JP2006145017A - 一方向クラッチ用スプラグおよび一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 方向性の判別が容易で、素材の無駄を抑えることのできる一方向クラッチ用スプラグと、このスプラグを使用することにより、組み込み作業の効率の高い一方向クラッチを提供する。
【解決手段】 スプラグ３の周面３ｘの周方向等配となる２ｍ＋１箇所（ｍは１以上の整数）の位置に、第１のカム面（カム面３ａ）を形成するとともに、これらカム面３ａに対して周方向反対側となるそれぞれの位置に、第２のカム面（カム面３ｂ）を形成する。この構成により、スプラグの周面形状が円形に近づき、素材の荒形取り時に発生する無駄を低減することができる。また、周方向に同じカム面が複数形成されていることから、スプラグ３が回転した場合でも、同じ形状のカム面が同じ位相に周期的に現れ、一方向クラッチへの組み込み作業の効率が高まるとともに、スプラグを手作業で組み込む場合でも、組み込み方向を誤ってしまうというミスを防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一方向クラッチの内外輪間に配置されるスプラグと、このスプラグの揺動によってロック−フリー状態を切り替える一方向クラッチに関する。

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１および外輪２と、これらの間に形成される環状空間内に配置される複数のスプラグ１３と、その各スプラグ１３を収容するポケットＰが形成された内保持器１４Ａおよび外保持器１４Ｂと、各スプラグ１３をロック側に付勢するリボンスプリング１５を主たる要素として構成されている（例えば、特許文献１等を参照）。

各スプラグ１３は、図４の斜視図に示すように、連続する周面１３ｘとその両側の端面１３ｙ，１３ｙとからなり、その周面１３ｘには、内輪１の外周面に接する第１のカム面（内輪側カム面１３ａ）と、外輪２の内周面に接する第２のカム面（外輪側カム面１３ｂ）がそれぞれ形成されている。

なお、これらカム面１３ａおよび１３ｂは、その曲率中心および曲率半径が互いに相違するように形成されている。従って、一方向クラッチは、図３に示す例において、内輪１と外輪２とが図中矢印Ｌで示す方向に相対回転したときは、各スプラグ１３が内輪１と外輪２の間で噛合して、トルクを伝達する「ロック状態」となり、その逆方向（矢印Ｆ方向）への相対回転時には、各スプラグ１３が傾斜して噛合せず、内輪１と外輪２とが相対的に空転する「フリー状態」となる。

また、このような形状のスプラグは、一般に、プレスを用いた冷間鍛造により成型されている（特許文献２等を参照）。図５は、金型によるスプラグの製造方法を示す説明図である。

スプラグは、まず、素材（線材あるいはバー材等）をプレスでせん断して所定の寸法のせん断部材１００を作製する（荒形取り工程）。その後、プレス機の金型１０１内のベッド１０１ｂ上に置かれる。この時、ベッド１０１ｂ上のせん断面１００ａおよび対向するせん断面１００ｂは、スプラグのカム面を含む周面１００ｃ以外の側面に相当し、プレス機の打撃部材としてのスライド１０２にて、せん断部材１００の一方のせん断面１００ｂを叩くことにより、前記せん断面１００ａ，１００ｂが平坦に成形される。また同時に、カム面に相当する面を含む周面１００ｃが、金型１０１のフレーム１０１ａに押しつけられて湾曲させられ、精密な所定寸法のスプラグが成形されることとなる。

特開２００２−１３９０８０号公報 特開平８−２１９１８４号公報

ところで、以上のようなスプラグタイプの一方向クラッチにおいては、スプラグの周面に形成された各カム面が、ロック状態とフリー状態の切り替えと、一方向クラッチのトルク容量に関与しているため、これら内輪側カム面および外輪側カム面の形状（Ｒの曲率中心および曲率半径）および組み込まれる方向は、非常に重要である。

しかしながら、従来のスプラグは、これらカム面の形状が肉眼で判別できないほど似ており、また、その全体形状も、上下（天地）の見分けがつき難い形状のものが多い。そのため、このスプラグを手作業で一方向クラッチに組み込む場合は、作業者の熟練度が低い等の理由により、組み込み方向を誤ってしまう可能性がある。

また、組み立てを自動化（機械化）する場合は、パーツフィーダー等の装置によりスプラグの方向を整列させてから組み込むのであるが、このようなスプラグの形状のために、フィーダーの通過速度がなかなか向上せず、この作業が工程全体の律速となってしまう恐れもある。

また、従来の一方向クラッチ用スプラグには、その全体形状から、線材あるいはバー材等を素材とした荒形取り時に、素材の無駄が多く出てしまうという欠点もあった。

本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、方向性の判別が容易で、素材の無駄を抑えることのできる一方向クラッチ用スプラグと、このスプラグを使用することにより、組み込み作業の効率の高い一方向クラッチを提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、連続する周面とその両側に形成された端面とからなり、前記周面の周方向等配となる２ｍ＋１箇所（ｍは１以上の整数）の位置に、第１のカム面が形成され、これら第１のカム面に対して周方向反対側となるそれぞれの位置に、第１のカム面と形状の異なる第２のカム面が形成されていることを特徴とする一方向クラッチ用スプラグである。

また、同じ目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、連続する周面とその両側に形成された端面とからなり、前記周面の周方向等配となる２ｎ箇所（ｎは２以上の整数）の位置に、同じ形状のカム面がそれぞれ形成されていることを特徴とする一方向クラッチ用スプラグである。

本発明は、一方向クラッチに用いられるスプラグの周面に、周方向等配となる複数のカム面を形成することにより、所期の目的を達成しようとするものである。

すなわち、請求項１に記載の発明によれば、一方向クラッチ用スプラグの周面に、周方向に等配となる３つ以上の奇数箇所の第１のカム面と、これら第１のカム面にそれぞれ対応する第２のカム面を形成することにより、スプラグの周面形状が円形に近づき、素材の荒形取り時に発生する無駄を低減することができる。

また、周方向に同じカム面が複数形成されていることから、スプラグが回転した場合でも、同じ形状の別のカム面が同じ位相に周期的に現れ、パーツフィーダーを特定の位相でしか通過できなかった従来のスプラグに比して、フィーダーの通過確率が向上する。従って、本発明の一方向クラッチ用スプラグは、その製造コストを低減することができるとともに、一方向クラッチへの組み込み作業の効率を高めることが可能になる。

なお、これらのカム面は周方向に何等配に形成しても良いが、第１のカム面および第２のカム面をそれぞれ周方向に３箇所づつ形成した場合は、スプラグの方向（上下）の判別が容易になって、好ましい。また、周方向にあまりにも多くのカム面を形成しようとする場合には、第１のカム面と第２のカム面が重なって配置される部位が増えるため、一方向クラッチの性能を損なう恐れがある。

ここで、前記スプラグの周面の周方向等配となる４つ以上の偶数箇所に、同じ形状のカム面をそれぞれ形成しても良い（請求項２）。

この構成により、請求項１に記載のスプラグと同様、素材の荒形取り時に発生する無駄が少なく、方向性の判別が容易になるとともに、パーツフィーダーの通過確率を、更に向上させることが可能になる。なお、このスプラグも、周方向にあまりにも多くのカム面を形成しようとする場合には、カム面同士が重なって配置される部位が増えるため、一方向クラッチの性能を損なう恐れがある。

次に、請求項３に記載の発明は、内輪と外輪の間に形成される環状空間内に、複数個の請求項１または請求項２に記載のスプラグと、これらスプラグを個別に収容する複数のポケットを有する保持器と、前記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ていることを特徴とする一方向クラッチである。

すなわち、本発明の一方向クラッチは、請求項１または請求項２に記載のスプラグを用いることにより、スプラグの組み込み作業時の手間が低減され、一方向クラッチ全体としてのコストダウンを達成することが可能になる。また、スプラグを手作業で組み込む場合でも、スプラグの上下の判別が容易で、組み込み方向を誤ってしまうというミスを防止することができる。

なお、スプラグのカム面が周方向に等配となるように配置されていることから、このスプラグはその回転（揺動）中心が重心とほぼ一致する。その結果、この一方向クラッチは、フリー状態とロック状態のスムーズな切り替えが可能になるとともに、繰り返し動作によるスプラグのポッピング等の不具合が防止される。

以上のように、本発明によれば、成型時の素材の無駄がなく、方向性の判別が容易な一方向クラッチ用スプラグとすることができる。

また、本発明の一方向クラッチは、スプラグの組み込み作業の効率を向上させることができるとともに、スプラグを手作業で組み込む場合でも、組み込み方向を誤ってしまうというミスを防止することが可能となる。

以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における一方向クラッチの構造を示す軸直交方向の断面図であり、図２は、この一方向クラッチに用いられているスプラグの外観斜視図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。

まず、本実施形態の一方向クラッチに用いられているスプラグについて説明する。
この一方向クラッチ用スプラグ３の特徴は、その周面３ｘの周方向等配となる３箇所に、第１のカム面（内輪側カム面３ａ）が形成され、これらカム面３ａに対して周方向反対側となるそれぞれの位置に、カム面３ａと形状の異なる第２のカム面（外輪側カム面３ｂ）が形成されている点である。これらのカム面３ａおよび３ｂは、その曲率中心Ｏａ，Ｏｂおよび曲率半径Ｒａ，Ｒｂが互いに相違する形状に形成されている。なお、このスプラグ３を成型する方法は、特に限定されたものではないが、従来のスプラグと同様、線材あるいはバー材等を素材として、冷間鍛造により成型することができる。

この形状により、本実施形態における一方向クラッチ用スプラグ３は、周面３ｘ全体の形状が円形に近く、従来のスプラグに比べ、素材の荒形取り時に発生する無駄を低減することが可能になる。また、このスプラグ３は、その周面３形状から、鍛造に用いる金型に無理な応力がかからず、この金型の寿命を向上させる効果も奏することができ、好適である。

次に、このスプラグ３を組み込んだ一方向クラッチについて説明する。
本実施形態における一方向クラッチも、内輪１および外輪２と、これらの間に形成される環状空間内に配置される複数のスプラグ３と、その各スプラグ３を収容するポケットＰが形成された保持器４と、各スプラグ３を付勢するリボンスプリング５を主たる要素として構成されている。なお、本実施形態におけるリボンスプリング５の舌片５ａは、内外輪の矢印Ｌ方向への相対回転時にスプラグ３をロック側に付勢するとともに、逆方向（矢印Ｆ方向）への相対回転時には、スプラグ３の揺動量を規制して、各カム面３ａ，３ｂが意図しない側に噛み込むのを防止している。

本実施形態における一方向クラッチの特徴は、用いられているスプラグ３の形状にある。すなわち、このスプラグ３には、周面３ｘに特徴的な形状が周期的に現れ、その上下（天地）および表裏の判別が容易になるとともに、パーツフィーダー等の装置によりスプラグを整列させて一方向クラッチに組み込む場合も、特定の位相でしか通過できなかった従来のスプラグに比して、フィーダーの通過確率が何倍にも向上するというメリットがある。従って、本実施形態の一方向クラッチは、前述のスプラグ３を用いることにより、組み立てにかかる工数が削減され、全体としてのコストを低減することが可能になる。

また、スプラグ３のカム面３ａ，３ｂが周方向に等配となるように配置されていることから、このスプラグ３はその回転（揺動）中心が重心Ｇとほぼ一致する。従って、この一方向クラッチは、フリー状態とロック状態のスムーズな切り替えが可能になるとともに、ロック−フリーの繰り返し動作によるスプラグ３のポッピング等の不具合が防止される。

なお、本実施形態における一方向クラッチは、スプラグ３を手作業で組み込む場合でも、スプラグ３の上下の判別が容易で、組み込み方向を誤ってしまうというミスを防止することができる。

本発明の実施形態における一方向クラッチの構造を示す軸直交方向の断面図である。 本発明の実施形態における一方向クラッチ用スプラグの外観斜視図である。 従来の形状のスプラグを用いた一方向クラッチの構造を示す軸直交方向の断面図である。 従来の一方向クラッチに用いられているスプラグの外観斜視図である。 スプラグを製作する方法を説明する図である。

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
３ スプラグ
３ａ （内輪側）カム面 ３ｂ （外輪側）カム面
３ｘ 周面 ３ｙ 端面
４ 保持器
５ リボンスプリング
５ａ 舌片
１３ スプラグ
１３ａ （内輪側）カム面 １３ｂ （外輪側）カム面
１３ｘ 周面 １３ｙ 端面
１４Ａ 内保持器
１４Ｂ 外保持器
１５ リボンスプリング
１００ せん断部材
１００ａ，１００ｂ せん断面 １００ｃ 周面
１０１ 金型
１０１ａ フレーム １０１ｂ ベッド

Claims (3)

1. 連続する周面とその両側に形成された端面とからなる一方向クラッチ用スプラグであって、前記周面の周方向等配となる２ｍ＋１箇所（ｍは１以上の整数）の位置に、第１のカム面が形成され、これら第１のカム面に対して周方向反対側となるそれぞれの位置に、第１のカム面と形状の異なる第２のカム面が形成されていることを特徴とする一方向クラッチ用スプラグ。
2. 連続する周面とその両側に形成された端面とからなる一方向クラッチ用スプラグであって、前記周面の周方向等配となる２ｎ箇所（ｎは２以上の整数）の位置に、同じ形状のカム面がそれぞれ形成されていることを特徴とする一方向クラッチ用スプラグ。
3. 内輪と外輪の間に形成される環状空間内に、複数個の請求項１または請求項２に記載のスプラグと、これらスプラグを個別に収容する複数のポケットを有する保持器と、前記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ていることを特徴とする一方向クラッチ。
   

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