JP6493106B2

JP6493106B2 - セレクタブルワンウェイクラッチ

Info

Publication number: JP6493106B2
Application number: JP2015174785A
Authority: JP
Inventors: 浩平三宅; 祐樹黒崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: JP2017048901A; US20170067517A1; US10203006B2

Description

本発明は、セレクタブルワンウェイクラッチに関する。

ワンウェイクラッチとして、ポケットプレートとノッチプレートとの間に配置されたセレクタプレートにより、ポケットプレートのストラット（係合片）とノッチプレートのノッチ（係合凹部）とを係合状態または非係合状態に切り替えることが可能なセレクタブルワンウェイクラッチが知られている。例えば特許文献１には、ＯＤ（オーバードライブ）ロックのブレーキ機構として用いられ、内部に潤滑油が供給されたセレクタブルワンウェイクラッチが開示されている。

特開２０１５−０７７８４６号公報

ここで、セレクタブルワンウェイクラッチは、ポケットプレートのストラットがノッチプレートのノッチに係合することで係合状態となる。しかしながら、特許文献１に開示されたセレクタブルワンウェイクラッチでは、ノッチ内に潤滑油が溜まることにより、ストラットが立ち上がった際にノッチ内の潤滑油によって押し戻され、ストラットがノッチに正常に係合しないおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ポケットプレートとノッチプレートの係合不良を抑制することができるセレクタブルワンウェイクラッチを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るセレクタブルワンウェイクラッチは、一方の面に複数の収容凹部が形成されたポケットプレートと、前記ポケットプレートと対向して配置されるとともに、前記ポケットプレートに対して相対回転可能なノッチプレートと、前記ノッチプレートにおいて、前記収容凹部と対応する位置に形成された係合凹部と、前記収容凹部に収容された板状の係合片と、前記収容凹部の底部と前記係合片との間に配置されており、前記係合片を前記ノッチプレート側に付勢する弾性部材と、を備えるセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、前記係合片に、前記係合凹部側から前記収容凹部側に潤滑油を排出する油路が形成されていることを特徴とする。

これにより、セレクタブルワンウェイクラッチは、係合片が立ち上がって係合凹部に係合される際に、係合凹部内に溜まった潤滑油が係合片に形成された油路を通じて係合凹部の外部に排出される。従って、係合片の立ち上がりを妨げる係合凹部内の潤滑油の量が減るため、係合片の立ち上がり不良が抑制され、係合不良となる可能性が低減される。

また、本発明の第１の態様に係るセレクタブルワンウェイクラッチは、上記発明において、前記油路は、前記係合片の板厚方向に貫通した貫通孔であることを特徴とする。

これにより、セレクタブルワンウェイクラッチは、係合片が立ち上がって係合凹部に係合される際に、係合凹部内に溜まった潤滑油が係合片に形成された貫通孔を通じて係合凹部の外部に排出される。

また、本発明の第１の態様に係るセレクタブルワンウェイクラッチは、上記発明において、前記貫通孔は、前記係合片の周縁部に形成された切欠きであることを特徴とする。

これにより、セレクタブルワンウェイクラッチは、係合片が立ち上がって係合凹部に係合される際に、係合凹部内に溜まった潤滑油が係合片に形成された切欠きを通じて係合凹部の外部に排出される。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第２の態様に係るセレクタブルワンウェイクラッチは、一方の面に複数の収容凹部が形成されたポケットプレートと、前記ポケットプレートと対向して配置されるとともに、前記ポケットプレートに対して相対回転可能な円盤状のノッチプレートと、前記ノッチプレートにおいて、前記収容凹部と対応する位置に形成された係合凹部と、前記収容凹部に収容された板状の係合片と、前記収容凹部の底部と前記係合片との間に配置されており、前記係合片を前記ノッチプレート側に付勢する弾性部材と、を備えるセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、前記係合凹部に、外部に潤滑油を排出する油路が形成されていることを特徴とする。

これにより、セレクタブルワンウェイクラッチは、係合片が立ち上がって係合凹部に係合される際に、係合凹部内に溜まった潤滑油が係合凹部に形成された油路を通じて係合凹部の外部に排出される。従って、係合片の立ち上がりを妨げる係合凹部内の潤滑油の量が減るため、係合片の立ち上がり不良が抑制され、係合不良となる可能性が低減される。

また、本発明の第２の態様に係るセレクタブルワンウェイクラッチは、上記発明において、前記油路は、前記ノッチプレートの板厚方向に貫通した貫通孔であることを特徴とする。

これにより、セレクタブルワンウェイクラッチは、係合片が立ち上がって係合凹部に係合される際に、係合凹部内に溜まった潤滑油が係合凹部に形成された貫通孔を通じて係合凹部の外部に排出される。

また、本発明の第２の態様に係るセレクタブルワンウェイクラッチは、上記発明において、前記油路は、前前記ノッチプレートの径方向に貫通した貫通孔であることを特徴とする。

本発明に係るセレクタブルワンウェイクラッチによれば、係合凹部内に溜まった潤滑油を係合凹部の外部に排出することができるため、ポケットプレートとノッチプレートの係合不良を抑制することができる。

図１は、本発明の第１〜第３実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチの構成を模式的に示す分解斜視図である。図２は、従来技術に係るセレクタブルワンウェイクラッチの構成を模式的に示す断面図である。図３は、セレクタブルワンウェイクラッチに作用するラジアル荷重を説明するための概念図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチの構成を模式的に示す断面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチに適用可能なストラットの第１実施例を示す平面図である。図６は、本発明の第１実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチに適用可能なストラットの第２実施例を示す平面図である。図７は、本発明の第１実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチに適用可能なストラットの第３実施例を示す平面図である。図８は、本発明の第２実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチの構成を模式的に示す断面図である。図９は、本発明の第３実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチを含む動力伝達装置の構成を模式的に示す断面図である。

本発明の実施形態に係るセレクタブルワンウェイクラッチ（以下、ＳＯＷＣという）について、図１〜図９を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

ＳＯＷＣ１は、例えば車両における動力伝達装置に用いられ、切替部材（セレクタプレート）を所定角度回転させることで、係合（ロック）状態と非係合（アンロック）状態とが切り替わるように構成されている。このＳＯＷＣ１は、図１に示すように、ポケットプレート１１と、ノッチプレート１２と、セレクタプレート１３と、スナップリング１４と、アーム１５と、を備えている。

ポケットプレート１１は、図１に示すように円筒状に形成され、当該円筒における軸線方向の一端に、内周側に延出した環状（中空円盤状）のフランジ部１１１が形成されている。そして、このフランジ部１１１に、セレクタプレート１３と、ノッチプレート１２とを順次配置し、最後にスナップリング１４を取り付けることで、ポケットプレート１１、セレクタプレート１３およびノッチプレート１２が一体に組み付けられる。また、ポケットプレート１１、セレクタプレート１３およびノッチプレート１２のそれぞれの間には、図示しない機械式オイルポンプによって、潤滑のための潤滑油が供給されている。なお、前記した「軸線」とは、図１において一点鎖線で示した線を意味している。

ポケットプレート１１の外周には、図１に示すように、切欠部１１５が形成されている。そして、この切欠部１１５にアーム１５が差し込まれ、アーム１５とセレクタプレート１３とが連結される。

ポケットプレート１１の一方の面、すなわちセレクタプレート１３と対向するフランジ部１１１の表面には、図１に示すように、軸線方向（板厚方向）に窪んだ複数のポケット（収容凹部）１１２が形成され、その内部に板状のストラット（係合片）１１３が収容されている。ポケット１１２は、フランジ部１１１において後記するノッチプレート１２のノッチ１２１と対応する位置に、ノッチ１２１と同数形成されている。そして、このポケット１１２の底部とストラット１１３との間には、当該ストラット１１３をノッチプレート１２側に付勢する弾性部材１１４が配置されている（後記する図４参照）。

ストラット（係合片）１１３は、各ポケット１１２の内部に配置されている。そして、ストラット１１３は、セレクタプレート１３が回転することで、その一端部１１３ａがノッチ１２１側に立ち上がり、その他端部１１３ｂがポケット１１２内に収まった状態（例えば後記する図４参照）と、一端部１１３ａおよび他端部１１３ｂの両方（すなわちストラット１１３全体）がポケット１１２内に収まった状態（例えば後記する図８参照）と、に姿勢を変更する。

ノッチプレート１２は、図１に示すように、ポケットプレート１１のフランジ部１１１と外径が等しい環状（中空円盤状）に形成されている。また、ノッチプレート１２は、ポケットプレート１１のポケット１１２が形成された面と対向して配置され、軸線周りに、ポケットプレート１１に対して相対回転となっている。なお、図２における「移動方向」とは、ＳＯＷＣ１の係合時にノッチプレート１２が回転する方向のことを示している（図４および図８も同様）。

ノッチプレート１２の表面のうち、ポケットプレート１１（ポケット１１２）と対向する表面には、図１に示すように、軸線方向（板厚方向）に窪んだ複数のノッチ（係合凹部）１２１が形成されている。セレクタプレート１３の窓孔１３１を通ってノッチ１２１側に立ち上がったストラット１１３の一端部１１３ａを入り込ませる凹部である。なお、図１ではノッチ１２１を１つのみ図示しているが、実際にはポケット１１２およびストラット１１３に対応する位置にこれらと同数形成されている。

セレクタプレート（切替部材）１３は、図１に示すように、ポケットプレート１１のフランジ部１１１と外径および内径が等しい環状（中空円盤状）に形成されている。また、セレクタプレート１３は、ポケットプレート１１およびノッチプレート１２のそれぞれと対向して配置され、軸線周りに、ポケットプレート１１およびノッチプレート１２と同軸で所定角度回転可能となっている。そして、セレクタプレート１３には、ポケットプレート１１のポケット１１２およびストラット１１３に対応する位置に、軸線方向（板厚方向）に貫通した窓孔１３１が形成されている。

窓孔１３１は、図１に示すように、ポケット１１２およびストラット１１３に対応する位置にこれらと同数形成されている。そして、窓孔１３１がストラット１１３の位置と一致している場合、ストラット１１３の一端部１１３ａが弾性部材１１４（図４参照）に押され、窓孔１３１を通ってノッチプレート１２側に立ち上がり、一端部１１３ａがノッチ１２１に係合した係合状態となる。

一方、窓孔１３１がストラット１１３の位置に対してずれている場合、セレクタプレート１３の窓孔１３１が形成されていない部分によって、ポケット１１２が閉鎖されることで、ストラット１１３全体がセレクタプレート１３によりポケット１１２内に押し込められ、非係合状態となる。

なお、前記した「係合状態」とは、ポケットプレート１１のストラット１１３とノッチプレート１２のノッチ１２１とが係合し、ポケットプレート１１とノッチプレート１２との間でトルクが伝達される状態のことを指す。この係合状態では、ポケットプレート１１に対して、ノッチプレート１２がいずれか一方向のみに回転可能で、いずれか他方向には回転不可能となる。

一方、前記した「非係合状態」とは、ポケットプレート１１のストラット１１３とノッチプレート１２のノッチ１２１との係合が解除され、ポケットプレート１１とノッチプレート１２との間でトルクが伝達されない状態のことを指す。この非係合状態では、ポケットプレート１１に対して、ノッチプレート１２がいずれの方向にも回転可能となる。

スナップリング１４は、前記したように、ポケットプレート１１、セレクタプレート１３およびノッチプレート１２を一体に組み付けるためのものであり、図１に示すように、ポケットプレート１１のフランジ部１１１と外径が等しい環状（中空円盤状）に形成されている。

アーム１５は、外部のアクチュエータの駆動力をセレクタプレート１３に伝達するものである。アーム１５は、図１に示すように、ポケットプレート１１の切欠部１１５に差し込まれ、セレクタプレート１３と連結される。そして、切欠部１１５から露出したアーム１５の先端は図示しないアクチュエータと連結され、当該アクチュエータが駆動することでアーム１５が動き、セレクタプレート１３が回転する。

ここで、前記したように従来のＳＯＷＣでは、図２に示すように、弾性部材１１４の作用によってストラット２１３が矢印Ａ方向に立ち上がろうとした場合、ノッチ１２１内に溜まった潤滑油Ｏによって、ストラット２１３の係合が解除される矢印Ｂ方向に押し戻され、ストラット２１３の立ち上がりが阻害される。そのため、ストラット２１３とノッチ１２１とが正常に係合せず、係合不良が発生するおそれがあった。

また、図３の概念図に示すように、ストラット１１３がノッチ１２１に係合する場合、例えば径方向に対向する２か所で係合（２歯噛み）すれば、それぞれの係合位置において径方向に作用する荷重（ラジアル荷重）が釣り合ってラジアル荷重の合力は０となる。一方、従来のＳＯＷＣ（図２参照）のようにストラット２１３とノッチ１２１とが正常に係合しない場合、径方向に対向する２か所で係合できず、例えば１か所のみで係合（１歯噛み）するような状況が生じる。この場合、それぞれの係合位置におけるラジアル荷重が釣り合わなくなり、例えばベアリング等の部品に過大なラジアル荷重が加わる可能性がある。なお、このような問題を解決するために、ＳＯＷＣに供給する油量を削減することも可能であるが、この場合は油量減少によってギヤやベアリング等の部品に焼き付きが発生する懸念が生じる。

そこで、本実施形態に係るＳＯＷＣ１は、ポケットプレート１１とノッチプレート１２の係合不良を抑制するために、ストラット１１３に、ノッチ１２１内の潤滑油Ｏをノッチ１２１側からポケット１１２側に排出する油路を設けている。すなわち、ＳＯＷＣ１には、図４に示すように、ストラット１１３の板厚方向に貫通した貫通孔１１３ｃが形成されている。このような貫通孔１１３ｃを備えることで、同図の矢印Ｃで示すように、ノッチ１２１内に溜まった潤滑油Ｏをノッチ１２１の外部、すなわちストラット１１３を隔てたポケット１１２側に排出することができる。

貫通孔１１３ｃは、図５に示すように平面視すると、断面円形状に形成されている。また、貫通孔１１３ｃは、ストラット１１３の一端部１１３ａであって、図４に示すように、当該一端部１１３ａが立ち上がった際にノッチ１２１内に入り込む位置（潤滑油Ｏと接触する位置）に形成されている。なお、貫通孔１１３ｃは、ストラット１１３に複数形成しても構わない。

以上のような構成を備えるＳＯＷＣ１は、ストラット１１３が立ち上がってノッチ１２１に係合される際に、ノッチ１２１内に溜まった潤滑油Ｏが、ストラット１１３に形成された油路、すなわち貫通孔１１３ｃを通じてノッチ１２１の外部に排出される。従って、ストラット１１３の立ち上がりを妨げるノッチ１２１内の潤滑油Ｏの量が減るため、ストラット１１３の立ち上がり不良が抑制され、係合不良となる可能性が低減される。これにより、ポケットプレート１１とノッチプレート１２の係合不良を抑制することができる。

ここで、ストラットに形成される油路は、ノッチ１２１内の潤滑油Ｏをノッチ１２１側からポケット１１２側に排出できればよく、図５に示すような断面円形状の貫通孔１１３ｃのみに限定されない。例えば、図６および図７に示すように、ストラット１１３Ａ，１１３Ｂの周縁部に切欠き１１３Ａｃ，１１３Ｂｃを油路として形成しても構わない。図６に示す切欠き１１３Ａｃは、具体的にはストラット１１３Ａの一端部１１３ａの先端に形成されている。また、図７に示す切欠き１１３Ｂｃは、具体的にはストラット１１３Ｂの一端部１１３ａの幅方向両側に形成されている。このように、切欠き１１３Ａｃ，１１３Ｂｃは、ストラット１１３Ａ，１１３Ｂの一端部１１３ａ側であって、ストラット１１３Ａ，１１３Ｂが立ち上がった際にノッチ１２１の潤滑油Ｏと接触する位置に形成される。このような構成を備えることで、ノッチ１２１内に溜まった潤滑油Ｏが、切欠き１１３Ａｃ，１１３Ｂｃを通じてノッチ１２１の外部に排出される。

また、ノッチ１２１内の潤滑油Ｏをノッチ１２１の外部に排出する油路は、ノッチプレート１２側に設けても構わない。例えば図８に示す形態では、ノッチ１２１Ａの底部からノッチプレート１２Ａの板厚方向に貫通する貫通孔１２１ａが油路として形成されている。これにより、ノッチ１２１Ａ内に溜まった潤滑油Ｏをノッチ１２１Ａの外部、すなわちノッチプレート１２Ａにおいてストラット１１３Ｃの反対側（ＳＯＷＣ１の外部）に排出することができる。なお、貫通孔１２１ａは、前記した貫通孔１１３ｃと同様に、例えば断面円形状で形成される。このような構成を備えることで、ノッチ１２１Ａ内に溜まった潤滑油Ｏが、貫通孔１２１ａを通じてノッチ１２１Ａの外部に排出される。

また、図９に示すＳＯＷＣ１Ａでは、ノッチプレート１２Ｂの外周側、すなわちノッチ１２１Ｂの側面部からノッチプレート１２Ｂの径方向に貫通する貫通孔１２１ｂが油路として形成されている。これにより、ノッチ１２１Ｂ内に溜まった潤滑油Ｏをノッチ１２１Ｂの外部、すなわちノッチプレート１２Ｂの外周側に排出することができる。なお、貫通孔１２１ｂは、前記した貫通孔１１３ｃと同様に、例えば断面円形状で形成される。このような構成を備えることで、ノッチ１２１Ｂ内に溜まった潤滑油Ｏが、貫通孔１２１ｂを通じてノッチ１２１Ｂの外部に排出される。

なお、図９において、符号２は遊星歯車機構、符号３は図示しないエンジンからの動力が入力される入力軸、符号４は図示しないモータのロータ軸、符号５は各部を収容するためのリアケースである。

以上、本発明に係るセレクタブルワンウェイクラッチについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

１セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）
１１ポケットプレート
１１１フランジ部
１１２ポケット（収容凹部）
１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ，２１３ストラット（係合片）
１１３ａ一端部
１１３ｂ他端部
１１３ｃ貫通孔
１１３Ａｃ，１１３Ｂｃ切欠き
１１４弾性部材
１１５切欠部
１２，１２Ａ，１２Ｂノッチプレート
１２１，１２１Ａ，１２１Ｂノッチ（係合凹部）
１２１ａ，１２１ｂ貫通孔
１３セレクタプレート（切替部材）
１３１窓孔
１４スナップリング
１５アーム
２遊星歯車機構
３入力軸
４ロータ軸
５リアケース
Ｏ潤滑油

Claims

一方の面に複数の収容凹部が形成されたポケットプレートと、
前記ポケットプレートの収容凹部が形成された面と対向して配置されるとともに、前記ポケットプレートに対して相対回転可能なノッチプレートと、
前記ノッチプレートにおいて、前記収容凹部と対応する面に形成された係合凹部と、
前記収容凹部に収容された板状の係合片と、
前記収容凹部の底部と前記係合片との間に配置されており、前記係合片を前記ノッチプレート側に付勢する弾性部材と、
を備えるセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
前記係合片は、前記セレクタブルワンウェイクラッチの係合時において、前記係合凹部側に立ち上がる一端部と、前記収容凹部内に収まる他端部と、を備え、
前記一端部は、前記係合片の長手方向において、前記係合片の中央部分に対して前記他端部の反対側に位置しており、
前記係合片に、前記係合凹部側から前記収容凹部側に潤滑油を排出する油路が形成されており、
前記係合片は、前記一端部が立ち上がることにより前記係合凹部に係合し、
前記油路は、前記一端部であって、前記一端部が立ち上がった際に前記係合凹部内に入り込む位置に形成されていることを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。
前記油路は、前記係合片の板厚方向に貫通した貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載のセレクタブルワンウェイクラッチ。
前記油路は、前記係合片の周縁部に形成された切欠きであることを特徴とする請求項１に記載のセレクタブルワンウェイクラッチ。
一方の面に複数の収容凹部が形成されたポケットプレートと、
前記ポケットプレートの収容凹部が形成された面と対向して配置されるとともに、前記ポケットプレートに対して相対回転可能な円盤状のノッチプレートと、
前記ノッチプレートにおいて、前記収容凹部と対応する面に形成された係合凹部と、
前記収容凹部に収容された板状の係合片と、
前記収容凹部の底部と前記係合片との間に配置されており、前記係合片を前記ノッチプレート側に付勢する弾性部材と、
を備えるセレクタブルワンウェイクラッチにおいて、
前記係合片は、前記セレクタブルワンウェイクラッチの係合時において、前記係合凹部側に立ち上がる一端部と、前記収容凹部内に収まる他端部と、を備え、
前記一端部は、前記係合片の長手方向において、前記係合片の中央部分に対して前記他端部の反対側に位置しており、
前記係合凹部に、外部に潤滑油を排出する油路が形成されており、
前記油路は、前記係合凹部内であって、前記係合片の前記一端部が立ち上がった際に、前記一端部が入り込む位置に形成されていることを特徴とするセレクタブルワンウェイクラッチ。
前記油路は、前記ノッチプレートの板厚方向に貫通した貫通孔であることを特徴とする請求項４に記載のセレクタブルワンウェイクラッチ。
前記油路は、前記ノッチプレートの径方向に貫通した貫通孔であることを特徴とする請求項４に記載のセレクタブルワンウェイクラッチ。