(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にツメを等間隔で突出して設けたインナーレースと複数のラチェットを揺動可能に収容したアウターレースから成るワンウエイクラッチにおいて、アウターレースの内周には突起を等間隔で突出すると共に突起の片側には円弧を成す軸受けを形成し、この軸受けには突起間のセルに収容したラチェットの基端を嵌めて揺動可能に支持し、そしてアウターレースの内周にはリボンスプリングを嵌め、該リボンスプリングは帯状をしたバネ鋼材を打抜き・曲げ成形して穴及び板バネを成形したもので、該穴にはアウターレースの上記突起を嵌めてリボンスプリングを位置決めし、セルに収容しているラチェットの背面に板バネを当てて該ラチェットが起立してツメに係止するようにバネ力を付勢したことを特徴とするワンウエイクラッチ。
【請求項２】
内周にツメを等間隔で突出して設けたアウターレースと複数のラチェットを揺動可能に収容したインナーレースから成るワンウエイクラッチにおいて、インナーレースの外周には突起を等間隔で突出すると共に突起の片側には円弧を成す軸受けを形成し、この軸受けには突起間のセルに収容したラチェットの基端を嵌めて揺動可能に支持し、そしてインナーレースの外周にはリボンスプリングを取付けし、該リボンスプリングは帯状をしたバネ鋼材を打抜き・曲げ成形して穴及び板バネを成形したもので、該穴にはインナーレースの上記突起を嵌めてリボンスプリングを位置決めし、セルに収容しているラチェットの背面に板バネを当てて該ラチェットが起立してツメに係止するようにバネ力を付勢したことを特徴とするワンウエイクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばトルクコンバータのステータに取付けられて該ステータの回転を一方向にのみ許容するワンウエイクラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。
【０００３】
そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラからその各ブレードを介して遠心力を受けて外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンランナのブレードに当ってタービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。また、タービンランナに当ってから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当ってポンプインペラの回転を助長する方向に流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入する。
【０００４】
図４は一般的なトルクコンバータの断面であって、同図の(イ)はポンプインペラ、(ロ)はタービンランナ、(ハ)はステータを示している。そしてコンバータ外殻(ニ)内には作動流体が封入されており、エンジンによってフロントカバーと共にポンプインペラ(イ)が回転することにより、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回り始め、ポンプインペラ(イ)とタービンランナ(ロ)の回転数差が大きい間は、ステータ(ハ)があることによるトルク増幅作用によってタービンランナ(ロ)は大きなトルク比で回転させられ、回転数差が小さくなるとトルク増幅作用はなくなり、流体継手としてポンプインペラ(イ)からタービンランナ(ロ)へ動力が伝えられる。
【０００５】
そして図４の(ホ)はワンウエイクラッチを表わしており、上記ステータ(ハ)にはワンウエイクラッチ(ホ)が設けられていて一方向のみの回転が許容されている。すなわち、低速域ではタービンランナ(ロ)から流れ出る作動流体をポンプインペラ(イ)を回すように導く為に回転することなく停止している。すなわちステータ(ハ)のブレード内面に作動流体が当ってその流れ方向を変えることが出来る。しかし、タービンランナ(ロ)の回転速度が高くなるとステータ(ハ)のブレード背面に当ることになり、ステータ(ハ)は回転する。このように、ステータ(ハ)は一方向のみの回転を行う為に上記ワンウエイクラッチ(ホ)を備えている。
【０００６】
このワンウエイクラッチはその用途により構造は色々であるが、例えば特開平９−３０３５２８号に係る「流体式トルクコンバータ」に使用しているワンウエイクラッチは、「ステータに連結されたアウターレースと、固定部材に連結されたインナーレースと、アウターレース又はインナーレースの一方に揺動可能に支持されたラチェットと、他方に設けられたラチェットホイールとから構成され、ラチェットが確実にラチェットホイールと係合するように規制手段を設けている。」
【０００７】
そこで、個々のラチェットには、規制手段として板バネやコイルバネ等が取付けられて上記ラチェットホイールに係合可能としているが、構造的には複雑化していて、勿論、製造コストは嵩むことになる。そして構造が複雑なことは故障し易く、ラチェットがラチェットホイールに確実に何時までも係合するとは言えず、耐久性に欠けることになる。
【０００８】
図５は従来のワンウエイクラッチの一部を示している具体例であり、アウターレース(ヘ)に形成したセルにはラチェット(ト)が揺動可能に収容されると共に、該ラチェット(ト)にはコイルバネ(チ)のバネ力が付勢されている。一方のインナーレース(リ)の外周に等間隔で形成しているツメ(ヌ)、(ヌ)…に上記ラチェット(ト)が係止することで、アウターレース(ヘ)の反時計方向(矢印方向)への回転は阻止される。逆に、時計方向への回転は自由に行うことが出来る。
【０００９】
このワンウエイクラッチは前記特開平９−３０３５２８号に係る「流体式トルクコンバータ」に使用しているワンウエイクラッチとは構造的に違っているが、個々のラチェット(ト)、(ト)…にコイルバネ(チ)、(チ)…を備えなくてはならない点は共通しており、構造は複雑であると共に製作は面倒である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のワンウエイクラッチには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、構造が簡単であると共に、製作コストが安くなり、またラチェットが安定してツメに係止することが出来る耐久性の高いワンウエイクラッチを提供する。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
本発明のワンウエイクラッチはアウターレースとインナーレースから成り、インナーレースの外周にアウターレースが回転自在に嵌り、そしてアウターレースとインナーレース間にはラチェットが介在している。この基本構造は従来のワンウエイクラッチと共通していて、ラチェットはアウターレース側に形成したセルに収容されていて、揺動可能となっている。又インナーレースの外周には上記ラチェットが係止する為のツメが等間隔で形成されていて、ラチェットがツメに係止するようにバネ力が付勢されている。
【００１２】
ところで、本発明ではセルに収容しているラチェットを起立する方向にバネ力が付勢されるが、このバネ力を与えるバネ材とは従来のようなコイルバネでもなく、個々のラチェットに別々に設けているバネ材ではない。本発明は帯状バネ材を打抜き・曲げ成形したリボンスプリングであり、このリボンスプリングの一部に板バネを成形している。又リボンスプリングには貫通穴を等間隔で形成し、この穴の一方側に板バネが表面から突出して設けられている。
【００１３】
アウターレースの内側にはセルが等間隔で設けられているが、このセルの底面に板バネが位置するようにリボンスプリングが配置される。リボンスプリングの穴にはセルの間に形成される突起が嵌って該リボンスプリングが位置決めされ、所定長さのストレートのリボンスプリングはアウターレースの内周面に沿って配置され、所々に形成している板バネはラチェットにバネ力を付勢することが出来る。
【００１４】
一方、ラチェットをインナーレースの外周に形成したセルに嵌め、アウターレースの穴内周にツメを等間隔で形成することも出来る。そしてこの場合には、リボンスプリングをインナーレース外周に沿って取付けることになるが、鉢巻状に巻き付けて両端を溶接などで外れないように連結する。そして所々に設けている板バネにてラチェットにバネ力を付勢し、アウターレースに設けているツメに係止する。以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】
図１はトルクコンバータを構成するステータ１を示しているが、該ステータ１の中心部にはワンウエイクラッチ２が取着されている。ステータ１は複数枚のブレード３，３…が外周に等間隔で設けられ、ポンプインペラとタービンランナの回転数差が大きい間は、ステータ１があることによるトルク増幅作用によってタービンランナは大きなトルク比で回転させられ、回転数差が小さくなるとトルク増幅作用はなくなり、流体継手としてポンプインペラからタービンランナへ動力が伝えられる。
【００１６】
上記ステータ１に備わっているワンウエイクラッチ２はブレード３，３…に一方向のみの回転を許容している。すなわち、低速域ではタービンランナから流れ出る作動流体をポンプインペラを回すように導く為に、回転することなく停止している。すなわちステータのブレード内面に作動流体が当ってその流れ方向を変えることが出来る。しかし、タービンランナの回転速度が高くなるとステータ１のブレード３，３…背面に当ることになり、ステータ１は回転する。このように、ステータは一方向のみの回転を行う為に上記ワンウエイクラッチ２を備えている。
【００１７】
図２は本発明のワンウエイクラッチ２の部分拡大図である。同図の４はアウターレース、５はインナーレース、６はラチェットをそれぞれ示しており、インナーレース５とアウターレース４間にラチェット６，６…が介在している。そして固定されているインナーレース５に対してアウターレース４は、上記ラチェット６，６…を介して時計方向には回転が許容されるが、反時計方向の回転は阻止される。
【００１８】
インナーレース５の外周にはツメ７，７…が等間隔で突出しており、ラチェット６，６…はアウターレース４が反時計方向に回転しようとする場合にはツメ７，７…に係止してその回転が阻止される。しかし、アウターレース４が時計方向に回転する場合にはラチェット６，６…はツメ７，７…に係止することはなく、その回転は許容される。
【００１９】
ここで、アウターレース４の穴内周には突起８，８…が等間隔で設けられ、突起８，８…の間にはセル９，９…が形成されていて、ラチェット６，６…は該セル９，９…に収容されている。突起８の一方側には円弧面をした軸受け１０が形成され、この軸受け１０にラチェット６の基端１１が嵌って支持されると共に、揺動することが出来る。
【００２０】
そしてセル９の底には板バネ１２が配置されて、該板バネ１２にてラチェット６は起立する方向にバネ力が付勢されている。これは図５に示した従来のワンウエイクラッチにおけるラチェットも同じであるが、本発明のワンウエイクラッチでは各ラチェット６，６…を起立する為のバネ形態に大きな特徴がある。
【００２１】
図３(ａ)、(ｂ)はリボンスプリング１３を示しているが、このリボンスプリング１３には板バネ１２，１２…が等間隔で表面に湾曲突出している。リボンスプリング１３は帯状のバネ鋼材から成り、その一部を打抜いて穴１４，１４…を設けると共に、穴１４の一方側には板バネ１２を有している。板バネ１２は上方からの力を受けて撓み変形することが出来、ラチェット１６の背面に板バネ１２が当って起立するようにバネ力を付勢する。
【００２２】
ところで、リボンスプリング１３に設けている穴１４，１４…にはアウターレース４の穴内周に突出した突起８，８…が嵌ることが出来、所定の長さに切断したリボンスプリング１３は内周にセットするだけで穴１４，１４…に嵌った突起８，８…に位置決めされて取付けられ、板バネ１２，１２…は各ラチェット６，６…の背面１５，１５…に当ることが出来る。
【００２３】
図２に示しているラチェット６は、その先端がツメ７の外周に乗り上げている場合であり、板バネ１２はラチェット６に押されてバネ変形する。そしてアウターレース４が時計方向に回転する場合であれば、凹凸した各ツメ７，７…の外周に沿ってラチェット６，６…は揺動を繰り返しながらアウターレース４と共に回転する。逆に、反時計方向にアウターレース４が回転しようとするならば、板バネ１２に押されたラチェット６はツメ７に直ちに係止し、その回転が阻止される。
【００２４】
ところで、実施例ではトルクコンバータのステータについて説明したが、本発明のワンウエイクラッチの用途はステータに限定するものではない。例えば自転車の後輪スプロケットにも使用することが出来る。そして、本発明のワンウエイクラッチでは、ラチェットをインナーレースの外周に取付けると共にリボンスプリングをインナーレース外周に巻き付け、アウターレース側にツメを設けることも可能である。以上述べたように、本発明のワンウエイクラッチは揺動可能に備えたラチェットを起立させる為のバネ材として、板バネを所々に形成したリボンスプリングを用いたものであり、次のような効果を得ることが出来る。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のワンウエイクラッチはアウターレースのセルに揺動可能に配置したラチェットの背面を押圧する為に、リボンスプリングを用いることで構造は簡略化すると共に、製作コストは安くなる。すなわち、リボンスプリングは所定の間隔で穴を有すと共に、穴の一方側には湾曲して突出した板バネを形成しているが、これら穴及び板バネは帯状のバネ鋼材を打抜き・曲げ成形することで簡単に製作することが出来る。
【００２６】
そして穴にはアウターレースの穴内周に突出した突起が嵌ることでリボンスプリングは正しく位置決めされ、又リボンスプリングのバネ性によってアウターレースの穴内周に密着して外れることはなく、板バネはセルに配置しているラチェットの背面に当ってバネ力を付勢することが出来る。又、ラチェットをインナーレース側に取付けると共にリボンスプリングを巻付け、アウターレース側のツメに係止可能とした場合も同じくその構造は簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワンウエイクラッチを備えているステータ。
【図２】ワンウエイクラッチの部分拡大図。
【図３】リボンスプリングの具体例。
【図４】トルクコンバータの断面図。
【図５】従来のワンウエイクラッチの部分拡大図。
【符号の説明】
１  ステータ
２  ワンウエイクラッチ
３  ブレード
４  アウターレース
５  インナーレース
６  ラチェット
７  ツメ
８  突起
９  セル
10  軸受け
11  基端
12  板バネ
13  リボンスプリング
14  穴
15  背面
【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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