JPH0874714A - スタータのオーバーランニングクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】衝撃トルクの吸収すなわち最大伝達トルクの設
定が正確かつ容易に行えるオーバーランニングクラッチ
の提供。 【構成及び効果】遊星ギヤ減速機構のインターナルギヤ
とセンターケースとに一方向性クラッチの外筒部３ａ及
び内筒部５ａを個別に固定し、外筒部３ａの内周面及び
内筒部５ａの外周面の一方に転動体３ｂを収容するため
の楔状溝３ｄを設け、外筒部３ａの内周面及び内筒部５
ａの外周面の他方に転動体３ｂを係止する係止凹部５ｅ
を設ける。このようにすれば、係止凹部５ｅの深さを設
定するだけで転動体３ｂがこの径小凹部５ｅから離脱す
る時のトルク値を確実に設定することができ、更に、転
動体３ｂを挟んで両筒部３ａ，５ａにそれぞれ反対方向
に働く径方向の力が減少するため、両筒部３ａ，５ａの
強度を削減でき、両筒部３ａ，５ａの軽量化を実現でき
る。また、摩擦力によりトルク伝達を行わないので、磨
耗低減が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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オーバーランニングクラッ
チを備えたスタ−タに関する。

【０００２】

【従来技術】実公昭５９−２６１０７号公報は、エンジ
ンを始動させるためのスタータに用いられるオーバーラ
ンニングクラッチにおいて、オーバーランニングクラッ
チの楔形空間の角度を適当な値にとり、更に駆動体より
突出する係止部を配設して、上記楔形空間に噛込むロー
ラを当接させ、噛込量を一定値とすることにより、オー
バーランニングクラッチを定トルクで伝達することによ
り衝撃トルクを吸収する保護装置を提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のオーバーランニングクラッチは、噛込量を一定
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
わずかな傾斜により大幅に左右にふれてしまって、正確
に位置設定することができず、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
となるという不具合があった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、衝撃トルクを吸収するために伝達トルク値の正
確な設定が可能なスタータのオーバーランニングクラッ
チを提供することをその目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
径方向に所定間隙を隔てて相対回転自在に対面する外筒
部及び内筒部と、前記外筒部の内周面及び前記内筒部の
外周面の一方に凹設されて転動体を収容する楔状溝と、
前記外筒部の内周面及び前記内筒部の外周面の他方に凹
設されて前記転動体を係止する係止凹部とを備え、前記
係止凹部の深さは、所定のスタータ駆動トルク以上の過
大な衝撃トルクの入力時に前記転動体が他の前記係止凹
部に移動可能な値とされていることを特徴とするスター
タのオーバーランニングクラッチである。

【０００６】本発明の第２の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記係止凹部が、前記楔状溝よりも多く凹
設されていることを特徴としている。本発明の第３の構
成は、上記第１の構成において更に、スタ−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、前記サン
ギヤと噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車と噛合するイ
ンターナルギヤとを有する遊星ギヤ減速機構を備え、前
記外筒部及び内筒部の一方は、前記インターナルギヤの
一端から径方向に形成される円板状の基板部より軸方向
へ延びるとともに、前記インターナルギヤより径小に形
成されることを特徴としている。

【０００７】本発明の第４の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記両筒部の一方が、前記インターナルギ
ヤとともに樹脂を主素材として一体に形成されることを
特徴としている。本発明の第５の構成は、上記第４の構
成において更に、前記間隙に摩擦係数が０．３以下の潤
滑材が封入されることを特徴としている。

【０００８】本発明の第６の構成は、上記第５の構成に
おいて更に、前記潤滑材の摩擦係数が０．１８未満とさ
れることを特徴としている。本発明の第７の構成は、上
記第１〜第６のいずれかの構成において更に、前記外筒
部が、前記楔状溝を有して前記インターナルギヤに固定
されることを特徴としている。

【０００９】本発明の第８の構成は、上記第１〜第６の
いずれかの構成において更に、前記インターナルギヤに
固定される前記内筒部の外周部に配設されるとともに、
自己の遠心力により前記転動体を遠心方向へ付勢する付
勢部材を有することを特徴としている。本発明の第９の
構成は、上記第８構成において更に、前記付勢部材が、
前記内筒部の外周面に凹設された環状溝に収容されると
ともに自己の遠心力により拡径する環状の弾性体からな
ることを特徴としている。

【００１０】

【作用及び発明の効果】本発明の第１の構成では、径方
向に所定間隙を隔てて相対回転自在に対面するオーバー
ランニングクラッチの外筒部及び内筒部の一方が転動体
を収容する楔状溝を有し、それらの他方が転動体を係止
する係止凹部を備え、更に、係止凹部は、所定のスター
タ駆動トルク以上の過大な衝撃トルクの入力時に転動体
が乗り越え可能な深さとなっているものである。すなわ
ち、所定値以上の過大な衝撃トルクが入力すると、転動
体が現在の係止凹部から隣接する係止凹部へ離脱するの
で、その分、両筒部が相対回転するとともに、上記所定
値以上のトルクは両筒部間で伝達されない構成となって
いる。

【００１１】特に本構成では、上記転動体が係止凹部に
係止されているので（落ち込んでいるので）、上記転動
体の離脱による両筒部の相対回転が開始される衝撃トル
クの所定値が、係止凹部の深さで決定することができ
る。すなわち、係止凹部の深さはローラの製作誤差に比
較して格段に大きいので、上記衝撃トルクの所定値は、
係止凹部の深さを決定するのみで、簡単かつ正確に決定
することができる。

【００１２】次に、本構成によれば、以下に説明するよ
うに楔状溝を持たないほうの筒部の外周面の磨耗を減ら
し、軽量化も実現できる。すなわち、転動体が係止凹部
に嵌合した安定な状態において、転動体と係止凹部との
間に働く力を考える場合、伝達トルクをＰ、係止凹部の
凹面にて両筒部の径方向へ働く力をＭとすれば、Ｍ＝ｐ
ｔａｎθとなり、θは係止凹部の形状により適宜変わる
値であるから、上記径方向の力Ｍは従来の摩擦のみにて
トルク伝達する場合に比べて格段に削減できる。

【００１３】したがって、転動体を挟んで上記両筒部に
それぞれ反対方向に働く上記径方向の力Ｍが減少するた
め、これら両筒部の強度を削減でき、小型軽量化が可能
となる。また、上記両筒部の一方又は他方が径方向（特
に上記間隙拡大側）に変形しても転動体が係止凹部から
離脱せず係止されている限り、転動体に接する係止凹部
の接面位置が多少変位する程度であり、従って伝達トル
クが大幅に変化することはない。したがって、両筒部の
径方向への大幅な変形を許容することができるので、両
筒部の剛性を低下させることができ、オーバーランニン
グクラッチの軽量化を実現することができる。

【００１４】更に、転動体と楔状溝をもたない側の筒部
との間の摩擦力によりトルク伝達を行わないので、転動
体とそれに摺接する面との間の摩擦係数を充分に小さく
設定することができ、これにより磨耗を大幅に低減する
ことができる。また、上記両筒部として従来より耐磨耗
性に劣る素材も採用可能となる。なお、転動体が係止凹
部の凹面に対し面接触することが応力集中回避のために
好適であり、このために係止凹部の凹面の曲率半径は転
動体の半径と同じか又は若干大きい程度に設定されるこ
とが好適である。

【００１５】本発明の第２の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記係止凹部が前記楔状溝より多数形成さ
れることを特徴としている。このようにすれば、係止凹
部の数が増える分、係止凹部の肩部の磨耗速度が減り、
寿命が延長される。本発明の第３の構成は、上記第１の
構成において更に、両筒部の一方は遊星ギヤ減速機構の
インターナルギヤと一体かつインターナルギヤより径小
に形成され、両筒部の他方はハウジングに固定されるこ
とを特徴としている。

【００１６】このようにすれば、オーバーラン時（クラ
ッチ結合解除）又は過大トルク入力時（転動体による係
止凹部乗り越え）以外は、インターナルギヤ及びインタ
ーナルギヤ側の筒部が回転することはなく、回転する場
合でもその回転速度は小さいので係止凹部と転動体との
間の相対摺動速度も小さくなり、このため磨耗も少な
く、ハウジングなどの支持構造の強度も低減することが
できる。

【００１７】更に、インターナルギヤ側のオーバーラン
ニングクラッチの筒部がインターナルギヤより径小であ
るので、インターナルギヤ側の前記筒部の慣性質量が上
記したインターナルギヤの内歯面の外周側にオーバーラ
ンニングクラッチを設ける従来構成より格段に削減され
るので、その回転時のショックが少ない。本発明の第４
の構成は、上記第１の構成において更に、両筒部の一方
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、上記各構成の効果を
一層向上することができる。特に、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。なお、樹脂に各種繊維を混入したり、インサート成
形などにより樹脂の一部を金属などで置換することもで
きるが体積的に樹脂は少なくとも半分以上を占有するも
のとする。

【００１８】本発明の第５の構成は、上記第４の構成に
おいて更に、上記間隙すなわち両筒部の間の間隙（上記
楔状溝や係止凹部も含む）に摩擦係数が０．３以下の潤
滑材を封入する。このようにすれば、摺接面の磨耗を一
層低減できる。なお、従来は伝達トルク低下を防止する
ために、摩擦係数が０．４前後の潤滑材を封入せざるを
えなかった。

【００１９】更に詳しく説明すると、上記オーバラン時
にクラッチインナの外周面及びローラの転動面が磨耗す
ることを防止するため、上記楔状空間には通常グリース
等の潤滑剤が封入されているが、この種のオーバーラン
ニングクラッチはその回転力伝達手段を、上記クラッチ
インナとローラとの接触面に発生するヘルツ応力に応じ
た摩擦力によって得ているので、例えば特開平３−４０
３６号公報に示されるような極端に摩擦係数が小さいグ
リース（例えば合成油を基油とし、ウレア系化合物を増
稠剤としたグリースで摩擦係数が０．１２程度のもの）
を使用することができず、ある程度の摩耗を犠牲にして
も摩擦係数０．１８以上、通常は０．４以上のものを使
用しなければならなかった。特に、例えば上記した樹脂
により形成されたクラッチインナにおいては磨耗率が硬
質金属より大きく、上記のような高摩擦係数のグリース
の採用は一方向性クラッチの耐久性に問題を生じる可能
性があった。本構成によれば、この磨耗を大幅に低減す
ることができる。

【００２０】本発明の第６の構成は、上記第５の構成に
おいて更に、潤滑材の摩擦係数が０．１８未満とするの
で、磨耗を一層低減することができる。本発明の第７の
構成は、上記第４の構成において更に、前記外筒部が前
記楔状溝を有してインターナルギヤに固定される。この
ようにすれば、オーバーランニング時及び上記過大トル
ク入力時に外筒部に収容される転動体が外筒部とともに
回転すると、それにより転動体に遠心力が働いて転動体
と係止凹部との間の応力が減少するので、磨耗も減り、
また、転動体の乗り越えも容易となる。

【００２１】本発明の第８の構成は、上記第４の構成に
おいて更に、自己の遠心力により転動体を遠心方向へ付
勢する付勢部材がインターナルギヤ側の内筒部の外周部
に配設されるので、インターナルギヤが回動するオーバ
ーラン時や上記過大トルク入力時にのみ付勢部材がその
遠心力による変形により係止凹部からの転動体の離脱を
助長し、又は、係止凹部と転動体との間の応力低減によ
り摩擦を低減することができる。

【００２２】本発明の第９の構成は、上記第８の構成に
おいて更に、付勢部材が、前記内筒部の外周面に凹設さ
れた環状溝に収容されるとともに自己の遠心力により拡
径する環状の弾性体からなるので、極めて簡単な構成で
第８の構成の作用効果を実現することができる。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）本発明の遊星ギヤ減速機構付スタ−タの一
実施例を図１に示す。ハウジング８の右端にはスタ−タ
モータ２０が締結されており、スタ−タモータ２０の図
中、上方に隣接してマグネットスイッチ１５がハウジン
グ８に締結されている。

【００２４】スタ−タモータ２０のアーマチャシャフト
（スタ−タモータ２０の回転軸）１ａの右端部は、スタ
−タモータ２０のエンドブラケット１６により軸支され
ており、アーマチャシャフト１ａの左端の径小部１ｃは
ドライブシャフト６の右端凹部内にて軸受け６ｄにより
支軸されている。２はスタ−タモータ２０のヨークであ
る。アーマチャシャフト１ａの左端部は、外周にサンギ
ヤ１ｂが形成された径大部と、径大部から更に突出する
上記径小部１ｃとからなる。

【００２５】ドライブシャフト６はアーマチャシャフト
１ａと同一軸心に沿って図中、左方に延設されており、
その左端部は軸受け８ｂを介してハウジング８に、その
右端部は軸受け５ｃを介してインターナルギヤ５に支持
されている。ドライブシャフト６の中央部外周には一端
部にピニオンギヤ７ａが形成されたスプラインチューブ
７がドライブシャフト６のヘリカルスプライン溝６ａに
てヘリカルスプライン嵌着されており、一方、ハウジン
グ８に設けられた支持部８ａにシフトレバー１３が枢支
されており、シフトレバー１３の一端はスプラインチュ
ーブ７の外周７ｅに係合し、シフトレバー１３の他端は
マグネットスイッチ１５の図示しないプランジャに結合
されているフック９に連結されている。

【００２６】次に、遊星ギヤ減速機構を説明する。ドラ
イブシャフト６の右端にはフランジ状の径大部６ｂが設
けられており、径大部６ｂの貫通孔に圧入された複数の
ピン６ｃの突出部分は軸受け４ａを介してそれぞれ遊星
ギヤ４を回転自在に保持している。これら遊星ギヤ４
は、その径小側にてサンギヤ１ｂと噛合し、その径大側
にてインターナルギヤ５の内歯５ｆと噛合している。

【００２７】インターナルギヤ５は、両端開口の円筒形
状を有しており、内周面に内歯５ｆが形成された径大円
筒部（本発明でいう内歯筒部）５ｇと、径大円筒部５ｇ
の左端から径内方向へ伸びる端壁部５ｈと、端壁部５ｈ
の内端から軸方向へ伸びる径小円筒部５ａとからなり、
径小円筒部５ａにはドライブシャフト支持用の軸受け５
ｃが嵌入されており、アーマチャシャフト１ａと同心配
置されている。

【００２８】センターケース（本発明でいうケーシン
グ）３は、外周がハウジング８に固定されている略底付
円筒形状を有し、上記した遊星ギヤ減速機構を収容する
ギヤ室を形成している。センターケース３は、図１に示
すように、径大筒部３ｅと、径大筒部３ｅの左端から径
内方向へ伸びる端壁部３ｆと、端壁部３ｆの内端から軸
方向へ伸びる径小円筒部３ａとからなっている。

【００２９】センターケース３はヨーク２とハウジング
８との間に軸方向に挟まれた状態で、固定されている。
１８は図示しない機関のリングギヤである。次に、本実
施例の特徴をなす一方向クラッチ３０について説明す
る。インターナルギヤ５の径小円筒部（本発明でいう内
筒部）５ａと、センターケース３の径小円筒部（本発明
でいう外筒部）３ａはその間のクラッチローラ（本発明
でいう転動体）３ｂ及び後述のスプリング３ｃととも
に、一方向クラッチ３０を構成している（図２参照）。
また、インターナルギヤ５の端壁部（本発明でいう基板
部）５ｈ及びセンターケース３の端壁部３ｆはクラッチ
ローラ３ｂの両端面に摺接可能となっており、クラッチ
ローラ３ｂの軸方向への逸脱を規制している。

【００３０】この一方向クラッチ３０のＢ線矢視径方向
拡大断面図を図２に示す。本実施例では、センターケー
ス３の径小円筒部３ａは一方向クラッチ３０のアウタレ
ース（クラッチアウタ）を構成し、その内周面には周方
向等間隔にテーパ状切り欠き部（楔状溝）３ｄが形成さ
れている。インターナルギヤ５の径小円筒部５ａは一方
向クラッチ３０のインナレース（クラッチインナ）を構
成し、その外周面には上記テーパ状切り欠き部３ｄの整
数倍の窪み（本発明でいう係止凹部）５ｅが円周上等間
隔に形成されていて、上記窪み５ｅ以外の円周面と上記
センターケース３の径小円筒部３ａのテーパ状の切り欠
き部（楔状溝）３ｄとの間に楔状の隙間を形成してい
る。３ｂは切り欠き部（楔状溝）３ｄ内に移動可能に装
着された円柱形のローラ（クラッチローラ）、３ｃはこ
のローラ３ｂを切り欠き部（楔状溝）３ｄの浅底部すな
わち上記楔状の隙間の径方向幅の縮小方向へ押圧するス
プリング（クラッチスプリング）である。

【００３１】一方向クラッチ３０の楔状溝３ｄは、スタ
−タモータ２０のアーマチャ１が回転し、遊星ギヤ減速
機構に回転力が伝達され、インターナルギヤ５に荷重が
かかる方向に拘束するように形成されている。 （作動）次に、本実施例のスタ−タの動作を説明する。

【００３２】図示しない機関のスタ−タスイッチが閉成
されてマグネットスイッチ１５が作動し、図示しないプ
ランジャに結合したフック９がシフトレバー１３を回動
させると、シフトレバー１３がスプラインチューブ７及
びピニオンギヤ７ａをエンジンのリングギヤ１８側に前
進させる。ピニオンギヤ７ａがリングギヤ１８に噛み合
い、マグネットスイッチ１５のスタ−タモータへの電力
供給用接点（図示せず）が閉じるとアーマチャシャフト
１ａが回転し、それによりサンギヤ１ｂを通じて遊星ギ
ヤ４が回転し、遊星ギヤ４はインターナルギヤ５を回転
させようとする。

【００３３】インターナルギヤ５が回転しようとする
と、インターナルギヤ５の径小円筒部５ａ上のクラッチ
ローラ３ｂは摩擦及びスプリング３ｃの付勢により楔状
溝３ｄ内を図２中、左方向へ変位する。楔状溝３ｄは図
２中、左方向へ進むにつれて僅かに径方向間隔が縮小し
ており、これにより、インターナルギヤ５の径小円筒部
５ａはクラッチローラ３ｂを介したセンターケース３の
径小円筒部３ａに固定される。

【００３４】また、クラッチローラ３ｂがインターナル
ギヤ５の径小円筒部５ａの窪み５ｅに位置している場合
には、図３に示すようにインターナルギヤ５の回転とと
もに窪み５ｅの図３中、右肩部５ｉによってクラッチロ
ーラ３ｂは楔状溝３ｄの終点壁３ｇに到達させられ、イ
ンターナルギヤ５の径小円筒部５ａはクラッチローラ３
ｂを介しセンターケース３の径小円筒部３ａに固定され
る。

【００３５】これにより、アーマチャシャフト１ａの回
転は遊星ギヤ４で減速されてドライブシャフト６を駆動
し、ドライブシャフト６はヘリカルスプライン溝６ａを
通じてスプラインチューブ７を回転させつつ前進させ、
これによりピニオンギヤ７ａがリングギヤ１８を駆動す
る。一方、スタ−タがエンジンを駆動中、過大な負荷が
スタ−タにかかった場合において、クラッチローラ３ｂ
がインターナルギヤ５の径小円筒部５ａの窪み５ｅ以外
にある場合には、クラッチローラ３ｂは更に楔状溝３ｄ
の狭小方向へ押しやられ、楔状溝３ｄの終点壁３ｇに到
達してその負荷に対応する。更に高い負荷に対しては、
クラッチローラ３ｂとインターナルギヤ５の径小円筒部
５ａの表面との間で滑りが発生してインターナルギヤ５
が回転し、クラッチローラ３ｂはインターナルギヤ５の
径小円筒部５ａの窪み５ｅに落ち込み、上記と同様にク
ラッチローラ３ｂが窪み５ｅの右肩部５ｉに係止され
て、その負荷に対応するトルク伝達を行うのは上述のと
おりである。

【００３６】それでも対応しきれない過大な負荷が加え
られると、クラッチローラ３ｂはクラッチインナである
インターナルギヤ５の径小円筒部５ａの隣の窪み５ｅへ
と次々に移動することで、過大なトルク伝達を規制す
る。図示しないエンジンが始動してリングギヤ１８によ
りスタ−タモータ２０がオーバランされると、ピニオン
ギヤ７ａを介してリングギヤ１ｂからトルクを受け、遊
星ギヤ４は高速回転する。この時、インターナルギヤ５
は駆動時と逆方向のトルクを受けることになり、それに
よりクラッチローラ３ｂがスプリング３ｃを押圧して、
楔状溝３ｄ内を図２中、右側の径方向間隔が広くなった
部位に移動し、これにより、インターナルギヤ５の径小
円筒部５ａとセンターケース３の径小円筒部３ａとのロ
ックが解除される。その結果、インターナルギヤ５はセ
ンターケース３に対してロックする側とは反対方向に回
転することが可能となり、ドライブシャフト６とアーマ
チャシャフト１ａとの相対回転差によって生じる遊星ギ
ヤ４の自転を吸収する様にインターナルギヤ５が回転す
るので、アーマチャ１が無負荷回転以上にエンジン側か
ら回されることがない。

【００３７】以上説明したように、本実施例のクラッチ
３０は、センターケース３のドライブシャフト６を支持
するための径小円筒部３ａをクラッチアウタとし、その
内周に円周方向に徐々に内径が拡がるテーパ状切り欠き
部（楔状溝）３ｄを設け、インターナルギヤ５の径小円
筒部５ａをクラッチインナとし、その外周面上に上記テ
ーパ状切り欠き部３ｄの整数倍の窪み５ｅを設け、テー
パ状切り欠き部３ｄとインターナルギヤ５の径小円筒部
５ａとの間にクラッチローラ３ｂを配置し、スタータモ
ータ２０が駆動した時の回転力をインターナルギヤ５を
介してセンターケース３で受け止めつつドライブシャフ
ト６に伝達するために、インターナルギヤ５の径小円筒
部５ａの窪み５ｅの肩部５ｉとセンターケース３の径小
円筒部３ａのテーパ状切り欠き部３ｄの終点壁３ｇとの
間にクラッチローラ３ｂを介在させ、インターナルギヤ
５の回転をロックさせているので、従来の如く楔状空間
にクラッチローラを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クラッ
チと異なり、クラッチインナ及びクラッチアウタに機械
的強度の低い樹脂材料を使用できるという利点がある。

【００３８】図４（ａ）には従来のクラッチトルク伝達
時に作用する力の関係を示してある。ここで径小円筒部
５ａのローラ転動面に働くトルクＴは、径小円筒部５ａ
の半径をｒ、径小円筒部５ａとローラ３ｂとの間の摩擦
力をＦ、ローラの個数をｎとすると以下のように表され
る。 Ｔ＝ｒ・Ｆ・ｎ ここで、径小円筒部５ａとローラ３ｂとの間の摩擦力Ｆ
は、径小円筒部５ａのローラ転動面に垂直に働く抗力を
Ｎ、径小円筒部５ａとローラ３ｂとの間の摩擦係数をμ
とすると、 Ｆ＝μ・Ｎ と表され、従来のスタ−タ用ローラ式一方向クラッチで
はμの値は約０．４としているので、径小円筒部５ａ表
面はローラ３ｂとの間の摩擦力Ｆの約２．５倍の抗力Ｎ
に耐えなければならない。しかし、本実施例の一方向ク
ラッチにおいては、図４（ｂ）に示すようにクラッチロ
ーラ３ｂを係止する窪み５ｅの肩部５ｉ表面に垂直に加
えられる抗力Ｎ’とし、その点の接線と径小円筒部５ａ
の半径線とのなす角θとすると、回転方向の力Ｐは Ｐ＝Ｎ’・ｃｏｓθ で表され、同様にトルクＴは、 Ｔ＝ｒ・Ｐ・ｎ で表される。このθの値を例えば通常の減速ギヤである
平歯車の圧力角と同じ２０°にとれば、クラッチローラ
３ｂと当接する窪み５ｅの面部に働く抗力Ｎ’は、回転
方向の力Ｐの約１．０６倍となり、所定のトルクを得る
ための図４（ａ）における摩擦力Ｆと図４（ｂ）におけ
る窪み５ｅに働く回転方向の力Ｐとは等しくて良いの
で、本実施例における径小円筒部５ａの内部に向かう応
力は従来のクラッチに比べ、約２／５ですむことがわか
る。

【００３９】このように従来のクラッチのような径小円
筒部５ａが窪み５ｅを持たないでローラ滑接円筒面を有
する場合には、摩擦力でローラ３ｂと径小円筒部５ａと
の相対回転を規制するため、樹脂などのように弾性変形
しやすい材料で径小部５ａを製作すると、この弾性変形
により滑りが生じやすくなってしまう。このことより、
本実施例による一方向クラッチでは、クラッチインナに
特に過大なヘルツ応力に耐えうる材料を使用しなくても
トルク伝達が可能となり、クラッチインナに樹脂製イン
ターナルギヤの一部を使用でき、このため、安価で軽量
な一方向クラッチを提供できる。

【００４０】また、本実施例による一方向クラッチは摩
擦力を必要としないので、クラッチがエンジンによりオ
ーバランされて、クラッチローラがインナ表面を転動し
て摩耗するのを防止するために、クラッチ内部に封入す
るグリース等の潤滑剤にも摩擦係数が低いもの（例えば
摩擦係数０．１８未満のグリース）を使用でき、クラッ
チの耐久性を格段に向上させることができる。

【００４１】なお、この実施例のインターナルギヤ５は
６６ナイロンを成形して形成され、センターケース３は
炭素鋼板の深絞り行程及び多段のプレス工程により容易
に形成されるが、他の製造方法、素材の選択は自由であ
る。また、一方向クラッチのアウタとインナの間に介在
させる転動体としてはローラとしたが、球体でもその効
果は同等であることはいうまでもない。 （実施例２）他の実施例を図５を参照して説明する。

【００４２】この実施例は、実施例１（図１参照）にお
いて、インターナルギヤ５側に楔状溝５ｍを設け、セン
ターケース３側に窪み３ｍを設けたものであり、作用効
果は本質的に実施例１の場合と同じである。もちろん、
後述する実施例４においても、インターナルギヤ５側に
楔状溝を設け、センターケース３側に窪み（係止凹部）
を設けることもできる。 （実施例３）他の実施例を図６を参照して説明する。

【００４３】この実施例は、図２乃至図３においてイン
ターナルギヤ５の径小円筒部５ａの窪み５ｅの図中左肩
部分の形状を、図中左隣の窪みの右肩部への連続した滑
らかな曲線でつないだ形状としたものである。このよう
にすれば、スタ−タがエンジンによりオーバランされた
場合に、クラッチローラ３ｂが窪み５ｅの図中左肩部５
ｊを通過するときに、その衝突をやわらげ、異音が発生
するのを抑えることができる。 （実施例４）他の実施例を図７を参照して説明する。

【００４４】この実施例では、ドライブシャフト６は軸
受け５ｃを介してセンターケース３の径小円筒部３ａに
支持されており、そして、センターケース３の径小円筒
部３ａの外周面とインターナルギヤ５の径小円筒部５ａ
の内周面との間にクラッチローラ３ｂが配設されてい
る。したがって、楔状溝はインターナルギヤ側の径小円
筒部（本発明でいう外筒部、クラッチアウタ）５ａに形
成され、窪み（本発明でいう係止凹部）はセンターケー
ス３側の径小円筒部（本発明でいう内筒部、クラッチイ
ンナ）３ａに形成されている。

【００４５】このようにしても、実施例１と同様の効果
を奏することができる。更に、この実施例の一方向性ク
ラッチの更なる作用効果を以下に説明する。図８、図９
はこの実施例の一方向クラッチの径方向拡大断面図であ
り、図８は正常なトルク伝達時を示し、図９はオーバー
ラン時を示す。クラッチアウタであるインターナルギヤ
５の径小円筒部５ａには前述したローラ３ｂとスプリン
グ３ｃが収納される楔状溝４４ｄが複数個形成されてい
る。また、インナであるセンターケース３の径小円筒部
３ａにはトルク伝達する時にローラ３ｂが楔状溝４４ｄ
との間で収納される係止凹部５３ａが形成されている。

【００４６】次に、動作を説明する。スタ−タモータ２
０が始動してオーバランすると、ピニオンギヤ７ａはリ
ングギヤから過大なトルクを受け、遊星歯車４は高速回
転する。この時、インターナルギヤ５は駆動時と逆方向
のトルクを受けることとなり回転し始める。それにより
クラッチローラ３ｂはインナ３ａの係止凹部５３ａの斜
面５３ｂからの反力と遠心力によりスプリング３ｃを押
圧して楔状溝４４ｄ内を図２中、右側の径方向間隔が広
くなった部位に変位し、これにより、インターナルギヤ
５の径小円筒部５ａとセンターケース３とのロックが解
除され、インナ３ａとローラ３ｂとの接触が断たれる。

【００４７】また、何らかの原因で、エンジンが失火し
た時には、エンジン回転（ピニオン）の低下に伴ないイ
ンターナルギヤ５の回転が下がり、同時にローラ３ｂの
遠心力が下がる。ピニオン（エンジン直結）７ａの回転
数とアーマチャシャフト１ａの減速後の回転数が同じに
なるとインターナルギヤ５は停止し、この時点でローラ
３ｂはアウタ５ａの楔状溝４４ｄの左辺にスプリング力
で押し付けられ、前述した駆動状態に移る。

【００４８】以上、説明したように、本実施例の一方向
性クラッチは、オーバランが生じると、インターナルギ
ヤ５とともに回転を始めるローラ３ｂに遠心力が生じて
ローラ３ｂを楔状溝４４ｄの底面に沿ってクラッチ結合
解除方向（スプリング３ｃ圧縮方向）に移動させ、イン
ナ３ａとの間の接触を断つか又は摩擦を減らすことがで
き、インターナルギヤ５の回転開始に際しての衝撃発生
も小さい。これにより、格段の小型軽量化も実現でき
る。 （実施例５）他の実施例を図１０、図１１及び図１２を
参照して説明する。図１０は正常なトルク伝達時を示
し、図１１はインターナルギヤ５がスタータのオーバー
ランによって回転する場合を示し、図１２はインナ５ａ
と弾性体８０の要部斜視図を示す。

【００４９】この実施例では、実施例１（図２参照）に
おいて、インターナルギヤ５の径小円筒部５ａの外周部
に周方向に浅い環状溝５ｆを所定本だけ設け、この環状
溝５ｆに環状の弾性体８０を嵌着している。インナ５ａ
が回転すると、弾性体８０は遠心力で径外方向に拡がっ
てローラ３ｂを押し上げる。弾性体８０には略円形のゴ
ムの他、樹脂材、金属丸線、薄板などのばねなどを採用
することができる。５ｅは係止凹部である。

【００５０】このように構成しても、実施例１と同様の
効果を奏することができる。このようにすれば、オーバ
ーラン時の係止凹部５ｅとローラ３ｂとの摩擦が減る
他、過大トルク入力時にローラ３ｂが係止凹部５ｅを乗
り越えるのも容易となる。なお、上記説明した各実施例
において、スプリング３ｂは省略可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のスタータの半断面図である。

【図２】図１のスタータのオーバラン時のクラッチ部の
Ｂ線破断断面図である。

【図３】図１のスタータの駆動時のクラッチ部のＢ線破
断断面図である。

【図４】（ａ）は従来の一方向クラッチの動作を示す模
式図であり、（ｂ）は実施例１の一方向性クラッチの動
作を示す模式図である。

【図５】実施例２のクラッチ部の断面図である。

【図６】実施例３のクラッチ部の断面図である。

【図７】実施例４のスタータの半断面図である。

【図８】図７のスタータの駆動時のクラッチ部のＢ線破
断断面図である。

【図９】図７のスタータのオーバラン時のクラッチ部の
Ｂ線破断断面図である。

【図１０】実施例５の一方向性クラッチの駆動時の要部
拡大断面図である。

【図１１】実施例５の一方向性クラッチのオーバラン時
の要部拡大断面図である。

【図１２】実施例５のクラッチインナ及び弾性体を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ｂはサンギヤ、２０はスタ−タモータ、１ａはアーマ
チャシャフト、４は遊星歯車、６はドライブシャフト、
６ｂはドライブシャフトの径大部、 ５はインターナル
ギヤ、５ａはインターナルギヤ５の径小円筒部（外筒部
又は内筒部）、３ａはセンターケースの径小円筒部（内
筒部又は外筒部）、３ｄは楔状溝、５ｅは係止凹部、３
ｂはクラッチローラ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】径方向に所定間隙を隔てて相対回転自在に
   対面する外筒部及び内筒部と、前記外筒部の内周面及び
   前記内筒部の外周面の一方に凹設されて転動体を収容す
   る楔状溝と、前記外筒部の内周面及び前記内筒部の外周
   面の他方に凹設されて前記転動体を係止する係止凹部と
   を備え、前記係止凹部の深さは、所定のスタータ駆動ト
   ルク以上の過大な衝撃トルクの入力時に前記転動体が他
   の前記係止凹部に移動可能な値とされていることを特徴
   とするスタータのオーバーランニングクラッチ。
2. 【請求項２】前記係止凹部は、前記楔状溝よりも多く凹
   設されている請求項１記載のスタータのオーバーランニ
   ングクラッチ。
3. 【請求項３】スタ−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、前記サンギヤと噛合する遊星歯車
   と、前記遊星歯車と噛合するインターナルギヤとを有す
   る遊星ギヤ減速機構を備え、前記外筒部及び内筒部の一
   方は、前記インターナルギヤの一端から径方向に形成さ
   れる円板状の基板部より軸方向へ延びるとともに、前記
   インターナルギヤより径小に形成される請求項項１記載
   のスタータのオーバーランニングクラッチ。
4. 【請求項４】前記両筒部の一方は、前記インターナルギ
   ヤとともに樹脂を主素材として一体に形成される請求項
   ３記載のスタータのオーバーランニングクラッチ。
5. 【請求項５】前記間隙に摩擦係数が０．３以下の潤滑材
   が封入される請求項４記載のスタータのオーバーランニ
   ングクラッチ。
6. 【請求項６】前記潤滑材の摩擦係数は０．１８未満とさ
   れる請求項５記載のスタータのオーバーランニングクラ
   ッチ。
7. 【請求項７】前記外筒部は、前記楔状溝を有して前記イ
   ンターナルギヤに固定される請求項１〜６のいずれかに
   記載のスタータのオーバーランニングクラッチ。
8. 【請求項８】前記インターナルギヤに固定される前記内
   筒部の外周部に配設されるとともに、自己の遠心力によ
   り前記転動体を遠心方向へ付勢する付勢部材を有する請
   求項１〜６記載のスタータのオーバーランニングクラッ
   チ。
9. 【請求項９】前記付勢部材は、前記内筒部の外周面に凹
   設された環状溝に収容されるとともに自己の遠心力によ
   り拡径する環状の弾性体からなる請求項８記載のスター
   タのオーバーランニングクラッチ。