(57)【要約】本発明の目的は、向上したノイズ特性を特徴とする一方向クラッチ組立体を提供することにある。本発明によれば、一方向クラッチ組立体は、荷重支持用ショルダーを構成する凹部を有する結合面を有する第１の軸線を中心に回転自在な第１の部材と、駆動部材の結合面と間隔が狭く向かい合って位置決めされ、例示的な実施形態では、第１の軸線にほぼ垂直な基準面を構成する結合面を有する第１の軸線を中心に回転自在な第２の部材と、を有する。従動部材の結合面は複数の凹部を有し、各凹部は荷重支持用ショルダー及びこのショルダーに対向する傾斜面を構成する。傾斜面は、基準面に接線方向に交わり、好ましくは、駆動部材の凹部内の傾斜面の別のほぼ平らな部分に接線方向に交わる凸面部分を有する。凹部のベース面が又、好ましくは、平らな面部分と凹部のショルダーとの間に配置される。
2004518915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸を中心に回転できる一対の部材を含み、各部材が他方の部材の結合面と間隔が狭く向かい合った結合面を有し、各部材の結合面がそれぞれ荷重支持用ショルダーを構成する少なくとも１つの凹部を有し、一方の部材の結合面が基準面を構成し、
部材の結合面の間に配置されたストラットを含み、該ストラットが、ストラットと各部材のそれぞれのショルダーとの当接係合によって特徴付けられる第１の位置と、ストラットと少なくとも１つの部材との非当接係合によって特徴付けられる第２の位置との間で移動でき、
一方の部材の各凹部がショルダーに対向するそれぞれの傾斜面を有している一方向クラッチにおいて、
傾斜面が一方の部材の基準面に接線方向に交わる凸面部分を有し、傾斜面の凸面部分が、一方の部材が他の部材に対して第１の方向に回転するとき、ストラットを第２の位置に向って周期的に付勢するように働くことを特徴とする、
一方向クラッチ。
【請求項２】
凸面部分は、少なくともその一部がほぼ一定の曲率半径を有する基準曲線によって構成されている、請求項１記載のクラッチ。
【請求項３】
ストラットは、公称長手方向寸法ｄだけ隔てられた一対の部材との係合両端部を有し、ほぼ一定の曲率半径は約ｄ／１０より大きい、請求項２記載のクラッチ。
【請求項４】
一方の部材の各凹部の傾斜面は、凸面部分に接線方向に交わる平らな面部分を有する、請求項１記載のクラッチ。
【請求項５】
一方の部材の各凹部は、ショルダーと傾斜面の平らな面部分との間に構成されたベース面をさらに有する、請求項１記載のクラッチ。
【請求項６】
基準面は第１の軸線にほぼ垂直である、請求項１記載のクラッチ。
【請求項７】
第１の軸線周りに回転でき、荷重支持用ショルダーを構成する凹部を有する結合面を含む第１の部材と、
第１の軸線周りに回転でき、駆動部材の結合面と間隔が狭く向かい合って位置決めされた結合面を有する第２の部材と、を含み、従動部材の結合面が第１の軸線にほぼ垂直な基準面を構成し、従動部材の結合面が複数の凹部を有し、各凹部が荷重支持用ショルダー及びショルダーに対向する傾斜面を構成し、傾斜面が基準面に接線方向に交わる凸面部分を有し、
部材の結合面の間に配置されたストラットを含み、各ストラットが、ストラットのそれぞれの端部と各部材のそれぞれのショルダーとの同時の当接係合によって特徴付けられる第１の位置と、ストラットと少なくとも第２の部材との非係合によって特徴付けられる第２の位置との間で移動でき、
第２の部材が第１の部材に対して第１の方向に回転するとき、傾斜面の凸面部分がストラットに周期的に係合して、ストラットを第２の位置に付勢する、
一方向クラッチ。
【請求項８】
凸面は、傾斜面の湾曲部分によって構成され、湾曲部分はほぼ一定の曲率半径を有する、請求項７記載のクラッチ。
【請求項９】
ストラットは、公称長手方向寸法ｄだけ隔てられた一対の部材との係合両端部を有し、ほぼ一定の曲率半径は約ｄ／１０より大きい、請求項８記載のクラッチ。
【請求項１０】
一方の部材の各凹部の傾斜面は、凸面部分に接線方向に交わる平らな面部分を有する、請求項７記載のクラッチ。
【請求項１１】
一方の部材の各凹部は、ショルダーと傾斜面の平らな面部分との間に構成されたベース面をさらに有し、一方の部材の各凹部はそれぞれ、傾斜面に近接してベース面を有する、請求項７記載のクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、複数のストラットが、一対の同軸の回転自在な部材の向い合ったクラッチ面間に機械的結合を与える一方向クラッチに関する。
【０００２】
（背景技術）
クラッチは、駆動ディスク又は駆動プレートのような第１の回転自在な駆動部材から、従動プレート又は従動ディスクのような第２の独立して回転自在な従動部材に動力を選択的につなぐ様々な用途に使用される。一般に「一方向」クラッチ又は「オーバーランニング」クラッチと称される或る既知のクラッチでは、駆動部材が従動部材に対して第１の方向に回転しようとするときのみ、クラッチは係合して、駆動部材を従動部材に機械的に結合する。一旦そのように係合すると、クラッチは、駆動部材が従動部材に対して第２の反対の方向に回転するときのみ、従動部材を駆動部材から解放し即ち切り離す。さもなければ、クラッチは、駆動部材を従動部材に対して第２の方向に自由に回転させる。従動部材に対する駆動部材の第２の方向におけるそのような自由回転は又、「オーバーランニング」状態として知られている。
【０００３】
或るそのような既知の一方向クラッチは、並置した同軸の駆動部材及び従動部材を採用し、それらの部材は、間隔の狭い軸線方向に向い合ったほぼ平面のクラッチ面を有する。フランク（Ｆｒａｎｋ）による米国特許第５４４９０５７号及びルース（Ｒｕｔｈ）らによる米国特許第５５９７０５７号に教示されているような、そのような「平面（ｐｌａｎａｒ）」一方向クラッチは、典型的に、駆動部材の面に形成された複数の凹部及び従動部材の面に形成された少なくとも同じ数の凹部を有する。薄い平らなストラットが、各ストラットの長手方向の第１の端部が従動部材のそれぞれの凹部によって構成されたショルダーに容易に係合し且つ当接するように、各々の駆動部材のポケット内に支持される。ストラットの長手方向の反対側の第２の端部は、例えば、駆動部材の凹部のストラットの下に位置決めされたスプリングによって、従動部材の面に向って付勢され且つ該面に押し付けられる。
【０００４】
駆動部材が従動部材に対して第１の方向に回転するとき、少なくとも１つのストラットの第２の端部は、従動部材の凹部によって構成されたショルダーに係合し、その後それに当接して、ストラットは圧縮状態に置かれ、従動部材は駆動部材と結合されて回転する。駆動部材が従動部材に対して第２の方向に回転するとき、従動部材の凹部の他の部分によって構成された傾斜面が各ストラットの第２の端部を駆動部材に向って押して、駆動部材を従動部材に対して第２の方向に自由に回転させることができる。
【０００５】
クラッチのオーバーランの間各ストラットの第２の端部と従動部材のクラッチ面の傾斜面とのこの周期的な係合は、しばしば一方向クラッチと関連するノイズ即ち「ラチェット」音を発生させる。クラッチオーバーランの間のこのラチェット音を減少させるための既知のアプローチは、ストラットの慣性質量の減少を含むストラットの設計変更、ストラットに加えられるスプリング力の修正、及び、クラッチ面間の空間の様々な運動減衰流体の使用を含み、これらによって、クラッチオーバーランの間ストラットの動力学をコントロールする。しかしながら、オーバーランの間のノイズの減少のさらなる改善が望ましく、特に、従動部材のような他のクラッチ構成部品は、異なるノイズ伝達特性を示す材料、例えば粉末金属から作られるようになる。
【０００６】
（発明の概要）
本発明の目的は、向上したノイズ特性を特徴とする一方向クラッチ組立体を提供することにある。
本発明によれば、一方向クラッチ組立体は、荷重支持用ショルダーを構成する凹部を有する結合面を有する第１の軸線を中心に回転自在な第１の部材と、駆動部材の結合面と間隔が狭く向かい合って位置決めされ、例示的な実施形態では、第１の軸線にほぼ垂直な基準面を構成する結合面を有する第１の軸線を中心に回転自在な第２の部材と、を有する。従動部材の結合面は複数の凹部を有し、各凹部は荷重支持用ショルダー及びこのショルダーに対向する傾斜面を構成する。傾斜面は、基準面に接線方向に交わり、好ましくは、駆動部材の凹部内の傾斜面の別のほぼ平らな部分に接線方向に交わる凸面部分を有する。凹部のベース面が又、好ましくは、平らな面部分と凹部のショルダーとの間に配置される。
【０００７】
本発明によるクラッチ組立体は又、部材の結合面の間に配置されたストラットを有する。各ストラットは、ストラットのそれぞれの端部と各部材のそれぞれのショルダーとの同時の当接係合によって特徴付けられる第１の位置と、ストラットと少なくとも第２の部材との非係合によって特徴付けられる第２の位置との間で移動可能である。重要なこととして本発明では、第２の部材が第１の部材に対して第１の方向に回転するとき、傾斜面の凸面部分がストラットに周期的に係合し、ストラットを第２の位置に向って付勢することである。この態様では、各ストラットが、凸面部分によって第２の位置に押されて、オーバーランの間発生するノイズを減じ、向上したストラット安定性を成し遂げる。
【０００８】
本発明では、傾斜面の凸面部分は任意の適当な形状を考えても良いが、本発明の特徴によれば、凸面は、好ましくは、傾斜面の湾曲部分によって構成され、最も好ましくは、湾曲部分は、ほぼ一定の曲率半径を有する。かくして、各ストラットが公称長手方向寸法ｄだけ隔てられた一対の部材との係合両端部を有する好ましい実施形態では、ほぼ一定の曲率半径は約ｄ／１０より大きい。
【０００９】
本発明による例示的なクラッチ組立体を図示し開示するが、そのような開示は、特許請求の範囲を限定するように解釈すべきでない。様々な修正及び代替デザインが、本発明の範囲から離れることなく行われることが予測される。
【００１０】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図面を参照すると、本発明による例示的なクラッチ組立体１０は、駆動部材１２及び従動部材１４を有し、両部材は、共通軸線１６を中心に回転できる。例示的なクラッチ組立体１０は、さらに、駆動部材１２及び従動部材１４の間に配置された複数のストラット１８を有し、複数のストラット１８は、駆動部材１２が従動部材１４に対して第１の方向２０に回転するときのみ、駆動部材１２を従動部材１４に機械的に結合するように働く。
【００１１】
より詳細には、例示的なクラッチ組立体１０では、駆動部材１２は、クラッチ面２２を有し、このクラッチ面２２は、駆動部材の回転軸線１６にほぼ垂直に延びる第１の基準面２４を構成する。複数の凹部２６が、駆動部材１２のクラッチ面２２に構成され、各凹部２６は、駆動部材１２が第１の方向２０に回転するとき、所定のストラット１８の第１の端部３０に当接係合するように作用する荷重支持用ショルダー２８を有する。本発明は、駆動部材１２の凹部２６について任意の適当な形状を考えても良いが、例示的なクラッチ組立体１０では、駆動部材１２の各凹部２６は、ストラット１８が、駆動部材１２によって支持されて、軸線１６を中心に駆動部材１２と一緒に回転するように組立体のストラット１８をそれぞれ１つ受け入れるようになっている。
【００１２】
同様に、本発明では、図２でわかるように、所定のストラット１８の第１の端部３０が、駆動部材のクラッチ面２４のストラットのそれぞれの凹部２６内に位置決めされる任意の適当な構造の使用を考えても良いが、例示的なクラッチ組立体１０の各ストラット１８は、その第１の端部３０に近接してストラット１８から側方に延びる一対の反対側に突出する耳部３２を有する。ストラットの耳部３２は、駆動部材の凹部の相補的な半径方向内側面及び半径方向外側面に協働して係合し、それによって、ストラットの第１の端部３０をストラットのそれぞれの凹部２６のショルダー２８に対向して位置決めする。
【００１３】
従動部材１４は、同様に、駆動部材１２のクラッチ面２２と間隔の狭く向かい合ったクラッチ面３４を有し、このクラッチ面３４は、同様に、従動部材の回転軸線１６にほぼ垂直に延びる基準面３６を構成する。従動部材のクラッチ面３４は又、駆動部材１２が従動部材１４に対して第１の回転方向２０に回転し始める際、クラッチの「バックラッシュ」を減ずるために、例示的なクラッチ組立体１０では、駆動部材１２に構成された凹部２６の数を大きく上回る複数の凹部３８を有する。従動部材の凹部３８の各々は、ストラットの第２の端部４２が、例えば、ストラット１８の下で駆動部材のポケット２２に着座したスプリング４４によって凹部３８内へ付勢されるとき、所定のストラット１８の自由な第２の端部４２を受け入れるようになっている。従動部材の凹部３８の各々は、駆動部材１２が従動部材１４に対して第１の方向２０に回転するとき、所定のストラット１８の第２の端部４２に当接して係合するように働く荷重支持用ショルダー４６を有する。
【００１４】
図３乃至図５に示すクラッチ組立体１０の部分拡大断面図でより明確に分かるように、各ストラット１８は、第１の位置と第２の位置との間で移動できる。各ストラット１８の第１の位置は、図４に図示するように、ストラット１８と、組立体の駆動部材１２及び従動部材１４のそれぞれの荷重支持用ショルダー２８、４６との係合を特徴とする。各ストラット１８の第２の位置は、図５に示すように、ストラット１８の第２の端部４２が、従動部材１４の凹部３８と当接係合しないことを特徴とする。スプリング４４が、それぞれのストラット１８を第１の位置に向って付勢するように働くが、本発明は、限定するのではないが、駆動部材１２に設けられる凹部２６の任意適当な形態を含む各ストラット１８を第１の位置に向って付勢するための他の構造又は形態の使用を考えても良いことが認識され、それによって、ストラット１８が駆動部材１２の第１の回転方向２０の回転するとき、ストラット１８を遠心力によって第１の位置に向って付勢する。
【００１５】
また、図３乃至図５に示すように、本発明において、従動部材のクラッチ面３４の各凹部３８は又、荷重支持用ショルダー４６に対向して位置決めされた傾斜面４８を構成する。傾斜面４８は、従動部材１４の基準面３６に接線方向に交わる凸面部分５０を有する。本発明において、従動部材の各々の凹部３８の凸面部分５０は、従動部材１４が駆動部材１２に対して第１の回転方向２０に回転するとき、各ストラット１８を第２の位置に向って周期的に付勢するように働く。より詳細には、凸面部分５０は、クラッチのオーバーランの間各ストラット１８を第２の位置に向って付勢するように働くカム面を形成し、従来技術で知られている傾斜面によって行われるよりも、小さい回転速度をストラット１８に付与する。この態様では、周知の一方向クラッチ組立体の実質的に減じた「ラチェット」ノイズ特性レベルを生じさせながら、ストラット１８は、第２の位置に向って付勢される。
実質的に低減する。
【００１６】
さらなる利点として、従動部材１４の傾斜面４８の凸面部分５０の係合により、クラッチのオーバーランの間ストラットのより大きい安定性を達成する。さらに、他の利点として、従動部材１４の傾斜面４８の凸面部分５０により、駆動部材１２が従動部材１４に対して第１の回転方向２０に回転する際、所定のストラット１８を所定の凹部３４に、より急速に「チップイン」させ、それによって、クラッチ組立体のロックアップ能力を改善する。従動部材１４の傾斜面４８の凸面部分５０は、例えば、適当なものとして、打抜き（ｃｏｉｎｅｄ−ｉｎ）或いは鋳造（ｃａｓｔ−ｉｎ）、又は機械加工（ｔｏｏｌｅｄ−ｉｎ）のような任意の適当な方法によって形成されることが認識されるだろう。
【００１７】
例示的なクラッチ組立体１０では、従動部材１４の傾斜面４８の凸面部分５０は、その少なくとも１部が、図６に図示するように、ほぼ一定の曲率半径Ｒを有する基準曲線によって構成される。本発明においては、ストラットの部材との係合両端部３２、４２間で測定される所定のストラット長さｄに対して、ほぼ一定の曲率半径は、好ましくは約ｄ／１０より大きい。
【００１８】
図６で分かるように、本発明の他の特徴によれば、従動部材の各々の凹部３４の傾斜面４８は、凸面部分５０に接線方向に交わる平らな面部分５２を有する。従動部材１４の各凹部３４は又、ショルダ４６と傾斜面４８の平らな面部分５２との間に構成されるベース面５４を有するのが好ましい。例示のクラッチ組立体１０では、駆動部材１２が従動部材１４に対して第１の回転方向２０に回転する際、平らな面部分５２がベース面５４と協働して、荷重支持用ショルダー４６に係合する前に、所定のストラット１８の第２の端部４２を従動部材１４の所定の凹部３８内へ適当に回転させ、クラッチ組立体のロックアップをさらに向上させる。
【００１９】
例示的なクラッチ組立体１０では、多量の潤滑流体（図示せず）が駆動部材１２と従動部材１４との間に配置され、流体減衰によりストラット１８に付加的な安定性を与え、構成部品の摩耗を減ずるのにさらに有利に役立つ。しかしながら、重要なこととして、凸面部分５０の存在及びこれに付随するクラッチのオーバーラン中ストラット安定性の増加によって、そのような潤滑流体は、既知の流体潤滑式クラッチと比べたとき、実質的に少ない量での使用を可能にする、。潤滑流体の必要量のそのような減少は、例えば、クラッチのオーバーランの間の従動部材１４に加わる流体抵抗の減少、オイル供給の要求の減少、及び、周囲オイルシールに関するそんなに厳しくない要求のような潜在的な相関的な利点を有する。しかしながら、本発明では、ストラット１８及び従動部材１４の傾斜面４８の一方又は両方の自滑性材料での製造を含め、構成部品の摩耗を減ずるための他の適当な機構の使用を考えても良いことが認識されるだろう。
【００２０】
本発明の実施形態を図示し又説明してきたが、それらの実施形態は、本発明の全ての可能な形態を図示し又説明することを意図したものではない。もちろん、明細書で使用した用語は、説明のためのものであり、限定のためのものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変形をなしても良いことが理解されよう。例えば、例示的なクラッチ組立体１０のストラットは、駆動部材によって支持されるが、本発明が、ストラットを従動部材の凹部で支持し、駆動部材の各凹部が、本発明による湾曲部分を含む傾斜面を構成しても良いことが明らかであることが認識されるだろう。同様に、ストラットが、駆動部材のクラッチ面と従動部材のクラッチ面との間に配置される別体の要素によって支持される場合、本発明が、駆動部材及び従動部材のいずれか又は両方の凹部に上述した湾曲傾斜面を設けても良いことは明らかである。本発明が、駆動部材のクラッチ面と従動部材のクラッチ面との間に位置決めされるリテーナープレートのような、所定のストラットを第１の部材結合位置に向って付勢するように働く他の構造と関連して湾曲傾斜面を使用しても良いことは明らかであることが又、認識されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による例示の平面状一方向クラッチ組立体の側面図である。
【図２】
図１のクラッチ組立体の拡大斜視図である。
【図３】
図１の３−３線に沿った例示のクラッチ組立体の部分断面図であって、所定のストラットを、ストラットの各端部が組立体の駆動部材及び従動部材のそれぞれの荷重支持用ショルダーに係合する第１の動力伝達位置で示す図である。
【図４】
図３の４−４線における例示のクラッチ組立体の断面図である。
【図５】
図４と同様の、図１の例示のクラッチ組立体の断面図であって、所定のストラットを第２の位置で示す図である。
【図６】
例示のクラッチ組立体に用いられる形状を図示した、図５と同様の平面図である。
【国際公開パンフレット】
2004518915.tif 000003
2004518915.tif 000004
2004518915.tif 000005
2004518915.tif 000006
2004518915.tif 000007
2004518915.tif 000008
2004518915.tif 000009
2004518915.tif 000010
2004518915.tif 000011
2004518915.tif 000012
2004518915.tif 000013
2004518915.tif 000014
2004518915.tif 000015
2004518915.tif 000016
2004518915.tif 000017
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004518915.tif 000018
【国際調査報告】
2004518915.tif 000019
2004518915.tif 000020