JP2011226566A - ワンウェイクラッチ及びワンウェイクラッチを有するステータ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステータ組立体の軸方向の全幅を短縮し、周辺部品を簡略化したワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】 ワンウェイクラッチであって、カム面を有するポケットと径方向内方に延在する突出部とを備えた外輪と、外輪に対して内径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、外周面を有する内輪と、ポケットに配置され、外輪のカム面と内輪の外周面との間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、トルク伝達部材を外輪のカム面との噛み合い方向に付勢するスプリングと、外輪と内輪との間に配置され、外輪の突出部と内輪の外周面との間に介装されたベアリング部材と、を備えたことを特徴とするワンウェイクラッチ。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車のトルクコンバータなどにおいてバックストップ部品として使用されるワンウェイクラッチに関するものであり、軸受機能を備えたワンウェイクラッチに関する。

一般に、ワンウェイクラッチは、自動車の動力伝達機構などにおいて、一方向での動力の伝達を断続するために用いられている。そのような、ワンウェイクラッチの中で、トルクコンバータのステータに用いられるものがある。このようなワンウェイクラッチでは、ワンウェイクラッチの外輪にステータホイールを圧入またはキー嵌合させることにより一体化されており、ワンウェイクラッチの両側にラジアル荷重を受ける軸受をもつことが多い。例えば、特許文献１及び２にそのような例が開示されている。

図４は、そのような従来技術を模式的に示したワンウェイクラッチ１３０の軸方向断面図である。トルクコンバータのステータホイール１９０と一体化された外輪１１０と内輪１２０とからなるワンウェイクラッチ１３０は、その間にスプラグを有するクラッチ部１８０を備えている。

ワンウェイクラッチ１３０の軸方向両側には、ラジアル荷重を受ける２つの軸受１４０及び１５０が設けられている。軸受１４０及び１５０はスラスト軸受１６０で支持されている。このため、ワンウェイクラッチ１３０を内蔵するステータ組立体２００の軸方向全幅Ｗ３は大きくなっている。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２００９−２９９８６２ 特開２００９−２９９８６０

しかしながら、上述した特許文献１及び２に代表される従来のワンウェイクラッチでは、軸方向両端の軸受をアルミブシュやスラスト軸受等で支持するためにステータ組立体２００の軸長が短くできなかった。

近年、車両搭載装置の小型・軽量化に対する要求が厳しくなり、ワンウェイクラッチを含むステータ組立体の軸方向長さの短縮化や、周辺部品の簡略化による軽量化が更に求められている。しかしながら、従来のワンウェイクラッチでは、必ずしもその要求に答えられなかった。

従って、本発明の目的は、軸方向の全幅を短縮し、周辺部品を簡略化したワンウェイクラッチ及びワンウェイクラッチを有するステータ組立体を提供することである。

上記目的を達成するため、本願発明のワンウェイクラッチは、
カム面を有するポケットと径方向内方に延在する突出部とを備えた外輪と、
前記外輪に対して内径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、外周面を有する内輪と、
前記ポケットに配置され、前記外輪の前記カム面と前記内輪の外周面との間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材を前記外輪の前記カム面との噛み合い方向に付勢するスプリングと、
前記外輪と前記内輪との間に配置され、前記外輪の前記突出部と前記内輪の前記外周面との間に介装されたベアリング部材と、
を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、以下のような効果が得られる。
ステータ組立体の軸方向長さ（全幅）を短縮化でき、周辺部品の簡略化による軽量化ができる。従って、コンパクトで、省スペース、コストパフォーマンスに優れたワンウェイクラッチを提供できる。

また、ワンウェイクラッチの全幅内に軸受機能を含めているため、ステータ組立体の軸方向両側に設けられていたラジアル軸受を廃止できる。そのため、ワンウェイクラッチの軸長を短くできる。

本発明の一実施例を示すワンウェイクラッチの正面図である。 本発明の第１実施例を示すワンウェイクラッチを示す軸方向部分断面図である。 本発明の第２実施例を示すワンウェイクラッチを示す軸方向部分断面図である。 従来のワンウェイクラッチの軸方向部分断面図である。

本発明で使用する用語「トルク伝達部材」は、外輪のポケット内に形成したカム面と内輪の外周面とに係合（噛み合う）し、トルクを伝達する部材を示す。カム面に係合することができるものであれば、形状は問わない。トルク伝達部材の例としては、ローラ、球体、球体状のスプラグなど、各種の形態が可能である。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は本発明を例示として説明するものであって、本発明を限定するものではないことは言うまでもない。また、各図面中同一部分は同一符号で表わしてある。

図１は、本発明の一実施例を示すワンウェイクラッチの正面図である。図１に示すように、トルクコンバータ（不図示）に用いられるワンウェイクラッチ３０は、トルクコンバータのステータホイール５０（図２及び図３参照）に圧入またはキー嵌合させることにより一体的に固定された外輪１と、外輪１に対して内径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、外周面２０を有する内輪２とを備えている。外輪１の内径側には、カム面９を有するポケット４が周方向等配に複数設けられている。

ポケット４には、トルク伝達部材であるローラ３が配置されている。ほぼ円筒形のローラ３は、外輪１のカム面９と内輪２の外周面２０との間で係合し（噛み合い）、トルクを伝達する。ポケット４には、ローラ３を外輪のカム面９との噛み合い方向に付勢するスプリング５が配置されている。

スプリング５は、アコーディオンスプリングであるが、その他のスプリング、例えばコイルスプリングなどであっても良い。

外輪１の径方向内方には、内輪２に向かって延在する突出部が設けられている。突出部は、周方向等配に複数設けられ、スプリング５を保持する第１の突出部７と、スプリング５を保持すると共に、ベアリング部材６が取り付けられている第２の突出部８を含み、第１の突出部７と第２の突出部８とは、周方向で交互に設けられている。図１から分かるように、第１の突出部７が２箇所、周方向に並置され、その両隣に第２の突出部８が配置されている。本実施例では、第２の突出部８は、周方向で３箇所設けられている。

第１の突出部７の周方向の側面１３には、スプリング５が着座し、そこに保持されている。また、第２の突出部８にはベアリング部材６が介装されている。ベアリング部材６は、第２の突出部８を覆うように挟み込まれている。ベアリング部材６は、軸受機能を有する底面１１と底面１１の周方向の両側から延在する側部１０及び１２とを備え、一体として形成されている。

底面１１は、第２の突出部８の先端部１５に当接している。側部１０と側部１２とで、第２の突出部８を囲み、全体として第２の突出部８を覆うように外輪１と内輪２との間に介装されている。側部１２は、側部１０より径方向の長さが長く、スプリング３の端部を保持する座面の機能を有している。

図１から分かるように、第１の突出部７は、内輪２の外周面２０に対して所定の間隙を有しており、内輪２に接触しない。これに対して第２の突出部８と内輪２との間の間隙はベアリング部材６の底面１１の厚さより僅かに大きく設定されている。

ベアリング部材６は、外輪１の第２の突出部８に固定するのではなく、２つの側部１０と１２で第２の突出部８を挟み込む構造となっているので、構成を簡略化できる。ベアリング部材６は、周方向で３箇所に設けられているが、この数は任意であり、必要に応じて変更できる。

ワンウェイクラッチ３０の作動時には、ブロックベアリング５の底面が、内輪２に対する軸受機能を有するが、従来の軸受と同程度のトルク容量をもっている。ベアリング部材６は、機能性を有するコーティング材を付着する方法や、プレス鋼板または焼結材で一体的に形成される。外輪１の第２の突出部８で支持することにより、軸受としての剛性を確保した上で、内輪２との間の摺動部にスベリ軸受機能を与えることができる。

ベアリング部材６は、第２の突出部８にスナップ嵌め式に嵌め込むこともできる。更に、独立した部材として構成して、３箇所の第２の突出部８に取り付けることもできるが、それぞれを結合する環状の部材により一体物とすることもできる。

（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例を示すワンウェイクラッチを示す軸方向部分断面図である。ステータホイール５０に一体的に固定された外輪１は、軸方向の一端部に、内径方向に延在する環状のフランジ部２４を備えている。このフランジ部２４と軸方向で対向して、側板２３が設けられている、ワンウェイクラッチ３０のクラッチ部２８はフランジ部２４と環状の側板２３との間に配置されている。フランジ部２４より軸方向の厚さが小さい側板２３は、外輪１に固定されたストッパーリング２５により軸方向外方への移動を制限され、クラッチ部２８が軸方向に脱落することを防止している。

また、側板２３は軸方向外方に配置されたスラスト軸受２１で、またフランジ部２４は軸方向外方に配置されたスラスト軸受２２で支持されている。図２において、ワンウェイクラッチ３０を含むステータ組立体６０の軸方向の全幅をＷ２で示している。図４で示した従来のステータ組立体２００に比べて、軸方向の片側を側板で支持しているため、その分軸方向の全幅が小さくなっている。すなわち、Ｗ２＜Ｗ３である。従って、ステータ組立体６０の軸方向長さを短縮化でき、周辺部品の簡略化によるステータ組立体５０全体の軽量化ができる。

（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例を示すワンウェイクラッチを示す軸方向部分断面図である。第２実施例では、ステータホイール５０に一体的に固定された外輪１にフランジ部を設けず、ワンウェイクラッチ３０のクラッチ部２８の軸方向両側を側板で支持している。側板２３と側板２６で、ワンウェイクラッチ３０のクラッチ部２８を支持している。それぞれ環状の側板２３及び２６は、従来の軸受や図２のフランジ部２４より軸方向の厚さが小さい。側板２３は、第１実施例と同様に、外輪１に固定されたストッパーリング２５により軸方向外方への移動を制限され、側板２６は、外輪１に固定されたストッパーリング２７により軸方向外方への移動を制限され、側板２３及び２６でクラッチ部２８が軸方向に脱落することを防止している。

また、第１実施例と同様に、側板２３は軸方向外方に配置されたスラスト軸受２１で、また側板２６は軸方向外方に配置されたスラスト軸受２２で支持されている。図３において、ワンウェイクラッチ３０を含むステータ組立体６０の軸方向の全幅をＷ１で示している。軸方向の両側を薄い側板で支持しているため、図４で示した従来のステータ組立体２００と第１実施例に比べて、更に軸方向の全幅が小さくなっている。すなわち、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３である。従って、ステータ組立体６０全体の軸方向長さを更に短縮化できることにより、全体構造の短縮化及び軽量化がより有効に達成できる。

上述した第１実施例及び第２実施例において、側板２３、フランジ部２４、側板２６は、ワンウェイクラッチ３０のクラッチ部２８を軸方向で保持しているが、その際、ベアリング部材６も軸方向での移動を制限されている。

本発明は、トルクコンバータに用いることができるが、車両の自動変速機など一般的な動力伝達機構にも用いることができる。

１ 外輪
２ 内輪
３ ローラ
４ ポケット
５ スプリング
６ ベアリング部材
７ 第１の突出部
８ 第２の突出部
９ カム面
２３ 側板
２４ フランジ部
２６ 側板
３０ ワンウェイクラッチ
５０ ステータホイール
６０ ステータ組立体
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ ステータ組立体の軸方向全幅

Claims (7)

1. ワンウェイクラッチであって、
   カム面を有するポケットと径方向内方であって前記内輪側に延在する突出部とを備えた外輪と、
   前記外輪に対して内径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、外周面を有する内輪と、
   前記ポケットに配置され、前記外輪の前記カム面と前記内輪の外周面との間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、
   前記トルク伝達部材を前記外輪の前記カム面との噛み合い方向に付勢するスプリングと、
   前記外輪と前記内輪との間に配置され、前記外輪の前記突出部と前記内輪の前記外周面との間に介装されたベアリング部材と、
   を備えたことを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記突出部は前記スプリングを保持し、前記ベアリング部材は、前記突出部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
3. 前記突出部は周方向等配に複数設けられ、前記スプリングを保持する第１の突出部と、前記スプリングを保持すると共に、前記ベアリング部材が取り付けられている第２の突出部を含み、前記第１の突出部と前記第２の突出部とは、周方向で交互に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記ベアリング部材は、前記スプリングが着座する座面を有することを特徴とする請求項３に記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記ベアリング部材は、プレス鋼板または焼結材からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
6. 前記ベアリング部材は、機能性を有するコーティング材で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチを有し、前記外輪がトルクコンバータのステータホイールに一体的に固定されていることを特徴とするステータ組立体。

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