JPH11287260A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化しても十分なロックトルクを発揮できる
ようにする。 【解決手段】内外２つの環体１，２の対向周面１ａ，２
ａのうちの一方の周方向複数箇所にカム面６を設けるこ
とで、環体１，２間にくさび状空間７を形成する。そし
て、一方の環体１ないし２に回転一体に取り付けられた
保持器３に固体状弾性体５を設け、この固体状弾性体５
により、くさび状空間７内に収納された転動体４を周方
向に沿ってくさび状空間７の転動体転動阻止領域７ａ側
に弾性付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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一方向クラッチに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一方向クラッチでは、内外２つの
環体の一方から他方へ回転動力を伝達するロック状態
と、動力伝達を遮断するフリー状態とを切り換えるため
のくさび部材としてころ等の転動体を用い、さらには、
転動体をロック状態側に付勢する弾性体としてバネ部材
を用いたものがある。バネ部材としては、保持器に装着
されたコイルバネや、ころの保持器に一体成形により装
着された樹脂製の板バネが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
一方向クラッチでは、この一方向クラッチを組み込む対
象体（種々の機能装置の送り機構等）の設計レイアウト
の都合上、形状を小さくすることが要求される。このよ
うな要求に応えるために、各部品の形状（特に転動体の
形状）を小さくすると、一方向クラッチの基本的な性能
であるロックトルクが不十分となってしまう。そのた
め、ロックトルクを低下させることなく、形状の小型化
が図れる一方向クラッチが望まれていた。

【０００４】なお、小型化を図る構成としては、転動体
を小型化したうえで、転動体の数を増加させることが考
えられるが、そうすると、弾性体（バネ部材）を収納す
る容積が小さくなって大きな弾性体を収納できなくな
り、やはり、ロックトルクが不十分になってしまう。

【０００５】したがって、本発明は、小型化しても十分
なロックトルクを発揮することができる一方向クラッチ
の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る一方向クラ
ッチは、同心状に配置された内外２つの環体を有し、こ
れら環体の対向周面のうちの一方の周方向複数箇所に
は、他方との間にくさび状空間を形成するカム面が設け
られており、前記くさび状空間は、周方向に沿って転動
体転動阻止領域と転動体転動許容領域とが連通形成され
たものであって、その内部には転動体が収納されてお
り、かつ、前記一方の環体には固体状弾性体が回転一体
に設けられており、この固体状弾性体は前記転動体を周
方向に沿って転動体転動阻止領域側に弾性付勢するもの
である、ことを特徴としている。

【０００７】以上、本発明では、要するに、転動体を周
方向に沿って転動体転動阻止領域側に弾性付勢する弾性
体を、固体状弾性体から構成することで、弾性体の形状
を小さくしても、大きな付勢力を得ることができるよう
になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし
図３に示す実施の形態に基づいて説明する。

【０００９】図１ないし図３は本発明の一実施の形態に
かかり、図１は、一方向クラッチの横断面図、図２は、
図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、保持器
のポケットの平面展開図である。

【００１０】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、内側環体としての内輪
１、外側環体としての外輪２、保持器３、転動体４、固
体状弾性体５を備えている。

【００１１】内輪１は、その外周面１ａが円周面となっ
ている。外輪２は内輪１の外側に径方向所定の間隔を開
けて同心状に配置されており、その内周面２ａは円周面
となっている。外輪２の内周面２ａには、凹部からなる
カム面６が複数形成されている。カム面６は、内周面２
ａの径を周方向に沿ってなだらかに変化させることで形
成されている。このような形状を有するカム面６が内周
面２ａに、周方向に沿って当間隔を開けて配置されてお
り、外輪２のカム面６と、内輪１の外周面1ａとの間に
はくさび状空間７が形成されている。くさび状空間７は
カム面６の形状により周方向に沿って転動体転動阻止領
域７ａと転動体転動許容領域７ｂとが連通した形状を有
している。転動体転動許容領域７ｂは、カム面６の周方
向中央部にある最深部６ａと外周面１ａとの間に形成さ
れている。転動体転動阻止領域７ｂはカム面６の周方向
端部６ｂと外周面１ａとの間に形成されている。

【００１２】保持器３は、内・外輪１，２間に介装され
て外輪２の内周面に圧入嵌合されるもので、外輪２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。保持器３は、次のようにして外
輪２に圧入嵌合されている。すなわち、外輪２の端面の
内周側に切欠８を形成する一方、保持器３の端面の外周
側に凸部９を形成する。そして、凸部９を切欠８に圧入
することで、保持器３を外輪２に圧入嵌合させる。

【００１３】転動体４は、円筒ころや球（図では円筒こ
ろ）から構成されており、保持器３のポケット３ａに１
つずつ配置されている。転動体はポケット３ａ内に配置
された状態で周方向転動可能にくさび状空間７に収納さ
れている。転動体４の直径寸法は、外輪２の内周面２ａ
と内輪１の外周面１ａとの間の離間間隔（外周面１ａと
内周面２ａとの間の半径の差）より若干大きく、かつ、
カム面６の最深部６ａと内輪１の外周面１ａとの間の離
間間隔（最深部６ａと内周面２ａとの間の半径の差）よ
り若干小さく設定されている。そのため、転動体４は、
転動体転動許容領域７ｂにおいては内外周面２ａ，１ａ
から離間してその転動が許容される一方、転動体転動阻
止領域７ａにおいては内外周面２ａ，１ａに当接して転
動が阻止されるようになっている。

【００１４】固体状弾性体５は、板状、円筒状等の形状
を有して保持器３の各ポケット３ａの側面に１つずつ装
着されており、これにより固体状弾性体５は保持器３を
介して内輪１に対して回転一体に取り付けられている。
固体状弾性体５は各ポケット３ａの周方向端部に取り付
けられてその弾性力で転動体４を転動体転動許容領域７
ｂから転動体転動阻止領域７ａに向けて弾性付勢してい
る。このような弾性付勢力を発揮するため、固体弾性体
５は、多少圧縮された状態で一方向クラッチＡ内に組み
込まれる。なお、固体状弾性体５としては、耐熱性、耐
グリース性に優れたものがよく、具体的には、ブダジエ
ンゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ク
ロロプレンゴム等が適したものとして挙げられる。

【００１５】次に、上述した一方向クラッチＡの動作を
説明する。内輪１の回転速度が外輪２よりも相対的に速
くなると、転動体４がくさび状空間７の転動体転動阻止
領域７ａへ転動させられてロック状態となるので、外輪
２と内輪１とが一体化して同期回転し、動力伝達が行わ
れる。しかし、内輪１の回転速度が外輪２よりも相対的
に遅くなると、転動体４が固体状弾性体５の弾性付勢力
に抗してくさび状空間７の転動体転動許容領域７ｂへ転
動させられてフリー状態となるので、外輪２と内輪１と
の間での動力伝達が遮断される。なお、一方向クラッチ
Ａは、図中、反時計回りを正回転方向としており、上記
動作の説明は、この正回転方向に内・外輪１，２が回転
している場合において有効となる。

【００１６】この一方向クラッチＡにおいて弾性体とし
て設ける固体状弾性体５は、その構造上、従来の弾性体
（同一の弾性付勢力を発揮するコイルバネ等）に比べて
弾性体の周方向長さ寸法を大幅に短くすることができ
る。このような特徴を備えた固体状弾性体５を用いるこ
とにより、内・外輪１，２の間の空間において、固体状
弾性体５を除いた他の部品（転動体４や保持器３）の収
納に、周方向に沿って余裕が生まれる。そのため、周方
向に沿って収納に余裕ができた分、転動体４の数を増や
すことができ、一方向クラッチＡ全体としてロックトル
クを増大させることができる。さらには、転動体４の数
を増加させることが可能になるということは、一定のロ
ックトルクを得るためには、従来に比べて各転動体４の
大きさを小さくできることを意味している。そのため、
一方向クラッチＡでは、ロックトルクの減少を招くこと
なく小型化（特に、径方向での小型化）を達成できる。

【００１７】また、弾性体をコイルバネ等で構成してい
る従来の構造では、弾性体（コイルバネ）で振動が生じ
ることが危惧されるが、固体状弾性体５では、このよう
な振動が生じることもなく、反対に、外部で生じる振動
をそのダンピング効果により抑制する効果が得られる。

【００１８】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。

【００１９】（１） 上記実施の形態では、外輪２にカ
ム面６を設けた例を挙げているが、例えば内輪１側にカ
ム面を設けることもできる。この場合、内輪１にカム面
を設けている構成以外は、上記実施の形態と同様の構成
でよい。

【００２０】（２） 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４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、
上述した実施の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型玉軸受などの
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。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロックト
ルクの減少を招くことなく小型化（特に、径方向での小
型化）を達成することができた。また、固体状弾性体の
ダンピング効果により、一方向クラッチ内の他の部位で
発生する振動や外部から一方向クラッチに伝わる振動を
抑制することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の一方向クラッチの上半
部を示す断側面図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】実施の形態の保持器ところの展開平面図

【図４】本発明を実施可能な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 １ａ 外周面 ２ 外輪 ２ａ 内周面 ３ 保持
器 ３ａ ポケット ４ 転動
体 ５ 固体状弾性体 ６ カム
面 ６ａ 最深部 ７ くさ
び状空間 ７ａ 転動体転動阻止領域 ７ｂ 転動
体転動許容領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心状に配置された内外２つの環体を有
   し、これら環体の対向周面のうちの一方の周方向複数箇
   所には、他方との間にくさび状空間を形成するカム面が
   設けられており、 前記くさび状空間は、周方向に沿って転動体転動阻止領
   域と転動体転動許容領域とが連通形成されたものであっ
   て、その内部には転動体が収納されており、 かつ、前記一方の環体には固体状弾性体が回転一体に設
   けられており、この固体状弾性体は前記転動体を周方向
   に沿って転動体転動阻止領域側に弾性付勢するものであ
   る、ことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の一方向クラッチであっ
   て、 両環体の間には、前記カム面に対応する円周数カ所に前
   記転動体が１つずつ収納されるポケットを有する保持器
   が設けられており、 かつ、前記保持器を前記一方の環体に対して回転一体に
   装着し、前記固体状弾性体をこの保持器に取り付けたこ
   とを特徴とする一方向クラッチ。