JP3783049B2 - One-way clutch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車の変速機構等に用いられる一方向クラッチ、特に外輪内周面に固定され且つ固定トルクを維持し耐熱性にも優れた保持器を備えた一方向クラッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のトルクコンバ−タ等においては、図10(A),図10(B)に示すような一方向クラッチが使用される。この一方向クラッチは、周方向一定間隔で配置されるスプラグ21と、該スプラグ21の外側部21aを保持する外保持器22と、該スプラグ21の内側部21bを保持する内保持器23と、前記スプラグ21を周方向の一方向(例えば時計方向)に付勢する環状のリボンスプリング24と、で構成される。このような構成から成る一方向クラッチは、図示しない外輪と内輪との間の環状空間に配置される。
【0003】
また、図11に示すように、従来の一方向クラッチにおける合成樹脂製の外側保持器は外周方向一定間隔に角状の突起22d,22d,・・・が形成され、これらの突起22dは外輪5の内周面5aに圧入固定され所定の固定トルクを確保するようにしてある。そして、従来これらの外保持器22や内保持器23は、軽量化のためナイロン系樹脂等の結晶性の合成樹脂が選定されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一方向クラッチにおいて、スプラグ21を保持する外保持器22や内保持器23に使用される結晶性の合成樹脂としては、例えばガラスファイバ−強化ナイロン66が用いられる。しかしながら、このような結晶性の合成樹脂は高温になると強度及び剛性が低下する。即ち、約90°C付近にガラス転移点が存在するため物理的強度が低下するという問題があった。また、外保持器22の突起22dは角状であるため一度熱等により変形すると(特にクリ−プ変形)固定トルクが維持できず、外保持器と内保持器との間の位相に進み遅れが生じ、スプラグ21が円滑に機能しなくなるとう問題があった。
【0005】
この発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、固定トルクを維持することが可能であり、特に、高温時にも固定トルクが低下せず、また、熱変形が生じても固定トルクを維持することのできる一方向クラッチを提供することを目的としている。
【0006】
【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、周方向一定間隔に配置されるスプラグ(1)と、該スプラグ(1)の外側部を保持する外保持器(2)と、該スプラグ(1)の内側部を保持する内保持器(3)と、前記スプラグ(1)を周方向の一方向に付勢する環状のリボンスプリング(4)と、で構成される一方向クラッチにおいて、前記外保持器(2)は、非晶性の合成樹脂材料で形成すると共に、両側に環状部(2a,2a)と、これら環状部(2a,2a)の間を周方向一定間隔に連結する柱部(2b)と、これら柱部(2b)と柱部(2b)の間に前記スプラグ(1)を保持するためのポケット(2c)とを形成し、更に、前記柱部(2b)の外側には、外輪内周面に圧入嵌合される外周面が円周方向に円弧状とされた突起(2d)を形成したことを特徴とする。
【0007】
また、請求項2に記載の発明は、前記外保持器(2)の柱部(2b)の外側には、外輪内周面に圧入嵌合される滑らかな曲線状の突起(2d)がすべての柱部(2b)に形成してあることを特徴とする。
【0008】
更に、請求項3に記載の発明は、前記突起(2d)は、軸線方向に延びる円柱の一部で形成したことを特徴とする。
【0009】
更に、また、請求項4に記載の発明は、前記突起(2d)は、該突起(2d)の外周面を、軸方向に円弧状の突起(2f)に形成したことを特徴とする。
【0010】
或いは、請求項5に記載の発明は、前記外保持器(2)には、非晶性の合成樹脂材料にガラス繊維を30〜40重量%添加してあることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。
図1(A)は、この発明の一方向クラッチの全体側面図であり、図1(B)は図1(A)のA−A矢視断面図である。また、図2は、この発明の一方向クラッチの図1(A)と同じ方向から見た内部の一部拡大図である。この一方向クラッチは、周方向一定間隔に配置されるスプラグ1と、該スプラグ1の外側部1aを保持する外保持器2と、該スプラグ1の内側部1bを保持する内保持器3と、前記スプラグ1を周方向の一方向(例えば時計方向)に付勢する環状のリボンスプリング4と、で構成される。前記外保持器2は、所定の固定トルクを確保するため外輪5の内周面5aに圧入固定される。
【0012】
前記外保持器2は、非晶性の合成樹脂材料、例えばポリエ−テルサルフォン(PES)を使用する。この場合、この外保持器2の剛性を強化するためPESにガラス繊維(ガラスファイバ、GF)を30〜40重量%添加する。このようにPESにガラス繊維を30〜40重量%添加すると、高温時においても急激な剛性の低下を防止することができる。ただし、固定トルクが低い状態でもよい場合にはガラス繊維の添加量は30%以下でもよい。
【0013】
図3(A)は、前記外保持器2の平面展開図、図3(B)は外保持器2の側面図、図3(C)は、図3(B)のB−B矢視断面図、図4は保持器2の変形実施の形態であり、図 4(A)は、前記外保持器2の平面展開図、図4(B)は外保持器2の側面図、図4(C)は、図4(B)のC−C矢視断面図である。図5は図3に示すこの外保持器2の斜視図である。この外保持器2には、環状部2a,2aと、これら環状部の間を周方向一定間隔に連結する柱部2b,2b,・・と、これら柱部2bと柱部2bとの間に前記スプラグ1の外側部1aを保持するためのポケット2c,2c,・・と、が形成してある。そして前記柱部2b,2b,・・の外側には外周面が円周方向に滑らかな円弧状とされた突起2d,2d,・・が形成されている。前記柱部2b,2b,・・に設けた突起2dは、環状部2a,2aより外側に均一に突出するように、即ち、軸線方向に延びる円柱の一部にて形成されている。上記突起2dは円柱の一部であるため形成が容易である。
【0014】
上記するように、外側に滑らかな円弧状の突起2dを形成した柱部2b,2b,・・を設けた外保持器2は、一定の固定トルクを確保するため外輪5の内周面5aに圧入嵌合される。このように、外保持器2の柱部2bの外側に曲線状の突起2dを形成すると、固定トルクが低下するのを防止することができる。即ち、図6に示すように、この外保持器2では、その柱部2bの突起2dの外周面は外輪5の内周面5aと一点で接触しているが、外保持器2に加わる応力は、突起2dの接触部から該柱部2bの付け根方向に分散する。このように周方向に曲線状の突起2dを設けた各柱部2bの応力が分散すると、外保持器2全体で力を受けることになり、該外保持器2の変形を少なくすることができる。
【0015】
従来の外保持器は、図7に示すように、外輪5の内周面5aから外保持器22の外側に設けた突起部22dに力がかかり、該外保持器22は二点鎖線に示すように変形しやすい。また、外保持器22の角状の突起22dでは、その両端部22a,22b近傍の当たりにかかる力が強いため、この部分の摩耗が大きくなると全体として外輪5側からの反力も小さくなる。従って、固定トルクも小さくなりやすく且つ内保持器との位相差が生じやすくなり、スプラグ21(図10参照)の挙動が意図した所定の動きとならず、一方向クラッチの機能低下の原因となる。
【0016】
また、この発明の一方向クラッチの外保持器2では、その柱部2bの外側に円弧状の突起2dを形成すると、熱変形が生じても外輪5の内周面5aとの当たり面積を増やすことが可能となる。即ち、図8(A)に示すように、圧入嵌合当初は比較的外輪5の内周面5aとの接触面積は少ないが、使用中熱変形により膨張して当たり面積が拡大するようになり、このため図8(B)に示すように、柱部2bに設けた突起2dの外輪5の内周面5aとの接触面積も大きくなる。従って、例え外保持器2の柱部2bの突起2dの外側面が摩耗しても固定トルクを維持することができる。尚、前記滑らかな曲線状(ラウンド状)の突起2dは、すべての柱部2bに設けるのがよいが周方向数カ所に設けても良い。
【0017】
図4は、他の実施の形態であり、前記柱2bに形成された前記突起は、その外周面を円周方向に円弧状とされ且つ軸方向にも円弧状とされた太鼓状の突起2f,2f,・・とされている。この突起2f,2f,・・形状をこのような太鼓状の形状とすることにより、前記する図8における固定トルク維持効果がより大きく、また、外輪5の内周面5aに軸方向から一方向クラッチを組み込む際滑らかに組み込むことができる。
【0018】
【実施例】
図9は、この発明の一方向クラッチに用いる外保持器2と、従来の外保持器22との温度上昇に伴う引張り弾性率の変化の比較試験結果を示す図である。
即ち、この発明の一方向クラッチの外保持器2は、使用材料として、合成樹脂の非晶性のPESを用い且つガラス繊維を30重量%添加して射出成形した外保持器とした。また、従来の外保持器22は、結晶性材料のナイロン66にガラス繊維を30重量%添加して射出成形した外保持器とした。
この試験結果からも明らかなように、結晶性材料のナイロン66を用いた外保持器は、50°C〜80°Cの範囲で低下率が大きいのに対して、非晶性材料のPESを用いた外保持器では160°C〜170°Cまで均一に強度が維持され、その後低下することがわかった。つまり、非晶性樹脂の剛性は、温度変化の影響を受けにくいことが判る。なお、PES以外の非晶性合成樹脂材料としては、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエ−テルイミド(PEI)、ポリスルホン(PSU)等を用いても良い。
【0019】
【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、外保持器の固定トルクを低下させることなく且つ安定的に維持することができる。従って、外保持器と内保持器との間の位相の進み遅れ等を防止し安定的な機能を有する一方向クラッチとすることができる。また、この発明の一方向クラッチは、熱的にも強く変形の生じにくい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】 図1(A)は、この発明の一方向クラッチの全体側面図、図1(B)は図1(A)のA−A矢視断面図である。
【図2】 この発明の一方向クラッチの図1(A)と同じ方向から見た内部の一部拡大図である。
【図3】 図3(A)は、この発明の一方向クラッチの外保持器の平面展開図、図3(B)は、側面図、図3(C)は、図3(B)のB−B矢視断面図である。
【図4】 図4(A)は、この発明の変形実施の形態である一方向クラッチの外保持器の平面展開図、図4(B)は、図4(C)は、図4(B)のC−C矢視断面図である。
【図5】 この発明の一方向クラッチの外保持器の斜視図である。
【図6】 この発明の一方向クラッチの外保持器を外輪の内周面に嵌合した状態を示す図である。
【図7】 従来の一方向クラッチの外保持器を外輪の内周面に嵌合した状態を示す図である。
【図8】 この発明の一方向クラッチの外保持器を外輪の内周面に嵌合した状態であって、図8(A)は、該外保持器を外輪の内周面に嵌合した当初の状態を示し、図8(B)は、使用中の熱変形により膨張して当たり面積が拡大した状態を示す図である。
【図9】 この発明の一方向クラッチに用いる外保持器と、従来の外保持器との温度上昇に伴う引張り弾性率の変化の比較試験結果を示す図である。
【図10】 図10(A)は、従来の一方向クラッチの側面図、図10(B)は、図10(A)のD−D矢視断面図である。
【図11】 図10(A)と同じ方向から見た従来の一方向クラッチの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 スプラグ
2 外保持器
2a 環状部
2b 柱部
2c ポケット
2d 突起
2f 突起
3 内保持器
4 リボンスプリング
5 外輪
5a 内輪内周面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a one-way clutch used in, for example, a transmission mechanism of an automobile, and more particularly to a one-way clutch provided with a cage that is fixed to an inner peripheral surface of an outer ring and maintains a fixed torque and has excellent heat resistance.
[0002]
[Prior art]
In a torque converter or the like of an automobile, a one-way clutch as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) is used. The one-way clutch includes
[0003]
Further, as shown in FIG. 11, the outer cage made of synthetic resin in the conventional one-way clutch is formed with
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional one-way clutch, for example, glass fiber-reinforced nylon 66 is used as a crystalline synthetic resin used for the
[0005]
The present invention has been made to address the above-described problems, and can maintain a fixed torque. In particular, the fixed torque does not decrease even at high temperatures, and is fixed even if thermal deformation occurs. An object of the present invention is to provide a one-way clutch capable of maintaining torque.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In other words, in order to solve the above-described problems, the invention according to
[0007]
According to the second aspect of the present invention, all of the smooth curved projections (2d) that are press-fitted to the inner peripheral surface of the outer ring are provided outside the column portion (2b) of the outer cage (2). It is formed in the pillar part (2b).
[0008]
Furthermore, the invention described in
[0009]
Furthermore, the invention described in
[0010]
Alternatively, the invention according to
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A is an overall side view of the one-way clutch of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 2 is a partially enlarged view of the inside of the one-way clutch of the present invention viewed from the same direction as FIG. 1 (A). The one-way clutch includes
[0012]
The
[0013]
3 (A) is the
[0014]
As described above, the
[0015]
In the conventional outer cage, as shown in FIG. 7, a force is applied from the inner
[0016]
Further, in the
[0017]
Figure 4 is a another embodiment, the pillars the projection formed in 2b, drum-shaped
[0018]
【Example】
FIG. 9 is a diagram showing a comparative test result of a change in tensile elastic modulus accompanying a temperature rise between the
That is, the
As is clear from the test results, the outer cage using nylon 66, which is a crystalline material, has a large decrease rate in the range of 50 ° C. to 80 ° C., whereas PES, which is an amorphous material, is used. It was found that the strength of the outer cage used was maintained uniformly from 160 ° C to 170 ° C and then decreased. That is, it can be seen that the rigidity of the amorphous resin is not easily affected by temperature changes. As the amorphous synthetic resin material other than PES, polyamide Lee Mi-de (PAI), polyether - Teruimido (PEI), may be used polysulfones (PSU) or the like.
[0019]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the one-way clutch of the present invention, the fixed torque of the outer cage can be maintained stably without being reduced. Therefore, a one-way clutch having a stable function can be obtained by preventing a phase delay between the outer cage and the inner cage. Further, the one-way clutch of the present invention can be a one-way clutch which is thermally strong and hardly deformed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) is an overall side view of a one-way clutch of the present invention, and FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (A).
2 is a partially enlarged view of the inside of the one-way clutch of the present invention viewed from the same direction as FIG. 1 (A). FIG.
3A is a developed plan view of the outer cage of the one-way clutch of the present invention, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is B in FIG. 3B. It is -B arrow sectional drawing.
4A is a developed plan view of an outer cage of a one-way clutch according to a modified embodiment of the present invention, FIG. 4B is a plan view of FIG. 4C, and FIG. It is a CC arrow sectional view of).
FIG. 5 is a perspective view of an outer cage of the one-way clutch of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a state in which the outer cage of the one-way clutch of the present invention is fitted to the inner peripheral surface of the outer ring.
FIG. 7 is a view showing a state in which an outer cage of a conventional one-way clutch is fitted to an inner peripheral surface of an outer ring.
FIG. 8 shows a state in which the outer cage of the one-way clutch of the present invention is fitted to the inner circumferential surface of the outer ring, and FIG. 8 (A) shows the outer cage fitted to the inner circumferential surface of the outer ring. The initial state is shown, and FIG. 8 (B) is a diagram showing a state in which the contact area has expanded due to thermal deformation during use.
FIG. 9 is a diagram showing a comparative test result of a change in tensile elastic modulus accompanying a temperature increase between an outer cage used in the one-way clutch of the present invention and a conventional outer cage.
10 (A) is a side view of a conventional one-way clutch, and FIG. 10 (B) is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 10 (A).
FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional one-way clutch viewed from the same direction as FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記外保持器は、非晶性の合成樹脂材料で形成すると共に、両側に環状部と、これら環状部の間を周方向一定間隔に連結する柱部と、これら柱部と柱部の間に前記スプラグを保持するためのポケットとを形成し、更に、前記柱部の外側には、外輪内周面に圧入嵌合される外周面が円周方向に円弧状とされた突起を前記柱部と一体に形成したことを特徴とする一方向クラッチ。Sprags arranged at regular intervals in the circumferential direction, an outer cage for holding the outer portion of the sprag, an inner cage for holding the inner portion of the sprag, and an annular shape for biasing the sprag in one circumferential direction In a one-way clutch composed of a ribbon spring,
The outer cage is formed of an amorphous synthetic resin material, and has annular portions on both sides, column portions that connect the annular portions at regular intervals in the circumferential direction, and between these column portions. A pocket for holding the sprag, and a protrusion having an outer peripheral surface press-fitted to the inner peripheral surface of the outer ring formed in an arc shape in the circumferential direction on the outer side of the column portion. A one-way clutch characterized by being formed integrally with the clutch.
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