JP2015224744A - ラチェット型ワンウェイクラッチ及び爪部材の設定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】爪部材の挙動を安定させ、ラチェット型ワンウェイクラッチの噛合い性能を向上させることによって、ラチェット型ワンウェイクラッチの耐久性を向上させる。【解決手段】内周にポケットを有する外輪と、外周にノッチを有する内輪と、ポケット内に収納され内輪のノッチに嵌合し内輪と外輪との間でトルクを伝達し、ノッチに嵌合する先端部と円形部とを有する爪部材と、爪部材を内輪に対して付勢するスプリングとを有するラチェット型ワンウェイクラッチにおける爪部材の設定方法であって、ポケットは爪部材の円形部が嵌合する円弧部を有し、円弧部の角度を１８０度以上、円弧部の開口部の両終端間の線分と爪部材の円形部の中心と先端部が前記ノッチに嵌合する接点とがなる角度を９０度より大きく、かつスプリングの中心軸が、円弧部の中心とラチェット型ワンウェイクラッチの中心とを結ぶ線分とがなす角度を４５度より大きく設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車、農機、建機、工業機械などの動力伝達部に使用され、バックストップなどの機能を有し、ロック機構にラチェット(爪部材)を用いたラチェット型ワンウェイクラッチに関する。
一般に、自動変速機に用いられるワンウェイクラッチは、相対回転する外輪及び内輪を有し、外輪と内輪との間でトルクを伝達するスプラグやローラなどが外輪または内輪の軌道面に設けたカム面に噛み合うことで、一方向のみに回転トルクを伝達している。また、逆方向では空転する構成となっている。
このようなワンウェイクラッチの中で、外輪と内輪との間でトルクを伝達するトルク伝達部材としてラチェットを用いたラチェット型ワンウェイクラッチがある（特許文献１）。ラチェット型ワンウェイクラッチは、内周にポケットを有する外輪と、外輪と同軸上に配置され外周にノッチを有する内輪と、前記ポケットに収納され内輪のノッチに嵌合してワンウェイクラッチをロック状態にし、内輪と外輪との間でトルクを伝達させる爪部材と、爪部材を内輪へ付勢するスプリングとによって構成される。
以上の構成のラチェット型ワンウェイクラッチは、ワンウェイクラッチが一方向に回転すると、爪部材が内輪の外周に対してフリーで摺動するので、外輪と内輪とは相対的に空転する。次に、ワンウェイクラッチが他方向に回転しようとすると、爪部材がノッチに嵌合し、ワンウェイクラッチがロック状態になり、内外輪間でトルクを伝達できるようになる。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２００１−２０８１０４号公報
ラチェット型ワンウェイクラッチにおいてトルクを伝達する爪部材の挙動を安定化させることが望まれている。例えば、空転時において、爪部材がポケットの奥部から抜け出そうとすることがあるが、これを防止する対策が求められていた。
そこで、本発明の目的は、爪部材の挙動を安定させ、ラチェット型ワンウェイクラッチの噛合い性能を向上させることによって、ラチェット型ワンウェイクラッチの耐久性を向上させることである。
上記目的を達成するため、本発明のラチェット型ワンウェイクラッチの爪部材の設定方法は、
内周にポケットを有する外輪と、前記外輪の内径側に前記外輪と同軸上に配置され、外周にノッチを有する内輪と、前記ポケット内に収納され前記内輪のノッチに嵌合し前記内輪と前記外輪との間でトルクを伝達し、前記ノッチに嵌合する先端部と円形部とを有する爪部材と、前記爪部材を前記内輪に対して付勢するスプリングとを有するラチェット型ワンウェイクラッチにおける爪部材の設定方法であって、
前記ポケットは前記爪部材の前記円形部が嵌合する円弧部を有し、前記円弧部の角度を１８０度以上、前記円弧部の開口部の両終端間の線分と前記爪部材の円形部の中心と前記先端部が前記ノッチに嵌合する接点とがなる角度を９０度より大きく、かつ前記スプリングの中心軸が、前記円弧部の中心とラチェット型ワンウェイクラッチの中心とを結ぶ線分とがなす角度を４５度より大きく設定することを特徴としている。
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
爪部材の挙動を安定させ、爪部材がポケットから抜け出すことを防止できる。これにより、ラチェット型ワンウェイクラッチの噛合い性能を向上させることによって、ラチェット型ワンウェイクラッチの耐久性を向上できる。
本発明の実施例が適用されるラチェット型ワンウェイクラッチの正面図である。 本発明の実施例を示す、スプリング、爪部材、内外輪の関係を拡大して示す模式図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で表してある。
図１は、本発明の実施例が適用されるラチェット型ワンウェイクラッチの正面図である。
ラチェット型ワンウェイクラッチ３０は、内周にポケット４を有する外輪１と、外輪１の内径側に外輪１と同軸上に配置され、外周にノッチ７を有する内輪２とを備えている。内輪２側に開口したポケット４内には内輪２のノッチ７に嵌合し、外輪１と内輪２との間でトルクを伝達する爪部材３が揺動可能に収容されている。
爪部材３の先端部８付近でポケット４に開口し径方向外方へ延在するスプリングポケット６には、爪部材３を内輪２に対して付勢するスプリング５が収容されている。コイルスプリングであるスプリング５は、その軸方向の一端部で爪部材３の先端部８に接触し、爪部材３を内径側に付勢している。
爪部材３、ポケット４及びスプリングポケット６は、それぞれ円周方向等分に複数個設けられているが、この個数は任意であり、トルク等との関係で必要に応じて増加・減少することができる。但し、円周方向に等ピッチで設けることが好ましい。
一方、内輪２は、内周側に設けるスプライン（不図示）によって固定されたシャフト（不図示）と嵌合している。ノッチ７は軸方向に延在し、その軸方向長さは爪部材３の軸方向幅に対応している。ノッチ７の個数は、爪部材３の個数等に応じて任意に設定できることは言うまでもない。
以上のように構成された、ラチェット型ワンウェイクラッチ３０では、外輪１は内輪２に対して図１において右回転はできるが、爪部材３とノッチ７との嵌合により左回転はできないという機能を発揮する。すなわち、右方向には空転できるが、左方向ではラチェット型ワンウェイクラッチ３０がロック状態になり、内外輪間でトルクを伝達できるようになる。ロック状態では、爪部材３の先端部８の嵌合端部８ａ（図２）がノッチ７の嵌合凹部９（図２）に嵌合している。
以上説明したラチェット型ワンウェイクラッチ３０に基づき、本発明の各実施例を説明する。
図２は、スプリング、爪部材、内外輪の関係を拡大して示す模式図であり、本発明の実施例を示している。
図２に示すように、爪部材３はノッチ７に嵌合する先端部８と円形部１０とを有し、ポケット４は爪部材３の円形部１０が嵌合する円弧部１１を有している。円弧部１１の開口部ＯＰは両終端間の線分Ａ−Ａ’を画成している。スプリング５の軸方向の端部にはガイド部材１５が設けられ、スプリング５が爪部材３に対して安定して付勢力を与えられるように、スプリング５を案内している。
爪部材３、特に円形部１０が円弧部１１から抜け出そうとする抜け出し方向Ｄは線分Ａ−Ａ’に対してほぼ垂直である。また、爪部材３の先端部８は、接点Ｐでノッチ７の嵌合凹部９に接触している。
ここで、ポケット４の円弧部１１の開口部ＯＰの角度をα、円形部１０の中心Ｏと接点Ｐとがなす角度をβ、スプリング５の中心軸Ｘと内輪２の中心線Ｙとがなす角度（スプリング５の配置角度）をγとする。
爪部材３の抜け出しを防止して挙動を安定させるためには、爪部材３にかかわる上記各角度を以下のように設定する。
(1) α≧１８０°
(2) β＞９０°
(3) γ＞４５°
このように設定することで、スプリング５が爪部材３を付勢する力Ｆの分力ｆ’が大きく設定でき、分力ｆ’で爪部材３を抜け方向とは逆の方向に押し付けことができる。これにより、爪部材３をポケット４の円弧部１１方向に押し付ける力が働くため、爪部材３のポケット４からの抜け出しを防止できる。
１ 外輪
２ 内輪
３ 爪部材
４ ポケット
５ スプリング
６ スプリングポケット
７ ノッチ
８ 先端部
８ａ 嵌合端部
９ 嵌合凹部
１０ 円形部
１１ 円弧部
１５ ガイド部材

Claims (2)

  1. 内周にポケットを有する外輪と、前記外輪の内径側に前記外輪と同軸上に配置され、外周にノッチを有する内輪と、前記ポケット内に収納され前記内輪のノッチに嵌合し前記内輪と前記外輪との間でトルクを伝達し、前記ノッチに嵌合する先端部と円形部とを有する爪部材と、前記爪部材を前記内輪に対して付勢するスプリングとを有するラチェット型ワンウェイクラッチにおける爪部材の設定方法であって、
    前記ポケットは前記爪部材の前記円形部が嵌合する円弧部を有し、前記円弧部の角度を１８０度以上、前記円弧部の開口部の両終端間の線分と前記爪部材の円形部の中心と前記先端部が前記ノッチに嵌合する接点とがなる角度を９０度より大きく、かつ前記スプリングの中心軸が、前記円弧部の中心とラチェット型ワンウェイクラッチの中心とを結ぶ線分とがなす角度を４５度より大きく設定することを特徴とする爪部材の設定方法。
  2. 内周にポケットを有する外輪と、前記外輪の内径側に前記外輪と同軸上に配置され、外周にノッチを有する内輪と、前記ポケット内に収納され前記内輪のノッチに嵌合し前記内輪と前記外輪との間でトルクを伝達する爪部材と、前記爪部材を前記内輪に対して付勢するスプリングとを有するラチェット型ワンウェイクラッチであって、
    前記爪部材が、請求項１に記載の設定方法によって設定されていることを特徴とするラチェット型ワンウェイクラッチ。
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