JP2000220663A

JP2000220663A - 一方向クラッチ

Info

Publication number: JP2000220663A
Application number: JP11021488A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nakagawa; 義浩中川; Tomomasa Kubo; 智将久保
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】エンドベアリングを用いた従来の一方向クラ
ッチに比して、軸方向寸法を短くするとともに空転時の
トルクを軽減することができ、また、部品の汎用化によ
るコスト低減や、設計の自由度を増大させることのでき
る一方向クラッチを提供する。【解決手段】内輪１と外輪２の間に形成される環状空
間３内に配置されて各スプラグ４を保持する保持器５
ａ，５ｂの各ポケットＰｒのうちの幾つかに、内輪１お
よび外輪２の接するカム面１０１，１０２を有するとと
もに、その各カム面１０１，１０２は曲率中心Ｏを共有
し、かつ、その曲率半径ｒ₁，ｒ₂の和がＪスペース以
下である滑り要素１０をスプラグ４に代えて配置するこ
とで、内輪１と外輪２を相互にセンタリングしてＪスペ
ースを適正値に保ち、エンドベアリングを不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の変速機構
等に用いられる一方向クラッチに関し、更に詳しくは、
スプラグタイプの一方向クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】内輪と外輪との間に配置されるトルク伝
達要素としてスプラグを用いてなるスプラグタイプの一
方向クラッチは、一般に、図３に要部軸直交断面図を例
示するように、内輪３１および外輪３２と、これらの間
に形成される環状空間３３内に配置される複数のスプラ
グ３４と、その各スプラグ３４を収容するポケットＰが
形成された内保持器３５ａおよび外保持器３５ｂ、およ
び各スプラグ３４をロック側に付勢するリボンスプリン
グ３６を主たる要素として構成される。

【０００３】各スプラグ３４には、内輪３１の外周面に
接するカム面３４１と外輪３２の内周面に接するカム面
３４２がそれぞれ形成されており、この各カム面３４１
および３４２は、その曲率中心および曲率半径が互いに
相違し、図３に示す例では、内輪３１と外輪３２とが図
中矢印で示す方向に相対回転したときに各スプラグ３４
が内輪３１と外輪３２の間で噛合してトルクを伝達する
が、その逆方向への相対回転時には各スプラグ３４が図
中破線の矢印で示す向きに傾斜して噛合せず、内輪３１
と外輪３２とが相対的に空転するようになっている。こ
こで、リボンスプリング３６は、各スプラグ３４をロッ
ク側に傾斜するように付勢することで、ロック動作を確
実なものとする役割を担うものであり、通常、このリボ
ンスプリング３６にも各スプラグ３４を挿入するための
ポケットが形成される。

【０００４】このようなスプラグタイプの一方向クラッ
チにおいては、内外輪の相対回転の向きに応じて各スプ
ラグ３４が環状空間３３内で傾斜の向きを変え、これに
より内輪３１および外輪３２に対するカム面３４１と３
４２の当接位置が変化してロック状態と空転状態になる
のであるから、一方向クラッチとしての機能を全うする
ためには、環状空間３３の径方向寸法Ｈが常に適正な寸
法に保たれなければならない。この寸法Ｈは一般にＪス
ペースと称され、通常、その適正寸法は外輪３２の内周
面の半径と内輪３１の外径面の半径との差であり、内輪
３１と外輪３２とを常に同一の軸心上に位置させること
によって、Ｊスペースを適正寸法に保つことができる。

【０００５】従来のスプラグタイプの一方向クラッチに
おいては、図４に軸平行断面図を示すように、内輪３１
と外輪３２との間の環状空間３３内のスプラグ３４を挟
んでその軸方向両側に、環状の滑り軸受であるエンドベ
アリング３７ａ，３７ｂを配置することによって、内輪
３１と外輪３２とを常に同心上に位置させ、Ｊスペース
の適正化を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
なエンドベアリングを用いた従来のスプラグタイプの一
方向クラッチにおいては、エンドベアリングの分だけ軸
方向長さが増大するばかりでなく、エンドベアリングは
内輪もしくは外輪に対して全周面にわたって滑り接触す
るが故に空転トルクが増大するとともに、内輪外径およ
び外輪内径寸法の少なくともいずれか一方が相違するご
とに別寸法のエンドベアリングが必要となり、部品の汎
用性に欠け、製造コストが上昇してしまうという問題が
ある。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、エンドベアリングを用いた従来のスプラグタイ
プのクラッチに比して、軸方向寸法を短縮化し、また、
空転トルクの軽減化を図ることができるとともに、部品
の汎用化によって製造コストを低減することができ、更
に設計の自由度等をも向上させることのできる一方向ク
ラッチの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の一方向クラッチは、内輪と外輪の間に形成
される環状空間内に、内輪外周面および外輪内周面にそ
れぞれ接するカム面が形成されてなる複数のスプラグ
と、その各スプラグ相互の周方向位置を規制すべく各ス
プラグを個別に収容する複数のポケットが形成された保
持器と、各スプラグをロック方向に付勢するスプリング
が配置された一方向クラッチにおいて、上記保持器の各
ポケットのうちの所定の複数個に、スプラグに代えて、
内輪外周面および外輪内周面にそれぞれ接するカム面が
形成されてなる滑り要素が収容されているとともに、そ
の各滑り要素の内輪側および外輪側のカム面は、曲率中
心を互いに共有し、かつ、その各曲率半径の和が当該一
方向クラッチのＪスペース以下の寸法であることによっ
て特徴づけられる（請求項１）。

【０００９】ここで、本発明における各滑り要素は、各
スプラグに対し、内輪外周面および外輪内周面に接する
カム面のみが相違し、他は同一形状を有したものとする
構成（請求項２）を採用することが好ましい。

【００１０】本発明は、スプラグタイプの一方向クラッ
チにおける保持器のポケットの幾つかに、スプラグに代
えて、Ｊスペースを常に適正値に保つための滑り要素を
配置することによって、所期の目的を達成しようとする
ものである。

【００１１】すなわち、内輪と外輪との間の環状空間内
に、内輪外周面および外輪内周面にそれぞれ接する滑り
要素を配置し、その各カム面の曲率中心を共有させ、か
つ、各曲率半径の和をＪスペース以下とすると、その各
滑り要素の両側のカム面は直径がＪスペースと同じ寸法
あるいは適度なすきまを持つ寸法の円柱面の一部とな
る。従って、このような滑り要素を保持器のポケットの
適宜位置にスプラグに代えて配置しておくことにより、
内輪と外輪との相対回転の向きの変化に伴って各滑り要
素が各スプラグとともに揺動して、各滑り要素の内輪外
周面および外輪内周面に対する当たり位置が変化して
も、常に内輪と外輪が相互にセンタリングされて、常に
Ｊスペースが適正値に保たれる。これにより、従来のこ
の種の一方向クラッチにおいて多用されているエンドベ
アリングが不要となり、その分、軸方向寸法を短縮化す
ることができる。

【００１２】また、本発明におけるＪスペース確保用の
滑り要素は、内輪外周面および外輪内周面に対して局所
的に当接するだけであり、エンドベアリングを用いる場
合に比して空転トルクを軽減することができると同時
に、内輪外径および外輪外径が相違してもＪスペースの
寸法が一定であれば共通のものを用いることができ、部
品の汎用化を達成できる。

【００１３】また、このような滑り要素として、請求項
２に記載の発明のように、上記のカム面を除く部分の形
状をスプラグと全く同一とすれば、保持器のポケットや
リボンスプリングの形状変更を一切要さず、用途等に応
じて適宜個数の滑り要素を配置することが可能となり、
部品の共通化および設計の自由度向上にも寄与するとい
う利点がある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図１は本発明の実
施の形態の要部軸直交断面図である。内輪１と外輪２の
間の環状空間３内に、複数のスプラグ４が内保持器５ａ
および外保持器５ｂに保持された状態で配置されてい
る。内保持器５ａおよび外保持器５ｂには、それぞれ周
方向一定のピッチでポケットＰｒが形成されており、各
スプラグ４はその各ポケットＰｒ内に挿入されることに
よって、互いの周方向位置が規制されている。環状空間
３内には、また、各スプラグ４を後述するロック側に付
勢するためのリボンスプリング６が設けられており、こ
のリボンスプリング６にも周方向に上記と同じ一定のピ
ッチでポケットＰｓが形成され、各スプラグ４はその内
保持器５ａと外保持器５ｂのポケットＰｒに挿入された
状態で、リボンスプリング６のポケットＰｓを貫通して
いる。

【００１５】内保持器５ａと外保持器５ｂのポケットＰ
ｒおよびリボンスプリング６のポケットＰｓのうちの幾
つかには、スプラグ４に代えて滑り要素１０が挿入され
ている。この滑り要素１０は、その材質が例えば銅系の
焼結材等の含油性材料からなり、例えば、スプラグ４の
１個ないしは数個の一定個数ごとに１個の割合で、環状
空間３を周方向に等分する位置に配置されている。

【００１６】各スプラグ４は、内輪１の外周面に接する
カム面４１と、外輪２の内周面に接するカム面４２とが
形成されている。これらの各カム面４１および４２の形
状はこの種の一方向クラッチに多用されている公知のも
のであり、この例では、各カム面４１および４２は、そ
れぞれ曲率半径ｒ₄₁およびｒ₄₂の円弧によって構成され
ているとともに、その曲率中心Ｏ₄₁とＯ₄₂が図示のよう
にずれており、内輪１と外輪２との図中矢印Ａで示す方
向への相対回転時には、各スプラグ４が内輪１と外輪２
の間に噛み込んでロックし、トルクを伝達する。また、
上記と逆向きへの相対回転時には、各スプラグ４は図１
に示す姿勢から図中上方が右側に移動する向きに傾斜し
て噛み込まずに空転する。前記したリボンスプリング６
は、各スプラグ４をロック側に、つまり図１に示す姿勢
を保つように付勢している。なお、この種の一方向クラ
ッチにおいては、各カム面４１，４２のそれぞれを２種
の曲率半径の円弧を接続した形状とすることで、ストラ
ト角を抑える場合もある。

【００１７】一方、滑り要素１０にも、内輪１の外周面
と接するカム面１０１と、外輪２の内周面に接するカム
面１０２が形成されているが、この各カム面１０１と１
０２は図２に示すような形状を有している。すなわち、
各カム面１０１および１０２は曲率中心Ｏを共有してお
り、各曲率半径ｒ₁，ｒ₂の和が、図１においてＨで示
すＪスペースの適正寸法以下である。なお、この実施の
形態では曲率半径ｒ₁とｒ₂は等しくされている。ここ
で、Ｊスペースの適正寸法Ｈは、外輪２の内周面の半径
をＲ_o、内輪１の外周面の半径をＲ_iとすると、Ｈ＝Ｒ_o−Ｒ_i ・・・・（１）であり、従って、滑り要素１０の各カム面１０１および
１０２の曲率半径ｒ₁，ｒ₂との関係は、ｒ₁＋ｒ₂≦Ｒ_o−Ｒ_i ・・・・（２）で表される。

【００１８】また、この各滑り要素１０は、カム面１０
１および１０２の形状を除いて、他は全てスプラグ４の
形状と全く同じであり、内保持器５ａと外保持器５ｂの
ポケットＰｒ、およびリボンスプリング６のポケットＰ
ｓの形状も、スプラグ４の挿入箇所と滑り要素１０の挿
入箇所において全く同じとされており、従って、各滑り
要素１０は、リボンスプリング６によって各スプラグ４
と同じ向きに付勢されることになる。

【００１９】以上の構成において、内輪１と外輪２の相
対回転の方向が変化することによって、各スプラグ４と
ともに各滑り要素１０も所定方向に傾斜してその姿勢が
変わり、内輪１の外周面および外輪２の内周面に対する
接触位置が変化する。ここで、各滑り要素１０のカム面
１０１および１０２は、その曲率中心Ｏを共有し、か
つ、各曲率半径ｒ₁，ｒ₂がＨ以下であるために、各滑
り要素１０はトルク伝達には寄与せず、また、空転時に
は内輪１もしくは外輪２に対して滑り接触するととも
に、環状空間３内での姿勢に係わらず、この環状空間３
を周方向に等分する位置で内輪１の外周面と外輪２の内
周面の間に一定の距離Ｈを保たせるように機能すること
になり、これにより、内輪１と外輪２は常に互いにセン
タリングされた状態となって、Ｊスペースの寸法は周方
向いずれの位置においても常に適正値Ｈに保たれる。従
って、このような滑り要素１０の採用により、エンドベ
アリングは不要となり、その分、軸方向長さを短くする
ことができる。

【００２０】以上の実施の形態において特に注目すべき
点は、各滑り要素１０がカム面１０１，１０２を除いて
その他の部分がスプラグ４と全く同じ形状をしている点
であり、これにより、内保持器５ａと外保持器５ｂ、お
よびリボンスプリング６の各ポケットＰｒおよびＰｓを
はじめとして、滑り要素１０を用いることによる形状変
更が不要となるとともに、滑り要素１０の配置個数も適
宜に選択することが可能となる。

【００２１】また、滑り要素１０は銅系の焼結体による
含油性の良好な材料により形成されているとともに、内
輪１もしくは外輪２に対して局所的に滑り接触してこれ
らをセンタリングするから、空転時におけるトルクは、
エンドベアリングを用いる場合に比して低下するととも
に、環状空間３内にある程度以上の個数の滑り要素１０
を配置することにより、エンドベアリングを用いる場合
に比して剛性も向上する。

【００２２】なお、以上の実施の形態においては、各ス
プラグ４を滑り軸受１０とともに内保持器５ａおよび外
保持器５ｂによって保持し、その内保持器５ａと外保持
器５ｂの間にリボンスプリング６を配置した例を示した
が、各スプラグ４および滑り要素１０を一つの保持器に
より保持し、その保持器の内側にリボンスプリングを配
置した構造のスプラグタイプの一方向クラッチにも本発
明を等しく適用し得ることは勿論である。

【００２３】また、滑り要素１０のカム面１０１，１０
２を除く形状は、必ずしも上記の実施の形態のようにス
プラグ４の形状と全く等しくする必要はなく、任意とす
ることができるが、前記したように保持器およびリボン
スプリングのポケット形状等を変更しない点において、
上記した実施の形態のようにスプラグ形状と等しくする
ことが好ましい。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内輪と
外輪の間に形成される環状空間内に、内輪外周面および
外輪内周面にそれぞれ接し、曲率中心を共有するカム面
が形成され、かつ、その各曲率半径の和がＪスペース以
下の円弧で形成された滑り要素を、保持器の複数のポケ
ットのうちの所定の複数個にスプラグに代えて配置する
ことにより、内輪と外輪とをセンタリングしてＪスペー
スを常に適正値に保つように構成しているから、従来の
この種の一方向クラッチのようなエンドベアリングが不
要となり、軸方向長さを短縮化することができる。

【００２５】また、滑り要素はＪスペースが一定であれ
ば内輪外径および外輪内径寸法が相違しても共通のもの
を使用することができ、部品の汎用化による製造コスト
の低減をも達成することができる。

【００２６】更に、本発明の一方向クラッチでは、その
空転時に滑り要素は内輪もしくは外輪に対して局所的に
滑り接触してＪスペースを確保するため、エンドベアリ
ングのように全周的に滑り接触する場合に比してその空
転トルクを低減させることができ、また、滑り要素の配
置個数を適宜に選択することによって剛性を向上させる
ことも可能であることも含めて、滑り要素の配置個数や
ピッチなどの設計の自由度を増大させることができる。

【００２７】また、滑り要素の形状を、内輪および外輪
に対して接触するカム面を除いて他を全てスプラグと同
一とする請求項２に係る発明の採用により、保持器およ
びリボンスプリングの形状変更が一切不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の要部軸直交断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態に用いられている滑り要素
１０のカム面１０１および１０２の形状の説明図であ
る。

【図３】エンドベアリングを用いた従来のスプラグタイ
プの一方向クラッチの構成例を示す要部軸直交断面図で
ある。

【図４】図３に示した従来の一方向クラッチの軸平行断
面図である。

【符号の説明】

１内輪２外輪３環状空間４スプラグ４１，４２カム面５ａ内保持器５ｂ外保持器６リボンスプリング１０滑り要素１０１，１０２カム面Ｐｒ内保持器５ａ，外保持器５ｂのポケットＰｓリボンスプリング６のポケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪と外輪の間に形成される環状空間内
に、内輪外周面および外輪内周面にそれぞれ接するカム
面が形成されてなる複数のスプラグと、その各スプラグ
相互の周方向位置を規制すべく各スプラグを個別に収容
する複数のポケットが形成された保持器と、各スプラグ
をロック方向に付勢するスプリングが配置された一方向
クラッチにおいて、上記保持器の各ポケットのうちの所定の複数個に、スプ
ラグに代えて、内輪外周面および外輪内周面にそれぞれ
接するカム面が形成されてなる滑り要素が収容されてい
るとともに、その各滑り要素の内輪側および外輪側のカ
ム面は、曲率中心を互いに共有し、かつ、その各曲率半
径の和が当該一方向クラッチのＪスペース以下の寸法で
あることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】上記各滑り要素は、上記各スプラグに対
し、内輪外周面および外輪内周面に接するカム面のみが
相違し、他は同一形状を有していることを特徴とする請
求項１に記載の一方向クラッチ。