(57)【要約】【課題】非係合時におけるローラの摺動抵抗を低減すると共に、ローラの係合及び解放が安定して行われるワンウェイクラッチ及びこのワンウェイクラッチを備える無段変速機を提供する。【解決手段】ワンウェイクラッチ２１は、ローラ２５の一端面２５ｂに当接して、ローラ２５の円周方向への移動を規制する押圧ピン４１と、ワンウェイクラッチ２１が解放状態となる所定条件を満たす際に、押圧ピン４１を軸方向に押圧してローラ２５の一端面２５ｂに当接させるアクチュエータ４２とを備える。【選択図】図７
2016038044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のアウター部材と、
前記アウター部材の径方向内側に同軸に配置された環状のインナー部材と、
前記アウター部材の内周面及び前記インナー部材の外周面間に配設された複数のローラと、
前記アウター部材の内周面及び前記インナー部材の外周面間に配設され、前記複数のローラを回動自在に保持する保持部材と、
前記保持部材に保持され、前記ローラを円周方向に付勢する複数の弾性部材と、を備え、
前記アウター部材及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及び前記外周面間に係合させて駆動力を伝達するワンウェイクラッチであって、
前記ローラの一端面に当接して、前記ローラの円周方向への移動を規制する当接部材と、
前記ワンウェイクラッチが解放状態となる所定条件を満たす際に、前記当接部材を軸方向に押圧して前記ローラの前記一端面に当接させるアクチュエータと、
を備える、ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載のワンウェイクラッチであって、
前記所定条件は、前記アウター部材の回転速度が前記インナー部材の回転速度より低い状態である、ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
請求項１に記載のワンウェイクラッチであって、
前記所定条件は、前記アウター部材に伝達されるトルクの大きさが所定値以上になったときである、ワンウェイクラッチ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチを備えるクランク式の無段変速機であって、
前記ワンウェイクラッチの前記インナー部材は、車両の駆動源に接続された入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する動力伝達ユニットの前記出力軸の外周に一体又は別体に設けられ、
前記動力伝達ユニットは、前記入力軸の軸線からの偏心量が可変であって該入力軸と共に回転する入力側支点と、前記ワンウェイクラッチと、前記ワンウェイクラッチの前記アウター部材に設けた出力側支点と、前記入力側支点及び前記出力側支点を接続するコネクティングロッドと、を有し、
前記動力伝達ユニットが前記出力軸の軸方向に沿って複数配設され、
前記当接部材は、複数の前記動力伝達ユニットがそれぞれ有する前記ワンウェイクラッチの軸方向一端側に配置され、
前記ワンウェイクラッチが解放状態となる所定条件を満たす際に、前記アクチュエータが、軸方向一端側に位置する前記動力伝達ユニットの前記当接部材を軸方向に押圧することで、複数の前記動力伝達ユニットにわたって軸方向に力が伝達されて、全ての前記ローラの円周方向への移動を規制する、無段変速機。
【請求項５】
請求項４に記載の無段変速機であって、
前記所定条件は、前記車両が減速走行している状態である、無段変速機。
【請求項６】
請求項４に記載の無段変速機であって、
前記出力側支点から前記入力側支点へのトルクを検出するトルクセンサを備え、
前記所定条件は、前記トルクセンサの検出値が所定値以上になったときである、無段変速機。
【請求項７】
請求項４に記載の無段変速機であって、
前記出力軸の回転数を検出する回転数センサを備え、
前記所定条件は、前記回転数センサの検出値と前記偏心量との関係に基づく、前記入力軸から前記出力軸に伝達されるトルクの大きさが所定値以上になったときである、無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワンウェイクラッチ及びワンウェイクラッチを備えるクランク式の無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、更に、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ようにしたワンウェイクラッチを備えた無段変速機が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の無段変速機は、アウター部材と、インナー部材と、アウター部材及びインナー部材間に配置した複数のローラと、各々のローラを付勢する複数のコイルスプリングとを備え、アウター部材の回転速度が、インナー部材の回転速度より早くなったとき、アウター部材の内周面とインナー部材の外周面との間に設けられた楔部にローラを係合させて、入力軸から出力軸にトルクを伝達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１４２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１によると、ローラは、コイルスプリングによって常時、係合方向に付勢されているので、ローラの非係合時においてもアウター部材及びインナー部材と摺接し、摺動抵抗による動力ロスが発生していた。また、所定値以上の大きなトルクが、アウター部材とインナー部材との間に作用すると、ローラが楔部に強く噛み込まれ、その反動でローラが噛み込み方向と逆方向に強い力で戻される。この結果、楔部から戻されて非係合状態にあるローラが、長い時間に亘って連続して振動するローラの不安定状態が発生する場合がある。この不安定状態では、次のトルク伝達のためのローラの噛み込みが行えなくなり、トルク伝達が阻害されるばかりでなく、ローラが異常摩耗する虞があった。
【０００５】
本発明の目的は、非係合時におけるローラの摺動抵抗を低減すると共に、ローラの係合及び解放が安定して行われるワンウェイクラッチ及びこのワンウェイクラッチを備える無段変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
環状のアウター部材（例えば、後述の実施形態でのアウター部材２２）と、
前記アウター部材の径方向内側に同軸に配置された環状のインナー部材（例えば、後述の実施形態でのインナー部材２３）と、
前記アウター部材の内周面（例えば、後述の実施形態での内周面２２ａ）及び前記インナー部材の外周面（例えば、後述の実施形態での外周面１２ａ）間に配設された複数のローラ（例えば、後述の実施形態でのローラ２５）と、
前記アウター部材の内周面及び前記インナー部材の外周面間に配設され、前記複数のローラを回動自在に保持する保持部材（例えば、後述の実施形態でのケージ３１）と、
前記保持部材に保持され、前記ローラを円周方向に付勢する複数の弾性部材（例えば、後述の実施形態でのエンゲージスプリング２４）と、を備え、
前記アウター部材及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及び前記外周面間に係合させて駆動力を伝達するワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施形態でのワンウェイクラッチ２１）であって、
前記ローラの一端面（例えば、後述の実施形態での一方の端面２５ｂ）に当接して、前記ローラの円周方向への移動を規制する当接部材（例えば、後述の実施形態での押圧ピン４１）と、
前記ワンウェイクラッチが解放状態となる所定条件を満たす際に、前記当接部材を軸方向に押圧して前記ローラの前記一端面に当接させるアクチュエータ（例えば、後述の実施形態でのアクチュエータ４２）と、
を備える。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記所定条件は、前記アウター部材の回転速度が前記インナー部材の回転速度より低い状態である。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、
前記所定条件は、前記アウター部材に伝達されるトルクの大きさが所定値以上になったときである。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明では、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施形態でのワンウェイクラッチ２１）を備えるクランク式の無段変速機（例えば、後述の実施形態での無段変速機Ｔ）であって、
前記ワンウェイクラッチの前記インナー部材は、車両の駆動源（例えば、後述の実施形態でのエンジンＥ）に接続された入力軸（例えば、後述の実施形態での入力軸１１）の回転を変速して出力軸（例えば、後述の実施形態での出力軸１２）に伝達する動力伝達ユニット（例えば、後述の実施形態での変速ユニットＵ）の前記出力軸の外周に一体又は別体に設けられ、
前記動力伝達ユニットは、前記入力軸の軸線（例えば、後述の実施形態での軸線Ｌ１）からの偏心量が可変であって該入力軸と共に回転する入力側支点（例えば、後述の実施形態での偏心ディスク１８）と、前記ワンウェイクラッチと、前記ワンウェイクラッチの前記アウター部材に設けた出力側支点（例えば、後述の実施形態でのピン１９ｃ）と、前記入力側支点及び前記出力側支点を接続するコネクティングロッド（例えば、後述の実施形態でのコネクティングロッド１９）と、を有し、
前記動力伝達ユニットが前記出力軸の軸方向に沿って複数配設され、
前記当接部材は、複数の前記動力伝達ユニットがそれぞれ有する前記ワンウェイクラッチの軸方向一端側に配置され、
前記ワンウェイクラッチが解放状態となる所定条件を満たす際に、前記アクチュエータが、軸方向一端側に位置する前記動力伝達ユニットの前記当接部材を軸方向に押圧することで、複数の前記動力伝達ユニットにわたって軸方向に力が伝達されて、全ての前記ローラの円周方向への移動を規制する。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、
前記所定条件は、前記車両が減速走行している状態である。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、
前記出力側支点から前記入力側支点へのトルクを検出するトルクセンサ（例えば、後述の実施形態でのトルクセンサ４３）を備え、
前記所定条件は、前記トルクセンサの検出値が所定値以上になったときである。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、
前記出力軸の回転数を検出する回転数センサ（例えば、後述の実施形態での回転数センサ）を備え、
前記所定条件は、前記回転数センサの検出値と前記偏心量との関係に基づく、前記入力軸から前記出力軸に伝達されるトルクの大きさが所定値以上になったときである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、ワンウェイクラッチが解放状態となる所定条件を満たす際に、当接部材を軸方向からローラの一端面に当接させてローラの円周方向への移動を規制し、ローラを短時間で確実に待機状態に静定して、ローラの摺動抵抗を抑制すると共に摩耗を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、アウター部材の回転速度がインナー部材の回転速度より低い状態となるとき、当接部材をローラの一端面に当接させてローラの円周方向への移動を規制することで、ローラの摺動抵抗を抑制すると共に摩耗を抑制することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、アウター部材に伝達されるトルクの大きさが所定値以上になったとき、当接部材をローラの一端面に当接させてローラの円周方向への移動を規制することで、不安定なダンピング状態におけるローラの振動を短時間で静定させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、動力伝達ユニットが出力軸の軸方向に沿って複数配設された無段変速機において、軸方向一端側に配置された単一のアクチュエータからの押圧力を当接部材を介して隣接するローラへと順次伝達させることで、各動力伝達ユニットの全てのローラを軸方向に押圧することができる。その結果、無段変速機Ｔを構成する全ての動力伝達ユニットにおいて、ローラの円周方向への移動を規制することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、車両が減速走行しているとき、ローラの円周方向への移動を規制することで、ローラの摺動抵抗を抑制すると共に摩耗を抑制することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、所定値以上のトルクが作用したとき、不安定なダンピング状態におけるローラの振動を短時間で静定させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、出力軸の回転数と偏心量との関係に基づいてローラの円周方向への移動を規制することで、不安定なダンピング状態におけるローラの振動を短時間で静定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の無段変速機を含む車両の内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＩＩ部詳細図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（ＯＤ状態）である。
【図４】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（ＧＮ状態）である。
【図５】ＯＤ状態での作用説明図である。
【図６】ＧＮ状態での作用説明図である。
【図７】ワンウェイクラッチの分解斜視図である。
【図８】ワンウェイクラッチの作用説明図である。
【図９】定常運転時における時間とローラ変位との関係を示す図である。
【図１０】定常運転時におけるワンウェイクラッチの模式図である。
【図１１】自然減速時におけるワンウェイクラッチの模式図である。
【図１２】自然減速時の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】ポップアウト発生時における時間とローラ変位との関係を示す図である。
【図１４】（ａ）はポップアウト発生時のワンウェイクラッチの模式図、（ｂ）はポップアウト発生後のワンウェイクラッチの模式図である。
【図１５】コネクティングロッドに作用する反力の時間変化を示す図である。
【図１６】ポップアウト発生時の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態の無段変速機を含む車両の内部構成を示すブロック図である。図１に示す車両に搭載された無段変速機Ｔは、内燃機関Ｅからの駆動力を左右の車軸１０を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する。車両は、さらに、変速アクチュエータ１４と、デファレンシャルギヤＤと、マネジメントＥＣＵ４４と、トルクセンサ４３とを備える。なお、図１中の点線の矢印は値データを示し、実線の矢印は指示内容を含む制御信号を示す。
【００２３】
変速アクチュエータ１４は、無段変速機Ｔの偏心機構を駆動して無段変速機Ｔの変速比（レシオ）を変更する電動機であり、回転軸がマネジメントＥＣＵ３１から指示された動作角度となるよう動作する。デファレンシャルギヤＤは、左右の駆動輪Ｗ，Ｗの回転差を吸収する。マネジメントＥＣＵ４４は、変速アクチュエータ１４、内燃機関Ｅ、及び無段変速機Ｔに設けられたアクチュエータ４２等の制御を行う。トルクセンサ４３は、無段変速機１の出力軸の負荷の大きさを計測する。
【００２４】
次に、図２〜図７に基づいて無段変速機Ｔの構造を説明する。
【００２５】
図２及び図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）の変速ユニットＵを軸方向に重ね合わせたもので、それらの変速ユニットＵは平行に配置された共通の入力軸１１及び共通の出力軸１２を備えており、入力軸１１の回転が減速又は増速されて出力軸１２に伝達される。
【００２６】
以下、代表として一つの変速ユニット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。
【００２７】
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及び第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。
【００２８】
４個の変速ユニット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の位相は各々の変速ユニットＵで９０°ずつ異なっている。
【００２９】
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エンゲージスプリング２４で付勢された複数のローラ２５とを備える。
【００３０】
図２から明らかなように、４個の変速ユニット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、各々の変速ユニットＵで９０°ずつ異なっている。例えば、図２において、左端の変速ユニット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番目の変速ユニット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番目及び４番目の変速ユニット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。
【００３１】
次に、図７及び図８に基づいて、ワンウェイクラッチ２１の構造を説明する。なお、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及び図８に示されている。
【００３２】
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１２ａ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及びクリップ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の内周部に出力軸１２が相対回転不能に結合される。なお、インナー部材２３と出力軸１２が一体成形されていても良い。
【００３３】
ワンウェイクラッチ２１は、ローラ２５を回動自在に保持すると共に、ローラ２５を付勢するエンゲージスプリング２４を支持するための保持部材であるケージ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材３２，３２を相互に接続する１２本のばね支持部材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本のばね支持部材３３が１２個のローラ２５間に配置される。
【００３４】
一方の環状部材３２の内周部には、径方向外側に凹む１２個の凹部３２ａが３０゜間隔で形成される。また、他方の環状部材３２には、軸方向に貫通する１２個の貫通孔３２ｃが、１２本のばね支持部材３３の周方向中間に形成されている。１２個の貫通孔３２ｃのそれぞれは、１２個のローラ２５の軸方向他方の端面２５ｃに対応して形成されている。また、両方の環状部材３２の内周部には、径方向内側に突出する各４個の凸部３２ｂが９０°間隔で形成される。
【００３５】
図８に詳細に示すように、エンゲージスプリング２４は、１枚の長方形状の弾性板材を一定断面を有するように湾曲して構成される。エンゲージスプリング２４の一端には、ケージ３１のばね支持部材３３に固定される固定端部２４ａが形成されるとともに、エンゲージスプリング２４の他端には、ローラ２５の外周面２５ａに当接する付勢端部２４ｂが形成される。固定端部２４ａは断面コ字状であり、長方形断面のばね支持部材３３に圧入されて固定される。
【００３６】
具体的に、エンゲージスプリング２４は、固定端部２４ａと、固定端部２４ａから径方向内側に略直線状に延びた後、径方向外側に向けて略Ｕ字形に湾曲形成されたＵ字状部２４ｃと、Ｕ字状部２４ｃの前端部から径方向内側に向けて湾曲し、端部にローラ２５の外周面２５ａに当接する付勢端部２４ｂを有する。
【００３７】
また、図７に示すように、アウター部材２２及びインナー部材２３の間には、ローラ２５の軸方向両側に位置する一対のアンギュラボールベアリング３４，３４が配置されており、このアンギュラボールベアリング３４，３４によってアウター部材２２及びインナー部材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。アンギュラボールベアリング３４は外輪３５及び内輪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出力軸１２の外周に固定される。
【００３８】
なお、アンギュラボールベアリング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個のアンギュラボールベアリング３４，３４は単列であり、それ以外の３個のアンギュラボールベアリング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。
【００３９】
アンギュラボールベアリング３４の各内輪３６には、軸方向に貫通する１２個の貫通孔
が、１２個のローラ２５の軸方向端面２５ｂ，２５ｃに対応して形成されている。１２個の貫通孔３６ａには、それぞれ１２本の押圧ピン４１が、軸方向移動可能に嵌合している。
【００４０】
各貫通孔３６ａに嵌合する１２本の押圧ピン４１は、ローラ２５の軸線と同一軸線上に配置され、一方の側面４１ａがローラ２５の軸方向他方の端面２５ｃ（図７中、左端面）に対応し、他方の側面４１ｂが、後述するアキシャルスプリング３８の突起３８ａを介してローラ２５の軸方向一方の端面２５ｂ（図７中、右端面）に対応している。
【００４１】
なお、４個のワンウェイクラッチ２１のうち、一方の端部（図７において右端）に位置する内輪３６の貫通孔３６ａに嵌合する１２本の押圧ピン４１には、一方の側面４１ａに対応してアクチュエータ４２が配設されている。アクチュエータ４２は、軸方向に作動可能な押圧部４２ａを備え、アクチュエータ４２が作動したとき、押圧部４２ａにより１２本の押圧ピン４１の一方の側面４１ａを同時に押圧して１２本の押圧ピン４１を軸方向に移動させる。
【００４２】
これにより、図７において右端に配置された１２本の押圧ピン４１がアクチュエータ４２により押圧されると、この動きは、アキシャルスプリング３８の突起３８ａを介して１２個のローラ２５に伝達され、この１２個のローラ２５の動きが隣接（図７において左側）する１２本の押圧ピン４１を介して更に隣接する１２個のローラ２５へと順次伝達され、軸方向に沿って並置された４個のワンウェイクラッチ２１の全てのローラ２５を軸方向に押圧する。
【００４３】
一方のアンギュラボールベアリング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突起３８ａが、環状部材３２の内周の凹部３２ａ間を通過してローラ２５の端面に弾発的に当接する。また、アウター部材２２の内周面に形成した環状溝２２ｃには、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１２ａに向けて付勢する。
【００４４】
インナー部材２３の両端部は不図示の一対のボールベアリングを介してミッションケースに回転自在に支持されており、それらのボールベアリングのインナーレース間に４個のワンウェイクラッチ２１が配置される。
【００４５】
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。
【００４６】
先ず、無段変速機Ｔの一つの変速ユニット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及び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。
【００４７】
図３及び図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のレシオはＯＤ（オーバードライブ）状態になる。図４及び図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の偏心量が最小になって無段変速機ＴのレシオはＧＮ（ギヤドニュートラル）状態になる。
【００４８】
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及び偏心ディスク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）及び図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。
【００４９】
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及びインナー部材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。
【００５０】
入力軸１１及び第１ピニオン１５が更に回転すると、第１ピニオン１５及び第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）及び図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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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及び偏心ディスク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。
【００５４】
したがって、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、ゼロレシオ及び所定レシオ間の任意のレシオでの運転が可能になる。
【００５５】
無段変速機Ｔは、並置された４個の変速ユニット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個の変速ユニット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。
【００５６】
次に、ワンウェイクラッチ２１の係合作用について、図８を参照して詳細に説明する。
【００５７】
アウター部材２２の内周面２２ａは、円筒面である。また、インナー部材２３の波状に屈曲する外周面１２ａには、傾斜面１２ｃと壁部１２ｄとの２面から構成される凹部１２ｂが、周方向に等間隔（３０°間隔）で１２箇所形成されている。傾斜面１２ｃは、ローラ２５の非係合位置（図８において右側）から係合位置（図８において左側）に向かってアウター部材２２の内周面２２ａとの距離が次第に狭くなるように傾斜して形成されている。これにより、傾斜面１２ｃとアウター部材２２の内周面２２ａとの間の空間が楔部を構成する。
【００５８】
また、壁部１２ｄは、傾斜面１２ｃの非係合位置側の端部と外周面１２ａとを接続して形成された傾斜角が大きい壁である。したがって、ローラ２５は、壁部１２ｄを越えて移動することはできない。
【００５９】
図８に示すように、ローラ２５は、アウター部材２２及びインナー部材２３に対して周方向に相対移動可能である。ローラ２５の状態には、ローラ２５がアウター部材２２の内周面２２ａとインナー部材２３の傾斜面１２ｃとの間に形成された楔状の空間に噛み込んで、駆動力を伝達可能なエンゲージポイントに位置する係合状態と、ローラ２５が楔状の空間に噛み込む直前のデイタムポイントに位置する待機状態と、ワンウェイクラッチ２１の係合が解除されたとき、ローラ２５がエンゲージポイントからデイタムポイントを超えて係合方向とは逆方向（非係合方向）に押し戻された後、圧縮されたエンゲージスプリング２４の弾発力によってデイタムポイントに戻り、再び非係合方向に移動するといった動作を、その振幅を減衰させながら行うダンピング状態とがある。なお、ワンウェイクラッチ２１の係合が解除された瞬間に、ローラ２５がデイタムポイントを超えて非係合方向に最大限に押し戻された位置を「ダンピングポイント」という。
【００６０】
＜定常運転時＞
アクセルペダルが踏まれエンジンＥの駆動力によって車両が定常運転されるときのワンウェイクラッチ２１の作用について説明する。定常運転時には、図８に示すように、ローラ２５が待機状態のとき、アウター部材２２がインナー部材２３に対して矢印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及びインナー部材２３から受ける摩擦力とにより矢印Ａ方向に移動する。これにより、図９に示すように、ローラ２５がアウター部材２２の内周面２２ａ及びインナー部材２３の傾斜面１２ｃ間の楔状の空間で各面と係合することで係合状態となり、駆動力の伝達が可能となる。そして、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及びインナー部材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及びインナー部材２３の傾斜面１２ｃと係合しなくなることで、ワンウェイクラッチ２１の係合が解除され、ダンピング状態となる。ローラ２５の振動が静定すると、ローラ２５は、エンゲージスプリング２４により付勢された待機状態に復帰する。
【００６１】
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及びインナー部材２３の外周面１２ａ間の空間を移動するとき、図７に示すアキシャルスプリング３８でローラ２５の端面２５ｂが軸方向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及びインナー部材２３の外周面１２ａ間の空間を移動するとき、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２２ａに押し付けられるが、それを図７に示すリングスプリング３９の径方向内向きの弾発力で抑制することができる。
【００６２】
図１０は、定常運転時における各変速ユニットのワンウェイクラッチ２１の状態を示す模式図である。図１０に示す状態では、軸方向端部に設けられたアクチュエータ４２は作動しておらず、４個の変速ユニットはそれぞれ９０°ずつ異なる位相で動作している。したがって、定常運転時には、４つのワンウェイクラッチ２１のうち、一部のワンウェイクラッチ２１のローラ２５は係合状態であるが、他のワンウェイクラッチ２１のローラ２５はダンピング状態又は待機状態である。図１０に示す軸方向に伸びる点線ＥＬは、ローラ２５が係合状態となるエンゲージポイントを示し、以下、「エンゲージライン」という。
【００６３】
＜自然減速時＞
定常運転を行っていた車両においてアクセルペダルが離されて自然減速しているときのワンウェイクラッチ２１の作用について説明する。自然減速時は、エンジンＥからの駆動力の伝達が不要であるため、ワンウェイクラッチ２１におけるトルク伝達を必要としない状態、即ち、ローラ２５の噛み込みがない状態が、比較的長時間に亘って連続する。このとき、ローラ２５は待機状態であるが、アウター部材２２及び出力軸１２の回転に伴って、ローラ２５はデイタムポイントにおいて微妙に周方向に往復移動する。このため、ローラ２５には、アウター部材２２の内周面２２ａ及びインナー部材２３の外周面１２ａとの摩擦抵抗が生じる。こういった状態のときには、アクチュエータ４２によりローラ２５の周方向移動を規制することにより、ローラ２５がデイタムポイントで安定して位置すれば、摩擦抵抗を低減することができ、燃費向上が期待できる。
【００６４】
図１１は、自然減速時における各変速ユニットのワンウェイクラッチ２１に対してアクチュエータ４２を作動させてローラ２５の周方向移動を規制した状態を示す模式図である。図１１に示すように、自然減速時にはアクチュエータ４２を作動させることで、アクチュエータ４２からの軸方向の押圧力Ｆ１は、各ローラ２５間に配設された押圧ピン４１を介して隣接するローラ２５に順次伝達され、全てのローラ２５の周方向移動を規制する。なお、アクチュエータ４２の押圧力Ｆ１によるローラ２５への制動力（周方向摩擦力）Ｆ４は、エンゲージスプリング２４の付勢力Ｆ３より大きいので、ローラ２５の周方向移動が規制される。
【００６５】
車両の自然減速時におけるマネジメントＥＣＵ４４によるアクチュエータ４２の制御手順を図１２に示す。先ず、マネジメントＥＣＵ４４は、アクセルペダルの開度（ＡＰ開度）を取得する（ステップＳ１１）。次に、マネジメントＥＣＵ４４は、ＡＰ開度が減少しているか否かを判別し（ステップＳ１２）、ＡＰ開度が減少している場合にはステップＳ１３に進み、ＡＰ開度が減少していない場合にはステップＳ１１に戻る。ステップＳ１３では、マネジメントＥＣＵ４４は車両が自然減速中であると判断し、アクチュエータ４２を作動させる。
【００６６】
なお、上記説明は自然減速時を例に説明したが、ブレーキペダルが踏まれたことによる減速時にもアクチュエータ４２の作動を行っても良い。
【００６７】
＜ポップアウト発生時＞
アウター部材２２の内周面２２ａとインナー部材２３の傾斜面１２ｃとの間の楔状の空間にローラ２５が係合する際、入力軸１１に過大なトルクが作用したり、出力軸１２に大きな負荷が作用すると、ローラ２５は、エンゲージラインＥＬを越えた深い位置まで噛み込む。この深い噛み込みによる大きな反力でローラ２５は係合方向とは逆方向（非係合方向）に強い力ではじかれて、図１３に示すようにダンピング状態が長時間継続する不安定な状態となる。係合状態のローラ２５が非係合方向に強い力ではじかれることを「ポップアウト」という。ポップアウトが発生すると、その後のローラ２５の位置は図８に示したデイタムポイントに収束しないため、次のトルク伝達のためのローラ２５の係合が行えなくなり、以後の正常なトルク伝達が阻害される虞がある。すなわたち、ローラ２５の挙動が不安定なダンピング状態では、アウター部材２２がインナー部材２３に対して矢印Ａ方向に相対回転しても（図８参照）、係合状態に移行することができず、正常なトルク伝達が阻害される虞があり、不安定なダンピング状態におけるローラ２５の振動を極力短時間で静定させることが重要である。
【００６８】
定常運転を行っていた車両においてポップアウトが発生したときのワンウェイクラッチ２１の作用について説明する。図１４（ａ）に示すように、４つのワンウェイクラッチ２１のいずれか一つでポップアウトが発生すると、アクチュエータ４２を作動させ、アクチュエータ４２からの軸方向の押圧力Ｆ１は、各ローラ２５間に配設された押圧ピン４１を介して隣接するローラ２５に順次伝達され、全てのローラ２５の周方向移動を規制する。これにより、ローラ２５の振動を短時間で静定させることができる。なお、図１４（ｂ）に示すように、ポップアウトが発生したときの反力Ｆ２は、アクチュエータ４２の押圧力Ｆ１によるローラ２５への制動力（周方向摩擦力）Ｆ４とエンゲージスプリング２４の付勢力Ｆ３の合計よりも遥かに大きい。このため、アクチュエータ４２が作動中、係合状態にあるローラ２５にポップアウトが発生すれば、当該ローラ２５はエンゲージラインＥＬを超えて非係合位置で静定される。
【００６９】
ポップアウトが発生する一例としては、走行中の車両が縁石などに乗り上げ、出力軸１２に大きな負荷が作用した場合が想定される。この場合、出力軸１２にかかる負荷の大きさを検出してローラ２５の周方向への移動を抑制することで、ローラ２５のポップアウト発生に起因する不安定な状態を防止することができる。出力軸１２の負荷の大きさは、コネクティングロッド１９に配設されたひずみゲージなどのトルクセンサ４３（図１、図３及び図４を参照）の計測値を利用する。図１５は、コネクティングロッド１９に作用する反力の時間変化を示す図である。トルクセンサ４３は、コネクティングロッド１９に作用する反力の計測値をマネジメントＥＣＵ４４に送る。
【００７０】
ポップアウトが発生するときのマネジメントＥＣＵ４４によるアクチュエータ４２の制御手順を図１６に示す。先ず、マネジメントＥＣＵ４４は、コネクティングロッド１９に作用している反力の計測値をトルクセンサ４３から取得する（ステップＳ２１）。次に、マネジメントＥＣＵ４４は、ステップＳ２で取得した計測値が所定の上限値以上であるか否かを判別し（ステップＳ２２）、計測値が上限値以上である場合にはステップＳ２３に進み、上限値未満である場合にはステップＳ２１に戻る。ステップＳ２３では、マネジメントＥＣＵ４４はポップアウトが発生したと判断し、アクチュエータ４２を作動させる。
【００７１】
次に、マネジメントＥＣＵ４４は、偏心ディスク１８の偏心量ｒ１の値を検出する（ステップＳ２４）。次に、マネジメントＥＣＵ４４は、偏心量ｒが所定値未満か否かを判別し（ステップＳ２５）、偏心量ｒが所定値以上の場合にはステップＳ２４に戻り、所定値未満の場合にはステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、マネジメントＥＣＵ４４は、アクチュエータ４２の作動を停止する。
【００７２】
なお、上記説明では、出力軸１２に係る負荷の大きさを検出するためにトルクセンサ４３を利用しているが、トルクセンサ４３に限らず、出力軸１２の回転数と偏心ディスク１８の偏心量ｒ１との関係に基づいて予め作成されたマップから出力軸１２に係る負荷の大きさを導出してもよい。この場合、出力軸１２の回転数を検出する回転数センサ（図示せず）が利用される。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係るワンウェイクラッチ２１によれば、自然減速時又はポップアウト発生時等のようにワンウェイクラッチ２１が解放状態となる所定条件を満たす際に、押圧ピン４１を軸方向からローラ２５の一端面２５ｂに当接させてローラ２５の円周方向への移動を規制し、ローラ２５を短時間で確実に非係合状態に静定して、ローラ２５の摺動抵抗を抑制すると共に摩耗を抑制することができる。
【００７４】
特に、自然減速時は、アウター部材２２の回転速度がインナー部材２３（出力軸１２）の回転速度より低い状態であるので、ローラ２５は係合状態にはならずダンピング状態を経て待機状態となる。待機状態のローラ２５はデイタムポイントにおいて微妙に周方向に往復移動するが、押圧ピン４１をローラ２５の一端面２５ｂに当接させてローラ２５の円周方向への移動を規制することで、ローラ２５の摺動抵抗を抑制すると共に摩耗を抑制することができる。
【００７５】
また、ポップアウト発生時には、非係合方向にはじかれたローラ２５のダンピング状態が長時間継続する不安定な状態となるが、押圧ピン４１をローラ２５の一端面２５ｂに当接させてローラ２５の円周方向への移動を規制することで、不安定なダンピング状態におけるローラ２５の振動を短時間で静定させることができる。
【００７６】
また、本実施形態に係る無段変速機Ｔによれば、４個の変速ユニットＵが出力軸１２の軸方向に沿って複数配設された無段変速機Ｔにおいて、軸方向一端側に配置された単一のアクチュエータ４２からの押圧力を押圧ピン４１を介して隣接するローラ２５へと順次伝達させることで、各変速ユニットＵの全てのローラ２５を軸方向に押圧することができる。その結果、無段変速機Ｔを構成する全ての変速ユニットＵにおいて、ローラ２５の円周方向への移動を規制することができる。
【００７７】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、本発明に係るワンウェイクラッチ２１は、車両の無段変速機Ｔ以外の任意の用途にも適用することができる。また、変速ユニットＵの数やワンウェイクラッチ２１のローラ２５の数、エンゲージスプリング２４の数は、実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７８】
１１  入力軸
１２  出力軸
１２ａ  外周面
１８  偏心ディスク（入力側支点）
１９  コネクティングロッド
１９ｃ  ピン（出力側支点）
２１  ワンウェイクラッチ
２２  アウター部材
２２ａ  内周面
２３  インナー部材
２４  エンゲージスプリング（弾性部材）
２５  ローラ
２５ｂ  一方の端面（一端面）
３１  ケージ（保持部材）
４１  押圧ピン（当接部材）
４２  アクチュエータ
４３  トルクセンサ
４４  マネジメントＥＣＵ
Ｅ  エンジン（駆動源）
Ｌ１  入力軸の軸線
Ｔ  無段変速機
Ｕ  変速ユニット（動力伝達ユニット）
【図１】
2016038044.tif 000003
【図２】
2016038044.tif 000004
【図３】
2016038044.tif 000005
【図４】
2016038044.tif 000006
【図５】
2016038044.tif 000007
【図６】
2016038044.tif 000008
【図７】
2016038044.tif 000009
【図８】
2016038044.tif 000010
【図９】
2016038044.tif 000011
【図１０】
2016038044.tif 000012
【図１１】
2016038044.tif 000013
【図１２】
2016038044.tif 000014
【図１３】
2016038044.tif 000015
【図１４】
2016038044.tif 000016
【図１５】
2016038044.tif 000017
【図１６】
2016038044.tif 000018