JP2007198504A - 一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性部材の組み込み性がよく、かつ、保持器の加工性のよい一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。
【解決手段】一方向クラッチ１３は、保持器２３の柱部２６に半径方向内方に延びるばね中央支持部２６ａとばね背面支持部２６ｂを有し、保持器２３の内径側には、ばね保持用の溝２６ｃが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものであり、特に、エンジンのクランク軸の動力によって駆動されるオルタネータ等の補機類の入力軸や、逆に、エンジンのクランク軸に動力を与えるスタータモータの出力軸に使用される一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものである。

一般に、オルタネータ等、自動車補機の回転軸の端部には従動プーリが固定されており、エンジンのクランク軸の端部に固定されたクランクプーリとの間に無端ベルトが掛け渡され、補機を駆動するために利用されている。また、従動プーリとしては、無端ベルトの走行速度が一定もしくは上昇傾向にある場合に、無端ベルトから回転軸への動力の伝達を自在とし、無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合に、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とするよう、一方向クラッチを内蔵したプーリ装置が知られている。このようなプーリ装置に組み込まれる一方向クラッチとしては、種々のものが考案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

例えば、図７に示すような従来の一方向クラッチ１００は、内周面に円筒面１０１ａを有する外輪１０１と、外周面に円周方向に所定の間隔で凹状のランプ面１０２ａを有する内輪１０２と、円筒面１０１ａと各ランプ面１０２ａとの間に配置される複数のころ１０３と、複数のころ１０３を保持する保持器１０４と、保持器１０４に固定されてころ１０３をロック方向に付勢するばね１０５と、を備える。保持器１０４は、一対の円環部１０６の内周側に形成された凸部１０６ａを内輪１０２のランプ面１０２ａに支持させることで内輪１０２に案内固定されている。また、ばね１０５は、保持器１０４の柱部１０７に形成された中央のばね中央支持部１０７ａと両端のばね両側支持部１０７ｂで挟まれて、保持器１０４に固定されている。

図８に示すように、保持器１０４のばね中央支持部１０７ａは、半径方向外側に円周方向に突出する爪部１０７ｃを有しており、ばね１０５は、爪部１０７ｃを回避しつつ、矢印Ａで示す半径方向外側から保持器１０４に組み付けられる。このようにして保持器１０４に組み付けられたばね１０５には、一方向クラッチ１００の作動によって遠心力が作用して矢印Ｂ方向に移動しようとするが、ばね１０５は、爪部１０７ｃによって半径方向外側に移動するのを防止される。

また、図９に示す特許文献２に記載の一方向クラッチ２００では、外輪２０１がころ２０２が転接する軌道面２０１ａ、ころ２０２を保持するポケット２０１ｂ、及び、ころ２０２を押圧するばね２０３を支持するばね支持部２０１ｃを構成している。外輪２０１のポケット２０１ｂは、軸方向一端側において開口しており、内径側に形成されたばね支持部２０１ｃは、その突起部２０１ｄにより一端が開口した保持溝を形成し、ばね２０３が突起部２０１ｄの表裏面を囲うようにしてばね２０３を支持している。
特開２００２−２９５５２２号公報 実開昭６３−１２５２２７号公報

ところで、図７及び図８に記載の一方向クラッチ１００では、ばね１０５はばね中央支持部１０７ａの爪部１０７ｃを回避するように変形させながら保持器１０４に組み込む必要があり、組み込み性の向上が求められている。また、保持器１０４は、ばね中央支持部１０７ａに爪部１０７ｃを形成する必要があるため、保持器１０４の加工性を向上することも求められている。

図９に記載の一方向クラッチ２００では、保持器を有しない構成であり、また、ばね２０３は自由端がポケット２０１ａの開口側に位置する構成であるため、均一にころ２０２を押圧することが難しい。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性部材の組み込み性がよく、かつ、保持器の加工性のよい一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 外周面に第１の軌道面を有する内輪部材と、
内周面に第２の軌道面を有する外輪部材と、
第１及び第２の軌道面間に配置される複数の係合子と、
外輪部材と前記内輪部材のいずれかに案内され、係合子を保持する保持器と、
保持器に保持され、係合子をロック方向に付勢する弾性部材と、
を備える一方向クラッチであって、
保持器の内径側には、ばね保持用の溝が形成されることを特徴とする一方向クラッチ。
（２） 自動車補機の軸に取り付け可能で、自動車補機とクランクプーリとの間で動力を伝達し、且つ、（１）に記載の一方向クラッチを備えることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。

本発明の一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、保持器の内径側には、ばね保持用の溝が形成されるので、弾性部材の組み込み性がよく、かつ、保持器の加工性のよいものとなる。

以下、本発明の各実施形態に係る一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の自動車補機用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を説明するための縦断面図である。本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の自動車補機とエンジンのクランク軸の端部に固定されたクランクプーリとの間で動力を伝達する。図１に示されるように、プーリ装置１０は、不図示の自動車補機の軸が内嵌されるスリーブ１１を有する。スリーブ１１の周囲には、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２がスリーブ１１と同心に配置されている。また、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間で、この間に形成される環状空間の軸方向中間部には、一方向クラッチ１３が配置されており、上記環状空間の軸方向両端部、即ち、一方向クラッチ１３の軸方向両側には、例えば、深溝玉軸受等の玉軸受である一対のサポート軸受１４が配設されている。なお、ベルト溝１２ａの形状は、Ｖ溝、ポリＶ溝、歯型溝等の任意の形状に設計可能である。

一方向クラッチ１３は、プーリ１２がスリーブ１１に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみプーリ１２からスリーブ１１への回転力を伝達する。また、一対のサポート軸受１４は、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２との相対回転を可能とする。

各サポート軸受１４は、スリーブ１１の外周面に外嵌される軸受内輪１５と、プーリ１２の内周面に内嵌される軸受外輪１６と、軸受内輪１５と軸受外輪１６の両軌道面間に配置された転動体である複数の玉１７と、玉１７を転動自在に保持する軸受保持器１８と、外部からの異物の浸入や内部からのグリース等の潤滑剤の漏洩を防止するシール部材１９を有している。

図１及び図２に示すように、一方向クラッチ１３は、プーリ１２の内周面に圧入固定される外輪（外輪部材）２０と、スリーブ１１の大径部の外周面に圧入固定される内輪（内輪部材）２１と、外輪２０と内輪２１との間に回動自在に配設された係合子である複数のころ２２とを備えている。内輪２１の外周面は、ローラ２２が転接する複数の凹状のランプ面２１ａが円周方向に所定の間隔で設けられたカム面を形成する。ローラ２２は、各ランプ面２１ａと外輪２０の内周面に形成された円筒面２０ａとから構成される楔空間に回転自在に保持されている。

また、一方向クラッチ１３は、各ローラ２２を個別に保持する複数のポケットを有する保持器２３と、各ローラ２２を内輪２１の外周面及び外輪２０の内周面に対して係合する方向に弾性的に押圧する弾性部材であるばね２４とを備えている。

図２に示すように、保持器２３は、軸方向両端部に形成される一対の円環部２５と、円周方向に所定の間隔で配置され、一対の円環部２５を連結する所定の幅を持った複数の柱部２６とを備える。一対の円環部２３ａの内周面には、円周方向に所定の間隔で複数の突部２５ａが径方向内方に向けて形成されており、複数の突部２５ａを内輪２１のランプ面２１ａと嵌合させることで、保持器２３は内輪２１に固定される。各柱部２６の外周面は、一対の円環部２５の外周面と連続して形成されており、また、柱部２６の円周方向一端側では、その中央部分に半径方向内方に延びるばね中央支持部２６ａが形成されており、柱部２６の円周方向他端側では、柱部２６の軸方向全域に亘って半径方向内方に延びるばね背面支持部２６ｂが形成されている。

ばね中央支持部２６ａとばね背面支持部２６ｂとは、円周方向に所定の間隔を持って形成されており、ばね背面支持部２６ｂは、ばね２４の背面を支持する直線形状の支持面を備える。このように構成された柱部２６の内径側は、ばね２４を保持するばね保持用の溝２６ｃを構成する。

これにより、図３及び図４に示すように、ばね２４は変形させることなく、保持器２３の半径方向内側から柱部２６のばね保持用の溝２６ｃ内に嵌め込まれて、保持器２３に組み付けられる。このように組み付けられたばね２４は、一方向クラッチ１３の作動により遠心力が作用して、矢印Ｂ方向に移動しようとしても柱部２６の内周面によって移動が規制される。即ち、本実施形態では、ばね２４の組み付け方向Ａとばね２４が遠心力により移動しようとする方向Ｂとが一致するように、ばね２４と保持器２３とが組み付けられる。

また、ばね２４が組み付けられた保持器２３が外内輪２０，２１間に配置された状態では、ばね中央支持部２６ａとばね背面支持部２６ｂの内周面が内輪２１の外周面と近接して対向配置されるので、ばね２３の下側が内輪２１の外周面と接触して、ばね２３の径方向内側への移動も規制されている。

上記のように構成される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０では、プーリ１２の回転角速度が、例えば自動車補機の回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１３のころ２２がくさび作用によって内輪２１のランプ面２１ａと外輪２０の円筒面２０ａとの間に噛み込まれて、プーリ１２とスリーブ１１とが相対回転不能(ロック状態)となり、エンジンの回転力が自動車補機の回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が自動車補機の回転角速度より遅い場合には、ころ２２の噛み込みが解除されて、プーリ１２とスリーブ１１との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。

従って、本実施形態の一方向クラッチ１３及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、保持器２３の内径側には、ばね保持用の溝２６ｃが形成されるので、ばね２４は変形せずに保持器２３に組み付けることができ、スピーディーな組み立てが可能で、また、機械による自動化も容易に行うことができる。さらに、組み込みの際に従来のような爪部を破損したり、ばね２４の変形によって特性を変化させたりすることがなく、安定した品質の一方向クラッチ１３となる。

また、保持器２３の柱部２６は、遠心力によるばね２４の移動をも規制できるため、従来の爪部に比べて支持面積や支持剛性が向上し、遠心力によるばね２４の移動に対してより信頼性を高めることができる。

さらに、保持器２３のばね中央支持部２６ａには、従来の爪部のような精密な形状が不要となるため、保持器２３は加工性のよいものとなる。

加えて、ばね背面支持部２６ｂは、柱部２６の軸方向全域に亘って直線形状に形成されているので、ばね２４が先端方向からころ２２によって押された場合であっても、ばね２４の背面が撓むことなく安定して反力を支持することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図５を参照して説明する。なお、本実施形態は、保持器の柱部の構成において第１実施形態と異なるのみであるため、その他の構成について同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。

図５（ａ）は、保持器２３´の断面図であり、図５（ｂ）は、（ａ）のＶ方向から見た上面図であり、図５（ｃ）は、（ａ）のＶ´方向から見た下面図である。本実施形態の一方向クラッチ１３では、保持器２３の柱部２６は、ばね中央支持部２６ａと、柱部２６の軸方向両端側に形成された一対のばね背面支持部２６ｂ´とを備える。即ち、一対のばね背面支持部２６ｂ´は、柱部２６の中間部分において分割されている点において、第１実施形態のばね背面支持部２６ｂと異なる。

このように構成される保持器２３´に対して、ばね２４は、第１実施形態と同様、保持器２３´の半径方向内側（矢印Ａ）から組み付けられるが、ばね２４の背面は柱部２６の両側のみで支持されるため、図中Ｃのような空間が形成される。これにより、ばね２４をピンセットや自動組立機の先端で保持したまま、ばね２４は保持器２３´と緩衝することなくばね保持用の溝２６ｃまで押し込むことができ、組み立てが容易となる。

従って、本実施形態の一方向クラッチ１３及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、保持器２３´の柱部２６は、その軸方向両側に形成された一対のばね背面支持部２６ｂ´を有するので、ばね２４の組み立てをより容易に行うことができる。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。

本実施形態では、ばね保持用の溝２６ｃは柱部２６にのみ形成されているが、図６に示すように、柱部２６と連続するように一対の円環部２５を部分的に切り欠いて構成し、ばね２４の軸方向寸法を大きくしてもよい。

本発明の一方向クラッチは、スリーブとプーリとの間で回転力を伝達するものであればよく、本実施形態のように、プーリがスリーブに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよいし、内輪の外周面を円筒面と、外輪の内周面を複数のランプ面を有するカム面とし、スリーブがプーリに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよい。

また、本発明の一方向クラッチは、本実施形態のようなローラクラッチであってもよく、カムクラッチやスプラグクラッチであってもよい。また、一方向クラッチの外輪或いは内輪は、本実施形態のようにプーリ或いはスリーブと別体であってもよく、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。

さらに、本発明の一対のサポート軸受は、深溝玉軸受以外の形式であってもよく、ころ軸受や、玉軸受ところ軸受の組合せであってもよい。また、サポート軸受の内輪或いは外輪も、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。

本発明の第１実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。 （ａ）は図１の一方向クラッチの断面図であり、（ｂ）は（ａ）の外輪を取り外した状態でII方向から見た上面図であり、（ｃ）は（ａ）の内輪を取り外した状態でII´方向から見た下面図である。 保持器へのばねの組み付け状態を示す全体図である。 図３の部分拡大図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る一方向クラッチの保持器及びばねの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶ方向から見た保持器の上面図であり、（ｃ）は（ａ）のＶ´方向から見た保持器の下面図である。 本発明の変形例に係る一方向クラッチの保持器及びばねの斜視図である。 （ａ）は従来の一方向クラッチの断面図であり、（ｂ）は（ａ）の外輪を取り外した状態での上面図である。 図７の一方向クラッチの保持器へのばねの組み付け状態を示す図である。 従来の他の一方向クラッチを内輪側から見た下面図である。

符号の説明

１０ 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
１１ スリーブ
１２ プーリ
１３ 一方向クラッチ
１４ サポート軸受
２０ 外輪
２１ 内輪
２２ ころ（係合子）
２３ 保持器
２４ 板ばね（弾性部材）
２５ 円環部
２６ 柱部
２６ｃ ばね保持用の溝

Claims (2)

1. 外周面に第１の軌道面を有する内輪部材と、
   内周面に第２の軌道面を有する外輪部材と、
   前記第１及び第２の軌道面間に配置される複数の係合子と、
   前記外輪部材と前記内輪部材のいずれかに案内され、該係合子を保持する保持器と、
   前記保持器に保持され、前記係合子をロック方向に付勢する弾性部材と、
   を備える一方向クラッチであって、
   前記保持器の内径側には、ばね保持用の溝が形成されることを特徴とする一方向クラッチ。
2. 自動車補機の軸に取り付け可能で、前記自動車補機とクランクプーリとの間で動力を伝達し、且つ、請求項１に記載の一方向クラッチを備えることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
   

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