JP2019143737A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】一方向クラッチにおいて、過大なトルクが作用した場合であっても、スプリングがスプラグに押されて撓みすぎるのを防ぐ。【解決手段】一方向クラッチ１０は、外輪部材１４と内輪部材１５との間に配置される複数のスプラグ１１と、複数のスプラグ１１を周方向に間隔をあけて保持する保持器１２と、保持器１２に沿って設けられスプラグ１１に接触するスプリング１３とを備える。保持器１２は、スプラグ１１を保持するポケット３４が複数形成されている筒状の本体部３０と、本体部３０の軸方向の端部から外輪部材１４側に延びて設けられている環状のフランジ部２９とを有する。外輪部材１４とフランジ部２９との間に全周にわたってクリアランス２０が形成される。【選択図】 図４

Description

本発明は、一方向クラッチに関する。

一方向クラッチにはスプラグ式とカム式とが知られている。カム式の場合、外輪部材と内輪部材との間に楔形空間を複数形成するために、外輪部材の内周又は内輪部材の外周にカム面を複数形成する必要がある。これに対して、スプラグ式の場合、外輪部材の内周及び内輪部材の外周を共に円筒形とすればよい。このため、製造コスト面でスプラグ式が有利とされる場合がある。

スプラグ式の一方向クラッチは、複数のスプラグを周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器と、保持器に沿って設けられるスプリングとを備える。スプリングが弾性変形した状態で各スプラグに接触することにより、スプラグは所定の姿勢に保たれる。内輪部材、外輪部材、及びスプラグは、例えば炭素鋼等の鋼製である。スプリングは、例えばばね鋼である。

外輪部材に対して内輪部材が一方向に回転すると、スプラグが外輪部材及び内輪部材に噛み込み、外輪部材と内輪部材とは一体回転する。この状態が「ロック状態」である。これに対して、外輪部材に対して内輪部材が他方向に回転すると、前記噛み込みが解除され、外輪部材に対して内輪部材は空転する。この状態が「フリー状態」である。

特許文献１及び特許文献２は、従来の一方向クラッチを開示している。従来の一方向クラッチでは、保持器は外輪に固定されている。具体的に説明すると、保持器は、スプラグを保持するポケットが複数形成されている筒状の本体部と、この本体部の軸方向の端部から外輪部材側に延びて設けられている環状のフランジ部とを有する。フランジ部の外周縁が外輪部材の内周面に嵌合する（締まり嵌めとなる）。これにより保持器は外輪部材に固定される。

特開２０１６−１８６３１７号公報 特開平１１−１４１５７６号公報

スプラグは、保持器のポケットに保持されている。スプリングは、保持器に沿って設けられ、保持器と一体となっている。従来構造では、保持器が外輪部材に固定されているため、スプリングも間接的に外輪部材に固定された状態にある。これに対して、スプラグは保持器のポケット内で姿勢変化（変位）することができる。スプリングは弾性変形した状態でスプラグに接触する。これにより、スプラグは外輪部材と内輪部材との間で所定の姿勢となる。

このような一方向クラッチにおいて、前記ロック状態で外輪部材と内輪部材との間にトルクが負荷されると、内輪部材、外輪部材、及びスプラグは弾性変形しながら、スプラグは傾く。この際、スプラグがスプリングを押して撓ませる。前記のとおり、保持器及びスプリングは外輪部材に固定されているのに対して、スプラグはポケット内で姿勢変化（変位）する。このため、外輪部材と内輪部材との間に過大なトルクが負荷され、スプラグの姿勢変化（変位）が大きくなると、スプリングの撓みが許容値を超えて大きくなることが考えられる。この場合、スプリングが塑性変形することがある。スプリングが塑性変形してしまうと、過大なトルクが解消された後であっても、スプラグに対してスプリングが適切に接触せず、スプラグが安定しなくなる。この結果、一方向クラッチの機能が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、一方向クラッチにおいて、過大なトルクが作用した場合であっても、スプリングがスプラグに押されて撓みすぎるのを防ぐことを目的とする。

本発明の一方向クラッチは、外輪部材と内輪部材との間に配置される複数のスプラグと、複数の前記スプラグを周方向に間隔をあけて保持する保持器と、前記保持器に沿って設けられ前記スプラグに接触するスプリングと、を備え、前記保持器は、前記スプラグを保持するポケットが複数形成されている筒状の本体部と、当該本体部の軸方向の端部から前記外輪部材側に延びて設けられている環状のフランジ部と、を有し、前記外輪部材と前記フランジ部との間に全周にわたってクリアランスが形成される。

この一方向クラッチによれば、外輪部材と内輪部材とが一体回転するロック状態で、これら外輪部材と内輪部材との間に過大なトルクが作用し、スプラグが大きく変位しても、外輪部材と保持器のフランジ部との間に全周にわたってクリアランスが形成されることで、スプラグの変位に追従するように保持器及びスプリングは周方向に変位することができる。このため、スプリングがスプラグに押されて撓みすぎるのを防ぐことが可能となる。

前記のような一方向クラッチの組み立ては、次のようにして行われる。スプラグ、保持器、及びスプリングを一体としたスプラグユニットを、外輪部材の内周側に取り付けた状態とする。その後、スプラグユニットの径方向内側に内輪部材を挿入する。しかし、スプリングが各スプラグを弾性的に付勢することで、スプラグユニットの最小内接円は、内輪部材の外径よりも小さくなる。そこで、外輪部材の内周側に取り付けたスプラグユニットのスプラグの径方向内側部に対して、内輪部材を軸方向から押し付けながら、一方向クラッチがフリー状態となる方向（空転方向）に回転させる。これにより、各スプラグがスプリングのばね力に抗して変位し、スプラグユニットの内周側に内輪部材を嵌め入れる。しかし、スプラグの径方向内側部に対して内輪部材を軸方向から押し付けると、外輪部材の中心軸に直行する仮想平面に対してスプラグが傾く。この場合、スプラグユニットの最小内接円が益々小さくなり、内輪部材の挿入が困難となる。

そこで、前記外輪部材は、前記スプラグの径方向外側部と接触する円筒部と、当該円筒部の軸方向一方側から径方向内方に延びて設けられている円環部と、を有し、前記円環部と前記スプラグとの間に、スペーサが設けられ、当該スペーサは、当該スプラグの側面に接触することで前記外輪部材の中心軸に直行する仮想平面に対して当該スプラグが傾くのを抑制する構成とするのが好ましい。これにより、内輪部材の挿入が容易となる。

また、前記中心軸に平行な方向にスペーサが長くなりすぎると、一方向クラッチの使用時において、スプラグがスペーサに接触しやすくなる。すると、スプラグが姿勢変化（変位）し難くなる。そこで、前記本体部は、前記スプラグの軸方向一方側に設けられている第一環状部と、前記スプラグの軸方向他方側に設けられている第二環状部と、前記第一環状部と前記第二環状部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、前記スペーサの前記中心軸に平行な方向の長さをＹ１とし、前記第一環状部の軸方向長さをＹ２とし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ｙ２−０．０５×Ｊ≦Ｙ１＜Ｙ２の関係を満たすのが好ましい。この構成によれば、外輪部材と内輪部材との間に前記スプラグユニットが設けられた状態で、スプラグがスペーサに接触するのを防ぐことができる。このため、一方向クラッチの使用時に、スペーサがスプラグの動作の際の抵抗とならない。

また、前記スペーサは、前記円環部と一体であり、前記スペーサの内接円の直径をＤ１とし、前記内輪部材の外周面の直径をＤ２とし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ｄ２＜Ｄ１≦Ｄ２＋０．０２×Ｊの関係を満たすのが好ましい。この構成によれば、外輪部材と内輪部材とが芯ずれしようとすると、スペーサに内輪部材が接触し、芯ずれが制限される。つまり、スペーサは、外輪部材と内輪部材との芯ずれを抑制する機能を有する。

また、前記スプラグユニットにおいて、芯ずれが生じるとスプラグの傾きが変化し、これにより保持器及びスプリングが径方向に移動する。そこで、前記スペーサは、前記中心軸を中心とする仮想円に沿って前記円環部と一体となって設けられており、前記クリアランスの径方向寸法をＡとし、前記内輪部材と前記スペーサとの間に形成される径方向隙間の径方向寸法をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係を満たすのが好ましい。この構成によれば、外輪部材と内輪部材とが芯ずれしようとすると、スペーサに内輪部材が接触し、芯ずれが制限される。つまり、スペーサは、外輪部材と内輪部材との芯ずれを抑制する機能を有する。内輪部材とスペーサとの間に形成される径方向隙間の径方向寸法Ｂが、芯ずれの許容値となる。この許容値以内で外輪部材と内輪部材とが芯ずれし、その芯ずれ量について保持器が径方向に変位したとしても、外輪部材と保持器との間に全周にわたってクリアランスが形成される。

また、前記クリアランスが広すぎると、保持器及びスプリングが径方向に移動可能となる範囲が広くなる。保持器及びスプリングが径方向に大きく移動し過ぎると、スプラグの姿勢が安定せず、外輪部材及び内輪部材に対するスプラグの噛み合い性が低下するおそれがある。そこで、前記クリアランスの径方向寸法をＡとし、前記スプラグのロック時径方向最大寸法をＳとし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ａ＜（Ｓ−Ｊ）の関係を満たすのが好ましい。この構成により、クリアランスが広くなりすぎない。

また、外輪部材と内輪部材とが芯ずれするとスプラグのロールオーバーが発生しやすい。そこで、前記スペーサは、前記中心軸を中心とする仮想円に沿って前記円環部と一体となって設けられており、前記内輪部材と前記スペーサとの間に形成される径方向隙間の径方向寸法をＢとし、前記スプラグのロック時径方向最大寸法をＳとし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ｂ≦（Ｓ−Ｊ）×０．４の関係を満たすのが好ましい。この構成によれば、外輪部材と内輪部材とが芯ずれしようとすると、スペーサに内輪部材が接触し、芯ずれが制限される。つまり、スペーサは、外輪部材と内輪部材との芯ずれを抑制する機能を有する。前記芯ずれは、内輪部材とスペーサとの間の径方向隙間の径方向寸法Ｂの範囲で生じるが、この範囲の最大値で芯ずれしても、前記構成によれば、スプラグのロールオーバーの発生を効果的に抑制することができる。

本発明の一方向クラッチによれば、過大なトルクが作用した場合であっても、スプリングがスプラグに押されて撓みすぎるのを防ぐことが可能となる。

一方向クラッチの側面図である。 図１に示す一方向クラッチの一部を拡大して示す説明図である。 図１に示す一方向クラッチの断面図である。 一方向クラッチの断面図である。 一方向クラッチの組み立て方法を説明する説明図である。 一方向クラッチの組み立て方法を説明する断面図である。

〔一方向クラッチの全体構成〕
図１は、一方向クラッチの側面図である。図２は、図１に示す一方向クラッチの一部を拡大して示す説明図である。図３は、図１に示す一方向クラッチ１０の断面図である。一方向クラッチ１０は、複数のスプラグ１１と、環状の保持器１２と、スプリング１３とを備えている。一方向クラッチ１０は、例えば、自転車の動力伝達部に用いられる。なお、以下の説明において、一方向クラッチ１０の中心軸Ｃに平行な方向を軸方向と呼び、この中心軸Ｃ周りの方向を周方向と呼び、中心軸Ｃに直行する方向（一方向クラッチ１０の半径方向）を径方向と呼ぶ。

複数のスプラグ１１は、外輪部材１４と内輪部材１５との間に配置されている。外輪部材１４、内輪部材１５、保持器１２、及びスプラグ１１は、例えば炭素鋼等の鋼製である。スプリング１３は、例えばばね鋼である。全てのスプラグ１１は同じ形状である。外輪部材１４及び内輪部材１５はそれぞれ環状の部材である。外輪部材１４は、図外のハウジングに軸受を介して支持される。内輪部材１５は、円筒形状を有し、図外の回転体と一体である。前記回転体は、図外の軸受部によって回転可能に支持される。外輪部材１４と内輪部材１５とは相対回転可能となる。以下において、説明を容易とするために、外輪部材１４に対して内輪部材１５が回転する場合を説明する。

本実施形態では、外輪部材１４と内輪部材１５との間には軸受が設けられていない。つまり、外輪部材１４及び内輪部材１５はそれぞれが片持ち梁状となって支持されている。このため、例えば内輪部材１５にラジアル荷重が作用すると、外輪部材１４の中心軸と内輪部材１５の中心軸とが不一致となる「芯ずれ」が生じる場合がある。なお、後に説明する芯ずれ抑制機能により、この芯ずれは所定の許容値で抑えられる。外輪部材１４と内輪部材１５との中心軸が一方向クラッチ１０の中心軸Ｃに一致している状態、つまり、芯ずれしていない状態では、外輪部材１４の内周面１４ａと内輪部材１５の外周面１５ａとの間に形成される環状空間７の径方向寸法Ｊは、周方向に沿って一定である。径方向寸法Ｊは、外周面１５ａの内径と内周面１４ａの外径との差の半分の値である。外輪部材１４と内輪部材１５との中心軸が不一致となる芯ずれ状態では、環状空間７の径方向寸法Ｊが、ある周方向の第一位置では小さくなり、この第一位置と１８０度離れた反対側の第二位置では大きくなる。

図３に示すように、外輪部材１４は、円筒部１６と円環部１８とを有する。円筒部１６は、円筒形状である。円筒部１６は、外輪部材１４の中心軸を中心とする円筒状の内周面１４ａを有する。この内周面１４ａにスプラグ１１の径方向外側部２４が接触する。円環部１８は、円環形状である。円環部１８は、円筒部１６の軸方向一方側から径方向内方に延びて設けられる。更に、外輪部材１４は筒部１９を有する。筒部１９は、円環部１８の径方向内側から軸方向一方に延びて設けられる。筒部１９において外輪部材１４は図外のハウジングに支持される。

円環部１８とスプラグ１１との間にスペーサ３５が設けられる。本実施形態の場合、スペーサ３５は、外輪部材１４（円環部１８）と同じ部材により構成されている。スペーサ３５は、円環部１８から軸方向他方側に突出し、内輪部材１５の外周面１５ａの径方向外側に位置する。スペーサ３５は環状であり、断面形状は周方向に沿って同じである。スペーサ３５は、スプリング１３と内輪部材１５との間に設けられる。スペーサ３５は、後に説明する一方向クラッチ１０の組み立ての際に機能する。つまり、組み立ての際、スペーサ３５の軸方向他方側の側面が、スプラグ１１の側面１１ａに接触することで、外輪部材１４の中心軸に直行する仮想平面Ｋ１に対してスプラグ１１が傾くのを抑制する。なお、スペーサ３５は、周方向に連続する環状である以外に、周方向に沿って間欠的に設けられていてもよい。

また、スペーサ３５は、後述する芯ずれ抑制機能も有する。このために、スペーサ３５は、円環部１８と一体となって設けられている。つまり、スペーサ３５は、外輪部材１４（円環部１８）と同じ部材により構成されている。スペーサ３５は、外輪部材１４の中心軸を中心とする仮想円Ｋ２に沿って設けられている。具体的に説明すると、スペーサ３５の径方向内側面３５ａは、仮想円Ｋ２に沿った円筒面により構成されている。スペーサ３５による芯ずれ抑制機能については、後に説明する。

本実施形態では、スペーサ３５は、円環部１８の一部であるが、円環部１８（外輪部材１４）と別体であってもよい。つまり、スペーサ３５は、スプラグ１１と円環部１８との間に介在する単独のリング部材であってもよい。ただし、スペーサ３５が芯ずれ抑制機能を有するためには、スペーサ３５は、円環部１８と一体となって設けられる必要がある。

保持器１２は、筒状の本体部３０と、環状のフランジ部２９とを有する。本体部３０には、スプラグ１１を保持するポケット３４が複数形成されている。本体部３０は、スプラグ１１の軸方向一方側に設けられている第一環状部３１と、スプラグ１１の軸方向他方側に設けられている第二環状部３２と、これら第一環状部３１と第二環状部３２とを繋ぐ複数の柱部３３とを有する。第一環状部３１と第二環状部３２との間であって周方向で隣り合う柱部３３，３３の間に形成される領域が、スプラグ１１が収容されるポケット３４となる（図２及び図３参照）。この構成により、保持器１２は、複数のスプラグ１１を周方向に間隔をあけて保持する。図３において、フランジ部２９は、本体部３０（第二環状部３２）の軸方向の端部から外輪部材１４側に延びて設けられている。

図１に示すように、フランジ部２９の外周縁（外周面）２８は、真円に沿った形状を有する。図４に示すように、フランジ部２９の外径Ｄ５（つまり、外周縁２８の直径Ｄ５）は、外輪部材１４の内径Ｄ６（つまり、内周面１４ａの内径Ｄ６）よりも小さい（Ｄ５＜Ｄ６）。このため、外輪部材１４とフランジ部２９との間に全周にわたって径方向のクリアランス２０が形成される。図４において、クリアランス２０の径方向寸法が「Ａ」で示されている。

外輪部材１４には、止め輪２１が取り付けられている。止め輪２１により、スプラグユニット２２が環状空間７から軸方向他方側へ脱落するのを防ぐ。スプラグユニット２２は、保持器１２、保持器１２に保持されている複数のスプラグ１１、及び保持器１２と一体となるスプリング１３により構成されている。

スプリング１３は、環状であり、保持器１２の内周面に沿って設けられている。保持器１２の内周側にスプリング１３が嵌った状態にあり、これにより、スプリング１３は保持器１２と一体となる。スプリング１３は、例えば、金属製である薄い帯状部材を環状にすることで構成される。スプリング１３はスプラグ１１に接触する。このために、図２に示すように、スプリング１３は、スプラグ１１に接触して付勢するための舌片部２３を有する。

図２に示すように、スプラグ１１は、径方向外側部２４（以下「外側部２４」という。）と、径方向内側部２５（以下「内側部２５」という。）と、これら外側部２４と内側部２５との間の径方向中央部２６（以下「中央部２６」という。）とを有する。各スプラグ１１において、周方向一方側であって中央部２６と内側部２５との間に、段付き面２７が形成される。スプリング１３の舌片部２３は段付き面２７に接触する。各スプラグ１１は、中央部２６の周方向他方側において、保持器１２の柱部３３に接触する。図２において、この接触する位置を符号「Ｐ１」で示している。舌片部２３が、弾性変形した状態で、段付き面２７を外輪部材１４側へ押し上げる。ポケット３４に収容されているスプラグ１１は、舌片部２３と接触点Ｐ１との間によって挟まれた状態で保持される。スプラグ１１は接触点Ｐ１を支点として揺動することができる。

前記のとおり、スプリング１３は、スプラグ１１の中央部２６の一部（段付き面２７）に接触する舌片部２３を有しており、スプリング１３は、保持器１２の内周側に沿って設けられている。このため、保持器１２とスプリング１３とは一体となる。外輪部材１４と内輪部材１５との間において芯ずれが生じると、スプラグ１１の傾きが変化する。すると、保持器１２及びスプリング１３も径方向に移動することがある。

以上の構成を備えた一方向クラッチ１０では、外輪部材１４に対して内輪部材１５が一方向（図１及び図２において、反時計回り方向）に回転すると、スプラグ１１が外輪部材１４と内輪部材１５とに噛み込み、外輪部材１４と内輪部材１５とは一体回転する（相対回転不能となる）。この状態が「ロック状態」である。これに対して、外輪部材１４に対して内輪部材１５が他方向（図１及び図２において、時計回り方向）に回転すると、前記噛み込みが解除され、外輪部材１４に対して内輪部材１５は空転する（相対回転可能となる）。この状態が「フリー状態」である。

一方向クラッチ１０がロック状態にあり、外輪部材１４と内輪部材１５との間に過大なトルクが作用すると、スプラグ１１が（通常の使用状態と比較して）大きく変位することがある。このような場合であっても、外輪部材１４と保持器１２のフランジ部２９との間に全周にわたってクリアランス２０が形成されているので（図３及び図４参照）、スプラグ１１の前記変位に追従するように保持器１２及びスプリング１３は周方向に変位することができる。この結果、スプリング１３（舌片部２３）がスプラグ１１に押されて撓みすぎるのを防ぐことが可能となる。よって、スプリング１３（舌片部２３）が塑性変形するのを防ぐことができる。このため、過大なトルクが解消された後、再びスプリング１３はスプラグ１１に対して適切な位置（段付き面２７）で接触する。スプラグ１１はスプリング１３により所定の姿勢に維持され、保持器１２に安定して支持され、一方向クラッチ１０の機能が低下するのを防ぐことが可能となる。

〔一方向クラッチ１０の組み立てについて〕
前記のような一方向クラッチ１０の組み立ては、次のようにして行われる。図５に示すように、スプラグ１１、保持器１２、及びスプリング１３を一体としたスプラグユニット２２を、外輪部材１４の内周側に取り付けた状態とし、このスプラグユニット２２の径方向内側に内輪部材１５を挿入する。

しかし、前記のとおりスプリング１３の舌片部２３がスプラグ１１の段付き面２７を外輪部材１４側に向かって弾性的に付勢している。このため、組み立て前において、各スプラグ１１は、接触点Ｐ１を支点として時計回り方向に揺動するように変位する。なお、図５では、組み立て前において、揺動したスプラグ１１を実線で示し、この揺動したスプラグ１１の最小内接円Ｋ３を破線で示している。また、図５では、組み立て完了状態のスプラグ１１及び内輪部材１５（外周面１５ａ）を二点鎖線（想像線）で示している。図５に示すように、組み立て前において（実線で示されている）各スプラグ１１は変位していることで、スプラグユニット２２（複数のスプラグ１１）の最小内接円Ｋ３の直径Ｄ８は、内輪部材１５（外周面１５ａ）の外径Ｄ７よりも小さくなる（Ｄ８＜Ｄ７）。よって、このままでは、スプラグユニット２２の内周側に内輪部材１５を挿入することができない。

そこで、図６に示すように、外輪部材１４の内周側に取り付けたスプラグユニット２２のスプラグ１１の内側部２５に対して、軸方向他方側から内輪部材１５を押し付けながら、一方向クラッチ１０がフリー状態となる方向（図５において周方向他方側）に内輪部材１５を回転させる。これにより、スプラグ１１は、スプリング１３のばね力に抗して接触点Ｐ１を支点として反時計回り方向に揺動する（組み立て完了状態のスプラグ位置に近づく）。この結果、最小内接円Ｋ３が広がり、スプラグユニット２２の内周側に内輪部材１５を嵌め入れることができると考えられる。

しかし、図６に示すように、スプラグ１１の内側部２５に対して軸方向から内輪部材１５を押し付けると、外輪部材１４の中心軸に直行する仮想平面Ｋ１に対して、二点鎖線で示すようにスプラグ１１が軸方向に傾こうとする。この場合、スプラグユニット２２の最小内接円Ｋ３の直径Ｄ８は益々小さくなり、内輪部材１５の挿入が困難となる。

そこで、本実施形態では、前記のとおり、円環部１８とスプラグ１１との間に、スペーサ３５が設けられている。スペーサ３５は、スプラグ１１の側面１１ａに接触することで、仮想平面Ｋ１に対してスプラグ１１が傾くのを抑制することができる。このため、前記のように、外輪部材１４の内周側に取り付けたスプラグユニット２２のスプラグ１１の内側部２５に対して、軸方向他方側から内輪部材１５を押し付けながら、一方向クラッチ１０がフリー状態となる方向（図５において周方向他方側）に内輪部材１５を回転させることで、内輪部材１５を挿入して取り付けることが可能となる。そして、内輪部材１５の挿入が容易となる。

スペーサ３５について更に説明する。図４において、スペーサ３５の軸方向長さＹ１（外輪部材１４の中心軸に平行な方向の長さＹ１）が大きくなりすぎると、一方向クラッチ１０の使用時において、スプラグ１１がスペーサ３５に接触しやすくなる。スプラグ１１がスペーサ３５に接触すると、スプラグ１１が姿勢変化（変位）し難くなる。そこで、スペーサ３５の軸方向長さＹ１と、保持器１２の本体部３０が有する第一環状部３１の軸方向長さＹ２とが、下記の式（１）に示す関係にある。なお、式（１）において、芯ずれしていない状態で外輪部材１４と内輪部材１５との間に形成される環状空間７の径方向寸法がＪである。

Ｙ２−０．０５×Ｊ≦Ｙ１＜Ｙ２ ・・・ 式（１）

この構成によれば、前記のとおり組み立ての際には、傾こうとするスプラグ１１がスペーサ３５に接触することで組み立てを容易にすることができ、組み立て後の使用状態では、スプラグユニット２２が軸方向一方側へ変位しても、スプラグ１１がスペーサ３５に接触する前に保持器１２の第一環状部３１が円環部１８に接触する。このため、スプラグ１１がスペーサ３５に接触するのを防ぐことができ、スペーサ３５がスプラグ１１の動作の際の抵抗とならない。なお、スペーサ３５の軸方向寸法Ｙ１が小さすぎると、スプラグ１１が傾くのを抑制する機能が低下する。そこで、スペーサ３５がこの機能を備えるために、式（１）において「Ｙ２−０．０５×Ｊ≦Ｙ１」とされている。

〔芯ずれ抑制機能について〕
図４において、外輪部材１４の中心軸と内輪部材１５の中心軸とが不一致となる「芯ずれ」を抑制する機能について説明する。この機能は、スペーサ３５により得られる。スペーサ３５は、外輪部材１４の円環部１８と一体である。スペーサ３５と円環部１８とは同心状に設けられている。そして、スペーサ３５の内接円の直径Ｄ１（本実施形態では、スペーサ３５が環状であるため内径Ｄ１）と、内輪部材１５の外周面１５ａの直径Ｄ２とが、下記の式（２）に示す関係にある。なお、式（２）において、芯ずれしていない状態で外輪部材１４と内輪部材１５との間に形成される環状空間７の径方向寸法がＪである。

Ｄ２＜Ｄ１≦Ｄ２＋０．０２×Ｊ ・・・ 式（２）

この構成によれば、芯ずれが発生しようとすると、スペーサ３５の径方向内側面３５ａ（内周面３５ａ）に、内輪部材１５の外周面１５ａの一部が接触する。これにより、芯ずれが抑制される。なお、内輪部材１５とスペーサ３５との間に形成される径方向隙間の径方向の寸法Ｂが、芯ずれの許容値とされる。つまり、この許容値（寸法Ｂ）について、芯ずれは起こり得る。スペーサ３５の内接円の直径Ｄ１と、内輪部材１５の外周面１５ａの直径Ｄ２とが同じである場合、つまり、前記寸法Ｂがゼロである場合、内輪部材１５とスペーサ３５とが摺接し、回転抵抗となり好ましくない。

スペーサ３５がスプリング１３と干渉しないように、スペーサ３５の外接円の直径Ｄ３は、スプリング１３の軸方向一方側の部分の内径Ｄ４よりも小さい（Ｄ３＜Ｄ４）。

芯ずれの許容値とされる、内輪部材１５とスペーサ３５との間の径方向の寸法Ｂは、前記クリアランス２０（図４参照）に影響を与える。なお、クリアランス２０は、前記のとおり、一方向クラッチ１０がロック状態となり更に過大なトルクが作用することによって、スプリング１３（舌片部２３、図２参照）がスプラグ１１に押されて撓みすぎるのを防ぐために、外輪部材１４と保持器１２のフランジ部２９との間に設けられている隙間である。
すなわち、内輪部材１５とスペーサ３５との間の径方向の寸法Ｂに応じて芯ずれが生じると、スプラグ１１は保持器１２との接触点Ｐ１（図２参照）を支点として傾き、その傾きが、芯ずれ前と比較して変化する場合がある。この傾きにあわせて、保持器１２及びスプリング１３は径方向に移動する。このため、前記芯ずれの許容値が大きく、実際に生じる芯ずれが大きくなると、保持器１２及びスプリング１３が径方向に大きく移動する場合がある。

そこで、保持器１２及びスプリング１３が径方向に移動しても、前記クリアランス２０が消滅しないようにするのが好ましい。クリアランス２０が消滅しないようにするために、本実施形態では（図４参照）クリアランス２０の径方向寸法Ａと、内輪部材１５とスペーサ３５との間に形成される径方向隙間の径方向寸法Ｂとが、下記の式（３）に示す関係にある。

Ａ＞Ｂ ・・・ 式（３）

式（３）が満たされることにより、前記許容値（寸法Ｂ）以内で外輪部材１４と内輪部材１５とが芯ずれし、その芯ずれ量について保持器１２及びスプリング１３が径方向に変位しても、全周にわたってクリアランス２０が確保される。このため、一方向クラッチ１０がロック状態にあり、過大なトルクが作用し、かつ、前記許容値（寸法Ｂ）の範囲内で芯ずれが生じていても、スプリング１３（舌片部２３、図２参照）がスプラグ１１に押されて撓みすぎるのを防ぐことができる。

更に、例えば、一方向クラッチ１０が、ロック状態の直後にフリー状態となるが、芯ずれは解消されない状態であっても、前記式（３）を満たす構成によれば、外輪部材１４と内輪部材１５との間で生じる空転トルクが増加するのを抑えることができる。
仮に前記式（３）を満たさない場合（つまり、Ａ≦Ｂの場合）、次のようになる可能性がある。芯ずれが最大寸法で発生すると、周方向でクリアランス２０がゼロとなる部分が生じる。この部分では保持器１２は外輪部材１４に接触し、保持器１２は径方向外側に移動不能となる。この状態で、外輪部材１４に対して内輪部材１５が接近すると（芯ずれすると）、スプラグ１１の内側部２５（図２参照）が、保持器１２の前記接触点Ｐ１と、内輪部材１５との間に挟まれた状態となる場合がある。すると、フリー状態であっても空転トルクが増大する可能性がある。
しかし、本実施形態のように前記式（３）を満たす構成によれば、空転トルクの増大を抑えることができる。

図４において、クリアランス２０が広すぎると、保持器１２及びスプリング１３が径方向に移動可能となる範囲が広くなる。保持器１２及びスプリング１３が径方向に大きく移動し過ぎると、スプラグ１１の姿勢が安定せず、外輪部材１４及び内輪部材１５に対するスプラグ１１の噛み合い性が低下するおそれがある。そこで、保持器１２及びスプリング１３が径方向に移動可能となる範囲を制限するために、前記クリアランス２０の径方向寸法Ａの上限は、下記の式（４）に示すように定義される。

Ａ＜（Ｓ−Ｊ） ・・・ 式（４）

式（４）の「Ｓ」は、スプラグ１１のロック時径方向最大寸法である。ロック時径方向最大寸法Ｓとは、図２に示すように、ロック状態の一方向クラッチ１０において、スプラグ１１の外側部２４と外輪部材１４との接触点Ｐ２（外側接触点Ｐ２）と、スプラグ１１の内側部２５と内輪部材１５との接触点Ｐ３（内側接触点Ｐ３）とを結ぶ線分の長さである。また、式（４）の「Ｊ」は、芯ずれしていない状態で外輪部材１４と内輪部材１５との間に形成される環状空間７の径方向寸法である。

ここで、一方向クラッチ１０がロック状態で、Ｓ（ロック時径方向最大寸法）＝Ｊ（環状空間７の径方向寸法）になると、スプラグ１１はロールオーバー（反対向きに転倒）してしまう。ロック時径方向最大寸法Ｓと環状空間７の径方向寸法Ｊとの差（Ｓ−Ｊ）は、ロールオーバーの発生に影響を及ぼす。そこで、ロールオーバーを防ぐために、内輪部材１５とスペーサ３５との間に形成される径方向隙間の径方向寸法Ｂとの関係の式として、Ｂ＜（Ｓ−Ｊ）とすればよいが、次の式（５）が満たされるのが好ましい。

Ｂ≦（Ｓ−Ｊ）×０．４ ・・・ 式（５）

式（５）によれば、芯ずれの許容値となる前記径方向の寸法Ｂが、（Ｓ−Ｊ）の値の４０％までとなるように設定され、これにより、ロールオーバーの発生を効果的に防止することができる。スプラグ１１が一つでもロールオーバーすると、その一方向クラッチ１０では、所望の設計伝達トルクが得られないおそれがある。しかし、前記式（５）の条件を満たすことで、ロールオーバーの発生を効果的に防止することができる。なお、スプラグ１１のロールオーバーは外輪部材１４と内輪部材１５とが芯ずれしている場合に発生しやすいが、本実施形態によれば、芯ずれがスペーサ３５により制限されている。

なお、本実施形態の一方向クラッチ１０の場合、式（５）の右辺「（Ｓ−Ｊ）×０．４」は「０．０２Ｊ」とほぼ等しくなる。つまり、式（５）は、次の式（６）のように表現することもできる。

Ｂ＜０．０２Ｊ ・・・ 式（６）

前記のように（図１参照）、本実施形態の一方向クラッチ１０は、外輪部材１４と内輪部材１５との間に転がり軸受が設けられておらず、外輪部材１４及び内輪部材１５それぞれは片持ち梁状となって支持されている。このため、外輪部材１４と内輪部材１５との間で芯ずれが生じやすい。しかし、本実施形態の一方向クラッチ１０によれば、前記の芯ずれ抑制機能によって、芯ずれは制限される。

〔その他について〕
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。前記実施形態では、外輪部材１４と内輪部材１５との間に転がり軸受が設けられていない場合について説明したが、転がり軸受が設けられていてもよい。

前記実施形態の一方向クラッチ１０は、外輪部材１４と、保持器１２のフランジ部２９との間に全周にわたってクリアランス２０が形成される。
しかし、参考として開示する発明として、クリアランス２０が設けられておらず、スペーサ３５が設けられている一方向クラッチ１０がある。つまり、参考発明の一方向クラッチは、次のとおりである。

一方向クラッチ１０は（図３参照）、外輪部材１４と内輪部材１５との間に配置される複数のスプラグ１１と、複数の前記スプラグ１１を周方向に間隔をあけて保持する保持器１２と、前記保持器１２に沿って設けられ前記スプラグ１１に接触するスプリング１３と、を備える。前記外輪部材１４は、前記スプラグ１１と接触する円筒部１６と、当該円筒部１６の軸方向一方側から径方向内方に延びて設けられている円環部１８と、を有する。前記円環部１８と前記スプラグ１１との間に、スペーサ３５が設けられ、当該スペーサ３５は、当該スプラグ１１の側面１１ａに接触することで前記外輪部材１４の中心軸に直行する仮想平面Ｋ１に対して当該スプラグ１１が傾くのを抑制する。

この参考発明の課題は次のとおりである。前記のとおり（図６参照）一方向クラッチ１０の組み立ての際、スプラグ１１の内側部２５に対して軸方向から内輪部材１５を押し付けると、外輪部材１４の中心軸に直行する仮想平面Ｋ１に対してスプラグ１１が傾き、この場合、スプラグユニット２２の最小内接円Ｋ３が益々小さくなり、スプラグユニット２２の径方向内側への内輪部材１５の挿入が困難となる。
しかし、前記参考発明によれば、スペーサ３５にスプラグ１１の側面１１ａが接触することで、スプラグ１１が傾くのを抑制する。よって、スプラグユニット２２の径方向内側への内輪部材１５の挿入が容易となる。
なお、この参考発明として示す一方向クラッチ１０においても、前記各形態を採用することができ、芯ずれ抑制機能を有することができる。

７：環状空間 １０：一方向クラッチ １１：スプラグ
１１ａ：側面 １２：保持器 １３：スプリング
１４：外輪部材 １５：内輪部材 １６：円筒部
１８：円環部 ２０：クリアランス ２４：径方向外側部
２９：フランジ部 ３０：本体部 ３１：第一環状部
３２：第二環状部 ３３：柱部 ３４：ポケット
３５：スペーサ Ｋ１：仮想平面 Ｋ２：仮想円

Claims (7)

1. 外輪部材と内輪部材との間に配置される複数のスプラグと、複数の前記スプラグを周方向に間隔をあけて保持する保持器と、前記保持器に沿って設けられ前記スプラグに接触するスプリングと、を備え、
   前記保持器は、前記スプラグを保持するポケットが複数形成されている筒状の本体部と、当該本体部の軸方向の端部から前記外輪部材側に延びて設けられている環状のフランジ部と、を有し、
   前記外輪部材と前記フランジ部との間に全周にわたってクリアランスが形成される、一方向クラッチ。
2. 前記外輪部材は、前記スプラグの径方向外側部と接触する円筒部と、当該円筒部の軸方向一方側から径方向内方に延びて設けられている円環部と、を有し、
   前記円環部と前記スプラグとの間に、スペーサが設けられ、当該スペーサは、当該スプラグの側面に接触することで前記外輪部材の中心軸に直行する仮想平面に対して当該スプラグが傾くのを抑制する、請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 前記本体部は、前記スプラグの軸方向一方側に設けられている第一環状部と、前記スプラグの軸方向他方側に設けられている第二環状部と、前記第一環状部と前記第二環状部とを繋ぐ複数の柱部と、を有し、
   前記スペーサの前記中心軸に平行な方向の長さをＹ１とし、前記第一環状部の軸方向長さをＹ２とし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ｙ２−０．０５×Ｊ≦Ｙ１＜Ｙ２の関係を満たす、請求項２に記載の一方向クラッチ。
4. 前記スペーサは、前記円環部と一体であり、
   前記スペーサの内接円の直径をＤ１とし、前記内輪部材の外周面の直径をＤ２とし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ｄ２＜Ｄ１≦Ｄ２＋０．０２×Ｊの関係を満たす、請求項２又は３に記載の一方向クラッチ。
5. 前記スペーサは、前記中心軸を中心とする仮想円に沿って前記円環部と一体となって設けられており、
   前記クリアランスの径方向寸法をＡとし、前記内輪部材と前記スペーサとの間に形成される径方向隙間の径方向寸法をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係を満たす、請求項２〜４のいずれか一項に記載の一方向クラッチ。
6. 前記クリアランスの径方向寸法をＡとし、前記スプラグのロック時径方向最大寸法をＳとし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ａ＜（Ｓ−Ｊ）の関係を満たす、請求項２〜５に記載の一方向クラッチ。
7. 前記スペーサは、前記中心軸を中心とする仮想円に沿って前記円環部と一体となって設けられており、
   前記内輪部材と前記スペーサとの間に形成される径方向隙間の径方向寸法をＢとし、前記スプラグのロック時径方向最大寸法をＳとし、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成される環状空間の径方向寸法をＪとすると、Ｂ≦（Ｓ−Ｊ）×０．４の関係を満たす、請求項２〜６のいずれか一項に記載の一方向クラッチ。

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