JP2014214756A - ワンウェイクラッチおよび無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ローラの姿勢の安定化を図り、ダンピング性能の向上を図ること。
【解決手段】ワンウェイクラッチのエンゲージスプリングは、ローラが環状空間を移動する方向に対して交差する軸方向に並置された少なくとも２個の付勢部を備え、２個の付勢部のうち第１付勢部の端部は第２付勢部の端部よりもローラ側に長く設定されている。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、ワンウェイクラッチと、そのワンウェイクラッチを用いた無段変速機とに関する。

特許文献１には、エンジンに接続された入力軸の回転をコネクティングロッドの往復運動に変換し、コネクティングロッドの往復運動をワンウェイクラッチによって出力軸の回転運動に変換する無段変速機が開示されている。

特開２０１２−１０４８号公報

従来の無段変速機に用いられているワンウェイクラッチの構成を図１３〜図１５を参照して説明する。ワンウェイクラッチ１３２１は、基本的に環状のアウター部材１３２２の円形の内周面１３２２ａと、アウター部材１３２２の内部に同軸に配置された筒状のインナー部材１３２３の波状に屈曲する外周面１３２３ａとの間に形成された環状空間にローラ１３２５を配置したものである。アウター部材１３２２の内周面１３２２ａとインナー部材１３２３の外周面１３２３ａとの間に、ローラ１３２５が係合する楔状の空間を形成するために、インナー部材１３２３の波状に屈曲する外周面１３２３ａは、アウター部材１３２２の円形の内周面１３２２ａに対して傾斜した周面を有する。

アウター部材１３２２の内周面１３２２ａには環状溝１３２２ｃが形成されており、環状のリングスプリング１３３９が環状溝１３２２ｃ内に配置される。このリングスプリング１３３９はローラ１３２５の周面に当接してインナー部材１３２３の外周面１３２３ａに向けて付勢する。

アウター部材１３２２の外周に設けた突出部１３２２ｂ,１３２２ｂにピン１３１９ｃおよびクリップ１３４０，１３４０を介してコネクティングロッド１３１９が接続される。アウター部材１３２２およびインナー部材１３２３の間には、ローラ１３２５の軸方向両側に位置する一対のボールベアリング１３３４，１３３４が配置されており、このボールベアリング１３３４，１３３４によってアウター部材１３２２およびインナー部材１３２３が同芯状態を維持しながら相対回転可能に接続される。ボールベアリング１３３４，１３３４の両側に配置されているシム１３５１,１３５１およびクリップ１３５２,１３５２により、インナー部材１３２３がアウター部材１３２２に保持される。

ワンウェイクラッチ１３２１は、ローラ１３２５を環状空間の円周方向に付勢するエンゲージスプリング１３２４とエンゲージスプリング１３２４を支持するためのケージ１３３１とを備える。ケージ１３３１は円環状の板材からなる一対の環状部材１３３２，１３３２と、周方向に等間隔で配置されて一対の環状部材１３３２，１３３２を相互に接続する支持ロッド１３３３とで構成されている。エンゲージスプリング１３２４はケージ１３３１の支持ロッド１３３３に固定されている。一方のボールベアリング１３３４と、ケージ１３３１の一方の環状部材１３３２との間にアキシャルスプリング１３３８が配置されており、アキシャルスプリング１３３８の内周から突出する複数の突起１３３８ａがローラ１３２５の端面に弾発的に当接する。

アウター部材１３２２の内周面１３２２ａとインナー部材１３２３の外周面１３２３ａとの間に形成された楔状の空間にローラ１３２５が噛み込むことで、ワンウェイクラッチ１３２１が係合する。アウター部材１３２２の内周面１３２２ａとインナー部材１３２３の外周面１３２３ａとの間の楔状の空間からローラ１３２５が押し出されるとき、ローラ１３２５は遠心力で径方向外側に位置するアウター部材１３２２の内周面１３２２ａに押し付けられるが、ローラ１３２５に作用する遠心力をリングスプリング１３３９の径方向内向きの力（リングスプリング力）で抑制する。ワンウェイクラッチ１３２１は、係合解除後のダンピング状態において、ローラ１３２５をエンゲージスプリング１３２４で付勢して、ワンウェイクラッチが係合する直前の状態を示すデータムポイント待機位置に押し戻す。

図１４（Ａ）はワンウェイクラッチ１３２１を矢印１３５０の方向から見た概略図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のワンウェイクラッチのＡ−Ａ断面を示す概略図である。図１４（Ｂ）に示すように、環状のリングスプリング１３３９はローラ１３２５の軸方向の中央部にてローラ１３２５の周面に当接してインナー部材１３２３の外周面１３２３ａに向けて付勢する。リングスプリング１３３９による径方向内向きの力Ｆ（リングスプリング力）はローラ１３２５を外周面１３２３ａに向けて付勢する。

図１５は、アウター部材の内周面１３２２ａとインナー部材の外周面１３２３ａとの間の空間に配置したローラ１３２５を、支持ロッド１３３３に固定されたエンゲージスプリング１３２４で紙面の左側方向に付勢する構成を例示的に示す図である。インナー部材１３２３の波状に屈曲する外周面１３２３ａは、アウター部材１３２２の円形の内周面１３２２ａに対して傾斜した外周面を有しており、この傾斜により、アウター部材１３２２の内周面１３２２ａとインナー部材１３２３の外周面１３２３ａとの間にローラ１３２５が係合する楔状の空間が形成される。

リングスプリング１３３９の付勢力（リングスプリング力Ｆ）はローラ１３２５を外周面１３２３ａに向けて付勢するが、インナー部材１３２３の外周面１３２３ａは、アウター部材１３２２の内周面１３２２ａに対して傾斜しているため、リングスプリングの付勢力（リングスプリング力Ｆ）は、図１５に示すように外周面１３２３ａに対して直交する方向に作用せず、インナー部材の外周面１３２３ａに対して斜め方向に作用する。このため、リングスプリング力Ｆの力の成分としてローラ１３２５がインナー部材の外周面１３２３ａと接触するインナー部材の外周面の接線方向の力ｆ１と、インナー部材の外周面１３２３ａの接線方向に対して直交する方向の力ｆ２とが生じる。インナー部材の外周面の接線方向の力ｆ１はエンゲージスプリング１３２４でローラ１３２５を付勢する力（押し付け力）を相殺する方向に作用するため、エンゲージスプリング１３２４でローラ１３２５を付勢したとしても、ローラ１３２５に伝達されるエンゲージスプリング１３２４の押し付け力は不足し、ローラ１３２５はデータムポイント待機位置に戻らず、ローラ１３２５の姿勢は不安定となりワンウェイクラッチの安定した係合が妨げられる可能性があった。

前述の事情に鑑み、本発明は、ローラの姿勢の安定化を図り、ダンピング性能に優れたワンウェイクラッチおよびそのワンウェイクラッチを用いた無段変速機の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された本発明は、環状のアウター部材と、前記アウター部材の内部に同軸に配置されたインナー部材と、前記アウター部材の内周面および前記インナー部材の外周面の間に形成される環状空間に配置された複数のローラと、前記複数のローラにそれぞれ当接して前記環状空間の円周方向に付勢する複数の弾性部材と、を備え、前記アウター部材および前記インナー部材の所定方向への相対回転により、前記ローラを前記内周面および前記外周面の間に噛み込ませて駆動力を伝達するワンウェイクラッチであって、 前記弾性部材は、前記インナー部材に固定されたゲージに支持されたエンゲージスプリングを備え、
前記エンゲージスプリングは、前記ローラが前記環状空間を移動する方向に対して交差する軸方向に並置された少なくとも２個の付勢部を備え、
前記２個の付勢部のうち第１付勢部の端部は第２付勢部の端部よりも前記ローラ側に長く設定されていることを特徴とするワンウェイクラッチが提案される。

また、請求項２に記載された本発明は、環状のアウター部材と、前記アウター部材の内部に同軸に配置されたインナー部材と、前記アウター部材の内周面および前記インナー部材の外周面の間に形成される環状空間に配置された複数のローラと、前記複数のローラにそれぞれ当接して前記環状空間の円周方向に付勢する複数の弾性部材と、を備え、前記アウター部材および前記インナー部材の所定方向への相対回転により、前記ローラを前記内周面および前記外周面の間に噛み込ませて駆動力を伝達するワンウェイクラッチであって、 前記弾性部材は、前記インナー部材に固定されたゲージに支持されたエンゲージスプリングを備え、
前記エンゲージスプリングは、前記ローラが前記環状空間を移動する方向に対して交差する軸方向に並置された複数の付勢部を備え、
前記ワンウェイクラッチは、前記アウター部材と前記インナー部材との間に前記ローラが噛み合いトルク伝達が可能な伝達状態と、前記アウター部材と前記インナー部材との間で前記ローラの噛み合いが離脱して、トルク伝達不能な非伝達状態とを有し、前記伝達状態から前記非伝達状態への変化点を前記ローラが通過するときに、前記複数の付勢部のうち第１付勢部が前記ローラと接触することを特徴とするワンウェイクラッチが提案される。

また、請求項３に記載された本発明においては、請求項２の構成に加え、前記第１付勢部は、前記ローラと接触可能な第１面と前記第１面の端部で折り曲げられ、前記第１面よりも上方の位置で前記ローラと接触可能な第２面とを有することを特徴とするワンウェイクラッチが提案される。

また、請求項４に記載された本発明においては、請求項３の構成に加え、前記変化点を前記ローラが通過するときに、前記第１付勢部は、前記第２面で前記ローラと接触することを特徴とするワンウェイクラッチが提案される。

また、請求項５に記載された本発明においては、請求項３の構成に加え、前記付勢部は、前記ローラと接触可能な第１面を有する第２付勢部を有し、前記非伝達状態において、前記第２付勢部は前記第１面で前記ローラと接触し、前記第１付勢部は前記第１面および前記第2面で前記ローラと接触することを特徴とするワンウェイクラッチが提案される。

また、請求項６に記載された本発明においては、請求項１または請求項５の構成に加え、前記付勢部は、前記軸方向の中央に配置された前記第１付勢部と、前記第１付勢部の両側の対称位置に配置された前記第２付勢部と、を有することを特徴とするワンウェイクラッチが提案される。

また、請求項７に記載された本発明においては、請求項１乃至６のいずれか１項に記載されたワンウェイクラッチを備え、入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する無段変速機であって、前記入力軸の軸線からの偏心量が可変であって、該入力軸と共に回転する入力側支点と、前記ワンウェイクラッチの前記アウター部材に設けた出力側支点とをコネクティングロッドで接続し、前記ワンウェイクラッチの前記インナー部材を前記出力軸に接続したことを特徴とする無段変速機が提案される。

請求項１の構成によれば、ワンウェイクラッチのエンゲージスプリングは、ローラが環状空間を移動する方向に対して交差する軸方向に並置された少なくとも２個の付勢部を備え、２個の付勢部のうち第１付勢部の端部は第２付勢部の端部よりもローラ側に長く設定されているので、トルク伝達状態からローラが戻る際に、アウター部材側に作用するローラの遠心力をキャンセルすることが可能になり、ローラの姿勢を安定化することが可能になる。

また請求項２の構成によれば、トルク伝達が可能な伝達状態からトルク伝達不能な非伝達状態への変化点をローラが通過するときに、複数の付勢部のうち第１付勢部がローラと接触することで、非伝達状態前にローラの姿勢を安定化させることが可能になる。

また、請求項３の構成によれば、第１付勢部は、ローラと接触可能な第１面と第１面の端部で折り曲げられ、第１面よりも上方の位置でローラと接触可能な第２面とを有することで、ローラに対して遠心力対抗成分の力を付与することが可能になる。

また、請求項４の構成によれば、変化点をローラが通過するときに、第１付勢部は、第２面でローラと接触することで、非伝達状態前にローラの姿勢を安定化させつつ、ローラに対して遠心力対抗成分の力を付与することが可能になる。

また、請求項５の構成によれば、非伝達状態において、第２付勢部は第１面でローラと接触し、第１付勢部は第１面および第2面でローラと接触することにより、ローラに対して、遠心力対抗成分の力を付与しつつ、押し付け力を付与することが可能になる。

また、請求項６の構成によれば、付勢部は、軸方向の中央に配置された第１付勢部と、第１付勢部の両側の対称位置に配置された第２付勢部とを有することにより、ローラに均等な押し付け力を付与して、ローラの姿勢の安定化を図ることが可能になる。

また、請求項７の構成によれば、入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する無段変速機に本発明のワンウェイクラッチが適用される。無段変速機は、入力軸の軸線からの偏心量が可変であって該入力軸と共に回転する入力側支点と、ワンウェイクラッチのアウター部材に設けた出力側支点とをコネクティングロッドで接続し、ワンウェイクラッチのインナー部材を出力軸に接続したので、入力軸が回転してコネクティングロッドが往復運動すると、ワンウェイクラッチが間欠的に係合して出力軸が回転することで駆動力が伝達される。このとき、本発明のワンウェイクラッチの作動が安定することで無段変速機の動力伝達性能が高められる。

車両用動力伝達装置のスケルトン図。 図１の２部詳細図。 図２の３−３線断面図（ＴＯＰ状態）。 図２の３−３線断面図（ＬＯＷ状態）。 ＴＯＰ状態での作用説明図。 ＬＯＷ状態での作用説明図。 ワンウェイクラッチの分解斜視図。 ケージおよびエンゲージスプリングの斜視図。 図２の９部拡大図。 ワンウェイクラッチの係合状態を例示する図。 ワンウェイクラッチのＤＰ状態を例示する図。 ワンウェイクラッチのダンピング状態を例示する図。 従来のワンウェイクラッチの分解斜視図。 従来のワンウェイクラッチの構成を示す図。 従来のワンウェイクラッチの構成を示す図。

以下、図１〜図１２に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１に示すように、エンジンＥの駆動力を左右の車軸１０，１０を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する車両用動力伝達装置は、クランク式の無段変速機ＴおよびディファレンシャルギヤＤを備える。

次に、図２〜図６に基づいて無段変速機Ｔの構造を説明する。図２に示すように、本実施の形態の無段変速機Ｔは同一構造を有する複数個（実施の形態では４個）の動力伝達ユニットＵを軸方向に重ね合わせたものである。それらの動力伝達ユニットＵは平行に配置された共通の入力軸１１および共通の出力軸１２を備えており、入力軸１１の回転が減速または増速されて出力軸１２に伝達される。

以下、代表として一つの動力伝達ユニットＵの構造を説明する。エンジンＥに接続されて回転する入力軸１１は、電動モータのような変速アクチュエータ１４の中空の回転軸１４ａの内部を相対回転自在に貫通する。変速アクチュエータ１４のロータ１４ｂは回転軸１４ａに固定されており、ステータ１４ｃはケーシングに固定される。変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａは、入力軸１１と同速度で回転可能であり、かつ入力軸１１に対して異なる速度で相対回転可能である。

変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを貫通した入力軸１１には第１ピニオン１５が固定されており、この第１ピニオン１５を跨ぐように変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａにクランク状のキャリヤ１６が接続される。第１ピニオン１５と同径の２個の第２ピニオン１７，１７が、第１ピニオン１５と協働して正三角形を構成する位置にそれぞれピニオンピン１６ａ，１６ａを介して支持されており、これら第１ピニオン１５および第２ピニオン１７，１７に、円板形の偏心ディスク１８の内部に偏心して形成されたリングギヤ１８ａが噛合する。偏心ディスク１８の外周面に、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａの一端に設けたリング部１９ｂがボールベアリング２０を介して相対回転自在に嵌合する。

出力軸１２の外周に設けられたワンウェイクラッチ２１は、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａにピン１９ｃを介して枢支されたリング状のアウター部材２２と、アウター部材２２の内部に配置されて出力軸１２に固定されたインナー部材２３と、アウター部材２２とインナー部材２３との間に形成された楔状の空間に配置されてエンゲージスプリング２４（弾性部材）で付勢されたローラ２５とを備える。尚、ワンウェイクラッチ２１の具体的な構造は後から詳述する。

図２から明らかなように、４個の動力伝達ユニットＵはクランク状のキャリヤ１６を共有しているが、キャリヤ１６に第２ピニオン１７，１７を介して支持される偏心ディスク１８の位相は各々の動力伝達ユニットＵで９０°ずつ異なっている。例えば、図２において、左端の動力伝達ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中上方に変位し、左から３番目の動力伝達ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中下方に変位し、左から２番目および４番目の動力伝達ユニットＵ，Ｕの偏心ディスク１８，１８は上下方向中間に位置している。

次に、図７〜図９に基づいて、ワンウェイクラッチ２１の構造を説明する。尚、図３〜図６においてワンウェイクラッチ２１は模式的に図示されており、その実際の構造は図７〜図９に示されている。

本実施の形態のワンウェイクラッチ２１は、基本的に環状のアウター部材２２の円形の内周面２２ａと、アウター部材の内部に同軸に配置された筒状のインナー部材２３の波状に屈曲する外周面２３ａとの間に形成された環状空間に１２個のローラ２５を配置したものである。アウター部材２２の外周に設けた突出部２２ｂ，２２ｂにピン１９ｃおよびクリップ４０，４０を介してコネクティングロッド１９が接続され、インナー部材２３の内周部には出力軸１２が相対回転不能に結合される。

ワンウェイクラッチ２１は、ローラ２５を環状空間の円周方向に付勢するエンゲージスプリング２４を支持するためのケージ３１を備える。ケージ３１は円環状の板材からなる一対の環状部材３２，３２と、周方向に等間隔で配置されて一対の環状部材３２，３２を相互に接続する１２本のスプリング支持ロッド３３とで構成されている。一対の環状部材３２，３２が１２個のローラ２５の軸方向両側に配置され、１２本のスプリング支持ロッド３３が１２個のローラ２５間に配置される。環状部材３２の内周部は波状に形成されており、それがインナー部材２３の波状の外周面２３ａに凹凸係合することで、ケージ３１はインナー部材２３に相対回転不能に結合される。

エンゲージスプリング２４は１枚の弾性板材により構成されており、エンゲージスプリング２４の一端側がケージ３１のスプリング支持ロッド３３に溶接等で固定され、他端側には４本の平行な切り込み２４ａにより分割された４個の付勢部２４ｂと、１つの付勢部２４ｃとが形成される。４個の付勢部２４ｂと１つの付勢部２４ｃとは、ローラ２５が環状空間を移動する方向に対して交差するローラ２５の軸方向に並置された状態で配置される。１つの付勢部２４ｃがローラ２５の軸方向の中央に配置され、付勢部２４ｂ,２４ｂが２つずつ付勢部２４ｃの左右に対象に配置された構成になっている。尚、本発明の趣旨は、この構成例に限定されるものではなく、中央の付勢部２４ｃに対して、左右対称に付勢部２４ｂが配置された構成であればよい。

付勢部２４ｂのそれぞれは、ローラ２５と接触する第１面２４ｂ１を有する。第１面２４ｂ１により付勢部２４ｂがローラ２５と接触することにより、左右均等な押し付け力によりローラ２５は付勢され、ワンウェイクラッチが係合する直前の状態を示すデータムポイント（ＤＰ）待機位置に押し戻す。

また、付勢部２４ｃは、第1面２４ｃ１と第２面２４ｃ２とを有する。付勢部２４ｃの第1面２４ｃ１は付勢部２４ｂの第１面２４ｂ１と同様に構成されており、第1面２４ｃ１により付勢部２４ｃがローラ２５と接触した場合、付勢部２４ｂと同様にローラ２５に対して押し付け力を付与することが可能である。

付勢部２４ｃの第２面２４ｃ２は第１面２４ｃ１の端部で折り曲げられており、第１面２４ｃ１および第２面２４ｃ２は「へ」の字形状に構成されている（図８）。第２面２４ｃ２が折り曲げられて構成されていることにより、付勢部２４ｃの端部が付勢部２４ｂの端部よりもローラ２５側に長く設定されている。第２面２４ｃ２により付勢部２４ｃがローラ２５と接触することによりローラ２５の遠心力に対抗する力（遠心力対抗力）がローラ２５に付与される。

アウター部材２２およびインナー部材２３の間には、ローラ２５の軸方向両側に位置する一対のボールベアリング３４，３４が配置されており、このボールベアリング３４，３４によってアウター部材２２およびインナー部材２３が同芯状態を維持しながら相対回転可能に接続される。ボールベアリング３４は外輪３５および内輪３６間に複数のボール３７を配置したものであり、外輪３５はアウター部材２２の軸方向端部に一体に形成され、内輪３６は別部材で構成されてインナー部材２３の外周に固定される。尚、ボールベアリング３４には複列ものと単列のものとがあり、４個のワンウェイクラッチ２１の軸方向両端に位置する２個のボールベアリング３４，３４は単列であり、それ以外の３個のボールベアリング３４は隣接する２個のワンウェイクラッチ２１，２１に共有されるために複列となる。

一方のボールベアリング３４と、ケージ３１の一方の環状部材３２との間にアキシャルスプリング３８が配置されており、アキシャルスプリング３８の内周から突出する複数の突起３８ａが、環状部材３２の内周の凹部３２ａ間を通過してローラ２５の端面に弾発的に当接する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

先ず、無段変速機Ｔの一つの動力伝達ユニットＵの作用を説明する。変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを入力軸１１に対して相対回転させると、入力軸１１の軸線Ｌ１まわりにキャリヤ１６が回転する。このとき、キャリヤ１６の中心Ｏ、つまり第１ピニオン１５および２個の第２ピニオン１７，１７が成す正三角形の中心は入力軸１１の軸線Ｌ１まわりに回転する。

図３および図５は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して出力軸１２と反対側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最大になって無段変速機ＴのレシオはＴＯＰ状態になる。図４および図６は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して出力軸１２と同じ側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最小になって無段変速機ＴのレシオはＬＯＷ状態になる。

図５に示すＴＯＰ状態で、エンジンＥで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７および偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ａ）から図５（Ｂ）を経て図５（Ｃ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂを、ボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を反時計方向（矢印Ｂ参照）に回転させる。図５（Ａ）および図５（Ｃ）は、アウター部材２２の矢印Ｂ方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ方向に回転すると、ワンウェイクラッチ２１のアウター部材２２およびインナー部材２３間の楔状の空間にローラ２５が噛み込み、アウター部材２２の回転がインナー部材２３を介して出力軸１２に伝達されるため、出力軸１２は反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転する。

入力軸１１および第１ピニオン１５が更に回転すると、第１ピニオン１５および第２ピニオン１７，１７にリングギヤ１８ａを噛合させた偏心ディスク１８が反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ｃ）から図５（Ｄ）を経て図５（Ａ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂを、ボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を時計方向（矢印Ｂ′参照）に回転させる。図５（Ｃ）および図５（Ａ）は、アウター部材２２の矢印Ｂ′方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ′方向に回転すると、アウター部材２２とインナー部材２３との間の楔状の空間からローラ２５がエンゲージスプリング２４を圧縮しながら押し出されることで、アウター部材２２がインナー部材２３に対してスリップして出力軸１２は回転しない。

以上のように、アウター部材２２が往復回転したとき、アウター部材２２の回転方向が反時計方向（矢印Ｂ参照）のときだけ出力軸１２が反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転するため、出力軸１２は間欠回転することになる。

図６は、ＬＯＷ状態で無段変速機Ｔを運転するときの作用を示すものである。このとき、入力軸１１の位置は偏心ディスク１８の中心に一致しているので、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量はゼロになる。この状態でエンジンＥにより入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７および偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。しかしながら、偏心ディスク１８の偏心量がゼロであるため、コネクティングロッド１９の往復運動のストロークもゼロになり、出力軸１２は回転しない。

従って、変速アクチュエータ１４を駆動してキャリヤ１６の位置を図３のＴＯＰ状態と図４のＬＯＷ状態との間に設定すれば、ゼロレシオおよび所定レシオ間の任意のレシオでの運転が可能になる。

無段変速機Ｔは、並置された４個の動力伝達ユニットＵの偏心ディスク１８の位相が相互に９０°ずつ、ずれているため、４個の動力伝達ユニットＵが交互に駆動力を伝達することで、つまり４個のワンウェイクラッチ２１の何れかが必ず係合状態にあることで、出力軸１２を連続回転させることができる。

次に、ワンウェイクラッチ２１の作用を説明する。図１１はワンウェイクラッチ２１のＤＰ（Ｄａｔｕｍ Ｐｏｉｎｔ）状態、つまりワンウェイクラッチ２１が係合する直前の状態を示すものである。エンゲージスプリング２４の５個の付勢部のうち、１つの付勢部２４ｃは中央に配置されている（図１１（Ａ））。付勢部２４ｂ,２４ｂは付勢部２４ｃに対して左右対称に２つずつ配置されており、左右対称な押し付け力Ｆ１をローラ２５に付与する。

図１０のワンウェイクラッチ２１の係合状態から、インナー部材２３に対してアウター部材２２が矢印Ｂ方向に相対回転すると、アウター部材２２およびインナー部材２３から受ける摩擦力により、ローラ２５は矢印Ｂ方向に移動し、アウター部材２２の内周面２２ａおよびインナー部材２３の外周面２３ａ間の楔状の空間から離脱する。このとき、ローラ２５が付勢部２４ｃの第２面２４ｃ２と接触することによりローラ２５の遠心力に対抗する力がローラ２５に付与される。

図１１（Ｂ）に示すように、例えば、付勢部２４ｃの第２面２４ｃ２により付与される力が、インナー部材２３の外周面２３ａに対して直交する方向に作用する場合（図１１（Ｂ）のＦ２）、インナー部材２３の接線方向に作用する力の成分は発生せず（インナー部材２３の接線方向の力の成分はゼロ）、付与される力Ｆ２が全てローラ２５の遠心力に対抗する遠心力対抗力となる。

また、付勢部２４ｃの第２面２４ｃ２により付与される力が、インナー部材２３の外周面２３ａに対して直交せず、傾斜した方向に作用する場合（図１１（Ｂ）のＦ３）、Ｆ３の力の成分として、インナー部材２３の接線方向に作用する力の成分ｆ１と外周面２３ａに対して直交する力の成分ｆ２とが発生する。力の成分ｆ１は押し付け力Ｆ１とともに、ローラ２５を押し戻す方向に作用する。また、力の成分ｆ２はローラ２５の遠心力に対抗する遠心力対抗力として作用する。力の成分ｆ１は押し付け力Ｆ１を相殺する方向ではなく（図１３のｆ１）、ローラ２５を押し戻す方向に作用するので、エンゲージスプリングのダンピング性能は向上する。

ＤＰ状態では、ローラ２５の軸方向外側の２個の付勢部２４ｂ，２４ｂがローラ２５の外周面に当接し、ローラ２５をアウター部材２２の内周面２２ａおよびインナー部材２３の外周面２３ａ間に噛み込む方向に付勢する。また、力の成分ｆ１が作用する場合は、この力の成分ｆ１もローラ２５をアウター部材２２の内周面２２ａおよびインナー部材２３の外周面２３ａ間に噛み込む方向に付勢する。

ＤＰ状態において、ワンウェイクラッチ２１は未だ係合しておらず、ローラ２５はアウター部材２２の内周面２２ａおよびインナー部材２３の外周面２３ａに噛み込まずに接触している。

ＤＰ状態からインナー部材２３に対してアウター部材２２が矢印Ａ方向に相対回転すると、ローラ２５はエンゲージスプリング２４から受ける付勢力と、アウター部材２２およびインナー部材２３から受ける摩擦力とにより、矢印Ａ方向に移動してアウター部材２２の内周面２２ａおよびインナー部材２３の外周面２３ａ間の楔状の空間に噛み込むことで（図１０（Ｂ））、ワンウェイクラッチ２１が係合する。係合状態において、エンゲージスプリング２４とローラ２５とは非接触状態になり（図１０（Ａ））、ワンウェイクラッチ２１の係合状態で、アウター部材２２とインナー部材２３との間にローラ２５が噛み合い、トルク伝達が可能な伝達状態となる。 図１０に示すワンウェイクラッチ２１の係合状態から、インナー部材２３に対してアウター部材２２が矢印Ｂ方向に相対回転すると、アウター部材２２およびインナー部材２３から受ける摩擦力により、ローラ２５はエンゲージスプリング２４から受ける付勢力に抗して矢印Ｂ方向に移動し、アウター部材２２の内周面２２ａおよびインナー部材２３の外周面２３ａ間の楔状の空間から離脱することで、図１２に示すようにワンウェイクラッチ２１が係合解除する。この状態をダンピング状態と呼ぶ。ダンピング状態では、アウター部材２２とインナー部材２３との間でローラ２５の噛み合いが離脱して、トルク伝達不能な非伝達状態となる。

トルク伝達が可能な伝達状態である係合状態からダンピング状態になる変化点（データムポイント）をローラ２５が通過するときに、まず、付勢部２４ｃがローラ２５と接触する。付勢部２４ｃがローラ２５と接触することによりローラ２５の遠心力に対抗する力（遠心力対抗力）がローラ２５に付与される。

ダンピング状態において、ローラ２５はエンゲージスプリング２４の全ての付勢部２４ｂを圧縮しながら矢印Ｂ方向に回転し、付勢部２４ｃからの遠心力対抗力によりローラ２５はアウター部材２２の内周面２２ａから離反する。このとき、付勢部２４ｃによりローラ２５には遠心力対抗成分の力（ｆ２〜Ｆ２）が作用するので、ローラ２５がアウター部材２２の内周面２２ａに接触した状態でアウター部材２２とともに回転することを抑制することができる。また、付勢部２４ｃによりローラ２５の遠心力の影響を抑制した状態で、左右対称に配置された付勢部２４ｂにより、ローラ２５は軸方向に沿って均等に付勢されるので、図１１に示すＤＰ状態に速やかに復帰することが可能になる。

ローラ２５がアウター部材２２の内周面２２ａおよびインナー部材２３の外周面２３ａ間に噛み込むときにローラ２５が傾斜すると、ローラ２５はスムーズに噛み込むことができず、ワンウェイクラッチ２１の安定した係合および係合解除が妨げられる可能性がある。本発明の実施の形態のように、付勢部２４ｃによりローラ２５の遠心力の影響を抑制した状態で、付勢部２４ｂによりローラ２５を軸方向に沿って均等に付勢することにより、ローラ２５の斜行を抑制して、安定した係合および係合解除が可能になる。

エンゲージスプリング２４の付勢部２４ｂ,２４ｃがスリット２４ａにより分割されていないと、エンゲージスプリング２４が傾斜したときに、エンゲージスプリング２４の付勢部の一端部だけがローラ２５に片当たりして、ローラ２５が傾斜する可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、エンゲージスプリング２４がスリット２４ａにより４個の付勢部２４ｂと１個の付勢部２４ｃに分割されているため、付勢部の片当たりによるローラ２５の傾斜を防止することができる。

また本実施の形態の無段変速機Ｔの動力伝達ユニットＵはコネクティングロッド１９が高速で往復運動するため、ワンウェイクラッチ２１は短い周期で係合および係合解除を繰り返すことになり、その係合応答性を高めることが要求される。本実施の形態のワンウェイクラッチ２１は、エンゲージスプリング２４が、中央に１つの付勢部２４ｃ、その左右の対称位置に２つの付勢部２４ｂ,２４ｂを備えることで、ローラ２５の姿勢が安定するため、ローラ２５の確実な噛み込みが可能になり、ワンウェイクラッチ２１の係合応答性が向上して無段変速機Ｔの動力伝達性能が高められる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のワンウェイクラッチ２１は無段変速機Ｔ以外の任意の用途に適用することができる。

また実施の形態の無段変速機Ｔは４個の動力伝達ユニットＵを備えているが、動力伝達ユニットＵの数は４個に限定されるものではない。また実施の形態ではワンウェイクラッチ２１のインナー部材２３が出力軸１２と別部材で構成されているが、インナー部材２３をそのまま出力軸１２として用いても良い。

また実施の形態ではケージ３１をインナー部材２３に固定しているが、それをアウター部材２２に固定しても良い。またワンウェイクラッチ２１のローラ２５の数やエンゲージスプリング２４の数は実施の形態に限定されるものではない。

また実施の形態ではエンゲージスプリング２４が、中央に１つの付勢部２４ｃ、その左右の対称位置に２つの付勢部２４ｂ,２４ｂを備える構成を例示しているが、この例に限定されず、中央の付勢部２４ｃに対して、左右対称に付勢部２４ｂが配置された構成であればよい。例えば、３つの付勢部を備える構成として、中央に１つの付勢部２４ｃ、その左右の対称位置に１つの付勢部２４ｂを備える構成でもよい。

本発明の実施の形態によれば、エンゲージスプリングの中央部をローラの遠心力に対抗する遠心力対抗部とし、両端部をローラに押し付け力を付与する押し付け部とすることで、ローラに遠心力対抗力を作用させつつ、データムポイント（ＤＰ）にローラを戻す押し付け力を安定して付与することができる。これにより、環状のリングスプリングを使用することなく、ダンピング性能の向上を１つのスプリング（エンゲージスプリング）で同時に実現することができる。

従来の環状のリングスプリングにより付勢される遠心力対抗成分の力は、エンゲージスプリングの１部（付勢部２４ｃ）により付与されるので、これまでの、リングスプリングを廃止することができ、部品点数の削減が可能になる。

ローラのＤＰ状態において、遠心力対抗部として機能する付勢部２４ｃにより付与される力がインナー部材２３の外周面２３ａに対して直交する方向に作用する場合（図１１（Ｂ）のＦ２）、インナー部材２３の接線方向の力の成分はゼロとなる。また、付勢部２４ｃにより付与される力が、インナー部材２３の外周面２３ａに対して傾斜した方向に作用する場合（図１１（Ｂ）のＦ３）、インナー部材２３の接線方向に作用する力の成分ｆ１が付勢部２４ｂの押し付け力Ｆ１とともにローラ２５を押す方向（ローラ２５が係合する方向）に作用する。力の成分ゼロ〜ｆ１はローラ２５が係合する方向の力を阻害せずに、大きな遠心力がローラ２５に作用している状況でも、ローラ２５がインナー部材２３の外周面２３ａに接触するときの面圧が、ローラ２５がアウター部材２２の内周面２２ａに接触するときの面圧よりも大きくなるようにすることができる。これにより、ダンピング状態において、ローラ２５がアウター部材２２の内周面２２ａとの接触で回転することが抑制されるため、付勢部２４ｂの押し付け力をローラ２５に効率よく伝達することができる。

Claims (7)

1. 環状のアウター部材と、
   前記アウター部材の内部に同軸に配置されたインナー部材と、
   前記アウター部材の内周面および前記インナー部材の外周面の間に形成される環状空間に配置された複数のローラと、
   前記複数のローラにそれぞれ当接して前記環状空間の円周方向に付勢する複数の弾性部材と、を備え、
   前記アウター部材および前記インナー部材の所定方向への相対回転により、前記ローラを前記内周面および前記外周面の間に噛み込ませて駆動力を伝達するワンウェイクラッチであって、 前記弾性部材は、
   前記インナー部材に固定されたゲージに支持されたエンゲージスプリングを備え、
   前記エンゲージスプリングは、前記ローラが前記環状空間を移動する方向に対して交差する軸方向に並置された少なくとも２個の付勢部を備え、
   前記２個の付勢部のうち第１付勢部の端部は第２付勢部の端部よりも前記ローラ側に長く設定されていることを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 環状のアウター部材と、
   前記アウター部材の内部に同軸に配置されたインナー部材と、
   前記アウター部材の内周面および前記インナー部材の外周面の間に形成される環状空間に配置された複数のローラと、
   前記複数のローラにそれぞれ当接して前記環状空間の円周方向に付勢する複数の弾性部材と、を備え、
   前記アウター部材および前記インナー部材の所定方向への相対回転により、前記ローラを前記内周面および前記外周面の間に噛み込ませて駆動力を伝達するワンウェイクラッチであって、 前記弾性部材は、
   前記インナー部材に固定されたゲージに支持されたエンゲージスプリングを備え、
   前記エンゲージスプリングは、前記ローラが前記環状空間を移動する方向に対して交差する軸方向に並置された複数の付勢部を備え、
   前記ワンウェイクラッチは、
   前記アウター部材と前記インナー部材との間に前記ローラが噛み合いトルク伝達が可能な伝達状態と、
   前記アウター部材と前記インナー部材との間で前記ローラの噛み合いが離脱して、トルク伝達不能な非伝達状態とを有し、
   前記伝達状態から前記非伝達状態への変化点を前記ローラが通過するときに、前記複数の付勢部のうち第１付勢部が前記ローラと接触することを特徴とするワンウェイクラッチ。
3. 前記第１付勢部は、前記ローラと接触可能な第１面と前記第１面の端部で折り曲げられ、前記第１面よりも上方の位置で前記ローラと接触可能な第２面とを有することを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記変化点を前記ローラが通過するときに、前記第１付勢部は、前記第２面で前記ローラと接触することを特徴とする請求項３に記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記付勢部は、前記ローラと接触可能な第１面を有する第２付勢部を有し、
   前記非伝達状態において、前記第２付勢部は前記第１面で前記ローラと接触し、
   前記第１付勢部は前記第１面および前記第2面で前記ローラと接触することを特徴とする請求項３に記載のワンウェイクラッチ。
6. 前記付勢部は、
   前記軸方向の中央に配置された前記第１付勢部と、
   前記第１付勢部の両側の対称位置に配置された前記第２付勢部と、
   を有することを特徴とする請求項１または５に記載のワンウェイクラッチ。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチを備え、入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する無段変速機であって、
   前記入力軸の軸線からの偏心量が可変であって、該入力軸と共に回転する入力側支点と、前記ワンウェイクラッチの前記アウター部材に設けた出力側支点とをコネクティングロッドで接続し、前記ワンウェイクラッチの前記インナー部材を前記出力軸に接続したことを特徴とする無段変速機。

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