JP2002349610A - ラチェットワンウェイクラッチ及びラチェットワンウェイクラッチを用いたステータ - Google Patents

ラチェットワンウェイクラッチ及びラチェットワンウェイクラッチを用いたステータ

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JP2002349610A
JP2002349610A JP2001159987A JP2001159987A JP2002349610A JP 2002349610 A JP2002349610 A JP 2002349610A JP 2001159987 A JP2001159987 A JP 2001159987A JP 2001159987 A JP2001159987 A JP 2001159987A JP 2002349610 A JP2002349610 A JP 2002349610A
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JP
Japan
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ratchet
way clutch
pawl
outer ring
pocket
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Application number
JP2001159987A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Muramatsu
和彦 村松
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NSK Warner KK
Original Assignee
NSK Warner KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラチェットワンウェイクラッチの引き摺りト
ルクを低くし、トルク伝達部材の作動を滑らかにする。 【解決手段】 同軸上に配置された内輪2及び外輪3を
備え、前記内輪または外輪のうちの一方にトルク伝達部
材の爪4及び前記爪を付勢する付勢部材を配置し、他方
に爪と嵌合する凹部6を設けたラチェットワンウェイク
ラッチにおいて、付勢部材にアコーデオンスプリング5
を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、農機、建
機、工業機械などの変速機、特に車両等の自動変速機等
に使用され、バックストップなどの機能を果たすワンウ
ェイクラッチのうち、ロック機構にラチェット(爪)を用
いたラチェットワンウェイクラッチ及び該ラチェットワ
ンウェイクラッチを用いたトルクコンバータ用のステー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動変速機に用いられるワンウ
ェイクラッチは、相対回転する外輪及び内輪を有し、外
輪と内輪との間でトルクを伝達するスプラグやローラな
どが外輪または内輪の軌道面に設けたカム面に噛み合う
ことで、一方向のみに回転トルクを伝達している。ま
た、逆方向では空転する構成となっている。
【0003】このようなワンウェイクラッチの中で、外
輪と内輪との間でトルクを伝達するトルク伝達部材とし
てラチェットを用いたラチェットワンウェイクラッチが
ある。ラチェットワンウェイクラッチは、内周にポケッ
トを有する外輪と、外輪と同軸上に配置され外周にノッ
チを有する内輪と、前記ポケットに収納され内輪のノッ
チに嵌合してワンウェイクラッチをロック状態にし内輪
と外輪との間でトルクを伝達させる爪と、爪を内輪へ付
勢する弾性体とによって構成される。
【0004】以上の構成のラチェットワンウェイクラッ
チは、ワンウェイクラッチが一方向に回転すると、爪が
内輪の外周に対してフリーで摺動するので、外輪と内輪
とは相対的に空転する。次に、ワンウェイクラッチが他
方向に回転しようとすると、爪がノッチに嵌合し、ワン
ウェイクラッチがロックアップ状態になる。
【0005】近年では自動変速機を始めとする自動車部
品の小型化、軽量化、低コスト化に関する開発が盛んに
行われており、ワンウェイクラッチもその例外ではな
い。このような要求に応じるためラチェットワンウェイ
クラッチの使用が提案されている。
【0006】図10は、クラッチのハブを外輪に用いた
従来のラチェットワンウェイクラッチの一例を示す部分
正面図である。ラチェットワンウェイクラッチ101
は、同軸上に配置された内輪102及び外輪122とを
有し、外輪122の内周部分には爪123が配置されて
いてガータースプリング124に付勢される構成となっ
ている。
【0007】ラチェットワンウェイクラッチ101は内
輪102と外輪122が所定方向に相対回転した場合は
爪123が内輪102の外周に設けられた凹部125に
嵌合してトルクを伝達し、所定方向と反対の方向に相対
回転した場合は空転する。また、内輪102の内周及び
外輪122の外周にはスプラインが設けられている。
尚、ラチェットワンウェイクラッチに関しては、例え
ば、米国特許第5,853,073号明細書に詳細が述べられて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のような構成の従
来のラチェットワンウェイクラッチにおいては、前記米
国特許に記載のように、爪を凹部と係合させるため付勢
するためガータースプリングやコイルスプリングを用い
ているが、付勢力を低く設定することが困難であり、ラ
チェットワンウェイクラッチの引き摺りトルクを低くし
てトルク伝達部材の作動を滑らかにするというが難しか
った。そこで、本発明は、引き摺りトルクを低減し、さ
らにトルク伝達部材である爪の作動を滑らかにしたラチ
ェットワンウェイクラッチを提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のラチェットワンウェイクラッチは、同軸上
に配置された内輪及び外輪を備え、前記内輪または外輪
のうちの一方にトルク伝達部材の爪及び前記爪を付勢す
る付勢部材を配置し、他方に前期爪と嵌合する凹部を設
けたラチェットワンウェイクラッチにおいて、前記付勢
部材にアコーデオンスプリングを用いたことを特徴とし
ている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明では付勢部材にアコーデオ
ンスプリングを用いる。さらに、アコーデオンスプリン
グの先端部分を爪の接触部分に対してほぼ相補的な形状
とする。これによって、弱めの付勢力で比較的大きいス
トロークを稼ぐことが可能となるので引き摺りトルクを
低くした状態で確実な噛合いを誘起することができる。
【0011】また、アコーデオンスプリングが爪を外径
側斜め方向から付勢するように第1ポケットの斜め外径
側に第2ポケットを設けた。これによって配置スペース
を比較的コンパクトに抑えることができるので、トルク
容量を大きく設定するときには爪及びアコーデオンスプ
リングの数を多く配置することが可能になる等設計の自
由度が増すという利点も得られる。
【0012】爪及び第1ポケットの移動中心から片側を
ほぼ半円状とし、第1ポケットのほぼ半円状部分の開口
端部を前記ほぼ半円状部分に対してほぼ垂直な接線より
も内側に延在させた。このような形状とすることによっ
て爪の作動がスムーズになり、第1ポケット内で爪がガ
タつくことがなくなる。特に前記内側に延在させた部分
は爪のヒップが内輪側に落ち込むのを防ぐのに有効であ
る。
【0013】ラチェットワンウェイクラッチの外輪はア
ルミニウム製としダイキャスト加工によって成形した。
これによってステータ羽根車とブシュもしくは外輪との
一体成形が可能となり、生産効率が向上する。
【0014】
【実施例】以下、添付図面を用いて本発明を詳細に説明
する。尚、図面において同一部分は同一符号で示してあ
る。また、各実施例は本発明を例示として説明するもの
であり、本発明を限定するものではないことは言うまで
もない。
【0015】図1は、本発明のラチェットワンウェイク
ラッチを用いたトルクコンバータ用のステータの正面図
であり、図2は、図1のZ−O−Z線に沿った断面図で
ある。ステータ1は羽根車7の内周に配置した外輪3
と、外輪3と同軸上に配置された内輪2とを有する。外
輪3の内周には第1ポケット15及び第2ポケット16
が設けられ、第1ポケット15内にはラチェット、すな
わち爪4が、また第2ポケット16には爪4を斜め内径
方向に付勢するアコーデオンスプリング5を配置する。
一方、内輪2の外周には爪4が嵌合する凹部6を形成す
る。
【0016】羽根車7の内周側部分14は外輪3の外周
及び側面と接して、ブシュの機能を有しており、軸受と
して機能すると共に、爪4及びアコーデオンスプリング
5を軸方向で支持している。また、内周部分14と外輪
3との間にはスプリング8が介在している。内周部分1
4には凸部9を、また外輪3の外周部分には凹部10を
形成し、隙間11を介して凹部10が凸部9を覆い、ス
プリング8が凸部9を凹部10の片側に押圧するように
なっている。この構成をとることによって爪4が内輪2
外周の凹部6に嵌合したときの衝撃をスプリング8が吸
収し、またスプリング8の収縮範囲を凸部9と凹部10
の嵌合によって制限してスプリング8のへたりや破損を
防止する仕組みになっている。
【0017】尚、ステータ1の外輪3の内周に応力分散
手段12としての凹部を設けた。この応力分散手段12
は、軸方向断面でほぼ半円形状をしており、曲面によっ
て形成されている。
【0018】(第1実施例)図3乃至図5は、本発明の
第1実施例のアコーデオンスプリング5の詳細を示して
いる。図3は、アコーデオンスプリング5の上面図であ
り、図4は、図3の矢視A方向から見た側面図であり、
図5は、図3の矢視B方向から見た側面図である。アコ
ーデオンスプリング5は弾力を発生する返し曲げ部21
を有しており、一方の端部が爪4を押圧する押圧部22
となっており、他方の端部が第2ポケット16の内壁か
ら反力を受ける受圧面23となっている。押圧部22
は、図5に示すように断面でくの字状をしており、中央
が窪んでいる。この形状は爪4のアコーデオンスプリン
グ5との接触部分の形状に対してほぼ相補的なものとな
っている。
【0019】図6及び図7は、第1実施例の爪4及びア
コーデオンスプリング8の配置状態を示しており、図6
はトルク伝達の状態を、図7は空転状態を各々示してい
る。矢印は内輪2の回転方向を示している。爪4は第1
ポケット15に、アコーデオンスプリング5を第2ポケ
ット16に各々配置する。爪4は上述したようにアコー
デオンスプリング5の押圧部22によって斜め内径方向
に付勢される。
【0020】図6に示すトルク伝達の状態では爪4が凹
部6に嵌合している。一方、図7に示す空転状態では爪
4は凹部6に嵌合することなく、爪4の底面が凹部6の
上を連続的に通過する。このとき、爪4の先端部34は
凹部6を形成する凹凸形状に沿って図中上下に振れる。
しかし、爪4の移動中心30に対して図中右側(つまり
先端部34の反対側)の背中部31はほぼ半円状の形状
となっており、かつ第1ポケット15もこの背中部31
に対して僅かなクリアランスを介して相補的な形状を有
しているので前記振れの動作がスムーズに行われる。
【0021】更に、第1ポケット15の内径側の開口端
部17は、背中部31に対して垂直な接線Cよりも内側
に延在している。そのため、爪4は第1ポケット15内
でガタついたり、内径方向に落ち込んだりすることがな
く第1ポケット15の内壁に局部的に磨耗が生じなくな
る。
【0022】(第2実施例)図8及び図9は、第2実施
例の爪4及びアコーデオンスプリング8の配置状態を示
しており、図8はトルク伝達の状態を、図9は空転状態
を各々示している。矢印は内輪2の回転方向を示してい
る。第2実施例では上述の第1実施例のものに対してア
コーデオンスプリング5の押圧部22の形状をほぼ平坦
であり、爪4の背中32の形状を円弧とストレート部分
の組合せによって構成したものである。つまり請求項2
及び4の内容を省略した仕様となっている。この構成に
よっても基本的な動作・作用は同じであるが、第1実施
例と異なり、第1ポケット15の内径側の開口端部17
が設けられていないため、爪4のヒップ33が内径方向
に落ち込む傾向がある。
【0023】以上説明した、第1及び第2実施例におい
て、以下のような変更が可能である。図1において、応
力分散手段12を設けたが、必要に応じて設ければよ
く、設けないことも可能である。また、アコーデオンス
プリング5の爪4と反対側の端部23は、平坦でなくて
もよく、ポケット16の内部形状に合わせることもでき
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明した本発明のラチェットワンウ
ェイクラッチ及びそれを用いたステータは、以下のよう
な効果を奏する。ラチェットワンウェイクラッチの引き
摺りトルクを低くし、トルク伝達部材の作動を滑らかに
するという効果を有する。
【0025】このうち、請求項1及び4に記載の発明に
よれば、弱い付勢力で確実に爪と凹部の嵌合を誘起する
ことが可能となるため、引き摺りトルク抑制に対する効
果があり、請求項2に記載の発明によれば、爪への付勢
方向が安定するという効果があり、請求項3に記載の発
明によれば、爪及びアコーデオンスプリングの配置数を
多く設定できるという効果がある。
【0026】また、請求項5に記載の発明によれば、爪
の作動がスムーズになり、第1ポケット内で爪がガタつ
くことがなくなる。特に、内側に延在させた部分は爪の
ヒップが内輪側に落ち込むのを防ぐのに効果がある。請
求項6に記載の発明によれば、ステータの作動性能が向
上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のラチェットワンウェイクラッ
チを用いたステータの正面図である。
【図2】図2は、図1のZ−O−Z線に沿った断面図で
ある。
【図3】図3は、第1実施例のアコーデオンスプリング
の上面図である。
【図4】図4は、図3の矢視A方向から見た側面図であ
る。
【図5】図5は、図3の矢視B方向から見た側面図であ
る。
【図6】図6は、第1実施例の爪及びアコーデオンスプ
リングの配置状態を示す正面図であり、トルク伝達の状
態を示している。
【図7】図7は、第1実施例の爪及びアコーデオンスプ
リングの配置状態を示す正面図であり、空転状態を示し
ている。
【図8】爪4及びアコーデオンスプリング8の配置部分
を示す図である。
【図9】爪4及びアコーデオンスプリング8の配置部分
を示す図である。
【図10】図10は、従来のラチェットワンウェイクラ
ッチの一例を示す部分正面図である。
【符号の説明】
1 ステータ 2 内輪 3 外輪 4 爪 5 アコーデオンスプリング 6 凹部 15 第1ポケット 16 第2ポケット 17 開口端部 22 押圧部 33 ヒップ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同軸上に配置された内輪及び外輪を備
    え、前記内輪または外輪のうちの一方にトルク伝達部材
    の爪及び前記爪を付勢する付勢部材を配置し、他方に前
    期爪と嵌合する凹部を設けたラチェットワンウェイクラ
    ッチにおいて、 前記付勢部材にアコーデオンスプリングを用いたことを
    特徴とするラチェットワンウェイクラッチ。
  2. 【請求項2】 前記爪と接触する前記アコーデオンスプ
    リングの先端部分は、前記爪の接触部分に対してほぼ相
    補的な形状となっていることを特徴とする請求項1に記
    載のラチェットワンウェイクラッチ。
  3. 【請求項3】 前記外輪の内周側に前記爪を配置する第
    1ポケットと前記アコーデオンスプリングを配置する第
    2ポケットとを備えたことを特徴とする請求項1または
    2に記載のラチェットワンウェイクラッチ。
  4. 【請求項4】 前記アコーデオンスプリングは前記爪を
    外径側斜め方向から付勢することを特徴とする請求項1
    乃至3のいずれか1項に記載のラチェットワンウェイク
    ラッチ。
  5. 【請求項5】 前記爪及び第1ポケットの移動中心から
    片側はほぼ半円状の半円状部分となっており、前記半円
    状部分の開口端部は、前記半円状部分に対してほぼ垂直
    な接線よりも内側に延在していることを特徴とする請求
    項1乃至4のいずれか1項に記載のラチェットワンウェ
    イクラッチ。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の
    ラチェットワンウェイクラッチを用いたステータ。
JP2001159987A 2001-05-29 2001-05-29 ラチェットワンウェイクラッチ及びラチェットワンウェイクラッチを用いたステータ Pending JP2002349610A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09303528A (ja) * 1996-05-08 1997-11-25 Toyota Motor Corp 流体式トルクコンバータ
JPH11141574A (ja) * 1997-09-02 1999-05-25 Nsk Warner Kk ワンウェイクラッチ
JP2000274457A (ja) * 1999-02-26 2000-10-03 Borg Warner Automot Inc ワンウェイラチェットクラッチ組立体

Patent Citations (3)

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