(57)【要約】【課題】スプラグに生じる倒れ角のばらつきを抑制する。【解決手段】外周円筒面が形成された内輪５と、内周円筒面が形成された外輪１と、前記両円筒面間に配置される複数のスプラグ２と、前記各スプラグ２を係合方向に付勢する弾性部材３とを備え、前記各スプラグ２は、隣接する他のスプラグ２との相互接触によって前記環状空間内の周方向への移動が規制される一方向クラッチにおいて、前記スプラグ２の表面のうち、少なくとも隣接する他のスプラグ２との接触部にＤＬＣコーティングを施した。このため、スプラグ２の姿勢変化が円滑化し、その倒れ角のばらつきを抑制することができる。また、前記各カム面１１，１２の前記各円筒面に対する空転側接触面Ｂ，Ｅの一方又は両方にＤＬＣコーティングを施せば、各カム面１１，１２に生じる摩耗が少なくなり、スプラグ２に生じる倒れ角のばらつきを、さらに抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周円筒面が形成された内輪（５）と、その内輪（５）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の環状空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（１１，１２）を有する複数のスプラグ（２）と、前記各スプラグ（２）に当接し弾性力によって前記各カム面（１１，１２）が前記外周円筒面及び前記内周円筒面に係合する方向に前記各スプラグ（２）を付勢する弾性部材（３）とを備え、前記各スプラグ（２）は、隣接する他のスプラグ（２）との相互接触によって前記環状空間内の周方向への移動が規制される一方向クラッチにおいて、
前記スプラグ（２）の表面のうち、少なくとも隣接する他のスプラグ（２）との接触部に、ダイヤモンドライクカーボンコーティングを施したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
外周円筒面が形成された内輪（５）と、その内輪（５）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の環状空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（１１，１２）を有する複数のスプラグ（２）と、前記各スプラグ（２）に当接し弾性力によって前記各カム面（１１，１２）が前記外周円筒面及び前記内周円筒面に係合する方向に前記各スプラグ（２）を付勢する弾性部材（３）とを備え、前記各スプラグ（２）は、隣接する他のスプラグ（２）との相互接触によって前記環状空間内の周方向への移動が規制される一方向クラッチにおいて、
前記スプラグ（２）の表面のうち、少なくとも前記各カム面（１１，１２）の前記各円筒面に対する空転側接触面（Ｂ，Ｅ）の一方又は両方にダイヤモンドライクカーボンコーティングを施したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、前記スプラグ（２）の各カム面（１１，１２）の前記各円筒面に対する空転側接触面（Ｂ，Ｅ）の一方又は両方にダイヤモンドライクカーボンコーティングを施したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】
一方向クラッチに使用するスプラグ（２）であって、前記スプラグ（２）の表面に、ダイヤモンドライクカーボンコーティングを施したことを特徴とする一方向クラッチ用スプラグ。
【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。
この種の一方向クラッチの構成として、内輪と外輪間にスプラグを介在させ、このスプラグを、内外輪の相対的な動きに応じてその内外輪に係合・離脱させることにより、駆動側から従動側へのトルクの伝達・遮断をするスプラグ型のものがある。
【０００３】
スプラグ型の一方向クラッチは、例えば、特許文献１及び特許文献２に示すように、前記内外輪間の環状空間内に、多数のスプラグを周方向に沿って配置し、そのスプラグを、リテーナ等により所定間隔に保持している。
【０００４】
このスプラグには、前記内輪の外周円筒面と、前記外輪の内周円筒面に対応する複数のカム面が形成されており、環状のコイルバネで構成されたガータースプリングの弾性力により、各カム面が対応する各円筒面に係合する方向にスプラグが付勢される。
また、そのスプラグの軸方向両側には、前記内外輪間を結ぶ方向の一対の環状側板が設けられており、その一対の環状側板間に、前記スプラグ、リテーナ、ガータースプリング等の構成部品が収納されている。
【特許文献１】特開平８−１４２７９号公報
【特許文献２】特開平８−４２６０３号公報
【０００５】
また、より低コストな一方向クラッチとして、リテーナを省略した構成の一方向クラッチもある。
この種のリテーナを備えない一方向クラッチとしては、例えば、本発明の実施形態の説明図である図１に基づいて説明すると、スプラグ２の軸（一方向クラッチＣの軸方向）と直交方向の断面は、上下の端面が外に突出する凸の曲面状のカム面１１，１２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１１，１２が周方向に対し直立する状態（両カム面１１，１２の外輪１内面との接点間の距離が比較的大きい状態）で内輪５と外輪１間でのトルクの伝達が行なわれ（図３実線状態）、スプラグ２が周方向に傾斜するにつれて内輪５は外輪１に対しすべり、トルクの伝達が遮断される（図３鎖線状態）。
【０００６】
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）、ロック状態となり、それ以上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また、その隣り合う両スプラグ２，２が相互に接触することにより、各スプラグ２は、前記内外輪５，１間の環状空間内に周方向に沿って等分配置され、また、その隣り合う両スプラグ２，２が相互に接触することにより、各スプラグ２は、前記内外輪５，１間の環状空間内に周方向に沿って等分配置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この種のリテーナを備えない一方向クラッチにおいて、スプラグの取付け姿勢次第では、スプラグは自重などの影響により周方向へ移動し、前記等分配置が維持されなくなる場合がある。
【０００８】
スプラグが等分配置されていないと、そのスプラグが、係合（ロック）と離脱（空転）の姿勢変化を繰り返すことにより、スプラグの倒れ角にばらつきを生じさせる。
このばらつきは、特に、スプラグ表面のうち、前記隣り合う他のスプラグへの接触部の摩擦係数が大きいと顕著化する傾向があり、このような状態になれば、フルフェージングに悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
また、スプラグの各カム面のうち内外輪の各円筒面に対する空転側接触面、すなわち、そのスプラグが空転姿勢となった際の前記各円筒面への接触面（対向面）の摩擦係数が大きいと、ドラグトルクが増加するとともに、その接触面に生じる摩耗が大きくなるので、この場合も、前記スプラグに生じる倒れ角のばらつきを顕著化させることにつながるので好ましくない。
【００１０】
そこで、この発明は、スプラグに生じる倒れ角のばらつきを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明は、外周円筒面が形成された内輪と、その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の環状空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を有する複数のスプラグと、前記各スプラグに当接し弾性力によって前記各カム面が前記外周円筒面及び前記内周円筒面に係合する方向に前記各スプラグを付勢する弾性部材とを備え、前記各スプラグは、隣接する他のスプラグとの相互接触によって前記環状空間内の周方向への移動が規制される一方向クラッチにおいて、前記スプラグの表面のうち、少なくとも隣接する他のスプラグとの接触部に、ダイヤモンドライクカーボンコーティングを施した構成を採用した。
【００１２】
ダイヤモンドライクカーボンコーティング(以下「ＤＬＣコーティング」という)は、非晶質状であるため、その表面は非常に滑らかであり摩擦係数が低いことで知られている。このため、スプラグの表面のうち、隣接する他のスプラグとの接触部にＤＬＣコーティングを施したことにより、スプラグの姿勢変化を円滑化し、その倒れ角のばらつきを抑制することができる。
なお、ＤＬＣコーティングにより形成されるＤＬＣ膜は、炭素がダイヤモンド結晶の様に配置した非晶質（アモルファス）状のカーボン膜の総称であり、長期にわたり低摩擦係数で耐摩耗性、耐凝着性に富み、さらに低攻撃性という特徴を備えている。また、化学的安定性が高いため腐食性雰囲気での使用にも耐え得る。また、母材に直接コーティングすることができ、特殊な前処理も必要ないため、低コストで成膜することが可能である。このＤＬＣ膜はイオンスプレーディング法、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム凝着法等の周知の様々な薄膜成形技術を用いて製品に対し、被膜することができる。
【００１３】
また、他の手段として、以下の構成を採用し得る。すなわち、外周円筒面が形成された内輪と、その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の環状空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を有する複数のスプラグと、前記各スプラグに当接し弾性力によって前記各カム面が前記外周円筒面及び前記内周円筒面に係合する方向に前記各スプラグを付勢する弾性部材とを備え、前記各スプラグは、隣接する他のスプラグとの相互接触によって前記環状空間内の周方向への移動が規制される一方向クラッチにおいて、前記スプラグの表面のうち、少なくとも前記各カム面の前記各円筒面に対する空転側接触面の一方又は両方にダＤＬＣコーティングを施した構成である。
【００１４】
ＤＬＣコーティングは、上記のごとく、主に、炭素と水素から構成される非晶質（アモルファス）状のカーボン膜の総称であり、その硬度はダイヤモンドに近いものである。このため、スプラグの各カム面の空転側接触面の一方又は両方にＤＬＣコーティングを施したことにより、その接触面の硬度を高め、耐摩耗性を向上させることができる。その結果、接触面に生じる摩耗が少なくなり、スプラグに生じる倒れ角のばらつきを抑制することができる。
【００１５】
なお、前記ＤＬＣコーティングは、前記スプラグの表面のうち、隣接する他のスプラグとの接触部に加えて、各カム面の前記各円筒面に対する空転側接触面の一方又は両方に併せて施しても良い。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は、スプラグの表面のうち、少なくとも隣接する他のスプラグとの接触部、あるいは、各カム面の空転側接触面の一方又は両方にＤＬＣコーティングを施したので、スプラグに生じる倒れ角のばらつきを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１乃至図３にこの発明の実施形態を示し、図１は正面図、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は，それぞれ異なる実施形態の要部拡大図、図３はスプラグの作用図を示す。
一方向クラッチＣの機能は、従来例と同様であるので説明を省略し、スプラグ２の動きについて、以下説明する。
【００１８】
まず、外輪１が駆動側、内輪５が従動側のときは、外輪１の回転力が矢印−ｆ１方向であれば、図３に示す鎖線状態から実線状態へとスプラグ２を直立させる方向となり、このため、クラッチＣが係合されて静止している内輪５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、弾性部材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傾かせ、このため、図中に示す実線状態から鎖線状態へと各スプラグ２は直立状態から傾き、内輪５へ回転力は伝達されず、クラッチオフ（遮断）の状態となる。
【００１９】
つぎに、内輪５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５への回転力が矢印ｆ１の方向であれば、クラッチＣ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。
【００２０】
スプラグ２の表面には、図１及び図２（ａ）に示すように、隣接する他のスプラグ（２）との接触部に、ＤＬＣコーティング層ＲＡが設けられている。
このため、そのＤＬＣコーティング層ＲＡを設けた箇所のスプラグ２の表面は、スプラグ２の母材表面と比較して高い耐摩耗性を有するものとなっているとともに、その表面の摩擦係数は低いものとなっている。
【００２１】
係合方向（ｆ１矢印方向）の過大なトルクが作用した際に、各スプラグ２は、図３に示すように、その下部側面Ａが隣接する他のスプラグ２の下部側面Ｄに当接し、ロック状態となって、それ以上転倒しないようにスプラグ２の回転が規制される。
このとき、前記ＤＬＣコーティング層ＲＡにより、スプラグ相互接触部の摩擦係数が低減されているので、両者が完全に噛み込んで動かなくなってしまうことが防止され、前記ロック状態から空転方向への復帰がスムースである。このため、スプラグの姿勢変化が円滑化し、各スプラグ２間の倒れ角のばらつきが抑制される。
また、ＤＬＣコーティング層ＲＡを設けたことにより、その接触部の耐摩耗性が向上する。このため、スプラグ２同士の接触に伴う摩耗が低減される。
【００２２】
なお、ＤＬＣコーティングを施す箇所としては、ＤＬＣコーティング層ＲＡに加えて、前記スプラグ２のカム面１１，１２のうち、内輪の円筒面に対する空転側接触面Ｂに、図２（ｂ）に示すように、ＤＬＣコーティング層ＲＢを施してもよい。
さらに、図２（ｃ）に示すように、前記スプラグ２のカム面１１，１２のうち、外輪１の円筒面に対する空転側接触面Ｅに、ＤＬＣコーティング層ＲＥを施してもよい。
ＤＬＣコーティング層ＲＢ、ＤＬＣコーティング層ＲＥを設けたことにより、空転時におけるスプラグ２と内外輪の各円筒面との耐摩耗性が向上する。このため、スプラグ２のカム面１１，１２の摩耗が低減されるとともに、ドラグトルクの低減が図られてスプラグ２の姿勢変化が円滑化し、その結果、各スプラグ２間の倒れ角のばらつきがさらに抑制される。
【００２３】
また、スプラグ２の表面のうち、図３に示す隣接する他のスプラグ２との接触部Ｄに、ＤＬＣコーティング層を設けてもよく、必要であれば、スプラグ２のカム面１１，１２のうち、内輪の円筒面に対する係合側接触面Ｃに、ＤＬＣコーティング層を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態の一方向クラッチを示す一部切断正面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】スプラグの作用を示す要部拡大図
【符号の説明】
【００２５】
１    外輪
２    スプラグ
３    弾性部材
４    溝
５    内輪
１１  スプラグの外輪側カム面
１２  スプラグの内輪側カム面
ＲＡ、ＲＢ、ＲＥ  ＤＬＣコーティング層
Ｃ    一方向クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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