JP4158556B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のエンジンと空気調和機との動力の断続に使用すれば好適な動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力伝達装置としては、コンプレッサを駆動する回転軸とプーリとの間に電磁クラッチを設け、エンジンが回転しているときには、この電磁クラッチをオンにして、上記プーリから回転軸に回転動力を伝える一方、エンジン停止時には、上記電磁クラッチをオフにして、回転軸とプーリとを切り離して、モータで回転軸を回転駆動させるようにしたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４０７５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の動力伝達装置では、電磁クラッチとこの電磁クラッチのオンオフ制御をする制御部が必要になって、動力伝達装置の構造が複雑になって、大型化するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、構造が簡単でコンパクトな動力伝達装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の動力伝達装置は、
ベルトを介して回転動力が伝達されるプーリと、
ロータを有するモータと、
上記プーリおよび上記ロータの回転動力が伝達されるシャフトと、
上記プーリの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速いとき、上記プーリの回転動力を上記シャフトに伝達する第１の一方向クラッチと、
上記ロータの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速いとき、上記ロータの回転動力を上記シャフトに伝達する第２の一方向クラッチと
を備える動力伝達装置であって、
上記第２の一方向クラッチは、
外周に円筒係合面を有すると共に、上記シャフトと一体に回転することが可能な内輪と、
内周に係合カム面を有すると共に、上記ロータと一体に回転することが可能な外輪と、
上記内輪の円筒係合面と上記外輪の係合カム面との間に配置された係合ころと
を有し、
上記第１の一方向クラッチは、
外周に係合カム面を有すると共に、上記シャフトと一体に回転することが可能な内輪と、
内周に円筒係合面を有すると共に、上記プーリと一体に回転することが可能な外輪と、
上記内輪の係合カム面と上記外輪の円筒係合面との間に配置された係合ころと
を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明の動力伝達装置において、例えば、第１の一方向クラッチの外輪をエンジンによって駆動されるプーリに連結すると共に、第２の一方向クラッチの外輪をモータのロータに連結する一方、上記第１の一方向クラッチの内輪および上記第２の一方向クラッチの内輪をコンプレッサの回転軸に連結したとする。そうすると、エンジン駆動中には、エンジンによって駆動されるプーリの回転動力が、上記第１の一方向クラッチの外輪、係合ころおよび内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がエンジンによって回転させられる。このエンジン駆動中には、上記第２の一方向クラッチは、切りの状態になっており、上記第２の一方向クラッチの内輪は遊転する。一方、エンジン停止時には、モータを駆動することによって、モータのロータの回転動力が、上記第２の一方向クラッチの外輪、係合ころおよび内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がモータによって回転させられる。エンジン停止時には、上記第１の一方向クラッチは、切りの状態になっており、第１の一方向クラッチの内輪は遊転する。請求項１の発明の動力伝達装置は、このように第１および第２の一方向クラッチを使用して、エンジン駆動中およびエンジン停止中の両方でコンプレッサの回転軸を駆動することができるので、電磁クラッチおよび電磁クラッチの制御部を必要としない。したがって、動力伝達装置を簡単な構造でコンパクトにすることができる。
【０００８】
更に、請求項１の発明の動力伝達装置によれば、上記第２の一方向クラッチを所謂外カム式の一方向クラッチとし、上記係合カム面を上記外輪の内周に形成すると共に、上記円筒係合面を上記内輪の外周に形成したので、第２の一方向クラッチを所謂内カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を内輪の外周に形成すると共に、円筒係合面を外輪の内周に形成した場合よりも、上記第２の一方向クラッチの円筒係合面の半径が小さくなる。つまり、上記第２の一方向クラッチが切りの状態になって係合ころが空転状態になったとき、上記半径に比例すると共に、第２の一方向クラッチの円筒係合面と係合ころとの間で生じる相対周速を、上記半径を小さくすることにより小さくできる。したがって、上記第２の一方向クラッチは、上記プーリの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速くて使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中には、上記係合ころが円筒係合面をすべった状態となっていることから、上記のように第２の一方向クラッチの円筒係合面の係合ころに対する相対周速を小さくすることによって、上記円筒係合面と上記係合ころとの摩擦による発熱量を低減することができる。したがって、第２の一方向クラッチの外輪と内輪の間に封入されているグリースの寿命を長くすることができる。
【０００９】
【００１０】
また、上記請求項１の発明の動力伝達装置によれば、上記第１の一方向クラッチを所謂内カム式の一方向クラッチとし、上記係合カム面を上記内輪の外周に形成すると共に、上記円筒係合面を上記外輪の内周に形成したので、第１の一方向クラッチを外カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を外輪の内周に形成すると共に、円筒係合面を内輪の外周に形成した場合よりも、一方向クラッチが入りの状態になって係合ころが外輪の内周の円筒係合面と内輪の外周の係合カム面との間に係合したとき、係合ころと、上記円筒係合面および係合カム面との噛み合い性能を安定させることができる。すなわち、円筒係合面を外輪の内周に形成して外輪の内周を凹面にしたので、係合カム面を外輪の内周に形成して外輪の内周を略平面にしたときより、凹面である上記外輪の円筒係合面と凸面である係合ころの表面との噛み合い性能を安定させることができる。したがって、上記プーリの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速く使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中に、プーリが高速回転してそれに従って第１の一方向クラッチの上記外輪が高速回転しても、上記係合ころが上記外輪との噛み合い位置からずれることがなくて、上記プーリの回転動力を上記シャフトに確実に伝達できる。
【００１１】
また、請求項２の発明の動力伝達装置は、請求項１に記載の動力伝達装置において、上記第１の一方向クラッチまたは第２の一方向クラッチの少なくとも一方において、上記内輪および外輪に、上記内輪および外輪の係合面に隣接して軌道面を設け、この軌道面の間に玉を配置して玉軸受部を設けたことを特徴としている。
【００１２】
尚、上記請求項２の発明の動力伝達装置においては、上記係合面を、係合子が係合する面として定義する。すなわち、係合子が係合ころの場合、円筒係合面や係合カム面を係合面として定義し、また、第１の一方向クラッチの係合子が係合ころではなくてスプラグ等の場合、スプラグ等が係合する面を係合面と定義することにする。
【００１３】
上記請求項２の発明の動力伝達装置によれば、上記第１の一方向クラッチまたは第２の一方向クラッチの少なくとも一方において、上記内輪および外輪に、上記内輪および外輪の係合面に隣接して軌道面を設け、この軌道面の間に上記玉を配置して上記玉軸受部を設けたので、この玉軸受部を設けた一方向クラッチが切りの状態になったとき、この玉軸受部で上記玉軸受部を設けた一方向クラッチにかかるラジアル荷重を支持することができる。したがって、玉軸受部を設けた一方向クラッチの耐荷重性と耐久性とを良好に維持できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明の動力伝達装置の１実施形態の軸方向の断面図である。この動力伝達装置は、プーリ３と、第１の動力伝達部材４と、第１の一方向クラッチ１と、モータ１０と、ロータ１１と、第２の一方向クラッチ２と、コンプレッサを駆動するシャフトの一例としての回転軸６とを備える。
【００１６】
上記プーリ３は、ベルト取り付け溝３ａを外周に有しており、このベルト取り付け溝３ａに、エンジンの回転動力を伝達するベルト（図示せず）を取り付けている。プーリ３の回転動力を第１の伝達部材４に伝達すると共に、第１の動力伝達部材４の径方向の最も内側の内周面４ａに、第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５を嵌合して固定して、プーリ３から第１の動力伝達部材４に伝達された回転動力を、第１の一方向クラッチ１に伝達できるようにしている。また、第１の一方向クラッチ１は、第１の外輪５の回転動力が第１の係合ころ２３を介して伝達される第１の内輪７を有し、この第１の内輪７を回転軸６のねじ部に螺合して固定している。
【００１７】
また、ロータ１１のヨーク１２の内周面１２ａに、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４を嵌合して固定して、ロータ１１の回転動力を、第２の一方向クラッチ２に伝達できるようにしている。また、第２の一方向クラッチ２は、第２の外輪１４の回転動力が第２の係合ころ３８を介して伝達される第２の内輪１５を有している。そして、この第２の内輪１５の内周面を、コンプレッサを駆動する回転軸６に嵌合して固定している。
【００１８】
図２は、図１の第１の一方向クラッチ１および第２の一方向クラッチ２付近の拡大図である。上記第１の一方向クラッチ１は、図２に示すように、第１の外輪５の内周に形成された円筒係合面５ａと、第１の内輪７の外周に形成された係合カム面７ａと、保持器２２と、コイルバネ２１と、第１の係合ころ２３とで構成された一方向クラッチ部５０を、第１の一方向クラッチ１の図２における左方に構成している。
【００１９】
また、上記第１の一方向クラッチ１は、第１の玉２７と、保持器２６とを備え、第１の外輪５の円筒係合面５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面５ｂと、第１の内輪７の係合カム面７ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面７ｂとの間に、保持器２６によって保持された第１の玉２７を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第１の外輪５の軌道面５ｂ、第１の内輪７の軌道面７ｂ、保持器２６および第１の玉２７は、深溝玉軸受部５５を形成している。
【００２０】
上記第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の深溝玉軸受部５５側の端部の内周に、軸方向に開口した環状の凹部６７を設けている。
【００２１】
図３は、上記第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０の径方向の断面図である。上記第１の内輪７の一方向クラッチ部５０の外周の係合カム面７ａは、図３に示すように、断面正多角形の形状になっている。上記保持器２２の環状枠をつなぐ柱部を、係合カム面７ａの頂部７ｂに嵌め込んでいる。上記保持器２２のポケットに配置した第１の係合ころ２３を、コイルバネ２１によって一方向に付勢している。
【００２２】
一方、上記第２の一方向クラッチ２は、図２に示すように、第２の外輪１４の内周に形成された係合カム面１４ａと、第２の内輪１５の外周に形成された円筒係合面１５ａと、図示しないコイルバネと、保持器３７と、第２の係合ころ３８とで構成された一方向クラッチ部６０を、第２の一方向クラッチ２の図２における右方に構成している。
【００２３】
また、上記第２の一方向クラッチ２は、第２の玉４０と、保持器３９とを備える。上記第２の一方向クラッチ２は、第２の外輪１４の係合カム面１４ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１４ｂと、第２の内輪１５の円筒係合面１５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１５ｂとの間に、保持器３９によって保持された第２の玉４０を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第２の外輪１４の軌道面１４ｂ、第２の内輪１５の軌道面１５ｂ、保持器３９および第２の玉４０は、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５を形成している。
【００２４】
図２に示すように、第２の外輪１４の深溝玉軸受部６５側の端部を、第１の内輪７の深溝玉軸受部５５側の端部の内周に設けた環状の凹部６７に配置している。また、第１の内輪７の凹部６７の底面と回転軸６の段部６ａとで第２の内輪１５を固定している。
【００２５】
図４は、上記第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０の径方向の断面図である。第２の外輪１４の一方向クラッチ部の内周の係合カム面１４ａは、図４に示すように、第２の係合ころ３８が接触する部分が略平面形状になっている。第２の外輪１４の内周面に周方向に一定の間隔を置いて設けられた略断面円弧状の環状溝１４ｄに、保持器３７の環状枠をつなぐ柱部を嵌め込んでいる。そして、上記保持器３７のくさび形状のポケットの夫々に一個づつ配置した第２の係合ころ３８を、コイルバネ４１によって一方向に付勢している。
【００２６】
尚、図２の参照番号９１,９２,９３,９４はシール部材を指している。シール部材９１,９２は、外輪５と内輪７の間に充填されているグリースをシールしており、シール部材９３,９４は、外輪１４と内輪１５の間に充填されているグリースをシールしている。
【００２７】
上記構成の動力伝達装置において、エンジン駆動中には、エンジンの回転動力が図示しないベルトを介して図１に示すプーリ３に伝えられる。このプーリ３に伝えられた回転動力は、第１の動力伝達部材４を介して第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５に伝達されて、第１の外輪５が周方向に回転する。すると、第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０の第１の係合ころ２３が、図２に示す第１の外輪５の円筒係合面５ａと第１の内輪７の係合カム面７ａとに係合して、第１の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第１の外輪５から第１の内輪７に伝達される。そして、この第１の内輪７に伝達されたエンジンの回転動力が、回転軸６に伝達されて、図示しないコンプレッサが駆動される。尚、エンジン駆動中には、モータ１０のロータ１１は、停止した状態になっていて、第２の一方向クラッチ２の第２の係合ころ３８は、静止している第２の外輪１４の係合カム面１４ａと正転する第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとの間で遊嵌状態となっていて、第２の一方向クラッチ２は切りの状態になっている。
【００２８】
他方、アイドルストップ等のエンジンの停止時には、エンジン駆動のプーリ３が停止し、第１の係合ころ２３は、静止している第１の外輪５の円筒係合面５ａと正転している第１の内輪７の係合カム面７ａとの間で遊嵌状態になって第１の一方向クラッチ１は切りの状態になる。このとき、モータ１０が駆動されてロータ１１が周方向に回転する。そして、上記ロータ１１の回転動力が、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４に伝達されて、第２の外輪１４が正転方向に回転する。すると、第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０の第２の係合ころ３８が、第２の外輪１４の係合カム面１４ａと第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとに係合して、第２の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第２の外輪１４から第２の内輪１５に伝達される。そして、この第２の内輪１５に伝達されたロータ１１の回転動力が、回転軸６に伝達されてコンプレッサを駆動する。尚、上記第１および第２の一方向クラッチ１,２の深溝玉軸受部５５,６５は、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０が切りの状態になったときに、一方向クラッチ１,２のラジアル荷重を支持して、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０の耐荷重性と耐久性とを確保している。
【００２９】
上記実施形態の動力伝達措置によれば、プーリ３の回転動力を回転軸６に伝達するのに第１の一方向クラッチ１を用いると共に、モータ１０のロータ１１の回転動力を回転軸６に伝達するのに第２の一方向クラッチ２を用いたので、従来の動力伝達装置が必要としていた電磁クラッチとこの電磁クラッチのオンオフ制御を行う電磁クラッチの制御部とを省略できる。したがって、動力伝達装置を単純な構造、かつ、コンパクトにできる。
【００３０】
また、上記実施形態の動力伝達装置によれば、上記第２の一方向クラッチ２を所謂外カム式の一方向クラッチとし、係合カム面１４ａを外輪１４の内周に形成すると共に、円筒係合面１５ａを内輪１５の外周に形成したので、第２の一方向クラッチ２を内カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を内輪の外周に形成すると共に、円筒係合面を外輪の内周に形成した場合よりも、第２の一方向クラッチ２の円筒係合面１５ａの半径が小さくなる。つまり、第２の一方向クラッチ２が切りの状態になって第２の係合ころ３８が空転状態になったとき、上記半径に比例すると共に、第２の一方向クラッチ２の円筒係合面１５ａと第２の係合ころ３８との間で生じる相対周速を、上記半径を小さくすることにより小さくできる。したがって、上記第２の一方向クラッチ２は、プーリ３の回転速度が回転軸６の回転速度より相対的に速く使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中には、第２の係合ころ３８が円筒係合面１５ａをすべった状態となっていることから、上記のように第２の一方向クラッチ２の円筒係合面１５ａの第２の係合ころ３８に対する相対周速を小さくすることによって、円筒係合面１５ａと第２の係合ころ３８との摩擦による発熱量を低減することができる。したがって、第２の一方向クラッチ２の外輪１４と内輪１５の間に封入されているグリースの寿命を長くすることができる。
【００３１】
また、上記実施形態の動力伝達装置によれば、上記第１の一方向クラッチ１を所謂内カム式の一方向クラッチとし、係合カム面７ａを内輪７の外周に形成すると共に、円筒係合面５ａを外輪５の内周に形成したので、第１の一方向クラッチ１を外カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を外輪の内周に形成すると共に、円筒係合面を内輪の外周に形成した場合よりも、一方向クラッチ１が入りの状態になって第１の係合ころ２３が外輪５の内周の円筒係合面５ａと内輪７の外周の係合カム面７ａとの間に係合したとき、第１の係合ころ２３と、円筒係合面５ａおよび係合カム面７ａとの噛み合い性能を安定させることができる。すなわち、円筒係合面５ａを外輪５の内周に形成して外輪５の内周を凹面にしたので、係合カム面を外輪の内周に形成して外輪の内周を略平面にしたときより、凹面である外輪５の円筒係合面５ａと凸面である第１の係合ころ２３の表面との噛み合い性能を安定させることができる。したがって、上記プーリ３の回転速度が回転軸６の回転速度より相対的に速く使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中に、プーリ３が高速回転してそれに従って第１の一方向クラッチ１の外輪５が高速回転しても、第１の係合ころ２３が外輪５との噛み合い位置からずれることがなくて、噛み合い性能が維持されてプーリ３の回転動力を回転軸６に確実に伝達できる。
【００３２】
また、上記実施形態の動力伝達装置によれば、第１および第２の一方向クラッチ１,２に深溝玉軸受部５５,６５を設けたので、第１または第２の一方向クラッチ１,２の一方向クラッチ部５０,６０が切りの状態になったとき、この深溝玉軸受部５５,６５で第１または第２の一方向クラッチ１,２の一方向クラッチ部５０,６０にかかるラジアル荷重を支持することができる。したがって、第１または第２の一方向クラッチ１,２の一方向クラッチ部５０,６０の耐荷重性と耐久性とを良好に維持できる。
【００３３】
尚、上記実施形態の動力伝達装置では、プーリ３と第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５との間に、プーリ３の回転動力を第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５に伝達する第１の動力伝達部材４を設けたが、第１の動力伝達部材を省略して、プーリの回転動力を直接第１の一方向クラッチの外輪に伝達しても良い。また、上記実施形態の動力伝達装置では、ロータ１１のヨーク１２を直接第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４に接続して、ロータ１１の回転動力を直接第２の外輪１４に伝達したが、ロータと第２の一方向クラッチの第２の外輪の間に動力伝達部材を挿入して、ロータの回転動力をこの動力伝達部材を介して第２の一方向クラッチの第２の外輪に伝達しても良い。
【００３４】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、第１の一方向クラッチ１および第２の一方向クラッチ２に夫々深溝玉軸受部５５,６５を設けたが、この発明の動力伝達装置は、深溝玉軸受部５５,６５のいずれか１つ、あるいは、両方を省略しても良い。
【００３５】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、エンジン駆動のプーリ３の回転動力をコンプレッサを駆動する回転軸６に伝達する第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５の内周面に円筒係合面５ａを形成すると共に、第１の内輪７の外周面に係合カム面７ａを形成して、係合子としての係合ころを用い第１の一方向クラッチ１を所謂内カム式の一方向クラッチとしたが、第１の一方向クラッチは、係合子としてスプラグを用いたスプラグクラッチでも良い。
【００３６】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、第１の一方向クラッチ１の深溝玉軸受部５５を、図２において第１の一方向クラッチ１の右方に配置したが、深溝玉軸受部を、図２において第１の一方向クラッチの左方に配置しても良い。また、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５を、図２において第２の一方向クラッチ２の左方に配置したが、深溝玉軸受部を、図２において第２の一方向クラッチの右方に配置しても良い。
【００３７】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、第１および第２の一方向クラッチ１,２に深溝玉軸受部を設けたが、第１または第２の少なくとも一方の一方向クラッチに深溝玉軸受部を設ける代わりにアンギュラ玉軸受部や４点接触玉軸受部を設けても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明によれば、第１および第２の一方向クラッチを備えるので、動力伝達装置の構造を簡単に、コンパクトにできる。
【００３９】
さらに、本発明によれば、一方向クラッチのグリースの長寿命化、噛合い性能および耐久性の向上を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の動力伝達装置の１実施形態の軸方向の擬断面図である。
【図２】 図１の動力伝達装置の第１および第２の一方向クラッチ付近の図１の拡大図である。
【図３】 第１の一方向クラッチの一方向クラッチ部の径方向の断面図である。
【図４】 第２の一方向クラッチの一方向クラッチ部の径方向の断面図である。
【符号の説明】
１ 第１の一方向クラッチ
２ 第２の一方向クラッチ
３ プーリ
５ 第１の外輪
５ａ 円筒係合面
５ｂ 軌道面
６ 回転軸
７ 第１の内輪
７ａ 係合カム面
７ｂ 軌道面
１０ モータ
１１ ロータ
１４ 第２の外輪
１４ａ 係合カム面
１４ｂ 軌道面
１５ 第２の内輪
１５ａ 円筒係合面
１５ｂ 軌道面
２３ 第１の係合ころ
３８ 第２の係合ころ
２７ 第１の玉
４０ 第２の玉
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のエンジンと空気調和機との動力の断続に使用すれば好適な動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力伝達装置としては、コンプレッサを駆動する回転軸とプーリとの間に電磁クラッチを設け、エンジンが回転しているときには、この電磁クラッチをオンにして、上記プーリから回転軸に回転動力を伝える一方、エンジン停止時には、上記電磁クラッチをオフにして、回転軸とプーリとを切り離して、モータで回転軸を回転駆動させるようにしたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４０７５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の動力伝達装置では、電磁クラッチとこの電磁クラッチのオンオフ制御をする制御部が必要になって、動力伝達装置の構造が複雑になって、大型化するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、構造が簡単でコンパクトな動力伝達装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の動力伝達装置は、
ベルトを介して回転動力が伝達されるプーリと、
ロータを有するモータと、
上記プーリおよび上記ロータの回転動力が伝達されるシャフトと、
上記プーリの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速いとき、上記プーリの回転動力を上記シャフトに伝達する第１の一方向クラッチと、
上記ロータの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速いとき、上記ロータの回転動力を上記シャフトに伝達する第２の一方向クラッチと
を備える動力伝達装置であって、
上記第２の一方向クラッチは、
外周に円筒係合面を有すると共に、上記シャフトと一体に回転することが可能な内輪と、
内周に係合カム面を有すると共に、上記ロータと一体に回転することが可能な外輪と、
上記内輪の円筒係合面と上記外輪の係合カム面との間に配置された係合ころと
を有し、
上記第１の一方向クラッチは、
外周に係合カム面を有すると共に、上記シャフトと一体に回転することが可能な内輪と、
内周に円筒係合面を有すると共に、上記プーリと一体に回転することが可能な外輪と、
上記内輪の係合カム面と上記外輪の円筒係合面との間に配置された係合ころと
を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明の動力伝達装置において、例えば、第１の一方向クラッチの外輪をエンジンによって駆動されるプーリに連結すると共に、第２の一方向クラッチの外輪をモータのロータに連結する一方、上記第１の一方向クラッチの内輪および上記第２の一方向クラッチの内輪をコンプレッサの回転軸に連結したとする。そうすると、エンジン駆動中には、エンジンによって駆動されるプーリの回転動力が、上記第１の一方向クラッチの外輪、係合ころおよび内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がエンジンによって回転させられる。このエンジン駆動中には、上記第２の一方向クラッチは、切りの状態になっており、上記第２の一方向クラッチの内輪は遊転する。一方、エンジン停止時には、モータを駆動することによって、モータのロータの回転動力が、上記第２の一方向クラッチの外輪、係合ころおよび内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がモータによって回転させられる。エンジン停止時には、上記第１の一方向クラッチは、切りの状態になっており、第１の一方向クラッチの内輪は遊転する。請求項１の発明の動力伝達装置は、このように第１および第２の一方向クラッチを使用して、エンジン駆動中およびエンジン停止中の両方でコンプレッサの回転軸を駆動することができるので、電磁クラッチおよび電磁クラッチの制御部を必要としない。したがって、動力伝達装置を簡単な構造でコンパクトにすることができる。
【０００８】
更に、請求項１の発明の動力伝達装置によれば、上記第２の一方向クラッチを所謂外カム式の一方向クラッチとし、上記係合カム面を上記外輪の内周に形成すると共に、上記円筒係合面を上記内輪の外周に形成したので、第２の一方向クラッチを所謂内カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を内輪の外周に形成すると共に、円筒係合面を外輪の内周に形成した場合よりも、上記第２の一方向クラッチの円筒係合面の半径が小さくなる。つまり、上記第２の一方向クラッチが切りの状態になって係合ころが空転状態になったとき、上記半径に比例すると共に、第２の一方向クラッチの円筒係合面と係合ころとの間で生じる相対周速を、上記半径を小さくすることにより小さくできる。したがって、上記第２の一方向クラッチは、上記プーリの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速くて使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中には、上記係合ころが円筒係合面をすべった状態となっていることから、上記のように第２の一方向クラッチの円筒係合面の係合ころに対する相対周速を小さくすることによって、上記円筒係合面と上記係合ころとの摩擦による発熱量を低減することができる。したがって、第２の一方向クラッチの外輪と内輪の間に封入されているグリースの寿命を長くすることができる。
【０００９】
【００１０】
また、上記請求項１の発明の動力伝達装置によれば、上記第１の一方向クラッチを所謂内カム式の一方向クラッチとし、上記係合カム面を上記内輪の外周に形成すると共に、上記円筒係合面を上記外輪の内周に形成したので、第１の一方向クラッチを外カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を外輪の内周に形成すると共に、円筒係合面を内輪の外周に形成した場合よりも、一方向クラッチが入りの状態になって係合ころが外輪の内周の円筒係合面と内輪の外周の係合カム面との間に係合したとき、係合ころと、上記円筒係合面および係合カム面との噛み合い性能を安定させることができる。すなわち、円筒係合面を外輪の内周に形成して外輪の内周を凹面にしたので、係合カム面を外輪の内周に形成して外輪の内周を略平面にしたときより、凹面である上記外輪の円筒係合面と凸面である係合ころの表面との噛み合い性能を安定させることができる。したがって、上記プーリの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速く使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中に、プーリが高速回転してそれに従って第１の一方向クラッチの上記外輪が高速回転しても、上記係合ころが上記外輪との噛み合い位置からずれることがなくて、上記プーリの回転動力を上記シャフトに確実に伝達できる。
【００１１】
また、請求項２の発明の動力伝達装置は、請求項１に記載の動力伝達装置において、上記第１の一方向クラッチまたは第２の一方向クラッチの少なくとも一方において、上記内輪および外輪に、上記内輪および外輪の係合面に隣接して軌道面を設け、この軌道面の間に玉を配置して玉軸受部を設けたことを特徴としている。
【００１２】
尚、上記請求項２の発明の動力伝達装置においては、上記係合面を、係合子が係合する面として定義する。すなわち、係合子が係合ころの場合、円筒係合面や係合カム面を係合面として定義し、また、第１の一方向クラッチの係合子が係合ころではなくてスプラグ等の場合、スプラグ等が係合する面を係合面と定義することにする。
【００１３】
上記請求項２の発明の動力伝達装置によれば、上記第１の一方向クラッチまたは第２の一方向クラッチの少なくとも一方において、上記内輪および外輪に、上記内輪および外輪の係合面に隣接して軌道面を設け、この軌道面の間に上記玉を配置して上記玉軸受部を設けたので、この玉軸受部を設けた一方向クラッチが切りの状態になったとき、この玉軸受部で上記玉軸受部を設けた一方向クラッチにかかるラジアル荷重を支持することができる。したがって、玉軸受部を設けた一方向クラッチの耐荷重性と耐久性とを良好に維持できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明の動力伝達装置の１実施形態の軸方向の断面図である。この動力伝達装置は、プーリ３と、第１の動力伝達部材４と、第１の一方向クラッチ１と、モータ１０と、ロータ１１と、第２の一方向クラッチ２と、コンプレッサを駆動するシャフトの一例としての回転軸６とを備える。
【００１６】
上記プーリ３は、ベルト取り付け溝３ａを外周に有しており、このベルト取り付け溝３ａに、エンジンの回転動力を伝達するベルト（図示せず）を取り付けている。プーリ３の回転動力を第１の伝達部材４に伝達すると共に、第１の動力伝達部材４の径方向の最も内側の内周面４ａに、第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５を嵌合して固定して、プーリ３から第１の動力伝達部材４に伝達された回転動力を、第１の一方向クラッチ１に伝達できるようにしている。また、第１の一方向クラッチ１は、第１の外輪５の回転動力が第１の係合ころ２３を介して伝達される第１の内輪７を有し、この第１の内輪７を回転軸６のねじ部に螺合して固定している。
【００１７】
また、ロータ１１のヨーク１２の内周面１２ａに、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４を嵌合して固定して、ロータ１１の回転動力を、第２の一方向クラッチ２に伝達できるようにしている。また、第２の一方向クラッチ２は、第２の外輪１４の回転動力が第２の係合ころ３８を介して伝達される第２の内輪１５を有している。そして、この第２の内輪１５の内周面を、コンプレッサを駆動する回転軸６に嵌合して固定している。
【００１８】
図２は、図１の第１の一方向クラッチ１および第２の一方向クラッチ２付近の拡大図である。上記第１の一方向クラッチ１は、図２に示すように、第１の外輪５の内周に形成された円筒係合面５ａと、第１の内輪７の外周に形成された係合カム面７ａと、保持器２２と、コイルバネ２１と、第１の係合ころ２３とで構成された一方向クラッチ部５０を、第１の一方向クラッチ１の図２における左方に構成している。
【００１９】
また、上記第１の一方向クラッチ１は、第１の玉２７と、保持器２６とを備え、第１の外輪５の円筒係合面５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面５ｂと、第１の内輪７の係合カム面７ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面７ｂとの間に、保持器２６によって保持された第１の玉２７を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第１の外輪５の軌道面５ｂ、第１の内輪７の軌道面７ｂ、保持器２６および第１の玉２７は、深溝玉軸受部５５を形成している。
【００２０】
上記第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の深溝玉軸受部５５側の端部の内周に、軸方向に開口した環状の凹部６７を設けている。
【００２１】
図３は、上記第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０の径方向の断面図である。上記第１の内輪７の一方向クラッチ部５０の外周の係合カム面７ａは、図３に示すように、断面正多角形の形状になっている。上記保持器２２の環状枠をつなぐ柱部を、係合カム面７ａの頂部７ｂに嵌め込んでいる。上記保持器２２のポケットに配置した第１の係合ころ２３を、コイルバネ２１によって一方向に付勢している。
【００２２】
一方、上記第２の一方向クラッチ２は、図２に示すように、第２の外輪１４の内周に形成された係合カム面１４ａと、第２の内輪１５の外周に形成された円筒係合面１５ａと、図示しないコイルバネと、保持器３７と、第２の係合ころ３８とで構成された一方向クラッチ部６０を、第２の一方向クラッチ２の図２における右方に構成している。
【００２３】
また、上記第２の一方向クラッチ２は、第２の玉４０と、保持器３９とを備える。上記第２の一方向クラッチ２は、第２の外輪１４の係合カム面１４ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１４ｂと、第２の内輪１５の円筒係合面１５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１５ｂとの間に、保持器３９によって保持された第２の玉４０を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第２の外輪１４の軌道面１４ｂ、第２の内輪１５の軌道面１５ｂ、保持器３９および第２の玉４０は、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５を形成している。
【００２４】
図２に示すように、第２の外輪１４の深溝玉軸受部６５側の端部を、第１の内輪７の深溝玉軸受部５５側の端部の内周に設けた環状の凹部６７に配置している。また、第１の内輪７の凹部６７の底面と回転軸６の段部６ａとで第２の内輪１５を固定している。
【００２５】
図４は、上記第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０の径方向の断面図である。第２の外輪１４の一方向クラッチ部の内周の係合カム面１４ａは、図４に示すように、第２の係合ころ３８が接触する部分が略平面形状になっている。第２の外輪１４の内周面に周方向に一定の間隔を置いて設けられた略断面円弧状の環状溝１４ｄに、保持器３７の環状枠をつなぐ柱部を嵌め込んでいる。そして、上記保持器３７のくさび形状のポケットの夫々に一個づつ配置した第２の係合ころ３８を、コイルバネ４１によって一方向に付勢している。
【００２６】
尚、図２の参照番号９１,９２,９３,９４はシール部材を指している。シール部材９１,９２は、外輪５と内輪７の間に充填されているグリースをシールしており、シール部材９３,９４は、外輪１４と内輪１５の間に充填されているグリースをシールしている。
【００２７】
上記構成の動力伝達装置において、エンジン駆動中には、エンジンの回転動力が図示しないベルトを介して図１に示すプーリ３に伝えられる。このプーリ３に伝えられた回転動力は、第１の動力伝達部材４を介して第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５に伝達されて、第１の外輪５が周方向に回転する。すると、第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０の第１の係合ころ２３が、図２に示す第１の外輪５の円筒係合面５ａと第１の内輪７の係合カム面７ａとに係合して、第１の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第１の外輪５から第１の内輪７に伝達される。そして、この第１の内輪７に伝達されたエンジンの回転動力が、回転軸６に伝達されて、図示しないコンプレッサが駆動される。尚、エンジン駆動中には、モータ１０のロータ１１は、停止した状態になっていて、第２の一方向クラッチ２の第２の係合ころ３８は、静止している第２の外輪１４の係合カム面１４ａと正転する第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとの間で遊嵌状態となっていて、第２の一方向クラッチ２は切りの状態になっている。
【００２８】
他方、アイドルストップ等のエンジンの停止時には、エンジン駆動のプーリ３が停止し、第１の係合ころ２３は、静止している第１の外輪５の円筒係合面５ａと正転している第１の内輪７の係合カム面７ａとの間で遊嵌状態になって第１の一方向クラッチ１は切りの状態になる。このとき、モータ１０が駆動されてロータ１１が周方向に回転する。そして、上記ロータ１１の回転動力が、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４に伝達されて、第２の外輪１４が正転方向に回転する。すると、第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０の第２の係合ころ３８が、第２の外輪１４の係合カム面１４ａと第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとに係合して、第２の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第２の外輪１４から第２の内輪１５に伝達される。そして、この第２の内輪１５に伝達されたロータ１１の回転動力が、回転軸６に伝達されてコンプレッサを駆動する。尚、上記第１および第２の一方向クラッチ１,２の深溝玉軸受部５５,６５は、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０が切りの状態になったときに、一方向クラッチ１,２のラジアル荷重を支持して、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０の耐荷重性と耐久性とを確保している。
【００２９】
上記実施形態の動力伝達措置によれば、プーリ３の回転動力を回転軸６に伝達するのに第１の一方向クラッチ１を用いると共に、モータ１０のロータ１１の回転動力を回転軸６に伝達するのに第２の一方向クラッチ２を用いたので、従来の動力伝達装置が必要としていた電磁クラッチとこの電磁クラッチのオンオフ制御を行う電磁クラッチの制御部とを省略できる。したがって、動力伝達装置を単純な構造、かつ、コンパクトにできる。
【００３０】
また、上記実施形態の動力伝達装置によれば、上記第２の一方向クラッチ２を所謂外カム式の一方向クラッチとし、係合カム面１４ａを外輪１４の内周に形成すると共に、円筒係合面１５ａを内輪１５の外周に形成したので、第２の一方向クラッチ２を内カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を内輪の外周に形成すると共に、円筒係合面を外輪の内周に形成した場合よりも、第２の一方向クラッチ２の円筒係合面１５ａの半径が小さくなる。つまり、第２の一方向クラッチ２が切りの状態になって第２の係合ころ３８が空転状態になったとき、上記半径に比例すると共に、第２の一方向クラッチ２の円筒係合面１５ａと第２の係合ころ３８との間で生じる相対周速を、上記半径を小さくすることにより小さくできる。したがって、上記第２の一方向クラッチ２は、プーリ３の回転速度が回転軸６の回転速度より相対的に速く使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中には、第２の係合ころ３８が円筒係合面１５ａをすべった状態となっていることから、上記のように第２の一方向クラッチ２の円筒係合面１５ａの第２の係合ころ３８に対する相対周速を小さくすることによって、円筒係合面１５ａと第２の係合ころ３８との摩擦による発熱量を低減することができる。したがって、第２の一方向クラッチ２の外輪１４と内輪１５の間に封入されているグリースの寿命を長くすることができる。
【００３１】
また、上記実施形態の動力伝達装置によれば、上記第１の一方向クラッチ１を所謂内カム式の一方向クラッチとし、係合カム面７ａを内輪７の外周に形成すると共に、円筒係合面５ａを外輪５の内周に形成したので、第１の一方向クラッチ１を外カム式の一方向クラッチとし、係合カム面を外輪の内周に形成すると共に、円筒係合面を内輪の外周に形成した場合よりも、一方向クラッチ１が入りの状態になって第１の係合ころ２３が外輪５の内周の円筒係合面５ａと内輪７の外周の係合カム面７ａとの間に係合したとき、第１の係合ころ２３と、円筒係合面５ａおよび係合カム面７ａとの噛み合い性能を安定させることができる。すなわち、円筒係合面５ａを外輪５の内周に形成して外輪５の内周を凹面にしたので、係合カム面を外輪の内周に形成して外輪の内周を略平面にしたときより、凹面である外輪５の円筒係合面５ａと凸面である第１の係合ころ２３の表面との噛み合い性能を安定させることができる。したがって、上記プーリ３の回転速度が回転軸６の回転速度より相対的に速く使用条件のほとんどを占めるエンジン駆動中に、プーリ３が高速回転してそれに従って第１の一方向クラッチ１の外輪５が高速回転しても、第１の係合ころ２３が外輪５との噛み合い位置からずれることがなくて、噛み合い性能が維持されてプーリ３の回転動力を回転軸６に確実に伝達できる。
【００３２】
また、上記実施形態の動力伝達装置によれば、第１および第２の一方向クラッチ１,２に深溝玉軸受部５５,６５を設けたので、第１または第２の一方向クラッチ１,２の一方向クラッチ部５０,６０が切りの状態になったとき、この深溝玉軸受部５５,６５で第１または第２の一方向クラッチ１,２の一方向クラッチ部５０,６０にかかるラジアル荷重を支持することができる。したがって、第１または第２の一方向クラッチ１,２の一方向クラッチ部５０,６０の耐荷重性と耐久性とを良好に維持できる。
【００３３】
尚、上記実施形態の動力伝達装置では、プーリ３と第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５との間に、プーリ３の回転動力を第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５に伝達する第１の動力伝達部材４を設けたが、第１の動力伝達部材を省略して、プーリの回転動力を直接第１の一方向クラッチの外輪に伝達しても良い。また、上記実施形態の動力伝達装置では、ロータ１１のヨーク１２を直接第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４に接続して、ロータ１１の回転動力を直接第２の外輪１４に伝達したが、ロータと第２の一方向クラッチの第２の外輪の間に動力伝達部材を挿入して、ロータの回転動力をこの動力伝達部材を介して第２の一方向クラッチの第２の外輪に伝達しても良い。
【００３４】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、第１の一方向クラッチ１および第２の一方向クラッチ２に夫々深溝玉軸受部５５,６５を設けたが、この発明の動力伝達装置は、深溝玉軸受部５５,６５のいずれか１つ、あるいは、両方を省略しても良い。
【００３５】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、エンジン駆動のプーリ３の回転動力をコンプレッサを駆動する回転軸６に伝達する第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５の内周面に円筒係合面５ａを形成すると共に、第１の内輪７の外周面に係合カム面７ａを形成して、係合子としての係合ころを用い第１の一方向クラッチ１を所謂内カム式の一方向クラッチとしたが、第１の一方向クラッチは、係合子としてスプラグを用いたスプラグクラッチでも良い。
【００３６】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、第１の一方向クラッチ１の深溝玉軸受部５５を、図２において第１の一方向クラッチ１の右方に配置したが、深溝玉軸受部を、図２において第１の一方向クラッチの左方に配置しても良い。また、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５を、図２において第２の一方向クラッチ２の左方に配置したが、深溝玉軸受部を、図２において第２の一方向クラッチの右方に配置しても良い。
【００３７】
また、上記実施形態の動力伝達装置では、第１および第２の一方向クラッチ１,２に深溝玉軸受部を設けたが、第１または第２の少なくとも一方の一方向クラッチに深溝玉軸受部を設ける代わりにアンギュラ玉軸受部や４点接触玉軸受部を設けても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明によれば、第１および第２の一方向クラッチを備えるので、動力伝達装置の構造を簡単に、コンパクトにできる。
【００３９】
さらに、本発明によれば、一方向クラッチのグリースの長寿命化、噛合い性能および耐久性の向上を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の動力伝達装置の１実施形態の軸方向の擬断面図である。
【図２】 図１の動力伝達装置の第１および第２の一方向クラッチ付近の図１の拡大図である。
【図３】 第１の一方向クラッチの一方向クラッチ部の径方向の断面図である。
【図４】 第２の一方向クラッチの一方向クラッチ部の径方向の断面図である。
【符号の説明】
１ 第１の一方向クラッチ
２ 第２の一方向クラッチ
３ プーリ
５ 第１の外輪
５ａ 円筒係合面
５ｂ 軌道面
６ 回転軸
７ 第１の内輪
７ａ 係合カム面
７ｂ 軌道面
１０ モータ
１１ ロータ
１４ 第２の外輪
１４ａ 係合カム面
１４ｂ 軌道面
１５ 第２の内輪
１５ａ 円筒係合面
１５ｂ 軌道面
２３ 第１の係合ころ
３８ 第２の係合ころ
２７ 第１の玉
４０ 第２の玉
Claims (2)
- ベルトを介して回転動力が伝達されるプーリと、
ロータを有するモータと、
上記プーリおよび上記ロータの回転動力が伝達されるシャフトと、
上記プーリの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速いとき、上記プーリの回転動力を上記シャフトに伝達する第１の一方向クラッチと、
上記ロータの回転速度が上記シャフトの回転速度より相対的に速いとき、上記ロータの回転動力を上記シャフトに伝達する第２の一方向クラッチと
を備える動力伝達装置であって、
上記第２の一方向クラッチは、
外周に円筒係合面を有すると共に、上記シャフトと一体に回転することが可能な内輪と、
内周に係合カム面を有すると共に、上記ロータと一体に回転することが可能な外輪と、
上記内輪の円筒係合面と上記外輪の係合カム面との間に配置された係合ころと
を有し、
上記第１の一方向クラッチは、
外周に係合カム面を有すると共に、上記シャフトと一体に回転することが可能な内輪と、
内周に円筒係合面を有すると共に、上記プーリと一体に回転することが可能な外輪と、
上記内輪の係合カム面と上記外輪の円筒係合面との間に配置された係合ころと
を有することを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項１に記載の動力伝達装置において、
上記第１の一方向クラッチまたは第２の一方向クラッチの少なくとも一方において、上記内輪および外輪に、上記内輪および外輪の係合面に隣接して軌道面を設け、この軌道面の間に玉を配置して玉軸受部を設けたことを特徴とする動力伝達装置。
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