JP2004346951A

JP2004346951A - ワンウェイクラッチ

Info

Publication number: JP2004346951A
Application number: JP2003141360A
Authority: JP
Inventors: Susumu Honaga; 進穂永; Yoshiharu Inaguma; 義治稲熊
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】従来より低コストで製造することが可能なワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】本発明のワンウェイクラッチ１０では、ベース盤１１にローラー３０と圧縮コイルバネ３１を共に収容する凹所１５を設けたことで、従来のようにローラーの収容部分と圧縮コイルバネの収容部分とを異なる方向から別々に加工する必要がなくなり、従来より製造コストを抑えることが可能になる。しかも、凹所１５の開放部分を閉塞するための閉塞板２１に一体形成した区画壁２５により、圧縮コイルバネ３１が凹所１５から軸孔１２側に離脱することを防ぐことができる。また、圧縮コイルバネ３１の収容部分が従来のものより広くなるので、圧縮コイルバネ３１の形状の自由度が高くなる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一方向に回転する第１及び第２の軸体のうち一方から他方に回転を伝達し、他方から一方には回転を伝達しないワンウェイクラッチに関し、特に、セルモータの回転をエンジンに伝達するワンウェイクラッチに関する。
【０００２】
【関連した技術】
図６及び図７には、開発中のワンウェイクラッチ１に備えたベース盤２が示されている。ベース盤２の中心には軸孔９が形成され、その軸孔９には、セルモータにて駆動されるセル駆動軸３が貫通されている。また、軸孔９の内周面には、複数の凹所４が形成されており、これら凹所４の内部にはローラー５がそれぞれ収容されている。凹所４は、図６における時計回りの方向に向かうに従って軸孔３の内周面からの深さが徐々に深くなっており、凹所４の深い側の端部とベース盤２の外周面との間を貫通するようにバネ孔６が形成されている。各バネ孔６には、圧縮コイルバネ７が収容されかつ、ベース盤２の外周面側がカラー８が打ち込まれて閉塞されており、これにより圧縮コイルバネ７がローラー５を凹所４の浅い側に付勢している。また、図７に示すように、ベース盤２の一方の端面は、エンジンのクランクシャフト１Ａの端面に固定され、他方の端面には、凹所４の開放口を塞ぐ円板１Ｂが敷設されている。そして、セル駆動軸３が図６における反時計回り方向に回転すると、ローラー５が凹所４の浅い側に移動してセル駆動軸３に食い込み、セル駆動軸３とベース盤２（即ち、クランクシャフト１Ａ）とが連結され、ベース盤２がセル駆動軸３より高速で回転すると、ローラー５が凹所４の深い側に移動して、セル駆動軸３とベース盤２（クランクシャフト１Ａ）とが切り離される。
【０００３】
なお、同様の原理を利用したワンウェイクラッチは従来より複数開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５９５３０号公報（段落［００１１］、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のワンウェイクラッチでは、圧縮コイルバネ７を収容するためのバネ孔６を設けるために、凹所４とは異なる方向からの加工を要し、加工に手間がかかり製造コストを下げることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より低コストで製造することが可能なワンウェイクラッチの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るワンウェイクラッチは、同一方向に回転する第１及び第２の軸体のうち第１の軸体に固定されて回転するベース盤を備え、そのベース盤の中心に形成した軸孔に第１の軸体を嵌合可能とし、軸孔の内周面に複数陥没形成した凹所には、ローラーとローラーを軸孔の周方向に沿った一端側に押圧する弾性部材とが収容され、第１と第２の軸体のうち一方を他方より高速で回転させたときには、ローラーが凹所における浅い側に移動し、凹所の底面と第１の軸体の外周面とに摩擦係合する一方、第１と第２の軸体のうち他方を一方より高速で回転させたときには、ローラーが弾性部材に抗して凹所の深い側に移動し、摩擦係合が解除されるワンウェイクラッチにおいて、凹所は、ベース盤の両端面に開放し、ベース盤の一端面における開放部分が第１の軸体によって閉塞されると共に、ベース盤の他端面における凹所の開放部分を閉塞した閉塞板を備え、その閉塞板の一部を凹所内に折り曲げて、凹所における弾性部材の収容部分と軸孔とを区画する区画壁を形成したところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のワンウェイクラッチにおいて、弾性部材は、凹所の内面及び区画壁に平行な１対の面を有する筒形の圧縮コイルバネであるところに特徴を有する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のワンウェイクラッチにおいて、閉塞板の外周縁からは、ベース盤の外周面に勘合する外筒壁が起立形成されると共に、ベース盤の外周面には閉塞板から離れた側が低くなった段差部が形成され、外筒壁の先端を内側に変形させて段差部に係合させたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のワンウェイクラッチにおいて、第１及び第２の軸体のうち一方の軸体は、セルモータの回転軸又はその回転軸に連動回転する軸体である一方、他方の軸体はエンジンのクランクシャフト又はそのクランクシャフトに連動回転する軸体であるところに特徴を有する。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１のワンウェイクラッチでは、ローラーと弾性部材とを共に収容する凹所をベース盤に備えたので、従来のようにローラの収容部分と弾性部材の収容部分とを異なる方向から別々に加工する必要がなくなり、従来より製造コストを抑えることが可能になる。しかも、凹所の開放部分を閉塞する閉塞板に一体形成した区画壁によって、弾性部材が軸孔側に離脱することを防ぐことができる。また、弾性部材の収容部分が従来のものより広くなるので、弾性部材の形状の自由度が高くなる。
【００１２】
＜請求項２の発明＞
請求項２のワンウェイクラッチに備えた弾性部材は、凹所の内面及び区画壁に平行な１対の面を有する筒形の圧縮コイルバネであるので、その圧縮コイルバネの側面が、凹所の内面及び区画壁に宛われて安定する。
なお、凹所の内面及び区画壁に平行な１対の面を有する筒形の圧縮コイルバネとしては、線材を矩形に巻回したり、長円形に巻回することによって構成することができる。
【００１３】
＜請求項３の発明＞
請求項３のワンウェイクラッチでは、閉塞板の外筒壁をベース盤の外周面に嵌合し、その外筒壁の先端側を縮径変形させてベース盤の段差部に係合させることで、閉塞板をベース盤に固定することができる。
【００１４】
＜請求項４の発明＞
請求項４のワンウェイクラッチは、セルモータの回転軸又はその回転軸に連動回転する軸体と、エンジンのクランクシャフト又はそのクランクシャフトに連動回転する軸体との間に組み付けられて、セルモータからクランクシャフトへと動力を伝達する一方、クランクシャフトからセルモータには動力が伝達されないようにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１には、オートバイ（スクーターを含む）のエンジン４１とセルモータ４０との間の動力の伝達系が示されており、このセルモータ４０の出力回転軸にギヤ連結されたセル駆動軸３６が、本発明の「第２の軸体」を構成し、エンジン４１に備えたクランクシャフト３５が本発明の「第１の軸体」を構成している。そして、本実施形態のワンウェイクラッチ１０は、セル駆動軸３６からクランクシャフト３５に動力を伝達するために用いられている。
【００１６】
本実施形態のワンウェイクラッチ１０に備えたベース盤１１は、図３に示すように全体として円板状をなし、その中心には軸孔１２が貫通形成され、ここにセル駆動軸３６が嵌合されている（図２参照）。また、ベース盤１１には、複数箇所にボルト孔１６が貫通形成されており、ここに通した図示しないボルトをクランクシャフト３５の端面に締め付けてベース盤１１がクランクシャフト３５に固定されている。なお、ボルト孔１６には、図２に示すように、ボルトのヘッド部を収容するためのザグリ部１６Ｚが形成され、ベース盤１１の端面からボルトのヘッド部が突出しないようになっている。
【００１７】
図２に示すように、軸孔１２の内周面の複数箇所（具体的には、例えば、３箇所）には、それぞれ凹所１５が形成されている。凹所１５は、ベース盤１１の軸方向の両端面にも開放しており、それらのうち一方の端面の開放部分は、クランクシャフト３５によって閉塞され（図２参照）、他方の端面の開放部分はキャップ２０によって閉塞されている。
【００１８】
キャップ２０は、ベース盤１１の一端面に敷設される閉塞板２１の外周縁から外筒壁２２を起立した構造になっている。そして、外筒壁２２をベース盤１１の外周面に嵌合して、その外筒壁２２の先端部を縮径するようにかしめられている。また、ベース盤１１の外周面には、図２に示すようにクランクシャフト３５側が低くなった段差部１１Ｄが形成されており、外筒壁２２のかしめ部分がこの段差部１１Ｄに係合して、キャップ２０がベース盤１１に抜け止めされている。
【００１９】
キャップ２０のうち閉塞板２１の中心には、ベース盤１１の軸孔１２より僅かに径が大きな中心孔２３が形成されている。そして、中心孔２３の開口縁にて凹所１５の開口部分を閉塞している（図２参照）。また、閉塞板２１には、中心孔２３の複数箇所を径方向に拡げて、ベース盤１１のボルト孔１６を外側に臨ませるための湾曲部２４が形成されている。
【００２０】
ベース盤１１の凹所１５は、ローラー収容部１３とバネ収容部１４とから構成されている。ローラー収容部１３は、凹所１５のうち同図における反時計回り方向の一端側に配置されており、各ローラー収容部１３には、円柱状のローラー３０がそれぞれ収容されている。なお、ローラー３０は、ベース盤１１の厚さより僅かに軸長が短くなっており、これによりローラー３０の両端面は、ベース盤１１の両端面より内側に位置している。
【００２１】
図５に示すように、ローラー３０は、一部がローラー収容部１３の底面１３Ａに当接した状態で反対側が軸孔１２内に僅かに突出するように構成されている。ここで、ローラー収容部１３の底面１３Ａは、図５における反時計回り方向の一端側（即ち、バネ収容部１４から離れた一端側）に向かうに従って、セル駆動軸３６側に接近するように丸みを帯びて傾斜している。換言すると、軸孔１２の内周面からの深さは、バネ収容部１４から離れた一端側に向かうに従って徐々に浅くなっている。これにより、ローラー３０は、ローラー収容部１３内においてバネ収容部１４から離れた側に移動するに従って軸孔１２内への突出量が大きくなる。そして、図５に示すようにローラー３０がローラー収容部１３の端部の内側端面１３Ｂに当接した状態で、ローラー３０がセル駆動軸３６と底面１３Ａとに押し付けられてそれぞれに摩擦係合する。
【００２２】
さて、バネ収容部１４は、ローラー３０とセル駆動軸３６との接線と略平行に延びた底面１４Ａを備え、その底面１４Ａのうちローラー収容部１３から離れた側の端部から内側端面１４Ｂがほぼ直角に立ち上がっている。そして、バネ収容部１４には、底面１４Ａと対峙するように本発明に係る区画壁２５が設けられている。区画壁２５は、図３に示すようにキャップ２０における閉塞板２１の一部を直角曲げして形成されている。また、バネ収容部１４の内側端面１４Ｂのうち軸孔１２側の端部からは突部１４Ｃが突出しており、この突部１４Ｃによって区画壁２５が軸孔１２側に移動することを規制している。
【００２３】
バネ収容部１４のうち底面１４Ａと区画壁２５の間には、圧縮コイルバネ３１（本発明の「弾性部材」に相当する）が収容されている。この圧縮コイルバネ３１は、図３に示すように線材を矩形に巻回して構成され、全体として角筒状になっている。そして、圧縮コイルバネ３１の角筒構造における２つの側面が底面１４Ａと区画壁２５とに宛われると共に、残りの２つの側面が、キャップ２０の閉塞板２１とクランクシャフト３５の端面とに宛われる。また、圧縮コイルバネ３１の一端は、バネ収容部１４の内側端面１４Ｂに突き当てられる一方、他端はローラー３０に突き当てられ、これにより、圧縮コイルバネ３１が、ローラー３０をローラー収容部１３の一端側に付勢している。
【００２４】
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。
オートバイのイグニッションキーを回すと、セルモータ４０が駆動されて、セル駆動軸３６が図５における反時計回り方向に回転する。ここで、ローラー３０は圧縮コイルバネ３１によってローラー収容部１３における浅い側に付勢されており、回転したセル駆動軸３６との摩擦力が圧縮コイルバネ３１の付勢力に加えられて、ローラー３０がローラー収容部１３における浅い側に移動する。すると、ローラー３０は、ローラー収容部１３の底面１３Ａとセル駆動軸３６の外面とに摩擦係合し、これによりベース盤１１を介してセル駆動軸３６とクランクシャフト３５とが連結され、セルモータ４０の動力がエンジン４１に伝達される。ここで、圧縮コイルバネ３１が角筒状になっているので、ローラー収容部１３内に安定し、ローラー３０の付勢力も安定する。従って、セルモータ４０を起動した際に、ワンウェイクラッチ１０が安定してセルモータ４０とエンジン４１とを連結させることができる。
【００２５】
クランクシャフト３５の回転を受けかつエンジン４１のガソリンを燃焼して起動すると、クランクシャフト３５がセル駆動軸３６より速く回転する。すると、図５においてベース盤１１がセル駆動軸３６に対して相対的に時計回り方向に回転した状態になり、これに伴ってローラー３０がローラー収容部１３における深い側に移動する。すると、ローラー３０がローラー収容部１３の底面１３Ａ及びセル駆動軸３６の外面のうちの一方から離れ、それらローラー収容部１３の底面１３Ａ及びセル駆動軸３６の外面に対するローラー３０の摩擦係合が解除される。これにより、エンジン４１とセルモータ４０とが切り離され、エンジン４１を自由に回転させることができる。
【００２６】
さて、本実施形態のワンウェイクラッチ１０を製造するには以下のようである。ベース盤１１は、例えば板材を円形に切断し、所要箇所を旋盤、ボール盤又はマシニングセンター等で加工する。ここで、本実施形態のベース盤１１に備えた凹所１５には、ローラー３０と圧縮コイルバネ３１の両方が収容されるので、従来のようにローラー３０の収容部分と圧縮コイルバネ３１の収容部分とを別々に異なる方向から加工する必要がなくなる。しかも、凹所１５は、ベース盤１１の両端面に開放しているので、軸孔１２と共に凹所１５をベース盤１１の軸方向から加工することができる。
【００２７】
キャップ２０は、例えば板金を切断・折り曲げ・絞り加工等して製造される。
ここで、板金を切断する際に、板金の一部を短冊状に切断しておき、この短冊部分を直角曲げすることで、本発明に係る区画壁２５が形成される。また、外筒壁２２は、板金の一部を絞って形成すればよく、この外筒壁２２を形成するときに同時に前記短冊部分を折り曲げて区画壁２５を形成してもよい。
【００２８】
このように本実施形態のワンウェイクラッチ１０では、ベース盤１１にローラー３０と圧縮コイルバネ３１を共に収容する凹所１５を設けたことで、従来のようにローラーの収容部分と圧縮コイルバネの収容部分とを異なる方向から別々に加工する必要がなくなり、従来より製造コストを抑えることが可能になる。しかも、凹所１５の開放部分を閉塞するための閉塞板２１に一体形成した区画壁２５により、圧縮コイルバネ３１が凹所１５から軸孔１２側に離脱することを防ぐことができる。また、圧縮コイルバネ３１の収容部分が従来のものより広くなるので、圧縮コイルバネ３１の形状の自由度が高くなる。
【００２９】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記実施形態のワンウェイクラッチ１０は、セルモータ４０からエンジン４１に動力を伝達するためのものであったが、本発明に係るワンウェイクラッチは、これに限定されるものでなく、セルモータとエンジン以外のものに組み付けてもよい。
【００３０】
（２）前記実施形態のワンウェイクラッチ１０における閉塞板２１は、外周縁に外筒壁２２を備えて全体がキャップ構造になっていたが、例えば、閉塞板に外筒壁を備えない構造にして、ベース盤の端面に閉塞板をボルト固定してもよい。
【００３１】
（３）前記実施形態では、圧縮コイルバネ３１は、線材を矩形に巻回して構成されていたが、線材を丸く巻回した一般的な圧縮コイルバネを本発明に係る「弾性部材」として用いてもよい。
【００３２】
（４）また、ローラーを付勢するための本発明に係る「弾性部材」は、圧縮コイルバネに限定されるものではなく、例えば、板バネやリング状のバネであってもよい。
【００３３】
（５）前記実施形態のワンウェイクラッチ１０は、オートバイのエンジンを始動させるためのに備えられていたが、ワンウェイクラッチの用途はこれに限定されるものではなく、例えば、自動車、耕耘機、発電機等を始動させるために用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るワンウェイクラッチを用いた駆動系の概念図
【図２】ワンウェイクラッチの断面図
【図３】ワンウェイクラッチの分解斜視図
【図４】ワンウェイクラッチを組み付けた状態の斜視図
【図５】ワンウェイクラッチの平面図
【図６】従来のワンウェイクラッチの平面図
【図７】ワンウェイクラッチの断面図
【符号の説明】
１０…ワンウェイクラッチ
１１…ベース盤
１１Ｄ…段差部
１２…軸孔
１３…ローラー収容部
１４…バネ収容部
１５…凹所
２１…閉塞板
２２…外筒壁
２３…中心孔
２５…区画壁
３０…ローラー
３１…圧縮コイルバネ（弾性部材）
３５…クランクシャフト
３６…始動回転軸
４０…セルモータ
４１…エンジン

Claims

同一方向に回転する第１及び第２の軸体のうち第１の軸体に固定されて回転するベース盤を備え、そのベース盤の中心に形成した軸孔に第１の軸体を嵌合可能とし、前記軸孔の内周面に複数陥没形成した凹所には、ローラーと前記ローラーを前記軸孔の周方向に沿った一端側に押圧する弾性部材とが収容され、
前記第１と第２の軸体のうち一方を他方より高速で回転させたときには、前記ローラーが前記凹所における浅い側に移動し、前記凹所の底面と前記第１の軸体の外周面とに摩擦係合する一方、前記第１と第２の軸体のうち他方を一方より高速で回転させたときには、前記ローラーが前記弾性部材に抗して前記凹所の深い側に移動し、前記摩擦係合が解除されるワンウェイクラッチにおいて、
前記凹所は、前記ベース盤の両端面に開放し、
前記ベース盤の一端面における開放部分が前記第１の軸体によって閉塞されると共に、前記ベース盤の他端面における前記凹所の開放部分を閉塞した閉塞板を備え、
その閉塞板の一部を前記凹所内に折り曲げて、前記凹所における前記弾性部材の収容部分と前記軸孔とを区画する区画壁を形成したことを特徴とするワンウェイクラッチ。
前記弾性部材は、前記凹所の内面及び前記区画壁に平行な１対の面を有する筒形の圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
前記閉塞板の外周縁からは、前記ベース盤の外周面に勘合する外筒壁が起立形成されると共に、前記ベース盤の外周面には、前記閉塞板から離れた側が低くなった段差部が形成され、前記外筒壁の先端を内側に変形させて前記段差部に係合させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のワンウェイクラッチ。
前記第１及び第２の軸体のうち一方の軸体は、セルモータの回転軸又はその回転軸に連動回転する軸体である一方、他方の軸体はエンジンのクランクシャフト又はそのクランクシャフトに連動回転する軸体であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のワンウェイクラッチ。