JP6384124B2

JP6384124B2 - 駆動力伝達装置

Info

Publication number: JP6384124B2
Application number: JP2014109390A
Authority: JP
Inventors: 細川　隆司; 隆司細川; 則行藤井; 鈴木　邦彦; 邦彦鈴木; 宅野　博; 博宅野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: JP2015224703A; US9523395B2; US20150345566A1

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

しかし、特許文献１に記載のクラッチ装置では、第２の内筒の移動ピンが第１の内筒及び外筒の軸方向端面に形成された傾斜面を摺動するために、第２の内筒が第１の摩擦ディスク及び第２の摩擦ディスクからなるクラッチから軸方向の押し付け力を受けていなければならず、この押し付け力が作用しない場合には、ロック手段の動作が確実に行えない場合があった。

そこで、本発明は、回転部材間の連結状態と非連結状態との切り替えを確実に行う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、上記課題を解決するため、互いに相対回転可能な第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り替え可能な切替部材と、軸方向移動によって前記第１回転部材と前記第２回転部材との差動回転を抑制する摩擦力を発生させる摩擦部材と、複数の被係止部が周方向に沿って階段状に形成され、前記切替部材及び前記摩擦部材を軸方向の一側に押圧することが可能な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、前記切替部材及び前記摩擦部材を前記ピストン部材側に押圧する付勢機構と、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、前記ピストン部材は、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が前記付勢機構の付勢力によって前記係止部材を摺動してさらに回転し、これにより前記係止部材が前記他の被係止部を係止し、前記ピストン部材は、前記付勢機構の付勢力によって常に前記係止部材側に押し付けられている駆動力伝達装置を提供する。

本発明によれば、回転部材間の連結状態と非連結状態との切り替えを確実に行うことができる。

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。切替部材をアーマチャとは反対側から見た平面図である。ピストン部材を示し、（ａ）はピストン部材をアーマチャ側から見た状態を示す平面図、（ｂ）はピストン部材の一部を示す斜視図である。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。（ａ）〜（ｄ）は、ピストン部材、アーマチャ及び係止部材の動作を説明するために示す模式図である。（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、アーマチャ及び係止部材の動作を説明するために示す模式図である。（ａ）〜（ｃ）は、非連結状態から連結状態に移行する際の切替部材及び第２摩擦部材の動作を示した要部拡大図である。

［実施の形態］
図１は、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。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、第１回転部材１１及び第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り替え可能である。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。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を単に「軸方向」ということがある。

駆動力伝達装置１は、ハウジング１０に収容され、互いに相対回転可能な第１回転部材１１及び第２回転部材１２と、軸方向移動によって第１回転部材１１と第２回転部材１２と連結状態及び非連結状態に切り替え可能な切替部材１３と、第１回転部材１１と第２回転部材１２との差動回転を抑制する摩擦力を発生させる第１摩擦部材１４及び第２摩擦部材１６と、切替部材１３及び第２摩擦部材１６を軸方向の一側に押圧可能なピストン部材５と、ピストン部材５を軸方向に押圧する押圧部材としてのアーマチャ４と、切替部材１３をピストン部材５側に押圧する付勢機構２と、ピストン部材５を係止する係止部材１９とを備える。なお、第２摩擦部材１６は、本発明の「摩擦部材」の一態様である。

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。第１回転部材１１における筒部１１１の内周には、複数の内周スプライン突起１１１ａが形成されている。

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は、玉軸受１１２が配置されている。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、軸方向に延びる複数のスプライン突起１２ａが形成され、筒状の切替部材１３が外嵌されている。

図２は、切替部材１３を回転軸線Ｏに沿ってアーマチャ４とは反対側から見た平面図である。

切替部材１３は、回転軸線Ｏに沿ってピストン部材５との間に第２摩擦部材１６の一部を挟んで配置され、中心に第２回転部材１２を挿通する筒状の部材である。切替部材１３の内周面には、第２回転部材１２の複数のスプライン突起１２ａにスプライン嵌合する複数の内周スプライン突起１３ａが形成されている。これにより、切替部材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。

切替部材１３には、回転軸線Ｏに沿って第１回転部材１１側に開口して形成された複数の収容穴１３ｃと、収容穴１３ｃよりも小径に形成された挿通孔１３ｄとが周方向に沿って等間隔をなして交互に設けられている。収容穴１３ｃには、後述する第１のバネ部材２１の一端部が収容され、挿通孔１３ｄには、後述する第２のバネ部材２２の一端部が挿通される。

収容穴１３ｃ及び挿通孔１３ｄは、ピストン部材５とは反対側に開口を有している。また、挿通孔１３ｄは、ピストン部材５側にも開口を有し、切替部材１３を軸方向に貫通している。一方、収容穴１３ｃは、ピストン部材５側には開口を有しておらず、その収容空間が有底円筒状に形成されている。

第１のバネ部材２１及び第２のバネ部材２２の他端部は、第２回転部材１２のスプライン突起１２ａに係合した受け部材１３２に当接している。受け部材１３２は、玉軸受１１２の内輪に当接することによって、ピストン部材５から離間する方向への軸方向移動が規制されている。これにより、受け部材１３２は、第２回転部材１２に対して相対回転不能であり、かつ軸方向移動が規制されている。

切替部材１３の外周には、軸方向に延びる複数の外周スプライン突起１３ｂが形成されている。外周スプライン突起１３ｂは、内周スプライン突起１３ａよりも軸方向に短い範囲に形成されている。つまり、内周スプライン突起１３ａは、切替部材１３の内周面における軸方向の全体にわたって形成され、外周スプライン突起１３ｂは、切替部材１３の外周面における受け部材１３２側の軸方向の一部に形成されている。

切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとは、切替部材１３が受け部材１３２から離間した位置に移動したときに噛み合い、切替部材１３が受け部材１３２から接近した位置に移動すると噛み合いが解除される。切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとが噛み合うと、第１回転部材１１と第２回転部材１２とが相対回転不能に連結される。図１では、回転軸線Ｏよりも上側に切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとが噛み合った状態を示し、回転軸線Ｏよりも下側に切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとの噛み合いが解除された状態を示している。

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、その内周端部が切替部材１３とピストン部材５との間に挟まれ、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の側面が切替部材１３と軸方向に接触する。また、第２摩擦部材１６の本体部１６１には、切替部材１３の挿通孔１３ｄに嵌挿された第２のバネ部材２２の一端部が当接する。したがって、第２の摩擦部材１６は、第２のバネ部材２２によってピストン部材５側への軸方向の付勢力を常に受けている。

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。この摩擦接触により、第１回転部材１１と第２回転部材１２との差動回転が抑制される。

付勢機構２は、切替部材１３をピストン部材５に向かって軸方向に付勢する第１のバネ部材２１と、第２摩擦部材１６をピストン部材５に向かって軸方向に付勢する第２のバネ部材２２とを有している。本実施の形態では、付勢機構２が複数（５つ）の第１のバネ部材２１と、複数（５つ）の第２のバネ部材２２とを有している。本実施の形態では、第１のバネ部材２１及び第２のバネ部材２２がコイルバネからなり、その伸縮方向が回転軸線Ｏと平行となるように配置されている。ただし、第１のバネ部材２１及び第２のバネ部材２２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い。

第１のバネ部材２１は、その一端部が切替部材１３の収容穴１３ｃに収容され、他端部が受け部材１３２に当接し、切替部材１３を受け部材１３２から離間する方向に常に付勢している。

第２のバネ部材２２は、切替部材１３を軸方向に貫通する挿通孔１３ｄに嵌挿されて、その一端部が第２摩擦部材１６に当接し、他端部が受け部材１３２に当接している。第２のバネ部材２２は、第２摩擦部材１６を受け部材１３２から離間する方向に常に付勢している。

次に、ピストン部材５、アーマチャ４、及び係止部材１９の構成及び動作について、図３乃至図７を参照して説明する。

図３は、ピストン部材５を示し、（ａ）はピストン部材５をアーマチャ４側から回転軸線Ｏに沿って見た場合の平面図、（ｂ）はピストン部材５の一部を示す斜視図である。

ピストン部材５は、第２回転部材１２に外嵌された環状の部材であり、第２摩擦部材１６側の基端面５ａが平坦な面に形成されている。基端面５ａと第２摩擦部材１６との間には、針状ころ軸受６（図１に示す）が配置されている。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、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乃至第６の被係止部５１〜５６には、回転軸線Ｏに沿ってアーマチャ４側を指向する軸方向の端面がピストン部材５の周方向に対して傾斜した傾斜面５１ａ〜５６ａとして形成され、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。

図４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。アーマチャ４は、押圧突起４１がピストン部材５の第１乃至第６の被係止部５１〜５６と軸方向に対向して配置される。

アーマチャ４の本体４０には、貫通孔４ａの周囲に複数のピン３３（図４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、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、図略のコントローラからコイル電流が供給される電磁コイル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、ピストン部材５を軸方向に押圧する。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及びヨーク３０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。電磁コイル３１への通電が遮断されると、アーマチャ４は、皿バネ３２の付勢力によって電磁コイル３１及びヨーク３０から離間する。

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に当接する。そして、電磁コイル３１に再び通電されると、その磁力によってヨーク３０に引き寄せられてピストン部材５を押圧する。以下、ピストン部材５を押圧する際のアーマチャ４の位置を「第１位置」とし、第２ハウジング部材１０２の受け部１０２ｃに当接した際のアーマチャ４の位置を「第２位置」とする。このようにアーマチャ４は、電磁コイル３１の通電及び非通電に連動して、ピストン部材５を軸方向に押圧する第１位置、及びピストン部材５を押圧しない第２位置との間で進退移動をする。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。

図５は、第２ハウジング部材１０２と一体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の内周面から内方に向かって突出し、かつ回転軸線Ｏに沿ってピストン部材５側に延出されている。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、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。係止部材１９は、アーマチャ４の第１位置と第２位置との間の進退移動によって、複数の被係止部５１〜５６の何れかの被係止部を係止する。

第２回転部材１２に対するピストン部材５の基端面５ａの軸方向位置は、第１乃至第６の被係止部５１〜５６のうち、何れの被係止部が係止部材１９に係止されるかによって変化する。ピストン部材５は、アーマチャ４の進退移動によって所定角度回転し、電磁コイル３１への通電によってアーマチャ４が一往復することにより、係止部材１９に係止される被係止部が１つ周方向にずれる。

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と共に模式的に説明する説明図である。

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位置にある状態を示している。この状態では、付勢機構２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、押圧突起４１とピストン部材５における第１の被係止部５１の側面５１ｂとの間に距離ｄ_１の隙間が形成されている。

この状態から電磁コイル３１に通電され、アーマチャ４が第１位置へ移動すると、図６（ｂ）に示すように、ピストン部材５は、第１の被係止部５１の傾斜面５１ａが押圧突起４１によって押圧されてアーマチャ４と共に軸方向に移動すると共に、付勢機構２の付勢力によって傾斜面５１ａが押圧突起４１の対向面４１ａを摺動し、所定量（距離ｄ_１）だけ周方向に回転する。このとき、係止部材１９の先端面１９ａの一部が第２の被係止部５２における傾斜面５２ａ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。

図６（ｃ）は、電磁コイル３１への通電が遮断され、アーマチャ４が第１位置から第２位置に戻りつつあるときの状態を示している。アーマチャ４が第２位置に戻る過程で、ピストン部材５は、切替部材１３及び第２摩擦部材１６を介して付勢機構２により軸方向のアーマチャ４側への付勢力を受けているため、係止部材１９の先端面１９ａが第２の被係止部５２における傾斜面５２ａに当接する。この状態からアーマチャ４がさらに移動して第２位置に戻ると、付勢機構２の付勢力によって第２の被係止部５２の傾斜面５２ａが係止部材１９の先端面１９ａを摺動し、ピストン部材５が図６（ｃ）に示す距離ｄ_２（係止部材１９と第２の被係止部５２の側面５２ｂとの距離）だけ周方向にさらに回転する。これにより、図６（ｄ）に示すように係止部材１９がピストン部材５の第２の被係止部５２を係止した状態となる。

このように、係止部材１９は、電磁コイル３１への通電によってアーマチャ４が第１位置に移動し、その後に通電が遮断されてアーマチャ４が第２位置に戻ることで、被係止部の傾斜面が付勢機構２の付勢力によって係止部材１９の先端面１９ａを摺動してピストン部材５が回転する。これにより係止部材１９が隣り合う他の被係止部を係止する。

係止部材１９が第１の被係止部５１を係止する状態から第６の被係止部５６を係止する状態まで変化することにより、ピストン部材５が第１回転部材１１側に押し出される。この間のピストン部材５の軸方向の移動距離は、図６（ａ）に示すピストン部材５の基端面５ａと第１の被係止部５１との間の距離ｄ_３と、基端面５ａと第６の被係止部５６との間の距離ｄ_４との差に相当する。

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す。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及び壁部５７の周方向の側面５７ｂに当接している。

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が第６の被係止部５６の傾斜面５６ａを押圧し、この押し込み動作によってピストン部材５を切替部材１３及び第２摩擦部材１６側に押圧して移動させる。この際、係止部材１９が壁部５７の周方向の側面５７ｂ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。

また、ピストン部材５の押し込み動作による軸方向移動に伴って第２摩擦部材１６が軸方向に移動するため、第２摩擦部材１６における鍔部１６２の外周面１６２ａが第１摩擦部材１４の鍔部１４２の内周面１４２ａに接触し、第２摩擦部材１６と第１摩擦部材１４との間に摩擦力が発生する。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と第２摩擦部材１６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（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、付勢機構２の軸方向のアーマチャ４側への付勢力によって係止部材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、この方向へのピストン部材５の回転は、アーマチャ４の押圧突起４１と壁部５７との接触によって規制されている。

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。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は付勢機構２の付勢力によって距離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、これに伴って切替部材１３及び第２摩擦部材１６も軸方向に移動する。これにより、第２摩擦部材１６における鍔部１６２の外周面１６２ａが第１摩擦部材１４における鍔部１４２の内周面１４２ａから離間すると共に、切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂが第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａに噛み合う。

このように、切替部材１３は、係止部材１９が第１乃至第６の被係止部５１〜５６のうち切替部材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切替部材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、付勢機構２の付勢力によって切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂが第１回転部材１１の内周スプライン突起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。

次に、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付勢機構２の動作について、図８を参照して詳細に説明する。

図８は、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例を示す説明図であり、（ａ）は第１回転部材１１の回転と第２回転部材１２の回転とを同期させる同期状態と、（ｂ）は切替部材１３と第１回転部材１１とが連結される直前の状態を、（ｃ）は、切替部材１３と第１回転部材１１とが連結された状態を、それぞれ示す。

図８（ａ）に示す状態では、図７（ｂ）に示したように、アーマチャ４が第１位置に移動して第６の被係止部５６の傾斜面５６ａを押圧し、第２摩擦部材１６がピストン部材５及び針状ころ軸受６を介してこの押圧力を受け、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に摩擦接触することで、第１回転部材１１の回転と第２回転部材１２の回転とを同期させる摩擦トルクが発生している。

この状態において、ピストン部材５は、付勢機構２の第１のバネ部材２１の付勢力を切替部材１３、第２摩擦部材１６、及び針状ころ軸受６を介して受けると共に、付勢機構２の第２のバネ部材２２の付勢力を第２摩擦部材１６及び針状ころ軸受６を介して受けている。

図８（ａ）に示す状態から電磁コイル３１への通電が遮断され、アーマチャ４が第２位置に移動すると、係止部材１９が第１の被係止部５１を係止する状態となり、ピストン部材５が付勢機構２の付勢力によって軸方向に大きく移動する。この際、ピストン部材５に連れて切替部材１３及び第２摩擦部材１６も軸方向に移動するが、切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとが直ちに噛み合わず、図８（ｂ）に示すように切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとの軸方向の端面同士が衝突してしまう場合がある。

この場合、切替部材１３のピストン部材５側への移動が停止し、第１のバネ部材２１の付勢力がピストン部材５に伝達されなくなる。しかし、本実施の形態では、第２のバネ部材２２が切替部材１３を軸方向に貫通しているため、第２のバネ部材２２の付勢力は、第２摩擦部材１６及び針状ころ軸受６を介してピストン部材５に伝達される。したがって、ピストン部材５は、第１のバネ部材２１の付勢力による切替部材１３の軸方向移動が外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとの当接により停止した場合でも、付勢機構２の付勢力を受け続ける。

図８（ｂ）に示す状態において、切替部材１３と第１回転部材１１とが僅かに差動回転し、切替部材１３の外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとが噛み合うと、切替部材１３のピストン部材５側への移動が停止した状態が解除され、切替部材１３がピストン部材５側に移動して第２摩擦部材１６に当接する。これにより、ピストン部材５は、付勢機構２の第１のバネ部材２１の付勢力を切替部材１３、第２摩擦部材１６、及び針状ころ軸受６を介して受けると共に、付勢機構２の第２のバネ部材２２の付勢力を第２摩擦部材１６及び針状ころ軸受６を介して受ける。

このように、ピストン部材５は、付勢機構２の付勢力によって常に係止部材１９側に押し付けられている。より具体的には、ピストン部材５は、第１のバネ部材２１及び第２のバネ部材２２のうち、少なくとも何れかのバネ部材の付勢力を常に受ける。

前述のように、ピストン部材５は、付勢機構２からの付勢力を受けることにより、第１乃至第６の被係止部５１〜５６の傾斜面５１ａ〜５６ａがアーマチャ４の押圧突起４１の対向面４１ａ及び係止部材１９の先端面１９ａを摺動して回転するので、ピストン部材５が付勢機構２の付勢力を常に受けることにより、アーマチャ４の軸方向移動によるピストン部材５の回転動作が安定的に行われる。

特に、本実施の形態では、切替部材１３の軸方向移動が外周スプライン突起１３ｂと第１回転部材１１の内周スプライン突起１１１ａとの当接により停止した場合でも、ピストン部材５が第２の付勢機構２のバネ部材２２の付勢力を受けるので、図７（ｂ）に示す状態から図７（ｄ）に示す状態に移行する間にも、ピストン部材５がフリー状態（自由に回転できる状態）となることがなく、係止部材１９によって第１の係止部５１が確実に係止される。

（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、以下に示す作用及び効果が得られる。

（１）ピストン部材５は、付勢機構２の付勢力によって常に係止部材１９側に押し付けられているので、アーマチャ４の軸方向移動によるピストン部材５の回転動作が安定的に行われる。

（２）付勢機構２は、切替部材１３を付勢する第１のバネ部材２１と、第２摩擦部材１６を付勢する第２のバネ部材２２とを有し、これらのバネ部材のうち少なくとも第２のバネ部材２２の付勢力を常に受ける。また、第２のバネ部材２２は、切替部材１３を軸方向に貫通する挿通孔１３ｄに嵌挿されることにより第２摩擦部材１６を付勢するので、簡素な構成により付勢機構２の付勢力を常にピストン部材５に付与することが可能である。

（３）ピストン部材５は、複数の被係止部（第１乃至第６の被係止部５１〜５６）が周方向に沿って階段状に形成されているので、このピストン部材５と共に軸方向に移動する切替部材１３及び第２摩擦部材１６のストロークを長くすることができる。これにより、第２摩擦部材１６と第１摩擦部材１４との摩擦摺動によって第１回転部材１１の回転と第２回転部材１２の回転とを同期させ、かつ切替部材１３によって第１回転部材１１及び第２回転部材１２の連結状態と非連結状態とを切り替えることができる。

以上、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記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、切替部材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、１０１…第１ハウジング部材、１０２…第２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、１１ａ…収容空間、１１０…軸部、１１１…筒部、１１１ａ…内周スプライン突起、１１１ｂ…スプライン突起、１１２…玉軸受、１２…第２回転部材、１２ａ…スプライン突起、１３…切替部材、１３ａ…内周スプライン突起、１３ｂ…外周スプライン突起、１３ｃ…収容穴、１３ｄ…挿通孔、１３２…受け部材、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、１９ａ…先端面、２…付勢機構、２１…第１のバネ部材、２２…第２のバネ部材、３０…ヨーク、３１…電磁コイル、３２…皿バネ、３３…ピン、４…アーマチャ、４ａ…貫通孔、４ｂ…ピン挿通孔、４０…本体、４１…押圧突起、４１ａ…対向面、５…ピストン部材、５ａ…基端面、５１〜５６…第１乃至第６の被係止部、５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ…傾斜面、５７…壁部、６…針状ころ軸受、Ｏ…回転軸線

Claims

互いに相対回転可能な第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り替え可能な切替部材と、
軸方向移動によって前記第１回転部材と前記第２回転部材との差動回転を抑制する摩擦力を発生させる摩擦部材と、
複数の被係止部が周方向に沿って階段状に形成され、前記切替部材及び前記摩擦部材を軸方向の一側に押圧することが可能な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、
前記切替部材及び前記摩擦部材を前記ピストン部材側に押圧する付勢機構と、
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、
前記ピストン部材は、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が前記付勢機構の付勢力によって前記係止部材を摺動してさらに回転し、これにより前記係止部材が前記他の被係止部を係止し、
前記ピストン部材は、前記付勢機構の付勢力によって常に前記係止部材側に押し付けられている、
駆動力伝達装置。
前記付勢機構は、前記切替部材を前記ピストン部材に向かって付勢する第１のバネ部材と、前記摩擦部材を前記ピストン部材に向かって付勢する第２のバネ部材とを有し、
前記ピストン部材は、前記第１のバネ部材及び前記第２のバネ部材のうち、少なくとも何れかのバネ部材の付勢力を常に受ける、
請求項１に記載の駆動力伝達装置。
前記切替部材は、前記ピストン部材との間に前記摩擦部材の一部を挟んで配置され、
前記第２のバネ部材は、前記切替部材を軸方向に貫通する挿通孔に嵌挿されて前記摩擦部材を付勢する、
請求項２に記載の駆動力伝達装置。