JP2006170372A - One-way clutch - Google Patents
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Description
本発明は、一方向クラッチに関するものである。一方向クラッチは、動力の伝達遮断媒介用部品として、自動車のプーリユニット、自動変速機、エンジンスタータ等に組み込まれる。一方向クラッチは、一方が駆動側で他方が従動側となる内・外輪間に介装される係合子として例えばスプラグを備え、内・外輪の相対回転に応じたスプラグの傾動運動により、内・外輪の一方側の回転動力を他方側に伝達ないし遮断する。本明細書では、係合子が内・外輪に噛み込んで該内・外輪が一体回転する状態に連結されて回転動力が伝達される状態をロック状態と言い、係合子の上記噛み込みが解除されて回転動力の伝達が遮断される状態をフリー状態と言う。 The present invention relates to a one-way clutch. The one-way clutch is incorporated in a pulley unit, an automatic transmission, an engine starter, or the like of an automobile as a power transmission blocking medium part. The one-way clutch has, for example, a sprag as an interposer interposed between the inner and outer rings, one on the drive side and the other on the driven side, and the inner and outer rings are tilted according to the relative rotation of the inner and outer rings. Rotational power on one side of the outer ring is transmitted or cut off to the other side. In this specification, a state in which the engaging element is engaged with the inner / outer ring and the inner / outer ring is connected to rotate integrally and the rotational power is transmitted is called a locked state, and the engagement of the engaging element is released. A state where the transmission of rotational power is interrupted is called a free state.
一方向クラッチを備えた従来の動力伝達装置は、一般に、内・外輪間に、一方向クラッチを介装し、この一方向クラッチの軸方向両側に転がり軸受を配置し、一方向クラッチの動作により内・外輪間での動力の伝達と遮断とを行う(特許文献1参照)。このような動力伝達装置は、例えば自動車の例えばオートマチックトランスミッション等の各種補機ケースに格納されて、内・外輪間に介装した係合子例えばスプラグの傾動運動により駆動側の回転動力を従動側に伝達ないし遮断動作をする。ロック状態はスプラグが内・外輪の内径面と外径面とに噛み込むことにより行うものであるから、スプラグの外表面が内・外輪の軌道面と滑りを起こさない摩擦係数を有することが要求される。その一方で、補機ケースには該ケースに収納した部品の潤滑油が充填されており、一方向クラッチにおいても潤滑油を潤滑に用いる。このような潤滑油においては、近時、省燃費性能の向上を目的として低摩擦化を図るべく、モリブデン、例えば二硫化モリブデンやMoDTC(モリブデンジチオカーバメイト)やMoDTP(モリブデンジチオフォスフェート)などの有機モリブデンが添加された潤滑油が使用されてきている。このモリブデンが添加された潤滑油をスプラグ型の一方向クラッチの潤滑に用いた場合、内・外輪とスプラグとの金属接触部位において、モリブデンが金属表面に吸着したり、機械的に押しつけられたり、あるいは化学反応を起こして金属接触部位に二硫化モリブデン層等のモリブデン化合物層が形成され、このモリブデン化合物層が摩擦係数を低減させてしまう。金属接触部位にモリブデン化合物層が形成されると、スプラグと内外輪間の摩擦係数が減少し、その外表面が内・外輪の軌道面で滑りが発生して、動力伝達ができなくなるという課題がある。
本発明は、一方向クラッチの係合子として例えばスプラグの外表面がモリブデン含有潤滑油により内・外輪の軌道面に対する摩擦係数が低減されるのを防止することを解決すべき課題としている。 An object of the present invention is to prevent a friction coefficient of the outer surface of a sprag as an engagement member of a one-way clutch from being reduced by a molybdenum-containing lubricating oil with respect to a raceway surface of inner and outer rings.
本発明による一方向クラッチは、モリブデン含有の潤滑油中で用いられ、かつ、内・外輪間に介装した係合子により両輪間での動力の伝達遮断を媒介する一方向クラッチにおいて、内輪外周面、外輪内周面、係合子の外表面の少なくとも一つの部位にモリブデン被膜の生成を阻害する表面処理膜を形成した、ことを特徴とするものである。 The one-way clutch according to the present invention is a one-way clutch that is used in a lubricating oil containing molybdenum and mediates a power transmission interruption between both wheels by an engagement member interposed between the inner and outer rings. The surface treatment film that inhibits the formation of the molybdenum coating is formed on at least one portion of the inner peripheral surface of the outer ring and the outer surface of the engagement element.
また、本発明による一方向クラッチは、モリブデン含有の潤滑油中で用いられ、かつ、内・外輪間に介装したスプラグにより両輪間での動力の伝達遮断を媒介する一方向クラッチにおいて、内輪外周面、外輪内周面、スプラグの外表面の少なくとも一つの部位にモリブデン被膜の生成を阻害する表面処理膜を形成した、ことを特徴とするものである。 The one-way clutch according to the present invention is a one-way clutch that is used in molybdenum-containing lubricating oil and that mediates power transmission interruption between both wheels by a sprag interposed between the inner and outer rings. A surface treatment film that inhibits the formation of a molybdenum coating is formed on at least one portion of the surface, the outer peripheral surface of the outer ring, and the outer surface of the sprag.
上記係合子としては、スプラグ、ローラ(ころ)などが含まれる。 Examples of the engagement element include a sprag and a roller.
本発明によると、上記表面処理膜により、係合子例えばスプラグと内・外輪とが接触してもモリブデンとの反応を抑制できるため、モリブデン被膜の生成を阻害することができ、これによって係合子または内・外輪の外表面の摩擦係数の低下を防止し、係合子の内・外輪に対する滑りを起こりにくくし、内・外輪間での動力伝達性能を発揮することができる。本発明はまた、一方向クラッチがモリブデン含有潤滑油で潤滑される自動車の補機ケースに組み込まれても、一方向クラッチを大型化することなく内・外輪間での動力伝達性能を発揮することができる。 According to the present invention, the surface treatment film can suppress the reaction with molybdenum even when the engagement piece, for example, the sprag and the inner / outer ring contacts, thereby inhibiting the generation of the molybdenum coating. It is possible to prevent the friction coefficient of the outer surfaces of the inner and outer rings from being lowered, to prevent the engagement element from slipping with respect to the inner and outer rings, and to exhibit power transmission performance between the inner and outer rings. The present invention also demonstrates power transmission performance between the inner and outer wheels without increasing the size of the one-way clutch even when the one-way clutch is incorporated in an automobile accessory case lubricated with molybdenum-containing lubricant. Can do.
なお、潤滑油の一例としてエンジンオイルが挙げられるが、その他のモリブデン含有潤滑油に適用できる。 In addition, although engine oil is mentioned as an example of lubricating oil, it is applicable to other molybdenum containing lubricating oil.
本発明によれば、一方向クラッチの係合子例えばスプラグまたは内・外輪の外表面に対してモリブデン被膜の生成を阻害できるので、モリブデンを含有した潤滑油中においても、内・外輪間での動力伝達性能を良好に発揮することができる。 According to the present invention, it is possible to inhibit the formation of a molybdenum coating on the outer surface of an engagement member such as a sprag or an inner / outer ring of a one-way clutch. Therefore, even in a lubricating oil containing molybdenum, The transmission performance can be exhibited well.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るスプラグ型一方向クラッチを詳細に説明する。 Hereinafter, a sprag type one-way clutch according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施の形態に係るスプラグ型一方向クラッチを図1ないし図3を参照して説明する。図1は、スプラグ型一方向クラッチの正面断面図、図2は、図1のA−A線に沿う側面断面図、図3はスプラグの断面図である。これらの図を参照して、外輪1と内輪3との間に一方向クラッチ5が介装されている。一方向クラッチ5は、複数のスプラグ5aと、スプラグ5aを外径側と内径側でそれぞれ保持する外保持器5bおよび内保持器5cと、外保持器5bと内保持器5cとの間に配置されてスプラグ5aをロック側に付勢する環状のリボンスプリング5dとから構成されている。外保持器5b、内保持器5cおよびリボンスプリング5dは、それぞれ、ポケット孔5b1,5c1,5d1を有する。外保持器5bは、半径方向外向きの鍔部5b2を、また、内保持器5cは、半径方向内向きの鍔部5c2をそれぞれ有する。
A sprag type one-way clutch according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a front sectional view of a sprag type one-way clutch, FIG. 2 is a side sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of a sprag. With reference to these drawings, a one-
以上の構成を備えたスプラグ型一方向クラッチにおいては、例えば外輪1が一方方向に回転すると、スプラグ5aが外輪1と摩擦接触することにより、リボンスプリング5dの弾性に付勢されつつ起立する方向に傾動して内・外輪1,3に噛み込まされて当該内外輪1,3を一体回転可能に連結する。この連結により、回転動力が外輪1から一方向クラッチ5を介して内輪3に伝達される。外輪1が他方方向に回転すると、スプラグ5aはリボンスプリング5dの弾性に抗して、上記噛み込み方向とは反対の方向に傾動して噛み込みが解除され、内・外輪1,3を相対回転可能とする。これにより、回転駆動源の回転動力は内輪3に伝達されない。
In the sprag type one-way clutch having the above configuration, for example, when the outer ring 1 rotates in one direction, the
以上の構成を備えたスプラグ型一方向クラッチにおいては、スプラグ5aの外表面にモリブデン被膜の生成を阻害する表面処理膜5a1が形成されている。表面処理膜5a1は、摩耗すると、スプラグ5a外表面にモリブデン被膜が生成され易くなるので、表面処理膜5a1の摩耗を抑制するべく、その表面処理膜5a1には、硬質表面改質被膜、硬質窒化被膜、硬質酸化被膜、硬質鍍金被膜等、モリブデン被膜生成阻害性に加えて高耐摩耗性の被膜を形成することが好ましい。スプラグは鋼材からなり、その鋼種に限定されない。
In the sprag type one-way clutch having the above configuration, a surface treatment film 5a1 that inhibits the formation of a molybdenum film is formed on the outer surface of the
硬質表面改質被膜は、例えばDLC(ダイヤモンドライクカーボン)のような硬質炭素膜や窒化膜やセラミックコーティングが挙げられ、スパッタリング、イオンプレーティング、等の物理的蒸着法(PVD法)、または高周波プラズマCVD、光CVD等の化学的蒸着法(CVD法)により、形成することができる。硬質表面処理被膜は、高い耐摩耗性、耐焼付き性、高い被膜硬さを有しており、スプラグ5aと内・外輪1,3とが金属接触して摺動してもモリブデンとの反応を抑制するため、モリブデン被膜の生成を抑制して、スプラグ5a外表面の摩擦係数の低下を防止することができる。硬質酸化被膜は、スプラグを酸化雰囲気中で酸化することができる。鍍金被膜にはCVD(化学蒸着)やPVD(物理蒸着)等の乾式鍍金、電気鍍金や化学(無電解)鍍金等の湿式鍍金がある。鍍金に用いる金属には、ニッケルがあり、無電解ニッケル鍍金被膜をスプラグ5aの外表面に形成することにより、高い耐摩耗性、耐焼付き性、高い被膜硬さを有し、スプラグ5aと内・外輪1,3とが接触して摺動してもモリブデンとの反応を抑制するため、モリブデン被膜の生成を抑制して、スプラグ外表面の摩擦係数の低下を防止することができる。硬質鍍金被膜には硬質クロム鍍金被膜も適用することができる。この硬質クロム鍍金被膜も高い耐摩耗性、耐焼付き性、高い被膜硬さを有し、スプラグ5aと内・外輪1,3とが接触して摺動してもモリブデンとの反応を抑制するため、モリブデン被膜の生成を抑制して、スプラグ5a外表面の摩擦係数の低下を防止することができる。また、接触部位に摩耗を生じた場合、金属同士の接触では活性な表面が露出してモリブデン被膜が形成されやすいが、モリブデン被膜の生成を阻害する表面処理を施した場合にはモリブデン被膜の形成が効果的に防止できる。
Examples of the hard surface modified film include a hard carbon film such as DLC (diamond-like carbon), a nitride film, and a ceramic coating, and a physical vapor deposition method (PVD method) such as sputtering, ion plating, or high-frequency plasma. It can be formed by a chemical vapor deposition method (CVD method) such as CVD or photo-CVD. The hard surface-treated film has high wear resistance, seizure resistance, and high film hardness, and does not react with molybdenum even if the
表面処理膜5a1は、スプラグ5aの母材である鋼材よりも軟質な銅あるいは銀鍍金皮膜を形成するものでもよい。
The surface treatment film 5a1 may form a copper or silver plating film that is softer than the steel material that is the base material of the
以上のごとく、上記実施の形態によると、スプラグ5aの少なくとも内外輪1,3と摩擦接触する外表面にモリブデン被膜の生成を阻害して潤滑油による摩擦係数の低減を防止する表面処理膜5a1が形成されているので、スプラグ5aと内・外輪1,3とが接触してもモリブデンとの反応を抑制するためモリブデン被膜の生成を抑制することができ、これによってスプラグ5a外表面の摩擦係数の低下を防止し、スプラグ5aの内・外輪1,3に対する滑りを起こりにくくし、内外輪での動力伝達性能を良好に発揮することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, the surface treatment film 5a1 that inhibits the generation of the molybdenum film on the outer surface that is in frictional contact with at least the inner and outer rings 1 and 3 of the
以上において、本発明は上記実施の形態だけに限定されるものではなく、特許請求の範囲を超えない種々な変更を含むものである。 In the above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications that do not exceed the scope of the claims.
例えば、本文中では係合子としてスプラグに着目した実施形態を示したが、表面処理を内輪、外輪、係合子のうち少なくとも1つ、又はこれらの組み合わせに対して施してもよい。また、スプラグタイプの一方向クラッチに限らず、他形式の一方向クラッチにも適用できる。 For example, although an embodiment focusing on sprags as an engagement element is shown in the text, surface treatment may be performed on at least one of an inner ring, an outer ring, an engagement element, or a combination thereof. Further, the present invention can be applied not only to the sprag type one-way clutch but also to other types of one-way clutches.
他形式の一方向クラッチの一例としては、図4に示すようなローラタイプの一方向クラッチ6挙げられる。すなわち、図4を参照して、外輪1、内輪3、一方向クラッチ6がユニット化され、一方向クラッチ6は、外輪1と内輪3との対向環状空間7の軸方向中央に介装されるもので、側面視多角形(八角形など)に外周面を形成した内輪3外周各面をカム面3a、各カム面3aと外輪1の内周面1aとの対向空間にくさび状空間を形成し、各くさび状空間内に係合子としてのころ6aを保持器6bによって周方向転動範囲が規制された状態で収納されたものである。各ころ6aは保持器6bに設けたコイルバネ6cによりくさび状空間の狭い側(ロック側)に押圧されている。そして、内輪外周面(カム面3a)、外輪内周面1a、ころ6aの外周面の少なくとも1つの部位にモリブデン被膜の生成を阻害する表面処理膜6a1を形成している。図4ではころ6aの外周面に表面処理膜6a1を形成したものを示している。この場合、内輪3と外輪1との間の環状空間7において一方向クラッチ6の軸方向両側に玉などの転動体を介在させてそれぞれに転がり軸受を設けた構成としてもよい。
An example of another type of one-way clutch is a roller-type one-way clutch 6 as shown in FIG. That is, referring to FIG. 4, the outer ring 1, the inner ring 3, and the one-way clutch 6 are unitized, and the one-way clutch 6 is interposed in the axial center of the opposed
1 外輪
3 内輪
5 一方向クラッチ
5a スプラグ(係合子)
5a1 表面処理膜
1 Outer ring 3
5a1 Surface treatment film
Claims (2)
In a one-way clutch that is used in molybdenum-containing lubricating oil and mediates the transmission of power between the two wheels by a sprag that is interposed between the inner and outer rings, the inner ring outer peripheral surface, the outer ring inner peripheral surface, A one-way clutch, wherein a surface treatment film that inhibits the formation of a molybdenum coating is formed on at least one portion of the surface.
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