JP3795221B2 - One-way clutch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチに関する。この一方向クラッチは、種々な機能装置の送り機構の他、自動車などのエンジンのクランクプーリや、クランクシャフトからベルトを介して駆動される補機に装備するプーリなどに内蔵される。前述の補機としては、例えば自動車のエアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプ、オルターネータ、冷却ファンなどが挙げられる。
【0002】
【従来の技術】
従来の一方向クラッチでは、保持器の円周数カ所に平面視矩形のポケットを径方向内外に貫通して設け、このポケット内に、ころと、ころをロック側へ弾発付勢するコイルバネとを収納している。
【0003】
コイルバネは、圧縮状態で収納され、その伸張復元力でもってころを弾発付勢するようになっている。このコイルバネは、バネ線材を円筒形に巻回した一般的なものが用いられており、ころの軸方向中間領域に当接されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コイルバネところとの接触形態は、コイルバネの伸縮方向一端側の座巻き部をころ周面にその長さ方向(軸方向)の2カ所で接触させるようになっている。このコイルバネとしては、通常、市販の円筒形のものを用いており、このようなコイルバネは、通常、螺旋状で各巻き部が伸縮方向に対して直交せずに傾斜している。そのために、ころの長さ方向(軸方向)での2カ所に作用するコイルバネの弾発付勢力が、不均等になることがあり、ころにスキュー力を与えてしまうことがある。ちなみに、ころがスキュー力を受けると、ころの姿勢が傾くなどロック、フリー動作が不安定になりやすい。
【0005】
この他、コイルバネをころに対して直接的に接触させているため、ころにおいてコイルバネの接触部分が、経時的に損傷しやすいことが指摘される。
【0006】
したがって、本発明は、一方向クラッチにおいて、ころの姿勢を安定に保ち、クラッチ動作の安定化を図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の発明の一方向クラッチは、同心状に配設される内外2つの環体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を切り換える一方向クラッチであって、前記内外2つの環体の径方向対向空間に配設されかつ前記径方向対向空間の円周数カ所に設けられるくさび状空間に対応する円周数カ所に径方向内外に貫通するポケットを有する保持器と、保持器のポケットそれぞれに周方向転動可能に収納される複数のころと、保持器のポケットそれぞれに圧縮状態で収納されかつ伸張復元力により各ころをロック側へ弾発付勢する複数のコイルバネと、前記各ころと各コイルバネとの間にそれぞれ介装されかつコイルバネの弾発付勢力をころの軸方向にほぼ均等に分散して付与させる複数の押さえ部材とを含み、前記押さえ部材は、ころの有効軌道領域とほぼ同寸法でころと当接する帯板部と、帯板部の背面側に一体形成されかつ前記コイルバネの内周に嵌入する脚部とを有するものであり、前記保持器のポケットの周方向一側の内壁面に、前記コイルバネの伸縮方向に沿って突出するガイド突起が設けられ、このガイド突起に対し、前記押さえ部材の脚部がスライド案内される状態でかつころ側へのスライド量が規制された状態で係合されており、前記コイルバネが、前記ガイド突起および脚部を囲む状態で外装され、当該コイルバネの伸縮方向両端が、前記帯板部の背面と保持器においてガイド突起が形成された内壁面とに当接されていることを特徴とする。
【0011】
請求項2の発明の一方向クラッチは、上記請求項1において、前記押さえ部材の帯板部のころ当接面が、ころの外周面に沿った凹曲面に形成されている。
【0012】
以上、本発明では、要するに、コイルバネをころに対して直接当接させるのではなく、押さえ部材を介して間接的に当接させるようにしている。そして、押さえ部材についても、コイルバネの弾発付勢力をころに対するスキュー力とさせないようなものとしている。
【0013】
特に、押さえ部材には脚部があるから、ころがフリー状態側に転動してコイルバネを圧縮させるときに、押さえ部材の脚部が保持器ポケットの内壁面に当接することで、コイルバネの圧縮量が規制されることになる。これにより、コイルバネの各巻き部それぞれが衝突するのを回避することが可能になる。
【0014】
また、押さえ部材のスライドがガイド突起によりガイドされるので、押さえ部材の動きを安定化できるようになる。
【0015】
また、押さえ部材およびガイド突起によってコイルバネの上下左右方向での位置ずれを阻止できるようになる。これにより、コイルバネの座屈を阻止できるようになる。
【0016】
また、請求項2の発明では、押さえ部材ところとの接触面積が一層大きいものとなり、接触圧を可及的に低減できるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図1ないし図10に示す実施形態に基づいて説明する。
【0018】
図1ないし図5は本発明の一実施形態にかかり、図1は、一方向クラッチの上半分を断面にした側面図、図2は、図1の(2)−(2)線断面の矢視図、図3は、保持器のポケット部分の平面展開図、図4は、保持器とコイルバネなどを示す分解斜視図、図5は、スライダ単体の斜視図である。
【0019】
図中、Aは一方向クラッチの全体を示している。この一方向クラッチAは、内輪1、外輪2、保持器3、ころ4、コイルバネ5を備えている。動作としては、内輪1と外輪2との回転速度差に応じて、ころ4が転動して内・外輪1,2を同期回転させて動力を伝達する状態や、相対回転させて動力伝達を遮断する状態に切り替わるようになっている。
【0020】
以下、上記各構成要素を詳細に説明する。
【0021】
内輪1は、その内周面の円周数カ所に平坦なキー状の切欠きからなるカム面6が設けられている。この内輪1の一端面の180度対向する2カ所には、スリット状の切欠き1a,1aが設けられている。
【0022】
外輪2は、内外周面ともに円筒形に形成されており、内輪1の外周に所要対向空間を介して同心状に配設される。この外輪2の内周面と内輪1のカム面6とでくさび状空間が形成される。
【0023】
保持器3は、内輪1のカム面6に対応する位置に径方向内外に貫通するポケット3aが設けられている。この保持器3のポケット3aの軸方向一側面において180度対向する2カ所には、内輪1の切欠き1a,1aに対して圧入嵌合される突片3b,3bが設けられており、切欠き1a,1aに対する突片3b,3bの嵌合により、保持器3が内輪1に対して周方向ならびに軸方向に位置決めされている。
【0024】
ころ4は、保持器3のポケット3aに1つずつ周方向転動可能に収納された状態で、内輪1のカム面6と外輪2の内周面との間に形成されるくさび状空間に配置されている。
【0025】
コイルバネ5は、保持器3の各ポケット3aに1つずつ圧縮状態で収納されており、その伸張復元力でころ4をくさび状空間の狭い側(ロック側)へ弾発付勢する。このコイルバネ5は、側面視ほぼ長方形の角筒形に巻回された角巻きバネからなり、保持器3のポケット3a内において伸縮方向がころ4の中心軸線に対して直交しかつ一端側がころ4の軸方向中間領域においてころ4の軸方向長さ寸法の1/2以上、例えば2/3の長さ範囲に対してあてがわれる。
【0026】
次に、本発明の特徴について説明する。ころ4とコイルバネ5との間に押さえ部材7を介在させることにより、ころ4に対してコイルバネ5を直接接触させずに、コイルバネ5の弾発付勢力を、押さえ部材7を介して間接的にころ4に付与させている。なお、押さえ部材7は、保持器3のポケット3a内にころ4の軸線方向と直交する方向に所要量の移動を許容する状態で保持されている。
【0027】
具体的に、押さえ部材7は、図5に示すように、ころ4の有効軌道領域とほぼ同寸法の帯板部7aと、帯板部7aの背面側に一体形成された左右一対の脚部7bとからなり、例えば合成樹脂材を成形することにより製作される。
【0028】
帯板部7aは、ころ4の有効軌道領域と等しい寸法に長方形状に形成されており、その前面は、ころ4の外周面に沿う形状つまりころ4の曲率と同一曲率あるいはこれより僅かに大きい曲率の凹曲面sとされている。これにより、ころ4に対する押さえ部材7の接触面積が可及的に大きくなる。
【0029】
一対の脚部7bは、保持器3のポケット3aの周方向一端側の内壁面に設けられているガイド突起3cに、その両側から挟むような形態で係合される。このガイド突起3cに脚部7bを係合した状態で、それらを囲むようにコイルバネ5が外装され、これによりコイルバネ5がポケット3aの内壁面と帯板部7aの背面との間に圧縮状態で保持されるようになる。この圧縮状態のコイルバネ5の伸張復元力によって押さえ部材7がころ4に向けて弾発付勢されるので、押さえ部材7の帯板部7aの凹曲面sがころ4の外周面に対して押し付けられる。また、この形態により、押さえ部材7およびコイルバネ5の姿勢が上下左右方向に位置決めされるので、振動や衝撃を受けてもころ1に対する押さえ部材7の当接位置がずれることがなくなる。
【0030】
さらに、保持器3のガイド突起3cの先端側の左右側面には、段部3dが設けられ、一方、押さえ部材7の脚部7bの自由端内面に突起7cが設けられ、この段部3dに対して突起7cが引っ掛かることにより、押さえ部材7の前方移動量が規制されるようになっている。そして、押さえ部材7の後退移動は、押さえ部材7の脚部7bの自由端とポケット3aの内壁面との当接によって、規制されるようになっている。この後退移動を規制することによって、コイルバネ5の圧縮量を規制し、コイルバネ5の各巻き部が互いに衝撃的に密着することを回避させている。
【0031】
このような押さえ部材7を用いていれば、押さえ部材7における帯板部7aの凹曲面sをころ4に対して軸線方向に幅広くかつ大きい接触面積で当接させることができるので、コイルバネ5の形状に関係なく、コイルバネ5の弾発付勢力を、ころ4の軸方向ほぼ全域に対して均等に分散して付与できるようになる。言い換えれば、ころ4にスキュー力を与えずに済む。
【0032】
しかも、この実施形態のように、コイルバネ5を角巻きバネとして、押さえ部材7の帯板部7aの長手方向両端側を押圧するようにしていれば、コイルバネ5の弾発付勢力をころ4の軸方向ほぼ全域に対して分散して付与させやすくなる。
【0033】
これらのことから、ころ4に対してコイルバネ5の弾発付勢力を常にバランスよく付与できるようになるので、ころ4が適正な姿勢を保ちながらスムーズに転動しやすくなるなど、ころ4のスキューを防止できて、ころ4によるロック、フリー動作の安定化に貢献できるようになる。
【0034】
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【0035】
(1) 上記実施形態に示した押さえ部材7の脚部7bは、図6および図7に示すように、中空の角柱状、あるいは側面視ほぼコ字形状に形成することができる。この場合、保持器3に設けるガイド突起3cを単純な角柱形に形成し、押さえ部材7の脚部7bを嵌入するよう構成してもよい。
【0036】
(2) 上記実施形態に示した押さえ部材7の脚部7bと保持器3のガイド突起3cとは、例えば図8および図9に示すように、互いに逆の関係に設けてもよい。つまり、図示例では、押さえ部材7に、1本の中空角柱状の脚部7bが形成されており、また、保持器3に、脚部7bを左右から挟む2つ一対のガイド突起3cが形成されている。これらの係合形態は、上述した実施形態と同様になっている。
【0037】
(3) 上記実施形態では、内輪1側にカム面6を形成した例を挙げているが、外輪2側に設けたものにも本発明を適用できる。このカム面6は、平坦な形状に限らず、湾曲面としてもよい。
【0038】
(4) 上記実施形態では、コイルバネ4を角巻きバネを用いているが、楕円形または円形に巻回した一般的なものを使用することもできる。
【0039】
(5) 上記実施形態での押さえ部材7の帯板部7aの前面形状は、偏平面に形成しても、また、V字形に形成してもよい。
【0040】
(6) 上記保持器2および押さえ部材7の材質は特に限定はないが、合成樹脂で成形すると、容易かつ安価に製作できる。特に、滑性に優れた材質の樹脂、あるいは、滑性材を混入した樹脂材で押さえ部材7を成形すると、ころ4の転動を円滑にするとともにころ4の損傷防止に一層有効となる。
【0041】
(7) 上記一方向クラッチAは、自動車などのエンジンに装着される各種の補機のプーリに内蔵することができる。具体的に、補機としてオルタネータとする場合について、図10に示して説明する。この場合、オルタネータのプーリ20とロータ21との間に、上述した実施形態の一方向クラッチAを介装し、さらに一方向クラッチAの軸方向両側に深溝玉軸受などの転がり軸受22,22を配設している。この場合、プーリ20とロータ21との回転速度差に応じて、一方向クラッチAがフリー状態とロック状態とに切り替わり、プーリ20からロータ21へ回転動力を伝達させたり遮断させたりするようになる。なお、オルタネータでは、プーリ20が、エンジンのクランクシャフトによりベルト23を介して回転駆動されるため、従来では、例えばクランクシャフトの回転数が低下すると、オルタネータの発電効率が低下するが、一方向クラッチAを内蔵していれば、プーリ20の回転数が低下するとき、ロータ21を自身の慣性力によって回転数を高域に維持させるように一方向クラッチAを機能させることができるので、発電効率の向上に貢献できるようになる。
【0042】
【発明の効果】
請求項1または2の発明では、ころを適正な姿勢に保ちながらスムーズに転動させることができて、ころによるロック、フリー動作の安定化に貢献できるようになるなど、信頼性の向上に貢献できる。また、コイルバネによるころの損傷を防止できるようになるから、ころの耐久性向上に貢献できるようになる。
【0043】
特に、押さえ部材には脚部があるから、ころがフリー状態側に転動してコイルバネを圧縮させるときに、押さえ部材の脚部が保持器ポケットの内壁面に当接することで、コイルバネの圧縮量が規制されることになる。これにより、コイルバネの各巻き部それぞれが衝突するのを回避することが可能になり、コイルバネの耐久性向上に貢献できるようになる。
【0044】
また、押さえ部材のスライドがガイド突起によりガイドされるので、押さえ部材の動きを安定化できるようになり、ころに対して一層安定した弾発付勢力を付与できるようになる。
【0045】
また、押さえ部材およびガイド突起によってコイルバネの上下左右方向での位置ずれを阻止できるようになるから、コイルバネの座屈を阻止できるようになり、万一のころのロック外れを防止できるようになる。
【0046】
また、請求項2の発明では、押さえ部材ところとの接触面積が一層大きいものとなるから、接触圧を可及的に低減できるようになり、それらの耐久性向上に貢献できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の一方向クラッチの上半分を断面にした側面図
【図2】図1の(2)−(2)線断面の矢視図
【図3】保持器のポケット部分の平面展開図
【図4】保持器とコイルバネなどを示す分解斜視図
【図5】押さえ部材単体の斜視図
【図6】本発明の他の実施形態で、図5対応図
【図7】本発明の他の実施形態で、図5対応図
【図8】本発明の他の実施形態で、図3対応図
【図9】本発明の他の実施形態で、図5対応図
【図10】図1の一方向クラッチを組み込んだプーリユニットの上半部を示す断面図
【符号の説明】
A 一方向クラッチ
1 内輪
2 外輪
3 保持器
3a 保持器のポケット
3c 保持器のガイド突起
4 ころ
5 コイルバネ
7 押さえ部材
7a 押さえ部材の帯板部
7b 押さえ部材の脚部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a one-way clutch. This one-way clutch is incorporated in a crank pulley of an engine such as an automobile, a pulley provided in an auxiliary machine driven via a belt from a crank shaft, in addition to a feed mechanism of various functional devices. Examples of the auxiliary machine include a compressor for an air conditioner of a car, a water pump, an alternator, and a cooling fan.
[0002]
[Prior art]
In the conventional one-way clutch, pockets having a rectangular shape in plan view are provided at several locations around the circumference of the cage so as to penetrate the inside and outside in the radial direction, and a roller and a coil spring that elastically biases the roller toward the lock side are provided in the pocket. Stored.
[0003]
The coil spring is housed in a compressed state, and elastically biases the roller with its extension restoring force. As this coil spring, a general one in which a spring wire is wound into a cylindrical shape is used, and is in contact with an intermediate region in the axial direction of the roller.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the contact form with the coil spring is such that the end winding portion on one end side in the expansion / contraction direction of the coil spring is brought into contact with the roller circumferential surface at two places in the length direction (axial direction). As this coil spring, a commercially available cylindrical one is usually used, and such a coil spring is usually spiral and each winding portion is inclined without being orthogonal to the expansion and contraction direction. Therefore, the elastic urging force of the coil spring acting at two places in the length direction (axial direction) of the roller may become uneven, and a skew force may be given to the roller. By the way, if the roller receives a skew force, the lock and free operation tends to become unstable, such as the posture of the roller tilting.
[0005]
In addition, since the coil spring is in direct contact with the roller, it is pointed out that the contact portion of the coil spring in the roller is easily damaged over time.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to maintain a stable posture of a roller and stabilize a clutch operation in a one-way clutch.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The one-way clutch of the invention of
[0011]
The one-way clutch of the invention of
[0012]
As described above, in the present invention, in short, the coil spring is not brought into direct contact with the roller, but is indirectly brought into contact with the pressing member. And also about a holding | suppressing member, it is set as the thing which does not make the elastic urging | biasing force of a coil spring the skew force with respect to a roller.
[0013]
In particular, since the holding member has a leg portion, when the roller rolls to the free state side and compresses the coil spring, the leg portion of the holding member abuts against the inner wall surface of the cage pocket, thereby compressing the coil spring. The amount will be regulated. Thereby, it becomes possible to avoid that each winding part of a coil spring collides.
[0014]
The slide of the pressed pressing member since guided by the guide protrusions, it becomes possible to stabilize the movement of the pressing member.
[0015]
Also, it becomes possible to prevent the displacement in the vertical and horizontal directions of the coil spring by pressing even member and the guide protrusion. Thereby, the buckling of the coil spring can be prevented.
[0016]
In the invention of
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS.
[0018]
1 to 5 relate to one embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side view in which the upper half of the one-way clutch is sectioned, and FIG. 2 is an arrow of a section taken along line (2)-(2) in FIG. FIG. 3 is a developed plan view of the pocket portion of the cage, FIG. 4 is an exploded perspective view showing the cage and a coil spring, and FIG. 5 is a perspective view of the slider alone.
[0019]
In the figure, A indicates the entire one-way clutch. The one-way clutch A includes an
[0020]
Hereafter, each said component is demonstrated in detail.
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
One
[0026]
Next, features of the present invention will be described. By interposing the
[0027]
Specifically, as shown in FIG. 5, the pressing
[0028]
The
[0029]
The pair of
[0030]
Further, a
[0031]
If such a
[0032]
In addition, as in this embodiment, if the
[0033]
As a result, the elastic urging force of the
[0034]
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Various application and deformation | transformation can be considered.
[0035]
(1) As shown in FIGS. 6 and 7, the
[0036]
(2) The
[0037]
(3) In the above embodiment, an example in which the
[0038]
(4) In the above embodiment, the
[0039]
(5) The front surface shape of the
[0040]
(6) The material of the
[0041]
(7) The one-way clutch A can be incorporated in pulleys of various auxiliary machines that are mounted on engines such as automobiles. Specifically, the case where an alternator is used as an auxiliary machine will be described with reference to FIG. In this case, the one-way clutch A of the above-described embodiment is interposed between the
[0042]
【The invention's effect】
The invention according to
[0043]
In particular, since the holding member has a leg portion, when the roller rolls to the free state side and compresses the coil spring, the leg portion of the holding member abuts against the inner wall surface of the cage pocket, thereby compressing the coil spring. The amount will be regulated. Thereby, it becomes possible to avoid that each winding part of a coil spring collides, and it can contribute to the durable improvement of a coil spring.
[0044]
Also, since the press even slide member is guided by the guide protrusion, able to stabilize the movement of the pressing member, it becomes possible to impart a more stable elastic urging force against the roller.
[0045]
Also, since it becomes possible to prevent the displacement in the vertical and horizontal directions of the coil spring by pressing even member and the guide protrusions, it will be able to prevent the buckling of the coil spring, so that it can prevent the unlocking of the emergency rollers Become.
[0046]
Further, in the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view in which the upper half of a one-way clutch according to an embodiment of the present invention is sectioned. FIG. 2 is a sectional view taken along line (2)-(2) in FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a cage, a coil spring, and the like. FIG. 5 is a perspective view of a holding member alone. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. Fig. 8 is a diagram corresponding to Fig. 5 in another embodiment of the present invention. Fig. 8 is a diagram corresponding to Fig. 3 in another embodiment of the present invention. Fig. 9 is a diagram corresponding to Fig. 5 in another embodiment of the present invention. 10 is a sectional view showing the upper half of the pulley unit incorporating the one-way clutch shown in FIG.
A One-
Claims (2)
前記押さえ部材は、ころの有効軌道領域とほぼ同寸法でころと当接する帯板部と、帯板部の背面側に一体形成されかつ前記コイルバネの内周に嵌入する脚部とを有するものであり、
前記保持器のポケットの周方向一側の内壁面に、前記コイルバネの伸縮方向に沿って突出するガイド突起が設けられ、このガイド突起に対し、前記押さえ部材の脚部がスライド案内される状態でかつころ側へのスライド量が規制された状態で係合されており、
前記コイルバネが、前記ガイド突起および脚部を囲む状態で外装され、当該コイルバネの伸縮方向両端が、前記帯板部の背面と保持器においてガイド突起が形成された内壁面とに当接されている、
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 two inner and outer rings arranged concentrically are rotated synchronously and a free state in which the two rings are rotated relative to each other, and is disposed in a radially opposing space between the two inner and outer rings. And a cage having pockets penetrating inward and outward in the radial direction at circumferential locations corresponding to wedge-shaped spaces provided at several circumferential locations in the radially opposed space, and accommodated in the respective pockets of the cage so as to be able to roll in the circumferential direction. A plurality of rollers, a plurality of coil springs that are housed in a compressed state in the respective pockets of the cage, and that elastically urge each roller toward the lock side by an extension restoring force, and each roller is interposed between each coil spring and each coil spring. A plurality of pressing members mounted and applied to distribute and apply the elastic urging force of the coil spring almost uniformly in the axial direction of the rollers ,
The pressing member has a strip plate portion that is substantially the same size as the effective track region of the roller and contacts the roller, and a leg portion that is integrally formed on the back side of the strip plate portion and that fits into the inner periphery of the coil spring. Yes,
A guide projection is provided on the inner wall surface on one side in the circumferential direction of the pocket of the cage, and the guide spring protrudes along the expansion and contraction direction of the coil spring. And the sliding amount to the roller side is engaged in a regulated state,
The coil spring is packaged so as to surround the guide protrusion and the leg portion, and both ends of the coil spring in the expansion / contraction direction are in contact with the back surface of the band plate portion and the inner wall surface on which the guide protrusion is formed in the cage. ,
A one-way clutch characterized by that.
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