(57)【要約】【課題】係合子が摺動する摺動面において潤滑剤が少なくなることを防ぎ、係合子、クラッチ内輪およびクラッチ外輪の摩耗が進行することを防止できる一方向クラッチおよび軸受複合一方向クラッチを得る。【解決手段】回転軸４ａに取付けられるクラッチ内輪２１と、その外側に配置されたクラッチ外輪２２と、上記クラッチ内輪２１と上記クラッチ外輪２２との間に組込まれた保持器２３と、この保持器２３に周方向に形成された複数のポケット２４内に収容されたスプラグ２５とを有する一方向クラッチにおいて、潤滑剤保持用の溝２９を、係合解除状態で上記スプラグ２５が摺動する摺動面２１ａ、２２ａに形成した一方向クラッチ２６とした。【選択図】図２
2005282851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取付けられるクラッチ内輪と、その外側に配置されたクラッチ外輪と、上記クラッチ内輪と上記クラッチ外輪との間に組込まれた保持器と、この保持器に周方向に形成された複数のポケット内に収容された係合子とを有し、上記クラッチ内輪と上記クラッチ外輪とが一方向に相対回転すると、上記係合子が上記クラッチ内輪の外径面と上記クラッチ外輪の内径面に係合状態となり、反対方向に相対回転すると、上記係合子が係合解除状態となる一方向クラッチにおいて、潤滑剤保持用の溝を、係合解除状態で上記係合子が摺動する摺動面に形成したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
上記溝を、少なくとも上記クラッチ内輪の外径面の上記摺動面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
上記溝を、少なくとも上記係合子の上記クラッチ内輪側の上記摺動面に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
上記溝を、複数本形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項５】
上記溝を、上記クラッチ内輪の外径面または上記クラッチ外輪の内径面に螺旋溝で形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項６】
上記溝の溝縁を、断面Ｒ形状に形成したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項７】
上記クラッチ内輪と上記クラッチ外輪とを支持する軸受を少なくとも軸方向片側に設けた、請求項１から６のいずれかに記載の一方向クラッチを備え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係合子を組込み、その係合子の変位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なうようにした一方向クラッチ、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。
【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一方向クラッチを組込み、前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、一方向クラッチのロック解除によっ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ている。
【０００６】
ここで、本願出願人は、プーリに組込む一方向クラッチとして、図７に示す軸受複合一方向クラッチ５０を提案している（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８７９３１号公報
【０００８】
軸受複合一方向クラッチ５０は、プーリ５１の中に、エンジン補機の回転軸に取付けられる一方向クラッチ５２の軸方向両側において一対の軸受５３、５３を組込んだものである。
【０００９】
一方向クラッチ５２は、プーリ５１の内周面に圧入されるクラッチ外輪５４を有し、このクラッチ外輪５４とクラッチ内輪５５との間に組込まれた保持器５６の周方向に複数のポケット５７を等間隔に形成し、各ポケット５７内にスプラグ５８を備える。
【００１０】
軸受５３は、転がり軸受であり、クラッチ外輪５４とクラッチ内輪５５とを支持している。一方の軸受５３の保持器は、一方向クラッチ５２の保持器５６と一体化されている。
【００１１】
上記構成の軸受複合一方向クラッチ５０によれば、一方向クラッチ５２の空転時に、一方の軸受５３の保持器の公転を利用することにより、スプラグ５８が、空転時のトルクが大きいクラッチ外輪５４と一体となって空転することを防止できる。このため、スプラグ５８のクラッチ外輪側とクラッチ内輪側が均等に滑るようになり、クラッチ内輪５５に対するスプラグ５８の摺動速度が低下する。
【００１２】
従って、軸受複合一方向クラッチ５０は、スプラグ５８のクラッチ内輪側だけが大きく偏摩耗することがなくなり、一方向クラッチ５２の耐久性を向上させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、スプラグ５８が摺動する摺動面（スプラグ５８のクラッチ内輪側およびクラッチ外輪側と、クラッチ内輪５４の外径面５４ａ、クラッチ外輪５５の内径面５５ａ）は凹凸が非常に少ない面となっているため、摺動面に付着しているグリースなどの潤滑剤がスプラグ５８の摺動に伴いその摺動面から欠き出されてしまう。
【００１４】
このため、軸受複合一方向クラッチ５０には、スプラグ５８が摺動する摺動面の潤滑剤が少なくなって潤滑状態が悪化することにより、スプラグ５８、クラッチ内輪５４およびクラッチ外輪５５の摩耗が進行し易くなり、耐久性が低下するという問題があった。
【００１５】
そこで、この発明の課題は、係合子が摺動する摺動面において潤滑剤が少なくなることを防ぎ、係合子、クラッチ内輪およびクラッチ外輪の摩耗が進行することを防止できる一方向クラッチおよび軸受複合一方向クラッチを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するため、この発明は、回転軸に取付けられるクラッチ内輪と、その外側に配置されたクラッチ外輪と、上記クラッチ内輪と上記クラッチ外輪との間に組込まれた保持器と、この保持器に周方向に形成された複数のポケット内に収容された係合子とを有し、上記クラッチ内輪と上記クラッチ外輪とが一方向に相対回転すると、上記係合子が上記クラッチ内輪の外径面と上記クラッチ外輪の内径面に係合状態となり、反対方向に相対回転すると、上記係合子が係合解除状態となる一方向クラッチにおいて、潤滑剤保持用の溝を、係合解除状態で上記係合子が摺動する摺動面に形成したのである。
【００１７】
この発明の一方向クラッチによれば、潤滑剤保持用の溝を、係合解除状態で上記係合子が摺動する摺動面に形成したので、上記係合子の摺動により上記摺動面から潤滑剤が欠き出されても、上記溝に保持された潤滑剤がその摺動面に供給される。
【００１８】
また、クラッチ外輪、クラッチ内輪ともに高速回転し、一方向クラッチの中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る状況下において、この発明の一方向クラッチを使用する場合には、上記溝を、少なくとも上記クラッチ内輪の外径面の上記摺動面、あるいは、上記係合子の上記クラッチ内輪側の上記摺動面に形成することが好ましく、それら両方の上記摺動面に形成することがより好ましい。これにより、この発明の一方向クラッチは、潤滑剤が遠心力によりクラッチ外輪側に偏っても、上記クラッチ内輪側の上記摺動面に上記溝に保持された潤滑剤が供給されるので、高速回転下における耐久性を向上させることができる。
【００１９】
また、この発明の一方向クラッチにおいては、上記溝を複数本形成することもできる。
【００２０】
また、この発明の一方向クラッチにおいては、上記溝を上記クラッチ内輪の外径面または上記クラッチ外輪の内径面に形成する場合、螺旋溝とすることが好ましい。これにより、この発明の一方向クラッチは、上記溝を一条で連続的に形成することが可能になるので、加工時間を短縮し、加工コストを削減することができる。
【００２１】
また、この発明の一方向クラッチにおいては、上記溝の溝縁を、断面Ｒ形状に形成することが好ましい。これにより、この発明の一方向クラッチは、溝縁にエッジ応力が発生することが防止されると共に、上記溝を形成する際、溝縁にバリが発生することも防止されるので、溝縁の欠損等が生じ難くなる。
【００２２】
この発明の一方向クラッチにおいては、潤滑剤の保持力を上げることができる点で、上記溝を周方向に形成することが好ましい。この際、上記溝を、一連に、あるいは、断続的に形成できる。
【００２３】
また、この発明の一方向クラッチにおいては、潤滑剤に用いるグリースのちょう度を２６５以上２９５以下とし、上記溝を周方向に形成することがより好ましい。このようにすると、この発明の一方向クラッチは、特に、グリースが上記溝に保持されやすく、かつ、上記摺動面に必要な潤滑剤が供給され易くなる。
【００２４】
また、この発明は、上記クラッチ内輪と上記クラッチ外輪とを支持する軸受を少なくとも軸方向片側に設けた、この発明に係る一方向クラッチを備える軸受複合一方向クラッチとすることもできる。
【発明の効果】
【００２５】
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は、係合子が摺動する摺動面において潤滑剤が少なくなることを防止できるので、スプラグ、クラッチ内輪およびクラッチ外輪の摩耗が進行することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、クランクシャフトの回転をエンジン補機の回転軸に伝達するベルト伝動装置を示す。このベルト伝動装置は、自動車が搭載する４気筒の４サイクルエンジン１の一端側に設けられており、エンジン１の爆発行程に起因する角速度の微小変動を伴って回転するクランクシャフト２に駆動プーリ３を取付け、その駆動プーリ３とオルタネータ４を含む複数のエンジン補機の回転軸のそれぞれに取付けられた複数の従動プーリ間に伝動ベルトとしてのＶリブドベルト５をかけ渡した、所謂サーペンタインレイアウトと称されるものである。
【００２７】
具体的には、上述の従動プーリとして、前記駆動プーリ３からＶリブドベルト５の矢印で示す走行方向の順に、オートテンショナのテンションプーリ６、オルタネータ４の発電用プーリ７、パワーステアリング装置の油圧ポンプ用プーリ８、アイドラプーリ９、エアコンディショナの圧縮機用プーリ１０およびエンジン冷却ファン用プーリ１１が配置されている。
【００２８】
図２および図３に示すように、発電用プーリ７には、Ｖリブドベルト５の摩耗を防ぐため、軸受複合一方向クラッチ２０が組み込まれている。
【００２９】
この軸受複合一方向クラッチ２０は、オルタネータ４の回転軸４ａに取付けられるクラッチ内輪２１と、その外側に設けられた発電用プーリ７の内周面に圧入されるクラッチ外輪２２と、クラッチ内輪２１とクラッチ外輪２２との間に組込まれた保持器２３と、この保持器２３に周方向に形成された複数のポケット２４内に収容されたスプラグ２５からなる係合子とを有する一方向クラッチ２６を備え、クラッチ内輪２１とクラッチ外輪２２とを支持する一対の軸受２７、２７を一方向クラッチ２６の軸方向両側に設けたものである。
【００３０】
スプラグ２５は、両端に円弧面２５ａ、２５ｂを有している。また、スプラグ２５の一側面は相反する方向に傾斜する一対の傾斜面２５ｃ、２５ｄにより形成され、その一対の傾斜面２５ｃ、２５ｄの交差部にポケット２４の一側面に形成されたＶ形突部２４ａが対向し、このＶ形突部２４ａを中心にしてスプラグ２５が揺動可能とされている。
【００３１】
また、スプラグ２５は、両端の円弧面２５ａ、２５ｂがクラッチ内輪２１の外径面２１ａおよびクラッチ外輪２２の内径面２２ａに係合する方向に弾性部材２８で押圧されている。
【００３２】
クラッチ内輪２１の外径面２１ａおよびクラッチ外輪２２の内径面２２ａには、潤滑剤保持用の溝２９が全周に亘って周方向に形成されている。
【００３３】
軸受２７は、軸受外輪２７ａと軸受内輪２７ｂ間にボールからなる転動体２７ｃを組込んだ転がり軸受からなる。一方の軸受２７の保持器は、一方向クラッチ２６の保持器２３と一体化されている。
【００３４】
軸受内輪２７ｂは、保持器２３の軸方向両側において、軸受内輪２７ｂを、しめしろをもってクラッチ内輪２１に嵌合し、しまり嵌め状態とすることによりクラッチ内輪２１に固定されている。なお、クラッチ内輪２１に転動体２７ｃの軌道溝を形成することにより、軸受内輪２７ｂを省略することもできる。
【００３５】
この軸受２７は、クラッチ内輪２１とクラッチ外輪２２に作用するラジアル荷重およびモーメント荷重を支持し、その一対の軸受２７，２７間に組込まれた一方向クラッチ２６に偏荷重が作用するのを防止する。
【００３６】
上記の構成からなる軸受複合一方向クラッチ２０は、発電用プーリ７をオルタネータ４の回転軸４ａに取付けてクランクシャフト２を回転させると、発電用プーリ７と共にクラッチ外輪２２が、クラッチ内輪２１に対し図３の矢印方向に相対回転する。
【００３７】
ここで、クランクシャフト２の角速度増加時、一方向クラッチ２６のスプラグ２５は、発電用プーリ７と共に回転するクラッチ外輪２２との接触により周方向に起こされて、両端の円弧面２５ａ、２５ｂがクラッチ外輪２２の内径面２２ａおよびクラッチ内輪２１の外径面２１ａに係合する。このため、一方向クラッチ２６はロック状態とされ、発電用プーリ７の回転はクラッチ内輪２１に伝達され、オルタネータ４の回転軸４ａが回転する。
【００３８】
また、クランクシャフト２の角速度が低下し、発電用プーリ７の回転速度がオルタネータ４の回転軸４ａの回転速度より低下すると、クラッチ外輪２２はクラッチ内輪２１に対し反対方向に相対回転し、スプラグ２５はクラッチ内輪２１との接触により周方向に倒されて、クラッチ外輪２２の内径面２２ａおよびクラッチ内輪２１の外径面２１ａに対する係合が解除され、一方向クラッチ２６はロック解除状態とされる。このため、発電用プーリ７はクラッチ内輪２１に対してフリー回転し、Ｖリブドベルト５と発電用プーリ７の相互間で滑りが生じるのが防止され、ベルト５に摩耗が生じるのが防止される。
【００３９】
この第１実施形態では、スプラグタイプの一方向クラッチを例にとって説明したが、一方向クラッチは、ローラタイプの一方向クラッチであってもよい。また、
潤滑剤保持用の溝２９は、クラッチ内輪２１とクラッチ外輪２２とが相対空転する状態でスプラグ２５が摺動する摺動面に形成すればよく、どの摺動面においてどの方向に形成するかは必要に応じて決定するとよい。
【００４０】
一例として、この発明の第２実施形態を図４および図５に示す。以下、上記第１実施形態との相違点のみ説明を説明する。この第２実施形態の一方向クラッチ３６では、潤滑剤保持用の溝３９が、クラッチ外輪２２の内径面２２ａおよびスプラグ３５のクラッチ内輪３１側の円弧面３５ａに形成されている。この場合、一方向クラッチ３６は、高速回転に伴い内部の潤滑剤がクラッチ外輪側に偏在しても、クラッチ内輪３１の外径面３１ａの摺動面に溝３９から潤滑剤が供給されるようになる。
【００４１】
別例として、この発明の第３実施形態を図６（ａ）（ｂ）に示す。この第３実施形態の一方向クラッチ４６では、溝４９が、クラッチ内輪４１の外径面４１ａとクラッチ外輪４２の内径面４２ａに軸方向に螺旋状で形成されている。ここで、溝４９を一条で連続的に形成すれば、複数条の溝をそれぞれ形成する場合よりもワークの加工時間が短縮される。
【００４２】
ところで、溝４９を軸方向に螺旋状で形成すると、スプラグ２５は、上記摺動面を摺動する際、軸方向に揺れ易くなる（図３参照）。そこで、この場合には、図６（ａ）に示すように、クラッチ内輪４１側とクラッチ外輪４２側とで、溝４９の相対的な螺旋方向を逆向きに、かつ同ピッチで形成するとよい。これにより、一方向クラッチ４６は、スプラグ２５の両端が相反する向きに揺れようとし、スプラグ２５の軸方向揺れが相殺されるので、シャダーが起き難くなる。
【００４３】
また、一方向クラッチ４６では、図６（ｂ）に溝４９の断面を拡大図示するように、溝４９の溝縁４９ａを、断面Ｒ形状に形成することもできる。これにより、溝縁４９ａにエッジ応力が発生することが防止されると共に、溝４９を形成する際、溝縁４９ａにバリが発生することも防止される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の第１実施形態に係る軸受複合一方向クラッチを用いた補機駆動装置の模式図。
【図２】図１に用いた軸受複合一方向クラッチの縦断正面図。
【図３】図２の一部分を示す断面図。
【図４】この発明の第２実施形態に係る軸受複合一方向クラッチの縦断正面図。
【図５】図４の一方向クラッチ部分の断面図。
【図６】（ａ）は、この発明の第３実施形態に係る軸受複合一方向クラッチのクラッチ内輪の正面図とクラッチ外輪の断面図、（ｂ）は、（ａ）のクラッチ外輪側の溝断面の拡大図とクラッチ内輪側の溝断面の拡大図。
【図７】従来の軸受複合一方向クラッチの縦断正面図。
【符号の説明】
【００４５】
２０  軸受複合一方向クラッチ
２１、３１、４１  クラッチ内輪
２１ａ、３１ａ、４１ａ  クラッチ内輪の外径面
２２、４２  クラッチ外輪
２２ａ、４２ａ  クラッチ外輪の内径面
２３  保持器
２４  ポケット
２５、３５  スプラグ
２５ａ、２５ｂ、３５ａ  円弧面
２６、３６、４６  一方向クラッチ
２７  軸受
２８  弾性部材
２９、３９、４９  溝
４９ａ  溝縁
【図１】
2005282851.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】
2005282851.tif 000008
【図７】
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