JP2003232388A - 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装置 - 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装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract
滑らかに行い、摺動による摩耗、及び該摩耗による摩耗
粉の発生を抑止し、また、付勢部材としてのスプリング
の動作を安定させ、スプリングのあばれによる摩耗、及
び該摩耗による摩耗粉の発生を抑止する。また、ステー
タのダンパ機構の作動をスムーズにする。 【解決手段】 同軸上に配置された内輪(4,43)及び外輪
(3,41)と、内輪と外輪との間でトルク伝達を行う爪(5)
と、爪の噛合時の衝撃を吸収するダンパ機構(8)とを備
えたラチェットワンウェイクラッチにおいて、ダンパ機
構を構成し、相対回動する二つの部材の間に摺動板(30)
を介装させたことを特徴とする。
Description
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(爪部材)
を用いた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装置に関する。
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。
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型ワンウェイクラッチ
がある。ラチェット型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部材と、
爪部材を内輪へ付勢するスプリングなどの弾性体とによ
って構成される。
ッチは、ワンウェイクラッチが一方向に回転すると、爪
部材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、爪部材がノッチに嵌
合し、ワンウェイクラッチがロックアップ状態になる。
ト型ワンウェイクラッチの一例を示しており、トルクコ
ンバータのステータに用いた例である。図12は、ラチ
ェット型ワンウェイクラッチを示す正面側の断面図であ
り、図13は、図12の軸方向断面図である。
を有する羽根車94と、外周に凹部104を有し外輪部
93と同軸上に配置された内輪92と、外輪部93の内
周に設けられたポケット105に配置され、凹部104
と嵌合してトルクを伝達する爪部材100と、ポケット
105に設けられた窪み部106に設置され爪部材10
0を内径方向に付勢する付勢部材101と、爪部材10
0及び付勢部材101を軸方向に支持し内輪92と摺動
するブシュ96と、ブシュ96の抜け止めを行うスナッ
プリング97とによって構成される。付勢部材101に
は主に波ばねが用いられる。
タにラチェットワンウェイクラッチを用いると、噛合い
時のバックラッシによって異音が発生する。そして、こ
の異音の発生を防止するためにダンパ機構を設けること
が検討されている。
報に開示のラチェットワンウェイクラッチは、図10及
び図11に示すような構成となっている。図10は、ス
テータに用いられた従来のラチェットワンウェイクラッ
チの一例を示す正面側の断面図である。また、図11は
図10のD−D断面図である。
周に凹部81を有する内輪62と、内輪62と同軸に配
置され、内周にポケット72及び窪み部73を有する外
輪部材63と、ポケット72に配置され凹部81に嵌合
してトルクを伝達する爪部材70と、窪み部73に配置
される。
する付勢部材71と、外輪部材63に対して相対回動す
る作動要素68と、外輪部材63と作動要素68の間に
形成される空所74に配置されたスプリング65と、ス
プリング65の両端に取り付けられたシート部材69と
によって構成される。
出する1対の凸部77が径方向で対向して設けられてい
る。また、外輪部材63の外側に配置された作動要素6
8の内周には凸部78が径方向で対向して設けられてい
る。凸部77及び78の端面75及び76は、所定のク
リアランスを介して配置されている。
方向の長さが凸部77よりも短い凸部79が、径方向に
対向して1対設けられている。作動要素68の凸部78
間には、周方向の長さが凸部78よりも短い凸部80
が、径方向に対向して1対設けられている。凸部79と
凸部80それぞれの周方向端面間のクリアランスが前述
の空所74となっており、この空所74にはスプリング
65がシート部材69に挟まれて介装されている。
側に延在する環状の延長部66を一体に備えている。延
長部66は爪部材70及び付勢部材71を支持し、内輪
62の外周及び側部に対して摺動するブッシュの機能を
備えている。また、ステータ60は作動要素68の内径
部84の側面85と、外輪部材63の側面86が不図示
のニードル軸受の受面となっている。
ば、上記(1)のように構成された従来のラチェットワン
ウェイクラッチは、爪が嵌合する凹部が周方向に所定ピ
ッチで配列しているために、回転方向が空転方向から噛
合方向へ変化したとき、噛合うまでの間に前記ピッチ量
の範囲内で戻り、その後噛合う。
発生する。そこで、この衝撃を和らげ、音の発生を防止
するためラチェットワンウェイクラッチの外輪とステー
タ羽根車とを相対回動自在に配置し、これらの間にダン
パスプリングを設け、ダンパ機構を構成することを検討
した。
羽根車が回転することによって流体油圧が発生し、外輪
とステータ羽根車とが軸方向に押付けられるようになっ
てしまう。そのため、ダンパ機構に要求される部材同士
の相対回動ができず引っかかってしまったり、摺動でき
たとしても、摩耗や摩耗粉の発生がひどくなってしま
う。特に本出願人は、外輪とステータ羽根車を共にアル
ミニウム製とすることを検討しているが、そのようにす
ると、同じ材質であるアルミニウム同士が摺動すること
になるので上記問題が更に起こりやすくなってしまう。
することを考えると、ポケットの形状は角部を無くし極
力円弧形状を取り入れることが好ましい。一方、このポ
ケットに配置された付勢スプリングは鋼材でできてお
り、硬度は外輪よりも大きい。
り、駆動軸等からの振動を受けることによって付勢スプ
リングが前記ポケット内であばれ、その結果、外輪と接
触するような場合外輪が摩耗してしまう。特に、付勢ス
プリングにアコーデオン型のスプリングを用いると、そ
の角部分が前記ポケット内周の円弧状面に線接触するこ
とになり、ポケット内ではより不安定な状態となる。そ
の結果、摩耗が促進されてしまうことになる。
で流体圧を受け、外輪部材とステータホイールが互いに
押し付けられるため、従来例(1)と同様に、ダンパ機構
が作動する際、外輪部材とステータホイールが擦れてし
まい回動がスムーズに行われなくなってしまうという問
題がある。この問題は外輪部材及びステータホイール双
方をアルミニウム製とした場合、溶着してしまうので更
に顕著になる。
成する部材同士の相対回動を滑らかに行い、摺動による
摩耗、及び該摩耗による摩耗粉の発生を抑止し、また、
付勢部材としてのスプリングの動作を安定させ、スプリ
ングのあばれによる摩耗、及び該摩耗による摩耗粉の発
生を抑止することである。また、本発明の別の目的は、
ステータのダンパ機構の作動をスムーズにすることであ
る。
め、請求項1に記載の発明は、同軸上に配置された内輪
及び外輪と、前記内輪と外輪との間でトルク伝達を行う
爪と、前記爪の噛合時の衝撃を教収するダンパ機構と、
を備えたラチェットワンウェイクラッチにおいて、前記
ダンパ機構を構成し、相対回動する二つの部材の間に摺
動板を介装させたことを特徴としている。
れた内輪及び外輪と、前記内輪または外輪のうちの何れ
か一方に配置されたトルク伝達部材と、前記トルク伝達
部材を付勢する付勢部材と、を備えたラチェットワンウ
ェイクラッチにおいて、前記付勢部材と前記トルク伝達
部材が配置された内輪または外輪のうちの何れか一方の
部材との問に、保護部材を介装させたことを特徴として
いる。するラチェットワンウェイクラッチ。
部材は前記摺動板に設けられた片であることを特徴とし
ている。
記爪を支持する支持部を備えていることを特徴としてい
る。
に記載のラチェットワンウェイクラッチをステータ装置
に用いたことを特徴としている。
る二つの部材は、ラチェットワンウェイクラッチの外輪
とステータ羽根車であることを特徴としている。
根車はアルミニウム製であり、前記摺動板は鋼製である
ことを特徴としている。
ッチ機構の外輪部材とステータホイールとが相対回動す
るダンパ機構を備えたステータ装置において、前記外輪
部材と前記ステータホイールの何れか一方に軸方向に延
びる延在部を設け、他方に前記延在部に対応する窓を設
け、前記延在部は前記窓を貫通して延在し前記他方の側
面に突出すると共に、前記延在部の突出した突出部が軸
受で支持されていることを特徴としている。
ッチ機構の外輪部材とステータホイールとが相対回動す
るダンパ機構を備えたステータ装置において、前記外輪
部材とステータホイールとの間に軸受部材を介装させた
ことを特徴としている。
ろがり軸受であることを特徴としている。
ラッチ機構の外輪部材とステータホイールとが相対回動
するダンパ機構を備えたステータ装置において、前記外
輪部材とブシュを軸方向に隣接して配置し、前記ステー
タホイールを前記外輪部材及びブシュの外周に配置した
ことを特徴としている。
イクラッチ機構はラチェットワンウェイクラッチである
ことを特徴としている。
及びステータホイールはアルミニウム製であることを特
徴としている。
輪の外周に爪が嵌合する凹部を設け、一方の外輪の内周
に爪及び爪を付勢するアコーデオンスプリングを収納す
るポケットを設ける。また、この外輪とステータ羽根車
の内径側部分とを分割して構成し、上述したようにラチ
ェットワンウェイクラッチの外輪とステータ羽根車とを
相対回動自在に配置し、これらの間にダンパスプリング
を設け、ダンパ機構を構成する。また、この外輪とステ
ータ羽根車を共にアルミニウム製とする。そして、外輪
とステータ羽根車との間に鋼材で形成された摺動板を配
置する。さらにこの摺動板にはアコーデオンスプリング
とポケットとの間に介装する保護片を設ける。
ホイールの内径側部分に窓を設ける。この延在部を窓に
貫通させステータホイールの反対側に突出させ、突出部
をニードル軸受で支持する。
を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符
号にて説明している。
第1実施例を説明するための図であり、図1は、第1実
施例のラチェットワンウェイクラッチ機構を備えたステ
ータ装置を示しており、図2中に示した矢視B側から見
た、部分断面図であり、図2は、図1のZ−O−Z線に沿
った軸方向断面図である。
バータ(不図示)のステータ装置1を構成するラチェッ
トワンウェイクラッチ機構は、同軸上に配置された内輪
4、内輪4の外周側に相対回転自在に配置された外輪3
と、外輪3の内周に配置され内輪4と外輪3との間でト
ルク伝達を行う爪5、爪5を内径方向に付勢するアコー
デオンスプリング6と、外輪3の側面及び外輪3の外周
面に対向する略円筒部分を内径側部分に備えたステータ
羽根車2とから構成されている。
に複数の凹部(段部)11が設けられており、外輪3の
内周には爪を収容する第1ポケット25(図3参照)が
円周方向等間隔で設けられている。また、円周方向で第
1ポケット25の間には、切欠凹部17が設けられてい
る。切欠凹部17は、爪5が凹部11に嵌合する時など
に発生する応力を逃がす機能を備えている。
る。外輪3とステータ羽根車2とは別体に構成されてお
り、相対回動自在に配置されている。この相対回動可能
な範囲は、外輪3の外周に設けられた凹部13内をステ
ータ羽根車2の内周に設けられた凸部14が動ける範囲
となっている。また、外輪3の外周に設けられたポケッ
ト10にダンパスプリング9が配置されている。
一方の端部はステータ羽根車2の内径側部分に設けられ
た受部12または16に支持され、他方の端部はポケッ
ト10を形成する内壁部分によって支持される。更に、
相対回動する2つの部材、すなわち外輪3とステータ羽
根車2の内径部分との間には摺動板30が介装されてい
る。このような構成をとることによって爪5が凹部11
に嵌合する瞬間に、衝撃がダンパスプリング9によって
吸収される。このとき、上記の相対回動範囲を制限する
機構によって、ダンパスプリング9の過度な収縮が防止
されるので、ダンパスプリング9のへたりや破壊が防止
できる。また、摺動板30によって外輪3とステータ羽
根車2との相対回動が滑らかに行われるようになる。
車2の内周に嵌合した環状のリテーナ7により軸方向で
ほぼ固定状態に保持されている。また、内輪2の内周に
はスプライン18が刻設され、不図示の軸にスプライン
結合できるようになっている。外輪3の第1ポケット2
5の奥部には軸方向に突出する突起21が設けられてい
る。また、摺動板30の軸方向の内周面には、突起21
に対向して軸方向に突出する支持部33が設けられてい
る。更に、外輪3には軸方向の貫通孔19、またステー
タ羽根車2には軸方向の貫通孔20がそれぞれ設けられ
ており、ラチェットワンウェイクラッチ部を潤滑するた
めの潤滑油の通路を構成している。尚、摺動板には、樹
脂製または、黄銅、りん青銅等の各種のすべり軸受を用
いることが好ましい。
3とで、爪5の軸方向の端面を支持しているので、爪5
が第1ポケット25内で安定した動きができ、爪5が第
1ポケット25内で暴れることを防止できる。尚、突起
21及び支持部33は、環状に設けることが好ましい。
述のように、外輪3の内周部分には第1ポケット25が
設けられているが、第1ポケット25と連続する第2ポ
ケット26が設けられている。第1ポケット25には内
輪4との間でトルク伝達を行う爪5が配置され、第2ポ
ケット26には爪5を内輪4に対して付勢する、すなわ
ち凹部11に噛合う方向に爪5を付勢するアコーデオン
スプリング6が配置される。
26の内壁との間には、アコーデオンスプリング6の端
部を保護する保護部材としての保護片34が介装されて
いる。このような構成をとることによって空転の際に、
図3中の内輪4が外輪3に対して反時計方向に回転し、
爪5が内輪4の外周に設けた凹部11をなぞるように連
続して上下動しても、保護片34がアコーデオンスプリ
ング6を外輪3に対してブロックしているため、アコー
デオンスプリング6が第2ポケット26の内壁に擦れる
ことはない。特に、アコーデオンスプリング6の角部1
5が直接、第2ポケット26の内壁に接触するのを回避
することが可能となるので、外輪3の第2ポケット26
及びその周辺部分の摩耗を抑制することが可能となる。
第2実施例を示しており、それぞれ摺動板30の正面図
及び側面図である。図4は図2の矢視B側から見た図で
あり、図5は図4の矢視C側から見た図である。摺動板
30は板材をプレス成形することによって形成される。
摺動板30は外輪3の側面と摺動する第1摺動面31
と、ステータ羽根車2の内径側の部分側面と摺動する第
2摺動面32とを有している。第1摺動面31と第2摺
動面32とは軸方向の反対側に位置している。
置決めを行うために軸方向に突出した環状の支持部33
が設けられている。この支持部33は爪5の側面全体を
支持するのではなく、爪5の移動中心部分付近のみを支
持している。この構成によって爪5の作動抵抗が少なく
なるようになっている。また、摺動板30の4個所を切
り欠き、曲げ起こすことによって形成された保護片34
が設けられている。保護片34は両側部に返し部36を
有しており、両返し部36の間がアコーデオンスプリン
グ6の端面を受ける受面35となり、この返し部36が
アコーデオンスプリング6の角部15を受けるようにな
っている。
6の端部を保護する保護片34は、単独の部材として設
けられているが、第2実施例では摺動板30の一部とし
て一体的に形成されている。このようにすることで、部
品点数を減少させることができると共に、保護片34の
安定した機能が得られる。また、前述の第1及び第2実
施例ともに、外輪3及びステータ羽根車2はアルミニウ
ムで形成し、摺動板30は鋼板から形成している。
第3実施例を示しており、図6は、ステータ装置の軸方
向断面図、図7は、同じくステータ装置の正面図であ
る。図6は、図7のA−A線に沿った断面である。第3
実施例から第5実施例においては、ワンウェイクラッチ
機構は、必ずしもラチェット型ではなく、トルク伝達部
材としてスプラグ、コロなどを用いた形式のワンウェイ
クラッチも用いることができる。
材41に、軸方向でステータ羽根車40まで延在する複
数の延在部46を設けている。図7に示すように、延在
部46は円周方向でほぼ等分に4箇所設けられている。
また、相対回動する外輪部材41とステータ羽根車40
との間にはダンパ機構を構成するダンパスプリング47
が設けられている。ダンパスプリング47は、ここでは
コイルスプリングを用いている。外輪部材41と内輪部
材43との間には、両部材の間でトルクを伝達するトル
ク伝達部材42が介装されている。
る。円弧形状をしている。図7に示すように、ステータ
羽根車40の内径側部分には円周方向で等分に4個の窓
48が設けられている。窓48は、それぞれ延在部46
の個数と同じ個数設けられ、軸方向に貫通している。延
在部46は窓48を貫通して、ステータ羽根車40の反
対側に突出するが、その突出部45をニードル軸受44
で支持する構成となっている。
46が貫通する窓48も、延在部46と相補的な形状で
ある円弧形状を有している。しかしながら、円周方向の
長さは、窓48が延在部46よりも長くなっており、そ
の空隙の範囲内で、外輪部材41は、ステータ羽根車4
0と相対回動することができる。外輪部材41の延長部
46をニードル軸受44で受けることで、外輪部材41
とステータ羽根車40とが互いに押し付けられることが
なくなり、両部材の相対回動がスムーズに行われる。
ータ装置の軸方向断面図である。本実施例では、外輪部
材41に延在部を設けることなく、外輪部材41の軸方
向の側面部分と、該側面部分に対向したステータ羽根車
40の軸方向内方の側面部分との間にニードル軸受49
を介装している。その他の構成は第3実施例とほぼ同じ
である。
テータ羽根車40との間にニードル軸受49を設けたこ
とにより、両部材の相対回動がスムーズに行われる。
尚、第3及び第4実施例では、円柱状の転動部材を備え
たニードル軸受を採用したが、特にこれ限定されること
はなく、玉軸受等、広い意味で転がり軸受であれば、他
のものでも良いことは言うまでもない。
機構が作動する際、ステータ羽根車と外輪部材とが軸受
部材の作用によってスムーズに回動するようになる。ま
た、ニードル軸受のために、特別な設置スペースを確保
したり、拡大したりする必要もないという利点がある。
ータ装置を示す軸方向断面図である。本実施例では、前
述の第3及び第4実施例とは異なり、外輪部材41とス
テータ羽根車40との間にニードル軸受を介装しない。
第3及び第4実施例で示したステータ羽根車40の内径
側に位置する部分を切り離し、別体でブシュ51を設け
た。
用いると、ダンパ機構が作動する際のステータ羽根車4
0と外輪部材41との相対回動が流体圧力による影響を
受けなくなるので作動動作がスムーズになるという利点
がある。尚、第3−5実施例においても、外輪部材41
とステータ羽根車40とはアルミニウムで作られてい
る。
の思想を逸脱しない範囲での種々の変更が可能なことは
言うまでもない。例えば、第1及び第2実施例におい
て、爪や凹部の数は図示以外の任意の数にすることが可
能である。また、第3実施例における、外輪部材41の
延在部46とステータ羽根車40の窓48の数も必要に
応じて任意に設定できる。
うな効果が得られる。摺動板を介装させたことにより、
ダンパ機構を構成する部材同士の相対回動を滑らかに行
い、摺動による摩耗、及び該摩耗による摩耗粉の発生を
抑止する効果が得られ、また、付勢部材としてのスプリ
ングの動作が安定し、付勢スプリングのあばれによる摩
耗、及び該摩耗による摩耗粉の発生を抑止する効果が得
られる。
対回動を滑らかにするため、軸受やブッシュを介装した
ので、ステータのダンパ機構の作動がスムーズになる。
構を備えたステータ装置を示しており、図2中に示した
矢視B側から見た部分断面図である。
る。
視B側から見た図である。
視C側から見た図である。
り、図7のA−A線に沿った断面を示している。
である。
である。
を示す正面側の断面図である。
る。
を示す正面側の断面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 同軸上に配置された内輪及び外輪と、前
記内輪と外輪との間でトルク伝達を行う爪と、前記爪の
噛合時の衝撃を吸収するダンパ機構とを備えたラチェッ
トワンウェイクラッチにおいて、 前記ダンパ機構を構成し、相対回動する二つの部材の間
に摺動板を介装させたことを特徴とするラチェットワン
ウェイクラッチ。 - 【請求項2】 同軸上に配置された内輪及び外輪と、前
記内輪または外輪のうちの何れか一方に配置されたトル
ク伝達部材と、前記トルク伝達部材を付勢する付勢部材
とを備えたラチェットワンウェイクラッチにおいて、 前記付勢部材と前記トルク伝達部材が配置された内輪ま
たは外輪のうちの何れか一方の部材との問に保護部材を
介装させたことを特徴とするラチェットワンウェイクラ
ッチ。 - 【請求項3】 前記保護部材は前記摺動板に設けられた
片である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。 - 【請求項4】 前記摺動板は前記爪を支持する支持部を
備えていることを特徴とする請求項1または3に記載の
ラチェットワンウェイクラッチ。 - 【請求項5】 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を備えたステータ装置。 - 【請求項6】 前記相対回動する二つの部材は、ラチェ
ットワンウェイクラッチの外輪とステータ羽根車である
ことを特徴とする請求項5に記載のステータ装置。 - 【請求項7】 前記外輪及びステータ羽根車はアルミニ
ウム製であり、前記摺動板は鋼製であることを特徴とす
る請求項6に記載のステータ装置。 - 【請求項8】 ワンウェイクラッチ機構の外輪部材とス
テータホイールとが相対回動し、ダンパ機構を備えたス
テータ装置において、 前記外輪部材と前記ステータホイールの何れか一方に軸
方向に延びる延在部を設け、他方に前記延在部に対応す
る窓を設け、前記延在部は前記窓を貫通して延在し前記
他方の側面に突出すると共に、前記延在部の突出した突
出部が軸受で支持されていることを特徴とするステータ
装置。 - 【請求項9】 ワンウェイクラッチ機構の外輪部材とス
テータホイールとが相対回動し、ダンパ機構を備えたス
テータ装置において、 前記外輪部材とステータホイールとの間に軸受部材を介
装させたことを特徴とするステータ装置。 - 【請求項10】 前記軸受は、転がり軸受であることを
特徴とする請求項8または9に記載のステータ装置。 - 【請求項11】 ワンウェイクラッチ機構の外輪部材と
ステータホイールとが相対回動し、ダンパ機構を備えた
ステータ装置において、 前記外輪部材とブシュを軸方向に隣接して配置し、前記
ステータホイールを前記外輪部材及びブシュの外周に配
置したことを特徴とするステータ装置。 - 【請求項12】 前記ワンウェイクラッチ機構はラチェ
ットワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項
8乃至11のいずれか1項に記載のステータ装置。 - 【請求項13】 前記外輪部材及びステータホイールは
アルミニウム製であることを特徴とする請求項8乃至1
2のいずれか1項に記載のステータ装置。
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