(57)【要約】【課題】機能は従来と同じで、省スペースへの設置を可能とし、軽量化も可能とするクラッチ装置を提供すること。【解決手段】  クラッチ装置１は、外輪７と、外輪７の径方向内方に外輪７と同軸に且つ相対回転可能に配置された内輪９と、外輪７と内輪９との間に介装された複数のローラ２１とを備え、内輪９の一方向への回転のみを可能とするローラ型ワンウェイクラッチ３と、外輪７の内径側でローラ型ワンウェイクラッチ３の軸方向に隣接して配置されたカム型クラッチ５とを有し、カム型クラッチ５は、外輪７に軸方向移動不能に且つ回転可能に設けられた切り替えプレート４５と、カム機構を介して切り替えプレート４５に対して軸方向に移動することにより内輪９と係合する作動プレート４３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
前記外輪の径方向内方に前記外輪と同軸に且つ前記外輪と相対回転可能に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に介装され、前記外輪と前記内輪とを係合するための係合機構とを備え、
前記内外輪の一方の一方向への回転のみを可能とする第１のクラッチと、
前記第１のクラッチの軸方向に隣接して配置された第２のクラッチとを有し、
前記第２のクラッチは、前記内外輪の他方に軸方向移動不能に且つ回転可能に設けられた回転部材と、カム機構を介して前記回転部材に対して軸方向に移動することにより前記内外輪の一方と係合する移動部材とを備えていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
前記第２のクラッチは、前記移動部材が前記内外輪の一方と係合することにより、前記内外輪の一方の一方向および他方行への回転を規制することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記移動部材は前記内外輪の一方と軸方向に対向する環状部材であり、前記回転部材は、前記内外輪の一方とは反対側で前記移動部材と軸方向に対向する環状部材であることを特徴とする請求項１また２に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記カム機構は、前記回転部材と対向している前記移動部材の面に形成された複数の第１のカム溝と、
前記移動部材と対向している前記回転部材の面に形成され、前記複数の第１のカム溝とそれぞれ対向する複数の第２のカム溝と、
対向する前記第１のカム溝と前記第２のカム溝との間にそれぞれ転動可能に介装された転動体であることを特徴とする請求項３に記載のクラッチ装置。
【請求項５】
前記第１のカム溝は周方向に延在し、周方向一方側から周方向他方側に向かうに従い径方向幅が広くなるように形成され、
前記第２のカム溝は周方向に延在し、周方向一方側から周方向他方側へ向かうに従い径方向幅が狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のクラッチ装置。
【請求項６】
前記転動体は、前記回転部材が周方向一方に回転すると、前記第１のカム溝および前記第２のカム溝の何れに対しても、径方向幅が狭くなる方向に転動することを特徴とする請求項５に記載のクラッチ装置。
【請求項７】
前記移動部材は、前記転動体が前記第１のカム溝および前記第２のカム溝に対して転動すると、軸方向に移動することを特徴とする請求項４から６の何れか一項に記載のクラッチ装置。
【請求項８】
前記係合機構は、複数のローラと、前記外輪の内周部または前記内輪の外周部に形成され、前記複数のローラがそれぞれ係合する複数のカム面であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される自動変速機等に用いられるクラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の自動変速機は、クラッチやブレーキ等の摩擦係合手段を用いた変速機構を介して変速が行われている。従来、このような変速機構の構成要素であるローラ型ワンウェイクラッチと湿式多板クラッチとを並設したクラッチ装置がある（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
図５はこのような従来のクラッチ装置１０１の要部を中心軸線方向に切断した断面図である。
クラッチ装置１０１は、外輪１０７と内輪１０９とローラ１２１とを備えたローラ型ワンウェイクラッチ１０３と、複数のフリクションプレート１１０および複数のセパレータプレート１１２を備えた湿式多板クラッチ１０５とが共に同一のプラネタリキャリア（図示省略）に連結されており、ローラ型ワンウェイクラッチ１０３は内輪１０９の一方向への回転のみを許容し、他方向への回転をロックしている。湿式多板クラッチ１０５はピストン１１４によってフリクションプレート１１０とセパレータプレート１１２とが摩擦係合し、内輪１０９の一方向および他方向への回転をロックするブレーキ部位として作動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５４２９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、クラッチ装置への適用要求として、機能は従来と同じであるが省スペースへの設置、および軽量化が求められている。変速機構の構成要素として湿式多板クラッチを用いると、プレート類のかさ張りや、プレートを係合、解放させるための変速制御用の周辺部品群が必要となる。このため、省スペースへの設置が困難となり、さらに重量増を招いてしまう。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、省スペースへの設置を可能とし、さらに軽量化を図ることができるクラッチ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るクラッチ装置は、
外輪と、
前記外輪の径方向内方に前記外輪と同軸に且つ前記外輪と相対回転可能に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に介装され、前記外輪と前記内輪とを係合するための係合機構とを備え、
前記内外輪の一方の一方向への回転のみを可能とする第１のクラッチと、
前記第１のクラッチの軸方向に隣接して配置された第２のクラッチとを有し、
前記第２のクラッチは、前記内外輪の他方に軸方向移動不能に且つ回転可能に設けられた回転部材と、カム機構を介して前記回転部材に対して軸方向に移動することにより前記内外輪の一方と係合する移動部材とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、省スペースへの設置を可能とし、従来構造部品群も不要となることで軽量化にも貢献することができるクラッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は実施形態に係るクラッチ装置を、一部を切り欠いて示す正面図であり、ローラ型ワンウェイクラッチが締結している状態を示している。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は上記実施形態に係るクラッチ装置を、一部を切り欠いて示す正面図であり、カム型クラッチがローラ型ワンウェイクラッチに結合している状態を示している。
【図４】図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は従来のクラッチ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係るクラッチ装置について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態におけるクラッチ装置に係る方向について定義する。本実施形態において、「中心軸線」とはクラッチ装置の中心軸線のことをいい、軸方向、径方向、周方向とは、中心軸線に関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。また、軸方向について、図１、図３においては紙面手前側を軸方向一方側とし、紙面奥側を軸方向他方側とし、図２、図４においては紙面左方側を軸方向一方側とし、紙面右方側を軸方向他方側とする。周方向について、図１、図３において、紙面に向かって右側に回転する方向を周方向一方側に向かう方向あるいは時計方向とし、紙面に向かって左側に回転する方向を周方向他方側に向かう方向あるいは反時計方向とする。
【００１１】
図１は本実施形態に係るクラッチ装置を、一部を切り欠いて示す正面図であり、ローラ型ワンウェイクラッチが締結している状態を示している。
図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、本実施形態に係るクラッチ装置を中心軸線方向に切断した断面図である。
図３は本実施形態に係るクラッチ装置を、一部を切り欠いて示す正面図であり、カム型クラッチがローラ型ワンウェイクラッチに結合している状態を示している。
図４は図３のＢ−Ｂ断面図であり、本実施形態に係るクラッチ装置を中心軸線方向に切断した断面図である。
【００１２】
本実施形態に係るクラッチ装置１は、ローラ型ワンウェイクラッチ３とカム型クラッチ５とが軸方向に隣接して並設されて構成されている。このようなクラッチ装置１は、車両に搭載される自動変速機に用いられ、例えばローラ型ワンウェイクラッチ３はプラネタリギヤ機構（図示省略）に連結されている。このような自動変速機において、ローラ型ワンウェイクラッチ３は、内輪９の一方向への回転のみを可能とし、他方向への回転をロックすることに機能し、カム型クラッチ５はローラ型ワンウェイクラッチ３の内輪９の一方向および他方向の両方向への回転をロックするブレーキとして作動する。
【００１３】
まず、クラッチ装置１のローラ型ワンウェイクラッチ３の構成について説明する。なお、以下の説明においては、ローラ型ワンウェイクラッチ３を単に「ワンウェイクラッチ３」と記載する。
ワンウェイクラッチ３は、外輪７を備え、保持器２７に、ローラ２１、スプリング２３、およびブロックベアリング２５を一体としたものである。外輪７の内径側に配置された内輪９は、外輪７と同軸且つ相対回転自在に配置されている。外輪７は内輪９よりも大きな軸方向寸法を有している。外輪７の外周部にはスプライン１１が設けられている。スプライン１１が図示しないクラッチケースの内周部に形成されたスプラインと係合することにより、外輪７はクラッチケースに回転不能に固定されている。
【００１４】
内輪９の内周部にはスプライン１３が設けられている。スプライン１３は軸部材１５の外周部に形成されたスプライン１７と係合している。内輪９は軸部材１５とともに外輪７に対して回転可能となっている。軸部材１５は、例えばプラネタリギヤ機構（図示省略）に連結されている。内輪９の軸方向一方側端面には、カム型クラッチ５が係合する被係合部が設けられている。本実施形態において被係合部は、周方向に等間隔に設けられ、軸方向他方側に凹んだ複数の凹部１９である。
【００１５】
外輪７は、軸方向一方側の部分である第１部分７ａと、軸方向他方側の部分である第２部分７ｂとから一体に形成されている。第２部分７ｂの内周面は、内輪９の外周面と径方向に対向している。第１部分７ａの外径は第２部分７ｂの外径と同じ大きさであるが、第１部分７ａの内径は第２部分７ｂの内径よりも大きく形成されている。したがって第１部分７ａは、第２部分７ｂの軸方向一方側端面の外径側部分から軸方向一方側に突出する円筒形状となっている。第１部分７ａの内径側には、カム型クラッチ５が構成されている。なお、以降の説明においては、便宜上「外輪７の第１部分７ａ」を単に「外輪７ａ」とし、「外輪７の第２部分７ｂ」を単に「外輪７ｂ」とする。また、「外輪７」というときは、第１部分７ａおよび第２部分７ｂを合わせた全体のことをいう。
【００１６】
ワンウェイクラッチ３は更に、内輪９と外輪７ｂとの間に介装された複数のローラ２１と、ローラ２１を内輪９と外輪７ｂとに係合する方向に付勢するコイル状またはアコーデオン状のスプリング２３と、ブロックベアリング２５と、ローラ２１を保持する樹脂製の保持器２７と、を備えている。
【００１７】
外輪７ｂの内周面には、カム部２９が周方向に所定間隔で複数形成されている。各カム部２９は、外輪７ｂの内周面から径方向外方に窪んだ凹部として形成されている。各カム部２９は、ローラ２１が係合するカム面３１を備えている。カム面３１は、周方向一方端から周方向他方端へ向かうに従い内輪９の外周面との径方向間隔が狭くなる方向に傾斜した傾斜面である。ローラ２１は円柱状であり、ローラ２１自体の軸方向が内輪９および外輪７ｂの軸方向と平行となる向きに配置されている。ローラ２１はカム部２９のカム面３１を摺動または転動する。
【００１８】
外輪７ｂの内周面には、周方向所定間隔で複数の軸方向溝３３が形成されている。軸方向溝３３には、ブロックベアリング２５の係止凸部２５ａが嵌合している。ブロックベアリング２５は周方向に等間隔に複数配置されており、内輪９と外輪７ｂとの径方向間隔を保ち、内輪９と外輪７とを同心に保持している。
【００１９】
保持器２７は、図１および２に示すように、軸方向一方側の第１環状部２７ａと、軸方向他方側の第２環状部２７ｂと、第１環状部２７ａと第２環状部２７ｂとを軸方向に連結する第１柱部２７ｃと第２柱部２７ｄと第３柱部２７eと第４柱部２７ｆと第５柱部２７ｇとによって形成されている。第１柱部２７ｃ乃至第５柱部２７ｇは、周方向一方側から周方向他方側に向かってこの順番で並んで１組をなし、保持器２７の全周に亘って複数組が設けてある。
【００２０】
第１環状部２７ａは、内輪９と外輪７ｂとの間の周方向空間の軸方向一方側端部に配置され、該周方向空間の軸方向一方側端部の開口を塞いでいる。第１環状部２７ａの外径側縁部は外輪７ｂの内周面の軸方向一方側端部に形成された拡径段部３５の端面に接触している。第２環状部２７ｂは、内輪９と外輪７ｂとの間の周方向空間の軸方向他方側端部に配置され、該周方向空間の軸方向他方側端部の開口を塞いでいる。第２環状部２７ｂの内径側縁部は内輪９の外周面の軸方向他方側端部に形成された縮径段部３７の端面に接触している。このように第１環状部２７ａが外輪７ｂの端面に接触し、第２環状部２７ｂが内輪９の端面に接触していることにより、保持器２７は軸方向の移動が規制されている。
【００２１】
第１柱部２７ｃにはスプリング３９が取り付けられ、スプリング３９は第１柱部２７ｃと第２柱部２７ｄとの間に配置されたローラ２１を係合方向すなわち周方向他方側に付勢している。同様に、第２柱部２７ｄ乃至第４柱部２７ｆにはそれぞれスプリング３９が取り付けられ、各スプリング３９はそれぞれ第２柱部２７ｄと第３柱部２７eとの間に配置されたローラ２１、第３柱部２７eと第４柱部２７ｆとの間に配置されたローラ２１、および第４柱部２７ｆと第５柱部２７ｇとの間に配置されたローラ２１を係合方向に付勢している。
【００２２】
このような構成のローラ型ワンウェイクラッチ３においては、内輪９は周方向一方側すなわち、図１、３において時計方向へ回転可能である。すなわちローラ２１とカム部２９のカム面３１とは係合せず、内輪９は外輪７ｂに対して回転する。一方、内輪９は周方向他方側すなわち反時計方向への回転は規制される。すなわち図１に示すように、ローラ２１はカム面３１と係合し、内輪９は外輪７に対する回転が規制される。
【００２３】
次に、クラッチ装置１のカム型クラッチ５の構成について説明する。
カム型クラッチ５は、外輪７ａの内径側に、ワンウェイクラッチ３の軸方向一方側に隣接して配置されている。カム型クラッチ５は、ワンウェイクラッチ３の軸方向一方側に配置された環状のバックプレート４１と、バックプレート４１の軸方向一方側に配置された環状の作動プレート４３と、作動プレート４３の軸方向一方側に配置された環状の切り替えプレート４５とを備えている。バックプレート４１、作動プレート４３、および切り替えプレート４５は、中心軸線と同軸に配置されている。切り替えプレート４５は、後述するように、作動プレート４３を作動させることにより、ワンウェイクラッチ３に対するカム型クラッチ５の結合と結合の解除とを切り替えるための部材である。
【００２４】
外輪７ａの内周部には、軸方向溝４７が周方向に所定間隔で複数形成されている。軸方向溝４７は、外輪７ａの軸方向一方側端面に開口し、該開口から外輪７ｂの軸方向一方側端面まで軸方向に延在している。バックプレート４１の外周部には、径方向外方に突出する係合凸部４１ａが周方向に所定間隔で複数形成されている。係合凸部４１ａは外輪７ａの軸方向溝４７と同数が形成され、これら複数の係合凸部４１ａはそれぞれ外輪７ａの複数の軸方向溝４７と嵌合している。バックプレート４１の軸方向他方側の面は、外輪７ｂの軸方向一方側端面および保持器２７の第１環状部２７ａの軸方向一方側端面に接触し、バックプレート４１の内径側縁部は内輪９の外周面の軸方向一方側端部に形成された縮径段部４９に接触している。このような構成により、バックプレート４１は外輪７ａに回転不能に且つ軸方向移動不能に固定されている。
【００２５】
作動プレート４３はバックプレート４１と同じ大きさの外径を有し、外周部には径方向外方に突出する係合凸部４３ａが周方向に所定間隔で複数形成されている。係合凸部４３ａは外輪７ａの軸方向溝４７と同数が形成され、これら複数の係合凸部４３ａはそれぞれ外輪７ａの複数の軸方向溝４７と嵌合している。作動プレート４３は、係合凸部４３ａが外輪７ａの軸方向溝４７に嵌合することにより、外輪７ａに対して回転不能に且つ軸方向に移動可能に外輪７ａに嵌合されている。作動プレート４３の内径部には、軸方向一方側に突出する円筒部４３ｂが形成されている。
【００２６】
作動プレート４３の軸方向他方側端面は、バックプレート４１の軸方向一方側の面および内輪９の軸方向一方側端面と軸方向に対向している。作動プレート４３の軸方向他方側端面には、内輪９の軸方向一方側端面に形成された複数の凹部１９に係合する係合部が設けられている。本実施形態において係合部は、作動プレート４３に設けられ、作動プレート４３から軸方向他方側に突出する複数のピン部材５１である。複数のピン部材５１が内輪９に形成された被係合部である複数の凹部１９にそれぞれ係合することにより、カム型クラッチ５はワンウェイクラッチ３に結合する。なお、ピン部材５１の数は、設計任意設定である。カム型クラッチ５とワンウェイクラッチ３との結合動作は後述する。
【００２７】
バックプレート４１の軸方向一方側の面には、凸部５３が周方向等間隔に複数設けられている。作動プレート４３の軸方向他方側の面には、凹部５５が周方向等間隔に複数設けられている。バックプレート４１の凸部５３と作動プレート４３の凹部５５とは同数が設けられ、それぞれ軸方向に対向している。それぞれの凸部５３と凹部５５との間には、圧縮されたコイル状のスプリング５７が配置されている。作動プレート４３は複数のスプリング５７によって軸方向一方側に付勢されている。
【００２８】
切り替えプレート４５は、環状部４５ａと、環状部４５ａの外周部から径方向外方に突出して形成された１つのレバー部４５ｂとから構成されている。環状部４５ａは作動プレート４３と軸方向に対向している。環状部４５ａは外輪７ａの内周面と作動プレート４３の円筒部４３ｂの外周面との間に配置されている。環状部４５ａの外周面は外輪７ａの内周面に対して摺動可能であり、環状部４５ａの内周面は作動プレート４３の円筒部４３ｂの外周面に対して摺動可能となっている。したがって、切り替えプレート４５は、中心軸線を中心として外輪７ａおよび作動プレート４３に対して回転可能に配置されている。
【００２９】
外輪７ａには、径方向に貫通し、軸方向一方側端面に開口し、軸方向に延在する切り欠き５９が１つ設けられている。切り欠き５９は、外輪７ａの軸方向中央部まで延在している。すなわち切り欠き５９の底部５９ａは、外輪７ａの軸方向中央部に位置している。切り欠き５９の周方向寸法は、切り替えプレート４５のレバー部４５ｂの周方向寸法よりも大きく形成されている。レバー部４５ｂは切り欠き５９を径方向に貫通し、外輪７ａの外周面よりも径方向外方に突出している。このような構成により、切り替えプレート４５はレバー部４５ｂが切り欠き５９内を周方向に移動できる範囲で、中心軸線を中心として外輪７ａおよび作動プレート４３に対して回転可能となっている。言い換えると、切り欠き５９を形成している周方向に対向する一対の面は、切り替えプレート４５の回転範囲を規制している。
【００３０】
切り替えプレート４５のレバー部４５ｂは切り欠き５９の底部５９ａに接触している。このように切り欠き５９の底部５９ａは、切り替えプレート４５の軸方向他方側への移動を規制している。外輪７ａの内周部には、周方向に亘る溝６１が形成され、溝６１には止め輪６３が嵌め込まれている。切り替えプレート４５の環状部４５ａは、軸方向一方側の面が止め輪６３の軸方向他方側の面に接触している。切り替えプレート４５は、レバー部４５ｂが切り欠き５９の底部５９ａに接触するとともに、軸方向一方側の面が止め輪６３に接触していることにより、軸方向の移動が規制されている。作動プレート４３は、切り替えプレート４５とバックプレート４１との間で軸方向に移動可能となっている。
【００３１】
外輪７ａの内周部には、切り替えプレート４５の環状部４５ａの外周面と対向する部分に、所定の長さの周方向溝６５が周方向等間隔に複数形成されている。本実施形態においては４つの周方向溝６５が形成されている。一方、切り替えプレート４５の環状部４５ａの外周部には、外輪７ａの各周方向溝６５に対応する位置に爪部４５ｃが一体に形成され、各爪部４５ｃはそれぞれ対応する周方向溝６５の内部に突出している。爪部４５ｃと周方向溝６５の周方向他方側の壁面との間には、レバースプリング６７が配置されている。したがって、切り替えプレート４５は、レバースプリング６７により爪部４５ｃを介して周方向他方側すなわち反時計方向へ回転する方向に付勢されている。
【００３２】
次に、カム型クラッチ５のカム機構について説明する。
作動プレート４３の軸方向一方側の面には、カム溝６９が周方向等間隔に複数形成されている。カム溝６９は周方向に延在し、軸方向一方側から見て、周方向一方側から周方向他方側へ向かうに従い径方向幅が広くなるように形成されている。したがって軸方向一方側から見たカム溝６９の輪郭は、略涙型形状となっている。
【００３３】
切り替えプレート４５には、環状部４５ａの軸方向他方側の面に、カム溝７１が周方向等間隔に複数形成されている。切り替えプレート４５のカム溝７１は作動プレート４３のカム溝６９と同数が形成され、それぞれ作動プレート４３のカム溝６９と軸方向に対向している。切り替えプレート４５のカム溝７１は、作動プレート４３のカム溝６９と同じ深さ、同じ幅寸法、同じ周方向長さを有し、同様の構成であるが、作動プレート４３のカム溝６９とは周方向に関して向きが逆になっている。すなわち切り替えプレート４５のカム溝７１は、図１に示すように、軸方向一方側から見て、周方向一方側から周方向他方側へ向かうに従い径方向幅が狭くなるように形成されている。
【００３４】
それぞれの作動プレート４３のカム溝６９と切り替えプレート４５のカム溝７１との間には、１つのボール７３が転動可能に介装されている。ボール７３は作動プレート４３のカム溝６９および切り替えプレート４５のカム溝７１の双方に対して転動する。ボール７３の直径は、カム溝６９の深さ寸法、すなわち軸方向寸法の２倍程度の大きさであり、且つカム溝６９の最も大きな径方向幅よりも少し小さく形成されている。したがってボール７３は、カム溝６９の最も径方向幅の大きな位置にあるときはカム溝６９の底面に接触しているが、カム溝６９上を径方向幅が狭くなる方向に転動すると、ボール７３はカム溝６９の縁部を転動し、カム溝６９の底面から離間する。そしてボール７３がカム溝６９の径方向幅が狭くなる方向に向かうに従い、ボール７３とカム溝６９の底面との距離が大きくなる。ボール７３が切り替えプレート４５のカム溝７１上を転動するときも同様である。
【００３５】
このように構成された切り替えプレート４５のカム溝７１と、作動プレート４３のカム溝６９と、カム溝７１、６９間に介装されたボール７３とによってカム機構が構成されている。カム型クラッチ５は、カム機構を介してワンウェイクラッチ３と結合し、あるいは結合が解除される。すなわち、クラッチ装置１はカム機構を介して締結し、締結が解除される。次に、本実施形態に係るクラッチ装置１の動作について説明する。
【００３６】
本実施形態に係るクラッチ装置１は、中心軸線を中心として切り替えプレート４５を回転させることにより作動プレート４３を移動させ、ローラ型ワンウェイクラッチ３とカム型クラッチ５とを結合させ、あるいは結合を解除する。切り替えプレート４５は、図示しないアクチュエータによってレバー部４５ｂを周方向に移動させることにより回転させる。
【００３７】
図１および２に示す状態において、切り替えプレート４５はレバースプリング６７によって外輪７に対して反時計方向に付勢されているので、レバー部４５ｂは切り欠き５９内の周方向他方端に位置している。この状態において、作動プレート４３のカム溝６９と切り替えプレート４５のカム溝７１とは、互いに最も径方向幅の大きな部分が対向し、ボール７３は双方のカム溝６９、７１の当該部分に配置されている。ボールは双方のカム溝６９、７１の底面に接触している。
【００３８】
作動プレート４３はスプリング５７により軸方向一方側に付勢され、移動可能範囲の最も軸方向一方側に位置し、切り替えプレート４５の軸方向他方側の面に押し付けられている。この状態においては、図２に示すように、作動プレート４３の係合部である複数のピン部材５１は、内輪９の被係合部である複数の凹部１９に係合していない。したがってカム型クラッチ５はワンウェイクラッチ３に結合していない。
【００３９】
この状態においては、ワンウェイクラッチ３の内輪９は、時計方向へは回転可能であるが、反時計方向への回転が規制される。このように、ワンウェイクラッチ３は内輪９の一方向への回転のみを可能とし、他方向への回転を規制するバックストップとして作動する。
【００４０】
図１および２に示す状態から図示しないアクチュエータが作動し、切り替えプレート４５のレバー部４５ｂが周方向一方側に移動されると、切り替えプレート４５が時計方向に回転する。すると、切り替えプレート４５のカム溝７１が時計方向に移動することにより、ボール７３はカム溝７１および作動プレート４３のカム溝６９の双方に対して転動する。詳細には、ボール７３は切り替えプレート４５のカム溝７１に対して、最も径方向幅の大きな部分から径方向幅が狭くなる方向に転動する。ボール７３は作動プレート４３のカム溝６９に対しても同様に、最も径方向幅の大きな部分から径方向幅が狭くなる方向に転動する。
【００４１】
切り替えプレート４５は軸方向の移動が規制されているため、ボール７３は切り替えプレート４５のカム溝７１上を径方向幅が狭くなる方向に転動するに従いカム溝７１の底面との距離が大きくなり、軸方向他方側へ移動してゆく。ボール７３がこのように軸方向他方側へ移動することにより、スプリング５７の付勢力に打ち勝って作動プレート４３を切り替えプレート４５に対して軸方向他方側に押してゆく。このときボール７３は作動プレート４３のカム溝６９上を径方向幅が狭くなる方向に転動するので、ボール７３とカム溝６９の底面との距離が次第に大きくなり、作動プレート４３は軸方向他方側へ大きく移動してゆく。
【００４２】
作動プレート４３が軸方向他方側へ移動すると、作動プレート４３の複数のピン部材５１が内輪９の複数の凹部１９に係合してゆく。切り替えプレート４５のレバー部４５ｂが切り欠き５９内の周方向一方端に位置すると、切り替えプレート４５の回転は規制される。この状態において、図４に示すように、作動プレート４３はバックプレート４１に接触し、作動プレート４３の複数のピン部材５１は内輪９の複数の凹部１９に完全に係合した状態となる。これにより、カム型クラッチ５がワンウェイクラッチ３に結合し、クラッチ装置１が締結される。またこの状態においては、作動プレート４３のカム溝６９と切り替えプレート４５のカム溝７１とは、互いに径方向幅の狭い部分が対向し、ボール７３は双方のカム溝６９、７１の底面に接触していない状態である。
【００４３】
この状態においては、内輪９は時計方向および反時計方向の両方向への回転が規制される。このように、カム型クラッチ５は、内輪９の両方向への回転を規制するブレーキとして作動する。
【００４４】
図示しないアクチュエータが再度作動し、切り替えプレート４５のレバー部４５ｂが切り欠き５９内の周方向他方端に移動する際は、ボール７３はカム溝６９およびカム溝７１のいずれに対しても、径方向幅が狭い側から広くなる方向に移動する。これに伴い、スプリング５７の付勢力によって作動プレート４１は軸方向一方側に移動する。その結果、作動プレート４３のピン部材５１と内輪９の凹部１９との係合が解除され、クラッチ装置１の締結が解除される。
【００４５】
このように、本実施形態に係るクラッチ装置１は、ワンウェイクラッチ３の内輪９の両方向への回転を規制するためのブレーキとしてボール７３を利用したカム型クラッチ５を用いている。カム型クラッチ５は、従来の湿式多板クラッチと比較して軸方向寸法が短くなる。その結果、クラッチ装置１として従来の機能を確保しつつ、省スペースへの設置を可能とする。また、クラッチ装置１は、摩擦係合する複数のプレートを用いた湿式多板クラッチの変速制御作動に伴う周辺の構造部品群が不要になり、軽量化に貢献可能なクラッチ装置を提供することができる。
【００４６】
なお、本実施形態に係るクラッチ装置１は、上記実施形態に限定されず、変形が可能である。例えば、上記実施形態においてはローラ型ワンウェイクラッチ３のカム面３１は外輪７の内周面に形成されているが、内輪９の外周面に形成しても良い。また、上記実施形態においてはローラ型ワンウェイクラッチ３を用いているが、これに代えてスプラグ型のワンウェイクラッチ、またはラチェット型のワンウェイクラッチを用いることができる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、ワンウェイクラッチ３の外輪７が固定され内輪９が回転し、カム型クラッチ５によって内輪９の回転を規制する構成であるが、ワンウェイクラッチの内輪が固定され外輪が回転し、カム型クラッチによって外輪の回転を規制する構成とすることもできる。なお、この構成にあっては、作動プレートおよび切り替えプレートは、内輪に設けられることとなる。
また、本実施形態に係るクラッチ装置１は、車両の自動変速機以外にも、様々な装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  クラッチ装置
３  ローラ型ワンウェイクラッチ
５  カム型クラッチ
７  外輪
９  内輪
２１  ローラ
２５  ブロックベアリング
２７  保持器
２９  カム部
３１  カム面
４１  バックプレート
４３  作動プレート
４５  切り替えプレート
４５ａ  レバー部
４７  軸方向溝
５１  ピン部材
５７  スプリング
５９  切り欠き
５９ａ  底部
６５  周方向溝
６７  レバースプリング
６９  カム溝
７１  カム溝
７３  ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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