JP2017180580A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体がいずれの方向に相対回転しても駆動力を伝達でき、スムーズに係合可能であって、且つ、がたつきが発生しにくい駆動力伝達装置を提供する。【解決手段】クラッチ機構２のカム機構２８は、第１ヘッドボール２３を径方向外方に移動させて第１ストラット２２を回動させて、第１ストラット２２の一端部２２ｂと入力ギヤ２０の第１係合部２０ａ１とを係合させた後に、第２ヘッドボール２６を径方向外方に移動させて第２ストラット２５を回動させて、第２ストラット２５の一端部２５ｂと入力ギヤ２０の第２係合部２０ａ２とを係合させる。【選択図】図３

Description

本発明は、入力部材の回転を出力部材に伝達する伝達状態と伝達しない非伝達状態を切換自在な駆動力伝達装置に関する。

従来、駆動源からの駆動力が伝達され回転する筒状の入力軸から、その入力軸に挿入された筒状の出力軸に対し、ストラットとそのストラットを押圧するボールとで構成されたクラッチ機構を介して、回転を伝達する駆動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のクラッチ機構は、出力軸の周面に形成された開口部に配置された回動可能なストラットと、そのストラットを径方向内側から押圧自在なヘッドボールとで構成されている。このクラッチでは、ストラットがヘッドボールで押圧された際に、ストラットの一部が出力軸の外周面から突出して入力軸の内周面に形成された係合部に係合する。これにより、入力軸の回転が出力軸に伝達される。

このように構成されたクラッチ機構は、ヘッドボールでストラットが押圧されているときには、入力軸が出力軸に対して一方側に回転した場合にのみ入力軸から出力軸に回転を伝達するクラッチ（いわゆる、ワンウェイクラッチ）となっている。

そのため、このクラッチ機構を備えた駆動力伝達装置では、入力軸が出力軸に対して一方側に相対回転した場合には、入力軸は出力軸と一体的に回転し、他方側に相対回転した場合には、入力軸は出力軸に対して空転する。

特開２００９−０７４６３７

ところで、特許文献１に記載のような従来のクラッチ機構において、入力軸が出力軸に対して他方側に相対回転した場合にも入力軸と出力軸とを一体的に回転可能とするためには、クラッチ機構に、既存のストラットとは異なる向きで入力軸と係合可能な新たなストラットと、その新たなストラットを押圧するためのヘッドボールとを設ければよい。

そのようにしていずれの方向にも回転を伝達する伝達状態といずれの方向にも回転を伝達しない非伝達状態とを切換可能に構成した場合、伝達状態とする際には、向きの異なる２つのストラットの間に入力軸の係合部を嵌め込むようにして係合する必要がある。そして、スムーズに係合させるためには、係合の際にストラットの係合部と入力軸の係合部との間に、十分なクリアランスが形成されるように構成する必要がある。

しかし、十分なクリアランスを確保するためにストラットと係合部との間隔を大きくすると、係合が完了した後の伝達状態においても、ストラットと係合部との間に大きな間隔が存在してしまい、騒音や振動の原因となるがたつきが発生してしまうおそれがあった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、一方の回転体が他方の回転体に対していずれの方向に回転しても駆動力を伝達でき、スムーズに係合可能であって、且つ、がたつきが発生しにくい駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の駆動力伝達装置（２）は、筒状の第１回転体（２０）と、前記第１回転体（２０）に挿入され、前記第１回転体（２０）に対して相対回転可能であり、周面に第１開口部（２１ａ）及び第２開口部（２１ｂ）を有する筒状の第２回転体（２１）と、前記第１開口部（２１ａ）に配置され、前記第２回転体（２１）の軸線方向に延びる軸線を軸として前記第２回転体（２１）に回動可能に固定された第１ストラット（２２）と、前記第１ストラット（２２）の径方向内側に配置され、径方向に移動自在であり、径方向外方に移動した際に該第１ストラット（２２）の一端部（２２ｂ）を押圧して該第１ストラット（２２）を回動させて該一端部（２２ｂ）を径方向外方に移動させる第１押圧部材（２３）と、前記第２開口部（２１ｂ）に配置され、前記第２回転体（２１）の軸線方向に延びる軸線を軸として前記第２回転体（２１）に回動可能に固定された第２ストラット（２５）と、前記第２ストラット（２５）の径方向内側に配置され、径方向に移動自在であり、径方向外方に移動した際に該第２ストラット（２５）の一端部（２５ｂ）を押圧して該第２ストラット（２５）を回動させて該一端部（２５ｂ）を径方向外方に移動させる第２押圧部材（２６）と、前記第１押圧部材（２３）及び前記第２押圧部材（２６）を径方向に移動させるカム機構（２８）とを備え、前記第１回転体（２０）は、前記第１回転体（２０）の内周面に形成され、前記第１ストラット（２２）の一端部（２２ｂ）が径方向外方に移動した際に該一端部（２２ｂ）と係合して前記第１回転体（２０）と前記第２回転体（２１）とを一方側に一体的に回転させる第１係合部（２０ａ１）と、前記第１回転体（２０）の内周面に形成され、前記第２ストラット（２５）の一端部（２５ｂ）が径方向外方に移動した際に該一端部（２５ｂ）と係合して前記第１回転体（２０）と前記第２回転体（２１）とを他方側に一体的に回転させる第２係合部（２０ａ２）とを有し、前記カム機構（２８）は、前記第１ストラット（２２）の一端部（２２ａ２）と前記第１係合部（２０ａ１）とを係合させ、且つ、前記第２ストラット（２５）の一端部（２５ｂ）と前記第２係合部（２０ａ２）とを係合させた伝達状態にする際に、前記第１押圧部材（２３）を径方向外方に移動させた後に、前記第２押圧部材（２６）を径方向外方に移動させることを特徴とする。

このように、本発明の駆動力伝達装置では、第１回転体に形成された第１係合部と第２回転体に配置された第１ストラットの一端部とを係合させることによって、第１回転体と第２回転体とを、一体的に一方側に回転可能としている。一方で、第１回転体に形成された第２係合部と第２回転体に配置された第２ストラットの一端部とを係合させることによって、第１回転体と第２回転体とを、一体的に他方側に回転可能としている。

また、第１ストラットを回動させる第１押圧部材及び第２ストラットを回動させる第２押圧部材は、カム機構によって径方向に移動させられる。そのようにして移動させられた押圧部材によって、第１ストラット及び第２ストラットは押圧して回動させられ、第１係合部及び第２係合部に係合する。これにより、駆動力伝達装置は伝達状態となる。

そして、カム機構は、非伝達状態から伝達状態に切り換えるに際し、第１押圧部材を径方向外方に移動させた後（すなわち、第１ストラットを第１係合部に係合させた後）に、第２押圧部材を径方向外方に移動させる（すなわち、第１ストラットと向きの異なる第２ストラットを第２係合部に係合させる）。

これにより、第１ストラットによって係合部の位置が定められた後に、第２ストラットが係合することになる。そのため、２種類のストラットを同時に係合させる構成に比べ、係合の際に必要なストラットと係合部との間のクリアランスを小さくすることができる。その結果、クリアランスを大きくすることなく、スムーズな係合が可能となる。

したがって、本発明の駆動力伝達装置によれば、一方の回転体が他方の回転体に対していずれの方向に回転しても駆動力を伝達でき、スムーズに係合して伝達状態に切り換わることができ、また、伝達状態においては騒音や振動の原因となるがたつきの発生を抑制することができる。

また、本発明の駆動力伝達装置としては、前記カム機構（２８）は、前記第２回転体（２１）の内部に前記第２回転体（２１）と同軸に配置され、前記第２回転体（２１）に対して軸線方向に移動自在なカムロッド（２８ａ）と、前記カムロッド（２８ａ）を移動させるアクチュエータ（ＡＣＴ）と、前記カムロッド（２８ａ）が挿通され、前記カムロッド（２８ａ）に対し軸線方向に相対移動可能な筒状のカムリング（２８ｂ）と、前記カムロッド（２８ａ）に固定され、前記カムロッド（２８ａ）に対する前記カムリング（２８ｂ）の相対位置が所定の位置となるように前記カムリング（２８ｂ）を軸線方向に付勢する付勢部材（２８ｄ）とを有し、前記カムリング（２８ｂ）の外周面には、前記カムリング（２８ｂ）が前記伝達状態に対応する位置に移動した際に前記第１押圧部材（２３）及び前記第２押圧部材（２６）を径方向外方に移動させるカム面（２８ｂ１，２８ｂ２）が形成されているように構成してもよい。

実施形態に係る車両のクラッチ機構の構成を示す断面図。 図１のクラッチ機構のヘッドボールの動作を示す断面図であり、図２Ａは非伝達状態を示し、図２Ｂは伝達状態を示す。 図２のクラッチ機構の軸線を横切る方向の断面図であり、図３Ａは非伝達状態を示し、図３Ｂは伝達状態を示す。 図１の車両のクラッチ機構の第１ストラットの形状を示す模式図であり、図４Ａは、ヘッドボール及びテールボールの当接側から見た形状を示す平面図を示し、図４Ｂは側面図を示す。 図１の車両のクラッチ機構のテールボールの動作を示す断面図であり、図５Ａは非伝達状態を示し、図５Ｂは伝達状態を示す。 図１の車両のクラッチ機構のヘッドボール及びテールボールの移動のタイミングを示すタイミングチャート。 図１の車両のクラッチ機構の非伝達状態から伝達状態に切り換える際の軸線を横切る方向の断面図。 図１の車両のクラッチ機構の非伝達状態から伝達状態に切り換える際のヘッドボールの状態を示す断面図。

以下、図面を参照して、本実施形態に係る駆動力伝達装置について説明する。本実施形態は二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切換自在な車両に、本発明の駆動力伝達装置をクラッチ機構として用いた実施形態である。しかし、本発明の駆動力伝達装置は、車両のクラッチ機構にのみ搭載されるものではなく、船舶等、他の乗り物や無人機等の駆動力伝達装置の他、種々の機構としても使用し得るものである。

まず、図１を参照して、車両Ｖの概略構成について説明する。

図１に示すように、車両Ｖは、ケース１と、駆動源（不図示）からの駆動力が伝達されるデファレンシャルギヤＤＧと、デファレンシャルギヤＤＧから伝達された駆動力によって、車両Ｖの前輪を駆動する駆動軸ＤＳと、デファレンシャルギヤＤＧからの駆動力が伝達されるクラッチ機構２（駆動力伝達機構）と、クラッチ機構２から伝達された駆動力を後輪の駆動軸（不図示）に伝達するためのプロペラシャフトＰＳとを備えている。

デファレンシャルギヤＤＧは、複数の第１ベアリングＢＲ１によって、ケース１に回転可能に軸支されている。また、クラッチ機構２は、複数の第２ベアリングＢＲ２によって、ケース１に回転可能に軸支されている。また、プロペラシャフトＰＳは、複数の第３ベアリングＢＲ３によって、ケース１に回転可能に軸支されている。

デファレンシャルギヤＤＧの外周面には、駆動源の駆動力が伝達される第１リングギヤＤＧ１と、デファレンシャルギヤＤＧからの駆動力をクラッチ機構２に伝達するための第２リングギヤＤＧ２とが設けられている。

次に、図２〜図４を参照して、クラッチ機構２について詳細に説明する。なお、図３において、デファレンシャルギヤＤＧの第２リングギヤＤＧ２と噛合する入力ギヤ２０の歯部の図示は省略している。

図２に示すように、クラッチ機構２は、リング状の入力ギヤ２０（第１回転体）と、入力ギヤ２０に挿入されており、入力ギヤ２０に対して相対回転可能な筒状の出力軸２１（第２回転体）とを備えている。

入力ギヤ２０は、デファレンシャルギヤＤＧの第２リングギヤＤＧ２と噛合している。そのため、入力ギヤ２０には、第２リングギヤＤＧ２を介して、駆動源からの駆動力が伝達される。

図３に示すように、出力軸２１の周面には、内部まで連通する第１開口部２１ａ及び第２開口部２１ｂが、周方向に交互に並ぶようにして２つずつ形成されている。

第１開口部２１ａには、板状の第１ストラット２２が配置されている。第１ストラット２２の径方向内側には、径方向に移動自在な第１ヘッドボール２３（第１押圧部材）及び第１テールボール２４が配置されている。

図４に示すように、第１ストラット２２は、出力軸２１の軸線と平行な軸線方向に延在する一対の第１軸部２２ａと、軸線の一方側に位置する第１一端部２２ｂと、軸線の他方側に位置する第１他端部２２ｃとを有している。

第１一端部２２ｂの端面は、後述する入力ギヤ２０の第１係合部２０ａ１と係合する係合端面２２ｂ１となっている。

なお、第１一端部２２ｂの第１ヘッドボール２３が当接する部分（具体的には、図４における左側の二点鎖線で示した円に対応する部分。）に、第１ヘッドボール２３に対応するような窪みを設けてもよい。また、第１他端部２２ｃの第１テールボール２４が当接する部分（具体的には、図４における右側の二点鎖線で示した円に対応する部分。）に、第１テールボール２４に対応するような窪みを設けてもよい。

そのような窪みを設ければ、第１ヘッドボール２３や第１テールボール２４が第１ストラット２２に当接した際に、第１ストラット２２に対して第１ヘッドボール２３や第１テールボール２４が滑ることが防止されるので、押圧力が無駄なく第１ストラット２２に伝達されるようになる。

第１ストラット２２は、第１軸部２２ａを軸として出力軸２１に回動可能に固定されている。具体的には、図３に示すように、第１ヘッドボール２３が径方向外方に向かって移動する際（図３Ａの状態から図３Ｂの状態に変化する際）には、第１一端部２２ｂが第１ヘッドボール２３に押圧されて、第１ストラット２２が一方側（図３では時計回り）に回動する。これにより、第１一端部２２ｂが出力軸２１の外周面から径方向外方に突出した状態になる。

一方、第１テールボール２４が径方向外方に向かって移動する際（図３Ｂの状態から図３Ａの状態に変化する際）には、第１他端部２２ｃが第１テールボール２４に押圧されて、第１ストラット２２が他方側（図３では反時計回り）に回動する。これにより、第１一端部２２ｂ及び第１他端部２２ｃが、出力軸２１の第１開口部２１ａに収納された状態になる。

また、第２開口部２１ｂには、板状の第２ストラット２５が配置されている。第２ストラット２５の径方向内側には、径方向に移動自在な第２ヘッドボール２６（第２押圧部材）及び第２テールボール２７が配置されている。

第２ストラット２５は、第１ストラット２２と同様の形状であり、出力軸２１の軸線と平行な軸線方向に延在する一対の第２軸部２５ａと、軸線の一方側に位置する第２一端部２５ｂと、軸線の他方側に位置する第２他端部２５ｃとを有している。

第２ストラット２５は、第２軸部２５ａを軸として出力軸２１に回動可能に固定されている。具体的には、第２ヘッドボール２６が径方向外方に向かって移動する際（図３Ａの状態から図３Ｂの状態に変化する際）には、第２一端部２５ｂが第２ヘッドボール２６に押圧されて、第２ストラット２５が他方側（図３では反時計回り）に回動する。これにより、第２一端部２５ｂが出力軸２１の外周面から径方向外方に突出した状態になる。

一方、第２テールボール２７が径方向外方に向かって移動する際（図３Ｂの状態から図３Ａの状態に変化する際）には、第２他端部２５ｃが第２テールボール２７に押圧されて、第２ストラット２５が他方側（図３では時計回り）に回動する。これにより、第２一端部２５ｂ及び第２他端部２５ｃが、出力軸２１の第２開口部２１ｂに収納された状態になる。

なお、クラッチ機構２では、押圧部材である第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６として、球形の部材を用いている。これは、径方向への移動時の摺動抵抗や、第１ストラット２２及び第２ストラット２５へ当接する際の衝撃を低減するためである。しかし、押圧部材の形状は他の形状であってもよい。例えば、径方向に延びる柱状であってもよい。ただし、そのような柱状とする場合には、端部を球面とすることが好ましい。

また、クラッチ機構２では、出力軸２１の第１開口部２１ａ及び第２開口部２１ｂと、それらに配置される第１ストラット２２及び第２ストラット２５と、それらを押圧するための第１ヘッドボール２３、第１テールボール２４、第２ヘッドボール２６及び第２テールボール２７を周方向に一列に並ぶように配置している。しかし、これらは後述する入力ギヤ２０の第１係合部２０ａ１及び第２係合部２０ａ２に対応するように配置されていればよく、必ずしも周方向一列に並ぶように配置する必要はない。

第１ストラット２２を回動させる第１ヘッドボール２３及び第１テールボール２４、並びに、第２ストラット２５を回動させる第２ヘッドボール２６及び第２テールボール２７は、カム機構２８によって、径方向に移動させられる。

図２に示すように、カム機構２８は、出力軸２１の内部に配置され、出力軸２１と同軸に配置されたカムロッド２８ａと、ケース１に固定され、カムロッド２８ａの一端部に接続されているアクチュエータＡＣＴと、出力軸２１の内部に配置され、カムロッド２８ａが挿通されている筒状のカムリング２８ｂと、カムロッド２８ａの他端部の外周面に固定されているサークリップ２８ｃと、カムリング２８ｂとサークリップ２８ｃとの間に配置されているコイルバネ２８ｄ（付勢部材）とを有している。

カムロッド２８ａは、一端部に接続されているアクチュエータＡＣＴからの駆動力によって、出力軸２１に対して軸線方向に移動自在となっている。カムロッド２８ａの他端部は、他の部分よりも細く形成されており、その段差部分は、係止部２８ａ１となっている。

カムリング２８ｂは、カムロッド２８ａに対して軸線方向に相対移動可能となっている。カムリング２８ｂは、出力軸２１の第１開口部２１ａ及び第２開口部２１ｂの径方向内側に位置している。そのため、カムリング２８ｂの外周面には、第１ヘッドボール２３、第１テールボール２４、第２ヘッドボール２６及び第２テールボール２７が当接している。

カムリング２８ｂの外周面の第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６と当接する部分には、第１カム面２８ｂ１が形成されている。一方、カムリング２８ｂの外周面の第１テールボール２４及び第２テールボール２７と当接する部分には、第２カム面２８ｂ２が形成されている（図５参照）。

この第１カム面２８ｂ１及び第２カム面２８ｂ２によって、カムリング２８ｂがカムロッド２８ａの移動に伴って出力軸２１に対して軸線方向に相対移動した際には、第１ヘッドボール２３、第１テールボール２４、第２ヘッドボール２６及び第２テールボール２７は、径方向に移動する。

コイルバネ２８ｄは、カムロッド２８ａに対するカムリング２８ｂの相対位置が所定の位置（具体的には、カムロッド２８ａの係止部２８ａ１によって係止される位置）となるように、カムリング２８ｂを軸線方向一方側に付勢している。

なお、カム機構２８では、カムリング２８ｂを付勢する付勢部材としてコイルバネ２８ｄを用いている。しかし、付勢部材は、コイルバネに限定されるものではない。例えば、皿バネやウェーブスプリングの他、ゴム等を用いてもよい。

ところで、図３に示すように、出力軸２１が挿通されている入力ギヤ２０の内周面には、出力軸２１の第１開口部２１ａ及び第２開口部２１ｂに対応する数だけ、凹部２０ａが形成されている。

凹部２０ａの一方側の縁部は、第１係合部２０ａ１となっている。第１係合部２０ａ１には、第１ストラット２２の第１一端部２２ｂが出力軸２１の外周面から突出した際（すなわち、図３Ｂの状態）に、第１ストラット２２の第１一端部２２ｂと係合する。このようにして係合することによって、入力ギヤ２０の正転方向の回転が出力軸２１にも伝達されるようになる。

一方、凹部２０ａの他方側の縁部は、第２係合部２０ａ２となっている。第２係合部２０ａ２には、第２ストラット２５の第２一端部２５ｂが出力軸２１の外周面から突出した際（すなわち、図３Ｂの状態）に、第２ストラット２５の第２一端部２５ｂと係合する。このようにして係合することによって、入力ギヤ２０の逆転方向の回転が出力軸２１にも伝達されるようになる。

次に、図２、図３及び図５を参照して、クラッチ機構２の非伝達状態及び伝達状態について説明する。なお、図２、図３及び図５においては、図２Ａ、図３Ａ及び図５Ａが非伝達状態を示し、図２Ｂ、図３Ｂ及び図５Ｂが伝達状態を示す。

ここで、非伝達状態とは、入力ギヤ２０が出力軸２１に対して、逆転方向及び正転方向のいずれの方向に相対回転した場合でも、入力ギヤ２０の回転が出力軸２１に伝達されない状態をいい、伝達状態とは、入力ギヤ２０が出力軸２１に対していずれの方向に相対回転した場合でも、入力ギヤ２０の回転が出力軸２１に伝達される状態をいう。

非伝達状態においては、図２Ａに示すように、第１ヘッドボール２３は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第１カム面２８ｂ１に押圧されていないので、径方向に移動自在の状態となっている。一方、図５Ａに示すように、第１テールボール２４は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第２カム面２８ｂ２に押圧されて、径方向外側の位置で固定されている。

そのため、図３Ａに示すように、第１ストラット２２は、第１テールボール２４から加わる押圧力によって、第１一端部２２ｂが出力軸２１の外周面から突出しない状態で保持される。また、第１ヘッドボール２３も、第１ストラット２２を介して第１テールボール２４から押圧力が加わり、径方向内側の位置に固定される。

同様に、第２ヘッドボール２６は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第１カム面２８ｂ１に押圧されていないので、径方向に移動自在の状態となっている。一方、第２テールボール２７は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第２カム面２８ｂ２に押圧されて、径方向外側の位置で固定されている。

そのため、第２ストラット２５は、第２テールボール２７から加わる押圧力によって、第２一端部２５ｂが出力軸２１の外周面から突出しない状態で保持される。また、第２ヘッドボール２６も、第２ストラット２５を介して第２テールボール２７から押圧力が加わり、径方向内側の位置に固定される。

このように、第１ストラット２２の第１一端部２２ｂ及び第２ストラット２５の第２一端部２５ｂが出力軸２１の外周面から突出していない非伝達状態においては、入力ギヤ２０と出力軸２１とが係合しない。

そのため、入力ギヤ２０の回転が出力軸２１に伝わることはなく、入力ギヤ２０と出力軸２１とは相対回転自在となる。このとき、車両Ｖの後輪の駆動軸には駆動力が伝達されないので、車両Ｖは二輪駆動状態となる。

一方、伝達状態においては、図２Ｂに示すように、第１ヘッドボール２３は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第１カム面２８ｂ１に押圧されて、径方向外側の位置で固定されている。一方、図５Ｂに示すように、第１テールボール２４は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第２カム面２８ｂ２に押圧されていないので、径方向に移動自在の状態となっている。

そのため、図３Ｂに示すように、第１ストラット２２は、第１ヘッドボール２３から加わる押圧力によって、第１一端部２２ｂが出力軸２１の外周面から突出した状態となる。その結果、第１一端部２２ｂは、入力ギヤ２０の内周面に設けられた第１係合部２０ａ１と係合する。

同様に、第２ヘッドボール２６は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第１カム面２８ｂ１に押圧されて、径方向外側の位置で固定されている。一方、第２テールボール２７は、カム機構２８のカムリング２８ｂの第２カム面２８ｂ２に押圧されていないので、径方向に移動自在の状態となっている。

そのため、第２ストラット２５は、第２ヘッドボール２６から加わる押圧力によって、第２一端部２５ｂが出力軸２１の外周面から突出した状態となる。第２一端部２５ｂは、入力ギヤ２０の内周面に設けられた第２係合部２０ａ２と係合する。

このように、第１ストラット２２の第１一端部２２ｂ及び第２ストラット２５の第２一端部２５ｂが出力軸２１の外周面から突出している伝達状態においては、入力ギヤ２０と出力軸２１とが係合する。すなわち、入力ギヤ２０の正転側の回転は、第１一端部２２ｂと第１係合部２０ａ１との係合を介して、出力軸２１に伝達される。一方、入力ギヤ２０の逆転側の回転は、第２一端部２５ｂと第２係合部２０ａ２との係合を介して、出力軸２１に伝達される。

そのため、入力ギヤ２０の回転が出力軸２１に伝わり、入力ギヤ２０と出力軸２１とは一体的に回転する。すなわち、入力ギヤ２０の回転が出力軸２１に伝達されるので、車両Ｖの後輪の駆動軸にも駆動力が伝達され、車両Ｖは四輪駆動状態となる。また、出力軸２１の回転が入力ギヤ２０の回転によって制限されるので、車両Ｖでエンジンブレーキが効くようになる。

次に、図３及び図６を参照して、非伝達状態から伝達状態に切り換える際における第１ヘッドボール２３、第１テールボール２４、第２ヘッドボール２６及び第２テールボール２７の動作について説明する。

クラッチ機構２では、非伝達状態から伝達状態に切り換える際に、第１ヘッドボール２３、第１テールボール２４、第２ヘッドボール２６及び第２テールボール２７を、それぞれを異なるタイミングで径方向に移動させている。すなわち、第１カム面２８ｂ１の形状及び第２カム面２８ｂ２の形状は、周方向において、第１ヘッドボール２３、第１テールボール２４、第２ヘッドボール２６及び第２テールボール２７に対応して軸線方向にずれた形状となっている。

具体的には、図３に示すように、まず、第１テールボール２４が、第２カム面２８ｂ２による押圧が解除されることによって、径方向外方にある外側位置から径方向内方にある内側位置に移動可能となる（図６の時刻ｔ１）。これにより、正転方向の回転を伝達するための第１ストラット２２が回動可能となる。

次に、第１ヘッドボール２３が、第１カム面２８ｂ１に押圧されることによって、内側位置から外側位置に移動を開始する（図６の時刻ｔ２）。

また、第１ヘッドボール２３が移動を開始するのと同時に、第２テールボール２７が、第２カム面２８ｂ２による押圧が解除されることによって、外側位置から内側位置に移動可能となる（図６の時刻ｔ２）。これにより、逆転方向の回転を伝達するための第２ストラット２５が回動可能となる。

次に、第２ヘッドボール２６が、第１カム面２８ｂ１に押圧されることによって、内側位置から外位置側に移動を開始する（図６の時刻ｔ３）。

次に、第１テールボール２４が、第１ストラット２２の第１他端部２２ｃに押圧されて、内側位置への移動を完了する（図６の時刻ｔ４）。

次に、第１ヘッドボール２３が、外側位置への移動を完了する（図６の時刻ｔ５）。これにより、第１ストラット２２の第１一端部２２ｂが出力軸２１から突出した状態となり、入力ギヤ２０の第１係合部２０ａ１と係合した状態となる。

また、第１ヘッドボール２３の移動が完了するのと同時に、第２テールボール２７が、第２ストラット２５の第２他端部２５ｃに押圧されて、内側位置への移動を完了する（図６の時刻ｔ５）。

最後に、第２ヘッドボール２６が、外側位置への移動を完了する（図６の時刻ｔ６）。これにより、第２ストラット２５の第２一端部２５ｂが出力軸２１から突出した状態となり、入力ギヤ２０の第２係合部２０ａ２と係合した状態となる。

以上のように、クラッチ機構２のカム機構２８は、非伝達状態から伝達状態に切り換えるに際し、正転側の駆動力を伝達するための第１ヘッドボール２３を径方向外方の外側位置に移動させた後に、逆転側の駆動力を伝達するための第２ヘッドボール２６を径方向外方にある外側位置に移動させる。

すなわち、クラッチ機構２のカム機構２８は、非伝達状態から伝達状態に切り換えるに際し、第１ストラット２２を入力ギヤ２０の第１係合部２０ａ１に係合させた後に、第１ストラット２２と向きの異なる第２ストラット２５を入力ギヤ２０の第２係合部２０ａ２に係合させる。

これにより、第１ストラット２２によって第１係合部２０ａ１及び第２係合部２０ａ２の形成されている入力ギヤ２０の凹部２０ａの位置が定められた後に、第２ストラット２５が係合することになる。

そのため、２種類のストラットを同時に係合させる構成に比べ、係合の際に必要なストラットと係合部との間のクリアランス（すなわち、第１ストラット２２の第１一端部２２ｂと第１係合部２０ａ１との間隔、及び、第２ストラット２５の第２一端部２５ｂと第２係合部２０ａ２との間隔）を小さくすることができる。その結果、クリアランスを大きくすることなく、スムーズな係合が可能となる。

したがって、クラッチ機構２によれば、入力ギヤ２０が出力軸２１に対していずれの方向に回転しても駆動力を伝達でき、スムーズに係合して伝達状態に切り換わることができ、また、伝達状態においては騒音や振動の原因となるがたつきの発生を抑制することができる。

ところで、出力軸２１に対して入力ギヤ２０が相対回転している状態で非伝達状態から伝達状態に切り換えようとした場合、切り換えのタイミングによっては、第１ストラット２２の第１一端部２２ｂや第２ストラット２５の第２一端部２５ｂが、入力ギヤ２０の凹部２０ａ以外の部分に当接して、第１ストラット２２や第２ストラット２５に意図しない負荷が加わってしまうおそれがある。

そこで、クラッチ機構２では、コイルバネ２８ｄを用いて、カムリング２８ｂの移動のタイミングを調整することによって、第１ストラット２２及び第２ストラット２５に意図しない負荷が加わってしまうことを防止している。

以下に、図２、図７及び図８を参照して、コイルバネ２８ｄを用いた機構について説明する。

図２Ａに示すように、非伝達状態では、コイルバネ２８ｄは、カムロッド２８ａに対するカムリング２８ｂの相対位置が所定の位置（具体的には、カムロッド２８ａの係止部２８ａ１によって係止される位置）となるように、カムリング２８ｂを軸線方向一方側に付勢している。

そのため、非伝達状態から伝達状態に切り換える際（すなわち、アクチュエータＡＣＴからの駆動力によってカムロッド２８ａが一方（図２Ａにおいては左方向）に移動した際）に、第１ストラット２２及び第２ストラット２５が入力ギヤ２０の凹部２０ａに対応する位置に存在している場合には、第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６は外側位置に移動する。その結果、カムリング２８ｂの移動は、第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６によって阻害されない。

一方、非伝達状態から伝達状態に切り換える際に、図７に示すように、第１ストラット２２及び第２ストラット２５が入力ギヤ２０の凹部２０ａに対応する位置に存在していなかった場合には、第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６は入力ギヤ２０の内周面に当接し内側位置で保持される。その結果、カムリング２８ｂの移動は、第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６によって阻害されることになる。

このとき、図８に示すように、コイルバネ２８ｄは、圧縮状態となっており、カムリング２８ｂを一方（図８においては左側）に付勢した状態となっている。

そのため、出力軸２１に対して入力ギヤ２０が相対回転し、入力ギヤ２０の凹部２０ａが第１ストラット２２及び第２ストラット２５に対応する位置に移動した際（すなわち、第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６が径方向に移動可能となった際（図３参照））に、第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６は、コイルバネ２８ｄの付勢力によって移動させられたカムリング２８ｂに押圧されて、外側位置に移動することになる。

すなわち、クラッチ機構２は、このようにカムリング２８ｂを付勢するコイルバネ２８ｄを備えているので、非伝達状態から伝達状態に切り換える際に、第１ストラット２２及び第２ストラット２５が入力ギヤ２０の凹部２０ａに対応する位置に存在していなかった場合には、アクチュエータＡＣＴからカムロッド２８ａに伝達される駆動力は、コイルバネ２８ｄによって一時的に吸収されることになる。

したがって、クラッチ機構２によれば、切り換えのタイミングによらず、第１ストラット２２や第２ストラット２５に意図しない負荷が加わりにくい。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態では、クラッチ機構２は、第１回転体である入力ギヤ２０に、第２回転体である出力軸２１を挿入する構成となっている。しかし、本発明の駆動力伝達装置は、そのような構成に限定されるものではなく、第１回転体に対して、第１回転体に挿入されている第２回転体から回転を伝達する構成であってもよい。

また、上記実施形態では、クラッチ機構２は、入力ギヤ２０に対して正転側の回転を伝達する（すなわち、二輪駆動状態を四輪駆動状態にするための）第１ストラット２２を係合させた後に、逆転側の回転を伝達する（すなわち、四輪駆動状態でエンジンブレーキを効かせるための）第２ストラット２５を係合させている。

これは、クラッチ機構２が車両Ｖに搭載されるものであるので、二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り換えが完了するまでの時間（応答性）が、四輪駆動においてエンジンブレーキが効くようになるまでの応答性よりも優先すべきものであるためである。すなわち、優先すべき方向の回転を伝達するストラットを、他のストラットに先立って係合させている。

そのため、車両以外のものに本発明の駆動力伝達装置を搭載する場合には、先に係合させるストラットは、優先すべき回転を伝達するストラットであれば、いずれの方向の回転を伝達するものであってもよい。

また、上記実施形態では、クラッチ機構２は、第１ストラット２２及び第２ストラット２５を押圧する部材として、押圧部材である第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６の他に、第１テールボール２４及び第２テールボール２７を備えている。

これらの第１テールボール２４及び第２テールボール２７は、カムリング２８ｂの第２カム面２８ｂ２と協働して、非係合状態において、第１ストラット２２及び第２ストラット２５並びに第１ヘッドボール２３及び第２ヘッドボール２６を、所定の位置に保持するためのものである。

しかし、本発明の駆動力伝達装置は、テールボールを備える構成に限定されるものではなく、テールボールを省略してもよい。なお、テールボールを省略した場合には、ヘッドボールの径方向における位置を制御する機構を設けることが好ましい。例えば、カムリングを磁石で形成するとともに、ヘッドボール及びストラットを磁性体で形成してもよい。

１…ケース、２…クラッチ機構（駆動力伝達装置）、２０…入力ギヤ（第１回転体）、２０ａ…凹部、２０ａ１…第１係合部、２０ａ２…第２係合部、２１…出力軸（第２回転体）、２１ａ…第１開口部、２１ｂ…第２開口部、２２…第１ストラット、２２ａ…第１軸部、２２ｂ…第１一端部、２２ｂ１…係合端面、２２ｃ…第１他端部、２３…第１ヘッドボール（第１押圧部材）、２４…第１テールボール、２５…第２ストラット、２５ａ…第２軸部、２５ｂ…第２一端部、２５ｃ…第２他端部、２６…第２ヘッドボール（第２押圧部材）、２７…第２テールボール、２８…カム機構、２８ａ…カムロッド、２８ａ１…係止部、２８ｂ…カムリング、２８ｂ１…第１カム面、２８ｂ２…第２カム面、２８ｃ…サークリップ、２８ｄ…コイルバネ（付勢部材）、ＡＣＴ…アクチュエータ、ＢＲ１…第１ベアリング、ＢＲ２…第２ベアリング、ＢＲ３…第３ベアリング、ＤＧ…デファレンシャルギヤ、ＤＧ１…第１リングギヤ、ＤＧ２…第２リングギヤ、ＤＳ…駆動軸、ＰＳ…プロペラシャフト、Ｖ…車両。

Claims (2)

1. 筒状の第１回転体と、
   前記第１回転体に挿入され、前記第１回転体に対して相対回転可能であり、周面に第１開口部及び第２開口部を有する筒状の第２回転体と、
   前記第１開口部に配置され、前記第２回転体の軸線方向に延びる軸線を軸として前記第２回転体に回動可能に固定された第１ストラットと、
   前記第１ストラットの径方向内側に配置され、径方向に移動自在であり、径方向外方に移動した際に該第１ストラットの一端部を押圧して該第１ストラットを回動させて該一端部を径方向外方に移動させる第１押圧部材と、
   前記第２開口部に配置され、前記第２回転体の軸線方向に延びる軸線を軸として前記第２回転体に回動可能に固定された第２ストラットと、
   前記第２ストラットの径方向内側に配置され、径方向に移動自在であり、径方向外方に移動した際に該第２ストラットの一端部を押圧して該第２ストラットを回動させて該一端部を径方向外方に移動させる第２押圧部材と、
   前記第１押圧部材及び前記第２押圧部材を径方向に移動させるカム機構とを備え、
   前記第１回転体は、前記第１回転体の内周面に形成され、前記第１ストラットの一端部が径方向外方に移動した際に該一端部と係合して前記第１回転体と前記第２回転体とを一方側に一体的に回転させる第１係合部と、前記第１回転体の内周面に形成され、前記第２ストラットの一端部が径方向外方に移動した際に該一端部と係合して前記第１回転体と前記第２回転体とを他方側に一体的に回転させる第２係合部とを有し、
   前記カム機構は、前記第１ストラットの一端部と前記第１係合部とを係合させ、且つ、前記第２ストラットの一端部と前記第２係合部とを係合させた伝達状態にする際に、前記第１押圧部材を径方向外方に移動させた後に、前記第２押圧部材を径方向外方に移動させることを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の駆動力伝達装置であって、
   前記カム機構は、前記第２回転体の内部に前記第２回転体と同軸に配置され、前記第２回転体に対して軸線方向に移動自在なカムロッドと、前記カムロッドを移動させるアクチュエータと、前記カムロッドが挿通され、前記カムロッドに対し軸線方向に相対移動可能な筒状のカムリングと、前記カムロッドに固定され、前記カムロッドに対する前記カムリングの相対位置が所定の位置となるように前記カムリングを軸線方向に付勢する付勢部材とを有し、
   前記カムリングの外周面には、前記カムリングが前記伝達状態に対応する位置に移動した際に前記第１押圧部材及び前記第２押圧部材を径方向外方に移動させるカム面が形成されていることを特徴とする駆動力伝達装置。