JP4037463B2 - 一方向オーバーランニングクラッチ - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は、一方向駆動式オーバーランニングクラッチ機構に関し、特に構造が単純化されていて高トルクを伝達でき、高速作動に特に適した改良型で軽量の一方向クラッチに関する。
従来技術の説明
一方向駆動式オーバーランニングクラッチ機構(以下、「クラッチ」又は「オーバーランニングクラッチ」という)は、周知であって、例えば自転車の駆動装置のような低速型装置から、例えば自動車の変速装置やトルクコンバータのような高速型装置にわたる種々の用途で広く用いられている。従来、高速型自動車用変速装置に用いられる市販のクラッチは、一般に、スプラグ式又はローラーランプ(傾斜部)式のものであり、これらのクラッチは両方とも、クラッチの駆動部材と被駆動部材との間でトルクを伝達したり、ロックアップする楔作用を利用している。これらクラッチの楔作用は、構成部品に極めて大きな応力を生じさせる関係上、クラッチは比較的重量があって製造費が高い。かかるクラッチは、一般に、自動変速装置中の最も弱い結合部であると考えられる。
また、駆動クラッチ部材と被駆動クラッチ部材との間又はクラッチ板相互間に配置されていて、駆動クラッチ板及び被駆動クラッチ板に設けられた切欠きにより構成される肩に係合して一方向の相対回転時にこれらの間でトルクを伝達する駆動位置と、逆方向における相対回転時にオーバーランニング又は空回りを可能にするオーバーランニング位置との間で動くことができる剛性ストラットを採用したクラッチも公知である。この種のクラッチは、例えば米国特許第5,070,978号及び第5,449,057号に開示されている。
代表的なストラット式クラッチでは、個々のストラットは、少なくとも1つのストラットの両端又は両縁部が一方向における駆動部材の回転時に駆動クラッチ板及び被駆動クラッチ板の密に間隔を置いた状態で対向した作用面に設けられた切欠きにより形成された肩に係合する駆動位置と、駆動部材が被駆動部材に対して逆方向に回転するとストラットがクラッチ板のうち少なくとも一方から外れる引込み位置との間で回動できるよう取り付けられている。ストラットは、米国特許第5,449,057号に開示されているが、市販されているこの種の大抵の駆動装置に見られるようなクラッチ作用面相互間に設けられたキャリヤに回動自在に取り付けられ、これらストラットは一端又は一縁部がポケットにより構成される肩に常時接触した状態でクラッチ板の一作用面に設けられたポケット内に支持されている。キャリヤで支持されるにせよ、クラッチ作用面の一方のポケット内に納められるにせよ、いずれにしても個々のストラットは、一方向における被駆動部材に対する駆動部材の回転時に、弾性部材、代表的にはバネにより両方のクラッチ作用面に係合して2つのクラッチを互いにロックする位置に常時付勢されている。逆方向、即ち、オーバーランニング方向における相対回転時、バネ部材は、ストラットを絶えず付勢してこれをクラッチ作用面に接触させると共に被駆動部材及び駆動部材の回転時にストラットを各ポケット内へ押し込む傾向があり、ポケットの形状は、回転が続くとストラットをカム作用により戻すようなものである。
上述の米国特許第5,449,057号で示唆されているように、高速変速機構で用いられている従来型オーバーランニングクラッチでは、潤滑流体又は潤滑油を連続供給してストラット、スプラグ又はローラを絶えずこれで覆い、特にクラッチがオーバーランニングモードで動作しているときの摩耗を極力抑える必要がある。
かかるクラッチを、種々の回転部品により機構内部全体へ連続的にはねかけられる潤滑油のリザーバを有する種々の機構、例えば、自動変速装置に用いる場合、クラッチの潤滑のためにこの潤滑油の多少ランダムな分配法が利用されている。
しかしながら、かかる装置は、特にオーバーランニングモードの際に摩耗を最小限に抑えると共に最適効率の作動を可能にするのに適するほどの潤滑を常に行うとは限らないことが判明した。
ストラット式クラッチのストラットの回動運動を高速時に効果的に鈍くするには、ストラットを潤滑油浴中に浸漬状態に保ってストラットがオーバーランニングモードで本質的に静止したままにすればよいことが分かった。これにより、ストラットが隣接のクラッチ作用面の凹部上を通過する際に各ストラットに係合する弾性バネ部材の迅速な伸縮が実質的に無くなり、それにより疲れ破損を効果的に無くすことでバネの寿命が大幅に伸びる。さらに、ストラットを全ての高速作動中、潤滑油浴中に完全に浸漬させた状態に保つことにより、ストラットとクラッチ作用面との間の直接的な金属間接触が途切れていない潤滑油被膜により回避される。
上述の米国特許第5,070,978号は、入力シャフトとの間にシールを設けたハウジングを用いてクラッチ板を包囲するという技術的思想を開示している。密閉ハウジングは、空回り又はオーバーランニング中に2つの向かい合ったクラッチ板を「浮動」させて互いに離すために連続潤滑が行われるよう油で満たされている。また、この米国特許はその第8欄第10〜12行において、ハウジングを油で満たす場合、これにより影響が高速でオーバーランニング中のストラットの動きに対して生じるということを示唆しているように思われる。ただし、この米国特許は又、たとえハウジングを油で満たしていなくても、ストラットが高速では「殆ど全く動かない」ことも記載している。ハウジングは、ねじ込み式クロージャ板により閉鎖される開口端を備えた全体としてカップ状の出力シェルを有している。別のハウジング及びねじ込み式クロージャの使用によりクラッチのコストが大幅に増大し、ねじ切り式のコネクタが長期間にわたる使用中に弛んだ場合に破損の恐れが生じる。さらに、万一シールが破損しても油を補給する手だてがなく、それにより、油が密閉ハウジングから漏れ出た場合にはクラッチの過度の摩耗が生じると共にオーバーヒートになり、最終的には破損する恐れがある。密閉ハウジングは、シールが破損した場合に跳ねた油がストラットに達しないようにするのに効果のある遮蔽体として働く。さらに、別体のハウジング及びねじ込み式クロージャが用いられることにより、クラッチ組立体の総重量及び全体の大きさが大幅に増大する。
したがって、本発明の目的は、クラッチ部品の連続循環を確実に行う改良手段を備えた改良型で軽量のストラット式オーバーランニングクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、クラッチが用いられている機構の姿勢とは無関係に高速作動中、可動ストラッドが油のリザーバ内に常時浸漬されるようにする上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、クラッチ板を組立て関係に保持してクラッチ部材のうち一方と油密ジョイントを構成し、遠心力に起因する圧力を受けても油リザーバをクラッチ板相互間に保持する堰又はダムとして役立ち、そして高速作動中にストラット及びバネ部材を密閉する改良型の軽量保持手段を備えた上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、作動中、連続した油の流れをクラッチ組立体中に与える手段を有する上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、製造費が安く且つ作動において信頼性が高い上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
発明の概要
上記目的及び他の目的並びに上記利点及び他の利点は、複数の剛性ストラットが、一対のクラッチ板の互いに隣接した状態で対向した相対回転自在な作用面相互間に設けられ、前記ストラットは、少なくとも1つのストラットが両方のクラッチ作用面に設けられた肩に係合して2つのクラッチ板を共通軸線の周りに一方向に一緒になって回転できるよう相互係止する位置まで回転する係合位置と、逆方向におけるクラッチ板の自由相対回転を可能にする離脱又はオーバーランニング位置との間で回動できるようになっていることを特徴とする本発明により達成される。第1のクラッチ板は、軸方向に延びる外側リム部分と、外側リム部分の一端に位置した半径方向内方に延びる一体成形の本体部分とを有する。また、第2のクラッチ板は、第1のクラッチ板の軸方向に延びるリム部分に入れ子状に嵌入される外周部を備えた実質的に半径方向に延びる本体部分を有すると共に好ましくは、第1のクラッチ板の内周部に入れ子状に嵌入される一体成形の軸方向に延びる内側ハブを有し、第1のクラッチ板と第2のクラッチ板は、これらの間にキャビティを構成するよう協働する。複数のストラットが、係合又は駆動位置と離脱又はオーバーランニング位置との間で回動できるよう第1のクラッチ板と第2のクラッチ板との間でキャビティ内に設けられている。本発明の好ましい実施形態では、クラッチの作用面は、上述の米国特許第5,070,978号及び米国特許第5,597,057号の図15〜図27に示された構造と類似した全体として平らで互いに平行な環状クラッチ面である。
好ましい実施形態では、第1のクラッチ板の環状リムは、第2のクラッチ板部材の本体を軸方向に越えて延び、内向きの環状溝が、第2のクラッチ板部材の本体部分の外側にすぐ隣接する位置で、第1のクラッチ板部材の外側リム部分に形成されている。環状リテーナが第2のクラッチ板の表面の上に位置した状態で環状溝内にしっかりと固定され、第1及び第2のクラッチ板を組立て関係にしっかりと保持している。リテーナは、好ましくは、当初、金属の連続環状リングとして形成され、この環状金属リングは、全体として切頭円錐形又は皿形ばね座金の形に形作られる本体部分を有し、次に略平らな平坦な形状に加圧成形されてその外周部が環状溝の中に拡張されると共に第2のクラッチ板の半径方向に延びる本体部分の上に位置した状態でこれに係合する。
環状溝及びリテーナの外周部は、リテーナの取付けの際、溝がリテーナ縁部に係合してこれを加圧成形して溝の幾何学的形状に一致させると共に流体を密封するシールを形成するように寸法決めされている。リテーナリングの内周部は、少なくとも実質的に剛性ストラットの半径方向最も内側の部分の位置に等しいが、外側クラッチ板の本体部分の内周部の外側の位置まで半径方向内方に延びる。第1のクラッチ板部材の半径方向内方に延びる本体部分と外側リム部分とリテーナとが協働して、2つのクラッチ板の間のキャビティ及び前記第2のクラッチ板の外側リム部分を包囲する全体としてドーナッツ形の内方に開口したエンクロージャ又は環状トラフ(谷部)を形成する。
潤滑油を対向したクラッチ作用面相互間のキャビティ内へ送り込んで構成部品の潤滑を行うと共にクラッチ作用面相互間のキャビティを本質的に満たすために油供給通路が設けられている。クラッチの回転時、潤滑油に作用する遠心力は、油をドーナッツ形空間内に保持することになり、かくしてこの空間を潤滑油で満たすや否や、この空問は、クラッチがその向きとは無関係に遠心力が重力に打ち勝つのに十分な速度で回転し続ける限り、油で満たされ、圧力を受けた状態のままになろう。
遠心力により、油は第2のクラッチ板本体の外周部と第1のクラッチ板のリムとの間を流れ、次にリテーナに沿って流れ、ストラットが加圧潤滑油中に絶えず浸漬されているようにする堰として働くリテーナの縁部を越えて流れる。好ましくは、第2のクラッチ板の内周部又はハブ及び第1のクラッチ板の外側リム部分は、一方向だけの回転時に動力を伝達するために駆動部材及び被駆動部材に設けられた相手方のスプライン又は歯と噛み合うよう協働するスプライン又は歯を備えている。好ましい実施形態では、油を取付けシャフト又は歯車に設けられた穿孔通路を通って第1及び第2のクラッチ作用面相互間のキャビティと連通した環状外側リングに、例えば第2のクラッチ板ハブに形成された穿孔油通路により供給される。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、図面と関連した以下の詳細な説明から明らかになろう。
図1は、本発明のクラッチ組立体の側面図である。
図2は、図1に示すクラッチ組立体の分解図であり、分かりやすくするために部品を省いたものがある。
図3は、図1の3−3線矢視断面図であり、分かりやすくするために異なる縮尺で示した要素がある。
図4は、図3に示す構造体の一部の部分拡大断面図である。
図5は、図4の5−5線部分矢視断面図である。
図6は、図5と類似した図であり、クラッチをオーバーランニング状態で示す図である。
図7は、クラッチで用いられた剛性ストラットの拡大斜視図である。
図8は、クラッチを、取り付けられるべき定位置にある剛性リテーナに対して組立て前の関係で示した断面図である。
図9は、図8と類似した図であり、剛性リテーナを取り付けるためのダイ部材を示す図である。
図10は、リテーナを部分的に取り付けた状態で示す図9と類似した図である。
図11は、ダイを最終的な組立て位置で示した完全組立てクラッチの図である。
図12は、シールを取り付けられるべき定位置にある状態で示した本発明の変形実施形態の部分拡大断面図である。
図13は、図4と類似した図であり、図12のクラッチ構成部品を完全組立て状態で示した図である。
図14は、本発明の別の実施形態を示す部分断面図である。
図15は、本発明の別の実施形態を示す部分断面図である。
図16は、本発明の別の実施形態を示す部分断面図である。
好ましい実施形態の説明
図面を詳細に参照して、本発明のクラッチ組立体は、その全体が符号10で示されており、このクラッチ組立体10は、外側のクラッチ部材又はクラッチ板12及び内側のクラッチ部材又はクラッチ板14を有している。クラッチ10は、被駆動シャフト16に取り付けられると共に内側クラッチ板14の内周部に設けられていて、シャフト16の外周部に設けられたスプライン20と噛み合う歯18によってシャフト16上で回転不能に支持された状態で図3に示されている。
外側クラッチ板12は、円筒形内周面24及び平らな環状内面26を備えたリング状本体部分22と、平らな内面26から軸方向に延びる外側リム部分28を有している。歯又はスプライン30が、外側リム部分28の外周部にぐるりと形成されていて、駆動歯車(図示せず)に設けられた相手方の歯と噛み合うようになっている。
内側クラッチ板14は、外側リム部分28の円筒形内面36内にぴったりと嵌まるよう寸法決めされている円筒形外周面34を備えた全体としてリング状の本体部分32を更に有しており、その内側内周部には、軸方向に延びるハブ38を備え、このハブ38は、外側クラッチ板12の内周面24を入れ子状に受け入れるよう寸法決めされた外向きの円周面40を備えている。内側クラッチ板の本体32は、クラッチを組み立てると、外側クラッチ板の平らな内面26に対して密に間隔を置くと共にこれに平行な関係に配置される平らな内面42を更に有している。
外側クラッチ板12の平らな内面26には、それぞれがストラット46を受け入れるようになった複数の凹部44が形成されている。各凹部44は、バネ50を受け入れるための第2の凹部48を更に有している。
図7で最もよく分かるように、ストラット46は、剛性の全体として矩形の本体52を有し、横方向に延びるウィング54が、本体の一端に隣接して本体の各側縁56から1つずつ突き出ている。本体52の前方端部、即ちウィング54が形成されている端部と反対側の端部は、本体52の両側の平らな表面に関して僅かに傾斜した実質的に平らな平坦面であるが、好ましくは図7の符号58で示すように僅かに湾曲したものである。後端60、即ち端58と反対側に位置し且つこれと平行な端は、本体52の表面に対して、端58の傾斜角度と全体として一致した角度で傾斜した平らな平坦面である。端58、60の傾斜角度は、図5に示すような凹部44内へ突き出た係合又は駆動位置から、図6に示すような凹部44から引っ込んだ引込み又はオーバーランニング位置へのストラットの最大傾斜角度又は運動角度に一致している。
内側クラッチ板14の平らな環状面42は、駆動モードにおいてストラット46のうち1つの端58に係合する位置でリング状の当接面又は肩64となる複数のストラット係合切欠き62を備えている。切欠き62は、傾斜した後方部分66を有するのがよい。上述したように、前方端58は、平らな平坦面であるのがよいが、好ましくは僅かに弧状である。なお、その曲率の度合は、説明の都合上、図7では誇張してある。端58が弧状の場合、肩64も又これに対応して湾曲し、したがって係合位置では、縁58及び肩64は、端58の全長に沿って互いに接触した状態になる。それと同時に、僅かに弧状の形を用いていることにより、荷重を受けると、製造公差に起因して生じる場合のある僅かな心ずれを吸収するほどのストラットの調整又は移動が可能になり、それによりかかる心ずれの結果として生じる場合がある応力集中を無くしたり、或いはこれを最小限に抑える。また、図5〜図7から分かるように、ウィング54は、好ましくは、ストラットをバネ50の影響下において自由に傾動させて本体52を図5に示すように凹部44内へ突出させることができるようにする傾斜部分68を備えている。潤滑流体又は潤滑油を凹部44及び小凹部48内へ自由に流れやすくするために、各凹部44は、好ましくは、逃げ部70を有し、同様の逃げ部72が、好ましくは、各小凹部48の一端に形成されている。
上述したように、内側クラッチ板12、外側クラッチ板14、駆動ストラット及び弾性バネを含むクラッチ組立体の構造は、ストラット端58及び駆動切欠き肩64の形状が好ましくは弧状であることだけを除き、米国特許5,597,057号に開示され記載されているものと実質的に同一である。
上述の同時係属出願に記載されたクラッチ組立体の場合と同様に、外側クラッチ板12を駆動方向に、即ち図5で見て右側に回転させると、バネ54はストラット46を切欠き62内へ押し込んで一つのストラット46の前端58がその切欠き62の肩64に係合する。ストラット端58及び肩64を介して作用する内側クラッチ板14の運動に対する抵抗は、ストラットにカム作用を及ぼしてこれを肩に完全に係合させる傾向があり、それによりバネ50がストラットを完全に切欠き内へ突出させるのを助ける。
外側クラッチ板12を逆方向、即ち図6で見て左側に回転させると、或いは内側クラッチ板14が外側クラッチ板12よりも速く回転する傾向がある場合、切欠き62の傾斜表面66は、ストラットにカム作用を及ぼしてこれをオーバーランニング位置まで凹部44内へ戻す。図6に示すこのオーバーランニング状態では、凹部44、小凹部48及び切欠き62を潤滑油で完全に満たして一連の切欠き62がそれぞれのストラットを通過する際にストラットの動きを鈍くし、それにより、バネ50がストラットを切欠き内へ突出させてこれが傾斜切欠き面66との衝突により跳ね戻ることのないようにする。本発明によれば、各ストラットの本体52を完全に浸漬させるこの加圧油の供給は、クラッチ組立体の通常作動中、確保される。
次に図3及び図4を参照して、外側クラッチ板12の外側リム部分28はその開放端部のところに、直径が円筒面36の直径よりも大きなカウンタボアを備え、このカウンタボアは、平らな内面26に平行な平面内に位置した平らな環状肩76で終わる円筒面74を備えている。全体としてV字形の環状溝又は切欠き77が、肩76に隣接して円筒壁74に形成されており、リテーナ78が、溝77の周囲に圧入され、流体を密封するシールを形成している。図1〜図11に示すような本発明の好ましい実施形態では、成形されたばかりのリテーナ(図8参照)は、環状内周縁82及びその外縁に一体形成された全体として軸方向に延びるフランジ84を備える金体として切頭円錐形のリング状本体部分80を有している。フランジ84の外周は、円筒面36の直径よりも大きく、円筒面74の直径よりも僅かに小さい。
図8〜図11に示すように、全体として切頭円錐形のリテーナ78を当初、フランジ部分84がV字形溝77に隣接すると共に切頭円錐形本体部分の内縁82がハブ38の端部から外方へ突き出た状態でカウンタボア74内に配置する。次に、リテーナの内周縁82を軸方向可動ダイ要素88に設けられた肩86に係合させ、このダイ要素88を下方に移動させてリテーナを圧縮し、外方に向いてV字形溝77内へ入り込むその大きいほうの直径部を形成する。ダイ88の最終運動により、リテーナ78の軸方向に延びるフランジ部分84が溝77内にしっかりと入り込んで本体部分80が内側クラッチ板14の外面90の上に位置する略平らな環状リングの状態になる。
リテーナ78の加圧成形中、内周縁は、ダイ88の肩86によって半径方向に収縮しないよう保持される。また、ダイ88の最終運動中、環状切欠き92はフランジ84の端部に係合してリテーナを加圧成形し、これが溝77の幾何学的形状に合致して流体を密封するシールを形成する。
取付け位置においてリテーナの小さいほうの直径部は、少なくともストラット46の本体52の上に位置するが、外側クラッチ板の内周面24の半径方向外方の位置まで半径方向内方に延びる。かくして、リテーナ78、外側リム28及び外側クラッチ板材12の本体部分22は、事実上、凹部44、小凹部48及び内側クラッチ板14の平らな内面42に形成された切欠き62を含み、ストラット46及びバネ50を収容する全体としてドーナッツ形の環状キャビティを構成する。
再び図3及び図4を参照すると、油供給通路94がハブ38を貫通して延びて表面42、40の交差部のところで終わっていることが分かる。油を加圧下でシャフト16に形成された油供給通路96、98を介して通路94に供給するのがよい。図3に示すような静止位置では、平らな内面26、42は互いに直に接触した状態にあるのがよいが、クラッチ板は、作動中これら表面間に幾分かの有限的な隙間を生じさせるよう寸法決めされているので油膜が存在することになり、油が通路94からこれら表面間を通って凹部44、48及び切欠き66内へ流入することができるようになっている。表面26、42の離隔状態は、油の流路を示すためにために図4〜図6では幾分誇張されている。また、油膜が、開口した円筒面24、40間や円筒面34、36間に存在し、それにより制限された流れが可能になり、しかも作動中における潤滑が可能になると共にこれら表面の直接的な金属間接触が回避される。
高速作動中、凹部及び切欠き内の油は、ストラット46を包囲することになり、遠心力と通路96、98から通路94を通って流れる油の圧力の両方によって加圧され、それにより油の連続した流れがこれら凹部及び切欠き内へ流れてこれを通り、そして表面34、36間を外方に流れ、内側クラッチ板14の対向外面90及びリテーナ78の内面91に沿って流れる。リテーナ78の内周縁82は、表面90に沿って、ハブ38とストラット46の本体52の半径方向内側部分との間の半径方向位置まで延び、作動中、キーを油の中に浸漬させた状態に保ちながら縁82を越える潤滑油の制限された外側への連続流れを可能にする堰として働く。
リテーナ78はV字形溝77内へしっかりと且つ永続的に嵌め込まれて流体を密封するシールを形成しているので、通常作動中、潤滑油が全ての対向して相対移動する表面全てに連続供給された状態で、クラッチ板12、14は、互いに、常時、一定の立体関係に維持される。リテーナとV字形切欠きとの間の永続的な相互係止状態の加圧成形ジョイントにより、従来型弾性スナップリング又は従来用いられていた形式のねじ込み式リテーナの装着具合の不良又は弛みの結果としての潤滑流体のチャネリングと流体の損失の両方又は何れか一方が生じないようになる。
保持要素78は、好ましくは、当初、適当な鋼材料の平らなシートからプレス成形又は加圧成形されて環状のリングとして形成され、この環状のリングを、その最も外側の周縁部分を備えた切頭円錐形の形にし、この周縁部分は、溝77内へ加圧成形され、これとシールを形成する形状になる。
油通路94を1つだけ図示しているが、必要であれば、複数のかかる通路を設けてもよいことは明らかである。例えば、複数のかかる油通路を、ハブ38の内周部の周りに間隔を置いて設けてもよく、油供給は、シャフト16内に設けられていて、シャフトの周りに延びる環状溝(図示せず)と連通した油通路96、98から各油通路に行われる。変形例として、当然のことながら、多数の半径方向に延びる油通路98をかかる通路94とそれぞれ連通した状態で設けてもよい。
実質的に上述したように構成され、内側及び外側クラッチ板が透明な熱可塑性材料で作られているクラッチの作用を説明すると、クラッチ板12、14相互間のボイド空間を満たし、遠心力により生じる圧力を受けた状態に保たれる潤滑油は、クラッチがオーバーランニングモードにあるとき、ストラット46のあらゆる運動を実質的に完全に鈍くすることが分かった。オーバーランニングモードで動作している時、ストラットの写真にとるために用いられた毎秒20,000フレームで動作する高速度カメラの示すところによれば、約150rpm以上の速度ではストラットの動作は目で分からないほどであった。合成樹脂材料から作られたこの実験用のクラッチでは、外側クラッチ部材12の外径は6インチ(15.24cm)、シャフトの中心からストラットの外縁56までの半径方向距離は2.5インチ(6.35cm)であった。
次に、図12及び図13を参照して、本発明の変形実施形態を説明する。この実施形態では、外側および内側クラッチ板、被駆動要素、ストラット及びバネは、上述したものと実質的に同一であり、類似の部品を示すために同一の符号が用いられている。しかしながら、この実施形態では、リテーナは当初、全体を通じて実質的に一様な厚さの切頭円錐形リング100として形成される。外側リム部分28のカウンタボア部分に形成された内向きの溝102の形状は、上述した実施形態のものよりも一層浅いV字形の形状をしている。図13に示すように、リテーナ100の外周縁104は、溝102内へ拡張し、リテーナを上述したように実質的に平らなリングの状態に成形する加圧成形動作により、溝の形状に加圧成形される。いったん取り付けると、クラッチ組立体は永続的に組み付けられ、その内周縁は、上述したのと同一の仕方で堰として働く。
図14は、図12及び図13に示す構造の変形例を示しており、この変形例では、リテーナ110が、内側クラッチ板14の外面90の上に位置する組立て関係に加圧成形される前に、その内周部の周りに補強又は補剛ビード又はフランジ112を備えている。補強ビード112は、リテーナ110の剛性及び寸法安定性をもたらし、リテーナ部材の平らな本体の内周部分を取付け後に一層平らな状態に維持する傾向がある。かかる補強ビード又はフランジを、図3及び図4と関連して図示説明した実施形態に容易に設けることができることが理解されよう。
図15は、リテーナ120が、外側クラッチ板12のカウンタボア74内へ納められて肩76に当接する剛性の平らな座金又はリングの形態をしている実施形態を示している。外側クラッチ板12は、図3及び図4に関して上述したものと同一であるのがよいが、図15に示すように、好ましくはカウンタボアの円筒壁のV字形切欠きは省かれる。この実施形態では、リテーナ120は、外側クラッチ板12の外側リム部分28から形成された材料の連続ビード124によって内側クラッチ板14の外面90の上に位置する位置にしっかりと保持され、この外側クラッチ板12は、力をカウンタボアに隣接した外側クラッチ板12の端に加える公知の加圧成形作業により変形される。別の変形例として、ビード124に代えて、外側クラッチ板12の外側リム部分28から金属をリテーナ120の周囲の周りに間隔を隔てた箇所で変形させるステーキング加工により形成された一連のタブ(図示する)を用いてもよい。このステーキング加工された形状では、リテーナ120の外径及びカウンタボアの内径は好ましくは、リテーナ120の外周部と外側クラッチ板12の端に形成されたカウンタボアとの間の油の漏れを実質的に防止する信頼性の高い流体シールを形成するのに十分な締め代のプレス嵌めをもたらすよう寸法決めされる。これと似た締り嵌めを材料の連続ビード124か図15に示すように変形されるところに用いてもよい。
本発明の別の変形例が、図16に示されており、この変形例では、軸方向に延びる内側ハブ(図3及び図4に示す実施形態では符号38で示されている)が省かれている。この実施形態では、外側クラッチ部材132及び内側クラッチ部材134は、クラッチ組立体の内周部の周りに全体としてV字形の環状チャンネル138を構成するよう協働するテーパ又はベベル表面134、136を備えた対向する内側作用面を有している。チャンネル138は、作動の際、シャフト16内の潤滑油チャンネル98の吐出口に対して実質的に対向した関係に配置され、それにより組立体の回転時、チャンネル98から放出された潤滑油が十分な圧力下で出口チャンネル98から排出されるか、或いはそれ自体の運動量及び遠心力の影響を受けてチャンネル138内へ推進されることになる。チャンネル138から油は遠心力の影響を受けて対向した表面26、42相互間を流れ、凹部44、48を通ってストラット52の表面上を流れて、上述したのと同一の仕方で堰として働く保持部材の内周部上に排出されるようになる。
図16の実施形態は、図14に示す形状と同一のネジ要素を採用したものとして示されている。しかしながら、この実施形態ではリテーナの他の形態のうち任意のものを用いてもよいことは明らかであると考えられる。
上述の実施形態の各々に関し、2つのリング状クラッチ部材とリテーナは協働して、2つのクラッチ部材相互間でストラット上を半径方向外方に延び、次に第2のクラッチ部材とリテーナとの間を半径方向内方に延びる全体としてドーナッツ形の内方に開放したエンクロージャ又は環状トラフを形成する。リテーナの内周部の位置により、保持部材は、ストラットが作動中、遵続的に浸漬されるようにするための潤滑油の排出のための堰として働くことができる。潤滑油の連続流は、冷却剤として働くと共に異物をクラッチから洗い流して除去するだけでなく、オーバーランニングモード中のストラットの動きを鈍くするのに役立つ。
Claims (8)
- 一方向オーバーランニングクラッチ組立体であって、
軸線を中心に回転可能であり、該軸線に略直交する第1表面と軸線方向に延びる周縁リム部分とを含む第1部材と、
前記軸線を中心に回転可能であり、前記第1部材の第1表面と、間隔をおいて対向する関係で配置された第2表面と、該第2表面と対向する第3表面とを含む第2部材と、
前記第1部材が前記第2部材に対して第1方向に回転するとき、前記第1部材を第2部材と連結させる構造であって、
前記第1部材の第1表面と前記第2部材の第2表面に形成された複数の凹部であって、各々が当接肩部を提供する複数の凹部と、
少なくとも1つのストラットであって、前記第1部材の当接肩部と係合可能な第1端と、前記第2部材の当接肩部と係合可能であり前記第1端の反対の第2端と、径方向に最も内方の部分とを備えるストラットと、を備える構造体と、
前記リム部分と恒久的に流体密関係で係合する外方周縁部を有する環状リテーナとを有し、
前記リテーナが、前記第2部材の第3表面と重なる本体部分を有し、該リテーナの本体部分が前記各ストラットの前記径方向に最も内方の部分の径方向内方の位置まで延び、
前記第1部材の第1表面とリム部分とが前記リテーナの本体部材と協働して環状で径方向内方に開く谷部を形成し、潤滑油が遠心力で前記谷部内に維持されているとき前記各ストラットが略浸漬させるのに十分な量の潤滑油を維持できるようにしている、
ことを特徴とする一方向オーバーランニングクラッチ組立体。 - 前記リテーナの本体部分が、前記第2部材の第3表面と係合して前記第2部材の前記第1部材から離れる軸線方向の動きを制限することができる第1表面を有する、
請求の範囲第1項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。 - 前記第1部材が前記リム部分に内側円筒面を有し、
前記第2部材が外側周縁部分を有し、
前記第2部材の外側周縁部分が前記第1部材の内側円筒面内に入れ子状に受け入れられる、
請求の範囲第1項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。 - 前記第1部材の第1表面と第2部材の第2表面との間にキャビティが形成され、
前記第1および第2部材の少なくとも一方が、前記キャビティと連通する潤滑剤受け入れチャネルを含み、該チャネルに供給された潤滑油が、遠心力によって、前記キャビティ内で径方向外方に、前記第2部材の外側周縁部分と前記第1部材のリム部分の内側円筒面との間で軸線方向に、そして、前記第2部材の第3表面と前記リテーナの本体部分の間で径方向内方に流れる、
請求の範囲第1項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。 - 前記第1部材が、さらに、内側周縁部分を含み、
前記第2部材が、さらに、軸線方向に突出するハブを有する内側周縁部分を含み、前記ハブが外側円筒面を有し、
前記第1部材の内側周縁部分が前記ハブの外側円筒面の周りに入れ子状に受け入れられる、
請求の範囲第3項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。 - 前記リテーナが、前記第1部材のリム部分に押し嵌めされて係合している、
請求の範囲第1項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。 - 前記第1部材のリム部分が、前記第1部材のリテーナを機械的にロックするように変形させられている、
請求の範囲第1項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。 - 前記第1部材のリム部分が、径方向内方に開いた溝を含み、
前記リテーナの外側周縁部分が径方向に該溝内に延びている、
請求の範囲第1項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
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