JP2006177509A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一方向クラッチの軸方向設置スペースを縮小すること。
【解決手段】外輪１と、外輪１と同心に配置される内輪３と、上記両輪１，３間の環状空間に介装されて上記両輪１，３間での動力伝達とその遮断とを行うスプラグ型の一方向クラッチ５とを備え、外輪１は、半径方向内向きの鍔部１ｂを備えて断面Ｌ形状をなし、外輪１に、一方向クラッチ５が軸方向他方側へ移動するときに該一方向クラッチ５が突き当たってその移動を規制する環状の段部１ｄを設けた構成。
【選択図】図１

Description

本発明は、スプラグ型の一方向クラッチを備えた動力伝達装置等に関するものである。本発明による動力伝達装置は、自動車のプーリユニット、自動変速機、エンジンスタータ等に組み込まれる。この一方向クラッチは、駆動側または従動側の一方側となる径外側部材（外輪）と他方側となる径内側部材（内輪）との間に介装されるスプラグを備え、両部材の相対回転に応じたスプラグの傾動運動により、両部材の一方側の回転動力を他方側に伝達あるいはその伝達の遮断を行う。なお、本明細書では、スプラグが両部材に噛み込んで該両部材が一体回転する状態に連結されて回転動力が伝達される状態をロック状態と言い、スプラグの上記噛み込みが解除されて回転動力の伝達が遮断される状態をフリー状態と言う。

図８を参照して、スプラグ型の一方向クラッチを備えた従来の動力伝達装置を説明すると、この動力伝達装置は、外輪１と、外輪１と同心に配置される内輪３と、上記両輪１，３間の環状空間に介装されて上記両輪間での動力伝達とその遮断とを行うスプラグ型の一方向クラッチ５とを備えている。外輪１は、その軸方向一方端に一方向クラッチ５の軸方向一方側側面に対向する半径方向内向きの鍔部１ｂを備えて断面Ｌ形状をなしている。この動力伝達装置としては例えば、特許文献１参照。

かかる構成を備えた動力伝達装置においては、例えば、外輪１が内輪３に対して相対的に例えば時計回り方向に回転すると、一方向クラッチ５のスプラグ５ａが外輪１と内輪３に噛み込み、内・外輪１，３がロック状態となる。外輪１が内輪３に対して相対的に例えば反時計回り方向に回転すると、スプラグ５ａは、上記噛み込みを解除され、内・外輪１，３はフリー状態となる。このような動力伝達装置においては、上記特許文献１には示されていないが、当該一方向クラッチ５の軸方向移動を規制するべく、その軸方向他方側に断面Ｃ字形状のスナップリング（軸方向移動規制部品）７を外輪の内径面に設けた環状溝１ｆに固定している。

このような動力伝達装置においては、内輪３の軸方向他方側は図８では示されていないが、さらに軸方向他方側に延長され、その延長された外径面上に他の部品等が配置されたりする場合、内・外輪１，３の環状空間に介装する一方向クラッチ５の軸方向設置スペースを縮小化し、外輪１の軸方向他方側の短縮化が要求されてくるようになる。

このような要求に対して、スプラグ５ａの軸方向幅を短縮し、それに伴ない、外保持器５ｂ、内保持器５ｃの軸方向幅の短縮化、外輪１の軸方向他方側の短縮化を図って、一方向クラッチ５の軸方向設置スペースの縮小化を図ることが考えられる。しかしながら、スプラグ５ａの軸方向幅を短縮すると、動力伝達（トルク）容量が低下するから、トルク容量を所定の値以上に確保する場合、スプラグ５ａの軸方向幅短縮に基づく一方向クラッチ５の軸方向設置スペースの縮小化には限界がある。また、一方向クラッチ５だけでなく、該一方向クラッチ５の軸方向他方側への移動を規制するスナップリング７を外輪１の軸方向他方側に固定するため、外輪１の軸方向他方側にもスプラグ７の固定に所要の外輪幅を余分に確保しておくことも必要であるから、外輪１の軸方向他方側の短縮化も困難であるという課題がある。スナップリング７を内輪３の外径面に固定し、一方向クラッチ５の軸方向他方側への移動を規制するようにした動力伝達装置においても、上記と同様の課題がある。
特開２０００−３５６２３１公報

本発明は、スナップリング等の軸方向移動規制部品を用いなくても、外輪や内輪を含め、一方向クラッチの軸方向設置スペースの縮小ないし短縮化を可能にすることを解決すべき課題としている。

本発明による動力伝達装置は、外輪と、外輪と同心に配置される内輪と、上記両輪間の環状空間に介装されて上記両輪間での動力伝達とその遮断を行うスプラグ型の一方向クラッチとを備えた動力伝達装置において、上記外輪は、その軸方向一方端に半径方向内向きに延びて一方向クラッチの軸方向一方側側面に対向する鍔部を備えて断面Ｌ形状をなすとともに、外輪および内輪のいずれか一方に、一方向クラッチの軸方向他方側への移動を規制する段部を設けたことを特徴とするものである。この段部は、環状をなす段部でもよく、また、円周方向１つないし複数の凸状をなす段部でもよい。

上記外輪は、半径方向外側に配置する駆動または従動の一方側の部材であり、内輪は半径方向内側に配置する駆動または従動の他方側の部材である。外輪および内輪の形状は、円筒状に限定されるものではなく、当該一方向クラッチが組み込まれる装置の使用態様に応じて種々の形状に形成することができる。内輪は中実または中空の回転軸であってもよい。

本発明の動力伝達装置によれば、上記移動規制用段部により当該一方向クラッチの軸方向他方側への移動を規制することができるので、従来のごとく、スナップリング等の軸方向移動規制部品を軸方向他方側に配置する必要がなくなり、部品点数の削減ならびに一方向クラッチの軸方向他方側の設置スペースの縮小化を図ることができる。軸方向設置スペースの縮小化に当たっては、スプラグの軸方向幅を短縮する必要がないから、トルク容量を低下させずに済み、一方向クラッチの機能を高く維持しつつ、内輪の軸方向他方側に他の部品の配置スペースを確保したり、内・外輪の軸方向幅（内輪幅、外輪幅）を短縮したりすることができる。これによって、当該一方向クラッチを組み込む動力伝達装置の小型化を図ることができ、この動力伝達装置を組み込む機器、例えば、自動車のプーリユニット、自動変速機、カーコンプレッサ、エンジンスタータ等の軸方向幅の縮小化の促進に大きく貢献することができるものとなる。また、本発明の動力伝達装置によれば、スナップリング等の一方向クラッチとは別体構成である軸方向移動規制部品を用いずに、一方向クラッチの軸方向の移動を規制することができるので、スナップリング等の軸方向移動規制部品とその部品の組付工数とが共に削減可能となり、コストを大幅に低減することができる。

本発明は、好ましい態様として、上記移動規制用段部の軸方向他方側の内径縁部に、軸方向他方側から外輪に挿入される一方向クラッチが当接するテーパ面を形成することができる。このようなテーパ面が移動規制用段部の軸方向他方側の内径縁部に形成されていると、外輪に一方向クラッチを挿入する場合、その段部のテーパ面により、一方向クラッチを容易に挿入することができる。

本発明は、好ましい態様として、上記一方向クラッチは、上記内・外輪間の環状空間に配置される複数のスプラグと、上記スプラグの外径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向外向きの鍔部を有する外保持器と、上記スプラグの内径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向内向きの鍔部を有する内保持器と、両保持器間に配置されてスプラグを外輪と内輪に噛み込ませる方向に付勢するスプリングとを備え、上記外輪に、一方向クラッチが軸方向他方側へ移動するときに外保持器の鍔部が突き当たって該一方向クラッチの移動を規制する半径方向内向きの段部を設けることができる。

本発明は、好ましい態様として、上記一方向クラッチは、上記内・外輪間の環状空間に配置される複数のスプラグと、上記スプラグの外径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向外向きの鍔部を有する外保持器と、上記スプラグの内径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向内向きの鍔部を有する内保持器と、両保持器間に配置されてスプラグを外輪と内輪に噛み込ませる方向に付勢するスプリングとを備え、上記内輪に、一方向クラッチが軸方向他方側へ移動するときに内保持器の鍔部が突き当たって該一方向クラッチの移動を規制する半径方向外向きの段部を設けることができる。

本発明によれば、スナップリング等の軸方向移動規制部品を用いずに、一方向クラッチそれ自体によりその軸方向の移動を規制することができるので、上記部品の削減により、一方向クラッチの設置スペースの縮小化を図ることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るスプラグ型一方向クラッチ（以下、一方向クラッチと称す）を備えた動力伝達装置を説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１ないし図３を参照して説明する。図１は、動力伝達装置の部分的な正面断面図、図２は、同動力伝達装置の一方向クラッチの部分的な側面断面図、図３（ａ）は、同スプラグ型一方向クラッチの外保持器の部分的な側面図、図３（ｂ）は同外保持器の部分的な平面図、図４は外輪の斜視図である。これらの図に示す実施の形態１の動力伝達装置は、動力伝達輪である外輪１と、動力被伝達輪である内輪３と、両輪１，３間での動力の伝達を媒介する動力伝達媒介部材である一方向クラッチ５とを備えている。

外輪１は、その素材は特に限定されないが、金属製が好ましい。外輪１は、円筒状の軌道部１ａと、軌道部１ａの軸方向一方端に一方向クラッチ５の軸方向一方側側面を覆うごとく該軸方向一方側側面に対向して半径方向内向きでかつ環状の鍔部１ｂを備えて断面Ｌ形状をなしている。

外輪１は、一方向クラッチ５が軸方向他方側へ移動するときに該一方向クラッチ５が突き当たってその移動を規制する環状の段部１ｄを備えている。この段部１ｄの段高さＨは、一方向クラッチ５が軸方向他方側へ移動して段部１ｄに突き当たっても、一方向クラッチ５が段部１ｄを乗り越えて軸方向他方側へ抜け出さないように、好ましくは０．０５−１．０ｍｍである。段部１ｄの軸方向幅Ｗ１は、図８で示すスナップリングの軸方向幅Ｗ２と、外輪１のスナップリング設置部から軸方向他方端までの距離Ｗ３との合計値よりも短くなっており、外輪１の軸方向幅Ｗ０が短縮化されている。

内輪３はその素材は特に限定されないが、金属製が好ましい。内輪３は、外輪１の半径方向内側にかつ該外輪１と同心配置されている。内輪３は、円筒状の軌道部３ａを有する。内輪３の軸方向一方端は、外輪１の鍔部１ｂの内径縁に軸方向で対向している。

一方向クラッチ５は、内・外輪１，３間に円周方向等間隔に配置される複数のスプラグ５ａと、スプラグ５ａの外径部５ａ１を保持する環状の外保持器５ｂと、外保持器５ｂの半径方向内側でかつ該外保持器５ｂと同心に配置され、スプラグ５ａの内径部５ａ２を保持する環状の内保持器５ｃと、外保持器５ｂと内保持器５ｃとの間に配置されてスプラグ５ａをロック側に付勢する環状のリボンスプリング５ｄとから構成されている。

スプラグ５ａは、外輪１の軌道部１ａの内径面１ｃに摩擦接触により噛み込む外径部５ａ１と、内輪３の外径面３ｂに摩擦接触により噛み込む内径部５ａ２と、外径部５ａ１と内径部５ａ２との間の胴部５ａ３とから側面視瓢箪形状をなしている。スプラグ５ａはまた、その外径部５ａ１と内径部５ａ２とが共に外輪内径面１ｃと内輪外径面３ｃに噛み込んで外輪１と内輪３とを一体回転するロックの状態にして外輪１の回転動力を内輪３に伝達可能とし、上記噛み込み状態を解除して外輪１と内輪３とを相対回転するフリーの状態にし、外輪１から内輪３への回転動力の伝達を遮断する。外保持器５ｂはスプラグ５ａの外径部５ａ１を保持するポケット孔５ｂ１を、内保持器５ｃはスプラグ５ａの内径部５ａ２を保持するポケット孔５ｃ１を有する。リボンスプリング５ｄは、スプラグ５ａの胴部５ａ３を保持するポケット孔５ｄ１を有し、かつ、スプラグ５ａをロック方向に付勢する。

外保持器５ｂは、軸方向他方側に半径方向外向きの環状の鍔部５ｂ２を有する。鍔部５ｂ２においては、外保持器５ｂの任意の隣接するポケット孔５ｂ１の鍔部５ｂ２の部分を切除し、一対のポケット孔５ｂ１を開放している。鍔部５ｂ２は、このように円周方向複数に分割されており、この分割された鍔部５ｂ２において、軸方向一端側が開放した一対のポケット孔５ｂ１間の鍔部５ｂ２はＴバーを形成している。鍔部５ｂ２は複数に分割する必要は必ずしも無く、円周方向に連続していてもよい。

内保持器５ｃは、軸方向他方側に半径方向内向きの鍔部５ｃ２を有する。

以上の構成を備えた一方向クラッチ５においては、外輪１が図２で示す時計回りに回転すると、スプラグ５ａはその外径部５ａ１が外輪内径面１ｃと摩擦接触することにより、リボンスプリング５ｄの弾性に付勢されつつ起立する方向に傾動して内輪外径面３ｂと外輪内径面１ｃとに噛み込まされて内・外輪１，３を一体回転可能に連結する。この連結により、外輪１の回転動力が内輪３に伝達される。外輪１が反時計回りに回転すると、スプラグ５ａはリボンスプリング５ｄの弾性に抗して、上記噛み込み方向とは反対の方向に傾動して噛み込みが解除され、内・外輪１，３を相対回転可能とする。これにより、外輪１の回転トルクは内輪３に伝達されず、内・外輪１，３間の動力伝達を遮断する。

以上の構成および動作を行う動力伝達装置においては、一方向クラッチ５が軸方向他方側に移動しても、一方向クラッチ５の外保持器５ｂの鍔部５ｂ２が外輪１の段部１ｄに突き当たることにより、その軸方向の移動が規制されるので、従来のように、スナップリング等の軸方向移動規制部品を軸方向両側に配置する必要がなくなり、その分、一方向クラッチ５の軸方向設置スペースの縮小化を図ることができる。

（実施の形態２）
図５および図６を参照して本発明の実施の形態２に係る動力伝達装置を示す。図５は、図１に対応するもので、実施の形態２の動力伝達装置の部分的な断面図、図６は、外輪１への一方向クラッチ５の組み込みを説明するための断面図である。実施の形態２においては、外輪１の段部１ｄの軸方向他方側の内径縁部に、一方向クラッチ５を軸方向他方側から外輪１に挿入するときに該一方向クラッチ５が突き当たる所要勾配のテーパ面１ｅを形成している。実施の形態２の動力伝達装置においては、上記テーパ面１ｅを形成した以外は、実施の形態１のそれと同様の構成を備えている。実施の形態２では、テーパ面１ｅが段部１ｄの軸方向他方側の内径縁部に形成されているので、図６で示すように、外輪１に一方向クラッチ５を組み込む場合、その段部１ｄのテーパ面１ｅにより、一方向クラッチ５を容易に挿入することができる。

（実施の形態３）
図７を参照して本発明の実施の形態３に係る動力伝達装置を説明すると、実施の形態３においては、上記実施の形態１および実施の形態２とは異なり、内輪３の軸方向他方側の外径面３ｂに軸方向移動規制用段部３ｃを設けている。実施の形態３の場合も、実施の形態１、実施の形態２と同様にして、一方向クラッチ５が軸方向他方側に移動しても、一方向クラッチ５の内保持器５ｃの鍔部５ｃ２が内輪３の段部３ｃに突き当たることにより、その軸方向の移動が規制されるので、従来のように、スナップリング等の軸方向移動規制部品を軸方向両側に配置する必要がなくなり、その分、一方向クラッチ５の軸方向設置スペースの縮小化を図ることができる。

以上において、本発明は上記実施の形態だけに限定されるものではなく、特許請求の範囲を超えない種々な変更を含むものである。

本発明の実施の形態１に係る動力伝達装置の断面図である。 実施の形態１の一方向クラッチの部分的な側面図である。 （ａ）実施の形態１の外保持器の部分的な側面図、（ｂ）同平面図である。 実施の形態１の外輪の斜視図である。 実施の形態２に係る動力伝達装置の断面図である。 実施の形態２における一方向クラッチの外輪への組み込むを示す図である。 実施の形態３に係る動力伝達装置の断面図である。 従来の動力伝達装置の断面図である。

符号の説明

１ 外輪
１ａ 軌道部
１ｂ 鍔部
１ｃ 内径面
１ｄ 段部
１ｅ テーパ面
３ 内輪
３ａ 軌道部
３ｂ 外径面
３ｃ 段部
５ 一方向クラッチ
５ａ スプラグ
５ｂ 外保持器
５ｂ１ ポケット孔
５ｂ２ 環状鍔部
５ｃ 内保持器
５ｃ１ ポケット孔
５ｃ２ 環状鍔部

Claims (4)

1. 外輪と、外輪と同心に配置される内輪と、上記両輪間の環状空間に介装されて上記両輪間での動力伝達とその遮断を行うスプラグ型の一方向クラッチとを備えた動力伝達装置において、上記外輪は、その軸方向一方端に半径方向内向きに延びて一方向クラッチの軸方向一方側側面に対向する鍔部を備えて断面Ｌ形状をなすとともに、外輪および内輪のいずれか一方に、一方向クラッチの軸方向他方側への移動を規制する段部を設けた、ことを特徴とする、ことを特徴する動力伝達装置。
2. 上記段部の軸方向他方側の内径縁部には、軸方向他方側から外輪に挿入される一方向クラッチが当接するテーパ面が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 上記一方向クラッチは、上記内・外輪間の環状空間に配置される複数のスプラグと、上記スプラグの外径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向外向きの鍔部を有する外保持器と、上記スプラグの内径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向内向きの鍔部を有する内保持器と、両保持器間に配置されてスプラグを外輪と内輪に噛み込ませる方向に付勢するスプリングとを備え、
   上記外輪に、一方向クラッチの軸方向他方側への移動を規制する段部を設けた、ことを特徴とする、ことを特徴する請求項１または２に記載の動力伝達装置。
4. 上記一方向クラッチは、上記内・外輪間の環状空間に配置される複数のスプラグと、上記スプラグの外径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向外向きの鍔部を有する外保持器と、上記スプラグの内径側を保持しかつ軸方向他方側に半径方向内向きの鍔部を有する内保持器と、両保持器間に配置されてスプラグを外輪と内輪に噛み込ませる方向に付勢するスプリングとを備え、
   上記内輪に、一方向クラッチの軸方向他方側への移動を規制する段部を設けた、ことを特徴とする、ことを特徴する請求項１または２に記載の動力伝達装置。
   

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