(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなく、スプラグを所定の位置に配置し、その姿勢を安定化させる。【解決手段】外周円筒面が形成された内輪と、同軸に配置され前記外周円筒面に対向する内周円筒面とその両側から内径側に延びる側壁１ａ、１ｂが形成された外輪１と、前記外周円筒面および前記内周円筒面に対応する複数のカム面とその端面に凹部が形成されたスプラグ２と、前記凹部と前記側壁１ｂに接し各スプラグ２を拡径方向に付勢すると共に一部に形成された大径部３ｂで各スプラグ２相互間の周方向移動を制限するガーターばね３とを備え、前記凹部がガーターばね３からスプラグ２が回動する方向に付勢されて前記各カム面が外周円筒面と前記内周円筒面に各々当接するよう形成された一方向クラッチを採用した。ガーターばね３自身がスプラグ２の位置決め機能を有するので、部品点数を増やすことなく、スプラグを所定の位置に配置し、その姿勢を安定化させることができる。【選択図】図１
2007182954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向クラッチであって、外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向する内周円筒面が形成された外輪（１）と、前記外周円筒面と前記内周円筒面の間に配置され前記外周円筒面および前記内周円筒面に対応する複数のカム面と何れかの面に形成された凹部とを有する複数のスプラグ（２）と、前記凹部に配置され拡径方向または縮径方向に弾性力によって前記複数のスプラグ（２）を付勢すると共に一部に形成された大径部（３ｂ）で前記複数のスプラグ（２）相互間の周方向移動を制限するガーターばね（３）とを備え、
前記凹部は、前記ガーターばね（３）から弾性力を受けたとき前記スプラグ（２）が回動する方向に付勢されて前記複数のカム面が前記外周円筒面と前記内周円筒面に各々当接するような形状に形成された一方向クラッチ。
【請求項２】
一方向クラッチであって、外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向する内周円筒面が形成された外輪（１）と、前記外周円筒面と前記内周円筒面の間に配置され前記外周円筒面および前記内周円筒面に対応する複数のカム面と該カム面のうちの何れかに形成された凹部とを有する複数のスプラグ（２）と、前記凹部に配置され前記複数のスプラグ（２）相互間の周方向移動を制限すると共に前記スプラグ（２）を回動する方向に付勢して前記複数のカム面を前記外周円筒面および前記内周円筒面に当接させる大径部（３ｂ）が形成されたガーターばね（３）とを備える一方向クラッチ。
【請求項３】
前記外輪（１）には前記内周円筒面の両側から内径側に延びる側壁が形成され、前記凹部は前記側壁の一方と対向する前記複数のスプラグ（２）の各々の端面に形成され、前記ガーターばね（３）は前記凹部と前記側壁の一方に接すると共に拡径方向に弾性力が働くように配置された請求項１または２記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記大径部（３ｂ）は、前記ガーターばね（３）の大径部でない部分に対して前記凹部の底側に偏芯するように形成された請求項１ないし３のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力伝達経路上で動力の伝達と遮断の切換えをする一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一方向クラッチは、方向性を持つカップリングであり、駆動側の回転速度が従動側より速いと、動力を伝達し、駆動側の回転方向が反転したり、従動側の回転速度が駆動側より速くなったりすると、動力の伝達を遮断するものである。
この一方向クラッチには、内輪と外輪間にスプラグを介在し、このスプラグを内外輪にその相対的な動きに応じて噛み合い・離脱をさせてトルクの伝達・遮断をするスプラグ型のものがある。
また、そのスプラグを内外輪に介在する態様として、複数のスプラグを互いに適当に隔てて設けたものと、複数のスプラグを互いに隣接して設けたものとが知られている。
【０００３】
前者の例として、内外輪間に多数のスプラグを環状に配置し、そのスプラグを、リテーナにより所定間隔に保持するとともに、スプリングで係合方向に付勢し、スプラグの両側面（クラッチの軸方向の両側面）に一対の環状側板を設けたものがある（特許文献１  第３図  参照）。
後者の例として、内外輪間に多数のスプラグを環状に配置し、その各スプラグをガータばねとリテーナにより挟持するとともに、各スプラグを係合方向に付勢し、環状側板をスプラグ側面とリテーナ間に配設したものがある（特許文献２  第６図  参照）。
【特許文献１】特開昭５９−７３６３２号公報
【特許文献２】特開昭５８−１６３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの従来の一方向クラッチは、スプラグを保持するために、リテーナや保持器を用いるため部品点数が多くなるので、さらに簡単な構成のものが望まれる。
しかし、リテーナや保持器を用いないと、スプラグの姿勢変化とともに隣接するスプラグ同士が当接し、互いの動きを干渉する場合がある。スプラグ同士が当接して互いの動きを干渉すると、適正な姿勢変化が得られず、噛合い不良等が発生するので好ましくない。  
【０００５】
そこで、この発明は、部品点数を増やすことなく、スプラグを所定の位置に配置し、その姿勢を安定化させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明は、ガーターばねのコイル径を途中で変化させて大径部と小径部とを設け、その大径部を隣接するスプラグの間に挟んだのである。
具体的な構成としては、一方向クラッチであって、外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向する内周円筒面が形成された外輪と、前記外周円筒面と前記内周円筒面の間に配置され前記外周円筒面および前記内周円筒面に対応する複数のカム面と何れかの面に形成された凹部とを有する複数のスプラグと、前記凹部に配置され拡径方向または縮径方向に弾性力によって前記複数のスプラグを付勢すると共に一部に形成された大径部で前記複数のスプラグ相互間の周方向移動を制限するガーターばねとを備え、前記凹部は、前記ガーターばねから弾性力を受けたとき前記スプラグが回動する方向に付勢されて前記複数のカム面が前記外周円筒面と前記内周円筒面に各々当接するような形状に形成された構成を採用し得る。
【０００７】
このようにすれば、大径部によりスプラグは周方向へ位置決めされるので、スプラグの複数のカム面が前記外周円筒面と前記内周円筒面に各々当接するように付勢するガーターばね自身が、そのスプラグの位置決め機能を有することとなる。このため、部品点数を増やすことなく、スプラグを所定の位置に配置し、その姿勢を安定化させることができる。
【０００８】
また、次なる構成を採用することもできる。すなわち、一方向クラッチであって、外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向する内周円筒面が形成された外輪と、前記外周円筒面と前記内周円筒面の間に配置され前記外周円筒面および前記内周円筒面に対応する複数のカム面と該カム面のうちの何れかに形成された凹部とを有する複数のスプラグと、前記凹部に配置され前記複数のスプラグ相互間の周方向移動を制限すると共に前記スプラグを回動する方向に付勢して前記複数のカム面を前記外周円筒面および前記内周円筒面に当接させる大径部が形成されたガーターばねとを備えた構成である。
【０００９】
ガーターばねが、スプラグのカム面に形成された凹部に収納されて、そのスプラグを外径方向、又は内径方向に付勢する態様の一方向クラッチにおいても、上記構成を採用したことにより、スプラグは、そのガーターばねに形成された大径部により周方向へ位置決めされるので、部品点数を増やすことなく、スプラグを所定の位置に配置し、その姿勢を安定化させることができる。
【００１０】
また、上記の各構成において、前記外輪には前記内周円筒面の両側から内径側に延びる側壁が形成され、前記凹部は前記側壁の一方と対向する前記複数のスプラグの各々の端面に形成され、前記ガーターばねは前記凹部と前記側壁の一方に接すると共に拡径方向に弾性力が働くように配置された構成を採用し得る。
【００１１】
この構成の一方向クラッチによれば、スプラグと外輪の一方の側壁との間に設けたガーターばねは、各スプラグに対し外輪内面への当接力を付与するとともに、ガーターばねは、その付与力に基づくそのスプラグと外輪の他方の側壁への突っ張りによってその外輪内に自分自身を保持し、スプラグは、前記付与力によるその保持されたガーターばねと外輪内面への当接によって外輪内に保持される。したがって、組立時に外輪からスプラグ及びガーターばねが分離せず、スプラグを保持するための別部材が不必要となるため、部品点数が減少する。また、部品点数が減少することによって、幅寸法もコンパクト化し得る。
【００１２】
さらに、前記大径部は、前記ガーターばねの大径部でない部分（以下、小径部という）に対して前記凹部の底側に偏芯するように形成してもよい。このようにすれば、大径部は、隣接するスプラグ間により深く入り込むので、その大径部によるスプラグの位置決め作用がさらに効果的となる。
【００１３】
なお、上記の各構成において、ガーターばねの前記小径部の幅（周方向長さ）は、スプラグの幅（周方向幅）と同一か、あるいはそれよりもやや大きく設定することが望ましい。
また、上記の各構成において、前記小径部と大径部とを、前記周方向に沿って等間隔に設けることが望ましい。スプラグが周方向に沿って等間隔に位置決めされるからである。
【００１４】
また、前記小径部と大径部との間に、コイル径が徐々に変化する調整部を設けてもよい。このようにすれば、大径部を隣接するスプラグ間に夾みやすい。すなわち、大径部を両スプラグ間に容易に入り込ませることができるという効果がある。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、ガーターばね自身にスプラグの位置決め機能を備えたので、部品点数を増やすことなく、スプラグを所定の位置に配置し、その姿勢を安定化させる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１及び図２に第一の実施形態を示し、図１（ａ）は一部正面図、同（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの断面図、図２（ａ）は、図１（ａ）の部分拡大図、（ｂ）（ｃ）はガーターばね３の部分拡大図をそれぞれ示す。
【００１７】
この実施形態の一方向クラッチＣ１は、外周円筒面が形成された内輪と、該内輪と同軸に配置され前記外周円筒面に対向する内周円筒面と、前記内周円筒面の両側から内径側に延びる側壁１ａ、１ｂが形成された外輪１とを備えている。前記外周円筒面と前記内周円筒面の間には、複数のスプラグが配置されている。
【００１８】
前記外輪１は、内輪をなす内軸ＡＸｉ側にその内軸と当接可能な鍔部１Ｆ、１Ｆを有してその鍔部間が開放状の断面コ字状の環状部材であり、前記スプラグ２は、この外輪１の開放された中空断面内に互いに隣接して複数設けられている。
【００１９】
外輪１は、所定厚さの円盤状平鋼板を、プレス成形によりその外縁側を曲げ加工してカップ状としたのち、内径部を打ち抜くとともに、前記曲げた外側縁部の外側部をさらに曲げて、断面視でコ字形の開放断面状に形成する。また、外輪１の後記外周部１ｃと同一径のパイプ状鋼材の両端部を内側に曲げ加工して断面視でコ字形の開放断面状に形成することもできる。
このとき、図１（ｂ）に示すように、軸方向（クラッチの軸方向）の断面では、外輪１の図中での他方の側壁（左の側壁）１ａを内側に少し凹状に窪ませ、一方の側壁（右の側壁）１ｂは外側へ曲線状の凸面として形成され、外軸ＡＸＯに接合する外周部１ｃはフラットに形成されている。  
【００２０】
なお、少なくとも外輪１の転走面であるスプラグ当接部（外周部１ｃの内周面）は、クラッチとしての必要な硬さを有するように、高周波焼き入れ・浸炭焼き入れ等により予め硬化処理（熱処理等）を施してある。
【００２１】
外輪１の内側に配置されているスプラグ２の左右の端面２ａ、２ｂは、図中左端面２ａが円弧面の凸状、図中右端面２ｂが円弧面の凹状に形成されている。その左端面２ａの凸状の部分を凸部２ｄ、右端面２ｂの凹状の部分を凹部２ｅとする。その円弧面は、柱面でも球面でも良いが、この実施例では、前者を球面、後者を柱面としており、前者は点接触、後者は線接触となっている。このとき、前者も柱面とすることができる。
【００２２】
上記外輪１の内側には、その外輪１の一方の側壁１ｂと上記各スプラグ２との間に、各スプラグ２の右端面２ｂの凹部２ｅに沿って上記ガーターばね３が装填されている。
このガーターばね３によってスプラグ２は、外輪１の内周面（外周部１ｃの内周面）に当接され、ガーターばね３は、スプラグ２と外輪側壁１ｂの間にあるため、その当接付与力に基づくその両者２、１ｂへの突っ張りによって外輪１内に自分自身を保持し、スプラグ２は、その付与力によるその保持されたガーターばね３と外輪１内周面への当接によって外輪内に保持される。
【００２３】
また、そのガーターばね３の付勢力によって、クラッチの軸中心と平行なスプラグ中心線を中心にスプラグ２が傾いて外輪１と係合する。すなわち、その付勢力により、図２（ａ）に示すｆ１と−ｆ１の偶力が生じてその偶力によってスプラグ２が外輪１と係合するようになっている（直立する方向に付勢される）。
【００２４】
スプラグ２の軸（一方向クラッチＣ１の軸方向）と直交方向の断面は、図２（ａ）に示すように、上下の端面が外に突出する凸の曲面状のカム面２Ｕ、２Ｄをそれぞれ有する非対称な樽形に形成されている。カム面２Ｕ、２Ｄが周方向に対し直立する状態（両カム面２Ｕ、２Ｄの外輪１内面との接点間の距離が比較的大きくなった状態）で内軸ＡＸｉと外輪１間でのトルクの伝達が行なわれ（図２（ａ）実線状態）、スプラグ２が周方向に傾斜するにつれて内軸ＡＸｉは外輪１に対しすべり、トルクの伝達が遮断される（図２（ａ）鎖線状態）。
なお、トルクの伝達・非伝達時のスプラグ２の動きは僅かであるが、図中に示す実線状態と鎖線状態とは、理解がし易いように大きく動いたように記載している。
その伝達時、各スプラグ２は、その下部側面が隣接する他のスプラグ２の下部側面に当接するようになっており、係合方向（ｆ１矢印方向）の過大なトルクが作用し、そのトルクによる回転力がその当接面に作用すると、当接する両スプラグ２，２は互いに反対方向に回転させようとし（反対方向の反力が作用し）、ロック状態となる。すなわち、各スプラグ２は相互に接触して過大トルクを受けても転倒しないようになっている。これにより、スプラグ２の外輪１との係離作用が安定してクラッチ動作が円滑になされる。
【００２５】
外輪１の鍔部１Ｆ内径面（内軸ＡＸｉに当接する面）には油溝５（図１（ｂ）参照）を形成して、その鍔部１Ｆと内軸ＡＸｉの間に油溜めを設けて、両者間の潤滑条件を良好にしている。油溝５を形成しなくても、十分な潤滑条件となる油溜めとなる場合には、油溝５を省略できる。そのとき、鍔部１Ｆがなくても、側壁１ａ、１ｂの端面と内軸ＡＸｉの間で十分な油溜めを形成できる場合には、その鍔部１Ｆも省略できる。
【００２６】
外輪１の右の側壁１ｂには、図１（ａ）に示すように、所定の間隔（等間隔）で切欠き（開口）４が形成されているので、一方の側壁１ａを形成した後、その側壁１ａと外周部１ｃの内側にスプラグ２、ガーターばね３等を装填し、その後、プレス成形によって他方の側壁１ｂを形成することができる。図１（ｂ）中の４ａは切欠き４の端面である。
但し、外輪１を断面コ字状にプレス成形した後、その外輪１内に、スプラグ２を鍔１Ｆ、１Ｆの間から斜めにして挿入して装填することもできる。この場合には、切欠き４を省略できる。一方、切欠き４から、上記スプラグ２等を外輪１内に装填することもできる。切欠き４は、曲げ加工時の曲げ皺の発生を防ぐ作用も行うため、その作用が得られるように、その幅（外輪周方向）及び間隔を適宜に設定する。
外輪側壁１ａ、１ｂのそれぞれの内軸ＡＸｉ寄りの端の内側に向く鍔部１Ｆ、１Ｆは、内軸ＡＸｉの曲面に対し極くわずかな隙間が生じるように設けられている。
【００２７】
そのガーターばね３には、コイル径の異なる小径部３ａと大径部３ｂとが交互に設けられている。図２（ｃ）に、ガーターばね３とスプラグ２とが噛み合った状態における両者の位置関係を模式的に示す。この図において、ガーターばね３は、外輪１内に組み入れられる前の直線状の状態を示す。
小径部３ａと大径部３ｂとは、そのガーターばね３が外輪１内に組み込まれた状態において、上記周方向に沿って等間隔になるよう設けられており、この配置により、スプラグ２が前記周方向に沿って等間隔に位置決めされる。
【００２８】
ガーターばね３の小径部３ａは、図１（ｂ）に示すように、各スプラグ２にそれぞれ設けた凹部２ｅに接合するように配置され、大径部３ｂは、隣接するスプラグ２，２間に入り込んで各スプラグを適当な間隔を空けて保持する。
【００２９】
図３は、第二の実施形態の一方向クラッチＣ２を示し、この一方向クラッチは、第一実施形態の一方向クラッチにおいて、図３（ｃ）に示すガーターばね３を用いたものである。図３（ａ）は、図１（ａ）の矢視Ｂ−Ｂに該当する部分における本実施例の部分拡大断面図を示す。基本構成は第一の実施形態（図１）と同じであり、図中の同じ構成、機能部材には同じ符号を付している。
【００３０】
この一方向クラッチＣ２において、ガーターばね３は、小径部３ａと大径部３ｂとの間に、コイル径が徐々に変化する調整部３ｃが設けられているので（図３（ｃ）参照）、その大径部３ｂを隣接するスプラグ２，２間に夾みやすい。
【００３１】
上記各実施形態の一方向クラッチＣ１及びＣ２の作用は同じであり、各スプラグ２には、ガーターばね３が拡大する方向に弾性力が作用する。このため、例えば、図２（ａ）に示すように、各スプラグ２は、クラッチの軸中心と平行な回転中心線ｘを中心として転動するように付勢され、上下の非対称なカム面２Ｕ、２Ｄが外輪１の外周部内面、内軸ＡＸｉにそれぞれ係合する。
【００３２】
従って、外輪１が駆動側、内軸ＡＸｉが従動側のときは、外輪１への回転力が矢印−ｆ１方向であれば、スプラグ２が直立する方向となり、このため、クラッチＣ１、Ｃ２が係合されて静止している内軸ＡＸｉを同一方向（矢印ｆ２の方向）に回転させる。
一方、外輪１への回転力が反対方向であれば、ガーターばね３による弾性力に逆って各スプラグ２を上記と反対方向に回転させ、このため、図２（ａ）の鎖線で示すように、各スプラグ２は直立状態から傾き、内軸ＡＸｉへ回転力は伝達されず、クラッチオフ（遮断）の状態となる。又、内軸ＡＸｉが駆動側、外輪１が従動側のときは、上記と全く逆の関係で、すなわち、内輪ＡＸｉへの回転力が矢印ｆ１の方向であれば、クラッチＣ１、Ｃ２が係合されて静止している外輪１を同一方向（矢印−ｆ２の方向）に回転させ、一方内輪への回転力が反対方向（矢印ｆ２の方向）であれば、外輪１への回転力は伝達されず、クラッチオフ（遮断）の状態となる。
【００３３】
また、上記各実施形態の一方向クラッチＣ１及びＣ２において、例えば、ガーターばね３の大径部３ｂがスプラグ２の側面に当接し、その大径部３ｂが各スプラグ２を、図２（ｃ）の矢印に示すように、係合方向へ付勢するようになっている。このとき、大径部３ｂの外側縁は、スプラグ２の前記回転中心線ｘ（同図参照）の位置に対して径方向へ内側方向、又は外側方向に比較的離れた部分を当接点ｙ、ｚとしてスプラグ２に当接する。このため、その付勢力は、スプラグ２に対して大きな回転モーメントを与えることもできる。
【００３４】
さらに、図４に示す第三の実施形態の一方向クラッチＣ３は、各スプラグ２の内輪側に周方向溝２ｆを設け、その周方向溝２ｆにガーターばね３を設けたものである。なお、図中の符号３’は必要に応じて設けられる弾性部材である。
この実施形態において、大径部３ｂのコイル中心は、小径部３ａのコイル中心よりもスプラグ２側ヘ偏心して設けられており、その大径部３ｂは、前記偏心量が大きいほど隣接するスプラグ２，２間により深く入り込むので（図４（ａ）に示す寸法ｄ参照）、その大径部３ｂによるスプラグ２の位置決め作用がさらに効果的となる。
【００３５】
また、図５（ａ）（ｂ）に示す第四、第五の実施形態の一方向クラッチＣ４，Ｃ５は、それぞれ、各スプラグ２の内輪側に周方向溝２ｆを設け、その周方向溝２ｆにガーターばね３を設けたものである。（ａ）は、図４（ｂ）に示す大径部３ｂのコイル中心と小径部３ａのコイル中心とが偏心したタイプのガーターばね３を使用し、（ｂ）は、図２（ｂ）に示す前記両コイル中心が同軸心であるタイプのガーターばね３を使用する。
さらに、図５（ｃ）に示す第六の実施形態の一方向クラッチＣ６は、各スプラグ２の外径側に溝２ｆを形成しガーターばね３を外径側から配置して弾性力を縮径方向に作用させ、その弾性力により各スプラグ２を傾けて内輪外周面および外輪内周面へ当接するようにしたものである。
【００３６】
なお、上記各実施形態は、内輪を内軸ＡＸｉで構成したが、環状の内輪として、その内輪に軸を嵌める等によって連結した構成も採用できる。また、外輪１も、筒状の軸で構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第一の実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は半正面図、（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの一部断面を含む側面図
【図２】（ａ）は図１（ａ）の部分拡大断面図、（ｂ）（ｃ）はガーターばねの詳細図
【図３】第二の実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は部分拡大断面図、（ｂ）（ｃ）はガーターばねの詳細図
【図４】第三の実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は部分拡大断面図、（ｂ）（ｃ）はガーターばねの詳細図
【図５】（ａ）は第四の実施形態の一方向クラッチの部分拡大断面図、（ｂ）は第五の実施形態の一方向クラッチの部分拡大断面図、（ｃ）は第六の実施形態の一方向クラッチの部分拡大断面図
【符号の説明】
【００３８】
１    外輪
１ａ、１ｂ  外輪側壁
１ｃ  外輪外周部
１Ｆ    鍔部
２    スプラグ
２ａ  左端面
２ｂ  右端面
２ｄ  スプラグの凸部
２ｅ  スプラグの凹部
２Ｕ  スプラグの外輪側カム面
２Ｄ  スプラグの内輪側カム面
３  ガーターばね
４  切欠き（開口）
５  油溝
ＡＸｉ  内軸
ＡＸＯ  外軸
Ｃ１〜Ｃ６    一方向クラッチ
【図１】
2007182954.tif 000003
【図２】
2007182954.tif 000004
【図３】
2007182954.tif 000005
【図４】
2007182954.tif 000006
【図５】
2007182954.tif 000007