CN1617988A - 发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置 - Google Patents
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Abstract
在外嵌固定于起动马达的旋转驱动轴上的套管(18)的外周面、和架设有发动机起动用的循环皮带的皮带轮元件(17)的内周面之间设置1对滚珠轴承(19、19)和滚柱离合器(20)。构成凸轮面(31)的凹部(32)设置在离合器用外轮(30)的内周面上,凸轮面(31)构成该滚柱离合器(20)。在发动机起动后,通过离心力各滚柱(33、33)抵抗弹簧(40)的弹力向上述凹部(32)的底部移动。而且,各滚柱(33、33)的滚动面与离合器用内轮(29)的外周面分离。其结果是,抑制发动机起动后产生的摩擦热,作为构成怠速停止车辆的发动机起动装置的单元,实现具有优异的耐久性的构造。
Description
技术领域
有关本发明的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置是以安装在起动马达的驱动轴的端部上的状态来使用的,该起动马达是在例如在汽车的行驶停止的状态下,也使发动机没有怠速,而是自动停止的所谓的怠速停止车辆中,用于使上述发动机起动。而且,其功能是在发动机起动时,进行从该驱动轴到上述发动机的曲轴的动力传递,在上述发动机起动后,上述驱动轴不被该发动机旋转驱动。
背景技术
近年,以节能以及抑制二氧化碳的排出为目的,考虑在汽车停止的状态下,也使发动机没有怠速而是自动停止,进行怠速停止,有一部分具有这样的怠速停止功能的怠速停止车辆已在实际中使用。在这样的怠速停止车辆的情况下,若汽车停止,则根据车速传感器检测出的车速为0的信号,自动地(不用操作点火开关)使发动机停止。与此相对,在使汽车再行驶的情况下,根据来自检测离合器踏板的动作的离合器传感器(手动变速器车辆的情况下)或是检测加速器踏板或制动踏板的动作的加速器传感器或制动传感器(自动变速器车辆的情况下)的信号,使上述汽车用发动机自动(还是不用操作点火开关)再起动。根据这样的怠速停止车辆,可以谋求进行发动机的怠速停止的量的节能以及抑制二氧化碳的排出。
在这样的怠速停止车辆的情况下,与一般的汽车的情况相比,需要迅速地进行发动机的起动。因此,难以采用象一般的所使用那样的、仅在起动时,使固定在起动马达的驱动轴上的小齿轮与固定设置在飞轮上的大齿轮啮合的构造。鉴于这种情况,提出了各种提案,例如如图55所示,在发动机1的曲轴2的端部上固定的从动皮带轮3,和在起动马达4的旋转驱动轴5的端部上固定的驱动皮带轮装置6之间,架设循环皮带7的构造。在发动机的起动装置中采用这种构造的情况下,作为上述驱动皮带轮装置6,使用单向离合器内置式的装置,将动力从上述旋转驱动轴5传递到上述循环皮带7,但动力不能从该循环皮带7向旋转驱动轴5传递。另外,在实际的发动机中,安装有发电机或水泵等的各种辅机的驱动装置,但对于该驱动装置部分,因为与本发明没有直接关系,所以省略图示以及说明。
在具有上述那样构造的发动机的起动装置的情况下,在发动机起动时,通过向上述起动马达4的通电,旋转驱动上述驱动皮带轮装置6,通过上述循环皮带7、上述从动皮带轮3,旋转驱动上述曲轴2。此时,内置于上述驱动皮带轮装置6内的单向离合器接合(呈锁定状态),将动力从上述旋转驱动轴5传递到上述循环皮带7。其结果是,在上述发动机起动后,上述单向离合器的接合被切断(呈超限状态),不论伴随着上述曲轴2的旋转的上述循环皮带7的行驶,上述起动马达4的旋转驱动轴5没有旋转。因此,该起动马达4或是不会成为相对于上述发动机1的运转的阻力,或是不会损坏该起动马达4的耐久性。
作为驱动皮带轮装置6安装到这样的发动机的起动装置中的单向离合器内置式皮带轮装置,可以考虑象例如在专利文献1、专利文献2中所记载的那样,利用将滚柱离合器作为单向离合器使用的装置。根据使用滚柱离合器的构造,与使用棘轮机构的情况等相比,可以降低在非接合时产生的振动或噪音,还有摩擦。另外,与使用斜撑式等的凸轮离合器的情况相比,可以降低在非接合时在内部产生的摩擦。作为本申请的先行技术,列举下述专利文献。
专利文献1
特开平11-63170号公报
专利文献2
特公平7-72585号公报
专利文献3
特开2002-174270号公报
专利文献4
特开平9-196090号公报
但是,在上述各专利文献中的专利文献1、2中所记载的单向离合器内置式皮带轮装置,其意图是设置在作为发动机用辅机的发电机的旋转轴的端部上,与发动机的起动装置的情况相比,在使用方式上有很大的不同。因此,即使将上述单向离合器内置式皮带轮装置原样安装到起动马达的旋转驱动轴的端部,也不能得到足够的耐久性。即,在发电机的旋转轴上,使用单向离合器内置式皮带轮装置的理由之一是不论发动机的转数的微小变位,使作用在皮带的内周面和皮带轮的外周面之间的摩擦力的方向为一定,用于确保该皮带的耐久性。另外,其他的理由是即使在发动机的旋转速度低下时,通过使上述发电机的转子利用其惯性连续旋转,用于提高发电效率。
因此,发电机用单向离合器内置式皮带轮装置基本是在锁定状态下运转,在超限状态下运转的时间与全部的运转时间相比非常的短。另外,超限状态的持续时间是极短的时间。鉴于这样的情况,在上述发电机用的单向离合器内置式皮带轮装置中所组装的滚柱离合器,采用在发电机运转时,可切实地实现锁定状态,且在上述专利文献1、2等中所记载的,以往已被公知的如图56所示那样的构造。
该图56所示的以往构造的第1例的滚柱离合器8,是将内轮9和外轮10相互同心配置,同时,在这些内轮9的外周面和外轮10的内周面之间,设置保持器11,和分别各为多个的滚柱12以及弹簧13、13。上述内轮9的外周面作为具有被称为坡道部的多个凹部14的凸轮面,上述外轮10的内周面作为单纯的圆筒面。上述保持器11通过使在其内周缘部上形成的卡合凸部15与上述凹部14卡合,来阻止相对于上述内轮9的相对旋转。换言之,上述保持器11与该内轮9为同步旋转。另外,上述各弹簧13向上述凹部14的浅侧,相对于圆周方向,向同方向推压上述各滚柱12。
在这样的滚柱离合器8的情况下,在上述内轮9具有相对于上述外轮10,向图56的顺时针方向相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱12嵌入(卡合)上述内轮9的外周面和外轮10的内周面之间,在这些内轮9和外轮10之间,进行旋转力的传递。与此相对,在上述内轮9具有向图56的逆时针方向相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱12抵抗上述各弹簧13的弹力,向上述各凹部14的深部分移动,降低这些各滚柱12的滚动面与上述外轮10的内周面的接触部的面压力,在上述内轮9和该外轮10之间,不进行旋转力的传递。
但是,即使是象这样,在内轮9和外轮10之间,不进行旋转力的传递的状态下,也不能避免上述各滚柱12的滚动面与上述外轮10的内周面的接触部进行摩擦。因此,若超限状态长期持续,则由于在该接触部产生不可忽视程度的摩擦热,使上述滚柱离合器8内部的温度上升,容易使密封在该滚柱离合器8内的油脂劣化。再有,与该滚柱离合器8邻接设置的支撑轴承的温度也上升,容易使组装到该支撑轴承上的橡胶制或合成树脂制的密封板劣化。在发电机用的单向离合器内置式皮带轮装置的情况下,因为是象上述那样,以锁定状态为基础进行运转,在超限状态运转的时间很短,所以难以产生象上述那样的因摩擦热导致温度上升的问题。
与此相对,在为上述图55所示那样的怠速停止车辆用的驱动皮带轮装置6中组装单向离合器的情况下,成为锁定状态仅仅是在发动机起动时的短时间内,在发动机起动后,仅限于在该发动机运转时,为超限状态。因此,即使将图56所示那样的滚柱离合器8组装到怠速停止车辆用的发动机起动装置中,也难以确保足够的耐久性。
本发明的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,就是鉴于这种情况等,可以充分确保耐久性的发明。
发明内容
本发明的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置都是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转;具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间。
另外,该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递。
这样,权利要求1所述的起动马达用滚柱离合器内置式皮带轮,其特征在于,具有第1支撑轴承、第2支撑轴承和滚柱离合器部,该第1支撑轴承配置在该皮带轮的轴向的一方侧;该第2支撑轴承配置在上述皮带轮的轴向另一方侧;该滚柱离合器部在第1支撑轴承和第2支撑轴承之间;该滚柱离合器部在旋转方向的一方为锁定,在另一方为非锁定,在皮带轮的内周面或嵌入于皮带轮的内侧的离合器用外轮的内周面上,形成凸轮面。
另外,在权利要求2所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,构成上述滚柱离合器的多个滚柱在位于凹部的最深部的情况下,该凹部构成用于使这些各滚柱向上述旋转部件的径向位移的凸轮面,使在上述各滚柱的滚动面与上述旋转轴的外周面或外嵌固定于该旋转轴上的离合器用内轮的外周面之间存在的间隙的尺寸,大于上述各支撑轴承的径向间隙。
另外,在权利要求3所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,上述各支撑轴承以及滚柱离合器是由同类的油脂润滑,该同类的油脂的基础油是合成油,增稠剂是尿素类。
另外,在权利要求4所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,上述各支撑轴承是滚珠轴承,滚动自由地保持多个滚珠的保持器是合成树脂制的冠型的保持器,在该保持器上设置的各凹处的内面之中,在与上述各滚珠的滚动面相对的圆周方向的两侧部分,设置部分圆筒面,该部分圆筒面具有与该保持器的中心轴平行的中心轴。
另外,在权利要求5所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,设置在上述各支撑轴承的两端部的密封环中,设置在作为上述滚柱离合器的相反侧的外侧的密封环是接触式,作为该滚柱离合器侧的内侧的密封环是非接触式。
另外,在权利要求6所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,用于使构成上述滚柱离合器的多个滚柱向上述旋转部件的径向位移的凸轮面,形成在该旋转部件的内周面或内嵌固定该旋转部件上的离合器用外轮的内周面上,上述旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面作成圆筒面,另外,在该圆筒面的外周面和上述多个滚柱的表面中的至少一方的面上,形成化学生成处理皮膜。
另外,在权利要求7所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,具有多个支撑突片和檐部,该多个支撑突片在用于保持构成上述滚柱离合器的多个滚柱的保持器的轴向中间部外周面上,以向径向突出的状态,设置在与推压这些各滚柱的多个弹簧的基部侧面相对的位置上;该檐部在与这些各支撑突片中的上述各弹性部件的基部侧面相对的一侧的侧面中,以向这些各弹性部件的基部侧突出的状态,设置在与该基部侧面相比远离外径侧的部分。这样,使起始于上述各支撑突片的侧面的这些各檐部的突出长度,比在上述各弹簧的基部的与该侧面相对的部分的厚度要大。
另外,在权利要求8所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,用于使构成上述滚柱离合器的多个滚柱向上述旋转部件的径向位移的凸轮面,形成在该旋转部件的内周面或内嵌固定该旋转部件上的离合器用外轮的内周面上,上述旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面作成圆筒面。这样,上述多个滚柱夹持在上述凸轮面和该圆筒面的外周面之间,这些各滚柱在沿着构成该凸轮面的多个凹部向这些各凹部的深侧移动的状态下的与相对于这些各滚柱的中心轴的移动方向、成为这些各滚柱的滚动面的前端的位置相比,在这些各滚柱的滚动面上、相对于构成上述滚柱离合器的保持器的径向在内侧的位置,使弹簧接触。
另外,在权利要求9所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,上述滚柱离合器具有多根滚柱、弹簧和保持器,该多根滚柱设置在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间;该弹簧用于相对于这些旋转部件以及旋转轴的圆周方向、向同方向推压这些各滚柱;该保持器保持这些各滚柱。另外,这些各弹簧是由与上述保持器的一部分接触的主体部,和使其基端部在该主体部的两端部连续的1对推压部构成的。另外,其中的各推压部在与上述各滚柱的滚动面接触的状态下,相互独立伸缩。而且,使相对于这些各滚柱的重心的轴向的位置,位于在上述各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触部分的彼此之间,同时,在通过上述各滚柱,推压上述各推压部的状态下,使在这些各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触部分彼此之间的轴向间隔,为这些各滚柱的轴向长度的一半以上。
另外,在权利要求10所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,上述滚柱离合器具有多根滚柱、弹簧和保持器,该多根滚柱设置在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间;该弹簧相对于这些旋转部件以及旋转轴的圆周方向,用于向同方向推压这些各滚柱;该保持器保持这些各滚柱。另外,这些各弹簧是由与该保持器的一部分接触的主体部,和使其基端部在该主体部的两端部连续的1对推压部构成的,其中的各推压部在与上述各滚柱的滚动面接触的状态下,相互独立伸缩,以从基端部越向前端部曲率半径越逐渐减小的状态,使这些各推压部弯曲。
另外,在权利要求11所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中,用于保持构成上述滚柱离合器的多个滚柱的保持器,通过相对于该环状空间的圆周方向、隔开间隔相互平行配置的多根柱部连结1对凸缘部的彼此之间,该1对凸缘部在上述环状空间的轴向、隔开间隔相互平行配置,在这些各柱部的内周面上,设置用于保持油脂的油脂槽。
根据上述那样构成的本发明的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,谋求耐久性的提高。
即,在权利要求1所述的起动马达用滚柱离合器内置式皮带轮的情况下,通过上述皮带轮的内周面或内嵌固定在皮带轮上的离合器用外轮的内周面,引导构成该滚柱离合器的多个滚柱的滚动面。因此,将旋转时在上述滚柱离合器的内部产生的摩擦热抑制到很小,谋求提高该滚柱离合器以及相邻的支撑轴承的耐久性,谋求提高起动马达用滚柱离合器内置式皮带轮的耐久性。
另外,在权利要求2所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,即使是在由于各支撑轴承的径向间隙,使旋转部件的中心轴与旋转轴的中心轴(仅该径向间隙的量)偏心的情况下,在发动机起动后,也可以将所有的滚柱的滚动面与旋转轴或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面切实地隔离。因此,可以谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。
另外,在权利要求3所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,可以确保密封在滚柱离合器的内部的油脂的优异的剪切稳定性以及耐热性(高温稳定性),同时,可以防止由于密封在滚柱离合器以及各支撑轴承内的油脂之间的混合而产生的劣化等的故障,可以谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。
另外,在权利要求4所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,可以提高承载径向负载的跨度,提高刚性,同时谋求耐久性的提高。另外,由于保持器为合成树脂制的冠型,所以即使在产生该保持器的摩擦粉的情况下,该摩擦粉也难以使油脂劣化。另外,因为摩擦粉的硬度很低,所以该摩擦粉不会在外轮轨道或内轮轨道上产生压痕等的损伤,不会使这些各轨道的剥离寿命恶化。因此,可以谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。
另外,在权利要求5所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,可以防止尘埃等的在外部浮游的异物侵入到各支撑轴承以及滚柱离合器的内部空间,同时可以防止密封在该内部空间内的油脂的泄漏,谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。而且,可以谋求降低在滚柱离合器超限时的旋转阻力。
另外,在权利要求6所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,在构成滚柱离合器的多个滚柱的表面和圆筒面的外周面中的至少一方的面上,形成磷酸锰皮膜等的化学生成处理皮膜。该化学生成处理皮膜的表面粗糙。因此,可以增大上述多个滚柱的表面与上述圆筒面的接触部的静止摩擦系数。因此,在实现滚柱离合器的锁定状态时,在上述多个滚柱的表面与上述圆筒面的接触部上,难以产生打滑,容易实现上述锁定状态。另一方面,在滚柱离合器超限时,可以通过上述化学生成处理皮膜,防止上述多个滚柱的表面和上述圆筒面进行金属接触。与此同时,因为润滑剂保持在该化学生成处理皮膜的结晶粒子之间,所以通过该被保持的润滑剂,可以使上述多个滚柱的表面与上述圆筒面的滑动接触部的润滑状态良好。因此,可以在滚柱离合器超限时,难以在该滑动接触部产生磨损或烧粘,可以谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。
另外,在权利要求7所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,即使是在由于保持器高速旋转,而使很大的离心力作用于各弹簧的情况下,也可以防止这些各弹簧相当于支撑突片、或是向外径侧偏移或是脱离。因此,可以谋求提高滚柱离合器的信赖性以及耐久性。其结果为,因为在发动机起动后,上述保持器与旋转部件一同以长时间高速连续旋转,所以不论上述各弹簧具有容易向上述保持器的外径侧偏移的倾向,可以防止向该外径侧的偏移,谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的信赖性以及耐久性。
另外,在权利要求8所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,在从锁定状态转换到超限状态时,各滚柱基于离心力的作用,沿构成凸轮面的凹部,容易向该凹部的深侧移动。因此,在超限状态下,可以防止这些各滚柱的滚动面和圆筒面的外周面保持滑动接触的状态,抑制产生摩擦热以及摩擦损失。因此,谋求滚柱离合器的耐久性以及性能的提高。其结果为,尽管作为推压上述各滚柱的弹簧使用弹力大的弹簧,可以谋求发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性以及性能的提高。
另外,在权利要求9所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,在超限状态,即通过各滚柱推压各弹簧的状态下,可以防止这些各滚柱的姿势从恰当的位置向中心轴倾斜的方向偏移(扭曲)。因此,可以防止基于象这样的各滚柱的扭曲所造成的偏磨或异常发热,可以谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性(长寿化)。
即,在权利要求9所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,通过设置在这些各弹簧上的1对推压部,使推压上述各滚柱的各弹簧在轴向隔开的2个点上,与这些各滚柱接触。因此,即使是在这些各推压部与上述各滚柱的接触位置多少变化的情况下,也可以防止施加在这些各滚柱上的力或力矩产生较大的变化,可以将这些各滚柱的姿势保持在恰当位置。
另外,因为象这样,通过构成各弹簧的1对推压部,使这些各弹簧与上述各滚柱在2个点上接触,所以这些各推压部可以相互独立地伸缩。因此,在上述各滚柱扭曲的情况下,在位移量(伸缩量)大的一侧的推压部上,产生很大的反作用力。其结果为,可以向这些各滚柱施加欲使这些各滚柱的姿势复原的力矩,将这些各滚柱的姿势保持在恰当的位置。另外,因为可以使相对于这些各滚柱的重心的轴向位置位于在上述各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触的部分之间,所以可以防止这些各滚柱的重心位置与上述各推压部的推压方向不恰当。其结果为,可以防止力矩施加在这些各滚柱上,防止这些各滚柱扭曲。
另外,在上述各推压部被上述各滚柱推压的状态下,因为在这些各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触的部分之间的轴向间隔,为这些各滚柱的轴向长度的一半以上,所以不管这些各滚柱的姿态怎样变化,或是不管上述各推压部被这些各滚柱怎样地推压,都可以使这些各滚柱的重心随时位于上述接触部分的彼此之间。因此,通过上述各滚柱与上述各弹簧在轴向隔开的2个点上进行接触,可以充分地保持这些各滚柱的姿势的稳定作用,可以恰当地保持这些各滚柱的姿势。
另外,在权利要求10所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,可以使施加到各推压部的基端侧的应力十分地小,同时,可以不使各弹簧大型化,确保必要的推压力。即,施加在这些各推压部上的应力,越在基端侧越大,同时曲率半径越小(曲率越大)应力越大。对此,在权利要求10所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,通过增大上述各推压部的基端侧的曲率半径(减小曲率),可以减小施加到该基端侧的应力。另外,与此一同,通过减小这些各推压部的前端侧的曲率半径(增大曲率),可以不使上述各弹簧大型化,从而确保这些各推压部的推压力。因此,可以防止基于各滚柱的扭曲产生的偏磨或异常发热,谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。
另外,在权利要求11所述的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,从油脂槽,可以向各滚柱的滚动面与旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面的接触部供给油脂。因此,即使在这些两面彼此之间摩擦的情况下,也可以抑制这些两面的磨损,谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的第一实施例的全体构成的剖视图。
图2是取出滚柱离合器所表示的图1的A-A剖视图。
图3是图2的B部放大图。
图4是为说明有关滚柱离合器的间隙尺寸所使用的、从与图3相同的方向所见的滚柱离合器的一部分的模式图。
图5是表示支撑轴承的保持器的1例的局部放大立体图。
图6是用于说明从实现锁定状态方面考虑,楔角最恰当的尺寸的模式图。
图7是用于说明从使滚柱的滚动面和离合器用内轮的外周面隔离的面考虑,楔角最恰当的尺寸的模式图。
图8是表示本发明的实施方式的第二实施例的全体构成的剖视图。
图9是表示相同的第三实施例的剖视图。
图10是表示相同的第四实施例的剖视图。
图11是表示相同的第五实施例的剖视图。
图12是表示相同的第六实施例的剖视图。
图13是表示相同的第七实施例的剖视图。
图14是表示相同的第八实施例的剖视图。
图15是表示相同的第九实施例的剖视图。
图16是表示相同的第十实施例的剖视图。
图17是表示相同的第十一实施例的剖视图。
图18是表示相同的第十二实施例的剖视图。
图19是表示本发明的参考例的1例的与图22相同的图。
图20是表示本发明的实施方式的第十三实施例的与图23相同的图。
图21是表示滚柱离合器内置式皮带轮装置的以往构造的第1例的剖视图。
图22是省略一部分表示图21的C-C剖视图。
图23是表示滚柱离合器内置式皮带轮装置的以往构造的第2例的与图22相同的图。
图24是用于说明从圆筒面以及凸轮面向滚柱施加力的与图23相同的图。
图25是表示本发明的实施方式的第十四实施例的剖视图。
图26是从图25中取出保持器以及弹簧所表示的局部切割立体图。
图27是图26的D-D剖视图。
图28是表示本发明的实施方式的第十五实施例,是用于说明在将离合器用内轮向多个滚柱的内径侧推压以前的状态下的这些离合器用内轮和滚柱的位置关系,是相当于图25的E-E截面的图。
图29是表示在离合器用内轮和滚柱的端部外周缘部上形成的倒角的卡合状态的剖视图。
图30是在省略一部分的状态下,表示本发明的实施方式的第十六实施例的局部剖视图。
图31是在从锁定状态转移到超限状态的瞬间状态下,表示同样的第十七实施例的与图8同样的图。
图32是在省略外轮和内轮的状态下,表示以往构造的第2例的滚柱离合器的局部立体图。
图33表示同第3例的局部剖视图。
图34是取出滚柱离合器,表示本发明的实施方式的第十八实施例,是相当于图25的F-F截面的图。
图35是图34的G部放大图。
图36是取出滚柱以及弹簧所表示的图,(a)、(b)分别表示自由状态和压缩状态。
图37是表示本发明的实施方式的第十九实施例,是与图36(a)同样的图。
图38表示同第二十实施例,是与图36(a)同样的图。
图39表示同第二十一实施例,是与图36(a)同样的图。
图40表示同第二十二实施例,是与图36(a)同样的图。
图41表示以往的弹簧的第1例,是与图36(a)同样的图。
图42表示同第2例,是与图36(a)同样的图。
图43表示同第3例,是与图36(a)同样的图。
图44表示本发明的实施方式的第二十三实施例,是切割组装到滚柱离合器上的保持器的一部分后,在从内径侧见到的状态下所表示的立体图。
图45是图44的H向视图。
图46表示本发明的实施方式的第二十三实施例,是与图44同样的图。
图47表示第二十四实施例,是与图44同样的图。
图48是表示同第二十五实施例,是与图44同样的图。
图49是表示有关前发明的滚柱离合器内置式皮带轮装置的整体构成的剖视图。
图50是取出滚柱离合器所表示的图49的I-I剖视图。
图51是图50的J部放大图。
图52是切割以往构造的离合器用保持器的一部分后,在从外径侧见到的状态下所表示的立体图。
图53是同样在从内径侧见到的状态下所表示的立体图。
图54是在将弹簧组装到离合器用保持器的状态下所表示的与图52同样的图。
图55是怠速停止车辆用的发动机起动装置的模式图。
图56是表示以往构造的一般的滚柱离合器的第1例的局部剖视图。
具体实施方式
图1-图5是表示本发明的实施方式的第一实施例。作为本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的滚柱离合器内置式皮带轮装置16,是如上述的图55所示的怠速停止车辆用的发动机起动装置,是作为用于将起动马达4的旋转驱动轴5的旋转传递到循环皮带7的驱动皮带轮装置6来使用。这样,在对上述起动马达4通电时,将上述旋转驱动轴5的旋转传递到上述循环皮带7,但在发动机1起动后,该循环皮带7成为由发动机1驱动的状态的情况下,动力不能从该循环皮带7传递到上述旋转驱动轴5。
象这样的滚柱离合器内置式皮带轮装置16,是相互同心配置皮带轮元件17和套管18,该皮带轮元件17是用于将上述循环皮带7架设在其外周面上的旋转部件;该套管18用于外嵌固定在上述旋转驱动轴5的前端部。这样,在该套管18的外周面和上述皮带轮元件17的内周面之间,设置分别作为支撑轴承的1对深槽型的滚珠轴承19和滚柱离合器20。为了设置这些滚珠轴承19以及滚柱离合器20,上述皮带轮元件17的内周面为单纯的圆筒面,上述套管18的外周面是使轴向中间部的大径部21和两端部的小径部22在阶梯部连续的带有高低差的圆筒面。
这样,分别在存在于上述套管18的外周面和皮带轮元件17的内周面之间的环状空间的轴向中间部上,配置上述滚柱离合器20,在该同一环状空间的靠近轴向两端的部分,在从轴向两侧夹持该滚柱离合器20的位置上,配置上述各滚珠轴承19。这其中的滚珠轴承19相互同心配置有上述皮带轮元件17和上述套管18,同时具有使这些两部件17、18的相对旋转自由的作用。在本例的情况下,通过将上述两滚珠轴承19设置在上述滚柱离合器20的两侧,可以延长承载径向负载的跨度,提高刚性,同时谋求确保耐久性。另外,通过赋予上述两滚珠轴承19相互反向的(最好是背面组合型的)接触角,可自由地支撑施加到上述皮带轮元件17上的两方向的径向负载。
上述各滚珠轴承19是由外轮24、内轮26和滚珠27构成的,该外轮24在各自的内周面上具有深槽型的外轮轨道23;该内轮26在各自的外周面上具有深槽型的内轮轨道25;该滚珠27分别按照双数,自由转动地设置在上述外轮轨道23和内轮轨道25之间。这样,通过各自的压嵌,将上述外轮24嵌合固定在靠近上述皮带轮元件17的两端部内周面上,将上述内轮26嵌合固定在设置于上述套管18的外周面两端部的上述各小径部22上。另外,在该状态下,使上述各内轮26的轴向单面与阶梯面接触,该阶梯面分别使上述大径部21和上述各小径部22连续。
另外,通过在上述各外轮24的两端部内周面和上述各内轮26的两端部外周面之间,分别设置密封环28a、28b,来阻塞设置有上述各滚珠27的空间的两端开口部。这样,将油脂等的润滑剂密封到该空间内,以谋求上述外轮轨道23以及内轮轨道25与上述各滚珠27的滚动面的滚动接触部的润滑。在该情况下所使用的油脂的种类没有特别限定,但从具有优异的耐热性(高温稳定性)出发,最好能使用基础油是合成油,增稠剂是尿素类的油脂。
另外,对上述各密封环28a、28b的构造没有特别限制。可以使用一般通过金属板制的圆环状的芯铁,加强如橡胶那样的合成橡胶等的弹性材料的密封环。但是,对于上述各滚珠轴承19的外侧(上述滚柱离合器20的相反侧)的密封环28a,最好是使各自的密封唇的内周缘部与上述内轮26的外周面在整个全周滑动接触的、所谓接触式密封环。其理由是为了防止灰尘等、在外部浮游的异物的侵入,同时防止密封在上述空间内的油脂的泄漏。
与此相对,对于内侧(上述滚柱离合器20侧)的密封环28b,可以是接触式,也可以是通过迷宫间隙,使各自的内周缘部与上述内轮26的外周面接近相对的所谓非接触式密封环。若为非接触式密封环,则这一部分可谋求降低上述滚柱离合器20在超限时的旋转阻力。再有,如后所述,在通过同种的油脂,润滑该滚柱离合器20和上述各滚珠轴承19的情况下,也可以省略上述内侧的密封环28b。不论怎样,作为构成上述各密封环28a、28b的弹性材料,最好是使用具有优异的耐热性的氟类橡胶,尽管上述内轮26保持停止、而上述外轮24在高速旋转时产生的摩擦热,也可获得优异的耐久性。
另外,在至少任意一方的滚珠轴承19上安装的外侧密封环28a上(在内侧的密封环28b为接触式的情况下,也在该内侧的密封环28b上),也可以形成可使空气流通程度的微小的孔。该孔具有的作用是,在将该滚珠轴承19嵌合固定在上述皮带轮元件17的内周面和上述套管18的外周面之间时,将存在于这些两周面彼此之间的空间内的空气排出,抑制该空间内的压力上升。象这样,通过抑制该空间内的压力上升,可以防止在组装到上述各滚珠轴承19上的密封环28a、28b上产生翻卷等的变形,防止由于这些各密封环28a、28b所造成的密封性的恶化。另外,由于基于运转、停止的温度变化,即使在上述空间内的压力变动的情况下,也可以抑制上述变形,防止密封性的恶化。
另外,对组装在上述各滚珠轴承19上,可自由转动地保持上述各滚珠27的保持器41的构造以及材质,没有特别限定。也可以是如图1所示那样的金属制的波形压力保持器。但是,为了获得更优异的耐久性,作为上述保持器41,也可以使用合成树脂制的冠型保持器。在使用合成树脂制的保持器的情况下,因为比金属制的保持器重量轻,所以在角速度改变时的反应性良好。另外,即使在产生保持器的摩擦粉的情况下,该摩擦粉也难以使油脂劣化。另外,因为摩擦粉的硬度低,所以该摩擦粉不会在上述外轮轨道23或内轮轨道25上产生压痕等的损伤,不会使这些各轨道23、25的剥离寿命恶化。另外,作为用于构成上述冠型保持器的合成树脂,最好使用具有优异的耐热性的聚酰胺46。另外,为了使可抑制高速旋转时的变形的强度提高,也可以使之含有玻璃纤维等的加强材料。
再有,如图5所示,在构成上述冠型保持器的情况下,也可以使用于保持上述各滚珠27的凹处42的内面中的,与这些各滚珠27的行走面(实际上是与上述外轮轨道23以及内轮轨道25滚动接触的所谓赤道部分)相对的圆周方向的两侧部分,成为具有部分圆筒面43的形状,该部分圆筒面43具有与保持器41a的中心轴平行的中心轴α。若使用具有象这样形状的凹处42的保持器41a,则在这些各凹处42的内面与上述各滚珠27的滚动面之间,放入充足量的油脂,可以提高上述各滚珠轴承19的润滑性能。再有,谋求减小作用于上述各凹处42的内面与上述各滚珠27的滚动面之间的阻力,减小上述各滚珠轴承19的旋转阻力,降低上述滚柱离合器20在超限时的旋转阻力。该旋转阻力的降低,可以降低上述发动机1的负载,有助于提高以加速性能以及燃料消耗性能为主的行驶性能。
另外,上述滚柱离合器20仅在上述皮带轮元件17相对于上述套管18,具有向规定方向相对旋转地倾向的情况下,可在这些皮带轮元件17和套管18之间,自由地传递旋转力。为了构成这样的滚柱离合器20,通过压嵌,将离合器用内轮29外嵌固定在上述套管18的大径部21上。该离合器用内轮29是对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工,整体形成为圆筒状,内外两周面分别作为单纯的圆筒面。即,上述离合器用内轮29是在对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工后,通过或是进行渗碳或渗碳氮化热处理,或是对轴承钢等,进行通常的淬火回火或氮化热处理来制造的。
与此相对,通过压嵌,内嵌固定在上述皮带轮元件17的内周面中间部的离合器用外轮30的内周面,作为凸轮面31。即,通过在该离合器用外轮30的内周面上,如图2-3所示,相对于圆周方向,以等间隔形成被称为坡道部的多个凹部32,使上述内周面作为上述凸轮面31。这样的离合器用外轮30也是对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工,整体形成为圆筒状。即,上述离合器用外轮30是在对渗碳钢等的钢板进行冲压加工后,通过进行渗碳或渗碳氮化热处理来制造的。
另外,与上述离合器用内轮29以及上述离合器用外轮30共同构成上述滚柱离合器20的多个滚柱33,相对于转动以及圆周方向,可自由进行若干位移地被支撑在离合器用保持器34上,该离合器用保持器34外嵌在上述离合器用外轮30上,相对于该离合器用外轮30不能旋转。作为其中的滚柱33,可以使用对轴承钢等,进行通常的淬火回火或氮化热处理的滚柱,或陶瓷制的滚柱,还有对铬钢进行氮化处理的滚柱等。另外,上述离合器用保持器34是通过合成树脂(例如,在聚酰胺66、聚酰胺46、聚苯硫醚等的合成树脂中,混入20%左右的玻璃纤维),整体形成为笼型圆筒状,分别具有圆环状的1对凸缘部35,以及连结这些两凸缘部35之间的多个柱部36。
这样,由上述各凸缘部35的内侧面和各柱部36的圆周方向侧面所包围的四周的部分,作为凹处37,该凹处37用于在滚动以及整个圆周方向,可自由进行若干位移地分别保持上述各滚柱33。这样,使在上述各凸缘部35的外周面多个位置上形成的卡合凸部38,如图3所示,与在上述离合器用外轮30的内周面上形成的凹部32卡合,将上述离合器用保持器34安装到上述离合器用外轮30上,使其相对于该离合器用外轮30不能相对旋转。另外,用在上述离合器用外轮30的轴向两端部上形成的内向凸缘部39a、39b,通过从轴向两侧,夹持上述离合器用保持器34,使该离合器用保持器34不会相对于上述离合器用外轮30在轴向位移。
另外,在构成这样的离合器用保持器34的柱部36的圆周方向的一个侧面,分别如图2-3所示,安装有弹簧40。设置在这些各柱部36上的弹簧40,在相对于上述离合器用保持器34的圆周方向的同方向(图2-3的左方=逆时针方向),将保持在上述各凹处37内的上述各滚柱33,向形成于上述凸轮面31和上述离合器用内轮29的外周面(圆筒面)之间的大致圆筒状的空间中的直径方向的宽度变窄的部分进行弹性推压。另外,在图示的例中,是将上述弹簧40绘制成如压缩螺旋弹簧,但作为这些各弹簧40,在实际的情况下,使用将弹簧钢板弯曲成大略[三角形状钩]的形状而成的钢板弹簧的情况很多。再有,也可以使用与离合器用保持器34一体的合成树脂弹簧。
另外,在本例的情况下,在上述离合器用外轮30的内周面上形成的上述各凹部32的截面形状不是直线,而是单一的圆弧。表示该截面形状的圆弧曲率的中心,位于从上述离合器用外轮30的中心偏离的位置。另外,该圆弧的曲率半径及其中心点被设定为使该圆弧为近似对数螺旋的曲线,即所谓的楔角为一定。该楔角被规定为由在上述各凹部32和上述各滚柱33的滚动面的接触点上的切线,与在上述离合器用内轮29的外周面和这些各滚柱33的滚动面的接触点上的切线所构成的角度。在本例的情况下,通过恰当地规定上述圆弧的曲率半径及其中心点,使上述各滚柱33即使在侵入上述各凹部32和上述离合器用内轮29的外周面之间的任何部分的情况下,也可以使上述楔角大致为一定。
另外,对于上述楔角的大小,最好限定在8°-11°的范围之间。对于其理由,通过图6进行说明。在滚柱离合器20在皮带轮元件17和套管18之间进行扭力传递的情况下,若假定作用于上述各滚柱33的负载相同,则楔角α越小,在从离合器用内轮29的外周面施加到上述各滚柱33上的负载P中,向圆周方向的分力P·sinα越小。因为这就意味着上述滚柱离合器20的扭力容量小,所以从确保扭力传递的容量方面看不好。另一方面,上述滚柱离合器20锁定,为了成为可进行扭力传递的条件,是在接触面的摩擦系数为μ的情况下,用tanα≤μ来表示的。从该式可知,若楔角α增大,则滚柱离合器20没有锁定,在上述皮带轮元件17和套管18之间不能进行扭力传递。因为在本例的情况下,是将上述楔角α限定在8°-11°的范围,所以可以确保必要的扭力容量,同时切实地实现锁定状态,可以进行稳定的扭力传递。
对于这样的滚柱离合器20,也是通过密封在内部的油脂进行润滑的。对在该情况下所使用的油脂的种类没有特别限定,因为基础油是合成油,增稠剂是尿素类的油脂具有优异的耐热性(高温稳定性)以及剪切稳定性,所以最好是使用。特别是在滚柱离合器20的情况下,存在上述各滚柱33的滚动面与上述离合器用内轮29的外周面以及上述离合器用外轮30的内周面的接触部摩擦的情况。在这样的状态下,因为对上述油脂施加很大的剪切力,所以为了充分确保上述滚柱离合器20的耐久性,必需是具有优异的剪切稳定性的油脂。因为增稠剂是尿素类的油脂,具有优异的剪切稳定性,所以最好是使用。另外,在基础油为流动点低的合成油的情况下,从起动时的低温环境到起动后的高温环境,在大幅温度范围内,可获得足够的润滑性。因此,可以有效地防止在上述各滚柱33的滚动面与上述离合器用内轮29的外周面以及上述离合器用外轮30的内周面上,产生剥离或烧粘等的损伤。
另外,适用于上述滚柱离合器20的润滑的油脂和适用于上述各滚珠轴承19的润滑的油脂是相互一致的。因此,在这些各滚珠轴承19、19和上述滚柱离合器20中,可以密封同种的油脂。在该情况下,可以防止因为密封在各部的油脂之间混合而产生劣化等的问题。
上述那样构成的滚柱离合器20在上述皮带轮元件17和上述套管18具有向规定方向相对旋转的倾向的情况下,即,套管18相对于皮带轮元件17,具有向上述弹簧40推压上述各滚柱33的方向(图2-3的逆时针方向)相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱33侵入在上述大致圆筒状的空间中的直径方向的宽度窄的部分。这样,上述套管18和上述皮带轮元件17不能相对旋转(呈锁定状态)。另一方面,在这些皮带轮元件17和套管18具有向上述规定方向的相反方向,即,在该套管18相对于该皮带轮元件17,具有向上述弹簧40推压上述各滚柱33的相反方向(图2-3的顺时针方向)相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱33抵抗上述各弹簧40的弹力,退避到上述大致圆筒状的间隙的直径方向的宽度宽的部分,使上述皮带轮元件17和上述套管18的相对旋转自由(呈超限状态)。
在将作为上述那样构成的本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的滚柱离合器内置式皮带轮装置16,作为如图55所示的怠速停止车辆用的发动机起动装置的驱动皮带轮装置6来使用的情况下的作用如下所述。首先,在发动机起动时,对上述起动马达4通电,使外嵌固定在上述旋转驱动轴5的前端部的上述套管18以及外嵌固定在该套管18上的上述离合器用内轮29,向图2-3的逆时针方向旋转。因此,上述各滚柱33向图2-3的逆时针方向位移,向在上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间的大致圆筒状的空间中的、直径方向的宽度变窄的部分位移。其结果是,上述各滚柱33的滚动面以楔状侵入上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面,使上述滚柱离合器20呈锁定状态,从上述离合器用内轮29相对于离合器用外轮30,传递动力。在该状态下,通过上述皮带轮元件17和循环皮带7及从动皮带轮3,发动机1的曲轴2(参照图55)被旋转驱动,该发动机1起动。
在发动机1起动后,停止对上述起动马达4的通电,上述旋转驱动轴5停止。在该状态下,上述皮带轮元件17通过上述从动皮带轮3以及上述循环皮带7,被上述发动机1的曲轴2旋转驱动,上述离合器用外轮30向图2-3的逆时针方向连续旋转。其结果为,上述滚柱离合器20呈超限状态,上述皮带轮元件17的旋转不会被传递到上述套管18。因此,在上述发动机1运转时,上述起动马达4不会成为相对于该发动机1的旋转的负载。
象这样,在滚柱离合器20呈超限状态的情况下,上述各滚柱33被离合器用保持器34的柱部36和弹簧40推压,与在上述皮带轮元件17上内嵌固定的上述离合器用外轮30一起旋转。但是,该离合器用外轮30的旋转速度在发动机1的起动所必需的旋转速度(例如,在汽油发动机车的情况下,是将由皮带传递机构的变速比乘以400-500min-1的速度)以下的情况下,作用于上述各滚柱33上的离心力没有达到能压缩上述各弹簧40的程度的值。另外,在发动机起动时,从上述离合器用内轮29的外周面,向上述各滚柱33施加与上述各弹簧40的弹力同方向的力。因此,在发动机起动时,上述各滚柱33确实地向上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间的空间中的宽度窄的部分位移,上述滚柱离合器20切实地呈锁定状态。
与此相对,上述发动机1起动,上述离合器用外轮30的旋转速度在与发动机1的怠速相平衡的旋转速度(例如,在汽油发动机车的情况下,是将由皮带传递机构的变速比乘以700-800min-1的速度)以上的情况下,不仅切断上述滚柱离合器20的接续(呈超限状态),而且如图4的虚线所示,构成该滚柱离合器20的上述各滚柱33的滚动面与上述离合器用内轮29的外周面分离。对于这一点,一面参照图7,一面进行说明。
在上述发动机1运转时,离心力F0(=m·ω2·r)作用在上述各滚柱33上,这些各滚柱33被推压到上述各凹部32的底面。因为这些各凹部32的底面倾斜,所以上述各滚柱33通过成为F1(=F0·sinα)的分力,具有向推压上述各弹簧40(参照图2、图3)(压缩这些各弹簧40)的方向位移的倾向。另外,发动机1起动后,在停止向上述起动马达4通电的状态下,由于上述离合器用内轮29也停止,所以要使上述各滚柱33向图2-3的逆时针方向位移的力只有上述各弹簧40的弹力。
在该状态下,伴随着上述旋转力的上升,上述离心力F0也增大,上述分力F1的大小若大于上述各弹簧40的弹力,则上述各滚柱33一面压缩这些各弹簧40,一面向上述各凹部32的深的部分,从图4的实线状态移动到虚线状态。其结果为,象上述那样,上述各滚柱33的滚动面和上述离合器用内轮29的外周面分离。在该状态下,尽管上述发动机1的高速旋转,可以将在上述滚柱离合器20的内部产生的摩擦热抑制到很小,如上述那样,谋求提高该滚柱离合器20以及相邻的滚珠轴承19的耐久性。当然,对于该滚柱离合器20自身,也可以防止异常磨损,烧粘等的损伤。
象这样,发动机起动后,为了使上述各滚柱33的滚动面和上述离合器用内轮29的外周面分离的作用切实地进行,最好将上述楔角α设定为9°30′-10°30′,在上述8°-11°的范围内,接近上限。其理由在于,因为上述楔角各α越大,上述离心力F0的分力F1也越大,压缩上述各弹簧40,使上述各滚柱33的滚动面与上述离合器用内轮29的外周面容易分离。
与此相对,在将滚柱离合器内置式皮带轮装置16组装到汽车的辅机的旋转轴部分的情况下,需要考虑宽阔的使用温度范围。即,在低温下使用的情况下,由于下述原因,存在不能使上述楔角角度α太大的情况,即,由于油脂的流动性的影响,在上述各滚柱33难以侵入上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间的情况下,为了切实地实现锁定状态。在这样的情况下,将该楔角α设定在上述8°-11°的范围内的下限值附近。
另外,在本例的情况下,如上所述,在发动机起动后,适当地限制上述各凹部32的深度,使上述各滚柱33的滚动面和上述离合器用内轮29的外周面确实地分离。即,上述各滚柱33如图4的虚线所示,在位于上述各凹部32的最深部的情况下,使存在于这些各滚柱33的滚动面和上述离合器用内轮29的外周面之间的间隙的尺寸δ20大于上述各滚珠轴承19的径向间隙δ19(δ20>δ19)。另外,上述间隙δ20是半径量的尺寸,径向间隙δ19是直径量的尺寸。因此,即使是在由于这些各滚珠轴承19的径向间隙δ19,使上述离合器用内轮29的中心轴与上述离合器用外轮30的中心轴(只是该径向间隙δ19的量)偏心的情况下,在发动机起动后,也可以切实地分离所有的滚柱33的滚动面与上述离合器用内轮29的外周面。
另外,作为使上述各滚柱33的滚动面和上述离合器用内轮29的外周面呈分离状态的上述离合器用外轮30的旋转速度,考虑上述滚柱离合器20的耐久性等,进行限制,但在上述发动机1起动时,仅限于上述滚柱离合器20的接续可以切实地进行的情况,最好较低地设定。但是,在该情况下,考虑到上述各弹簧40的长年劣化等,即使在这些各弹簧40的弹力多少下降的情况下,为了切实地进行上述接续,可以考虑例如在新品的状态下,设定为在上述发动机1的曲轴2的旋转速度为1000-1500min-1左右的情况下,使上述滚动面和外周面分离。在该情况下,在初期状态中,在发动机1怠速时,上述滚动面和外周面摩擦,但在该情况中的摩擦面的接触压力由于离心力的影响而变得极小。而且,由于旋转速度自身很低,可以将在上述摩擦面上产生的摩擦热或磨损抑制到很小。
接着,图8表示本发明的实施方式的第二实施例。在本例的情况下,从图1所示的第一实施例的构造中,省略了独立的离合器用内轮29,在套管18a的中间部,具有作为构成滚柱离合器20a的离合器用内轮的功能。因此,在本例的情况下,通过高频热处理、渗碳氮化处理等的热处理,使在上述套管18a的中间部形成的大径部21的表面层部分(图8的斜格子部分)硬化,使上述大径部21的表面硬度在Hv500以上。
本例通过采用这样的构成,可不要上述独立的离合器用内轮29,使零件制作、零件管理、组装作业简洁化,可以降低成本。另外,通过减少构成零件的数量,可以将组装误差抑制到很低,谋求在滚柱离合器内置式皮带轮装置的精度提高的基础上的性能的提高。另外,为了防止滚柱33的滚动面在受到较强的推压情况下的变形,而使表面硬化的只是上述大径部21的表面层部分,靠近上述套管18a的内周面的部分没有被淬火硬化,而是保持原样。因此,在该套管18a的内周面上进行加工雌螺纹或花键等的作业可以容易地进行。因此,并非仅限于将上述套管18a外嵌固定在旋转驱动轴5(图55)的端部上的构造。另外,在实施本发明的情况下,也可以省略套管,将上述旋转驱动轴5等的旋转轴的外周面自身,作为用于与构成滚柱离合器的滚柱的滚动面接触的离合器用内轮轨道。在该情况下,支撑轴承的内轮直接外嵌在上述旋转驱动轴5等的旋转轴的外周面。
另外,上述各例是就将滚柱离合器内置式旋转传递装置组装到怠速停止车辆用的发动机起动装置进行使用的情况进行了说明,但上述各例的用途并非仅限于上述发动机起动装置。在超限时的旋转部件的旋转速度比锁定时的旋转部件的旋转速度快,而且在超限状态的运转时间长的用途上,使用上述各例的构造也很有效。作为这样的用途,可以考虑例如组装到怠速停止车辆上的压缩机等的辅机驱动装置。
再有,在实施本发明的情况下,滚柱离合器内置式旋转传递装置的各部的构造在满足专利的权利要求所述的要件下,可以进行各种变更。首先,在如图9所示的本发明的实施方式的第三实施例的情况下,作为离合器用外轮30a,使用了在两端部没有折曲部的圆筒状的外轮。与此相应,在离合器用保持器34a的端部外周面上,以向径向外方突出的状态形成的凸缘部47,夹持在上述离合器用外轮30a和滚珠轴承19的外轮24之间,限制上述离合器用保持器34a的轴向位置。
接着,在图10所示的第四实施例的情况下,作为离合器用外轮30b,使用仅在一端部(图10的左端部)形成内向凸缘部39的外轮。在本例的情况下,上述离合器用外轮30b夹持在1对滚珠轴承19的外轮24彼此之间,限制轴向位置。另外,通过上述内向凸缘部39和一方(图10的右方)的外轮24,限制离合器用保持器34的轴向位置。
接着,在图11所示的第五实施例的情况下,作为离合器用外轮30a,使用在两端部没有折曲部的圆筒状的外轮。另外,通过1对滚珠轴承19的外轮24,限制离合器用保持器34的轴向位置。
接着,在图12所示的第六实施例的情况下,作为离合器用外轮30a,使用在两端部没有折曲部的圆筒状的外轮。另外,套管18b的外周面在途中没有高低差,为单纯的圆筒面。这样,通过压嵌,将离合器用内轮29外嵌固定在该套管18b的轴向中间部。
接着,在图13所示的第七实施例的情况下,使皮带轮元件17a的中间部内周面比两端部直径小,在该中间部内周面上直接形成凸轮面31。与此相应,在上述中间部的直径小的部分的端面和滚珠轴承19的外轮24之间,夹持以向径向外方突出的状态形成于离合器用保持器34a的端部外周面上的凸缘部47,限制上述离合器用保持器34a的轴向位置。
接着,在图14所示的第八实施例的情况下,使皮带轮元件17a的中间部内周面比两端部直径小,在该中间部内周面上直接形成凸轮面31。另外,通过1对滚珠轴承19的外轮24,限制离合器用保持器34的轴向位置。
接着,在图15所示的第九实施例的情况下,在皮带轮元件17的外端部(图15的左端部),外嵌固定将合成树脂或金属形成为薄壳状的端盖44,谋求防止异物侵入收纳滚珠轴承19或滚柱离合器20b的空间内。
接着,在图16所示的第十实施例的情况下,端盖44a的外周缘部卡定在卡定槽上,该卡定槽形成在构成外侧(图16的左侧)的滚珠轴承19的外轮24的外端部内周面上,以此谋求防止异物侵入收纳滚珠轴承19或滚柱离合器20b的空间内。
接着,在图17所示的第十一实施例的情况下,端盖44b的外周缘部卡定于在皮带轮元件17的外端面(图17的左端面)上形成的切口45上,谋求防止异物侵入收纳滚珠轴承19或滚柱离合器20b的空间内。
接着,在图18所示的第十二实施例的情况下,端盖44c的外周缘部卡定于在皮带轮元件17的外端面(图18的左端面)上形成的燕尾状的卡定槽46上,谋求防止异物侵入收纳滚珠轴承19或滚柱离合器20b的空间内。在本例的情况下,在上述皮带轮元件17中的、存在于与上述端盖44c相比的径向外侧的部分的轴向尺寸小。
另外,若概括在上述第一-第十二实施例中所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置16的构成,则如下所示。
即,该滚柱离合器内置式皮带轮装置16是在皮带轮和旋转轴之间,仅传递该规定方向的动力,该皮带轮可将循环皮带自由架设在外周面上,为圆环状,在使用时仅向规定方向旋转;该旋转轴插入该皮带轮的中心部,在使用时,仅向该规定方向旋转。
另外,上述滚柱离合器内置式皮带轮装置16具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述皮带轮的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间。
这样,该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述皮带轮,但在该皮带轮向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下,进行空转,不进行从该皮带轮向该旋转轴的动力传递。
另外,用于使构成上述滚柱离合器的多个滚柱向上述皮带轮的径向位移的凸轮面,在该皮带轮的内周面或内嵌固定于该皮带轮上的离合器用外轮的内周面上形成,上述旋转轴的外周面或外嵌固定于该旋转轴上的离合器用内轮的外周面为圆筒面。
根据这样的在第一-第十二实施例中所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置16,包括旋转轴停止的情况在内,在皮带轮以高于旋转轴的速度旋转的情况下,不仅滚柱离合器的接续中断,还使构成该滚柱离合器的多个滚柱的滚动面与上述旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面分离。因此,在上述皮带轮旋转时,可将在上述滚柱离合器的内部产生的摩擦热抑制到很小,谋求该滚柱离合器以及邻接的支撑轴承的耐久性的提高。
接着,图19、图20分别表示脱离本发明的范围的参考例的1例和本发明的实施方式的第十三实施例。这些各例是为了充分确保包括发动机起动用在内的滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性而发明的,具体地说,是以解决下述那样的课题为目的。另外,下面的说明是就将滚柱离合器内置式旋转传递装置作为辅机驱动用来使用的情况进行的说明,在作为发动机起动用来使用的情况下也是同样的。
即,作为用于驱动发电机等的辅机的皮带轮装置,以往,使用单向离合器内置式皮带轮装置已被公知(例如,参照专利文献1、3),在一部分中已被实际使用。图21-22是表示作为这样的单向离合器内置式皮带轮装置的一种的滚柱离合器内置式皮带轮装置的以往构造的第1例。该单向离合器内置式皮带轮装置具有相互同心配置的套管18b和皮带轮元件17。这样,在这些套管18b的外周面和皮带轮元件17的内周面之间,设置作为单向离合器的滚柱离合器8和1对支撑轴承48。
上述套管18b整体构成为圆筒状,外嵌固定在发电机等的辅机的旋转轴上,与该旋转轴共同自由转动。另一方面,上述皮带轮元件17也是整体构成为圆筒状,相对于其外周面的中间部的宽度方向的截面形状为波形,可自由架设被称为聚合V型皮带的循环皮带的一部分。这样,在存在于上述套管18b的外周面和上述皮带轮元件17的内周面之间的环状空间的轴向中间部上,分别配置上述滚柱离合器8,以及在同样的该空间的轴向两端部,从轴向两侧夹持该滚柱离合器8的1对支撑轴承48。这其中的1对支撑轴承48一面支撑施加在上述皮带轮元件17上的径向负载,一面使该皮带轮元件17与上述套管18b的相对旋转自由。作为这样的各支撑轴承48,在图示的例中,分别使用深槽型的滚珠轴承。
另外,上述滚柱离合器8仅在上述皮带轮元件17和上述套管18b具有向规定方向相对旋转的倾向的情况下,在这些皮带轮元件17和套管18b之间,使旋转力的传递自由。这样的滚柱离合器8是由作为内侧部件的钢板制的离合器用内轮29;作为外侧部件的钢板制的离合器用外轮30;多个钢制的滚柱33;合成树脂制的离合器用保持器34;作为弹性部件的无图示的弹簧构成的。这其中的离合器用内轮29、上述离合器用外轮30通过压嵌,分别嵌合固定在上述套管18b的中间部外周面,以及上述皮带轮元件17的中间部内周面上。另外,上述离合器用外轮30的中间部内周面作为圆筒面49,同时上述离合器用内轮29的外周面作为凸轮面50。即,各个被称为坡道部的多个凹部51相对于圆周方向,等间隔形成在该离合器用内轮29的外周面上,该离合器用内轮29的外周面作为上述凸轮面50。
这样,在该凸轮面50和上述圆筒面49之间的圆筒状空间中,设置上述多个滚柱33以及上述离合器用保持器34(在图22中省略图示),该上述离合器用保持器34相对于转动以及圆周方向,可自由进行若干位移地保持这些各滚柱33。上述各滚柱33分别配置在与上述凹部51整合的部分上。另外,上述离合器用保持器34通过使其内周缘部与上述凸轮面50的一部分卡合,阻止相对于上述离合器用内轮29的相对旋转。换言之,就是使上述离合器用保持器34与该离合器用内轮29同步旋转。另外,在上述离合器用保持器34与上述各滚柱33之间,设置无图示的弹簧,该弹簧朝向上述各凹部51的浅侧,相对于圆周方向,用于向同方向(图22的右方向)推压这些各滚柱33。
在这样的滚柱离合器8的情况下,在上述离合器用外轮30相对于上述离合器用内轮29,具有向图22的顺时针(右转)旋转的倾向的情况下,如同图所示,上述各滚柱33侵入上述圆筒面49与构成上述凸轮面50的凹部51的底面之间。其结果为,在上述离合器用外轮30和上述离合器用内轮29之间,进行旋转力的传递,这些离合器用外轮30和离合器用内轮29一起旋转。该状态被称为锁定状态。相反,在上述离合器用外轮30相对于上述离合器用内轮29,具有向图22的逆时针(左转)旋转的倾向的情况下,上述各滚柱33抵抗上述各弹簧的弹力,向上述各凹部51的深的部分(图22的左侧部分)移动,这些各滚柱33的滚动面和上述圆筒面49的接触部的面压力降低。其结果为,在上述离合器用外轮30和上述离合器用内轮29之间,不进行旋转力的传递,这些离合器用外轮30和离合器用内轮29相对旋转。该状态被称为超限状态。
上述那样构成的滚柱离合器内置式皮带轮装置,是将上述套管18b外嵌固定在发电机等的辅机的旋转轴的端部,同时将循环皮带架设在上述皮带轮元件17的外周面上。该循环皮带架设在固定于发动机的曲轴等的端部的驱动皮带轮上,通过该驱动皮带轮的旋转进行驱动。在这样的状态下组装的滚柱离合器内置式皮带轮装置,在上述循环皮带的行驶速度为一定或具有上升倾向的情况下,上述滚柱离合器8接合(呈锁定状态),使从上述皮带轮元件17到上述旋转轴的旋转力的传递自由。相反,在上述循环皮带的行驶速度具有降低倾向的情况下,上述滚柱离合器8的接续被切断(呈超限状态),使这些皮带轮元件17和旋转轴的相对旋转自由。其结果为,即使是在上述曲轴的旋转角速度变动的情况下,也可以防止上述循环皮带与上述皮带轮元件17的摩擦,防止被称为鸣叫的异响的产生,或因磨损造成的循环皮带的寿命降低,同时,可以防止发电机的发电效率降低。
另外,在上述图21-22所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置的情况下,分别是将构成滚柱离合器8的圆筒面49设置在离合器用外轮30的内周面上,将凸轮面50设置在离合器用内轮29的外周面上。但是,对于这些圆筒面和凸轮面的径向的配置,也有象在图23中的作为滚柱离合器内置式皮带轮装置的以往构造的第2例所示那样的相反的情况(例如,参照专利文献4)。即,在该图23所示的滚柱离合器8a的情况下,是分别将圆筒面49a设置在离合器用内轮29a的外周面上,将凸轮面50a设置在离合器用外轮30c的内周面上。另外,在构成上述那样的各滚柱离合器8、8a的情况下,上述圆筒面49、49a以及凸轮面50、50a也有分别在上述皮带轮元件17的内周面以及上述套管18b的外周面上直接形成的情况(例如,参照专利文献4)。
为了切实地实现上述那样的滚柱离合器8、8a的锁定状态,例如,如图24所示那样,在上述滚柱33被压入上述圆筒面49a和上述凸轮面50a之间的(楔角α)的宽度狭窄的部分的状态下,必需是在上述滚柱33的滚动面和上述圆筒面49a的接触部上,分别不能产生打滑。在这里,考虑上述滚柱33受到来自上述圆筒面49a的力P。该力P是作用在这些滚柱33的滚动面和圆筒面49a的接触部上的摩擦力[Psinα],与从该圆筒面49a作用到上述滚柱33上的垂直阻力[Pcosα]的合力。这样,若该接触部的静止摩擦系数为μ,则在该接触部中的最大静止摩擦力为[μPcosα]。因此,在上述滚柱33的滚动面和上述圆筒面9a的接触部,为了不产生打滑的条件是[Psinα≤μPcosα],(即,作用于该接触部的摩擦力[Psinα]在上述最大静止摩擦力[μPcosα]以下)。另外,从该条件[Psinα≤μPcosα]中可以看出,上述接触部的静止摩擦系数μ越大,越难以在该接触部上产生打滑。
另一方面,上述力P越大,上述滚柱33受到来自上述凸轮面50a的垂直阻力也越大。于是,象这样,若滚柱33受到来自凸轮面50a的垂直阻力越大,则在这些滚柱33的滚动面与凸轮面50a的接触部中的最大静止摩擦力越大,越难以在该接触部上产生打滑。另一方面,若在上述滚柱33的滚动面和上述圆筒面49a的接触部的不产生打滑的范围内(满足上述的条件[Psinα≤μPcosα]的范围内),则通过上述滚柱离合器8、8a应传递的旋转力越大,上述力P也越大。因此,若增大上述滚柱33的滚动面和上述圆筒面49a的接触部的静止摩擦系数μ,则可使上述力P更大,作为其结果,可以在上述滚柱33的滚动面和上述凸轮面50a的接触部,难以产生打滑。
从上述可知,若增大上述滚柱33的滚动面和上述圆筒面49a的接触部的静止摩擦系数μ,则在这些滚柱33的滚动面和圆筒面49a的接触部,以及该滚柱33的滚动面和上述凸轮面50a的接触部上,可以分别难以产生打滑,作为结果,可以容易地实现上述滚柱离合器8、8a的锁定状态。
因此,作为用于增大上述滚柱33的滚动面和上述圆筒面49a的接触部的静止摩擦系数μ,来实现它的方法,例如,可以考虑采用限制该接触部的润滑状态的方法。但是,因为象这样限制接触部的润滑状态很困难,所以难以采用该方法。
因此,作为增大上述接触部的静止摩擦系数μ的其他方法,可以考虑增大作为相互接触的2个面的上述滚柱33的滚动面和上述圆筒面49a的粗糙度。但是,这些滚柱33的滚动面和圆筒面49a分别是金属面。这样,在超限时,这些滚柱33的滚动面和圆筒面49a相互滑动接触。因此,若增大这些滚柱33的滚动面以及圆筒面49a其自身的粗糙度,则在超限时,作用在这些两面之间的滑动接触部的摩擦力增大,在该滑动接触部,容易产生磨损或烧粘。
图19-20所示的参考例的1例和第十三实施例的构造,就是鉴于上述那样的情况而作出的发明,可以切实地实现单向离合器的锁定状态,同时实现在该单向离合器超限时,在滑动接触部难以产生磨损或烧粘的构造。
首先,图19所示的参考例的1例是有关固定在发电机的旋转轴的端部的滚柱离合器内置式皮带轮装置的例子,其特征在于,具有构成作为单向离合器的滚柱离合器8b的圆筒面49b的特性。其他部分的构造以及作用由于与上述的图21-22所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置的以往构造的第1例的情况相同,所以省略或简化重复的图示以及说明,下面,以本例的特征部分为中心,进行说明。
构成本例的单向离合器内置式皮带轮装置的滚柱离合器8b,是分别将圆筒面49b设置在离合器用外轮30d的内周面上,将凸轮面50设置在离合器用内轮29的外周面上。象本例这样,固定在发电机的旋转轴的端部的单向离合器内置式皮带轮装置在锁定状态运转是其基本,在超限状态下运转的时间与整体的运转时间相比非常短。鉴于这样的情况,组装到本例的单向离合器内置式皮带轮装置中的滚柱离合器8b,因为在发动机运转时容易实现锁定状态,多个滚柱33由于伴随着旋转的离心力而不退避到凸轮面的凹部,所以象上述那样,将凸轮面50设置在离合器用内轮29的外周面上。
另外,在本例的情况下,在上述圆筒面49b上,形成作为化学生成处理皮膜的磷酸锰皮膜52。这样的磷酸锰皮膜52的形成过程大概如下所述。即,在规定的温度条件下,将作为母材的上述离合器用外轮30d的内周面浸入磷酸锰盐水溶液中。其结果是,通过该磷酸锰盐水溶液的第1次离解,产生游离的磷酸,上述离合器用外轮30d的内周面(金属表面)的铁溶解。与此相伴,该金属表面的氢离子的浓度减少,上述磷酸锰盐水溶液的离解平衡一面在该金属表面过渡,一面在该金属表面上析出不溶性的磷酸锰盐的结晶。这样析出的结晶就是上述磷酸锰皮膜52。
在上述那样构成的本例的单向离合器内置式皮带轮装置的情况下,是在圆筒面49b上形成磷酸锰皮膜52。因为该磷酸锰皮膜52的表面粗糙,所以可以增大形成有该磷酸锰皮膜52的上述圆筒面49b,和多个滚柱33的滚动面的接触部的静止摩擦系数。因此,在实现上述滚柱离合器8b的锁定状态时,在上述圆筒面49b和上述各滚柱33的滚动面的接触部上,可难以产生打滑。因此,在本例的情况下,可以切实地实现上述锁定状态。
另一方面,在上述滚柱离合器8b超限时,上述磷酸锰皮膜52防止上述圆筒面49b和上述各滚柱33的滚动面进行金属接触。另外,因为在上述磷酸锰皮膜52的结晶粒子之间保持有润滑剂,由于所保持的润滑剂,使上述圆筒面49b和上述各滚柱33的滚动面的滑动接触部的润滑状态良好。因此,在上述滚柱离合器8b超限时,在该滑动接触部,可以难以产生磨损或烧粘。
接着,图20是表示与权利要求1、6对应的,本发明的实施方式的第十三实施例。另外,本例是有关固定在通过起动马达旋转驱动的驱动驱的端部的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的例,其特征与上述图19所示的参考例的1例的情况相同,具有构成作为单向离合器的滚柱离合器8c的圆筒面49c的特性。其他部分的构造以及作用由于与上述的图21、23所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置的以往构造的第1、2例的情况相同,所以省略或简化重复的图示以及说明,下面,以本例的特征部分为中心进行说明。
构成本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的滚柱离合器8c,分别是将圆筒面49c设置在离合器用内轮29b的外周面上,将凸轮面50a设置在离合器用外轮30a的内周面上。然后,在上述圆筒面49c上,形成作为化学生成处理皮膜的磷酸锰皮膜52。象这样构成的本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是将皮带轮18b(参照图21)外嵌固定在起动马达的驱动轴的端部,同时在皮带轮元件17(参照图21)的外周面上架设循环皮带。与此同时,将该循环皮带架设在固定于发动机的曲轴的端部的从动皮带轮上。
于是,在发动机起动时,通过对上述起动马达通电,旋转驱动上述发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,通过上述循环皮带以及从动皮带轮,旋转驱动上述曲轴。即,在此时,上述滚柱离合器8c为锁定状态,动力从上述起动马达的驱动轴传递到上述循环皮带。然后,在上述发动机起动后,上述滚柱离合器8c呈超限状态,不论伴随着上述曲轴的旋转的上述循环皮带的行驶,上述起动马达的驱动轴没有旋转。因此,不存在或是该起动马达成为相对于上述发动机的运转的阻力,或是损坏该起动马达的耐久性。在这样构造的情况下,若起动上述起动马达,就可以直接起动上述发动机。因此,若将这样的构造组装入怠速停止车辆中,则可在短时间内进行怠速停止后的再行驶,可以不会使驾驶员产生再行驶时的不协调感。
另外,如上所述,本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,在超限状态下运转较多,在锁定状态下运转的时间与整体的运转时间相比非常短。鉴于这种情况,组装到本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中的滚柱离合器8c在伴随着发动机起动时的超限状态下,通过与旋转相伴的离心力,使多个滚柱33退避到凸轮面50a的凹部51,为了防止这些各滚柱33的滚动面和上述圆筒面49c的摩擦,象上述那样,将凸轮面50a设置在离合器用外轮30c的内周面上。
在上述那样构成的本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,因为在构成滚柱离合器8c的圆筒面49c上,形成磷酸锰皮膜52,所以与上述图19所示的参考例1的情况相同,可以切实地实现该滚柱离合器8c的锁定状态,同时在超限时,在上述圆筒面49c和多个滚柱33的滚动面的滑动接触部上,可以难以产生磨损或烧粘,谋求提高耐久性。特别是在本例的情况下,上述滚柱离合器8c呈锁定状态只是在发动机起动时的短时间内,在发动机起动后,仅限于该发动机运转的情况下,上述滚柱离合器8c呈超限状态,不存在上述各滚柱33的滚动面和上述圆筒面49c的摩擦。因此,可以更有效地得到所说的上述那样的,在超限时在滑动接触部,难以产生磨损或烧粘的效果。
另外,在上述的各例中,仅在构成滚柱离合器的多个滚柱的滚动面和圆筒面中的圆筒面上形成化学生成处理皮膜,该化学生成处理皮膜也可以仅在上述各滚柱的滚动面,或在这些各滚柱的滚动面和圆筒面双方上形成。这样,在这些情况下,也容易实现锁定状态,同时得到所说的在超限时,在滑动接触部,难以产生磨损或烧粘的效果。另外,上述图19所示的参考例的1例和图20所示的第十三实施例不仅可应用于上述滚柱离合器,也可以应用于斜撑离合器那样的楔块式离合器等的其他构造的单向离合器。
这样的在图19-20中所示的参考例的1例和第十三实施例,是涉及单向离合器内置式皮带轮装置和单向离合器的改良,该单向离合器内置式皮带轮装置固定在作为汽车用辅机的发电机或压缩机、构成汽车的起动装置的起动马达、怠速停止车辆的辅机驱动用马达等的旋转轴的端部上来使用,该单向离合器组装入该单向离合器内置式皮带轮装置等来使用。这样,若对上述参考例的1例和第十三实施例所示的单向离合器(第一、第二的单向离合器)和单向离合器内置式皮带轮装置(第一-第三的单向离合器内置式皮带轮装置)的构成进行概括,则如下所述。
首先,上述第一单向离合器具有内侧部件;与该内侧部件同心配置在该内侧部件的周围的外侧部件;在这些内侧部件的外周面和外侧部件的内周面之间设置的多个卡合元件。这样,上述内侧部件的外周面和上述外侧部件的内周面中的至少一方的面作为圆筒面。于是,仅在上述内侧部件和上述外侧部件具有向规定方向相对旋转的倾向的情况下,在这些内侧部件和外侧部件之间,通过与这些内侧部件的外周面和外侧部件的内周面卡合的上述各卡合元件,自由地进行旋转力的传递。
特别是,在上述第一单向离合器中,在上述各卡合元件的表面和上述圆筒面中的至少一方的面上,形成磷酸锰皮膜等的化学生成处理皮膜。
另外,上述第二单向离合器(滚柱离合器)与上述图21-23所示的滚柱离合器8、8a相同,具有内侧部件;与该内侧部件同心配置在该内侧部件的周围的外侧部件;凸轮面;圆筒面;多个滚柱;保持器和弹性部件。其中的凸轮面设置在上述内侧部件的外周面和外侧部件的内周面中的一方的周面上,在圆周方向的多个位置上具有凹部。另外,上述圆筒面设置在上述内侧部件的外周面和外侧部件的内周面之中的另一方的周面上。另外,上述各滚柱在上述圆筒面和上述凸轮面之间的圆筒状空间上,配置在与上述各凹部整合的部分上。另外,上述保持器被支撑在上述圆筒状空间内,相对于形成上述凸轮面的部件不能旋转,相对于转动以及圆周方向,可自由进行若干位移地保持上述各滚柱。另外,上述弹性部件设置在上述保持器和上述各滚柱之间,相对于圆周方向,向同方向推压这些各滚柱。
特别是,在上述第二单向离合器(滚柱离合器)中,在上述各滚柱的滚动面和上述圆筒面之中的至少一方的面上,形成磷酸锰皮膜等的化学生成处理皮膜。
另外,上述第一单向离合器内置式皮带轮装置在旋转轴的周围,具有与该旋转轴同心配置的筒状的皮带轮;支撑轴承和单向离合器。这其中的支撑轴承设置在上述旋转轴的外周面和上述皮带轮的内周面之间,一面支撑作用在这些旋转轴和皮带轮之间的径向负载,一面自由地进行这些旋转轴和皮带轮的相对旋转。另外,上述单向离合器在上述旋转轴的外周面和上述皮带轮的内周面之间,相对于轴向,设置在从上述支撑轴承离开的部分上,仅在这些旋转轴和皮带轮向规定方向相对旋转的情况下,使旋转力的传递在这些旋转轴和皮带轮之间自由进行。
特别是,在上述第一单向离合器内置式皮带轮装置中,该单向离合器是上述第一-第二单向离合器中的任意的单向离合器。
另外,上述第二单向离合器内置式皮带轮装置,上述旋转轴是构成发电机的旋转轴,是分别将构成单向离合器的圆筒面设置在外侧部件的内周面上,将凸轮面设置在内侧部件的外周面上。
再有,上述第三单向离合器内置式皮带轮装置,上述旋转轴是通过起动马达旋转驱动的驱动轴,是分别将构成单向离合器的圆筒面设置在内侧部件的外周面上,将凸轮面设置在外侧部件的内周面上。
在这样的第一-第二单向离合器以及第一-第三单向离合器内置式皮带轮装置的情况下,在构成单向离合器的多个卡合元件的表面和圆筒面之中的至少一方的面上,形成磷酸锰皮膜等的化学生成处理皮膜。该化学生成处理皮膜的表面粗糙。因此,可以增大上述多个卡合元件的表面和上述圆筒面的接触部的静止摩擦系数。因此,在实现单向离合器的锁定状态时,在上述多个卡合元件的表面和上述圆筒面的接触部上,难以产生打滑,容易实现上述锁定状态。另一方面,在单向离合器超限时,通过上述化学生成处理皮膜,可以防止上述多个卡合元件的表面与上述圆筒面的金属接触。与此同时,由于在该化学生成处理皮膜的结晶粒子之间保持有润滑剂,所以通过该所保持的润滑剂,可以使在上述多个卡合元件的表面与上述圆筒面的滑动接触部的润滑状态良好。因此,在单向离合器超限时,在该滑动接触部,可难以产生磨损或烧粘。象这样,由于可以切实地实现锁定状态,同时在超限时,在滑动接触部可难以产生磨损或烧粘,所以谋求可靠性以及耐久性的提高。
接着,分别是图25-27表示本发明的实施方式的第十四实施例,图28-29表示本发明的实施方式的第十五实施例,图30表示同样的本发明的实施方式的第十六实施例,图31表示本发明的实施方式的第十七实施例。这些各例也是能充分确保包括发动机起动用在内的滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性的发明,具体地说,以解决下述的课题为目的。
即,作为具有下述功能的单向离合器,即,在相互同心配置的部件彼此之间,仅可自由传递规定方向的旋转的功能,例如,如在专利文献4等中所述那样的滚柱离合器,以往已被公知。图32、33表示这样的以往已被公知的滚柱离合器的以往构造的第2、3例。首先,图32所示的滚柱离合器的以往构造的第2例,是将作为内侧部件的内轮9a和作为外侧部件的外轮10a(参照后述的图33)相互同心配置,同时在这些内轮9a的外周面和外轮10a的内周面之间,设置保持器11a;多个滚柱12和与这些滚柱12数量相同的弹簧13。另外,上述外轮10a的内周面为具有被称为坡道部的多个凹部14的凸轮面53(参照后述的图33),上述内轮9a的外周面为单纯的圆筒面。另外,上述保持器11a具有分别为圆环状的1对轮圈部54,和连结这些两轮圈部54的圆周方向的多个位置之间的柱部55。于是,通过使在这些各轮圈部54的外周缘部上形成的卡合凸部56卡合到上述凹部14上,来阻止上述保持器11a相对于上述外轮10a的相对旋转。换言之,是使这些保持器11a与外轮10a同步旋转。
另外,上述各弹簧13是通过将弹簧钢板折曲为大致三角形状的钩形而构成的。这样,在设置于上述保持器11a的轴向中间部的各柱部55的径向外侧面,以分别向外径侧突出的状态,将支撑突片57a、57b设置在轴向的3个位置上,同时,将上述各弹簧13的基部58支撑在这些各支撑突片57a、57b上。即,在设置于靠近上述各柱部55的轴向两端部上的1对支撑突片57a,和设置在同样的轴向中间部上的1个支撑突片57b之间,通过夹持上述各弹簧13的基部58,而将这些基部58支撑在上述各支撑突片57a、57b上。这样,通过这些各弹簧13,向上述凹部14的浅侧,相对于圆周方向,向同方向推压上述各滚柱12。
再有,在如图33所示的滚柱离合器的以往构造的第3例的情况下,上述各滚柱12被夹持在外轮10a的凸轮面53和内轮9a的外周面之间,使各弹簧13的前端缘,相对于这些各滚柱12沿上述凹部14,向该凹部14的深侧移动的状态下的这些各滚柱12的中心轴o的移动方向(图33箭头X所示的方向),与成为这些各滚柱12的滚动面的前端的位置(同图P点所示的位置)接触。因此,在本例的情况下,在该状态下,这些各弹簧13推压上述各滚柱12的方向(同图箭头Y所示的方向),与上述中心轴o的移动方向位于同一直线上。
在上述那样构成的以往已被公知的各滚柱离合器的情况下,在相对于外轮10a,内轮9a具有向图33的逆时针方向相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱12侵入上述内轮9a的外周面和外轮10a的内周面之间,在这些内轮9a和外轮10a之间进行旋转力的传递。对此,在上述外轮10a具有以高于上述内轮9a的速度,向图33的逆时针方向旋转的倾向的情况下,上述各滚柱12抵抗上述各弹簧13的弹力,向上述各凹部14的深部分移动,这些各滚柱12的滚动面和上述内轮9a的外周面的接触部的面压力降低,在该内轮9a和上述外轮10a之间,不进行旋转力的传递(进行空转)。
在上述图32-33所示那样的以往已被公知的各滚柱离合器的情况下,由于是将凸轮面53设置在外轮10a的内周面上,同时使保持器11a的外周缘部卡合在构成该凸轮面53的凹部14上,所以在超限状态,保持器11a与上述外轮10a一起旋转。因此,在使用时,容易产生该保持器11a以高速旋转的状态。与此相对,在上述以往构造的第2、3例的情况下,没有进行用于防止上述各弹簧13相对于设置在各柱部55上的支撑突片57a、57b,向外径侧偏移的考虑。因此,在上述滚柱离合器的超限状态下,在上述保持器11a以高速旋转的情况下,上述各弹簧13相对于上述各支撑突片57a、57b,容易向外径侧偏移。另外,在严重的情况下,存在这些各弹簧13的基部58从上述各支撑突片57a、57b之间拔出的可能性。象这样,在各弹簧13或是偏移,或是拔出的情况下,难以确保在上述滚柱离合器中所必需的性能。特别是,在该滚柱离合器用于所谓的怠速停止车辆的发动机起动装置用的旋转传递单元的情况下,容易产生上述那样的问题。接着,说明容易产生该问题的理由。
另外,作为上述怠速停止车辆的发动机起动装置的功能,或为具有该功能而设置在起动马达4的旋转驱动轴5的端部上的驱动皮带轮装置6(参照图55),而必需使用单向离合器内置式装置一事,如前所述。另外,作为该驱动皮带轮装置6,考虑使用如上述图32-33所示那样的以往已被公知的滚柱离合器一事,也如前所述。这样,在上述驱动皮带轮装置6上,使用这样的滚柱离合器的情况下,与使用棘轮机构的情况等相比,可以降低在非接续时产生的振动或噪音,还可降低摩擦。另外,与使用斜撑式等的楔块式离合器的情况相比,可以降低在非接续时在内部产生的摩擦。
另外,在上述的图32-33所示的滚柱离合器的以往构造的第2、3例的情况下,在外轮10a的内周面形成凸轮面53,同时使保持器11a与该外轮10a一起旋转。因此,与在内轮的外周面形成凸轮面,同时使用使该保持器与该内轮一起旋转的滚柱离合器的情况不同,在使用时,是通过作用在各滚柱12上的离心力,使这些各滚柱12向上述凸轮面53中的凹部14的深的部分位移。因此,在超限状态下,使这些各滚柱12的滚动面和内轮9a的外周面分离,可以防止这些两面之间的摩擦。其结果为,可以防止在该接触部产生摩擦热,或是容易使油脂劣化、或是增大摩擦损失。
但是,若在上述驱动皮带轮装置6中,使用上述的图32-33所示的滚柱离合器的各例,则在发动机起动后,保持器11a和外轮10a以及多个滚柱12为以高速持续旋转的状态。因此,巨大的离心力长时间作用在支撑于该保持器11a的支撑突片57a、57b上的各弹簧13上,这些各弹簧13相对于这些各支撑突片57a、57b,容易向外径侧较大地偏移。于是,在象这样较大地向外径侧偏移的情况下,不能确保滚柱离合器所必需的性能。象这样,在上述驱动皮带轮装置6中,使用如上述的图32-33所示的滚柱离合器的情况下,容易发生因没有考虑上述各弹簧13相对于上述各支撑突片57a、57b的向外径侧的偏移而产生的问题。
另外,在上述驱动皮带轮装置6中,使用如上述的图32-33所示的滚柱离合器的情况下,因为是在锁定状态,使发动机起动用的扭力在内轮9a和外轮10a之间传递,所以在这些内轮9a和外轮10a之间应传递的扭力变大。因此,为了使从超限状态到锁定状态的转换可以平顺且切实地进行,上述各弹簧13的弹力与在一般的滚柱离合器中所使用的弹簧的弹力相比,必需要大。但是,在增大这些各弹簧13的弹力的情况下,会产生下述的第一、第二的问题。首先,作为在增大这些各弹簧13的弹力的情况下产生的第一个问题,是在组装滚柱离合器,将各滚柱12以及各弹簧13安装到保持器11a的状态下,存在由于这些各弹簧13的弹力,而将这些各滚柱12强力推压到上述保持器11a的一部分中的情况。这样,象这样在各滚柱12被推压的状态下,这些各滚柱12的一部分向与上述保持器11a的内周缘相比的内径侧较大地突出,存在多个滚柱12的滚动面的内切圆的直径小于内轮9a的外径的可能。在该内切圆的直径小于该内轮9a的外径的状态下,在组装滚柱离合器1,将内轮9a推压到上述多个滚柱12的内径侧时,这些各滚柱12的轴向端面与内轮9a的轴向端面干扰(冲突)。于是,象这样在维持两端面之间干扰的状态下,继续进行上述内轮9a的推入作业的情况下,存在这些各滚柱12从各弹簧13和柱部55之间脱落到上述保持器11a的内径侧的可能性。象这样即使是在各滚柱12脱落的情况下,若上述各弹簧13的弹力小,则对脱落的滚柱12的再次组装在某种程度上能容易地进行。但是,在增大应在发动机的起动装置中使用的滚柱离合器的各弹簧13的弹力的情况下,由于难以再次组装脱落的滚柱12,所以滚柱离合器的组装作业麻烦。
另外,作为在增大上述各弹簧13的弹力的情况下产生的第二个问题,是在从锁定状态转换到超限状态的情况下,由于上述各弹簧13的弹力,会妨碍上述各滚柱12因离心力的作用,欲沿构成上述凸轮面53的凹部14,向该凹部14的深侧移动的动作。特别是象上述的图33所示的以往构造的第3例那样,相对于各滚柱12从锁定状态向超限状态,沿凹部14向该凹部14的深侧移动时的这些各滚柱12的中心轴o的移动方向,在使各弹簧13与成为这些各滚柱12的滚动面的前端的位置接触的情况下,这些各滚柱12欲沿上述凹部14向该凹部14的深侧移动的动作,由于上述各弹簧13而容易被妨碍。另外,相对于从锁定状态向超限状态的上述中心轴o的移动方向,在与成为各滚柱12的滚动面的前端的位置相比的这些各滚柱12的滚动面的保持器11a的外径侧,使各弹簧与其接触的情况下,更容易妨碍这些各滚柱12的动作。象这样,在由于各弹簧13而妨碍各滚柱12的动作的情况下,即使是在超限状态,上述各滚柱12的滚动面也没有从上述内轮9a的外周面离开,这些各滚柱12的滚动面与内轮9a的外周面摩擦,在这些两面之间的接触部,容易产生摩擦热或摩擦损失。其中,摩擦热的产生成为使密封在滚柱离合器的内部的油脂的耐久性降低的原因,摩擦损失的产生成为妨碍了车辆等的各种机械装置的性能提高的原因,该车辆搭载有附设组装了滚柱离合器的起动装置的发动机。
图25-31所示的本发明的实施方式的第十四-第十七实施例就是鉴于这样的情况的发明,即,象至少在组装入怠速停止车辆的发动机起动装置来使用的情况下那样,应不会有在使用时产生保持器长时间高速旋转的状态,同时在作为分别是弹性部件的各弹簧,而使用弹力大的弹簧的情况下所产生的问题。
首先,图25-27是表示本发明的实施方式的第十四实施例。作为本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的皮带轮装置59,是如上述的图55所示的怠速停止车辆用的发动机起动装置,是作为用于将起动马达4的旋转驱动轴5的旋转传递到循环皮带7的驱动皮带轮装置6来使用的。这样,在对上述起动马达4通电时,将上述旋转驱动轴5的旋转传递到了上述循环皮带7,但在发动机1起动后,该循环皮带7成为由发动机1驱动的状态的情况下,动力不能从该循环皮带7传递到上述旋转驱动轴5。
象这样的皮带轮装置59相互同心配置有皮带轮元件17和套管60,该皮带轮元件17是用于将与权利要求所述的旋转部件相当的上述循环皮带7架设在其外周面上;该套管60用于外嵌固定在上述旋转驱动轴5的前端部。这样,在该套管60的外周面和上述皮带轮元件17的内周面之间,设置分别作为支撑轴承的1对滚珠轴承19和滚柱离合器61。另外,上述皮带轮元件17的内周面以及上述套管60的外周面为单纯的圆筒面。
这样,分别在存在于上述套管60的外周面和皮带轮元件17的内周面之间的环状空间的轴向中间部上,配置上述滚柱离合器61,在该同一环状空间的靠近轴向两端的部分,从轴向两侧夹持该滚柱离合器61的位置上,配置上述各滚珠轴承19。其中的各滚珠轴承19与在上述的图1-5中所示的第一实施例的情况下所使用的轴承相同,构成这些各滚珠轴承19的外轮24,在上述皮带轮元件17的靠近两端部的内周面上,同样的内轮26在上述套管60的靠近两端部的外周面上,分别通过压嵌进行嵌合固定。另外,在图示例的情况下,在上述各滚珠轴承19的轴向端部没有设置1对密封环28a、28b(参照图1),但与上述第一实施例的情况相同,也可以设置密封环28a、28b。
另外,上述滚柱离合器61,仅在上述皮带轮元件17相对于上述套管60,具有向规定方向相对旋转的倾向的情况下,可在这些皮带轮元件17和套管60之间自由地传递旋转力。为了构成这样的滚柱离合器61,通过压嵌,将作为内侧部件的离合器用内轮29外嵌固定在上述套管60的外周面中间部上。该离合器用内轮29是对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工、整体形成为圆筒状,内外两周面分别作为单纯的圆筒面。
与此相对,通过压嵌,内嵌固定在上述皮带轮元件17的内周面中间部的作为外侧部件的离合器用外轮30的内周面,是作为凸轮面31。即,通过在该离合器用外轮30的内周面上,相对于圆周方向,以等间隔,且其深度相对于圆周方向,越向单向(图33的左方向)越逐渐减小的状态(逐渐变浅的状态),形成被称为坡道部的多个凹部14(参照图33),使上述内周面作为上述凸轮面31。这样的离合器用外轮30也是对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工、使整体形成为圆筒状。
另外,与上述离合器用内轮29以及上述离合器用外轮30共同构成上述滚柱离合器61的多个滚柱33,相对于转动以及圆周方向,可自由进行若干位移地被支撑在离合器用保持器34上,该离合器用保持器34内嵌在上述离合器用外轮30上,相对于该离合器用外轮30不可旋转。该离合器用保持器34是通过合成树脂(例如,在聚酰胺66、聚酰胺46、聚苯硫醚等的合成树脂中,混入20%左右的玻璃纤维),整体形成为笼形圆筒状,具有分别为圆环状的1对凸缘部35,和连结这些两凸缘部35的圆周方向的多个位置之间的柱部36a。
这样,被上述各凸缘部35的内侧面和各柱部36a的圆周方向的侧面所包围的四周的部分作为凹处37,该凹处37用于在转动以及整个圆周方向,可自由进行若干位移地分别保持上述各滚柱33。另外,使在上述各凸缘部35的外周面多个位置上形成的卡合凸部56,与在上述离合器用外轮30的内周面上形成的凹部14卡合,将上述离合器用保持器34安装到上述离合器用外轮30上,使其相对于该离合器用外轮30不能相对旋转。再有,通过用在该离合器用外轮30的轴向两端部上形成的内向凸缘部39a、39b,从轴向两侧夹持上述离合器用保持器34,使该离合器用保持器34不会相对于上述离合器用外轮30在轴向位移。
另外,在构成这样的离合器用保持器34的各柱部36a的一部分上,分别安装有弹簧13。即,在本例的情况下,这些各弹簧13与上述的图32-33所示的以往构造的第2-3例相同,是通过将弹簧钢板弯曲为大致三角形状的钩形而构成的。另外,在构成上述离合器用保持器34的各柱部36a的径向外侧面的轴向3个位置上,以分别向径向外侧突出的状态,设置支撑突片57a、57b。另外,使这些各支撑突片57a、57b中的,设置在上述各柱部36a的靠近轴向两端部上的1对支撑突片57a,相对于上述离合器用保持器34的圆周方向的相位相互一致。与此相对,设置在上述各柱部36a的轴向中间部的1个支撑突片57b,相对于设置在该柱部36a上的其他的支撑突片57a,相对于上述离合器用保持器34的圆周方向的相位发生偏移。这样,在设置于上述各柱部36a上的靠近轴向两端部的1对支撑突片57a和轴向中间部的支撑突片57b之间,夹持上述各弹簧13的基部58。通过该构成,将这些各弹簧13的基部58支撑在上述各柱部36a的一部分上。这样,通过这些各弹簧13,向在上述凸轮面31的内周面与上述离合器用内轮29的外周面(圆筒面)之间形成的大致圆筒状的空间中的,直径方向的宽度变窄的部分,在相对于上述离合器用保持器34的圆周方向的同方向,弹性推压保持在上述各凹处37内的上述各滚柱33。
特别是在本例的情况下,在上述各柱部36a中的、设置在轴向中间部的支撑突片57b的圆周方向侧面,檐部62以向该基部58侧突出的状态,设置在与上述各弹簧13的基部58的侧面相对的侧面的比该基部58的侧面更向外径侧离开的部分。这样,使从设置于上述轴向中间部的支撑突片57b的圆周方向侧面开始的这些各檐部62的突出长度L62大于上述各弹簧13的基部58的厚度t13(L62>t13)。
在将组装有上述这样构成的滚柱离合器61的皮带轮装置6使用到怠速停止车辆的发动机起动装置情况下的作用如下所述。首先,在起动发动机1时,对上述起动马达4通电,使外嵌固定在上述旋转驱动轴5的前端部的上述套管60以及外嵌固定在该套管60上的上述离合器用内轮29向规定方向(图33的逆时针方向)旋转。与此相伴,上述各滚柱33向在该离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间的大致圆环状的空间中的,直径方向的宽度变窄的部分位移。其结果为,上述各滚柱33的滚动面楔状侵入上述离合器用内轮29的外周面和离合器用外轮30的内周面之间,滚柱离合器61呈锁定状态,动力从上述离合器用内轮29传递到离合器用外轮30。在该状态下,通过上述皮带轮元件17和循环皮带7以及从动皮带轮3,驱动发动机1的曲轴2(参照图55),起动该发动机1。
在发动机15起动后,停止对上述起动马达4的通电,上述旋转驱动轴5停止。在该状态下,上述皮带轮元件17通过上述循环皮带7,被上述发动机1的曲轴2旋转驱动,上述离合器用外轮30向规定方向连续旋转。其结果为,上述滚柱离合器61呈超限状态,上述皮带轮元件17的旋转不会被传递到上述套管60。因此,在上述发动机1运转时,上述起动马达4不会成为相对于该发动机1的旋转的负载。
特别是在组装入本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的滚柱离合器的情况下,在构成离合器用保持器34的各柱部36a上设置的各支撑突片57a、57b中的,设置在轴向中间部的支撑突片57b的圆周方向侧面,檐部62设置在与各弹簧13的基部58的侧面相对侧的侧面的外径侧上。另外,从该檐部62的该支撑突片57b的侧面开始的突出长度L62大于上述各弹簧13的基部58的厚度t13(L62>t13)。因此,根据上述滚柱离合器,在使用时,即使是在由于离合器用保持器34高速旋转,而使很大的离心力作用于上述各弹簧13的情况下,也可以防止这些各弹簧13相对于上述各支撑突片57a、57b或是向外径侧偏移或是脱离。因此,谋求提高上述滚柱离合器的信赖性。其结果为,根据组装有该滚柱离合器的怠速停止车辆用的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,由于在发动机起动后,上述离合器用保持器34与上述离合器用外轮30共同长时间高速持续旋转,所以尽管上述各弹簧13具有容易向外径侧偏移的倾向,可防止向这些各弹簧13的外径侧的偏移,谋求信赖性的提高以及耐久性的提高。再有,在本例的情况下,因为上述离合器用保持器34是由合成树脂制造的,所以可谋求轻量化,同时可谋求制造作业的容易化。
另外,在本例的情况下,仅在设置于上述各柱部36a上的各支撑突片57a、57b中的轴向中间部的支撑突片57b上,形成用于防止向各弹簧13的外径侧偏移以及脱开的檐部62。但是,在靠近轴向两端部的支撑突片57a的侧面,在与上述基部58的侧面相对的一侧的侧面,也可以形成同样的檐部。另外,也可以不在轴向中间部的支撑突片57b上形成檐部36,而仅在靠近上述轴向两端部的支撑突片57a上形成檐部。象这样,在各柱部36a上设置的檐部62为多个的情况下,可以更有效地防止向各弹簧13的外径侧的偏移或脱开。但是,在该情况下,各弹簧的组装作业与本例的情况相比是很麻烦的。另外,这些各弹簧13的形状与本例的情况相同,并非仅限于截面为大致三角形状的钩形,也可以采用例如[U]字形等的各种形状。例如,在使用具有[U]字型的形状的弹簧的情况下,构成该弹簧的1对腕部中的一方的腕部相当于权利要求7所述的[基部]。
接着,图28-29是表示本发明的实施方式的第十五实施例。在本例的情况下,在构成滚柱离合器61a的各滚柱33的轴向两端面和离合器用内轮29的轴向两端面的外周缘部,形成各个截面形状为四分之一的圆弧状或部分圆锥凸面状的倒角63、64(图29)。这样,通过上述各滚柱33以及离合器用内轮29的关系,将相对于这些各倒角63、64的径向的宽度的合计进行如下的限制。
即,考虑如图28所示那样的,将上述各滚柱33保持在离合器用保持器34的各凹处37中,同时通过设置在该离合器用保持器34上的各弹簧13,将这些各滚柱33的滚动面向上述各凹处37的圆周方向一端侧(图28的右端侧)推压的状态。在本例的情况下,在该状态下,即使是将离合器用外轮30配置在上述离合器用保持器34的周围,使各卡合凸部56卡合到构成凸轮面31的凹部14上,上述各滚柱33的滚动面也不会与该凸轮面31接触。于是,考虑上述离合器用内轮29不会进入这些各滚柱33的内径侧,上述离合器用保持器34和上述离合器用内轮29配置在同轴上的状态。于是,在象这样配置两部件34、29的状态下,将各部的尺寸限制如下,即,上述各滚柱33与设置在该离合器用内轮29的外周面上的离合器用轨道相比,向内径侧的突出量(离合器用内轮29和各滚柱33相对于轴向重叠的量)δ,小于相对于这些各滚柱33的端部的倒角63的径向的宽度W1和相对于上述离合器用内轮29的端部的倒角64的径向宽度W2的合计(δ<W1+W2)。另外,若该关系成立,则上述两宽度W1、W2中的任意一方为0均可。即,可以仅在上述离合器用内轮29和各滚柱33的任意一方上形成倒角。
象上述那样构成各部的滚柱离合器61a的组装作业如下所述那样进行。首先,将上述各弹簧13安装到上述离合器用保持器34上,同时分别将滚柱33保持在设置于该离合器用保持器34上的各凹处37内。在该状态下,这些各滚柱33为通过上述各弹簧13,向上述各凹处37的圆周方向一端侧推压的状态。因此,将组合上述各滚柱33和各弹簧13及离合器用保持器34而成的部件组装到离合器用外轮30的内径侧。此时,使设置于上述离合器用保持器34上的卡合凸部56与设置于上述离合器用外轮30的凸轮面31上的凹部14卡合,阻止该离合器用外轮30与上述离合器用保持器34的相对旋转。另外,在图示例的情况下,在各柱部55a的圆周方向单侧面(图28的右侧面)的轴向两端部上形成截面V字型的倾斜面65,该各柱部55a位于上述各凹处37的圆周方向一端侧。于是,象上述那样,在通过各弹簧13,将各滚柱33向各凹处37的圆周方向一端侧推压的状态下,使这些各滚柱33的滚动面与上述各倾斜面65接触。
其后,将离合器用内轮29组装到上述各滚柱33的内径侧。在该离合器用内轮29的组装作业时,首先,将该离合器用内轮29的轴向一端部(图29的右端部)压入上述各滚柱33的内径侧(内嵌)。在该压入作业时,在这些离合器用内轮29和各滚柱33的轴向端部上分别形成的上述各倒角63、64具有作为引导面的功能。
另外,象这样,在开始离合器用内轮29的压入作业的瞬间,相对于上述离合器用外轮30的相对于上述各滚柱33的圆周方向的相位为图28的实线所示的状态。即,这些各滚柱33位于凹部14的比较浅的部分,该凹部14构成上述离合器用外轮30的内周面的凸轮面31。另外,在该状态下,在上述各滚柱33的滚动面和该凹部14之间,存在间隙s,该间隙s与在上述离合器用内轮29的外周面上设置的圆筒面相比的向内径侧的这些各滚柱33的突出量δ相比要小。这样,在存在这些各滚柱33的部分,在上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面上形成的凸轮面31的距离L,与上述各滚柱33的直径D33相比要小(L<D33)。因此,上述各滚柱33相对于上述离合器用外轮30的圆周方向的相位保持原样,难以进行上述离合器用内轮29的内嵌作业。
但是,若将上述离合器用内轮29内嵌在上述各滚柱33的内径侧,则在上述离合器用外轮30的内周面上形成的凸轮面31使上述各滚柱33抵抗上述各弹簧13的弹力,向圆周方向位移。即,基于上述各倒角63、64之间的卡合,上述离合器用内轮29的轴向端部嵌入上述各滚柱33的内径侧,同时该离合器用内轮29的外周面向上述离合器用外轮30的内周面,推压这些各滚柱33。因此,这些各滚柱33受到来自该离合器用外轮30的内周面的反作用,凹部14的倾斜面相对于该倾斜面,向直角方向推压上述各滚柱33,该凹部14构成设置在该离合器用外轮30的内周面上的凸轮面31。这样,由于该直角方向的力中的上述离合器用外轮30的圆周方向的分力,使上述各滚柱33抵抗上述各弹簧13的弹力,如图28的虚线所示那样,向与上述离合器用外轮30的内周面和上述离合器用内轮29的外周面之间的圆周方向的规定位置,即,这些两面之间的间隔正好与上述各滚柱33的直径D33一致的部分移动。在该状态下,完成滚柱离合器61a的组装。
另外,在组装皮带轮装置59(参照图25)的情况下,该皮带轮装置59组装有象这样组装的滚柱离合器61a,通过压嵌,将上述离合器用外轮30内嵌在皮带轮元件17(参照图25)上,同时通过压嵌,将上述离合器用内轮29外嵌在套管60(参照图25)上。在该状态下,上述滚柱离合器61a被组装到上述皮带轮元件17的中间部内周面和上述套管60的中间部外周面之间。
这样,在上述皮带轮元件17的轴向两端部内周面和套管60的轴向两端部外周面之间,在从轴向两侧夹持上述滚柱离合器61a的部分,组装1对滚珠轴承19(参照图25)。在该状态下,完成上述皮带轮装置59。
在上述那样构成、组装的本例怠速停止车辆用的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,在上述各滚柱33的轴向端面和上述离合器用内轮29的轴向端面的外周缘部,分别形成倒角63、64。另外,上述各滚柱33保持在上述离合器用保持器34上,且这些各滚柱33分别被设置在该离合器用保持器34上的弹簧13,向各凹处37的一部分推压,且在上述离合器用内轮29与该离合器用保持器34配置在同轴上的状态下,上述各滚柱33与设置在该离合器用内轮29的外周面上的离合器用的轨道相比,向内径侧的突出量δ,小于相对于这些各滚柱33的端部的倒角37的径向的宽度W1和相对于上述离合器用内轮29的端部的倒角的径向的宽度W2的合计(δ<W1+W2)。因此,在本例的情况下,在各滚柱33保持在上述离合器用保持器34的状态下,可以平顺地进行将离合器用内轮29压入这些各滚柱33的内径侧的作业。另外,通过使上述各滚柱33的轴向端部与上述离合器用内轮29的轴向端部干扰,可以防止这些各滚柱33脱落到上述离合器用保持器34的内径侧。因此,谋求滚柱离合器的组装作业的容易化,该滚柱离合器组装在本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置中。其结果为,根据组装有该滚柱离合器的怠速停止车辆用的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,防止了上述各滚柱的脱落,即使是在作为上述各弹簧13,使用弹力大的弹簧的情况下,也可谋求组装作业的容易化。
因为其他的构成以及作用与上述的图25-27所示的第十四实施例的情况相同,所以省略重复的说明。
接着,图30是表示本发明的实施方式的第十六实施例。在本例的情况下,构成离合器用保持器34的各凹处37的开口部中的、相对于该离合器用保持器34的内径侧开口的圆周方向的宽度L37小于各滚柱33的直径D33(L37<D33)。在这样的本例的情况下,在上述各滚柱33保持在上述各凹处37中的状态下,这些各滚柱33不能通过上述内径侧开口。因此,在各滚柱33保持在上述离合器用保持器34上的状态下,在将离合器用内轮29(参照图25、28、29)内嵌于这些各滚柱33的内径侧时,即使是在这些各滚柱33的一部分与离合器用内轮29的一部分干扰的情况下,也可以防止这些各滚柱33脱落到上述离合器用保持器34的内径侧。因此,在本例的情况下,也与上述的图28-29所示的第十五实施例的情况相同,谋求滚柱离合器61a的组装作业的容易化。其结果为,在组装有该滚柱离合器61a的怠速停止车辆的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的情况下,即使是在作为上述各弹簧13,使用弹力大的弹簧的情况下,也可谋求组装作业的容易化。
因为其他的构成以及作用与上述的图28-29所示的第十五实施例的情况相同,所以省略重复的说明。另外,离合器用保持器34的形状不仅限于图示的形状,只要是各凹处37的开口部中的、相对于该离合器用保持器34的内径侧开口的圆周方向的宽度小于各滚柱33的直径,即可以采用各种形状。
接着,图31是表示本发明的实施方式的第十七实施例。在本例的情况下,通过与这些各滚柱33的移动方向的关系,限制构成滚柱离合器61b的各滚柱33的滚动面与各弹簧13的接触位置。即,在本例的情况下,考虑上述各滚柱33被夹持在离合器用外轮30的凸轮面53和离合器用内轮29的外周面之间,这些各滚柱33沿构成该凸轮面53的凹部14,向该凹部14的深侧移动的状态。于是,对各部的尺寸限制如下,即,使上述各弹簧13的前端缘接触内侧的位置(在同图中点Q所示的位置),该内侧的位置为相对于在该状态下的上述各滚柱33的中心轴o的移动方向(在图31中箭头X所示的方向),与成为这些各滚柱33的滚动面的前端的位置(在同图中点P所示的位置)相比,在这些各滚柱33的滚动面中,相对于离合器用保持器34的径向为内侧。另外,在本例的情况下,在上述各滚柱33被夹持在离合器用外轮30的凸轮面53和离合器用内轮29的外周面之间的状态下,上述各弹簧13推压上述各滚柱33的方向与相对于上述离合器用保持器34的圆周方向的切线方向一致。
根据这样的本例的构造,在锁定状态,各弹簧13推压各滚柱33的方向(在图31中箭头Y所示的方向),相对于这些各滚柱33从该锁定状态沿上述各凹部14,向这些各凹部14的深侧移动状态下的这些各滚柱33的中心轴o的移动方向(在同图中箭头X所示的方向),向产生将这些各滚柱33向上述各凹部14推压的分力的方向倾斜。因此,即使是在象本例这样,增大作为怠速停止车辆的发动机起动装置用来使用的上述各弹簧13的弹力的情况下,在从锁定状态转换到超限状态时,由于离心力的作用,上述各滚柱33也容易沿上述各凹部14,向这些各凹部14的深侧移动。因此,在超限状态下,可以防止上述各滚柱33的滚动面与离合器用内轮29的外周面一直处于打滑接触的状态,抑制摩擦热以及摩擦损失的产生。因此,可以谋求提高本例的滚柱离合器61b的耐久性以及性能。其结果为,根据组装有该滚柱离合器61b的怠速停止车辆用的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,尽管作为上述各弹簧13使用弹力大的弹簧,均可谋求提高耐久性以及性能。
对于其他的构成以及作用,由于与上述的图25-27所示的第十四实施例的情况相同,所以省略重复的说明。
另外,在上述各例的情况下,构成滚柱离合器61、61a、61b的离合器用外轮30以及离合器用内轮29,分别与皮带轮元件17以及套管60(图25等)为分别的个体,就嵌合固定在该皮带轮元件17的内周面和套管60的外周面的情况进行了说明。但是,在上述的图25-31所示的第十四-十七实施例中,并非限定于这样的构造,也可以是分别使离合器用外轮与皮带轮元件,离合器用内轮与套管为一体的构造。在该情况下,皮带轮元件为外侧部件,套管为内侧部件。
另外,上述的图25-31所示的第十四-第十七实施例是就将滚柱离合器组装到作为怠速停止车辆用的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的皮带轮装置59中所使用的情况进行的说明。即,在上述第十四-第十七实施例中所示的滚柱离合器是在上述怠速停止车辆中,在用于进行发动机的起动的起动装置中所使用的。但是,在上述第十四-第十七实施例中所组装的滚柱离合器的用途并非限定于怠速停止车辆的发动机起动装置。例如,在其他的辅机驱动装置用旋转传递单元中,在使用时,保持器产生长时间高速旋转的状态,同时,在锁定状态,在离合器用内轮29和离合器用外轮30之间所传递的扭力较大的状态下使用的情况下,使用在上述第十四-第十七实施例中组装的滚柱离合器也有效。例如,在怠速停止车辆中,为了在发动机停止时也起动空调装置用的压缩机,也可以在与该压缩机的旋转轴一起旋转的旋转部件的内周面,和与辅机驱动用马达的旋转轴一起旋转的套管的外周面之间,组装上述第十四-第十七实施例的滚柱离合器来使用。若概括在这样的第十四-第十七例中所示的滚柱离合器(第一-第五滚柱离合器)和辅机驱动用旋转传递单元的构成,则如下所示。
首先,上述第一-第五滚柱离合器的任意一个都与上述的图32-33所示的滚柱离合器的以往构造的第2、3例相同,具有外侧部件、内侧部件、凸轮面、多个滚柱、保持器和多个弹性部件,该内侧部件配置在该外侧部件的内径侧;该凸轮面在圆周方向多个位置上,具有设置在该外侧部件的内周面,各自的深度相对于圆周方向,越向单方向越逐渐减小的凹部;该多个滚柱设置在上述外侧部件的内周面和内侧部件的外周面之间的圆筒状间隙内;该保持器保持这些各滚柱;该多个弹簧其各自的基部支撑在该保持器的一部分上,向相对于上述圆筒状间隙的径向的厚度变窄的部分推压这些各滚柱。
特别是在上述第一滚柱离合器中,具有多个支撑突片和檐部,该多个支撑突片以向径向突出的状态,设置在上述保持器的轴向中间部外周面上的与上述各弹性部件的基部侧面对面的位置上;该檐部在这些各支撑突片中的与上述各弹性部件的基部侧面相对的一侧的侧面,以向这些各弹性部件的基部侧突出的状态,设置在与该基部侧面相比,离开外径侧的部分上。这样,使从上述各支撑突片的侧面开始的这些各檐部的突出长度,大于在上述各弹性部件的基部的与该侧面相对的部分的厚度。
另外,在上述第二滚柱离合器中,在上述各滚柱的轴向端面和上述内侧部件的轴向端面中的至少一方的外周缘部形成倒角。这样,通过上述各弹性部件的弹力,以向这些各凹处的一部分推压的状态,将上述各滚柱保持在设置于上述保持器的圆周方向多个位置上的凹处内,同时在从这些各滚柱向轴向脱开的位置,在与上述保持器的同轴上,配置上述内侧部件的状态下,使上述各滚柱与在该内侧部件的外周面上设置的离合器用轨道相比,向内径侧的突出量小于相对于这些各滚柱的端部的倒角的径向的宽度,和相对于上述内侧部件的端部的倒角的径向的宽度的合计。
另外,在上述第三滚柱离合器中,使为保持上述各滚柱而设置在上述保持器的圆周方向的多个位置上的多个凹处的开口部中的,相对于内径侧开口的圆周方向的宽度小于上述各滚柱的直径。
另外,在上述第四滚柱离合器中,上述各滚柱被夹持在上述凸轮面和上述内侧部件的外周面之间,使上述各弹性部件接触内侧的位置,该内侧的位置为相对于这些各滚柱沿上述凹部,向该凹部的深侧移动的状态下的这些各滚柱的中心轴的移动方向,与成为这些各滚柱的滚动面的前端的位置相比,在这些各滚柱的滚动面上,相对于上述保持器的径向的内侧。
再有,上述第五滚柱离合器在上述第一-第四滚柱离合器的任意一个中,保持器为合成树脂制。
另外,上述辅机驱动用旋转传递单元具有旋转部件、套管和滚柱离合器,该旋转部件与发动机或辅机的旋转轴一起旋转;该套管与配置在该旋转部件的内径侧的起动马达等的辅机或辅机驱动用马达的旋转轴一起旋转;该滚柱离合器为组装在这些旋转部件的内周面和套管的外周面之间的上述第一-第五滚柱离合器中的任意一个。
根据上述那样的第一-第五滚柱离合器和辅机驱动用旋转传递单元,象组装到怠速停止车辆的发动机起动装置中而使用的情况那样,可以防止在使用时,产生保持器长时间高速旋转的状态,同时作为各弹性部件,在使用弹力大的部件的情况下产生的问题。
首先,在上述第一滚柱离合器的情况下,在支撑突片的侧面中的,与弹性部件的基部相对的一侧的侧面,与该基部相比,在离开外径侧的部分设置檐部,同时,使从该檐部的上述支撑突片的侧面开始的突出长度,在上述弹性部件的基部,大于与该侧面相对的部分的厚度。因此,在使用时,即使是在由于保持器高速旋转,而使较大的离心力作用于各弹性部件的情况下,也可以防止这些各弹性部件相对于上述支撑突片或是向外径侧偏移或是脱开。因此,谋求滚柱离合器的可靠性的提高。其结果为,根据组装有该滚柱离合器的辅机驱动用旋转传递单元,象作为怠速停止车辆的发动机起动装置用而使用的情况那样,即使是在发动机起动后,上述保持器与外侧部件共同长时间高速持续旋转的情况下,尽管上述各弹性部件具有向上述保持器的外径侧容易偏移的倾向,可以防止向该外径侧的偏移,谋求提高可靠性以及耐久性。
另外,在上述第二、第三滚柱离合器的情况下,在使保持器和多个滚柱组合后,将内侧部件推入这些多个滚柱的内径侧的情况下,使这些各滚柱的轴向端面和上述内侧部件的轴向端面干扰,可以防止这些各滚柱脱落到上述保持器的内径侧。因此,谋求滚柱离合器的组装作业的容易化。其结果为,根据组装有该滚柱离合器的辅机驱动用旋转传递单元,象作为怠速停止车辆的发动机起动装置用而使用那样,即使是在作为各弹性部件而使用弹力大的部件的情况下,也可以防止滚柱的脱落,谋求组装作业的容易化。
另外,在上述第四滚柱离合器的情况下,即使是在增大各弹性部件的弹力的情况下,在从锁定状态转换到超限状态时,各滚柱基于离心力的作用,沿构成外侧部件的内周面的凸轮面的凹部,容易向该凹部的深侧移动。因此,在超限状态下,可以防止这些各滚柱的滚动面和内侧部件的外周面保持打滑接触的状态,抑制摩擦热以及摩擦损失的产生。因此,谋求滚柱离合器的耐久性以及性能的提高。其结果为,根据组装有该滚柱离合器的辅机驱动用旋转传递单元,象作为怠速停止车辆的发动机起动装置用而使用的情况那样,即使是在作为各弹性部件,使用弹力大的部件的情况下,也可以谋求提高耐久性以及性能。
再有,根据上述第五滚柱离合器及其组装有该滚柱离合器的辅机驱动用旋转传递单元,可以谋求轻量化,同时谋求制造作业的容易化。
象这样,根据上述第一-第五滚柱离合器和上述辅机驱动用旋转传递单元,可以防止在使用时保持器产生长时间高速旋转的状态、同时在作为各弹性部件,使用弹力大的部件的情况下产生的问题。
下面,图34-36是表示本发明的实施方式的第十八实施例,图37是同样地表示第十九实施例,图38是同样地表示第二十实施例,图39是表示本发明的实施方式的第二十一实施例,图40是表示本发明的实施方式的第二十二实施例。这些各例也是为了充分确保包括发动机起动用的滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性的发明,具体地说,是以解决下述那样的课题为目的。
即,近年,象上述那样的怠速停止车辆在一部分中已经实际使用。另外,为了在该怠速停止车辆的发动机起动装置上具有规定的功能,作为设置在起动马达4的旋转驱动轴的端部的驱动皮带轮装置6(参照图55),考虑使用组装有上述的图56所示的滚柱离合器8等的单向离合器的单向离合器内置式的装置。该滚柱离合器8是将内轮9和外轮10相互同心配置,同时,在这些内轮9的外周面和外轮10的内周面之间,配置保持器11和各分别为多个的滚柱12以及弹簧13。另外,上述内轮9的外周面作为具有被称为坡道部的多个凹部14的凸轮面,上述外轮10的内周面作为单纯的圆筒面。另外,作为用于推压上述各滚柱12的弹簧13,使用如图41所示的被弯曲为三角形状钩形的板状弹簧13,或是如图42所示的弯曲为山形而形成的板状弹簧13a,进而是如图43所示的弯曲为S字型而形成的板状弹簧13b等。
但是,在上述那样的滚柱离合器8的情况下,在没有进行旋转力的传递的超限状态下,即在通过各滚柱12推压各弹簧13、13a、13b的状态下,若这些各滚柱12的姿势从恰当的位置向中心轴倾斜的方向偏移(扭曲),则存在由于这些各滚柱12和外轮10的内周面局部滑动接触而产生偏磨损或异常发热,导致这些各滚柱12或外轮10提前达到寿命的可能。特别是,在组装到上述那样的怠速停止车辆的发动机起动装置等中的、不能进行旋转力的传递的超限状态下,长时间使用滚柱离合器8的情况下,防止上述那样的各滚柱12的扭曲在确保耐久性(长寿化)方面非常重要。另外,即使是在进行旋转力的传递的锁定状态中,这样的各滚柱12的扭曲,由于这些各滚柱12难以恰当地卡合在内轮9的外周面和外轮10的内周面之间,使得在这些内轮9和外轮10之间,或是不能传递规定的动力,或是过大的面压力施加在局部,有容易产生早期剥离等的损伤等的问题的可能性,所以也不是很好。
但是,在如上述的图41所示那样的反复折叠为三角形状的钩形的弹簧13的情况下,在不能进行旋转力的传递的超限状态下,即通过上述各滚柱12推压这些各弹簧13的状态下,缩小(缩短)构成这些各弹簧13的1对推压部66与各滚柱12的滚动面的接触部分之间的轴向间隔L。这样,若缩小接触部分之间的间隔L,则抑制上述各弹簧13施加在上述各滚柱12上的力矩负载(欲使其扭曲的力)的刚性(力矩刚性)降低,同时由于这些各弹簧13的不可避免的尺寸误差等,上述各弹簧13推压各滚柱12的方向容易从恰当的方向偏移。这样,在偏移的情况下,使这些各滚柱12倾斜的方向的力矩施加到这些各滚柱12上。于是其结果为,这些各滚柱12容易扭曲。而且,在这些各滚柱12为扭曲的情况下,存在通过上述各弹簧13,不能赋予用于使这些各滚柱12的姿势回复到恰当位置的足够的推压力的可能。因此,存在着产生上述那样的基于各滚柱12的扭曲的问题,而导致提前达到寿命的可能性。
另外,在如上述的图42所示那样的弯曲为山形而形成的弹簧13a的情况下,同样地在不能进行旋转力的传递的超限状态下,即通过上述各滚柱12,推压各弹簧13a的状态下,存在着巨大的牵引应力施加到这些各弹簧13a的主体部67和推压部66a的连续部的可能。这样,若巨大的牵引应力施加到连续部,则该连续部存在塑性变形的可能,在塑性变形的情况下,不能赋予上述各滚柱12适当的推压力。另外,由于上述各弹簧13a的推压部66a和上述各滚柱12的滚动面的接触部α与这些各滚柱12的重心G的位置关系,存在力矩施加到这些各滚柱12上,使这些各滚柱12容易扭曲的可能。因此,存在产生还是上述那样的基于各滚柱12的扭曲的问题,而导致提前达到寿命的可能。
另外,在如上述的图43所示那样的弯曲为S字形而形成的弹簧13b的情况下,这些各弹簧13b与各滚柱12通常为线接触,但若这些各滚柱12仅有极小的扭曲,则上述各弹簧13b与各滚柱12的接触状态成为了点接触。另外,与此同时,这些各弹簧13b与各滚柱12的接触位置难以确定,这些各接触点位置成为随时变动的状态。其结果为,上述各弹簧13b的推压力施加的方向偏移上述各滚柱12的重心方向,存在力矩施加在这些各滚柱12上,增大这些各滚柱12的倾斜的可能。因此,还是存在产生上述那样的基于各滚柱12的扭曲的问题,导致提前达到寿命的可能。
如图34-40所示,本发明的实施方式的第十八-二十二实施例就是鉴于这样的情况而进行的发明,即,通过在超限状态(由各滚柱推压各弹簧的状态),防止这些各滚柱的扭曲,实现具有优异耐久性(长寿命的)发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置。
首先,图34-36是表示本发明的实施方式的第十八实施例。以下述情况为例进行说明,即,作为本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的滚柱离合器内置式皮带轮装置,是如上述的图55所示的怠速停止车辆用的发动机起动装置,是作为用于将起动马达4的旋转驱动轴5的旋转传递到循环皮带7的驱动皮带轮装置6来利用的情况。组装在这样的发动机起动装置中的驱动皮带轮装置6,在对上述起动马达4通电时,将上述旋转驱动轴5的旋转传递到上述循环皮带7,但在发动机1起动后,该循环皮带7成为由该发动机1驱动的状态的情况下,动力不能从该循环皮带7传递到上述旋转驱动轴5。
作为这样的驱动皮带轮装置来使用的滚柱离合器内置式皮带轮装置,相互同心配置皮带轮元件17(参照图25)和套管60(参照图25),该皮带轮元件17是用于将上述循环皮带7架设在其外周面上;该套管60用于外嵌固定在上述旋转驱动轴5的前端部。这样,在该套管60的外周面和上述皮带轮元件17的内周面之间,设置分别作为支撑轴承的、与上述的图1-5所示的第一实施例的情况同样的1对深槽型的滚珠轴承19和滚柱离合器61c。为了设置这些滚珠轴承19以及滚柱离合器61c,上述皮带轮元件17的内周面以及上述套管60的外周面为单纯的圆筒面。但是,也有为谋求上述滚珠轴承19以及滚柱离合器61c的轴向定位,相对于径向,在上述皮带轮元件17的内周面或上述套管60的外周面上设置阶梯部的情况。这样,上述各滚珠轴承19是分别通过压嵌,将外轮24(参照图1)嵌合固定在上述皮带轮元件17的靠近两端部的内周面上,将内轮26(参照图1)嵌合固定在上述套管60的靠近两端部的外周面上。另外,上述各滚珠轴承19也可以与上述第一实施例的情况不同,是不在轴向端部设置1对密封环28a、28b(参照图1)的构造。
另外,上述滚柱离合器61c仅在上述皮带轮元件17具有相对于上述套管60,向规定方向相对旋转的倾向的情况下,使在这些皮带轮元件17和套管60之间进行的旋转力的传递自由。为了构成这样的滚柱离合器61c,通过压嵌,将离合器用内轮29外嵌固定在上述套管60的外周面中间部上。该离合器用内轮29对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工,使整体形成为圆筒状,内外两周面分别为单纯的圆筒面。另外,也可以一体形成上述套管60和离合器用内轮29。
与此相对,通过压嵌,内嵌固定在上述皮带轮元件17的内周面中间部的离合器用外轮30的内周面,作为凸轮面31。即,通过在该离合器用外轮30的内周面上,相对于圆周方向,以等间隔形成被称为坡道部的多个凹部14,使上述内周面作为上述凸轮面31。这样的离合器用外轮30也是对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工,使整体形成为圆筒状。另外,也可以一体形成上述皮带轮元件17和离合器用外轮30。
另外,与上述离合器用内轮29以及上述离合器用外轮30共同构成上述滚柱离合器61c的多个滚柱33,相对于转动以及圆周方向,可自由进行若干位移地被支撑在离合器用保持器34上,该离合器用保持器34内嵌在上述离合器用外轮30上,相对于该离合器用外轮30不能旋转。该离合器用保持器34是通过合成树脂(例如,在聚酰胺66、聚酰胺46、聚苯硫醚等的合成树脂中混入20%左右的玻璃纤维),使整体形成为笼形圆筒状,具有分别为圆环状的1对凸缘部35,和连结这些两凸缘部35之间的多个柱部36。
这样,由上述各凸缘部35的内侧面和各柱部36的圆周方向的侧面所包围的四周的部分,作为凹处37,该凹处37用于在滚动以及圆周方向,可自由进行若干位移地分别保持上述各滚柱33。这样,如图35所示,使在上述各凸缘部35的外周面多个位置上形成的卡合凸部38与在上述离合器用外轮30的内周面上形成的凹部14卡合,将上述离合器用保持器34安装到上述离合器用外轮30上,使其相对于该离合器用外轮30不能相对旋转。另外,通过用在上述离合器用外轮30的轴向两端部上形成的内向凸缘部39a、39b(参照图25),从轴向两侧夹持上述离合器用保持器34,使该离合器用保持器34不会相对于上述离合器用外轮30在轴向位移。
另外,在构成这样的离合器用保持器34的柱部36的圆周方向的单侧面,分别如图34-36所示,安装有弹簧68。在这些各柱部36上设置的弹簧68,在相对于上述离合器用保持器34的圆周方向的同方向(逆时针方向=图35的左方、图36的上方),将保持在上述各凹处37内的上述各滚柱33,向在上述凸轮面31的内周面和上述离合器用内轮29的外周面(圆筒面)之间形成的大致圆筒状的空间中的直径方向的宽度变窄的部分进行弹性推压。另外,在图34中,为了容易识别弹簧的存在,将上述弹簧68描绘成如压缩螺旋弹簧,但在实际上是如图35-36所示,组装弯曲不锈钢板等的钢板而形成的钢板弹簧68。另外,在本例的情况下,与上述的图25-27所示的第十四实施例的情况不同,在离合器用保持器34的柱部36的一部分上,没有设置向圆周方向单侧突出的檐部62(参照图26、27)。
特别是本例的各弹簧68是由与上述离合器用保持器34的柱部36接触的主体部69和使其基端部与该主体部69的两端部连续的1对推压部70构成。其中的各推压部70是从基端部一直弯曲到前端部,在与上述各滚柱33的滚动面接触的状态下,相互独立伸缩的物体。这样,如上述图36的(a)、(b)所示,使上述各滚柱33相对于重心G的轴向的位置位于在上述各推压部70中的与这些各滚柱33的滚动面接触(最外侧的)部分的α彼此之间。另外,与此同时,如上图36的(b)所示,在上述各推压部70被上述各滚柱33推压的状态下,使在这些各推压部70中的与这些各滚柱33的滚动面接触(最外侧的)部分的α彼此之间的轴向间隔L1为这些各滚柱33的轴向长度L2的一半以上{(L1≥(L2/2))。
上述那样构成的滚柱离合器61c,在上述皮带轮元件17和上述套管60具有向规定方向相对旋转的倾向的情况下,即,套管60相对于皮带轮元件17,具有向上述弹簧68推压上述各滚柱33的方向(图35的左方=逆时针方向)相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱33陷入离合器用内轮29的外周面和离合器用外轮30的内周面之间的大致圆筒状的空间中的直径方向的宽度狭窄的部分。这样,上述套管60和上述皮带轮元件17不能相对旋转(呈锁定状态)。另一方面,在这些皮带轮元件17和套管60具有向上述规定方向的相反方向,即,在该套管60相对于该皮带轮元件17具有向上述弹簧68推压上述各滚柱33的相反方向(图35的右方=顺时针方向)相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱33抵抗上述各弹簧68的弹力,退避到上述大致圆筒状的间隙的直径方向的宽度宽的部分,使上述皮带轮元件17和上述套管60的相对旋转自由(呈超限状态)。
根据组装有上述那样构成的滚柱离合器61c的本例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,在超限状态下,即在上述各弹簧68被上述各滚柱33推压的状态下,可以防止这些各滚柱33的姿势从恰当的位置向中心轴偏移的方向位移(扭曲)。因此,可以防止这样的基于各滚柱33的扭曲而产生的偏磨损或异常发热,谋求提高上述滚柱离合器61c以及安装有该滚柱离合器61c的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性(长寿化)。
即,在本例的情况下,通过设置在这些各弹簧68上的1对推压部70,使推压上述各滚柱33的各弹簧68在轴向隔开的2点上,与这些各滚柱33接触。因此,即使是在这些各推压部70和上述各滚柱33的接触位置多少有些变化的情况下,也可以防止施加在这些各滚柱33上的力或力矩产生较大的变化,可以将这些各滚柱33的姿势保持在恰当的位置。即,在如上述的图43所示那样的S字型的弹簧13b的情况下,这些各弹簧13b和各滚柱12是在1点上接触(线接触),但很少有这些各弹簧13b和各滚柱12恰当地线接触的情况,若这些各滚柱12即使是极小的扭曲,接触状态也会从线接触变化为点接触。因此,这些各弹簧13b的推压力与这些各滚柱12的重心方向偏移,力矩容易施加到这些各滚柱12上,容易增大这些各滚柱12的倾斜。与此相对,在本例的情况下,因为是象上述那样,通过设置在这些各弹簧68上的1对推压部70,使各滚柱33和上述各弹簧68在轴向隔开的2点上接触,所以可以将这些各滚柱33的姿势保持在恰当的位置。
另外,因为是象这样通过构成各弹簧68的1对推压部70,使这些各弹簧68和上述各滚柱33在2点上接触,所以可以使这些各推压部70相互独立地伸缩。因此,在上述各滚柱33扭曲的情况下,在位移量(伸缩量)大的一侧的推压部70上,产生很大的反作用力。其结果为,欲使这些各滚柱33的姿势复原的力矩施加在这些各滚柱33上,可以将这些各滚柱33的姿势保持在恰当的位置。另外,因为使这些各滚柱33相对于重心G的轴向的位置位于上述各推压部70中的与这些各滚柱33的滚动面接触(最外侧的)部分的α彼此之间,所以可以防止这些各滚柱33的重心位置G和上述各推压部70的推压方向不恰当。其结果为,可以防止力矩施加到这些各滚柱33上,防止这些各滚柱33发生扭曲。
另外,因为在上述各推压部70被上述各滚柱33推压的状态下,使在这些各推压部70中的与这些各滚柱33的滚动面接触(最外侧的)部分的α彼此之间的轴向间隔L1为这些各滚柱33的轴向长度L2的一半以上(L11≥L2/2),所以,无论这些各滚柱33的姿势怎样变化,或是无论通过这些各滚柱33,怎样推压上述各推压部70,也可以使这些各滚柱33的重心G总是位于上述接触部分α彼此之间。因此,可以充分确保由于上述各滚柱33与上述各弹簧68在2点接触所产生的稳定这些各滚柱33的姿势的作用,可以恰当地保持这些各滚柱33的姿势。
再有,因为是使上述各推压部70从基端部一直弯曲到前端部,所以在即使是象本例的情况这样,这些各推压部70朝向内侧的情况下(1对推压部70相互在接近的方向被弯曲形成的情况下),或是象图37中,作为本发明的实施方式的第十九实施例所示那样,各推压部70a朝向外侧的情况(1对推压部70a相互在分离的方向被弯曲形成的情况下)的任何一种情况下,都可以充分地确保这些各推压部70a的推压力。
即,象本例这样,在这些各推压部70朝向内侧的情况下,即使是在这些各推压部70被上述各滚柱33推压而变形的状态下,也难以减小这些各推压部70和各滚柱33的接触位置α的轴向间隔L1。另外,因为若上述各推压部70弹性变形,则这些各推压部70和各滚柱33的接触位置α向这些各推压部70的基端侧移动,所以这些各推压部70的外观上的长度缩短,弹簧系数增大。因此,这些各推压部70的推压力增大,可以增大用于使上述各滚柱33的倾斜回复的力。
另一方面,在图37中,象作为本发明的实施方式的第十九实施例所示那样,各推压部70a朝向外侧的情况下,可以缓和施加在这些各推压部70a和主体部69的连续部上的牵引应力,可以防止由于这些连续部的塑性变形而引起的推压力的丧失等。即,在上述各推压部70a被上述各滚柱33推压的情况下,不仅是上述各连续部,这些各推压部70a的弯曲部分也有弹性变形的倾向。因此,即使是这些各推压部70a的弯曲部分,也可以赋予上述各滚柱33推压力,其结果为,可以缓和牵引应力集中在上述连续部。另外,因为若上述各推压部70a弹性变形,则这些各推压部70a和各滚柱33的接触位置向这些各推压部70a的基端侧移动,所以这些各推压部70a的外观上的长度缩短,还是使弹簧系数增大。因此,与上述的图36所示的各推压部70朝向内侧的情况相同,这些各推压部70a的推压力增大,可以增大用于使上述各滚柱33的倾斜回复的力。
在将组装有上述那样的滚柱离合器61c,象上述那样构成的第十八、十九实施例的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,作为图55所示的怠速停止车辆用的发动机起动装置的驱动皮带轮装置6来使用的情况下,在滚柱离合器61c成为超限状态的情况下,各滚柱33被离合器用保持器34的柱部36和弹簧68推压,与在皮带轮元件17(图25)上内嵌固定的离合器用外轮30一起旋转。但是,该离合器用外轮30的旋转速度为发动机1(参照图55)的起动所必需的旋转速度(例如,在汽油发动机车的情况下,是将皮带传递机构的变速比乘以400-500min-1的速度)以下的情况下,作用于上述各滚柱33上的离心力没有达到能够压缩上述各弹簧68的程度的值。另外,在发动机起动时,从上述离合器用内轮29的外周面向上述各滚柱33,施加与上述各弹簧68的弹力方向相同的力。因此,在发动机1起动时,上述各滚柱33向上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间的空间中的宽度狭窄的部分位移,上述滚柱离合器61c切实地呈锁定状态。
与此相对,上述发动机1起动,上述离合器用外轮30的旋转速度高于与发动机1的怠速相平衡的旋转速度(例如,在汽油发动机车的情况下,是将皮带传递机构的变速比乘以700-800min-1的速度)的情况下,不仅切断上述滚柱离合器61c的接合(呈超限状态),而且构成该滚柱离合器61c的上述各滚柱33的滚动面与上述离合器用内轮29的外周面分离。
即,在上述发动机1旋转时,是离心力作用在上述各滚柱33上,这些各滚柱33被推压到上述各凹部14的底面。因为这些各凹部14的底面倾斜,所以上述各滚柱33具有向推压上述各弹簧68(压缩这些各弹簧68)的方向位移的倾向。另外,在发动机1起动后,在停止对上述起动马达4通电的状态下,由于上述离合器用内轮29也停止,所以欲使上述各滚柱33向图34-35的逆时针方向位移的力只有上述各弹簧68的弹力。
在该状态下,伴随着上述旋转力的上升,上述离心力增大,若该分力的大小大于上述各弹簧68的弹力,则上述各滚柱33一面压缩这些备弹簧68,一面向上述各凹部32的深的部分移动。其结果为,象上述那样,上述各滚柱33的滚动面和上述离合器用内轮29的外周面离开。另外,象上述那样,在各弹簧68被各滚柱33压缩的状态下,因为可以防止这些各滚柱33扭曲,所以可以防止基于这样的扭曲所造成的摩擦损失的增大、偏磨损或异常发热等,谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性(长寿化)。特别是在象上述那样的超限时,施加在上述各滚柱33上的力是由上述各弹簧68产生的推压力,以及抵抗该推压力的离心力,再有在低旋转时,从上述滚柱离合器用内轮29的外周面所受到的摩擦力构成,但在第十八、十九实施例的情况下,尽管从该滚柱离合器用内轮29的外周面所受到的摩擦力的不均一或上述各弹簧68的不可避免的制造误差等,都可以防止上述各滚柱33的扭曲,防止基于该扭曲所造成的故障。
其他的构成以及作用与上述的图25-27所示的第十四实施例的情况相同。
接着,图38是表示本发明的实施方式的第二十实施例。在本例的情况下,使构成各弹簧68a的主体部69和1对推压部70的连续部平滑地连续。在这样的本例的情况下,若这些各推压部70被各滚柱33推压而弹性变形,则上述主体部69和离合器用保持器34的柱部36(参照图34-35)的接触部分的两端向这些各推压部70的前端侧移动。因此,与这些各推压部70和各滚柱33的接触位置向这些各推压部70的基端侧移动相结合,可以使这些各推压部70的外观上的长度更短,可以进一步增大用于使上述各滚柱33的倾斜回复的力。其他的构成以及作用与上述的图34-36所示的第十八实施例相同。
接着,图39是表示本发明的实施方式的第二十一实施例。在本例的情况下,在曲率半径从基端部一直到前端部逐渐减小的状态下(曲率半径逐渐变小),使构成各弹簧68b的1对推压部70b弯曲。换言之,就是使这些各推压部70b越向前端侧曲率就越大。在这样的本例的情况下,可以使施加在上述各推压部70b的基端侧上的应力更小,同时可以确保必要的推压力,而不会使这些各弹簧68b大型化。即,施加在上述各推压部70b上的应力越在基端侧越大,同时曲率半径越小(曲率越大)越大。与此相对,在本例的情况下,通过使上述各推压部70b的基端侧的曲率半径增大(减小曲率),使施加在该基端侧的应力更小。另外,与此同时,通过使这些各推压部70b的前端侧的曲率半径减小(增大曲率),来确保这些各推压部70b的推压力。其他的构成以及作用与上述的图34-36所示的第十八实施例相同。
接着,图40是表示本发明的实施方式的第二十二实施例。在本例的情况下,使构成各弹簧68c的主体部69和1对推压部70b的连续部以平滑的曲线连续,同时使这些各推压部70b以曲率半径从基端部一直到前端部逐渐减小(曲率逐渐增加)的状态弯曲。在这样的本例的情况下,通过限制各推压部70b和各滚柱33的接触位置的轴向间隔L33,以及主体部69和离合器用保持器34(参照图34-35)的柱部36的接触部分的间隔L36,可以容易地获得所需的弹簧特性。其他的构成以及作用与上述的图38所示的第二十实施例以及上述的图39所示的第二十一实施例相同。
另外,上述的图34-40所示的第十八-二十二实施例是就将滚柱离合器内置式旋转传递装置组装到怠速停止车辆用的发动机起动装置中而使用的情况进行了说明。但是,上述各第十八-二十二实施例的滚柱离合器内置式旋转传递装置的用途并非仅限于上述发动机起动装置。在超限时的旋转部件的旋转速度比锁定时的旋转部件的旋转速度快,而且在超限状态的运转时间长的用途上,使用上述各第十八-二十二实施例的滚柱离合器内置式旋转传递装置也很有效。作为这样的用途,可以考虑到例如组装到怠速停止车辆上的压缩机等的辅机驱动装置。另外,虽不是在超限状态下运转时间长的用途,但也可以作为组装到发电机或水泵等的各种辅机的驱动装置部分中的驱动皮带轮装置,以及构成该驱动皮带轮装置的单向离合器来使用。
这样的上述各第十八-二十二实施例所示的滚柱离合器,在相互同心组合的2个部件中的一方的部件进行两方向的旋转运动的情况下,可以应用到仅将其中的单向的旋转运动传递到另一方的部件的情况等中。另外,上述各第十八-二十二实施例所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置也可以应用到用于将发动机的曲轴的旋转传递到组装有上述滚柱离合器的发电机等的各种发电机用辅机中。若对在这样的第十八-二十二实施例中所示的滚柱离合器和滚柱离合器内置式皮带轮装置的构成进行概要,则如下所述。
首先,上述第十八-二十二实施例所示的滚柱离合器具有外轮相当部件、内轮相当部件、凸轮面、圆筒面、多根滚柱、保持器和弹簧。
其中的内轮相当部件与该外轮相当部件同心配置在上述外轮相当部件的内侧。
另外,上述凸轮面为在整个圆周方向的凹凸,在上述外轮相当部件的内周面和内轮相当部件的外周面中的一方的周面上形成。
另外,上述圆筒面在上述外轮相当部件的内周面和内轮相当部件的外周面中的另一方的周面上形成。
另外,上述各滚柱设置在上述圆筒面和上述凸轮面之间的圆筒状间隙内。
另外,上述保持器被支撑在上述圆筒状间隙内,相对于形成上述凸轮面的部件不能旋转,保持上述多根滚柱。
另外,上述各弹簧为金属制,设置在上述保持器和上述各滚柱之间,向相对于圆周方向的同方向推压这些各滚柱。
特别是,在上述第十八-二十二实施例中所示的滚柱离合器中,上述各弹簧是由与上述保持器的一部分接触的主体部,和其基端部与该主体部的两端部连续的1对推压部构成的。其中的各推压部从基端部一直到前端部弯曲,在与上述各滚柱的滚动面接触的状态下,可相互独立伸缩。这样,使相对于上述各滚柱的重心的轴向的位置位于上述各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触的部分的彼此之间。另外,与此同时,在上述各推压部被上述各滚柱推压的状态下,使这些各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触的部分彼此之间的轴向间隔为这些各滚柱的轴向长度的一半以上。
另外,在上述第十八-二十二实施例中所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置具有套管、皮带轮、径向滚动轴承和滚柱离合器。
其中的套管自由外嵌固定在旋转轴上。
另外,上述皮带轮具有圆筒状的内周面,与该套管同心配置在上述套管的周围。
另外,上述径向滚动轴承设置在上述套管的外周面和皮带轮的内周面之间,一面支撑施加在该皮带轮上的径向负载,一面使这些套管和皮带轮自由相对旋转。
再有,上述滚柱离合器作为上述第六滚柱离合器,在上述套管的外周面和皮带轮的内周面之间,设置在相对于上述径向滚动轴承,离开轴向的部分。
根据上述那样构成的第十八-二十二实施例所示的滚柱离合器以及滚柱离合器内置式皮带轮装置,在超限状态,即通过各滚柱推压各弹簧的状态下,可以防止这些各滚柱的姿势从恰当的位置向中心轴倾斜的方向偏移(扭曲)。因此,可以防止基于这样的各滚柱的扭曲所造成的偏磨损或异常发热,谋求提高上述滚柱离合器以及滚柱离合器内置式皮带轮装置的耐久性(长寿化)。因此,可以提高上述怠速停止车辆用的发动机起动装置的信赖性以及耐久性等,谋求各种机械装置的性能的提高。
接着,分别为图44-45是表示本发明的实施方式的第二十三实施例,图46是表示同样的第二十四实施例,图47是表示同样的第二十五实施例,图48是表示同样的第二十六实施例。这些各例也是能充分确保包括发动机起动用的滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性的发明,具体地说,以解决下述那样的课题为目的。
即,近年,上述那样的怠速停止车辆在一部分中已实际使用。另外,为了使该怠速停止车辆的发动机起动装置具有规定的功能,作为设置在起动马达4的旋转驱动轴的端部的驱动皮带轮装置6(参照图55),考虑使用组装有上述的图56所示的滚柱离合器8等的单向离合器的单向离合器内置式装置。但是,象上述那样,在图56所示的滚柱离合器8的情况下,即使是在内轮9和外轮10之间不进行旋转力的传递的状态下,也不能避免上述各滚柱12的滚动面和上述外轮10的内周面的接触部的摩擦。因此,若超限状态持续较长,则由于在该接触部产生不可忽视程度的摩擦热,而使上述滚柱离合器8内部的温度上升,使封入该滚柱离合器8内的油脂容易劣化。再有,与该滚柱离合器8邻接设置的支撑轴承的温度也上升,组装在该支撑轴承中的橡胶制或合成树脂制的密封板容易劣化。在发电机用的单向离合器内置式皮带轮装置的情况下,由于象上述那样以锁定状态为基本进行运转,在超限状态下运转的时间短,所以象上述那样的因摩擦热而造成的温度上升难以成为问题。
与此相对,在组装入上述的图55所示那样的怠速停止车辆用的驱动皮带轮装置6的单向离合器的情况下,呈锁定状态只是发动机起动时的短时间内,在发动机起动后,仅限于在该发动机运转的情况下,为超限状态。因此,即使是将图56所示那样的滚柱离合器8组装到怠速停止车辆用的发动机起动装置中,也难以确保充分的耐久性。
鉴于这样的情况,本发明者首先发明了如图49-51所示那样的滚柱离合器内置式皮带轮装置16(特愿2002-33835号)。有关该在先发明的滚柱离合器内置式皮带轮装置16相互同心配置有皮带轮元件17和套管18,该皮带轮元件17用于在其外周面架设循环皮带7(参照图55);该套管18用于外嵌固定在旋转驱动轴5(参照图55)的前端部。这样,在该套管18的外周面和上述皮带轮元件17的内周面之间,设置分别作为支撑轴承的1对深槽型的滚珠轴承19和滚柱离合器20。为了设置这些滚珠轴承19以及滚柱离合器20,使上述皮带轮元件17的内周面为单纯的圆筒面,上述套管18的外周面是使轴向中间部的大径部21和两端部的小径部22在阶梯部连续的带有高低差的圆筒面。
这样,分别在存在于上述套管18的外周面和皮带轮元件17的内周面之间的环状空间的轴向中间部上,配置上述滚柱离合器20,在同一该环状空间的靠近轴向两端的部分,在从轴向两侧夹持该滚柱离合器20的位置上,配置上述各滚珠轴承19。其中的滚珠轴承19相互同心配置有上述皮带轮元件17和上述套管18,同时具有使这些两部件17、18的相对旋转自由的作用。在图示例的情况下,通过将上述两滚珠轴承19配置在上述滚柱离合器20的两侧,可以延长承载径向负载的跨度,提高刚性,同时谋求确保耐久性。另外,通过赋予上述两滚珠轴承19相互反向的(最好是背面组合型的)接触角,自由地支撑施加到上述皮带轮元件17上的,两方向的径向负载。
上述各滚珠轴承19是由在各自的内周面具有深槽型的外轮轨道23的外轮24,和在各自的外周面上具有深槽型的内轮轨道25的内轮26,以及分别多个自由转动地设置在上述外轮轨道23和内轮轨道25之间的滚珠27构成。这样,分别通过压嵌,将上述外轮24嵌合固定在靠近上述皮带轮元件17的两端部的内周面上,将上述内轮26嵌合固定在设置于上述套管18的外周面两端部的上述各小径部22上。另外,在该状态下,使上述各内轮26的轴向单面与阶梯面接触,该阶梯面分别使上述大径部21和上述各小径部22连续。
另外,通过在上述各外轮24的两端部内周面和上述各内轮26的两端部外周面之间,分别设置密封环28a、28b,来阻塞配置有上述各滚珠27的空间的两端开口部。这样,将油脂等的润滑剂密封到该空间内,以谋求上述外轮轨道23以及内轮轨道25与上述各滚珠27的滚动面的滚动接触部的润滑。
另外,上述滚柱离合器20仅在上述皮带轮元件17相对于上述套管18,具有向规定方向相对旋转的倾向的情况下,可在这些皮带轮元件17和套管18之间自由地传递旋转力。为了构成这样的滚柱离合器20,通过压嵌,将离合器用内轮29外嵌固定在上述套管18的大径部21上。该离合器用内轮29是对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工,使整体形成为圆筒状,内外两周面分别作为单纯的圆筒面。
与此相对,通过压嵌,内嵌固定在上述皮带轮元件17的内周面中间部的离合器用外轮30的内周面,作为凸轮面31。即,通过在该离合器用外轮30的内周面上,如图50-51所示,相对于圆周方向,以等间隔形成被称为坡道部的多个凹部32,使上述内周面作为上述凸轮面31。这样的离合器用外轮30也是对渗碳钢等的钢板进行冲压加工等的塑性加工,使整体形成为圆筒状。
另外,与上述离合器用内轮29以及上述离合器用外轮30共同构成上述滚柱离合器20的多个滚柱33,相对于转动以及圆周方向,可自由进行若干位移地被支撑在离合器用保持器34上,该离合器用保持器34外嵌在上述离合器用外轮30上,相对于该离合器用外轮30不能旋转。该离合器用保持器34是通过合成树脂(例如,在聚酰胺66、聚酰胺46、聚苯硫醚等的合成树脂中混入20%左右的玻璃纤维),使整体形成为笼型圆筒状,具有分别为圆环状的1对凸缘部35,和连结这些两凸缘部35彼此之间的多个柱部36。
这样,被上述各凸缘部35、35的内侧面和各柱部36的圆周方向的侧面所包围的四周的部分,作为凹处37,该凹处37用于在整个滚动以及圆周方向,可自由进行若干位移地分别保持上述各滚柱33。这样,如图51所示,使在上述各凸缘部35的外周面多个位置上形成的卡合凸部38与在上述离合器用外轮30的内周面上形成的凹部32卡合,将上述离合器用保持器34安装到上述离合器用外轮30上,使其相对于该离合器用外轮30不能相对旋转。另外,通过用在上述离合器用外轮30的轴向两端部上形成的内向凸缘部39a、39b,从轴向两侧夹持上述离合器用保持器34,使该离合器用保持器34相对于上述离合器用外轮30,不会在轴向位移。
另外,在构成这样的离合器用保持器34的柱部36的圆周方向的单侧面上,分别如图50-51所示,安装有弹簧40。在这些各柱部36上设置的弹簧40,在相对于上述离合器用保持器34的圆周方向的同方向(图50-51的逆时针方向),将保持在上述各凹处37内的上述各滚柱33,向形成于上述凸轮面31的内周面和上述离合器用内轮29的外周面(圆筒面)之间的大致圆筒状的空间中的直径方向的宽度变窄的部分进行弹性推压。
另外,在图50-51中,是将上述弹簧40描绘成如压缩螺旋弹簧,但作为这些各弹簧40,在实际的情况下,使用将弹簧钢板弯曲为大致三角形状的钩形而成的钢板弹簧的情况较多。即,如图52-54所示,其构成为,弹簧40的基部72卡定在卡定突起71a、71b上,同时,通过在该各弹簧40上设置的各1对弹性片73、73,向相对于圆周方向的同方向推压各滚柱33,该卡定突起71a、71b分别形成在构成离合器用保持器34的各柱部36、36的外周面上。再有,也可以使用与离合器用保持器34一体的合成树脂弹簧。即使是对于这样的滚柱离合器20,也是通过在内部密封的油脂来进行润滑的。
上述那样构成的滚柱离合器20,在上述皮带轮元件17和上述套管18具有向规定方向相对旋转的倾向的情况下,即,套管18相对于皮带轮元件17,为上述弹簧40具有向推压上述各滚柱33的方向(图50-51的逆时针方向)相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱33陷入在上述大致圆筒状的空间中的直径方向的宽度狭窄的部分。这样,上述套管18和上述皮带轮元件17不能相对旋转(呈锁定状态)。另一方面,这些皮带轮元件17和套管18具有向上述规定方向的相反方向,即,该套管18相对于该皮带轮元件17具有向上述弹簧40推压上述各滚柱33的相反方向(图50-51的顺时针方向)相对旋转的倾向的情况下,上述各滚柱33抵抗上述各弹簧40的弹力,退避到上述大致圆筒状的间隙的直径方向的宽度宽的部分,使上述皮带轮元件17和上述套管18的相对旋转自由(呈超限状态)。
在将上述那样构成的有关在先发明的滚柱离合器内置式皮带轮装置16,作为如图55所示的怠速停止车辆用的发动机起动装置的驱动皮带轮装置6来使用的情况下的作用如下所述。首先,在发动机起动时,对上述起动马达4通电,使外嵌固定在上述旋转驱动轴5的前端部的上述套管18以及外嵌固定在该套管18上的上述离合器用内轮29,向图50-51的逆时针方向旋转。因此,上述各滚柱33向图50-51的逆时针方向位移,向上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间的大致圆筒状的空间中的直径方向的宽度变窄的部分位移。其结果为,上述各滚柱33以楔状陷入上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间,上述滚柱离合器20呈锁定状态,从上述离合器用内轮29相对于离合器用外轮30传递动力。在该状态下,通过上述皮带轮元件17和循环皮带7及从动皮带轮3,发动机1的曲轴2(参照图55)被旋转驱动,该发动机1起动。
在发动机1起动后,停止对上述起动马达4的通电,上述旋转驱动轴5停止。在该状态下,上述皮带轮元件17通过上述从动皮带轮3以及上述循环皮带7,被上述发动机1的曲轴2旋转驱动,上述离合器用外轮30向图50-51的逆时针方向连续旋转。其结果为,上述滚柱离合器20呈超限状态,上述皮带轮元件17的旋转不会被传递到上述套管18。因此,在上述发动机1运转时,上述起动马达4不会成为相对于该发动机1的旋转的负载。
象这样,在滚柱离合器20为超限状态的情况下,上述各滚柱33被离合器用保持器34的柱部36和弹簧40推压,与在上述皮带轮元件17上内嵌固定的上述离合器用外轮30一起旋转。但是,在该离合器用外轮30的旋转速度为发动机1的起动所必需的旋转速度(例如,在汽油发动机车的情况下,是将皮带传递机构的变速比乘以400-500min-1的速度)以下的情况下,作用于上述各滚柱33的离心力没有达到能压缩上述各弹簧40的程度的值。另外,在发动机起动时,从上述离合器用内轮29的外周面向上述各滚柱33施加与上述各弹簧40的弹力方向相同的力。因此,在发动机起动时,上述各滚柱33确实地向上述离合器用内轮29的外周面和上述离合器用外轮30的内周面之间的空间中的宽度窄的部分位移,上述滚柱离合器20切实地呈锁定状态。
与此相对,上述发动机1起动,上述离合器用外轮30的旋转速度为与发动机1的怠速相平衡的旋转速度(例如,在汽油发动机车的情况下,是将皮带传递机构的变速比乘以700-800min-1的速度)以上的情况下,上述各滚柱33基于离心力,一面推压上述各弹簧40,一面向上述各凹部32的深侧位移。其结果为,不仅切断上述滚柱离合器20的接合(呈超限状态),而且构成该滚柱离合器20的上述各滚柱33的滚动面与上述离合器用内轮29的外周面分离。
即,在上述发动机1旋转时,离心力作用在上述各滚柱33上,将这些各滚柱33向上述各凹部32的底面推压。因为这些各凹部32的底面倾斜,所以上述各滚柱33具有向推压上述各弹簧40(压缩这些各弹簧40)的方向位移的倾向。另外,因为在发动机1起动后,停止向上述起动马达4通电的状态下,上述离合器用内轮29也停止,所以欲使上述各滚柱33向图50-51的逆时针方向位移的力只有上述各弹簧40的弹力。
在该状态下,伴随着上述旋转力的上升,上述离心力也增大,若该分力的大小大于上述各弹簧40的弹力,则上述各滚柱33一面压缩这些各弹簧40,一面向上述各凹部32的深的部分移动。其结果为,象上述那样,上述各滚柱33的滚动面和上述离合器用内轮29的外周面分离。在该状态下,不论上述发动机1的高速旋转,可以将在上述滚柱离合器20的内部产生的摩擦热抑制到很小,如上所述,谋求提高该滚柱离合器20以及邻接的滚珠轴承19的耐久性。当然,对于该滚柱离合器20自身,也可以防止异常磨损,烧粘等的损伤。
但是,在使用上述那样的有关在先发明的滚柱离合器内置式皮带轮装置时,在发动机起动后,在各滚柱33基于离心力,一面推压各弹簧40,一面向各凹部32的深侧位移以前的状态下,上述各滚柱33的滚动面和离合器用内轮29的外周面摩擦。因此,在该状态下,向上述各滚柱33的滚动面和离合器用内轮29的外周面的滑动接触部分供给足够量的油脂一事,从谋求防止这些各面的磨损,确保上述滚柱离合器内置式皮带轮装置的耐久性方面来看是重要的。
与此相对,在有关上述在先发明的离合器用保持器34的情况下,由于各凸缘部35的内周缘和各柱部36的内周面存在于单一的圆筒面上,所以难以供给上述滑动接触部分充足量的油脂。即,在上述离合器用保持器34的情况下,上述各柱部36仅在上述离合器用内轮29的外周面,刮取与上述各滚柱33的滚动面接触部分的油脂,基本不具有保持供给该部分油脂的功能。因此,上述各面的防止磨损不充分,存在不能充分确保上述滚柱离合器内置式皮带轮装置的耐久性的可能。
图44-48所示的第二十三-二十六实施例就是鉴于这样的情况而作的发明。
首先,图44-45是表示本发明的实施方式的第二十三实施例。另外,本例的特征在于,通过对离合器用保持器34b的构造想办法,来将充足量的油脂自由供给到离合器用内轮的外周面和各滚柱33的滚动面的接触部上(参照图49-51)。滚柱离合器内置式皮带轮装置整体的构造等,其他部分的构造以及作用由于与上述的图49-51所示的在先发明相同,所以省略有关同等部分的图示以及说明,下面,以本例的特征部分为中心,进行说明。
在本例的情况下,构成上述离合器用保持器34b的各柱部36b的内周面74整体,与各凸缘部35的内周缘75相比,向径向外方凹陷。另外,这些各凸缘部35的内径与上述离合器用内轮29的外径相比,仅稍大一点。因此,在将上述离合器用保持器34b组装到滚柱离合器内置式皮带轮装置的状态下,上述各内周缘75相向接近上述离合器用内轮29的外周面两端部。即,呈如下状态,在这些各内周缘75和上述离合器用内轮29的外周面两端部之间,存在使油脂不能自由流通程度的折曲间隙76。与此相对,在上述各柱部36b的内周面74和上述离合器用内轮29的外周面中间部之间,呈存在充足的空间77的状态。
在组装有上述那样的离合器用保持器34b的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置运转时,油脂被引入上述空间77内。即,被密封在滚柱离合器20(参照图49-51)内,附着在上述各滚柱33的滚动面上,或是通过这些各滚柱33,被压送到上述滚柱离合器20的圆周方向的油脂被引入上述空间77内。该空间77具有充足的容积,而且径向外侧和轴向两侧分别被上述各柱部36b的内周面74和上述各凸缘部35分割。因此,被引入上述空间77内的油脂,在皮带轮元件17以及离合器用外轮30(参照图49-51)共同与上述离合器用保持器34b旋转的情况下,不论所施加的离心力而难以向径向外方流失。另外,由于上述各曲折间隙76、76的存在,也难以向轴向外侧流失。
因此,被引入上述空间77内的油脂被有效地供给到上述离合器用内轮29的外周面和各滚柱33的滚动面的接触部中,防止这些两面的磨损。其结果为,即使是在两面彼此之间摩擦的情况下,也可以抑制这些两面的磨损,谋求提高发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置的耐久性。
接着,图46是表示本发明的实施方式的第二十四实施例。在本例的情况下,各柱部36c的内周面74a和各凸缘部35的内周缘75位于单一圆筒面上。代替它在本例的情况下,是在上述各柱部36c的内周面74a的圆周方向中央部形成凹孔78,该凹孔78具有油脂槽的功能。另外,该凹孔78的截面形状为月牙型,为越向圆周方向的两端部越浅的形状,被引入到该凹孔48内的油脂,伴随着离合器用保持器34c和离合器用内轮29(参照图49-51)的相对旋转,被有效地供给到该离合器用内轮29的外周面上。
其他的构成以及作用与上述的图44-45所述的第二十三实施例的情况相同。
接着,图47是表示本发明的实施方式的第二十五实施例。在本例的情况下,各柱部36d的内周面74a和各凸缘部35的内周缘75位于单一的圆筒面上。代替它在本例的情况下,使上述各柱部36c的内周面74a的圆周方向一个半部向径向外方凹陷,作为带高低差的凹部79,该带高低差的凹部79作为油脂槽而发挥功能。另外,使该带高低差的凹部79直接与保持在凹处37内的滚柱33(参照图49-51)相对,被引入到该带高低差的凹部79内的油脂,伴随着离合器用保持器34d和离合器用内轮29(参照图49-51)的相对旋转,被有效地供给到该离合器用内轮29的外周面上。
其他的构成以及作用与上述的图44-46所示的第二十三-二十四实施例的情况相同。
接着,图48是表示本发明的实施方式的第二十六实施例。在本例的情况下,使各柱部36e的内周面74a的圆周方向的一个半部,越向圆周方向端缘部越向径向外方凹陷,作为倾斜凹部80,该倾斜凹部80作为油脂槽而发挥功能。本例的情况也是使该倾斜凹部80直接与保持在凹处37内的滚柱33(参照图49-51)相对,被引入到该倾斜凹部80内的油脂,伴随着离合器用保持器34e和离合器用内轮29(参照图49-51)的相对旋转,被有效地供给到该离合器用内轮29的外周面上。其他的构成以及作用与上述的图44-47所示的第二十三-二十五实施例的情况相同。
另外,上述的图44-48所示的第二十三-二十六实施例是就将滚柱离合器内置式旋转传递装置组装到怠速停止车辆用的发动机起动装置的情况进行了说明。但是,在上述第二十三-二十六实施例中所示的滚柱离合器内置式旋转传递装置并非仅限于这样的用途,也可以在怠速停止车辆中,发动机停止时,驱动压缩机等的辅机机构等,组装在各种旋转传递机构的状态下来使用。另外,若对在上述第二十三-二十六实施例中所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置的构成进行概括,则如下所述。
即,该滚柱离合器内置式皮带轮装置与以往已被公知的滚柱离合器内置式皮带轮装置相同,具有皮带轮、旋转轴和滚柱离合器,该皮带轮可将循环皮带自由架设在外周面上,为圆环状,在使用时仅向规定方向旋转;该旋转轴插入该皮带轮的中心部,在使用时,仅向该规定方向旋转;该滚柱离合器设置在这些皮带轮的内周面和旋转轴的外周面之间的环状空间内。
这样,该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述皮带轮,但在该皮带轮以高于该旋转轴的速度,向上述规定方向旋转的情况下为空转,不进行从该皮带轮向该旋转轴的动力传递。
特别是,在上述第二十三-二十六实施例中所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置中,用于使构成上述滚柱离合器的多个滚柱向上述皮带轮的径向位移的凸轮面,存在于该皮带轮的内周面或内嵌固定在该皮带轮上的离合器用外轮的内周面。
另外,上述旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面为圆筒面,保持器与上述皮带轮共同相对于上述旋转轴自由旋转,该保持器可在上述环状空间的圆周方向自由位移地保持上述各滚柱,同时保持弹簧,该弹簧用于向相对于该环状空间的圆周方向的同方向,推压这些各滚柱。
再有,在上述第二十三-二十六实施例中所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置的情况下,在上述保持器的内周面上,设置用于保持油脂的油脂槽。
在这样构成的上述第二十三-二十六实施例中所示的滚柱离合器内置式皮带轮装置的情况下,可以从设置在保持器的内周面上的油脂槽中,将油脂供给到各滚柱的滚动面、与旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面的接触部。因此,即使是在这些两面之间摩擦的情况下,也可抑制这些两面的磨损,谋求提高滚柱离合器内置式皮带轮装置的耐久性。因此,即使是在离合器用外轮和离合器用内轮高速相对旋转的情况下,也可谋求确保滚柱离合器的耐久性。因此,可以提高例如怠速停止车辆用的发动机起动装置的可靠性以及耐久性等,谋求提高各种机械装置的性能。
另外,在上述的各例中,就权利要求所述的旋转部件是在外周面可自由架设循环皮带的皮带轮元件17(图1等)的情况进行了说明。但是,本发明的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置并非仅限于这样的构造,例如,作为上述旋转部件,即使是在外周面上,使用形成有齿轮部的元件的情况下,也可以实施。在使用这样的元件的情况下,例如,使与发动机的曲轴一起旋转的其他的齿轮部与设置在该元件上的齿轮部啮合。
另外,各权利要求所述的发明除分别可以独立实施以外,也可以将权利要求所述的发明的一部分或全部进行组合实施。另外,也可以从组合该全部发明的(方案)中,恰当地删除一部分的发明后进行实施。
产业上利用的可能性
本发明的发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,由于是以上所述那样的构成而发挥作用,所以可以提高怠速停止车辆用的发动机起动装置的可靠性以及耐久性。
Claims (11)
1.一种滚柱离合器内置式皮带轮,用于起动马达,其特征在于,具有第1支撑轴承、第2支撑轴承和滚柱离合器部,该第1支撑轴承配置在该皮带轮的轴向的一方侧;该第2支撑轴承配置在上述皮带轮的轴向另一方侧;该滚柱离合器部在第1支撑轴承和第2支撑轴承之间;该滚柱离合器部在旋转方向的一方为锁定,在另一方为非锁定,在皮带轮的内周面或嵌入于皮带轮的内侧的离合器用外轮的内周面上,形成凸轮面。
2.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向、以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,构成上述滚柱离合器的多个滚柱在位于凹部的最深部的情况下,该凹部构成用于使这些各滚柱向上述旋转部件的径向位移的凸轮面,使在上述各滚柱的滚动面与上述旋转轴的外周面或外嵌固定于该旋转轴上的离合器用内轮的外周面之间存在的间隙的尺寸,大于上述各支撑轴承的径向间隙。
3.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向、以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,上述各支撑轴承以及滚柱离合器是由同类的油脂润滑,该同类的油脂的基础油是合成油,增稠剂是尿素类。
4.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,上述各支撑轴承是滚珠轴承,滚动自由地保持多个滚珠的保持器是合成树脂制的冠型的保持器,在该保持器上设置的各凹处的内面之中,在与上述各滚珠的滚动面相对的圆周方向的两侧部分,设置部分圆筒面,该部分圆筒面具有与该保持器的中心轴平行的中心轴。
5.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,设置在上述各支撑轴承的两端部的密封环中,设置在作为上述滚柱离合器的相反侧的外侧的密封环是接触式,作为该滚柱离合器侧的内侧的密封环是非接触式。
6.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,用于使构成上述滚柱离合器的多个滚柱向上述旋转部件的径向位移的凸轮面,形成在该旋转部件的内周面或离合器用外轮的内周面上,该离合器用外轮的内周面内嵌固定在该旋转部件上,上述旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面作成圆筒面,在该圆筒面的外周面和上述多个滚柱的表面中的至少一方的面上,形成化学生成处理皮膜。
7.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,具有多个支撑突片和檐部,该多个支撑突片在保持器的轴向中间部外周面上,以向径向突出的状态,设置在与推压这些各滚柱的多个弹簧的基部侧面相对的位置上,该保持器用于保持构成上述滚柱离合器的多个滚柱;该檐部在与这些各支撑突片中的上述各弹簧的基部侧面相对的一侧的侧面,以向这些各弹簧的基部侧突出的状态,设置在与该基部侧面相比远离外径侧的部分;使起始于上述各支撑突片的侧面的这些各檐部的突出长度,比在上述各弹簧的基部的与该侧面相对的部分的厚度要大。
8.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,用于使构成上述滚柱离合器的多个滚柱向上述旋转部件的径向位移的凸轮面,形成在该旋转部件的内周面或内嵌固定在该旋转部件上的离合器用外轮的内周面上,上述旋转轴的外周面或外嵌固定在该旋转轴上的离合器用内轮的外周面作成圆筒面,上述多个滚柱夹持在上述凸轮面和该圆筒面的外周面之间,这些各滚柱在沿着构成该凸轮面的多个凹部向这些各凹部的深侧移动的状态下的与相对于这些各滚柱的中心轴的移动方向、成为这些各滚柱的滚动面的前端的位置相比,在这些各滚柱的滚动面上、相对于构成上述滚柱离合器的保持器的径向在内侧的位置,使弹簧接触。
9.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,具有多根滚柱、弹簧和保持器,该多根滚柱设置在该旋转部件的内周面和该旋转轴的外周面之间;该弹簧用于相对于这些旋转部件以及旋转轴的圆周方向、向同方向推压这些各滚柱;该保持器保持这些各滚柱;这些各弹簧是由与该保持器的一部分接触的主体部,和使其基端部在该主体部的两端部连续的1对推压部构成的,其中的各推压部在与上述各滚柱的滚动面接触的状态下,相互独立伸缩,使相对于这些各滚柱的重心的轴向的位置,位于在上述各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触部分的彼此之间,同时,在通过这些各滚柱、这些各推压部被推压的状态下,使在这些各推压部中的与这些各滚柱的滚动面接触部分彼此间的轴向间隔,为这些各滚柱的轴向长度的一半以上。
10.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,具有多根滚柱、弹簧和保持器,该多根滚柱设置在该旋转部件的内周面和该旋转轴的外周面之间;该弹簧用于相对于这些旋转部件以及旋转轴的圆周方向、向同方向推压这些各滚柱;该保持器保持这些各滚柱;这些各弹簧是由与该保持器的一部分接触的主体部,和使其基端部在该主体部的两端部连续的1对推压部构成的,其中的各推压部在与上述各滚柱的滚动面接触的状态下,相互独立伸缩,以从基端部越向前端部曲率半径越逐渐减小的状态,使这些各推压部弯曲。
11.一种发动机起动用滚柱离合器内置式旋转传递装置,是在旋转部件和发动机起动用马达的旋转轴之间,仅传递规定方向的动力,该旋转部件在使用时与发动机的曲轴一起旋转;该发动机起动用马达的旋转轴插入该旋转部件的中心部,在使用时仅向该规定方向旋转,其特征在于,具有1对支撑轴承和滚柱离合器,该1对支撑轴承在上述旋转部件的内周面和上述旋转轴的外周面之间的环状空间内,相对于轴向相互隔开间隔配置;该滚柱离合器在该环状空间内,设置在这些1对支撑轴承的彼此之间;该滚柱离合器在上述旋转轴向上述规定方向旋转时接合,将动力从该旋转轴传递到上述旋转部件,在该旋转部件向上述规定方向,以高于该旋转轴的速度旋转的情况下进行空转,不进行将动力从该旋转部件向该旋转轴的传递,用于保持构成上述滚柱离合器的多个滚柱的保持器,通过相对于该环状空间的圆周方向、隔开间隔相互平行配置的多根柱部连结1对凸缘部的彼此之间,该1对凸缘部在上述环状空间的轴向、隔开间隔相互平行配置,在这些各柱部的内周面上,设置用于保持油脂的油脂槽。
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