(57)【要約】【課題】 一旦トルクリミッタが作動して動力が遮断された後は、その動力遮断状態が確実に維持されるトルクリミッタ付き一方向クラッチを提供する。【解決手段】  内輪12にカム面16が形成されており、カム面16上のロック位置を越えた領域に、過負荷時にころ13が入り込む凹部19が形成されている。保持器14のポケット18は、ロック位置およびフリー位置の間を移動するころ13を移動可能に案内して軸方向幅がころ長さよりも大きい幅広部21と、幅広部21に連なりかつロック位置を越えて凹部19内に入り込んだころの移動を不可能にして軸方向幅がころ長さよりも小さい幅狭部22とを有している。【選択図】    図２
2008082454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪、内輪、両輪間に配された複数のころ、各ころを噛み込み方向へ付勢する付勢部材および各ころを保持するポケットを有する保持器を備えており、外輪および内輪のいずれか一方に、ロック位置およびフリー位置を規定するカム面が形成されるとともに、カム面上のロック位置を越えた領域に、過負荷時にころが入り込む凹部が形成されているトルクリミッタ付き一方向クラッチにおいて、
保持器のポケットは、ロック位置およびフリー位置の間を移動するころを移動可能に案内して軸方向幅がころ長さよりも大きい幅広部と、幅広部に連なりかつロック位置を越えて凹部内に入り込んだころの移動を不可能にして軸方向幅がころ長さよりも小さい幅狭部とを有していることを特徴とするトルクリミッタ付き一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一方向クラッチに関し、特に、ロック状態において過負荷を受けた場合に、ロック状態が解除されるようになされているトルクリミッタ付き一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車エンジンなどのクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機（例えば、エアコンディショナ用の圧縮機）に装備されるプーリユニットでは、一方向クラッチを用いることにより、ベルトの張力変動に伴うプーリの回転変動を吸収するようになされている。
【０００３】
図４に示す自動車のエアコンディショナ用の圧縮機用プーリユニット(1)は、自動車エンジンのクランクシャフトにベルト(4)を介して接続されエンジンの動力を圧縮機(2)の回転軸(3)に伝達するもので、ベルト(4)が巻き掛けられたプーリ(5)と、プーリ(5)の内径側に配置されて圧縮機(2)の回転軸(3)に固定された中空軸(6)と、内輪(71)、外輪(72)、２列に配置された複数の玉(73)およびこれらの玉(73)を保持する保持器(74)を有しプーリ内径と中空軸外径との間に配置された複列転がり軸受(7)と、回転軸(3)端部に袋ナット(8)により固定されている有底円筒状ハブ（一方向クラッチ外輪の支持部材）(9)と、転がり軸受(7)の外輪(72)と一体の内輪(75)、外輪(76)、両輪(75)(76)間に配された複数のころ(77)、各ころ(77)を噛み込み方向へ付勢する付勢部材（図示略）および複数のころ(77)を保持するポケットを有する保持器(78)を有し転がり軸受(7)の外輪(71)外径とハブ(9)の円筒部(9a)内径との間に配置された一方向クラッチ(10)とを備えている。
【０００４】
一方向クラッチ(10)の外輪(76)は、ハブ(9)を介して回転軸(3)に一体化され、一方向クラッチ(10)の内輪(75)は、プーリ(5)に一体化されている。したがって、ベルト(4)によりプーリ(5)が回転駆動されて、一方向クラッチ(10)を介してプーリ(5)から圧縮機(2)の回転軸(3)に対して動力を伝達するに際し、一方向クラッチ(10)は、プーリ(5)の回転速度が圧縮機(2)の回転軸(3)よりも相対的に速くなると、ロック状態となって、プーリ(4)、ハブ(9)および回転軸(3)の三者を一体化して同期回転させ、プーリ(5)の回転速度が圧縮機(2)の回転軸(3)よりも相対的に遅くなると、フリー状態となって、プーリ(5)から圧縮機(2)の回転軸(3)に対する回転動力の伝達を遮断し、これにより、回転軸(2)が回転慣性力のみで回転を継続する。
【０００５】
一般的な一方向クラッチは、過負荷が作用したときにベルトから圧縮機の回転軸に対する動力の伝達を遮断する機能は有していないため、過負荷時にプーリに対してベルトが滑り、ベルトが焼き付いたり、破損したりするという問題がある。そこで、この問題を解消するものとして、図示省略するが、特許文献１には、カム面上のロック位置を越えた領域に、ころが入り込む凹部が形成されており、過負荷を受けたときに、ころが噛み込み部材として作用しない状態に拘束され、これにより、外輪と内輪とがフリー状態となって動力伝達が遮断されるトルクリミッタとしての動作が得られるトルクリミッタ付き一方向クラッチが提案されている。
【０００６】
このトルクリミッタ付き一方向クラッチでは、例えば圧縮機の焼き付き故障などに伴い回転軸の回転に異常が生じると、一方向クラッチの負荷トルクが増大し、この値が所要の規定値（例えば６０Ｎｍ）に到達すると、ころがくさび状空間におけるロック位置のさらに狭い側へ移動させられることになってカム面の凹部に入り込み、ころがプーリに対して非接触あるいは空転する状態になるので、プーリのみが回転することになって、プーリから圧縮機の回転軸に対する動力伝達が遮断されるトルクリミッタの機能が果たされる。
【特許文献１】特開２００２−１０６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のトルクリミッタ付き一方向クラッチによると、過負荷時には、ころが凹部に入り込むことによって、ロック状態が解消し、これにより、ベルトから圧縮機の回転軸に対する動力の伝達が遮断されるので、ベルトが焼き付いたり、破損したりする問題が解消されるが、より確実な動力遮断状態を確保するには、次のような課題が存在している。すなわち、トルクリミッタ作動後、エンジンの振動や回転変動などによって、ころが凹部内からロック位置へ逆移動し、動力が再び伝達される状態となることが起こり得ることから、その逆移動を防止する必要がある。
【０００８】
この発明の目的は、一旦トルクリミッタが作動して動力が遮断された後は、その動力遮断状態が確実に維持されるトルクリミッタ付き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】
【０００９】
この発明によるトルクリミッタ付き一方向クラッチは、外輪、内輪、両輪間に配された複数のころ、各ころを噛み込み方向へ付勢する付勢部材および各ころを保持するポケットを有する保持器を備えており、外輪および内輪のいずれか一方に、ロック位置およびフリー位置を規定するカム面が形成されるとともに、カム面上のロック位置を越えた領域に、過負荷時にころが入り込む凹部が形成されているトルクリミッタ付き一方向クラッチにおいて、保持器のポケットは、ロック位置およびフリー位置の間を移動するころを移動可能に案内して軸方向幅がころ長さよりも大きい幅広部と、幅広部に連なりかつロック位置を越えて凹部内に入り込んだころの移動を不可能にして軸方向幅がころ長さよりも小さい幅狭部とを有していることを特徴とするものである。
【００１０】
この一方向クラッチは、例えば、ベルトが巻き掛けられたプーリと、プーリの内径側に配置された回転軸と、プーリ内径と回転軸外径との間に配置された転がり軸受と、転がり軸受の外輪と回転軸に固定された円筒状ハブ内径との間に配置された一方向クラッチとを備えているプーリユニット（動力伝達装置）における一方向クラッチとして好適に使用される。このようなプーリユニットは、自動車のエアコンディショナ用の圧縮機などの補機その他種々の装置において使用することができる。
【００１１】
一方向クラッチの外輪、内輪およびころは金属製とされ、保持器は、合成樹脂製とされる。付勢部材は、例えばコイルばねとされるがこれに限定されるものではない。カム面は、内輪に形成されることがあり、また、外輪に形成されることもある。
【００１２】
通常時には、ころは、保持器のポケットの幅広部内にあって、ロック位置およびフリー位置の間を移動し、これにより、一方向クラッチとしての機能が果たされる。そして、異常時（過負荷時）には、ころは、その過大なトルクによって、カム面の凹部に嵌まり込むととともに、保持器の幅狭部内に入り込み、これにより、ロック状態が解除されるとともに、ころの移動が不可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のトルクリミッタ付き一方向クラッチによると、過負荷時には、ころは、その過大なトルクによって、カム面の凹部嵌まり込むととともに、保持器の幅狭部内に入り込み、これにより、ロック状態が解除されるとともに、ころの移動が不可能となるので、一旦トルクリミッタが作動して動力が遮断された後は、その動力遮断状態が確実に維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、この発明によるトルクリミッタ付き一方向クラッチの１実施形態を示している。
【００１６】
この一方向クラッチ(10)は、図４に示した一方向クラッチ(10)として使用されるもので、円筒形の外輪(11)と、多角形状に形成されてこの部分がロック位置およびフリー位置を規定するカム面(16)とされた内輪(12)と、カム面(16)と外輪(11)の内周面とで形成されたくさび状空間(17)に配置され、外輪(11)と内輪(12)とが一の方向（ロック方向）に相対回転することにより外輪(11)と内輪(12)との間に噛み込み、他の方向（フリー方向）に相対回転したとき噛み込みを解除する複数の噛み込み部材としてのころ(13)と、ころ(13)を噛み込み方向（くさび状空間(17)の狭い側）に付勢する付勢部材としてのコイルばね(15)と、ころ(13)およびコイルばね(15)を収納するポケット(18)を有しておりころ(13)をくさび状空間(17)内に位置させる環状の保持器(14)とを備えている。
【００１７】
この一方向クラッチ(10)によると、外輪(11)の回転速度が内輪(12)よりも相対的に速くなると、ころ(13)がくさび状空間(17)の狭い側（図の反時計方向）へ転動させられてロック状態となるので、外輪(11)と内輪(12)とが一体化して同期回転する。しかし、外輪(11)の回転速度が内輪(12)よりも相対的に遅くなると、ころ(13)がくさび状空間(17)の広い側（図の時計方向）へ転動させられてフリー状態となるので、外輪(11)から内輪(12)へ回転動力の伝達が遮断されることになって内輪(12)が回転慣性力のみで回転を継続するようになる。
【００１８】
一方向クラッチ(10)には、カム面(16)上のロック位置を越えた領域に、ころ(13)が入り込む凹部(19)が形成されている。そして、この凹部(19)に対応して、図２に示すように、保持器(14)のポケット(18)には、ロック位置およびフリー位置の間を移動するころ(13)を移動可能に案内して軸方向幅がころ長さよりも大きい幅広部(21)と、幅広部(21)に連なりかつロック位置を越えて凹部(19)内に入り込んだころ(13)の移動を不可能にして軸方向幅がころ長さよりも小さい幅狭部(22)とが形成されている。保持器(14)は合成樹脂製であり、ポケット(18)は、弾性変形可能となっている。
【００１９】
したがって、この一方向クラッチ(10)を備えた圧縮機用プーリユニット（図４参照）によると、例えば圧縮機(2)の焼き付き故障などに伴い回転軸(3)の回転に異常が生じると、一方向クラッチ(10)の負荷トルクが増大し、この値が所要の規定値（例えば６０Ｎｍ）に到達すると、ころ(13)は、くさび状空間(17)におけるロック位置のさらに狭い側（図の反時計方向）へ移動させられて、カム面(16)の凹部(19)に入り込む。これに伴い、ころ(13)は、両輪(11)(12)間に噛み込むことが不可能となり、プーリ(5)から圧縮機(2)の回転軸(3)に対する動力伝達が遮断されるトルクリミッタの機能が果たされる。
【００２０】
そして、ころ(13)が凹部(19)に嵌まり込む位置における保持器(14)のポケット(18)の幅（幅狭部(22)の幅）は、ころ(13)の長さよりも短くされているため、図３（ａ）（ｂ）に示すように、凹部(19)内に嵌まり込んだころ(13)は、ポケット(18)の幅狭部(22)内において、回転も移動も不可能状態となり、ころ(13)はそこから離脱してロック位置に戻ることはない。この結果、過負荷を受けたときでもプーリ(5)の回転が継続し、クランクシャフトの回転損失を生じることなく、プーリ(5)上でベルト(4)が滑らずに済んでベルト(4)の寿命が向上し、圧縮機(2)やベルト(4)を通じて連結される機器に悪影響を及ぼさずに済む。
【００２１】
図３（ｃ）（ｄ）に示す従来の一方向クラッチの場合（この発明による一方向クラッチ(10)と同じ形状の部分には同じ符号を付す）、保持器(84)のポケット(88)の幅は、ころ(13)が凹部(19)に嵌まり込む位置においても同じであり（幅広部(21)と同じ幅）、凹部(19)内のころ(13)は、回転可能でかつポケット(88)内を周方向に移動可能となっている。ころ(13)が凹部(19)に嵌まり込んだ時点では、ころ(13)は、高速で回転しているため、凹部(19)の底面などに接触して暴れる可能性があり、図３（ｄ）に矢印で示す逆方向に移動して、同図に二点鎖線で示す噛み込み位置（ロック位置）に逆戻りする可能性がある。この場合、トルクリミッタ機能が継続されないことになる。
【００２２】
これに対し、この発明による一方向クラッチ(10)では、一旦得られたトルクリミッタ機能は、逆戻りすることはなく、ロック状態継続に伴うプーリの焼き付き等が確実に防止される。この状態を復帰させるには、一方向クラッチ(10)を分解してころ(13)の位置を元に戻すか、あるいは一方向クラッチ(10)そのものを交換すればよい。
【００２３】
なお、上記実施形態において、一方向クラッチ(10)は、自動車のエアコンディショナ用の圧縮機用プーリユニット用として説明したが、一方向クラッチの用途はこれに限定されるものではない。また、上記の一方向クラッチは、内輪にカム面が形成されているものであるが、上記幅広部および幅狭部からなる保持器のポケット形状は、外輪にカム面が形成されている一方向クラッチにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、この発明による一方向クラッチの１実施形態を示す横断面図である。
【図２】図２は、保持器のポケット内に保持されているころを示すもので、（ａ）は、横断面図、（ｂ）は、径方向外方から見た図である。
【図３】図３は、この発明による一方向クラッチの作用効果を従来のものと比較して模式的に示すもので、（ａ）は、横断面図、（ｂ）は、径方向外方から見た図である。
【図４】図４は、この発明による一方向クラッチが使用される１例である圧縮機用プーリユニット示す横断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
(10)       一方向クラッチ
(11)       外輪
(12)       内輪
(13)       ころ
(14)       保持器
(15)       コイルばね（付勢部材）
(16)       カム面
(18)       ポケット
(19)       凹部
(21)       幅広部
(22)       幅狭部
【図１】
2008082454.tif 000003
【図２】
2008082454.tif 000004
【図３】
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【図４】
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