KR20160108203A - 원웨이 클러치 - Google Patents

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KR20160108203A
KR20160108203A KR1020160025702A KR20160025702A KR20160108203A KR 20160108203 A KR20160108203 A KR 20160108203A KR 1020160025702 A KR1020160025702 A KR 1020160025702A KR 20160025702 A KR20160025702 A KR 20160025702A KR 20160108203 A KR20160108203 A KR 20160108203A
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way clutch
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rotating
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세이타로 노부야스
요스케 스즈키
다카히토 엔도
스구루 히라이
유지 이와세
고이치 가토
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

원웨이 클러치는 제 1 회전 부재(11a), 제 2 회전 부재(11b), 제 1 회전체(1a)를 포함한다. 상기 제 2 회전 부재(11b)는 볼트(17)가 삽입되는 복수의 제 1 관통 구멍(11c)을 갖는다. 상기 제 1 관통 구멍(11c)은, 상기 제 1 관통 구멍(11c)이 배치되어 있는 피치원의 직경방향에 있어서의 치수보다 상기 피치원의 둘레방향에 있어서의 치수가 크다. 제 1 영역과 제 2 영역은, 상기 제 1 관통 구멍(11c)을 상기 둘레방향에서 이분하여 얻어지고, 상기 제 1 영역은, 상기 제 2 회전 부재의 회전 가능한 방향에 있어서, 상기 제 2 영역보다 전방에 위치한다. 상기 제 1 관통 구멍(11c)의 상기 제 1 영역에 상기 볼트(17)가 위치하도록 상기 볼트(17)가 삽입되고, 상기 제 2 회전 부재(11b)와 상기 제 1 회전체(1a)가 상기 볼트(17)에 의해 체결된다.

Description

원웨이 클러치{ONE-WAY CLUTCH}
이 개시는, 상대 회전하는 2개의 회전 부재 중 어느 일방을 고정함으로써, 일방의 회전방향으로의 회전을 허용하면서 타방의 회전방향으로의 회전을 규제하는 브레이크 기구로서 이용되는 원웨이 클러치에 관한 것이다.
원웨이 클러치의 상대 회전하는 2개의 회전 부재 중의 어느 것을 회전 불가능하게 고정함으로써, 원웨이 클러치를 일방향만의 회전을 규제하는 브레이크 기구로서 기능시킬 수 있다. 예를 들면, 원웨이 클러치의 일방의 회전 부재를 엔진이나 모터의 출력축 등의 회전체에 체결함과 함께, 타방의 회전 부재를 엔진 블록이나 트랜스미션 하우징 등의 고정체에 고정함으로써, 회전체의 회전방향을 일방향만으로 규제할 수 있다. 원웨이 클러치의 일방의 회전 부재와 회전체의 사이는, 통상적으로 볼트에 의해 체결되어 있다.
상기와 같은 원웨이 클러치의 구조 및 조립 방법에 관한 발명이 일본국 특허 제5288051에 기재되어 있다. 이 일본국 특허 제5288051에 기재된 원웨이 클러치는, 수나사부 및 위치 결정용의 핀 형상부를 갖는 지그를 이용하여 엔진 블록에 조립된다. 구체적으로는, 먼저, 지그의 수나사부에 의해, 원웨이 클러치를 구성하는 이너 레이스, 아우터 레이스 및 계합(engaging) 부재가 일체로 임시 결합된다. 그 임시 결합된 원웨이 클러치에 대하여 플라이휠이 지그의 핀 형상부에 의해 위치 결정된다. 그리고, 그러한 원웨이 클러치 및 플라이휠이, 크랭크 샤프트의 선단(先端)에 설치된 플랜지에 볼트로 고정된다.
상기의 일본국 특허 제5288051에 기재된 구성과 같이, 원웨이 클러치는, 예를 들면 나사 구멍이 형성된 회전체의 플랜지에 볼트로 고정되는 것이 일반적이다. 볼트로 고정됨으로써, 원웨이 클러치와 회전체의 사이에서 확실하게 토크 전달을 행할 수 있다. 단, 원웨이 클러치와 회전체의 체결에 볼트를 이용하는 경우에는, 조립시에, 원웨이 클러치에 형성된 볼트 구멍의 위상과, 회전체의 플랜지에 형성된 나사 구멍의 위상을 일치시킬 필요가 있다. 볼트 구멍의 위상과 나사 구멍의 위상이 일치하고 있지 않은 상태에서 볼트가 조여지면, 나사 구멍과 볼트의 나사산이 간섭하여, 적절한 볼트 체결력을 얻을 수 없을 우려가 있다.
특히, 상기와 같이 원웨이 클러치를 브레이크 기구로서 이용하는 경우에는, 원웨이 클러치의 2개의 회전 부재의 사이의 상대 회전이 일방향으로 제한되기 때문에, 볼트 구멍의 위상과 나사 구멍의 위상을 일치시키는 것이 용이하지 않은 경우가 있다. 또한, 볼트 구멍의 직경을 크게 함으로써, 볼트 구멍의 위상과 나사 구멍의 위상을 맞추기 쉬워진다. 그러나, 볼트 구멍의 직경을 크게 한 분(分)은, 체결시에 볼트로부터 축력을 받는 좌면(座面)의 면적이 감소해버리기 때문에, 그 경우도 적절한 볼트 체결력을 얻을 수 없을 우려가 있다.
이 개시는 원웨이 클러치를 브레이크 기구로서 이용하는 경우에, 원웨이 클러치와 회전체의 양호한 조립성을 확보함과 함께, 원웨이 클러치와 회전체를 적절한 볼트 체결력으로 고정할 수 있는 원웨이 클러치를 제공한다.
본 개시에 관련되는 원웨이 클러치는, 제 1 회전 부재, 제 2 회전 부재, 제 1 회전체를 포함한다. 상기 제 2 회전 부재는, 상기 제 1 회전 부재와 상대 회전하도록 구성되고, 상기 제 2 회전 부재는 볼트가 삽입되는 복수의 제 1 관통 구멍을 갖는다. 상기 제 1 회전 부재와 제 2 회전 부재는, 소정의 회전방향으로만 계합시키도록 구성된다. 상기 제 1 회전 부재를 회전 불가능하게 고정함으로써, 상기 제 2 회전 부재는 상기 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하도록 구성된다. 상기 제 1 회전체는, 상기 볼트가 조여지는 복수의 나사 구멍을 갖는다. 상기 제 1 회전체와 상기 제 2 회전 부재는, 서로 상기 볼트로 체결됨으로써, 상기 제 1 회전체의 상기 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하도록 구성된다. 상기 제 1 관통 구멍은, 상기 제 1 관통 구멍이 배치되어 있는 피치원의 직경방향에 있어서의 치수보다 상기 피치원의 둘레방향에 있어서의 치수가 크다. 상기 제 1 관통 구멍은, 제 1 영역과 제 2 영역을 가지고, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은, 상기 제 1 관통 구멍을 상기 둘레방향에서 이분(二分)하여 얻어진다. 상기 제 1 영역은, 상기 제 2 회전 부재의 회전 가능한 방향에 있어서, 상기 제 2 영역보다 전방에 위치한다. 상기 제 1 관통 구멍의 상기 제 1 영역에 상기 볼트가 위치하도록 상기 볼트가 삽입되고, 상기 제 2 회전 부재와 상기 제 1 회전체가 상기 볼트에 의해 체결된다.
이 원웨이 클러치에 의하면, 제 1 회전 부재가 회전 불가능하도록 고정된다. 따라서, 이 원웨이 클러치는, 제 2 회전 부재의 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하는 브레이크 기구로서 이용된다. 그리고, 상기와 같은 원웨이 클러치의 제 2 회전 부재가, 제 1 회전체에 볼트로 체결된다. 그로 인해, 원웨이 클러치는, 제 1 회전체의 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하는 브레이크 기구로서 기능한다. 제 1 회전체에는 체결용의 볼트와 감합하는 나사 구멍이 형성되어 있어, 제 2 회전 부재에는 체결용의 볼트를 삽입시키는 제 1 관통 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 볼트를 제 2 회전 부재의 제 1 관통 구멍에 삽입하여 제 1 회전체의 나사 구멍에 조임으로써, 제 2 회전 부재와 제 1 회전체가 체결된다. 그 경우, 이 개시에 있어서의 제 1 관통 구멍은, 그 제 1 관통 구멍이 배치되는 피치원의 직경방향에 있어서의 구멍의 치수보다 둘레방향에 있어서의 구멍의 치수가 큰 긴 구멍으로 되어 있다. 따라서, 피치원의 둘레방향에 있어서, 제 1 회전체의 나사 구멍의 위상에 대하여 제 2 회전 부재의 제 1 관통 구멍의 위상을 용이하게 맞출 수 있다. 그 때문에, 원웨이 클러치와 제 1 회전체의 조립성을 향상시킬 수 있다.
상기 원웨이 클러치는, 제 2 회전체를 더 구비하고 있어도 된다. 상기 제 2 회전체는, 복수의 제 2 관통 구멍을 갖는다. 상기 제 2 관통 구멍은 상기 볼트가 삽입되는 원형의 볼트 구멍으로서, 상기 제 1 관통 구멍의 상기 직경방향에 있어서의 치수와 상기 제 2 관통 구멍의 직경이 대략 동일하다. 상기 제 1 회전체와 상기 제 2 회전체의 사이에 상기 제 2 회전 부재를 배치하고, 상기 제 2 회전체가, 상기 제 2 회전 부재와 함께 상기 제 1 회전체에 상기 볼트로 체결되어 있다.
상기 원웨이 클러치는, 고정체, 및, 상기 고정체(1b)에 체결되는 고정 플레이트를 더 구비하고 있어도 된다. 상기 제 1 회전 부재는, 상기 고정 플레이트를 개재하여 회전 불가능하게 고정된다. 상기 제 2 회전 부재 및 상기 고정 플레이트는 마크를 가지고, 서로의 상기 마크의 위치가 맞으면, 상기 볼트가 상기 제 1 영역에 위치하도록, 상기 고정 플레이트에 대하여 상기 제 2 회전 부재의 위상이 상기 둘레방향에 있어서 맞는다.
본 발명의 실시형태의 특징, 장점, 기술적 및 산업적 특성은 아래 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이며, 도면 내에 동일 참조번호로 동일 요소가 표시된다.
도 1은, 이 개시의 원웨이 클러치를 탑재한 차량의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 이 개시의 원웨이 클러치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 원웨이 클러치 및 고정 플레이트를 엔진 블록(고정체)에 장착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 원웨이 클러치에 있어서의 고정 플레이트의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4A는, 이 개시의 원웨이 클러치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 원웨이 클러치의 외형을 나타내는 정면도이다.
도 4B는, 이 개시의 원웨이 클러치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 원웨이 클러치의 래칫 기구의 일례를 나타내는 배면도이다.
도 5는, 도 2, 도 4A, 도 4B에 나타내는 원웨이 클러치의 아우터 레이스(제 2 회전 부재)에 있어서의 볼트 구멍(제 1 관통 구멍)의 형상 및 제 1 영역 및 제 2 영역을 설명하기 위한 확대도이다.
도 6은, 이 개시의 원웨이 클러치의 조립 순서를 설명하기 위한 도면으로서, 원웨이 클러치를 조립하기 전의 엔진 블록(고정체)을 나타내는 도면이다.
도 7은, 이 개시의 원웨이 클러치의 조립 순서를 설명하기 위한 도면으로서, 엔진 블록(고정체)에 고정 플레이트를 장착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은, 이 개시의 원웨이 클러치의 조립 순서를 설명하기 위한 도면으로서, 고정 플레이트와 이너 레이스(제 1 회전 부재)를 스플라인 감합시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는, 이 개시의 원웨이 클러치의 조립 순서를 설명하기 위한 도면으로서, 고정 플레이트의 합치 마크와 아우터 레이스(제 2 회전 부재)의 합치 마크를 맞춘 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은, 이 개시의 원웨이 클러치의 조립 순서를 설명하기 위한 도면으로서, 출력축(제 1 회전체)의 나사 구멍, 아우터 레이스(제 2 회전 부재)의 볼트 구멍(제 1 관통 구멍) 및 플라이휠(제 2 회전체)의 볼트 구멍(제 2 관통 구멍)의 각각의 위상을 맞춘 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은, 이 개시의 원웨이 클러치의 조립 순서를 설명하기 위한 도면으로서, 아우터 레이스(제 2 회전 부재) 및 플라이휠(제 2 회전체)을 출력축(제 1 회전체)에 볼트로 체결한 상태를 나타내는 도면이다.
다음에, 이 개시를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 이 개시에서 대상으로 하는 원웨이 클러치를 사용한 차량(Ve)의 일례를 도 1에 나타내고 있다. 차량(Ve)은, 구동력원으로서 엔진(ENG)(1) 및 제 1 모터(MG1)(2) 및 제 2 모터(MG2)(3)를 탑재한 하이브리드차이다. 이 차량(Ve)은, 엔진(1)이 출력하는 동력을, 동력 분할 기구(4)에 의해 제 1 모터(2)와 구동축(5)에 분할하여 전달하도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 모터(2)에서 발생한 전력으로 제 2 모터(3)를 구동하고, 그 제 2 모터(3)가 출력하는 동력을 구동축(5)에 부가할 수 있도록 구성되어 있다.
동력 분할 기구(4)는, 예를 들면, 선 기어(6), 링 기어(7) 및 캐리어(8)를 갖는 유성 기어 기구에 의해 구성되어 있다. 이 도 1에 나타내는 예에서는, 싱글 피니언형의 유성 기어 기구가 이용되고 있다. 이 동력 분할 기구(4)를 구성하는 유성 기어 기구는, 엔진(1)의 출력축(1a)과 동일한 회전축선 상에 배치되어 있다.
상기의 유성 기어 기구의 선 기어(6)에 제 1 모터(2)가 연결되어 있다. 구체적으로는, 제 1 모터(2)는, 동력 분할 기구(4)를 사이에 두고 엔진(1)의 반대측에 배치되어 있어, 그 제 1 모터(2)의 로터(2a)가 선 기어(6)에 연결되어 있다. 이 선 기어(6)에 대하여 동심원 상에, 내치(內齒) 기어의 링 기어(7)가 배치되어 있다. 이러한 선 기어(6)와 링 기어(7)에 맞물려 있는 피니언 기어가, 캐리어(8)에 의해 자전 및 공전이 가능하도록 유지되어 있다. 캐리어(8)에는, 이 동력 분할 기구(4)의 입력축(4a)이 연결되어 있다. 그 입력축(4a)이, 댐퍼 기구(9) 및 플라이휠(10) 및 원웨이 클러치(11)를 개재하여, 엔진(1)의 출력축(1a)에 연결되어 있다.
댐퍼 기구(9)는, 출력축(1a)의 토크 변동이나 토크 변동에 기인하는 비틀림 진동을 억제하기 위한 것이고, 예를 들면, 플라이휠(10)과 일체 회전하도록 조립되어 있다.
그리고, 하우징(12)과 엔진(1)의 엔진 블록(1b)과의 사이에, 원웨이 클러치(11)가 배치되어 있다. 하우징(12)은, 이 원웨이 클러치(11) 및 제 1 모터(2) 및 제 2 모터(3) 등을 포함하는 이 차량(Ve)의 구동 계통을 구성하는 전동 기구를 수용하고 있다. 하우징(12)과 엔진 블록(1b)은, 후술하는 원웨이 클러치(11)의 고정 플레이트(13)를 사이에 두고, 볼트 체결에 의해 일체로 고정되어 있다.
원웨이 클러치(11)는, 상대 회전하는 이너 레이스(11a)와 아우터 레이스(11b), 고정 플레이트(13) 및 계합 기구(예를 들면, 후술하는 래칫 기구(16))로 구성되어 있다. 이너 레이스(제 1 회전 부재)(11a)와 고정 플레이트(13)는, 예를 들면, 스플라인 또는 세레이션에 의해 체결되어 있다. 고정 플레이트(13)는, 상기의 하우징(12) 및 엔진 블록(1b)(고정체)에 고정되어 있다. 아우터 레이스(제 2 회전 부재)(11b)는, 상기의 출력축(1a)(제 1 회전체)에 장착되어 있다. 계합 기구는, 어느 일방의 회전방향으로만 계합하여, 이너 레이스(11a)와 아우터 레이스(11b)의 사이에서 토크 전달을 가능하게 하는 것이다. 여기에서, 고정체는 차량에 고정된 부재이다. 또는, 고정체는 차량에 대하여 변위하지 않는 부재이다.
상기와 같이 고정 플레이트(13)를 개재하여 일방의 이너 레이스(11a)를 고정함으로써, 이 원웨이 클러치(11)는, 일방향만의 회전을 규제하는 브레이크 기구로서 기능한다. 구체적으로는, 원웨이 클러치(11)는, 출력축(1a)이 정회전하는 경우에 해방하고, 출력축(1a)을 역회전시키는 방향의 토크가 출력축(1a)에 작용한 경우에 계합하여 회전을 멈추도록 구성되어 있다. 정회전은 엔진(1)이 연소 운전할 때의 크랭크축(출력축(1a))의 회전방향의 회전이고, 역회전은 그 정회전과 역방향의 회전이다.
상기와 같이 구성된 차량(Ve)은, 엔진(1) 및 제 1 모터(2) 및 제 2 모터(3)의 각 구동력원을 유효하게 이용하여, 에너지 효율 또는 연비가 양호해지도록, 또, 구동력의 요구를 만족시킬 수 있도록 제어된다. 특히, 엔진(1)의 운전을 정지하여 모터만의 출력에 의해 차량(Ve)을 주행시키는 EV 주행시에, 큰 구동력이 요구되는 경우에는, 제 1 모터(2) 및 제 2 모터(3)의 양방의 출력에 의한 EV 주행이 행하여진다. 구체적으로는, 제 1 모터(2)가 모터로서 역회전방향으로 회전하여 토크를 출력하도록 제어되고, 제 2 모터(3)가 모터로서 정회전방향으로 회전하여 토크를 출력하도록 제어된다. 이 경우에는, 엔진(1)의 출력축(1a)에는 역회전방향의 토크가 작용하기 때문에, 원웨이 클러치(11)가 계합한다. 그 결과, 엔진(1)의 출력축(1a) 및 동력 분할 기구(4)의 캐리어(8)의 회전이 멈춰진 상태에서, 제 1 모터(2) 및 제 2 모터(3)의 양방의 출력에 의해, 고출력 또한 효율적으로 차량(Ve)을 EV 주행시킬 수 있다. 그리고, 이 차량(Ve)에서는, 상기와 같은 원웨이 클러치(11)를 이용함으로써, 제 1 모터(2) 및 제 2 모터(3)의 양방의 출력에 의한 EV 주행시에, 특별한 조작이나 제어를 행하지 않고, 용이하게 출력축(1a) 및 캐리어(8)의 회전을 멈추어 고정할 수 있다.
도 2, 도 3, 도 4A, 도 4B에, 이 개시를 적용한 원웨이 클러치(11), 및, 그 원웨이 클러치(11)에 있어서의 고정 플레이트(13)의 구체예를 나타내고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 엔진(1)의 출력축(1a)의 선단에 형성된 플랜지(1c)에, 원웨이 클러치(11)의 아우터 레이스(11b)가 장착되어 있다. 이 도 2에서는, 원웨이 클러치(11) 및 고정 플레이트(13)가 노크핀(14)에 의해 위치 결정되고, 아우터 레이스(11b)가 출력축(1a)의 플랜지(1c)에 임시 결합된 상태를 나타내고 있다.
원웨이 클러치(11)의 이너 레이스(11a)에는, 고정 플레이트(13)가 장착되어 있다. 고정 플레이트(13)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 중심 부분이 원형으로 잘라내어진 기체부(13a), 및, 기체부(13a)의 외주 부분에 위치하는 플랜지부(13b)에 의해 구성되어 있다. 이너 레이스(11a)와 고정 플레이트(13)는, 스플라인(15)에 의해 체결되어 있다. 도 2, 도 3, 도 4A, 도 4B에 나타내는 예에서는, 고정 플레이트(13)의 기체부(13a)에 스플라인축(15a)이 형성되고, 이너 레이스(11a)에, 스플라인축(15a)과 감합하는 스플라인 구멍(15b)이 형성되어 있다. 그리고, 고정 플레이트(13)의 외주 부분의 플랜지부(13b)가, 상기와 같이, 노크핀(14)에 의해 위치 결정되어, 엔진 블록(1b)에 임시로 붙여져 있다.
원웨이 클러치(11)는, 이너 레이스(11a)와 아우터 레이스(11b)의 사이에 계합 기구가 설치되어 있다. 계합 기구는, 일례로서, 도 4A, 도 4B에 나타내는 바와 같은 래칫 기구(16)에 의해 구성되어 있다. 래칫식의 계합 기구 이외에도, 예를 들면 스플래그식, 폴식, 또는 캠식 등의 종래 공지의 계합 기구를 이용할 수도 있다. 이 래칫 기구(16)에 의해 구성되는 계합 기구는, 아우터 레이스(11b)에 정회전방향의 토크가 작용하는 경우에 해방하여 이너 레이스(11a)와 아우터 레이스(11b)의 사이의 상대 회전을 허용하고, 아우터 레이스(11b)에 역회전방향의 토크가 작용하는 경우에 계합하여 이너 레이스(11a)와 아우터 레이스(11b)를 일체화하도록 구성되어 있다. 따라서, 이 원웨이 클러치(11)는, 출력축(1a)이 정회전하는 경우에, 그 출력축(1a)과 입력축(4a)의 사이에서 토크를 전달하고, 출력축(1a)에 역회전방향의 토크가 작용하는 경우에는, 이너 레이스(11a)와 함께 출력축(1a)의 회전을 멈추어 고정하는 브레이크 기구로서 기능하도록 구성되어 있다. 또한, 도 2, 도 4A, 도 4B에 있어서의 화살표(R)는, 원웨이 클러치(11)가 전달하는 토크의 회전방향, 즉, 아우터 레이스(11b)가 회전 가능한 방향을 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, 이 원웨이 클러치(11)는, 엔진(1)과 하우징(12)의 사이에 배치되고, 엔진(1)에 조립된다. 구체적으로는, 원웨이 클러치(11)의 이너 레이스(11a)가, 고정 플레이트(13)를 개재하여 엔진 블록(1b)에 고정된다. 또한, 아우터 레이스(11b)가, 출력축(1a)의 플랜지(1c)에 일체 회전하도록 장착된다. 아우터 레이스(11b)와 플랜지(1c)는 볼트에 의해 체결된다. 그 때문에, 플랜지(1c)에는, 체결용의 볼트와 감합하는 복수의 나사 구멍(1d)이 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 예에서는, 플랜지(1c)의 피치원(PC) 상에, 8개의 나사 구멍(1d)이 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 아우터 레이스(11b)에는, 체결용의 볼트를 삽입시키는 복수의 볼트 구멍(제 1 관통 구멍)(11c)이 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 예에서는, 아우터 레이스(11b)의 피치원(PC) 상에, 8개의 볼트 구멍(11c)이 등간격으로 형성되어 있다. 나사 구멍(1d)과 볼트 구멍(11c)은, 동일한 피치원(PC) 상에, 동일한 피치(p1)로 형성되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 이 원웨이 클러치(11)에 있어서의 볼트 구멍(11c)은, 피치원(PC)의 직경방향(도 5의 상하방향)에 있어서의 치수(d1)보다, 피치원(PC)의 둘레방향(도 5의 좌우방향)에 있어서의 치수(d2)가 큰 긴 구멍으로 형성되어 있다. 그 때문에, 아우터 레이스(11b)를 출력축(1a)의 플랜지(1c)에 볼트로 체결할 때에, 피치원(PC)의 둘레방향에 있어서, 플랜지(1c)의 나사 구멍(1d)의 위상에 대하여 아우터 레이스(11b)의 볼트 구멍(11c)의 위상을 용이하게 맞출 수 있다.
또한, 이 원웨이 클러치(11)는, 아우터 레이스(11b)를 플랜지(1c)에 볼트로 체결할 때에, 볼트 구멍(11c)과 볼트의 나사산의 간섭을 회피하여, 아우터 레이스(11b)와 플랜지(1c)를 적절한 체결력으로 볼트 체결할 수 있도록 구성되어 있다. 이를 위해, 이 원웨이 클러치(11)는, 아우터 레이스(11b) 및 고정 플레이트(13)에, 조립시의 아우터 레이스(11b)의 회전 위치를 최적의 위치로 맞추기 위한 합치 마크가 설치되어 있다. 도 2, 도 4A, 도 4B에 나타내는 예에서는, 아우터 레이스(11b)의 외연 부분에, 볼트 구멍(11c) 및 나사 구멍(1d)의 수에 맞춘 8개의 합치 마크(M1)가 설치되어 있다. 이러한 8개의 합치 마크(M1)는, 아우터 레이스(11b)의 외연 부분에 등간격으로 배치되어 있고, 그 피치(p2)는, 볼트 구멍(11c) 및 나사 구멍(1d)의 피치(p1)와 일치하고 있다. 그리고, 고정 플레이트(13)에, 아우터 레이스(11b)의 합치 마크(M1)와 맞출 수 있는 1개의 합치 마크(M2)가 설치되어 있다.
상기의 합치 마크(M1) 및 합치 마크(M2)의 위치는, 원웨이 클러치(11)의 조립시에, 어느 하나의 합치 마크(M1)를 합치 마크(M2)에 맞춤으로써, 체결용의 볼트가, 볼트 구멍(11c)을 피치원(PC)의 둘레방향에서 2개로 나눈 영역(A1, A2) 중의 제 1 영역(A1)에 위치하도록 설정되어 있다. 즉, 합치 마크(M1)와 합치 마크(M2)를 맞춤으로써, 피치원(PC)의 둘레방향에 있어서, 볼트 구멍(11c)의 제 1 영역의 위상과, 플랜지(1c)의 나사 구멍(1d)의 위상이 일치하도록, 합치 마크(M1) 및 합치 마크(M2)의 위치가 설정되어 있다. 제 1 영역(A1)은, 피치원(PC)의 둘레방향에 있어서 아우터 레이스(11b)가 회전 가능한 측(도 5에서 화살표(R)로 나타내는 방향)에 위치하는 영역이다. 즉, 아우터 레이스의 회전 가능한 방향에 있어서, 제 1 영역(A1)은, 제 2 영역(A2)보다 전방에 위치하고 있다. 따라서, 볼트 체결시에, 볼트의 나사산과 볼트 구멍(11c)의 내측면이 간섭한 경우라도, 아우터 레이스(11b)는 그 간섭을 해소시키는 방향으로 빠져나가도록 이동할 수 있다. 그 때문에, 그와 같은 간섭을 회피하여, 이들 아우터 레이스(11b)와 출력축(1a)을 적절히 볼트 체결할 수 있다.
또한, 이 원웨이 클러치(11)는, 후술하는 바와 같이, 아우터 레이스(11b)를 사이에 두고, 출력축(1a)과 플라이휠(1)이 볼트로 체결된다. 그 경우, 플라이휠(10)에는, 체결용의 볼트를 삽입하는 원형의, 즉 통상의 형상의, 볼트 구멍(10a)이 형성되어 있다. 따라서, 상기와 같이 아우터 레이스(11b)의 볼트 구멍(11c)이 긴 구멍이라도, 긴 구멍을 이용하지 않는 통상의 볼트 체결의 경우와 동등한 체결력으로, 아우터 레이스(11b) 및 플라이휠(10)을 출력축(1a)의 플랜지(1c)를 적절히 볼트 체결할 수 있다.
도 6 내지 도 11에, 원웨이 클러치(11)의 조립 순서를 나타내고 있다. 도 6은, 원웨이 클러치(11)를 조립하기 전의 엔진 블록(1b)의 상태를 나타내고 있다. 출력축(1a)의 선단의 플랜지(1c)에, 볼트 체결을 위한 나사 구멍(1d)이 형성되어 있다. 엔진 블록(1b)의 하우징(12)과의 맞댐면에, 위치 결정용의 노크핀(14)이 장착되어 있다.
먼저, 엔진 블록(1b)에, 원웨이 클러치(11)의 고정 플레이트(13)가, 노크핀(14)에 의해 위치 결정되어 장착된다(도 7). 고정 플레이트(13)의 엔진 블록(1b)과의 장착면과 반대측의 표면에, 이너 레이스(11a)에 형성되어 있는 스플라인 구멍(15b)과 감합하는 스플라인축(15a)이 나타내어져 있다. 또한, 아우터 레이스(11b)에 설치된 합치 마크(M1)와 맞춰지는 합치 마크(M2)가 나타내어져 있다.
엔진 블록(1b)에 장착된 고정 플레이트(13)에 대하여, 원웨이 클러치(11)가 조립된다(도 8). 구체적으로는, 고정 플레이트(13)에 형성되어 있는 스플라인축(15a)과, 이너 레이스(11a)에 형성되어 있는 스플라인 구멍(15b)이 감합되어, 고정 플레이트(13)와 원웨이 클러치(11)가 조립된다. 원웨이 클러치(11)의 고정 플레이트(13)와의 장착면과 반대측의 표면, 즉, 아우터 레이스(11b)의 표면에, 합치 마크(M1)가 나타내어져 있다. 이 단계에서는, 아직 합치 마크(M1)와 합치 마크(M2)는 맞춰져 있지 않다.
고정 플레이트(13)에 조립된 원웨이 클러치(11)의 아우터 레이스(11b)가, 화살표(R)의 회전방향으로 회전시켜져, 합치 마크(M1)가 합치 마크(M2)에 맞춰진다(도 9). 그로 인해, 나사 구멍(1d)의 위상과 볼트 구멍(11c)의 위상이, 볼트 체결을 위하여 최적의 위치에서 일치한다. 구체적으로는, 전술의 도 5에 나타내는 바와 같이, 아우터 레이스(11b)가 회전 가능한 방향에 있는 볼트 구멍(11c)의 제 1 영역(A1)측에, 나사 구멍(1d)이 위치하는 상태가 된다. 그 상태에서 볼트 구멍(11c)에 체결용의 볼트를 삽입하여 나사 구멍(1d)에 감합시킴으로써, 제 1 영역에 볼트가 위치하도록 볼트 구멍(11c)에 볼트가 삽입되어, 아우터 레이스(11b)와 출력축(1a)이 체결되게 된다.
상기와 같이 합치 마크(M1)가 합치 마크(M2)에 맞춰진 상태의 원웨이 클러치(11)에 플라이휠(10)이 조립된다(도 10). 플라이휠(10)에는, 볼트 구멍(11c) 및 나사 구멍(1d)과 동일한 피치원(PC)에서, 또한 동일한 피치로, 8개의 볼트 구멍(10)이 형성되어 있다. 볼트 구멍(10a)은, 체결용의 볼트가 삽입되는 원형의 관통 구멍이다. 볼트 구멍(10a)의 직경은, 아우터 레이스(11b)의 긴 구멍 형상의 볼트 구멍(11c)의 치수(d1)(피치원(PC)의 직경방향에 있어서의 치수)와 대략 동일하게 되어 있다. 그리고, 볼트 구멍(10a)의 위상이, 나사 구멍(1d) 및 볼트 구멍(11c)의 제 1 영역의 위상과 일치시켜져 있다. 이 단계의 플라이휠(10)은, 원웨이 클러치(11)와 같이 회전방향이 일방향으로 규제되는 것은 아니다. 그 때문에, 볼트 구멍(10a)의 위상을, 용이하게 나사 구멍(1d) 및 볼트 구멍(11c)의 위상에 맞출 수 있다.
상기와 같이 하여, 볼트 구멍(10a)의 위상을 나사 구멍(1d) 및 볼트 구멍(11c)의 위상에 맞춘 상태에서 플라이휠(10)이 원웨이 클러치(11)에 조립되면, 볼트(17)에 의해, 플라이휠(10) 및 원웨이 클러치(11)가 출력축(1a)에 체결된다(도 11). 구체적으로는, 볼트(17)가, 볼트 구멍(10a) 및 볼트 구멍(11c)의 제 1 영역에 삽입되어, 나사 구멍(1d)에 조여짐으로써, 플라이휠(10) 및 원웨이 클러치(11)가 출력축(1a)의 플랜지(1c)에 체결된다. 즉, 엔진 블록(1b)과 원웨이 클러치(11)의 조립이 완료된다.
이하 본 개시에 관련되는 원웨이 클러치의 작용 효과를 설명한다. 이 원웨이 클러치에 의하면, 상대 회전하는 제 1 회전 부재 및 제 2 회전 부재, 및, 예를 들면, 래칫 기구와 같이 제 1 회전 부재와 제 2 회전 부재를 소정의 회전방향으로만 계합시키는 계합 기구에 의해, 원웨이 클러치가 구성된다. 그 원웨이 클러치의 제 1 회전 부재가, 예를 들면 엔진 블록이나 트랜스미션의 하우징 등에 장착되어 회전 불가능하도록 고정된다. 따라서, 이 개시에 있어서의 원웨이 클러치는, 제 2 회전 부재의 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하는 브레이크 기구로서 이용된다. 그리고, 상기와 같은 원웨이 클러치의 제 2 회전 부재가, 예를 들면 엔진이나 모터의 출력축 등의 제 1 회전체에 볼트로 체결된다. 그로 인해, 원웨이 클러치는, 제 1 회전체의 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하는 브레이크 기구로서 기능한다. 제 1 회전체에는 체결용의 볼트와 감합하는 나사 구멍이 형성되어 있어, 제 2 회전 부재에는 체결용의 볼트를 삽입시키는 제 1 관통 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 볼트를 제 2 회전 부재의 제 1 관통 구멍에 삽입하여 제 1 회전체의 나사 구멍에 조임으로써, 제 2 회전 부재와 제 1 회전체가 체결된다. 그 경우, 이 개시에 있어서의 제 1 관통 구멍은, 그 제 1 관통 구멍이 배치되는 피치원의 직경방향에 있어서의 구멍의 치수보다 둘레방향에 있어서의 구멍의 치수가 큰 긴 구멍으로 되어 있다. 따라서, 피치원의 둘레방향에 있어서, 제 1 회전체의 나사 구멍의 위상에 대하여 제 2 회전 부재의 제 1 관통 구멍의 위상을 용이하게 맞출 수 있다. 그 때문에, 원웨이 클러치와 제 1 회전체의 조립성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 개시에서는, 상기와 같은 긴 구멍 형상의 제 1 관통 구멍에 있어서의 제 1 영역에 볼트가 위치하도록, 제 1 관통 구멍에 볼트가 삽입되어 제 2 회전 부재와 제 1 회전체가 볼트 체결된다. 제 1 영역은, 피치원의 둘레방향에 있어서 제 2 회전 부재가 회전하는 것이 가능한 측에 위치하는 영역이다. 따라서, 볼트 체결시에, 볼트의 나사산과 볼트 구멍의 내측면이 간섭한 경우라도, 제 2 회전 부재는 그 간섭을 해소시키는 방향으로 빠져나가도록 이동할 수 있다. 그 때문에, 일방향으로의 회전이 규제되는 원웨이 클러치를 회전체에 조립하는 경우에, 볼트의 나사산과 볼트 구멍의 내측면의 간섭을 회피하여, 이들 원웨이 클러치와 회전체를 적절하게 볼트 체결할 수 있다.
또한, 이 개시에 의하면, 원웨이 클러치의 제 2 회전 부재를 사이에 두고, 제 1 회전체와 제 2 회전체가 볼트로 체결된다. 제 2 회전체에는, 체결용의 볼트를 삽입하는 원형의, 즉 통상의 형상의, 제 2 관통 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 제 2 회전 부재의 제 1 관통 구멍이 긴 구멍이라도, 긴 구멍을 이용하지 않는 통상의 볼트 체결의 경우와 동등한 체결력으로, 제 1 회전체 및 제 2 회전체 및 원웨이 클러치의 제 2 회전 부재를 적절하게 볼트 체결할 수 있다.
그리고, 예를 들면 엔진 블록이나 트랜스미션의 하우징 등의 고정체에 고정 플레이트가 장착된다. 그 고정 플레이트에, 제 1 회전 부재가 일체로 체결됨으로써, 제 1 회전 부재가 회전 불가능하게 고정된다. 제 1 회전 부재가 고정 플레이트에 체결된 상태에서는, 제 2 회전 부재는, 고정 플레이트 및 고정체에 대하여 일방의 회전방향으로만 회전하는 것이 가능하다. 그리고, 이 개시에서는, 제 2 회전 부재 및 고정 플레이트에 각각 합치 마크가 붙여져 있다. 따라서, 이들 제 2 회전 부재의 합치 마크와 고정 플레이트의 합치 마크를 맞춤으로써, 체결용의 볼트가 제 2 회전 부재에 형성된 제 1 볼트 구멍의 제 1 영역에 위치하는 상태가 된다. 즉, 합치 마크를 맞춤으로써, 피치원의 둘레방향에 있어서, 제 1 볼트 구멍의 제 1 영역의 위상과, 제 1 회전체의 나사 구멍의 위상이 일치한다. 그 때문에, 원웨이 클러치와 제 1 회전체를 용이하게 조립할 수 있다.
또한, 상기와 같이 합치 마크를 맞춰 볼트 체결할 때에, 예를 들면 조립시의 오차나 제 1 회전체의 위상의 어긋남 등에 의해, 제 1 회전체의 나사 구멍에 대하여 제 1 관통 구멍이 볼트와 간섭하는 측으로 어긋나 있는 경우라도, 전술과 같이, 제 2 회전 부재는, 그 간섭을 해소시키는 방향으로 빠져나가도록 이동 가능하다. 그 때문에, 볼트의 나사산과 제 1 관통 구멍의 내측면과의 간섭을 회피하여, 제 2 회전 부재와 제 1 회전체를, 또는, 제 2 회전 부재와 제 1 회전체 및 제 2 회전체를, 적절하게 볼트 체결할 수 있다.

Claims (3)

  1. 원웨이 클러치로서,
    제 1 회전 부재(11a)와, 제 2 회전 부재(11b)와, 제 1 회전체(1a)를 포함하고,
    상기 제 2 회전 부재(11a)는, 상기 제 1 회전 부재(11a)와 상대 회전하도록 구성되고, 볼트(17)가 삽입되는 복수의 제 1 관통 구멍(11c)을 가지고, 상기 제 1 회전 부재(11a)와 제 2 회전 부재(11b)는, 소정의 회전방향으로만 계합시키도록 구성되고, 상기 제 1 회전 부재(11a)를 회전 불가능하게 고정함으로써, 상기 제 2 회전 부재(11b)는 상기 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하도록 구성되고,
    상기 제 1 회전체(1a)는, 상기 볼트(17)가 조여지는 복수의 나사 구멍(1d)을 가지고, 상기 제 1 회전체(1a)와 상기 제 2 회전 부재(11b)는, 서로 상기 볼트로 체결됨으로써, 상기 제 1 회전체(1a)의 상기 소정의 회전방향으로의 회전을 규제하도록 구성되며,
    상기 제 1 관통 구멍(11c)은, 상기 제 1 관통 구멍(11c)이 배치되어 있는 피치원의 직경방향에 있어서의 치수보다 상기 피치원의 둘레방향에 있어서의 치수가 크고,
    상기 제 1 관통 구멍(11c)은 제 1 영역과 제 2 영역을 가지고, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 상기 제 1 관통 구멍(11c)을 상기 둘레방향에서 이분하여 얻어지고, 상기 제 1 영역은, 상기 제 2 회전 부재의 회전 가능한 방향에 있어서, 상기 제 2 영역보다 전방에 위치하고,
    상기 제 1 관통 구멍(11c)의 상기 제 1 영역에 상기 볼트(17)가 위치하도록 상기 볼트(17)가 삽입되고, 상기 제 2 회전 부재(11b)와 상기 제 1 회전체(1a)가 상기 볼트(17)에 의해 체결되는 원웨이 클러치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 제 2 관통 구멍(10a)을 갖는 제 2 회전체(10)를 더 포함하고,
    상기 제 2 관통 구멍(10a)은 상기 볼트(17)가 삽입되는 원형의 볼트 구멍으로서, 상기 제 1 관통 구멍(11c)의 상기 직경방향에 있어서의 치수와 상기 제 2 관통 구멍(10a)의 직경이 대략 동일하고,
    상기 제 1 회전체(1a)와 상기 제 2 회전체(10)의 사이에 상기 제 2 회전 부재(11b)를 배치하고, 상기 제 2 회전체(10)가, 상기 제 2 회전 부재(11b)와 함께 상기 제 1 회전체(1a)에 상기 볼트(17)로 체결되는 원웨이 클러치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    고정체(1b)와,
    상기 고정체(1b)에 체결되는 고정 플레이트(13)를 더 포함하고,
    상기 제 1 회전 부재(11a)는, 상기 고정 플레이트(13)를 개재하여 회전 불가능하게 고정되고,
    상기 제 2 회전 부재(11b) 및 상기 고정 플레이트(13)는 마크를 가지고, 서로의 상기 마크의 위치가 맞으면, 상기 볼트(17)가 상기 제 1 영역에 위치하도록, 상기 고정 플레이트(13)에 대하여 상기 제 2 회전 부재(11b)의 위상이 상기 둘레방향에 있어서 맞는 원웨이 클러치.
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