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技術 低減されたフリーホイール摩擦を有する一方向クラッチ

出願人 シェフラーテクノロジーズアー・ゲーウントコー.カー・ゲー
発明者 マイケルディヴィス
出願日 2013年7月9日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2015-521716
公開日 2015年8月3日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2015-522146
状態 特許登録済
技術分野 一方向・自動クラッチ、異種クラッチ組合わせ
主要キーワード 面ペア フリーホイールモード ブロッキング装置 軸線方向面 楔プレート ブロッキングエレメント 半径方向外向 半径方向面
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題・解決手段

一方向クラッチは、回転軸線に直交するか又は第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面を有する複数の第1傾斜部を有している。前記クラッチは少なくとも1つの楔プレートを有しており、該楔プレートは、滑らかな第2外周面と第1内周面とを有しており、該第1内周面は、半径方向において回転軸線に直交するか又は第2ラインとともに第2の鋭角を形成する各第2対向面を有する複数の第2傾斜部を有する。当該クラッチは、第2内周面を有するアウタレースを有する。アウタレースは、円周方向においてインナレースに対して回転可能である。前記方向におけるアウタレースの相対回転に関連して、第1対向面の全部でないが少なくとも一部が第2対向面と接触する。反対の円周方向におけるアウタレースの回転は、インナレース及びアウタレースをロックする。

概要

背景

図7は、2008年12月10日に出願された、共同所有されている米国特許出願公開第12/316219号明細書に基づく一方向クラッチ300の分解組立図である。クラッチ300は、インナレース302、楔プレート304、及びアウタレース306を有する。インナレース302は、スプライン308を介して相対回転不能に固定されている。アウタレース306が円周方向CD1に回転するとき、クラッチ300はフリーホイールモードであって、アウタレースは、インナレース及び楔プレートに対して回転し、アウタレースの内周面310の全体が、楔プレートの外周面312と摩擦係合する。アウタレースが、円周方向CD2(ロックモード)において回転するために回転方向逆転するとき、楔プレートがインナレース及びアウタレースに抗して拡張し、これによりアウタレースの回転をインナレースの回転にロック、即ちアウタレースを回転方向で固定する。

クラッチをフリーホイールモードからロックモードに切り換えることを可能にするためには、楔プレートとアウタレースとの所定の摩擦係合が必要であるが、この摩擦係合は、アウタレースの回転を妨害するものであり、アウタレースに加えられたトルク負荷散逸させる。したがって、上述の摩擦係合は、クラッチ300を使用する装置の効率を低減させる。クラッチ300において、摩擦係合とこれに付随する効率の低下は、円周面310,312の前面に亘る接触によって最大化される。

米国特許第3202250号明細書は、インナレースと、1つ又は複数の楔部材と、アウタレースとを有する一方向クラッチを開示する。上述のように、楔部材の各外周面の全範囲がアウタレースの内周面と係合すると、その結果として、上述したように摩擦に付随する非効率性が最大化する。

概要

一方向クラッチは、回転軸線に直交するか又は第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面を有する複数の第1傾斜部を有している。前記クラッチは少なくとも1つの楔プレートを有しており、該楔プレートは、滑らかな第2外周面と第1内周面とを有しており、該第1内周面は、半径方向において回転軸線に直交するか又は第2ラインとともに第2の鋭角を形成する各第2対向面を有する複数の第2傾斜部を有する。当該クラッチは、第2内周面を有するアウタレースを有する。アウタレースは、円周方向においてインナレースに対して回転可能である。前記方向におけるアウタレースの相対回転に関連して、第1対向面の全部でないが少なくとも一部が第2対向面と接触する。反対の円周方向におけるアウタレースの回転は、インナレース及びアウタレースをロックする。

目的

また、本明細書で使用される用語は、特定の態様のみを説明することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の第1傾斜部を有する第1外周面を含むインナレースであって、前記第1傾斜部の各々が、一方向クラッチのための回転軸線に直交するか又は前記回転軸線に直交する第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面と、前記各第1対向面に接続された第1端部及び該第1端部よりも半径方向内方に位置する第2端部を有する各第1傾斜面と、を有しているインナレースと、滑らかな第2外周面と複数の第2傾斜部を有する第1内周面とを含む少なくとも1つの楔プレートであって、前記第2傾斜部の各々が、半径方向において前記回転軸線に直交するか又は前記回転軸線に直交する第2ラインとともに第2鋭角を形成する各第2対向面と、前記各第2対向面に接続された第3端部及び該第3端部よりも半径方向外方に位置する第4端部を有する各第2傾斜面と、を有している少なくとも1つの楔プレートと、第2内周面を有するアウタレースと、を備える一方向クラッチであって、前記アウタレースは、第1円周方向において前記インナレースに対して回転可能であり、前記第1円周方向に、前記インナレースに対して前記アウタレースを相対回転させるために、前記各第1対向面の全部ではない少なくとも1つが、前記各第2対向面に接触し、前記第1円周方向とは反対の第2円周方向における前記アウタレースの回転により、前記アウタレースの回転を前記インナレースの回転にロックすることを特徴とする一方向クラッチ。

請求項2

前記少なくとも1つの楔プレートは、該少なくとも1つの楔プレートの第1及び第2端部を分離する、半径方向に設けられた間隙を有し、これにより、前記少なくとも1つの楔プレートは、前記間隙において円周方向で完全に不連続となる、請求項1記載の一方向クラッチ。

請求項3

前記アウタレースの回転が前記インナレースの回転にロックされるとき、前記各第1対向面の全てが前記各第2対向面と接触しない、請求項1記載の一方向クラッチ。

請求項4

前記少なくとも1つの楔プレートは、該少なくとも1つの楔プレートの第1及び第2端部を分離する、半径方向に設けられた間隙を有し、これにより、前記少なくとも1つの楔プレートは、前記間隙において円周方向で完全に不連続となり、前記第1円周方向に、前記アウタレースを相対回転させるために、接触状態にある前記各第1及び第2対向面が前記第1円周方向で前記間隙に近づけば近づくほど、前記第1円周方向における前記アウタレースの回転とは反対の力の大きさは小さくなる、請求項1記載の一方向クラッチ。

請求項5

前記少なくとも1つの楔プレートは、前記第1内周面に向かって開口している、半径方向で最も内側の各第1端部と、前記少なくとも1つの楔プレートによって囲まれた、半径方向で最も外側の各第1端部と、を有する複数の第1スロットと、前記第2外周面に向かって開口している、半径方向で最外側の各第2端部と、前記少なくとも1つの楔プレートによって囲まれた、半径方向で最内側の各第2端部と、を有する複数の第2スロットと、を有しており、前記複数の第1対向面は、前記複数の第1スロットの境界線の一部をそれぞれ形成する、請求項1記載の一方向クラッチ。

請求項6

前記複数の第1スロット及び前記複数の第2スロットは、前記第1円周方向において、少なくとも部分的に重なり合っている、請求項5記載の一方向クラッチ。

請求項7

前記少なくとも1つの楔プレートは、前記第1内周面に向かって開口している、半径方向で最内側の各第1端部と、前記少なくとも1つの楔プレートによって囲まれた、半径方向で最外側の各第1端部と、を有する複数の第1スロットと、前記第2外周面に向かって開口している、半径方向で最外側の各第2端部と、前記少なくとも1つの楔プレートによって囲まれた、半径方向で最内側の各第2端部と、を有する複数の第2スロットと、を有しており、前記第1円周方向における、前記インナレースに対する前記アウタレースの相対回転に関連し、前記各第2対向面と接触する前記各第1対向面によって部分的に形成された境界線を有する第1スロットの円周方向幅は、前記各第2対向面と接触しない前記各第1対向面によって画成された第1スロットの各円周方向幅よりも大きい、請求項1記載の一方向クラッチ。

請求項8

前記第1円周方向における前記アウタレースの相対回転に関連し、前記アウタレースは、前記少なくとも1つの楔プレートに対して回転する、請求項1記載の一方向クラッチ。

請求項9

回転軸線と、複数の第1傾斜部を有する第1外周面を含むインナレースであって、前記第1傾斜部の各々が、前記回転軸線に直交するか又は前記回転軸線に直交する第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面を有しているインナレースと、少なくとも1つの楔プレートであって、第2外周面と、前記少なくとも1つの楔プレートが円周方向で完全に不連続となるように前記少なくとも1つの楔プレートの第1及び第2端部を分離する、半径方向に設けられた前記間隙と、複数の第2傾斜部を有する第1内周面であって、前記第2傾斜部の各々が、前記回転軸線に直交するか又は前記回転軸線に直交する第2ラインとともに第2鋭角を形成する各第2対向面を有している第1内周面と、を有する少なくとも1つの楔プレートと、第2内周面を有するアウタレースと、を備える一方向クラッチであって、前記複数の第1対向面は、前記複数の第2面と、円周方向において少なくとも部分的に整列されており、前記第1円周方向に、前記インナレースに対して前記アウタレースを相対回転させるために、前記第2外周面の少なくとも1つが前記第2内周面と接触し、前記第1対向面の全部ではない少なくとも一部が前記各第2対向面に接触し、接触状態にある前記各第1及び第2対向面が前記第1円周方向で前記間隙に近づけば近づくほど、前記少なくとも1つの楔プレートによって前記アウタレースに加えられる半径方向外向きの力の大きさは小さくなり、前記第1円周方向とは反対の第2円周方向における前記アウタレースの回転により、前記アウタレースの回転を前記インナレースの回転にロックすることを特徴とする一方向クラッチ。

請求項10

回転軸線と、複数の第1傾斜部を有する第1外周面を含むインナレースであって、前記第1傾斜部の各々が、前記回転軸線に直交するか又は前記回転軸線に直交する第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面を有しているインナレースと、少なくとも1つの楔プレートであって、第2外周面と、前記少なくとも1つの楔プレートが円周方向で完全に不連続となるように前記少なくとも1つの楔プレートの第1及び第2端部を分離する、半径方向に設けられた前記間隙と、複数の第2傾斜部を有する第1内周面であって、前記第2傾斜部の各々が、前記回転軸線に直交するか又は前記回転軸線に直交する第2ラインとともに第2鋭角を形成する各第2対向面を有している第1内周面と、を有する少なくとも1つの楔プレートと、第2内周面を有するアウタレースと、を備える一方向クラッチであって、前記複数の第1対向面は、前記複数の第2面と、円周方向において少なくとも部分的に整列されており、前記第1円周方向に、前記インナレースに対して前記アウタレースを相対回転させるために、前記第2外周面の少なくとも1つが前記第2内周面と接触し、前記第1対向面の全部ではない少なくとも一部が前記各第2対向面に接触し、接触状態にある前記各第1及び第2対向面が前記第1円周方向で前記間隙に近づけば近づくほど、前記第1円周方向における前記アウタレースの回転とは反対の力の大きさは小さくなり、前記第1円周方向とは反対の第2円周方向における前記アウタレースの回転により、前記アウタレースの回転を前記インナレースの回転にロックすることを特徴とする一方向クラッチ。

技術分野

0001

関連出願の相互参照
本出願は、合衆国法典第35巻119条(e)に基づき、2012年7月10日に出願された米国仮出願番号61/669754号の利益を主張するものであり、この仮出願は全体としての参照によって本願に組み込まれる。

0002

本出願は、低減されたフリーホイール摩擦を有する一方向クラッチに関し、特に、フリーホイールモードにおける、楔プレートアウタレースとの間の接触を最小化する一方向クラッチに関する。

背景技術

0003

図7は、2008年12月10日に出願された、共同所有されている米国特許出願公開第12/316219号明細書に基づく一方向クラッチ300の分解組立図である。クラッチ300は、インナレース302、楔プレート304、及びアウタレース306を有する。インナレース302は、スプライン308を介して相対回転不能に固定されている。アウタレース306が円周方向CD1に回転するとき、クラッチ300はフリーホイールモードであって、アウタレースは、インナレース及び楔プレートに対して回転し、アウタレースの内周面310の全体が、楔プレートの外周面312と摩擦係合する。アウタレースが、円周方向CD2(ロックモード)において回転するために回転方向逆転するとき、楔プレートがインナレース及びアウタレースに抗して拡張し、これによりアウタレースの回転をインナレースの回転にロック、即ちアウタレースを回転方向で固定する。

0004

クラッチをフリーホイールモードからロックモードに切り換えることを可能にするためには、楔プレートとアウタレースとの所定の摩擦係合が必要であるが、この摩擦係合は、アウタレースの回転を妨害するものであり、アウタレースに加えられたトルク負荷散逸させる。したがって、上述の摩擦係合は、クラッチ300を使用する装置の効率を低減させる。クラッチ300において、摩擦係合とこれに付随する効率の低下は、円周面310,312の前面に亘る接触によって最大化される。

0005

米国特許第3202250号明細書は、インナレースと、1つ又は複数の楔部材と、アウタレースとを有する一方向クラッチを開示する。上述のように、楔部材の各外周面の全範囲がアウタレースの内周面と係合すると、その結果として、上述したように摩擦に付随する非効率性が最大化する。

0006

米国特許出願公開第12/316219号明細書
米国特許第3202250号明細書

0007

概要
本願において例示された態様によれば、複数の第1傾斜部を有する第1外周面を含むインナレースであって、第1傾斜部の各々が、一方向クラッチのための回転軸線に直交するか又は回転軸線に直交する第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面と、各第1対向面に接続された第1端部及び該第1端部よりも半径方向内方に位置する第2端部を有する各第1傾斜面と、を有しているインナレースを有する一方向クラッチが提供される。上記クラッチは、滑らかな第2外周面と複数の第2傾斜部を有する第1内周面とを含む少なくとも1つの楔プレートであって、第2傾斜部の各々が、半径方向において回転軸線に直交するか又は回転軸線に直交する第2ラインとともに第2鋭角を形成する各第2対向面と、各第2対向面に接続された第3端部及び該第3端部よりも半径方向外方に位置する第4端部を有する各第2傾斜面と、を有する少なくとも1つの楔プレートを有している。上記クラッチは、第2内周面を有するアウタレースを有する。アウタレースは、第1円周方向においてインナレースに対して回転可能である。第1円周方向に、インナレースに対してアウタレースを相対回転させるために、各第1対向面の全部ではない少なくとも1つは、各第2対向面に接触する。第1円周方向とは反対の第2円周方向におけるアウタレースの回転により、アウタレースの回転をインナレースの回転にロックさせる。

0008

本願において例示された態様によれば、回転軸線と、複数の第1傾斜部を有する第1外周面を含むインナレースであって、第1傾斜部の各々が、回転軸線に直交するか又は回転軸線に直交する第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面を有しているインナレースと、少なくとも1つの楔プレートであって、第2外周面と、少なくとも1つの楔プレートが円周方向で完全に不連続となるように少なくとも1つの楔プレートの第1及び第2端部を分離する、半径方向に設けられた間隙と、複数の第2傾斜部を有する第1内周面であって、第2傾斜部の各々が、回転軸線に直交するか又は回転軸線に直交する第2ラインとともに第2鋭角を形成する各第2対向面を有している第1内周面とを有する少なくとも1つの楔プレートと、を有する一方向クラッチが提供される。一方向クラッチは、第2内周面を有するアウタレースを有する。複数の第1対向面は、複数の第2面と、円周方向において少なくとも部分的に整列されている。第1円周方向に、インナレースに対してアウタレースを相対回転させるために、第2外周面の少なくとも一部が第2内周面と接触し、第1対向面の全部ではない少なくとも1つが各第2対向面に接触し、接触状態にある各第1及び第2対向面が第1円周方向で間隙に近づけば近づくほど、少なくとも1つの楔プレートによってアウタレースに加えられる半径方向外向きの力の大きさは小さくなる。第1円周方向とは反対の第2円周方向におけるアウタレースの回転により、アウタレースの回転をインナレースの回転にロックする。

0009

本願において例示された態様によれば、回転軸線と、複数の第1傾斜部を有する第1外周面を含むインナレースであって、第1傾斜部の各々が、回転軸線に直交するか又は回転軸線に直交する第1ラインとともに第1鋭角を形成する各第1対向面を有するインナレースと、少なくとも1つの楔プレートであって、第2外周面と、少なくとも1つの楔プレートが円周方向で完全に不連続となるように少なくとも1つの楔プレートの第1及び第2端部を分離する、半径方向に設けられた間隙と、複数の第2傾斜部を有する第1内周面であって、第2傾斜部の各々が、回転軸線に直交するか又は回転軸線に直交する第2ラインとともに第2鋭角を形成する各第2対向面を有している第1内周面と、を有する少なくとも1つの楔プレートと、を有する一方向クラッチが提供される。上記クラッチは、第2内周面を有するアウタレースを有する。複数の第1対向面は、複数の第2面と、円周方向において少なくとも部分的に整列されている。第1円周方向に、インナレースに対してアウタレースを相対回転させるために、第2外周面の少なくとも一部が第2内周面と接触し、第1対向面の全部ではない少なくとも1つが各第2対向面に接触し、接触状態にある各第1及び第2対向面が第1円周方向で間隙に近づけば近づくほど、第1円周方向におけるアウタレースの回転とは反対の力の大きさは小さくなる。第1円周方向とは反対の第2円周方向におけるアウタレースの回転により、アウタレースの回転をインナレースの回転にロックさせる。

先行技術

0010

様々な実施形態は、添付の概略図を参照して例示の目的のみで記載されている。この図面において、対応する参照符号は、対応する部分を示している。

図面の簡単な説明

0011

本願で使用される空間的用語を表す円柱座標系の斜視図である。
本願で使用される空間的用語を表す、図1Aの円柱座標系における物体の斜視図である。
低減されたフリーホイール摩擦を有する一方向クラッチの分解組立図である。
フリーホイールモードにおける、図2の一方向クラッチの正面図である。
ロックモードにおける、図2の一方向クラッチの正面図である。
図4における線5−5に沿う、図2の一方向クラッチの断面図である。
フリーホイールモードにおける、低減されたフリーホイール摩擦を有する一方向クラッチの正面図である。
従来技術の一方向クラッチの分解組立図である。

0012

詳細な説明
最初に、異なる図面に示された同一の図面番号は、同一の、又は機能的に類似する本発明の構造的要素を特定するものであると認識されるべきである。本発明の請求の範囲は、開示された態様に限定されないと理解されるべきである。

0013

さらに、本発明は、記載された、特定の方法、特定の材料、及び特定の変更に限定されるものではなく、勿論、そのようなものとして変更してもよいものとして理解される。また、本明細書で使用される用語は、特定の態様のみを説明することを目的とするものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないと理解される。

0014

そうでないことが定義されない限り、本明細書で使用される技術的及び科学的な全ての用語は、本発明が属する技術分野における当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で説明されるものと類似又は同等の、あらゆる方法、装置、又は材料を、本発明の実施又は試験において使用することができると理解されるべきである。

0015

図1Aは、本願において使用される空間的用語を表す円柱座標系80の斜視図である。本発明は、円柱座標系に関連して少なくとも部分的に説明される。座標系80は長手方向軸線81を有しており、この軸線81は、以下では、方向及び空間の用語のための基準として用いられている。「軸線方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、それぞれ、軸線81、半径82(軸線81に対して垂直である)、及び円周83に対して平行な方向を表している。また、「軸線方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。種々の平面の配置を明確にするため、物体84、85、及び86が用いられる。物体84の面87は、軸線方向平面を形成している。つまり、軸線81は、面87に沿う線を形成している。物体85の面88は、半径方向平面を形成する。つまり、半径82は、面88に沿う線を形成している。物体86の面89は、円周方向平面を形成している。つまり、円周83は、面89に沿う線を形成している。更なる例として、軸線方向移動又は配置は軸線81に対して平行であり、半径方向移動又は配置は半径82に対して平行であり、円周方向の移動又は配置は円周83に対して平行である。回転は、軸線81を中心にされる。

0016

「軸線方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、それぞれ、軸線81、半径82、又は円周83に対して平行な方向を表すものである。また、「軸線方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。

0017

図1Bは、本願で使用される空間的用語を表す、図1Aの円柱座標系80における物体90の斜視図である。円柱形の物体90は、円柱座標系における円柱形の物体を表しており、あらゆる点で本発明を限定しようとするものではない。物体90は、軸線方向面91、半径方向面92、及び円周方向面93を有する。面91は軸線方向平面の一部であり、面92は半径方向平面の一部であり、面93は円周方向平面の一部である。

0018

図2は、低減されたフリーホイール摩擦を有する一方向クラッチ100の分解組立図である。

0019

図3は、フリーホイールモードにおける、図2の一方向クラッチの正面図である。以下では、図2図3が考慮される。クラッチ100は、インナレース102、少なくとも1つの楔プレート104、及びアウタレース106を有する。例示する実施形態では、クラッチ100は2枚の楔プレート104を有しているが、異なる数の楔プレートが可能であると理解される。インナレースは、傾斜部108を有する外周面OC1を備え、この傾斜部108は、対向面110及び傾斜面112を有する。各楔プレートは、滑らかな外周面OC2と、対向面116及び傾斜面118を有する傾斜部114を有する内周面IC1とを有する。滑らかな外周面とは、周面が、突然の変化を有さない滑らかな曲面であることを意味する。例えば、下述するスロットの壁部、及び外周面OC2に向かう開口部は、外周面OC2の一部とは考慮されない。

0020

アウタレースは、内周面IC2を有する。円周方向CD1(フリーホイールモード)に、インナレースに対してアウタレースを相対回転させるために、対向面110の全てではない幾つかが各対向面116に接触する。例えば、図3において、面110A,110Bは、それぞれ面116A,116Bと接触し、残りの面110は、面116と接触していない。フリーホイールモードにおいて、アウタレースは、インナレース及びプレート104から独立して回転する。

0021

図4は、ロックモードにおける、図2の一方向クラッチの正面図である。以下では、図2から図4が考慮される。ロックモードにおいて、アウタレースの回転は、CD1の反対である方向CD2におけるアウタレースの回転によって、インナレースの回転にロックされる。例示の実施形態において、インナレースは、例えばスプライン119を介して相対回転不能に固定されている。すなわち、インナレースは相対回転しない。この場合、ロックモードにおいて、アウタレースも回転を妨げられている。例示の実施形態において、ロックモードにおいて、面116の各々と接触する面110は存在しない。

0022

例示の実施形態において、面110は、クラッチ100の回転軸線AXに直交する線RL1と整列されているか、又は線RL1と鋭角ACA1を形成している。例示の実施形態において、面116は、回転軸線AXに直交する線RL2と整列されているか、又は線RL2と鋭角ACA2を形成している。傾斜面112の各端部E1は面110に接続されており、傾斜面112の各端部E2は端部E1の半径方向内方に位置している。例示の実施形態において、端部E2は、隣接する傾斜部108のための対向面110に接続する。傾斜面118の各端部E3は面116に接続されており、傾斜面118の各端部E4は端部E3の半径方向外方に位置している。従って、面112,118は、方向CD1において半径方向内方に変位している。

0023

各楔プレートは、楔プレートの端部122,124を分離する、半径方向に設けられた間隙120を有しており、これにより楔プレートは、当該間隙において円周方向で完全に不連続となる。例えば、半径方向の線RL3は、楔プレートと接触することなく間隙120を貫通している。一般的に、楔プレート104は、間隙120により、円周方向での弾性を有しており、自由状態(アウタレースに装入されていない状態)での楔プレート104のOC2の直径D1は、アウタレースのIC2の直径D2よりも大きい。よって、楔プレートがアウタレース内に装入されると、間隙の周方向での範囲CEは減少し、楔プレートの弾性によって楔プレートが半径方向外向きに圧迫され、これによってアウタレースに接触するとともにIC2に半径方向外向きの力Fを加える。

0024

フリーホイールモードにおいて、方向CD1におけるアウタレースの回転とは反対の力FFが、フリーホイールモードからロックモードへの切り換えを可能にするために必要とされる。力FFの大きさは、力Fの大きさに比例している(Fが増大すると、FFが同様に増大する)。Fの大きさは、楔プレートの特性(例えば、OC2及びIC2間における各直径差、楔プレートの剛性)、及び接触状態にある面110,116ペアの位置に依存している。例えば、接触している面110,116ペアのための始点として端部124を使用すると、Fの大きさは、間隙120から方向CD2に移動するときに遭遇する、接触状態にある面110,116の最初のペアの位置に依存している。特に、面のペアが方向CD1において間隙120に近づけば近づくほど、Fの大きさは小さくなる。例えば、面110A,116Aがペアを形成する場合、面110B,116Bがペアを形成する場合よりも、Fの大きさは小さくなる。

0025

したがって、フリーホイールモードにおいて、上述の面ペアが方向CD1において間隙に近づけば近づくほど、方向CD1でのアウタレースの回転とは反対の力FFの大きさは小さくなる。例えば、例えば、面110A,116Aがペアを形成する場合、面110B,116Bがペアを形成する場合よりも、FFの大きさは小さくなる。

0026

フリーホイールモードからロックモードに切り換えるために、アウタレースは方向CD2において楔プレートと係合するとともに、回転するか又は移動し、これにより、傾斜部114は、傾斜部108に対して方向CD2において移動する。特に、面118は、方向CD2において面112に沿って摺動する。面の摺動は、面112,118をロックする要因となり、楔プレートをより大きな力でアウタレースに対して押し付ける要因となり、これにより、インナレース、楔プレート、及びアウタレースを回転方向でロックする。上述のように、アウタレースが楔プレートを回転させることが可能となるためには、フリーホイールモード(方向CD1におけるアウタレースの回転)において、アウタレースが楔プレートと少なくともある程度摩擦係合しなくてはならない。摩擦係合が全くないか又は不十分な摩擦係合である場合、アウタレースは、楔プレートを動かすことなく、単に方向CD2において回転する。つまり、摩擦力FFは、ある程度存在しなくてはならない。

0027

上述のように、半径方向に拡張可能ブロッキングエレメントを有する一方向クラッチの一般的な構成において、フリーホイールモード(力FF)における、ブロッキング装置及びアウタレースの摩擦係合は、クラッチを利用する動力システムの効率を低下させる。例えば、摩擦係合は、アウタレースに加えられたトルクの一部を、不所望に散逸させる。有利には、クラッチ100は、面116の各々と接触する面110の数を制御することによって、FFの大きさを制御し且つ低減する。力FFの大きさは、面116の各々と接触する面110の位置によって順に決定されるFの大きさに比例している。例えば上述のように、フリーホイールモードにおいて、上述した面のペアが方向CD1において間隙に近づけば近づくほど、方向CD1におけるアウタレースの回転とは反対の力FFの大きさは小さくなる。

0028

従って、インナレース及び楔プレートは、フリーホイールモードにおいて面110,116の特定のペアが接触するように構成されており、これにより、例えばクラッチをフリーホイールモードからロックモードに切り換えるために必要とされる最小限のFFの大きさ等の、所望のFFの大きさを生成する。この構成は、フリーホイールモードにおけるアウタレースのための摩擦損失を有利に低減し、これによってクラッチ100を使用する装置の効率が増加する。

0029

例示の実施形態において、クラッチ100はスロット126,128を有している。スロット126は、IC1方向に開口している、半径方向で最も内側の各端部130と、楔プレートによって囲まれた半径方向で最も外側の各端部132とを有する。スロット128は、OC2方向に開口している、半径方向で最も外側の各端部134と、楔プレートによって囲まれた半径方向で最も内側の各端部136とを有する。例示の実施形態において、スロット126,128は、円周方向、例えばCD1又はCD2において、少なくとも部分的に重なり合っている。

0030

例示の実施形態において、スロット126,128は、Fの大きさを調節する機構を提供する。上述したように、楔プレートがアウタレース内に装入されると、楔プレートの弾性によって楔プレートが半径方向外向きに圧迫され、これによりアウタレースに接触し且つアウタレースに力Fを加える。面110,116間の接触、それに続くスロット126,128の反動は、Fの大きさを低減するように振る舞う

0031

図5は、図4における線5−5に沿った、図2の一方向クラッチ100の断面図である。例示の実施形態において、各OC2は、面取り部138を形成するように成形されており、IC2は、V字形の凹部140を形成するように構成されており、この凹部140に、面取り部138が配置される。楔一方向クラッチの適切な設計及び機能は、楔プレートとアウタレースとの間の摩擦係合が可能な限り一定であることを要求する。楔プレートとアウタレースとの間での接触領域は、楔プレートの幅Wに依存しており、この幅Wは、面取り部の範囲142を決定する。例えば、幅Wが増大すれば面取り部の範囲142も増大し、フリーホイールモードにおける、楔プレートとアウタレースとの間の摩擦接触を増大させる。しかしながら、製造上の制約から、楔プレートのための均一な厚さWを得ることは難しい。厚さWが変化すると、楔プレートとアウタレースとの間において、不所望に変化する摩擦係合が生じることになる。フリーホイールモードにおける摩擦係合の不所望の変化によって好ましくない衝撃が増加し、この結果、楔プレートとアウタレースとの間での係合領域が増加する。従って、フリーホイールモードにおいて、楔プレートの外周面全体がアウタレースに接触すると、衝撃が最大となる。有利には、クラッチ100は、IC2及びOC2間の円周方向での接触範囲を制限することによって、幅変化による好ましくない衝撃を最小化する。

0032

図6は、フリーホイールモードにおける低減されたフリーホイール摩擦を有する一方向クラッチ200の正面図である。例示の実施形態において、楔プレート204は、外周面に、例えばスロット128等のスロットを有していない。クラッチ100に関する記載は、一般にクラッチ200にも適用可能である。スロット128を有さなくとも、Fの大きさは一般に増大される。例えば、楔プレート204がスロット128を有さないこと以外、楔プレート104,204が同じであると仮定すると、典型的には、FFはクラッチ100よりもクラッチ200に関して大きくなる。

0033

上述の及び他の様々な特徴及び機能、又はそれらに代わるものが、多くの他の異なるシステム又は用途に所望に組み合わされ得ることが認識される。現在では予見できない又は予期できない様々な代替手段、変更、変形、又は改良は、当業者によって後でなされ、これらのことは、後述の特許請求の範囲によって包含されることを意図されている。

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