(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に内外に対向して配設される２つの環体を同期回転させるロック状態と相対回転させるフリー状態とに切り換える一方向クラッチであって、
前記両環体における一方の対向周面の円周数カ所に設けられて他方の対向周面との間でロック方向に向けて径方向隙間が狭くなるくさび状空間を形成するカム面と、前記両環体の間に介装されかつ前記カム面に対応する円周数カ所にローラおよびコイルバネ収容用ポケットを有する保持器と、前記保持器のポケット内に、ロック位置とフリー位置との間で周方向変位可能に１つずつ収容されるローラと、前記保持器のポケット内に、前記ローラと周方向隣り合わせに収容されて前記ローラをロック方向へ弾発付勢するコイルバネとを備え、前記保持器の各ポケットにおいて、軸方向に対向する一対の内面に、前記コイルバネの軸方向変位を規制する張り出し部が設けられており、前記両張り出し部は、互いの軸方向間隔を前記コイルバネ基端側の収容空間をロック方向からフリー方向に狭くするようにテーパ角が付けられている、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、
前記保持器の各ポケット間の柱部内面に前記コイルバネの基端側が外装装着されてその座屈を防ぐ突起が設けられ、前記突起の基部における側面が、前記張り出し部と共に前記コイルバネ基端側の収容空間をロック方向からフリー方向に向けて狭くするようにテーパ角が付けられている、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチに関する。一方向クラッチは、種々な機能装置の送り機構の他、自動車などのエンジンのクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機に装備するプーリなどに内蔵される。前述の補機としては、例えば自動車のエアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプ、オルターネータ、冷却ファン、クランクプーリなどが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
一方向クラッチは、内外２つの環体の一方から他方へ回転動力を伝達するロック状態と、動力伝達を遮断するフリー状態とを切り換えるものである。
【０００３】
この一方向クラッチでは、内外２つの環体間の周方向対向空間の円周数カ所にくさび状空間が設けられ。このくさび状空間は、両環体におけるいずれか一方の対向周面の円周数カ所に設けられて他方の対向周面との間でロック方向に向けて径方向隙間が狭くなるくさび状空間を形成するカム面と、いずれか他方の環体の円筒形の対向周面とで形成される。
【０００４】
この一方向クラッチはさらに、両環体の周方向対向空間に前記カム面に対応する円周数カ所のポケットを有する環状構造の保持器を介装し、この保持器の各ポケットに、ロック位置とフリー位置との間で周方向変位可能にローラを収容し、また、保持器のポケットに収容されているローラの側面をほぼ平行姿勢でロック方向へ弾発付勢するようにコイルバネを収容する。
【０００５】
この場合、保持器のポケットの内面における軸方向中央部にコイルバネが外嵌装着されてその座屈防止用とする突起が設けられ、コイルバネの基端側は、この突起に外嵌装着されるとともに、その自由端側でローラをくさび状空間の狭い側であるロック位置の方向（ロック方向）に弾発付勢する形態となっている。
【０００６】
そして、この一方向クラッチにおいては、前記両環体の相対回転により、コイルバネでローラをロック方向へ弾発付勢し、このローラで前記両環体をロックして動力伝達状態とし、また、コイルバネの弾発付勢に抗してくさび状空間の広い側であるフリー位置の方向（フリー方向）へ転動させて前記両環体のローラによるロックを解除して動力伝達遮断状態とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記一方向クラッチの場合、ローラが平行姿勢を崩された（スキューした）状態で両環体をロック状態とすることは、ロックやそのロック解除の不安定を招くなどして好ましくないので、前記ロック位置とフリー位置との間をほぼ平行姿勢を保って転動させることが円滑なクラッチ動作に必要とされる。
【０００８】
しかしながら、従来の一方向クラッチの場合、その保持器のポケットにおけるコイルバネの基端側に対応する両側壁の対向間隔が、コイルバネの基端側の外径より大きくコイルバネの基端側が軸方向に変位する余裕が生じた構造となっている。そのため、コイルバネの基端側が軸方向に大きく変位して、ローラに対してコイルバネの自由端側から軸方向中心から大きくずれた不均一な状態の力がかかった状態で該ローラを弾発付勢し、これによってローラをスキューさせた状態でロック方向へ転動させてしまうことがある。
【０００９】
したがって、本発明は、一方向クラッチにおいて、ローラをスキューさせることなくコイルバネでロック方向に弾発付勢させることができるように、保持器のポケットを改良することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一方向クラッチは、同心状に内外に対向して配設される２つの環体を同期回転させるロック状態と相対回転させるフリー状態とに切り換える一方向クラッチであって、
前記両環体における一方の対向周面の円周数カ所に設けられて他方の対向周面との間でロック方向に向けて径方向隙間が狭くなるくさび状空間を形成するカム面と、前記両環体の間に介装されかつ前記カム面に対応する円周数カ所にローラおよびコイルバネ収容用ポケットを有する保持器と、前記保持器のポケット内に、ロック位置とフリー位置との間で周方向変位可能に１つずつ収容されるローラと、前記保持器のポケット内に、前記ローラと周方向隣り合わせに収容されて前記ローラをロック方向へ弾発付勢するコイルバネとを備え、前記保持器の各ポケットにおいて、軸方向に対向する一対の内面に、前記コイルバネの軸方向変位を規制する張り出し部が設けられており、前記両張り出し部は、互いの軸方向間隔を前記コイルバネ基端側の収容空間をロック方向からフリー方向に狭くするようにテーパ角が付けられているものである。
【００１１】
本発明によると、コイルバネは、ローラをロック方向に弾発付勢して転動させるに際して、ポケットの軸方向対向内面の張り出し部により軸方向変位が規制されるから、ローラをスキューさせることなくロック方向に転動させることができる。
【００１２】
本発明では、前記両張り出し部は、互いの軸方向間隔を前記コイルバネ基端側の収容空間をロック方向からフリー方向に狭くするようにテーパ角が付けられているから、コイルバネが挿入しやすくなり、また、コイルバネの軸方向位置の安定化が可能となるという作用効果がある。
【００１３】
本発明は、好ましくは、前記保持器の各ポケット間の柱部内面に、前記コイルバネの基端側が外嵌装着されてその座屈を防ぐ突起が設けられ、前記突起の基部における側面が、前記張り出し部と共に前記コイルバネ基端側の収容空間をロック方向からフリー方向に向けて狭くするようにテーパ角が付けられている。こうした場合、コイルバネが挿入しやすくなり、また、コイルバネの軸方向位置の安定化が可能となるという作用効果がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１ないし図６は本発明の実施形態にかかり、図１は、一方向クラッチの縦断側面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図１において保持器のポケット周辺の断面図、図４は、同保持器のポケット周辺の平面展開図、図５は、同保持器のポケット周辺の斜視図、図６は、内輪を示す斜視図である。なお、図３において、外輪の図示は省略している。
【００１６】
図中、Ａは一方向クラッチの全体を示している。この一方向クラッチＡは、内側環体としての内輪１、外側環体としての外輪２、保持器３、転動体としてのローラ４、コイルバネ５を備えている。動作としては、内輪１と外輪２との回転差に応じて、ローラ４が転動して内・外輪１，２を相対回転させる状態と同期回転させる状態とに切り換わり、内・外輪１，２間で回転動力を遮断したり伝達したりする。
【００１７】
内輪１は、外周面の円周数カ所に平坦なキー状のカム面１ａが設けられており、それにより外周面が多角形（例えば８角形）に形成されている。
【００１８】
外輪２は、内輪１の外周に所要対向空間を介して同心状に嵌合されるものであり、内外周面ともに円筒形に形成されている。この外輪２の内周面と内輪１のカム面１ａとでくさび状空間が形成される。
【００１９】
保持器３は、内・外輪１，２間に介装されて内輪１の外周面に圧入嵌合されるもので、内輪１の各カム面１ｂに対応する位置に径方向内外に貫通するポケット３ａが設けられている。
【００２０】
そして、保持器３の各ポケット３ａは、周方向一方側（フリー方向側）の柱部内面３ｂのほぼ軸方向中央にコイルバネ５の基端側５ａが外嵌装着されコイルバネ５の座屈を防ぐための突起３ｃが一体に形成されている。
【００２１】
突起３ｃの基部は、軸方向に切り欠かれ、その切り欠き壁面３ｄと前記周方向一方側内面３ｂとの間に周溝３ｅが形成されている。
【００２２】
突起３ｃは、軸方向外径がロック方向からフリー方向に向けて拡径したテーパ状とされた平面視台形状となっている。
【００２３】
ローラ４は、保持器３のポケット３ａに１つずつ周方向転動可能に収納された状態で、内輪１のカム面１ａと外輪２との間に形成されるくさび状空間に配置されている。
【００２４】
コイルバネ５は、保持器３の各ポケット３ａにおいてローラ４と周方向隣り合わせに１つずつ圧縮した状態で収納されており、その伸張復元力でローラ４を内輪１のカム面１ａと外輪２とで形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）へ弾発付勢する。このコイルバネ５は、バネ線材を長方形に巻回した角巻きバネとされており、保持器３のポケット３ａにおいて突起３ｃに対して装着されることによって、内輪１のカム面１ａに対して略平行な姿勢とされているとともに、基端側５ａが突起３ｃの周溝３ｅに係止嵌合されており、保持器３に対して非分離に取り付けられるようになっている。
【００２５】
したがって、コイルバネ５は、その基端側５ａが突起３ｃの周溝３ｅに係止された状態でその自由端部５ｂでローラ４をロック方向へ弾発付勢するようになっている。
【００２６】
本実施形態の特徴構成について説明する。
【００２７】
本実施形態においては、ポケット３ａの両軸方向内面３ｆ，３ｆに、コイルバネ５の軸方向変位を規制する張り出し部３ｇ，３ｇを備えることに特徴を有する。
【００２８】
両張り出し部３ｇ．３ｇは、ポケット３ａの軸方向内面３ｂにおいてコイルバネ５の基端側５ａに対し軸方向に対向する位置において互いの軸方向間隔をコイルバネ５の基端側５ａの収容空間をロック方向からフリー方向に向けて狭くするようにテーパ角が付けられている。
【００２９】
そして、突起３ｃは、その先端から基部にかけて軸方向幅がロック方向からフリー方向に向けて小さくなるよう、その側面にテーパ角が付けられていて、両張り出し部３ｇ．３ｇと突起３ｃの両軸方向外面３ｈ，３ｈとの間で構成される両コイルバネ基端側収容空間３ｉ，３ｉがロック方向からフリー方向に向けて狭くされている。
【００３０】
この場合、前記両張り出し部３ｇ，３ｇにおける周方向一方側の互いの最小軸方向間隔は、突起３ｃに外嵌装着されたコイルバネ５の外径とほぼ等しいか、若干大きくされている。
【００３１】
上記構成を有した一方向クラッチにおいては、内・外輪１，２の相対回転により、コイルバネ５でローラ４をロック方向へ弾発付勢してローラ４で内・外輪１，２をロックして動力伝達状態とし、また、コイルバネ５の弾発付勢に抗してくさび状空間の広い側であるフリー位置方向（フリー方向）へ転動させて内・外輪１，２のロックを解除して動力伝達遮断状態とする。
【００３２】
そして、この場合、コイルバネ５の基端側５ａの軸方向変位は、保持器３のポケット３ａにおける張り出し部３ｇ，３ｇで規制されているから、内・外輪１，２のロック解除のため、コイルバネ５でローラ４がロック方向に転動させられるにあたり、コイルバネ５の自由端側５ｂは、ローラ４の側面に対してその軸方向中からほぼ均等な距離で弾発付勢できるから、ローラ４はスキューすることなく転動することができる。
【００３３】
これによって、実施形態の一方向クラッチでのロック動作が安定する。
【００３４】
この場合、コイルバネ５の自由端側５ｂは、ローラ４がスキューしない範囲であればその軸方向中心から多少軸方向にずれた位置でローラ４を弾発付勢してもよいから、両張り出し部３ｇ，３ｇによるコイルバネ５の基端側５ａに対する軸方向変位の規制は、ある程度の許容範囲を有してもよい。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
（１）上述の実施形態の場合、保持器３のポケット３ａの軸方向内面３ｆ，３ｆにおける両張り出し部３ｇ，３ｇは、テーパ状面取りとされていたが、図７で示すように、その張り出し部３ｇ，３ｇを、周方向にストレートな張り出し部３ｇ１，３ｇ１と、その周方向張り出し部３ｇ１，３ｇ１に連接するテーパ状の張り出し部３ｇ２，３ｇ３とで構成してもよい。この場合、ストレートな張り出し部３ｇ１，３ｇ１の軸方向対向間隔は、コイルバネの外径サイズより若干大きくされている。
（２）上述の実施形態の場合、保持器３のポケット３ａ軸方向内面３ｆ，３ｆにおける両張り出し部３ｇ，３ｇが、コイルバネ５の基端側５ａに対してその軸方向変位を規制しているが、図８で示すように、コイルバネ５の途中部５ｃ，５ｃに対してその軸方向変位を規制する張り出し部３ｇ，３ｇを設けることが参考例としてある。図８の張り出し部３ｇ，３ｇは、互いの方向に膨出し、その軸方向対向間隔は、コイルバネ５の外径サイズとほぼ等しいかまたは若干大きくされている。
（３）上述の実施形態の一方向クラッチＡは、自動車などのエンジンに装着される各種の補機のプーリに内蔵することができる。具体的に、補機としてオルタネータとする場合について、図９を参照して説明する。この場合、オルタネータのプーリ２０とロータ２１との間に、上述した実施形態の一方向クラッチＡを介装し、さらに一方向クラッチＡの軸方向両側に深溝型玉軸受などの転がり軸受２２，２２を配設している。この場合、プーリ２０とロータ２１との回転差に応じて一方向クラッチＡがフリー状態とロック状態とに切り換わり、プーリ２０からロータ２１へ回転動力を伝達させたり遮断させたりするようになる。
【００３６】
なお、オルタネータでは、プーリ２０が、エンジンのクランクシャフトによりベルト２３を介して回転駆動されるため、従来では、例えばクランクシャフトの回転数が低下すると、オルタネータの発電効率が低下するが、一方向クラッチＡを内蔵していれば、プーリ２０の回転数が低下するとき、ロータ２１を自身の慣性力によって回転数を高域に維持させるように一方向クラッチＡを機能させることができるので、発電効率の向上に貢献できるようになる。また、クランクシャフトからの回転変動とオルタネータのロータ軸の慣性力により、ベルト２３にストレスがかかってベルト寿命が低下したり、スリップによる騒音が発生したりすることを防止できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の一方向クラッチでは、保持器のポケットを規定する両側壁に備える軸方向変位張り出し部によりコイルバネの軸方向変位を規制するから、コイルバネは、その自由端側でローラを内・外輪間のくさび状空間をロック方向に向けて均一な弾発付勢によりローラをほぼ平行な姿勢で転動させてそのスキューの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる一方向クラッチの上半分の縦断側面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】図１において保持器のポケット周辺の断面図
【図４】図１の保持器のポケット周辺の平面図
【図５】図１の保持器のポケットの斜視図
【図６】図１の内輪の斜視図
【図７】保持器の他の変形を示す平面図
【図８】保持器の参考例を示す平面図
【図９】図１の一方向クラッチを備えるプーリユニットを示す上半分の断面図
【符号の説明】
Ａ      一方向クラッチ
１      内輪
１ａ    内輪のカム面
２      外輪
３      保持器
３ａ    保持器のポケット
３ｂ    保持器の周方向内面
３ｅ    周溝
３ｆ    保持器の軸方向内面
３ｇ    保持器における張り出し部
４      ローラ
５      コイルバネ
【図１】
0003903157.tif 000002
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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