JP2016176559A - セレクタブルワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動時に潤滑油の温度が低い場合であっても、スライドプレートが引き摺られることを抑制し、ノッチプレートとポケットプレートとの誤係合を防ぐ。【解決手段】ポケットプレートとノッチプレートとの間に配置されたスライドプレートをアクチュエータ２によって回転させて、ポケットプレートとノッチプレートとの係合および係合解除を行うように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、アクチュエータ２は、直線的に前後動するプランジャ３を有し、プランジャ３に嵌合させられたリング片５と、リング片５をプランジャ３の前後動方向のいずれか一方の方向で係合させるストッパ部９とが設けられ、リング片５の線膨張係数もしくは体積膨張係数が、プランジャ３の線膨張係数もしくは体積膨張係数よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、正逆いずれか一方の回転方向にはトルクを伝達するとともに他の回転方向に対してはトルクを伝達しない係合状態と、正逆いずれの方向にもトルクを伝達しない係合解除状態とに切り替えることのできるセレクタブルワンウェイクラッチ（以下、ＳＯＷＣと記す）に関するものである。

ハイブリット車両（以下、ＨＶ車両と記す）に搭載されるワンウェイクラッチの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のＨＶ車両では、アウタレースがモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと記す）に接続され、インナレースがケースに接続されている。引用文献１の記載では、アウタレースがインナレースに対して相対的に正回転することは許容されるが、アウタレースがインナレースに対して相対的に負回転することは阻止されるように構成されている。また、ＨＶ車両では、エンジンが始動するときにＭＧをスターターとして機能させる。

一方、ワンウェイクラッチとしての機能を解除することのできるセレクタブルワンウェイクラッチが知られており、上記の特許文献１に記載されたＨＶ車両におけるワンウェイクラッチに替えてこの種のＳＯＷＣを採用することが可能である。従来知られているＳＯＷＣは、ポケットプレートとノッチプレートとの間にスライドプレートを回転可能に挟み込み、電磁アクチュエータなどの駆動装置によってスライドプレートを回転（スライド）させることにより、ポケットプレートとノッチプレートとを係合させ、またその係合を解除するように構成されている。

特許第５１２０６５０号公報

ＳＯＷＣは相対的に摺動する部分を有しているため、潤滑油によって潤滑するように構成されている。これに対して上記の各プレートは、相対回転するように構成されているため、例えばポケットプレートを固定した状態でノッチプレートを回転させると、スライドプレートに潤滑油を介してトルクが作用する。これは、潤滑油の粘性に起因する剪断力による引き摺り作用であり、潤滑油の粘度が高いほど、大きい引き摺りトルクが作用する。したがって、潤滑油の温度が低い場合には、その粘度が高くなるので、スライドプレートが上記の引き摺りトルクによって回転してしまい、ポケットプレートとノッチプレートとが誤係合する可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、低温の潤滑油が流動することに伴って、スライドプレートが回動することを抑制可能なＳＯＷＣの提供を目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するためにポケットプレートとノッチプレートとの間に配置されたスライドプレートをアクチュエータによって回転させて、前記ポケットプレートとノッチプレートとの係合および係合解除を行うように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、前記アクチュエータは、直線的に前後動するプランジャを有し、前記プランジャに嵌合させられたリング片と、前記リング片を前記プランジャの前後動方向のいずれか一方の方向で係合させるストッパ部とが設けられ、前記リング片の線膨張係数もしくは体積膨張係数が、前記プランジャの線膨張係数もしくは体積膨張係数よりも大きいことを特徴とするものである。

この発明によれば、スライドプレートと連結されたプランジャよりも大きな線摩擦係数もしくは体積膨張係数を有するリング片がプランジャに嵌合している。そのため、潤滑油の温度が低いことによって、リング片およびプランジャの温度が低くなっている場合には、リング片の内径が小さくなり、リング片が熱応力によってプランジャに強固に嵌合した状態になる。したがって、潤滑油の温度が低いことにより潤滑油の粘度が高くなっている状態で、ノッチプレートの回転動作に引き摺られてスライドプレートに引き摺りトルクが作用しても、リング片がストッパ部に係合してプランジャが移動しない。したがって、スライドプレートが前記引き摺りトルクによって回転することがなく、ノッチプレートとポケットプレートとの誤係合が防止もしくは抑制される。また、潤滑油の温度が高い場合、リング片が熱膨張してプランジャに対する嵌合力が小さくなるが、潤滑油の粘度が低くなっていて前記引き摺りトルクが小さいことから、スライドプレートが潤滑油を介して引き摺られたり、それに伴ってノッチプレートとポケットプレートとが係合するなどのことが防止もしくは抑制される。

この発明に係る主な構成を表す図で、（ａ）は、この発明における実施例を説明する模式図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるI部の部分拡大図である。 この発明に係る他の構成を表す図で、（ａ）は、この発明における他の実施例を説明する模式図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるII部の部分拡大図である。

図１（ａ）にこの発明に係るセレクタブルワンウェイクラッチ（以下、ＳＯＷＣと記す）を切替動作させるための機構の一例を示してある。ＳＯＷＣの原理的な構成は従来知らている構成のものと同様である。その構成を簡単に説明すると、ポケットプレートとノッチプレートとの間に配置されたスライドプレートによって、ポケットプレートとノッチプレートとの係合および係合解除を行うように構成されている。スライドプレートは、図１（ａ）に示すアクチュエータアーム１と連結され、アクチュエータ２によって回転させられてＳＯＷＣを係合および係合解除の状態に切り替えることができる。また、アクチュエータ２は、プランジャ３と、リターンスプリング４とを備えている電磁アクチュエータである。

アクチュエータ２の本体部分から突出しているプランジャ３の端部には、リング片５および支持部材８が配置され、プランジャ３のうち本体部分とリング片５との間にアクチュエータアーム１が連結されている。プランジャ３は、アクチュエータ２およびリターンスプリング４とによって直線的に前後（図１（ａ）における左右方向）へ動作させられる。プランジャ３が左右方向へ動作されることよって、アクチュエータアーム１を介してスライドプレートが動作され、ＳＯＷＣを係合および係合解除状態に切り替えられる。

アクチュエータ２は、電磁力や油圧等によって動作される駆動装置であって、図１（ａ）に示すように、プランジャ３を出力軸として備えている。また、アクチュエータ２は、オン状態で、プランジャ３を本体部側に引き戻す方向、つまり、図１（ａ）における右方向へ移動させるように構成されている。

リターンスプリング４は、図１（ａ）に示すように、一端がアクチュエータ２の本体部分に当接し、他端がプランジャ３に設けられている座面（フランジ部）６に当接していて、これらの間に圧縮状態で配置されている。リターンスプリング４は、アクチュエータ２が動力を停止したときに、プランジャ３の位置を元に戻す方向、つまり、図１（ａ）における左方向に移動させる弾性力を生じている。

アクチュエータアーム１は、上述したように、一端がスライドプレートと連結され、他端がプランジャ３と連結されている。また、アクチュエータアーム１は、座面６と対となるように設けられた他の座面（フランジ部）７との間に挟み込まれている。他の座面７は、アクチュエータアーム１を前記座面６との間に挟むことで、アクチュエータアーム１の軸線方向への動きを規制するよう構成されている。すなわち、アクチュエータ２によってプランジャ３が前後動したときに、プランジャ３と共にアクチュエータアーム１がプランジャ３と同方向に動作するようになっている。

リング片５は、プランジャ３に用いられている材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料により構成されている。また、リング片５は、図１（ａ）の破線で示すように、常温時にはリング片５とプランジャ３との間に間隙が生じている。また、図１（ａ）の実線で示すように、ー２０℃程度の極低温時にはリング片５とプランジャ３との間隙が完全に埋まり、リング片５とプランジャ３とが一体化されるように嵌合されている。なお、リング片５は、プランジャ３に用いられている材料の体積膨張係数よりも大きい体積膨張係数を有する材料により構成されていてもよい。

支持部材８は、ＳＯＷＣが収容されているケース（図示省略）に連結された部材もしくはケースの一部である。この支持部材８は、ストッパ部９を有している。本実施例において支持部材８は、プランジャ３の端部を前後動可能に嵌合させるとともにプランジャ３に嵌合させられたリング片５を収容しており、プランジャ３が貫通している部分の開口径はリング片５の外形より小さく、したがってプランジャ３が引き戻された場合にリング片５を当接されて抜け止めするように構成されている。したがって、リング片５とプランジャ３とが一体化された状態でリング片５が図１（ａ）における右方向へ移動するとストッパ部９に接触する。また、支持部材８には、車両の振動等によりリング片５が図１（ａ）の左方向へ抜けることを防止するスナップリング１０が設けられている。

上述した構成においては、ＳＯＷＣを潤滑している潤滑油の温度が低いとリング片５が収縮して内径が減少することにより、プランジャ３を強く締め付けてプランジャ３と一体化される。そのときに、プランジャ３が図１（ａ）における右方向へ動かされると、ストッパ部９とリング片５とが係合するため、プランジャ３の図１（ａ）における右方向への移動が規制される。

例えば、エンジン始動時等において、周囲の温度が低いとＳＯＷＣの潤滑に用いられる潤滑油の温度も低いため、潤滑油の粘性に起因する剪断力により大きな引き摺りトルクがスライドプレートに作用してしまう。そのような場合であっても、リング片５がストッパ部９と接触することでスライドプレートが引き摺られることを抑制し、ノッチプレートとポケットプレートとの誤係合を防ぐことができる。また、上述したような構造のリング片５とストッパ部９とを設けるのみであるため、プランジャ３を従来構造から大きく設計変更する必要がなく、容易に実施することができる。

図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるストッパ部９とリング片５とが接触する部分Iを拡大して示す部分拡大図である。図１（ｂ）に示すように、リング片５とストッパ部９とが接触する箇所は、それぞれ面取りしたラウンドが設けられている。上述したように、スライドプレートが引き摺られると、リング片５とストッパ部９とが当接するため、当接する部分は衝撃荷重が作用する可能性がある。図１（ｂ）に示すようにラウンドを設けることで、リング片５とストッパ部９との接触時の応力集中を抑えることができ、各部材の破損を抑制することができる。

プランジャ３の移動を規制するための構造は上述した構造に限らず、例えば図２に示すような構造でもよい。以下にその構造を簡単に説明する。また、図２では、上述した構成と異なる構成のみ説明し、同様の構成については同じ符号を付してある。なお、常温時におけるリング片５を図２（ａ）に破線で示している。

図２（ａ）で示す構造では、プランジャ３のリング片５が嵌合されている部分に環状の切欠部１１が形成されている。つまり、図２（ａ）で示すように、極低温時には切欠部１１にリング片５が入り込む。そのため、粘性の高い潤滑油によってスライドプレートが引き摺られ、プランジャ３が図２（ａ）における右方向に動いた場合には、リング片５とストッパ部９および切欠部１１とがそれぞれ面接触する。したがって、スライドプレートが引き摺られることをさらに確実に抑制し、ノッチプレートとポケットプレートとの誤係合を防ぐことができる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるリング片５とストッパ部９および切欠部１１とが当接する部分IIを拡大して示す部分拡大図である。図２（ｂ）に示すように、リング片５とストッパ部９および切欠部１１とが接触する箇所は、それぞれラウンドが設けられている。上述したように、リング片５とストッパ部９および切欠部１１とが当接する部分は摩耗や破損の可能性が高くなる。それに対し、図２（ｂ）に示すように各部材の接触部分にラウンドを設けることで、リング片５とストッパ部９および切欠部１１との接触時の応力集中を抑えることができ、各部材における破損を抑制することができる。

なお、この発明は上述した具体例に限定されないものであって、上記の具体例で説明した作用が生じる範囲で適宜に設定することができる。例えばリング片５は、温度が所定温度より低いときにプランジャ３と一体化可能に嵌合され、かつストッパ部９がリング片５をプランジャ３前後動方向のいずれか一方の方向で係合させる機能を有していればよい。また、ストッパ部９は、リング片５をプランジャ３の前後動方向のいずれか一方の方向で係合させていればよい。すなわち、温度が所定温度より低いときに、スライドプレートが引き摺られることを抑制するようにリング片５と係合できればよい。

２…アクチュエータ、 ３…プランジャ、 ５…リング片、 ９…ストッパ部。

Claims (1)

1. ポケットプレートとノッチプレートとの間に配置されたスライドプレートをアクチュエータによって回転させて、前記ポケットプレートとノッチプレートとの係合および係合解除を行うように構成されたセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
   前記アクチュエータは、直線的に前後動するプランジャを有し、
   前記プランジャに嵌合させられたリング片と、
   前記リング片を前記プランジャの前後動方向のいずれか一方の方向で係合させるストッパ部とが設けられ、
   前記リング片の線膨張係数もしくは体積膨張係数が、前記プランジャの線膨張係数もしくは体積膨張係数よりも大きいこと
   を特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。

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