JP2018071586A - Selectable oneway clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セレクタブルワンウェイクラッチに関する。 The present invention relates to a selectable one-way clutch.
ワンウェイクラッチとして、例えば特許文献1には、複数のポケット(収容凹部)にストラット(係合片)が収容されたポケットプレートと、ストラットを係合させるための複数のノッチ(係合凹部)が形成されたノッチプレートと、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セレクタプレートと、を備えるセレクタブルワンウェイクラッチが開示されている。
As a one-way clutch, for example, in
前記したようなセレクタブルワンウェイクラッチを搭載したハイブリッド車両(HV車両)では、例えばEV走行等を行った際に、図6に示すように、ノッチプレート50がセレクタブルワンウェイクラッチ101の係合方向、すなわちストラット42とノッチ51とが噛み合う方向とは逆方向(以下、「オーバーラン方向」という)に回転する状態(以下、「オーバーラン」という)となる場合がある。
In a hybrid vehicle (HV vehicle) equipped with a selectable one-way clutch as described above, for example, when EV traveling or the like is performed, the
オーバーラン時は、ノッチプレート50のノッチ51に対して、ストラット42が繰り返し衝突する挙動(ピッチ挙動)が発生する。このようなピッチ挙動が激しくなると、図8Aおよび図8Bに示すように、ストラット42が次第にロール方向に回転し、ロール角度θr1,θr2を有するようになる。そして、同図のA部およびB部に示すように、ノッチ51に対して、ストラット42の中央部ではなく、エッジ部が衝突するようになる。
During overrun, the
その結果、図9Aおよび図9Bに示すように、ストラット42がヨー方向に回転し、ヨー角度θy1,θy2を有するようになる。その際、図9AのC部に示すように、ストラット42が時計回りに回転した場合は、外耳部424がポケット11の内壁に衝突し、当該外耳部424に衝突荷重Fnpが付加される。一方、図9BのD部に示すように、ストラット42が反時計回りに回転した場合は、内耳部423がポケット11の内壁に衝突し、当該内耳部423に衝突荷重Fnpが付加される。
As a result, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
このように、従来のセレクタブルワンウェイクラッチ101では、オーバーラン時にストラット42の耳部の一方に衝突荷重Fnpが集中するため、ストラット42の寿命が低下する可能性があった。
As described above, in the conventional selectable one-
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、係合片の寿命低下を防止することができるセレクタブルワンウェイクラッチを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a selectable one-way clutch capable of preventing the life of the engagement piece from being reduced.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るセレクタブルワンウェイクラッチは、一方の面に複数の収容凹部が形成されたポケットプレートと、前記ポケットプレートの収容凹部が形成された面と対向して配置されるとともに、前記ポケットプレートに対して相対回転可能なノッチプレートと、前記ノッチプレートにおいて、前記収容凹部と対向する面に形成された係合凹部と、前記収容凹部に収容され、所定条件下で前記係合凹部に係合することにより、前記ノッチプレートの回転を規制する係合片と、を備えるセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、前記係合凹部と前記係合片との間に形成されるクリアランスのうち、前記ノッチプレートの径方向中央部におけるクリアランスは、前記ノッチプレートの径方向内側または径方向外側におけるクリアランスよりも小さいことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a selectable one-way clutch according to the present invention includes a pocket plate in which a plurality of receiving recesses are formed on one surface, and a surface in which the receiving recesses of the pocket plate are formed. And a notch plate that is rotatable relative to the pocket plate, an engagement recess formed on a surface of the notch plate that faces the receiving recess, and received in the receiving recess. An engagement piece that regulates rotation of the notch plate by engaging with the engagement recess under a predetermined condition, and formed between the engagement recess and the engagement piece. Among the clearances to be performed, the clearance at the radial center of the notch plate is the radially inner side of the notch plate Others and being smaller than the clearance in radial direction.
これにより、セレクタブルワンウェイクラッチは、ノッチプレートの径方向中央部におけるクリアランスを、ノッチプレートの径方向内側または径方向外側におけるクリアランスよりも小さくすることにより、オーバーラン時に係合片のピッチ挙動が激しくなった場合でも、係合凹部に対して、係合片の中央部が衝突しやすくなる。そのため、衝突時に係合片がヨー方向に回転しにくくなる。 As a result, in the selectable one-way clutch, the pitch behavior of the engagement piece becomes intense during overrun by making the clearance in the radial center of the notch plate smaller than the clearance in the radial inner side or radial outer side of the notch plate. Even in this case, the central portion of the engagement piece easily collides with the engagement recess. Therefore, it becomes difficult for the engaging piece to rotate in the yaw direction at the time of collision.
本発明に係るセレクタブルワンウェイクラッチによれば、オーバーラン時に係合片がヨー方向に回転しにくくなるため、係合片の寿命低下を防止することができる。 According to the selectable one-way clutch according to the present invention, it is difficult for the engagement piece to rotate in the yaw direction at the time of overrun, and therefore it is possible to prevent the life of the engagement piece from decreasing.
本発明の実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチ(以下、SOWCという)について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 A selectable one-way clutch (hereinafter referred to as SOWC) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
SOWC1は、例えばハイブリッド車両における動力伝達装置に搭載され、固定側レース(後記ポケットプレート)と回転側レース(後記ノッチプレート)の間に配置した切替部材(後記セレクタプレート)を回転させることにより、係合状態(ロック状態)と非係合状態(アンロック状態)とを切り替えることができるように構成されている。SOWC1は、図1〜図3に示すように、ポケットプレート10と、ノッチプレート20と、セレクタプレート30と、を備えている。
The SOWC 1 is mounted on, for example, a power transmission device in a hybrid vehicle, and rotates a switching member (a selector plate) disposed between a fixed side race (a pocket plate described later) and a rotation side race (a notch plate described later). It is configured to be able to switch between a combined state (locked state) and a non-engaged state (unlocked state). As shown in FIGS. 1 to 3, the SOWC 1 includes a
なお、図1はSOWC1の要部を抜き出して示したものであり、一部の構成(例えばセレクタプレート30を回転させるアーム等)は図示を省略している。また、図1における回転軸O周りの矢印は、オーバーラン時にノッチプレート20が回転する方向(図2の回転方向と同方向)を示している。また、図2は、SOWC1を回転軸方向および周方向(図1のX−X方向)に沿って切断した状態を示しており、図3は、SOWC1を回転軸方向および径方向に沿って切断した状態を示している。
FIG. 1 shows the main part of the SOWC 1 extracted, and a part of the configuration (for example, an arm for rotating the selector plate 30) is not shown. Further, the arrows around the rotation axis O in FIG. 1 indicate the direction in which the
ポケットプレート10は、円筒状に形成されている。ポケットプレート10の一方の面、すなわちノッチプレート20と対向する表面には、SOWC1の板厚方向に窪んだ複数のポケット(収容凹部)11が形成され、当該ポケット11の内部に板状のストラット(係合片)12が収容されている。なお、前記した「板厚方向」とは、SOWC1の回転軸方向(例えば図2参照)に沿った方向のことを意味している。
The
ポケット11は、ノッチプレート20のノッチ21と対応する位置に形成されている。そして、このポケット11内に形成された凹部13とストラット12との間には、当該ストラット12をノッチプレート20に付勢する弾性部材14が配置されている。
The
ストラット12は、各ポケット11の内部に収容されている。そして、このストラット12は、セレクタプレート30がポケットプレート10と同軸で回転することにより、その一端部がノッチ21側に立ち上がった状態と、上記一端部を含むストラット12全体がポケット11内に収容された状態と、に切り替わるように構成されている。そして、ストラット12は、後記するように、所定条件下でノッチ21に係合することにより、ノッチプレート20の回転を規制する。
The
ノッチプレート20は、環状(中空円盤状)に形成されている。また、ノッチプレート20は、ポケットプレート10のポケット11が形成された面と対向して配置され、ポケットプレート10に対して相対回転可能に構成されている。
The
ノッチプレート20の表面のうち、ポケット11と対向する面には、板厚方向に窪んだ複数のノッチ(係合凹部)21が形成されている。ノッチ21は、セレクタプレート30の窓孔31を通ってノッチ21側に立ち上がったストラット12の一端部を入り込ませる凹部である。
A plurality of notches (engaging recesses) 21 recessed in the plate thickness direction are formed on the surface of the
セレクタプレート30は、環状(中空円盤状)に形成されている。また、セレクタプレート30は、ポケットプレート10およびノッチプレート20のそれぞれと対向して配置されている。そして、セレクタプレート30は、ポケットプレート10と同軸で、かつ軸線周りに所定角度回転することにより、後記するように係合状態と非係合状態とを切り替える。また、セレクタプレート30には、ポケットプレート10のポケット11およびストラット12に対応する位置に、板厚方向に貫通した窓孔31が形成されている。
The
ここで、SOWC1の周方向において、窓孔31の位置がポケット11の位置と概ね一致している場合、図2に示すように、ストラット12の一端部が弾性部材14に押され、窓孔31を通ってノッチプレート20(ノッチ21)側に立ち上がる。そして、このようにストラット12の一端部がノッチ21側に立ち上がった状態で、ノッチプレート20がポケットプレート10に対して係合方向(図2の「回転方向」と逆方向)に回転すると、ストラット12がノッチ21に係合し、SOWC1が係合状態となる。この係合状態では、ストラット12がノッチ21に係合することにより、ポケットプレート10とノッチプレート20との間でトルクが伝達される状態となる。
Here, when the position of the
一方、SOWC1の周方向において、窓孔31の位置がポケット11の位置に対してずれている場合、セレクタプレート30の窓孔31が形成されていない部分によってポケット11が閉鎖され、かつ当該窓孔31が形成されていない部分によってストラット12がポケット11側に押し込められ、ストラット12全体がポケット11内に収容される。これにより、SOWC1が非係合状態となる。この非係合状態では、ストラット12がノッチ21に係合しない(ストラット12とノッチ21との係合が解除される)ことにより、ポケットプレート10とノッチプレート20との間でトルクが伝達されない状態となる。
On the other hand, when the position of the
ここで、従来のSOWC101におけるストラット42およびノッチ51は、図6および図7に示すような構成を備えている。なお、図6および図7は、SOWC101において、前記した図2および図3と同じ面で切断した断面を示している。
Here, the
図6および図7のE部に示すように、従来のストラット42は、ノッチ51と対向する面が凹凸のない平面状(または緩やかな曲面状)に形成されている。またノッチ51についても同様に、ストラット42と対向する面が凹凸のない平面状(または緩やかな曲面状)に形成されている。
6 and 7, the
従って、従来のSOWC101では、オーバーラン時において、ストラット42のロール方向への回転に起因して、ストラット42の本体部422のエッジ部がノッチ51に衝突する(図8Aおよび図8B参照)。さらに、ストラット42のヨー方向への回転に起因して、ストラット42の内耳部423または外耳部424の一方がポケットプレート40のポケット11内に衝突し(図9Aおよび図9B参照)、ストラット42の寿命低下を招いていた。
Therefore, in the
なお、図10は、オーバーラン時におけるストラットのロール角度、ヨー角度およびヨー回転速度の関係を示すグラフ(CAE解析結果)である。オーバーラン時において、ストラットの内耳部または外耳部がポケット内に衝突する際の衝突荷重Fnpの大きさは、ストラットのヨー方向の回転速度(ヨー回転速度)に比例する。そして、このヨー回転速度は、図10に示すように、ストラットのロール角度またはヨー角度によって決定される。従って、ストラットのロール角度を制御することにより、ヨー回転速度(すなわち衝突荷重Fnp)についても制御することが可能となる。 FIG. 10 is a graph (CAE analysis result) showing the relationship between the strut roll angle, yaw angle, and yaw rotation speed during overrun. At the time of overrun, the magnitude of the collision load F np when the inner ear portion or outer ear portion of the strut collides with the pocket is proportional to the rotation speed (yaw rotation speed) of the strut in the yaw direction. This yaw rotation speed is determined by the strut roll angle or yaw angle, as shown in FIG. Therefore, by controlling the strut roll angle, it is possible to control the yaw rotation speed (that is, the collision load F np ).
以上を踏まえ、本実施形態に係るSOWC1では、ストラット12およびノッチ21の形状を、ストラット12のロール方向への回転が発生しにくくなるような形状としている。
Based on the above, in the
ストラット12は、図4および図5に示すように、板厚方向に窪んだ凹部121を有している。この凹部121は、ストラット12の本体部122の幅方向中央部に形成されており、本体部122の所定位置から本体部122の先端側まで、所定の深さdで線状(溝状)に形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
ノッチ21は、図4に示すように、板厚方向に突出した凸部211を有している。この凸部211は、ノッチ21の幅方向中央部に形成されており、ストラット12の凹部121に沿って、所定の高さhで線状(線状突起形状)に形成されている。また、凸部211の幅は、ストラット12の凹部121の幅よりも小さく形成されている。
As shown in FIG. 4, the
そして、図4に示すように、ストラット12の凹部121の深さdは、ノッチ21の凸部211の高さhよりも小さくなるように構成されている。このように、「凹部121の深さd<凸部211の高さh」とすることにより、同図に示すように、ノッチ21とストラット12との間に形成されるクリアランスのうち、ノッチプレート20の径方向中央部20aにおけるクリアランスcl1が、ノッチプレート20の径方向内側20bまたは径方向外側20cにおけるクリアランスcl2よりも小さくなる。
As shown in FIG. 4, the depth d of the
以上のような構成を備えるSOWC1は、ノッチプレート20の径方向中央部20aにおけるクリアランスcl1を、ノッチプレート20の径方向内側20bまたは径方向外側20cにおけるクリアランスcl2よりも小さくすることにより、オーバーラン時にストラット12のピッチ挙動が激しくなった場合でも、図4および図5のF部に示すように、ノッチ21に対して、ストラット12の中央部が衝突しやすくなる。そのため、衝突時にストラット12のヨー方向への回転が発生しにくくなる。また、SOWC1では、図5のG部およびH部に示すように、ストラット12のピッチ挙動の際に、内耳部123と外耳部124の両方がポケット11の内壁に衝突する。そのため、ストラット12がノッチ21に衝突した際の衝突荷重Fnpが、内耳部123と外耳部124とに分散される。
The
従って、SOWC1では、オーバーラン時にストラット12のヨー方向への回転が発生しにくくなり、ストラット12の耳部の一方に衝突荷重Fnpが集中することがないため、ストラット12の寿命低下を防止することができる。
Therefore, in SOWC1, it is difficult for the
以上、本発明に係るセレクタブルワンウェイクラッチについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 The selectable one-way clutch according to the present invention has been specifically described above by the embodiments for carrying out the invention. However, the gist of the present invention is not limited to these descriptions, and is based on the description of the claims. Must be interpreted widely. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.
例えば、前記したSOWC1では、ストラット12の凹部121とノッチ21の凸部211とがそれぞれ線状に形成されていたが、例えば凹部121が有底筒状に形成され、凸部211が凹部121よりも小さい径を有する柱状に形成されていてもよい。
For example, in the
また、前記したSOWC1では、ストラット12に凹部121が、ノッチ21に凸部211が設けられている例を説明したが、ストラット12に凹部121を設けず、ノッチ21にのみ凸部211を設けてもよい。あるいは、ストラット12に凸部を、ノッチ21に凹部を設けてもよい。このような組み合わせであっても、ノッチプレート20の径方向中央部20aにおけるクリアランスcl1を、ノッチプレート20の径方向内側20bまたは径方向外側20cにおけるクリアランスcl2よりも小さくすることができるため、ノッチ21に対して、ストラット12の中央部を衝突させやすくすることができる。
In the
1,101 セレクタブルワンウェイクラッチ(SOWC)
10,40 ポケットプレート
11 ポケット(収容凹部)
12,42 ストラット(係合片)
121 凹部
122,422 本体部
123,423 内耳部
124,424 外耳部
13 凹部
14 弾性部材
20,50 ノッチプレート
20a 径方向中央部
20b 径方向内側
20c 径方向外側
21,51 ノッチ(係合凹部)
211 凸部
30 セレクタプレート(切替部材)
31 窓孔
cl1,cl2 クリアランス
Fnp 衝突荷重
O 回転軸
θr1,θr2 ロール角度
θy1,θy2 ヨー角度
1,101 Selectable one-way clutch (SOWC)
10, 40
12, 42 Strut (engagement piece)
121
211 Convex 30 Selector plate (switching member)
31 window hole cl 1 , cl 2 clearance F np collision load O rotation axis θ r1 , θ r2 roll angle θ y1 , θ y2 yaw angle
Claims (1)
前記ポケットプレートの収容凹部が形成された面と対向して配置されるとともに、前記ポケットプレートに対して相対回転可能なノッチプレートと、
前記ノッチプレートにおいて、前記収容凹部と対向する面に形成された係合凹部と、
前記収容凹部に収容され、所定条件下で前記係合凹部に係合することにより、前記ノッチプレートの回転を規制する係合片と、
を備えるセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
前記係合凹部と前記係合片との間に形成されるクリアランスのうち、前記ノッチプレートの径方向中央部におけるクリアランスは、前記ノッチプレートの径方向内側または径方向外側におけるクリアランスよりも小さいことを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。 A pocket plate having a plurality of receiving recesses formed on one surface;
A notch plate that is disposed opposite to the surface of the pocket plate where the receiving recess is formed, and is rotatable relative to the pocket plate;
In the notch plate, an engaging recess formed on a surface facing the receiving recess,
An engagement piece that is accommodated in the accommodation recess and engages with the engagement recess under a predetermined condition to restrict rotation of the notch plate;
In a selectable one-way clutch comprising
Of the clearances formed between the engagement recesses and the engagement pieces, the clearance at the radial center of the notch plate is smaller than the clearance at the radial inner side or radial outer side of the notch plate. Selectable one-way clutch.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016209067A JP2018071586A (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Selectable oneway clutch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016209067A JP2018071586A (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Selectable oneway clutch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2018071586A true JP2018071586A (en) | 2018-05-10 |
Family
ID=62113981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2016209067A Pending JP2018071586A (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Selectable oneway clutch |
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Country | Link |
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2016
- 2016-10-25 JP JP2016209067A patent/JP2018071586A/en active Pending
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