(57)【要約】      （修正有）【課題】 一方向クラッチが使用されている装置における部品公差などによって生じるＪスペースの変化に対し、スプラグの断面形状を最適化し、これによって、リボンスプリングの耐久性を向上させた一方向クラッチを提供する。【解決手段】スプラグ４を付勢する付勢部７ａおよび付勢部７ａで付勢されたスプラグ４を受ける受け止め部を有するリボンスプリング７とを備えている一方向クラッチ１において、スプラグ４がリボンスプリング７の受け止め部７ｂに当接する部分は、スプラグ４が付勢部７ａに当たる位置Ｏを中心とする横断面円弧状の凸部８とされている。【選択図】  図２
2008106801.tif 000002
【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、スプラグを収容する複数のポケットが形成された保持器と、内外輪をロックする方向にスプラグを付勢する付勢部および付勢部で付勢されたスプラグを受ける受け止め部を有するリボンスプリングとを備えている一方向クラッチにおいて、
スプラグが付勢部に当たる位置とスプラグが受け止め部に当たる位置との距離で定義されるスプラグの胴幅に関し、標準組付け状態からＪスペースが小さくなったときのスプラグの胴幅と標準組付け状態からＪスペースが大きくなったときのスプラグの胴幅とが等しくなされていることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
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、スプラグを収容する複数のポケットが形成された保持器と、内外輪をロックする方向にスプラグを付勢する付勢部および付勢部で付勢されたスプラグを受ける受け止め部を有するリボンスプリングとを備えている一方向クラッチにおいて、
スプラグの受け止め部に当接する部分は、スプラグが付勢部に当たる位置およびその近傍の位置のいずれかを中心とする横断面円弧状の凸部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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方向クラッチとして、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、内外輪をロックする方向にスプラグを付勢する付勢部および付勢部で付勢されたスプラグを受ける受け止め部を有するリボンスプリングとを備えているものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
このような一方向クラッチは、例えばトルクコンバータなどで使用されているが、リボンスプリングの破損形態は、付勢部の屈曲部分の折れや付勢部先端部の摩耗がほとんどとなっている。
【特許文献１】特開２００１−１４０９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５に示す上記の一方向クラッチにおいて、スプラグ(41)が配置されている内外輪(2)(3)間の環状隙間(H)は、「Ｊスペース」と称されており、一方向クラッチの性能に大きな影響を与える。したがって、Ｊスペース(H)は一定に保たれることが好ましいが、一方向クラッチ自体にＪスペース(H)を一定に保つ機能はなく、一方向クラッチの内輪(2)および外輪(3)が支持されている部材の偏心や部品公差の影響を受けて、Ｊスペース(H)がばらつくという問題がある。
【０００５】
図５において、（ａ）は、Ｊスペースが最も小さいとき（標準組付け状態のＪスペースをＨ０として、ＪスペースＨ＝Ｈ０−δＨ）、（ｂ）は、Ｊスペースが最も大きいとき（標準組付け状態のＪスペースをＨ０として、ＪスペースＨ＝Ｈ０＋δＨ）を示している。図５（ａ）では、リボンスプリング(42)の付勢部(42a)の締め代δＬ３が大きく、付勢部(42a)はスプラグ(41)を強い付勢力で付勢している。図５（ｂ）では、付勢部(42a)の締め代δＬ４が小さく、付勢部(42a)のスプラグ(41)を付勢する力は弱いものとなっている。すなわち、Ｊスペース(H)が変化すると、リボンスプリング(42)の付勢部(42a)に発生する応力が変化し、応力変化による疲労やリボンスプリングとスプラグ接触部の相対移動による摩耗の原因となる場合があると考えられる。
【０００６】
この発明は、上記Ｊスペースの変化に着目し、一方向クラッチが使用されている装置における部品公差などによって生じるＪスペースの変化に対し、スプラグの断面形状を最適化し、これによって、リボンスプリングの耐久性を向上させ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】
【０００７】
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、スプラグを収容する複数のポケットが形成された保持器と、内外輪をロックする方向にスプラグを付勢する付勢部および付勢部で付勢されたスプラグを受ける受け止め部を有するリボンスプリングとを備えている一方向クラッチにおいて、スプラグが付勢部に当たる位置とスプラグが受け止め部に当たる位置との距離で定義されるスプラグの胴幅に関し、標準組付け状態からＪスペースが小さくなったときのスプラグの胴幅と標準組付け状態からＪスペースが大きくなったときのスプラグの胴幅とが等しくなされていることを特徴とするものである。
【０００８】
スプラグが付勢部に当たる位置とは、軸方向から見た場合のフリー状態の付勢部とスプラグの周面との交点を意味する。
【０００９】
フリー状態の付勢部の端位置とスプラグに接触した状態の付勢部の端位置との距離を締め代と定義すると、上記スプラグの胴幅に関する条件は、「標準組付け状態からＪスペースが小さくなったときの締め代と標準組付け状態からＪスペースが大きくなったときの締め代とが等しくなされている」と言い換えることができる。
【００１０】
Ｊスペースは、一方向クラッチの内外輪の環状隙間を意味し、標準組付け状態におけるＪスペースは、（外輪の内径−内輪の外径）の１／２である。このＪスペースは、内輪が取り付けられる部材および外輪が取り付けられる部材の偏心や寸法公差によってばらつくものであり、一方向クラッチの精度を上げても、Ｊスペースのばらつきはなくすことはできない。最小のＪスペースおよび最大のＪスペースは、各部材の寸法公差と組付け公差とを加算することで求めることができる。スプラグの胴幅は、Ｊスペースが最小のときからＪスペースが最大のときまでにわたって等しくなされていることが好ましいが、これに限定されるものではなく、Ｊスペースの最大変化量の１／２の範囲または２／３の範囲にわたって等しくなされているようにしてもよい。
【００１１】
一方向クラッチは、ロック状態からフリー状態に移行する際、遠心力による外カム接触点（スプラグ外カム面と外輪との接触点）回りのモーメントによって、スプラグの内カム面が内輪から離脱するもの（いわゆるディスエンゲージタイプ）とされるが、これに限定されるものではない。
【００１２】
このようなスプラグは、スプラグの受け止め部に当接する部分が、スプラグが付勢部に当たる位置を中心とする横断面円弧状の凸部とされているものとすることで容易に得ることができる。スプラグが付勢部に当たる位置は、軸方向から見た場合のフリー状態の付勢部とスプラグの周面との交点であるが、これに限られるものではなく、スプラグの胴幅の変化を極力抑えることが可能なように、スプラグの受け止め部に当接する部分は、スプラグが付勢部に当たる位置の近傍位置を中心とする横断面円弧状の凸部とされていてもよい。
【００１３】
このスプラグを得る設計方法は、次のようなものとなる。まず、従来形状のスプラグを基準として使用する。従来のスプラグには、周面のリボンスプリングに対向させられる部分に、軸方向から見てくびれ部が形成されている。付勢部に対向するスプラグ周面形状は変更しないものとする。次いで、基準としたスプラグについて、標準組付け状態からＪスペースが小さくなったときの締め代と標準組付け状態からＪスペースが大きくなったときのスプラグの締め代とを求め、これらをそれぞれδＬ３およびδＬ４とする。このとき、Ｊスペースの大小に伴う付勢部の端位置からくびれ部までの距離の差（δＤ３−δＤ４）を合わせて求めておくことが好ましい。次いで、新しく設計するスプラグの締め代δＬ１およびδＬ２を上記δＬ４に近い大きさに設定する。この締め代については、δＬ４≦δＬ１≒δＬ２≦（δＬ３＋δＬ４）／２とすることが好ましい。付勢部の端位置近傍の所定位置（例えばＪスペースが設計値の場合の接触位置）を中心とする円弧を描き、凸部を形成する。このときの円弧の半径は、例えば、中心からくびれ部分までの距離に上記（δＤ３−δＤ４）を加えたものとされる。
【００１４】
上記スプラグは、例えば冷間鍛造で製作することができる。
【００１５】
この一方向クラッチは、例えば、トルクコンバータ用として使用されるが、これに限定されるものではなく、種々の装置で使用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の一方向クラッチによると、Ｊスペースが変化した際に、スプラグの胴幅（スプラグが付勢部に当たる位置とスプラグが受け止め部に当たる位置との距離）が変化しないことから、リボンスプリングの付勢部に発生する応力が一定に保たれ、これにより、リボンスプリングの付勢部の屈曲部分の折れや付勢部先端部の摩耗が抑えられ、リボンスプリングの寿命を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１から図３までは、この発明による一方向クラッチを示し、図４は、この発明による一方向クラッチが使用される一例であるトルクコンバータを示している。
【００１９】
図４において、トルクコンバータ(31)は、ドーナッツ状のハウジング(32)と、エンジンの動力により回転駆動されるインペラー(33)と、インペラー(33)により圧送される油により駆動されて出力するタービン(34)と、インペラー(33)およびタービン(34)の間においてステータ軸（図示略）に一方向クラッチ(1)を介して支持されたステータ(35)とを備えている。同図において、一方向クラッチ(1)の内輪(2)と外輪(3)との間の環状隙間は、Ｊスペース(H)と称されている。
【００２０】
一方向クラッチ(1)は、図１および図２に示すように、内輪(2)および外輪(3)と、内輪(2)外周面に接する内カム面(4a)および外輪(3)内周面に接する外カム面(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。
【００２１】
この一方向クラッチ(1)は、ロック状態からフリー状態に移行する際、遠心力による外カム接触点（スプラグ(4)と外輪(3)との接触点）回りのモーメントによって、スプラグ(4)が内輪から離脱するもので、外保持器(6)は、外輪(3)に固定されており、内保持器(5)は、内輪(2)および外輪(3)のいずれにも固定されていない。
【００２２】
リボンスプリング(7)は、内外輪(2)(3)をロックする方向にスプラグ(4)を付勢する付勢部(7a)および付勢部(7a)で付勢されたスプラグ(41)を受ける受け止め部(7b)を有している。
【００２３】
スプラグ(4)には、リボンスプリング(7)の受け止め部(7b)に当接する部分に、凸部(8)が設けられている。凸部(8)の横断面形状（軸方向から見た形状）は、図２に示す標準組付け状態のロック位置において、スプラグ(4)がリボンスプリング(7)に当たる位置Oを中心とする半径Ｒの円弧とされている。
【００２４】
この一方向クラッチ(1)によると、内輪(2)が外輪(3)に対して相対的に矢印Ａの方向に回転すると、スプラグ(4)は、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移動して、図２に示すように、内輪(2)と外輪(3)との間に噛み込み、これにより、ロック状態となって、内外輪(2)(3)は一体となって回転する。こうして、Ｃ方向に移動した外輪(3)の回転速度が速くなり、内輪(2)が外輪(3)に対して矢印Ａと反対の方向に相対回転するようになると、スプラグ(4)は、リボンスプリング(7)の弾性に抗して、矢印Ｂのように移動し、これにより、内輪(2)と外輪(3)とのロック状態が解除され、外輪(3)は、内輪(2)と切り離された状態で回転を継続する。
【００２５】
トルクコンバータ(31)における一方向クラッチ(1)のＪスペース(H)は、ステータ(35)の偏心などによって変化する。そのため、スプラグ(4)は、内輪(2)と外輪(3)との間の相対速度変化に伴うロック方向またはフリー方向への移動だけでなく、Ｊスペース(H)の変動によっても移動させられる。スプラグ(4)に設けられている凸部(8)は、Ｊスペース(H)の変動によってリボンスプリング(7)が損傷することを防止するためのもので、次のようにして形成されている。
【００２６】
図３は、従来の一方向クラッチの図５に対応するもので、同図において、（ａ）は、Ｊスペースが最も小さいとき（標準組付け状態のＪスペースをＨ０として、ＪスペースＨ＝Ｈ０−δＨ）、（ｂ）は、Ｊスペースが最も大きいとき（標準組付け状態のＪスペースをＨ０として、ＪスペースＨ＝Ｈ０＋δＨ）を示している。図３（ａ）において、スプラグ(4)の受け止め部(7b)に当接する部分は、上述のように、スプラグ(4)が付勢部(7a)に当たる位置を中心とする横断面円弧状の凸部(8)とされているので、Ｊスペース(H)が変化して、図３（ｂ）の状態になった場合、凸部(8)が受け止め部(7b)に接触することになり、スプラグ(4)が付勢部(7a)に当たる位置とスプラグ(4)が受け止め部(7b)に当たる位置との距離をスプラグの胴幅と定義すると、標準組付け状態からＪスペース(H)が小さくなったときのスプラグ(4)の胴幅と標準組付け状態からＪスペース(H)が大きくなったときのスプラグ(4)の胴幅とを等しく保つことができ、付勢部(7a)の締め代δＬ１およびδＬ２が変化しないようにすることができる。したがって、Ｊスペース(H)が変化しても、リボンスプリング(7)の付勢部(7a)に発生する応力は変化せず、Ｊスペース変化に伴って生じる破損をなくすことができる。
【００２７】
なお、図２における円弧の半径Ｒは、例えば、中心からくびれ部分までの距離に図５における締め代差に相当する（δＤ３−δＤ４）を加えたものとすればよい。また、付勢部(7a)の締め代δＬ１およびδＬ２については、δＬ４≦δＬ１≒δＬ２≦（δＬ３＋δＬ４）／２とすることが好ましく、これにより、必要なスプラグ押し付け荷重（δＬ４に相当）を確保した上で、スプラグ(4)の内輪(2)への押し付け力の最大値（（δＬ３＋δＬ４）／２に相当）が、従来（δＬ３に相当）に比べて抑制され、空転トルク（フリクション）を低減することができる。
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、この発明による一方向クラッチの要部を示す横断面図である。
【図２】図２は、一方向クラッチのロック状態を示す横断面図である。
【図３】図３は、この発明による一方向クラッチにおいてＪスペースが変化した場合を示す図である。
【図４】図４は、この発明による一方向クラッチが使用される一例のトルクコンバータを示す断面図である。
【図５】図５は、従来の一方向クラッチにおいてＪスペースが変化した場合を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
(1)            一方向クラッチ
(2)            内輪
(3)            外輪
(4)            スプラグ
(5)            内保持器
(6)            外保持器
(7)            リボンスプリング
(7a)            付勢部
(7b)            受け止め部
(8)             凸部
【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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