JP2015113850A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】両軌道輪の相対的な偏心を抑制する。【解決手段】内側軌道輪２及び外側軌道輪３間に配置される複数の係合子５と、ばね部材６と、係合子５を保持する径方向内側の内側リテーナ７及び径方向外側の外側リテーナ８と、を備え、外側軌道輪３が内側軌道輪２に対し相対的に一方向又は他方向に回転することで、係合子５が各軌道輪２，３に噛み合ったロック状態、又は、噛み合いが解除された空転状態となり、ばね部材６が係合子５を噛み合い方向に付勢し、軌道輪２とリテーナ７との相対回転が許容され、空転状態の際に、偏心する両軌道輪２，３の間に両リテーナ７，８が介在することで、当該偏心が抑制され，軌道輪２との相対回転が許容されるリテーナ７と軌道輪２との間に、転がり軸受９が介在している。【選択図】 図１

Description

本発明は、トルクコンバータ等に使用される一方向クラッチに関する。

トルクコンバータ等に使用される一方向クラッチには、内側軌道輪及び外側軌道輪の両軌道面間に配置される複数のスプラグと、ばね部材と、スプラグを周方向に沿って所定間隔で保持する内側リテーナ及び外側リテーナと、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
このものでは、外側軌道輪が内側軌道輪に対し相対的に一方向に回転することで、スプラグが内側軌道輪の外周面及び外側軌道輪の内周面に噛み合ったロック状態となり、外側軌道輪が内側軌道輪に対し相対的に他方向に回転することで、噛み合いが解除された空転状態となる。そして、ばね部材がスプラグを噛み合い方向に付勢している。

特開平９−１２６２９５号公報

ところで、上記一方向クラッチは、動力伝達が遮断された空転状態では、スプラグが各軌道輪の軌道面と噛み合っていないため、一部のスプラグと各軌道輪の軌道面との間に隙間が生じる場合がある。この場合、両軌道輪は相対的に偏心し易い状態となるが、両軌道輪の間に両リテーナが介在することで、両軌道輪の相対的な偏心が抑制される。つまり、各リテーナは、偏心抑制部として機能することができる。
又、上記空転状態の際に、内側軌道輪に対して相対回転が許容されている内側リテーナでは、その軸方向一端部に形成された円環部の内周面が、内側軌道輪の外周面に対して相対的に摺動する。

この場合に、一方向クラッチに大きなラジアル荷重が作用していると、内側リテーナの円環部の内周面と内側軌道輪の外周面とが大きな接触力で当接し、この状態で、両者は相対的に摺動することになる。これにより、内側リテーナの円環部が摩耗したり、一方向クラッチで伝達トルクの損失が生じる。そして、上記円環部の摩耗により、両軌道輪の偏心量は増大するという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、両軌道輪の相対的な偏心を抑制できると共に、リテーナの摩耗も抑制できる一方向クラッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、内側軌道輪及び外側軌道輪の両軌道面間に配置される複数の係合子と、前記係合子を周方向に沿って所定間隔で保持する径方向内側の内側リテーナ及び径方向外側の外側リテーナと、を備え、一方の前記軌道輪が他方の前記軌道輪に対し相対的に一方向に回転することで、前記係合子が前記各軌道輪の前記軌道面に噛み合ったロック状態となり、前記一方の軌道輪が前記他方の軌道輪に対し相対的に他方向に回転することで、前記噛み合いが解除された空転状態となり、前記内側軌道輪と前記内側リテーナ、及び前記外側軌道輪と前記外側リテーナの各組合せの何れか一方において、前記軌道輪と前記リテーナとの相対回転が許容され、前記空転状態の際に、偏心する前記両軌道輪の間に前記両リテーナが介在することで、当該偏心が抑制される一方向クラッチであって、前記軌道輪との相対回転が許容される前記リテーナと前記軌道輪との間に、転がり軸受が介在していることを特徴としている。

上記構成例によれば、一方向クラッチの動力伝達が遮断された空転状態においては、スプラグは各軌道輪の軌道面と噛み合っていないため、一部のスプラグと各軌道輪の軌道面との間に隙間が生じる場合がある。この場合、両軌道輪が相対的に偏心し易い状態となるが、両軌道輪の間に両リテーナが介在することで、両軌道輪の相対的な偏心が抑制される。
この際、軌道輪との相対回転が許容されたリテーナは、上記軌道輪に対して相対回転するが、上記リテーナは、転がり軸受を介して、上記軌道輪の軌道面に当接し、軌道輪に回転自在に支持される。このように、上記リテーナが軌道面に対して相対的に摺動しないので、一方向クラッチに大きなラジアル荷重が作用しても、従来のように、リテーナが摩耗したり、一方向クラッチで、伝達トルクの大きな損失が生じるのを抑制することができる。従って、リテーナの摩耗による、両軌道輪の偏心量の増大がなく、偏心量の増大による一方向クラッチの破損の惧れはない。

尚、前記転がり軸受が、前記リテーナと前記軌道面に転動可能に当接する転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、を備えることもある。
この構成によれば、転がり軸受が軌道面に当接した際には、転動体がリテーナと軌道面に対して転動するので、一方向クラッチでは、転動体の転がり抵抗による伝達トルクの損失が生じるが、この転がり抵抗は、リテーナの軌道輪に対する従来の摺動抵抗よりも小さいので、損失トルクを従来よりも小さくできる。

又、前記外側リテーナの内周面と前記内側リテーナの外周面とが、僅かな隙間を介して、近接し、前記隙間の径方向長さが、前記両軌道輪の許容偏心量とされることもある。
この構成によれば、一方向クラッチを両軌道輪間に組み込む際に、軌道輪との相対回転が許容されるリテーナを、他のリテーナとの相対回転が許容されていない軌道輪に対して径方向に相対的に移動させることにより、組み込みを容易に行える。
又、僅かな隙間により、両軌道輪の相対的な小さな偏心は許容されるが、その偏心量は許容偏心量以下に規制されるので、両軌道輪の相対的な偏心により、一方向クラッチが破損する惧れはない。

本発明によれば、両軌道輪の相対的な偏心を抑制できると共に、リテーナの摩耗も抑制できる一方向クラッチを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る一方向クラッチの断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１の一部拡大図である。 図３の軸受の斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る一方向クラッチの断面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチの断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
本実施形態の一方向クラッチは、例えば、自動車等の車両用自動変速装置に設けられたトルクコンバータに組み付けられるものである。図１及び図２で示すように、一方向クラッチ１は、鋼製の内側軌道輪２とこの内側軌道輪２の外周側に配置された鋼製の外側軌道輪３との間に配設される。一方向クラッチ１は、内側軌道輪２の軌道面である外周面２ａと外側軌道輪３の軌道面である内周面３ａとの間の環状空間４に配設された複数の鋼製のスプラグ（係合子）５と、リボンスプリング（ばね部材）６と、内側・外側リテーナ７，８と、転がり軸受９と、を備えている。

一方向クラッチ１では、外側軌道輪３が内側軌道輪２に対して相対的に一方向（図２の矢印Ａ方向）に回転することにより、スプラグ５が内側軌道輪２の外周面２ａ及び外側軌道輪３の内周面３ａに噛み合ったロック状態となり、動力が伝達される。又、外側軌道輪３が内側軌道輪２に対して他方向（図２の矢印Ｂ方向）に相対的に回転した場合は、スプラグ５の噛み合いが解除された空転状態となり、動力伝達が遮断される。
リボンスプリング６は、環状空間４の径方向（略）中央部に配置されており、複数の各スプラグ５を各軌道輪２，３に対して噛み合わせる方向（図２の矢印Ａ方向）に付勢している。

内側・外側リテーナ７，８は、スプラグ５を周方向に沿って所定間隔で保持するもので、内側リテーナ７がリボンスプリング６の内周側に配置され、外側リテーナ８がリボンスプリング６の外周側に配置されている。外側リテーナ８の内周面と内側リテーナ７の外周面とは、径方向に関して、僅かな隙間１１（及びリボンスプリング６）を介して、近接（対向）している。上記隙間１１の径方向長さＬは、両軌道輪２，３の許容偏心量とされている。各リテーナ７，８は、炭素鋼から成るが、その他の材料により形成することもある。
内側リテーナ７は、リボンスプリング６の内周側に配置された円筒部７ａと、円筒部７ａの軸方向一端部から径方向内側に延びる円環部７ｂとを有している。外側リテーナ８は、リボンスプリング６の外周側に配置された円筒部８ａと、円筒部８ａの軸方向一端部から径方向外側に延びる円環部８ｂとを有している。

各リテーナ７，８の円筒部７ａ，８ａには、複数のポケット７ａ１，８ａ１が周方向等間隔に形成されている。各ポケット７ａ１，８ａ１には、スプラグ５の内周部側又は外周部側が挿入されて、スプラグ５は各リテーナ７，８により保持されている。内側リテーナ７の円環部７ｂは内側軌道輪２には固定されておらず、内側軌道輪２と内側リテーナ７との相対回転は許容されている。外側リテーナ８の円環部８ｂは外側軌道輪３の内周面３ａに（軽）圧入されて、固定され、外側軌道輪３と外側リテーナ８との相対回転は阻止されている。

図３は図１の一部拡大図であり、図４は図３の軸受９の斜視図である。図３で示すように、転がり軸受９は、内側リテーナ７の円環部７ｂの内周部に備えられ、径方向に関して、円環部７ｂの内周面７ｂ１と内側軌道輪２の外周面２ａとの間に介装されている。図３及び図４で示すように、転がり軸受９は、保持器（ケージ）１３と、複数の転動体１４とを有する。
保持器１３は、軸方向から視て、円の一部を切り取ったＣ型状とされると共に、合成樹脂により一体成型されて、弾性変形可能とされている。保持器１３は、軸方向に間隔を置いて配設された一対の支持壁（リブ）１３ａ，１３ｂと、周方向等間隔に配設されて両支持壁１３ａ，１３ｂの内周側を連結する連結部１３ｃとを有する。

保持器１３の両支持壁１３ａ，１３ｂの間には、隣接する連結部１３ｃ間に位置する転動体１４が周方向等間隔に配設され、両支持壁１３ａ，１３ｂに軸方向に沿った中心軸Ｃ回りに回転自在に保持されている。尚、両支持壁１３ａ，１３ｂの外周側は、転動体１４よりも径方向外側に突出している。転動体１４は、内側リテーナ７の円環部７ｂの内周面７ｂ１に対して転動可能に当接している。転動体１４の一部は、両支持壁１３ａ，１３ｂよりも、径方向内側に突出しており、内側軌道輪２の外周面２ａに対して転動可能に当接する。転動体１４としては、例えば、金属製のニードルローラが使用される。

一方向クラッチ１を両軌道輪２，３間に組み込む前に、転がり軸受９を内側リテーナ７の円環部７ｂの内周部に取り付ける。この取り付けでは、軸受９の保持器１３に径方向内側への力を加えて、保持器１３を径方向内側に弾性変形させ、Ｃ型状の保持器１０の周方向両端部の間の隙間を小さくするように、その外径を縮ませて、円環部７ｂの径方向内側に挿入する。その後、上記力を加えるのを止めれば、保持器１３が径方向外側に弾性変形し、各転動体１４が円環部７ｂの内周面７ｂ１に対して転動可能に当接して、これにより、転がり軸受９を円環部７ｂに嵌め込むことができる。この状態では、保持器１３の両支持壁１３ａ，１３ｂの外周部側により円環部７ｂの内周部を挟み込むので、当該内周部から転がり軸受９が軸方向に脱落するのが防止される。尚、円環部７ｂの内径、転がり軸受９の転動体１４の軸中心のピッチ円の直径、及び転動体１４の外径を適宜設定することで、円環部７ｂと転動体１４との接触力を自由に設定できる。
尚、保持器１３、すなわち、転がり軸受９がＣ型状とされて、転がり軸受９の周方向両端部間では、１個分程度の転動体１４が欠けた状態であるが、この程度では、転がり軸受９の軸受としての機能に問題はない。

又、両リテーナ７，８の間の隙間１１を無くして、予め、「内側軌道輪２と転がり軸受９を介して当接する」内側リテーナ７と、「外側軌道輪３に固定された」外側リテーナ８とを当接させておけば、両軌道輪２，３の相対的な偏心を防止できる。しかし、このようにすると、一方向クラッチ１の両軌道輪２，３間への組み込み時に、内側軌道輪２との相対回転が許容される内側リテーナ７を、外側軌道輪３に対して径方向に相対的に移動させることができず、組み込み性が悪くなる。そこで、両リテーナ７，８間に僅かな隙間１１を設けて、内側リテーナ７を外側両軌道輪３に対して径方向に相対的に移動させることができるようにし、上記組み込みを容易に行えるようにしている。尚、両リテーナ７，８間の僅かな隙間１１により、両軌道輪２，３の相対的な小さな偏心は許容されるが、その偏心量は許容偏心量以下に規制されるので、両軌道輪２，３の相対的な偏心により、一方向クラッチ１が破損する惧れはない。

本実施形態の一方向クラッチ１によれば、動力伝達が遮断された空転状態においては、スプラグ５は各軌道輪２，３と噛み合っていないため、一部のスプラグ５と各軌道輪２，３との間に隙間が生じる場合がある。この場合、両軌道輪２，３が相対的に偏心し易い状態となる。この際、「内側軌道輪２と転がり軸受９を介して当接する」内側リテーナ７が、径方向の相対的な移動を介して、「外側軌道輪３に固定された」外側リテーナ８と当接して（この際、両リテーナ７，８が直接当接する場合と、リボンスプリング６を介して当接する場合とがある）、両軌道輪２，３の相対的な偏心が抑制される。
この場合において、内側軌道輪２と内側リテーナ７との相対回転が許容されているため、内側リテーナ７の円環部７ｂは内側軌道輪２の外周面２ａに対して相対的に回転する。この際、内側リテーナ７の円環部７ｂの内周面７ｂ１と内側軌道輪２の外周面２ａとの間には、転がり軸受９の転動体１４が介在するため、上記回転時には、転動体１４が内周面７ｂ１と外周面２ａ上を転動する。

このように、内側リテーナ７の円環部７ｂの内周面７ｂ１と内側軌道輪２の外周面２ａとの間には、これらに対して転動する転動体１４が介在し、従来のように、円環部７ｂの内周面７ｂ１が内側軌道輪２の外周面２ａに対して相対的に摺動しないので、一方向クラッチ１に大きなラジアル荷重が作用しても、円環部７ｂが従来のように摩耗することはない。従って、円環部７ｂの摩耗による、両軌道輪２，３の偏心量の増大がなく、偏心量の増大による一方向クラッチ１の破損の惧れはない。
又、上記の際に、転動体１４が、円環部７ｂの内周面７ｂ１、及び内側軌道輪２の外周面２ａ上を転動するので、一方向クラッチ１では、転動体１４の転がり抵抗による伝達トルクの損失が生じるが、この転がり抵抗は、円環部７ｂの内側軌道輪２に対する従来の摺動抵抗よりも小さいので、損失トルクを従来よりも小さくできる。

図５は本発明の他の実施形態を示すもので、外側リテーナ８の円筒部８ａの軸方向一端部に、径方向内側に突出する環状の突出部８ｃが全周にわたって一体形成されている。外側リテーナ８は、突出部８ｃを介して、内側リテーナ７と当接可能とされている。突出部８ｃの径方向内側への突出量Ｌ１を適宜設定することで、隙間１１の径方向長さＬを所望の長さに設定できる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態における一方向クラッチは、トルクコンバータに用いる場合について説明したが、他の機器に適用しても良い。また、本実施形態における一方向クラッチは、係合子としてスプラグを用いているが、円筒状のころを係合子とした一方向クラッチにも適用することができる。さらに、上記実施形態における一方向クラッチでは、外側リテーナの円環部を外側軌道輪の内周面に（軽）圧入することで、外側リテーナの外側軌道輪に対する相対回転を阻止したが、これとは逆に、内側リテーナの円環部を内側軌道輪の外周面に（軽）圧入することで、内側リテーナの内側軌道輪に対する相対回転を阻止して、外側リテーナと外側軌道輪との相対回転を許容してもよい。この場合には、外側リテーナの円環部の外周部に転がり軸受が備えられる。

１：一方向クラッチ、２：内側軌道輪、２ａ：外周面（軌道面）、３：外側軌道輪、３ａ：内周面（軌道面）、５：スプラグ（係合子）、６：リボンスプリング（ばね部材）、７：内側リテーナ、８：外側リテーナ、９：転がり軸受、１１：隙間、１３：保持器、１４：転動体、Ｌ：隙間の径方向長さ

Claims (3)

1. 内側軌道輪及び外側軌道輪の両軌道面間に配置される複数の係合子と、前記係合子を周方向に沿って所定間隔で保持する径方向内側の内側リテーナ及び径方向外側の外側リテーナと、を備え、
   一方の前記軌道輪が他方の前記軌道輪に対し相対的に一方向に回転することで、前記係合子が前記各軌道輪の前記軌道面に噛み合ったロック状態となり、前記一方の軌道輪が前記他方の軌道輪に対し相対的に他方向に回転することで、前記噛み合いが解除された空転状態となり、
   前記内側軌道輪と前記内側リテーナ、及び前記外側軌道輪と前記外側リテーナの各組合せの何れか一方において、前記軌道輪と前記リテーナとの相対回転が許容され、
   前記空転状態の際に、偏心する前記両軌道輪の間に前記両リテーナが介在することで、当該偏心が抑制される一方向クラッチであって、
   前記軌道輪との相対回転が許容される前記リテーナと前記軌道輪との間に、転がり軸受が介在していることを特徴とする一方向クラッチ。
2. 前記転がり軸受が、前記リテーナと前記軌道面に転動可能に当接する転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、を備える請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 前記外側リテーナの内周面と前記内側リテーナの外周面とが、僅かな隙間を介して、近接し、
   前記隙間の径方向長さが、前記両軌道輪の許容偏心量とされた請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。
   

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