JPH11166564A - クラッチアセンブリおよびボールランプアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールランプ機構の制御クラッチ内の空気ギ
ャップを最小限に抑える。 【解決手段】 クラッチアセンブリ２は、電磁界に応じ
てクラッチディスク10,11 に締め付け力を与えるボール
ランプアクチュエータを用い、制御リング14と作動リン
グ12を有するボールランプ機構５を用いてクラッチ締め
付け力を維持し、クラッチの滑りに伴って増加させる。
コイル30に電流を導入してコイルポール32内に電磁界を
発生することにより、制御クラッチ24が作動してコイル
プレート33を引き付け、コーンクラッチ28が接触するよ
うになることにより、制御リング14に回転トルクを導入
して、ボールランプ機構５を作動させる。クラッチプレ
ート19をコイルポール32に向けて押し付けて両者の接触
を維持するための付勢ばね26を用いることにより、クラ
ッチプレート19とコイルポール32の間の空気ギャップを
最小限に抑え、クラッチアセンブリの連結の制御性を高
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のドライブラ
インクラッチ、特に、ボールランプアクチュエータに伝
達されるトルクを制御するために電磁作動式コーンクラ
ッチを使用したボールランプアクチュエータを用いて、
摩擦ディスクをエンジンフライホィールに押し付けるド
ライブラインクラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドライブラインマスタークラッチは一般
的に、複数のばねを使用して摩擦ディスクをエンジンフ
ライホィールに押し付ける。ばねは、フライホィールに
ボルトで留められた圧力プレートアセンブリ内に配置さ
れている。圧力プレートばね機構を制御する機械式リン
ク機構を運転者が変位させることによって、ドライブラ
インクラッチのロックアップ及び解除が制御される。

【０００３】電子機器を用いてドライブラインクラッチ
の操作を自動化しようとする努力が現在進行中である。
変速機のシフト中にクラッチをより正確に操作するため
に、本質的には運転者の代わりとなるように、電気機械
式または油圧式アクチュエータを機械式リンク機構に連
結して用いることが知られている。このようなアクチュ
エータを使用する場合には、操作状態に基づいた様々な
車両センサからの入力を処理して、いつ、どのようにド
ライブラインクラッチを操作するか、あるいは非操作と
するかを決定するために用いられる中央マイクロプロセ
ッサが発生する電気制御信号に応じて、機械式リンク機
構が作動される。

【０００４】車両用のドライブライン差動装置において
クラッチパックを押し付けるためのボールランプアクチ
ュエータを使用することは既知である。米国特許第4,80
5,486 号及び第5,092,825 号には、サーボモータの回転
または作動リング上のソレノイド作動式ブレーキシュー
によって開始されるボールランプアクチュエータの作動
に応じてクラッチパックが押し付けられるようにした差
動制限装置が開示されており、この開示内容は参考とし
て本説明に含まれる。ボールランプ機構が他のアクチュ
エータより優れている点は、多くの場合１００：１以上
という非常に高い力増幅度で回転移動を軸方向移動に変
換することにある。ボールランプアクチュエータはま
た、米国特許第5,078,249 号に開示されているように、
信号に応じて歯車クラッチパックを押すことによって歯
車装置の連結及び切り離しを行うための車両用の変速機
にも使用されており、この特許の開示内容は参考として
本説明に含まれる。

【０００５】これら車両の両方の用途において、一般的
に制御リングと呼ばれるボールランプアクチュエータの
一方の側は、コイルに発生する電磁界によって誘導され
る力によりケース基底部に対して反作用する、すなわ
ち、電動モータによってケース基底部に対して回転す
る。さらに大きな押し付け力を発生するために、コイル
またはモータに供給される電流を増加すると、制御リン
グが作動リングと相対的に回転するケース基底部に対す
る制御リングの反作用が増加することにより、軸方向の
移動及びクラッチパックに対する押し付け力を増加させ
る制御及び作動リング内のランプを転動体が旋回して転
動することとなる。

【０００６】米国特許第1,974,390 号、 第2,861,225
号、 第3,000,479 号、 第5,441,137 号、 第5,469,、948
号、 第5,485,904 号及び第5,505,286 号に開示されてい
るように、車両用のドライブラインクラッチを押すため
にボールランプアクチュエータを使用することも知られ
ており、これらの特許の開示内容は参考として本説明に
含まれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】車両用のドライブライ
ンクラッチの押し付け力を与えるためにボールランプア
クチュエータを使用する場合の１つの問題は、従来の一
方向ボールランプ機構の構造では、車両が惰力走行状態
であるときに、押し付け力に損失が生じることにある。
エンジン出力が低下してドライブラインが実際にエンジ
ンをオーバーランしている（惰力走行モード）場合、一
方向に作動する単一ランプを伴った従来のボールランプ
アクチュエータではクラッチが切り離されることによっ
て車両のエンジンブレーキが作用しない。

【０００８】単一のランプ角しかない一方向ボールラン
プを用いたボールランプ作動式クラッチでは、車両が惰
力走行中であるとき等、エンジンが変速機に回転エネル
ギを供給していないときにはクラッチが切り離される。
惰力走行のときには、フライホィールは、変速機および
ボールランプアクチュエータのいずれにも、回転エネル
ギを供給しない。この状況では、作動リングと制御リン
グの相対回転が逆転するため、ボールランプの軸方向の
変位が消失することによって、圧力プレートがクラッチ
ディスクから引き離される。その結果、エンジンが変速
機から切り離され、エンジンブレーキが作用しなくな
る。

【０００９】双方向ボールランプ作動式クラッチは、米
国特許第2,937,729 号及び第5,505,285 号に開示されて
いる。この高コストで複雑な技術を使用する場合、ボー
ルランプアクチュエータには、制御リングと作動リング
との間にいずれか一方の方向の相対回転があるときに作
動する双方向ランプが組み込まれている。しかしなが
ら、一時的に望ましくないクラッチの滑りが生じる結果
となる非作動状態にボールランプが移行する必要があ
り、さらには、部品の製造コストが一方向装置の場合よ
りも高くなる。また、双方向ボールランプはまた、一定
のパッケージサイズにおける制御リングと作動リングと
間の回転移動量が一方向ボールランプ機構に比べて低減
する。このため、車両のドライブと惰力走行の両作動モ
ードで作動するように形成する場合には、一方向ボール
ランプ機構の方が好ましい。

【００１０】ボールランプアクチュエータは、複数の転
動体と、制御リングと、向き合った作動リングとを含
み、作動リング及び制御リングによって少なくとも３つ
の向き合った単一ランプ表面が円周方向の半円形溝とし
て形成され、向き合った溝の各対に１つの転動体が収容
されている。スラスト軸受けが制御リングとハウジング
部材との間に配置され、フライホィール等の入力部材に
連結されて共に回転する。電磁コイルは、ボールランプ
アクチュエータの制御リングに順に力を加える制御クラ
ッチを押す磁界を誘導するように、制御クラッチの一方
の部材に近接配置されている。制御クラッチは、車両の
空調用コンプレッサに一般的に使用されているものと同
様の、すなわち、伝達作動力を増加させるためのコーン
形制御クラッチにすることができる。電磁形のクラッチ
の場合、コイルが励磁されると、クラッチ内に存在する
空気ギャップがアーマチュアによって移動し、アーマチ
ュアがステータ／コイルに引き寄せられるに従ってアー
マチュアに作用する力が指数関数的に増加する。アーマ
チュアが移動するのに伴った劇的な力の増加によって、
ボールランプ機構の、従ってボールランプ機構を押すド
ライブラインクラッチの作動の制御が困難になる。その
ため、特に車両の始動中のドライブラインの連結を滑ら
かにするために、制御クラッチ内の空気ギャップの影響
をなくすか、最小限に抑えることが望ましい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボールランプ
作動式クラッチを介して原動機により駆動されるフライ
ホィールと変速機入力軸とを結合したことによって特徴
付けられる。ボールランプ機構は、複数の一方向可変深
さ溝（ランプ）と、制御リングの溝と少なくとも部分的
に向き合うと共にほぼ同一形状である一方向可変深さ溝
を有する作動リングとを含む。ボールランプアクチュエ
ータクラッチ装置の例は、米国特許第1,974,390 号、 第
2,861,225 号、 第2,937,729 号、 第3,000,479 号、 第5,
485,904号及び第5,505,285 号に開示されている。作動
リングは、一方クラッチの使用によって、車両の惰力走
行モードでクラッチがロックアップしたときの逆転が防
止される。２つの遊星歯車装置（一方は部分的な遊星装
置であり、大径の一方向クラッチとして機能する）を使
用することによって、一方のモードから他方のモードへ
移行するときに押し付け力をまったく低減させることな
く、ドライブ及び惰力走行の両モードでクラッチ摩擦デ
ィスクに対するボールランプアクチュエータの押し付け
力が増加する。

【００１２】変速機入力軸からボールランプ機構の制御
リングへ回転を伝達するために、コーンクラッチが使用
されている。コーンクラッチは、コイル内の電流に応じ
てアーマチュア（制御クラッチプレート）がコイルポー
ルに向かって軸方向移動すると、連結される。本発明で
は、コイルポールに向けて最小限度の連続した力をアー
マチュアに加えるために、付勢ばねが使用されている。
この付勢力は、アーマチュアをコイルポールに向けて移
動させることによって、コーンクラッチが実質的に連結
する前にアーマチュアによって移動される空気ギャップ
を最小限に抑える。

【００１３】一方の遊星歯車装置を介して制御リングを
変速機入力軸に摩擦結合させる制御クラッチを作動させ
るために、電磁コイルが使用されている。コイルが励磁
されると、ボールランプ機構はドライブラインクラッチ
摩擦ディスクに押し付け力を与え、フライホィールと変
速機入力軸の間に回転速度差が存在する時はいつも、押
し付け力の大きさは直ちに増大する。２つの遊星歯車装
置の個々の遊星歯車に作用する一方向クラッチの作用に
よって、コイルが励磁されている限り、押し付け力の大
きさは所定レベルに保持されるか或は増加するため、車
両が惰力走行モードに入った（エンジンが、車両を駆動
するのとは反対に、制動する）時も、ボールランプアク
チュエータは完全作動状態が維持される。ドライブモー
ドでのクラッチの滑りは、ボールランプ機構のクラッチ
ディスクに対する押し付け力を増加させることとなる。
また、惰力走行モードでも、何らかの理由でクラッチの
滑りがある場合、遊星歯車装置は、クラッチ摩擦ディス
クに対する押し付け力を増加させるのに適した方向へ制
御リングと作動リングとを相対回転させる。

【００１４】本発明は、ボールランプ機構の制御クラッ
チ内の空気ギャップを最小限に抑えるものである。

【００１５】また、本発明は、電磁アクチュエータのア
ーマチュアに対する付勢力を利用してボールランプ機構
の制御クラッチ内の空気ギャップを最小限に抑えるもの
である。

【００１６】さらに、本発明は、電磁アクチュエータの
アーマチュアとアクチュエータリングとの間に作用する
付勢ばねを利用してボールランプ機構の制御クラッチ内
の空気ギャップを最小限に抑えるものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の原理の理解を促すため、
図面に示されている実施例を参照し、同様に特定の用語
を使用して説明する。しかしながら、この実施の形態に
よって発明の範囲が制限されることはなく、本発明と関
連する分野の当業者であれば、この実施の形態に示され
ている装置の変更や修正、およびこの実施の形態に示さ
れている発明の原理のさらなる応用は、通常思いつくも
のであると考えられることを理解されたい。

【００１８】制限的ではなく、参照を容易にするためだ
けに、一定の用語を以下の説明に使用する。例えば、
「前方」及び「後方」は、車両に通常に取り付けたクラ
ッチアセンブリの前方及び後方の方向を表す。「右方
向」及び「左方向」は、その用語が用いられている関連
する図面上での方向を表す。「内向き」及び「外向き」
は、それぞれ装置の構造中心に向かう方向及びそれから
離れる方向を表す。「上方」及び「下方」は、その用語
が用いられている関連する図面上での方向を表す。上記
用語はすべて、それの通常の派生語及び同義語を含む。

【００１９】次に図面を参照すると、これは本発明を制
限するものではないが、図１は、本発明を適用すること
ができる形式のマスタードライブラインクラッチアセン
ブリ２の軸方向断面図である。メインドライブラインク
ラッチアセンブリ２は、内燃機関等の原動機（図示せ
ず）によりその出力クランク軸（図示せず）が回転駆動
される摩擦表面を有するフライホィール４を含んでお
り、この出力クランク軸は、ボールランプ機構５によっ
て作動されるドライブラインクラッチアセンブリ２を変
速機（図示せず）に結合される。クラッチベルハウジン
グ６は、ドライブラインクラッチアセンブリ２を包囲す
ると共に、変速機入力軸８を含む変速機を支持してお
り、この変速機入力軸８は、その左端部のスプライン１
０Ｃを介して摩擦ディスク１０Ａ及び摩擦ディスク１０
Ｂを有する第１クラッチディスク１０と非回転状態で係
合するように延出しており、変速機入力軸８は右方向へ
延出して変速機歯車機構を駆動する。同様に、摩擦ディ
スク１１Ａ及び摩擦ディスク１１Ｂを有する第２クラッ
チディスク１１が、スプライン１１Ｃを介して変速機入
力軸８と係合している。第１クラッチディスク１０は、
フライホィール４と中間圧力プレート１３の間で締め付
けられるのに対して、第２クラッチディスク１１は、中
間圧力プレート１３Ａと主圧力プレート１３Ｂの間で締
め付けられる。作動リング１２が皿ばねワッシャ１８に
作用して、主圧力プレート１３Ｂを第２クラッチディス
ク１１に対して、また、中間圧力プレート１３Ａを第１
クラッチディスク１０に対して押し付ける軸方向の力を
加えて、フライホィール４のフライホィール摩擦表面４
Ａに押し付けることにより、回転力が原動機から変速機
入力軸８を介して変速機へ、そして最終的には車両の残
りのドライブラインに伝達される。

【００２０】従来の装置では、クラッチ圧力プレート
は、複数の加圧ばねを使用することにより、フライホィ
ールに押し付けられている。運転者がクラッチディスク
を切り離そうとするときには、機械式解除機構が運転者
の足及び脚でばね力に打ち勝つように作動されることに
より、クラッチディスクをフライホィールに対して滑ら
せるようにする。しかしながら、作動ばねと機械式解除
機構のいずれも、本発明の特徴ではないことを理解され
たい。本発明によれば、可変深さのランプまたは溝２２
Ａ及び２３Ａ内に設けられた少なくとも３つの転動体２
０Ａによって分離された作動リング１２及び制御リング
１４が組み込まれたボールランプ機構５を用いて、作動
リング１２をフライホィール４に向かって押し付け、速
機シフト操作を行うときに電子的に運転者の代わりをす
るクラッチ制御ユニット１５によって制御する。

【００２１】クラッチベルハウジング６は、本発明のボ
ールランプ機構５を含むドライブラインクラッチアセン
ブリ２を部分的に包囲している。制御リング１４を基底
部に反作用させるボールランプアクチュエータは当該分
野では公知であり、米国特許第５，０７８，２４９号に
開示されているように変速機歯車クラッチを、また米国
特許第５，０９２，８２５号に開示されているように差
動クラッチパックを押し付けるために用いられており、
米国特許第５，０９２，８２５号では、歯車機構を有す
るコイルまたはモータとによってボールランプ制御リン
グをケース基底部に反作用させている。実際に、制御リ
ング１４と作動リング１２との間の相対回転運動は、球
形部材または円筒形ローラとすることができる、１つま
たは複数の転動体２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃ（図６を参
照）を、それぞれ制御リング１４及び作動リング１２に
向き合うように形成された同数のランプ２２Ａ、２２Ｂ
及び２２Ｃ及びランプ２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｃに沿っ
て移動させる。ランプ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２３
Ａ、２３Ｂ及び２３Ｃは、一方向に変化する軸方向の深
さを有している。制御リング１４の作動リング１２に対
する回転が作動リング１２をフライホィール４に向かっ
て軸方向に移動させることにより、第１及び第２クラッ
チディスク１０及び１１が作動リング１２とフライホィ
ール４との間で締め付けられる。センタリングばね２６
が制御リング１４に対する作動リング１２の回転を抑止
しようとするので、ドライブラインクラッチアセンブリ
２の不用意な連結を引き起こす回転方向の慣性力によっ
て、ボールランプ機構５が作動されることはない。作動
リング１２は、圧力プレートハウジング１６に非回転状
態に連結されているが、軸方向には移動可能である。図
６ないし図８にはこの構造がより詳細かつ正確に示され
ており、後でそれらを参照する。

【００２２】スラスト軸受け５６（いずれの適当な形式
の軸受けでもよい）は、第１ブロック４９Ａに取り付け
られた第２ブロック４９Ｂに対して反作用し、それぞれ
制御リング１４及び作動リング１２のランプ２２Ａ、２
２Ｂ、２２Ｃ、２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｃと係合すると
きにボールランプ転動体２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃによ
って発生される軸方向の力を受けるために用いられてい
る（図２を参照）。一般的に、遊星歯車装置は、環状体
と、太陽歯車と、少なくとも３つの遊星歯車で構成され
ている。第１遊星歯車装置２１Ａの第１環状体４０Ａ
は、圧力プレートハウジング１６を介してフライホィー
ル４に取り付けられた第１ブロック４９Ａに取り付けら
れている。第２環状体４０Ｂは、第２ブロック４９Ｂに
よって支持されているが、独立的に回転し、クラッチリ
ング３５に回転連結されている。太陽歯車５４は、第２
遊星歯車装置２１Ｂだけに噛み合い、第１遊星歯車装置
２１Ａは、太陽歯車を必要とすることなく大径の一方向
クラッチとして機能する。第１及び第２遊星歯車４２Ａ
及び４３Ａは、それぞれの一方クラッチ４４Ａ及び４５
Ａを介して支持ピン４８Ａ上に支持されている。支持ピ
ン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄは、それぞれ支持
リング３９に取り付けられている。他の遊星歯車４２
Ｂ、４３Ｂ、４２Ｃ、４３Ｃ、４２Ｄ及び４３Ｄは、そ
れぞれ一方向クラッチ４４Ｂ、４５Ｂ、４４Ｃ、４５
Ｃ、４４Ｄ及び４５Ｄを介してそれぞれの支持ピン４８
Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄ上に支持されている。ＩＩ−ＩＩ
線に沿った断面から見ると、第１遊星歯車４２Ａは反時
計回りのみに回転することができるのに対して、第２遊
星歯車４３Ａは時計回りのみに回転することができるよ
うになっている。このため、太陽歯車がない状態で、第
１遊星歯車装置２１Ａは一方向クラッチとして機能す
る。本発明の構成部材は、全体的に変速機入力軸８を取
り囲んで、回転軸線４７回りに回転する。

【００２３】クラッチ制御ユニット１５はリード線１７
を介してコイル３０に制御電流を供給し、このコイルは
コーンクラッチ２８からなるクラッチ継手を作動させ、
この継手の一方側は遊星歯車装置２１の環状体４０に非
回転状態で連結されたクラッチリング３５であり、他方
側はクラッチ延出部分２９を介して制御リング１４に非
回転状態に連結されている。対応チャネル３７が、制御
リング１４から延出しており、クラッチ継手２４を形成
している制御クラッチプレート１９に取り付けられたク
ラッチ延出部分２９から延出している駆動フランジ３８
と回転係合している。このため、コイル３０がクラッチ
制御ユニット１５によってリード線１７を介して電気的
に励磁されて、制御クラッチプレート１９を電磁的に引
きつけてコーンクラッチ２８を押し付けると、コーンク
ラッチ２８は制御リング１４をクラッチリング３５（環
状体４０に非回転状態に連結されている）に摩擦結合す
る。コーンクラッチ２８の制御クラッチ延出部材２９と
クラッチリング３５の両方またはいずれか一方に摩擦材
を付着させて、コイルを励磁したときこれらの部材間で
所望のトルク伝達が行われるようにすることが望まし
い。駆動フランジ３８が駆動チャネル３７に係合してい
ることにより、半径方向及び軸方向の整合の問題がおき
ることなく、クラッチ延出部材２９は延出している駆動
フランジ３８を用いてコーンクラッチ２８の一方側を回
転駆動する。この形式のクラッチ継手２４でない場合に
は、コーンクラッチ２８は、クラッチ継手２４を構成す
る部材の製造公差及び摩耗による拘束を受けやすい。

【００２４】制御リング１４は、ランプ２２Ａ、２２Ｂ
及び２２Ｃを含み、コイル３０を励磁したときにクラッ
チ継手２４の作用によってクラッチリング３５に摩擦回
転可能に連結される。クラッチ制御ユニット１５がリー
ド線１７を介してコイル３０を励磁させると、制御クラ
ッチ部材１９はコイルポール３２に引き寄せられる。環
状の電気コイル３０は、変速機入力軸８に巻装され、ク
ラッチベルハウジング６に取り付けられたコイル支持部
材３１によって支持されている。電気コイル３０はコイ
ルポール３２に近接配置されており、コイルポール３２
はスプライン付きスリーブ３３上で変速機入力軸８上に
非回転状態で支持されている。このようにして、スプラ
イン付きスリーブ３３とコイルポール３２と太陽歯車５
４はすべて、変速機入力軸８と共に回転する。電気コイ
ル３０は、コイルポール３２によって部分的に包囲され
るように配置され、わずかな空気ギャップによりコイル
ポールから分離されている。コイル３０はクラッチベル
ハウジング６に取り付けられ、従って、静止状態に保持
されているのに対して、コイルポール３２は入力軸８の
回転に従って回転する。コイル３０は、図１に矢印３６
で示されているように、コイルポール３２内を通って制
御クラッチ部材１９へ流れてから、コイルポール３２を
通ってコイル３０に戻る電磁束を発生する。この電磁束
は、クラッチ部材１９をコイルポール３２内へ引き込も
うとする力を発生するため、クラッチ延出部材２９がク
ラッチリング３５に接触することによる摩擦力と遊星歯
車装置２１Ａ及び２１Ｂ内のトルクとを発生して制御リ
ング１４内に合計トルクを加える（フライホィール４と
変速機入力軸８との間に回転速度差があるものとす
る）。ボールランプ機構５は、車両が惰力走行またはド
ライブのいずれのモードである場合にも、制御リング１
４をロック方向に回転させる第１及び第２遊星歯車装置
２１Ａ、２１Ｂによって適切に作動する。

【００２５】フライホィール４を介して原動機（エンジ
ン）から過大なトルクが与えられることによりクラッチ
ディスク１０または１１が切り離され、あるいは滑り始
めると、制御リング１４と作動リング１２と間に相対回
転があるため、リング１２及び１４は（詳細に後述する
ように）軸方向にさらに離されることにより、主圧力プ
レート１３Ａと中間圧力プレート１３Ｂとフライホィー
ル４との間で作動リング１２がクラッチディスク１０及
び１１の摩擦パッド１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ及び１１Ｂ
に加える締め付け力が増大する。この締め付け力の増大
は作動リング１２に対する制御リング１４の小範囲の回
転移動によって発生し、自動的且つ実質的に瞬間的に締
め付け力調節を行いボールランプ機構５の作用によって
フライホィール４と変速機の入力軸８との間に相対回転
が発生する。

【００２６】本発明によれば、クラッチアセンブリ２が
ロックアップすると、コイルポール３２はフライホィー
ル４と同じ速度で回転し、クラッチアセンブリ２のロッ
クアップ状態を維持するためにコイル３０へ送る必要が
ある寄生電力(parasitic electrical power)が最小限に
抑えられる。従来技術の教示を使用すると、制御リング
１４はクラッチベルハウジング６等の基底面に対して反
作用することができるが、制御リング１４間に連続的な
滑りが発生するため、寄生エネルギ損失が大きくなると
共に、クラッチの滑りの際にボールランプ機構５の自動
作動化が行われない。本例に示されているように、一方
向クラッチ４４Ａ、４４Ｃ、４５Ａ、４５Ｃの作用によ
って制御される第１及び第２遊星歯車装置２１Ａ及び２
１Ｂを介して制御リング１４を変速機入力軸８に取り付
けることによって、車両の作動モードに関係なく、クラ
ッチの滑りがボールランプ機構５をさらに作動させるた
め、クラッチの滑りが最小限に抑えられる。本発明を用
いた場合、クラッチディスク１０及び１１の滑りが摩擦
ロックしたクラッチ継手２４、制御リング１４側の第１
及び第２遊星歯車装置２１Ａ及び２１Ｂ、さらに圧力プ
レートハウジング１６を介して作動リング１２に達する
ことによって作動リング１２及び制御リング１４間を直
ちに相対移動させるために、ボールランプ機構５がさら
に作動することになるので、車両のドライブまたは惰力
走行のいずれモードにあるときでも、クラッチディスク
１０と１１との最小滑りに対する反応時間は実質的に瞬
時である。作動リング１２はクラッチ圧力プレートハウ
ジング１６に回転結合され、このハウジングはフライホ
ィール４に連結されるので、これらはすべて一緒に回転
する。

【００２７】付勢ばね２６は、制御クラッチプレート１
９をコイルポール３２の方へ事前に押し付けて空気ギャ
ップ効果を最小限に抑えるとともに、電気コイル３０が
励磁されてボールランプ機構５を順次作動させるために
線形力を必要とするときに、作動リング１２に対する制
御リング１４の軸方向位置を制御するよう摩擦を働かせ
る。付勢ばね２６がなければ、コイル３０が励磁されて
いないとき、クラッチプレート１９はコイルプレート３
２から自在にある程度は離れてしまい、クラッチアセン
ブリ２は非連結モードになってしまうであろう。その
上、コイル３０を励磁する場合に、その離隔距離以上に
クラッチプレート１９をコイルプレート３３の方へ引き
寄せるためには、比較的高い電流が必要になるであろ
う。また、コイル３０の電流が変化しなくてもクラッチ
プレート１９がコイルプレート３３に向かって移動する
に従って吸引力が急増するため、ボールランプ機構５が
急激に作動することになるであろう。高度な電子制御装
置がなければ、ドライブラインのクラッチアセンブリ２
を円滑に作動させるために必要なレベルを超える力でコ
ーンクラッチ２８に伝達されるであろう。付勢ばね２６
は、制御リング１４と作動リング１２との間に配置され
た圧縮ばねとして図示されているが、空気ギャップを最
小限に抑えるためにクラッチ部材１９に付勢力を加える
ものであれば、どのような形式の装置でもよい。このよ
うに、付勢ばね２６は、力をクラッチプレート１９に加
えてクラッチプレート１９を常にコイルプレート３２か
ら最小離隔距離に維持する。これによって、ボールラン
プ機構５を円滑に作動させることができる。クラッチ部
材１９とコイルプレート３２の間に付勢力を生じるもの
であれば、いずれの形式のばね手段でも使用できると考
えられる。付勢ばね２６は、互いに軸方向に移動が自在
であるハウジング５５と保持リング５７との間に仕掛け
られている。ハウジング５５は、作動リング１２の、保
持リング５７がクラッチプレート１９と接触している箇
所に取り付けられている。付勢ばねは、ハウジング５５
及び保持リング５７と接触して両者を離している。それ
によって生じる力は、クラッチプレート１９をコイルポ
ール３２の方へ、またクラッチ延出部分２９をクラッチ
リング３５の方へ押し付けようとする。これはクラッチ
継手２４に予荷重を加えるため、コイル３０が励磁され
ると、クラッチ継手２４が円滑に連結してボールランプ
機構５を制御状態で作動させる。

【００２８】複数の圧力プレートばね５０は、圧力プレ
ートハウジング１６と作動リング１２の間のばね部材と
して作動することによりフライホィール４から作動リン
グ１２を離して、作動リング１２を含むボールランプ機
構５をクラッチ摩擦ディスク１０及び１１並びにフライ
ホィール４から引き離すよう作用する。作動リング１２
が、フライホィール４と共に回転するが、圧力プレート
ばね５０を圧縮するように作用するボールランプ機構５
の作用によって制御された状態で、フライホィール４に
対して軸方向移動できるように、圧力プレートハウジン
グ１６はフライホィール４に取り付けられている。

【００２９】ボールランプ機構５で発生した軸方向力
は、スラスト軸受け５６によって圧力プレートハウジン
グ１６を介してフライホィール４に取り付けられている
第２ブロック４９Ｂに伝達される。ボールランプ機構５
で反対方向に発生した軸方向力は、クラッチディスク１
０及び１１とフライホィール４に伝達される。中間圧力
プレート１３Ａをなくして１つのクラッチディスクだけ
にした場合を含めて、いかなる数のクラッチディスクで
も使用できることに注意されたい。

【００３０】次に図１及び図２の両方を参照すると、図
２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った本発明の第１遊星歯
車装置２１Ａの部分断面図である。第１及び第２遊星歯
車装置２１Ａ及び２１Ｂは、ボールランプ機構５の作動
を助長する方向に制御リング１４が回転するように配置
されている。第１遊星歯車装置２１Ａ（太陽歯車を備え
ていない）は、各支持ピン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び
４８Ｄにそれぞれ非回転状態に支持されている各第１一
方向クラッチ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ及び４４Ｄ上にそ
れぞれ支持されている複数の第１遊星歯車４２Ａ、４２
Ｂ、４２Ｃ及び４２Ｄを備えている。第１及び第２遊星
歯車装置２１Ａ及び２１Ｂの両方において、いかなる数
の遊星歯車及びこれに対応する支持ピンを使用してもよ
いことに注意されたい。第１遊星歯車４２A 、４２Ｂ、
４２Ｃ及び４２Ｄは、フライホィール４と共に回転する
第１ブロック４９Ａに取り付けられるか形成された第１
環状体４０Ａと噛み合っている。第１及び第２遊星歯車
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４３Ａ、４３Ｂ、４
３Ｃ及び４３Ｄは、支持リング３９によって軸方向の所
定の位置に保持されている。第２遊星歯車装置２１Ｂ
は、変速機入力軸８によって駆動される太陽歯車５４を
複数の第２遊星歯車４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄ
と噛み合わせ、各第２遊星歯車４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ
及び４３Ｄを支持ピン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８
Ｄにそれぞれ非回転状態に支持されている各第２一方向
クラッチ４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ及び４５Ｄ上にそれぞ
れ支持することにより構成されている。そして、第２遊
星歯車４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄは、第２ブロ
ック４９Ｂに取り付けられるか形成された第２環状体４
０Ｂと噛み合っている。コイルポール３２は、太陽歯車
５４と共に変速機入力軸８に回転可能に連結されてい
る。

【００３１】第１遊星歯車４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４
２Ｄ及び第２遊星歯車４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄ
は、延出支持ピン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｄ上の
一方向クラッチにそれぞれ取り付けられた支持リング３
９によって円周方向に互いに間隔を置いて配置されてい
る。第１及び第２遊星歯車装置２１Ａ及び２１Ｂの他の
部材と協働する第１及び第２一方向クラッチ４４Ａ、４
４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ、４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５
Ｄは、コイル３０が励磁されている限り、ボールランプ
機構５を非作動化させる方向にクラッチリング３５が作
動リング１２に対して回転することを阻止することによ
って、その方向に制御リング１４が作動リング１２に対
して回転できないようにしている。コイル３０の励磁の
際、第１及び第２一方向クラッチ４４Ａ、４４Ｂ、４４
Ｃ、４４Ｄ、４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄと協働す
る第１及び第２遊星歯車２１Ａ及び２１Ｂは、車両の作
動モード及びドライブラインを通るトルクの流れに関係
なく、ボールランプ機構５の作動を助長してクラッチデ
ィスク１０及び１１に対する締め付け力を増大させる方
向のみに制御リング１４と作動リング１２とを相対回転
させる。

【００３２】図２は、図１のクラッチアセンブリ２のＩ
Ｉ−ＩＩ線に沿った部分断面図であって、車両がドライ
ブモードにあるときの第１遊星歯車装置２１Ａの相対回
転を示している。矢印Ａ１は第１環状体４０Ａの相対回
転方向を表し、矢印Ｐ１は第１遊星歯車４２Ａ、４２
Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄの相対回転方向を表し、矢印Ｃは支
持リング３９の相対回転方向を表している。環状体４０
Ａはエンジンのフライホィール４に非回転状態で連結さ
れており、第１遊星歯車４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ及び４
２Ｄは、支持ピン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄが
支持リング３９に取り付けられた箇所に第１一方向クラ
ッチ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ及び４４Ｄを介して支持ピ
ン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄ上に回転可能に支
持されている。エンジンが反時計回りに回転していると
仮定すると、第１環状体４０Ａはエンジンフライホィー
ル４によって同方向に回転駆動される。第１遊星歯車４
２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ及び４２Ｄは、第１一方向クラッ
チ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ及び４４Ｄ上でそれぞれ反時
計回りに回転するが、時計回りの回転は阻止される。車
両のドライブ状態では、図２に示されているように、こ
れらの構成要素は、以下のようにして一方向クラッチに
よって回転し、あるいは回転を阻止される。すなわち、
第１環状体４０Ａはエンジンフライホィール４と共に反
時計回りに回転し、第１遊星歯車４２Ａ、４２Ｂ、４２
Ｃ、４２Ｄはそれぞれ支持ピン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ
及び４８Ｄが静止している箇所で反時計回りに第１一方
向クラッチ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ及び４４Ｄ上で回転
する。

【００３３】図３は、図１のクラッチアセンブリ２のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ線に沿った部分断面図であって、車両がド
ライブモードにあるときの第２遊星歯車装置２１Ｂの相
対回転を示している。矢印Ｓは太陽歯車５４の相対回転
方向を表し、矢印Ａ２は第２環状体４０Ｂの相対回転方
向を表し、矢印Ｐ２は第２遊星歯車４３Ａ、４３Ｂ、４
３Ｃ、４３Ｄの相対回転方向を表し、矢印Ｃは、支持リ
ング３９の相対回転方向を表している。第２環状体４０
Ｂは、クラッチリング３５と非回転状態に連結されてお
り、クラッチリング３５には、コイル３０が励磁されて
いるときにクラッチ延出部材２９を介してクラッチリン
グ３５を制御リング１４に摩擦結合する摩擦表面が設け
られている。第２遊星歯車４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び
４３Ｄは、支持リング３９に取り付けられた支持ピン４
８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄによりそれぞれ回転可
能に支持されている。第２環状体４０Ｂは、コイル３０
が励磁されたときにクラッチ延出部材２９を介して制御
リング１４に摩擦結合されるクラッチリング３５と非回
転状態に連結されている。第２遊星歯車装置２１Ｂは、
変速機入力軸８に非回転状態に連結された太陽歯車５４
を備えている（この点が第１遊星歯車装置２１Ａとは異
なる）。ドライブモードでは、第２遊星歯車４３Ａ、４
３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄは、それぞれ支持ピン４８Ａ、
４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄ上で第２一方向クラッチ４５
Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ及び４５Ｄが非回転状態に支持され
ていることにより、時計回りの第２遊星歯車４３Ａ、４
３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄの回転が阻止されている。太陽
歯車５４はエンジンによって駆動されて反時計回りに回
転するように図示されており、第２遊星歯車４３Ａ、４
３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄはロックされているので、第２
環状体４０Ｂは太陽歯車５４と共に回転する。このた
め、摩擦ディスク１０Ａ及び１０Ｂの滑りは、ボールラ
ンプ機構５の作動を助長して、車両のドライブラインを
通るトルクの流れが図３の逆になる場合でも、摩擦ディ
スク１０Ａ１０Ｂに対する押し付け負荷を増大させる。

【００３４】図４は、車両が惰力走行モードにあって、
ドライブラインのトルクの流れがドライブモードの場合
の逆向きであるときの第１遊星歯車装置２１Ａに沿った
図１のクラッチアセンブリの部分断面図である。第１環
状体４０Ａは、エンジンフライホィール４と共に反時計
回りに回転しているように示されている。第１遊星歯車
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄは第１一方向クラッチ
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ及び４４Ｄによってそれぞれ反
時計回りの回転がロックされており、このため、支持ピ
ン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄと支持リング３９
はエンジンフライホィール４と共に回転する。ドライブ
ラインのクラッチの滑りは、ボールランプ機構５の作動
を助長する制御リング１４と作動リング１２との間の相
対回転を生じさせることとなり、ドライブラインのクラ
ッチの締め付け力を増大させる。

【００３５】第１遊星歯車装置２１Ａは、太陽歯車を備
えていないので、部分的な遊星歯車装置として説明する
方が正確であろう。第１遊星歯車装置２１Ａは、フライ
ホィール４と支持リング３９との間で作動する一方向ク
ラッチとして機能する。この用途のため、第１遊星歯車
装置２１Ａは、太陽歯車を用いていなくとも遊星装置と
呼ぶことができ、従来の遊星歯車装置とは異なる一方向
クラッチとして機能する。

【００３６】図５は、図１のドライブラインクラッチア
センブリ２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った部分断面図であ
って、車両が惰力走行モードにあるときの第２遊星歯車
装置２１Ｂの相対回転を示している。第２一方向クラッ
チ４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ及び４５Ｄがロックされて、
第２遊星歯車４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄの反時
計回りの回転が阻止されているために、支持リング３９
と支持ピン４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄがエンジ
ンホィール４と共に回転することにより、図３に示され
た結果と同様にフライホィール４と摩擦ディスク１０Ａ
及び１０Ｂ間に滑りが生じると、入力トルクが逆転して
ボールランプ機構５の作動が助長されるようになる。

【００３７】次に、ボールランプ機構５の作動を説明す
るために図６、図７及び図８を参照すると、ボールラン
プ機構５の断面が図６に示されており、転動体２０Ａで
分離された作動リング１２及び制御リング１４のＶＩＩ
−ＶＩＩ線に沿った断面が、図７及び図８に示されてい
る。３つの球形の転動体２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、
約１２０゜の間隔で配置されており、制御リング１４が
作動リング１２に対して回転すると、それぞれ可変軸方
向深さを有する３つのランプ２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃ
内で転動する。ボールランプ機構５の所望の回転及び軸
方向運動に応じて、いかなる数の球形転動体２０Ａ、２
０Ｂ、２０Ｃ及びそれぞれのランプ２２Ａ、２２Ｂ、２
２Ｃ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを用いることもできる。
制御リング１４及び作動リング１２に軸方向及び半径方
向安定性を与えるために、制御リング１４及び作動リン
グにそれぞれ形成された同数の等間隔で配置された向い
合うランプ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２３Ａ、２３Ｂ及
び２３Ｃで移動するように、少なくとも３つの球形転動
体２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃを用いることが必須であ
る。前述したように、ボール形や円筒形ローラ等、どの
ような形式の転動体を用いることもできる。作動リング
１２は、変速機入力軸８の回転軸線と一致した回転軸線
４７回りに回転するフライホィール４、圧力プレートハ
ウジング１６並びに第１及び第２ブロック４９Ａ、４９
Ｂと共に回転するように示されている。

【００３８】３つの半円形の円周方向ランプ２３Ａ、２
３Ｂ及び２３Ｃが作動リング１２の表面に形成され、そ
れに対応して同一の向き合ったランプ２２Ａ、２２Ｂ及
び２２Ｃが制御リング１４の表面に形成されている。制
御リング１４及び作動リング１２は、高張力鋼で形成さ
れており、単一方向にテーパを付けたランプ２２Ａ、２
２Ｂ、２２Ｃ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは浸炭されてＲ
ｃ５５−６０まで硬化されている。ランプ２２Ａ、２２
Ｂ、２２Ｃ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、図７において
ランプ２２Ａ及び２３Ａを参照することによりわかりや
すく示されているように、深さにテーパが付けられてお
り、約１２０゜にわたって（実際には、ランプ間に分離
部分を設けるために１２０゜より小さい）円周方向に延
在している。制御リング１４と作動リング１２の間の離
隔距離６６は、制御リング１４が作動リング１２に対し
て同一回転軸線上で回転するにしたがって、球形転動体
２０Ａが両ランプ２２Ａ及び２３Ａを転動する場合の２
２Ａ及び２３Ａのような２つの対応して向き合ったラン
プの間の回転の方向づけによって決定される。ほぼ同様
にして、転動部材２０Ｂが両ランプ２２Ｂ及び２３Ｂを
転動し、転動部材２０Ｃが両ランプ２２Ｃ及び２３Ｃを
転動する。相対回転は、転動部材２０Ａ、２０Ｂ及び２
０Ｃの位置あるいはランプの対２２Ａ、２３Ａ及び２２
Ｂ、２３Ｂ及び２２Ｃ、２２Ｄのそれぞれの位置に応じ
て、２つのリング１４，１２を軸方向に押し離し、また
は両者を互いに接近することを許容し、これによって、
クラッチディスク１０を締め付けあるいは解放するため
のクラッチリング１２とフライホィール４との間の軸方
向移動が生じる。

【００３９】図７は、ランプ２２Ａ及び２３Ａが一端部
で整合し、球形体２０Ａがランプ２２Ａ及び２３Ａの最
も深い部分に入っているときの支持リング４８（離隔距
離６６）が最小である場合の制御リング１４及び作動リ
ング１２の回転方向づけを示している。コイル３０を励
磁した際に、フライホィール４と変速機入力軸８の間に
回転速度差があると仮定すると、クラッチ継手２４を介
して回転トルク入力を受けることにより制御リング１４
が作動リング１２に対して回転し、ランプ２２Ａ及び２
３Ａが相対的に移動して球形体２０Ａがランプ表面２２
Ａ及び２３Ａの各々を転動して両ランプ２２Ａ及び２３
Ａ上の別の位置へ移動することによって、制御リング１
４及び作動リング１２を押し離して、図８に示されてい
るように離隔距離６６を広くする。ランプ表面２２Ｂ及
び２３Ｂを転動体２０Ｂが転動することによって、ま
た、ランプ表面２２Ｃ及び２３Ｃを転動体２０Ｃが転動
することによって、同様の分離力が発生する。制御リン
グ１４が矢印７０の方向に回転することによって基準点
６２及び６４が図７の向き合った位置から図８のずれた
位置へ相対変位することで、制御リング１４の回転が図
７及び図８にわかりやすく示されている。制御リング１
４に加えられるトルクに対する力のレベルが非常に高
く、一般的に１００：１の比であるため、この軸方向変
位量の増加は様々な用途に、特にドライブラインクラッ
チに使用することができる。これは、本実施の形態で示
されているように、車両駆動ラインにおいて作動リング
１２をクラッチディスク１０、１１及びフライホィール
４に押し付けるために使用することができる。ボールラ
ンプアクチュエータのさらに詳細な説明は、米国特許第
４，８０５，４８６号に見いだすことができる。

【００４０】フライホィール４が変速機入力軸８と同一
速度で回転している場合、コイル３０が励磁されても、
制御リング１４は作動リング１２と同一速度で回転し、
制御リング１４と作動リング１２の間に相対回転が生じ
ないため、ボールランプ機構５による軸方向の力は付加
されない。本発明に従ってコイル３０を励磁したままの
状態とすることにより、クラッチ継手２４、コイルポー
ル３２及び第１及び第２遊星歯車装置２１Ａ及び２１Ｂ
を介して制御リング１４を変速機入力軸８に電磁的に結
合していると仮定すると、フライホィール４と変速機入
力軸８との間の相対回転によって、球形体２０Ａ、２０
Ｂ及び２０Ｃが制御リング１４及び作動リング１２間の
離隔距離６６をさらに増加させる方向の相対回転が、制
御リング１４と作動リング１２の間に発生することによ
って、フライホィールの力を用いるように作動リング１
２による締め付け力の付加が発生してクラッチディスク
１０に対するロックアップ力が増大する。

【００４１】本発明によれば、図１に示されているよう
に、入力軸がフライホィール４に相当し、出力軸が変速
機入力軸８に相当する場合に、回転中の入力軸を出力軸
に連結するために車両ドライブラインのクラッチアクチ
ュエータを用いることができる。本発明は、コイル３０
が励磁されている限り、ボールランプ機構５のクラッチ
ディスク１０及び１１からの後退及び切り離しを防止す
ることによって、トルク伝達方向に関係なく、入力軸
（フライホィール）と出力軸（変速機入力軸）間を摩擦
結合させることができる。

【００４２】以上に、当該技術の専門家が同様のものを
製造し使用することができる程度に、充分に本発明の詳
細を説明してきた。前述の記載を読んで理解すれば、当
該技術の専門家であれば本発明の様々な変更及び修正を
考えることができると思われるが、これらの変更及び修
正は、添付の請求の範囲に入る限り、本発明の部分とし
て含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボールランプアクチュエータの部分断
面図である。

【図２】車両ドライブラインがドライブモードにある状
態での、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った本発明の第１遊星
歯車装置の部分断面図である。

【図３】車両ドライブラインがドライブモードにある状
態での、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った本発明の第２
遊星歯車装置の部分断面図である。

【図４】車両ドライブラインが惰力走行モードにある状
態での、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った本発明の第１遊星
歯車装置の部分断面図である。

【図５】車両ドライブラインが惰力走行モードにある状
態での、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った本発明の第２
遊星歯車装置の部分断面図である。

【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線に沿った本発明のボールラ
ンプ機構の軸方向断面図である。

【図７】ボールランプ機構が不作動状態にあるときの図
６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った本発明のボールランプ機
構の断面図である。

【図８】ボールランプ機構が作動状態にあるときの図６
のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った本発明のボールランプ機構
の断面図である。

【符号の説明】

２ クラッチアセンブリ ４ フライホィール ５ ボールランプ機構 １２ 作動リング １４ 制御リング １９ クラッチプレート ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 転動体 ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 作動ランプ ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ 制御ランプ ２４ クラッチ継手 ３０ コイル ３２ コイルポール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの回転部材を回転結合するクラッチ
   アセンブリ（２）であって、 原動機によって駆動されて、回転軸線（４７）回りに回
   転する入力部材（４）と、ボールランプを用いた前記ク
   ラッチアセンブリ（２）により前記入力部材に回転結合
   される出力部材（８）と、軸方向移動を発生させるボー
   ルランプ機構（５）であって、 回転軸線（４７）を有す
   る環状の制御リング（１４）と、該制御リング（１４）
   の前記回転軸線（４７）と同軸的な回転軸線（４７）を
   有する作動リング（１２）とを含み、 前記制御リング
   （１４）はその第１面に形成された複数の円周方向の制
   御ランプ（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）を有しており、該
   制御ランプ（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）は軸方向に深さ
   が変化し、該制御ランプ（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）に
   同数の転動体（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）がそれぞれ１
   つずつ設けられ、前記作動リング（１２）は前記制御ラ
   ンプ（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）と数、 形状及び半径方
   向位置がほぼ同一である複数の作動ランプ（２２Ａ，２
   ２Ｂ，２２Ｃ）を有しており、該作動ランプ（２２Ａ，
   ２２Ｂ，２２Ｃ）は少なくとも部分的に向き合うように
   配置され、前記各転動体（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）は
   前記作動ランプ（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）と制御ラン
   プ（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）との間にそれぞれ１つず
   つ収容され、前記制御リング（１４）は前記作動リング
   （１２）に対して軸方向及び回転方向に移動可能に配置
   されている、ボールランプ機構（５）と、電流の導入時
   にコイルポール（３２）内に電磁界を発生させるコイル
   （３０）と、コイル（３０）によって電磁界が発生した
   ときに前記制御リング（１４）に回転トルクを加えて前
   記ボールランプ機構（５）を作動させるように前記コイ
   ルポール（３２）に隣接して配置されたクラッチプレー
   ト（１９）を有する制御クラッチ（２４）と、前記クラ
   ッチプレートを前記コイルポールの方へ移動させようと
   する力を発生させる付勢手段（２６）と、を含むクラッ
   チアセンブリ。
2. 【請求項２】 前記付勢手段（２６）がコイルばねであ
   る請求項１に記載のクラッチアセンブリ。
3. 【請求項３】 前記付勢手段（２６）は、 前記クラッチ
   プレート（１４）と前記作動リング（１２）との間に力
   を生じるようにした請求項１に記載のクラッチアセンブ
   リ。
4. 【請求項４】 前記入力部材（４）がエンジンのフライ
   ホィールであり、 前記出力部材（８）が変速機の入力軸
   である請求項１に記載のクラッチアセンブリ。
5. 【請求項５】 前記制御クラッチ（２４）はさらに、 前
   記クラッチプレート（１９）によって押し付けられるコ
   ーンクラッチ（２８）を含む請求項１に記載のクラッチ
   アセンブリ。
6. 【請求項６】 ２つの回転部材を回転結合するボールラ
   ンプアクチュエータ（２）であって、原動機によって駆
   動されて、回転軸線（４７）回りに回転する入力部材
   （４）と、該入力部材（４）の回転軸線（４７）と同軸
   の回転軸線（４７）を有し出力装置を回転させる出力部
   材（８）と、 軸方向移動を発生させるボールランプ機構（５）であっ
   て、 回転軸線（４７）を有する環状の制御リング（１
   ４）と、該制御リング（１４）の前記回転軸線（４７）
   と同軸的な回転軸線（４７）を有する作動リング（１
   ２）とを含み、 前記制御リング（１４）はその第１面に
   形成された複数の円周方向の制御ランプ（２３Ａ，２３
   Ｂ，２３Ｃ）を有しており、該制御ランプ（２３Ａ，２
   ３Ｂ，２３Ｃ）は軸方向に深さが変化し、該制御ランプ
   （２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）に同数の転動体（２０Ａ，
   ２０Ｂ，２０Ｃ）がそれぞれ１つずつ設けられ、前記作
   動リング（１２）は前記制御ランプ（２３Ａ，２３Ｂ，
   ２３Ｃ）と数、 形状及び半径方向位置がほぼ同一である
   複数の作動ランプ（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）を有して
   おり、該作動ランプ（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）は少な
   くとも部分的に向き合うように配置され、前記各転動体
   （２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）は前記作動ランプ（２２
   Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）と制御ランプ（２３Ａ，２３Ｂ，
   ２３Ｃ）との間にそれぞれ１つずつ収容され、前記制御
   リング（１４）は前記作動リング（１２）に対して軸方
   向及び回転方向に移動可能に配置されている、ボールラ
   ンプ機構（５）と、前記制御リング（１４）に摩擦回転
   結合された支持リング（３５）と、前記入力部材（４）
   に非回転状態に連結された環状体（４０Ａ）を備えてお
   り、 複数の第１遊星歯車（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４
   ２Ｄ）を前記環状体（４０Ａ）と噛み合わせた第１遊星
   歯車装置（２１Ａ）と、 前記制御リング（１４）に電磁結合された環状体（４０
   Ｂ）と、前記出力部材（８）によって回転駆動される太
   陽歯車（５４）とを備えており、 複数の第２遊星歯車
   （４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ）が前記太陽歯車
   （５４）を前記環状体（４０Ｂ）に連結している第２遊
   星歯車装置（２１Ｂ）と、前記制御リング（１４）を前
   記入力部材（４）に摩擦結合する制御クラッチ（２４）
   と、前記制御クラッチ（２４）に電磁界を誘導して前記
   支持リング（３５）を前記制御リング（１４）に摩擦結
   合するコイル（３０）と、該コイル（３０）に隣接配置
   されて、 前記出力部材（８）と共に回転するコイルプレ
   ート（３３）と、前記コイルプレート（３３）と接触し
   て前記制御リング（１４）に非回転状態に連結されるク
   ラッチ部材（１９）と、前記コイル（３０）が励磁され
   ていない場合に、 前記クラッチ部材（１９）と前記コイ
   ルプレート（３３）の間の離隔距離を最小限に維持する
   付勢手段（２６）と、を含むボールランプアクチュエー
   タ（２）。
7. 【請求項７】 前記転動体（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，
   ２０Ｄ）が球形である請求項６に記載のボールランプア
   クチュエータ（２）。
8. 【請求項８】 前記転動体（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，
   ２０Ｄ）が円筒形のローラである請求項６に記載のボー
   ルランプアクチュエータ（２）。
9. 【請求項９】 前記制御ランプ（２３Ａ，２３Ｂ，２３
   Ｃ）及び前記作動ランプ（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）は
   漸増する軸方向の深さを有する請求項６記載のボールラ
   ンプアクチュエータ（２）。
10. 【請求項１０】 前記コイル（３０）が前記制御リング
    （１４）に隣接配置されている請求項６に記載のボール
    ランプアクチュエータ（２）。
11. 【請求項１１】 前記コイル（３０）が前記出力部材
    （８）に巻装されている請求項１０に記載のボールラン
    プアクチュエータ（２）。
12. 【請求項１２】 前記コイル（３０）に電気接続されて
    前記コイル（３０）に電気エネルギを供給する制御ユニ
    ット（１５）をさらに含む請求項１１に記載のボールラ
    ンプアクチュエータ（２）。
13. 【請求項１３】 前記制御クラッチ（２４）は、 前記制
    御リング（１４）にほぼ非回転状態で連結された制御ク
    ラッチ延出部材（２９）と連結され、 前記コイル（３
    ０）が励磁されると、 該制御クラッチ延出部材（２９）
    が前記支持リング（１４）と摩擦係合する請求項６に記
    載のボールランプアクチュエータ（２）。
14. 【請求項１４】 前記入力部材（４）がフライホィール
    であり、 前記出力部材（８）が変速機の入力軸であり、
    前記出力装置が変速機である請求項６に記載のボールラ
    ンプアクチュエータ（２）。
15. 【請求項１５】 前記付勢手段（２６）がはコイルばね
    である請求項６に記載のボールランプアクチュエータ
    （２）。