JP2019516930A - ストラットレイダウン速度に関するロック部材の動力学が向上されるワンウェイクラッチアセンブリおよびそのためのカップリング部材 - Google Patents

Abstract

係合可能なカップリングアセンブリのためのカップリング部材は、少なくとも１つのポケットを有するカップリング面を含む。各ポケットは、アセンブリのオーバーランニング状態中、アセンブリの回転軸の周りでのカップリング部材のレイダウン角速度において、そのポケット内に横たわるロック部材を受け入れかつ名目上保持するような寸法および形状にされる。各ポケットは、オーバーランニング状態中のストラットレイダウン速度に関するロック部材の動力学を改善するために、カップリング部材の中心線に対する法線に対して角度が付けられるポケット軸を有する。【選択図】図１

Description

本出願は、２０１６年５月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／３４０，７２３号明細書の利益を主張するものであり、その開示内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、概して、選択可能なワンウェイクラッチアセンブリを含むワンウェイクラッチアセンブリおよびそれで使用するためのカップリング部材に関する。

本出願の譲受人に譲渡された「Ｏｎｅ−Ｗａｙ Ｃｌｕｔｃｈ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｆｅａｔｕｒｉｎｇ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｓｔｒｕｔ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ」という名称の米国特許第６，５７１，９２６号明細書に記載されているように、クラッチは、駆動ディスクまたはプレートなどの第１の回転可能な「駆動」部材を、被駆動プレートまたはディスクなどの第２の独立して回転可能な「被駆動」部材に動力を選択的に結合するために様々な用途において使用されている。一般に「ワンウェイクラッチ」または「オーバーランニングクラッチ」と呼ばれるクラッチの１つの知られている形態において、クラッチは、駆動部材が被駆動部材に対して第１の方向に回転しようとするときにのみ、駆動部材を被駆動部材に機械的に結合するために「係合する」。そのように係合すると、クラッチは、駆動部材が被駆動部材に対して第２の反対方向に回転するときにのみ、被駆動部材を駆動部材から解放または切り離す。さらに、クラッチは、他の場合には駆動部材が被駆動部材に対して第２の方向に自由に回転することを許容する。被駆動部材に対する第２の方向における駆動部材のこのような「フリーホイーリング」は、「オーバーランニング」状態としても知られている。

このような公知のワンウェイクラッチの１つは、密接した軸方向対向面のほぼ平面のクラッチ面を特徴とする並置された名目上同軸の駆動および被駆動部材を使用する。このような「平面」のワンウェイクラッチは、Ｆｒａｎｋによって米国特許第５，４４９，０５７号明細書において、およびＲｕｔｈらによって米国特許第５，５９７，０５７号明細書において教示されるように、典型的には、駆動部材の面に形成された複数の凹部と、少なくとも同数の被駆動部材の面に形成された凹部とを含む。各ストラットの第１の長手方向端部が、駆動部材のそれぞれの凹部によって画定された肩部に容易に係合して当接し得るように、薄い平坦なストラットが駆動部材の各ポケット内に支持される。ストラットの第２の反対側の長手方向の端部は、例えば、駆動部材の凹部内のストラットの下に配置されたバネにより、被駆動部材の面の方にかつそれに対して押し付けられる。

駆動部材が被駆動部材に対して第１の方向に回転すると、少なくとも１つのストラットの第２の端部は、被駆動部材の凹部によって画定された肩部に係合し、その後、肩部に当接し、その結果、ストラットが圧縮状態に置かれ、被駆動部材が駆動部材と回転するように結合される。駆動部材が被駆動部材に対して第２の方向に回転すると、被駆動部材の凹部の他の部分によって画定された傾斜面は、各ストラットの第２の端部を駆動部材に向かって押し戻し、その結果、駆動部材が被駆動部材に対して第２の方向に自由に回転することを許容される。

クラッチオーバーラン中の各ストラットの第２の端部と、被駆動部材のクラッチ面の傾斜面とのこの周期的係合は、多くの場合、ワンウェイクラッチに関連するノイズまたは「ラチェット」音を発生させる可能性がある。クラッチオーバーラン中にこのラチェット音を低減させるための既知のアプローチには、ストラットの慣性質量の減少；ストラットに作用するバネ力の変更；およびクラッチ面間の空間に様々な運動減衰流体を使用することにより、クラッチオーバーラン中のストラットの動力学をより良好に制御することを含むストラットの設計変更が含まれる。しかしながら、特に被駆動部材などの他のクラッチ構成要素が異なるノイズ透過特性を示す材料、例えば粉末金属から製造されるようになると、オーバーラン中のノイズ低減のさらなる改善が望まれる。

「ストラット不安定性」は、多くの場合、ストラットがそのポケットに着座しなければならないときに延長されるストラットによって特徴付けられる好ましくない状態である。ストラットの不安定性は、早過ぎるバネ、ストラットおよびポケットの摩耗および最終的な破損に直接相関するため、耐久性の点で第一の懸念事項である。オーバーラン段階中、ストラットがそれぞれのポケット内に降下して様々なニュートン相互作用による寄生喪失を最小限に抑えることが有利である。ストラットをポケットに閉じ込めたままにするポケットプレートの最小角速度は、多くの場合、ストラット「レイダウン」速度と呼ばれる。

ストラットの下降に作用する機構は多数あり、（多くの他の因子の中でも）ポケットプレートの回転速度、ポケットプレートの角加速度、ストラットの幾何学的形状、バネ係数、流体相互作用およびポケット壁抜き勾配に相関することができる。

先に述べたように（および図１０に示すように）、外側のポケット壁の抜き勾配もストラットのレイダウン速度に著しく影響を及し得る。ゼロ度を超える角度は、レイダウン速度を増加させる傾向がある一方、負の角度は、レイダウン速度を減少させるために使用することができる。しかしながら、これは、製造の複雑さのトレードオフを提示し、より高い抜き勾配は、ポケットプレートを製造するために使用されるプレスの寿命を延ばし得るため、一般に製造コストを低下させる。ゼロまたは負の抜き勾配は、製造がより困難であり、通常、二次的な機械加工作業を必要とする。

米国特許出願公開第２０１１／０２９７５００号明細書（本出願の譲受人に同じく譲渡されている）は、ストラットに作用する様々な力が以下のように示されて記載される、その各ポケット内のストラットの動的係合分析を提供する。

Ｆ_Ｒ＝得られるストラット力。ストラットをそのポケットから押し出すのに利用可能な力（すなわちストラット上で得られる力）。

Ｆ_Ｓ＝バネ力。ノッチプレートとの係合のためにストラットをそのポケットから押し出すために使用されるバネによって生成される力。

Ｆ_Ｃ＝遠心力。動作中のポケットプレートの回転によるストラットの有効重量。（ポケットプレート壁に対するストラットの力）。これは、観察者の基準系に依存する仮想の力である。

Ｆ_Ｆ＝摩擦力。この力は、ポケットプレートに作用するストラットの有効重量（遠心力）によって生成される。回転速度が高いほど、摩擦力が大きくなる。この力は、ストラットがそのポケットから押し出されることを防止する。

Ｆ_Ｐ＝ストラット押出力。ポケットプレート壁の角度は、ストラットをポケットプレートから押し出す。これは、ポケットプレートの回転によって生じる遠心力によるものである。

Ｆ_Ｌ＝流体力。この力は、ノッチプレートに係合するときに伝達流体を変位するストラットの効果によって生成される。

上述の出願に記載されているように、「真の垂直」または「わずかに負」の垂直壁は、オーバーラン中に回転遠心力を受けるストラットまたはロッカー（すなわち、まとめて「ロック部材」と呼ばれる）の安定性を向上させる。また、「わずかに負」の角度は、そのような遠心力のためにストラットが「ロックダウン」するｒｐｍをさらに低下させる。

換言すると、ポケットプレートの壁が、１〜２度または０．５〜１度などの抜き勾配を有し得る鋳造された正の角度の表面（すなわち表面が「わずかに正に」傾斜されている）に対して垂直またはわずかに負に機械加工される場合、性能が改善される。

米国特許第５，９２７，４５５号明細書は、双方向オーバーランニングつめ型クラッチを開示している。米国特許第６，２４４，９６５号明細書は、トルクの伝達のための平面オーバーランニングカップリングを開示している。米国特許第６，２９０，０４４号明細書は、オートマチックトランスミッションで使用するための選択可能なワンウェイクラッチアセンブリを開示している。米国特許第７，２５８，２１４号明細書および同第７，４８４，６０５号明細書は、オーバーランニングカップリングアセンブリを開示している。米国特許第７，３４４，０１０号明細書は、オーバーランニングカップリングアセンブリを開示している。米国特許第７，４８４，６０５号明細書は、オーバーランニングラジアルカップリングアセンブリまたはクラッチを開示している。

他の関連する米国特許公開文献には、米国特許出願公開第２０１１／０１８３８０６号明細書；同第２０１１／０２３３０２６号明細書；同第２０１１／０２１４９６２号明細書；同第２０１０／０２５２３８４号明細書；同第２０１０／０２３０２２６号明細書；同第２０１０／００６３６９３号明細書；同第２０１０／０２００３５８号明細書；同第２００９／００９８９７０号明細書；同第２００９／０１９４３８１号明細書；同第２００８／０２２３６８１号明細書；同第２００８／０１１０７１５号明細書；同第２００８／０１６９１６６号明細書；同第２００８／０１８５２５３号明細書；同第２００６／０１８５９５７号明細書；および以下の米国特許第７，９４２，７８１号明細書；同第８，０７９，４５３明細書；同第７，９９２，６９５明細書；同第８，０５１，９５９号明細書；同第８，０１１，４６４明細書；同第８，０４２，６６９明細書；同第８，０６１，４９６明細書；同第８，０４２，６７０号明細書；同第８，０５６，６９０明細書；同第８，０８３，０４２明細書；同第８，０８７，５０２明細書；同第７，８２４，２９２明細書；同第７，７４３，６７８明細書；同第７，４９１，１５１明細書；同第７，４６４，８０１明細書；同第７，３４９，０１０号明細書；同第７，２７５，６２８号明細書；同第７，２５６，５１０号明細書；同第７，２２３，１９８号明細書；同第７，１９８，５８７明細書；同第７，１００，７５６明細書；同第７，０９３，５１２明細書；同第６，９５３，４０９明細書；同第６，８１４，２０１明細書；同第６，５０３，１６７明細書；同第６，１９３，０３８明細書；同第６，１１６，３９４明細書；同第６，１８６，２９９明細書；同第６，５７１，９２６明細書；同第４，０５０，５６０明細書；同第５，６３８，９２９明細書；同第５，３６２，２９３明細書；同第５，６７８，６６８明細書；同第５，９１８，７１５明細書；同第５，０７０，９７８号明細書および同第５，９６４，３３１号明細書が含まれる。

本出願の目的のために、「カップリング」という用語は、プレートの一方がトランスミッションのトルク伝達要素に駆動可能に接続され、他方のプレートが別のトルク伝達要素に駆動可能に接続されるか、またはトランスミッションハウジングに対して固着されて固定された状態に保持される、クラッチまたはブレーキを含むと解釈すべきである。「カップリング」、「クラッチ」および「ブレーキ」という用語は、交換可能に使用され得る。

「力のモーメント」（多くの場合、単にモーメント）は、物体をねじるかまたは回転させる力の傾向である。モーメントは、力とモーメントアームとの積として数学的に評価される。モーメントアームは、回転の点または軸から力の作用線までの垂直距離である。このモーメントは、点を通って仮想軸を中心に回転させる力の傾向の尺度と考えることができる。

換言すると、「力のモーメント」とは、力と力の作用線からの点の垂直距離との積によって測定された所与の点または軸の周りの力の回転効果である。一般に、時計回りのモーメントは「正」のモーメントと呼ばれ、反時計回りのモーメントは「負」のモーメントと呼ばれる。物体が平衡している場合、枢点の周りでの時計回りのモーメントの合計は、同じ枢点または軸の周りでの反時計回りのモーメントの合計に等しい。

本発明の少なくとも１つの実施形態の目的は、改良されたカップリング部材およびワンウェイクラッチアセンブリであって、ロック部材またはストラットの動力学が、ストラットを受け入れかつ名目上保持するポケットに角度を付けることによってストラットレイダウン速度に関して改善される、改良されたカップリング部材およびワンウェイクラッチアセンブリを提供することである。ストラットの動力学の改善は、ストラットが法線軸を基準にして回転するときに達成される。これは、通常、ポケット全体を回転させることによって達成され得るが、外壁（および内ポケットの耳）を回転させるのみで達成することもできる。

本発明の少なくとも１つの実施形態の上記の目的および他の目的を実行するにあたり、係合可能なカップリングアセンブリのためのカップリング部材が提供される。カップリング部材は、カップリング部材の中心を通る中心線を有する。カップリング部材は、少なくとも１つのポケットを有するカップリング面を含む。各ポケットは、アセンブリのオーバーランニング状態中、アセンブリの回転軸の周りでのカップリング部材のレイダウン角速度において、そのポケット内に横たわるロック部材を受け入れかつ名目上保持するような寸法および形状にされる。各ポケットは、オーバーランニング状態中のストラットレイダウン速度に関するロック部材の動力学を改善するために、中心線に対する法線に対して角度が付けられるポケット軸を有する。

各ポケットのポケット軸は、法線に対して外向きまたは反時計回りに回転され得る。代替的に、各ポケットは、法線に対して内向きまたは時計回りに回転され得る。

カップリング部材は、ポケットプレートであり得る。

ロック部材は、ロックストラットであり得る。

カップリング面は、環状カップリング面を有し得る。

カップリング面は、複数のポケットを有し得る。ポケットのそれぞれは、対応するロック部材を受け入れかつ名目上保持するような寸法および形状にされ得る。

各ポケットは、「Ｔ」字形を有し得る。

各ポケットは、付勢ばねを受け入れるための内側凹部を有し得、各ポケットは、バネポケットである。

環状カップリング面は、回転軸に沿って軸方向に面するように向けられ得る。

各ポケット軸は、法線に対して−５°〜１０°の範囲で角度を付けられ得る。

さらに、本発明の少なくとも１つの実施形態の上記の目的および他の目的を実施するにあたり、中心軸を有するワンウェイクラッチアセンブリが提供される。アセンブリは、中心軸を通る中心線を有する環状ポケットプレートを含む。ポケットプレートは、中心軸の周りで互いに離間された複数のポケットを有する環状カップリング面を含む。ポケットのそれぞれは、アセンブリのオーバーランニング状態中、軸の周りでのポケットプレートのレイダウン角速度において、そのポケット内に横たわるロック部材を受け入れかつ名目上保持するような寸法および形状にされる。各ポケットは、オーバーランニング状態中のストラットレイダウン速度に関するロック部材の動力学を改善するために、中心線に対する法線に対して角度が付けられるポケット軸を有する。環状ノッチプレートは、中心軸の周りに延在し、かつ中心軸の周りで互いに離間されたノッチを含む。複数のロック部材は、ポケット内に受け入れられる。

各ポケットの主軸は、法線に対して外向きまたは反時計回りに回転され得る。代替的に、各ポケットは、法線に対して内向きまたは時計回りに回転され得る。

ロック部材のそれぞれは、ロックストラットであり得る。

各ポケットは、「Ｔ」字形を有し得る。

各ポケットは、付勢ばねを受け入れるための内側凹部を有し得、各ポケットは、バネポケットである。

環状カップリング面は、中心軸に沿って軸方向に面するように向けられ得る。

各ポケット軸は、法線に対して−５°〜１０°の範囲で角度を付けられ得る。

例示的な実施形態を上に記載したが、これらの実施形態は、本発明のすべての可能な形態を記載するものではない。むしろ、本明細書で使用される用語は、限定ではなく説明のための用語であり、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更形態がなされ得ることが理解される。さらに、様々な実施形態の特徴を組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を形成することができる。

図１は、本発明の少なくとも１つの実施形態により構成されたポケットプレートの形態のカップリング部材の概略斜視図である。 図２は、図１のポケットプレートの上面図であり、ポケットプレートの１２個の異なるポケットの様々な可能な抜き勾配およびポケット回転軸を示す。 図３は、図１の図と同様の図であるが、ただし、ストラット先端が内向きに角度を付けられている。 図４は、図２の図と同様であるが、図３に示す変化を有する。 図５は、図１のポケットプレートと共に使用するためのノッチプレートの形態の第２のカップリング部材の概略斜視図であり、ポケットプレートの回転されたポケットに対応して回転されたノッチを示す。 図６は、図５のノッチプレートの上面図である。 図７は、ノッチの１つの回転角度をより良く示すための図６の丸で囲んだ領域の拡大図である。 図８は、ポケットプレートの一部の部分切欠図であり、回転されたストラット（図１および２の回転されたポケットの１つなどの回転されたポケット内に典型的に受け入れられかつ保持される）を有する。 図９は、一定の抜き勾配における様々なポケット回転についての、ストラットの得られるモーメント対ポケットプレートのＲＰＭのグラフを示す。 図１０は、様々な壁抜き勾配およびポケット回転なしについての、ストラットの得られるモーメント対ポケットプレートのＲＰＭのグラフを示す。

必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示する。しかしながら、開示される実施形態は、様々な代替形態で具体化され得る本発明の単なる例示であることが理解されるべきである。図は、必ずしも一定の縮尺ではなく、一部の特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小化される場合がある。したがって、本明細書で開示される特定の構造的および機能的詳細は、限定としてではなく、単に本発明を多様に使用するために当業者に教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。

ストラットの「レイダウン」または「ロックダウン」速度に影響を及ぼす前述の多くの要因に加えて、本出願の発明者らは、「ポケット回転角」（すなわちポケットプレート内のポケット全体（またはポケットの外壁および内側ポケットの耳）の角度）が、図９に示すようにレイダウン速度に影響を及ぼす別の要因であることを発見した。反時計回り（すなわち外向き）のポケット回転は、回転ポケットプレートのレイダウン速度を低下させ、それにより比較的大きい抜き勾配を許容または補償し、これは、より低い製造コストを可能にする。時計回り（すなわち内向き）になると、ポケット回転は、同じく図９に示すようにレイダウン速度を上昇させる。ストラットが横たわる所望の速度（すなわちＲＰＭ）がクラッチの係合能力を決定する。したがって、クラッチが比較的高い速度（すなわちＲＰＭ）で係合することが望まれる場合、内向きのポケット回転が使用されるであろう。

ポケットの回転が追加されると、ストラットおよびそのポケットの幾何学的構成が変化し、ストラットに作用する求心力のために新たなモーメントの発生をもたらす。求心力は、本明細書に記載するストラット／ロック壁の動力学を引き起こす物理的な力である。この新しいモーメントは、ストラットが上昇または下降する回転点の相対的変化から生じる。

ここで、図１および図２を参照すると、係合可能なカップリングアセンブリのためのカップリング部材が全体的に１０で示されている。カップリング部材またはポケットプレート１０は、カップリング部材１０の中心１６を通る中心線２０を有する。カップリング部材１０は、少なくとも１つのポケット、好ましくは図２においてポケット＃１〜２とラベル付けされた複数のポケット１４を有するカップリング面１２を含む。例示的な目的のために、ポケット１４のそれぞれは、異なる抜き勾配およびポケット軸角度Φを有する。しかしながら、好ましくは、ポケット１４は、同じ抜き勾配および同じポケット軸角度を有することが理解されるべきである。各ポケット１４は、アセンブリのオーバーランニング状態中、アセンブリの回転軸１６の周りでのカップリング部材１４のレイダウン角速度において、そのポケット１４内に横たわるロックストラット１５（すなわち図８）などのロック部材を受け入れかつ名目上保持するような大きさおよび形状を有する。各ポケット１４は、オーバーランニング状態中のロック部材の動力学を改善するために、中心線２０に対する法線１８に対して角度が付けられるポケット軸１７（図２のポケット＃１のみに示される）を有する。

各ポケット１４のポケット軸１７は、図２に示すように、法線に対して外向きまたは反時計回りに回転される。

ロック部材１５は、ロックストラットであることが好ましい。

カップリング面１２は、環状カップリング面１２であることが好ましい。カップリング面１２は、複数のポケット１４を有し、各ポケット１４は、「Ｔ」字形を有する。

各ポケット１４は、付勢バネ（図示せず）を受け入れるための内側凹部２４（図８）を有し、各ポケット１４は、バネポケットである。

環状カップリング面１２は、回転軸１６に沿って軸方向に面するように向けられる。スプライン２２がプレート１０の内径に設けられ、プレート１０へまたはプレート１０からトルクを伝達する。

図３および図４は、図１および図２のポケットプレート１０と実質的に同一であるカップリング部材またはポケットプレート１０’を示し、したがって、同様の部品は、同じ参照番号を有するが、単一のプライム記号を有する。ポケットプレート１０’は、ポケット１４’が内向きの回転を有することを除いて、ポケットプレート１０と実質的に同一である。ポケットプレート１０’の各ポケット１４’は、ポケットプレート１０内の対応するポケット１４と同じ抜き勾配および回転の大きさを有する。前述したように、図３および図４のポケットプレートの実施形態（すなわち内向きのポケット回転）は、得られるクラッチが図９に示すように比較的高いＲＰＭで係合することが望ましい場合に使用される。

各ポケット軸１７は、図９に示すように、法線１８に対して−５°〜１０°の範囲で角度が付けられている。

ポケットプレート１０と、図５および図６の第２のカップリング部材２０および１つまたは複数のロックストラット１５との組み合わせは、中心軸１６を有するカップリングまたはクラッチアセンブリを形成する。

環状ノッチプレート３０は、中心軸１６の周りに延在し、かつ中心軸１６の周りで互いに離間されたノッチ３４を含む。ノッチ３４は、ノッチプレート３０のカップリング面３２に形成される。ノッチ３４は、ポケットプレート１０の角度Φの少なくとも１つに対応するΦで角度を付けられるか、またはポケットプレート１０’と共に使用される場合に−Φで角度を付けられる。

以下の式は、レイダウン速度に影響を及ぼす求心力および他の要因によるストラット上の前述の新しいモーメントに関するものである。
Ｓｍ＝ストラットモーメント
Ｍ＝ストラット質量
Ｒ＝ストラットのピッチ半径
Ｗ＝ポケットプレートの角速度
Ｓｆ＝バネ力
Ｌｓ＝ポケットロックアップ面とバネ中心との間の距離
Ｌｏ＝ポケットロックアップ面と外側オーバーラン面との間の距離
Ｅｗ＝耳の幅
Θ＝抜き勾配
Φ＝ポケット全体の（または代替的にポケットの外壁および内ポケットの耳の）回転角度
Ｆｃ＝摩擦係数
Ｐｍ＝ストラット枢点からストラット質量中心までの距離
Ｂｐ＝ストラットの背面からストラット枢点までの距離
Ｓｔ＝ストラットの厚さ
ε＝前耳壁角度
角度Φ＜０（すなわち内向き回転）の場合
内向きストラット回転（ＣＷポケット回転、ＩＤ（すなわちプレート１０の内径）に向かうストラット先端
Ｓｍ−Ｓｆ＊Ｌｓ＋（（Ｍ＊ｒ＊ｗ＾２＊Ｃｏｓ（Φ））／（Ｃｏｓ（Θ）−Ｆｃ＊Ｓｉｎ（Θ）））＊（Ｓｉｎ（Θ）＊（Ｐｍ＋Ｂｐ）−Ｆｃ＊Ｃｏｓ（Θ）＊（Ｐｍ＋Ｂｐ））＋Ｍ＊ｒ＊ｗ＾２＊Ｓｉｎ（Φ）＊Ｓｔ／２
角度Φ＞０またはΦ＝０の場合）（回転なしまたは外向き回転）
外向きストラット回転（ＣＣＷポケット回転、ＯＤ（すなわちプレート１０の外径）に向かうストラット先端
Ｓｍ＝Ｓｆ＊（Ｌｓ−Ｌｏ＋Ｅｗ）＋Ｍ＊ｒ＊ｗ＾２＊（Ｓｉｎ（Θ）＊Ｃｏｓ（Θ）−Ｆｃ＊（Ｃｏｓ（Θ））＾２）＊（Ｐｍ）−Ｍ＊ｒ＊ｗ＾２＊Ｓｉｎ（Φ）＊（Ｓｔ＋（Ｆｃ＊（Ｓｉｎ（ε）＊（Ｓｔ−Ｔａｎ（ε）＊（Ｅｗ））＋（Ｅｗ／Ｃｏｓ（ε）））−Ｃｏｓ（ε）＊（Ｓｔ−Ｔａｎ（ε）＊（Ｅｗ））／（Ｆｃ＊Ｓｉｎ（ε）−Ｃｏｓ（ε）＋Ｆｃ＾２＊Ｃｏｓ（ε）−Ｆｃ＊Ｓｉｎ（ε））））

要約すると、本発明者らは、ポケットプレートの中心線の法線に対するロック部材またはストラットの向きがストラットレイダウン速度に関する動的特性に影響を及ぼすことを発見した。ポケット軸の反時計回りの回転は、ストラットが横たわる速度を低下させる傾向があり、時計回りの回転は、レイダウン速度を上昇させる傾向がある。

ポケットの反時計回りの回転（すなわちストラット先端がクラッチの外径に向かう）は、機能上の寸法公差を開くことによって製造可能性に役立つのみならず、油要件に対する感度を低下させることができる。ポケットの反時計回りの回転は、ストラットレイダウン速度を低下させる傾向がある。これは、ストラットの不安定性を増大させる可能性がある低いオイル条件に対してクラッチの弾力性を増加させる傾向がある。

反対に、ポケットの時計回りの回転（すなわちストラット先端がクラッチの内径に向かう）は、ストラットレイダウン速度を上昇させる傾向がある。これは、クラッチが高いポケットプレートおよびノッチプレート速度で係合できることが要求される動的な用途など、ストラットがより高速で作動することが要求されるクラッチ用途において有益であり得る。

本発明者らの発見に基づいて、ポケット主軸またはポケット軸の向きを、ＭＤを通る中心線に垂直にする代わりに、本発明者らは、ストラットの主軸またはポケット軸をプレートの中心線の角度に対して垂直な角度だけ異なるようにした。

前述の「ストラットの不安定性」およびそれが引き起こす損傷は、ストラットの不適切な動力学に関係する。ストラットの動力学は、一定条件（通常、図９および図１０に示すポケットプレートのＲＰＭ範囲によって特定される）において、ストラットがもはや上昇できず、ポケット内に残り、ポケット内に着座している間、その付勢ばねを圧縮するように計画される。これらの動力学が変更されると、ストラットは、不適切な状況中にポケットから出ることを許され、その結果、ストラットの不安定性は、構成要素から発する別個の音および振動として表れ、最終的に故障につながる。

図９に示すように、ポケットの回転は、クラッチのストラットの動力学を著しく変える。ポケットの内向きの回転は、ストラットをポケットから上昇させる傾向があり得るモーメントに寄与し、反対に、外向きの回転は、ばね力に抗しながらそれを低下させる傾向がある。

図９のグラフは、３０００ＲＰＭのベースラインレイダウン速度から、−４°回転したポケットがこの速度をほぼ４５００ＲＰＭまで、すなわち５０％向上させることを示す。逆に、図９に同じく示すように正の回転角を加えることにより、レイダウン速度をベースラインレイダウン速度からほぼ５０％低減することができる。この回転角は、ストラットの動力学を改善する。

例示的な実施形態を上に記載したが、これらの実施形態は、本発明のすべての可能な形態を記載するものではない。むしろ、本明細書で使用される用語は、限定ではなく説明のための用語であり、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更形態がなされ得ることが理解される。さらに、様々な実施形態の特徴を組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を形成することができる。

Claims (19)

1. 係合可能なカップリングアセンブリのためのカップリング部材において、前記カップリング部材の中心を通る中心線を有し、
   少なくとも１つのポケットを有するカップリング面を含み、各ポケットは、前記アセンブリのオーバーランニング状態中、前記アセンブリの回転軸の周りでの前記カップリング部材のレイダウン角速度において、そのポケット内に横たわるロック部材を受け入れかつ名目上保持するような寸法および形状にされ、各ポケットは、前記オーバーランニング状態中のストラットレイダウン速度に関するロック部材の動力学を改善するために、前記中心線に対する法線に対して角度が付けられるポケット軸を有することを特徴とするカップリング部材。
2. 請求項１に記載のカップリング部材において、各ポケットの前記ポケット軸は、前記法線に対して外向きまたは反時計回りに回転されることを特徴とするカップリング部材。
3. 請求項１に記載のカップリング部材において、各ポケットの前記ポケット軸は、前記法線に対して内向きまたは時計回りに回転されることを特徴とするカップリング部材。
4. 請求項１に記載のカップリング部材において、前記カップリング部材は、ポケットプレートであることを特徴とするカップリング部材。
5. 請求項１に記載のカップリング部材において、前記ロック部材は、ロックストラットであることを特徴とするカップリング部材。
6. 請求項１に記載のカップリング部材において、前記カップリング面は、環状カップリング面であることを特徴とするカップリング部材。
7. 請求項１に記載のカップリング部材において、前記カップリング面は、複数のポケットを有し、前記ポケットのそれぞれは、対応するロック部材を受け入れかつ名目上保持するような寸法および形状にされることを特徴とするカップリング部材。
8. 請求項１に記載のカップリング部材において、各ポケットは、「Ｔ」字形を有することを特徴とするカップリング部材。
9. 請求項１に記載のカップリング部材において、各ポケットは、付勢ばねを受け入れるための内側凹部を有し、各ポケットは、バネポケットであることを特徴とするカップリング部材。
10. 請求項６に記載のカップリング部材において、前記環状カップリング面は、前記回転軸に沿って軸方向に面するように向けられることを特徴とするカップリング部材。
11. 請求項１に記載のカップリング部材において、各ポケット軸は、前記法線に対して−５°〜１０°の範囲で角度を付けられることを特徴とするカップリング部材。
12. 中心軸を有するワンウェイクラッチアセンブリにおいて、
    前記中心軸を通る中心線を有する環状ポケットプレートであって、前記中心軸の周りで互いに離間された複数のポケットを有する環状カップリング面を含み、前記ポケットのそれぞれは、前記アセンブリのオーバーランニング状態中、前記中心軸の周りでの前記ポケットプレートのレイダウン角速度において、そのポケット内に横たわるロック部材を受け入れかつ名目上保持するような寸法および形状にされ、各ポケットは、前記オーバーランニング状態中のストラットレイダウン速度に関するロック部材の動力学を改善するために、前記中心線に対する法線に対して角度が付けられるポケット軸を有する、環状ポケットプレートと、
    前記中心軸の周りに延在し、かつ前記中心軸の周りで互いに離間されたノッチを含む環状ノッチプレートと、
    前記ポケット内に受け入れられる複数のロック部材と
    を含むことを特徴とするワンウェイクラッチアセンブリ。
13. 請求項１２に記載のアセンブリにおいて、各ポケットの前記ポケット軸は、前記法線に対して外向きまたは反時計回りに回転されることを特徴とするアセンブリ。
14. 請求項１２に記載のアセンブリにおいて、各ポケットの前記ポケット軸は、前記法線に対して内向きまたは時計回りに回転されることを特徴とするアセンブリ。
15. 請求項１２に記載のアセンブリにおいて、前記ロック部材のそれぞれは、ロックストラットであることを特徴とするアセンブリ。
16. 請求項１２に記載のアセンブリにおいて、各ポケットは、「Ｔ」字形を有することを特徴とするアセンブリ。
17. 請求項１２に記載のアセンブリにおいて、各ポケットは、付勢ばねを受け入れるための内側凹部を有し、各ポケットは、バネポケットであることを特徴とするアセンブリ。
18. 請求項１２に記載のアセンブリにおいて、前記環状カップリング面は、前記中心軸に沿って軸方向に面するように向けられることを特徴とするアセンブリ。
19. 請求項１２に記載のアセンブリにおいて、各ポケット軸は、前記法線に対して−５°〜１０°の範囲で角度を付けられることを特徴とするアセンブリ。

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