(57)【要約】【課題】使用時の回転速度が速い場合でも、耐久性を低下させる事なく、ローラクラッチの動作が不安定となる事を防止する。【解決手段】ばね１２ａを構成する押圧片２５ａ、２５ａの先端部に第二の押圧部２９、２９を設ける。これら第二の押圧部２９、２９は、ローラ１０が円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在し、上記ばね１２ａの弾性変形量が少ない状態では、クラッチ用保持器１１の一部である中央側支持板部２２の側面に当接しない。これに対して、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在し、上記ばね１２ａの弾性変形量が多い状態では、上記第二の押圧部２９、２９が上記中央側支持板部２２の側面に当接する。この結果、上記ばね１２ａのヤング率を、その弾性変形量に応じ変化させて、上記課題を解決できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪相当部材と、この外輪相当部材の内側にこの外輪相当部材と同心に配置された内輪相当部材と、これら外輪相当部材の内周面と内輪相当部材の外周面とのうちの一方の周面に形成された、円周方向に亙る凹凸であるカム面と、同じく他方の周面に形成された円筒面と、これらカム面と円筒面との間の円筒状空間内に設けられた複数本のローラと、このカム面を形成した部材に対する回転を不能として上記円筒状空間内に配置され、上記各ローラを転動並びに円周方向に関する若干の変位自在に保持する保持器と、それぞれがこの保持器と上記各ローラとの間に設けられ、これら各ローラを上記円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に向け、円周方向に関して同方向に押圧する複数のばねとを備えたローラクラッチに於いて、これら各ばねは、上記各ローラが上記円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在して弾性変形量が少ない状態と、広い部分に存在して弾性変形量が多い状態とで、剛性が変化する事を特徴とするローラクラッチ。
【請求項２】
各ローラが円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在して弾性変形量が少ない状態よりも、広い部分に存在して弾性変形量が多い状態の方が、各ばねの剛性が大きくなる、請求項１に記載したローラクラッチ。
【請求項３】
各ばねは、基部と、この基部の両端部を外輪相当部材及び内輪相当部材の円周方向に関して同方向に折り曲げた押圧片とから構成され、これら両押圧片は、これら両押圧片の中間部をこの基部側に折り曲げる事により形成され各ローラと当接する第一の押圧部と、この第一の押圧部よりも先端側をこの基部と反対側に折り曲げた第二の押圧部とを有し、上記各ローラが円筒状空間の径方向の幅が広い部分に存在する状態で、この第二の押圧部が保持器の一部に当接する、請求項２に記載したローラクラッチ。
【請求項４】
各ばねは、基部と、この基部の両端部を外輪相当部材及び内輪相当部材の円周方向に関して同方向に折り曲げた押圧片とから構成され、この押圧片の中間部乃至先端部の厚さに対してこの押圧片の基端部乃至上記基部の厚さが厚くなっている、請求項２に記載したローラクラッチ。
【請求項５】
各ばねは、コイルばねであり、このコイルばねを構成する線材は、先端部に比べて基端部が太くなっている、請求項２に記載したローラクラッチ。
【請求項６】
各ばねは、それぞれ２個のばね素子により構成されており、各ローラが円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在する状態では、これら各ばね素子のうちの一方のばね素子のみでこれら各ローラを押圧し、これら各ローラが上記円筒状空間の径方向の幅が広い部分に存在する状態では、上記２個のばね素子により上記各ローラを押圧する、請求項２に記載したローラクラッチ。
【請求項７】
回転軸の端部に固定する内径側部材と、この内径側部材の周囲にこの内径側部材と同心に配置され、外周面にベルトを掛け渡す為のベルト溝を設けた円筒状の外径側部材と、これら内径側部材の外周面と外径側部材の内周面との間に設けられ、この外径側部材がこの内径側部材に対し所定方向に相対回転する傾向となる場合のみ、これら外径側部材と内径側部材との間での回転力の伝達を自在とするローラクラッチと、このローラクラッチに隣接する位置で上記内径側部材の外周面と上記外径側部材の内周面との間に設けられ、この外径側部材に加わるラジアル荷重を支承しつつこれら内径側部材と外径側部材との相対回転を自在とするサポート軸受とを備えたローラクラッチ内蔵型プーリ装置に於いて、上記ローラクラッチが、請求項１〜６の何れかに記載したローラクラッチである事を特徴とする、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用発電機であるオルタネータ、或はコンプレッサ、スタータモータ等の自動車用補機の回転軸の端部に固定する従動プーリ等に組み込むローラクラッチと、この従動プーリ等して使用可能な、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用のオルタネータ等の補機を駆動する為のプーリ装置として、例えば、特許文献１、２に記載されている様に、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置が知られている。図８〜１０は、オルタネータを駆動する為のプーリ装置として、これら各公報に記載される等により従来から知られているローラクラッチ内蔵型プーリ装置の１例を示している。このローラクラッチ内蔵型プーリ装置１は、オルタネータの回転軸に外嵌固定自在な、回転部材であるスリーブ２を有する。又、このスリーブ２の周囲に、やはり回転部材である従動プーリ３を、このスリーブ２と同心に配置している。そして、これらスリーブ２の外周面と従動プーリ３の内周面との間に、１対のサポート軸受４、４とローラクラッチ５とを設けている。
【０００３】
上記スリーブ２は、全体を円筒状に形成しており、上記オルタネータの回転軸の端部に外嵌固定して、この回転軸と共に回転自在である。この為に図示の例では、上記スリーブ２の内周面中間部にねじ孔部６を形成し、このねじ孔部６と上記回転軸の先端部外周面に設けた雄ねじ部とを螺合自在としている。又、上記スリーブ２の外周面の中央部には、同じく両端部よりも外径寸法の大きな大径部７を設けている。
【０００４】
一方、上記従動プーリ３の外周面は、幅方向に関する断面形状を波形として、ポリＶベルトと呼ばれる無端ベルトの一部を掛け渡し自在としている。そして、上記スリーブ２の外周面と上記従動プーリ３の内周面との間に存在する空間の軸方向中間部に上記ローラクラッチ５を、同じくこの空間の軸方向両端部でこのローラクラッチ５を軸方向両側から挟む位置に上記サポート軸受４、４を、それぞれ配置している。このうちのサポート軸受４、４は、上記従動プーリ３に加わるラジアル荷重を支承しつつ、この従動プーリ３と上記スリーブ２との相対回転を自在とする。図示の例では、これら各サポート軸受４、４として、それぞれ深溝型の玉軸受を使用している。
【０００５】
又、上記ローラクラッチ５は、上記従動プーリ３が上記スリーブ２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、これら従動プーリ３とスリーブ２との間での回転力の伝達を自在とする。この様なローラクラッチ５は、クラッチ用内輪８と、クラッチ用外輪９と、複数個のローラ１０、１０と、クラッチ用保持器１１と、複数個のばね１２とから成る。このうちのクラッチ用内輪８及びクラッチ用外輪９は、それぞれ軸受鋼等の硬質金属製の板材又はＳＣＭ４１５等の浸炭鋼の板材により全体を円筒状に形成している。そして、上記クラッチ用内輪８を上記スリーブ２の大径部７の外周面に、上記クラッチ用外輪９を上記従動プーリ３の中間部内周面に、それぞれ締り嵌めにより嵌合固定している。又、上記クラッチ用外輪９の内周面のうち、少なくとも上記各ローラ１０、１０と当接する中間部を、円筒面１３としている。これと共に、上記クラッチ用内輪８の外周面をカム面１４としている。即ち、このクラッチ用内輪８の外周面にそれぞれがランプ部と呼ばれる複数の凹部１５を、円周方向に関し等間隔に形成して、このクラッチ用内輪８の外周面を上記カム面１４としている。
【０００６】
そして、このカム面１４と上記円筒面１３との間の円筒状空間２８に、上記クラッチ用保持器１１と、上記複数個ずつのローラ１０、１０及びばね１２とを設けている。このうちのクラッチ用保持器１１は、合成樹脂（例えば、ポリアミド４６等の合成樹脂にガラス繊維を２０％程度混入したもの）により籠型円筒状に一体形成したもので、それぞれが円環状である１対のリム部１６、１６と、これら両リム部１６、１６の内側面内周縁寄り部分同士を連結する柱部１７、１７とを備える。この様なクラッチ用保持器１１は、上記両リム部１６、１６の内周面に形成した各突片１８、１８を上記カム面１４を構成する各凹部１５に係合させる事により、上記クラッチ用内輪８に対する相対回転を不能にしている。これと共に、軸方向端部（図８の左端部）内周面に形成した凸部１９を、上記スリーブ２の大径部７の端部に全周に亙り形成した外向フランジ状の鍔部２０と上記クラッチ用内輪８との間で挟持する事により、軸方向に関する位置決めを図っている。
【０００７】
又、上記両リム部１６、１６の内側面で上記各柱部１７、１７の円周方向中間部に整合する部分には、それぞれ両端側支持板部２１、２１を、上記各柱部１７、１７の外周側面から直径方向外方に突出する状態で形成している。これに対して、上記各柱部１７、１７の中央部には、中央側支持板部２２を、これら各柱部１７、１７の外周側面から直径方向外方に突出する状態で形成している。そして、上記両リム部１６、１６と円周方向に隣り合う２組の上記各支持板部２１、２２とにより四方を囲まれる部分を、それぞれポケット２３、２３とし、これら各ポケット２３、２３内に上記各ローラ１０、１０を、転動並びに円周方向に関する若干の変位自在に設けている。
【０００８】
又、上述の様な両端側支持板部２１、２１と中央側支持板部２２とは、円周方向に関して互いに少しずらせた状態で設けている。そして、次述する様に、これら両端側支持板部２１、２１の円周方向片側面（図９の左側面）と中央側支持板部２２の円周方向他側面（図９の右側面）との間に、前記各ばね１２、１２の基部２４を挟持自在としている。これら各ばね１２、１２は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼製の板材（弾性金属板）に折り曲げ加工を施す事により形成している。即ち、上記各ばね１２、１２は、上記基部２４の両端部を円周方向に関して同方向に鋭角に折り曲げる事により、この基部２４の両端部に１対の押圧片２５、２５を設けて成る。又、後述する様に前記各ローラ１０、１０の転動面と当接する部位である、上記各押圧片２５、２５の先端部には、これら各押圧片２５、２５の先端部を上記基部２４側に折り曲げる事により、それぞれが非尖鋭端である押圧部２６、２６を形成している。そして、この様に各押圧部２６、２６を非尖鋭端とする事により、これら各押圧部２６、２６を当接させる上記各ローラ１０、１０の転動面に、エッジロードに基づく摩耗が生じるのを防止している。
【０００９】
上述の様な各ばね１２、１２は、上記基部２４の両端部片側面を上記両端側支持板部２１、２１の円周方向片側面に、この基部２４の中央部他側面を上記中央側支持板部２２の円周方向他側面に、それぞれ弾性的に当接させる事により、上記クラッチ用保持器１１の円周方向複数個所に係止している。又、図示の例では、上記各中央側支持板部２２、２２の先端縁に係止突片２７を、これら各中央側支持板部２２、２２の他側面側に突出する状態で形成している。そして、この係止突片２７を上記基部２４の中央部外周縁に係合させる事により、上記各ばね１２、１２が直径方向外方に変位するのを防止している。
【００１０】
上述の様に各ばね１２、１２をクラッチ用保持器１１に係止した状態では、これら各ばね１２、１２を構成する１対の押圧片２５、２５の先端部に設けた各押圧部２６、２６が、それぞれ上記各ローラ１０、１０の転動面の軸方向両側部分に弾性的に当接する。これにより、上記各ばね１２、１２を構成する１対の押圧片２５、２５により、上記各ローラ１０、１０を、前記円筒面１３とカム面１４との間の円筒状空間２８の径方向に関する幅の狭い部分に向け、円周方向に関して同方向に弾性的に押圧自在となる。この結果、後述する運転時に、上記ローラクラッチ５のロック状態とオーバラン状態との切り換えを迅速に行なえる様になる。
【００１１】
尚、上述の様なローラクラッチ５を構成する場合、上記各ローラ１０、１０と当接する上記円筒面１３及びカム面１４は、それぞれ前記従動プーリ３の内周面及び上記スリーブ２の外周面に直接形成する場合もある。又、図１１に示す様に、上記円筒面１３と上記カム面１４との径方向に関する配置は、上述した構造と逆にする場合もある。即ち、クラッチ用外輪９ａの内周面にカム面１４を、クラッチ用内輪８ａの外周面に円筒面１３をそれぞれ形成する場合もある。
【００１２】
上述の様に構成するローラクラッチ内蔵型プーリ装置１の作用は、次の通りである。先ず、前記クラッチ用内輪８を嵌合固定した上記スリーブ２に対して、前記クラッチ用外輪９を嵌合固定した上記従動プーリ３が、上記各ばね１２、１２による上記各ローラ１０、１０の押圧方向と同方向に回転する場合には、上記円筒面１３及びカム面１４から上記各ローラ１０、１０に、上記押圧方向と同方向の力が作用する。この結果、上記各ローラ１０、１０が上記円筒状空間２８の径方向に関する幅の狭い部分に向け変位し、当該部分にくさび状に食い込む。この結果、上記従動プーリ３と上記スリーブ２との間で回転力の伝達が自在（ロック状態）となり、これら両部材２、３が同期して回転する様になる。
【００１３】
これに対し、上記スリーブ２に対して上記従動プーリ３が上記押圧方向と反対方向に回転する場合には、上記円筒面１３から上記各ローラ１０、１０に、上記押圧方向と反対方向の力が作用する。この結果、上記各ローラ１０、１０が上記円筒状空間２８の径方向に関する幅の広い部分に向け変位する傾向となる。又、この際に上記各ローラ１０、１０は、上記各ばね１２、１２を構成する押圧片２５、２５を撓ませる。そして、上述の様に幅の広い部分に向け変位した各ローラ１０、１０は、当該部分で転動並びに若干の変位自在となる。この結果、上記従動プーリ３と上記スリーブ２との間で回転力の伝達が不能（オーバラン状態）となり、これら両部材２、３が相対回転する様になる。尚、上記円筒面１３とカム面１４との径方向に関する配置を逆にした場合も、同様に作用して上記スリーブ２と従動プーリ３との間で回転力の断接を行なう。
【００１４】
上述の様な構成を有するローラクラッチ内蔵型プーリ装置１を使用する理由は、次の２通りである。先ず、第一の理由は、無端ベルトの寿命を延長する為である。例えば、自動車の駆動用エンジンがディーゼルエンジンや直噴式のガソリンエンジンであった場合、アイドリング時等の低回転時には、クランクシャフトの回転角速度の変動が大きくなる。この結果、このクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリに掛け渡した無端ベルトの走行速度も細かく変動する事になる。一方、この無端ベルトにより従動プーリを介して回転駆動されるオルタネータの回転軸は、この回転軸並びにこの回転軸に固定したロータ等の慣性質量に基づき、それ程急激には変動しない。従って、上記従動プーリを回転軸に対し単に固定した場合には、クランクシャフトの回転角速度の変動に伴い、上記無端ベルトと従動プーリとが両方向に擦れ合う傾向となる。この結果、この従動プーリと擦れ合う無端ベルトに、繰り返し異なる方向の応力が作用して、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生し易くなったり、或はこの無端ベルトの寿命が短くなったりする原因となる。
【００１５】
そこで、この様な従動プーリとして、上記ローラクラッチ内蔵型プーリ装置１を使用する事により、上記無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、上記従動プーリから上記回転軸への回転力の伝達を自在とし、反対に上記無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、これら従動プーリと回転軸との相対回転を自在とする。即ち、上記無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、上記従動プーリの回転角速度を上記回転軸の回転角速度よりも遅くして、上記無端ベルトと従動プーリとの当接部が強く擦れ合う事を防止する。この様にして、従動プーリと無端ベルトとの擦れ合い部に作用する応力の方向を一定にし、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生したり、或はこの無端ベルトの寿命が低下する事を防止する。
【００１６】
第二の理由は、前記オルタネータの発電効率を向上させる為である。このオルタネータのロータを固定した回転軸は、自動車の駆動用エンジンにより、無端ベルトと従動プーリとを介して回転駆動する。固定式の従動プーリを使用すると、上記駆動用エンジンの回転速度が急激に低下した場合に、上記ロータの回転速度も急激に低下して、上記オルタネータによる発電量も急激に減少する。これに対し、上記オルタネータに付属の従動プーリとして、上記ローラクラッチ内蔵型プーリ装置１を使用すれば、上記駆動用エンジンの回転速度が急激に低下した場合でも、上記ロータの回転速度が慣性力により徐々に低下して、その間も発電を続ける。この結果、固定式の従動プーリを使用した場合に比べ、上記回転軸及びロータの運動エネルギを有効に利用して、上記オルタネータの発電量の増大を図れる。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−１７４２７０
【特許文献２】
特開２０００−２４０６８７
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様なローラクラッチ内蔵型プーリ装置１を、オルタネータ等の補機に組み込んで使用する場合、オーバーラン速度の上昇等により、ローラクラッチ５の動作が不安定になる可能性がある。即ち、図１１に示した様な、クラッチ用外輪９ａの内周面にカム面１４を形成した構造の場合、保持器１１の回転速度の上昇に伴い、上記各ローラ１０に作用する遠心力が大きくなる。そして、この遠心力の増大に伴い、これら各ローラ１０が各ばね１２の押圧力に抗し、上記カム面１４の斜面に添って円筒状空間２８の径方向の幅がより広い部分に向け（図１１の右に向け）に移動する。この様に、上記各ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅がより広い部分に移動した場合には、オーバーラン状態からロック状態に切り替わる際に、上記各ローラ１０を上記円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分へ素早く移動させる事ができない。この結果、オーバーラン状態からロック状態への切り替えを円滑に行なえなくなり、上記ローラクラッチ５の動作が不安定となる。
【００１９】
一方、図８〜１０に示したローラクラッチ５の様に、クラッチ用外輪９の内周面に円筒面１３を、クラッチ用内輪８の外周面にカム面１４をそれぞれ形成した構造の場合、上述の様に各ローラ１０が遠心力によっては、このカム面１４の斜面に添って上記円筒状空間２８の径方向の幅がより広い部分に移動する事はない。但し、上記クラッチ用外輪９に外嵌した従動プーリ３、或は上記クラッチ用内輪８にスリーブ２を介して内嵌した回転軸の角速度の変動に伴う振動により、上記各ローラ１０が各ばね１２の押圧力に抗して、上記円筒状空間２８の径方向の幅がより広い部分に移動する可能性がある。そして、この場合にも、オーバーラン状態からロック状態に切り替わる際に、上記各ローラ１０を上記円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分へ素早く移動させられない為、上記ローラクラッチ５の動作が不安定となる。
【００２０】
これに対して、上記各ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅がより広い部分に向け必要以上に移動する事を防止する為に、これら各ローラ１０を押圧する各ばね１２の剛性（ヤング率、弾力）を高くする事が考えられる。この様に各ばね１２の剛性を高くすれば、使用時の回転速度が速くなったり、回転軸等の角速度変動に基づく振動が生じても、上述の様に、上記各ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅がより広い部分に移動する事を防止して、オーバーラン状態からロック状態への切り替えを迅速に行なえる。但し、この様に、上記各ばね１２の剛性を高くした場合、これら各ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅がより広い部分にそれ程移動していない状態、言い換えれば、上記各ローラ１０がこの円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在している状態でも、上記各ばね１２がこれら各ローラ１０を強く押圧する事となる。この結果、この状態でのオーバランに伴い、これら各ローラ１０の転動面とカム面１４及び円筒面１３との摺接部、或は、上記各ローラ１０と上記各ばね１２との当接部での摩耗量が増大すると共に、オーバーラン状態での回転トルクの増大を招く。この為、上述の様に各ばね１２の剛性（ヤング率）を単純に大きくする事は好ましくない。
【００２１】
本発明のローラクラッチ及びローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、上述の様な事情に鑑み、オーバーラン状態での回転トルクの増大や、ローラの転動面と、カム面、円筒面、ばねとの当接部での摩耗の増大を防ぐと共に、保持器の回転速度が高くなったり、プーリや回転軸の角速度変動に基づく振動が生じた場合でも、ローラクラッチの動作が不安定とならない構造を実現すべく発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明のローラクラッチ及びローラクラッチ内蔵型プーリ装置のうち、請求項１に記載したローラクラッチは、外輪相当部材と、内輪相当部材と、カム面と、円筒面と、複数本のローラと、保持器と、複数のばねとを備える。
このうちの内輪相当部材は、上記外輪相当部材の内側に、この外輪相当部材と同心に配置されている。
又、上記カム面は、上記外輪相当部材の内周面と内輪相当部材の外周面とのうちの一方の周面に形成されたもので、円周方向に亙る凹凸である。
又、上記円筒面は、同じく他方の周面に形成されている。
又、上記各ローラは、上記カム面と円筒面との間の円筒状空間内に設けられている。
又、上記保持器は、上記カム面を形成した部材に対する回転を不能として上記円筒状空間内に配置され、上記各ローラを転動並びに円周方向に関する若干の変位自在に保持するものである。
又、上記各ばねは、それぞれが上記保持器と上記各ローラとの間に設けられ、これら各ローラを上記円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に向け、円周方向に関して同方向に押圧するものである。
特に、請求項１に記載したローラクラッチに於いては、上記各ばねは、上記各ローラが上記円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在して弾性変形量が少ない状態と、広い部分に存在して弾性変形量が多い状態とで、剛性（ヤング率）が変化する。
尚、上記各ばねの剛性の変化は、請求項２に記載した様に、各ローラが円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在して弾性変形量が少ない状態よりも、広い部分に存在して弾性変形量が多い状態の方が大きくなる様にする。
【００２３】
又、請求項７に記載したローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、内径側部材と、外径側部材と、ローラクラッチと、サポート軸受とを備える。
このうちの内径側部材は、回転軸の端部に固定する。
又、上記外径側部材は、この内径側部材の周囲にこの内径側部材と同心に配置され、外周面にベルトを掛け渡す為のベルト溝を設けた、円筒状のものである。又、上記ローラクラッチは、上記内径側部材の外周面と外径側部材の内周面との間に設けられ、この外径側部材がこの内径側部材に対し所定方向に相対回転する傾向となる場合のみ、これら外径側部材と内径側部材との間での回転力の伝達を自在とするものである。
又、上記サポート軸受は、上記ローラクラッチに隣接する位置で上記内径側部材の外周面と上記外径側部材の内周面との間に設けられ、この外径側部材に加わるラジアル荷重を支承しつつこれら内径側部材と外径側部材との相対回転を自在とする。
特に、請求項７に記載したローラクラッチ内蔵型プーリ装置に於いては、上記ローラクラッチが、上述した様なローラクラッチである。
【００２４】
【作用】上述の様に構成する、本発明のローラクラッチ及びローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、各ローラが円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在する時と、広い部分に存在する時とで、各ばねによりこれら各ローラを押圧する力が（単に弾性変形量に見合う変化よりも）大きく変化する。この為、これら各ローラが上記円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在して弾性変形量が少ない状態よりも、広い部分に存在して弾性変形量が多い状態での、上記各ばねの剛性（ヤング率）を高くすれば、上記各ローラが上記狭い部分に存在する状態では、これら各ばねがこれら各ローラを押圧する力を十分に小さくし、しかも、これら各ローラが上記広い部分に存在する状態では、これら各ばねがこれら各ローラを押圧する力を、単にこれら各ばねの弾性変形量が増大する事に伴う弾性力向上に比べて、大幅に大きくなる。この結果、これら各ローラと、カム面、円筒面、上記各ばねとの当接部での摩擦の増大を抑え、摩耗及びオーバーラン状態での回転トルク増大を抑えつつ、ローラクラッチの動作が不安定となる事を防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、ローラ１０が円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在して弾性変形量が少ない状態と、広い部分に存在して弾性変形量が多い状態とで、上記ローラ１０の転動面を弾性的に押圧するばね１２ａの剛性を大きく（弾性変形量に比例する以上に）変化させる点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する部分の図示並びに説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２６】
本例の場合、クラッチ用外輪９ａの内周面にカム面１４を形成したローラクラッチに、本発明を適用している。特に、本例の場合、上記ローラ１０を押圧するばねとして、このローラ１０が存在する位置によって剛性（ヤング率）が２段階に変化するばね１２ａを使用している。この為に本例の場合には、上記ばね１２ａを構成する押圧片２５ａ、２５ａの先端部に、第二の押圧部２９、２９を設けた形状としている。即ち、上記ばね１２ａは、前述した従来構造と同様に、ステンレス鋼板等の板材に折り曲げ加工を施す事により、このばね１２ａを構成する基部２４の両端部に上記押圧片２５ａ、２５ａを設けて、これら押圧片２５ａ、２５ａの中間部先端寄り部分を、このばね１２ａを構成する基部２４側に鈍角に折り曲げている。そして、この様に折り曲げた部分の凸面側部分を、それぞれ上記ローラ１０の転動面に当接自在な、請求項に記載した第一の押圧部に相当する、押圧部２６ａ、２６ａとしている。更に、上記押圧片２５ａ、２５ａの先端部でこれら押圧部２６ａ、２６ａよりも先端側を、上記基部２４と反対側に折り曲げる事により、上記第二の押圧部２９、２９としている。
【００２７】
この様に構成される本例の場合、図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示す様に、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在して上記ばね１２ａの弾性変形量が少ない状態では、上記第二の押圧部２９、２９がクラッチ用保持器１１を構成する中央側支持板部２２の側面に当接しない。この状態では、上記各押圧片２５ａ、２５ａは片持梁の如く剛性が低い為、上記ばね１２ａの剛性（ヤング率）は小さい。これに対して、図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）に示す様に、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在し、上記ばね１２ａの弾性変形量が多い状態では、上記第二の押圧部２９、２９が上記中央側支持板部２２の側面に当接する。この状態では、上記各押圧片２５ａ、２５ａは、両持梁の如く剛性が高くなる為、上記ばね１２ａのヤング率は大きくなる。
【００２８】
尚、上記押圧部２６ａ、２６ａの先端部と上記第二の押圧部２９、２９の先端部との距離Ｈは、両方の押圧片２５ａ、２５ａで互いに同じとして、上記ローラ１０が上記円筒状空間の径方向の幅が広い部分に移動した場合に、このローラ１０が傾かない様にする。又、本例の場合、上記距離Ｈを変える事により、上記ばね１２ａの剛性が変化する位置を調整する事ができる。この為、上記ローラ１０の上記円筒状空間２８内での移動量との関係で上記距離Ｈを規制する事により、適性位置で上記ばね１２ａの剛性（ヤング率）を変化させる事ができる。
【００２９】
本例の場合、上述の様に構成される為、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在して上記ばね１２ａの弾性変形量が少ない状態と、広い部分に存在してこのばね１２ａの弾性変形量が多い状態とで、上記ばね１２ａが上記ローラ１０を押圧する力が、このばね１２ａの弾性変形量に比例する以上に、大きく変化する。即ち、上述した様に、このローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在して上記ばね１２ａの弾性変形量が少ない状態では、上記ばね１２ａの剛性（ヤング率）が小さい為、このばね１２ａが上記ローラ１０を押圧する力は弱い。これに対して、このローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在して上記ばね１２ａの弾性変形量が多い状態では、上記第二の押圧部２９、２９が上記中央側支持板部２２の側面と当接する事により、上記ばね１２ａの剛性（ヤング率）が大きくなる。この為、このばね１２ａが上記ローラ１０を押圧する力が、このばね１２ａの弾性変形量に見合う以上に、大幅に強くなる。
【００３０】
この結果、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在する場合｛図１、２（Ａ）の場合｝には、上記ばね１２ａにより上記ローラ１０を押圧する力が弱くなる。この為、このローラ１０の転動面と、円筒面１３、カム面１４、上記ばね１２ａの押圧部２６ａ、２６ａとの当接部での摩擦を低く抑えられる。そして、各部での摩耗の増大する事を防止すると共に、オーバーラン状態での回転トルクの増大を防止できる。これに対して、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在する場合｛図１、２（Ｂ）の場合｝には、上記ばね１２ａにより上記ローラ１０を押圧する力が強い為、このローラ１０を上記円筒状空間２８の適性位置に、素早く戻す事ができる。そして、ローラクラッチがオーバーラン状態からロック状態に切り替わる際に、この切り替えを円滑に行なう事ができ、このローラクラッチの動作が不安定となる事を防ぐ。
【００３１】
尚、本例の場合には、前記クラッチ用外輪９ａの内周面に前記カム面１４を形成した場合に就いて示したが、前述の図１０に示した様に、クラッチ用内輪８の外周面にカム面１４を形成した場合に就いても、勿論本例を適用可能である。又、請求項７に記載した様に、上述の様なローラクラッチを、例えば前述の図８に示した様なローラクラッチ内蔵型プーリ装置１に組み込んだ場合、このローラクラッチ内蔵型プーリ装置１の信頼性及び耐久性の向上を図れる。
【００３２】次に、図３は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、ばね１２ｂは、前述の図８〜１１に示した従来のばね１２と同様の形状を有するが、一部の厚さを変えている。即ち、このばね１２ｂは、押圧片２５、２５の中間部乃至先端部（押圧部２６、２６を含む）の厚さに対して、これら押圧片２５、２５の基端部乃至基部２４ａの厚さを厚くして、この部分を厚板部３１としている。尚、本例の場合、上記ばね１２ｂの板厚が変化する位置は、両方の押圧片２５、２５でローラクラッチの円周方向（図３の上下方向）に関して同じとしている。又、上記ばね１２ｂの板厚が変化する位置を変える事により、このばね１２ｂの剛性（ヤング率）が変化する位置を調整する事ができる。
【００３３】
上述の様に構成する本例の場合、図３（Ａ）に示す様に、ローラ１０が円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在して上記ばね１２ｂの弾性変形量が少ない状態では、板厚の薄い上記押圧片２５、２５の中間部乃至先端部が弾性変形して、上記厚板部３１は殆ど弾性変形しない。この為、上記ばね１２ｂが上記ローラ１０を押圧する力は弱い。これに対して、同図（Ｂ）に示す様に、このローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在して上記ばね１２ｂの弾性変形量が多い状態では、（例えば上記ローラ１０の転動面と上記厚板部３１の端部とが当接する等により）この厚板部３１の一部で、上記基部２４ａの両端部に存在する折り曲げ部３０、３０も弾性変形する事になる。この為、上記ばね１２ｂがこのローラ１０を押圧する力が、弾性変形量に見合う以上に、大幅に強くなる。その他の構造及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００３４】
次に、図４は、請求項１、２、５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、ばね１２ｃは、前述した第１〜２例と異なり、コイルばねとしている。そして、このコイルばねを構成する線材は、先端部（図の上端部）から基端部（図の下端部）に向かう程太くなっている。この為、先端部から基端部に向かう程、上記ばね１２ｃの剛性（ヤング率）が大きくなる。尚、ばねの剛性を変化させる為に、線材の太さを徐々には変化させずに、所定の位置でこの線材の太さを（急に）変えても良い。即ち、コイルばねの一部で基端寄り部分の線材を一定の太さで太くし、残部の線材を一定の太さで細くする。又、線材の太さが変化する度合い（線材の太さが徐々に変化する場合）や位置（線材の太さが所定の位置で変化する場合）を変える事により、上記ばね１２ｃの剛性（ヤング率）が変化する位置を調整する事ができる。
【００３５】
上述の様に構成する本例の場合、図４（Ａ）に示す様に、ローラ１０が円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在し、上記ばね１２ｃの弾性変形量が少ない状態では、上記ばね１２ｃのうち、線材の太さが細い先端部寄り部分が弾性変形して、線材の太さが太い基端部寄り部分は殆ど弾性変形しない。この為、上記ばね１２ｃが上記ローラ１０を押圧する力は弱い。これに対して、同図（Ｂ）に示す様に、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在し、上記ばね１２ｃの弾性変形量が多い状態では、（上記ばね１２ｃの先端寄り部分が変形し切る等により）このばね１２ｃの基端部寄り部分も弾性変形する。この為、このばね１２ｃがこのローラ１０を押圧する力が、弾性変形量に見合う以上に、大幅に強くなる。その他の構造及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００３６】次に、図５は、請求項１、２、６に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合、ローラ１０を押圧するばね１２ｄを２つのばね素子３２ａ、３２ｂにより構成している。これら各ばね素子３２ａ、３２ｂの形状は、前述の従来構造で示したばね１２とほぼ同様である。又、これら各ばね素子３２ａ、３２ｂのうち、大きい方のばね素子３２ａの内側に、小さい方のばね素子３２ｂを配置している。そして、これら各ばね素子３２ａ、３２ｂの基部３３ａ、３３ｂを、互いに重ね合わせた状態で、クラッチ用保持器１１を構成する両端側支持板部２１、２１と中央側支持板部２２との間に設置している。尚、上記小さい方のばね素子３２ｂは、上記大きい方のばね素子３２ａの幅方向（図の左右方向）中央部に設置して、次述する様に、このばね素子３２ｂを構成する押圧片３４ｂ、３４ｂの先端に設けた押圧部３５ｂ、３５ｂと、上記ばね素子３２ａの押圧片３４ａ、３４ａの内側面との間隔が、上記ばね１２ｄの両端側で、互いに同じとなる様にしている。
【００３７】
即ち、上記大きい方のばね素子３２ａの上記押圧片３４ａ、３４ａの中間部内側面に、上記小さい方のばね素子３２ｂの上記押圧部３５ｂ、３５ｂを対向させている。そして、上述した様に、これら押圧部３５ｂ、３５ｂと上記押圧片３４ａ、３４ａの内側面との距離が、上記ばね１２ｄの両端側で、互いに同じになる様にしている。従って、後述する様に、ローラ１０が上記大きい方のばね素子３２ａの押圧部３５ａ、３５ａを押す事により、上記押圧片３４ａ、３４ａが上記基部３３ａ側に変位した場合に、これら押圧片３４ａ、３４ａの内側面と上記押圧部３５ｂ、３５ｂとは、上記ばね１２ｄの両端で、それぞれ同時に当接する事となる。この様に本例の場合には、上記ばね素子３２ａ、３２ｂを組み合わせて、上記ローラ１０を押圧する上記ばね１２ｄを構成しており、上記大きい方のばね素子３２ａの押圧片３４ａ、３４ａの内側面と、上記小さい方のばね素子３２ｂの押圧部３４ｂ、３４ｂとが当接する事により、上記ばね１２ｄ全体として剛性（ヤング率）が大きくなる。尚、本例の場合、上記押圧片３４ａ、３４ａの内側面と上記押圧部３５ｂ、３５ｂとの距離を変える事により、上記ばね１２ｄの剛性（ヤング率）が変化する位置を調整する事ができる。
【００３８】
上述の様に構成する本例の場合、図５（Ａ）に示す様に、上記ローラ１０が円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在し、上記ばね１２ｄの弾性変形量が少ない状態では、上記各ばね素子３２ａ、３２ｂのうち、大きい方のばね素子３２ａのみにより上記ローラ１０を押圧する。この為、上記ばね１２ｄが上記ローラ１０を押圧する力は弱い。これに対して、同図（Ｂ）に示す様に、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在し、上記ばね１２ｄの弾性変形量が多い状態では、上述した様に、上記小さい方のばね素子３２ｂの押圧部３５ｂ、３５ｂが上記大きい方のばね素子３２ａの押圧片３４ａ、３４ａの内側面に当接する。そして、これら各ばね素子３２ａ、３２ｂにより上記ローラ１０を押圧する事になる。この為、上記ばね１２ｄがこれら各ローラ１０を押圧する力が、このばね１２ｄの弾性変形量に見合う以上に、大幅に強くなる。その他の構造及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００３９】次に、図６は、請求項１、２、６に対応する本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合、ローラ１０を押圧するばね１２ｅを、それぞれがコイルばねである２つのばね素子３６ａ、３６ｂにより構成している。即ち、これら各ばね素子３６ａ、３６ｂのうち、外径の大きい方のばね素子３６ａの内側に、外径の小さい方のばね素子３６ｂを、同心に配置している。又、この小さい方のばね素子３６ｂの軸方向長さは、このばね素子３６ａの軸方向長さよりも短くしている。尚、これら各ばね素子３６ａ、３６ｂの軸方向長さはどちらが長くても良いが、図示の様に、外径の大きい上記ばね素子３６ａの軸方向長さを長くする方が、上記ローラ１０を安定して（傾斜させずに）変位させる為には好ましい。本例の場合、この様に２つのばね素子３６ａ、３６ｂの長さを変える事により、上記ばね１２ｅの剛性（ヤング率）が変化する様にしている。尚、上記各ばね素子３６ａ、３６ｂの軸方向長さの差を変える事により、上記ばね１２ｅの剛性（ヤング率）が変化する位置を調整する事ができる。
【００４０】
上述の様に構成する本例の場合、図６（Ａ）に示す様に、上記ローラ１０が円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在し、上記ばね１２ｅの弾性変形量が少ない状態では、上記各ばね素子３６ａ、３６ｂのうち、外径及び軸方向寸法が大きい方のばね素子３６ａのみが上記ローラ１０を押圧する。この為、上記ばね１２ｅが上記ローラ１０を押圧する力は弱い。これに対して、同図（Ｂ）に示す様に、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在し、上記ばね１２ｅの弾性変形量が多い状態では、外径及び軸方向寸法の小さいばね素子３６ｂも上記ローラ１０の転動面に当接して、これら各ばね素子３６ａ、３６ｂの両方によりこのローラ１０を押圧する。この為、上記ばね１２ｅがこれら各ローラ１０を押圧する力が、このばね１２ｅの弾性変形量に見合う以上に、大幅に強くなる。その他の構造及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００４１】
次に、図７は、請求項１、２、６に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合も、前述した第４例及び上述した第５例と同様に、ローラ１０を押圧するばね１２ｆを、２つのばね素子３７、３８により構成している。このうちの一方のばね素子３７は、前述の従来構造で示したばね１２と同じものである。これに対して、他方のばね素子３８はコイルばねである。そして、この他方のばね素子３８の基半部を、クラッチ用保持器１１を構成する中央側支持板部２２ａの側面に設けた凹部３９内に設置している。そして、本例の場合、上記ばね１２ｆの弾性変形量が少ない状態で、上記一方のばね素子３７の、基部２４から先端部までの距離ｈ３７に対して、上記他方のばね素子３８の、この基部２４から先端部までの距離ｈ３８を短くしている。そして、本例の場合も、上述した第５例と同様に、これら各距離ｈ３７、ｈ３８との間で差を設ける事により、上記ばね１２ｆの剛性（ヤング率）を変化させている。尚、本例の場合も、これら各距離ｈ３７、ｈ３８との差を変える事により、上記ばね１２ｆの剛性が変化する位置を調整する事ができる。
【００４２】
上述の様に構成する本例の場合、図７（Ａ）に示す様に、上記ローラ１０が円筒状空間２８の径方向の幅が狭い部分に存在し、上記ばね１２ｆの弾性変形量が少ない状態では、上記各ばね素子３７、３８のうち、ばね素子３７のみにより上記ローラ１０を押圧する。この為、上記ばね１２ｆが上記ローラ１０を押圧する力は弱い。これに対して、同図（Ｂ）に示す様に、上記ローラ１０が上記円筒状空間２８の径方向の幅が広い部分に存在し、上記ばね１２ｆの弾性変形量が多い状態では、上記ばね素子３８も上記ローラ１０の転動面に当接して、このローラ１０を押圧する。この為、上記ばね１２ｆがこのローラ１０を押圧する力が、このばね１２ｆの弾性変形量に見合う以上に、大幅に強くなる。その他の構造及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のローラクラッチ及びローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、以上に述べた通り構成され作用する為、保持器の回転速度が速い状態や、プーリや回転軸の角速度変動に伴う振動が生じた場合でも、動作が不安定となる事がない。しかも、ローラと、カム面、円筒面、ばねとの当接部での摩擦を抑え、これら各当接部での摩耗の増大、及び、オーバーラン状態での回転トルクの増大を防止できる。この為、ローラクラッチ及びローラクラッチ内蔵型プーリ装置の信頼性の向上と耐久性の向上との両立を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す図で、（Ａ）はローラが円筒状空間の径方向の幅が狭い部分に存在する状態を、（Ｂ）は広い部分に存在する状態を、それぞれ図２の径方向外方から見た図
【図２】同じく、図８のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図４】同第３例を示す図１と同様の図。
【図５】同第４例を示す図１と同様の図。
【図６】同第５例を示す図１と同様の図。
【図７】同第６例を示す図１と同様の図。
【図８】従来構造の１例を示す断面図。
【図９】クラッチ用保持器及びばねのみを取り出した状態で示す、部分斜視図。
【図１０】ローラクラッチのみを取り出した状態で示す、図８のＡ−Ａ断面図。
【図１１】ローラクラッチの別例を示す、図１０と同様の図。
【符号の説明】
１    ローラクラッチ内蔵型プーリ装置
２    スリーブ
３    従動プーリ
４    サポート軸受
５    ローラクラッチ
６    ねじ孔部
７    大径部
８、８ａ  クラッチ用内輪
９、９ａ  クラッチ用外輪
１０    ローラ
１１    クラッチ用保持器
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ  ばね
１３    円筒面
１４    カム面
１５    凹部
１６    リム部
１７    柱部
１８    突片
１９    凸部
２０    鍔部
２１    両端側支持板部
２２、２２ａ  中央側支持板部
２３    ポケット
２４、２４ａ  基部
２５、２５ａ  押圧片
２６、２６ａ  押圧部
２７    係止突片
２８    円筒状空間
２９    第二の押圧部
３０    折り曲げ部
３１    厚板部
３２ａ、３２ｂ  ばね素子
３３ａ、３３ｂ  基部
３４ａ、３４ｂ  押圧片
３５ａ、３５ｂ  押圧部
３６ａ、３６ｂ  ばね素子
３７    ばね素子
３８    ばね素子
３９    凹部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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