(57)【要約】【課題】予めスプラグ付勢部材の押し付け力を弱くすることにより空転時の摩擦トルクを小さくすることができる一方向クラッチを提供する。【解決手段】内輪２及び外輪３と、これら内外輪２，３間において周方向に所定間隔おきに複数個配置されるスプラグ４と、前記スプラグ４を噛合方向に付勢するスプラグ付勢部材５とを備え、外輪３回転に伴い前記スプラグ４が周方向に回転する。前記複数個のスプラグ４のうち、少なくとも一部のスプラグ４の重心Ｇが、当該スプラグ４が外輪３に接触する外輪接点Ａから延ばした遠心力方向線Ｌの上に配置されている。【選択図】図２
2008064140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪と、これら内外輪間において周方向に所定間隔おきに複数個配置されるスプラグと、前記スプラグを噛合方向に付勢するスプラグ付勢部材とを備え、外輪回転に伴い前記スプラグが周方向に回転する一方向クラッチにおいて、
前記複数個のスプラグのうち、少なくとも一部のスプラグの重心が、当該スプラグが外輪に接触する外輪接点から延ばした遠心力方向線の上に配置されていることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記複数個のスプラグの全部の重心が、前記外輪接点から延ばした遠心力方向線の上に配置されている請求項１に記載の一方向クラッチ。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッション等に搭載される一方向クラッチは、内輪と外輪との間に複数のスプラグを周方向に所定間隔をおいて配置したものが一般的であり、内輪と外輪とが一方向に相対回転することによりスプラグが内外輪間に噛合って動力が伝達され、内輪と外輪とが他方向に相対回転した場合はスプラグの噛合が解除されて動力伝達が遮断される。
【０００３】
このような一方向クラッチとして、図４に示されるものがある。この一方向クラッチ１０１は、内輪１０２と外輪１０３との間に多数のスプラグ１０４を周方向に配列するとともに、各スプラグ１０４を回転側の外輪１０３に常時弾圧接触させてなる一方向クラッチ１０１において、前記スプラグ１０４として、エンゲージタイプの第１スプラグ１０４ａとディスエンゲージタイプの第２スプラグ１０４ｂとを周方向に所定の比率で配列したものである(特許文献１参照)。ここで、第１スプラグ１０４ａは、その重心Ｇ１がスプラグ１０４ａの自転中心Ｏ１に対して外輪１０３の空転方向（矢印ウ方向）に位置し、外輪１０３の空転時に遠心力によって各スプラグ１０４ａが自転中心Ｏ１を中心として反時計方向（係合方向、矢印ア方向）に回転付勢されるものであり、第２スプラグ１０４ｂは、前記重心Ｇ２がスプラグ１０４ｂの自転中心Ｏ２に対して外輪１０３の反空転方向に位置し、外輪１０３の空転時に遠心力によって各スプラグ１０４ｂが自転中心Ｏ２を中心として時計方向（離脱方向、矢印イ方向）に回転付勢されるものである。
【０００４】
この一方向クラッチ１０１は、スプラグ付勢部材であるリターンスプリング１０５によってスプラグ１０４を噛合方向に付勢することで、安定した噛合性を確保しているとともに、第１スプラグ１０４ａと第２スプラグ１０４ｂを組み合わせて用いることで、ディスエンゲージタイプの第２スプラグ１０４ｂは空転時に図４の仮想線で示すようにその内周面が上記内輪１０２から離間して、空転時に内輪１０２に接触するスプラグ１０４の数を減らすことができ、これにより空転時の摩擦トルクを小さくしている。
【特許文献１】実開平５−８９９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている一方向クラッチ１０１は、自動車等に搭載されるものであって使用中に外輪１０３の回転数が自在に変化する。この変化に応じて遠心力も変化し、遠心力の変化によりスプラグ１０４と前記内輪１０２との接触力も変わることから、一方向クラッチ１０１ではこれらの変化を考慮してリターンスプリング１０５の押し付け力が過剰に設定されていた。このため、空転時の摩擦トルクの低減に限界があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、予めスプラグ付勢部材の押し付け力を弱くすることにより空転時の摩擦トルクを小さくすることができる一方向クラッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一方向クラッチは、内輪及び外輪と、これら内外輪間において周方向に所定間隔おきに複数個配置されるスプラグと、前記スプラグを噛合方向に付勢するスプラグ付勢部材とを備え、外輪回転に伴い前記スプラグが周方向に回転する一方向クラッチにおいて、
前記複数個のスプラグのうち、少なくとも一部のスプラグの重心が、当該スプラグが外輪に接触する外輪接点から延ばした遠心力方向線の上に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、少なくとも一部のスプラグの重心が前記スプラグと外輪との接点から延ばした遠心力方向線の上に配置されていることから、空転時に遠心力は当該スプラグを噛合方向及び空転方向のいずれにも傾けることがなく、遠心力が変化してもその作用が当該スプラグと内輪との接触力に影響しない。このため、予めスプラグ付勢部材の押し付け力を強めにしておく必要がないため当該押し付け力を弱く設定することができる。これにより、トルクを低い値で一定にすることができるため、空転時の摩擦トルクを小さくすることができる。
【０００８】
上記一方向クラッチにおいて、前記複数個のスプラグの全部の重心が、前記外輪接点から延ばした遠心力方向線の上に配置されていることが好ましい。
この場合、すべてのスプラグ付勢部材の押し付け力を弱く設定することができるので、空転時の摩擦トルクをより小さくする効果が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一方向クラッチによれば、予めスプラグ付勢部材の押し付け力を弱くすることにより空転時の摩擦トルクを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら説明する。なお、以下において「径方向」及び「周方向」というときは、一方向クラッチ（又は内外輪）における径方向及び周方向を意味するものとする。
図１は、本発明の一実施の形態に係る一方向クラッチ１の側面図であり、図２は一方向クラッチ１の拡大断面図である。この一方向クラッチ１は、内輪２及び外輪３と、これら内外輪２，３間において周方向に所定間隔で等配される複数個のスプラグ４と、このスプラグ４を噛合方向に付勢するスプラグ付勢部材としてのリボンスプリング５とを備えている。さらに、各スプラグ４は、内保持器６及び外保持器７により保持されている。なお、図１では、図面が煩雑となるのを避けるため、内輪２及び外輪３を二点鎖線で示している。
【００１１】
リボンスプリング５（図１、図２等において太線で示す）は、全体として略環状とされるとともに、周方向所定間隔おきに設けられスプラグ４を収容するポケット５ｐと、このポケット５ｐの内方に向かって突出する舌片状の板ばね部５ａとを有している（図２参照）。リボンスプリング５は、スプラグ４が回転するとそれに伴って回転する。板ばね部５ａの先端は、スプラグ４の姿勢に関わらず常にスプラグ４と当接しており、スプラグ４と噛合方向に自転するように付勢している。
【００１２】
内保持器６及び外保持器７は、それぞれ全体として略円環状をなすとともに、周方向の所定間隔おきにスプラグポケットを有している。このうち内保持器６は、周方向所定間隔おきに設けられたスプラグポケット６ｐ（図２参照）によりスプラグ４の径方向内側部分を保持している。また、外保持器７は、周方向所定間隔おきに設けられたスプラグポケット７ｐによりスプラグ４の径方向外側部分を保持している。そして、これら内外保持器６，７間でスプラグポケット６ｐ、７ｐの位相を相違させることによりスプラグ４を噛合解除方向に傾斜させつつ保持している。
【００１３】
この一方向クラッチ１では、外保持器７は外輪３に対して固定されている。すなわち、図１に示すように、外保持器７は、その外周縁部に周方向所定間隔おきに設けられ径方向外側に延びる鍔部（突起部）７ａを有しており、この鍔部７ａにより形成される外保持器７の最大径は外輪３の内径よりもやや大きく設定されている。そして、この鍔部７ａの外側面を外輪３の内周面３ａに押し付けた状態で外保持器７を外輪３の内周面３ａに内嵌することにより、外保持器７は外輪３に対して固定されている。このように、外保持器７は外輪３に固定されているから、外輪３が回転するとそれに伴って外保持器７が回転し、さらに外保持器７に保持されているスプラグ４も周方向に回転（周方向に移動）する。
【００１４】
内保持器６は、内輪２とは固定されておらず、内保持器６と内輪２とは自由に相対回転可能である。また内保持器６は、外保持器７に対しても固定されていない。ただし、内保持器６及び外保持器７はいずれも共通のスプラグ４を保持しているから、外輪３の回転により外保持器７が回転すると、それに伴って内保持器６も回転する。
【００１５】
この一方向クラッチ１は、内輪２と外輪３とを一方向に相対回転（例えば外輪３を図２の矢印ａ方向に回転）させると噛合状態となり、内外輪２，３間で動力が伝達される。一方、内輪２と外輪３とを他方向に相対回転（例えば内輪２を図２の矢印ｂ方向に回転）させると、スプラグ４は傾動してスプラグ４の内輪２に対する係合が解除され、外輪３と内輪２とは互いに空転する。
【００１６】
一方向クラッチ１において、複数個のスプラグ４の全部の重心Ｇが、当該スプラグ４が外輪３の内周面３ａに接触する外輪接点Ａから延ばした遠心力方向線Ｌ、すなわち外輪接点Ａと内輪２の中心Ｏとを結んだ線の上に配置されている。スプラグ４の重心Ｇを外輪接点Ａから延ばした遠心力方向線Ｌ上に配置することにより、空転時に遠心力Ｍｒはスプラグ４を噛合方向（矢印ａ方向）及び空転方向（矢印ｂ方向）のいずれにも傾けることがないことから、遠心力Ｍｒが変化してもその作用はスプラグ４が内輪２に接触する内輪接点Ｂにおけるスプラグ４と内輪２との接触力に影響しない。
【００１７】
ここで、図３を参照して、遠心力Ｍｒと、スプラグ４と内輪２との接触力Ｆとの関係を具体的に説明する。スプラグ２が内輪２の外周面２ａに接している状態において、内輪２の中心Ｏからスプラグの重心Ｇｏまでの半径をＲｏとする。また、スプラグ４が外輪３の内周面３ａに接触する外輪接点をＡとし、スプラグ４が内輪２の外周面２ａに接触する内輪接点をＢとし、スプラグ４の重心Ｇｏと外輪接点Ａとの水平距離をｈｒとする。そして、外輪３がスプラグ４とともに所定速度で回転するとき、スプラグ４に作用する遠心力Ｍｒは、スプラグの質量をＭ、外輪の回転数をωとすると、
【００１８】
【数１】
2008064140.tif 000003
【００１９】
と表される。図３において、スプラグ４と内輪２との接触力Ｆは、内輪接点Ｂでのスプラグ４が受ける反力の垂直成分で表すことができる。リボンスプリング５の押し付け力をＰとし、リボンスプリング５の押し付け力ベクトルの平行線と外輪接点Ａとの垂線距離をｈｐとし、接点ＡＢ間距離のＦベクトル方向への垂線長さをｈ１、射影長さをｈ２とし、内輪２とスプラグ４との動摩擦係数をμとすると、スプラグ４のモーメントの釣り合いから、接触力Ｆは、
【００２０】
【数２】
2008064140.tif 000004
【００２１】
と表される。ここで、ｈｒが０、すなわち、スプラグ４の重心Ｇｏが外輪接点Ａから延ばした遠心力方向線Ｌの上に配置されていれば、遠心力Ｍｒが０になり、接触力Ｆは遠心力Ｍｒの影響を受けないことがわかる。この場合、遠心力Ｍｒは外輪接点Ａでの反力と釣り合っている。よって、スプラグ４の重心Ｇを外輪接点Ａから延ばした遠心力方向線Ｌ上に配置することにより、スプラグ４と内輪２との接触力Ｆは、使用中に自在に変化する遠心力Ｍｒの影響を受けないから、スプラグ付勢部材５の押し付け力を遠心力Ｍｒの変化をおり込んで強めに設定する必要がなく、予めスプラグ付勢部材５の押し付け力を弱く設定することができる。これにより、トルクを低い値で一定にすることができるため、空転時の摩擦トルクを小さくすることができる。ここでは、複数個のスプラグ４の全部の重心Ｇが、外輪接点Ａから延ばした遠心力方向線Ｌの上に配置されており、すべてのスプラグ付勢部材５の押し付け力を弱く設定することができるので、空転時の摩擦トルクをより小さくする効果が得られる。
【００２２】
本発明の一方向クラッチは、前述の実施形態に限らず、本発明の範囲内で適宜変更が可能である。
例えば、前述の実施形態においては、スプラグ４を外輪３とともに回転させる場合を示しているが、例えばスプラグ４を外輪３側に回動可能に軸支する等、保持器を介さない手法を採用することもできる。また、図１においては、外保持器７を突起部７ａによって外輪３に固定しているが、その形状は限定されるものではなく、また別部品を用いて外輪３に固定する手法を採用してもよい。スプラグ４を保持する保持器について、径方向外側の外保持器７と、これより小径の内保持器６とを備えた二重の構造としているが、外保持器７及び内保持器６のいずれか一方を省略して一重の構造としてもよい。また、これらの保持器は、周方向に複数に分割されたものを使用してもかまわない。
また、全部のスプラグ４の重心Ｇが外輪接点Ａから延ばした遠心力方向線Ｌの上に配置されている必要はなく、少なくとも一部のスプラグ４の重心Ｇが上記位置に配置されていればよい。この場合にも空転時の摩擦トルクを小さくすることができる。そして、残りのスプラグ４にエンゲージタイプのものを使用すれば、噛合性が確保されて安全性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る一方向クラッチの側面図である。
【図２】図１の一方向クラッチの拡大断面図である。
【図３】遠心力とスプラグと内輪との接触力との関係を説明するために用いる一方向クラッチの説明図である。
【図４】従来の一方向クラッチの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      一方向クラッチ
２      内輪
３      外輪
４      スプラグ
５      リボンスプリング（スプラグ付勢部材）
Ｇ      重心
Ａ      外輪接点
Ｌ      遠心力方向線
Ｍｒ    スプラグに働く遠心力
【図１】
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【図２】
2008064140.tif 000006
【図３】
2008064140.tif 000007
【図４】
2008064140.tif 000008