特許 6961072 クラッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6961072

(24)【登録日】2021年10月14日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】クラッチ

(51)【国際特許分類】

   F16D 41/12 20060101AFI20211025BHJP

   F16D 41/16 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   F16D41/12 A

   F16D41/12 C

   F16D41/16

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2020-506034(P2020-506034)

(86)(22)【出願日】2018年3月14日

(86)【国際出願番号】JP2018010033

(87)【国際公開番号】WO2019176027

(87)【国際公開日】20190919

【審査請求日】2021年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154347

【氏名又は名称】株式会社ユニバンス

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】特許業務法人しんめいセンチュリー

(72)【発明者】

【氏名】加藤忠彦

(72)【発明者】

【氏名】大池栄弥

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／００１６４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１６９３４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ４１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸に結合するハブと、前記ハブの軸方向の両側に配置されると共に前記軸に対して回転可能な第１部材および第２部材と、前記第１部材および前記第２部材と前記ハブとの連結を選択するセレクト装置と、を備えるクラッチであって、
前記第１部材は、前記ハブに対向する第１面に第１穴が形成され、
前記第１穴の前記ハブ側を向く第２面に配置される第１係合子と、
前記第１穴の内側と前記第１係合子との間に配置される圧縮ばねと、を備え、
前記第２部材は、前記ハブに対向する第１面に第２穴が形成され、
前記第２穴の前記ハブ側を向く第２面に配置される第２係合子と、
前記第２穴の内側と前記第２係合子との間に配置される圧縮ばねと、を備え、
前記ハブは、前記第１係合子が係合する第３穴が形成された第１面と、前記第２係合子が係合する第４穴が形成された第２面と、を備え、
前記セレクト装置は、前記ハブの前記第２面と前記第２部材との間に配置される第１セレクタと、
前記ハブの前記第１面と前記第１部材との間に配置される第２セレクタと、
前記第１セレクタ及び前記第２セレクタを軸方向に移動させるフォーク部材と、を備え、
前記第１係合子は、前記第２係合子よりも径方向の外側に配置されるクラッチ。

【請求項2】

前記セレクト装置は、前記第１セレクタから前記ハブの内部を通って前記第３穴まで延びる第１干渉部材と、前記第２セレクタから前記ハブの内部を通って前記第４穴まで延びる第２干渉部材と、を備え、
前記第１干渉部材は、前記第１部材と前記ハブとの連結が解除されるときに前記第１係合子に干渉し、
前記第２干渉部材は、前記第２部材と前記ハブとの連結が解除されるときに前記第２係合子に干渉する請求項１記載のクラッチ。

【請求項3】

前記第１部材の前記第１面に溝が形成され、
前記溝は、前記第１穴を避けて径方向の外側から内側へ向かって延び、
前記第２セレクタは、少なくとも一部が前記溝の内側に配置されると共に前記第２干渉部材まで延び、
前記第２干渉部材は前記第２セレクタと分かれている請求項２記載のクラッチ。

【請求項4】

前記第１係合子は、第１の周方向に位置する第１端部を中心に揺動し前記第１の周方向と反対の第２の周方向に位置する第２端部が前記第３穴に係合する第１支柱と、
前記第２の周方向に位置する第２端部を中心に揺動し前記第１の周方向に位置する第１端部が前記第３穴に係合する第２支柱と、を備え、
前記第１部材の前記第１面に配置され周方向の付勢により前記第２支柱の揺動を規制する第１リテーナを備え、
前記第１リテーナは、前記第１支柱と前記第３穴との係合に連動して前記第２支柱の前記第３穴への係合を許容し、
前記第２セレクタのうち前記溝の内側に配置される部分は、少なくとも一部が、前記第１リテーナよりも前記ハブから遠くに位置する請求項３記載のクラッチ。

【請求項5】

前記第２係合子は、前記第２の周方向に位置する第２端部を中心に揺動し前記第１の周方向に位置する第１端部が前記第４穴に係合する第１支柱と、
前記第１の周方向に位置する第１端部を中心に揺動し前記第２の周方向に位置する第２端部が前記第４穴に係合する第２支柱と、を備え、
前記第２部材の前記第１面に配置され周方向の付勢により前記第２支柱の揺動を規制する第２リテーナを備え、
前記第２リテーナは、前記第１支柱と前記第４穴との係合に連動して前記第２支柱の前記第４穴への係合を許容し、
前記第２リテーナが付勢される方向は、前記第１リテーナが付勢される方向と反対である請求項４記載のクラッチ。

【請求項6】

前記セレクト装置は、軸方向の力を発生するアクチュエータと前記フォーク部材との間に介在するばねと、
前記ハブの外周に配置されると共に前記フォーク部材によって軸方向へ移動するスリーブと、を備え、
前記スリーブは、軸方向の外側から前記第１セレクタに干渉する第１操作部と、軸方向の外側から前記第２セレクタに干渉する第２操作部と、を備え、
前記ばねは、前記ハブに連結している部材と前記ハブとの連結を解除する前に前記アクチュエータの力を蓄え、前記部材と前記ハブとの連結を解除するときに、蓄えた力を解放して前記フォーク部材を軸方向へ移動し、前記スリーブを介して前記第１セレクタ又は前記第２セレクタを移動する請求項２から５のいずれかに記載のクラッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はトルクの伝達・遮断を行うクラッチに関するものである。

【背景技術】

【0002】

同心軸上にある駆動側・被動側間において機械的かみ合いによって係合を行うクラッチの１種にドッグクラッチがある（特許文献１）。特許文献１では、円筒端面に凹凸が形成された第１部材と第２部材との間に、両方の端面に凹凸が形成されたスリーブが配置され、スリーブの両側に第１クラッチ及び第２クラッチが作られる。第１クラッチを切るには、第１部材に連結したスリーブを軸方向に移動させる。第２クラッチをつなぐには、スリーブをさらに第２部材へ向かって移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３０８１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記従来の技術では、第１部材と第２部材との間に、スリーブの長さに加え、凹凸のかみ合い長さ、及び、クラッチを切るための隙間（空間）を十分に確保しなければならないので、軸方向の長さを短縮できないという問題点がある。

【0005】

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、軸方向の長さを短縮できるクラッチを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明のクラッチは、軸に結合するハブと、ハブの軸方向の両側に配置されると共に軸に対して回転可能な第１部材および第２部材と、第１部材および第２部材とハブとの連結を選択するセレクト装置と、を備える。第１部材は、ハブに対向する第１面に第１穴が形成される。第１係合子は、第１穴のハブ側を向く第２面に配置される。圧縮ばねは、第１穴の内側と第１係合子との間に配置される。第２部材は、ハブに対向する第１面に第２穴が形成される。第２係合子は、第２穴のハブ側を向く第２面に配置される。圧縮ばねは、第２穴の内側と第２係合子との間に配置される。ハブは、第１係合子が係合する第３穴が形成された第１面と、第２係合子が係合する第４穴が形成された第２面と、を備えている。セレクト装置は、ハブの第２面と第２部材との間に配置される第１セレクタと、ハブの第１面と第１部材との間に配置される第２セレクタと、第１セレクタ及び第２セレクタを軸方向に移動させるフォーク部材と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

請求項１記載のクラッチによれば、第１部材の第１面に形成された第１穴に配置された第１係合子が、ハブの第１面に形成された第３穴に係合するので、第１部材の第１面とハブの第１面との軸方向の距離を短くできる。また、第２部材の第１面に形成された第２穴に配置された第２係合子が、ハブの第２面に形成された第４穴に係合するので、第２部材の第１面とハブの第２面との軸方向の距離を短くできる。さらに、それらの面の間に第１セレクタ及び第２セレクタがそれぞれ配置されるので、クラッチの軸方向の長さを短縮できる。

【0008】

第１係合子は、第２係合子よりも径方向の外側に配置される。よって、第１係合子から軸までの距離と第２係合子から軸までの距離とが同じ場合に比べ、構造を簡素化できる。

【0009】

請求項２記載のクラッチによれば、セレクト装置は、第１セレクタからハブの内部を通って第３穴まで延びる第１干渉部材と、第２セレクタからハブの内部を通って第４穴まで延びる第２干渉部材と、を備えている。第１干渉部材は、第１部材とハブとの連結が解除されるときに第１係合子に干渉する。第２干渉部材は、第２部材とハブとの連結が解除されるときに第２係合子に干渉する。よって、請求項１の効果に加え、各係合子とハブとの連結を解除する機構を簡素化できる。

【0010】

請求項３記載のクラッチによれば、第１部材の第１面に、第１穴を避けて径方向の外側から内側へ向かって延びる溝が形成される。第２セレクタは、第２干渉部材と分かれており、少なくとも一部が溝の内側に配置されると共に第２干渉部材まで延びている。よって、請求項２の効果に加え、第１部材の第１面とハブの第１面との間に第２セレクタが配置されたときの軸方向の距離を抑制できる。

【0011】

請求項４記載のクラッチによれば、第１係合子は第１支柱および第２支柱を備えている。第１支柱は、第１の周方向に位置する第１端部を中心に揺動し第１の周方向と反対の第２の周方向に位置する第２端部が第３穴に係合する。第２支柱は、第２の周方向に位置する第２端部を中心に揺動し第１の周方向に位置する第１端部が第３穴に係合する。第１部材の第１面に配置される第１リテーナは、周方向の付勢により第２支柱の揺動を規制し、第１支柱と第３穴との係合に連動して第２支柱の第３穴への係合を許容する。第２セレクタのうち溝の内側に配置される部分は、少なくとも一部が、第１リテーナよりもハブから遠くに位置するので、請求項３の効果に加え、第１リテーナの動作を第２セレクタが阻害しないようにしつつ、第１部材の第１面とハブの第１面との距離を抑制できる。

【0012】

請求項５記載のクラッチによれば、第２係合子は第１支柱および第２支柱を備えている。第１支柱は、第２の周方向に位置する第２端部を中心に揺動し第１の周方向に位置する第１端部が第４穴に係合する。第２支柱は、第１の周方向に位置する第１端部を中心に揺動し第２の周方向に位置する第２端部が第４穴に係合する。第２部材の第１面に配置される第２リテーナは、周方向の付勢により第２支柱の揺動を規制し、第１支柱と第４穴との係合に連動して第２支柱の第４穴への係合を許容する。第２リテーナが付勢される方向は第１リテーナが付勢される方向と反対である。これにより、第１部材や第２部材がハブと連結した後の回転数に基づき、第１部材や第２部材とハブとの相対的な回転数を変化させて切り換えができるので、請求項４の効果に加え、第１部材や第２部材とハブとの連結直後の衝撃を抑制できる。

【0013】

また、ドッグクラッチのように円筒端面の凹凸の回転数を検出して、回転数が合うまで待ってからクラッチをつなぐような制御を不要にできる。よって、クラッチの切換時間を短縮できる。さらに、クラッチの切り換え時の制御を簡素化できる。

【0014】

請求項６記載のクラッチによれば、セレクト装置は、軸方向の力を発生するアクチュエータとフォーク部材との間にばねが介在し、ハブの外周に配置されるスリーブは、フォーク部材によって軸方向へ移動する。スリーブの第１操作部は、軸方向の外側から第１セレクタに干渉し、スリーブの第２操作部は、軸方向の外側から第２セレクタに干渉する。ばねは、ハブに連結している部材とハブとの連結を解除する前にアクチュエータの力を蓄える。ばねは、ハブに連結している部材とハブとの連結を解除するときに、蓄えた力を解放してフォーク部材を軸方向へ移動する。それに伴い、スリーブを介して第１セレクタ又は第２セレクタが移動する。従って、被動側・駆動側間の相対速度の検出をしなくても、アクチュエータを駆動するだけで係合を解除できる。よって、請求項２から５のいずれかの効果に加え、クラッチの制御を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施の形態におけるクラッチの断面図である。

【図2】（ａ）はハブの第１面の正面図であり、（ｂ）はハブの第２面の正面図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるクラッチの断面図である。

【図4】図１のＩＶ−ＩＶ線におけるクラッチの断面図である。

【図5】（ａ）は図３のＶａ−Ｖａ線におけるクラッチの断面図であり、（ｂ）は図４のＶｂ−Ｖｂ線におけるクラッチの断面図である。

【図6】図３のＶＩ−ＶＩ線におけるクラッチの断面図である。

【図7】（ａ）は第１部材がハブに連結したクラッチの軸方向の断面図であり、（ｂ）クラッチの周方向の断面図である。

【図8】（ａ）は第２部材とハブとが滑り状態にあるクラッチの軸方向の模式図であり、（ｂ）はクラッチの周方向の断面図である。

【図9】（ａ）は第２部材がハブに連結したクラッチの軸方向の断面図であり、（ｂ）はクラッチの周方向の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず図１を参照してクラッチ１０の概略構成について説明する。図１は一実施の形態におけるクラッチ１０の中心線Ｏを含む模式的な断面図である。クラッチ１０は、軸１１に結合するハブ２０（駆動側）と、ハブ２０の軸方向の両側に配置される第１部材３０及び第２部材６０（被動側）と、第１部材３０及び第２部材６０とハブ２０との連結を選択するセレクト装置９０と、を備えている。

【0017】

ハブ２０は、中央を貫通する軸１１に結合し軸１１と一体に回転する円板状の部材である。第１部材３０及び第２部材６０は、中央を貫通する軸１１に相対回転可能に配置された円板状の部材である。クラッチ１０は、第１部材３０に配置された第１係合子４０とハブ２０とが係合すると、第１部材３０は軸１１と共に回転し、第２部材６０は軸１１を空転する。第２部材６０に配置された第２係合子７０とハブ２０とが係合すると、第２部材６０は軸１１と共に回転し、第１部材３０は軸１１を空転する。第１部材３０及び第２部材６０の外周にはギヤの歯が形成されている。実施形態では、第１部材３０は第２部材６０よりも歯数が少ない高速ギヤであり、第２部材６０は低速ギヤである。

【0018】

図２（ａ）はハブ２０の第１面２１の正面図である。図２（ａ）では、ハブ２０の内周のスプラインの図示が省略されている（図２（ｂ）においても同じ）。ハブ２０の第１面２１は、第１部材３０（図１参照）の第１面３１に対向する。第１面２１には、複数の第３穴２２が、同一円周上に周方向に互いに間隔をあけて形成されている。第３穴２２は軸方向（図２（ａ）紙面垂直方向）から見て略矩形状である。第１面２１には、第３穴２２を周方向に繋ぐリング溝２３が形成されている。第１面２１は、リング溝２３と同一円周上に複数のピン穴２８が開口する。第３穴２２よりも径方向の内側に複数のピン穴２４が形成されている。ピン穴２４は同一円周上にあり、周方向に互いに間隔があいている。

【0019】

図２（ｂ）はハブ２０の第２面２５の正面図である。第２面２５は、第２部材６０（図１参照）の第１面６１に対向する。第２面２５には、複数の第４穴２６が、同一円周上に周方向に互いに間隔をあけて形成されている。第４穴２６は軸方向（図２（ｂ）紙面垂直方向）から見て略矩形状である。第２面２５には、第４穴２６を周方向に繋ぐリング溝２７が形成されている。リング溝２７の直径は、第１面２１（図２（ａ）参照）のピン穴２４が円周上に形成された円の直径に等しい。第２面２５は、リング溝２７と同一円周上に複数のピン穴２４が開口する。第４穴２６よりも径方向の外側に複数のピン穴２８が形成されている。ピン穴２８は同一円周上にあり、周方向に互いに間隔をあけている。ピン穴２８が円周上に形成された円の直径は、第１面２１（図２（ａ）参照）のリング溝２３の直径に等しい。

【0020】

図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるクラッチ１０の断面図である。図３では、第１部材３０（ギヤ）の外周の歯の図示が省略されている。第１部材３０は、軸１１の中心線Ｏに交差する（本実施形態では中心線Ｏに直交する）平坦面状の第１面３１に第１係合子４０及び第１リテーナ５０が配置されている。第１係合子４０は、第１面３１に形成された第１穴３２にそれぞれ収容されている。第１穴３２は、複数が同一円周上に形成されている。第１面３１には、第１穴３２を周方向に繋ぐリング溝３６が形成されている。リング溝３６の直径は、ハブ２０（図２（ａ）参照）に形成されたリング溝２３の直径と等しい。

【0021】

第１係合子４０は、軸方向から見て矩形状に形成された第１支柱４１及び第２支柱４５を備えている。第１支柱４１及び第２支柱４５は、複数が同一円周上に交互に配置されている。第１支柱４１は、第１の周方向（矢印Ｒ方向、以下「第１方向」と称す）の端部から径方向の両側へ向けて腕４４が突出し、第２支柱４５は、第２の周方向（反矢印Ｒ方向、以下「第２方向」と称す）の端部から径方向の両側へ向けて腕４４が突出する。

【0022】

第１面３１には、第１穴３２のうち径方向の両側へ向けて広がる凹部３２ａ，３２ｂが形成されている。凹部３２ｂの周方向の長さは、凹部３２ａ及び腕４４の周方向の長さよりも長い。第１係合子４０は第１穴３２に配置される。第１支柱４１に設けられた腕４４は凹部３２ｂに配置され、第２支柱４５に設けられた腕４４は凹部３２ａに配置される。その結果、第１支柱４１は第１穴３２内を周方向にスライドできる。

【0023】

第１リテーナ５０は、第１係合子４０よりも径方向の内側に配置された環状の板材であり、放射状に延びる複数の第１腕５１及び第２腕５２が、周方向に交互に設けられている。第１リテーナ５０は、第１部材３０に配置された圧縮ばね５３（図７（ｂ）参照）の復元力により、軸１１を中心に第２方向（反矢印Ｒ方向）に付勢されている。第１リテーナ５０が第２方向に付勢された状態で、第１腕５１は第１支柱４１に当接し、第２腕５２は第２支柱４５の一部を覆う。

【0024】

図５（ａ）は図３のＶａ−Ｖａ線におけるクラッチ１０の断面図である。第１部材３０の第１面３１に形成された第１穴３２には、ハブ２０（図１参照）側を向く第２面３３が形成されている。第１穴３２のうち径方向の両側へ向けて広がる凹部３２ａ，３２ｂ（図３参照）は、第２面３３に連なる。第２面３３に第１支柱４１及び第２支柱４５が配置され、凹部３２ａ，３２ｂに腕４４が配置される。

【0025】

第２面３３よりも第１面３１から離れた位置にある第１穴３２の底面３４と第１係合子４０との間に、圧縮ばね４９（本実施形態では、ねじりコイルばね）が配置される。圧縮ばね４９は、第１係合子４０をハブ２０側へ付勢する。本実施形態では、第１穴３２は第１部材３０を貫通し、第１部材３０に固定された円環状の底部材３５によって第１穴３２の底面３４が形成されている。

【0026】

第１支柱４１は、第１方向（矢印Ｒ方向）に位置する第１端部４２に腕４４が設けられる。第１リテーナ５０の第１腕５１は第１端部４２に当接し、腕４４はハブ２０（図１参照）の第１面２１に押さえられるので、圧縮ばね４９の弾性力が加えられた第１支柱４１は、第１端部４２を中心にして第２端部４３がハブ２０側へ移動できる。ハブ２０側へ移動した第２端部４３は、ハブ２０に形成された第３穴２２（図２（ａ）参照）に係合できる。

【0027】

第２支柱４５は、第２方向（反矢印Ｒ方向）に位置する第２端部４７に腕４４が設けられる。腕４４はハブ２０（図１参照）の第１面２１に押さえられるが、第１リテーナ５０の第２腕５２が、第１方向（矢印Ｒ方向）に位置する第１端部４６を覆った状態では、圧縮ばね４９の弾性力が加えられても、第２支柱４５の第１端部４６はハブ２０側へ移動できない。

【0028】

第１リテーナ５０が第１方向へ回転すると、第１支柱４１の第２端部４３に加え、第２支柱４５の第１端部４６もハブ２０側へ移動できる。ハブ２０の第３穴２２（図２（ａ）参照）は、第１支柱４１の第２端部４３及び第２支柱４５の第１端部４６が同じときに両方とも係合できる位置に形成されている。

【0029】

図４は図１のＩＶ−ＩＶ線におけるクラッチ１０の断面図である。図４では、第２部材６０（ギヤ）の外周の歯の図示が省略されている。第２部材６０は、軸１１の中心線Ｏに交差する（本実施形態では中心線Ｏに直交する）平坦面状の第１面６１に第２係合子７０及び第２リテーナ８０が配置されている。第２係合子７０は、第１面６１に形成された第２穴６２にそれぞれ収容されている。第２穴６２は、複数が同一円周上に形成されている。第２穴６２が円周上に形成された円の直径は、第１穴３２（図３参照）が円周上に形成された円の直径よりも小さい。第１面６１には、第２穴６２を周方向に繋ぐリング溝６６が形成されている。リング溝６６の直径は、ハブ２０（図２（ｂ）参照）に形成されたリング溝２７の直径と等しい。

【0030】

第２係合子７０は、軸方向から見て矩形状に形成された第１支柱７１及び第２支柱７５を備えている。第１支柱７１及び第２支柱７５は、複数が同一円周上に交互に配置されている。第１支柱７１は、第１方向（矢印Ｒ方向）の端部から径方向の両側へ向けて腕７４が突出し、第２支柱７５は、第２方向（反矢印Ｒ方向）の端部から径方向の両側へ向けて腕７４が突出する。

【0031】

第１面６１には、第２穴６２のうち径方向の両側へ向けて広がる凹部６２ａ，６２ｂが形成されている。凹部６２ｂの周方向の長さは、凹部６２ａ及び腕７４の周方向の長さよりも長い。第２係合子７０は第２穴６２に配置される。第１支柱７１に設けられた腕７４は凹部６２ｂに配置され、第２支柱７５に設けられた腕７４は凹部６２ａに配置される。その結果、第１支柱７１は第２穴６２内を周方向にスライドできる。

【0032】

第２リテーナ８０は、第２係合子７０よりも径方向の内側に配置された環状の板材であり、放射状に延びる複数の第１腕８１及び第２腕８２が、周方向に交互に設けられている。第２リテーナ８０は、第２部材６０に配置された圧縮ばね８３（図７（ｂ）参照）の復元力により、軸１１を中心に第１方向（矢印Ｒ方向）に付勢されている。第２リテーナ８０が第１方向に付勢された状態で、第１腕８１は第１支柱７１に当接し、第２腕８２は第２支柱７５の一部を覆う。圧縮ばね８３によって第２リテーナ８０が付勢される方向は、圧縮ばね５３によって第１リテーナ５０が付勢される方向と反対である。

【0033】

図５（ｂ）は図４のＶｂ−Ｖｂ線におけるクラッチ１０の断面図である。第２部材６０の第１面６１に形成された第２穴６２は、ハブ２０（図１参照）側を向く第２面６３が形成されている。第２穴６２のうち径方向の両側へ向けて広がる凹部６２ａ，６２ｂ（図４参照）は、第２面６３に連なる。第２面６３に第１支柱７１及び第２支柱７５が配置され、凹部６２ａ，６２ｂに腕７４が配置される。

【0034】

第２面６３よりも第１面６１から離れた位置にある第２穴６２の底面６４と第２係合子７０との間に、圧縮ばね７９（本実施形態では、ねじりコイルばね）が配置される。圧縮ばね７９は、第２係合子７０をハブ２０側へ付勢する。本実施形態では、第２穴６２は第２部材６０を貫通し、第２部材６０に固定された円環状の底部材６５によって第２穴６２の底面６４が形成されている。

【0035】

第１支柱７１は、第２方向（反矢印Ｒ方向）に位置する第２端部７３に腕７４が設けられる。第２リテーナ８０の第１腕８１は第２端部７３に当接し、腕７４はハブ２０（図１参照）の第１面２１に押さえられるので、圧縮ばね７９の弾性力が加えられた第１支柱７１は、第２端部７３を中心にして第１端部７２がハブ２０側へ移動できる。ハブ２０側へ移動した第１端部７２は、ハブ２０に形成された第４穴２６（図２（ｂ）参照）に係合できる。

【0036】

第２支柱７５は、第１方向（矢印Ｒ方向）に位置する第１端部７６に腕７４が設けられる。腕７４はハブ２０（図１参照）の第１面２１に押さえられるが、第２リテーナ８０の第２腕８２が、第２方向（反矢印Ｒ方向）に位置する第２端部７７を覆った状態では、圧縮ばね７９の弾性力が加えられても、第２支柱７５の第２端部７７はハブ２０側へ移動できない。

【0037】

第２リテーナ８０が第２方向（反矢印Ｒ方向）へ回転すると、第１支柱７１の第１端部７２に加え、第２支柱７５の第２端部７７もハブ２０側へ移動できる。ハブ２０の第４穴２６（図２（ｂ）参照）は、第１支柱７１の第１端部７２及び第２支柱７５の第２端部７７が同じときに両方とも係合できる位置に形成されている。

【0038】

図１へ戻って説明する。セレクト装置９０は、軸方向の力を発生するアクチュエータ９１と、アクチュエータ９１の力が伝えられるフォーク部材９２と、ハブ２０の外周に配置されフォーク部材９２が外周に嵌合するスリーブ９４と、スリーブ９４によって軸方向へ移動する第１セレクタ９７及び第２セレクタ１０１と、を備えている。アクチュエータ９１とフォーク部材９２との間にばね９３が介在する。第１セレクタ９７は、ハブ２０の第２面２５と第２部材６０との間に配置される。第２セレクタ１０１は、ハブ２０の第１面２１と第１部材３０との間に配置される。

【0039】

ばね９３は、アクチュエータ９１の力を蓄える部材である。ばね９３は、金属ばね、空気ばね、ゴム弾性体など適宜採用できる。アクチュエータ９１とフォーク部材９２との間にばね９３が介在するので、第１係合子４０や第２係合子７０にトルクが伝えられているときにアクチュエータ９１が力を発生すると、スリーブ９４は軸方向へ移動できないが、アクチュエータ９１の力がばね９３に蓄えられる。

【0040】

スリーブ９４は、軸方向の外側から第１セレクタ９７と干渉する第１操作部９５と、軸方向の外側から第２セレクタ１０１と干渉する第２操作部９６と、を備えている。本実施形態では、第１操作部９５及び第２操作部９６は、スリーブ９４の全周に亘って径方向の内側へ向けて鍔状に突出している。

【0041】

セレクト装置９０は、第１セレクタ９７からハブ２０の内部を通って第３穴２２まで延びる第１干渉部材９８と、第２セレクタ１０１からハブ２０の内部を通って第４穴２６まで延びる第２干渉部材１０２と、を備えている。第１セレクタ９７と第１干渉部材８６とは分かれており、第２セレクタ１０１と第２干渉部材１０２とは分かれている。

【0042】

第１干渉部材９８は、ハブ２０の第１面２１に形成されたリング溝２３（図２（ａ）参照）に挿入されるリング９９と、ハブ２０を軸方向に貫通するピン穴２８に挿入されるピン１００と、を備えている。ハブ２０の第３穴２２からリング９９が退出した状態では、ピン１００は、ハブ２０の第２面２５から軸方向に一部が突出する。第１セレクタ９７によって軸方向に押されたピン１００はリング９９を押す。ハブ２０の第３穴２２にリング９９が進入すると、第１係合子４０は第３穴２２に係合できなくなる。

【0043】

第２干渉部材１０２は、ハブ２０の第２面２５に形成されたリング溝２７（図２（ｂ）参照）に挿入されるリング１０３と、ハブ２０を軸方向に貫通するピン穴２８に挿入されるピン１０４と、を備えている。ハブ２０の第４穴２６からリング１０３が退出した状態では、ピン１０４は、ハブ２０の第１面２１から軸方向に一部が突出する。第２セレクタ１０１によって軸方向に押されたピン１０４はリング１０３を押す。ハブ２０の第４穴２６にリング１０３が進入すると、第２係合子７０は第４穴２６に係合できなくなる。

【0044】

図４に戻って説明する。第１セレクタ９７は、ハブ２０に配置されたピン１００の位置に一致する円環部１０６と、スリーブ９４の第１操作部９５（図１参照）と干渉する干渉部１０７と、干渉部１０７と円環部１０６とを連結する連結部１０８と、を備えている。第２部材６０の第１面６１には、第１セレクタ９７の円環部１０６及び連結部１０８、並びに、スリーブ９４の一部が収容される円環状の凹部６７が形成されている。第１面６１に形成された凹部６７に第１セレクタ９７及びスリーブ９４の一部が収容されるので、ハブ２０（図１参照）の第２面２５と第２部材６０の第１面６１とを近づけた状態で、ハブ２０と第２部材６０との間に第１セレクタ９７を配置できる。

【0045】

図３に戻って説明する。第２セレクタ１０１は、ハブ２０に配置されたピン１０４の位置に一致する円環部１０９と、スリーブ９４の第２操作部９６（図１参照）と干渉する干渉部１１０と、干渉部１１０と円環部１０９とを連結する連結部１１１と、を備えている。第１部材３０の第１面３１には、第２セレクタ１０１の円環部１０９が収容される円環状の第１凹部３７と、第１凹部３７よりも径方向の外側に位置する円環状の第２凹部３８と、が形成されている。第２凹部３８はスリーブ９４の一部が収容される。

【0046】

第１面３１には、第１穴３２を避けて、第１凹部３７と第２凹部３８とに連なり径方向へ延びる溝３９が形成されている。溝３９は連結部１１１が収容される。第１凹部３７に円環部１０９が収容され、溝３９に連結部１１１が収容され、第２凹部３８にスリーブ９４の一部が収容されるので、ハブ２０（図１参照）の第１面２１と第１部材３０の第１面３１とを近づけた状態で、ハブ２０と第１部材３０との間に第２セレクタ１０１を配置できる。

【0047】

図６は図３のＶＩ−ＶＩ線におけるクラッチ１０の断面図である。溝３９に収容された連結部１１１の一部であって第１リテーナ５０と重なる部分１１２は、第１リテーナ５０よりもハブ２０（図１参照）から遠くに位置する。これにより、第１リテーナ５０よりもハブ２０の近くに部分１１２が位置する場合に比べて、第１リテーナ５０と連結部１１１（部分１１２）とが重なる軸方向の厚さの分だけ、ハブ２０（図１参照）の第１面２１と第１部材３０の第１面３１とを近づけられる。

【0048】

図７から図９を参照して、第１部材３０（高速ギヤ）にハブ２０が連結した状態から、第１部材３０とハブ２０との連結を解除して第２部材６０（低速ギヤ）にハブ２０が連結するまでのクラッチ１０の動作を説明する。図７（ａ）は第１部材３０がハブ２０に連結したクラッチ１０の中心線Ｏを含む模式的な断面図であり、図７（ｂ）はこのときのクラッチ１０の周方向の模式的な断面図である。図７（ａ）では中心線Ｏを境にした片側の図示が省略されている（図８（ａ）、図９（ａ）において同じ）。また、図７（ｂ）に示す矢印の長さは、第１方向（矢印Ｒ方向）におけるハブ２０、第１部材３０及び第２部材６０の回転数の高低を表している（図８（ｂ）、図９（ｂ）において同じ）。

【0049】

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１部材３０にハブ２０が連結した状態では、第１セレクタ９７がハブ２０から軸方向に離れた位置にあり、第２セレクタ１０１がハブ２０の軸方向に近い位置にある。これにより、リング９９が退出したハブ２０の第３穴２２に第１係合子４０の第１支柱４１及び第２支柱４５が係合し、ハブ２０と第１部材３０とが一体に回転する。一方、リング１０３が進入したハブ２０の第４穴２６に第２係合子７０は係合できないので、第２部材６０は軸１１を空転する。

【0050】

第１部材３０とハブ２０との連結を解除するには、ハブ２０の第３穴２２にリング９９を進入させて第３穴２２から第１支柱４１及び第２支柱４５を退出させる必要がある。そこで、アクチュエータ９１はフォーク部材９２及びスリーブ９４を第１部材３０側へ移動させる力を出力する。しかし、第１支柱４１及び第２支柱４５が伝えるトルクが大きい状態では、第１支柱４１及び第２支柱４５は第３穴２２から退出できないので、フォーク部材９２及びスリーブ９４は軸方向へ移動できず、ばね９３が圧縮される。

【0051】

図８（ａ）は第２部材６０とハブ２０とが滑り状態にあるクラッチ１０の中心軸Ｏを含む模式的は断面図であり、図８（ｂ）はこのときのクラッチ１０の周方向の模式的な断面図である。第１支柱４１及び第２支柱４５が伝えるトルクが小さくなると、圧縮されていたばね９３の復元力によって、フォーク部材９２、スリーブ９４（第１操作部９５）及び第１セレクタ９７が軸方向の第１部材３０側へ押され、リング９９がハブ２０の第３穴２２に進入し、第１支柱４１及び第２支柱４５が第３穴２２から退出する。

【0052】

スリーブ９４が軸方向の第１部材３０側へ押されると、第２セレクタ１０１は、スリーブ９４の第２操作部９６の干渉を受けなくなる。そうすると、第２部材６０に配置された圧縮ばね７９の復元力によって、第２係合子７０のうち、第２リテーナ８０によって規制されていない第１支柱７１がハブ２０側へ移動する。このときは、ハブ２０の回転数は第２部材６０の回転数より高いので、第１支柱７１はハブ２０の第４穴２６に係合できずにハブ２０を擦りながら揺動する。

【0053】

図９（ａ）は第２部材６０がハブ２０に連結したクラッチ１０の中心線Ｏを含む模式的な断面図であり、図９（ｂ）はこのときのクラッチ１０の周方向の模式的な断面図である。ハブ２０の回転数を低くしていくと、第２部材６０の回転数がハブ２０の回転数と一致したときに第１支柱７１は機械的にハブ２０の第４穴２６に係合し、第１支柱７１は第２リテーナ８０を第２方向（反矢印方向）へ回転させる。その結果、第２リテーナ８０の第２腕８２によって移動が規制されていた第２支柱７５が、ハブ２０側へ移動する。

【0054】

第４穴２６は、揺動した第１支柱７１及び第２支柱７５が同じときに両方とも係合できる位置に形成されているので、第１支柱７１及び第２支柱７５はハブ２０の第４穴２６にスムーズに係合する。従って、このときに衝撃や異音を生じ難くできる。第１支柱７１及び第２支柱７５がハブ２０の第４穴２６に係合すると第２部材６０とハブ２０との連結が完了し、ハブ２０と第２部材６０とが一体に回転する。一方、リング９９が進入したハブ２０の第３穴２２に第１係合子４０は係合できないので、第１部材３０は軸１１を空転する。

【0055】

このように第２部材６０をハブ２０に連結するときは、ハブ２０の回転数を低くしていき、第２部材６０の回転数がハブ２０の回転数と一致すると第１支柱７１がハブ２０に係合する。第２部材６０の回転数とハブ２０の回転数が一致してから連結することで、連結直後の衝撃を抑制できる。

【0056】

なお、第２係合子７０によって第２部材６０（低速ギヤ）にハブ２０が連結した状態から、第２部材６０とハブ２０との連結を解除して、第１係合子４０によって第１部材３０（高速ギヤ）にハブ２０が連結するまでのクラッチ１０の動作は、第２係合子７０が第１係合子４０に置き換わるが、上述の動作と同様である。

【0057】

但し、第１部材３０にハブ２０を連結するときは、第１部材３０の回転数よりもハブ２０の回転数を低くしておく。第１支柱４１はハブ２０の第３穴２２に係合できずにハブ２０を擦りながら揺動する。ハブ２０の回転数を高くしていくと、第１部材３０の回転数がハブ２０の回転数と一致したときに第１支柱４１は機械的にハブ２０の第３穴２２に係合し、第１支柱４１は第１リテーナ５０を第１方向（矢印方向）へ回転させる。その結果、第１リテーナ５０の第２腕５２によって移動が規制されていた第２支柱４５が、ハブ２０側へ移動する。第３穴２２は、揺動した第１支柱４１及び第２支柱４５が同じときに両方とも係合できる位置に形成されているので、第１支柱４１及び第２支柱４５はハブ２０の第３穴２２にスムーズに係合する。これにより、第１部材３０とハブ２０との連結が完了し、ハブ２０と第１部材３０とが一体に回転する。

【0058】

このように第１部材３０をハブ２０に連結するときは、ハブ２０の回転数を第１部材３０の回転数より一旦低くした後にハブ２０の回転数を高くしていく。第１部材３０の回転数がハブ２０の回転数と一致すると第１支柱４１がハブ２０に係合する。第１部材３０は高速ギヤなので、連結後に要求される回転数は低い。従って、ハブ２０の回転数を一旦低くして第１部材３０をハブ２０に連結することで、連結直後の衝撃を抑制できる。

【0059】

クラッチ１０は、切り換え時にハブ２０の回転数と第１部材３０や第２部材６０の回転数とを異ならせた後、ハブ２０の回転数を変化させて機械的に切り換えができる。従って、ドッグクラッチのように円筒端面の凹凸の回転数を検出して、回転数が合うまで待ってからクラッチをつなぐような制御を不要にできる。よって、クラッチ１０の切換時間を短縮できる。さらに、クラッチ１０の切り換え時の制御を簡素化できる。

【0060】

クラッチ１０は、第１部材３０の第１面３１に形成された第１穴３２に配置された第１係合子４０が、ハブ２０の第１面２１に形成された第３穴２２に係合するので、第１係合子４０の軸方向の厚さに関わらず、第１部材３０の第１面３１とハブ２０の第１面２１との軸方向の距離を短くできる。また、第２部材６０の第１面６１に形成された第２穴６２に配置された第２係合子７０が、ハブ２０の第２面２５に形成された第４穴２６に係合するので、第２係合子７０の軸方向の厚さに関わらず、第２部材６０の第１面６１とハブ２０の第２面２５との軸方向の距離を短くできる。

【0061】

また、第１係合子４０及び第２係合子７０はそれぞれ圧縮ばね４９，７９によって付勢されており、第１係合子４０及び第２係合子７０の係合が解除されている状態では、第１係合子４０はハブ２０の第１面２１及び第３穴２２を擦りながら揺動し、第２係合子７０はハブ２０の第２面２５及び第４穴２６を擦りながら揺動する。そのため、ドッグクラッチのように、凹凸のかみ合い長さやクラッチを切るための隙間（空間）を確保しなくて済む。さらに、それらの面の間に第１セレクタ９７及び第２セレクタ１０１がそれぞれ配置される。よって、クラッチ１０の軸方向の長さを短縮できる。

【0062】

クラッチ１０は、第１係合子４０が第２係合子７０よりも径方向の外側に配置される。よって、第１係合子４０から軸１１までの距離と第２係合子７０から軸までの距離とが同じ場合に比べ、クラッチ１０の構造、特に第１係合子４０や第２係合子７０の係合を解除する構造を簡素化できる。

【0063】

クラッチ１０は、第１セレクタ９７からハブ２０の内部を通って第３穴２２まで延びる第１干渉部材９８が、第１部材３０とハブ２０との連結が解除されるときに第１係合子４０に干渉する。第２セレクタ１０１からハブ２０の内部を通って第４穴２６まで延びる第２干渉部材１０２は、第２部材６０とハブ２０との連結が解除されるときに第２係合子７０に干渉する。よって、第１係合子４０や第２係合子７０とハブ２０との連結を解除する機構を簡素化できる。

【0064】

クラッチ１０は、第２部材６０の第１面６１に凹部６７が形成され、第１セレクタ９７の円環部１０６及び連結部１０８が凹部６７に収容される。ハブ２０の第２面２５から突出したピン１００の一部も凹部６７に収容される。従って、ピン１００の突出長さ、円環部１０６及び連結部１０８の厚さに関わらず、第２部材６０の第１面６１とハブ２０の第２面２５との軸方向の距離を短くできる。

【0065】

第２部材６０に形成された凹部６７にはスリーブ９４の軸方向の一部が収容され、凹部６７よりも径方向の外側の部分はハブ２０側へせり出しているので、第２部材６０のギヤの歯の軸方向の長さを長くすることができる。よって、歯当たり面積を大きくできる。

【0066】

クラッチ１０は、第１部材３０の第１面３１に第１凹部３７が形成され、第２セレクタ１０１の円環部１０９が第１凹部３７に収容される。ハブ２０の第１面２１から突出したピン１０４の一部も第１凹部３７に収容される。従って、ピン１０４の突出長さ、円環部１０９の厚さに関わらず、第１部材３０の第１面３１とハブ２０の第１面２１との軸方向の距離を短くできる。

【0067】

第１部材３０に形成された第２凹部３８にはスリーブ９４の軸方向の一部が収容され、第２凹部３８よりも径方向の外側の部分はハブ２０側へせり出しているので、第１部材３０のギヤの歯の軸方向の長さを長くすることができる。よって、歯当たり面積を大きくできる。

【0068】

クラッチ１０は、第１部材３０の第１面３１に、第１穴３２を避けて径方向の外側から内側へ向かって延びる溝３９が形成され、第２干渉部材１０２と分かれた第２セレクタ１０１の連結部１１１は、溝３９の内側に配置される。よって、第１部材３０の第１面３１とハブ２０の第１面２１との間に第２セレクタ１０１が配置されたときの軸方向の距離を抑制できる。

【0069】

第１部材３０の第１面３１に配置された第１リテーナ５０は、第１係合子４０のうち第２支柱４５の揺動を規制し、第１支柱４１と第３穴２２との係合に連動して第２支柱４５の第３穴２２への係合を許容する。これにより、ハブ２０に対して第１部材３０が第１方向（矢印Ｒ方向）へ相対回転するときの、第２支柱４５の第１端部４６の第３穴２２への衝突による第１端部４６や第３穴２２の損傷を防止できる。さらに、第２支柱４５の係合によって、ハブ２０に対する第１部材３０の相対回転が規制されることによるイナーシャの変化に伴うショックを防止できる。

【0070】

なお、第２セレクタ１０１のうち溝３９の内側に配置される連結部１１１のうち、第１リテーナ５０と軸方向に重なる部分１１２は、第１リテーナ５０よりもハブ２０から遠くに位置する。よって、第１リテーナ５０の動作を第２セレクタ１０１が阻害しないようにしつつ、第１部材３０の第１面３１とハブ２０の第１面２１との距離を抑制できる。

【0071】

セレクト装置９０は、軸方向の力を発生するアクチュエータ９１と、ハブ２０の外周に配置されるスリーブ９４を軸方向に移動するフォーク部材９２と、の間にばね９３が介在する。スリーブ９４の第１操作部９５は、軸方向の外側から第１セレクタ９７に干渉し、スリーブ９４の第２操作部９６は、軸方向の外側から第２セレクタ１０１に干渉する。

【0072】

ばね９３は、ハブ２０に連結している部材（第１部材３０及び第２部材６０）とハブ２０との連結を解除する前にアクチュエータ９１の力を蓄える。ばね９３は、ハブ２０に連結している部材とハブ２０との連結を解除するときに、蓄えた力を解放してフォーク部材９２を軸方向へ移動する。それに伴い、スリーブ９４を介して第１セレクタ９７又は第２セレクタ１０１が移動する。従って、被動側・駆動側間の相対速度の検出をしなくても、アクチュエータ９１を駆動するだけで係合を解除できる。さらに、被動側・駆動側間の相対速度の検出をしなくても、第１部材３０や第２部材６０とハブ２０とを連結できる。よって、クラッチ１０の制御を簡素化できる。

【0073】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、第１係合子４０及び第２係合子７０の数や形状、第１係合子４０が係合する第３穴２２や第２係合子７０が係合する第４穴２６の数は例示であり、適宜設定できる。

【0074】

実施形態では、第１部材３０が高速ギヤ、第２部材６０が低速ギヤに設定される場合（変速機の場合）について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１部材３０を低速ギヤ、第２部材６０を高速ギヤに設定することは当然可能である。また、クラッチ１０は変速機に用いるものに限られない。クラッチ１０は、同心軸上にある駆動側・被動側間においてトルクの伝達・遮断を行うものに適宜採用できる。

【0075】

実施形態では、圧縮ばね４９，７９としてねじりコイルばねを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ねじりコイルばねの代わりに、圧縮コイルばね等の他の圧縮ばねを用いることは当然可能である。

【0076】

実施形態では、第１係合子４０及び第２係合子７０が、それぞれ第１支柱４１，７１及び第２支柱４５，７５を備える場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第２支柱４５，７５を省略して、クラッチ１０を、一方向に回転を伝達する一方向クラッチとすることは当然可能である。

【0077】

実施形態では、第１係合子４０及び第２係合子７０の揺動を規制する第１リテーナ５０及び第２リテーナ８０が第１部材３０及び第２部材６０にそれぞれ配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１リテーナ５０や第２リテーナ８０を省略することは当然可能である。第１リテーナ５０や第２リテーナ８０を省略する場合には、第１係合子４０や第２係合子７０の第１支柱４１，７１が第１穴３２や第２穴６２内をスライドできないように、第１穴３２や第２穴６２（凹部３２ｂ，６２ｂ）の周方向の長さを短くする。

【0078】

実施形態では、リング９９，１０３を介して第１係合子４０及び第２係合子７０を軸方向に押し付ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。リング９９，１０３を省略し、ピン１００，１０４の先端形状や第１係合子４０、第２係合子７０の形状を変更することで、ピン１００，１０４を介して第１係合子４０及び第２係合子７０を軸方向に押し付けることは当然可能である。

【0079】

実施形態では、第１係合子４０や第２係合子７０が同一形状の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１係合子４０や第２係合子７０の長さ、幅、厚さが互いに異なるようにすることは当然可能である。

【符号の説明】

【0080】

１０ クラッチ
１１ 軸
２０ ハブ
２１ 第１面
２２ 第３穴
２５ 第２面
２６ 第４穴
３０ 第１部材
３１ 第１面
３２ 第１穴
３３ 第２面
３９ 溝
４０ 第１係合子
４１ 第１支柱
４２ 第１端部
４３ 第２端部
４５ 第２支柱
４６ 第１端部
４７ 第２端部
４９ 圧縮ばね
５０ 第１リテーナ
６０ 第２部材
６１ 第１面
６２ 第２穴
６３ 第２面
７０ 第２係合子
７９ 圧縮ばね
８０ 第２リテーナ
９０ セレクト装置
９２ フォーク部材
９３ ばね
９４ スリーブ
９５ 第１操作部
９６ 第２操作部
９７ 第１セレクタ
９８ 第１干渉部材
１０１ 第２セレクタ
１０２ 第２干渉部材
１１２ 部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】