(57)【要約】【課題】  空転時の低トルク化及び空転時の異音低減を図ることができ、内輪回転時において係合子の離脱（噛み込み解除）をより確実なものとしうるラチェット型一方向クラッチを提供する。【解決手段】  ラチェット型一方向クラッチにおいて、係合子４は、内輪３の回転により周方向に回転するとともに、この周方向の回転により作用する遠心力が噛み込み状態から噛み込み解除方向に自転させる分力を有するように配置される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪及び内輪と、
これら内外輪間において周方向に所定間隔で配置され、前記内輪の回転により周方向に回転するとともに、この周方向の回転により作用する遠心力が噛み込み状態から噛み込み解除方向に自転させる分力を有するように配置された係合子と、
この係合子を噛み込み方向に付勢する係合子付勢部材とを備えたラチェット型一方向クラッチ。
【請求項２】
前記係合子は前記内輪側に回動自在に軸支されることにより当該内輪と一体回転可能で且つ自転可能とされており、
前記係合子の重心は、噛み込み状態の係合子において、係合子自転中心軸とクラッチ軸とを含む平面よりも内輪空転側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のラチェット型一方向クラッチ。
【請求項３】
前記係合子は、前記内輪が前記外輪に対して空転方向に回転した際における当該内外輪間の流体抵抗を受けて当該係合子に噛み込み解除方向の自転モーメントを与える噛み込み解除補助面を有していることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のラチェット型一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラチェット型一方向クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一方向クラッチは、内輪と外輪との間に複数の係合子を周方向に所定間隔をおいて配置したものであり、内輪と外輪とが一方向に相対回転することにより係合子が内外輪間に噛み込まれて動力が伝達され、内輪と外輪とが他方向に相対回転した場合は係合子の噛み込みが解除されて動力伝達が遮断される。
【０００３】
かかる一方向クラッチのうち、ラチェット型一方向クラッチは、内輪の外周面に周方向所定間隔でノッチ等の係合段差が設けられており、このノッチ等に係合子（爪体等）が噛み込むことにより内外輪間で動力が伝達される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２０８１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方向クラッチに要求される性能の一つに、「空転時における低トルク化」が挙げられる。例えば、エンジンのスターターモータ用に用いられる一方向クラッチなどでは、スターター駆動時（エンジン始動時）以外は常時空転した状態であるので、低燃費化の為には空転時の低トルク化が非常に重要となる。
また、特にラチェット型の一方向クラッチでは、空転時に係合子等の係合子が次々と内輪のノッチ部分に当たって異音（歯打ち音）が発生する場合があり、問題となっていた。
更に、上述した特許文献１に記載のように、従来のラチェット型一方向クラッチでは、外輪回転により係合子に離脱（噛み込み解除）させるものはあったが、内輪回転により係合子を離脱させるものはなかった。
【０００５】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、空転時の低トルク化及び空転時の異音低減を図ることができ、内輪回転時において係合子の離脱（噛み込み解除）をより確実なものとしうるラチェット型一方向クラッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、外輪及び内輪と、これら内外輪間において周方向に所定間隔で配置され、前記内輪の回転により周方向に回転するとともに、この周方向の回転により作用する遠心力が噛み込み状態から噛み込み解除方向に自転させる分力を有するように配置された係合子と、この係合子を噛み込み方向に付勢する係合子付勢部材とを備えたことを特徴とするラチェット型一方向クラッチである。
【０００７】
このようにすると、内輪回転により係合子に噛み込み解除方向の力（回転モーメント）が発生するので、内輪回転により係合子をより確実に離脱させることができる。この噛み込み解除方向の力は内輪回転時には常に係合子に作用するので、空転時における噛み込み解除の確実性が向上し、異音や空転トルクの低減を図ることができる。
【０００８】
上記のラチェット型一方向クラッチにおいて、前記係合子は前記内輪側に回動自在に軸支されることにより当該内輪と一体回転可能で且つ自転可能とされており、前記係合子の重心は、噛み込み状態の係合子において、係合子自転中心軸とクラッチ軸とを含む平面よりも内輪空転側に配置されている構成としてもよい。
この場合、係合子を内輪側に回動自在に軸支しているので、内輪の回転により周方向に回転し且つ自転可能な係合子の取り付け構造を極めて簡素な構造により達成できる。また、係合子の重心と係合子の自転中心（軸支の中心軸）とを上記のような位置関係とすることにより、係合子に作用する遠心力の分力が噛み込み解除方向となる構成を容易に達成できる。
【０００９】
また、前記係合子は、前記内輪が前記外輪に対して空転方向に回転した際における当該内外輪間の流体抵抗を受けて当該係合子に噛み込み解除方向の自転モーメントを与える噛み込み解除補助面を有している構成としてもよい。
この場合、空転時において係合子をより一層噛み込み解除方向に自転（傾動）することができるから、噛み込み解除の確実性が更に向上するとともに、異音や空転トルクのより一層の低減が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のラチェット型一方向クラッチでは、内輪回転に伴う遠心力を係合子の噛み込み解除方向に作用させたので、内輪回転でも係合子を離脱（噛み込み解除）することができ、また空転時における噛み込み解除の確実性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるラチェット型一方向クラッチ（以下、単にクラッチともいう）１の側面図である。このラチェット型一方向クラッチ１は、外輪２及び内輪３と、これら内外輪２，３間において周方向に所定間隔で配置される係合子４と、この係合子４を噛み込み方向に付勢する係合子付勢部材としてのリボンスプリング５と、を備えている。外輪２の内周面には、係合子４の先端部と係合させるためのノッチ６が設けられている。また内輪３の外周面には、係合子４の自転を許容するとともにクラッチ１の噛み込み状態（図１に示す状態）において係合子４を支持する支持面１０を備えた凹部１１が設けられている。
なお、図１では、クラッチ１の周方向の一部分のみを示しており、他の部分の記載を省略（二点鎖線にて表示）しているが、実際には、係合子４及びノッチ６、支持面１０、凹部１１などは周方向の全周に亘って等配されている。
【００１２】
このラチェット型一方向クラッチ１は、外輪２と内輪３とを一方向に相対回転（例えば内輪３を図１の矢印ａ方向に回転）させると噛み込み状態となり、内外輪間で動力が伝達される。図１はこの噛み込み状態のクラッチ１を示しており、この図１の拡大図が図２である。一方、外輪２と内輪３とを他方向に相対回転（例えば内輪３を図１の矢印ｂ方向に回転）させると、係合子４は傾動して係合子４の外輪２に対する係合が解除され、外輪２と内輪３とは互いに空転する。図３は、空転状態（噛み込み解除状態）におけるクラッチ１の拡大断面図である。
【００１３】
係合子４は、内輪３に回動可能に軸支されているが、この構造について説明する。内輪３の凹部１１の軸方向（クラッチ１の軸方向）両側には壁部１２が設けられており、この軸方向両側の壁部１２間に係合子４の一部が収容されている。そして、この両壁部１２と係合子４とを軸方向（クラッチ１の軸方向）に貫通する軸部（図示省略）によって係合子４は内輪３に回動自在に軸支されている。よって、この軸支の中心軸が係合子４の自転中心軸ｚとなっている（図２及び図３参照）。なお、このように係合子４を内輪３に軸支したので、クラッチ１では保持器が不要とされており、構造が極めて簡素化されている。
【００１４】
また、凹部１１の形状は、噛み込み状態（図２に示す状態）から噛み込み解除状態（空転状態；図３に示す状態）までの係合子４の自転を許容する形状とされている。また噛み込み状態では、係合子４の先端部がノッチ６と係合するとともに、係合子４の内輪当接面４ｂが内輪３の支持面１０と面当接する。
なお係合子４の自転は、かかる支持面１０によって規制されており、係合子４の内輪当接面４ｂと内輪３の支持面１０とが面当接した状態（すなわち図２の噛み込み状態）よりも更に係合子４が図２のｘ方向に自転することはできない。支持面１０は、内輪３の径方向に対して傾斜した面となっており、噛み込み状態において係合子４を支持している。そして、係合子４は、上述した係合子４を軸支する軸部と支持面１０とで支持されることにより内輪３の回転駆動力を外輪２に伝達することができる。
【００１５】
リボンスプリング５（図１〜図３において太線で示す）は、全体として略環状とされるとともに、周方向所定間隔おきに係合子４を収容するポケット５ｐ（図１参照）と、このポケット５ｐの内方に向かって突出する舌片状の板ばね部５ａとを有している。板ばね部５ａの先端は、係合子４の姿勢に関わらず常に係合子４のばね当接面４ａと当接しており、係合子４を噛み込み方向（図２における矢印ｘ方向）に自転するように付勢している。
【００１６】
上述したように、各係合子４は内輪３に取り付けられているので、内輪３が回転すると、この内輪回転により係合子４は周方向に回転（周方向に移動）することとなる。図４に示すように、係合子４が周方向に回転することにより係合子４の重心ｇには遠心力Ｆが径方向に作用する。同図に示すように、噛み込み状態の係合子４において、係合子の重心ｇは、係合子自転中心軸ｚとクラッチ軸（すなわち外輪２及び内輪３の中心軸）ｃ１とを含む平面ｐ１（図４において一点鎖線で表示）よりも内輪空転側（すなわち図４における左側）に配置されている。この場合、重心ｇに作用する遠心力Ｆは、自転中心軸ｚと重心ｇとを含む平面に沿った方向（すなわち、自転中心軸ｚに対する径方向）の分力Ｆ１と、この分力Ｆ１に直交する方向（すなわち、図４の断面視において、自転中心軸ｚを中心とした円周の接線方向）の分力Ｆ２とに分解することができる。これらの分力のうち、分力Ｆ１は係合子４を軸支する軸支力と相殺されるが、分力Ｆ２は、噛み込み状態の係合子４を噛み込み解除方向に自転させる分力となる。よって、この分力Ｆ２による回転モーメント（自転中心軸ｚを回転軸とする回転についての回転モーメント）が、リボンスプリング５より係合子４が受ける付勢力Ｆ３による回転モーメント（自転中心軸ｚを回転軸とする回転についての回転モーメント）よりも大きくなった場合に、係合子４は分力Ｆ２により噛み込み解除方向（図３における矢印ｙ方向）に自転する。この自転により、係合子４の噛み込み解除がより確実となる。よって、空転時のトルクが低下するとともに、空転時における係合子４と外輪２との接触が起こりにくくなり異音（歯打ち音）の発生が抑制される。なお、空転時のトルク発生や異音の問題は内輪３の回転速度が速いほど顕在化する傾向にあるが、その一方で、上記遠心力Ｆは係合子４の周方向への回転速度（周方向への移動速度）が速くなるほど（つまり内輪３の回転速度が速いほど）大きくなる。よって本実施形態では、内輪３が高速回転するほど顕在化しやすい空転時トルクや空転時異音を極めて効果的に抑制することができる。
【００１７】
また係合子４は、内輪３が外輪２に対して空転方向（図１の矢印ｂ方向）に回転している際における当該内外輪間の流体抵抗を受けて当該係合子４に噛み込み解除方向の自転モーメントを与える噛み込み解除補助面４ｃ（図２及び図３参照）を有している。つまり、空転時における内外輪２，３間での流体（潤滑油や空気など）の相対流れは、空転時における内輪３の回転方向（図１の矢印ｂ方向）とは反対の方向（図２及び図３における矢印ｃ方向）であるが、かかる流体の相対流れを受けることが出来る面が噛み込み解除補助面４ｃである。この噛み込み解除補助面４ｃが流体から受ける力Ｆ３（図２参照）は、自転中心軸ｚを中心として係合子４が自転する回転モーメントを係合子４に与える。よってこの場合、空転時において係合子４が更に噛み込み解除方向に自転（傾動）しやすくなるから、噛み込み解除の確実性が更に向上するとともに、異音や空転トルクのより一層の低減が可能となる。なお噛み込み解除補助面４ｃは、本実施形態のような形状又は配置に限られず、少なくとも図２の噛み込み状態において空転時の流体流れを受けることができる面であればよい。
【００１８】
なお、上記実施形態では、係合子４を内輪３に軸支したが、本発明はかかる構成に限定されない。例えば、係合子を内輪回転とともに周方向に回転させるには、内輪側に固定された保持器のポケット内に係合子を収容してもよく、あるいは内輪側（内輪の外周面）に係合部を収容するための収容凹部（ポケット）を設けてもよい。これらの場合、係合子の自転の回転中心や自転許容範囲は、保持器のポケットの形状及び配置や収容凹部の形状及び配置等で決まるが、かかる係合子自転の回転中心と重心との位置関係を上記の実施形態と同様とし、且つ係合子の自転を噛み込み状態と空転状態との間で許容するようにすれば、内輪回転により生ずる遠心力が噛み込み解除方向に自転させる分力（モーメント）を有するように係合子４を配置することができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
本発明は、例えばエンジンのスタータモーター用の一方向クラッチに応用するのが好ましい。この場合、内外輪間には潤滑油が多く存在しやすくなるので、流体が空気である場合と比較して流体から受ける力が大きくなり、上述した噛み込み解除補助面４ｃによる効果が更に高まる。また、かかるスタータモーター用の一方向クラッチの場合、エンジン始動時以外は常時空転した状態となり、空転時の低トルク化が燃費に大きく寄与するから、この点においても本発明の一方向クラッチが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態であるラチェット型一方向クラッチの側面図（周方向の一部のみを記載）である。
【図２】図１のラチェット型一方向クラッチの噛み込み状態における拡大断面図である。
【図３】図１のラチェット型一方向クラッチの空転状態における拡大断面図である。
【図４】係合子に作用する遠心力について説明するための図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    ラチェット型一方向クラッチ
２    外輪
３    内輪
４    係合子
５    リボンスプリング（係合子付勢部材）
ｚ    自転中心軸（係合子自転中心軸）
ｇ    重心
Ｆ    遠心力
Ｆ２  噛み込み状態から噛み込み解除方向に自転させる分力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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