(57)【要約】【課題】過大トルク伝達時における転動体と楔部との強い噛み込みを防止することができ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】アウター部材２２の内周面２２ａは円筒面であり、インナー部材２３の外周面１２ａは、傾斜面１２ｃと壁部１２ｄとからなる凹部１２ｂを有し、インナー部材２３の内周面２２ａと傾斜面１２ｃとが楔部を構成する。楔部の狭窄部４１の径方向の距離Ｌは、ローラ２５の直径ＲＤより狭く、かつ、所定値以上のトルクが作用したとき、ローラ２５が狭窄部４１を通過してインナー部材２３の円周方向に隣接する凹部１２ｂに移動するよう設定される。また、ケージ３１の環状部材３２は、凹部１２ｂに係合すると共に、径方向外側に弾性変形可能な腕部３２ｂを有する。【選択図】図１２
2016038014.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転動体と、
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、前記複数の転動体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、前記転動体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、前記転動体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、
前記アウター部材の前記内周面は、円筒面であり、
前記インナー部材の前記外周面は、前記転動体を収容する複数の凹部を有し、
前記凹部は、前記転動体の非係合位置から係合位置に向かって前記アウター部材の前記内周面との距離が次第に狭くなるように形成された傾斜面と、前記転動体が前記非係合位置にあるとき当接する壁部と、を有し、前記傾斜面と前記アウター部材の前記内周面との間の空間が楔部を構成し、
前記楔部は、前記傾斜面と前記アウター部材の前記内周面との径方向距離が最小となる狭窄部の径方向の距離が、前記転動体の直径より狭く、かつ、前記アウター部材と前記インナー部材との間に所定値以上のトルクが作用したとき、前記転動体が前記狭窄部を通過して前記インナー部材の円周方向に隣接する前記凹部に移動するよう設定され、
前記保持部材は、前記インナー部材の前記外周面に嵌合する円環状の一対の側面板と、該一対の側面板の間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部と、を有し、前記一対の側面板の少なくとも一方の内周部には、前記凹部に係合すると共に、径方向外側に弾性変形可能な弾性係合部を有し、
前記アウター部材と前記インナー部材との間に所定値以上のトルクが作用して、前記転動体が前記狭窄部を通過する際、前記転動体が前記柱部を押すと共に、前記弾性係合部が前記傾斜面に沿って径方向外側に弾性変形することで、前記保持部材が前記インナー部材に対して相対的に回転する、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、
前記弾性係合部は、前記側面板の内周部に一体形成された、前記側面板の円周方向に沿って片持ち梁状に延びる腕部である、ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のワンウェイクラッチを備え、入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する無段変速機であって、
駆動源の回転軸に接続された入力軸の軸線からの偏心量が可変である偏心機構を有し、前記入力軸と前記偏心機構とが共に回転する入力側支点と、
前記ワンウェイクラッチの前記アウター部材に設けられた出力側支点と、
前記入力側支点及び前記出力側支点に両端が接続されて、前記偏心機構の偏心量に応じて往復運動するコネクティングロッドと、を備え、
前記ワンウェイクラッチの前記インナー部材は前記出力軸に相対回転不能に結合された、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に記載のワンウェイクラッチは、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。また、トルクを伝達する両伝達部材の凹部にゴム部材を係合配置し、負荷トルクが上限トルク以上になったときゴム部材が弾性変形することでトルクリミッタ作用を行うようにした回転体装置が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１４２２３４号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６７７５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に記載のワンウェイクラッチでは、所定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、接触部での面圧が高くなると共に滑り摩擦が発生して、ローラが異常摩耗する虞があった。また、強く噛み込まれた反動で、ローラが噛み込み方向と逆方向に強い力で戻され、この結果、非係合状態にあるローラの位置が長時間に亘り連続して変化する不安定な状態が発生する場合がある。この不安定な状態では、次のトルク伝達のためのローラの係合が行えなくなり、トルクの正常な伝達が阻害される虞があった。
【０００５】
本発明の目的は、過大トルク伝達時における転動体と楔部との強い噛み込みを防止することができ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転動体（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、前記複数の転動体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、前記転動体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、前記転動体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、
前記アウター部材の前記内周面は、円筒面であり、
前記インナー部材の前記外周面は、前記転動体を収容する複数の凹部（例えば、後述の実施形態での凹部１２ｂ）を有し、
前記凹部は、前記転動体の非係合位置から係合位置に向かって前記アウター部材の前記内周面との距離が次第に狭くなるように形成された傾斜面（例えば、後述の実施形態での傾斜面１２ｃ）と、前記転動体が前記非係合位置にあるとき当接する壁部（例えば、後述の実施形態での壁部１２ｄ）と、を有し、前記傾斜面と前記アウター部材の前記内周面との間の空間が楔部を構成し、
前記楔部は、前記傾斜面と前記アウター部材の前記内周面との径方向距離が最小となる狭窄部（例えば、後述の実施形態での狭窄部４１）の径方向の距離（例えば、後述の実施形態での距離Ｌ）が、前記転動体の直径（例えば、後述の実施形態での直径ＲＤ）より狭く、かつ、前記アウター部材と前記インナー部材との間に所定値以上のトルクが作用したとき、前記転動体が前記狭窄部を通過して前記インナー部材の円周方向に隣接する前記凹部に移動するよう設定され、
前記保持部材は、前記インナー部材の前記外周面に嵌合する円環状の一対の側面板（例えば、後述の実施形態での環状部材３２）と、該一対の側面板の間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部（例えば、後述の実施形態でのばね支持部材３３）と、を有し、前記一対の側面板の少なくとも一方の内周部には、前記凹部に係合すると共に、径方向外側に弾性変形可能な弾性係合部（例えば、後述の実施形態での腕部３２ｂ）を有し、
前記アウター部材と前記インナー部材との間に所定値以上のトルクが作用して、前記転動体が前記狭窄部を通過する際、前記転動体が前記柱部を押すと共に、前記弾性係合部が前記傾斜面に沿って径方向外側に弾性変形することで、前記保持部材が前記インナー部材に対して相対的に回転する。
【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、
前記弾性係合部は、前記側面板の内周部に一体形成された、前記側面板の円周方向に沿って片持ち梁状に延びる腕部である。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２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、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、
駆動源（例えば、後述の実施形態でのエンジンＥ）の回転軸に接続された前記入力軸の軸線（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る偏心機構（例えば、後述の実施形態での偏心ディスク１８）を有し、前記入力軸と前記偏心機構とが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の前記アウター部材に設けられた出力側支点（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に両端が接続されて、前記偏心機構の偏心量に応じて往復運動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、を備え、
前記ワンウェイクラッチの前記インナー部材は前記出力軸に相対回転不能に結合される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、アウター部材とインナー部材との間に所定値以上のトルクが作用したとき、転動体は、楔部の狭窄部を通過して保持部材と共に回転し、円周方向に隣接する凹部に移動することができる。このため、過大トルク伝達時における転動体と楔部との強い噛み込みを防止することができ、転動体の面圧上昇や摩耗の発生を抑制すると共に、転動体の挙動が不安定な状態となることを防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、弾性係合部は、側面板の内周部に一体形成されて、側面板の円周方向に沿って片持ち梁状に延びる腕部であるので、通常時にはインナー部材に対して保持部材を所定の位相に維持し、アウター部材とインナー部材との間に所定値以上のトルクが作用したときには、凹部の傾斜面に沿って径方向外側に弾性変形することで保持部材がインナー部材に対して相対回動させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載のワンウェイクラッチを用いた無段変速機を構成することが可能になると共に、無段変速機にトルクリミッタ機能を付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る無段変速機を備える車両のスケルトン図である。
【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の変位との関係を示す図である。
【図１０】インナー部材に嵌合する保持部材の斜視図である。
【図１１】（ａ）は、転動体が待機状態のときの転動体とインナー部材の位置関係を示す側面図、（ｂ）は、転動体が係合状態のときの転動体とインナー部材の位置関係を示す側面図、（ｃ）は、過大トルクが作用して転動体が深く噛み込んだ状態の転動体とインナー部材の位置関係を示す側面図、（ｄ）は、転動体が楔部を乗り越えて円周方向に隣接する凹部に移動した状態の転動体とインナー部材の位置関係を示す側面図である。
【図１２】（ａ）は、転動体が待機状態のとき、保持部材の弾性係合部がインナー部材の凹部に係合する状態を示す側面図、（ｂ）は、過大トルクが作用して保持部材の弾性係合部が凹部の形状に沿って径方向外側に弾性変形する状態を示す側面図である。
【図１３】インナー部材とアウター部材との相対角度と、伝達トルクとの関係を示す図である。
【図１４】異常噛み込み時における時間とローラの変位との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１に示すように、エンジンＥの駆動力を左右の車軸１０，１０を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する車両用動力伝達装置は、クランク式の無段変速機Ｔ及びディファレンシャルギヤＤを備える。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
次に、図７〜図１０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〜図１０に示されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、少なくとも一方の環状部材３２の内周部には、略Ｌ字形に切り欠かれて、環状部材３２の円周方向に沿って片持ち梁状に延びる１２個の腕部（弾性係合部）３２ｂが形成されている。
【００２６】
ケージ３１は、図１０に示すように、インナー部材２３の外周面１２ａに外嵌し、腕部３２ｂが、後述するインナー部材２３の凹部１２ｂに係合している。腕部３２ｂは、径方向外側に弾性変形可能である。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、ｖ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
傾斜面１２ｃとアウター部材２２の内周面２２ａとの径方向距離が最小となる楔部の狭窄部４１の径方向距離Ｌは、ローラ２５の直径ＲＤよりわずかに狭く、かつ、アウター部材２２とインナー部材２３との間に所定値以上のトルクが作用したとき、当該トルクによって歪んだローラ２５が狭窄部４１を通過して周方向（図８において反時計方向）に移動可能に設定されている。これにより、所定値以上のトルクが作用したとき、ローラ２５は、インナー部材２３の円周方向で隣接する凹部１２ｂ（図８において左側の凹部）に移動する。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
次に、アウター部材２２とインナー部材２３との間に所定値以上のトルクが作用した場合について、図１１〜図１３を参照して説明する。
【００５２】
アウター部材２２とインナー部材２３との間に大きなトルクが作用すると、図１１（ａ）に示すように、デイタムポイントに位置するローラ２５は、図１１（ｂ）に示す通常のエンゲージポイントを越えて、インナー部材２３の傾斜面１２ｃとアウター部材２２の内周面２２ａとの間に強く噛み込まれる（図１１（ｃ）参照）。そして、トルクが所定値以上になると、当該トルクによって歪んだローラ２５が、図８に示した狭窄部４１を通過して周方向（図１１において反時計方向）に移動する。こうして、ローラ２５は、図１１（ｄ）に示すように、インナー部材２３の円周方向で隣接する凹部１２ｂ（図１１（ｄ）において左隣の凹部）に移動する。
【００５３】
所定値以上のトルクによって周方向に移動するローラ２５は、図１２に示すように、ケージ３１のばね支持部材３３に当接して周方向に押し、ケージ３１をインナー部材２３に対して同方向（図１２において反時計方向）に相対回転させる。このとき、ケージ３１の環状部材３２の内周部に形成された腕部（弾性係合部）３２ｂは、インナー部材２３の凹部１２ｂに係合していた状態から、傾斜面１２ｃの形状に沿って径方向外側に弾性変形する。そして、ローラ２５が円周方向で隣接する凹部１２ｂに移動したとき、腕部３２ｂも当該隣接する凹部１２ｂに係合する。
【００５４】
なお、ローラ２５がばね支持部材３３に当接してケージ３１を回転させるとき、ばね支持部材３３の軸方向両端の角部によってローラ２５が傷つくのを防止するため、ばね支持部材３３の軸方向長さは、ローラ２５の軸方向長さより長く設定することが望ましい。
【００５５】
このように、ワンウェイクラッチ２１に所定値以上のトルクが作用すると、ローラ２５及びケージ３１は、インナー部材２３に対して３０°相対的に回転して、円周方向で隣接する凹部１２ｂに移動する。そして、ローラ２５は、周方向で１ステップ（３０°）ずれた凹部１２ｂにおいて、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との間で通常の係合動作を行う。
【００５６】
換言すれば、本実施形態のワンウェイクラッチ２１はトルクリミッタ機能を備え、図１３に示すように、アウター部材２２が揺動すると、アウター部材２２とインナー部材２３との相対角度の増加に伴って伝達トルクが次第に増大する（図１３に示す直線Ｎ１）。そして、ワンウェイクラッチ２１に過大なトルクが入力すると、伝達トルクを定格トルクで一定に維持した状態（図１３に示す直線Ｎ２）で、ローラ２５及びケージ３１が円周方向で隣接する凹部１２ｂに移動する。ローラ２５が、円周方向で隣接する凹部１２ｂに移動すると、伝達トルクが略ゼロ状態に低下する。これにより、ワンウェイクラッチ２１に所定値以上のトルクが作用することが防止される。したがって、ローラ２５の異常噛み込みによる面圧上昇が抑制されて、ローラ２５の滑りによる摩耗を防止することができる。
【００５７】
一方、トルクリミッタ機能を備えない従来のワンウェイクラッチでは、所定値以上のトルクが作用すると、ローラ２５が図８に示したエンゲージポイントを越えた深い位置まで噛み込み（図１３に示す直線Ｎ３）、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１４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。この状態では、ローラ２５の位置が図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。しかし、本実施形態のワンウェイクラッチ２１では、上記したようにトルクリミッタ機能を備えるので、ローラ２５が上記説明した不安定な状態になることが防止され、安定した作動が維持される。
【００５８】
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、アウター部材２２の内周面２２ａは円筒面であり、インナー部材２３の外周面１２ａは、ローラ２５を収容する複数の凹部１２ｂを有する。凹部１２ｂは、ローラ２５の非係合位置から係合位置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形成された傾斜面１２ｃと、ローラ２５が非係合位置にあるとき当接する壁部１２ｄとを有し、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。楔部は、傾斜面１２ｃとアウター部材２２の内周面２２ａとの径方向距離が最小となる狭窄部４１の径方向の距離Ｌが、ローラ２５の直径ＲＤよりわずかに狭く、かつ、アウター部材２２とインナー部材２３との間に所定値以上のトルクが作用したとき、当該トルクによって歪んだローラ２５が狭窄部４１を通過してインナー部材２３の円周方向に隣接する凹部１２ｂに移動するよう設定される。また、ケージ３１は、インナー部材２３の外周面１２ａに嵌合する円環状の一対の環状部材３２と、該一対の環状部材３２の間に円周方向に間隔を開けて配置された複数のばね支持部材３３とを有し、前記一対の環状部材３２の少なくとも一方の内周部には、凹部１２ｂに係合すると共に、径方向外側に弾性変形可能な腕部３２ｂを有する。そして、アウター部材２２とインナー部材２３との間に所定値以上のトルクが作用して、ローラ２５が狭窄部４１を通過する際、ローラ２５がばね支持部材３３を押すと共に、腕部３２ｂが傾斜面１２ｃに沿って径方向外側に弾性変形することで、ケージ３１がインナー部材２３に対して相対的に回転する。これにより、アウター部材２２とインナー部材２３との間に所定値以上のトルクが作用したとき、ローラ２５がケージ３１と共に楔部の狭窄部４１を通過して円周方向に隣接する凹部１２ｂに移動することができる。このため、過大トルク伝達時におけるローラ２５と楔部との強い噛み込みを防止することができ、ローラ２５の面圧上昇や摩耗の発生を抑制すると共に、ローラ２５の挙動が不安定な状態となることを防止できる。
【００５９】
また、腕部３２ｂは、環状部材３２の内周部に一体形成されて、環状部材３２の円周方向に沿って片持ち梁状に延びる構成であるので、通常時には腕部３２ｂがインナー部材２３の凹部１２ｂに係合してインナー部材２３とケージ３１とを所定の位相に維持し、アウター部材２２とインナー部材２３との間に所定値以上のトルクが作用したときには、凹部１２ｂの傾斜面１２ｃに沿って径方向外側に弾性変形することでケージ３１がインナー部材２３に対して相対回動させることができる。
【００６０】
また、無段変速機Ｔは、上記説明したワンウェイクラッチ２１と、エンジンＥの回転軸に接続された入力軸１１の軸線Ｌ１からの偏心量が可変である偏心ディスク１８を有し、入力軸１１と偏心ディスク１８とが共に回転する入力側支点と、ワンウェイクラッチ２１のアウター部材２２に設けられた出力側支点と、入力側支点及び出力側支点に両端が接続されて、偏心ディスク１８の偏心量に応じて往復運動するコネクティングロッド１９とを備え、入力軸１１の回転を変速してインナー部材２３に伝達する構成であるため、無段変速機Ｔにトルクリミッタ機能を付加することができる。
【００６１】
なお、本発明は、前述した各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、ワンウェイクラッチ２１のローラ２５の数や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】
【００６２】
１１  入力軸
１２  出力軸
１２ａ  外周面
１２ｂ  凹部
１２ｃ  傾斜面
１２ｄ  壁部
１８  偏心ディスク（偏心機構、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（転動体）
３１  ケージ（保持部材）
３２  環状部材（側面板）
３２ｂ  腕部（弾性係合部）
３３  ばね支持部材（柱部）
４１  狭窄部
ＲＤ  転動体の直径
Ｅ  エンジン（駆動源）
Ｌ  狭窄部の径方向距離
Ｌ１  入力軸の軸線
Ｔ  無段変速機
【図１】
2016038014.tif 000003
【図２】
2016038014.tif 000004
【図３】
2016038014.tif 000005
【図４】
2016038014.tif 000006
【図５】
2016038014.tif 000007
【図６】
2016038014.tif 000008
【図７】
2016038014.tif 000009
【図８】
2016038014.tif 000010
【図９】
2016038014.tif 000011
【図１０】
2016038014.tif 000012
【図１１】
2016038014.tif 000013
【図１２】
2016038014.tif 000014
【図１３】
2016038014.tif 000015
【図１４】
2016038014.tif 000016