(57)【要約】【課題】  スプラグの噛み合い部分への異物の噛み込みを防止して耐摩耗性を高めたクラッチ装置を提供する。【解決手段】  内輪２と外輪３との間に複数のスプラグ４が周方向に並べて設けられ、内輪２と外輪３との間の回転運動の差に応じて各スプラグ４が自転して各スプラグ４と内輪２及び外輪３との噛み合い及びその噛み合いの解除が切り替わるクラッチ装置１において、各スプラグ４には、内輪２及び外輪３の少なくとも何れか一方との噛み合い面４ｄに対してスプラグ４の噛み合い時における自転方向前方に隣接し、かつ噛み合い状態で内輪２と外輪３との間の間隙に開口する溝部４ｅを設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に複数のスプラグが周方向に並べて設けられ、前記内輪と前記外輪との間の回転運動の相違に応じて各スプラグが自転して各スプラグと前記内輪及び前記外輪との噛み合い及びその噛み合いの解除が切り替わるクラッチ装置において、
各スプラグには、前記内輪及び前記外輪の少なくとも何れか一方との噛み合い面に対して当該スプラグの噛み合い時における自転方向前方に隣接し、かつ噛み合い状態では前記内輪と前記外輪との間の間隙に対して前記自転方向前方に開口する溝部が設けられていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
前記溝部の表面には潤滑油に対する撥油性を有する撥油層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
各スプラグの前記溝部に隣接する噛み合い面と、当該噛み合い面と噛み合う前記内輪の外周面又は前記外輪の内周面とのそれぞれに硬質被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
クラッチ装置の内輪と外輪との間に配置され、前記内輪と前記外輪との間の回転運動の差に応じて自転して前記内輪及び前記外輪との噛み合い及びその噛み合いの解除が切り替わるクラッチ装置のスプラグにおいて、
前記内輪及び前記外輪の少なくとも何れか一方との噛み合い面に対して噛み合い時における自転方向前方に隣接し、かつ噛み合い状態では前記内輪と前記外輪との間の間隙に対して前記自転方向前方に開口する溝部が設けられていることを特徴とするクラッチ装置のスプラグ。
【請求項５】
前記溝部の表面には潤滑油に対する撥油性を有する撥油層が設けられていることを都空調とする請求項４に記載のスプラグ。
【請求項６】
前記溝部に隣接する噛み合い面に硬質被覆層が設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載のスプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外輪と内輪との間に複数のスプラグが設けられたクラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内輪と外輪との間に複数のスプラグを周方向に並べて配置し、内輪と外輪との間の回転運動の差に応じてスプラグを噛み合い状態と非噛み合い状態との間で自転させて内輪と外輪との間の回転運動の伝達及び伝達遮断を切り替え可能としたスプラグ式のクラッチ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−４２３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スプラグ式のクラッチ装置においては、スプラグと内輪又は外輪との噛み合い部分に、スラッジ、カーボンスーツ、切粉等の異物が噛み込まれることがある。例えば、クラッチ装置に供給される潤滑油に異物が混入し、その潤滑油がスプラグの噛み合い面と内輪又は外輪との間に導かれて異物の噛み込みが生じ得る。異物の噛み込みが生じると、スプラグ、内輪あるいは外輪に摩耗が生じることがあり、その対策が必要とされている。
【０００４】
そこで、本発明はスプラグの噛み合い部分への異物の噛み込みを防止して耐摩耗性を高めたクラッチ装置及びそのクラッチ装置に適したスプラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のクラッチ装置は、内輪と外輪との間に複数のスプラグが周方向に並べて設けられ、前記内輪と前記外輪との間の回転運動の差に応じて各スプラグが自転して各スプラグと前記内輪及び前記外輪との噛み合い及びその噛み合いの解除が切り替わるクラッチ装置であって、各スプラグには、前記内輪及び前記外輪の少なくとも何れか一方との噛み合い面に対して当該スプラグの噛み合い時における自転方向前方に隣接し、かつ噛み合い状態で前記内輪と前記外輪との間の間隙に開口する溝部が設けられたクラッチ装置により、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００６】
また、本発明のスプラグは、クラッチ装置の内輪と外輪との間に配置され、前記内輪と前記外輪との間の回転運動の差に応じて自転して前記内輪及び前記外輪との噛み合い及びその噛み合いの解除が切り替わるクラッチ装置のスプラグであって、前記内輪及び前記外輪の少なくとも何れか一方との噛み合い面に対して噛み合い時における自転方向前方に隣接し、かつ噛み合い状態では前記内輪と前記外輪との間の間隙に対して前記自転方向前方に開口する溝部が設けられたスプラグにより、上述した課題を解決する（請求項４）。
【０００７】
本発明によれば、スプラグが噛み合い方向へ自転する際に、内輪の外周面あるいは外輪の内周面とスプラグの噛み合い面との間隙から異物が潤滑油とともに押し出されて溝部に捕捉される。あるいは、スプラグの噛み合い面と溝部との境界のエッジにより内輪の外周面又は外輪の内周面から異物が掻き取られて溝部内に取り込まれる。これにより、スプラグと内輪又は外輪との噛み合い部分への異物の噛み込みが防止される。溝部に捕捉された異物はスプラグの自転に伴う遠心力で溝部から内輪と外輪との間隙に飛ばされる。従って、異物が溝部内に蓄積されて異物の捕捉作用が損なわれるおそれもない。よって、本発明によれば、異物の噛み込みによる内輪、外輪又はスプラグの摩耗を防止し、クラッチ装置の耐摩耗性を高めることができる。しかも、スプラグに溝部を設けるという簡素な構成で摩耗防止効果を生じさせることができ、実用化が容易で摩耗対策に伴う部品点数の増加もなく、摩耗対策に要するコスト増も抑えることができる。
【０００８】
本発明の一形態において、前記溝部の表面には潤滑油に対する撥油性を有する撥油層が設けられてもよい（請求項２及び５）。撥油層を設けることにより、溝部の表面と潤滑油との間のせん断抵抗が低下するため、スプラグの自転に伴う遠心力によって異物をより容易に排出することができる。
【０００９】
本発明のクラッチ装置の一形態において、各スプラグの前記溝部に隣接する噛み合い面と、当該噛み合い面と噛み合う前記内輪の外周面又は前記外輪の内周面とのそれぞれに硬質被覆層が設けられてもよい（請求項３）。また、本発明のスプラグの一形態において、前記溝部に隣接する噛み合い面に硬質被覆層が設けられてもよい（請求項６）。硬質被覆層を設けることにより、スプラグの噛み合い面、内輪の外周面あるいは外輪の内周面の摩耗をさらに抑えてクラッチ装置の耐摩耗性をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明によれば、スプラグに設けた溝部により異物を捕捉し、かつその捕捉された異物をスプラグの自転に伴う遠心力を利用して溝部から内輪と外輪との間隙に排出することができるので、スプラグと内輪又は外輪との噛み合い部分への異物の噛み込みを防止してクラッチ装置の耐摩耗性を高めることができ、実用化も容易で摩耗対策に伴う部品点数の増加もなく、摩耗対策に要するコスト増も抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一形態に係るクラッチ装置の要部を示している。クラッチ装置１は、内輪２と、その内輪２と同軸的に配置される外輪３と、内輪２と外輪３との間において周方向へ一定ピッチで並べて配置される多数のスプラグ４とを備えている。なお、スプラグ４は不図示のリテーナにより整列状態で保持される。
【００１２】
各スプラグ４は内輪２及び外輪３の軸線方向からみて内周側及び外周側の端部４ａ、４ｂよりも中央部４ｃが絞られた形状を有しており、両端部４ａ、４ｂには内輪２の外周面２ａ及び外輪３の内周面３ａとそれぞれ噛み合う噛み合い面４ｄが設けられている。各噛み合い面４ｄには円弧状に膨らむ湾曲が付されている。図２に示すように、各スプラグ４はその外周側の端部４ｂが内周側の端部４ａよりも周方向一方の側（図２における矢印Ｆ方向）に偏るようにして配置されている。以下では、図２の矢印Ｆ方向を回転伝達方向と呼ぶ。
【００１３】
図２の状態から内輪２が外輪３に対して回転伝達方向に相対的に回転すると、スプラグ４はその中央部４ｃを軸として図２で示した矢印Ａ方向に自転する。これにより図１に示すように噛み合い面４ｄが内輪２の外周面２ａ及び外輪３の内周面３ａとそれぞれ噛み合い、内輪２から外輪３への回転伝達方向への回転運動の伝達が可能となる。一方、外輪３に対して内輪２が回転伝達方向とは逆方向へ相対的に回転する場合にはスプラグ４が図２の矢印Ａ方向とは反対方向に自転して内輪２及び外輪３に対するスプラグ４の噛み合いが解除される。この場合には内輪２と外輪３との間で回転運動は伝達されない。つまり、本形態のクラッチ装置１はワンウェイクラッチとして機能する。
【００１４】
さらに、各スプラグ４の両端部４ａ、４ｂには噛み合い面４ｄに対して噛み合い時の自転方向（図２の矢印Ａ方向）前方に隣接するように溝部４ｅが設けられている。図３に示すように、溝部４ｅはスプラグ４をその自転運動の軸線方向全幅に亘って貫くように延びている。また、溝部４ｅは図１に示したスプラグ４の噛み合い状態において、内輪２の外周面２ａ及び外輪３の内周面３ａにて塞がれることなく、内外輪間の間隙に対して噛み合い時の自転方向前方に開口するように設けられている。
【００１５】
以上の構成のクラッチ装置１によれば、内輪２の外周面２ａ又は外輪３の内周面３ａに異物が付着し、あるいは内輪２又は外輪３とスプラグ４との間に導入される潤滑油（一例としてエンジンオイル）に異物が混ざり込んでいたとしても、その異物はスプラグ４の噛み合い面４ｄが内輪２及び外輪３と噛み合う直前にその噛み合い面４ｄと内輪２又は外輪３との間隙から潤滑油とともに押し出されて溝部４ｅに捕捉される。あるいは、噛み合い面４ｄと溝部４ｅとの境界のエッジにより内輪２の外周面２ａ又は外輪３の内周面３ａから異物が掻き取られて溝部４ｅ内に取り込まれる。このため、スプラグ４の噛み合い面４ｄと内輪２の外周面２ａ又は外輪３の内周面３ａとの間への異物の噛み込みが防止される。溝部４ｅに捕捉された異物は、スプラグ４の自転に伴う遠心力により図１に矢印Ｂで示したように溝部４ｅから噛み合い時の自転方向前方に飛ばされて内外輪２、３間の間隙に排出される。従って、溝部４ｅに異物が蓄積されてその異物捕捉作用が損なわれるおそれもない。なお、溝部４ｅから排出された異物はクラッチ装置１に供給される潤滑油とともにクラッチ外へ排出することができる。
【００１６】
以上に説明したクラッチ装置１においては、図４に示すようにスプラグ４の溝部４ｅの表面を潤滑油に対する撥油性を有する撥油層５にて覆ってもよい。この構成によれば、撥油層５と潤滑油との間のせん断抵抗を低下させることができるので、スプラグ４の自転に伴う遠心力で溝部４ｅ内に捕捉された異物を潤滑油とともに容易に排出することができる。なお、撥油層５は各種の表面処理方法を利用して形成することができる。撥油性を有するフィルム状又は膜状の素材を接着、その他の接合方法によって溝部４ｅの表面に接合して撥油層５を形成してもよい。撥油層５の素材にはフッ素系の撥油材料等の各種の撥油材料を利用してよい。
【００１７】
図５に示すように、内輪２の外周面２ａ、外輪３の内周面３ａ及びスプラグ４の噛み合い面４ｄのそれぞれに硬質被覆層（図中の太線部分）６を設けてもよい。この構成によれば、スプラグ４の噛み合い面４ｄと内輪２の外周面２ａ及び外輪３の内周面３ａとの間の摩耗がさらに抑えられるので、クラッチ装置１の耐摩耗性がさらに高まる。硬質被覆層６は耐摩耗性を有する各種の硬質材料にて構成してよいが、一例としてＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜にて硬質被覆層６を形成することができる。硬質被覆層６の形成方法に関しても各種の表面処理方法を利用してよい。なお、図５において撥油層５は省略してもよい。
【００１８】
本発明は以上の形態に限らず、各種の形態にて実施してよい。例えば、上記の形態ではスプラグ４の両端部４ａ、４ｂに溝部４ｅを設けているが、内周側の端部４ａ又は外周側の端部４ｂのいずれか一方にみ溝部４ｅを設けてもよい。硬質被覆層６に関してもいずれか一方の側の噛み合い面４ｄと、その噛み合い面４ｄと噛み合う内輪外周面２ａ又は外輪内周面３ａにのみ設けてもよい。スプラグの形状は図示の形状に限らず、適宜に変更してよい。上記の形態ではワンウェイクラッチに本発明を適用した例について説明したが、本発明は内輪と外輪との間にスプラグを介在させた構成のクラッチ装置であればワンウェイクラッチに限らず、二方向への回転伝達を可能としたツーウェイクラッチ及びそのためのスプラグにも適用可能である。この場合には、スプラグの噛み合い面の両側に溝部を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一形態に係るクラッチ装置の要部を示す図。
【図２】図１のクラッチ装置における噛み合い前の状態を示す図。
【図３】図１のクラッチ装置に組み込まれるスプラグの斜視図。
【図４】スプラグの溝部に撥油層を設けた形態を示す図。
【図５】スプラグの噛み合い面、内輪の外周面及び外輪の内周面に硬質被覆層を設けた形態を示す図。
【符号の説明】
【００２０】
１  クラッチ装置
２  内輪
２ａ  内輪の外周面
３  外輪
３ａの外輪の内周面
４  スプラグ
４ｄ  スプラグの噛み合い面
４ｅ  スプラグの溝部
５  撥油層
６  硬質被覆層
【図１】
2006329222.tif 000003
【図２】
2006329222.tif 000004
【図３】
2006329222.tif 000005
【図４】
2006329222.tif 000006
【図５】
2006329222.tif 000007