JP2015190548A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の弾性片が配置された保持器を備えるワンウェイクラッチにおいて、弾性片が撓んでいるときの反力により、保持器がテーパ状に変形するのを抑制する。
【解決手段】保持器（１６）は、複数の窓部（１６Ａ）と、複数の弾性片（２８）とを含む。複数の窓部は、ワンウェイクラッチ（１０）の中心軸線（Ｌ）周りの周方向に等間隔に形成されている。複数の弾性片は、周方向に等間隔に配置され、内輪（１２）及び外輪（１４）の一方に接触する。複数の弾性片の各々は、周方向で隣り合う２つの窓部の間に配置され、第１弾性片（２８Ａ）と、第２弾性片（２８Ｂ）とを含む。第１弾性片においては、中心軸線が延びる軸方向の一端が固定端であって、且つ、軸方向の他端が自由端である。第２弾性片においては、軸方向の一端が自由端であって、且つ、軸方向の他端が固定端である。第１弾性片及び第２弾性片の自由端が一方の部材に接触する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワンウェイクラッチに関し、詳しくは、複数の弾性片が配置された保持器を備えるワンウェイクラッチに関する。

車両の自動変速機等には、ワンウェイクラッチが設けられている。ワンウェイクラッチには、例えば、スプラグ式のワンウェイクラッチがある。このようなワンウェイクラッチは、例えば、特開２００８−３２２１０号公報に開示されている。

特開２００８−３２２１０号公報において、ワンウェイクラッチは、複数のスプラグと、スプリングと、外側保持器と、内側保持器とを備える。複数のスプラグは、内輪と外輪との間に配置される。外側保持器は、内輪と外輪との間に配置され、複数のスプラグを保持する。外側保持器は、複数の窓部を含む。複数の窓部は、周方向に等間隔に形成されている。複数の窓部の各々に、１つのスプラグが収容される。内側保持器は、内輪と外輪との間に配置され、外側保持器よりも内輪の近くに位置する。内側保持器は、複数のスプラグを保持する。内側保持器は、複数の窓部を含む。複数の窓部は、周方向に等間隔に形成されている。複数の窓部の各々に、１つのスプラグが収容される。スプリングは、複数のスプラグの各々を、周方向の一方向、具体的には、内輪及び外輪と噛み合う方向に付勢する。

上記ワンウェイクラッチにおいては、例えば、外輪が複数のスプラグに駆動力を及ぼす駆動輪として機能する場合がある。この場合、例えば、外輪に急激な回転力が及ぼされたときでも、複数のスプラグの各々に対して、確実に駆動力を伝達させる必要がある。そのため、例えば、外側保持器と外輪との間に、適度な引き摺りトルクを作用させることが考えられる。

引き摺りトルクを得るために、例えば、複数の弾性片を外側保持器に設けることが提案されている。このような保持器は、例えば、特開２００９−４１７７２号公報に開示されている。

特開２００９−４１７７２号公報では、周方向で隣り合う２つの窓部の間に形成された柱部を利用して、弾性片を形成する。具体的には、柱部における外側保持器の軸方向での一端部を、柱部が軸方向で連結する一対の環状部の一方から切り離す。当該一端部を、径方向、つまり、外側保持器の軸方向に直交する方向で外側に屈曲させる。その結果、弾性片が形成される。弾性片のばね作用により、外側保持器を外輪に保持する。弾性片が外輪と接触することにより、引き摺りトルクが得られる。

特開２００８−３２２１０号公報 特開２００９−４１７７２号公報

弾性片が外輪と接触しているとき、弾性片は撓んでいる。その反力により、外側保持器がテーパ状に変形するおそれがある。

本発明の目的は、複数の弾性片が配置された保持器を備えるワンウェイクラッチにおいて、弾性片が撓んでいるときの反力により、保持器がテーパ状に変形するのを抑制することである。

本発明の実施の形態によるワンウェイクラッチは、保持器を備える。保持器は、内輪と外輪との間に配置され、筒形状を有する。保持器は、複数の窓部と、複数の弾性片とを含む。複数の窓部は、ワンウェイクラッチの中心軸線周りの周方向に等間隔に形成されている。複数の弾性片は、周方向に等間隔に配置され、内輪及び外輪のうち、一方の部材に接触する。複数の弾性片の各々は、周方向で隣り合う２つの窓部の間に配置される。複数の弾性片の各々は、第１弾性片と、第２弾性片とを含む。第１弾性片においては、中心軸線が延びる軸方向の一端が固定端であって、且つ、軸方向の他端が自由端である。第２弾性片においては、軸方向の一端が自由端であって、且つ、軸方向の他端が固定端である。第１弾性片及び第２弾性片の自由端が一方の部材に接触する。

本発明の実施の形態によるワンウェイクラッチにおいては、弾性片が撓んでいるときの反力により、保持器がテーパ状に変形するのを抑制できる。

本発明の実施の形態によるワンウェイクラッチが内輪と外輪との間に配置された状態を示す平面図である。 図１の一部を拡大して示す断面図である。 図１に示すワンウェイクラッチが備える保持器を示す斜視図である。 保持器を示す側面図である。 図４におけるＶ−Ｖ断面図である。 保持器に配置された弾性片が外輪に接触している状態を示す断面図である。 隣り合う２つの窓部の間に１つの弾性片が配置された保持器を示す斜視図である。 図７に示す保持器に配置された弾性片が外輪に接触している状態を示す断面図である。

本発明の実施の形態によるワンウェイクラッチは、保持器を備える。保持器は、内輪と外輪との間に配置され、筒形状を有する。保持器は、複数の窓部と、複数の弾性片とを含む。複数の窓部は、ワンウェイクラッチの中心軸線周りの周方向に等間隔に形成されている。複数の弾性片は、周方向に等間隔に配置され、内輪及び外輪のうち、一方の部材に接触する。複数の弾性片の各々は、周方向で隣り合う２つの窓部の間に配置される。複数の弾性片の各々は、第１弾性片と、第２弾性片とを含む。第１弾性片においては、中心軸線が延びる軸方向の一端が固定端であって、且つ、軸方向の他端が自由端である。第２弾性片においては、軸方向の一端が自由端であって、且つ、軸方向の他端が固定端である。第１弾性片及び第２弾性片の自由端が一方の部材に接触する。

上記ワンウェイクラッチにおいては、第１弾性片が一方の部材に接して撓んでいるときの反力と、第２弾性片が一方の部材に接して撓んでいるときの反力とが、周方向の略同じ位置であって、且つ、軸方向に離れた位置で、保持器に作用する。その結果、保持器がテーパ状に変形するのを抑制できる。

好ましくは、第１弾性片は、第２弾性片と同じ自由長を有する。この場合、第１弾性片のばね特性と、第２弾性片のばね特性とを同じにすることができる。

好ましくは、保持器が内輪と外輪との間に配置されていない状態で、第１弾性片における自由端から中心軸線までの距離は、第２弾性片における自由端から中心軸線までの距離と同じである。この場合、第１弾性片のばね特性と、第２弾性片のばね特性とを同じにすることができる。

好ましくは、第１弾性片における周方向の長さは、第２弾性片における周方向の長さと同じである。この場合、第１弾性片のばね特性と、第２弾性片のばね特性とを同じにすることができる。

［実施の形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態によるワンウェイクラッチ１０を示す図面であって、ワンウェイクラッチ１０の中心軸線Ｌが延びる方向（以下、軸方向と称する）から見たワンウェイクラッチ１０を示す平面図である。図２は、図１の一部を拡大し、且つ、断面で示す平面断面図である。以下、図１及び図２を参照しながら、ワンウェイクラッチ１０の全体構成について説明する。

［ワンウェイクラッチの全体構成］
ワンウェイクラッチ１０は、内輪１２と外輪１４との間に配置される。このとき、ワンウェイクラッチ１０の中心軸線Ｌは、内輪１２及び外輪１４の中心軸線と一致している。つまり、ワンウェイクラッチ１０は、内輪１２及び外輪１４と同軸的に配置されている。

ワンウェイクラッチ１０は、第１保持器１６と、第２保持器１８と、複数のスプラグ２０と、ばね部材としてのリボンスプリング２２とを備える。

第１保持器１６は、内輪１２と外輪１４との間に配置される。第１保持器１６は、筒形状の部材であり、軸方向に延びている。第１保持器１６は、図２に示すように、複数の窓部１６Ａを有する。複数の窓部１６Ａは、中心軸線Ｌ周りの周方向（以下、単に周方向と称する）に等間隔に形成されている。

第２保持器１８は、第１保持器１６と内輪１２との間に配置される。第２保持器１８は、軸方向に直交する方向（以下、径方向）において、第１保持器１６よりも内側に位置する。つまり、第２保持器１８は、径方向において、第１保持器１６よりも、内輪１２の近くに位置する。第２保持器１８は、筒形状の部材であり、軸方向に延びている。第２保持器１８は、図２に示すように、複数の窓部１８Ａを有する。複数の窓部１８Ａは、周方向に等間隔に形成されている。

複数のスプラグ２０は、内輪１２と外輪１４との間に配置される。複数のスプラグ２０の各々は、図２に示すように、１つの窓部１６Ａ内に位置し、且つ、１つの窓部１８Ａ内に位置する。

リボンスプリング２２は、第１保持器１６と第２保持器１８との間に配置される。リボンスプリング２２は、複数のスプラグ２０の各々に、周方向の付勢力を及ぼす。具体的には、リボンスプリング２２は、複数のスプラグ２０の各々が内輪１２及び外輪１４と噛み合う方向（図２に示すＸ１方向）に付勢力を及ぼす。

ワンウェイクラッチ１０は、外輪１４と内輪１２との間で駆動力の伝達が行われる状態と、外輪１４と内輪１２との間で駆動力の伝達が遮断された状態とを実現する。例えば、周方向の一方向、つまり、リボンスプリング２２が複数のスプラグ２０の各々に付勢力を及ぼす方向（図２に示すＸ１方向）に、外輪１４が回転する場合、複数のスプラグ２０の各々は、内輪１２及び外輪１４と噛み合う。その結果、外輪１４と内輪１２との間で駆動力の伝達が行われる状態が実現される。これに対して、周方向の他方向、つまり、リボンスプリング２２が複数のスプラグ２０の各々に付勢力を及ぼす方向とは反対の方向（図２に示すＸ２方向）に、外輪１４が回転する場合、複数のスプラグ２０の各々は、内輪１２及び外輪１４と噛み合わなくなる。その結果、外輪１４と内輪１２との間で駆動力の伝達が遮断された状態が実現される。

［保持器］
続いて、図３〜図６を参照しながら、第１保持器１６について説明する。図３は、第１保持器１６を示す斜視図である。図４は、外周側から見た第１保持器１６を示す側面図である。図５は、図４におけるＶ−Ｖ断面図である。図６は、弾性片が外輪１４に接触している状態を示す断面図である。

第１保持器１６は、冷間圧延鋼板からなる。第１保持器１６は、図３及び図４に示すように、複数の窓部１６Ａを有する。つまり、第１保持器１６は、一対の環状部２４、２４と、複数の連結部２６とを有する。

一対の環状部２４、２４は、図４及び図５に示すように、軸方向に離れて配置されている。一対の環状部２４、２４の各々は、図４に示すように、周方向に連続して延びている。一対の環状部２４、２４の各々の剛性は、略同じである。

複数の連結部２６の各々は、図３及び図４に示すように、周方向で隣り合う２つの窓部１６Ａ、１６Ａの間に位置する。つまり、複数の連結部２６は、周方向で等間隔に配置されている。連結部２６は、軸方向の一端（図４における左端）において、一方の環状部２４（以下、環状部２４Ａとする）に連結されている。連結部２６は、軸方向の他端（図４における右端）において、他方の環状部２４（以下、環状部２４Ｂとする）に連結されている。

［弾性片］
第１保持器１６は、図３及び図４に示すように、弾性片２８を有する。弾性片２８は、周方向に等間隔に複数（例えば、４つ）設けられている。弾性片２８は、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂを含む。第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂは、連結部２６を利用して形成される。第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂは、例えば、プレス加工により形成される。

［第１弾性片］
第１弾性片２８Ａにおいては、図４及び図５に示すように、軸方向の一端（図４及び図５における左端）が支持部３０Ａに連結されており、軸方向の他端（図４及び図５における右端）が支持部３０Ｂから離れている。ここで、支持部３０Ａは、環状部２４Ａから軸方向に延び出している。支持部３０Ｂは、環状部２４Ｂから軸方向に延び出しており、支持部３０Ａと略同じ剛性を有する。第１弾性片２８Ａにおいては、軸方向の一端（環状部２４Ａに近いほうの端）が固定端であり、軸方向の他端（環状部２４Ｂに近いほうの端）が自由端である。第１弾性片２８Ａにおいては、軸方向に直交する方向、つまり、径方向での弾性変形が許容されている。

第１弾性片２８Ａは、図４及び図５に示すように、略一定の断面で軸方向に延びている。本実施形態において、第１弾性片２８Ａの断面は、略矩形である。

第１弾性片２８Ａの径方向での厚みＴ（図５参照）は、例えば、０．５〜１．５ｍｍである。第１弾性片２８Ａの軸方向での長さ、つまり、第１弾性片２８Ａの自由長Ｌ１（図４参照）は、例えば、５〜２０ｍｍである。第１弾性片２８Ａの周方向での長さＬ２（図４参照）は、例えば、３〜１０ｍｍである。

第１弾性片２８Ａは、図４及び図５に示すように、接続部３２と、傾斜部３４と、接触部３６とを含む。

接続部３２は、軸方向の一端に位置し、支持部３０Ａに接続されている。接続部３２は、略一定の断面（本実施形態では、略矩形の断面）で軸方向に延びている。接続部３２の軸方向での長さＬ１１（図４参照）は、例えば、１〜２ｍｍである。

傾斜部３４は、軸方向において、接続部３２と接触部３６との間に位置する。傾斜部３４は、軸方向の一端において、接続部３２に接続されている。傾斜部３４は、軸方向の他端において、接触部３６に接続されている。傾斜部３４は、略一定の断面（本実施形態では、略矩形の断面）で、軸方向と傾斜する方向であって、且つ、径方向で外側に向かって延びている。傾斜部３４の軸方向での長さＬ１２（図４参照）は、例えば、３〜１５ｍｍである。

接触部３６は、軸方向の他端に位置し、傾斜部３４に接続されている。接触部３６は、略一定の断面（本実施形態では、略矩形の断面）で軸方向に延びている。接触部３６の軸方向での長さＬ１３（図４参照）は、例えば、０．５〜２ｍｍである。

接触部３６は、接触面３６１を含む。接触面３６１は、ワンウェイクラッチ１０が内輪１２と外輪１４との間に配置された状態で、図６に示すように、外輪１４に接触する。図５に示すように、接触面３６１と中心軸線Ｌとの径方向での離隔距離Ｄ１は、例えば、３０〜１００ｍｍである。接触面３６１と第１保持器１６の外周面１６１との径方向での離隔距離Ｄ１１は、例えば、５〜１０ｍｍである。

［第２弾性片］
第２弾性片２８Ｂは、図４及び図５に示すように、周方向で第１弾性片２８Ａと隣り合って配置される。第２弾性片２８Ｂと第１弾性片２８Ａとの間には、隙間Ｓ１が形成されている。当該隙間Ｓ１は、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂのそれぞれの周方向での長さよりも小さい。

第２弾性片２８Ｂにおいては、図４及び図５に示すように、軸方向の一端（図４及び図５における左端）が支持部３０Ａから離れており、軸方向の他端（図４及び図５における右端）が支持部３０Ｂに連結されている。つまり、第２弾性片２８Ｂにおいては、軸方向の他端（環状部２４Ｂに近いほうの端）が固定端であり、軸方向の一端（環状部２４Ａに近いほうの端）が自由端である。第２弾性片２８Ｂにおいては、径方向での弾性変形が許容されている。

第２弾性片２８Ｂは、自由端と固定端とが軸方向で逆になっている点を除いて、第１弾性片２８Ａと略同じである。つまり、第２弾性片２８Ｂは、第１弾性片２８Ａと略同じ形状及び大きさを有する。ばね特性が、第１弾性片２８Ａと略同じである。接触部３６が軸方向の一端に位置し、接続部３２が軸方向の他端に位置する。接続部３２が、支持部３０Ｂに接続されている。

ワンウェイクラッチ１０が内輪１２と外輪１４との間に配置された状態で、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂは、図６に示すように、外輪１４に接触する。具体的には、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂのそれぞれが有する接触部３６の接触面３６１が外輪１４に接触する。このとき、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂは撓んでいる。

ここで、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂは、周方向で隣り合う２つの窓部１６Ａ、１６Ａの間に位置する。つまり、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂは、周方向で略同じ位置に配置されている。また、第１弾性片２８Ａにおいて外輪１４に接触する接触部３６と、第２弾性片２８Ｂにおいて外輪１４に接触する接触部３６とは、軸方向で離れている。そのため、第１弾性片２８Ａが撓んでいるときの反力と、第２弾性片２８Ｂが撓んでいるときの反力とが、周方向の略同じ位置であって、且つ、軸方向に離れた位置で、第１保持器１６に作用する。その結果、第１保持器１６がテーパ状に変形するのを抑制できる。

第１保持器１６がテーパ状に変形するのを抑制できる点について、図７及び図８に示す保持器１７と比べて説明する。図７は、保持器１７を示す斜視図である。図８は、保持器１７に配置された弾性片２９が外輪１４に接触している状態を示す断面図である。図７に示すように、保持器１７においては、隣り合う２つの窓部１６Ａ、１６Ａの間に１つの弾性片２９が配置されている。

保持器１７を備えるワンウェイクラッチが内輪１２と外輪１４との間に配置された状態で、弾性片２９は、図８に示すように、外輪１４に接触する。このとき、弾性片２９は撓み、その反力が保持器１７に作用する。

ここで、保持器１７においては、周方向で隣り合う２つの窓部１６Ａ、１６Ａの間に配置されているのは、１つの弾性片２９である。そのため、弾性片２９が撓んでいるときの反力は、保持器１７の軸方向において、弾性片２９の固定端側に集中する。その結果、図８に示すように、保持器１７は、テーパ状に変形する。保持器１７がテーパ状に変形すると、ワンウェイクラッチが設計どおりに動作し難くなる。なお、理解を容易にするために、図８では、保持器１７の変形を極端に描いているが、実際には、保持器１７の変形は、μｍ単位の小さな歪である。

ワンウェイクラッチ１０においては、周方向で隣り合う２つの窓部１６Ａ、１６Ａの間に、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂが配置されている。そのため、第１保持器１６がテーパ状に変形するのを抑制できる。その結果、ワンウェイクラッチ１０を設計どおりに動作させることができる。

ここで、本実施形態では、第１弾性片２８Ａが連結されている支持部３０Ａと、第２弾性片２８Ｂが連結されている支持部３０Ｂとは略同じ剛性を有する。支持部３０Ａが連結されている環状部２４Ａと、支持部３０Ｂが連結されている環状部２４Ｂとは、略同じ剛性を有する。第１弾性片２８Ａと、第２弾性片２８Ｂとは、略同じばね特性を有する。そのため、第１弾性片２８Ａが撓んでいるときの反力と、第２弾性片２８Ｂが撓んでいるときの反力とが略同じになる。つまり、ワンウェイクラッチ１０においては、第１弾性片２８Ａの固定端の径方向への変形量と、第２弾性片２８Ｂの固定端の径方向への変形量とを略同じにすることができる。その結果、第１保持器１６がテーパ状に変形するのをさらに抑制できる。

ワンウェイクラッチ１０では、第１弾性片２８Ａの自由長と、第２弾性片２８Ｂの自由長とが同じである。第１保持器１６が内輪１２と外輪１４との間に配置されていない状態で、第１弾性片２８Ａが有する接触部３６の接触面３６１から中心軸線Ｌまでの距離と、第２弾性片２８Ｂが有する接触部３６の接触面３６１から中心軸線Ｌまでの距離とが略同じである。第１弾性片２８Ａの周方向での長さと、第２弾性片２８Ｂの周方向での長さとが略同じである。そのため、第１弾性片２８Ａのばね特性と、第２弾性片２８Ｂのばね特性とを略同じにすることができる。

ワンウェイクラッチ１０においては、第１弾性片２８Ａと第２弾性片２８Ｂとの間に、隙間Ｓ１が形成されている。そのため、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂが弾性変形するときに互いに干渉し難くなる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態によって、何等、限定されない。

例えば、上記実施の形態では、ワンウェイクラッチは、２つの保持器を備えていたが、保持器は１つであってもよい。

上記実施の形態では、本発明を、いわゆるスプラグ式のワンウェイクラッチに適用した例について説明したが、本発明は、例えば、窓部内にころ及びスプリングが配置されたワンウェイクラッチ（いわゆるロール式のワンウェイクラッチ）に適用してもよい。

上記実施の形態では、ワンウェイクラッチはエンドベアリングを備えていなかったが、ワンウェイクラッチはエンドベアリングを備えていてもよい。

上記実施の形態では、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂが外輪１４に接していたが、第１弾性片２８Ａ及び第２弾性片２８Ｂは内輪１２に接していてもよい。

上記実施の形態では、第１弾性片２８Ａが支持部３０Ａを介して環状部２４Ａに連結されており、且つ、第２弾性片２８Ｂが支持部３０Ｂを介して環状部２４Ｂに連結されているが、例えば、第１弾性片２８Ａは環状部２４Ａとは別に設けられた部材に連結されていてもよいし、第２弾性片２８Ｂは環状部２４Ｂとは別に設けられた部材に連結されていてもよい。

１０：ワンウェイクラッチ、１６Ａ：第１保持器（保持器）：窓部、２８：弾性片、２８Ａ：第１弾性片、２８Ｂ：第２弾性片、Ｌ：中心軸線

Claims (5)

1. 内輪と外輪との間に配置されるワンウェイクラッチであって、
   前記内輪と前記外輪との間に配置され、筒形状を有する保持器を備え、
   前記保持器は、
   前記ワンウェイクラッチの中心軸線周りの周方向に等間隔に形成された複数の窓部と、
   前記周方向に等間隔に配置され、前記内輪及び前記外輪のうち、一方の部材に接触する複数の弾性片とを含み、
   前記複数の弾性片の各々は、
   前記周方向で隣り合う２つの窓部の間に配置され、
   前記中心軸線が延びる軸方向の一端が固定端であって、且つ、前記軸方向の他端が自由端であり、前記自由端が前記一方の部材に接触する第１弾性片と、
   前記軸方向の一端が自由端であって、且つ、前記軸方向の他端が固定端であり、前記自由端が前記一方の部材に接触する第２弾性片とを含む、ワンウェイクラッチ。
2. 請求項１に記載のワンウェイクラッチであって、
   前記第１弾性片は、前記第２弾性片と同じ自由長を有する、ワンウェイクラッチ。
3. 請求項１又は２に記載のワンウェイクラッチであって、
   前記保持器が前記内輪と前記外輪との間に配置されていない状態で、
   前記第１弾性片における前記自由端から前記中心軸線までの距離は、前記第２弾性片における前記自由端から前記中心軸線までの距離と同じである、ワンウェイクラッチ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のワンウェイクラッチであって、
   前記第１弾性片における前記周方向の長さは、前記第２弾性片における前記周方向の長さと同じである、ワンウェイクラッチ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のワンウェイクラッチであって、
   前記保持器が前記内輪と前記外輪との間に配置された状態で、前記第１弾性片の固定端の径方向への変形量と、前記第２弾性片の固定端の径方向への変形量とが略同じである、ワンウェイクラッチ。

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