JP3551534B2

JP3551534B2 - One-way clutch

Info

Publication number: JP3551534B2
Application number: JP09546695A
Authority: JP
Inventors: 村田　　光広; 志賀　　孜; 信行林; 正昇大見; 長尾　　安裕
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JPH08291782A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンを始動させるためのスタータに用いられる一方向性クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な一方向性クラッチ１００は、図８に示すように、複数の楔状溝１０１を有する円筒状のアウタ１０２と、各楔状溝１０１に収容される転動体１０３と、アウタ１０２に同軸配置されるインナ１０８と、楔状溝１０１内に収容され、転動体１０３を溝狭方向に付勢する弾性体１０６とを有し、転動体１０３を溝狭に食い込ませて接触面に発生するヘルツ応力に応じた摩擦力によってトルクを伝達する。
【０００３】
又、その他の一方向クラッチとして、実公昭５９− ２６１０７号公報には、楔状空間の角度を適当に取り、更に駆動体より突出する係止部を配設して楔空間に噛み込むローラを当接させ、噛み込み量を一定とすること（定トルクでトルクが伝達する）により衝撃トルクを吸収する保護装置を有する一方向性クラッチが開示されている。
【０００４】
しかしながら、上述した実公昭５９− ２６１０７号公報記載の一方向性クラッチは、噛み込み量を一定にするために係止部を所定の位置に設定する必要があるが、クラッチアウタの楔状空間の内周面とクラッチインナの外周面とに接するローラの当接面が楔状空間の僅かな傾斜によって大幅に左右に振られて正確に位置設定することができない。その結果、伝達トルクの最大値を正確に決定できず、衝撃トルクの吸収が不十分となる不具合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、発明者らは、この不具合を解決する為、以下の構成の一方向性クラッチを出願（特願平６− ２１３７０７号）した。
この一方向性クラッチ２００は、図７に示すように、複数の楔状溝２０１を有する円筒状のアウタ２０２と、各楔状溝２０１に収容される転動体２０３と、転動体２０３を係止する複数の円弧状窪部２０４とを有し、アウタ２０２に同軸配置されるインナ２０５と、楔状溝２０１内に収容され転動体２０３を溝狭方向に付勢する弾性体２０６とを備える。
そして、この一方向性クラッチ２００は、特願平６− ２１３７０７号の明細書の図１に示すように、つぎに示す遊星ギヤ減速機構に組み付けられている。
【０００６】
遊星ギヤ減速機構は、スタータモータのアーマチャシャフトに形成されたサンギヤと、このサンギヤと噛み合いする遊星ギヤと、この遊星ギヤと噛み合いするインターナルギヤとを有する。なお、インターナルギヤは、一部分が軸方向に延びてインナ２０５となっている。
【０００７】
ここで、この一方向性クラッチ２００を採用したスタータの作動を簡単に説明する。
エンジン始動の際、スタータモータのアーマチャシャフトが回転し、更にサンギヤを介して遊星ギヤが回転し、遊星ギヤはインターナルギヤ（インナ２０５）を回転させる。この時、転動体２０３は摩擦と弾性体２０６により溝狭方向に移動するとともに円弧状窪部２０４に嵌まり込み、インターナルギヤ（インナ２０５）はアウタ２０２によりロックされ、軸受２０９により軸支されたドライブシャフト２０７が回転する。
【０００８】
一方向性クラッチ２００は、インナ２０５の円弧状窪部２０４により、伝達角度θ｛アウタ２０２からインナ２０５へ力を伝える角度｝が大きく設定でき、その結果、同一トルクに対する伝達関数が小さくなるので、クラッチを小型軽量にできる。
【０００９】
しかしながら、発明者らは、この一方向性クラッチ２００に対して、以下の課題を見い出した。
一方向性クラッチ２００は、弾性体２０６が転動体２０３を押圧して円弧状窪部２０４に移動させるので、図８に示す円弧状窪部を持たない真円のインナ１０８を持つクラッチ１００よりも転動体２０３のストロークＳが長くなる。
この為、弾性体２０６が不正常な姿勢になって破損しやすく、破損すると、インナ２０５がアウタ２０２に固定されなくなり、エンジンを始動させられなくなる。また、弾性体２０６がコイルバネである場合には、倒れや曲がりが生じ、円弧状窪部２０４や楔状溝２０１の溝広部等にコイルバネが噛み込むという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、弾性体の姿勢倒れに起因する弾性体の破損を防止した一方向性クラッチを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一方向性クラッチは、つぎの技術的手段を採用した。
〔請求項１の手段〕
一方向性クラッチは、周方向に回転するに従って径方向間隔が拡大する複数の楔状溝、及び該楔状溝から隔離して軸方向側面に形成される収納溝を有する円筒状のアウタと、前記楔状溝に収納される転動体と、該転動体を係止してトルク伝達を行うための複数の窪部を有し、前記アウタに遊嵌される円筒状のインナと、前記収納溝に収納される弾性体と、前記収納溝に臨み前記弾性体により付勢される第一突設片、及び前記楔状溝に臨み前記転動体を溝狭方向に押圧する第二突設片を有し、前記アウタ側に回動可能に組み付けられる円板状のリング体とを備え、このリング体の端面と前記アウタとの間で前記弾性体を保持する。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
一方向性クラッチは、周方向に回転するに従って径方向間隔が拡大する複数の楔状溝、及び該楔状溝から隔離して内周に形成される収納溝を有する円筒状のアウタと、前記楔状溝に収納される転動体と、該転動体を係止してトルク伝達を行うための複数の窪部を有し、前記アウタに遊嵌される円筒状のインナと、前記収納溝に収納される弾性体と、前記収納溝に臨み前記弾性体により付勢される第一突設片、及び前記楔状溝に臨み前記転動体を溝狭方向に押圧する第二突設片を有し、前記アウタ側に回動可能に組み付けられる円筒状のリング体とを備え、このリング体の円筒外周で前記弾性体を保持する。
【００１３】
〔請求項３の手段〕
請求項１または請求項２に記載の一方向性クラッチにおいて、前記収納溝に収納される前記弾性体の数は、前記楔状溝に収納される前記転動体の数より少ない。
【００１４】
〔請求項４の手段〕
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の一方向性クラッチにおいて、前記弾性体はコイルバネである。
【００１６】
【作用】
〔請求項１について〕
アウタに回転駆動力が付与されると、収納溝に収容される弾性体が第一突設片を付勢するので円板状のリング体が回動する。
リング体の第二突設片が楔状溝内で転動体を押圧することにより、転動体は窪部に嵌まり込んだ状態で楔状溝の溝狭方向に移動する｛インナが固定されている構造の場合｝。
これにより、転動体がアウタ・インナ間に喰い込み、アウタがインナにより回転が阻止されるので、一方向性クラッチはアウタに付与された回転駆動力を伝達する。
【００１７】
アウタに逆方向の回転駆動力が付与されると、転動体がインナの窪部から抜け出るとともに楔状溝の溝広方向に移動し、第二突設片を溝広方向に付勢するのでリング体が回動し、収納溝内で第一突設片が弾性体を圧縮する。
これにより、アウタが逆方向に空転するので、一方向性クラッチはアウタに付与された逆方向の回転駆動力を遮断する。
【００１８】
弾性体は、アウタの収納溝に収納され、周りを溝壁及びリング体の端面に囲まれていることと、転動体と直接接しないこととにより、トルクの伝達やトルクの遮断の際、姿勢を崩さずに弾性変形する。
【００１９】
〔請求項２について〕
アウタに回転駆動力が付与されると、収納溝に収容される弾性体が第一突設片を付勢するので円筒状のリング体が回動する。
リング体の第二突設片が楔状溝内で転動体を押圧することにより、転動体は窪部に嵌まり込んだ状態で楔状溝の溝狭方向に移動する｛インナが固定されている構造の場合｝。
これにより、転動体がアウタ・インナ間に喰い込み、アウタがインナにより回転が阻止されるので、一方向性クラッチはアウタに付与された回転駆動力を伝達する。
アウタに逆方向の回転駆動力が付与されると、転動体がインナの窪部から抜け出るとともに楔状溝の溝広方向に移動し、第二突設片を溝広方向に付勢するのでリング体が回動し、収納溝内で第一突設片が弾性体を圧縮する。
これにより、アウタが逆方向に空転するので、一方向性クラッチはアウタに付与された逆方向の回転駆動力を遮断する。
弾性体は、アウタの収納溝に収納され、周りを溝壁及びリング体の円筒外周壁で囲まれていることと、転動体と直接接しないこととにより、トルクの伝達やトルクの遮断の際、姿勢を崩さずに弾性変形する。
【００２０】
〔請求項３について〕
第一、第二突設片は、リング体と一体であるので、１つの弾性体で複数の転動体を受け持たせることにより、収納溝に収納される弾性体の数を、楔状溝に収納される転動体の数より少なくすることができる。
【００２１】
〔請求項４について〕
弾性体にコイルバネを採用し、転動体を直接、コイルバネで押圧する構成（一方向性クラッチ２００）であると、インナとの干渉により、コイルバネに倒れや曲がりが生じ、円弧状窪部や楔状溝の溝広部等にコイルバネが噛み込む。
しかし、本発明の一方向性クラッチは、アウタの収納溝に収納されて周りを溝壁（又は溝壁及びリング体の円筒外周壁）で囲まれていることと、直接、転動体と接しないこととにより、トルクの伝達やトルクの遮断の際に、コイルバネに倒れや曲がりが生じず、コイルバネの噛み込みを防止することができる。
【００２４】
【発明の効果】
〔請求項１について〕
弾性体は、アウタの収納溝に収納され、周りを溝壁及びリング体の端面に囲まれていることと、転動体と直接接しないこととにより、トルクの伝達やトルクの遮断の際、姿勢を崩さずに弾性変形する。
この為、弾性体の姿勢崩れに起因する弾性体の破損を防止することができる。
【００２５】
第一、第二突設片は、リング体と一体であるので、アウタに回転駆動力が付与された時、同時に楔状溝内で第二突設片が転動体を押圧し、全ての転動体を同時に溝狭部内に移動させることができる。
この為、一方向性クラッチは、アウタに付与された回転駆動力を速やかに伝達することができる。
【００２６】
〔請求項２について〕
弾性体は、アウタの収納溝に収納され、周りを溝壁及びリング体の円筒外周壁で囲まれていることと、転動体と直接接しないこととにより、トルクの伝達やトルクの遮断の際、姿勢を崩さずに弾性変形する。
この為、弾性体の姿勢崩れに起因する弾性体の破損を防止することができる。又、収納溝の形成や一方向性クラッチの組み付けを容易に行うことができる。
【００２７】
〔請求項３について〕
転動体毎に弾性体で押圧する必要がないので、弾性体の数を転動体の数より少なくすることができる。
これにより、部品点数（転動体）が削減できる。
逆に、楔状溝内の転動体スペースが不要になることと、収納溝に収納される弾性体の数を転動体の数より少なくすることとにより、楔状溝数及び転動体数を増やしてトルクの伝達特性を向上させることもできる。
【００２８】
〔請求項４について〕
弾性体（耐久性に優れる）にコイルバネを採用してもコイルバネがインナに干渉せず、コイルバネに倒れや曲がりが生じないので、不具合無く、耐久性の向上を図ることができる。
【００３０】
【実施例】
本発明の第１実施例（請求項１、３、４に対応）に係る遊星ギヤ減速機構付スタータ１０００を図１〜図４に基づいて説明する。
図１において、１はスタータのハウジング、２はスタータモータ、３はセンターケース、４はマグネットスイッチ、５は遊星ギア減速機構、６はオーバーランニングクラッチ、７はドライブシャフト、８はエンジン側のリングギアである。
【００３１】
スタータモータ（直流モータ）２は、ハウジング１の図示右方に装着され、ヨーク２１、フィールドコイル、アーマチュア、ブラシ等を備え、エンジン始動の際にクランク軸を最小始動回転数以上で回転させる為のトルクを発生する。
【００３２】
アーマチャと一体に回転するアーマチャシャフト２２は、後端（図示右端）がエンドブラケット２３により軸止され、前端（図示左方）の径小部２２１はドライブシャフト７の基端凹部内に配設した軸受７１により軸止されている。
アーマチャシャフト２２の前端は、外周にサンギヤ５１が形成された径大部２２２と、該径大部２２２から前方に延出する径小部２２１とを有する。
【００３３】
ドライブシャフト７は、アーマチャシャフト２２と同じ軸線に沿って延設され、前端（図示左端）はハウジング１に配設した軸受１１で支持され、後端近傍はセンターケース３に配設した軸受３１で支持され、後端（図示右端）は複数の貫通孔７０１を有するフランジ状の径大部７０となっている。
【００３４】
各貫通孔７０１には夫々ピン７０２が圧入され、ピン７０２の突出部分は軸受７０３を介して遊星ギヤ５４を回動自在に支持している。これら遊星ギヤ５４は、径小側にてサンギヤ５１と噛合し、径大側にてインターナルギヤ５５の内歯５５１と噛合している。
【００３５】
インターナルギヤ５５は、両側開口の略円筒形状を呈し、内周面に内歯５５１を形成した径大円筒部５５２と、径大円筒部５５２の左端から径内方向へ延びる端壁部５５３と、端壁部５５３の内壁から軸方向へ伸びる円筒部５５４とを有する。
尚、遊星ギヤ５４、サンギヤ５１、インターナルギヤ５５により、遊星ギヤ減速機構５が構成される。
【００３６】
上記ドライブシャフト７の中央外周にはヘリカルスプライン溝７３が形成され、該ヘリカルスプライン溝７３には、先端にピニオンギヤ７２１を形成したスプラインチューブ７２がスプライン嵌合されている。
【００３７】
ハウジング１に設けた支持部１２には、スプラインチューブ７２を前方に押し出す為のシフトレバー４１が枢支されている。シフトレバー４１の下部はスプラインチューブ７２の後部に当接し、上部はマグネットスイッチ４のプランジャに結合されているフック４２に連結されている。
【００３８】
ヨーク２１とハウジング１との間に軸方向に挟まれた状態で外周をハウジング１に固定したセンターケース３（有底円筒状）は、径大筒部３２と、径大筒部３２の左端から径内方向へ伸びる端壁部３３と、端壁部３３の内壁から軸方向に伸びる径小円筒部３４とからなり、上述した遊星ギヤ減速機構５を収容している。
【００３９】
次にオーバーランニングクラッチ６を図２〜図４に基づいて説明する。
尚、図２は図１のＭ視図、図３はｉｉｉ− ｉｉｉ断面図、図４はｉｖ− ｉｖ断面図である。
【００４０】
オーバーランニングクラッチ６は、インターナルギヤ５５の円筒部５５４（アウタ）と、円柱状のローラ６１と、センターケース３の径小円筒部３４（インナ）と、コイルバネ６２と、リング体６３とにより構成される。
【００４１】
アウタを構成する円筒部５５４は、上述した様にインターナルギヤ５５の一部であって、内周面に内歯５５１を形成した径大円筒部５５２の左端から径内方向へ延びる端壁部５５３の内方から軸方向へ延出する部分である。
【００４２】
この円筒部５５４の内部にはコイルバネ６２を収納する３個の収納溝５５５が円弧状に形成され、円筒部５５４の内壁には周方向（回転方向）に径方向間隔が拡大する６つの楔状溝５５６が形成されている。
【００４３】
リング体６３は、環状の円板状を呈し、収納溝５５５に臨む突設片６３１と、各楔状溝５５６に臨む６つの突設片６３２とを有し、円形溝５５０を周設した円筒部５５４の先端部に回動自在｛図４のローラ６１当接位置から溝壁５５７｝に弾装される。尚、突設片６３１、６３２は、内周を切り込み、後方に９０°屈曲させる事により形成される。
【００４４】
インナを構成する径小円筒部３４は、上述した様に、センターケース３の一部であって、径大筒部３２の左端から径内方向へ伸びる端壁部３３の内壁から軸方向に延出する部分であり、円筒部５５４内に隙間が空く様に嵌め込まれている。この径小円筒部３４には、ローラ６１を係止する断面円弧状の窪部３４１（１２個）が形成されている。
【００４５】
コイルバネ６２｛合計３個｝は、オープンエンド（研磨）の圧縮コイルバネであり、一端が収納溝５５５の壁面を押圧し、他端が突設片６３１を押圧する様に収納溝５５５内に収納されている。
【００４６】
つぎに、オーバーランニングクラッチ６を組み付けた遊星ギヤ減速機構付スタータ１０００の作動を説明する。
運転手がキースイッチを操作すると、マグネットスイッチ４の吸引コイルと保持コイルに電流が流れ、プランジャーが移動し、フック４２が後退し、シフトレバー４１が回動し、スプラインチューブ７２（ピニオンギヤ７２１）を前進させる。
【００４７】
プランジャーの移動によりマグネットスイッチ４の電気接点がオンとなってスタータモータ２に通電がなされ、アーマチャシャフト２２が回転し、これにより、サンギヤ５１を介して遊星ギヤ５４が回転し、遊星ギヤ５４はインターナルギヤ５５を回転（時計回り方向）させようとする。この時、コイルバネ６２が突設片６３１を押圧するのでリング体６３が押され｛円筒部５５４に対して反時計回り方向｝、ローラ６１が窪部３４１に填まり込むとともに、突設片６３２がローラ６１を楔状溝５５６の溝狭側（図４の位置）に移動する。
【００４８】
この為、ローラ６１が、円筒部５５４と径小円筒部３４との間に食い込んで円筒部５５４をロックし、駆動力を伝達する。
これにより、アーマチャシャフト２２の回転は、遊星ギヤ５４により減速してドライブシャフト７を回転する。そして、スプラインチューブ７２が前進回転し、回転するピニオンギヤ７２１がリングギヤ８と噛合し、リングギヤ８が回転し、エンジンが始動する。
【００４９】
エンジンが始動すると、リングギヤ８→ピニオンギヤ７２１（スプラインチューブ７２）→ドライブシャフト７を介してトルク｛駆動時と逆方向の反時計廻り｝が遊星ギヤ５４に加わる。この時、ローラ６１が楔状溝５５６の溝広側に移動するとともに、ローラ６１が突設片６３２を押圧するのでリング体６３が押され（時計回り方向）、コイルバネ６２を圧縮する。
この為、オーバーランニングクラッチ６が空転して、アーマチュアシャフト２２へのトルクを遮断する。
【００５０】
本実施例の遊星ギヤ減速機構付スタータ１０００の利点は、以下のとおりである。
〔１〕コイルバネ６２は、インターナルギヤ５５の円筒部５５４に形成された収納溝５５５中に収納され、周りを溝壁で囲まれている。又、突設片６３１、６３２を介してコイルバネ６２がローラ６１を押圧する構成である。この為、オーバーラン時やエンジン駆動時に、コイルバネ６２が収納溝５５５内で姿勢を崩さず（倒れや曲がりが生じ無い）に伸縮し、又コイルバネ６２の径小円筒部３４等との噛み込みを防止｛噛み込むとコイルバネ６２の破損を招き、トルクがドライブシャフト７に伝達されなくなる｝できる。
よって、オーバーランニングクラッチ６を組み付けた遊星ギヤ減速機構付スタータ１０００は耐久性に優れる。
【００５１】
〔２〕突設片６３１、６３２は、リング体６３と一体であるので、インターナルギヤ５５の円筒部５５４に回転駆動力が付与された時、各突設片６３２が一斉に各ローラ６１を押圧して全てのローラ６１を同時に溝狭側｛図２の（ｃ）位置｝に移動させる事ができる（ローラ６１の挙動が安定する）。
【００５２】
この為、オーバーランニングクラッチ６は、エンジン始動時にインターナルギヤ５５に付与された回転駆動力を速やかにドライブシャフト７に伝達する事ができる。
よって、オーバーランニングクラッチ６を組み付けた遊星ギヤ減速機構付スタータ１０００はエンジン始動性に優れる。
【００５３】
〔３〕６個のローラ６１を３個のコイルバネ６２で押圧する構成であるので、従来よりコイルバネの数を少なくでき、部品代が節約できる。
【００５４】
本発明の第２実施例（請求項２、３、４に対応）を図５及び図６に基づいて説明する。本実施例は、オーバーランニングクラッチ６の、リング体６３及び収納溝５５５の構成が第１実施例と異なる。
【００５５】
リング体６３は、円筒状を呈し、円筒部５５４の内周壁５５４ａに圧接する様に、円筒部５５４− 径小円筒部３４間に装着されている。又、リング体６３は、６個の突設片６３２及び３個の突設片６３１を外周方向に突設し、コイルバネ６２が落ちない様に外周でコイルバネ６２を保持している。尚、このリング体６３は、例えば、帯状の鉄板をプレス等で切り曲げて突設片６３２や突設片６３１を形成した後に両端を溶接して製造される。
収納溝５５５は、インターナルギヤ５５の円筒部５５４の内周に形成される。
【００５６】
本実施例は、上記〔２〕、〔３〕に準じた効果、及び〔４〕の利点を有する。〔４〕コイルバネ６２は、インターナルギヤ５５の円筒部５５４に形成された収納溝５５５中に収納され、周りを溝壁及びリング体６３の外周により包囲されている。又、突設片６３１、６３２を介してコイルバネ６２がローラ６１を押圧する構成である。この為、オーバーラン時やエンジン駆動時に、コイルバネ６２が収納溝５５５内で姿勢を崩さず（倒れや曲がりが生じ無い）に伸縮し、又コイルバネ６２の径小円筒部３４等との噛み込みを防止｛噛み込むとコイルバネ６２の破損を招き、トルクがドライブシャフト７に伝達されなくなる｝できる。
よって、本実施例のオーバーランニングクラッチ６を組み付けた遊星ギヤ減速機構付スタータは耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る遊星ギヤ減速機構付スタータの半断面図である。
【図２】図１のスタータに用いるオーバーランニングクラッチのＭ視図である。
【図３】図２のｉｉｉ− ｉｉｉ断面図である。
【図４】図３のｉｖ− ｉｖ断面図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る遊星ギヤ減速機構付スタータに用いるオーバーランニングクラッチの要部断面図である。
【図６】図５の上面図である。
【図７】特願平６− ２１３７０７号記載の一方向性クラッチの断面図である。
【図８】一般的な一方向性クラッチの断面図である。
【符号の説明】
６オーバーランニングクラッチ（一方向性クラッチ）
３４径小円筒部（インナ）
６１ローラ（転動体）
６２コイルバネ（弾性体）
６３リング体
３４１窪部
５５４円筒部（アウタ）
５５５収納溝
５５６楔状溝
６３１突設片（第一突設片）
６３２突設片（第二突設片）[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a one-way clutch used for a starter for starting an engine.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 8, a general one-way clutch 100 has a cylindrical outer 102 having a plurality of wedge-shaped grooves 101, a rolling element 103 housed in each wedge-shaped groove 101, and a coaxial arrangement with the outer 102. And an elastic body 106 that is housed in the wedge-shaped groove 101 and urges the rolling element 103 in the groove narrow direction, and reduces the Hertz stress generated on the contact surface by making the rolling element 103 bite into the groove narrow. The torque is transmitted by the corresponding frictional force.
[0003]
Further, as another one-way clutch, Japanese Utility Model Publication No. 59-26107 discloses a roller in which an angle of a wedge-shaped space is appropriately set, a locking portion protruding from a driving body is provided, and a roller which bites into the wedge space is provided. There is disclosed a one-way clutch having a protection device that absorbs an impact torque by making contact and making the amount of engagement constant (torque is transmitted at a constant torque).
[0004]
However, in the above-described one-way clutch described in Japanese Utility Model Publication No. 59-26107, it is necessary to set the locking portion at a predetermined position in order to keep the amount of engagement constant. The contact surface of the roller contacting the peripheral surface and the outer peripheral surface of the clutch inner is largely swung right and left due to the slight inclination of the wedge-shaped space, and the position cannot be accurately set. As a result, there has been a problem that the maximum value of the transmission torque cannot be accurately determined, and the absorption of the impact torque becomes insufficient.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve this problem, the inventors applied for a one-way clutch having the following configuration (Japanese Patent Application No. 6-213707).
As shown in FIG. 7, the one-way clutch 200 includes a cylindrical outer 202 having a plurality of wedge-shaped grooves 201, a rolling element 203 accommodated in each of the wedge-shaped grooves 201, and a plurality of locking elements for locking the rolling elements 203. And an inner body 205 coaxially arranged on the outer 202, and an elastic body 206 housed in the wedge-shaped groove 201 and biasing the rolling element 203 in the groove narrow direction.
As shown in FIG. 1 of the specification of Japanese Patent Application No. 6-213707, the one-way clutch 200 is assembled to the following planetary gear reduction mechanism.
[0006]
The planetary gear reduction mechanism includes a sun gear formed on an armature shaft of a starter motor, a planetary gear that meshes with the sun gear, and an internal gear that meshes with the planetary gear. The internal gear partially extends in the axial direction to form an inner 205.
[0007]
Here, the operation of the starter employing the one-way clutch 200 will be briefly described.
When the engine is started, the armature shaft of the starter motor rotates, and further, the planetary gear rotates via the sun gear, and the planetary gear rotates the internal gear (inner 205). At this time, the rolling element 203 moves in the groove narrow direction by the friction and the elastic body 206 and fits into the arc-shaped concave portion 204, and the internal gear (inner 205) is locked by the outer 202 and supported by the bearing 209. The drive shaft 207 rotates.
[0008]
In the one-way clutch 200, the transmission angle θ {the angle at which the force is transmitted from the outer 202 to the inner 205} can be set to be large by the arcuate concave portion 204 of the inner 205, and as a result, the transfer function for the same torque becomes smaller. The clutch can be made smaller and lighter.
[0009]
However, the inventors have found the following problem with this one-way clutch 200.
In the one-way clutch 200, since the elastic body 206 presses the rolling element 203 and moves the rolling element 203 to the arc-shaped concave portion 204, the one-way clutch 200 is smaller than the clutch 100 having the perfect circular inner portion 108 without the arc-shaped concave portion shown in FIG. The stroke S of the rolling element 203 becomes longer.
For this reason, the elastic body 206 is likely to be damaged due to an abnormal posture, and if it is damaged, the inner 205 cannot be fixed to the outer 202 and the engine cannot be started. Further, when the elastic body 206 is a coil spring, there is a problem that the coil spring bites into the arc-shaped concave portion 204, the wide portion of the wedge-shaped groove 201, and the like, when the elastic body 206 is a coil spring.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a one-way clutch that prevents the elastic body from being damaged due to the posture fall of the elastic body.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The one-way clutch of the present invention employs the following technical means.
[Means of claim 1]
The one-way clutch has a cylindrical outer having a plurality of wedge-shaped grooves whose radial intervals increase as the rotor rotates in the circumferential direction , and a storage groove formed on an axial side surface separately from the wedge-shaped grooves ; a rolling element accommodated in the groove, and locking the rolling member having a plurality of recesses for the torque transmission, the inner cylindrical being loosely fitted to the outer, it is received in the receiving groove An elastic body, a first protruding piece facing the storage groove and biased by the elastic body, and a second protruding piece facing the wedge-shaped groove and pressing the rolling element in a groove narrow direction, and a pivotally assembled that disc-shaped ring body to the outer side, to hold the elastic body between the outer and the end face of the ring body.
[0012]
[Means of Claim 2]
The one-way clutch comprises: a cylindrical outer having a plurality of wedge-shaped grooves whose radial intervals increase as they rotate in the circumferential direction; and a storage groove formed on the inner periphery separately from the wedge-shaped grooves; And a plurality of recesses for engaging the rolling elements and transmitting torque by locking the rolling elements, a cylindrical inner that is loosely fitted to the outer, and is stored in the storage groove. An elastic body, a first protruding piece facing the storage groove and urged by the elastic body, and a second protruding piece facing the wedge-shaped groove and pressing the rolling element in a groove narrow direction; And a cylindrical ring body rotatably mounted on the side, wherein the elastic body is held by a cylindrical outer periphery of the ring body.
[0013]
[Means of Claim 3]
The one-way clutch according to claim 1 or 2, wherein the number of the elastic bodies stored in the storage groove is smaller than the number of the rolling elements stored in the wedge-shaped groove.
[0014]
[Means of Claim 4]
The one-way clutch according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic body is a coil spring.
[0016]
[Action]
[About claim 1]
When a rotational driving force is applied to the outer, the elastic body housed in the housing groove urges the first protruding piece, so that the disk-shaped ring body rotates .
The second projecting piece of the ring body presses the rolling element in the wedge-shaped groove, so that the rolling element moves in the groove narrow direction of the wedge-shaped groove while being fitted into the recess. ｛A structure in which the inner is fixed in the case of}.
Thus, rolling element bite between outer and inner, the outer rotation by inner is prevented, unidirectional clutch to transmit the rotational driving force applied to the outer.
[0017]
When the rotational driving force in the opposite direction is applied to the outer, the rolling element comes out of the concave portion of the inner and moves in the groove wide direction of the wedge-shaped groove to urge the second projecting piece in the groove wide direction. Rotates , and the first projecting piece compresses the elastic body in the storage groove .
This causes the outer to idle in the reverse direction, so that the one-way clutch cuts off the reverse rotational driving force applied to the outer.
[0018]
The elastic body is housed in the outer housing storage groove , is surrounded by the groove wall and the end surface of the ring body, and is not in direct contact with the rolling element, so that when the torque is transmitted or the torque is cut off, the posture is Elastically deform without breaking.
[0019]
[About claim 2]
When a rotational driving force is applied to the outer, the elastic body housed in the housing groove urges the first projecting piece, so that the cylindrical ring body rotates.
The second projecting piece of the ring body presses the rolling element in the wedge-shaped groove, so that the rolling element moves in the groove narrow direction of the wedge-shaped groove while being fitted into the recess. ｛A structure in which the inner is fixed in the case of}.
As a result, the rolling element bites between the outer and the inner, and the outer is prevented from rotating by the inner, so that the one-way clutch transmits the rotational driving force applied to the outer.
When the rotational driving force in the opposite direction is applied to the outer, the rolling element comes out of the concave portion of the inner and moves in the groove wide direction of the wedge-shaped groove to urge the second projecting piece in the groove wide direction. Rotates, and the first projecting piece compresses the elastic body in the storage groove.
This causes the outer to idle in the reverse direction, so that the one-way clutch cuts off the reverse rotational driving force applied to the outer.
The elastic body is housed in the housing groove of the outer, is surrounded by the groove wall and the cylindrical outer peripheral wall of the ring body, and is not in direct contact with the rolling element, so that torque transmission or torque interruption is achieved. Elastically deform without losing posture.
[0020]
[About claim 3]
Since the first and second protruding pieces are integral with the ring body, the number of the elastic bodies housed in the housing groove is stored in the wedge-shaped groove by providing a plurality of rolling elements with one elastic body. The number of rolling elements to be performed can be reduced.
[0021]
[About claim 4]
If a coil spring is used as the elastic body and the rolling element is directly pressed by the coil spring (the one-way clutch 200), the coil spring falls down or bends due to interference with the inner, and an arc-shaped concave portion or a wedge-shaped groove is formed. The coil spring bites into the wide groove portion and the like.
However, the one-way clutch of the present invention is housed in the housing groove of the outer and is surrounded by the groove wall (or the cylindrical outer peripheral wall of the groove wall and the ring body), and does not directly contact the rolling element. Accordingly, the coil spring does not fall or bend when transmitting or interrupting the torque, so that the coil spring can be prevented from biting.
[0024]
【The invention's effect】
[About claim 1]
The elastic body is housed in the outer housing storage groove , is surrounded by the groove wall and the end surface of the ring body, and is not in direct contact with the rolling element, so that when the torque is transmitted or the torque is cut off, the posture is Elastically deform without breaking.
Therefore, it is possible to prevent the elastic body from being damaged due to the collapse of the posture of the elastic body.
[0025]
Since the first and second protruding pieces are integral with the ring body, when a rotational driving force is applied to the outer , the second protruding pieces simultaneously press the rolling elements in the wedge-shaped groove, and all the rolling elements Can be simultaneously moved into the narrow portion of the groove.
Therefore, one-way clutch can be rapidly transmitted to the rotational driving force applied to the outer.
[0026]
[About claim 2]
The elastic body is housed in the housing groove of the outer, is surrounded by the groove wall and the cylindrical outer peripheral wall of the ring body, and is not in direct contact with the rolling element, so that torque transmission or torque interruption is achieved. Elastically deform without losing posture.
Therefore, it is possible to prevent the elastic body from being damaged due to the collapse of the posture of the elastic body. Further, formation of the storage groove and assembly of the one-way clutch can be easily performed.
[0027]
[About claim 3]
Since it is not necessary to press each rolling element with an elastic body, the number of elastic bodies can be made smaller than the number of rolling elements.
Thereby, the number of parts (rolling elements) can be reduced.
Conversely, by eliminating the need for the space for the rolling elements in the wedge-shaped grooves and by making the number of elastic bodies housed in the storage grooves smaller than the number of the rolling elements, the number of wedge-shaped grooves and the number of the rolling elements are increased to reduce the torque. Can be improved.
[0028]
[About claim 4]
Even if a coil spring is used for the elastic body (excellent in durability), the coil spring does not interfere with the inner, and the coil spring does not fall or bend, so that there is no problem and the durability can be improved.
[0030]
【Example】
A starter 1000 with a planetary gear reduction mechanism according to a first embodiment of the present invention (corresponding to claims 1, 3 and 4 ) will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, 1 is a starter housing, 2 is a starter motor, 3 is a center case, 4 is a magnet switch, 5 is a planetary gear reduction mechanism, 6 is an overrunning clutch, 7 is a drive shaft, and 8 is a ring gear on the engine side. It is.
[0031]
A starter motor (DC motor) 2 is mounted on the right side of the housing 1 in the figure and includes a yoke 21, a field coil, an armature, a brush, and the like. Generates torque.
[0032]
The armature shaft 22 that rotates integrally with the armature has a rear end (right end in the drawing) that is axially fixed by an end bracket 23, and a small-diameter portion 221 at the front end (left side in the drawing) is disposed in the base end recess of the drive shaft 7. The shaft is fixed by a bearing 71.
The front end of the armature shaft 22 has a large-diameter portion 222 having a sun gear 51 formed on the outer periphery, and a small-diameter portion 221 extending forward from the large-diameter portion 222.
[0033]
The drive shaft 7 extends along the same axis as the armature shaft 22. The front end (the left end in the figure) is supported by a bearing 11 provided in the housing 1, and the vicinity of the rear end is a bearing 31 provided in the center case 3. The rear end (the right end in the drawing) is a flange-shaped large-diameter portion 70 having a plurality of through holes 701.
[0034]
A pin 702 is press-fitted into each through hole 701, and a protruding portion of the pin 702 rotatably supports the planetary gear 54 via a bearing 703. The planet gears 54 mesh with the sun gear 51 on the small diameter side and mesh with the internal teeth 551 of the internal gear 55 on the large diameter side.
[0035]
The internal gear 55 has a substantially cylindrical shape with openings on both sides, and has a large-diameter cylindrical portion 552 having internal teeth 551 formed on the inner peripheral surface, and an end wall portion 553 extending radially inward from the left end of the large-diameter cylindrical portion 552. And a cylindrical portion 554 extending in the axial direction from the inner wall of the end wall portion 553.
The planetary gear 54, the sun gear 51, and the internal gear 55 constitute the planetary gear reduction mechanism 5.
[0036]
A helical spline groove 73 is formed on the outer periphery of the center of the drive shaft 7, and a spline tube 72 having a pinion gear 721 at the tip is spline-fitted into the helical spline groove 73.
[0037]
A shift lever 41 for pushing the spline tube 72 forward is pivotally supported on the support portion 12 provided on the housing 1. The lower part of the shift lever 41 contacts the rear part of the spline tube 72, and the upper part is connected to a hook 42 connected to the plunger of the magnet switch 4.
[0038]
The center case 3 (cylindrical shape with a bottom) whose outer periphery is fixed to the housing 1 in a state sandwiched in the axial direction between the yoke 21 and the housing 1 has a large-diameter cylindrical portion 32 and a radially inner portion from the left end of the large-diameter cylindrical portion 32. The end wall portion 33 extends in the direction, and a small-diameter cylindrical portion 34 extends in the axial direction from the inner wall of the end wall portion 33, and houses the planetary gear reduction mechanism 5 described above.
[0039]
Next, the overrunning clutch 6 will be described with reference to FIGS.
2 is a sectional view taken along line M of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along iii-iii, and FIG. 4 is a sectional view taken along iv-iv.
[0040]
The overrunning clutch 6 includes a cylindrical portion 554 (outer) of the internal gear 55, a cylindrical roller 61, a small-diameter cylindrical portion 34 (inner) of the center case 3, a coil spring 62, and a ring body 63. Is done.
[0041]
The cylindrical portion 554 constituting the outer is a part of the internal gear 55 as described above, and an end wall portion extending radially inward from the left end of the large-diameter cylindrical portion 552 having the inner teeth 551 formed on the inner peripheral surface. A portion extending in the axial direction from the inside of 553.
[0042]
Three accommodating grooves 555 for accommodating the coil spring 62 are formed in the inside of the cylindrical portion 554 in an arc shape, and six wedge-shaped grooves whose radial intervals increase in the circumferential direction (rotation direction) are formed on the inner wall of the cylindrical portion 554. 556 are formed.
[0043]
The ring body 63 has an annular disk shape, and has a protruding piece 631 facing the storage groove 555 and six protruding pieces 632 facing each wedge-shaped groove 556, and a cylindrical portion around which the circular groove 550 is provided. It is rotatably mounted on the groove 557 at the end of the groove 554 (from the contact position of the roller 61 in FIG. The protruding pieces 631 and 632 are formed by cutting the inner circumference and bending 90 ° rearward.
[0044]
As described above, the small-diameter cylindrical portion 34 that constitutes the inner part is a part of the center case 3 and extends in the axial direction from the inner wall of the end wall portion 33 that extends radially inward from the left end of the large-diameter cylindrical portion 32. And is fitted into the cylindrical portion 554 such that a gap is left. The small-diameter cylindrical portion 34 is formed with twelve concave portions 341 having an arc-shaped cross section for locking the roller 61.
[0045]
The coil spring 62 {three in total} is an open-end (polished) compression coil spring, and is housed in the housing groove 555 such that one end presses the wall surface of the housing groove 555 and the other end presses the protruding piece 631. ing.
[0046]
Next, the operation of the starter 1000 with the planetary gear reduction mechanism with the overrunning clutch 6 assembled will be described.
When the driver operates the key switch, current flows through the attraction coil and the holding coil of the magnet switch 4, the plunger moves, the hook 42 retreats, the shift lever 41 rotates, and the spline tube 72 (pinion gear 721). To move forward.
[0047]
The electric contact of the magnet switch 4 is turned on by the movement of the plunger, and the starter motor 2 is energized to rotate the armature shaft 22, whereby the planetary gear 54 rotates via the sun gear 51, and the planetary gear 54 The internal gear 55 is to be rotated (clockwise). At this time, since the coil spring 62 presses the protruding piece 631, the ring body 63 is pressed {counterclockwise with respect to the cylindrical portion 554}, the roller 61 is fitted into the recess 341 and the protruding piece 632 is pressed. The roller 61 is moved to the narrow side of the wedge-shaped groove 556 (the position in FIG. 4).
[0048]
For this reason, the roller 61 bites between the cylindrical portion 554 and the small-diameter cylindrical portion 34 to lock the cylindrical portion 554 and transmit the driving force.
Thus, the rotation of the armature shaft 22 is reduced by the planetary gear 54 to rotate the drive shaft 7. Then, the spline tube 72 rotates forward, the rotating pinion gear 721 meshes with the ring gear 8, the ring gear 8 rotates, and the engine starts.
[0049]
When the engine starts, a torque {counterclockwise counterclockwise in the direction opposite to the driving direction} is applied to the planetary gear 54 via the ring gear 8 → pinion gear 721 (spline tube 72) → drive shaft 7. At this time, the roller 61 moves to the wide side of the wedge-shaped groove 556 and the roller 61 presses the protruding piece 632, so that the ring body 63 is pressed (clockwise), and the coil spring 62 is compressed.
For this reason, the overrunning clutch 6 idles and interrupts the torque to the armature shaft 22.
[0050]
The advantages of the starter 1000 with a planetary gear reduction mechanism of the present embodiment are as follows.
[1] The coil spring 62 is housed in a housing groove 555 formed in the cylindrical portion 554 of the internal gear 55, and is surrounded by a groove wall. Further, the configuration is such that the coil spring 62 presses the roller 61 via the projecting pieces 631 and 632. For this reason, at the time of overrun or engine driving, the coil spring 62 expands and contracts in the storage groove 555 without losing its posture (does not fall down or bend). Prevention {engagement of the coil spring 62 may cause damage to the coil spring 62, and torque may not be transmitted to the drive shaft 7}.
Therefore, the starter 1000 with the planetary gear reduction mechanism in which the overrunning clutch 6 is assembled has excellent durability.
[0051]
[2] Since the protruding pieces 631 and 632 are integral with the ring body 63, when a rotational driving force is applied to the cylindrical portion 554 of the internal gear 55, the protruding pieces 632 simultaneously control the rollers 61. By pressing, all the rollers 61 can be simultaneously moved to the groove narrow side {the position (c) in FIG. 2} (the behavior of the rollers 61 is stabilized).
[0052]
Therefore, the overrunning clutch 6 can quickly transmit the rotational driving force applied to the internal gear 55 to the drive shaft 7 when the engine is started.
Therefore, the starter 1000 with the planetary gear reduction mechanism in which the overrunning clutch 6 is assembled has excellent engine startability.
[0053]
[3] Since the configuration is such that the six rollers 61 are pressed by the three coil springs 62, the number of coil springs can be reduced, and the cost of parts can be reduced.
[0054]
A second embodiment (corresponding to claims 2 , 3 and 4 ) of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the ring body 63 and the storage groove 555 of the overrunning clutch 6.
[0055]
The ring body 63 has a cylindrical shape and is mounted between the cylindrical portion 554 and the small-diameter cylindrical portion 34 so as to press against the inner peripheral wall 554a of the cylindrical portion 554. The ring body 63 has six projecting pieces 632 and three projecting pieces 631 projecting in the outer peripheral direction, and holds the coil spring 62 on the outer periphery so that the coil spring 62 does not fall. The ring body 63 is manufactured by, for example, cutting and bending a strip-shaped iron plate with a press or the like to form the protruding pieces 632 and the protruding pieces 631, and then welding both ends.
The storage groove 555 is formed on the inner periphery of the cylindrical portion 554 of the internal gear 55.
[0056]
This embodiment has the effects according to the above [2] and [3] and the advantage [4]. [4] The coil spring 62 is housed in a housing groove 555 formed in the cylindrical portion 554 of the internal gear 55, and is surrounded by the groove wall and the outer periphery of the ring body 63. Further, the configuration is such that the coil spring 62 presses the roller 61 via the projecting pieces 631 and 632. For this reason, at the time of overrun or engine driving, the coil spring 62 expands and contracts in the storage groove 555 without losing its posture (does not fall down or bend). Prevention {engagement of the coil spring 62 may cause damage to the coil spring 62, and torque may not be transmitted to the drive shaft 7}.
Therefore, the starter with the planetary gear reduction mechanism in which the overrunning clutch 6 of this embodiment is assembled has excellent durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view of a starter with a planetary gear reduction mechanism according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an M view of an overrunning clutch used in the starter shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along iii-iii in FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view taken along iv-iv of FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view of a main part of an overrunning clutch used in a starter with a planetary gear reduction mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a top view of FIG. 5;
FIG. 7 is a sectional view of a one-way clutch described in Japanese Patent Application No. 6-213707.
FIG. 8 is a sectional view of a general one-way clutch.
[Explanation of symbols]
6 Overrunning clutch (one-way clutch)
34 diameter small cylindrical part (inner)
61 Roller (rolling element)
62 Coil spring (elastic body)
63 Ring body 341 Depression 554 Cylindrical part (outer)
555 Storage groove 556 Wedge-shaped groove 631 Projecting piece (first projecting piece)
632 projecting piece (second projecting piece)

Claims

A plurality of wedge-shaped grooves whose radial interval increases as they rotate in the circumferential direction , and a cylindrical outer having a storage groove formed on an axial side surface separated from the wedge-shaped grooves,
A rolling element housed in the wedge-shaped groove;
The rolling member by engaging a plurality of recesses for the torque transmission, the inner cylindrical being loosely fitted to the outer,
An elastic body housed in the housing groove,
A first projecting piece facing the storage groove and urged by the elastic body; and a second projecting piece facing the wedge-shaped groove and pressing the rolling element in a groove narrow direction, and is turned toward the outer side. capable assembled that a disc-shaped ring body,
A one-way clutch , wherein the elastic body is held between an end surface of the ring body and the outer .

A plurality of wedge-shaped grooves whose radial spacing increases as they rotate in the circumferential direction, and a cylindrical outer having a storage groove formed on the inner periphery separately from the wedge-shaped grooves,
A rolling element housed in the wedge-shaped groove;
A cylindrical inner having a plurality of recesses for locking the rolling elements and transmitting torque, and which is loosely fitted to the outer;
An elastic body housed in the housing groove,
A first protruding piece that faces the storage groove and is urged by the elastic body; and a second protruding piece that faces the wedge-shaped groove and presses the rolling element in a groove narrow direction, and rotates toward the outer side. With a cylindrical ring body that can be assembled,
A one-way clutch, wherein the elastic body is held by a cylindrical outer periphery of the ring body.

The one-way clutch according to claim 1 or 2,
The one-way clutch according to claim 1, wherein the number of the elastic bodies stored in the storage groove is smaller than the number of the rolling elements stored in the wedge-shaped groove.

The one-way clutch according to any one of claims 1 to 3,
The one-way clutch, wherein the elastic body is a coil spring.