JP4959531B2 - スプラグ型ワンウェイクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、自動車の自動変速機等に使用されるスプラグ型ワンウェイクラッチに関する。より詳細には、スプラグ型ワンウェイクラッチのリボンスプリングの改良に関する。

自動車の自動変速機のステータには、トルク伝達部材にローラを用いたローラ型ワンウェイクラッチが用いられている。ローラ型ワンウェイクラッチは、スプラグ型ワンウェイクラッチに比較すると、製造コストが低いという利点があるが、噛合い性の信頼性が低いという欠点がある。すなわち、ローラの一部に噛合いミスが生ずると、噛合った一部のローラが内外輪を偏芯させ、噛合いミスした側の外輪内径部に設けられたレグと内輪軌道面が強く接触し、その接触圧で、ワンウェイクラッチが固着してしまうという問題点がある。

一方、ステータに使用されている二重保持器を有するスプラグ型ワンウェイクラッチ（特許文献１）の噛合い信頼性は、一般にステータ用として使用されているローラ型ワンウェイクラッチに比較して高いが、製造コストも高くなる。

近年、益々コストダウンの要求が強くなり、低コストでかつ信頼性の高いワンウェイクラッチが要求されている。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開昭６３−２５９２２５号公報 特開２００４−６８８３２号公報

従来のスプラグ型ワンウェイクラッチでは、スプラグを内外輪の軌道面と噛み合わせるために起き上がりモーメントを与えるスプリングの信頼性の向上が望まれている。

特許文献１は、スプリングを円環状に配置しているが、両端が固定されていないため、スプリングのスプラグ保持機能が弱く、スプラグに十分なモーメントを与えられない恐れがある。また、引用文献２では、スプリングの両端を重ねることにより、スプリングの安定性を得ているが、両端が固定されていない。

以上のことから、特許文献１及び２に開示のスプリングでは、必ずしも所望の信頼性が得られなかった。

従って、本発明の目的は、低コストで、噛合いにおいても信頼性のあるトルクコンバータのステータ用に好適なスプラグ型ワンウェイクラッチを提供することである。

上記目的達成のため、本発明のスプラグ型ワンウェイクラッチは、
半径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置されると共に、内周軌道面を有する外輪、外輪内に配された環状の外周軌道面を有する内輪、外輪及び内輪の間に配置されて外周軌道面と内周軌道面との間でトルクを伝達する複数のスプラグ、スプラグを保持する保持器、スプラグを付勢するリボンスプリングより構成されているスプラグ型ワンウェイクラッチにおいて、
該リボンスプリングは、軸方向の両端に設けられ、リンクルを有するサイドバーと、軸方向に延在し、前記サイドバーを連結するクロスバーとから構成され、前記リボンスプリングは周方向の両端で固定されていることを特徴としている。

本発明のスプラグ型ワンウェイクラッチによれば、次のような効果が得られる。リンクルを有するスプリングの周方向の両端を固定することにより、外側保持器を省いても二重保持器付きスプラグ型ワンウェイクラッチと同様に、円周方向に配置されたスプラグ全てに均等にスプリングのタブにより噛合い方向に付勢できる。

また、スプラグに加えられたモーメントにより、ワンウェイクラッチは、二重保持器付きスプラグクラッチと同様に高速空転時においては、外輪と一体で空転する。リボンスプリングより内径側に設置された保持器は、スプラグが噛合いミスで滑った時において、スプラグ回転を保持器のポケット部において阻止し、リボンスプリングの変形、破損を防止することができる。

また、内側に配置された保持器は、円周状に配置されたスプラグの動きを同期させる効果があり、噛合い時においてフルフェージング効果を発揮し、噛合い信頼性を確保できる。また、外輪に組み込まれた、ワンウェイクラッチに内輪を挿入する場合、スプラグの動きと同期させ、全てのスプラグを空転側へ倒すことができるため、内輪の組付け性がよくなる。

リボンスプリングのリンクル形状は従来の二重保持器スプラグクラッチに見られるような、下に凸形状に曲げられているものと反対に外径側が凸になるように曲げることにより、内径側にもうけられた保持器の外径部との擦れによるリボンスプリングリンクルの曲げ部の摩耗折損が防止できる。リンクルは、リボンスプリングの剛性と、周方向の延び縮に余裕を与えるために設けられる。

また、外側保持器を無くすることによりコストダウンが可能で、トルクコンバータのステータ用ワンウェイクラッチとして組込み易く、より信頼性のある安価なスプラグ型ワンウェイクラッチの供給が可能となる。

リボンスプリングの端部の接合は、リボンスプリングのクロスバーの横で左右の両端サイドバーを重ね合わせて溶接することがよい。上側になるサイドバーは、クロスバーの端部位置でカットし、下側になるサイドバーは、クロスバーの端部位置を越えた位置でカットして、重ね合わせることにより、継ぎ目部は円弧状なり、溶接作業も容易となる。

また、タブの設けられていないクロスバーを溶接することにより、スプラグに噛合い力を与えているタブの変位による応力発生位置を溶接熱影響部から回避することができる。リボンスプリングの疲労寿命を向上することができる。タブのないクロスバーの周方向の幅をタブのあるクロスバーの周方向の幅より広くすることにより、溶接がし易くなると共に溶接が確実にできる。

また、これらの両端部を接合したリボンスプリンクは、リンクルのみを持ったクロスバーだけのリボンスプリングや、リボンスプリングが保持器内径側に配置される外側保持器タイプのものにも適用できる。

リボンスプリング端部の溶接は、スポット電気溶接、レーザ溶接、ロー付け、ハンダ付け、接着剤での固着などがある。中でも、スポット電気溶接がコスト、信頼性、作業性の点でより望ましい。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、図示の実施例は例示として本発明を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言うまでもない。

（第１実施例）
図１は、本発明の一実施例のスプラグ型ワンウェイクラッチの径方向の部分断面図である。スプラグ型ワンウェイクラッチ１０は、半径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置されると共に、内周軌道面１ａを有する外輪１及び外輪１内に配され、環状の外周軌道面２ａを有する内輪２と、外輪１及び内輪２の間に配置されて外周軌道面２ａと内周軌道面１ａとの間でトルクを伝達する複数のスプラグ５を有し、スプラグ５を保持する保持器３と、スプラグ５を外周軌道面２ａと内周軌道面１ａとの噛み合い方向に付勢するリボンスプリング６より構成されている。

外輪１と内輪２との間に画成される環状の空間に配置されるほぼ円環状の保持器３は、周方向に等配で設けられ、径方向に貫通するポケット３ａを有する。ポケット３ａには、スプラグ５が保持されている。保持器３は、リボンスプリング６の内径側に配置されている。

保持器３の外径側に配置されたリボンスプリング６にも、保持器３と同様に、スプラグ５を収容するため径方向に貫通したポケット８が周方向等配に設けられている。

スプラグ５は、図１に示すように、周方向の幅が両端に比べて小さくなっているくびれ部５ａを径方向の中央に備えている。保持器３のポケット３ａには、スプラグ５の径方向の一端が保持されている。リボンスプリング６は、ポケット８でスプラグ５のくびれ部５ａを保持している。

リボンスプリング６には、径方向の内方、すなわち内輪２側に皺状に突出するリンクル部７が周方向等配に設けられている。外径側に隆起した凸部を有するリンクル部７を設けることにより、リンクル部７が保持器３の外径部と摺擦せず、リボンスプリング６の摩耗折損が防止できる。リンクル部７は、リボンスプリング６の剛性と、周方向の延び縮みに余裕を与えるために設けられている。

第１実施例では、リボンスプリング６の内径側に保持器を設けることにより、スプラグの動きを同期させることができ、噛合い性やワンウェイクラッチの内輪への組込み性を向上させることができる。

（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例のスプラグ型ワンウェイクラッチの径方向の部分断面図である。基本的構成は第１実施例と同様であるが、第２実施例では、保持器４の設けられている位置が異なる。

外輪１と内輪２との間に画成される環状の空間に配置されるほぼ円環状の保持器４は、周方向に等配で設けられ、径方向に貫通するポケット４ａを有する。ポケット４ａには、スプラグ５の一端が保持されている。保持器４は、リボンスプリング６の内径側に配置されている。

第２実施例では、リボンスプリング６のリンクル部７が、保持器４の内径側に対して当接しないため、リボンスプリング６が摺擦して摩耗折損することを防止できる。

第１実施例では外側保持器、第２実施例では内側保持器を不要とすることによりコストダウンが可能で、トルクコンバータのステータ用ワンウェイクラッチとして組込み易く、信頼性のある安価なスプラグ型ワンウェイクラッチの供給が可能となる。

図３は、第１及び第２実施例のリボンスプリング６の部分斜視図である。リボンスプリング６の構造の詳細を示している。リボンスプリング６は、使用時にはほぼ環状の形態をしているが、ここでは説明の便宜上、平面で示している。リボンスプリング６は、軸方向の両端に設けられ、リンクルを有するサイドバー１５と、軸方向に延在し、サイドバー１５を連結する第１のクロスバー１２と第２のクロスバー１３から構成されている。

第１のクロスバー１２には、軸方向のほぼ中央からポケット８内で周方向に延在するタブ１１が設けられている。一方で、第２のクロスバー１３には、タブが設けられていない。

リボンスプリング６は、径方向に貫通したポケット８とポケット９を周方向で等配に有する。ポケット８とポケット９は周方向で交互に設けられている。スプラグ５は、ポケット８に収容され、ポケット９には何も保持されていない。また、ポケット８に保持されるスプラグ５は、タブ１１にくびれ部５ａ付近が接触することで、リボンスプリング６から外輪１及び内輪２と係合する起き上がりモーメントを与えられる。

リボンスプリング６の軸方向の両端のサイドバー１５に設けられた２つのリンクル部７と、タブ１１に設けられたリンクル部７とは周方向で同一位置となるように設けられている。

リボンスプリング８は周方向の両端で固定されたほぼ環状の形状を有する。図３に示すように、リボンスプリング６の一端はタブ１１の設けられていない第２のクロスバー１３となっており、他端は、第２のクロスバー１３と、サイドバー１５の延長部１６とから構成されている。

リボンスプリング６の周方向の両端は以下のように接合固定される。リボンスプリング６のそれぞれの端部にある第２のクロスバー１３同士を重ねる。これによりサイドバー１５の延長部１６と他端のサイドバー１５とも重なる。

このように重ねた状態で、第２のクロスバー１３の軸方向の両端でかつ、サイドバー１５上の位置、すなわち接合部１４で接合され、端部が固定される。これにより、リボンスプリング６は、ほぼ円環状の部材となる。

リボンスプリング端部の接合は、スポット電気溶接、レーザ溶接、ロー付け、ハンダ付け、接着剤での固着などがある。中でも、スポット電気溶接がコスト、信頼性、作業性の点でより望ましい。

タブ１１の設けられていない第２のクロスバー１３を接合して、リボンスプリング６を固定することにより、スプラグ５に噛合い力を与えているタブ１１の変位による応力発生位置を溶接熱影響部から回避することができる。また、リボンスプリング６の疲労寿命を向上することができる。

図４は、第１及び第２実施例のリボンスプリング６の部分斜視図である。図３に示したリボンスプリング６の変形例を示している。基本的構成は図３のリボンスプリング６と同じであるので、相違する部分のみを説明する。

図３と同様に、第２のクロスバー１３を重ね合わせてリボンスプリング６を接合することで固定する。しかし、図４では、第２のクロスバー１３の周方向の幅を、タブ１１を設けた第１のクロスバー１２の周方向の幅より広くすることにより、接合部１４での接合がし易く、また接合作業が確実にできる。

以上説明した本発明のスプラグ型ワンウェイクラッチの各実施例及び変形例は、各種の変更が可能である。接合部１４は、サイドバー１５上に配置しているが、サイドバー１５の位置ではなく、第２のクロスバー１３上のみで溶接することもできる。

また、接合部１４の箇所も任意であり、２個以上設けることもできる。例えば、図３及び図４において、第２のクロスバー１３上の軸方向のほぼ中央に接合部１４を一つ追加して合計３箇所に接合部１４を設けることもできる。更に、図３及び図４の接合部１４に追加して、延長部１６に重なった二つのサイドバー１５上に一つずつ接合部１４を設け、合計４箇所とすることもできる。接合部１４の数を増加することで、リボンスプリング６がより強固に接合でき、安定した作動が期待できる。

サイドバー１５とタブ１１に設けられるリンクル部１１は、図１に示すように外径側に隆起した凸形状とすることも、図２に示すように内径側に隆起した凸形状とすることもできる。

図３及び図４に示すリボンスプリング６は、外径側にリンクル部７が配置された形態、すなわち第１実施例に用いられる形態である。リンクル部７を内周側に配することで、第２実施例に対応したリボンスプリング６を形成することができる。

また、サイドバー１５とタブ１１に設けられるリンクル部１１は、上述の実施例及び変形例のように全て同一方向に突出させることもできるが、必ずしもこれに限定されることはなく、サイドバー１５のリンクル部１１とタブ１１のリンクル部１１の突起の突出方向が異なっていてもよい。

本発明の第１実施例のスプラグ型ワンウェイクラッチの径方向の部分断面図である。 本発明の第２実施例のスプラグ型ワンウェイクラッチの径方向の部分断面図である。 本発明の第１及び第２実施例に用いられるリボンスプリングの部分斜視図である。 本発明の第１及び第２実施例に用いられるリボンスプリングの変形例の部分斜視図である。

符号の説明

１ 外輪
１ａ 内周軌道面
２ 内輪
２ａ 外周軌道面
３ 保持器
４ 保持器
５ スプラグ
６ リボンスプリング
７ リンクル部
８ ポケット
９ ポケット
１０ スプラグ型ワンウェイクラッチ
１１ タブ
１２ 第１のクロスバー
１３ 第２のクロスバー
１４ 接合部
１５ サイドバー

Claims (7)

1. 半径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置されると共に、内周軌道面を有する外輪、外輪内に配された環状の外周軌道面を有する内輪、外輪及び内輪の間に配置されて外周軌道面と内周軌道面との間でトルクを伝達する複数のスプラグ、該スプラグを保持する保持器、該スプラグを付勢するリボンスプリングより構成されているスプラグ型ワンウェイクラッチにおいて、
   該リボンスプリングは、軸方向の両端に設けられ、リンクルを有するサイドバーと、軸方向に延在し、前記サイドバーを連結するクロスバーとから構成され、前記リボンスプリングは周方向の両端で固定され、
   前記クロスバーは、該クロスバーから周方向に延在するリンクルのあるタブを備えた第１のクロスバーと、該タブを備えていない第２のクロスバーとから構成され、
   前記リボンスプリングの周方向の両端は、前記第２のクロスバー及び前記サイドバーを重ね合わせて接合することで固定され、
   前記リボンスプリングの周方向の両端は、前記第２のクロスバーの位置で接合することにより固定されていることを特徴とするスプラグ型ワンウェイクラッチ。
2. 前記第１のクロスバーの周方向の幅は、前記第２のクロスバーの周方向の幅より広いことを特徴とする請求項１に記載のスプラグ型ワンウェイクラッチ。
3. 前記保持器は、前記リボンスプリングの内径側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスプラグ型ワンウェイクラッチ。
4. 前記保持器は、前記リボンスプリングの外径側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスプラグ型ワンウェイクラッチ。
5. 前記サイドバーの前記リンクル及び前記タブは、外径側に隆起した凸形状を有することを特徴とする請求項３に記載のスプラグ型ワンウェイクラッチ。
6. 前記サイドバーの前記リンクル及び前記タブは、内径側に隆起した凸形状を有することを特徴とする請求項４に記載のスプラグ型ワンウェイクラッチ。
7. 前記スプラグ型ワンウェイクラッチは、自動変速機のトルクコンバータに使用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスプラグ型ワンウェイクラッチ。

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