(57)【要約】【課題】クラッチ内輪とクラッチ外輪とが相対的に回転変動を伴いながら回転トルクを伝達する過渡的な状況の場合においても、スプラグの偏摩耗を抑制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】クラッチ外輪２１とクラッチ内輪２２との間に保持器２３を組込み、その保持器２３に形成されたポケット２４内にスプラグ２５と、そのスプラグ２５の両端のカム面２５ａ、２５ｂがクラッチ外輪２１の円筒形内面２１ａとクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａに接触する方向にスプラグ２５を付勢する弾性部材２６とを組込む。保持器２３とクラッチ内輪２２の対向面間に波形弾性部材４１を組込んで、保持器２３に回転抵抗を負荷し、スプラグ２５が係合解除方向に揺動するのが阻害された際に、スプラグ２５から保持器２３に負荷される回転力で保持器２３を滑り回転させ、スプラグ２５を係合解除方向に揺動させて、フリー回転するクラッチ外輪２１とスプラグ２５の接触力の低減化を図る。【選択図】図１
2008025595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチ外輪と、そのクラッチ外輪の内側に組込まれたクラッチ内輪と、そのクラッチ内輪と前記クラッチ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スプラグと、そのスプラグを起立する方向に付勢する弾性部材とを有し、前記クラッチ外輪とクラッチ内輪の一方向への相対回転によりスプラグを起立方向に揺動させて両端のカム面をクラッチ外輪の円筒形内面およびクラッチ内輪の円筒形外面に対して係合させ、逆方向への相対回転によりスプラグを伏倒する方向に揺動させて両端のカム面をクラッチ外輪の円筒形内面およびクラッチ内輪の円筒形外面に対して係合解除させるようにした一方向クラッチにおいて、
前記保持器とクラッチ内輪の対向面間または保持器とクラッチ外輪の対向面間に、保持器に回転抵抗を付与してその保持器をクラッチ内輪またはクラッチ外輪と共に回転させると共に、スプラグから上記回転抵抗力を上回る回転力が負荷された際に保持器を滑り回転させる回転抵抗付与手段を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記回転抵抗付与手段が、波状の凹凸が周方向に連続する半径方向に弾性変形可能なリング状波形弾性部材の接触摩擦抵抗による請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記回転抵抗付与手段が、ゴムからなる弾性リングの接触摩擦抵抗による請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
クラッチ外輪とその内側に組込まれたクラッチ内輪間に保持器を組込み、その保持器に形成されたポケット内にスプラグと、そのスプラグの両端のカム面がクラッチ外輪の円筒形内面およびクラッチ内輪の円筒形外面に接触する方向に向けてスプラグを付勢する弾性部材を組込んだ一方向クラッチと、その一方向クラッチにおけるクラッチ内輪の円筒形外面の両端部に圧入された一対の転がり軸受からなる軸受複合一方向クラッチにおいて、
前記一方の転がり軸受と保持器との間に、その保持器を他方の転がり軸受に向けて付勢して、その転がり軸受の軸受内輪に保持器を圧接させる弾性部材を組込んだことを特徴とする軸受複合一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クラッチ内輪とクラッチ外輪との間にスプラグを組込み、そのスプラグの揺動によってクラッチ外輪とクラッチ内輪の相互間で回転トルクの伝達と遮断とを行うようにした、スプラグタイプの一方向クラッチ、および、この一方向クラッチを備えた軸受複合一方向クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によりオルタネータ等のエンジン補機の回転軸に伝達して、エンジン補機を駆動するようにしている。
【０００３】
上記のようなエンジン補機の駆動装置においては、エンジンが急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも同様に急減速しようとする。しかし、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、その回転軸上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、クランクシャフト上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリ間に大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増加して破損し易くなる。
【０００４】
また、クランクシャフトは１回転中において角速度が変動しており、その角速度変動に起因してエンジン補機の回転軸上におけるプーリとベルトの間で滑りが生じ、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、エンジン補機の回転軸とプーリとの間にスプラグタイプの一方向クラッチを組込み、上記プーリの回転速度が回転軸の回転速度より低下した場合に、一方向クラッチを係合解除させてプーリをフリー回転させ、ベルトの張力増加を防止すると共に、プーリとベルトの相互間における滑りを防止するようにしたプーリ装置が提案されている。
【０００６】
ところで、エンジンの高速回転化が進んだことに伴い、エンジンが急減速した場合の一方向クラッチの空転回転数が大きくなってきており、このような状況下では、一方向クラッチの内部に密封されている潤滑剤が遠心力によりクラッチ外輪側に偏ってしまい、クラッチ内輪側にほとんど存在しなくなって、クラッチ内輪側の潤滑条件が劣悪なものとなり、スプラグのクラッチ内輪側のカム面がクラッチ内輪との接触によって偏摩耗が生じ易くなる。
【０００７】
そのような問題点を解決するため、本件の出願人は、特許文献１において、スプラグを保持する保持器をクラッチ内輪に固定し、一方向クラッチの空転時にクラッチ内輪とスプラグとが相対回転するのを防止して、接触部での摩耗を防止するようにした一方向クラッチおよび軸受複合一方向クラッチを提案している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２８２８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、クラッチ内輪に保持器を固定した一方向クラッチおよび軸受複合一方向クラッチにおいては、保持器に形成されたポケットの周方向長さが短くなり過ぎると、一方向クラッチの空転時、周方向に倒れるスプラグがポケットの周方向の一端に干渉して係合解除方向への揺動が阻害され、スプラグのクラッチ外輪側のカム面がクラッチ外輪の円筒形内面に強く接触する状態で相対的に接触回転して、クラッチ外輪の円筒形内面とスプラグのカム面の接触部で摩耗が生じることになる。
【００１０】
また、ポケットの周方向長さが長くなり過ぎると、定常時のスプラグの揺動量が大きくなり、スプラグの転倒に繋がるおそれが生じる。したがって、ポケットの周方向長さのしきい値は非常にシビアであり、保持器やスプラグ等の部品の製作に寸法精度の高い加工が要求され、その加工の容易化を図るうえにおいて改善すべき点が残されていた。
【００１１】
本件の発明者らは、各種の試験を行ったところ、ポケットの周方向長さが短くなり過ぎても干渉の問題を解消できるようにすることによって、スプラグの偏摩耗を抑制し、保持器やスプラグ等の部品の加工の容易化を図ることができることを見出したのである。
【００１２】
この発明の課題は、スプラグの偏摩耗を抑制することができると共に、保持器やスプラグ等の部品の加工の容易化を図ることができるようにした一方向クラッチおよび軸受複合一方向クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、この発明に係る一方向クラッチにおいては、クラッチ外輪と、そのクラッチ外輪の内側に組込まれたクラッチ内輪と、そのクラッチ内輪と前記クラッチ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スプラグと、そのスプラグを起立する方向に付勢する弾性部材とを有し、前記クラッチ外輪とクラッチ内輪の一方向への相対回転によりスプラグを起立方向に揺動させて両端のカム面をクラッチ外輪の円筒形内面およびクラッチ内輪の円筒形外面に対して係合させ、逆方向への相対回転によりスプラグを伏倒する方向に揺動させて両端のカム面をクラッチ外輪の円筒形内面およびクラッチ内輪の円筒形外面に対して係合解除させるようにした一方向クラッチにおいて、前記保持器とクラッチ内輪の対向面間または保持器とクラッチ外輪の対向面間に、保持器に回転抵抗を付与してその保持器をクラッチ内輪またはクラッチ外輪と共に回転させると共に、スプラグから上記回転抵抗力を上回る回転力が負荷された際に保持器を滑り回転させる回転抵抗付与手段を設けた構成を採用したのである。
【００１４】
上記の構成からなる一方向クラッチにおいて、ポケットの周方向長さが短くなり過ぎて周方向に倒れるスプラグがポケットの一端と干渉し、係合解除方向の揺動を阻害されるような状態になると、そのスプラグに過大な傾動力が負荷され、保持器に伝達される。その傾動力の負荷により保持器が滑り回転してスプラグは係合解除方向に揺動し、クラッチ外輪に対する接触圧力またはクラッチ内輪に対する接触圧力が低減し、スプラグの偏摩耗を抑制することができる。
【００１５】
ここで、回転抵抗付与手段は、波状の凹凸が周方向に連続する半径方向に弾性変形可能なリング状の波形弾性部材の接触摩擦抵抗によるものであってもよく、あるいはゴムからなる弾性リングの接触摩擦抵抗によるものであってもよい。
【００１６】
この発明に係る軸受複合一方向クラッチにおいては、クラッチ外輪とその内側に組込まれたクラッチ内輪間に保持器を組込み、その保持器に形成されたポケット内にスプラグと、そのスプラグの両端のカム面がクラッチ外輪の円筒形内面およびクラッチ内輪の円筒形外面に接触する方向に向けてスプラグを付勢する弾性部材を組込んだ一方向クラッチと、その一方向クラッチにおけるクラッチ内輪の円筒形外面の両端部に圧入された一対の転がり軸受からなる軸受複合一方向クラッチにおいて、前記一方の転がり軸受と保持器との間に、その保持器を他方の転がり軸受に向けて付勢して、その転がり軸受の軸受内輪に保持器を圧接させる弾性部材を組込んだ構成を採用したのである。
【００１７】
上記の構成からなる軸受複合一方向クラッチにおいては、弾性部材の押圧により保持器は他方の転がり軸受の軸受内輪に圧接され、その軸受内輪はクラッチ内輪に圧入されているため、スプラグが倒れて係合解除状態となり、上記クラッチ外輪と上記クラッチ内輪とが相対的に空転すると、保持器およびその保持器に保持されたスプラグがクラッチ内輪と共に回転する。
【００１８】
すなわち、一方向クラッチが高速空転しても、上記スプラグは、クラッチ外輪側のみで摺動し、潤滑条件の劣悪なクラッチ内輪側では摺動しない。このため、上記スプラグは、クラッチ外輪側で偏摩耗することになるが、遠心力による潤滑剤の移動に伴いクラッチ外輪側は潤滑条件が良好なため、その偏摩耗は僅かである。
【００１９】
また、ポケットの周方向長さが短くなり過ぎて周方向に倒れるスプラグがポケットの一端と干渉し、係合解除方向の揺動を阻害されるような状態になると、そのスプラグに過大な傾動力が負荷され、保持器に伝達される。その傾動力の負荷により保持器が滑り回転してスプラグは係合解除方向に揺動し、クラッチ外輪に対する接触圧力またはクラッチ内輪に対する接触圧力が低減し、スプラグの偏摩耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上述のように、この発明の一方向クラッチおよび軸受複合一方向クラッチにおいては、スプラグを保持する保持器に回転抵抗を付与したので、ポケットの周向長さが短くなり過ぎて周方向に倒れるスプラグがポケットの一端と干渉し、係合解除方向の揺動を阻害されるような状態になると、そのスプラグに過大な傾動力が負荷され、保持器に伝達されて保持器が滑り回転し、スプラグは係合解除方向に揺動するため、クラッチ外輪に対する接触圧力またはクラッチ内輪に対する接触圧力が低減し、スプラグの偏摩耗を抑制することができる。
【００２１】
また、ポケットの周向長さが短くなり過ぎて周方向に倒れるスプラグがポケットの一端と干渉しても、保持器の滑り回転によって干渉を解消することができるため、ポケットの周方向長さに比較的大きな加工公差をもたせることができ、保持器やスプラグ等の部品の製作に精度の高い加工が要求されず、加工の容易化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、一方向クラッチを組込んだクラッチ内蔵プーリを示す。この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軸受複合一方向クラッチ１０とから成り、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。
【００２３】
軸受複合一方向クラッチ１０は、一方向クラッチ２０と、その一方向クラッチ２０の両側に設けられた一対の転がり軸受３０とからなる。
【００２４】
図１および図２に示すように、一方向クラッチ２０は、プーリ１の内径面に圧入されたクラッチ外輪２１とその内側に組込まれたクラッチ内輪２２との間に保持器２３を組込み、その保持器２３の周方向に形成された複数のポケット２４のそれぞれ内部にスプラグ２５と、そのスプラグ２５を起立する方向に付勢して両端のカム面２５ａ，２５ｂをクラッチ外輪２１の円筒形内面２１ａおよびクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａに接触させる弾性部材２６を組込んだスプラグタイプの一方向クラッチからなっている。
【００２５】
ここで、クラッチ内輪２２の軸方向長さはクラッチ外輪２１の軸方向長さより長く、そのクラッチ内輪２２のクラッチ外輪２１より外側に位置する両端部の円筒形外面に前記一対の転がり軸受３０の軸受内輪３１が圧入され、転がり軸受３０によってプーリ１とクラッチ内輪２２が相対的に回転自在に支持されている。
【００２６】
図１および図３に示すように、保持器２３の内径面とクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａ間には、保持器２３に回転抵抗を付与してその保持器２３をクラッチ内輪２２と共に回転させると共に、クラッチ外輪２１のフリー回転時にスプラグ２５から上記回転抵抗力を上回る回転力が負荷された際に保持器２３を滑り回転させる回転抵抗付与手段４０が設けられている。
【００２７】
回転抵抗付与手段４０は、波状の凹凸が周方向に連続して半径方向に弾性変形可能なリング状の波形弾性部材４１を保持器２３とクラッチ内輪２２間に組み込み、その波形弾性部材４１と保持器２３の内径面および波形弾性部材４１とクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａとの接触部に作用する摩擦抵抗により保持器２３に回転抵抗を付与するようにしている。
【００２８】
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クラッチ内輪２２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。
【００２９】
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されると、スプラグ２５がクラッチ外輪２１の円筒形内面２１ａとの接触により起立する方向に揺動して、両端のカム面２５ａ，２５ｂがクラッチ外輪２１の円筒形内面２１ａとクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａに係合し、そのスプラグ２５を介してプーリ１の回転がクラッチ内輪２２に伝達される。
【００３０】
プーリ１からクラッチ内輪２２への回転トルクの伝達時において、クラッチ内輪２２の回転速度がプーリ１の回転速度を上回ると、クラッチ内輪２２とクラッチ外輪２１の相対的な回転速度差により、スプラグ２５は弾性部材２６の弾性に抗して周方向に倒れる方向に揺動してクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａおよびクラッチ外輪２１の円筒形内面２１ａに対する係合が解除される。
【００３１】
このため、プーリ１からクラッチ内輪２２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。
【００３２】
ここで、クラッチ内輪２２と保持器２３の対向面間には波形弾性部材４１が組込まれて保持器２３に摩擦による回転抵抗が付与されているため、プーリ１がフリー回転する時、クラッチ内輪２２と保持器２３およびその保持器２３に保持されたスプラグ２５は共に回転する。
【００３３】
このため、スプラグ２５のカム面２５ｂとクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａの接触部で滑りを生じることは無く、上記カム面２５ｂが偏摩耗するようなことはない。一方、クラッチ外輪２１のフリー回転によって、そのクラッチ外輪２１の円筒形内面２１ａはスプラグ２５のカム面２５ａと接触回転するため、上記カム面２５ａに摩耗が生じ易くなるが、遠心力による潤滑剤の移動に伴ってクラッチ外輪２１側は潤滑条件が良好なため、その摩耗は僅かである。
【００３４】
上記のような一方向クラッチ２０において、ポケット２４の周向長さが短くなり過ぎると、周方向に倒れるスプラグ２５がポケット２４の一端と干渉し、係合解除方向の揺動を阻害されるような状態になる。このとき、そのスプラグ２５に過大な傾動力が負荷されることになり、保持器２３に伝達されるため、保持器２３が滑り回転し、スプラグ２５は係合解除方向に揺動して、クラッチ外輪２１に対する接触圧力が低減し、スプラグ２５のクラッチ外輪２１側の偏摩耗を抑制することができる。
【００３５】
また、ポケット２４の周向長さが短くなり過ぎて周方向に倒れるスプラグ２５がポケット２４の一端と干渉しても、上記のように、保持器２３の滑り回転によって干渉を解消することができるため、ポケット２４の周方向長さに比較的大きな加工公差をもたせることができ、保持器２３やスプラグ２５等の部品の製作に精度の高い加工が要求されず、加工の容易化を図ることができる。
【００３６】
図１に示す実施の形態では、一方向クラッチ２０が、クラッチ外輪２１に入力される動力をクラッチ内輪２２側に伝動する使用であるため、クラッチ内輪２２と保持器２３の対向面間に波形弾性部材４１を組込むようにしたが、上記と逆にクラッチ内輪２２に入力される動力をクラッチ外輪２１側に伝動する使用の場合は、図４に示すように、クラッチ外輪２１と保持器２３の対向面間に波形弾性部材４１を組込むようにする。
【００３７】
図５は、クラッチ内蔵プーリの他の例を示す。この例においては、保持器２３の内径面の両端部とクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａ間に２つの波形弾性部材４１を組込んでいる。
【００３８】
上記のように、保持器２３の内径面両端部に波形弾性部材４１を摩擦接触させることにより、クラッチ外輪２１およびクラッチ内輪２２に対して保持器２３を同軸上に保持することができるため、一方向クラッチを精度よく作動させることができる。
【００３９】
図６は、回転抵抗付与手段４０の他の例を示している。この例では、ゴムからなる弾性リング４２をクラッチ内輪２２の円筒形外面２２ａに加硫接着し、その弾性リング４２の外径面を保持器２３の内径面に弾性接触させて、保持器２３に回転抵抗を付与するようにしている。
【００４０】
図７は、クラッチ内蔵プーリのさらに他の例を示す。この例においては、図１に示す波形弾性部材４１を省略し、その代わりに、一方の転がり軸受３０と保持器２３の対向面間に皿ばねからなる弾性部材４３を組込み、その弾性部材４３の押圧によって保持器２３を他方の転がり軸受３０の軸受内輪３１の端面に弾性接触させるようにしている。他の構成は、図１に示すクラッチ内蔵プーリと同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
上記のように、弾性部材４３によって保持器２３を他方の転がり軸受３０の軸受内輪３１に弾性接触させることにより、スプラグ２５が倒れて係合解除状態となり、クラッチ外輪２１とクラッチ内輪２２とが相対的に空転すると、保持器２３およびその保持器２３に保持されたスプラグ２５がクラッチ内輪２２と共に回転する。
【００４２】
このように、一方向クラッチ２０の空転状態では、スプラグ２５は、クラッチ外輪２１側のみで摺動して潤滑条件の劣悪なクラッチ内輪２２側では摺動しない。このため、上記スプラグ２５は、クラッチ外輪２１側で接触回転することになるが、遠心力による潤滑剤の移動に伴いクラッチ外輪２１側は潤滑条件が良好なため、クラッチ外輪２１側のカム面２５ａの摩耗は抑制されることになる。
【００４３】
図７に示すクラッチ内蔵プーリにおいて、保持器２３に形成されたポケット２４の周向長さが短くなり過ぎると、周方向に倒れるスプラグ２５がポケット２４の一端と干渉し、係合解除方向の揺動を阻害されるような状態になる。この場合、図１に示すクラッチ内蔵プーリと同様に、スプラグ２５に過大な傾動力が負荷され、保持器２３に伝達されるため、保持器２３が滑り回転し、スプラグ２５は係合解除方向に揺動して、クラッチ外輪２１に対する接触圧力が低減し、スプラグ２５のクラッチ外輪２１側の偏摩耗を抑制することができる。
【００４４】
また、ポケット２４の周向長さが短くなり過ぎて周方向に倒れるスプラグ２５がポケット２４の一端と干渉しても、保持器２３の滑り回転によって干渉を解消することができるため、ポケット２４の周方向長さに比較的大きな加工公差をもたせることができ、保持器２３やスプラグ２５等の部品の製作に精度の高い加工が要求されず、加工の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明に係る軸受複合一方向クラッチを用いたクラッチ内蔵プーリの実施の形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】この発明に係る軸受複合一方向クラッチの他の例を示す使用状態の断面図
【図５】この発明に係る軸受複合一方向クラッチのさらに他の例を示す使用状態の断面図
【図６】回転抵抗付与手段の他の例を示す断面図
【図７】この発明に係る軸受複合一方向クラッチを用いたクラッチ内蔵プーリの他の実施の形態を示す縦断正面図
【符号の説明】
【００４６】
２１    クラッチ外輪
２１ａ  円筒形内面
２２    クラッチ内輪
２２ａ  円筒形外面
２３    保持器
２４    ポケット
２５    スプラグ
２５ａ  カム面
２５ｂ  カム面
２６    弾性部材
３０    転がり軸受
３１    軸受内輪
４０    回転抵抗付与手段
４１    波形弾性部材
４２    弾性リング
４３    弾性部材
【図１】
2008025595.tif 000003
【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】
2008025595.tif 000009