JP2014234890A - ワンウェイクラッチ、及びワンウェイクラッチを備えた無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラが係合状態から復帰移動する際のアウター部材との接触を防止することで、高周波応答性が向上するワンウェイクラッチ、及びそのようなワンウェイクラッチを備えることで、変速性能が向上する無段変速機を提供する。
【解決手段】本発明によるワンウェイクラッチ２１では、アウターリング２２及びインナーシャフト２３が相対的に所定方向に回転するのに伴い、複数のローラ２５が周方向に移動し、ローラ２５がアウターリング２２の内周面２２ａ及びインナーシャフト２３の外周面２３ａに噛み込むことによって、両部材２２、２３の間で動力が伝達される。また、インナーシャフト２３に固定され、ローラ２５に隣接するケージ３１を備え、ケージ３１は、ローラ２５が内周面２２ａ及び外周面２３ａに噛み込まない非係合状態にあるときに、ローラ２５がアウターリング２２に接触するのを阻止するためのガイド部材４１を一体に有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、アウター部材及びインナー部材が相対的に所定方向に回転したときに、ローラが両部材の間に噛み込むことによって、両部材の間で動力を伝達するように構成されたワンウェイクラッチ、及びそのようなワンウェイクラッチを備えた無段変速機に関する。

本出願人は、この種のワンウェイクラッチを備えた無段変速機を、例えば特許文献１においてすでに提案している。この無段変速機は、内燃機関を有する車両に搭載され、四節リンクの原理を用いたタイプのものであり、内燃機関に直結された入力軸と、入力軸と平行な出力軸と、入力軸側に設けられた偏心ディスクと、出力軸側に設けられたワンウェイクラッチと、偏心ディスク及びワンウェイクラッチを相互に連結するコネクティングロッドを備えている。

偏心ディスクは、入力軸の軸線に対する偏心量が変更可能に構成されている。一方、ワンウェイクラッチは、出力軸と一体に回転するインナーシャフトと、インナーシャフトの外側に設けられ、インナーシャフトに対して相対的に回転自在のアウターリングと、インナーシャフトとアウターリングの間に配置され、両部材に噛み込み可能なローラと、ローラを噛み込み方向に付勢するばねを有する。また、コネクティングロッドは、偏心ディスクとアウターリングに回動自在に連結されている。

以上の構成では、内燃機関の回転によって入力軸が駆動されると、偏心ディスクは、入力軸の軸線まわりに偏心しながら回転し、それに応じて、コネクティングロッドが往復運動し、アウターリングを揺動させる。この揺動に伴い、アウターリングがインナーシャフトに対して所定方向に回動したときに、ローラが移動し、アウターリング及びインナーシャフトに噛み込む（係合する）ことによって、ワンウェイクラッチが係合状態になる。この係合状態では、入力軸の回転が、偏心ディスク及びコネクティングロッドを介してアウターリングに伝達され、さらにインナーシャフトを介して出力軸に伝達される。また、このときの入力軸に対する偏心ディスクの偏心量を変更することによって、無段変速機の変速比が無段階に制御される。

その後、アウターリングがインナーシャフトに対して上記と逆方向に回動すると、ローラは、それと同じ方向に復帰移動し、両部材間のくさび形空間から外れることによって、係合状態からダンピング状態に移行する。また、このダンピング状態では、ローラがばねを圧縮しながら移動することによって、ローラの運動エネルギがばねの弾性力で吸収される。このダンピングにより、ローラはくさび形空間に係合する直前の位置である係合待機位置に速やかに復帰する。以後、入力軸が１回転するごとに、上述したワンウェイクラッチの動作が繰り返される。

特願２０１２−２６０７３６号

上述したように、このワンウェイクラッチでは、アウターリングの揺動に伴い、ローラが係合／非係合状態になることによって、アウターリングからインナーシャフトへの動力の伝達が行われる。また、このワンウェイクラッチは、車両の無段変速機に用いられており、その入力軸が内燃機関と同じ回転数で回転するごとに、上述した動力伝達を行わなければならない。このため、ワンウェイクラッチには、入力軸の高速の回転に応答して、高周波でローラの係合／非係合を適正に繰り返すという特性（以下「高周波応答性」という）が要求され、そのためには、ローラを係合状態からダンピング状態を経て係合待機位置に確実に速やかに復帰させることが重要になる。

しかし、上述したワンウェイクラッチでは、ダンピング状態において、ローラが遊び、アウターリングに接触するおそれがある。また、ダンピング状態では、アウターリングがインナーシャフトと反対方向に回動するため、両者の相対速度は比較的大きい。このため、ローラがアウターリングにわずかに接触した場合でも、その接触によってローラがアウターリングから比較的大きなエネルギを受け取ってしまい、そのエネルギの吸収・ダンピングが必要になる。その結果、係合待機位置へのローラの復帰が遅れることで、ワンウェイクラッチの高周波応答性を十分に確保できず、ひいては無段変速機の所要の変速性能を確保できないおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ローラが係合状態から復帰移動する際のアウター部材との接触を防止することによって、特に高周波応答性を向上させることができるワンウェイクラッチ、及びそのようなワンウェイクラッチを備えることで、変速性能を向上させることができる無段変速機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るワンウェイクラッチ２１は、環状のアウター部材（実施形態における（以下、本項において同じ）アウターリング２２）と、アウター部材の内部に同軸状に配置され、アウター部材に対して相対的に回転自在のインナー部材（インナーシャフト２３）と、アウター部材とインナー部材の間に、周方向に並ぶように配置された複数のローラ２５と、複数のローラを周方向にそれぞれ付勢する複数の弾性部材（板ばね２４）と、を備え、アウター部材及びインナー部材が相対的に所定方向に回転するのに伴い、複数のローラ２５が周方向に移動し、ローラ２５がアウター部材の内周面２２ａ及びインナー部材の外周面２３ａに噛み込むことによって、アウター部材とインナー部材の間で動力を伝達するように構成されており、インナー部材に固定され、ローラ２５に隣接する隣接部材（ケージ３１）をさらに備え、隣接部材は、ローラ２５が内周面２２ａ及び外周面２３ａに噛み込まない非係合状態にあるときに、ローラ２５がアウター部材に接触するのを阻止するための阻止部（ガイド部材４１）を一体に有することを特徴とする。

このワンウェイクラッチによれば、環状のアウター部材とその内部に配置されたインナー部材が相対的に所定方向に回転するのに伴い、両部材の間に配置された複数のローラが周方向に移動し、ローラがアウター部材の内周面及びインナー部材の外周面（以下、それぞれ単に「内周面」及び「外周面」という）に噛み込むことによって、アウター部材とインナー部材の間で動力が伝達される。

また、インナー部材には、ローラに隣接する隣接部材が固定され、この隣接部材には阻止部が一体に設けられており、この阻止部により、ローラが内周面及び外周面に噛み込まない非係合状態にあるときにローラがアウター部材に接触することが阻止される。この阻止部は、隣接部材を介してインナー部材側に一体に設けられているので、ローラが阻止部に接触しても、アウター部材からエネルギを受け取ることはない。

以上から、ローラが係合状態から復帰移動する際に、アウター部材との接触によるアウター部材からのエネルギの受け取りを防止でき、それにより、ローラを内周面及び外周面に係合する直前の係合待機位置に速やかに復帰させることによって、特にワンウェイクラッチの高周波応答性を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のワンウェイクラッチにおいて、阻止部は、アウター部材の内周面２２ａよりも径方向内方に突出するように配置されており、ローラ２５が、内周面２２ａ及び外周面２３ａに係合する直前の係合待機位置に位置する状態を含み、非係合状態にあるときには、ローラ２５と当接可能であり、ローラ２５が内周面２２ａ及び外周面２３ａに係合する係合位置に位置するときには、ローラ２５と当接不能に構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、ローラが、係合待機位置に位置する状態を含み、非係合状態にあるときには、阻止部がローラに当接するので、ローラがアウター部材に接触するのを有効に阻止することができる。一方、ローラが係合位置に位置するときには、阻止部はローラに当接しないので、この当接による影響がローラの係合状態に及ぶことはなく、ワンウェイクラッチの適正な動作を確保することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のワンウェイクラッチにおいて、隣接部材は、ローラ２５の両端部の付近に配置されており、阻止部は、ローラ２５の両端部の付近に設けられた一対の阻止部材（ガイド部材４１、４１）で構成され、一対の阻止部材は、ローラ２５の中心を通り、かつローラ２５の軸線と垂直な平面を中心として、互いに対称に設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、阻止部は、ローラの両端部の付近に配置された一対の阻止部材で構成されるとともに、ローラに対して上記のように互いに対称に設けられている。この構成により、非係合状態におけるローラの動きを一対の阻止部材でバランス良く規制することによって、ローラを適正な姿勢に安定して保持でき、したがって、ワンウェイクラッチの高周波応答性をさらに向上させることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のワンウェイクラッチにおいて、阻止部は、ローラ２５が内周面２２ａ及び外周面２３ａに係合する直前の係合待機位置から内周面２２ａ及び外周面２３ａに噛み込む方向と反対方向に向かうにつれて、径方向内方への突出長さが次第に大きくなるようなテーパ状のガイド面４１ａを有することを特徴とする。

この構成によれば、上記のような阻止部のテーパ状のガイド面により、ローラが係合位置から反対方向に移動する際には、ローラが径方向内方に案内されることで、アウター部材とのローラの接触をより確実に阻止できるとともに、ローラが係合待機位置側に移動する際には、ローラを係合待機位置に円滑に案内でき、したがって、ワンウェイクラッチの高周波応答性をさらに向上させることができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のワンウェイクラッチ２１を備え、入力軸１１の回転を無段階に変速し、出力軸１２に伝達する無段変速機Ｔであって、ワンウェイクラッチ２１のインナー部材は出力軸１２に連結されており、入力軸１１の軸線Ｌ１に対する偏心量Ｄが変更可能に構成され、入力軸１１からの動力の伝達によって、入力軸１１の軸線のまわりに回転する入力側部材（偏心ディスク１８）と、入力側部材とワンウェイクラッチ２１のアウター部材に回転自在に連結され、入力側部材の回転に伴い、アウター部材を揺動させるコネクティングロッド１９と、を備えることを特徴とする。

この無段変速機は、入力軸の回転を無段階に変速し、出力軸に伝達するものであり、出力軸側に、前述した構成のワンウェイクラッチを備えている。この無段変速機によれば、入力軸が回転すると、入力側部材が入力軸の軸線のまわりを偏心しながら回転し、それに応じて、コネクティングロッドが往復運動し、ワンウェイクラッチのアウター部材を揺動させる。この揺動に伴い、アウター部材が出力軸に連結されたインナー部材に対して所定方向に回動したときに、ローラが両部材に噛み込み、ワンウェイクラッチが係合状態になることによって、入力軸の回転が、変速された状態で出力軸に伝達される。また、このときの入力軸に対する入力側部材の偏心量を変更することによって、無段変速機の変速比が無段階に制御される。

以上のように、請求項１〜４に係るワンウェイクラッチが無段変速機に用いられるので、特に入力軸が高速で回転する場合において、前述したワンウェイクラッチの優れた高周波応答性が発揮されることによって、入力軸から出力軸への動力の伝達と変速動作を良好に行うことができ、無段変速機の変速性能を向上させることができる。

本発明の実施形態によるワンウェイクラッチを備える無段変速機を、これを搭載した車両とともに概略的に示す図である。 無段変速機の構成を示すスケルトン図である。 無段変速機がトップ状態にあるときの、図２のIII−III線に沿う断面図である。 無段変速機がニュートラル状態にあるときの、図２のIII−III線に沿う断面図である。 無段変速機が図３のトップ状態にあるときの動作を説明するための図である。 無段変速機が図４のニュートラル状態にあるときの動作を説明するための図である。 ワンウェイクラッチの分解斜視図である。 ケージと、ケージに設けられた板ばね及びガイド部材を示す斜視図である。 ワンウェイクラッチが係合待機状態にあるときの、アウターリング、インナーシャフト及びローラの三者の関係を示す部分拡大断面図である。 ワンウェイクラッチが係合状態にあるときの、図９と同様の部分拡大断面図である。 ワンウェイクラッチがダンピング状態にあるときの、図９と同様の部分拡大断面図である。 ワンウェイクラッチの動作例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、車両Ｖは、例えばＦＦ式の四輪車両であり、内燃機関（以下「エンジン」という）３と、左右の駆動輪（前輪）ＤＷ、ＤＷと、これらの間に配置された無段変速機Ｔを備えている。

エンジン３の動力は、入力軸１１を介して無段変速機Ｔに入力され、無段変速機Ｔで無段階に変速された後、出力軸１２から出力される。この動力はさらに、差動装置ＤＦ及び左右のドライブシャフトＤＳ、ＤＳを介して、駆動輪ＤＷ、ＤＷに伝達され、それにより、車両Ｖが駆動される。

無段変速機Ｔは、四節リンクの原理を応用するとともに、本発明に係るワンウェイクラッチ２１を用いたものであり、図２〜図４に示すように、互いに平行な入力軸１１及び出力軸１２と、入力軸１１と出力軸１２の間に設けられた複数の（本例では４つの）動力伝達ユニットＵを備えている。出力軸１２は、中空状のものであり、その内部には、ドライブシャフトＤＳが同軸状に通されている。

入力軸１１は、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）に直結され、同軸状に延びている。入力軸１１には、中空の回転軸１３が回転自在に嵌合しており、入力軸１１と回転軸１３の間には、変速アクチュエータ１４が設けられている。この変速アクチュエータ１４は、モータと遊星歯車機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、モータを回転させると、その回転角度に応じて、入力軸１１に対する回転軸１３の相対角度（位相）が変化するように構成されている。また、入力軸１１に動力が伝達されると、回転軸１３は、入力軸１１に対する相対角度が保たれた状態で、入力軸１１と一体に回転する。

４つの動力伝達ユニットＵは、入力軸１１に沿って並ぶように配置されており、互いに同じ構成を有する。各動力伝達ユニットＵは、入力軸１１に一体に設けられた第１ピニオン１５と、回転軸１３に一体に設けられたキャリア１６と、キャリア１６に支持された２つの第２ピニオン１７、１７と、偏心ディスク１８と、コネクティングロッド１９を備えている。

キャリア１６は、第１ピニオン１５を取り囲むとともに、回転軸１３から径方向の一方の側に偏って延びるクランク状のものである。図２に示すように、このキャリア１６の回転軸１３からの延び方向は、４つの動力伝達ユニットＵの間で互いに９０°ずれている。例えば、図２において、最も左側のキャリア１６は上方に延び、左から２つ目のキャリア１６は図面の奥側に延び、左から３つ目のキャリア１６は下方に延び、最も右側のキャリア１６は図面の手前側に延びている。

第２ピニオン１７、１７は、第１ピニオン１５と同じ径および歯数を有しており、キャリア１６に一体に設けられたピニオンピン１６ａ、１６ａに回転自在に支持されている。以上の構成により、第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７、１７は、入力軸１１と垂直な平面内に、それらの３つの中心同士が正三角形を形成するように配置されている。

偏心ディスク１８は、円形の偏心孔１８ａを有し、その周面にはリングギヤ１８ｂが形成されている。第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７、１７は、偏心孔１８ａ内に収容されるとともに、リングギヤ１８ｂに噛み合っている。

コネクティングロッド１９は、三角形状のロッド部１９ａと、ロッド部１９ａの一端側に設けられたリング部１９ｂによって構成され、このリング部１９ｂが、ボールベアリング２０を介して偏心ディスク１８の外周部に回転自在に嵌合している。

動力伝達ユニットＵはさらに、出力軸１２側にワンウェイクラッチ２１を備えている。ワンウェイクラッチ２１は、アウターリング２２と、インナーシャフト２３と、両者２２、２３の間に配置された複数の板ばね２４及びローラ２５を有する。アウターリング２２は、円形の内周面を有し、出力軸１２の外側に回動自在に設けられており、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａの他端部に、ピン１９ｃを介して回動自在に連結されている。

インナーシャフト２３は、所定の凹凸形状の外周面を有し、出力軸１２と一体に設けられ、アウターリング２２の内側に配置されている。また、複数のローラ２５は、アウターリング２２とインナーシャフト２３の間に、周方向に並ぶように配置され、板ばね２４によって所定方向に付勢されている。ワンウェイクラッチ２１の構成の詳細については、後述する。

次に、上記の構成の無段変速機Ｔの動作を説明する。まず、１つの動力伝達ユニットＵの動作について述べる。入力軸１１が回転していない状態で変速アクチュエータ１４のモータを回転させると、その回転角度に応じて、回転軸１３が入力軸１１に対して相対的に回転するのに伴い、回転軸１３と一体のキャリア１６、及びキャリア１６に支持された第２ピニオン１７、１７が、入力軸１１の軸線（以下「入力軸線」という）Ｌ１まわりに回転する。これに伴い、第１ピニオン１５と第２ピニオン１７、１７によって形成される正三角形の中心（以下「キャリア中心」という）ＯＣが、回転軸１３と同じ角度だけ、入力軸線Ｌ１まわりに回転する。

その結果、第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７、１７にリングギヤ１８ｂを介して係合する偏心ディスク１８の偏心孔１８ａの中心もまた、回転軸１３と同じ角度、回転し、それに伴い、偏心ディスク１８の中心ＯＤと入力軸線Ｌ１との距離、すなわち入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量Ｄが変更される。

例えば、図３及び図５は、偏心ディスク１８の中心ＯＤが、キャリア中心ＯＣに対して、入力軸線Ｌ１と反対側にある状態を示している。この状態では、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量Ｄが最大になり、無段変速機Ｔは、出力軸１２の回転速度が最大で、変速比が最小であるトップ状態になる。一方、図４及び図６は、偏心ディスク１８の中心ＯＤが入力軸線Ｌ１に一致した状態を示している。この状態では、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量Ｄが０になり、無段変速機Ｔは、出力軸１２の回転速度が０で、変速比が無限大であるニュートラル状態になる。

次に、無段変速機Ｔが図３のトップ状態に設定されているときの動作を、図５を参照しながら説明する。このトップ状態において、エンジン３の動力が伝達されるのに応じて、入力軸１１が同図の反時計方向に回転すると、入力軸１１と一体に第１ピニオン１５が回転（自転）する。また、回転軸１３は入力軸１１と一体に回転し、それに伴い、キャリア１６に支持された第２ピニオン１７、１７が、入力軸線Ｌ１のまわりを入力軸１１と同じ方向に同じ速度で回転（公転）する。その結果、偏心ディスク１８は、入力軸１１が１回転するごとに、入力軸線Ｌ１のまわりを偏心しながら、反時計方向（矢印Ａ方向）に１回転する。

図５（ａ）及び（ｃ）は、偏心ディスク１８の中心ＯＤがワンウェイクラッチ２１のアウターリング２２から最も遠い位置及び最も近い位置にある状態をそれぞれ示している。入力軸１１の回転に伴い、偏心ディスク１８が上記の位置（ａ）から中間の位置（ｂ）を経て位置（ｃ）まで回転すると、その間に、偏心ディスク１８に回転自在に嵌合するコネクティングロッド１９は、アウターリング２２側に移動し、先端部のピン１９ｃを介してアウターリング２２を押圧し、反時計方向（矢印Ｂ方向）に回動させる。

このようにアウターリング２２が矢印Ｂ方向に回動すると、ワンウェイクラッチ２１の各ローラ２５が、アウターリング２２の内周面とインナーシャフト２３の外周面に噛み込む（係合する）。これにより、アウターリング２２の回転がインナーシャフト２３を介して出力軸１２に伝達されることによって、出力軸１２がアウターリング２２と同じ反時計方向に回転する。

その後、入力軸１１がさらに回転するのに伴い、偏心ディスク１８が位置（ｃ）から中間の位置（ｄ）を経て位置（ａ）まで回転すると、その間に、コネクティングロッド１９は、アウターリング２２と反対側に移動し、ピン１９ｃを介してアウターリング２２を引っ張り、時計方向（矢印Ｂ’方向）に回動させる。

このようにアウターリング２２が矢印Ｂ’方向に回動すると、ワンウェイクラッチ２１の各ローラ２５が、板ばね２４を圧縮しながら、アウターリング２２の内周面及びインナーシャフト２３の外周面から外れることによって、アウターリング２２とインナーシャフト２３の間が遮断されるため、アウターリング２２の回転は出力軸１２には伝達されない。

以上のように、入力軸１１の回転に伴い、偏心ディスク１８が、入力軸線Ｌ１のまわりを偏心しながら回転することによって、コネクティングロッド１９が往復運動し、ワンウェイクラッチ２１のアウターリング２２が図５の位置（ａ）と位置（ｃ）との間で揺動する。そして、このアウターリング２２の揺動に伴うローラ２５の係合／非係合によって、アウターリング２２が位置（ａ）から位置（ｃ）に向かって反時計方向に回動するときのみ、入力軸１１の回転が出力軸１２に間欠的に伝達される。

一方、無段変速機Ｔが図４のニュートラル状態に設定されているときには、偏心ディスク１８の中心ＯＤは入力軸線Ｌ１に一致しており、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量Ｄは０になっている。このため、図６に示すように、入力軸１１の回転に伴い、キャリア１６及び第２ピニオン１７、１７が回転するのに応じて、偏心ディスク１８は入力軸線Ｌ１のまわりを偏心しながら回転するものの、偏心ディスク１８の中心ＯＤの位置はまったく変わらない。その結果、コネクティングロッド１９の往復運動及びアウターリング２２の揺動は生じないので、入力軸１１の回転は出力軸１２に伝達されず、出力軸１２の回転速度は０になる。

以上の動作から明らかなように、偏心ディスク１８の偏心量Ｄは、四節リンク機構の入力リンクの長さに相当し、この偏心量Ｄに応じて、アウターリング２２の揺動角度が定まり、さらに出力軸１２の回転速度、すなわち無段変速機Ｔの変速比が定まる。したがって、変速アクチュエータ１４のモータにより、入力軸１１に対する回転軸１３の相対角度を変更し、偏心ディスク１８の偏心量Ｄを変更することによって、無段変速機Ｔの変速比は、図３に示すトップ状態（最小変速比）と図４に示すニュートラル状態（無限大変速比）との間で、無段階に設定される。

また、前述したように、４つの動力伝達ユニットＵの間では、回転軸１３からのキャリア１６の延び方向、すなわち入力軸１１に対する偏心ディスク１８の位相が、互いに９０°ずれている。このため、入力軸１１から出力軸１２への動力の伝達が、各動力伝達ユニットＵではワンウェイクラッチ２１によって間欠的に行われるものの、４つの動力伝達ユニットＵの間で交互に行われる結果、無段変速機Ｔの全体として、入力軸１１から出力軸１２への動力の伝達が途切れなく連続的に行われる。

次に、図７及び図８を参照しながら、ワンウェイクラッチ２１の構成をより詳細に説明する。なお、ワンウェイクラッチ２１は、図３〜図６では模式的に描かれており、その実際の構成は、図７及び図８に示されている。

前述したように、ワンウェイクラッチ２１は、アウターリング２２の円形の内周面２２ａと、インナーシャフト２３の凹凸を有する外周面２３ａとの間に、複数の（本例では１２個の）ローラ２５を周方向に配置したものである。図９などに示すように、インナーシャフト２３の外周面２３ａには、ローラ２５と同数の凹部２３ｂが周方向に等間隔に形成され、各凹部２３ｂは、周方向に沿って深さが徐々に変化するような所定の形状を有しており、各凹部２３ｂにローラ２５が収容されている。

図７に示すように、アウターリング２２には、径方向外方に突出する突出部２２ｂが設けられており、この突出部２２ｂにピン１９ｃ及びクリップ４０、４０を介して、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａが回動自在に連結されている。また、インナーシャフト２３は、中空状のものであり、出力軸１２の外側に配置され、出力軸１２と一体に設けられている。

ワンウェイクラッチ２１はさらに、複数のローラ２５を周方向に付勢する複数の板ばね２４を支持するためのケージ３１を備えている。ケージ３１は、一対の環状部材３２、３２と、周方向に等間隔に配置され、環状部材３２、３２を互いに連結する、ローラ２５と同数のばね支持ロッド３３で構成されている。一対の環状部材３２、３２は、ローラ２５の軸線方向の両端部の外側に隣接するように配置され、各ばね支持ロッド３３は、隣り合う２つのローラ２５、２５の間に配置されている。また、一方の環状部材３２の内周面３２ａには、インナーシャフト２３の外周面２３ａと相補的な形状の凹凸が形成されており、この内周面３２ａが外周面２３ａに係合することによって、ケージ３１はインナーシャフト２３に回転不能に固定されている。

図８に示すように、板ばね２４は、金属などから成る１枚の板材を折曲げ加工などによって加工したものであり、概ねＶ形の断面を有するとともに、その両端部には、外側にカールした取付部２４ａ及び付勢部２４ｂがそれぞれ形成されている。板ばね２４は、取付部２４ａをケージ３１のばね支持ロッド３３に差し込み、溶接などで固定することによって、取り付けられている。また、付勢部２４ｂは、ローラ２５の軸線方向に沿って５つの付勢部２４ｂに分割されており、これらのうち、両端の２つがローラ２５に最も近く、中央の１つがローラ２５から最も遠くなるように、段差をもって配置されている。

また、アウターリング２２とインナーシャフト２３の間には、ローラ２５の軸線方向の両端部の外側に、一対のボールベアリング３４、３４が配置されている。各ボールベアリング３４は、アウターリング２２の内周部に一体に形成された外輪３５と、インナーシャフト２３の外周部に設けられた内輪３６及び複数のボール３７で構成され、アウターリング２２及びインナーシャフト２３を、互いに同心状態に維持しながら、回転可能に保持する。

さらに、ワンウェイクラッチ２１は、アキシャルばね３８及びリングばね３９を備えている。アキシャルばね３８は、リング状のものであり、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との間に配置されている。アキシャルばね３８は、その内周面からローラ２５側に向かって斜めに突出する複数の突起３８ａを有し、これらの突起３８ａが、一方の環状部材３２の内周面に形成された複数の凹部３２ｂを通り、ローラ２５の一端面に当接することによって、ローラ２５を軸線方向に付勢する。

リングばね３９は、アウターリング２２の内周面２２ａに形成された環状溝２２ｃに収容されており、ローラ２５の周面に当接することによって、ローラ２５をインナーシャフト２３側に向かって付勢する。

また、図８に示すように、ケージ３１の一対の環状部材３２、３２の内側面には、各板ばね２４の付勢部２４ｂに隣接する位置に、複数のガイド部材４１が取り付けられている。各ガイド部材４１は、金属などから成る三角形のピース状のものであり、その上面が環状部材３２の外周面とほぼ面一であるとともに、この上面の一端から板ばね２４の付勢部２４ｂ側に向かって内方に斜めに延びるガイド面４１ａを有する。

以上の構成により、ガイド面４１ａは、板ばね２４の付勢部２４ｂに近づくにつれて、径方向内方への突出長さが次第に大きくなるようなテーパ状になっている。また、ケージ３１の軸線方向に互いに対向する一対のガイド部材４１、４１は、ケージ３１の中心に対して互いに対称であり、それにより、ローラ２５の中心を通り、かつローラ２５の軸線と垂直な平面を中心として、互いに対称に設けられている。

次に、図９〜図１２を参照しながら、上述した構成のワンウェイクラッチ２１の動作を説明する。図９は、ワンウェイクラッチ２１の係合待機状態（ＤＰ（Ｄａｔｕｍ Ｐｏｉｎｔ）状態）、すなわち、ローラ２５がアウターリング２２の内周面２２ａ及びインナーシャフト２３の外周面２３ａに噛み込む直前の係合待機位置に位置する状態を示す（図１２のｔ１〜ｔ２）。

この係合待機状態では、図示しないが、板ばね２４の５つの付勢部２４ｂのうち、外側の２つのみがローラ２５に接触し、ローラ２５を弱い力で付勢するとともに、図９に示すように、ガイド部材４１のガイド面４１ａは、付勢部２４ｂと反対側の端部においてローラ２５に当接している。これにより、ローラ２５は、アウターリング２２の内周面２２ａ及びインナーシャフト２３の外周面２３ａに噛み込まずに、軽く接触しているだけであり、アウターリング２２からインナーシャフト２３への動力の伝達は行われない。

この係合待機状態から、矢印Ｂ方向に回動するアウターリング２２の回転速度がインナーシャフト２３の回転速度を上回ると（図１２のｔ２）、ローラ２５は、板ばね２４の付勢力と、アウターリング２２とインナーシャフト２３との回転速度差による引きずりによって、矢印Ｂ方向に移動する。これにより、ローラ２５は、板ばね２４の付勢部２４ｂ及びガイド部材４１のガイド面４１ａから離れるとともに、図１０に示す係合位置まで移動し、アウターリング２２の内周面２２ａ及びインナーシャフト２３の外周面２３ａに噛み込む。これにより、ワンウェイクラッチ２１は係合状態になり、アウターリング２２からインナーシャフト２３に動力が伝達される（ｔ２〜ｔ３）。

この係合状態から、アウターリング２２が上記と逆の矢印Ｂ’方向に回動すると（ｔ３）、ローラ２５もまた、矢印Ｂ’方向に移動し、アウターリング２２の内周面２２ａ及びインナーシャフト２３の外周面２３ａから離脱することによって、ワンウェイクラッチ２１は、係合状態を解除され、図１１に示すダンピング状態に移行する。このダンピング状態では、同図の右方に移動するローラ２５が板ばね２４のすべての付勢部２４ｂを圧縮することにより、ローラ２５の運動エネルギが板ばね２４の弾性によって吸収され、ダンピングされる。その後、ローラ２５は、板ばね２４の付勢力によって同図の左方に戻され、図９に示す係合待機位置まで移動することによって、ワンウェイクラッチ２１は係合待機状態に復帰する（ｔ４〜ｔ５）。

また、図１１に示すように、このダンピング状態において、ローラ２５は、ガイド部材４１のガイド面４１ａに当接した状態で、ガイド面４１ａに沿って案内される。これにより、ダンピング中におけるローラ２５のアウターリング２２との接触が阻止されるとともに、ローラ２５が係合待機位置に円滑に速やかに復帰する。

なお、上記のようにワンウェイクラッチ２１が係合状態からダンピング状態に移行する過程で、ローラ２５がアウターリング２２の内周面２２ａ及びインナーシャフト２３の外周面２３ａから離脱する際には、ローラ２５は、アキシャルばね３８によってケージ３１の環状部材３２に押し付けられるとともに、リングばね３９によってインナーシャフト２３に押し付けられる。これにより、ローラ２５の挙動がさらに安定化するとともに、ローラ２５が係合待機位置により速やかに復帰する。

以上のように、本実施形態のワンウェイクラッチ２１によれば、ローラ２５がアウターリング２２の内周面２２ａ及びインナーシャフト２３の外周面２３ｂから離脱した後のダンピング状態において、ローラ２５がガイド部材４１で案内されることによって、アウターリング２２とのローラ２５の接触が阻止される。また、ガイド部材４１は、ケージ３１を介してインナーシャフト２３と一体に設けられているので、ローラ２５がガイド部材４１に接触しても、アウターリング２２からエネルギを受け取ることはない。

以上から、ダンピング状態において、アウターリング２２との接触によりローラ２５がアウターリング２２からエネルギを受け取るという事態を確実に回避できる。その結果、ローラ２５のダンピングを効率的に行い、ローラ２５を係合待機位置に速やかに復帰させることができ、ワンウェイクラッチ２１の高周波応答性を向上させることができる。

また、ガイド部材４１のガイド面４１ａは、板ばね２４側に向かうにつれて径方向内方への突出長さが大きくなるようなテーパ状に形成されている。このようなガイド面４１ａにより、ローラ２５がダンピング状態において板ばね２４側に移動する際には、ローラ２５を径方向内方へ案内することで、アウターリング２２とのローラ２５の接触をより確実に阻止できる。また、ローラ２５が係合待機位置側に移動する際には、ローラ２５を係合待機位置に円滑に案内できるので、ワンウェイクラッチ２１の高周波応答性をさらに向上させることができる。

さらに、係合待機状態又はダンピング状態のときには、ガイド部材４１のガイド面４１ａがローラ２５に当接するので、アウターリング２２とのローラ２５の接触を有効に阻止することができる。一方、係合状態のときには、ガイド面４１ａがローラ２５に当接しないので、この当接による影響がローラ２５の係合状態に及ぶことはなく、ワンウェイクラッチ２１の適正な動作を確保することができる。

また、各ローラ２５に対して、一対のガイド部材４１、４１が互いに対称に設けられているので、ダンピング状態におけるローラ２５の動きを一対のガイド部材４１、４１によってバランス良く案内でき、それにより、ローラ２５を適正な姿勢に安定して保持でき、ワンウェイクラッチ２１の高周波応答性をさらに向上させることができる。

さらに、本実施形態の無段変速機Ｔによれば、上述したワンウェイクラッチ２１を出力軸１２側に用いているので、特に入力軸１１が高速で回転する場合において、ワンウェイクラッチ２１の優れた高周波応答性が発揮されることによって、入力軸１１から出力軸１２への動力の伝達と変速動作を良好に行うことができ、変速性能を向上させることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ガイド部材４１を、ケージ３１の一対の環状部材３２、３２に設けられた一対のガイド部材４１、４１で構成しているが、これに限らず、環状部材３２、３２の間に延びる棒状の単一の部材で構成してもよい。また、ガイド部材４１を環状部材３２と別体とし、これに取り付けているが、あらかじめ一体に作製してもよい。

また、実施形態では、ワンウェイクラッチ２１のローラ２５を付勢する弾性部材として、板ばね２４を用いているが、他のタイプの弾性部材、例えばコイルばねを用いてもよい。さらに、実施形態では、ワンウェイクラッチを無段変速機に用いているが、他の機器に適用してもよいことはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１１ 入力軸
１２ 出力軸
１８ 偏心ディスク（入力側部材）
１９ コネクティングロッド
２１ ワンウェイクラッチ
２２ アウターリング（アウター部材）
２２ａ アウターリングの内周面（アウター部材の内周面）
２３ インナーシャフト（インナー部材）
２３ａ インナーシャフトの外周面（インナー部材の外周面）
２４ 板ばね（弾性部材）
２５ ローラ
３１ ケージ（隣接部材）
４１ ガイド部材（阻止部、阻止部材）
４１ａ ガイド面
Ｔ 無段変速機
Ｌ１ 入力軸の軸線
Ｄ 偏心ディスクの偏心量（入力側部材の偏心量）

Claims (5)

1. 環状のアウター部材と、
   当該アウター部材の内部に同軸状に配置され、当該アウター部材に対して相対的に回転自在のインナー部材と、
   前記アウター部材と前記インナー部材の間に、周方向に並ぶように配置された複数のローラと、
   当該複数のローラを周方向にそれぞれ付勢する複数の弾性部材と、を備え、
   前記アウター部材及び前記インナー部材が相対的に所定方向に回転するのに伴い、前記複数のローラが周方向に移動し、当該ローラが前記アウター部材の内周面及び前記インナー部材の外周面に噛み込むことによって、前記アウター部材と前記インナー部材の間で動力を伝達するように構成されており、
   前記インナー部材に固定され、前記ローラに隣接する隣接部材をさらに備え、
   当該隣接部材は、前記ローラが前記内周面及び前記外周面に噛み込まない非係合状態にあるときに、前記ローラが前記アウター部材に接触するのを阻止するための阻止部を一体に有することを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記阻止部は、
   前記アウター部材の前記内周面よりも径方向内方に突出するように配置されており、
   前記ローラが、前記内周面及び前記外周面に係合する直前の係合待機位置に位置する状態を含み、前記非係合状態にあるときには、前記ローラと当接可能であり、前記ローラが前記内周面及び前記外周面に係合する係合位置に位置するときには、前記ローラと当接不能に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
3. 前記隣接部材は、前記ローラの両端部の付近に配置されており、
   前記阻止部は、前記ローラの両端部の付近に設けられた一対の阻止部材で構成され、
   当該一対の阻止部材は、前記ローラの中心を通り、かつ当該ローラの軸線と垂直な平面を中心として、互いに対称に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記阻止部は、前記ローラが前記内周面及び前記外周面に係合する直前の係合待機位置から前記内周面及び前記外周面に噛み込む方向と反対方向に向かうにつれて、径方向内方への突出長さが次第に大きくなるようなテーパ状のガイド面を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のワンウェイクラッチ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のワンウェイクラッチを備え、入力軸の回転を無段階に変速し、出力軸に伝達する無段変速機であって、
   前記ワンウェイクラッチの前記インナー部材は前記出力軸に連結されており、
   前記入力軸の軸線に対する偏心量が変更可能に構成され、前記入力軸からの動力の伝達によって、当該入力軸の軸線のまわりに回転する入力側部材と、
   当該入力側部材と前記ワンウェイクラッチの前記アウター部材に回転自在に連結され、前記入力側部材の回転に伴い、前記アウター部材を揺動させるコネクティングロッドと、 を備えることを特徴とする無段変速機。

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