JP2015036556A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 ワンウェイクラッチの係合応答性の向上およびフリクションの低減を両立させる。
【解決手段】 ワンウェイクラッチ２１のケージ３１の一対の環状部材３２に径方向に形成した長孔３２ｃに摺動自在に嵌合して第１スプリング４１で径方向内側に付勢される連結部材３３に、先端部２４ｂでローラ２５を周方向に付勢する第２スプリング２４の基端部２４ａを固定し、一対の環状部材３２に固定したサポート部材４２に第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄの背面を当接させる。連結部材３３が長孔３２ｃに沿って移動する方向ｄ３と、第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄがサポート部材４２に接触する接点Ｃ１の接線Ｔ１の方向ｄ１とは、径方向外側が相互に離反するように傾斜し、かつ前記接線Ｔ１の方向ｄ１と、第２スプリング２４の先端部２４ｂがローラ２５に接触する接点Ｃ２の接線Ｔ２の方向ｄ２とは、径方向外側が相互に接近するように傾斜する。
【選択図】 図１０

Description

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間に配置された複数のローラと、前記インナー部材に固定されたケージと、前記ケージに支持されて前記複数のローラをそれぞれ付勢する複数の付勢手段とを備え、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に関する。

ワンウェイクラッチのアウター部材およびインナー部材間に配置されるローラをピボットアームを介してインナー部材に揺動自在に支持し、第１スプリングでピボットアームを周方向に付勢することで、ローラを噛み合い開始位置の近傍に保持して係合応答性を高めるとともに、第２スプリングでピボットアームを径方向外側に付勢して駆動力が入力されるアウター部材に確実に当接させることで、ローラを噛み込み易くして係合応答性を一層高めるものが、下記特許文献１により公知である。

特開２０１１−１６３５３１号公報

ところで、短い時間間隔で係合および係合解除を繰り返すワンウェイクラッチの係合応答性を高めるには、スプリングの付勢力でローラを噛み合い開始位置に向けて強く付勢することが必要であるが、スプリングの付勢力が過剰になると、ワンウェイクラッチの非係合時にアウター部材およびインナー部材とローラとの間のフリクションが増加し、エネルギーの損失が大きくなる問題がある。

ワンウェイクラッチに高い係合応答性が求められるのは入力周波数が高い場合であり、入力周波数が低い場合には要求される係合応答性も比較的に低くなる。よって、入力周波数が高い場合にローラを周方向に付勢する付勢力を強くし、入力周波数が低い場合に前記付勢力を弱くすることができれば、係合応答性の向上およびフリクションの低減を両立させることができる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ワンウェイクラッチの係合応答性の向上およびフリクションの低減を両立させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、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間に配置された複数のローラと、前記インナー部材に固定されたケージと、前記ケージに支持されて前記複数のローラをそれぞれ付勢する複数の付勢手段とを備え、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、前記ケージは、前記複数のローラの軸方向両側に位置する一対の環状部材と、前記一対の環状部材に径方向に形成した長孔に両端が摺動自在に嵌合する複数の連結部材とを備え、前記付勢手段は、前記複数の連結部材を前記長孔に沿って径方向内側に付勢する複数の第１スプリングと、基端部が前記複数の連結部材に固定されて先端部が前記ローラに当接する複数の第２スプリングと、前記一対の環状部材に両端を支持されて前記複数の第２スプリングに当接する複数のサポート部材とからなり、前記第２スプリングは、前記基端部側から前記先端部側に向かって径方向外側に延びる第１腕部と、前記第１腕部の径方向外端から径方向内側に湾曲して前記先端部に連なる第１湾曲部とを備え、前記連結部材が前記長孔に沿って移動する方向と、前記第２スプリングの前記第１湾曲部が前記サポート部材に接触する接点の接線の方向とは、径方向外側が相互に離反するように傾斜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２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第２スプリングの前記第１湾曲部が前記サポート部材に接触する接点の接線の方向と、前記第２スプリングの前記先端部が前記ローラに接触する接点の接線の方向とは、径方向外側が相互に接近するように傾斜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に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記サポート部材は前記第２スプリングにより押圧されたときに弾性変形可能なスプリングで構成され、前記サポート部材のばね定数は前記第２スプリングのばね定数よりも大きい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に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記インナー部材の回転数が所定値未満のときには、前記第１スプリングは変形せずに前記第２スプリングが変形し、前記インナー部材の回転数が所定値以上のときには、前記第１スプリングおよび前記第２スプリングの両方が変形するように、前記第１スプリングのばね定数および前記第２スプリングのばね定数を設定した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に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記第２スプリングは、前記基端部から径方向内側に延びる第２腕部と、前記第２腕部の径方向内端から径方向外側に湾曲して前記第１腕部の径方向内端に連なる第２湾曲部とを備えることを特徴とするワンウェイクラッチが提案される。

尚、実施の形態の第１スプリング４１、第２スプリング２４およびサポート部材４２は本発明の付勢手段に対応する。

請求項１の構成によれば、ワンウェイクラッチは、環状のアウター部材と、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、アウター部材の内周面およびインナー部材の外周面間に配置された複数のローラと、インナー部材に固定されたケージと、ケージに支持されて複数のローラをそれぞれ付勢する複数の付勢手段とを備えるので、アウター部材およびインナー部材が所定方向に相対回転したときに、ローラが付勢手段による付勢力でアウター部材の内周面およびインナー部材の外周面間に噛み込んで駆動力を伝達することができる。

ケージは、複数のローラの軸方向両側に位置する一対の環状部材と、一対の環状部材に径方向に形成した長孔に両端が摺動自在に嵌合する複数の連結部材とを備え、付勢手段は、複数の連結部材を長孔に沿って径方向内側に付勢する複数の第１スプリングと、基端部が複数の連結部材に固定されて先端部がローラに当接する複数の第２スプリングと、一対の環状部材に両端を支持されて複数の第２スプリングに当接する複数のサポート部材とからなるので、インナー部材およびケージの回転に伴う遠心力で連結部材および第２スプリングが第１スプリングを圧縮しながら径方向外側に移動する。

このとき、第２スプリングは、基端部側から先端部側に向かって径方向外側に延びる第１腕部と、第１腕部の径方向外端から径方向内側に湾曲して先端部に連なる第１湾曲部とを備え、連結部材が長孔に沿って移動する方向と、第２スプリングの第１湾曲部がサポート部材に接触する接点の接線の方向とは、径方向外側が相互に離反するように傾斜するので、ワンウェイクラッチへの入力周波数が高いためにインナー部材の回転速度が大きいときに、遠心力で径方向外側に移動する第２スプリングの第１湾曲部がサポート部材に押し返されてローラ側に移動し、ローラを第２スプリングの先端部の付勢力で周方向に付勢してワンウェイクラッチの安定した係合を可能にすることができる。

ワンウェイクラッチへの入力周波数が低いためにインナー部材の回転速度が小さいときには、第２スプリングに作用する遠心力が小さくなり、ローラを周方向に付勢する付勢力も小さくなるため、ワンウェイクラッチの非係合時に無駄なフリクションが増加することがなくなり、ワンウェイクラッチの係合応答性の向上およびフリクションの低減を両立させることができる。

また請求項２の構成によれば、第２スプリングの第１湾曲部が前記サポート部材に接触する接点の接線の方向と、第２スプリングの先端部がローラに接触する接点の接線の方向とは、径方向外側が相互に接近するように傾斜するので、第２スプリングが遠心力で径方向外側に移動したとき、サポート部材およびローラ間に挟まれた第２スプリングの第１湾曲部の径が縮小するように弾性変形することで大きな付勢力を発生させ、この付勢力でローラを径方向内側に付勢することができる。

また請求項３の構成によれば、サポート部材は第２スプリングにより押圧されたときに弾性変形可能なスプリングで構成され、サポート部材のばね定数は第２スプリングのばね定数よりも大きいので、インナー部材の回転数が比較的に小さく第２スプリングの径方向外側への移動量が比較的に小さい状態では、第２スプリングだけが変形してローラを付勢するが、インナー部材の回転数が比較的に大きく第２スプリングの径方向外側への移動量が比較的に大きい状態では、第２スプリングに押されたサポート部材が変形して第２スプリングがローラを付勢する付勢力を増加することで、付勢力の特性をインナー部材の回転数に応じて適切に設定することができる。

また請求項４の構成によれば、インナー部材の回転数が所定値未満のときには、第１スプリングは変形せずに第２スプリングが変形し、インナー部材の回転数が所定値以上のときには、第１スプリングおよび第２スプリングの両方が変形するように、第１スプリングのばね定数および第２スプリングのばね定数を設定したので、インナー部材の回転数が小さく第２スプリングに作用する遠心力が小さい状態から、インナー部材の回転数が大きく第２スプリングに作用する遠心力が大きい状態まで、その遠心力に大きさに応じた適正な付勢力でローラを付勢することができる。

また請求項５の構成によれば、第２スプリングは、基端部から径方向内側に延びる第２腕部と、第２腕部の径方向内端から径方向外側に湾曲して第１腕部の径方向内端に連なる第２湾曲部とを備えるので、第２スプリングは全体としてＳ字状に湾曲した形状となって全長が最大限に延長されることで、しなやかさが高まってローラを安定した付勢力で付勢することができる。

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３の２−２線断面図）。 図２の３−３線断面図（ＯＤ状態）。 図２の３−３線断面図（ＧＮ状態）。 ＯＤ状態での作用説明図。 ＧＮ状態での作用説明図。 ワンウェイクラッチの分解斜視図。 図２の８部拡大図（図９の８−８線断面図）。 図８の９−９線断面図。 図９の１０部拡大図。 ワンウェイクラッチの部分斜視図。 図１１に対応する分解斜視図。

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および図３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、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第２スプリング２４…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１２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１２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、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１２個のローラ２５…を配置したものであり、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（図２および図３参照）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…を周方向に付勢する第２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３２，３２を相互に接続する１２本の連結部材３３…とで構成され、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本の連結部材３３…が１２個のローラ２５…間に配置される。一方の環状部材３２の内周部は凸部３２ａ…が形成されており、それがインナー部材２３の波状の外周面２３ａの凹部２３ｂ…に係合することで、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（図９参照）。

連結部材３３の両端は、一対の環状部３２，３２に径方向に長く形成された長孔３２ｃ，３２ｃに摺動自在に嵌合しており、よって連結部材３３は長孔３２ｃ，３２ｃに沿って径方向に移動自在である。中間部が径方向内向きに湾曲する第１スプリング４１の中央部を連結部材３３の径方向外面に固定し、かつ両端部を長孔３２ｃ，３２ｃの径方向外端部に係合することで、連結部材３３が第１スプリング４１の付勢力で径方向内向きに付勢される。

またアウター部材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（図８参照）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（図７および図８参照）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、前記環状部材３２の内周の凹部３２ｂ…間を通過してローラ２５…の端面に弾発的に当接する。

図１０に詳細に示すように、第２スプリング２４は１枚の弾性板材を断面Ｓ字状に屈曲させたもので、コ字状に屈曲した基端部２４ａがケージ３１の連結部材３３に嵌合して溶接等で固定され、４本の平行な切り込み２４ｃ…により５分割された先端部２４ｂがローラ２５に当接する。更に第２スプリング２４は、先端部２４ｂ側から基端部２４ａ側に向けて、第１湾曲部２４ｄ、第１腕部２４ｅ、第２湾曲部２４ｆおよび第２腕部２４ｇを備える。第１湾曲部２４ｄは、先端部２４ｂから径方向外側に延びた後に略１８０°湾曲して径方向内側に延び、直線状の第１腕部２４ｅの径方向外端に連続する。第２湾曲部２４ｆは第１腕部２４ｅの径方向内端から径方向内側に延びた後に略１８０°湾曲して径方向外側に延び、直線状の第２腕部２４ｇの径方向内端に連続する。そして第２腕部２４ｇの径方向外端は基端部２４ａに連続する。

第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄの背面に当接するサポート部材４２の両端が、ケージ３１の一対の環状部材３２，３２に固定される。サポート部材４２は弾性板材で構成されたスプリングであり、その中間部が第１湾曲部２４ｄに向けて突出するように弧状に湾曲する。

第２スプリング２４の基端部２４ａを支持する連結部材３３が環状部材３２，３２の長孔３２ｃ，３２ｃに沿って移動する方向ｄ３は、出力軸１２の軸線を中心とする径方向である。また第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄがサポート部材４２に接触する接点Ｃ１における接線Ｔ１の方向をｄ１とし、第２スプリング２４の先端部２４ｂがローラ２５に接触する接点Ｃ２における接線Ｔ２の方向をｄ２としたとき、方向ｄ３に対して方向ｄ１は径方向外側で離間するように傾斜しており、方向ｄ１に対して方向ｄ２は径方向外側で接近するように傾斜している。

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の変速比はＯＤ（オーバードライブ）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の偏心量がゼロになって無段変速機Ｔの変速比は無限大のＧＮ（ギヤドニュートラル）状態になる。

図５に示すＯＤ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の前記矢印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の前記矢印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…が第２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、ＧＮ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。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ＯＤ状態と図４のＧＮ状態との間に設定すれば、任意の変速比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。

ワンウェイクラッチ２１のローラ２５は第２スプリング２４の付勢力で図１０の矢印Ａ方向に付勢されているため、インナー部材２３に対してアウター部材が矢印Ｂ方向に相対回転すると、第２スプリング２４により付勢されたローラ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間に噛み込んでワンウェイクラッチ２１が係合し、アウター部材２２の駆動力がインナー部材２３に伝達される。

またインナー部材２３に対してアウター部材が矢印Ｂ′方向に相対回転すると、アウター部材２２の内周面２２ａに押されたローラ２５が第２スプリング２４を圧縮しながら矢印Ａ′方向に移動し、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から離間してワンウェイクラッチ２１が係合解除し、アウター部材２２からインナー部材２３への駆動力の伝達が遮断される。

ところで、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が高速で往復運動してワンウェイクラッチ２１が短い周期で係合および係合解除を繰り返すため、特にアウター部材２２への駆動力の入力周波数が高いときに係合応答性を高めることが要求される。ワンウェイクラッチ２１の係合応答性を高めるには、第２スプリング２４がローラ２５を付勢する付勢力を大きくすれば良いが、このようにすると、アウター部材２２への駆動力の入力周波数が低いために高い係合応答性が要求されない場合に、非係合状態にあるワンウェイクラッチ２１のローラ２５がアウター部材２２の内周面２２ａあるいはインナー部材２３の外周面２３ａに強く摩擦し、フリクションの増大によるエネルギー損失が発生する問題がある。そこで本実施の形態によれば、アウター部材２２への駆動力の入力周波数の増加に伴い、つまりインナー部材２３の回転速度の増加に伴い、第２スプリング２４がローラ２５を周方向に付勢する付勢力が増加するようになっている。

即ち、駆動力の入力周波数が増加してインナー部材２３の回転速度が増加すると、図１０において、一体に結合された連結部材３３および第２スプリング２４に作用する径方向外向きの遠心力が増加するため、第２スプリング２４は第１スプリング４１を径方向外側に圧縮しながら連結部材３３と共にケージ３１の一対の環状部材３２，３２の長孔３２ｃ，３２ｃに沿って実線位置から鎖線位置へと径方向外側に移動する。このとき、第２スプリング２４の基端部２４ａが連結部材３３と共に移動する方向ｄ３に対して、第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄがサポート部材４２に接触する接点Ｃ１における接線Ｔ１の方向ｄ１は、径方向外側で相互に離間するように傾斜しているため、前記接点Ｃ１は次第にローラ２５側に移動する。その結果、第２スプリング２４の先端部２４ｂはローラ２５に強く押し付けられて曲率半径が減少するように弾性変形し、ローラ２５を矢印Ａ方向に付勢する付勢力が増加する。

また第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄがサポート部材４２に接触する接点Ｃ１における接線Ｔ１の方向ｄ１に対して、第２スプリング２４の先端部２４ｂがローラ２５に接触する接点Ｃ２における接線Ｔ２の方向ｄ２は、径方向外側で接近するように傾斜しているため、第２スプリング２４が遠心力で径方向外側に移動すると、第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄは接線Ｔ１および接線Ｔ２に挟まれた先細の空間内に押し込まれて曲率半径が更に減少するように弾性変形し、ローラ２５を矢印Ａ方向に付勢する付勢力が更に増加する。

以上のように、ワンウェイクラッチ２１への入力周波数が高いためにインナー部材２３の回転速度が大きいときに、遠心力で径方向外側に移動する第２スプリング２４の第１湾曲部２４ｄがサポート部材４２に押し返されてローラ２５側に移動し、ローラ２５を第２スプリング２４の先端部２４ｂの付勢力で周方向に付勢することで、ワンウェイクラッチ２１の安定した係合を可能にすることができる。一方、ワンウェイクラッチ２１への入力周波数が低いためにインナー部材２３の回転速度が小さいときには、第２スプリング２４に作用する遠心力も小さくなり、ローラ２５を周方向に付勢する付勢力も小さくなるため、ワンウェイクラッチ２１の非係合時に無駄なフリクションが増加することがなくなり、結果としてワンウェイクラッチ２１の係合応答性の向上およびフリクションの低減を両立させることができる。

しかも第２スプリング２４は、第１湾曲部２４ｄおよび第１腕部２４ｅに加えて、基端部２４ａから径方向内側に延びる第２腕部２４ｇと、第２腕部２４ｇの径方向内端から径方向外側に湾曲して第１腕部２４ｅの径方向内端に連なる第２湾曲部２４ｆとを備えるので、第２スプリング２４は全体としてＳ字状に湾曲した形状となって全長が最大限に延長されることで、しなやかさが高まってローラ２５を安定した付勢力で付勢することができる。

またインナー部材２３の回転数が所定値未満のときには、第１スプリング４１は変形せずに第２スプリング２４が変形し、インナー部材２３の回転数が所定値以上のときには、第１スプリング４１および第２スプリング２４の両方が変形するように、第１スプリング４１のばね定数および第２スプリング２４のばね定数を設定したので、インナー部材２３の回転数が小さく第２スプリング２４に作用する遠心力が小さい状態から、インナー部材２３の回転数が大きく第２スプリング２４に作用する遠心力が大きい状態まで、その遠心力に大きさに応じた適正な付勢力でローラ２５を付勢することができる。

またサポート部材４２は第２スプリング２４により押圧されたときに弾性変形可能なスプリングで構成され、かつサポート部材４２のばね定数は第２スプリング２４のばね定数よりも大きいので、インナー部材２３の回転数が比較的に小さく第２スプリング２４の径方向外側への移動量が比較的に小さい状態では、第２スプリング２４だけが変形してローラ２４を付勢するが、インナー部材２３の回転数が比較的に大きく第２スプリング２４に作用する遠心力が比較的に大きい状態では、第２スプリング２４に押されたサポート部材４２が変形して第２スプリング２４がローラ２５を付勢する付勢力を増加することで、付勢力の特性をインナー部材２３の回転数に応じて適切に設定することができる。

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。

またワンウェイクラッチ２１のローラ２５の数は実施の形態に限定されるものではない。

２２ アウター部材
２２ａ 内周面
２３ インナー部材
２３ａ 外周面
２４ 第２スプリング（付勢手段）
２４ａ 基端部
２４ｂ 先端部
２４ｄ 第１湾曲部
２４ｅ 第１腕部
２４ｆ 第２湾曲部
２４ｇ 第２腕部
２５ ローラ
３１ ケージ
３２ 環状部材
３２ｃ 長孔
３３ 連結部材
４１ 第１スプリング（付勢手段）
４２ サポート部材（付勢手段）
Ｃ１ 第２スプリングの第１湾曲部がサポート部材に接触する接点
Ｃ２ 第２スプリングの先端部がローラに接触する接点
Ｔ１ 第２スプリングの第１湾曲部がサポート部材に接触する接点の接線
Ｔ２ 第２スプリングの先端部がローラに接触する接点の接線
ｄ１ 第２スプリングの第１湾曲部がサポート部材に接触する接点の接線の方向
ｄ２ 第２スプリングの先端部がローラに接触する接点の接線の方向
ｄ３ 連結部材が長孔に沿って移動する方向

Claims (5)

1. 環状のアウター部材（２２）と、前記アウター部材（２２）の内部に同軸に配置されたインナー部材（２３）と、前記アウター部材（２２）の内周面（２２ａ）および前記インナー部材（２３）の外周面（２３ａ）間に配置された複数のローラ（２５）と、前記インナー部材（２３）に固定されたケージ（３１）と、前記ケージ（３１）に支持されて前記複数のローラ（２５）をそれぞれ付勢する複数の付勢手段（２４，４１，４２）とを備え、前記アウター部材（２２）および前記インナー部材（２３）の所定方向への相対回転により、前記ローラ（２５）を前記内周面（２２ａ）および前記外周面（２３ａ）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、
   前記ケージ（３１）は、前記複数のローラ（２５）の軸方向両側に位置する一対の環状部材（３２）と、前記一対の環状部材（３２）に径方向に形成した長孔（３２ｃ）に両端が摺動自在に嵌合する複数の連結部材（３３）とを備え、
   前記付勢手段（２４，４１，４２）は、前記複数の連結部材（３３）を前記長孔（３２ｃ）に沿って径方向内側に付勢する複数の第１スプリング（４１）と、基端部（２４ａ）が前記複数の連結部材（３３）に固定されて先端部（２４ｂ）が前記ローラ（２５）に当接する複数の第２スプリング（２４）と、前記一対の環状部材（３２）に両端を支持されて前記複数の第２スプリング（２４）に当接する複数のサポート部材（４２）とからなり、
   前記第２スプリング（２４）は、前記基端部（２４ａ）側から前記先端部（２４ｂ）側に向かって径方向外側に延びる第１腕部（２４ｅ）と、前記第１腕部（２４ｅ）の径方向外端から径方向内側に湾曲して前記先端部（２４ｂ）に連なる第１湾曲部（２４ｄ）とを備え、前記連結部材（３３）が前記長孔（３２ｃ）に沿って移動する方向（ｄ３）と、前記第２スプリング（２４）の前記第１湾曲部（２４ｄ）が前記サポート部材（４２）に接触する接点（Ｃ１）の接線（Ｔ１）の方向（ｄ１）とは、径方向外側が相互に離反するように傾斜することを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記第２スプリング（２４）の前記第１湾曲部（２４ｄ）が前記サポート部材（４２）に接触する接点（Ｃ１）の接線（Ｔ１）の方向（ｄ１）と、前記第２スプリング（２４）の前記先端部（２４ｂ）が前記ローラ（２５）に接触する接点（Ｃ２）の接線（Ｔ２）の方向（ｄ２）とは、径方向外側が相互に接近するように傾斜す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. 前記サポート部材（４２）は前記第２スプリング（２４）により押圧されたときに弾性変形可能なスプリングで構成され、前記サポート部材（４２）のばね定数は前記第２スプリング（２４）のばね定数よりも大きいことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記インナー部材（２３）の回転数が所定値未満のときには、前記第１スプリング（４１）は変形せずに前記第２スプリング（２４）が変形し、前記インナー部材（２３）の回転数が所定値以上のときには、前記第１スプリング（４１）および前記第２スプリング（２４）の両方が変形するように、前記第１スプリング（４１）のばね定数および前記第２スプリング（２４）のばね定数を設定したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記第２スプリング（２４）は、前記基端部（２４ａ）から径方向内側に延びる第２腕部（２４ｇ）と、前記第２腕部（２４ｇ）の径方向内端から径方向外側に湾曲して前記第１腕部（２４ｅ）の径方向内端に連なる第２湾曲部（２４ｆ）とを備えることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のワンウェイクラッチ。

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