JP6394494B2 - セレクタブルワンウェイクラッチ - Google Patents

Description

この発明は、正負いずれか一方の回転方向にはトルクを伝達するとともに他の回転方向に対してはトルクを伝達しないＯＮ状態と、正負いずれの方向にもトルクを伝達しないＯＦＦ状態とに切り替えることのできるセレクタブルワンウェイクラッチに関するものである。

ハイブリット車両（ＨＶ車両）に搭載されるワンウェイクラッチの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のＨＶ車両では、アウタレースがモータ・ジェネレータ（ＭＧ）に接続され、インナレースがケースに接続されている。引用文献１の記載では、アウタレースがインナレースに対して相対的に正回転することは許容されるが、アウタレースがインナレースに対して相対的に負回転することは阻止されるように構成されている。

一方、ワンウェイクラッチとしての機能を解除することのできるセレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）が知られており、上記の特許文献１に記載されたＨＶ車両におけるワンウェイクラッチに替えてこの種のＳＯＷＣを採用することが可能である。従来知られているＳＯＷＣは、ポケットプレートとノッチプレートとの間にセレクタプレートを回転可能に挟み込み、電磁アクチュエータなどの駆動装置によってセレクタプレートを回転（スライド）させる。セレクタプレートが回転することにより、ＳＯＷＣは、正負いずれか一方の回転方向にはトルクを伝達するとともに他の回転方向に対してはトルクを伝達しない状態と、正負いずれの方向にもトルクを伝達しない状態とに切り替えるように構成されている。

特許第５１２０６５０号公報

ＳＯＷＣは相対的に摺動する部分を有しているから、潤滑油によって潤滑するように構成されている。また、上記の各プレートは、相対回転するように構成されているから、例えばポケットプレートを固定した状態でノッチプレートを回転させると、セレクタプレートに潤滑油を介していわゆる引き摺りトルクが作用する。これは、潤滑油の粘性に起因する剪断力による引き摺り作用であり、潤滑油の粘度が高いほど、大きい引き摺りトルクが作用する。したがって、潤滑油の温度が低い場合には、その粘度が高くなるので、セレクタプレートが上記の引き摺りトルクによって回転してしまい、ポケットプレートとノッチプレートとが誤係合する可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ノッチプレートの回転による潤滑油を介したセレクタプレートの引き摺りを抑制可能な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ものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、互いに対向して配置され潤滑用のオイルが供給されるポケットプレートとノッチプレートと、前記ポケットプレートと前記ノッチプレートとの間で相対回転可能に配置され、駆動力が伝達されて前記ポケットプレートに対して所定角度回転されることにより、前記ポケットプレートと前記ノッチプレートとを正負いずれの回転方向にもトルクを伝達しないＯＦＦ状態と、前記ポケットプレートと前記ノッチプレートとを正負いずれか一方の回転方向にはトルクを伝達するとともに他の回転方向に対してはトルクを伝達しないＯＮ状態とに切り替えるセレクタプレートとを有するセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、前記セレクタプレートが前記ＯＮ状態に切り替わる方向に前記ノッチプレートが回転した際に前記オイルにより前記セレクタプレートに対して作用する引き摺りトルクよりも大きく、かつ前記セレクタプレートを前記ポケットプレートに対して所定角度回転させる前記駆動力より小さい抗力を発生させる抗力発生機構が前記ポケットプレートと前記セレクタプレートとの間に配置され、前記抗力発生機構は、前記セレクタプレートと前記ポケットプレートとの間にある前記オイルに起因して前記オイルの粘度が高いほど大きくなる前記抗力を発生させるように構成されていることを特徴とするものである。
また、この発明では、前記抗力発生機構は、前記セレクタプレートにおける前記ポケットプレートを向く面に形成された凹凸部と、前記ポケットプレートにおける前記セレクタプレートを向く面に形成されていて前記凹凸部に前記オイルを介して嵌合する他の凹凸部とを有し、前記凹凸部と前記他の凹凸部とのそれぞれは、それらの稜線が前記ポケットプレートおよび前記セレクタプレートにおける周方向を向くように形成されていて、前記引き摺りトルクによって前記ポケットプレートに対して前記セレクタプレートが前記ＯＮ状態に切り替わる方向に回転した場合に、前記ポケットプレートと前記セレクタプレートとの間にある前記オイルのせん断力が、前記凹凸部と前記他の凹凸部との間にある前記オイルのせん断力によって増大されて、前記抗力として前記セレクタプレートに作用するように構成されていてよい。
さらに、この発明では、前記抗力発生機構は、前記セレクタプレートに設けられた凸部と、前記ポケットプレートに設けられていて前記凸部が配置される凹部とを有し、前記凸部は、前記ＯＦＦ状態のときに、前記ポケットプレートの周方向で前記凹部における一方の壁面側に位置するように配置され、前記引き摺りトルクによって前記ポケットプレートに対して前記セレクタプレートが前記ＯＮ状態に切り替わる方向に回転した場合に、前記凹部における前記一方の壁面側から、前記一方の壁面に対向する他方の壁面に向かって前記凸部が移動することによって前記凹部内で前記オイルの粘性抵抗を発生させ、前記ポケットプレートと前記セレクタプレートとの間にある前記オイルのせん断力と前記粘性抵抗とが、前記抗力として前記セレクタプレートに作用するように構成されていてよい。

この発明によれば、ポケットプレートとセレクタプレートとの間に、セレクタプレートをＯＮ状態に切り替えるように作用するトルクに対して抗力を発生させる抗力発生機構が設けられている。そのため、ノッチプレートが回転し、セレクタプレートをＯＮ状態に切り替える方向にオイルの粘性による引き摺りトルクが生じたとしても、抗力発生機構によりセレクタプレートが回転することが抑制される。また、抗力発生機構により発生する抗力は、セレクタプレートをポケットプレートに対して所定角度回転させる駆動力より小さい。したがって、セレクタプレートが意図せずＯＮ状態になることを抑制することができる。

この発明に係る抗力発生機構の構成を説明するための図で、（ａ）は、この発明における抗力発生機構を備えたセレクタブルワンウェイクラッチの部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるI-I断面を説明する拡大断面図である。 この発明に係る抗力発生機構の他の構成を説明するための断面図で、（ａ）は、抗力発生機構の他の構成を備えたセレクタブルワンウェイクラッチの部分断面図であり、（ｂ）は、セレクタプレートの部分拡大図、（ｃ）は、ポケットプレートの部分拡大図である。

図１にこの発明に係るセレクタブルワンウェイクラッチ（以下、ＳＯＷＣと記す）１の一部における断面図を示している。ＳＯＷＣ１の原理的な構成は従来知らている構成のものと同様である。その構成を簡単に説明すると、互いに対向して配置されたポケットプレート２とノッチプレート３との間で相対回転可能に配置されたセレクタプレート４を備えている。ＳＯＷＣ１は、セレクタプレート４をポケットプレート２に対して所定角度回転させることにより、ＳＯＷＣ１をＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態に切り替えられるように構成されている。ここで言うＯＮ状態とは、ポケットプレート２とノッチプレート３とを正負いずれか一方の回転方向にはトルクを伝達するとともに他の回転方向に対してはトルクを伝達しない状態であり、ＯＦＦ状態とは、ポケットプレート２とノッチプレート３とを正負いずれの回転方向にもトルクを伝達しない状態である。また、ＳＯＷＣ１は相対的に摺動する部分を有しているため、潤滑用のオイル５が供給されている。

ポケットプレート２は、有底円筒状の部材であって、その内部にセレクタプレート４、ノッチプレート３の順に収容し、円筒状の端部に図示しないスナップリングを取り付けることにより、一体に組み付けられている。また、ポケットプレート２に形成されたポケット２ａには、ストラット６が収容される。ストラット６は、その一端部６ａを中心に回転することにより、他端部６ｂが後退して伏せることでポケットプレート２に収容される状態と、ノッチプレート３に向けて突出した状態とに姿勢を変えられるように保持されている。このような動作は、ストラット６とポケットプレート２との間に、ストラット６の他端部６ｂをノッチプレート３側に押す図示しないスプリングによって行われている。

ノッチプレート３は、環状の部材であって、ポケットプレート２側の面には、ストラット６の他端部６ｂに対応した凹部であるノッチ７が形成されている。ノッチ７は、ノッチプレート３側に突出したストラット６の他端部６ｂを入り込ませる部分である。ノッチ７は、ストラット６の他端部６ｂに対向するノッチ７の内壁面がストラット６の他端部６ｂを突き当てる係合面７ａとなっている。すなわち、ノッチプレート３が一方の回転方向（正回転）では、ノッチ７の係合面７ａとストラット６の他端部６ｂとが係合されることでトルクが伝達され、他方の回転方向（負回転）では、ノッチ７の係合面７ａとストラット６の他端部６ｂとが係合解除されることでトルクが伝達されない構成である。

セレクタプレート４は、環状の部材であって、ストラット６を貫通させる図示しない窓孔が形成されている。窓孔の位置がストラット６の位置と一致している場合、ストラット６の他端部６ｂがノッチプレート３側に突出する。また、窓孔の位置がストラット６の位置に対してずれている場合、ストラット６がセレクタプレート４によってポケットプレート２に形成されたポケット２ａ内に収容される。窓孔の位置は、電磁アクチュエータ等の駆動装置から受ける駆動力によって、セレクタプレート４が所定角度回転されることにより決まり、上述したように機能する。この構成により、ＳＯＷＣ１をＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態に切り替えることができる。なお、上述したストラット６、ノッチ７および窓孔は、各プレート２，３，４のそれぞれの形状に沿って環状に複数設けられているが、本構成では、説明に用いる部材のみ図示している。

図１に示すように、ポケットプレート２とセレクタプレート４とに抗力発生機構８が設けられている。抗力発生機構８は、ポケットプレート２とセレクタプレート４との間で、かつストラット６が収容されている箇所と位相が異なる同一円周上に設けられている。その構成を更に具体的に説明すると、図１（ｂ）に示すように、ポケットプレート２とセレクタプレート４とが対向する面にそれぞれ凹凸部９，１０を有する。凹凸部９，１０は、凸の稜線がポケットプレート２およびセレクタプレート４における周方向を向くように形成される。また、凹凸部９，１０は、ポケットプレート２に形成された凹凸部９と、セレクタプレート４に形成された凹凸部１０とが互いに嵌合した状態で配置される。

上述した構成により、凹凸部９，１０によってポケットプレート２とセレクタプレート４とのオイルを挟んで接触する面積が増大している。したがって、各凹凸部９，１０の接触する面を覆うオイル５が増加するため、ポケットプレート２とセレクタプレート４との間に発生する剪断応力が大きくなる。つまり、凹凸部９，１０は、セレクタプレート４がＯＮ状態に切り替わる方向にノッチプレート３が回転した際に、オイル５等によりセレクタプレート４に対して作用する引き摺りトルクよりも大きく、かつセレクタプレート４をポケットプレート２に対して所定角度回転させる駆動力より小さい抗力を発生させる。そのため、ノッチプレート３が回転し、ＳＯＷＣ１をＯＮ状態に切り替える方向に、オイル５の粘性等による引き摺りトルクが生じても、抗力発生機構８によりセレクタプレート４が回転することを抑制する。また、抗力発生機構８は、セレクタプレート４をポケットプレート２に対して所定角度回転させる駆動力より小さい抗力である。したがって、ＳＯＷＣ１が意図せずＯＮ状態になることを抑制することができる。

次に、図２を用いて、この発明における抗力発生機構の他の構成について説明する。他の構成における抗力発生機構１１は、ポケットプレート２に凹部１３が設けられ、セレクタプレート４に凸部１２が設けられている。なお、以下の説明では、上述の構成と同様の構成を有する部材には、同じ符号を付している。

凸部１２は、窓孔が配置されている箇所と位相が異なる同一円周上に配置されている。凸部１２は、図２に示すように、ポケットプレート２側に向けてセレクタプレート４の軸線方向に突出し、かつセレクタプレート４の径方向に幅を有する板状の部材である。また、凸部１２は、ポケットプレート２に設けられた凹部１３に収容されるように構成されている。

凹部１３は、ポケットプレート２におけるストラット６が収容されている箇所と位相が異なる同一円周上に配置されている。凹部１３は、図２に示すように、凸部１２を収容可能な程度に径方向に幅を有し、かつポケットプレート２の円周方向に長さを有する形状に構成されている。

他の構成を有する抗力発生機構１１では、ＳＯＷＣ１がＯＦＦ状態のとき、凸部１２が凹部１３の一方の壁面１４に寄せられて位置するように構成される。つまり、凸部１２と凹部１３の他方の壁面１５との間に大きく隙間が開いている。この隙間は、セレクタプレート４がＯＮ状態に切り替わる方向の周方向に大きく開いていて、セレクタプレート４が駆動装置の駆動力によって所定角度回転できるように構成されている。なお、ここで言う凹部１３の一方の壁面１４とは、凹部１３のセレクタプレート４における周方向の内壁面を表し、凹部１３の他方の壁面１５とは、凹部１３の一方の壁面１４と対向する凹部１３の内壁面を表している。

したがって、ＳＯＷＣ１がＯＦＦ状態のとき、凸部１２と凹部１３の他方の壁面１５との隙間にオイル５が滞留される。つまり、凸部１２と凹部１３に滞留したオイル５とによってオイルダンパ機構が構成されている。つまり、セレクタプレート４にオイル５等による引き摺りトルクが作用した場合、凸部１２によってオイル５が圧縮されて応力が発生するため、セレクタプレート４がオイル５に引き摺られて回転することを抑制することができる。したがって、上述した抗力発生機構８と同様の効果を得ることができる。

なお、抗力発生機構８，１１は、上述した構成に限らず、オイル５等によって、ＳＯＷＣ１をＯＮ状態に切り替えるようにセレクタプレート４に作用する引き摺りトルクより大きい抗力を発生させ、かつセレクタプレート４をポケットプレート２に対して所定角度回転させる駆動力より小さい抗力を発生させるような構成であればよい。また、抗力発生機構８，１１の位置は、ポケットプレート２とセレクタプレート４との間でストラット６および窓孔と異なる位置に配置されていればよい。

１…セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）、 ２…ポケットプレート、 ３…ノッチプレート、 ４…セレクタプレート、 ６…ストラット、 ７…ノッチ、 ８，１１…抗力発生機構、 ９，１０…凹凸部、 １２…凸部、 １３…凹部。

Claims (3)

1. 互いに対向して配置され潤滑用のオイルが供給されるポケットプレートとノッチプレートと、前記ポケットプレートと前記ノッチプレートとの間で相対回転可能に配置され、駆動力が伝達されて前記ポケットプレートに対して所定角度回転されることにより、前記ポケットプレートと前記ノッチプレートとを正負いずれの回転方向にもトルクを伝達しないＯＦＦ状態と、前記ポケットプレートと前記ノッチプレートとを正負いずれか一方の回転方向にはトルクを伝達するとともに他の回転方向に対してはトルクを伝達しないＯＮ状態とに切り替えるセレクタプレートとを有するセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
   前記セレクタプレートが前記ＯＮ状態に切り替わる方向に前記ノッチプレートが回転した際に前記オイルにより前記セレクタプレートに対して作用する引き摺りトルクよりも大きく、かつ前記セレクタプレートを前記ポケットプレートに対して所定角度回転させる前記駆動力より小さい抗力を発生させる抗力発生機構が前記ポケットプレートと前記セレクタプレートとの間に配置され、
   前記抗力発生機構は、前記セレクタプレートと前記ポケットプレートとの間にある前記オイルに起因して前記オイルの粘度が高いほど大きくなる前記抗力を発生させるように構成されている
   ことを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。
2. 請求項１に記載のセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
   前記抗力発生機構は、前記セレクタプレートにおける前記ポケットプレートを向く面に形成された凹凸部と、前記ポケットプレートにおける前記セレクタプレートを向く面に形成されていて前記凹凸部に前記オイルを介して嵌合する他の凹凸部とを有し、
   前記凹凸部と前記他の凹凸部とのそれぞれは、それらの稜線が前記ポケットプレートおよび前記セレクタプレートにおける周方向を向くように形成されていて、
   前記引き摺りトルクによって前記ポケットプレートに対して前記セレクタプレートが前記ＯＮ状態に切り替わる方向に回転した場合に、前記ポケットプレートと前記セレクタプレートとの間にある前記オイルのせん断力が、前記凹凸部と前記他の凹凸部との間にある前記オイルのせん断力によって増大されて、前記抗力として前記セレクタプレートに作用する
   ことを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。
3. 請求項１に記載のセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
   前記抗力発生機構は、前記セレクタプレートに設けられた凸部と、前記ポケットプレートに設けられていて前記凸部が配置される凹部とを有し、
   前記凸部は、前記ＯＦＦ状態のときに、前記ポケットプレートの周方向で前記凹部における一方の壁面側に位置するように配置され、
   前記引き摺りトルクによって前記ポケットプレートに対して前記セレクタプレートが前記ＯＮ状態に切り替わる方向に回転した場合に、前記凹部における前記一方の壁面側から、前記一方の壁面に対向する他方の壁面に向かって前記凸部が移動することによって前記凹部内で前記オイルの粘性抵抗を発生させ、
   前記ポケットプレートと前記セレクタプレートとの間にある前記オイルのせん断力と前記粘性抵抗とが、前記抗力として前記セレクタプレートに作用する
   ことを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。

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