(57)【要約】【課題】ころの噛み込みによるカム面の塑性変形を防止し、過大な回転力が作用しても噛み込みおよび該噛み込みの解除機能を正常に維持することができる一方向クラッチを提供する。【解決手段】内輪１６と、外輪１５と、前記内外輪１５，１６との間に配置された複数のころ１７と、前記内輪１６の外周面１６ａまたは前記外輪１５の内周面１５ｂに形成され、前記外輪１５が前記内輪１６に対して一方向へ相対的に回転したとき、前記ころ１７が噛み込み、他方へ相対回転したとき前記噛み込みが解除されるカム面１６ｂと、を備えた一方向クラッチにおいて、前記カム面１６ｂが形成された前記内輪１６の内周面１６ｃあるいは前記外輪１５の外周面１５ｄには、前記カム面１６ｂの円周方向位相と同一位相位置に窪み部１６ｄが形成される。【選択図】        図２
2005114092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内外輪との間に配置された複数のころと、前記内輪の外周面または前記外輪の内周面に形成され、前記外輪が前記内輪に対して一方向へ相対的に回転したとき、前記ころが噛み込み、他方へ相対回転したとき前記噛み込みが解除されるカム面と、を備えた一方向クラッチにおいて、
前記カム面が形成された前記内輪の内周面あるいは前記外輪の外周面には、前記カム面の円周方向位相と同一位相位置に窪み部が形成されることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
内輪と、外輪と、前記内外輪との間に配置された複数のころと、前記内輪の外周面または前記外輪の内周面に形成され、前記内輪が前記外輪に対して一方向へ相対的に回転したとき、前記ころが噛み込み、他方へ相対回転したとき前記噛み込みが解除されるカム面と、を備えた一方向クラッチにおいて、
前記カム面が形成された前記内輪の内周面あるいは前記外輪の外周面には、前記カム面の円周方向位相と同一位相位置に窪み部が形成されることを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向クラッチに関し、特に自動車用補機等に使用される一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン用補機の一種であるオルタネータやブレーキアシスト用バキュームポンプ等の各種機械装置の回転伝達部には、特定方向の回転力のみを伝達する一方向クラッチが組み込まれて用いられている。従来の一方向クラッチとしては、内周面にカム面が形成された外輪と、転動面に小さな凹凸が多数存在する複数のころと、該ころを保持する保持器とから構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示されている一方向クラッチは、低ロックトルク条件で使用する場合に好適で、カム面が形成された外輪を合成樹脂で形成することにより、ころの噛み込み時に外輪、即ち、カム面を弾性変形可能として一方向クラッチのロック性能を向上させるようにしている。また、ころの転動面に小さな凹凸を多数存在させることにより、潤滑油の保持性能を高め、潤滑性能の向上を図ったものである。
【特許文献１】実開平６−４４３５号公報（第４−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の一方向クラッチは外輪が合成樹脂によって形成されているので、オルタネータやブレーキアシスト用バキュームポンプ等のように、比較的高トルクが作用するエンジン用補機に組み込んで使用することは困難である。このような高ロックトルク用の一方向クラッチとしては、カム面が形成された外輪および内輪を鋼板によって形成したものが知られている。
【０００５】
しかし、ディーゼルエンジン等のように、比較的、回転変動の大きな装置に組み込まれて用いられる一方向クラッチには、ときとして衝撃荷重が負荷されることがあり、一方向クラッチに許容トルク以上の過大な回転力が作用する場合がある。また、外輪および内輪は、鋼製のプーリおよび軸に圧入されているので、一方向クラッチに過大な回転力が作用すると、ころが噛み込まれるカム面が塑性変形して、ころが噛み込まれたままの状態となって、一方向クラッチの噛み込み解除機能が失われる可能性があった。
【０００６】
また、外輪が嵌合するプーリの硬度が外輪の硬度より低い材料から形成されている場合、或いは内輪が嵌合するスリーブの硬度が内輪の硬度より低い材料から形成されている場合、ころの噛み込みによる外輪或いは内輪の変形が、プーリ或いはスリーブを塑性変形させて、外輪或いは内輪の嵌合保持力を低下させる可能性があった。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ころの噛み込みによるカム面を有する内輪あるいは外輪の塑性変形を防止し、過大な回転力が作用しても噛み込みおよび該噛み込みの解除機能を正常に維持することができる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】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内輪と、外輪と、前記内外輪との間に配置された複数のころと、前記内輪の外周面または前記外輪の内周面に形成され、前記外輪が前記内輪に対して一方向へ相対的に回転したとき、前記ころが噛み込み、他方へ相対回転したとき前記噛み込みが解除されるカム面と、を備えた一方向クラッチにおいて、
前記カム面が形成された前記内輪の内周面あるいは前記外輪の外周面には、前記カム面の円周方向位相と同一位相位置に窪み部が形成されることを特徴とする一方向クラッチ。
（２）内輪と、外輪と、前記内外輪との間に配置された複数のころと、前記内輪の外周面または前記外輪の内周面に形成され、前記内輪が前記外輪に対して一方向へ相対的に回転したとき、前記ころが噛み込み、他方へ相対回転したとき前記噛み込みが解除されるカム面と、を備えた一方向クラッチにおいて、
前記カム面が形成された前記内輪の内周面あるいは前記外輪の外周面には、前記カム面の円周方向位相と同一位相位置に窪み部が形成されることを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一方向クラッチによれば、カム面が形成された内輪の内周面あるいは外輪の外周面に、カム面の円周方向位相と同一位相位置に窪み部が形成される。これにより、カム面が半径方向に弾性変形可能とし、ころがカム面に噛み込まれたとき、カム面を有する内輪あるいは外輪を半径方向内方に弾性変形させるようにしたので、一方向クラッチに過大な負荷が作用したとき、この内輪あるいは外輪の塑性変形を防止することができる。また、これによって、一方向クラッチの噛み込みおよび解除機能を正常に維持することができる。
【００１０】
更に、内輪が肉薄に形成されると共に、内輪が嵌合するスリーブの硬度が、内輪の硬度より低い場合や、外輪が肉薄に形成されると共に、外輪が嵌合するプーリの硬度が、外輪の硬度より低い場合、スリーブやプーリに作用する荷重を軽減して、スリーブやプーリの変形を防止して一方向クラッチの機能を維持することができる。これによって、一方向クラッチの信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施形態に係る一方向クラッチを図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である一方向クラッチが組み込まれたプーリ部（動力伝達装置）の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１３】
図１に示すように、一方向クラッチ１０は、プーリ１１とスリーブ１２との間に組み込まれている。プーリ１１のベルト溝１１ａには、ベルト（図示せず）がエンジンの駆動軸（図示せず）等との間に巻き掛けられおり、該駆動軸から回転力が伝達される。また、スリーブ１２には、例えば、ブレーキアシスト用バキュームポンプ（図示せず）の回転軸１３がスプライン嵌合して配設されている。プーリ１１とスリーブ１２との間には、一方向クラッチ１０の両側端に転がり軸受１４が配設されており、プーリ１１に対してスリーブ１２を回動自在に支持している。
【００１４】
そして、プーリ１１の回転は、一方向クラッチ１０およびスリーブ１２を介して回転軸１３に伝達されてブレーキアシスト用バキュームポンプを作動させて負圧を発生させるようにしている。
【００１５】
一方向クラッチ１０は、外輪１５と、内輪１６と、複数のころ１７と、保持器１８とを具備している。外輪１５は、例えば、鋼板を円筒状に成形して形成されており、軸方向両端部には内向きにフランジ状の鍔部１５ａが形成されている。外輪１５は、プーリ１１の内周面１１ｂに圧入されてプーリ１１に固着されている。
【００１６】
図２に示すように、内輪１６の外周面１６ａには、円周方向に複数のカム面１６ｂが所定の間隔で形成され、外輪１５の内周面１５ｂとの間に円筒状隙間１９を形成している。また、内輪１６は、厚さ０．８〜１．６ｍｍ程度の鋼板等により成形されているため、スリーブ１２の真円度や傾斜に倣うようして、スリーブ１２の外周面１２ａに圧入されて固定されている（図１参照）。
【００１７】
内輪１６の内周面１６ｃには、カム面１６ｂの円周方向位相と同一位相位置に窪み部１６ｄがそれぞれ形成されている。窪み部１６ｄは、カム面１６ｂの噛み込み方向（図２において時計方向）に向かうにつれて次第に深くなっており、最大深さＤは、一方向クラッチ１０に作用すると想定された最大負荷トルクによって適切な深さに決定されるが、通常は、一方向クラッチ１０が無負荷状態において１〜５０μｍとするのが好ましい。
【００１８】
このように構成された窪み部１６ｄは、一方向クラッチ１０に衝撃荷重などの強い回転力が作用した際、内輪１６が半径方向内方に弾性変形するが、この変形荷重を深さＤの範囲内で吸収する。これにより、内輪１６の塑性変形を抑制することができ、また、窪み部１６ｄにより、圧入されたスリーブ１２に、内輪１６の弾性変形による荷重がかかることはなく、スリーブ１２の変形を防止できる。
【００１９】
保持器１８は、ころ１７を保持するためのものであって、例えば、合成樹脂を射出成形して略円筒形に形成されており、円周方向に所定の間隔で柱部１８ｂが形成されている。各柱部１８ｂの間には、カム面１６ｂの間隔と同一間隔で複数のポケット１８ａが形成されている。柱部１８ｂからは、夫々のポケット１８ａに向かってばね部１８ｃが一体に形成されており、ポケット１８ａに保持されたころ１７を所定の方向に付勢するようになっている。
【００２０】
次に、本実施形態の一方向クラッチの作用について説明する。
第１実施形態の一方向クラッチ１０では、図１及び図２に示すように、エンジンの駆動軸等からベルトを介してプーリ１１に回転力が伝達される。プーリ１１の回転力により外輪１５が矢印Ｂ方向に回転すると、これに伴ってころ１７も矢印Ｂ方向へ円筒状隙間１９内を移動し、くさび作用によって外輪１５の内周面１５ｂとカム面１６ｂとの間に噛み込まれる。
【００２１】
このとき、プーリ１１の回転力が、一方向クラッチ１０に許容される許容最大回転力以内の回転力であると、内輪１６は、半径方向内方に極く僅か弾性変形する。そして、ころ１７は、外輪１５と内輪１６とを一体的に結合させてプーリ１１の回転力を内輪１６に伝達する。この回転力は、スリーブ１２を介して回転軸１３に伝達されて、例えば、ブレーキアシスト用バキュームポンプを作動させて負圧を発生させる。
【００２２】
また、プーリ１１の回転が停止して内輪１６が慣性力によって矢印Ｂ方向に回転した場合、或いは、プーリ１１が矢印Ｂ方向と逆方向に回転した場合、ころ１７は円筒状隙間１９内を矢印Ｃ方向に移動して、外輪１５の内周面１５ｂとカム面１６ｂとによるころ１７の噛み込み状態が解除される。これにより、一方向クラッチ１０が空転することで、回転変動の差によるベルトのばたつきや異音を防止することができる。
従って、外輪１５の矢印Ｂ方向への回転、（または内輪１６の矢印Ｃ方向への回転）による一方向のみの回転力が伝達される。
【００２３】
ここで、プーリ１１に回転力を伝達する駆動源がディーゼルエンジン等のように回転変動が大きい駆動源であると、一方向クラッチ１０に許容される許容最大回転力以上の衝撃荷重が過大な回転力として一方向クラッチ１０に作用する場合がある。このとき、ころ１７は図２において更に時計方向に大きく移動してころ１７が強く噛み込まれる。このとき、内輪１６は、窪み部１６ｄの深さＤの範囲内で半径方向内方に弾性変形してカム面１６ｂにかかる荷重を吸収する。これによって、一方向クラッチ１０に過大な回転力が作用しても内輪１６の塑性変形が防止される。
【００２４】
また、カム面１６ｂの弾性変形量は、窪み部１６ｄの深さＤの範囲内であるので、内輪１６が嵌合（圧入）するスリーブ１２に荷重がかかることはなく、スリーブ１２の硬度が内輪１６の硬度より低い場合でも、スリーブ１２が変形する等の影響を受けることはない。
【００２５】
そして、外輪１５が矢印Ｂ方向と反対方向に、或いは内輪１６が矢印Ｃ方向と反対方向に回転すると、外輪１５の内周面１５ｂとカム面１６ｂとによるころ１７の噛み込みが解除され、内輪１６は弾性力によって元の形状に復帰する。従って、一方向クラッチ１０の噛み込みおよび噛み込みの解除機能は、以後も正常に機能する。
【００２６】
従って、本実施形態の一方向クラッチ１０によれば、カム面１６ｂが形成された内輪１６の内周面１６ｃに、カム面１６ｂの円周方向位相と同一位相位置に窪み部１６ｄが形成されている。これにより、カム面１６ｂが位置する内輪１６を半径方向内方に弾性変形可能とし、過大な回転力が一方向クラッチ１０に作用した際における内輪１６の塑性変形を防止することができる。よって、一方向クラッチ１０の噛み込み及び解除機能を正常に維持することができる。
【００２７】
また、内輪１６が薄肉に形成されると共に、内輪１６が嵌合するスリーブ１２の硬度が内輪１６の硬度より低い場合にも、スリーブ１２に作用する荷重を軽減し、スリーブ１２の変形を防止して一方向クラッチ１０の機能を維持することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本発明の一方向クラッチの第２実施形態について図３を参照して説明する。図３は第２実施形態の一方向クラッチの要部断面図である。
【００２９】
図３に示すように、一方向クラッチ２０は、カム面１５ｃが外輪１５に形成されている以外は第１実施形態の一方向クラッチ１０と同様であるので、同一部分には同一符号を付して、説明を簡略化又は省略する。
【００３０】
一方向クラッチ２０の外輪１５は、例えば、厚さ０．８〜１．６ｍｍ程度の鋼板等を略円筒状に成形して形成されており、内周面１５ｂには、円周方向に複数のカム面１５ｃが所定の間隔で形成され、内輪１６の外周面１６ａとの間に円筒状隙間１９が形成されている。また、外輪１５は、プーリ１１の内周面１１ｂに圧入されて固定されている（図１参照）。
【００３１】
外輪１５の外周面１５ｄには、カム面１５ｃの円周方向位相と同一位相位置に窪み部１５ｅが形成されている。窪み部１５ｅは、カム面１５ｃの噛み込み方向（図３において反時計方向）に向かうにつれて深くなっており、最大深さＥは、一方向クラッチ２０に作用すると想定された最大負荷トルクによって適切な深さが決定されるが、通常は、一方向クラッチ２０が無負荷状態において１〜５０μｍとするのが好ましい。
【００３２】
このように構成された窪み部１５ｅは、一方向クラッチ１０に衝撃荷重などの強い回転力が作用した際、外輪１５が半径方向外方に弾性変形するが、この変形荷重を深さＥの範囲内で吸収する。これにより、外輪１５の塑性変形を抑制することができ、また、窪み部１５ｅにより、プーリ１１に外輪１５の弾性変形による荷重がかかることはなく、プーリ１１の変形を防止できる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態の一方向クラッチ１０と同様であるので、説明を省略する。
【００３３】
従って、本実施形態の一方向クラッチ１０によれば、カム面１５ｃが形成された外輪１５の外周面１５ｄに、カム面１５ｃの円周方向位相と同一位相位置に窪み部１５ｅが形成されている。これにより、カム面１５ｃが位置する外輪１５を半径方向外方に弾性変形可能とし、過大な回転力が一方向クラッチ１０に作用した際における外輪１５の塑性変形を防止することができる。よって、一方向クラッチ１０の噛み込み及び解除機能を正常に維持することができる。
【００３４】
また、外輪１５が薄肉に形成されると共に、外輪１５が嵌合するプーリ１１の硬度が外輪１５の硬度より低い場合にも、プーリ１１に作用する荷重を軽減し、プーリ１１の変形を防止して一方向クラッチ１０の機能を維持することができる。
【００３５】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
【００３６】
本実施形態では、プーリ１１に回転力が伝達されて外輪１５が矢印Ｂ方向に回転することで、ころ１７が外輪１５の内周面１５ｂとカム面１６ｂに噛み込み、外輪１５が停止或いは矢印Ｂ方向と逆方向に回転して、ころ１７の噛み込みを解除していたが、回転軸１３側から回転力が伝達されて、内輪１６が矢印Ｃ方向に相対回転することで、ころ１７が噛み込み、内輪１６が停止或いは矢印Ｃ方向と逆方向に回転して、ころ１７の噛み込みを解除するようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明においては、外輪とプーリ、内輪とスリーブとは、別部品から構成されて嵌合されたものとして説明したが、これに限定されるものではなく、カム面が形成されていない側において、外輪とプーリとを一体として形成してもよく、更に内輪とスリーブとを一体として形成するようにしてもよい。
また、窪み部の形状は、ころの噛み込み方向に向かうに従って、次第に深くなるように説明したが、窪み部の全長にわたって同じ深さとしてもよい。さらに、窪み部は、少なくとも一部がカム面の円周方向位相と同一位相位置にあればよく、即ち、カム面と窪み部が円周方向位相において少なくとも部分的にオーバーラップするように構成されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態である一方向クラッチが組み込まれたプーリ部（動力伝達装置）の縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】第２実施形態の一方向クラッチの要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０、２０        一方向クラッチ
１５              外輪
１５ｂ            外輪の内周面
１５ｄ            外輪の外周面
１６              内輪
１６ａ            内輪の外周面
１６ｃ            内輪の内周面
１７              ころ
１５ｃ、１６ｂ    カム面
１５ｅ、１６ｄ    窪み部
【図１】
2005114092.tif 000003
【図２】
2005114092.tif 000004
【図３】
2005114092.tif 000005