WO2016035781A1 - スプラグ型一方向クラッチのリボンスプリングおよびスプラグ型一方向クラッチ - Google Patents

スプラグ型一方向クラッチのリボンスプリングおよびスプラグ型一方向クラッチ Download PDF

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way clutch
tongue piece
ribbon spring
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理之 冨加見
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Ntn株式会社
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    • F16D41/07—Freewheels 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
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Definitions

  • the present invention relates to a ribbon spring of a sprag type one-way clutch used for a torque converter of an automobile and the like, and a sprag type one-way clutch using the ribbon spring.
  • the ribbon spring is formed by punching a plurality of pockets at intervals in the length direction of an elongated strip-shaped plate portion made of a thin metal plate, and providing a tongue piece portion in each of the pillar portions formed between adjacent pockets. ing.
  • a sprag is inserted into each of a plurality of pockets, and then folded into a circular shape so that both end portions overlap each other, and is assembled between the outer cage and the inner cage.
  • the outer ring side cam surface and the inner ring side cam surface provided at both ends thereof are given moments in the direction in which they are in contact with the outer ring inner diameter surface and the inner ring outer diameter surface.
  • the outer ring side cam surface and the inner ring side cam surface are engaged with or released from the outer ring inner diameter surface and the inner ring outer diameter surface by tilting the sprag in the circumferential direction. Are combined and released.
  • the sprag is tilted, it slides at the contact portion between the tongue portion of the ribbon spring and the sprag, and if the friction coefficient at the contact portion is large, smooth slidability cannot be obtained.
  • the above-mentioned problem occurs when the speed at the time of switching from the locked state where the sprag is coupled to the outer ring and the inner ring to the idle state where the coupling is released is high.
  • the sprag cannot be given a moment in the direction of contact with the outer / inner ring, and the sprag is delayed from the other sprags when switching from the released state to the engaged state.
  • the sprags engage with the outer ring and the inner ring with high surface pressure, and abnormal wear occurs at the engaging portion, resulting in separation.
  • An object of the present invention is to obtain smooth slidability at the contact portion between the tongue piece and the sprag.
  • the ribbon spring in the sprag type one-way clutch according to the present invention is a kind of shearing process in which a plurality of pockets are spaced apart in the length direction of an elongated strip-shaped plate portion made of a thin metal plate.
  • a tongue piece projecting into the pocket is provided on one side in the circumferential direction of the column portion formed between adjacent pockets, and the belt-like plate portion is bent into a circle to be incorporated between the outer ring and the inner ring.
  • a ribbon spring in a slag type one-way clutch that urges a sprag inserted into each of the pockets in the engaging direction at the tongue piece portion, and is formed on a cut surface of the sheared tip of the tongue piece portion.
  • the belt-shaped plate portion is bent so that the drooping is on the outer diameter side, and the drooping member is brought into contact with the sprags.
  • the ribbon spring according to the present invention is adopted as the ribbon spring.
  • the tongue piece is formed simultaneously with the punching of the pocket, so that the cut surface at the tip of the tongue piece has an arcuate cross section, shear surface and fracture surface. Will be. Therefore, the belt-shaped plate portion is bent into a circular shape so that no one is on the outer diameter side, and the sprag is inserted into the pocket, so that the person touches the side surface of the sprag and urges the sprag in the engaging direction. Smooth slidability can be ensured at the contact portion between the one portion and the sprag.
  • the tongue piece portion by providing the tongue piece with a V-shaped bent portion that protrudes toward the inner diameter side in the circular bent state of the belt-like plate portion, the tongue piece portion starts from the bent portion by contact with the tilting sprag. Can be smoothly bent toward the inner diameter side, and the effect of preventing damage to the tongue piece can be obtained.
  • the tip of the tongue piece with an inclined portion that is inclined toward the inner diameter side when the belt-like plate portion is bent in a circular shape, the tongue piece portion is inclined toward the inner diameter side when the sprag is engaged. Therefore, when the sprag is tilted to release the engagement, the sprag does not bite the tongue piece, and the tongue piece can be smoothly bent toward the inner diameter side. Smoother slidability can be secured at the contact portion.
  • the belt-like plate portion can be easily bent into a circle.
  • the belt-like plate portion is bent so that the one formed on the cut surface of the sheared tip of the tongue piece portion is on the outer diameter side, and the one is brought into contact with the sprag. Therefore, smooth slidability can be obtained at the contact portion between the tongue piece portion and the sprag, and the effect of preventing damage to the tongue piece portion can be obtained, and the sprag can function reliably.
  • Front view showing a part of a sprag type one-way clutch according to the present invention 1 is a longitudinal sectional view of the one-way clutch shown in FIG. Sectional view along line III-III in FIG. Sectional view along line IV-IV in FIG. Sectional drawing which expands and shows a part of FIG.
  • the figure which expands and shows the contact part of a sprag and a tongue piece part shown in FIG. Sectional view showing disengagement state of sprag The figure which expands and shows the contact part of a sprag and a tongue piece part shown in FIG.
  • the sprag type one-way clutch has an outer ring 10 and an inner ring 20 incorporated inside the outer ring 10, and a plurality of sprags 30 are incorporated between the outer ring 10 and the inner ring 20. Further, an outer retainer 40 and an inner retainer 41 that hold the sprag 30 are incorporated between the outer ring 10 and the inner ring 20, and a ribbon spring 50 is incorporated between the outer retainer 40 and the inner retainer 41.
  • the inner surface 11 of the outer ring 10 and the outer surface 21 of the inner ring 20 are cylindrical surfaces.
  • the sprag 30 is an eyebrow shape, and an outer ring side cam surface 31 engaged with and disengaged from the outer ring inner diameter surface 11 is provided at one end, and an inner ring side cam surface 32 engaged and disengaged from the inner ring outer diameter surface 21 is provided at the other end. It has been.
  • a plurality of pockets 42, 43 are formed at equal intervals in the circumferential direction, and the sprags 30 are inserted in the pockets 42, 43 opposed in the radial direction. .
  • the ribbon spring 50 has a belt-like plate portion 51 made of a thin metal plate such as stainless steel.
  • pockets 52 into which the sprags 30 are inserted are provided at equal intervals in the length direction by punching, which is a kind of shearing process.
  • a tongue piece 54 that projects into the pocket 52 is simultaneously formed on one side in the circumferential direction of each column portion 53 formed between the adjacent pockets 52.
  • Each of the plurality of tongue pieces 54 is provided with a V-shaped bent portion 55 projecting in the punching direction of the tongue piece portion 54, and directed to the same side as the bent portion 55 at the tip of the bent portion 55.
  • An inclined portion 56 that is inclined is provided.
  • each of the side portions of the plurality of pockets 52 is provided with a V-shaped bent portion 57 in the same direction as the bent portion 55 on the same line as the bent portion 55 of the tongue piece portion 54, as shown in FIG. Further, the top portions 55a and 57a of the bent portions 55 and 57 are rounded.
  • the tongue piece portion 54 is formed by punching, an arcuate cross section 58, a shear surface 59, and a fracture surface 60 are formed on the cut surface at the tip as shown in FIG.
  • the ribbon spring 50 is assembled between the outer retainer 40 and the inner retainer 41 by inserting the sprags 30 into each of the plurality of pockets 52 and then bending it into a circular shape so that both ends thereof overlap.
  • the droop 58 formed on the cut surface of the sheared tip of the tongue piece portion 54 is the outer diameter side, and the bent portions 55 and 57 are the inner diameter side. And is assembled between the outer retainer 40 and the inner retainer 41. As a result, the tongue 58 of the tongue piece 54 comes into elastic contact with the central constriction 33 on one side of the sprag 30, and the inclined portion 56 at the tip of the tongue piece 54 is inclined toward the inner diameter side.
  • the sprag type one-way clutch shown in the embodiment has the above-described structure, and FIGS. 2 and 5 show that the outer ring side cam surface 31 and the inner ring side cam surface 32 of the sprag 30 are formed by the elasticity of the tongue piece 54 of the ribbon spring 50. The state which is contacting the 10 inner diameter surfaces 11 and the outer diameter surface 21 of the inner ring
  • the sprag 30 tilts.
  • the sprag 30 is tilted in the circumferential direction so that the inner ring side cam surface 32 is positioned on the leading side in the rotational direction from the outer ring side cam surface 31, and the engagement with the outer ring 10 and the inner ring 20 is released, and the inner ring 20 rotates freely. To do.
  • a chain line A in FIG. 8 shows a state before the tongue piece portion 54 is elastically deformed
  • a solid line B shows a state after the tongue piece portion 54 is elastically deformed.
  • the tongue piece 54 is provided with a V-shaped bent portion 55 having a roundness 55 a at the top, and an inclined portion 56 that is inclined toward the inner diameter side is provided at the distal end side of the bent portion 55.
  • the tongue piece 54 can be smoothly bent toward the inner diameter side, and the tongue piece 54 and the sprag 30 can be slid more smoothly at the contact portion.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

　スプラグ型一方向クラッチのスプラグを係合方向に付勢する舌片部とスプラグの接触部で円滑な摺動性が得られるようにする。金属薄板からなる細長い帯状板部（５１）の長さ方向に間隔をおいて複数のポケット（５２）を剪断加工の一種である打抜きにより形成すると共に、隣接するポケット（５２）間に形成される柱部（５３）の周方向一側にポケット（５２）内に張り出す舌片部（５４）を設け、帯状板部（５１）を円形に折り曲げて外輪（１０）と内輪（２０）間への組み込みとし、ポケット（５２）内のそれぞれに挿入されるスプラグ（３０）を舌片部（５４）で係合方向に付勢する。舌片部（５４）の剪断加工された先端の切口面に形成されるだれ（５８）が外径側となるようにして帯状板部（５１）を折り曲げて、そのだれ（５８）をスプラグ（３０）に接触させて摺動性の向上を図る。

Description

スプラグ型一方向クラッチのリボンスプリングおよびスプラグ型一方向クラッチ
　この発明は、自動車のトルクコンバータ等に使用されるスプラグ型一方向クラッチのリボンスプリングおよびそのリボンスプリングを用いたスプラグ型一方向クラッチに関する。
　この種のスプラグ型一方向クラッチは、例えば、下記特許文献１乃至３に記載されているように、外輪と内輪間に複数のスプラグを組み込み、そのスプラグを外・内輪間に組み込まれた外側保持器および内側保持器で保持し、その両保持器間に組み込まれたリボンスプリングにより複数のスプラグのそれぞれを両端に設けられた外輪側カム面および内輪側カム面が外輪内径面および内輪外径面に接する方向に向けて付勢している。
　ここで、リボンスプリングは、金属薄板からなる細長い帯状板部の長さ方向に間隔をおいて複数のポケットを打抜くと共に、隣接するポケット間に形成された柱部のそれぞれに舌片部を設けている。このリボンスプリングにおいては、複数のポケットのそれぞれにスプラグを挿入した後、両端部が重なるよう円形に折り曲げて外側保持器と内側保持器間への組込みとしており、その組み込み状態で舌片部によりスプラグを、その両端部に設けられた外輪側カム面および内輪側カム面が外輪内径面および内輪外径面に接する方向のモーメントを付与している。
特開昭６３－２５９２２５号公報 特開２００４－６８８３２号公報 特開２００８－１０６８３４号公報
　ところで、上記スプラグ型一方向クラッチにおいては、スプラグの周方向への傾動により外輪側カム面および内輪側カム面を外輪内径面および内輪外径面に係合させ、あるいは、解除させて外輪と内輪を結合および解除としている。そのスプラグの傾動時、リボンスプリングの舌片部とスプラグの接触部で摺動し、その接触部での摩擦係数が大きい場合、円滑な摺動性を得ることができず、上記舌片部が周方向に挟まれて損傷し、ときには、破損する可能性が生じる。特に、スプラグが外輪と内輪に結合するロック状態から結合を解除する空転状態に切り換わる際の速度が速い場合に上記不具合が生じる可能性が高い。
　ここで、舌片部が損傷すると、スプラグに外・内輪に接触する方向のモーメントを付与することができず、解除状態から係合状態に切り換わる際、他のスプラグよりも当該スプラグが遅れて係合して負荷を受ける状態となり、他のスプラグが高面圧で外、内輪に係合し、その係合部で異常摩耗が発生し、剥離が生じる可能性がある。
　また、舌片部が破損した場合、破損した舌片部をスプラグが噛み込んで係合解除することができない状態が発生する可能性がある。
　この発明の課題は、舌片部とスプラグの接触部で円滑な摺動性が得られるようにすることである。
　上記の課題を解決するため、この発明に係るスプラグ型一方向クラッチにおけるリボンスプリングにおいては、金属薄板からなる細長い帯状板部の長さ方向に間隔をおいて複数のポケットを剪断加工の一種である打抜きにより形成すると共に、隣接するポケット間に形成される柱部の周方向一側にポケット内に張り出す舌片部を設け、前記帯状板部を円形に折り曲げて外輪と内輪間への組み込みとし、前記ポケット内のそれぞれに挿入されるスプラグを前記舌片部で係合方向に付勢するスラグ型一方向クラッチにおけるリボンスプリングにおいて、前記舌片部の剪断加工された先端の切口面に形成されるだれが外径側となるようにして前記帯状板部を折り曲げて、そのだれをスプラグに接触させる構成を採用したのである。
　また、この発明に係るスプラグ型一方向クラッチにおいては、外輪と、内輪と、その外・内輪間に組み込まれた複数のスプラグと、そのスプラグを保持する保持器と、前記複数のスプラグのそれぞれを係合方向に付勢するリボンスプリングとからなるスプラグ型一方向クラッチにおいて、前記リボンスプリングとして、この発明に係る上記のリボンスプリングを採用した構成としたのである。
　一般的に、金属板を剪断加工の一種である打抜き加工を施すと、その切口面に弧状のだれが形成され、そのだれに続いて剪断面および破断面が形成される。このため、この発明に係るリボンスプリングのように、ポケットの打抜きと同時に舌片部を形成することにより、舌片部の先端の切口面には、断面弧状のだれ、剪断面および破断面が形成されることになる。そこで、だれが外径側となるようにして帯状板部を円形に折り曲げて、ポケットにスプラグを挿入することにより、だれがスプラグの側面に接触してスプラグを係合方向に付勢し、舌片部とスプラグの接触部で円滑な摺動性を確保することができる。
　ここで、舌片部に、帯状板部の円形の折曲げ状態で内径側に突出するＶ字形の屈曲部を設けておくことにより、傾動するスプラグとの接触によって屈曲部を起点に舌片部を内径側にスムーズに撓ませることができ、舌片部の損傷防止に効果を挙げることができる。
　また、舌片部の先端部に、帯状板部の円形の折曲げ状態で内径側に向けて傾斜する傾斜部を設けることにより、スプラグの係合状態で舌片部は内径側に向けて傾斜する状態とされるため、スプラグの係合解除への傾動時に、スプラグが舌片部を噛み込むということがなく、舌片部を内径側にスムーズに撓ませることができ、舌片部とスプラグの接触部でより円滑な摺動性を確保することができる。
　さらに、複数のポケットの両側辺部のそれぞれに上記舌片部の屈曲部と同方向に折れ曲がる屈曲部を設けることによって、帯状板部を円形に容易に折り曲げることができる。
　この発明においては、上記のように、舌片部の剪断加工された先端の切口面に形成されるだれが外径側となるように帯状板部を折り曲げて、そのだれをスプラグに接触させるようにしたので、舌片部とスプラグの接触部で円滑な摺動性を得ることができ、舌片部の損傷防止に効果を挙げることができると共に、スプラグを確実に機能させることができる。
この発明に係るスプラグ型一方向クラッチの一部分を示す正面図 図１に示す一方向クラッチの縦断面図 図２のIII－III線に沿った断面図 図２のIV－IV線に沿った断面図 図２の一部を拡大して示す断面図 図５に示すスプラグと舌片部の接触部を拡大して示す図 スプラグの係合解除状態を示す断面図 図７に示すスプラグと舌片部の接触部を拡大して示す図
　以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、スプラグ型一方向クラッチは、外輪１０およびその内側に組み込まれた内輪２０を有し、その外輪１０と内輪２０間に複数のスプラグ３０が組み込まれている。また、外輪１０と内輪２０間にはスプラグ３０を保持する外側保持器４０および内側保持器４１が組み込まれ、その外側保持器４０と内側保持器４１間にリボンスプリング５０が組み込まれている。
　外輪１０の内径面１１および内輪２０の外径面２１は円筒面とされている。スプラグ３０はまゆ型とされ、一端には外輪内径面１１に係脱される外輪側カム面３１が設けられ、他端には内輪外径面２１に係脱される内輪側カム面３２が設けられている。
　外側保持器４０および内側保持器４１のそれぞれには、複数のポケット４２、４３が周方向に等間隔に形成され、径方向で対向するポケット４２、４３内のそれぞれにスプラグ３０が挿入されている。
　図２乃至図４に示すように、リボンスプリング５０は、ステンレス鋼等の金属薄板からなる帯状板部５１を有している。帯状板部５１にはスプラグ３０が挿入されるポケット５２が剪断加工の一種である打抜きによって長さ方向に等間隔に設けられている。また、隣接するポケット５２間に形成されるそれぞれの柱部５３の周方向一側にポケット５２内に張り出す舌片部５４が同時に形成されている。
　複数の舌片部５４のそれぞれには、その舌片部５４の打ち抜き方向に向けて突出するＶ字形の屈曲部５５が設けられ、その屈曲部５５の先端部に屈曲部５５と同一側に向けて傾斜する傾斜部５６が設けられている。一方、複数のポケット５２の両側辺部のそれぞれにも、舌片部５４の屈曲部５５と同一線上に屈曲部５５と同じ向きでもってＶ字形の屈曲部５７が設けられ、図７に示すように、それぞれの屈曲部５５、５７の頂部５５ａ、５７ａに丸みが設けられている。
　ここで、舌片部５４は打抜きによって形成されたものであるため、先端の切口面には、図６に示すように、断面弧状のだれ５８、剪断面５９および破断面６０が形成される。
　リボンスプリング５０は、複数のポケット５２のそれぞれにスプラグ３０を挿入した後、両端部が重なるよう円形に折り曲げて外側保持器４０と内側保持器４１間への組込みとされる。
　このとき、リボンスプリング５０は、図５および図６に示すように、舌片部５４の剪断加工された先端の切口面に形成されただれ５８が外径側となり、屈曲部５５、５７が内径側となる折り曲げとされて外側保持器４０と内側保持器４１間への組込みとされる。その組み込みよって舌片部５４のだれ５８がスプラグ３０の一側面における中央のくびれ部３３に弾性接触し、舌片部５４の先端の傾斜部５６が内径側に向けて傾斜する状態とされる。
　また、上記のようなリボンスプリング５０の組込みにより、舌片部５４によってスプラグ３０に一方向へのモーメントが付与され、外輪側カム面３１および内輪側カム面３２が外輪内径面１１および内輪外径面２１に接する状態とされる。
　実施の形態で示すスプラグ型一方向クラッチは上記の構造からなり、図２および図５はリボンスプリング５０の舌片部５４の弾性によってスプラグ３０の外輪側カム面３１および内輪側カム面３２が外輪１０の内径面１１および内輪２０の外径面２１に接触している状態を示す。
　上記の状態から外輪１０および内輪２０が図５の矢印で示す方向に相対回転すると、外輪側カム面３１に対する外輪１０の内径面１１の接触および内輪側カム面３２に対する内輪２０の外径面２１の接触によりスプラグ３０に起立する方向のモーメントが付与され、外輪側カム面３１が外輪１０の内径面１１に係合すると共に、内輪側カム面３２が内輪２０の外径面２１に係合し、外輪１０と内輪２０が結合状態とされる。
　このとき、内輪２０が駆動側であると、内輪２０の回転は外輪１０に伝達され、外輪１０が内輪２０と同方向に回転する。
　また、内輪２０が図５の矢印で示す方向と反対の方向に回転すると、スプラグ３０が傾動する。このとき、スプラグ３０は内輪側カム面３２が外輪側カム面３１より回転方向の先行側に位置するよう周方向に傾動して外輪１０および内輪２０に対する係合が解除し、内輪２０がフリー回転する。
　ここで、スプラグ３０が係合解除する方向への傾動時、リボンスプリング５０に設けられた舌片部５４が傾動するスプラグ３０の側面との接触により押し込まれて内径方向に弾性変形する。図８の鎖線Ａは舌片部５４の弾性変形前の状態を示し、実線Ｂは舌片部５４の弾性変形後の状態を示す。その舌片部５４の弾性変形時、舌片部５４とスプラグ３０の接触部で摺動し、その接触部での摩擦係数が大きい場合、円滑な摺動性を得ることができず、上記舌片部が周方向に挟まれて損傷し、ときには、破損する可能性が生じる。
　しかし、実施の形態では、舌片部５４の先端の切口面に形成された断面弧状のだれ５８をスプラグ３０に接触させるようにしているため、舌片部５４とスプラグ３０の接触部での摩擦係数は極めて小さく、舌片部５４とスプラグ３０は接触部で円滑に摺動し、舌片部５４が損傷するという不都合の発生はない。
　図５に示すように、舌片部５４に、頂部に丸み５５ａを有するＶ字形の屈曲部５５を設け、その屈曲部５５の先端側に内径側に傾斜する傾斜部５６を設けておくと、スプラグ３０の周方向への傾動時、舌片部５４を内径側にスムーズに撓ませることができ、舌片部５４とスプラグ３０を接触部でより円滑に摺動させることができる。
１０　外輪
１１　内径面
２０　内輪
２１　外径面
３０　スプラグ
３１　外輪側カム面
３２　内輪側カム面
４０　外側保持器
４１　内側保持器
５０　リボンスプリング
５１　帯状板部
５２　ポケット
５３　柱部
５４　舌片部
５５　屈曲部
５５ａ　頂部
５６　傾斜部
５７　屈曲部
５７ａ　頂部
５８　だれ

Claims (5)

  1. 　金属薄板からなる細長い帯状板部（５１）の長さ方向に間隔をおいて複数のポケット（５２）を剪断加工の一種である打抜きにより形成すると共に、隣接するポケット（５２）間に形成される柱部（５３）の周方向一側にポケット（５２）内に張り出す舌片部（５４）を設け、前記帯状板部（５１）を円形に折り曲げて外輪（１０）と内輪（２０）間への組み込みとし、前記ポケット（５２）内のそれぞれに挿入されるスプラグ（３０）を前記舌片部（５４）で係合方向に付勢するスラグ型一方向クラッチにおけるリボンスプリングにおいて、
    　前記舌片部（５４）の剪断加工された先端の切口面に形成されるだれ（５８）が外径側となるようにして前記帯状板部（５１）を折り曲げて、そのだれ（５８）をスプラグ（３０）に接触させることを特徴とするスプラグ型一方向クラッチのリボンスプリング。
  2. 　前記舌片部（５４）が、前記帯状板部（５１）の円形の折曲げ状態で内径側に突出するＶ字形の屈曲部（５５）を長さ方向の中央部に有してなる請求項１に記載のスプラグ型一方向クラッチのリボンスプリング。
  3. 　前記舌片部（５４）の先端部に、前記帯状板部（５１）の円形の折曲げ状態で内径側に向けて傾斜する傾斜部（５６）を設けた請求項１又は２に記載のスプラグ型一方向クラッチのリボンスプリング。
  4. 　前記複数のポケット（５２）の両側辺部のそれぞれに前記舌片部（５４）の屈曲部（５５）と同方向に折れ曲がる屈曲部（５７）を設けた請求項２又は３に記載のスプラグ型一方向クラッチのリボンスプリング。
  5. 　外輪（１０）と、内輪（２０）と、その外・内輪（１０、２０）間に組み込まれた複数のスプラグ（３０）と、そのスプラグ（３０）を保持する保持器（４０、４１）と、前記複数のスプラグ（３０）のそれぞれを係合方向に付勢するリボンスプリング（５０）とからなるスプラグ型一方向クラッチにおいて、
    　前記リボンスプリング（５０）が請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリボンスプリングからなることを特徴とするスプラグ型一方向クラッチ。
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