられているが、複数の係止部材１９は第２ハウジング部材１０２と別体でもよい。

ピストン部材５は、アーマチャ４の軸方向移動に応動し、噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂと第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａとの噛合いが解除される方向に、噛み合い部材１３を回転軸線Ｏに沿って軸方向に押圧する。

図３は、第２ハウジング部材１０２に設けられた複数の係止部材１９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、複数の係止部材１９は、貫通孔１０２ｄの内周面から第１回転部材１１側に向かって突出し、かつ回転軸線Ｏに沿ってピストン部材５側に突出している。係止部材１９は、ピストン部材５の複数の被係止部５１〜５６のうち何れかの被係止部を係止する。複数の係止部材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の押圧突起４１の個数と同じである。係止部材１９は、アーマチャ４の押圧突起４１における対向面４１ａと同様に、後述するピストン部材５の被係止部５１〜５６における傾斜面５１ａ〜５６ａに対向する先端面１９ａが、回転軸線Ｏに平行な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、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４は、ピストン部材５を示し、（ａ）はピストン部材５を回転軸線Ｏに沿って複数の係止部材１９側から見た平面図、（ｂ）はピストン部材５の一部を示す斜視図である。図５は、図４に示すピストン部材の第１の被係止部及びその周辺部を径方向の外側から見た状態を示す拡大図である。

ピストン部材５には、軸方向の異なる位置で係止部材１９に係止される複数の被係止部が周方向に沿って階段状に形成されている。本実施の形態では、この複数の被係止部が第１乃至第６の被係止部５１〜５６からなる。これら第１乃至第６の被係止部５１〜５６は、転がり軸受６が当接する基端面５ａとは反対側の端部に、周方向に沿って６組形成されている。基端面５ａは、ピストン部材５の軸方向に直交する環状の平坦面である。

ピストン部材５には、基端面５ａからの距離が互いに異なる６つの被係止部（第１乃至第６の被係止部５１〜５６）、及び第６の被係止部５６に周方向に隣接する壁部５７が形成されている。本実施の形態では、ピストン部材５に６組の第１乃至第６の被係止部５１〜５６及び壁部５７が形成されている。

第１の被係止部５１には、ピストン部材５の周方向に対して傾斜した傾斜面５１ａと、係止部材１９と周方向に当接する当接面５１ｂとが形成されている。以下同様に、第２乃至第６の被係止部５２〜５６には、ピストン部材５の周方向に対して傾斜した傾斜面５２ａ〜５６ａと、係止部材１９と周方向に当接する当接面５２ｂ〜５６ｂとがそれぞれ形成されている。

傾斜面５１ａ〜５６ａは、係止部材１９の先端面１９ａ及びピストン部材４の押圧突起４１の対向面４１ａに対向する面である。当接面５１ｂ〜５６ｂは、ピストン部材５の軸方向に平行な面であり、係止部材１９の周方向における側面１９ｂ（図５参照）と当接する面である。この側面１９ｂは、係止部材１９の先端面１９ａとのなす角が鋭角である。

ピストン部材５は、後述するアーマチャ４及び係止部材１９の動作によって、係止部材１９に対して図５に示す矢印方向に回転する。このため、係止部材１９は、先端面１９ａがピストン部材５の傾斜面５１ａとが摺動した後、側面１９ｂが当接面５１ｂに当接する。ピストン部材５の第１の被係止部５１は、この当接の際に生じる衝撃を緩和する衝撃緩和手段を有している。

本実施の形態では、この衝撃緩和手段が、ピストン部材５の第１の被係止部５１における傾斜面５１ａに形成した粗面部５１ｃによって係止部材１９との間に摩擦抵抗力を発生させ、この摩擦抵抗力によって係止部材１９が当接面５１ｂに当接する直前にピストン部材５と係止部材１９との相対速度を減速する手段である。粗面部５１ｃは、粗面部５１ｃが形成された部分以外の傾斜面５１ａよりも面粗度が高く、本実施の形態では、ピストン部材５の径方向に延びる複数の凹凸によって粗面部５１ｃが形成されている。

また、粗面部５１ｃは、ピストン部材５の周方向における傾斜面５１ａの中央部よりも当接面５１ｂ側に形成されていることが望ましく、本実施の形態では、粗面部５１ｃが当接面５１ｂの近傍に形成されている。

なお、本実施の形態では、第１乃至第６の被係止部５１〜５６のうち、第１の被係止部５１の傾斜面５１ａにのみに粗面部５１ｃが形成されているが、これに限らず、第２乃至第６の被係止部５２〜５６の傾斜面５２ａ〜５６ａのそれぞれに粗面部を形成してもよい。また、本実施の形態では粗面部５１ｃがピストン部材５の第１の被係止部５１における径方向の全体に亘って形成されているが、係止部材１９の先端面１９ａが摺動する径方向内側の一部に粗面部５１ｃが形成されていてもよい。

第１乃至第６の被係止部５１〜５６におけるピストン部材５の傾斜面５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａは、壁部５７に近い側ほど基端面５ａとの軸方向距離が短くなるように傾斜している。また、第１の被係止部５１の傾斜面５１ａは、径方向外側から見た場合に傾斜面が円弧状の面であり、第１乃至第６の被係止部の傾斜面５１ａ〜５６ａのうち、ピストン部材５１の周方向における長さが最も長い。

壁部５７は、その軸方向の端面５７ａが傾斜面５１ａ〜５６ａと同方向に傾斜している。また、壁部５７は、周方向における一方の側面が第６の被係止部５６の当接面５６ｂである。

第１乃至第６の被係止部５１〜５６の傾斜面５１ａ〜５６ａには、アーマチャ４の押圧突起４１における対向面４１ａ及び係止部材１９の先端面１９ａが当接する。アーマチャ４の対向面４１ａは、傾斜面５１ａ〜５６ａのピストン部材５の径方向外側の部分に当接し、係止部材１９の先端面１９ａは、傾斜面５１ａ〜５６ａのピストン部材５の径方向内側の部分に当接する。ピストン部材５は、付勢部材１３１により、傾斜面５１ａ〜５６ａがアーマチャ４の押圧突起４１及び係止部材１９に押し付けられる軸方向の付勢力を受ける。アーマチャ４は、電磁コイル３１への通電による第１位置への移動によって、第１乃至第６の被係止部５１〜５６の傾斜面５１ａ〜５６ａを押圧する。

係止部材１９が第１の被係止部５１を係止するとき、係止部材１９の先端面１９ａと基端面５ａとの間隔は最も短くなる。また、係止部材１９が第６の被係止部５６を係止するとき、係止部材１９の先端面１９ａと基端面５ａとの間隔は最も長くなる。

係止部材１９が第１の被係止部５１を係止するとき、図１において回転軸線Ｏよりも上に示すように噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂが第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａに完全に噛み合った状態となる。そして、係止部材１９が第２の被係止部５２を係止した状態では、噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂが第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａの一部に噛み合った状態となる。

係止部材１９が第３乃至第６の被係止部５３〜５６を係止するときは、噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂと第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａとの噛み合いが解除された状態となる。また、係止部材１９が第６の被係止部５６を係止するとき、図１において回転軸線Ｏよりも下側に示すように、第２摩擦部材１６の外周面１６２ａが第１摩擦部材１４の内周面１４２ａに押し付けられて摩擦摺動する状態となる。

図６（ａ）〜（ｄ）は、ピストン部材５及びアーマチャ４の動作を係止部材１９と共に説明するために示すピストン部材５、アーマチャ４、及び係止部材１９を径方向の外側から見た状態を示す模式図である。

図６（ａ）は、係止部材１９が第１の被係止部５１を係止し、アーマチャ４が第２位置にある第１状態を示している。この第１状態では、付勢部材１３１の付勢力により第１の被係止部５１の傾斜面５１ａが係止部材１９の先端面１９ａに押し付けられ、かつアーマチャ４の押圧突起４１における対向面４１ａに対向する。また、係止部材１９の側面１９ｂは第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接し、アーマチャ４の押圧突起４１は当接面５１ｂからピストン部材５の周方向に離間した位置で傾斜面５１ａに対向する。第１の被係止部５１の当接面５１ｂは、第１の被係止部５１と第２の被係止部５２との間に形成された段差面であり、ピストン部材５の軸方向に平行な平坦な面である。第１の被係止部５１において、傾斜面５１ａと当接面５１ｂとがなす角は鋭角である。

図６（ｂ）は、電磁コイル３に通電され、図６（ａ）に示す第１状態からアーマチャ４が第１位置に移動した第２状態を示している。アーマチャ４は、第１状態から第２状態に移行する過程で押圧突起４１がピストン部材５の傾斜面５１ａを押圧し、ピストン部材５を噛み合い部材１３側に軸方向移動させる。また、この第２状態では、係止部材１９の側面１９ｂが第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接した状態が解除され、ピストン部材５は、第１の被係止部５１の傾斜面５１ａとアーマチャ４の押圧突起４１の対向面４１ａとの摺動により、第１所定角度だけ矢印Ｘ方向に回転する。

このピストン部材５の回転により、第１の被係止部５１の当接面５１ｂがアーマチャ４の押圧突起４１の側面４１ｂに当接すると共に、第２の被係止部５２の傾斜面５２ａが係止部材１９の先端面１９ａに軸方向に向かい合う。つまり、アーマチャ４は、第１位置への移動によって第１の被係止部５１の傾斜面５１ａを押圧し、ピストン部材５を所定量回転させて隣り合う第２の被係止部５２の傾斜面５２ａを係止部材１９に向かい合わせる。

このように、アーマチャ４は、第２位置から第１位置への軸方向移動によってピストン部材５を噛み合い部材１３側に押し込む押し込み動作を行うことにより、ピストン部材５を噛み合い部材１３側に移動させると共に、ピストン部材５を第１所定角度だけ回転させる。この第１所定角度は、図６（ａ）に示すアーマチャ４の押圧突起４１と第１の被係止部５１の当接面５１ｂとの間の隙間の距離ｄ_１に対応した角度である。

図６（ｃ）は、電磁コイル３への通電が遮断され、アーマチャ４が第１位置から第２位置に戻る途中の第３状態を示している。この第３状態では、係止部材１９の先端面１９ａと第２の被係止部５２の傾斜面５２ａとが当接し、アーマチャ４の押圧突起４１の側面４１ｂが第１の被係止部５１の当接面５１ｂを摺動する。この際、ピストン部材５には、矢印Ｘ方向への回転力が作用するが、矢印Ｘ方向への回転は、アーマチャ４の押圧突起４１の側面４１ｂと第１の被係止部５１の当接面５１ｂとの当接により規制されている。

図６（ｄ）は、アーマチャ４が第２位置に戻り、ピストン部材５が係止部材１９の側面１９ｂに第２の被係止部５２の当接面５２ｂが当接するまで矢印Ｘ方向に回転した第４状態を示している。この第４状態では、付勢部材１３１の付勢力を受けたピストン部材５の第２の被係止部５２の傾斜面５２ａと係止部材１９の先端面１９ａとの摺動により、ピストン部材５が係止部材１９に対して第２所定角度回転する。これにより、係止部材１９が第２の被係止部５２を係止する。この第２所定角度は、図６（ｃ）に示す第３状態における第２の被係止部５２の当接面５２ｂと係止部材１９との間の距離ｄ_２に対応した角度である。つまり、アーマチャ４が第１位置から第２位置に戻ることで、ピストン部材５が第２所定角度さらに回転し、係止部材１９が第２の被係止部５２の傾斜面５２ａを摺動して第２の被係止部５２の当接面５２ａに当接する。これにより、係止部材１９が第１の被係止部５１に隣り合う第２の被係止部５２を係止する。

ピストン部材５は、アーマチャ４が第１位置と第２位置との間を複数回往復することにより、付勢部材１３１の付勢力に抗して噛み合い部材１３及び摩擦部材１６を軸方向に移動させる。本実施の形態では、ピストン部材５が階段状に形成された６つの被係止部（第１乃至第６の被係止部５１〜５６）を有するので、電磁コイル３への通電開始及び通電遮断が５回繰り返し行われ、アーマチャ４が第１位置と第２位置との間を５往復することにより、係止部材１９が第１の被係止部５１を係止する位置から第６の被係止部５６を係止する位置までピストン部材５が回転する。

図６（ａ）に示すように、基端面５ａから第１の被係止部５１の傾斜面５１ａまでの距離をｄ_３とし、基端面５ａから第６の被係止部５６の傾斜面５６ａまでの距離をｄ_４とすると、距離ｄ_４は距離ｄ_３よりも長く、ピストン部材５は、この距離ｄ_４と距離をｄ_３との差に応じた範囲で軸方向に進退移動する。

係止部材１９が第６の被係止部５６を係止し、アーマチャ４が第１位置にあるとき、第２摩擦部材１６の鍔部１６２の外周面１６２ａは、第１摩擦部材１４の鍔部１４２の内周面１４２ａに軸方向に押し付けられた状態となる。この場合、弾性部材１５１が軸方向に圧縮され、第１摩擦部材１４の内周面１４２ａと第２摩擦部材１６の外周面１６２ａとが、弾性部材１５１の復元力によって圧接される。これにより、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが回転速度差をもって相対回転している場合には、第１回転部材１１の回転数と第２回転部材１２の回転数との差が、第１摩擦部材１４の内周面１４２ａと第２摩擦部材１６の外周面１６２ａとの間の摩擦力（摩擦トルク）によって徐々に小さくなる。そして、この摩擦力により、第１回転部材１１の回転と第２回転部材１２の回転とが同期する。

図７は、係止部材１９が第６の被係止部５６を係止する状態から第１の被係止部５１に移行する状態となり、噛み合い部材１３がピストン部材５と共に軸方向に移動して、駆動力伝達装置１が非連結状態から連結状態に移行する際の動作を説明する模式図である。

図７（ａ）は、係止部材１９が第６の被係止部５６を係止し、アーマチャ４が第２位置にある状態を示している。この状態では、係止部材１９が第６の被係止部５６の傾斜面５６ａ及び当接面５６ｂに当接する。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態からアーマチャ４が第１位置に移動した状態を示している。アーマチャ４は、第２位置から第１位置に移動する過程で、押圧突起４１が押し込み動作によってピストン部材５を噛み合い部材１３側に押圧して移動させる。この際、ピストン部材５の軸方向移動に伴う押圧力によって第２摩擦部材１６も軸方向に移動するため、弾性部材１５１がさらに圧縮される。また、この押し込み動作によって係止部材１９が第６の被係止部の当接面５６ｂに当接した状態が解除されることにより、ピストン部材５が矢印Ｘ方向に第１所定角度だけ回転する。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す状態からアーマチャ４が第２位置に戻る途中の状態を示している。この状態では、係止部材１９の先端面１９ａが壁部５７の軸方向の端面５７ａに当接し、ピストン部材５には、矢印Ｘ方向への回転力が作用するが、矢印Ｘ方向へのピストン部材５の回転は、アーマチャ４と壁部５７との当接により規制されている。

図７（ｄ）は、アーマチャ４が第２位置に戻り、係止部材１９が第１の被係止部５１を係止するまで矢印Ｘ方向に回転した状態を示している。この状態において、係止部材１９の先端面１９ａと第１の被係止部５１の傾斜面５１ａとが摺動し、係止部材１９の側面１９ｂと第１の被係止部５１における当接面５１ｂとが当接することによって、ピストン部材５の第１の被係止部５１が係止部材１９によって係止される。

ここで、係止部材１９の先端面１９ａが粗面部５１ｃを摺動する際に、粗面部５１ｃにおける摩擦抵抗に応じた摩擦力によって、ピストン部材５の回転が減速される。これにより、係止部材１９の側面１９ｂと第１の被係止部５１の当接面５１ｂが衝突する際の相対速度が減ぜられる結果、この衝突による衝撃が緩和される。すなわち、係止部材１９がピストン部材５の当接面５１ｂに衝突することに起因する作動音を抑制することができる。

また、図７（ｃ）に示す状態から図７（ｄ）に示す状態まで移行する過程で、ピストン部材５は距離ｄ_３と距離をｄ_４との差に応じた範囲の全体に亘って軸方向に大きく変位し、噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂが第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａに噛み合う。

このように、アーマチャ４が磁力によって軸方向移動する方向と反対側にピストン部材５が軸方向移動したときに、付勢部材１３１の付勢力によって噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂが第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａに噛み合う。より具体的には、噛み合い部材１３は、係止部材１９が第１乃至第６の被係止部５１〜５６のうち、噛み合い部材１３から最も遠い位置に形成された第６の被係止部５６との係止が解除されて噛み合い部材１３に最も近い位置に形成された第１の被係止部５１を係止するとき、付勢部材１３１の付勢力によって噛み合い部材１３のスプライン歯１３ｂが第１回転部材１１のスプライン歯１１１ａに噛み合い、第１回転部材１１と第２回転部材１２とがトルク伝達可能に連結された連結状態となる。すなわち、噛み合い部材１３は、第１乃至第６の被係止部５１〜５６のうち最も噛み合い部材１３側に形成された第１の被係止部５１が係止部材１９に係止される際に第１回転部材１１と第２回転部材１２とを連結状態とする。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した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）ピストン部材５の第１の被係止部５１は、衝撃緩和手段として第１の被係止部５１の傾斜面５１ａに粗面部５１ｃを有しているので、係止部材１９がピストン部材５の当接面５１ｂに衝突する際のピストン部材５の回転を減速することができ、この衝突の際の衝突を緩和することができる。これにより、噛み合い部材１３によって第１回転部材１１と第２回転部材１２とを連結する際の作動音を抑制することができる。

（２）粗面部５１ｃは、傾斜面５１ａの一部（当接面５１ｂ側の一部）のみに形成されているので、応答性の低下を抑制しつつ、作動音を効果的に抑制することができる。つまり、例えば傾斜面５１ａの周方向の全域に亘って凹凸（粗面）が形成された場合は、係止部材１９が第１の被係止部５１の傾斜面５１ａを摺動する際のピストン部材５の回転が過度に減速される結果、駆動力伝達装置１の非連結状態から連結状態への切替応答性が低下するが、本実施の形態によれば、粗面部５１ｃが傾斜面５１ａにおける当接面５１ｂ側の一部のみに形成されているので、係止部材１９が当接面５１ｂに当接する直前にピストン部材５と係止部材１９との相対速度が減速され、切替応答性の低下を抑制しつつ、（１）に述べた効果を得ることができる。

（３）ピストン部材５は、合成樹脂からなるので、ピストン部材５が例えば鉄系金属からなる場合に比較してその質量が小さく、係止部材１９に対して回転する際の慣性モーメントが小さいため、より確実に噛み合い部材１３によって第１回転部材１１と第２回転部材１２とを連結する際の作動音を抑制することができる。

[第２の実施の形態]
次に、第２の実施の形態について、図８及び図９を参照して説明する。図８は、第２の実施の形態に係るピストン部材５の一部を示す斜視図である。図９は、図８のピストン部材５の第１の被係止部５１を径方向外側から見た状態を示す拡大図である。

また、第２の実施の形態において、第１の実施の形態について説明したものと共通する機能を有する構成要素については、同一の又は対応する符号及び名称を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、係止部材１９が第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接する際の衝撃を緩和する衝撃緩和手段として、この衝撃を係止部材１９に接触する弾性部材５１０によって吸収する手段を有している。

本実施の形態では、弾性部材５１０が略直方形状の弾性体であり、ピストン部材５における第１の被係止部５１の当接面５１ｂに形成された凹部５１ｄに嵌着されている。ただし、弾性部材５１０は、係止部材１９が第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接する前に係止部材１９に接触するものであれば、その形状に限定はなく、例えば円柱状や板状等の様々な形状を採用することができる。また、弾性部材５１０が例えば接着剤によって固定されていてもよい。なお、図９では、凹部５１ｄ内における弾性部材５１０を破線で示している。

弾性部材５１０は、その一部が凹部５１ｄから外部に突出している。弾性部材５１０の材質としては、係止部材１９が第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接する際の衝撃を緩和することができる弾性を有していれば特に限定されるものではなく、例えば合成ゴムや板バネ等を用いることができる。本実施の形態では、弾性部材５１０として、ピストン部材５よりも弾性の高い樹脂部材を用いており、より具体的には、耐久性に優れたポリエステルエラストマーを弾性部材５１０として用いている。ポリエステルエラストマーは、機械的強度や弾性に優れており、熱変形温度や耐熱温度が高く、かつ成形性に富んでいる点で、弾性部材５１０の材料として好適である。

なお、本実施の形態では、弾性部材５１０がピストン部材５の径方向の内側の一部に設けられているが、これに限定するものではない。例えば、弾性部材５１０は、少なくとも係止部材１９の側面１９ｂと当接する部位に設けられていればよく、径方向の全体に亘って形成されていてもよい。

また、本実施の形態では、係止部材１９は、先端部分において当接面５１ｂ側に突出した突出部１９１を有する。これにより、例えば駆動力伝達装置１の長期間の使用によって弾性部材５１０が圧縮され、当接面５１ｂからの突出部分における厚みが薄くなった場合であっても、係止部材１９の突出部１９１において当接面５１ｂ対向する側面１９１ａが弾性部材５１０に接触するので、この突出部１９１の側面１９１ａに確実に弾性部材５１０を接触させることができる。

本実施の形態に係るピストン部材５を用いた駆動力伝達装置は、第１の実施の形態において図６及び図７を参照して説明したものと同様に動作する。そして、図７（ｃ）に示す状態から図７（ｄ）に示す状態まで移行する過程で、係止部材１９の先端面１９ａと傾斜面５１ａとが摺動し、係止部材１９における突出部１９１の側面１９１ａと弾性部材５１０とが当接する。弾性部材５１０は、その弾性によって係止部材１９がピストン部材５の当接面５１ｂに衝突する際の衝撃を吸収する。つまり、係止部材１９が当接面５１ｂに当接する直前にピストン部材５と係止部材１９との相対速度が減速され、噛み合い部材１３によって第１回転部材１１と第２回転部材１２とを連結する際の作動音を抑制することができる。

[第３の実施の形態]
次に第３の実施の形態について図１０を参照して説明する。図１０は、本実施の形態に係る衝撃緩和手段を説明するためのピストン部材５及び係止部材１９の模式図である。なお、図１０において、第１の実施の形態について説明したものと共通する機能を有する構成要素については、同一の又は対応する符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、係止部材１９が第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接する際の衝撃を緩和する衝撃緩和手段として、第１の被係止部５１における傾斜面５１ａをピストン部材５の周方向に対する傾斜角が異なる急斜面部５１１ａと緩斜面部５１２ａとによって構成し、急斜面部５１１ａを壁部５７側に、緩斜面部５１２ａを当接面５１ｂ側に、それぞれ設けた構造を有している。ここで、急斜面部５１１ａの周方向に対する傾斜角θ_１は、緩斜面部５１２ａの周方向に対する傾斜角θ_２よりも大きい（θ_１＞θ_２）。また、本実施の形態では、緩斜面部５１２ａの傾斜角θ_２と、係止部材１９の先端面１９ａがピストン部材５の周方向に対して傾斜した角度とが等しく、係止部材１９の先端面１９ａは、緩斜面部５１２ａに面接触する。

本実施の形態に係るピストン部材５を用いた駆動力伝達装置は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において図６及び図７を参照して説明したものと同様に動作する。そして、係止部材１９がピストン部材５の第６の被係止部５６を係止した状態から第１の被係止部５１を係止する状態に移行する過程で、係止部材１９の先端面１９ａが傾斜面５１ａの急斜面部５１１ａを摺動し、その後さらに緩斜面部５１２ａを摺動して当接面５１ｂに当接する。

図１０（ａ）は、係止部材１９が急斜面部５１１ａを摺動している状態を示す。この状態では、ピストン部材５が付勢部材１３１から受ける付勢力をＦとした場合、ピストン部材５は、Ｆ×ｓｉｎθ_１の回転方向（図示矢印方向）の力を係止部材１９から受ける。

図１０（ｂ）は、係止部材１９が緩斜面部５１２ａを摺動している状態を示す。この状態では、ピストン部材５は、Ｆ×ｓｉｎθ_２の回転方向（図示矢印方向）の力を係止部材１９から受けるが、θ_１＞θ_２の関係により、ピストン部材５が受ける回転力は、係止部材１９が急斜面部５１１ａを摺動する際よりも小さくなる。

また、係止部材１９の先端面１９ａが緩斜面部５１２ａに面接触するので、係止部材１９の先端面１９ａと緩斜面部５１２ａとの間に発生する摩擦力により、ピストン部材５が回転抵抗力を受ける。また、この摩擦力は、係止部材１９がピストン部材５から受ける荷重によって大きくなるが、本実施の形態では、係止部材１９の先端面１９ａが緩斜面部５１２ａに接触（衝突）する際にこの荷重が一時的に大きくなり、その際の摩擦力によってピストン部材５が大きく減速される。

そして、係止部材１９は、その側面１９ｂが第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接するまで緩斜面部５１２ａを摺動する。

したがって、本実施の形態によれば、傾斜角度が急斜面部５１１ａよりも小さい緩斜面部５１２ａが当接面５１ｂに設けられているので、第１の被係止部５１の傾斜面５１ａが例えば急斜面部５１１ａのみからなる場合（傾斜面５１ａの全体が傾斜角θ_１で周方向に対して傾斜した場合）に比較して、係止部材１９が第１の被係止部５１の当接面５１ｂに当接する際のピストン部材５と係止部材１９との相対回転速度が低くなる。これにより、第１回転部材１１と第２回転部材１２とを連結する際の作動音を抑制することができる。

また、例えば第１の被係止部５１の傾斜面５１ａが緩斜面部５１２ａのみからなる場合（傾斜面５１ａの全体が傾斜角θ_２で周方向に対して傾斜した場合）に比較すると、係止部材１９が傾斜面５１ａを摺動する距離を短くすることができ、かつ係止部材１９が急斜面部５１１ａを摺動する際にはピストン部材５が比較的高速で軸方向に移動するので、係止部材１９がピストン部材５の第６の被係止部５６を係止した状態から第１の被係止部５１を係止する状態に移行するまでの時間が短縮される。すなわち、係止部材１９が当接面５１ｂに当接する直前にピストン部材５と係止部材１９との相対速度が減速されるので、応答性の低下を抑制しつつ、作動音を効果的に抑制することができる。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の傾斜面５１ａのように、傾斜角が傾斜面５１ａの当接面５１ｂ側ほど漸次小さくなるように除変する場合も上記と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明を第１乃至第３の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、上記各実施の形態では、第１乃至第６の被係止部５１〜５６のうち、第１の被係止部５１のみに衝撃緩和手段を設けた場合について説明したが、これに限らず、第２乃至第６の被係止部５２〜５６の一部又は全部に衝撃緩和手段を設けてもよい。

また、第１乃至第３の実施の形態に示したそれぞれの衝撃緩和手段を組み合わせて実施してもよい。例えば、傾斜面５１ａに粗面部５１ｃを形成すると共に弾性部材５１０を設けてもよい。さらには、粗面部５１ｃ及び／又は弾性部材５１０に加え、傾斜面５１ａを急斜面部５１１ａ及び緩斜面部５１２ａから構成してもよい。

また、ピストン部材５を合成樹脂によって形成することにより、作動音の抑制効果を高めることができるが、第１乃至第３の実施の形態に示した何れかの衝撃緩和手段によって十分に作動音を抑制できる場合には、ピストン部材５を鉄等からなる金属製としてもよい。この場合、ピストン部材５が合成樹脂製である場合に比較して、耐久性を高めることができる。

またさらに、上記各実施の形態では、ピストン部材５に６組の第１乃至第６の被係止部５１〜５６が形成された場合について説明したが、第１乃至第６の被係止部５１〜５６の組数は６に限定されず、複数組形成されていればよい。また、１つの組における被係止部の数（階段の段数）についても限定はない。ただし、噛み合い部材１３及び第２摩擦部材１６の軸方向のストロークを確保するため、この段数は３以上であることが望ましい。

１…駆動力伝達装置、１０…ハウジング、１００…シャフト、１０２…ハウジング部材、１０２ｃ…受け部、１０２ｄ…貫通孔、１０３…ボルト、１０４，１０５…玉軸受、１１…第１回転部材、１１０…軸部、１１１…筒部、１１１ａ…スプライン歯、１１１ｂ…スプライン突起、１１２…玉軸受、１１ａ…収容空間、１２…第２回転部材、１２ａ…スプライン突起、１３…噛み合い部材、１３１…付勢部材、１３２…受け部材、１３ａ…スプライン突起、１３ｂ…スプライン歯、１３ｃ…軸方向穴、１４…第１摩擦部材、１４１…本体部、１４２…鍔部、１４２ａ…内周面、１５…弾性部材、１５１…弾性部材、１５１ａ…皿バネ、１５２…環状体、１６…第２摩擦部材、１６１…本体部、１６２…鍔部、１６２ａ…外周面、１９…係止部材、１９１…突出部、１９１ａ…側面、１９ａ…先端面、１９ｂ…側面、３０…ヨーク、３００…ピン、３１…電磁コイル、３２…皿バネ、３３…ピン、４…アーマチャ、４０…本体、４１…押圧突起、４１ａ…対向面、４１ｂ…側面、４ａ…貫通孔、４ｂ…ピン挿通孔、５…ピストン部材、５１〜５６…第１乃至第６の被係止部、５１１ａ…急斜面部、５１２ａ…緩斜面部、５１ａ〜５６ａ…傾斜面、５１ｂ〜５６ｂ…当接面、５１ｃ…粗面部、５１ｄ…緩衝部、５７…壁部、５７ａ…端面、５ａ…基端面、６…ころがり軸受

Claims (6)

1. 第１回転部材及び第２回転部材と、
   軸方向移動によって前記第１回転部材と前記第２回転部材とを連結状態及び非連結状態に切替可能な切替部材と、
   複数の被係止部が周方向に沿って階段状に形成され、前記切替部材と共に軸方向に移動する円筒状のピストン部材と、
   前記ピストン部材の前記被係止部と軸方向に対向して配置され、前記ピストン部材を軸方向に押圧する第１位置、及び前記ピストン部材を押圧しない第２位置との間で進退移動する押圧部材と、
   前記ピストン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、
   前記複数の被係止部のうち何れかの被係止部を係止する係止部材とを備え、
   前記ピストン部材の前記被係止部には、前記ピストン部材の周方向に対して傾斜した傾斜面、及び前記係止部材と周方向に当接する当接面が形成され、
   前記押圧部材は、前記第１位置への移動によって前記被係止部の前記傾斜面を押圧し、前記ピストン部材を所定量回転させて隣り合う他の前記被係止部の前記傾斜面を前記係止部材に向かい合わせ、
   前記係止部材は、前記押圧部材が前記第２位置に戻ることで前記隣り合う他の前記被係止部の前記傾斜面を摺動して前記当接面に当接し、
   前記ピストン部材は、前記係止部材が前記当接面に当接する際の衝撃を緩和する衝撃緩和手段を有する、
   駆動力伝達装置。
   
2. 前記衝撃緩和手段は、前記係止部材が前記当接面に当接する直前に前記ピストン部材と前記係止部材との相対速度を減速する手段である、
   請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記衝撃緩和手段は、前記衝撃を前記係止部材に接触する弾性部材によって吸収する手段である、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記弾性部材は、樹脂部材である、
   請求項３に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記衝撃緩和手段は、前記傾斜面を前記ピストン部材の周方向に対する傾斜角が異なる急斜面部と緩斜面部とによって構成し、前記緩斜面部を前記当接面側に設けた構造である、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
6. 前記衝撃緩和手段は、前記傾斜面に形成した粗面部によって前記係止部材との間に摩擦抵抗力を発生させ、前記摩擦抵抗力によって前記ピストン部材と前記係止部材との相対速度を減速する手段である、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。

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