(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターレース（５２）の内周面に凹設したポケット（５５）にロック要素（５３）全体を収納し、このロック要素（５３）を、前記ポケット（５５）に収納したスプリング（５４）でインナーレース（５１）の外周面に向けて個別に付勢することにより、インナーレース（５１）およびアウターレース（５２）の一方向の相対回転を規制して他方向の相対回転を許容する一方向クラッチであって、
前記ロック要素（５３）には、部分円柱状の支持凸部（５３ａ）と、その支持凸部（５３ａ）外周面の周方向一端に基端が連なる凸曲面よりなる係合部（５３ｂ）と、その係合部（５３ｂ）の先端及び前記支持凸部（５３ａ）外周面の周方向他端間を接続する平坦なスプリング座（５３ｃ）とを形成し、
前記支持凸部（５３ａ）は、前記ポケット（５５）に形成した部分円柱状の支持凹部（５５ａ）に実質的に面接触した状態で揺動自在に支持され、
前記係合部（５３ｂ）は、円柱面よりなるインナーレース（５１）の外周面に線接触しており、
前記スプリング座（５３ｃ）は、前記スプリング（５４）の前記ロック要素（５３）側の端部を支持していることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
周囲を油室で囲まれた前記アウターレース（５２）には、該アウターレース（５２）及び前記インナーレース（５１）相互の摺動面（５２ａ）と、前記ロック要素（５３）及び前記ポケット（５５）相互の摺動面と、前記ロック要素（５３）及び前記インナーレース（５１）相互の摺動面を各々潤滑すべく、該アウターレース（５２）の外周面及び内周面間を連通させる油孔（５２ｂ）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
アウターレース（５２）はトルクコンバータ（Ｔ）のステータ（１３）と一体に形成されてステータ支持部材（２２，２９）に一対のスラストベアリング（５７，５８）を介して支持されており、アウターレース（５２）のポケット（５５）に収納されたロック要素（５３）はスラストベアリング（５７，５８）により脱落を防止されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターレースの内周面に形成したポケットにロック要素を収納し、このロック要素をインナーレースの外周面に向けてばね付勢することにより、インナーレースおよびアウターレースの一方向の相対回転を規制して他方向の相対回転を許容する一方向クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる一方向クラッチは、例えば特開平１１−５１０９１号公報により公知である。この一方向クラッチはロック要素としてローラを用いたもので、インナーレースおよびアウターレースが一方向に相対回転するときに、ローラはスプリングの弾発力で両レース間の楔状空間に噛み込んでロックし、インナーレースおよびアウターレースが他方向に相対回転するときに、ローラはスプリングの弾発力に抗して移動することでロックを解除するようになっている。
【０００３】
また特開平１１−１８２５８８号公報には、ロック要素としてスプラグを用いた一方向クラッチが記載されている。スプラグは半径方向中央部が括れた形状の部材であって、インナーレースおよびアウターレースの間に配置したリテーナおよびリボンスプリングによりスプラグの括れ部が揺動自在に支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでロック要素としてローラやスプラグを用いたものは、ロック要素がインナーレースおよびアウターレースに線接触することになるため、その接触部の面圧が高くなって耐久性に悪影響を与える問題がある。またスプラグを用いたものは、スプラグを揺動自在に支持するためのリテーナやリボンスプリングが必要となるため、構造が複雑化してコストが嵩むという問題がある。
【０００５】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でロック要素に加わる荷重を減少させることが可能な一方向クラッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、アウターレースの内周面に凹設したポケットにロック要素全体を収納し、このロック要素を、前記ポケットに収納したスプリングでインナーレースの外周面に向けて個別に付勢することにより、インナーレースおよびアウターレースの一方向の相対回転を規制して他方向の相対回転を許容する一方向クラッチであって、前記ロック要素には、部分円柱状の支持凸部と、その支持凸部外周面の周方向一端に基端が連なる凸曲面よりなる係合部と、その係合部の先端及び前記支持凸部外周面の周方向他端間を接続する平坦なスプリング座とを形成し、前記支持凸部は、前記ポケットに形成した部分円柱状の支持凹部に実質的に面接触した状態で揺動自在に支持され、前記係合部は、円柱面よりなるインナーレースの外周面に線接触しており、前記スプリング座は、前記スプリングの前記ロック要素側の端部を支持していることを特徴とする一方向クラッチが提案される。
【０００７】
上記構成によれば、ロック要素に形成した部分円柱状の支持凸部をポケットに形成した部分円柱状の支持凹部に実質的に面接触させた状態でロック要素を揺動自在に支持したので、ロック要素およびポケットの接触部の面圧を線接触の面圧に比べて低下させ、ロック要素およびアウターレースの耐久性を高めることができる。またロック要素に形成した凸曲面よりなる係合部が、円柱面よりなるインナーレースの外周面に線接触するので、ポールとノッチとを係合させる一方向クラッチと異なり、インナーレースおよびアウターレースを任意の位相でロックすることができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、周囲を油室で囲まれた前記アウターレースには、該アウターレース及び前記インナーレース相互の摺動面と、前記ロック要素及び前記ポケット相互の摺動面と、前記ロック要素及び前記インナーレース相互の摺動面を各々潤滑すべく、該アウターレースの外周面及び内周面間を連通させる油孔が形成されることを特徴とする一方向クラッチが提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は２の構成に加えて、アウターレースはトルクコンバータのステータと一体に形成されてステータ支持部材に一対のスラストベアリングを介して支持されており、アウターレースのポケットに収納されたロック要素はスラストベアリングにより脱落を防止されることを特徴とする一方向クラッチが提案される。
【００１０】
上記構成によれば、一方向クラッチのアウターレースをトルクコンバータのステータと一体に形成したので、それらを別部材で構成する場合に比べて部品点数を削減することができる。またアウターレースをステータ支持部材に支持する一対のスラストベアリングで、アウターレースのポケットに収納したロック要素の脱落を防止するので、ロック要素をポケットに保持する特別の保持部材が不要になって部品点数が削減されるだけでなく、ロック要素の幅をポケットの幅一杯に拡大して該ロック要素に加わる面圧を低減させ、ロック要素の数の減少および小型化を図ることができる。
【００１１】
尚、実施例のポール５３は本発明のロック要素に対応し、実施例のボス２２および補機駆動軸２９は本発明のステータ支持部材に対応する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は一方向クラッチを備えたトルクコンバータの縦断面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４はアウターレース、ポールおよびスプリングの拡大斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、自動車の自動変速機用のトルクコンバータＴは、ポンプインペラ１１と、それと対置されるタービンランナー１２と、それらの内周部間に配置されるステータ１３とを備えており、これらポンプインペラ１１、タービンランナー１２およびステータ１３間には作動オイルによる動力伝達のための循環回路１４が形成される。
【００１５】
ポンプインペラ１１には、タービンランナー１２の外側面を覆うサイドカバー１５が溶接により固定される。サイドカバー１５の外側面中心には支軸部１５ａが一体に形成されており、この支軸部１５ａはエンジンのクランク軸１６の軸端中心部の軸孔１６ａに嵌合する。サイドカバー１５の外周面に溶接された連結リング１７は、クランク軸１６にボルト１８で固定した駆動板１９にボルト２０で結合される。
【００１６】
トルクコンバータＴの中心部にクランク軸１６と同軸上に並ぶ出力軸２１が配置されており、この出力軸２１の外周にタービンランナー１２のボス２２がスプライン嵌合する。出力軸２１は自動変速機の主軸となる。タービンランナー１２のボス２２とサイドカバー１５との間にはスラストベアリング２３が配置されており、出力軸２１の先端外周面とサイドカバー１５の支軸部１５ａの内周面との間に軸受ブッシュ２４が配置される。出力軸２１の外周には、ステータ１３を一方向クラッチ２５を介して支承する円筒状のステータ軸２６が配置されており、これら出力軸２１およびステータ軸２６間には軸受ブッシュ２７が介裝される。ステータ軸２６の外端部はミッションケース２８に回転不能に支持される。
【００１７】
ステータ軸２６の外周には、ポンプインペラ１１に溶接した補機駆動軸２９が相対回転可能に配置されており、この補機駆動軸２９によって、トルクコンバータＴに作動オイルを供給するオイルポンプ３０が駆動される。補機駆動軸２９はトルクコンバータケース３１にボールベアリング３２を介して支持され、補機駆動軸２９およびトルクコンバータケース３１間はシール部材３３，３４でシールされる。
【００１８】
タービンランナー１２とサイドカバー１５との間に配置されたロックアップクラッチ３５は、内周面をタービンランナー１２のボス２２の外周面に摺動自在に支持された円板状のピストン３６を備えており、タービンランナー１２に溶接されたステー３７と、ピストン３６にリベット３８で固定したばね座３９とが、円周方向に配置されたダンパースプリング４０で連結される。ピストン３６の外周部に、サイドカバー１５の内壁面に当接可能な摩擦ライニング４１が固定される。
【００１９】
ロックアップクラッチ３５のピストン３６とタービンランナー１２との間に第１油室４２が区画され、ピストン３６とサイドカバー１５との間に第２油室４３が区画される。第１油室４２はポンプインペラ１１およびタービンランナー１２間に連通し、更に補機駆動軸２９およびステータ軸２６間の第１油路４４に連通する。第２油室４３は出力軸２１の油孔２１ａを介して該出力軸２１の中心の第２油路４５に連通する。第１油路４４および第２油路４５は、ロックアップ制御弁４６により、オイルポンプ３０の吐出側とオイル溜め４７とに交互に接続される。
【００２０】
次に、図２〜図４を併せて参照して一方向クラッチ２５の構造を説明する。
【００２１】
一方向クラッチ２５は、ステータ軸２６の外周にスプライン結合されたインナーレース５１と、ステータ１３のボスを兼ねるアウターレース５２と、７個のポール５３と、各ポール５３を付勢する７個のスプリング５４とを備える。アウターレース５２の内周面にはポール５３およびスプリング５４を収納する７個のポケット５５が形成されており、各々のポケット５５は部分円柱状の支持凹部５５ａと、スプリング５４を収納するスプリング収納部５５ｂとを備える。スプリング収納部５５ｂの底部には、スプリング５４を位置決めすべく位置決めピン５６が設けられる。一方、ポケット５５に収納されたポール５３は、前記支持凹部５５ａに支持される部分円柱状の支持凸部５３ａと、インナーレース５１の円柱状の外周面に当接可能な凸曲面よりなる係合部５３ｂ、スプリング５４を支持するスプリング座５３ｃとを備える。
【００２２】
アウターレース５２の７個のポケット５５間には７個の摺動面５２ａが形成されており、これら摺動面５２ａがインナーレース５１の外周面に摺動自在に当接することにより、インナーレース５１およびアウターレース５２を芯出しするための部品であるサイドプレートを廃止することができる。またポケット５５の支持凹部５５ａとポール５３の支持凸部５３ａとは部分円柱面で実質的に面接触し、ポール５３の係合部５３ｂとインナーレース５１の外周面とは線接触する。インナーレース５１およびアウターレース５２の摺動面５２ａ、ポール５３とポケット５５との摺動面、ポール５３とインナーレース５１との摺動面を潤滑すべく、アウターレース５２の外周面および内周面を連通させる複数の油孔５２ｂが形成される。
【００２３】
尚、ポケット５５の支持凹部５５ａの曲率半径はポール５３の支持凸部５３ａの曲率半径よりも僅かに大きいため、厳密にいうと無負荷時や軽負荷時に支持凹部５５ａおよび支持凸部５３ａは線接触することになるが、重負荷時には接触部が弾性変形することにより実質的に面接触することになる。
【００２４】
アウターレース５２の両側面は、本発明のステータ支持部材を構成するボス２２および補機駆動軸２９にそれぞれスラストベアリング５７，５８を介して支持される。スラストベアリング５７の背面プレート５７ａがアウターレース５２にクリップ５９で係止されており、この背面プレート５７ａがアウターレース５２のポケット５５の一端開口部の一部を覆ってポール５３の脱落を規制するとともに、背面プレート５７ａの一部を切り起こして形成した係止爪５７ｂがワッシャ６１を介してインナーレース５１の左端面を係止することで、インナーレース５１の軸方向に移動を規制している。またスラストベアリング５８の背面プレート５８ａがアウターレース５２にクリップ６０で係止されており、この背面プレート５８ａがアウターレース５２のポケット５５の他端開口部の一部を覆ってポール５３の脱落を規制している。
【００２５】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２６】
エンジンのアイドリングないし低速運転域では、図１に示すように、ロックアップ制御弁４６により、第２油路４５をオイルポンプ３０の吐出側に接続する一方、第１油路４４をオイル溜め４７に接続しておく。そこで、エンジンのクランク軸１６の回転トルクが、駆動板１９、連結リング１７、サイドカバー１５およびポンプインペラ１１を介して補機駆動軸２９に伝達すると、オイルポンプ３０が駆動され、それから吐出された作動オイルが、ロックアップ制御弁４６から第２油路４５および油孔２１ａを通って第２油室４３に流入する。その結果、ピストン３６が第１油室４２側に移動して摩擦ライニング４１がサイドカバー１５から離反し、ロックアップクラッチ３５は非係合状態になってポンプインペラ１１およびタービンランナー１２の相対回転を許容する。
【００２７】
第２油室４３から第１油室４２に流入した作動オイルは、ポンプインペラ１１およびタービンランナー１２間から循環回路１４に流入し、該循環回路１４を満たした後、第１油路４４を経てオイル溜め４７に還流する。
【００２８】
而して、クランク軸１６の回転がポンプインペラ１１に伝達されると、循環回路１４を満たしている作動オイルは、ポンプインペラ１１の回転により、ポンプインペラ１１→タービンランナー１２→ステータ１３→ポンプインペラ１１と循環しながらポンプインペラ１１の回転トルクをタービンランナー１２に伝達し、出力軸２１を駆動する。このとき、ポンプインペラ１１およびタービンランナー１２間でトルクの増幅作用が生じていれば、それに伴う反力がステータ１３に負担され、ステータ１３は一方向クラッチ２５により固定される。
【００２９】
即ち、図２に示すように、ステータ１３が矢印Ａで示す方向に回転しようとすると、ステータ１３と一体のアウターレース５２のポケット５５に収納したポール５３の係合部５３ｂが、スプリング５４の弾発力およびインナーレース５１の外周面から受ける荷重で反時計方向に揺動し、インナーレース５１の外周面に強く噛み込んでアウターレース５２がインナーレース５１に一体化される。これにより、ステータ１３が一方向クラッチ２５およびステータ軸２６を介してミッションケース２８に回転不能に固定される。
【００３０】
エンジン回転数に増加に伴ってトルクコンバータＴの速度比が１に近づき、ステータ１３によるトルク増幅作用が発揮されなくなると、ステータ１３に図２の矢印Ｂで示す荷重が作用して一方向クラッチ２５はフリー状態になり、ステータ１３は一方向クラッチ２５を空転させながらポンプインペラ１１およびタービンランナー１２と同一方向へ回転するようになる。即ち、ステータ１３に矢印Ｂ方向の荷重が加わると、ステータ１３と一体のアウターレース５２のポケット５５に設けたポール５３の係合部５３ｂが、インナーレース５１の外周面に沿って摺動するため、ステータ１３と一体のアウターレース５２はミッションケース２８と一体のインナーレース５１に対して自由に相対回転することができる。
【００３１】
トルクコンバータＴがこのようなカップリング状態となったところで、ロックアップ制御弁４６を切換えて、第１油路４４をオイルポンプ３０の吐出側に接続するとともに、第２油路４５をオイル溜め４７に接続する。その結果、オイルポンプ３０から吐出された作動オイルは、先刻とは反対に、第１油路４４から循環回路１４を経て第１油室４２に供給される一方、第２油室４３は第２油路４５を経てオイル溜め４７に開放されるので、ピストン３６が第１油室４２側から第２油室４３側に押圧されて摩擦ライニング４１がサイドカバー１５に当接し、タービンランナー１２がサイドカバー１５に一体化される。このようにしてロックアップクラッチ３５が係合すると、クランク軸１６のトルクはサイドカバー１５からピストン３６およびボス２２を経て出力軸２１に伝達されるようになり、ポンプインペラ１１およびタービンランナー１２間の滑りを無くして伝達効率を高めることができる。ロックアップクラッチ３５の係合中におけるエンジントルクの変動はダンパースプリング４０により緩衝される。
【００３２】
さて、一方向クラッチ２５が図２に示すロック状態およびフリー状態間で切り換わるとき、ポール５３はその支持凸部５３ａをポケット５５の支持凹部５５ａに支持されて僅かに揺動するが、それら支持凸部５３ａおよび支持凹部５５ａは部分円柱面において実質的に面接触するため、前記揺動を許容しながら接触面の荷重を低減して耐久性を高めることができる。またポールをノッチに係合させる一方向クラッチでは、そのインナーレースおよびアウターレースがロックする位相がノッチの位置により規制されてしまうが、本実施例では係合部５３ｂが円柱状のインナーレース５１の外周面に摩擦力で係合するので一方向クラッチ２５がロックする位相が規制されることがない。
【００３３】
またポケット５５に収納されたポール５３の両端部は、ステータ１３をボス２２および補機駆動軸２９に支持する一対のスラストベアリング５７，５８の背面プレート５７ａ，５８ａに押さえられているため、特別の保持部材を設けることなくポール５３の脱落を防止することができ、部品点数の削減および軽量化を図ることができる。しかもポール５３の幅をポケット５５の幅一杯に拡大することができるので、ポール５３に加わる面圧を低減することができ、これによりポール５３の数の減少および小型化を図ることができる。またアウターレース５２をステータ１３と一体に形成したことで更なる部品点数の削減が可能になる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うこと可能である。
【００３５】
例えば、実施例ではトルクコンバータＴ用の一方向クラッチ２５を例示したが、本発明の一方向クラッチ２５は他の任意の用途に用いることができる。
【００３６】
またポール５３を個別にロック方向に付勢する前記スプリング５４に代えて、蛇腹状スプリングを用いてスプリングの位置決めピンを省略することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロック要素に形成した部分円柱状の支持凸部をポケットに形成した部分円柱状の支持凹部に実質的に面接触させた状態でロック要素を揺動自在に支持したので、ロック要素およびポケットの接触部の面圧を線接触の面圧に比べて低下させ、ロック要素およびアウターレースの耐久性を高めることができる。またロック要素に形成した凸曲面よりなる係合部が、円柱面よりなるインナーレースの外周面に線接触するので、ポールとノッチとを係合させる一方向クラッチと異なり、インナーレースおよびアウターレースを任意の位相でロックすることができる。
【００３８】
また特に請求項３の発明によれば、一方向クラッチのアウターレースをトルクコンバータのステータと一体に形成したので、それらを別部材で構成する場合に比べて部品点数を削減することができる。またアウターレースをステータ支持部材に支持する一対のスラストベアリングで、アウターレースのポケットに収納したロック要素の脱落を防止するので、ロック要素をポケットに保持する特別の保持部材が不要になって部品点数が削減されるだけでなく、ロック要素の幅をポケットの幅一杯に拡大して該ロック要素に加わる面圧を低減させ、ロック要素の数の減少および小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一方向クラッチを備えたトルクコンバータの縦断面図
【図２】  図１の２−２線拡大断面図
【図３】  図２の３−３線断面図
【図４】  アウターレース、ポールおよびスプリングの拡大斜視図
【符号の説明】
１３        ステータ
２２        ボス（ステータ支持部材）
２９        補機駆動軸（ステータ支持部材）
５１        インナーレース
５２        アウターレース
５２ａ 摺動面
５２ｂ 油孔
５３        ポール（ロック要素）
５３ａ      支持凸部
５３ｂ      係合部
５３ｃ スプリング座
５５        ポケット
５５ａ      支持凹部
５７        スラストベアリング
５８        スラストベアリング
Ｔ          トルクコンバータ
【図１】
0004451013.tif 000002
【図２】
0004451013.tif 000003
【図３】
0004451013.tif 000004
【図４】
0004451013.tif 000005