JP2006250352A - ワンウェイ・クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】動作中のバックラッシュが小さく、強化金属から容易に形成し得る低コストのワンウェイ・クラッチを提供する。
【解決手段】互いに間隔を空けて配設されたポケット２８を持つ第一レース２２を設ける。ポケット２８は第一レース２２外面において開口を備え、縁の一部に沿って伸び、駆動面を含む壁によって囲まれる。第二レース２４はポケット２８の開口に対向する外面上に交互に形成された一連の切欠き３２（カム）を含む。複数のロッカー１６０がポケット２８内に置かれる。各ロッカー１６０が切欠き３２と駆動可能に係合し且つ外れる係合面１８０、係合面１８０が切欠き３２と駆動可能に係合するときに駆動面に係合するための反応面１６２及び非係合位置から係合位置へ向かうロッカー１６０の動作を案内すべくポケット２８の壁と当接するための案内面を備える。第一レース２２上のばね部材４４がロッカー１６０をカム面１９４と係合する方向に付勢する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、概略的には、二つの構成要素が１つの方向に相対回転するときに両構成要素間を駆動連結し、反対の方向に相対回転するときにオーバーランするクラッチに関連し、具体的には、ロッカーに作用する遠心力の効果に少なくとも部分的に起因して、係合又は非係合するロッカーを持つ前記のクラッチに関連する。

クラッチの内側レースと外側レースとの間の一方向駆動連結を作り出すための従来のワンウェイ・クラッチ（one-way clutch）は、両レースを解放可能にそして駆動可能に結合するためのスプラグ又はローラーと、両レースに結合された機械的組立体の構成部品とを含む。そのようなクラッチは、自動車の伝動機構或いは動力伝達装置内で一般的に使用される。ワンウェイ・クラッチは、殆どの場合問題なく機能するが、クラッチによって大きなトルクが伝達されるような、或いは、クラッチが占めることのできる空間が非常に小さい特定の適用例においては、必要な条件を満たすため、従来のスプラグ型式或いはローラー型式以外のワンウェイ・クラッチが必要とされる。

従来のワンウェイ・クラッチ組立体は、一方の回転方向において、切欠きが付けられた或いは窪みを付けられた二つのレースを互いに駆動可能に締結し、他方の回転方向において、それらのレースが自由に回転することを許容する、少なくとも１つのスプラグ又はローラーを持つ。ロッカー型式のワンウェイ・クラッチ組立体及び、スプラグ型式のワンウェイ・クラッチ組立体は、同じ大きさのローラー型式のものに比べてトルク伝達能力を増大し得るが、それらは概して、ロッカー或いはスプラグがレースと当接することによって生じる接触或いは支圧応力（bearing stress）の大きさによって、トルク伝達能力が制限されている。

これら及びその他の問題を解決するため、特許文献１に記述されたワンウェイ・オーバーランニング・クラッチは、共通の軸線に対して時計回り及び反時計回りに回転するように取り付けられた駆動部材及び被駆動部材を含んでいる。駆動部材は、共通の軸線に対して垂直な、平らな駆動面を含み、平らな駆動面を時計回りの方向又は反時計回りの方向のいずれかに回転する動力源に接続する。被駆動部材は、駆動面に近接し且つ、それに対向した関係に位置づけられた平らな被駆動面を含む。駆動部材と被駆動部材は、それぞれの駆動面の一方にある一連のポケットと、他方の駆動面に保持された複数の協働する支材(strut)とによって、駆動部材が反時計回りに駆動されるときに被駆動部材を一緒に駆動するよう、互いに連結される。駆動部材が時計回りに駆動されるとき、駆動部材は被駆動部材を駆動せず、被駆動部材に対して自由に回転する。レース間にねじり荷重を伝達する支材の支柱安定性が、設計において重要な要素である。

特許文献２は、切欠きを持つ内側レースと、その切欠きと係合するためポケット内に配設されたロッカーとを備える、ラチェット式・ワンウェイ・クラッチ組立体を開示する。ロッカーをポケット内に配置すべく外側レース内のポケット内にて頂部或いは凹部と合わさる回動リッジ部をロッカーが持っている。それぞれのロッカーの質量中心が、ロッカーが内側レース内の切欠きを係合又は解放するように配置されている。各ロッカーに対し、切欠きとの係合を生じるように向けられた傾動力を提供するため、ばね部材が使われている。

従来のワンウェイ・クラッチは、クラッチによってトルクが伝達されるときに、比較的大きな周応力（hoop stress）が生じるので、従来のワンウェイ・ブレーキのレースは、それに作用する周応力に耐えるため、軸受鋼によって形成されている。特許文献１及び２に記載されたクラッチは、作動中に比較的小さな周応力しか生じないので、強化金属で形成可能である。強化金属で形成されたクラッチは、大幅な加工を必要としない場合、通常の高級鋼のクラッチの形成及び製造コストに比べ、比較的低いコストで製造され得る可能性がある。

しかしながら、特許文献１及び２に記載のワンウェイ・クラッチは、強化金属で形成された構成部品に、かなり多くの加工を必要とする。更にこれらのクラッチには、特定の作動条件において、許容できないレベルの音を発生させる大きな内部バックラッシュを発生させる可能性がある。
米国特許５,０７０,９７８号明細書 米国特許５,９５４,１７４号明細書

したがって、作用する支圧応力が小さく且つ、強化金属から容易に形成し得る、低コストで信頼性の高い、ワンウェイ・クラッチが必要とされている。このクラッチは、コンパクトで、動作音が限りなく小さく、そして加工を殆ど必要としないものがよい。好ましくは、このクラッチは、駆動装置への組付けを容易にする機構を含むものがよい。

本発明は、内側レース、外側レース及び、１つの回転方向においてレースと駆動可能に結合し、反対の回転方向においてオーバーランする回動ロッカーを持つワンウェイ・クラッチを提供する。クラッチは、好ましくは強化金属で形成される。ロッカーは、一方のレース内に、オーバーランニング状態におけるクラッチが、ロッカーを切欠きプレートから離れるように回動すべく付勢することによってロッカーを切欠きプレートから解放するのを補助する遠心力を利用できるように配設される。或いは、ロッカーをカムリングに向かって回動するよう付勢することによってロッカーが切欠きプレートに係合するのを補助する遠心力をクラッチが利用できるようにロッカーを配設することも出来る。

ロッカーを収容するロッカープレートの形状は、強化金属成分中の増粘剤及び脱増粘剤を除去するような、いかなる目的の加工処理も必要としない独特のものである。強化金属から形成されるこのクラッチの構成要素は、形成後の加工を必要としない。

所定の直径に対する切欠きの数が、従来のワンウェイ・クラッチより多いので、バックラッシュが実質的に減少する。また、その構造によって、それ自身の組立を容易にする。ロッカープレート予備組立体が、ロッカー及び各ロッカー用のリターンスプリングを収容する。ロッカープレート予備組立体はクラッチ内に組立てられる前において、ポケット内の各ロッカーの回動を制限し、それぞれのリターンスプリングがそれぞれのロッカーにポケットと当接する方向の力を付与することにより、ロッカーがポケットから横方向に出るのを防止する。この配置は、予備組立体が、そのクラッチ内への取り付けに先立って、ロッカー及びばね部材を既にキャリア内に取り付けた状態で、取り扱われ且つ、運搬されることを許容する。

本発明によるワンウェイ・クラッチは、互いに間隔を空けて配設されたポケットを持つ第一レースを含み、このポケットは、第一レースの外面において開口を備えて形成され、そして、ポケットの縁の少なくとも一部に沿って伸び且つ、駆動面を含む壁によって、少なくとも部分的に囲まれる。第二レースが、ポケットの開口に対向する第二レースの外面上に交互に形成された一連の切欠きとカム面を含む。複数のロッカーが、ポケット内に置かれる。各ロッカーは、切欠きと駆動可能に係合しそして離れるための係合面、この係合面が切欠きに係合するときに駆動面と当接するための反応面及び、ロッカーの非係合位置から係合位置への移動を案内するポケット壁と当接するための案内面を含む。第一レース上に置かれたばね部材が、ロッカーをカム面との係合に向けて付勢する。

本発明の種々の目的及び有利点は、下記の好ましい実施形態の詳細な記述を添付の図面に照らして読むことにより、本技術分野の当業者に対して明らかになるであろう。

そこで図面を参照すると、図１には本発明によるワンウェイ・クラッチ組立体２０の第一の実施形態が示されている。クラッチ組立体２０が、内側レース即ちロッカープレート２２、外側レース即ちカムプレート２４、及び、複数のロッカー２６を含み、それぞれのロッカーは内側レース２２内に形成されたポケット２８内に、中心軸３０周りに互いに角度方向に間隔を空けて配設される。外側レース２４の内面部が、軸３０の周りに角度方向に互いに間隔を空けた複数のカム又は切欠き３２を備えて形成される。図１に示されるクラッチ内には、１２個のロッカー２６と１２個のポケット２８、そして３６個の切欠き３２がある。

内側レース２２が時計回りに外側レース２４より速く回転するとき、各ロッカー２６は、外側レース２４の径方向内側面と当接することによって、切欠き３２との係合から離れるようポケット２８内で反時計回りに回動する。これは、内側レース２２が、外側レース２４に対して軸３０周りに時計回りに自由に回転することを許容する。内側レース２２が外側レース２４に対して反時計回りに回転しようとするとき、内側レース２２及び外側レース２４は、ロッカー２６の切欠き３２との係合によって互いに係合され、即ち、駆動可能に結合される。

クラッチ２０が係合されたとき、係合された各ロッカー２６は、ポケットの内側面３４との当接及び係合された切欠き３２の径方向に向いた面３６との当接によって、内側レース２２と外側レース２４との間で力Ｆを伝達する。

各ポケット２８に配設された凹部４０は、各ロッカーをポケット内で切欠きと係合する方向に付勢するための、螺旋コイル式圧縮ばね４２又はアコーディオン式圧縮ばね４４のような、ばね部材を含む。図１０及び図１１は、オーバーランニング・クラッチ２０内での使用に適した圧縮ばねを示す。

図２乃至図５が、角度方向に間隔を空けて置かれた複数のポケット２８及びばね用凹部４０を備えて形成されたロッカープレート２２を持つクラッチを示しており、これらの図において、各ポケットは、カムプレート２４の径方向内側面に形成された切欠きに係合する状態と、非係合の状態とを切り替えるためにそれぞれのポケットの中で回動するロッカー２６を収容している。強化金属のブッシュ４６が、カムプレート２４内に置かれている。

図５に最も判りやすく示されているように、クラッチが組立てられるとき、ブッシュ４６の軸方向の面が、フランジ５０の軸方向内側面４８と当接する。面４８には、潤滑用流体、好ましくは変速機オイルを、ブッシュ４６の径方向内側面５１に向かって径方向外側に運ぶ溝５２が形成される。オイルは、径方向に伸びる溝５２に入り、そして、オイルを径方向外側に面５５まで向かわせる径方向の空間５３までブッシュ４６の径方向内側面５１上を軸方向左側（ロッカー側）へ移動する。そして、ロッカープレート２２を幅方向に横切るように軸方向左側へ移動する。また、ロッカー２６の表面を軸方向左側へ移動する。ブッシュ４６はロッカープレート２２及びカムプレート２４をそれらの正しい位置に案内し、それによってカムプレート２４の切欠き又はカム３２に沿った加工や、ロッカープレート２２の径方向外側面域に沿った加工を不要にする。潤滑オイルは、溝５２に沿ってブッシュ４６まで径方向に確実に導かれ、その後、ロッカープレート２２の面６８とブッシュ４６の内径の内側５１との間を、軸方向にロッカー２６まで確実に導かれる。潤滑オイルは、クラッチが軸３０周りに回転するときに発生する遠心油圧ヘッドによってこの油路に沿って流れる。

カムプレート２４の径方向外側面はスプライン５４を備えて形成され、カムプレート２４はこのスプライン５４によって、駆動装置に駆動可能に結合される。同様に、ロッカープレート２２の径方向内側面はスプライン５６を備えて形成され、ロッカープレート２２はこのスプライン５６によって駆動装置の構成部材に駆動可能に結合される。

ロッカープレート２２の軸方向の面５８は、リテーナリング６０と当接する。このリテーナリングは、各ポケット２８の軸方向一端を閉じ、カムプレート２４上に形成された凹部６４に係合し、スナップリング６２によって保持される。

図３及び図４はそれぞれ、組立て完了直前の位置に置かれたクラッチ２０の構成要素と、組立て完了位置に置かれたクラッチ２０の構成要素を示す。クラッチ２０は、カムプレート２４をスプライン７０によって車両駆動装置のドラム７２に駆動可能に結合された状態で組み立てられる。

ここで図６を参照すると、ロッカー２６の好ましい実施形態が、幾つかの面８０、８２、８４、８６及び、前出の回動中心９０を含み得る。面８０及び８２は共に、回動中心９０と中心とする円弧を持つ円筒面である。面８０及び８２はロッカー２６の回転或いは回動を案内し、その回動を一自由度に制限する。

面８０は案内面である。クラッチが作動してロッカー２６が切欠き３２に係合する間に力Ｆが加えられるとき、面８０上に反力が生じないことが好ましい。面８２は、クラッチ２０がロッカー２６を介して外側レースと内側レース２２との間にトルクを伝達するときに、力Ｆに対する反力が生じる面である。面８２の中心が回動中心９０に置かれているので、力Ｆに対する反力は面８２に沿って分配され、その中心が回動中心９０に置かれるので、ロッカー２６を回動中心周りに回動させるトルクは発生しない。

面８４はロッカー２６の時計回りの回動を制限し、そして、レース２２又は２４の組立体が、ポケット２８、ロッカー２６及び、ばね部材４２、４４を含む一助となる。各ポケット２８にロッカー２６を挿入し、そして各凹部４０にばね部材を置くことによって、レースの取り付け準備が行われる。ばね部材によって対応するロッカーに与えられる力は、ロッカー２６を、そこにおいて面８４がポケット２８の基部９６に当接する、図６に示す位置に回転させる。ばね力及び、基部９６上におけるその反力は、外側レースや別の組立体の助け無しに、ロッカー２６をポケット２８内に保持する。ロッカー２６を収容しているレースは、レース予備組立体をクラッチ組立体２０に取り付ける準備段階において、このように保持された状態でロッカーと一緒に容易に運搬され得る。

ロッカー２６の回動中心９０周りの回動回転を制限することにより、クラッチ２０が作動する即ち係合されるとき、支材への逆回転の反力が面８４において発生する。クラッチ２０が作動するとき、ロッカー２６の面８６に与えられる力Ｆは、ロッカー２６上に、回動中心９０に関して時計回りのトルクを生じさせる。力Ｆによって生成される中心９０周りのトルクは、ロッカー面８４がポケット面９６と当接する位置で、力Ｐ１により受けられる。もし面８４が無かったならば、全ての反力トルクが、どこか他のところで受けられるであろう。例えば、もし力Ｆに対する全てのねじり反力がロッカー面８８に加えられるならば、高入射角の反力によって、レースの内壁をせん断変形させる傾向のある大きな周応力が、面８８と当接するレース上に発生するであろう。もし力Ｆに対するねじり反力が面８２に加えられるならば、それは内側レースの先端の最も弱い点に加えられるであろう。好ましくは、力Ｆに対するねじり反力が、ロッカー面８４においてポケット２８の基部９６に対して垂直になるように、そこにおいてポケット２８との当接により摩擦力が発生する面８２上に設定される。

面８６は、クラッチ２０が作動してロッカー２６が切欠き３２の径方向の面３６と係合するときに力Ｆが与えられる面である。面８６は、ロッカー２６が係合位置に回動されるときに機械的な衝突を作り出すことによって、この機能を発揮する。

クラッチ２０がオーバーランしているとき即ち、ロッカー２６が切欠き３２から解放されるとき、ロッカー２６の支材部９２と同じ高さに置かれる面８８は、干渉を確実に無くすべく、切欠き３２の径方向の表面３６の頂部９８と接触する。面８８は、クラッチ２０がオーバーランしている間の潤滑油膜の形成を促進する曲線を描く。面８８はまた、外側レースの回転速度に対するロッカー２６のポケット２８内への回転速度を最小化する移行位置を備えることにより、クラッチ２０がオーバーランしている間の頂部９８との衝撃を最小化する曲線を描く。これは、クラッチ２０がオーバーランするときのロッカー２６上の角加速度を最小化する。

ロッカー２６の質量中心１００は、ロッカー２６が外側レースに置かれても又は内側レースに置かれても、遠心力がロッカー２６を係合又は解放する傾向を持つように、回動中心９０に関して配置され得る。

図７に示すように、質量中心１００は、中心軸３０と回動中心９０とを結ぶ線に対して右側に配置され、ロッカー２６は内側レース２２上に配設されたポケット２８内に保持されている。クラッチ組立体２０が中心軸３０周りに回転するとき、ロッカー２６上の遠心力ＣＦは、中心軸３０及び質量中心１００を通る線１０２に沿って径方向外側に向かい、ロッカー２６を回動中心９０に関して反時計回りに回動させる。この反時計回りのロッカー２６の回動は、ばね部材４２、４４の力に対抗し、ロッカー面８６を内側レース２４上のポケット面３６との当接から離れるように回動させる傾向がある。この反時計回りのロッカー２６の回動は、ロッカー２６を非係合位置に移動させる傾向があり、内側レース２２がオーバーランし、クラッチ２０が解放することを可能とする。ばね部材４２を圧縮し、ロッカー２６を非係合位置に回動させる傾向のある回動中心９０周りのモーメントの大きさは、内側レース２２の回転速度と質量中心１００の回動中心９０からの距離とによって変化する。

或いは、ロッカー２６が内側レース２２上に配設されたポケット２８内に保持されるとき、質量中心１００が、中心軸３０と回動中心９０とを結ぶ線に対して左側に置かれる場合もある。この場合、クラッチ組立体２０が軸３０周りに回転するとき、ロッカー２６上の遠心力はロッカー２６を回動軸９０に関して時計回りに回動させる。この時計回りのロッカー２６の回動は、ばね部材の力の効果を増大させ、ロッカー２６の面８６を外側レース２４上の径方向の面３６と当接する方向に移動させる。即ち、ロッカー２６を係合位置に回動させ、クラッチ２０を係合させる。

図８は、本発明によるクラッチ組立体の第二実施形態を示す。クラッチ組立体１２０は、内側レース或いはロッカープレート１２２、外側レース或いはカムプレート１２４及び、複数のロッカー１２６を含み、各ロッカー１２６は、外側レース１２４内に中心軸１３０回りに互いに角度方向に間隔を空けて形成されたポケット１２８内に位置する。内側レース１２２の外側面は、軸３０に関して角度方向に互いに間隔を空けて配設された複数のカム或いは切欠き１３２を備えて形成される。図８に示されるクラッチ１２０は、９個のロッカー１２６と９個のポケット１２８及び、３６個の切欠き１３２を持つ。

外側レース１２４が時計回りに内側レース１２２よりも速く回転するとき、各ロッカー１２６は、内側レースの径方向外側面と当接することによって、切欠き１３２との係合から離れるようポケット１２８内で時計回りに回動する。これは、外側レース１２４が、内側レース１２２に対して軸１３０周りに時計回りに自由に回転することを許容する。外側レース１２４が内側レース１２２に対して反時計回りに回転しようとするとき、内側レース１２２及び外側レース１２４は、ロッカー１２６の切欠き１３２との係合によって互いに係合、即ち、駆動可能に結合される。

クラッチ１２０が係合されるとき、係合される各ロッカー１２６は、ポケット１２８の内側面１３４との当接及び、係合された切欠き１３２の径方向に向いた面１３６との当接によって、内側レース１２２と外側レース１２４との間で力を伝達する。

各ポケット１２８に配設された凹部１４０は、各ロッカー１２６をポケット１２８内で切欠きと係合する方向に付勢するための、螺旋コイル式圧縮ばね４２又はアコーディオン式圧縮ばね４４のような、ばね部材を含む。図１０及び１１は、オーバーランニング・クラッチ２０内での使用に適した圧縮ばねを示す。

図９に示されたクラッチ組立体１２０を見ると、各ロッカー１２６の質量中心１５０が、軸１３０と回動中心１５２とを結ぶ線の右側に位置している。外側レース１２４が軸１３０回りに回転するとき、ロッカー１２６への遠心力は、軸１３０及び質量中心１５０を通る線１５４に沿って径方向外側に向かい、ロッカー１２６を回動中心１５２周りに半時計方向に回動させる。このロッカー１２６の反時計回りの回動は、ばね部材４２、４４の力と協働し、ロッカー１２６を面１３６との係合位置に付勢する傾向があり、クラッチを係合させる。

或いは、クラッチ組立体１２０において、各ロッカー１２６の質量中心１５０が、軸１３０と回動中心１５２を結ぶ線の左側に置かれる場合もある。この場合は、外側レース１２４が軸３０回りに回転するとき、ロッカー１２６にかかる遠心力がロッカー１２６を回動軸１５２に関して時計回りに回動させる。このロッカー１２６の時計回りの回動は、ばね力の効果に対抗し、ロッカー１２６の回転面８６を、内側レース１２２上の径方向の面１３６との当接から離れるように回動させる傾向がある。この作用は、ロッカー１２６を非係合位置に移動させる傾向があり、クラッチがオーバーラン即ち解放するのを許容する。

図１２はロッカー１６０の好ましい形状を示す。ロッカー１６０の厚さ方向に亘って伸び、それぞれ符号１６６、１６８で示す点を中心とする凸状円柱状面１６２、１６４が、わずかに凹んだ面１７０によって互いに結合される。面１６４から接する平らな側面１７２が、内側隅肉部１７４に伸び、内側隅肉部１７４から別の平らで且つ内側隅肉部１７４に接する面１７６が、係合面１８０に近接して置かれた外側隅肉部１７８に伸びる。凸状円柱状側面１８２が、面１６２と合流し一体となる。係合面１８０から面１８２に伸びる、別の凸状円柱状面であるラチェット面１８４が、クラッチがオーバーランするときにカム面１９４に当接するロッカー面である。

図１３乃至図１８が、外側レース２４が内側レース２２に対して時計回りに回転するときの、ロッカー１６０の連続的な動きを示す。クラッチが解放されるとき即ち、オーバーランニングするとき、ロッカー１６０のラチェット面１８４は、外側レース２４のカム面１９４上を滑る。クラッチが係合されるとき、係合面１８０は外側レース２４上の切欠き３２の１つに係合する。

図１３は、内側レース２２上のポケット２８内に略完全に退避させられ、ラチェット面１８４がカム面１９４の頂部１８６において外側レース２４と当接しているロッカー１６０を示す。クラッチがそのような位置にあるので、面１７６に加えられるばね４４の力は、ロッカー１６０のラチェット面１８４をカム１９４と当接するように付勢し、第一側面１８２がポケット２８の側壁と点Ａにおいて当接し、第二側面１７２はポケット２８の側壁と点Ｂにおいて当接する。ロッカー１６０に作用する遠心力ＣＦは、軸３０からロッカー１６０の質量中心を通って径方向に向かい、この例においては、ロッカー１６０をクラッチ係合が生じる時計回りに付勢する。ロッカー１６０上の点Ａにおける接線に対して垂直な線１８８が、ロッカー１６０上の点Ｂにおける接線に対して垂直な線１９２と、点１９０において交差する。この交差点１９０は、ロッカー１６０がポケット２８内で時計回りに回動する際の瞬間中心である。

図１４は、外側レース２４が図１３に示した位置から軸３０に関して時計回りに２°回転することによって、図１３に示す位置から回動したロッカー１６０を示す。ラチェット面１８４は、カム面１９４との当接を維持しているが、その頂部１８６は面１８４から離れている。ロッカー１６０の第一及び第二の側面１８２、１７２もまた、それぞれ点Ａ及びＢにおいてポケット２８の側壁に当接しているが、それらの位置は図１３中の位置から移動している。瞬間回動中心１９０もまた、移動している。

図１５は、外側レース２４が図１３に示した位置から軸３０に関して時計回りに５°回転した状態を示す。ロッカーのラチェット面１８４はカム面１９４との当接を維持し、ロッカー１６０の第一及び第二の側面１８２、１７２もまた、面１８２上の点Ａ及び面１７２上の点Ｂにおいてポケット２８の側壁と当接しているが、それらの位置は、図１３及び図１４のものから移動している。瞬間回動中心１９０も移動している。

図１６は、外側レース２４が図１３に示した位置から軸３０に関して時計回りに８°回転した状態を示す。ロッカー１６０のラチェット面１８４はカム面１９４との当接を維持し、ロッカー１６０の第一及び第二の側面１８２、１７２もまた、面１８２上の点Ａ及び、円柱状面１６４に移動した点Ｂにおいて、ポケット２８の側壁と当接する。瞬間回動中心１９０も移動している。

図１７は、外側レース２４が図１３に示した位置から軸３０に関して時計回りに８°回転した状態を示す。ロッカー１６０のラチェット面１８４はカム面１９４との当接を維持し、ロッカー１６０の第一及び第二の側面１８２、１７２もまた、円柱状面１６２上又はその近傍に位置する点Ａ及び、凸状円柱状面１６４にある点Ｂにおいて、ポケット２８の側壁と当接する。瞬間回動中心１９０も移動している。

図１８は、外側レース２４が図１３に示した位置から軸３０に関して時計回りに１４°回転したことによってクラッチが係合した状態を示す。この回転により、カム面１９４はラチェット面１８４上を移動し、ロッカー１６０の係合面１８０と切欠き３２との係合をもたらす。その後、外側レースと内側レースとが一体的に時計回りに回転する。ラチェット面１８４はカム１９４との当接を維持し、ロッカー１６０の反応面１６２は、ポケット２８の駆動面２００と、反応面１６２と駆動面２００の略中間点に置かれた点Ａにおいて当接する。しかし、ロッカー１６０の側面１７２は、もはやポケット２８の側壁と接触していない。外側レース２４によってロッカーの接触面１８０に与えられる係合力Kに対する力Ｃが、点Ａにおいて発生する。

好ましくは、クラッチが係合するときに反応面１６２と駆動面２００が係合するよう、反応面１６２の半径と駆動面２００の半径とが等しい又は、略等しいことが望ましい。クラッチが係合されるとき、第一の側面１８２は近接するポケット面１９６から離れ、ロッカー面１７０は、面１７０がわずかに凹んでいることによって近接するポケット面１９８から離れ、凸状円柱状面１６４は近接するポケット２８の凹部角面から離れ、そして、第二の側面１７２は近接するポケット２８の側壁から離れている。クラッチが係合するとき、ロッカー１６０とポケット２８との間の接触は、凹面の駆動面２００が凸状の駆動面１６２と係合する点Ａにおいてのみ生じる。クラッチが係合するとき、係合面１８０は切欠き３２と当接し、そしてラチェット面１８４はカム面１９４と接触し、それによって、ロッカー１６０が力Kに対する主たる反力がロッカー１６０に加えられる点Ａにおいてポケット２８の駆動面２００と係合することを確かなものとする。

クラッチが係合するあいだ、内側レース２２及び外側レース２４は、内側レース２２が外側レース２４よりも速い速度で時計回りに回る或いは、外側レース２４が内側レース２２に対して反時計回りに回ることによってクラッチが再びオーバーランするまで、一体となって時計回りに回転する。クラッチがオーバーランするとき、面３２と面１８０が離れ、そしてロッカーラチェット面１８４がカム面１９４に対して半時計回りに回転し、それによってロッカー１６０をポケット２８内で反時計回りに図１３に示す位置に向かって回動させる。

本発明の技術思想及び動作モードがその好ましい実施形態によって説明及び図示されてきたが、本発明がその技術思想又は範囲から逸脱すること無く、具体的に説明され図示された以外のものにおいても実施可能であることを理解すべきである。

本発明によるクラッチの側面図であり、内側レース内に置かれ、外側レース内の切欠きと係合するロッカーを示す。 軸方向に互いに間隔を空けて置かれた構成要素を示すクラッチ組立体の等角図である。 直径方向の面で切り取られた図２のクラッチ組立体の部分断面等角図であり、構成要素の空間的配置を示す。 直径方向の面で切り取られた図２のクラッチ組立体の部分断面等角図であり、構成要素の空間的配置を示す。 直径方向の面で切り取られた図２のクラッチ組立体の部分断面側面図であり、組み立てられた構成要素を示す。 内側レースの一部の側面図であり、ロッカー、ポケット及びリターンスプリングを示す。 内側レースの一部の側面図であり、ロッカー、ポケット、リターンスプリング及び、遠心力ベクトルを示す。 本発明の第二の実施形態に関するクラッチの側面図であり、外側レース内に置かれ内側レース内の切欠きと係合するロッカーを示す。 外側レースの一部の側面図であり、ロッカー、ポケット、リターンスプリング及び、遠心力ベクトルを示す。 アコーディオン式のリターンスプリングの側面図である。 螺旋式のリターンスプリングの側面図である。 ロッカーの好ましい形状を示す図である。 クラッチがオーバーランしているときの、ロッカー、ポケット、切欠きの位置関係を示す図である。 クラッチがオーバーランしているときの、ロッカー、ポケット、切欠きの位置関係を示す図であり、ロッカーが図１３で示す位置に対して係合方向に移動した状態を示す。 クラッチがオーバーランしているときの、ロッカー、ポケット、切欠きの位置関係を示す図であり、ロッカーが図１４で示す位置に対して係合方向に移動した状態を示す。 クラッチがオーバーランしているときの、ロッカー、ポケット、切欠きの位置関係を示す図であり、ロッカーが図１５で示す位置に対して係合方向に移動した状態を示す。 クラッチがオーバーランしているときの、ロッカー、ポケット、切欠きの位置関係を示す図であり、ロッカーが図１６で示す位置に対して係合方向に移動した状態を示す。 クラッチが係合しているときの、ロッカー、ポケット、切欠きの位置関係を示す図である。

符号の説明

２０ クラッチ組立体
２２ 内側レース（ロッカープレート）
２４ 外側レース（カムプレート）
２６ ロッカー
２８ ポケット
３０ 中心軸
３２ 切欠き
４０ ばね用凹部
６０ リテーナリング
９０ 回動中心
１００ 質量中心
１６０ ロッカー
１６２ 反応面
１８０ 係合面
１８４ ラチェット面
１９４ カム

Claims (18)

1. 回転要素間の駆動結合を係合状態と非係合状態とに切り替えるためのワンウェイ・クラッチであって、
   第一レースと、
   該第一レースの外面において開口を備え、互いに間隔を空けて配設された複数のポケットと、
   該ポケットの縁部の少なくとも一部に沿って伸び、駆動面を含み、そして上記ポケットを少な くとも部分的に囲む壁と、
   上記開口に対向する面に交互に形成された一連の切欠き及びカム面を含む第二レースと、
   複数のロッカーと、
   上記第一レース上に配設され、上記ロッカーを上記カム面と係合する方向に付勢するばね部材とを備え、
   上記ロッカーが、上記ポケット内に配設され、切欠きと駆動可能に係合し且つ外れる係合面と、該係合面が上記切欠きと駆動可能に係合するときに上記駆動面に係合するための反応面と、非係合位置から係合位置へ向かう上記ロッカーの動作を案内すべくポケットの壁と当接するための案内面とを備える
   ことを特徴とするワンウェイ・クラッチ。
2. 上記各ロッカーの係合面が上記開口を通って切欠きと当接する位置に伸びるように構成され、
   上記ロッカーが、上記クラッチがオーバーランする間に上記カム面と係合するための、上記開口を通って伸びるラチェット面を更に有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワンウェイ・クラッチ。
3. 上記第一レースの回転の際に上記各ロッカーが遠心力によって上記カム面と係合する方向に付勢されるように、上記各ロッカーの質量中心が配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワンウェイ・クラッチ。
4. 上記第一レースの回転の際に上記各ロッカーが遠心力によって上記カム面との係合から離れる方向に付勢されるように、上記各ロッカーの質量中心が配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワンウェイ・クラッチ。
5. 上記各ばね部材が、アコーディオン式圧縮ばね及び螺旋コイル式圧縮ばねの少なくとも一方である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のワンウェイ・クラッチ。
6. 上記第一レースが、上記ロッカーに向けられ且つ、上記ばね部材の１つを収容する凹部を更に有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のワンウェイ・クラッチ。
7. 回転要素間の駆動結合を係合状態と非係合状態とに切り替えるためのワンウェイ・クラッチであって、
   軸周りに角度方向に間隔を空けて配設され且つ、径方向外側面に沿って置かれた開口を持つポケットを含む内側レースと、
   上記ポケットの縁部の少なくとも一部に沿って伸び、駆動面を含み、そして上記ポケットを少なくとも部分的に囲む壁と、
   上記開口に対向する面上に軸周りに角度方向に間隔を空けて交互に形成された一連の切欠き及びカム面を含む外側レースと、
   複数のロッカーと、
   上記内側レース上に配設され、上記ロッカーを上記カム面と係合する径方向外側方向に付勢するばね部材とを備え、
   上記ロッカーが、上記ポケット内に配設され、切欠きと駆動可能に係合し且つ外れるための係合面と、該係合面が上記切欠きと駆動可能に係合するときに上記駆動面に係合するための反応面と、非係合位置から係合位置へ向かう上記ロッカーの動作を案内すべくポケットの壁と当接するための案内面とを備える
   ことを特徴とするワンウェイ・クラッチ。
8. 上記各ロッカーの係合面が、上記開口を通って切欠きと当接する位置に伸びるように構成され、
   上記各ロッカーが、上記クラッチがオーバーランする間に上記カム面と係合するための、上記開口を通って伸びるラチェット面を更に有する
   ことを特徴とする請求項７に記載のワンウェイ・クラッチ。
9. 上記内側レースの回転の際に上記各ロッカーが遠心力によって上記カム面と係合する方向に付勢されるように、上記各ロッカーの質量中心が配置されている
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載のワンウェイ・クラッチ。
10. 上記内側レースの回転の際に上記各ロッカーが遠心力によって上記カム面との係合から離れる方向に付勢されるように、上記各ロッカーの質量中心が配置されている
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載のワンウェイ・クラッチ。
11. 上記内側レースが、上記ロッカーに向けられ且つ、上記ばね部材の１つを収容する凹部を更に有する
    ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１つに記載のワンウェイ・クラッチ。
12. 回転要素間の駆動結合を係合状態と非係合状態とに切り替えるためのワンウェイ・クラッチであって、
    第一レースと、
    該第一レースの外面において開口を備え、互いに間隔を空けて配設された複数のポケットと、
    上記ポケットの縁部の少なくとも一部に沿って伸び、駆動面、該駆動面から上記開口に伸びる第一案内面及び、上記駆動面の上記第一案内面とは横方向反対側に置かれた第二案内面を含む壁と、
    上記開口に対向する面上に交互に形成された一連の切欠き及びカム面を含む第二レースと、
    複数のロッカーと、
    上記内側レース上に配設され、上記ロッカーを上記カム面と係合する径方向外側方向に付勢するばね部材とを備え、
    上記ロッカーが、上記ポケット内に配設され、切欠きと駆動可能に係合し且つ外れるための係合面と、該係合面と筋向いに置かれ、該係合面が上記切欠きと駆動可能に係合するときに上記駆動面に係合するための反応面と、上記第一案内面に近接及び対向して置かれる第一側面と、上記反応面の上記第一側面とは横方向反対側に置かれ、上記第二案内面に近接及び対向する第二側面とを備え、
    該ロッカーの非係合位置から係合位置への動きが、上記第一側面及び第二側面の、上記第一及び第二案内面への当接によって案内される
    ことを特徴とするワンウェイ・クラッチ。
13. 上記ロッカーがラチェット面を更に有し、
    上記第二側面が平らな面であり、
    上記第二案内面が、上記クラッチがオーバーランするとき平らな第二側面に当接する平らな面である
    ことを特徴とする請求項１２に記載のワンウェイ・クラッチ。
14. 上記駆動面が凹面であり、
    上記ラチェット面が、上記係合面が切欠きに係合し上記クラッチが係合するときに上記駆動面に当接する位置に固定される凸面である
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のワンウェイ・クラッチ。
15. 上記第一案内面が凹面であり、
    上記第一側面が上記案内面と実質的に相補的な凸面である
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１つに記載のワンウェイ・クラッチ。
16. 上記駆動面が、上記ポケットの第一の角部に形成された凹面であり、
    上記ラチェット面が、上記係合面が切欠きに係合し上記クラッチが係合するときに上記駆動面に当接する位置に固定される凸面であり、
    上記ポケットが、上記第一角部から離れた上記ポケットの第二の角部に形成された凹状角部面を更に有し、
    上記ロッカーが、上記凹状角部と実質的に相補的な凸状角部面を更に有する
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のワンウェイ・クラッチ。
17. 上記駆動面が、上記ポケットの第一角部に形成された凹面であり、
    上記ラチェット面が、上記係合面が切欠きに係合し上記クラッチが係合するときに上記駆動面に当接する位置に固定される凸面であり、
    上記ポケットが、上記第一角部から離れた上記ポケットの第二の角部に形成された凹状角部面を更に有し、
    上記ロッカーが、上記凹状角部と実質的に相補的な凸状角部面と、上記ポケットの第二角部に形成された凹状角部面と上記駆動面との間に伸びる凹面とを更に有する
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のワンウェイ・クラッチ。
18. 上記ロッカーが、上記クラッチがオーバーランするときに当接しそしてカム面状を滑るためのラチェット面を更に有する
    ことを特徴とする請求項１２に記載のワンウェイ・クラッチ。

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