JP2009270678A - 二輪車スタータ用のローラ型ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 アコーデオンスプリングと外輪との相対位置の変動をなくし、アコーデオンスプリングが外輪内径部や保持器外径部または、内輪軌道面と摺擦せず、擦れによる摩耗や折損を防止し、アコーデオンスプリングの作動中の動きが安定したローラ型ワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】 ローラ型ワンウェイクラッチは、内面にカム面を有するポケットが形成された外輪と、外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、ポケットに配置され、カム面に係合し、外輪と内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、ポケットに配置され、ローラをカム面との係合方向に付勢するアコーデオンスプリングと、
を含み、アコーデオンスプリングの一端は、外輪の軸方向端面に固着されていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車や産業機械などの駆動装置内でトルク伝達、バックストップ等の部品として使用されるローラ型ワンウェイクラッチに関するものである。

一般に、ローラ型ワンウェイクラッチは、外輪と、外輪と同心に配置される内輪と、内輪の外周面と外輪の内周カム面との間に配され、トルクを伝達する複数のローラと、ローラの空転側に接するスプリングなどから成っている。

このような構成において、ワンウェイクラッチはローラとカム面とで構成されるカム機構により、外輪に対して内輪を一方向のみに回転するようにしている。すなわち内輪は外輪に対して一方向で空転し、その逆方向でのみカム機構を介して外輪に回転トルクを与える構成となっている。

ローラ型ワンウェイクラッチでは、確実な噛み合わせを得るため、トルク伝達部材であるローラや、それを付勢するスプリングなどが外輪または内輪に設けたポケットに配置されている。

特に、二輪車用のローラ型ワンウェイクラッチにおいてはローラ数が少ない（例えば３個乃至６個）ため、各々のローラを確実に噛み合わせないと設計トルク容量が確保できなくなる恐れがある。このため、ローラの噛み合い性能に悪影響を与えるような異物などを積極的に除去することが重要である。

二輪車用スタータに使用されているワンウェイクラッチには、特許文献１の図５及び図９に記載のように、内径部にスプラインが設けられた側板がローラ型ワンウェイクラッチの外輪にボルトにより取り付けられている。

また、ローラ型ワンウェイクラッチの潤滑方式としては、特許文献１に記載されているようなオイル潤滑を施したもの、または、オイル潤滑されず乾式状態で使用されるものもある。二輪車用のスタータに使用されているローラ型ワンウェイクラッチは、高回転で、また、振動が激しく、粉塵に対する環境も厳しい条件で使用されるため、ローラ型ワンウェイクラッチ内には摩耗紛を含んだゴミが溜まりやすい。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平５−４４６１５号公報

ローラ型ワンウェイクラッチ内に溜まるゴミなどの異物は、噛合い性能にも悪影響を及ぼすため、除去する方が望ましい。また、より低コストのスタータ用のローラ型ワンウェイクラッチが求められている。

そこで、本発明の目的は、内径部にスプラインの設けられた側板を備えたローラ型ワンウェイクラッチにおいて、噛合い信頼性の向上と、低コスト化を同時に達成したローラ型ワンウェイクラッチを提供することである。

上記目的を達成するため、本願発明のローラ型ワンウェイクラッチ は、
内周にカム面を有するポケットが形成された外輪と、
外輪の内径側に同心状に配置された内輪と、
ポケットに配置され、カム面に係合し、外輪と内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、
ローラを保持する窓を備えた円筒部と、円筒部から外径方向に延在し、外輪内径側に設けられた段部に嵌合するフランジ部とを備え、外輪と相対回転自在な保持器と、
ポケット内で外輪とローラとの間に配置され、一端を外輪に固定され、ローラをカム面との係合方向に付勢するスプリングと、
外輪に設けられた軸方向に貫通した複数の孔部に挿入されたリベットにより外輪の段部側の側面に固定され、内径部にスプライン溝を有する側板と、
を含み、側板にはリベットが貫通する孔と、異物を外部へと除去する異物排出孔とが設けられていることを特徴としている。

また、異物排出孔は、ポケットの大径部及び外輪の段部側の側面に対向する位置に設けられ、リベットは外輪に貫通しないことを特徴としている。

更に、外輪に取り付けるためのリベットが貫通する貫通孔と、側板の異物排出孔のそれぞれのピッチ円径が異なることを特徴としている。

また、異物排出孔は円形の断面を有することを特徴としている。

本発明のローラ型ワンウェイクラッチによれば、次のような効果が得られる。
窓が設けられた円筒部を有するフランジ付き保持器により、保持器が側板の反対側に飛び出さず、またローラは保持器の窓に収納されているため、ローラの飛び出しも防止できる。これにより、特許文献１の記載のローラの飛び出し防止のためのハブプレートなどを設けることが不要となり、ローラ型ワンウェイクラッチのコストダウンができる。

また、側板に異物排出孔を外輪ポケット部に相当する位置に設けることにより、外輪回転時に側板側からも、よりスムースな、異物排出が可能となり、ローラ型ワンウェイクラッチ内に異物が溜まるのを防止でき、ローラ型ワンウェイクラッチの噛合い信頼性が向上する。

側板に設けられた異物排出孔は、プレス機により側板を外輪にリベットで固定する場合、プレスのパンチ位置の円周方向の位相を決める。このため、プレス機に設けられた位置決めのためのガイドピンのガイド孔に利用できる。また、異物排出孔を円形とすることにより、異物排出孔の加工や位置決め、またガイドピンを容易に作成できる。

また、異物排出孔を外輪のポケットの大径部および外輪側面に対向する位置に設けられリベットが外輪に貫通しないことにすることにより、異物排除位置で外輪と側板がリベットで固定される間違いを防止できる。また、ポケットからの異物も外輪回転による遠心力により、ポケット最大径部よりスムースに排出される。

外輪に設けられたリベット貫通孔と側板の異物排出孔のピッチ円径を異なるものにすることによりリベットをリベットガイドプレートに配置して側板をセッティングするとき側板の異物排出孔にリベットが挿入されることを防止でき、作業性が向上し、誤組が防止できる。

本発明は、側板に外輪の貫通穴に対向する貫通孔を設け、リベットを側板側より外輪に通しプレスにより押し潰し、外輪に固定することにより、特許文献１に記載されているように、ボルトで側板を固定する場合と比較して、側板にタップ加工の必要がなくなる。

尚、本明細書中で用いる用語「異物」としては、部材間の摺擦及び噛合により発生する金属粉、摩耗粉、ゴミ、切り粉などがある。また、潤滑油が運んでくる微小な塵芥なども含む。ローラ型ワンウェイクラッチ内部で発生するもの、外部から侵入してくるものすべてを含む。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は例示として本発明を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言うまでもない。

図１は、本発明のローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図であり、図２は、図３のＸ−Ｘ線に沿った軸方向断面図である。図３は、側板の一部を破断して示す、図１の反対側からみたローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図である。

図１乃至図３は、ローラがカム面に噛み合っている状態、すなわちワンウェイクラッチがロックしている状態を示している。尚、この状態から、外輪が矢印方向へ回転すると、ロックが解除され、ワンウェイクラッチは空転する。

図１に示すように、ローラ型ワンウェイクラッチ３０は、カム面１２を有する凹部として形成されたポケット４を内周に備えた環状の外輪１と、外輪１に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面１１を有する内輪２と、ポケット４内に配置されて内輪２の外周軌道面１１とカム面１２との間でトルクを伝達する複数のローラ３を含んでいる。

外輪１の内径側に設けられるポケット４は、円周方向等配に３箇所設けられている。また、外輪１に後述の側板２０を固定するために用いられ、軸方向に貫通する段付きリベット孔８も円周方向等分に３箇所設けられている。図１に示すように、ポケット４とリベット孔８とは等間隔で交互に配置されている。また、ポケット４の数は、トルクの大きさに応じて、例えば、３乃至６個などの複数個の設定が可能であることは言うまでもない。

図１乃至図３に示すように、ワンウェイクラッチ３０は、ローラ３を保持する保持器６を備え、保持器６は、円筒部１０と、円筒部１０の軸方向一端部から外径方向へ延在する環状のフランジ部１７を備えている。また、保持器６は、ローラ３の数に対応して、径方向に貫通した窓１８を有する。

保持器６の円筒部１０に設けられた窓１８は、径方向に貫通しているが、軸方向では、フランジ部１７側も、フランジ部１７と対向する端部でも閉じられている。すなわち、ローラ３は、ほぼ矩形の窓１８内に着座し、窓１８の４つの辺に支持されている。

図２に示すように、外輪１の内周面の軸方向の縁部に環状の段部１３が設けられ、段部１３に保持器６のフランジ部１７が係合している。段部１３の軸方向深さは、フランジ部１７の厚さより僅かに大きく、フランジ部１７が段部１３に係合すると、外輪１の軸方向の端面（軸方向端面２１と反対側の端面）とフランジ部１７の軸方向の端面はおおよそ面一の関係になる。また、段部１３の外径は、保持器６のフランジ部１７の外径より僅かに大きく、フランジ部１７は所定のクリアランスで段部１３に嵌合する。これにより、保持器６は外輪１と相対回転できる。

また、図１及び図３に示すように、ローラ型ワンウェイクラッチ３０は、ポケット４に配置され、ローラ３をカム面１２との係合方向に付勢するアコーデオンスプリング５を備えている。

アコーデオンスプリング５の一方の端部、すなわちタブ１５は、図１に示すように外輪１の軸方向端面２１に固着されている。また、アコーデオンスプリング５の他方の端部は、ローラ３の軸方向の端面と保持器６のフランジ部１７との間に挟持されている。

アコーデオンスプリング５は、図１及び図２に示すようにアコーデオンスプリング５の軸方向に折り曲げられた蛇腹状の形態をした蛇腹部２２を備えている。蛇腹部２２は伸縮自在であり、ローラ３がカム面１２と係合するようにローラ３に付勢力を付与している。

アコーデオンスプリング５のタブ１５は、例えば溶接、スポット溶接、接着、ハンダ付け等により外輪１の軸方向端面２１に固着されている。

アコーデオンスプリング５が外輪１の軸方向端面２１に固着しているため、アコーデオンスプリング５と外輪１との相対位置の変動がほとんどなくなる。このため、外輪内径部や保持器外径部または、内輪軌道面との擦れによる摩耗や折損の防止が可能となる。

また、アコーデオンスプリング５の作動中の動きが、外輪１や保持器６に影響されず、安定した滑らかな動きが可能となる。それにより、ローラの噛み合い性が向上する。

次に、側板２０について詳細に説明する。側板２０は、外輪１に設けられ、軸方向に貫通した複数のリベット孔８に挿入されたリベット２４により外輪の段部１３側から外輪１に固定されている。また、側板２０は、その内径部にスプライン溝２５を備えている。スプライン溝２５には、不図示のエンジンのクランクシャフトが係合する。

図２から分かるように、側板２０は、内径側で内輪２の軸方向端面に対し所定のクリアランスを有している。スプライン溝２５は、内輪２の内径側の空洞に位置している。側板２０は、保持器６のフランジ部１７を外輪１の段部１３との間に挟み込むように、リベット２４によって外輪１に固定されている。尚、内輪２は、不図示のスタータ用モータのピニオンと係合されている。

図３に示すように、側板２０は、リベットが貫通する３つの貫通孔２７と、異物を外部へと除去する３つの異物排出孔２３とを、周方向で交互に有する。貫通孔２４は、外輪１に設けたリベット孔８と周方向の位相が同じになるように設けられている。また、円形の断面を有する異物排出孔２３は、ポケット４の大径部と周方向の位相が同じになるように設けられている。従って、側板２０を外輪１に固定する際には、貫通孔２７とリベット孔８を対向させてリベット２４により固定する。この固定法については、図６を用いて後述する。

側板２０が外輪１に固定された状態では、貫通した異物排出孔２３から、ポケット４の一部が見える。図３において、下側の左右の異物排出孔２３からポケット４の一部が見えている。あと一つの異物排出孔２３は、図３においては上部で破断されていて見えない。

次に、図４及び図５を用いて、側板２０の構成を説明する。図４は、側板の正面図であり、図５は、図４のＹ−Ｙ線に沿った軸方向断面図である。図４に示すように、側板２０にはそれぞれ軸方向に貫通する貫通孔２７と異物排出孔２３とが設けられている。実施例においては、異物排出孔２３も貫通孔２４も円形の断面を有するが、異物排出孔２３が大径である。

側板２０の中心は軸方向に貫通しており、前述のように内径にはスプライン溝２５が設けられている。スプライン溝２５から外径側には、円盤状の凹部２６が設けられている。この凹部２６は、図５に示すように、軸方向に所定の深さを有し、内輪２との間に所定のクリアランスを有している。

異物排出孔２３のピッチ円径は、貫通孔２７のピッチ円径と異なり、ここでは異物排出孔２３のピッチ円Ａは、貫通孔２７のピッチ円Ｂより大径にしてある。従って、貫通孔２７に軸方向で対向する外輪１のリベット孔８のピッチ円は貫通孔２７のピッチ円Ｂをほぼ同じであり、異物排出孔２３のピッチ円が大径となっている。これは、後述のように、側板２０を組み付けるときの作業性や誤組みを防止するためである。また、異物排出孔２３の径を貫通孔２７の径より大きくすれば、側板にリベットを挿入する時の識別がより容易になり、作業性及び誤組みの防止効果が向上し、ゴミの排出性の向上も期待できる。

次に、図６を参照して、側板２０を外輪１に組付・固定する方法を説明する。ローラ型ワンウェイクラッチ３０において、外輪１に側板２０を取り付けるには、以下のように行なう。先ず、平坦な上面を有する加締ベース３１の上に、異物排出孔２３と貫通孔２７にそれぞれ対応する孔３７及び３８が設けられたリベットガイドプレート３２を載置する。

リベットガイドプレート３２の孔３７にリベット２４のヘッド３６を嵌合させた状態で、リベット２４を側板２０の貫通孔２７、外輪１のリベット孔８にそれぞれ挿通した状態で、側板２０及び外輪１をリベットガイドプレート３２に重ねる。

外輪１のリベット孔８には、リベット２４を押圧して加締めるために、リベット押圧ピン３４が嵌合している。不図示のプレス機により、リベット押圧ピン３４が、図６で下方に降下することでリベット２４の他端が加締められ、側板２０が外輪１に固定される。図６において、破線は、リベット２７の加締前の端部を示している。

側板２０に設けられた異物排出孔２３は、プレス機により側板２０を外輪１にリベット２４で固定する場合、リベット押圧ピン３４の円周方向の位相を決める。このため、プレス機に設けられた位置決めのためのガイドピン３３のガイド孔として利用できる。図６は、異物排出孔２３にガイドピン３３が嵌合している状態を示している。また、異物排出孔２３が円形の断面を有することにより、異物排出孔２３の加工や位置決め、またガイドピン３３を容易に作成できる。

また、異物排出孔２３は外輪１のポケット４の大径部（カム面１２側）及び外輪側面に対向する位置に設けられ、リベット２４が外輪１に貫通しない。これにより、異物排出孔２３の位置で外輪１と側板２０がリベット２４で固定される間違いを防止できる。また、ポケット４からの異物も外輪回転による遠心力により、ポケット４の最も径の大きい大径部よりスムースに排出される。

上述のように、外輪１に設けられたリベット孔８と側板２０の異物排出孔２３のピッチ円の径を異なるものにすることによりリベット２４をリベットガイドプレート３２に配置して側板２０をセッティングするとき側板２０の異物排出孔２３にリベット２４が誤って挿入されることを防止でき、作業性が向上し、誤組が防止できる。

本発明は、自動車や産業機械などの駆動装置内でトルク伝達、バックストップ等の部品として使用されるが、特に二輪乗用車に用いると効果が大きい。

図１は、本発明のローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図である 図２は、図３のＸ−Ｘ線に沿った軸方向断面図である。 図３は、側板の一部を破断して示す、図１の反対側からみたローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図である。 図４は、側板の正面図である。 図５は、図４のＹ−Ｙ線に沿った軸方向断面図である。 図６は、側板を外輪に組付・固定する方法を説明する断面図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
３ ローラ
４ ポケット
５ アコーデオンスプリング
６ 保持器
８ リベット孔
１２ カム面
１５ タブ
２０ 側板
２１ 軸方向端面
２２ 蛇腹部
２３ 異物排出孔
２４ リベット
２５ スプライン溝
２７ 貫通孔
３０ ローラ型ワンウェイクラッチ

Claims (4)

1. 内周にカム面を有するポケットが形成された外輪と、
   外輪の内径側に同心状に配置された内輪と、
   ポケットに配置され、カム面に係合し、外輪と内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、
   ローラを保持する窓を備えた円筒部と、円筒部から外径方向に延在し、外輪内径側に設けられた段部に嵌合するフランジ部とを備え、外輪と相対回転自在な保持器と、
   ポケット内で外輪とローラとの間に配置され、一端を外輪に固定され、ローラをカム面との係合方向に付勢するスプリングと、
   外輪に設けられ、軸方向に貫通した複数の孔部に挿入されたリベットにより外輪の段部側の側面に固定され、内径部にスプライン溝を有する側板と、
   を含み、側板にはリベットが貫通する貫通孔と、異物を外部へと除去する異物排出孔とが設けられていることを特徴とするローラ型ワンウェイクラッチ。
2. 異物排出孔は、ポケットの大径部及び外輪の段部側の側面に対向する位置に設けられ、リベットは外輪に貫通しないことを特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
3. 外輪に取り付けるためのリベットが貫通する貫通孔と、側板の異物排出孔のそれぞれのピッチ円径が異なることを特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
4. 異物排出孔は円形の断面を有することを特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。

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