(57)【要約】【課題】低温環境下での始動においてもクラッチ機能の信頼性を向上することができる一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】一方向クラッチ１３は、クラッチ内輪２０の外周面に形成されたカム面２０ａと、クラッチ外輪２１の内周面に形成された円筒状の軌道面２１ａとの間に複数のローラ２２が保持器２３に保持された状態で配置され、且つ、ローラ２２は保持器２３によって支持されたばね２４によってロック方向に付勢される。保持器２３は、一対の円環部２５と、一対の円環部２５間を連結する複数の柱部２６と、柱部２６の中央部分及び両端部分から径方向外方に延出する中央及び端部支持部２８，２９と、を有し、中央及び端部支持部２８，２９の各側面によってばね２４を支持している。中央支持部２８の半径方向外面２８ａの少なくとも一部は、クラッチ外輪２１の円筒状の軌道面２１ａと近接対向している。【選択図】図２
2008106822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側部材の外周面に形成されたカム面と、外側部材の内周面に形成された円筒状の軌道面との間に複数の係合子が保持器に保持された状態で配置され、且つ、前記係合子は前記保持器によって支持された弾性部材によってロック方向に付勢される一方向クラッチであって、
前記保持器は、一対の円環部と、該一対の円環部間を連結する複数の柱部と、該柱部の中央部分及び両端部分から径方向外方に延出する中央及び端部支持部と、を有し、該中央及び端部支持部の各側面によって前記弾性部材を支持しており、且つ、
前記中央支持部の半径方向外面の少なくとも一部は、前記外側部材の円筒状の軌道面と近接対向していることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記中央支持部の半径方向外面は、前記外輪部材の軌道面との間にくさび状空間を形成するように、前記柱部の外面に対して傾斜し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】
前記保持器に遠心力が作用する時、前記中央支持部の半径方向外面は前記一対の円環部の外周面から突出す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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の一方向クラッチを備えることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものであり、特に、エンジンのクランク軸の動力によって駆動されるオルタネータ等の補機類の入力軸や、逆に、エンジンのクランク軸に動力を与えるスタータモータの出力軸に使用される一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オルタネータ等、自動車補機の回転軸の端部には従動プーリが固定されており、エンジンのクランク軸の端部に固定されたクランクプーリとの間に無端ベルトが掛け渡され、補機を駆動するために利用されている。また、従動プーリとしては、無端ベルトの走行速度が一定もしくは上昇傾向にある場合に、無端ベルトから回転軸への動力の伝達を自在とし、無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合に、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とするよう、一方向クラッチを内蔵したプーリ装置が知られている。このようなプーリ装置に組み込まれる一方向クラッチとしては、種々のものが考案されている。
【０００３】
例えば、図４及び図５に示す一方向クラッチ１００は、クラッチ内輪１０１の軌道面を複数のランプ面を有するカム面１０１ａとしてクラッチ外輪１０２の軌道面との間にクラッチ空間を構成し、この空間内に配置される係合子１０３が両軌道面と係脱することで動力の伝達を自在としている。また、係合子１０３は、保持器１０４によって係止されたばね１０５によって、ロック方向に付勢される。
【０００４】
保持器１０４は、一対の円環部１１０と、円環部間を連結する複数の柱部１１１と、柱部１１１の中間部及び両端部から径方向外方に延出する中間及び端部支持部１１２，１１３と、を有し、中間及び端部支持部１１２，１１３によってばね１０５を係止する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４０６８８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、従来の一方向クラッチ１００では、図４に示すように、保持器１０４はクラッチ内輪１０１の回転と共に回転し、遠心力によって半径方向外方に変形、膨張する。特に、柱部１１１の中間部は遠心力によって両持ち梁のように変形すると、中央支持部１１２は径方向外方に移動する。この結果、高速回転条件では、保持器１０４がばね１０５を正常に保持できない形状まで変形してしまい、一方向クラッチとしての機能の信頼性が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、遠心力による保持器の変形を抑制することで、クラッチ機能の信頼性を向上することができる一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  内側部材の外周面に形成されたカム面と、外側部材の内周面に形成された円筒状の軌道面との間に複数の係合子が保持器に保持された状態で配置され、且つ、前記係合子は前記保持器によって支持された弾性部材によってロック方向に付勢される一方向クラッチであって、
前記保持器は、一対の円環部と、該一対の円環部間を連結する複数の柱部と、該柱部の中央部分及び両端部分から径方向外方に延出する中央及び端部支持部と、を有し、該中央及び端部支持部の各側面によって前記弾性部材を支持しており、且つ、
前記中央支持部の半径方向外面の少なくとも一部は、前記外側部材の円筒状の軌道面と近接対向していることを特徴とする一方向クラッチ。
（２）  前記中央支持部の半径方向外面は、前記外側部材の軌道面との間にくさび状空間を形成するように、前記柱部の外面に対して傾斜していることを特徴とする（１）に記載の一方向クラッチ。
（３）  前記保持器に遠心力が作用する時、前記中央支持部の半径方向外面は前記一対の円環部の外周面から突出す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。
（４）  （１）〜（３）のいずれかに記載の一方向クラッチを備えることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、保持器の柱部に形成された、中央支持部の半径方向外面の少なくとも一部は、外側部材の円筒状の軌道面と近接対向しているので、中央支持部は遠心力による保持器の変形を強制的に抑制することができ、クラッチ機能の信頼性を向上することができる。
【０００９】
特に、中央支持部の半径方向外面は、外側部材の軌道面との間にくさび状空間を形成するように、柱部の外面に対して傾斜しているので、保持器と外側部材とが相対回転する際に、内部に充填されているグリースがくさび状空間に入り込んで、中央支持部の半径方向外面と外側部材の軌道面が近接対向する位置で油膜が発生し、外側部材との干渉による保持器の摩耗を防止することができる。また、内部に充填されているグリースがくさび空間に入り込むことで、中央支持部にはくさび作用による半径方向内方への力が作用し、遠心力による柱部の変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の自動車補機用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を説明するための縦断面図である。一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の自動車補機とエンジンのクランク軸の端部に固定されたクランクプーリとの間で動力を伝達する。図１に示されるように、プーリ装置１０は、不図示の自動車補機の軸が内嵌されるスリーブ１１を有する。スリーブ１１の周囲には、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２がスリーブ１１と同心に配置されている。また、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間で、この間に形成される環状空間の軸方向中間部には、一方向クラッチ１３が配置されており、上記環状空間の軸方向両端部、即ち、一方向クラッチ１３の軸方向両側には、例えば、深溝玉軸受等の玉軸受である一対のサポート軸受１４が配設されている。なお、ベルト溝１２ａの形状は、Ｖ溝、ポリＶ溝、歯型溝等の任意の形状に設計可能である。
【００１２】
一方向クラッチ１３は、プーリ１２がスリーブ１１に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみプーリ１２からスリーブ１１への回転力を伝達する。また、一対のサポート軸受１４は、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２との相対回転を可能とする。
【００１３】
各サポート軸受１４は、スリーブ１１の外周面に外嵌される軸受内輪１５と、プーリ１２の内周面に内嵌される軸受外輪１６と、軸受内輪１５と軸受外輪１６の両軌道面間に配置された転動体である複数の玉１７と、玉１７を転動自在に保持する軸受保持器（図示せず）と、外部からの異物の浸入や内部からのグリース等の潤滑剤の漏洩を防止するシール部材（図示せず）を有している。
【００１４】
図１及び図２に示すように、一方向クラッチ１３は、スリーブ１１の大径部の外周面に圧入固定される内側部材であるクラッチ内輪２０と、プーリ１２の内周面に圧入固定される外側部材であるクラッチ外輪２１と、クラッチ内輪２０とクラッチ外輪２１との間に回動自在に配設された係合子である複数のローラ２２とを備えている。クラッチ内輪２０の外周面は、ローラ２２が転接する軌道面である複数の凹状のランプ面２０ａが円周方向に所定の間隔で設けられたカム面を形成する。ローラ２２は、各ランプ面２０ａとクラッチ外輪２１の内周面に形成された円筒状の軌道面２１ａとから構成されるクラッチ空間に回転自在に保持されている。
【００１５】
また、一方向クラッチ１３は、各ローラ２２を個別に保持する複数のポケットを有する保持器２３と、各ローラ２２をクラッチ内輪２０の外周面及びクラッチ外輪２１の内周面に対して係合する方向に弾性的に押圧する弾性部材であるばね２４（図２参照）とを備えている。
【００１６】
図２及び図３に示すように、保持器２３は、軸方向両端部に形成される一対の円環部２５と、円周方向に所定の間隔で配置され、一対の円環部２５を連結する所定の幅を持った複数の柱部２６とを備える。一対の円環部２５の内周面には、円周方向に所定の間隔で複数の突部２７が径方向内方に向けて形成されており、これら複数の突部２７をクラッチ内輪２０のランプ面２０ａと嵌合させることで、保持器２３はクラッチ内輪２０に固定される。各柱部２６の円周方向一端側では、その軸方向中央部分に半径方向外方に延びる中央支持部２８が形成されており、各柱部２６の円周方向他端側では、その軸方向両端部分に半径方向外方に延びる端部支持部２９が形成されている。
【００１７】
中央支持部２８の半径方向外面２８ａは、クラッチ外輪２１の軌道面２１ａと近接対向する位置まで径方向外方に延出して形成されており、具体的に、端部支持部２９の半径方向高さ以上で、円環部２５の外周面の高さ以下の範囲に設定されている。また、この半径方向外面２８ａは、端部支持部側に向かうにつれて高さを増加させるように柱部２６の外面２６ａに対して円周方向に傾斜しており、クラッチ外輪２１の軌道面２１ａとの間にくさび状空間を形成している。また、端部支持部２９は、その径方向外端において中央支持部側に延出する庇部２９ａを有している。なお、中央支持部２８の半径方向外面２８ａは、柱部２６の外面２６ａに対して円周方向に直線的に傾斜してもよいし、曲線的に傾斜してもよい。
【００１８】
これにより、ばね２４は、基部２４ａの両端部が端部支持部２９の庇部２９ａで径方向に位置規制されつつ、中央支持部２８と端部支持部２９との両側面間で基部２４ａを挟持されることで、保持器２３に支持される。そして、このように支持されたばね２４は、基部２４の両端を屈曲して形成された押圧部２４ｂでローラ２２を押圧する。
【００１９】
上記のように構成される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０では、プーリ１２の回転角速度が、例えば自動車補機の回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１３のローラ２２がくさび作用によってクラッチ内輪２０のランプ面２０ａとクラッチ外輪２１の円筒状の軌道面２１ａとの間に噛み込まれて、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、エンジンの回転力が自動車補機の回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が自動車補機の回転角速度より遅い場合には、ローラ２２の噛み込みが解除されて、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。
【００２０】
高速回転時には、保持器２３の柱部２６は遠心力により半径方向外方に弾性変形し、同時に、柱部２６の中央部分に形成された中央支持部２８も半径方向外方に移動する。このとき、中央支持部２８の半径方向外面２８ａは、クラッチ外輪２１の軌道面２１ａと近接対向する位置まで径方向外方に延出して形成されているので、遠心力Ｃにより一対の円環部２５の外周面から突出し、クラッチ外輪２１の円筒状の軌道面２１ａとグリースを介して接触して、保持器２３の柱部２６の変形を強制的に抑えることができる。また、オーバーラン状態では、ばね２４が押し込まれて大きくストロークするが、保持器２３の柱部２６の変形が抑えられることで、ばね２４と保持器２３の柱部２６との干渉も抑制でき、ばね２４によって保持器２３が損傷することを防止できる。
【００２１】
さらに、一方向クラッチ１３のオーバーラン状態では、クラッチ内輪２０に対してクラッチ外輪２１は図２の矢印Ａの方向に相対回転し、同時に、クラッチ空間内に封入されたグリースが矢印Ｌの方向に流れる。このグリースは、中央支持部２８の半径方向外面２８ａとクラッチ外輪２１の円筒状の軌道面２１ａとの間のくさび状空間に流れてこれらの間に油膜を発生し、中央支持部２８及びクラッチ外輪２１の軌道面２１の接触による摩耗を防止する。加えて、くさび状空間に流れるグリースは、くさび作用によって中央支持部２８に力Ｆを作用させ、遠心力Ｃによる柱部２６の変形を抑制することができる。
【００２２】
以上、上記の様に構成される一方向クラッチ１３及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、保持器２３の柱部２６に形成された、中央支持部２８の半径方向外面２８ａの少なくとも一部は、クラッチ外輪２１の円筒状の軌道面２１ａと近接対向しているので、中央支持部２８は遠心力Ｃによる保持器２３の変形を強制的に抑制することができ、クラッチ機能の信頼性を向上することができる。
【００２３】
特に、中央支持部２８の半径方向外面２８ａは、クラッチ外輪２１の軌道面２１ａとの間にくさび状空間を形成するように、柱部２６の外面に対して傾斜しているので、保持器２３とクラッチ外輪２１とが相対回転する際に、内部に充填されているグリースがくさび状空間に入り込んで、中央支持部２８の半径方向外面２８ａとクラッチ外輪２１の軌道面２１ａが近接対向する位置で油膜が発生し、クラッチ外輪２１との干渉による保持器２３の摩耗を防止することができる。また、内部に充填されているグリースがくさび状空間に入り込むことで、中央支持部２８にはくさび作用による半径方向内方への力が作用し、遠心力Ｃによる柱部２６の変形を抑制することができる。
【００２４】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００２５】
また、本発明の一方向クラッチは、スリーブとプーリとの間で回転力を伝達するものであればよく、本実施形態のように、プーリがスリーブに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよい。
【００２６】
また、本発明の一方向クラッチは、本実施形態のようなローラクラッチであってもよく、カムクラッチやスプラグクラッチであってもよい。また、本発明の一方向クラッチの外輪部材や内輪部材は、本実施形態のようにプーリ或いはスリーブと別体に形成されたクラッチ外輪やクラッチ内輪であってもよく、プーリの内周面或いはスリーブの外周面を軌道面としてプーリやスリーブによって構成されてもよい。
【００２７】
さらに、本発明の一対のサポート軸受は、深溝玉軸受以外の形式であってもよく、ころ軸受や、玉軸受ところ軸受の組合せであってもよい。また、サポート軸受の内輪或いは外輪も、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】一方向クラッチの保持器及びばねを示す斜視図である。
【図４】従来の一方向クラッチの断面図である。
【図５】従来の一方向クラッチの保持器及びばねの斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
１１  スリーブ
１２  プーリ
１３  一方向クラッチ
１４  サポート軸受
２０  クラッチ内輪
２１  クラッチ外輪
２２  ローラ（係合子）
２３  保持器
２４  ばね（弾性部材）
２５  円環部
２６  柱部
２８  中央支持部
２９  端部支持部
【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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