JPH0979343A - トルクコンバータのワンウェイクラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向寸法が短く、空転時に衝撃音（異音）
や動力損失が発生しないトルクコンバータのワンウェイ
クラッチ機構を得る。 【解決手段】 アウタレース３０はステータ１８の内周
側に一体化され、該ステータ１８を固定軸１６に対し軸
方向移動可能且つ回転可能に支持する。このアウタレー
ス３０は軸Ｘと垂直の第１側面３２に第１歯３４を備え
る。一方インナレース４０は固定軸１６に一体化され、
アウタレース３０の第１側面３２に対向する第２側面４
２を備え、且つアウタレース３０の第１歯３４と噛合し
てアウタレース３０の一方向側への回転を禁止し得る第
２歯４４を備える。ステータ１８及びこれと一体化され
たアウタレース３０は、速度比によって変化する流体流
の軸方向分力を受け、インナレース４０に対して近接・
離反し、第１歯３４と第２歯４４とを係合、離反させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ
のワンウェイクラッチ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用のトルクコンバータは、
流体流を生じさせるポンプインペラと、その流体流によ
って回転させられるタービンランナと、固定軸と、ポン
プインペラ及びタービンランナの間に配置され流体流か
ら回転力を受けるステータとを備える。このステータ
は、ワンウェイクラッチによって流体流から特定の方向
の回転力を受けたときにのみ固定軸に連結・固定され
る。

【０００３】前記ワンウェイクラッチの構成としては、
例えばスプラグタイプやローラタイプが広く採用されて
いる。

【０００４】しかしながら、これらのタイプのワンウェ
イクラッチは、いずれもパーツ同士が線接触する構成を
有するため、該パーツに大きな応力（面圧）が発生する
という問題がある。そのため、該線接触する部分の面圧
を許容範囲内に収めるために、ある程度の幅が必要とな
り、軸寸法の増大が避けられない。

【０００５】これに対し、例えば実開平５−４５３０６
号公報において、図１９に示されるような構成のワンウ
ェイクラッチが開示されている。

【０００６】このワンウェイクラッチ９１２は、アウタ
レース９１３と、インナレース９１４と、ウェーブスプ
リング９１５とを備える。アウタレース９１３は、ステ
ータ（図示せず）の内周側に回転不能に固定され、複数
の第１歯９１３ａを有する。インナレース９１４は、ア
ウタレース９１３に対し離反可能であり、前記第１歯９
１３ａと噛合してアウタレース９１３の一方側への回転
を禁止し得る第２歯９１４ａを有する。ウェーブスプリ
ング９１５は、アウタレース９１３をインナレース９１
４側へ付勢する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この実
開平５−４５３０６号公報において開示されたワンウェ
イクラッチ９１２は、ウェーブスプリング９１５によっ
てアウタレース９１３を常時付勢していたため、空転時
において第１歯９１３ａと第２歯９１４ａとの間に摩擦
力が発生し、動力損失が大きくなるという問題があっ
た。

【０００８】又、前記第１歯９１３ａ、第２歯９１４ａ
が噛み合った状態からその係止が外れ、再び噛み合い状
態に戻る際に衝撃音が発生するという問題もあった。

【０００９】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、特に空転時の動力損失が小さ
く、衝撃音等が発生することを抑制することのできるト
ルクコンバータのワンウェイクラッチ機構を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、流体流を生じ
させるポンプインペラと、その流体流によって回転させ
られるタービンランナと、固定軸と、前記ポンプインペ
ラとタービンランナとの間に配置され流体流から回転力
を受けるステータと、該ステータが流体流から特定の方
向の回転力を受けたときに該ステータを前記固定軸に連
結するためのワンウェイクラッチ手段と、を備えたトル
クコンバータのワンウェイクラッチ機構において、前記
ステータの内周側に、該ステータと共に回転可能に組込
まれると共に、軸と垂直の第１側面を有し、この第１側
面に第１歯の形成されたアウタレースと、前記固定軸の
外周側に回転不能に組込まれ、前記アウタースの第１側
面に対向する第２側面を有し、この第２側面に前記第１
歯と噛合してアウタレースの一方側への回転を禁止し得
る第２歯の形成されたインナレースと、を備え、前記ア
ウタレース及びインナレースの少なくとも一方が軸方向
に移動可能とされることにより、前記第１側面の第１歯
と第２側面の第２歯とが噛合・離反可能とされ、且つ、
この噛合・離反のうち少なくとも一方が、トルクコンバ
ータ内の流体圧を利用して行われることにより、上記課
題を解決した。

【００１１】

【発明の実施の形態】上記問題を解消するために、本発
明者らは、前記実開平５−４５３０６号における第１歯
と第２歯とを空転時に離反させることを創案した。しか
しながら、ここで問題となったのは、空転時にのみどの
ようにして離反させるかということであった。即ち、ウ
ェーブスプリング９１５は第１歯９１３ａと第２歯９１
４ａとを噛合させる方向に常時付勢している。従って空
転時にのみこれに打ち勝って離反させるためには、空転
すべき時期を何らかの方法で検出し、しかもこの検出と
同期して離反付勢力を発生させる必要がある。

【００１２】電気的な制御デバイスを用いれば任意の時
期に任意の方向の付勢力を発生させることはできるが、
高価になるだけでなく、当該制御デバイスの収容スペー
スを必要とし、重量も増大する。

【００１３】そこで発明者らは、トルクコンバータ内に
発生している流体流に着目した。即ち、トルクコンバー
タの中には所定の流体流が発生しており、この流体流に
よりトルクコンバータ内の各部位には様々な流体圧がか
かっている。しかも流体流は速度比ｅが変化すると発生
態様が変化するため、各部位にかかる流体圧も変化す
る。

【００１４】本発明は、この点に着目し、アウタレース
側の第１歯とインナレース側の第２歯とを噛合させた
り、離反させたりするための付勢力を得るために（少な
くともそのうちの一方の付勢力を得るために）このトル
クコンバータ内の流体圧を利用するようにしたものであ
る（請求項１）。

【００１５】例えば、トルクコンバータのステータの羽
は、流体流により力（流体圧）を受ける。この流体流か
ら受ける力の向きは速度比ｅが変化するに連れて変化
し、従ってその軸方向分力も速度比ｅが変化するに連れ
て変化する。

【００１６】請求項２に記載の発明は、ステータを軸方
向に移動可能とし、このステータに作用する力の軸方向
分力が速度比ｅによって変化するのを利用してワンウェ
イクラッチのアウタレースとインナレースとを係合・離
反させる。

【００１７】即ち、ｅ＜１の範囲では、ステータの付近
ではタービンからポンプに戻る流体流が発生しているた
め、この軸方向分力によりステータ及びこれと一体化さ
れたアウタレースを軸方向に移動させ、アウタレースの
第１歯とインナレースの第２歯とを係合させる。インナ
レースは、固定軸と一体化されているため、この係合に
よりステータを固定させることができる。

【００１８】一方、ｅ＞１の範囲では、ステータの付近
ではポンプからタービンに向かう流体流が発生してい
る。そのため、ステータはｅ＜１のときと逆方向の軸方
向分力を受ける。従って、この力によりステータ及びこ
れと一体化されたアウタレースを軸方向（逆方向）に移
動させ、アウタレースの第１歯とインナレースの第２歯
とを離反させる。この離反により、アウタレースは固定
軸に対して回転可能となり、同時にステータも回転可能
となる。

【００１９】なお、上述した説明で明らかなように、ス
テータはほぼｅ＝１を境として流体流から受ける軸方向
分力が逆転する。従って、アウタレースの第１歯とイン
ナレースの第２歯との係合・離反も基本的にこれを境と
して切り換えられる。

【００２０】一方、周知のように、流体流の流れが変わ
ることによってステータが回転を始めるポイントは一般
にカップリングポイントと呼ばれる。このカップリング
ポイントは、ステータの羽の向きの設計に依存し、通常
速度比ｅ＝０．８５付近に設定されることが多い。

【００２１】従って、厳密には請求項２の発明では、流
体流の向きが変化することによってステータが回転を始
めるポイント（カップリングポイント）からステータの
受ける軸方向分力の方向が逆転するポイント（ｅ＝１の
付近）までの間は、アウタレースの第１歯がインナレー
スの第２歯に若干押し付けられたままの状態でステータ
が回転を開始することになる。

【００２２】しかしながら、この領域での付勢力は既に
極めて弱くなっているため、後述する実施の形態で示す
ように、第１歯及び第２歯の形状を一方向の回転につい
ては許容すると共に、他方向の回転のみ禁止するような
形状としておけば、ステータはカップリングポイントよ
り速度比ｅが大きい領域で容易に回転することができ
る。

【００２３】更には、ステータが受ける軸方向分力が逆
転するポイントを速度比ｅ＝１から積極的にずらし、カ
ップリングポイントと一致させるように設定すれば、一
層不具合を小さくすることができる。ステータが受ける
軸方向分力が逆転するポイントをずらすには、ステータ
が軸方向分力を受ける面をステータハブの近傍の片側あ
るいは両側に積極的に形成し、この受圧面の面積を適当
に変更したり、あるいは受圧面の傾きを軸と垂直の面か
らずらすようにすればよい。

【００２４】請求項２に記載の発明では、ステータ自体
を軸方向に移動可能とし、トルクコンバータの流体流に
よる力を利用してアウタレースの第１歯とインナレース
の第２歯とを係合・離反させているため、例えば従来必
須であったウェーブスプリングのような専用の付勢手段
を必要としない。従って、その分部品点数を削減でき、
軸寸法を更に短縮できる。

【００２５】又、空転時（クラッチ解放時）にはアウタ
レースの第１歯とインナレースの第２歯とが流体流によ
る力によって離反するため、摩擦力による動力損失が発
生したり衝撃音が発生したりすることもない。

【００２６】請求項３に記載の発明は、現にステータの
羽に作用する流体流の流体圧を利用して同様にアウタレ
ースあるいはインナレースを軸方向に移動させ、第１歯
と第２歯とを係合・離反させる。

【００２７】前述したように、ステータの羽に作用する
流体圧は、速度比ｅによって変化する。請求項３に記載
の発明では、この流体圧をアウタレースとインナレース
との間に形成した流体室に直接導入する。

【００２８】一方、アウタレースとインナレースは基本
的に（別途の付勢手段による）付勢力により係合状態と
なるように維持させるようにする。

【００２９】流体室に導入されるステータの羽に作用す
る流体圧の特性は、その取り入れ箇所により微妙に変化
する。そのため該取り入れ箇所を適当に選択することに
より、流体圧と付勢力との力関係の中立ポイントをほぼ
カップリングポイントに一致させることができる。

【００３０】この結果、速度比ｅがカップリングポイン
トより大きい領域ではステータの羽に作用する（付勢力
より強い）流体圧を流体室に導入することによって第１
歯と第２歯とを離反させることができる。一方、速度比
ｅがカップリングポイントより小さい領域では流体室に
付勢力より弱い流体圧を導入することにより（相対的に
より強い）付勢力によって第１歯と第２歯とを係合させ
ることができるようになる。

【００３１】請求項３に記載の発明でもアウタレースの
第１歯はステータと回転方向に固定されており、インナ
レースの第２歯は固定軸と回転方向に固定されているた
め、結局第１歯と第２歯との離反及び係合によりステー
タの（固定軸に対する）回転及び固定が実現されること
になる。

【００３２】この請求項３に記載の発明によっても、空
転時はアウタレースの第１歯とインナレースの第２歯と
を離反させることができるため、摩擦力による動力損失
の増大や衝撃音の発生を確実に防止することができるよ
うになる。

【００３３】なお、請求項３に記載の発明では、付勢力
と流体室に導入される流体圧とによりアウタレースとイ
ンナレースとを係合、離反させるため、アウタレース、
インナレースのうちの少なくとも一方が固定軸に対して
軸方向に移動可能であれば足り、ステータ自体は（固定
軸に対しては）必ずしも軸方向に移動可能である必要は
ない。

【００３４】又、請求項３に記載の発明は、第１歯と第
２歯とを確実に「離反」させるために流体圧を用いるこ
とを特徴としている。従って請求項３に記載の発明にお
いては、第１歯と第２歯とを「係合」させるための「付
勢力」を与えるための具体的な構成は特に限定されな
い。即ち、例えば従来と同様にウェーブスプリングのよ
うな機械的な手段を用いてもよいし、又、請求項４に記
載した発明のようにトルクコンバータ内の流体圧を利用
することもできる。

【００３５】この場合（請求項４に記載するようにトル
クコンバータ内の流体圧を利用するようにした場合）に
はウェーブスプリングといった付勢部材を用いないた
め、部品点数を削減でき、軸寸法を更に短縮できる。

【００３６】なお、請求項３に記載した発明において、
他の好ましい実施の形態は、前記ステータの羽に作用す
る流体圧が、前記アウタレースとインナレースとを離反
させるための付勢力として働く際に、この離反を補助す
るためにトルクコンバータのドレン圧を利用することで
ある（請求項５）。

【００３７】これにより、アウタレースとインナレース
とを離反する力としての圧力差が大きくなるため、カッ
プリング領域においてアウタレースとインナレースとを
確実に離反でき、空転時における摩擦力による動力損失
の増大や衝撃音の発生を、より確実に防止することがで
きる。

【００３８】又、本発明の更に他の実施の形態として、
ステータと一体的に設けられたポンプ部材の働きによ
り、流体圧を該ステータの回転により増圧し、この増圧
した吐出圧が、アウタレースの第１側面とインナレース
の第２側面の間に形成された流体室に導かれるようにし
てもよい（請求項６）。

【００３９】これにより、ワンウェイクラッチの作用を
確実にしながら、同様に前記問題を解決することができ
る。

【００４０】なお、請求項６に記載した発明において
も、前記アウタレース及びインナレースの少なくとも一
方を他方側へ付勢する付勢力として、トルクコンバータ
内の流体圧を利用することは当然に可能である（請求項
７）。

【００４１】即ち、この場合にも、ウェーブスプリング
といった付勢部材を用いていないため、部品点数を少な
くし、軸寸法を短縮できる。

【００４２】以下図面を参照して本発明のより具体的な
実施の形態の例を詳細に説明する。

【００４３】図１は、本発明の第１実施形態に係るワン
ウェイクラッチ機構を備えたトルクコンバータＴＣ１の
概要を示す縦断面図である。

【００４４】このトルクコンバータＴＣ１は、流体流を
生じさせるポンプインペラ１２と、その流体流によって
回転させられるタービンランナ１４と、固定軸（具体的
にはハブ部材）１６と、ポンプインペラ１２とタービン
ランナ１４との間に配置され、流体流から回転力を受け
るステータ１８とを備える。

【００４５】前記ポンプインペラ１２は、図示せぬエン
ジンと連結されたフロントカバー２０と一体化され、エ
ンジンによって回転される。

【００４６】前記タービンランナ１４は、タービンハブ
２２を介してトルクコンバータＴＣ１の出力軸（図１の
凹部２４に係入されるもので、図示はされていない）に
取り付けられる。

【００４７】前記固定軸１６は、トルクコンバータＴＣ
１の図示せぬ固定部材と一体化されている。

【００４８】前記ステータ１８は内周側にステータハブ
１８ａを備えると共に該ステータハブ１８ａの外周に羽
１８ｂを備える。

【００４９】ここまでの基本的な構成は従来と同様であ
る。

【００５０】ステータ１８にはワンウェイクラッチＯＷ
１が付設されている。このワンウェイクラッチＯＷ１
は、ステータ１８の羽１８ｂが流体流から特定の一方向
の回転力を受けたときに該ステータ１８を固定軸１６に
連結して固定し、一方、他方側への回転力を受けたとき
に該ステータ１８を回転（空転）させる。これにより、
ステータ１８は、速度比ｅがカップリングポイントより
小さい領域では（固定状態とされ）流対流に反力を与え
てトルク増幅に寄与することができ、又、速度比ｅがカ
ップリングポイントより大きい領域では、回転すること
によって動力損失を低減する。

【００５１】このワンウェイクラッチＯＷ１は、アウタ
レース３０とインナレース４０とを備える。

【００５２】アウタレース３０は、ステータ１８の内周
側のステータハブ１８ａと一体化され、該ステータ１８
を固定軸１６に対し軸方向Ｘに移動可能且つ回転可能に
支持する。又、このアウタレース３０は、軸（方向）Ｘ
と垂直の第１側面３２を備える。第１側面３２には第１
歯３４が形成されている。

【００５３】インナレース４０は、固定軸１６の外周側
で該固定軸１６と一体化されている。このインナレース
４０はアウタレース３０の前記第１側面３２に対向する
第２側面４２を有する。この第２側面４２にはアウタレ
ース３０の第１歯３４と噛合（係合）してアウタレース
３０の一方側への回転を禁止し得る第２歯４４が形成さ
れている。

【００５４】図２は、図１の矢示II−II線に沿う円周方
向Ｒの断面を展開して示したものである。図２から明ら
かなように、アウタレース３０の第１歯３４は円周方向
Ｒの複数箇所において、放射方向（図２では紙面と垂直
な方向）に第１側面３２から突出形成されている。又、
インナレース４０の第２歯４４は、前記アウタレースの
第１歯３４と対応して鋸歯状に第２側面４２に形成され
ている。

【００５５】次にこの第１実施形態の作用を説明する。

【００５６】図３に示されるように、速度比ｅが１より
小さい領域（ｅ＜１）においては、ステータ１８の羽１
８ｂは流体流から図（図１、図２、図３）の左側から右
側への流体流があり圧力Ｐ１を受ける。

【００５７】従って、この流体流による圧力Ｐ１によっ
て図の左側から右側への軸方向分力Ｘ１が発生するた
め、ステータ１８は図の右方向へ移動し、これと共にス
テータ１８と一体化されているアウタレース３０も図の
右方向、即ちインナレース４０側に移動する。この結
果、図２の（Ａ）に示されるように、アウタレース３０
の第１歯３４がインナレース４０の第２歯４４と係合す
る。

【００５８】アウタレース３０はステータ１８（のステ
ータハブ１８ａ）と一体化され、インナレース４０は固
定軸１６と一体化されているため、この第１歯３４と第
２歯４４との係合により、結局アウタレース３０の回転
が禁止され、ステータ１８が固定される。

【００５９】一方、速度比ｅが１より大きい領域（ｅ＞
１）においては、ステータ１８及びこれと一体化された
アウタレース３０は流体流から図の右側から左側への軸
方向分力Ｘ２を受ける。従って、この軸方向分力Ｘ２に
よってステータ１８（及び該ステータ１８と一体化され
たアウタレース３０）は図の左方向に移動する。この結
果図２の（Ｃ）に示されるようにアウタレース３０の第
１歯３４がインナレース４０の第２歯４４と離反し、ア
ウタレース３０はステータ１８の羽１８ｂを介して入力
された流体流の回転力を受けて自由に回転（空転）でき
るようになる。

【００６０】この際、アウタレース３０の第１歯３４と
インナレース４０の第２歯４４は非接触の状態で回転す
るため、摩擦力による動力損失が無く、且つ第１歯３４
と第２歯４４とが接触し合うときの衝撃音（異音）も発
生しない。

【００６１】なお、図２の（Ｂ）はこの中間状態、即ち
ｅ＝１の付近の状態である。これについては後述する。

【００６２】図４にアウタレースの第１歯及びインナレ
ースの第２歯の変形例を示す。

【００６３】図４の（Ａ）に示す変形例では、アウタレ
ース３０Ａの第１歯３４Ａがインナレース４０の第２歯
４４Ａの形状にほぼ対応した鋸歯形状とされている。こ
のような形状とすることにより、第１歯３４Ａの斜面３
４Ａαと第２歯４４Ａの斜面４４Ａβとが接触できるよ
うになるため、ここに油膜ができ易く、衝撃音が発生し
たり傷が付いたりするのを効果的に防止できる。

【００６４】一方、図４の（Ｂ）に示す変形例では、こ
の性能を更に良くするため、第２歯４４Ｂにコロ４４Ｂ
１を設け、且つこのコロ４４Ｂ１と第１歯３４Ｂの斜面
３４Ｂαがうまく接触するように第１歯３４Ｂの斜面３
４Ｂαの斜面角θ１を第２歯４４Ｂの斜面４４Ｂβの斜
面角θ２より小さく（θ１＜θ２）なるように設定し、
第１歯３４Ｂの斜面３４Ｂαが確実にコロ４４Ｂ１と転
がり接触できるようにしたものである。

【００６５】この結果、衝撃音を一層小さくすることが
でき、耐久性もより向上できるようになる。

【００６６】なお、この第１実施形態においては、固定
軸１６とインナレース４０とを別部材で構成し、その後
に一体化するようにしていたが、これを例えば最初から
一体化するようにしておいてもよいのは言うまでもな
い。

【００６７】このようにすれば、より部品点数を削減で
きると共に、強度的にもより向上させることができ、軸
寸法を一層短縮できる。

【００６８】ところで、速度比ｅが１の近傍であるとき
には、ステータ１８には軸方向分力がいずれの方向にも
作用せず、従って、このときに（カップリングポイント
を越えて）ステータ１８が回転し始めた場合には、図２
の（Ｂ）に示されるような状態で第１歯３４と第２歯４
４とが接触しながら相対回転を開始することが有り得
る。この場合、第２歯４４の傾斜に沿って第１歯３４が
回転できるため、特に大きな支障は発生しないが、第１
歯３４と第２歯４４とが接触していることから若干異音
が発生し、又動力損失も発生する。

【００６９】この問題を構造的に少しでも回避しようと
するには、１つには「発明の実施の形態」の冒頭で述べ
たように、軸方向分力の逆転するポイントをｅ＝１の付
近からできるだけカップリングポイント側にずらすこと
が考えられる。

【００７０】又、流体圧の軸方向分力を利用するのでは
なく、流体圧そのものを利用することも考えられる。

【００７１】この考え方に立脚したのが以下に述べる第
２実施形態である。

【００７２】即ち、この第２実施形態では、図５に示さ
れるように、アウタレース１３０の第１側面１３２及び
インナレース１４０の第２側面１４２の間に流体室１５
０が形成されている。この流体室１５０には、ステータ
１１８の羽１１８ｂに作用する流体圧Ｐ２が油路１５２
を介して導かれている。

【００７３】一方、アウタレース１３０の前記第１側面
１３２の反対側の面１３６側には、トルクコンバータＴ
Ｃ２のステータハブ１８ａ付近の流体圧（供給圧）Ｐ０
が作用し得るように設定されている。従って、アウタレ
ース１３０は、この流体圧Ｐ０によってインナレース１
４０側に常に付勢されることになる。

【００７４】図６にステータハブ１８ａの付近の流体圧
Ｐ０とステータ１１８の羽１１８ｂに作用する流体圧Ｐ
２との関係を示す。図から明らかなように、ステータハ
ブ１８ａ付近の流体圧Ｐ０は速度比ｅの変化に拘らず常
にほぼ一定であるが、ステータ１１８の羽１１８ｂに作
用する流体圧Ｐ２は、速度比ｅに依存して、その値が破
線のように変化する。この変化の特性は、油路１５２の
取入口１５２ａの位置を若干変えることによって微妙に
変化するため、試行錯誤あるいはシミュレーション演算
等により流体圧Ｐ０とＰ２との交差する点ｋが当該ステ
ータ１１８のカップリングポイントに一致するような場
所を見つけることができる。

【００７５】その結果、カップリングポイントまではＰ
０＞Ｐ２を維持できるため、ステータ１１８（及びアウ
タレース１３０）は図５の右方向に付勢され、アウタレ
ース１３０の第１歯１３４とインナレース１４０の第２
歯１４４とが係合し、ステータ１１８は固定される。

【００７６】一方、カップリングポイントよりも速度比
ｅが大きい領域では、Ｐ０＜Ｐ２が成立するようになる
ため、アウタレース１３０（及びステータ１１８）は流
体圧Ｐ２によって図の左方向に押し戻され、該アウタレ
ース１３０の第１歯１３４とインナレース１４０の第２
歯１４４とが離反し、アウタレース１３０（及びステー
タ１１８）は自由に回転（空転）できるようになる。

【００７７】この第２実施形態では、アウタレース１３
０の第１側面１３２とインナレース１４０の第２側面１
４２との間に流体室１５０を設け、この流体室１５０に
ステータ１１８の羽１１８ｂに作用する流体圧Ｐ２を直
接導入することにより、アウタレース１３０とインナレ
ース１４０とを離反させるようにしているため、前述し
た第１実施形態のように流体流の軸方向分力を利用する
ものに比べより的確な係合・解放作用を得ることができ
る。

【００７８】なお、その他の構成・作用については第１
実施形態と同様であるため、同一又は類似の部分に図中
で第１実施形態と下２桁が同一の符号を付すに止め、重
複説明は省略する。

【００７９】次に、図７に本発明の第３実施形態を示
す。

【００８０】この第３実施形態では、ステータ２１８は
従来と同様に軸方向Ｘに固定されている。インナレース
２４０は固定軸２１６と軸方向Ｘにも回転方向Ｒにも一
体化されている。アウタレース２３０は、ステータ２１
８及びインナレース２４０の間で軸方向Ｘに移動可能で
あり、且つ回転方向Ｒについてはステータ２１８と一体
化されている。即ち、アウタレース２３０のみが軸方向
Ｘに移動し、アウタレース２３０とインナレース２４０
との係合、離反を実現している。なお符号２６０はリテ
ーナである。

【００８１】アウタレース２３０の第１側面２３２及び
インナレース２４０の第２側面２４２との間には流体室
２５０が設けられ、この流体室２５０にステータ２１８
の羽（図７では省略）に掛かる流体圧Ｐ３が導入され
る。この流体圧Ｐ３により図８（Ａ）に示されるよう
に、カップリングポイントより速度比ｅが大きい領域で
のアウタレース２３０とインナレース２４０との離反が
実現され、ステータ２１８が回転可能とされる。なお図
８（Ａ）、（Ｂ）は図７のVIII−VIII線に沿った断面図
である。

【００８２】一方、アウタレース２３０を常に（少なく
とも速度比ｅがカップリングポイントより小さい領域に
おいて）インナレース２４０側に付勢するために、図７
及び図８（Ｂ）に示されるように、前述した第２実施形
態と同様にトルクコンバータＴＣ３のステータハブ２１
８ａ付近の流体圧Ｐ０を付勢手段として利用している。
即ち、流体圧Ｐ０を油路２５４を介して排圧室２５６に
導入して付勢するようにしている。

【００８３】但し、この付勢力付与に関しては、例え
ば、図１９の従来例と同様に、該排圧室２５６にウェー
ブスプリングのようなばねを配置して付勢するようにし
てもよい。

【００８４】なおその他の構成及び作用については先の
実施形態と同様であり、基本的に同様の効果が得られ
る。

【００８５】次に、第４実施形態について説明する。

【００８６】なお、本実施形態を含め以下に述べる実施
形態は、ワンウェイクラッチの確実な解放により、空転
時の干渉音の発生を防止したものである。

【００８７】図９は、第４実施形態に係るワンウェイク
ラッチ機構を備えたトルクコンバータＴＣ４の概要を示
す縦断面図である。

【００８８】図９に示す第４実施形態においても、図５
に示す第２実施形態と同様、アウタレース３３０の第１
側面３３２及びインナレース３４０の第２側面３４２の
間に流体室３５０が形成されている。そして、係合につ
いては基本的に第１実施形態と同様にステータ３１８に
かかる流体圧の軸方向分力を利用するが、離反について
は、流体室３５０に流体圧を導入して、これを確実にす
る。本実施形態は、この流体圧を増圧した上で導入する
ために、ポンプ作用する部材を設けたものである。

【００８９】アウタレース３３０に凹部３３５及び貫通
孔３３６を設ける。このアウタレース３３０が、回転す
る際ポンプ部材の役割を果す。即ち、アウタレース３３
０の回転により、凹部３３５に集められた液体が貫通孔
３３６より流体室３５０に吐出される。以下、これを詳
しく説明する。

【００９０】図１０にアウタレース３３０を図９のＸ方
向から見た正面図を示す。又、図１０のXI−XI線に関す
る断面図を図１１に示す。

【００９１】図１０、図１１に示すように、アウタレー
ス３３０には、方形の凹部３３５が同一円周上に複数個
（４個）設けられている。各凹部３３５は、端に貫通孔
３３６を有する。

【００９２】アウタレース３３０が図１０の矢印の方向
に回転すると、凹部３３５の流体は相対的にアウタレー
ス３３０とは逆方向に運動する。その結果、図１１に矢
印で示すような流体流が発生し、この流体流による流体
圧が流体室３５０に導入される。

【００９３】流体室３５０に流体圧が導入されると、流
体室３５０内の圧力が上昇する。この圧力によりアウタ
レース３３０が図９の左方向へ移動する。その結果、ア
ウタレース３３０とインナレース３４０が確実に離反す
る。これにより、ワンウェイクラッチ空転時の干渉音を
より確実に防止することができる。しかも、この場合前
述の部材（アウタレース３３０）を加工するのみで、新
たな部材を必要とせず、ポンプ作用をする部材を構成す
るようにしたため、コスト上昇を伴なわないワンウェイ
クラッチを実現することができる。

【００９４】なお、アウタレース３３０とインナレース
３４０の係合は、第１実施形態と同様に、ステータ３１
８の羽に係る流体圧の軸方向分力によってステータ３１
８及びアウタレース３３０が軸方向に移動することによ
って行われる。アウタレース３３０とインナレース３４
０が係合すると、アウタレース３３０は固定され回転し
ないため、ポンプ作用が発生しない。これについては以
下の実施形態についても同様である。

【００９５】次に、第５実施形態について説明する。

【００９６】第５実施形態は基本的に第４実施形態と同
様である。第５実施形態は、ポンプ作用をする第４実施
形態のアウタレース３３０の形状を改良したものであ
る。

【００９７】図１２は、第５実施形態に係るアウタレー
ス４３０の正面図である。又、図１２のXIII−XIII線に
沿う断面図を図１３に、XIV −XIV 線に沿う断面図を図
１４に示す。

【００９８】図１２に示すように、アウタレース４３０
には円周上に三角形状の凹部４３５が複数個（４個）設
けられている。この凹部４３５は又、図１４に断面を示
すように、その底部４３５ａがテーパを有している。更
に、三角形状の頂点で、底部４３５ａの最も低くなった
部分に貫通孔４３６が設けられている。

【００９９】アウタレース４３０が図１２に矢印で示す
方向に回転すると、凹部４３５の流体がアウタレース４
３０とは逆方向に運動する。従って、流体は凹部４３５
の次第に面積が小さくなっている方に流れていき、流速
が増し、圧力も上昇する。この昇圧された流体圧が貫通
孔４３６から流体室から４５０へ導入される。このた
め、アウタレース４３０とインナレース４４０の離反効
果が一層高められる。

【０１００】次に、第６実施形態について説明する。

【０１０１】第６実施形態は、上記２実施形態における
アウタレースのポンプ作用を、部材を追加することによ
って更に効率的にしたものである。

【０１０２】図１５は、第６実施形態に係るワンウェイ
クラッチ機構の概略を示す縦断面図である。

【０１０３】図１５において、アウタレース５３０の第
１側面５３２とは反対側にベーン５７０及びばね５７２
が設けられている。これらはベアリングレース（ストッ
パ部材）５７４によりガイドされている。アウタレース
５３０が回転するときベーン５７０が流体を掻き込み、
ポンプ作用が発生する。

【０１０４】以下、これを詳しく説明する。

【０１０５】図１６はアウタレース５３０の図１２相当
の正面図である。アウタレース５３０には円周上に第４
実施形態と同様に方形の凹部５３５が複数個（４個）設
けられている。方形の凹部５３５の中には貫通孔５３６
と２つのばね５７２が設けられている。図１６では図示
が省略されているが、この凹部５３５の形状に合わせて
ベーン５７０が配置されている。図１６のXVII−XVII線
に沿った断面を図１７（Ａ）、（Ｂ）に示す。

【０１０６】図１７では、アウタレース５３０の他、ベ
ーン５７０、ベアリングレース（ストッパ部材）５７４
及びインナレース５４０が表わされている。ベーン５７
０はばね５７２によってベアリングレース５７４側に付
勢されている。

【０１０７】図１６において、アウタレース５３０は矢
印の方向に回転する。このとき図１７（Ａ）において
は、アウタレース５３０及びベーン５７０は図の右方向
へ移動する。従ってベーン５７０の形状に沿って図に矢
印で示す方向の流体流が生じ、流体が貫通孔５３６から
流体室５５０に流入する。

【０１０８】ある程度流体が流体室５５０に流入して圧
力が高くなると、この流体圧によって図１７（Ｂ）に示
すようにアウタレース５３０はインナレース５４０から
離反する。

【０１０９】図１７（Ａ）、（Ｂ）から明らかなよう
に、アウタレース５３０とベアリングレース５７４との
隙間が凹部５３５への流体の取込口となっている。この
隙間は、図１７（Ａ）、（Ｂ）にΔｈ１、Δｈ２で示す
ように、アウタレース５３０がインナレース５４０と離
れる程小さくなっている（Δｈ１＞Δｈ２）。即ち、流
体室５５０内の流体圧が高まるにつれて流体の流入が抑
制され、流体室５５０の流体圧が必要以上に高くなるの
が防止され、ベーン５７０とベアリングレース５７４と
の間に過大な摩擦力が発生するのが防止される。

【０１１０】上に説明した第４、５、６実施形態は、こ
の順でコストが高くなるが、この順でポンプ作用の効果
は上昇する。

【０１１１】これらのポンプ作用の効果により、確実に
アウタレースの第１歯とインナレースの第２歯の干渉を
防止できる。従って、衝突音の発生や、摩擦力による動
力損失を防止できる。そのため、係合面（第１側面及び
第２側面）の耐久性向上のための熱処理が容易になり、
しかも耐摩耗性は低下しない。

【０１１２】以上の第４〜第６実施形態はいずれもステ
ータ（アウタレース）の回転によりポンプ効果を発生さ
せているのがポイントである。これによりステータの回
転と同期して確実に第１歯と第２歯とを離反させるため
の流体圧を発生できる。なおポンプの具体的構成につい
ては、上記実施形態のものに限定されず、一般的なベー
ンポンプやギヤポンプタイプとしてもよいことは明らか
である。

【０１１３】次に、第７実施形態について説明する。

【０１１４】第７実施形態は、第２実施形態と同様、ア
ウタレースの第１側面とインナレースの第２側面の間に
設けられた流体室に導入された流体圧を用いてアウタレ
ースを離反させるものである。但し、第７実施形態で
は、第２実施形態と異なり、前記流体室にステータ内周
付近の流体圧を導入すると共に、アウタレースの第１側
面とは反対側に液室を設け、そこにドレン圧を導入し
て、前記流体圧とこのドレン圧との差圧によりアウタレ
ースを離反させるようにしている。従って、第２実施形
態より大きな圧力差を得ることができ、アウタレースを
より大きな推力で確実に離反させることができる。

【０１１５】図１８は第７実施形態に係るトルクコンバ
ータＴＣ７の概略を示す縦断面図である。

【０１１６】図１８に示すように、アウタレース６３０
の第１側面６３２とインナレース６４０の第２側面６４
２の間に流体室６５０が形成されている。この流体室６
５０には、ステータ６１８に作用する流体圧Ｐ２が油路
６５２を介して導かれる。

【０１１７】一方、アウタレース６３０の前記第１側面
６３２の反対側にはアウタレース６３０、ベアリングレ
ース６７４及びステータハブ６１８ａとで囲まれた液室
６８０が形成されている。この液室６８０には、ドレン
圧Ｐｄが、インナハブ６７６に設けられた油路６７８を
介して導かれる。

【０１１８】又、ステータハブ６１８ａ近傍の流体圧
は、タービン６１４側とポンプ６１２側とでは殆ど同じ
であり、これをＰ０とする。ステータ６１８が回転すべ
きとき、上記流体圧Ｐ２、ドレン圧Ｐｄ及びこの流体圧
Ｐ０の間には次の不等式（１）で示すような関係が成り
立つ。

【０１１９】Ｐ２＞Ｐ０＞Ｐｄ …（１）

【０１２０】従って、アウタレース６３０には圧力差Ｐ
２−Ｐｄよる付勢力が作用する。これは第２実施形態に
おける圧力差Ｐ２−Ｐ０による付勢力より大きい。よっ
て本実施形態によれば、カップリングポイントより速度
比ｅが大きい領域で、より確実にアウタレース６３０を
インナレース６４０から離反させることができ、干渉音
を解消することができる。

【０１２１】なお、本実施形態におけるアウタレース６
３０とインナレース６４０の係合については第２実施形
態と同様である。又、他の構成及び作用についても同様
であるので詳しい説明を省略する。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ワンウェイクラッチ機構を構成するアウタレースとイン
ナレースとの近接・離反を、トルクコンバータの流体流
の流体圧（流体圧自体あるいはその軸方向分力）を利用
して実現するようにしたため、ワンウェイクラッチ機構
の空転時にアウタレースとインナレースとを完全に離反
できるため、衝撃音（異音）が発生せず、又摩擦による
動力損失も発生しないようにできる。

【０１２３】請求項２に記載の発明によれば、流体流の
軸方向分力を利用してステータ及びこれと一体化された
アウタレースを軸方向に移動するようにしたため、簡単
な構成で従来必須であったウェーブスプリングを省略す
ることができ、その分更なる軸方向の短縮を図れる。

【０１２４】請求項３に記載の発明によれば、アウタレ
ースとインナレースとの間にステータの羽に作用する流
体流の流体圧を導入し、これによってアウタレースとイ
ンナレースとを離反させるようにしたため、ステータの
羽に作用している流体圧そのものによってアウタレース
とインナレースとを離反させることができ、より精度の
高い係合及び空転の切換えを行うことができるようにな
る。

【０１２５】請求項４（あるいは７）に記載の発明によ
れば、アウタレース及びインナレースの少なくとも一方
を他方側へ付勢する付勢力として、トルクコンバータ内
の流体圧を利用するようにしたため部品点数を少なくで
きる。

【０１２６】請求項５に記載の発明によれば、ドレン圧
を補助として使うため、アウタレースとインナレースと
を離反する力としての圧力差を大きくでき、カップリン
グ領域においてアウタレースとインナレースとを確実に
離反させることができる。

【０１２７】請求項６に記載の発明によれば、ステータ
の回転により発生するポンプ作用を利用して、アウタレ
ースとインナレースの間に形成される流体室に流体圧を
導入するようにしたため、アウタレースとインナレース
の離反を確実にしながら、衝撃音の発生や摩擦による動
力損失を防止することができる。

【０１２８】なお、本発明の具体的な実施に当って第１
歯と第２歯との係合及び離反のために、これまで説明し
てきたどの構成をどのように組合わせて採用するかにつ
いては、自由に選択可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すトルクコンバータ
の縦断面図

【図２】上記第１実施形態のアウタレースの第１歯及び
インナレースの第２歯の係合状態を示す、図１の矢示II
−II線に沿う円周方向断面を展開して示した断面図

【図３】ステータにかかる流体流の方向が速度比に依存
して変化する様子を示した説明図

【図４】上記第１実施形態の第１歯及び第２歯の変形例
を示す図２と同様の展開断面図

【図５】本発明の第２実施形態を示すトルクコンバータ
のステータ付近の拡大縦断面図

【図６】トルクコンバータの供給圧とステータの羽に作
用する流体圧との関係を示したグラフ

【図７】本発明の第３実施形態を示すワンウェイクラッ
チ機構付近を拡大して示した縦断面図

【図８】図７の矢示VIII−VIII線に沿う図２相当の円周
方向の展開断面図

【図９】第４実施形態に係るワンウェイクラッチ機構を
備えたトルクコンバータの概要を示す縦断面図

【図１０】図９のアウタレースをＸ方向から見た正面図

【図１１】図１０のXI−XI線に沿う断面図

【図１２】第５実施形態に係るアウタレースの正面図

【図１３】図１２のXIII−VIII線に沿う断面図

【図１４】図１２のXIV −XVI 線に沿う断面図

【図１５】第６実施形態に係るワンウェイクラッチの概
略を示す縦断面図

【図１６】第６実施形態に係るアウタレースの正面図

【図１７】図１６のXVII−XVII線に沿う断面図

【図１８】第７実施形態に係るワンウェイクラッチ機構
を備えたトルクコンバータの概要を示す縦断面図

【図１９】従来のトルクコンバータのワンウェイクラッ
チ機構を示す縦断面図

【符号の説明】

１２、１１２、２１２…ポンプインペラ １４、１１４、２１４…タービンランナ １６、１１６、２１６…固定軸 １８、１１８、２１８…ステータ ３０、１３０、２３０…アウタレース ３２、１３２、２３２…第１側面 ３４、１３４、２３４…第１歯 ４０…１４０、２４０…インナレース ４２、１４２、２４２…第２側面 ４４、１４４、２４４…第２歯 １５０、２５０…流体室 ３３５、４３５、５３５…凹部 ３３６、４３６、５３６…貫通孔 ５７０…ベーン ５７２…ばね ５７４…ベアリングレース ６７６…インナハブ ６７８…油路 ６８０…液室

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体流を生じさせるポンプインペラと、そ
   の流体流によって回転させられるタービンランナと、固
   定軸と、前記ポンプインペラとタービンランナとの間に
   配置され流体流から回転力を受けるステータと、該ステ
   ータが流体流から特定の方向の回転力を受けたときに該
   ステータを前記固定軸に連結するためのワンウェイクラ
   ッチ手段と、を備えたトルクコンバータのワンウェイク
   ラッチ機構において、 前記ステータの内周側に、該ステータと共に回転可能に
   組込まれると共に、軸と垂直の第１側面を有し、この第
   １側面に第１歯の形成されたアウタレースと、 前記固定軸の外周側に回転不能に組込まれ、前記アウタ
   ースの第１側面に対向する第２側面を有し、この第２側
   面に前記第１歯と噛合してアウタレースの一方側への回
   転を禁止し得る第２歯の形成されたインナレースと、を
   備え、 前記アウタレース及びインナレースの少なくとも一方が
   軸方向に移動可能とされることにより、前記第１側面の
   第１歯と第２側面の第２歯とが噛合・離反可能とされ、
   且つ、 この噛合・離反のうち少なくとも一方が、トルクコンバ
   ータ内の流体圧を利用して行われることを特徴とするト
   ルクコンバータのワンウェイクラッチ機構。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記アウタレースが、前記ステータの内周側に一体化さ
   れ、該ステータを前記固定軸に対し軸方向移動可能且つ
   回転可能に支持する構成とされ、 前記ステータの羽に作用するトルクコンバータの流体圧
   の軸方向分力により、該アウタレースが軸方向に移動さ
   れ、前記第１歯と第２歯との噛合・離反が行われること
   を特徴とするトルクコンバータのワンウェイクラッチ機
   構。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記アウタレースが、前記ステータの内周側に回転不能
   に組込まれ、前記インナレースが、前記固定軸の外周側
   に回転不能に組込まれると共に、前記第１側面及び第２
   側面の間に流体室が形成され、且つ、 前記ステータの羽に作用する流体圧が該流体室に導かれ
   ることによりアウタレース及びインナレースの少なくと
   も一方が軸方向に移動され、前記第１歯と第２歯との離
   反が行われることを特徴とするトルクコンバータのワン
   ウェイクラッチ機構。
4. 【請求項４】請求項３において、前記第１歯と第２歯と
   を噛合させるためにアウタレース及びインナレースの少
   なくとも一方を他方側へ付勢する付勢力として、トルク
   コンバータ内の流体圧を利用することを特徴とするトル
   クコンバータのワンウェイクラッチ機構。
5. 【請求項５】請求項３において、前記ステータの羽に作
   用する流体圧が、前記第１歯と第２歯とを離反させるた
   めに機能する際、トルクコンバータのドレン圧をこの離
   反を補助するために利用することを特徴とするトルクコ
   ンバータのワンウェイクラッチ機構。
6. 【請求項６】請求項１において、更に、 前記ステータと一体的に設けられ、該ステータの回転に
   よりトルクコンバータのステータに作用する流体圧を増
   圧した吐出圧を発生させるポンプ部材と、を備え、 前記アウタレースが前記ステータの内周側に回転不能に
   組込まれ、前記インナレースが前記固定軸の外周側に回
   転不能に組込まれると共に、前記第１側面及び第２側面
   の間に流体室が形成され、且つ、 前記ポンプ部材の吐出圧が該流体室に導かれることによ
   りアウタレース及びインナレースの少なくとも一方が軸
   方向に移動され、前記第１歯と第２歯との離反が行われ
   ることを特徴とするトルクコンバータのワンウェイクラ
   ッチ機構。
7. 【請求項７】請求項６において、前記第１歯と第２とを
   噛合させるためにアウタレース及びインナレースの少な
   くとも一方を他方側へ付勢する付勢力として、トルクコ
   ンバータ内の流体圧を利用することを特徴とするトルク
   コンバータのワンウェイクラッチ機構。