JP5045644B2 - 一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

Description

本発明は、一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、エンジンのクランク軸の動力によって駆動されるオルタネータ等の補機類の入力軸や、エンジンのクランク軸に動力を与えるスタータモータの出力軸等に固定して用いられる一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関する。

従来、自動車の駆動用エンジンを駆動源として種々の補機が駆動されており、例えば自動車に必要な発電を行なうオルタネータを駆動する際には、一方向クラッチが組み込まれたクラッチ内蔵型プーリ装置を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、図９及び図１０に示すように、一方向クラッチ１００は、内輪１０１と外輪１０２との間に保持器１０３を配置し、保持器１０３の周方向に複数形成されたポケット１０４に複数のスプラグ１０５を配置し、内輪１０１と外輪１０２とが周方向の一方向に相対回転する傾向となる際に内輪１０１の外面と外輪１０２の内面と係合し、他方向に相対回転する傾向となる際に係合を解除して、ロック状態とオーバーラン状態とを繰り返す。スプラグ１０５は、保持器１０３に係止されたばね１０６によって、ロック方向に弾性的に押圧される。

特開２００６−１７７５２３号公報

ところで、図９に示すように、一方向クラッチ１００のオーバーラン状態においては、外輪１０２の内周面に付着しているグリースは、最初にスプラグ１０５に当たって掻き取られるため、スプラグ１０５と保持器１０３との間にグリースが滞留する（図９中、Ｃ参照。）。

この滞留場所は、次に一方向クラッチ１００が係合しようとするときのスプラグ１０５の移動方向となるため、グリースがスプラグ１０５の移動を妨げることになる。特に、低温時には、グリースのちょう度が低下し、その抵抗は大きくなる。このため、一方向クラッチの係合性能を改善することが望まれる。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、係合性能を向上させることができる一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内方部材と、
該内方部材と相対回転可能に配置される外方部材と、
前記内方部材の外周面と前記外方部材の内周面との間に配置される複数の係合子と、
該複数の係合子を保持する保持器と、
前記保持器に係止され、前記複数の係合子を係合する方向に押圧するばねと、
を備える一方向クラッチであって、
前記保持器は、その外周面に突出して設けられ、前記内方部材と外方部材が相対回転する際、前記外方部材の内周面に付着したグリースを掻き取るグリース掻き取り部を有することを特徴とする一方向クラッチ。
（２） 前記保持器は、一対の円環部と、該一対の円環部を連結し、前記ばねが係止される複数の柱部と、を備え、
前記グリース掻き取り部は、前記柱部の外周面において、前記柱部に係止されたばねが延出する周方向一側面と反対側の周方向他側面寄りに設けられることを特徴とする上記（１）に記載の一方向クラッチ。
（３） 回転軸が内嵌されるスリーブと、
前記スリーブの径方向外側に該スリーブと同心に配置されたプーリと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間に設けられ、前記プーリと前記スリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記プーリと前記スリーブとの間で回転力を伝達する、上記（１）または（２）に記載の一方向クラッチと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間で前記一方向クラッチに対して軸方向に離間した位置に設けられ、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ前記プーリと前記スリーブとの相対回転を可能とするサポート軸受と、を備えることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。

本発明の一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、保持器は、その外周面に突出して設けられ、内方部材と外方部材が相対回転する際、外方部材の内周面に付着したグリースを掻き取るグリース掻き取り部を有するので、オーバーラン時に係合子と保持器との間に滞留するグリースの量を低減させることができ、係合時の係合子の動きを妨げる抵抗が減り、クラッチの係合性能を向上させることができる。

以下、本発明の各実施形態に係る一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜３を参照して、本発明の第１実施形態について詳細に説明する。
図１に示すように、クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の補機の回転軸（図示せず）が螺合して内嵌されるスリーブ１１と、スリーブ１１の径方向外側にスリーブ１１と同心に配設され、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２とを備えている。ベルト溝１２ａには、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリ（図示せず）に懸架された駆動ベルト（図示せず）が掛け渡されている。

また、スリーブ１１の軸方向中間部における外周面とプーリ１２の軸方向中間部における内周面との間には、一方向クラッチ１３が配置されており、一方向クラッチ１３に対して軸方向に離間した位置となる、スリーブ１１の軸方向両端部における外周面とプーリ１２の軸方向両端部における内周面との間には、一対の転がり軸受１４が配置されている。一方向クラッチ１３は、プーリ１２がスリーブ１１に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合のみ、プーリ１２とスリーブ１１との間で回転力を伝達する。転がり軸受１４は、深溝玉軸受等が使用されており、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２とを相対回転を可能とする。

一方向クラッチ１３は、スリーブ１１の外周面に圧入固定される内方部材である内輪１５と、プーリ１２の内周面に圧入固定され、内輪１５と相対回転可能に配置される外方部材である外輪１６と、内輪１５の外周面と外輪１６の内周面との間に配置される係合子である複数のスプラグ１７と、各スプラグ１７を個別に収容する複数のポケット２０を有する保持器１８と、各スプラグ１７を係合する方向に弾性的に押圧するばね１９とを有している。

スプラグ１７は、周方向の一方向側の面が半径方向中間部で他方向側に向けて凹んだ湾曲面とされ、周方向の他方側の面が略ストレートな壁面とされ、半径方向の両側面が軸方向に亘って断面円弧状を有するカム面とされている。

図３に示すように、ばね１９は、両側にコイルばね部１９ａ，１９ａが形成される一本の線部材によって構成される。

また、保持器１８は、一対の円環部２１と、一対の円環部２１を連結する複数の柱部２２とを備えている。

各柱部２２には、隣り合うポケット２０の一方に臨む周方向一側面と、外周面とに開放し、かつ隔壁部２３によって画成された軸方向に並ぶ一対の凹部２４，２４が形成される。これら凹部２４，２４は、ばね１９のコイルばね部１９ａ，１９ａの先端面がスプラグ１７の壁面に沿うようにポケット２０に向けて内径側に傾斜している。また、柱部２２の隔壁部２３より周方向他側面（保持器１８の背面）側には、軸方向の溝２５が形成されている。ばね１９の線部材部分１９ｂは、この軸方向の溝２５に収容され、隔壁部２３の径方向外面に形成されたばね係止部２６，２６によって係止されている。

さらに、保持器１８は、柱部２２の外周面に突出して設けられ、オーバーラン状態（空転状態）において、外輪１６の内周面に付着したグリースを掻き取るグリース掻き取り部２７を有する。グリース掻き取り部２７は、柱部２２の外周面において、柱部２２に係止されたばね１９が延出する周方向一側面と反対側の周方向他側面寄りに設けられ、本実施形態では、周方向他側面と連続するように配置されている。

このように構成された一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より速い場合、即ち、外輪１６が内輪１５に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合には、スプラグ１７が起き上がって外輪１６と内輪１５に噛み込み、外輪１６と内輪１５との間で各スプラグ１７を介して回転力が伝達自在となる。これにより、プーリ１２とスリーブ１１とが相対回転不能（ロック状態）となり、エンジンの回転力が回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より遅い場合、即ち、内輪１５が外輪１６に対して図２の矢印Ａ方向に相対回転する場合には、スプラグ１７の噛み込みが解除されて、プーリ１２とスリーブ１１との相対回転が自在（オーバーラン状態）となる。

ここで、オーバーラン状態では、内輪１５と外輪１６との間でも相対回転が行なわれるが、保持器１８は、グリース掻き取り部２７によって外輪１６の内周面に付着しているグリースを掻き取る。即ち、オーバーランする際、外輪１６の内周面に付着しているグリースが最初にスプラグ１７に当たることが抑えられ、スプラグ１７と保持器１８の背面との間に滞留するグリースの量を低減させることができる。よって、ロック時のスプラグ１７の動きを妨げる抵抗が減り、クラッチの係合性能を向上させることができる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態の一方向クラッチ１３ａを示す。本実施形態において、柱部２２の外周面に突出するグリース掻き取り部３０では、その周方向一側面側の壁面３０ａが軸方向中間部から軸方向両端側に向かうにつれて周方向他側面側に近づくように傾斜しており、軸方向中間部が尖った形状となる。これにより、矢印Ｂ１に示すように、グリース掻き取り部３０によって掻き取られたグリースが柱部２２の外周面上で軸方向両側へ流動し易くなる。従って、グリースがグリース掻き取り部３０に滞留することがなく、掻き取られたグリースの量が多い場合でも、グリースを掻き取る機能を常時発揮することができる。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態の一方向クラッチ１３ｂを示す。本実施形態では、第２実施形態のグリース掻き取り部３０の構成に加えて、一対の円環部２１の外周面の軸方向外側に環状のフランジ部３１がそれぞれ形成されている。これにより、第２実施形態と同様、グリース掻き取り部３０によって柱部２２の外周面上で軸方向両側へ流動したグリースは、矢印Ｂ２に示すように、環状のフランジ部３１によって保持器１８の外周面から飛散することなく、円環部２１の外周面上を流動させることができる。

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態の一方向クラッチ１３ｃを示す。本実施形態では、第３実施形態のグリース掻き取り部３０に加えて、一対の円環部２１の外周面に形成される環状のフランジ部３２がポケット２０の側方の周方向に沿った内壁面から凹部２４に向けて軸方向内側へ斜めに延びる傾斜面３２ａを有する。これにより、第３実施形態と同様、グリース掻き取り部３０によって柱部２２の外周面上で軸方向両側へ流動し、円環部２１の外周面上を流動するグリースが、矢印Ｂ３に示すように、一方向クラッチ１３ｃの内部へ積極的に誘導される。

（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態の一方向クラッチ１３ｄを示す。本実施形態においては、柱部２２の外周面に軸方向の溝２５と周方向他側面に亙って円周方向に延びるスリット状の複数のグリース掻き取り部３３が軸方向に略等間隔に突出している。これにより、低温時のちょう度が低いグリースは、溝３３ａを通過できないため掻き取られるが、温度が上がってちょう度が高いグリースは、この溝３３ａを通過し、スプラグ１７に到達して潤滑することができるので、耐久性を良好に保つことができる。
なお、本実施形態の変形例としての一方向クラッチ１３ｅのように、円柱状の複数のグリース掻き取り部３４を軸方向に略等間隔に突出させるようにしても、同様の効果を奏することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

本実施形態では、一方向クラッチの内輪をスリーブ、一方向クラッチの外輪をプーリに圧入しているが、内輪をスリーブと、或いは外輪をプーリと一体に形成しても良い。従って、スリーブを内方部材、プーリを外方部材としてもよい。
本実施形態では、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置はオルタネータの回転軸と従動プーリ間に装着されたが、スタータのプーリと回転軸間に装着されてもよく、この場合には、スリーブがプーリに対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、スリーブとプーリとの間で回転力の伝達が自在となる。
本実施形態では、係合子として、スプラグを組み込んだ一方向クラッチとしたが、ローラを組み込んだ一方向クラッチであってもよい。

本発明の第１実施形態であるクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。 図１の一方向クラッチの断面図である。 図１の一方向クラッチの外輪より内側の上面図である。 本発明の第２実施形態であるクラッチ内蔵型プーリ装置の外輪より内側の上面図である。 本発明の第３実施形態であるクラッチ内蔵型プーリ装置の外輪より内側の上面図である。 本発明の第４実施形態であるクラッチ内蔵型プーリ装置の外輪より内側の上面図である。 本発明の第５実施形態であるクラッチ内蔵型プーリ装置の外輪より内側の上面図である。 本発明の第５実施形態の変形例であるクラッチ内蔵型プーリ装置の外輪より内側の上面図である。 従来の一方向クラッチの断面図である。 従来の一方向クラッチの外輪より内側の上面図である。

符号の説明

１０ クラッチ内蔵型プーリ装置
１１ スリーブ
１２ プーリ
１３ 一方向クラッチ
１４ サポート軸受
１５ 内輪
１６ 外輪
１７ スプラグ
１８ 保持器
１９ ばね
２０ ポケット
２７，３０，３３，３４ グリース掻き取り部

Claims (3)

1. 内方部材と、
   該内方部材と相対回転可能に配置される外方部材と、
   前記内方部材の外周面と前記外方部材の内周面との間に配置される複数の係合子と、
   該複数の係合子を保持する保持器と、
   前記保持器に係止され、前記複数の係合子を係合する方向に押圧するばねと、
   を備える一方向クラッチであって、
   前記保持器は、その外周面に突出して設けられ、前記内方部材と外方部材が相対回転する際、前記外方部材の内周面に付着したグリースを掻き取るグリース掻き取り部を有することを特徴とする一方向クラッチ。
2. 前記保持器は、一対の円環部と、該一対の円環部を連結し、前記ばねが係止される複数の柱部と、を備え、
   前記グリース掻き取り部は、前記柱部の外周面において、前記柱部に係止されたばねが延出する周方向一側面と反対側の周方向他側面寄りに設けられることを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 回転軸が内嵌されるスリーブと、
   前記スリーブの径方向外側に該スリーブと同心に配置されたプーリと、
   前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間に設けられ、前記プーリと前記スリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記プーリと前記スリーブとの間で回転力を伝達する、請求項１または２に記載の一方向クラッチと、
   前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間で前記一方向クラッチに対して軸方向に離間した位置に設けられ、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ前記プーリと前記スリーブとの相対回転を可能とするサポート軸受と、を備えることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。

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