特開 2022-157289 噛合クラッチ装置及び動力伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022157289

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】噛合クラッチ装置及び動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/28 20060101AFI20221006BHJP

   F16H 63/18 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

F16H61/28

F16H63/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021061420

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】特許業務法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 将之

【テーマコード（参考）】

3J067

【Ｆターム（参考）】

3J067AA21

3J067AB23

3J067AC05

3J067BA17

3J067DA35

3J067DB32

3J067FB42

3J067FB57

3J067FB71

3J067FB83

3J067GA01

(57)【要約】

【課題】小型化を図ることができる噛合クラッチ装置及び動力伝達装置を提供する。
【解決手段】係脱機構１１は、第１位置から第２位置まで回転するシフトドラム１３と、電動モータ１２の駆動によって切替スリーブ５５の第１方向Ｄ１への移動が停止した場合に、弾性変形により電動モータ１２の駆動を吸収するコイルばね１８と、を有する。シフトドラム１３が第１位置であるときに、内スプライン５５ｓと外スプライン５１ｓとが噛合を解放された解放状態であり、シフトドラム１３が第２位置であるときに、内スプライン５５ｓと外スプライン５１ｓとが噛合状態であり、かつ、切替スリーブ５５が第１ストッパ２１により第１方向Ｄ１に移動することを規制された規制状態であり、コイルばね１８が弾性変形することにより切替スリーブ５５が第１ストッパ２１を押圧している。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１突歯と第２突歯とを有し、前記第１突歯及び前記第２突歯を係脱可能な噛合クラッチと、前記噛合クラッチを係脱する係脱機構と、を備え、
前記係脱機構は、
アクチュエータと、
前記アクチュエータから出力された駆動力により第１位置から第２位置まで回転するシフトドラムと、
前記シフトドラムの回転により移動するシフトフォークと、
前記第１突歯と一体化され、回転中心軸を中心に回転可能に設けられ、前記シフトフォークにより前記回転中心軸の軸方向に移動するスリーブと、
前記アクチュエータから前記スリーブまでの動力伝達経路に介在され、前記第１突歯の前記軸方向の先端と前記第２突歯の前記軸方向の先端とが当接して前記アクチュエータの駆動によって前記スリーブの前記軸方向の一方への移動が停止した場合に、弾性変形により前記アクチュエータの駆動を吸収する弾性部材と、
前記第１突歯及び前記第２突歯が噛合した噛合状態において、前記スリーブが前記軸方向の一方に移動することを規制するストッパと、を有し、
前記シフトドラムが前記第１位置であるときに、前記第１突歯と前記第２突歯とが噛合を解放された解放状態であり、
前記シフトドラムが前記第２位置であるときに、前記第１突歯と前記第２突歯とが前記噛合状態であり、かつ、前記スリーブが前記ストッパにより前記軸方向の一方に移動することを規制された規制状態であり、前記弾性部材が弾性変形することにより前記スリーブ又は前記シフトフォークが前記ストッパを押圧している、
噛合クラッチ装置。

【請求項2】

前記シフトドラムは、前記第１位置から前記第２位置まで回転する間の第３位置であるときに、前記第１突歯と前記第２突歯とが前記噛合状態であり、かつ、前記スリーブが前記ストッパにより規制されていない非規制状態から前記規制状態に切り替わり、
前記シフトドラムが前記第３位置から前記第２位置に移動することにより、前記弾性部材が弾性変形することにより前記スリーブ又は前記シフトフォークが前記ストッパを押圧する、
請求項１に記載の噛合クラッチ装置。

【請求項3】

前記係脱機構は、前記動力伝達経路において前記シフトドラムと前記シフトフォークとの間に設けられた押圧部材を有し、
前記シフトドラムは、外周部に設けられた案内部を有し、
前記押圧部材は、前記案内部に案内される摺動子を有して、前記シフトドラムの回転により前記案内部の傾斜部が前記摺動子を案内することで前記軸方向に移動し、
前記弾性部材は、前記動力伝達経路において前記押圧部材と前記シフトフォークとの間に設けられ、前記軸方向を伸縮方向とする圧縮コイルばねであり、
前記弾性部材の前記軸方向の一方の第１端部は前記シフトフォークに当接し、前記弾性部材の前記軸方向の他方の第２端部は前記押圧部材に当接し、
前記シフトドラムの前記第１位置から前記第２位置への回転により、前記押圧部材が前記軸方向の一方に移動して前記弾性部材の前記第２端部を押圧し、前記弾性部材の前記第１端部が前記シフトフォークを押圧して前記軸方向の一方に移動させる、
請求項１又は２に記載の噛合クラッチ装置。

【請求項4】

前記噛合クラッチは、第１噛合クラッチであり、
前記ストッパは、第１ストッパであり、
前記解放状態は、第１解放状態であり、
前記噛合状態は、第１噛合状態であり、
前記規制状態は、第１規制状態であり、
前記スリーブに一体化された第３突歯と、前記第３突歯の前記軸方向の他方に配置された第４突歯とを有し、前記第３突歯及び前記第４突歯を係脱可能であって、前記第３突歯が前記軸方向の他方に移動することで前記第４突歯に噛合し、前記第３突歯が前記軸方向の一方に移動することで前記第４突歯への噛合が解放される第２噛合クラッチを備え、
前記係脱機構は、前記第３突歯及び前記第４突歯が噛合した第２噛合状態において、前記スリーブが前記軸方向の他方に移動することを規制する第２ストッパを有し、
前記押圧部材は、前記第１端部を押圧する第１押圧部と、前記第２端部を押圧する第２押圧部と、を有し、
前記シフトフォークは、前記第１端部により押圧される第１被押圧部と、前記第２端部により押圧される第２被押圧部と、を有し、
前記シフトドラムは、前記アクチュエータから出力された駆動力により、前記第１位置から前記第２位置まで回転する方向とは反対方向に回転することで前記第１位置から第４位置まで回転し、
前記シフトドラムが前記第１位置であるときに、前記第３突歯と前記第４突歯とが噛合を解放された第２解放状態であり、
前記シフトドラムが前記第４位置であるときに、前記第３突歯と前記第４突歯とが噛合した第２噛合状態であり、かつ、前記スリーブが前記第２ストッパにより前記軸方向の他方に移動することを規制された第２規制状態であり、前記弾性部材が弾性変形することにより前記スリーブ又は前記シフトフォークが前記第２ストッパを押圧し、
前記シフトドラムの前記第１位置から前記第４位置への回転により、前記押圧部材の前記第１押圧部が前記軸方向の他方に移動して前記弾性部材の前記第１端部を押圧し、前記弾性部材の前記第２端部が前記シフトフォークの前記第２被押圧部を押圧して前記軸方向の他方に移動させる、
請求項３に記載の噛合クラッチ装置。

【請求項5】

駆動源に駆動連結された入力部材と、
車輪に駆動連結された出力部材と、
前記入力部材から前記出力部材までの動力伝達経路に介在された請求項１乃至４のいずれか１項に記載の噛合クラッチ装置と、を備え、
前記噛合クラッチ装置が係合しているときに、変速段を形成して前記入力部材に入力された回転を前記出力部材から出力する、
動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自動車等の車両に搭載される噛合クラッチ装置、及びこれを有する動力伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、車両に用いて好適な動力伝達装置として、例えば、噛合クラッチ装置を有し、噛合クラッチの係脱によって複数の変速段を形成する有段変速機構が知られている（特許文献１参照）。この有段変速機構では、噛合クラッチ装置は、噛合クラッチ（例えば、ドグクラッチ）と、噛合クラッチを接断する係脱機構とを有している。係脱機構は、アクチュエータである電動モータと、電動モータにより回転駆動されるシフトドラムと、カム機構と、シフトフォーク等を有している。電動モータによりシフトドラムを回転し、カム機構を介してシフトフォークを軸方向に移動させ、噛合クラッチの一方の歯が形成されたスリーブを軸方向に移動させることで、噛合クラッチを係脱するようにしている。

【0003】

また、スリーブを軸方向に移動させて噛合クラッチを噛合させる際に、歯の先端同士が軸方向に当接してスリーブがそれ以上移動できなくなるアップロックが発生する場合があることを想定して、電動モータとシフトドラムとの間に捩りコイルばねを介在させている。これにより、アップロックを発生した場合には、電動モータを停止せずに回転を捩りコイルばねによって吸収し、噛合クラッチの位相をずらすことで捩りコイルばねが解放されて噛合クラッチを噛合することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１８０３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載した噛合クラッチ装置では、シフトドラムが回転し、シフトフォークが移動している途中で噛合クラッチの噛合が開始され、その後もシフトフォークを移動して、噛合クラッチの噛合状態を確保する。しかしながら、シフトドラムからスリーブまでの動力伝達経路上のガタ等を考慮しつつ噛合状態を確保するためには、噛合クラッチの歯同士の軸方向の噛合い長さを十分に取る必要がある。このため、噛合クラッチの軸方向の寸法や、スリーブを移動させるシフトドラムの軸方向の寸法が長くなり、噛合クラッチ装置が大型化してしまう虞があるが、特許文献１にはこの点については言及されていない。

【0006】

そこで、小型化を図ることができる噛合クラッチ装置及び動力伝達装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る噛合クラッチ装置は、第１突歯と第２突歯とを有し、前記第１突歯及び前記第２突歯を係脱可能な噛合クラッチと、前記噛合クラッチを係脱する係脱機構と、を備え、前記係脱機構は、アクチュエータと、前記アクチュエータから出力された駆動力により第１位置から第２位置まで回転するシフトドラムと、前記シフトドラムの回転により移動するシフトフォークと、前記第１突歯と一体化され、回転中心軸を中心に回転可能に設けられ、前記シフトフォークにより前記回転中心軸の軸方向に移動するスリーブと、前記アクチュエータから前記スリーブまでの動力伝達経路に介在され、前記第１突歯の前記軸方向の先端と前記第２突歯の前記軸方向の先端とが当接して前記アクチュエータの駆動によって前記スリーブの前記軸方向の一方への移動が停止した場合に、弾性変形により前記アクチュエータの駆動を吸収する弾性部材と、前記第１突歯及び前記第２突歯が噛合した噛合状態において、前記スリーブが前記軸方向の一方に移動することを規制するストッパと、を有し、前記シフトドラムが前記第１位置であるときに、前記第１突歯と前記第２突歯とが噛合を解放された解放状態であり、前記シフトドラムが前記第２位置であるときに、前記第１突歯と前記第２突歯とが前記噛合状態であり、かつ、前記スリーブが前記ストッパにより前記軸方向の一方に移動することを規制された規制状態であり、前記弾性部材が弾性変形することにより前記スリーブ又は前記シフトフォークが前記ストッパを押圧している。

【0008】

本開示に係る動力伝達装置は、駆動源に駆動連結された入力部材と、車輪に駆動連結された出力部材と、前記入力部材から前記出力部材までの動力伝達経路に介在された上記の噛合クラッチ装置と、を備え、前記噛合クラッチ装置が係合しているときに、変速段を形成して前記入力部材に入力された回転を前記出力部材から出力する。

【発明の効果】

【0009】

本噛合クラッチ装置及び動力伝達装置によると、小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（ａ）は実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトンを示す概略図であり、（ｂ）は解放状態の第１クラッチを示す概略図であり、（ｃ）は係合状態の第１クラッチを示す概略図である。

【図2】実施形態に係る噛合クラッチ装置を示す概略図であり、（ａ）はシフトドラムの回転位置が第１位置であるとき、（ｂ）は第１クラッチの歯の先端同士が当接したときである。

【図3】実施形態に係る噛合クラッチ装置を示す概略図であり、（ａ）はシフトドラムの回転位置が噛合確定位置であるとき、（ｂ）はシフトドラムの回転位置が第３位置であるときである。

【図4】実施形態に係る噛合クラッチ装置を示す概略図であり、（ａ）はシフトドラムの回転位置が第２位置であるとき、（ｂ）はシフトドラムの回転位置が第４位置であるときである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示に係る実施形態を図１（ａ）～図４（ｂ）に沿って説明する。まず、図１（ａ）に沿って、本実施形態に係る車両用駆動装置２を搭載した車両の一例であるハイブリッド車１について説明する。本実施形態では、ハイブリッド車１は、所謂ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型としている。但し、ハイブリッド車１は、ＦＦ型には限られず、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型であってもよい。また、駆動連結とは、互いの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、それら回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いはそれら回転要素がクラッチ等を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いる。

【0012】

［車両用駆動装置の概略構成］
ハイブリッド車１は、大まかに、車両用駆動装置２の各部を制御可能な制御部（ＥＣＵ）５と、駆動源の一例であるエンジン２０と、ハイブリッド駆動装置である車両用駆動装置２と、その車両用駆動装置２に左右のドライブシャフト６３を介して駆動連結される左右の車輪である前輪７０と、車両用駆動装置２の電力を蓄電可能な不図示のハイブリッドバッテリユニット（以下、単に「バッテリ」という）と、を備えている。

【0013】

車両用駆動装置２は、エンジン２０に駆動連結される変速機４と、駆動源の一例であるモータ・ジェネレータ（ＭＧ１）である電動モータ（以下、単に「モータ」という）４０と、を備えている。モータ４０は、不図示のケースに固定されたステータ４１と、ステータ４１により力行又は回生されるロータ４２とを備えており、ロータ４２のロータ軸４２ａは、変速機４のモータギヤ列４５に駆動連結されている。モータギヤ列４５は、ロータ軸４２ａに固定された出力ギヤ４３と、その出力ギヤ４３に噛合したアイドラギヤ４４とを有しており、アイドラギヤ４４は後述のプラネタリギヤＰＲのリングギヤＲに駆動連結された第１カウンタギヤ９４に噛合している。

【0014】

変速機４は、エンジン２０の出力軸２０ａと同軸上に、大まかに、ダンパ装置９０、エンジン切離しクラッチＫ０、接断クラッチ９５、プラネタリギヤＰＲを備えており、それらと平行な別軸上に、上記モータギヤ列４５、カウンタギヤ部４６、ディファレンシャル装置６０を備えて構成されている。

【0015】

ダンパ装置９０は、エンジン２０の出力軸２０ａに駆動連結され、エンジン２０の爆発振動を吸収しつつ入力軸９１にエンジン２０の回転を伝達する。エンジン切離しクラッチＫ０は、係合することで入力軸９１と中間軸９２とを駆動連結してエンジン２０の回転を中間軸９２に伝達し、解放されることで中間軸９２からエンジン２０の駆動連結を切離す。中間軸９２は、入力部材の一例であり、プラネタリギヤＰＲのサンギヤＳに駆動連結されている。

【0016】

プラネタリギヤＰＲは、サンギヤＳと、リングギヤＲと、これらサンギヤＳ及びリングギヤＲに噛合するピニオンＰを回転自在に支持するキャリヤＣＲと、を有するシングルピニオンプラネタリギヤで構成されている。このうちのサンギヤＳは、上述したように中間軸９２、エンジン切離しクラッチＫ０、ダンパ装置９０を介してエンジン２０に駆動連結される。また、リングギヤＲは、第１カウンタギヤ９４に駆動連結されており、上記モータギヤ列４５を介してモータ４０に駆動連結される。さらに、キャリヤＣＲは、第１カウンタギヤ９４よりも小径な第２カウンタギヤ９３に駆動連結されている。そして、接断クラッチ９５は、噛合クラッチからなり、キャリヤＣＲに駆動連結されたギヤＣＲＧの外周を軸方向にスライド移動することで、リングギヤＲに駆動連結されたギヤＲＧに噛合可能に構成されており、つまりキャリヤＣＲとリングギヤＲとを係合可能に構成されている。なお、接断クラッチ９５は、リングギヤＲとキャリヤＣＲとを係合するものに限らず、サンギヤＳ、キャリヤＣＲ、リングギヤＲの何れか２つを係合可能に構成されていればよい。

【0017】

カウンタギヤ部４６は、カウンタ軸５０と、固定ギヤ５４と、第１ドリブンギヤ５１と、第２ドリブンギヤ５２と、噛合クラッチ装置１０と、出力ギヤ５３とを有して構成されている。固定ギヤ５４は、カウンタ軸５０に回転不能にかつ軸方向移動不能に固定されて駆動連結されており、噛合クラッチ装置１０の切替スリーブ５５が軸方向にスライド移動自在に噛合されている。噛合クラッチ装置１０は、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を係脱する係脱機構１１とを有している。噛合クラッチ装置１０の詳細な構成については、後述する。

【0018】

第２ドリブンギヤ５２は、カウンタ軸５０に対して回転自在に支持され、上記第２カウンタギヤ９３に噛合され、つまりキャリヤＣＲの回転を減速する減速ギヤを構成している。第１ドリブンギヤ５１は、同様に、カウンタ軸５０に対して回転自在に支持され、第２ドリブンギヤ５２よりも小径に形成されて上記第１カウンタギヤ９４に噛合される。一方、出力部材としての出力ギヤ５３は、カウンタ軸５０に駆動連結されており、後述のディファレンシャル装置６０のデフリングギヤ６１に噛合している。

【0019】

上記噛合クラッチ装置１０は、係脱機構１１によって切替スリーブ５５を軸方向にスライド移動させ、第２ドリブンギヤ５２に駆動連結された外スプライン５２ｓに噛合う位置に移動することでＬｏ状態（第１速段）を形成する第２クラッチＣ２を構成し、第１ドリブンギヤ５１に駆動連結された外スプライン５１ｓに噛合う位置に移動することでＨｉ状態（第２速段）を形成する第１クラッチＣ１を構成している。なお、これら第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２は、モータ４０と出力ギヤ５３との間に介在していると言える。

【0020】

ディファレンシャル装置６０は、デフリングギヤ６１と、そのデフリングギヤ６１に駆動連結されたピニオンギヤ６２Ｐ１，６２Ｐ２と、それらピニオンギヤ６２Ｐ１，６２Ｐ２に噛合され、それぞれ左右のドライブシャフト６３に駆動連結されたサイドギヤ６２ＳＬ，６２ＳＲと、を有しており、サイドギヤ６２ＳＬ，６２ＳＲの差回転を吸収しつつデフリングギヤ６１の回転を左右のドライブシャフト６３及び前輪７０に伝達するように構成されている。

【0021】

［噛合クラッチ装置の構成］
次に、噛合クラッチ装置１０の構成について、詳細に説明する。噛合クラッチ装置１０は、噛合クラッチ及び第１噛合クラッチの一例である第１クラッチＣ１と、第２噛合クラッチの一例である第２クラッチＣ２と、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を係脱可能にする係脱機構１１とを有している。第１クラッチＣ１は、カウンタ軸５０と一体回転するよう固定ギヤ５４の外周部に設けられた外スプライン５４ｓと、外スプライン５４ｓに隣接して第１ドリブンギヤ５１に形成された第２突歯の一例である外スプライン５１ｓと、後述する切替スリーブ５５の内周側に設けられた第１突歯の一例である内スプライン５５ｓとを備えている。第２クラッチＣ２は、上述した外スプライン５４ｓと、外スプライン５４ｓに隣接して第２ドリブンギヤ５２に形成された第４突歯の一例である外スプライン５２ｓと、第３突歯の一例である上述した内スプライン５５ｓとを備えている。各外スプライン５１ｓ，５２ｓ，５４ｓの外径は、同径になっている。

【0022】

切替スリーブ５５は、スリーブ状で、内周部に各外スプライン５１ｓ，５２ｓ，５４ｓに係合可能な内スプライン５５ｓを備え、外スプライン５１ｓ，５２ｓ，５４ｓに対して軸方向に移動可能に設けられている。本実施形態では、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とで外スプライン５４ｓと、内スプライン５５ｓとを共用している。但し、これには限られず、第１クラッチＣ１の第１突歯と第２クラッチＣ２の第３突歯とを別個に形成するようにしてもよい。

【0023】

図１（ｂ）に示すように、第１ドリブンギヤ５１に形成された外スプライン５１ｓは、軸方向に沿って平行に設けられた複数のスプライン歯５１ｔを有している。各スプライン歯５１ｔの軸方向の先端部分には、軸方向に対して例えば４５°程度傾斜した先端部５１ｅが形成されている。また、切替スリーブ５５に形成された内スプライン５５ｓは、軸方向に沿って平行に設けられた複数のスプライン歯５５ｔを有している。各スプライン歯５５ｔの軸方向の先端部分には、軸方向に対して例えば４５°程度傾斜した先端部５５ｅが形成されている。外スプライン５１ｓと内スプライン５５ｓとが図１（ｂ）に示す解放状態から図１（ｃ）に示す噛合状態に切り替わるときは、係脱機構１１によって切替スリーブ５５が第１ドリブンギヤ５１側にストロークされ、スプライン歯５５ｔの先端部５５ｅがスプライン歯５１ｔの間に入り込んで噛合する。本実施形態では、係脱機構１１によってスプライン歯５１ｔ及びスプライン歯５５ｔの噛み合いを完了した状態（図１（ｃ）に示す状態）とする位置を、係合完了位置とする。尚、図示していないが、第２ドリブンギヤ５２に形成された外スプライン５２ｓと内スプライン５５ｓとの関係も同様に構成されている。即ち、係脱機構１１は、スプライン歯５１ｔ及びスプライン歯５５ｔの少なくとも一方を係脱させる方向にストロークさせる。

【0024】

これにより、切替スリーブ５５は、移動により、カウンタ軸５０と第１ドリブンギヤ５１とを連結して２速段を形成する状態（図１（ｃ）参照）、カウンタ軸５０と第２ドリブンギヤ５２とを連結して１速段を形成する状態、いずれも連結しない解放状態としてのニュートラル状態（図１（ｂ）参照）との３つの状態に切り替わることができる。

【0025】

この第１クラッチＣ１では、切替スリーブ５５がニュートラル状態から第１ドリブンギヤ５１側に移動されると、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓは、外スプライン５４ｓと第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓとに跨って係合し、切替スリーブ５５がカウンタ軸５０と第１ドリブンギヤ５１とを連結する高速段形成状態になる。これにより、中間軸９２の回転は、第１カウンタギヤ９４、第１ドリブンギヤ５１、切替スリーブ５５を介して、カウンタ軸５０に伝達される。

【0026】

また、第２クラッチＣ２では、切替スリーブ５５がニュートラル状態から第２ドリブンギヤ５２側に移動されると、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓは、外スプライン５４ｓと第２ドリブンギヤ５２の外スプライン５２ｓとに跨って係合し、切替スリーブ５５がカウンタ軸５０と第２ドリブンギヤ５２とを連結する低速段形成状態になる。これにより、中間軸９２の回転は、第２カウンタギヤ９３、第２ドリブンギヤ５２、切替スリーブ５５を介して、カウンタ軸５０に伝達される。

【0027】

即ち、第１クラッチＣ１は、中間軸９２に駆動連結されたスプライン歯５１ｔとカウンタ軸５０に駆動連結されたスプライン歯５５ｔとを有して、スプライン歯５１ｔ及びスプライン歯５５ｔの係脱により中間軸９２及びカウンタ軸５０の間の動力伝達経路を接断する。また、第２クラッチＣ２では、低速段形成時は、高速段形成時に比べてより大きく減速するように、各部のギヤ比が設定されている。

【0028】

次に、係脱機構１１について、図２（ａ）を用いて説明する。係脱機構１１は、アクチュエータの一例である電動モータ１２と、電動モータ１２から出力された駆動力により回転するシフトドラム１３と、シフトドラム１３の回転により移動する押圧部材１４と、第１補助部材１５及び第２補助部材１６と、押圧部材１４の移動により移動するシフトフォーク１７と、切替スリーブ５５と、弾性部材の一例であるコイルばね１８と、第１ストッパ２１及び第２ストッパ２２とを有している。電動モータ１２が駆動すると、ギヤ機構を介してシフトドラム１３、押圧部材１４、第１補助部材１５及び第２補助部材１６、コイルばね１８、シフトフォーク１７を介して切替スリーブ５５が軸方向に移動される。即ち、電動モータ１２から切替スリーブ５５まで動力伝達経路が形成されている。本実施形態では、アクチュエータとして電動モータ１２を適用した場合ついて説明しているが、これには限られず、油圧アクチュエータを適用してもよい。

【0029】

切替スリーブ５５は、内スプライン５５ｓと一体化され、回転中心軸を中心に回転可能に設けられ、シフトフォーク１７により回転中心軸の軸方向に移動（ストローク）する。この軸方向に関して、切替スリーブ５５に対して第１ドリブンギヤ５１側の方向を軸方向の一方である第１方向Ｄ１とし、第２ドリブンギヤ側の方向を軸方向の他方である第２方向Ｄ２とする。

【0030】

前記シフトドラム１３は、外周部に設けられた案内部の一例であるカム溝３０を有している。カム溝３０は、周方向に沿ったニュートラル部３３と、ニュートラル部３３の第１方向Ｄ１側に周方向に沿って配置された第１溝部３１と、ニュートラル部３３の第２方向Ｄ２側に周方向に沿った配置された第２溝部３２と、ニュートラル部３３と第１溝部３１とを連通する傾斜した第１傾斜部３４と、ニュートラル部３３と第２溝部３２とを連通する傾斜した第２傾斜部３５と、を有している。押圧部材１４は、カム溝３０に案内される摺動子１４ａを有しており、シフトドラム１３の回転により摺動子１４ａがカム溝３０に沿って案内されることで軸方向に移動するようになっている。また、摺動子１４ａがニュートラル部３３に位置するときのシフトドラム１３の位置を第１位置とし、摺動子１４ａが第１溝部３１に位置するときのシフトドラム１３の位置を第２位置とし、摺動子１４ａが第２溝部３２に位置するときのシフトドラム１３の位置を第４位置とする。即ち、シフトドラム１３は、電動モータ１２から出力された駆動力により第１位置から第２位置まで回転する。

【0031】

押圧部材１４は、第１方向Ｄ１側に設けられた第１押圧部１４１と、第２方向Ｄ２側に設けられた第２押圧部１４２とを有し、軸方向に移動可能に設けられている。第１押圧部１４１は、第１補助部材１５を介してコイルばね１８の第１端部１８１を第２方向Ｄ２に向けて押圧可能である。第２押圧部１４２は、第２補助部材１６を介してコイルばね１８の第２端部１８２を第１方向Ｄ１に向けて押圧可能である。

【0032】

シフトフォーク１７は、軸方向に沿った軸部１７０と、切替スリーブ５５に回転可能、かつ、軸方向に固定して設けられたフォーク部１７ａと、第１被押圧部１７１と、第２被押圧部１７２とを有し、軸方向に移動可能に設けられている。第１被押圧部１７１及び第２被押圧部１７２は、軸部１７０に設けられたスナップリングなどによって構成されている。第１被押圧部１７１は、第１補助部材１５の第２端部１５２を介してコイルばね１８の第１端部１８１から第１方向Ｄ１に向けて押圧され得る。第２被押圧部１７２は、第２補助部材１６の第１端部１６１を介してコイルばね１８の第２端部１８２から第２方向Ｄ２に向けて押圧され得る。

【0033】

第１補助部材１５は、第１方向Ｄ１側の第１端部１５１と、第２方向Ｄ２側の第２端部１５２とを有し、軸方向に移動可能に設けられている。第１端部１５１は、押圧部材１４の第１押圧部１４１に第１方向Ｄ１に向けて当接可能である。第２端部１５２は、第１方向Ｄ１側はシフトフォーク１７の第１被押圧部１７１に当接可能であり、第２方向Ｄ２側はコイルばね１８の第１端部１８１に当接可能になっている。これにより、シフトフォーク１７の第１被押圧部１７１とコイルばね１８の第１端部１８１とは、第１補助部材１５の第２端部１５２を介して押圧可能になっている。

【0034】

第２補助部材１６は、第１方向Ｄ１側の第１端部１６１と、第２方向Ｄ２側の第２端部１６２とを有し、軸方向に移動可能に設けられている。第２端部１６２は、押圧部材１４の第２押圧部１４２に第２方向Ｄ２に向けて当接可能である。第１端部１６１は、第２方向Ｄ２側はシフトフォーク１７の第２被押圧部１７２に当接可能であり、第１方向Ｄ１側はコイルばね１８の第２端部１８２に当接可能になっている。これにより、シフトフォーク１７の第２被押圧部１７２とコイルばね１８の第２端部１８２とは、第２補助部材１６の第１端部１６１を介して押圧可能になっている。

【0035】

コイルばね１８は、軸方向を伸縮方向とする圧縮コイルばねであり、第１方向Ｄ１側の第１端部１８１と、第２方向Ｄ２側の第２端部１８２とを有している。コイルばね１８は、シフトフォーク１７の軸部１７０において、第１被押圧部１７１と第２被押圧部１７２との間で軸方向に移動可能に装着されている。

【0036】

ここで、本実施形態では、シフトフォーク１７の第１被押圧部１７１に当接した第１補助部材１５の第２端部１５２と、シフトフォーク１７の第２被押圧部１７２に当接した第２補助部材１６の第１端部１６１との間隔は、コイルばね１８の軸方向の長さ（自然長）以下になるように設定されている。また、第１補助部材１５の第２端部１５２がシフトフォーク１７の第１被押圧部１７１に当接し、第２補助部材１６の第１端部１６１がシフトフォーク１７の第２被押圧部１７２に当接しているときは、第１補助部材１５の第１端部１５１が押圧部材１４の第１押圧部１４１に当接し、第２補助部材１６の第２端部１６２が押圧部材１４の第２押圧部１４２に当接するように設定されている。これにより、切替スリーブ５５に第１ドリブンギヤ５１及び第２ドリブンギヤ５２から外力が作用しないニュートラル状態であっても、コイルばね１８は第１補助部材１５の第２端部１５２と第２補助部材１６の第１端部１６１とに当接し、第１補助部材１５及び第２補助部材１６は押圧部材１４に当接している。このため、ニュートラル状態において押圧部材１４に対してシフトフォーク１７及び切替スリーブ５５が軸方向に遊びを有して移動してしまうことを抑制できる。

【0037】

ストッパの一例である第１ストッパ２１は、シフトフォーク１７の軸部１７０の第１方向Ｄ１側の端部１７ｂに対向してケースに設けられており、軸部１７０の端部１７ｂが当接したときにシフトフォーク１７の第１方向Ｄ１への移動を規制する。第１ストッパ２１は、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓと第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓとが噛合した第１噛合状態（噛合状態、図３（ｂ）及び図４（ａ）参照）において、シフトフォーク１７の第１方向Ｄ１への移動を規制することで、切替スリーブ５５が第１方向Ｄ１に移動することを規制する。

【0038】

第２ストッパ２２は、シフトフォーク１７の軸部１７０の第２方向Ｄ２側の端部１７ｃに対向してケースに設けられており、軸部１７０の端部１７ｃが当接したときにシフトフォーク１７の第２方向Ｄ２への移動を規制する。第２ストッパ２２は、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓと第２ドリブンギヤ５２の外スプライン５２ｓとが噛合した第２噛合状態（図４（ｂ）参照）において、シフトフォーク１７の第２方向Ｄ２への移動を規制することで、切替スリーブ５５が第２方向Ｄ２に移動することを規制する。

【0039】

［噛合クラッチ装置の動作］
次に、噛合クラッチ装置１０の動作について、詳細に説明する。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係脱は、シフトドラム１３の回転によって行われるため、ここではシフトドラム１３の回転に沿って説明する。まず、シフトドラム１３の回転位置が第１位置に位置するとき、即ち、押圧部材１４の摺動子１４ａがニュートラル部３３に位置するときは、図２（ａ）に示すように、第１クラッチＣ１が第１解放状態（解放状態）であり、第２クラッチＣ２が第２解放状態となる。即ち、シフトドラム１３が第１位置であるときに、第１クラッチＣ１が噛合を解放された解放状態となる。

【0040】

シフトドラム１３が第１位置から第２位置に向けて回転し、押圧部材１４の摺動子１４ａが第１傾斜部３４に案内されると、押圧部材１４から切替スリーブ５５までが第１方向Ｄ１に向けて移動する。即ち、シフトドラム１３の第１位置から第２位置への回転により、押圧部材１４が第１方向Ｄ１に移動してコイルばね１８の第２端部１８２を押圧し、コイルばね１８の第１端部１８１がシフトフォーク１７を押圧して第１方向Ｄ１に移動させる。

【0041】

ここで、切替スリーブ５５の移動により、図２（ｂ）に示すように、内スプライン５５ｓの第１方向Ｄ１側の先端と第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓの第２方向Ｄ２側の先端とが当接することがある。この場合、シフトフォーク１７は第１方向Ｄ１に移動できなくなるので、押圧部材１４の第２押圧部１４２が第２補助部材１６を介してコイルばね１８の第２端部１８２を押圧するが、コイルばね１８の第１端部１８１は第１方向Ｄ１に移動できないので、コイルばね１８が圧縮されることで、シフトフォーク１７の移動が吸収される。即ち、コイルばね１８は、内スプライン５５ｓの第１方向Ｄ１側の先端と第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓの第２方向Ｄ２側の先端とが当接して電動モータ１２の駆動によって切替スリーブ５５の第１方向Ｄ１への移動が停止した場合に、弾性変形により電動モータ１２の駆動を吸収する。この場合は、モータ３の駆動により第１ドリブンギヤ５１を僅かに回転させることで切替スリーブ５５が移動可能になり、コイルばね１８によって切替スリーブ５５が移動される。

【0042】

一方、シフトドラム１３が第１位置から第２位置に向けて回転し、押圧部材１４から切替スリーブ５５までが第１方向Ｄ１に向けて移動し、歯の先端同士が当接して停止しない場合は、図３（ａ）に示すように、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓの第１方向Ｄ１側の先端部は、第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓの先端部に噛合する。このときのシフトドラム１３の回転位置を噛合確定位置とする。また、本実施形態では、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓの第１方向Ｄ１側の先端部が第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓの先端部に噛合したときのシフトフォーク１７の位置を検出する位置センサが設けられている。更に、シフトドラム１３の回転位置を検出する回転位置センサが設けられている。ＥＣＵ５は、回転位置センサの検出情報と位置センサの検出情報とに基づいて、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓの第１方向Ｄ１側の先端部が第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓの先端部に噛合したか否かを判断する。

【0043】

シフトドラム１３が噛合確定位置から第２位置に向けて回転し、押圧部材１４の摺動子１４ａが第１傾斜部３４に更に案内されると、図３（ｂ）に示すように、シフトフォーク１７の軸部１７０の第１端部１７ｂが第１ストッパ２１に当接し、シフトフォーク１７の第１方向Ｄ１への移動が規制される。このとき、押圧部材１４の摺動子１４ａが第１傾斜部３４の途中に位置しており、このときのシフトドラム１３の回転位置を第３位置とする。即ち、シフトドラム１３は、第１位置から第２位置まで回転する間の第３位置であるときに、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓと第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓとが第１噛合状態であり、かつ、切替スリーブ５５が第１ストッパ２１により規制されていない非規制状態から第１規制状態に切り替わる。

【0044】

シフトドラム１３が第３位置から第２位置に向けて回転し、押圧部材１４の摺動子１４ａが第１傾斜部３４に更に案内されると、図４（ａ）に示すように、押圧部材１４の摺動子１４ａが第１溝部３１に位置してシフトドラム１３の回転位置が第２位置に位置する。このとき、シフトドラム１３が第３位置であるときに対し、押圧部材１４は第１方向Ｄ１に移動されているが、シフトフォーク１７は移動が規制されている。このため、押圧部材１４の第２押圧部１４２が第２補助部材１６を介してコイルばね１８の第２端部１８２を押圧するが、コイルばね１８の第１端部１８１は第１方向Ｄ１に移動できないので、コイルばね１８が圧縮される。即ち、シフトドラム１３が第３位置から第２位置に移動することにより、コイルばね１８が弾性変形することにより切替スリーブ５５がシフトフォーク１７を介して第１ストッパ２１を押圧する。これにより、シフトドラム１３が第２位置であるときは、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓと第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓとが第１噛合状態であり、かつ、切替スリーブ５５が第１ストッパ２１により第１方向Ｄ１に移動することを規制された第１規制状態であり、コイルばね１８が弾性変形することにより切替スリーブ５５が第１ストッパ２１を押圧している。

【0045】

本実施形態では、シフトドラム１３のカム溝３０の第１傾斜部３４の途中に摺動子１４ａが位置するときに、シフトフォーク１７が第１ストッパ２１に当接して停止する。これに対し、例えば、従来のように噛合クラッチの噛合状態を確保するために噛合クラッチの歯同士の軸方向の噛合い長さを十分に取る場合は、摺動子１４ａがシフトドラム１３のカム溝３０の第１傾斜部３４を抜けきって第１溝部３１に達するまでシフトフォーク１７が移動する。これにより、本実施形態によれば、噛合クラッチの噛合状態を確保するために噛合クラッチの歯同士の軸方向の噛合い長さを十分に取る場合に比べて、切替スリーブ５５の移動量を短くすることができるので、内スプライン５５ｓ及び外スプライン５１ｓの長さや、シフトドラム１３の長さを短くすることができ、噛合クラッチ装置１０の小型化を図ることができる。

【0046】

また、噛合クラッチの噛合状態を確保するために噛合クラッチの歯同士の軸方向の噛合い長さを十分に取る場合は、係合完了状態で歯同士を付勢していないので、走行中にギヤ抜けを発生する可能性があった。これに対し、本実施形態では、第１クラッチＣ１の係合完了状態においてコイルばね１８によって噛合する歯同士が常時付勢されているので、走行中のギヤ抜けを抑制することができる。

【0047】

尚、シフトドラム１３が第２位置に位置するときのコイルばね１８の長さは、自然長に近い長さとなるように、各部の寸法を設定している。これにより、シフトドラム１３が第３位置から第２位置に回転する際に、コイルばね１８からシフトドラム１３の回転に対して与えられる抗力が過度に大きくならないよう抑えることができる。

【0048】

また、本実施形態では、シフトドラム１３の回転速度に関して、シフトドラム１３が第１位置から、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓの第１方向Ｄ１側の先端が第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓの先端に達する位置（先端同士が当たらない場合を含む）になるまでの回転速度を速く設定し、それ以降の回転速度は遅くしている。これにより、シフトドラム１３が噛合確定位置、第３位置、第２位置に位置するときの回転速度を遅くできるので、第１クラッチＣ１や第１ストッパ２１の接触などに伴うノイズの発生を小さく抑えることができる。

【0049】

一方、シフトドラム１３が第１位置から第４位置に向けて回転する場合は、第１位置から第２位置に移動する場合の反対方向への回転であり、動作自体は同様である。シフトドラム１３が第１位置から第４位置に向けて回転し、押圧部材１４の摺動子１４ａが第２傾斜部３５に案内されると、シフトフォーク１７の軸部１７０の第２端部１７ｃが第２ストッパ２２に当接し、シフトフォーク１７の第２方向Ｄ２への移動が規制される。このとき、押圧部材１４の摺動子１４ａが第２傾斜部３５の途中に位置しており、このときのシフトドラム１３の回転位置を第５位置とする。即ち、シフトドラム１３は、第１位置から第４位置まで回転する間の第５位置であるときに、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓと第２ドリブンギヤ５２の外スプライン５２ｓとが第２噛合状態であり、かつ、切替スリーブ５５が第２ストッパ２２により規制されていない非規制状態から第２規制状態に切り替わる。

【0050】

シフトドラム１３が第５位置から第４位置に向けて回転し、押圧部材１４の摺動子１４ａが第２傾斜部３５に更に案内されると、図４（ｂ）に示すように、押圧部材１４の摺動子１４ａが第２溝部３２に位置してシフトドラム１３の回転位置が第４位置に位置する。このとき、シフトドラム１３が第５位置であるときに対し、押圧部材１４は第２方向Ｄ２に移動されているが、シフトフォーク１７は移動が規制されている。このため、押圧部材１４の第１押圧部１４１が第１補助部材１５を介してコイルばね１８の第１端部１８１を押圧するが、コイルばね１８の第２端部１８２は第２方向Ｄ２に移動できないので、コイルばね１８が圧縮される。即ち、シフトドラム１３が第５位置から第４位置に移動することにより、コイルばね１８が弾性変形することにより切替スリーブ５５がシフトフォーク１７を介して第２ストッパ２２を押圧する。これにより、シフトドラム１３が第４位置であるときは、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓと第２ドリブンギヤ５２の外スプライン５２ｓとが第２噛合状態であり、かつ、切替スリーブ５５が第２ストッパ２２により第１方向Ｄ１に移動することを規制された第２規制状態であり、コイルばね１８が弾性変形することにより切替スリーブ５５が第２ストッパ２２を押圧している。

【0051】

以上説明したように、本実施形態の噛合クラッチ装置１０によると、シフトドラム１３が第２位置であるときは、切替スリーブ５５の内スプライン５５ｓと第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓとが第１噛合状態であり、かつ、切替スリーブ５５が第１ストッパ２１により第１方向Ｄ１に移動することを規制された第１規制状態であり、コイルばね１８が弾性変形することにより切替スリーブ５５が第１ストッパ２１を押圧している。これにより、噛合クラッチの噛合状態を確保するために噛合クラッチの歯同士の軸方向の噛合い長さを十分に取る場合に比べて、切替スリーブ５５の移動量を短くすることができるので、内スプライン５５ｓ及び外スプライン５１ｓの長さや、シフトドラム１３の長さを短くすることができ、噛合クラッチ装置１０の小型化を図ることができる。

【0052】

また、本実施形態の噛合クラッチ装置１０によれば、第１クラッチＣ１の係合完了状態においてコイルばね１８によって噛合する歯同士が常時付勢されているので、走行中のギヤ抜けを抑制することができる。

【0053】

また、本実施形態の噛合クラッチ装置１０によれば、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の２つのクラッチに対して、係脱機構１１を共用しているので、部品点数の増加を抑えることができる。

【0054】

上述した本実施形態の噛合クラッチ装置１０では、第１ストッパ２１及び第２ストッパ２２とシフトフォーク１７とが当接することで切替スリーブ５５の軸方向への移動を停止する場合について説明したが、これには限られず、切替スリーブ５５と第１ドリブンギヤ５１及び第２ドリブンギヤ５２とが当接することで切替スリーブ５５の軸方向への移動を停止するようにしてもよい。この場合、例えば、切替スリーブ５５の端面と第１ドリブンギヤ５１及び第２ドリブンギヤ５２に設けられたフランジ状の端面とを当接するようにする。いずれの場合も、当接部材同士で相対回転がないことが好ましい。

【0055】

また、本実施形態の噛合クラッチ装置１０では、弾性部材であるコイルばね１８は押圧部材１４とシフトフォーク１７との間に介在されている場合について説明したが、これには限られず、例えば、電動モータ１２とシフトドラム１３との間に介在された捩りコイルばねであってもよい。

【0056】

また、本実施形態の噛合クラッチ装置１０では、噛合クラッチ装置１０は第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の２つのクラッチの係脱を行うものとした場合について説明したが、これには限られず、１つのクラッチの係脱を行うものとしてもよい。

【0057】

また、本実施形態の噛合クラッチ装置１０では、第１噛合クラッチの一例としてスプライン歯同士が噛合する第１クラッチＣ１を適用した場合について説明したが、これには限られず、噛合クラッチとしてドグクラッチなどを適用してもよい。また、本実施形態の車両用駆動装置２では、噛合クラッチ装置１０を変速機４に適用した場合について説明したが、これには限られず、動力伝達経路を接断する噛合クラッチを利用する動力伝達機構の全般に適用することができる。また、本実施形態では、噛合クラッチ装置１０をハイブリッド車１に適用した場合について説明したが、これには限られず、電気自動車やエンジンのみを駆動源とする車両に適用してもよい。

【符号の説明】

【0058】

４…変速機（動力伝達装置）、１０…噛合クラッチ装置、１１…係脱機構、１２…電動モータ（アクチュエータ）、１３…シフトドラム、１４…押圧部材、１４ａ…摺動子、１７…シフトフォーク、１８…コイルばね（弾性部材、圧縮コイルばね）、２０…エンジン（駆動源）、２１…第１ストッパ（ストッパ）、２２…第２ストッパ、３０…カム溝（案内部）、３４…第１傾斜部（傾斜部）、３５…第２傾斜部（傾斜部）、４０…モータ・ジェネレータ（駆動源）、５０…カウンタ軸、５１ｓ…外スプライン（第２突歯）、５２ｓ…外スプライン（第４突歯）、５３…出力ギヤ（出力部材）、５５…切替スリーブ（スリーブ）、５５ｓ…内スプライン（第１突歯、第３突歯）、７０…前輪（車輪）、９２…中間軸（入力部材）、１４１…第１押圧部、１４２…第２押圧部、１７１…第１被押圧部、１７２…第２被押圧部、１８１…弾性部材の第１端部、１８２…弾性部材の第２端部、Ｃ１…第１クラッチ（噛合クラッチ、第１噛合クラッチ）、Ｃ２…第２クラッチ（第２噛合クラッチ）、Ｄ１…第１方向（軸方向の一方）、Ｄ２…第２方向（軸方向の他方）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】