(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向内外に同心状に配設される内輪体と外輪体と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ために、前記内輪体と前記外輪体との対向周面のうち、一方の周面には他方の周面と協働して複数のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するカム面が形成され、
前記複数のくさび空間には、これと同数のローラと、これら各ローラを前記くさび状空間に噛み込むロック方向に個別に付勢するコイルばねとが保持器のポケットに収納された状態で配設された一方向クラッチであって、
前記保持器と前記カム面が形成される部材との間には、前記保持器のフリー方向への回動を阻止して前記コイルばねの反力を受ける係合部がそれぞれ形成されると共に、前記保持器のロック方向への回動を所定角度の範囲において許容する接触回避部が形成され、
前記保持器のロック方向への許容される回動角度は、トルク負荷時における前記ローラの内輪体に対する公転角度に設定さ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であって、
カム面の周方向一側にはトルクリミット用凹部が形成され、内輪体と外輪体との間に所定値以上のトルクが作用したときに、ローラが前記カム面を乗り越えて転動し前記トルクリミット用凹部内に受け入れられることで前記内輪体と前記外輪体とのトルク伝達が遮断されるように構成され、
保持器のロック方向への許容される回動角度は、前記カム面上から前記トルクリミット用凹部内に前記ローラが受け入れらて配置される間のローラの変位角度に相当する角度に設定されていることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
請求項２に記載の一方向クラッチであって、
カム面は内輪体の外周面に形成され、
前記内輪体の外周面には、前記カム面と軸方向に変位した位置に平坦面が形成され、
保持器のフリー方向への回動を阻止してコイルばねの反力を受ける係合部は、前記平坦面に対向する前記保持器の内周面部分において、前記平坦面に係合可能に形成された係合片と、前記平坦面によって形成され、
前記保持器のロック方向への回動を所定角度の範囲において許容する接触回避部は、前記係合片に切り欠き状に形成さ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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、径方向内外に同心状に配設される内輪体と外輪体と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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方向クラッチにおいては、例えば、エンジン補機（空調用圧縮機、オルタネータ、ウオーターポンプ、冷却ファン等）に使用されるプーリユニットに組み付けられる場合がある。
例えば、補機類が空調用圧縮機である場合、車載エンジンのクランクシャフトのトルクが伝達される伝動ベルトが掛け渡されるプーリと、圧縮機の回転軸との間に一方向クラッチが配設され、プーリから回転軸へトルクを伝達させたり遮断させることによってエンジンの回転変動を吸収するようになっている。
この種の一方向クラッチにおいては、図７に示すように、外輪体１４１と内輪体１４２との対向周面のうち、一方の周面、例えば、内輪体１４２の外周面に外輪体１４１の内周面と協働して複数のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するカム面１４３が形成されている。
そして、複数のくさび空間には、これと同数のローラ１６１と、これら各ローラ１６１をくさび状空間に噛み込むロック方向に個別に付勢するコイルばね１６０とが保持器１５０のポケット１５１に収納された状態で配設されている。
また、保持器１５０の内周面のカム面１４３に対向する位置には、カム面１４３に係合する係合部１５５が形成されている。そして、カム面１４３と係合部１５５との係合によって、内輪体１４２に対し保持器１５０を回り止めすることでコイルばね１６０の反力を受けるように構成されたものが知られている。
【０００３】
また、プーリから圧縮機の回転軸へ所定値以上のトルクが作用したときにトルク伝達を遮断するために、例えば、特許文献１に開示されたような一方向クラッチが知られている。
これにおいては、カム面の周方向一側に隣接してトルクリミット用凹部が形成され、外輪体と内輪体との間に所定値以上のトルクが作用したときに、ローラがカム面の一側を乗り越えて転動しトルクリミット用凹部内に受け入れられて配置されることで外輪体と内輪体とのトルク伝達を遮断するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１０６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図７に示すような従来の一方向クラッチにおいて、トルク負荷時にローラがくさび空間の狭い側へ向けて移動するときのローラ１６１の変位角度が大きい場合、保持器１５０のポケット１５１を区画形成している柱部１５２の一側面１５２ａにローラ１６１が当たった状態でローラ１６１が移動することが想定される。
一方、保持器１５０は、その内周面の係合部１５５がカム面１４３と係合状態にあるため、柱部１５２の一側面にローラ１６１が当たった状態でローラ１６１が移動すると、保持器１５０が変形されて損傷される恐れがある。
特に、カム面の周方向一側に隣接してトルクリミット用凹部が形成される一方向クラッチにおいては、カム面上からトルクリミット用凹部にローラが受け入れられて配置される間のローラの変位角度が大きくなるため、保持器１５０の変形や損傷が顕著となることが想定される。
【０００５】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、トルク負荷時におけるくさび空間の狭い側に対するローラの変位角度に相当する角度において、保持器のロック方向への回動を許容することで、保持器の変形を防止することができる一方向クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る一方向クラッチは、径方向内外に同心状に配設される内輪体と外輪体と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ために、前記内輪体と前記外輪体との対向周面のうち、一方の周面には他方の周面と協働して複数のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するカム面が形成され、
前記複数のくさび空間には、これと同数のローラと、これら各ローラを前記くさび状空間に噛み込むロック方向に個別に付勢するコイルばねとが保持器のポケットに収納された状態で配設された一方向クラッチであって、
前記保持器と前記カム面が形成される部材との間には、前記保持器のフリー方向への回動を阻止して前記コイルばねの反力を受ける係合部がそれぞれ形成されると共に、前記保持器のロック方向への回動を所定角度の範囲において許容する接触回避部が形成され、
前記保持器のロック方向への許容される回動角度は、トルク負荷時における前記ローラの内輪体に対する公転角度に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
前記構成によると、保持器とカム面が形成される部材（外輪体又は内輪体）との間にそれぞれ形成された係合部の係合によって保持器のフリー方向への回動を阻止することでコイルばねの反力を受けることができる。
トルク負荷時において、ローラがくさび空間の狭い側へ向けて移動するときのローラの変位角度が大きい場合、保持器のポケットを区画形成している柱部の一側面にローラが当たった状態でローラが転動する。すると、ローラの変位角度に相当する角度において、保持器がロック方向へ回動されるため、保持器の変形や損傷を防止することができる。
【０００８】
請求項２に係る一方向クラッチは、請求項１に記載の一方向クラッチであって、
カム面の周方向一側にはトルクリミット用凹部が形成され、内輪体と外輪体との間に所定値以上のトルクが作用したときに、ローラが前記カム面を乗り越えて転動し前記トルクリミット用凹部内に受け入れられることで前記内輪体と前記外輪体とのトルク伝達が遮断されるように構成され、
保持器のロック方向への許容される回動角度は、前記カム面上から前記トルクリミット用凹部内に前記ローラが受け入れらて配置される間のローラの変位角度に相当する角度に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
前記構成によると、外輪体と内輪体との間に所定値以上のトルクが作用したときには、ローラがカム面の一側を乗り越えて転動し、トルクリミット用凹部内に受け入れられて配置されることで、トルク伝達が遮断される。この際、保持器の柱部の一側面にローラが当たった後は、ローラと共に保持器が同方向へ回動されるため、保持器の変形や損傷を防止することができる。
【００１０】
請求項３に係る一方向クラッチは、請求項２に記載の一方向クラッチであって、
カム面は内輪体の外周面に形成され、
前記内輪体の外周面には、前記カム面と軸方向に変位した位置に平坦面が形成され、
保持器のフリー方向への回動を阻止してコイルばねの反力を受ける係合部は、前記平坦面に対向する前記保持器の内周面部分において、前記平坦面に係合可能に形成された係合片と、前記平坦面によって形成され、
前記保持器のロック方向への回動を所定角度の範囲において許容する接触回避部は、前記係合片に切り欠き状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記構成によると、内輪体の外周面に形成された平坦面と、保持器の内周面に形成された係合片によって、コイルばねの反力を受ける係合部を容易に構成することができると共に、保持器の係合片を切り欠くことで、保持器のロック方向への回動を所定角度の範囲において許容する接触回避部を容易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。
【実施例】
【００１３】
（実施例１）
この発明の実施例１を図１〜図６にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る一方向クラッチを備えたプーリユニットを示す側断面図である。図２は一方向クラッチの横断面図である。図３は保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す平面図である。図４は保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す横断面図である。図５は内輪体の外周面の平坦面と、保持器の係合片及び接触回避部の関係を示す説明図である。図６は保持器が許容される回動角度においてロック方向へ回動された状態を示す説明図である。
【００１４】
図１に示すように、この実施例１に係る一方向クラッチ４０を備えたプーリユニット１０は、車載エンジンのエンジン補機の一つである圧縮機１に使用される場合を例示するものであり、圧縮機１のケーシング２の一側から一体に突出された突出筒部３と、この突出筒部３の中心に同心上をなして回転可能に組み付けられた圧縮機１の回転軸４との間に跨って組み付けられると共に、プーリ１１、複列の転がり軸受２０、環状部材３０及び一方向クラッチ４０を備える。
【００１５】
プーリ１１は、突出筒部３の外周に同心上に配設される円筒状に形成され、その一端部内周には環状端板１１ａが一体に形成されている。この環状端板１１ａの内側面には、突出筒部３の外周面との間に転がり軸受２０を組み付けるための第１環状空間と、プーリ１１の内周面との間に一方向クラッチ４０を組み付けるための第２環状空間を構成する筒状体１３が一体状に形成されている。
また、プーリ１１の外周面には伝動ベルト１８が掛け渡される断面波形状のベルト溝１２が形成されている。なお、伝動ベルト１８は、車載エンジンのクランクシャフトのプーリに掛け渡され、クランクシャフトのトルクをプーリ１１に伝達するようになっている。
【００１６】
複列の転がり軸受２０は、外輪２１と、内輪２２と、これら外輪２１と内輪２２の間にそれぞれ保持器２５、２６によって保持された状態で複列をなして転動可能に配設された各複数個の玉２３、２４とを備えている。
そして、複列の転がり軸受２０は、その内輪２２が圧縮機１側の突出筒部３の外周面に圧入され、かつ止め輪２７によって抜け止めされる一方、外輪２１がプーリ１１側の筒状体１３の内周面に圧入されて取り付けられている。
【００１７】
図１と図２に示すように、一方向クラッチ４０は、外輪体４１、内輪体４２、複数のローラ６１、コイルばね６０、及び保持器５０を備えている。
そして、一方向クラッチ４０は、その内輪体４２がプーリ１１側の筒状体１３の外周面に圧入され、かつ止め輪２８によって抜け止めされている。
一方、圧縮機１側の回転軸４の端部寄り外周面には、環状部材３０がその中心部に形成されたボス部３１においてトルク伝達可能に嵌挿され、回転軸４の軸端部から一体同心に突出された雄ネジ部にナット５が締め付けられることによって、環状部材３０のボス部３１が固定されている。そして、一方向クラッチ４０の外輪体４１は、環状部材３０の外周部に適宜の連結部材によってトルク伝達可能に連結されている。これによって、プーリ１１側からのトルクが、一方向クラッチ４０と環状部材３０を介して圧縮機１側の回転軸４に伝達されるようになっている。
【００１８】
すなわち、図２〜図４に示すように、一方向クラッチ４０の外輪体４１と、内輪体４２との対向周面の間には複数（図２では６個）のくさび状空間が周方向に所定間隔を隔てて形成され、これら複数のくさび空間には、これと同数のローラ６１と、これら各ローラ６１をロック方向（くさび空間の狭い側）に個別に付勢するコイルばね６０とが保持器５０の各ポケット５１に収納された状態でそれぞれ配設されている。
この実施例１において、外輪体４１と、内輪体４２との対向周面の間に複数（図２では６個）のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するための平坦面（又は曲面）のカム面４３が内輪体４２の外周面の周方向に所定間隔を隔てて形成される一方、外輪体４１の内周面は円形をなしている。
【００１９】
図２と図４に示すように、内輪体４２の各カム面４３の周方向一側には、凹円弧形状、凹湾曲形状等のトルクリミット用凹部４６が所要の深さをもって形成されている。そして、外輪体４１と内輪体４２との間に所定値以上のトルクが作用したときには、ローラ６１がカム面４３を乗り越えて転動しトルクリミット用凹部４６内に受け入れられて配置されることで、外輪体４１と、内輪体４２との間に対するローラ６１の噛み込みが不能となり、外輪体４１と内輪体４２とのトルク伝達を遮断するようになっている。
【００２０】
保持器５０は合成樹脂材の射出成形によって一体に円筒状に形成され、その周方向には複数のポケット５１と、これらポケット５１を区画する柱部５２とが交互に形成されている。そして、保持器５０は内輪体４２の外周面に嵌合されている。
保持器５０の各柱部５２の一側面（くさび空間の狭い側に対向する面）には、コイルばね４５の基端巻回部が嵌挿される突起５３が突設されている。
【００２１】
コイルばね６０は、ばね線材が楕円形状、矩形形状等に巻回されて形成され、柱部５２の突起５３の根元部をばね座としてコイルばね６０の基端巻回部が突起５３に嵌挿されて支持された状態で先端巻回部がローラ６１の外周面に当接している。そして、コイルばね６０はローラ６１をくさび状空間の狭い側（ロック状態となる側）に弾発付勢している（図４参照）。
【００２２】
図５に示すように、保持器５０と、内輪体４２との間には、保持器５０のフリー方向への回動を阻止してコイルばね６０の反力を受ける係合部としての平坦面４７と、係合片５５とがそれぞれ形成されると共に、保持器５０のロック方向への回動は所定の回動角度θだけ許容する接触回避部５６が係合片５５に切り欠き状に形成されている。
また、保持器５０のロック方向への許容される回動角度θは、トルク負荷時におけるローラ６１の内輪体４２に対する公転角度に設定される。なお、この公転角度は、カム面４３上からトルクリミット用凹部４６内にローラ６１が変位するローラ変位角度αに対応する角度に相当する。
【００２３】
この実施例１において、内輪体４２の外周面には、カム面４３と軸方向及び周方向に適宜に変位した部分に、一方の係合部としての平坦面４７が形成されている。
一方、内輪体４２の平坦面４７に対向する保持器５０の内周面の部分には、平坦面４７に係合可能に形成された他方の係合部としての平坦な係合面５５ａを有する係合片５５が形成されている。
さらに、保持器５０の係合片５５が寸法ａだけ残して切り欠かかれることによって、接触回避部５６が形成されている。
すなわち、図５に示すように、内輪体４２の中心Ｏを通る平坦面４７の中心線をＬとし、内輪体４２の中心Ｏから平坦面４７までの距離をＣ／２とし、内輪体４２の平坦面４７に接触して係合する係合片５５の接触角部をＰとし、保持器５０のロック方向への許容される回動角度をθとし、許容される回動角度θに基づく平坦面４７に対する係合片５５の接触角部Ｐの変位距離をｄとし、内輪体４２の平坦面４７の長さ寸法（接触回避部５６がない状態の保持器５０の係合片５５の長さ寸法に相当する）をｂとしたときに、
「ｄ＝Ｃｔａｎ（θ／２）」
「２ａ＝ｂ−ｄ」
の関係となるように、接触回避部５６が形成されている。
【００２４】
また、この実施例１において、図１に示すように、一方向クラッチ４０の外輪体４１と内輪体４２との間の環状空間内には、ローラ６１の保持器５０の片側に位置して転がり軸受７０を構成する複数の玉７１が保持器７２によって保持された状態で転動可能に配設されている。
そして、ローラ６１がトルクリミット用凹部４６内に配置されたときに、転がり軸受７０によって、外輪体４１と内輪体４２とを同心上に保持するようになっている。
【００２５】
この実施例１に係る一方向クラッチ４０を備えたプーリユニット１０は上述したように構成される。
したがって、車載エンジンの作動時において、クランクシャフトのトルクが伝動ベルト１８によってプーリ１１に伝達されると、プーリ１１と一体に回転する筒状体１３と共に、一方向クラッチ４０の内輪体４２が回転される。この内輪体４２のトルクは、ローラ６１によって外輪体４１に伝達され、外輪体４１と一体に回転する環状部材３０によって圧縮機１の回転軸４にトルク伝達されて回転軸４が回転される。
すなわち、エンジンの作動時において、プーリ１１の回転速度が回転軸４の回転速度よりも速いときには、一方向クラッチ４０がロック状態となるので、回転軸４はプーリ１１と一体回転する。
また、プーリ１１の回転速度が回転軸４の回転速度よりも遅くなると、一方向クラッチ４０のローラ６１がロック位置から外れてくさび状空間の広い側へ移動してフリー状態に切替わる。これにより、プーリ１１の回転変動が吸収される。
【００２６】
圧縮機１の回転軸４に焼き付き等が生じて回転軸４がロック状態となった場合、外輪体４１と内輪体４２との間には所定値以上のトルク（負荷トルク）が作用する。
この場合、ローラ６１がカム面４３の一側を乗り越えて転動しトルクリミット用凹部４６内に受け入れられて配置される。そして、ローラ６１がトルクリミット用凹部４６内に配置されることによって、プーリ１１側から回転軸４へのトルク伝達が遮断される。
【００２７】
一方、ローラ６１がトルクリミット用凹部４６内に配置される際、保持器５０の柱部５２の一側面にローラ６１が当たった後は、ローラ６１と共に保持器５０が同方向へ回動される（図６参照）。
すなわち、図５に示すように、保持器５０の係合片５５が寸法ａだけ残して切り欠かかれることによって接触回避部５６が形成される。これによって、図４に示すように、カム面４３上からトルクリミット用凹部４６内にローラ６１が変位するローラ変位角度αに対応する回動角度θにおいて、図６に示すように、保持器２５がロック方向への回動される。このため、ローラ６１の変位によって保持器５０が変形されたり、あるいは損傷される不具合を解消することができる。
【００２８】
なお、この発明は前記実施例１に限定するものではない。
例えば、前記実施例１においては、内輪体４２の外周面にカム面４３及びトルクリミット用凹部４６を形成して外輪体４１の内周面とカム面４３によってくさび状空間を形成したが、外輪体４１の内周面にカム面及びトルクリミット用凹部を形成し、内輪体４２の外周面とカム面によってくさび状空間を形成してもこの発明を実施可能である。
但し、この場合、ローラ６１に対するコイルばね６０の反力を受ける係合部が外輪体の内周面と保持器の外周面との相互に設けられる。
また、前記実施例１においては、カム面４３の一側にトルクリミット用凹部４６が形成される場合を例示したが、トルクリミット用凹部４６が設けられない一方向クラッチにおいてもこの発明を実施することができる。
【００２９】
また、前記実施例１においては、エンジン補機の一つである空調用圧縮機に対応する一方向クラッチを備えたプーリユニットである場合を例示したが、オルタネータ、ウオーターポンプ、冷却ファン等のエンジン補機に対応する一方向クラッチを備えたプーリユニット、あるいはプーリユニットに組み付けられる一方向クラッチとして使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施例１に係る一方向クラッチを備えたプーリユニットを示す側断面図である。
【図２】同じく一方向クラッチの横断面図である。
【図３】同じく保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す平面図である。
【図４】同じく保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す横断面図である。
【図５】同じく内輪体の外周面の平坦面と、保持器の係合片及び接触回避部の関係を示す説明図である。
【図６】同じく保持器が許容される回動角度においてロック方向へ回動された状態を示す説明図である。
【図７】従来の一方向クラッチの内輪体の外周面のカム面と、保持器の内周面の係合部の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  圧縮機
２  ケーシング
３  突出筒部
４  回転軸
１０  プーリユニット
１１  プーリ
２０  複列の転がり軸受
４０  一方向クラッチ
４１  外輪体
４２  内輪体
４３  カム面
４６  トルクリミット用凹部
４７  平坦面（係合部）
５０  保持器
５２  柱部
５５  係合片（係合部）
６０  コイルばね
６１  ローラ
【図１】
0005040555.tif 000002
【図２】
0005040555.tif 000003
【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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