JPH068342Y2 - 一方向クラッチのスプラグ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は同心に配置される内輪と外輪の間に多数配設
され、スプリング等により内輪と外輪に噛み込む一方向
に付勢されつつ内輪外周面と外輪内周面に接触し、内輪
と外輪の回転方向に応じて生ずるそのくさび作用により
内，外輪の不可逆回転伝動を実現する一方向クラッチの
スプラグに関する。

〈従来の技術〉 一方向クラッチは、その内輪と外輪の間への装着状態に
よっては、スプラグがスキューする、つまり内輪および
外輪の軸に対してスプラグの軸が傾くことがある。

従来、このような一方向クラッチに用いられるスプラグ
は、第５図に示すように、軸（紙面に垂直な方向）に直
交する端面５０，５０が略繭状で、内輪５１の外周面５
１aに接し軸に平行な曲面で形成される内側カム面５２
と外輪５３の内周面５３aに接し軸に平行な曲面で形成
される外側カム面５４とを備え、第６図にその側面を示
すように、軸方向に適宜な長さＬ′を有する略棒状をし
ている。そして、内側カム面５２と両端面５０，５０の
間に形成される両稜部および外側カム面５４と両端面５
０，５０の間に形成される両稜部には夫々Ｒ面５５，５
５およびＲ面５６，５６が形成されている。そして、図
示しない部材等を介して外輪５３側にたとえば摩擦によ
り止められこの外輪５３と共回り可能な図示しない環状
の保持器により周方向に適宜間隔をあけて、かつ傾動可
能に保持された状態で、内輪５１の外輪５３に対する回
転方向に応じて揺動して傾きを変え、その傾きと共に互
いの距離が適宜変化するように設けてある上記内側カム
面５２と外側カム面５４の距離の変化に応じて、上記内
輪５１と外輪５３の間に噛み込んだり、また、噛み込み
を解除したりして、内輪５１と外輪５３の間の伝達トル
クを断接作用を行うものであった。そして、製作は、ま
ず、棒材に引き抜き加工を施して軸に直交する断面が第
５図に示す端面に一致する棒材を作り、次いで、この加
工された棒材を上記長さＬ′に後の加工代を加えた長さ
に切断し、次いで、この切断されたものにバレル加工を
施して、このバレル加工により、切断時のバリ等を除去
すると共に、上記Ｒ面５５，５５および５６，５６を形
成する。そして、次いで、必要な硬度等の特性を得るた
めの熱処理を施し、最後に、面や形状を最終的に仕上げ
るための仕上げのバレル加工を施すことにより、量産性
高く行われていた。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来の一方向クラッチのスプラグ
は、内輪５１の外周面５１aと接触する上記内側カム面
５２が単に軸に平行な曲面で形成されていため、第７図
にＲ面５５，５５および５６，５６を除いた内輪５１の
外周面５１aと上記内側カム面５２の接触部近傍をモデ
ル的に面で示すように、内輪の軸５１bとスプラグの軸s
（端面５０の断面２次モーメントが０の点を通るとす
る）が平行に保たれているときには、スプラグの内側カ
ム面５２と円筒面で形成される内輪５１の外周面５１a
とが上記Ｒ面５５，５６を除いたほぼ上記長さＬ′に等
しい長さで線接触（図中破線参照）し、接触圧は低く保
たれるが、上述のように内輪５１と外輪５３の間への装
着状態等によってスプラグが僅かでもスキューすると
（図中想像線xでスキューした状態のスプラグの内側カ
ム面５２′を示す）、上記内輪５１の外周面５１aと内
側カム面５２とはもはや線接触ではなく内輪外周面の軸
方向の幅のほぼ中央の点bにおける点接触になってしま
い、したがって、内輪５１の外周面５１aと内側カム面
５２の間に作用する負荷が一点に集中して接触圧が高く
なってしまうという問題が有った。このことは、スプラ
グの噛み込み不良や、ポッピングを引き起こして、一方
向クラッチの信頼性を低下させてしまう。

そこで、この考案の目的は、スキューしても内輪外周面
と点接触になるのを防止することができ、したがって、
内輪外周面との接触圧を低く保つことができ、噛み込み
不良やポッピングを起こしにくい一方向クラッチのスプ
ラグを提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この考案の一方向クラッチの
スプラグは、内輪外周面と接触するスプラグのカム面
が、上記内輪外周面と常に線接触を有するように軸方向
略中央がわずかに窪む湾曲した凹になっていることを特
徴としている。

〈作用〉 上記スプラグは、内輪外周面と接触するカム面が、上記
内輪外周面と常に線接触を有するように軸方向略中央が
わずかに窪む湾曲した凹になっているため、スキューし
ないときはカム面の上記凹の軸方向両側の部分で上記内
輪外周面と適宜合計長さの線分で線接触して、外周面と
の接触圧が一定値以下に低く押さえられると共に、スキ
ューしたときには、上記湾曲した凹部分と内輪外周面と
の適宜な長さの線接触により外周面との接触圧が一定値
以下に低く押さえられる。つまり、スキューの有無によ
らず、常に、内輪外周面と適宜な長さの線分で線接触
し、カム面と内輪外周面とが高い接触圧で接触するのが
防止される。したがって、このスプラグは、内輪外周面
とカム面が高い接触圧で接することに起因して噛み込み
不良を起こしたりポッピングしたりするのが防止され
る。

〈実施例〉 以下、この考案を図示の実施例により詳細に説明する。

第２図はこの考案の一方向クラッチのスプラグの一実施
例を軸方向から見た図であり、図示のように、軸に直交
する両端面１は略繭状をしている。そして、第１図に軸
に直交する方向から見た図を示すように、このスプラグ
Ｓは、軸方向に適宜な長さＬを有する棒状をしている。
そして、このスプラグＳは、第２図に示すように、長手
方向一端側に外輪２の内周面２aに接触し滑らかな弧状
の曲面で形成される外側カム面３を有すると共に、長手
方向他端側に内輪４の外周面４aに接触し滑らかな曲面
で形成される弧状の内側カム面５を有している。上記外
側カム面３の図中右方が噛み合い側３aに、また図中左
方が空転側３bになると共に、上記内側カム面５の図中
右方が空転側５bに、また図中左方が噛み合い側５aにな
っており、噛み合い側３aと噛み合い側５aとの距離が空
転側３bと空転側５bとの距離よりも大きくなるように、
上記外側カム面３と内側カム面５は適宜な略弧状の曲面
に形成されている。一方、上記長手方向にほぼ直交する
幅方向両側には夫々軸方向に延びる凹部６および凹部７
が形成してあり、この一方の凹部６に、このスプラグＳ
を噛み合い側に付勢する図示しないリボンスプリングの
穴の縁部に係止する一方、他方の凹部７に上記穴の縁部
と周方向反対側に設けられ、穴の中心に向かって延びる
板バネ部の先端を当接するようになっている。そして、
このスプラグＳは、上記一方の凹部６と縁部との係止部
を支点として、上記他方の凹部７に当接された板バネ部
により噛み合い方向（図中矢印Ａ参照）に付勢される。

上記内側カム面５および外側カム面３は、第１図に示す
ように、軸に平行な曲面８および９で形成されると共
に、夫々の軸方向略中央に最深部が位置し上記曲面８お
よび９と滑らかに連続する湾曲した凹面１０および１１
が形成されている。そして、これらの凹面１０および１
１の軸方向両側には、適宜な長さの軸に平行な曲面部分
８a，８aおよび９a，９aが確保されている。これらの凹
面１０および凹部１１は、第２図に示すように、上記内
側カム面５および外側カム面３に、上記付勢方向Ａに延
びる適宜な領域にわたって設けられている（第１，２図
では凹面１０，１１は深さ方向に誇張されており、これ
らは実際は例えば数１０μの深さに加工される）。ま
た、第１図に示すように、上記内側カム面５と上記両端
面１，１とで形成される稜部および外側カム面３と上記
両端面１，１とで形成される稜部には夫々、Ｒ面１２，
１２および１３，１３が形成されている。

上記スプラグＳは従来とほぼ同様にして作られる。すな
わち、まず、棒材に引き抜き加工を施して軸に直交する
断面が第２図に示す端面１に一致する棒材を作り、次い
で、この加工された棒材を上記長さＬに後の加工代を加
えた長さに切断し、次いで、この切断されたものにバレ
ル加工を施して、このバレル加工により、切断時のバリ
等を除去すると共に、上記Ｒ面１２，１２、１３，１３
を形成し、さらに上記内側カム面５と外側カム面３に上
記凹面１０および凹面１１を形成する。次いで、必要な
硬度等の特性を得るための熱処理を施し、最後に、面や
形状を最終的に仕上げるための仕上げのバレル加工を施
す。このように従来と同じ設備で、かつ従来とほぼ同じ
工程で量産性高く作ることができる。

第３図は上記構成のスプラグＳを複数個装着した一方向
クラッチを外輪２と内輪４の間に嵌装した状態を軸方向
から見た図であり、上記スプラグＳ，Ｓ，…は、外輪２
の内周面２aと内輪４の外周面４aとの間に２重円状に配
置され、周方向一定間隔に複数のポケット１５a，１５a
…およびポケット１６a，１６a，…を有する内側保持器
１５および外側保持器１６の対応する周方向位置にある
ポケット１５aおよびポケット１６aに各一づつ挿通さ
れ、かつこの挿通と同時に、上記内側保持器１５と外側
保持器１６の間に環状に撓められて配置されたリボンス
プリング１７の穴１７aに挿通されている。そして、こ
れら各スプラグＳは、上記内側保持器１５と外側保持器
１６により周方向一定間隔に、かつ揺動可能に保持され
ると共に、上記リボンスプリング１７により、上述のよ
うに噛み合い方向Ａ（付勢方向Ａ）に付勢されている。
そして、この付勢により、上記外側カム面３は外輪２の
内周面２aに、また、上記内側カム面５は内輪４の外周
面４aに接触している。このスプラグＳは、一方向クラ
ッチの組み立てに際し上述のようにポケット１６a，穴
１７aおよびポケット１５aに同時に挿通されたとき、上
記一方の凹部６内に位置する上記リボンスプリング１７
の穴１７aの縁部１７bと他方の凹部７内に位置する上記
板バネ部１７cの先端により略径方向に係止されて、上
記ポケット１５aおよびポケット１６aから抜け出るのが
防止される。これにより、組み立て後の内側保持器１
５，外側保持器１６，リボンスプリング１７およびスプ
ラグＳ，Ｓ，…はばらけるのが防止される。なお、上記
内側保持器１５および外側保持器１６は内輪４と外輪２
の間に軸方向両側から嵌装される一対の環状のエンドベ
アリング１８，１８により軸方向に支持されている。ま
た上記外側保持器１６は、その外周に適宜間隔をあけて
固定され、径方向外側に向けて弾性的に広がる板バネ部
１９a，１９aを有する複数のドラグクリップ１９，１
９，…を介して、上記板バネ部１９a，１９aの弾性的押
し付けにより生ずる摩擦力により外輪２に係止されてい
る。

上記構成において、内輪４が外輪２に対して図中矢印Ｙ
で示す方向に回転すると、各スプラグＳは、内輪４の外
周面４aから受ける摩擦力によりリボンスプリング１７
の付勢力に抗して第３図に示すように倒れて、上記内側
カム面５の空転側５bおよび外側カム面３の空転側３b
（第２図参照）で内輪４の外周面４aおよび外輪の内周
面２aに摺接し、内，外輪４，２間には噛み込まない。
したがって、内輪４は外輪２に対して上記Ｙ方向に回転
する。一方、内輪４が外輪２に対して上記矢印Ｙと反対
方向に回転すると、リボンスプリング１７により噛み込
む一方向（図中矢印Ａ（付勢方向Ａ）参照）に付勢され
ている上記スプラグＳは、内輪４の外周面４aから受け
る摩擦力により第３図の状態からさらに上記付勢方向Ａ
に起立し、上記内側カム面５の噛み合い側５aおよび外
側カム面３の噛み合い側３a（第２図参照）で内輪４の
外周面４aおよび外輪２の外周面２aに当接して、内，外
輪４，２間に噛み込む。そして、この噛み込みにより、
内輪４は上記矢印Ｙと反対方向への回転がロックされ
る。そして、所定のトルクが内輪４から外輪２に伝えら
れる。このように、スプラグＳは、内輪４の外輪２に対
する回転方向に応じて上述のように倒れたり起立して
内，外輪４，２間のトルクの断接を行い、常に内側カム
面５で内輪４の外周面４aと、また外側カム面３aで外輪
２の内周面２aと接する。ここでは、一方向クラッチが
上述のように外輪２側に上記ドラッグクリップ１９，１
９，…を介して摩擦係止されるため、スプラグＳの内側
カム面５と内輪４の外周面４aとの接触部は、外側カム
面３と外輪２の内周面２aとの接触部よりも激しい相対
運動にさらされる。このため、内輪４の外周面４aとス
プラグＳとの接触部の状態は、一方向クラッチのロック
性能等にとって、より重要となる。

この重要な上記内側カム面５と内輪４の外周面４aとの
接触部において、スプラグＳは、第４図に示すように、
その軸sと内輪４の軸４bが平行に保たれ、スプラグＳ自
身がスキューしていない状態では、内側カム面５の上記
凹面１０の軸方向両側に確保されている軸に平行な曲面
部分８a，８a（第１図参照）で内輪４の外周面４aと、
軸方向に適宜な長さを有する２箇所の線分（図中c，c参
照）で線接触する。このため、スプラグＳと内輪４との
接触圧は一定値以下に低く押さえられる。一方、一方向
クラッチの内，外輪４，２間への嵌装状態等に起因して
スプラグＳがスキューし（スキューした状態の内側カム
面を５′で示す）、スプラグＳの軸sと内輪４の軸４bに
偏角（図中α参照、スキューしたスプラグＳの軸をs′
で示す）が生じたとき、上記スプラグＳは、内側カム面
５に凹面１０が形成されているため、この凹面１０で内
輪４の外周面４aと従来のように点接触ではなく適宜な
長さを有する線分（図中d参照）で線接触する。このた
め、スプラグＳと内輪４との接触圧は、スプラグＳがス
キューしないときと同様に、一定値以下に低く押さえら
れる。なお、外輪２との接触部では、このスプラグＳ
は、常に外側カム面３の上記凹部１１の両側に確保され
た軸に平行な曲面部分９a，９a（第１図参照）の２箇所
で外輪２の外周面２aと接触し、その接触圧が所定の値
以下に低く押さえられる。このスプラグＳの外側カム面
３と外輪２の内周面２aとの接触部の接触圧は、この接
触部が内輪４側の接触部ほど激しい相対運動にさらされ
ないため、内輪４側ほど大きな問題とはならない。

このように、このスプラグＳは、より激しい相対運動に
さらされ性能への影響が大きい内輪４との接触部におい
て、そのスキューの有無によらず、言い換えれば、一定
のスキューを許容しつつ、常に内輪４の外周面４aと適
宜長さの線分で線接触して、内輪４の外周面４aとの接
触圧を常に一定値以下に低く押さえることができ、噛み
合い不良、つまりロック不良やポッピングを防止するこ
とができる。したがって、このスプラグＳを一方向クラ
ッチに適用すれば、信頼性の高い一方向クラッチを実現
することができる。

上記実施例では、バレル加工により内側カム面５および
外側カム面３に凹面１０および凹面１１を形成するよう
にしたが、凹面１０および１１の形成はバレル加工に限
らず、種々の方法で加工できる。

〈考案の効果〉 以上より明らかなように、この考案の一方向クラッチの
スプラグは、内輪外周面と接触するスプラグのカム面
が、上記内輪外周面と常に線接触を有するように軸方向
略中央がわずかに窪む湾曲した凹になっているので、そ
のスキューの有無によらず、言い換えれば、一定のスキ
ューを許容しつつ、常に内輪外周面と適宜な長さで線接
触して、カム面と内輪外周面とが高い接触圧で接触する
のを防止することができる。したがって、スプラグがロ
ック不良を起こしたりポッピングを起こしたりするのを
防止することができる。したがって、このスプラグを一
方向クラッチに適用すれば、信頼性の高い一方向クラッ
チが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の一方向クラッチのスプラ
グを軸に直角な方向から見た図、第２図は第１図のスプ
ラグを矢印II方向の軸方向からみた図、第３図は第１図
のスプラグを装着した一方向クラッチを内輪と外輪の間
に嵌装した状態を軸方向からみた図、第４図は内輪の外
周面とスプラグの内側カム面との接触部をモデル化した
説明図、第５，６図は夫々従来の一方向クラッチのスプ
ラグを軸方向および軸に直角な方向から見た図、第７図
は従来のスプラグの内側カム面と内輪の外周面との接触
の説明図である。 ４……内輪、４a……内周面、５……内側カム面、１０
……凹面、Ｓ……スプラグ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内輪外周面と接触するスプラグのカム面
   が、上記内輪外周面と常に線接触を有するように軸方向
   略中央がわずかに窪む湾曲した凹になっていることを特
   徴とする一方向クラッチのスプラグ。