WO2018221007A1 - 噛み合い式係合装置 - Google Patents
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- WO2018221007A1 WO2018221007A1 PCT/JP2018/014731 JP2018014731W WO2018221007A1 WO 2018221007 A1 WO2018221007 A1 WO 2018221007A1 JP 2018014731 W JP2018014731 W JP 2018014731W WO 2018221007 A1 WO2018221007 A1 WO 2018221007A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
- F16D11/08—Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially
- F16D11/10—Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially with clutching members movable only axially
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
Definitions
- the present invention relates to a meshing engagement device.
- Patent Document 1 discloses a meshing engagement device capable of switching an engagement state by switching an axial position of an engagement member (sliding sleeve SM). Has been. Specifically, in the configuration shown in FIGS. 4 and 5 of Patent Document 1, two internal tooth engaging portions (claw toothing) are formed on the inner peripheral surface of the engaging member so as to be separated from each other in the axial direction. Has been. When the axial position of the engaging member is switched between the position shown in Fig. 4 and the position shown in Fig. 5, one or both of the two internal tooth engaging portions are engaged. It moves in the axial direction toward the external tooth engaging portion and is engaged with the external tooth engaging portion.
- symbol shown in a parenthesis in description of background art are the things of the patent document 1.
- a first member an engagement member that is supported on the outer peripheral surface of the first member so as to be movable in the axial direction, and a drive member that drives the engagement member in the axial direction are provided.
- a characteristic configuration of the meshing engagement device is a second member having a first engaging portion of an external tooth and a relative rotation with respect to the first member, and a relative rotation with respect to the first member.
- a third member having a second engaging portion of internal teeth, and the relative rotation of the engaging member with respect to the first member is restricted by a guide portion formed on the outer peripheral surface of the first member.
- a guided portion that is movably guided in the axial direction in a state; an engaged portion that engages with the driving member; and a first engaging portion that is in a state where the engaging member is located at a first position.
- a fourth engaging portion of external teeth that meshes with the second engaging portion in a state of being positioned at a position, and the guided portion and the third engaging portion are on the inner peripheral surface of the engaging member
- the third engagement portion is formed at different positions in the axial direction, and the engaged portion and the fourth engagement portion are formed at different positions in the axial direction on the outer peripheral surface of the engagement member.
- the portion is formed in a portion having a smaller diameter than the portion where the guided portion is formed on the inner peripheral surface of the engaging member.
- the engaging member can be appropriately moved in the axial direction by the guiding action of the guided portion by the guide portion, and the axial position of the engaging member is set to the first position and the second position.
- the third engagement portion meshes with the first engagement portion
- the fourth engagement portion meshes with the second engagement portion.
- the state in which the first member and the third member are connected can be selectively realized.
- the third engaging portion of the internal teeth formed on the inner peripheral surface of the engaging member is more than the portion where the guided portion is formed on the inner peripheral surface of the engaging member. Is also formed in a small diameter portion.
- the third engaging portion is located on the radially inner side of the guided portion.
- the processing for forming the chamfered portion in the third engaging portion can be easily performed while avoiding interference with the guided portion.
- it is a guided part instead of the fourth engaging part that is formed on the inner peripheral surface of the engaging member together with the third engaging part, and the guided part is relatively complicated such as processing of the chamfered part. There is generally little need to perform any processing. For this reason, even if configured as described above, it is possible to avoid a significant increase in the manufacturing cost of the engaging member.
- the “axial direction L”, “radial direction R”, and “circumferential direction” are defined based on the axis X (see FIG. 1) of the meshing engagement device 1.
- the shaft center X is a virtual shaft, and each rotation member (such as an engagement member 40 described later) constituting the meshing engagement device 1 rotates around the shaft center X.
- One side in the axial direction L is defined as an axial first side L1
- the other side in the axial direction L (the side opposite to the axial first side L1) is defined as an axial second side L2.
- terms related to dimensions, arrangement direction, arrangement position, and the like are used as a concept including a state having a difference due to an error (an error that is acceptable in manufacturing).
- the meshing engagement device 1 includes a first member 10, an engagement member 40 that is supported on the outer peripheral surface of the first member 10 so as to be movable in the axial direction L, and an engagement member 40. And a drive member 5 that drives in the axial direction L.
- the engagement member 40 is a member for switching the engagement state of the meshing engagement device 1, and the engagement state of the meshing engagement device 1 depends on the position of the engagement member 40 in the axial direction L. Switch.
- the meshing engagement device 1 includes a second member 20 having a first engagement portion 51 having external teeth and a third member 30 having a second engagement portion 52 having internal teeth. .
- the engagement state of the meshing engagement device 1 is a state in which the engagement member 40 is engaged with the first engagement portion 51 according to the position of the engagement member 40 in the axial direction L (see FIG. 4).
- the engagement member 40 is engaged with the second engagement portion 52 (see FIG. 3), and the engagement member 40 is not engaged with either the first engagement portion 51 or the second engagement portion 52. (See FIG. 1).
- the engaging member 40 is formed in a cylindrical shape (specifically, a cylindrical shape) extending in the axial direction L as a whole, and is externally fitted to the outer peripheral surface of the first member 10.
- a guide portion 11 is formed on the outer peripheral surface of the first member 10, and the engaging member 40 is guided to be movable in the axial direction L in a state where relative rotation with respect to the first member 10 is restricted by the guide portion 11.
- the guided portion 41 is provided. That is, the engaging member 40 is configured to be movable in the axial direction L in a state where relative rotation with respect to the first member 10 is restricted by being guided by the guide portion 11.
- the engaging member 40 is a position including a first position P1, a second position P2, and a third position P3, which will be described later, in a state where the guided portion 41 is restricted from rotating relative to the first member 10 by the guide portion 11. Move to. That is, the guided portion 41 is relatively rotated with respect to the first member 10 by the guide portion 11 in both the state where the engaging member 40 is located at the first position P1 and the state where the engaging member 40 is located at the second position P2. Is maintained in a regulated state. Further, in the present embodiment, even when the engaging member 40 is located at the third position P3, the guided portion 41 is maintained in a state in which the relative rotation with respect to the first member 10 is restricted by the guide portion 11. That is, in a state where the engaging member 40 is located at an arbitrary position between the first position P1 and the second position P2 in the axial direction L, the guided portion 41 is rotated relative to the first member 10 by the guide portion 11. A regulated state is maintained.
- a guide structure by spline engagement is adopted as the guide structure of the guided portion 41 by the guide portion 11.
- the guide portion 11 includes a plurality of spline teeth (outer periphery spline teeth) formed on the outer peripheral surface of the first member 10 so as to extend in the axial direction L
- the guided portion 41 includes the engagement member 40.
- a plurality of spline teeth inner peripheral spline teeth
- the outer peripheral spline teeth included in the guide portion 11 and the inner peripheral spline teeth included in the guided portion 41 engage (spline engagement), whereby the first member 10 (guide portion 11) and the engaging member 40 (covered).
- Guide portions 41 are connected to each other so that they cannot rotate relative to each other and are slidable in the axial direction L.
- other guide structures such as a guide structure by coupling a key and a key groove (key coupling) may be employed.
- the position of the engaging member 40 in the axial direction L is switched by the driving member 5 supported so as to be movable in the axial direction L.
- the engaging member 40 includes an engaged portion 42 with which the driving member 5 engages, and the driving member 5 moves to the engaged portion 42 so as to move in the axial direction L integrally with the engaging member 40. Is engaged.
- the engaged portion 42 is formed in the outer peripheral surface of the engaging member 40 in a groove shape that is recessed inward in the radial direction R and extends in the circumferential direction over the entire circumferential direction.
- the drive member 5 has a fitting portion that is slidably fitted in the circumferential direction with respect to the groove portion formed by the engaged portion 42.
- the drive member 5 is engaged with the engaged portion 42 so as to move in the axial direction L integrally with the engagement member 40 in a state where the rotation of the engagement member 40 is allowed. That is, the drive member 5 is a member that functions as a shift fork.
- the driving member 5 When an operating force that moves the engaging member 40 in the axial direction L is input to the driving member 5, the engaging member 40 moves in the axial direction L integrally with the driving member 5.
- the operating force for moving the engagement member 40 in the axial direction L is input to the drive member 5 directly or via another member (for example, a cam member such as a shift drum) from an actuator such as an electric actuator or a hydraulic actuator. Is done.
- An operation force by the operator may be input to the drive member 5 as an operation force that moves the engagement member 40 in the axial direction L.
- the second member 20 is a member that is relatively rotatable with respect to the first member 10 (relatively rotatable about the axis X, the same applies hereinafter).
- the third member 30 is a member that is rotatable relative to the first member 10 and a member that is rotatable relative to the second member 20.
- all of the first member 10, the second member 20, and the third member 30 are rotating members that are rotatable about the axis X. Therefore, the engaging member 40 whose relative rotation with respect to the first member 10 is restricted rotates integrally with the first member 10.
- Any one of the first member 10, the second member 20, and the third member 30 may be a non-rotating member instead of a rotating member.
- the second member 20 has the first engaging portion 51 of external teeth.
- the first engagement portion 51 includes a plurality of external teeth (teeth whose tooth tips face the outside in the radial direction R) arranged along the circumferential direction.
- the engaging member 40 is movable to a first position P1 (see FIG. 4) where the engaging member 40 engages with the first engaging portion 51 in a state where relative rotation with respect to the first member 10 is restricted. It is configured. That is, the engagement member 40 includes a third engagement portion 53 of internal teeth that meshes with the first engagement portion 51 in a state where the engagement member 40 is located at the first position P1.
- the third engagement portion 53 includes a plurality of internal teeth (teeth whose tooth tips are directed inward in the radial direction R) arranged along the circumferential direction. In a state where the engaging member 40 is located at the first position P1, the third engaging portion 53 is engaged with the first engaging portion 51 so that the first member 10 and the second member 20 are integrally rotated. Is done.
- the third member 30 has the second engaging portion 52 of the internal teeth.
- the second engagement portion 52 includes a plurality of internal teeth arranged in the circumferential direction.
- the engaging member 40 is movable to a second position P2 (see FIG. 3) where the engaging member 40 engages with the second engaging portion 52 in a state where relative rotation with respect to the first member 10 is restricted. It is configured. That is, the engagement member 40 includes a fourth engagement portion 54 having external teeth that meshes with the second engagement portion 52 in a state where the engagement member 40 is located at the second position P2.
- the fourth engaging portion 54 includes a plurality of external teeth arranged in the circumferential direction.
- the second position P2 is a position in the axial direction L different from the first position P1.
- the guided portion 41 and the third engaging portion 53 are formed at different positions in the axial direction L on the inner peripheral surface of the engaging member 40.
- the first engagement portion 51 is disposed on the second axial side L2 from the guide portion 11, and the third engagement portion 53 that meshes with the first engagement portion 51 is guided to the guide portion 11. It is formed on the second axial side L2 with respect to the guided portion 41.
- the third engagement portion 53 is formed at the end portion on the second axial side L ⁇ b> 2 on the inner peripheral surface of the engagement member 40.
- the engaged portion 42 and the fourth engaging portion 54 are formed at different positions in the axial direction L on the outer peripheral surface of the engaging member 40.
- the fourth engaging portion 54 is formed closer to the second axial side L2 than the engaged portion 42.
- the second engagement portion 52 is disposed on the second axial side L2 from the guide portion 11, and the fourth engagement portion 54 that meshes with the second engagement portion 52 is the guide portion 11. It is formed on the second axial side L2 with respect to the guided portion 41 guided by.
- the fourth engagement portion 54 is formed at the end portion on the second axial side L ⁇ b> 2 on the outer peripheral surface of the engagement member 40.
- the first member 10, the second member 20, the third member 30, and the engaging member 40 are arranged coaxially with each other (that is, all on the axis X). Therefore, the first engagement portion 51 included in the second member 20, the second engagement portion 52 included in the third member 30, the third engagement portion 53 included in the engagement member 40, and the first engagement portion 40 included in the engagement member 40.
- the four engaging portions 54 are arranged so that the reference pitch circles are concentric with each other (that is, all of them are circles centered on the axis X).
- the fourth engagement portion 54 is disposed outside the third engagement portion 53 in the radial direction R. Therefore, the second engagement portion 52 that meshes with the fourth engagement portion 54 is disposed on the outer side in the radial direction R than the first engagement portion 51 that meshes with the third engagement portion 53. And in this embodiment, the 2nd engaging part 52 is arrange
- the fourth engagement portion 54 is disposed outside the third engagement portion 53 in the radial direction R and overlaps the third engagement portion 53 when viewed in the radial direction R. Yes.
- the end portion on the second axial side L2 of the third engaging portion 53 and the end portion on the second axial side L2 of the fourth engaging portion 54 are arranged at the same position in the axial direction L. .
- “overlapping in a specific direction” means that the virtual line parallel to the line of sight is moved in each direction orthogonal to the virtual line. It indicates that there is a region where a straight line intersects both of the two members.
- the guide portion 11, the first engagement portion 51, and the second engagement portion 52 are arranged in this order from the first axial side L1, and the fourth engagement portion 54 is viewed in the radial direction R. Since it is arranged at a position that overlaps with the third engaging portion 53, in the present embodiment, the first position P1 is a position on the first axial side L1 relative to the second position P2. That is, the center position of the engaging member 40 in the axial direction L in the state where the engaging member 40 is located at the first position P1 (see FIG. 4) is the state where the engaging member 40 is located at the second position P2 (see FIG. 3), the engagement member 40 is disposed on the first axial side L1 with respect to the center position in the axial direction L.
- the engagement member 40 is further rotated relative to the first member 10 at a third position P3 (see FIG. 1) where the engagement member 40 does not engage with either the first engagement portion 51 or the second engagement portion 52. Is configured to be movable in a regulated state.
- the third position P3 is a position between the first position P1 and the second position P2 in the axial direction L. That is, the center position in the axial direction L of the engaging member 40 in the state where the engaging member 40 is located at the third position P3 (see FIG. 1) is the state where the engaging member 40 is located at the first position P1 (see FIG. 1).
- engagement is performed on the second side L2 in the axial direction from the center position in the axial direction L of the engagement member 40 and the engagement member 40 is positioned at the second position P2 (see FIG. 3). It arrange
- the first engagement portion 51 and the second engagement portion 52 are third engaged in the space between the first engagement portion 51 and the second engagement portion 52 in the axial direction L.
- the portion 53 and the fourth engaging portion 54 are disposed so as to be separated from each other in the axial direction L to such an extent that the portion 53 and the fourth engaging portion 54 can be disposed.
- the third position P3 can be set to a position between the first position P1 and the second position P2 in the axial direction L.
- the third engagement portion 53 is disposed away from the first engagement portion 51 on the second axial side L2
- the fourth engagement portion. 54 is spaced apart from the second engagement portion 52 on the first axial side L1 so that the engagement member 40 is engaged with both the first engagement portion 51 and the second engagement portion 52. It will be in a state that does not.
- the engagement state of the meshing engagement device 1 is engaged.
- a first chamfered portion is provided at the end of the first engaging portion 51 on the second side L2 in the axial direction so that the third engaging portion 53 can be easily engaged with the first engaging portion 51 during the switching.
- the first chamfered portion 51a has a shape (tapered shape) in which the thickness of the end portion on the second axial side L2 of each tooth constituting the first engaging portion 51 decreases toward the second axial side L2.
- the third chamfered portion 53a is configured so that the shape of the end portion of each tooth constituting the third engaging portion 53 on the first axial side L1 is directed toward the first axial side L1. It is formed so as to have a shape with a reduced thickness (tapered shape).
- the third engagement portion 53 has the third chamfered portion 53 a at the end in the axial direction L.
- the third engaging portion 53 has the third chamfered portion 53a at the end portion on the first axial side L1, in other words, at the end portion on the side where the guided portion 41 exists in the axial direction L.
- the third chamfered portion 53a corresponds to a “chamfered portion”.
- the engagement state of the meshing engagement device 1 is changed.
- the engagement member 40 is engaged with the second engagement portion 52 from the state where the engagement member 40 is not engaged with any of the first engagement portion 51 and the second engagement portion 52 (fourth engagement portion).
- 54 is engaged with the second engagement portion 52).
- a second chamfered portion is provided at the end on the first side L1 in the axial direction of the second engaging portion 52 so that the fourth engaging portion 54 can be easily meshed with the second engaging portion 52 during this switching.
- the second chamfered portion 52a has a shape (tapered shape) in which the end thickness of each tooth constituting the second engaging portion 52 on the first axial side L1 decreases toward the first axial side L1.
- the fourth chamfered portion 54a is configured so that the shape of the end portion on the second axial side L2 of each tooth constituting the fourth engaging portion 54 changes toward the second axial side L2. It is formed so as to have a shape with a reduced thickness (tapered shape).
- the third engagement portion 53 is formed in a portion having a smaller diameter than the portion where the guided portion 41 is formed on the inner peripheral surface of the engagement member 40.
- the third engagement portion 53 is disposed on the inner side in the radial direction R than the guided portion 41.
- a stepped portion 43 (see FIG. 1) having a stepped surface facing the first axial side L1 is formed on the inner peripheral surface of the engaging member 40, and the inner peripheral surface of the engaging member 40
- the first portion that is the portion on the first axial side L1 from the step portion 43 is formed to have a larger diameter than the second portion that is the portion on the second axial side L2 from the step portion 43.
- the guided portion 41 is formed in the first portion, and the third engaging portion 53 is formed in the second portion.
- the third engaging portion 53 is configured to be disposed on the inner side in the radial direction R than the guided portion 41 disposed on the first axial side L1 relative to the third engaging portion 53.
- the above-described third chamfered portion 53a when forming the engaging member 40 is formed. Is easy to process.
- the third engaging portion 53 is disposed inside the guided portion 41 in the radial direction R, so that the guided portion 41 is engaged with the first engaging portion 53. It can be arranged outside the engaging portion 51 in the radial direction R.
- the guided portion 41 is arranged so as to overlap the first engaging portion 51 when viewed in the radial direction R in a state where the engaging member 40 is located at the second position P2. It is possible to do. Note that the portion of the guided portion 41 that is disposed so as to overlap the first engaging portion 51 in the radial direction R in a state where the engaging member 40 is located at the second position P2 is such that the engaging member 40 is the first.
- the guide unit 11 is engaged with the guide unit 11 so as to face the radial direction R (specifically, in this embodiment (specifically, To be engaged with each other).
- the inner peripheral spline teeth constituting the guided portion 41 are arranged so as to overlap the first engaging portion 51 in the radial direction R in a state where the engaging member 40 is located at the second position P2.
- the portion engages with the outer peripheral spline teeth constituting the guide portion 11 when the engaging member 40 is located at the first position P1 or when the engaging member 40 is located at the third position P3.
- the meshing engagement device 1 is disposed on the first axial side L1 with respect to the planetary gear mechanism 6 and coaxially with the planetary gear mechanism 6.
- the meshing engagement device 1 and the planetary gear mechanism 6 are accommodated in the case 3.
- the sun gear 6 s of the planetary gear mechanism 6 is drivingly connected to the driving force source 2. That is, the sun gear 6s is drivingly connected to the driving force source 2 without passing through the other rotating elements (carrier 6c and ring gear 6r) of the planetary gear mechanism 6.
- a case where a rotating electrical machine is used as the driving force source 2 is shown as an example, but a device other than the rotating electrical machine (for example, an internal combustion engine or the like) can be used as the driving force source 2.
- the case 3 corresponds to a “non-rotating member”.
- driving connection means a state where two rotating elements are connected so as to be able to transmit driving force.
- This concept includes a state where the two rotating elements are coupled so as to rotate integrally, and a state where the two rotating elements are coupled so as to be able to transmit the driving force via one or more transmission members.
- Such transmission members include various members (shafts, gear mechanisms, belts, chains, etc.) that transmit rotation at the same speed or at different speeds, and an engagement device that selectively transmits rotation and driving force. (Such as a friction engagement device or a meshing engagement device) may be included.
- drive connection for each rotating element of the planetary gear mechanism refers to a state in which the three rotating elements included in the planetary gear mechanism are drivingly connected to each other without intervening other rotating elements.
- the “rotary electric machine” is used as a concept including any of a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor / generator functioning as both a motor and a generator as necessary. Yes.
- the sun gear 6s is coupled to rotate integrally with the driving force source 2 (here, the rotor of a rotating electrical machine). Further, the ring gear 6 r of the planetary gear mechanism 6 is fixed to the case 3. That is, the ring gear 6r is disposed so as not to rotate about the axis X. In the example shown in FIG. 1, the ring gear 6r is fastened and fixed to the case 3 by a fastening member 70 (fastening bolt).
- the meshing engagement device 1 includes the sun gear 6s that is drivingly connected to the driving force source 2 and one of the carrier 6c and the ring gear 6r (here, the ring gear 6r) fixed to the case 3.
- the planetary gear mechanism 6 is comprised by the single pinion type planetary gear mechanism. Therefore, the rotation input from the driving force source 2 to the sun gear 6s is decelerated according to the gear ratio of the planetary gear mechanism 6 and output to the carrier 6c.
- the first engagement portion 51 is connected to the sun gear 6s.
- the second member 20 having the first engaging portion 51 is configured by a shaft member that is arranged coaxially with the shaft center X and extends in the axial direction L, and is arranged separately on both sides in the axial direction L.
- the first bearing 61 and the second bearing 62 are rotatably supported with respect to the case 3.
- the second member 20 is drivingly connected to the driving force source 2 and is connected to rotate integrally with the driving force source 2 in the present embodiment.
- the first engagement portion 51 is formed integrally with the outer peripheral surface of the second member 20, and the sun gear 6 s is integrated with the second member 20 on the second axial side L ⁇ b> 2 from the first engagement portion 51.
- the first member 10 has a cylindrical inner peripheral surface, and the second member 20 is disposed so as to penetrate the space surrounded by the inner peripheral surface in the axial direction L.
- a third bearing 63 that rotatably supports the first member 10 is disposed between the outer peripheral surface of the second member 20 and the inner peripheral surface of the first member 10. The first member 10 is arranged such that the end of the first member 10 on the second axial side L2 is closer to the first axial side L1 than the end of the first engaging portion 51 on the first axial side L1. In this way, the second member 20 is positioned in the axial direction L.
- the second engagement portion 52 is connected to the other of the carrier 6c and the ring gear 6r (which is not fixed to the case 3 and here is the carrier 6c).
- the 3rd member 30 which has the 2nd engaging part 52 is comprised by the carrier 6c.
- the second engaging portion 52 is coupled to rotate integrally with the carrier 6c.
- the carrier 6c includes a first shaft support portion 31 that supports the pinion shaft 34 on the first axial side L1 with respect to the pinion gear 33 supported by the pinion shaft 34, and A second shaft support portion 32 that supports the pinion shaft 34 on the second axial side L2 with respect to the pinion gear 33 is provided.
- the first shaft support portion 31 is formed in an annular plate shape in which the direction along the plate surface is perpendicular to the axial direction L.
- a second engagement portion 52 is formed on the inner peripheral surface of the first shaft support portion 31.
- the first shaft support portion 31 is formed with an insertion hole into which the end portion on the first axial side L1 of the pinion shaft 34 is inserted, and the second engagement portion 52 is axially connected to the insertion hole.
- the arrangement area of L is formed to overlap.
- the first member 10 is drivingly connected to the driven member 4 by the driving force source 2. That is, the first member 10 rotationally drives the driven member 4 by the driving force of the driving force source 2 transmitted via the meshing engagement device 1 (engaging member 40).
- the meshing engagement device 1 is applied to a vehicle drive device that is mounted on a vehicle and drives a wheel
- the drive force source 2 is used as a drive force source for the wheel
- the driven member 4 is attached to the wheel.
- Drive coupled As shown in FIG. 1, in this embodiment, the driven member 4 is an external gear, and the driven member 4 is disposed on the outer circumferential surface of the first member 10 on the first side L1 in the axial direction from the guide portion 11. 4 is formed with an external gear 12 that meshes with the gear 4.
- the fourth engaging portion 54 meshes with the second engaging portion 52, so that the driving force source 2 moves to the second member 20.
- the input rotation is decelerated according to the gear ratio of the planetary gear mechanism 6 and transmitted to the first member 10 via the engaging member 40. That is, in the above transmission, the speed reduction stage is formed when the engagement member 40 is located at the second position P2. Further, as shown in FIG. 1, in the state where the engaging member 40 is located at the third position P3, the engaging member 40 does not engage with either the first engaging portion 51 or the second engaging portion 52, so that driving is performed.
- the force source 2 is disconnected from the first member 10. That is, in the above transmission, a neutral stage (non-transmission stage) is formed when the engagement member 40 is located at the third position P3.
- the configuration in which the third member 30 is configured by the carrier 6c and the second engagement portion 52 is formed on the inner peripheral surface of the first shaft support portion 31 has been described as an example.
- the third member 30 is a separate member that is coupled so as to rotate integrally with the carrier 6c, and the second engagement portion 52 is the inner peripheral surface of the third member 30. It can also be set as the structure formed.
- the planetary gear mechanism 6 is a double pinion planetary gear mechanism.
- the carrier 6c is fixed to the case 3, and the second engagement portion 52 is connected to the ring gear 6r.
- the 3rd member 30 can be set as the structure comprised by the ring gear 6r, or it can be set as the structure which is the other member connected so that the 3rd member 30 may rotate integrally with the ring gear 6r. In the example shown in FIG.
- the driving force source 2 The rotation input to the second member 20 is transmitted to the first member 10 at the same rotational speed, the engagement member 40 is located at the second position P2, and the fourth engagement portion 54 is the second engagement portion 52. , The rotation input from the driving force source 2 to the second member 20 is decelerated and transmitted to the first member 10.
- the configuration in which the sun gear 6s of the planetary gear mechanism 6 is drivingly connected to the driving force source 2 has been described as an example.
- the present invention is not limited to such a configuration, and a configuration in which a rotating element other than the sun gear 6s of the planetary gear mechanism 6 (that is, the carrier 6c or the ring gear 6r) is drivingly connected to the driving force source 2 may be employed.
- An example of such a configuration is shown in FIG.
- the planetary gear mechanism 6 is a double pinion planetary gear mechanism.
- the carrier 6c is drivingly connected to the driving force source 2 (in this example, drivingly connected so as to rotate integrally), the sun gear 6s is fixed to the case 3, the first engaging portion 51 is connected to the carrier 6c, Two engaging portions 52 are connected to the ring gear 6r.
- the driving force source 2 in the state where the engaging member 40 is located at the first position P1 and the third engaging portion 53 is engaged with the first engaging portion 51 as in the above embodiment, the driving force source 2
- the rotation input to the second member 20 is transmitted to the first member 10 at the same rotational speed, the engagement member 40 is located at the second position P2, and the fourth engagement portion 54 is the second engagement portion 52.
- the rotation input from the driving force source 2 to the second member 20 is decelerated and transmitted to the first member 10.
- the planetary gear mechanism 6 is configured by a single pinion type planetary gear mechanism, the engagement member 40 is located at the second position P2, and the fourth engagement portion 54 is the second engagement portion 52.
- the rotation input to the second member 20 from the driving force source 2 can be accelerated and transmitted to the first member 10 in a state of meshing with the first member 10.
- the configuration in which the second engagement portion 52 is disposed on the second axial side L2 relative to the first engagement portion 51 has been described as an example.
- the fourth engagement portion 54 engages with the second engagement portion 52 at the second position P2, and the third engagement portion 53 at the first engagement.
- the first position P1 meshing with the portion 51 can be a position different in the axial direction L.
- the second engagement portion 52 is disposed on the second axial side L2 relative to the first engagement portion 51, and the fourth engagement portion 54 is third in the radial direction R view.
- the configuration arranged at a position overlapping the engaging portion 53 has been described as an example. However, without being limited to such a configuration, in the configuration in which the second engagement portion 52 is disposed closer to the second axial side L2 than the first engagement portion 51, the fourth engagement portion 54 is the third. It can also be set as the structure arrange
- one rotating element of the planetary gear mechanism 6 (the sun gear 6s in the example of the above embodiment) and the second member 20 are connected to rotate integrally with the driving force source 2.
- the present invention is not limited to such a configuration, and the output rotation of the driving force source 2 is applied to one or both of one rotating element of the planetary gear mechanism 6 and the second member 20 via another mechanism or device. It can also be configured to be input.
- a meshing engagement device (1) having a drive member (5) that is driven by (L), wherein the engagement member (1) is rotatable relative to the first member (10) and has a first engagement of external teeth.
- a second member (20) having a mating portion (51) and a third member (30) having a second engaging portion (52) of an internal tooth that is rotatable relative to the first member (10).
- the engagement member (40) is in a state in which relative rotation with respect to the first member (10) is restricted by a guide portion (11) formed on the outer peripheral surface of the first member (10).
- the guided portion (41) and the third engaging portion (53) are different from each other in the axial direction (L) on the inner peripheral surface of the engaging member (40).
- the engaged portion (42) and the fourth engaging portion (54) are formed at different positions in the axial direction (L) on the outer peripheral surface of the engaging member (40).
- the third engaging portion (53) is smaller than the portion where the guided portion (41) is formed on the inner peripheral surface of the engaging member (40). They are formed in portions.
- the third engaging portion (53) of the inner teeth formed on the inner peripheral surface of the engaging member (40) is covered by the inner peripheral surface of the engaging member (40). It is formed in a portion having a smaller diameter than the portion where the guide portion (41) is formed. Therefore, for example, even when the chamfered portion is formed at the end of the third engaging portion (53) on the side where the guided portion (41) exists in the axial direction (L), the third engaging portion (53 ) Is disposed on the inner side in the radial direction (R) than the guided portion (41), and processing for forming a chamfered portion on the third engaging portion (53) is performed with the guided portion (41). It is easy to avoid interference.
- the sun gear (6s) is drivingly connected to the driving force source (2), and one of the carrier (6c) and the ring gear (6r) is coaxial with the planetary gear mechanism (6) fixed to the non-rotating member (3).
- the first engagement portion (51) is connected to the sun gear (6s), and the second engagement portion (52) is connected to the other of the carrier (6c) and the ring gear (6r).
- the first member (10) is drivingly connected to the driven member (4) by the driving force source (2).
- the rotation input to the sun gear (6s) from the driving force source (2) is the first rotation speed as it is. Can be transmitted to the member (10). Further, by moving the engagement member (40) to the second position (P2), the rotation input from the driving force source (2) to the sun gear (6s) is made according to the gear ratio of the planetary gear mechanism (6). And can be transmitted to the first member (10).
- the planetary gear mechanism (6) When the planetary gear mechanism (6) is configured so that the rotation input from the driving force source (2) to the sun gear (6s) is decelerated and output from the carrier (6c) or the ring gear (6r), Of the first engaging portion (51) and the second engaging portion (52), the engaging portion connected to the carrier (6c) or the ring gear (6r) bears transmission of a larger torque.
- the second engagement portion (52) is connected to the carrier (6c) or the ring gear (6r), and thus the third engagement portion (53) and the fourth engagement portion ( 54), the second engaging portion (54) formed to have a large diameter is the second of the first engaging portion (51) and the second engaging portion (52) having a relatively large transmission torque.
- the carrier (6c) is a first shaft support portion that supports the pinion shaft (34) on the first axial side (L1) with respect to the pinion gear (33) supported by the pinion shaft (34). (31) and a second shaft support that supports the pinion shaft (34) on an axial second side (L2) opposite to the axial first side (L1) with respect to the pinion gear (33). It is preferable that the second engagement portion (52) is formed on the inner peripheral surface of the first shaft support portion (31).
- the second position (P2) where the fourth engagement portion (54) meshes with the second engagement portion (52) is set to a portion on the second axial side (L2) of the engagement member (40).
- the fourth engagement portion (54) is outside the radial direction (R) with respect to the third engagement portion (53), and is in the radial direction. (R) It is preferable that it is arranged at a position overlapping with the third engaging portion (53) in view.
- the shaft of the engaging member (40) is compared to the case where the third engaging portion (53) and the fourth engaging portion (54) are spaced apart in the axial direction (L). It becomes easy to keep the length of the direction (L) short. Accordingly, it is easy to reduce the size of the space occupied by the meshing engagement device (1) in the axial direction (L).
- the guide portion (11), the first engagement portion (51), and the second engagement portion (52) are sequentially formed from an axial first side (L1) that is one side of the axial direction (L). ) Is arranged, the first position (P1) is closer to the first axial side (L1) than the second position (P2), and the engaging member (40) is moved to the second position (P2). It is preferable that the guided portion (41) is disposed so as to overlap the first engaging portion (51) when viewed in the radial direction (R).
- the engagement member (40) is positioned at the second position (P2) between the first engagement portion (51) and the guide portion (11) that guides the guided portion (41).
- the guided portion (41) can be arranged close to the axial direction (L) to the extent that it overlaps the first engaging portion (51) when viewed in the radial direction (R). Accordingly, it is easy to reduce the size of the space occupied by the meshing engagement device (1) in the axial direction (L).
- the position of the engagement member (40) where the engagement member (40) does not engage with either the first engagement portion (51) or the second engagement portion (52) is the third position (P3).
- the third position (P3) is preferably a position between the first position (P1) and the second position (P2) in the axial direction (L).
- the engagement member (40) when the axial direction (L) position of the engagement member (40) is switched between the first position (P1) and the second position (P2), the engagement member (40) is the first. It is possible to pass through the third position (P3) where the engaging portion (51) and the second engaging portion (52) are not engaged. Therefore, even when there is a rotational speed difference between the second member (20) having the first engagement portion (51) and the third member (30) having the second engagement portion (52), the engagement is performed.
- the state in which the member (40) is positioned at the first position (P1) and the third engaging portion (53) is engaged with the first engaging portion (51), and the engaging member (40) is in the second position (P2).
- the state in which the fourth engaging portion (54) is engaged with the second engaging portion (52) can be appropriately switched.
- the third engaging portion (53) has a chamfered portion (53a) at an end portion in the axial direction (L).
- the third engagement portion ( 53) can be easily meshed with the first engaging portion (51).
- the guided portion in both the state where the engaging member (40) is located at the first position (P1) and the state where the engaging member (40) is located at the second position (P2). (41) is preferably maintained in a state in which relative rotation with respect to the first member (10) is restricted by the guide portion (11).
- the guided portion (41) is guided by the guide portion (11).
- the guiding action can be properly maintained.
- the meshing engagement device according to the present disclosure only needs to exhibit at least one of the effects described above.
Landscapes
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Abstract
係合部材(40)は、第1部材(10)に形成された案内部(11)によって軸方向(L)に移動自在に案内される被案内部(41)と、駆動部材(5)が係合する被係合部(42)と、係合部材(40)が第1位置に位置する状態で第1係合部(51)に噛み合う内歯の第3係合部(53)と、係合部材(40)が第2位置に位置する状態で第2係合部(52)に噛み合う外歯の第4係合部(54)とを備える。被案内部(41)と第3係合部(53)とが、係合部材(40)の内周面における軸方向(L)の互いに異なる位置に形成され、被係合部(42)と第4係合部(54)とが、係合部材(40)の外周面における軸方向(L)の互いに異なる位置に形成される。第3係合部(53)が、係合部材(40)の内周面における被案内部(41)が形成された部分よりも小径の部分に形成される。
Description
本発明は、噛み合い式係合装置に関する。
米国特許出願公開第2016/0341287号明細書(特許文献1)には、係合部材(sliding sleeve SM)の軸方向位置を切り替えることで係合の状態を切替可能な噛み合い式係合装置が開示されている。具体的には、特許文献1のFig.4及びFig.5に示される構成では、係合部材の内周面に、2つの内歯係合部(claw toothing)が軸方向に離間して形成されている。そして、係合部材の軸方向位置がFig.4に示される位置とFig.5に示される位置との間で切り替えられる際には、2つの内歯係合部の一方又は双方が、噛み合い対象の外歯係合部に向かって軸方向に移動して、当該外歯係合部に噛み合わされる。なお、背景技術の説明において括弧内に示す名称及び符号は特許文献1のものである。
ところで、このように係合部材を軸方向に移動させて係合部材の内周面に形成された内歯係合部を外歯係合部に噛み合わせる構成では、内歯係合部と外歯係合部との噛み合わせを容易とするために、内歯係合部や外歯係合部を構成する各歯の軸方向の端部に面取り部(チャンファ)を形成するのが一般的である。特許文献1に記載の構成では、係合部材の軸方向位置をFig.4に示される位置とFig.5に示される位置との間でいずれの向きに切り替える際にも、係合部材の内周面に形成された2つの内歯係合部のうちの係合部材の移動方向の後方側に位置する内歯係合部が、切替前の状態で当該2つの内歯係合部の間に配置される外歯係合部に向かって移動して当該外歯係合部に噛み合わされる。そのため、特許文献1に記載の構成において内歯係合部に面取り部を形成する場合には、2つの内歯係合部のいずれについても、軸方向における他の内歯係合部が存在する側(2つの内歯係合部の間の軸方向の中心に向かう側)の端部に面取り部を形成する必要があり、面取り部を形成するための加工コストが、他の内歯係合部の存在によって増大するおそれがある。特に、特許文献1に記載の構成では、2つの内歯係合部が径方向の同じ位置に形成されているため、この問題が顕著になるおそれがある。しかしながら、特許文献1にはこの点についての記載はない。
そこで、係合部材の内周面に形成される内歯係合部の加工が容易な噛み合い式係合装置の実現が望まれる。
上記に鑑みた、第1部材と、前記第1部材の外周面に軸方向に移動自在に支持される係合部材と、前記係合部材を前記軸方向に駆動する駆動部材と、を備えた噛み合い式係合装置の特徴構成は、前記第1部材に対して相対回転自在であって外歯の第1係合部を有する第2部材と、前記第1部材に対して相対回転自在であって内歯の第2係合部を有する第3部材と、を備え、前記係合部材は、前記第1部材の外周面に形成された案内部によって前記第1部材に対する相対回転が規制された状態で前記軸方向に移動自在に案内される被案内部と、前記駆動部材が係合する被係合部と、前記係合部材が第1位置に位置する状態で前記第1係合部に噛み合う内歯の第3係合部と、前記係合部材が前記第1位置とは前記軸方向の異なる位置である第2位置に位置する状態で前記第2係合部に噛み合う外歯の第4係合部と、を備え、前記被案内部と前記第3係合部とが、前記係合部材の内周面における前記軸方向の互いに異なる位置に形成され、前記被係合部と前記第4係合部とが、前記係合部材の外周面における前記軸方向の互いに異なる位置に形成され、前記第3係合部が、前記係合部材の内周面における前記被案内部が形成された部分よりも小径の部分に形成されている点にある。
上記の特徴構成によれば、案内部による被案内部の案内作用により係合部材を軸方向に適切に移動させることができると共に、係合部材の軸方向位置を第1位置と第2位置との間で切り替えることで、第3係合部が第1係合部に噛み合うことで第1部材と第2部材とが連結した状態と、第4係合部が第2係合部に噛み合うことで第1部材と第3部材とが連結した状態とを、選択的に実現することができる。
その上で、上記の特徴構成によれば、係合部材の内周面に形成される内歯の第3係合部が、係合部材の内周面における被案内部が形成された部分よりも小径の部分に形成される。よって、例えば第3係合部における軸方向で被案内部が存在する側の端部に面取り部を形成する場合であっても、第3係合部が被案内部よりも径方向の内側に配置される分、第3係合部に面取り部を形成するための加工を、被案内部との干渉を避けて行うことが容易となる。なお、第3係合部と共に係合部材の内周面に形成されるのは、第4係合部ではなく被案内部であり、被案内部については面取り部の加工のような比較的複雑な加工を施す必要性は一般に低い。そのため、上記のように構成しても、係合部材の製造コストが大幅に上昇することは回避可能である。
以上のように、上記の特徴構成によれば、係合部材の内周面に形成される内歯係合部の加工が容易な噛み合い式係合装置を実現することが可能となる。
その上で、上記の特徴構成によれば、係合部材の内周面に形成される内歯の第3係合部が、係合部材の内周面における被案内部が形成された部分よりも小径の部分に形成される。よって、例えば第3係合部における軸方向で被案内部が存在する側の端部に面取り部を形成する場合であっても、第3係合部が被案内部よりも径方向の内側に配置される分、第3係合部に面取り部を形成するための加工を、被案内部との干渉を避けて行うことが容易となる。なお、第3係合部と共に係合部材の内周面に形成されるのは、第4係合部ではなく被案内部であり、被案内部については面取り部の加工のような比較的複雑な加工を施す必要性は一般に低い。そのため、上記のように構成しても、係合部材の製造コストが大幅に上昇することは回避可能である。
以上のように、上記の特徴構成によれば、係合部材の内周面に形成される内歯係合部の加工が容易な噛み合い式係合装置を実現することが可能となる。
噛み合い式係合装置の更なる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
噛み合い式係合装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、「軸方向L」、「径方向R」、及び「周方向」は、噛み合い式係合装置1の軸心X(図1参照)を基準として定義している。軸心Xは仮想軸であり、噛み合い式係合装置1を構成する各回転部材(後述する係合部材40等)が、軸心X回りに回転する。そして、軸方向Lの一方側を軸方向第1側L1とし、軸方向Lの他方側(軸方向第1側L1とは反対側)を軸方向第2側L2とする。また、本明細書では、寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態も含む概念として用いている。
図1に示すように、噛み合い式係合装置1は、第1部材10と、第1部材10の外周面に軸方向Lに移動自在に支持される係合部材40と、係合部材40を軸方向Lに駆動する駆動部材5と、を備えている。係合部材40は、噛み合い式係合装置1の係合の状態を切り替えるための部材であり、係合部材40の軸方向Lの位置に応じて噛み合い式係合装置1の係合の状態が切り替わる。具体的には、噛み合い式係合装置1は、外歯の第1係合部51を有する第2部材20と、内歯の第2係合部52を有する第3部材30とを備えている。そして、噛み合い式係合装置1の係合の状態が、係合部材40の軸方向Lの位置に応じて、係合部材40が第1係合部51に係合した状態(図4参照)と、係合部材40が第2係合部52に係合した状態(図3参照)と、係合部材40が第1係合部51及び第2係合部52のいずれとも係合しない状態(図1参照)との間で切り替わる。
図1に示すように、係合部材40は、全体として軸方向Lに延びる筒状(具体的には、円筒状)に形成されており、第1部材10の外周面に対して外嵌するように配置されている。第1部材10の外周面には案内部11が形成されており、係合部材40は、案内部11によって第1部材10に対する相対回転が規制された状態で軸方向Lに移動自在に案内される被案内部41を備えている。すなわち、係合部材40は、案内部11に案内されることで、第1部材10に対する相対回転が規制された状態で軸方向Lに移動自在に構成されている。係合部材40は、被案内部41が案内部11により第1部材10に対する相対回転が規制された状態で、後述する第1位置P1、第2位置P2、及び第3位置P3を含む各位置に移動する。すなわち、係合部材40が第1位置P1に位置する状態と係合部材40が第2位置P2に位置する状態との双方で、被案内部41が案内部11により第1部材10に対する相対回転が規制された状態が維持される。また、本実施形態では、係合部材40が第3位置P3に位置する状態でも、被案内部41が案内部11により第1部材10に対する相対回転が規制された状態が維持される。すなわち、係合部材40が軸方向Lにおける第1位置P1と第2位置P2との間の任意の位置に位置する状態で、被案内部41が案内部11により第1部材10に対する相対回転が規制された状態が維持される。
本実施形態では、案内部11による被案内部41の案内構造として、スプライン係合による案内構造を採用している。具体的には、案内部11は、第1部材10の外周面に軸方向Lに延びるように形成された複数のスプライン歯(外周スプライン歯)を備え、被案内部41は、係合部材40の内周面に軸方向Lに延びるように形成された複数のスプライン歯(内周スプライン歯)を備えている。そして、案内部11が備える外周スプライン歯と被案内部41が備える内周スプライン歯とが係合(スプライン係合)することで、第1部材10(案内部11)と係合部材40(被案内部41)とが、互いに相対回転不能に且つ互いに軸方向Lに摺動自在に連結されている。案内部11による被案内部41の案内構造として、キーとキー溝との結合(キー結合)による案内構造等の他の案内構造を採用することも可能である。
係合部材40の軸方向Lの位置は、軸方向Lに移動自在に支持された駆動部材5によって切り替えられる。係合部材40は、駆動部材5が係合する被係合部42を備えており、駆動部材5は、係合部材40と一体的に軸方向Lに移動するように被係合部42に係合されている。具体的には、被係合部42は、係合部材40の外周面に、径方向Rの内側に窪むと共に周方向の全域に亘って周方向に延びる溝状に形成されている。そして、駆動部材5は、被係合部42によって形成される溝部に対して周方向に摺動自在に嵌合する嵌合部を有している。これにより、駆動部材5は、係合部材40の回転を許容する状態で、係合部材40と一体的に軸方向Lに移動するように被係合部42に係合されている。すなわち、駆動部材5は、シフトフォークとして機能する部材である。係合部材40を軸方向Lに移動させる操作力が駆動部材5に入力されると、係合部材40は駆動部材5と一体的に軸方向Lに移動する。係合部材40を軸方向Lに移動させる操作力は、例えば、電動アクチュエータや油圧アクチュエータ等のアクチュエータから、直接或いは他の部材(例えば、シフトドラム等のカム部材)を介して駆動部材5に入力される。操作者による操作力が、係合部材40を軸方向Lに移動させる操作力として駆動部材5に入力される構成とすることもできる。
第2部材20は、第1部材10に対して相対回転自在(軸心X回りに相対回転自在、以下同様。)な部材である。第3部材30は、第1部材10に対して相対回転自在な部材であると共に、第2部材20に対して相対回転自在な部材である。本実施形態では、第1部材10、第2部材20、及び第3部材30のいずれもが、軸心X回りに回転自在な回転部材とされている。よって、第1部材10に対する相対回転が規制される係合部材40は、第1部材10と一体回転する。第1部材10、第2部材20、及び第3部材30のうちのいずれか1つを、回転部材ではなく非回転部材とすることも可能である。
上述したように、第2部材20は外歯の第1係合部51を有している。図示は省略するが、第1係合部51は、周方向に沿って並ぶ複数の外歯(歯先が径方向Rの外側を向く歯)を備えている。そして、係合部材40は、係合部材40が第1係合部51に係合する第1位置P1(図4参照)に、第1部材10に対する相対回転が規制された状態で移動可能に構成されている。すなわち、係合部材40は、係合部材40が第1位置P1に位置する状態で第1係合部51に噛み合う内歯の第3係合部53を備えている。図示は省略するが、第3係合部53は、周方向に沿って並ぶ複数の内歯(歯先が径方向Rの内側を向く歯)を備えている。係合部材40が第1位置P1に位置する状態では、第3係合部53が第1係合部51に噛み合うことで、第1部材10と第2部材20とが一体回転するように連結される。
また、上述したように、第3部材30は内歯の第2係合部52を有している。図示は省略するが、第2係合部52は、周方向に沿って並ぶ複数の内歯を備えている。そして、係合部材40は、係合部材40が第2係合部52に係合する第2位置P2(図3参照)に、第1部材10に対する相対回転が規制された状態で移動可能に構成されている。すなわち、係合部材40は、係合部材40が第2位置P2に位置する状態で第2係合部52に噛み合う外歯の第4係合部54を備えている。図示は省略するが、第4係合部54は、周方向に沿って並ぶ複数の外歯を備えている。そして、係合部材40が第2位置P2に位置する状態では、第4係合部54が第2係合部52に噛み合うことで、第1部材10と第3部材30とが一体回転するように連結される。なお、第2位置P2は、第1位置P1とは軸方向Lの異なる位置である。
図1に示すように、被案内部41と第3係合部53とは、係合部材40の内周面における軸方向Lの互いに異なる位置に形成されている。本実施形態では、第1係合部51が案内部11よりも軸方向第2側L2に配置されており、第1係合部51に噛み合う第3係合部53は、案内部11に案内される被案内部41よりも軸方向第2側L2に形成されている。ここでは、第3係合部53は、係合部材40の内周面における軸方向第2側L2の端部に形成されている。また、被係合部42と第4係合部54とが、係合部材40の外周面における軸方向Lの互いに異なる位置に形成されている。本実施形態では、第4係合部54は、被係合部42よりも軸方向第2側L2に形成されている。また、本実施形態では、第2係合部52が案内部11よりも軸方向第2側L2に配置されており、第2係合部52に噛み合う第4係合部54は、案内部11に案内される被案内部41よりも軸方向第2側L2に形成されている。ここでは、第4係合部54は、係合部材40の外周面における軸方向第2側L2の端部に形成されている。
第1部材10、第2部材20、第3部材30、及び係合部材40は、互いに同軸に(すなわち、いずれも軸心X上に)配置される。そのため、第2部材20が有する第1係合部51、第3部材30が有する第2係合部52、係合部材40が有する第3係合部53、及び、係合部材40が有する第4係合部54は、基準ピッチ円が互いに同心の円となるように(すなわち、いずれも軸心Xを中心とする円となるように)配置される。
図1に示すように、第4係合部54は、第3係合部53よりも径方向Rの外側に配置される。そのため、第4係合部54に噛み合う第2係合部52は、第3係合部53に噛み合う第1係合部51よりも径方向Rの外側に配置されている。そして、本実施形態では、第2係合部52が、第1係合部51よりも軸方向第2側L2に配置されている。具体的には、第2係合部52の軸方向第1側L1の端部が、第1係合部51の軸方向第2側L2の端部よりも軸方向第2側L2に配置されている。また、本実施形態では、第4係合部54が、第3係合部53よりも径方向Rの外側であって、径方向R視で第3係合部53と重なる位置に配置されている。ここでは、第3係合部53の軸方向第2側L2の端部と第4係合部54の軸方向第2側L2の端部とが、軸方向Lの同じ位置に配置されている。なお、本明細書では、2つの部材の配置に関して、「特定方向視で重なる」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの部材の双方に交わる領域が存在することを指す。
上記のように、軸方向第1側L1から順に、案内部11、第1係合部51、及び第2係合部52が配置されると共に、第4係合部54が径方向R視で第3係合部53と重なる位置に配置されるため、本実施形態では、第1位置P1は、第2位置P2よりも軸方向第1側L1の位置となる。すなわち、係合部材40が第1位置P1に位置する状態(図4参照)での係合部材40の軸方向Lの中心位置は、係合部材40が第2位置P2に位置する状態(図3参照)での係合部材40の軸方向Lの中心位置よりも軸方向第1側L1に配置される。係合部材40は、更に、係合部材40が第1係合部51及び第2係合部52のいずれとも係合しない第3位置P3(図1参照)に、第1部材10に対する相対回転が規制された状態で移動可能に構成されている。第3位置P3は、軸方向Lにおける第1位置P1と第2位置P2との間の位置である。すなわち、係合部材40が第3位置P3に位置する状態(図1参照)での係合部材40の軸方向Lの中心位置は、係合部材40が第1位置P1に位置する状態(図4参照)での係合部材40の軸方向Lの中心位置よりも軸方向第2側L2であって、係合部材40が第2位置P2に位置する状態(図3参照)での係合部材40の軸方向Lの中心位置よりも軸方向第1側L1に配置される。
図1に示すように、第1係合部51と第2係合部52とは、軸方向Lにおける第1係合部51と第2係合部52との間の空間に第3係合部53及び第4係合部54を配置可能な程度に軸方向Lに離間して配置されている。これにより、第3位置P3を、軸方向Lにおける第1位置P1と第2位置P2との間の位置とすることが可能となっている。係合部材40が第3位置P3に位置する状態では、第3係合部53が第1係合部51に対して軸方向第2側L2に離間して配置されると共に第4係合部54が第2係合部52に対して軸方向第1側L1に離間して配置されることで、係合部材40が第1係合部51及び第2係合部52のいずれとも係合しない状態となる。
図1及び図4に示すように、係合部材40を第3位置P3から第1位置P1まで軸方向第1側L1に移動させると、噛み合い式係合装置1の係合の状態が、係合部材40が第1係合部51及び第2係合部52のいずれとも係合しない状態から、係合部材40が第1係合部51に係合した状態(第3係合部53が第1係合部51に噛み合う状態)に切り替わる。この切り替えの際に第3係合部53を第1係合部51に容易に噛み合わせることができるように、第1係合部51の軸方向第2側L2の端部に第1面取り部51a(チャンファ)が形成されていると共に、第3係合部53の軸方向第1側L1の端部に第3面取り部53a(チャンファ)が形成されている。第1面取り部51aは、第1係合部51を構成する各歯の軸方向第2側L2の端部の形状を、軸方向第2側L2に向かうに従って歯厚が小さくなる形状(先細り形状)とするように形成され、第3面取り部53aは、第3係合部53を構成する各歯の軸方向第1側L1の端部の形状を、軸方向第1側L1に向かうに従って歯厚が小さくなる形状(先細り形状)とするように形成されている。このように、第3係合部53は、軸方向Lにおける端部に第3面取り部53aを有している。本実施形態では、第3係合部53は、軸方向第1側L1の端部に、言い換えれば、軸方向Lにおける被案内部41が存在する側の端部に、第3面取り部53aを有している。本実施形態では、第3面取り部53aが「面取り部」に相当する。
また、図1及び図3に示すように、係合部材40を第3位置P3から第2位置P2まで軸方向第2側L2に移動させると、噛み合い式係合装置1の係合の状態が、係合部材40が第1係合部51及び第2係合部52のいずれとも係合しない状態から、係合部材40が第2係合部52に係合した状態(第4係合部54が第2係合部52に噛み合う状態)に切り替わる。この切り替えの際に第4係合部54を第2係合部52に容易に噛み合わせることができるように、第2係合部52の軸方向第1側L1の端部に第2面取り部52a(チャンファ)が形成されていると共に、第4係合部54の軸方向第2側L2の端部に第4面取り部54a(チャンファ)が形成されている。第2面取り部52aは、第2係合部52を構成する各歯の軸方向第1側L1の端部の形状を、軸方向第1側L1に向かうに従って歯厚が小さくなる形状(先細り形状)とするように形成され、第4面取り部54aは、第4係合部54を構成する各歯の軸方向第2側L2の端部の形状を、軸方向第2側L2に向かうに従って歯厚が小さくなる形状(先細り形状)とするように形成されている。
本実施形態では、図1に示すように、第3係合部53が、係合部材40の内周面における被案内部41が形成された部分よりも小径の部分に形成されている。すなわち、第3係合部53は、被案内部41よりも径方向Rの内側に配置されている。具体的には、係合部材40の内周面には、軸方向第1側L1を向く段差面を有する段差部43(図1参照)が形成されており、係合部材40の内周面は、段差部43よりも軸方向第1側L1の部分である第1部分が、段差部43よりも軸方向第2側L2の部分である第2部分よりも大径に形成されている。そして、第1部分に被案内部41が形成され、第2部分に第3係合部53が形成されている。このように、第3係合部53が、第3係合部53よりも軸方向第1側L1に配置される被案内部41よりも、径方向Rの内側に配置される構成とすることで、第3係合部53と被案内部41とが径方向Rの同じ位置に配置される場合に比べて、係合部材40を製造する際の上述した第3面取り部53aを形成するための加工が容易となっている。
また、このように、第3係合部53が被案内部41よりも径方向Rの内側に配置される構成とすることで、被案内部41を、第3係合部53が噛み合う第1係合部51よりも径方向Rの外側に配置することができる。これにより、図3に示すように、係合部材40が第2位置P2に位置する状態で、被案内部41が径方向R視で第1係合部51と重なるように配置される構成とすることが可能となっている。なお、被案内部41における、係合部材40が第2位置P2に位置する状態で径方向R視で第1係合部51と重なるように配置される部分は、係合部材40が第1位置P1に位置する状態や係合部材40が第3位置P3に位置する状態では、案内部11と径方向Rに対向するように(本実施形態では、案内部11と係合する(具体的には、噛み合う)ように)配置される。本実施形態では、被案内部41を構成する内周スプライン歯における、係合部材40が第2位置P2に位置する状態で径方向R視で第1係合部51と重なるように配置される部分は、係合部材40が第1位置P1に位置する状態や係合部材40が第3位置P3に位置する状態では、案内部11を構成する外周スプライン歯に係合する。
図1及び図2に示すように、本実施形態では、噛み合い式係合装置1は、遊星歯車機構6に対して軸方向第1側L1に、遊星歯車機構6と同軸に配置されている。噛み合い式係合装置1及び遊星歯車機構6は、ケース3の内部に収容されている。図2に示すように、遊星歯車機構6のサンギヤ6sは、駆動力源2に駆動連結されている。すなわち、サンギヤ6sは、遊星歯車機構6の他の回転要素(キャリヤ6c及びリングギヤ6r)を介することなく駆動力源2に駆動連結されている。図2では、駆動力源2として回転電機を用いる場合を例として示しているが、駆動力源2として回転電機以外の装置(例えば、内燃機関等)を用いることも可能である。本実施形態では、ケース3が「非回転部材」に相当する。
本明細書では、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、2つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、2つの回転要素が1つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材(軸、歯車機構、ベルト、チェーン等)が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置(摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等)が含まれてもよい。但し、遊星歯車機構の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該遊星歯車機構が備える3つの回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。また、本明細書では、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
図2に示すように、本実施形態では、サンギヤ6sは、駆動力源2(ここでは、回転電機のロータ)と一体回転するように連結されている。また、遊星歯車機構6のリングギヤ6rは、ケース3に固定されている。すなわち、リングギヤ6rは軸心X回りに回転不能に配置されている。図1に示す例では、リングギヤ6rは、締結部材70(締結ボルト)によってケース3に締結固定されている。このように、本実施形態では、噛み合い式係合装置1は、サンギヤ6sが駆動力源2に駆動連結されると共にキャリヤ6c及びリングギヤ6rの一方(ここでは、リングギヤ6r)がケース3に固定される遊星歯車機構6と同軸に配置されている。そして、本実施形態では、遊星歯車機構6は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。よって、駆動力源2からサンギヤ6sに入力された回転は、遊星歯車機構6のギヤ比に応じて減速されて、キャリヤ6cに出力される。
本実施形態では、第1係合部51は、サンギヤ6sに連結されている。具体的には、第1係合部51を有する第2部材20は、軸心Xと同軸に配置されて軸方向Lに延びる軸部材により構成されており、軸方向Lの両側に分かれて配置される第1軸受61及び第2軸受62によってケース3に対して回転可能に支持されている。第2部材20は、駆動力源2に駆動連結され、本実施形態では、駆動力源2と一体回転するように連結されている。そして、第1係合部51は、第2部材20の外周面に一体的に形成され、サンギヤ6sは、第1係合部51よりも軸方向第2側L2において、第2部材20と一体回転するように第2部材20の外周面に連結(ここでは、スプライン係合により連結)されている。これにより、第1係合部51は、サンギヤ6sと一体回転するように連結されている。本実施形態では、第1部材10は筒状の内周面を有し、当該内周面によって囲まれる空間を軸方向Lに貫通するように第2部材20が配置されている。そして、第2部材20の外周面と第1部材10の内周面との間に、第1部材10を回転自在に支持する第3軸受63が配置されている。なお、第1部材10は、第1部材10の軸方向第2側L2の端部が第1係合部51の軸方向第1側L1の端部よりも軸方向第1側L1に配置されるように、第2部材20に対して軸方向Lに位置決めされている。
また、本実施形態では、第2係合部52は、キャリヤ6c及びリングギヤ6rの他方(ケース3に固定されない方であり、ここではキャリヤ6c)に連結されている。具体的には、本実施形態では、第2係合部52を有する第3部材30は、キャリヤ6cにより構成されている。これにより、第2係合部52は、キャリヤ6cと一体回転するように連結されている。より具体的には、図1に示すように、キャリヤ6cは、ピニオン軸34に支持されたピニオンギヤ33に対して軸方向第1側L1でピニオン軸34を支持する第1軸支持部31と、ピニオンギヤ33に対して軸方向第2側L2でピニオン軸34を支持する第2軸支持部32とを備えている。第1軸支持部31は、板面が沿う向きが軸方向Lに直交する向きの円環板状に形成されている。そして、第1軸支持部31の内周面に、第2係合部52が形成されている。なお、第1軸支持部31には、ピニオン軸34の軸方向第1側L1の端部が挿入される挿入孔が形成されており、第2係合部52は、この挿入孔と軸方向Lの配置領域が重複するように形成されている。
そして、本実施形態では、第1部材10が、駆動力源2による被駆動部材4に駆動連結されている。すなわち、第1部材10は、噛み合い式係合装置1(係合部材40)を介して伝達される駆動力源2の駆動力により、被駆動部材4を回転駆動する。例えば、噛み合い式係合装置1を車両に搭載されて車輪を駆動する車両用駆動装置に適用する場合には、駆動力源2は車輪の駆動力源として用いられ、被駆動部材4は車輪に駆動連結される。図1に示すように、本実施形態では、被駆動部材4は外歯のギヤであり、第1部材10の外周面における案内部11よりも軸方向第1側L1の部分に、被駆動部材4に噛み合う外歯の出力ギヤ12が形成されている。
図4に示すように係合部材40が第1位置P1に位置する状態では、第3係合部53が第1係合部51に噛み合うため、駆動力源2から第2部材20に入力された回転(サンギヤ6sに入力された回転)が、そのままの回転速度で係合部材40を介して第1部材10に伝達される。すなわち、噛み合い式係合装置1及び遊星歯車機構6によって構成される、駆動力源2の回転を変速して第1部材10に伝達する変速機において、係合部材40が第1位置P1に位置する状態では直結段が形成される。一方、図3に示すように係合部材40が第2位置P2に位置する状態では、第4係合部54が第2係合部52に噛み合うため、駆動力源2から第2部材20に入力された回転は、遊星歯車機構6のギヤ比に応じて減速されて、係合部材40を介して第1部材10に伝達される。すなわち、上記変速機において、係合部材40が第2位置P2に位置する状態では減速段が形成される。また、図1に示すように係合部材40が第3位置P3に位置する状態では、係合部材40は第1係合部51及び第2係合部52のいずれとも係合しないため、駆動力源2は第1部材10から切り離される。すなわち、上記変速機において、係合部材40が第3位置P3に位置する状態では中立段(非伝達段)が形成される。
〔その他の実施形態〕
次に、噛み合い式係合装置のその他の実施形態について説明する。
次に、噛み合い式係合装置のその他の実施形態について説明する。
(1)上記の実施形態では、第3部材30がキャリヤ6cにより構成され、第2係合部52が第1軸支持部31の内周面に形成される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第3部材30が、キャリヤ6cと一体回転するように連結される別部材であり、第2係合部52が第3部材30の内周面に形成される構成とすることもできる。
(2)上記の実施形態では、遊星歯車機構6のリングギヤ6rがケース3に固定される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、遊星歯車機構6のキャリヤ6cがケース3に固定される構成とすることもできる。このような構成の一例を図5に示す。
図5に示す例では、遊星歯車機構6が、ダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。そして、キャリヤ6cがケース3に固定され、第2係合部52がリングギヤ6rに連結されている。この場合、第3部材30がリングギヤ6rにより構成される構成とし、或いは、第3部材30が、リングギヤ6rと一体回転するように連結される別部材である構成とすることができる。この図5に示す例でも、上記実施形態と同様に、係合部材40が第1位置P1に位置して第3係合部53が第1係合部51に噛み合う状態では、駆動力源2から第2部材20に入力された回転がそのままの回転速度で第1部材10に伝達され、係合部材40が第2位置P2に位置して第4係合部54が第2係合部52に噛み合う状態では、駆動力源2から第2部材20に入力された回転が減速されて第1部材10に伝達される。
(3)上記の実施形態では、遊星歯車機構6のサンギヤ6sが駆動力源2に駆動連結される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、遊星歯車機構6のサンギヤ6s以外の回転要素(すなわち、キャリヤ6c又はリングギヤ6r)が駆動力源2に駆動連結される構成とすることもできる。このような構成の一例を図6に示す。
図6に示す例では、遊星歯車機構6が、ダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。そして、キャリヤ6cが駆動力源2に駆動連結(本例では、一体回転するように駆動連結)され、サンギヤ6sがケース3に固定され、第1係合部51がキャリヤ6cに連結され、第2係合部52がリングギヤ6rに連結されている。この図6に示す例でも、上記実施形態と同様に、係合部材40が第1位置P1に位置して第3係合部53が第1係合部51に噛み合う状態では、駆動力源2から第2部材20に入力された回転がそのままの回転速度で第1部材10に伝達され、係合部材40が第2位置P2に位置して第4係合部54が第2係合部52に噛み合う状態では、駆動力源2から第2部材20に入力された回転が減速されて第1部材10に伝達される。
なお、図6に示す例において遊星歯車機構6をシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成し、係合部材40が第2位置P2に位置して第4係合部54が第2係合部52に噛み合う状態で、駆動力源2から第2部材20に入力された回転が増速されて第1部材10に伝達される構成とすることもできる。
(4)上記の実施形態では、第2係合部52が、第1係合部51よりも軸方向第2側L2に配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第2係合部52が径方向R視で第1係合部51と重なる位置に配置される構成や、第2係合部52が第1係合部51よりも軸方向第1側L1に配置される構成とすることもできる。なお、第2係合部52が径方向R視で第1係合部51と重なる位置に配置される場合であっても、第4係合部54を、第3係合部53よりも軸方向第1側L1又は軸方向第2側L2に配置することで、第4係合部54が第2係合部52に噛み合う第2位置P2を、第3係合部53が第1係合部51に噛み合う第1位置P1とは軸方向Lの異なる位置とすることができる。
(5)上記の実施形態では、第2係合部52が第1係合部51よりも軸方向第2側L2に配置されると共に、第4係合部54が径方向R視で第3係合部53と重なる位置に配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第2係合部52が第1係合部51よりも軸方向第2側L2に配置される構成において、第4係合部54が第3係合部53よりも軸方向第1側L1又は軸方向第2側L2に配置される構成とすることもできる。
(6)上記の実施形態では、遊星歯車機構6の1つの回転要素(上記実施形態の例では、サンギヤ6s)及び第2部材20が、駆動力源2と一体回転するように連結される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、遊星歯車機構6の1つの回転要素及び第2部材20の一方又は双方に対して、駆動力源2の出力回転が他の機構或いは装置を介して入力される構成とすることもできる。
(7)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用すること(その他の実施形態として説明した実施形態同士の組み合わせを含む)も可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明した噛み合い式係合装置の概要について説明する。
以下、上記において説明した噛み合い式係合装置の概要について説明する。
第1部材(10)と、前記第1部材(10)の外周面に軸方向(L)に移動自在に支持される係合部材(40)と、前記係合部材(40)を前記軸方向(L)に駆動する駆動部材(5)と、を備えた噛み合い式係合装置(1)であって、前記第1部材(10)に対して相対回転自在であって外歯の第1係合部(51)を有する第2部材(20)と、前記第1部材(10)に対して相対回転自在であって内歯の第2係合部(52)を有する第3部材(30)と、を備え、前記係合部材(40)は、前記第1部材(10)の外周面に形成された案内部(11)によって前記第1部材(10)に対する相対回転が規制された状態で前記軸方向(L)に移動自在に案内される被案内部(41)と、前記駆動部材(5)が係合する被係合部(42)と、前記係合部材(40)が第1位置(P1)に位置する状態で前記第1係合部(51)に噛み合う内歯の第3係合部(53)と、前記係合部材(40)が前記第1位置(P1)とは前記軸方向(L)の異なる位置である第2位置(P2)に位置する状態で前記第2係合部(52)に噛み合う外歯の第4係合部(54)と、を備え、前記被案内部(41)と前記第3係合部(53)とが、前記係合部材(40)の内周面における前記軸方向(L)の互いに異なる位置に形成され、前記被係合部(42)と前記第4係合部(54)とが、前記係合部材(40)の外周面における前記軸方向(L)の互いに異なる位置に形成され、前記第3係合部(53)が、前記係合部材(40)の内周面における前記被案内部(41)が形成された部分よりも小径の部分に形成されている。
上記の構成によれば、案内部(11)による被案内部(41)の案内作用により係合部材(40)を軸方向(L)に適切に移動させることができると共に、係合部材(40)の軸方向(L)位置を第1位置(P1)と第2位置(P2)との間で切り替えることで、第3係合部(53)が第1係合部(51)に噛み合うことで第1部材(10)と第2部材(20)とが連結した状態と、第4係合部(54)が第2係合部(52)に噛み合うことで第1部材(10)と第3部材(30)とが連結した状態とを、選択的に実現することができる。
その上で、上記の構成によれば、係合部材(40)の内周面に形成される内歯の第3係合部(53)が、係合部材(40)の内周面における被案内部(41)が形成された部分よりも小径の部分に形成される。よって、例えば第3係合部(53)における軸方向(L)で被案内部(41)が存在する側の端部に面取り部を形成する場合であっても、第3係合部(53)が被案内部(41)よりも径方向(R)の内側に配置される分、第3係合部(53)に面取り部を形成するための加工を、被案内部(41)との干渉を避けて行うことが容易となる。なお、第3係合部(53)と共に係合部材(40)の内周面に形成されるのは、第4係合部(54)ではなく被案内部(41)であり、被案内部(41)については面取り部の加工のような比較的複雑な加工を施す必要性は一般に低い。そのため、上記のように構成しても、係合部材(40)の製造コストが大幅に上昇することは回避可能である。
以上のように、上記の構成によれば、係合部材(40)の内周面に形成される内歯係合部の加工が容易な噛み合い式係合装置(1)を実現することが可能となる。
その上で、上記の構成によれば、係合部材(40)の内周面に形成される内歯の第3係合部(53)が、係合部材(40)の内周面における被案内部(41)が形成された部分よりも小径の部分に形成される。よって、例えば第3係合部(53)における軸方向(L)で被案内部(41)が存在する側の端部に面取り部を形成する場合であっても、第3係合部(53)が被案内部(41)よりも径方向(R)の内側に配置される分、第3係合部(53)に面取り部を形成するための加工を、被案内部(41)との干渉を避けて行うことが容易となる。なお、第3係合部(53)と共に係合部材(40)の内周面に形成されるのは、第4係合部(54)ではなく被案内部(41)であり、被案内部(41)については面取り部の加工のような比較的複雑な加工を施す必要性は一般に低い。そのため、上記のように構成しても、係合部材(40)の製造コストが大幅に上昇することは回避可能である。
以上のように、上記の構成によれば、係合部材(40)の内周面に形成される内歯係合部の加工が容易な噛み合い式係合装置(1)を実現することが可能となる。
ここで、サンギヤ(6s)が駆動力源(2)に駆動連結されると共にキャリヤ(6c)及びリングギヤ(6r)の一方が非回転部材(3)に固定される遊星歯車機構(6)と同軸に配置され、前記第1係合部(51)が、前記サンギヤ(6s)に連結され、前記第2係合部(52)が、前記キャリヤ(6c)及び前記リングギヤ(6r)の他方に連結され、前記第1部材(10)が、前記駆動力源(2)による被駆動部材(4)に駆動連結されると好適である。
この構成によれば、係合部材(40)を第1位置(P1)に移動させることで、駆動力源(2)からサンギヤ(6s)に入力された回転を、そのままの回転速度で第1部材(10)に伝達することができる。また、係合部材(40)を第2位置(P2)に移動させることで、駆動力源(2)からサンギヤ(6s)に入力された回転を、遊星歯車機構(6)のギヤ比に応じて変速して第1部材(10)に伝達することができる。
また、駆動力源(2)からサンギヤ(6s)に入力された回転が減速されてキャリヤ(6c)又はリングギヤ(6r)から出力されるように遊星歯車機構(6)を構成した場合には、第1係合部(51)及び第2係合部(52)のうちの、キャリヤ(6c)又はリングギヤ(6r)に連結される係合部が、より大きなトルクの伝達を担うことになる。この点に関し、上記の構成によれば、第2係合部(52)がキャリヤ(6c)又はリングギヤ(6r)に連結されるため、第3係合部(53)及び第4係合部(54)のうちの大径に形成される第4係合部(54)が、第1係合部(51)及び第2係合部(52)のうちの相対的に伝達トルクの大きい第2係合部(52)に噛み合う構成とすることができる。これにより、第3係合部(53)が相対的に伝達トルクの大きい係合部に噛み合う場合に比べて、各歯で分担する荷重を小さく抑えることができ、係合部に要求される耐荷重性能の確保が容易となる。
また、駆動力源(2)からサンギヤ(6s)に入力された回転が減速されてキャリヤ(6c)又はリングギヤ(6r)から出力されるように遊星歯車機構(6)を構成した場合には、第1係合部(51)及び第2係合部(52)のうちの、キャリヤ(6c)又はリングギヤ(6r)に連結される係合部が、より大きなトルクの伝達を担うことになる。この点に関し、上記の構成によれば、第2係合部(52)がキャリヤ(6c)又はリングギヤ(6r)に連結されるため、第3係合部(53)及び第4係合部(54)のうちの大径に形成される第4係合部(54)が、第1係合部(51)及び第2係合部(52)のうちの相対的に伝達トルクの大きい第2係合部(52)に噛み合う構成とすることができる。これにより、第3係合部(53)が相対的に伝達トルクの大きい係合部に噛み合う場合に比べて、各歯で分担する荷重を小さく抑えることができ、係合部に要求される耐荷重性能の確保が容易となる。
上記のように前記遊星歯車機構(6)と同軸に配置される構成において、前記遊星歯車機構(6)に対して前記軸方向(L)の一方側である軸方向第1側(L1)に配置され、前記キャリヤ(6c)は、ピニオン軸(34)に支持されたピニオンギヤ(33)に対して前記軸方向第1側(L1)で前記ピニオン軸(34)を支持する第1軸支持部(31)と、前記ピニオンギヤ(33)に対して前記軸方向第1側(L1)とは反対側である軸方向第2側(L2)で前記ピニオン軸(34)を支持する第2軸支持部(32)とを備え、前記第2係合部(52)が、前記第1軸支持部(31)の内周面に形成されていると好適である。
この構成によれば、第4係合部(54)が第2係合部(52)に噛み合う第2位置(P2)を、係合部材(40)の軸方向第2側(L2)の部分が径方向(R)視でキャリヤ(6c)と重複する位置とすることができるため、噛み合い式係合装置(1)と遊星歯車機構(6)とをその分軸方向(L)に近づけて配置することが可能となる。従って、噛み合い式係合装置(1)と遊星歯車機構(6)とが占有するスペースの軸方向(L)における小型化を図ることが容易となる。
上記の各構成の噛み合い式係合装置(1)において、前記第4係合部(54)が、前記第3係合部(53)よりも径方向(R)の外側であって、径方向(R)視で前記第3係合部(53)と重なる位置に配置されていると好適である。
この構成によれば、第3係合部(53)と第4係合部(54)とが軸方向(L)に離間して配置される場合に比べて、係合部材(40)の軸方向(L)の長さを短く抑えることが容易となる。従って、噛み合い式係合装置(1)が占有するスペースの軸方向(L)における小型化を図ることが容易となる。
また、前記軸方向(L)の一方側である軸方向第1側(L1)から順に、前記案内部(11)、前記第1係合部(51)、及び前記第2係合部(52)が配置され、前記第1位置(P1)が前記第2位置(P2)よりも前記軸方向第1側(L1)の位置であり、前記係合部材(40)が前記第2位置(P2)に位置する状態で前記被案内部(41)が径方向(R)視で前記第1係合部(51)と重なるように配置されると好適である。
この構成によれば、第1係合部(51)と、被案内部(41)を案内する案内部(11)とを、係合部材(40)が第2位置(P2)に位置する状態で被案内部(41)が径方向(R)視で第1係合部(51)と重なる程度に軸方向(L)に近づけて配置することができる。従って、噛み合い式係合装置(1)が占有するスペースの軸方向(L)における小型化を図ることが容易となる。
また、前記係合部材(40)が前記第1係合部(51)及び前記第2係合部(52)のいずれとも係合しない前記係合部材(40)の位置を第3位置(P3)として、前記第3位置(P3)が、前記軸方向(L)における前記第1位置(P1)と前記第2位置(P2)との間の位置であると好適である。
この構成によれば、係合部材(40)の軸方向(L)位置を第1位置(P1)と第2位置(P2)との間で切り替える際に、係合部材(40)が第1係合部(51)及び第2係合部(52)のいずれとも係合しない第3位置(P3)を経由させることができる。よって、第1係合部(51)を有する第2部材(20)と第2係合部(52)を有する第3部材(30)との間に回転速度差がある状態においても、係合部材(40)が第1位置(P1)に位置して第3係合部(53)が第1係合部(51)に噛み合う状態と、係合部材(40)が第2位置(P2)に位置して第4係合部(54)が第2係合部(52)に噛み合う状態とを、適切に切り替えることができる。
また、前記第3係合部(53)が、前記軸方向(L)における端部に面取り部(53a)を有していると好適である。
この構成によれば、係合部材(40)を軸方向(L)に移動させて係合部材(40)を第1係合部(51)に係合させる際に、第3係合部(53)を第1係合部(51)に噛み合わせることが容易となる。
また、前記係合部材(40)が前記第1位置(P1)に位置する状態と前記係合部材(40)が前記第2位置(P2)に位置する状態との双方で、前記被案内部(41)が前記案内部(11)により前記第1部材(10)に対する相対回転が規制された状態が維持されると好適である。
この構成によれば、係合部材(40)を第1位置(P1)及び第2位置(P2)のいずれの位置に移動させる際にも、案内部(11)による被案内部(41)の案内作用を適切に維持することができる。
本開示に係る噛み合い式係合装置は、上述した各効果のうち、少なくとも1つを奏することができれば良い。
1:噛み合い式係合装置
2:駆動力源
3:ケース(非回転部材)
4:被駆動部材
5:駆動部材
6:遊星歯車機構
6c:キャリヤ
6r:リングギヤ
6s:サンギヤ
10:第1部材
11:案内部
20:第2部材
30:第3部材
31:第1軸支持部
32:第2軸支持部
33:ピニオンギヤ
34:ピニオン軸
40:係合部材
41:被案内部
42:被係合部
51:第1係合部
52:第2係合部
53:第3係合部
53a:第3面取り部(面取り部)
54:第4係合部
L:軸方向
L1:軸方向第1側
L2:軸方向第2側
P1:第1位置
P2:第2位置
P3:第3位置
R:径方向
2:駆動力源
3:ケース(非回転部材)
4:被駆動部材
5:駆動部材
6:遊星歯車機構
6c:キャリヤ
6r:リングギヤ
6s:サンギヤ
10:第1部材
11:案内部
20:第2部材
30:第3部材
31:第1軸支持部
32:第2軸支持部
33:ピニオンギヤ
34:ピニオン軸
40:係合部材
41:被案内部
42:被係合部
51:第1係合部
52:第2係合部
53:第3係合部
53a:第3面取り部(面取り部)
54:第4係合部
L:軸方向
L1:軸方向第1側
L2:軸方向第2側
P1:第1位置
P2:第2位置
P3:第3位置
R:径方向
Claims (8)
- 第1部材と、前記第1部材の外周面に軸方向に移動自在に支持される係合部材と、前記係合部材を前記軸方向に駆動する駆動部材と、を備えた噛み合い式係合装置であって、
前記第1部材に対して相対回転自在であって外歯の第1係合部を有する第2部材と、前記第1部材に対して相対回転自在であって内歯の第2係合部を有する第3部材と、を備え、
前記係合部材は、前記第1部材の外周面に形成された案内部によって前記第1部材に対する相対回転が規制された状態で前記軸方向に移動自在に案内される被案内部と、前記駆動部材が係合する被係合部と、前記係合部材が第1位置に位置する状態で前記第1係合部に噛み合う内歯の第3係合部と、前記係合部材が前記第1位置とは前記軸方向の異なる位置である第2位置に位置する状態で前記第2係合部に噛み合う外歯の第4係合部と、を備え、
前記被案内部と前記第3係合部とが、前記係合部材の内周面における前記軸方向の互いに異なる位置に形成され、
前記被係合部と前記第4係合部とが、前記係合部材の外周面における前記軸方向の互いに異なる位置に形成され、
前記第3係合部が、前記係合部材の内周面における前記被案内部が形成された部分よりも小径の部分に形成されている噛み合い式係合装置。 - サンギヤが駆動力源に駆動連結されると共にキャリヤ及びリングギヤの一方が非回転部材に固定される遊星歯車機構と同軸に配置され、
前記第1係合部が、前記サンギヤに連結され、
前記第2係合部が、前記キャリヤ及び前記リングギヤの他方に連結され、
前記第1部材が、前記駆動力源による被駆動部材に駆動連結される請求項1に記載の噛み合い式係合装置。 - 前記遊星歯車機構に対して前記軸方向の一方側である軸方向第1側に配置され、
前記キャリヤは、ピニオン軸に支持されたピニオンギヤに対して前記軸方向第1側で前記ピニオン軸を支持する第1軸支持部と、前記ピニオンギヤに対して前記軸方向第1側とは反対側である軸方向第2側で前記ピニオン軸を支持する第2軸支持部とを備え、
前記第2係合部が、前記第1軸支持部の内周面に形成されている請求項2に記載の噛み合い式係合装置。 - 前記第4係合部が、前記第3係合部よりも径方向の外側であって、径方向視で前記第3係合部と重なる位置に配置されている請求項1から3のいずれか一項に記載の噛み合い式係合装置。
- 前記軸方向の一方側である軸方向第1側から順に、前記案内部、前記第1係合部、及び前記第2係合部が配置され、
前記第1位置が前記第2位置よりも前記軸方向第1側の位置であり、
前記係合部材が前記第2位置に位置する状態で前記被案内部が径方向視で前記第1係合部と重なるように配置される請求項1から4のいずれか一項に記載の噛み合い式係合装置。 - 前記係合部材が前記第1係合部及び前記第2係合部のいずれとも係合しない前記係合部材の位置を第3位置として、前記第3位置が、前記軸方向における前記第1位置と前記第2位置との間の位置である請求項1から5のいずれか一項に記載の噛み合い式係合装置。
- 前記第3係合部が、前記軸方向における端部に面取り部を有している請求項1から6のいずれか一項に記載の噛み合い式係合装置。
- 前記係合部材が前記第1位置に位置する状態と前記係合部材が前記第2位置に位置する状態との双方で、前記被案内部が前記案内部により前記第1部材に対する相対回転が規制された状態が維持される請求項1から7のいずれか一項に記載の噛み合い式係合装置。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP2017108361 | 2017-05-31 | ||
JP2017-108361 | 2017-05-31 |
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WO2018221007A1 true WO2018221007A1 (ja) | 2018-12-06 |
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PCT/JP2018/014731 WO2018221007A1 (ja) | 2017-05-31 | 2018-04-06 | 噛み合い式係合装置 |
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-
2018
- 2018-04-06 WO PCT/JP2018/014731 patent/WO2018221007A1/ja active Application Filing
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