(57)【要約】【課題】一方向クラッチの内輪側において、グリースが希薄にならないようにする。【解決手段】同軸上に配置された外輪１及び内輪２との間に周方向に沿って配置され、前記外輪１と内輪２とを係合及び係合解除可能とする複数のスプラグ３と、前記各スプラグ３を保持する保持器４と、前記各スプラグ３を係合方向に付勢する弾性部材５とから成り、前記外輪１と内輪２との間に充填されたグリース６によって前記各係合子３と外輪１及び内輪２との接触部を潤滑するようにした一方向クラッチにおいて、前記外輪１と内輪２との間に、前記内外輪２，１の軸方向に並行な軸心を有するローラ１０を少なくとも一つ配置し、前記ローラ１０は、前記外輪１又は内輪２の回転に伴って前記軸心周りに回転する構成を採用した。ローラ１０が回転すれば、その回転力でグリース６が外輪１側から内輪２側に移動するので、内輪２側においてグリース６が希薄になることを防止し得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に配置され相対的に軸周り回転可能な外輪１及び内輪２と、前記外輪１と内輪２との間に周方向に沿って配置され、前記外輪１と内輪２とが一方向に相対回転すると前記外輪１の内周面１ａ及び前記内輪２の外周面２ａに係合して両輪１，２を結合し他方向に相対回転すると前記係合が解除される複数の係合子３と、前記各係合子３を保持する保持器４と、前記各係合子３を外輪１の内周面１ａおよび内輪２の外周面２ａに係合する方向に付勢する弾性部材５とから成り、前記外輪１と内輪２との間に充填されたグリース６によって前記各係合子３と外輪１及び内輪２との接触部を潤滑するようにした一方向クラッチにおいて、
前記外輪１と内輪２との間に、前記内外輪２，１の軸方向に並行な軸心を有するローラ１０を少なくとも一つ配置し、前記ローラ１０を前記軸心周りに回転自在としたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記ローラ１０は、前記外輪１又は内輪２の回転に伴って前記軸心周りに回転することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
前記ローラ１０の表面に、凹部１１を複数形成した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】
前記ローラ１０の表面に、そのローラ１０の軸心方向に沿って伸びる溝１２を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項５】
前記ローラ１０の表面に、そのローラ１０の円周方向に伸びる溝１３を形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項６】
前記ローラ１０の表面に、そのローラ１０の軸心回り螺旋状に伸びる溝１４を形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転トルクの伝達と遮断とを行なう一方向クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等のエンジンのクランクシャフトの回転をベルトを介して各種補機類に伝達する補機駆動装置において、その補機類、例えば、パワーステアリング装置の油圧ポンプやエアコンディショナの圧縮機、あるいはオルタネータ等の回転軸と、その回転軸に設けられたプーリとの間に一方向クラッチが組込まれる。
【０００３】
この一方向クラッチは、クランクシャフトの回転の角速度が増加する時に、回転軸とプーリとを結合させて前記クランクシャフトの回転を回転軸に伝え、また、角速度が減少する時に、一方向クラッチをオーバランニングさせて、クランクシャフトから回転軸への回転トルクの伝達を遮断し、ベルトの滑りを防止するように機能する。
【０００４】
この種の補機駆動装置に採用される一方向クラッチとして、図４に示すように、外輪の内周面と内輪の外周面との間の空間に、多数の「スプラグ」を組み込んだスプラグタイプの一方向クラッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、外輪の内周面と内輪の外周面との間の空間に、その内外周面のいずれかに形成された周方向カム面に噛み込む多数の「ころ（ローラ）」を組み込んだローラタイプの一方向クラッチも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２１０２２号公報
【特許文献２】特開２００６−１３８３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の一方向クラッチにおいて、外輪と内輪との間にグリースが充填される。このグリースは、前記スプラグやころ等の係合子と、外輪及び内輪との接触部に介在して、その接触部を潤滑する。
しかし、一方向クラッチの内外輪が高回転で回転すると、その遠心力によりグリースが外輪側へ移動してしまうことがある。グリースが外輪側へ移動すると、内輪側の潤滑が希薄になり、潤滑不良を生じさせる可能性がある。
【０００６】
そこで、この発明は、一方向クラッチの内輪側において、グリースが希薄にならないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、外輪と内輪との間に回転自在のローラを配置したのである。ローラが回転すれば、その回転力でグリースが外輪側から内輪側に移動するので、内輪側においてグリースが希薄になることを防止し得る。
【０００８】
具体的な構成は、同軸状に配置され相対的に軸周り回転可能な外輪及び内輪と、前記外輪と内輪との間に周方向に沿って配置され、前記外輪と内輪とが一方向に相対回転すると前記外輪の内周面及び前記内輪の外周面に係合して両輪を結合し他方向に相対回転すると前記係合が解除される複数の係合子と、前記各係合子を保持する保持器と、前記各係合子を外輪の内周面および内輪の外周面に係合する方向に付勢する弾性部材とから成り、前記外輪と内輪との間に充填されたグリースによって前記各係合子と外輪及び内輪との接触部を潤滑するようにした一方向クラッチにおいて、前記外輪と内輪との間に、前記内外輪の軸方向に並行な軸心を有する円筒状のローラを少なくとも一つ配置し、前記ローラを前記軸心周りに回転自在とした一方向クラッチを採用した。
【０００９】
前記ローラの回転は、例えば、そのローラに駆動力が伝達されて、前記外輪や内輪の回転とは独立して自ら軸心周りに回転する構成も考えられるが、その外輪又は内輪の回転に伴ってローラが前記軸心周りに回転する構成とすることができる。例えば、そのローラの外周面が、前記外輪の内周面又は内輪の外周面に接することによりその摩擦力でローラに回転力が伝達される構成、あるいは外輪又は内輪の回転に伴うグリースの流動を介してローラに回転力が伝達される構成を採用し得る。  
なお、前記ローラは、保持器により周方向へ保持されるようにすれば、隣り合う係合子との干渉を排除することができる。
【００１０】
前記の構成において、前記ローラの表面に凹部を複数形成した構成を採用することができる。ローラの表面に凹部が形成されていれば、そのローラの表面にグリースが付着しやすいので、外輪側においてより効率的にグリースを保持し、その保持したグリースを内輪側へ移動させることができる。
なお、前記凹部は自由な平面形状、断面形状を採用してよいが、例えば、その底部を弧状面としたディンプル状に形成すれば、グリースの保持力（付着力）がさらに向上するので望ましい。
【００１１】
また、前記の構成において、前記ローラの表面に、そのローラの軸心方向に沿って伸びる溝、又は、ローラの円周方向に伸びる溝、又はローラの軸心回り螺旋状に伸びる溝を形成した構成を採用し得る。
【００１２】
ローラの表面に、そのローラの軸心方向に沿って伸びる溝が形成されていれば、その溝の長さ方向に沿う側壁が、グリースを移動させるべき方向（外輪側から内輪側へ向かう方向）に直交する。グリースが溝の壁面に当たるので、そのグリースをローラの表面に沿って周方向へ移動させる保持力を、さらに高めることができる。
この軸心方向の溝は、ローラの全長に亘って設けても良いし、一部に設けても良い。この軸方向の溝を複数列並列して設ければ、さらにその効果が高まる。
【００１３】
また、ローラの表面に、そのローラの円周方向に伸びる溝が形成されていれば、その溝内にグリースが入り込みやすいという効果がある。
ローラの表面に、そのローラの軸心回り螺旋状に伸びる溝が形成されていれば、前記軸心方向の溝、及び円周方向の溝の双方の効果が期待できる。
【００１４】
なお、上記軸心方向の溝、円周方向の溝、螺旋状の溝は、それぞれ単独で採用してもよいが、複数の形態の溝を上記の中から選択的に採用してもよい。また、すべての形態の溝を併用してもよい。さらに、隣り合う溝間に、前記凹部を設けた構成も採用できる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、一方向クラッチの外輪と内輪との間に回転自在のローラを配置したので、ローラの回転力でグリースが外輪側から内輪側に移動し、その内輪側においてグリースが希薄にならないようにすることができる。
【００１６】
また、ローラの表面に凹部又は溝を形成したことにより、グリースを効率的に外輪側から内輪側へと移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、プーリ７内に一方向クラッチを組込んだクラッチ内蔵プーリを示す。
一方向クラッチは、プーリ７の内径面に圧入された外輪１と、その外輪１の内側に同軸上に組込まれた内輪２と、その内外両輪１、２間に組込まれたスプラグ（係合子）３と、このスプラグ３を保持する保持器４と、上記スプラグ３を係合方向に付勢するコイルバネ（弾性部材）５とから成る。
【００１８】
外輪１は内輪２より軸方向長さが短く、その外輪１の内周には、内周円筒面（内周面）１ａが形成されている。
【００１９】
内輪２の外周には、前記外輪１の内周円筒面１ａと径方向で対向する外周円筒面（外周面）２ａが形成されている。また、その内輪２の外周には、前記外周円筒面２ａの軸方向両側に、前記外周円筒面２ａよりもやや小径の軸受嵌合面２ｂ，２ｂが形成され、各軸受嵌合面２ｂ，２ｂに軸受部８が支持されている。
【００２０】
軸受部８は、片シール付き玉軸受から成る。この軸受部８は、シール８ｃが軸方向外側に位置するように組付けされ、一対の軸受８ａ，８ｂ及びボール９によって、プーリ７と一体の外輪１と内輪２とが、相対的に軸周り回転自在とされている。この軸方向両側に設けた軸受部８，８間において、外輪１と内輪２間の空間にグリース６が封入されている。
【００２１】
各スプラグ３は、外輪１の内周円筒面１ａと内輪２の外周円筒面２ａ間において、周方向に所定の間隔をおいて等間隔に配置されている。
【００２２】
また、外輪１の内周円筒面１ａと内輪２の外周円筒面２ａ間において、前記各スプラグ３を周方向に位置決めする保持器４が設けられている。保持器４は、合成樹脂の成形品から成り、各スプラグ３を個別に収容する複数のポケット４ａと、各ポケット４ａに連通するばね収容凹部４ｂとが形成されている（図１（ａ）参照）。
各ばね収容凹部４ｂ内に、前記コイルバネ５が組込まれて、そのコイルバネ５は、各スプラグ３に形成されたカム面が、外輪１の内周円筒面１ａ及び内輪２の外周円筒面２ａに係合する方向にそのスプラグ３を付勢している。
なお、前記保持器４は、従来例の図４に示すように、その保持器４によって、軸方向一方の軸受部８のボール９が保持されている構成となっている。
【００２３】
ここで、このクラッチ内蔵プーリは、プーリ７を備えた外輪１が駆動側、内輪２が従動側であり、前記各スプラグ３は、そのプーリ７と共に外輪１が、内輪２に対して図１（ａ）に示す矢印方向に相対回転したとき、前記内外各円筒面１ａ，２ａに係合して、外輪１の回転トルクを内輪２に伝達する。
また、各スプラグ３は、外輪１が内輪２に対して前記矢印で示す反対方向に相対回転したり、あるいは、前記矢印方向に回転する外輪１に対して同方向に回転する内輪２の回転速度が外輪１の回転速度を上回った場合に、前記内外各円筒面１ａ，２ａに対する係合を解除して、外輪１から内輪２への回転伝達を遮断するようになっている。
【００２４】
したがって、図２に示すように、プーリ７（外輪１）を矢印ｆ２方向に回転すると、スプラグ３が図中に鎖線で示す方向へその姿勢を変え（矢印ｓ１参照）、そのスプラグ３の各カム面が、外輪１の内周円筒面１ａおよび内輪２の外周円筒面２ａに係合する。この係合により、プーリ７の回転が内輪２に伝達される。
内輪２の回転速度が外輪１の回転速度を上回ると、内輪２に対しプーリ７は図中矢印f１の方向へ相対回転するので、スプラグ３は逆方向にその姿勢を変え（矢印ｓ２参照）、内外各円筒面１ａ，２ａに対するスプラグ３の係合が解除され、外輪１から内輪２への回転伝達が遮断される。
【００２５】
このため、このようなクラッチ内蔵プーリを、例えばオルタネータの回転軸に取付けてクランクシャフトに取付けられたプーリと上記回転軸上のプーリ間にベルトをかけ渡してオルタネータを駆動すると、クランクシャフトの角速度増加時、一方向クラッチが係合状態となり、クランクシャフトの回転がオルタネータの回転軸に伝達される。また、クランクシャフトの角速度減少時、一方向クラッチが空転状態となって、クランクシャフトからオルタネータの回転軸への回転伝達が遮断されることになる。
このため、プーリ７とこれにかかるベルトの相互間で滑りが生じるのが防止され、ベルトの摩耗を抑制することができる。
【００２６】
ここで、一方向クラッチの外輪１又は内輪２の回転に伴い、前記両軸受部８，８間に封入されたグリース６に遠心力が作用する。この遠心力により、グリース６は、徐々に径方向外側に偏って分布するようになる傾向がある。すなわち、グリース６が、外輪１側に偏って分布し、内輪２側のグリース６が希薄になる状態である。
【００２７】
このとき、外輪１と内輪２との間に、その一方向クラッチの軸方向に並行な軸心を有する金属製のローラ１０が配置されている。このローラ１０は円柱状に形成されて、その直径が、前記内外円筒面１ａ，２ａ間の距離とほぼ同一に設定されている。
また、ローラ１０は、前記保持器４のポケット４ａに収納されて一方向クラッチの周方向へ位置決めされており、その位置で軸心周りに回転自在となっている。また、ローラ１０は、その軸心周りの回転が許容されつつ、周知の方法により軸方向への移動が規制されている。
【００２８】
ローラ１０の外周円筒面１０ａが、外輪１の内周円筒面１ａ及び内輪２の外周円筒面２ａに接すると、その対向面１０ａ，１ａ及び１０ａ，２ａ同士が相互に摺動しながらその摩擦力でローラ１０に回転力が伝達される。
ローラ１０が回転することにより、その回転力でグリース６が、図２に矢印で示すように、外輪１側から内輪２側に移動する。このため、内輪２側においてグリース６が希薄になることを防止し得る。
【００２９】
また、ローラ１０の円筒面（表面）１０ａに、その底面を円弧面としたディンプル状の凹部１１を多数形成し（図３（ａ）（ｂ）参照）たので、グリース６は、その凹部１１に馴染んでローラ１０の回転とともにその回転方向に保持されやすいという効果がある。さらに、凹部１１がディンプル状であれば、内輪２側において、グリース６が内輪２の外周円筒面２ａに付着した際に、そのローラ１０の円筒面１０ａから離脱しやすいという効果もある。
【００３０】
なお、他の実施形態として、前記ローラ１０の円筒面１０ａに形成する凹部１１に代えて、各種形状の溝１２，１３，１４を形成してもよい。図３（ｃ）は、ローラ１０の円筒面１０ａに、軸方向に伸びる溝１２を形成した態様である。また、図３（ｄ）は、ローラ１０の円筒面１０ａに、円周方向に延びる溝１３を形成した態様である。さらに、図３（ｅ）は、ローラ１０の円筒面１０ａに、螺旋状の溝１４を形成した態様である。いずれの溝１２，１３，１４においても、グリース６を効率的に外輪１側から内輪２側へと移動させることができる機能を有する。
【００３１】
さらに、他の実施形態として、ローラ１０の円筒面１０ａが、前記外輪１の内周円筒面１ａ又は内輪２の外周円筒面２ａのいずれか一方に接して、その回転力が付与される構成としてもよいし、あるいは、ローラ１０の円筒面１０ａが、前記両円筒面１ａ，２ａに接しておらず、外輪１又は内輪２の回転に伴うグリース６の周方向への流動を介して、ローラ１０に回転力が伝達される構成を採用してもよい。
【００３２】
また、ローラ１０と隣り合うスプラグ３，３との間隔は自由に設定してよいが、上記実施形態では、その間隔を、前述の隣接スプラグ３，３間の間隔と同一に設定されている。このため、保持器４は、ローラ１０を設けない従来品を使用することができる。
【００３３】
なお、ローラ１０の素材は、スプラグ３と同じ金属素材であってもよいが、合成樹脂材でも良い。
また、この実施形態では、周方向に沿って２箇所にローラ１０を配置したが、ローラ１０を配置する数は、自由に設定できる。
【００３４】
この実施形態は、一方向クラッチを組み込んだクラッチ内蔵プーリであり、外輪１が駆動側、内輪２が従動側としたが、他の実施形態として、内輪２を駆動側、外輪１を従動側とした各種用途の一方向クラッチにも適用可能である。
また、上記実施形態では、一方向クラッチとして、係合子３がスプラグから成るスプラグタイプの一方向クラッチを示したが、一方向クラッチはこれに限定されるものではない。例えば、係合子３がころ（ローラ）から成るローラタイプの一方向クラッチにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施形態を示し、（ａ）は切断側面図、（ｂ）は切断正面図
【図２】スプラグの作用を示す要部拡大図
【図３】ローラの詳細を示し、（ａ）（ｂ）は表面にディンプル状の凹部を形成した態様、（ｃ）は表面に軸方向に伸びる溝を形成した態様、（ｄ）は表面に円周方向に延びる溝を形成した態様、（ｅ）は表面に螺旋状の溝を形成した態様を示す各斜視図
【図４】従来例を示し、（ａ）は切断側面図、（ｂ）は切断正面図
【符号の説明】
【００３６】
１  外輪
２  内輪
３  スプラグ（係合子）
４  保持器
４ａ  ポケット
４ｂ  ばね収容凹部
５  コイルバネ（弾性部材）
６  グリース
７  プーリ
８  軸受部
８ａ，８ｂ  軸受
８ｃ  シール
９  ボール
１０  ローラ
１０ａ  表面
１１  凹部
１２，１３，１４  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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