JP4862337B2

JP4862337B2 - 一方向クラッチ

Info

Publication number: JP4862337B2
Application number: JP2005286174A
Authority: JP
Inventors: 憲和合田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007092958A

Description

本発明は、内外輪間に配置されたスプラグの揺動によりロック−フリー状態を切り替える一方向クラッチに関する。

一方向クラッチに用いられるスプラグには２つのタイプがある。１つは、スプラグに作用する遠心力によってこのスプラグが軌道部材（内外輪）間に噛合いする方向にモーメントが働くエンゲージタイプであり、他の１つは、遠心力によってこのスプラグが内外輪間に噛合いしない方向、すなわちスプラグが内輪より浮き上がる方向にモーメントが働くディスエンゲージタイプである。

ディスエンゲージタイプタイプのスプラグは、図２に示すように、一方向クラッチに組み込まれた場合、その重心Ｇが外輪２との接点Ａからの垂線Ｌよりスプラグ１５の係合解除側（図示右側）に設定されているため、外輪２の空転（矢印Ｘ方向への回転）時には、遠心力により接点Ａを中心に反時計回り方向（矢印Ｙ方向）のモーメントが働き、その結果スプラグ１５と内輪１とは接触しなくなる。

特開昭６３−２８５３３６号公報実開平５−８９９７４号公報特開平８−２１９１８４号公報

ところで、近年、省エネルギーの観点から、各機械部品のフリクションロスの低減が求められており、一方向クラッチに関しても、スプラグの引き摺りトルク（摩擦トルク）を極力低減することが望まれている。

しかしながら、以上のような従来のディスエンゲージタイプのスプラグを備える一方向クラッチは、外輪軌道径が小さくなるほど同一回転数での外輪回転速度が低下するため、特に小径の一方向クラッチにおいて、スプラグの内輪からの浮き上がりが不足し、十分なフリクションロスの低減効果が得られない場合があった。

本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、小径の一方向クラッチあるいは低速回転での使用においても、十分なスプラグの浮き上がりを得ることができるフリクションロスの少ない一方向クラッチを提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内輪と外輪と、この外輪の内周面に嵌合された保持器と、この保持器に設けられたポケットに収容されて前記外輪と一体に回転する複数のスプラグとを備えるとともに、前記内外輪の相対回転によるスプラグの揺動により、前記スプラグの外輪側および内輪側に形成されたカム面をそれぞれ係合あるいは解除させて、トルクを伝達するロック状態と空転するフリー状態を切り替える一方向クラッチにおいて、前記スプラグが、前記内外輪の間に組み込まれた状態で回転軸方向から見た場合、前記外輪側カム面と外輪の接点から内輪に向かって引いた垂線よりスプラグの係合解除方向にあたる端面領域に、この端面から突出する凸部が形成されていることを特徴とする。

本発明は、ディスエンゲージタイプのスプラグを備える一方向クラッチにおいて、このスプラグの端面に、スプラグの浮き上がり（ディスエンゲージ）を補助する突起を設けることにより、所期の目的を達成しようとするものである。

すなわち、請求項１に記載の発明によれば、内外輪の間に組み込まれた静止状態で互いに接する外輪側カム面と外輪の接点から内輪に向かって引いた垂線より係合解除側にあたるスプラグの端面領域に、このスプラグ端面から軸方向に突出する凸部を設けることにより、内外輪の相対回転時にスプラグを内輪から浮き上がらせるモーメントを大きくすることができる。言い換えれば、スプラグの重心をより係合解除側に移動させるこの凸部の形成によって、一方向クラッチのフリー回転時にこのスプラグに作用する遠心力が増し、スプラグのディスエンゲージスピードを低下させることができる。

従って、本発明の一方向クラッチは、従来のディスエンゲージタイプの一方向クラッチに比べ、低い外輪回転速度でもスプラグを浮上させることができるとともに、外輪の相対回転速度が低い小径の一方向クラッチにおいても、スプラグの内輪からの十分な浮上量を得ることが可能になる。

また、この一方向クラッチは、互いに摺接するスプラグおよび内輪の摩耗と、そのフリクションを低減することができる。

以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における一方向クラッチの構造を示す要部拡大断面図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。

この実施形態における一方向クラッチも、その基本的な構造は、従来のディスエンゲージタイプの一方向クラッチと同様であり、軌道部材としての内輪１と外輪２と、これら内外輪間に形成される環状空間内に配置された保持器３と、この保持器３の各ポケット３ｐに収納された複数のスプラグ５と、これらスプラグ５をロック方向に付勢する舌片４ａを有するスプリング（リボンスプリング）４とを主体として構成されている。

保持器３は、その一端に設けられたフランジ３ａにより外輪内周面２ｘに嵌合されており、外輪２とともに回転する。スプラグ５は、周方向に一定の間隔で設けられた保持器３およびスプリング４の各ポケット内に収納されており、これら保持器３およびスプリング４とともに一体となって外輪２と同じ方向に回転する。

また、このスプラグ５も、基本的な形状は、従来のディスエンゲージタイプの一方向クラッチに用いられているスプラグと同様であり、連続する周面に形成された内輪側カム面５ａおよび外輪側カム面５ｂと、軸方向に向かって形成された両端面５ｃとを有する。

本実施形態における一方向クラッチの特徴は、図１に示すように、内外輪間にスプラグ５が組み込まれた状態で、各スプラグ５の端面５ｃにおける外輪側カム面５ｂと外輪内周面２ｘとの接点Ａから内輪２に向かって引いた垂線Ｌより係合解除側（図示右側）の領域に、このスプラグ端面５ｃから突出する凸部５ｄが形成されている点である。

なお、凸部５ｄは、スプラグ５を構成する素材と同じ金属材料により形成されている。また、この凸部５ｄは、スプラグ５に鍛造加工を施すことにより、容易に形成することが可能である。

以上の構成により、この一方向クラッチに使用されているスプラグ５は、従来のディスエンゲージタイプのスプラグの重心Ｇに比べ、その重心Ｇ‘がより係合解除側に移動している。従って、本実施形態におけるスプラグ５は、外輪２の空転（矢印Ｘ方向への回転）時における内輪１からの浮き上がりが容易になっている。

また、このスプラグ５を用いた一方向クラッチは、従来の一方向クラッチに比して、スプラグ５の浮上するディスエンゲージスピードが低下し、低速回転領域においても、これらスプラグ５の内輪１からの十分な浮上量を確保することができる。

従って、本実施形態における一方向クラッチは、互いに摺接するスプラグ５および内輪１の摩耗が低減されるとともに、小径の一方向クラッチあるいは低速回転での使用においても、スプラグ５の引き摺りトルク（摩擦トルク）、ひいてはそのフリクションロスを低減することができる。

なお、このスプラグ５の端面５ｃに形成される凸部５ｄの位置や形状は、特に限定されたものではないが、浮上（ディスエンゲージ）した時にスプリング４や保持器３に干渉しない形状とすることが望ましい。なぜならば、上記形状とした場合、従来の一方向クラッチの保持器３およびスプリング４を、設計変更することなく使用することができるため、この構成による製品コストの上昇を最小限に抑えることができるからである。また、この凸部５ｄの材質も、特に限定されるものではない。

本発明の実施形態における一方向クラッチの構造を表わす（ａ）軸直行方向および（ｂ）軸方向の断面図である。従来のディスエンゲージタイプの一方向クラッチの構造を表す軸直行方向の断面図である。

符号の説明

１内輪
２外輪
２ｘ内周面
３保持器
３ｐポケット
４スプリング
４ａ舌片
５スプラグ
５ａ内輪側カム面５ｂ外輪側カム面５ｃ端面５ｄ凸部
１５スプラグ
１５ａ内輪側カム面１５ｂ外輪側カム面１５ｃ端面
Ａ静止状態におけるスプラグと外輪との接点
Ｇ重心

Claims

内輪と外輪と、この外輪とともに回転する保持器と、この保持器に設けられたポケットに収容されて前記外輪と一体に回転する複数のスプラグとを備えるとともに、
前記内外輪の相対回転によるスプラグの揺動により、前記スプラグの外輪側および内輪側に形成されたカム面をそれぞれ係合あるいは係合解除させて、トルクを伝達するロック状態と空転するフリー状態を切り替える一方向クラッチにおいて、
前記スプラグは、前記内外輪の間に組み込まれた状態で回転軸方向から見た場合、前記外輪側カム面と外輪の接点から内輪に向かって引いた垂線よりスプラグの係合解除方向にあたる端面領域に、この端面から突出する凸部が形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。