(57)【要約】 【課題】  内輪の板厚を増大させることなく、高トルク容量の適用が可能なラチェット型ワンウェイクラッチを提供すること。【解決手段】  外輪３と、外輪３と同軸に且つ外輪３と相対回転可能に配置された内輪５と、外輪３の内周部に設けられた複数の爪部材２５と、内輪５の外周部に形成され、複数の爪部材２５と係合するノッチ１７と、を備えたラチェット型ワンウェイクラッチ１において、ノッチ１７が形成された内輪５には、軸方向に貫通する肉抜き孔３３が周方向等間隔に複数が形成され、周方向に隣り合う肉抜き孔３３間の柱部３９は、径方向に対して、内輪５が外輪３に対して相対的に空転する方向に傾斜している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
前記外輪の径方向内側に前記外輪と同軸に且つ前記外輪と相対回転可能に配置された内輪と、
前記外輪の内周部と前記内輪の外周部の何れか一方に設けられた複数の爪部材と、
前記外輪の内周部と前記内輪の外周部の何れか他方に形成され、前記複数の爪部材と係合するノッチと、を備えたラチェット型ワンウェイクラッチにおいて、
前記ノッチが形成された前記内輪または前記外輪には、軸方向に貫通する肉抜き孔が周方向等間隔に複数が形成され、
周方向に隣り合う前記肉抜き孔間の柱部は、径方向に対して、前記内輪が前記外輪に対して相対的に空転する方向に傾斜していることを特徴とするラチェット型ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記柱部は、周方向一方側の面と周方向他方側の面とが平行であることを特徴とする請求項１に記載のラチェット型ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記柱部は、前記複数の爪部材と前記ノッチとが係合し、前記外輪と前記内輪との間でトルクが伝達される際、前記内輪が前記外輪に対して相対的に空転する方向に更に傾く方向に撓むことを特徴とする請求項１または２に記載のラチェット型ワンウェイクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに用いられるラチェット型ワンウェイクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外輪の内周部に設けられたトルク伝達部材である複数の爪部材と、爪部材が係合するノッチが外周部に設けられた内輪とからなるラチェット機構を備えたラチェット型ワンウェイクラッチがある（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
図４は、このような従来のラチェット型ワンウェイクラッチの例を示す正面図であり、軸方向一方側から見た状態を示している。図５は図４のＢ−Ｂ断面図であり、図６は従来のラチェット型ワンウェイクラッチの内輪の外観図である。
ラチェット型ワンウェイクラッチ１０１は、外輪１０３に設けられた爪部材１２５が内輪１０５のノッチ１１７に係合することにより一方への回転がロックされ、外輪１０３と内輪１０５との間でトルク伝達ができるようになっている。ラチェット型ワンウェイクラッチ１０１は保持部材１１１に保持され、保持部材１１１を介して、例えばフライホイール１１２とエンジンの出力軸（図示省略）とに固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、このようなラチェット型ワンウェイクラッチ１０１への高トルク容量の適用の要求が強くなってきている。
ラチェット型ワンウェイクラッチ１０１は、爪部材１２５が内輪１０５のノッチ１１７の底部に係合し、外輪１０３と内輪１０５とが確実にロックすることにより、外輪１０３と内輪１０５との間でトルク伝達が可能となる。この時、爪部材１２５が接触している内輪１０５のノッチ１１７の底部には、トルク伝達に伴う荷重が加わり、この荷重による応力が集中する。このため、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０１の伝達トルクを高容量とすると、ノッチ１１７の底部を起点とした内輪１０５の破損が懸念される。
【０００６】
このような内輪の破損を防止するための対策として、一般的には内輪の板厚、すなわち内輪の軸方向寸法を増大させて内輪の強度を上げることが考えられる。しかし、内輪の板厚を厚くすることは、ラチェット型ワンウェイクラッチの軸方向寸法の増大を招き、ラチェット型ワンウェイクラッチの取り付けスペースが増大するとともに、周辺部の構造の変更が必要となってしまう。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、内輪の板厚を増大させることなく、高トルク容量の適用が可能なラチェット型ワンウェイクラッチを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るラチェット型ワンウェイクラッチは、
外輪と、
前記外輪の径方向内側に前記外輪と同軸に且つ前記外輪と相対回転可能に配置された内輪と、
前記外輪の内周部と前記内輪の外周部の何れか一方に設けられた複数の爪部材と、
前記外輪の内周部と前記内輪の外周部の何れか他方に形成され、前記複数の爪部材と係合するノッチと、を備えたラチェット型ワンウェイクラッチにおいて、
前記ノッチが形成された前記内輪または前記外輪には、軸方向に貫通する肉抜き孔が周方向等間隔に複数が形成され、
周方向に隣り合う前記肉抜き孔間の柱部は、径方向に対して、前記内輪が前記外輪に対して相対的に空転する方向に傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内輪の板厚を増大させることなく、高トルク容量の適用が可能なラチェット型ワンウェイクラッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構成を示す正面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの内輪の外観図である。
【図４】図４は従来のラチェット型ワンウェイクラッチの構成を示す正面図である。
【図５】図５は図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は従来のラチェット型ワンウェイクラッチの内輪の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチを、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチは、内輪の外周部にノッチが形成され、ノッチに係合可能に、外輪の内周部に爪部材が設けられたタイプのものである。
【００１２】
まず、本実施形態におけるラチェット型ワンウェイクラッチに係る方向について定義する。本実施形態において、「中心軸線」とはラチェット型ワンウェイクラッチの中心軸線のことをいい、軸方向、径方向、周方向とは、中心軸線に関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。また、軸方向について、図１、図３においては紙面手前側を軸方向一方側とし、紙面奥側を軸方向他方側とし、図２においては紙面右方側を軸方向一方側とし、紙面左方側を軸方向他方側とする。周方向について、図１、図３において、紙面に向かって右側に回転する方向を周方向一方側あるいは時計方向とし、紙面に向かって左側に回転する方向を周方向他方側あるいは反時計方向とする。
【００１３】
図１は実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１の構成を示す正面図であり、軸方向一方側から見た状態を示している。
図１はラチェット型ワンウェイクラッチ１および保持部材１１について、中心軸線Ｃを中心として略９０度の角度範囲を示し、他の部分の記載を省略している。図１においては、図２に示すプレート９、回転固定用のプレート１８、およびフライホイール１２の図示を省略している。
図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、本実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１および保持部材１１を中心軸線方向に切断した断面図である。図２の切断位置は爪部材２５が表れる位置としている。
図３は実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１の内輪５の外観図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、ラチェット型ワンウェイクラッチ１は、外輪３と、外輪３に対して径方向内方に離間し、外輪３と同軸に且つ外輪３と相対回転可能に配置された内輪５と、外輪３と内輪５との間でトルクの伝達をするラチェット機構７と、外輪３および内輪５の軸方向一方側に配置されたプレート９とを有している。外輪３の内周面と内輪５の外周面とは径方向に対向している。プレート９は外輪３に固定されており、ラチェット機構７および内輪５がプレート９側すなわち軸方向一方側に移動することを規制している。
【００１５】
ラチェット型ワンウェイクラッチ１は、分解を防ぐための保持部材１１に保持されている。外輪３には軸方向に貫通する貫通孔１３が周方向に亘って複数形成されている。保持部材１１およびプレート９には、外輪３の各貫通孔１３に対応する位置に図示しない貫通孔がそれぞれ形成されている。プレート９の貫通孔、外輪３の貫通孔１３、および保持部材１１の貫通孔を貫通して図示しないリベットが挿通され、該リベットを加締めることにより、プレート９が外輪３に固定されるとともに、プレート９および外輪３が保持部材１１に固定されている。このようにして、ラチェット型ワンウェイクラッチ１は保持部材１１に保持されている。ラチェット型ワンウェイクラッチ１は、保持部材１１を介して、例えばフライホイール１２とエンジンの出力軸（図示省略）とに固定されている。
【００１６】
内輪５の外周部には、周方向に亘って多数のノッチ１７が等間隔に形成されている。各ノッチ１７は内輪５の軸方向の一方端から他方端に亘って軸方向に延在している。内輪５の内径部には、内輪５の回転固定用のプレート１８を嵌め合わせるためのスプライン１９が形成されている。内輪５の中心部において、保持部材１１には、軸部材を通すシャフトホール２１が形成されている。シャフトホール２１には、例えばエンジンのクランクシャフト（図示省略）が嵌合される。
【００１７】
外輪３の内周部には、径方向内方に開口する複数の凹部２３が周方向に等間隔に形成されている。それぞれの凹部２３の内部には、１つの爪部材２５が揺動可能に保持される凹部２６と、爪部材２５を内輪５側に付勢する１つのコイル状のスプリング２９が配置される凹部２７とが周方向に隣接して形成されている。
【００１８】
爪部材２５は、周方向一方側の部分であって凹部２６に揺動可能に保持される円形部２５ａと、周方向他方側の部分であって円形部２５ａから径方向内方側且つ周方向他方側に延在し、周方向他方側の先端部が内輪５のノッチ１７と係合する係合部２５ｂとから構成されている。スプリング２９は爪部材２５の係合部２５ｂを内輪５側、すなわち径方向内方へ付勢している。この構成により、爪部材２５は、周方向他方側の先端部が内輪５のノッチ１７に接触している。内輪５のノッチ１７と、凹部２３と、凹部２３に保持された爪部材２５およびスプリング２９とでラチェット機構７を構成している。
【００１９】
本実施形態のラチェット型ワンウェイクラッチ１は、図１において、内輪５が向かって右側すなわち時計方向に回転するときにロックし、内輪５が向かって左側すなわち反時計方向に回転するときに空転する。詳細には、内輪５が時計方向に回転すると、外輪３の複数の爪部材２５が内輪５のノッチ１７に係合し、外輪３と内輪５とが一体回転する。その結果、内輪５から外輪３へとトルクが伝達される。
一方、内輪５が反時計方向に回転すると、複数の爪部材２５は内輪５のノッチ１７に係合せず、内輪５は外輪３に対して空転する。その結果、内輪５から外輪３へのトルクの伝達はなされない。
【００２０】
図１乃至図３に示すように、本実施形態のラチェット型ワンウェイクラッチ１の内輪５には、内輪５を軸方向に貫通する肉抜き孔３３が、周方向に等間隔に複数形成されている。以下、内輪５の構成について、さらに詳細に説明する。
【００２１】
図１乃至図３に示すように、内輪５は、外径側環状部３５と、内径側環状部３７と、外径側環状部３５と内径側環状部３７とを連結する複数の柱部３９とから形成されている。外径側環状部３５と内径側環状部３７とは略同じ径方向厚さ寸法を有し、径方向に対向している。外径側環状部３５と内径側環状部３７と複数の柱部３９とは、一体に形成されている。ノッチ１７は外径側環状部３５の外周部に形成され、スプライン１９は内径側環状部３７の内周部に形成されている。複数の柱部３９は周方向に等間隔に設けられている。各肉抜き孔３３は、周方向に隣り合う２つの柱部３９の周方向に対向する面３９ａ、３９ｂと、径方向に対向する外径側環状部３５の内周面の部分３５ａと内径側環状部３７の外周面の部分３７ａとによって形成されている。各肉抜き孔３３は軸方向に延在している。
【００２２】
本実施形態においては、肉抜き孔３３の径方向寸法、すなわち外径側環状部３５の内周面の部分３５ａと内径側環状部３７の外周面の部分３７ａとの間隔は、外径側環状部３５または内径側環状部３７の径方向の厚さ寸法の略２倍の大きさに形成されている。柱部３９の周方向の厚さ寸法は、外径側環状部３５の径方向の厚さ寸法と略同じ大きさに形成されている。隣り合う柱部３９間の周方向間隔は、内輪５の径方向の厚さ寸法と略同じ大きさに形成されている。
【００２３】
各柱部３９は、図３に示すように、軸方向一方側から見て、内輪５の中心軸線Ｃ、すなわちラチェット型ワンウェイクラッチ１の中心軸線Ｃに関する径方向に対して所定角度傾斜した状態で設けられている。柱部３９が傾斜している方向は、内輪５が外輪３に対して相対的に空転する方向、すなわち外輪３から見て内輪５が空転する方向である。本実施形態においては、柱部３９が傾斜している方向は、図１および図３において周方向他方側に向かう方向すなわち反時計方向である。
【００２４】
各柱部３９の周方向一方側の面３９ａと周方向他方側の面３９ｂとは平行に形成されている。したがって、肉抜き孔３３を形成している外径側環状部３５の内周面の部分３５ａの周方向寸法は、対向する内径側環状部３７の外周面の部分３７ｂの周方向寸法よりも大きい。また、肉抜き孔３３を形成している周方向に隣り合う２つの柱部３９の周方向に対向する面３９ａと面３９ｂとは平行ではなく、径方向外方に向かうに従い互いの間隔が大きくなっている。肉抜き孔３３は、軸方向から見た断面形状は、菱形に近い、角の丸い四辺形となっている。
【００２５】
このような構成の本実施形態のラチェット型ワンウェイクラッチ１は、以下のような優れた効果を発揮することができる。
【００２６】
本実施形態のラチェット型ワンウェイクラッチ１は、トルク伝達時すなわち複数の爪部材２５が内輪５のノッチ１７と係合し、外輪３と内輪５とが一体回転している時、トルク伝達に伴う荷重は、各爪部材２５の先端部が噛み合っている内輪５のノッチ１７の底部に加わる。内輪５は複数の肉抜き孔３３が形成され、且つ周方向に隣り合う肉抜き孔３３間の柱部３９は、中心軸線Ｃに関する径方向に対して周方向他方側に向かう方向に傾斜しているので、ノッチ１７の底部にトルク伝達に伴う荷重が加わると、この荷重によって、各柱部３９は周方向他方側に向かう方向に更に傾く方向に撓む。各柱部３９がこのように撓むことにより、トルク伝達に伴ってノッチ１７の底部に加わる荷重は各柱部３９に分散される。その結果、ラチェット型ワンウェイクラッチ１は、内輪５のノッチ１７の底部にトルク伝達時の荷重による応力が集中することがなく、内輪５の耐久性が低下してしまうことを抑制し、内輪５の耐久性を向上させることができる。
【００２７】
ここで、各柱部３９が径方向に対して周方向他方側に向かう方向に傾斜せずに、径方向に沿って形成されている構成、あるいは径方向に対して周方向一方側に向かう方向に傾斜している構成を検討する。このような構成にあっては、ノッチ１７の底部にトルク伝達に伴う荷重が加わっても、各柱部３９は周方向他方側に傾く方向に撓み難く、トルク伝達に伴う荷重は分散されず、内輪５のノッチ１７の底部に荷重による応力が集中してしまう。
【００２８】
このように、本実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１は、各柱部３９が径方向に対して周方向他方側に向かう方向、すなわち外輪３に対する内輪５の相対的な空転方向に傾斜していることにより、各柱部３９が撓み易くなっている。したがって、内輪５のノッチ１７の底部に応力が集中することがなく、内輪５の耐久性を向上させることができる。その結果、内輪５の板厚すなわち軸方向寸法を増大させることなく内輪５の耐久性を向上させることができ、高トルク容量の適用が可能なラチェット型ワンウェイクラッチ１を実現することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１は、複数の肉抜き孔３３を設けることにより、上述したように内輪５の耐久性を向上させるとともに、内輪５の軽量化を図ることができる。これにより、ラチェット型ワンウェイクラッチ１の軽量化を図ることができる。
【００３０】
なお、柱部３９の数すなわち肉抜き孔３３の数、柱部３９の傾斜角度の大きさ、隣り合う柱部３９間の間隔すなわち肉抜き孔３３の大きさは、外輪３と内輪５との間で伝達するトルクの大きさ、爪部材２５の数、内輪５のノッチ１７の数、内輪５の径寸法および板厚等を総合的に考慮し、内輪５のノッチ１７の底部に加わるトルク伝達に伴う荷重が適切に分散されるように設計されている。したがって、柱部３９の数、柱部３９の傾斜角度の大きさ、隣り合う柱部３９間の間隔等は、適宜変更が可能である。
【００３１】
また、本実施形態のラチェット型ワンウェイクラッチ１は、内輪５の外周部にノッチ１７が形成され、外輪３の内周部に爪部材２５が設けられた構成であるが、本発明は、外輪の内周部にノッチが形成され、内輪の外周部に爪部材が設けられたラチェット型ワンウェイクラッチに適用することもできる。この場合、肉抜き孔はノッチが形成される外輪に形成される。この場合においても、周方向に隣り合う肉抜き孔間の柱部の傾斜方向は、内輪が外輪に対して相対的に空転する方向である。他の構成は、上記実施形態と同様である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ラチェット型ワンウェイクラッチ
３  外輪
５  内輪
７  ラチェット機構
９  プレート
１１  保持部材
１３  貫通孔
１７  ノッチ
１８  回転固定用プレート
１９  スプライン
２１  シャフトホール
２３  凹部
２５  爪部材
２５ａ  円形部
２５ｂ  係合部
２６  凹部
２７  凹部
２９  スプリング
３３  肉抜き孔
３５  外径側環状部
３５ａ  外径側環状部の内周面の部分
３７  内径側環状部
３７ａ  内径側環状部の外周面の部分
３９  柱部
３９ａ  周方向一方側の面
３９ｂ  周方向他方側の面
１０１  ラチェット型ワンウェイクラッチ
１０３  外輪
１０５  内輪
１１１  保持部材
１１７  ノッチ
１２５  爪部材
【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】
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