单向离合器的制作方法

本发明涉及单向离合器。

背景技术：

单向离合器已知有楔块式和凸轮式。在凸轮式的情况下，为了在外圈构件与内圈构件之间形成多个楔形空间而需要在外圈构件的内周或内圈构件的外周形成多个凸轮面。相对于此，在楔块式的情况下，只要将外圈构件的内周及内圈构件的外周都设为圆筒形即可。因此，在制造成本方面存在楔块式有利的情况。

楔块式的单向离合器具备：环状的保持架，沿周向隔开间隔地保持多个楔块；和弹簧，沿保持架设置。弹簧在发生了弹性变形的状态下与各楔块接触，由此将楔块保持为规定的姿势。内圈构件、外圈构件及楔块例如为碳素钢等的钢制。弹簧为例如弹簧钢。

当内圈构件相对于外圈构件向一个方向旋转时，楔块啮入外圈构件及内圈构件，外圈构件与内圈构件进行一体旋转。该状态为“锁定状态”。相对于此，当内圈构件相对于外圈构件向另一个方向旋转时，所述啮入被解除，内圈构件相对于外圈构件空转。该状态为“自由状态”。

日本特开2016-186317号公报、日本特开平11-141576号公报公开了以往的单向离合器。在以往的单向离合器中，保持架被固定于外圈。具体而言，保持架具有筒状的主体部和环状的凸缘部。主体部形成有多个保持楔块的兜孔。凸缘部从该主体部的轴向的端部向外圈构件侧延伸设置。凸缘部的外周缘与外圈构件的内周面嵌合(成为过盈配合)。由此保持架被固定于外圈构件。

楔块被保持于保持架的兜孔。弹簧沿着保持架设置，与保持架成为一体。在以往结构中，保持架被固定于外圈构件，因此弹簧也处于间接地被固定于外圈构件的状态。相对于此，楔块在保持架的兜孔内能够进行姿势变化(位移)。弹簧以发生了弹性变形的状态与楔块接触。由此，楔块在外圈构件与内圈构件之间成为规定的姿势。

在这样的单向离合器中，在所述锁定状态下在外圈构件与内圈构件之间负载有转矩时，内圈构件、外圈构件及楔块发生弹性变形，并且楔块倾斜。此时，楔块按压弹簧而使弹簧挠曲。如上所述，保持架及弹簧被固定于外圈构件，相对于此，楔块在兜孔内发生姿势变化(位移)。因此，在外圈构件与内圈构件之间负载有过大的转矩，当楔块的姿势变化(位移)增大时，可想到弹簧的挠曲超过容许值地增大的情况。这种情况下，弹簧有时会发生塑性变形。当弹簧发生塑性变形时，即使在过大的转矩被解消之后，弹簧也无法适当地与楔块接触，楔块不再稳定。其结果是，单向离合器的功能可能会下降。

技术实现要素：

本发明的目的之一是在单向离合器中，即使在作用有过大的转矩的情况下，也能防止弹簧被楔块按压而过度挠曲的情况。

本发明的一个方式的单向离合器的结构上的特征在于，具备：多个楔块，配置在外圈构件与内圈构件之间；保持架，沿周向隔开间隔地保持多个所述楔块；及弹簧，沿所述保持架设置，并与所述楔块接触，所述保持架具有：筒状的主体部，形成有多个保持所述楔块的兜孔；及环状的凸缘部，从该主体部的轴向的端部向所述外圈构件侧延伸设置，在所述外圈构件与所述凸缘部之间，在整周上形成有间隙。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是单向离合器的侧视图。

图2是将图1所示的单向离合器的一部分放大表示的说明图。

图3是图1所示的单向离合器的剖视图。

图4是单向离合器的剖视图。

图5是说明单向离合器的组装方法的说明图。

图6是说明单向离合器的组装方法的剖视图。

具体实施方式

图1是单向离合器的侧视图。图2是将图1所示的单向离合器的一部分放大表示的说明图。图3是图1所示的单向离合器10的剖视图。单向离合器10具备多个楔块11、环状的保持架12、弹簧13。单向离合器10使用于例如机动车的动力传递部。此外，在以下的说明中，将与单向离合器10的中心轴c平行的方向称为轴向，将绕该中心轴c的方向称为周向，将与中心轴c正交的方向(单向离合器10的半径方向)称为径向。

多个楔块11配置在外圈构件14与内圈构件15之间。外圈构件14、内圈构件15、保持架12及楔块11为例如碳素钢等的钢制。弹簧13为例如弹簧钢。全部的楔块11为相同形状。外圈构件14及内圈构件15分别为环状的构件。外圈构件14经由轴承而支承于未图示的壳体。内圈构件15具有圆筒形状，与未图示的旋转体为一体。所述旋转体由未图示的轴承部支承为能够旋转。外圈构件14与内圈构件15能够相对旋转。以下，为了便于说明而说明内圈构件15相对于外圈构件14旋转的情况。

在本实施方式中，在外圈构件14与内圈构件15之间未设置滚动轴承。即，外圈构件14及内圈构件15分别以成为悬臂梁状的方式被支承。因此，例如在内圈构件15作用有径向载荷时，存在产生外圈构件14的中心轴与内圈构件15的中心轴变得不一致的“偏芯”的情况。此外，通过后文说明的偏芯抑制功能，能够将该偏芯抑制成规定的容许值。存在外圈构件14和内圈构件15的中心轴与单向离合器10的中心轴c一致的状态，即，未偏芯的状态。在该状态下，在外圈构件14的内周面14a与内圈构件15的外周面15a之间形成的环状空间7的径向尺寸j沿周向恒定。径向尺寸j是外周面15a的内径与内周面14a的外径之差的一半的值。存在外圈构件14与内圈构件15的中心轴变得不一致的偏芯状态。在该状态下，环状空间7的径向尺寸j在某周向的第一位置处减小，在与该第一位置分离180度的相反侧的第二位置处增大。

如图3所示，外圈构件14具有圆筒部16和圆环部18。圆筒部16为圆筒形状。圆筒部16具有以外圈构件14的中心轴为中心的圆筒状的内周面14a。楔块11的径向外侧部24与该内周面14a接触。圆环部18为圆环形状。圆环部18从圆筒部16的轴向一侧向径向内方延伸设置。而且，外圈构件14具有筒部19。筒部19从圆环部18的径向内侧向轴向一侧延伸设置。在筒部19中，外圈构件14支承于未图示的壳体。

在圆环部18与楔块11之间设置有间隔件35。在本实施方式的情况下，间隔件35通过与外圈构件14(圆环部18)相同的构件构成。间隔件35从圆环部18向轴向另一侧突出，位于内圈构件15的外周面15a的径向外侧。间隔件35为环状，截面形状沿周向相同。间隔件35设置于弹簧13与内圈构件15之间。间隔件35在后文说明的单向离合器10的组装时发挥功能。即，在组装时，间隔件35的轴向另一侧的侧面与楔块11的侧面11a接触。由此，能抑制楔块11相对于与外圈构件14的中心轴正交的假想平面k1倾斜的情况。间隔件35除了沿周向连续的环状以外，也可以沿周向间歇地设置。

间隔件35也具有后述的偏芯抑制功能。因此，间隔件35与圆环部18成为一体地设置。即，间隔件35通过与外圈构件14(圆环部18)相同的构件构成。间隔件35沿着以外圈构件14的中心轴为中心的假想圆k2设置。具体而言，间隔件35的径向内侧面35a通过沿着假想圆k2的圆筒面而构成。关于间隔件35的偏芯抑制功能，在后文说明。

在本实施方式中，间隔件35为圆环部18的一部分，但也可以与圆环部18(外圈构件14)独立。即，间隔件35可以是介于楔块11与圆环部18之间的单独的环构件。但是，为了使间隔件35具有偏芯抑制功能而间隔件35需要与圆环部18成为一体地设置。

保持架12具有筒状的主体部30和环状的凸缘部29。在主体部30形成有多个保持楔块11的兜孔34。主体部30具有第一环状部31、第二环状部32及多个柱部33。第一环状部31设置于楔块11的轴向一侧。第二环状部32设置于楔块11的轴向另一侧。柱部33将上述第一环状部31与第二环状部32连结。形成于第一环状部31与第二环状部32之间且在周向上相邻的柱部33、33之间的区域成为收容楔块11的兜孔34(参照图2及图3)。通过该结构，保持架12沿周向隔开间隔地保持多个楔块11。在图3中，凸缘部29从主体部30(第二环状部32)的轴向的端部向外圈构件14侧延伸设置。

如图1所示，凸缘部29的外周缘(外周面)28具有沿正圆的形状。如图4所示，凸缘部29的外径d5(即，外周缘28的直径d5)比外圈构件14的内径d6(即，内周面14a的内径d6)小(d5<d6)。因此，在外圈构件14与凸缘部29之间，在整周上形成径向的间隙20。在图4中，间隙20的径向尺寸由“a”表示。

在外圈构件14安装有挡圈21。通过挡圈21，防止楔块单元22从环状空间7向轴向另一侧的脱落。楔块单元22包括保持架12、由保持架12保持的多个楔块11及与保持架12成为一体的弹簧13。

弹簧13为环状，沿着保持架12的内周面设置。弹簧13处于与保持架12的内周侧嵌合的状态，由此，弹簧13与保持架12成为一体。弹簧13例如通过将金属制的薄的带状构件形成为环状而构成。弹簧13与楔块11接触。因此，如图2所示，弹簧13具有用于与楔块11接触而施力的舌片部23。

如图2所示，楔块11具有径向外侧部24(以下称为“外侧部24”)、径向内侧部25(以下称为“内侧部25”)及上述外侧部24与内侧部25之间的径向中央部26(以下称为“中央部26”)。在各楔块11中，在周向一侧且在中央部26与内侧部25之间形成有阶梯面27。弹簧13的舌片部23与阶梯面27接触。各楔块11在中央部26的周向另一侧，与保持架12的柱部33接触。在图2中，该接触的位置由符号“p1”表示。舌片部23在发生了弹性变形的状态下，将阶梯面27向外圈构件14侧压起。收容于兜孔34的楔块11以夹持于舌片部23与接触点p1之间的状态而被保持。楔块11能够以接触点p1为支点摆动。

如上所述，弹簧13具有与楔块11的中央部26的一部分(阶梯面27)接触的舌片部23。弹簧13沿保持架12的内周侧设置。因此，保持架12与弹簧13成为一体。当在外圈构件14与内圈构件15之间产生偏芯时，楔块11的倾斜变化。于是，保持架12及弹簧13也存在沿径向移动的情况。

在具备以上的结构的单向离合器10中，内圈构件15相对于外圈构件14向一个方向(在图1及图2中，为逆时针方向)旋转。此时，楔块11啮入于外圈构件14和内圈构件15，外圈构件14与内圈构件15进行一体旋转(不能相对旋转)。该状态为“锁定状态”。相对于此，内圈构件15相对于外圈构件14向另一个方向(在图1及图2中，为顺时针方向)旋转。此时，所述啮入被解除，内圈构件15相对于外圈构件14空转(能够相对旋转)。该状态为“自由状态”。

存在单向离合器10处于锁定状态而在外圈构件14与内圈构件15之间作用有过大的转矩的情况。这种情况下，存在楔块11(与通常的使用状态相比)较大地位移的情况。即使在这样的情况下，在外圈构件14与保持架12的凸缘部29之间，也在整周上形成有间隙20(参照图3及图4)。由此，保持架12及弹簧13能够沿周向位移，以追随楔块11的所述位移。其结果是，能够防止弹簧13(舌片部23)被楔块11按压而过度挠曲的情况。由此，能够防止弹簧13(舌片部23)发生塑性变形的情况。因此，在过大的转矩被解消之后，弹簧13再次相对于楔块11以适当的位置(阶梯面27)接触。楔块11通过弹簧13维持成规定的姿势，稳定地支承于保持架12。由此，能够防止单向离合器10的功能的下降。

所述那样的单向离合器10的组装如下进行。如图5所示，将楔块11、保持架12及弹簧13设为一体的楔块单元22成为安装于外圈构件14的内周侧的状态。向该楔块单元22的径向内侧插入内圈构件15。

然而，如上所述，弹簧13的舌片部23对于楔块11的阶梯面27朝向外圈构件14侧弹性地施力。因此，在组装前，各楔块11以接触点p1为支点而向顺时针方向摆动地位移。在图5中，在组装前，摆动的楔块11由实线表示，该摆动的楔块11的最小内切圆k3由虚线表示。在图5中，组装完成状态的楔块11及内圈构件15(外周面15a)由双点划线(想像线)表示。如图5所示，在组装前(由实线表示)各楔块11位移。因此，楔块单元22(多个楔块11)的最小内切圆k3的直径d8比内圈构件15(外周面15a)的外径d7小(d8<d7)。由此，保持原样的话，无法向楔块单元22的内周侧插入内圈构件15。

因此，如图6所示，对于在外圈构件14的内周侧安装的楔块单元22的楔块11的内侧部25，从轴向另一侧将内圈构件15压紧。在该状态下，使内圈构件15向单向离合器10成为自由状态的方向(在图5中为周向另一侧)旋转。由此，楔块11克服弹簧13的弹簧力而以接触点p1为支点向逆时针方向摆动(接近于组装完成状态的楔块位置)。其结果是，最小内切圆k3扩展，可认为能够向楔块单元22的内周侧嵌入内圈构件15。

然而，如图6所示，对于楔块11的内侧部25从轴向将内圈构件15压紧。此时，相对于与外圈构件14的中心轴正交的假想平面k1，如双点划线所示楔块11要向轴向倾斜。这种情况下，楔块单元22的最小内切圆k3的直径d8越来越小，内圈构件15的插入变得困难。

因此，在本实施方式中，如上所述，在圆环部18与楔块11之间设置有间隔件35。间隔件35通过与楔块11的侧面11a接触而能够抑制楔块11相对于假想平面k1倾斜。如上所述，对于在外圈构件14的内周侧安装的楔块单元22的楔块11的内侧部25，从轴向另一侧将内圈构件15压紧。在该状态下，使内圈构件15向单向离合器10成为自由状态的方向(在图5中为周向另一侧)旋转。由此，能够插入并安装内圈构件15。并且，内圈构件15的插入变得容易。

对于间隔件35进一步进行说明。在图4中，存在间隔件35的轴向长度y1(与外圈构件14的中心轴平行的方向的长度y1)变得过大的情况。这种情况下，在单向离合器10的使用时，楔块11容易与间隔件35接触。当楔块11与间隔件35接触时，楔块11难以发生姿势变化(位移)。因此，间隔件35的轴向长度y1与保持架12的主体部30具有的第一环状部31的轴向长度y2存在下述的式(1)所示的关系。此外，在式(1)中，将在未偏芯的状态下形成于外圈构件14与内圈构件15之间的环状空间7的径向尺寸设为j。

y2-0.05×j≤y1<y2…式(1)

根据该结构，在如上所述组装时，要倾斜的楔块11与间隔件35接触，从而能够使组装容易。在组装后的使用状态下，即使楔块单元22向轴向一侧位移，在楔块11与间隔件35接触之前，保持架12的第一环状部31也会与圆环部18接触。因此，能够防止楔块11与间隔件35的接触。由此，间隔件35不会成为楔块11的动作时的阻力。当间隔件35的轴向尺寸y1过小时，抑制楔块11倾斜的功能下降。因此，为了使间隔件35具备该功能而在式(1)中设为“y2-0.05×j≤y1”。

在图4中，说明抑制外圈构件14的中心轴与内圈构件15的中心轴变得不一致的“偏芯”的功能。该功能通过间隔件35而得到。间隔件35与外圈构件14的圆环部18为一体。间隔件35与圆环部18设置成同心状。间隔件35的内切圆的直径d1(在本实施方式中，间隔件35为环状，因此为内径d1)与内圈构件15的外周面15a的直径d2存在下述的式(2)所示的关系。此外，在式(2)中，将在未偏芯的状态下形成于外圈构件14与内圈构件15之间的环状空间7的径向尺寸设为j。

d2<d1≤d2+0.02×j…式(2)

根据该结构，当要发生偏芯时，内圈构件15的外周面15a的一部分与间隔件35的径向内侧面35a(内周面35a)接触。由此，能抑制偏芯。在内圈构件15与间隔件35之间形成的径向间隙的径向的尺寸b设为偏芯的容许值。即，关于该容许值(尺寸b)，会引起偏芯。在间隔件35的内切圆的直径d1与内圈构件15的外周面15a的直径d2相同的情况下，即，所述尺寸b为0的情况下，内圈构件15与间隔件35进行滑动接触，成为旋转阻力，因此不优选。

为了避免间隔件35与弹簧13干涉而间隔件35的外接圆的直径d3比弹簧13的轴向一侧的部分的内径d4小(d3<d4)。

设为偏芯的容许值的、内圈构件15与间隔件35之间的径向的尺寸b会给所述间隙20(参照图4)造成影响。如上所述，间隙20防止由于单向离合器10成为锁定状态且过大的转矩的进一步作用而弹簧13(舌片部23，参照图2)被楔块11按压且过度挠曲的情况。为此，间隙20是在外圈构件14与保持架12的凸缘部29之间设置的间隙。即，如果根据内圈构件15与间隔件35之间的径向的尺寸b而产生偏芯时，楔块11以与保持架12的接触点p1(参照图2)为支点倾斜。该倾斜存在与偏芯前相比发生变化的情况。对应于该倾斜而保持架12及弹簧13沿径向移动。因此，如果所述偏芯的容许值大且实际产生的偏芯增大，则存在保持架12及弹簧13沿径向较大地移动的情况。

因此，优选即使保持架12及弹簧13沿径向移动而所述间隙20也不会消失。为了避免间隙20消失而在本实施方式中(参照图4)，间隙20的径向尺寸a和形成在内圈构件15与间隔件35之间的径向间隙的径向尺寸b存在下述的式(3)所示的关系。

a>b…式(3)

通过满足式(3)，外圈构件14与内圈构件15在所述容许值(尺寸b)以内偏芯，关于该偏芯量，即使保持架12及弹簧13沿径向位移，也能在整周确保间隙20。因此，单向离合器10处于锁定状态，过大的转矩发挥作用，且即使在所述容许值(尺寸b)的范围内发生偏芯，也能够防止弹簧13(舌片部23，参照图2)被楔块11按压而过度挠曲的情况。

此外，例如，存在单向离合器10在刚成为锁定状态之后成为自由状态的情况。即使在偏芯未解消的状态下，根据满足所述式(3)的结构，也能够抑制在外圈构件14与内圈构件15之间产生的空转转矩增加的情况。在假设不满足所述式(3)的情况下(即，a≤b的情况下)，存在如下的可能性。当偏芯以最大尺寸发生时，在周向上产生间隙20成为0的部分。在该部分，保持架12与外圈构件14接触，保持架12不能向径向外侧移动。在该状态下，如果内圈构件15接近外圈构件14(偏芯)，则存在成为楔块11的内侧部25(参照图2)夹持在保持架12的所述接触点p1与内圈构件15之间的状态的情况。于是，即使是自由状态也存在空转转矩增大的可能性。然而，根据如本实施方式那样满足所述式(3)的结构，能够抑制空转转矩的增大。

在图4中，当间隙20过宽时，保持架12及弹簧13能够沿径向移动的范围变宽。当保持架12及弹簧13沿径向较大地过度移动时，楔块11的姿势不稳定。因此，楔块11对于外圈构件14及内圈构件15的啮合性可能会下降。因此，为了限制保持架12及弹簧13能够沿径向移动的范围，所述间隙20的径向尺寸a的上限如下述的式(4)所示那样定义。

a<(s-j)…式(4)

式(4)的“s”是楔块11的锁定时径向最大尺寸。如图2所示，锁定时径向最大尺寸s在锁定状态的单向离合器10中，是将楔块11的外侧部24与外圈构件14的接触点p2(外侧接触点p2)和楔块11的内侧部25与内圈构件15的接触点p3(内侧接触点p3)连结的线段的长度。而且，式(4)的“j”是在未偏芯的状态下形成于外圈构件14与内圈构件15之间的环状空间7的径向尺寸。

在此，单向离合器10在锁定状态下，当成为s(锁定时径向最大尺寸)＝j(环状空间7的径向尺寸)时，楔块11翻转(向相反方向滚动)。锁定时径向最大尺寸s与环状空间7的径向尺寸j之差(s-j)会对翻转的发生造成影响。因此，为了防止翻转，作为与形成于内圈构件15和间隔件35之间的径向间隙的径向尺寸b的关系的式子，只要设为b<(s-j)即可，但是优选满足下式(5)。

b≤(s-j)×0.4…式(5)

根据式(5)，成为偏芯的容许值的所述径向的尺寸b以成为(s-j)的值的40％的方式设定。由此，能有效地防止翻转的发生。当即使楔块11仅翻转一个时，在该单向离合器10中，也可能得不到所希望的设计传递转矩。然而，通过满足所述式(5)的条件，能够有效地防止翻转的发生。此外，楔块11的翻转在外圈构件14与内圈构件15偏芯的情况下容易发生，但是根据本实施方式，偏芯通过间隔件35来限制。

此外，在本实施方式的单向离合器10的情况下，式(5)的右边“(s-j)×0.4”与“0.02j”大致相等。即，式(5)也可以如下式(6)那样表现。

b<0.02j…式(6)

如上所述(参照图1)，本实施方式的单向离合器10在外圈构件14与内圈构件15之间未设置滚动轴承。外圈构件14及内圈构件15分别以成为悬臂梁状的方式被支承。因此，在外圈构件14与内圈构件15之间容易产生偏芯。然而，根据本实施方式的单向离合器10，通过所述的偏芯抑制功能能限制偏芯。

本次公开的实施方式在全部的点上为例示而不受限制。本发明的权利范围没有限定为上述的实施方式，包括与权利要求书的范围记载的结构等同的范围内的全部变更。在所述实施方式中，说明了在外圈构件14与内圈构件15之间未设置滚动轴承的情况，但是也可以设置滚动轴承。

所述实施方式的单向离合器10在外圈构件14与保持架12的凸缘部29之间遍及整周地形成间隙20。然而，关于作为参考而公开的发明，存在未设置间隙20而设置间隔件35的单向离合器10。即，参考发明的单向离合器如下所述。

单向离合器10(参照图3)具备多个楔块11、保持架12、弹簧13。楔块11配置在外圈构件14与内圈构件15之间。保持架12沿周向隔开间隔地保持多个所述楔块11。弹簧13沿所述保持架12设置，并与所述楔块11接触。所述外圈构件14具有圆筒部16、圆环部18。圆筒部16与所述楔块11接触。圆环部18从该圆筒部16的轴向一侧向径向内方延伸设置。在所述圆环部18与所述楔块11之间设置有间隔件35。该间隔件35抑制由于与该楔块11的侧面11a接触而该楔块11相对于与所述外圈构件14的中心轴正交的假想平面k1发生倾斜的情况。

该参考发明的课题如下所述。如上所述(参照图6)在单向离合器10的组装时，当对于楔块11的内侧部25从轴向将内圈构件15压紧时，楔块11相对于与外圈构件14的中心轴正交的假想平面k1倾斜。这种情况下，楔块单元22的最小内切圆k3越来越小，内圈构件15向楔块单元22的径向内侧的插入变得困难。然而，根据所述参考发明，通过楔块11的侧面11a与间隔件35接触，能够抑制楔块11倾斜。由此，内圈构件15向楔块单元22的径向内侧的插入变得容易。此外，在作为该参考发明所示的单向离合器10中，也可以采用所述各方式，能够具有偏芯抑制功能。

根据本发明的单向离合器，即使在过大的转矩作用的情况下，也能够防止弹簧被楔块按压而过度挠曲的情况。