JP2017109544A - Power train - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はパワートレインに関し、とくにワンウェイクラッチを有するものに関する。 The present invention relates to a power train, and more particularly, to one having a one-way clutch.
ハイブリッド車両等のパワートレインにおいて、エンジンとモータとの間にワンウェイクラッチを備える構成が公知である。このような構成では、モータの回転数がエンジンの回転数より大きい場合には動力伝達が切断される。 In a powertrain such as a hybrid vehicle, a configuration including a one-way clutch between an engine and a motor is known. In such a configuration, power transmission is cut off when the rotational speed of the motor is larger than the rotational speed of the engine.
ワンウェイクラッチは、スプラグ式のものや、円筒形のころとバネとインナーレースとアウターレースでくさびを形成する形式のもの等が知られている。特許文献1には、スプラグ式のワンウェイクラッチの構成の例が記載されている。 As the one-way clutch, a sprag type, a type in which a wedge is formed by a cylindrical roller, a spring, an inner race, and an outer race are known. Patent Document 1 describes an example of a configuration of a sprag type one-way clutch.
しかしながら、従来のパワートレインでは、ワンウェイクラッチがクラッチ非締結状態にある場合に摩擦が発生するという問題があった。 However, the conventional power train has a problem that friction occurs when the one-way clutch is in the non-clutch state.
たとえば特許文献1の構成では、ワンウェイクラッチの外輪から内輪へ動力伝達が切断されている時にもスプラグが外輪および内輪の双方と接触しつつ運動するので、摩擦により内輪の連れ回りが発生する。この摩擦のため、たとえば燃費が悪化するという問題が発生する。 For example, in the configuration of Patent Document 1, even when power transmission from the outer ring to the inner ring of the one-way clutch is cut, the sprag moves while contacting both the outer ring and the inner ring, so that the inner ring is rotated by friction. Due to this friction, for example, a problem that fuel consumption deteriorates occurs.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ワンウェイクラッチがクラッチ非締結状態にある場合の摩擦を低減するパワートレインを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a power train that reduces friction when the one-way clutch is in a non-clutch state.
上述の問題を解決するため、この発明に係るパワートレインによれば、エンジンとモータとを有し、エンジンとモータとの間にワンウェイクラッチを有するパワートレインにおいて、ワンウェイクラッチは、エンジンに機械的に接続されるインナーレースと、インナーレースの外周側に配置されるとともに、モータに機械的に接続されるアウターレースと、アウターレースに対して接触するクラッチ締結位置と、アウターレースに対して非接触となるクラッチ解放位置との間で変位可能にインナーレースに保持されるクラッチ係合部と、弾性力によりクラッチ係合部をインナーレース側に付勢して、エンジンの回転数が所定値以下の時にクラッチ解放位置を保持し、エンジンの回転数が所定値を超える時に、クラッチ係合部に生じる遠心力によって弾性変形してクラッチ解放位置からクラッチ締結位置への変位を許容する弾性部材とを有し、アウターレースは、クラッチ締結位置にクラッチ係合部が変位した時に、クラッチ係合部が係合される係合凹部を有する。 In order to solve the above problem, according to the power train of the present invention, in the power train having an engine and a motor and having a one-way clutch between the engine and the motor, the one-way clutch is mechanically connected to the engine. The inner race to be connected, the outer race that is disposed on the outer peripheral side of the inner race and mechanically connected to the motor, the clutch fastening position that contacts the outer race, and the non-contact to the outer race A clutch engaging portion that is held by the inner race so as to be displaceable between the clutch disengaged position, and when the engine speed is equal to or less than a predetermined value by urging the clutch engaging portion toward the inner race side by elastic force. When the clutch release position is maintained and the engine speed exceeds the specified value, the centrifugal force generated in the clutch engagement part And an elastic member that elastically deforms to allow displacement from the clutch release position to the clutch engagement position, and the outer race engages with the clutch engagement portion when the clutch engagement portion is displaced to the clutch engagement position. Having an engaging recess.
この発明によれば、エンジンの回転数に応じて、ワンウェイクラッチのクラッチ係合部の位置が変化する。 According to this invention, the position of the clutch engaging portion of the one-way clutch changes according to the engine speed.
インナーレースは、クラッチ係合部を収容可能な収容凹部を備えてもよい。
クラッチ係合部は、インナーレースの回転方向に前端および後端を有し、収容凹部は、クラッチ係合部の後端がクラッチ径方向外側に移動することを阻止する後端保持壁を備えてもよい。
クラッチ係合部の後端は、収容凹部と回動可能に嵌合し、クラッチ係合部の前端は、弾性部材の弾性力により、クラッチ径方向内側かつ後方に付勢されてもよい。
弾性部材は、両端に膨径部を備える引張ばねであり、クラッチ係合部は、クラッチ径方向内側に向かって開口するばね保持開口を備え、インナーレースは、収容凹部においてクラッチ系方向外側に向かって開口するばね保持開口を備え、クラッチ係合部のばね保持開口が、クラッチ径方向外側の膨径部を拘束し、インナーレースのばね保持開口が、クラッチ径方向内側の膨径部を拘束してもよい。
弾性力は圧縮ばねによって実現され、収容凹部は、該収容凹部の前端のクラッチ径方向外側から後方に延びるばね支持突起を備え、圧縮ばねのクラッチ径方向外側端は、ばね支持突起に固定され、圧縮ばねのクラッチ径方向内側端は、クラッチ係合部に固定されてもよい。
係合凹部と、クラッチ係合部とは、クラッチ正転方向に加わるトルクが所定値未満のときに係合し、クラッチ正転方向に加わるトルクが所定値を超えるときに係合が解除されるように構成されてもよい。
The inner race may include an accommodation recess that can accommodate the clutch engagement portion.
The clutch engaging portion has a front end and a rear end in the rotation direction of the inner race, and the housing recess includes a rear end holding wall that prevents the rear end of the clutch engaging portion from moving outward in the clutch radial direction. Also good.
The rear end of the clutch engaging portion may be pivotably fitted to the housing recess, and the front end of the clutch engaging portion may be biased inward and rearward in the clutch radial direction by the elastic force of the elastic member.
The elastic member is a tension spring having swelled portions at both ends, the clutch engaging portion has a spring holding opening that opens inward in the clutch radial direction, and the inner race faces outward in the clutch system direction in the housing recess. The spring holding opening of the clutch engaging portion restrains the bulging portion on the outer side in the clutch radial direction, and the spring holding opening of the inner race restrains the bulging portion on the inner side in the clutch radial direction. May be.
The elastic force is realized by a compression spring, and the housing recess includes a spring support protrusion that extends rearward from the clutch radial outer side of the front end of the storage recess, and the clutch radial outer end of the compression spring is fixed to the spring support protrusion, The clutch radial direction inner end of the compression spring may be fixed to the clutch engaging portion.
The engaging recess and the clutch engaging portion are engaged when the torque applied in the forward direction of the clutch is less than a predetermined value, and the engagement is released when the torque applied in the forward direction of the clutch exceeds the predetermined value. It may be configured as follows.
この発明によれば、エンジンの回転数が所定値以下の時には、ワンウェイクラッチのクラッチ係合部がアウターレースに接触しないので、摩擦が低減される。 According to the present invention, when the engine speed is equal to or lower than the predetermined value, the clutch engaging portion of the one-way clutch does not contact the outer race, so that friction is reduced.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に、本発明の実施の形態1に係るパワートレイン1を含む構成の例を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows an example of a configuration including a power train 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
パワートレイン1は、エンジン2(内燃機関)とモータ5とを有し、エンジン2の出力をモータ5を介して車軸3に伝達する。また、パワートレイン1は、エンジン2とモータ5との間にワンウェイクラッチ4を有する。モータ5にはインバータ7を介してバッテリ6が接続される。ワンウェイクラッチ4の出力軸、モータ5の回転軸、および車軸3は、互いに機械的に接続されている。
The power train 1 includes an engine 2 (internal combustion engine) and a motor 5, and transmits the output of the engine 2 to the axle 3 via the motor 5. The power train 1 has a one-way clutch 4 between the engine 2 and the motor 5. A battery 6 is connected to the motor 5 via an
ワンウェイクラッチ4は、インナーレース10およびアウターレース20を備える。インナーレース10はエンジン2に機械的に接続され、エンジン2の出力軸と一体に回転する。アウターレース20はモータ5の回転子と一体に回転する。モータ5の回転子は、ワンウェイクラッチ4のアウターレース20から伝達されるトルクによって回転駆動することができる。また、モータ5は、バッテリ6からインバータ7を介して供給される電力によっても回転駆動することができる。アウターレース20は、インナーレース10の外周側に配置されるとともに、モータ5に機械的に接続される。
The one-way clutch 4 includes an
図2に、ワンウェイクラッチ4の部分拡大図を示す。この図は、インナーレース10およびアウターレース20の一部を軸方向から見た図である。インナーレース10は、エンジン2に駆動されて矢印Rの向きに回転する。以下では、矢印Rの向きを「正転方向」と呼ぶ場合があり、矢印Rと反対の向きを「逆転方向」と呼ぶ場合がある。また、特定位置から見たときの正転方向側を「前方」と呼ぶ場合があり、逆転方向側を「後方」と呼ぶ場合がある。
FIG. 2 shows a partially enlarged view of the one-way clutch 4. This figure is a view of a part of the
また、以下では、「ワンウェイクラッチ4の周方向」、「ワンウェイクラッチ4の径方向」および「ワンウェイクラッチ4の軸方向」を、それぞれ「クラッチ周方向」、「クラッチ径方向」および「クラッチ軸方向」と略称する場合がある。また、「ワンウェイクラッチ4の径方向外側」および「ワンウェイクラッチ4の径方向内側」を、それぞれ単に「外側」および「内側」と略称する場合がある。 In the following, “the circumferential direction of the one-way clutch 4”, “the radial direction of the one-way clutch 4”, and “the axial direction of the one-way clutch 4” are respectively referred to as “clutch circumferential direction”, “clutch radial direction”, and “clutch axial direction”. May be abbreviated as "." Further, “the radially outer side of the one-way clutch 4” and “the radially inner side of the one-way clutch 4” may be simply referred to as “outer side” and “inner side”, respectively.
ワンウェイクラッチ4はポール30(クラッチ係合部)を有する。インナーレース10には凹部11(収容凹部)が設けられ、凹部11はポール30(またはポール30の少なくとも一部)を収容できるように形成される。ポール30の両端は、インナーレース10の回転方向(すなわちクラッチ周方向)に両端を有する。ここでは正転方向側の端部を前端31とし、他方の端部を後端32とする。なお、ここで「インナーレース10の回転方向に」とは、両端が厳密に回転方向と平行な向きに配置される構成に限らず、インナーレース10の回転方向において異なる位置に配置される構成も含む。
The one-way clutch 4 has a pole 30 (clutch engagement portion). The
後端32の少なくとも一部は、図2に示すように、クラッチ軸方向から見た場合に円弧をなす。また、図2の例では、前端31も同様に、その少なくとも一部が、クラッチ軸方向から見た場合に円弧をなす。このような構成により、ポール30は、クラッチ軸方向から見た場合に、両端が丸められた棒状となる(図2の例では両端がそれぞれ半円である)。
As shown in FIG. 2, at least a part of the
クラッチ径方向から見た場合のポール30の形状はとくに限定しないが、たとえば長方形となるように構成されてもよい。また、クラッチ周方向から見た場合のポール30の形状もとくに限定しないが、たとえば長方形となるように構成されてもよい。
The shape of the
凹部11の後端は後端保持壁12を備え、この後端保持壁12がポール30の後端32を保持する。後端保持壁12は、後端32と整合する形状となっている。図2の例では後端保持壁12は円弧をなす部分を備える。また、図2に示すように、後端保持壁12はクラッチ径方向外端において前方に延びている。言い換えると、後端保持壁12の外側端は、凹部11の後端よりも前方に位置する。このような構成により、後端保持壁12は、ポール30の後端32がクラッチ径方向外側に移動して凹部11から外れることを阻止する。このような構成により、インナーレース10はポール30を保持し、また、ポール30の後端32は、凹部11と回動可能に嵌合する。
The rear end of the
ワンウェイクラッチ4は、引張ばね40(弾性部材であれば引張ばねに限らない)を有し、ポール30において後端32以外のいずれかの部分(本実施形態では前端31)と、インナーレース10とは、引張ばね40によって接続されている。このような構成により、引張ばね40は、ポール30(図2の例ではとくに前端31)をインナーレース10側に付勢する。図2の例では、前端31は、クラッチ径方向内側かつ後方に付勢される。
The one-way clutch 4 has a tension spring 40 (not limited to a tension spring as long as it is an elastic member), and any part of the
インナーレース10および前端31において、引張ばね40を取り付けるための構成はとくに限定しないが、たとえば図2のようにクラッチ軸方向の端面に引張ばね40の端部を固定する構造を設けてもよい。
In the
アウターレース20は、インナーレース10の外周側に設けられ、凹部21(係合凹部)を有する。図2の状態では、ポール30が引張ばね40に付勢されて凹部11内に位置しており、アウターレース20とインナーレース10とが相対的に回転しても、ポール30はアウターレース20には接触しない。アウターレース20に対して非接触となるクラッチ解放位置ポール30は保持されている。すなわち、ワンウェイクラッチ4はクラッチ解放状態にあるということができる。
The
この状態では、インナーレース10が停止した状態でアウターレース20が正転方向に回転していても(これはワンウェイクラッチ4が逆転することに対応する)、ポール30はアウターレース20に接触せず(すなわち非接触位置またはクラッチ解放状態にあり)、摩擦が発生しない。したがって、ワンウェイクラッチ4を備えるパワートレイン1は、クラッチ解放状態にある場合の摩擦を実質的に解消することができる。このような状態は、たとえばエンジン2が停止しており、バッテリ6によってモータ5が駆動されている場合に発生する。
In this state, even if the
エンジン2が回転すると、インナーレース10に遠心力が発生してポール30(とくに前端31)を外側に付勢する。しかしながら、エンジン2が回転していても、回転数が所定値以下の時には、遠心力よりも引張ばね40の弾性力の方が大きく、ポール30はアウターレース20に接触しない非接触位置またはクラッチ解放位置に保持され、ワンウェイクラッチ4はクラッチ解放状態に保持される。すなわち、引張ばね40は、弾性力によりポール30をインナーレース10側に付勢して、エンジン2の回転数が所定値以下の時にクラッチ解放位置を保持している。
When the engine 2 rotates, a centrifugal force is generated in the
図3に、ポール30が引張ばね40の付勢に打ち勝って回動し、前端31がクラッチ径方向外側に移動した状態を示す。アウターレース20の凹部21がポール30を受け入れ、凹部21と前端31とが係合している。この状態では、ポール30はアウターレース20に接触する締結位置にあるということができる。このように、ポール30がクラッチ締結位置に変位した時に、凹部21にポール30が係合される。
FIG. 3 shows a state in which the
ポール30の回動は、エンジン2の回転数が所定値を超えた場合に発生する。エンジン2の回転数が所定値を超えると、ポール30に生じる遠心力により、ポール30が引張ばね40の弾性力に抗して凹部11からアウターレース20側へ突出して、アウターレース20と接触する。すなわち、引張ばね40は、エンジン2の回転数が所定値を超える時に、ポール30に生じる遠心力によって引張ばね40が弾性変形してクラッチ解放位置からクラッチ締結位置への変位を許容している。なお、このような遠心力を発生させるエンジン2の回転数は適宜設計可能であるが、たとえばアイドル回転に対応する回転数とすることができる。このように、ポール30は、アウターレース20に対して接触するクラッチ締結位置と、アウターレース20に対して非接触となるクラッチ解放位置との間で変位可能にインナーレースに10保持される。また、引張ばね40は、弾性力によりポール30をインナーレース10側に付勢して、エンジン2の回転数が所定値以下の時にクラッチ解放位置を保持し、エンジン2の回転数が所定値を超える時に、ポール30に生じる遠心力によって弾性変形してクラッチ解放位置からクラッチ締結位置への変位を許容する。
The rotation of the
図3の状態では、アウターレース20の凹部21とポール30とが係合することにより、アウターレース20に対してインナーレース10に正転方向のトルクが発生すると、アウターレース20とインナーレース10とが一体回転する。この場合には、ワンウェイクラッチ4はクラッチ締結状態にあるということができる。このような状態は、たとえば、バッテリ6からモータ5に電力が供給されておらず、モータ5がエンジン2によって駆動されている状態に発生する。
In the state shown in FIG. 3, when the
また、図3の状態において、アウターレース20に対してインナーレース10に逆転方向のトルクが発生すると、アウターレース20とインナーレース10とが相対的に回転することによりポール30の係合が解除され、アウターレース20とポール30との間で摩擦を発生しながら回転が継続する。すなわち、ポール30はラチェットのようにアウターレース20に当たりながらすべり、エンジン2側からモータ5側へのトルク伝達は行われない。
Further, in the state shown in FIG. 3, when reverse rotation torque is generated in the
この場合には、ワンウェイクラッチ4はクラッチ逆転状態にあるということができる。このような状態は、たとえば、それまでバッテリ6によってモータ5が駆動されており、アウターレース20が高速で回転していたが、エンジン2の回転数が徐々に上昇し、インナーレース10の回転数がアウターレース20の回転数に近づきつつある場合に発生する。なお、エンジン2の回転数がアウターレース20の回転数に追い付くと、上述のクラッチ締結状態となりエンジン2側からモータ5側へのトルク伝達が開始される。
In this case, it can be said that the one-way clutch 4 is in the clutch reverse rotation state. In this state, for example, the motor 5 has been driven by the battery 6 and the
以上説明するように、本発明の実施の形態1に係るパワートレイン1によれば、エンジン2の回転数に応じてポール30の位置がクラッチ解放位置とクラッチ締結位置との間で変位するので、ワンウェイクラッチ4がクラッチ非締結状態にある場合の摩擦を低減することができる。とくに、ワンウェイクラッチ4がクラッチ解放状態にある場合の摩擦を実質的に解消することができる。
As described above, according to the powertrain 1 according to the first embodiment of the present invention, the position of the
また、このため、燃費が改善される。 For this reason, fuel consumption is improved.
実施の形態1において、ワンウェイクラッチ4はオイル等の潤滑剤がなくとも動作する。したがって、スプラグ式やくさびを形成する形式等の従来のワンウェイクラッチとは異なり、オイル雰囲気でない箇所にも適用することができる。このため、オイル雰囲気とすることが困難な箇所への適用(たとえばエンジンとトランスミッションとの合わせ面の内部に配置したい場合等)には、とくに有効である。 In the first embodiment, the one-way clutch 4 operates without a lubricant such as oil. Therefore, unlike conventional one-way clutches such as a sprag type or a wedge forming type, the present invention can be applied to a place where there is no oil atmosphere. For this reason, it is particularly effective for application to a place where it is difficult to obtain an oil atmosphere (for example, when it is desired to arrange inside the mating surface of the engine and the transmission).
また、実施の形態1において、引張ばね40は前端31を内側のみならず後方にも付勢する。このため、凹部11の後端保持壁12のような簡易な構造によりポール30を回動可能に凹部11内に保持することができる。言い換えると、後端32を凹部11に枢着するための軸受部材等は不要である。また、実施の形態1では、引張ばね40によりポール30の前端31が、クラッチ径方向内側かつ後方に付勢されるので、後端保持壁12の効果をより確実に得ることができる。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
実施の形態2は、実施の形態1において、インナーレース10、ポール30および引張ばね40に係る構成を変更するものである。以下、実施の形態1との相違点を説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, the configuration related to the
図4に、実施の形態2に係るワンウェイクラッチ104の部分拡大図を示す。ワンウェイクラッチ104は引張ばね140を備える。引張ばね140の内側端および外側端はそれぞれふくらみ(膨径部)141および142を有する。すなわち、実施の形態2では、ポール130を付勢する弾性力は、両端に膨径部を備える引張ばね140によって実現される。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the one-way clutch 104 according to the second embodiment. The one-
インナーレース110は、凹部111において外側に向かって開口するばね保持開口112を備える。ばね保持開口112は、引張ばね140の内側端の膨径部141を収容し拘束するよう構成される。また、ポール130は、内側に向かって開口するばね保持開口132を備える。ばね保持開口132は、引張ばね140の外側端の膨径部142を収容し拘束するよう構成される。
The
インナーレース10のばね保持開口112は、クラッチ軸方向においてインナーレース110の内部に配置することができる。また、ポール130のばね保持開口132も、クラッチ軸方向においてポール130の内部に配置することができる。たとえば、インナーレース110のばね保持開口112およびポール130のばね保持開口132は、いずれもクラッチ軸方向においてポール130の重心を含む位置に配置される。
The
実施の形態2に係るワンウェイクラッチ104によれば、実施の形態1と同様に、エンジン2の回転数に応じてポール130の位置が変化するので、ワンウェイクラッチ104がクラッチ非締結状態にある場合の摩擦を低減することができる。
According to the one-way clutch 104 according to the second embodiment, the position of the
さらに、実施の形態2では、インナーレース110のばね保持開口112およびポール130のばね保持開口132を、クラッチ軸方向においてポール130の内部(たとえばポール130の重心を含む位置)に配置することができる。このため、ポール130の軸方向位置が回動に伴って変動したり、軸方向においてポール130が捩れたりするようなことがなく、ポール130の位置が安定する。この結果として、たとえば騒音、振動、摩擦等がさらに低減される。
Furthermore, in the second embodiment, the
実施の形態3.
実施の形態3は、実施の形態1において、引張ばね40に代えて圧縮ばねを用いる構成としたものである。以下、実施の形態1との相違点を説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a compression spring is used instead of the
図5に、実施の形態3に係るワンウェイクラッチ204の部分拡大図を示す。ワンウェイクラッチ204は圧縮ばね240を備える。すなわち、実施の形態3では、ポール230を付勢する弾性力は圧縮ばね240によって実現される。
FIG. 5 shows a partially enlarged view of the one-way clutch 204 according to the third embodiment. The one-
インナーレース210の凹部211は、ばね支持突起212を備える。ばね支持突起212は、凹部211の前端外側から後方に延びている。圧縮ばね240の外側端は、ばね支持突起212に固定される。また、ポール230は、ばね支持突起232を備える。ばね支持突起232は、ポール230の前端内側から前方に延びている。圧縮ばね240の内側端は、ポール230(とくに本実施形態ではばね支持突起232)に固定される。
The
実施の形態2と同様に、圧縮ばね240の両端は、それぞれクラッチ軸方向においてインナーレース210およびポール230の内部に配置することができる。たとえば、両端ともクラッチ軸方向においてポール130の重心となる位置に配置される。
Similar to the second embodiment, both ends of the
実施の形態3に係るワンウェイクラッチ204によれば、実施の形態1と同様に、エンジン2の回転数に応じてポール230の位置が変化するので、ワンウェイクラッチ204がクラッチ非締結状態にある場合の摩擦を低減することができる。
According to the one-way clutch 204 according to the third embodiment, the position of the
さらに、実施の形態3では、圧縮ばね240の両端を、クラッチ軸方向においてポール230の内部(たとえばポール230の重心を含む位置)に固定することができる。このため、実施の形態2と同様に、ポール230の位置が安定する。
Further, in the third embodiment, both ends of the
実施の形態4.
実施の形態4は、実施の形態3において、アウターレース20およびポール230の形状(とくにこれらが互いに接触する部位の形状)を変更するものである。以下、実施の形態3との相違点を説明する。
Embodiment 4 FIG.
The fourth embodiment is different from the third embodiment in the shape of the
図6に、実施の形態4に係るワンウェイクラッチ304の部分拡大図を示す。この図は、ワンウェイクラッチ304がクラッチ解放状態にある場合のものである。インナーレース310は凹部311を有し、凹部311にポール330が収容されている。アウターレース320は凹部321を有する。凹部321は、その前端を含む部分において、正転方向に向かって浅くなるよう傾斜している。このような傾斜は、たとえばワンウェイクラッチ4の回転軸に平行な平面によって構成することができるが、曲面によって構成されてもよいし、平面および曲面を含んで構成されてもよい。
FIG. 6 is a partially enlarged view of the one-way clutch 304 according to the fourth embodiment. This figure shows a case where the one-
ワンウェイクラッチ304は圧縮ばね340を備える。すなわち、実施の形態4では、ポール330を付勢する弾性力は圧縮ばね340によって実現される。
The one-
図7に、ポール330がクラッチ締結位置にある場合の構成を示す。ポール330のアウターレース接触部331がアウターレース320の凹部321と係合している。この状態において、インナーレース310においてアウターレース320に対して正転方向のトルクが発生した場合、ポール330のアウターレース接触部331は凹部321からの応力を受ける。凹部321は正転方向に向かって浅くなるよう傾斜しているので、ポール330のアウターレース接触部331に加わる応力は、後方向きの成分と、内側向きの成分とを含む。後方向きの成分は、インナーレース310からアウターレース320へと正転方向に伝達されるトルクに対応する。
FIG. 7 shows a configuration when the
ここで、アウターレース320の凹部321と、ポール330のアウターレース接触部331とは、正転方向に加わるトルクが所定値未満のときには、図7のように係合したままとなる。すなわち、クラッチ締結位置が保持される。一方で、正転方向に加わるトルクがこの所定値を超えるときには、内側向きの応力成分が大きくなり、ポール330が内側に倒れて係合が解除される。
Here, the
図8はこのようにして係合が解除された直後の状態を示す。ポール330はアウターレース320と接触したまま、凹部321の形状に沿って内側に倒れ、クラッチ締結位置から正転方向にずれている。このように係合が解除されると、インナーレース310のトルクが所定値を超えている間、インナーレース310はアウターレース320よりも高い回転数で回転を続け、トルクの伝達は実質的に行われない。このような状態では、ワンウェイクラッチ304はクラッチ正転すべり状態にあるということができる。
FIG. 8 shows a state immediately after the engagement is released in this way. The
このようなクラッチ正転すべり状態は、たとえばエンジン2の回転数が急速に上昇し、インナーレース310に比較的大きいトルクが発生している状態でインナーレース310の回転数がアウターレース320の回転数に追いつく場合等に発生する。このような場合において、仮に、インナーレース310の回転数がアウターレース320の回転数に追いつくと同時にワンウェイクラッチ304が係合し固定されてしまうと、瞬間的に過大なトルク(衝撃トルク)が伝達されるので、振動が発生したり乗り心地等に悪影響を与えたりする可能性がある。
In such a forward clutch sliding state, for example, the rotational speed of the engine 2 is rapidly increased and a relatively large torque is generated in the
しかしながら、実施の形態4に係るワンウェイクラッチ304によれば、インナーレース310からアウターレース320へと正転方向に加わるトルクが所定値を超えている場合には、ワンウェイクラッチ304がクラッチ正転すべり状態となりトルクの伝達が行われないので、瞬間的に過大なトルクが伝達されることがなく、振動が発生したり乗り心地等に悪影響を与えたりすることが抑制される。
However, according to the one-way clutch 304 according to the fourth embodiment, when the torque applied in the forward rotation direction from the
なお、ワンウェイクラッチ304が正転すべり状態にある場合、なんらかの原因(ECUの制御によるエンジン2の回転数低下等)によりインナーレース310の回転数が低下し、トルクが低下して所定値未満となると、図7のようなクラッチ締結位置でポール330が係合し固定されるので、トルクの伝達が行われるようになる。この場合には、ポール330が係合する時点ではトルクが低下しているので、瞬間的に過大なトルクが伝達されることはない。
When the one-
実施の形態4に係るワンウェイクラッチ304によれば、実施の形態1と同様に、エンジン2の回転数に応じてポール330の位置が変化するので、ワンウェイクラッチ304がクラッチ非締結状態にある場合の摩擦を低減することができる。
According to the one-way clutch 304 according to the fourth embodiment, as in the first embodiment, the position of the
また、エンジン2の始動時等に、インナーレース310がアウターレース320を追い越そうとするときの衝撃トルクがアウターレース320にかかることを防止できる。
In addition, it is possible to prevent the impact torque from being applied to the
なお、実施の形態4のようなクラッチ正転すべり状態を実現するための構成は、実施の形態1または2のように引張ばねを用いる構成と組み合わせることも可能である。 It should be noted that the configuration for realizing the forward clutch sliding state as in the fourth embodiment can be combined with the configuration using the tension spring as in the first or second embodiment.
実施の形態5.
実施の形態5は、実施の形態1において、ポール30等の形状を単純化したものである。以下、実施の形態1との相違点を説明する。
Embodiment 5. FIG.
The fifth embodiment is obtained by simplifying the shape of the
図9に、実施の形態5に係るワンウェイクラッチ404の部分拡大図を示す。インナーレース410は凹部411を備え、凹部411にクラッチ係合部430が収容される。クラッチ係合部430およびインナーレース410は、引張ばね440により接続され、クラッチ係合部430は引張ばね440の弾性力により内側に付勢される。アウターレース420は凹部421を備え、凹部421がクラッチ締結状態においてクラッチ係合部430を収容する。
FIG. 9 shows a partially enlarged view of the one-way clutch 404 according to the fifth embodiment. The
実施の形態5に係るワンウェイクラッチ404によれば、実施の形態1と同様に、エンジン2の回転数に応じてクラッチ係合部430の位置が変化するので、ワンウェイクラッチ404がクラッチ非締結状態にある場合の摩擦を低減することができる。
According to the one-way clutch 404 according to the fifth embodiment, the position of the
実施の形態5では、実施の形態1〜4とは異なり、インナーレース410に後端保持壁(図2の後端保持壁12等)に相当する構成を設ける必要がない。また、引張ばね440は、クラッチ係合部430を内側に付勢すればよく、後方に付勢する必要はない。また、クラッチ係合部430が回動する必要はない。
In the fifth embodiment, unlike the first to fourth embodiments, it is not necessary to provide the
実施の形態5において、実施の形態2の引張ばね140を用いるように変形してもよく、また、実施の形態4のようなクラッチ正転すべり状態を実現可能なように変形してもよい。
The fifth embodiment may be modified so as to use the
1 パワートレイン、2 エンジン、4,104,204,304,404 ワンウェイクラッチ、10,110,210,310,410 インナーレース、11,111,211,311,411 インナーレースの凹部、12 後端保持壁、20,320,420 アウターレース、21,321,421 アウターレースの凹部、30,130,230,330,430 ポール(クラッチ係合部)、31 前端(クラッチ係合部の前端)、32 後端(クラッチ係合部の後端)、112 ばね保持開口、132 ばね保持開口、141,142 膨径部、212,232 ばね支持突起、331 アウターレース接触部。
1 Powertrain, 2 engine, 4, 104, 204, 304, 404 One-way clutch, 10, 110, 210, 310, 410 Inner race, 11, 111, 211, 311, 411 Inner race recess, 12 Rear
Claims (7)
前記エンジンと前記モータとの間にワンウェイクラッチを有するパワートレインにおいて、
前記ワンウェイクラッチは、
前記エンジンに機械的に接続されるインナーレースと、
前記インナーレースの外周側に配置されるとともに、前記モータに機械的に接続されるアウターレースと、
前記アウターレースに対して接触するクラッチ締結位置と、前記アウターレースに対して非接触となるクラッチ解放位置との間で変位可能に前記インナーレースに保持されるクラッチ係合部と、
弾性力により前記クラッチ係合部を前記インナーレース側に付勢して、前記エンジンの回転数が所定値以下の時に前記クラッチ解放位置を保持し、前記エンジンの回転数が前記所定値を超える時に、前記クラッチ係合部に生じる遠心力によって弾性変形して前記クラッチ解放位置から前記クラッチ締結位置への変位を許容する弾性部材とを有し、
前記アウターレースは、前記クラッチ締結位置に前記クラッチ係合部が変位した時に、前記クラッチ係合部が係合される係合凹部を有するパワートレイン。 An engine and a motor,
In a power train having a one-way clutch between the engine and the motor,
The one-way clutch is
An inner race mechanically connected to the engine;
An outer race disposed on the outer peripheral side of the inner race and mechanically connected to the motor;
A clutch engagement portion that is held by the inner race so as to be displaceable between a clutch fastening position that contacts the outer race and a clutch release position that does not contact the outer race;
When the clutch engagement portion is urged toward the inner race by an elastic force, the clutch release position is maintained when the engine speed is equal to or less than a predetermined value, and when the engine speed exceeds the predetermined value. An elastic member that is elastically deformed by a centrifugal force generated in the clutch engagement portion and allows displacement from the clutch release position to the clutch engagement position,
The outer race is a power train having an engagement recess into which the clutch engagement portion is engaged when the clutch engagement portion is displaced to the clutch engagement position.
前記収容凹部は、前記クラッチ係合部の後端がクラッチ径方向外側に移動することを阻止する後端保持壁を備える、
請求項2に記載のパワートレイン。 The clutch engaging portion has a front end and a rear end in the rotation direction of the inner race,
The housing recess includes a rear end holding wall that prevents the rear end of the clutch engaging portion from moving outward in the clutch radial direction.
The power train according to claim 2.
前記クラッチ係合部の前端は、前記弾性部材の弾性力により、クラッチ径方向内側かつ後方に付勢される、
請求項3に記載のパワートレイン。 The rear end of the clutch engaging portion is rotatably fitted with the receiving recess.
The front end of the clutch engaging portion is biased inward and rearward in the clutch radial direction by the elastic force of the elastic member.
The power train according to claim 3.
前記クラッチ係合部は、クラッチ径方向内側に向かって開口するばね保持開口を備え、
前記インナーレースは、前記収容凹部においてクラッチ系方向外側に向かって開口するばね保持開口を備え、
前記クラッチ係合部のばね保持開口が、クラッチ径方向外側の前記膨径部を拘束し、前記インナーレースのばね保持開口が、クラッチ径方向内側の前記膨径部を拘束する、
請求項2〜4のいずれか一項に記載のパワートレイン。 The elastic member is a tension spring having swelled portions at both ends,
The clutch engaging portion includes a spring holding opening that opens toward the inside in the clutch radial direction,
The inner race includes a spring holding opening that opens toward the outside in the clutch system direction in the housing recess,
A spring holding opening of the clutch engaging portion restrains the bulging portion on the outer side in the clutch radial direction, and a spring holding opening of the inner race restrains the bulging portion on the inner side in the clutch radial direction;
The power train as described in any one of Claims 2-4.
前記収容凹部は、該収容凹部の前端のクラッチ径方向外側から後方に延びるばね支持突起を備え、
前記圧縮ばねのクラッチ径方向外側端は、前記ばね支持突起に固定され、
前記圧縮ばねのクラッチ径方向内側端は、前記クラッチ係合部に固定される、
請求項2〜4のいずれか一項に記載のパワートレイン。 The elastic force is realized by a compression spring,
The housing recess includes a spring support protrusion extending rearward from the outer side in the clutch radial direction of the front end of the housing recess,
A clutch radial direction outer end of the compression spring is fixed to the spring support protrusion,
The clutch radial inner end of the compression spring is fixed to the clutch engaging portion.
The power train as described in any one of Claims 2-4.
請求項1〜6のいずれか一項に記載のパワートレイン。 The engagement recess and the clutch engagement portion are engaged when the torque applied in the forward direction of the clutch is less than a predetermined value, and engaged when the torque applied in the forward direction of the clutch exceeds the predetermined value. Configured to be released,
The power train according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015243942A JP2017109544A (en) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Power train |
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JP2015243942A JP2017109544A (en) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Power train |
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ID=59081018
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107965532A (en) * | 2017-10-24 | 2018-04-27 | 四川大学 | A kind of non-friction type freewheel clutch |
CN108662035A (en) * | 2018-07-25 | 2018-10-16 | 北京电子工程总体研究所 | A kind of mono-directional overrun clutch |
-
2015
- 2015-12-15 JP JP2015243942A patent/JP2017109544A/en active Pending
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