JPH1137185A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプラグの回転を制限するためのボルトの数
を減少させ、ケージの製造、組立を容易にし、製造費を
安価にしたスプラグ式の一方向クラッチを提供すること
にある。 【解決手段】 一方向クラッチ４０は互いに同軸の内レ
ース４４及び外レース４６を備えている。群になって配
置した複数個のスプラグ４８を、ケージ４２内において
各レース４４、４６間に配置する。各スプラグ４８は内
面及び外面に対して第１の周辺方向に回転することによ
り内面及び外面に係合して２個のレース４４、４６間に
トルクを伝達する。スプラグ群に隣接して複数個のボル
ト７２を配置する。群内のスプラグ４８の数はボルト７
２の数より多い。とくにボルト７２の１つは第１の方向
において係合位置を越えるスプラグ４８の回転を制限
し、又第２のボルトは第２の方向においてリフトオフ位
置へのスプラグ４８の回転を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遠心式リフトオフ・スプ
ラグ・クラッチ（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｌｉｆｔｏｆ
ｆ ｓｐｒａｇ ｃｌｕｔｃｈ）に関する。ことに本発
明は、駆動部材及び被駆動部材の間でトルク流れ径路内
のトルク送出しを制御するようにケージ内で互いに同心
のレース間にスプラグの群を配置したワンウェイクラッ
チすなわち一方向クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】内レース又は外レースからのスプラグの
リフトオフ（ｌｉｆｔｏｆｆ）を生じさせるのに遠心リ
フトオフ作用を使うスプラグ・クラッチはよく知られて
いる。各スプラグは両レースに係合する状態に付勢され
第１の方向における各レースの相対回転を防ぐくさび作
用を生ずる。第２の方向における各レースのオーバラン
ニングと呼ばれる相対回転が行われる。第２の方向にお
ける或る相対角速度において各スプラグの非対称の形状
によってこれ等のスプラグに作用する遠心力は各スプラ
グを回転軸線のまわりに枢動させる大きさまで増しこれ
等のスプラグ及びレース間にすきまが生ずる。このすき
ますなわちリフトオフにより各レース間を結合するトル
クがなくなる。

【０００３】従来のスプラグ形クラッチでは、内レース
又は外レースと一緒に回転するケージ内で各レース間に
複数個のスプラグを配置してある。公知のケージは、こ
のケージのまわりに円周方向に互いに間隔を置いた複数
個の互いに整合した穴または窓を備える。互いに整合し
た各穴内には、１個のスプラグが回転できるように取付
けられ、互いに同心の各クラッチレースを係合させ又係
合を離脱するようにしてある。各スプラグは、第１の回
転方向に動くときはクラッチを係合させて鎖錠する（ｌ
ｏｃｋ）ように回転し又第２の方向に動くときはクラッ
チを係合を離脱し、オーバーランニングを生ずることが
できるように回転する。第２の方向における各スプラグ
の回転運動をリフトオフ位置に制限するように、ケージ
は円周方向に互いに間隔を隔てた各窓の間のケージ部分
に各スプラグに隣接して位置させた軸線方向に延びる交
差部材又はボルトを備える。従来の構造ではケージは、
リフトオフ位置にあるときはスプラグの回転運動を制限
し又は各レース間に取付けてある間にスプラグを定位置
に保持するように各スプラグに対し１個のボルトを備え
ている。

【０００４】

【発明の開示】本発明は、環状の内面を持つ外レースと
環状の外面を持つ内レースとを備えた改良されたワンウ
ェイクラッチすなわち一方向クラッチに係わる。内レー
スは外レースと同軸に配置してある。スプラグ・ケージ
は両レース間の環状の空間内に取付けてある。相互作用
群に配置した複数個のスプラグはケージ内で内面及び外
面間に位置させてある。各スプラグは、内面及び外面に
対し第１の周辺方向に係合位置に回転することによりこ
れ等の内面及び外面に係合して２個のレース間にトルク
を伝える。このスプラグ群に隣接して複数のボルトを位
置させてある。群内のスプラグの数はこの群に隣接する
ボルトの数より多い。とくにこれ等のボルトの１本によ
り第１の方向における各スプラグの回転を係合位置に制
限する。そして第２のボルトは第２の方向における各ス
プラグの回転をリフトオフ位置に制限する。

【０００５】各スプラグの回転をリフトオフ位置に制限
するのに１本のボルトだけしか必要としないから、ケー
ジ内でボルトの占める空間が小さくてすむ。従って内レ
ース及び外レース間の空間でケージ内に一層多くのスプ
ラグを円周方向に位置させることができる。スプラグご
とに占める空間が一層小さいから、このクラッチは一層
高いトルクを伝え一層長いクラッチ寿命を持つ。さらに
本発明では所要のボルト数が一層少ないから、ケージに
あける穴の個数が一層少なくて済み製造及び組立てが一
層容易になる。本発明のスプラグ・ケージは、被駆動レ
ースが内レース又は外レースのいずれかである遠心式ス
ローアウト・フリーホイール・クラッチに応用できる。
従って本発明は２形式のフリーホイール・クラッチ用の
１形式のケージを提供する。

【０００６】以下本発明の特長及び態様を添付図面につ
いて詳細に説明する。

【０００７】

【実施例】図１及び２には従来のスプラグ・クラッチ１
０を例示してある。スプラグ・クラッチ１０は、内レー
ス１２、外レース１４及びスプラグ・ケージ１６を備え
ている。スプラグ・ケージ１６は互いに同心の内レース
１２及び外レース１４の間に位置させる。各レース１
２、１４は実質的に円筒形で互いに同心に取付けてあ
る。各レース１２、１４はそれぞれ、協働する回転部材
（図示してない）に連結するようにしてある。複数個の
トルク係合部材すなわちスプラグ１８はレース１２、１
４間に配置してある。各スプラグ１８には、スプラグ１
８を第１の方向に回転し各レースに係合させる際に各レ
ース１２、１４にくさび作用を及ぼす１対の互いに同心
のくさび作用面を設けてある。各スプラグ１８は、この
スプラグに縦方向に延びる部材すなわちボルト２０を協
働させてある。ボルト２０は、スプラグ・クラッチ１０
がオーバーランニング状態にある間にスプラグ１８がリ
フトオフ位置にあるときに第２の方向におけるスプラグ
１８の回転を制限する。スプラグ・ケージ１６は典型的
には、互いに間隔を置いた関係に向きを定めた互いに平
行な２個の環状の円板２２、２４から形成してある。ト
ラニオン２６は、スプラグ１８の各側で横方向に延びス
プラグ・ケージ１６の穴２８内に受入れスプラグ１８を
スプラグ・ケージ１６内で回転できる状態に取付けるよ
うにしてある。当業界にはよく知られているようにスプ
ラグ１８は弧状のレース係合面３６、３８を持ち非対称
の形状を持つ。スプラグ１８の幾何学的形状は、重心Ｇ
が回転軸線Ａ−Ａから間隔を置いているので円周方向に
不つりあいの質量を生ずる。

【０００８】各スプラグ１８は、それぞれ各レース１
２、１４間に半径方向に延びる一般に凸出した側部３０
及び凹入側部３２を備えている。内レース１２又は外レ
ース１４がオーバランを生ずる際に、スプラグ１８は第
２の方向にリフトオフ位置に回転し、各面３６、３８を
各レース１２、１４に係合しないように離すことにより
内レース１２及び外レース１４間の結合係合をはずす。
第２の方向におけるスプラグ１８の回転の程度を制限す
るように、ボルト２０をスプラグ１８がリフトオフ位置
にあるときにスプラグ１８の凸形側部３０に接触するよ
うに位置させることによりスプラグ１８が第２方向にも
はや回転しないようにする。図２に示すようにボルト２
０は、スプラグ・ケージ１６の円板２２、２４にファス
ナ（ｆａｓｔｅｎｅｒ）３４により締付けた軸線方向に
延びる棒から成る。図２はボルトとしてのファスナ３４
を示す。しかしファスナ３４はリベット又はその他の係
合器具でよく或はボルト２０は一体形ファスナでもよ
い。すなわち従来の技術によれば内レース１２及び外レ
ース１４の間に位置させた各スプラグ１８に対し１個の
ボルト又は交差部材２０が必要である。

【０００９】次に本発明によるオーバーランニング・ク
ラッチすなわち一方向のクラッチの種種の実施例を図
３、４及び７に示してある。本発明の１実施例によるオ
ーバーランニング・クラッチ４０は、互いに同心の内レ
ース４４及び外レース４６の間に位置させたケージ４２
を備えている。各レース４４、４６は実質的に円筒形で
互いに同心に取付けてある。各レース４４、４６はそれ
ぞれ協働する駆動又は被駆動の回転部材（図示してな
い）に連結するようにしてある。複数個のトルク係合部
材すなわちスプラグ４８はケージ４２内にレース４４、
４６間に配置してある。各スプラグ４８には一般に弧状
の内側係合面５０及び外側係合面５２を設けてある。

【００１０】図５及び６に明らかなようにスプラグ４８
は、弧状の係合面すなわちレース係合５０、５２を持ち
非対称の形状にしてある。スプラグ４８の形状は、重心
Ｇが回転軸線Ｂ−Ｂから片寄り、間隔を置いているから
円周方向に不つりあいの質量を生ずる。各スプラグ４８
は、大体において凸状の側部５４及び大体において凹状
の側部５６を備える。各側部５４、５６は係合面５０、
５２の間に半径方向に延びる。凹状の側部５６はさらに
軸線方向に延びる円筒形部分５８を備える。

【００１１】本発明によればスプラグ４８は互いに平行
なケージ円板６０、６２間に各群ごとに複数のスプラグ
を含む所定の複数の群になって配置してある。たとえば
図３ではそれぞれ５個のスプラグを含む４つの群を示し
てある。図７ではそれぞれ６個のスプラグから成る４群
を示してある。図３及び７では共に各群のスプラグはこ
れ等の図に示すようにオーバーランニング・クラッチ４
０に対する互いに異なる作動位置を指示する。トラニオ
ン６４は、スプラグ４８の横方向の側部６６から延び各
ケージ円板６０，６２に沿い所定の関係に互いに間隔を
置いた穴６８内に受入れられる。各スプラグ４８は、図
３に示したばね７０のような付勢部材により第１の方向
に（図３の時計回りに）係合位置に弾性的に付勢してあ
る。各スプラグは付勢部材７０に結合してあるが、これ
等の図ではこのような付勢部材は１個だけしか示してな
い。いずれかのレース４４又はレース４６がオーバラン
すると、スプラグ４８は第２の方向にリフトオフ位置に
回転し表面５０，５２を各レースに係合する状態から離
すことにより内レース４４及び外レース４６間の結合す
る係合状態をはずす。

【００１２】複数個の軸線方向交差部材すなわちボルト
７２は各群のスプラグ４８に隣接して位置させてある。
図４に示すようにボルト７２はねじファスナ７６により
固着してある。しかしファスナ７６の代わりに、リベッ
ト、単一のねじ部材又は類似物のような他の締付け手段
を使ってもよい。

【００１３】図３に示すように各スプラグ４８は、それ
ぞれ５個のスプラグを含む「群１」ないし「群４」と称
する４群と分割してある。各群はクラッチ４０に対し互
いに異なる作動位置を示す。群１はスプラグ４８を大体
係合した位置で示す。しかし群１の中間スプラグ７８は
内レース４４及び外レース４６から係合がはずれてい
る。群１のスプラグ７８は、隣接するスプラグとの相互
作用により第２の（逆時計回りの）方向に超過回転しな
いようにしてある。凸状の側部５４の半径方向の最も内
方の部分８０は隣接スプラグの円筒形部分５８に接触し
スプラグ７８の過度のリフトオフを防ぐ。さらにスプラ
グ７８の凹入側部５６の半径方向の最も外側の部分８２
は、このスプラグ７８の凹入側部５６に隣接するスプラ
グの凸状の側部５４に接触する。このようにしてスプラ
グ７８は、同じ群の隣接スプラグが係合位置にある間に
第２の方向にリフトオフ位置に超過回転しないようにす
る。

【００１４】図３の群２の５個全部のスプラグは、第２
の方向（逆時計回り）にリフトオフ位置に回転して示し
てある。群２の各スプラグはリフトオフ位置にある間に
隣接するスプラグ又は各スプラグと協働する。ボルト７
２は群２の最後のスプラグ８４に隣接して位置し、スプ
ラグ８４が第２の方向にリフトオフ位置に回転すると、
スプラグ８４の凹状の側部５４の最も内方の部分８０が
ボルト７２に係合することにより、スプラグ８４が超過
回転しないようにする。群２の隣接スプラグとの相互作
用により群２の全部のスプラグがリフトオフ位置にある
ときに第２の（逆時計回りの）方向に超過回転しないよ
うにする。

【００１５】群３のスプラグは、図３において正規の係
合位置で示してある。入力駆動作用を内レース４４から
逆時計回りに又は外レース４６から時計回りに伝える
と、スプラグ４８は第１の方向に回転し内レース４４及
び外レース４６に係合位置で係合することによりこれ等
のレース間にトルクを伝達する。

【００１６】さらに図３の群４の各スプラグの位置は、
クラッチ４０の組立ての前及びその間におけるこの群内
の各スプラグの位置を示す。スプラグ４８を設けたケー
ジ４２は、図３に示すようにばねクリップ８８，９０，
９２，９４のような結合部材を使って内レース４４又は
外レース４６に結合できる。各ばねクリップ８８，９０
は第１の実施例においてケージ４２を外レース４６に結
合するように配向してあるが、ばねクリップ９２，９４
は第２の実施例においてケージ４２を内レース４４に結
合するように配向してある。ケージ４２を内レース４４
又は外レース４６に結合するのに先だって、ケージ４２
は各スプラグ群に組み合わせる。組み合わせ終ると、ば
ね７０のように各スプラグに取付けた付勢部材は各スプ
ラグを第１の方向に（時計回りに）係合位置に弾性的に
付勢する。しかし各スプラグの係合するレースが存在し
ないときは、付勢部材は、この付勢部材が無負荷になる
まで各スプラグを回転させる。各スプラグにより付勢部
材を無負荷にすると、ケージ４２を内レース４４及び外
レース４６間に組付けた後各スプラグを回転させ係合位
置に戻すことはむずかしいか又は不可能になる。すなわ
ち各レース４４，４６間への組付けに先だって各スプラ
グが第１の方向に回転する量を制限するのにボルトを使
う。図３の群４ではスプラグ群に隣接するボルト８６の
位置により、群４のスプラグがこの群内の各スプラグに
取付けた付勢部材を無負荷にする位置に回転しないよう
にする。

【００１７】図７に示した構造では、図３に示した群ご
とに２本のボルトを必要とするのに対して第１又は第２
の方向における回転を制限するのにスプラグ群ごとに１
本のボルトしか必要としない。図７のスプラグ群位置は
一般に図３のスプラグ群位置に対応する。図７ではボル
トは各スプラグ群の前後両方に位置させ第１又は第２の
方向に超過回転しないようにする。すなわち図７に示し
た構造は図３の構造より４個多いスプラグを設けること
により摩耗が少なくなりトルク伝達が増す。

【００１８】全部の実施例で少なくとも１個のボルトを
各スプラグ群に隣接して位置させる。スプラグ回転を第
１又は第２の方向で制限するのに各スプラグ群の円周方
向のいずれかの側に１個のボルトを位置させるのがよ
い。この構造によってケージ４２に必要とするボルトが
一層少なくて済み内レース及び外レースの間の与えられ
た環状空間内に従来のスプラグクラッチより一層高密度
のスプラグが設けられ又一層多数のスプラグを設けるこ
とができる。各スプラグは各レース間でケージに占める
空間が一層小さく一層多くのスプラグにより余分の空間
を占めるようになる。各レース間の一層多くのスプラグ
により、入力部材及び出力部材に一層高いトルクを伝
え、この種のクラッチを一層高いトルク環境に適用する
ことができる。さらに一層多くのスプラグによりトルク
荷重を吸収するからクラッチ寿命が増す。

【００１９】さらにスプラグを群に分けるのにケージの
周辺に沿う所要のボルトが一層少なくて済む。従ってボ
ルト用の穴が一層少なくて済みケージの製造が一層容易
になり製造費が一層安くなると共に組立ても一層容易に
なる。群に分けたスプラグを含むこのようにして得られ
るケージは内レース又は外レースにこのレースと一緒に
回転するように結合する構成にしてある。すなわち１形
式のケージが、第１にケージが内レースと一緒に回転す
る場合と第２にケージが外レースと一緒に回転する場合
との２形式のフリーホイール・クラッチすなわち一方向
クラッチに役立つ。これ等両形式のフリーホイール・ク
ラッチの製造は従って能率化される。

【００２０】前記した実施例は本発明を例示するために
述べたものである。これ等は本発明を限定するわけでは
なく種種の変化変型を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のスプラグ・クラッチの１例の横断面図で
ある。

【図２】図１のクラッチの２−２線に沿う断面図であ
る。

【図３】本発明のスプラグ・クラッチすなわちスプラグ
式の一方向クラッチの１実施例の横断面図である。

【図４】図３のクラッチの４−４線に沿う断面図であ
る。

【図５】本発明一方向クラッチに使うスプラグの１例の
側面図である。

【図６】図５のスプラグの端面図である。

【図７】本発明の一方向クラッチの他の実施例の横断面
図である。

【符号の説明】

４０ 一方向クラッチ ４２ ケージ ４４ 内レース ４６ 外レース ４８ スプラグ ７２ ボルト

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の内面を持つ外レースと、環状の外
   面を持ち、前記外レースに同軸に配置した内レースと、 群になって配置され、前記内面と前記外面との間に位置
   し前記２つのレース間にトルクを伝達するように、前記
   内面及び外面に対し第１の周辺方向に係合位置に回転す
   ることにより前記内面及び外面に係合可能である複数個
   のスプラグと、 これ等のスプラグを、前記各環状の内面及び外面間の環
   状の空間内に保持するスプラグ・ケージと、 前記群に分けたスプラグに隣接する複数個のボルトと、 を備え、 前記複数個のスプラグを、前記複数個のボルトより多数
   にし、 これ等のボルトのうちの１個により第２の方向における
   前記スプラグの回転を、前記内面及び外面に対し係合を
   離脱したリフトオフ位置に制限するようにして成る一方
   向クラッチ。
2. 【請求項２】 前記ボルトのうちの第２のボルトによ
   り、前記第１の方向における前記スプラグの前記係合位
   置を越える回転を制限するようにした請求項第１の一方
   向クラッチ。
3. 【請求項３】 前記各スプラグが、回転軸線から片寄っ
   た重心を持つようにした請求項２の一方向クラッチ。
4. 【請求項４】 前記スプラグ・ケージが多数のスプラグ
   群を収容した請求項３の一方向クラッチ。
5. 【請求項５】 前記ボルトの数を、前記群の数に等しく
   した請求項４の一方向クラッチ。
6. 【請求項６】 前記スプラグ・ケージに前記内レースを
   結合した請求項４の一方向クラッチ。
7. 【請求項７】 前記スプラグ・ケージに前記外レースを
   結合した請求項４の一方向クラッチ。
8. 【請求項８】 前記スプラグ・ケージに前記内レースを
   結合した請求項１の一方向クラッチ。
9. 【請求項９】 前記スプラグ・ケージに前記外レースを
   結合した請求項１の一方向クラッチ。
10. 【請求項１０】 同心の内レース及び外レースの間にケ
    ージを備えた遠心式スローアウト・スプラグ・クラッチ
    において、 第１の方向に係合位置に回転したときに、それぞれ前記
    内レース及び外レースに係合する内面及び外面を備え、
    それぞれ前記ケージ内に群になって配置され、回転軸線
    に沿い前記第１の方向に前記係合位置に弾性的に付勢さ
    れ、遠心力を受けたときに、前記軸線に沿い前記第１の
    方向とは反対の第２の方向に前記各面に対し係合を離脱
    したリフトオフ位置に回転するようにした複数個のスプ
    ラグと、 前記群に隣接して位置する複数個のボルト、を備え、 前記複数個のスプラグを前記複数個のボルトより多数に
    し、 これ等のボルトのうちの第１のボルトにより前記第２の
    方向における前記スプラグの回転を前記リフトオフ位置
    に制限するようにして成る、遠心式スローアウト・スプ
    ラグ・クラッチ。
11. 【請求項１１】 前記ボルトのうちの第２のボルトによ
    り前記第１の方向における前記各スプラグの前記係合位
    置を越える回転を制限するようにした請求項１０の遠心
    式スローアウト・スプラグ・クラッチ。
12. 【請求項１２】 前記各スプラグが、前記回転軸線から
    片寄った重心を持つようにした請求項１１の一方向クラ
    ッチ。
13. 【請求項１３】 前記スプラグケージに多数のスプラグ
    群を収容した請求項１２の一方向クラッチ。
14. 【請求項１４】 前記群の数を前記ボルトの数に等しく
    した請求項１３の一方向クラッチ。
15. 【請求項１５】 前記ケージに前記内レースを結合した
    請求項１３の一方向クラッチ。
16. 【請求項１６】 前記ケージに前記外レースを結合した
    請求項１３の一方向クラッチ。
17. 【請求項１７】 前記ケージに前記内レースを結合した
    請求項１０の一方向クラッチ。
18. 【請求項１８】 前記ケージに前記外レースを結合した
    請求項１０の一方向クラッチ。
19. 【請求項１９】 前記スプラグケージが、４つのスプラ
    グ群を収容し、これ等の各スプラグ群に、５個のスプラ
    グを設け、これ等の各スプラグ群に第１及び第２の円周
    方向側部を形成し、前記第１のボルトを前記第１の円周
    方向側部に隣接して位置させ、前記第２のボルトを前記
    第２の円周方向側部に隣接して位置させた請求項１３の
    一方向クラッチ。
20. 【請求項２０】 前記スプラグ・ケージが、４組のスプ
    ラグ群を収容し、これ等の各スプラグ群に６個のスプラ
    グを設け、これ等の各スプラグ群に第１及び第２の円周
    方向側部を形成し、前記第１のボルトを前記第１の円周
    方向側部に隣接して位置させ、前記第２のボルトを前記
    第２の円周方向側部に隣接して位置させた請求項１３の
    一方向クラッチ。
21. 【請求項２１】 遠心式スローアウト・クラッチにスプ
    ラグを保持するケージにおいて、 群に分けた複数個のスプラグの第１のトラニオンを受入
    れるように、群に分けた複数個の穴と、ボルトを受入れ
    る複数個のボルト穴とを持ち、これ等のボルト穴を群に
    分けた前記各穴の円周方向縁部に位置させ、前記複数個
    の穴を前記の複数個のボルト穴より多数にして成る第１
    の環状のケージ円板と、 群に分けた前記スプラグの第２のトラニオンを受入れる
    対応する複数個の穴と、前記ボルトを受入れる対応する
    複数個のボルト穴とを持ち、前記第１のケージ円板に平
    行に配置した第２の環状のケージ円板と、 前記遠心式スローアウト・クラッチの内レース又は外レ
    ースのいずれかに前記ケージを取付けるための手段と、
    を包含するケージ。
22. 【請求項２２】 前記各スプラグを係合位置に付勢する
    付勢部材をさらに備えた請求項２１のケージ。