(57)【要約】【課題】空転時にローラを任意に非接触状態に保持することができるようにした一方向クラッチを提供することである。【解決手段】内輪１の外周に円筒面５を形成し、外輪２の内周にカム面６を設け、そのカム面６と円筒面５間に組込まれたローラ４を保持器３により保持する。電磁コイル１４ａに対する通電によって保持器３に一方向の回転力を負荷する回転力付与手段１０と、保持器３に他方向の回転力を負荷する弾性部材２０とを設け、回転力付与手段１０の電磁コイル１４ａに対する通電と遮断とによってローラ４の係合および係合解除を制御し、係合解除時に、弾性部材２０によって回動される保持器３のポケット７に形成されたテーパ面８でローラ４を半径方向外方に移動させて、ローラ４を内輪１の円筒面５に対して非接触状態に保持する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪間に組込まれた保持器にポケットを形成し、そのポケット内に組込まれた係合子を外輪と内輪の対向面に係合させて外輪と内輪の相互間で一方向の回転トルクを伝達するようにした一方向クラッチにおいて、前記外輪および内輪の一方と保持器の相互間に、通電によって保持器に一方向の回転力を負荷する電磁式の回転力付与手段と、保持器に逆方向の回転力を負荷する弾性部材とを設け、前記ポケットの保持器周方向で対向する一対の側面のうち、係合子を係合解除方向に向けて押圧する側の側面に係合子を半径方向に向けて押圧するテーパ面を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記係合子がローラから成る請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記係合子がスプラグから成る請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記回転力付与手段が、保持器の端部周方向に等間隔に形成された複数の磁性体から成る磁極歯と、外輪および内輪の一方に前記磁極歯のそれぞれに対して周方向に位相をずらして形成された複数の磁性体から成る磁極歯と、電磁コイルを有し、その電磁コイルに対する通電によって周方向に位置がずれる磁極歯間に磁気吸引力を付与する電磁石とから成る請求項１乃至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】
この発明は、主として、エンジンを始動するスタータモータや補助駆動輪を駆動するアシストモータの動力伝達部に使用される一方向クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スタータモータによってエンジンを始動する始動装置においては、スタータモータの回転軸上に一方向クラッチを組込み、その一方向クラッチを介して上記回転軸の回転をエンジンのクランクシャフトに伝達し、エンジンの始動後におけるスタータモータを停止時に、エンジンのクランクシャフトからスタータモータの回転軸への回転伝達を一方向クラッチによって遮断するようにしている。
【０００３】
また、ハイブリッド車においては、アシストモータの回転軸上に一方向クラッチを組込み、上記アシストモータの駆動時に、その回転軸の回転を一方向クラッチを介して補助駆動輪に伝え、上記アシストモータの停止時に、補助駆動輪からアシストモータの回転軸への回転伝達を一方向クラッチによって遮断するようにしている。
【０００４】
エンジンの始動装置や補助駆動輪の動力伝達装置に使用される一方向クラッチとして、モータの回転軸に取付けられる内輪の外周に円筒面を形成し、上記内輪の外側に設けられた外輪の内周には上記円筒面との間でくさび空間を形成する複数のカム面を周方向に等間隔に設け、上記内輪と外輪との間に組込まれた保持器には上記カム面と対向する位置にポケットを形成し、各ポケット内にローラから成る係合子と、その係合子をくさび形空間の狭小部に向けて押圧する弾性部材とを組込んだものが従来から知られている。
【０００５】
ところで、上記のような一方向クラッチにおいては、外輪のみが回転する空転時に、係合子は弾性部材の押圧によって内輪の円筒面に接触する状態に保持されて上記円筒面上を接触回転するため、係合子に引きずりトルクが発生する。この引きずりトルクはエンジンの負荷となるエネルギのロスが大きいという問題がある。
【０００６】
また、係合子が円筒面に対して接触回転するため、その接触部で摩耗が生じ易く、発熱や焼付きが生じて、空転速度を大きくすることができないという問題もある。
【０００７】
そのような問題点を解決するため、特許文献１および特許文献２においては、空転時に、係合子に作用する遠心力によって、その係合子を内輪の円筒面に対して非接触に保つようにした一方向クラッチを提案している。
【特許文献１】特開２００３−１１３８６７号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１および特許文献２に記載された一方向クラッチにおいては、外輪が高速度で回転する空転時に係合子を内輪に対して非接触に保つ受動的な作動であるため、係合子を任意に非接触状態とすることができない。
【０００９】
また、外輪の低速回転状態においては、係合子に作用する遠心力も小さいため、係合子は内輪に対して接触回転することになり、係合子に作用する引きずりトルクによってエネルギが無駄に消費されるという不都合がある。
【００１０】
この発明の課題は、空転時に係合子を任意に非接触状態に保持することができるようにして、エネルギの無駄な消費を抑制すると共に、係合子の摩耗を抑制することができるようにした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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明においては、内輪と外輪間に組込まれた保持器にポケットを形成し、そのポケット内に組込まれた係合子を外輪と内輪の対向面に係合させて外輪と内輪の相互間で一方向の回転トルクを伝達するようにした一方向クラッチにおいて、前記外輪および内輪の一方と保持器の相互間に、通電によって保持器に一方向の回転力を負荷する電磁式の回転力付与手段と、保持器に逆方向の回転力を負荷する弾性部材とを設け、前記ポケットの保持器周方向で対向する一対の側面のうち、係合子を係合解除方向に向けて押圧する側の側面に係合子を半径方向に向けて押圧するテーパ面を設けた構成を採用したのである。
【００１２】
ここで、係合子は、ローラであってもよく、あるいはスプラグであってもよい。
【００１３】
ローラを係合子とする場合は、内輪の外周と外輪の内周の一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込むようにする。
【００１４】
一方、スプラグを係合子とする場合は、内輪の外周と外輪の内周それぞれに円筒面を形成し、その円筒面間に径の異なる２つの保持器を組込み、各保持器に半径方向で対向するポケットを設け、一方の保持器のポケット内にスプラグの一端部を挿入し、他方の保持器のポケット内にスプラグの他端部を挿入する。また、２つの保持器の一方を外輪または内輪に固定し、他方の保持器に回転力付与手段と弾性部材とによって回転力が負荷されるようにする。また、２つの保持器間に回転力付与手段と弾性部材を設ける構造としてもよい。
【００１５】
この発明に係る一方向クラッチにおいて、回転力付与手段として、保持器の端部周方向に等間隔に形成された複数の磁性体から成る磁極歯と、外輪および内輪の一方に前記磁極歯のそれぞれに対して周方向に位相をずらして形成された複数の磁性体から成る磁極歯と、電磁コイルを有し、その電磁コイルに対する通電によって周方向に位置がずれる磁極歯間に磁気吸引力を付与する電磁石とから成るものを採用することができる。
【００１６】
上記回転力付与手段によって保持器に回転力を負荷する方向は、係合子が係合する方向であってもよく、あるいは係合解除される方向であってもよい。
【００１７】
また、回転力付与手段によって保持器に負荷される回転力の大きさは、弾性部材によって保持器に負荷される回転力よりも大きくしておくようにする。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように、回転力付与手段によって保持器に一方向への回転力を負荷し、弾性部材によって保持器に他方向への回転力を負荷するようにしたので、回転力付与手段に対する通電と遮断とによって係合子の係合および係合解除を制御することができる。また、係合解除状態ではポケットの一方の側面に形成されたテーパ面が係合子を半径方向に向けて押圧するため、係合子を停止状態とされる内輪または外輪に対して非接触状態に保持することができる。このため、一方向クラッチの空転状態で係合子に引きずりトルクが発生するのを防止することができ、エネルギの無駄な消費を抑制することができると共に、係合子の摩耗も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１はローラタイプの一方向クラッチを示す。この一方向クラッチは、内輪１と、外輪２と、その両輪１、２間に組込まれた保持器３およびその保持器３に保持された係合子としてのローラ４とを有している。
【００２０】
図２に示すように、内輪１の外周には円筒面５が形成され、外輪２には上記円筒面５との間でくさび形空間を形成する複数のカム面６が周方向に等間隔に形成されている。
【００２１】
保持器３には外輪２の各カム面６に対向してポケット７が形成され、各ポケット７内に前記ローラ４が組込まれている。
【００２２】
図１および図２に示すように、外輪２と保持器３の相互間には、保持器３に一方向の回転力を負荷する回転力付与手段１０と、保持器３に他方向の回転力を負荷する弾性部材２０とが設けられている。
【００２３】
図１および図３に示すように、回転力付与手段１０は、磁性体から成る外輪２の一端部に円筒部１１を形成し、その円筒部１１の内周に複数の磁極歯１２を周方向に等間隔に設け、磁性体から成る保持器３の一端部外周には上記複数の磁極歯１２のそれぞれに対応する複数の磁極歯１３を周方向に等間隔に設けると共に、外輪側磁極歯１２に対して周方向に位相をずらし、その保持器側磁極歯１３と外輪側磁極歯１２に対して電磁石１４を軸方向で対向し、その電磁石１４の電磁コイル１４ａに対する通電により、外輪側磁極歯１２と保持器側磁極歯１３間に図３に矢印イで示す磁気吸引力を付与して保持器３にローラ４が円筒面５およびカム面６に対して係合する方向（図４の矢印ロで示す方向）の回転力を負荷するようにしている。
【００２４】
ここで、回転力付与手段１０から保持器３に負荷される回転力は、弾性部材２０から保持器３に負荷される回転力より大きくなっている。
【００２５】
図４に示すように、保持器３に形成されたポケット７の保持器周方向で対向する一対の側面のうち、ローラ４を係合解除方向に向けて押圧する一方の側面にはテーパ面８が形成されている。このテーパ面８は、保持器３が弾性部材２０によって回転される際にローラ４を半径方向外方に向けて押圧するようになっている。
【００２６】
実施の形態で示す一方向クラッチは上記の構造から成り、その一方向クラッチを、例えばエンジン始動装置に採用する場合は、スタータモータの回転軸に内輪１を取付けると共に、外輪２とエンジンのクランクシャフト間にベルト伝動装置等の伝動装置を設けるようにする。
【００２７】
上記のような一方向クラッチの使用状態において、図１に示す電磁石１４の電磁コイル１４ａに通電すると、外輪２に設けられた磁極歯１２と保持器３に設けられた磁極歯１３間に図３の矢印イで示す磁気吸引力が付与されるため、外輪２に対して保持器３が回転し、図４に示すように、ローラ４が円筒面５およびカム面６に係合する。
【００２８】
このため、モータによって回転される内輪１の回転はローラ４を介して外輪２に伝達され、その外輪２の回転は伝動装置を介してクランクシャフトに伝達され、エンジンが始動される。
【００２９】
エンジンの始動後、スタータモータを停止すると、弾性部材２０から保持器３に負荷される回転力により、上記保持器３が図４の矢印ハで示す方向に回転し、その回転によってローラ４が円筒面５およびカム面６に対して係合解除される。このとき、ポケット７の一方の側面に形成されたテーパ面８がローラ４を押圧するため、ローラ４は半径方向外方に移動し、図６に示すように、内輪１の円筒面５に対して非接触の状態に保持される。
【００３０】
また、保持器３に設けられた磁極歯１３は図５に示すように、外輪側磁極歯１２に対して周方向に位相がずれる状態とされる。
【００３１】
図６に示すようなローラ４の係合解除状態において、外輪２はエンジン側からの回転によって同図の矢印ニで示す方向に回転されると共に、保持器３およびローラ４も共に回転される。このとき、ローラ４はテーパ面８により内輪１の円筒面５に対して非接触状態に保持されているため、ローラ４に引きずりトルクが負荷されることがない。
【００３２】
このように、電磁石１４の電磁コイル１４ａに対する通電と遮断とによってローラ４の係合および係合解除を制御することができると共に、係合解除状態ではローラ４が内輪１の円筒面５に対して非接触状態に保持されて引きずりトルクが負荷されることもないため、エネルギが無駄に消費されるのを抑制することができる。
【００３３】
また、内輪１の円筒面５に対してローラ４は非接触状態で空転するため、ローラ４および円筒面５の摩耗も抑制することができる。
【００３４】
図１乃至図６に示す実施の形態では、図５に示すように、外輪２の磁極歯１２に対して保持器３の磁極歯１３を反時計方向に位相をずらし、電磁コイル１４ａに対する通電により保持器３に回転力を負荷してローラ４を係合させるようにしたが、図８に示すように、外輪２の磁極歯１２に対して保持器３の磁極歯１３を時計方向に位相をずらし、電磁コイル１４ａに対する通電によってローラ４を円筒面５およびカム面６に対して係合解除させるようにしてもよい。
【００３５】
この場合、図７に示すように、外輪２と保持器３の間にかけ渡した弾性部材２０によってローラ４が円筒面５とカム面６に接触する方向に保持器３を付勢する。また、図９に示すように、保持器３に形成されたポケット７の他側面にテーパ面８を設けるようにする。
【００３６】
図１乃至図９に示すいずれの実施形態も内輪１を入力、外輪２を出力とし、入力側の内輪１の外周に円筒面５を形成し、出力側の外輪２の内周にカム面６を設けたが、外輪２を入力側とし、内輪１を出力側として使用してもよい。また、外輪２の内周に円筒面を形成し、内輪１の外周にカム面を設けてもよい。
【００３７】
外輪２に円筒面を形成する場合、保持器３のポケット７の側面に設けられたテーパ面８によりローラ４を半径方向内方に移動させてローラ４を外輪の円筒面に対して非接触に保持する。
【００３８】
さらに、実施形態では、外輪２と保持器３の相互間に回転力付与手段１０と弾性部材２０とを設けたが、内輪１と保持器３の相互間に回転力付与手段１０と弾性部材２０とを設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、係合子としてローラ４から成るものを示したが、スプラグを係合子としてもよい。この場合、内輪の外周および外輪の内周に円筒面を形成し、その両円筒面間に径の異なる二つの保持器を組込み、各保持器によってスプラグの両端部を保持し、一方の保持器を内輪または外輪に固定し、他方の保持器に対して回転力付与手段と弾性部材とによって回転力を付与する。または、２つの保持器間に回転力付与手段と弾性部材を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明に係る一方向クラッチの実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１の左側面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図
【図５】一方向クラッチの係合解除状態を示す縦断側面図
【図６】ローラの係合解除状態を示す断面図
【図７】この発明に係る一方向クラッチの他の実施形態を示す側面図
【図８】図７に示す一方向クラッチの縦断側面図
【図９】図７に示す一方向クラッチの縦断側面図
【符号の説明】
【００４１】
１      内輪
２      外輪
４      ローラ
７      ポケット
８      テーパ面
１０    回転力付与手段
１２    磁極歯
１３    磁極歯
１４    電磁石
１４ａ  電磁コイル
２０    弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006046612.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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