(57)【要約】【課題】一方向クラッチを組み立てる際に、スプラグを挿入しやすくするとともに脱落しないようにする。【解決手段】断面コ字状の外輪１と、この外輪１内に設けた複数のスプラグ２と、これらの各スプラグ２と前記外輪１の一方の側壁１ｂの間に各スプラグ２を係合方向に付勢するガーターばね３とを備え、前記各スプラグ２を介して外輪１と内輪の間のトルクの伝達・遮断を行う一方向クラッチにおいて、その外輪１の一方の側壁１ｂに、ガーターばね３に臨む開口４を設ける。このようにすれば、その開口４からガーターばね３を引張ってその一部を引き出すことができるので、スプラグ２を外輪１内に挿入し易い。スプラグ２を外輪１内に入れた後は、ガーターばね３を放せば、そのスプラグ２にガーターばね３が噛み合う。この間、ガーターばね３は、既に外輪１内に挿入されている他のスプラグ２への噛合いを維持しているので、スプラグ２を脱落させることがない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向するように形成された内周円筒面と該内周円筒面の両側から内径方向に延びる側壁（１ａ、１ｂ）とが形成された外輪（１）と、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に配置された複数のスプラグ（２）と、これらの各スプラグ（２）と前記外輪（１）の一方の側壁（１ｂ）の間にその周方向に沿って設けられ、前記各スプラグ（２）が前記外周円筒面と前記内周円筒面に係合する方向に前記各スプラグ（２）を付勢するガーターばね（３）とを備え、前記各スプラグ（２）を介して外輪（１）と内輪の間のトルクの伝達・遮断を行う一方向クラッチにおいて、
前記外輪（１）の一方の側壁（１ｂ）に、前記ガーターばね（３）を通過させることが可能な開口（４）を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記開口（４）を、前記外輪（１）の周方向に沿って複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記ガーターばね（３）の復元の弾性力が外径方向に向かって働くように設定されており、前記開口（４）を前記各スプラグ（２）への当接状態におけるガーターばね（３）よりも内径側に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記ガーターばね（３）の復元の弾性力が内径方向に向かって働くように設定されており、前記開口（４）を前記各スプラグ（２）への当接状態におけるガーターばね（３）よりも外径側に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力伝達経路上で動力の伝達と遮断の切換えをする一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一方向クラッチは、方向性を持つカップリングであり、駆動側の回転速度が従動側より速いと、動力を伝達し、駆動側の回転方向が反転したり、従動側の回転速度が駆動側より速くなったりすると、動力の伝達を遮断するものである。
この一方向クラッチには、内輪と外輪間にスプラグを介在し、このスプラグを内外輪にその相対的な動きに応じて噛み合い・離脱をさせてトルクの伝達・遮断をするスプラグ型のものがある。
また、そのスプラグを内外輪に介在する態様として、複数のスプラグを互いに適当に隔てて設けたものと、複数のスプラグを互いに隣接して設けたものとが知られている。
【０００３】
前者の例として、内外輪間に多数のスプラグを環状に配置し、そのスプラグを、リテーナにより所定間隔に保持するとともに、ガーターばねと呼ばれるスプリングで係合方向に付勢し、スプラグの両側面（クラッチの軸方向の両側面）に一対の環状側板を設けたものがある（特許文献１  第３図  参照）。
後者の例として、内外輪間に多数のスプラグを環状に配置し、その各スプラグを前記ガーターばねとリテーナにより挟持するとともに、各スプラグを係合方向に付勢し、環状側板をスプラグ側面とリテーナ間に配設したものがある（特許文献２  第６図  参照）。
【特許文献１】特開昭５９−７３６３２号公報
【特許文献２】特開昭５８−１６３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの従来の一方向クラッチは、内輪と外輪間に多数のスプラグを順に挿入し組み込んでいき、その後、あるいは、その挿入の度に各スプラグにガーターばねを噛み合わせていく。このため、その組立ての途中において、ガーターばねに未だ噛み合っていないスプラグが脱落し易いという問題がある。
【０００５】
また、逆に、スプラグを脱落させないために、そのスプラグ挿入よりも先にガーターばねを配置する手法も考えられる。しかし、外輪内のスペースは狭いため、この手法によると、ガーターばねが邪魔になってスプラグを外輪内の所定の位置に挿入し難いという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、スプラグとガーターばねを使用した一方向クラッチを組み立てる際に、スプラグを挿入しやすくするとともに、挿入したスプラグが脱落しないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明は、外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向するように形成された内周円筒面と該内周円筒面の両側から内径方向に延びる側壁とが形成された外輪と、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に配置された複数のスプラグと、これらの各スプラグと前記外輪の一方の側壁の間にその周方向に沿って設けられ、前記各スプラグが前記外周円筒面と前記内周円筒面に係合する方向に前記各スプラグを付勢するガーターばねとを備え、前記各スプラグを介して外輪と内輪の間のトルクの伝達・遮断を行う一方向クラッチにおいて、前記外輪の一方の側壁に、前記ガーターばねを通過させることが可能な開口を設けたものである。
【０００８】
このようにすれば、その開口からガーターばねを引張ってその一部を引き出すことができるので、外輪内のスペースが広くなってスプラグをその外輪内に挿入し易い。スプラグを外輪内に入れて所定の位置に配置した後は、ガーターばねを放したり送り込んだりすることによって比較的簡単にそのスプラグに隣接する所定位置にガーターばねが収まる。
【０００９】
この構成において、前記開口を、前記外輪の周方向に沿って複数設ければ、スプラグを外輪の周方向に沿って順に挿入していくに際し、既に挿入したスプラグを周方向へ移動させる必要がない。すなわち、一の開口近くにおいて、既に挿入されたスプラグはその周方向位置を維持しておき、新たにスプラグを挿入する周方向位置から最も近くにある別の開口を介して、ガーターばねを引き出せばよい。なお、開口の形状、設置数や設置箇所は外輪に要求される強度や剛性、一方向クラッチの潤滑環境を考慮して任意に設定することができる。
【００１０】
さらに、前記ガーターばねの復元の弾性力が外径方向に向かって働くように設定されている場合には、前記開口を前記各スプラグへの当接状態におけるガーターばねよりも内径側に設け、また、前記ガーターばねの復元の弾性力が内径方向に向かって働くように設定されている場合には、前記開口を前記各スプラグへの当接状態におけるガーターばねよりも外径側に設けることが望ましい。
【００１１】
これは、ガーターばねが拡径することにより各スプラグに外輪への当接力を付与する場合において、そのガーターばねがスプラグに当接した状態で、上記開口がガーターばねよりも内径側に位置していれば、ガーターばねの位置と開口の位置とが径方向に離れるので、そのガーターばねに荷重が作用した際に、ガーターばねが開口から飛びだすことを防ぐことができるからである。
逆に、ガーターばねが縮径することにより各スプラグに内輪への当接力を付与する場合において、前記ガーターばねがスプラグに当接した状態で、上記開口がガーターばねよりも外径側に位置していれば、同じく、ガーターばねが開口から飛びだすことを防ぐことができるからである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、外輪側壁に、そのガーターばねに臨む開口を設けたので、開口を設けていないものに比べて組立作業を簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１及び図２に第一の実施形態を示し、図１（ａ）は正面図、同（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの断面図、図２（ａ）は図１（ａ）の部分拡大図、同（ｂ）は図１（ｂ）の部分拡大図をそれぞれ示す。
【００１４】
この実施形態の一方向クラッチＣ１は、外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向するように形成された内周円筒面と該内周面の両側から内径方向に延びる側壁１ａ、１ｂとが形成された外輪１と、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に配置された複数のスプラグ２と、これらの各スプラグ２と前記外輪１の一方の側壁１ｂの間にその周方向に沿って設けられ、前記各スプラグ２が前記外周円筒面と前記内周円筒面に係合する方向に前記各スプラグ２を付勢するガーターばね３とを備えたものである。
前記外輪１は、内輪をなす内軸ＡＸｉ側にその内軸と当接可能な鍔部１Ｆ、１Ｆを有してその鍔部間が開放状の断面コ字状の環状部材であり、前記スプラグ２は、この外輪１の開放された中空断面内に互いに隣接して複数設けられている。また、ガーターばね３は、これらスプラグ２の軸方向端面の片面に沿ったリング状のコイルばねから構成されている。
【００１５】
その外輪１は、所定厚さの円盤状平鋼板を、プレス成形によりその外縁側を曲げ加工してカップ状としたのち、内径部を打ち抜くとともに、前記曲げた外側縁部の外側部をさらに曲げて、断面視でコ字形の開放断面状に形成する。また、外輪１の後記外周部１ｃと同一径のパイプ状鋼材の両端部を内側に曲げ加工して断面視でコ字形の開放断面状に形成することもできる。
このとき、図２（ｂ）に示すように、軸方向（クラッチの軸方向）の断面では、外輪１の図中での左の側壁（側板）１ａを内側に少し凹状に窪ませ、右の側壁（側板）１ｂは外側へ曲線状の凸面として形成され、外軸ＡＸＯに接合する外周部１ｃはフラットに形成されている。  
【００１６】
なお、少なくとも外輪１の転走面であるスプラグ当接部（軸方向に延びる円筒状部分の内周面）は、クラッチとしての必要な硬さを有するように、高周波焼き入れ・浸炭焼き入れ等により予め硬化処理（熱処理等）を施してある。
【００１７】
外輪１の中空断面内に収容されているスプラグ２の左右の端面２ａ、２ｂは、左端面２ａが円弧面の凸状、右端面２ｂが円弧面の凹状に形成されている。その左端面２ａの凸状の部分を凸部２ｄ、右端面２ｂの凹状の部分を凹部２ｅとする。その円弧面は、柱面でも球面でも良いが、この実施例では、前者を球面、後者を柱面としており、前者は点接触、後者は線接触となっている。このとき、前者も柱面とすることができる。
【００１８】
上記外輪１の中空断面内には、その外輪１の一方の側壁１ｂと上記各スプラグ２との間に、各スプラグ２の右端面２ｂの凹部２ｅに沿って上記ガーターばね３が装填されている。
このガーターばね３によってスプラグ２は、外輪１の内面（外周部１ｃの内面）に当接され、ガーターばね３は、スプラグ２と外輪側壁１ｂの間にあるため、その当接付与力に基づくその両者２、１ｂへの突っ張りによって外輪１内に自分自身を保持し、スプラグ２は、その付与力によるその保持されたガーターばね３と外輪１内面への当接によって外輪１内に保持される。
【００１９】
また、そのガーターばね３の付勢力によって、常に、クラッチの軸中心と平行なスプラグ中心線を中心にスプラグ２が外輪１と係合するようになっているとともに、すなわち、その付勢力により、図２（ａ）に示すｆ１と−ｆ１の偶力が生じてその偶力によってスプラグ２が外輪１と係合するようになっているとともに（直立する方向に付勢されているとともに）、スプラグ２は一方向クラッチＣ１の軸方向及び周方向への移動と、ねじれを防止され、かつ取扱い時にスプラグ２が脱落するのを防止される。
【００２０】
スプラグ２の軸（一方向クラッチＣ１の軸方向）と直交方向の断面は、図２（ａ）に示すように、上下の端面が外に突出する凸の曲面状のカム面２Ｕ、２Ｄをそれぞれ有する非対称な樽形に形成されている。カム面２Ｕ、２Ｄが周方向に対し直立する状態（両カム面２Ｕ、２Ｄの外輪１内面との接点間の距離が比較的大きい状態）で内軸ＡＸｉと外輪１間でのトルクの伝達が行なわれ（図２実線状態）、スプラグ２が周方向に傾斜するにつれて内軸ＡＸｉは外輪１に対しすべり、トルクの伝達が遮断される（図２鎖線状態）。
なお、トルクの伝達・非伝達時のスプラグ２の動きは僅かであるが、図中に示す実線状態と鎖線状態とは、理解がし易いように大きく動いたように記載している。
その伝達時、各スプラグ２は、その下部側面が隣接する他のスプラグ２の下部側面に当接するようになっており、係合方向（ｆ１矢印方向）の過大なトルクが作用し、そのトルクによる回転力がその当接面に作用すると、当接する両スプラグ２，２は互いに反対方向に回転させようとし（反対方向の反力が作用し）、ロック状態となる。すなわち、各スプラグ２は相互に接触して過大トルクを受けても転倒しないようになっている。これにより、スプラグ２の外輪１との係離作用が安定してクラッチ動作が円滑になされる。
【００２１】
外輪１の鍔部１Ｆ内径面（内軸ＡＸｉに当接する面）には油溝５（図１（ｂ）参照）を形成して、その鍔部１Ｆと内軸ＡＸｉの間に油溜めを設けて、両者間の潤滑条件を良好にしている。油溝５を形成しなくても、十分な潤滑条件となる油溜めとなる場合には、油溝５を省略できる。そのとき、鍔部１Ｆがなくても、側壁１ａ、１ｂの端面と内軸ＡＸｉの間で十分な油溜めを形成できる場合には、その鍔部１Ｆも省略できる。
【００２２】
外輪１の右の側壁１ｂには、図１（ａ）（ｂ）に示すように、所定の間隔（等間隔）で切欠き（開口）４が形成されているので、他方の側壁１ａを形成した後、その側壁１ａと外周部１ｃの内側にスプラグ２及び両弾性部材３、あて板等を装填し、その後、一方の側壁１ｂのプレス成形がし易いようになっている。図２（ｂ）中の４ａは切欠き（開口）４の端面である。
但し、外輪１を断面コ字状にプレス成形した後、その外輪１内に、スプラグ２を鍔１Ｆ、１Ｆの間から斜めにして挿入して装填することもできる。この場合には、切欠き（開口）４を省略できる。一方、切欠き（開口）４から、上記スプラグ２等を外輪１内に装填することもできる。切欠き４は、曲げ加工時の曲げ皺の発生を防ぐ作用も行うため、その作用が得られるように、その幅（外輪周方向）及び間隔を適宜に設定する。
外輪側壁１ａ、１ｂのそれぞれの内軸ＡＸｉ寄りの端の内側に向く鍔部１Ｆ、１Ｆは、内軸ＡＸｉの曲面に対し極くわずかな隙間が生じるように設けられている。
【００２３】
また、切欠き（開口）４が設けられているので、図１（ｂ）に矢印で示すように、その切欠き（開口）４からガーターばね３を引張ってその一部を引き出すことができるので、外輪１内のスペースが広くなってスプラグ２を外輪１内に挿入し易い。そのスプラグ２を外輪１内に入れて所定の位置に配置した後、ガーターばね３を放せば、そのガーターばね３は、弾性力をもって前記矢印の反対方向に入り込んでいき、そのスプラグ２に噛み合う。この間、ガーターばね３は、切欠き（開口）４から外へ引き出されている部分を除いて、それ以外の部分は既に外輪１内に挿入されている他のスプラグ２への噛合いを維持しているので、スプラグ２を脱落させることがない。
【００２４】
図３は、第二の実施形態の一方向クラッチＣ２を示し、それぞれの（ａ）は正面図、（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの部分拡大断面図を示す。基本構成は第一の実施形態（図１）と同じであり、その第一の実施形態に示す鍔１Ｆをなくしたものである。図中の同じ構成、機能部材には同じ符号を付している。外輪１の右の側壁１ｂに、図３（ａ）（ｂ）に示すように、所定の間隔（等間隔）で切欠き（開口）４が形成されている点は同様である。
【００２５】
図４は、第三の実施形態の一方向クラッチＣ３を示し、それぞれの（ａ）は部分拡大平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は同（ｂ）の矢視Ｂ−Ｂの部分拡大断面図を示す。基本構成は第一の実施形態（図１）と同じであり、外輪１の右の側壁１ｂを、その全周に亘って連続的に設け、ガーターばね３に臨む開口４を、その周方向に沿って等分位置に設けたものである。その開口４の径方向位置は、ガーターばね３の径方向位置に対して、やや内側に位置させている。
上記第一の実施形態、第二の実施形態においては、切欠き（開口）４は、外輪１の鍔部１Ｆから右の側壁（側板）１ｂ、外周部１ｃの上記端面４ａに至る範囲で、比較的径方向に長く形成したが、この第三の実施形態の一方向クラッチＣ３では、開口４は、スプラグ２に当接した状態にあるガーターばね３の径方向位置に対して、やや内径側に位置させてガーターばね３がその開口４にわずかに臨む程度としている点で異なり、また、外輪１の周方向に沿って（ガーターばね３の長さ方向に沿って）長く形成している点でも異なっている。
ガーターばね３は、その拡径側に作用する弾性力によって、スプラグ２に対して外輪１内面への当接力を付与していることから、上記開口４が、その当接状態におけるガーターばね３よりも内径側に位置していれば、ガーターばね３の位置と開口４の位置とが完全に一致せず径方向に幾分離れるので、ガーターばね３が開口４から飛びだすことを防止し得る。
【００２６】
上記各実施形態の一方向クラッチＣ１乃至Ｃ３の作用は同じであり、各スプラグ２には、ガーターばね３により、そのリング径が拡大する方向に常に弾性力が作用している。このため、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、各スプラグ２は、クラッチの軸中心と平行な回転中心線Ｘを中心として転動するように付勢され、上下の非対称なカム面２Ｕ、２Ｄを介して−ｆ１、ｆ１の方向の力（偶力）が作用して、外輪１の外周部内面、内軸ＡＸｉにそれぞれ係合する。
【００２７】
従って、外輪１が駆動側、内軸ＡＸｉが従動側のときは、外輪１への回転力が矢印−ｆ１方向であれば、スプラグ２が直立する方向となり、このため、クラッチＣ１〜Ｃ４が係合されて静止している内軸ＡＸｉを同一方向（矢印ｆ２の方向）に回転させる。
一方、外輪１への回転力が反対方向であれば、弾性部材３による弾性力に逆って各スプラグ２を上記と反対方向に回転させ、このため、図２（ａ）の鎖線で示すように、各スプラグ２は直立状態から傾き、内軸ＡＸｉへ回転力は伝達されず、クラッチオフ（遮断）の状態となる。又、内軸ＡＸｉが駆動側、外輪１が従動側のときは、上記と全く逆の関係で、すなわち、内輪ＡＸｉへの回転力が矢印ｆ１の方向であれば、クラッチＣ１〜Ｃ４が係合されて静止している外輪１を同一方向（矢印−ｆ２の方向）に回転させ、一方内輪への回転力が反対方向（矢印ｆ２の方向）であれば、外輪１への回転力は伝達されず、クラッチオフ（遮断）の状態となる。
【００２８】
なお、外輪１へガーターばね３とスプラグ２を組付ける場合には、以下の手順で行うことができる。
まず、外輪１の内周側から外輪１の内側にガーターばね３を配置する。そして、ガーターばね３を側壁１ｂ側の鍔部１Ｆの外周に支持させつつ切欠き（開口）４からガーターばね３の一部を軸方向外側へ引き出してその状態で保持し、ガーターばね３が側壁１ｂ側に寄った状態にしておく。すると、ガーターばね３の切欠き（開口）４の内側部分は他の部分に比べて側壁１ｂ側に凹んだ状態になる。この凹んだ箇所からスプラグ２を前記両鍔部１Ｆ，１Ｆ間の隙間から外輪１内の前記両側壁１ａ，１ｂ間の空間に挿入する。組み込んだスプラグ２は、ガーターばね３の側壁１ｂ側に凹んだ部分から外れるように周方向へ少し送り出し、その送り出した後の空間に次なるスプラグ２を挿入する。すべてのスプラグ２を組み込んだ後は、引き出していたガーターばね３を外輪１内に戻し、ガーターばね３が正規の位置に納まるとそのガーターばね３は自身の弾力によって外径側に広がる。このとき、前述の第三の実施形態のごとく、ガーターばね３と外輪１の側壁１ｂとの接触部は、前記切欠き（開口）４よりも外径側に位置していれば、その後、ガーターばね３が前記切欠き（開口）４から外輪１の外に飛び出してしまうことを防止し得る。本実施形態では、一箇所の切欠き（開口）４からガーターばね３の一部を引き出して保持しスプラグ２を組み込んだが、順次別の切欠き（開口）４においても同様にしてスプラグ２を組み込んでいってもよく、また、機械装置や治具を利用して全ての切欠き（開口）４からガーターばね３の一部を各々引き出して保持し、複数箇所から同時にスプラグ２を組み込むようにしてもよい。
【００２９】
なお、図５に示す第四の実施形態の一方向クラッチＣ４は、各スプラグ２には、ガーターばね３により、そのリング径が縮小する方向に常に弾性力が作用するようにしたものである。その開口４の径方向位置は、ガーターばね３の径方向位置に対して、やや外側に位置させている。その効果は、上記第三の実施形態の場合と同様である。
【００３０】
なお、上記各実施例では、外輪１に対する切欠き４は、図１（ｂ）に示す右の側壁１ｂにのみ設けた例を示したが、切欠き４は右と左の両側壁１ａ、１ｂに設けてもよいし、反対に左の側壁１ａのみに設けてもよい。また、両側壁１ａ、１ｂ及びスプラグ２の凹凸面２ａ、２ｂの関係も図示の例と逆であってもよい。さらに、ガーターばね３として上記各実施例に限られず、他の形状のものでも，同じ機能を有するものであればよい。
【００３１】
また、上記各実施形態は、内輪を内軸ＡＸｉで構成したが、環状の内輪として、その内輪に軸を嵌める等によって連結した構成も採用できる。また、外輪１も、筒状の軸で構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第一の実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は半正面図、（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの一部断面を含む側面図
【図２】（ａ）、（ｂ）は図１（ａ）、（ｂ）のそれぞれ部分拡大断面図
【図３】第二の実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は半正面図、（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの部分拡大断面図
【図４】第三の実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は部分拡大平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は同（ｂ）の矢視Ｂ−Ｂの部分拡大断面図
【図５】第四の実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は部分拡大平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は同（ｂ）の矢視Ｂ−Ｂの部分拡大断面図
【符号の説明】
【００３３】
１    外輪
１ａ、１ｂ  外輪側壁
１ｃ  外輪外周部
１Ｆ    鍔部
２    スプラグ
２ａ  左端面
２ｂ  右端面
２ｄ  スプラグの凸部
２ｅ  スプラグの凹部
２Ｕ  スプラグの外輪側カム面
２Ｄ  スプラグの内輪側カム面
３  ガーターばね
４  切欠き（開口）
５  油溝
ＡＸｉ  内軸
ＡＸＯ  外軸
Ｃ１〜Ｃ４    一方向クラッチ
【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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