JP2008208851A - One-way clutch - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、径方向内外に同心状に配設される内輪体と外輪体とを同期回転させるロック状態と相対回転させるフリー状態とに切り換える一方向クラッチに関する。 The present invention relates to a one-way clutch that switches between a locked state in which an inner ring body and an outer ring body that are concentrically disposed inside and outside in a radial direction are synchronously rotated and a free state in which the inner ring body is relatively rotated.
この種の一方向クラッチは、例えば、エンジンの補機類(オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウオーターポンプ、冷却ファン等)に使用されるプーリユニットに組み付けられる場合がある。
また、図7と図8に示すように、エンジンのクランクシャフトのトルクが伝達される伝動ベルト108が掛け渡されるプーリ121と、補機類としてのオルタネータのロータ(ロータ軸)に一体回転可能に連結される軸体111との間に一方向クラッチ130が配設され、プーリ121から軸体111へトルクを伝達させたり遮断させる構造のものがある。
また、一方向クラッチ130は、内輪体(ロータに対応する軸体111自身で構成される場合がある)と、外輪体(プーリ121自身で構成される場合がある)との対向周面の間に、複数のくさび状空間が周方向に所定間隔を隔てて形成される。そして、これら複数のくさび空間には、これと同数のローラ140と、これら各ローラ140をくさび状空間の狭い側へ個別に付勢するコイルばね145とが保持器131によって保持された状態で配設された構造のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、図7と図8に示すように、保持器131は、ローラ140の両端面に接近する間隔を保って内輪体としての軸体111の外周面(又は外輪体としてのプーリ121の内周面)に固定される一対の端板132と、これら一対の端板132の間に複数のポケットを区画形成する複数の柱部133とを有し、各柱部133には、コイルばね145を保持すると共に伸縮案内する突起134が突設されている。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the
Further, the one-
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the
ところで、図7と図8に示す従来の一方向クラッチ130の保持器131においては、各一つのローラ140に対し、コイルばね145、柱部133及び突起134を周方向に配置しなければならず、隣接するローラ140の配設間隔(配設ピッチ)を小さくすることが困難となる場合がある。
言い換えると、ローラ140の数を増加させてトルク容量を高めたり、あるいは小型化することが困難となる場合がある。
Incidentally, in the
In other words, it may be difficult to increase the torque capacity by increasing the number of
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、隣接するローラの配設間隔(配設ピッチ)を小さくすることが容易であり、ローラの数を増加させてトルク容量を高めたり、あるいは小型化することができる一方向クラッチを提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to easily reduce the arrangement interval (arrangement pitch) of adjacent rollers, and increase the number of rollers to increase the torque capacity or reduce the size. It is to provide a one-way clutch that can.
前記目的を達成するために、この発明の請求項1に係る一方向クラッチは、径方向内外に同心状に配設される内輪体と外輪体とを同期回転させるロック状態と相対回転させるフリー状態とに切り換える一方向クラッチであって、
前記内輪体と前記外輪体との対向周面の間には複数のくさび状空間が周方向に所定間隔を隔てて形成され、
前記複数のくさび空間には、これと同数のローラと、これら各ローラを前記くさび状空間の狭い側へロック方向に個別に付勢するコイルばねとが保持器によって保持された状態でそれぞれ配設され、
前記コイルばねは、前記ローラの軸線方向に長く巻回されかつその長径寸法が前記ローラの長さ寸法よりも大きく形成される一方、
前記保持器は、前記ローラの両端面に接近する間隔を保って前記内輪体の外周面又は前記外輪体の内周面に固定される一対の端板を有し、
前記一対の端板には、前記コイルばねの長径方向両側部が挿通される開口部が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the object, the one-way clutch according to claim 1 of the present invention is a free state in which the inner ring body and the outer ring body, which are concentrically disposed inside and outside in the radial direction, are synchronously rotated with the locked state. A one-way clutch that switches between
A plurality of wedge-shaped spaces are formed at predetermined intervals in the circumferential direction between the opposed peripheral surfaces of the inner ring body and the outer ring body,
In the plurality of wedge spaces, the same number of rollers and coil springs that individually bias the rollers toward the narrow side of the wedge-shaped space in the locking direction are respectively held in a state where they are held by a cage. And
The coil spring is wound long in the axial direction of the roller and has a longer diameter dimension larger than a length dimension of the roller,
The retainer has a pair of end plates that are fixed to the outer peripheral surface of the inner ring body or the inner peripheral surface of the outer ring body with a distance approaching both end faces of the roller.
The pair of end plates are formed with openings through which both side portions in the major axis direction of the coil spring are inserted.
前記構成によると、コイルばねの長径寸法をローラの長さ寸法よりも大きく形成し、保持器の一対の端板に、コイルばねの長径方向両側部が挿通される開口部に形成することによって、複数の柱部を削除することができ、この分だけローラ収納空間を増大させることができると共に、隣接するローラの配設間隔(配設ピッチ)を小さくすることが容易となる。ひいては、ローラの数を増加させてトルク容量を高めたり、あるいは小型化することができる。 According to the above-described configuration, the major axis dimension of the coil spring is formed larger than the length dimension of the roller, and the pair of end plates of the cage are formed in openings through which both sides in the major axis direction of the coil spring are inserted. A plurality of pillar portions can be deleted, and the roller storage space can be increased by this amount, and the arrangement interval (arrangement pitch) between adjacent rollers can be easily reduced. As a result, the torque capacity can be increased by increasing the number of rollers, or the size can be reduced.
請求項2に係る一方向クラッチは、請求項1に記載の一方向クラッチであって、
一対の端板の開口部には、コイルばねの長径方向両側部を保持する突起が形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、保持器の一対の端板に形成された開口部にコイルばねの長径方向両側部を保持する突起を形成することによって、コイルばねが不測に位置ずれする不具合を良好に防止することができる。
The one-way clutch according to claim 2 is the one-way clutch according to claim 1,
The opening of the pair of end plates is formed with protrusions that hold both sides of the coil spring in the longitudinal direction.
According to the above configuration, by forming the protrusions that hold the both sides in the longitudinal direction of the coil spring at the openings formed in the pair of end plates of the cage, it is possible to satisfactorily prevent a problem that the coil spring is unexpectedly displaced. be able to.
請求項3に係る一方向クラッチは、請求項1又は2に記載の一方向クラッチであって、
一対の端板の開口部の外径側壁面は、コイルばねに接近して同コイルばねを伸縮案内する案内面としていることを特徴とする。
前記構成によると、一対の端板の開口部の外径側壁面をコイルばねの案内面とすることで、コイルばねを良好に伸縮案内することができると共に、遠心力の作用によってコイルばねが外径方向(すなわち外輪体の内周面)に向けて変形することを抑制することができる。
これによって、コイルばねが外輪体の内周面に接触することを防止でき、コイルばねと外輪体の内周面との接触による相互に摩耗を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
The one-way clutch according to
The outer diameter side wall surfaces of the openings of the pair of end plates are characterized as guide surfaces that approach the coil spring and guide the coil spring to extend and contract.
According to the above configuration, the coil spring can be extended and contracted favorably by using the outer diameter side wall surface of the opening of the pair of end plates as the guide surface of the coil spring, and the coil spring is removed by the action of centrifugal force. It is possible to suppress deformation in the radial direction (that is, the inner peripheral surface of the outer ring body).
As a result, the coil spring can be prevented from coming into contact with the inner peripheral surface of the outer ring body, the wear due to the contact between the coil spring and the inner peripheral surface of the outer ring body can be prevented, and durability can be improved. Can do.
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
(実施例1)
この発明の実施例1を図1〜図6にしたがって説明する。
図1はこの発明の実施例1に係る一方向クラッチを備えたプーリユニットを示す側断面図である。図2は図1のII−II線に基づく断面図である。図3は保持器の一対の端板、ローラ及びコイルばねを分離した状を示す斜視図である。図4は保持器の一対の端板、ローラ及びコイルばねを組み付けた状態を示す斜視図である。図5は保持器を示す正面図である。図6は図5のVI−VI線に基づく断面図である。
図1に示すように、この実施例1に係る一方向クラッチを備えたプーリユニットは、車載用エンジンの補機類の一つであるオルタネータに使用される場合を例示するものであり、軸体11、プーリ21、一方向クラッチ30、玉軸受50、ころ軸受55及びシール部材58、59を備える。
(Example 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a side sectional view showing a pulley unit including a one-way clutch according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view based on the line II-II in FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a pair of end plates, rollers, and coil springs of the cage are separated. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a pair of end plates, rollers, and coil springs of the cage are assembled. FIG. 5 is a front view showing the cage. 6 is a cross-sectional view based on the line VI-VI in FIG.
As shown in FIG. 1, the pulley unit including the one-way clutch according to the first embodiment exemplifies a case where the pulley unit is used for an alternator which is one of auxiliary components of an in-vehicle engine. 11, a
図1と図2に示すように、軸体11は、オルタネータのロータ(図示しない)のロータ軸の先端部軸回りに取り付けられる筒軸状に形成されている。そして、軸体11の内孔の軸方向略中央部には、ロータ軸の先端側に形成された雄ねじ部に締め付けられる雌ねじ12が形成され、軸体11の内孔の一端側開口部には、六角棒等の締付工具が嵌合可能な六角穴形状の締付凹部13が形成されている。
また、この実施例1において、軸体11は、一方向クラッチ30、玉軸受50、及びころ軸受55のそれぞれの内輪体を構成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
In the first embodiment, the
図1と図2に示すように、プーリ21は、軸体11の外周に同心に配置され、一方向クラッチ30、玉軸受50、及びころ軸受55のそれぞれの外輪体を構成するとともに、その外周面には伝動ベルト8が掛け渡される断面波形状のベルト溝22が形成されている。なお、伝動ベルト8は、エンジンのクランクシャフトのプーリに掛け渡され、クランクシャフトのトルクをプーリ21に伝達するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2〜図6に示すように、一方向クラッチ30は、内輪体としての軸体11と、外輪体としてのプーリ21と、これら軸体11とプーリ21との間の環状空間の軸方向中央領域において、円周方向に所定間隔を隔てて配設された複数のローラ40と、これらローラ40を次に述べるくさび状空間の狭い側へ個別に付勢するコイルばね45と、複数のローラ40及びコイルばね45を保持する保持器31とを備えている。
すなわち、軸体11とプーリ21との対向周面の間には複数(図2では10個)のくさび状空間が周方向に所定間隔を隔てて形成され、これら複数のくさび空間には、これと同数のローラ40と、これら各ローラ40をくさび状空間の狭い側へ個別に付勢するコイルばね45とが保持器31によって保持された状態でそれぞれ配設されている。
この実施例1において、軸体11の外周面には、複数のくさび空間を形成するために、複数のくさび空間と同数の平坦面(又は曲面)のカム面15が周方向に形成され、これによって軸体11の外周面があたかも正多角形(図2では正10角形)をなす一方、プーリ21の内周面は円形をなしている。
As shown in FIGS. 2 to 6, the one-
That is, a plurality (10 in FIG. 2) of wedge-shaped spaces are formed at predetermined intervals in the circumferential direction between the opposed peripheral surfaces of the
In the first embodiment, on the outer peripheral surface of the
図3〜図6に示すように、コイルばね45は、ばね線材がローラ40の軸線方向に長い楕円形状に巻回されて形成され、かつ長径寸法がローラ40の長さ寸法よりも大きく形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
図3〜図5に示すように、保持器31は、ローラ40の両端面に接近する間隔を保って軸体11の外周面に嵌合固定(例えば圧入固定)される多角形状の内孔が中心部にそれぞれ貫設された一対の端板32を有している。
一対の端板32には、複数のコイルばね45の長径方向両側部がそれぞれ挿通される複数の切り欠き状の開口部34が所定間隔を隔てて形成されている。
一対の端板32の各開口部34の一壁面には、コイルばね45の基端巻回部の長径方向両側部を保持する突起36が形成されている。
そして、コイルばね45は、その基端巻回部の長径方向両側部が一対の端板32の開口部34の突起36によって保持され、かつ開口部34の一壁面をばね座として支持された状態で先端巻回部がローラ40の外周面に当接する。これによって、ローラ40を軸体11のカム面15とプーリ21の内周面とで形成されるくさび状空間の狭い側(ロック状態となる側)に弾発付勢している。
また、一対の端板32の開口部の外径側壁面は、コイルばね45に接近して同コイルばね45を伸縮案内する案内面35としている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
The pair of
On one wall surface of each opening 34 of the pair of
The
Further, the outer diameter side wall surface of the opening of the pair of
図1に示すように、軸体11とプーリ21との間の環状空間において、一方向クラッチ30の一対の端板32の両側方のうちの一方には転がり軸受としての玉軸受51を構成する複数の玉52が保持器53によって保持された状態で転動可能に配設されている。さらに、一対の端板32の両側方のうちの他方には転がり軸受としてのころ軸受56を構成する複数のころ57が保持器58によって保持された状態で転動可能に配設されている。
また、環状空間の両開口部近傍には、環状空間を密封するシールリング60、61が装着されている。
As shown in FIG. 1, in an annular space between the
Further, seal rings 60 and 61 for sealing the annular space are mounted in the vicinity of both openings of the annular space.
この実施例1に係る一方向クラッチを備えたプーリユニットは上述したように構成される。
したがって、プーリ21の回転速度が軸体11の回転速度よりも速くなると、一方向クラッチ30のローラ40がくさび状空間の狭い側へ食い込んでロック状態となるので、軸体11はプーリ21と一体回転する。
プーリ21の回転速度が軸体11の回転速度よりも遅くなると、一方向クラッチ30のローラ40がロック位置から外れてくさび状空間の広い側へ移動してフリー状態に切替わる。これにより、軸体11はプーリ21からの回転動力の伝達を遮断されるが、軸体11はオルタネータのロータが大きな回転慣性を有するため、遮断以降も回転を継続する。
The pulley unit including the one-way clutch according to the first embodiment is configured as described above.
Therefore, when the rotational speed of the
When the rotational speed of the
さて、一方向クラッチ30の保持器31において、一対の端板32に形成された切り欠き状の開口部34に突起36を形成し、これら突起36にコイルばね45の基端巻回部の長径方向両側部を保持するように構成したから、保持器に複数の柱部を形成して各柱部に突起を形成してコイルばねを保持する従来のものと比べ、複数の柱部が不要となり、削除することができる。
このため、複数の柱部を削除した分だけ、一対の端板32間のローラ収納空間を増大させることができると共に、隣接するローラ40の配設間隔(配設ピッチ)を小さくすることが容易となる。ひいては、ローラ40の数を増加させることができ、トルク容量を高めたり、あるいは小型化を図ることが容易となる。
Now, in the
For this reason, the roller storage space between the pair of
また、一方向クラッチ30の保持器31において、一対の端板32の開口部34の外径側壁面をコイルばね45の案内面35とすることで、コイルばね45を良好に伸縮案内することができると共に、遠心力の作用によってコイルばね45が外径方向、すなわち、プーリ21の内周面に向けて変形することを抑制することができる。
これによって、コイルばね45がプーリ21の内周面に接触することを防止でき、コイルばね45とプーリ21の内周面との接触による相互に摩耗を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
Further, in the
As a result, the
なお、この発明は前記実施例1に限定するものではない。
例えば、前記実施例1においては、軸体11の外周面にカム面15を形成し、プーリ21の内周面とカム面15によってくさび状空間を形成したが、プーリ21の内周面にカム面を形成し、軸体11の外周面とカム面によってくさび状空間を形成してもよい。
但し、この場合には、保持器31の一対の端板32は、ローラ40の両端面に接近する間隔を保ってプーリ21の内周面に固定(例えば圧入固定)される。
The present invention is not limited to the first embodiment.
For example, in the first embodiment, the
However, in this case, the pair of
また、前記実施例1においては、一方向クラッチ30の内輪体が軸体11であり、外輪体がプーリ21である場合を例示したが、軸体11とは別体に内輪体を形成して軸体11の外周面に組み付けるように構成してもよく、また、プーリ21とは別体に外輪体を形成してプーリ21の内周面に組み付けるように構成してもよい。
また、前記実施例1においては、エンジンの補機類の一つであるオルタネータに対応する一方向クラッチを備えたプーリユニットである場合を例示したが、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウオーターポンプ、冷却ファン等のエンジンの補機類に対応する一方向クラッチを備えたプーリユニット、あるいはプーリユニットに組み付けられる一方向クラッチとして使用可能である。
また、プーリユニット以外の歯車やスプロケット等であってもこの発明の一方向クラッチを採用することができる。
In the first embodiment, the case where the inner ring body of the one-way clutch 30 is the
Further, in the first embodiment, the case where the pulley unit is provided with a one-way clutch corresponding to an alternator which is one of engine auxiliary machines is exemplified. However, the compressor for the air conditioner, the water pump, and the cooling fan are exemplified. It can be used as a pulley unit having a one-way clutch corresponding to an engine accessory such as a one-way clutch assembled to the pulley unit.
Further, the one-way clutch of the present invention can be adopted even with gears or sprockets other than the pulley unit.
11 軸体(内輪体)
21 プーリ(外輪体)
30 一方向クラッチ
31 保持器
32 一対の端板
34 開口部
35 案内面
36 突起
40 ローラ
45 コイルばね
11 Shaft (Inner ring)
21 Pulley (outer ring body)
30 One-way clutch 31
Claims (3)
前記内輪体と前記外輪体との対向周面の間には複数のくさび状空間が周方向に所定間隔を隔てて形成され、
前記複数のくさび空間には、これと同数のローラと、これら各ローラを前記くさび状空間の狭い側へ個別に付勢するコイルばねとが保持器によって保持された状態でそれぞれ配設され、
前記コイルばねは、前記ローラの軸線方向に長く巻回されかつその長径寸法が前記ローラの長さ寸法よりも大きく形成される一方、
前記保持器は、前記ローラの両端面に接近する間隔を保って前記内輪体の外周面又は前記外輪体の内周面に固定される一対の端板を有し、
前記一対の端板には、前記コイルばねの長径方向両側部が挿通される開口部が形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。 A one-way clutch that switches between a locked state in which an inner ring body and an outer ring body that are concentrically arranged inside and outside in a radial direction are synchronously rotated and a free state in which the inner ring body is relatively rotated,
A plurality of wedge-shaped spaces are formed at predetermined intervals in the circumferential direction between the opposed peripheral surfaces of the inner ring body and the outer ring body,
In the plurality of wedge spaces, the same number of rollers and coil springs for individually urging each of the rollers toward the narrow side of the wedge-shaped space are respectively disposed in a state of being held by a cage,
The coil spring is wound long in the axial direction of the roller and has a longer diameter dimension larger than a length dimension of the roller,
The retainer has a pair of end plates that are fixed to the outer peripheral surface of the inner ring body or the inner peripheral surface of the outer ring body with a distance approaching both end faces of the roller.
The one-way clutch, wherein the pair of end plates are formed with openings through which both side portions in the major axis direction of the coil spring are inserted.
一対の端板の開口部には、コイルばねの長径方向両側部を保持する突起が形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。 The one-way clutch according to claim 1,
1. A one-way clutch, characterized in that protrusions are formed at the openings of the pair of end plates to hold both sides of the coil spring in the major axis direction.
一対の端板の開口部の外径側壁面は、コイルばねに接近して同コイルばねを伸縮案内する案内面としていることを特徴とする一方向クラッチ。 The one-way clutch according to claim 1 or 2,
The one-way clutch characterized in that the outer diameter side wall surface of the opening of the pair of end plates is a guide surface that approaches the coil spring to extend and guide the coil spring.
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