JP3617713B2 - 一方向クラッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、外輪と内輪との間に形成される環状空間に配置されるスプラグを備え、これら外輪と内輪との相対的回転に際し一方向には回転を許容し、他方向にはロック状態とする一方向クラッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の自動変速機構等には一方向にのみ回転トルクを伝達するため一方向クラッチが用いられる。このような一方向クラッチは、例えば図5に示すように、外輪11と内輪12と、これら外・内輪間に形成される環状空間14に一定のピッチで配置される複数個の係合部材(スプラグ)15と、該スプラグ15を保持する外保持器13a及び内保持器13bと、該スプラグ15をロック側へ付勢するリボンスプリング16と、で構成される。この場合、リボンスプリング16もスプラグ15を挿入保持するための挿入孔16Pが設けられている。尚、一方向クラッチには、図6に示すように、外・内輪間に形成される環状空間14に配置されるスプラグ15を一つの保持器13で保持し且つリボンスプリング16で該スプラグ15を付勢するようにしたものもある。いずれにしても、一方向クラッチは、スプラグ15と、保持器13(13a,13b)と、リボンスプリング16と、で構成されるものが主流となっている。これらの一方向クラッチでは、繰り返し揺動運動するスプラグの不安定な動きを押さえたり、或いはスプラグの揺動運動により生じる摩耗を成るべく防止するようにリボンスプリングに工夫がなされている(特開平63−266222号、特開平63−259225号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方向クラッチは、回転(空転)とロックの繰り返し動作をするため、スプラグは内側又は外側のカム面の曲率中心を中心として一定角度揺動(回転)するように製作されるのが望ましい。しかし、現実にはスプラグは、外輪や内輪との接触面との関係でそのカム面の曲率中心を回転中心として動いてはおらず、例えば回転とロックとの回転動作が早い場合、スム−ズに動作せず空転時ポッピング等によりスプラグが大きく跳ねて破損に至る場合がある。更にまた、リボンスプリングのスプラグ保持や保持器の形状が制限されるという問題がある。
【0004】
この発明は上記課題に着目してなされたものであり、スプラグが揺動する際のポッピング発生時でもその動作を安定させることが可能で保持器やリボンスプリングの設計の自由度も高い一方向クラッチを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は上記する課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に該スプラグをロック方向に付勢するばねとを配置してなる一方向クラッチにおいて、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向し且つ該壁面と同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時同一の第1中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第1中心に位置する曲率中心を有するカム面と反対側のカム面の曲率中心位置が、前記第1中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする。
【0006】
また、請求項2に記載の発明は、外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に該スプラグをロック方向に付勢するばねとを配置してなる一方向クラッチにおいて、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向し且つこれらの壁面とはそれぞれ同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時、同一の第2中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第2中心に位置する曲率中心を有するカム面と反対側のカム面の曲率中心位置が前記第2中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする。
【0007】
更に、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記スプラグの外側若しくは内側に設けたカム面近傍に、該スプラグが空転する際外輪内周面若しくは内輪外周面と衝突する突起を形成したことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照して説明する。
図1はこの発明の第1の実施の形態の一方向クラッチの断面の一部を示す図、図2(A)はこの発明の第1の実施の形態の一方向クラッチで用られるスプラグの側面図、図2(B)はその正面図である。1は外輪であって、例えばトルクコンバ−タのステ−タボス部内径側に固定される。2は内輪であって、例えばトルクコンバ−タの固定シャフト等に固定される。前記外輪1と内輪2との間に形成される環状空間4には、周方向一定間隔(ピッチ)で形成されたポケット3pにスプラグ5を保持する保持器3と、該スプラグ5をロック方向に付勢するばね6とが配置されている。この場合、ばね6にもスプラグ5を挿入保持する挿入孔6Pが設けてある。図1では、ばね6は保持器3の外周面に沿ってに装着されている。
【0009】
前記スプラグ5には揺動時外輪1の内周面1aに接するカム面5aと、内輪2の外周面2aに接するカム面5bと、保持器3のポケット3Pの壁面3P1 と一定の隙間7をおいて対向した凸部5cとが形勢され、この凸部5cと保持記3のポケット3Pの壁面3P1 とは同心円に形成されている。この場合、内輪2の外周面2aに接するカム面5bと保持器3のポケット3Pの壁面3P1 と一定の隙間7をおいて対向する凸部5cとは、それぞれカム面5bの曲率半径をri 及び凸部5cの曲率半径をrr とした場合、曲率半径rr が曲率半径ri よりも小さくなるようにしてある。そしてこれらの曲率中心は、該スプラグ5の揺動時、いずれも同一の第1中心Oi に位置して回転するように形成され、且つ外輪1の内周面1aに接するカム面5aは、その曲率半径がro であってその曲率中心Oo が、前記第1中心Oi の近傍に位置して回転するように形成されている。
また、前記保持器3の外周面に沿うように配置された前記ばね6は、該ばね6のスプラグ挿入孔6Pの片側に設けた舌片6aでスプラグ5をロックする方向に付勢してある。
【0010】
上記形状とした前記スプラグ5を備えた一方向クラッチは、外輪1と内輪2とが相対的に回転すると、スプラグ5はその外側のカム面5aがOo を中心として外輪1の内周面1a上を転がり且つ同時に内側のカム面5bがOi を中心として内輪2の外周面2a上を転がる。そしてこの一方向クラッチの回転とロックとが頻繁に繰り返されても空転時スプラグ5がポッピングしたり、動きが不安定になることはない。
【0011】
なお、凸部5cの曲率半径rr を他方のカム面5aの曲率半径ro より小さくして、これらの曲率中心をスプラグ5の揺動時に同一の第1中心Oi に位置して回転するよう形成し、且つ一方のカム面5bの曲率中心を前記第1中心Oi の近傍に位置して回転するよう形成しても、上記効果と同様の効果が得られる。
【0012】
図3は、この発明の一方向クラッチの第2の実施の形態の断面の一部を示す図である。この実施例において、スプラグ5には外輪1の内周面1aに接するカム面5aと、内輪2の外周面2aに接するカム面5bと、保持器3のポケット3Pの前後の壁面3P1 ,3P2 と一定の隙間7,8をおいて対向した凸部5c,5dが形成され、この凸部5cと前記壁面3P1 及び凸部5dと前記壁面3P2 とはそれぞれ同心円に形成されている。この場合、前記内輪2の外周面2aに接する前記カム面5bの曲率半径はri とし、前記凸部5c及び5dの曲率半径はrr1及びrr2としてあり、曲率半径rr1及びrr2が曲率半径ri よりも小さくなるようにしてある。また、これらの曲率中心は、該スプラグ5の揺動時、同一の第2中心Oi ’に位置して回転するように形成されている。そして、前記外輪1の内周面1aに接するカム面5aは、その曲率半径がro であってその中心Oo ’が前記第2中心Oi ’の近傍に位置して回転するように形成されている。
尚、図3に示すこの発明の一方向クラッチの第2の実施の形態において、ばね6は保持器3の内周面に沿うように配置され、該ばね6のスプラグ挿入孔6Pの片側に設けた舌片6aでスプラグ5をロックする方向に付勢してある。
【0013】
上記形状とした前記スプラグ5を備えた一方向クラッチは、外輪1と内輪2とが相対的に回転すると、スプラグ5は、その外側のカム面5aがOo ’を中心として外輪1の内周面1a上を転がり且つ同時に内側のカム面5bがOi ’を中心として内輪2の外周面2a上を転がる。そしてこの一方向クラッチの回転とロックとが頻繁に繰り返されても空転時スプラグ5がポッピングしたり、動きが不安定になることがない。
【0014】
なお、突部5c及び5dの曲率半径rr1,rr2を、他方のカム面5bの曲率半径ro より小さくして、これら3つの曲率中心をスプラグ5の揺動時に同一の第2中心Oi ’に位置して回転するように形成し、且つ一方のカム面5bの曲率中心を前記第2中心Oi ’の近傍に位置して回転するように形成しても、上記効果と同様の効果が得られる。
【0015】
図4は、この発明の一方向クラッチの第3の実施の形態の断面の一部を示す図である。この実施例は、図3に示す第2の実施の形態のスプラグ5と基本的には同様であるが、更に、該スプラグ5を保持する保持器3のポケット3Pの前の壁面3P1 と一定の隙間7をおいて対向する凸部5cの外周側に空転時外輪1の内周面1aと衝突する突起5eが形成されている。この突起5eはスプラグ5が揺動運動とロックとを繰り返す際空転時にポッピングが生じたときスプラグ5が過度に回転するのを防止する機能を有する。尚、該突起5eは内側、即ち、ポケット3Pの後の壁面3P 2 と一定の隙間8をおいて対向する凸部5dの内周側に設けてもよい。また、該突起5eは、図1及び図2に示すスプラグ5の外側或いは内側に設けることもできる。
【0016】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明の一方向クラッチによれば、スプラグの動作が理論上の動きとほぼ同じ動きとなり、揺動とロックを繰り返す動作の過程でスプラグの動きが安定する。また、空転時のポッピング発生時にスプラグの動きが制限されるのでスプラグ自体の破損を防止することができる。
更に、保持器やばねの設計の自由度が高くなるのでコスト的にも安価な一方向クラッチとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の一方向クラッチの断面の一部を示す図である。
【図2】図2(A)はこの発明の第1の実施の形態の一方向クラッチで用られるスプラグの側面図、図2(B)はその正面図である。
【図3】この発明の一方向クラッチの第2の実施の形態の断面の一部を示す図である。
【図4】この発明の一方向クラッチの第3の実施の形態の断面の一部を示す図である。
【図5】従来の一方向クラッチの断面の一部を示す図であって保持器を2つ用いる場合の例図である。
【図6】従来の一方向クラッチの断面の一部を示す図であって保持器を1つ用いる場合の例図である。
【符号の説明】
1 外輪
2 内輪
3 保持器
4 環状空間
5 スプラグ
5a カム面(外輪側)
5b カム面(内輪側)
5c カム凸部
5d カム凸部
5e 突起
6 ばね
Claims (3)
- 外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に該スプラグをロック方向に付勢するばねとを配置してなる一方向クラッチにおいて、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向し且つ該壁面と同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時同一の第1中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第1中心に位置する曲率中心を有するカム面と反対側のカム面の曲率中心位置が、前記第1中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。 - 外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に該スプラグをロック方向に付勢するばねとを配置してなる一方向クラッチにおいて、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向し且つこれらの壁面とはそれぞれ同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時、同一の第2中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第2中心に位置する曲率中心を有するカム面と反対側のカム面の曲率中心位置が前記第2中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。 - スプラグの外側若しくは内側に設けたカム面近傍に、該スプラグが空転する際外輪内周面若しくは内輪外周面と衝突する突起を形成したことを特徴とする請求項1若しくは請求項2に記載の一方向クラッチ。
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