JP2004263705A

JP2004263705A - 一方向クラッチ用スプリング

Info

Publication number: JP2004263705A
Application number: JP2003003630A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Miura; 義久三浦
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】係合性能が良好で且つ引き摺りトルク（摩擦トルク）を従来よりもかなり小さくすることのできる一方向クラッチ用スプリングを提供する。
【解決手段】外輪１と内輪２との環状空間４に配置され、周方向一定間隔に設けたポケットに係合部材５を配置すると共に、該ポケット内へ延設され前記係合部材を係合側へ付勢する一方向クラッチ用のスプリング６の爪部６ｃは、基端部で曲げ部（６ｄ，６ｅ，６ｆ）を有し且つ環状空間に配置され内側となる側へ予め屈曲された状態の基体部６ａとなす傾斜角度αが、２０°〜３０°となるように設け、そして、環状空間に配置された係合部材５を付勢するときの基体部となす傾斜角度が、前記傾斜角度よりも更に５°〜１５°の範囲で増大する範囲のばね定数を有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内輪と外輪との間に配置されくさび作用をして内・外輪間に動力を伝達し、くさび作用を解除して内・外輪間の動力の伝達を遮断する係合部材を備え、該係合部材を付勢する一方向クラッチに用いられるスプリング、特に一方向クラッチの動力の伝達と遮断時に発生するこの係合部材の引き摺りトルク（摩擦トルク）を減少させることのできる一方向クラッチ用スプリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内輪と外輪との間の動力の伝達及び遮断の繰り返しに際しては、通常、これら内・外輪間に一方向クラッチを配置して行う。
図５（Ａ）は、保持器３とスプリング（リボンスプリング）１６と係合部材であるスプラグ５とで構成される一方向クラッチの一部断面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＲ部拡大図である。かかる一方向クラッチでは、保持器３と外輪回転とを同期させるため、保持器３にしめしろを持たせて外輪（図示省略）に圧入することが多い。保持器３は１枚或いは２枚（外側保持器と内側保持器）使用されるが、いずれにしても係合部材５（以下、スプラグ５とする）は、スプリング１６に周方向一定間隔に設けられたポケット１６ｐに配置され、且つ該スプリング１６に設けた爪部１６ｃで係合方向（くさび作用方向）に付勢される。
【０００３】
図６は、前記スプリング１６の一部斜視図であり、図７（Ａ）はこのスプリング１６の周方向に展開した平面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡーＡ矢視断面図であって実際に一方向クラッチに配置される状態の一部断面図である。このスプリング１６は、薄い金属製の板材（例えばステンレス鋼）が用いられ、プレス加工により組み込まれるとき環状となる基体部１６ａ，１６ａと、基体部１６ａと基体部１６ａとを連結する柱部１６ｂ，１６ｂ，・・と、これら基体部１６ａ，１６ａと柱部１６ｂとの間で形成され、周方向一定間隔に設けられたポケット１６ｐ，１６ｐ，・・と、前記柱部１６ｂの中央部からポケット方向に延設される爪部１６ｃ，１６ｃ，・・とが形成されている。この場合、スプリング１６が環状空間４に配置される前に、爪部１６ｃが内側へ予め屈曲される爪部１６ｃを有することは、従来から知られている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１実開平２−７６２３４号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方向クラッチにおいては、内・外輪間の動力の伝達と遮断時には引き摺りトルク（摩擦トルク）が発生することは避けられない。一方向クラッチでは、この引き摺りトルクは、スプラグを係合方向に付勢しているスプリングの爪部のばね力（ばね定数）に左右される。即ち、爪部の付勢力を大きくする（ばね定数を大きくする）とスプラグの係合性は良いが引き摺りトルクは大きくなる。一方、爪部の付勢力を小さくし過ぎるとスプラグの係合性が悪化して係合不良を生じる。従って、係合性能を維持しつつ引き摺りトルクをできるだけ小さくした一方向クラッチが要請される。近年、省エネルギーの観点からフリクションロスの低減は必須であり、スプラグタイプの一方向クラッチに関しても引き摺りトルクを極力低減することが必要である。しかし、トルクコンバータ用などの一方向クラッチではディスエンゲージタイプのスプラグが使用されるが低回転領域での引き摺りトルクの低減は十分ではなかった。
【０００６】
この発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、係合性能が良好で且つ引き摺りトルク（摩擦トルク）を従来よりもかなり小さくすることのできる一方向クラッチ用スプリングを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は、上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外輪と内輪との環状空間に配置され、周方向一定間隔に設けたポケットに係合部材を配置すると共に、該ポケット内へ延設され前記係合部材を係合側へ付勢する爪部を有する一方向クラッチ用スプリングにおいて、
前記ポケット内へ延設される爪部は、環状空間に配置される前に内側となる側へ予め屈曲された曲げ部を有すると共に、基体部となす傾斜角度が、２０°〜３０°となるように設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ポケット内へ延設される爪部は、環状空間に配置された係合部材を付勢するときの基体部となす傾斜角度が、環状空間に配置される前に内側となる側へ予め屈曲された状態の基体部となす傾斜角度よりも更に５°〜１５°の範囲で増大する範囲のばね定数を有することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は、この発明の一方向クラッチ用スプリングを用いた一方向クラッチの一部断面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＰ部拡大図である。
この一方向クラッチは、外輪１と内輪２との間の環状空間４に配置される保持器３と、該保持器３に周方向一定間隔に設けたポケット３ｐ，３ｐ，・・に配置される係合部材のスプラグ５，５，・・と、該スプラグ５，５，・・をポケット６ｐ，６ｐ，・・に保持する一方向クラッチ用スプリング６（以下、単にスプリング６とする）と、を備えている。
【００１０】
図２（Ａ）は、前記スプラグ５を取り出しスプリング６の配置状態を示した一部正面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＷ矢視一部平面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＱ部拡大図である。前記スプリング６は、環状部４へ配置されるとき環状となる基体部６ａ，６ａと、該基体部６ａ，６ａをつなぐ柱部６ｂと、これら基体部６ａと柱部６ｂによって形成されるポケット６ｐと、該柱部６ｂからポケット部６ｐへ延設される爪部６ｃと、で構成されている。この場合、保持器３の他にも内側に保持器（図示省略）を備えることもある。前記スプリング６の構成は図５乃至図７に示したものと基本的には同様であり、前記スプラグ５，５，・・が配置される際は、スプリング６の柱部６ｂからポケット６ｐに延設された前記爪部６ｃ，６ｃ，・・によって係合方向に付勢される。
【００１１】
前記ポケット６ｐ内へ延設される爪部６ｃは、環状空間４に配置される前に予め柱部６ｂの基端部で屈曲された滑らかな曲げ部６ｄ，６ｅ，６ｆを有すると共に、環状となる基体部６ａとなす初期曲げ角度αが、２５°±５°、即ち、２０°〜３０°の範囲となるように形成される。このように、スプラグ５を付勢するスプリング６の爪部６ｃを、滑らかな蛇行状の曲げ部６ｄ，６ｅ，６ｆを形成し、且つ傾斜角度αを上記範囲の値としてポケット６ｐにスプラグ５を配置することにより該スプラグ５が爪部６ｃに接触するときの変位角度γを後述するようなばね定数となるようにすれば、スプラグ５に適正な付勢力をかけ且つ外輪１と内輪２との間に動力の伝達と遮断を行う場合の引き摺りトルクを小さくすることができる。
【００１２】
次に、前記スプラグ５，５，・・が、スプリング６のポケット６ｐ，６ｐ，・・に配置され、これらが外輪１と内輪２との間の環状空間４に装着されたとき、図２（Ｃ）に示すように、スプラグ５が接触することにより基体部６ａと爪部６ｃとのなす傾斜角度βは、スプラグ５が接触しない場合の傾斜角度αに変位角度γが「１０°±５°」を加えた範囲で増大するように、即ち、爪部６ｃのばね定数が、２０°〜３０°よりも５°〜１５°の範囲で増大する程度となるようにしてある。
【００１３】
従来は、図４に示すように、環状空間４に配置される前には、基体部６ａと爪部６ｃとのなす傾斜角度αは、５°〜１５°の範囲になるように曲げ部と初期傾斜角度とを設け、且つスプラグ５を配置したスプリング６の爪部６ｃの変位角度γが、１５°〜２５°の範囲となるようなばね定数を有するようにしてあった。従って、スプラグ５の係合と開放時の引き摺りトルクは変位量が大きい分だけ大きくなる傾向にあった。この図４の二点鎖線で示す傾斜角度（α＋γ）は、図５（Ａ）及び（Ｂ）で示すスプラグ１５が爪部１６ｃに当接した場合の角度と同じである。
【００１４】
図３は、一方向クラッチ用スプリング６のポケット部６ｐ方向に延設する爪部６ｃの基体部６ａとのなす種々の角度を示す。今回、この発明の一方向クラッチ用スプリング６を完成するに際しては、爪部６ｃの初期曲げ角度（ばね定数）を数種類（４種類）にわたって変更すると共に、スプラグ５をポケット６ｐに嵌め入れ、該スプラグ５に爪部６ｃの付勢力をかえてテストした。これがその表１である。
【表１】

【００１５】
この表１に示すように、爪部６ｃの初期曲げ角度が、５°以下としてスプラグ５を付勢するときの該爪部６ｃの変位角度が２５°以上となるようなばね定数とした場合には、引き摺りトルクは従来のものより大きくなり、初期曲げ角度が３０°以上としてスプラグ５を付勢するときの該爪部６ｃの変位角度が５°以下とした場合には、引き摺りトルクは従来のものを１とした場合、０．４以下となった。しかし、いずれの場合にも基準前に異常が発生した。即ち、スプラグ５の係合作用（動力の伝達）と解除作用（動力の遮断）がうまく呼応しなかった。この場合の「基準」とは、例えば一つの基準として１００万回の繰り返しを意味するほか使用者が必要とする繰り返し回数を意味する。しかし、爪部６ｃの初期曲げ角度を、５°〜１５°とし、スプラグ５を付勢するときの該爪部６ｃの変位角度が１５°〜２５°程度ばね定数とした場合が従来の基準であった。そして、今回のように、爪部６ｃの初期曲げ角度を、２０°〜２５°とし、スプラグ５を付勢するときの該爪部６ｃの変位角度を５°〜１５°程度ばね定数とすると、引き摺りトルクは従来のものより小さくなり、また、スプラグ５の係合と解除に伴う動力の伝達と遮断作用に全く問題はなかった。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明の一方向クラッチ用スプリングによれば、通常の設計品の引き摺りトルクに対して通常使用される領域で４０％〜６０％の引き摺りトルクの低減を実現することができる。また、スプラグ等の係合と解除作用に全く問題はなく、耐久性も向上させることができる。更に、従来から使用されるスプリング以外の構成部品を変更する必要もなく、単に爪部加工用金型の変更のみで済むので過大なコスト上昇となることも無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、この発明の一方向クラッチ用スプリングを用いた一方向クラッチの一部断面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＰ部拡大図である。
【図２】図２（Ａ）は、この発明の一方向クラッチ用スプリングを取り出して示した一部正面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＷ矢視平面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＱ部拡大図である。
【図３】一方向クラッチ用スプリングのポケット部方向に延設する爪部の基体部とのなす種々の角度を示す図である。
【図４】一方向クラッチ用スプリングのポケット部にスプラグを配置する前と、配置してスプラグを付勢する場合の爪部の基体部とのなす従来位の傾斜角度を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、保持器とスプリングと係合部材であるスプラグとで構成される一方向クラッチの一部断面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＲ部拡大図である。
【図６】従来の一方向クラッチで使用されるスプリングの一部斜視図である。
【図７】図６（Ａ）は、一方向クラッチで使用される従来のスプリングの周方向に展開した平面図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡーＡ矢視断面図である。
【符号の説明】
１外輪
２内輪
４環状空間
５スプラグ
６一方向クラッチ用スプリング
６ａ基体部
６ｂ柱部
６ｃ爪部
６ｄ曲げ部
６ｅ曲げ部
６ｆ曲げ部
６ｐポケット

Claims

外輪と内輪との間の環状空間に配置され、周方向一定間隔に設けたポケットに係合部材を配置すると共に、該ポケット内へ延設され前記係合部材を係合側へ付勢する爪部を有する一方向クラッチ用スプリングにおいて、
前記ポケット内へ延設される爪部は、基端部で曲げ部を有し且つ環状空間に配置される前に内側となる側へ予め屈曲された状態の基体部となす傾斜角度が、２０°〜３０°となるように設けられていることを特徴とする一方向クラッチ用スプリング。
前記ポケット内へ延設される爪部は、環状空間に配置された係合部材を付勢するときの基体部となす傾斜角度が、環状空間に配置される前に内側となる側へ予め屈曲された状態の基体部となす傾斜角度よりも更に５°〜１５°の範囲で増大する範囲のばね定数を有することを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ用スプリング。