JP7095502B2

JP7095502B2 - 車両用断接装置

Info

Publication number: JP7095502B2
Application number: JP2018164991A
Authority: JP
Inventors: 剛也天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: JP2020037971A

Description

本発明は、第１回転部材と第２回転部材との間を選択的に切断または接続する車両用断接装置に関し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間を切断する状態と接続する状態との間で切り替えるときに発生する音を好適に抑制する技術に関する。

（ａ）一回転軸線まわりに回転可能な第１回転部材と、前記第１回転部材と同心に回転可能な第２回転部材と、の間を選択的に切断または接続する車両用断接装置であって、（ｂ）前記第１回転部材に形成された第１噛合歯に噛合可能な第２噛合歯を有して前記第２回転部材に対して相対回転不能且つ前記第２回転部材に対して前記回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第２噛合歯に前記第１噛合歯を噛み合わせて前記第１回転部材と前記第２回転部材とを相対回転不能に連結する噛合位置と、前記第１噛合歯と前記第２噛合歯との噛み合いを解いて前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転を許容する非噛合位置と、の間で移動させられる断接スリーブと、（ｃ）前記断接スリーブを前記非噛合位置から前記噛合位置に向けて付勢するスプリングと、（ｄ）アクチュエータと、（ｅ）前記アクチュエータの作動により前記回転軸線方向に往復移動させられる第１ピストンと、前記第１ピストンにより前記スプリングの付勢力に抗して前記断接スリーブを前記非噛合位置へ移動させる第２ピストンと、複数段の鋸歯状の掛止歯を有して前記第２回転部材に対して相対回転不能且つ前記第２回転部材に対して前記回転軸線方向に移動不能に設けられ、前記複数段の掛止歯のいずれかで前記第１ピストンにより移動させられた前記第２ピストンを掛け止めるホルダと、を含み、前記ホルダの掛止歯によって前記第２ピストンを掛け止める位置を変えることにより、前記断接スリーブを前記非噛合位置と前記噛合位置との間で移動させるラチェット機構と、を備える車両用断接装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用断接装置がそれである。この特許文献１には、前記ホルダにおいて、前記複数段の鋸歯状の掛止歯のうちの所定の掛止歯の先端から前記所定の掛止歯に隣接する掛止歯の立上り面までの間に前記隣接する掛止歯に向かうほど前記第２ピストンから離れるように傾斜して形成され、前記第２ピストンの突起を前記所定の掛止歯から前記隣接する掛止歯に掛け止める位置を変えるときにおいて、前記スプリングの付勢力によって前記第２ピストンの突起を摺動させて前記第２ピストンの突起を前記隣接する掛止歯に案内する摺動案内面が設けられている。これによって、前記第２ピストンの突起を前記摺動案内面に摺動させて、前記第２ピストンの突起を前記隣接する掛止歯の立上り面に当接させることによって、前記第２ピストンの突起を前記隣接する掛止歯に掛け止める。

特開２０１５－１９３３６８号公報

ところで、特許文献１のような車両用断接装置では、前記第２ピストンの突起を前記所定の掛止歯から前記隣接する掛止歯に掛け止める位置を変えるときにおいて、前記第２ピストンの突起が前記摺動案内面で前記スプリングの付勢力によって増速させられて前記隣接する掛止歯の立上り面に衝突するので、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間を切断した状態と接続する状態との間で切り替えるときに運転者に違和感を与える比較的大きな衝突音が発生するという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、第１回転部材と第２回転部材との間を切断した状態と接続する状態との間で切り替えるときに発生する切替音を好適に低減する車両用断接装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）一回転軸線まわりに回転可能な第１回転部材と、前記第１回転部材と同心に回転可能な第２回転部材と、の間を選択的に切断または接続する車両用断接装置であって、（ｂ）前記第１回転部材に形成された第１噛合歯に噛合可能な第２噛合歯を有して前記第２回転部材に対して相対回転不能且つ前記第２回転部材に対して前記回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第２噛合歯に前記第１噛合歯を噛み合わせて前記第１回転部材と前記第２回転部材とを相対回転不能に連結する噛合位置と、前記第１噛合歯と前記第２噛合歯との噛み合いを解いて前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転を許容する非噛合位置と、の間で移動させられる断接スリーブと、（ｃ）前記断接スリーブを前記非噛合位置から前記噛合位置に向けて付勢するスプリングと、（ｄ）アクチュエータと、（ｅ）前記アクチュエータの作動により前記回転軸線方向に往復移動させられる第１ピストンと、前記第１ピストンにより前記スプリングの付勢力に抗して前記断接スリーブを前記非噛合位置へ移動させる第２ピストンと、複数段の鋸歯状の掛止歯を有して前記第２回転部材に対して相対回転不能且つ前記第２回転部材に対して前記回転軸線方向に移動不能に設けられ、前記複数段の掛止歯のいずれかで前記第１ピストンにより移動させられた前記第２ピストンを掛け止めるホルダと、を含み、前記ホルダの掛止歯によって前記第２ピストンを掛け止める位置を変えることにより、前記断接スリーブを前記非噛合位置と前記噛合位置との間で移動させるラチェット機構と、を備えており、（ｆ）前記ホルダには、前記複数段の掛止歯のうちの所定の掛止歯の先端から前記所定の掛止歯に隣接する掛止歯の立上り面までの間に前記隣接する掛止歯に向かうほど前記第２ピストンから離れるように傾斜して形成され、前記第２ピストンの突起を前記所定の掛止歯から前記隣接する掛止歯に掛け止める位置を変えるときにおいて、前記スプリングの付勢力によって前記第２ピストンの突起を摺動させて前記第２ピストンの突起を前記隣接する掛止歯に案内する摺動案内面が設けられ、（ｇ）前記第２ピストンの突起と、前記ホルダおよび前記第１ピストンの少なくとも一方と、には、それぞれ磁石が装着されており、（ｈ）前記磁石は、前記第２ピストンの突起が前記隣接する掛止歯の立上り面に近づくほど前記第２ピストンの突起が前記立上り面から離間する方向に作用する磁気力が大きくなるように、配置されていることにある。

第１発明によれば、（ｇ）前記第２ピストンの突起と、前記ホルダおよび前記第１ピストンの少なくとも一方と、には、それぞれ磁石が装着されており、（ｈ）前記磁石は、前記第２ピストンの突起が前記隣接する掛止歯の立上り面に近づくほど前記第２ピストンの突起が前記立上り面から離間する方向に作用する磁気力が大きくなるように、配置されている。このため、前記スプリングの付勢力によって前記第２ピストンの突起が前記立上り面に接近する方向に作用する力が、前記磁石の磁気力によって前記第２ピストンの突起が前記隣接する掛止歯の立上り面に近づくほど好適に減じられるので、前記第２ピストンの突起が前記隣接する掛止歯の前記立上り面に衝突する速度が、例えば前記磁石を備えていないものに比較して低下する。これによって、前記第２ピストンの突起が前記立上り面に衝突したときの衝突音が好適に低減されるので、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間を切断した状態と接続する状態との間で切り替えるときの切替音を好適に低減することができる。

本発明が好適に適用された四輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図である。図１の四輪駆動車両に設けられた第１断接装置の構成を説明する断面図である。図２の第１断接装置に設けられたラチェット機構の一例の作動原理を説明する模式図であり、ラチェット機構にそれぞれ設けられた、環状の第１ピストン、環状の第２ピストン、および環状のホルダをそれぞれ展開した状態を示している。図３のラチェット機構で第２ピストンの突起を第２掛止歯から第１掛止歯に掛け止める位置を変えるときにおいて、スプリングの付勢力によって第２ピストンの突起を第２掛止歯に形成された第２摺動案内面で摺動させている状態を説明する図である。図４に示すように第２ピストンの突起が第２摺動案内面を摺動しているときにおいて、第２ピストンの突起から第２摺動案内面に作用するピストン荷重の変化を示す図である。本発明の他の実施例すなわち実施例２の第１断接装置を示す図である。本発明の他の実施例すなわち実施例３の第１断接装置を示す図である。

本発明の一実施形態において、前記第２ピストンの突起に装着された前記磁石と、前記ホルダおよび前記第２ピストンの少なくとも一方に装着された前記磁石とは、前記第２ピストンの突起が前記隣接する掛止歯に掛け止める位置に近づくほど、同極同士が互いに接近するように配置されている。このため、前記第２ピストンの突起が前記隣接する掛止歯の立上り面に近づくほど前記第２ピストンの突起が前記立上り面から離間する方向に作用する磁気力が大きくなる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用された四輪駆動車両１０の構成を概略的に説明する骨子図である。図１において、四輪駆動車両１０は、エンジン１２を駆動力源とし、エンジン１２からの駆動力を主駆動輪に対応する左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する第１の動力伝達経路と、四輪駆動状態においてエンジン１２の駆動力の一部を副駆動輪に対応する左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒに伝達する第２の動力伝達経路と、を備えているＦＦベースの四輪駆動装置を有している。

四輪駆動車両１０が二輪駆動状態のときには、エンジン１２から自動変速機１８を介して伝達された駆動力が、前輪用駆動力配分装置２０を通して左右一対の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒおよび左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒへ伝達される。この二輪駆動状態のときには、少なくとも第１断接装置（車両用断接装置）２４に設けられた第１噛合式クラッチ２６が解放され、トランスファ２８、プロペラシャフト３０、後輪用駆動力配分装置３２、および、左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒへは、エンジン１２から駆動力が伝達されない。しかし、四輪駆動車両１０が四輪駆動状態のときには、第１噛合式クラッチ２６および第２断接装置３４に設けられた第２噛合式クラッチ３６が共に係合されて、上記トランスファ２８、プロペラシャフト３０、後輪用駆動力配分装置３２、および、左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒへエンジン１２から駆動力が伝達される。

前輪用駆動力配分装置２０には、図１に示すように、第１差動装置３８が第１回転軸線（回転軸線）Ｃ１まわりに回転可能に備えられている。第１差動装置３８には、例えば、自動変速機１８の出力歯車１８ａと噛み合うリングギヤ３８ｒと、そのリングギヤ３８ｒに一体的に固定され、一対のサイドギヤ３８ｓが内部に組み付けられたデフケース（デファレンシャルケース）３８ｃ等と、が備えられている。このように構成された第１差動装置３８では、リングギヤ３８ｒにエンジン１２から駆動力が伝達されると、左右の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒの差回転を許容しつつ前輪１４Ｌ、１４Ｒへ駆動力を伝達する。なお、デフケース３８ｃには、トランスファ２８に設けられた入力軸（第２回転部材）４０の前輪１４Ｌ側の軸端部に形成された第１外周スプライン歯４０ａと嵌合する内周噛合歯３８ａが形成されている。これにより、エンジン１２からデフケース３８ｃに伝達する駆動力の一部が、入力軸４０を介してトランスファ２８に入力される。

トランスファ２８は、図１および図２に示すように、エンジン１２に動力伝達可能に接続された円筒状の入力軸４０と、プロペラシャフト３０に動力伝達可能に接続された第１リングギヤ（第１回転部材）４２と、第１リングギヤ４２と入力軸４０との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する第１断接装置２４と、を備えている。なお、トランスファ２８では、第１断接装置２４によって入力軸４０と第１リングギヤ４２との間の動力伝達経路が接続されると、エンジン１２から伝達される駆動力の一部が、プロペラシャフト３０へ出力されるようになっている。

円筒状の第１リングギヤ４２は、図２に示すように、例えば斜歯又はハイポイドギヤが形成された傘歯車であり、第１リングギヤ４２の内周部から前輪１４Ｒ側に略円筒状に突出する軸部４２ａが形成されている。また、円筒状の第１リングギヤ４２は、例えば第１断接装置２４等を収容する第１ケース４４内に設けられた軸受４６を介して第１ケース４４により軸部４２ａが支持されることによって第１回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に片持状に支持されている。

円筒状の入力軸４０は、図２に示すように、円筒状の第１リングギヤ４２の内側を貫通して、その入力軸４０の一部が第１リングギヤ４２の内側に配置されている。また、円筒状の入力軸４０は、第１ケース４４内に設けられた一対の第１軸受４８および第２軸受５０を介して第１ケース４４に両端部が支持されることによって、その入力軸４０が第１回転軸線Ｃ１まわりに回動可能にすなわちその入力軸４０が第１リングギヤ４２と同心に回転可能に支持されている。また、円筒状の入力軸４０には、前述した第１外周スプライン歯４０ａと、入力軸４０の中央部の外周面に形成された第２外周スプライン歯４０ｂと、入力軸４０の前輪１４Ｒ側の端部の外周面に形成された第３外周スプライン歯４０ｃと、が形成されている。

第１噛合式クラッチ２６には、図２に示すように、第１リングギヤ４２の軸部４２ａの前輪１４Ｌ側の側面４２ｂに形成された複数の第１噛合歯４２ｃと、第１噛合歯４２ｃに噛合可能な第２噛合歯５２ａが複数形成された円筒状の断接スリーブ５２と、が備えられている。なお、断接スリーブ５２には、入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１まわりの相対回転が不能且つ入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動が可能に、その入力軸４０に形成された第２外周スプライン歯４０ｂに噛み合う内周噛合歯５２ｂが形成されている。すなわち、断接スリーブ５２は、入力軸４０に対して相対回転不能且つ入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能に、入力軸４０に設けられている。

第１断接装置２４には、第１噛合式クラッチ２６に設けられた断接スリーブ５２を噛合位置と非噛合位置とに移動させる移動装置５４が備えられている。なお、断接スリーブ５２は、移動装置５４によって前記噛合位置と前記非噛合位置との間で移動させられる。また、前記噛合位置は、断接スリーブ５２が第１回転軸線Ｃ１方向に移動して断接スリーブ５２の第２噛合歯５２ａに第１リングギヤ４２の第１噛合歯４２ｃが噛み合わせられる位置であり、前記噛合位置では、第１リングギヤ４２と入力軸４０とが相対回転不能に連結されて、第１噛合式クラッチ２６が係合させられる。また、前記非噛合位置は、断接スリーブ５２が第１回転軸線Ｃ１方向に移動して第１リングギヤ４２の第１噛合歯４２ｃと断接スリーブ５２の第２噛合歯５２ａとの噛み合いを解く位置であり、前記非噛合位置では、第１リングギヤ４２と入力軸４０との相対回転が許容されて、第１噛合式クラッチ２６が解放させられる。

移動装置５４は、図２に示すように、電磁アクチュエータ（アクチュエータ）５６と、ラチェット機構５８と、を備えている。なお、電磁アクチュエータ５６には、例えば、ボールカム６０と、電磁コイル６２と、補助クラッチ６４等と、が備えられている。電磁アクチュエータ５６は、入力軸４０が回転している時すなわち車両走行時において、電磁コイル６２によって可動片６６が吸着されて補助クラッチ６４を介してボールカム６０の環状の第２カム部材７０に回転制動トルクが発生させられると、ボールカム６０において環状の第２カム部材７０と環状の第１カム部材６８とを相対回転させて、第１カム部材６８を第１回転軸線Ｃ１方向に移動させる。ラチェット機構５８は、電磁アクチュエータ５６によって第１カム部材６８が第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられると、その第１カム部材６８の移動によって第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられた断接スリーブ５２の移動位置を保持する。なお、移動装置５４には、断接スリーブ５２を前記非噛合位置から前記噛合位置に向けて常時付勢、すなわち断接スリーブ５２を第１回転軸線Ｃ１方向において前輪１４Ｒ側に常時付勢するスプリング７２が備えられている。

ラチェット機構５８は、図２に示すように、環状の第１ピストン６８ａと、環状の第２ピストン７４と、複数段の鋸歯状の掛止歯７６ａ（図３参照）を周方向に複数有する環状のホルダ７６と、を備えている。なお、ラチェット機構５８には、第１カム部材６８を第２カム部材７０に接近する方向に常時付勢するために、第２ピストン７４と第１カム部材６８との間に圧縮された状態で配設されたコイル状のコイルスプリング７７が備えられている。第１ピストン６８ａは、電磁コイル６２が可動片６６を吸着したり可動片６６を吸着しないことによりボールカム６０によって所定のストロークで第１回転軸線Ｃ１方向に往復移動させられる。すなわち、第１ピストン６８ａは、電磁アクチュエータ５６の作動により所定のストロークで第１回転軸線Ｃ１方向に往復移動させられる。また、第２ピストン７４は、第１ピストン６８ａの第１回転軸線方向Ｃ１の往復移動によりスプリング７２の付勢力Ｆに抗して断接スリーブ５２を前記非噛合位置へ移動させる。また、ホルダ７６は、複数段の鋸歯状の掛止歯７６ａにおいて第１掛止歯７６ｂと第２掛止歯７６ｃとのいずれか１つの掛止歯７６ｂ、７６ｃで第１ピストン６８ａにより移動させられた第２ピストン７４を掛け止める。なお、第１ピストン６８ａは、入力軸４０に対して相対回転不能且つ入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能に、入力軸４０に設けられている。また、第２ピストン７４は、入力軸４０に対して相対回転可能且つ入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１方向の移動可能に、入力軸４０に設けられている。また、ホルダ７６は、入力軸４０に対して相対回転不能且つ入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動不能に、入力軸４０に設けられている。

ボールカム６０は、図２に示すように、ラチェット機構５８の第２ピストン７４と第２軸受５０との間において第１回転軸線Ｃ１方向で重なるように介挿された環状の一対の第１カム部材６８および第２カム部材７０と、第１カム部材６８に形成されたカム面６８ｂと第２カム部材７０に形成されたカム面７０ａとに挟まれた複数個の球状転動体７８と、を備えている。このように構成されたボールカム６０では、第１カム部材６８と第２カム部材７０とが相対回転させられると、第１カム部材６８が第２カム部材７０から第１回転軸線Ｃ１方向に離隔させられる。なお、第１カム部材６８には、入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１まわりの相対回転が不能且つ入力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動が可能に、その入力軸４０に形成された第３外周スプライン歯４０ｃに噛み合う内周歯６８ｃが形成されている。また、ボールカム６０の第１カム部材６８には、図２に示すように、ラチェット機構５８の第１ピストン６８ａが一体的に設けられている。

補助クラッチ６４は、図２に示すように、前述した可動片６６と、可動片６６と電磁コイル６２との間に配設された円板状の一対の第１摩擦板８０、８２と、その一対の第１摩擦板８０、８２の間に配設された円板状の第２摩擦板８４と、を備えている。なお、一対の第１摩擦板８０、８２の外周部には、それぞれ、第１ケース４４に対して第１回転軸線Ｃ１まわり相対回転が不能且つ第１ケース４４に対して第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動が可能に、第１ケース４４に形成された内周スプライン歯４４ａに噛み合う外周歯８０ａ、８２ａが形成されている。また、第２摩擦板８４の内周部には、第２カム部材７０に対して第１回転軸線Ｃ１まわりの相対回転が不能且つ第２カム部材７０に対して第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動が可能に、第２カム部材７０の外周部に形成された外周スプライン歯７０ｂに噛み合う内周歯８４ａが形成されている。

上記のように構成された電磁アクチュエータ５６では、例えば車両走行中で入力軸４０が回転している状態において、図示しない電子制御装置から電磁コイル６２に駆動電流が供給されて電磁コイル６２に可動片６６が吸着されると、可動片６６によって補助クラッチ６４の第１摩擦板８０、８２および第２摩擦板８４が可動片６６と電磁コイル６２との間で挟圧されて第２摩擦板８４すなわち第２カム部材７０に回転制動トルクが伝達される。これにより、前記回転制動トルクによってそれら第１カム部材６８と第２カム部材７０とが相対回転し、第１カム部材６８に一体に形成された第１ピストン６８ａは、球状転動体７８を介して第２カム部材７０に対して第１回転軸線Ｃ１方向においてスプリング７２およびコイルスプリング７７の付勢力に抗して前輪１４Ｌ側へ移動する。また、前記電子制御装置から電磁コイル６２に駆動電流が供給されなくなると、すなわち電磁コイル６２に可動片６６が吸着されなくなると、第２カム部材７０に前記回転制動トルクが伝達されないので、第２カム部材７０が球状転動体７８を介して第１カム部材６８と連れまわって、第１ピストン６８ａが、スプリング７２およびコイルスプリング７７の付勢力によって前輪１４Ｒ側へ移動する。

第１断接装置２４では、電磁アクチュエータ５６によって、第１ピストン６８ａが第１回転軸線Ｃ１方向において前輪１４Ｌ側、前輪１４Ｒ側へ例えば１回往復移動させられると、図２に示すように、ラチェット機構５８を介して断接スリーブ５２が前記非噛合位置へスプリング７２の付勢力Ｆに抗して移動させられる。また、第１断接装置２４では、電磁アクチュエータ５６によって、第１ピストン６８ａが例えば２回往復移動、すなわち断接スリーブ５２が前記非噛合位置に配置された状態でさらに第１ピストン６８ａが１回往復移動させられると、図示しないが、第２ピストン７４がホルダ７６の第２掛止歯７６ｃから掛け外されて断接スリーブ５２がスプリング７２の付勢力Ｆによって前記噛合位置へ移動させられる。

図３は、ラチェット機構５８の一例の作動原理を説明する模式図であり、環状の第１ピストン６８ａ、環状の第２ピストン７４、および環状のホルダ７６をそれぞれ展開した状態を示している。なお、図３では、ラチェット機構５８の構造を容易に理解するためにスプリング７２が一点鎖線で意図的に図示されている。環状の第２ピストン７４は、図３に示すように、環状の環状部７４ａと、その環状部７４ａからホルダ７６に接近する方向に複数突き出された突起７４ｂと、を備えている。環状のホルダ７６は、ホルダ７６の周方向に周期的に形成された複数段の鋸歯状の掛止歯７６ａと、その複数段の鋸歯状の掛止歯７６ａにおいてホルダ７６の周方向に連なる第１掛止歯（隣接する掛止歯）７６ｂおよび第２掛止歯（所定の掛止歯）７６ｃと、を備えている。図３に示すように、第１掛止歯７６ｂには、第１掛止歯７６ｂの先端Ｐ１に立ち上る第１立上面（立上り面）７６ｄと、第１掛止歯７６ｂの先端Ｐ１から隣接する第２掛止歯７６ｃの第２立上面７６ｅまでの間に第２掛止歯７６ｃに向かうほど第２ピストン７４の環状部７４ａから離れるように傾斜して形成された第１摺動案内面７６ｆと、が設けられている。また、第２掛止歯７６ｃには、第２掛止歯７６ｃの先端Ｐ２に立ち上る第２立上面７６ｅと、第２掛止歯７６ｃの先端Ｐ２から隣接する第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄまでの間に第１掛止歯７６ｂに向かうほど第２ピストン７４の環状部７４ａから離れるように傾斜して形成された第２摺動案内面（摺動案内面）７６ｇと、が設けられている。環状の第１ピストン６８ａには、図３に示すように、ホルダ７６に形成された第１掛止歯７６ｂおよび第２掛止歯７６ｃと略同様の鋸歯状であるが周方向に半位相程度ずれた形状で周方向に連なり、第２ピストン７４の突起７４ｂを受止める第１受止歯６８ｄおよび第２受止歯６８ｅが周期的に形成されており、第１ピストン６８ａは、電磁アクチュエータ５６によって、スプリング７２の付勢力Ｆに抗して第２ピストン７４をボールカム６０の１ストローク分だけ、すなわちスプリング７２の付勢力Ｆに抗して第２ピストン７４を図３に示す移動ストロークＳＴ分だけ移動させられる。なお、移動ストロークＳＴは、電磁アクチュエータ５６の作動によって第１ピストン６８ａが第１回転軸線Ｃ１方向に往復移動させられる移動距離である。

図３に示すように、断接スリーブ５２が前記噛合位置にあるときに第２ピストン７４から突設された突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた位置Ａに位置している初期状態において、第１ピストン６８ａが電磁アクチュエータ５６の作動により移動ストロークＳＴにて１回目の往復移動が行われると、第２ピストン７４の突起７４ｂは、第１ピストン６８ａの第２受止歯６８ｅに持ち上げられることによりスプリング７２の付勢力Ｆに抗して第１掛止歯７６ｂの先端Ｐ１を超えて第１掛止歯７６ｂに形成された第１摺動案内面７６ｆによって位置Ｂに案内される。次いで、第１ピストン６８ａが電磁アクチュエータ５６の作動により移動ストロークＳＴにて２回目の往復移動が行われると、第２ピストン７４の突起７４ｂは、第１ピストン６８ａの第１受止歯６８ｄに持ち上げられることによりスプリング７２の付勢力Ｆに抗して第２掛止歯７６ｃの先端Ｐ２を超えて第２掛止歯７６ｃに形成された第２摺動案内面７６ｇによって位置Ａに案内される。そして、第２ピストン７４の突起７４ｂは、スプリング７２の付勢力Ｆにより第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに当接することによって、位置Ａで掛け止められて位置Ａと同じ初期状態に戻される。すなわち、電磁アクチュエータ５６の作動によって第１ピストン６８ａが所定回数である２回目の往復移動が行われると、断接スリーブ５２が前記噛合位置へ戻されることで、第１断接装置２４の第１噛合式クラッチ２６が係合される。

図３に示すように、第２スプリング７４に形成された複数の突起７４ｂには、それぞれ第１磁石（磁石）８６が装着されており、ホルダ７６の複数箇所に形成された第２掛止歯７６ｃには、それぞれ第２磁石（磁石）８８が装着されている。なお、第１磁石８６は、例えば接着剤等により第２スプリング７４の突起７４ｂに固定されており、第２磁石８８は、例えば接着剤等によりホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに固定されている。また、第１磁石８６および第２磁石８８は、それぞれ、第１回転軸線Ｃ１方向に伸びる長手状の磁石であり、例えばネオジム等の永久磁石である。

また、図３に示すように、第２スプリング７４の突起７４ｂに装着された第１磁石８６と、ホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに装着された第２磁石８８とは、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態、すなわち第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに当接した状態において、同極同士すなわちＮ極同士が第１回転軸線Ｃ１方向において向き合うように配置されている。すなわち、第１磁石８６と第２磁石８８とは、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められる位置に近づくほど、同極同士が互いに接近するように配置されている。なお、図３に示すように第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態において、第１磁石８６および第２磁石８８は、それぞれ第１回転軸線Ｃ１方向において全体が重なるように配置されている。

図４は、第２ピストン７４の突起７４ｂを第２掛止歯７６ｃから隣接する第１掛止歯７６ｂに掛け止める位置を変えるときにおいて、スプリング７２の付勢力Ｆによって第２ピストン７４の突起７４ｂを第２掛止歯７６ｃに形成された第２摺動案内面７６ｇで摺動させている状態を説明する図である。また、図５は、図４に示すように第２ピストン７４の突起７４ｂが第２摺動案内面７６ｇを摺動しているときにおいて、第２ピストン７４の突起７４ｂから第２摺動案内面７６ｇに作用するピストン荷重Ｌｄ（Ｎ）の変化を示す図である。なお、図５において、ピストン位置ＰＳは、ホルダ７６の周方向における第２ピストン７４の突起７４ｂの位置を示すものであり、図５に示す第１位置ＰＳ１は、第２ピストン７４の突起７４ｂが第２掛止歯７６ｃの第２立上面７６ｅに当接する位置であり、図５に示す第２位置ＰＳ２は、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに当接する位置である。

図４に示すように、スプリング７２の付勢力Ｆによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくと、第２ピストン７４の突起７４ｂに装着された第１磁石８６がホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに装着された第２磁石８８から離間する方向に作用する磁気力ＦＧ、すなわち第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄから離間する方向に作用する磁気力ＦＧが発生する。なお、磁気力ＦＧは、図４に示すように、第１磁石８６のＮ極と第２磁石８８のＮ極との距離Ｄの２乗に反比例して大きくなる。すなわち、磁気力ＦＧは、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど大きくなる。このため、第２ピストン７４の突起７４ｂが第２摺動案内面７６ｇを摺動しているときにおいて、スプリング７２の付勢力Ｆによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに接近する方向に作用する力が、第１磁石８６および第２磁石８８の磁気力ＦＧすなわち第１磁石８６と第２磁石８８との反発力によって、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど好適に減じられる。すなわち、図５に示すように、ピストン荷重Ｌｄが第１磁石８６および第２磁石８８の磁気力ＦＧによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第２位置ＰＳ２に近づくほど好適に減じられる。なお、図５に示す実線Ｌ１は、本実施例の第１断接装置２４が使用されたときのピストン荷重Ｌｄの変化を示す線であり、図５に示す破線Ｌ２は、本実施例の第１断接装置２４とは異なる第１断接装置すなわち第１磁石８６および第２磁石８８が装着されていない第１断接装置が使用されたときのピストン荷重Ｌｄの変化を示す線である。

上述のように、本実施例の第１断接装置２４によれば、第２ピストン７４の突起７４ｂとホルダ７６とには、それぞれ第１磁石８６および第２磁石８８が装着されており、第１磁石８６および第２磁石８８は、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄから離間する方向に作用する磁気力ＦＧが大きくなるように、配置されている。このため、スプリング７２の付勢力Ｆによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄに接近する方向に作用する力が、第１磁石８６および第２磁石８８の磁気力ＦＧによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど好適に減じられるので、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに衝突する衝突速度が、例えば第１磁石８６および第２磁石８８を備えていない第１断接装置に比較して低下する。これによって、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄに衝突したときの衝突音が好適に低減されるので、第１リングギヤ４２と入力軸４０との間を切断した状態から接続する状態へ切り替えるときの切替音を好適に低減することができる。

また、本実施例の第１断接装置２４によれば、第２ピストン７４の突起７４ｂに装着された第１磁石８６と、ホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに装着された第２磁石８８とは、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められる位置に近づくほど、同極同士が互いに接近するように配置されている。このため、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄから離間する方向に作用する磁気力ＦＧが大きくなる。

続いて、本発明の他の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例の第１断接装置は、図６に示すように、第２ピストン７４に形成された複数の突起７４ｂのすべてに第１磁石８６が装着されておらず、複数の突起７４ｂの１つおきに第１磁石８６が装着されている点で相違しており、その他の点は、前述の実施例１の第１断接装置２４と略同様である。なお、本実施例の第１断接装置では、前述の実施例１の第１断接装置２４と略同様に、スプリング７２の付勢力Ｆによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄに接近する方向に作用する力が、第１磁石８６および第２磁石８８の磁気力ＦＧによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど好適に減じられるので、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに衝突する衝突速度が、例えば第１磁石８６および第２磁石８８を備えていない第１断接装置に比較して低下する。

本実施例の第１断接装置は、ホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに第２磁石８８が装着されておらず、第２磁石８８が第１ピストン６８ａの第２受止歯６８ｅに装着されている点で相違しており、その他の点は、前述の実施例１の第１断接装置２４と略同様である。

図７に示すように、第２スプリング７４の突起７４ｂに装着された第１磁石８６と、第１ピストン６８ａの第２受止歯６８ｅに装着された第２磁石８８とは、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態において、同極同士すなわちＮ極同士が第１回転軸線Ｃ１方向において向き合うように配置されている。なお、図７に示すように第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態において、第１磁石８６および第２磁石８８は、それぞれ第１回転軸線Ｃ１方向において全体が重なるように配置されている。

上述のように、本実施例の第１断接装置によれば、第２ピストン７４の突起７４ｂと第１ピストン６８ａとには、それぞれ第１磁石８６および第２磁石８８が装着されており、第１磁石８６および第２磁石８８は、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄから離間する方向に作用する磁気力ＦＧが大きくなるように、配置されている。このため、スプリング７２の付勢力Ｆによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄに接近する方向に作用する力が、第１磁石８６および第２磁石８８の磁気力ＦＧによって第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど好適に減じられるので、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに衝突する衝突速度が、例えば第１磁石８６および第２磁石８８を備えていない第１断接装置に比較して低下する。これによって、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄに衝突したときの衝突音が好適に低減されるので、第１リングギヤ４２と入力軸４０との間を切断した状態から接続する状態へ切り替えるときの切替音を好適に低減することができる。

また、本実施例の第１断接装置によれば、第２ピストン７４の突起７４ｂに装着された第１磁石８６と、第１ピストン６８ａの第２受止歯６８ｅに装着された第２磁石８８とは、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態において、同極同士が第１回転軸線Ｃ１方向において向き合うように配置されている。このため、第２ピストン７４の突起７４ｂが第１掛止歯７６ｂの第１立上面７６ｄに近づくほど第２ピストン７４の突起７４ｂが第１立上面７６ｄから離間する方向に作用する磁気力ＦＧが大きくなる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例１において、第１磁石８６は、第２ピストン７４の突起７４ｂに例えば接着剤等で装着したが、例えば第２ピストン７４の突起７４ｂに第１磁石８６を嵌め入れる嵌合穴を形成してその嵌合穴に第１磁石８６を嵌め入れても良い。また、第２磁石８８は、ホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに例えば接着剤等で装着したが、例えばホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに第２磁石８８を嵌め入れる嵌合穴を形成してその嵌合穴に第２磁石８８を嵌め入れても良い。

また、前述の実施例１において、ホルダ７６に形成された複数の第２掛止歯７６ｃのすべてに第２磁石８８が装着されていたが、例えば複数の第２掛止歯７６ｃの１つおきに第２磁石８８が装着されても良い。また、前述の実施例３において、第１ピストン６８ａに形成された複数の第２受止歯６８ｅのすべてに第２磁石８８が装着されていたが、例えば複数の第２受止歯６８ｅの１つおきに第２磁石８８が装着されても良い。

また、前述の実施例１では、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態において、第１磁石８６および第２磁石８８は、それぞれ第１回転軸線Ｃ１方向において全体が重なるように配置されていたが、例えば、第１磁石８６および第２磁石８８は、それぞれの一部が第１回転軸線Ｃ１方向において重なるように配置しても良い。

また、前述の実施例１では、ホルダ７６の第２掛止歯７６ｃに第２磁石８８が装着されていたが、例えば、さらに第１ピストン６８ａの第２受止歯６８ｅに第２磁石８８が装着されていても良い。

また、前述の実施例１では、第１磁石８６と第２磁石８８とは、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態において、同極同士が第１回転軸線Ｃ１方向において向き合うように配置されていたが、例えば、第１磁石８６と第２磁石８８とは、第２ピストン７４の突起７４ｂがホルダ７６の第１掛止歯７６ｂに掛け止められた状態において、同極同士がホルダ７６の周方向において向き合うように配置されていても良い。

また、前述の実施例１では、第２ピストン７４の突起７４ｂが第２掛止歯７６ｃから第１掛止歯７６ｂに掛け止められると、断接スリーブ５２が前記非噛合位置から前記噛合位置に移動して、第１リングギヤ４２と入力軸４０との間を切断した状態から接続する状態へ切り替えていたが、例えば、第２ピストン７４の突起７４ｂが第２掛止歯７６ｃから第１掛止歯７６ｂに掛け止められると、第１リングギヤ４２と入力軸４０との間を接続した状態から切断する状態へ切り替えられるようにトランスファ２８の構造を変更しても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

２４：第１断接装置（車両用断接装置）
４０：入力軸（第２回転部材）
４２：第１リングギヤ（第１回転部材）
４２ｃ：第１噛合歯
５２：断接スリーブ
５２ａ：第２噛合歯
５６：電磁アクチュエータ（アクチュエータ）
５８：ラチェット機構
６８ａ：第１ピストン
７２：スプリング
７４：第２ピストン
７４ｂ：突起
７６：ホルダ
７６ａ：掛止歯
７６ｂ：第１掛止歯（隣接する掛止歯）
７６ｃ：第２掛止歯（所定の掛止歯）
７６ｄ：第１立上面（立上り面）
７６ｇ：第２摺動案内面（摺動案内面）
８６：第１磁石（磁石）
８８：第２磁石（磁石）
Ｃ１：第１回転軸線（回転軸線）
Ｆ：付勢力
ＦＧ：磁気力
Ｐ２：先端

Claims

一回転軸線まわりに回転可能な第１回転部材と、前記第１回転部材と同心に回転可能な第２回転部材と、の間を選択的に切断または接続する車両用断接装置であって、
前記第１回転部材に形成された第１噛合歯に噛合可能な第２噛合歯を有して前記第２回転部材に対して相対回転不能且つ前記第２回転部材に対して前記回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第２噛合歯に前記第１噛合歯を噛み合わせて前記第１回転部材と前記第２回転部材とを相対回転不能に連結する噛合位置と、前記第１噛合歯と前記第２噛合歯との噛み合いを解いて前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転を許容する非噛合位置と、の間で移動させられる断接スリーブと、
前記断接スリーブを前記非噛合位置から前記噛合位置に向けて付勢するスプリングと、
アクチュエータと、
前記アクチュエータの作動により前記回転軸線方向に往復移動させられる第１ピストンと、前記第１ピストンにより前記スプリングの付勢力に抗して前記断接スリーブを前記非噛合位置へ移動させる第２ピストンと、複数段の鋸歯状の掛止歯を有して前記第２回転部材に対して相対回転不能且つ前記第２回転部材に対して前記回転軸線方向に移動不能に設けられ、前記複数段の掛止歯のいずれかで前記第１ピストンにより移動させられた前記第２ピストンを掛け止めるホルダと、を含み、前記ホルダの掛止歯によって前記第２ピストンを掛け止める位置を変えることにより、前記断接スリーブを前記非噛合位置と前記噛合位置との間で移動させるラチェット機構と、
を備えており、
前記ホルダには、前記複数段の掛止歯のうちの所定の掛止歯の先端から前記所定の掛止歯に隣接する掛止歯の立上り面までの間に前記隣接する掛止歯に向かうほど前記第２ピストンから離れるように傾斜して形成され、前記第２ピストンの突起を前記所定の掛止歯から前記隣接する掛止歯に掛け止める位置を変えるときにおいて、前記スプリングの付勢力によって前記第２ピストンの突起を摺動させて前記第２ピストンの突起を前記隣接する掛止歯に案内する摺動案内面が設けられ、
前記第２ピストンの突起と、前記ホルダおよび前記第１ピストンの少なくとも一方と、には、それぞれ磁石が装着されており、
前記磁石は、前記第２ピストンの突起が前記隣接する掛止歯の立上り面に近づくほど前記第２ピストンの突起が前記立上り面から離間する方向に作用する磁気力が大きくなるように、配置されていることを特徴とする車両用断接装置。