(57)【要約】【課題】保持器をＣ字形に形成することにより、外輪の鍔部の後曲げを不要にした。【解決手段】保持器２４をシェル外輪１６に組み付ける際には、自然状態にあるＣ字形の保持器２４に対して外周側から力を加えて、両端部が重なり合う小径の状態とする。この小径の状態の保持器２４をシェル外輪１６の一方の鍔部の開口からシェル外輪１６内に挿入し、しかる後に保持器２４に対して外周側から加えている力を取り除く。すると、保持器２４は、それ自体の復元弾力によって自然状態にあるＣ字形に戻る。すると、保持器２４は、シェル外輪１６の内周係合面１８に沿うようになり、この状態で、シェル外輪１６の両鍔部１６ａ，１６ａによってアキシャル方向に抜け止めされて収納配置される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪との間に配設された保持器にくさび部材を付勢部材によって一方向に付勢して配置してなる一方向クラッチにおいて、
前記外輪が両鍔部を有し、前記保持器をＣ字形に形成して前記外輪に組み付けたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記保持器の内周面に、前記内輪のカム面に引掛かる被規制部を形成した請求項１記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記くさび部材は、係合ころである請求項１または２記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記保持器の一方端に掛止部を、前記保持器の他方端に非掛止部を設け、前記掛止部を前記非掛止部に掛止した状態で前記保持器が拡径しないようにした請求項１ないし３のいずれか１項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、特に外輪と内輪との間に配設された保持器にくさび部材を付勢部材によって一方向に付勢して配置してなる一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一方向クラッチは、例えば自動車などのエンジンのクランクシャフトからベルトを介して駆動されるエンジン補機に装備するプーリユニットなどに内蔵される。前述のエンジン補機としては、例えば、自動車のエアコンディショナ用圧縮機，ウォーターポンプ，オルタネータ，冷却ファン，クランクプーリなどがある。
【０００３】
エンジンの回転変動によるベルト鳴きやバタツキ防止のためにオルタネータに回転変動吸収機構が必要である。従来の回転変動吸収機構としては、一方向クラッチ式やバネ式のものが使用されている。例えば、一方向クラッチ式の回転変動吸収機構には、軸・プーリ間に一方向クラッチとサポート軸受とを配置した構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方向クラッチには、内輪と、保持器と、付勢部材と、係合ころと、シェル外輪（薄い鋼板から精密絞り加工で成形された軌道面をもつ、貝殻のように薄い外輪）とから構成されるものがある。シェル外輪は、両端開口に鍔部を有し、両鍔部によって、保持器，付勢部材および係合ころからなる組立体を抜け止めする。以下、一方向クラッチがシェル外輪を有する場合に、一方向クラッチがシェル構造を有するという。
【特許文献１】特開２００５−２５６８８４号（図１，段落００１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のシェル構造を有する一方向クラッチでは、シェル外輪の一方の鍔部を外周面と面一としたもの（以下、前シェル外輪という）をあらかじめ準備しておき、この前シェル外輪に対して、保持器，付勢部材および係合ころからなる組立体を圧入し、しかる後に、前シェル外輪の一方の鍔部を鍔曲げすることにより一方向クラッチを組み立てる必要があった。このため、シェル外輪の鍔曲げ工程のために、コスト高になるという問題があった。
【０００６】
また、従来のシェル構造を有する一方向クラッチでは、鍔曲げのために前シェル外輪の一方の鍔部を曲げ加工可能な硬度まで焼き鈍ししておく必要があった。このため、前シェル外輪の焼き鈍し工程のために、コスト高になるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上述の点に鑑み、外輪の両鍔部をあらかじめ形成しておき、鍔部の後曲げを行わないようにした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および発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の一方向クラッチは、外輪と内輪との間に配設された保持器にくさび部材を付勢部材によって一方向に付勢して配置してなる一方向クラッチにおいて、前記外輪が両鍔部を有し、前記保持器をＣ字形に形成して前記外輪に組み付けたことを特徴とする。請求項１記載の一方向クラッチによれば、保持器の弾性変形を利用し保持器の外径を外輪の鍔部の内径より縮めることで、外輪の鍔曲げをすることなく、保持器を外輪に組み付けることが可能となる。このため、外輪の鍔曲げ工程および焼き鈍し工程が不要となり、大幅なコストダウンを実現することができる。
【０００９】
請求項２記載の一方向クラッチは、請求項１記載の一方向クラッチにおいて、前記保持器の内周面に、前記内輪のカム面に引掛かる被規制部を形成したことを特徴とする。請求項２記載の一方向クラッチによれば、保持器の内周面に内輪のカム面に引掛かる被規制部を形成したことにより、保持器が内輪の円周方向に移動しないように規制することができる。
【００１０】
請求項３記載の一方向クラッチは、請求項１または２記載の一方向クラッチにおいて、前記くさび部材が、係合ころであることを特徴とする。請求項３記載の一方向クラッチによれば、くさび部材が係合ころであるので、シェル外輪と係合ころとが線接触することになり、シェル外輪であっても十分な強度を保つことができる。ただし、外輪は両鍔部があらかじめ形成されているだけで十分であり、シェル外輪に限定されるわけではない。
【００１１】
請求項４記載の一方向クラッチは、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の一方向クラッチにおいて、前記保持器の一方端に掛止部を、前記保持器の他方端に非掛止部を設け、前記掛止部を前記非掛止部に掛止した状態で前記保持器が拡径しないようにしたことを特徴とする。請求項４記載の一方向クラッチによれば、掛止部を非掛止部に掛止した状態で保持器が拡径しないようにしたので、保持器を外輪に組み付けた後に掛止部を非掛止部に掛止することにより、遠心力により保持器が拡径して外輪と接触し、外輪を磨耗させるという不具合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
外輪の鍔部の後曲げを不要にするという目的を、保持器をＣ字形に形成することによって達成した。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る一方向クラッチ１３を配設するプーリユニット１０の側面断面図である。プーリユニット１０は、例えば、自動車のエンジンのクランクシャフト（図示せず）とエンジン補機であるオルタネータとの間に配置されており、オルタネータのロータ軸（図示せず）に固定されるスリーブ１１と、スリーブ１１のラジアル方向外側にスリーブ１１と同心に配設され、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シャフトに固定されたクランクプーリ（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、エンジンとオルタネータとが駆動ベルトを介して機械的に連結されている。
【００１５】
スリーブ１１のアキシャル方向中間部における外周面とプーリ１２のアキシャル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が配置されている。
【００１６】
また、スリーブ１１のアキシャル方向両端部における外周面とプーリ１２のアキシャル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を挟んで、一対のサポート軸受である玉軸受１４，１４が配設されている。玉軸受１４，１４は、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支持しつつ、スリーブ１１とプーリ１２とを相対回転を可能にしている。
【００１７】
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、スリーブ１１とともに回転する内輪１５と、プーリ１２の内周面に内輪１５と同心となるように圧入固定され、プーリ１２とともに回転するシェル外輪１６と、内輪１５とシェル外輪１６との間のくさび状空間１９（図２参照）内に配設されたくさび部材である複数の係合ころ２３と、各係合ころ２３を個別に収容する複数のポケット２４ａ（図２参照）を有する保持器２４と、保持器２４に固定され、各係合ころ２３をロック方向に付勢する付勢部材である複数の板バネ２５（図２参照）とから構成されている。
【００１８】
内輪１５は、Ｓ４５Ｃ若しくはＳ５５Ｃ等の炭素鋼、または、ＳＣＲ、ＳＣＭ若しくはＳＮＣＭ等のはだ焼鋼で筒体状に製作され、その外周面には、図２に示すように、円周方向において８つのカム面１７が等間隔に形成されている。すなわち、内輪１５には、回転中心軸線を挟んで対向する一対のカム面１７，１７が円周方向に４組設けられている。カム面１７は、その円周方向一端部から深さを漸次増加するランプ面２０と、ヒール部２１となるカム面１７の円周方向他端部からランプ面２０に向かって延びる溝面２２とから形成されている。
【００１９】
シェル外輪１６は、薄い鋼板から精密絞り加工で成形された比較的薄肉の円筒体でなり、その両端部には、鍔部１６ａ，１６ａが形成されている。シェル外輪１６の内周面でなる内周係合面１８は、浸炭処理、浸炭窒化処理若しくは高周波焼入れにより硬化処理が施されている。
【００２０】
係合ころ２３は、鋼製の円柱体でなり、保持器２４に穿設された空所であるポケット２４ａに、板バネ２５によって円周方向に付勢されて配置されている。換言すれば、係合ころ２３は、内輪１５の外周面に設けられたカム面１７と、外輪１６の内周係合面１８とによって形成される各くさび状空間１９内に回動自在に配置されている。
【００２１】
保持器２４は、合成樹脂によってＣ字形に形成され、外輪１６の内周係合面１８にほぼ沿った外周形状と、内輪１５のカム面１７に沿った内周形状とを有しており、外輪１６内に収納配置されている。保持器２４の外周面と外輪１６の内周係合面１８との間には若干の間隙が設けられている。
【００２２】
図３に示すように、保持器２４は、一対のリム部２６，２６と、一対のリム部２６，２６を連結する複数の柱部２７とを備えている。一対のリム部２６，２６の内周面には、図４に示すように、カム面１７のランプ面２０と係合する三角突起２４ｂが形成されており、図６に示すように、保持器２４がシェル外輪１６に組み付けられた後には、三角突起２４ｂがランプ面２０に当接することにより、保持器２４の内輪１５に対する相対回転が規制されている。なお、内輪１５の外周面とランプ面２０とのなす角θと、保持器２４の内周面と三角突起２４ｂの係合面（図６で見て左側の側面）とのなす角ωとを９０度以下の鋭角に設定することにより、保持器２４の内輪１５に対する相対回転を規制するばかりでなく、Ｃ字形の保持器２４の拡径も同時に規制することができる。
【００２３】
また、保持器２４は、一対のリム部２６，２６の内側面で円周方向において各柱部２７と整合する部分には、端部側バネ保持部２９，２９が各柱部２７の外周面側から円周方向外方に突出する状態で形成されている。これに対して、各柱部２７のアキシャル方向中央部には、ころ規制部である中央側バネ保持部３０が各柱部２７の外周面側から円周方向外方に突出する状態で形成されている。このような端部側バネ保持部２９，２９と中央側バネ保持部３０とは、円周方向に少しずらした状態で配置されており、板バネ２５は端部側バネ保持部２９，２９の円周方向一側面と、中央側バネ保持部３０の円周方向他側面との間に挟持されている。中央側バネ保持部３０の円周方向の厚さｔは、係合ころ２３が板バネ２５を所定の撓み量以上に押しつぶすような場合に、中央側バネ保持部３０の円周方向一端面３０ａと当接するように設定されている。また、板バネ２５の押圧部３２の長さは、係合ころ２３が中央側バネ保持部３０の円周方向一端面３０ａと当接したとき、中央側バネ保持部３０と干渉しないように設定されている。
【００２４】
板バネ２５は、弾性金属片を曲折することによって形成されている。すなわち、その所定の位置を屈曲部３１として折り曲げることで押圧部３２を構成しており、押圧部３２の先端部を更に折り曲げて当接部３３を構成している。これにより、板バネ２５は、各係合ころ２３をロック方向、すなわち、カム面１７の溝の浅い側に向けて付勢している。
【００２５】
保持器２４の製造方法としては、円環状の前保持器を製作し、しかる後に前保持器の１箇所を切断して、Ｃ字形の保持器２４としてもよい。また、テープ状の前保持器を製作し、これをＣ字形に湾曲させることによって、Ｃ字形の保持器２４としてもよい。なお、Ｃ字形の保持器２４を合成樹脂の複合材で製作することにより、ラジアル方向外方には容易に拡径しないが、ラジアル方向内方には比較的容易に縮径するように、製作することができる。このようにすれば、保持器２４の内周面と三角突起２４ｂの係合面（図６で見て左側の側面）とのなす角ωを９０度以下の鋭角に設定する必要はなくなる。
【００２６】
保持器２４をシェル外輪１６に組み付ける際には、図４に示すように、保持器２４の各ポケット２４ａに板バネ２５および係合ころ２３を組み込んだ後に、図５（ａ）に示すような自然状態にあるＣ字形の保持器２４に対して外周側から力を加えて、図５（ｂ）に示すような両端部が重なり合う小径の状態とする。この小径の状態の保持器２４をシェル外輪１６の一方の鍔部１６ａの内周縁により形成されている開口からシェル外輪１６内に挿入し、しかる後に保持器２４に対して外周側から加えている力を取り除く。すると、保持器２４は、それ自体の復元弾力によって、図５（ｃ）に示すような自然状態にあるＣ字形の保持器２４に戻る。すると、保持器２４は、シェル外輪１６の内周係合面１８に沿うようになり、この状態で、シェル外輪１６の両鍔部１６ａ，１６ａによってアキシャル方向に抜け止めされて収納配置される。なお、保持器２４をシェル外輪１６に組み付ける際に、保持器２４の各ポケット２４ａに板バネ２５および係合ころ２３をあらかじめ組み込むように説明したが、係合ころ２３については、保持器２４をシェル外輪１６に組み付けた後に、保持器２４に組み込むようにしてもよい。
【００２７】
次に、プーリユニット１０を組み立てる際には、一方の玉軸受１４の玉および保持器、一方向クラッチ１３の保持器２４，板バネ２５および係合ころ２３、他方の玉軸受１４の玉および保持器の順に、スリーブ１１に挿入し、しかる後にプーリ１２を挿入する。各挿入作業時においてラジアル方向外側に作業用のスペースが確保され、組立て作業を容易に行うことができる。
【００２８】
次に、このように構成された実施例１に係る一方向クラッチ１３を備えるプーリユニット１０の動作について説明する。
【００２９】
エンジンのクランクシャフトの回転角速度がオルタネータのロータ軸の回転角速度より速い場合、すなわち、シェル外輪１６が内輪１５に対してロック方向に相対回転する場合には、係合ころ２３は、内輪１５のカム面１７から受ける力と板バネ２５の付勢力とに基づき、カム面１７が浅くなった側、すなわち、くさび状空間１９の幅の狭い側でくさび状に噛み込み、内輪１５とシェル外輪１６との間が機械的に結合し、一方向クラッチ１３が入りの状態になる。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、クランクシャフトの回転駆動力がオルタネータのロータ軸に伝達される。
【００３０】
一方、オルタネータのロータ軸の回転角速度がエンジンのクランクシャフトの回転角速度より速くなった場合には、係合ころ２３は、カム面１７が深くなった側、すなわち、くさび状空間１９の幅の広い領域に移動し、係合ころ２３の噛み込みが解除されて、内輪１５とシェル外輪１６との間が機械的に断絶し、一方向クラッチ１３が切りの状態になる。このとき、玉軸受１４，１４が、一方向クラッチ１３の両側でラジアル荷重を支持するので、一方向クラッチ１３は噛み合い性能と耐久性とを良好に維持することができる。これにより、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。
【００３１】
実施例１によれば、保持器２４の１箇所に割り部を設け、Ｃ字形とし、シェル外輪１６の鍔部１６ａ，１６ａの後曲げを不要とすることにより、シェル外輪１６の焼き鈍し工程および鍔曲げ工程を廃止し、大幅なコストダウンを実現することができる。
【実施例２】
【００３２】
図７は、本発明の実施例２に係る一方向クラッチ１３の要部を示す模式図である。実施例１に係る一方向クラッチ１３では、Ｃ字形の保持器２４の割り部を開放したままとしたが、実施例２に係る一方向クラッチ１３では、Ｃ字形の保持器２４の一方の開放端に逆台形状の掛止部２４ｃを、他方の開放端に台形状の被掛止部２４ｄを設け、掛止部２４ｃと被掛止部２４ｄとを嵌合自在としている。これにより、保持器２４のシェル外輪１６への組み付け時には、掛止部２４ｃと被掛止部２４ｄとを外して保持器２４のより小径への変形を許容して、保持器２４のシェル外輪１６への組み付けを容易に行えるようにするとともに、保持器２４のシェル外輪１６への組み付け後には、掛止部２４ｃと被掛止部２４ｄとを係合して保持器２４を円環状とし、それ以上の拡径変形ができないようにして、保持器２４のシェル外輪１６への接触を防止する。
【００３３】
なお、Ｃ字形の保持器２４の一方の開放端に逆台形状の掛止部２４ｃを、他方の開放端に台形状の被掛止部２４ｄを設け、掛止部２４ｃと被掛止部２４ｄとを嵌合するようにしたが、掛止部２４ｃと被掛止部２４ｄとの掛止手段については、両者が結合され、Ｃ字形の保持器２４が拡径しないような手段であれば、どのような掛止手段でもよい。
【００３４】
このように構成された実施例２に係る一方向クラッチ１３では、掛止部２４ｃおよび被掛止部２４ｄの掛止解除→保持器２４のシェル外輪１６への組み付け→掛止部２４ｃおよび被掛止部２４ｄの再掛止という形で、組み付け工数は若干増えるものの、保持器２４の拡径変形をより確実に防止できるという効果がある。
【００３５】
以上、本発明の各実施例について説明したが、これらはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【００３６】
例えば、各実施例では、一方向クラッチ１３の内輪１５の外周面をカム面１７とし、外輪１６の内周面を内周係合面１８としたが、内輪１５の外周面を外周係合面、外輪１６の内周面をカム面とする構成であってもよい。
【００３７】
また、各実施例では、一方向クラッチ１３のくさび部材を係合ころ２３としたが、くさび部材が球，スプラグ等である一方向クラッチにも、本発明を同様に適用できることはいうまでもない。
【００３８】
さらに、各実施例では、付勢部材を板バネ２５をとしたが、板バネ２５の代わりに、コイルバネや皿バネなどの他の付勢部材を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１に係る一方向クラッチが配設されたプーリユニットを示す側面断面図。
【図２】実施例１に係る一方向クラッチの要部斜視図。
【図３】実施例１に係る一方向クラッチの要部平面図。
【図４】実施例１に係る一方向クラッチの要部斜視図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は保持器のシェル外輪への組み付け工程を説明する図。
【図６】保持器の内輪に対する回転防止手段および拡径防止手段を説明する図。
【図７】本発明の実施例２に係る一方向クラッチの要部平面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０  プーリユニット
１１  スリーブ
１２  プーリ
１３  一方向クラッチ
１４  玉軸受
１５  内輪
１６  シェル外輪（外輪）
１７  カム面
１８  内周係合面
２３  係合ころ（くさび部材）
２４  保持器
２４ａ  ポケット
２４ｂ  三角突起（被規制部）
２４ｃ  掛止部
２４ｄ  被掛止部
【図１】
2008164033.tif 000003
【図２】
2008164033.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008164033.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008164033.tif 000009