(57)【要約】      （修正有）【課題】スプラグと内外輪との間での皮膜の生成を阻害することで滑りによるスプラグおよび内外輪の破損を防ぎ、スプラグと内外輪の噛合寿命の長寿命化が図られた一方向クラッチを提供する。【解決手段】スプラグ４の表面硬度と内外輪２,３の表面硬度との差が、ロックウェル硬度ＨＲＣｏより大きく１５以下とされている。スプラグ４の表面硬度を低下させることによりスプラグを磨耗させやすくして、皮膜の生成を阻害されるようになされているため、ロック状態において、外輪３内周面とスプラグ４のカム面４ａとが、さらに内輪２外周面とスプラグ４のカム面４ｂとが滑りにくくなり、内外輪２，３を一体として回転させ易くなっている。また、スプラグ４が磨耗することにより生じる磨耗粉によって、高硬度の内外輪２，３の皮膜も除去され内外輪２，３が一体回転し易くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪および外輪と、内輪外周面および外輪内周面にそれぞれ接するカム面が形成されている複数のスプラグと、スプラグ相互の周方向位置を規制すべくスプラグを個別に収容する複数のポケットが形成された保持器と、スプラグを収容するポケットが形成され内外輪をロックする方向にスプラグを付勢するリボンスプリングとが配置される一方向クラッチにおいて、スプラグの表面硬度と内外輪の表面硬度との差が、ロックウェル硬度HRC０より大きく１５以下とされてい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、自動車の変速機構などの動力伝達装置に用いられる一方向クラッチに関し、特に、スプラグを用いた一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
スプラグを用いた一方向クラッチとしては、従来、内輪と外輪との間に形成される環状空間内に、内輪外周面および外輪内周面にそれぞれ接するカム面が形成されている複数のスプラグと、スプラグ相互の周方向位置を規制すべくスプラグを個別に収容する複数のポケットが形成された保持器と、スプラグを収容するポケットが形成され内外輪をロックする方向にスプラグを付勢するリボンスプリングとが配置されたものが知られている。また、スプラグおよび内外輪が高硬度であればあるほど、耐摩耗性が向上することも知られている。この種の一方向クラッチにおいて、潤滑は、摩擦調整剤入りの潤滑剤で行われることがある。例えば、自動車の始動装置（スタータ）で使用されている一方向クラッチでは、その潤滑油にエンジンオイルが利用されており、最近のエンジンオイルには、摩擦を低減するための摩擦調整剤（モリブデン）が含有されている。
【特許文献１】特開２００１−３３００６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような一方向クラッチは、耐摩耗性を向上させるためにスプラグの表面硬度と内外輪の表面硬度とを同一の高硬度にすることがあるが、このようにすると、スプラグと内外輪との間に磨耗が生じにくくなるため、摩擦調整剤入り潤滑剤の皮膜が生成されやすくかつ皮膜の厚さが増加しやすくなり、スプラグと内外輪との間に滑りが生じ、所定のトルク（回転力）を伝達できなくなる。つまり、上記のような一方向クラッチは、皮膜が生成するまでの時間で破損するまでの時間が決まり、またその時間が従来に比べ極端に短いという問題がある。
【０００４】
この発明は、スプラグと内外輪との間での皮膜の生成を阻害することで滑りによるスプラグおよび内外輪の破損を防ぎ、スプラグと内外輪の噛合寿命の長寿命化が図られた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】
この発明による一方向クラッチは、内輪および外輪と、内輪外周面および外輪内周面にそれぞれ接するカム面が形成されている複数のスプラグと、スプラグ相互の周方向位置を規制すべくスプラグを個別に収容する複数のポケットが形成された保持器と、スプラグを収容するポケットが形成され内外輪をロックする方向にスプラグを付勢するリボンスプリングとが配置される一方向クラッチにおいて、スプラグの表面硬度と内外輪の表面硬度との差が、ロックウェル硬度HRC０より大きく１５以下とされていることを特徴とするものである。
【０００６】
スプラグおよび内外輪は、例えば、鋼などの金属とされ、同じ材料を使用して熱処理条件が変更されることで、その表面硬度が調整される。スプラグと内外輪とは、異なる材料とすることもできる。
【０００７】
スプラグの表面硬度が相対的に高硬度で、内外輪の表面硬度が相対的に低硬度であってもよく、スプラグの表面硬度が相対的に低硬度で、内外輪の表面硬度が相対的に高硬度であってもよい。両者の硬度差は、０でなければよい。硬度差がHRC１５より大きくなると、低硬度のものの磨耗が激しくなるので、好ましくない。より好ましくは、表面硬度の差がHRC１以上１０以下とされる。
【０００８】
この一方向クラッチは、磨耗調整剤（モリブデン）含有のエンジンオイルを潤滑剤として利用する環境で、より効果が発揮される。
【０００９】
一方向クラッチにおいて、内輪が一方方向に回転すると、スプラグが内輪と摩擦接触することにより、スプラグがリボンスプリングの弾性に付勢されつつ起立する方向に傾動して内外輪に噛み込んでロックし、当該内外輪を一体回転可能に連結する。この連結により、トルクが内輪からスプラグを介して外輪に伝達される。内輪が前記の方向と逆方向に回転すると、スプラグはリボンスプリングの弾性に抗して、上記噛み込み方向とは反対の方向に傾動して噛み込みが解除され、内外輪を相対回転可能とする。これにより、トルクの力は外輪に伝達されない。  
従来、スプラグおよび内外輪の硬度を高めることで、磨耗（寿命）の向上が図られてきたが、この従来の手法には、次のような問題がある。すなわち、モリブデンが添加された潤滑剤を一方向クラッチの潤滑に用いた場合、内外輪とスプラグのカム面との金属接触部位において、モリブデンが金属表面に吸着したり、機械的に押しつけられたり、あるいは化学反応を起こして金属接触部位に二硫化モリブデン層などのモリブデン化合物層の皮膜が生成されることにより、モリブデン化合物層がスプラグと内外輪との間の摩擦係数を低下させてしまう。スプラグと内外輪との間の摩擦係数が低下すると、スプラグの外表面が内外輪の軌道面で滑り、トルクの伝達ができなくなり、機械的な変化（破損や磨耗）はないが、一方向クラッチの機能（トルク伝達）は果せなくなる。
【００１０】
しかし、スプラグのカム面あるいは内外輪を磨耗しやすくすることにより、皮膜の生成を阻害すると、スプラグおよび内外輪の摩擦係数の低下を防止でき、内輪から外輪へトルクを良好に伝達できる。すなわち、この発明は、スプラグあるいは内外輪のうちいずれか一方の表面硬度を低下させることにより磨耗させやすくして、皮膜の生成を阻害しようとするものである。さらに、生じた磨耗粉により高硬度側の皮膜の生成も阻害しようとするものである。
【００１１】
潤滑剤が、摩擦調整剤入りの潤滑油であり、スプラグおよび内外輪のいずれか一方の表面硬度がHRC５５〜６５、同他方の表面硬度がHRC４５〜５５とすることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の一方向クラッチによると、スプラグと内外輪との間での皮膜の生成を阻害することで摩擦係数の低下を防止し、スプラグおよび内外輪を滑りによる一方向クラッチの機能（トルク伝達）損失を防ぐことができるため、噛合寿命の長寿命化を図ることができる。さらに、機能損失を防ぐことにより各スプラグの噛合寿命のばらつきを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、この発明による一方向クラッチを示している。
【００１５】
この一方向クラッチ(1)は、内輪(2)および外輪(3)と、内輪(2)外周面および外輪(3)内周面にそれぞれ接するカム面(4a)(4b)が形成されている複数のスプラグ(4)と、スプラグ(4)相互の周方向位置を規制すべくスプラグ(4)を個別に収容する複数のポケット(P1)(P2)が形成された内保持器(5)および外保持器(6)と、内保持器(5)と外保持器(6)との間に位置しかつスプラグ(4)を収容するポケット(P3)が形成され内外輪(2)(3)をロックする方向にスプラグ(4)を付勢するリボンスプリング(7)とから構成されている。
【００１６】
内保持器(5)および外保持器(6)に形成された各ポケット(P1)(P2)の数とリボンスプリング(7)に形成されたポケット(P3)の数は同数であり、各ポケット(P1)(P2)(P3)は円周方向に等間隔に形成されている。
【００１７】
スプラグ(4)の表面硬度は、ＨＲＣ４９から５１で形成され、内外輪(2)(3)の表面硬度は、ＨＲＣ５９から６１で形成されている。したがって、スプラグ(4)の表面硬度と内外輪(2)(3)との表面硬度の差は、ＨＲＣ８から１２に設定されている。すなわち、スプラグ(4)の表面硬度を低下させることによりスプラグを磨耗させやすくして、皮膜の生成を阻害することができる。さらに、生じた磨耗粉により内外輪(2)(3)の皮膜の生成も阻害することができる。
【００１８】
この一方向クラッチ(1)によると、図１の矢印Ａで示すように内輪(2)が時計方向に回転する時には、スプラグ(4)が内輪(2)と摩擦接触することにより、リボンスプリング(7)の弾性に付勢されつつ起立する方向に傾動して、内輪(2)と外輪(3)との間に噛み込んでロックし内外輪(2)(3)を一体回転可能に連結する。この連結により、トルクが内輪(2)からスプラグ(4)を介して外輪(3)に伝達される。ロック状態を維持したままにすると、スプラグ(4)および内外輪(2)(3)は、一体として矢印Ａおよび矢印Ｃの方向へ回転する。
【００１９】
内輪(2)が矢印Ａと逆方向に回転する時には、スプラグ(4)はリボンスプリング(7)の弾性に抗して、同図の状態から矢印Ｂのようにスプラグ(4)の図中上方が右側に、図中下方が左側に、つまり上記噛み込み方向とは反対の方向に傾斜する。そうすると、スプラグ(4)は噛み込まずに空転し内外輪(2)(3)を相対回転可能にする。これにより、トルクは、外輪(3)に伝達されない。空転状態を維持したままにすると、内輪(2)は矢印Ａと反対の方向に、外輪(3)は矢印Ｃの方向に回転する。
【００２０】
このように、内輪(2)が回転する向きに応じてスプラグ(4)が環状空間内で傾斜する向きを変え、内外輪(2)(3)に対するスプラグ(4)のカム面(4a)(4b)の当接位置が変化して、スプラグ(4)がロック状態と空転状態になる。スプラグ(4)は、磨耗しやすく皮膜の生成が阻害されるようになされているため、ロック状態において、外輪(3)内周面とスプラグ(4)のカム面(4a)とが、さらに内輪(2)外周面とスプラグ(4)のカム面(4b)とが滑りにくくなり、内外輪(2)(3)を一体として回転させ易くなっている。また、スプラグ(4)が磨耗することにより生じる磨耗粉によって、高硬度の内外輪(2)(3)の皮膜も除去され内外輪(2)(3)が一体回転し易くなっている。
【００２１】
上記実施形態では、スプラグ(4)を内保持器(5)および外保持器(6)によって保持し、その内保持器(5)と外保持器(6)の間にリボンスプリング(7)を配置した例を示したが、スプラグ(4)を一つの保持器により保持し、その保持器の内側にリボンスプリング(7)を配置した構造の一方向クラッチにも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、スプラグ(4)の表面硬度と内外輪(2)(3)との表面硬度の差が、ＨＲＣ７から１１として説明しているが、スプラグ(4)の表面硬度と内外輪(2)(3)との表面硬度の差は、HRC０より大きく１５以下であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、この発明による一方向クラッチのロック状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
(1)            一方向クラッチ
(2)            内輪
(3)            外輪
(4)            スプラグ
(4a)(4b)             カム面  
(5)            内保持器
(6)            外保持器
(7)            リボンスプリング
(P1)          内保持器のポケット
(P2)          外保持器のポケット
(P3)          リボンスプリングのポケット
【図１】
2008095865.tif 000003