(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に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、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向し且つ該壁面と同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時同一の第１中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第１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が、前記第１中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に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、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向し且つこれらの壁面とはそれぞれ同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時、同一の第２中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第２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が前記第２中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
スプラグの外側若しくは内側に設けたカム面近傍に、該スプラグが空転する際外輪内周面若しくは内輪外周面と衝突する突起を形成した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。
【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５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６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６３−２６６２２２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ポ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ポ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やリボンスプリングの設計の自由度も高い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、請求項１に記載の発明は、外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に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、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向し且つ該壁面と同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時同一の第１中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第１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が、前記第１中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、外輪と内輪との間に形成される環状空間に周方向一定間隔に配置されるスプラグと、周方向一定間隔に形成されたポケットに該スプラグを保持する保持器と、周方向一定間隔に形成されたスプラグ挿入孔に該スプラグを保持すると共に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、
前記スプラグには前記外輪の内周面に接するカム面と、前記内輪の外周面に接するカム面と、前記保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向し且つこれらの壁面とはそれぞれ同心円であって前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面の曲率半径より小さい曲率半径とする凸部とが形成され、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に接するカム面と保持器のポケットの前後の壁面と一定の隙間をおいて対向する凸部とは、それぞれこれらの曲率中心が、該スプラグの揺動時、同一の第２中心に位置して回転するように形成され、更に、前記第２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が前記第２中心の近傍に位置して回転するように形成されていることを特徴とする。
【０００７】
更に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記スプラグの外側若しくは内側に設けたカム面近傍に、該スプラグが空転する際外輪内周面若しくは内輪外周面と衝突する突起を形成したことを特徴とする。
【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はこの発明の第１の実施の形態の一方向クラッチの断面の一部を示す図、図２（Ａ）はこの発明の第１の実施の形態の一方向クラッチで用られるスプラグの側面図、図２（Ｂ）はその正面図である。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（ピッチ）で形成されたポケット３ｐにスプラグ５を保持する保持器３と、該スプラグ５をロック方向に付勢するばね６とが配置されている。この場合、ばね６にもスプラグ５を挿入保持する挿入孔６Ｐが設けてある。図１では、ばね６は保持器３の外周面に沿ってに装着されている。
【０００９】
前記スプラグ５には揺動時外輪１の内周面１ａに接するカム面５ａと、内輪２の外周面２ａに接するカム面５ｂと、保持器３のポケット３Ｐの壁面３Ｐ1 と一定の隙間７をおいて対向した凸部５ｃとが形勢され、この凸部５ｃと保持記３のポケット３Ｐの壁面３Ｐ1 とは同心円に形成されている。この場合、内輪２の外周面２ａに接するカム面５ｂと保持器３のポケット３Ｐの壁面３Ｐ1 と一定の隙間７をおいて対向する凸部５ｃとは、それぞれカム面５ｂの曲率半径をｒi 及び凸部５ｃの曲率半径をｒr とした場合、曲率半径ｒr が曲率半径ｒi よりも小さくなるようにしてある。そしてこれらの曲率中心は、該スプラグ５の揺動時、いずれも同一の第１中心Ｏi に位置して回転するように形成され、且つ外輪１の内周面１ａに接するカム面５ａは、その曲率半径がｒo であってその曲率中心Ｏo が、前記第１中心Ｏi の近傍に位置して回転するように形成されている。
また、前記保持器３の外周面に沿うように配置された前記ばね６は、該ばね６のスプラグ挿入孔６Ｐの片側に設けた舌片６ａでスプラグ５をロックする方向に付勢してある。
【００１０】
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がポッピングしたり、動きが不安定になることはない。
【００１１】
なお、凸部５ｃの曲率半径ｒr を他方のカム面５ａの曲率半径ｒo より小さくして、これらの曲率中心をスプラグ５の揺動時に同一の第１中心Ｏi に位置して回転するよう形成し、且つ一方のカム面５ｂの曲率中心を前記第１中心Ｏi の近傍に位置して回転するよう形成しても、上記効果と同様の効果が得られる。
【００１２】
図３は、この発明の一方向クラッチの第２の実施の形態の断面の一部を示す図である。この実施例において、スプラグ５には外輪１の内周面１ａに接するカム面５ａと、内輪２の外周面２ａに接するカム面５ｂと、保持器３のポケット３Ｐの前後の壁面３Ｐ1 ，３Ｐ2 と一定の隙間７，８をおいて対向した凸部５ｃ，５ｄが形成され、この凸部５ｃと前記壁面３Ｐ1 及び凸部５ｄと前記壁面３Ｐ2 とはそれぞれ同心円に形成されている。この場合、前記内輪２の外周面２ａに接する前記カム面５ｂの曲率半径はｒi とし、前記凸部５ｃ及び５ｄの曲率半径はｒr1及びｒr2としてあり、曲率半径ｒr1及びｒr2が曲率半径ｒi よりも小さくなるようにしてある。また、これらの曲率中心は、該スプラグ５の揺動時、同一の第２中心Ｏi ’に位置して回転するように形成されている。そして、前記外輪１の内周面１ａに接するカム面５ａは、その曲率半径がｒo であってその中心Ｏo ’が前記第２中心Ｏi ’の近傍に位置して回転するように形成されている。
尚、図３に示すこの発明の一方向クラッチの第２の実施の形態において、ばね６は保持器３の内周面に沿うように配置され、該ばね６のスプラグ挿入孔６Ｐの片側に設けた舌片６ａでスプラグ５をロックする方向に付勢してある。
【００１３】
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がポッピングしたり、動きが不安定になることがない。
【００１４】
なお、突部５ｃ及び５ｄの曲率半径ｒr1，ｒr2を、他方のカム面５ｂの曲率半径ｒo より小さくして、これら３つの曲率中心をスプラグ５の揺動時に同一の第２中心Ｏi ’に位置して回転するように形成し、且つ一方のカム面５ｂの曲率中心を前記第２中心Ｏi ’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。
【００１５】
図４は、この発明の一方向クラッチの第３の実施の形態の断面の一部を示す図である。この実施例は、図３に示す第２の実施の形態のスプラグ５と基本的には同様であるが、更に、該スプラグ５を保持する保持器３のポケット３Ｐの前の壁面３Ｐ1 と一定の隙間７をおいて対向する凸部５ｃの外周側に空転時外輪１の内周面１ａと衝突する突起５ｅが形成されている。この突起５ｅ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ポ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５ｅは内側、即ち、ポケット３Ｐの後の壁面３Ｐ2 と一定の隙間８をおいて対向する凸部５ｄの内周側に設けてもよい。また、該突起５ｅは、図１及び図２に示すスプラグ５の外側或いは内側に設けることもできる。
【００１６】
【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、空転時のポ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、保持器やばねの設計の自由度が高くなるので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】この発明の第１の実施の形態の一方向クラッチの断面の一部を示す図である。
【図２】図２（Ａ）はこの発明の第１の実施の形態の一方向クラッチで用られるスプラグの側面図、図２（Ｂ）はその正面図である。
【図３】この発明の一方向クラッチの第２の実施の形態の断面の一部を示す図である。
【図４】この発明の一方向クラッチの第３の実施の形態の断面の一部を示す図である。
【図５】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（外輪側）
５ｂ  カム面（内輪側）
５ｃ  カム凸部
５ｄ  カム凸部
５ｅ  突起
６  ばね
【図１】
0003617713.tif 000002
【図２】
0003617713.tif 000003
【図３】
0003617713.tif 000004
【図４】
0003617713.tif 000005
【図５】
0003617713.tif 000006
【図６】
0003617713.tif 000007