JP4180954B2 - ワンウェイクラッチ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用自動変速機等に組み込まれるワンウェイクラッチ装置に係り、過大トルク入力時における保持器の破損等を防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車用の自動変速機は、流体継手であるトルクコンバータの他、3速〜5速程度の遊星歯車変速機構を備えており、クラッチやブレーキ等の摩擦係合手段により遊星歯車変速機構の構成要素(サンギヤやプラネタリギヤ等)を適宜固定あるいは解放することにより変速が行われる。自動変速機に内装される摩擦係合手段としては、一部のバンド式ブレーキを除いて、フリクションプレートとセパレータプレートとを交互に配置した湿式多板形型が用いられており、両プレートの圧着(摩擦係合)には変速制御油圧回路からの圧油が用いられている。また、これら摩擦係合手段には、内部にワンウェイクラッチを内装し、ギヤシャフト等を一方の回転方向に自由に回転させることで、変速制御の容易化を実現させるものが一部に採用されている。
【0003】
近年、自動変速機用ワンウェイクラッチ装置として、内輪と外輪との間にトルク伝達部材としてローラを介装すると共に、内輪側または外輪側に凹カムが形成されたローラ式のものの採用が検討されている。ローラ式ワンウェイクラッチ装置は、ローラを係合方向に付勢するスプリングと、内輪と外輪との間に所定の間隙を形成する駒状の軸受部材(ブロックベアリング)と、内輪に外嵌してローラ、スプリングおよびブロックベアリングを保持する保持器とを構成部品として有している(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2003−83365号公報 (第3頁、図1,図4)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したローラ式ワンウェイクラッチ装置では、過大トルクの入力時に保持器が破損する等の虞があった。図13,図14は従来のローラ式ワンウェイクラッチ装置の要部拡大図である。これらの図に示したように、外輪9には、凹カム13の他、ブロックベアリング19の外周面に突設された係止凸部53が嵌入する保持溝15が形成されている。また、保持器21には、ブロックベアリング19を保持する軸受係止片61,63の他、アコーディオンスプリング17を保持するスプリング保持柱37、ワンウェイクラッチ単体での搬送時(すなわち、内輪5への組付前)におけるローラ11の脱落を防止するローラ保持柱41,43が形成されている。
【0006】
このワンウェイクラッチ装置では、内輪5が時計回りに回転すると、図13に示したように、ローラ11がアコーディオンスプリングを圧縮しながら凹カム13の非係合位置に移動するため、内輪5から外輪9へのトルク伝達は行われない。一方、内輪5が反時計回りに回転すると、図14に示したように、ローラ11が凹カム13の係合位置側(凹カム13と内輪5の円筒面3との間の楔空間)に進入することになり、内輪5から外輪9へのトルク伝達が行われる。ところが、内輪5から外輪9に過大なトルクが入力すると、図15に示したように、ローラ11が凹カム13の係合位置からオーバランすることがあった。この場合、ローラ11がローラ保持柱41,43に衝突し、その際にローラ保持柱41,43が破損したり、ローラ保持柱41,43の破損片が異物としてワンウェイクラッチ装置内に混入して作動不良等が起こることがある。また、過大トルクが入力すると、ローラ11はカム面7の更に浅い方へ移動しようとするが、ローラ保持柱41,43に阻まれてしまうため、伝達トルクを増加させることができない。
【0007】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、過大トルク入力時における保持器の破損等を防止したワンウェイクラッチ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明では、谷部と傾斜部とから成る複数の凹カムと円筒面とのいずれか一方が形成された内輪要素と、谷部と傾斜部とから成る複数の凹カムと円筒面とのいずれか他方が形成された外輪要素と、
前記複数の凹カムと前記円筒面との間に介装されて前記内輪要素と前記外輪要素との間でのトルク伝達を行う複数のトルク伝達部材と、
前記複数のトルク伝達部材をそれぞれ付勢する複数の付勢手段と、
前記内輪要素と前記外輪要素との間隔保持に供される軸受部材と、
前記内輪要素と前記外輪要素とのうち前記凹カムを有するカム側要素に装着され、円環状であって、周方向所定箇所に、前記複数のトルク伝達部材と前記複数の付勢手段と前記軸受部材とを保持する保持器とを有し、
前記カム側要素に前記軸受部材を保持する保持溝が形成される一方、当該軸受部材には当該保持溝に嵌入する係止凸部が形成されたワンウェイクラッチ装置において、
前記カム側要素の前記保持溝に嵌入している前記係止凸部の周方向幅は該保持溝の周方向の幅よりも小さく、前記保持器が前記カム側要素に対して周方向に相対回動可能となっているものを提案する。
【0009】
また、請求項2の発明では、請求項1のワンウェイクラッチ装置において、前記軸受部材が、前記カム側要素に保持されると共に前記円筒面に摺接する摺接面を有する駒状部材であるものを提案する。
【0011】
また、請求項3の発明では、請求項1または2のワンウェイクラッチ装置において、前記保持器には、前記軸受部材の径方向への脱落を防止するべく、当該軸受部材の周方向側面に係合する軸受係止片が設けられたものを提案する。
【0012】
また、請求項4の発明では、請求項1〜3のワンウェイクラッチ装置において、前記保持器が、軸方向に延在して前記トルク伝達部材の保持に供されるトルク伝達部材保持柱を備えたものを提案する。
【0014】
また、請求項5の発明では、請求項1〜4のワンウェイクラッチ装置において、前記付勢手段がアコーディオンスプリングであるものを提案する。
【0015】
また、請求項6の発明では、、請求項1〜5のワンウェイクラッチ装置において前記トルク伝達部材はローラであるものを提案する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき詳細に説明する。図1は、自動車用自動変速機に内装された、本発明に係るワンウェイクラッチ装置の第1実施形態を示す正面図であり、図2は図1中のA−A断面図であり、図3は図1中のB部拡大図であり、図4は保持器の正面図であり、図5は図4中の拡大C−C断面図である。
【0018】
これらの図に示したように、第1実施形態のワンウェイクラッチ装置1は、外周が円筒面3に形成された円環状の内輪5と、内輪5と同軸かつ相対回動自在に配置された外輪(カム側要素)9と、円筒面3と外輪9の内周面7との間に介装されたトルク伝達部材たる多数本のトルク伝達ローラ11等から構成されている。
【0019】
図3に示したように、外輪9の内周面7には、円周方向に沿って形成された谷部13aと傾斜面13bとからなる複数の凹カム13と、軸方向に沿って形成された複数の保持溝15とが形成されている。各ローラ11は、円筒面3と凹カム13との間に配置されており、アコーディオンスプリング17により凹カム13内で係合方向(傾斜面13b側)に付勢されている。
【0020】
各保持溝15には含油焼結合金製のブロックベアリング19が係合しており、これらブロックベアリング19により内輪5と外輪9との間隔が保持されている。図1,図2中、符号21で示した部材はナイロンやポリプロピレン等の合成樹脂を素材とした射出成型品の保持器であり、ローラ11およびアコーディオンスプリング17、ブロックベアリング19を内輪5と外輪9との間に保持している。保持器21は、図4,図5に示したように、小径フランジ部33および大径フランジ部35と、両フランジ部33,35を連結するスプリング保持柱37や第1,第2ローラ保持柱41,43等からなっている。
【0021】
ブロックベアリング19は、略矩形断面形状を呈しており、外輪9側の端面51に内輪5の保持溝15に嵌入する係止凸部53が突設されると共に、その周方向側面55,57が円筒面3側に向けて拡大するテーパ形状に形成されている。保持器21のスプリング保持柱37と第1ローラ保持柱41にはベアリング係止片(軸受係止片)61,63が突設され、これら軸受係止片61,63がブロックベアリング19の周方向側面55,57に係合している。
【0022】
スプリング保持柱37および第2ローラ保持柱43には、図6に示したように、アコーディオンスプリング17の固定端が係止・固着されるスプリング係止片71が設けられている。また、第1,第2ローラ保持柱41,43は、ワンウェイクラッチ単体での搬送時(すなわち、内輪5への組付前)におけるローラ11(二点鎖線で示す)を保持しており、外輪9側にはローラ保持片73が延設されている。
【0023】
第1実施形態の場合、係止凸部53の周方向幅は保持溝15の周方向幅より小さく設定されており、組付状態において係止凸部53と保持溝15との間には間隙Sが生じる。この間隙Sは、第1,第2ローラ保持柱41,43の凹カム13に対して張る所謂ラップ幅Wより大きくなっている。
【0024】
以下、第1実施形態の作用を述べる。
【0025】
自動変速機の運転が開始され、内輪5が外輪9に対して図1中で時計回りに相対回転すると、図7に示したように、ローラ11がアコーディオンスプリングを圧縮しながら凹カム13の谷部13aに嵌り込み、内輪5が空転することにより外輪9へのトルク伝達は行われない。また、内輪5が外輪9に対して図1中で反時計回りに相対回転すると、図8に示したように、ローラ11が凹カム13の係合位置側(凹カム13と内輪5の円筒面3とにより形成された楔空間)に進入することになり、内輪5から外輪9へのトルク伝達が開始される。
【0026】
一方、内輪5から外輪9に過大なトルクが入力した場合、図9に示したように、ローラ11が凹カム13の係合位置からオーバランし、ローラ11が第1,第2ローラ保持柱41,43に衝突することがある。ところが、第1実施形態では、ブロックベアリング19の係止凸部53の周方向幅が外輪9の保持溝15の周方向幅より小さく設定されているため、ローラ11により第1,第2ローラ保持柱41,43が押圧されると保持溝15内で係止凸部53が移動し、ブロックベアリング19が保持器21と共に図9中で反時計回りに回動する。これにより、第1,第2ローラ保持柱41,43やローラ保持片73に大きな衝撃や応力が作用しなくなり、従来装置で問題となっていた第1,第2ローラ保持柱41,43やローラ保持片73の破損等が生じなくなった。
【0027】
図10は、本発明に係るワンウェイクラッチ装置の第2実施形態を示す正面図であり、図11は図10中のD−D断面図であり、図12は第2実施形態の要部拡大図である。第2実施形態は、内輪5の外周面81側に凹カム13と保持溝15とが形成され、外輪9側に円筒面3が形成された例であるが、その作用は上述した第1実施形態と同様である。尚、図10〜図12中では、第1実施形態と同一の作用を有する部材等に同一の符号を付している。
【0028】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態ではトルク伝達部材として円柱状のローラを用いたが、ローラに代えて鋼球等を採用してもよい。また、保持器や内外輪の具体的形状等についても、上記実施形態に限られるものではなく、設計上の都合等により適宜変更可能である。
【0029】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、保持器がカム側要素に対して周方向に相対回動可能となっているため、過大トルク入力時においてもトルク伝達部材の衝突に起因する保持器の破損等が起こり難くなると共に、最大伝達トルクを増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るワンウェイクラッチ装置の一実施形態を示す正面図である。
【図2】図1中のA−A断面図である。
【図3】図1中のB部拡大図である。
【図4】保持器の正面図である。
【図5】図4中の拡大C−C断面図である。
【図6】アコーディオンスプリングの係止部を示す平面図である。
【図7】第1実施形態の作用を示す説明図である。
【図8】第1実施形態の作用を示す説明図である。
【図9】第1実施形態の作用を示す説明図である。
【図10】本発明に係るワンウェイクラッチ装置の第2実施形態を示す正面図である。
【図11】図10中のD−D断面図である。
【図12】第2実施形態の要部拡大図である。
【図13】従来のワンウェイクラッチ装置の要部拡大図である。
【図14】従来のワンウェイクラッチ装置の要部拡大図である。
【図15】従来のワンウェイクラッチ装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
1‥‥ワンウェイクラッチ
3‥‥円筒面
5‥‥内輪
9‥‥外輪
11‥‥ローラ
13‥‥凹カム
15‥‥保持溝
17‥‥アコーディオンスプリング
19‥‥ブロックベアリング
21‥‥保持器
37‥‥スプリング保持柱
41‥‥第1ローラ保持柱
43‥‥第2ローラ保持柱
53‥‥係止凸部
61,63‥‥ベアリング係止片(軸受係止片)
71‥‥スプリング係止片
73‥‥ローラ保持片
S‥‥係止凸部と保持溝との間の間隙
W‥‥第1,第2ローラ保持柱の凹カムに対するラップ幅
Claims (6)
- 谷部と傾斜部とから成る複数の凹カムと円筒面とのいずれか一方が形成された内輪要素と、谷部と傾斜部とから成る複数の凹カムと円筒面とのいずれか他方が形成された外輪要素と、
前記複数の凹カムと前記円筒面との間に介装されて前記内輪要素と前記外輪要素との間でのトルク伝達を行う複数のトルク伝達部材と、
前記複数のトルク伝達部材をそれぞれ付勢する複数の付勢手段と、
前記内輪要素と前記外輪要素との間隔保持に供される軸受部材と、
前記内輪要素と前記外輪要素とのうち前記凹カムを有するカム側要素に装着され、円環状であって、周方向所定箇所に、前記複数のトルク伝達部材と前記複数の付勢手段と前記軸受部材とを保持する保持器とを有し、
前記カム側要素に前記軸受部材を保持する保持溝が形成される一方、当該軸受部材には当該保持溝に嵌入する係止凸部が形成されたワンウェイクラッチ装置において、
前記カム側要素の前記保持溝に嵌入している前記係止凸部の周方向幅は該保持溝の周方向の幅よりも小さく、前記保持器が前記カム側要素に対して周方向に相対回動可能となっていることを特徴とするワンウェイクラッチ装置。 - 前記軸受部材が、前記カム側要素に保持されると共に前記円筒面に摺接する摺接面を有する駒状部材であることを特徴とする、請求項1記載のワンウェイクラッチ装置。
- 前記保持器には、前記軸受部材の径方向への脱落を防止するべく、当該軸受部材の周方向側面に係合する軸受係止片が設けられたことを特徴とする、請求項1または2に記載のワンウェイクラッチ装置。
- 前記保持器が、軸方向に延在して前記トルク伝達部材の保持に供されるトルク伝達部材保持柱を備えたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ装置。
- 前記付勢手段がアコーディオンスプリングであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ装置。
- 前記トルク伝達部材はローラであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ装置。
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