特開 2024-132868 クラッチ装置

(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】P2024132868

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】クラッチ装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 41/12 20060101AFI20240920BHJP

   F16D 43/02 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F16D41/12 C

F16D43/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023220125

(22)【出願日】2023-12-26

(31)【優先権主張番号】P 2023043550

(32)【優先日】2023-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000102784

【氏名又は名称】ＮＳＫワーナー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽介

(72)【発明者】

【氏名】栗原 大樹

(72)【発明者】

【氏名】吉野 弘紹

(72)【発明者】

【氏名】栗田 崇志

(72)【発明者】

【氏名】片山 修

(72)【発明者】

【氏名】岡田 伸治

(72)【発明者】

【氏名】山田 隆哉

(72)【発明者】

【氏名】小澤 聖丘

【テーマコード（参考）】

3J068

【Ｆターム（参考）】

3J068AA10

3J068BB02

3J068CB03

3J068CC01

3J068CC02

3J068GA19

(57)【要約】

【課題】一方向クラッチの機能と、一方向および逆方向の両方向の相対回転を阻止する機能と、が得られるクラッチ装置の軸方向寸法を小型化する。
【解決手段】内輪２４が本体部材２６およびシャッタープレート２８に分割されており、それ等が位相ずれ状態に保持されると一方向クラッチとして機能するＯＷＣ状態となり、外輪２２および内輪２４の一方向Ａの相対回転が許容される。外輪２２および内輪２４が逆方向Ｂへ相対回転させられると、ＯＷＣポール４０が噛合い歯３４に噛み合わされ、シャッタープレート２８が位相合致状態まで相対回転させられると、ロックポール４２が噛合い歯３２、３４と噛合い可能になり、一方向Ａおよび逆方向Ｂの両方向において外輪２２および内輪２４の相対回転が阻止される両噛合状態になる。すなわち、ＯＷＣ状態から両噛合状態へ自動的に切り替えられるのであり、クラッチ装置２０の軸方向寸法を小型化できる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一の軸線まわりに相対回転可能に配置された外輪および内輪と、
前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の何れか一方に設けられた噛合い歯と、
前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の他方に設けられ、前記外輪および前記内輪の前記軸線まわりにおける一方向の相対回転を許容しつつ逆方向の相対回転を阻止するように前記噛合い歯と噛み合わされる第１爪部材と、
前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の他方に設けられ、前記外輪および前記内輪の前記軸線まわりにおける前記逆方向の相対回転を許容しつつ前記一方向の相対回転を阻止するように前記噛合い歯と噛み合わされる第２爪部材と、
前記軸線と平行な方向である軸線方向に移動可能に配設され、前記第１爪部材および前記第２爪部材と係合させられることにより該第１爪部材および該第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛み合うことを阻止する開放位置と、前記第１爪部材および前記第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛み合うことを許容する噛合許容位置と、へ移動させられる噛合切替部材と、
を有するクラッチ装置において、
前記外輪および前記内輪のうち前記噛合い歯が設けられた側の部材である歯部材は、前記軸線方向において第１歯部材および第２歯部材に分割されているとともに、
前記第１歯部材および前記第２歯部材の前記軸線まわりにおける前記噛合い歯の位相がずれて該噛合い歯の共通の溝部分の幅寸法が狭くなり、前記第１爪部材は該噛合い歯との噛合いが可能であるが前記第２爪部材は該噛合い歯との噛合いが不能になる位相ずれ状態と、前記第１歯部材および前記第２歯部材の前記軸線まわりにおける前記噛合い歯の位相が合致して該噛合い歯の共通の溝部分の幅寸法が大きくなり、前記第１爪部材および前記第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛合い可能である位相合致状態と、になり得るように前記第１歯部材および前記第２歯部材は相対回転可能に配設されており、
前記第１歯部材および前記第２歯部材が、前記位相合致状態になるまで相対回転することを許容しつつ、前記位相ずれ状態に保持されるように、前記第１歯部材および前記第２歯部材を相対的に付勢する弾性部材を有する
ことを特徴とするクラッチ装置。

【請求項2】

前記噛合切替部材が前記噛合許容位置へ移動させられた状態で、前記外輪および前記内輪は前記一方向の相対回転が許容される一方、前記外輪および前記内輪が前記逆方向へ相対回転させられると、前記第１爪部材が前記噛合い歯に噛み合わされ、該第１爪部材を介して前記第１歯部材および前記第２歯部材が前記位相合致状態まで相対回転させられると、前記第２爪部材が前記噛合い歯に噛み合わされ、前記一方向および前記逆方向の両方向において前記外輪および前記内輪の相対回転が阻止される両噛合状態になる
ことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。

【請求項3】

前記第１歯部材は、前記クラッチ装置を介して連結される一対の被連結部材の一方に連結される厚板状の本体部材で、該本体部材には前記軸線方向に突き出すように小径部が一体に設けられており、
前記第２歯部材は、前記本体部材の端面に接するように前記小径部の外周側に相対回転可能に配設された薄板円環形状のシャッタープレートであり、
前記位相ずれ状態では、前記シャッタープレートの噛合い歯が前記逆方向の相対回転時に前記第１爪部材と噛み合わされるように、該噛合い歯が前記軸線まわりにおいて前記本体部材の噛合い歯よりも突き出して共通の溝部分の幅寸法が狭くされる一方、
前記弾性部材は、一端部が前記本体部材に係止されるとともに他端部が前記シャッタープレートに係止されたシャッター付勢ばねである
ことを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ装置。

【請求項4】

前記シャッタープレートには、前記軸線を中心とする円弧に沿って長穴が設けられており、
前記シャッター付勢ばねは、円環形状を成していて前記シャッタープレートの前記本体部材と反対側に隣接して配設されるとともに、前記一端部および前記他端部を互いに離間する方向へ付勢するもので、前記一端部が前記長穴を挿通させられて前記本体部材に係止されるとともに、前記他端部が前記長穴の端部に係止され、該一端部および該他端部がそれぞれ前記長穴の両端部に係止されることにより、前記シャッタープレートを前記本体部材に対して前記位相ずれ状態に保持している
ことを特徴とする請求項３に記載のクラッチ装置。

【請求項5】

前記シャッタープレートの噛合い歯の一対の周方向端面のうち前記第１爪部材に対向する一方の端面には、外周側ほど他方の端面に向かう傾斜部が形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のクラッチ装置。

【請求項6】

前記第１爪部材の先端面の両端は、それぞれＲ面加工されており、前記第１爪部材の先端面が前記シャッタープレートの噛合い歯に当接しているとき、前記傾斜部の傾斜開始点の径方向位置は、前記第１爪部材の先端面の前記シャッタープレート側に形成されたＲ面と、前記シャッタープレートの噛み合い歯に形成された傾斜部の外周側に形成されたＲ面との間に位置する
ことを特徴とする請求項５に記載のクラッチ装置。

【請求項7】

前記第１爪部材の先端面が前記シャッタープレートの噛合い歯に形成された傾斜部に当接しているとき、前記第１爪部材の回動軸線と前記第１爪部材の先端の当接点とを結ぶ線分と前記傾斜部の傾斜面を示す線とが成す角度は、９０°よりも大きい
ことを特徴とする請求項５に記載のクラッチ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はクラッチ装置に係り、特に、逆方向の相対回転を阻止する一方向クラッチの機能と、一方向および逆方向の両方向の相対回転を阻止する機能と、を有するクラッチ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

(a) 同一の軸線まわりに相対回転可能に配置された外輪および内輪と、(b) 前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の何れか一方に設けられた噛合い歯と、(c) 前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の他方に設けられ、前記外輪および前記内輪の前記軸線まわりにおける一方向の相対回転を許容しつつ逆方向の相対回転を阻止するように前記噛合い歯と噛み合わされる第１爪部材と、(d) 前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の他方に設けられ、前記外輪および前記内輪の前記軸線まわりにおける前記逆方向の相対回転を許容しつつ前記一方向の相対回転を阻止するように前記噛合い歯と噛み合わされる第２爪
部材と、(e) 前記軸線と平行な方向である軸線方向に移動可能に配設され、前記第１爪部材および前記第２爪部材と係合させられることにより、その第１爪部材およびその第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛み合うことを阻止する開放位置と、前記第１爪部材および前記第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛み合うことを許容する噛合許容位置と、へ移動させられる噛合切替部材と、を有するクラッチ装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１１８２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記特許文献１に記載の従来技術においては、第１爪部材および第２爪部材の何れか一方（第２の爪部材１７）が噛合い歯と噛み合う一方向クラッチ状態とするために、噛合切替部材（カム部材４１）が前記開放位置（図４－図５参照）と前記噛合許容位置（図６－図７参照）との間の中間位置（図１－図２参照）に停止させられるようになっている。このため、噛合切替部材の移動ストロークが長くなり、クラッチ装置の軸方向寸法が大きくなるという問題があった。

【0005】

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、一方向クラッチの機能と、一方向および逆方向の両方向の相対回転を阻止する機能と、が得られるクラッチ装置の軸方向寸法を小型化することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 同一の軸線まわりに相対回転可能に配置された外輪および内輪と、(b) 前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の何れか一方に設けられた噛合い歯と、(c) 前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の他方に設けられ、前記外輪および前記内輪の前記軸線まわりにおける一方向の相対回転を許容しつつ逆方向の相対回転を阻止するように前記噛合い歯と噛み合わされる第１爪部材と、(d) 前記外輪の内周部および前記内輪の外周部の他方に設けられ、前記外輪および前記内輪の前記軸線まわりにおける前記逆方向の相対回転を許容しつつ前記一方向の相対回転を阻止するように前記噛合い歯と噛み合わされる第２爪部材と、(e) 前記軸線と平行な方向である軸線方向に移動可能に配設され、前記第１爪部材および前記第２爪部材と係合させられることにより、その第１爪部材およびその第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛み合うことを阻止する開放位置と、前記第１爪部材および前記第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛み合うことを許容する噛合許容位置と、へ移動させられる噛合切替部材と、を有するクラッチ装置において、(f) 前記外輪および前記内輪のうち前記噛合い歯が設けられた側の部材である歯部材は、前記軸線方向において第１歯部材および第２歯部材に分割されていると
ともに、(g) 前記第１歯部材および前記第２歯部材の前記軸線まわりにおける前記噛合い歯の位相がずれてその噛合い歯の共通の溝部分の幅寸法が狭くなり、前記第１爪部材はその噛合い歯との噛合いが可能であるが前記第２爪部材はその噛合い歯との噛合いが不能になる位相ずれ状態と、前記第１歯部材および前記第２歯部材の前記軸線まわりにおける前記噛合い歯の位相が合致してその噛合い歯の共通の溝部分の幅寸法が大きくなり、前記第１爪部材および前記第２爪部材が何れも前記噛合い歯と噛合い可能である位相合致状態と、になり得るように前記第１歯部材および前記第２歯部材は相対回転可能に配設されており、(h) 前記第１歯部材および前記第２歯部材が、前記位相合致状態になるまで相対回転することを許容しつつ、前記位相ずれ状態に保持されるように、前記第１歯部材および前記第２歯部材を相対的に付勢する弾性部材を有する、ことを特徴とする。

【0007】

第２発明は、第１発明のクラッチ装置において、前記噛合切替部材が前記噛合許容位置へ移動させられた状態で、前記外輪および前記内輪は前記一方向の相対回転が許容される一方、前記外輪および前記内輪が前記逆方向へ相対回転させられると、前記第１爪部材が前記噛合い歯に噛み合わされ、その第１爪部材を介して前記第１歯部材および前記第２歯部材が前記位相合致状態まで相対回転させられると、前記第２爪部材が前記噛合い歯に噛み合わされ、前記一方向および前記逆方向の両方向において前記外輪および前記内輪の相対回転が阻止される両噛合状態になる、ことを特徴とする。

【0008】

第３発明は、第１発明または第２発明のクラッチ装置において、(a) 前記第１歯部材は、前記クラッチ装置を介して連結される一対の被連結部材の一方に連結される厚板状の本体部材で、その本体部材には前記軸線方向に突き出すように小径部が一体に設けられており、(b) 前記第２歯部材は、前記本体部材の端面に接するように前記小径部の外周側に相対回転可能に配設された薄板円環形状のシャッタープレートであり、(c) 前記位相ずれ状態では、前記シャッタープレートの噛合い歯が前記逆方向の相対回転時に前記第１爪部材と噛み合わされるように、その噛合い歯が前記軸線まわりにおいて前記本体部材の噛合い歯よりも突き出して共通の溝部分の幅寸法が狭くされる一方、(d) 前記弾性部材は、一端部が前記本体部材に係止されるとともに他端部が前記シャッタープレートに係止されたシャッター付勢ばねである、ことを特徴とする。

【0009】

第４発明は、第３発明のクラッチ装置において、(a) 前記シャッタープレートには、前記軸線を中心とする円弧に沿って長穴が設けられており、(b) 前記シャッター付勢ばねは、円環形状を成していて前記シャッタープレートの前記本体部材と反対側に隣接して配設されるとともに、前記一端部および前記他端部を互いに離間する方向へ付勢するもので、前記一端部が前記長穴を挿通させられて前記本体部材に係止されるとともに、前記他端部が前記長穴の端部に係止され、その一端部およびその他端部がそれぞれ前記長穴の両端部に係止されることにより、前記シャッタープレートを前記本体部材に対して前記位相ずれ
状態に保持している、ことを特徴とする。

【0010】

第５発明は、前記シャッタープレートの噛合い歯の一対の周方向端面のうち前記第１爪部材に対向する一方の端面には、外周側ほど他方の端面に向かう傾斜部が形成されている、ことを特徴とする。

【0011】

第６発明は、前記第１爪部材の先端面の両端は、それぞれＲ面加工されており、前記第１爪部材の先端面が前記シャッタープレートの噛合い歯に当接しているとき、前記傾斜部の傾斜開始点の径方向位置は、前記第１爪部材の先端面の前記シャッタープレート側に形成されたＲ面と、前記シャッタープレートの噛み合い歯に形成された傾斜部の外周側に形成されたＲ面との間に位置する、ことを特徴とする。

【0012】

第７発明は、前記第１爪部材の先端面が前記シャッタープレートの噛合い歯に形成された傾斜部に当接しているとき、前記第１爪部材の回動軸線と前記第１爪部材の先端の当接点とを結ぶ線分と前記傾斜部の傾斜面を示す線とが成す角度は、９０°よりも大きい、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

このようなクラッチ装置においては、噛合い歯が設けられた歯部材が第１歯部材および第２歯部材に分割されており、それ等の第１歯部材および第２歯部材が位相ずれ状態に保持されると一方向クラッチとして機能し、外輪および内輪の一方向の相対回転が許容される。一方、外輪および内輪が逆方向へ相対回転させられると、第１爪部材が噛合い歯に噛み合わされ、第１歯部材および第２歯部材が位相合致状態まで相対回転させられると、第２爪部材が噛合い歯と噛合い可能になり、一方向および逆方向の両方向において外輪および内輪の相対回転が阻止される両噛合状態になる。すなわち、噛合切替部材を噛合許容位置に保持したままで、一方向クラッチ状態から両噛合状態へ切り替えられるのであり、クラッチ装置の軸方向寸法を小型化できる。

【0014】

また、一方向クラッチ状態で外輪および内輪が逆方向へ相対回転させられると、第１爪部材が噛合い歯に噛み合わされて第１歯部材および第２歯部材が位相合致状態まで相対回転させられ、自動的に両噛合状態になるため、一方向クラッチ状態から両噛合状態へ切り替えるための制御が不要である。

【0015】

第３発明では、第１歯部材が一対の被連結部材の一方に連結される本体部材で、その本体部材に一体に設けられた小径部に第２歯部材としてシャッタープレートが配設されているため、本体部材を介して適切に動力伝達が行われるとともに、シャッタープレートを本体部材に対して円滑に相対回転させることが可能で、クラッチ装置の作動状態を適切に切り替えることができる。すなわち、シャッター付勢ばねによりシャッタープレートが本体部材に対して位相ずれ状態にされると、そのシャッタープレートにより第２爪部材の噛合いが不能な一方向クラッチ状態になる一方、逆方向の相対回転時に第１爪部材がシャッタープレートの噛合い歯と噛み合わされ、シャッタープレートが位相合致状態まで相対回転させられると、両噛合状態に適切に切り替えられる。

【0016】

第４発明では、シャッタープレートに長穴が設けられるとともに、シャッタープレートに隣接して円環形状のシャッター付勢ばねが配設され、シャッター付勢ばねの一端部および他端部が長穴の両端部に係止されることによりシャッタープレートが位相ずれ状態に保持されるため、シャッター付勢ばねを含めてクラッチ装置をコンパクトに構成することができる。

【0017】

第５発明では、前記シャッタープレートの噛合い歯の一対の周方向端面のうち前記第１爪部材に対向する一方の端面には、外周側ほど他方の端面に向かう傾斜部が形成されている。このため、第１爪部材の長手寸法のばらつきに拘わらず第１爪部材の先端が噛合い歯に係合するので、より安定した係合状態を維持することができる。

【0018】

第６発明では、前記第１爪部材の先端面の両端は、それぞれＲ面加工されており、前記第１爪部材の先端面が前記シャッタープレートの噛合い歯に当接しているとき、前記傾斜部の傾斜開始点の径方向位置は、前記第１爪部材の先端面の前記シャッタープレート側に形成されたＲ面と、前記シャッタープレートの噛み合い歯に形成された傾斜部の外周側に形成されたＲ面との間に位置する。これにより、前記第１爪部材が前記シャッタープレートの噛合い歯に当接したとき、前記第１爪部材が前記シャッタープレートの噛合い歯と噛み合い、前記シャッタープレートを作動させる。

【0019】

第７発明では、前記第１爪部材の先端面が前記シャッタープレートの噛合い歯に形成された傾斜部に当接しているとき、前記第１爪部材の回動軸線と前記第１爪部材の先端の当接点とを結ぶ線分と前記傾斜部の傾斜面を示す線とが成す角度は、９０°よりも大きい。これにより、前記第１爪部材が前記シャッタープレートの噛合い歯に形成された傾斜部に当接したとき、前記シャッタープレートを作動させず、前記第１爪部材が前記シャッタープレートの噛合い歯と噛み合わない。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施例であるクラッチ装置を備えている動力伝達装置の一例を説明する図で、図２におけるＩ－Ｉ矢視部分に相当する断面図である。

【図2】図１のクラッチ装置を左側から見て一部を省略した側面図である。

【図3】図２における上部に配設された一対のポール付近を拡大して示した側面図である。

【図4】図３の一対のポールが退避位置へ回動させられた状態の側面図である。

【図5】図３において、シャッタープレートが位相ずれ状態で外輪および内輪が一方向Ａへ相対回転させられる際の一対のポールと噛合い歯との係合状態を説明する側面図である。

【図6】図３において、シャッタープレートが位相ずれ状態で外輪および内輪が逆方向Ｂへ相対回転させられる際にＯＷＣポールが噛合い歯に噛み合わされた状態の側面図である。

【図7】図６において、外輪および内輪の逆方向Ｂへの相対回転に伴うシャッタープレートの位相ずれ状態の変化を説明する側面図である。

【図8】図７において、外輪および内輪の更なる逆方向Ｂへの相対回転に伴ってシャッタープレートが位相合致状態とされた側面図である。

【図9】図１のクラッチ装置の外輪を一方向Ａへ回転させつつ内輪の回転速度を上昇させた場合における、クラッチ装置の作動状態の変化を説明するタイムチャートの一例である。

【図10】本発明の他の実施例２の要部であるシャッタープレートの噛合い歯に形成された傾斜部を拡大して説明する示す図であって、図２－図８に対して左右反転して示した図である。

【図11】図１０の傾斜部の傾斜開始点の範囲ＤＡを説明する図である。

【図12】図１０の実施例２のＯＷＣポールとシャッタープレートの噛合い歯との噛み合い作動を説明する図であって、噛み合い開始状態を示す図である。

【図13】図１２のシャッタープレートの作動が進行して、外輪および内輪の逆方向Ｂへの相対回転に伴うシャッタープレートの位相ずれが減少した状態を示す図である。

【図14】図１２のシャッタープレートの作動がさらに進行して、シャッタープレートの位相合致状態になり、噛み合いが完了した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明のクラッチ装置は、ラチェット式クラッチ装置或いはセレクタブルＯＷＣ（One Way Clutch）とも表現されるもので、噛合い歯は外輪の内周部に設けられても良いし、内輪の外周部に設けられても良い。一対の第１爪部材および第２爪部材は、噛合い歯が外輪に設けられる場合は内輪に配設され、噛合い歯が内輪に設けられる場合は外輪に配設される。第１爪部材および第２爪部材は、例えば別体の付勢装置によって噛合い歯と噛み合う方向へ回動するように付勢されるが、第１爪部材、第２爪部材そのものを板ばね等の弾性部材を用いて構成することもできる。外輪および内輪のうち噛合い歯が設けられた側が歯部材であり、その歯部材は、例えば被連結部材に連結されて動力伝達に関与する厚肉の本体部材と、第２爪部材の噛合いを規制する薄肉のシャッタープレートとに分割されるが、軸線方向において略半分ずつに分割しても良いなど、適宜定められる。本体部材およびシャッタープレートの双方に噛合い歯が設けられ、それ等の噛合い歯の周方向の寸法である歯幅は互いに同じでも良いが、異なっていても良く、例えばシャッタープレートの噛合い歯の歯幅を、本体部材の噛合い歯の歯幅より小さくしても良い。シャッタープレートの噛合い歯の歯幅が、本体部材の噛合い歯の歯幅と同じか小さい場合、位相合致状態では、第１爪部材および第２爪部材が何れも本体部材の噛合い歯と噛み合わされる両噛合状態になり、例えば遊びを有することなく内輪および外輪を連結して一体的に回転させることができるが、第１爪部材および第２爪部材と本体部材の噛合い歯との噛合いタイミングにずれがあり、内輪および外輪が周方向に所定の遊びを有する状態で連結されても良い。

【実施例0022】

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比や形状、角度等は必ずしも正確に描かれていない。

【0023】

図１は、本発明の一実施例であるクラッチ装置２０を備えている動力伝達装置１０の一例を説明する図で、図２におけるＩ－Ｉ矢視部分に相当する断面図である。図２は、図１のクラッチ装置２０を左側から見て一部を省略した側面図で、図３は、図２における上部に配設された一対のポール４０、４２付近を拡大して示した側面図である。図１において、動力伝達装置１０は、回転軸線Ｏまわりに相対回転可能に配設された円筒形状の外歯リングギヤ１２および内歯リングギヤ１４を有し、それ等の外歯リングギヤ１２と内歯リングギヤ１４との間にクラッチ装置２０が介在させられている。これ等の外歯リングギヤ１２、内歯リングギヤ１４、およびクラッチ装置２０はケース１６内に収容されている。クラッチ装置２０は、回転軸線Ｏまわりに相対回転可能に配置された外輪２２および内輪２４を備えており、外輪２２は外歯リングギヤ１２に相対回転不能に連結されている一方、内輪２４は内歯リングギヤ１４に一体的に固設されている。外歯リングギヤ１２および内歯リングギヤ１４は、クラッチ装置２０を介して連結される一対の被連結部材に相当する。なお、動力伝達装置１０およびクラッチ装置２０は、何れも回転軸線Ｏを中心として略対称的に構成されているため、図１および図２は、回転軸線Ｏよりも下半分が省略されている。

【0024】

内輪２４は、内歯リングギヤ１４に固設されて動力伝達に関与する厚板円環形状の本体部材２６と、その本体部材２６に隣接して回転軸線Ｏまわりに相対回転可能に配設された薄板円環形状のシャッタープレート２８とを備えている。本体部材２６には軸線方向に突き出すように小径部２７が一体に設けられており、シャッタープレート２８は、本体部材２６の端面に接するように小径部２７の外周側に相対回転可能に嵌合されているとともに、その小径部２７に配置された保持部材３０により本体部材２６の端面に略接する状態で位置決めされている。本体部材２６およびシャッタープレート２８の外径寸法は略等しいとともに、それ等の外周部には、それぞれ回転軸線Ｏまわりの全周に噛合い歯３２、３４が等角度間隔で多数（実施例では２２個ずつ）設けられている。すなわち、内輪２４は歯部材で、軸線方向において本体部材２６およびシャッタープレート２８の２部材に分割されており、本体部材２６は第１歯部材に相当し、シャッタープレート２８は第２歯部材に相当する。

【0025】

外輪２２の内周部には、一対のＯＷＣポール４０およびロックポール４２が周方向において互いに反対向き、実施例では互いに内向きの姿勢で、回転軸線Ｏまわりの全周に等角度間隔で複数組（実施例では６組）設けられている。これ等のＯＷＣポール４０およびロックポール４２は、何れも回転軸線Ｏと平行な回動軸まわりに揺動可能に外輪２２によって保持されているとともに、それぞれ付勢装置であるポール押付ばね４４、４６により先端が内周側へ向かって回動するように付勢されており、前記噛合い歯３２、３４と噛み合わされることにより外輪２２と内輪２４との相対回転を規制する。ＯＷＣポール４０およびロックポール４２は、それぞれ先端が外輪２２の内周面よりも内周側へ突き出すことが許容される状態で、ポール押付ばね４４、４６と共に、外輪２２の内周部に設けられた凹所内に収容されている。

【0026】

ＯＷＣポール４０は第１爪部材に相当し、外輪２２および内輪２４の回転軸線Ｏまわりにおける一方向Ａの相対回転時には、ポール押付ばね４４の付勢力に抗してＯＷＣポール４０が揺動しながら噛合い歯３２、３４を乗り越えることにより、その一方向Ａの相対回転が許容される。また、逆方向Ｂの相対回転時には、ＯＷＣポール４０が噛合い歯３２、３４と噛み合わされることにより、その逆方向Ｂの相対回転が阻止される。一方向Ａおよび逆方向Ｂは任意に定めることができるが、この実施例では、一方向Ａの相対回転は、時計まわり方向の回転速度が内輪２４よりも外輪２２の方が速い場合や、逆方向Ｂである反時計まわり方向の回転速度が外輪２２よりも内輪２４の方が速い場合である。また、逆方向Ｂの相対回転は、反時計まわり方向の回転速度が内輪２４よりも外輪２２の方が速い場合や、一方向Ａである時計まわり方向の回転速度が外輪２２よりも内輪２４の方が速い場合である。

【0027】

ロックポール４２は第２爪部材に相当し、回転軸線Ｏを中心としてＯＷＣポール４０と共通の円周上に設けられている。そして、外輪２２および内輪２４の回転軸線Ｏまわりにおける逆方向Ｂの相対回転時には、ポール押付ばね４６の付勢力に抗してロックポール４２が揺動しながら噛合い歯３２、３４を乗り越えることにより、その逆方向Ｂの相対回転が許容される。また、一方向Ａの相対回転時には、ロックポール４２が噛合い歯３２、３４と噛み合わされることにより、その一方向Ａの相対回転が阻止される。

【0028】

一方、クラッチ装置２０は、上記ＯＷＣポール４０およびロックポール４２が何れも噛合い歯３２、３４と噛み合うことを阻止し、外輪２２および内輪２４がそれぞれ自在に回転できる回転自在状態とするセレクター５０を備えている（図１参照）。セレクター５０は、円環形状の板材で、回転軸線Ｏと平行に延び出す円筒部を備えている。また、セレクター５０は、その一部において、前記外歯リングギヤ１２に相対回転不能で且つ軸線方向の相対移動可能とされている。セレクター５０の円筒部は切替突部５２として機能し、先端外周部に設けられた傾斜面が前記ポール４０、４２と係合させられることにより、前記ポール押付ばね４４、４６の付勢力に抗してポール４０、４２の先端部を外周側へ回動させ、前記噛合い歯３２、３４と噛み合うことを阻止する。セレクター５０は、図示しない油圧シリンダ或いは電動モータおよび送りねじ等の駆動装置により、軸線方向へ直線往復移動させられることにより、切替突部５２がポール４０、４２と係合させられて噛合い歯３２、３４との噛合いを阻止する開放位置（前進位置）と、切替突部５２とポール４０、４２との係合が解除されてポール４０、４２と噛合い歯３２、３４との噛合いを許容する噛合許容位置（図１に示す後退位置）と、の２位置へ移動させられる。図４はセレクター５０が開放位置へ移動させられ、ポール４０、４２が、それぞれ噛合い歯３２、３４との噛合いが不能な退避位置に保持されている状態であり、クラッチ装置２０は、外輪２２および内輪２４がそれぞれ自在に回転できる回転自在状態になる。セレクター５０は噛合切替部材に相当する。

【0029】

セレクター５０が噛合許容位置に保持されると、ＯＷＣポール４０およびロックポール４２がそれぞれポール押付ばね４４、４６の付勢力に従って噛合い歯３２、３４と噛み合うことが許容されるが、前記シャッタープレート２８によりロックポール４２と噛合い歯３２、３４との噛合いが規制される。本体部材２６およびシャッタープレート２８の噛合い歯３２、３４の周方向の寸法である歯幅Ｗtm、Ｗtsは略同じであり、回転軸線Ｏまわりにおける噛合い歯３２、３４の位相が合致して共通の溝部分の幅寸法である溝幅Ｗd が最大になる位相合致状態、言い換えれば軸線方向において噛合い歯３２、３４の位置が重なる状態では、図８に示されるように、ＯＷＣポール４０およびロックポール４２がそれぞれポール押付ばね４４、４６の付勢力に従って噛合い歯３２、３４と噛み合わされる。これにより、クラッチ装置２０は、外輪２２および内輪２４の一方向Ａおよび逆方向Ｂの相対回転が何れも阻止される両噛合状態になる。本実施例では、ＯＷＣポール４０およびロックポール４２の先端部の離間距離が歯幅Ｗtm、Ｗtsと略同じか僅かに大きく、ＯＷＣポール４０およびロックポール４２が同時に噛合い歯３２、３４と噛み合わされることにより、遊びを有することなく外輪２２および内輪２４が連結されて一体的に回転させられる。

【0030】

一方、シャッタープレート２８は本体部材２６に対して回転軸線Ｏまわりに相対回転可能であり、シャッタープレート２８の噛合い歯３４が逆方向Ｂの相対回転時にＯＷＣポール４０と噛み合わされるように、本体部材２６の噛合い歯３２よりも一方向Ａ側へ突き出す所定の位相ずれ状態（図３～図６参照）では、共通の溝部分の幅寸法である溝幅Ｗd が狭くなる。この位相ずれ状態では、ＯＷＣポール４０は噛合い歯３４との噛合いが可能であるが、ロックポール４２は、図５に示されるように、噛合い歯３４との係合で噛合い歯３２との噛合いが不能となり、クラッチ装置２０は、外輪２２および内輪２４の一方向Ａの相対回転が許容されるとともに逆方向Ｂの相対回転が阻止される一方向クラッチ状態（以下、ＯＷＣ状態とも言う。）になる。このように、狭い溝幅Ｗd に拘らずＯＷＣポール４０は噛合い歯３４と噛合い可能である一方、ロックポール４２は噛合い歯３４との係合で噛合い歯３２との噛合いが不能になるように、それ等のＯＷＣポール４０およびロックポール４２は非対称の形状とされている。

【0031】

クラッチ装置２０は、シャッタープレート２８が位相合致状態になるまで本体部材２６に対して相対回転することを許容しつつ、シャッタープレート２８が上記位相ずれ状態に保持されるように、本体部材２６に対してシャッタープレート２８を相対的に付勢するシャッター付勢ばね６０を備えている。シャッター付勢ばね６０は、シャッタープレート２８を挟んで本体部材２６と反対側に、シャッタープレート２８に隣接して配設されている。具体的には、シャッター付勢ばね６０は円環形状を成しており、前記保持部材３０の外周面に設けられた環状溝内に収容されているとともに、円環形状部のばね力で互いに離間する方向へ付勢される一端部６０ａおよび他端部６０ｂは環状溝から外周側へ突き出し、逆方向Ｂ側の一端部６０ａは本体部材２６に係止されるとともに、一方向Ａ側の他端部６０ｂはシャッタープレート２８に係止されている。シャッタープレート２８には、回転軸線Ｏを中心とする円弧に沿って長穴６２が設けられており、シャッター付勢ばね６０の一端部６０ａは長穴６２を挿通させられて本体部材２６に固設される一方、他端部６０ｂは長穴６２の端部に係止されている。これにより、シャッタープレート２８は、図３～図６に示されるように、シャッター付勢ばね６０の一端部６０ａおよび他端部６０ｂがそれぞれ長穴６２の両端部に係止される位置まで本体部材２６に対して一方向Ａ側へ相対回動させられた位相ずれ状態に保持される。長穴６２は、図３～図６の位相ずれ状態から、図８に示す位相合致状態まで、シャッター付勢ばね６０の付勢力に抗してシャッタープレート２８を本体部材２６に対して逆方向Ｂ側へ相対回転させることができる長さ寸法を備えている。シャッター付勢ばね６０は弾性部材に相当する。

【0032】

シャッタープレート２８が位相ずれ状態に保持されたＯＷＣ状態において、外輪２２および内輪２４が逆方向Ｂへ相対回転させられると、図６に示されるように、ＯＷＣポール４０がシャッタープレート２８の噛合い歯３４と噛み合わされる。そして、その逆方向Ｂの相対回転が継続すると、図７に示されるように、シャッター付勢ばね６０の付勢力に抗してシャッタープレート２８が本体部材２６に対して逆方向Ｂ側へ相対回転させられ、共通の溝部分の幅寸法である溝幅Ｗd が次第に大きくなる。逆方向Ｂの相対回転が更に継続すると、シャッター付勢ばね６０の付勢力に抗してシャッタープレート２８が本体部材２６に対して更に逆方向Ｂ側へ相対回転させられ、図８に示されるように前記位相合致状態になる。これにより、ＯＷＣポール４０だけでなくロックポール４２も噛合い歯３２と噛み合わされ、外輪２２および内輪２４の一方向Ａおよび逆方向Ｂの相対回転が何れも阻止される両噛合状態になり、外輪２２および内輪２４が連結されて一体的に回転させられるようになる。

【0033】

このようなクラッチ装置２０は、例えば図９のタイムチャートに示されるように用いられる。図９の上段の回転速度Ｎout は一方向Ａの外輪２２の回転速度（外輪回転速度）で、回転速度Ｎinは一方向Ａの内輪２４の回転速度（内輪回転速度）である。図９の下段はクラッチ装置２０の作動状態で、回転自在状態かＯＷＣ状態か両噛合状態かを表している。この図９において、時間ｔ１よりも前は、クラッチ装置２０は、セレクター５０が開放位置へ移動させられた回転自在状態であり、外輪２２のみが所定の回転速度Ｎout で回転させられ、内輪２４はＮin＝０の停止状態である。時間ｔ１で、セレクター５０が噛合許容位置へ移動させられ、クラッチ装置２０はＯＷＣ状態とされるが、内輪２４はＮin＝０の停止状態のままである。時間ｔ１と同時か或いはその後の所定のタイミングで内輪２４の回転を開始し、時間ｔ２で内輪回転速度Ｎinが外輪回転速度Ｎout を超えると、図６に示すように逆方向Ｂの相対回転になり、ＯＷＣポール４０がシャッタープレート２８の噛合い歯３４に噛み合わされる。Ｎin＞Ｎout の状態が継続すると、図７に示すように、シャッター付勢ばね６０の付勢力に抗してシャッタープレート２８が本体部材２６に対して逆方向Ｂ側へ相対回転させられ、自動的に図８に示す位相合致状態になり、クラッチ装置２０が両噛合状態になる。時間ｔ３は、シャッタープレート２８が位相合致状態になってクラッチ装置２０が両噛合状態になった時間であり、以後は外輪２２および内輪２４が同じ回転速度で一体的に回転させられる。なお、セレクター５０を噛合許容位置へ移動させてクラッチ装置２０をＯＷＣ状態とするタイミングは、破線で示すように、内輪回転速度Ｎinが外輪回転速度Ｎout を超える時間ｔ２よりも前であれば、何時でも良い。

【0034】

このように本実施例のクラッチ装置２０においては、内輪２４が本体部材２６およびシャッタープレート２８に分割されており、それ等の本体部材２６およびシャッタープレート２８が位相ずれ状態に保持されると、一方向クラッチとして機能するＯＷＣ状態となり、外輪２２および内輪２４の一方向Ａの相対回転が許容される。一方、外輪２２および内輪２４が逆方向Ｂへ相対回転させられると、ＯＷＣポール４０が噛合い歯３４に噛み合わされ、シャッタープレート２８が位相合致状態まで相対回転させられると、ロックポール４２が噛合い歯３２、３４と噛合い可能になり、一方向Ａおよび逆方向Ｂの両方向において外輪２２および内輪２４の相対回転が阻止される両噛合状態になる。すなわち、セレクター５０を噛合許容位置に保持したままで、ＯＷＣ状態から両噛合状態へ切り替えられるのであり、クラッチ装置２０の軸方向寸法を小型化できる。

【0035】

また、ＯＷＣ状態で外輪２２および内輪２４が逆方向Ｂへ相対回転させられると、ＯＷＣポール４０が噛合い歯３４に噛み合わされてシャッタープレート２８が位相合致状態まで相対回転させられ、自動的に両噛合状態になるため、ＯＷＣ状態から両噛合状態へ切り替えるための制御が不要である。

【0036】

また、内歯リングギヤ１４に連結された本体部材２６およびシャッタープレート２８を備えて内輪２４が構成されており、シャッタープレート２８は本体部材２６に一体に設けられた小径部２７に相対回転可能に配設されているため、本体部材２６を介して適切に動力伝達が行われるとともに、シャッタープレート２８を本体部材２６に対して円滑に相対回転させることが可能で、クラッチ装置２０の作動状態を適切に切り替えることができる。すなわち、シャッター付勢ばね６０によりシャッタープレート２８が本体部材２６に対して位相ずれ状態にされると、そのシャッタープレート２８によりロックポール４２の噛
合いが不能なＯＷＣ状態になる一方、逆方向Ｂの相対回転時にＯＷＣポール４０がシャッタープレート２８の噛合い歯３４と噛み合わされ、シャッタープレート２８が位相合致状態まで相対回転させられると、両噛合状態に適切に切り替えられる。

【0037】

また、シャッタープレート２８に長穴６２が設けられるとともに、シャッタープレート２８に隣接して円環形状のシャッター付勢ばね６０が配設され、シャッター付勢ばね６０の一端部６０ａおよび他端部６０ｂが長穴６２の両端部に係止されることによりシャッタープレート２８が位相ずれ状態に保持されるため、シャッター付勢ばね６０を含めてクラッチ装置２０をコンパクトに構成することができる。

【実施例0038】

本発明の他の実施例を以下に説明するが、前述の実施例と共通する部分に同一の符号を付して説明を省略する。本実施例は、前述の実施例に対して、シャッタープレート２８の噛合い歯３４に傾斜部７０が設けられている点で相違する。

【0039】

図１０において、ＯＷＣポール４０は、前述の実施例と同様に、回転軸線Ｏと平行な回動軸線Ｏ１まわりに揺動可能に外輪２２によって保持されているとともに、それぞれ付勢装置であるポール押付ばね４４により先端が内周側へ向かって回動するように付勢されている。シャッタープレート２８の噛合い歯３４の一対の周方向端面のうちＯＷＣポール４０の先端に対向する一方の端面すなわち逆方向Ｂに対向する端面には、外周側ほど他方の端面に向かう傾斜部７０が形成されている。

【0040】

図１１に拡大して示すように、ＯＷＣポール４０の平坦な先端面４０ａの径方向の両端部には、それぞれＲ面加工されている。ＯＷＣポール４０の先端面４０ａがシャッタープレート２８の噛合い歯３４に形成された傾斜部７０に当接しているとき、傾斜部７０の傾斜開始点（傾斜部７０の内周側の端）ＣＰの回動軸線Ｏ１に対する径方向位置は、ＯＷＣポール４０の先端面４０ａのシャッタープレート２８側（内周側）のＲ面Ｒｐと、シャッタープレート２８の噛合い歯３４に形成された傾斜部７０の外周側の端に形成されたＲ面Ｒｎとの間の範囲ＤＡ内に位置する。すなわち、範囲ＤＡは、Ｒ面Ｒｐの外周側の端を通る円弧ＣＲ１とＲ面Ｒｎの内周側の端を通る円弧ＣＲ２との間の範囲である。

【0041】

好適には、ＯＷＣポール４０の先端面４０ａがシャッタープレート２８の噛合い歯３４に形成された傾斜部７０に当接しているとき、図１０に示すように、ＯＷＣポール４０の回動中心点Ｏ１とＯＷＣポール４０の先端面４０ａの噛合い歯３４に対する当接点ＣＰとを結ぶ線分Ｌ１と、傾斜部７０の傾斜面を示す線分Ｌ２とが成す角度ＡＢは、９０°よりも大きく設定されている。これにより、ＯＷＣポール４０がシャッタープレート２８の噛合い歯３４に形成された傾斜部７０上に当接したとき、ＯＷＣポール４０がシャッタープレート２８の噛合い歯３４と噛み合わず、シャッタープレート２８を作動させない。なお、図１０のＣＲ３は傾斜部７０の傾斜開始点ＣＰを通る円弧である。

【0042】

以上のように構成された実施例２の、噛合い歯３４に傾斜部７０が形成されたシャッタープレート２８による作用を図１２－図１４を用いて以下に説明する。図１２は、ＯＷＣポール４０の長さのばらつきのうちの相対的に最も長いもの４０_Ｌが実線で、最も短いもの４０_Ｓが破線で示されている。

【0043】

図１２は、噛合い初期を示している。この状態では、短いＯＷＣポール４０_Ｓの先端が、噛合い３４の突出面（基面）３５を通る円弧（ノッチ小径）ＣＲ４上に位置する状態シャッタープレート２８の噛合い歯３４と噛み合うことでシャッタープレート２８を作動させるとき、長いＯＷＣポール４０_Ｌの先端は、噛合い３４の先端を通る円弧（ノッチ大径）ＣＲ５の内側に位置する傾斜部７０と接触し、支持されている状態となる。また、図１３は、そのシャッタープレート２８の作動により外輪２２および内輪２４の逆方向Ｂへの相対回転に伴うシャッタープレート２８の本体部材２６に対する位相ずれが減少した状態を示している。図１４は、シャッタープレート２８の位相合致状態になり、噛み合いが完了した状態を示す。この噛み合い環状状態では、長いＯＷＣポール４０_Ｌと噛合い歯３４とは噛合い勝手となっているため、長いＯＷＣポール４０_Ｌの先端は内側へ引き込まれ、短いＯＷＣポール４０_Ｓと長いＯＷＣポール４０_Ｌとが重なった状態となる。

【0044】

上述のように、本実施例２によれば、シャッタープレート２８の噛合い歯３４の一対の周方向端面のうちＯＷＣポール４０の先端に対向する一方の端面すなわち逆方向Ｂに対向する端面には、外周側ほど他方の端面に向かう傾斜部７０が形成されていて、ＯＷＣポール４０の先端面４０ａの噛合い歯３４に対する当接点は、傾斜部７０の傾斜開始点ＣＰとなるので、ＯＷＣポール４０の長手方向の寸法のばらつき（公差）に拘わらず、ＯＷＣポール４０の先端が噛合い歯３４に、安定した係合状態を維持することができる。

【0045】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。