(57)【要約】【課題】係合子の噛み込み時の衝撃トルクを吸収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】外輪１１と内輪１２との間に組込まれた保持器１３のポケット１４内に、スプラグ１５と、そのスプラグ１５を外輪１１の内周と内輪１２の外周に係合する方向に付勢する弾性部材１６とを組込む。外輪１１を周方向に分割し、その分割外輪１１ｂを弾性を有する保持リング１７によって円筒状に保持し、スプラグ１５の係合時に、そのスプラグ１５の押圧により分割外輪１１ｂを拡径させて保持リング１７を弾性変形させ、その保持リング１７の弾性変形によりスプラグ係合時の衝撃トルクを吸収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、その外輪の内側に組込まれた内輪と、その内輪と前記外輪との間に組込まれた保持器と、その保持器の周方向に間隔をおいて形成された複数のポケットのそれぞれ内部に収容された係合子と、その係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合する方向に付勢する弾性部材とを有し、前記外輪と内輪の一方向への相対回転により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて、外輪と内輪の相互間で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、
前記外輪を周方向に複数に分割し、その外輪の外周に分割外輪を互いに連結して円筒状に保持し、かつ、分割外輪の拡径を許容する弾性を有する保持リングを設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記分割外輪を形成する分割線をＶ字形状として、隣接する分割外輪に跨る状態で係合子を係合可能とした請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記分割外輪を形成する分割線を山と谷が連続する波状として、隣接する分割外輪に跨る状態で係合子を係合可能とした請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記分割外輪を形成する分割線を外輪の中心軸に平行する直線に対して０°を超えて９０°未満の傾きを持つ傾斜状として、隣接する分割外輪に跨る状態で係合子を係合可能とした請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項５】
前記分割外輪とこれに隣接する分割外輪との間に隙間を形成し、前記保持リングの内周にはその隙間を詰めるリブを形成した請求項１乃至４のいずれかの項に記載の一方向クラッチ。
【請求項６】
前記保持リングを外層と内層の２層以上の複層構造とし、その外層を内層より硬度の高い低弾性体層とした請求項１乃至４のいずれかの項に記載の一方向クラッチ。
【請求項７】
プーリの内側に一方向クラッチと、その一方向クラッチの少なくとも一側に転がり軸受を組込んだクラッチ内蔵プーリにおいて、
前記一方向クラッチが、請求項１乃至６のいずれかの項に記載の一方向クラッチからなり、その一方向クラッチの保持リングをプーリの内周面に固着したことを特徴とするクラッチ内蔵プーリ。
【請求項８】
前記プーリの内周面と保持リングの外周面のそれぞれを粗面とした請求項７に記載のクラッチ内蔵プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力側部材の一方向の回転を出力側部材に伝達すると共に、出力側部材の回転速度が入力側部材の回転速度を上回った場合に、入力側部材から出力側部材への回転伝達を遮断する一方向クラッチおよびその一方向クラッチが組込まれたクラッチ内蔵プーリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンのクランク軸の回転をベルト伝動装置によってエンジン補機の回転軸に伝えるようにした補機駆動装置においては、エンジンを急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも急減速しようとする。
【０００３】
このとき、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、クランク軸上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリとの間で大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増大して破損し易くなる。
【０００４】
また、クランク軸は、１回転中に角速度が変動しており、その角速度の変動に起因してクランク軸上のプーリとベルトとの間で滑りが生じ、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。
【０００５】
そのような不都合を解消するため、特許文献１では、エンジン補機の回転軸上に設けられるプーリ内に一方向クラッチを組込んだクラッチ内蔵プーリを提案している。
【０００６】
上記のようなクラッチ内蔵プーリをエンジン補機の回転軸上に取付けることによって、プーリの回転速度がエンジン補機の回転軸の回転速度より低下すると、一方向クラッチが切れてプーリがフリー回転するため、ベルトの張力増加を防止することができると共に、プーリとベルトの相互間における滑りを防止することができ、ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１３０４７０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、上記のような一方向クラッチにおいては、エンジンのクランク軸の回転速度がオルタネータの回転軸の回転速度より速くなる度に、その都度、係合子が金属製の外輪と内輪に衝撃的に噛み込むため、衝撃トルクが発生することになり、その衝撃トルクによりベルトに衝撃荷重が負荷されてベルトが破損し易いという問題がある。
【０００９】
この発明の課題は、係合子の噛み込み時の衝撃トルクを吸収することができるようにした一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明に係る一方向クラッチにおいては、外輪と、その外輪の内側に組込まれた内輪と、その内輪と前記外輪との間に組込まれた保持器と、その保持器の周方向に間隔をおいて形成された複数のポケットのそれぞれ内部に収容された係合子と、その係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合する方向に付勢する弾性部材とを有し、前記外輪と内輪の一方向への相対回転により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて、外輪と内輪の相互間で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、前記外輪を周方向に複数に分割し、その外輪の外周に分割外輪を互いに連結して円筒状に保持し、かつ、分割外輪の拡径を許容する弾性を有する保持リングを設けた構成を採用したのである。
【００１１】
上記のように、外輪を複数に分割し、その分割外輪を弾性を有する保持リングで円筒状に保持することによって、外輪と内輪の一方向への相対回転により係合子が外輪と内輪の対向面に衝撃的に係合して衝撃トルクが発生するような場合に、係合子の押圧により分割外輪が拡径し、その拡径により保持リングが弾性変形して衝撃トルクを吸収することになり、外輪から内輪に伝達されるトルクの立ち上がりを緩やかにすることができる。
【００１２】
ここで、隣接する分割外輪間に隙間があると、係合子の係合時に、その係合子が隙間に落ち込み、分割外輪の上記隙間と対向する面の外周のエッジが保持リングに強く押し込まれて、保持リングを損傷させるおそれがある。また、分割外輪の周方向の側面が互いに密着する隙間のない状態であったとしても、分割外輪を形成する分割線が外輪の中心軸に平行する直線であると、その分割線上に係合子が係合した際に、上記と同様に、分割外輪の対向面の外周のエッジが保持リングに強く押し込まれ、保持リングを損傷させるおそれがある。
【００１３】
そこで、分割外輪を形成する分割線をＶ字形状とし、あるいは、上記分割線を山と谷が連続する波状とし、さらには、外輪の中心軸に平行する直線に対して０°を超えて９０°未満の傾きを持つ傾斜状として、隣接する分割外輪に跨る状態で係合子を係合可能とすることによって、上記のような不都合の発生を未然に防止することができる。また、一方向クラッチの空転時に係合子が分割外輪間を通過する際に、係合子が隣接する分割外輪間に断続的に係合して断続トルクが発生したり、異音が発生するのを防止することができる。
【００１４】
この発明に係る一方向クラッチにおいて、分割外輪と保持リングは接着あるいは融着により一体化する。この場合、分割外輪とこれに隣接する分割外輪との間に隙間を形成し、保持リングの内周にはその隙間を詰めるリブを形成することによって、分割外輪間に係合子が落ち込むのを防止することができると共に、分割外輪と保持リングとの回転方向の結合強度を高めることができる。
【００１５】
また、保持リングを外層と内層の２層以上の複層構造とし、その外層を内層より硬度の高い低弾性体層とすることによって、一方向クラッチが組込まれるプーリ等のトルク伝達輪に対しての結合強度を高めることができる。
【００１６】
この発明に係るクラッチ内蔵プーリにおいては、上記の構成からなる一方向クラッチをプーリの内側に組込み、その一方向クラッチの保持リングをプーリの内周面に固着した構成を採用したのである。
【００１７】
ここで、プーリと保持リングの固着には、接着する方法や融着する方法を採用することができる。この場合、プーリの内周面と保持リングの外周面のそれぞれを粗面としておくことによって、プーリと保持リングをより強固に固定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように、この発明に係る一方向クラッチにおいては、外輪を周方向に複数に分割し、その分割外輪を弾性を有する保持リングにより円筒状に保持するようにしたので、外輪と内輪の一方向への相対回転により係合子が外輪と内輪の対向面に衝撃的に係合して衝撃トルクを発生させるような場合、その衝撃トルクを保持リングの弾性変形により吸収することができ、外輪から内輪に伝達されるトルクの立ち上がりを緩やかにすることができる。
【００１９】
また、一方向クラッチが組込まれたクラッチ内蔵プーリを補機駆動ベルト伝動装置に組込むことによって、係合子の係合時にベルトに衝撃荷重が負荷されるのを防止することができ、ベルトの破損防止に効果を挙げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１および図２に示すように、クラッチ内蔵プーリは、プーリ１と、その内側に組込まれた一方向クラッチ１０と、その一方向クラッチ１０の両側に組込まれた一対の転がり軸受３０からなり、上記プーリ１の外周にはＶリブドベルトがかけ渡される複列のＶ溝２が設けられている。
【００２１】
図２および図３に示すように、一方向クラッチ１０は、外輪１１と、その内側に組込まれた内輪１２と、その外輪１１と内輪１２間に組込まれた保持器１３と、その保持器１３の周方向に形成された複数のポケット１４のそれぞれ内部に組込まれた係合子としてのスプラグ１５と、そのスプラグ１５を起立する方向に付勢して両端のカム面１５ａ、１５ｂを外輪１１の円筒形内面１１ａおよび内輪１２の円筒形外面１２ａに接触させる弾性部材１６と、上記外輪１１の外周に設けられた保持リング１７とからなる。
【００２２】
図５に示すように、外輪１１は周方向に複数に分割され、その分割によって形成された複数の分割外輪１１ｂ間の分割線はＶ字形状とされ、スプラグ１５の外周側のカム面１５ａが隣接する分割外輪１１ｂに跨る状態で係合可能とされている。分割外輪１１ｂは隣接する分割外輪１１ｂとの間に僅かな隙間１８が形成される状態で円筒状の配置とされている。
【００２３】
分割外輪１１ｂは、その外側に設けられた上記保持リング１７によって円筒状の配置状態に保持されている。保持リング１７はゴム、あるいは、合成樹脂より形成されて弾性を有し、上記分割外輪１１ｂは接着、あるいは、融着等の手段を介して保持リング１７に固着されている。
【００２４】
保持リング１７はプーリ１の内周面に嵌合され、接着、あるいは、融着等の手段を介してプーリ１に一体化されている。
【００２５】
図１に示すように、内輪１２の軸方向長さは外輪１１の軸方向長さより長く、その内輪１２の外輪１１より外側に位置する両端部の円筒形外面とプーリ１の内径面両端部間に前記一対の転がり軸受３０が組込まれ、その転がり軸受３０によってプーリ１と内輪１２が相対的に回転自在に支持されている。
【００２６】
一対の転がり軸受３０は、軸受外輪３１、軸受内輪３２、転動体３３およびその転動体３３を保持する保持器からなり、一方の転がり軸受３０の転動体３３を保持する保持器は一方向クラッチ１０の保持器１３と一体化されている。
【００２７】
上記の構成から成るクラッチ内蔵プーリにおいて、エンジン補機としてのオルタネータの駆動に際しては、そのオルタネータの回転軸に内輪１２を取付け、プーリ１とクランク軸上に取付けられたプーリ間にベルトをかけ渡して、クランク軸の回転をプーリ１に伝達する。
【００２８】
上記のような使用状態において、プーリ１が図２の矢印で示す方向に回転すると、スプラグ１５が外輪１１の円筒形内面１１ａとの接触により起立する方向に揺動して、図４に示すように、両端のカム面１５ａ、１５ｂが外輪１１の円筒形内面１１ａと内輪１２の円筒形外面１２ａに係合し、そのスプラグ１５を介してプーリ１の回転が内輪１２に伝達される。
【００２９】
プーリ１から内輪１２への回転トルクの伝達時において、内輪１２の回転速度がプーリ１の回転速度を上回ると、内輪１２と外輪１１の相対的な回転速度差により、スプラグ１５は弾性部材１６の弾性に抗して周方向に倒れる方向に揺動して、図３に示すように、内輪１２の円筒形外面１２ａおよび外輪１１の円筒形内面１１ａに対する係合が解除される。
【００３０】
このため、プーリ１から内輪１２への回転伝達は遮断され、プーリ１がフリー回転し、プーリ１とそのプーリ１に掛けられたベルトの相互間での相対的な滑りが防止され、ベルトに摩耗が生じるのが防止される。
【００３１】
プーリ１のフリー回転時、スプラグ１５の外周のカム面１５ａは分割外輪１１ｂの内周面に沿って摺動して隣接する分割外輪１１ｂ間に形成された隙間１８を断続的に通過する。このとき、隙間１８はＶ字形状であるため、スプラグ１５の外周のカム面１５ａは隣接する分割外輪１１ｂに跨る状態で隙間１８間を通過することになる。
【００３２】
このように、スプラグ１５は分割外輪１１ｂに跨る状態で隙間１８間を通過するため、分割外輪１１ｂ間においてスプラグ１５が引っ掛かりが生じるようなことはない。このため、プーリ１から内輪１２に断続トルクが負荷されるようなことはないと共に、異音を発生させるようなこともない。
【００３３】
一方向クラッチ１０の係合解除状態において、プーリ１の回転速度が内輪１２の回転速度より速くなると、スプラグ１５が外輪１１の円筒形内面１１ａとの接触により起立する方向に揺動して、図４に示すように、両端のカム面１５ａ、１５ｂが外輪１１の円筒形内面１１ａと内輪１２の円筒形外面１２ａに係合する。
【００３４】
このとき、スプラグ１５は分割外輪１１ｂを径方向外方に向けて押圧するため、分割外輪１１ｂが拡径し、その拡径に伴って保持リング１７が弾性変形し、この保持リング１７の弾性変形により係合時の衝撃トルクが吸収されることになる。
【００３５】
このように、保持リング１７の弾性変形によってスプラグ係合時の衝撃トルクが吸収されるため、プーリ１からスプラグ１５を介して内輪１２に伝達されるトルクの立ち上がりは緩やかなものとなり、ベルトに衝撃荷重が負荷されるようなことがなく、ベルトの破損防止に大きな効果を挙げることができる。
【００３６】
図６乃至図９は、外輪１１と保持リング１７からなる外方リングの他の例を示す。図６（ｃ）、（ｄ）に示す外方リングにおいては、外輪１１をＶ字形状の分割線によって周方向に分割し、その分割によって形成された分割外輪１１ｂ間にスプラグ１５が隣接する分割外輪１１ｂに跨る状態で係合可能な隙間１８を設け、保持リング１７の内周面にはその隙間１８を詰めるリブ１９を設けている。図中、Ｌは分割外輪１１ｂに対するスプラグ１５の接触線を示す。
【００３７】
図７（ｅ）、（ｆ）に示す外方リングにおいては、外輪１１を山と谷が交互に連続する波状の分割線によって周方向に分割し、その分割によって形成された分割外輪１１ｂ間にスプラグ１５が隣接する分割外輪１１ｂに跨る状態で係合可能な隙間１８を設け、保持リング１７の内周面にはその隙間１８を詰めるリブ１９を設けている。
【００３８】
図８（ｇ）、（ｈ）に示す外方リングにおいては、外輪１１をその外輪１１の中心軸に平行する直線に対して０°を超えて９０°未満の傾きを持つ傾斜状の分割線によって周方向に分割し、その分割によって形成された分割外輪１１ｂ間にスプラグ１５が隣接する分割外輪１１ｂに跨る状態で係合可能な隙間１８を設け、保持リング１７の内周面にはその隙間１８を詰めるリブ１９を設けている。
【００３９】
図６乃至図８に示すいずれの外方リングにおいても、スプラグ１５の係合時、そのスプラグ１５は隣接する分割外輪１１ｂに跨る状態で係合可能であるため、
一方向クラッチ１０が係合解除する外輪１１のフリー回転時、スプラグ１５が分割外輪１１ｂ間を通過する際に、そのスプラグ１５は隣接する分割外輪１１ｂに接触する状態で通過することになり、断続トルクの発生を防止することができる。
【００４０】
また、スプラグ１５が分割外輪１１ｂ間を通過する際に引っ掛かりを生じることもないため、異音の発生も防止することができる。
【００４１】
さらに、保持リング１７の内周に分割外輪１１ｂ間の隙間１８を詰めるリブ１９を設けることにより、分割外輪１１ｂと保持リング１７の周方向の結合力を高めることができる。
【００４２】
図９は、外方リングのさらに他の例を示す。この例においては、保持リング１７を外層１７ａと内層１７ｂの２層構造とし、その外層１７ａを内層１７ｂより硬度の高い低弾性体層としている。
【００４３】
上記のように、外層１７ａを内層１７ｂより硬度の高い低弾性体層とすることによって、プーリ１に対しての機械的結合強度を高めることができる。
【００４４】
なお、図９では、保持リング１７を２層構造としたが、３層以上の構造としてもよい。
【００４５】
図１０は、クラッチ内蔵プーリの他の実施の形態を示す。この実施の形態では、プーリ１の内周面と保持リング１７の外周面を粗面２０としている点で図１に示すクラッチ内蔵プーリと相違している。上記のように、プーリ１の内周面と保持リング１７の外周面を粗面２０とすることによって、プーリ１に対する保持リング１７の結合強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明に係る一方向クラッチを用いたクラッチ内蔵プーリの縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図２の一部分を拡大して示す断面図
【図４】スプラグの係合状態を示す断面図
【図５】（ａ）は外輪と保持リングとからなる外方リングの縦断正面図、（ｂ）は（ａ）の一部分を示す断面図
【図６】外方リングの他の例を示し、（ｃ）は一部分を示す正面図、（ｄ）は（ｃ）のVI−VI線に沿った断面図
【図７】外方リングの他の例を示し、（e）は一部分を示す正面図、（ｆ）は（e）のVII−VII線に沿った断面図
【図８】外方リングの他の例を示し、（ｇ）は一部分を示す正面図、（ｈ）は（ｇ）のVIII−VIII線に沿った断面図
【図９】外方リングのさらに他の例を示す断面図
【図１０】この発明に係るクラッチ内蔵プーリの他の例を示す断面図
【符号の説明】
【００４７】
１      プーリ
１０    一方向クラッチ
１１    外輪
１１ｂ  分割外輪
１２    内輪
１３    保持器
１４    ポケット
１５    スプラグ
１６    弾性部材
１７    保持リング
１８    隙間
１９    リブ
２０    粗面
３０    転がり軸受
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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