JP3567592B2 - 一方向クラッチ及びそれを有するスタータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクを一方向に伝達する一方向クラッチ及びそれを用いたスタ−タに関する。
【0002】
【従来の技術】
スタータ用クラッチとして、例えば実公昭59−26107号が開示するように、アウタとインナとの間に形成される楔状空間に収納されたローラが、楔状空間の狭隙側に移行する時、ローラがアウタとインナとの間に食い込んで両者間でトルクを伝達し、ローラが楔状空間の広隙側に移行する時、ローラがアウタ及びインナに同時に当接しないようにして両者間でのトルク伝達を防止するいわゆるローラ式一方向クラッチがある。
【0003】
特に、実公昭59−26107号公報は、伝達トルクが所定量を超える場合にアウタ(又はインナ)がローラを介して滑るようにして過大なトルク伝達を阻止することを提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ただ、このクラッチでは、ローラが楔状空間狭隙側終端部におけるアウタとインナとの間の隙間の僅かなばらつきにより、アウタ(又はインナ)へのローラの食い込み量が変化して最大伝達トルク量が大きく変動するという問題があった。本出願人の出願になる特願平6−213707号公報は、この問題を改善するために、アウタ及びインナの一方の周面に係止凹部を形成した係止凹部付ローラ式一方向クラッチを提案した。この一方向クラッチを説明すると、アウタの内周面にローラを収納する楔状溝を設け、インナの外周面にローラを係止する係止溝を設け、この係止溝が、トルク伝達時にローラを係止溝に係合させ、アウタに所定量以上のトルクが加わるとローラが次の係止溝へ乗り越えていける形状をもつものである。
【0005】
しかしながら、この係止凹部付の一方向クラッチでは、オーバーランニングの際にローラがこの係止凹部の凹凸により衝撃を受け、ローラやインナやアウタが損傷したり、騒音、振動が生じたりする可能性が考えられる。また、従来の係止凹部無しのローラ式一方向クラッチでは、最大伝達トルクが上記円筒面からなるローラ転動面とローラとの間の摩擦係数に依存し、この摩擦係数の調整及び経時的な変化の防止が容易ではなかった。また摩擦係数が大きすぎるとローラなどの磨耗が増大し、磨耗低減のために摩擦係数を小さくしすぎると充分な最大伝達トルクが得られないという不具合があった。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、良好なトルク伝達特性を確保しつつオーバーランニング時の損傷、騒音、振動を抑止可能な一方向クラッチ及び及びそれを有するスタータを提供することを、目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のクラッチによれば、上述した係止凹部を有するローラ式一方向クラッチとして、アウタ及びインナのうち、ローラ収容用の楔状溝を持たない方の回転体の周面(ローラ転動面)にローラと係合可能な係止凹部が設けられる。したがって、ローラは、正常なトルク伝達時に楔状溝の狭隙側に位置して係止凹部の端壁面と接触してトルク伝達が行われ、オーバーランニング時に楔状溝の広隙側に変位し、ローラがインナの係止凹部から離脱してインナはアウタに対して相対回転自在となる。
【0008】
したがって、ローラは正常なトルク伝達時に従来のように楔状溝を持たない側の回転体の単なる円筒面との摩擦によりトルク伝達を行うのではなく、係止凹部の上記端壁面との係合により主にトルク伝達を行うので、最大伝達トルクをこの係止凹部の深さや上記端壁面の形状により設計することができ、正確に決定できる。すなわち、本手段の一方向クラッチでは、トルク伝達原理上、摩擦係数の変動の影響が少なく、従来より摩擦係数を低下させて各部の磨耗低減を実現することができる。
【0009】
更に説明すれば、従来のローラ式一方向クラッチでは、ローラが円筒面をその求心方向に押す力に摩擦係数を掛けて得られる摩擦力に応じて伝達トルクが決定される。これに対し、本手段の係止凹部付のローラ式一方向クラッチでは、ローラと係止凹部の端壁面とが線接触と仮定すれば、ローラが端壁面を押す力の方向はこの線接触部分におけるローラの径方向となり、結局、端壁面のこの接触部位に直角な方向となり、端壁面の形状に依存することになる。また、係止凹部が浅ければ、ローラは更に係止凹部の底面にも接触するので、ローラが底面を押す力の方向はこの底面のこの接触部位に直角な方向となり、底面の形状にも依存することになる。どちらにしても、ローラはこの円筒面をその求心方向へ押すとともにそれと直角な周方向にも押すことになり、この周方向に押す力は直接、伝達トルクとなる。そして、このようにローラが係止凹部の端壁面や底面に全体として面接触する場合には、ローラや係止凹部への応力集中が軽減され、それらの損耗の著しい低減を実現することができる。
【0010】
また、係止凹部の端壁面の製作精度は、係止凹部を持たない従来のローラ式一方向クラッチにおけるローラ転動隙間の精度確保に比べて格段に簡単であり、製造工程も簡素となる。更に、上記ローラ転動隙間が多少変化しても伝達トルクの大幅な変動が生じないので、アウタやインナやローラの剛性を従来より格段に減らすことができ、小型軽量化を図ることができる。すなわち、これらが剛性不足により変形してもローラが係止凹部から離脱せず係止されている限り、ローラに接する係止凹部の接面位置が多少変位する程度であり、伝達トルクが大幅に変化することはない。
【0011】
請求項1記載の一方向クラッチでは更に、弾性体を係止凹部を有する回転体の周面に配設してローラの外周面を径方向楔状溝側へ付勢することにより、オーバーランニング時(結合解除時)に楔状溝の深溝部に位置するローラを上記付勢により係止凹部に係合しない位置まで径方向へ変位させる。このようにすれば、オーバーランニング時にローラが係止凹部と衝接して、ローラやインナやアウタが損傷したり、騒音、振動が生じたりするのを防止することができる。特に、この弾性体は、前記係止凹部の略最大径に設定された外径をもつリング形状を有し、正規トルク伝達時には前記ローラが前記弾性体のリング形状を径内方向に湾曲させて前記アウタと前記インナとを結合し、オーバーラン時には前記弾性体のリング形状の湾曲がほとんど解消して前記結合が解除される。
【0012】
請求項2記載の一方向クラッチは、上記請求項1記載の構成において更に、弾性体を係止凹部を有する回転体の周面に配設してローラの外周面を径方向楔状溝側へ付勢し、トルク伝達時(結合時)に楔状溝の浅溝部に位置するローラを上記付勢により楔状溝に押し付けるので、トルク結合時においてもローラは係止凹部を有する円筒体(インナ)に対して弾性結合することになり、衝撃や振動が入力されたり、伝達トルクが急変したりしても、ローラががたついたり飛び出したりするのが防止でき、静粛なトルク伝達を行うことができる。
【0013】
【0014】
請求項3記載の一方向クラッチによれば請求項1又は2記載の構成において更に、トルク伝達の方向へ所定量以上の過大トルクが入力する場合にアウタ又はインナ又は自己の弾性変形によりローラが係止凹部から離脱するので、上記過大トルク入力時の空転により、伝達トルクリミット機能を実現することができる。
【0015】
請求項4記載の一方向クラッチによれば請求項1乃至3のいずれか記載の構成において更に、インナの外周面に凹設された環状溝に収容された弾性輪により弾性体を構成するので、簡素な構造で全周に個々に配設された複数のローラに弾性を付与することができる。なお、この弾性体は係止凹部の底部に固着された弾性を有する樹脂層やゴム層とすることもできる。
【0016】
また、上記弾性輪は上記閉じた環状のリングの他、所定ターン数のコイルスプリングとすることができる。このようなコイルスプリングは、全周にわたって上記切れ目がないので、オーバーランニング時におけるローラと弾性輪との円滑な相対滑りを確保することができる。
請求項5記載のクラッチによれば、上述した係止凹部を有するローラ式一方向クラッチとして、アウタ及びインナのうち、ローラ収容用の楔状溝を持たない方の回転体の周面(ローラ転動面)にローラと係合可能な係止凹部が設けられる。したがって、ローラは、正常なトルク伝達時に楔状溝の狭隙側に位置して係止凹部の端壁面と接触してトルク伝達が行われ、オーバーランニング時に楔状溝の広隙側に変位し、例えば、ローラがインナの係止凹部から離脱してインナはアウタに対して相対回転自在となる。
したがって、ローラは正常なトルク伝達時に従来のように楔状溝を持たない側の回転体の単なる円筒面との摩擦によりトルク伝達を行うのではなく、係止凹部の上記端壁面との係合により主にトルク伝達を行うので、最大伝達トルクをこの係止凹部の深さや上記端壁面の形状により設計することができ、正確に決定できる。すなわち、本手段の一方向クラッチでは、トルク伝達原理上、摩擦係数の変動の影響が少なく、従来より摩擦係数を低下させて各部の磨耗低減を実現することができる。
更に説明すれば、従来のローラ式一方向クラッチでは、ローラが円筒面をその求心方向に押す力に摩擦係数を掛けて得られる摩擦力に応じて伝達トルクが決定される。これに対し、本手段の係止凹部付のローラ式一方向クラッチでは、ローラと係止凹部の端壁面とが線接触と仮定すれば、ローラが端壁面を押す力の方向はこの線接触部分におけるローラの径方向となり、結局、端壁面のこの接触部位に直角な方向となり、端壁面の形状に依存することになる。また、係止凹部が浅ければ、ローラは更に係止凹部の底面にも接触するので、ローラが底面を押す力の方向はこの底面のこの接触部位に直角な方向となり、底面の形状にも依存することになる。どちらにしても、ローラはこの円筒面をその求心方向へ押すとともにそれと直角な周方向にも押すことになり、この周方向に押す力は直接、伝達トルクとなる。そして、このようにローラが係止凹部の端壁面や底面に全体として面接触する場合には、ローラや係止凹部への応力集中が軽減され、それらの損耗の著しい低減を実現することができる。
また、係止凹部の端壁面の製作精度は、係止凹部を持たない従来のローラ式一方向クラッチにおけるローラ転動隙間の精度確保に比べて格段に簡単であり、製造工程も簡素となる。更に、上記ローラ転動隙間が多少変化しても伝達トルクの大幅な変動が生じないので、アウタやインナやローラの剛性を従来より格段に減らすことができ、小型軽量化を図ることができる。すなわち、これらが剛性不足により変形してもローラが係止凹部から離脱せず係止されている限り、ローラに接する係止凹部の接面位置が多少変位する程度であり、伝達トルクが大幅に変化することはない。
更に、弾性体を係止凹部を有する回転体の周面に配設してローラの外周面を径方向楔状 溝側へ付勢することにより、オーバーランニング時(結合解除時)に楔状溝の深溝部に位置するローラを上記付勢により係止凹部に係合しない位置まで径方向へ変位させる。このようにすれば、オーバーランニング時にローラが係止凹部と衝接して、ローラやインナやアウタが損傷したり、騒音、振動が生じたりするのを防止することができる。
更に、環状溝の底部に、係止凹部と周方向同位置にてローラによる弾性輪の湾曲を許容する凹部を設ける。このようにすれば、弾性輪は環状溝の底部の形状に沿って小さい曲率半径で湾曲できるので、弾性体の弾性反発力を容易に増大することができる。
【0017】
請求項6記載の一方向クラッチによれば請求項1乃至5のいずれか記載の構成において更に、ローラの外周面の一端側と他端側とに個別に当接するように少なくとも一対形成されるので、ローラが傾斜して偏磨耗するのを防止することができる。
請求項7記載の一方向クラッチによれば請求項1乃至6のいずれか記載の構成において更に、係止凹部はローラの個数以上配設されるので、正規のトルク伝達時に各ローラがそれぞれ係止凹部に嵌合することができ、係止凹部に落ち込むことができないローラによりトルク伝達が阻害されたりすることがない。なお、各係止凹部は回転体の周面になるべく周方向等距離離れて配設されることが好ましい。
【0018】
請求項8記載の一方向クラッチによれば請求項1乃至7のいずれか記載の構成において更に、いわゆる遊星ギヤ減速機構付のスタータのオーバーランニングとして上記一方向クラッチが用いられる。この遊星ギヤ減速機構において、アーマチャにより駆動されるサンギヤは遊星ギヤを駆動し、遊星ギヤはハウジングに固定されるインターナルギヤの内歯面と噛合しつつサンギヤの周囲を公転し、この遊星ギヤの公転がスタータ出力軸に出力される。
【0019】
本構成では更に、一方向クラッチのアウタがインターナルギヤと一体に形成され、インナがケーシングと一体に形成される。このようにすれば、正規のトルク伝達時には一方向クラッチのアウタ及びインナは回転せず、過大トルク入力時にはインターナルギヤが比較的低速で回転して回転差を吸収するので一方向クラッチ内各部の磨耗を低減することができる。また、オーバーランニング付の遊星ギヤ減速機構をコンパクトに形成することができる。
【0020】
好適な態様において、アウタがインターナルギヤとともに樹脂を主素材として一体に形成される。このようにすれば、過大トルク入力時における両筒部の径方向の弾性変形を容易に確保できるので、過大トルク入力に際し転動体が係止凹部を乗り越え易くトルクリミッタ機能を構成しやすいという効果がある。
請求項9記載の一方向クラッチによれば請求項1乃至7のいずれか記載の構成において更に、いわゆる遊星ギヤ減速機構付のスタータのオーバーランニングとして上記一方向クラッチが用いられる。この遊星ギヤ減速機構において、アーマチャにより駆動されるサンギヤは遊星ギヤを駆動し、遊星ギヤはハウジングに固定されるインターナルギヤの内歯面と噛合しつつサンギヤの周囲を公転し、この遊星ギヤの公転がスタータ出力軸に出力される。
【0021】
本構成では更に、遊星ギヤを自転自在に支承する遊星ギヤ支持筒をスタータ出力軸に回転自在に支承し、この遊星ギヤ支持筒をアウタとし、遊星ギヤ支持筒の内周面に対面するスタータ出力軸の外周面部をインナとする。このようにすれば、一方向クラッチ付きの遊星ギヤ減速機構をコンパクトに構成することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な態様を以下の実施例により説明する。
【0023】
【実施例】
(実施例1)
本発明の一方向クラッチを有するスタータの一実施例要部断面図を図1に示す。1はハウジングであって、2はハウジングに固定されて後述する遊星ギヤ減速機構3を内蔵するセンターケーシングである。4は駆動軸(スタータ出力軸)であって、ハウジング1の前端部及びセンターケーシング2に軸受け40、41を介して回転自在に支承されている。駆動軸4の後端には凹部が形成され、この凹部はモータの回転軸42の前端部を軸受けを介して同一軸心に沿って回転自在に支承している。
【0024】
回転軸42の前端部には遊星ギヤ減速機構3のサンギヤ31が形成され、遊星ギヤ32はサンギヤ31に公転可能に噛合している。遊星ギヤ32はブッシュを介してピン33に回転自在に支承され、ピン33は駆動軸4の後端に形成された径大部43に固定されている。遊星ギヤ32を覆って樹脂製のインターナルギヤ34が配設されており、インターナルギヤ34の内歯340が遊星ギヤ32と噛合している。インターナルギヤ34は内歯340をもつ大円筒部341と、その前方に隣接する小円筒部342と、円板形状を有して両円筒部341、342を結合する壁部343とからなる段付円筒形状を有している。小円筒部342は一方向クラッチ5のアウタ(クラッチアウタ)を構成している。
【0025】
センターケーシング2は、大円筒部21と、大円筒部21の前端を閉鎖する端壁部22と、端壁部22の径内端部から後方へ突出する小円筒部23とからなる。小円筒部23は一方向クラッチ5のインナ(クラッチインナ)を構成するとともに、駆動軸4を支持する軸受け筒部となっている。駆動軸4にはピニオン6が相対回転不能、軸方向相対変位可能にスプライン嵌着されており、ピニオン6の前端部外周面にはリングギヤ7に噛合可能にピニオンギヤ61が形成されている。62はスプライン嵌合部、63は軸受けである。
【0026】
ハウジング1の上方にはマグネットスイッチ8が固定され、マグネットスイッチ8のプランジャ(図示せず)が後方(図中右方向)へ移動すると、レバー82を通じてピニオン6が前進駆動される。次に、本実施例の特徴をなす一方向クラッチ5について図1〜図5を参照して説明する。図2は正規トルク伝達状態を示す要部断面図であり、図3はオーバーランニング状態を示す要部断面図であり、図4は後述するインナ23の斜視図であり、図5は図4の要部拡大斜視図である。
【0027】
上述したアウタ342の内周面には、所定個数の楔状溝50が互いに所定間隔を隔てて凹設されており、楔状溝50にはローラ(クラッチローラ)51と、スプリング(クラッチスプリング)52とが一対づつ収容されている。楔状溝50の底面は、図2、図3において左端側から右端側へ連続的に深く形成されており、その両端にはローラ51を係止する端壁がそれぞれ形成されている。ローラ51はスプリング52により浅溝側へ付勢されて、ローラ51が径内方向へ押し出される。
【0028】
インナ23の外周面(ローラ転動面)230にはローラ51の個数以上の係止凹部53が周方向へ互いに所定間隔を隔てて凹設されており、インナ23の外周面230にはその全周にわたって一対の環状溝54が凹設されている。環状溝54にはそれぞれ高弾性を有する金属からなるリング(弾性体)55が収容されており、環状溝54は係止凹部53より深く形成されている。環状溝54の底部には図5に示すように、係止凹部53と周方向同位置に凹部540が形成されている。この凹部540は、ローラ51が径内方向に変位する場合にリング(弾性輪)55を小さい曲率半径で湾曲させるようにするものである。
【0029】
アウタ342がインナ23に対して時計方向へ相対回転すると、図2に示すように、ローラ51がリング55を径内方向へ湾曲させて楔状溝50の浅溝側の端面及び係止凹部53の端壁面に接し、これにより、アウタ342の時計方向への正規トルクは楔状溝50の浅溝側の底面や端壁面からローラ51を通じてインナ23の係止凹部53の主に端壁部に伝達され、インナ23は固定部材であるためアウタ342を回転規制することで遊星ギヤ32から駆動軸4へトルクが伝達される。したがって、この正規トルク伝達時には、リング55は湾曲して、ローラ51を強く楔状溝50の底部に押し付け、ローラ51ががたついたり、楔状溝50から逸脱しようとするのを阻止するとともに、後述するオーバーランニングや過大トルク入力時にローラ51を速やかに係止凹部53から脱出させる。なお、この正規回転時には、リング55の上記湾曲が大きいので、リング55はローラ51に追従して環状溝54内をインナ23に対して相対回転する。
【0030】
本実施例では、リング55の外径が係止凹部53の略最大径に設定されている。その結果、オーバーランが生じてアウタ342がインナ23に対して反時計方向へ相対回転すると、図3に示すように、ローラ51はリング55との摩擦抵抗や自身にかかる遠心力によりスプリング52を圧縮しつつ楔状溝50の深溝側へ移動し、これによりリング55の湾曲がほとんど解消し、ローラ51は係止凹部53から径外方向へ脱出する。その結果、ローラ51はリング55の外周上を円滑に摺動し、リング55もインナ23に対して円滑に相対回転し、アウタ342とインナ23との間のトルク伝達が阻止される。
【0031】
トルク伝達方向へ過大なトルクが入力されると、言い換えればアウタ342及びインナ23の内、従動側の回転体の回転抵抗が大きいと、ローラ51が押し付けられた樹脂製のアウタ342が径外方向へ弾性変形し、ローラ51がインナ23の係止凹部53の端壁面を乗り越え、これによりローラ51及びアウタ342がインナ23に対して時計方向へ相対回転(空転)し、所定量以上のトルク伝達が規制される。この時、ローラ51は次々と係止凹部53に落ち込むが、ローラ51は常にリング55の湾曲部により径外方向へ付勢されているので、ローラ51の径方向へのがたつきによる騒音は低減される。
【0032】
リング55は、軸方向に所定間隔を隔てて少なくとも一対形成されるので、リング55によりローラ51が傾くことがなく、それによるローラ51などの偏磨耗を抑止することができる。このスタータの動作は周知であるので、簡単に説明する。モータへの通電によりサンギヤ31が回転すると、遊星ギヤ減速機構3の遊星ギヤ32が公転して駆動軸4及びピニオン6が回転し、マグネットスイッチ8がレバー82を通じてピニオン6を前進させるとピニオン6がリングギヤ7と噛合してエンジンが駆動される。この時、遊星ギヤ32からインターナルギヤ34に上記正規トルク伝達方向のトルクが掛かるが、インナ23が静止しているので、インターナルギヤ34は静止状態に維持される。ピニオン6とリングギヤ7との噛合失敗直後の再起動時などにより、サンギヤ31の回転にも係わらず駆動軸4の回転すなわち遊星ギヤ32の公転に対する抵抗が大きくなると、自転しようとする遊星ギヤ32がインターナルギヤ34を駆動し、アウタ342が回転し(トルク伝達方向へ強制的に回転し)、過大な噛合衝撃の発生が防止される。エンジンが始動してリングギヤ7がピニオン6を通じて駆動軸4をサンギヤ31の回転方向へサンギヤ31の回転数より高速で回転させる(オーバーランニング状態)と、遊星ギヤ32は一方向クラッチ5が上述のようにフリーとなるのでモータが高速で回転させられることが阻止される。
【0033】
本実施例では、オーバランが生じると、インターナルギヤ34とともに回転を始めるローラ51に遠心力が生じてローラ51を楔状溝50に沿ってクラッチ結合解除方向に移動させるので、オーバーランニングへの移行が一層円滑となる。
(実施例2)
本発明の一方向クラッチを駆動軸上に配設した実施例を図6及び図7を参照して説明する。図6はスタータの前半部の部分断面図を示し、図7は図6のピニオン周辺拡大断面図を示す。
【0034】
この実施例のスタータは実施例1(図1参照)のスタータに比べて一方向クラッチの配設位置を変更した点を除いて実質的に同じであるので、この変更部分のみを説明する。ピニオン移動体6aは、金属チューブ状のピニオンチューブ63と、その後方に配設されるスプラインチューブ64とを有して駆動軸4に嵌着されている。ピニオンチューブ63の前部の外周面にはピニオンギヤ63aが形成され、ピニオンチューブ63の後部631は一方向クラッチ5aのインナを構成している。ピニオンチューブ63は駆動軸4に軸受けを介して軸方向変位可能かつ相対回転自在に嵌着されている。スプラインチューブ64の径大な前部641はアウタを構成しており、スプラインチューブ64の後部は駆動軸4のスプライン嵌合部45にスプライン嵌着されている。アウタ641とインナ631との間の径方向隙間には、実施例1と同様に、ローラ51、スプリング55a、楔状溝(図示せず)、係止凹部(図示せず)、一対の環状溝54aが形成されているが、これらの形状は実施例1の場合と同じであるので、その説明を省略する。アウタ641の外周に固着されたカバー642やそれによりアウタ641の開口を閉鎖するワッシャ643が設置され、その前方に隣接するワッシャ644がインナ631の環状溝に食い込んで、ローラ51やグリスなどが外部に逃げるのを防止するとともに、アウタ641とインナ631との軸方向一体変位を確保している。
係止凹部がインナに形成されるので、オーバーランニングにおける高速回転時に弾性体に遠心力が生じる分だけ、弾性体がローラを遠心方向すなわち係止凹部から離脱する方向へ付勢する力が増大し、ローラをその分だけ円滑に係止凹部から離脱させてオーバーランニング時のインナやローラの損耗や異音発生を低減することができる。
(実施例3)
実施例1の一方向クラッチ5の変形実施例を図8に示す径方向断面図を参照して説明する。
【0035】
この実施例では、樹脂製のインターナルギヤ34(図1参照)にインナ23bを一体に成形し、センターケーシング2(図1参照)にアウタ65bを一体に成形し、インナ23a側にローラ51及びスプリング52を収容する楔状溝50bを設け、アウタ65bに係止凹部53bを設けた点以外は、実施例1と同じである。
(実施例4)
実施例2の一方向クラッチ5の変形実施例を図9及び図10を参照して説明する。図9はクラッチ連結状態を示し、図10はオーバーランニング状態を示す。
【0036】
この実施例の一方向クラッチ5cは、図7に示す一方向クラッチ5aの環状溝54a及びリング55aの形状だけを変形したものであるので、この部分だけを詳細に説明する。この実施例では、一対の環状溝54cはローラ51cの両端部に対面してインナ631Cの外周面の両端部に形成され、環状溝54cの軸方向断面は図9及び図10に示すようにインナ631cの両端から中央部へ向けて次第に深くなるように凹設されている。弾性金属製のリング55cは、円筒板形状に形成されてこの環状溝54cに嵌着されている。リング55cの内周面はインナ631の両端にほぼ密着している。係止凹部53cはインナ631cの中央部に形成されている。
【0037】
トルク伝達状態では、図9に示すようにローラ51cはアウタ641cの楔状溝50cの浅溝側に位置しているので、ローラ51cが径内方向へシフトしてインナ631cの係止凹部53cに係合した状態となり、リング55cは径内方向へ湾曲してローラ51cを径外方向へ付勢する。オーバーランニング状態では、図10に示すようにローラ51cはアウタ641cの楔状溝50cの深溝側へ変位しているので、ローラ51cが径外方向へシフトして、リング55cに径外方向へ付勢されて、インナ631cの係止凹部53cから離脱した状態に保持され、ローラ51cが係止凹部53cに係合するのが防止される。
(実施例5)
実施例1の一方向クラッチ付の遊星ギヤ減速機構を図11を参照して説明する。
【0038】
この実施例の遊星ギヤ減速機構3dは、一方向クラッチを、図1における径大部43に相当する遊星ギヤ支持筒43dの内周面部と、この遊星ギヤ支持筒43dが嵌着されるスタータ出力軸4dの外周面部との間に設けた点を除いて、図1の一方向クラッチ付きの遊星ギヤ減速機構3とほとんど同じである。詳しく説明すると、スタータ出力軸4dは軸受けを通じて図示しないセンターケーシングに回転自在に支承され、インターナルギヤ22dは軸受けを介してスタータ出力軸4dに回転自在に支承されている。
【0039】
アーマチャ回転軸42dのサンギヤと噛合する遊星ギヤ32dはブッシュを介してピン33dに回転自在に支承され、ピン33dは遊星ギヤ支持筒43dに圧入されている。遊星ギヤ支持筒43dはインナ23dを構成するスタータ出力軸4dの後端部に遊嵌されており、遊星ギヤ支持筒43dの内周面部は楔状溝を有してアウタ342dを構成している。インナ23dには、図9と同様に、軸方向中央部に係止凹部53dが形成され、その軸方向両側にリング55dが嵌められた環状溝54dが形成されている。
【0040】
51dはローラであり、47dはローラ51dなどの逸脱を防止するための輪板であり、遊星ギヤ支持筒342dに固定されている。このようにすれば、図9のインターナルギヤ345cと同様の一方向クラッチ機能を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のスタータの一実施例要部断面図である。
【図2】実施例1の一方向クラッチの正規トルク伝達状態を示す要部断面図である。
【図3】実施例1の一方向クラッチのオーバーランニング状態を示す要部断面図である。
【図4】実施例1の一方向クラッチのインナの斜視図である。
【図5】図4のインナの要部拡大斜視図である。
【図6】実施例2のスタータの前半部の部分断面図である。
【図7】図6のピニオン周辺拡大断面図である。
【図8】実施例3の一方向クラッチの径方向断面図である。
【図9】実施例4の一方向クラッチのクラッチ連結状態を示す軸方向断面図である。
【図10】実施例4の一方向クラッチのオーバーランニング状態を示す軸方向断面図である。
【図11】実施例5の一方向クラッチのオーバーランニング状態を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
5はアウタ、23はインナ、50は楔状溝、51はローラ、53は係止凹部、54は環状溝、55はリング(弾性体)、31はサンギヤ、32は遊星ギヤ、34はインターナルギヤ、2はセンターケーシング。
Claims (9)
- 径方向に所定間隙を隔てて相対回転自在に対面するアウタ及びインナと、
前記アウタの内周面に凹設されて径方向の深さが周方向一端側から他端側へ向けて次第に増大する楔状溝と、
周方向へ転動可能に前記楔状溝に収容されて前記楔状溝の狭隙側にて前記アウタ及びインナをトルク伝達可能に結合し前記楔状溝の広隙側にて前記結合を解除するローラと、
前記インナの外周面に凹設されて前記結合時に前記ローラを係止する係止凹部と、
前記インナの外周面に配設されて前記結合解除時に前記ローラを前記係止凹部に係合しない位置まで径方向へ変位させる弾性体と、
を備え、
前記弾性体は、前記係止凹部の略最大径に設定された外径をもつリング形状を有し、正規トルク伝達時には前記ローラが前記弾性体のリング形状を径内方向に湾曲させて前記アウタと前記インナとを結合し、オーバーラン時には前記弾性体のリング形状の湾曲がほとんど解消して前記結合が解除されることを特徴とする一方向クラッチ。 - 前記弾性体は、前記インナの外周面に配設されて前記結合時に前記ローラを前記係止凹部の底部から遊離させる請求項1記載の一方向クラッチ。
- 前記ローラは、前記トルク伝達の方向へ所定量以上の過大トルクが入力する場合に前記アウタ又はインナ又は自己の弾性変形により前記係止凹部から離脱する請求項1又は2記載の一方向クラッチ。
- 前記弾性体は、前記インナの外周面に凹設された環状溝に収容された弾性輪からなる請求項1乃至3のいずれか記載の一方向クラッチ。
- 径方向に所定間隙を隔てて相対回転自在に対面するアウタ及びインナと、
前記アウタの内周面及び前記インナの外周面のいずれか一方に凹設されて径方向の深さが周方向一端側から他端側へ向けて次第に増大する楔状溝と、
周方向へ転動可能に前記楔状溝に収容されて前記楔状溝の狭隙側にて前記アウタ及びインナをトルク伝達可能に結合し前記楔状溝の広隙側にて前記結合を解除するローラと、
前記アウタの内周面及び前記インナの外周面のいずれか他方に凹設されて前記結合時に前記ローラを係止する係止凹部と、
前記アウタの内周面及び前記インナの外周面のいずれか他方に配設されて前記結合解除時に前記ローラを前記係止凹部に係合しない位置まで径方向へ変位させる弾性体と、を備え、
前記弾性体は、前記アウタの内周面及び前記インナの外周面のいずれか他方に凹設された環状溝に収容された弾性輪からなり、
前記環状溝は、前記係止凹部と周方向同位置にて前記ローラによる前記弾性輪の湾曲を許容する凹部を有することを特徴とする一方向クラッチ。 - 前記弾性体は、軸方向に所定間隔を隔てて少なくとも一対形成されて前記ローラの外周面の一端側と他端側とに当接する請求項1乃至5のいずれか記載の一方向クラッチ。
- 前記係止凹部は、前記ローラの個数以上配設される請求項1乃至6のいずれか記載の一方向クラッチ。
- アーマチャ回転軸に形成されたサンギヤと、前記アーマチャ回転軸と同軸に配設されるスタータ出力軸と、前記サンギヤの外周面を囲包するインターナルギヤと、前記スタータ出力軸に自転自在に支承されて前記サンギヤ及びインターナルギヤに噛合する遊星ギヤとを有してケーシングに収容される遊星ギヤ減速機構を備えるとともに、
前記アウタは前記インターナルギヤと一体に形成され、
前記インナは前記ケーシングと一体に形成される請求項1乃至7のいずれか記載の一方向クラッチを有するスタータ。 - アーマチャ回転軸に形成されたサンギヤと、前記アーマチャ回転軸と同軸に配設されるとともに前記サンギヤの外周面を囲包するインターナルギヤと、前記サンギヤ及びインターナルギヤに噛合する遊星ギヤと、スタータ出力軸に回転自在に支承されて前記遊星ギヤを自転自在に支承する遊星ギヤ支持筒とを備えるとともに、
前記アウタは前記遊星ギヤ支持筒に形成され、
前記インナは前記スタータ出力軸に形成される請求項1乃至7のいずれか記載の一方向クラッチを有するスタータ。
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