(57)【要約】【課題】クラッチ軸が回転軸の外周にねじ結合され、回転軸に取り付けられる軸受内輪と面接触する状態で使用される一方向クラッチにおいて、座面摩擦トルクのバラツキを小さくして、ねじ締結トルクを管理しやすくする。【解決手段】ロータ軸２１の外周にねじ結合されるクラッチ軸３のフロント軸受内輪２３との接触面に、クラッチ軸３の中心から放射状に延びる複数の仮想直線に沿って溝３ｃを設け、この溝３ｃにクラッチ軸３やフロント軸受内輪２３の表面に塗布された防錆油が流れ込むようにすることにより、その接触面における防錆油の油膜を薄くして、摩擦係数の大きい領域で座面摩擦トルクを安定させ、従来よりもねじ締結トルクが管理しやすくなるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチ外輪と、前記クラッチ外輪の内側に配され、回転軸の外周にねじ結合される筒状のクラッチ軸と、前記クラッチ外輪とクラッチ軸との間に配される係合子とを備え、前記クラッチ軸がその一端面で前記回転軸の外周に取り付けられる転がり軸受の内輪の一端面と面接触する状態で使用される一方向クラッチにおいて、前記クラッチ軸の一端面に溝を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記クラッチ軸の一端面の溝が、前記クラッチ軸の中心から放射状に延びる複数の仮想直線に沿って設けられている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】
前記クラッチ軸の一端面の溝が、前記クラッチ軸の中心から延びる仮想渦巻線に沿って設けられている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４】
前記クラッチ軸の一端面の溝が、前記クラッチ軸の中心を中心とする複数の仮想同心円に沿って設けられている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５】
前記係合子がローラであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項６】
前記係合子がスプラグであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項７】
前記クラッチ外輪の外周にプーリを設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項８】
前記回転軸が自動車のオルタネータのロータ軸であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ軸がオルタネータのロータ軸等の回転軸の外周にねじ結合され、回転軸に取り付けられる転がり軸受の内輪と面接触する状態で使用される一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の発電機として用いられるオルタネータは、一般に、エンジンのクランクシャフトからベルトを介してロータ軸に回転を伝達されることにより駆動されるため、クランクシャフトの回転数が低下すると発電能力も低下することになる。これに対して、オルタネータのプーリとロータ軸との間に一方向クラッチを介装することにより、クランクシャフトの回転数が低下した場合でもロータ軸がその慣性力によって空転するようにして、発電能力を維持しようとする技術が知られている。
【０００３】
上記オルタネータ用の一方向クラッチは、プーリと一体に形成されたクラッチ外輪と、ロータ軸の外周にねじ結合される筒状のクラッチ軸と、クラッチ外輪とクラッチ軸との間に配される係合子とを備え、クラッチ軸がその一端面でロータ軸の外周に取り付けられる転がり軸受（フロント軸受）の内輪の一端面と面接触する状態で使用されるものが多い（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−００４１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようにクラッチ軸が回転軸（オルタネータの場合のロータ軸）の外周にねじ結合され、回転軸に取り付けられる転がり軸受の内輪（以下、「軸受内輪」ともいう。）と面接触する状態で使用される一方向クラッチでは、クラッチ軸と回転軸とのねじ結合状態の管理方法として、ねじ締結トルクを管理するのが一般的である。その締結トルクは、クラッチ軸と回転軸のねじ面の摩擦トルクと、回転軸内部に蓄えられる弾性エネルギーによるトルクと、クラッチ軸の軸受内輪との接触面の摩擦トルク（以下、「座面摩擦トルク」と称する。）の和となり、このうち座面摩擦トルクの寄与度が５０％を超える。従って、ねじ締結トルクを管理しやすくするには、座面摩擦トルクのバラツキを小さく抑えることが有効である。
【０００６】
ところが、一方向クラッチのクラッチ軸や転がり軸受の軌道輪は、通常、その端面が旋削加工等によって平滑面に仕上げられており、また表面に防錆油が塗布されている。このため、クラッチ軸と軸受内輪との接触面は防錆油の付着量によって摩擦係数が大きく変動しやすく、その摩擦係数に比例して変化する座面摩擦トルクのバラツキを小さくすることは困難であった。その結果、実際のねじ締結トルクの管理においては、締結トルクの許容幅を広く設定せざるを得ず、締結トルクが許容範囲内に入っていてもねじ結合状態が必ずしも適正な範囲に入らないおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、クラッチ軸が回転軸の外周にねじ結合され、回転軸に取り付けられる軸受内輪と面接触する状態で使用される一方向クラッチにおいて、座面摩擦トルクのバラツキを小さくして、ねじ締結トルクを管理しやすくすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、クラッチ外輪と、前記クラッチ外輪の内側に配され、回転軸の外周にねじ結合される筒状のクラッチ軸と、前記クラッチ外輪とクラッチ軸との間に配される係合子とを備え、前記クラッチ軸がその一端面で前記回転軸の外周に取り付けられる転がり軸受の内輪の一端面と面接触する状態で使用される一方向クラッチにおいて、前記クラッチ軸の一端面に、前記クラッチ軸を前記転がり軸受の内輪と面接触させたときに、その接触面に塗布されていた防錆油が流れ込む溝を設けた構成を採用した。
【０００９】
すなわち、クラッチ軸の軸受内輪との接触面に、クラッチ軸や軸受内輪の防錆油が流れ込む溝を設けて、その接触面における防錆油の油膜を薄くするとともに接触面圧を増大させることにより、摩擦係数の大きい領域で座面摩擦トルクを安定させ、座面摩擦トルクの寄与度が大きいねじ締結トルクを管理しやすくしたのである。そして、ねじ締結トルクが大きいほど、確実にクラッチ軸を回転軸にねじ止めすることができる。
【００１０】
上記の構成において、前記クラッチ軸の一端面の溝は、前記クラッチ軸の中心から放射状に延びる複数の仮想直線に沿って設けたり、前記クラッチ軸の中心から延びる仮想渦巻線に沿って設けたり、前記クラッチ軸の中心を中心とする複数の仮想同心円に沿って設けたりすることができる。
【００１１】
前記係合子としては、ローラまたはスプラグを使用することができる。
【００１２】
また、前記クラッチ外輪は、その外周側にプーリを設けたものとすることもできる。
【００１３】
そして、本発明は、前記回転軸が自動車のオルタネータのロータ軸である場合に、すなわちオルタネータ用の一方向クラッチに対して、特に効果的に適用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一方向クラッチは、上述したように、クラッチ軸の軸受内輪との接触面に防錆油が流れ込む溝を設けたものであるから、その接触面における防錆油の油膜を薄くして、摩擦係数の大きい領域で座面摩擦トルクを安定させることができる。従って、クラッチ軸の回転軸に対するねじ締結トルクの管理が容易であり、その許容範囲を従来よりも高いトルク領域に狭い幅で設定して、適正なねじ結合状態が確実に得られるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の一方向クラッチの使用状態の正面断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】ａは図１の一方向クラッチの外観斜視図、ｂはａのＢ方向から見た側面図
【図４】ａ、ｂは、それぞれクラッチ軸の一端面の溝形状の変形例を示す側面図
【図５】第２実施形態の一方向クラッチの図２に対応する断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態の一方向クラッチ１を自動車のオルタネータに組み込んだ使用状態を示す。この一方向クラッチ１は、図１に示すように、クラッチ外輪２と、クラッチ外輪２の内側に配され、ロータ軸（回転軸）２１の外周にねじ結合される筒状のクラッチ軸３と、クラッチ外輪２とクラッチ軸３との間に配される複数のローラ（係合子）４と、クラッチ軸３の外周に固定される環状の保持器５とを備え、クラッチ軸３の一端面がロータ軸２１の外周に取り付けられるフロント軸受２２の内輪２３の一端面と面接触する状態で使用される。なお、フロント軸受２２は、ロータ軸２１のフロント側（先端側）を回転自在に支持する転がり軸受（玉軸受）であり、その外輪２４はオルタネータのハウジング２５に取り付けられている。
【００１７】
前記クラッチ外輪２は、外周にプーリ６が一体回転するように嵌め込まれ、このプーリ６に巻き掛けられるベルト（図示省略）を介してエンジンのクランクシャフト（図示省略）から回転を入力されるようになっている。
【００１８】
前記プーリ６とクラッチ軸３はいずれもクラッチ外輪２よりも広幅に形成され、これらの両部材間のクラッチ外輪２を挟む位置に一対の玉軸受７が組み込まれている。
【００１９】
前記クラッチ軸３は、その内周面の軸方向中央部にめねじ部３ａが形成され、このめねじ部３ａでロータ軸２１の先端のおねじ部２１ａにねじ結合される。なお、クラッチ軸３の内周面の他端側は六角形断面に形成され、メンテナンス時にクラッチ軸３を介してロータ軸２１を回転させるための工具が嵌合するようになっている。
【００２０】
また、図２に示すように、クラッチ軸３の外周面の軸方向中央部には複数のカム面３ｂが設けられ、これらの各カム面３ｂとクラッチ外輪２の内周円筒面との間に形成される楔形空間８に、前記ローラ４とローラ４を楔形空間８の周方向一端の狭小部へ向けて付勢するコイルばね９が一つずつ配されている。
【００２１】
上記構成により、プーリ６を介してクラッチ外輪２にコイルばね９の付勢方向（図２の矢印方向）の回転が加えられたときには、ローラ４がクラッチ外輪２およびクラッチ軸３とロックして、クラッチ軸３とねじ結合されたロータ軸２１に回転を伝達するようになっている。また、この回転伝達中に、クラッチ外輪２の回転数がロータ軸２１の回転数よりも低下した場合は、ローラ４が楔形空間８の広大側へ相対移動してクラッチ外輪２およびクラッチ軸３とのロック状態が解除され、ロータ軸２１がその慣性力によって空転する。
【００２２】
また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、クラッチ軸３には、その一端面すなわちフロント軸受２２の内輪２３との接触面に、クラッチ軸３の中心から放射状に延びる複数の仮想直線に沿って溝３ｃが設けられている。これにより、クラッチ軸３のロータ軸２１へのねじ込み作業において、クラッチ軸３をフロント軸受内輪２３と面接触させたときに、その接触面に塗布されていた防錆油がクラッチ軸３の溝３ｃに流れ込むようになっている。
【００２３】
この一方向クラッチは、上述したように、クラッチ軸３のフロント軸受内輪２３との接触面に防錆油が流れ込む溝３ｃを設けたので、その接触面における防錆油の油膜が薄く、接触面圧も増大することから摩擦係数の大きい領域でクラッチ軸３の座面摩擦トルクが安定する。従って、クラッチ軸３のロータ軸２１に対するねじ締結トルクの管理が容易であり、その許容範囲を従来よりも高いトルク領域に狭い幅で設定して、適正なねじ結合状態が確実に得られるようにすることができる。
【００２４】
ここで、クラッチ軸３の一端面の溝３ｃは、図３に示したような直線状のものとするほか、図４（ａ）に示すように、クラッチ軸３の中心から延びる仮想渦巻線に沿って設けたり、図４（ｂ）に示すように、クラッチ軸３の中心を中心とする複数の仮想同心円に沿って設けたりすることができる。
【００２５】
また、図１および図２に示した例では、クラッチ外輪２と別体に形成したプーリ６をクラッチ外輪２の外周に嵌め込んで、プーリ６とクラッチ外輪２が一体回転するようにしたが、クラッチ外輪の外周にプーリを一体形成するようにしてもよい。
【００２６】
図５は第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態のローラ４に代わる係合子としてスプラグ１０を用い、クラッチ軸３の外周面を円筒面として、保持器１１のポケット１１ａにスプラグ１０とスプラグ１０を周方向に付勢するコイルばね１２を配したものである。そして、クラッチ外輪２にコイルばね１２の付勢方向（図５の矢印方向）の回転が加えられたときには、スプラグ１０がクラッチ外輪２およびクラッチ軸３とロックし、クラッチ外輪２の回転数がロータ軸２１の回転数より低くなると、スプラグ１０のロック状態が解除されるようになっている。その他の部分の構成は、クラッチ軸３の一端面の溝３ｃを含めて、第１実施形態と同じである。
【００２７】
また、本発明は、上述した各実施形態のようなオルタネータ用の一方向クラッチに限らず、クラッチ軸が回転軸の外周にねじ結合され、回転軸に取り付けられる軸受内輪と面接触する状態で使用される一方向クラッチに適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  一方向クラッチ
２  クラッチ外輪
３  クラッチ軸
３ａ  めねじ部
３ｃ  溝
４  ローラ
５、１１  保持器
６  プーリ
７  玉軸受
１０  スプラグ
２１  ロータ軸
２１ａ  おねじ部
２２  フロント軸受
２３  内輪
【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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