(57)【要約】      （修正有）【課題】上り坂で停車しているＭＴ車を発進させようとしてブレーキを解除したとき、後退してしまうのを防ぐためのオーバーランニングクラッチ機構を提供する。【解決手段】円筒内面を有する外レースと、変速機のドロップシャフトに係合させた内レースを備え、内レースは前記円筒内面と同軸で、間に空隙を挟んで円筒内面と対向する外面を有し、前記内レースの前記外面には複数のカム面が形成されており、前記空隙内にローラークラッチが設けられ、付勢部材でローラークラッチを非係合位置に向けて付勢しており、アクチュエーターを作動させると、ローラークラッチが付勢部材の力に逆らって係合位置に動き、内レースと外レースの相対回転を止め、これによってドロップシャフトに回転を止め、自動車の動きを止めるようにした、自動車の変速機に用いるオーバーランニングクラッチ機構である。【選択図】  図２
2004162900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状内面を有し、自動車の変速機内に固定された外レースと、
一端側で変速機のドロップシャフトに係合させた内レースを備え、内レースは前記円筒状内面と同軸で、間に空隙を挟んで円筒状内面と対向する外面を有し、前記内レースは回転軸を中心に前記外レースに対して相対回転自在に設けられ、前記内レースの前記外面には複数のカム面が形成されており、
複数の転動体が、前記外レースと内レースの間に、前記複数のカム面のそれぞれに対して１個ずつ設けられ、前記空隙の各カム面に対応する部分には、転動体の直径よりも大きい部分があり、
保持器によって、転動体は一斉に周方向のいずれにも動かせるように保持され、保持器は、内レースに対して一定の範囲で前記中心軸の周りに相対回転できるように設けられると共に、各カム面の、転動体の直径よりも空隙が大きい部分に転動体が来る位置に向けて付勢されており、
前記保持器を、アクチュエーターによって、内レースに対して相対回転させることによって、前記転動体を前記カム面に沿って動かして、前記内レースと外レースの間に噛み込ませ、内レースと外レースを互いに相対回転できない状態にすることができるようになっている、自動車の変速機内に設けられたオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項２】
前記外レースから半径方向内向きに延びる端壁が設けられ、タブが前記保持器から前記端壁の軸方向内面に向かって、その末端が前記端壁の前記軸方向内面に隣接する位置まで、軸方向に延びており、
前記保持器に支持された第１の付勢部材によって、前記保持器は、前記転動体が前記カム面の中央部に来る位置に向けて周方向に付勢されており、
作動ディスクが前記保持器と前記端壁の前記軸方向内面の間に設けられ、作動ディスクの外径面には切り欠きが形成され、この切り欠きに前記タブが係合することにより、作動ディスクと保持器は軸方向に相対移動できるが、相対回転はできないようになっており、
第２付勢部材が前記作動ディスクと前記端壁の前記軸方向内面の間に設けられ、前記作動ディスクを前記保持器に向けて付勢しており、
前記アクチュエーターを作動させると、前記作動ディスクは、第２付勢部材の力に打ち勝って、前記端壁に接触するまで端壁に向かって動き、作動ディスクと端壁の摩擦力により、前記作動ディスクと保持器は固定の外レースに対して回転方向に固定され、この状態で内レースが回転することにより、カム面と転動体は、転動体が内レースと外レースの間に噛み込む位置まで相対的に移動し、前記内レースと外レースを相対回転できないようにロックさせるようになっている、請求項１のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項３】
前記アクチュエーターが前記外レースに取り付けたハウジング内に保持され、前記端壁に対向する電磁コイルから成り、前記端壁には周方向に間隔をおいて複数のスロットが形成され、前記電磁コイルに通電すると、電磁コイルから発生する磁束が前記スロットを通過し、前記作動ディスクに作用し、前記作動ディスクを前記端壁の前記軸方向内面に向けて引き寄せるようになっている、請求項２のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項４】
前記第１付勢部材が、前記内レースと前記保持器の間に設けられ、前記保持器を、転動体が内レースのカム面の前記中央部に位置する中立位置に向けて付勢している円弧バネである、請求項３のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項５】
前記作動ディスクの軸方向の面には凹部が形成され、前記第２付勢部材は、前記凹部に挿入された波形バネであり、前記作動ディスクが前記端壁に接触した状態で、前記波形バネは押しつぶされて、前記凹部内に完全に納まるようになっている、請求項３のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項６】
前記内レースには複数の合わせピンが形成され、前記保持器には支持面を有する、前記合わせピンに対応した複数の切り欠きが形成され、前記保持器を、付勢部材によって内レースの前記一端側に向けて付勢することによって、前記各切り欠きの前記支持面を対応する合わせピンに係合させるようになっており、この係合状態において、転動体が、前記空隙が転動体の直径よりも大きい部分に来るようにした、請求項１のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項７】
前記付勢部材として波形バネを用いた、請求項６のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項８】
前記アクチュエーターが、保持器と向き合うように、外レースに取り付けた電磁コイルであり、電磁コイルに通電すると、電磁コイルから発生する磁束が保持器に作用して、保持器が内レースの前記一端側から離れる方向に軸方向に電磁コイルの方に引っ張られることにより、前記合わせピンが切り欠きの各支持面から離脱し、これによって保持器が内レースに対して所定の範囲内で相対回転できるようになる、請求項６のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項９】
各切り欠きの支持面の両側に、合わせピンが前記支持面から離脱すると、保持器の内レースに対する相対回転を許容する傾斜面が形成されている、請求項８のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項１０】
各切り欠きの支持面の片側に、合わせピンが前記支持面から離脱すると、保持器の内レースに対する相対回転を許容する傾斜面が形成されている、請求項８のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項１１】
転動体が前記保持器によって、保持器に対して所定の範囲で軸方向に相対移動できるように保持されている、請求項８のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項１２】
各カム面の周方向の一端を急角度で傾斜させることによって、こちら側の端部に転動体が移動してきても、転動体が内レースと外レースの間に噛み込まないようにした、請求項１のオーバーランニングクラッチ機構。
【請求項１３】
自動車のエンジンに接続する入力軸と、
自動車の駆動軸に接続する出力軸とを備え、入力軸と出力軸は同心的に設けられ、第１の軸線を中心に回転可能であり、
入力軸に係合したドロップシャフトが、前記第１の軸線と平行な第２の軸線を中心に回転自在に設けられ、
複数のギアセットが前記出力軸に取り付けられ、出力軸とドロップシャフトは前記複数のギアセットのいずれを介しても互いに接続することができ、選択するギアセットによって、入力軸と出力軸間のギア比が変わるようになっており、
変速機のハウジング内に設けたローラークラッチが、前記ドロップシャフトの一端に係合しており、このローラークラッチで選択的にドロップシャフトの回転を止めることにより、自動車の動きを止めるようにした手動変速機。
【請求項１４】
円筒内面を有し、自動車の変速機内に固定された外レースと、
一端側で前記ドロップシャフトに係合させた内レースを備え、内レースは前記円筒内面と同軸で、間に空隙を挟んで円筒内面と対向する外面を有し、前記内レースは回転軸を中心に前記外レースに対して相対回転自在に設けられ、
前記内レースの前記外面には複数のカム面が形成されており、
複数の転動体が、前記外レースと内レースの間に、前記複数のカム面のそれぞれに対して１個ずつ設けられ、前記空隙の各カム面に対応する部分には、転動体の直径よりも大きい部分があり、
保持器によって、転動体は一斉に周方向のいずれにも動かせるように保持され、保持器は、内レースに対して一定の範囲で前記中心軸を中心に相対回転できるように設けられると共に、各カム面の、転動体の直径よりも空隙が大きい部分に転動体が来る位置に向けて付勢されており、
前記保持器を、アクチュエーターによって、内レースに対して相対的に回転させることによって、前記転動体を前記カム面に沿って動かして、前記内レースと外レースの間に噛み込ませ、内レースと外レースを互いに相対回転できない状態にすることができるようになっており、
前記外レースから半径方向内向きに延びる端壁が設けられ、
タブが前記保持器から前記端壁の軸方向内面に向かって、その末端が前記端壁の前記軸方向内面に隣接する位置まで、軸方向に延びており、
前記保持器に支持された第１の付勢部材によって、前記保持器は、前記転動体が、空隙が転動体の直径よりも大きい空隙の部分に来る位置に向けて周方向に付勢されており、
作動ディスクが前記保持器と前記端壁の前記軸方向内面の間に設けられ、作動ディスクの外径面には切り欠きが形成され、この切り欠きに前記タブが係合することにより、作動ディスクと保持器は軸方向に相対移動できるが、相対回転はできないようになっており、
第２付勢部材が前記作動ディスクと前記端壁の前記軸方向内面の間に設けられ、前記端壁を前記保持器に向けて付勢しており、
前記アクチュエーターを作動させると、前記作動ディスクは、第２付勢部材の力に打ち勝って、前記端壁に接触するまで端壁に向かって動き、作動ディスクと端壁の摩擦力により、前記作動ディスクと保持器は固定の外レースに対して回転方向に固定され、この状態で内レースが回転することにより、カム面と転動体は、転動体が内レースと外レースの間に噛み込む位置まで相対的に移動し、前記内レースと外レースを相対回転できないようにロックさせるようになっている、請求項１３の変速機。
【請求項１５】
各カム面の周方向の一端を急角度で傾斜させることによって、こちら側の端部に転動体が移動してきても、転動体が内レースと外レースの間に噛み込まないようにした、請求項１４の変速機。
【請求項１６】
前記内レースには複数の合わせピンが形成され、前記保持器には支持面を有する、前記合わせピンに対応した複数の切り欠きが形成され、前記保持器を、付勢部材によって内レースの前記一端側に向けて付勢することによって、前記各切り欠きの前記支持面を対応する合わせピンに係合させるようになっており、この係合状態において、転動体が、前記空隙が転動体の直径よりも大きい部分に来るようにした、請求項１４の変速機。
【請求項１７】
前記付勢部材として波形バネを用いた、請求項１６の変速機。
【請求項１８】
前記アクチュエーターが、保持器と向き合うように、外レースに取り付けた電磁コイルであり、電磁コイルに通電すると、電磁コイルから発生する磁束が保持器に作用して、保持器が内レースの前記一端側から離れる方向に軸方向に電磁コイルの方に引っ張られることにより、前記合わせピンが切り欠きの各支持面から離脱し、これによって保持器が内レースに対して所定の範囲内で相対回転できるようになる、請求項１６の変速機。
【請求項１９】
合わせピンが前記支持面から離脱すると、保持器の内レースに対する相対回転を許容する傾斜面が、各切り欠きの前記支持面の両側に形成されている、請求項１８の変速機。
【請求項２０】
各切り欠きの前記支持面の片側に、合わせピンが前記支持面から離脱すると、保持器の内レースに対する相対回転を許容する傾斜面が形成されている、請求項１８の変速機。
【請求項２１】
転動体が前記保持器によって、保持器に対して所定の範囲で軸方向に相対移動できるように保持されている、請求項１８の変速機。
【請求項２２】
さらに前記外レースから半径方向内向きに延びる端壁を備えた請求項１４の変速機。
【請求項２３】
前記アクチュエーターが前記外レースに取り付けたハウジング内に保持され、前記端壁に対向する電磁コイルから成り、前記端壁には周方向に間隔をおいて複数のスロットが形成され、前記電磁コイルに通電すると、電磁コイルから発生する磁束が前記スロットを通過し、前記作動ディスクに作用し、前記作動ディスクを前記端壁の前記軸方向内面に向けて引き寄せるようになっている、請求項２２の変速機。
【請求項２４】
前記第１付勢部材が、前記内レースと前記保持器の間に設けられ、前記保持器を、転動体が内レースのカム面の前記中央部に位置する中立位置に向けて付勢している円弧バネである、請求項２２の変速機。
【請求項２５】
前記作動ディスクの軸方向の面には凹部が形成され、前記第２付勢部材は、前記凹部に挿入された波形バネであり、前記作動ディスクが前記端壁に接触した状態で、前記波形バネは押しつぶされて、前記凹部内に完全に納まるようになっている、請求項２２の変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、上り坂で停車しているＭＴ車を発進させようとしてブレーキを解除したとき、後退してしまうのを防ぐためのオーバーランニングクラッチ機構に関する。このオーバーランニングクラッチ機構はローラーとカム面を備え、ＭＴ車の変速機のドロップシャフトを選択的にロックさせるようになっている。
【０００２】
【背景技術】
上り坂で停車しているＭＴ車を発進させる場合、ブレーキを解除したらすぐにアクセルを踏まないと後退してしまう。そこでドライバーはブレーキを解除しながら、同時にクラッチペダルを徐々に係合させると共に、アクセルペダルを踏み込まなくてはならない。この操作に失敗して車両が後退すると、後続車に衝突する可能性もある。このときクラッチペダルは素早く反クラッチの状態まで戻す必要があるが、あまり速く戻しすぎるとエンストしてしまう。逆に右足をブレーキからアクセルに移し、同時に左足でクラッチペダルを戻すのに時間がかかり過ぎると、車両はその間に後退してしまう。一旦後退し始めた車両を、クラッチを係合させて前進させるのはかなり難しい。このように坂道発進ではエンストさせずに素早くかつスムーズにクラッチを係合させる必要があるが、これができないドライバーは、不必要にクラッチを長い時間スリップさせ、かつクラッチがスリップしている分、伝達トルク量が減るのを、不必要にエンジンスピードを上げることで補うという運転をしがちになる。このような運転はクラッチの摩耗を早め、クラッチの寿命を短くする。
【０００３】
現在のＭＴ車の中には、この問題を解決するために、変速機のシャフトに油圧駆動のラチェット機構を設けて、このシャフトの逆転を止めることによって、車両の後退を防ぐようにしたものがある。しかし現段階では、ラチェットを駆動する油圧系統の信頼性が低く、すぐに故障してしまうという問題がある。また一旦自動車が前進し始めても、ラチェットが暫くシャフトに係合したままの状態が続き、騒音が発生するという問題もある。
【０００４】
そこで坂道発進時のＭＴ車の後退を防止することができる、上記の問題のない装置が要望されている。
【０００５】
本発明の目的は、例えば米国特許Ｎｏ．５９２７４５６、５９２４５１０に開示されているオーバーランニングクラッチ機構を、ＭＴ車の変速機に設けて、変速機のシャフトの逆転を防止することであるこのクラッチ機構は、電磁クラッチや、油圧、空気圧などの手段で作動させる。
【０００６】
【発明の開示】
本発明のクラッチ機構は、円筒内面を有し、変速機内で固定された外レースと、変速機のシャフトに係合し、外レース円筒内面と同軸で、空隙を介してこの円筒面と対向するカム面を有する内レースを備えている。内レースは外レース円筒内面の中心軸を中心として回転自在であり、前記複数のカム面は内レースの外面に周方向に一列に形成されている。複数の転動体が、外レースと内レースの間に、各カム面につき一本ずつ設けられている。前記空隙の半径方向の寸法は、各カム面の周方向中央部では転動体の直径より大きく設定されている。転動体は保持器で保持され、周方向に同時に動かされる。保持器は、内レースに対して前記中心軸を中心に所定の角度範囲内で相対回転できるように保持されており、第１付勢部材によって、転動体がカム面の中央部に来る位置に向けて付勢されている。作動ディスクが保持器に相対回転できないように接続されており、アクチュエーターを作動させることによって、この作動ディスクは外レースの端壁に引き寄せられ、密着するようになっている。好ましくは保持器の一端に軸方向に延びるタブを設け、このタブを作動ディスクに形成した切り欠きに係合させることによって、作動ディスクと保持器を、軸方向には相対移動できるが相対回転できないように接続し、作動ディスクと端壁の軸方向内面の間に第２付勢部材を設け、この付勢部材で作動ディスクを端壁から遠ざかる方向に付勢する。
【０００７】
アクチュエーターを作動させると、作動ディスクは第２付勢部材の付勢力に逆らう方向に移動し、端壁に接触し、作動ディスクと保持器は、固定の外レースに回転方向に固定される。この状態で第１付勢部材の付勢力に逆らって内レースだけが回転すると、転動体とカム面は、転動体が内レースと外レースの間に噛み込む位置まで相対的に移動し、内レースは外レースに対してロックし、それ以上回転ができなくなり、内レースに係合しているドロップシャフトも回転できなくなり、自動車の動きが止まる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
下記の本発明の実施例の説明は、発明を実施例に限定することを意図したものではなく、当業者が本発明を実施できるようにするために行うものである。
【０００９】
図１−３において、本発明のオーバーランニングクラッチ全体を参照番号１０で示す。このクラッチ機構１０の外レース１２は、軸１６を中心とする円筒形内面１４を有し、変速機の固定のハウジングに固定されている。外レース１２の一端には、この一端を閉じる端壁１８が形成されている。クラッチ機構１０の内レース２０は、軸１６を中心に回転自在であり、外レース１２の円筒形内面１４と同軸の外面２２を有する。外レース１２の内面１４と内レース２０の外面２２の間には、隙間２４が形成されている。
【００１０】
図４に示すように、内レース２０の外面２２には複数のカム面２６が周方向に間隔をあけて設けられている。複数の転動体２８が、外レース１２と内レース２０の間に、各カム面２６に対して１個ずつ設けられている。図４は、各ローラー２８がカム面２６の中央３０にある中立位置を示す。好ましくはローラー２８と、内レース２０と、外レース１２はスチール製とする。ローラー２８と、外レース１２の内面１４と、内レース２０の外面２２には大きいヘルツ接触応力が加わるので、好ましくは内面１４と外面２２は焼き入れし、研磨処理する。
【００１１】
転動体２８の径は、内面１４とカム面２６の中央部３０との距離より小さく、カム面２６の周方向端部３２と内面１４間の距離より大きく設定されている。このため、転動体２８が中央部３０に位置する状態では、図４Ａに示すように隙間３４が生じるため、内レース２０は外レース１２に対して相対回転できる。しかし転動体２８がカム面２６の中央部３０から一方の端部に向けて移動すると、転動体は図４Ｂに示すようにカム面２６と内面１４の間に噛み込み、内レース２０を外レース１２に対して相対回転できない状態にロックさせる。
【００１２】
図１−３に示すように、保持器３６は転動体２８を保持し、軸１６を中心に内レース２０に対して所定の範囲で相対回転して、転動体２８を一斉に周方向に移動させる。保持器３６は、端壁１８の軸方向内面４０に向かって軸方向に延びるタブ３８を有する。タブ３８の末端４２は端壁１８の内面４０に隣接している。
【００１３】
保持器３６には図示省略した第１付勢部材が取り付けられ、この第１付勢部材によって、保持器３６は、内レース２０に対して、各転動体２８がカム面２６の中央部３０にある位置に向けて付勢されている。作動ディスク４６が保持器３６と端壁１８の内面４０の間に設けられている。作動ディスク４６は外径面４８と内径面５０を有する。外径面４８には放射状に切り込み（図示省略）が形成され、この切り込みにタブ３８に形成された突起が係合し、作動ディスク４６と保持器３６は相対回転はできないが、軸方向の相対移動はできるようになっている。作動ディスク４６と端壁１８の内面４０の間には第２付勢部材５６が設けられ、この付勢部材で、作動ディスク４６を保持器３６の方に向かって端壁１８から遠ざかる方向に付勢している。第２付勢部材としては波状バネが好ましい。
【００１４】
この第１の実施例の第１付勢部材は、保持器３６に支持され、内レース２０に係合し、転動体２８がカム面２６の中央部３０に位置し、外レース１２と内レース２０が自由に相対回転できる中立位置に向けて保持器３６を内レースに対して付勢している円弧状バネである。この円弧バネは、内レース２０のハブに形成された小さい切り欠き（図示省略）に係合する、半径方向外向きまたは内向きの小突起（図示省略）を有する。この円弧バネのバネ力はクラッチ１０に合わして慎重に調整しなければならない。この円弧バネは、クラッチ１０が係合していない状態で、容易に保持器３６と転動体２８を上で説明した中立位置まで動かせるだけの大きなバネ力を有していなくてはならない。それと同時に、このバネ力は作動ディスク４６が端壁１８に押しつけられた時に両者の間に発生する摩擦力よりも小さくなくてはならない。
【００１５】
クラッチ機構１０はアクチュエーター５８を備え、このアクチュエーター５８を作動させると、作動ディスク４６は第２付勢部材５６のバネ力に逆らって、アクチュエーターの方に引き寄せられ、端壁１８の内面４０に接触するようになっている。これは上で説明したように、作動ディスク４６が保持器３６に対して軸方向に移動できるようになっているためである。作動ディスク４６が端壁１８の内面４０に押しつけられた状態で、作動ディスク４６は外レース１２とその端壁１８に固定される。この時保持器のタブ３８は作動ディスク４６と回転方向に一体となっているため、保持器３６も作動ディスク４６を介して、外レース１２とその端壁１８に回転できないように固定される。
【００１６】
このように保持器３６が固定された状態で、内レース２０だけが回転すると、転動体２８はカム面２６の中央部３０からカム面の一端に向かって移動する。空隙２４はカム面の両端部では、転動体２８の径より小さいため、転動体２８は、内レース２０の外面２２と外レース１２の内面１４の間に噛み込み、内レース２０と外レース１２を相対回転できないようにロックさせる。各転動体２８が図４Ｂに示すように、内外レース１２、２０の間に噛み込んだ状態で、転動体と外レースの円筒内周との接点における外レース円筒内周に対する接線とカム面は所定の角度で交差している。転動体２８を、外レース１２の内面１４と内レース２０の外面２２の間にベストの状態で噛み込ませるには、上記の角度は約４°〜約１０°の間の範囲にする必要がある。この角度が４°未満であると、ヘルツ接触力が大きくなり過ぎ、転動体２８が潰れたり、内外レース１２、２０の面１４、２２がブリネリング損傷が生じる。１０°を超えると、転動体は一旦噛み込んでも、すぐに抜けてしまいやすくなる。転動体２８とカム面２６の動きの詳しい説明は、米国特許Ｎｏ．４９２７４５６、５７２４５１０にある。これらの特許を本発明の参考文献とする。
【００１７】
好ましい実施例のアクチュエーター５８は、外輪１２に固定した電磁コイル６０である。端壁１８には、複数の円弧状のスロット６２が貫通している。電磁コイル６０に通電すると、磁束がスロット６２を通過して、作動ディスク４６に作用し、作動ディスク４６は、第２付勢部材５６のバネ力に打ち勝って端壁１８の軸方向内面４０に向けて引っ張られる。
【００１８】
アクチュエーター５８としては電磁コイル６０が最も望ましいが、別のタイプのアクチュエーターを用いてもよい。たとえば作動ディスク４６は、電磁コイルの代わりに、油圧手段や空気圧手段を用いて、端壁に引き寄せるようにしてもよい。
【００１９】
アクチュエーター５８への通電をストップすると、作動ディスク４６を端壁１８の内面４０に引きつける力が消滅し、作動ディスク４６は第２付勢部材５６のバネ力によって、素早く端壁１８の内面４０から離れ、両者の間の摩擦力はなくなる。こうして保持器３６とローラー２８を中立位置から離れる方向に付勢する力が消滅すると、保持器３６は、第１付勢部材４４のバネ力によって中立位置、すなわちローラーがカム面２６の中央部３０に来る位置に戻り、内レース２０と外レース１２は自由に回転できるようになる。すなわちクラッチ１０が外れる。
【００２０】
作動ディスク４６の内径面５０には、端壁１８の内面４０と向き合う環状の切り欠き６４が形成され、その切り欠きに第２付勢部材５６が嵌まっている。作動ディスク４６が、電磁コイル６０により第２付勢部材としての波状バネのバネ力に打ち勝って端壁１８の内面４０に接触するまで移動すると、第２付勢部材は端壁に押され切り欠き６４内に完全に納まる。
【００２１】
タブ３８は保持器３６に直接設けるのが好ましいが、そうする代わりに図２、３に示すように、スパイダー６６を保持器３６に固定し、このスパイダーにタブ３８を設けてもよい。この場合も、第１付勢部材は保持器３６に接続し、内レース２０に対して保持器を中立位置に向けて付勢するようにする。
【００２２】
図５、６は、第２実施例のクラッチ装置１１０を示す。このクラッチ装置の外レース１１２は変速機のハウジングに固定され、軸１１６を中心とする円筒内面１１４が形成されている。軸１１６を中心に回転自在の内レース１２０は、第１端部１２１と、外レース１１２の円筒内面１１４と同軸の外面１２２を有し、変速機のドロップシャフトに係合し、ドロップシャフトの回転を止める係合部を備えている。実施例の係合部は、内レース１２０の内径面１２３に形成された、前記ドロップシャフトの端部に形成されたスプラインに係合するスプラインである。外レース１１２の内面１１４と内レース１２０の外面１２２の間に空間１２４が形成されている。
【００２３】
図７、８に示すように、内レース１２０の外面１２２には、周方向に一列に複数のカム面１２６が形成されている。複数の転動体１２８が、外レース１１２と内レース１２０の間に、各カム面１２６につき一本ずつ設けられている。
【００２４】
第１の実施例と同様に、転動体１２８の直径は、外レース内面１１４とカム面１２６の中央部１３０間の距離より小さく、内面１１４とカム面１２６の周方向両端部１３２間の距離より大きく設定されている。転動体１２８は、所定の範囲内で軸１１６を中心に内レース１２０に対して相対回転できる保持器１３６によって保持され、周方向に一斉に動かせるようになっている。
【００２５】
内レース１２０からは複数の合わせピン１４０が突出しており、保持器１３６の一端１４２には、ピン１４０に対応する複数の切り欠き１４４が形成されている。切り欠き１４４の奥に支持面１４６が形成されている（図９）。保持器１３６は、付勢部材１４８で内レース１２０の一端１２１に向かって付勢され、図１０に示すように切り欠き１４４の支持面１４６が合わせピン１４０に係合している。付勢部材１３８としては波状バネが好ましいが、別のタイプのものでもよい。切り欠き１４４の支持面１４６が合わせピン１４０に係合している状態で、転動体１２８がカム面１２６の中央部１３０に位置するように、支持面の位置と間隔は設定されている。
【００２６】
図６に示すように、第２実施例のクラッチはさらに、付勢部材１４８の押圧力に抗して保持器１３６を内レース１２０の一端から遠ざかる方向に動かすアクチュエーター１５８を有する。保持器１３６が内レース１２０の一端から遠ざかる方向に移動すると、切り欠き１４４の支持面１４６は合わせピン１４０から外れる。図１０Ａの実線は、合わせピン１４０が支持面１４６に係合している状態を示し、点線１３６Ａは、保持器が内レース１２０の第１端部１２１から離れ、ピン１４０が支持面１４６から外れた状態を示す。ピンが支持面から外れると、保持器は１４５で示す範囲内で内レース１２０に対して相対回転できるようになる。
【００２７】
支持面１４６の両側の面は、図９Ａに示すように保持器１３６の一端１４２に向かって傾斜した面１５０であり、切り欠き１４４は支持面１４６から保持器１３６の前記一端１４２に向かって徐々に幅が広がっている。このため、保持器がアクチュエーターで軸方向に引き寄せられ、ピン１４０が支持面１４６から軸方向にはなれるにしたがって、保持器１３６が内レース１２０に対して相対回転できる範囲が大きくなる。図９Ａでは支持面の両側１５０が反対方向に傾斜しているため、保持器は内レースに対して両方向に回転できるので、クラッチは２方向クラッチとなる。図９Ｂでは支持面の片側のみが傾斜面１５０で反対側の面は切り立った面１５２なので、保持器は内レースに対して一方向にしか回転できない。したがってこの例のクラッチ１１０は一方向クラッチである。
【００２８】
支持面がピンから離れて、保持器１３６が内レース１２０に対して相対回転すると、転動体１２８はカム面１２６の中央部１３０から周方向端部の一方に向かって移動する。カム面の両端部では、隙間１２４は転動体１２８の直径より小さいため、転動体１２８はカム面の一方の端部に移動すると、内レース１２０の外面１２２と外レース１１２の内面１１４の間に噛み込んで、内レース１２０を外レース１１２に対して回転できない状態にロックする。
【００２９】
上で説明したように、各切り欠き１４４の支持面の両側が傾斜面１５０の場合は、クラッチ１１０は２方向クラッチとなり、片方だけが傾斜面１５０で他方は切り立った面１５２である場合は、クラッチ１１０は１方向クラッチとなる。しかし支持面の両側が傾斜面１５０である場合でも、図７、８に示すように、カム面の周方向の端部の一方に急角度の傾斜面１５４が形成されている場合は、転動体は傾斜面１５４の方に移動した場合は、傾斜面１５４に押し返されて外レースと内レースの間に噛み込むことはできない。したがってこのような構造のクラッチ１１０は一方向クラッチである。
【００３０】
上記のように傾斜面１５４と外レース１１２の内面１１４の間に転動体が噛み込めないようにするには、転動体が外レース内面１１４と傾斜面１５４に接触している状態における、転動体と外レース内面１１４との接点における接線と傾斜面との交差角が１０°を超えている必要がある。
【００３１】
第２実施例のアクチュエーター１５８も、外レース１１２に取り付けた電磁コイル１６０である。電磁コイル１６０に通電すると、コイル１６０からの磁束が保持器１３６に伝わり、保持器は付勢部材１４８の付勢力に抗して、内レース１２０の前記一端から遠ざかる方向に、コイルに向かって引き寄せられる。
【００３２】
図１０に示すように、保持器１３６は段部を有し、この段部によって軸方向の面１３８と半径方向の面１３９が形成されている。コイル１６０に通電すると、保持器１３６はアクチュエーター１５８に向かって引き寄せられ、軸方向の面１３８がアクチュエーターに接触し、両者の間の摩擦によって保持器１３６は回転できなくなる。
【００３３】
アクチュエーター１５８として好ましいのは、電磁コイル１６０であるが、別のタイプのアクチュエーターを用いてもよい。たとえば保持器１３６は、電磁コイルの代わりに、油圧手段や空気圧手段を用いて動かすようにしてもよい。
【００３４】
アクチュエーター１５８の通電を止めると、磁力は消滅し、保持器１３６は付勢部材１４８の付勢力によって、素早く内レース１２０の前記一端に向かって動き始める。この時合わせピン１４０は各切り欠き１４４の傾斜面１５０に沿ってスライドするため、保持器は内レース１２０に対して回転しながら軸方向に、ピン１４０が支持面１４６に係合するまで移動する。ピンが支持面に係合した状態で、転動体は１２８はカム面１２６の中央部１３０に位置し、クラッチ１１０は外れ、内レース１２０は外レース１１２に対して空転できる。
【００３５】
転動体１２８は、保持器１３６に対して軸方向に相対的に移動できるように保持されている。もし転動体が軸方向に相対的に移動できないように保持されていたとすると、クラッチ１１０がロックした状態では、転動体１２８は内レース１２０と外レース１２２の間に噛み込んでおり、軸方向には動けず、このため保持器も、内レースに対して回転しながら内レース１２０の前記一端に向かって軸方向に動くことができないことになり、アクチュエーター１５８の通電を切っても、クラッチの係合状態を解除できなくなってしまうためである。
【００３６】
図１１は、本発明のクラッチ１７０を備えたマニュアル変速機の概略図である。マニュアル変速機は、入力軸１７２と、出力軸１７４と、ドロップシャフト１７６を備えている。入力軸は変速機１７０内に回転自在に設けられ、自動車のエンジン（図示略）に接続され、エンジンのトルクを変速機１７０に伝える。出力軸１７４は、変速機１７０内に回転自在に設けられ、車両の駆動軸（図示略）に接続される。入力軸１７２と出力軸１７４は共通の軸線１７８を中心に回転する。
【００３７】
ドロップシャフト１７６は、入力軸１７２と出力軸１７４の共通の回転中心軸１７８と平行に延びる軸線１８０を中心に回転自在に変速機１７０内に設けられている。ドロップシャフト１７６は入力軸１７２に直接接続され、入力軸で回転駆動される。出力軸とドロップシャフトは複数のギアセット１８２を介して接続されている。レバー１７４でギアセット１８２の組み合わせを変えることにより、入力軸１７２と出力軸１７４間のギア比を変えることができる。
【００３８】
図１２、１３は、本発明のクラッチ１１０を備えたマニュアル変速機の横断面を示す。この図に示すように、クラッチ１１０の外レース１１２は変速機１７０ａのハウジング１８４に固定され、内レース１２０はドロップシャフト１７６ａの端部に固定されている。アクチュエーターを作動させることによって、内レース１２０を外レース１１２に対してロックさせ、ドロップシャフトとこれに噛み合った出力軸１７４ａの回転を止めることによって、車両の動きを止めることができる。
【００３９】
上記２つの実施例は改良、変更を加えることができることを当業者なら容易に認識できるはずであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチの第１の実施例の斜視図。
【図２】図１の２−２線に沿った側断面図。
【図３】図２の部分拡大図。
【図４】図１の４−４線に沿った断面図。
【図４Ａ】クラッチの非係合状態を示す、図４の部分拡大図。
【図４Ｂ】クラッチの係合状態を示す、図４Ａと同じ部分の拡大図。
【図５】本発明の第２実施例の斜視図。
【図６】図５の６−６線に沿った断面図。
【図７】第２実施例の内レースの斜視図。
【図８】図７の８−８線に沿った断面図。
【図９】第２実施例の保持器の斜視図、９Ａは両サイドが傾斜している切り欠きを示す図９の部分拡大図、９Ｂは片側だけが傾斜している切り欠きを示す９Ａと同様の拡大図。
【図１０】内レースに嵌合した保持器の側面図であり内レースに設けた合わせピンが保持器に設けた切り欠きにどのように係合するか示す図、１０Ａは図１０の保持器が内レースに対して軸方向に動くときに合わせピンと切り欠きの係合状態がどのように変化するかを示す図１０と同じ部分の拡大図。
【図１１】本発明のクラッチを備えた変速機の概略図。
【図１２】本発明のクラッチを備えた変速機の側断面図。
【図１３】図１２の部分拡大図。
【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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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