(57)【要約】【課題】スプラグに対して係合方向へ充分な付勢力を与えることを課題とする。【解決手段】外周円筒面を有する内輪と、内周円筒面を有し両端にそれぞれ内径方向に延びる側壁１ａ，１ｂを有する外輪１と、前記両円筒面間に設けた複数のスプラグ２と、前記外輪１の一方の側壁１ａと前記各スプラグ２の軸方向一端部２ａとの間に各スプラグ２を係合方向に付勢するとともに各スプラグ２を軸方向に付勢する径の異なる二つのガータスプリング３ａ，３ｂを備え、大径のガータスプリング３ａは、各スプラグ２の軸方向一端部２ａに形成された周方向溝１３の外径側内壁の周方向一端部の係止部１４ａに、小径のガータスプリング３ｂは、前記周方向溝１３の内径側内壁の周方向他端部の係止部１４ｂに当接して、それぞれ前記スプラグ２を係合方向に付勢する。二つのガータスプリング３ａ，３ｂが協働して各スプラグ２に充分な付勢力を与え、フルフェージングを損なうことを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周円筒面を有する内輪と、前記内輪に対して同軸に配置され、前記外周円筒面に対向する内周円筒面を有すると共にその軸方向両端にそれぞれ内径方向に延びる側壁（１ａ，１ｂ）を有する環状部材からなる外輪（１）と、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に設けた複数のスプラグ（２）と、前記外輪（１）の一方の側壁（１ａ）と前記各スプラグ（２）の軸方向一端部（２ａ）との間に前記各スプラグ（２）を係合方向に付勢するとともに各スプラグ（２）を軸方向に付勢するガータスプリング（３）を備え、前記各スプラグ（２）を介して前記外輪（１）と前記内輪の間のトルクの伝達及び遮断を行う一方向クラッチにおいて、
前記ガータスプリング（３）は、第一のガータスプリング（３ａ）と、前記第一のガータスプリング（３ａ）よりも小径の第二のガータスプリング（３ｂ）とからなり、前記スプラグ（２）の軸方向一端部（２ａ）に、前記各ガータスプリング（３ａ，３ｂ）がそれぞれ当接する対の係止部（１４ａ，１４ｂ）を設け、その各係止部（１４ａ，１４ｂ）に前記各ガータスプリング（３ａ，３ｂ）がそれぞれ当接することにより前記各スプラグ（２）を係合方向に付勢するとともに各スプラグ（２）を軸方向に付勢することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記対の係止部（１４ａ，１４ｂ）は、それぞれ前記各スプラグ（２）の軸方向一端部（２ａ）に形成された周方向溝（１３）の外径側内壁の周方向一端部、及び内径側内壁の周方向他端部に設けられ、前記各ガータスプリング（３ａ，３ｂ）は、それぞれ前記周方向溝（１３）内に収納されて、前記第一のガータスプリング（３ａ）は前記外径側内壁の係止部（１４ａ）に当接して前記スプラグ（２）を外径方向に付勢し、前記第二のガータスプリング（３ｂ）は前記内径側内壁の係止部（１４ｂ）に当接して前記スプラグ（２）を内径方向に付勢することを特徴とする請求項１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として、例えば、図７に示すように、外輪１の構成を、内輪の外周円筒面に対向する内周円筒面を有すると共にその軸方向両端にそれぞれ側壁１ａ，１ｂを有する断面コ字状の環状部材としたものもある。
この一方向クラッチにおいて、スプラグ２は、前記側壁１ａ，１ｂ及び前記外周円筒面と内周円筒面とで形成された環状空間内に多数配置され、各スプラグ２と前記外輪１の一方の側壁１ａとの間にガータスプリング３が配置される。ガータスプリング３は、そのスプラグ２の軸方向一端部２ａにそれぞれ設けられた係止部１４に係止される。
【０００４】
前記スプラグ２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１１，１２が形成されており、前記ガータスプリング３の弾性力により、前記各スプラグ２が、各カム面１１と、その各カム面１１，１２に対応する各円筒面とが係合する方向へと付勢される。また、そのガータスプリング３の弾性力により、前記各スプラグ２が前記一方の側壁１ａから離隔するように軸方向へ付勢される。
各スプラグ２に対して外輪１内面への当接力を付与するガータスプリング３自身に、そのスプラグ２を軸方向に付勢する機能が付加されているので、部品点数が少なく、幅寸法がコンパクトで、コストの安価な一方向クラッチとし得るものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のガータスプリング３を採用した一方向クラッチにおいて、スプラグ２は、ガータスプリング３の弾性力によって係合方向（スタンバイ方向）に付勢され、その付勢力は、ガータスプリング３が、スプラグ２の前記係止部１４を径方向外側へ押し出すことにより付与されている。
しかし、このガータスプリング３による付勢によれば、スプラグ２の形状、特性によってはそのスプラグ２に対応した充分な付勢力が得られない場合があり、充分な付勢力が得られなければスプラグ２のフルフェージングを損なう恐れもある。
【０００６】
そこで、この発明は、スプラグに対して係合方向へ充分な付勢力を与えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、外周円筒面を有する内輪と、前記内輪に対して同軸に配置され、前記外周円筒面に対向する内周円筒面を有すると共にその軸方向両端にそれぞれ内径方向に延びる側壁を有する環状部材からなる外輪と、前記外周円筒面と前記内周円筒面との間に設けた複数のスプラグと、前記外輪の一方の側壁と前記各スプラグの軸方向一端部との間に前記各スプラグを係合方向に付勢するとともに各スプラグを軸方向に付勢するガータスプリングを備え、前記各スプラグを介して前記外輪と前記内輪の間のトルクの伝達及び遮断を行う一方向クラッチにおいて、前記ガータスプリングは、第一のガータスプリングと、前記第一のガータスプリングよりも小径の第二のガータスプリングとからなり、前記スプラグの軸方向一端部に、前記各ガータスプリングがそれぞれ当接する対の係止部を設け、その各係止部に前記各ガータスプリングがそれぞれ当接することにより前記各スプラグを係合方向に付勢するとともに各スプラグを軸方向に付勢する構成を採用した。
【０００８】
このようにすれば、スプラグを係合方向に付勢するために、径の異なる二つのガータスプリングを備えたので、その二つのガータスプリングが協働して、各スプラグに充分な付勢力を与えることができる。
【０００９】
上記の構成において、前記対の係止部は、それぞれ前記各スプラグの軸方向一端部に形成された周方向溝の外径側内壁の周方向一端部、及び内径側内壁の周方向他端部に設けられ、前記各ガータスプリングは、それぞれ前記周方向溝内に収納されて、前記第一のガータスプリングは前記外径側内壁の係止部に当接して前記スプラグを外径方向に付勢し、前記第二のガータスプリングは前記内径側内壁の係止部に当接して前記スプラグを内径方向に付勢する構成を採用し得る。
【００１０】
このようにすれば、二つのガータスプリングはいすれも周方向溝内に収納されて、外側のガータスプリングが周方向溝の外径側内壁を外径方向へ、内側のガータスプリングが周方向溝の内径側内壁を内径方向に付勢する。二つのガータスプリングが、それぞれ相互に遠ざかる方向に付勢力を作用させるため、その両ガータスプリング同士の干渉が確実に防止される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、スプラグを係合方向に付勢するために、径の異なる二つのガータスプリングを備えたので、その二つのガータスプリングが協働して各スプラグに充分な付勢力を与えることができる。このため、スプラグがフルフェージングを損なうことを防止し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１乃至図３にこの発明の実施形態を示し、図１（ａ）は一方向クラッチＣの一部を示す正面図、同（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの断面図、図２は図１（ｂ）の要部拡大図、図３は図１（ａ）の要部拡大図をそれぞれ示す。
【００１３】
この実施形態の一方向クラッチＣは、内輪をなす内軸ＡＸｉ側にその内軸と当接可能な鍔部４，４を有し、その鍔部４，４間が開放された断面コ字状の環状部材を外輪１とし、この外輪１の開放された中空断面内に、周方向に沿って互いに隣接して設けた複数のスプラグ２と、これらスプラグ２の軸方向端部２ａ，２ｂのうち一方の端部２ａに沿って、径の異なる二つの環状のガータスプリング３ａ，３ｂが設けられている。
【００１４】
外輪１は、その軸方向両端にそれぞれ内径方向に延びる側壁１ａ，１ｂを有し、図１（ｂ）に示すように、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、その鍔部４，４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おり、その内周面には、内軸ＡＸｉとの摺動部に軸方向に延びる油溝５が形成されている。
また、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。
【００１５】
この外輪１は、例えば、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ことができる。また、外輪１の前記外周部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。
【００１６】
また、外輪１内にスプラグ２を配置する際には、例えば、前記プレス成形により、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及びガータスプリング３ａ，３ｂを装填し、その後、他方の側壁１ｂをプレス成形するなどの手法が採用される。但し、外輪１を前記のごとく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４，４の間から斜めにして挿入して装填することもできる。
【００１７】
スプラグ２の軸方向両端部２ａ，２ｂは、図１（ｂ）に示すように、一方の端部２ａに一本の周方向溝１３が形成されており、その周方向溝１３の底面は、その軸方向断面において円弧面を成している。また、他方の端部２ｂには、円弧面の凸部２ｃが形成されている。その凸部２ｃの円弧面は柱面でも球面でも良いが、この実施形態では球面としてその凸部２ｃを前記他方の側壁１ｂに点接触させている。
各スプラグ２は、その周方向溝１３が、図３に示すように、外輪１の周方向に沿って並列するように配置されている。
【００１８】
また、スプラグ２の軸直交方向の断面は、図３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）で内軸ＡＸｉ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３鎖線状態）。
【００１９】
各ガータスプリング３ａ，３ｂは、いずれも前記周方向溝１３内に収納され、その周方向溝１３内に設けた係止部１４ａ，１４ｂにそれぞれ係止される。
外側のガータスプリング（第一のガータスプリング）３ａが係止される係止部（第一の係止部）１４ａは、前記周方向溝１３の外径側内壁の周方向一端部に設けられ、図３に示すように、第一のガータスプリング３ａは、その第一の係止部１４ａを外径方向に押し出すように各スプラグ２を付勢する（図中矢印Ｓ参照）。
また、内側のガータスプリング（第二のガータスプリング）３ｂが係止される係止部（第二の係止部）１４ｂは、前記周方向溝１３の内径側内壁の周方向他端部に設けられ、同じく図３に示すように、第二のガータスプリング３ｂは、その第二の係止部１４ｂを内径方向に押し出すように各スプラグ２を付勢する（図中矢印Ｓ’参照）。
これらにより、各スプラグ２は、外輪１及び内軸ＡＸｉとの係合方向に付勢される。
【００２０】
また、各ガータスプリング３ａ，３ｂは、それぞれ図２に示す当接部１５ａ，１５ｂにおいて一方の側壁１ａ内面に当接し、スプラグ２を一方の側壁１ａ側から他方の側壁１ｂ側へ向かって軸方向へ付勢する。このため、スプラグ２は、そのガータスプリング３の弾性力によって外輪１内に保持される。
【００２１】
この一方向クラッチＣの作用を説明すると、各スプラグ２には、両ガータスプリング３ａ，３ｂにより、図３の矢印Ｓ，Ｓ’に示すように、係止部１４ａ，１４ｂを介して弾性力が常に作用している。このため、各スプラグ２は、クラッチの軸中心と平行な回転中心線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１１，１２を介して−ｆ２、ｆ２の方向の力（偶力）が作用して、外輪１の外周部１ｃ内面（内周円筒面）、内軸ＡＸｉの外面(外周円筒面）にそれぞれ係合する。
【００２２】
従って、外輪１が駆動側、内軸ＡＸｉが従動側のときは、外輪１の回転力が矢印−ｆ２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軸ＡＸｉを同一方向（矢印ｆ１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、ガータスプリング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３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ｆ２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−ｆ１の方向）に回転させ、一方内輪への回転力が反対方向（矢印ｆ１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。
【００２３】
この一連の動きにおいて、両ガータスプリング３ａ，３ｂは、図３の矢印Ｓ，Ｓ’に示すように、係止部１４を介してスプラグ２に当接してスプラグ２を係合方向に付勢している。二つのガータスプリングが協働して各スプラグ２に充分な付勢力を与えることができるため、スプラグ２の挙動は安定し、スプラグがフルフェージングを損なうことが防止される。
【００２４】
なお、二つのガータスプリング３ａ，３ｂと、その両ガータスプリング３ａ，３ｂを係止するスプラグ２の態様としては、１本の周方向溝１３内に二つのガータスプリング３ａ，３ｂを収納した上記実施形態に限定されず、例えば、図４に示すように、両ガータスプリング３ａ，３ｂをそれぞれスプラグ２の軸方向一端部（２ａ）に形成した２本の周方向溝１３ａ，１３ｂ内に別々に収納してもよい。各ガータスプリング３ａ，３ｂによるスプラグ２の付勢の作用は、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２５】
また、図５及び図６に示すように、外側に位置する大径の第一のガータスプリング３ａが、スプラグ２に設けた第一の係止部１４ａを内径方向に押し出すように各スプラグ２を付勢する（図中矢印Ｓ’参照）ようにし、また、内側に位置する小径の第二のガータスプリング３ｂが、第二の係止部１４ｂを外径方向に押し出すように各スプラグ２を付勢する（図中矢印Ｓ参照）構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施形態の一方向クラッチを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの一部断面を含む側面図
【図２】図１（ｂ）の要部拡大図
【図３】図１（ａ）の要部拡大図
【図４】他の実施形態の要部拡大正面図
【図５】さらに他の実施形態の要部拡大正面図
【図６】図５に示す実施形態の要部拡大側面図であり、スプラグの空転状態及び係合状態を示す説明図
【図７】従来例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は同（ａ）の矢視Ｂ−Ｂの一部断面を含む側面図
【符号の説明】
【００２７】
１    外輪
１ａ，１ｂ  側壁
１ｃ  外輪外周部
２    スプラグ
２ａ，２ｂ  端部
２ｃ  凸部
３    ガータスプリング
３ａ  第一のガータスプリング
３ｂ  第二のガータスプリング
４  鍔部
５  油溝
１１  スプラグの外輪側カム面
１２  スプラグの内輪側カム面
１３  周方向溝
１４  係止部
１４ａ  第一の係止部
１４ｂ  第二の係止部
１５ａ，１５ｂ  当接部
ＡＸｉ  内軸
ＡＸＯ  外軸
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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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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