JP2016142325A - Sprag type one-way clutch - Google Patents

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憲和 合田
Norikazu Aida
憲和 合田
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  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress excessive floating of a sprag when an outer ring idles, and reduce damage such as wear or impression on the sprag and the contact surface of an inner ring.SOLUTION: A sprag type one-way clutch includes: a plurality of sprags 11; a holder 12; and a leaf spring 30 expanding in a tongue manner from the holder 12 toward the sprag 11, and configured to energize the sprag 11 with elasticity. The leaf spring 30 integrally has an energization unit 33 configured to energize the sprag 11 radially outward by being bent in a radial direction, and an inclination regulation unit 33a elastically contacting with the sprag 11 in a circumferential direction when the sprag 11 does not transmit power. The spring constant in the circumferential direction of the inclination regulation unit 33a is larger than the spring constant in the radial direction of the energization unit 33.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、自動車の自動変速機等の動力伝達装置に用いられ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る)に関する。   The present invention relates to a sprag type one-way clutch (hereinafter referred to as a one-way clutch) used in a power transmission device such as an automatic transmission of an automobile.

自動車の自動変速機では、同軸で回転する内輪と外輪との間に配置され、動力の伝達及び遮断の動作を行う一方向クラッチが知られている(特許文献1)。図6に示すように、この一方向クラッチ100では、外輪104と内輪105とで径方向に挟まれた環状空間に複数のスプラグ101が配置されている。スプラグ101は、保持器102によって周方向に等しい間隔で保持されており、外輪104と点Cで接触していて、内輪105と点Dで接触している。保持器102の内周に沿って、板ばね103が装着されている。スプラグ101は、板ばね103によって図6に示す方向に力Frを受けていて、点Cに対して時計回りの方向に付勢されている。   In an automatic transmission of an automobile, there is known a one-way clutch that is disposed between an inner ring and an outer ring that rotate coaxially and that performs power transmission and shut-off operations (Patent Document 1). As shown in FIG. 6, in the one-way clutch 100, a plurality of sprags 101 are arranged in an annular space sandwiched between an outer ring 104 and an inner ring 105 in the radial direction. The sprags 101 are held at equal intervals in the circumferential direction by the cage 102, are in contact with the outer ring 104 at the point C, and are in contact with the inner ring 105 at the point D. A leaf spring 103 is attached along the inner periphery of the cage 102. The sprag 101 receives a force Fr in the direction shown in FIG. 6 by the leaf spring 103 and is urged clockwise with respect to the point C.

外輪104と内輪105とが相対的に回転するときには、接触面の滑り摩擦によってスプラグ101の傾きが変化する。外輪104が内輪105に対して時計回りの方向に回転するときには、スプラグ101が内外輪104,105と径方向にかみ込むので、外輪104と内輪105とが一体的に回転する。そして、外輪104が内輪105に対して反時計回りの方向に回転するときには、スプラグ101のかみ込みが解除されて動力の伝達が遮断されるので、外輪104が空転する。   When the outer ring 104 and the inner ring 105 rotate relatively, the inclination of the sprag 101 changes due to the sliding friction of the contact surface. When the outer ring 104 rotates in the clockwise direction with respect to the inner ring 105, the sprag 101 engages with the inner and outer rings 104, 105 in the radial direction, so that the outer ring 104 and the inner ring 105 rotate integrally. When the outer ring 104 rotates in the counterclockwise direction with respect to the inner ring 105, the sprag 101 is released and the transmission of power is cut off, so that the outer ring 104 rotates idle.

スプラグ101と内輪105とが滑り接触をしたままで外輪104が空転すると、接触面が摩耗したり、空転時の回転トルクが増大したりするという問題がある。そこで、図6に示したように、スプラグ101の重心G1を、接触点Cを通る外輪104の法線mより右側に配置して、遠心力が作用したときに、スプラグ101が点Cに対して反時計回りの方向に付勢されるようにしている(特許文献2)。これにより、スプラグ101が内輪105から浮き上がるので、接触面の摩耗を低減することが出来る。外輪104が空転するときにスプラグ101が内輪105から浮き上がる形式の一方向クラッチを、一般的にディスエンゲージタイプの一方向クラッチという。   If the outer ring 104 idles while the sprag 101 and the inner ring 105 are in sliding contact, there is a problem that the contact surface is worn or the rotational torque during idling increases. Therefore, as shown in FIG. 6, when the center of gravity G1 of the sprag 101 is arranged on the right side of the normal line m of the outer ring 104 passing through the contact point C and the centrifugal force is applied, the sprag 101 is located with respect to the point C. Thus, it is biased counterclockwise (Patent Document 2). Thereby, since the sprag 101 floats from the inner ring | wheel 105, abrasion of a contact surface can be reduced. A one-way clutch in which the sprag 101 floats from the inner ring 105 when the outer ring 104 idles is generally referred to as a disengage type one-way clutch.

特開2003−130089号公報JP 2003-130089 A 特開平08−219184号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-219184

従来の一方向クラッチ100では、スプラグ101の浮き上がり量(径方向の変位)を制限する機構は設けられていないので、外輪104が空転するときの回転数が高いときには、スプラグ101の内輪105からの浮き上がり量が過大になる場合があった。
スプラグ101が大きく浮き上がった時に、車両の急制動などによって外輪104の回転が急に停止すると、スプラグ101が再び内輪105と接触する位置に戻るときの速度が大きくなる。その結果、スプラグ101と内輪105とが激しく衝突して、スプラグ101や内輪105の接触面に摩耗や圧痕などの損傷が発生する。
Since the conventional one-way clutch 100 is not provided with a mechanism for limiting the amount of lifting (radial displacement) of the sprag 101, when the rotational speed when the outer ring 104 is idling is high, the sprag 101 is disengaged from the inner ring 105. In some cases, the amount of lift was excessive.
If the rotation of the outer ring 104 suddenly stops due to sudden braking of the vehicle or the like when the sprag 101 rises greatly, the speed at which the sprag 101 returns to the position where it comes into contact with the inner ring 105 again increases. As a result, the sprag 101 and the inner ring 105 collide violently, and damage such as wear and indentation occurs on the contact surfaces of the sprag 101 and the inner ring 105.

この損傷を防止するために、例えば、スプラグ101と保持器102とのすきま(例えば、スプラグ101と保持器102のEの部分との間の距離)を小さくして、スプラグ101の浮き上がり量を抑制する方法や、板ばね103のばね力Frを大きくしてスプラグ101の浮き上がりを抑制する方法が考えられる。しかし、前者の方法では、スプラグ101を組み付けるときの作業性が悪くなるという問題があり、後者の方法では、スプラグ101と内外輪104,105とが互いに接触する力が大きくなるので、接触面の摩耗を増大させてしまうという問題がある。こうして、ディスエンゲージタイプのスプラグ型一方クラッチでは、スプラグが浮き上がった後、内輪105と接触することによって生じる摩耗や圧痕を防止することが出来なかった。   In order to prevent this damage, for example, the clearance between the sprag 101 and the retainer 102 (for example, the distance between the sprag 101 and the portion E of the retainer 102) is reduced to suppress the floating amount of the sprag 101. And a method of suppressing the lifting of the sprag 101 by increasing the spring force Fr of the leaf spring 103. However, the former method has a problem that workability when assembling the sprag 101 is deteriorated. In the latter method, the force that the sprag 101 and the inner and outer rings 104 and 105 come into contact with each other increases. There is a problem of increasing wear. Thus, in the disengagement type sprag type one-way clutch, it was impossible to prevent wear and indentation caused by contact with the inner ring 105 after the sprag lifted up.

本発明の目的は、ディスエンゲージタイプのスプラグ型一方向クラッチにおいて、外輪が空転するときに過剰なスプラグの浮き上がりを抑制して、スプラグ及び内輪の接触面における摩耗や圧痕などの損傷を低減することである。   An object of the present invention is to reduce damage such as wear and indentation on the contact surface of the sprag and the inner ring by suppressing excessive lift of the sprag when the outer ring idles in a disengagement type sprag type one-way clutch. It is.

本発明の実施形態であるスプラグ型一方向クラッチは、相対的に回転する内輪及び外輪で径方向に挟まれた環状空間に組み込まれて、動力を伝達または遮断する複数のスプラグと、前記スプラグを周方向に所定間隔で保持する保持器と、前記保持器から前記スプラグに向けて舌状に伸びて、弾性をもって前記スプラグを付勢する板ばねと、を備え、前記板ばねは、径方向に撓んで前記スプラグを径方向外方に付勢する付勢部と、前記スプラグが動力を伝達しないときに前記スプラグと周方向に弾性接触する傾き規制部と、を一体に有する。   A sprag type one-way clutch according to an embodiment of the present invention includes a plurality of sprags that are incorporated in an annular space sandwiched in a radial direction between an inner ring and an outer ring that rotate relatively, and transmit or cut power, and the sprags. A retainer that holds the sprags at a predetermined interval in the circumferential direction, and a leaf spring that extends in a tongue shape from the retainer toward the sprags and elastically biases the sprags. An urging portion that bends and urges the sprag radially outward and an inclination restricting portion that elastically contacts the sprag in the circumferential direction when the sprag does not transmit power are integrally provided.

本発明によると、ディスエンゲージタイプのスプラグ型一方向クラッチにおいて、外輪が空転するときに過剰なスプラグの浮き上がりを抑制して、スプラグ及び内輪の接触面における摩耗や圧痕などの損傷を低減することが出来る。   According to the present invention, in a disengagement-type sprag type one-way clutch, it is possible to suppress excessive sprag lift when the outer ring rotates idly and reduce damage such as wear and indentation on the contact surface of the sprag and the inner ring. I can do it.

本発明の実施形態である一方向クラッチの側面図である。It is a side view of the one way clutch which is an embodiment of the present invention. 本実施形態のリボンスプリングの正面図である。It is a front view of the ribbon spring of this embodiment. 図2のX−Xにおける部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in XX of FIG. スプラグと板ばねの位置関係を説明する状態図である。It is a state figure explaining the positional relationship of a sprag and a leaf | plate spring. 遠心力が作用したときのスプラグの姿勢を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the attitude | position of a sprag when a centrifugal force acts. 従来の一方向クラッチの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the conventional one-way clutch.

本発明の一実施形態(以下「本実施形態」という)を、図面を用いて説明する。図1は、本実施形態の一方向クラッチ10の部分側面図である。図示しているのは一部のみであるが、図示を省略した部分の構成も同様であり、全体として円環状につながっている。以下の図1による説明では、図1の上下方向を径方向といい、左右方向で円環の周に沿った方向を周方向という。また紙面に直交する方向を軸方向という。   An embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial side view of a one-way clutch 10 of the present embodiment. Although only a part is shown, the configuration of the part not shown is the same, and is connected in an annular shape as a whole. In the following description with reference to FIG. 1, the vertical direction in FIG. The direction orthogonal to the paper surface is called the axial direction.

図1の一方向クラッチ10は、内輪14と外輪15との間に形成された環状空間Kに組み込まれていて、周方向に等しい間隔で配置された複数のスプラグ11と、保持器12と、リボンスプリング13と、で構成されていている。   A one-way clutch 10 in FIG. 1 is incorporated in an annular space K formed between an inner ring 14 and an outer ring 15, and includes a plurality of sprags 11 arranged at equal intervals in the circumferential direction, a retainer 12, And a ribbon spring 13.

外輪15及び内輪14は、金属製で、機械構造用合金鋼などで製作されている。外輪15の内周面は、焼き入れ硬化処理をされた後、円筒形状に研削加工されている。内輪14の外周面は、焼き入れ硬化処理をされた後、円筒形状に研削加工されている。   The outer ring 15 and the inner ring 14 are made of metal and are made of alloy steel for machine structure. The inner peripheral surface of the outer ring 15 is subjected to quench hardening and then ground into a cylindrical shape. The outer peripheral surface of the inner ring 14 is subjected to quench hardening and then ground into a cylindrical shape.

スプラグ11は、金属製で、軸受鋼などで製作されている。その形状は柱状であって、紙面に平行な断面の形状は軸方向に一様である。スプラグ11は、紙面に平行な断面において径方向上向きに凸の円弧である外輪係合面16と、径方向下向きに凸の円弧である内輪係合面17とを有している。外輪係合面16及び内輪係合面17は、側面20a,20bによって互いに径方向につながっている。図1に示したスプラグ11では、図の周方向左側の側面20aには、周方向に突出するばね受け部19が形成されている。ばね受け部19は、図4に示すように、略周方向に延在するばね受け面19aと、略径方向に延在する傾斜面19bとで形成されていて、ばね受け面19aと傾斜面19bとは、互いにR面でつながっている。ばね受け面19aは、リボンスプリング13の板ばね30と接触して、力Frを受けている。   The sprag 11 is made of metal and is made of bearing steel or the like. The shape is columnar, and the cross-sectional shape parallel to the paper surface is uniform in the axial direction. The sprag 11 has an outer ring engagement surface 16 that is a radially upward convex arc in a cross section parallel to the paper surface, and an inner ring engagement surface 17 that is a radially downward convex arc. The outer ring engagement surface 16 and the inner ring engagement surface 17 are connected to each other in the radial direction by the side surfaces 20a and 20b. In the sprag 11 shown in FIG. 1, a spring receiving portion 19 protruding in the circumferential direction is formed on the side surface 20a on the left side in the circumferential direction in the drawing. As shown in FIG. 4, the spring receiving portion 19 is formed by a spring receiving surface 19a extending in a substantially circumferential direction and an inclined surface 19b extending in a substantially radial direction, and the spring receiving surface 19a and the inclined surface are formed. 19b is connected to each other on the R plane. The spring receiving surface 19a is in contact with the leaf spring 30 of the ribbon spring 13 and receives a force Fr.

保持器12は、薄肉の略円筒形状であって、金属又は強化樹脂からなり、外輪15及び内輪14と同軸に環状空間Kに組み込まれている。保持器12には、径方向に貫通するポケット18が周方向に等しい間隔で複数設けられている。径方向から見た各ポケット18の形状は略長方形で(図示省略)、各ポケット18にそれぞれ一個ずつスプラグ11がはめ込まれている。   The cage 12 has a thin, substantially cylindrical shape, is made of metal or reinforced resin, and is incorporated in the annular space K coaxially with the outer ring 15 and the inner ring 14. The cage 12 is provided with a plurality of pockets 18 penetrating in the radial direction at equal intervals in the circumferential direction. The shape of each pocket 18 viewed from the radial direction is substantially rectangular (not shown), and one sprag 11 is fitted in each pocket 18.

リボンスプリング13は、保持器12の内周に沿って組み込まれている。図2は、一方向クラッチ10に組み込む前の自由状態におけるリボンスプリング13の正面図である。一方向クラッチ10に組み込むときには、その両端を紙面に対して垂直方向奥側に曲げて、その両端が重なるように環状に丸めている。図3は、図2のX−X断面を矢印の方向に見た部分断面図である。以下の説明では、図2におけるリボンスプリング13について、長手方向(図の左右方向である)を「周方向」といい、紙面に平行で周方向と直交する方向を「軸方向」という。   The ribbon spring 13 is incorporated along the inner periphery of the cage 12. FIG. 2 is a front view of the ribbon spring 13 in a free state before being incorporated into the one-way clutch 10. When incorporated into the one-way clutch 10, both ends thereof are bent in the direction perpendicular to the paper surface and rounded so that both ends overlap each other. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the XX cross section of FIG. 2 viewed in the direction of the arrow. In the following description, with respect to the ribbon spring 13 in FIG. 2, the longitudinal direction (the left-right direction in the figure) is referred to as “circumferential direction”, and the direction parallel to the paper surface and orthogonal to the circumferential direction is referred to as “axial direction”.

リボンスプリング13は、ばね用圧延鋼帯を金型でリボン状に打ち抜いた後、厚さ方向にプレスすることによって成形されている。リボンスプリング13は、周方向に互いに平行に延在する一対の円環部20,20を有していて、一対の円環部20,20は、周方向に所定の間隔で配置された複数の架橋部21によって、互いに軸方向に連結されている。円環部20には、紙面に対して垂直方向奥側に略V字状に突出する屈曲部24(図3参照)が、等間隔に形成されている。架橋部21の軸方向のほぼ中央には、周方向に延在する板ばね30が一体に形成されている。
こうして、リボンスプリング13には、図2に示すように、略コの字の形状で紙面に垂直方向に貫通する窓孔23が、周方向に一定の間隔で形成されている。なお、架橋部21には、軽量化のために孔22が設けられている。
The ribbon spring 13 is formed by stamping a rolled steel strip for a spring into a ribbon shape with a die and then pressing it in the thickness direction. The ribbon spring 13 has a pair of annular portions 20 and 20 extending in parallel to each other in the circumferential direction, and the pair of annular portions 20 and 20 are a plurality of circumferentially arranged plural intervals. The bridge portions 21 are connected to each other in the axial direction. In the annular portion 20, bent portions 24 (see FIG. 3) projecting in a substantially V shape on the back side in the direction perpendicular to the paper surface are formed at equal intervals. A leaf spring 30 extending in the circumferential direction is integrally formed at substantially the center in the axial direction of the bridging portion 21.
Thus, as shown in FIG. 2, the ribbon spring 13 is formed with window holes 23 having a substantially U shape and penetrating in a direction perpendicular to the paper surface at regular intervals in the circumferential direction. The bridging portion 21 is provided with holes 22 for weight reduction.

リボンスプリング13の窓孔23は、保持器12に形成されたポケット18の位相と一致するように組み合わされている。このため、保持器12とリボンスプリング13を通して径方向に貫通するスプラグ挿入孔18aが確保されていて、このスプラグ挿入孔18aにスプラグ11が挿入される。このスプラグ挿入孔18aには、板ばね30が突き出しているので、スプラグ11を組み込むときには、板ばね30を径方向内方に押し下げるようにして、径方向外方から挿入する。   The window hole 23 of the ribbon spring 13 is combined so as to match the phase of the pocket 18 formed in the cage 12. Therefore, a sprag insertion hole 18a that penetrates in the radial direction through the cage 12 and the ribbon spring 13 is secured, and the sprag 11 is inserted into the sprag insertion hole 18a. Since the leaf spring 30 protrudes into the sprag insertion hole 18a, when the sprag 11 is assembled, the leaf spring 30 is pushed inward in the radial direction and inserted from the radially outward side.

図3に示すように、板ばね30は、素材のばね用圧延鋼帯の板厚と同等で、周方向に一様な板厚である。また、板ばね30の幅寸法(リボンスプリング13における軸方向の寸法である)は周方向に一様である。
板ばね30の周方向の先端には、略周方向に延在する付勢部33が形成されている。スプラグ11がスプラグ挿入孔18aに組み込まれたときには、付勢部33とばね受け面19aとが略径方向に当接する。付勢部33につながって板ばね30の根元に近い側には、略径方向に延在する傾き規制部33aが形成されている。傾き規制部33aは、径方向外方に向かうにしたがって付勢部33から離れる向きにわずかに傾斜している。
As shown in FIG. 3, the plate spring 30 is equivalent to the plate thickness of the rolled steel strip for springs, and has a uniform plate thickness in the circumferential direction. Further, the width dimension of the leaf spring 30 (the dimension in the axial direction of the ribbon spring 13) is uniform in the circumferential direction.
A biasing portion 33 extending substantially in the circumferential direction is formed at the circumferential tip of the leaf spring 30. When the sprag 11 is incorporated into the sprag insertion hole 18a, the urging portion 33 and the spring receiving surface 19a abut on each other in a substantially radial direction. On the side close to the base of the leaf spring 30 connected to the urging portion 33, an inclination restricting portion 33a extending in a substantially radial direction is formed. The inclination restricting portion 33a is slightly inclined in a direction away from the urging portion 33 as it goes outward in the radial direction.

図4は、スプラグ11を組み込んだときの、スプラグ11と板ばね30の位置関係を説明する状態図である。スプラグ11を組み込むと、板ばね30の付勢部33がスプラグ11に押されて径方向内方(図の下向きである)に弾性的に撓む。付勢部33と傾き規制部33aの形状は、図4におけるスプラグ11のばね受け面19aと傾斜面19bの形状とほぼ同じ形状に形成されているので、スプラグ11が組み込まれたときには、付勢部33がばね受け面19aと接触すると同時に、傾き規制部33aが傾斜面19bと近接する。このとき、傾き規制部33aと傾斜面19bとは互いに接触するか、若しくは、わずかなすきまΔsをもって周方向に対峙している。   FIG. 4 is a state diagram illustrating the positional relationship between the sprag 11 and the leaf spring 30 when the sprag 11 is incorporated. When the sprag 11 is incorporated, the urging portion 33 of the leaf spring 30 is pushed by the sprag 11 and elastically bends radially inward (downward in the drawing). The shapes of the urging portion 33 and the inclination regulating portion 33a are substantially the same as the shape of the spring receiving surface 19a and the inclined surface 19b of the sprag 11 in FIG. At the same time as the portion 33 comes into contact with the spring receiving surface 19a, the inclination regulating portion 33a comes close to the inclined surface 19b. At this time, the inclination restricting portion 33a and the inclined surface 19b are in contact with each other or face each other in the circumferential direction with a slight clearance Δs.

図3において、板ばね30の傾き規制部33aと架橋部21とで周方向に挟まれた部分は、撓み調整部32である。撓み調整部32では、板ばね30を径方向に折り曲げることによって板ばね30の周方向の実長を変化させている。周方向の実長を増減することによって、板ばね30が撓むときのばね定数を調整することが出来る。   In FIG. 3, the portion sandwiched in the circumferential direction between the inclination regulating portion 33 a and the bridging portion 21 of the leaf spring 30 is a deflection adjusting portion 32. In the deflection adjusting unit 32, the actual length in the circumferential direction of the leaf spring 30 is changed by bending the leaf spring 30 in the radial direction. By increasing or decreasing the actual length in the circumferential direction, the spring constant when the leaf spring 30 is bent can be adjusted.

図4によって、内外輪14,15がそれぞれ回転するときのスプラグ11の動作について説明する。なお、外輪15の内周面と外輪係合面16、及び、内輪14の外周面と内輪係合面17は、それぞれ円弧面であるので、それぞれ互いに「線」で接触しているが、図4による説明では、当該接触部を「接触点」と表現する。外輪15と外輪係合面16とが接触する点を接触点Pとし、内輪14と内輪係合面17とが接触する点を接触点Qとする。   The operation of the sprag 11 when the inner and outer rings 14 and 15 rotate will be described with reference to FIG. In addition, since the inner peripheral surface of the outer ring 15 and the outer ring engaging surface 16 and the outer peripheral surface of the inner ring 14 and the inner ring engaging surface 17 are respectively arcuate surfaces, they are in contact with each other by “lines”. In the description according to 4, the contact portion is expressed as a “contact point”. A point where the outer ring 15 and the outer ring engaging surface 16 come into contact is referred to as a contact point P, and a point where the inner ring 14 and the inner ring engaging surface 17 come into contact is referred to as a contact point Q.

外輪15が、内輪14に対して相対的に時計回りの方向に回転して、スプラグ11が内外輪14,15と径方向に噛み合う場合(以下「ロック時」という)について説明する。
スプラグ11には、板ばね30によって力Frが付与されている。図4に示すように、力Frの作用線の方向は、接触点Pより周方向左側に向かっているので、スプラグ11は、接触点Pに対して時計回りの方向に付勢される。同時に、内輪14と接触点Qで接触することによってスプラグ11の姿勢が保持されている。
ロック時には、スプラグ11が接触点Pで周方向右向きに引きずられて、接触点Qで周方向左向きに引きずられる。接触点PとQとの距離は内外輪14,15間の径方向寸法より大きいので、スプラグ11が径方向に噛み合って、内輪14と外輪15とが一体となって回転する。
The case where the outer ring 15 rotates in the clockwise direction relative to the inner ring 14 and the sprag 11 meshes with the inner and outer rings 14 and 15 in the radial direction (hereinafter referred to as “when locked”) will be described.
A force Fr is applied to the sprag 11 by a leaf spring 30. As shown in FIG. 4, the direction of the line of action of the force Fr is toward the left side in the circumferential direction from the contact point P, so that the sprag 11 is biased in the clockwise direction with respect to the contact point P. At the same time, the posture of the sprag 11 is maintained by contacting the inner ring 14 at the contact point Q.
At the time of locking, the sprag 11 is dragged in the circumferential direction rightward at the contact point P, and is dragged in the circumferential direction leftward at the contact point Q. Since the distance between the contact points P and Q is larger than the radial dimension between the inner and outer rings 14, 15, the sprags 11 are engaged in the radial direction, and the inner ring 14 and the outer ring 15 rotate together.

内輪14に対して外輪15が相対的に反時計回りの方向に回転して、外輪15が空転する場合(以下「空転時」という)には、接触点Pではスプラグ11が周方向左向きに引きずられて、接触点Qでは周方向右向きに引きずられる。この接触点P及びQに作用する力は、スプラグ11の径方向の噛み合いを緩和する向きであるので、外輪15が内輪14に対して空転する。
外輪15が回転しているときには、スプラグ11には遠心力が作用している。本実施形態のスプラグ11は、内外輪14,15間の環状空間Kに組み込まれたときに、その重心の位置が、接触点Pを通る法線nに対して周方向の右側に位置するように形状が設定されている。重心の位置を、図4に点G2で示す。この結果、遠心力が作用すると、スプラグ11は、接触点Pについて反時計回りの方向に付勢される。
外輪15の回転数が大きいときには、遠心力による接触点Pにおける反時計回りのモーメントが、力Frによる時計回りのモーメントより大きくなるので、スプラグ11が内輪14から浮き上がる。
When the outer ring 15 rotates counterclockwise relative to the inner ring 14 and the outer ring 15 idles (hereinafter referred to as “idling”), the sprag 11 is dragged leftward in the circumferential direction at the contact point P. Thus, the contact point Q is dragged to the right in the circumferential direction. Since the force acting on the contact points P and Q is in a direction that relaxes the engagement of the sprags 11 in the radial direction, the outer ring 15 idles with respect to the inner ring 14.
When the outer ring 15 is rotating, centrifugal force is acting on the sprag 11. When the sprag 11 of this embodiment is incorporated in the annular space K between the inner and outer rings 14 and 15, the position of the center of gravity is positioned on the right side in the circumferential direction with respect to the normal line n passing through the contact point P. The shape is set. The position of the center of gravity is indicated by a point G2 in FIG. As a result, when the centrifugal force acts, the sprag 11 is urged in the counterclockwise direction with respect to the contact point P.
When the rotational speed of the outer ring 15 is large, the counterclockwise moment at the contact point P due to the centrifugal force is larger than the clockwise moment due to the force Fr, so that the sprag 11 is lifted from the inner ring 14.

図4と図5によって、スプラグ11が浮き上がったときに、板ばね30がその浮き上がり量を抑制する効果について詳細に説明する。図5は、遠心力が作用して、浮き上がったときのスプラグ11の姿勢を説明する概念図である。図5において、遠心力が作用して浮き上がる前のスプラグの姿勢を破線で示す。説明の便宜のために、図5では、スプラグ11の傾き量を実際の傾き量より誇張して示している。   4 and 5, the effect of the leaf spring 30 suppressing the lifting amount when the sprag 11 is lifted will be described in detail. FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the posture of the sprag 11 when it is lifted by the action of centrifugal force. In FIG. 5, the posture of the sprag before being lifted by the centrifugal force is indicated by a broken line. For convenience of explanation, in FIG. 5, the inclination amount of the sprag 11 is shown exaggerated from the actual inclination amount.

図4に示したように、法線nに対する傾斜面19bの傾きを「傾斜角θ」として、スプラグ11が内輪14から浮き上がる前後の姿勢を説明する。   As shown in FIG. 4, the posture before and after the sprag 11 is lifted from the inner ring 14 will be described with the inclination of the inclined surface 19 b with respect to the normal n as “inclination angle θ”.

スプラグ11が内輪14から浮き上がったときの傾斜角θをθ1として(図5参照)、浮き上がる前の状態(内外輪14,15と接触点P及び接触点Qで接触している状態である)における接触角θをθoとすると(図4参照)、θ1はθoに比べて大きくなる。傾き規制部33aと傾斜面19bとが近接しているので、このようにスプラグ11の傾斜角θが増大した場合には、図5に矢印Aで示した位置で、傾斜面19bと傾き規制部33aとが直ちに接触する。   The inclination angle θ when the sprag 11 is lifted from the inner ring 14 is defined as θ1 (see FIG. 5), and is in a state before being lifted (a state where the inner and outer rings 14 and 15 are in contact at the contact point P and the contact point Q). When the contact angle θ is θo (see FIG. 4), θ1 is larger than θo. Since the inclination restricting portion 33a and the inclined surface 19b are close to each other, when the inclination angle θ of the sprag 11 increases in this manner, the inclined surface 19b and the inclination restricting portion are at the position indicated by the arrow A in FIG. 33a immediately contacts.

スプラグ11の傾斜面19bと傾き規制部33aとが周方向に対向しているので、接触部したときには力Faが周方向に作用し、力Faが作用する方向は、板ばね30をその長手方向に圧縮する向きである。板ばねは、その長手方向と直角の向きに荷重をかけたときには容易に撓むことが出来るが、長手方向に荷重を負荷したときには剛性が高く、容易に撓むことが出来ない。したがって、力Faが作用したときに、傾き規制部33aが周方向に撓むときのばね定数は大きくなる。
この結果、外輪15の回転数が増加して遠心力が増大し、スプラグ11が傾き規制部33aに当接した場合には、傾き規制部33aの周方向の撓み量が小さいので、スプラグ11の傾斜角θが増大するのを防ぐことが出来る。
Since the inclined surface 19b of the sprag 11 and the inclination regulating portion 33a are opposed to each other in the circumferential direction, the force Fa acts in the circumferential direction when the contact portion is brought into contact, and the direction in which the force Fa acts on the leaf spring 30 in its longitudinal direction The direction of compression. The leaf spring can be easily bent when a load is applied in a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof, but has a high rigidity and cannot be easily bent when a load is applied in the longitudinal direction. Therefore, when the force Fa is applied, the spring constant when the inclination restricting portion 33a bends in the circumferential direction increases.
As a result, when the rotational speed of the outer ring 15 increases and the centrifugal force increases and the sprag 11 comes into contact with the inclination restricting portion 33a, the amount of bending in the circumferential direction of the inclination restricting portion 33a is small. It is possible to prevent the inclination angle θ from increasing.

本実施形態の板ばね30が、スプラグ11の浮き上がりを防止する効果を説明するために、比較例として、従来の板ばね103を使用したときのスプラグ101の挙動を説明する(図6参照)。
従来の板ばね103では、スプラグ101に近接する傾き規制部が設けられていない。このため、スプラグ101に遠心力が作用して傾き量(図4における傾斜角θで表される傾き量である)が増大したときには、スプラグ101のばね受け部106が板ばね103を径方向内方に押して、力Frが増加するに過ぎなかった。しかし、板ばね103は、長手方向と直角の向きには容易に撓むことが出来て、力Frの作用する方向でのばね定数は小さい。このため、スプラグ101の傾き量が増加しても力Frはほとんど増加しない。この結果、スプラグ101の傾き量の増加を抑制することが出来ないので、スプラグ101が過剰に浮き上がるのを抑制することが出来なかった。
In order to explain the effect of the leaf spring 30 of the present embodiment preventing the sprags 11 from lifting, the behavior of the sprag 101 when using the conventional leaf spring 103 will be described as a comparative example (see FIG. 6).
The conventional leaf spring 103 is not provided with an inclination restricting portion adjacent to the sprag 101. Therefore, when the centrifugal force acts on the sprag 101 and the amount of inclination (the amount of inclination represented by the inclination angle θ in FIG. 4) increases, the spring receiving portion 106 of the sprag 101 causes the leaf spring 103 to move in the radial direction. The force Fr only increased. However, the leaf spring 103 can be easily bent in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and the spring constant in the direction in which the force Fr acts is small. For this reason, even if the amount of inclination of the sprag 101 increases, the force Fr hardly increases. As a result, an increase in the amount of inclination of the sprag 101 cannot be suppressed, so that the sprag 101 cannot be prevented from rising excessively.

これに対して、本実施形態では、スプラグ11を周方向に支持することによって高い剛性で支持出来るので、浮き上がろうとしたときに傾斜の増加を抑制して、スプラグ11が過剰に浮き上がるのを抑制することが出来る。   On the other hand, in this embodiment, since the sprag 11 can be supported with high rigidity by supporting it in the circumferential direction, an increase in inclination is suppressed when trying to float, and the sprag 11 can be lifted excessively. Can be suppressed.

また、スプラグ11の浮き上がり量は出来る限り小さくするのが望ましい。そうすることにより、スプラグ11が再び内輪14と接触する位置に戻るときの速度の上昇を抑えることが出来て、スプラグ11や内輪14の接触面に摩耗や圧痕などの損傷を抑制できるからである。また、内輪14とスプラグ11が摺接しながら空転することによる摺接面が摩耗することを防止するためには、ごく小さな浮き上がり量で十分だからである。
本実施形態の一方向クラッチ10では、スプラグ11が浮き上がる前の状態では、傾斜面19bと傾き規制部33aとが接近して組み付けられているので、スプラグ11が浮き上がろうとするときに、直ちに傾き規制部33aと当接してスプラグ11の傾きを抑えることが出来る。したがって、スプラグ11が内輪14の外周面から浮き上がる量を小さくすることが出来る。
Further, it is desirable to make the amount of lifting of the sprags 11 as small as possible. By doing so, it is possible to suppress an increase in speed when the sprag 11 returns to the position where it comes into contact with the inner ring 14 again, and it is possible to suppress damage such as wear and indentation on the contact surface of the sprag 11 and the inner ring 14. . In addition, a very small lifting amount is sufficient to prevent the sliding contact surface from being worn due to idling while the inner ring 14 and the sprag 11 are in sliding contact.
In the one-way clutch 10 of the present embodiment, before the sprag 11 is lifted, the inclined surface 19b and the tilt restricting portion 33a are assembled close to each other, so that when the sprag 11 is about to float, immediately The inclination of the sprag 11 can be suppressed by abutting against the inclination restricting portion 33a. Therefore, the amount of the sprag 11 that floats from the outer peripheral surface of the inner ring 14 can be reduced.

この結果、外輪15が空転してスプラグ11が内輪14から浮き上がった後、回転数が急激に低下し、あるいは外輪15が回転を停止することによって、スプラグ11が外輪15及び内輪14と再び接触する場合でも、スプラグ11の移動量が小さいので、接触したときの衝撃を大幅に低減することが出来る。したがって、スプラグ11及び内輪14の接触面における摩耗や圧痕などの損傷を低減することが出来る。   As a result, after the outer ring 15 is idled and the sprag 11 is lifted from the inner ring 14, the rotational speed is suddenly reduced, or the outer ring 15 stops rotating, so that the sprag 11 comes into contact with the outer ring 15 and the inner ring 14 again. Even in this case, since the amount of movement of the sprag 11 is small, the impact at the time of contact can be greatly reduced. Therefore, damage such as wear and indentation on the contact surfaces of the sprag 11 and the inner ring 14 can be reduced.

また、傾き規制部33aは、板ばね30に一体に形成されていて、リボンスプリングをプレス成型するときに付勢部33と同時に形成することが出来る。したがって、スプラグの傾斜を抑制するために新たな部品を付加する必要がなく、コストが高くなることがない。
更に、スプラグ11に荷重を負荷する付勢部33と、スプラグ11の傾きを抑制する傾き規制部33aとを一体に形成することによって、傾き規制部33aと付勢部33との相対的な位置を、高い精度で製作することが出来る。したがって、スプラグ11を組み付けたときに板ばね30の付勢部33とスプラグ11のばね受け面19aとが接触すると、必然的に傾き規制部33aとスプラグの傾斜面19bとが近接する。この結果、スプラグ11が浮き上がろうとするときには、すぐに板ばね30の傾き規制部33aに接触するので、過剰な浮き上がりを確実に防止出来る。
Further, the inclination restricting portion 33a is formed integrally with the leaf spring 30, and can be formed simultaneously with the urging portion 33 when the ribbon spring is press-molded. Therefore, it is not necessary to add a new part in order to suppress the inclination of the sprag, and the cost does not increase.
Further, the biasing portion 33 for applying a load to the sprag 11 and the tilt regulating portion 33a for suppressing the tilt of the sprag 11 are integrally formed, so that the relative position between the tilt regulating portion 33a and the biasing portion 33 is formed. Can be manufactured with high accuracy. Therefore, when the urging portion 33 of the leaf spring 30 and the spring receiving surface 19a of the sprag 11 come into contact with each other when the sprag 11 is assembled, the inclination regulating portion 33a and the inclined surface 19b of the sprag inevitably come close to each other. As a result, when the sprag 11 is about to rise, the sprag 11 immediately comes into contact with the inclination regulating portion 33a of the leaf spring 30, so that excessive lifting can be reliably prevented.

以上説明したように、本実施形態の一方向クラッチ10では、外輪15が空転したときのスプラグ11の浮き上がり量を小さくすることが出来る。そのため、外輪15が空転した後、回転数が急激に低下あるいは外輪15が回転を停止したときに、スプラグ11が外輪15及び内輪14と再び係合する場合でも、スプラグ11の移動量を小さくすることが出来る。その結果、接触したときの衝撃を大幅に低減することが出来るので、内輪14の転走面やスプラグ11の内輪係合面17に圧痕や摩耗の発生を低減することが出来る。   As described above, in the one-way clutch 10 of the present embodiment, the amount of lifting of the sprag 11 when the outer ring 15 idles can be reduced. Therefore, even when the sprag 11 is re-engaged with the outer ring 15 and the inner ring 14 when the rotation speed is drastically decreased or the outer ring 15 stops rotating after the outer ring 15 is idling, the movement amount of the sprag 11 is reduced. I can do it. As a result, the impact upon contact can be greatly reduced, so that the occurrence of indentations and wear on the rolling surface of the inner ring 14 and the inner ring engaging surface 17 of the sprag 11 can be reduced.

10:一方向クラッチ、11:スプラグ、12:保持器、13:リボンスプリング、
14:内輪、15:外輪、16:外輪係合面、17:内輪係合面、18:ポケット、
19:ばね受け部、19a:ばね受け面、19b:傾斜面、20:円環部、21:架橋部、23:窓孔、30:板ばね、33:付勢部、33a:傾き規制部、100:一方向クラッチ、101:スプラグ、102:保持器、103:板ばね、104:外輪、105:内輪、106:ばね受け部
10: one-way clutch, 11: sprag, 12: cage, 13: ribbon spring,
14: inner ring, 15: outer ring, 16: outer ring engaging surface, 17: inner ring engaging surface, 18: pocket,
19: spring receiving portion, 19a: spring receiving surface, 19b: inclined surface, 20: annular portion, 21: bridging portion, 23: window hole, 30: leaf spring, 33: biasing portion, 33a: inclination regulating portion, 100: One-way clutch, 101: Sprag, 102: Cage, 103: Leaf spring, 104: Outer ring, 105: Inner ring, 106: Spring receiving part

Claims (2)

相対的に回転する内輪及び外輪で径方向に挟まれた環状空間に組み込まれて、動力を伝達または遮断する複数のスプラグと、
前記スプラグを周方向に所定間隔で保持する保持器と、
前記保持器から前記スプラグに向けて舌状に伸びて、弾性をもって前記スプラグを付勢する板ばねと、を備え、
前記板ばねは、
径方向に撓んで前記スプラグを径方向外方に付勢する付勢部と、前記スプラグが動力を伝達しないときに前記スプラグと周方向に弾性接触する傾き規制部と、を一体に有する、
スプラグ型一方向クラッチ。
A plurality of sprags that are incorporated in an annular space sandwiched in the radial direction between the inner ring and the outer ring that rotate relatively, and transmit or block power;
A retainer for retaining the sprags at predetermined intervals in the circumferential direction;
A leaf spring extending in a tongue shape from the cage toward the sprag and elastically urging the sprag.
The leaf spring is
A biasing portion that flexes in the radial direction and biases the sprag radially outward, and an inclination regulating portion that elastically contacts the sprag in the circumferential direction when the sprag does not transmit power.
Sprag type one-way clutch.
前記傾き規制部の前記周方向のばね定数は、前記付勢部の前記径方向のばね定数より大きい、
請求項1に記載するスプラグ型一方向クラッチ。
The circumferential spring constant of the tilt restricting portion is larger than the radial spring constant of the biasing portion,
The sprag type one-way clutch according to claim 1.
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