(57)【要約】【課題】  ローラが接触する接触面における摺動抵抗を低減して、耐摩耗性や耐焼付き性に優れた一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】  一方向ローラクラッチにおいて、保持器の柱部や弾性体は、ローラとの接触面に摺動抵抗低減膜が施されている。【選択図】  図２
2005233380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム面と円筒面の一方を外周面に有する内輪と、前記カム面と前記円筒面の他方を内周面に有する外輪と、前記内輪と前記外輪間に設けられた複数のローラと、該ローラを個々に収容する複数のポケットを有する保持器と、該保持器に固定されると共に、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向ローラクラッチであって、
前記保持器の柱部は、前記ローラとの接触面に摺動抵抗低減膜を備えたことを特徴とする一方向ローラクラッチ。
【請求項２】
カム面と円筒面の一方を外周面に有する内輪と、前記カム面と前記円筒面の他方を内周面に有する外輪と、前記内輪と前記外輪間に設けられた複数のローラと、該ローラを個々に収容する複数のポケットを有する保持器と、該保持器に固定されると共に、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向ローラクラッチであって、
前記弾性体は、前記ローラとの接触面に摺動抵抗低減膜を備えたことを特徴とする一方向ローラクラッチ。
【請求項３】
前記摺動抵抗低減膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の一方向ローラクラッチ。
【請求項４】
前記摺動抵抗低減膜は、セラミック系被膜であることを特徴とする請求項２に記載の一方向ローラクラッチ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の一方向ローラクラッチが組み込まれた一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、自動車用補機であるオルタネータ、コンプレッサ、自動車始動装置を構成するスタータモータ等の回転軸の端部に固定して使用する一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の駆動用エンジンを駆動源として、自動車に必要な発電を行うオルタネータ等の補機を駆動するためのプーリ装置として、一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、オルタネータに組み込まれる一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置では、クランク軸に固定された駆動プーリに懸架された駆動ベルトが掛け渡される従動プーリと、オルタネータの回転軸に固定されるスリーブとが設けられ、従動プーリとスリーブとの間に一方向ローラクラッチ及び一対の転がり軸受が配置されている。
【０００４】
そして、従動プーリの回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向ローラクラッチのローラのくさび作用によって、従動プーリとスリーブとが相対回転不能（ロック状態）となり、エンジンの回転力が回転軸に伝達される。一方、従動プーリの回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より遅い場合には、従動プーリとスリーブとの相対回転が自在（オーバーラン状態）となる。これにより、クランク軸の回転角速度が変動した場合でも、鳴きと呼ばれる異音の発生や摩耗による無端ベルトの寿命低下を防止すると共に、オルタネータの発電効率を低下することを防止できる。
【特許文献１】特開平７−３１７８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一方向ローラクラッチは、ローラをカム面の凹部に沿って移動させることでロック状態とオーバーラン状態を繰り返す。ここで、各部品の寸法誤差や過大荷重によりローラが凹部の最深部に移動すると、ローラが保持器の柱部と接触する可能性がある。このため、ロック状態およびオーバーラン状態が繰り返されると、保持器が摩擦による熱的損傷や異常摩耗を起こしてしまい、保持器が破損する可能性がある。
【０００６】
また、一方向ローラクラッチは、ローラをロック方向へ押圧するために、ローラと滑り接触する弾性体が設けられている。この弾性体においても、ロック状態およびオーバーラン状態が繰り返されると、ローラとの接触面が摩擦により焼付いたり、異常摩耗を起こすといった問題が発生する可能性がある。
【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、ローラが接触する接触面における摺動抵抗を低減して、耐摩耗性や耐焼付き性に優れた一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することである。
【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）  カム面と円筒面の一方を外周面に有する内輪と、前記カム面と前記円筒面の他方を内周面に有する外輪と、前記内輪と前記外輪間に設けられた複数のローラと、該ローラを個々に収容する複数のポケットを有する保持器と、該保持器に固定されると共に、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向ローラクラッチであって、
前記保持器の柱部は、前記ローラとの接触面に摺動抵抗低減膜を備えたことを特徴とする一方向ローラクラッチ。
（２）  カム面と円筒面の一方を外周面に有する内輪と、前記カム面と前記円筒面の他方を内周面に有する外輪と、前記内輪と前記外輪間に設けられた複数のローラと、該ローラを個々に収容する複数のポケットを有する保持器と、該保持器に固定されると共に、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向ローラクラッチであって、
前記弾性体は、前記ローラとの接触面に摺動抵抗低減膜を備えたことを特徴とする（１）に記載の一方向ローラクラッチ。
（３）  前記摺動抵抗低減膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜であることを特徴とする（１）または（２）に記載の一方向ローラクラッチ。
（４）  前記摺動抵抗低減膜は、セラミック系被膜であることを特徴とする（２）に記載の一方向ローラクラッチ。
（５）  （１）〜（４）のいずれかに記載の一方向ローラクラッチが組み込まれた一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、  保持器の柱部や弾性体は、ローラとの接触面に摺動抵抗低減膜が施されているので、ローラとの接触面における摩擦が低減され、摩擦熱による熱的損傷や焼付き、異常摩耗の発生を防止することができ、耐摩耗性や耐焼付き性に優れた一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の各実施形態に係る一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（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ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図であり、図２は図１における一方向ローラクラッチの断面図である。また、図３および図４は、一方向ローラクラッチの保持器および弾性体を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の補機の回転軸（図示せず）に螺合して固定自在なスリーブ１１と、スリーブ１１の径方向外側にスリーブ１１と同芯に配設され、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２とを備えている。ベルト溝１２ａには、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリ（図示せず）に懸架された駆動ベルト（図示せず）が掛け渡されている。
【００１３】
また、スリーブ１１の軸方向中間部における外周面とプーリ１２の軸方向中間部における内周面との間には、ローラクラッチ１３が配置されており、スリーブ１１の軸方向両端部における外周面とプーリ１２の軸方向両端部における内周面との間には、ローラクラッチ１３を狭持するように一対の転がり軸受１４が配置されている。転がり軸受１４としては、深溝玉軸受が使用されており、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２とを相対回転可能に支持する。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、ローラクラッチ１３は、スリーブ１１の外周面に圧入固定され、回転軸と共に回転する内輪１５と、プーリ１２の内周面に圧入固定されると共に、内輪１５の周囲に内輪１５と同芯に配置された筒状の外輪１６と、内輪１５の外周面と外輪１６の内周面との間に回動自在に設けられた複数のローラ１７とを備える。なお、内輪１５の外周面は、複数の凹部１５ａが円周方向に所定の間隔で形成されたカム面をなしており、ローラ１７は外輪１６の円筒面と各凹部１５ａとから形成される楔空間に回動自在に保持されている。
【００１５】
また、ローラクラッチ１３は、各ローラ１７を個別に収容する複数のポケットを有する保持器１８と、各ローラ１７をロック方向に弾性的に押圧する本発明の弾性体であるばね１９とを有している。保持器１８は、円環状の一対のリム部２０と、一対のリム部２０を連結する複数の柱部２１とを備えている。
【００１６】
さらに、一対のリム部２０の内側面で円周方向において各柱部２１と整合する部分には、端部側ばね保持部２２が各柱部２１の外周面側から径方向外方に突出する状態で形成されている。これに対して、各柱部２１の軸方向中央部には、中央側ばね保持部２３が各柱部２１の外周面側から径方向外方に突出する状態で形成されている。このような端部側ばね保持部２２と中央側ばね保持部２３は、円周方向に少しずらした状態で配置されており、ばね１９は端部側ばね保持部２２の円周方向一側面と、中央側ばね保持部２３の円周方向他側面との間に挟持される。
【００１７】
この挟持されたばね１９は、その両端部を折り曲げることで押圧部２４を構成しており、押圧部２４により各ローラをロック方向、即ち、凹部１５ａの溝の浅い側に向けて押圧している。
【００１８】
このように構成された一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置１０は、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より速い場合、即ち、外輪１６が内輪１５に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合には、ローラ１７がくさび作用によって外輪１６の円筒面と内輪１５の凹部１５ａとの間の楔空間に噛み込まれて、外輪１６と内輪１５との間で各ローラ１７を介して回転力が伝達自在となる。これにより、プーリ１２とスリーブ１１とが相対回転不能（ロック状態）となり、エンジンの回転力が回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より遅い場合には、ローラ１７の噛み込みが解除されて、プーリ１２とスリーブ１１との相対回転が自在（オーバーラン状態）となる。
【００１９】
ここで、保持器１８は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド樹脂等の耐熱性樹脂で形成されている。また、保持器１８の柱部２１は、ローラ１７と接触しうる接触面となる、円周方向における先端面２５に、本発明の摺動抵抗低減膜であるダイヤモンドライクカーボン（DLC）膜を備えている（図３の格子線参照。）。DLC膜は、プラズマCVD（Chemical Vapor Deposition）、非平衡型スパッタリング法、真空アーク放電型PVD（Physical Vapor Deposition）、イオンビーム形成法、イオン化蒸着法等の方法で形成される。
【００２０】
このように構成される一方向ローラクラッチでは、保持器１８の柱部２１の先端面２５に摺動抵抗低減膜を形成したので、各部品の寸法誤差や過大荷重によりローラ１７が凹部１５ａの最深部に移動して、ローラ１７が保持器１８の柱部２１の先端面２５と接触したとしても、ＤＬＣ膜は摩擦係数が小さいため摩擦熱を発生しにくくなり、さらに耐摩耗性にも優れているため異常摩耗を防止することができる。また、保持器１８の材料として耐熱性樹脂を用いることで、熱的損傷が発生しにくくなりより好ましい。
【００２１】
なお、摺動抵抗低減膜を施す部分については、ローラ１７との接触面となる先端面２５に限らず、保持器１８全体や柱部２１全体に施してもよい。また、摺動抵抗低減膜は、中間層を形成した多層膜としてもよい。
【００２２】
従って、本実施形態の一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、保持器１８の柱部２１は、ローラ１７との接触面となる先端面２５に摺動抵抗低減膜を備えているので、ローラ１７との接触面における摩擦が低減され、摩擦熱による熱的損傷や焼付き、異常摩耗の発生を防止することができ、耐摩耗性や耐焼付き性を向上することができる。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置について図４を参照して説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の保持器１８に形成される摺動抵抗低減膜の代わりに、弾性体であるばね１９に摺動抵抗低減膜を施したもので、その他の構成は図１及び図２に示したクラッチ内蔵型プーリ装置と同一であり、説明を省略或いは簡潔化する。
【００２４】
図４に示されたばね１９は、その両端部を折り曲げることで構成され、ローラ１７と滑り接触する、本発明の接触面である押圧面２４に、DLC膜や、TiN、TiCN、TiAlN等のTi合金系、CrNによるセラミック被膜等からなる摺動抵抗低減膜を備えている（図４の格子線参照。）。これにより、押圧面２４の耐焼付き性、耐摩耗性、耐食性等が向上し、ローラ１７とばね１９との接触により発生する焼付きや異常摩耗が防止される。
【００２５】
なお、摺動抵抗低減膜を施す部分については、ローラ１７との接触面に限らず、ばね１９全体に施してもよい。また、摺動抵抗低減膜は、中間層を形成した多層膜としてもよい。
【００２６】
従って、本実施形態の一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、ばね１９は、ローラ１７との接触面に摺動抵抗低減膜を備えているので、ローラ１７との接触面における摩擦が低減され、摩擦熱による熱的損傷や焼付き、異常摩耗の発生を防止することができ、耐摩耗性や耐焼付き性を向上することができる。
なお、本実施形態の弾性体と、第１実施形態の保持器の柱部の両方に摺動抵抗低減膜を形成することで、本発明の効果をより発揮することができる。
【００２７】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
本実施形態においては、カム面は内輪の外周面に形成されたが、外輪の内周面に形成されてもよい。
【００２８】
さらに、一方向ローラクラッチの軸方向両側に配置された転がり軸受は、深溝玉軸受以外の形式の転がり軸受であってもよい。
本実施形態では、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置はオルタネータの回転軸と従動プーリ間に装着されたが、スタータのプーリと回転軸間に装着されてもよく、この場合には、内輪が外輪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、内輪と外輪との間で回転力の伝達が自在となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図２】図１におけるローラクラッチの断面図である。
【図３】図１における保持器とばねを示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における保持器とばねを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０                  一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置
１１                  スリーブ
１２                  プーリ
１２ａ                ベルト溝
１３                  ローラクラッチ
１４                  転がり軸受
１５                  内輪
１５ａ                凹部
１６                  外輪
１７                  ローラ
１８                  保持器
１９                  ばね（弾性体）
２０                  リム部
２１                  柱部
２２                  端部側ばね保持部
２３                  中央側ばね保持部
２４                  押圧部
２５                  先端面
【図１】
2005233380.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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