特許 6362607 分割外輪を備える円錐ウェッジ一方向クラッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6362607

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】分割外輪を備える円錐ウェッジ一方向クラッチ

(51)【国際特許分類】

   F16D 41/063 20060101AFI20180712BHJP

   F16D 43/08 20060101ALI20180712BHJP

   F16H 41/24 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   F16D41/063

   F16D43/08

   F16H41/24 A

【請求項の数】17

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-537783(P2015-537783)

(86)(22)【出願日】2013年10月16日

(65)【公表番号】特表2015-532405(P2015-532405A)

(43)【公表日】2015年11月9日

(86)【国際出願番号】US2013065172

(87)【国際公開番号】WO2014062761

(87)【国際公開日】20140424

【審査請求日】2016年10月13日

(31)【優先権主張番号】61/715,518

(32)【優先日】2012年10月18日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515009952

【氏名又は名称】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

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(72)【発明者】

【氏名】マイケル デイヴィス

【審査官】 星名 真幸

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭３８−００３６１２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０３２０２２５０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０１４３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ４１／０６３

Ｆ１６Ｄ ４３／０８

Ｆ１６Ｈ ４１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向クラッチにおいて、
内輪と、
第１および第２のウェッジプレートからなるウェッジ部材と、を備え、前記第１および第２のウェッジプレートは、それぞれ、前記内輪と係合している内側の周方向の面と、互いに軸方向反対を向いた、半径方向に配置された側面と、外側の部分的に周方向の面と、を有し、前記外側の部分的に周方向の面は、前記半径方向に配置された側面から半径方向外向きにそれぞれテーパしており、
前記一方向クラッチはさらに、軸方向に可動な第１および第２の外輪を備え、該第１および第２の外輪は、それぞれ、互いに軸方向に向き合う、半径方向に配置された側面と、内側の部分的に周方向の面と、を有しており、該内側の部分的に周方向の面は、前記半径方向に配置された側面から半径方向内向きにそれぞれテーパしており、
第１の回転方向での前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、
前記第１および第２の外輪は、軸方向で整合しており、かつ軸方向でスペースによって分離されており、
前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面は、少なくとも部分的に、半径方向および軸方向で整合しており、
前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面と、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とは、それぞれ接触しておらず、
前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向での、前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、
前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面が、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面と接触し、
前記第１および第２の外輪は、前記内輪に回転不能に結合されることを特徴とする、一方向クラッチ。

【請求項2】

第１の側板をさらに備え、第２の回転方向での前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１の側板は、前記第１の外輪を軸方向に前記第２の外輪に向かって押し付け、これにより、前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面を、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とそれぞれ接触させる、請求項１記載の一方向クラッチ。

【請求項3】

第１および第２の側板をさらに備え、
前記第１および第２の外輪は、軸方向で前記第１および第２の側板の間に配置されており、
前記第１の外輪は、前記第１の側板に対して回転方向および半径方向で固定されており、かつ前記第１の側板に対して軸方向で可動であり、
前記第２の外輪は、前記第２の側板に対して回転方向および半径方向で固定されており、かつ前記第２の側板に対して軸方向で可動である、請求項１記載の一方向クラッチ。

【請求項4】

前記第１および第２の側板は、トルクコンバータ用のステータに回転不能に結合されている、請求項３記載の一方向クラッチ。

【請求項5】

前記内輪は、トランスミッションの第１の部材であり、
前記第１および第２の側板は、前記トランスミッションの第２の部材に回転不能に結合されるように配置されている、請求項３記載の一方向クラッチ。

【請求項6】

前記第１および第２のウェッジプレートの前記内側の周方向の面は、それぞれ複数の斜面を有し、前記内輪は、対応する複数の斜面を有しており、
第１の側板をさらに備え、第２の回転方向での前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１の側板は、前記第１の外輪を第２の軸方向に押し付け、
これにより、前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面を、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とそれぞれ接触させ、
これにより、前記第１および第２のウェッジプレートが半径方向外向きに移動し、該第１および第２のウェッジプレートの前記複数の斜面が、前記内輪の前記複数の斜面に沿って滑る、請求項１記載の一方向クラッチ。

【請求項7】

前記第１および第２のウェッジプレートの前記内側の周方向の面は、それぞれ複数の斜面を有し、前記内輪は、対応する複数の斜面を有しており、
第１および第２の軸方向に可動な側板をさらに備え、
前記第１および第２の外輪と、前記第１および第２のウェッジプレートとは、軸方向で前記第１および第２の側板の間に配置されており、
第２の回転方向での前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１の側板は、前記第１の外輪を第２の軸方向に押し付け、これにより、
前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面は、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とそれぞれ接触し、かつ
前記第１および第２のウェッジプレートが半径方向外向きに移動し、該第１および第２のウェッジプレートの前記複数の斜面が、前記内輪の前記複数の斜面に沿って滑り、
前記第１および第２のウェッジプレートの外向きの移動は、前記第１の側板を第１の軸方向に、前記第２の側板を第２の軸方向に移動させる、請求項１記載の一方向クラッチ。

【請求項8】

軸方向で固定されたストッパをさらに備え、前記第２のウェッジプレートの外向きの移動は、前記第２の側板を第２の軸方向へ移動させ、これにより、前記第２の側板は、前記軸方向で固定されたストッパに接触する、請求項７記載の一方向クラッチ。

【請求項9】

軸方向で前記第１および第２の外輪の間に配置され、該第１および第２の外輪をそれぞれ第１および第２の軸方向へ押し付ける弾性エレメントをさらに備える、請求項１から８までのいずれか１項記載の一方向クラッチ。

【請求項10】

一方向クラッチにおいて、
第１の側板と、
内輪と、
第１および第２のウェッジプレートからなるウェッジ部材と、を備え、前記第１および第２のウェッジプレートは、それぞれ、前記内輪と係合している内側の周方向の面と、互いに軸方向反対を向いた、半径方向に配置された側面と、外側の部分的に周方向の面と、を有し、前記外側の部分的に周方向の面は、前記半径方向に配置された側面から半径方向外向きにそれぞれテーパしており、
前記一方向クラッチはさらに、軸方向に可動な第１および第２の外輪を備え、該第１および第２の外輪は、それぞれ、互いに軸方向に向き合う、半径方向に配置された側面と、内側の部分的に周方向の面と、を有しており、該内側の部分的に周方向の面は、前記半径方向に配置された側面から半径方向内向きにそれぞれテーパしており、
前記第１および第２のウェッジプレートの前記内側の周方向の面は、それぞれ複数の斜面を有し、前記内輪は、対応する複数の斜面を有しており、
第１の回転方向での、前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面と、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とは、それぞれ接触しておらず、
第１の回転方向とは反対の第２の回転方向での、前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１の側板は前記第１の外輪を軸方向で前記第２の外輪に向かって押し付け、これにより、
前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面と、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とが接触し、
前記第１および第２のウェッジプレートは、前記内輪に対して回転し、
前記第１および第２のウェッジプレートは、半径方向外向きに移動し、該第１および第２のウェッジプレートの前記複数の斜面が、前記内輪の前記複数の斜面に沿って滑り、前記内輪を前記第１および第２の外輪に回転方向でロックすることを特徴とする一方向クラッチ。

【請求項11】

軸方向に可動な第２の側板をさらに備え、
前記第１および第２の外輪と、前記第１および第２のウェッジプレートとは、軸方向で前記第１および第２の側板の間に配置されており、
第２の回転方向での前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１および第２のウェッジプレートの外向きの移動は、前記第１の側板を第１の軸方向に、前記第２の側板を第２の軸方向に移動させる、請求項１０記載の一方向クラッチ。

【請求項12】

軸方向で固定されたストッパをさらに備え、前記第２のウェッジプレートの外向きの移動は、前記第２の側板を第２の軸方向へ移動させ、これにより、前記第２の側板は、前記軸方向で固定されたストッパに接触する、請求項１１記載の一方向クラッチ。

【請求項13】

軸方向で前記第１および第２の外輪の間に配置され、該第１および第２の外輪をそれぞれ第１および第２の軸方向へ押し付ける弾性エレメントをさらに備える、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の一方向クラッチ。

【請求項14】

前記第１および第２の側板は、トルクコンバータ用のステータに回転不能に結合されるように配置されているか、または、
前記内輪は、トランスミッションの第１の部材であり、
前記第１および第２の側板は、前記トランスミッションの第２の部材に回転不能に結合されるように配置されている、請求項１１記載の一方向クラッチ。

【請求項15】

一方向クラッチにおいて、
第１および第２の側板と、
内輪と、
第１および第２のウェッジプレートと、を備え、該第１および第２のウェッジプレートは、それぞれ、前記内輪と係合している内側の周方向の面と、互いに軸方向反対を向いた、半径方向に配置された側面と、外側の部分的に周方向の面と、を有し、前記外側の部分的に周方向の面は、前記半径方向に配置された側面から半径方向外向きにそれぞれテーパしており、
前記一方向クラッチはさらに、軸方向で前記第１および第２の側板の間に配置され軸方向に可動な第１および第２の外輪を備え、該第１および第２の外輪は、それぞれ、互いに軸方向に向き合う、半径方向に配置された側面と、内側の部分的に周方向の面と、を有しており、該内側の部分的に周方向の面は、前記半径方向に配置された側面から半径方向内向きにそれぞれテーパしており、
前記第１および第２のウェッジプレートの前記内側の周方向の面は、それぞれ複数の斜面を有し、前記内輪は、対応する複数の斜面を有しており、
第１の回転方向での、前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面と、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とは、それぞれ接触しておらず、
前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向での、前記内輪に対する前記第１および第２の外輪の回転のために、前記第１の側板は前記第１の外輪を第２の軸方向に押し付け、これにより、
第１および第２のウェッジプレートの前記外側の部分的に周方向の面が、前記第１および第２の外輪の前記内側の部分的に周方向の面とそれぞれ接触し、
前記第１および第２のウェッジプレートは半径方向外向きに移動し、該第１および第２のウェッジプレートの前記複数の斜面が、前記内輪の前記複数の斜面に沿って滑り、前記内輪を前記第１および第２の外輪に回転不能に結合し、
前記第１および第２のウェッジプレートの半径方向外向きの移動は、前記第１および第２の外輪を第１および第２の軸方向にそれぞれ移動させることを特徴とする、一方向クラッチ。

【請求項16】

軸方向で固定されたストッパをさらに備え、前記第２のウェッジプレートの外向きの移動は、前記第２の側板を第２の軸方向へ移動させ、これにより、前記第２の側板は、前記軸方向で固定されたストッパに接触する、請求項１５記載の一方向クラッチ。

【請求項17】

軸方向で前記第１および第２の外輪の間に配置され、該第１および第２の外輪をそれぞれ第１および第２の軸方向へ押し付ける弾性エレメントをさらに備える、請求項１５または１６記載の一方向クラッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願とのクロスリファレンス
本願は、２０１２年１０月１８日に出願された米国特許仮出願第６１／７１５５１８号明細書の利益を請求し、この出願は、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

技術分野
本開示は、内輪と外輪とをロックするためにウェッジプレートを用いる一方向クラッチに関する。特に、一方向クラッチは、ロッキングモードからフリーホイールモードへの迅速かつ一貫した切り替えを可能にしつつ、フリーホイールモードにおける内輪と外輪との間のトルクドラッグを排除する。

【0003】

背景
一方向クラッチに関して、外輪を内輪に回転方向で結合するために、外輪用の溝に配置された円錐形の外周面を形成しているウェッジプレートを使用することが公知である。フリーホイールモードからロッキングモードへの一貫した移行を可能にするために、フリーホイールモードの間、円錐形の外周面と溝との間の摩擦接触を維持する必要がある。摩擦接触の結果、内輪と外輪との間にトルクドラッグが生じ、その後、エネルギの散逸が生じ、フリーホイールモードにおける作動中に効率を低下させる。

【0004】

図８は、従来の一方向クラッチの部分的な断面図である。図８は、米国特許第３２０２２５０号明細書の図１０を転載したものである。図８は、一方向クラッチ用の分割外輪３６を示している。外輪３６の２つの部分は、ねじ３７によって軸方向で固定されている。米国特許第３２０２２５０号明細書に記載された一方向クラッチは、フリーホイールモードの間、半径方向で見て内輪と外輪との間に配置されたウェッジエレメントの間にドラッグトルクを生じながら作動する。

【0005】

概要
ここに示される態様によれば、一方向クラッチであって、内輪と、ウェッジ部材とを備え、該ウェッジ部材は、第１および第２の反対の軸方向に互いに反対にそれぞれ面した、第１および第２の半径方向に配置された側面と、前記内輪と係合させられた第１の内側の部分的に周方向の面と、第１および第２の外側の部分的に周方向の面とを有しており、該面は、部分的に第１の半径方向に、部分的に第１または第２の軸方向に面しており、かつ第１および第２の半径方向に配置された側面から半径方向外向きにテーパしている、一方向クラッチが提供される。クラッチは、第１および第２の軸方向に可動な外輪を備え、外輪は、それぞれ第２および第１の軸方向にそれぞれ面した、第３および第４の半径方向に配置された側面と、それぞれ第２および第３の内側の部分的に周方向の面とを有しており、該面は、部分的に第２の半径方向に、部分的に第１または第２の軸方向に面しており、かつ第３および第４の半径方向に配置された側面から半径方向内向きにテーパしている。第１の回転方向での内輪に対する第１および第２の外輪の回転のために、第１および第２の外輪は、軸方向で整合させられ、かつ軸方向でスペースによって分離され、第１の外側の部分的に周方向の面と、第２の内側の部分的に周方向の面とは、少なくとも部分的に、半径方向および軸方向で整合させられ、第１および第２の外側の部分的に周方向の面と、第２および第３の内側の部分的に周方向の面とは、それぞれ、接触しない。第１の回転方向とは反対の第２の回転方向での、内輪に対する第１および第２の外輪の回転のために、第１および第２の外側の部分的に周方向の面は、第２および第３の内側の部分的に周方向の面と接触し、第１および第２の外輪は、内輪に回転不能に結合される。

【0006】

ここに示される態様によれば、一方向クラッチであって、第１の側板と、内輪と、ウェッジ部材とを備え、ウェッジ部材は、第１および第２の反対の軸方向に互いに反対にそれぞれ面した、第１および第２の半径方向に配置された側面と、内輪と係合させられた第１の内側の周方向の面と、第１および第２の外側の部分的に周方向の面とを有しており、該面は、部分的に第１の半径方向に、部分的に第１または第２の軸方向に面しており、かつ第１および第２の半径方向に配置された側面から半径方向外向きにテーパしている、一方向クラッチが提供される。クラッチは、第１および第２の軸方向に可動な外輪を備え、外輪は、内輪の半径方向外側に配置されたそれぞれの部分と、それぞれ第２および第１の軸方向にそれぞれ面した、第３および第４の半径方向に配置された側面と、それぞれ第２および第３の内側の部分的に周方向の面とを有しており、該面は、部分的に第２の半径方向に、部分的に第１または第２の軸方向に面しており、かつ第３および第４の半径方向に配置された側面から半径方向内向きにテーパしている。第１の回転方向での、内輪に対する第１および第２の外輪の回転のために、第１および第２の外側の部分的に周方向の面と、第２および第３の内側の部分的に周方向の面のそれぞれとは、接触していない。第１の回転方向とは反対の第２の回転方向での、内輪に対する第１および第２の外輪の回転のために、第１の側板は第１の外輪を軸方向で第２の外輪に向かって押し付け、これにより、第１および第２の外側の部分的に周方向の面と、第２および第３の内側の部分的に周方向の面とが、接触し、ウェッジ部材は、内輪に対して回転し、ウェッジ部材は、半径方向外向きに移動し、内輪を第１および第２の外輪にロックする。

【0007】

ここに示される態様によれば、一方向クラッチであって、第１および第２の側板と、内輪と、第１および第２のウェッジプレートとを備え、該ウェッジプレートは、反対の軸方向に互いに反対にそれぞれ面した、第１および第２の半径方向に配置された側面と、内輪とそれぞれ係合させられた第１および第２の内側の部分的に周方向の面と、それぞれ第１および第２の外側の部分的に周方向の面とを有しており、該面は、部分的に第１の半径方向に、部分的に第１または第２の軸方向に面しており、かつ第１および第２の半径方向に配置された側面から半径方向外向きにそれぞれテーパしている。クラッチは、軸方向で第１および第２の側板の間に配置された第１および第２の軸方向に可動な外輪を備え、外輪は、内輪の半径方向外側に配置されたそれぞれの部分と、互いに反対の軸方向にそれぞれ面した、第３および第４の半径方向に配置された側面と、それぞれ第３および第４の内側の部分的に周方向の面とを有しており、該面は、部分的に第２の半径方向に、部分的に第１または第２の軸方向に面しており、かつ第３および第４の半径方向に配置された側面から半径方向内向きにテーパしている。第１の回転方向での、内輪に対する第１および第２の外輪の回転のために、第１および第２の外側の部分的に周方向の面と、第３および第４の内側の部分的に周方向の面のそれぞれとは、接触していない。第１の回転方向とは反対の第２の回転方向での内輪に対する第１および第２の外輪の回転のために、第１の側板は第１の外輪を第２の軸方向に押し付け、これにより、第１および第２の外側の部分的に周方向の面が、第３および第４の内側の部分的に周方向面にそれぞれ接触し、ウェッジ部材は半径方向外向きに移動し、内輪を第１および第２の外輪に回転不能に結合し、ウェッジ部材の半径方向外向きの移動は、第１および第２の外輪を第１および第２の軸方向にそれぞれ移動させる。

【0008】

様々な実施の形態は、添付の概略的な図面に関連して例としてのみ開示されている。図面では、対応する参照符号は対応する部材を示す。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】本願において使用される空間に関する用語を説明する円柱座標系の斜視図である。

【図1B】本願において使用される空間に関する用語を説明する図１Ａの円柱座標系における物体の斜視図である。

【図2】分割外輪を有する一方向クラッチの分解斜視図である。

【図3】フリーホイールモードにおける分割外輪を有する一方向クラッチの部分的な断面図である。

【図4】ロッキングモードの初期段階における、図３の一方向クラッチの部分的な断面図である。

【図5】ロッキングモードの最終段階における、図３の一方向クラッチの部分的な断面図である。

【図6】トルクコンバータに据え付けられた分割外輪を有する一方向クラッチの部分的な断面図である。

【図7】ロッキングモードにおける弾性エレメントを備えた、図３の一方向クラッチの部分的な断面図である。

【図8】従来の一方向クラッチの部分的な断面図である。

【0010】

詳細な説明
最初に、異なる図面における同じ参照番号は、開示の同じ、または機能的に類似の構造エレメントを識別していることが認識されるべきである。請求の範囲に記載のような開示は、開示された態様に限定されないということが理解されるべきである。

【0011】

さらに、この開示は、特定の方法、材料および記載された変化態様に限定されるのではなく、したがって、もちろん変更されてよいことが理解される。ここで使用される用語は、特定の態様を説明する目的のためだけのものであり、本開示の範囲を限定することが意図されたものではないことも理解される。

【0012】

そうでないことが定義されない限り、ここで使用される全ての技術用語および科学用語は、この開示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のと同じ意味を有する。ここで説明されたものと類似または均等なあらゆる方法、装置または材料を開示の実施または試験において使用することができることを理解すべきである。

【0013】

図１Ａは、本願において使用される空間に関する用語を説明する円柱座標系８０の斜視図である。本発明は、少なくとも部分的に円柱座標系に関して説明される。系８０は、以下の方向および空間に関する用語の基準として使用される長手方向軸線８１を有する。“軸方向の”、“半径方向の”および“周方向の”という形容詞は、それぞれ軸線８１、半径８２（軸線８１に直交する）および円周８３に対して平行な向きに関する。“軸方向の”、“半径方向の”および“周方向の”という形容詞は、それぞれの平面に対して平行な向きにも関する。様々な平面の配置を明らかにするために、物体８４，８５および８６が使用される。物体８４の面８７は、軸方向平面を形成している。すなわち、軸線８１は、面に沿った線を形成している。物体８５の面８８は、半径方向平面を形成している。すなわち、半径８２は、面に沿った線を形成している。物体８６の面８９は、周方向平面を形成している。すなわち、円周８３は、面に沿った線を形成している。別の例として、軸方向の移動または配置は、軸線８１に対して平行であり、半径方向の移動または配置は、半径８２に対して平行であり、周方向の移動または配置は、円周８３に対して平行である。回転は、軸線８１に関する。

【0014】

“軸方向に”、“半径方向に”および“周方向に”という副詞は、それぞれ軸線８１、半径８２または円周８３に対して平行な向きに関する。“軸方向に”、“半径方向に”および“周方向に”という副詞は、それぞれの平面に対して平行な向きにも関する。

【0015】

図１Ｂは、本願において使用される空間に関する用語を説明する図１Ａの円柱座標系８０における物体９０の透視図である。円筒状の物体９０は、円柱座標系における円筒状の物体を表し、本発明を限定することは一切意図されていない。物体９０は、軸方向の面９１と、半径方向の面９２と、周方向の面９３とを有する。面９１は、軸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、周方向平面である。

【0016】

図２は、分割外輪を有する一方向クラッチ１００の分解斜視図である。

【0017】

図３は、フリーホイールモードにおける分割外輪を有する一方向クラッチ１００の部分的な断面図である。以下の説明は、図２および図３に照らして検討すべきである。一方向クラッチ１００は、内輪１０２と、ウェッジ部材１０４とを有する。ウェッジ部材１０４は、それぞれ反対の軸方向ＡＤ１およびＡＤ２に互いに反対側に面した、半径方向に配置された側面１０６および１０８を備えている。ウェッジ部材は、内輪と係合した内側の周方向の面ＩＣＳ１と、外側の部分的に周方向の面ＯＣＳ１およびＯＣＳ２とを有している。面ＯＣＳ１およびＯＣＳ２は、それぞれ側面１０６および１０８から半径方向外向きにテーパしており、半径方向外向きに延びる円錐形を形成している。“部分的に周方向”とは、面が、部分的に半径方向ＲＤ１またはＲＤ２に、かつ部分的に軸方向ＡＤ１またはＡＤ２に面していることを意味する。ＯＣＳ１およびＯＣＳ２は、部分的にＲＤ１に面している。本開示の他の部分において、“周方向の面”という用語は、ＯＣＳ１、ＯＣＳ２、ＩＣＳ２およびＩＣＳ３を指す場合に用いられる。クラッチ１００は、軸方向に可動な外輪１１０および１１２を有している。外輪１１０および１１２は、それぞれ、内輪の半径方向外側に配置された部分１１０Ａおよび１１２Ａを有している。外輪１１０および１１２は、それぞれ方向ＡＤ２およびＡＤ１に面した、半径方向に配置された側面１１４および１１６面をそれぞれ有している。外輪１１０および１１２は、それぞれ内側の部分的に周方向の面ＩＣＳ２およびＩＣＳ３を有しており、これらの面はそれぞれ、側面１１４および１１６から半径方向内向きにテーパしており、半径方向外向きに延びる円錐形のキャビティまたは溝を形成している。ＩＣＳ２およびＩＣＳ３は、部分的に方向ＲＤ２に面している。すなわち、ＯＣＳ１およびＯＣＳ２は、円錐形を形成しており、ＩＣＳ２およびＩＣＳ３は、逆の円錐形を形成している。１つの実施の形態において、ＯＣＳ１とＩＣＳ２とは平行であり、ＯＣＳ２とＩＣＳ３とは平行である。

【0018】

クラッチ１００のフリーホイールモードにおいて、外輪と内輪とは独立して回転可能である。すなわち、外輪および内輪の一方または両方は、互いに対して回転することができる。１つの実施の形態では、フリーホイールモードの場合、外輪は内輪に対して回転方向ＲＤ１に回転し、外輪は軸方向で軸方向スペース１１８によって分離されている。また、ＯＣＳ１とＩＣＳ２とは少なくとも部分的に半径方向および軸方向で整合させられており、ＯＣＳ２とＩＣＳ３とは少なくとも部分的に半径方向および軸方向で整合させられている。ＯＣＳ１とＩＣＳ２、ＯＣＳ２とＩＣＳ３はそれぞれ、接触していない。ＯＣＳ１とＩＣＳ２、ＯＣＳ２とＩＣＳ３はそれぞれ、半径方向スペース１２０によって分離されている。すなわち、外輪は、ＯＣＳ１とＩＣＳ２との接触またはＯＣＳ２とＩＣＳ３との接触によるドラッグを一切生じることなく、ウェッジ部材および内輪に対して回転することができる。図２において、ＲＤ１は、ウェッジ部材および内輪の構成（以下でさらに説明する）により、反時計回りである。しかしながら、フリーホイールモードの方向を方向ＲＤ２に時計回りとなるようにウェッジ部材および内輪の構成を反転させることができることが理解されるべきである。１つの実施の形態では、フリーホイールモードにおいて、外輪または内輪の一方または他方は、回転方向で固定されており、外輪または内輪の他方は、回転可能である。１つの実施の形態では、フリーホイールモードにおいて、内輪および外輪の両方が回転可能である。

【0019】

クラッチ１００は、側板１２２および１２４を有している。内輪および外輪は、軸方向で見て側板の間に配置されている。外輪１１０は、側板１２２に対して回転方向および半径方向で固定されており、側板１２２に対して軸方向に可動である。外輪１１２は、側板１２４に対して回転方向および半径方向で固定されており、側板１２４に対して軸方向に可動である。１つの実施の形態では、図２に示したように、外輪を側板に結合するために締結具１２６が使用される。すなわち、締結具は、側板に結合され、外輪を貫通し、外輪を側板に回転方向および半径方向で固定する。しかしながら、外輪は、締結具に沿って軸方向に滑ることができる。付加的な締結具（図示せず）は、側板１２２および１２４と、外輪１１０および１１２とをステータ１３８に結合する。１つの実施の形態では、締結具１２６は、貫通孔を有しており、幾つかの付加的な締結具がこの貫通孔を貫通する。他の実施の形態（図示せず）は、ステータと、側板と、外輪との間の歯形による結合もしくはスプライン結合を含んでもよい。

【0020】

図４は、ロッキングモードの初期段階における、図３の一方向クラッチ１００の部分的な断面図である。以下の説明は、図２から図４に照らして検討すべきである。クラッチ１００のロッキングモードにおいて、外輪および内輪のそれぞれの回転は固定されている。すなわち、外輪および内輪は、互いに対して回転することができない。ロッキングモードを開始するために、外輪は、内輪に対して、フリーホイールモードの回転方向とは反対の回転方向、この例においては、方向ＲＤ１とは反対のＲＤ２に回転する。（以下でさらに説明するように）側板のうちの一方、例えば、側板１２２は、外輪に向かって、例えば方向ＡＤ２に移動し、力Ｆを加える。Ｆは、外輪を互いに向かって押し付け、スペース１１８を減じ、これにより、ＯＣＳ１とＯＣＳ２とがそれぞれＩＣＳ２とＩＣＳ３とに接触する。より具体的には、ＯＣＳ１とＩＣＳ２との摩擦係合およびＯＣＳ２とＩＣＳ３との摩擦係合により、ウェッジ部材は、外輪とともに、例えば方向ＲＤ１へ移動し、内輪に対して回転し始める。内輪の外側の周方向の面ＯＣＳ３と、ウェッジ部材との接触は、（以下でさらに説明するように）ウェッジ部材を半径方向外向きに移動させ、半径方向外向きの半径方向の力ＲＦを外輪に加え、ＯＣＳ１とＩＣＳ２との間およびＯＣＳ２とＩＣＳ３との間の摩擦力をそれぞれ増大させ、ウェッジ部材と外輪とのそれぞれの回転をロックし始め、その後、内輪と外輪とのそれぞれの回転をロックする。

【0021】

図５は、ロッキングモードの最終段階における、図３の一方向クラッチ１００の部分的な断面図である。以下の説明は、図２から図５に照らして検討すべきである。ウェッジ部材が方向ＲＤ１へさらに回転すると、ウェッジ部材は内輪に対して回転方向にさらに移動し、半径方向外向きにさらに移動し、ＲＦを増大させる。ウェッジ部材が半径方向外向きにさらに移動することにより、ＯＣＳ１およびＯＣＳ２はそれぞれＩＣＳ２およびＩＣＳ３に沿って半径方向外向きに滑り、外輪１１０および１１２をそれぞれ方向ＡＤ１およびＡＤ２へ移動させ、スペース１１８を増大させる。１つの実施の形態では、クラッチ１００は、軸方向で固定されたストッパ１２８、例えばスナップリングを有する。ロッキングモードの最終段階において、ウェッジプレートは内輪に対して最大量だけ回転させられており、方向ＡＤ１での、側板１２２におけるＲＦのベクトル部分は、力Ｆと平衡状態になる。加えて、側板１２４は軸方向ストッパと接触し、ウェッジ部材は、最大量だけ回転させられており、内輪と外輪とを回転方向でロックするＲＦのための最大レベルを生じる。１つの実施の形態では、ロッキングモードにおいて、内輪および外輪は回転方向で固定され、すなわち、内輪も、外輪も、回転可能ではない。１つの実施の形態では、ロッキングモードにおいて、内輪および外輪は一緒に回転する。上述のあらゆる最大量は、特定の作動条件に関し、絶対値ではないことが理解されるべきである。例えば、ＲＦのためのそれぞれの値、およびウェッジ部材および外輪のそれぞれの移動は、特定の構成、およびクラッチに加えられる特定のトルク負荷に応じて変化することができる。

【0022】

１つの実施の形態では、ウェッジ部材は、別個のウェッジプレート１０４Ａおよび１０４Ｂを有している。ウェッジプレート１０４Ａは、ＩＣＳ１の部分ＩＣＳ１−Ａと、側面１０６と、ＯＣＳ１とを有している。ウェッジプレート１０４Ｂは、ＩＣＳ１の部分ＩＣＳ１−Ｂと、側面１０８と、ＯＣＳ２とを有している。１つの実施の形態では、部分ＩＣＳ１−ＡおよびＩＣＳ１−Ｂは、周方向、例えばＲＤ１で半径方向外向きにテーパした斜面１３０を有している。テーパは、方向ＲＤ１で、クラッチの回転軸線ＡＲに対するＩＣＳ１の半径方向距離ＲＤＩＳ１を増大させている。内輪の外周面ＯＣＳ３は、同じ周方向でテーパした斜面１３２を有しており、軸線ＡＲに対するＩＣＳ１の半径方向距離ＲＤＩＳ２を増大させている。フリーホイールモードにおいて、斜面１３０および１３２は少なくとも呼び径で見て（nominally）係合させられ、ウェッジプレートと内輪とは一緒に回転する（または両方とも回転方向で固定されている）。

【0023】

ロッキングモードが開始されると、ＯＣＳ１およびＯＣＳ２は、ＩＣＳ２およびＩＣＳ３と接触し、ウェッジプレートを内輪に対して例えば方向ＲＤ１に回転させる。斜面１３０および１３２はテーパしており、これにより、ロックアップモード方向でのウェッジプレートの回転により、斜面１３０は斜面１３２に“乗り上げ”、すなわち、斜面１３０は、斜面１３２の半径方向外向きのテーパによって半径方向外向きに押し付けられ、その結果、上述のウェッジ部材の半径方向外向きの移動を生じる。

【0024】

概して、クラッチ１００は、エレメントＲＥを含む別の部材と共に使用するように配置されている。１つの実施の形態では、エレメントＲＥは回転可能であり、側板はＲＥに回転不能に結合されており、これにより、外輪の回転はＲＥの回転に固定されている。側板のうちの一方を移動させてロッキングモードを開始する力Ｆは、ＲＥと、他方の部材の作動とによって発生される。例えば、クラッチ１００は、自動車のトランスミッションに据え付けることができ、Ｆは、トランスミッションによって発生される。この場合、内輪は、トランスミッションの１つの回転可能な部材として機能することができ、ＲＥは、トランスミッションの別の回転する部材として機能することができる。これにより、内輪および外輪の両方は回転可能であり、フリーホイールモードおよびロッキングモードは、互いに対する内輪および外輪の相対回転によって引き起こされる。１つの実施の形態では、エレメントＲＥは回転方向で固定されている。例えば、トランスミッションにおいて、ＲＥは、トランスミッション用のケースに固定されており、クラッチ１００は、トランスミッション用のギヤの部材に結合することができるウェッジ部材を回転方向でロックするためのブレーキとして作用する。

【0025】

図６は、トルクコンバータ１３６に据え付けられた分割外輪を有する一方向クラッチ１００の部分的な断面図である。以下は、図２から図６に照らして検討すべきである。図６において、クラッチ１００は、ステータ１３８と、ポンプ１４０と、タービン１４２とを含むトルクコンバータ１３６に据え付けられている。従来公知のように、内輪１０２は回転方向で固定されている。この例において、ＲＥは、ステータの一部である。トルクコンバータの作動は、ステータが、フリーホイールモードにおいて（例えば、トルクコンバータ惰走モードにおいて）内輪に対して自由に回転し、かつロッキングモードにおいて（例えばトルクコンバータモードにおいて）内輪に対して回転方向でロックされることを必要とする。トルクコンバータがトルクコンバータモードでの作動を始めると、ポンプおよびタービンによって発生された静水学的な力が、ステータおよびＲＥを方向ＡＤ２へ移動させ、上述のように側板１２２に力Ｆを発生する。上述のように、ロッキングモードが最終段階に達すると、力Ｆが平衡させられ、側板１２４は軸方向ストッパ１２８と接触する。

【0026】

トルクコンバータがトルクコンバータモードでなくなると、側板に加わる軸方向の力は実質的に平衡させられ、側板１２２および１２４は、図３に示された位置を占める（内輪と外輪との間の接触は生じない）。

【0027】

図２には、ステータ１３８が示されている。図２には、補助的な部分ＡＣが示されていることに留意されたい。ＡＣは、ステータ１３８を含む特定の用途に関連しており、クラッチ１００の一部ではない。

【0028】

図７は、弾性エレメント１４４を備えた、図３の一方向クラッチ１００の部分的な断面図である。以下の説明は、図２から図７に照らして検討すべきである。１つの実施の形態では、クラッチ１００は、軸方向で見て外輪の間に配置された弾性エレメント１４４を有しており、外輪を互いに力ＦＦで押し離している。例えば、弾性エレメントは、外輪１１０を方向ＡＤ１へ、外輪１１２を方向ＡＤ２へ押し付けている。弾性エレメント１４４は、ロッキングモードからフリーホイールモードへの移行のために、外輪が軸方向で分離し、ウェッジ部材と外輪との間の接触が解消されることを保証する。力ＦＦは、力Ｆが、ロッキングモードを開始するために必要に応じてＦＦを克服することができるように選択されており、弾性エレメントの構成は、ウェッジ部材が、図５に示したように外輪を軸方向で分離させることができるようになっている。

【0029】

クラッチ１００は、有利には、上述のフリーホイールモードにおけるトルクドラッグを排除する。例えば、２つの軸方向に可動な外輪は、フリーホイールモードにおいて軸方向で分離させられ、ウェッジ部材と外輪との間に間隙を形成し、ロッキングモードを開始するために軸方向で押し付けられる。ロッキングモードの最終段階において外輪を軸方向で分離させることができることにより、ウェッジ部材を外輪に、その後、外輪を内輪にロックする圧縮力および摩擦力が高められる。

【0030】

同時に、クラッチ１００は、フリーホイールモードからロッキングモードへの一貫した、信頼できる移行を提供する。特に、ロッキングモードを開始するために側板によって外輪に加えられる力Ｆは、クラッチ１００が据え付けられた構成部材の作動によって、確実に、予測可能に、かつ一貫して生ぜしめられ、例えば、図６に関して説明された静水学的な力が生ぜしめられる。すなわち、力Ｆは、外輪の内側の周方向の面と、ウェッジプレートの外側の周方向の面との確実かつ反復可能な係合を保証する。この係合は、ロッキングモードを開始するために必要な、内輪に対するウェッジプレートの回転方向の移動を生じる。

【0031】

上に開示された様々な特徴および機能ならびにその他の特徴および機能、またはそれらの代替的態様は、望ましくは多くのその他の異なるシステムまたは用途に組み合わされてよいことが認められるであろう。現時点では予想または予期されない様々な代替的態様、変更例、変化態様または改良は、引き続き当業者によってなされてよく、これらも、以下の請求の範囲によって包含されることが意図されている。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】