(57)【要約】【課題】従来のばねの抜け止め構造に追加的に設けることが可能で、ばねの組込み性が悪化することもなく、ばねの抜け止めの確実化を図ることができる一方向クラッチ用保持器および一方向クラッチを提供する。【解決手段】環状体の周面にスプラグ２４とこのスプラグ２４を周方向の一方向側に向けて押圧するコイルばね２６とを収容する複数のポケット２７が設けられており、各ポケット２７にスプラグ２４とコイルばね２６とを収容した状態で、回転軸に取付けられるプーリハブ２２とその外側に設けられた外輪２１との間に組込まれる一方向クラッチ用保持器において、前記保持器２５は、その外周に突起部３０ａが形成されており、前記突起部３０ａは、前記ポケット２７に組み込まれたコイルばね２６の外方上に被さるように塑性変形させられるようにした。【選択図】図３
2006177523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状体の周面に係合子とこの係合子を周方向の一方向側に向けて押圧するばねとを収容する複数のポケットが設けられており、各ポケットに係合子とばねとを収容した状態で、回転軸に取付けられる内方部材とその外側に設けられた外方部材との間に組込まれる一方向クラッチ用保持器において、前記保持器はその外周に突起部が形成されており、前記突起部は、前記ポケットに組み込まれたばねの外方上に被さるように塑性変形させられることを特徴とする一方向クラッチ用保持器。
【請求項２】
前記一方向クラッチ用保持器が、前記突起部を加熱状態で加圧することにより塑性変形させられる樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ用保持器。
【請求項３】
前記突起部が、保持器外周の軸方向両端よりも低くなるように塑性変形させられることを特徴とする請求項１または２に記載の一方向クラッチ用保持器。
【請求項４】
前記ポケットが、前記ばねとしてコイルばねを収容するように設けられており、前記突起部が、塑性変形された状態で、そのコイルばねの座巻き部の外方上に被さるように設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の一方向クラッチ用保持器。
【請求項５】
回転軸に取付けられる内方部材と、その外側に設けられた外方部材とを有し、前記内方部材と外方部材とが周方向一方向に相対回転する動きによって内方部材の外面と外方部材の内面に係合する係合位置に変位し、他方向側に相対回転する動きによって解除位置に変位する係合子と、この係合子を周方向の一方向側に向けて押圧するばねとが、請求項１から４のいずれかに記載の一方向クラッチ用保持器の各ポケットに収容されており、この一方向クラッチ用保持器が、前記突起部を塑性変形された状態で前記内方部材と外方部材間に組込まれている一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に、エンジン補機の回転軸などに取付けるプーリ内に組み込むのに好適で、保持器のポケットに係合子を押圧するばねの抜け止め構造を有する一方向クラッチ用保持器および一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によりオルタネータ等のエンジン補機の回転軸に伝達して、エンジン補機を駆動するようにしている。
【０００３】
上記のようなエンジン補機の駆動装置においては、エンジンが急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも同様に急減速しようとする。しかし、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、その回転軸上に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとし、クランクシャフト上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリ間に大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増加して破損し易くなる。
【０００４】
また、クランクシャフトは１回転中において角速度が変動しており、その角速度変動に起因してエンジン補機の回転軸上におけるプーリとベルトの間で滑りが生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。そのような不都合を解消するため、従来から、ベルトが掛けられるプーリの内部には、一方向クラッチが組み込まれている。
【０００５】
このような一方向クラッチは、図５に示すように、クランクシャフトに取付けられる内方部材４１と、その外側においてプーリ４２の内周面に圧入嵌合された外方部材４３とを有し、内方部材４１と外方部材４３の間に保持器４４を組み込み、この保持器４４に周方向に複数形成されたポケット４５に、内方部材４１と外方部材４３とが周方向の一方向に相対回転する動きによって内方部材４１の外面と外方部材４３の内面に係合する係合位置に変位し、他方向に相対回転する動きによって解除位置に変位する係合子４６と、この係合子４６を係合位置側に向けて押圧するコイルばね４７とを収容したものが用いられている（特許文献１）。
【０００６】
ここで、内方・外方とは、保持器４４の半径方向における内・外方向を示し、周方向・軸方向は保持器４４の周方向・軸方向を示す（以下、特に言及しない限り同様とする）。
【０００７】
特許文献１に記載のような一方向クラッチの保持器４４は、通常、樹脂成型により一体成型されている。図６、図７（ａ）、（ｂ）にポケット４５付近を示すように、コイルばね４７には、２つのコイルばねを１本の線部材で連結して一体としたものが採用されている。ポケット４５には、コイルばね４７を装着するための凹部４８、４８が軸方向に並設されている。凹部間の隔壁部４９の外周には、軸方向の溝５０が形成されている。隔壁部４９の凹部側の内壁面は、周方向においてコイルばね４７の座巻き部の収まる部分が軸方向に膨出されている。この膨出部４９ａの外周近傍部分は、さらに軸方向に膨出されている。
【０００８】
コイルばね４７は、内方に向けてポケット４５に押入される際、座巻き部の外径が縮径して膨出部４９ａの外周近傍部分を乗り越え、着座する。また、コイルばね４７の線部材部分は、溝に嵌まり、コイルばね４７は周方向に対して抜け止めされる。また、コイルばね４７は、座巻き部と膨出部４９ａとの間に締め代をもっており、膨出部４９ａを軸方向に締め付けるようになっている。この状態で、コイルばね４７は、膨出部４９ａにより外方に対して抜け止めされる。このとき、凹部４８の内壁面と、コイルばね４７の有効巻き部との間には、軸方向に隙間が空き、有効巻き部の動きを阻害することがないようになっている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２９５８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年、エンジンの高速回転化が進んだことに伴い、エンジンが急減速した場合の一方向クラッチの空転回転数が大きくなっている。このように外方部材、内方部材ともに高速回転する状況下では、コイルばね４７に大きな遠心力が加わる。このため、コイルばね４７は、遠心力によりその座巻き部が膨出部４９ａから外れ、ポケット４５から外方に抜け出す可能性がある。
【００１１】
コイルばね４７が、ポケット４５から抜け出すと、外方部材４３の内面と接触するようになる。このため、一方向クラッチが空転すると、外方部材４３は、コイルばね４７と接触した状態で、これと相対的に回転することになる。したがって、コイルばね４７や外方部材４３の内面に摩耗が発生し、また、摩擦力によりコイルばね４７が変形するため、コイルばね４７が規定のばね荷重で係合子４６を押圧することができなくなり、一方向クラッチの係合動作が悪くなったり、耐久性が低下したりする。
【００１２】
ここで、このような事態を防ぐ手段として、第１には、膨出部４９ａの外周近傍部分をさらに膨出させることが考えられる。しかしながら、この部分は、成型時に金型を外方に無理抜きすることになるため、保持器４４の成型が困難になり、その部分の形状が崩れる恐れもある。
【００１３】
第２には、膨出部４９ａとコイルばね４７の座巻き部との間に締め代をさらに大きく設けることが考えられる。しかしながら、締め代を大きくする程、座巻き部を凹部４８へ押入することが困難になり、コイルばね４７の組み込み時や組み込み後に、コイルばね４７が変形する恐れがある。
【００１４】
そこで、この発明の課題は、従来のばねの抜け止め構造に追加的に設けることが可能で、ばねの組込み性が悪化することもなく、ばねの抜け止めの確実化を図ることができる一方向クラッチ用保持器および一方向クラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、この発明は、環状体の周面に係合子とこの係合子を周方向の一方向側に向けて押圧するばねとを収容する複数のポケットが設けられており、各ポケットに係合子とばねとを収容した状態で、回転軸に取付けられる内方部材とその外側に設けられた外方部材との間に組込まれる一方向クラッチ用保持器において、前記保持器はその外周に突起部が形成されており、前記突起部は、前記ポケットに前記係合子を組み込んだ状態で前記ばねの外方上に被さるように塑性変形させられる構成を採用した。
【００１６】
この発明の構成によれば、突起部を塑性変形させると、前記ばねの外方上に被さるので、ばねが遠心力により外方に抜け出ようとしても、塑性変形部分と接触して規制される。これにより、ばねの抜け止めの確実化が図られる。
【００１７】
また、突起部は、保持器外周に形成されているので、例えば、コイルばねと保持器の間に締め代をもたせたり、コイルばねの座巻き部を凹部の膨出部で規制したりする従来の抜け止め構造に対して、何ら障害となることなく追加的に設けることができる。
【００１８】
また、突起部は、ポケットにばねを組み込んだ状態で塑性変形させられるので、ばねの組込みの邪魔にならないように設けることができ、さらにポケットの内壁面も従来と同じように形成することができる。このため、ばねの組込み性が悪化することもない。
【００１９】
なお、突起部は、複数箇所に形成することができる。また、係合子は、スプラグおよびローラのいずれのタイプでもよい。また、ばねは、コイルばねに限定されず、板ばねなどにも適用することができる。
【００２０】
この発明の構成においては、前記一方向クラッチ用保持器が、前記突起部を加熱状態で加圧することにより塑性変形させられる樹脂からなる構成が好ましい。この構成によれば、突起部を一体成型することができるので、加工コストの増大を招くことがない。また、この構成によれば、ばねをポケットに組み込んだ状態で突起部を加熱プレスするだけなので、容易に塑性変形させることができる。
【００２１】
ここで、一方向クラッチ用保持器の外周全面が同一面となるように構成されている場合、外周に突起部を形成すると、突起部は、塑性変形されても一方向クラッチ用保持器の外周に膨出した状態になる。したがって、突起部と外方部材との接触を確実に避けるため、一方向クラッチ用保持器と外方部材との半径方向隙間を広げる必要がある。このような場合、従来の外方部材と内方部材間の寸法を変更し、これに合わせて係合子の寸法を変更しなければならず、一方向クラッチの製造コストが増大する。
【００２２】
そこで、この発明の構成においては、前記突起部が、保持器外周の軸方向両端よりも低くなるように塑性変形させられる構成が好ましい。この構成によれば、突起部は、塑性変形されると、外周の軸方向両端よりも低い状態になるので、従来の一方向クラッチ用保持器と比して、その外周の最大径は変化しない。これにより、従来の外方部材と内方部材と係合子をそのまま流用して一方向クラッチを製造することができる。
【００２３】
また、この発明の構成においては、前記ばねが、コイルばねからなる場合、前記ポケットにコイルばねを組込んだ状態でそのコイルばねの外方上に被さるように前記突起部が塑性変形させられるので、コイルばねの有効巻き部が遠心力により外方に反った状態となった場合、突起部がコイルばねの伸縮を阻害する恐れがある。
【００２４】
そこで、この発明の構成においては、前記ポケットが、前記ばねとしてコイルばねを収容するように設けられており、前記突起部が、塑性変形された状態で、そのコイルばねの座巻き部の外方上に被さるように設けられている構成が好ましい。この構成によれば、コイルばねの座巻き部において上記の規制がなされるので、コイルばねの伸縮に悪影響を与えることがない。
【００２５】
したがって、回転軸に取付けられる内方部材と、その外側に設けられた外方部材とを有し、前記内方部材と外方部材とが一方向に相対回転する動きによって内方部材の外面と外方部材の内面に係合する係合位置に変位し、他方向に相対回転する動きによって解除位置に変位する係合子と、この係合子を一方向側に向けて押圧するばねとが、この発明に係る一方向クラッチ用保持器の各ポケットに収容されており、この一方向クラッチ用保持器が、前記突起部を塑性変形された状態で前記内方部材と外方部材間に組込まれている一方向クラッチは、高速回転する条件下で使用された場合でも、ばねがポケットから抜け出ることを十分に防止することができるものとなる。
【発明の効果】
【００２６】
上述のように、この発明によれば、従来のばねの抜け止め構造に追加的に設けることが可能で、ばねの組込み性が悪化することもなく、ばねの抜け止めの確実化を図ることができる一方向クラッチ用保持器および一方向クラッチを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、クランクシャフトの回転をエンジン補機の回転軸に伝達するベルト伝動装置を示す。このベルト伝動装置は、自動車が搭載する４気筒の４サイクルエンジン１の一端側に設けられており、エンジン１の爆発行程に起因する角速度の微小変動を伴って回転するクランクシャフト２に駆動プーリ３を取付け、その駆動プーリ３とオルタネータ４を含む複数のエンジン補機の回転軸のそれぞれに取付けられた複数の従動プーリ間に伝動ベルトとしてのＶリブドベルト５をかけ渡した、所謂サーペンタインレイアウトと称されるものである。
【００２８】
具体的には、上述の従動プーリとして、前記駆動プーリ３からＶリブドベルト５の矢印で示す走行方向の順に、オートテンショナのテンションプーリ６、オルタネータ４の発電用プーリ７、パワーステアリング装置の油圧ポンプ用プーリ８、アイドラプーリ９、エアコンディショナの圧縮機用プーリ１０およびエンジン冷却ファン用プーリ１１が配置されている。
【００２９】
発電用プーリ７には、図２に示すように、プーリ内周面に圧入嵌合された外方部材としての外輪２１と、オルタネータ４の回転軸４ａに取付けられる内方部材としてのプーリハブ２２とを有する一方向クラッチが組込まれている。
【００３０】
外輪２１の軸方向両側には、外輪２１とプーリハブ２２とを一方向クラッチの半径方向に支持する一対の軸受２３、２３がプーリ内周面とプーリハブ２２の外周面との間に圧入嵌合されている。外輪２１の内周面とプーリハブ２２の外周面との間には、係合子としてのスプラグ２４を収容する保持器２５が組込まれている。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｃ）は、保持器２５にスプラグ２４を収容した状態を示し、図４は、収容前の状態を示す。保持器２５は、環状体に設けられており、その周面に、スプラグ２４と、スプラグ２４を周方向の一方向側（図３（ｃ）中において右矢印方向、以下、同様とする）に向けて押圧するコイルばね２６とを収容する複数のポケット２７を有する。
【００３２】
スプラグ２４は、周方向の一方向側の面が半径方向において中程で他方向側に向けて凹入する湾曲面とされ、内外方向側の両面が軸方向に断面円弧状を呈するカム面とされ、両カム面を連続させる周方向の他方向側（図３（ｃ）中において左矢印方向、以下、同様とする）の面が略垂壁面とされている。
【００３３】
コイルばね２６には、２つのコイルばねを１本の線部材で連結して一体としたものが採用されている。
【００３４】
ポケット２７は、スプラグ２４の収容部２７ａと、この収容部２７ａと保持器外周とに開放し、かつ軸方向に並ぶ２箇所の凹部２７ｂ、２７ｂを有する。両凹部間の隔壁部２８には、軸方向の溝２９が形成されている。隔壁部２８の凹部側の内壁面は、周方向においてコイルばね２６の座巻き部２６ａ、２６ａが収まる部分が軸方向に膨出されている。この膨出部２８ａ、２８ａの外周近傍部分は、さらに軸方向に膨出されている。
【００３５】
コイルばね２６は、内方に向けてポケット２７に押入される。この際、座巻き部外径は、縮径して膨出部２８ａ、２８ａの外周近傍部分を乗り越え、着座する。また、コイルばね２６は、座巻き部２６ａ、２６ａと膨出部２８ａ、２８ａとの間に締め代をもっており、膨出部２８ａ、２８ａを座巻き部２６ａ、２６ａにおいて軸方向に挟むようになっている（図３（ｂ）の矢示参照）。この状態で、凹部２７ｂ、２７ｂの内壁面と、コイルばね２６の有効巻き部２６ｂ、２６ｂとの間には、軸方向隙間が生じている。これにより、一方向クラッチの回転時に、有効巻き部２６ｂ、２６ｂと凹部２７ｂ、２７ｂの軸方向側の内壁面とが干渉しないようになっている。
【００３６】
保持器２５の外周は、その軸方向の両端２５ａ、２５ａ間がこれら両端２５ａ、２５ａよりも低くなるように内方に凹入する凹入面２５ｂとなっている。この凹入面２５ｂの隔壁部２８の部分には、３箇所に円柱状の突起部３０ａ、３０ａ、３０ｂが設けられている。
【００３７】
突起部３０ａ、３０ａは、隔壁部２８の膨出部２８ａ、２８ａの外方上に位置するところに形成されている。ここで、突起部３０ａ、３０ａは、保持器２５と一体に樹脂成型されており、ポケット２７にコイルばね２６を組込んだ後、加熱状態で内方に向けて加圧することによって平円盤状に塑性変形させられる。この樹脂としては、従来の保持器と同様にナイロン等を用いることができる。
【００３８】
この塑性変形状態で、突起部３０ａ、３０ａの外縁は、膨出部２８ａ、２８ａよりも軸方向に突出し、コイルばね２６の座巻き部２６ａ、２６ａの外方上に被さっている。なお、突起部３０ａ、３０ａの突出部分は、座巻き部２６ａ、２６ａが膨出部２８ａ、２８ａに収まった状態で接触しないように塑性変形される。このため、座巻き部２６ａ、２６ａは、外方に抜け出ようとする際に突起部３０ａ、３０ａの突出部分と接触し、それ以上抜け出ることがないように規制される。
【００３９】
また、突起部３０ｂは、隔壁部２８に形成された溝２９の溝縁近傍に形成されており、保持器２５の軸方向幅の中心線上に位置している。突起部３０ｂは、塑性変形されると、コイルばね２６の線部材部分２６ｃに非接触状態でその外方上を覆うように被さる。これにより、線部材部分２６ｃが遠心力により外方に抜け出すことも防止されている。なお、突起部３０ｂは、突起部３０ａ、３０ａと同様に塑性変形される。
【００４０】
勿論、突起部３０ａ、３０ａ、３０ｂは、円柱状に限られない。また、同様の突起部を追加的に設けることもできる。例えば、突起部は、凹部２７ｂ、２７ｂを挟んで突起部３０ａ、３０ａと軸方向に対するように追加することができる。また、保持器を金属製とする場合には、突起部をリベットのごとく加圧により塑性変形できるように形成すればよい。
【００４１】
保持器２５は、突起部３０ａ、３０ａ、３０ｂをその外周両端２５ａ、２５ａよりも低くなるように塑性変形された状態でプーリハブ２２と外輪２１の間に組込まれている。この状態で、スプラグ２４は、プーリハブ２２と外輪２１とが一方向（図３（ｃ）中において右矢印方向）に相対回転する動きによってプーリハブ２２の外周面と外輪２１の内周面に係合する係合位置に変位し、他方向に相対回転する動きによって解除位置に変位するようになっている。
【００４２】
すなわち、オルタネータ４の回転軸４ａに取付けてクランクシャフト２を回転させると、発電用プーリ７と共に外輪２１が、プーリハブ２２に対して一方向に相対回転する。ここで、クランクシャフト２の角速度増加時、スプラグ２４は、発電用プーリ７と共に回転する外輪２１との接触により起き上がって一方向側に変位し、プーリハブ２２の外周面と外輪２１の内周面に係合する。このため、発電用プーリ７の回転はプーリハブ２２に伝達され、オルタネータ４の回転軸４ａが回転する。
【００４３】
また、クランクシャフト２の角速度が低下し、発電用プーリ７の回転速度がオルタネータ４の回転軸４ａの回転速度より低下すると、外輪２１はプーリハブ２２に対して他方向に相対回転し、スプラグ２４は、プーリハブ２２との接触により他方向側に倒れ、係合を解除した状態となる。このため、発電用プーリ７はプーリハブ２２に対してフリー回転する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係る一方向クラッチを発電用プーリに用いた補機駆動装置の模式図。
【図２】図１の一方向クラッチの縦断正面図。
【図３】（ａ）は図１の保持器にコイルばねを収容した状態のポケット付近を示す部分拡大正面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ−Ｂ線の断面図、（ｃ）は（ａ）図のＣ−Ｃ線の断面図。
【図４】（ａ）は図１の保持器にコイルばねを収容する前の状態のポケット付近を示す部分拡大正面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ−Ｂ線の断面図。
【図５】従来例の縦断側面図。
【図６】従来例の保持器にコイルばねを収容した状態のポケット付近を示す部分拡大斜視図。
【図７】（ａ）従来例の保持器にコイルばねを収容した状態のポケット付近を示す部分拡大正面図、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図。
【符号の説明】
【００４５】
７  発電用プーリ
２１  外輪
２２  プーリハブ
２４  スプラグ
２５  保持器
２５ａ  端
２５ｂ  凹入面
２６  コイルばね
２６ａ  座巻き部
２６ｂ  有効巻き部
２７  ポケット
２７ａ  収容部
２７ｂ  凹部
２８  隔壁部
２８ａ  膨出部
３０ａ、３０ｂ  突起部
【図１】
2006177523.tif 000003
【図２】
2006177523.tif 000004
【図３】
2006177523.tif 000005
【図４】
2006177523.tif 000006
【図５】
2006177523.tif 000007
【図６】
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【図７】
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