(57)【要約】【課題】空転時の摩耗寿命および噛み合い時の疲労寿命の延長が可能な一方向クラッチを提供する。【解決手段】内輪２と、内輪２の周囲に内輪２と同軸状に配置された外輪３と、内輪２と外輪３との間に配置され内外輪２，３を相対回転可能に支持する一対の深溝玉軸受４，４と、一対の深溝玉軸受４，４に隣接して配置されたクラッチ機構部６とを備え、クラッチ機構部６は内輪２の軌道面２ｂと内輪２の軌道面２ｂに対向する外輪３の軌道面３ｂとで形成される環状空間７と、環状空間７内で円周方向に間隔をおいて配置された揺動可能な複数のスプラグ８と、各スプラグ８の内側カム面８ａと外側カム面８ｂがそれぞれ内輪２の軌道面２ｂおよび外輪３の軌道面３ｂに接触する方向に付勢するガータスプリング９とを有する一方向クラッチ１において、環状空間７の半径方向間隔７ｈは円周方向に沿って連続的に変化しているものである。【選択図】図４
2007205409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、該内輪の周囲に該内輪と同軸状に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置され前記内外輪を相対回転可能に支持する一対の軸受と、該一対の軸受に隣接して配置されたクラッチ機構部とを備え、該クラッチ機構部は前記内輪の軌道面と該内輪の軌道面に対向する前記外輪の軌道面とで形成される環状空間と、該環状空間内で円周方向に間隔をおいて配置された揺動可能な複数のスプラグと、該各スプラグを前記内輪の軌道面および前記外輪の軌道面と接触する方向に付勢するばねとを有する一方向クラッチにおいて、
前記環状空間の半径方向間隔は円周方向に沿って連続的に変化していることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
内輪と、該内輪の周囲に該内輪と同軸状に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置され前記内外輪を相対回転可能に支持する一対の軸受と、該一対の軸受に隣接して配置されたクラッチ機構部とを備え、該クラッチ機構部は前記内輪の外周面と前記外輪の内周面のいずれか一方に円周方向に間隔をおいて設けられた同一の傾斜角度の複数のカム面と該カム面に対向する軌道面とで形成される複数のくさび状空間と、該各くさび状空間内に配置されたローラと、該各ローラを前記各くさび状空間の狭い方に向けて付勢するばねとを有する一方向クラッチにおいて、
前記各くさび状空間の半径方向間隔は各くさび状空間毎に変化し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】
本発明は、内輪と、内輪の周囲に内輪と同軸状に配置された外輪と、内輪と外輪との間に配置され内外輪を相対回転可能に支持する一対の軸受と、一対の軸受に隣接して配置されたクラッチ機構部とを備えた一方向クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方向クラッチとしては、スプラグ（またはカム）式一方向クラッチとローラ（またはころ）式一方向クラッチが知られている。
【０００３】
スプラグ式一方向クラッチとしては、次のようなものが提案されている。すなわち、内輪と、内輪の周囲に内輪と同軸状に配置された外輪と、内輪と外輪との間に配置され内外輪を相対回転可能に支持する一対の軸受と、一対の軸受に隣接して配置されたクラッチ機構部とを備え、クラッチ機構部は内輪の軌道面とこの内輪の軌道面に対向する外輪の軌道面とで形成される環状空間と、環状空間内で円周方向に間隔をおいて配置された揺動可能な複数のスプラグと、各スプラグを内輪の軌道面および外輪の軌道面と接触する方向に付勢するばねとを有する一方向クラッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１８７９３１号公報
【０００４】
また、ローラ（またはころ）式一方向クラッチとしては、次のようなものが提案されている。すなわち、内輪と、内輪の周囲に内輪と同軸状に配置された外輪と、内輪と外輪との間に配置され内外輪を相対回転可能に支持する一対の軸受と、一対の軸受に隣接して配置されたクラッチ機構部とを備え、クラッチ機構部は内輪の外周面に円周方向に間隔をおいて設けられた同一の傾斜角度の複数のカム面とこのカム面に対向する外輪の軌道面とで形成される複数のくさび状空間と、この各くさび状空間内に配置されたローラ（ころ）と、この各ローラ（ころ）を各くさび状空間の狭い方に向けて付勢するばねとを有する一方向クラッチが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献２】特開２００５−２７３７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特開２００１−１８７９３１号公報に開示されたような構造のスプラグ式一方向クラッチにおいては、クラッチ機構部を構成する内輪および外輪の軌道面の回転中心と、軸受を構成する軸受内輪および軸受外輪の軌道の回転中心とは同一軸線上にあるから、クラッチ機構部を構成する内外輪の対向する軌道面は同心円状になっている。そのため、クラッチ機構部を構成する内外輪の対向する軌道面で形成される環状空間の半径方向間隔は、円周方向のどの位置においても同一である。このことは、図９を参照して以下に説明するような問題点を有する。なお、図９は後述する本発明の実施例１についての図４に対応する従来のスプラグ式一方向クラッチの要部説明図である。そして、図９においては、図４の部分と対応する部分については同一符号を付している。
【０００６】
図９を参照してこの従来のスプラグ式一方向クラッチの動作について以下に説明する。この従来のスプラグ式一方向クラッチは、内外輪２，３の相対回転方向に応じて各スプラグ８が揺動することにより、内外輪２，３間のトルク伝達を遮断または接続するものである。各スプラグ８は、ガータスプリング９の付勢力により反時計回り方向に付勢されている。そして、各スプラグ８の内側カム面８ａは内輪２の軌道面２ｂに接触位置Ａで接触し、各スプラグ８の外側カム面８ｂは外輪３の軌道面３ｂに接触位置Ｂで接触している。
【０００７】
図９において、外輪３が内輪２に対して矢印Ｘ方向（時計回り方向）に相対回転する場合には、各スプラグ８はガータスプリング９の付勢力に抗して時計回り方向に揺動し、内側カム面８ａまたは外側カム面８ｂは、それぞれ接触位置Ａまたは接触位置Ｂで摺動し、内外輪２，３間でトルクは伝達されず、内輪２と外輪３は相対回転（空転）する。ところで、この従来のスプラグ式一方向クラッチにおいては、内外輪２，３の対向する軌道面２ｂ，３ｂで形成される環状空間７の半径方向間隔７ｈは、円周方向のどの位置においても同一であるので、各スプラグ８の内側カム面８ａの接触位置Ａと外側カム面８ｂの接触位置Ｂは、内輪２と外輪３の相対回転によって変化しない。そのため、内側カム面８ａの摺動はその接触位置Ａに集中し、外側カム面８ｂの摺動もその接触位置Ｂに集中する。その結果、各スプラグ８の内側カム面８ａおよび外側カム面８ｂの許容摩耗量が少なく、摩耗寿命が短い、という問題点を有する。
【０００８】
また、図９において、外輪３が内輪２に対して矢印Ｙ方向（反時計回り方向）に相対回転する場合には、各スプラグ８は反時計回り方向に揺動し、内側カム面８ａと外側カム面８ｂはそれぞれ内輪２の軌道面２ｂと外輪３の軌道面３ｂに噛み合い、内外輪２，３間で各スプラグ８を介してトルクは伝達され、内輪２と外輪３は一体に回転（同期回転）する。この内輪２と外輪３の同期回転（噛み合い）時には、各スプラグ８は内輪２の軌道面２ｂと外輪３の軌道面３ｂとの間で、内側カム面８ａの接触位置Ａと外側カム面８ｂの接触位置Ｂとで一定の噛み合い幅で噛み合う。この一定の噛み合い幅、すなわち内側カム面８ａの噛み合い幅８ａｓ’および外側カム面８ｂの噛み合い幅８ｂｓ’は、内外輪２，３を支持する軸受の軸受すきま分と、トルクを受けたときの各スプラグ８と内外輪２，３の弾性変形量によって決まるものである。そして、この噛み合いが繰り返されると、内側カム面８ａと外側カム面８ｂにピッティングや疲労剥離、摩耗等が発生しやすい。ところで、この従来のスプラグ式一方向クラッチにおいては、内外輪２，３の対向する軌道面２ｂ，３ｂで形成される環状空間７の半径方向間隔７ｈは、円周方向のどの位置においても同一であるので、内側カム面８ａの噛み合い幅８ａｓ’および外側カム面８ｂの噛み合い幅８ｂｓ’は、内輪２と外輪３の相対回転によって変化しない。そのため、内側カム面８ａの噛み合いはその噛み合い幅８ａｓ’に集中し、外側カム面８ｂの噛み合いもその噛み合い幅８ｂｓ’に集中する。その結果、各スプラグ８の内側カム面８ａおよび外側カム面８ｂに繰り返し噛み合いによるピッティングや疲労剥離、摩耗等が発生しやすく、疲労寿命が短い、という問題点を有する。
【０００９】
また、前記特開２００５−２７３７９５号公報に開示されたような構造のローラ（またはころ）式一方向クラッチにおいては、クラッチ機構部を構成する内輪のカム面の回転中心および外輪の軌道面の回転中心と、軸受を構成する軸受内輪および軸受外輪の軌道の回転中心とは同一軸線上にある。そのため、クラッチ機構部を構成する内輪のカム面とこのカム面に対向する外輪の軌道面とで形成される各くさび状空間の半径方向間隔は、どのくさび状空間においても同一である。このことは、図１０を参照して以下に説明するような問題点を有する。なお、図１０は後述する本発明の実施例２についての図８に対応する従来のローラ（またはころ）式一方向クラッチの要部説明図である。そして、図１０においては、図８の部分と対応する部分については同一符号を付している。
【００１０】
図１０を参照してこの従来のローラ（またはころ）式一方向クラッチの動作について以下に説明する。この従来のローラ（またはころ）式一方向クラッチは、内外輪２２，２３の相対回転方向に応じて各ローラ２８がカム面２２ｂ上を移動することにより、内外輪２２，２３間のトルク伝達を遮断または接続するものである。各ローラ２８は、各コイルばね２９の付勢力により各くさび状空間２７の狭い方に向けて付勢されている。そして、各ローラ２８は、内輪２２のカム面２２ｂに接触位置Ａで接触し、また、外輪２３の軌道面２３ｂに接触位置Ｂで接触している。
【００１１】
図１０において、外輪２３が内輪２２に対して矢印Ｙ方向（反時計回り方向）に相対回転する場合には、各ローラ２８は、各コイルばね２９の付勢力に抗して各くさび状空間２７の広い方に向けて移動し、外輪２３の軌道面２３ｂと接触位置Ｂで摺動し、内外輪２２，２３間でトルクは伝達されず、内輪２２と外輪２３は相対回転（空転）する。ところで、この従来のローラ（またはころ）式一方向クラッチにおいては、内輪２２のカム面２２ｂとこのカム面２２ｂに対向する外輪２３の軌道面２３ｂとで形成される各くさび状空間２７の半径方向間隔２７ｈは、どのくさび状空間２７においても同一であるので、各ローラ２８のカム面２２ｂとの接触位置Ａおよび軌道面２３ｂとの接触位置Ｂは、どのくさび状空間２７においても同一である。そのため、各ローラ２８の摺動はその接触位置Ｂに集中する。その結果、各ローラ２８の許容摩耗量が少なく、摩耗寿命が短い、という問題点を有する。
【００１２】
また、図１０において、外輪２３が内輪２２に対して矢印Ｘ方向（時計回り方向）に相対回転する場合には、各ローラ２８は、各コイルばね２９の付勢力により、各くさび状空間２７の狭い方に向けて移動（転動）し、くさび作用により内輪２２のカム面２２ｂと外輪２３の軌道面２３ｂに噛み合い、内外輪２２，２３間で各ローラ２８を介してトルクは伝達され、内輪２２と外輪２３は一体に回転（同期回転）する。この内輪２２と外輪２３の同期回転（噛み合い）時には、ローラ２８はカム面２２ｂとの接触位置Ａで一定の噛み合い幅で噛み合う。この一定の噛み合い幅、すなわちカム面２２ｂの噛み合い幅２２ｂｓ’は、内外輪２２，２３を支持する軸受の軸受すきま分と、トルクを受けたときの各ローラ２８と内外輪２２，２３の弾性変形量によって決まるものである。そして、この噛み合いが繰り返されると、カム面２２ｂにピッティングや疲労剥離、摩耗等が発生しやすい。ところで、この従来のローラ（またはころ）式一方向クラッチにおいては、内輪２２のカム面２２ｂとこのカム面２２ｂに対向する外輪２３の軌道面２３ｂとで形成される各くさび状空間２７の半径方向間隔２７ｈは、どのくさび状空間２７においても同一であるので、各ローラ２８のカム面２２ｂとの接触位置Ａおよび軌道面２３ｂとの接触位置Ｂは、どのくさび状空間２７においても同一である。そのため、各ローラ２８とカム面２２ｂとの噛み合いは一定の噛み合い幅２２ｂｓ’に集中する。その結果、各カム面２２ｂに繰り返し噛み合いによるピッティングや疲労剥離、摩耗等が発生しやすく、疲労寿命が短い、という問題点を有する。
【００１３】
そこで、本発明は、空転時の摩耗寿命および噛み合い時の疲労寿命の延長が可能な一方向クラッチを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明は、前記課題を解決するために、内輪と、該内輪の周囲に該内輪と同軸状に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置され前記内外輪を相対回転可能に支持する一対の軸受と、該一対の軸受に隣接して配置されたクラッチ機構部とを備え、該クラッチ機構部は前記内輪の軌道面と該内輪の軌道面に対向する前記外輪の軌道面とで形成される環状空間と、該環状空間内で円周方向に間隔をおいて配置された揺動可能な複数のスプラグと、該各スプラグを前記内輪の軌道面および前記外輪の軌道面と接触する方向に付勢するばねとを有する一方向クラッチにおいて、前記環状空間の半径方向間隔は円周方向に沿って連続的に変化しているものである。
【００１５】
請求項２記載の発明は、前記課題を解決するために、内輪と、該内輪の周囲に該内輪と同軸状に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置され前記内外輪を相対回転可能に支持する一対の軸受と、該一対の軸受に隣接して配置されたクラッチ機構部とを備え、該クラッチ機構部は前記内輪の外周面と前記外輪の内周面のいずれか一方に円周方向に間隔をおいて設けられた同一の傾斜角度の複数のカム面と該カム面に対向する軌道面とで形成される複数のくさび状空間と、該各くさび状空間内に配置されたローラと、該各ローラを前記各くさび状空間の狭い方に向けて付勢するばねとを有する一方向クラッチにおいて、前記各くさび状空間の半径方向間隔は各くさび状空間毎に変化しているものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、環状空間の半径方向間隔は円周方向に沿って連続的に変化しているので、空転時にスプラグの摺動部位が変化する。これにより、スプラグの摺動による摩耗を分散させることになる。したがって、スプラグの空転時の摩耗寿命の延長が可能になる。また、環状空間の半径方向間隔は、円周方向に沿って連続的に変化しているので、噛み合い時にスプラグの噛み合い部位が変化する。これにより、スプラグの噛み合い幅は従来の噛み合い幅より広範囲となり、噛み合い位置を分散させることになる。したがって、スプラグの噛み合い時の疲労寿命の延長が可能になる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、各くさび状空間の半径方向間隔は各くさび状空間毎に変化しているので、空転時にローラの摺動部位が変化する。これにより、ローラの摺動による局部的な摩耗を分散させることになる。したがって、ローラの空転時の摩耗寿命の延長が可能になる。また、各くさび状空間の半径方向間隔は各くさび状空間毎に変化しているので、噛み合い時にカム面の噛み合い部位が変化する。これにより、カム面の噛み合い幅は従来の噛み合い幅より広範囲となり、噛み合い位置を分散させることになる。したがって、カム面の噛み合い時の疲労寿命の延長が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一方向クラッチの最良の形態としては、以下のとおりである。すなわち、内輪２と、内輪２の周囲に内輪２と同軸状に配置された外輪３と、内輪２と外輪３との間に配置され内外輪２，３を相対回転可能に支持する一対の深溝玉軸受４，４と、一対の深溝玉軸受４，４に隣接して配置されたクラッチ機構部６とを備え、クラッチ機構部６は内輪２の軌道面２ｂと内輪２の軌道面２ｂに対向する外輪３の軌道面３ｂとで形成される環状空間７と、環状空間７内で円周方向に間隔をおいて配置された揺動可能な複数のスプラグ８と、各スプラグ８の内側カム面８ａと外側カム面８ｂがそれぞれ内輪２の軌道面２ｂおよび外輪３の軌道面３ｂに接触する方向に付勢するガータスプリング９とを有する一方向クラッチ１において、環状空間７の半径方向間隔７ｈは円周方向に沿って連続的に変化しているものである。その各実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１に係る一方向クラッチ１について図１〜図４を参照して以下に説明する。図１は本発明の実施例１に係る一方向クラッチの軸方向断面図である。図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った一部を破断して示す断面図である。図３は図１のＹ−Ｙ線に沿った一部を破断して示す断面図である。図４は図１に示す一方向クラッチの要部説明図である。
【００２０】
本発明の実施例１に係る一方向クラッチ１は、図１に示すように、内輪２と、外輪３と、一対の深溝玉軸受４，４と、クラッチ機構部６とを備えている。
【００２１】
内輪２は、軸方向中央部を大径部２ａとする円筒形をしており、大径部２ａの外周面は後述するクラッチ機構部６の軌道面２ｂを構成している。また、内輪２の内周面には図示しない回転軸を連結するキー溝２ｋが設けられている。
【００２２】
外輪３は、内輪２の周囲に内輪２と同軸状に配置されている。この外輪３は、内外周とも円筒面を有する円筒形をしており、その軸方向中央部の内周面は後述するクラッチ機構部６の軌道面３ｂを構成している。また、外輪３の側面には図示しない回転体（例えば、歯車、スプロケット、プーリ等）を取り付けるためのねじ孔３ｈが設けられている。
【００２３】
一対の深溝玉軸受４，４は、図１及び図２に示すように、それぞれ軸方向両端部で内輪２と外輪３との間に配置されている。各深溝玉軸受４は、内輪４ａと外輪４ｂと玉（転動体）４ｃと保持器４ｄとから構成されている。各深溝玉軸受４の内輪４ａ及び外輪４ｂは、それぞれ内輪２の外周面及び外輪３の内周面に圧入固定され、内外輪２，３を相対回転可能に支持している。また、一対のオイルシール５，５がそれぞれ各深溝玉軸受４の外側で、内輪２と外輪３との間に取り付けられている。そして、図２に示すように、軸受内輪４ａの軌道の回転中心Ｏｂｉ及び軸受外輪４ｂの軌道の回転中心Ｏｂｏは、外輪３の軌道面３ｂの回転中心Ｏｃｏと一致している。
【００２４】
クラッチ機構部６は、図１に示すように、一対の深溝玉軸受４，４間に隣接して配置されている。このクラッチ機構部６は、図３及び図４に示すように、環状空間７と、複数のスプラグ８と、ガータスプリング９と、一対のケージリング１０とを有している。
【００２５】
環状空間７は、内輪２の軌道面２ｂとこの軌道面２ｂに対向する外輪３の軌道面３ｂとで形成されている。そして、図３に示すように、内輪２の軌道面２ｂの回転中心Ｏｃｉは、外輪３の軌道面３ｂの回転中心Ｏｃｏ（及び軸受内輪４ａの軌道の回転中心Ｏｂｉ、軸受外輪４ｂの軌道の回転中心Ｏｂｏ）に対して、図３において僅かに下方に偏心（偏心量ε）している。したがって、環状空間７の半径方向間隔７ｈは、円周方向に沿って半径方向最小間隔７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔７ｈｍａｘまでの範囲で連続的に変化している。
【００２６】
各スプラグ８は、内輪２の軌道面２ｂに接触する内側カム面８ａと、外輪３の軌道面３ｂに接触する外側カム面８ｂと、長さ方向中間部を外側カム面８ｂから半径方向内側に切り欠いて形成されたガータスプリング装着溝８ｃと、両端面から突出して設けられたピン８ｄとを備えている。
【００２７】
ガータスプリング９は、その全長を縮める方向の弾力を有し、各スプラグ８のガータスプリング装着溝８ｃに装着されると、内側カム面８ａおよび外側カム面８ｂをそれぞれ内輪２の軌道面２ｂおよび外輪３の軌道面３ｂに接触させる方向に付勢するものである。
【００２８】
一対のケージリング１０は、円周方向に一定の間隔でスプラグ８のピン８ｄを挿入して支持するためのピン孔が形成されている。このピン孔に各スプラグ８のピン８ｄを挿入することにより各スプラグ８は揺動可能に支持される。
【００２９】
次に、図１に示す一方向クラッチ１の動作について図４を参照して以下に説明する。一方向クラッチ１は、内外輪２，３の相対回転方向に応じて各スプラグ８が揺動することにより、内外輪２，３間のトルク伝達を遮断または接続するものである。各スプラグ８は、ガータスプリング９の付勢力により反時計回り方向に付勢されている。そして、後述するように、各スプラグ８の内側カム面８ａは内輪２の軌道面２ｂに接触位置Ａで接触し、各スプラグ８の外側カム面８ｂは外輪３の軌道面３ｂに接触位置Ｂで接触している。
【００３０】
図４において、外輪３が内輪２に対して矢印Ｘ方向（時計回り方向）に相対回転する場合には、各スプラグ８はガータスプリング９の付勢力に抗して時計回り方向に揺動し、内側カム面８ａまたは外側カム面８ｂは、それぞれ接触位置Ａまたは接触位置Ｂで摺動し、内外輪２，３間でトルクは伝達されず、内輪２と外輪３は相対回転（空転）する。そして、一方向クラッチ１においては、環状空間７の半径方向間隔７ｈは、円周方向に沿って半径方向最小間隔７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔７ｈｍａｘまでの範囲で連続的に変化している。そのため、内輪２と外輪３の相対回転（空転）時に、内側カム面８ａまたは外側カム面８ｂは、半径方向最小間隔７ｈｍｉｎのところでは接触位置Ａまたは接触位置Ｂで摺動し、半径方向最大間隔７ｈｍａｘのところでは接触位置Ａ’または接触位置Ｂ’で摺動する。このように、内側カム面８ａはその摺動部位が接触位置Ａ，Ａ’間（すなわち内側カム面８ａの接触幅８ａｓ）で変化し、外側カム面８ｂはその摺動部位が接触位置Ｂ，Ｂ’間（すなわち外側カム面８ｂの接触幅８ｂｓ）で変化する。その結果、内側カム面８ａおよび外側カム面８ｂの摺動による摩耗を分散させることになる。したがって、スプラグ８の空転時の摩耗寿命の延長が可能になる。
【００３１】
また、図４において、外輪３が内輪２に対して矢印Ｙ方向（反時計回り方向）に相対回転する場合には、各スプラグ８は反時計回り方向に揺動し、内側カム面８ａと外側カム面８ｂはそれぞれ内輪２の軌道面２ｂと外輪３の軌道面３ｂに噛み合い、内外輪２，３間で各スプラグ８を介してトルクは伝達され、内輪２と外輪３は一体に回転（同期回転）する。そして、一方向クラッチ１においては、環状空間７の半径方向間隔７ｈは、円周方向に沿って半径方向最小間隔７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔７ｈｍａｘまでの範囲で連続的に変化している。そのため、内輪２と外輪３の同期回転（噛み合い）時に、内側カム面８ａおよぶ外側カム面８ｂは、半径方向最小間隔７ｈｍｉｎのところでは接触位置Ａ，Ｂでそれぞれ噛み合い、半径方向最大間隔７ｈｍａｘのところでは接触位置Ａ’、Ｂ’でそれぞれ噛み合う。このように、内側カム面８ａはその噛み合い部位が接触位置Ａ，Ａ’間（すなわち内側カム面８ａの噛み合い幅８ａｓ）で変化し、外側カム面８ｂはその噛み合い部位が接触位置Ｂ，Ｂ’間（すなわち外側カム面８ｂの噛み合い幅８ｂｓ）で変化する。その結果、噛み合い幅８ａｓおよび噛み合い幅８ｂｓは従来の噛み合い幅８ａｓ’および噛み合い幅８ｂｓ’より広範囲となり、噛み合い位置を分散させることになる。したがって、スプラグ８の噛み合い時の疲労寿命の延長が可能になる。
【００３２】
上述したように、図１に示す一方向クラッチ１によれば、環状空間７の半径方向間隔７ｈは、円周方向に沿って半径方向最小間隔７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔７ｈｍａｘまでの範囲で連続的に変化しているので、空転時に内側カム面８ａまたは外側カム面８ｂの摺動部位が変化する。その結果、内側カム面８ａまたは外側カム面８ｂの摺動による摩耗を分散させることになる。したがって、スプラグ８の空転時の摩耗寿命の延長が可能になる。また、環状空間７の半径方向間隔７ｈは、円周方向に沿って半径方向最小間隔７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔７ｈｍａｘまでの範囲で連続的に変化しているので、噛み合い時に内側カム面８ａと外側カム面８ｂの噛み合い部位が変化する。その結果、噛み合い幅８ａｓおよび噛み合い幅８ｂｓは従来の噛み合い幅８ａｓ’および噛み合い幅８ｂｓ’より広範囲となり、噛み合い位置を分散させることになる。したがって、スプラグ８の噛み合い時の疲労寿命の延長が可能になる。
【００３３】
また、各スプラグ８は軸受鋼を熱処理したものを使用しているが、耐摩耗性をより一層向上させるため表面硬化処理を施したものを使用してもよく、また、表面硬化処理を施したものと組み合わせて使用してもよい。表面硬化処理の例として、ＶＣ，ＣｒＣ，ＴｉＣ，ＴｉＣＮ，ＴｉＮ，ＣｒＮ，ＤＬＣ，ＴｉＡＬＮ等の炭化物や窒化物の浸透拡散処理や蒸着処理を施すことができる。
【００３４】
なお、図１に示す一方向クラッチ１は、内輪２の軌道面２ｂの回転中心を外輪３の軌道面３ｂの回転中心に対して下方に偏心量εだけ僅かに偏心させているが、請求項１記載の発明においては、これとは逆に、外輪３の軌道面３ｂの回転中心を内輪２の軌道面２ｂの回転中心に対して上方に偏心量εだけ僅かに偏心させてもよい。
【００３５】
また、図１に示す一方向クラッチ１は、内輪２の軌道面２ｂと外輪３の軌道面３ｂをいずれも円筒面に形成しているが、請求項１記載の発明においては、内輪２の軌道面２ｂと外輪３の軌道面３ｂのいずれか一方を円筒面に形成し、他方を楕円状の曲面に形成してもよい。
【００３６】
また、図１に示す一方向クラッチ１においては、内外輪２，３を相対回転可能に支持する一対の軸受として深溝玉軸受４，４を使用しているが、請求項１記載の発明においては、一対の軸受として他の転がり軸受を使用してもよく、また、滑り軸受を使用してもよい。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の実施例２に係る一方向クラッチ２１について図５〜図８を参照して以下に説明する。図５は本発明の実施例２に係る一方向クラッチの軸方向断面図である。図６は図５のＸ−Ｘ線に沿った一部を破断して示す断面図である。図７は図５のＹ−Ｙ線に沿った一部を破断して示す断面図である。図８は図５に示す一方向クラッチの要部説明図である。
【００３８】
本発明の実施例２に係る一方向クラッチ２１は、図５に示すように、内輪２２と、外輪２３と、一対の深溝玉軸受２４，２４と、クラッチ機構部２６とを備えている。
【００３９】
内輪２２は、軸方向中央部を大径部２２ａとし、図８に示すように、大径部２２ａの外周面に円周方向に複数個の凹部２２ｅを形成し、この凹部２２ｅの底面に同一の傾斜角度のカム面２２ｂを形成している。この凹部２２ｅに隣接してコイルばね収容孔２２ｆが設けられている。また、内輪２２の内周面には図示しない回転軸を連結するキー溝２２ｋが設けられている。
【００４０】
外輪２３は、内輪２２の周囲に内輪２２と同軸状に配置されている。この外輪２３は、内外周とも円筒面を有する円筒形をしており、その軸方向中央部の内周面は後述するクラッチ機構部２６の軌道面２３ｂを構成している。この軌道面２３ｂは半径２３ｒの円筒面により形成されている。また、外輪２３の側面には図示しない回転体（例えば、歯車、スプロケット、プーリ等）を取り付けるためのねじ孔２３ｈが設けられている。
【００４１】
一対の深溝玉軸受２４，２４は、図５及び図６に示すように、それぞれ軸方向両端部で内輪２２と外輪２３との間に配置されている。各深溝玉軸受２４は、内輪２４ａと外輪２４ｂと玉２４ｃと保持器２４ｄとから構成されている。各深溝玉軸受２４の内輪２４ａ及び外輪２４ｂは、それぞれ内輪２２の外周面及び外輪２３の内周面に圧入固定され、内外輪２２，２３を相対回転可能に支持している。また、一対のオイルシール２５，２５がそれぞれ各深溝玉軸受２４の外側で、内輪２２と外輪２３との間に取り付けられている。そして、図６に示すように、軸受内輪２４ａの軌道の回転中心Ｏｂｉ及び軸受外輪２４ｂの軌道の回転中心Ｏｂｏは、外輪２３の軌道面２３ｂの回転中心Ｏｃｏと一致している。
【００４２】
クラッチ機構部２６は、図５に示すように、一対の深溝玉軸受２４，２４間に隣接して配置されている。このクラッチ機構部２６は、図７及び図８に示すように、複数のくさび状空間２７と、ローラ２８と、コイルばね２９と、ばね受け部材３０とを有している。
【００４３】
複数のくさび状空間２７は、内輪２２のカム面２２ｂとこのカム面２２ｂに対向する外輪２３の軌道面２３ｂとで形成されている。そして、図７に示すように、内輪２２のカム面２２ｂの回転中心Ｏｃｉ’は、外輪２３の軌道面２３ｂの回転中心Ｏｃｏ（及び軸受内輪２４ａの軌道の回転中心Ｏｂｉ、軸受外輪２４ｂの軌道の回転中心Ｏｂｏ）に対して、図７において僅かに下方に偏心（偏心量ε）している。したがって、各くさび状空間２７の半径方向間隔２７ｈは、各くさび状空間２７毎に半径方向最小間隔２７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔２７ｈｍａｘまでの範囲で変化している。
【００４４】
ローラ２８は、同一の直径を有するものであり、この各ローラ２８は各くさび状空間２７内に配置されており、コイルばね収容孔２２ｆ内に嵌め込まれたコイルばね２９によりばね受け部材３０を介して各くさび状空間２７の狭い方に向けて付勢されている。
【００４５】
次に、図５に示す一方向クラッチ２１の動作について図８を参照して以下に説明する。一方向クラッチ２１は、内外輪２２，２３の相対回転方向に応じて各ローラ２８がカム面２２ｂ上を移動することにより、内外輪２２，２３間のトルク伝達を遮断または接続するものである。各ローラ２８は、各コイルばね２９の付勢力により各くさび状空間２７の狭い方に向けて付勢されている。そして、各ローラ２８は、内輪２２のカム面２２ｂに接触位置Ａで接触し、また、外輪２３の軌道面２３ｂに接触位置Ｂで接触している。
【００４６】
図８において、外輪２３が内輪２２に対して矢印Ｙ方向（反時計回り方向）に相対回転する場合には、各ローラ２８は、各コイルばね２９の付勢力に抗して各くさび状空間２７の広い方に向けて移動し、外輪２３の軌道面２３ｂと接触位置Ｂで摺動し、内外輪２２，２３間でトルクは伝達されず、内輪２２と外輪２３は相対回転（空転）する。そして、一方向クラッチ２１においては、各くさび状空間２７の半径方向間隔２７ｈは、各くさび状空間２７毎に半径方向最小間隔２７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔２７ｈｍａｘまでの範囲で変化している。そのため、内輪２２と外輪２３の相対回転（空転）時に、ローラ２８は、半径方向最小間隔２７ｈｍｉｎのところでは接触位置Ａまたは接触位置Ｂで摺動し、半径方向最大間隔２７ｈｍａｘのところでは接触位置Ａ’または接触位置Ｂで摺動する。このように、内輪２２と外輪２３の相対回転（空転）時に、ローラ２８はその摺動部位が接触位置Ａ，Ａ’間（すなわちカム面２２ｂの接触幅２２ｂｓ）で変化する。その結果、ローラ２８の摺動による局部的な摩耗を分散させることになる。したがって、ローラ２８の空転時の摩耗寿命の延長が可能になる。
【００４７】
また、図８において、外輪２３が内輪２２に対して矢印Ｘ方向（時計回り方向）に相対回転する場合には、各ローラ２８は、各コイルばね２９の付勢力により、各くさび状空間２７の狭い方に向けて移動（転動）し、くさび作用により内輪２２のカム面２２ｂと外輪２３の軌道面２３ｂに噛み合い、内外輪２２，２３間で各ローラ２８を介してトルクは伝達され、内輪２２と外輪２３は一体に回転（同期回転）する。そして、一方向クラッチ２１においては、各くさび状空間２７の半径方向間隔２７ｈは、各くさび状空間２７毎に半径方向最小間隔２７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔２７ｈｍａｘまでの範囲で変化している。そのため、内輪２２と外輪２３の同期回転（噛み合い）時に、ローラ２８は、半径方向最小間隔２７ｈｍｉｎのところでは接触位置Ａおよび接触位置Ｂで噛み合い、半径方向最大間隔２７ｈｍａｘのところでは接触位置Ａ’または接触位置Ｂで噛み合う。このように、内輪２２と外輪２３の同期回転（噛み合い）時に、ローラ２８はその噛み合い部位が接触位置Ａ，Ａ’間（すなわちカム面２２ｂの噛み合い幅２２ｂｓ）で変化する。その結果、カム面２２ｂの噛み合い幅２２ｂｓは従来の噛み合い幅２２ｂｓ’より広範囲となり、噛み合い位置を分散させることになる。したがって、カム面２２ｂの噛み合い時の疲労寿命の延長が可能になる。
【００４８】
上述したように、図５に示す一方向クラッチ２１によれば、各くさび状空間２７の半径方向間隔２７ｈは各くさび状空間２７毎に半径方向最小間隔２７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔２７ｈｍａｘまでの範囲で変化しているので、空転時にローラ２８の摺動部位が変化する。これにより、ローラ２８の摺動による局部的な摩耗を分散させることになる。したがって、ローラ２８の空転時の摩耗寿命の延長が可能になる。また、各くさび状空間２７の半径方向間隔２７ｈは各くさび状空間２７毎に半径方向最小間隔２７ｈｍｉｎから半径方向最大間隔２７ｈｍａｘまでの範囲で変化しているので、噛み合い時にカム面２２ｂの噛み合い部位が変化する。これにより、カム面２２ｂの噛み合い幅２２ｂｓは従来の噛み合い幅２２ｂｓ’より広範囲となり、噛み合い位置を分散させることになる。したがって、カム面２２ｂの噛み合い時の疲労寿命の延長が可能になる。
【００４９】
また、内輪２２に形成したカム面２２ｂの耐摩耗性をより一層向上させるため表面硬化処理を施したものを使用してもよい。表面硬化処理の例として、ＶＣ，ＣｒＣ，ＴｉＣ，ＴｉＣＮ，ＴｉＮ，ＣｒＮ，ＤＬＣ，ＴｉＡＬＮ等の炭化物や窒化物の浸透拡散処理や蒸着処理を施すことができる。
【００５０】
なお、図５に示す一方向クラッチ２１においては、クラッチ機構部２６は内輪２２の大径部２２ａの外周面にカム面２２ｂを設けているが、請求項２記載の発明においては、外輪２３の内周面にカム面を設け内輪２２の外周面を軌道面とするものであってもよい。
【００５１】
また、図５に示す一方向クラッチ２１は、内輪２２のカム面２２ｂの回転中心を外輪２３の軌道面２３ｂの回転中心に対して下方に偏心量εだけ僅かに偏心させているが、請求項２記載の発明においては、これとは逆に、外輪２３の軌道面２３ｂの回転中心を内輪２２のカム面２２ｂの回転中心に対して上方に偏心量εだけ僅かに偏心させてもよい。
【００５２】
また、図５に示す一方向クラッチ２１は、内輪２２のカム面２２ｂを形成する大径部２２ａと外輪２３の軌道面２３ｂをいずれも円筒面に形成しているが、請求項２記載の発明においては、外輪２３の軌道面２３ｂを楕円状の曲面に形成してもよい。
【００５３】
また、図５に示す一方向クラッチ２１においては、内外輪２２，２３を相対回転可能に支持する一対の軸受として深溝玉軸受２４，２４を使用しているが、請求項２記載の発明においては、一対の軸受として他の転がり軸受を使用してもよく、また、滑り軸受を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る一方向クラッチの軸方向断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った一部を破断して示す断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線に沿った一部を破断して示す断面図である。
【図４】図１に示す一方向クラッチの要部説明図である。
【図５】本発明の実施例２に係る一方向クラッチの軸方向断面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿った一部を破断して示す断面図である。
【図７】図５のＹ−Ｙ線に沿った一部を破断して示す断面図である。
【図８】図５に示す一方向クラッチの要部説明図である。
【図９】図４に対応する従来のスプラグ式一方向クラッチの要部説明図である。
【図１０】図８に対応する従来のローラ（またはころ）式一方向クラッチの要部説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  一方向クラッチ
２  内輪
２ａ  大径部
２ｂ  軌道面
２ｋ  キー溝
３  外輪
３ｂ  軌道面
３ｈ  ねじ孔
４  深溝玉軸受
４ａ  深溝玉軸受の内輪
４ｂ  深溝玉軸受の外輪
４ｃ  深溝玉軸受の玉
４ｄ  深溝玉軸受の保持器
５  オイルシール
６  クラッチ機構部
７  環状空間
７ｈ  環状空間の半径方向間隔
７ｈｍａｘ  環状空間の半径方向最大間隔
７ｈｍｉｎ  環状空間の半径方向最小間隔
８  スプラグ
８ａ  内側カム面
８ａｓ  内側カム面の接触幅あるいは噛み合い幅
８ｂ  外側カム面
８ｂｓ  外側カム面の接触幅あるいは噛み合い幅
８ｃ  ガータスプリング装着溝
８ｄ  ピン
９  ガータスプリング
１０  ケージリング
Ａ，Ａ’  内側カム面と軌道面の接触位置
Ｂ，Ｂ’  外側カム面と軌道面の接触位置
Ｏｃｉ  内輪の軌道面の回転中心
Ｏｃｏ  外輪の軌道面の回転中心
Ｏｂｉ  軸受内輪の軌道の回転中心
Ｏｂｏ  軸受外輪の軌道の回転中心
ε  偏心量
２１  一方向クラッチ
２２  内輪
２２ａ  大径部
２２ｂ  カム面
２２ｂｓ  カム面の接触幅あるいは噛み合い幅
２２ｅ  凹部
２２ｆ  コイルばね収容孔
２２ｋ  キー溝
２３  外輪
２３ｂ  軌道面
２３ｈ  ねじ孔
２３ｒ  外輪の軌道面の半径
２４  深溝玉軸受
２４ａ  深溝玉軸受の内輪
２４ｂ  深溝玉軸受の外輪
２４ｃ  深溝玉軸受の玉
２４ｄ  深溝玉軸受の保持器
２５  オイルシール
２６  クラッチ機構部
２７  くさび状空間
２７ｈ  くさび状空間の半径方向間隔
２７ｈｍａｘ  くさび状空間の半径方向最大間隔
２７ｈｍｉｎ  くさび状空間の半径方向最小間隔
２８  ローラ
２９  コイルばね
３０  ばね受け部材
Ａ，Ａ’  ローラとカム面の接触位置
Ｂ  ローラと軌道面の接触位置
Ｏｃｉ’  内輪のカム面の回転中心
Ｏｃｏ  外輪の軌道面の回転中心
Ｏｂｉ  軸受内輪の軌道の回転中心
Ｏｂｏ  軸受外輪の軌道の回転中心
ε  偏心量
【図１】
2007205409.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007205409.tif 000009
【図８】
2007205409.tif 000010
【図９】
2007205409.tif 000011
【図１０】
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