(57)【要約】【課題】  スプラグが破損しにくくてスプラグの寿命が長い一方向クラッチを提供することにある。【解決手段】  スプラグの輪郭を、スプラグ高さがＨｉのスプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さが第１高さＨｊまで増大するに従って、ストラト角がαｉからαｊまで増大し、かつ、スプラグ高さが第１高さＨｊから第２高さＨｌまで増大するに従ってストラト角がαｊからαｌまで減少するように設計する。更に、スプラグの輪郭を、スプラグ高さが第２高さＨｌから増大するに従ってストラト角がαｌよりも増大するように設定する。【選択図】  図２
2006336700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
上記内輪と上記外輪との間に配置されるスプラグと
を備え、
上記スプラグは、上記スプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さが第１高さまで増大するに従ってストラト角が増大し、かつ、スプラグ高さが上記第１高さから第２高さまで増大するに従ってストラト角が減少する輪郭を有することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、
上記スプラグは、スプラグ高さが上記第２高さから増大するに従ってストラト角が増大する輪郭を有す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】
本発明は、一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスプラグタイプの一方向クラッチは、トルクを効率良く伝達するために、スプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さ（以下に定義）が増大するに従って、ストラト角（以下に定義）が単調に増加するようになっている。
【０００３】
しかしながら、従来のスプラグタイプの一方向クラッチでは、スプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さが増大するに従って、ストラト角が単調に増加するようになっているので、伝達トルク能力が必要以上に過大になって、スプラグが破損し易くなって、スプラグの寿命が短いという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−２１１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の課題は、スプラグが破損しにくくてスプラグの寿命が長い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】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の一方向クラッチは、
内輪と、
外輪と、
上記内輪と上記外輪との間に配置されるスプラグと
を備え、
上記スプラグは、
上記スプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さが第１高さまで増大するに従ってストラト角が増大し、かつ、スプラグ高さが上記第１高さから第２高さまで増大するに従ってストラト角が減少する輪郭を有することを特徴としている。
【０００６】
上記スプラグ高さおよびストラト角を以下のように定義する。
【０００７】
図１に示すように、スプラグ１の内輪２との接触点Ａにおけるスプラグ１の接触円半径をｒｉとし、スプラグ１の外輪３との接触点Ｂにおけるスプラグ１の接触円半径をｒ０とし、内輪側スプラグ内カム回転角をφとし、スプラグ１の内輪２との接触点Ａにおける内輪側カム面の接触円中心Ｏｉとスプラグ１の外輪３との接触点Ｂにおける外輪側カム面の接触円中心Ｏ０との距離をｌとしたとき、上記スプラグ高さＨを、
2006336700.tif 000003
として定義する。
【０００８】
また、ストラト角を、スプラグ１の内輪２との接触点Ａとスプラグ１の外輪３との接触点Ｂとを結ぶ線分と、スプラグ１の内輪２との接触点Ａにおける内輪側カム面の接触円中心Ｏｉとスプラグ１の内輪２との接触点Ａとを結ぶ線分とがなす角度αとして定義する。
【０００９】
また、上記「スプラグ高さが第１高さまで増大するに従ってストラト角が増大し」という文言は、スプラグ高さが第１高さまで増大するに従ってストラト角が単調に増大する場合のみならず、スプラグ高さが第１高さまで増大するに従って、ストラト角が部分的に一定で、かつ、ストラト角が減少することがなく、かつ、全体としてストラト角が増大する場合も含むものとする。
【００１０】
また、同様に、上記「スプラグ高さが第１高さから第２高さまで増大するに従ってストラト角が減少する」という文言は、スプラグ高さが第１高さから第２高さまで増大するに従ってストラト角が単調に減少する場合のみならず、スプラグ高さが第１高さから第２高さまで増大するに従って、ストラト角が部分的に一定で、かつ、ストラト角が増大することがなく、かつ、全体としてストラト角が減少している場合も含むものとする。
【００１１】
本発明によれば、上記スプラグは、スプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さが第１高さまで増大するに従ってストラト角が増大し、かつ、スプラグ高さが上記第１高さから第２高さまで増大するに従ってストラト角が減少する輪郭を有するので、上記スプラグ高さが上記第１高さ以上第２高さ以下である時の入力トルクに対する応答性を従来と比較して緩和することができる。したがって、過大な衝撃トルクが入力されたとしても、上記スプラグ高さが上記第１高さ以上第２高さ以下である時に、上記スプラグが上記外輪および上記内輪から受けるトルクを小さくすることができる。したがって、上記スプラグの破損を防止できてスプラグの寿命を長くすることができる。
【００１２】
また、一実施形態の一方向クラッチは、上記スプラグが、スプラグ高さが上記第２高さから増大するに従ってストラト角が増大する輪郭を有している。
【００１３】
上記「スプラグ高さが上記第２高さから増大するに従ってストラト角が増大する」という文言は、スプラグ高さが第２高さから増大するに従ってストラト角が単調に増大する場合のみならず、スプラグ高さが第２高さから増大するに従ってストラト角が部分的に一定で、かつ、ストラト角が減少することがなく、かつ、スプラグ高さが上記第２高さ以上の領域でストラト角が増大している場合も含むものとする。
【００１４】
上記実施形態によれば、上記スプラグが、スプラグ高さが上記第２高さから増大するに従ってストラト角が増大する輪郭を有しているので、一方向クラッチが負荷可能な最大のトルクを大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一方向クラッチによれば、スプラグが、スプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さが第１高さまで増大するに従ってストラト角が増大し、かつ、スプラグ高さが上記第１高さから第２高さまで増大するに従ってストラト角が減少する輪郭を有するので、過大な衝撃トルクが入力されたとしても、従来と比較して上記スプラグ高さが上記第１高さ以上第２高さ以下である時に、上記スプラグが上記外輪および上記内輪から受けるトルクを小さくすることができて、上記スプラグの破損を防止できてスプラグの寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態の一方向クラッチのスプラグ高さとストラト角との関係（ストラト角曲線）を示す図である。
【００１８】
尚、図２にｉで示す地点は、上記スプラグの噛み合い始めの位置を示す図である。
【００１９】
図２に示すように、この実施形態では、スプラグ高さがＨｉのスプラグの噛み合い地点ｉからスプラグ高さがＨｊに増大するに従って、ストラト角がαｉからαｊまで単調に増大している。また、スプラグ高さがＨｊからＨｋまで増大するに従って、ストラト角がαｊからαｋまで単調に減少している。更に、スプラグ高さがＨｋからＨｌに増大するに従って、ストラト角は、一定の値αｋ＝αｌになっている。また、スプラグ高さがＨｌよりも増大するに従って、ストラト角は、αk＝αｌから単調に増大している。上記Ｈｊは、第１高さであり、Ｈｌは第２高さである。
【００２０】
スプラグ高さとストラト角が図２のような関係である一方向クラッチを以下のように設計する。
【００２１】
先ず、ストラト角αとスプラグ高さＨとの関係を、スプラグの設計値を用いて表す式の導出を、図１を用いて行う。
【００２２】
上述のように、スプラグ１の内輪２との接触点Ａにおけるスプラグ１の接触円半径をｒｉとし、スプラグ１の外輪３との接触点Ｂにおけるスプラグ１の接触円半径をｒ０とし、内輪側スプラグ内カム回転角をφとし、スプラグ１の内輪２との接触点Ａにおける内輪側カム面の接触円中心Ｏｉとスプラグ１の外輪３との接触点Ｂにおける外輪側カム面の接触円中心Ｏ０との距離をｌとしたとき、スプラグ高さＨを以下の（１）式で定義する。
2006336700.tif 000004
【００２３】
また、図１に示されている関係からも明らかなように、上記定義したストラト角αと、上述の接触円中心Ｏｉと接触円中心Ｏ０との距離ｌと、スプラグ高さＨとの間には、以下の式（２）に示す関係が成立する。
2006336700.tif 000005
【００２４】
したがって、式（１）から以下の式（３）が導かれるので、
2006336700.tif 000006
【００２５】
式（２）と式（３）とから以下の式（４）が導かれる。
2006336700.tif 000007
【００２６】
したがって、以下の公式を用いることによって、
2006336700.tif 000008
【００２７】
以下の式（５）が導かれる。
2006336700.tif 000009
【００２８】
上記式（５）が、ストラト角をスプラグ高さで表すストラト角曲線を、スプラグの設計値であるｌとｒｓとで表す式である。上記式（５）は、ｌとｒｓとを調整することで、目標のストラト角曲線を実現できることを意味している。
【００２９】
以下に、具体的な計算例を示す。
【００３０】
上記式（５）において、一つのｌ, ｒｓの組み合わせでは、単調増加か単調減少の曲線しか実現できないので、曲線の傾向が変化する場合はその変化点を境にｌ, ｒｓを変更する。したがって、一つのスプラグに複数のｌ, ｒｓすなわち複数のカム面を設計することになる。
【００３１】
図２のストラト角曲線を設計する場合、それぞれの区間の点ｉ,ｊ,・・・の座標を決定する。例えば、図２に示すＡ区間を実現する場合、ｉ点,ｊ点の座標（Ｈｉ,αｉ）、（Ｈｊ,αｊ）を式（５）に代入することにより、以下の式（６）および式（７）を得る。
2006336700.tif 000010
【００３２】
上記式は、２つの未定定数ｌ,ｒｓについての２つの独立な式なので、計算によって、ｌ,ｒｓが決定される。具体的には、コンピュータを使った数値計算によりｌ,ｒｓを決定する。
【００３３】
同じ計算を図２に示すＢ区間,Ｃ区間,Ｄ区間について計算する。具体的には、以下の表１に示すように座標を設定し、それぞれの区間で計算されたｌ,ｒｓを設計値とすることにより、図２に示すストラト角曲線を実現する。
［表１］
2006336700.tif 000011
【００３４】
上記表１で、Ｈｉ＜Ｈｊ＜Ｈｋ＜Ｈｌ＜Ｈｍであり、αｋ＝αｌ＜αｉ＜αｊ＜αｍである。また、Ｈｍは、スプラグのロールオーバが発生する領域付近でのスプラグ高さであり、スプラグ高さが最も大きい端点ｍの座標（Ｈｍ,αｍ）は、従来の一方向クラッチのストラト角曲線（スプラグ高さに対するストラト角の変動）が通過する座標と同等に設定されている。
【００３５】
上記実施形態の一方向クラッチによれば、図２に示すように、スプラグが、スプラグ高さがＨｉであるスプラグの噛み合い始めの位置からスプラグ高さが第１高さであるＨｊまで増大するに従ってストラト角がαｉからαｊまで増大し、かつ、スプラグ高さがＨｊから第２高さであるＨｌまで増大するに従ってストラト角がαｊからαｌまで減少する輪郭を有するので、従来と比較して、スプラグ高さがＨｊ以上Ｈｌ以下である時の入力トルクに対する応答性を緩和することができる。したがって、過大な衝撃トルクが入力されたとしても、スプラグ高さがＨｊ以上Ｈｌ以下である時に、スプラグが外輪および内輪から受けるトルクを小さくすることができる。したがって、スプラグの破損を防止できてスプラグの寿命を長くすることができる。
【００３６】
また、上記実施形態によれば、スプラグが、スプラグ高さが第２高さであるＨｌから増大するに従ってストラト角がαｌから増大する輪郭を有しているので、一方向クラッチが負荷可能な最大のトルクを大きくすることができる。
【００３７】
また、上記実施形態によれば、スプラグ高さが最も大きい端点ｍの座標（Ｈｍ,αｍ）を、従来の一方向クラッチのストラト角曲線（スプラグ高さに対するストラト角の変動）が通過する座標と同等に設定しているので、従来と比較して、一方向クラッチが負荷可能な最大のトルクが低下することがない。いいかえれば、スプラグのロールオーバが発生する領域付近でストラト角を、従来の一方向クラッチのストラト角と同等に設定しているので、従来と比較して、一方向クラッチが負荷可能な最大のトルクが低下することがない。
【００３８】
尚、上記実施形態では、スプラグ高さがＨｋから高くなる間の一定期間、すなわち、スプラグ高さがＨｋ以上Ｈｌ以下である期間、ストラト角が一定値αｋ（＝αｌ）になるように設定されていた。しかしながら、この発明では、スプラグは、スプラグ高さが、第１高さから第２高さまで増大するに従ってストラト角が単調に減少し、かつ、スプラグ高さが、第２高さから増大するに従って、ストラト角が単調に増大するようになっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】スプラグ高さおよびストラト角を説明する図である
【図２】本発明の一実施形態の一方向クラッチのスプラグ高さとストラト角との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  スプラグ
２  内輪
３  外輪
ｒｉ  スプラグの内輪との接触点における接触円半径
ｒ０  スプラグの外輪との接触点における接触円半径
φ  内輪側スプラグ内カム回転角
Ｏｉ  スプラグの内輪との接触点における内輪側カム面の接触円中心
Ｏ０  スプラグの外輪との接触点における外輪側カム面の接触円中心
ｌ  ＯｉとＯ０との距離
Ｈ  スプラグ高さ
Ｈｉ  第１高さ
Ｈｌ  第２高さ
α  ストラト角
【図１】
2006336700.tif 000012
【図２】
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