JP2001349350A - ワンウェイラチェットクラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 従来のワンウェイクラッチ組立体は、負荷伝
連能力を更に増すにはスペース上の制約があり、コスト
も懸かった。 【解決手段】 ラチェット型ワンウェイクラッチ機構３
００、である。該機構は、複数の切欠き３１２、を有す
る内側レース部材３０２、と、複数の空所３１０、を有
する外側部材３０４、と、切欠きと係合し得るように空
所内に配置された複数の爪部材３０６、と、爪部材を係
合位置に向けて偏倚させるばね偏倚部材３０８とを有す
る。外側部材は、ステータ部材又は外側レース部材３０
４とすることができる。リテーナ部材３１４、は爪を空
所内で軸方向に保持する。内側レース部材、外側部材及
びリテーナ部材の上の支承面が支承支持体を提供する。
爪部材及び爪の空所の大きい半径Ｒ１は、摩耗を少なく
し且つ二次的機械加工工程のコストを最小にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願は、１９９７年８月２
７日付けで出願され、現在、米国特許第５，９４７，２
４５号となっている米国特許出願第０８／９１７，８８
０号の一部継続出願である、１９９９年２月２５日付け
で出願された、米国特許出願第０９／２５７，０２８号
の一部継続出願であり、上記の米国特許出願第０８／９
１７，８８０号は、１９９６年９月３日付けで出願さ
れ、現在、米国特許第５，８５３，０７３号となってい
る米国特許出願第０８／７０７，１０４号の一部継続出
願であり、上記の出願の全ては、当該出願の譲受人に譲
渡され且つ参考として引用し、本出願に含めてある。

【０００２】本発明は、ラチェットワンウエイクラッチ
機構に関する。

【０００３】

【従来の技術】今日、種々の型式のワンウェイクラッチ
組立体が使用されている。 かかるクラッチ組立体は、ス
プラグ型、ローラ型、及び爪ラチェット型の組立体を含
む。これらワンウェイクラッチ組立体の全ては、これら
組立体が使用される特定の用途に対応して満足し得るよ
うに機能する。

【０００４】特定の伝動装置において、ワンウェイクラ
ッチ組立体について大きいトルク能力が必要とされる。
更に、スペース上の制約のため、クラッチ組立体の寸法
を特定の制限値内に保つことも必要である。スプラグ又
はローラを有する現在のワンウェイクラッチ組立体は、
負荷伝達能力を更に増し、しかもスペース上の制約を満
たすには不十分であることがしばしばである。

【０００５】爪ワンウェイクラッチ組立体は、所定の配
置寸法にて公称負荷能力を更に増すことができる。ラチ
ェット型爪クラッチ組立体の設計上の制約は、爪とレー
スとの間の接触応力及び／又はレース内にて発生される
曲げ応力、せん断応力及びフープ応力によって決まる。

【０００６】ラチェット組立体は、２つの切欠き付き又
は空所付きレースを共に一方向に係止し、反対方向に自
由に回転させる働きをする少なくとも1つの爪を有して
いる。一般に、公知のラチェット組立体間の相違点は、
爪の動作を制御し且つその動作に対する遠心力の影響を
制御する点にある。ラチェットクラッチ組立体は、例え
ば、米国特許第２，２２６，２４７号、同第３，５５
４，３４０号、及び同第５，４４９，０５７号に記載さ
れている。別のラチェットクラッチ組立体は、英国特許
第２１１６号に図示されている。幾つかのラチェットク
ラッチ組立体は、外側レース部材に代えて、外側部材を
ステータ部材として利用する。

【０００７】幾つかの現在の爪クラッチは、オーバラン
ニング速度能力及び反復的なトルク負荷に対する耐久性
の点にて制限されている。また、クラッチ組立体の外側
部材に対して使用されているステータは、通常、鋳造過
程のため、必ずしも、爪部材が適正に機能する上で十分
な爪空所の幾何学的形態を提供するとは限らない鋳造ア
ルミニウムで出来ている。空所の幾何学的形態を正確に
制御するため二次的な機械作用が通常、必要とされる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、改良されたラチェットワンウェイクラッチ組立体を
提供することである。本発明の別の目的は、公知の組立
体よりも経済的で且つ軽量であり、しかも、作用及び性
能の点にて同等である、改良されたラチェットクラッチ
組立体を提供することである。

【０００９】本発明の更に別の目的は、堅牢で、耐久性
があり且つ軽量であるプラスチック又はアルミニウムの
ような、非鉄材料で出来たラチェットワンウェイクラッ
チ組立体を提供することである。本発明の更に別の目的
は、係合方向に向けて爪に傾動力を加えるためばねを利
用するラチェットワンウェイクラッチ組立体を提供する
ことである。

【００１０】本発明の更に１つの目的は、高速度にて改
良された作用を有し且つ反復的なトルク負荷に対してよ
り大きい耐久性及びより大きい負荷に対する能力の双方
又はその何れか一方を有するラチェットクラッチ組立体
を提供することである。本発明の更に別の目的は、爪空
所における二次的な機械作用を最小にし又は解消し、こ
れにより、製造及び組み立ての時間及びコストを削減す
るラチェットクラッチ組立体を提供することである。

【００１１】公知のラチェットワンウェイクラッチ組立
体に優る本発明によって、本発明の上記及びその他の目
的が実現される。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるワンウェイ
ラチェットクラッチ機構は、複数の空所と、該空所に隣
接する第一の半径方向支承面とを有する外側部材と、複
数の切欠きと、該切欠きに隣接する第二及び第三の半径
方向支承面とを有する内側レース部材と、爪部材の１つ
が前記空所の各々内に配置された複数の爪部材と、前記
爪部材を前記切欠きとの係合位置に向けて偏倚させるば
ね手段と、前記爪部材、ばね手段及び前記内側レース部
材を軸方向に保持し、第四の半径方向支承面を有するリ
テーナ部材と、前記爪部材の各々が、リッジを有し、前
記空所の各々が前記リッジと合わさる相応する凹所を有
することと、前記クラッチ機構が組み立てられたとき、
前記第一及び第四の半径方向支承面が前記第二及び第三
の支承面と合わさることとを備えて構成されている。

【００１３】本発明は、外側レース部材、又はステータ
若しくは、反作用部材における空所内に配置された複数
の爪を有するラチェットワンウェイクラッチ組立体を提
供するものである。複数の相応する歯付き切欠きは、内
側レース部材の外周に配置されており、外側部材及び内
側レース部材が一方向に相対的に回転する間、爪と係止
係合状態にて合わさる。切欠きは、外側レース部材の外
側に歯を有しており、該歯は、外側部材が一方向に回転
するのを防止するが、反対方向に自由回転するのを許容
する形状とされている。内側レース部材の内径は、車両
の伝動装置の静止支持軸のような、支持軸と合わさり且
つ該支持軸に対して確実に配置され得るようにしてあ
る。

【００１４】１つ又は２つ以上の軸方向リテーナ部材又
は装置が爪を軸方向に回り止めし且つレースを共に、相
対的な回転を許容しつつ、軸方向に且つ半径方向に整合
状態に保持する。また、リテーナ装置は、スラスト軸受
としても作用し、爪の過度の磨耗を防止するのに必要な
潤滑剤を保持することができる。本発明の好ましい実施
の形態によれば、内側レース部材は、外側部材及びリテ
ーナ部材上における相応する支承面と合わさる、切欠き
の一側部又は両側部における支承面を有する。このこと
は、大きい半径方向負荷が存在するときに必要とされる
追加的な支承支持体を提供する。

【００１５】爪は、外側レース又はステータ部材におけ
る空所の回動リッジ又は凹所と合わさる頂部又はリッジ
を有する。クラッチが回転するとき、質量中心に作用す
る遠心力によって爪が係合位置又は非係合位置に向けて
動くように爪の質量中心を作用可能に配置することがで
きる。

【００１６】ばね部材が、ステータすなわち外側レース
部材内に配置され且つ爪と係合して、該爪が内側レース
部材の切欠きと係合する方向に偏倚されるようにされて
いる。この機能を果たすため、色々な型式のばね機構を
使用することができるが、ばね部材は、爪部材の幅を伸
長させる幅の広いＺ字形のばねであることが好ましい。

【００１７】好ましくは、ステータ部材が利用されるな
らば、このステータ部材は、クラッチ組立体、特に、外
側レース部材に対して従来から使用されている材料より
も軽量である非鉄材料で出来たものとする。非鉄材料
は、アルミニウムのような金属材料、又はポリエチレン
のようなプラスチック材料とすることができ、これらの
材料は、クラッチ組立体の用途に必要な耐久性及び強度
基準を満たすものとする。クラッチ組立体の外側レース
部材を不要にし且つ爪及び爪空所をステータ部材又はそ
の他の同様の部材に直接、組み込むことにより、材料及
び製造手順のコストが削減される。

【００１８】外側レースの空所のリッジは、係合力を制
御し得るように爪の質量中心に関して配置されている。
このことは、高速度の耐久性にとって必要である。この
点に関して、本発明の１つの代替的な実施の形態に従
い、爪が係合位置に向けて付勢されるように、又は係合
状態にも非係合状態にもならない「中立位置」とさえな
るように、質量中心を配置することが可能である。

【００１９】本発明と共に使用することのできるその他
のばね部材は、ガーターばね、コイルばね及びリボンば
ねを含む。ばね力は、爪部材の中央溝又は１つ又は２つ
以上の側部溝に付与することができ、又は、ばね力は、
爪部材自体に加え或いは爪の長さに沿って軸方向に伸び
る凹所に加えることができる。

【００２０】爪部材における回動半径、及び外側部材に
おける合わさる回動半径は、従来技術のラチェットクラ
ッチの場合よりも著しく大きい。このことは、磨耗を少
なくし、反復的なトルク負荷に対する耐久性及び高負荷
に対する能力を大きくし又はその何れか一方を可能に
し、また、二次的機械作用のコストを削減する。

【００２１】内側レース部材の外周又は縁部と接触する
爪部材の底面は、湾曲した形態を有する。このことは、
爪部材と内側レース部材との間の隙間を小さくすること
を可能にする。更に、爪部材の底部の半径は、内側レー
ス部材の合わさる面の半径よりも大きくすることがで
き、このことは、自由回転するとき、爪の安定性を増す
ことになる。

【００２２】また、外側レース部材すなわちステータ部
材の空所領域の損傷を防止するため、保護部材を使用す
ることもできる。構成要素の耐久性を増すため、空所領
域内にてプラスチック又は複合的な外側部材内に鋼製す
なわち硬いインサートを成形することができる。

【００２３】内側レース部材は、共に固着し又は積層し
た一連の薄板にて形成することもできる。薄板は、異な
る型式のものとし、一方が切欠きを有し、他方が支持面
を有するようにすることができる。部分的な切欠き部分
（「エンボス加工部」）のような積重ね機構を使用し
て、溶接前に、積重ねた板を共に整合させ且つ保持し
て、内側レース部材の強度を増すことができる。

【００２４】本発明のラチェットワンウェイクラッチ組
立体は、車両の伝動装置及びトルクコンバータに特に使
用可能であり、また、双方のレースが回転する環境にて
又はレースの一方が固定された環境にて使用することが
できる。本発明は、また、エスカレータ機構等のよう
な、意図しない逆回転又は後方回転を防止するため確実
な逆回転ストッパが望まれる任意の機構にて使用するこ
ともできる。

【００２５】本発明のその他の特徴、有利な点及び利点
は、添付した図面及び請求の範囲を参照しつつ、本発明
の以下の説明から明らかになるであろう。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１には、ラチェットワンウェイ
クラッチ組立体２０が概略図で示してある。この組立体
２０は、内側レース２２と、外側レース２４と、複数の
個々の爪部材２５とを備えている。この爪部材２５は、
外側レース部材の空所２６内に配置されている。複数の
切欠き２８が内側レース２２の外周又は周縁に配置され
ている。切欠きは、２つのレースが互いに対して一方向
に回転するのを防止するが、反対方向への回転を許容す
る形状とされた歯を提供する。

【００２７】外側レース部材２４に関して内側レース２
２が図１で時計方向に向けて動くならば、内側レースは
自由回転する。外側レース部材２４に関し内側レース部
材２２が相対的に反時計方向に動くならば、内側レース
及び外側レースは、爪２５の１つにより共に係止され
る。この点に関して、図１において、係止した爪は、参
照番号２５´で示してある。爪２５´は、内側レースの
空所２６及び内側レースの切欠き２８を通じて力を伝達
する。

【００２８】図１に示した、クラッチ組立体において、
１０個の空所２６と、１０個の爪部材２５が、内側レー
ス２２の１１個の切欠き２８と共に示してある。図１に
図示した実施の形態は係合した１つの図面２５´のみを
示すが、爪及び切欠きの相対的な数及び位置に依存し且
つ製造許容公差に依存して同時に１つ以上の爪部材が係
合するようにすることができる。算数的に、爪及び切欠
きの数が共に完全に１以外の共通の分母で割ることがで
きるならば、１つ以上の爪部材が係合可能である。

【００２９】図２は、図１に示したクラッチ組立体の一
部分の拡大図である。図２に示した爪２５は、自在回転
位置にて示してある。本発明によれば、爪２５の断面
は、略平坦な２つの側面３２、３４が交差することによ
り形成された頂部又は回動リッジ３０を有している。こ
の断面の頂部３０は、爪を受け入れ得る形状とされた外
側レースの空所２６と共に、回動リッジを形成する。こ
の点に関して、空所２６は、略直線状の側面３６、３
７、３８、３９を有している。

【００３０】図２に示された例によれば、爪２５の質量
中心（ＣＭ）は、回動リッジ３０の左側に配置される。
このようにして、クラッチ組立体２０が回転するとき、
質量中心（ＣＭ）に加わる遠心力（ＣＦ）により、爪２
５は係合位置、すなわち爪２５が内側レース２２の切欠
き２８に係合する位置に向けて動く。爪２５に加わるト
ルクは、リッジ３０から離れるＣＭの接線方向距離に比
例する。

【００３１】図１及び図２に示した本発明の実施の形態
は、外側レースの空所と共に、質量中心が配置された爪
部材が示されており、この場合、爪は係合位置に向けて
動く傾向となるが、本発明に従って、他の実施の形態も
利用することもできる。例えば、爪の幾何学的形態は、
爪が非係合状態となる傾向となるように変更することが
できる。このように、ＣＭは、回動リッジ３０の右側に
配置することも可能である。

【００３２】外側レースの空所２６は、更に、爪部材２
５の回動リッジ３０に合わさる頂部又は凹所４０をも有
している。この空所内の頂部４０は、空所内にて自在に
動き得るように爪２５を適正な周方向位置に保持する。
このことは、爪部材２５の端部４１、４３が空所の側部
３６、３９にそれぞれ接触するのを防止する。爪の端部
が外側レースの空所の隣接する領域に接触するならば、
摩擦のため、爪が係合位置に向けて動くのが遅くなる。
好ましくは、爪は、可能な限り迅速に内側レースと係合
するように回転する必要がある。

【００３３】本発明によれば、爪上のリッジは、外側レ
ースに関する爪の正確な位置に関係無く、爪の質量中心
に対して正確に配置される。このことは、係合力を正確
に制御することを可能にし、このことは、高速運転にと
って好ましいことである。このことは又、車軸、別個の
回動部材等を含まない比較的簡単な幾何学的形態にても
実現される。更に、外側レースの空所は、爪を該空所内
の正確な位置に保持する対応する頂部又は凹所を有する
ような形状とされている。この位置は、爪が係合位置に
向けて回転するとき、該爪が空所の側部又は端部に接触
するのを防止する。

【００３４】該爪部材２５は、好ましくは、硬化された
鋼材料で出来ており且つ絞り成形ワイヤーを切断した部
片で形成される。このことは、爪の幾何学的形態を正確
に制御することを可能にし、また、頂部すなわち回動リ
ッジ３０に対する質量中心を正確に制御することをも可
能にする。この点に関して、本発明によれば、質量中心
を０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）の許容公差範
囲内に制御することが可能である。

【００３５】本発明の別の実施の形態が図３乃至図８に
図示されている。この実施の形態は、図面において全体
として参照番号５０で示してある。ワンウェイラチェッ
トクラッチ組立体５０において、回転止め部材を係合位
置に向けて傾動する力を提供するために、ばねが使用さ
れる。遠心力により非係合状態とされる爪にとって外側
レースが静止しているときに係合しなければならない、
係合する爪にとってばねが特に必要である。図３乃至図
８において、組立体５０は、外側レース部材５２と、内
側レース部材５４と、複数の爪部材５６と、一対のガー
ターばね５８、６０とを備えている。また、図３に図示
した実施の形態おいて、一対の保持座金６２、６４が設
けられており、これらについて更に以下に説明する。

【００３６】図７により具体的に図示するように、爪部
材５６は、外側レース部材５２の空所６６内に配置さ
れ、内側レース５４の切欠き６８に係合し得るようにさ
れている。一方のみを図７に図示したガーターばね５
８、６０は、細いワイヤーコイルで出来ており且つ市販
のものである。２つのガーターばね５８、６０を利用す
る図３に図示した実施の形態の場合、図８に図示するよ
うに、爪部材５６が利用される。該爪部材５６は、一対
の凹所、すなわち側部溝７０、７２を有している。ガー
ターばね５８、６０は、爪部材が外側レース内に配置さ
れたとき、溝７０、７２内に配置される。爪部材５６の
他のものは、図１及び図２に関して上述した爪部材２５
と同様の寸法及び形状をしている。この点に関して、爪
部材は、空所６６内の頂部又は凹所７６に合わさる回動
リッジ７４を有している。

【００３７】ばね部材５８、６０の作動状態は、図７の
ばね５８及び爪部材５６に関連して示してある。この点
に関して、爪部材がその非係合位置にあるとき、ガータ
ーばね５８は、外側レース部材に向けて、このため、爪
部材の係合位置に向けた力を提供する。このばねは、爪
部材の各々の表面８０に力Ｆを作用する（図７に図示す
るように）。爪部材５６がその係合位置にあるとき、す
なわち内側レースの切欠き６８と合わさっているとき、
ばね部材５８は弛緩しており、爪部材にばね力を付与し
ない。この状態は、図７の中央の爪部材５６に関して示
してある。

【００３８】また、このばね力は、爪の幾何学的形態の
単一の側部溝又は中央溝に作用し得るように配置するこ
ともできる。この状態は、図９及び図１０にそれぞれ図
示されており、この場合、爪部材は、それぞれ参照番号
８２、８４で表示してある。ガーターばねは仮想線で且
つ参照番号８６で示してある。図９及び図１０に図示し
た爪の実施の形態の何れかを図３乃至図７に図示した本
発明の実施の形態と共に利用する場合、これに対応して
リボンばねの位置及び提供されるリボンばねの数が調節
される。

【００３９】図面（図６）の開口部すなわち穴８１は、
ワンウェイクラッチ組立体５０が利用される伝伝動装置
又はその他の機構を潤滑する注入穴を提供する。好まし
くは幾つかの接近穴すなわちアクセス開口がクラッチ組
立体に形成される。

【００４０】また、爪部材に対し別の方法にてばね力を
付与することもできる。図１１及び図１２に図示するよ
うに、爪部材９０は、長手方向に又は軸方向に伸長する
溝９２を有している。矢印９６の方向に向けてばね力
（ＳＦ）を提供すべく小型のリボンばね９４が利用され
る。該リボンばね９４は、ばね鋼材料で出来た細いスト
リップを切ったものであることが好ましく、また、爪部
材９０の係合位置に向けて力ＳＦを提供し得るように溝
９２内に配置されることが好ましい。

【００４１】座金６２、６４は、軸方向保持装置又は保
持部材としても公知であり、本発明の作用を改良し又は
向上させるために使用することができる。部材６２、６
４は、爪部材をクラッチ組立体内にて軸方向に（長手方
向に）保持する。また、保持部材は、内側レース及び外
側レースを、相対的な自在回転を許容しつつ軸方向に整
合した位置に保持する。更に、軸方向の保持部材は、ク
ラッチ組立体に対して回転し且つ組立体を通じて軸方向
負荷を支承しなければならない機構の外部部品とクラッ
チ組立体の間のスラスト軸受として機能する。最後に、
軸方向保持部材（座金）６２、６４は、爪部材の過剰な
磨耗を防止するために必要とされる、クラッチ組立体内
の潤滑状態を保つことができる。

【００４２】座金６２、６４は、プレス嵌め、かしめ、
溶接又は機械的な締結法を通じて任意の従来の方法にて
外側レースに接続することができる。また、射出成形し
たプラスチック製のリテーナ部材を利用することもでき
る。かかる部材１００は、図１３乃至図１７に図示され
ている。これら図面において、ワンウェイラチェットク
ラッチ組立体は、全体として参照番号１０２で示す。リ
テーナ部材１００と共に、組立体１０２は、外側レース
部材１０４と、内側レース部材１０６と、複数の爪部材
１０８と、ガーターばね部材１１０と、第二のリテーナ
部材１１２とを備えている。

【００４３】この点に関して、図１３乃至図１７に図示
した本発明の実施の形態において、爪部材１０８は、図
示し且つ上述した型式の任意のものとすることが出来
る。更に、爪部材１０８は、外側レース部材の空所１２
０内に保持されており、また、図１ないし１２に関して
上述したのと同一の方法にて、内側レース部材の切欠き
１２２に係合する。

【００４４】リテーナ部材１００は、内側レース１０６
と外側レース１０４との間にてそれぞれ環状スペース内
に配置される位置に設けられた複数のフランジ又は直立
の円弧状の案内部材１１８を有している。該リテーナ部
材１００は、爪及びレース部材に対する半径方向軸受リ
テーナであり、潤滑のための潤滑油溜めとしても機能す
る。リテーナ部材１００、１１２は、クラッチ組立体を
共に軸方向に保持し得るように共に取り付けられること
が好ましい。また、リテーナ部材は、クラッチ組立体
と、該クラッチ組立体に対して回転する機構の部品との
間のスラスト軸受としても機能し、該クラッチ組立体を
介して軸方向負荷を支承する。該リテーナ部材１００
は、射出成形したプラスチック材料で出来ていることが
好ましく、また、規則的な鋼対鋼（ｓｔｅｅｌ−ｏｎ−
ｓｔｅｅｌ）の軸受にて優れた軸受機能を発揮し得るよ
うに低摩擦率を有することが好ましい。リテーナ部材１
００、１１２は、プレス嵌め、かしめ、超音波溶接、機
械的な締結等のような従来の任意の方法にて共に接続す
ることができる。

【００４５】本発明による別のリボンばねの実施の形態
が図１８及び図１９に示してある。この実施の形態にお
いて、上述した爪部材９０と同一の爪部材９０´が利用
される。該爪部材９０′は、軸方向溝９２′を有し、軸
方向溝９２′を有している。リボンばね部材１３０は、
円環状の形状をしており、クラッチ組立体の内側レース
部材と外側レース部材との間に嵌まり得るようにされて
いる。このばね部材１３０は、ばね鋼で出来ていること
が好ましく、各々がタブ部材１３４を有する複数の開口
部又は窓部１３２（その１つのみを図示）を有してい
る。爪部材９０′は、開口部１３２内に配置され、タブ
部材は、溝９２′内に配置される。リボンばね部材１３
０は、タブ部材１３４を通じて、内側レース部材の切欠
きと係合する位置に向けて爪部材９０′に偏倚力を作用
させる。また、図１８に図示したタブ部材１３４は窓部
１３２の幅及び爪９０′の幅の僅かな部分のみを覆う
が、窓部及び爪部材の幅の殆ど又は全体に亙って伸びる
タブをばね部材１３０に設けることができることを理解
すべきである。

【００４６】本発明の精神及び範囲に従って、爪部材を
内側レースの切欠きと係合する位置に向けて偏倚させる
ばね機構は、多岐に亙る形態とすることができる。上述
したガーターばね及びリボンばね以外に、コイルばね、
板ばね等のような他のばね部材を利用することができ、
これらは、本発明の範囲に属するものである。例えば、
この点に関して、コイルばね機構の実施の形態が図２０
及び図２１に図示されている。外側レース部材１４６の
空所１４４に接続する凹所又は穴１４２内に、１つ以上
のコイルばね１４０が配置されている。該コイルばね１
４０は、爪部材１４８を内側レース部材に向けて半径方
向内方に偏倚させる。

【００４７】本発明と共に使用される別の実施の形態が
図２２乃至図２８に図示されている。これらの実施の形
態は、コスト、製造及び組立方法の点にて経済性を増す
ものであり、また、性能を改善することができる。

【００４８】図２２及び図２３に示すように、爪空所部
材は、トルクコンバータ等に対するステータ又は反作用
部材１５０の一部分として直接、組み込まれている。部
材１５０は、ワンウェイクラッチ機構を必要とする任意
の一体形の部品とすることができる。この部材１５０
は、鋳造し且つ比較的容易に機械加工できるアルミニウ
ム、プラスチック又は別の材料で出来たものであること
が好ましい。複数の空所部材１５２が部材１５０の内径
面１５４に直接、形成し且つ／又は機械加工されてい
る。空所１５２内に配置される爪部材１５６は、本明細
書に示し且つ記載した型式の任意のものとすることので
きる、質量中心ＣＭを所定位置に位置決めすることによ
り、又は種々の型式のばね部材又は機構の１つによって
係合位置に向けて付勢することができる。これらは全て
上述した通りである。

【００４９】内側部材１６０は、その外周１６４の周り
に配置された複数の係止切欠き１６２を有する、上述し
た型式の任意の典型的な内側レース部材とすることがで
きる。これと代替的に、合わさる歯又はスプライン部材
１６６等によって内側レース部材と典型的に合わさる中
心軸部材は、軸の外周に直接、機械加工し又は形成され
た切欠きを有し、これにより、内側レース部材を不要に
することができる。かかる実施の形態は、図２７に図示
されており、この場合、複数の切欠き１６２´が典型的
に中空である軸部材１７０に形成されており、このと
き、軸部材は、外側レース部材、ステータ又は反作用部
材等とすることのできる部材１７２と合わさる。軸部材
１７０は、例えば、車の伝動装置の一部分とすることが
できる。

【００５０】クラッチ設計者の所望に応じて且つ／又は
クラッチ機構の作動特性並びにそのパラメータに従っ
て、任意の数の空所及び切欠きを提供することができ
る。図２２及び図２３に示した実施の形態において、３
つの空所及び爪部材が外側部材１５０の内周／内径部の
周りに均一な間隔にて設けられている。この数の爪部材
と効果的に且つ効率的に合わさり、また、クラッチ機構
が僅かなバックラッシュ（例えば、１２°）を伴って所
望の時点にてロックアップするのを許容するため、内側
部材には、１０個の切欠きが設けられることが好まし
い。

【００５１】図２４乃至図２６には、インサート部材１
８０が提供される、本発明の１つの代替的な実施の形態
が図示されている。このインサート部材１８０は、鋼又
は別の硬質若しくは硬化材料で出来ており且つクラッチ
機構が利用されるとき、外側ステータ、反作用部材又は
その他の部材１５０に利用されるであろうより柔軟な材
料の損傷を防止するために使用される。該インサート
は、プレス成形鋼等で製造することができる。

【００５２】部材１５０内の空所部材１８２には、その
内部にインサート部材１８０を配置し得るようにより大
きいスペース又は領域が付与されている。該インサート
部材は、空所１８２内にプレス嵌め、据え込み又はその
他の恒久的な方法で固着されている。爪部材１５６は、
図示するように、カップ形のインサート部材の内部に配
置されている。

【００５３】本発明の別の好適な実施の形態が図２８に
図示されている。この実施の形態において、爪部材２０
０は、上述した爪部材と異なる寸法及び形状をしてい
る。特に、爪部材２００は、半径方向へのより高い高さ
Ｈを有している。これは、クラッチ機構の負荷伝達能力
を増大させるためである。

【００５４】上述したその他の実施の形態の場合と同様
に、爪部材２００は、外側レース、ステータ又は反作用
部材等とすることのできる外側部材２０４の空所２０２
内に配置される。爪部材２００の質量中心ＣＭは、図示
するように、頂部又は回動リッジ２０６に対し配置し、
外側部材２０４が回転したとき、爪の係合力が発生され
るようにすることが好ましい。同様に、内側レース、軸
部材等とすることのできる内側部材２１２に複数の切欠
き２１０が形成されている。

【００５５】係合位置に向けて爪部材２００に傾動力を
提供するのを支援し得るように、上述した型式及び実施
の形態のばね部材又は機構の１つを利用することも可能
である。また、図２８に図示したラチェットワンウェイ
クラッチ機構の一側部又はより多くの側部に保持座金又
はスラスト軸受を使用することも可能である。クラッチ
技術にて便宜に利用されているように、適当な潤滑通路
及び開口部を設けることも更に可能である。

【００５６】１つの更なる実施の形態として、ステー
タ、反作用部材又はその他の機械的な部材と組み合わさ
れたインサートとして外側部材を提供することも可能で
ある。このことは、図２９に示してある。外側部材２２
０は、環状の形状をしており、ステータ、反作用部材又
はその他の部材２２４のキャビティ又は凹所２２２内に
嵌まり得るようにされている。金属材料で出来ているこ
とが好ましい外側部材２２０は、部材２２４にプレス嵌
めし、又はキー部材２２６によりキー止めすることがで
きる。このようにして、部材２２４は、プラスチック材
料のようなより低コストの材料で製造することができ
る。内側部材１６０、爪部材１５６等を含むクラッチ機
構のその他の部分は上述したものと同一である。

【００５７】本発明の更なる実施の形態が図３０乃至図
３２に図示されており、全体として参照番号２５０で示
してある。爪型ワンウェイクラッチ機構のこの実施の形
態は、ステータ部材２５２と、内側レース部材２５４
と、複数の爪部材２５６と、複数のばね部材２５８とい
う、基本的に４つの部品を有している。

【００５８】ステータ部材２５２の内径２６０は、好ま
しくは極めて小さい隙間（０．０２５４乃至０．１２７
ｍｍ（０．００１乃至０．００５インチ）程度）にて内
側レース部材２５４を受け入れ得るように機械加工され
ている。また、ステータは、爪部材２５６を収容し得る
ように内径部に形成された複数の空所２６２も有してい
る。爪部材及び空所は、爪部材が非係合状態に向けて偏
倚されるように空所のリッジ２６４に対して質量中心
（ＣＭ）が配置される点を除いて、上述した爪部材及び
空所と同様に形成される。

【００５９】内側レース部材２５４は、その外径部すな
わち面２６８に形成された複数の切欠き２６６を有して
いる。切欠きは、爪部材に係合し且つステータ部材２５
２が内側レース部材２５４に対して一方向に回転するの
を防止するために使用される複数の歯２７０を提供し得
るように形成されている。２つの部材２５２、２５４
は、反対方向に自在に、すなわち自由回転することを許
容される。内側レース部材２５４の内径部２７２は、例
えば、伝動装置に固着された静止支持軸部材２７４と合
わさる従来のスプライン付き形態を有する。

【００６０】ばね部材２５８は、鋼のようなばね型金属
材料の折り畳んだ部分から形成された板ばね部材であ
る。この材料は、Ｚ字形ばねの形態に折り畳まれ、ばね
部材の長さ方向２８０は、クラッチ機構の軸方向に配置
され、ばね部材の折り畳み端部２８２及び自由端部２８
４は、爪部材の軸方向長さの端部又はその付近に配置さ
れている。この点に関して、ばね部材２５８は、爪部材
２５６の実質的に全長に亙って伸び且つ爪部材を均一に
亙って係合偏倚力を提供することが好ましい。

【００６１】ばね部材２５８は、ステータ部材２５２に
形成され且つ交差しすなわち爪空所２６２内に開放する
凹所すなわち空所２９０内に配置されている。凹所２９
０は、ばね部材２５８を圧縮状態又は偏倚状態に保持す
るのに充分な高さ「ｈ」を有し、このため、ばねは爪部
材に偏倚力を提供する。凹所２９０は、爪部材の長さに
実質的に等しい長さ「Ｌ」を有する。

【００６２】図３０乃至図３２に図示した実施の形態に
おいて、４つの爪部材及び１８個の切欠きが設けられて
いる。現在の好ましい実施の形態において、４つの爪部
材及び１０個の切欠きが設けられている。上述したよう
に、ワンウェイクラッチ組立体の設計及びその所期の用
途及び環境に依存して、その他の個数の爪部材及び切欠
きを設けることもできる。好ましくは、２つの爪部材が
同時に係合してクラッチ機構の回転を防止し得るよう
に、爪部材及び切欠きが配置され且つ位置決めされるよ
うにする。

【００６３】空所２６２は、所望に応じてフライス削り
加工又はブローチング加工によりステータ部材２５２に
機械加工することができる。空所は、ステータが鋳造さ
れるとき、ステータに形成してもよい。好ましくは、鋳
造方法は、空所を最終寸法まで仕上げ機械加工すること
を不要にし得るように正確な寸法及び直径の空所を提供
するようにする。

【００６４】図３０乃至図３２に図示した好ましい実施
の形態において、内側レースは、従来から公知であるよ
うに鋼材料にて形成することができる。しかし、外側部
材は、アルミニウム又はプラスチック材料のような非鉄
金属で出来ていることが好ましい。これらの材料は、鋼
よりも軽量であり、好ましくは、ワンウェイクラッチ機
構の仕様及び必要な性能に適合するのに充分な強度及び
耐久性を備えることが好ましい。ばね部材及び爪部材
は、鋼のような、現在のワンウェイクラッチ機構に対し
て使用される任意の従来の材料にて形成することができ
る。

【００６５】ステータ部材に対しアルミニウム金属材料
が好ましいが、その他の非鉄金属材料を利用してもよ
い。これらには、チタン、亜鉛、ニッケル及びガスター
ビンエンジンのような高温度エンジンの用途に一般に使
用される超合金を含む。

【００６６】ステータ部材２５２に対して利用可能であ
るプラスチック材料は、今日、高熱及び高応力用途にて
使用される任意の材料を含むことが好ましい。該材料
は、大きい引張り及び曲げ強度を有し且つ車両又はエン
ジンの伝動装置にて一般に使用される液圧流体又はその
他の流体の存在下にて構造的一体性を備えるものでなけ
ればならない。

【００６７】熱硬化性及び熱可塑性材料の双方を検討す
ることができる。ポリプロピレン、ポリエチレン（高密
度であることが好ましい）、ナイロン及びポリ塩化ビニ
ル（高分子量であることが好ましい）のようなポリマー
は、適当なプラスチック材料として検討することができ
る。当業者は、色々な設計パラメータが可塑剤、熱安定
化剤、フィラー、潤滑剤等をポリマーに添加することに
より調節可能であることが、容易に理解されよう。ま
た、プラスチック材料は、ガラス繊維等によって強化す
ることもできる。最後に、その開示内容を参考として引
用し本明細書に含めた、米国特許第５，１２１，６８６
号に開示されたように、デューロプラスト（Ｄｕｒｏｐ
ｌａｓｔ）という商標名で公知のフェノール系樹脂プラ
スチックは自動車のクラッチ組立体の製造に使用され且
つ本明細書にて説明したステータ部材の製造にも適して
いる。

【００６８】クラッチ機構の係合に起因して爪に作用す
る力、従って、ステータ部材の空所壁に加わる力が空所
又はステータ部材を損傷させないことを確実にするた
め、空所の各々内により硬い材料から成るインサートを
提供することが可能である。このように、図２４乃至図
２６に関して上述した型式のインサート部材を提供する
ことができる。同様に、空所の壁は、図３１に破線２９
２で示すように、より硬い被覆又は材料でライニングし
てもよい。

【００６９】非鉄のステータ部材を利用する好ましい実
施の形態において、爪部材を係合位置に向けて偏倚させ
る機構としてすなわち図３０乃至図３２に図示したＺ字
形板ばね部材の代替例として、その他のばね部材を利用
することも可能である。この目的のため、図３乃至図７
に図示したように、１つ又は２つ以上のガーターばね部
材を利用してもよい。かかるばね部材の場合、図８乃至
図１０に図示するような凹所を有する相応する爪部材を
利用してもよい。

【００７０】図３３及び図３４には、本発明によるラチ
ェットクラッチ組立体の更に別の実施の形態が図示され
ている。クラッチ組立体は、全体として、参照番号３０
０で示してある。組立体３００は、内側レース部材３０
２と、外側部材３０４と、リテーナ部材３１４と、複数
の個々の爪部材３０６と、複数のＺ字形ばね部材３０８
とを備えている。爪部材３０６は、外側部材３０４の空
所３１０内に配置され、複数の切欠き３１２は内側レー
ス部材３０２の外周すなわち周縁に配置されている。切
欠きは、２つのレースが一方向に互いに回転するのを防
止するが、反対方向への回転は許容し得るような形状と
されている。また、内側レース部材の切欠きの前縁３１
３は、係止する間、爪部材がより迅速に且つより効率的
に入るのを容易にし且つ切欠きの縁部３１１が外面レー
スを傷付けるのを防止し得るように丸味を付けた形態と
することができる。

【００７１】構成要素を共に軸方向に保持するため、リ
テーナ部材３１４が設けられている。リテーナ部材は、
外側部材３０４の凹所３１６内に配置され且つ外側部材
３０４に対して方向決めし得るよう複数のタブ部材３１
７を有している。また、組立体３００の両側部にリテー
ナ部材を設けることも可能である（図４３及び図４４に
図示するように）。

【００７２】図３３及び図３４に図示した実施の形態に
て示すように、外側部材３０４及びリテーナ部材３１４
は、半径方向支承面３０５及び３１５を、それぞれ有し
ている。半径方向支承面３０５、３１５は内側レース部
材３０２の半径方向支承面３０３及び３０７と、それぞ
れ合わさる。図３３及び図３４に図示したクラッチ組立
体の図から明らかであるように、半径方向支承面３０
３、３０５、３０７、３１５は環状の形状をしている。

【００７３】内側レース部材３０２が外側部材３０４に
対して図３３の反時計回り方向に動くとき、内側レース
は回転自在である。内側レース部材３０２が外側部材３
０４に対して反対方向（時計回り方向）に動くとき、内
側レース部材及び外側部材は、１つ又は２つ以上の爪部
材３０６により共に係止される。係止された爪部材は外
側部材の空所３１０及び内側レース部材の切欠き３１２
を通じて力を伝達する。

【００７４】図３３及び図３４に図示したクラッチ組立
体において、４個の空所３１０及び４つの爪部材３０６
は、１０個の切欠き３１２と共に設けられることが好ま
しい。図３３に図示した実施の形態において、２つの爪
部材が係合した状態で図示されている。ワンウェイラチ
ェットクラッチにおいて、爪及び切欠きの相対的な数及
び位置並びに製造許容公差に依存して、１つ又は２つ以
上の爪部材が任意の時点で同時に係合することができ
る。算数的に、爪及び切欠きの数の双方が１以外の共通
の分母で完全に割ることができるならば、１つ以上の爪
部材を係合させることができる。爪及び切欠きの数が１
によってのみ完全に割ることができるならば、１つの爪
のみが任意の時点で同時に係合する。

【００７５】内側レース部材及び外側部材の同心性は、
図３３及び図３４に図示した実施の形態において、爪部
材３０６の両側部に軸方向に配置された支承面により制
御される。図３３及び図３４に図示した実施の形態にお
ける支承面の半径方向位置は、内側レース部材の外径す
なわち外周から内方にあるが、内側レース部材における
支承面は代替的に、内側レース部材の外径すなわち外周
にあるようにすることができる。更に、支承面は、内側
レース部材を適正な方向に向けて取り付けることを許容
する異なる寸法を有するようにすることができる。

【００７６】リテーナ部材３１４及び外側部材３０４
は、また、内側レース部材を軸方向に保持すべく接触面
３２０及び３２２をそれぞれ保持している。リテーナ部
材は、かしめ、溶接、機械的締結又は任意のその他の従
来の手段により外側部材に取り付けられている。リテー
ナ部材の面３２０及び外側部材の面３２２は、相対的な
自由回転を許容しつつ、内側レース部材を軸方向に整合
した状態に保つ。また、リテーナ部材及び外側部材は、
組立体内で爪部材及びばね部材を保持する。特定の適用
例において、ラチェット部材及び外側部材は、爪部材、
内側レース部材及び外側部材の過度の磨耗を防止し得る
ように組立体３００内に潤滑剤を保持する。

【００７７】図３３及び図３４に図示した実施の形態
は、組立体３００の一側部に１つのリテーナ部材３１４
のみを使用することを図示しているが、本発明は、図４
３及び図４４に図示するように、爪部材の各側部にそれ
ぞれ１つのリテーナを設けて一対のリテーナを備えるよ
うに形成することもできる。この点に関して、図４３の
組立体３００′は、外側レース部材３０４′と、内側レ
ース部材３０２′と、２つのリテーナ部材３１４、３１
４′とを備えている。この実施の形態において、リテー
ナ部材３１４、３１４′により内側レース部材の上に何
ら支承面は存在しない。その代わり、爪の空所の間の外
側レース部材の上の環状の周縁領域（例えば、図３３の
領域３２１）は支承領域として機能する。図４４におい
て、組立体３００″は、外側レース部材３０４″及び内
側レース部材３０２″に隣接して配置された一対のリテ
ーナ部材３１９、３１９′を備えている。この実施の形
態において、その双方のリテーナ部材に支承面が存在す
る。

【００７８】リテーナ部材が、アルミニウム及び青銅材
料は鋼と合わさったとき、優れた支承特性及び耐熱性を
有するため、使用可能であるが、射出成形したプラスチ
ック材料で出来ていることが好ましい。更に、特に、リ
テーナがプラスチック材料で出来ている場合、爪がリテ
ーナを損傷させるのを防止し得るようにリテーナ部材と
爪部材との間に座金を配置することができる。この点に
関して、プラスチックよりも硬い鋼又は金属材料のよう
な硬い材料で出来たリテーナ部材であることが好まし
い。

【００７９】図３５及び図３６は、図３３及び図３４に
図示したクラッチ組立体３００の一部分の拡大図であ
り、作動中の爪部材の係合位置及び非係合位置を示す。
爪部材３０６は、実質的に平坦な２つの面３２６、３２
８が交差することにより形成された頂部又は回動リッジ
３２４を有している。頂部３２４は、爪部材を受け入れ
得る形状とされた外側部材３０４の空所３１０と共に回
動リッジを形成する。この点に関して、空所３１０は、
実質的に直線状の側部３３０、３３１、３３２、３３３
を有する。空所の面３３１は、Ｚ字形のばね部材３０８
を保持するばね空所３３４により中断されている。ばね
部材３０８は、爪部材３０６に対し係合位置に向けた傾
動力を提供するために使用される。ばね部材は、遠心力
により非係合状態となる爪部材に対して特に必要であ
る。

【００８０】図３５の実施の形態にて図示するように、
爪部材３０６の質量中心（ＣＭ）は回動リッジ３２４の
左側に配置されている。このようにして、クラッチ組立
体３００は回転すると、ＣＭに作用する遠心力により爪
部材が非係合位置に向けて移動する。この位置におい
て、図３６に図示するように、爪部材３０６は、内側レ
ース部材３０２の切欠き３１２から非係合状態となり、
空所３１０内に引込む。爪部材に作用するトルクは、Ｃ
Ｍがリッジ３２４から接線方向に離れる距離に比例す
る。

【００８１】図３３乃至図３６に図示した本発明の実施
の形態は、ＣＭが外側部材の空所と共に配置され、爪が
非係合位置に向けて動く傾向を有する爪部材を図示する
が、本発明に従ってその他の実施の形態も利用可能であ
る。例えば、爪に対し係合する傾向を付与し得るように
爪部材の幾何学的形態を変化させることができる。この
ようにして、ＣＭは、回動リッジ３２４の右側に配置す
ることができる。

【００８２】本発明によれば、爪部材のリッジは、外側
部材に対する爪の正確な位置に関係なく、爪部材の質量
中心に対して正確に配置される。このことは、非係合力
を正確に制御することを許容し、このことは、高速度作
動にとって好ましいことである。このことは、また、
軸、別個の回動部材等を備えない比較的簡単な幾何学的
形態で実現することができる。更に、外側部材の空所
は、爪部材を空所内で正確な位置に保持する相応する凹
所の頂部を有するような形状とされている。

【００８３】ばねの硬さ及び爪部材の質量中心の位置
は、爪部材におけるばね力及び遠心力による非係合力が
外側部材（ステータ／反作用部材又はレース）の通常の
作動速度よりも遅い回転速度（ＲＰＭ）にて釣合うよう
に、選ぶことができる。

【００８４】好ましくは、爪部材３０６は、引抜き加工
ワイヤーから切断した材料片で形成された焼入れ鋼材料
で出来ているものとする。このことは、爪部材の幾何学
的形態を正確に制御し且つ頂部又は回動リッジ３２４に
対して質量中心を正確に制御することも許容する。この
点に関して、本発明の場合、質量中心を０．０２５４ｍ
ｍ（０．００１インチ）の許容公差範囲内で制御するこ
とが可能である。

【００８５】好ましくは、内側レース部材３０２は鋼材
料で作られる。特に、内側レース部材を粉体金属材料で
形成することがしばしば可能である。粉体金属成形法
は、通常、二次的工程を必要とせずに切欠き凹所を形成
し、また、この幾何学的形態の鋼製の構成要素を製造す
るその他の方法よりも経済的である。また、スプライ
ン、キー又はその他の同様の機構を介して軸又はその他
の伝動構成要素に接続された別個の内側レース部材を備
える代わり、軸又はその他の伝動構成要素と一体の内側
部材を形成することも可能である。

【００８６】好ましくは、外側部材３０４は、ステータ
又は反作用部材であるとき、鋳造アルミニウムで作られ
る。また、外側部材を射出成形プラスチックで形成する
ことも可能であり、また、外側部材の空所及び支承面を
硬い材料で被覆することが可能である。所望であるなら
ば、外側部材の空所及び支承面は、硬さ及び耐久性を増
し得るようにショットピーン加工することができるが、
これは金属製の外側レース部材に対してより効果的であ
ろう。外側部材は、また、２つの材料にて形成し、大き
い負荷が加わる部分にはより強力な材料を使用し、より
小さい負荷が加わる部分にはより柔軟な材料を使用する
ことができる。かかる外側部材は、プラスチック製の射
出成形ハウジング又はステータ部材に挿入された金属製
の外側レース部材を使用して製造することができる。ま
た、本発明に従い、外側部材は、クラッチ組立体３００
の用途及び適用例に依存してステータ又は反作用部材或
いは外側レース部材の何れかとすることができる。

【００８７】図３５及び図３６に図示するように、爪部
材３０６の頂部又は回動リッジ３２４の半径Ｒ１は、こ
の型式の従来の爪部材よりも大きく或いはより徐々に変
化する。例えば、図２８に図示した爪部材と比較すると
よい。少なくとも１．０ｍｍの半径Ｒ１を有する頂部３
２４のより大きい半径は、外側部材３０４の相応的な半
径の摩耗を少なくする効果がある。また、爪空所３１０
及び爪部材３０６の湾曲部分３４０及び３４２は、それ
ぞれ少なくとも１．０ｍｍの半径を有し且つ従来の爪部
材よりも曲率が遥かに大きい。この場合にも、例えば、
先に図示した爪部材を参照するとよい。参照番号３４
０、３４２で図示した領域は、爪部材と空所との間の接
触応力の大きい領域である。より大きい半径は、強度を
増し且つ合わさり、作用するためのより正確な面が得ら
れるようにするより効率的な二次的作用を可能にする。
例えば、より大きい半径３４０、３４２の場合、正確な
空所の幾何学的形態が得られるようにし且つ組立て体を
強化するため、材料を可塑的に変形させるべく、サイジ
ング工程を使用することができる。このことは、外側部
材を製造するために通常使用される鋳造工程が望ましい
程に精密ではないため、有用である。また、余剰な材料
を除去し且つより大きい半径の空所及び爪部材を有する
より正確な幾何学的形態を形成するために機械加工工程
を使用することができる。空所の半径が充分に大きく、
すなわち、少なくとも１．０ｍｍ以上の場合、これら工
程の双方はより容易に行われる。

【００８８】また、図３５及び図３６に図示するよう
に、爪部材３０６の底面３４４は、平坦面すなわち平面
状面を有することに代えて、湾曲させてある。この湾局
面は、爪部材と内側レース部材との間の隙間を少なくし
且つクラッチ機構が自由回転する間、爪部材を安定化さ
せる。また、爪部材の底面３４４の曲率半径Ｒ２は、内
側レース部材３０２の合わさる面の曲率半径Ｒ３よりも
少なくとも５．０ｍｍだけ大きいことが好ましい。この
ことは、また、自由回転する間、爪部材を安定化させ易
くなる。

【００８９】図３７には、代替的な保護空所インサート
部材３５０を利用する、本発明の１つの代替的な実施の
形態が図示されている。保護部材３５０は、空所の面及
び壁に加えられた係合力が外側部材３０４を損傷させな
いことを確実にする。この点に関して、保護部材３５０
は、図２４乃至図２６に関して上述した保護部材１８０
と同様であり且つ該保護部材と同様の材料で形成するこ
とができる。

【００９０】本発明の別の代替的な実施の形態は、図３
８及び図３９に図示されている。このラチェットワンウ
ェイクラッチ組立体３６０は、積層した内側レース部材
を利用する。図３８及び図３９に図示するように、保持
部材すなわち座金３６６により軸方向に所定の位置に配
置された内側レース部材３６４の周りに外側ステータ部
材３６２が配置されている。爪部材３６８は、ステータ
部材３６２の空所３７０内に配置されている。一方向に
回転する間、爪部材３６８に係合し且つクラッチ機構を
係止し得るように、内側レース部材３６４の外周、すな
わち周縁に複数の切欠き３７２が設けられている。

【００９１】ステータ部材３６２は、図３０乃至図３２
のステータ部材２５２に関して上述した材料と同様の非
鉄材料で出来ていることが好ましい。この実施の形態に
おいて、内側レース部材３６４は、積層されている、す
なわち、レース部材は、図４０Ａ及び図４０Ｂ、図４１
Ａ及び図４１Ｂにそれぞれ図示したディスク部材３７
６、３７８のような複数の別個の平坦なディスク部材又
は積層体から成っている。内側レース部材３６４を形成
するため、積層体又はディスク部材を相互に溶接するこ
とが好ましいが、機械的締結法、ろう付け、接着等のよ
うなその他の従来の締結手段を利用することができる。

【００９２】内側レース部材３６４は、部材３６４を形
成し得るように共に積み重ねた２つの型式のディスク部
材３７６、３７８から成ることが好ましい。ディスク部
材３７６（図４０Ａ及び図４０Ｂ）は、爪部材３６８に
隣接してディスク部材の積重ね体の中央部分又は一部分
に配置され、該ディスク部材は、共に、係止目的のた
め、内側レース部材より幅の広い切欠き３７２を形成す
る複数の切欠き３７２´をその外周の周りに有してい
る。ディスク部材又は積層体３７８（図４１Ａ及び図４
１Ｂ）は、外側部材３６２及びリテーナ部材３６６の隣
接する半径方向支承面３６２´及び３６６´とそれぞれ
合わさる半径方向支承面として機能する平滑な外周すな
わち周縁３８０を有する。ディスク部材３７８は、ディ
スク部材の積重ね体の一端又は両端（両側部）に配置さ
れ、支承面は、図３３及び図３４に関して上述したもの
と実質的に同一であり、また、同一の目的及び同一の仕
方にて機能し得るように設けられている。

【００９３】溶接し又は機械的に締結する前に、ディス
ク部材を組み立て且つ整合させるため、ディスク３７
６、３７８の各々には、複数のエンボス加工部（図４０
Ｂの下部で断面で示されているように、ディスクの一方
の表面に凸部を形成すると共に他方の表面にその突起が
入り得る同じ形状でほぼ同じ大きさの凹部を形成した部
分を言う）３８２が設けられている。エンボス加工部
は、材料の他の部分から切断されたが、途中までのみ押
し出されたディスクの部分である。このようにして、組
立て工程中、ディスクを共に機械的に嵌めることができ
る。このことは、溶接又は機械的締結の前に部品は共に
保持されるため、組立て工程を簡略化する。また、エン
ボス加工部は、ディスクを整合させ、全ての切欠き及び
その他の作用部分が溶接前に正確な位置にあるようにす
る。更に、エンボス加工部は、クラッチに負荷が加わっ
たとき、金属製ディスクの間にて全てのせん断荷重を支
持することができる。ディスクを共に保持し且つ固着す
るために使用される締結方法は、それらを必要とせずに
作用可能であるのに充分に強力であるならば、エンボス
加工部は内側レース部材の構成要素から省略することが
でき、整合及び組立て工程は適当な組立体の固定により
対処することができる。

【００９４】図４２において、ラチェットワンウェイク
ラッチ組立体４００が図示されている。該組立体４００
は、図３８乃至図４１Ｂに関して上述した内側レース部
材３６４と同様の複数の積層ディスク部材から成る内側
レース部材４０２と、外側レース部材４０４とを備えて
いる。外側レース部材４０４は複数のスプライン部４０
６を備え、そのスプライン部材は、部材を所定の位置に
保持し得るようにクラッチ機構４００を伝動装置等内に
組み付けるために使用される。

【００９５】図４５Ａ及び図４５Ｂ、図４６Ａ及び図４
６Ｂ、図４７Ａ及び図４７Ｂには、本発明の代替的な形
態すなわち実施の形態が図示されている。図４５Ａ及び
図４５Ｂにおいて、ワンウェイ爪クラッチ機構５００
は、外側レース部材５０２と、内側レース部材５０４
と、複数のばね偏倚式爪部材５０６と、一対の座金すな
わち軸方向リテーナ部材５０８、５１０とを備えてい
る。この実施の形態５００において、リテーナ部材５１
０のみが内側レース部材の支承面を提供する形態とされ
ている。この点に関して、リテーナ部材５１０の環状面
５１２は、内側レース部材の環状面５１４と合わさる。

【００９６】図４６Ａ及び図４６Ｂに図示した機構６０
０において、内側レース部材、爪部材及びばね部材を所
定の位置に軸方向に保持するため、レース部材の一側部
に単一のリテーナ部材６０８が設けられている。リテー
ナ部材６０８は、この実施の形態において、内側レース
の上に支承支持体を提供しない。その代わりに、爪空所
６１２の間の外側レース部材６０２の領域６１０により
支承支持体が提供される。

【００９７】図４７Ａ及び図４７Ｂに図示するように、
本発明は、伸長した長さのブレード部材７０４と共にス
テータ部材７０２を使用することをも許容する。本発明
を実施する最良の形態に関して本明細書にて詳細に説明
したが、本発明の技術分野の当業者は請求の範囲に記載
した本発明を実施する種々の代替的な設計及び実施の形
態が認識されよう。請求の範囲の意義に属するこれら実
施の形態及び変形例の全ては本発明の範囲に包含される
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるラチェットワンウェイクラッチ組
立体の図である。

【図２】図１に図示したクラッチ組立体の一部分の拡大
図である。

【図３】ばね部材を利用する本発明の１つの代替的な実
施の形態の分解図である。

【図４】ばね部材を利用する本発明の１つの代替的な実
施の形態の平面図である。

【図５】図４の線５-５に沿って且つ矢印の方向に見た
図４に示した実施の形態の部分断面図である。

【図６】図４の線６-６に沿って且つ矢印の方向に見た
図４に示した実施の形態の部分断面図である。

【図７】図４に図示したクラッチ組立体の実施の形態の
一部分の拡大図である。

【図８】本発明のばね型式の第一の実施の形態と共に使
用される爪部材の１つの実施の形態を示す図である。

【図９】図８と別の実施の形態の爪部材を示す図であ
る。

【図１０】図８と別の実施の形態の爪部材を示す図であ
る。

【図１１】本発明のばね型式の第二の実施の形態と共に
使用される爪部材の実施の形態を示す図である。

【図１２】本発明のばね型式の第二の実施の形態と共に
使用される爪部材の実施の形態を示す図１１と別の図で
ある。

【図１３】本発明の更なる実施の形態を示す分解平面図
である。

【図１４】本発明の更なる実施の形態を示す平面図であ
る。

【図１５】図１４の線１５−１５に沿い且つ矢印の方向
に見た図１４に図示したクラッチ組立体の部分断面図で
ある。

【図１６】図１４の線１６-１６に沿い且つ矢印の方向
に見た図１４に図示したクラッチ組立体の部分断面図で
ある。

【図１７】図１４に図示したクラッチ組立体の実施の形
態における一部分の拡大図である。

【図１８】本発明の別の実施の形態におけるリボンばね
を示す図である。

【図１９】本発明の別の実施の形態におけるリボンばね
を示す図１８と別の図である。

【図２０】本発明によるコイルばねの実施の形態の図で
ある。

【図２１】本発明によるコイルばねの実施の形態の図２
０と別の図である。

【図２２】ステータ／反作用部材組立体中に爪空所を直
接、組み込んだ、本発明の一実施の形態の図である。

【図２３】図２２の線２３-２３に沿って且つ矢印方向
に見た組立体の断面図である。

【図２４】図２２及び図２３に示した組立体の別の実施
の形態を示す図である。

【図２５】図２４に示した組立体の一部分の拡大図であ
る。

【図２６】図２４及び図２５に示した実施の形態にて利
用される補強部材の斜視図である。

【図２７】爪部材の係合切欠きを軸部材に直接、組み込
んだ、本発明の実施の形態を示す図である。

【図２８】本発明と共に使用される爪及び空所部材の１
つの好適な実施の形態を示す図である。

【図２９】本発明の更に別の代替的な実施の形態を示す
図である。

【図３０】本発明の別の好ましい実施の形態を示す図で
ある。

【図３１】図３０の別の好ましい実施の形態の図であ
る。

【図３２】図３０の別の好ましい実施の形態の図であ
る。

【図３３】本発明の１つの好ましい実施の形態による別
のラチェットワンウェイクラッチ組立体の図である。

【図３４】図３３の線３４−３４に沿い且つ矢印の方向
に見た図３３に図示したクラッチ組立体の断面図であ
る。

【図３５】本発明による爪部材の１つの好ましい実施の
形態の図である。

【図３６】本発明による爪空所の１つの好ましい実施の
形態の図である。

【図３７】爪空所用の保護部材の１つの代替的な実施の
形態の図である。

【図３８】複数の金属ディスク部材から製造される内側
レース部材を備える本発明の１つの代替的な実施の形態
の正面図である。

【図３９】図３８の線３９−３９に沿い且つ矢印の方向
に見た内側レース部材の断面図である。

【図４０】４０Ａは、切欠きを有するディスク部材の図
である。４０Ｂは、図４０Ａのディスク部材の側面図で
ある。

【図４１】４１Ａは、支承領域を有するディスク部材の
図である。４１Ｂは、図４１Ａのディスク部材の側面図
である。

【図４２】内側レース部材が複数のディスク部材から製
造される一方、外側部材がスプライン部を有する外側レ
ース部材である本発明の１つの実施の形態の図である。

【図４３】本発明の更に別の実施の形態の図である。

【図４４】図４３の実施の形態の図である。

【図４５】４５Ａは、本発明の追加的な実施の形態の図
である。４５Ｂは、図４５Ａの実施の形態の図である。

【図４６】４６Ａは、本発明の更に別の実施の形態の図
である。４６Ｂは、図４６Ａの実施の形態の図である。

【図４７】４７Ａは、本発明の別の実施の形態の図であ
る。４７Ｂは、図４７Ａの実施の形態の図である。

【符号の説明】

２０ ラチェットワンウェイクラッチ組立体 ２２ 内側レース部材 ２４ 外側レース部
材 ２５ 爪部材 ２５´ 爪 ２６ 外側レースの空所 ２８ 切欠き ３０ 爪の頂部／回動リッジ ３２、３４ 爪の断
面の側面 ３６、３７、３９ 空所の側面 ４０ 凹所 ４１、４３ 爪部材の端部 ３６、３９ 空所の
側部 ５０ ワンウェイラチェットクラッチ組立体 ５２ 外側レース部材 ５４ 内側レース部
材 ５６ 爪部材 ５８、６０ ガータ
ばね ６２、６４ 保持座金 ６６ 外側レース部
材の空所 ６８ 切欠き ７０、７２ 側部溝 ７４ 回動リッジ ７６ 凹所 ８０ 爪部材の表面 ８１ 開口部／穴 ８２、８４ 爪部材 ８６ ガータばね ９０ 爪部材 ９２ 溝 ９４ リボンばね ９６ ばね力の方向 １００ リテーナ部材 １０２ ワンウェイラチェットクラッチ組立体 １０４ 外側レース部材 １０６ 内側レース
部材 １０８ 爪部材 １１０ ガーターば
ね部材 １１２ 第二のリテーナ部材 １３０ リボンばね
部材 １３２ 窓部 １３４ タブ部材 １４０ コイルばね １４２ 凹所又は穴 １４４ 空所 １４６ 外側レース
部材 １４８ 爪部材 １５０ 外側ステー
タ又は反作用部材 １５２ 空所部材 １５４ 内径面 １５６ 爪部材 １６０ 内側部材 １６２ 係止切欠き １６２´ 切欠き １６４ 外周 １６６ スプライン
部材 １７０ 軸部材 １７２ 外側レース
部材 １８０ 保護部材／インサート部材 １８２ 空所 ２００ 爪部材 ２０２ 空所 ２０４ 外側部材 ２０６ 回動リッジ ２１０ 切欠き ２１２ 内側部材 ２２０ 外側部材 ２２２ キャビティ又は凹所 ２２４ 部材 ２２６ キー部材 ２５０ 爪型湾ウェ
イクラッチ機構 ２５２ ステータ部材 ２５４ 内側レース
部材 ２５６ 爪部材 ２５８ ばね部材 ２６０ ステータ部材の内径 ２６２ 空所 ２６４ リッジ ２６６ 切欠き ２７０ 歯 ２７２ 内側レース
部材の内径部 ２７４ 静止支持軸部材 ２８０ ばね部材の
長さ方向 ２８２ 折り畳み端部 ２８４ 自由端部 ２９０ 凹所 ２９２ ライニング ３００、３００´ ラチェットクラッチ組立体 ３０２、３０２´、３０２´´ 内側レース部材 ３０３、３０７ 内側レース部材の半径方向支承面 ３０４、３０４´、４０４´´ 外側部材 ３０５、３１５ 半径方向支承面 ３０６ 爪部材 ３０８ Ｚ字形ばね
部材 ３１０ 空所 ３１１ 切欠きの端
部 ３１２ 切欠き ３１３ 切欠きの前
端 ３１４、３１４´ リテーナ部材 ３１６ 凹所 ３１７ タブ部材 ３１９、３１９´
リテーナ部材 ３２０ リテーナ部材の接触面 ３２２ 外側部材の
接触面 ３２１ 周縁領域 ３２４ 回動リッ
ジ ３４０、３４２ 湾曲部分 ３４４ 爪部材の
底面 ３５０ 保護空所インサート部材 ３６０ ワンウェイラチェットクラッチ組立体 ３６２ ステータ部材 ３６２´、３６６´
半径方向支承面 ３６４ 内側レース部材 ３６６ 座金／リテ
ーナ部材 ３６８ 爪部材 ３７０ ステータ部
材の空所 ３７２ 切欠き ３７６、３７８ デ
ィスク部材／積層体 ３８２ エンボス加工部 ４００ ラチェットワンウェイクラッチ組立体 ４０２ 内側レース部材 ４０４ 外側レース
部材 ４０６ スプライン部材 ５００ ワンウェイ
爪クラッチ機構 ５０２ 外側レース部材 ５０４ 内側レース
部材 ５０６ ばね偏倚式爪部材 ５０８、５１０ 座金／軸方向リテーナ部材 ５１２ 環状面 ６００ 機構 ６０２ 外側レース部材 ６１０ 外側レース
部材の領域 ６０８ リテーナ部材 ６１２ 爪空所 ７０２ ステータ部材 ７０４ ブレード部
材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニーマル・アール・パヴァンガット アメリカ合衆国ミシガン州48309，ロチェ スター・ヒルズ，パディングトン・コート 3346 (72)発明者 ジェイムス・アール・ウェルズ アメリカ合衆国ミシガン州48313，スター リング・ハイツ，コービン・ドライブ 12924 (72)発明者 ジェラルド・エフ・ビーノ アメリカ合衆国ミシガン州48362，レイ ク・オリオン，ルックアウト・レーン 207 (72)発明者 ロナルド・エフ・グリーン アメリカ合衆国ミシガン州48310，スター リング・ハイツ，ルーサーン・ドライブ 4774

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワンウェイラチェットクラッチ機構３０
   ０において、 複数の空所３１０と、該空所に隣接する第一の半径方向
   支承面３０５とを有する外側部材３０２と、 複数の切欠き３１２と、該切欠きに隣接する第二及び第
   三の半径方向支承面３０３、３０７とを有する内側レー
   ス部材３０２と、 爪部材の１つが前記空所の各々内に配置された複数の爪
   部材３０６と、 前記爪部材を前記切欠きとの係合位置に向けて偏倚させ
   るばね手段３０８と、 前記爪部材、ばね手段及び前記内側レース部材を軸方向
   に保持し、第四の半径方向支承面３１５を有するリテー
   ナ部材３１４と、 前記爪部材の各々が、リッジ３２４を有し、前記空所の
   各々が前記リッジと合わさる相応する凹所を有すること
   と、 前記クラッチ機構が組み立てられたとき、前記第一及び
   第四の半径方向支承面が前記第二及び第三の支承面と合
   わさることとを備える、ワンウェイラチェットクラッチ
   機構。
2. 【請求項２】 請求項１のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記爪部材の各々が、前記外側部材が
   回転したとき、爪部材が前記内側レース部材の前記切欠
   きとの非係合位置に向けて移動するように前記リッジ３
   ２４に対して配置された質量中心ＣＭを有する、ワンウ
   ェイラチェットクラッチ機構。
3. 【請求項３】 請求項１のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記ばね手段３０８が、前記爪部材の
   各々と作用可能に係合する位置に配置されたＺ字形のば
   ね部材を備える、ワンウェイラチェットクラッチ機構。
4. 【請求項４】 請求項３のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記Ｚ字形のばね部材が、前記爪部材
   の長さと実質的に等しい幅を有する、ワンウェイラチェ
   ットクラッチ機構。
5. 【請求項５】 請求項３のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記外側部材の通常の作動速度よりも
   遅い回転速度にて、ばね力及び遠心力による非係合力が
   釣合うように前記ばね手段３０８の硬さ及び前記爪部材
   ３０６の前記質量中心ＣＭが選ばれる、ワンウェイラチ
   ェットクラッチ機構。
6. 【請求項６】 請求項１のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記空所の各々内に保護手段３５０を
   更に備える、ワンウェイラチェットクラッチ機構。
7. 【請求項７】 請求項１のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記空所内の外側部材３０４の材料の
   耐久性が、硬い被覆、ショットピーニング又はサイジン
   グ工程を施すことにより向上されている、ワンウェイラ
   チェットクラッチ機構。
8. 【請求項８】 請求項１のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記第二及び第三の半径方向支承面が
   異なる寸法である、ワンウェイラチェットクラッチ機
   構。
9. 【請求項９】 請求項１のワンウェイラチェットクラッ
   チ機構において、前記内側レース部材３６４が、別個の
   ディスク部材３７６、３７８の積重ね体から成る、ワン
   ウェイラチェットクラッチ機構。
10. 【請求項１０】 請求項９のワンウェイラチェットクラ
    ッチ機構において、前記別個のディスク部材３６４の積
    重ね体が、少なくとも２つの異なる型式のディスク部材
    から成る、ワンウェイラチェットクラッチ機構。
11. 【請求項１１】 請求項９のワンウェイラチェットクラ
    ッチ機構において、前記ディスク部材３７６、３７８の
    各々が、該ディスク部材の積重ね体を共に整合し且つ保
    持するために使用されるエンボス加工部３８２を有す
    る、ワンウェイラチェットクラッチ機構。
12. 【請求項１２】 ワンウェイラチェットクラッチ機構３
    ６０において、 複数の空所３７０と、該空所に隣接する第一の半径方向
    支承面とを有し、非鉄材料で出来たステータ部材３６２
    と、 複数の切欠き３７２と、該切欠きに隣接する第二及び第
    三の半径方向支承面とを有する内側レース部材３６４
    と、 爪部材の１つが前記空所の各々内に配置された複数の爪
    部材３６８と、 前記爪部材を前記切欠きとの係合位置に向けて偏倚させ
    得るように前記爪部材の各々と作用可能に係合する位置
    に配置された、Ｚ字形のばね部材３０８と、 前記爪部材、ばね部材及び前記内側レース部材を軸方向
    に保持し、第四の半径方向支承面を有するリテーナ部材
    ３６６とを備える、ワンウェイラチェットクラッチ機
    構。
13. 【請求項１３】 ワンウェイラチェットクラッチ機構３
    ６０において、 複数の空所３７０を有する外側部材３６２と、 複数の切欠き３７２を有する内側レース部材３６４と、 爪部材の１つが前記空所の各々内に配置された複数の爪
    部材３６８と、 前記爪部材を前記切欠きとの係合位置に向けて偏倚させ
    るばね手段と、 前記内側レース部材３６４が、積み重ねられ且つ共に固
    着された複数の別個のディスク部材３７６、３７８を備
    えることと、を備える、ワンウェイラチェットクラッチ
    機構。
14. 【請求項１４】 ワンウェイラチェットクラッチ機構３
    ６０において、 複数の空所を有するステータ部材３６２と、 複数の切欠きを有する内側レース部材３６４と、 爪部材の１つが前記空所の各々内に配置された複数の爪
    部材３６８と、 前記爪部材を前記切欠きとの係合位置に向けて偏倚させ
    るばね手段と、 前記爪部材、ばね手段及び前記内側レース部材を軸方向
    に保持するリテーナ部材３６６と、 前記爪部材の各々が、リッジを有し、前記空所の各々が
    該リッジと合わさる相応する凹所を有することと、 前記爪部材の各々が、前記内側レース部材に隣接する湾
    曲面を有し、高応力領域内の前記爪部材及び空所の半径
    が１ｍｍ以上であることを備える、ワンウェイラチェッ
    トクラッチ機構。