(57)【要約】【課題】一方向クラッチの断続に伴って発生するクラッチインナ側からのグリスの出入りを抑えることができる一方向クラッチを提供することを目的とする。【解決手段】本発明のオーバーランニングクラッチ１は、クラッチアウタ１０と、クラッチインナ１１と、クラッチローラ１２と、スプリング１３と、グリス１４と、平ワッシャ１５と、半割りワッシャ１６と、クラッチカバー１７とから構成されている。クラッチアウタ１０とクラッチインナとによって形成されるクラッチカム室には、クラッチローラ１２が収容され、グリス１４が充填されている。クラッチインナ１１の軸方向端部の外周面には、遠心方向に延在し、軸方向一端面がクラッチローラ１２の軸方向端面と対向する円環状の鍔部１１０が形成されている。これにより、オーバーランニングクラッチ１の断続時において、クラッチローラ１２の変位に伴って発生するクラッチインナ１１側からのグリス１４の出入りを抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のクラッチアウタと、該クラッチアウタの内周側に同心状に配置される筒状のクラッチインナと、該クラッチアウタの内周面と該クラッチインナの外周面とによって形成される、遠心方向の間隔が周方向一方に向けて徐々に縮小する楔状空間に配置される円柱状のクラッチローラと、該クラッチローラを該楔状空間の周方向一方に向けて付勢する弾性部材と、該楔状空間に充填されるグリスと、軸方向端面の外周側が該クラッチアウタに固定され、内周側が該クラッチローラの軸方向端面に当接して軸方向の移動を規制する環状の第１移動規制部材と、軸方向端面の外周側が該クラッチアウタに固定され、内周側が該クラッチインナの軸方向端面に当接して軸方向の移動を規制する環状の第２移動規制部材とを備えた一方向クラッチにおいて、
該クラッチインナは、外周面から遠心方向に伸び、軸方向端面が該クラッチローラの軸方向端部と対向する環状の鍔部を有することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記第２移動規制部材は、グリス溜室を形成する段差部が前記鍔部の外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記クラッチローラは、前記鍔部と対向する軸方向端部の角部が全周に渡って面取りされ、
前記鍔部は、外周が、前記クラッチローラの軸方向端面の外周より、前記クラッチインナの軸心側に形成されていることを特徴とする請求項１又は２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、エンジン始動用のスタータ等に用いられる一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン始動用のスタータに用いられる一方向クラッチにおいて、粉塵等の侵入を抑えることができる一方向クラッチとして、例えば特開平５−２０２９６１号公報や、特開平５−２１５０５３号公報に開示されているスタータクラッチがある。
【０００３】
特開平５−２０２９６１号公報に開示されているスタータクラッチは、クラッチアウタと、クラッチインナと、クラッチローラと、平ワッシャと、シール部材と、半割りワッシャと、クラッチカバーとから構成されている。クラッチアウタのピニオン側端面には、段差凹部が形成されている。平ワッシャは、クラッチアウタの段差凹部に嵌入されている。平ワッシャの外周面とクラッチアウタの段差内周面との間、及び平ワッシャの内周面とクラッチインナの外周面との間には、それぞれ微少な隙間が形成されている。シール部材は、クラッチアウタの段差凹部に圧入され、平ワッシャに当接した状態で配設されている。シール部材の外周面は、クラッチアウタの段差内周面に当接している。また、シール部材の内周面は、クラッチインナの外周面に軽接触している。半割りワッシャは、クラッチインナのピニオン側端面に当接した状態でクラッチカバーによってクラッチアウタに固定され、クラッチインナの軸方向への移動を規制している。
【０００４】
また、特開平５−２１５０５３号公報に開示されているスタータクラッチは、クラッチアウタと、クラッチインナと、クラッチローラと、環状部材と、リップシールと、半割りワッシャと、クラッチカバーとから構成されている。クラッチアウタのピニオン側端面には、段差凹部が形成されている。環状部材は、クラッチアウタの段差凹部に圧入されている。環状部材の外周面は、クラッチアウタの段差内周面に当接している。環状部材の内周面とクラッチインナの外周面との間には、微少な隙間が形成されている。また、環状部材のクラッチアウタ側にはグリス溜室が、ピニオン側にはシール室がそれぞれ形成されている。リップシールは、内周端部をクラッチインナの外周面に当接させた状態でシール室に収容されている。半割りワッシャは、クラッチインナのピニオン側端面に当接した状態でクラッチカバーによってクラッチアウタに固定され、クラッチインナの軸方向への移動を規制している。
【特許文献１】特開平５−２０２９６１号公報
【特許文献２】特開平５−２１５０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スタータクラッチの断続時、クラッチアウタとクラッチインナとによって形成されるクラッチカム室内をクラッチローラが周方向に変位する。クラッチカム室内にはグリスが充填されている。そのため、クラッチローラの変位に伴ってクラッチカム室内のグリスが押出される。押出されたグリスは、クラッチアウタの内周面及びクラッチインナの外周面に沿って軸方向に移動する。
【０００６】
前述したスタータクラッチでは、クラッチアウタのピニオン側端面には、段差凹部が形成されている。クラッチアウタの段差内周面には、シール部材が当接している。又は、環状部材が当接するとともにグリス溜室が形成されている。さらに、クラッチアウタのピニオン側端面を覆うように、半割りワッシャがクラッチカバーによって固定されている。そのため、クラッチアウタの内周面に沿ってグリスが外部に押出される可能性はほとんどない。
【０００７】
これに対し、クラッチインナは、スリーブ形状で段差もなく、その外周面にシール部材が軽接触しているのみである。又は、リップシールの内周端部が当接しているのみである。半割りワッシャも、クラッチインナのピニオン側端面に当接してはいるものの、クラッチインナの軸方向への移動を規制するためであり、クラッチインナの外周面に沿って押出されるグリスを抑えられるものではない。そのため、クラッチインナの外周面に沿ってグリスが外部に押出されやすいという特徴がある。
【０００８】
グリスは、クラッチローラの変位に伴ってスタータクラッチ内部から外部に押出され、クラッチローラが元の位置に戻ると、再度内部に押戻される。このとき、スタータクラッチ外部の粉塵が、グリスによってクラッチカム室内に取り込まれてしまう。これにより、クラッチローラの摩耗が促進され、スタータクラッチとして充分な特性を得ることができなくなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、一方向クラッチの断続に伴って発生するクラッチインナ側からのグリスの出入りを抑えることができる一方向クラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、クラッチインナの軸方向端部の外周面に、軸方向端面がクラッチローラの軸方向端部と対向する鍔部を設けることで、クラッチインナ側からのグリスの出入りを抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の一方向クラッチは、筒状のクラッチアウタと、クラッチアウタの内周側に同心状に配置される筒状のクラッチインナと、クラッチアウタの内周面とクラッチインナの外周面とによって形成される、遠心方向の間隔が周方向一方に向けて徐々に縮小する楔状空間に配置される円柱状のクラッチローラと、クラッチローラを楔状空間の周方向一方に向けて付勢する弾性部材と、楔状空間に充填されるグリスと、軸方向端面の外周側がクラッチアウタに固定され、内周側がクラッチローラの軸方向端面に当接して軸方向の移動を規制する環状の第１移動規制部材と、軸方向端面の外周側がクラッチアウタに固定され、内周側がクラッチインナの軸方向端面に当接して軸方向の移動を規制する環状の第２移動規制部材とを備えた一方向クラッチにおいて、クラッチインナは、外周面から遠心方向に伸び、軸方向端面がクラッチローラの軸方向端部と対向する環状の鍔部を有することを特徴とする。ここで、第１移動規制部材及び第２移動規制部材は、移動規制部材をそれぞれ区別するために便宜的に導入したものである。
【００１２】
この構成によれば、一方向クラッチの断続に伴って発生するクラッチインナ側からのグリスの出入りを抑えることができる。一方向クラッチが断続し、クラッチローラが変位すると、楔状空間内のグリスが押出される。押出されたグリスは、クラッチインナの外周面に沿って軸方向に移動する。しかし、クラッチインナの軸方向端部には、遠心方向に伸びる鍔部が形成されているため、その移動方向が軸方向から遠心方向へと変えられ、楔状空間に押戻される。また、グリスの移動距離も長くなり、クラッチの外部へ出にくくなる。そのため、クラッチインナ側からのグリスの出入りを抑えることができる。なお、楔状空間は、クラッチインナの外周面及びクラッチアウタの内周面の少なくともいずれかを成形することで構成することができる。
【００１３】
請求項２に記載の一方向クラッチは、請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、さらに、第２移動規制部材は、グリス溜室を形成する段差部が鍔部の外周に沿って形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、クラッチインナ側からのグリスの出入りを、より確実に抑えることができる。鍔部の外周には、第２移動規制部材によってグリス溜室が形成されている。そのため、例えグリスが鍔部を乗り越えて押出されたとしても、グリス溜室にグリスを留めておくことができる。これにより、クラッチインナ側からのグリスの出入りを、より確実に抑えることができる。
【００１５】
請求項３に記載の一方向クラッチは、請求項１又は２に記載の一方向クラッチにおいて、さらに、クラッチローラは、鍔部と対向する軸方向端部の角部が全周に渡って面取りされ、鍔部は、外周が、クラッチローラの軸方向端面の外周より、クラッチインナの軸心側に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、クラッチローラによる鍔部の磨耗を抑えることができる。クラッチの断続時、クラッチローラは周方向に変位する。そのため、鍔部がクラッチローラの端面に当接していると、鍔部が磨耗する。しかし、クラッチローラの鍔部と対向する軸方向端部の角部は、全周に渡って面取りされている。また、鍔部の外周は、クラッチローラの軸方向端面の外周より、クラッチインナの軸心側に形成されている。そのため、鍔部がクラッチローラの軸方向端部に当接することはなく、クラッチローラによる鍔部の磨耗を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る一方向クラッチを、エンジン始動用のスタータのオーバーランニングクラッチに適用した例を示す。
【００１８】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照してオーバーランニングクラッチの構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるオーバーランニングクラッチの部分断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。図４は、図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００１９】
オーバーランニングクラッチは、エンジン始動時に、スタータモータの回転をエンジンに伝達するともに、エンジン始動後には、エンジンの回転によってスタータモータがオーバーランニング状態とならないよう、エンジンからスタータモータへの回転の伝達を遮断する装置である。図１及び図２に示すように、オーバーランニングクラッチ１（一方向クラッチ）は、クラッチアウタ１０と、クラッチインナ１１と、クラッチローラ１２と、スプリング１３（弾性部材）と、グリス１４と、平ワッシャ１５（第１移動規制部材）と、半割りワッシャ１６（第２移動規制部材）と、クラッチカバー１７とから構成されている。
【００２０】
図１に示すように、クラッチアウタ１０は、減速装置（図略）によって減速されたスタータモータ（図略）の回転が伝達される金属からなる円筒状の部材である。クラッチアウタ１０は、大径円筒部１００と、大径円筒部１００の一端部から求心方向に延在し、中央部に貫通孔の形成された底部１０１と、底部１０１の中央部から軸方向反大径円筒部１００側に延在する小径円筒部１０２とから構成されている。小径円筒部１０２の内周面には、減速装置の出力軸と係合するヘリカルスプライン１０３が形成されている。また、図２に示すように、大径円筒部１００の内周面には、溝部１０４、１０５が等間隔で形成されている。溝部１０４は、径方向の深さが反時計方向に向けて徐々に浅くなるように設定されている。
【００２１】
図１に示すように、クラッチインナ１１は、クラッチローラ１２を介してクラッチアウタ１０に機械的に結合され、クラッチアウタ１０の回転をピニオン２に伝達する金属からなる円筒状の部材である。クラッチインナ１１の軸方向一端部の外周面には、遠心方向に延在する円環状の鍔部１１０が形成されている。クラッチインナ１１の外周面及び鍔部１１０外径は、クラッチアウタ１０の大径円筒部１００の内径より小さく設定されている。また、クラッチインナ１１の軸方向一端部の端面には、エンジンのリングギア（図略）と噛合するピニオン２が一体的に固定されている。さらに、クラッチインナ１１及びピニオン２の内周面には、減速装置の出力軸を回転自在に支持する軸受３が配設されている。クラッチインナ１１は、軸方向他端部の端面をクラッチアウタ１０の底部１０１の内面に当接させた状態で、大径円筒部１００の内周側に同心状に、クラッチアウタ１０に対して回転自在に配置されている。このとき、図２に示すように、クラッチアウタ１０の溝部１０４、１０５とクラッチインナ１１の外周面とによって、クラッチカム室１０６及びスプリング室１０７が形成される。ここで、クラッチカム室１０６は、径方向の寸法が反時計方向に向けて徐々に縮小し狭くなる、クラッチローラ１２が収容される楔状空間である。スプリング室１０７は、スプリング１３が収容される空間である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、クラッチローラ１２は、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１とを機械的に結合させる金属からなる円柱状の部材である。クラッチローラ１２は、軸方向一端面をクラッチインナ１１の鍔部１１０の反ピニオン２側端面に対向させた状態で、クラッチカム室１０６内に、周方向に摺動自在に配置されている。
【００２３】
図２に示すように、スプリング１３は、クラッチローラ１２を反時計方向に向けて付勢する金属からなるコイル状の部材である。スプリング１３は、一端部をスプリング室１０７の内面に当接させるとともに、他端部をクラッチローラ１２の外周面に当接させた状態で、スプリング室１０７内に配設されている。
【００２４】
グリス１４は、クラッチアウタ１０、クラッチインナ１１、及びクラッチローラ１２の摩擦抵抗や磨耗を低減するための潤滑剤である。グリス１４は、クラッチカム室１０６内に充填されている。
【００２５】
図１及び図３に示すように、平ワッシャ１５は、クラッチアウタ１０に対して、クラッチローラ１２の軸方向への移動を規制ずる金属製の薄板からなる円環状の部材である。平ワッシャ１５の外径は、クラッチアウタ１０の大径円筒部１００の外径と同一に設定されている。また、内径は、クラッチインナ１１の鍔部１１０の外径よりわずかに大きく設定されている。平ワッシャ１５は、軸方向一端面の外周側をクラッチアウタ１０の大径円筒部１００の端面に、内周側をクラッチローラ１２のピニオン２側端面にそれぞれ当接させた状態で配設されている。
【００２６】
図１及び図４に示すように、半割りワッシャ１６は、クラッチカバー１７によって平ワッシャ１５ともにクラッチアウタ１０に固定され、クラッチアウタ１０に対して、クラッチインナ１１の軸方向への移動を規制する金属製の薄板からなる円弧状の部材である。半割りワッシャ１６の中央部には、段差部１６０が内外周に沿って円弧状に形成されている。半割りワッシャ１６の外径は、クラッチアウタ１０の大径円筒部１００の外径と同一に設定されている。また、内径は、クラッチインナ１１の鍔部１１０の外径より小さく設定されている。半割りワッシャ１６は、軸方向一端面の外径側を平ワッシャ１５のピニオン２側端面に、内周側をクラッチインナ１１の鍔部１１０のピニオン２側端面にそれぞれ当接させた状態で、円環状になるように配設されている。このとき、半割りワッシャ１６の段差部１６０、クラッチインナ１１の鍔部１１０、及び平ワッシャ１５によって、鍔部１１０の外周側に円筒状の空間からなるグリス溜室１６１が形成される。
【００２７】
クラッチカバー１７は、平ワッシャ１５及び半割りワッシャ１６をクラッチアウタ１０に固定する金属製の薄板からなる略円筒状の部材である。クラッチカバー１７は、円筒部１７０と、円筒部１７０の一端部から求心方向に延在し、中央部に貫通孔の形成された底部１７１とから構成されている。円筒部１７０の内径は、クラッチアウタ１０の大径円筒部１００の外径よりごくわずかに大きく設定されている。クラッチカバー１７は、円筒部１７０の内周面をクラッチアウタ１０の大径円筒部１００の外周面に、底部１７１の内面を半割りワッシャ１６のピニオン２側端面の外周側にそれぞれ当接させた状態で、円筒部１７０の端部がクラッチアウタ１０にかしめられている。
【００２８】
次に、図１及び図２を参照してオーバーランニングクラッチの動作について説明する。図１において、イグニッションスイッチ（図略）がオンすると、減速装置によって減速されたスタータモータの回転が、ヘリカルスプライン１０３を介してクラッチアウタ１０に伝達される。スタータモータの回転が伝達されることで、クラッチアウタ１０は、図２において、時計方向に回転する。クラッチアウタ１０が時計方向に回転すると、クラッチローラ１２は、クラッチカム室１０６の挟間隔側に移動し、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１との間に噛み込まれる。これにより、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１とが機械的に結合され、クラッチアウタ１０の回転がクラッチインナ１１に伝達される。クラッチアウタ１０の回転がクラッチインナ１１に伝達されると、図１に示すように、クラッチインナ１１に一体的に固定されたピニオン２も回転する。ピニオン２は、オーバーランニングクラッチ１とともに軸方向に移動してエンジンのリングギアと噛合し、エンジンを始動させる。
【００２９】
エンジンが始動し、クラッチアウタ１０より高速に回転すると、クラッチインナ１１も同様に回転する。クラッチインナ１１がクラッチアウタ１０より高速に回転すると、クラッチローラ１２は、スプリング１３の付勢力に抗してクラッチカム室１０６の広間隔側に移動し、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１との間の噛み込みが解除される。これにより、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１の機械的な結合が解除され、スタータモータのオーバーランニング状態を防止する。
【００３０】
最後に、効果について説明する。第１実施形態によれば、オーバーランニングクラッチ１の断続に伴って発生するクラッチインナ１１側からのグリス１４の出入りを抑えることができる。オーバーランニングクラッチ１が断続し、クラッチローラ１２がクラッチカム室１０６の挟間隔側に移動すると、クラッチカム室１０６内のグリス１４が押出される。押出されたグリス１４は、クラッチインナ１１の外周面に沿って軸方向ピニオン２側に移動する。しかし、クラッチインナ１１の軸方向端部には、遠心方向に伸びる鍔部１１０が形成されているため、その移動方向が軸方向から遠心方向へと変えられ、クラッチカム室１０６に押戻される。また、グリス１４の移動距離も長くなり、オーバーランニングクラッチ１の外部へ出にくくなる。さらに、グリス１４が鍔部１１０を乗り越えて押出されたとしても、鍔部１１０の外周側に形成されたグリス溜室１６１にグリス１４を留めておくことができる。そのため、クラッチインナ１１側からのグリス１４の出入りを抑えることができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のオーバーランニングクラッチについて説明する。第２実施形態のオーバーランニングクラッチは、第１実施形態のオーバーランニングクラッチに対して、クラッチローラの軸方向端部の角部を面取りするとともに、それに伴って、クラッチインナの鍔部及び平ワッシャの形状を変更したものである。
【００３２】
まず、図５を参照してオーバーランニングクラッチの構成について説明する。ここで、図５は、第２実施形態におけるオーバーランニングクラッチの拡大断面図である。ここでは、第１実施形態のオーバーランニングクラッチとの相違部分であるクラッチローラ、クラッチインナ、及び平ワッシャの構成についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００３３】
図５に示すように、オーバーランニングクラッチ１’（一方向クラッチ）は、クラッチアウタ１０と、クラッチインナ１１’と、クラッチローラ１２’と、スプリング１３（図略）と、グリス１４（図略）と、平ワッシャ１５’（第１移動規制部材）と、半割りワッシャ１６と、クラッチカバー１７とから構成されている。
【００３４】
クラッチローラ１２’は、ピニオン２側の軸方向端部の角部が、全周に渡って面取りされている。また、クラッチインナ１１’の鍔部１１０’の外周は、クラッチローラ１２’のピニオン２側端面の外周よりクラッチインナ１１’の軸心側になるように設定されている。さらに、平ワッシャ１５’の内径は、クラッチインナ１１’の鍔部１１０’の外径よりわずかに大きく設定されている。
【００３５】
動作については、第１実施形態のオーバーランニングクラッチと同一であるので、説明を省略する。
【００３６】
最後に、効果について説明する。第２実施形態によれば、クラッチローラ１２’のピニオン２側端面と鍔部１１０’とが摺接することがなくなり、クラッチローラ１２’による鍔部１１０’の磨耗を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態におけるオーバーランニングクラッチの部分断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図５】第２実施形態におけるオーバーランニングクラッチの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１’・・・オーバーランニングクラッチ（一方向クラッチ）、１０・・・クラッチアウタ、１００・・・大径円筒部、１０１・・・底部、１０２・・・小径円筒部、１０３・・・ヘリカルスプライン、１０４、１０５・・・溝部、１０６・・・クラッチカム室、１０７・・・スプリング室、１１、１１’・・・クラッチインナ、１１０、１１０’・・・鍔部、１２、１２’・・・クラッチローラ、１３・・・スプリング（弾性部材）、１４・・・グリス、１５、１５’・・・平ワッシャ（第１移動規制部材）、１６・・・半割りワッシャ（第２移動規制部材）、１６０・・・段差部、１６１・・・グリス溜室、１７・・・クラッチカバー、１７０・・・円筒部、１７１・・・底部、２・・・ピニオン、３・・・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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