JPH09177840A - 一方向クラッチ - Google Patents

一方向クラッチ

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JPH09177840A
JPH09177840A JP7352014A JP35201495A JPH09177840A JP H09177840 A JPH09177840 A JP H09177840A JP 7352014 A JP7352014 A JP 7352014A JP 35201495 A JP35201495 A JP 35201495A JP H09177840 A JPH09177840 A JP H09177840A
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聡史 藤原
Tomomasa Kubo
智将 久保
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D2041/0603Sprag details

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方向クラッチは、スプラグが外輪や内輪と
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、スム−ズに動作せず空転時ホッピ
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。 【解決手段】 外輪1と内輪2との間にスプラグ5と保
持器3と該スプラグをロック方向に付勢するばね6とを
配置してなる一方向クラッチにおいて、スプラグ5に
は、外輪1の内周面に接するカム面5aと内輪2の外周
面に接するカム面5bと、側面に円柱状凸部5cとが形
成される。カム面5aと円柱状凸部5cとの曲率中心は
同一の中心に位置して回転するように形成される。カム
面5bの曲率中心位置はカム面5aと円柱状凸部5cの
曲率中心の近傍に位置している。スプラグ側面には、段
部5dが形成されガ−タスプリング6を係止させる。保
持器3にはスプラグ側面に設けた円柱状凸部5c嵌合す
る凹部3aを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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6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7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63−266
222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ホ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ホッピング発生時で
もその動作を安定させることが可能で保持器の設計自由
度が高く、スプラグをロック側に保持するのが容易なば
ねを備えた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、外輪と内輪との間に形成さ
れる環状空間に、スプラグと周方向一定間隔で該スプラ
グを保持する保持器と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、外周側に揺動時前記外輪の内周面に接す
るカム面と、内周側に前記内輪の外周面に接するカム面
と、側面に円柱状凸部若しくは凹部とが形成され、前記
外輪の内周面若しくは内輪の外周面に接するカム面と円
柱状凸部若しくは凹部とは、それぞれの曲率中心が同一
の中心に位置して回転するように形成され、この同一中
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
の曲率中心位置は、前記同一中心の近傍に位置して回転
するように形成され、前記スプラグ側面には、該スプラ
グがロックする方向に移動する側に空転する方向に移動
する側よりも高くした段部を形成すると共に、該段部に
は該スプラグをロックする方向に付勢するようにガ−タ
スプリングを係止させ、更に、前記保持器には前記スプ
ラグ側面に設けた円柱状凸部若しくは凹部と嵌合する凹
部若しくは凸部を形成してなることを特徴とする。
【0006】また、前記保持器は外輪と内輪との間の
環状空間を密封するエンドベアリングを兼用する保持器
とすることを特徴とする。
【0007】或いは、前記スプラグの外周側若しくは
内周側には空転時該外輪内周面若しくは内輪外周面と衝
突する突起を形成することを特徴とする。
【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
一方向クラッチの一部斜視図、図2はこの発明の一方向
クラッチの断面の一部を示す図である。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、周方向一定間隔に
スプラグ5が配置されこれらのスプラグは両側に配置さ
れる保持器3、3によって保持される。
【0009】前記スプラグ5には、外周側に揺動時外輪
1の内周面1aに接するカム面5aと、内周側に内輪2
の外周面2aに接するカム面5bと、側面に円柱状凸部
5cとが形成されている。この場合、外輪1の内周面1
aに接するカム面5aと保持器3の円柱状凸部5cと
は、それぞれカム面5aの曲率半径がro 及び円柱状凸
部5cの曲率半径がrp であってこれらの曲率中心が、
該スプラグ5の揺動時、いずれも同一の中心Oo に位置
して回転するように形成され、且つ、内輪2の外周面2
aに接するカム面5bは、その曲率半径がri であって
その曲率中心Oiが、前記中心Oo の近傍に位置して回
転するように形成されている。
【0010】また、前記スプラグ5には両側には、該ス
プラグがロックする方向に移動する側に空転する方向に
移動する側よりも高くした段部5d、5dが形成されて
いる。そして該段部5d、5dにはガ−タスプリング
6、6を係止させ、該スプラグ5をロックする方向に付
勢してある。
【0011】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がホッピングした
り、動きが不安定になることはない。
【0012】なお、円柱状凸部5cの曲率半径rp と他
方のカム面5bの曲率半径ri とを、スプラグ5の揺動
時に同一中心Oo に位置して回転するように形成し、且
つ一方のカム面5aの曲率中心を前記同一中心Oo 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。
【0013】図3は、図2のA−A矢視断面図である。
前記保持器3、3にはスプラグ5の側面に設けた円柱状
凸部5c,5cを緩く嵌合するための凹部3a,3aが
設けられている。そして該保持器3,3の外側には図示
しないエンドベアリング等を配置して環状空間4を密封
保持するが、該保持器3,3自身をエンドベアリング兼
用の保持器としてもよい。このようにスプラグ5には円
柱状凸部5cを形成し、保持器3には該円柱状凸部5c
を嵌合させる凹部3aを形成すると、スプラグ5は冷間
鍛造等により、また保持器は合成樹脂の場合射出成形等
によりいずれも加工が極めて容易であるため安価に製造
することができる。尚、図4に示すように、スプラグ5
には凹部5e,5eを形成し、保持器3,3には円柱状
凸部3b,3bを形成してこれらを緩く嵌合するように
してもよい。
【0014】図5は、この発明の一方向クラッチの変形
例の断面の一部を示す図である。この実施例では前記ス
プラグ5の外周側には空転時該スプラグ5が少し回転し
たとき外輪内周面1aと衝突する突起5fを形成してあ
る。この突起5f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ホ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5fは空転時内輪外周面2aと衝突するよう該スプラ
グ5の内側に設けてもよい。
【0015】
【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、空転時のホッピング
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、保持器の設計の
自由度が高くなり、スプラグを付勢するばねにはスプラ
グを安定させるための設計上の工夫を要しないためコス
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】この発明の一方向クラッチの一部斜視図であ
る。
【図2】この発明の一方向クラッチの断面の一部を示す
図である。
【図3】図2のA−A矢視断面図である。
【図4】図2のA−A矢視断面図であってスプラグに凹
部を形成し、保持器に餓鬼凹部に嵌合する円柱状凸部を
形成した実施例を示す図である。
【図5】この発明の一方向クラッチの変形例の断面の一
部を示す図である。
【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2つ用いる場合の例図である。
【図7】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(外周側) 5b カム面(内周側) 5c 円柱状凸部 5d 段部 5e 凹部 5f 突起 6 ガ−タスプリング

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外輪と内輪との間に形成される環状空間
    に、スプラグと周方向一定間隔で該スプラグを保持する
    保持器と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、外周側に揺動時前記外輪の内周面に
    接するカム面と、内周側に前記内輪の外周面に接するカ
    ム面と、側面に円柱状凸部若しくは凹部とが形成され、
    前記外輪の内周面若しくは内輪の外周面に接するカム面
    と円柱状凸部若しくは凹部とは、それぞれの曲率中心が
    同一の中心に位置して回転するように形成され、 この同一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は、前記同一中心の近傍に位
    置して回転するように形成され、 前記スプラグ側面には、該スプラグがロックする方向に
    移動する側に空転する方向に移動する側よりも高くした
    段部を形成すると共に、該段部には該スプラグをロック
    する方向に付勢するようにガ−タスプリングを係止さ
    せ、 更に、前記保持器には前記スプラグ側面に設けた円柱状
    凸部若しくは凹部と嵌合する凹部若しくは凸部を形成し
    てなることを特徴とする一方向クラッチ。
  2. 【請求項2】 保持器は外輪と内輪との間の環状空間を
    密封するエンドベアリングを兼用する保持器とすること
    を特徴とする請求項1に記載の一方向クラッチ。
  3. 【請求項3】 スプラグの外周側若しくは内周側には空
    転時該外輪内周面若しくは内輪外周面と衝突する突起を
    形成する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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