JP2015178878A

JP2015178878A - 無段変速機

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Publication number: JP2015178878A
Application number: JP2014057078A
Authority: JP
Inventors: 優史西村; Yuji Nishimura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: JP6095599B2

Abstract

【課題】係合解除時にローラが飛び出す初速度を低減し、ローラが高速でストッパー部に衝突によるＮＶＨ悪化を防止するワンウェイクラッチおよび無段変速機を実現する。
【解決手段】ワンウェイクラッチは、アウター部材２２と、インナー部材２３と、アウター部材とインナー部材の間に配置された複数のローラ２５と、各ローラの軸方向の両端面に近接してアウター部材とインナー部材とを相対回転可能に軸支する一対の軸受３４と、各ローラに当接する複数の弾性部材２４と、各弾性部材を保持する複数の保持部材３３とを有し、各ローラはアウター部材とインナー部材と保持部材と一対の軸受とで囲まれた空間Ｓ内で円周方向に転動し、空間内は潤滑剤で満たされ、各保持部材には隣接する空間をローラが係合に向けて転動する第１の方向ｗ１にのみ連通する第１の弁５１と、第２の方向ｗ２にのみ連通する第２の弁５２が設けられ、第１の弁の流量は、第２の弁よりも大きい。
【選択図】図８

Description

本発明は、クランク式無段変速機に関する。

例えば、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クランク式無段変速機が記載されている。

特開２０１２−１０４８号公報

ところで、上記特許文献１のワンウェイクラッチは、ローラがアウター部材とインナー部材の間に形成された楔状の空間に噛み込む係合状態と、噛み込みが解除される係合解除状態とがアウター部材の揺動により繰り返される。特に、係合状態から係合解除状態に変化する際には、ローラの転動が楔状空間のインナー部材に形成されたストッパー部により受け止められると共に、エンゲージスプリングがローラの転動によるエネルギーを減衰するように作用する。

ここで、エンゲージスプリングの弾発力が弱いと、係合解除時にローラの転動エネルギーを吸収しきれず、ローラが高速でストッパー部に衝突するために、ＮＶＨ（ノイズ・バイブレーション・ハーシュネス）の悪化の原因となる。一方、エンゲージスプリングの弾発力を強くすると、上記ＮＶＨは低減できるが、係合時にローラを係合状態まで押し出す力も大きくなるためフリクションが増大する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、係合解除時にローラが飛び出す初速度を低減し、ローラが高速でストッパー部に衝突してＮＶＨが悪化するのを防止することができる無段変速機を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第１の形態は、駆動源（１）に接続された入力軸（１１）の回転を変速して出力軸（１２）に伝達する無段変速機（３）であって、前記入力軸（１１）の軸線（Ｌ１）からの偏心量が可変であって当該入力軸（１１）と共に回転する入力側支点（１８）と、前記入力側支点（１８）の動作をワンウェイクラッチ（２１）を介して前記出力軸（１２）に伝達する出力側支点（１９ｃ）と、前記入力側支点（１８）と前記出力側支点（１９ｃ）とを接続するコネクティングロッド（１９）とを備える動力伝達機構（Ｕ）を有し、前記ワンウェイクラッチ（２１）は、アウター部材（２２）と、前記アウター部材（２２）と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）の間に配置された複数のローラ（２５）とを備え、前記アウター部材（２２）と前記インナー部材（２３）の相対回転により、前記ローラ（２５）を前記アウター部材（２２）の内周面（２２ａ）と前記インナー部材（２３）の外周面（２３ａ）の間に係合させて前記入力側軸支点（１８）から前記出力側支点（１９ｃ）へ駆動力を伝達し、前記ワンウェイクラッチ（２１）はさらに、前記各ローラ（２５）の軸方向の両端面に近接して配置され、前記ローラ（２５）が係合していない状態で前記アウター部材（２２）と前記インナー部材（２３）とを相対回転可能に軸支する一対の軸受（３４）と、前記係合が解除されて円周方向に転動する各ローラ（２５）に当接する複数の弾性部材（２４）と、前記各弾性部材（２４）を保持する複数の保持部材（３３）を有し、前記インナー部材（２３）に相対回転不能に結合されるケージ（３１）と、を有し、前記各ローラ（２５）は、前記アウター部材（２２）と、前記インナー部材（２３）と、前記保持部材（３３）と、前記一対の軸受（３４）とで囲まれた空間（Ｓ）内で円周方向に転動して係合および解除を繰り返し、前記空間（Ｓ）は、前記保持部材（３３）を仕切りとして前記インナー部材（２３）の外周面（２３ａ）上に円周方向に隣接して設けられ、当該空間（Ｓ）内は潤滑剤で満たされた状態になることが可能となっており、前記各保持部材（３３）には、前記インナー部材（２３）の外周面（２３ａ）上に円周方向に隣接する空間（Ｓ）を、前記ローラ（２５）が係合に向けて転動する第１の方向（ｗ１）にのみ連通する第１の弁（５１）と、前記第１の方向（ｗ１）とは反対の第２の方向（ｗ２）にのみ連通する第２の弁（５２）が設けられ、前記第１の弁（５１）の流量は、前記第２の弁（５２）よりも大きい。

また、本発明に係る第２の形態は、前記インナー部材（２３）には、当該インナー部材（２３）に供給された潤滑剤としての油を前記空間（Ｓ）に供給する油路（５３）が形成され、前記油路（５３）の出口（５３ａ）は、前記ローラ（２５）が係合直前の状態で前記インナー部材（２３）の内周面（２３ａ）に接触する位置よりも前記第１の方向（ｗ１）側に位置するように設けられている。

本発明によれば、係合解除時にローラが飛び出す初速度を低減し、ローラが高速でストッパー部に衝突してＮＶＨが悪化するのを防止できる無段変速機を実現を実現できる。

詳しくは、本発明に係る第１の形態によれば、係合状態と係合解除状態の間でローラが転動する空間を潤滑油で満たし、エンゲージスプリングと協働して係合解除時のローラの転動エネルギーを減衰できるので、係合解除時にローラが飛び出す初速度を低減し、ローラが高速でストッパー部に衝突してＮＶＨが悪化するのを防止できる。

また、本発明に係る第２の形態によれば、ローラのダンピング中に潤滑油が減少して必要な減衰作用が得られないという事態を回避することができる。

本実施形態の無段変速機が搭載される自動車のパワートレインの構成図。本実施形態の無段変速機の構造を示す図。本実施形態の無段変速機のＴＯＰ状態の動作を示す図。本実施形態の無段変速機のＬＯＷ状態の動作を示す図。本実施形態の無段変速機に搭載されるワンウェイクラッチの分解斜視図。本実施形態のワンウェイクラッチの状態変化を示す図。図２のＩ部の詳細断面図。本実施形態のワンウェイクラッチのローラの転動エネルギーを潤滑油圧により減衰する構造を示す模式図。本実施形態のワンウェイクラッチのローラの転動エネルギーを潤滑油圧により減衰する作用を説明する模式図。本実施形態のワンウェイクラッチのローラの転動エネルギーを潤滑油圧により減衰する作用を説明する模式図。本実施形態のワンウェイクラッチのローラの転動エネルギーを潤滑油圧により減衰する作用を説明する模式図。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。また、以下では、本発明のクランク式無段変速機を、自動車のパワートレインに適用した例について説明するが、自動車以外の他の用途にも適用できることは言うまでもない。

＜パワートレイン構成＞まず、図１を参照して、本実施形態の無段変速機が搭載される自動車のパワートレインの構成について説明する。

図１に示すように、エンジン１の駆動力が出力軸２からクランク式無段変速機（以下、無段変速機と略称する）３へ入力され、無段変速機３からデファレンシャルギヤ４を介して左右の車軸５に伝達され、駆動輪６を駆動する。

＜無段変速機の構造＞次に、図２ないし図７を参照して、本実施形態の無段変速機の構造について説明する。

図２に示すように、本実施形態の無段変速機３は同一構造を有する複数個（実施の形態では４個）の動力伝達機構Ｕをエンジン１の出力軸２と同軸の入力軸１１に対して軸方向に配列して構成されている。各動力伝達機構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。

以下では、図３および図４を参照して、複数個の動力伝達機構Ｕのうち１つの構造について説明する。

エンジン１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に連結ピン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で付勢されたローラ２５とを備える。なお、ワンウェイクラッチ２１の具体的な構造については後述する。

動力伝達機構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機構Ｕで９０°ずつ異なっている。例えば、図２において、左端の動力伝達機構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番目の動力伝達機構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番目の動力伝達機構Ｕの偏心ディスク１８は上下方向中間に位置している。

＜ワンウェイクラッチの構造＞次に、図５を参照して、ワンウェイクラッチの構造について説明する。

ワンウェイクラッチ２１は、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の外周に設けられた突出する連結部２２ｂに連結ピン１９ｃおよびクリップ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と、周方向に等間隔で配置されて一対の環状部材３２を相互に接続する１２本のスプリング支持ロッドとで構成され、一対の環状部材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枚の弾性板材を断面Ｓ字状に屈曲させたもので、その一端側がケージ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が配置されており、このボールベアリング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。なお、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押圧部３８ａが、環状部材３２の内周の凹部３２ａ間を通過してローラ２５の端面に当接し、その弾性により押圧する。また、アウター部材２２の内周面に形成した環状溝２２ｃに環状のリングスプリング３９が配置されており、このリングスプリング３９はローラ２５の周面に当接してインナー部材２３の外周面２３ａに向けて付勢する。

＜動作説明＞次に、図２ないし図４を参照して、本実施形態の無段変速機の動力伝達作用について説明する。

先ず、無段変速機３の１つの動力伝達機構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がな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３のレシオはＴＯＰ状態になる。図４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３のレシオはＬＯＷ状態になる。

図３に示すＴＯＰ状態で、エンジン１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３（Ａ）から図３（Ｂ）を経て図３（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、その小径環状のロッド部１９ａに連結ピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を反時計方向（矢印Ｂ１参照）に回転させる。図３（Ａ）および図３（Ｃ）は、アウター部材２２の矢印Ｂ１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Ｂ１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３（Ｃ）から図３（Ｄ）を経て図３（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に連結ピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を時計方向（矢印Ｂ２参照）に回転させる。図３（Ｃ）および図３（Ａ）は、アウター部材２２の矢印Ｂ２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Ｂ２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Ｂ１参照）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４は、ＬＯＷ状態で無段変速機３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（このように偏心量がゼロになる状態をギヤードニュートラル（ＧＮ）という）。このＧＮ状態でエンジン１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３は、並置された４個の動力伝達機構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個の動力伝達機構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のいず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。

＜ワンウェイクラッチの作用＞次に、図６を参照して、ワンウェイクラッチ２１の状態変化について説明する。

図６（Ａ）はワンウェイクラッチ２１のＤＰ（ＤａｔｕｍＰｏｉｎｔ）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。ＤＰ状態では、アウター部材２２の矢印Ａ方向への揺動によりローラ２５は矢印Ｒ方向に転動する。また、エンゲージスプリング２４の付勢部２４ａ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の間に噛み込む方向に付勢する。ローラ２５はこのとき、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。

この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６（Ｂ）に示すようにワンウェイクラッチ２１が係合する。

図６（Ｂ）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６（Ｃ）に示すようにワンウェイクラッチ２１が係合を解除する。この係合解除状態をダンピング状態と呼び、ローラ２５はエンゲージスプリング２４の付勢部２４ａを圧縮しながら矢印Ｂ方向に回転し、ローラ２５はアウター部材２２の内周面２２ａあるいはインナー部材２３の外周面２３ａから離反する。その後、ローラ２５はエンゲージスプリング２４により付勢されて図６（Ａ）に示すＤＰ状態に速やかに復帰する。

なお、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押し出されるとき、アキシャルスプリング３８で軸方向に付勢されたローラ２５の端面がケージ３１の環状部材３２に押し付けられるため、その摩擦力でローラ２５の挙動を安定させることができる。またローラ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間の楔状の空間から押し出されるとき、ローラ２５は遠心力で径方向外側に位置するアウター部材２２の内周面に押し付けられるが、それをリングスプリング３９の径方向内向きの弾性力で抑制することができる。

＜潤滑油圧によるローラの減衰構造＞次に、本実施形態のワンウェイクラッチ２１のローラ２５の転動エネルギーを潤滑油圧により減衰する構造について説明する。

図８は、本実施形態のワンウェイクラッチのローラの転動エネルギーを潤滑油圧により減衰する構造を示し、（Ａ）はローラを軸方向から見た模式的な断面図、（Ｂ）はローラを軸方向と直交する方向から見た模式的な断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ部を詳細に示す図である。

図８（Ａ）に示すように、ローラ２５は、アウター部材２２の内周面２２ａ、インナー部材２３の外周面２３ａ、ケージ３１における隣接するスプリング支持ロッド３３、アウター部材２２とインナー部材２３の間に介在するボールベアリング３４により囲まれた閉空間Ｓ内で転動する。アウター部材２２の内周面２２ａとインナー部材２３の外周面２３ａは、ローラ２５が転動する閉空間Ｓ（以下、ローラ転動空間Ｓともいう）の径方向の高さを画定し、隣接するスプリング支持ロッド３３は当該空間Ｓの円周方向の長さを画定している。また、上述したように、ボールベアリング３４の外輪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はインナー部材２３の外周面２３ａに固定される。ボールベアリング３４（およびケージ３１の環状部材３２）は、アウター部材２２とインナー部材２３の間の軸方向端面側の隙間を閉じるように配置されている。隣接するスプリング支持ロッド３３は、円周方向にローラ２５と交互に配置され、ローラ転動空間Ｓの前後の仕切り部を構成している。

ローラ転動空間Ｓにおける、インナー部材２３の外周面２３ａには、楔状の溝部４０が形成されている。楔状の溝部４０は、係合方向ｗ１（図６の矢印Ａと同じ方向）に向かうほどローラ転動空間Ｓの高さが漸減するように傾斜する斜面部４１と、ダンピング時に係合解除方向ｗ２（図６の矢印Ｂと同じ方向）に斜面部４１を転動するローラ２５に衝突するようにローラ転動空間Ｓの高さが最も大きくなるストッパー部４２を有する。

また、図８（Ｂ）に示すように、ローラ２５を境として係合解除方向ｗ２側の第１の空間Ｓ１を画定する保持部材としてのスプリング支持ロッド３３は、ローラ２５のダンピング時の転動エネルギーを減衰するエンゲージスプリング２４を支持する。

上記構成において、図８（Ａ）に示すように、アウター部材２２の端面と内輪３６、ローラ２５の端面と内輪３６、アウター部材２２の内周面２２ａとスプリング支持ロッド３３は相対的に摺動する必要があるが、互いのクリアランスを摺動可能な範囲でできるだけ小さくし、それにより形成されたローラ転動空間Ｓを潤滑油で満たす。また、図８（Ｃ）に示すように、スプリング支持ロッド３３には、第１の空間Ｓ１側にのみ開成可能で潤滑油を流動可能にする第１の一方向弁（逆止弁）５１と、ローラ２５を境として係合方向ｗ１側の第２の空間Ｓ２側にのみ開成可能で潤滑油を流動可能にする第２の一方向弁（逆止弁）５２とを組み合わせたオリフィスが設けられている。なお、これらの一方向弁５１、５２は、例えば弁体が弁座に密着すると流れを遮断し、圧力により弾性変形すると弁座から離間して流動を許容する。

このオリフィスの流路断面積ｄ１、ｄ２は、第２の一方向弁５２よりも第１の一方向弁の５１方が大きく、隣接するローラ転動空間Ｓの第２の空間Ｓ２へ流出する潤滑油量よりも当該空間Ｓ２から流入する潤滑油量の方が多くなるように構成されている。そして、ローラ２５の係合方向ｗ１、係合解除方向ｗ２への転動により、隣接するローラ転動空間Ｓにおける第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２との間の潤滑油に圧力差が生じ、この圧力差をオリフィスにより適切にコントロールする。

さらに、ローラ転動空間Ｓにおけるインナー部材２３には、インナー部材２３を構成する軸部材の中心軸を貫通する中空部２３ｂ内からローラ転動空間Ｓを貫通し潤滑油を補給する連通孔５３が形成されている。なお、この連通孔５３のローラ転動空間Ｓへの出口５３ａは、ローラ２５が係合直前のＤＰ状態でインナー部材２３の内周面２３ａ（ローラ転動空間Ｓの斜面部４１）に接触する位置よりも係合方向ｗ１側に位置するように設けられる。

次に、図９から図１１を参照して、本実施形態のワンウェイクラッチ２１のローラ２５の転動エネルギーを潤滑油圧により減衰する作用について説明する。

図９から図１１は、ワンウェイクラッチ２１のＤＰ状態、係合状態、ダンピング（係合解除）状態におけるローラの転動エネルギーの潤滑油圧による減衰作用を説明するためのローラを軸線と直交する方向から見た模式的な断面図（Ａ）および（Ａ）のＹ部を詳細に示す図（Ｂ）である。

図９に示すＤＰ状態では、隣接するローラ転動空間Ｓの第１の空間Ｓ１と第２の空間の潤滑油圧ｐ１、ｐ２は平衡な状態（ｐ１＝ｐ２）となっている。

ＤＰ状態から図１０に示すように、ローラ２５が係合方向ｗ１側に転動すると、各ローラ転動空間Ｓにおける第１の空間Ｓ１の容積が拡大するため潤滑油圧ｐ１が低下する一方、第２の空間Ｓ２の容積が縮小するため潤滑油圧ｐ２が増加する（ｐ１＜ｐ２）。すると、第２の一方向弁５２は閉成したまま、第１の一方向弁５１が開成して隣接するローラ転動空間Ｓの第２の空間Ｓ２からより多くの潤滑油が流入し、第１の空間Ｓ１の潤滑油圧ｐ１が増加する。

アウター部材２２からインナー部材２３にトルクが伝達された後、アウター部材２２が係合解除方向ｗ２に揺動し始め、ローラ２５の係合が解除されて係合解除ｗ２側に転動していくと、図１１に示すように、第２の空間Ｓ２が縮小するため潤滑油圧ｐ１が増加し、第１の一方向弁５１が閉成したまま、第２の一方向弁５２が開成して隣接するローラ転動空間Ｓへ潤滑油が流出する。このとき、隣接するローラ転動空間Ｓにおける第１の空間Ｓ１の潤滑油圧ｐ１は極高圧となり、第２の空間Ｓ２の潤滑油圧ｐ２は極低圧となるが、第２の一方向弁５２から流出する潤滑油量が少なく抑えらるため、第１の空間Ｓ１の潤滑油圧ｐ１の低下が緩慢となり、ローラ２５がダンピング状態になるまで極高圧の状態が保持される。同様に、第２の空間Ｓ２の潤滑油圧ｐ２の増加も緩慢となり、ローラ２５がダンピング状態になるまで極低圧の状態が保持される。

このようにローラ転動空間Ｓに潤滑油圧の圧力差を生じさせ、この圧力差の変化速度を一方向弁によりコントロールすることによって、係合状態が解除される瞬間のローラ２５の初速度を低下させることができる。よって、ダンピング時にローラ２５が高速でストッパー部４２に衝突することを回避または緩和し、その後、エンゲージスプリング２４によりローラ２５の転動エネルギーを減衰することができる。このようにしてローラ２５がストッパー部４２に衝突するときの衝撃を和らげてＮＶＨが悪化するのを防止する。

また、ローラ転動空間Ｓは閉空間とはいっても潤滑油はいずれリークしていくので、ローラ転動空間Ｓに潤滑油を補給する連通孔５３を設けたことで、ローラ転動空間Ｓに潤滑油を補給でき、常に空間Ｓ内を潤滑油で満たすことができる。また、連通孔５３の出口５３ａが、ローラ２５が係合直前のＤＰ状態でインナー部材２３の内周面２３ａ（ローラ転動空間Ｓの斜面部４１）に接触する位置よりも係合方向ｗ１側に位置するように設けられるので、ダンピング時に連通孔５３から潤滑油が逆流しローラ２５の第１の空間Ｓ１の潤滑油圧ｐ１が低下して、必要な減衰作用が得られないという事態を回避することができる。

また、本実施形態のワンウェイクラッチをクランク式無段変速機に適用することによって、静粛性を向上させることができる。

なお、本実施形態では、ローラ転動空間Ｓを満たす潤滑剤として潤滑油を例に説明したが、グリースその他の潤滑剤を用いても良い。

なお、本実施形態のワンウェイクラッチ２１は無段変速機３以外の任意の用途に適用することができる。

また、本実施形態の無段変速機３は４組の動力伝達機構Ｕを備えているが、それ以上またはそれ以下の数であってもよい。

また、本実施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、本実施形態ではケージ３１をインナー部材２３に固定しているが、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やエンゲージスプリング２４の本数は上述した実施形態に限定されるものではない。

３…無段変速機、１１…入力軸、１２…出力軸、１８…偏心ディスク（入力側支点）、１９…コネクティングロッド、１９ｃ…連結ピン（出力側支点）、２１…ワンウェイクラッチ、２２…アウター部材、２３…インナー部材、２４…エンゲージスプリング、２５…ローラ、３１…ケージ、３４…ボールベアリング、５１…第１の一方向弁、５２…第２の一方向弁、５３…連通孔

Claims

駆動源（１）に接続された入力軸（１１）の回転を変速して出力軸（１２）に伝達する無段変速機（３）であって、
前記入力軸（１１）の軸線（Ｌ１）からの偏心量が可変であって当該入力軸（１１）と共に回転する入力側支点（１８）と、前記入力側支点（１８）の動作をワンウェイクラッチ（２１）を介して前記出力軸（１２）に伝達する出力側支点（１９ｃ）と、前記入力側支点（１８）と前記出力側支点（１９ｃ）とを接続するコネクティングロッド（１９）とを備える動力伝達機構（Ｕ）を有し、
前記ワンウェイクラッチ（２１）は、アウター部材（２２）と、前記アウター部材（２２）と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）の間に配置された複数のローラ（２５）とを備え、前記アウター部材（２２）と前記インナー部材（２３）の相対回転により、前記ローラ（２５）を前記アウター部材（２２）の内周面（２２ａ）と前記インナー部材（２３）の外周面（２３ａ）の間に係合させて前記入力側軸支点（１８）から前記出力側支点（１９ｃ）へ駆動力を伝達し、
前記ワンウェイクラッチ（２１）はさらに、
前記各ローラ（２５）の軸方向の両端面に近接して配置され、前記ローラ（２５）が係合していない状態で前記アウター部材（２２）と前記インナー部材（２３）とを相対回転可能に軸支する一対の軸受（３４）と、
前記係合が解除されて円周方向に転動する各ローラ（２５）に当接する複数の弾性部材（２４）と、
前記各弾性部材（２４）を保持する複数の保持部材（３３）を有し、前記インナー部材（２３）に相対回転不能に結合されるケージ（３１）と、を有し、
前記各ローラ（２５）は、前記アウター部材（２２）と、前記インナー部材（２３）と、前記保持部材（３３）と、前記一対の軸受（３４）とで囲まれた空間（Ｓ）内で円周方向に転動して係合および解除を繰り返し、
前記空間（Ｓ）は、前記保持部材（３３）を仕切りとして前記インナー部材（２３）の外周面（２３ａ）上に円周方向に隣接して設けられ、当該空間（Ｓ）内は潤滑剤で満たされた状態になることが可能となっており、
前記各保持部材（３３）には、前記インナー部材（２３）の外周面（２３ａ）上に円周方向に隣接する空間（Ｓ）を、前記ローラ（２５）が係合に向けて転動する第１の方向（ｗ１）にのみ連通する第１の弁（５１）と、前記第１の方向（ｗ１）とは反対の第２の方向（ｗ２）にのみ連通する第２の弁（５２）が設けられ、前記第１の弁（５１）の流量は、前記第２の弁（５２）よりも大きいことを特徴とする無段変速機。
前記インナー部材（２３）には、当該インナー部材（２３）に供給された潤滑剤としての油を前記空間（Ｓ）に供給する油路（５３）が形成され、前記油路（５３）の出口（５３ａ）は、前記ローラ（２５）が係合直前の状態で前記インナー部材（２３）の内周面（２３ａ）に接触する位置よりも前記第１の方向（ｗ１）側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。