(57)【要約】【課題】スプラグに生じたバリが、噛合い特性に影響を及ぼすことを防ぐ。【解決手段】同軸心状に配置した外輪１と内輪４との間に複数のスプラグ２を備え、これらの各スプラグ２は、前記外輪１の内周及び内輪４の外周に設けた各カム面に係合可能な外側カム面２Ｕ、及び内側カム面２Ｄを有して、その各スプラグ２を係合方向に付勢する弾性部材３を備え、前記各スプラグ２を介して外輪１と内輪４の間のトルクの伝達・遮断を行う一方向クラッチに用いられる前記スプラグ２の製造方法において、棒状の被切断素材の周面に、上記外側カム面２Ｕ、及び内側カム面２Ｄをそれぞれその軸方向に沿って長く形成して、その周面に周方向の溝１１を設け、被切断素材１０を溝１１内で切断してスプラグ２を成形する。このようにすれば、バリは溝１１内から立ち上がるので、溝１１の深さを想定されるバリの高さよりも深く形成すれば、バリは、スプラグの噛合い特性に影響を及ぼしにくくなる。【選択図】図１ｄ
2007205399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチ用のスプラグ（２）であって、少なくとも一部が軸方向に対して平行に延びる曲面として形成された複数のカム面（２Ｕ、２Ｄ）と、軸方向両端に形成された端面（２ａ、２ｂ）と、前記カム面（２Ｕ、２Ｄ）と前記端面（２ａ、２ｂ）との間に前記カム面（２Ｕ、２Ｄ）とのなす角が鈍角となるように形成された縁面（２ｃ）とを備え、前記カム面（２Ｕ、２Ｄ）は、前記スプラグ（２）が内輪に形成された外周円筒面と前記内輪と同軸に配置された外輪（１）に形成された内周円筒面との間に配置されて前記カム面（２Ｕ、２Ｄ）がそれぞれ前記外周円筒面と前記内周円筒面に当接するよう付勢された状態で前記内輪と前記外輪（１）とが所定方向に相対回転する傾向となるとき前記スプラグ（２）が前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に噛み込むと共に前記内輪と前記外輪（１）とが所定方向と逆向き相対回転する傾向となるとき前記スプラグ（２）の前記外周円筒面と前記内周円筒面との間への噛み込みが解除されるような形状に形成され、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に噛み込んだとき前記内輪と前記外輪（１）との間のトルク伝達を行うスプラグ。
【請求項２】
請求項１に記載のスプラグ（２）を備えたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
クラッチのトルク伝達部材であるスプラグ（２）の製造方法において、
棒状の被切断素材（１０）の周面に、外側カム面（２Ｕ）、及び内側カム面（２Ｄ）をそれぞれその軸方向に沿って長く形成するとともに、その被切断素材（１０）の周面の少なくとも一部に周方向の溝（１１）を設け、その被切断素材（１０）を前記溝（１１）内で切断して前記スプラグ（２）を成形するスプラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力伝達経路上で機械的な係合を伴って動力の伝達と遮断の切換えをする一方向クラッチや二方向クラッチ等およびこれらに用いられるスプラグとそのスプラグの製造方法に関するものである。
【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。
【０００３】
このスプラグは、内輪と外輪にそれぞれ接する内外カム面が形成されており、そのスプラグを、内外輪間に多数のスプラグを環状に配置し、ガーターばねやリテーナ等により所定間隔に保持するとともに係合方向に付勢し、スプラグが軸周りに回動して姿勢変化することにより、内輪と外輪との間のトルクの伝達・遮断を行う。
【０００４】
このスプラグを製造する際には、例えば、特許文献１に記載のように、素材をプレスでせん断して所定寸法のせん断部材を形成し、そのせん断部材を金型内に配置してカム面を含む周面以外の端面を打撃部材にて叩くことによりスプラグを一つずつ鍛造成型する手法がある。
【特許文献１】特開平８−２１９１８４号公報（第４頁、第３図参照）
【０００５】
スプラグを一つずつ鍛造成型することは、非常に時間と手間がかかるため、予め、内外両カム面が軸方向に沿って長く形成された全長同一断面の棒状部材（被切断素材）を、シャー切断（プレス切断を含む）により所定の長さに切断（せん断加工）して、スプラグを順次成型していく手法も採用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記せん断加工の手法によれば、図７に示すように、スプラグ２には、その切断面に沿ってバリ６が発生する虞がある。このバリ６がスプラグ２周面から外側に突出した場合、スプラグ２がうまく姿勢変化できず、あるいは、内外両カム面２Ｕ，２Ｄが内輪又は外輪にうまく噛み合わず、その噛合い特性が変化してしまうことがある。スプラグの噛合い特性が変化すると、クラッチの特性にまで悪影響を及ぼしてしまうので好ましくない。
【０００７】
そこで、この発明は、スプラグに生じたバリが、スプラグの噛合い特性に影響を及ぼすことを防ぐことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、クラッチ用のスプラグであって、少なくとも一部が軸方向に対して平行に延びる曲面として形成された複数のカム面と、軸方向両端に形成された端面と、前記カム面と前記端面との間に前記カム面とのなす角が鈍角となるように形成された縁面とを備え、前記カム面は、前記スプラグが内輪に形成された外周円筒面と前記内輪と同軸に配置された外輪に形成された内周円筒面との間に配置されて前記カム面がそれぞれ前記外周円筒面と前記内周円筒面に当接するよう付勢された状態で前記内輪と前記外輪とが所定方向に相対回転する傾向となるとき前記スプラグが前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に噛み込むと共に前記内輪と前記外輪とが所定方向と逆向き相対回転する傾向となるとき前記スプラグの前記外周円筒面と前記内周円筒面との間への噛み込みが解除されるような形状に形成され、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に噛み込んだとき前記内輪と前記外輪との間のトルク伝達を行うスプラグの構成を採用した。
【０００９】
スプラグの軸方向端面には、そのスプラグの噛合い特性に影響を及ぼすバリが生じる虞があるが、上記のごとく、前記カム面と前記端面との間に前記カム面とのなす角が鈍角となるように形成された縁面を設ければ、生じたバリを除去、あるいは、バリが生じた場合でも、そのバリの突出高さを、カム面に対して低く抑えることができる。
したがって、上記スプラグを一方向クラッチに備えれば、スプラグに生じたバリが、スプラグの噛合い特性に影響を及ぼす事態は生じなくなる。
【００１０】
また、クラッチのトルク伝達部材であるスプラグの製造方法において、棒状の被切断素材の周面に、外側カム面、及び内側カム面をそれぞれその軸方向に沿って長く形成するとともに、その被切断素材の周面の少なくとも一部に周方向の溝を設け、その被切断素材を前記溝内で切断して前記スプラグを成形するスプラグの製造方法を採用し得る。
【００１１】
このようにすれば、バリは溝内から立ち上がるので、そのバリの突出高さは被切断素材の周面に対して低く抑えられる。バリの突出高さが低く抑えられれば、バリが生じてもそのバリはスプラグの噛合い特性に影響を及ぼしにくい。なお、その溝の深さを、想定されるバリ高さよりも深くすれば、バリは周面から外側に突出しないのでさらに効果的である。
よって、上記構成によれば、スプラグの噛合い特性に影響を及ぼすバリの発生を抑えることができ、切断の工程で発生したバリを取り除くために、別途、バリ取り工程を設ける必要がなくなるので、その製造工程を簡素化し得る。
なお、前記溝は、被切断素材の長さ方向に対して等ピッチで形成し、その１ピッチを、前記スプラグの軸方向長さと同じ距離としておくことが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、スプラグのカム面と端面との間に前記カム面とのなす角が鈍角となるように形成された縁面を設けたので、スプラグに生じたバリを除去、あるいはそのバリをスプラグの噛合い特性に影響を及ぼさない程度に抑えることができる。
【００１３】
したがって、上記スプラグを一方向クラッチに備えれば、スプラグに生じたバリが、スプラグの噛合い特性に影響を及ぼす事態は生じなくなる。
【００１４】
また、そのスプラグの製造方法として、被切断素材の切断線上に溝を設けてその素材を溝内で切断する手法を採用したので、バリ取り工程を設ける必要がなくなり、その製造工程を簡素化し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に示すスプラグ２は、図３及び図４に示す一方向クラッチＣに用いられ、予めカム面２Ｕ、２Ｄが形成された棒状の被切断素材１０を一定長さ毎にシャー切断により切断して、その切断により多数のスプラグ２を順次形成するものである。
【００１６】
まず、このスプラグ２を用いる一方向クラッチＣについて、説明する。一方向クラッチＣは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、断面視コ字形の外輪１と、その内側に位置する内輪としての内軸ＡＸｉとが同軸心状に配置されている。
外輪１は、内輪に当接可能な鍔部１Ｆ、１Ｆを有して、その鍔部間が開放された断面コ字状の環状部材であり、その外輪１の開放された中空断面内に、多数のスプラグ２が周方向に互いに隣接して設けられている。
【００１７】
外輪１は、図４（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の図中での左の側壁（側板）１ａは内側に少し凹状に窪み、右の側壁（側板）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。
また、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。
【００１８】
スプラグ２の左右の端面２ａ、２ｂは、図４（ｂ）に示すように、左端面２ａが円弧面の凸状、右端面２ｂが円弧面の凹状に形成されている。その右端面２ｂの凹部２ｅにリング状の弾性部材３が設けられている。弾性部材３としては、コイルスプリング、ガータスプリングその他各種のスプリングやゴムなどの弾性材が用いられる。
【００１９】
この弾性部材３によってスプラグ２は、外輪１の内面（外周部１ｃの内面）に当接され、弾性部材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弾性部材３と外輪１内面への当接によって外輪内に保持される。
【００２０】
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、図２に示すように、上下の端面が外に突出する凸の曲面状の上下カム面２Ｕ、２Ｄをそれぞれ有する非対称な樽形に形成されている。
各カム面２Ｕ、２Ｄは、それぞれ軸方向に対して平行に延びる曲面として形成され、そのスプラグ２の軸方向両端には、その端面２ａ、２ｂと前記カム面２Ｕ、２Ｄとの間の稜線部に、前記カム面２Ｕ、２Ｄとのなす角が鈍角となるように形成された縁面２ｃを備えている。その縁面２ｃは、端面２ａ、２ｂより０．３ｍｍ〜１ｍｍ中央側の位置（図中Ｗ１）から端面２ａ、２ｂに対して３０〜４５°（図中θ１）の角度で端面２ａ、２ｂに向かって延びるように形成されている。
また、図４に示すように、スプラグ２は、その各カム面２Ｕ、２Ｄが内輪に形成された外周円筒面と外輪１に形成された内周円筒面に対向するように、その内輪と外輪１の間に配置されて、スプラグ２の前記左端面２ａに形成された凸部２ｄが外輪１の側壁１ａに当接し、前記凹部２ｅは、前記弾性部材３から押圧される受部として機能して、弾性部材３は、前記各カム面２Ｕ、２Ｄが、それぞれ前記外周円筒面と前記内周円筒面に当接するように、各スプラグ２を付勢する。
【００２１】
前記カム面２Ｕ、２Ｄがそれぞれ前記外周円筒面と前記内周円筒面に当接するよう付勢された状態で、前記内輪と前記外輪１とが所定方向に相対回転する傾向となるとき、前記スプラグ２が前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に噛み込むと共に、前記内輪と前記外輪１とが所定方向と逆向き相対回転する傾向となるとき前記スプラグ２の前記外周円筒面と前記内周円筒面との間への噛み込みが解除されるような形状に形成され、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に噛み込んだとき前記内輪と前記外輪１との間のトルク伝達を行う。
すなわち、上下カム面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内面との接点間距離が比較的大きい状態）で内軸ＡＸｉと外輪１間でのトルクの伝達が行なわれ（図４（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４（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。
【００２２】
つぎに、この第１の実施形態のスプラグ２の製造方法を、図１及び図２に基づいて説明する。
図１ａ（ａ）に示す棒状の被切断素材１０の周面には、外輪１の内周及び内輪の外周に設けた各カム面に係合可能な外側カム面２Ｕ、及び内側カム面２Ｄが、それぞれその軸方向に沿って長く形成されている。
【００２３】
上記被切断素材１０をシャー切断により、一定の長さ毎に切断していく。図１ａ（ａ），（ｂ），（ｃ）は、その切断工程の前段に位置する保持用金型２０ａが、被切断素材１０を掴んだ状態を示す。保持用金型２０ａは、図１ａ（ｂ）に示すように、上下に分割されて構成されており、その分割された上下金型同士が接離自在となっている。また、その上下金型間には、被切断素材１０をぴったりと収納できる空間が形成されている。
【００２４】
その保持用金型２０ａに隣接して切断用金型２０ｂが配置されており、図１ｂ（ａ）に示すように、その切断用金型２０ｂにも被切断素材１０をぴったりと収納できる空間が形成されている。
【００２５】
保持用金型２０ａと切断用金型２０ｂとは、図１ａ（ａ），（ｃ）に示すように、摺動面２２ａ，２２ｂを介して接した状態にある。切断用金型２０ｂ側の摺動面２２ｂには前段側に向かって突出する断面円弧状の突出部２３ｂが形成されており、保持用金型２０ａ側の摺動面２２ａにはその突出部２０ｅに対応する凹部２３ａが形成されている。
また、端部金型２０ｃは、その切断用金型２０ｂの上記空間の一端を閉じ、被切断素材１０を軸方向に位置決めするストッパ機能を有する。
【００２６】
図１ａ（ａ）に示すように、保持用金型２０ａが被切断素材１０を掴むと、その金型２０ａの前記空間の内周全周に設けられた突起２１が、被切断素材１０の周面全周に圧接してその被切断素材１０の周面に食い込み、その食い込みにより断面Ｖ字型の溝１１が形成されている。また、この溝１１は、被切断素材１０の切断線に沿って形成されるようになっている（図１ｂ（ａ）参照）。
保持用金型２０ａが被切断素材１０を掴むことにより溝１１が形成されるので、その溝１１の形成が容易であるとともに、溝を形成する手段を別に設ける必要がないので装置を簡略化し得る。また、棒状の上記被切断素材１０が、後述の切断とともに軸方向へと送り出され、その送り出しの度毎に保持用金型２０ａが被切断素材１０を掴むので、上記溝１１を所定の間隔で容易に形成できるようになる。
【００２７】
切断用金型２０ｂが降下することにより前記摺動面２２ａ，２２ｂ同士が摺動し、被切断素材１０の先端がその摺動面２２ａ，２２ｂを切断線として切断される。この切断により、被切断素材１０の先端には円弧状の凹部２ｅが形成される（図２（ｂ）参照）。なお、図１ａ（ｂ），（ｃ）に示す被切断素材１０は、金型２０ｂの降下及び上昇により、既にその先端が切断されて円弧状の凹部２ｅが形成された状態を示している。
【００２８】
続いて、図１ｂ（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、保持用金型２０ａの上下金型を離反させて、被切断素材１０の先端を切断用金型２０ｂ内に進出させる。その後、図１ｃ（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、保持用金型２０ａの上下金型を被切断素材１０に圧接してその被切断素材１０を動かないよう保持するとともに、被切断素材１０の周面に次なる溝１１を形成する。
そして、図１ｄ（ａ），（ｂ）に示すように、切断用金型２０ｂが降下することにより前記摺動面２２ａ，２２ｂ同士が摺動し、被切断素材１０の先端が前記摺動面２２ａ，２２ｂを切断線として所定の長さに切断され、スプラグ２が成形される。
【００２９】
このとき、被切断素材１０は先に形成された前記溝１１内で切断されるので、その切断の際に生じるバリ６は、溝１１の底部から切断用金型２０ｂの動作方向へと立ち上がるように形成される。
このとき、溝１１の深さは、その切断時に発生するバリ６の高さよりも深く設定してあるので、図２（ｂ）に示すように、そのバリ６の頂部がスプラグ２の周面から外側に突出しないようになっている。
【００３０】
また、溝１１は、断面Ｖ字型となっているので、成形されたスプラグ２の縁は、図２（ａ）に示すように、フラット面からなる縁面２ｃが形成された態様となる。このため、通常、切断後に行うバリの除去作業を省略することも可能となる。
【００３１】
なお、この第１の実施形態において、上記溝１１は、上記被切断素材１０の周面全周に設けられて、スプラグ２の縁は、その全周に亘って縁面２ｃが形成された態様となっているが、溝１１は、その被切断素材１０の周面全周に設けられていなくとも、少なくとも外側カム面２Ｕ、及び内側カム面２Ｄに設けられていれば、バリ６は、前記両カム面２Ｕ，２Ｄよりも外側に突出しないので内輪、外輪１に当たらず、所定の効果を発揮し得る。
【００３２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のスプラグ２の製造方法を、図５及び図６に示す。
この実施形態のスプラグ２は、図６に示すように、左右の端面２ａ、２ｂがフラットに形成されたものである。また、その縁面２ｃは、端面２ａ、２ｂより０．３ｍｍ〜１ｍｍ中央側の位置（図中Ｗ２）から端面２ａ、２ｂに対して３０〜４５°（図中θ２）の角度で端面２ａ、２ｂに向かって延びるように形成されている。したがって、図５ａ乃至図５ｄに示すように、保持用金型２０ａと切断用金型２０ｂとの摺動面２２ａ，２２ｂもフラットなものである。その他の構成は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００３３】
なお、上記いずれの実施形態においても、上記被切断素材１０に設けられる溝は、上記被切断素材１０の周面のうち、少なくともバリ６が生じた際にスプラグ２の噛合い特性に影響を及ぼしやすい内外両カム面２Ｕ、２Ｄと、上記シャー切断による切断面との成す稜線部すべてに設けることが望ましい。ここで、シャー切断とは、部材をせん断加工により切断するものであり、プレス機構による切断等も含まれるものである。
もちろん、その内外両カム面２Ｕ、２Ｄと上記切断面との稜線部のみならず、被切断素材１０の周面の他の面に設けても良い。内外両カム面２Ｕ、２Ｄ以外に発生したバリは原則として内輪や外輪に当たらないが、例えば、その内外両カム面２Ｕ、２Ｄ以外の側面に発生したバリ６が、隣り合うスプラグ２やリテーナ等の部材に干渉してその噛合い特性に影響を及ぼすことがあるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】第１の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図１ｂ】第１の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図１ｃ】第１の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図１ｄ】第１の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図２】第１の実施形態のスプラグの詳細図
【図３】スプラグの使用例を示し、（ａ）は実施例１のスプラグを組み込んだ一方向クラッチの正面図、（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの一部断面を含む側面図
【図４】（ａ）（ｂ）は、図３（ａ）（ｂ）のそれぞれ部分拡大図
【図５ａ】第２の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図５ｂ】第２の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図５ｃ】第２の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図５ｄ】第２の実施形態のスプラグの製造方法を示す説明図
【図６】第２の実施形態のスプラグの詳細図
【図７】従来例のスプラグに発生したバリを示す概略図
【符号の説明】
【００３５】
１  外輪
１ａ，１ｂ  外輪側壁
１ｃ  外周部
１Ｆ  鍔部
２  スプラグ
２ａ  左端面
２ｂ  右端面
２ｃ  縁面
２ｄ  凸部
２ｅ  凹部
２Ｄ  内側カム面
２Ｕ  外側カム面
３  弾性部材
４  内輪
１０  被切断素材
１１  溝
２０  金型
２０ａ  保持用金型
２０ｂ  切断用金型
２０ｃ  端部金型
２１  突起
２２ａ，２２ｂ  摺動面
２３ａ  凹部
２３ｂ  突出部
ＡＸＯ  外軸
ＡＸｉ  内軸
【図１ａ】
2007205399.tif 000003
【図１ｂ】
2007205399.tif 000004
【図１ｃ】
2007205399.tif 000005
【図１ｄ】
2007205399.tif 000006
【図２】
2007205399.tif 000007
【図３】
2007205399.tif 000008
【図４】
2007205399.tif 000009
【図５ａ】
2007205399.tif 000010
【図５ｂ】
2007205399.tif 000011
【図５ｃ】
2007205399.tif 000012
【図５ｄ】
2007205399.tif 000013
【図６】
2007205399.tif 000014
【図７】
2007205399.tif 000015