ワンウェイクラッチ
【課題】低温環境下においてもトルク伝達部材と内外輪との必要な噛み合いが得られるワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】トルク伝達部材用ローラ７を凹カム１３内で傾斜面１１に付勢する付勢部材として、内輪３の外周面と凹カム１３との間には、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねが有するトルク伝達部材用ローラ７に対する付勢力と同等の付勢力を有する圧縮ばね１７ａと、トルク伝達部材用ローラ７に対する付勢力がこの圧縮ばね１７ａよりも強い圧縮ばね１７ｂとがそれぞれ配置されている。付勢力が強い圧縮ばね１７ｂは、通常仕様のばねと同等の付勢力を有する圧縮ばね１７ａの所定数毎に周方向にバランス良く配置されている。
【解決手段】トルク伝達部材用ローラ７を凹カム１３内で傾斜面１１に付勢する付勢部材として、内輪３の外周面と凹カム１３との間には、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねが有するトルク伝達部材用ローラ７に対する付勢力と同等の付勢力を有する圧縮ばね１７ａと、トルク伝達部材用ローラ７に対する付勢力がこの圧縮ばね１７ａよりも強い圧縮ばね１７ｂとがそれぞれ配置されている。付勢力が強い圧縮ばね１７ｂは、通常仕様のばねと同等の付勢力を有する圧縮ばね１７ａの所定数毎に周方向にバランス良く配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車の自動変速機等用に好適なワンウェイクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用の自動変速機は、流体継手であるトルクコンバータの他、３速〜５速程度の遊星歯車変速機構を備えており、クラッチやブレーキ等の摩擦係合手段により遊星歯車変速機構の構成要素であるサンギヤやプラネタリギヤ等を適宜固定あるいは解放することにより変速が行われる。自動変速機に内装される摩擦係合手段には、内部にワンウェイクラッチを内装し、ギヤシャフト等を一方の回転方向に自由に回転させることで、変速制御の容易化を実現させるものが一部に採用されている。
【０００３】
この種のワンウェイクラッチは、例えば特許文献１に示されているように、内輪と、該内輪と同軸に配置された外輪と、該外輪の内周面又は内輪の外周面に周方向に沿って形成され、谷部と傾斜面とからなる複数のカム面と、内輪の外周面と前記カム面との間に介装されたトルク伝達部材と、該トルク伝達部材をカム面の前記傾斜面側にそれぞれ付勢する付勢部材と、外輪に装着され、トルク伝達部材と付勢部材の保持に供される保持器とから成る。
【０００４】
このような構成において、付勢部材がトルク伝達部材をカム面の傾斜面へ付勢し、トルク伝達部材は一方向のみで内輪及び外輪と一体となってトルクを伝達する一方、逆方向で、トルク伝達部材が付勢部材を圧縮しながらカム面の谷部に入り込み内輪と外輪とは相対回転して、駆動側の内輪又は外輪が空転することによりトルクが伝達されないようにしている。
【０００５】
ここで、内輪空転時からトルク伝達時、即ち非噛み合い時から噛み合い時に移行する際、トルク伝達部材と内外輪接触部との間の油膜を完全に断ち切り金属同士が接触するようにしなければならない。
【０００６】
しかし、上記のような従来技術の構造にあっては、例えば、−２０℃〜−４０℃の極低温環境下でワンウェイクラッチが使用され、自動変速機中の潤滑・作動油（ＡＴＦ）が高粘度化した状態においては、噛み合い時、トルク伝達部材が内外輪接触部の油膜を断ち切ることができず、そのため正常に噛み合わずに、トルク伝達部材が高粘度化した油（ＡＴＦ）の上を連続的に滑り続けてしまう虞があった。
【０００７】
この極低温環境下での滑り対策として、特許文献２に示されたローラ型ワンウェイクラッチでは、ローラの転動面を全周にわたって軸心方向に窪んだ凹部を有するように形成したことで、噛み合い初期における空転から噛み合い始める瞬間の油膜をせん断して金属同士が接触しやすくなり、金属接触のきっかけを起こすことで低温環境における噛み合い性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５９５３０号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、極低温環境下での滑り対策として、単にトルク伝達部材への付勢力を増加し、トルク伝達部材とカム面又はトルク伝達部材と軌道面との接触面圧を増加することで油膜の切断を容易とする策も考えられるが、このようにした場合、空転時における引きずりトルクも増加してしまい、トルク伝達部材及び内輪又は外輪の摩耗を促進させたり、自動変速機の効率を低下させるなど新たな問題を招いてしまう。
【００１０】
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、低温環境下においてもトルク伝達部材と内外輪との必要な噛み合いが得られるワンウェイクラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るワンウェイクラッチは、内輪と、
この内輪と同軸に配置された外輪と、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に介装され、内輪外周面および外輪内周面に噛み合うトルク伝達位置と内輪外周面および外輪内周面とに非噛み合いになるトルク非伝達位置とを移動可能な複数のトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材をそれぞれトルク伝達位置に向かって付勢する複数の付勢部材と、
前記トルク伝達部材と前記付勢部材との保持に供される保持器とから成り、
前記保持器は、前記トルク伝達部材とこれに対応する前記付勢部材とを保持する第１および第２の取付部を備え、
該第１および第２の取付部は、前記付勢部材の一端を係止する係止部をそれぞれ有し、前記トルク伝達部材は前記付勢部材の他端で押圧されており、
前記第２の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力は、前記第１の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係るワンウェイクラッチは、請求項１のワンウェイクラッチにおいて、前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか一方には、それぞれ谷部と傾斜面とからなる複数の凹カムが周方向に沿って形成され、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか他方には円筒面が形成され、
前記複数の凹カムと前記円筒面との間に前記複数のトルク伝達部材がそれぞれ介装され、
前記付勢部材は前記トルク伝達部材を前記凹カム内で前記傾斜面側にそれぞれ付勢しており、
前記トルク伝達部材が、前記内輪と前記外輪との一方向の回転時のみに前記凹カム内で前記付勢部材の付勢力に抗して転動し、当該内輪と当該外輪との間でトルク伝達を行うことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の請求項３に係るワンウェイクラッチは、請求項１または２に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記第１の取付部に保持された前記付勢部材は前記トルク伝達部材に対して一定のばね定数を有する第１圧縮ばねであり、前記第２の取付部に保持された前記付勢部材は該第１圧縮ばねよりもばね定数が大きい第２圧縮ばねであることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の請求項４に係るワンウェイクラッチは、請求項１または２に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記第１の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離は、前記第２の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離より大きく設定されており、
前記付勢部材はそれぞれ同じばね定数を有する圧縮ばねであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係るワンウェイクラッチは、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記該第２の取付部は、前記第１の取付部の所定数毎に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項６に係るワンウェイクラッチは、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記第２の取付部は、周方向に所定角度毎に配置されていることを特徴とする
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、極低温環境下においても、空転時における引きずりトルクを増加させることなくトルク伝達部材と内外輪との必要な噛み合いが得られるワンウェイクラッチが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るワンウェイクラッチの一部を切欠いて示す正面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ矢視方向断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るワンウェイクラッチの一部を切欠いて示す正面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】図５中のＤ−Ｄ矢視方向断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るワンウェイクラッチの部分拡大図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係るワンウェイクラッチを図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係るワンウェイクラッチの第１の実施形態を示す正面図であり、図２は図１の部分拡大図であり、図３は図２中のＢ−Ｂ矢視方向断面図である。尚、本実施形態のワンウェイクラッチは、自動車用の自動変速機の摩擦係合手段に内装されるものであり、その全体的な構成は前述した従来装置と同一である。
【００２１】
図１、図２に示すように、ワンウェイクラッチ１は、滑らかな外周面を有する円筒状の内輪３と、内輪３と同軸かつ相対回動自在に配置された円環状の外輪５と、内輪３と外輪５との間に介装されたトルク伝達部材たる多数本の円柱状のローラ７等から構成されている。外輪５の内周面には、円周方向に沿って形成されそれぞれが谷部９と傾斜面１１とからなる複数の凹カム１３と、軸方向に沿って形成された複数の凹溝１５とが形成されている。
【００２２】
内輪３の外周面と凹カム１３との間には、トルク伝達部材たるローラ７と、該ローラ７を凹カム１３内で傾斜面１１に付勢する圧縮ばねであるアコーデオンスプリング１７が配置されている。アコーデオンスプリング１７は、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねと同等のばね定数を有する通常仕様のアコーデオンスプリング１７ａと、アコーデオンスプリング１７ａの１．２倍のばね定数を有する付勢力が強いアコーデオンスプリング１７ｂの二種類で構成されている。なお、本実施形態では、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねの１．２倍のばね定数を有するスプリングを用いたが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではなく、１．２倍以上のばね定数を有するスプリングであれば適宜変更可能である。
【００２３】
例えば本実施形態においては、アコーデオンスプリング１７が全部で１５本あり、これらのうち１０本を通常仕様のアコーデオンスプリング１７ａとし、残り５本を付勢力が強いアコーデオンスプリング１７ｂとしている。アコーデオンスプリング１７ｂは角度７２度毎に周方向にバランス良く配置されている。すなわち本実施形態のワンウェイクラッチでは、凹カム１３は１５個形成され、ローラ７は１５本配置されている。
【００２４】
外輪５の内周面の周方向において凹カム１３とは異なる位置に、凹溝１５が角度７２度毎に５個配置されている。各凹溝１５にはブロックベアリング１９の外端部２１が係合しており、これらブロックベアリング１９により内輪３と外輪５との間隔が保持されている。図１中、符号２２で示したものは外輪５の外周に形成された係止爪であり、図示しない変速要素の内周面に形成された係止溝に係合する。
【００２５】
本実施形態の外輪５には、合成樹脂製の保持器２３が装着されており、この保持器２３によりローラ７やアコーデオンスプリング１７、ブロックベアリング１９の分離・脱落が防止されている。保持器２３は、図３（図２中のＢ−Ｂ断面図）に示したように、外輪５の軸方向両側でそれぞれ径方向に延びる大径の第１環状フランジ２５と小径の第２環状フランジ２７とを、軸方向に延びる第１〜第４コラム２９，３１，３３，３５により連結してある。これら第１コラム２９、第２コラム３１、第３コラム３３、第４コラム３５は、この順で保持器２３の全周にわたり設けてある。第４コラム３５と第１コラム２９との間にブロックベアリング１９が介装・保持されている。ブロックベアリング１９には略矩形の貫通孔４７がワンウェイクラッチ１の軸方向に沿って形成されている。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態において、第２コラム３１と第３コラム３３は同じ形状をしている。第１コラム２９、第２コラム３１、及び第３コラム３３は、内輪側に沿って形成された底部４１と、この底部４１から外輪側に向けて延びるアコーデオンスプリング係止部４２をそれぞれ有している。第２コラム３１、第３コラム３３及び第４コラム３５は、内輪側から外輪側に向けて延びるローラ保持部４３をそれぞれ有している。アコーデオンスプリング１７は一端をアコーデオンスプリング係止部４２で係止され、他端でローラ７を押圧している。ローラ保持部４３はワンウェイクラッチ単体での搬送時におけるローラ７の脱落を防止している。
【００２７】
アコーデオンスプリング係止部４２とこれに対応するローラ７との間でそれぞれアコーデオンスプリング取付部４５を形成している。
【００２８】
本実施の形態では、アコーデオンスプリング取付部４５のピッチＬは、この種のワンウェイクラッチにおいて通常使用される保持器のスプリング取付部に通常設定されているピッチと同等のピッチを有する。なお、本明細書中、トルク伝達部材と内外輪との噛み合い時における各アコーデオンスプリング取付部において、アコーデオンスプリング係止部と、これに対応するローラとの間の距離をアコーデオンスプリング取付部のピッチと定義する。図２中、符号３９は第１コラム２９に形成されたリップ部であり、ブロックベアリング１９の外端側に形成された突出部３７に係合している。
【００２９】
このような構成であるため、図２中内輪ロック方向を示す矢印Ｒに示すように、内輪３が外輪５に対して矢印Ｒ方向へ回転すると、アコーデオンスプリング１７がローラ７を傾斜面１１へ付勢し、ローラ７、内輪３と外輪５は一体となってトルクを伝達する。また、矢印Ｆはトルク非伝達時における内輪空転方向を示しており、内輪３が外輪５に対して矢印Ｆ方向に回転すると、ローラ７がアコーデオンスプリング１７を圧縮しながら傾斜面１１から離れて谷部９に入りこみ、内輪３が空転してトルク伝達は行われない。
【００３０】
本実施形態では、付勢部材として付勢力の強いアコーデオンスプリング１７ｂを周方向にバランス良く配置したため、極低温環境下においても、内輪空転時からトルク伝達時へ移行する際、付勢力の強いアコーデオンスプリング１７ｂが配置された凹カム１３内で、該アコーデオンスプリング１７ｂの付勢によりローラ７が噛み合い位置に転動し油膜を切断して初期噛み合いを確実に行い、これにより、この種のワンウェイクラッチにおいて通常仕様のアコーデオンスプリング１７ａが配置された凹カム１３内でも油の排出が促進され、油膜を切断しやすくなった。すなわち、このような構成としたことにより、空転時における引きずりトルクを増加させることなく噛み合いに必要なだけの付勢力を得ることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態を示すワンウェイクラッチの正面図であり、図５は図４の部分拡大図であり、図６は図５中のＤ−Ｄ矢視方向断面図である。第１の実施形態で述べたのと同様に、本実施形態のワンウェイクラッチも、自動車用の自動変速機の摩擦係合手段に内装されるものであり、その全体的な構成は前述した従来装置と同一である。
【００３２】
図４、図５に示すように、ワンウェイクラッチ１０１は、円筒状の内輪１０３と、内輪１０３と同軸かつ相対回動自在に配置された滑らかな内周面を有する円環状の外輪１０５と、内輪１０３と外輪１０５との間に介装されたトルク伝達部材たる多数本の円柱状のローラ１０７等から構成されている。内輪１０３の外周面には、円周方向に沿って形成された谷部１０９と傾斜面１１１とからなる複数の凹カム１１３と、軸方向に沿って形成された複数の凹溝１１５とが形成されている。
【００３３】
外輪１０５の内周面と各凹カム１１３との間には、トルク伝達部材たる前記各ローラ１０７と、該ローラ１０７を凹カム内で傾斜面に付勢する圧縮ばねであるアコーデオンスプリング１１７が配置されている。アコーデオンスプリング１１７は、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねと同等のばね定数を有する通常仕様のアコーデオンスプリング１１７ａと、アコーデオンスプリング１１７ａの１．２倍のばね定数を有する付勢力が強いアコーデオンスプリング１１７ｂの二種類で構成されている。なお、本実施形態では、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねの１．２倍のばね定数を有するスプリングを用いたが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではなく、１．２倍以上のばね定数を有するスプリングであれば適宜変更可能である。
【００３４】
例えば本実施形態においては、アコーデオンスプリング１１７が全部で１５本あり、これらのうち１０本を通常仕様のアコーデオンスプリング１１７ａとし、残り５本を付勢力が強いアコーデオンスプリング１１７ｂとしている。アコーデオンスプリング１１７ｂは角度７２度毎に周方向にバランス良く配置されている。すなわち本実施形態のワンウェイクラッチでは、凹カム１１３は１５個形成され、ローラ１０７は１５本配置されている。
【００３５】
内輪１０３の外周面の周方向において凹カム１１３とは異なる位置に、凹溝１１５が角度７２度毎に５個配置されている。各凹溝１１５にはブロックベアリング１１９の外端部１２１が係合しており、これらブロックベアリング１１９により内輪１０３と外輪１０５との間隔が保持されている。
【００３６】
本実施形態の内輪１０３と外輪１０５との間には、合成樹脂製の保持器１２３が装着されており、この保持器１２３によりローラ１０７やアコーデオンスプリング１１７、ブロックベアリング１１９の分離・脱落が防止されている。保持器１２３は、図６に示すように、外輪１０５の軸方向両側でそれぞれ径方向に延びる第１環状フランジ１２５と第２環状フランジ１２７とを、軸方向に延びる第１〜第４コラム１２９，１３１，１３３，１３５で連結している。これら第１コラム１２９、第２コラム１３１、第３コラム１３３、第４コラム１３５は、この順で保持器１２３の全周にわたり設けてある。第４コラム１３５と第１コラム１２９との間にブロックベアリング１１９が介装・保持されている。ブロックベアリング１１９には略矩形の貫通孔１４７がワンウェイクラッチ１０１の軸方向に沿って形成されている。
【００３７】
図５に示すように、本実施形態において、第２コラム１３１と第３コラム１３３は同じ形状をしている。第１コラム１２９、第２コラム１３１、第３コラム１３３及び第４コラム１３５は、内輪側に沿って形成された底部１４１をそれぞれ有している。第１コラム１２９、第２コラム１３１、及び第３コラム１３３は、底部１４１から外輪側に向けて延びるアコーデオンスプリング係止部１４２をそれぞれ有し、第２コラム１３１、第３コラム１３３、及び第４コラム１３５は、底部１４１から外輪側に向けて延びるローラ保持部１４３をそれぞれ有している。アコーデオンスプリング１１７は一端をアコーデオンスプリング係止部１４２で係止され、他端でローラ１０７を押圧している。ローラ保持部１４３はワンウェイクラッチ単体での搬送時におけるローラ１０７の脱落を防止している。
【００３８】
アコーデオンスプリング係止部１４２とこれに対応するローラ１０７との間でそれぞれアコーデオンスプリング取付部１４５を形成している。
【００３９】
本実施の形態では、アコーデオンスプリング取付部１４５のピッチＬは、この種のワンウェイクラッチにおいて通常使用される保持器のスプリング取付部に通常設定されているピッチと同等のピッチを有する。
【００４０】
このような構成であるため、図５中外輪ロック方向を示す矢印Ｒに示すように、外輪１０５が内輪１０３に対して矢印Ｒ方向へ回転すると、アコーデオンスプリング１１７がローラ１０７を傾斜面１１１へ付勢し、ローラ１０７、内輪１０３と外輪１０５は一体となってトルクを伝達する。また、矢印Ｆはトルク非伝達時における外輪空転方向を示しており、外輪１０５が内輪１０３に対して矢印Ｆ方向に回転すると、ローラ１０７がアコーデオンスプリング１１７を圧縮しながら傾斜面１１１から離れて谷部１０９に入りこみ、外輪１０５が空転してトルク伝達は行われない。
【００４１】
本実施形態では、付勢部材として付勢力の強いアコーデオンスプリング１１７ｂを周方向にバランス良く配置したため、極低温環境下においても、外輪空転時からトルク伝達時へ移行する際、付勢力の強いアコーデオンスプリング１１７ｂが配置された凹カム１１３内で、該アコーデオンスプリング１１７ｂの付勢によりローラ１０７が噛み合い位置へ転動し油膜を切断して初期噛み合いを確実に行い、これにより、この種のワンウェイクラッチにおいて通常仕様のアコーデオンスプリング１１７ａが配置された凹カム１１３内でも油の排出が促進され、油膜を切断しやすくなった。すなわち、このような構成としたことにより空転時における引きずりトルクを増加させることなく噛み合いに必要なだけの付勢力を得ることができる。
【００４２】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は本発明の第３の実施形態に係るワンウェイクラッチの部分拡大図であり、図８は図７の要部拡大図である。第１及び第２の実施形態で述べたのと同様に、本実施形態のワンウェイクラッチも、自動車用の自動変速機の摩擦係合手段に内装されるものであり、その全体的な構成は前述した従来装置と同一である。
【００４３】
図７にその一部を拡大して示すワンウェイクラッチ２０１は、滑らかな外周面を有する円筒状の内輪２０３と、内輪２０３と同軸かつ相対回動自在に配置された円環状の外輪２０５と、内輪２０３と外輪２０５との間に介装されたトルク伝達部材たる多数本の円柱状のローラ２０７等から構成されている。外輪２０５の内周面には、それぞれが円周方向に沿って形成された谷部２０９と傾斜面２１１とからなる複数の凹カム２１３と、軸方向に沿って形成された複数の凹溝２１５とが形成されている。なお、本実施の形態では、外輪２０５の内周面に複数の凹カム２１３を形成したが、外輪２０５の内周面を滑らかな円筒状にし、内輪２０３の外周面に複数の凹カム２１３を形成してもよい。
【００４４】
内輪２０３の外周面と各凹カム２１３との間には、トルク伝達部材たる各ローラ２０７と、該ローラ２０７を凹カム２１３内で傾斜面２１１に付勢する圧縮ばねであるアコーデオンスプリング２１７が配置されている。本実施形態では、アコーデオンスプリング２１７には、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねと同等のばね定数を有する通常仕様のアコーデオンスプリングのみを用いている。
【００４５】
各凹溝２１５にはブロックベアリング２１９の外端部２２１が係合しており、これらブロックベアリング２１９により内輪２０３と外輪２０５との間隔が保持されている。
【００４６】
内輪２０３と外輪２０５との間には、合成樹脂製の保持器２２３が装着されており、この保持器２２３によりローラ２０７やアコーデオンスプリング２１７、ブロックベアリング２１９の分離・脱落が防止されている。保持器２２３は、外輪２０５の軸方向両側でそれぞれ径方向に延びる第１環状フランジと第２環状フランジ（いずれも図示なし）と、軸方向に延びる第１〜第４コラム２２９、２３１，２３３，２３５とから成る。これら第１コラム２２９、第２コラム２３１、第３コラム２３３、第４コラム２３５は、この順で保持器２２３の全周にわたり設けてある。第１コラム２２９と第４コラム２３５との間にブロックベアリング２１９が介装・保持されている。ブロックベアリング２１９には略矩形の貫通孔２４７がワンウェイクラッチ２０１の軸方向に沿って形成されている。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態において、第２コラム２３１と第３コラム２３３は同じ形状をしている。また、図８に拡大して示すように、同形状の第２コラム２３１及び第３コラム２３３は、内輪側に沿って形成された底部２４１と、この底部２４１から外輪側に向けてそれぞれ延びるアコーデオンスプリング係止部２４２と、ローラ保持部２４３とからなっている。アコーデオンスプリング２１７は一端をアコーデオンスプリング係止部２４２で係止され、他端でローラ２０７を押圧している。ローラ保持部２４３はワンウェイクラッチ単体での搬送時におけるローラ２０７の脱落を防止している。
【００４８】
アコーデオンスプリング係止部２４２は、ローラ保持部２４３の近傍に形成されており、アコーデオンスプリング係止部２４２には、その先端にアコーデオンスプリング２１７を係止及び保持するための係止爪２４２ａが形成されている。
【００４９】
アコーデオンスプリング係止部２４２とこれに対応するローラ２０７との間でそれぞれアコーデオンスプリング取付部を形成している。
【００５０】
本実施の形態では、アコーデオンスプリング取付部のピッチは、この種のワンウェイクラッチにおいて通常使用される保持器のスプリング取付部に通常設定されているピッチと同等のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ａと、このアコーデオンスプリング取付部２４５ａにおけるアコーデオンスプリング係止部２４２の位置より該保持部２４２の位置を周方向にずらしてローラ２０７側に配置した、ピッチＬ１より短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ｂの二種類で構成されている。ピッチＬ２は、アコーデオンスプリング取付部２４５ａに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力と比べて、アコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力が１．２倍となるように調整された長さである。
【００５１】
このようにピッチ長さの異なるアコーデオンスプリング取付部を２種類形成することで、ピッチの短いアコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置したアコーデオンスプリング２１７がこれに対応するローラ２０７に作用する付勢力を、アコーデオンスプリング取付部２４５ａに配置したアコーデオンスプリング２１７の付勢力よりも強くすることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、通常仕様のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ａとピッチＬ１より短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ｂとの二種類で構成したが、ピッチ長さの異なる取付部を三種類以上有する構成としてもよい。また、本実施形態では、アコーデオンスプリング取付部２４５ｂのピッチＬ２は、アコーデオンスプリング取付部２４５ａに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力と比べて、アコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力が１．２倍となるように調整された長さであるが、１．２倍以上の付勢力を有するように調整した長さであれば適宜変更可能である。
【００５３】
例えば本実施形態においては、アコーデオンスプリング取付部が全部で１５個あり、これらのうち５個を短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ｂとし、残り１０個を通常仕様のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ａとしている。アコーデオンスプリング取付部２４５ｂは角度７２度毎に周方向にバランス良く配置されている。
【００５４】
すなわち本実施形態のワンウェイクラッチでは、凹カム２１３は１５個形成され、ローラ２０７は１５本配置されている。また、外輪２０５の内周面の周方向において凹カム２１３とは異なる位置に、凹溝２１５が角度７２度毎に５個配置されている。
【００５５】
このような構成であるため、図７中内輪ロック方向を示す矢印Ｒに示すように、内輪２０３が外輪２０５に対して矢印Ｒ方向へ回転すると、アコーデオンスプリング２１７がローラ２０７を傾斜面２１１へ付勢し、ローラ２０７、内輪２０３と外輪２０５は一体となってトルクを伝達する。また、矢印Ｆはトルク非伝達時における内輪空転方向を示しており、内輪２０３が外輪２０５に対して矢印Ｆ方向に回転すると、ローラ２０７がアコーデオンスプリング２１７を圧縮しながら傾斜面２１１から離れて谷部２０９に入りこみ、内輪２０３が空転してトルク伝達は行われない。
【００５６】
本第３実施の形態では、ピッチの短いアコーデオンスプリング取付部２４５ｂを周方向にバランス良く配置したことで、極低温環境下においても、内輪空転時からトルク伝達時へ移行する際、ピッチの短いアコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置されたアコーデオンスプリング２１７の付勢によりローラ２０７が噛み合い位置へ転動し油膜を切断して初期噛み合いを確実に行い、これにより、ピッチの長いアコーデオンスプリング取付部２４５ａを有する凹カム内でも油の排出が促進され、油膜を切断しやすくなった。すなわち、このような構成としたことにより、空転時における引きずりトルクを増加させることなく噛み合いに必要なだけの付勢力を得ることができる。
【００５７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態ではトルク伝達部材として円柱状のローラを用いたが、ローラに代えてスプラグ又は鋼球等を採用してもよい。また、この種のワンウェイクラッチにおいて通常仕様のアコーデオンスプリング、付勢力の強いアコーデオンスプリング、ピッチ長さの異なるアコーデオンスプリング取付部及びブロックベアリングの数や位置は、使用条件毎に適宜変更可能である。更に、保持器や内外輪の具体的形状等についても、上記実施形態に限られるものではなく、設計上の都合等により適宜変更可能である。本発明は、従来に比べて低温の使用環境でより効果が大きいが、通常の使用環境においても同様に使用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０１、２０１ ワンウェイクラッチ
３、１０３、２０３ 内輪
５、１０５、２０５ 外輪
７、１０７、２０７ ローラ
９、１０９、２０９ 谷部
１１、１１１、２１１ 傾斜面
１３、１１３、２１３ 凹カム
１５、１１５、２１５ 凹溝
１７、１１７、２１７ アコーデオンスプリング
１７ａ、１１７ａ 通常仕様のアコーデオンスプリング
１７ｂ、１１７ｂ 付勢力が強いアコーデオンスプリング
１９、１１９、２１９ ブロックベアリング
２３、１２３、２２３ 保持器
２５、１２５ 第１環状フランジ
２７、１２７ 第２環状フランジ
２９、１２９、２２９ 第１コラム
３１、１３１、２３１ 第２コラム
３３、１３３、２３３ 第３コラム
３５、１３５、２３５ 第４コラム
４１、１４１、２４１ 底部
４２、１４２、２４２ アコーデオンスプリング係止部
２４２ａ 係止爪
４３、１４３、２４３ ローラ保持部
４５、１４５ アコーデオンスプリング取付部
４７、１４７、２４７ 貫通孔
２４５ａ 通常仕様のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部
２４５ｂ ピッチＬ１より短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車の自動変速機等用に好適なワンウェイクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用の自動変速機は、流体継手であるトルクコンバータの他、３速〜５速程度の遊星歯車変速機構を備えており、クラッチやブレーキ等の摩擦係合手段により遊星歯車変速機構の構成要素であるサンギヤやプラネタリギヤ等を適宜固定あるいは解放することにより変速が行われる。自動変速機に内装される摩擦係合手段には、内部にワンウェイクラッチを内装し、ギヤシャフト等を一方の回転方向に自由に回転させることで、変速制御の容易化を実現させるものが一部に採用されている。
【０００３】
この種のワンウェイクラッチは、例えば特許文献１に示されているように、内輪と、該内輪と同軸に配置された外輪と、該外輪の内周面又は内輪の外周面に周方向に沿って形成され、谷部と傾斜面とからなる複数のカム面と、内輪の外周面と前記カム面との間に介装されたトルク伝達部材と、該トルク伝達部材をカム面の前記傾斜面側にそれぞれ付勢する付勢部材と、外輪に装着され、トルク伝達部材と付勢部材の保持に供される保持器とから成る。
【０００４】
このような構成において、付勢部材がトルク伝達部材をカム面の傾斜面へ付勢し、トルク伝達部材は一方向のみで内輪及び外輪と一体となってトルクを伝達する一方、逆方向で、トルク伝達部材が付勢部材を圧縮しながらカム面の谷部に入り込み内輪と外輪とは相対回転して、駆動側の内輪又は外輪が空転することによりトルクが伝達されないようにしている。
【０００５】
ここで、内輪空転時からトルク伝達時、即ち非噛み合い時から噛み合い時に移行する際、トルク伝達部材と内外輪接触部との間の油膜を完全に断ち切り金属同士が接触するようにしなければならない。
【０００６】
しかし、上記のような従来技術の構造にあっては、例えば、−２０℃〜−４０℃の極低温環境下でワンウェイクラッチが使用され、自動変速機中の潤滑・作動油（ＡＴＦ）が高粘度化した状態においては、噛み合い時、トルク伝達部材が内外輪接触部の油膜を断ち切ることができず、そのため正常に噛み合わずに、トルク伝達部材が高粘度化した油（ＡＴＦ）の上を連続的に滑り続けてしまう虞があった。
【０００７】
この極低温環境下での滑り対策として、特許文献２に示されたローラ型ワンウェイクラッチでは、ローラの転動面を全周にわたって軸心方向に窪んだ凹部を有するように形成したことで、噛み合い初期における空転から噛み合い始める瞬間の油膜をせん断して金属同士が接触しやすくなり、金属接触のきっかけを起こすことで低温環境における噛み合い性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５９５３０号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、極低温環境下での滑り対策として、単にトルク伝達部材への付勢力を増加し、トルク伝達部材とカム面又はトルク伝達部材と軌道面との接触面圧を増加することで油膜の切断を容易とする策も考えられるが、このようにした場合、空転時における引きずりトルクも増加してしまい、トルク伝達部材及び内輪又は外輪の摩耗を促進させたり、自動変速機の効率を低下させるなど新たな問題を招いてしまう。
【００１０】
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、低温環境下においてもトルク伝達部材と内外輪との必要な噛み合いが得られるワンウェイクラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るワンウェイクラッチは、内輪と、
この内輪と同軸に配置された外輪と、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に介装され、内輪外周面および外輪内周面に噛み合うトルク伝達位置と内輪外周面および外輪内周面とに非噛み合いになるトルク非伝達位置とを移動可能な複数のトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材をそれぞれトルク伝達位置に向かって付勢する複数の付勢部材と、
前記トルク伝達部材と前記付勢部材との保持に供される保持器とから成り、
前記保持器は、前記トルク伝達部材とこれに対応する前記付勢部材とを保持する第１および第２の取付部を備え、
該第１および第２の取付部は、前記付勢部材の一端を係止する係止部をそれぞれ有し、前記トルク伝達部材は前記付勢部材の他端で押圧されており、
前記第２の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力は、前記第１の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係るワンウェイクラッチは、請求項１のワンウェイクラッチにおいて、前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか一方には、それぞれ谷部と傾斜面とからなる複数の凹カムが周方向に沿って形成され、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか他方には円筒面が形成され、
前記複数の凹カムと前記円筒面との間に前記複数のトルク伝達部材がそれぞれ介装され、
前記付勢部材は前記トルク伝達部材を前記凹カム内で前記傾斜面側にそれぞれ付勢しており、
前記トルク伝達部材が、前記内輪と前記外輪との一方向の回転時のみに前記凹カム内で前記付勢部材の付勢力に抗して転動し、当該内輪と当該外輪との間でトルク伝達を行うことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の請求項３に係るワンウェイクラッチは、請求項１または２に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記第１の取付部に保持された前記付勢部材は前記トルク伝達部材に対して一定のばね定数を有する第１圧縮ばねであり、前記第２の取付部に保持された前記付勢部材は該第１圧縮ばねよりもばね定数が大きい第２圧縮ばねであることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の請求項４に係るワンウェイクラッチは、請求項１または２に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記第１の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離は、前記第２の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離より大きく設定されており、
前記付勢部材はそれぞれ同じばね定数を有する圧縮ばねであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係るワンウェイクラッチは、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記該第２の取付部は、前記第１の取付部の所定数毎に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項６に係るワンウェイクラッチは、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチにおいて、前記第２の取付部は、周方向に所定角度毎に配置されていることを特徴とする
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、極低温環境下においても、空転時における引きずりトルクを増加させることなくトルク伝達部材と内外輪との必要な噛み合いが得られるワンウェイクラッチが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るワンウェイクラッチの一部を切欠いて示す正面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ矢視方向断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るワンウェイクラッチの一部を切欠いて示す正面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】図５中のＤ−Ｄ矢視方向断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るワンウェイクラッチの部分拡大図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係るワンウェイクラッチを図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係るワンウェイクラッチの第１の実施形態を示す正面図であり、図２は図１の部分拡大図であり、図３は図２中のＢ−Ｂ矢視方向断面図である。尚、本実施形態のワンウェイクラッチは、自動車用の自動変速機の摩擦係合手段に内装されるものであり、その全体的な構成は前述した従来装置と同一である。
【００２１】
図１、図２に示すように、ワンウェイクラッチ１は、滑らかな外周面を有する円筒状の内輪３と、内輪３と同軸かつ相対回動自在に配置された円環状の外輪５と、内輪３と外輪５との間に介装されたトルク伝達部材たる多数本の円柱状のローラ７等から構成されている。外輪５の内周面には、円周方向に沿って形成されそれぞれが谷部９と傾斜面１１とからなる複数の凹カム１３と、軸方向に沿って形成された複数の凹溝１５とが形成されている。
【００２２】
内輪３の外周面と凹カム１３との間には、トルク伝達部材たるローラ７と、該ローラ７を凹カム１３内で傾斜面１１に付勢する圧縮ばねであるアコーデオンスプリング１７が配置されている。アコーデオンスプリング１７は、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねと同等のばね定数を有する通常仕様のアコーデオンスプリング１７ａと、アコーデオンスプリング１７ａの１．２倍のばね定数を有する付勢力が強いアコーデオンスプリング１７ｂの二種類で構成されている。なお、本実施形態では、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねの１．２倍のばね定数を有するスプリングを用いたが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではなく、１．２倍以上のばね定数を有するスプリングであれば適宜変更可能である。
【００２３】
例えば本実施形態においては、アコーデオンスプリング１７が全部で１５本あり、これらのうち１０本を通常仕様のアコーデオンスプリング１７ａとし、残り５本を付勢力が強いアコーデオンスプリング１７ｂとしている。アコーデオンスプリング１７ｂは角度７２度毎に周方向にバランス良く配置されている。すなわち本実施形態のワンウェイクラッチでは、凹カム１３は１５個形成され、ローラ７は１５本配置されている。
【００２４】
外輪５の内周面の周方向において凹カム１３とは異なる位置に、凹溝１５が角度７２度毎に５個配置されている。各凹溝１５にはブロックベアリング１９の外端部２１が係合しており、これらブロックベアリング１９により内輪３と外輪５との間隔が保持されている。図１中、符号２２で示したものは外輪５の外周に形成された係止爪であり、図示しない変速要素の内周面に形成された係止溝に係合する。
【００２５】
本実施形態の外輪５には、合成樹脂製の保持器２３が装着されており、この保持器２３によりローラ７やアコーデオンスプリング１７、ブロックベアリング１９の分離・脱落が防止されている。保持器２３は、図３（図２中のＢ−Ｂ断面図）に示したように、外輪５の軸方向両側でそれぞれ径方向に延びる大径の第１環状フランジ２５と小径の第２環状フランジ２７とを、軸方向に延びる第１〜第４コラム２９，３１，３３，３５により連結してある。これら第１コラム２９、第２コラム３１、第３コラム３３、第４コラム３５は、この順で保持器２３の全周にわたり設けてある。第４コラム３５と第１コラム２９との間にブロックベアリング１９が介装・保持されている。ブロックベアリング１９には略矩形の貫通孔４７がワンウェイクラッチ１の軸方向に沿って形成されている。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態において、第２コラム３１と第３コラム３３は同じ形状をしている。第１コラム２９、第２コラム３１、及び第３コラム３３は、内輪側に沿って形成された底部４１と、この底部４１から外輪側に向けて延びるアコーデオンスプリング係止部４２をそれぞれ有している。第２コラム３１、第３コラム３３及び第４コラム３５は、内輪側から外輪側に向けて延びるローラ保持部４３をそれぞれ有している。アコーデオンスプリング１７は一端をアコーデオンスプリング係止部４２で係止され、他端でローラ７を押圧している。ローラ保持部４３はワンウェイクラッチ単体での搬送時におけるローラ７の脱落を防止している。
【００２７】
アコーデオンスプリング係止部４２とこれに対応するローラ７との間でそれぞれアコーデオンスプリング取付部４５を形成している。
【００２８】
本実施の形態では、アコーデオンスプリング取付部４５のピッチＬは、この種のワンウェイクラッチにおいて通常使用される保持器のスプリング取付部に通常設定されているピッチと同等のピッチを有する。なお、本明細書中、トルク伝達部材と内外輪との噛み合い時における各アコーデオンスプリング取付部において、アコーデオンスプリング係止部と、これに対応するローラとの間の距離をアコーデオンスプリング取付部のピッチと定義する。図２中、符号３９は第１コラム２９に形成されたリップ部であり、ブロックベアリング１９の外端側に形成された突出部３７に係合している。
【００２９】
このような構成であるため、図２中内輪ロック方向を示す矢印Ｒに示すように、内輪３が外輪５に対して矢印Ｒ方向へ回転すると、アコーデオンスプリング１７がローラ７を傾斜面１１へ付勢し、ローラ７、内輪３と外輪５は一体となってトルクを伝達する。また、矢印Ｆはトルク非伝達時における内輪空転方向を示しており、内輪３が外輪５に対して矢印Ｆ方向に回転すると、ローラ７がアコーデオンスプリング１７を圧縮しながら傾斜面１１から離れて谷部９に入りこみ、内輪３が空転してトルク伝達は行われない。
【００３０】
本実施形態では、付勢部材として付勢力の強いアコーデオンスプリング１７ｂを周方向にバランス良く配置したため、極低温環境下においても、内輪空転時からトルク伝達時へ移行する際、付勢力の強いアコーデオンスプリング１７ｂが配置された凹カム１３内で、該アコーデオンスプリング１７ｂの付勢によりローラ７が噛み合い位置に転動し油膜を切断して初期噛み合いを確実に行い、これにより、この種のワンウェイクラッチにおいて通常仕様のアコーデオンスプリング１７ａが配置された凹カム１３内でも油の排出が促進され、油膜を切断しやすくなった。すなわち、このような構成としたことにより、空転時における引きずりトルクを増加させることなく噛み合いに必要なだけの付勢力を得ることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態を示すワンウェイクラッチの正面図であり、図５は図４の部分拡大図であり、図６は図５中のＤ−Ｄ矢視方向断面図である。第１の実施形態で述べたのと同様に、本実施形態のワンウェイクラッチも、自動車用の自動変速機の摩擦係合手段に内装されるものであり、その全体的な構成は前述した従来装置と同一である。
【００３２】
図４、図５に示すように、ワンウェイクラッチ１０１は、円筒状の内輪１０３と、内輪１０３と同軸かつ相対回動自在に配置された滑らかな内周面を有する円環状の外輪１０５と、内輪１０３と外輪１０５との間に介装されたトルク伝達部材たる多数本の円柱状のローラ１０７等から構成されている。内輪１０３の外周面には、円周方向に沿って形成された谷部１０９と傾斜面１１１とからなる複数の凹カム１１３と、軸方向に沿って形成された複数の凹溝１１５とが形成されている。
【００３３】
外輪１０５の内周面と各凹カム１１３との間には、トルク伝達部材たる前記各ローラ１０７と、該ローラ１０７を凹カム内で傾斜面に付勢する圧縮ばねであるアコーデオンスプリング１１７が配置されている。アコーデオンスプリング１１７は、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねと同等のばね定数を有する通常仕様のアコーデオンスプリング１１７ａと、アコーデオンスプリング１１７ａの１．２倍のばね定数を有する付勢力が強いアコーデオンスプリング１１７ｂの二種類で構成されている。なお、本実施形態では、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねの１．２倍のばね定数を有するスプリングを用いたが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではなく、１．２倍以上のばね定数を有するスプリングであれば適宜変更可能である。
【００３４】
例えば本実施形態においては、アコーデオンスプリング１１７が全部で１５本あり、これらのうち１０本を通常仕様のアコーデオンスプリング１１７ａとし、残り５本を付勢力が強いアコーデオンスプリング１１７ｂとしている。アコーデオンスプリング１１７ｂは角度７２度毎に周方向にバランス良く配置されている。すなわち本実施形態のワンウェイクラッチでは、凹カム１１３は１５個形成され、ローラ１０７は１５本配置されている。
【００３５】
内輪１０３の外周面の周方向において凹カム１１３とは異なる位置に、凹溝１１５が角度７２度毎に５個配置されている。各凹溝１１５にはブロックベアリング１１９の外端部１２１が係合しており、これらブロックベアリング１１９により内輪１０３と外輪１０５との間隔が保持されている。
【００３６】
本実施形態の内輪１０３と外輪１０５との間には、合成樹脂製の保持器１２３が装着されており、この保持器１２３によりローラ１０７やアコーデオンスプリング１１７、ブロックベアリング１１９の分離・脱落が防止されている。保持器１２３は、図６に示すように、外輪１０５の軸方向両側でそれぞれ径方向に延びる第１環状フランジ１２５と第２環状フランジ１２７とを、軸方向に延びる第１〜第４コラム１２９，１３１，１３３，１３５で連結している。これら第１コラム１２９、第２コラム１３１、第３コラム１３３、第４コラム１３５は、この順で保持器１２３の全周にわたり設けてある。第４コラム１３５と第１コラム１２９との間にブロックベアリング１１９が介装・保持されている。ブロックベアリング１１９には略矩形の貫通孔１４７がワンウェイクラッチ１０１の軸方向に沿って形成されている。
【００３７】
図５に示すように、本実施形態において、第２コラム１３１と第３コラム１３３は同じ形状をしている。第１コラム１２９、第２コラム１３１、第３コラム１３３及び第４コラム１３５は、内輪側に沿って形成された底部１４１をそれぞれ有している。第１コラム１２９、第２コラム１３１、及び第３コラム１３３は、底部１４１から外輪側に向けて延びるアコーデオンスプリング係止部１４２をそれぞれ有し、第２コラム１３１、第３コラム１３３、及び第４コラム１３５は、底部１４１から外輪側に向けて延びるローラ保持部１４３をそれぞれ有している。アコーデオンスプリング１１７は一端をアコーデオンスプリング係止部１４２で係止され、他端でローラ１０７を押圧している。ローラ保持部１４３はワンウェイクラッチ単体での搬送時におけるローラ１０７の脱落を防止している。
【００３８】
アコーデオンスプリング係止部１４２とこれに対応するローラ１０７との間でそれぞれアコーデオンスプリング取付部１４５を形成している。
【００３９】
本実施の形態では、アコーデオンスプリング取付部１４５のピッチＬは、この種のワンウェイクラッチにおいて通常使用される保持器のスプリング取付部に通常設定されているピッチと同等のピッチを有する。
【００４０】
このような構成であるため、図５中外輪ロック方向を示す矢印Ｒに示すように、外輪１０５が内輪１０３に対して矢印Ｒ方向へ回転すると、アコーデオンスプリング１１７がローラ１０７を傾斜面１１１へ付勢し、ローラ１０７、内輪１０３と外輪１０５は一体となってトルクを伝達する。また、矢印Ｆはトルク非伝達時における外輪空転方向を示しており、外輪１０５が内輪１０３に対して矢印Ｆ方向に回転すると、ローラ１０７がアコーデオンスプリング１１７を圧縮しながら傾斜面１１１から離れて谷部１０９に入りこみ、外輪１０５が空転してトルク伝達は行われない。
【００４１】
本実施形態では、付勢部材として付勢力の強いアコーデオンスプリング１１７ｂを周方向にバランス良く配置したため、極低温環境下においても、外輪空転時からトルク伝達時へ移行する際、付勢力の強いアコーデオンスプリング１１７ｂが配置された凹カム１１３内で、該アコーデオンスプリング１１７ｂの付勢によりローラ１０７が噛み合い位置へ転動し油膜を切断して初期噛み合いを確実に行い、これにより、この種のワンウェイクラッチにおいて通常仕様のアコーデオンスプリング１１７ａが配置された凹カム１１３内でも油の排出が促進され、油膜を切断しやすくなった。すなわち、このような構成としたことにより空転時における引きずりトルクを増加させることなく噛み合いに必要なだけの付勢力を得ることができる。
【００４２】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は本発明の第３の実施形態に係るワンウェイクラッチの部分拡大図であり、図８は図７の要部拡大図である。第１及び第２の実施形態で述べたのと同様に、本実施形態のワンウェイクラッチも、自動車用の自動変速機の摩擦係合手段に内装されるものであり、その全体的な構成は前述した従来装置と同一である。
【００４３】
図７にその一部を拡大して示すワンウェイクラッチ２０１は、滑らかな外周面を有する円筒状の内輪２０３と、内輪２０３と同軸かつ相対回動自在に配置された円環状の外輪２０５と、内輪２０３と外輪２０５との間に介装されたトルク伝達部材たる多数本の円柱状のローラ２０７等から構成されている。外輪２０５の内周面には、それぞれが円周方向に沿って形成された谷部２０９と傾斜面２１１とからなる複数の凹カム２１３と、軸方向に沿って形成された複数の凹溝２１５とが形成されている。なお、本実施の形態では、外輪２０５の内周面に複数の凹カム２１３を形成したが、外輪２０５の内周面を滑らかな円筒状にし、内輪２０３の外周面に複数の凹カム２１３を形成してもよい。
【００４４】
内輪２０３の外周面と各凹カム２１３との間には、トルク伝達部材たる各ローラ２０７と、該ローラ２０７を凹カム２１３内で傾斜面２１１に付勢する圧縮ばねであるアコーデオンスプリング２１７が配置されている。本実施形態では、アコーデオンスプリング２１７には、この種のワンウェイクラッチにおいて通常用いられるばねと同等のばね定数を有する通常仕様のアコーデオンスプリングのみを用いている。
【００４５】
各凹溝２１５にはブロックベアリング２１９の外端部２２１が係合しており、これらブロックベアリング２１９により内輪２０３と外輪２０５との間隔が保持されている。
【００４６】
内輪２０３と外輪２０５との間には、合成樹脂製の保持器２２３が装着されており、この保持器２２３によりローラ２０７やアコーデオンスプリング２１７、ブロックベアリング２１９の分離・脱落が防止されている。保持器２２３は、外輪２０５の軸方向両側でそれぞれ径方向に延びる第１環状フランジと第２環状フランジ（いずれも図示なし）と、軸方向に延びる第１〜第４コラム２２９、２３１，２３３，２３５とから成る。これら第１コラム２２９、第２コラム２３１、第３コラム２３３、第４コラム２３５は、この順で保持器２２３の全周にわたり設けてある。第１コラム２２９と第４コラム２３５との間にブロックベアリング２１９が介装・保持されている。ブロックベアリング２１９には略矩形の貫通孔２４７がワンウェイクラッチ２０１の軸方向に沿って形成されている。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態において、第２コラム２３１と第３コラム２３３は同じ形状をしている。また、図８に拡大して示すように、同形状の第２コラム２３１及び第３コラム２３３は、内輪側に沿って形成された底部２４１と、この底部２４１から外輪側に向けてそれぞれ延びるアコーデオンスプリング係止部２４２と、ローラ保持部２４３とからなっている。アコーデオンスプリング２１７は一端をアコーデオンスプリング係止部２４２で係止され、他端でローラ２０７を押圧している。ローラ保持部２４３はワンウェイクラッチ単体での搬送時におけるローラ２０７の脱落を防止している。
【００４８】
アコーデオンスプリング係止部２４２は、ローラ保持部２４３の近傍に形成されており、アコーデオンスプリング係止部２４２には、その先端にアコーデオンスプリング２１７を係止及び保持するための係止爪２４２ａが形成されている。
【００４９】
アコーデオンスプリング係止部２４２とこれに対応するローラ２０７との間でそれぞれアコーデオンスプリング取付部を形成している。
【００５０】
本実施の形態では、アコーデオンスプリング取付部のピッチは、この種のワンウェイクラッチにおいて通常使用される保持器のスプリング取付部に通常設定されているピッチと同等のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ａと、このアコーデオンスプリング取付部２４５ａにおけるアコーデオンスプリング係止部２４２の位置より該保持部２４２の位置を周方向にずらしてローラ２０７側に配置した、ピッチＬ１より短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ｂの二種類で構成されている。ピッチＬ２は、アコーデオンスプリング取付部２４５ａに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力と比べて、アコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力が１．２倍となるように調整された長さである。
【００５１】
このようにピッチ長さの異なるアコーデオンスプリング取付部を２種類形成することで、ピッチの短いアコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置したアコーデオンスプリング２１７がこれに対応するローラ２０７に作用する付勢力を、アコーデオンスプリング取付部２４５ａに配置したアコーデオンスプリング２１７の付勢力よりも強くすることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、通常仕様のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ａとピッチＬ１より短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ｂとの二種類で構成したが、ピッチ長さの異なる取付部を三種類以上有する構成としてもよい。また、本実施形態では、アコーデオンスプリング取付部２４５ｂのピッチＬ２は、アコーデオンスプリング取付部２４５ａに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力と比べて、アコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置されたアコーデオンスプリング２１７のローラ２０７に対する付勢力が１．２倍となるように調整された長さであるが、１．２倍以上の付勢力を有するように調整した長さであれば適宜変更可能である。
【００５３】
例えば本実施形態においては、アコーデオンスプリング取付部が全部で１５個あり、これらのうち５個を短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ｂとし、残り１０個を通常仕様のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部２４５ａとしている。アコーデオンスプリング取付部２４５ｂは角度７２度毎に周方向にバランス良く配置されている。
【００５４】
すなわち本実施形態のワンウェイクラッチでは、凹カム２１３は１５個形成され、ローラ２０７は１５本配置されている。また、外輪２０５の内周面の周方向において凹カム２１３とは異なる位置に、凹溝２１５が角度７２度毎に５個配置されている。
【００５５】
このような構成であるため、図７中内輪ロック方向を示す矢印Ｒに示すように、内輪２０３が外輪２０５に対して矢印Ｒ方向へ回転すると、アコーデオンスプリング２１７がローラ２０７を傾斜面２１１へ付勢し、ローラ２０７、内輪２０３と外輪２０５は一体となってトルクを伝達する。また、矢印Ｆはトルク非伝達時における内輪空転方向を示しており、内輪２０３が外輪２０５に対して矢印Ｆ方向に回転すると、ローラ２０７がアコーデオンスプリング２１７を圧縮しながら傾斜面２１１から離れて谷部２０９に入りこみ、内輪２０３が空転してトルク伝達は行われない。
【００５６】
本第３実施の形態では、ピッチの短いアコーデオンスプリング取付部２４５ｂを周方向にバランス良く配置したことで、極低温環境下においても、内輪空転時からトルク伝達時へ移行する際、ピッチの短いアコーデオンスプリング取付部２４５ｂに配置されたアコーデオンスプリング２１７の付勢によりローラ２０７が噛み合い位置へ転動し油膜を切断して初期噛み合いを確実に行い、これにより、ピッチの長いアコーデオンスプリング取付部２４５ａを有する凹カム内でも油の排出が促進され、油膜を切断しやすくなった。すなわち、このような構成としたことにより、空転時における引きずりトルクを増加させることなく噛み合いに必要なだけの付勢力を得ることができる。
【００５７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態ではトルク伝達部材として円柱状のローラを用いたが、ローラに代えてスプラグ又は鋼球等を採用してもよい。また、この種のワンウェイクラッチにおいて通常仕様のアコーデオンスプリング、付勢力の強いアコーデオンスプリング、ピッチ長さの異なるアコーデオンスプリング取付部及びブロックベアリングの数や位置は、使用条件毎に適宜変更可能である。更に、保持器や内外輪の具体的形状等についても、上記実施形態に限られるものではなく、設計上の都合等により適宜変更可能である。本発明は、従来に比べて低温の使用環境でより効果が大きいが、通常の使用環境においても同様に使用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０１、２０１ ワンウェイクラッチ
３、１０３、２０３ 内輪
５、１０５、２０５ 外輪
７、１０７、２０７ ローラ
９、１０９、２０９ 谷部
１１、１１１、２１１ 傾斜面
１３、１１３、２１３ 凹カム
１５、１１５、２１５ 凹溝
１７、１１７、２１７ アコーデオンスプリング
１７ａ、１１７ａ 通常仕様のアコーデオンスプリング
１７ｂ、１１７ｂ 付勢力が強いアコーデオンスプリング
１９、１１９、２１９ ブロックベアリング
２３、１２３、２２３ 保持器
２５、１２５ 第１環状フランジ
２７、１２７ 第２環状フランジ
２９、１２９、２２９ 第１コラム
３１、１３１、２３１ 第２コラム
３３、１３３、２３３ 第３コラム
３５、１３５、２３５ 第４コラム
４１、１４１、２４１ 底部
４２、１４２、２４２ アコーデオンスプリング係止部
２４２ａ 係止爪
４３、１４３、２４３ ローラ保持部
４５、１４５ アコーデオンスプリング取付部
４７、１４７、２４７ 貫通孔
２４５ａ 通常仕様のピッチＬ１を有するアコーデオンスプリング取付部
２４５ｂ ピッチＬ１より短いピッチＬ２を有するアコーデオンスプリング取付部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
この内輪と同軸に配置された外輪と、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に介装され、内輪外周面および外輪内周面に噛み合うトルク伝達位置と内輪外周面および外輪内周面とに非噛み合いになるトルク非伝達位置とを移動可能な複数のトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材をそれぞれトルク伝達位置に向かって付勢する複数の付勢部材と、
前記トルク伝達部材と前記付勢部材との保持に供される保持器とから成り、
前記保持器は、前記トルク伝達部材とこれに対応する前記付勢部材とを保持する第１および第２の取付部を備え、
該第１および第２の取付部は、前記付勢部材の一端を係止する係止部をそれぞれ有し、前記トルク伝達部材は前記付勢部材の他端で押圧されており、
前記第２の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力は、前記第１の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力よりも大きく設定されていることを特徴とするワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか一方には、それぞれ谷部と傾斜面とからなる複数の凹カムが周方向に沿って形成され、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか他方には円筒面が形成され、
前記複数の凹カムと前記円筒面との間に前記複数のトルク伝達部材がそれぞれ介装され、
前記付勢部材は前記トルク伝達部材を前記凹カム内で前記傾斜面側にそれぞれ付勢しており、
前記トルク伝達部材が、前記内輪と前記外輪との一方向の回転時のみに前記凹カム内で前記付勢部材の付勢力に抗して転動し、当該内輪と当該外輪との間でトルク伝達を行うことを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記第１の取付部に保持された前記付勢部材は前記トルク伝達部材に対して一定のばね定数を有する第１圧縮ばねであり、前記第２の取付部に保持された前記付勢部材は該第１圧縮ばねよりもばね定数が大きい第２圧縮ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記第１の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離は、前記第２の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離より大きく設定されており、
前記付勢部材はそれぞれ同じばね定数を有する圧縮ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記該第２の取付部は、前記第１の取付部の所定数毎に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項６】
前記第２の取付部は、周方向に所定角度毎に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項１】
内輪と、
この内輪と同軸に配置された外輪と、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に介装され、内輪外周面および外輪内周面に噛み合うトルク伝達位置と内輪外周面および外輪内周面とに非噛み合いになるトルク非伝達位置とを移動可能な複数のトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材をそれぞれトルク伝達位置に向かって付勢する複数の付勢部材と、
前記トルク伝達部材と前記付勢部材との保持に供される保持器とから成り、
前記保持器は、前記トルク伝達部材とこれに対応する前記付勢部材とを保持する第１および第２の取付部を備え、
該第１および第２の取付部は、前記付勢部材の一端を係止する係止部をそれぞれ有し、前記トルク伝達部材は前記付勢部材の他端で押圧されており、
前記第２の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力は、前記第１の取付部に保持された付勢部材がこれに対応するトルク伝達部材を付勢する付勢力よりも大きく設定されていることを特徴とするワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか一方には、それぞれ谷部と傾斜面とからなる複数の凹カムが周方向に沿って形成され、
前記内輪の外周面と前記外輪の内周面とのいずれか他方には円筒面が形成され、
前記複数の凹カムと前記円筒面との間に前記複数のトルク伝達部材がそれぞれ介装され、
前記付勢部材は前記トルク伝達部材を前記凹カム内で前記傾斜面側にそれぞれ付勢しており、
前記トルク伝達部材が、前記内輪と前記外輪との一方向の回転時のみに前記凹カム内で前記付勢部材の付勢力に抗して転動し、当該内輪と当該外輪との間でトルク伝達を行うことを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記第１の取付部に保持された前記付勢部材は前記トルク伝達部材に対して一定のばね定数を有する第１圧縮ばねであり、前記第２の取付部に保持された前記付勢部材は該第１圧縮ばねよりもばね定数が大きい第２圧縮ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記第１の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離は、前記第２の取付部における前記係止部とトルク伝達位置にある前記トルク伝達部材との間の距離より大きく設定されており、
前記付勢部材はそれぞれ同じばね定数を有する圧縮ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記該第２の取付部は、前記第１の取付部の所定数毎に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項６】
前記第２の取付部は、周方向に所定角度毎に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−７８１４１（Ｐ２０１０−７８１４１Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１３８５４（Ｐ２００９−１１３８５４）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００１０２７８４）ＮＳＫワーナー株式会社 (149)
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００１０２７８４）ＮＳＫワーナー株式会社 (149)
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