(57)【要約】【課題】ころのストロークを十分に確保することができる一方向クラッチを提供することである。【解決手段】一方向クラッチは、内側部材と、該内側部材の周囲に該内側部材と同芯に配置された外側部材と、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間に設けられる複数のころと、該ころを前記両周面と係合する方向に弾性的に押圧するばねとを備える。ばねの軸方向幅はころの幅より広く設定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側部材と、該内側部材の周囲に該内側部材と同芯に配置された外側部材と、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間に設けられる複数のころと、該ころを前記両周面と係合する方向に弾性的に押圧するばねとを備えた一方向クラッチであって、
前記ばねの軸方向幅は、前記ころの幅より広いことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
一対の円環部と、該一対の円環部を連結する複数の橋部と、を有し、前記一対の円環部と互いに隣接する前記橋部とで前記ころを収容するポケットを構成する保持器をさらに備え、
前記一対の円環部の間隔は、前記ころの幅と略同一であり、前記一対の円環部は、前記ばねを保持する凹部をそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記複数の橋部は、前記ころと同数であり、前記凹部は、前記一対の円環部において、前記ばねが前記橋部の上方に配置される位置に形成されることを特徴とする請求項２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面の一方がカム面を有し、他方が円筒面を有しており、
前記ばねの押圧方向は、前記カム面及び前記円筒面と前記ころとの接触点における接線により構成されるくさび角の二等分線であるくさび中心方向と略平行であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向クラッチに関し、より詳細には、自動車用補機であるスタータ、オルタネータ、クランクプーリ、コンプレッサや、エンジンアイドルストップ時の補機駆動用等に使用されるプーリ装置に内蔵される一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オルタネータ等の補機を駆動する為のプーリ装置には、エンジンの回転角速度変動や走行時の加減速等の影響によるベルト保護のため、一方向クラッチが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、上記プーリ装置に内蔵される一方向クラッチは、カム面とした内輪の外周面と外輪の内周面との間に形成されたくさび空間にころを配置し、内外輪の相対的な回転方向によってころを係脱することで、駆動源からの動力の伝達・遮断を行っている。
【０００３】
図７及び図８に示されるように、ころ１００は、保持器１０１に設けられた複数のポケット１０２にそれぞれ収容され、保持器１０１に支持されたばね１０３によって、くさび空間の幅の狭い方向、即ちロック方向へ弾性的に押圧されている。保持器１０１は、軸方向両端部に設けられた一対の円環部１０４と、一対の円環部１０４を連結する橋部１０５とを備える。橋部１０５の軸方向両端部及び軸方向中間部には、径方向外方に突出する両端柱部１０６と中央柱部１０７が設けられ、ばね１０３は、両端柱部１０６と中央柱部１０７とによって固定されている。
【０００４】
また、図９に示すように、保持器１０１の両端柱部１０６は、ころ１００を押圧する両端柱部１０６の前面１０６ｂと隣接するころ１００を抑える背面１０６ａの方向が異なって形成されており、例えば、両端柱部１０６の前面１０６ｂと隣接する両端柱部１０６の背面１０６ａとは略平行となる。この場合、内輪１０８のカム面１０８ａ及び外輪１０９の円筒面１０９ａところ１００との接触点での接線により構成されるくさび角αの二等分線をくさび中心方向Ｐとすると、ばね１０３の押圧方向Ｆはくさび中心方向Ｐに対して下方を向いている。これにより、トルク伝達時のころ１００は、ばね１０３の押圧方向Ｆに移動し、ばね１０３がくさび中心方向Ｐを押圧する場合に比べて、移動距離を確保している。
【特許文献１】特開２０００−２４０６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一方向クラッチでは、ころのストロークを十分に確保するため、保持器のポケットの円周方向隙間をできるだけ大きくとることが好ましい。しかしながら、図８に示すような保持器１０１では、ばね１０３は、橋部１０５に形成された両端柱部１０６と中央柱部１０７とによって支持されているため、ばね１０３から遠ざかる方向へのころ１００の移動が隣接する両端柱部１０６の背面１０６ａによって規制されており、さらなるころ１００のストロークを確保することが望まれる。
【０００６】
また、ころ１００のストロークが、中央柱部１０７の前面１０７ａと、隣接する橋部１０５に形成された両端柱部１０６の背面１０６ａによって規制されるため、十分なストロークを確保しつつ、必要なころ数を組み込むためには、一方向クラッチのサイズの大型化を必要とする可能性がある。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ころのストロークを十分に確保することができる一方向クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。  
（１）  内側部材と、該内側部材の周囲に該内側部材と同芯に配置された外側部材と、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間に設けられる複数のころと、該ころを前記両周面と係合する方向に弾性的に押圧するばねとを備えた一方向クラッチであって、
前記ばねの軸方向幅は、前記ころの幅より広いことを特徴とする一方向クラッチ。
（２）  一対の円環部と、該一対の円環部を連結する複数の橋部と、を有し、前記一対の円環部と互いに隣接する前記橋部とで前記ころを収容するポケットを構成する保持器をさらに備え、
前記一対の円環部の間隔は、前記ころの幅と略同一であり、前記一対の円環部は、前記ばねを保持する凹部をそれぞれ有することを特徴とする（１）に記載の一方向クラッチ。
（３）  前記複数の橋部は、前記ころと同数であり、前記凹部は、前記一対の円環部において、前記ばねが前記橋部の上方に配置される位置に形成されることを特徴とする（２）に記載の一方向クラッチ。
（４）  前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面の一方がカム面を有し、他方が円筒面を有しており、
前記ばねの押圧方向は、前記カム面及び前記円筒面と前記ころとの接触点における接線により構成されるくさび角の二等分線であるくさび中心方向と略平行であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の一方向クラッチ。
なお、ばねの押圧方向がくさび中心方向と略平行であるとは、±５°以内で互いに交差することを意味する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ばねの軸方向幅がころの幅より広い構成としたので、ばねの両端を支持する両端柱部が不要となり、ころのストロークを十分に確保することができる一方向クラッチを提供することができる。
また、本発明によれば、上記構成により、サイズを大型化せずに、十分なストロークを確保しつつ、必要なころ数を組み込むことができる一方向クラッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチについて図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、一方向クラッチが組み込まれた一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。図１に示すように、一方向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）に螺合して固定自在なスリーブ１１と、スリーブ１１の径方向外側にスリーブ１１と同芯に配設され、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。
【００１２】
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、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、一方向クラッチ１３を狭持するように一対のサポート軸受１４が配置されている。サポート軸受１４としては、深溝玉軸受が使用されており、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とを相対回転可能に支持する。
【００１３】
図１及び図２に示されるように、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、回転軸と共に回転する内側部材である内輪１５と、プーリ１２の内周面に圧入固定されると共に、内輪１５の周囲に内輪１５と同芯に配置された筒状の外側部材である外輪１６と、内輪１５の外周面と外輪１６の内周面との間に回動自在に配置された係合子である複数のころ１７とを有する。内輪１５の外周面は、円周方向において等間隔に形成された複数の凹部１８を有するカム面をなしており、各ころ１７は、外輪１６の円筒面１９と各凹部１８との間に形成された各くさび空間２０にそれぞれ配置される。
【００１４】
また、一方向クラッチ１３は、各ころ１７を個別に収容する複数のポケットを有する保持器２１と、各ころ１７をくさび作用を発揮する方向、即ちロック方向に弾性的に押圧する複数のばね２２とを有する。
【００１５】
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、ころ１７は外輪１６の内周面から受ける力とばね２２のばね力とに基づき、凹部１８が浅くなった側、即ち、くさび空間２０の幅の狭い側でくさび状に食い込み、外輪１６と内輪１５との間で各ころ１７が係合する。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。
【００１６】
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には、ころ１７は外輪１６の内周面から受ける力に基づき、ばね２２のばね力に抗して、凹部１８が深くなった側、即ち、くさび空間２０の幅の広い側に変位し、ころ１７の係合が解除されて、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。
【００１７】
ここで、本実施形態の保持器２１は、図３〜図５に示されるように、ころ１７の幅と略同一な間隔を持って配置される一対の円環部２３と、一対の円環部２３を連結するころ１７と同数の複数の橋部２４を備えており、一対の円環部２３と互いに隣接する橋部２４とでころ１７を収容する各ポケットを構成する。一対の円環部２３の内周面には、凹部１８の軸方向両端部と係合する凸部２５が形成されており、保持器２１と内輪１５は回転一体に固定される。
【００１８】
一対の円環部２３の内側面側で、各橋部２４の軸方向中間部には、各橋部２４の外周面から径方向外方に突出する中央柱部２６が形成されている。また、一対の円環部２３には、折り曲げられたばね２２の湾曲部２２ａを収容する一対の凹部である掘り込み部２７が、ばね２２が橋部２４の上方に配置される位置にそれぞれ形成されている。従って、ばね２２は、その軸方向幅がころ１７の幅より広くなるように形成されており、その基部２２ｂを中央柱部２６と一対の掘り込み部２７とで固定し、折り曲げられた両端部の押圧部２２ｃにてころ１７と接触し、ころ１７をロック方向に押圧する。
【００１９】
また、一対の円環部２３には、ばね２２の背面２２ｄが当接する据え込み部２７の当接面の径方向外方に、ばね２２を覆う抜け止め爪２８が設けられており、遠心力によるばね２２の抜けを防止している。さらに、据え込み部２７の当接面と対向する面には、据え込み部２７が橋部２４に向けて広がるように傾斜する傾斜面２９が形成されており、ばね２２の押圧部２２ｃとの干渉を防止している。
なお、据え込み部は、傾斜面２９を設けずに形成されてもよく、この場合、保持器２１を成形する金型形状が簡単になる。また、図４の一点鎖線に示されるように、円周方向幅を広くした据え込み部２７ａを設けることで、金型強度が増し、ばね２２との干渉が防止される。
【００２０】
さらに、くさび空間２０の幅の狭い方向へのころ１７の移動は、ころ１７の前方に位置するばね２２の背面２２ｄによって規制される。従って、本実施形態では、ころ１７を押圧する方向ところ１７を抑える方向とが一致し、ばね２２の押圧する方向によってころ１７の可動範囲が異なる。
【００２１】
図６（ａ）に示すように、各くさび空間２０のくさび角αは、カム面１８及び円筒面１９のころ１７との接触点ａ，ｂにおける接線Ｔ１，Ｔ２により構成される。ここで、本実施形態では、最もころ１７の可動範囲が大きくなるように、ばね２２の押圧方向Ｐがくさび角αの二等分線であるくさび中心方向Ｘと略平行（−５°〜＋５°で交差する範囲）に設定される。具体的に、このばね２２の押圧方向Ｐは、ばね２２を支持する橋部２４の上面及び凹部２７の当接面によって与えられる。なお、厳密には、ばね２２の押圧方向Ｐは、くさび中心方向Ｘに対して１°程度上に向いている方が好ましい。
【００２２】
一方、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す本実施形態の参考例のように、ばね２２の押圧方向Ｐがくさび中心方向Ｘに対して５°を越えて上或いは下を向いている場合には、ころ１７の可動範囲は図６（ａ）のものに比べて小さくなる。
【００２３】
このように構成された保持器２１に設置されるばね２２は、その軸方向幅がころ１７の幅より広く設定され、図７に示すような両端柱部１０６を設けずに保持されるので、ころ１７は、中央柱部２６の前面２６ａから隣接するばね２２の背面２２ｄ位置まで円周方向に移動することができ、従来のストロークｌから図５に示されたストロークＬまで可動範囲を広げることができる。これにより、クラッチ係合時に、ころ１７が保持器２１に干渉し難くなるため、ころセット位置ばらつき許容値が大きくなり、製造による内外輪１５，１６のばらつき許容値を大きくすることができ、コストダウンを図ることができる。
あるいは、従来と同一のころ１７のストロークを確保しつつ、ころ１７の数を増やすことができ、同一寸法でトルク容量を大きくすることができる。
また、ばね２２の押圧方向Ｐがくさび中心方向Ｘと略平行に設定されることでも、ころ１７の可動範囲を大きくとることができ、さらに上記効果を奏することができる。
【００２４】
加えて、ばね２２は、その軸方向幅がころ１７の幅より広く設定されるので、十分な弾性力を保持しながら、図７に示された従来のばね作用点間距離ｗから図５に示す作用点間距離Ｗに広げることができ、ころ１７のスキュー発生を防止することができる。
【００２５】
従って、本実施形態の一方向クラッチ１３によれば、ばね２２の軸方向幅がころ１７の幅より広い構成としたので、ばね２２の両端を支持する両端柱部が不要となり、ころ１７のストロークを十分に確保することができる。
また、本実施形態の一方向クラッチ１３によれば、上記構成により、サイズを大型化せずに、十分なストロークを確保しつつ、必要なころ数を組み込むことができる。
【００２６】
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、保持器２１の橋部２４の上面と凹部２７の当接面によってばね２２の押圧方向Ｐを設定しているが、くさび中心方向Ｘを構成するカム面１８によって、ばね２２の押圧方向Ｐとくさび中心方向Ｘとが略平行になるように調整されてもよい。
【００２７】
本実施形態では、オルタネータの回転軸と従動プーリ間に装着される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を用いて本発明の一方向クラッチを説明したが、本発明はスタータのプーリと回転軸間に装着されるスタータ用等の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に適用されるものであってもよく、この場合には、内輪の外周面を円筒面とし、外輪の内周面にカム面を形成し、内輪が外輪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、内輪と外輪との間で回転力の伝達が自在となる。
【００２８】
また、本実施形態では、一方向クラッチの内輪を内側部材、外輪を外側部材としたが、内輪が一体に形成されたスリーブを内側部材、或いは外輪が一体に形成されたプーリを外側部材としても良い。
本発明において、一方向クラッチの軸方向両側に配置されたサポート軸受は、深溝玉軸受以外の形式の転がり軸受であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態における一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図２】図１における一方向クラッチの横断面図である。
【図３】一方向クラッチの保持器の斜視図である。
【図４】一方向クラッチの保持器の要部斜視図である。
【図５】一方向クラッチの保持器、ばね及びころの位置関係を示す要部正面図である。
【図６】（ａ）は、ばね２２の押圧方向を示すための本実施形態の一方向クラッチの概略図であり、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、本実施形態の参考例の一方向クラッチの概略図である。
【図７】従来の一方向クラッチの保持器の要部斜視図である。
【図８】従来の一方向クラッチの保持器、ばね及びころの位置関係を示す要部正面図である。
【図９】従来の一方向クラッチの横断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０            一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
１１            スリーブ  
１２            プーリ
１２ａ          ベルト溝
１３            一方向クラッチ
１４            サポート軸受
１５            内輪
１６            外輪
１７            ころ
１８            凹部
１９            円筒面
２０            くさび空間
２１            保持器
２２            ばね
２３            円環部
２４            橋部
２７            掘り込み部（凹部）
【図１】
2006220296.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006220296.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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