(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワンウェイクラッチにおいて、当該ワンウェイクラッチが、以下の構成部材：すなわち、
第１のレースを有しており、該第１のレースが、その周で当該ワンウェイクラッチの軸線を取り囲んで配置されていて、第１の周面を有しており；
第２のレースを有しており、該第２のレースが、その周で軸線を取り囲んで配置されていて、第２の周面を有しており、該第２の周面が、第１の周面に半径方向で向かい合って位置しており；
第１のレースおよび第２のレースと別個の少なくとも１つの楔エレメントを有しており、該楔エレメントが、半径方向で第１のレースと第２のレースとの間に配置されており、第１のレースが、自動車ユニットに設けられたトルク伝達エレメントに相対回動不能に結合されていて、第２のレースに依存することなく第１の回動方向に回動させられるように配置されており、両周面の一方の周、つまり、内側の周面の周または外側の周面の周が、当該ワンウェイクラッチの軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置しており、両周面のそれぞれ他方の周、つまり、内側の周面の周または外側の周面の周が、半径方向の少なくとも１つの突出部を有しており、少なくとも１つの楔エレメントが、第２のレースに対する、第１の回動方向と逆方向の第２の回動方向への第１のレースの回動時に、少なくとも１つの突出部と、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面とに連結されるように配置されており、これによって、第１のレースと第２のレースとが、互いに相対回動不能に結合されるようになっており、相対回動不能な結合のために、少なくとも１つの楔エレメントの周の、第２のレースに接触する部分の寸法が、該部分の軸方向の寸法よりも大きく設定されており、前記ワンウェイクラッチが、さらに、少なくとも１つの弾性的なエレメントを有しており、該弾性的なエレメントが、前記第２のレースと、前記少なくとも１つの楔エレメントとに結合されていて、該少なくとも１つの楔エレメントを第２の回動方向に押圧するようになっており、
ロックモードの間、楔エレメントと第１のレースとは、互いに相対回動不能に結合される一方、空転モードの間には、第１のレースが回動させられるのに対して、楔エレメントは定置のままであることを特徴とする、ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
少なくとも１つの楔エレメントが、第１のレースおよび第２のレースに依存することなく回動するようになっている、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項３】
少なくとも１つの楔エレメントが、楔の周面を有しており、該周面は、半径方向に向き合う、第１のレースまたは第２のレースの周面に対して相補的な形状に形成されている、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項４】
楔の周面が、相対回動不能な結合の間、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面に緊密に接触している、請求項３記載のワンウェイクラッチ。
【請求項５】
内側のレースと外側のレースとの相対回動不能な結合時に、少なくとも１つの楔エレメントによって発生させられる負荷の大部分が、周方向応力にある、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項６】
少なくとも１つの楔エレメントが、対称的に軸線を取り囲んで配置された多数の楔エレメントを有している、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項７】
少なくとも１つの楔エレメントが、互いに結合された多数の楔エレメントを有している、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項８】
第１のレースの長手方向軸線と第２のレースの長手方向軸線とが、互いに共線的である、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項９】
第１のレースの長手方向軸線と第２のレースの長手方向軸線とが、当該ワンウェイクラッチの軸線に対して共線的である、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項１０】
第２のレースが回動可能である、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【請求項１１】
当該ワンウェイクラッチが、トルクコンバータに設けられたステータに用いられるワンウェイクラッチである、請求項１記載のワンウェイクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワンウェイクラッチに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、ステータワンウェイクラッチに関する。
【０００３】
さらに、本発明は、力伝達のための装置における改善に関する。力は、回転型の入力ユニット（たとえば原動機付き車両の原動機）と、回転駆動されるユニット（たとえば原動機付き車両に設けられた自動変速機）との間で伝達することができるかまたは回転型の入力ユニット（たとえば原動機付き車両の変速機）の内部で伝達することができる。特に本発明は、軸方向の寸法よりも大きい周方向寸法を有する楔を備えたワンウェイクラッチに関する。
【背景技術】
【０００４】
図１には、一般的なブロック線図が示してある。このブロック線図には、一般的な車両に設けられた原動機７と、トルクコンバータ１０と、変速機８と、ディファレンシャル／アクスルアッセンブリ９との間の関係が示してある。知られているように、トルクコンバータは、トルクを原動機付き車両の原動機から変速機に伝達するために働く。
【０００５】
ポンプ３７と、タービン３８と、ステータ３９とが、トルクコンバータの主構成要素を成している。ポンプがカバー１１に溶接されると、トルクコンバータは、閉鎖されたチャンバになる。カバーはコンバータ連行ディスク４１（フレキシブルプレート）に結合されている。さらに、このコンバータ連行ディスク４１は原動機７のクランクシャフト４２にねじ締結されている。カバーは、このカバーに溶接されたウェブまたはピンを使用してコンバータ連行ディスクに結合することができる。ポンプとカバーとの間の溶接結合部は原動機トルクをポンプに伝達する。したがって、このポンプは常に原動機回転数で回転させられる。ポンプの機能は、この回転運動を使用して液体を半径方向外向きでかつ軸方向でタービンに搬送することにある。したがって、ポンプとして遠心ポンプが働く。この遠心ポンプは液体を半径方向の小さな入口から半径方向の大きな出口に搬送し、したがって、液体のエネルギを増加させる。変速機クラッチとトルクコンバータクラッチとを繋ぐための圧力は、変速機に設けられた付加的なポンプによって形成される。このポンプはポンプハブによって駆動される。
【０００６】
トルクコンバータ１０内には、ポンプ（時折インペラとも呼ばれる）と、タービンと、ステータ（時折リアクタとも呼ばれる）とによって、液体循環路が形成される。この液体循環路によって、車両が停止している場合に、原動機が引き続き回転することができ、運転者によって所望される場合に、車両が再び加速することができる。変速機変速比に類似して、トルクコンバータは原動機トルクをトルク比によって助成する。このトルク比は入力トルクに対する出力トルクの比に等しい。トルク比は、タービンのトルクが低いかまたは零に等しい場合（ストールとも呼ばれる）に最高となる。ストール時のトルク比は、通常、１．８〜２．２の範囲内にある。これは、トルクコンバータの出力トルクが入力トルクの１．８〜２．２倍の大きさに等しいことを意味している。これに対して、出力回転数は入力回転数よりも著しく低い。なぜならば、タービンが出力側に結合されていて、入力側が原動機回転数で回転する間に回転させられないからである。
【０００７】
タービン３８は、液体によってポンプ３７から吸収されたエネルギを車両の駆動のために使用する。タービンハウジング２２はタービンハブ１９に結合されている。このタービンハブ１９はタービンのトルクをスプライン結合部によって変速機の入力軸４３に伝達する。この入力軸は、変速機８に設けられた歯車および軸と、アクスルディファレンシャル９とを介して車両のホイールに結合されている。液体の、タービン羽根に作用する力は、タービンによってトルクの形で出力される。軸方向のスラスト軸受け３１は、液体によって構成要素に作用する軸方向の力を吸収する。出力トルクが、静止している車両の慣性を上回るために十分となるやいなや、車両が動き始める。
【０００８】
液体のエネルギがタービンによってトルクに変換された後、液体はまだ残りのエネルギを有している。半径方向の小さな出口開口４４から流出した液体は、通常、ポンプの回転に抗して作用するように、ポンプ内に流入する。ステータ３９は、液体を変向させるために働き、したがって、ポンプの加速に寄与し、これによって、トルク比が高められる。ステータ３９はワンウェイクラッチ４６によってステータシャフト４５に結合されている。このステータシャフトは変速機ハウジング４７に結合されていて、回転させられない。ワンウェイクラッチ４６は、ステータ３９が低い回転数比の場合（ポンプがタービンよりも迅速に回転させられる場合）に回転させられることを阻止する。タービン出口４４からステータ３９内に流入した液体はステータ羽根４８によって変向させられ、これによって、液体が回転方向でポンプ３７内に流入する。
【０００９】
羽根の流入角および流出角、ポンプハウジングおよびタービンハウジングの形状ならびにトルクコンバータの全直径は、トルクコンバータの出力パラメータに影響を与える。設計に対するパラメータとして、原動機が「過回転」し得ることなしに、原動機トルクを吸収するために、トルクコンバータのトルク比、効率および能力が考慮される。このことは、トルクコンバータが過度に小さく、ポンプが原動機を制動することができない場合に生ぜしめられる。
【００１０】
車両が静止している間、トルクコンバータが原動機を回転させることができ、原動機トルクを出力向上のために助成することによって、低い回転数状況でトルクコンバータは満足のいく形で作業する。１よりも小さい回転数状況では、トルクコンバータが１００％よりも少ない効率を有している。タービンの回転数がポンプの回転数に同化されることによって、トルクコンバータのトルク比は、約１．８〜２．２の高い値から徐々に約１のトルク比に戻される。この１の回転数状況の達成時の回転数比はカップリングポイントと呼ばれる。このポイントでは、ステータ内に流入した液体がもはや変向させられる必要はなく、ステータに設けられたワンウェイクラッチが回転をポンプおよびタービンと同じ方向に許容する。ステータは液体を変向させないので、トルクコンバータから放出されたトルクが、吸収されたトルクに等しくなる。全液体循環路が１つのユニットとして回転させられる。
【００１１】
液体における損失に基づき、トルクコンバータの最大の効率は９２〜９３％にある。したがって、トルクコンバータの入力側と出力側との機械的な結合のために、トルクコンバータクラッチ４９が使用される。このトルクコンバータクラッチ４９は効率を１００％に高める。クラッチピストン金属薄板１７は変速機制御装置の命令によってハイドロリック的に操作される。ピストン金属薄板１７はその内径でＯリング１８によってタービンハブ１９に対してシールされていて、その外径で、摩擦材料から成るリング５１によってカバー１１に対してシールされている。これらのシール部材は圧力チャンバを形成し、ピストン金属薄板１７をカバー１１に結合する。この機械的な結合部はトルクコンバータの液体循環路を回避している。
【００１２】
トルクコンバータクラッチ４９の機械的な結合部は、著しく多くのねじり変動をパワートレーンに伝達する。このパワートレーンは基本的にばね・質量系を成しているので、原動機のねじり変動が系の共鳴振動を励起し得る。パワートレーンの共鳴振動を走行領域から除去するために、ダンパが使用される。このダンパは、原動機７および変速機８と共に直列に配置されたばね１５を有しており、これによって、系の有効なばね定数ひいては共鳴周波数が減少させられる。
【００１３】
トルクコンバータクラッチ４９は一般的に４つの構成要素：ピストン金属薄板１７、カバープレート１２，１６、ばね１５およびフランジ１３を有している。カバープレート１２，１６はトルクをピストン金属薄板１７から圧縮ばね１５に伝達する。カバープレートには、ばね１５を軸方向に保持するために、このばねを取り囲んで突起５２が形成されている。トルクは、リベット締めされた結合部を介してピストン金属薄板１７からカバープレート１２，１６に伝達される。このカバープレート１２，１６はトルクを、ばねのための切欠きの縁部との接触によって圧縮ばね１５に作用させることができる。両カバープレートは一緒にばねをその中心軸線の両側で支持する。ばね力は、フランジばねのための切欠きの縁部との接触によってフランジ１３に伝達される。時折、フランジは回転方向にも舌片またはスリットを有している。このスリットはカバープレートの一部に係合しており、これによって、高いトルクの伝達の間、ばねの、過度に強い圧縮が阻止される。トルクはフランジ１３からタービンハブ１９と変速機の入力軸４３とに伝達される。
【００１４】
エネルギは、必要な場合、時折ヒステリシスとも呼ばれる摩擦によって吸収することができる。このヒステリシスは減衰プレートのねじりと弛緩とから生ぜしめられ、したがって、本来の摩擦トルクの２倍の大きさである。ヒステリシスアッセンブリは、一般的に、フランジ１３と一方のカバープレート１６との間のダイヤフラムばね（または皿ばね）１４から成っており、これによって、フランジ１３が他方のカバープレート１２に向かって押圧される。ダイヤフラムばね１４に加えられる力の制御によって、摩擦トルクの量も制御することができる。一般的なヒステリシス値は１０〜３０Ｎｍの範囲内にある。
【００１５】
ローラクラッチ、たとえばクラッチ４６の使用は、クラッチに設けられたローラと、このローラを側方で保持する構成要素との間の僅かな接触に基づき、強い負荷に繋がる。したがって、ローラクラッチの軸方向の延在長さが増加させられなければならない。このことは、ローラクラッチを収容する構成要素、たとえばステータ３９のために必要となる軸方向のスペースを不利に増加させる。米国特許第７０４０４６９号明細書（Ｓｈｉｒａｔａｋｉ  ｅｔ  ａｌ．）では、ローラクラッチのための保持部に作用する負荷の問題が取り扱われるものの、ローラの軸方向の延在長さの減少の問題は取り扱われない。ワンウェイクラッチは、類似の理由から、同じく軸方向の寸法のこのような望ましくない増加によって損なわれる。米国特許第６９５３１１２号明細書（Ｍｉｕｒａ）では、ワンウェイクラッチのためのフレームの非対称性の問題が取り扱われるものの、クラッチの軸方向の延在長さの減少の問題は取り扱われない。したがって、ローラ・ワンウェイクラッチが、ステータ３９ひいてはトルクコンバータ１０のコスト、重量および複雑さの増加に繋がる。念のために明らかにしておくと、ワンウェイクラッチの上記論議は、トルクコンバータと異なる使用事例にも適用され得る。
【００１６】
したがって、数年来、負荷力のより良好な分配を提供しかつ減少させられた軸方向の寸法を有するワンウェイクラッチに課せられる要求がある。
【特許文献１】米国特許第７０４０４６９号明細書
【特許文献２】米国特許第６９５３１１２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の一般的な課題は、減少させられた軸方向の寸法を備えたワンウェイクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この課題を解決するために本発明の第１のワンウェイクラッチでは、当該ワンウェイクラッチが、以下の構成部材：すなわち、第１のレースを有しており、該第１のレースが、その周で当該ワンウェイクラッチの軸線を取り囲んで配置されていて、第１の周面を有しており；第２のレースを有しており、該第２のレースが、その周で軸線を取り囲んで配置されていて、第２の周面を有しており、該第２の周面が、第１の周面に半径方向で向かい合って位置しており；第１のレースおよび第２のレースと別個の少なくとも１つの楔エレメントを有しており、該楔エレメントが、半径方向で第１のレースと第２のレースとの間に配置されており、第１のレースが、自動車ユニットに設けられたトルク伝達エレメントに相対回動不能に結合されていて、第２のレースに依存することなく第１の回動方向に回動させられるように配置されており、両周面の一方の周、つまり、内側の周面の周または外側の周面の周が、当該ワンウェイクラッチの軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置しており、両周面のそれぞれ他方の周、つまり、内側の周面の周または外側の周面の周が、半径方向の少なくとも１つの突出部を有しており、少なくとも１つの楔エレメントが、第２のレースに対する、第１の回動方向と逆方向の第２の回動方向への第１のレースの回動時に、少なくとも１つの突出部と、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面とに連結されるように配置されており、これによって、第１のレースと第２のレースとが、互いに相対回動不能に結合されるようになっており、相対回動不能な結合のために、少なくとも１つの楔エレメントの周の、第２のレースに接触する部分の寸法が、該部分の軸方向の寸法よりも大きく設定されているようにした。
【００１９】
本発明の有利な構成によれば、当該ワンウェイクラッチが、さらに、少なくとも１つの弾性的なエレメントを有しており、該エレメントが、両レースの一方、つまり、第１のレースまたは第２のレースと、少なくとも１つの楔エレメントとに結合されていて、該少なくとも１つの楔エレメントを第２の回動方向に押圧するようになっている。
【００２０】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、第１のレースおよび第２のレースに依存することなく回動するようになっている。
【００２１】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、楔の周面を有しており、該周面が、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面に半径方向で向かい合って位置していて、両周面の一方の鏡像を成すように成形されている。
【００２２】
本発明の有利な構成によれば、楔の周面が、相対回動不能な結合の間、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面に緊密に接触している。
【００２３】
本発明の有利な構成によれば、内側のレースと外側のレースとの相対回動不能な結合時に、少なくとも１つの楔エレメントによって発生させられる負荷の大部分が、周方向応力にある。
【００２４】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、対称的に軸線を取り囲んで配置された多数の楔エレメントを有している。
【００２５】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、互いに結合された多数の楔エレメントを有している。
【００２６】
本発明の有利な構成によれば、第１のレースと第２のレースとの相応の長手方向軸線が、互いに共線的である。
【００２７】
本発明の有利な構成によれば、第１のレースと第２のレースとの相応の長手方向軸線が、当該ワンウェイクラッチの軸線に対して共線的である。
【００２８】
本発明の有利な構成によれば、第１のレースが、相対回動不能に取り付けられている。
【００２９】
本発明の有利な構成によれば、第２のレースが、相対回動不能に取り付けられている。
【００３０】
本発明の有利な構成によれば、第１のレースが回動可能である。
【００３１】
本発明の有利な構成によれば、第２のレースが回動可能である。
【００３２】
本発明の有利な構成によれば、当該ワンウェイクラッチが、トルクコンバータに設けられたステータに用いられるワンウェイクラッチである。
【００３３】
さらに、前述した課題を解決するために本発明の第２のワンウェイクラッチでは、当該ワンウェイクラッチが、以下の構成部材：すなわち、第１のレースを有しており、該第１のレースが、その周で当該ワンウェイクラッチの軸線を取り囲んで配置されていて、第１の周面を有しており；第２のレースを有しており、該第２のレースが、その周で軸線を取り囲んで配置されていて、第２の周面を有しており、該第２の周面が、第１の周面に半径方向で向かい合って位置しており；第１のレースおよび第２のレースと別個の少なくとも１つの楔エレメントを有しており、該楔エレメントが、半径方向で第１のレースと第２のレースとの間に配置されていて、第１のレースの回動と第２のレースの回動とに依存しないようになっており；少なくとも１つの弾性的なエレメントを有しており、該エレメントが、両レースの一方、つまり、内側のレースまたは外側のレースと、少なくとも１つの楔エレメントとに結合されていて、該少なくとも１つの楔エレメントを第２の回動方向に押圧するようになっており、第１のレースが、自動車ユニットに設けられたトルク伝達エレメントに相対回動不能に結合されていて、第１の回動方向に第２のレースに依存することなく回動させられるように配置されており、両周面の一方の周、つまり、内側の周面の周または外側の周面の周が、当該ワンウェイクラッチの軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置しており、両周面の他方の周が、半径方向の少なくとも１つの突出部を有しており、少なくとも１つの楔エレメントが、第２のレースに対する、第１の回動方向と逆方向の第２の回動方向への第１のレースの回動時に、少なくとも１つの突出部と、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面とを互いに連結するように配置されており、これによって、第１のレースと第２のレースとが、互いに相対回動不能に結合されるようになっており、相対回動不能な結合の間、第２のレースに接触する少なくとも１つの楔エレメントの周の部分の寸法が、該部分の軸方向の寸法よりも大きく設定されており、少なくとも１つの楔エレメントが、楔の周面を有しており、該周面が、両周面の一方に向かい合って位置していて、相対回動不能な結合の間、両周面の一方に緊密に接触しているようにした。
【００３４】
さらに、前述した課題を解決するために本発明の第１のステータワンウェイクラッチでは、当該ステータワンウェイクラッチが、以下の構成部材：すなわち、ハブを有しており、該ハブが、ステータシャフトに結合されているように配置されていて、外側の周面を有しており；外側のレースを有しており、該外側のレースが、周でハブを取り囲んで配置されていて、内側の周面を有しており、該内側の周面が、外側の周面に半径方向で向かい合って位置しており、外側のレースが、第１の回動方向にハブに対して回動するようになっており；多数の楔エレメントを有しており、該楔エレメントが、ハブおよび外側のレースと別個にかつ半径方向でハブと外側のレースとの間に配置されており、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面が、当該ワンウェイクラッチの軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置しており、両周面の他方が、半径方向の多数の突出部を有しており、多数の楔エレメントが、第１の回動方向と逆方向の第２の回動方向への外側のレースの回動時に、多数の突出部と、両周面の一方とに連結されるように配置されており、これによって、ハブが、外側のレースに相対回動不能に結合されるようになっており、相対回動不能な結合の間、ハブと外側のレースとに接触する多数の楔エレメントの周方向寸法が、ハブと外側のレースとに接触する多数の楔エレメントの軸方向の寸法よりも大きく設定されているようにした。
【００３５】
本発明の有利な構成によれば、当該ワンウェイクラッチが、さらに、少なくとも１つの弾性的なエレメントを有しており、該エレメントが、ハブもしくは外側のレースと、少なくとも１つの楔エレメントとに結合されていて、該少なくとも１つの楔エレメントを第２の回動方向に押圧するようになっている。
【００３６】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、ハブの回動と外側のレースの回動とに依存しないようになっている。
【００３７】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、楔の周面を有しており、該周面が、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面に向かい合って位置しており、楔の周面が、相対回動不能な結合の間、両周面の一方に相応に接触している。
【００３８】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、対称的に軸線を取り囲んで配置された多数の楔エレメントを有している。
【００３９】
本発明の有利な構成によれば、第１のレースと第２のレースとの相応の長手方向軸線が、当該ワンウェイクラッチの軸線に対して共線的である。
【００４０】
さらに、前述した課題を解決するために本発明の第２のステータワンウェイクラッチでは、当該ステータワンウェイクラッチが、以下の構成部材：すなわち、ハブを有しており、該ハブが、ステータシャフトに相対回動不能に結合されているように配置されていて、内側の周面を有しており；外側のレースを有しており、該外側のレースが、周でハブを取り囲んで配置されていて、内側の周面を有しており、該内側の周面が、外側の周面に半径方向で向かい合って位置しており、外側のレースが、ハブに対して第１の回動方向に回動するようになっており；ハブおよび外側のレースと別個の少なくとも１つの楔エレメントを有しており、該楔エレメントが、半径方向でハブと外側のレースとの間に配置されていて、ハブの回動と外側のレースの回動とに依存しないようになっており；少なくとも１つの弾性的なエレメントを有しており、該エレメントが、ハブもしくは外側のレースと、少なくとも１つの楔エレメントとに結合されていて、該少なくとも１つの楔エレメントを、第１の回動方向と逆方向の第２の回動方向に押圧するようになっており、両周面の一方の周、つまり、内側の周面の周または外側の周面の周が、当該ワンウェイクラッチの軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置しており、両周面の他方の周が、半径方向の少なくとも１つの突出部を有しており、少なくとも１つの楔エレメントが、第２の回動方向への外側のレースの回動時に、少なくとも１つの突出部と、両周面の一方とに連結されるように配置されており、これによって、ハブが、外側のレースに相対回動不能に結合されるようになっており、相対回動不能な結合の間、ハブと外側のレースとに接触する多数の楔エレメントの周方向の寸法が、ハブと外側のレースとに接触する多数の楔エレメントの軸方向の寸法よりも大きく設定されており、少なくとも１つの楔エレメントが、楔の周面を有しており、該周面が、両周面の一方に半径方向で向かい合って位置していて、両周面の一方の鏡像を成すように配置されているようにした。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、一般的に、ワンウェイクラッチを含んでいる。このワンウェイクラッチは、以下の構成部材：すなわち、第１のレースを有しており、この第１のレースが、周でワンウェイクラッチの軸線を取り囲んで配置されていて、第１の周面を有しており；第２のレースを有しており、この第２のレースが、周で軸線を取り囲んで配置されていて、第２の周面を有しており、この第２の周面が、半径方向で第１の周面に向かい合って位置しており；少なくとも１つの楔エレメントを有しており、この楔エレメントが、第１のレースおよび第２のレースと別個にかつ半径方向で第１のレースと第２のレースとの間に配置されている。第１のレースが、自動車ユニットに設けられたトルク伝達エレメントに相対回動不能に結合されていて、第２のレースに依存することなく第１の回動方向に回動させられるように配置されている。両周面の一方の周が、ワンウェイクラッチの軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置している。両周面の他方の周が、半径方向の少なくとも１つの突出部を有している。第１のレースが第２のレースに対して、第１の回動方向と逆方向である第２の回動方向に回動させられるように、少なくとも１つの楔エレメントが、少なくとも１つの突出部と、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面とに係合するように配置されており、これによって、第１のレースと第２のレースとが、互いに相対回動不能に結合される。相対回動不能な結合部を形成するために、第２のレースに接触する少なくとも１つの楔エレメントの部分の周方向寸法が、この部分の軸方向の寸法よりも大きく設定されている。
【００４２】
ワンウェイクラッチが、少なくとも１つの弾性的なエレメントを有しており、このエレメントが、両レースの一方と、少なくとも１つの楔エレメントとに結合されていて、この少なくとも１つの楔エレメントを第２の回動方向に押圧する。楔エレメントが、第１のレースの回動と第２のレースの回動とに依存しない。
【００４３】
幾つかの観点によれば、楔エレメントの、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面に半径方向で向かい合って位置する周面が、両周面の一方の鏡像を成すように成形されている。幾つかの観点によれば、楔エレメントの周面が、相対回動不能な結合の間、両周面の一方に緊密に接触している。幾つかの観点によれば、内側のレースと外側のレースとの相対回動不能な結合時に、少なくとも１つの楔エレメントによって発生させられる負荷の最大の部分が、周方向応力にある。
【００４４】
幾つかの観点によれば、少なくとも１つの楔エレメントが、対称的に軸線を取り囲んで配置された多数の楔エレメントを有しているかまたは少なくとも１つの楔エレメントが、互いに結合された多数の楔エレメントを有している。第１のレースと第２のレースとの相応の長手方向軸線が、ワンウェイクラッチの軸線に対して共線的である。
【００４５】
幾つかの観点によれば、外側のレースまたは内側のレースが相対回動不能であるかもしくは外側のレースまたは内側のレースが回動可能である。
【００４６】
本発明は、一般的に、ステータワンウェイクラッチも含んでいる。このステータワンウェイクラッチは、以下の構成部材：すなわち、ステータシャフトに相対回動不能に結合するためのハブと、外側の周面とを有しており；外側のレースを有しており、この外側のレースが、周でハブを取り囲んで配置されていて、内側の周面を有しており、この内側の周面が、外側の周面に半径方向で向かい合って位置しており、外側のレースが、ハブに対して第１の方向に回動するようになっており；多数の楔エレメントを有しており、これらの楔エレメントが、内側のレースおよび外側のレースと別個にかつ半径方向で内側のレースと外側のレースとの間に配置されている。両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面が、ワンウェイクラッチの軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置している。両周面の他方が、半径方向の多数の突出部を有している。外側のレースが、第１の回動方向と逆方向である第２の回動方向に回動させられるように、多数の楔エレメントが、多数の突出部と、両周面の一方、つまり、内側の周面または外側の周面とに係合するように配置されており、これによって、ハブと外側のレースとが、互いに相対回動不能に結合される。相対回動不能な結合部を形成するために、ハブと外側のレースとに接触する多数の楔エレメントの周方向寸法が、ハブと外側のレースとに接触する多数の楔エレメントの軸方向の寸法よりも大きく設定されている。
【００４７】
本発明の前述した課題ならびに別の課題および利点は、本発明の有利な実施例の以下の説明、添付した図面および特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００４９】
念のために最初から明らかにしておくと、同じ符号は、種々異なる図面において、本発明の同一のまたは機能的に類似の構造エレメントを示している。本発明を、現在有利であると見なされる観点に関して説明するにもかかわらず、念のために明らかにしておくと、本発明は、説明した観点に限定されていない。
【００５０】
さらに、明らかであるように、本発明は、説明した特定の方法、材料および変更に限定されておらず、この限りおいて当然ながら変えられてよい。さらに、明らかであるように、ここで使用される概念は特定の観点の説明のためにしか役立たず、本発明の、従属請求項によってしか限定されない構成範囲の限定として解されるべきものではない。
【００５１】
その他の点で規定しない限り、ここで使用される全ての技術的なかつ科学的な概念は、本発明が関係する当業者に慣用である意味と同じ意味を有している。本発明の実施またはテストのために、ここで説明する方法、装置または材料に類似であるかまたは等価である任意の方法、装置または材料を使用することができるにもかかわらず、以下に有利な方法、装置および材料を説明する。
【００５２】
図７Ａは、円筒座標系８０の斜視図である。この円筒座標系８０は、本発明に使用される空間的な概念を成している。本発明を少なくとも部分的に円筒座標系８０に相俟って説明する。この系８０は長手方向軸線８１を有している。この長手方向軸線８１は、以下の方向概念および空間的な概念に対する基準として役立つ。付加語「軸方向」、「半径方向」および「周方向」は、軸線８１、（この軸線８１に対して垂直である）半径８２もしくは周８３に対して平行な方向付けに関する。付加語「軸方向」、「半径方向」および「周方向」は、相応の平面に対して平行な方向付けにも関する。それぞれ異なる平面の位置を明瞭にするために、対象物８４，８５，８６が役立つ。対象物８４の面８７は軸方向の平面を形成している。すなわち、軸線８１が面に沿って１つの線を形成している。対象物８５の面８８は半径方向の平面を形成している。すなわち、半径８２が面に沿って１つの線を形成している。対象物８６の面８９は周面を形成している。すなわち、周８３が面に沿って１つの線を形成している。別の例は、軸方向の運動または位置が軸線８１に対して平行に延びており、半径方向の運動または位置が半径８２に対して平行に延びており、周方向運動または周における位置が周８３に対して平行に延びていることを示している。回動は軸線８１を中心として行われる。
【００５３】
付加語「軸方向」、「半径方向」および「周方向」は、軸線８１、半径８２もしくは周８３に対して平行な方向付けに関する。付加語「軸方向」、「半径方向」および「周方向」は、相応の平面に対して平行な方向付けにも関する。
【００５４】
図７Ｂは、本出願に使用される空間的な概念を成す図７Ａの円筒座標系８０における対象物９０の斜視図である。この円筒状の対象物９０は、円筒座標系における円筒状の対象物の代表であり、決して本発明の限定として解されるべきものではない。対象物９０は、軸方向の面９１と、半径方向の面９２と、周面９３とを有している。面９１は軸方向の平面の一部であり、面９２は半径方向の平面の一部であり、面９３は周面の一部である。
【００５５】
図８には、本発明によるワンウェイクラッチ１００の正面図が示してある。
【００５６】
図９には、図８に示した切断線９−９に沿った、図８に示したワンウェイクラッチ１００の横断面図が示してある。以下の説明は図８および図９に相俟って見ることができる。ワンウェイクラッチ１００は、内側のレース１０２と、外側のレース１０４と、少なくとも１つの楔エレメント１０６とを有している。幾つかの観点（図示せず）によれば、楔エレメント１０６は単独のエレメントである。幾つかの観点によれば、楔エレメント１０６は多数の楔エレメントを成している。レース１０２はその周でワンウェイクラッチ１００の軸線１０８を取り囲んで配置されていて、周面１１０を有している。レース１０４も同じくその周で軸線を取り囲んで配置されている。レース１０４の少なくとも一部は半径方向でレース１０２に整合されている。レース１０４は周面１１２を有している。この周面１１２は面１１０に半径方向で向かい合って位置している。すなわち、面１１０，１１２の少なくとも一部が半径方向で互いに整合されている。レースの相応の長手方向軸線は互いに軸線１０８と共線的である。
【００５７】
楔エレメントまたは楔１０６は、レースから分離されて半径方向で両レースの間で中間室１１３内に配置されている。すなわち、エレメントはレースと別個に形成されている。楔の回動はレースの回動に依存しない。このことは、楔が常にレースに相対回動不能に結合されておらず、このレースの回動に対する自由度を有していると解されたい。以下の説明は、外側のレース（レース１０４）がトルク伝達エレメントに結合されていることから出発するものの、念のために明らかにしておくと、論議は、レースの、以下に説明する各配置形式に対して当てはまる。以下の説明によれば、楔とレースとは、たとえばロックモードの間、互いに相対回動不能に結合されている。これに対して、空転モードの間には、外側のレースが回動させられるのに対して、楔は定置のままである。さらに、ロックモードと空転モードとの間の移行の間には、楔が、レース１０２に設けられた半径方向の突出部１１４に沿って上下に運動させられる。
【００５８】
レース１０２，１０４の一方は、自動車ユニット（図示せず）に設けられたトルク伝達エレメント（図示せず）に相対回動不能に結合されているように配置されている。図８では、レース１０４が、トルク伝達エレメントに結合されているように配置されている。この場合、ほかに述べなければ、この配置形式を以下の論議に対して前提とする。ほかに述べなければ、レース１０４に対して前述した配置形式または特性が、トルク伝達エレメントに結合されたレース（レース１０２またはレース１０４）に当てはまることから出発する。レース１０４は、レース１０２に依存することなく、このレース１０２に対して一方の回動方向、たとえば方向１１５に回動させられるように配置されている。すなわち、レース１０４が空転モードに位置していて、方向１１５で相対的な回動を実施する。この方向１１５は反時計回り方向で図示されているにもかかわらず、念のために明らかにしておくと、本発明によるワンウェイクラッチの空転運動は、規定された回動方向に限定されていない。幾つかの観点によれば、レース１０２がハブを成していて、相対回動不能に取り付けられている。ワンウェイクラッチ１００は、たとえばトルクコンバータのステータクラッチを成していて、位置固定されたステータシャフト（図示せず）に結合されている。
【００５９】
面１１０，１１２の一方の周は、軸線１０８から半径方向の均一な間隔を置いて位置している。幾つかの観点によれば、他方のレースの面、たとえば面１１２が、軸線から半径方向の均一な間隔を置いて位置している。したがって、面１１２は、半径１１６を備えた円筒体を形成している。さらに、他方のレースの周面、たとえば面１１０は、半径方向の少なくとも１つの突出部１１４を有している。すなわち、軸線１０８からのワンウェイクラッチの半径方向の間隔１２０が変化していて、突出部で最大になっている。言い換えるならば、この突出部が面１１０に、相応の傾斜面を形成している。幾つかの観点（図示せず）によれば、上記配置形式が逆転されている。すなわち、突出部が外側のレースの周面に形成されており、内側のレースの周面が半径方向で均一である。
【００６０】
楔エレメント１０６は、回動方向１１５と逆方向の回動方向１２２へのレース１０４の回動時に面１１０、特に突出部１１４と面１１２とに連結され、これによって、以下に説明するように、レースが互いに相対回動不能に結合されるように配置されている。図面に示した配置形式では、空転方向が方向１１５に延びており、ロック方向が方向１２２に延びている。しかし、念のために明らかにしておくと、ワンウェイクラッチはこの配置形式に限定されておらず、幾つかの観点によれば、たとえば空転方向とロック方向とが、図面に示した方向に対して入れ換えられている。
【００６１】
楔の周方向寸法１２４は楔の軸方向の寸法１２６よりも大きい。このことから、レース相互の相対回動不能な結合の間、レース１０２，１０４に接触した楔１０６の面１３２；１３４の周方向寸法１２８，１３０が、レース１０２，１０４に接触した面１３２，１３４の軸方向の寸法１２６よりも大きいという利点が得られる。言い換えるならば、レースに接触した楔の周方向寸法が、レースに接触した楔の軸方向の寸法よりも大きい。楔１０６の構成では、レースに接触する周の長さがより大きくなるので、エレメント１０６の軸方向の寸法が減少させられるのに対して、エレメント１０６は同一の負荷を吸収することができる。これによって、ワンウェイクラッチ１００の軸方向の寸法が有利に減少させられる。さらに、レースと楔との構成によって、ロックモードの間に楔によってレースに発生させられる負荷の最大の部分が周方向応力で現れる。
【００６２】
図８には、ワンウェイクラッチ１００が、コンバータステータ（図示せず）の形のトルク伝達エレメントに結合することができるように示してある。しかし、念のために明らかにしておくと、本発明によるワンウェイクラッチはコンバータステータの使用に限定されておらず、本発明によるワンウェイクラッチは、自動車ユニットに設けられた別のトルク伝達エレメントと共に使用されてもよい。この配置形式では、レース１０２がハブに設けられている。このハブは、技術的に知られている任意の手段、たとえばリングギヤ１３６を使用して、トルク吸収エレメント（図示せず）に相対回動不能に結合されている。
【００６３】
レース１０４は、技術的に知られている任意の手段を使用して、トルク伝達エレメントに相対回動不能に結合されている。幾つかの観点によれば、レース１０４をトルク伝達エレメント、たとえばステータ羽根アッセンブリに結合するために、固定エレメント（図示せず）と開口１３８とが使用される。
【００６４】
念のために明らかにしておくと、ワンウェイクラッチ１００は、相対回動不能に取り付けられたレース１０２と、回動可能なレース１０４とに限定されていない。幾つかの観点によれば、両レースが回動可能であり、トルクを吸収するレース（このレースに対して、内側のレースまたは外側のレースが考慮される）と、それぞれ他方のレースとの間の回動が、互いに相対的な回動を成している。ロックモードの作動時には、たとえばトルク伝達エレメントに結合されたレースがロック方向に他方のレースよりも迅速に回動させられる。幾つかの観点によれば、レース１０２がトルク伝達エレメントに結合されていて、レース１０４が固く取り付けられている。
【００６５】
以下に、ワンウェイクラッチ１００の機能形式を詳しく説明する。一般的に、空転モードとロックモードとの間の移行時のエレメント１０６の位置は比較的僅かしか変化させられない。図８は、両モードの図示および説明のために役立つ。言い換えるならば、空転モードとロックモードとの間では、エレメント１０６が少ししか運動させられない。したがって、両モードの間の移行時の遊びが有利に減少させられる。
【００６６】
ワンウェイクラッチ１００は、少なくとも１つの弾性変形可能なセグメントまたは少なくとも１つの弾性的なエレメント１４０を有している。より正確に言うならば、相応のセグメントが各楔とレースの一方とに結合されているかまたは連結されている。エレメント１４０は楔をロック方向、たとえば方向１１５に押圧する。図８では、セグメントが、レース１０２に連結された端部１４２と、楔に連結された端部１４４とを有している。セグメント１４０は、このセグメント１４０にプリロードがかけられている、つまり、予備荷重が加えられているようにレース１０２を押圧する。セグメントのプリロードによって、楔が空転モードの間にどうにかレース１０４に接触したままとなる。したがって、このレース１０４がその方向をロックモードへの移行のために逆転すると、力がレースから即座に楔に伝達され、これによって、この楔を移動させることができ、遊びを減少させることができる。エレメント１４０に対して、技術的に知られている任意の弾性的なエレメント、たとえば圧縮ばね、引張りばねまたは成形された金属薄板が使用されてよい。
【００６７】
一般的に、面１１０，１１２と面１３２，１３４とは、空転方向でレース１０４の自由な回動が可能となり、ロック方向で内側のレースと外側のレースとのロックが可能となるように成形されている。一般的に、互いに向かい合って位置しかつ接触する面は相補的に成形されている。たとえば、楔１０６の面１３２は、面１１２に半径方向で向かい合って位置する楔周面を形成している。一般的に、この楔周面は、レースの、均一な半径を有する周面に半径方向で向かい合って位置している。楔周面は、面１１２の鏡像を成すように成形されている。したがって、楔周面が、相対回動不能な結合の間に面１１２に緊密に接触している。緊密に接触しているとは、両面の間に、主として、完全な接触が存在すると解されたい。
【００６８】
傾斜面１１４は、基点１４８から頂点１５０にまで半径方向で上昇している。したがって、中間室１１３が半径方向で基点と頂点との間で減少させられる。幾つかの観点によれば、楔１０６は、中間室に適合されているように成形されている。たとえば、半径方向の幅１５２は半径方向の幅１５４よりも大きい。すなわち、楔が方向１１５で周に沿ってより狭幅になる。
【００６９】
ロックモードでは、面１１０，１１２と面１３４，１３２とが、相応の面と楔との構成に基づき締め合わされている。言い換えるならば、互いに向かい合って位置する相応の面が押し合わされているかまたは摩擦によって互いに結合されている。ロックモードから空転モードへの移行のためには、レース１０４が方向１２２に回動し始める。面１１２と楔との間の摩擦によって、楔が方向１２２に滑動する。傾斜面１１４は方向１２２で頂点１５０から半径方向内向きに下降しているので、中間室１１３が半径方向で方向１２２で拡大され、楔が運動によって中間室１１３の、楔の幅よりも大きな半径方向の幅の領域に移動させられ、これによって、楔とレースとの間の圧着力が減少する。言い換えるならば、内側のレースに対して相対的な外側のレースの回動によって、楔が面１１０，１１２に対してずれ滑ることが可能となる。たとえば、楔１０６が傾斜面を介して滑動し、セグメント１０６とレースとの間に半径方向の中間室が形成される。したがって、レース１０４がレース１０２に対して回動することができる。エレメント１４０は楔を方向１１５に押圧し、これによって、さらに、空転モードで楔と面１１２との間にある程度の接触が存在し続ける。
【００７０】
空転モードからロックモードへの移行のためには、レース１０４がその回動方向を逆転し、方向１１５に回動する。楔は空転モードでどうにかレースに摩擦接触したままであり、これによって、面１１２と楔とが、方向１１５へのレース１０４の回動の間に摩擦によって互いに連結されており、楔が同一の方向に「引っ張られる」。したがって、レース１０２に対するレース１０４の相対運動によって、楔１０６が面１１０を介して滑動する。すなわち、楔１０６が相応の傾斜面１１４を介して、減少させられた半径方向の幅を備えた中間室１１３の相応の部分に滑動し、楔とレースとを互いに相対回動不能に結合する。
【００７１】
周方向応力と、ロックモードで作用する別の力とを均一に分配するためには、楔が一般的に対称的、たとえば軸線１０８に対して対称的に配置されている。しかし、念のために明らかにしておくと、楔は非対称的に配置されてもよい。幾つかの観点によれば、ワンウェイクラッチ１００の構成要素は打抜き加工によって形成される。たとえば、レースと楔とを打抜き加工によって形成することができる。幾つかの観点（図示せず）によれば、多数の楔１０６が互いに結合されている。たとえば、楔は一体の材料から打抜き加工されている。幾つかの観点（図示せず）によれば、ワンウェイクラッチ１００には、単独の楔と、互いに結合された楔との組合せが使用される。
【００７２】
ワンウェイクラッチ１００は２つの楔１０６を備えて図示されているものの、念のために明らかにしておくと、ワンウェイクラッチ１００は、規定された個数の楔に限定されていない。たとえば、ワンウェイクラッチ１００がただ１つの楔または２つよりも多くの楔を有していてよい。使用される楔の個数は、ワンウェイクラッチを使用する自動車の所望のトルク容量と、製作に関連した考慮とに相応して、たとえば規定された製造プロセスに対するクラッチエレメントの最適な厚さの選択に相応して規定されてよい。幾つかの観点によれば、クラッチエレメントは、たとえば打抜き加工によって形成される。このクラッチエレメントの厚さは、使用される打抜き加工設備に適合させることができる。より正確に言うならば、ワンウェイクラッチがコンバータステータに使用される場合、トルクコンバータが位置する車両に設けられた原動機の出力が増加させられる場合には、ワンウェイクラッチに使用されるクラッチエレメントの個数を増加させることができ、原動機の出力が減少させられる場合には、クラッチエレメントの個数を減少させることができる。
【００７３】
したがって、当業者が、本発明の精神および構成範囲に含まれている本発明の変更および変化を提案することができるにもかかわらず、本発明の課題が有効に解決されることを認めることができる。さらに、上述した説明が、本発明の図解のためにしか役立たず、限定として解されるべきものではないことが明らかである。したがって、本発明の精神および構成範囲から逸脱することなしに、本発明の別の構成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】原動機付き車両のパワートレーンおけるトルクコンバータの関係および機能の説明を容易にする、原動機付き車両におけるパワーフローの一般的なブロック線図である。
【図２】原動機付き車両の原動機への組付け位置での公知先行技術によるトルクコンバータの横断面図である。
【図３】図２に示したトルクコンバータを、図２に示した３−３線に沿って左側から見た図である。
【図４】図３に示した切断線４−４に沿った、図２および図３に示したトルクコンバータの横断面図である。
【図５】観察者が、図２に示したトルクコンバータを左側から見た場合のトルクコンバータの第１の分解図である。
【図６】観察者が、図２に示したトルクコンバータを右側から見た場合のトルクコンバータの第２の分解図である。
【図７Ａ】本出願で使用される空間的な概念を説明するための円筒座標系の斜視図である。
【図７Ｂ】本出願で使用される空間的な概念を説明するための図７Ａの円筒座標系における対象物の斜視図である。
【図８】本発明によるワンウェイクラッチの平面図である。
【図９】図８に示した切断線９−９に沿った、図８に示したワンウェイクラッチの横断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
７  原動機、  ８  変速機、  ９  ディファレンシャル／アクスルアッセンブリ、  １０  トルクコンバータ、  １１  カバー、  １２  カバープレート、  １３  フランジ、  １４  ダイヤフラムばね、  １５  ばね、  １６  カバープレート、  １７  クラッチピストン金属薄板、  １８  Ｏリング、  １９  タービンハブ、  ２２  タービンハウジング、  ３１  スラスト軸受け、  ３７  ポンプ、  ３８  タービン、  ３９  ステータ、  ４１  コンバータ連行ディスク、  ４２  クランクシャフト、  ４３  入力軸、  ４４  出口開口、  ４５  ステータシャフト、  ４６  ワンウェイクラッチ、  ４７  変速機ハウジング、  ４８  ステータ羽根、  ４９  トルクコンバータクラッチ、  ５１  リング、  ５２  突起、  ８０  円筒座標系、  ８１  長手方向軸線、  ８２  半径、  ８３  周、  ８４  対象物、  ８５  対象物、  ８６  対象物、  ８７  面、  ８８  面、  ８９  面、  ９０  対象物、  ９１  面、  ９２  面、  ９３  周面、  １００  ワンウェイクラッチ、  １０２  レース、  １０４  レース、  １０６  楔エレメント、  １０８  軸線、  １１０  面、  １１２  面、  １１３  中間室、  １１４  突出部、  １１５  方向、  １１６  半径、  １２０  間隔、  １２２  方向、  １２４  周方向寸法、  １２６  寸法、  １２８  周方向寸法、  １３０  周方向寸法、  １３２  面、  １３４  面、  １３６  リングギヤ、  １３８  開口、  １４０  エレメント、  １４２  端部、  １４４  端部、  １４８  基点、  １５０  頂点、  １５２  幅、  １５４  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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