KR20220093238A - 동력 전달 경로 전환 장치 및 2 단 변속기 - Google Patents

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로페즈 리카르도 로드리게즈
세이고우 우라카미
쇼헤이 가네코
아키히로 야마모토
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닛본 세이고 가부시끼가이샤
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Abstract

[과제] 전동 액추에이터에 의해서 동력의 전달 경로를 전환할 수 있는 구조를 실현한다.
[해결 수단] 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 는, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 가 접속되며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가 프리 모드로 전환된 제 1 모드와, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 가 절단되며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가 로크 모드로 전환된 제 2 모드와, 제 2 모드로부터 제 1 모드로의 전환 도중에 확립되고, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가 원 웨이 클러치 모드로 전환된 전환 모드를 전환한다.

Description

동력 전달 경로 전환 장치 및 2 단 변속기
본 발명은 입력 부재와 출력 부재 사이의 동력의 전달 경로를 전환하기 위한 동력 전달 경로 전환 장치, 및, 그 동력 전달 경로 전환 장치를 구비하는 2 단 변속기에 관한 것이다.
최근에 있어서의 화석 연료의 소비량 저감화의 흐름을 타고, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 연구가 진행되고, 일부에서 실시되고 있다. 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 동력원인 전동 모터는, 화석 연료를 직접 연소시킴으로써 움직이는 내연 기관 (엔진) 과는 달리, 출력축의 토크 및 회전 속도의 특성이 자동차용으로서 바람직하기 (일반적으로, 기동시에 최대 토크를 발생시키기) 때문에, 반드시 내연 기관을 구동원으로 하는 일반적인 자동차와 같은 변속기를 형성할 필요는 없다. 단, 전동 모터를 구동원으로 하는 경우여도, 변속기를 형성함으로써, 가속 성능 및 고속 성능을 개선할 수 있다. 구체적으로는, 변속기를 형성함으로써, 차량의 주행 속도와 가속도의 관계를, 가솔린 엔진을 탑재하며, 또한, 동력의 전달 계통 중에 변속기를 형성한 자동차에 가까운, 원활한 것으로 할 수 있다. 이 점에 대해서, 도 39 를 참조하면서 설명한다.
예를 들어, 전동 모터의 출력축과, 구동륜에 연결되는 디퍼런셜 기어의 입력부의 사이 부분에, 감속비가 큰 동력 전달 장치를 배치하면, 전기 자동차의 가속도 (G) 와 주행 속도 (km/h) 의 관계는, 도 39 의 실선 a 와 같이 된다. 즉, 저속시의 가속 성능은 우수하지만, 고속 주행을 할 수 없게 된다. 이에 비해서, 상기 사이 부분에 감속비가 작은 동력 전달 장치를 배치하면, 상기 관계는, 도 39 의 쇄선 b 와 같이 된다. 즉, 고속 주행은 가능해지지만, 저속시의 가속 성능이 손상된다. 이에 대해서, 상기 출력축과 상기 입력부 사이에 변속기를 형성하고, 차속에 따라서 이 변속기의 감속비를 바꾸면, 상기 실선 a 중에서 점 P 보다 좌측 부분과, 상기 쇄선 b 중에서 점 P 보다 우측 부분을 연속시킨 것과 같은 특성이 얻어진다. 이 특성은, 도 39 에 파선 c 로 나타낸, 동일한 정도의 출력을 갖는 가솔린 엔진차와 거의 동등하고, 가속 성능 및 고속 성능에 관하여, 동력의 전달 계통 중에 변속기를 형성한 가솔린 엔진차와 동등한 성능이 얻어지는 것을 알 수 있다.
일본 공개특허공보 평5-116549호 (특허문헌 1) 에는, 전동 모터의 출력축의 토크를, 1 쌍의 유성 기어 기구와 1 쌍의 브레이크를 조합하여 이루어지는 2 단 변속기를 개재하여 (2 단 변속기에 의해서 감속하여) 디퍼런셜 기어에 전달하는, 전기 자동차용 구동 장치의 구조가 개시되어 있다. 이 전기 자동차용 구동 장치에서는, 1 쌍의 브레이크의 단접 (斷接) 상태를 전환하는 것에 기초하여, 1 쌍의 유성 기어 기구의 구성 요소가 회전 가능한 상태와 회전 불가능한 상태를 전환함으로써, 전동 모터의 출력축과 디퍼런셜 기어간의 감속비를, 고저의 2 단계로 전환 가능하게 하고 있다.
일본 공개특허공보 평5-116549호
일본 공개특허공보 평5-116549호에 기재된 장치는, 유압으로 동작하는 서보 피스톤 (PL, PH) 에 의해서, 유성 기어 기구의 구성 요소에 지지된 마찰 걸어 맞춤 요소와, 하우징에 지지된 마찰 걸어 맞춤 요소를 서로 밀음으로써, 브레이크를 접속 (걸어 맞춤) 하도록 구성되어 있다. 그러나, 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 있어서, 시스템의 간략화에 의한 비용 저감이나 전비 (電費) 성능의 향상을 도모하기 위해서는, 2 단 변속기의 감속비의 전환을 전동 액추에이터에 의해서 행하여, 유압 시스템을 불필요하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 서술한 바와 같은 사정을 감안하여, 전동 액추에이터에 의해서 동력의 전달 경로를 전환할 수 있는 동력 전달 경로 전환 장치, 및, 이 동력 전달 경로 전환 장치를 끼워 넣은 2 단 변속기의 구조를 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치는,
회전 가능하게, 또한, 축 방향 변위를 불가능하게 지지된 구동 캠, 및, 상기 구동 캠에 대한 상대 회전 및 축 방향 변위를 가능하게 지지되며, 또한, 그 구동 캠의 회전에 수반하여, 축 방향으로 변위하는 피구동 캠을 갖는 캠 장치와,
서로 축 방향의 상대 변위를 가능하게 지지된, 적어도 1 장씩의 프릭션 플레이트 및 세퍼레이트 플레이트를 갖는 마찰 걸어 맞춤 장치를 구비한다.
상기 마찰 걸어 맞춤 장치는, 상기 피구동 캠을 상기 구동 캠과의 축 방향 간격이 확대되는 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트를 서로 밀음으로써 접속되며, 또한, 상기 피구동 캠을 상기 구동 캠과의 축 방향 간격이 축소되는 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트를 서로 미는 힘을 해방시킴으로써 절단되도록 구성되어 있다.
본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치는, 서로 동축에 배치된 제 1 부재 및 제 2 부재와, 상기 구동 캠의 회전에 수반하여 회전 또는 축 방향으로 변위하는 모드 셀렉트부를 갖는 회전 전달 상태 전환 장치를 추가로 구비한다.
상기 회전 전달 상태 전환 장치는, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 상대 회전 방향에 관계 없이, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 회전이 허용되는 프리 모드와, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 상대 회전 방향에 관계 없이, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 회전이 저지되는 로크 모드 중 적어도 일방의 모드, 및, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 소정 방향의 회전만이 허용되며, 또한, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 상기 소정 방향과 반대 방향의 회전이 저지되는 원 웨이 클러치 모드를 갖는다.
상기 회전 전달 상태 전환 장치는, 상기 모드 셀렉트부를 회전 또는 축 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 상기 프리 모드와 상기 로크 모드 중 적어도 일방의 모드와, 상기 원 웨이 클러치 모드를 전환 가능하게 구성되어 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치에서는, 상기 마찰 걸어 맞춤 장치의 접속 상태로부터 절단 상태로의 전환 중, 및/또는, 상기 마찰 걸어 맞춤 장치의 절단 상태로부터 접속 상태로의 전환 중에, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 원 웨이 클러치 모드로 할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치는, 상기 마찰 걸어 맞춤 장치를 접속하며, 또한, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 프리 모드로 한 제 1 모드를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치는, 상기 마찰 걸어 맞춤 장치를 절단하며, 또한, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 로크 모드로 한 제 2 모드를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치는, 상기 마찰 걸어 맞춤 장치를 절단하며, 또한, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 프리 모드로 한 뉴트럴 모드를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치는,
상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 일방의 부재는, 원주 방향 복수 지점에 걸어 맞춤 오목부를 가지며, 또한, 상기 모드 셀렉트부는, 원주 방향 복수 지점에 직경 방향 또는 축 방향으로 돌출되는 돌출부를 가질 수 있고,
상기 회전 전달 상태 전환 장치는,
상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 타방의 부재에 피벗된 제 1 기부, 및, 상기 제 1 기부로부터 원주 방향 편측을 향하여 연장되는 제 1 걸어 맞춤 후크를 갖는 제 1 후크 부재와,
상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 타방의 부재에 피벗된 제 2 기부, 및, 상기 제 2 기부로부터 원주 방향 타측을 향하여 연장되는 제 2 걸어 맞춤 후크를 갖는 제 2 후크 부재와,
상기 제 1 걸어 맞춤 후크를, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 제 1 후크 탄성 지지 부재와,
상기 제 2 걸어 맞춤 후크를, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 제 2 후크 탄성 지지 부재를 추가로 구비할 수 있다.
상기 원 웨이 클러치 모드에 있어서는, 상기 제 1 걸어 맞춤 후크와 상기 제 2 걸어 맞춤 후크 중의 일방의 걸어 맞춤 후크를 상기 돌출부에 의해서 가압하지 않고, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하며, 또한, 상기 제 1 걸어 맞춤 후크와 상기 제 2 걸어 맞춤 후크 중의 타방의 걸어 맞춤 후크를 상기 돌출부에 의해서 가압하여, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하지 않는 점에서, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 소정 방향의 회전만을 허용하며, 또한, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 상기 소정 방향과 반대 방향의 회전을 저지한다.
본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치가 상기 프리 모드를 갖는 경우, 상기 프리 모드에 있어서는, 상기 제 1 걸어 맞춤 후크를 상기 돌출부에 의해서 가압하여, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하지 않으며, 또한, 상기 제 2 걸어 맞춤 후크를 상기 돌출부에 의해서 가압하여, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하지 않는 점에서, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 상대 회전 방향에 관계 없이, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 회전을 허용한다.
본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치가 상기 로크 모드를 갖는 경우, 상기 로크 모드에 있어서는, 상기 제 1 걸어 맞춤 후크를 상기 돌출부에 의해서 가압하지 않고, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하며, 또한, 상기 제 2 걸어 맞춤 후크를 상기 돌출부에 의해서 가압하지 않고, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하는 점에서, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 상대 회전 방향에 관계 없이, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 회전을 저지한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치는, 상기 모드 셀렉트부를 갖고, 상기 구동 캠의 회전에 수반하여 회전 또는 축 방향으로 변위하는 셀렉트 플레이트를 추가로 구비할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치는, 상기 구동 캠과 상기 셀렉트 플레이트 사이에, 상기 구동 캠의 회전수를 감속하여 상기 셀렉트 플레이트에 전달하는 감속기를 추가로 구비할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치에서는,
상기 감속기는,
상기 구동 캠에 구비된 캠측 기어부와,
상기 셀렉트 플레이트에 구비된 플레이트측 기어부와,
상기 캠측 기어부와 맞물리는 제 1 기어부, 및, 상기 플레이트측 기어부와 맞물리는 제 2 기어부를 갖는 2 단 톱니를 구비할 수 있다.
혹은, 본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치에서는,
상기 감속기는,
상기 구동 캠에 구비된, 회전 방향에 관하여 편측을 향할수록 직경 방향 외측을 향하는 방향으로 신장하는 캠측 홈과,
상기 셀렉트 플레이트에 구비된, 회전 방향에 관하여 편측을 향할수록 직경 방향 내측을 향하는 방향으로 신장하는 플레이트측 홈과,
상기 캠측 홈에, 그 캠측 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 제 1 걸어 맞춤부, 및, 상기 플레이트측 홈에, 그 플레이트측 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 제 2 걸어 맞춤부를 갖는 걸어 맞춤 핀을 구비할 수 있고,
상기 캠측 홈의 원주 방향 길이를, 상기 플레이트측 홈의 원주 방향 길이보다 길게 할 수 있다.
이 경우, 상기 감속기는, 직경 방향으로 신장하는 가이드 홈을 갖고, 회전을 불가능하게 지지된 가이드 플레이트를 추가로 구비하고,
상기 걸어 맞춤 핀은, 상기 가이드 홈에, 그 가이드 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 제 3 걸어 맞춤부를 추가로 가질 수 있다.
혹은, 본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치에 있어서는,
상기 돌출부를, 축 방향으로 돌출시킬 수 있고,
상기 셀렉트 플레이트는, 원주 방향에 대해서 경사진 경사부를 포함하고, 원주 방향으로 신장하는 걸어 맞춤 홈을 가질 수 있고, 및,
상기 구동 캠은, 직경 방향으로 돌출되며, 또한, 상기 걸어 맞춤 홈에, 그 걸어 맞춤 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 걸어 맞춤 핀을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치에서는, 상기 구동 캠이, 상기 모드 셀렉트부를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치는, 상기 피구동 캠과 상기 마찰 걸어 맞춤 장치 사이에 배치되며, 또한, 그 피구동 캠과 그 마찰 걸어 맞춤 장치를 서로 멀어지는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 탄성 부재를 추가로 구비할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치에서는, 상기 마찰 걸어 맞춤 장치는, 상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트를 서로 이격시키는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 리턴 스프링을 추가로 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 이러한 동력 전달 경로 전환 장치에서는, 상기 캠 장치는, 방사 방향을 향한 자전축을 갖고, 상기 구동 캠과 상기 피구동 캠 사이에 협지된 복수 개의 롤러를 구비할 수 있고,
상기 롤러는, 상기 피구동 캠에 상기 자전축을 중심으로 하는 회전을 자유롭게 할 수 있도록 지지될 수 있다.
본 발명의 2 단 변속기는,
입력 부재와,
상기 입력 부재와 동축에 배치된 출력 부재와,
동력의 전달 방향에 관하여, 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 배치된 유성 기어 기구와,
상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이의 동력 전달 경로를 전환하는 동력 전달 경로 전환 장치를 구비한다.
특히 본 발명의 2 단 변속기에 있어서는, 상기 동력 전달 경로 전환 장치가, 본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치이며, 또한, 그 동력 전달 경로 전환 장치가, 상기 구동 캠을 회전 구동시키는 전동 액추에이터를 추가로 구비한다.
상기 유성 기어 기구는,
상기 입력 부재에 대해서 그 입력 부재와 일체적으로 회전하도록 접속된 선 기어와,
상기 선 기어의 주위에 그 선 기어와 동축에 배치된 링 기어와,
상기 선 기어와 동축에 배치되며, 또한, 상기 출력 부재에 대해서 그 출력 부재와 일체적으로 회전하도록 접속된 캐리어와,
상기 선 기어와 상기 링 기어에 맞물리며, 또한, 상기 캐리어에, 자기의 중심축을 중심으로 하는 회전을 자유롭게 할 수 있도록 지지된 복수 개의 피니언 기어를 구비한다.
상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트 중의 일방이, 상기 선 기어 또는 상기 입력 부재에 대해서 축 방향의 상대 변위를 가능하게, 또한, 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있고,
상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트 중의 타방이, 상기 캐리어 또는 상기 출력 부재에 대해서 축 방향의 상대 변위를 가능하게, 또한, 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있고,
상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 일방이, 사용시에도 회전하지 않는 부분에 대해서 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있고, 및,
상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 타방이, 상기 링 기어에 대해서 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 2 단 변속기에서는,
상기 구동 캠은, 외주면에 휠 기어부를 갖고,
상기 전동 액추에이터는, 상기 휠 기어부와 맞물리는 웜과, 상기 웜을 회전 구동시키는 변속용 모터를 구비할 수 있다.
본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치에서는, 1 개의 구동 캠을 회전시키는 것에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치의 단접 상태 및 회전 전달 상태 전환 장치의 모드가 전환된다. 요컨대, 본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치에 의하면, 전동 모터 등을 포함하는, 1 개의 전동 액추에이터에 의해서, 구동 캠을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 동력의 전달 경로를 전환할 수 있다. 또, 본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치를 구비하는, 본 발명의 2 단 변속기에 의하면, 전동 액추에이터에 의해서, 입력 부재와 출력 부재 사이의 감속비를 고저의 2 단계로 전환할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태의 제 1 예의 2 단 변속기를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 제 1 예의 2 단 변속기를 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 제 1 예의 2 단 변속기를 나타내는 모식도이다.
도 4(a) 는, 저감속비 모드에서의 동력의 전달 경로를 나타내는 모식도이고, 도 4(b) 는, 고감속비 모드에서의 동력의 전달 경로를 나타내는 모식도이다.
도 5 는, 제 1 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 제 1 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 7 은, 캠 장치 및 회전 전달 상태 전환 장치를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 8 은, 마찰 걸어 맞춤 장치를 빼내어 나타내는 단면도이다.
도 9 는, 회전 전달 상태 전환 장치를 빼내어, 축 방향 편측에서 바라 본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 10 은, 회전 전달 상태 전환 장치를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 11 은, 회전 전달 상태 전환 장치로부터 셀렉트 플레이트를 떼어내고, 축 방향 편측에서 바라 본 모습을 나타내는 단면 도면이다.
도 12 는, 도 11 의 X 부 확대도이다.
도 13 은, 제 1 걸어 맞춤 후크 및 제 2 걸어 맞춤 후크와, 걸어 맞춤 오목부와, 돌기부의 걸어 맞춤 관계를 나타내는 모식도로서, 도 13(a) 는, 프리 모드에 있어서의 걸어 맞춤 관계를 나타내는 모식도이고, 도 13(b) 는, 로크 모드에 있어서의 걸어 맞춤 관계를 나타내는 모식도이며, 도 13(c) 는, 원 웨이 클러치 모드에 있어서의 걸어 맞춤 관계를 나타내는 모식도이다.
도 14 는, 마찰 걸어 맞춤 장치의 단접 상태와 회전 전달 상태 전환 장치의 모드를 모식적으로 나타내는 선도이다.
도 15 는, 비교예에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치를 나타내는 단면도이다.
도 16 은, 비교예에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치에 있어서, 제 1 마찰 걸어 맞춤 장치와 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치의 단접 상태를 모식적으로 나타내는 선도이다.
도 17(a) 는, 본 발명의 실시형태의 제 1 예에 관한 변형예의 제 1 예에 대한 도 14 에 상당하는 도면이고, 도 17(b) 는, 본 발명의 실시형태의 제 1 예에 관한 변형예의 제 2 예에 대한 도 14 에 상당하는 도면이다.
도 18 은, 본 발명의 실시형태의 제 2 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 단면도이다.
도 19 는, 제 2 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 20 은, 구동 캠, 2 단 톱니 및 셀렉트 플레이트를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 21 은, 본 발명의 실시형태의 제 3 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 단면도이다.
도 22 는, 제 3 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 23 은, 본 발명의 실시형태의 제 4 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 단면도이다.
도 24 는, 구동 캠, 가이드 플레이트 및 셀렉트 플레이트를 빼내어, 축 방향 편측에서 바라 본 사시도이다.
도 25 는, 구동 캠, 가이드 플레이트 및 셀렉트 플레이트를 빼내어, 축 방향 타측에서 바라 본 사시도이다.
도 26 은, 캠측 홈, 가이드 홈 및 플레이트측 홈과, 걸어 맞춤 핀의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 모식도로서, 도 26(a) 는, 프리 모드에 있어서의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 모식도이고, 도 26(b) 는, 로크 모드에 있어서의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 모식도이며, 도 26(c) 는, 원 웨이 클러치 모드에 있어서의 걸어 맞춤 상태를 나타내는 모식도이다.
도 27 은, 걸어 맞춤 핀을 빼내어 나타내는 사시도이다.
도 28 은, 본 발명의 실시형태의 제 5 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 단면도이다.
도 29 는, 제 5 예에 대해서, 동력 전달 경로 전환 장치를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 30 은, 구동 캠 및 셀렉트 플레이트를 빼내어 나타내는, 분해 사시도이다.
도 31 은, 셀렉트 플레이트와, 제 1 후크 부재 및 제 2 후크 부재와, 걸어 맞춤 핀을 빼내어 나타내는 사시도이다.
도 32 는, 도 31 의 Y 부 확대도이다.
도 33 은, 본 발명의 실시형태의 제 6 예의 2 단 변속기를 나타내는 단면도이다.
도 34 는, 도 33 의 Z 부 확대도이다.
도 35 는, 제 6 예에 대해서, 캠 장치를 빼내어 나타내는 분해 사시도이다.
도 36 은, 본 발명의 실시형태의 제 7 예의 2 단 변속기를 나타내는 단면도이다.
도 37 은, 제 7 예에 대해서, 구동 캠을 빼내어 나타내는 사시도이다.
도 38 은, 제 7 예에 대해서, 회전 전달 상태를 빼내어 나타내는 부분 확대도이다.
도 39 는, 전동 모터를 구동원으로 하는 구동 장치에 변속기를 끼워 넣는 것에 의한 효과를 설명하기 위한 선도이다.
[실시형태의 제 1 예]
본 발명의 실시형태의 제 1 예에 대해서, 도 1 ∼ 도 14 를 사용하여 설명한다. 본 예의 2 단 변속기 (1) 는, 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 동력원인 전동 모터의 출력축과, 디퍼런셜 기어 사이에 배치되어, 상기 전동 모터의 출력축의 토크를 증대 (감속) 하고 나서, 또는, 증대 (감속) 하지 않고 그대로 디퍼런셜 기어에 전달한다. 본 예의 2 단 변속기는, 입력 부재 (2) 와, 출력 부재 (3) 와, 유성 기어 기구 (4) 와, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를 구비하며, 또한, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비를, 고저의 2 단계로 전환 가능하게 구성되어 있다.
입력 부재 (2) 는, 전동 모터의 출력축 등의 구동축 (도시 생략) 에 접속되고, 토크 (동력) 가 입력된다. 본 예에서는, 입력 부재 (2) 는, 입력 통상부 (6) 와, 그 입력 통상부 (6) 의 축 방향 편측 (도 2 ∼ 도 8 의 우측) 의 단부로부터 직경 방향 외측을 향하여 절곡된 입력 플랜지부 (7) 를 구비한다. 구동축은, 예를 들어, 입력 통상부 (6) 의 내주면에 토크 전달 가능하게 내감 (內嵌) 되거나, 혹은, 입력 플랜지부 (7) 에 볼트 체결 등에 의해서 토크 전달 가능하게 결합된다.
출력 부재 (3) 는, 입력 부재 (2) 와 동축에 배치되어, 디퍼런셜 기어나 프로펠러 샤프트 등의 종동축 (도시 생략) 에 접속되고, 그 종동축으로 토크를 출력한다. 본 예에서는, 출력 부재 (3) 는, 내주면에, 암형 스플라인부 (8) 를 갖는 출력 통상부 (9) 와, 그 출력 통상부 (9) 의 축 방향 타측 (도 2 ∼ 도 8 의 좌측) 의 단부로부터 직경 방향 외측을 향하여 절곡된 출력 플랜지부 (10) 를 구비한다. 종동축은, 선단부 외주면에 구비된 수형 스플라인부를, 출력 통상부 (9) 의 암형 스플라인부 (8) 와 스플라인 걸어 맞춤시킴으로써, 출력 부재 (3) 에 토크 전달 가능하게 접속된다.
유성 기어 기구 (4) 는, 도 2 ∼ 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 동력의 전달 방향에 관하여, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이에 배치되며, 또한, 선 기어 (11) 와, 링 기어 (12) 와, 캐리어 (13) 와, 복수 개의 피니언 기어 (14) 를 구비한다.
선 기어 (11) 는, 입력 부재 (2) 에 대해서 그 입력 부재 (2) 와 일체적으로 회전하도록 접속되어 있다. 본 예에서는, 선 기어 (11) 는, 축 방향 편측의 소직경 통부 (15) 와, 축 방향 타측의 대직경 통부 (16) 와, 그 대직경 통부 (16) 의 축 방향 타측의 단부로부터 직경 방향 외측으로 절곡된 플랜지부 (17) 를 구비한다. 선 기어 (11) 는, 대직경 통부 (16) 의 외주면에, 선측 수형 스플라인부 (18) 를 구비하며, 또한, 플랜지부 (17) 의 외주면에, 평기어 또는 헬리컬 기어인 기어부 (19) 를 구비한다. 선 기어 (11) 는, 소직경 통부 (15) 를, 입력 부재 (2) 의 입력 통상부 (6) 에, 스플라인 걸어 맞춤 등의 토크 전달 가능한 구조에 의해서 외감되어 있다.
링 기어 (12) 는, 선 기어 (11) 의 주위에 그 선 기어 (11) 와 동축에, 또한, 그 선 기어 (11) 에 대한 상대 회전을 가능하게 지지되어 있다. 본 예에서는, 링 기어 (12) 는, 축 방향 편측의 소직경 통부 (20) 와, 축 방향 타측의 대직경 통부 (21) 와, 그 소직경 통부 (20) 의 축 방향 타측의 단부와 그 대직경 통부 (21) 의 축 방향 편측의 단부를 접속하는 원륜부 (22) 를 구비한다. 링 기어 (12) 는, 소직경 통부 (20) 의 외주면에, 링측 수형 스플라인부 (23) 를 구비하며, 또한, 대직경 통부 (21) 의 내주면에, 평기어 또는 헬리컬 기어인 기어부 (24) 를 구비한다.
캐리어 (13) 는, 선 기어 (11) 및 링 기어 (12) 와 동축에 지지되며, 또한, 출력 부재 (3) 에 대해서 그 출력 부재 (3) 와 일체적으로 회전 가능하게 접속되어 있다. 본 예에서는, 캐리어 (13) 는, 각각이 원륜상이고, 축 방향으로 간격을 두고 배치된 1 쌍의 림부 (25a, 25b) 와, 그 1 쌍의 림부 (25a, 25b) 중, 서로 정합하는 원주 방향 복수 지점끼리의 사이에 걸쳐진 기둥부 (26) 와, 1 쌍의 림부 (25a, 25b) 중, 축 방향 편측의 림부 (25a) 의 축 방향 편측면의 직경 방향 중간부로부터 축 방향 편측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 통상부 (27) 를 구비한다.
캐리어 (13) 는, 축 방향 편측의 림부 (25a) 중, 통상부 (27) 보다 직경 방향 외측에 존재하는 부분의 원주 방향 복수 지점에, 축 방향으로 관통하는 원공 (28a) 을 구비하며, 또한, 통상부 (27) 의 내주면에, 캐리어측 암형 스플라인부 (29) 를 구비한다. 또, 캐리어 (13) 는, 1 쌍의 림부 (25a, 25b) 중, 축 방향 타측의 림부 (25b) 중에서, 축 방향 편측의 림부 (25a) 의 원공 (28a) 과 정합하는 부분에, 축 방향으로 관통하는 원공 (28b) 을 구비한다. 캐리어 (13) 는, 축 방향 타측의 림부 (25b) 를, 출력 부재 (3) 의 출력 플랜지부 (10) 에, 스플라인 걸어 맞춤 등의 토크 전달 가능한 구조에 의해서 접속함으로써, 출력 부재 (3) 와 일체적으로 회전하도록 구성되어 있다.
피니언 기어 (14) 의 각각은, 선 기어 (11) 와 링 기어 (12) 에 맞물리며, 또한, 캐리어 (13) 에, 자기의 중심축을 중심으로 하는 회전을 자유롭게 할 수 있도록 지지되어 있다. 본 예에서는, 피니언 기어 (14) 의 각각은, 원주상의 지지축 (30) 의 축 방향 중간부 주위에, 원통상의 본체 부분 (31) 을, 래디얼 니들 베어링 (32) 에 의해서 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하여 이루어진다. 본체 부분 (31) 은, 외주면에, 평기어 또는 헬리컬 기어로서, 선 기어 (11) 의 기어부 (19) 와 링 기어 (12) 의 기어부 (24) 에 맞물리는 기어부 (33) 를 구비한다. 지지축 (30) 은, 축 방향 양측의 단부가, 캐리어 (13) 의 원공 (28a, 28b) 의 각각에 내감 고정되어 있다.
또한, 본 예에서는, 선 기어 (11) 의 대직경 통부 (16) 의 축 방향 중간부 외주면에 걸린 스냅 링 (34a) 에 의해서 축 방향 편측으로의 변위가 저지된 스페이서 (35) 의 축 방향 타측면이, 축 방향 편측의 림부 (25a) 의 직경 방향 내측 부분의 축 방향 편측면에, 트러스트 베어링 (36a) 을 개재하여 부딪쳐 있다. 또한, 링 기어 (12) 의 대직경 통부 (21) 의 축 방향 타측의 단부 내주면에 걸린 스냅 링 (34b) 에 의해서 축 방향 타측으로의 변위가 저지된 가압판 (37) 의 직경 방향 내측 부분의 축 방향 편측면이, 축 방향 타측의 림부 (25b) (출력 부재 (3) 의 출력 플랜지부 (10) 의 직경 방향 내측 부분의 축 방향 타측면에, 트러스트 베어링 (36b) 을 개재하여 부딪쳐 있다. 이로써, 유성 기어 기구 (4) 를 조립한 상태에서, 선 기어 (11), 링 기어 (12), 캐리어 (13) 및 피니언 기어 (14) 의 각각이 분리되는 것을 방지할 수 있다. 요컨대, 유성 기어 기구 (4) 를 서브 어셈블리로서 일체적으로 취급할 수 있다.
동력 전달 경로 전환 장치 (5) 는, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 동력 전달 경로를 전환한다. 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 는, 사용시에도 회전하지 않는 하우징 (38) 과, 캠 장치 (39) 와, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 와, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 구비한다.
하우징 (38) 은, 내경측 통부 (42) 와, 외경측 통부 (43) 와, 그 내경측 통부 (42) 의 축 방향 편측의 단부와 그 외경측 통부 (43) 의 축 방향 편측의 단부를 접속하는 원륜상의 측판부 (44) 를 구비한다. 하우징 (38) 은, 내경측 통부 (42) 의 외주면에, 고정측 수형 스플라인부 (45) 를 구비하며, 또한, 외경측 통부 (43) 의 내주면에, 고정측 암형 스플라인부 (46) 를 구비한다. 또, 하우징 (38) 은, 외경측 통부 (43) 의 축 방향 편측 부분에, 직경 방향으로 관통하며, 또한, 원주 방향으로 신장하는 관통공 (47) 을 추가로 구비한다.
본 예에서는, 하우징 (38) 의 내경측 통부 (42) 의 내주면과, 입력 부재 (2) 의 입력 통상부 (6) 의 외주면 사이에 래디얼 니들 베어링 (48) 을 배치하며, 또한, 측판부 (44) 의 축 방향 편측면과, 입력 플랜지부 (7) 의 축 방향 타측면 사이에 트러스트 니들 베어링 (49) 을 배치함으로써, 하우징 (38) 에 대해서 입력 부재 (2) 가 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다.
캠 장치 (39) 는, 도 5 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 회전 가능하게, 또한, 축 방향 변위를 불가능하게 지지된 구동 캠 (50) 과, 구동 캠 (50) 에 대한 상대 회전 및 축 방향 변위를 가능하게 지지되며, 또한, 그 구동 캠 (50) 의 회전에 수반하여, 축 방향으로 변위하는 피구동 캠 (51) 과, 복수 개 (도시한 예에서는 5 개) 의 걸어 맞춤 핀 (52) 을 구비한다.
구동 캠 (50) 은, 원륜 형상을 가지며, 또한, 하우징 (38) 의 내경측 통부 (42) 의 축 방향 편측의 단부 외주면에, 래디얼 하중 및 트러스트 하중을 지승 (支承) 가능한 앵귤러 볼 베어링 (53) 을 개재하여, 자유롭게 회전할 수 있게, 또한, 축 방향 변위를 불가능하게 지지되어 있다.
구동 캠 (50) 은, 축 방향 타측면의 직경 방향 내측 부분에, 오목부와 볼록부를 동수씩, 원주 방향에 관하여 교대로 배치하여 이루어지는, 구동 캠면 (54) 을 갖는다. 구동 캠면 (54) 은, 볼록부의 선단부에, 구동 캠 (50) 의 중심축과 직교하는 평탄면부를 갖는다.
구동 캠 (50) 은, 직경 방향 외측 부분의 원주 방향 등간격 복수 지점 (도시한 예에서는 5 개 지점) 에, 축 방향 타측면으로 개구하는 캠측 걸어 맞춤공 (56) 을 가지며, 또한, 외주면에, 잇줄이 현권선상의 헬리컬 기어인 휠 기어부 (57) 를 갖는다.
구동 캠 (50) 은, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 회전 구동된다. 전동 액추에이는, 도 1 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 웜 (59) 과, 변속용 모터 (60) 를 구비한다. 웜 (59) 은, 축 방향 중간부 외주면에, 구동 캠 (50) 의 휠 기어부 (57) 중, 하우징 (38) 의 관통공 (47) 으로부터 노출된 부분에 맞물리는 웜 기어부 (61) 를 갖는다. 변속용 모터 (60) 는, 웜 (59) 을 회전 구동시킨다. 즉, 구동 캠 (50) 은, 변속용 모터 (60) 에 의해서, 휠 기어부 (57) 와 웜 기어부 (61) 를 맞물리게 하여 이루어지는 웜 감속기를 개재하여 회전 구동된다.
피구동 캠 (51) 은, 도 5 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 구동 캠 (50) 의 직경 방향 내측 부분에, 축 방향으로 대향하여 배치되어 있다. 피구동 캠 (51) 은, 구동 캠 (50) 의 구동 캠면 (54) 에 대향하는 축 방향 편측면에, 오목부와 볼록부를, 구동 캠면 (54) 의 오목부 및 볼록부와 동수씩 (본 예에서는 5 개씩), 원주 방향에 관하여 교대로 배치하여 이루어지는 피구동 캠면 (62) 을 갖는다. 단, 구동 캠면 (54) 과 대향하는 피구동 캠면 (62) 은, 중심축과 직교하는 평탄면에 의해서 구성될 수도 있다.
피구동 캠 (51) 은, 내주면에, 피구동측 암형 스플라인부 (63) 를 가지며, 또한, 피구동측 암형 스플라인부 (63) 를, 하우징 (38) 의 고정측 수형 스플라인부 (45) 에 스플라인 걸어 맞춤시킴으로써, 하우징 (38) 에 대해서 축 방향 변위만을 가능하게 지지되어 있다.
캠 장치 (39) 는, 구동 캠면 (54) 과 피구동 캠면 (62) 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 배치된 복수 개 (도시한 예에서는 5 개) 의 전동체 (64) 를 추가로 구비한다. 즉, 본 예에서는, 구동 캠 (50) 이 회전하는 것에 수반하여, 전동체 (64) 의, 구동 캠면 (54) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량 및 피구동 캠면 (62) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량이 증감함으로써, 피구동 캠 (51) 이 축 방향으로 변위한다. 또한, 본 예에서는, 전동체 (64) 로서 볼을 사용하고 있지만, 전동체로는, 롤러나 테이퍼 롤러를 사용할 수도 있다.
걸어 맞춤 핀 (52) 의 각각은, 축 방향 편측의 단부를, 구동 캠 (50) 의 캠측 걸어 맞춤공 (56) 에 흔들림 없이 내감 (걸어 맞춤) 함으로써, 축 방향 타측 부분을, 구동 캠 (50) 의 축 방향 타측면으로부터 축 방향 타측을 향하여 돌출시키고 있다.
마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 는, 도 5 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 복수 장 2 개의 프릭션 플레이트 (65) 및 세퍼레이트 플레이트 (66) 를 갖는다. 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 는, 각각 대략 원륜상이고, 축 방향으로 교대로 배치되어 있다.
마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 는, 캠 장치 (39) 의 피구동 캠 (51) 을 구동 캠 (50) 과의 축 방향 간격이 확대되는 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 를 서로 밀음으로써 접속되며, 또한, 피구동 캠 (51) 을 구동 캠 (50) 과의 축 방향 간격이 축소되는 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 를 서로 미는 힘을 해방시킴으로써 절단되도록 구성되어 있다.
본 예에서는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 는, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 사이에 배치된다. 즉, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속함으로써, 각각이 회전체인 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 일체적으로 회전하며, 또한, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단함으로써, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 서로 상대 회전한다. 요컨대, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 는, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 사이의 동력 전달의 단접 상태를 전환하는 클러치로서 기능한다.
프릭션 플레이트 (65) 의 각각은, 내주면에 암형 스플라인부를 가지며, 또한, 그 암형 스플라인부를, 선 기어 (11) 의 선측 수형 스플라인부 (18) 에 스플라인 걸어 맞춤시킴으로써, 선 기어 (11) 에 대해서 축 방향의 변위만을 가능하게 지지되어 있다.
세퍼레이트 플레이트 (66) 의 각각은, 외주면에 수형 스플라인부를 가지며, 또한, 그 수형 스플라인부를, 캐리어 (13) 의 캐리어측 암형 스플라인부 (29) 에 스플라인 걸어 맞춤시킴으로써, 캐리어 (13) 에 대해서 축 방향의 변위만을 가능하게 지지되어 있다.
세퍼레이트 플레이트 (66) 중, 가장 축 방향 타측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 는, 캐리어 (13) 의 통상부 (27) 의 축 방향 타측의 단부에 걸린 스냅 링 (67) 에 의해서, 축 방향 타측으로의 변위가 저지되고 있다.
세퍼레이트 플레이트 (66) 중, 가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 와, 피구동 캠 (51) 사이에는, 축 방향 편측으로부터 차례로, 탄성 부재 (68) 와, 트러스트 전동 베어링 (69) 이 협지되고 있다. 탄성 부재 (68) 는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 와, 피구동 캠 (51) 을, 축 방향에 관하여 서로 멀어지는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지한다. 또한, 본 예에서는, 탄성 부재 (68) 는, 접시 스프링에 의해서 구성되어 있다. 단, 탄성 부재 (68) 를, 비틀림 코일 스프링 등에 의해서 구성할 수도 있다.
마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 를 서로 이격시키고, 그 프릭션 플레이트 (65) 와 그 세퍼레이트 플레이트 (66) 를 서로 미는 힘을 해방시키는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 리턴 스프링 (70) 을 추가로 구비한다. 본 예에서는, 리턴 스프링 (70) 은, 가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 와, 가장 축 방향 타측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 사이에 걸쳐져 있고, 그 가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 와, 그 가장 축 방향 타측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 를 서로 멀어지는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하고 있다.
회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 도 9 ∼ 도 12 에 나타내는 바와 같이, 서로 동축에 배치된, 제 1 부재 (71) 및 제 2 부재 (72) 와, 제 1 후크 부재 (73) 및 제 2 후크 부재 (74) 와, 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 및 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 와, 셀렉트 플레이트 (77) 를 구비한다.
제 1 부재 (71) 는, 외주면의 원주 방향 복수 지점에 걸어 맞춤 오목부 (78) 를 갖는다. 즉, 제 1 부재 (71) 는, 외주면에, 원주 방향에 관하여 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 볼록부 (79) 를 교대로 배치하여 이루어지는, 톱니상의 요철부 (80) 를 갖는다. 또, 제 1 부재 (71) 는, 내주면에 암형 스플라인부 (81) 를 갖는다. 제 1 부재 (71) 는, 암형 스플라인부 (81) 를, 링 기어 (12) 의 링측 수형 스플라인부 (23) 에 스플라인 걸어 맞춤함으로써, 링 기어 (12) 에 대해서 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있다. 즉, 제 1 부재 (71) 는, 링 기어 (12) 와 일체적으로 회전한다.
제 2 부재 (72) 는, 제 1 부재 (71) 의 주위에 그 제 1 부재 (71) 와 동축에, 또한, 그 제 1 부재 (71) 에 대한 상대 회전을 가능하게 지지된다. 즉, 제 2 부재 (72) 의 내주면은, 제 1 부재 (71) 의 외주면 (볼록부 (79) 의 선단면) 에 간극을 개재하여 대향하고 있다. 제 2 부재 (72) 는, 외주면에 수형 스플라인부 (82) 를 갖는다. 제 2 부재 (72) 는, 수형 스플라인부 (82) 를, 하우징 (38) 의 고정측 암형 스플라인부 (46) 에 스플라인 걸어 맞춤함으로써, 하우징 (38) 에 대해서 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있다.
제 2 부재 (72) 는, 직사각형의 단면 형상을 갖는 기부 (83) 와, 기부 (83) 의 축 방향 편측면의 직경 방향 외측의 단부로부터 축 방향 편측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 원통부 (84) 를 구비한다.
기부 (83) 는, 원주 방향에 관하여 교대로 배치된, 복수 개씩 (도시한 예에서는 6 개씩) 의 제 1 유지 오목부 (85) 및 제 2 유지 오목부 (86) 를 갖는다.
제 1 유지 오목부 (85) 의 각각은, 기부 (83) 의 내주면과 축 방향 편측면으로 개구한다. 제 1 유지 오목부 (85) 의 각각은, 스프링 유지부 (87a) 와, 대좌부 (88a) 를 구비한다. 스프링 유지부 (87a) 는, 축 방향 편측에서 보았을 때, 원주 방향 편측 (도 11 의 시계 방향 전측) 을 향할수록 직경 방향 외측을 향하는 방향으로 신장하는 방향으로 장축이 배치된, 대략 직사각형의 개구 형상을 갖는다. 대좌부 (88a) 는, 축 방향 편측에서 보았을 때 대략 원형의 개구 형상을 갖고, 스프링 유지부 (87a) 의 원주 방향 타측 (도 11 의 시계 방향 후측) 에 인접하여 배치되어 있다.
제 2 유지 오목부 (86) 의 각각은, 기부 (83) 의 내주면과 축 방향 편측면으로 개구한다. 제 2 유지 오목부 (86) 의 각각은, 축 방향 편측에서 보았을 경우에, 제 2 부재 (72) 의 중심축을 포함하는 가상 평면에 관하여, 제 1 유지 오목부 (85) 와 대칭인 형상을 갖는다. 즉, 제 2 유지 오목부 (86) 의 각각은, 스프링 유지부 (87b) 와, 대좌부 (88b) 를 구비한다. 스프링 유지부 (87b) 는, 축 방향 편측에서 보았을 때, 원주 방향 타측을 향할수록 직경 방향 외측을 향하는 방향으로 신장하는 방향으로 장축이 배치된, 대략 직사각형의 개구 형상을 갖는다. 대좌부 (88b) 는, 축 방향 편측에서 보았을 때 대략 원형의 개구 형상을 갖고, 스프링 유지부 (87a) 의 원주 방향 편측에 인접하여 배치되어 있다.
제 1 후크 부재 (73) 는, 제 1 기부 (89) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 를 구비한다.
제 1 기부 (89) 는, 대략 원주상으로 구성되고, 제 1 유지 오목부 (85) 의 대좌부 (88a) 에, 제 2 부재 (72) 의 중심축과 평행한 추축을 중심으로 하는 요동을 가능하게 지지 (추지 (樞支)) 되어 있다.
제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 는, 대략 평판상으로 구성되고, 제 1 기부 (89) 로부터 원주 방향 편측을 향하여 연장되어 있다. 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 는, 축 방향 편측 부분을, 셀렉트 플레이트 (77) 의 환상 볼록부 (91) 의 외주면에 대향 (걸어 맞춤) 시키며, 또한, 축 방향 타측 부분을, 제 1 부재 (71) 의 요철부 (80) 에 대향 (걸어 맞춤 오목부 (78) 에 대한 걸어 맞춤과 해제를 가능하게 걸어 맞춤) 시키고 있다.
제 2 후크 부재 (74) 는, 제 2 기부 (92) 와, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 구비한다.
제 2 기부 (92) 는, 대략 원주상으로 구성되고, 제 2 유지 오목부 (86) 의 대좌부 (88b) 에, 제 2 부재 (72) 의 중심축과 평행한 추축을 중심으로 하는 요동을 가능하게 지지되어 있다.
제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 는, 대략 평판상으로 구성되고, 제 2 기부 (92) 로부터 원주 방향 타측을 향하여 연장되어 있다. 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 는, 축 방향 편측 부분을, 셀렉트 플레이트 (77) 의 환상 볼록부 (91) 의 외주면에 대향시키며, 또한, 축 방향 타측 부분을, 제 1 부재 (71) 의 요철부 (80) 에 대향시키고 있다.
제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 는, 제 1 후크 부재 (73) 의 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 를, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 에 걸어 맞추게 하는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지한다. 즉, 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 는, 제 1 후크 부재 (73) 에 대해서, 제 1 후크 부재 (73) 가 제 1 기부 (89) 의 중심축 (추축) 을 중심으로 하여, 도 12 의 시계 방향으로 요동하는 방향의 탄성력을 부여한다. 구체적으로는, 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 는, 비틀림 코일 스프링 등의 탄성 부재에 의해서 구성되고, 제 1 유지 오목부 (85) 의 스프링 유지부 (87a) 의 바닥면 (직경 방향 내측을 향한 면) 과, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 의 직경 방향 외측면 사이에, 탄성적으로 압축된 상태에서 유지되고 있다.
제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 는, 제 2 후크 부재 (74) 의 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 에 걸어 맞추게 하는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지한다. 즉, 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 는, 제 2 후크 부재 (74) 에 대해서, 제 2 후크 부재 (74) 가 제 2 기부 (92) 의 중심축을 중심으로 하여, 도 12 의 시계 반대 방향으로 요동하는 방향의 탄성력을 부여한다. 구체적으로는, 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 는, 비틀림 코일 스프링 등의 탄성 부재에 의해서 구성되고, 제 2 유지 오목부 (86) 의 스프링 유지부 (87b) 의 바닥면 (직경 방향 내측을 향한 면) 과, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 직경 방향 외측면 사이에, 탄성적으로 압축된 상태에서 유지되고 있다.
셀렉트 플레이트 (77) 는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 대략 원륜판상의 기판부 (94) 와, 기판부 (94) 의 축 방향 타측면의 직경 방향 중간부로부터 축 방향 타측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 환상 볼록부 (91) 를 구비한다.
기판부 (94) 는, 직경 방향 중간부의 원주 방향 등간격 복수 지점 (도시한 예에서는 5 개 지점) 에, 축 방향 편측면으로 개구하는 플레이트측 걸어 맞춤공 (95) 을 갖는다. 플레이트측 걸어 맞춤공 (95) 의 각각에는, 걸어 맞춤 핀 (52) 의 각각의 축 방향 타측의 단부가 흔들림 없이 내감 (걸어 맞춤) 된다. 즉, 셀렉트 플레이트 (77) 는, 구동 캠 (50) 과 일체적으로 (동일 방향으로 동일 속도로) 회전한다.
환상 볼록부 (91) 는, 외주면의 원주 방향 복수 지점에, 직경 방향 외측을 향하여 돌출된 돌출부 (96) 를 갖는다. 즉, 환상 볼록부 (91) 는, 외주면에, 원주 방향에 관하여 돌출부 (96) 와 오목부를 교대로 배치하여 이루어지는 요철부 (97) 를 갖는다. 본 예에서는, 요철부 (97) 에 의해서, 모드 셀렉트부가 구성되어 있다.
제 1 부재 (71) 와, 제 2 부재 (72) 와, 셀렉트 플레이트 (77) 는, 덮개체 (98) 및 스냅 링 (99) 에 의해서, 상대 회전 가능하게, 또한, 축 방향의 상대 변위를 불가능하게 (축 방향으로 부주의하게 분리되지 않도록) 조합되어, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 구성한다.
즉, 제 1 부재 (71) 를, 제 2 부재 (72) 의 기부 (83) 의 축 방향 타측 부분의 직경 방향 내측에 배치한 상태에서, 제 2 부재 (72) 의 축 방향 타측면에, 원륜상의 덮개체 (98) 를 나사 고정에 의해서 지지 고정시키고, 덮개체 (98) 의 직경 방향 내측 부분의 축 방향 편측면을, 제 1 부재 (71) 의 축 방향 타측면에 대향시키고 있다. 이로써, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 축 방향 타측으로의 변위를 저지하고 있다.
또, 셀렉트 플레이트 (77) 의 환상 볼록부 (91) 를, 제 2 부재 (72) 의 기부 (83) 의 축 방향 편측 부분의 직경 방향 내측에 배치하고, 환상 볼록부 (91) 의 선단면 (축 방향 타측면) 을 제 1 부재 (71) 의 축 방향 편측면에 슬라이딩 접촉 또는 근접 대향시키며, 또한, 기판부 (94) 의 직경 방향 외측 부분의 축 방향 타측면을, 제 2 부재 (72) 의 기부 (83) 의 축 방향 편측면에 슬라이딩 접촉 또는 근접 대향시킨 상태에서, 제 2 부재 (72) 의 원통부 (84) 의 내주면의 축 방향 편측의 단부에 스냅 링 (99) 을 걸고 있다. 이로써, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 및 셀렉트 플레이트 (77) 의 축 방향 편측으로의 변위를 저지하고 있다.
회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 제 2 부재 (72) 를 하우징 (38) 에 대해서, 상대 회전 및 축 방향의 변위를 불가능하게 지지 고정시키고 있다. 구체적으로는, 제 2 부재 (72) 의 외주면 (기부 (83) 및 원통부 (84) 의 외주면) 에 구비된 수형 스플라인부 (82) 를, 하우징 (38) 의 고정측 암형 스플라인부 (46) 에 스플라인 걸어 맞춤하며, 또한, 하우징 (38) 의 외경측 통부 (43) 의 내주면에 걸린 1 쌍의 스냅 링 (101a, 101b) 에 의해서, 제 2 부재 (72) 및 덮개체 (98) 를 축 방향 양측으로부터 협지하고 있다.
본 예의 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 가 양 방향으로 상대 회전 가능한 프리 모드와, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 가 상대 회전 불가능한 로크 모드와, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 소정 방향의 회전만이 허용되는 원 웨이 클러치 모드를 갖는다. 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 셀렉트 플레이트 (77) 의 회전에 기초하여, 제 1 후크 부재 (73) 의 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 와 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 의 걸어 맞춤 상태, 및, 제 2 후크 부재 (74) 의 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 와 걸어 맞춤 오목부 (78) 의 걸어 맞춤 상태를 전환함으로써, 프리 모드와 로크 모드와 원 웨이 클러치 모드를 전환 가능하게 구성되어 있다.
＜프리 모드＞
프리 모드에서는, 제 2 부재 (72) 에 대한 셀렉트 플레이트 (77) 의 원주 방향의 위상을 조정하여, 도 13(a) 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (96) 에 의해서, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 를 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올리며, 또한, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올린다. 이로써, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 걸어 맞춤을 푼다. 이 상태에서는, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 의 상대 회전 방향에 관계 없이, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 허용된다. 즉, 제 1 부재 (71) 의 회전 방향에 관계 없이, 하우징 (38) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 허용된다. 바꾸어 말하면, 링 기어 (12) 의 회전 방향에 관계 없이, 하우징 (38) 에 대한 링 기어 (12) 의 회전이 허용된다.
＜로크 모드＞
로크 모드에서는, 제 2 부재 (72) 에 대한 셀렉트 플레이트 (77) 의 원주 방향의 위상을 조정하여, 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (96) 를, 제 1 후크 부재 (73) 의 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 후크 부재 (74) 의 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 로부터 원주 방향으로 풀린 부분에 위치시킨다. 바꾸어 말하면, 원주 방향에 관하여, 요철부 (97) 중의 오목부와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 위상을 일치시킨다. 이로써, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 걸어 맞추게 한다. 이 상태에서는, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 의 상대 회전 방향에 관계 없이, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 저지된다. 즉, 제 1 부재 (71) 의 회전 방향에 관계 없이, 하우징 (38) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 저지된다.
＜원 웨이 클러치 모드＞
원 웨이 클러치 모드에서는, 제 2 부재 (72) 에 대한 셀렉트 플레이트 (77) 의 원주 방향의 위상을 조정하여, 도 13(c) 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (96) 에 의해서, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 만을 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올린다. 이로써, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 를 걸어 맞춤시키며, 또한, 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 걸어 맞춤을 푼다. 이 상태에서는, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 상기 소정 방향 (도 13(c) 의 시계 방향) 의 회전만이 허용되며, 또한, 상기 소정 방향과 반대 방향 (도 13(c) 의 시계 반대 방향) 의 회전이 저지된다.
즉, 제 1 부재 (71) 가, 제 2 부재 (72) 에 대해서 상기 소정 방향으로 회전하고자 하면, 요철부 (80) 의 볼록부 (79) 에 의해서, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 가 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측으로 밀어 올려진다. 이 결과, 제 1 부재 (71) 의 상기 소정 방향으로의 회전이 허용된다. 이에 비해서, 제 1 부재 (71) 가, 제 2 부재 (72) 에 대해서 상기 소정 방향과 반대 방향으로 회전하려고 한 경우에는, 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 의 걸어 맞춤에 의해서, 제 1 부재 (71) 의 상기 소정 방향과 반대 방향으로의 회전이 저지된다. 요컨대, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 래칫식의 원 웨이 클러치로서 동작한다.
또한, 상기 소정 방향은, 입력 부재 (2) 의 정회전 방향과 일치시킨다. 입력 부재 (2) 의 정회전 방향이란, 자동차를 전진시킬 때의 입력 부재 (2) 의 회전 방향을 말한다.
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 피구동 캠 (51) 을 축 방향으로 변위시킴으로써, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 단접 상태를 전환시킴과 동시에, 제 2 부재 (72) 에 대한 셀렉트 플레이트 (77) 의 원주 방향에 관한 위상을 조정함으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 모드를 전환함으로써, 동작 모드를 전환한다. 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 프리 모드로 한 제 1 모드와, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 로크 모드로 한 제 2 모드와, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 절단 상태로부터 접속 상태로의 전환 중에 확립되고, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 한 제 3 모드와, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 프리 모드로 한 제 4 모드를 구비한다. 이하, 각각의 모드에 대해서 설명한다.
＜제 1 모드＞
동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를 제 1 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 프리 모드로 한다.
즉, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 전동체 (64) 의, 구동 캠면 (54) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량 및 피구동 캠면 (62) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량을 증대시킴으로써, 피구동 캠 (51) 을, 구동 캠 (50) 과의 축 방향 간격이 확대되는 방향 (축 방향 타측) 을 향하여 변위시킨다. 이로써, 탄성 부재 (68) 및 트러스트 전동 베어링 (69) 을 개재하여, 가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 가 축 방향 타측을 향하여 가압된다. 이 결과, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 가 서로 밀음으로써, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 가 접속 (체결) 되어 (마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이 커져), 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 일체적으로 회전하게 된다.
상기 서술한 바와 같이 하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속함과 동시에, 제 2 부재 (72) 에 대한 셀렉트 플레이트 (77) 의 원주 방향에 관한 위상을 조정하는 것에 기초하여, 도 13(a) 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (96) 에 의해서, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 를 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올리며, 또한, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올린다. 이로써, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 걸어 맞춤을 풀어, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 의 상대 회전 방향에 관계 없이, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 허용되는 프리 모드로 전환한다.
＜제 2 모드＞
동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를 제 2 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 로크 모드로 한다.
즉, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 전동체 (64) 의, 구동 캠면 (54) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량 및 피구동 캠면 (62) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량을 감소시킴으로써, 피구동 캠 (51) 을, 구동 캠 (50) 과의 축 방향 간격이 축소되는 방향 (축 방향 편측) 을 향하여 변위시킨다. 이로써, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 가 서로 미는 힘이 해방된다. 이 결과, 리턴 스프링 (70) 의 작용에 의해서, 가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 와, 가장 축 방향 타측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 간격이 확대됨으로써, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 가 절단된다 (마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이 상실된다).
상기 서술한 바와 같이 하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단함과 동시에, 제 2 부재 (72) 에 대한 셀렉트 플레이트 (77) 의 원주 방향에 관한 위상을 조정하는 것에 기초하여, 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (96) 를, 제 1 후크 부재 (73) 의 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 후크 부재 (74) 의 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 로부터 원주 방향으로 벗어난 부분에 위치시킨다. 이로써, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 걸어 맞추게 하여, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 의 상대 회전 방향에 관계 없이, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 저지되는 로크 모드로 전환한다.
＜제 3 모드＞
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 절단 상태로부터 접속 상태로의 전환 중, 즉 제 2 모드로부터 제 1 모드로의 전환 도중에 있어서, 제 3 모드로 전환되도록 구성되어 있다.
마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 절단 상태로부터 접속 상태로의 전환 중에 있어서는, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 전동체 (64) 의, 구동 캠면 (54) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량 및 피구동 캠면 (62) 의 오목부의 바닥부로부터의 올라타기량이 서서히 증대함에 수반하여, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 가 서로 미는 힘이 서서히 커진다 (마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이 서서히 커진다). 이 때, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 는, 프릭션 플레이트 (65) 의 축 방향 양 측면과 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 축 방향 양 측면을 서로 미끄러지게 하면서 (슬라이딩 접촉시키면서), 동일 방향으로 회전하고, 서서히 동조해 간다 (회전 속도가 서서히 일치되어 간다).
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에서는, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단 상태로부터 접속 상태로 전환되기 시작하는 것보다도 전에, 즉 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 를 서로 미는 힘이 증대하기 시작하는 것보다도 전에, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가 원 웨이 클러치 모드로 전환되도록 하고 있다. 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 전환할 때에는, 도 13(c) 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (96) 에 의해서, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 만을 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올린다. 이로써, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 만을, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 에 걸어 맞추게 하여, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 상기 소정 방향의 회전만을 허용하며, 또한, 상기 소정 방향과 반대 방향의 회전을 저지한다.
본 예에서는, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 원 웨이 클러치로의 모드 전환이 완료됨과 동시에, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 절단 상태로부터 접속 상태로의 전환을 개시함으로써, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 가 제 3 모드로 전환된다.
또한, 본 예에서는, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를 제 3 모드로 한 상태에 있어서, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 접속 상태로의 전환이 완료됨과 동시에, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 원 웨이 클러치 모드로부터 프리 모드로의 전환이 개시되도록 하고 있다.
＜제 4 모드＞
동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를 제 4 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 프리 모드로 한다.
즉, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 피구동 캠 (51) 을, 구동 캠 (50) 과의 축 방향 간격이 축소되는 방향 (축 방향 편측) 을 향하여 변위시켜, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 가 서로 미는 힘을 해방시킨다. 그리고, 리턴 스프링 (70) 의 작용에 의해서, 가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 와, 가장 축 방향 타측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 간격을 확대하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단한다.
상기 서술한 바와 같이 하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단함과 동시에, 제 2 부재 (72) 에 대한 셀렉트 플레이트 (77) 의 원주 방향에 관한 위상을 조정하는 것에 기초하여, 도 13(a) 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (96) 에 의해서, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 를 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올리며, 또한, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올린다. 이로써, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 걸어 맞춤을 풀어, 제 1 부재 (71) 의 회전 방향에 관계 없이, 하우징 (38) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전을 허용한다.
본 예의 2 단 변속기 (1) 는, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 의 동작 모드를 전환함으로써, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비가 작은 (감속비가 1 이다) 저감속비 모드와, 그 저감속비 모드에 비해서 감속비가 큰 고감속비 모드를 전환할 수 있다. 또, 본 예의 2 단 변속기 (1) 는, 고감속비 모드로부터 저감속비 모드로의 전환 도중에 있어서, 감속비 전환 모드를 경유한다. 또한, 본 예의 2 단 변속기 (1) 는, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이에서 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 모드로도 전환할 수 있다. 이하, 각각의 경우에 대해서 설명한다.
＜저감속비 모드＞
2 단 변속기 (1) 를 저감속비 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 프리 모드로 한 제 1 모드로 전환한다. 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 가 제 1 모드로 전환되면, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 가 접속되는 것에 기초하여, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 일체적으로 회전하게 되며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가 프리 모드로 전환된 것에 기초하여, 하우징 (38) 에 대한 링 기어 (12) 의 회전이 허용된다. 이와 같은 저감속비 모드에서는, 선 기어 (11) 와 링 기어 (12) 와 캐리어 (13) 의 회전 방향 및 회전 속도가 동일해지고, 유성 기어 기구 (4) 전체가 일체로 되어 회전하는, 소위 올라타기 상태가 된다. 따라서, 입력 부재 (2) 의 동력은, 다음의 (A) 에 나타내는 경로를 거쳐서, 출력 부재 (3) 에 전달된다.
(A) 입력 부재 (2) → 캐리어 (13) → 출력 부재 (3)
이와 같이, 저감속비 모드에서는, 입력 부재 (2) 의 동력은 감속되지 않고, 그대로 출력 부재 (3) 에 전달된다. 바꾸어 말하면, 저감속비 모드에서는, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는 1 이다.
＜고감속비 모드＞
2 단 변속기 (1) 를 고감속비 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 로크 모드로 한 제 2 모드로 전환한다. 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 가 제 2 모드로 전환되면, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 가 절단되는 것에 기초하여, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 상대 회전 가능해지며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가 로크 모드로 전환되는 것에 기초하여, 하우징 (38) 에 대한 링 기어 (12) 의 회전이 저지된다. 이와 같은 고감속비 모드에서는, 입력 부재 (2) 의 동력은, 다음의 (B) 에 나타내는 경로를 거쳐서, 출력 부재 (3) 에 전달된다.
(B) 입력 부재 (2) → 선 기어 (11) → 피니언 기어 (14) 의 자전 운동 → 링 기어 (12) 와의 맞물림에 기초하는 피니언 기어 (14) 의 공전 운동 → 캐리어 (13) → 출력 부재 (3)
이와 같이, 고감속비 모드에서는, 입력 부재 (2) 의 동력은, 유성 기어 기구 (4) 에 의해서 감속되어, 출력 부재 (3) 에 전달된다. 또한, 고감속비 모드에 있어서의, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는, 링 기어 (12) 와 선 기어 (11) 의 톱니 비 (링 기어 (12) 의 기어부 (24) 의 잇수/선 기어 (11) 의 기어부 (19) 의 잇수) 에 의해서 결정된다.
상기 서술한 바와 같이, 본 예의 2 단 변속기 (1) 에서는, 1 개의 전동 액추에이터 (58) 에 의해서, 1 개의 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 의 동작 모드를 전환하는, 즉 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 단접 상태 및 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 모드를 전환함으로써, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비를 고저의 2 단계로 전환할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 입력 부재 (2) 에 입력되는 동력이 저속이며 또한 고토크의 영역에서는, 2 단 변속기 (1) 를 고감속비 모드로 전환하고, 고속이며 또한 저토크의 영역에서는, 저감속비 모드로 전환한다. 이 때문에, 전기 자동차나, 하이브리드 자동차가 전동 모터만을 구동원으로 하여 주행하고 있을 때의 가속 성능 및 고속 성능을, 전술한 도 39 의 실선 a 중에서 점 P 보다 좌측 부분과, 쇄선 b 중에서 점 P 보다 우측 부분을 연속시킨 것과 같은 특성으로서, 도 39 에 파선 c 로 나타낸 가솔린 엔진차에 가까운 것으로 할 수 있다.
특히, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에서는, 전동 액추에이터 (58) 의 변속용 모터 (60) 에 통전하고, 웜 (59) 을 개재하여, 구동 캠 (50) 을 회전시키는 것에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 단접 상태 및 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 모드를 전환한다. 즉, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에서는, 클러치나 브레이크 등의 마찰 걸어 맞춤 장치를 제어하기 위한 유압 시스템이 필요 없다. 이 때문에, 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 있어서, 시스템을 간략화하여 비용을 저감할 수 있으며, 또한, 전비 성능을 향상시킬 수 있다.
＜감속비 전환 모드＞
본 예의 2 단 변속기 (1) 는, 입력 부재 (2) 가 정회전 방향으로 회전하고 있을 경우, 고감속비 모드로부터 저감속비 모드로의 전환 도중에 있어서, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를 제 3 모드로 함으로써, 감속비 전환 모드로 전환된다.
감속비 전환 모드에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가, 원 웨이 클러치 모드로 전환되는 것에 기초하여, 하우징 (38) 에 대한 링 기어 (12) 의 상기 소정 방향의 회전만이 허용되며, 또한, 상기 소정 방향과 반대 방향의 회전이 저지된다.
또, 감속비 전환 모드에서는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이 서서히 커지는 것에 기초하여, 선 기어 (11) 의 회전과 캐리어 (13) 의 회전이 서서히 동조해 간다. 입력 부재 (2) 의 정회전 방향으로의 회전 중에, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이 서서히 커지고, 선 기어 (11) 의 회전과 캐리어 (13) 의 회전이 서서히 동조해 가면, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 제 1 부재 (71) 에 상기 소정 방향과 반대 방향으로 가해지는 토크가 서서히 감소해 간다. 또한, 감속비 전환 모드에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 원 웨이 클러치 모드로 전환되어 있기 때문에, 제 1 부재 (71) 에 상기 소정 방향과 반대 방향으로 토크가 가해져도, 제 1 부재 (71) 는 회전하지 않는다.
제 1 부재 (71) 에 상기 소정 방향과 반대 방향으로 가해지는 토크가 서서히 감소하여 0 이 된 후, 제 1 부재 (71) 에 가해지는 토크의 방향이 역전되면 (제 1 부재 (71) 에 상기 소정 방향의 토크가 더해지면), 그 순간에, 제 1 부재 (71) 의 상기 소정 방향으로의 회전이 허용된다. 따라서, 본 예의 2 단 변속기 (1) 에 의하면, 모드 전환에 기초하는 변속 쇼크를 억제하면서, 2 단 변속기 (1) 에 있어서의 토크 손실을 억제할 수 있다. 이 이유에 대해서, 도 15 및 도 16 을 참조하면서 설명한다.
도 15 는, 비교예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5z) 를 나타내고 있다. 동력 전달 경로 전환 장치 (5z) 는, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 상대 회전 가능한 상태와 불가능한 상태를 전환하는 제 1 마찰 걸어 맞춤 장치 (40a) 와, 링 기어 (12) 가 회전 가능한 상태와 불가능한 상태를 전환하는 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치 (40b) 를 구비한다. 즉, 비교예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5z) 는, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 의 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 대신에, 프릭션 플레이트 (65a) 와 세퍼레이트 플레이트 (66a) 를 밀거나 이격시키거나 함으로써 단접 상태를 전환하는, 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치 (40b) 를 채용하고 있다.
비교예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5z) 는, 전동 액추에이터에 의해서 캠 장치 (39z) 의 구동 캠 (50z) 을 회전 구동시키고, 제 1 피구동 캠 (51a) 과 제 2 피구동 캠 (51b) 을 축 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 제 1 마찰 걸어 맞춤 장치 (40a) 와 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치 (40b) 의 단접 상태를 전환한다. 제 1 피구동 캠 (51a) 과 제 2 피구동 캠 (51b) 은, 구동 캠 (50z) 의 회전에 수반하여 서로 상이한 위상에서 변위한다 (축 방향에 관하여 서로 반대 방향으로 변위 (진퇴) 한다).
비교예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5z) 를 끼워 넣은 2 단 변속기에 있어서, 감속비가 큰 고감속비 모드로부터 감속비가 작은 저감속비 모드로의 전환 중에는, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 1 마찰 걸어 맞춤 장치 (40a) 의 체결력이 서서히 커지며, 또한, 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치 (40b) 의 체결력이 서서히 작아진다. 이 때문에, 고감속비 모드로부터 저감속비 모드로의 전환 중에, 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치 (40b) 의 체결력이 서서히 작아져 충분하지 않게 되면, 링 기어 (12) 가 피니언 기어 (14) 의 공전에 끌려 가, 토크의 손실이 발생된다.
또, 비교예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5z) 를 끼워 넣은 2 단 변속기에 있어서도, 제 1 마찰 걸어 맞춤 장치 (40a) 의 체결력이 서서히 커지는 것에 수반하여, 선 기어 (11) 의 회전과 캐리어 (13) 의 회전이 동조하고, 링 기어 (12) 에 상기 소정 방향과 반대 방향으로 가해지는 토크가 서서히 감소하여 0 이 된 후, 링 기어 (12) 에 가해지는 토크의 방향이 역전된다. 그러나, 비교예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5z) 에서는, 링 기어 (12) 에 가해지는 토크의 방향이 역전되어, 피니언 기어 (14) 의 공전 방향과 링 기어 (12) 의 회전 방향이 일치한 순간에는, 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치 (40b) 의 체결력은 충분히 크게 할 수 없다. 이 때문에, 링 기어 (12) 는, 하우징 (38) 에 대해서 끌려 가, 토크의 손실이 발생된다.
이에 비해서, 본 예의 2 단 변속기 (1) 에서는, 구동 캠 (50) 의 회전에 기초하여, 고감속비 모드로부터 저감속비 모드로 전환하도록, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단 상태로부터 접속 상태로 전환하기 시작하는 것보다도 전에, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 하고 있다. 이 때문에, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단 상태로부터 접속 상태로 전환하도록, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력을 서서히 크게 하는 것에 기초하여, 선 기어 (11) 의 회전과 캐리어 (13) 의 회전을 서서히 동조시킴으로써, 링 기어 (12) 에 가해지는 토크의 방향이 역전된 순간에, 링 기어 (12) 의 상기 소정 방향으로의 회전을 허용할 수 있도록 하고 있다. 이 때문에, 모드 전환에 기초하는 변속 쇼크를 억제하면서, 2 단 변속기 (1) 에 있어서의 토크 손실을 억제할 수 있다.
또한, 감속비 전환 모드에 있어서의, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 걸어 맞춤부에 있어서의 토크의 손실이 발생되지 않을 정도의 크기의 상태에서는, 고감속비 모드에 있어서의 감속비와 동일하다. 한편, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 맞닿음부에서 미끄러짐을 일으키지 않고 토크를 전달할 수 있을 정도의 크기까지 증대된 상태에서는, 저감속비 모드에 있어서의 감속비와 동일, 즉 1 이다. 한편, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 맞닿음부에서 미끄러짐을 일으킬 정도의 상태에서는, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는, 입력 토크의 크기나 회전 속도 등에 따른 값이 된다.
또, 본 예의 2 단 변속기 (1) 는, 입력 부재 (2) 의 역전 방향으로의 회전 중, 즉 자동차의 후퇴시에, 차량이 고속으로 주행하는 경우는 거의 없다. 이 때문에, 입력 부재 (2) 가 역전 방향으로 회전하고 있는 경우에, 고감속비 모드로부터 저감속비 모드로의 전환시에, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에 있어서 감속비 전환 모드를 선택 가능하게 할 필요성은 적다. 또, 저감속비 모드로부터 고감속비 모드로의 전환시에는, 차량은 주로 감속 상태에 있다. 이 상태에서는, 입력 부재 (2) 로부터 출력 부재 (3) 로의 동력의 전달은 행해지지 않기 때문에, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에 있어서 감속비 전환 모드를 선택할 필요성은 적다.
＜뉴트럴 모드＞
또한, 본 예의 2 단 감속기 (1) 는, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이에서 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 모드를 구비한다. 2 단 변속기 (1) 를 뉴트럴 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 프리 모드로 한 제 3 모드로 전환한다. 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 가 제 3 모드로 전환되면, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 가 절단되는 것에 기초하여, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 상대 회전하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 가 프리 모드로 전환된 것에 기초하여, 링 기어 (12) 가 하우징 (38) 에 대해서 회전하게 된다.
또한, 저감속비 모드로부터 뉴트럴 모드로의 전환 중에 있어서의, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 맞닿음부에서 미끄러짐을 일으키지 않고 토크를 전달할 수 있을 정도의 크기인 동안에는, 저감속비 모드에 있어서의 감속비와 동일, 즉 1 이다. 한편, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 걸어 맞춤부에 있어서의 토크의 손실이 발생되지 않을 정도까지 저하된 상태에서는, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이에서 동력은 전달되지 않게 된다. 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력이, 프릭션 플레이트 (65) 와 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 맞닿음부에서 미끄러짐을 일으킬 정도의 상태에서는, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는, 입력 토크의 크기나 회전 속도 등에 따른 값이 된다.
또, 입력 부재 (2) 가 정회전 방향으로 회전하고 있는 상태로서, 고감속비 모드로부터 감속비 전환 모드로의 전환 중에 있어서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 제 1 부재 (71) 에는, 상기 소정 방향과 반대 방향으로 토크가 가해진다. 여기에서, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 에 있어서는, 제 1 부재 (71) 의 상기 소정 방향과 반대 방향으로의 회전은, 로크 모드로부터 원 웨이 클러치 모드로의 전환 도중에 있어서도 저지된다. 즉, 고감속비 모드로부터 감속비 전환 모드로의 전환 중에 있어서의, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는, 고감속비 모드에 있어서의 감속비와 동일하다.
입력 부재 (2) 가 정회전 방향으로 회전하고 있는 경우로서, 감속비 전환 모드로부터 저감속비 모드로의 전환 중에 있어서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 제 1 부재 (71) 에는, 상기 소정 방향으로 토크가 가해진다. 여기에서, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 에 있어서는, 제 1 부재 (71) 의 상기 소정 방향으로의 회전은, 원 웨이 클러치 모드로부터 프리 모드로의 전환 도중에 있어서도 허용된다. 즉, 감속비 전환 모드로부터 저감속비 모드로의 전환 중에 있어서의, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이의 감속비는, 저감속비 모드에 있어서의 감속비와 동일하다.
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에서는, 가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 와 피구동 캠 (51) 사이에, 탄성 부재 (68) 가 배치되어 있다. 따라서, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 의 조립 오차나, 프릭션 플레이트 (65) 및 세퍼레이트 플레이트 (66) 의 마모에 수반하는 어긋남을, 탄성 부재 (68) 에 의해서 흡수할 수 있다. 이 때문에, 피구동 캠 (51) 을 가압하는 힘 (가장 축 방향 편측에 존재하는 세퍼레이트 플레이트 (66) 에 대한 피구동 캠 (51) 의 축 방향 타측에 대한 가압력) 을 제어함으로써, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력을 제어할 수 있다. 이 결과, 저감속비 모드에 있어서, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력을 충분히 확보할 수 있다.
본 예에서는, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 를 제 1 모드로 전환하고, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속한 상태에서는, 전동체 (64) 는, 구동 캠면 (54) 의 볼록부의 선단면에 구비된 평탄면부에 올라탄다. 이 때문에, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에 의하면, 모드 전환 완료 후, 변속용 모터 (60) 에 대한 통전을 정지해도, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 접속 상태를 유지할 수 있고, 이 점에서도 전비 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 구동 캠면 (54) 의 볼록부의 선단면에 평탄면부를 구비하는 것 대신에, 또는, 그 평탄면부를 구비하는 것에 추가하여, 구동 캠 (50) 의 휠 기어부 (57) 와 웜 (59) 의 웜 기어부 (61) 로 이루어지는 웜 감속기에 셀프 로크 기능을 갖게 함으로써, 변속용 모터 (60) 에 대한 통전 정지 후에도, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 접속 상태를 유지할 수 있도록 할 수도 있다.
또한, 본 예의 2 단 변속기 (1) 에서는, 유성 기어 기구 (4) 가, 출력 부재 (3) 의 주위에 배치되며, 또한, 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 가, 입력 부재 (2) 의 주위에 배치되어 있지만, 본 발명의 제 1 양태의 2 단 변속기를 실시할 경우, 이것에 한정되지 않고, 다양한 구성을 채용할 수 있다. 예를 들어, 유성 기어 기구를 입력 부재의 주위에 배치하며, 또한, 동력 전달 경로 전환 장치를 출력 부재의 주위에 배치할 수 있다. 혹은, 유성 기어 기구 및/또는 동력 전달 경로 전환 장치를, 입력 부재 또는 출력 부재와 직경 방향으로 중첩시키지 않고 배치할 수도 있다. 여하튼, 각각의 구성에 맞도록, 각각의 부품의 형상을 적절히 변경한다.
또, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 의 캠 장치 (39) 는, 구동 캠 (50) 과 피구동 캠 (51) 사이에, 전동체 (64) 가 협지되어 있다. 단, 본 발명의 동력 전달 경로 전환 장치를 실시할 경우, 본 예의 구성에 한정되지 않고, 캠 장치는, 구동 캠의 회전에 기초하여 피구동 캠을 축 방향으로 변위시킬 수 있는 한, 다양한 구성을 채용할 수 있다. 예를 들어, 구동 캠에 구비된 구동 캠면과, 피구동 캠에 구비된 피구동 캠면을 직접 슬라이딩 접촉시킬 수도 있다.
또, 본 예에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 제 1 부재 (71) 의 주위에 제 2 부재 (72) 를 배치하며, 또한, 제 1 후크 부재 (73) 및 제 2 후크 부재 (74) 를, 제 2 부재 (72) 에 대해서 요동 가능하게 지지하고 있다. 단, 본 발명을 실시할 경우, 회전 전달 상태 전환 장치는, 제 1 부재와 제 2 부재 사이에서의 회전 전달 상태를 전환 가능한 구조이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 후크 부재 및 제 2 후크 부재를, 직경 방향 내측에 배치된 제 1 부재에 대해서 요동 가능하게 지지하거나, 제 1 부재와 제 2 부재를 축 방향과 대향하도록 배치하거나 할 수 있다.
[실시형태의 제 1 예에 관한 변형예의 제 1 예 및 제 2 예]
본 발명의 실시형태의 제 1 예에 관한 변형예의 제 1 예 및 제 2 예에 대해서, 도 17(a) 및 도 17(b) 를 사용하여 설명한다.
변형예의 제 1 예에 관련되는 회전 전달 상태 전환 장치 (41) (도 9 ∼ 도 12 참조) 는, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 가 양 방향으로 상대 회전 가능한 프리 모드를 갖고 있지 않다. 즉, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 도 17(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 가 상대 회전 불가능한 로크 모드와, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 소정 방향의 회전만이 허용되는 원 웨이 클러치 모드만을 갖는다. 구체적으로는, 셀렉트 플레이트 (77) 의 돌출부 (96) 의 원주 방향에 관한 설치 위치 및 원주 방향 길이를 조정함으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를, 로크 모드와 원 웨이 클러치 모드의 2 개의 모드로 전환 가능하게 구성하고 있다.
변형예의 제 1 예에 관련되는 2 단 변속기 (1) 도, 실시형태의 제 1 예의 2 단 변속기와 동일하게, 1 개의 전동 액추에이터 (58) 에 의해서, 1 개의 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 고감속비 모드와, 감속비 전환 모드와, 저감속비 모드와, 뉴트럴 모드를 전환할 수 있다.
본 변형예에서는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 함으로써, 저감속비 모드가 실현된다. 즉, 감속비 전환 모드에서 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단 상태로부터 접속 상태로 전환한 후, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드인 채로 한다. 여기에서, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 한 상태에서는, 제 1 부재 (71) 의 소정 방향의 회전이 허용된다. 따라서, 입력 부재 (2) 가 정회전 방향으로 회전하고 있을 경우, 선 기어 (11) 와 링 기어 (12) 와 캐리어 (13) 의 회전 방향 및 회전 속도가 동일해지고, 유성 기어 기구 (4) 전체가 일체로 되어 회전하고, 입력 부재 (2) 의 동력은 감속되지 않고, 그대로 출력 부재 (3) 에 전달된다.
또, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 함으로써, 2 단 변속기 (1) 를 뉴트럴 모드로 전환하면, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이에 상기 소정 방향의 회전이 전달되지 않게 된다.
한편, 변형예의 제 2 예에 관련되는 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 가 상대 회전 불가능한 로크 모드를 갖고 있지 않다. 즉, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 는, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 가 양 방향으로 상대 회전 가능한 프리 모드와, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 소정 방향의 회전만이 허용되는 원 웨이 클러치 모드만을 갖는다. 구체적으로는, 셀렉트 플레이트 (77) 의 돌출부 (96) 의 원주 방향에 관한 설치 위치 및 원주 방향 길이를 조정함으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를, 프리 모드와 원 웨이 클러치 모드의 2 개의 모드로 전환 가능하게 구성하고 있다.
변형예의 제 2 예에 관련되는 2 단 변속기 (1) 도, 실시형태의 제 1 예에 관련되는 2 단 변속기 및 변형예의 제 1 예에 관련되는 2 단 변속기와 동일하게, 1 개의 전동 액추에이터 (58) 에 의해서, 1 개의 구동 캠 (50) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 고감속비 모드와, 감속비 전환 모드와, 저감속비 모드와, 뉴트럴 모드를 전환할 수 있다.
본 변형예에서는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 함으로써, 고감속비 모드가 실현된다. 즉, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 한 상태에서는, 제 1 부재 (71) 의 소정 방향과 반대 방향으로의 회전이 저지된다. 따라서, 입력 부재 (2) 가 정회전 방향으로 회전하고 있는 상태에서는, 선 기어 (11) 와 캐리어 (13) 가 상대 회전 가능해지며, 또한, 하우징 (38) 에 대한 링 기어 (12) 의 회전이 저지되기 때문에, 입력 부재 (2) 의 동력은, 유성 기어 기구 (4) 에 의해서 감속되어, 출력 부재 (3) 로 전달된다.
2 단 변속기 (1) 를 고감속비 모드로부터 저감속비 모드로 전환할 때에는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 한 채로, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력을 증대시키기 시작함으로써, 감속비 전환 모드로 전환할 수 있다. 그리고, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 접속이 완료됨과 동시에, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 프리 모드로 함으로써, 2 단 감속기 (1) 를 저감속비 모드로 전환할 수 있다.
또, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 원 웨이 클러치 모드로 함으로써, 2 단 변속기 (1) 를 뉴트럴 모드로 전환하면, 입력 부재 (2) 와 출력 부재 (3) 사이에서 상기 소정 방향의 회전이 전달되지 않게 된다.
상기 서술한 바와 같은 실시형태의 제 1 예에 관한 변형예의 제 1 예 및 제 2 예에서는, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속 상태와 절단 상태 사이에서 전환하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 2 개의 모드 사이에서 전환함으로써, 2 단 변속기 (1) 를, 고감속비 모드와 감속비 전환 모드와 저감속비 모드와 뉴트럴 모드로 전환할 수 있다. 따라서, 변형예의 제 1 예 및 제 2 예에 관련되는 2 단 변속기 (1) 에 의하면, 실시형태의 제 1 예에 관련되는 2 단 변속기 (1) 에 비해서 제어를 간략화할 수 있다. 그 밖의 부분의 구성 및 작용 효과는, 실시형태의 제 1 예와 동일하다.
[실시형태의 제 2 예]
본 발명의 실시형태의 제 2 예에 대해서, 도 18∼ 도 20 을 사용하여 설명한다. 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 는, 구동 캠 (50a) 과 셀렉트 플레이트 (77a) 사이에, 구동 캠 (50a) 의 회전수를 감속하여 셀렉트 플레이트 (77a) 에 전달하는 감속기 (102) 를 구비한다. 즉, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 는, 실시형태의 제 1 예와 같이, 구동 캠 (50) 과 셀렉트 플레이트 (77) 사이에 걸쳐진 걸어 맞춤 핀 (52) 을 구비하고 있지 않고, 구동 캠 (50a) 의 회전을, 감속기 (102) 를 개재하여 셀렉트 플레이트 (77a) 에 전달하도록 구성되어 있다.
감속기 (102) 는, 구동 캠 (50a) 에 구비된 캠측 기어부 (103) 과, 셀렉트 플레이트 (77a) 에 구비된 플레이트측 기어부 (104) 와, 2 단 톱니 (105) 를 구비한다.
구동 캠 (50a) 은, 대략 원륜판상으로 구성되고, 축 방향 타측면의 직경 방향 내측 부분에 구동 캠면 (54) 을 갖는 기부 (106) 와, 기부 (106) 의 축 방향 타측면의 직경 방향 중간부로부터 축 방향 타측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 원통부 (107) 를 구비한다. 또한, 구동 캠 (50a) 은, 원통부 (107) 의 외주면에, 캠측 기어부 (103) 를 전체 둘레에 걸쳐서 갖는다.
셀렉트 플레이트 (77a) 는, 유단 (有段) 원통상의 기부 (127) 와, 기부 (127) 의 축 방향 타측면의 직경 방향 중간부로부터 축 방향 타측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 환상 볼록부 (91) 를 구비한다. 기부 (127) 는, 축 방향 편측의 소직경부 (128) 와 축 방향 타측의 대직경부 (129) 를 갖는다. 본 예에서는, 셀렉트 플레이트 (77a) 는, 소직경부 (128) 외주면에, 플레이트측 기어부 (104) 를 전체 둘레에 걸쳐서 갖는다. 본 예에서는, 플레이트측 기어부 (104) 는, 캠측 기어부 (103) 의 피치 원 직경보다 큰 피치 원 직경을 가지며, 또한, 캠측 기어부 (103) 의 잇수보다 많은 잇수를 갖는다.
2 단 톱니 (105) 는, 캠측 기어부 (103) 와 맞물리는 제 1 기어부 (108) 와, 플레이트측 기어부 (104) 와 맞물리는 제 2 기어부 (109) 를 갖는다. 제 1 기어부 (108) 는, 제 2 기어부 (109) 의 피치 원 직경보다 큰 피치 원 직경을 가지며, 또한, 제 2 기어부 (109) 의 잇수보다 많은 잇수를 갖는다. 본 예의 2 단 톱니 (105) 는, 하우징 (38a) 에 대해서 지지된 중심축 (110) 과, 축 방향 편측 부분의 외주면에 제 1 기어부 (108) 를 전체 둘레에 걸쳐서 가지며, 또한, 축 방향 타측 부분의 외주면에 제 2 기어부 (109) 를 전체 둘레에 걸쳐서 갖고, 중심축 (110) 의 주위에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된 본체 부분 (111) 을 구비한다.
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 에 의하면, 변속용 모터 (60) 로서 특별히 고출력인 것을 사용하지 않아도, 회전 전달 상태 전환 장치 (41a) 의 허용 부하 토크를 충분히 확보할 수 있다. 이 이유에 대해서, 실시형태의 제 1 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 와 비교해서 설명한다.
실시형태의 제 1 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5) 에 있어서, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 의 허용 부하 토크를 충분히 확보하기 위해서는, 제 1 후크 부재 (73) 및 제 2 후크 부재 (74) 의 수를 많이 하는 것이 효과가 있다. 단, 제 1 후크 부재 (73) 및 제 2 후크 부재 (74) 의 수를 많이 했을 경우, 제 1 모드와 제 2 모드를 전환할 때의 구동 캠 (50) 의 회전 각도가 작아진다. 모드 전환시의 구동 캠 (50) 의 회전 각도가 작아졌을 경우여도, 피구동 캠 (51) 의 축 방향에 대한 변위량 (스트로크) 을 충분히 확보함으로써, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 체결력을 충분히 확보하기 위해서는, 캠 장치 (39) 의 중심축과 직교하는 가상 평면에 대한 구동 캠면 (54) 및/또는 피구동 캠면 (62) 의 경사 각도 (리드각) 를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 구동 캠면 (54) 및/또는 피구동 캠면 (62) 의 경사 각도를 크게 했을 경우, 구동 캠면 (54) 과 피구동 캠면 (62) 사이에서 전동체 (64) 를 원활하게 전동시키기 위해서는, 변속용 모터 (60) 로서 출력이 높은 것을 사용할 필요가 있다.
이에 비해서, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 는, 구동 캠 (50a) 과 셀렉트 플레이트 (77a) 사이에 감속기 (102) 를 구비하고 있다. 이 때문에, 구동 캠 (50a) 의 1 회전당 셀렉트 플레이트 (77a) 의 회전 각도를, 구동 캠 (50a) 의 1 회전당 피구동 캠 (51) 의 회전 각도보다 작게 할 수 있다. 따라서, 회전 전달 상태 전환 장치 (41a) 의 허용 부하 토크를 충분히 확보할 수 있도록, 제 1 후크 부재 (73) 및 제 2 후크 부재 (74) 의 수를 많이 한 경우여도, 피구동 캠 (51) 의 축 방향에 대한 변위량을 충분히 확보하기 위해서, 구동 캠면 (54) 및/또는 피구동 캠면 (62) 의 경사 각도를 크게 할 필요가 없다. 요컨대, 변속용 모터 (60) 로서 특별히 고출력인 것을 사용할 필요가 없다. 그 밖의 부분의 구성 및 작용 효과에 대해서는, 실시형태의 제 1 예와 동일하다.
[실시형태의 제 3 예]
본 발명의 실시형태의 제 3 예에 대해서, 도 21 및 도 22 를 사용하여 설명한다. 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5d) 는, 실시형태의 제 2 예에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 와 동일하게, 구동 캠 (50d) 과 셀렉트 플레이트 (77d) 사이에, 구동 캠 (50d) 의 회전수를 감속하여 셀렉트 플레이트 (77d) 에 전달하는 감속기 (102b) 를 구비한다.
감속기 (102b) 는, 구동 캠 (50d) 에 구비된 캠측 기어부 (103a) 과, 셀렉트 플레이트 (77d) 에 구비된 플레이트측 기어부 (104a) 와, 2 단 톱니 (105) 를 구비한다.
구동 캠 (50b) 은, 대략 원륜판상으로 구성되며, 또한, 외주면의 일부에 캠측 기어부 (103a) 를 갖는다. 구체적으로는, 구동 캠 (50b) 은, 원주 방향에 관한 일부 (전체 둘레의 2/3 정도의 범위) 에, 잔부보다 외경 치수가 작은 소직경부 (130) 를 가지며, 또한, 소직경부 (130) 의 외주면의 일부 (원주 방향에 관한 길이 치수의 1/2 정도의 범위) 에, 캠측 기어부 (103a) 를 갖는다.
셀렉트 플레이트 (77d) 는, 원륜판상의 기판부 (94a) 와, 기판부 (94a) 의 축 방향 타측면의 직경 방향 중간부로부터 축 방향 타측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 환상 볼록부 (91) 를 갖는다. 또한, 셀렉트 플레이트 (77d) 는, 기판부 (94a) 의 축 방향 편측면의 직경 방향 중간부 중, 원주 방향에 관한 일부 (전체 둘레의 1/3 정도의 범위) 로부터 축 방향 편측을 향하여 돌출된 부분 원통부 (131) 를 가지며, 또한, 부분 원통부 (131) 의 직경 방향 외측면 (외주면) 에, 플레이트측 기어부 (104a) 를 갖는다.
2 단 톱니 (105) 는, 캠측 기어부 (103a) 와 맞물리는 제 1 기어부 (108) 와, 플레이트측 기어부 (104) 와 맞물리는 제 2 기어부 (109a) 를 갖는다.
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5d) 에 의하면, 실시형태의 제 2 예에 관련되는 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 와 동일하게, 구동 캠 (50d) 의 1 회전당 셀렉트 플레이트 (77d) 의 회전 각도를, 구동 캠 (50d) 의 1 회전당 피구동 캠 (51) 의 회전 각도보다 작게 할 수 있다. 또한, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5d) 에서는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서, 구동 캠 (50d) 을 왕복 회전시킴으로써 모드를 전환한다.
또, 본 예에서는, 하우징 (38) 의 외경측 통부 (43) 의 내주면에 걸린 1 쌍의 스냅 링 (101a, 101b) 에 의해서, 제 2 부재 (72) 및 셀렉트 플레이트 (77d) 를 축 방향 양측으로부터 협지하고 있다. 즉, 셀렉트 플레이트 (77d) 의 외주면을 외경측 통부 (43) 의 내주면에 대해서, 상대 회전 가능하게 내감하며, 또한, 셀렉트 플레이트 (77d) 의 축 방향 편측면의 직경 방향 외측 부분을, 축 방향 편측의 스냅 링 (101b) 에 슬라이딩 가능하게 부딪히게 하고 있다. 제 2 부재 (72) 는, 외주면에 구비된 수형 스플라인부 (82) 를, 하우징 (38) 의 고정측 암형 스플라인부 (46) 에 스플라인 걸어 맞춤시키며, 또한, 기부 (83) 의 축 방향 편측면을, 셀렉트 플레이트 (77d) 의 기판부 (94a) 의 직경 방향 외측 부분에 슬라이딩 접촉 또는 근접 대향시키고 있다. 이 상태에서, 제 2 부재 (72) 의 축 방향 타측면의 직경 방향 외측 부분을, 축 방향 타측의 스냅 링 (101a) 에 부딪히게 하고 있다.
요컨대, 본 예에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41d) 는, 실시형태의 제 2 예에 관련되는 회전 전달 상태 전환 장치 (41a) 가 구비하고 있던 덮개체 (98) 및 스냅 링 (99) 을 구비하고 있지 않다. 따라서, 실시형태의 제 2 예에 관련되는 구조와 비교하여, 부품 점수를 삭감할 수 있다. 그 밖의 부분의 구성 및 작용 효과는, 실시형태의 제 1 예 및 제 2 예와 동일하다.
[실시형태의 제 4 예]
본 발명의 실시형태의 제 4 예에 대해서, 도 23 ∼ 도 27 을 사용하여 설명한다. 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 는, 구동 캠 (50b) 과 셀렉트 플레이트 (77b) 사이에 감속기 (102a) 를 구비한다. 감속기 (102a) 는, 구동 캠 (50b) 에 구비된 캠측 홈 (112) 과, 셀렉트 플레이트 (77b) 에 구비된 플레이트측 홈 (113) 과, 가이드 플레이트 (114) 와, 복수 개 (도시한 예에서는 3 개) 의 걸어 맞춤 핀 (115) 을 구비한다.
캠측 홈 (112) 은, 구동 캠 (50b) 의 직경 방향 외측 부분의 축 방향 타측면의 원주 방향 복수 지점 (도시한 예에서는 3 개 지점) 에, 축 방향 타측에서 보았을 때, 원주 방향 편측을 향할수록 직경 방향 외측을 향하는 방향으로 신장하도록 형성되어 있다. 한편, 플레이트측 홈 (113) 은, 셀렉트 플레이트 (77b) 의 축 방향 편측면의 원주 방향 복수 지점 (도시한 예에서는 3 개 지점) 에, 축 방향 편측에서 보았을 때, 원주 방향 편측을 향할수록 직경 방향 외측을 향하는 방향으로 신장하도록 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 캠측 홈 (112) 은, 구동 캠 (50b) 및 셀렉트 플레이트 (77b) 의 회전 방향에 관하여 편측을 향할수록 직경 방향 외측을 향하는 방향으로 신장하고 있는 것에 비해서, 플레이트측 홈 (113) 은, 구동 캠 (50b) 및 셀렉트 플레이트 (77b) 의 회전 방향에 관하여 편측을 향할수록 직경 방향 내측을 향하는 방향으로 신장하고 있다.
캠측 홈 (112) 은, 플레이트측 홈 (113) 의 직경 방향 길이 (직경 방향으로의 신장량) 와 동일한 직경 방향 길이를 가지며, 또한, 플레이트측 홈 (113) 의 원주 방향 길이 (원주 방향으로의 신장량) 보다 긴 원주 방향 길이를 갖는다.
가이드 플레이트 (114) 는, 원주 방향 복수 지점 (도시한 예에서는 3 개 지점) 에 직경 방향으로 신장하는 가이드 홈 (116) 을 갖는다. 구체적으로는, 가이드 플레이트 (114) 는, 대략 원륜상으로 구성되고, 외주면에 수형 스플라인부 (117) 를 전체 둘레에 걸쳐서 가지며, 또한, 내주면의 원주 방향 복수 지점에 직경 방향 내측을 향하여 돌출되는 볼록부 (118) 를 갖는다. 또한, 가이드 플레이트 (114) 는 볼록부 (118) 의 각각의 원주 방향 중앙 위치에, 직경 방향 내측면과 축 방향 양 측면으로 개구하며, 또한, 직경 방향으로 신장하는 가이드 홈 (116) 을 갖는다. 가이드 홈 (116) 은, 캠측 홈 (112) 의 직경 방향 길이 및 플레이트측 홈 (113) 의 직경 방향 길이와 동일한 직경 방향 길이를 갖는다.
가이드 플레이트 (114) 는, 축 방향에 관하여, 구동 캠 (50b) 과 셀렉트 플레이트 (77b) 사이에 배치 (협지) 되며, 또한, 수형 스플라인부 (117) 를, 하우징 (38) 의 고정측 암형 스플라인부 (46) 에 스플라인 걸어 맞춤시킴으로써, 하우징 (38) 에 대해서 회전을 불가능하게 지지되어 있다.
걸어 맞춤 핀 (115) 의 각각은, 도 27 에 나타내는 바와 같이, 축 방향 편측의 단부에 제 1 걸어 맞춤부 (119) 를 갖고, 축 방향 타측의 단부에 제 2 걸어 맞춤부 (120) 를 가지며, 또한, 축 방향 중간부에 제 3 걸어 맞춤부 (121) 를 갖는다.
제 1 걸어 맞춤부 (119) 는, 구동 캠 (50b) 의 캠측 홈 (112) 에, 그 캠측 홈 (112) 을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추고 있다.
제 2 걸어 맞춤부 (120) 는, 셀렉트 플레이트 (77b) 의 플레이트측 홈 (113) 에, 그 플레이트측 홈 (113) 을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추고 있다.
제 3 걸어 맞춤부 (121) 는, 가이드 플레이트 (114) 의 가이드 홈 (116) 에, 그 가이드 홈 (116) 을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추고 있다.
동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 를 제 1 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50b) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 접속하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 를 프리 모드로 전환한다. 본 예에서는, 걸어 맞춤 핀 (115) 을, 도 26(a) 에 나타내는 바와 같이, 캠측 홈 (112) 의 직경 방향 외측 부분과, 플레이트측 홈 (113) 의 직경 방향 외측 부분과, 가이드 홈 (116) 의 직경 방향 외측 부분에 걸어 맞춤으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 를 프리 모드로 전환한다. 도 26(a) 에 나타내는 상태일 때에는, 셀렉트 플레이트 (77b) 의 돌출부 (96) 에 의해서, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 는 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올려져 있고, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 걸어 맞추고 있지 않다.
동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 를 제 2 모드로 전환할 때에는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50b) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 를 절단하며, 또한, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 를 로크 모드로 전환한다. 본 예에서는, 걸어 맞춤 핀 (115) 을, 도 26(b) 에 나타내는 바와 같이, 캠측 홈 (112) 의 직경 방향 내측 부분 (회전 방향에 관한 타측 부분) 과, 플레이트측 홈 (113) 의 직경 방향 내측의 단부 (회전 방향에 관한 편측 부분) 와, 가이드 홈 (116) 의 직경 방향 내측의 단부에 걸어 맞춤으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 를 로크 모드로 전환한다. 도 26(b) 에 나타내는 상태일 때에는, 셀렉트 플레이트 (77b) 의 돌출부 (96) 는, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 로부터 원주 방향으로 풀린 부분에 위치하고, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 와, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 가 걸어 맞추고 있다.
제 2 모드로부터 제 1 모드로의 전환 도중에 확립되는, 동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 의 중간 모드에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 가 원 웨이 클러치 모드로 전환된다. 본 예에서는, 걸어 맞춤 핀 (115) 을, 도 26(c) 에 나타내는 바와 같이, 캠측 홈 (112) 의 직경 방향 중간부 (회전 방향에 관한 중간부) 와, 플레이트측 홈 (113) 의 직경 방향 중간부 (회전 방향에 관한 중간부) 와, 가이드 홈 (116) 의 직경 방향 중간부에 걸어 맞춤으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 를 원 웨이 클러치 모드로 전환한다. 도 26(a) 에 나타내는 상태일 때에는, 셀렉트 플레이트 (77b) 의 돌출부 (96) 에 의해서, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 만이 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올려져 있고, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 만이 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 걸어 맞추며, 또한, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 는 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 걸어 맞추고 있지 않다.
즉, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 에서는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50b) 을 회전 구동시키면, 걸어 맞춤 핀 (115) 이, 제 1 걸어 맞춤부 (119) 와 구동 캠 (50b) 의 캠측 홈 (112) 의 걸어 맞춤, 및, 제 3 걸어 맞춤부 (121) 와 가이드 플레이트 (114) 의 가이드 홈 (116) 의 걸어 맞춤에 기초하여 직경 방향으로 이동한다. 걸어 맞춤 핀 (115) 이 직경 방향으로 이동하면, 제 2 걸어 맞춤부 (120) 와 셀렉트 플레이트 (77b) 의 플레이트측 홈 (113) 의 걸어 맞춤에 기초하여, 셀렉트 플레이트 (77b) 가 회전 구동된다. 그리고, 셀렉트 플레이트 (77b) 의 원주 방향에 관한 위상을 조정하는 것에 기초하여, 돌출부 (96) 에 의해서, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 와 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 직경 방향 외측으로 밀어 올리거나 밀어 올리는 힘을 해제하거나 함으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 의 모드를 전환한다.
본 예에서는, 캠측 홈 (112) 의 원주 방향 길이를, 플레이트측 홈 (113) 의 원주 방향 길이보다 길게 하고 있기 때문에, 구동 캠 (50b) 의 회전은 감속되어 셀렉트 플레이트 (77b) 에 전달된다. 따라서, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 에 의하면, 변속용 모터 (60) 로서 특별히 고출력인 것을 사용하지 않아도, 회전 전달 상태 전환 장치 (41b) 의 허용 부하 토크를 충분히 확보할 수 있다.
또, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 에서는, 실시형태의 제 2 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 와 같이, 구동 캠 (50a) 과 셀렉트 플레이트 (77a) 의 직경 방향 외측에 2 단 톱니 (105) 를 배치하고 있지 않다. 이 때문에, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5b) 는, 실시형태의 제 2 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5a) 보다 외경 치수를 작게 억제하기 쉽다. 그 밖의 부분의 구성 및 작용 효과는, 실시형태의 제 1 예 및 제 2 예와 동일하다.
[실시형태의 제 5 예]
본 발명의 실시형태의 제 5 예에 대해서, 도 28 ∼ 도 32 를 사용하여 설명한다. 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5c) 는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50c) 을 회전 구동시키는 것에 기초하여, 셀렉트 플레이트 (77c) 를 축 방향으로 변위시킴으로써, 회전 전달 상태 전환 장치 (41c) 의 모드를 전환하도록 구성되어 있다.
셀렉트 플레이트 (77c) 는, 대략 원륜판상의 기판부 (94a) 와, 기판부 (94a) 의 축 방향 편측면의 직경 방향 내측의 단부로부터 축 방향 편측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 원통부 (122) 를 구비한다. 또한, 셀렉트 플레이트 (77c) 는, 원통부 (122) 의 외주면에, 원주 방향에 대해서 경사진 경사부를 포함하는 걸어 맞춤 홈 (123) 을 전체 둘레에 걸쳐서 갖는다.
또, 기판부 (94a) 의 축 방향 타측면의 직경 방향 중간부에는, 원주 방향에 관하여, 축 방향 길이가 긴 돌출부 (96a) 와 축 방향 길이가 짧은 돌출부 (96b) 가, 교대로 복수 개씩 배치되어 있다. 축 방향 길이가 긴 돌출부 (96a) 는, 선단부를, 제 2 후크 부재 (74) 의 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 에 대향시키고 있으며, 또한, 축 방향 길이가 짧은 돌출부 (96b) 는, 선단부를, 제 1 후크 부재 (73) 의 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 에 대향시키고 있다. 본 예에서는, 복수 개씩의 돌출부 (96a, 96b) 에 의해서, 모드 셀렉트부가 구성되어 있다.
구동 캠 (50c) 은, 대략 원륜판상으로 구성되고, 축 방향 타측면의 직경 방향 내측 부분에 구동 캠면 (54) 을 갖는 기부 (106a) 와, 기부 (106a) 의 축 방향 타측면의 직경 방향 외측 부분으로부터 축 방향 타측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출된 원통부 (124) 를 구비한다. 또한, 구동 캠 (50c) 은, 원통부 (124) 에 직경 방향으로 관통하는 걸어 맞춤공 (125) 을 갖는다.
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5c) 에서는, 원주상의 걸어 맞춤 핀 (126) 의 직경 방향 중간부를, 구동 캠 (50c) 의 걸어 맞춤공 (125) 에 흔들림 없이 내감하며, 또한, 걸어 맞춤 핀 (126) 의 직경 방향 내측의 단부를, 셀렉트 플레이트 (77c) 의 걸어 맞춤 홈 (123) 에, 그 걸어 맞춤 홈 (123) 을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추고 있다. 이 때문에, 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5c) 에서는, 전동 액추에이터 (58) 에 의해서 구동 캠 (50c) 을 회전 구동시키면, 걸어 맞춤 핀 (126) 의 직경 방향 내측의 단부와 걸어 맞춤 홈 (123) 의 걸어 맞춤에 기초하여, 셀렉트 플레이트 (77c) 가 축 방향으로 이동한다.
본 예에서는, 동력 전달 경로 전환 장치 (5c) 를 제 1 모드로 전환하도록, 회전 전달 상태 전환 장치 (41c) 를 프리 모드로 전환할 때에는, 셀렉트 플레이트 (77c) 를 축 방향 타측을 향하여 이동시킨다. 이로써, 축 방향 길이가 긴 돌출부 (96a) 에 의해서, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올리며, 또한, 축 방향 길이가 짧은 돌출부 (96b) 에 의해서, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 를 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올린다. 이 결과, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 걸어 맞춤이 풀리고, 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 의 상대 회전 방향에 관계 없이, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 허용된다.
동력 전달 경로 전환 장치 (5c) 를 제 2 모드로 전환하도록, 회전 전달 상태 전환 장치 (41c) 를 로크 모드로 전환할 때에는, 셀렉트 플레이트 (77c) 를 축 방향 편측을 향하여 이동시킨다. 이로써, 축 방향 길이가 긴 돌출부 (96a) 를, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 로부터 축 방향으로 풀린 부분으로 퇴피시키며, 또한, 축 방향 길이가 짧은 돌출부 (96b) 를, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 로부터 축 방향으로 풀린 부분으로 퇴피시킨다. 이 결과, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 및 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 를 걸어 맞추게 하여 (도 12 참조), 제 1 부재 (71) 와 제 2 부재 (72) 의 상대 회전 방향에 관계 없이, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 회전이 저지된다.
제 2 모드로부터 제 1 모드로의 전환 도중에 확립되는, 동력 전달 경로 전환 장치 (5c) 의 중간 모드에서는, 축 방향 길이가 긴 돌출부 (96a) 에 의해서, 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 만이 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 의 탄력에 저항하여 직경 방향 외측을 향하여 밀어 올려진다. 이로써, 제 1 부재 (71) 의 걸어 맞춤 오목부 (78) 와, 제 1 걸어 맞춤 후크 (90) 가 걸어 맞추어지고, 또한, 걸어 맞춤 오목부 (78) 와 제 2 걸어 맞춤 후크 (93) 의 걸어 맞춤이 풀린다. 이 결과, 제 2 부재 (72) 에 대한 제 1 부재 (71) 의 소정 방향의 회전만이 허용되며, 또한, 상기 소정 방향과 반대 방향의 회전이 저지된다. 그 밖의 부분의 구성 및 작용 효과에 대해서는, 실시형태의 제 1 예와 동일하다.
[실시형태의 제 6 예]
본 발명의 실시형태의 제 6 예에 대해서, 도 33 ∼ 도 35 를 사용하여 설명한다. 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5e) 에서는, 캠 장치 (39e) 의 구조를, 실시형태의 제 1 예에 관련되는 캠 장치 (39) 로부터 변경하였다. 캠 장치 (39e) 는, 구동 캠 (50e) 과, 피구동 캠 (51c) 과, 복수 개 (도시한 예에서는 5 개) 의 걸어 맞춤 핀 (52) 과, 복수 개 (도시한 예에서는 3 개) 의 전동체 (64a) 를 구비한다. 특히 본 예에서는, 캠 장치 (39e) 를 구성하는 전동체 (64a) 로서 롤러를 사용하고 있다. 전동체 (64a) 는, 피구동 캠 (51c) 의 중심축을 중심으로 하는 방사 방향을 향한 자전축 C 를 가지며, 또한, 피구동 캠 (51c) 에 자전축 C 를 중심으로 하는 회전 (자전) 을 자유롭게 할 수 있도록 지지되어 있다.
구동 캠 (50e) 은, 중공 원형판상으로 구성되고, 축 방향 타측면의 직경 방향 내측 부분에, 오목부와 볼록부를 동수씩, 원주 방향에 관하여 교대로 배치하여 이루어지는 구동 캠면 (54a) 을 갖는다. 또, 구동 캠 (50e) 은, 직경 방향 외측 부분의 원주 방향 등간격 복수 지점에, 축 방향 타측면으로 개구하는 캠측 걸어 맞춤공 (56) 을 가지며, 또한, 외주면에 휠 기어부 (57) 를 갖는다. 구동 캠 (50e) 은, 하우징 (38) 의 내경측 통부 (42) 의 축 방향 편측의 단부 외주면에, 앵귤러 볼 베어링 (53) 을 개재하여, 자유롭게 회전할 수 있게, 또한, 축 방향 변위를 불가능하게 지지되어 있다.
피구동 캠 (51c) 은, 중공 원형판상으로 구성되고, 직경 방향 외측 부분의 원주 방향 복수 지점 (도시한 예에서는 원주 방향 등간격 3 개 지점) 에, 축 방향으로 관통하는 직사각형공 (132) 을 가지며, 또한, 직사각형공 (132) 의 각각의 직경 방향 양측 부분으로부터 축 방향 편측을 향하여 돌출되는 대략 반원형판상의 지지판부 (133a, 133b) 를 갖는다. 지지판부 (133a, 133b) 중, 직경 방향 외측의 지지판부 (133a) 는, 직경 방향으로 관통하는 원공인 지지공 (134) 을 구비하며, 또한, 직경 방향 내측의 지지판부 (133b) 는, 직경 방향 외측면에, 원형의 개구를 갖는 지지 오목부 (135) 를 구비한다.
피구동 캠 (51c) 은, 내주면에 구비된 피구동측 암형 스플라인부 (63) 를, 하우징 (38) 의 고정측 수형 스플라인부 (45) 에 스플라인 걸어 맞춤시킴으로써, 하우징 (38) 에 대해서 축 방향 변위만을 가능하게 지지되어 있다.
걸어 맞춤 핀 (52) 의 각각은, 축 방향 편측의 단부를, 구동 캠 (50e) 의 캠측 걸어 맞춤공 (56) 에 흔들림 없이 내감함으로써, 축 방향 타측 부분을, 구동 캠 (50e) 의 축 방향 타측면으로부터 축 방향 타측을 향하여 돌출시키고 있다. 걸어 맞춤 핀 (52) 의 각각의 축 방향 타측의 단부는, 셀렉트 플레이트 (77) 를 구성하는 기판부 (94) 의 축 방향 편측면에 구비된 플레이트측 걸어 맞춤공 (95) 에 내감되어 있다.
전동체 (64a) 의 각각은, 원통 형상을 갖고, 원주상의 지지축 (136) 과 복수 개의 롤러 (137) 를 개재하여, 피구동 캠 (51c) 의 지지판부 (133a, 133b) 에 대해서 자유롭게 자전할 수 있도록 지지되어 있다. 즉, 지지축 (136) 의 축 방향 편측의 단부 (피구동 캠 (51c) 의 중심축을 중심으로 하는 직경 방향에 관한 타측의 단부) 를, 직경 방향 외측의 지지판부 (133a) 의 지지공 (134) 에 내감 고정시키며, 또한, 지지축 (136) 의 축 방향 타측의 단부 (피구동 캠 (51c) 의 중심축을 중심으로 하는 직경 방향에 관한 내측의 단부) 를, 직경 방향 내측의 지지판부 (133b) 의 지지 오목부 (135) 에 내감 고정시키고 있다. 복수 개의 롤러 (137) 는, 전동체 (64a) 의 내주면과 지지축 (136) 의 축 방향 중간부 외주면 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 협지되어 있다. 이로써, 전동체 (64a) 는, 피구동 캠 (51c) 의 중심축을 중심으로 하는 방사 방향을 향한 자전축 C 를 중심으로 하는 회전 (자전) 을 자유롭게 할 수 있도록, 피구동 캠 (51c) 에 지지되어 있다.
또한, 전동체 (64a) 를 피구동 캠 (51c) 에 지지한 상태에서, 전동체 (64a) 의 축 방향 타측 부분은, 직사각형공 (132) 의 내측에 배치된다. 또, 전동체 (64a) 의 각각은, 외주면을, 구동 캠 (50e) 의 축 방향 타측면에 구비된 구동 캠면 (54a) 으로 전동 접촉시키고 있다.
상기 서술한 바와 같은 본 예에 의하면, 구동 캠 (50e) 을 회전시키는 것에 기초하여, 피구동 캠 (51c) 을 확실하게 축 방향으로 변위시킬 수 있다. 즉, 실시형태의 제 1 예에 관련되는 캠 장치 (39) 에서는, 전동체 (64) 로서 볼을 사용하고 있기 때문에, 구동 캠 (50) 을 회전시켰을 경우에, 전동체 (64) 의 표면과, 구동 캠면 (54) 및/또는 피구동 캠면 (62) 의 전동 접촉부에 미끄러짐이 발생될 가능성이 있다. 전동체 (64) 의 표면과, 구동 캠면 (54) 및/또는 피구동 캠면 (62) 의 전동 접촉부에 미끄러짐이 발생되었을 경우, 피구동 캠 (51) 이 축 방향으로 변위할 수 없게 되거나, 구동 캠 (50) 의 회전량에 대한 피구동 캠 (51) 의 축 방향 변위량을 충분히 확보할 수 없게 되거나 할 가능성이 있다.
이에 비해서, 본 예에서는, 전동체 (64a) 로서, 원통 형상을 갖는 롤러를 사용하며, 또한, 전동체 (64a) 를, 사용시에 회전하지 않는 피구동 캠 (51c) 에, 자유롭게 자전할 수 있도록 지지하고 있다. 이 때문에, 구동 캠 (50e) 을 회전시켰을 경우에, 전동체 (64a) 의 외주면과, 구동 캠면 (54a) 의 전동 접촉부에 미끄러짐이 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있고, 구동 캠 (50e) 을 회전시키는 것에 기초하여, 피구동 캠 (51c) 을 확실하게 축 방향으로 변위시킬 수 있다. 이 결과, 마찰 걸어 맞춤 장치 (40) 의 단접 상태의 전환을 확실하게 행할 수 있기 때문에, 동력 전달 경로 전환 장치 (5e) 의 모드 전환을 확실하게 행할 수 있다. 그 밖의 부분의 구성 및 작용 효과는, 실시형태의 제 1 예와 동일하다.
[실시형태의 제 7 예]
본 발명의 실시형태의 제 7 예에 대해서, 도 36 ∼ 도 38 을 사용하여 설명한다. 본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5f) 에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41e) 의 모드를 전환하기 위한 모드 셀렉트부를 구성하는 요철부 (97a) 가, 구동 캠 (50f) 에 구비되어 있다. 즉, 구동 캠 (50f) 은, 실시형태의 제 1 예에 있어서, 캠 장치 (39) 를 구성하는 구동 캠 (50) 과, 회전 전달 상태 전환 장치 (41) 를 구성하는 셀렉트 플레이트 (77) 를 일체로 형성한 것과 같은 구조를 갖는다.
구동 캠 (50f) 은, 중공 원형판상으로 구성되고, 축 방향 타측면의 직경 방향 내측 부분에, 오목부와 볼록부를 동수씩, 원주 방향에 관하여 교대로 배치하여 이루어지는 구동 캠면 (54a) 을 가지며, 또한, 외주면에, 휠 기어부 (57) 를 갖는다. 또, 구동 캠 (50f) 은, 축 방향 타측면의 직경 방향 외측 부분에, 축 방향 타측을 향하여 전체 둘레에 걸쳐서 돌출되는 환상 볼록부 (91a) 를 갖는다.
환상 볼록부 (91a) 는, 외주면 중, 축 방향 타측 부분의 원주 방향 복수 지점에, 직경 방향 내측을 향하여 패인 오목부 (138) 를 가지며, 또한, 원주 방향으로 이웃하는 오목부 (138) 끼리의 사이 부분에, 원주 방향 양측으로 인접하는 부분보다 직경 방향 외측을 향하여 돌출된 돌출부 (96c) 를 갖는다. 즉, 환상 볼록부 (91a) 는, 축 방향 타측 부분의 외주면에, 원주 방향에 관하여 오목부 (138) 와 돌출부 (96c) 를 교대로 배치하여 이루어지는 요철부 (97a) 를 갖는다. 요철부 (97a) 는, 실시형태의 제 1 예에 관련되는 요철부 (97) 와 동일하게, 회전 전달 상태 전환 장치 (41e) 의 모드를 전환하기 위한 모드 셀렉트부를 구성한다.
또, 본 예에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41e) 를 구성하는 제 2 부재 (72a) 는, 실시형태의 제 1 예에 관련되는 제 2 부재 (72) 와 같이, 원통부 (84) 를 구비하고 있지 않다. 즉, 본 예에서는, 제 2 부재 (72a) 는, 직사각형의 단면 형상을 갖는 기부 (83) 만으로 구성되어 있다. 기부 (83) 는, 원주 방향에 관하여 교대로 배치된, 복수 개씩의 제 1 유지 오목부 (85) 및 제 2 유지 오목부 (86) 를 갖는다.
구동 캠 (50f) 은, 하우징 (38) 의 내경측 통부 (42) 의 축 방향 편측의 단부 외주면에, 앵귤러 볼 베어링 (53) 을 개재하여, 자유롭게 회전할 수 있게, 또한, 축 방향 변위를 불가능하게 지지되어 있다. 구동 캠 (50f) 을 하우징 (38) 에 대해서 지지한 상태에서, 구동 캠 (50f) 에 구비된 환상 볼록부 (91a) 를, 제 2 부재 (72a) 의 기부 (83) 의 축 방향 편측 부분의 직경 방향 내측에 배치하며, 또한, 환상 볼록부 (91a) 의 선단면 (축 방향 타측면) 을, 회전 전달 상태 전환 장치 (41e) 를 구성하는 제 1 부재 (71) 의 축 방향 편측면에 슬라이딩 접촉 또는 근접 대향시키고 있다.
제 2 부재 (72a) 는, 하우징 (38) 에 대해서, 회전 및 축 방향의 상대 변위를 불가능하게 지지 고정되어 있다. 구체적으로는, 제 2 부재 (72a) 의 외주면에 구비된 수형 스플라인부 (82) 를, 하우징 (38) 의 외경측 통부 (43) 의 내주면에 구비된 고정측 암형 스플라인부 (46) 에 스플라인 걸어 맞춤하며, 또한, 하우징 (38) 의 외경측 통부 (43) 의 내주면에 걸린 1 쌍의 스냅 링 (101a, 101c) 에 의해서, 제 2 부재 (72a) 와, 제 2 부재 (72a) 의 축 방향 타측면에 지지 고정된 덮개체 (98) 를 축 방향 양측으로부터 협지하고 있다.
본 예에서는, 1 쌍의 스냅 링 (101a, 101c) 중의 축 방향 편측의 스냅 링 (101c) 으로서, 제 2 부재 (72a) 에 구비된 제 1 유지 오목부 (85) 및 제 2 유지 오목부 (86) (도 11 및 도 12 참조) 의 안쪽 단부 (직경 방향 외측의 단부) 의 외접원 직경보다 작으며, 또한, 제 2 부재 (72a) 의 내경보다 큰 내경을 갖는 스냅 링을 사용하고 있다. 따라서, 제 1 유지 오목부 (85) 및 제 2 유지 오목부 (86) 의 축 방향 타측의 개구부 중 직경 방향 외측 부분은, 축 방향 편측의 스냅 링 (101c) 의 직경 방향 내측 부분에 의해서 덮여 있다. 이로써, 제 1 유지 오목부 (85) 내에 유지된 제 1 후크 부재 (73) 및 제 1 후크 탄성 지지 부재 (75), 그리고, 제 2 유지 오목부 (86) 내에 유지된 제 2 후크 부재 (74) 및 제 2 후크 탄성 지지 부재 (76) 가, 제 1 유지 오목부 (85) 및 제 2 유지 오목부 (86) 의 축 방향 타측의 개구부로부터 탈락하는 것을 방지하고 있다.
또한, 축 방향 편측의 스냅 링 (101c) 으로서, 제 2 부재 (72a) 에 구비된 제 1 유지 오목부 (85) 및 제 2 유지 오목부 (86) 의 안쪽 단부의 외접원 직경보다 큰 내경을 갖는 스냅 링을 사용하며, 또한, 축 방향 편측의 스냅 링 (101c) 과 제 2 부재 (72a) 사이에, 제 1 유지 오목부 (85) 및 제 2 유지 오목부 (86) 의 안쪽 단부의 외접원 직경보다 작으며, 또한, 제 2 부재 (72a) 의 내경보다 큰 내경을 갖는 와셔를 협지할 수도 있다.
본 예의 동력 전달 경로 전환 장치 (5f) 에서는, 회전 전달 상태 전환 장치 (41e) 의 모드를 전환하기 위한 모드 셀렉트부를 구성하는 요철부 (97a) 를 구동 캠 (50f) 에 형성하고 있다. 이 때문에, 실시형태의 제 1 예와 같이, 모드 셀렉트부를 구성하는 요철부 (97) 를, 구동 캠 (50) 과 별체의 셀렉트 플레이트 (77) 에 형성하는 구조와 비교하여, 부품 점수를 삭감할 수 있어, 제조 비용을 저감하기 쉽다. 그 밖의 부분의 구성 및 작용 효과는, 실시형태의 제 1 예 및 제 6 예와 동일하다.
상기 서술한 실시형태의 제 1 예 ∼ 제 7 예에 관련되는 구성은 모순을 일으키지 않는 한, 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
1 : 2 단 변속기
2 : 입력 부재
3 : 출력 부재
4 : 유성 기어 기구
5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5z : 동력 전달 경로 전환 장치
6 : 입력 통상부
7 : 입력 플랜지부
8 : 암형 스플라인부
9 : 출력 통상부
10 : 출력 플랜지부
11 : 선 기어
12 : 링 기어
13 : 캐리어
14 : 피니언 기어
15 : 소직경 통부
16 : 대직경 통부
17 : 플랜지부
18 : 선측 수형 스플라인부
19 : 기어부
20 : 소직경 통부
21 : 대직경 통부
22 : 원륜부
23 : 링측 수형 스플라인부
24 : 기어부
25a, 25b : 림부
26 : 기둥부
27 : 통상부
28a, 28b : 원공
29 : 캐리어측 암형 스플라인부
30 : 지지축
31 : 본체 부분
32 : 래디얼 니들 베어링
33 : 기어부
34a, 34b : 스냅 링
35 : 스페이서
36a, 36b : 트러스트 베어링
37 : 가압판
38 : 하우징
39, 39a, 39z : 캠 장치
40 : 마찰 걸어 맞춤 장치
40a : 제 1 마찰 걸어 맞춤 장치
40b : 제 2 마찰 걸어 맞춤 장치
41, 41a, 41b, 41c, 41d, 41e : 회전 전달 상태 전환 장치
42 : 내경측 통부
43 : 외경측 통부
44 :측판부
45 : 고정측 수형 스플라인부
46 : 고정측 암형 스플라인부
47 : 관통공
48 : 래디얼 니들 베어링
49 : 트러스트 니들 베어링
50, 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50z : 구동 캠
51, 51c : 피구동 캠
51a : 제 1 피구동 캠
51b : 제 2 피구동 캠
52 : 걸어 맞춤 핀
53 : 앵귤러 볼 베어링
54, 54a : 구동 캠면
56 : 캠측 걸어 맞춤공
57 : 휠 기어부
58 : 전동 액추에이터
59 : 웜
60 : 변속용 모터
61 : 웜 기어부
62 : 피구동 캠면
63 : 피구동측 암형 스플라인부
64, 64a : 전동체
65, 65a :프릭션 플레이트
66, 66a : 세퍼레이트 플레이트
67 : 스냅 링
68 : 탄성 부재
69 : 트러스트 전동 베어링
70 : 리턴 스프링
71 : 제 1 부재
72, 72a : 제 2 부재
73 : 제 1 후크 부재
74 : 제 2 후크 부재
75 : 제 1 후크 탄성 지지 부재
76 : 제 2 후크 탄성 지지 부재
77, 77a, 77b, 77c, 77d : 셀렉트 플레이트
78 : 걸어 맞춤 오목부
79 : 볼록부
80 : 요철부
81 : 암형 스플라인부
82 : 수형 스플라인부
83 : 기부
84 : 원통부
85 : 제 1 유지 오목부
86 : 제 2 유지 오목부
87a, 87b : 스프링 유지부
88a, 88b : 대좌부
89 : 제 1 기부
90 : 제 1 걸어 맞춤 후크
91, 91a : 환상 볼록부
92 : 제 2 기부
93 : 제 2 걸어 맞춤 후크
94, 94a : 기판부
95 : 플레이트측 걸어 맞춤공
96, 96a, 96b, 96c : 돌출부
97, 97a : 요철부
98 : 덮개체
99 : 스냅 링
101a, 101b, 101c : 스냅 링
102, 102a, 102b : 감속기
103, 103a : 캠측 기어부
104, 104a : 플레이트측 기어부
105 : 2 단 톱니
106, 106a : 기부
107 : 원통부
108 : 제 1 기어부
109 : 제 2 기어부
110 : 중심축
111 : 본체 부분
112 : 캠측 홈
113 : 플레이트측 홈
114 : 가이드 플레이트
115 : 걸어 맞춤 핀
116 : 가이드 홈
117 : 수형 스플라인부
118 : 볼록부
119 : 제 1 걸어 맞춤부
120 : 제 2 걸어 맞춤부
121 : 제 3 걸어 맞춤부
122 : 원통부
123 : 걸어 맞춤 홈
124 : 원통부
125 : 걸어 맞춤공
126 : 걸어 맞춤 핀
127 : 기부
128 : 소직경부
129 : 대직경부
130 : 소직경부
131 : 부분 원통부
132 : 직사각형공
133a, 133b : 지지판부
134 : 지지공
135 : 지지 오목부
136 : 지지축
137 : 롤러
138 : 오목부

Claims (18)

  1. 회전 가능하게, 또한, 축 방향 변위를 불가능하게 지지된 구동 캠, 및, 상기 구동 캠에 대한 상대 회전 및 축 방향 변위를 가능하게 지지되며, 또한, 그 구동 캠의 회전에 수반하여, 축 방향으로 변위하는 피구동 캠을 갖는 캠 장치와,
    서로 축 방향의 상대 변위를 가능하게 지지된, 적어도 1 장씩의 프릭션 플레이트 및 세퍼레이트 플레이트를 갖는 마찰 걸어 맞춤 장치를 구비하고,
    상기 마찰 걸어 맞춤 장치는, 상기 피구동 캠을 상기 구동 캠과의 축 방향 간격이 확대되는 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트를 서로 밀음으로써 접속되며, 또한, 상기 피구동 캠을 상기 구동 캠과의 축 방향 간격이 축소되는 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트를 서로 미는 힘을 해방시킴으로써 절단되도록 구성되어 있고,
    서로 동축에 배치된 제 1 부재 및 제 2 부재와, 상기 구동 캠의 회전에 수반하여 회전 또는 축 방향으로 변위하는 모드 셀렉트부를 갖는 회전 전달 상태 전환 장치를 추가로 구비하고,
    상기 회전 전달 상태 전환 장치는, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 상대 회전 방향에 관계 없이, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 회전이 허용되는 프리 모드와, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 상대 회전 방향에 관계 없이, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 회전이 저지되는 로크 모드 중 적어도 일방의 모드, 및, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 소정 방향의 회전만이 허용되며, 또한, 상기 제 2 부재에 대한 상기 제 1 부재의 상기 소정 방향과 반대 방향의 회전이 저지되는 원 웨이 클러치 모드를 가지며, 또한, 상기 모드 셀렉트부를 회전 또는 축 방향으로 변위시키는 것에 기초하여, 상기 프리 모드와, 상기 로크 모드 중 적어도 일방의 모드와, 상기 원 웨이 클러치 모드를 전환 가능하게 구성되어 있는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰 걸어 맞춤 장치의 접속 상태로부터 절단 상태로의 전환 중, 및/또는, 상기 마찰 걸어 맞춤 장치의 절단 상태로부터 접속 상태로의 전환 중에, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 원 웨이 클러치 모드로 하는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마찰 걸어 맞춤 장치를 접속하며, 또한, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 프리 모드로 한 제 1 모드를 갖는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 마찰 걸어 맞춤 장치를 절단하며, 또한, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 로크 모드로 한 제 2 모드를 갖는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마찰 걸어 맞춤 장치를 절단하며, 또한, 상기 회전 전달 상태 전환 장치를 상기 프리 모드로 한 뉴트럴 모드를 갖는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 일방의 부재는, 원주 방향 복수 지점에 걸어 맞춤 오목부를 갖고,
    상기 모드 셀렉트부는, 원주 방향 복수 지점에 직경 방향 또는 축 방향으로 돌출되는 돌출부를 갖고,
    상기 회전 전달 상태 전환 장치는,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 타방의 부재에 피벗된 제 1 기부, 및, 상기 제 1 기부로부터 원주 방향 편측을 향하여 연장되는 제 1 걸어 맞춤 후크를 갖는 제 1 후크 부재와,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 타방의 부재에 피벗된 제 2 기부, 및, 상기 제 2 기부로부터 원주 방향 타측을 향하여 연장되는 제 2 걸어 맞춤 후크를 갖는 제 2 후크 부재와,
    상기 제 1 걸어 맞춤 후크를, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 제 1 후크 탄성 지지 부재와,
    상기 제 2 걸어 맞춤 후크를, 상기 걸어 맞춤 오목부에 걸어 맞추게 하는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 제 2 후크 탄성 지지 부재를 추가로 구비하는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모드 셀렉트부를 갖고, 상기 구동 캠의 회전에 수반하여 회전 또는 축 방향으로 변위하는 셀렉트 플레이트를 추가로 구비하는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동 캠과 상기 셀렉트 플레이트 사이에, 상기 구동 캠의 회전수를 감속하여 상기 셀렉트 플레이트에 전달하는 감속기를 추가로 구비하는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 감속기는,
    상기 구동 캠에 구비된 캠측 기어부와,
    상기 셀렉트 플레이트에 구비된 플레이트측 기어부와,
    상기 캠측 기어부와 맞물리는 제 1 기어부, 및, 상기 플레이트측 기어부와 맞물리는 제 2 기어부를 갖는 2 단 톱니를 구비하는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 감속기는,
    상기 구동 캠에 구비된, 회전 방향에 관하여 편측을 향할수록 직경 방향 외측을 향하는 방향으로 신장하는 캠측 홈과,
    상기 셀렉트 플레이트에 구비된, 회전 방향에 관하여 편측을 향할수록 직경 방향 내측을 향하는 방향으로 신장하는 플레이트측 홈과,
    상기 캠측 홈에, 그 캠측 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 제 1 걸어 맞춤부, 및, 상기 플레이트측 홈에, 그 플레이트측 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 제 2 걸어 맞춤부를 갖는 걸어 맞춤 핀을 구비하고,
    상기 캠측 홈의 원주 방향 길이가, 상기 플레이트측 홈의 원주 방향 길이보다 긴, 동력 전달 경로 전환 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 감속기는, 직경 방향으로 신장하는 가이드 홈을 갖고, 회전을 불가능하게 지지된 가이드 플레이트를 추가로 구비하고,
    상기 걸어 맞춤 핀은, 상기 가이드 홈에, 그 가이드 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 제 3 걸어 맞춤부를 추가로 갖는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  12. 제 6 항에 종속되는 제 7 항에 있어서,
    상기 돌출부는, 축 방향으로 돌출되어 있고,
    상기 셀렉트 플레이트는, 원주 방향에 대해서 경사진 경사부를 포함하고, 원주 방향으로 신장하는 걸어 맞춤 홈을 갖고,
    상기 구동 캠은, 직경 방향으로 돌출되며, 또한, 상기 걸어 맞춤 홈에, 그 걸어 맞춤 홈을 따른 변위를 가능하게 걸어 맞추는 걸어 맞춤 핀을 갖는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 캠이, 상기 모드 셀렉트부를 갖는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피구동 캠과 상기 마찰 걸어 맞춤 장치 사이에 배치되며, 또한, 그 피구동 캠과 그 마찰 걸어 맞춤 장치를 서로 멀어지는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 탄성 부재를 추가로 구비하는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마찰 걸어 맞춤 장치는, 상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트를 서로 이격시키는 방향으로 탄성적으로 탄성 지지하는 리턴 스프링을 추가로 갖는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캠 장치는, 방사 방향을 향한 자전축을 갖고, 상기 구동 캠과 상기 피구동 캠 사이에 협지된 복수 개의 롤러를 구비하고,
    상기 롤러는, 상기 피구동 캠에 상기 자전축을 중심으로 하는 회전을 자유롭게 할 수 있도록 지지되어 있는, 동력 전달 경로 전환 장치.
  17. 입력 부재와,
    상기 입력 부재와 동축에 배치된 출력 부재와,
    동력의 전달 방향에 관하여, 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 배치된 유성 기어 기구와,
    상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이의 동력 전달 경로를 전환하는 동력 전달 경로 전환 장치를 구비하고,
    상기 동력 전달 경로 전환 장치가, 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 동력 전달 경로 전환 장치이며, 또한, 상기 구동 캠을 회전 구동시키는 전동 액추에이터를 추가로 구비하고,
    상기 유성 기어 기구는,
    상기 입력 부재에 대해서 그 입력 부재와 일체적으로 회전하도록 접속된 선 기어와,
    상기 선 기어의 주위에 그 선 기어와 동축에 배치된 링 기어와,
    상기 선 기어와 동축에 배치되며, 또한, 상기 출력 부재에 대해서 그 출력 부재와 일체적으로 회전하도록 접속된 캐리어와,
    상기 선 기어와 상기 링 기어에 맞물리며, 또한, 상기 캐리어에, 자기의 중심축을 중심으로 하는 회전을 자유롭게 할 수 있도록 지지된 복수 개의 피니언 기어를 구비하고,
    상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트 중의 일방이, 상기 선 기어 또는 상기 입력 부재에 대해서 축 방향의 상대 변위를 가능하게, 또한, 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있고,
    상기 프릭션 플레이트와 상기 세퍼레이트 플레이트 중의 타방이, 상기 캐리어 또는 상기 출력 부재에 대해서 축 방향의 상대 변위를 가능하게, 또한, 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있고,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 일방이, 사용시에도 회전하지 않는 부분에 대해서 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있고, 및,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 중의 타방이, 상기 링 기어에 대해서 상대 회전을 불가능하게 지지되어 있는, 2 단 변속기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 구동 캠은, 외주면에 휠 기어부를 갖고,
    상기 전동 액추에이터는, 상기 휠 기어부와 맞물리는 웜과, 상기 웜을 회전 구동시키는 변속용 모터를 구비하는, 2 단 변속기.
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