(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向オーバーランニングクラッチ組立体であって、
軸線を中心に回転可能であり、該軸線に略直交する第１表面と軸線方向に延びる周縁リム部分とを含む第１部材と、
前記軸線を中心に回転可能であり、前記第１部材の第１表面と、間隔をおいて対向する関係で配置された第２表面と、該第２表面と対向する第３表面とを含む第２部材と、
前記第１部材が前記第２部材に対して第１方向に回転するとき、前記第１部材を第２部材と連結させる構造であって、
前記第１部材の第１表面と前記第２部材の第２表面に形成された複数の凹部であって、各々が当接肩部を提供する複数の凹部と、
少なくとも１つのストラットであって、前記第１部材の当接肩部と係合可能な第１端と、前記第２部材の当接肩部と係合可能であり前記第１端の反対の第２端と、径方向に最も内方の部分とを備えるストラットと、を備える構造体と、
前記リム部分と恒久的に流体密関係で係合する外方周縁部を有する環状リテーナとを有し、
前記リテーナが、前記第２部材の第３表面と重なる本体部分を有し、該リテーナの本体部分が前記各ストラットの前記径方向に最も内方の部分の径方向内方の位置まで延び、
前記第１部材の第１表面とリム部分とが前記リテーナの本体部材と協働して環状で径方向内方に開く谷部を形成し、潤滑油が遠心力で前記谷部内に維持されているとき前記各ストラットが略浸漬させるのに十分な量の潤滑油を維持できるようにしている、
ことを特徴とする一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【請求項２】
前記リテーナの本体部分が、前記第２部材の第３表面と係合して前記第２部材の前記第１部材から離れる軸線方向の動きを制限することができる第１表面を有する、
請求の範囲第１項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【請求項３】
前記第１部材が前記リム部分に内側円筒面を有し、
前記第２部材が外側周縁部分を有し、
前記第２部材の外側周縁部分が前記第１部材の内側円筒面内に入れ子状に受け入れられる、
請求の範囲第１項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【請求項４】
前記第１部材の第１表面と第２部材の第２表面との間にキャビティが形成され、
前記第１および第２部材の少なくとも一方が、前記キャビティと連通する潤滑剤受け入れチャネルを含み、該チャネルに供給された潤滑油が、遠心力によって、前記キャビティ内で径方向外方に、前記第２部材の外側周縁部分と前記第１部材のリム部分の内側円筒面との間で軸線方向に、そして、前記第２部材の第３表面と前記リテーナの本体部分の間で径方向内方に流れる、
請求の範囲第１項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【請求項５】
前記第１部材が、さらに、内側周縁部分を含み、
前記第２部材が、さらに、軸線方向に突出するハブを有する内側周縁部分を含み、前記ハブが外側円筒面を有し、
前記第１部材の内側周縁部分が前記ハブの外側円筒面の周りに入れ子状に受け入れられる、
請求の範囲第３項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【請求項６】
前記リテーナが、前記第１部材のリム部分に押し嵌めされて係合している、
請求の範囲第１項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【請求項７】
前記第１部材のリム部分が、前記第１部材のリテーナを機械的にロックするように変形させられている、
請求の範囲第１項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【請求項８】
前記第１部材のリム部分が、径方向内方に開いた溝を含み、
前記リテーナの外側周縁部分が径方向に該溝内に延びている、
請求の範囲第１項に記載の一方向オーバーランニングクラッチ組立体。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の分野
本発明は、一方向駆動式オーバーランニングクラッチ機構に関し、特に構造が単純化されていて高トルクを伝達でき、高速作動に特に適した改良型で軽量の一方向クラッチに関する。
従来技術の説明
一方向駆動式オーバーランニングクラッチ機構（以下、「クラッチ」又は「オーバーランニングクラッチ」という）は、周知であって、例えば自転車の駆動装置のような低速型装置から、例えば自動車の変速装置やトルクコンバータのような高速型装置にわたる種々の用途で広く用いられている。従来、高速型自動車用変速装置に用いられる市販のクラッチは、一般に、スプラグ式又はローラーランプ（傾斜部）式のものであり、これらのクラッチは両方とも、クラッチの駆動部材と被駆動部材との間でトルクを伝達したり、ロックアップする楔作用を利用している。これらクラッチの楔作用は、構成部品に極めて大きな応力を生じさせる関係上、クラッチは比較的重量があって製造費が高い。かかるクラッチは、一般に、自動変速装置中の最も弱い結合部であると考えられる。
また、駆動クラッチ部材と被駆動クラッチ部材との間又はクラッチ板相互間に配置されていて、駆動クラッチ板及び被駆動クラッチ板に設けられた切欠きにより構成される肩に係合して一方向の相対回転時にこれらの間でトルクを伝達する駆動位置と、逆方向における相対回転時にオーバーランニング又は空回りを可能にするオーバーランニング位置との間で動くことができる剛性ストラットを採用したクラッチも公知である。この種のクラッチは、例えば米国特許第5,070,978号及び第5,449,057号に開示されている。
代表的なストラット式クラッチでは、個々のストラットは、少なくとも１つのストラットの両端又は両縁部が一方向における駆動部材の回転時に駆動クラッチ板及び被駆動クラッチ板の密に間隔を置いた状態で対向した作用面に設けられた切欠きにより形成された肩に係合する駆動位置と、駆動部材が被駆動部材に対して逆方向に回転するとストラットがクラッチ板のうち少なくとも一方から外れる引込み位置との間で回動できるよう取り付けられている。ストラットは、米国特許第5,449,057号に開示されているが、市販されているこの種の大抵の駆動装置に見られるようなクラッチ作用面相互間に設けられたキャリヤに回動自在に取り付けられ、これらストラットは一端又は一縁部がポケットにより構成される肩に常時接触した状態でクラッチ板の一作用面に設けられたポケット内に支持されている。キャリヤで支持されるにせよ、クラッチ作用面の一方のポケット内に納められるにせよ、いずれにしても個々のストラットは、一方向における被駆動部材に対する駆動部材の回転時に、弾性部材、代表的にはバネにより両方のクラッチ作用面に係合して２つのクラッチを互いにロックする位置に常時付勢されている。逆方向、即ち、オーバーランニング方向における相対回転時、バネ部材は、ストラットを絶えず付勢してこれをクラッチ作用面に接触させると共に被駆動部材及び駆動部材の回転時にストラットを各ポケット内へ押し込む傾向があり、ポケットの形状は、回転が続くとストラットをカム作用により戻すようなものである。
上述の米国特許第5,449,057号で示唆されているように、高速変速機構で用いられている従来型オーバーランニングクラッチでは、潤滑流体又は潤滑油を連続供給してストラット、スプラグ又はローラを絶えずこれで覆い、特にクラッチがオーバーランニングモードで動作しているときの摩耗を極力抑える必要がある。
かかるクラッチを、種々の回転部品により機構内部全体へ連続的にはねかけられる潤滑油のリザーバを有する種々の機構、例えば、自動変速装置に用いる場合、クラッチの潤滑のためにこの潤滑油の多少ランダムな分配法が利用されている。
しかしながら、かかる装置は、特にオーバーランニングモードの際に摩耗を最小限に抑えると共に最適効率の作動を可能にするのに適するほどの潤滑を常に行うとは限らないことが判明した。
ストラット式クラッチのストラットの回動運動を高速時に効果的に鈍くするには、ストラットを潤滑油浴中に浸漬状態に保ってストラットがオーバーランニングモードで本質的に静止したままにすればよいことが分かった。これにより、ストラットが隣接のクラッチ作用面の凹部上を通過する際に各ストラットに係合する弾性バネ部材の迅速な伸縮が実質的に無くなり、それにより疲れ破損を効果的に無くすことでバネの寿命が大幅に伸びる。さらに、ストラットを全ての高速作動中、潤滑油浴中に完全に浸漬させた状態に保つことにより、ストラットとクラッチ作用面との間の直接的な金属間接触が途切れていない潤滑油被膜により回避される。
上述の米国特許第5,070,978号は、入力シャフトとの間にシールを設けたハウジングを用いてクラッチ板を包囲するという技術的思想を開示している。密閉ハウジングは、空回り又はオーバーランニング中に２つの向かい合ったクラッチ板を「浮動」させて互いに離すために連続潤滑が行われるよう油で満たされている。また、この米国特許はその第８欄第１０〜１２行において、ハウジングを油で満たす場合、これにより影響が高速でオーバーランニング中のストラットの動きに対して生じるということを示唆しているように思われる。ただし、この米国特許は又、たとえハウジングを油で満たしていなくても、ストラットが高速では「殆ど全く動かない」ことも記載している。ハウジングは、ねじ込み式クロージャ板により閉鎖される開口端を備えた全体としてカップ状の出力シェルを有している。別のハウジング及びねじ込み式クロージャの使用によりクラッチのコストが大幅に増大し、ねじ切り式のコネクタが長期間にわたる使用中に弛んだ場合に破損の恐れが生じる。さらに、万一シールが破損しても油を補給する手だてがなく、それにより、油が密閉ハウジングから漏れ出た場合にはクラッチの過度の摩耗が生じると共にオーバーヒートになり、最終的には破損する恐れがある。密閉ハウジングは、シールが破損した場合に跳ねた油がストラットに達しないようにするのに効果のある遮蔽体として働く。さらに、別体のハウジング及びねじ込み式クロージャが用いられることにより、クラッチ組立体の総重量及び全体の大きさが大幅に増大する。
したがって、本発明の目的は、クラッチ部品の連続循環を確実に行う改良手段を備えた改良型で軽量のストラット式オーバーランニングクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、クラッチが用いられている機構の姿勢とは無関係に高速作動中、可動ストラッドが油のリザーバ内に常時浸漬されるようにする上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、クラッチ板を組立て関係に保持してクラッチ部材のうち一方と油密ジョイントを構成し、遠心力に起因する圧力を受けても油リザーバをクラッチ板相互間に保持する堰又はダムとして役立ち、そして高速作動中にストラット及びバネ部材を密閉する改良型の軽量保持手段を備えた上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、作動中、連続した油の流れをクラッチ組立体中に与える手段を有する上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、製造費が安く且つ作動において信頼性が高い上記形式のクラッチ組立体を提供することにある。
発明の概要
上記目的及び他の目的並びに上記利点及び他の利点は、複数の剛性ストラットが、一対のクラッチ板の互いに隣接した状態で対向した相対回転自在な作用面相互間に設けられ、前記ストラットは、少なくとも１つのストラットが両方のクラッチ作用面に設けられた肩に係合して２つのクラッチ板を共通軸線の周りに一方向に一緒になって回転できるよう相互係止する位置まで回転する係合位置と、逆方向におけるクラッチ板の自由相対回転を可能にする離脱又はオーバーランニング位置との間で回動できるようになっていることを特徴とする本発明により達成される。第１のクラッチ板は、軸方向に延びる外側リム部分と、外側リム部分の一端に位置した半径方向内方に延びる一体成形の本体部分とを有する。また、第２のクラッチ板は、第１のクラッチ板の軸方向に延びるリム部分に入れ子状に嵌入される外周部を備えた実質的に半径方向に延びる本体部分を有すると共に好ましくは、第１のクラッチ板の内周部に入れ子状に嵌入される一体成形の軸方向に延びる内側ハブを有し、第１のクラッチ板と第２のクラッチ板は、これらの間にキャビティを構成するよう協働する。複数のストラットが、係合又は駆動位置と離脱又はオーバーランニング位置との間で回動できるよう第１のクラッチ板と第２のクラッチ板との間でキャビティ内に設けられている。本発明の好ましい実施形態では、クラッチの作用面は、上述の米国特許第5,070,978号及び米国特許第5,597,057号の図１５〜図２７に示された構造と類似した全体として平らで互いに平行な環状クラッチ面である。
好ましい実施形態では、第１のクラッチ板の環状リムは、第２のクラッチ板部材の本体を軸方向に越えて延び、内向きの環状溝が、第２のクラッチ板部材の本体部分の外側にすぐ隣接する位置で、第１のクラッチ板部材の外側リム部分に形成されている。環状リテーナが第２のクラッチ板の表面の上に位置した状態で環状溝内にしっかりと固定され、第１及び第２のクラッチ板を組立て関係にしっかりと保持している。リテーナは、好ましくは、当初、金属の連続環状リングとして形成され、この環状金属リングは、全体として切頭円錐形又は皿形ばね座金の形に形作られる本体部分を有し、次に略平らな平坦な形状に加圧成形されてその外周部が環状溝の中に拡張されると共に第２のクラッチ板の半径方向に延びる本体部分の上に位置した状態でこれに係合する。
環状溝及びリテーナの外周部は、リテーナの取付けの際、溝がリテーナ縁部に係合してこれを加圧成形して溝の幾何学的形状に一致させると共に流体を密封するシールを形成するように寸法決めされている。リテーナリングの内周部は、少なくとも実質的に剛性ストラットの半径方向最も内側の部分の位置に等しいが、外側クラッチ板の本体部分の内周部の外側の位置まで半径方向内方に延びる。第１のクラッチ板部材の半径方向内方に延びる本体部分と外側リム部分とリテーナとが協働して、２つのクラッチ板の間のキャビティ及び前記第２のクラッチ板の外側リム部分を包囲する全体としてドーナッツ形の内方に開口したエンクロージャ又は環状トラフ（谷部）を形成する。
潤滑油を対向したクラッチ作用面相互間のキャビティ内へ送り込んで構成部品の潤滑を行うと共にクラッチ作用面相互間のキャビティを本質的に満たすために油供給通路が設けられている。クラッチの回転時、潤滑油に作用する遠心力は、油をドーナッツ形空間内に保持することになり、かくしてこの空間を潤滑油で満たすや否や、この空問は、クラッチがその向きとは無関係に遠心力が重力に打ち勝つのに十分な速度で回転し続ける限り、油で満たされ、圧力を受けた状態のままになろう。
遠心力により、油は第２のクラッチ板本体の外周部と第１のクラッチ板のリムとの間を流れ、次にリテーナに沿って流れ、ストラットが加圧潤滑油中に絶えず浸漬されているようにする堰として働くリテーナの縁部を越えて流れる。好ましくは、第２のクラッチ板の内周部又はハブ及び第１のクラッチ板の外側リム部分は、一方向だけの回転時に動力を伝達するために駆動部材及び被駆動部材に設けられた相手方のスプライン又は歯と噛み合うよう協働するスプライン又は歯を備えている。好ましい実施形態では、油を取付けシャフト又は歯車に設けられた穿孔通路を通って第１及び第２のクラッチ作用面相互間のキャビティと連通した環状外側リングに、例えば第２のクラッチ板ハブに形成された穿孔油通路により供給される。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、図面と関連した以下の詳細な説明から明らかになろう。
図１は、本発明のクラッチ組立体の側面図である。
図２は、図１に示すクラッチ組立体の分解図であり、分かりやすくするために部品を省いたものがある。
図３は、図１の３−３線矢視断面図であり、分かりやすくするために異なる縮尺で示した要素がある。
図４は、図３に示す構造体の一部の部分拡大断面図である。
図５は、図４の５−５線部分矢視断面図である。
図６は、図５と類似した図であり、クラッチをオーバーランニング状態で示す図である。
図７は、クラッチで用いられた剛性ストラットの拡大斜視図である。
図８は、クラッチを、取り付けられるべき定位置にある剛性リテーナに対して組立て前の関係で示した断面図である。
図９は、図８と類似した図であり、剛性リテーナを取り付けるためのダイ部材を示す図である。
図１０は、リテーナを部分的に取り付けた状態で示す図９と類似した図である。
図１１は、ダイを最終的な組立て位置で示した完全組立てクラッチの図である。
図１２は、シールを取り付けられるべき定位置にある状態で示した本発明の変形実施形態の部分拡大断面図である。
図１３は、図４と類似した図であり、図１２のクラッチ構成部品を完全組立て状態で示した図である。
図１４は、本発明の別の実施形態を示す部分断面図である。
図１５は、本発明の別の実施形態を示す部分断面図である。
図１６は、本発明の別の実施形態を示す部分断面図である。
好ましい実施形態の説明
図面を詳細に参照して、本発明のクラッチ組立体は、その全体が符号１０で示されており、このクラッチ組立体１０は、外側のクラッチ部材又はクラッチ板１２及び内側のクラッチ部材又はクラッチ板１４を有している。クラッチ１０は、被駆動シャフト１６に取り付けられると共に内側クラッチ板１４の内周部に設けられていて、シャフト１６の外周部に設けられたスプライン２０と噛み合う歯１８によってシャフト１６上で回転不能に支持された状態で図３に示されている。
外側クラッチ板１２は、円筒形内周面２４及び平らな環状内面２６を備えたリング状本体部分２２と、平らな内面２６から軸方向に延びる外側リム部分２８を有している。歯又はスプライン３０が、外側リム部分２８の外周部にぐるりと形成されていて、駆動歯車（図示せず）に設けられた相手方の歯と噛み合うようになっている。
内側クラッチ板１４は、外側リム部分２８の円筒形内面３６内にぴったりと嵌まるよう寸法決めされている円筒形外周面３４を備えた全体としてリング状の本体部分３２を更に有しており、その内側内周部には、軸方向に延びるハブ３８を備え、このハブ３８は、外側クラッチ板１２の内周面２４を入れ子状に受け入れるよう寸法決めされた外向きの円周面４０を備えている。内側クラッチ板の本体３２は、クラッチを組み立てると、外側クラッチ板の平らな内面２６に対して密に間隔を置くと共にこれに平行な関係に配置される平らな内面４２を更に有している。
外側クラッチ板１２の平らな内面２６には、それぞれがストラット４６を受け入れるようになった複数の凹部４４が形成されている。各凹部４４は、バネ５０を受け入れるための第２の凹部４８を更に有している。
図７で最もよく分かるように、ストラット４６は、剛性の全体として矩形の本体５２を有し、横方向に延びるウィング５４が、本体の一端に隣接して本体の各側縁５６から１つずつ突き出ている。本体５２の前方端部、即ちウィング５４が形成されている端部と反対側の端部は、本体５２の両側の平らな表面に関して僅かに傾斜した実質的に平らな平坦面であるが、好ましくは図７の符号５８で示すように僅かに湾曲したものである。後端６０、即ち端５８と反対側に位置し且つこれと平行な端は、本体５２の表面に対して、端５８の傾斜角度と全体として一致した角度で傾斜した平らな平坦面である。端５８、６０の傾斜角度は、図５に示すような凹部４４内へ突き出た係合又は駆動位置から、図６に示すような凹部４４から引っ込んだ引込み又はオーバーランニング位置へのストラットの最大傾斜角度又は運動角度に一致している。
内側クラッチ板１４の平らな環状面４２は、駆動モードにおいてストラット４６のうち１つの端５８に係合する位置でリング状の当接面又は肩６４となる複数のストラット係合切欠き６２を備えている。切欠き６２は、傾斜した後方部分６６を有するのがよい。上述したように、前方端５８は、平らな平坦面であるのがよいが、好ましくは僅かに弧状である。なお、その曲率の度合は、説明の都合上、図７では誇張してある。端５８が弧状の場合、肩６４も又これに対応して湾曲し、したがって係合位置では、縁５８及び肩６４は、端５８の全長に沿って互いに接触した状態になる。それと同時に、僅かに弧状の形を用いていることにより、荷重を受けると、製造公差に起因して生じる場合のある僅かな心ずれを吸収するほどのストラットの調整又は移動が可能になり、それによりかかる心ずれの結果として生じる場合がある応力集中を無くしたり、或いはこれを最小限に抑える。また、図５〜図７から分かるように、ウィング５４は、好ましくは、ストラットをバネ５０の影響下において自由に傾動させて本体５２を図５に示すように凹部４４内へ突出させることができるようにする傾斜部分６８を備えている。潤滑流体又は潤滑油を凹部４４及び小凹部４８内へ自由に流れやすくするために、各凹部４４は、好ましくは、逃げ部７０を有し、同様の逃げ部７２が、好ましくは、各小凹部４８の一端に形成されている。
上述したように、内側クラッチ板１２、外側クラッチ板１４、駆動ストラット及び弾性バネを含むクラッチ組立体の構造は、ストラット端５８及び駆動切欠き肩６４の形状が好ましくは弧状であることだけを除き、米国特許5,597,057号に開示され記載されているものと実質的に同一である。
上述の同時係属出願に記載されたクラッチ組立体の場合と同様に、外側クラッチ板１２を駆動方向に、即ち図５で見て右側に回転させると、バネ５４はストラット４６を切欠き６２内へ押し込んで一つのストラット４６の前端５８がその切欠き６２の肩６４に係合する。ストラット端５８及び肩６４を介して作用する内側クラッチ板１４の運動に対する抵抗は、ストラットにカム作用を及ぼしてこれを肩に完全に係合させる傾向があり、それによりバネ５０がストラットを完全に切欠き内へ突出させるのを助ける。
外側クラッチ板１２を逆方向、即ち図６で見て左側に回転させると、或いは内側クラッチ板１４が外側クラッチ板１２よりも速く回転する傾向がある場合、切欠き６２の傾斜表面６６は、ストラットにカム作用を及ぼしてこれをオーバーランニング位置まで凹部４４内へ戻す。図６に示すこのオーバーランニング状態では、凹部４４、小凹部４８及び切欠き６２を潤滑油で完全に満たして一連の切欠き６２がそれぞれのストラットを通過する際にストラットの動きを鈍くし、それにより、バネ５０がストラットを切欠き内へ突出させてこれが傾斜切欠き面６６との衝突により跳ね戻ることのないようにする。本発明によれば、各ストラットの本体５２を完全に浸漬させるこの加圧油の供給は、クラッチ組立体の通常作動中、確保される。
次に図３及び図４を参照して、外側クラッチ板１２の外側リム部分２８はその開放端部のところに、直径が円筒面３６の直径よりも大きなカウンタボアを備え、このカウンタボアは、平らな内面２６に平行な平面内に位置した平らな環状肩７６で終わる円筒面７４を備えている。全体としてＶ字形の環状溝又は切欠き７７が、肩７６に隣接して円筒壁７４に形成されており、リテーナ７８が、溝７７の周囲に圧入され、流体を密封するシールを形成している。図１〜図１１に示すような本発明の好ましい実施形態では、成形されたばかりのリテーナ（図８参照）は、環状内周縁８２及びその外縁に一体形成された全体として軸方向に延びるフランジ８４を備える金体として切頭円錐形のリング状本体部分８０を有している。フランジ８４の外周は、円筒面３６の直径よりも大きく、円筒面７４の直径よりも僅かに小さい。
図８〜図１１に示すように、全体として切頭円錐形のリテーナ７８を当初、フランジ部分８４がＶ字形溝７７に隣接すると共に切頭円錐形本体部分の内縁８２がハブ３８の端部から外方へ突き出た状態でカウンタボア７４内に配置する。次に、リテーナの内周縁８２を軸方向可動ダイ要素８８に設けられた肩８６に係合させ、このダイ要素８８を下方に移動させてリテーナを圧縮し、外方に向いてＶ字形溝７７内へ入り込むその大きいほうの直径部を形成する。ダイ８８の最終運動により、リテーナ７８の軸方向に延びるフランジ部分８４が溝７７内にしっかりと入り込んで本体部分８０が内側クラッチ板１４の外面９０の上に位置する略平らな環状リングの状態になる。
リテーナ７８の加圧成形中、内周縁は、ダイ８８の肩８６によって半径方向に収縮しないよう保持される。また、ダイ８８の最終運動中、環状切欠き９２はフランジ８４の端部に係合してリテーナを加圧成形し、これが溝７７の幾何学的形状に合致して流体を密封するシールを形成する。
取付け位置においてリテーナの小さいほうの直径部は、少なくともストラット４６の本体５２の上に位置するが、外側クラッチ板の内周面２４の半径方向外方の位置まで半径方向内方に延びる。かくして、リテーナ７８、外側リム２８及び外側クラッチ板材１２の本体部分２２は、事実上、凹部４４、小凹部４８及び内側クラッチ板１４の平らな内面４２に形成された切欠き６２を含み、ストラット４６及びバネ５０を収容する全体としてドーナッツ形の環状キャビティを構成する。
再び図３及び図４を参照すると、油供給通路９４がハブ３８を貫通して延びて表面４２、４０の交差部のところで終わっていることが分かる。油を加圧下でシャフト１６に形成された油供給通路９６、９８を介して通路９４に供給するのがよい。図３に示すような静止位置では、平らな内面２６、４２は互いに直に接触した状態にあるのがよいが、クラッチ板は、作動中これら表面間に幾分かの有限的な隙間を生じさせるよう寸法決めされているので油膜が存在することになり、油が通路９４からこれら表面間を通って凹部４４、４８及び切欠き６６内へ流入することができるようになっている。表面２６、４２の離隔状態は、油の流路を示すためにために図４〜図６では幾分誇張されている。また、油膜が、開口した円筒面２４、４０間や円筒面３４、３６間に存在し、それにより制限された流れが可能になり、しかも作動中における潤滑が可能になると共にこれら表面の直接的な金属間接触が回避される。
高速作動中、凹部及び切欠き内の油は、ストラット４６を包囲することになり、遠心力と通路９６、９８から通路９４を通って流れる油の圧力の両方によって加圧され、それにより油の連続した流れがこれら凹部及び切欠き内へ流れてこれを通り、そして表面３４、３６間を外方に流れ、内側クラッチ板１４の対向外面９０及びリテーナ７８の内面９１に沿って流れる。リテーナ７８の内周縁８２は、表面９０に沿って、ハブ３８とストラット４６の本体５２の半径方向内側部分との間の半径方向位置まで延び、作動中、キーを油の中に浸漬させた状態に保ちながら縁８２を越える潤滑油の制限された外側への連続流れを可能にする堰として働く。
リテーナ７８はＶ字形溝７７内へしっかりと且つ永続的に嵌め込まれて流体を密封するシールを形成しているので、通常作動中、潤滑油が全ての対向して相対移動する表面全てに連続供給された状態で、クラッチ板１２、１４は、互いに、常時、一定の立体関係に維持される。リテーナとＶ字形切欠きとの間の永続的な相互係止状態の加圧成形ジョイントにより、従来型弾性スナップリング又は従来用いられていた形式のねじ込み式リテーナの装着具合の不良又は弛みの結果としての潤滑流体のチャネリングと流体の損失の両方又は何れか一方が生じないようになる。
保持要素７８は、好ましくは、当初、適当な鋼材料の平らなシートからプレス成形又は加圧成形されて環状のリングとして形成され、この環状のリングを、その最も外側の周縁部分を備えた切頭円錐形の形にし、この周縁部分は、溝７７内へ加圧成形され、これとシールを形成する形状になる。
油通路９４を１つだけ図示しているが、必要であれば、複数のかかる通路を設けてもよいことは明らかである。例えば、複数のかかる油通路を、ハブ３８の内周部の周りに間隔を置いて設けてもよく、油供給は、シャフト１６内に設けられていて、シャフトの周りに延びる環状溝（図示せず）と連通した油通路９６、９８から各油通路に行われる。変形例として、当然のことながら、多数の半径方向に延びる油通路９８をかかる通路９４とそれぞれ連通した状態で設けてもよい。
実質的に上述したように構成され、内側及び外側クラッチ板が透明な熱可塑性材料で作られているクラッチの作用を説明すると、クラッチ板１２、１４相互間のボイド空間を満たし、遠心力により生じる圧力を受けた状態に保たれる潤滑油は、クラッチがオーバーランニングモードにあるとき、ストラット４６のあらゆる運動を実質的に完全に鈍くすることが分かった。オーバーランニングモードで動作している時、ストラットの写真にとるために用いられた毎秒20,000フレームで動作する高速度カメラの示すところによれば、約150rpm以上の速度ではストラットの動作は目で分からないほどであった。合成樹脂材料から作られたこの実験用のクラッチでは、外側クラッチ部材１２の外径は６インチ（15.24cm）、シャフトの中心からストラットの外縁５６までの半径方向距離は2.5インチ（6.35cm）であった。
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の変形実施形態を説明する。この実施形態では、外側および内側クラッチ板、被駆動要素、ストラット及びバネは、上述したものと実質的に同一であり、類似の部品を示すために同一の符号が用いられている。しかしながら、この実施形態では、リテーナは当初、全体を通じて実質的に一様な厚さの切頭円錐形リング１００として形成される。外側リム部分２８のカウンタボア部分に形成された内向きの溝１０２の形状は、上述した実施形態のものよりも一層浅いＶ字形の形状をしている。図１３に示すように、リテーナ１００の外周縁１０４は、溝１０２内へ拡張し、リテーナを上述したように実質的に平らなリングの状態に成形する加圧成形動作により、溝の形状に加圧成形される。いったん取り付けると、クラッチ組立体は永続的に組み付けられ、その内周縁は、上述したのと同一の仕方で堰として働く。
図１４は、図１２及び図１３に示す構造の変形例を示しており、この変形例では、リテーナ１１０が、内側クラッチ板１４の外面９０の上に位置する組立て関係に加圧成形される前に、その内周部の周りに補強又は補剛ビード又はフランジ１１２を備えている。補強ビード１１２は、リテーナ１１０の剛性及び寸法安定性をもたらし、リテーナ部材の平らな本体の内周部分を取付け後に一層平らな状態に維持する傾向がある。かかる補強ビード又はフランジを、図３及び図４と関連して図示説明した実施形態に容易に設けることができることが理解されよう。
図１５は、リテーナ１２０が、外側クラッチ板１２のカウンタボア７４内へ納められて肩７６に当接する剛性の平らな座金又はリングの形態をしている実施形態を示している。外側クラッチ板１２は、図３及び図４に関して上述したものと同一であるのがよいが、図１５に示すように、好ましくはカウンタボアの円筒壁のＶ字形切欠きは省かれる。この実施形態では、リテーナ１２０は、外側クラッチ板１２の外側リム部分２８から形成された材料の連続ビード１２４によって内側クラッチ板１４の外面９０の上に位置する位置にしっかりと保持され、この外側クラッチ板１２は、力をカウンタボアに隣接した外側クラッチ板１２の端に加える公知の加圧成形作業により変形される。別の変形例として、ビード１２４に代えて、外側クラッチ板１２の外側リム部分２８から金属をリテーナ１２０の周囲の周りに間隔を隔てた箇所で変形させるステーキング加工により形成された一連のタブ（図示する）を用いてもよい。このステーキング加工された形状では、リテーナ１２０の外径及びカウンタボアの内径は好ましくは、リテーナ１２０の外周部と外側クラッチ板１２の端に形成されたカウンタボアとの間の油の漏れを実質的に防止する信頼性の高い流体シールを形成するのに十分な締め代のプレス嵌めをもたらすよう寸法決めされる。これと似た締り嵌めを材料の連続ビード１２４か図１５に示すように変形されるところに用いてもよい。
本発明の別の変形例が、図１６に示されており、この変形例では、軸方向に延びる内側ハブ（図３及び図４に示す実施形態では符号３８で示されている）が省かれている。この実施形態では、外側クラッチ部材１３２及び内側クラッチ部材１３４は、クラッチ組立体の内周部の周りに全体としてＶ字形の環状チャンネル１３８を構成するよう協働するテーパ又はベベル表面１３４、１３６を備えた対向する内側作用面を有している。チャンネル１３８は、作動の際、シャフト１６内の潤滑油チャンネル９８の吐出口に対して実質的に対向した関係に配置され、それにより組立体の回転時、チャンネル９８から放出された潤滑油が十分な圧力下で出口チャンネル９８から排出されるか、或いはそれ自体の運動量及び遠心力の影響を受けてチャンネル１３８内へ推進されることになる。チャンネル１３８から油は遠心力の影響を受けて対向した表面２６、４２相互間を流れ、凹部４４、４８を通ってストラット５２の表面上を流れて、上述したのと同一の仕方で堰として働く保持部材の内周部上に排出されるようになる。
図１６の実施形態は、図１４に示す形状と同一のネジ要素を採用したものとして示されている。しかしながら、この実施形態ではリテーナの他の形態のうち任意のものを用いてもよいことは明らかであると考えられる。
上述の実施形態の各々に関し、２つのリング状クラッチ部材とリテーナは協働して、２つのクラッチ部材相互間でストラット上を半径方向外方に延び、次に第２のクラッチ部材とリテーナとの間を半径方向内方に延びる全体としてドーナッツ形の内方に開放したエンクロージャ又は環状トラフを形成する。リテーナの内周部の位置により、保持部材は、ストラットが作動中、遵続的に浸漬されるようにするための潤滑油の排出のための堰として働くことができる。潤滑油の連続流は、冷却剤として働くと共に異物をクラッチから洗い流して除去するだけでなく、オーバーランニングモード中のストラットの動きを鈍くするのに役立つ。
【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６】
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【図７】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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