(57)【要約】【課題】スプラグの傾きを抑制してばねの変形を無くした一方向クラッチを提供する。【解決手段】外輪４１と、内輪４２と、外輪４１および内輪４２間に配置されたスプラグ４３と、第１ポケット４４ｄでスプラグ４３を傾動可能に保持する保持器４４と、第２ポケット４５ｄにスプラグ４３を挿通し、スプラグ４３を起き上がる方向に付勢するばね４５とからなる一方向クラッチにおいて、保持器４４に、大径の大径部４４ｈと、小径の小径部４４ｇを円周方向に交互に形成し、第１ポケット４４ｄの円周方向一方側に大径部４４ｈが位置し、第１ポケット４４ｄおよび第２ポケット４５ｄの円周方向他方側に小径部４４ｇ、４５ｇが位置し、第１ポケット４４ｄの大径部４４ｈ側の縁にスプラグ４３を当接させ、第１ポケット４４ｄまたは第２ポケット４５ｄの小径部４４ｇ、４５ｇ側の縁にスプラグ４３を当接させることによって、スプラグ４３の傾きを抑制した。【選択図】  図２
2014081034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の外輪と、前記外輪の内周側に配置されたリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪間に配置されたスプラグと、円周方向に第１ポケットを複数穿孔し、前記第１ポケットによって前記スプラグを傾動可能に保持する保持器と、円周方向に第２ポケットを複数穿孔して前記スプラグを挿通し、前記スプラグの傾きが少なくなる方向に付勢するばねとからなる一方向クラッチにおいて、前記保持器に、大径の大径部と、小径の小径部を円周方向に交互に形成し、前記第１ポケットの円周方向一方側に前記大径部が位置し、前記第１ポケットおよび前記第２ポケットの円周方向他方側に前記小径部が位置するようにし、前記第１ポケットの大径部側の縁に前記スプラグを当接させ、前記第１ポケットまたは前記第２ポケットの小径部側の縁に前記スプラグを当接させることによって、前記スプラグの傾きを抑制したことを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプラグを使用した一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、車両用自動変速機のトルクコンバータに一方向クラッチが使用されている。トルクコンバータは、ポンプインペラと、タービンランナと、ステータとからなり、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータの順に作動流体を循環させることによって、エンジンの駆動力をポンプインペラ、タービンランナを介して自動変速機へ伝えている。ステータは、外径部と、ステータブレードと、内径部とからなり、内径部の両端が内径側へ突出し、一方向クラッチの内輪に対して滑り接触している。この滑り接触と、内径部の両側面に配置された一対のスラスト用ころ軸受とによって、ステータは一方向クラッチの内輪に対し回転可能に支持されている。内径部の内周に一方向クラッチが配置され、一方向クラッチの内周にステータシャフトが配置されている。外輪を内輪に対し円周方向の他方向へ回転させると、外輪の回転が一方向クラッチを介して内輪に伝達される。
【０００３】
一方向クラッチとして、図５（特許文献２）に示すようなものが使用される。一方向クラッチ１００は、内径部の一部として使用される外輪１１０と、ステータシャフトにセレーション嵌合される内輪１２０と、外輪１１０および内輪１２０間に配置されるスプラグ１３０と、スプラグ１３０を傾動可能に保持するとともに円周方向に等間隔に複数配置する保持器１４０と、スプラグ１３０を起こす方向に傾動させるばね１５０とからなっている。保持器１４０には、径方向に貫通し、外径側から見て四角形状のポケット１４１が形成され、ポケット１４１にスプラグ１３０が傾動可能に保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５８０７６号公報
【特許文献２】特許第４７２４９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内径部の両端が内径側へ突出し、一方向クラッチ１００の内輪１２０に対して滑り接触しており、この滑り接触部分が長年経過によって摩耗すると、内輪１２０に対する外輪１１０の偏心量が増大し、円周方向に複数あるスプラグ１３０のうち、荷重を受ける側にあるスプラグ１３０の傾きが大きくなり、ばね１５０が変形する可能性があった。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、スプラグの傾きを抑制してばねの変形を無くした一方向クラッチを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、リング状の外輪と、前記外輪の内周側に配置されたリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪間に配置されたスプラグと、円周方向に第１ポケットを複数穿孔し、前記第１ポケットによって前記スプラグを傾動可能に保持する保持器と、円周方向に第２ポケットを複数穿孔して前記スプラグを挿通し、前記スプラグの傾きが少なくなる方向に付勢するばねとからなる一方向クラッチにおいて、前記保持器に、大径の大径部と、小径の小径部を円周方向に交互に形成し、前記第１ポケットの円周方向一方側に前記大径部が位置し、前記第１ポケットおよび前記第２ポケットの円周方向他方側に前記小径部が位置するようにし、前記第１ポケットの大径部側の縁に前記スプラグを当接させ、前記第１ポケットまたは前記第２ポケットの小径部側の縁に前記スプラグを当接させることによって、前記スプラグの傾きを抑制したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スプラグの傾きを抑制してばねの変形を無くした一方向クラッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態におけるトルクコンバータの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における図１のＡ−Ａ線で断面した一方向クラッチの拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における保持器、ばねの展開平面図である。
【図４】スプラグの傾きを比較した参考図である。
【図５】従来の一方向クラッチの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態について、図１乃至図３を参酌しつつ説明する。図１は、トルクコンバータの断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線で断面した一方向クラッチの拡大断面図、図３は、保持器、ばねの展開平面図である。
【００１０】
図１に示すようにトルクコンバータ１は、ポンプインペラ１０と、タービンランナ２０と、ステータ３０と、フロントカバー１５と、ロックアップクラッチ６０と、ダンパ装置７０とを有する。
【００１１】
ポンプインペラ１０が図示しない変速機側に位置し、ポンプインペラ１０に対してタービンランナ２０が図示しない内燃機関などの駆動源側に位置する。
【００１２】
トルクコンバータ１内には、作動流体が充填されている。駆動源からの駆動力は、フロントカバー１５に伝達され、変速機のインプットシャフト８４はタービンランナ２０に回転連結されている。トルクコンバータ１は、駆動源からの駆動力を、作動流体によってポンプインペラ１０、タービンランナ２０を介して変速機のインプットシャフトに伝達する機能を有する。
【００１３】
ポンプインペラ１０は、フロントカバー１５を介して伝えられた駆動源からの駆動力を、内部に流れる流体を介してタービンランナ２０へと伝達するものである。ポンプインペラ１０は、ミッションハウジング８０にころ軸受８１を介してＸ軸を中心として回転可能に支持されている。ポンプインペラ１０は、複数枚のポンプインペラブレード１１と、ポンプシェル１２と、ポンプインナーコア１３とで構成されており、その各ポンプインペラブレード１１をポンプシェル１２とポンプインナーコア１３で挟持させることによってポンプインペラ１０内の流体の流路としての空間を形成している。このポンプインペラ１０内の流体は、ポンプインペラブレード１１により、図１の矢印Ｅの如くタービンランナ２０に向けて流出するようになっている。
【００１４】
ポンプインペラブレード１１は、湾曲させた羽根状に成形されており、Ｘ軸を中心にして円周方向に略等間隔に複数枚配設されている。
【００１５】
ポンプシェル１２には、径方向内側で円筒形状のスリーブ１４が一体形成され、径方向外側でフロントカバー１５に対して溶接により固定されている。駆動源の駆動力が、フロントカバー１５、ポンプシェル１２を介してポンプインペラブレード１１およびスリーブ１４に伝えられる。
【００１６】
タービンランナ２０は、駆動源からの駆動力を流体を介して図示しない変速機のインプットシャフト８４に伝達するためのものである。このタービンランナ２０は、複数枚のタービンブレード２１と、タービンシェル２２と、タービンインナーコア２３とにより構成されている。その各タービンブレード２１をタービンシェル２２とタービンインナーコア２３で挟持させることによってタービンランナ２０内の流体の流路としての空間を形成している。その空間は、ポンプインペラ１０の空間とＸ軸の軸線方向において対向するような位置関係で設けられたものであり、タービンランナ室Ｂと呼ぶことができる。タービンランナ２０内の流体は、タービンブレード２１によってポンプインペラ１０に向けて移動するようになっている。
【００１７】
タービンブレード２１は、タービンランナ室Ｂに流入してきた流体によってタービンランナ２０にＸ軸を中心にした回転力を発生させるためのものである。このタービンブレード２１は、湾曲させた羽根状に成形されており、Ｘ軸を中心にして円周方向に略等間隔に複数枚配設されている。
【００１８】
タービンシェル２２の径方向内側は、後述するダンパ装置７０と共にタービンハブ２５に固定されている。タービンハブ２５は、変速機のインプットシャフト８４にセレーション嵌合されている。タービンランナ２０の回転は、タービンハブ２５を介して変速機のインプットシャフト８４に伝えられる。
【００１９】
ステータ３０は、ポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間に配置され、ポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間を循環する流体の流れを変化させる機能を有する。このステータ３０は、内径部と、外径部３２と、ステータブレード３３とにより構成されている。
【００２０】
内径部は、内径本体３１と、後述する外輪４１と、左側板部３４とからなる。内径本体３１は、Ｘ軸を中心軸とした環状のものであり、一方の端から内径側に延びる右側板部３１ａが形成されている。内径本体３１の内周にワンウェイクラッチ４０の外輪４１が固定されている。外輪４１は、他方の端から軸方向に延びる嵌合部が形成され、この嵌合部に左側板部３４が固定されている。この結果外輪４１は、軸方向において左側板部３４および右側板部３１ａによって挟み込まれた位置に配置される。左側板部３４および右側板部３１ａの内周は、内輪４２の外周に回転可能に嵌合されている。
【００２１】
内径部の軸方向両側に第１スラストころ軸受５０および第２スラストころ軸受５５が配置されている。すなわち、第１スラストころ軸受５０は、タービンハブ２５および左側板部３４の間に配置され、第２スラストころ軸受５５は、ポンプシェル１２および右側板部３１ａの間に配置されている。この結果、内径部にかかるスラスト力は、第１スラストころ軸受５０および第２スラストころ軸受５５を介してタービンハブ２５およびポンプシェル１２で受け止められるようになっている。
【００２２】
ワンウェイクラッチ４０は、外輪４１と、内輪４２と、スプラグ４３と、保持器４４と、ばね４５とで構成され、ステータ３０をステータシャフト８２に対しＸ軸を中心にした一方向にだけ回転させる機能を有する。外輪４１は、リング状を有し、内径本体３１の内周に嵌合固定されている。内輪４２は、外輪４１の内周側に配置され、リング状を有し、ステータシャフト８２にセレーション嵌合されている。ステータシャフト８２は、内周側に配置された軸受シート８３を介してインプットシャフト８２に回転可能に支持されている。
【００２３】
スプラグ４３は、外輪４１と内輪４２との間に配置され、しかも円周方向に複数配置されている。スプラグ４３は、起き上がる方向に傾動すると、内周側が内輪４２に係合し、外周側が外輪４１に係合して外輪４１および内輪４２間で回転を伝え、倒れる方向に傾動すると、内周側が内輪４２に対し滑り、外周側が外輪４１に対し滑って外輪４１および内輪４２間で回転を伝えない機能を有する。このため、スプラグ４３は、起き上がる方向に傾動した場合、スプラグ４３の径が漸増し、倒れる方向に傾動した場合、スプラグ４３の径が漸減するような形状を有している。スプラグ４３の一方側の側面にくびれ４３ａが形成され、このくびれ４３ａに後述する舌片４５ｆが係合し、スプラグ４３が起き上がる方向の付勢力が作用するようになっている。
【００２４】
保持器４４は、リング状を有し、円周方向に等間隔に複数配置された第１ポケット４４ｄおよびばね用ポケット４４ｅを有する。第１ポケット４４ｄは、外径側から見て四角形状を有し、保持器４４の肉厚方向に貫通している。ばね用ポケット４４ｅは、外径側から見て四角形状を有し、保持器４４の肉厚方向に貫通している。ばね用ポケット４４ｅは、第１ポケット４４ｄに比べて小さく、ばね４５の一部である舌片４５ｆを挿通する機能を有する。軸方向においてばね用ポケット４４ｅは、第１ポケット４４ｄの中間に形成され、円周方向においてばね用ポケット４４ｅは、第１ポケット４４ｄの一方側に配置され、第１ポケット４４ｄに繋がっている。
【００２５】
保持器４４は、軸方向に互いに離間して配置された一対の環状部４４ａと、一対の環状部４４ａを繋ぐ複数の柱部４４ｂと、環状部４４ａの他方側の端より外径側へ延びる外鍔部４４ｃとを有する。一対の環状部４４ａと一対の柱部４４ｂとで、第１ポケット４４ｄおよびばね用ポケット４４ｅが構成されている。
【００２６】
ばね４５は、リング状を有し、円周方向に等間隔に複数配置された第２ポケット４５ｄを有する。第２ポケット４５ｄは、外径側から見て四角形状を有し、ばね４５の肉厚方向に貫通している。ばね４５は、軸方向に互いに離間して配置された一対の環状部４５ａと、一対の環状部４５ａを繋ぐ柱部４５ｂとを有する。一対の環状部４５ａと一対の柱部４５ｂとで、第２ポケット４５ｄが構成されている。柱部４５ｂより円周方向の他方へ舌片４５ｆが延びていてスプラグ４３に係合している。舌片４５ｆは、先端が外径側へ移動しようとする付勢力を持っていてスプラグ４３を起き上がる方向に付勢する。
【００２７】
一対の環状部４４ａおよび柱部４４ｂは、円周方向に径が連続して変化するウェーブ形状を有する。第１ポケット４４ｄの円周方向の一方側において、大径の大径部４４ｇが位置し、第１ポケット４４ｄの円周方向の他方側において、小径の小径部４４ｈが位置するようにプレスの塑性加工によって一対の環状部４４ａおよび柱部４４ｂがウェーブ形状に形成され、プレスの打抜き加工によって第１ポケット４４ｄおよびばね用ポケット４４ｅが形成される。
【００２８】
一対の環状部４５ａおよび柱部４５ｂは、円周方向に径が連続して変化するウェーブ形状を有する。第２ポケット４５ｄの円周方向の他方側において、小径の小径部４５ｇが位置し、第１ポケット４４ｄの円周方向の一方側において、大径の大径部４５ｈが位置するようにプレスの塑性加工によって一対の環状部４５ａおよび柱部４５ｂがウェーブ形状に形成され、プレスの打抜き加工によって第２ポケット４５ｄが形成される。すなわち、一対の環状部４５ａおよび柱部４５ｂは、一対の環状部４４ａおよび柱部４４ｂに倣ったウェーブ形状を有する。
【００２９】
第１ポケット４４ｄおよび第２ポケット４５は、円周方向の他方側において、同一箇所に縁を有し、円周方向の一方側において、第２ポケット４５ｄの縁は第１ポケット４４ｄの縁よりも遠い側に位置する。第１ポケット４４ｄおよび第２ポケット４５は、軸方向において、同一箇所に縁を有する。
【００３０】
こうして作られた保持器４４およびばね４５にスプラグ４３が挿入される。スプラグ４３が大きく倒れると、第２ポケット４５の円周方向の他方側の縁の下側にスプラグ４３の他方の側面が当接し、第１ポケット４４ｄの円周方向の一方側の縁の上側にスプラグ４３の一方の側面が当接してスプラグ４３のこれ以上の倒れを防止している。第２ポケット４５の円周方向の他方側の縁は、小径部４５ｇに位置し、第１ポケット４４ｄの円周方向の一方側の縁は、大径部４４ｈに位置するので、スプラグ４３の倒れを抑えることができる。この結果、舌片４５ｆおよび柱部４５ｂの弾性復帰不能な変形を無くすことができる。
【００３１】
図４は、従来の保持器１４０およびばね１５０によるスプラグ１３０の倒れ抑制状態と、上述した一実施形態の保持器４４およびばね４５によるスプラグ４３の倒れ抑制状態を比較した参考図である。保持器１４０は、ばね用ポケット１４１ｅを含めた第１ポケット１４１ｄを有しているため、図４よりもスプラグ１３０は大きく倒れるが、参考のために、第１ポケット１４１ｄとは別にばね用ポケット１４１ｅを設けて第１ポケット１４１ｄでスプラグ１３０の傾きを抑制した例を説明した。ばね用ポケット１４１ｅを設けてスプラグ１３０の倒れを抑制した状態に比べて、スプラグ４３の方が倒れを抑制できていることが分かる。
【００３２】
ポンプシェル１２とフロントカバー１５からなる外郭部分をトーラス部ＴＲと呼ぶ。このトーラス部ＴＲの中にポンプインペラブレード１１やタービンブレード２１などが配置される。ここで、そのトーラス部ＴＲの内部には、タービンランナ２０とフロントカバー１５の間に空間が作られている。その空間のことをトーラス室Ｃと呼ぶ。
【００３３】
ロックアップクラッチ６０は、ピストン６１と、摩擦板６２とで構成されたものであり、摩擦板６２をフロントカバー１５に係合させることによって、フロントカバー１５に伝達された駆動源の駆動力を変速機のインプットシャフト８４へ直接伝達させる機能を有する。
【００３４】
ピストン６１は、円盤状の部材であり、Ｘ軸の軸線方向においてタービンランナ２０とフロントカバー１５との間に配置されている。摩擦板６２は、高摩擦係数の材料で円盤状に形成されたものであり、ピストン６１に取り付けられている。
【００３５】
ピストン６１は、内径側でタービンハブ２５の摺動面２５ａにＸ軸の軸線方向で往復移動可能にかつ、タービンハブ２５と一体回転可能に案内支持されている。ピストン６１がフロントカバー１５側へ移動してフロントカバー１５に摩擦板６２が接触すると、ピストン６１はフロントカバー１５と一体になって回転する。フロントカバー１５に摩擦板６２に接触していなければ、ピストン６１はフロントカバー１５との間で相対回転を行う。
【００３６】
摩擦板６２がフロントカバー１５に接触すると、タービンランナ２０は、ポンプインペラ１０、フロントカバー１５及びロックアップクラッチ６０などと一体となって回転するようになる。つまり、その際には、トルクコンバータ１の作動に伴う駆動損失を発生させることなく、駆動源からの駆動力が変速機のインプットシャフト８４に伝達される。
【００３７】
ダンパ装置７０は、ロックアップクラッチ６０の摩擦板６２がフロントカバー１５に接触した際、あるいは、摩擦板６２とフロントカバー１５の係止状態が解除される際に発生する衝撃を吸収させるための装置である。このダンパ装置７０は、第１プレート７１と、第２プレート７２と、複数個の弾性部材７３とにより構成されている。
【００３８】
第１プレート７１はピストン６１に取付けられ、第２プレート７２はタービンシェル２２に取付けられている。第１プレート７１および第２プレート７２によって、弾性部材７３が円周方向および軸方向に挟持されている。この結果、タービンライナ２０は、弾性部材７３を介してピストン６１と一体になって回転する。
【００３９】
以下に、このトルクコンバータ１の基本的な動作の概略についての説明を行う。
【００４０】
トルクコンバータ１においては、駆動源が駆動力を発生させた際に、その駆動力がフロントカバー１５に伝達され、そのフロントカバー１５とポンプインペラ１０が一体となってＸ軸を中心に回転する。その回転に伴う遠心力によって、流体がポンプインペラ１０とタービンランナ２０とステータ３０との間を矢印Ｅの方向に循環する。この結果、フロントカバー１５及びポンプインペラ１０に伝達された駆動力が、タービンランナ２０、タービンハブ２５を介して変速機のインプットシャフト８４に伝達される。
【００４１】
ロックアップクラッチ６０が作動すると、フロントカバー１５の回転は、摩擦板６２、ピストン６１、ダンパ装置７０、タービンハブ２５を介して変速機のインプットシャフト８４に伝達される。
【００４２】
外輪４１が内輪４２に対し円周方向の一方向へ回転すると、外輪４１の回転は内輪４２に伝達されず、左側板部３４および右側板部３１ａの内周は、内輪４２の外周に対し回転可能に滑る。この滑りによって左側板部３４および右側板部３１ａの内周、内輪４２の外周に摩耗が発生し、この摩耗は長年に渡って徐々に大きくなる。この摩耗が大きくなるにつれて、外輪４１の内輪４２に対する偏心量が徐々に増加し、スプラグ４３の倒れが徐々に大きくなる。スプラグ４３の他方の側面が第２ポケット４５ｄの円周方向の他方側の縁の下側に当接し、スプラグ４３の一方の側面が第１ポケット４４ｄの円周方向の一方側の縁の上側に当接してスプラグ４３の倒れが抑制される。第２ポケット４５ｄの円周方向の他方側の縁は、小径部４５ｇに位置し、第１ポケット４４ｄの円周方向の一方側の縁は、大径部４４ｈに位置するので、スプラグ４３の倒れを一層抑えることができる。この結果、舌片４５ｆおよび柱部４５ｂは、弾性復帰可能な範囲内で変形し、弾性復帰不能な変形を避けることができる。
【００４３】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００４４】
上述した実施形態は、スプラグ４３が倒れる方向に傾動したとき、スプラグ４３の他方の側面が第２ポケット４５ｄの円周方向の他方側の縁の下側に当接した例について述べた。他の実施形態として、第２ポケット４５ｄの円周方向の他方側の縁を、第１ポケット４４ｄの円周方向の他方側の縁よりも円周方向の他方側に位置するようにし、スプラグ４３の他方の側面が第１ポケット４４ｄの円周方向の他方側の縁の下側に当接しても良い。
【００４５】
上述した実施形態は、一方向クラッチ４０をトルクコンバータ１に適用した例について述べた。他の実施形態として、一方向クラッチを歯車減速機に適用しても良い。この場合、一方向クラッチの外輪の外周に歯車が配置され、一方向クラッチの内輪の内周に回転軸が配置される。
【符号の説明】
【００４６】
４１：外輪、４２：内輪、４３：スプラグ、４４：保持器、４４ｄ：第１ポケット、４４ｇ：小径部、４４ｈ：大径部、４５：ばね、４５ｄ：第２ポケット、４５ｇ：小径部、４５ｈ：大径部、２３：内輪側軌道面、３０：玉（転動体）、５０：グリース
【図１】
2014081034.tif 000003
【図２】
2014081034.tif 000004
【図３】
2014081034.tif 000005
【図４】
2014081034.tif 000006
【図５】
2014081034.tif 000007