JP2007057099A - 軸方向で係合及び解離する一方向クラッチ及び軸方向で係合及び解離する一方向クラッチを有するステータ - Google Patents

軸方向で係合及び解離する一方向クラッチ及び軸方向で係合及び解離する一方向クラッチを有するステータ Download PDF

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Abstract

【課題】トルクコンバータのステータにおけるフリーホイールの設計を単純化し、製造コストを減じる。
【解決手段】自動車コンポーネントのための一方向クラッチにおいて、コンポーネントのための軸線に対して実質的に直交しかつ、コンポーネントの回転するエレメント2に相対回動不能に結合された第1のプレート14が設けられており、第1のプレート14が、第1の開口20又は第1の突出部26のうちの一方を有しており、軸線に対して実質的に直交した第2のプレート24が、第1の開口20又は第1の突出部26のうちの他方を有しており、第1の開口及び第1の突出部が互いに係合してロックすることができる。
【選択図】図1A

Description

この出願は、2005年8月24日に出願された米国特許仮出願第60/710828号明細書の特許法第119条(e)の下での利益を請求する。
本発明は軸方向で係合及び解離する一方向クラッチに関する。特に、本発明は、トルクコンバータのための軸方向で係合及び解離する一方向クラッチを有するステータに関する。
トルクコンバータはエンジンからトルクをトランスミッションに伝達するために自動車においてしばしば使用される。トルクコンバータは通常、3つの主要なコンポーネント、すなわちインペラと、タービン車と、インペラとタービン車との間に支持されたステータとを有する。全ての部材は、作動流体で充填されたコンバータハウジングに収納されている。
ステータは、案内ブレードを支持するステータリムと、ステータリムの内周に通常取り付けられた一方向クラッチとを有する。概して、一方向クラッチは、ステータリムに相対回動不能に結合された外側フリーホイールリングと、トランスミッションに取り付けられたステータシャフトに相対回動不能に当接した内側フリーホイールリングと、これらの間に配置された一方向クラッチ機構とを有する。一方向クラッチは、1つの相対回転方向でのみステータシャフトに対するステータの回転を許容し、逆の回転方向での回転を阻止する。
ラチェットフリーホイール(欧州特許第0525126号明細書)、ローラタイプフリーホイール(ドイツ連邦共和国特許出願公開第3241053号明細書及び特許第19532923号明細書)又はスプラグフリーホイール(欧州特許第0811788号明細書)等の一方向クラッチ機構が知られている。あいにく、これらのクラッチ機構は、高いレベルの製造及び組立て努力を必要とする複数の別個のエレメントから形成されなければならない。例えば、多数のばねマウントされたジャミングローラは、ローラタイプのフリーホイールにおいて、2つのフリーホイールリングの間に、外側リングのポケットに挿入されている。個々のばねは、ジャミングローラを、このジャミングローラに関連したグリップローラと接触するように押し付ける。回転方向に応じて、外側リングは内側リングに対して回転させられるか又はくさび式に阻止される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第10017744号明細書(US2001/0027649A1)は、油圧式トルクコンバータのステータのためのフリーホイールを開示しており、このフリーホイールは、円周方向に延びた、リングホイールの形状のエレメントから形成された、ブロッキングエレメントキャリヤを有している。第1及び第2のブロッキングエレメントは、リングホイールから、向き合った軸方向及び向き合った円周方向に曲げられている。対応する形式において、中実のフリーホイール内側エレメントと中実のフリーホイール外側エレメントとは、互いに向き合って配置された区分を有しており、この区分において、軸方向に開放した凹所がエンボス加工技術を使用して形成されている。
ロッキングエレメントキャリヤの軸方向に突出したロッキングエレメントが、これらの凹所に軸方向で係合する。さらに、ロッキングエレメントキャリヤの周縁部に複数のくぼみが形成されており、これらのくぼみに、フリーホイール内側エレメントが、割り当てられた半径方向内向きの掴みクラッチ突出部を用いて係合し、これにより、ロッキングエレメントキャリヤとフリーホイール内側エレメントとの間の相対回動不能な結合を得る。ロッキング面は互いに反対方向に向けられており、これにより、ロッキング面は、それぞれに割り当てられたロッキングエレメントと協働するように、向き合った円周方向で露出される。主にフリーホイールのためのロッキングモードにおいてステータにおける軸方向せん断力を支持することができるように、2つのエレメントの間に作用する付加的な軸方向支持エレメントが設けられることができる。あいにく、フリーホイールエレメントは、ステータの周縁部に配置されなければならず、このことはいかなる場合にも望ましくない。
欧州特許第0525126号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第3241053号明細書 ドイツ連邦共和国特許第19532923号明細書 欧州特許第0811788号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第10017744号明細書
本発明の1つの目的は、トルクコンバータステータにおけるフリーホイールのための設計を単純化することである。
本発明の別の目的は、トルクコンバータステータにおけるフリーホイールのための製造コストを減じることである。
本発明のさらに別の目的は、ステータにおけるフリーホイールに関連した重量を減じることである。
本発明のさらに別の目的は、フリーホイール動作の間の部材の摩耗を減じることである。
本発明は、自動車コンポーネントのための一方向クラッチを広く含み、この一方向クラッチは、コンポーネントのための軸線を中心にして半径方向に配置されておりかつコンポーネントの回転エレメントに相対回動不能に結合された第1のプレートと、軸線を中心にして半径方向に配置された第2のプレートとを有する。第1のプレートは第1の開口又は第1の突出部のうちの一方を有している。第2のプレートは第1の開口又は第1の突出部の他方を有しており、第1の開口と第1の突出部とは係合してロックすることができる。第1のプレートは軸線を中心にして第1の方向に回転可能であり、第1のプレートが第2のプレートよりも速く第1の方向に回転させられる場合、第1の突出部と第1の開口とが係合してロックすることができる。幾つかの態様において、第2のプレートは軸線を中心にして第1の方向に回転可能であるか又は第2のプレートは軸線を中心にして回転不能である。第1のプレートが、第2のプレートに対して第1の方向とは反対方向の第2の方向に回転する場合には第1の突出部と第1の開口とは滑り係合する。幾つかの態様において、第2のプレートは軸線を中心にして回転不能である。
幾つかの態様において、クラッチは、軸方向で第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された中間プレートを有している。第1のプレートが第2のプレートに対して第2の方向に回転すると、中間プレートと第1の突出部とは係合可能であり、中間プレートは第1の突出部が第1の開口に係合するのを妨げる。幾つかの態様において、中間プレートは第2の開口を有しており、第1の開口及び第2の開口は整合可能である。幾つかの態様において、少なくとも1つの第1の突出部は、中間プレートが第2の方向に回転させられる場合に第1又は第2のプレートのうちの一方と係合可能なタブを有している。幾つかの態様において、第1のプレート、第2のプレート又は中間プレートのうちの少なくとも1つが打抜き加工された部材である。
幾つかの態様において、クラッチは、第2のプレートと接触した押付けエレメントを有しており、第2のプレートは軸方向で変位可能であり、押付けエレメントは第2のプレートを軸線に沿って第1のプレートに向かって押し付けている。幾つかの態様において、押付けエレメントはばねであるか、又は第2のプレートそれ自体が弾性的性質でありかつ第1のプレートと接触している。
幾つかの態様において、クラッチは、軸線を中心にして半径方向に配置されておりかつ回転エレメントに相対回動不能に結合された第3のプレートと、軸線を中心にして半径方向に配置された第4のプレートとを有している。第3のプレートは第2の開口又は第2の突出部のうちの一方を有しており、第4のプレートは第2の開口又は第2の突出部の他方を有しており、第2の開口と第2の突出部とは係合してロックすることができる。
クラッチは、第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された少なくとも1つの軌道と、少なくとも1つの軌道に配置されておりかつ第1及び第2のプレートと接触した少なくとも1つのエレメントとを有している。第2のプレートは、軌道におけるエレメントの移動に応答して第1のプレートに対して軸方向に変位可能であり、第1の開口及び第1の突出部は移動に応答して係合可能であり、エレメントは、第2のプレートに対する第1のプレートの回転に応じて移動することができる。幾つかの態様において、エレメントは球体である。幾つかの態様において、自動車コンポーネントは、トルクコンバータのためのステータと、トルクコンバータと、アクチュエータ機構と、付属駆動装置と、トランスミッションとから成るグループから選択されている。
本発明はトルクコンバータのためのステータのための一方向クラッチをも広く含んでおり、この一方向クラッチは、ステータのための軸線を中心にして半径方向に配置されておりかつステータのためのリムに相対回動不能に結合された第1のプレートと、軸線を中心にして半径方向に配置されておりかつステータのためのハブに相対回動不能に結合された第2のプレートとを有している。第1のプレートは、第1の開口又は第1の突出部のうちの一方を有している。第2のプレートは、第1の開口又は第1の突出部のうちの他方を有しており、第1のプレートが第1の方向に回転する場合第1の突出部と第1の開口とは係合してロックし、第1のプレートが第1の方向とは反対方向の第2の方向に回転する場合第1の突出部と第1の開口とが滑り係合することができる。幾つかの態様において、ステータは、軸方向で第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された中間プレートを有している。第1のプレートが第2の方向に回転すると、中間プレートと第1の突出部とは係合可能であり、中間プレートは第1の突出部が第1の開口に係合するのを妨げる。幾つかの態様において、第1のプレート、第2のプレート又は中間プレートのうちの少なくとも1つが打抜き加工された部材である。幾つかの態様において、クラッチは、第2のプレートと接触した押付けエレメントを有しており、第2のプレートは軸方向に変位可能であり、押付けエレメントは第2のプレートを軸線に沿って第1のプレートに向かって押し付ける。幾つかの態様において、ステータは、第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された少なくとも1つの軌道と、少なくとも1つの軌道に配置されておりかつ第1及び第2のプレートと接触した少なくとも1つのエレメントを有している。エレメントは、第1のプレートの回転に応じて第2のプレートに対して移動することができ、第2のプレートは、移動に応じて第1のプレートに対して軸方向に変位可能であり、第1の開口及び第1の突出部は移動に応答して係合可能である。
本発明はさらに、トルクコンバータのためのステータのための一方向クラッチをも広く含んでおり、この一方向クラッチは、ステータのための軸線を中心にして半径方向に配置されておりかつステータのためのリムに相対回動不能に結合された、第1の開口を有する第1の打抜き加工されたプレートと、ステータのためのハブに相対回動不能に結合されておりかつ第1の突出部を有する第2の打抜き加工されたプレートと、第2のプレートと接触した押付けエレメントと、軸方向で第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された中間プレートとを有している。第1のプレートが第1の方向で回転させられた場合に第1の突出部と第2の開口とが係合してロックすることができ、第1のプレートが第1の方向とは反対方向の第2の方向に回転する場合に第1の突出部と第1の開口とが滑り係合することができる。第1のプレートが第2の方向に回転すると、中間プレートと第1の突出部とは係合可能であり、中間プレートは第1の突出部が第1の開口に係合するのを妨げる。第2のプレートは軸方向に変位可能であり、押付けエレメントは第2のプレートを軸線に沿って第1のプレートに向かって押し付けている。
本発明は、トルクコンバータのためのステータにおける一方向回転のための方法をも含む。
本発明のこれらの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、本発明の好適な実施形態の以下の説明、及び添付の図面及び請求項から容易に認識可能になるであろう。
発明が典型的な実施形態に関して以下に詳細に説明される。
まず最初に、異なる図面における同じ図面番号は、本発明の同一の、又は機能的に類似の構造的エレメントを表していることが認められるべきである。本発明は、現時点で好適な態様であると考えられるものに関して説明されているが、請求項に記載された発明は開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
さらに、本発明は、説明された特定の方法体系、材料及び修正に限定されず、もちろん変化することができることが理解される。ここで使用される用語は特定の態様を説明する目的のためだけであり、本発明の範囲を限定しようとするのではなく、本発明の範囲は添付の請求項のみによって限定されることも理解される。
そうでないと定義されない限り、ここで使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する分野の当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。ここに説明されたものと類似又は均等なあらゆる方法、装置又は材料が、発明の実用及び試験において使用されることができるが、ここでは好適な方法、装置及び材料が説明されている。
図1は、シングルクラッチ機構を備えた本発明のステータの平面図である。
図1Aは、線1A−1Aに沿った、図1におけるステータの断面図である。以下は、図1及び図1Aが参照されるべきである。ステータ1はステータリム2を有しており、このステータリムは、一体的に形成された内側ステータリング4と、一体的に形成された外側ステータリング6と、内側ステータリング4と外側ステータリング6との間に配置された案内ブレード8とを有している。リムと、リングと、ブレードとは、この分野において知られたあらゆる材料、例えばダイカストアルミニウムから形成されることができる。ステータハブ10は、トランスミッション(図示せず)のステータシャフト(図示せず)と係合した多数歯スプライン12を有している。幾つかの態様において、ステータハブ10は中実であり、この分野において知られたあらゆる材料、例えばステンレス鋼又は破壊不可能プラスチックから形成されることができる。円筒状のラチェットディスク14は、内側ステータリング4の内周面15の内側に配置されており、ディスク14の外側ケーシングは、この分野において知られたあらゆる手段によってリング4に取り付けられている。ディスク14は、ステータ1のための長手方向軸線(図示せず)を中心にして半径方向に配置されている。言い換えれば、ディスク14は軸線に対して実質的に直交方向を成している。ディスク14はリム2に対して相対回動不能に固定されている。円筒状ラチェットディスク14の内側ケーシング18はステータハブ10をセンタリング及び案内している。ステータリム2は、内側ステータリング4の領域においてステータハブ10を保持するための中実のリングベースを形成している。ラチェットディスク14は少なくとも1つの窓20を有している。幾つかの態様において、窓20は均等に間隔を置かれている。内側ステータリング4におけるスナップリング22は、ステータにラチェットディスク14を保持している。内側ステータリング4とステータハブ10との間にロッキングディスク24が配置されている。ロッキングディスク24は、ハブに対して、相対回動不能に固定されているが、軸方向では変位可能である。幾つかの態様において、ディスク24はポット状である。ディスク24は、ステータ1のための長手方向軸線を中心に半径方向に配置されている。言い換えれば、ディスク24は軸線に対して実質的に直交方向を成している。
図1Bは本発明のステータのための典型的なランプの断面図である。図1Bは実寸ではない。以下は、図1、図1A及び図1Bが参照されるべきである。ロッキングディスク24は、窓20に面するように整合されたランプ若しくは突出部26を有している。概して、ランプ26の数は窓20の数に対応する。ランプ26は、通常は面30と直交する面28を形成するように構成されている。図1Bは、ランプ、例えば傾斜領域31及び平坦領域32の一般的特徴を示すが、斜角等の詳細を示していない。ランプ26のその他の構成は請求項の精神及び範囲に含まれることが理解されるべきである。
ロッキングディスク24は、ディスクが方向33に押し付けられるように構成されている。幾つかの態様において、ロッキングディスクそれ自体が弾性的性質である。幾つかの態様において、カップばね34がディスク24に力を加える。カップばね34は、ステータハブ10に位置決めされており、スナップリング35を使用して固定されている。方向33でのランプ26の押付けによりランプは窓20に係合する。幾つかの態様において、ステータリム2及びハブ10は鋳造部品である;ラチェットディスク14及びロッキングディスク24は単純な打抜き加工された曲げられた部品である;カップばね34及びスナップリング22及び35は標準的な部品であり、これにより、ステータ1の製造コストを低減する。
本発明の機能が以下に簡単に説明される。フリーホイールモードでは、リム2及びディスク14は方向36に回転する。ハブ10及びディスク24は、シャフトへのハブ10の結合により回転しない。フリーホイールモードにおいて窓20はランプ26に滑り係合する。すなわち、縁部38が面30に沿って乗り上げ、面40においてランプ26に係合し、面28において再び面30へ落下する(ディスク14は軸方向で固定されており、ディスク24は軸方向で変位可能である)。したがって、リム2はハブ10に対してフリーホイール(空転)することができる。すなわち、リムはハブから独立して回転する。その結果、トルクがステータリム2にブレード8を介して方向36に伝達されるとき、ステータ1は自由に走行することができる。
ロッキングモードでは、リム2及びディスク14は方向42に回転する。前記のように、ハブ10及びディスク24は回転しない。ディスク14が回転すると、縁部38がランプ26に係合し、ロックする。すなわち、縁部は、面30に沿って走行し、縁部28に係合する。ディスク24は方向33に押し付けられているので、面30はディスク14に対して押し付けられ、ディスクは縁部28を越えて移動することができない。すなわち、この回転方向では、ステータリム2とステータハブ10とはもはや相対的に空転することはできない。すなわち、リム2はハブ10に相対回動不能にロックされる。ステータリム2はロックする。なぜならば、ステータハブ10は車両トランスミッションのステータシャフトに固定されているからである。方向36及び42並びにランプ26の構成は反転されることができ、この変更は本発明のそれぞれの態様に適用できることが理解されるべきである。
幾つかの態様(図示せず)において、ラチェットディスク14はステータハブ10に対して相対回動不能に固定されており、ロッキングディスク24は内側ステータリング4に対して相対回動不能に固定されている。この一般的な構成は本発明のその他の態様に適用可能であることが理解されるべきである。
図2は、2つのクラッチ機構を備えた本発明によるステータ50の平面図である。
図2Aは、図2における線2A−2Aに沿ったステータ50の断面図である。以下は、図2及び図2Aが参照されるべきである。ステータ50は、ステータ50がラチェットディスク52とロッキングディスク54とを鏡面対称的に有することを除いて、図1及び図1Aに示されたステータと実質的に同じである。幾つかの態様において、中央に取り付けられた、波形のばね56が、ロッキングディスク54の懸吊を提供する。しかしながら、ディスクを押し付けるために、この分野において知られるあらゆる手段を使用することができる。外側ケーシング60と、内側ケーシング62と、窓64と、ランプ66とは、図1における外側ケーシング16と、内側ケーシング18と、窓20と、ランプ26とに実質的に相当する。
幾つかの態様(図示せず)において、ラチェットディスク52は別個ではなく、その代わりに単一の部材から形成されている。
幾つかの態様(図示せず)において、ラチェットディスク52はステータハブ10に対して相対回動不能に固定されており、ロッキングディスク54は内側ステータリング58に相対回動不能に固定されている。
図3は、打抜き加工された金属部材を使用した本発明のステータ100の部分的な断面図である。
図3Aは、図3における線3A−3Aに沿ったステータ100の部分的な平面図である。以下の説明は図3及び図3Aが参照されるべきである。図3及び図3Aに示されたステータは、打抜き加工された曲げられた部品のより広範囲な使用により、ステータの製造コスト及び重量を減じる。ステータリム101は、内側ステータリング102と、外側ステータリング104と、案内ブレード106とを有している。ブレードは、内側ステータリング102と外側ステータリング104との間に配置されており、ステータハブ108を包囲している。内側リング110は、ステータシャフト(図示せず)のための多数歯プロフィル112を有している。ステータリム101及びステータハブ108は鋳造部品、例えばダイカストアルミニウム、又は(図1A及び図2Aに示されたリム及びハブと同様の)プラスチック射出成形された部品である。しかしながら、幾つかの態様(図示せず)において、ステータリム及びハブは薄板金部品である。したがって、図1及び図2に示されたハブ及びリム(それぞれ参照符号10及び2)と比較して、薄板金ステータリム及びステータハブの個々の構造は、有利には減じられる。
ステータリム101の内側リング102は、軸線116を中心とするハブの回転に関して、ラチェットディスク114に定置に取り付けられている。ディスク114は窓118を有している。ラチェットディスク114はステータハブ108と回転可能に相互接続されている。ロッキングディスク120は、ディスク120の縁部において押し出されたランプ122を有しており、軸線116を中心とするハブの回転に関してステータハブ108に定置に結合されている。環状からトロイドのステータリムキャリヤ124は、ステータリム101の内側ステータリング102を包囲している。キャリヤ124は、軸線116を中心とするリングの回転に関してリング102に定置に結合されており、ステータハブ108を案内している。すなわち、内側ステータリング102と、外側ステータリング104と、案内ブレード106と、ディスク114と、キャリヤ124とは一緒に回転する。
ロッキングディスク120はカップばね130によってばね負荷されており、ランプ122を窓118に係合させている。しかしながら、技術上知られたあらゆる手段が、ディスク120を押し付けるために使用されることができる。カップばね130は、外縁部132において押圧され、ディスクキャリヤ124に接触している。すなわち、ばね130はラチェットディスク114の方向でロッキングディスク120に力を加える。ばね130は、例えばタブ138においてもディスク120に接触している。ばね130の場合、キャリヤ124との接触面積は、ディスク120との接触面積よりも大きい。したがって、ばね130は、キャリヤ124と一緒に回転し、フリーホイールモードにおいてはディスク120から独立して回転する。しかしながら、幾つかの態様(図示せず)において、ロッキングディスク120それ自体が弾性的に形成され、カップばね130は省略されることができる。すなわち、ロッキングディスク120は、ステータリムキャリヤ124と直接接触し、外縁部においてステータリムキャリヤ124によって負荷される。タブ138はハブ108に向かって半径方向内方へ延びており、ランプ122においてディスク120に係合している。ばね130は、上面142を有するタブ140をも有している。
図3及び図3Aに示されたようなフリーホイールモード(方向36)では、タブ138は、ランプ122の係合壁部146の近傍に到達するか又は係合するまで回転し、方向36でのばねのさらなる移動を制限する。この位置において、上面142はランプ122の上面144と実質的に半径方向で同一平面を成しており、上面142及び144は、窓118の長さ150よりも長い長さ148を有する複合面を有している。接線方向で窓の間に配置された、ディスク114のセグメント152は、面142及び144に乗り上げ、ランプ122が窓118に係合するのを妨げる。したがって、ディスク114及びディスク120は互いから独立して回転する。
ロッキングモード(方向42)では、タブ138は壁部146から離れる方向へ移動し、タブ140がランプ122と半径方向で整合するように移動する。タブ及びランプが整合すると、長さ148は長さ150よりも小さくなる。したがって、ランプ122は、図1におけるランプ及び窓(それぞれ参照符号26及び20)のために説明された形式と同様に、窓118に進入し、ディスク114及びディスク120は、図1におけるラチェット及びロッキングディスク(それぞれ参照符号14及び24)のために説明されたようにロックする。
幾つかの態様において、ハブ108及びステータリム101は例えばダイカストアルミニウムにおいて中実であり、残りの部分は薄板金プロフィル又はプラスチックプロフィルから製造されている。しかしながら、その他の態様において、ステータハブ108及び/又はステータリム101は、薄板金プロフィル又はプラスチックプロフィルからも製造され、ステータ100におけるダイカスト又は圧縮成形された部品の必要性を排除するか又は最小限に抑制する。
図4は、プレートを分離させるための可動なエレメントを備えた本発明のステータ200の部分的な断面図を示している。
図4Aは、図4における線4A−4Aに沿ったステータ200の部分的な平面図である。以下の説明は図4及び図4Aが参照されるべきである。図3Aにおけるばね構成とは対照的に、カップばね202が、ステータリムキャリヤ204とロッキングディスク206との間において、ステータハブ108に又はステータハブ108の近傍に配置されている。可動なエレメント208は、ロッキングディスク206とラチェットディスク212との間に配置されたランプポケット(軌道とも呼ばれる)210に取り付けられている。ポケットはエレメント208を捕捉する。幾つかの態様において、エレメント208はボール又は球体である。幾つかの態様において、ランプポケット210は、ラチェットディスク212の各窓216とステータハブ108との間における、ラチェットディスク212の底部214に設けられている。幾つかの態様において、ポケット210はディスク206に形成されているか又はディスク212及びディスク206の両方に形成されている。幾つかの態様において、ステータリムキャリヤ204は、図3Aにおけるリムキャリヤ(参照符号124)とは異なって形成されている。
ポケット210は、ディスク206とディスク212との間で測定された長手方向高さ218が方向36で増大するように長さ217に沿って構成されている。フリーホイールモード(回転方向36)において、ステータ200の回転エネルギがボール208をランプポケット210に沿って方向42に転動させる。ディスク212及びリムキャリヤ204はステータリム220に関して軸方向で固定されているので、高さ218の減少により、エレメントがポケット210を横切りながら、エレメント208がディスク206をディスク212から離れるように軸方向に押し付ける。ある点において、ディスク206は、ランプ218が窓216に係合しないように十分に押し付けられる。この場合、ステータリム220はステータハブ108において自由に走行する。このフリーホイールモードにより、ステータが空転時に受ける摩耗がより小さくなり、作動中に生じる騒音がより低くなる。
ロッキングモード(回転方向42)において、エレメント208は方向36に移動する。ディスク212及びリムキャリヤ204はステータリム220に対して軸方向で固定されており、高さ218は、エレメントがポケット210を横切りながら増大するので、ばね202はディスク206をディスク212に向かって軸方向に押し付ける。所定の点において、ディスク206が十分に押し付けられ、これにより、ランプ219が窓216と係合しかつディスク206及び212が係合してロックする。
幾つかの態様(図示せず)において、ディスク206は軸方向で固定されており、ディスク212は軸方向で変位可能であり、ばね202はディスク212をディスク206に向かって押し付ける。
図5は、中間プレートを備えた本発明のステータ300の平面図である。
図5Aは、フリーホイールモードにおけるステータ300の、図5における線5A−5Aに沿った断面図である。
図5Bは、ロックモードにおけるステータ300の、図5における線5A−5Aに沿って断面図である。以下の説明は図5、図5A及び図5Bが参照されるべきである。ステータ300は、図2のステータ(参照符号50)と実質的に同じであり、窓304を有する中間プレート302が付加されている。図5Aにおいて、ステータ300はフリーホイールモードにおいて示されている。このモードにおいて、プレート302は、プレート302のセグメント310がランプ306上に載置され、ランプが窓64及び304に進入するのを阻止するように、所定の位置において停止している。幾つかの態様において、中間プレート302と、ロッキングディスク308のランプ306との間の摩擦がプレート302を停止させるが、この分野において知られるその他の手段(図示せず)、例えばスロットに嵌合するピン及び曲げられたタブ、がプレート302の位置を制御するために使用されることができる。幾つかの態様において、プレート302の厚さがランプの高さよりも小さく、軸方向314でのブロッキングプレートの移動を減じる。移動のこの減少は、互いに対するディスク52及びプレート308の移動に関連したエネルギ(騒音)を低下させる。
図5Bにおいて、ステータ300はロッキングモードにおいて示されている。このモードにおいて、窓64及び304は整合させられており、ディスク52及びランプ306は、図1におけるディスク及びランプ(それぞれ参照符号14及び26)のために説明されたように作動する。
図6は、中間プレートを備えた本発明のステータ400の平面図である。
図6Aは、フリーホイールモードにおけるステータ400の、図6における線6A−6Aに沿った断面図である。
図6Bは、ロックモードにおけるステータ400の、図6における線6A−6Aに沿った断面図である。以下の説明は図6、図6A及び図6Bが参照されるべきである。ステータ400は、図5のステータ(参照符号300)と実質的に同じであり、ロッキングディスク406のランプ404におけるタブ402と、ラチェットディスク412のための窓410における切欠408とが付加されている。フリーホイールモード(図6A)において、タブ402は中間プレート302に接触し、プレートに動作を付与する。したがって、中間プレート302はディスク406とディスク412との間の流体力学軸受として働く。ロッキングモードにおいて、タブ402は切欠408に係合し、ランプ404を窓410内へ滑り込ませ、図5Bにおけるディスク52及び308に関して説明したように、ディスク406及び412をロックする。幾つかの態様(図示せず)において、中間プレート302は、ロックモードにおいて窓410がプレート320によって被覆されないことを保証するようにストッパを有している。
前記図面及び説明は、本発明による、トルクコンバータのためのステータにおける一方向クラッチに関する。しかしながら、本発明の一方向クラッチは、トルクコンバータのためのステータ、トルクコンバータ、アクチュエータ機構、付属駆動装置及びトランスミッションを含むがこれらに限定されないあらゆる自動車コンポーネントにおいて使用されることができる。さらに、上記実施例において、本発明の一方向クラッチは、回転方向で固定されたプレートに関して説明されている。しかしながら、本発明のクラッチは、固定されたプレートを有することなく使用されることができる。例えば、図1及び図1Aに戻ると、ハブ10が回転可能であることができ、従って、フリーホイールモード及びロッキングモードは、プレート14と24との相対移動に関するものである。例えば、プレートが方向36に回転するならば、プレート14がプレート24よりも速く回転する場合、プレートは自由回転し、すなわち、上述のように縁部38がランプに乗り上げる。プレート14がプレート24よりも遅く回転する場合、プレートはロックし、上述のように縁部38はランプの面に係合する。すなわち、プレート14は前記プレート24に対して方向42に回転する。
本発明の一方向クラッチは、図示された、プレート若しくはディスク及び開口及び突出部、若しくはランプ、の構成に限定されない。すなわち、開口及び突出部の位置は反転されることができる。例えば、図1から図1Bまでに戻ると、開口20がプレート24に形成され、ランプ26がプレート14に形成されることができる。前の実施例は、図3等の上に示された別の構成に適用可能であり、この場合、窓118がディスク120に形成され、ランプ122がディスク114に形成されることができる。すなわち、プレート又はディスクのうちの一方に開口又は突出部のうちの一方が形成され、他方のプレート又はディスクに開口又は突出部のうちの他方が形成される。
本発明は極めて経済的に製造されかつ取り付けられることができる。本発明の多くのコンポーネントは、打抜き加工された、曲げられた部品から製造されることができ、前は中実のダイカスト又は圧縮成形された部品と交換される。また、個々のエレメント(図示せず)、例えばローラ、ラチェット、ばね等が省略される。したがって、本発明のステータに使用される材料がより少なく、フリーホイール機能を備えた従来のステータよりも軽量である。
したがって、本発明の目的は効率的に得られるが、本発明への変更及び修正は、請求項に記載された発明の精神又は範囲から逸脱することなく、当業者に容易に明らかであるべきである。本発明の特定の好適な実施形態を引用して説明されているが、請求項に記載された発明の範囲又は精神から逸脱することなく変更が成されることができることは明らかである。
シングルクラッチ機構を備えた本発明の平面図である。 図1における線1A−1Aに沿った、図1のステータの断面図である。 本発明のステータのための典型的なランプの断面図である。 2つのクラッチ機構を備えた本発明のステータの平面図である。 図2における線2A−2Aに沿った、図2のステータの断面図である。 打抜き加工された金属部品を用いた本発明のステータの部分的な断面図である。 図3における線3A−3Aに沿った、図3におけるステータの部分的な平面図である。 プレートを分離するための可動なエレメントを備えた、本発明のステータの部分的な断面図である。 図4における線4A−4Aに沿った、図4におけるステータの部分的な平面図である。 中間プレートを備えた本発明のステータの平面図である。 フリーホイールモードにおける図5におけるステータの、図5における線5A−5Aに沿った断面図である。 ロックモードにおける図5におけるステータの、図5における線5A−5Aに沿った断面図である。 中間プレートを備えた本発明のステータの平面図である。 フリーホイールモードにおける図6におけるステータの、図6の線6A−6Aに沿った断面図である。 ロックモードにおける図6におけるステータの、図6における線6A−6Aに沿った断面図である。
符号の説明
1 ステータ、 2 ステータリム、 4 内側ステータリング、 6 外側ステータリング、 8 案内ブレード、 10 ステータハブ、 12 多数歯スプライン、 14 ラチェットディスク、 15 内周面、 18 内側ケーシング、 220 窓、 22 スナップリング、 24 ロッキングディスク、 26 突出部、 28 面、 30 面、 31 傾斜領域、 32 平坦領域、 33 方向、 34 カップばね、 35 スナップリング、 38 縁部、 50 ステータ、 52 ラチェットディスク、 54 ロッキングディスク、 56 ばね、 60 外側ケーシング、 62 内側ケーシング、 64 窓、 66 ランプ、 101 ステータリム、 102 内側ステータリング、 104 外側ステータリング、 106 案内ブレード、 108 ステータハブ、 110 内側リング、 112 多数歯プロフィル、 114 ラチェットディスク、 116 軸線、 118 窓、 120 ロッキングディスク、 122 ランプ、 124 ステータリムキャリヤ、 130 カップばね、 132 外縁部、 138 タブ、 142 上面、 144 上面、 146 壁部、 148,150 長さ、 200 ステータ、 202 カップばね、 204 ステータリムキャリヤ、 206 ロッキングディスク、 208 ステータハブ、 210 ランプポケット、 212 ラチェットディスク、 214 底部、 216窓、 218 長手方向高さ、 219 ランプ、 220 ステータリム、 300 ステータ、 302 中間プレート、 304 窓、 306 ランプ、 308 ロッキングディスク、 310 セグメント、 314 軸方向、 400 ステータ、 402 タブ、 404 ランプ、 406 ロッキングディスク、 408 切欠、 410 窓、 412 ラチェットディスク

Claims (27)

  1. 自動車コンポーネントのための一方向クラッチにおいて、
    前記コンポーネントのための軸線に対して実質的に直交しかつ、前記コンポーネントの回転するエレメントに相対回動不能に結合された第1のプレートが設けられており、該第1のプレートが、第1の開口又は第1の突出部のうちの一方を有しており、
    前記軸線に対して実質的に直交した第2のプレートが設けられており、該第2のプレートが、前記第1の開口又は前記第1の突出部のうちの他方を有しており、前記第1の開口及び前記第1の突出部が、互いに係合してロックすることができることを特徴とする、自動車コンポーネントのための一方向クラッチ。
  2. 前記第1のプレートが前記軸線を中心にして第1の方向に回転可能であり、前記第1のプレートが前記第2のプレートよりも速く前記第1の方向に回転させられた場合に前記第1の突出部と前記第1の開口とが係合してロックすることができる、請求項1記載のクラッチ。
  3. 前記第2のプレートが前記軸線を中心にして前記第1の方向に回転可能である、請求項2記載のクラッチ。
  4. 前記第2のプレートが前記軸線を中心に回転不可能である、請求項2記載のクラッチ。
  5. 前記第1のプレートが、前記第2のプレートに対して、前記第1の方向とは反対方向の第2の方向に回転する場合、前記第1の突出部と前記第1の開口とが互いに滑りながら係合することができる、請求項2記載のクラッチ。
  6. 前記第2のプレートが前記軸線を中心にして回転不可能である、請求項5記載のクラッチ。
  7. 軸方向で前記第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された中間プレートが設けられており、前記第1のプレートが前記第2のプレートに対して前記第2の方向に回転すると、前記中間プレートと前記第1の突出部とが係合可能であり、前記中間プレートが、前記第1の突出部が前記第1の開口に係合するのを妨げる、請求項5記載のクラッチ。
  8. 前記中間プレートがさらに第2の開口を有しており、前記第1の開口と前記第2の開口とが整合可能である、請求項7記載のクラッチ。
  9. 前記少なくとも1つの第1の突出部がさらに、前記中間プレートが前記第2の方向に回転させられた場合に前記第1のプレート又は第2のプレートのうちの一方と係合可能なタブを有している、請求項7記載のクラッチ。
  10. 前記第1のプレート、前記第2のプレート又は前記中間プレートのうちの少なくとも1つが、打抜き加工された部品である、請求項7記載のクラッチ。
  11. 前記第2のプレートと接触する押付けエレメントが設けられており、
    前記第2のプレートが軸方向に変位可能であり、前記押付けエレメントが前記第2のプレートを前記軸線に沿って前記第1のプレートに向かって押し付けている、請求項1記載のクラッチ。
  12. 前記押し付けエレメントがばねである、請求項11記載のクラッチ。
  13. 前記第2のプレートそれ自体が弾性的であり、前記第1のプレートと接触している、請求項1記載のクラッチ。
  14. 前記軸線に対して実質的に直交方向の、前記回転するエレメントに相対回動不能に結合された第3のプレートが設けられており、前記第3のプレートが、第2の開口又は第2の突出部のうちの一方を有しており、
    前記軸線に対して実質的に直交方向の第4のプレートが設けられており、前記第4のプレートが、前記第2の開口又は第2の突出部のうちの他方を有しており、前記第2の開口と前記第2の突出部とが係合してロックすることができる、請求項1記載のクラッチ。
  15. 前記第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された少なくとも1つの軌道が設けられており、
    前記少なくとも1つの軌道に配置された、前記第1及び第2のプレートと接触した少なくとも1つのエレメントが設けられており、
    前記第2のプレートが、前記軌道における前記エレメントの移動に応じて、前記第1のプレートに対して軸方向で変位可能である、請求項1記載のクラッチ。
  16. 前記第1の開口と前記第1の突出部とが前記移動に応じて係合可能である、請求項15記載のクラッチ。
  17. 前記エレメントが、前記第1のプレートの回転に応じて、前記第2のプレートに対して可動である、請求項15記載のクラッチ。
  18. 前記エレメントが球体である、請求項15記載のクラッチ。
  19. 前記自動車コンポーネントが、トルクコンバータのためのステータと、トルクコンバータと、アクチュエータ機構と、付属駆動装置と、トランスミッションとから成るグループアから選択されている、請求項15記載のクラッチ。
  20. トルクコンバータのためのステータのための一方向クラッチにおいて、
    前記ステータのための軸線を中心に半径方向に配置された、前記ステータのためのリムに相対回動不能に結合された第1のプレートが設けられており、該第1のプレートが第1の開口又は第1の突出部のうちの一方を有しており、
    前記軸線を中心に半径方向に配置された、前記ステータのためのハブに相対回動不能に結合された第2のプレートが設けられており、該第2のプレートが、前記第1の開口又は前記第1の突出部のうちの他方を有しており、前記第1のプレートが第1の方向に回転する場合に前記第1の突出部と前記第1の開口とが係合してロックすることができ、前記第1のプレートが、前記第1の方向とは反対方向の第2の方向に回転する場合には、前記第1の突出部と前記第1の開口とが互いに滑るように係合することができることを特徴とする、トルクコンバータのためのステータのための一方向クラッチ。
  21. 軸方向で前記第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された中間プレートが設けられており、前記第1のプレートが前記第2の方向に回転すると、前記中間プレートと前記第1の突出部とが係合可能であり、前記中間プレートが、前記第1の突出部が前記第1の開口に係合するのを妨げる、請求項20記載のクラッチ。
  22. 前記第1のプレート、前記第2のプレート、又は前記中間プレートのうちの少なくとも1つが打抜き加工された部品である、請求項21記載のクラッチ。
  23. 前記第2のプレートと接触した押付けエレメントが設けられており、
    前記第2のプレートが軸方向で変位可能であり、前記押付けエレメントが前記第2のプレートを前記軸線に沿って前記第1のプレートに向かって押し付けている、請求項20記載のクラッチ。
  24. 前記第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された少なくとも1つの軌道が設けられており、
    前記少なくとも1つの軌道に配置された、前記第1及び第2のプレートと接触した少なくとも1つのエレメントが設けられており、前記エレメントが、前記第1のプレートの回転に応じて、前記第2のプレートに対して可動であり、前記第2のプレートが、前記移動に応じて、前記第1のプレートに対して軸方向で変位可能であり、前記第1の開口と前記第1の突出部とが前記移動に応じて係合可能である、請求項20記載のクラッチ。
  25. トルクコンバータのためのステータのための一方向クラッチにおいて、
    前記ステータのための軸線に対して実質的に直交する、前記ステータのためのリムに相対回動不能に結合された、第1の打抜き加工されたプレートが設けられており、該第1のプレートが第1の開口を有しており、
    前記軸線に対して実質的に直交する、前記ステータのためのハブに相対回動不能に結合された、第2の打抜き加工されたプレートが設けられており、該第2のプレートが第1の突出部を有しており、
    前記第2のプレートに接触した押付けエレメントが設けられており、
    軸方向で前記第1のプレートと第2のプレートとの間に配置された中間プレートが設けられており、前記第1のプレートが第1の方向に回転させられた場合、前記第1の突出部と前記第1の開口とが係合してロックし、前記第1のプレートが、第1の方向とは反対方向の第2の方向に回転する場合、前記第1の突出部と前記第1の開口とが互いに滑るように係合し、前記第1のプレートが前記第2の方向に回転すると、前記中間プレートと前記第1の突出部とが係合可能であり、前記中間プレートが、前記第1の突出部が前記第1の開口に係合するのを妨げ、前記第2のプレートが軸方向に変位可能であり、前記押付けエレメントが前記第2のプレートを前記軸線に沿って前記第1のプレートに向かって押し付けることを特徴とする、トルクコンバータのためのステータのための一方向クラッチ。
  26. トルクコンバータのためのステータにおいて一方向回転させる方法において、
    前記ステータのための軸線に対して実質的に直交するように第1のプレートを配置し、該第1のプレートが少なくとも1つの第1の開口を有しており、
    前記第1のプレートを、前記ステータのためのリムに結合し、
    前記軸線に対して実質的に直交するように第2のプレートを配置し、該第2のプレートが、少なくとも1つの第1の突出部を有しており、
    前記第2のプレートを、前記ステータのためのハブに結合し、
    前記第1のプレートを第1の方向に回転させ、
    前記少なくとも1つの第1の開口と、前記少なくとも1つの第1の突出部とを係合させてロックすることを特徴とする、トルクコンバータのためのステータにおいて一方向回転させる方法。
  27. 前記第1のプレートを、前記第1の方向とは反対方向の第2の方向に回転させ、
    前記少なくとも1つの第1の突出部と、前記少なくとも1つの第1の開口とを、互いに滑るように係合させる、請求項26記載の方法。
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