(57)【要約】【課題】スキューを防止でき、かつ、応力集中を緩和して、負荷容量および耐久性を増大できるスプラグおよび一方向クラッチを提供すること。【解決手段】スプラグ３の外カム面３１にクラウニングが設けられていなくて、外カム面３１の軸方向の両端部３１ａ，３１ａが外輪１の軌道面１１に接している。スプラグ３が軸方向に傾いてスキューしようとしても、外輪１の内周面である凹面である軌道面１１に、外カム面３１の軸方向の両端部３１ａ，３１ａが干渉して、スキューが防止される。スプラグ３の内カム面３２には、内輪２の外周面である凸面である軌道面２１に接するクラウニング３３が設けられていて、エッジロードを軽減して、応力集中を緩和している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪（２）の軌道面（２１）に接するクラウニング（３３）が設けられた内カム面（３２）と、
クラウニングが設けられていなくて、少なくとも軸方向の両端部（３１ａ，３１ａ）が外輪（１）の軌道面（１１）に接する外カム面（３１）と
を有する一方向クラッチのスプラグ。
【請求項２】
請求項１に記載の一方向クラッチのスプラグ（３）と、
上記外輪（１）と、
上記内輪（２）と、
上記スプラグ（３）を保持する保持器（４，５）と、
上記スプラグ（３）を一方向に付勢する付勢部材（６）と
を備えることを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一方向クラッチのスプラグおよび一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方向クラッチのスプラグとしては、特開平１１−１４１５７５号公報（特許文献１）に記載のものがある。この一方向クラッチのスプラグは、内輪に接する内カム面にクラウニング（軸方向中央部の膨らみ）を設け、外輪に接する外カム面にもクラウニングを設けて、エッジロードによる応力集中を緩和して、摩耗等を少なくして、負荷容量および耐久性を増大するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のスプラグでは、内輪に接する内カム面と外輪に接する外カム面との両方にクラウニングを設けているため、スキュー（skew）し易く、誤動作すると言う問題がある。
【０００５】
そこで、本発明者は、内カム面と外カム面との両方に、クラウニングを設けないで、内カム面と外カム面との両方を軸方向に平坦面にして、スキューを防止することを試みたが、そうすると、エッジロードによる応力集中が生じて、負荷容量および耐久性が低減することが分かった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、スキューを防止でき、かつ、応力集中を緩和して、負荷容量および耐久性を増大できる一方向クラッチのスプラグおよび一方向クラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の一方向クラッチのスプラグは、
内輪の軌道面に接するクラウニングが設けられた内カム面と、
クラウニングが設けられていなくて、少なくとも軸方向の両端部が外輪の軌道面に接する外カム面と
を有することを特徴としている。
【０００８】
上記構成の一方向クラッチのスプラグによれば、上記外カム面にクラウニングが設けられていなくて、外カム面の軸方向の両端部が外輪の軌道面に接するから、スプラグが軸方向に傾いてスキューしようとしても、外輪の内周面である凹面である軌道面に、外カム面の軸方向の両端部が干渉して、スキューが防止される。
【０００９】
一方、上記内カム面には、内輪の外周面である凸面である軌道面に接するクラウニングが設けられているから、エッジロードが軽減されて、応力集中が緩和されて、負荷容量および耐久性が増大する。特に、凸面である内輪の軌道面と凸面であるスプラグの内カム面とは、凸面と凸面との接触であるため、凹面である外輪の軌道面と凸面である外カム面との接触（凹面と凸面との接触）による応力集中よりも、応力集中が大きくなろうとするが、スプラグの内カム面にクラウニングを設けているから、エッジロードによる応力集中を緩和できる。
【００１０】
この発明の一方向クラッチは、
上記一方向クラッチのスプラグと、
上記外輪と、
上記内輪と、
上記スプラグを保持する保持器と、
上記スプラグを一方向に付勢する付勢部材と
を備えることを特徴としている。
【００１１】
上記構成の一方向クラッチは、上記スプラグを備えるから、スキューを防止でき、かつ、応力集中を緩和して、負荷容量および耐久性を増大できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、スキューを防止でき、かつ、応力集中を緩和して、負荷容量および耐久性を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の１実施形態の一方向クラッチの正面図である。
【図２】上記実施形態のスプラグの正面図である。
【図３】図１および２に示すスプラグのIII−III線断面図である。
【図４】上記スプラグの動作を説明する模式的な正面図である。
【図５】上記スプラグの動作を説明する模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、この実施形態の一方向クラッチは、外輪１と、内輪２と、スプラグ（係合子）３とを備えている。上記スプラグ３は、外輪１の内周面である軌道面１１と、内輪２の外周面である軌道面２１との間に配置している。上記スプラグ３は、外保持器４と内保持器５のポケット４１，５１に挿入して、付勢部材の一例としての板バネ６によって、スプラグ３を起立方向、つまり、係合方向に付勢している。
【００１６】
上記スプラグ３は、大略瓢箪形をしていて、ワンピース（継ぎ目の無い一体物）である。尤も、スプラグは、継ぎ目があるものであってもよい。
【００１７】
上記スプラグ３は、図１および２に示すように、外輪１の軌道面１１に接する外カム面３１と、内輪２の軌道面２１に接する内カム面３２とを有する。上記スプラグ３の軸方向断面、つまり、図１および２のIII−III線断面図である図３に示すように、上記スプラグ３の内カム面３２には、クラウニング（軸方向の中央の膨らみ）３３を設けている。図３では、クラウニング３３の大きさを誇張して示しているが、実際は、クラウニング３３は微小な膨らみである。このクラウニング３３は、例えば、次のように形成している。
【００１８】
すなわち、スプラグ３の中心を通る図３に示すような軸方向断面において、スプラグ３の内カム面３２の輪郭線と、内輪２の軌道面２１と内輪２の軸を通る平面との交線である内輪２の輪郭線とを無負荷状態で接触させたときに、上記スプラグ３の内カム面３２の輪郭線と、内輪２の輪郭線との間の隙間の大きさをＹ(x)とし、下記の弾性接触理論に基づいて、スプラグ３の内カム面３２と内輪２の軌道面２１との接触面同士の間に一様の応力を加えることのできるスプラグ３の内カム面３２の輪郭線と内輪２の輪郭線との間の隙間の大きさをＹp(x)としたときに、
Ｙ(x)＝kＹp(x)であり、
ここで、x はスプラグ３の軸方向の中心から無負荷状態で接触している両輪郭線の共通接線方向の距離であり、kは１.５〜１０の範囲の正の定数であり、かつ、
Ｙp(x)が
Ｙp(x)={(１−ν12 )／Ｅ1 ＋(１−ν22 )／Ｅ2 }Ｑd×log{１−(２x／la)2 }-1 ／(π・la)で示される対数曲線であるように、クラウニング３３の寸法を定めている。
【００１９】
但し、 Ｅ1 : スプラグ３のヤング率、 Ｅ2 : 内外輪２，１のヤング率（内輪２および外輪１は同じ鋼で作られている。）、 ν1 : スプラグ３のポアソン比、 ν2 : 内外輪２，１のポアソン比、Ｑd: スプラグ３の荷重、 la: スプラグ３の輪郭線有効長さ（図示しない面取り部分の寸法を除去した長さ）
である（このクラウニング３３の輪郭形状は、特開平１１−３０２３１号公報と同様の思想で定められている）。
【００２０】
尤も、クラウニング３３の輪郭形状は、これに限らず、楕円、円弧等であってもよく、また、例えば、特開平１１−１４１５７５号公報等に記載の輪郭形状であってもよい。
【００２１】
一方、上記スプラグ３の外カム面３１には、図３に示すように、クラウニングが設けられていなくて、軸方向断面が平坦になっていて、軸方向の両端部３１ａ，３１ａが外輪１の軌道面１１に接するようになっている。
【００２２】
上記構成の一方向クラッチにおいて、図１に示す内輪２と外輪１とがスプラグ３の起立する方向に相対回転すると、起立したスプラグ３によって、内輪２と外輪１とがロックされて、動力の伝達が行われる。一方、内輪２と外輪１とがスプラグ３の倒伏する方向に相対回転すると、スプラグ３が倒伏して、内輪２と外輪１とが相対的に遊転して、動力の伝達が遮断される。
【００２３】
今、何らかの理由で、スプラグ３が、図４に示す正常な状態から図５に示すようにスキューしようとしたとする。そうすると、図３に示すように、スプラグ３の外カム面３１にクラウニングが設けられていなくて、外カム面３１が軸方向に平坦であって、外カム面３１の軸方向の両端部３１ａ，３１ａが外輪１の軌道面１１に接しているから、図５に示すように、スプラグ３が軸方向に傾いてスキューしようとしても、外輪１の内周面である凹面である軌道面１１に、外カム面３１の軸方向の両端部３１ａ，３１ａが干渉して、スキューが防止される。
【００２４】
一方、上記スプラグ３の内カム面３２には、内輪２の外周面である凸面である軌道面２１に接するクラウニング３３が設けられているから、エッジロードが軽減されて、応力集中が緩和されて、負荷容量および耐久性が増大する。特に、凸面である内輪２の軌道面２１と凸面であるスプラグ３の内カム面３２とは、凸面と凸面との接触であるため、凹面である外輪１の軌道面１１と凸面であるスプラグ３の外カム面３１との凹面と凸面との接触による応力集中よりも、応力集中が大きくなろうとするが、スプラグ３の内カム面３２にクラウニング３３が設けられているから、エッジロードによる応力集中を緩和できる。スプラグ３ひいては一方向クラッチの負荷容量および耐久性が増大する。
【００２５】
仮に、スプラグ３の凸面である内カム面３２を軸方向に平坦にしたとしても、図５に示すように、内輪２の軌道面２１は凸面であるから、内カム面３２の軸方向の両端部３２ａ，３２ａが内輪２の凸面である軌道面２１に干渉することがなくて、スキューに対する防止効果がない。
【００２６】
したがって、この実施形態では、スプラグ３の外カム面３１にクラウニングを設けないで、スプラグ３の外カム面３１のみを軸方向に平坦にして、スキューが生じようとしたときに、外カム面３１の軸方向の両端部３１ａ，３１ａを外輪１の軌道面１１に干渉させて、スキューを防止している。一方、前述の如く、凸面である内輪２の軌道面２１と凸面である内カム面３２との関係では、仮に、内カム面３２にクラウニングを設けなくて軸方向に平坦にしても、図５から分かるように、内カム面３２の軸方向の両端部３２ａ，３２ａが内輪２の軌道面２１に干渉しなくて、スキューの防止には無関係であるから、内カム面３２にクラウニング３３を設けて、エッジロードによる応力集中を緩和して、スプラグ３ひいては一方向クラッチの負荷容量および耐久性が増大している。
【００２７】
上記実施形態のスプラグ３（係合子）は、大略瓢箪形であったが、スプラグ３の形状はころ状であってもよく、あるいは、大略Ｕ字形状（特開２００６−１７７５２３号公報を参照）等であってもよい。
【００２８】
また、上記実施形態のスプラグ３では、図３に示すように、外カム面３１の軸方向断面は直線状であったが、外カム面の中央部が窪んでいてもよい。要は、外カム面３１にクラウニング３３を設けなくて、外カム面３１の軸方向の両端部３１ａ，３１ａが外輪１の軌道面１１に摺接して、スキューを防止できればよい。なお、外カム面３１の軸方向の端部に適宜な大きさの面取りを設けてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、付勢部材として板バネ６を用いたが、コイルバネ等を用いてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、保持器として、外保持器４と内保持器５との２つの保持器を用いたが、一体の１つの保持器を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  外輪
２  内輪
３  スプラグ
４  外保持器
５  内保持器
６  付勢部材
１１，２１  軌道面
３１  外カム面
３１ａ  軸方向の端部
３２  内カム面
３３  クラウニング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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