(57)【要約】【課題】係合子の噛み込み時の衝撃力を緩和することができるようにした耐久性に優れた一方向クラッチを提供することである。【解決手段】外輪１１と内輪１２との間に組込まれた保持器１３のポケット１８内に、ローラ１４と、そのローラ１４を外輪１１の内周と内輪１２の外周に係合する方向に付勢する弾性部材１５とを組込む。ローラ１４を可撓性を有する材料で形成し、そのローラ１４が外輪１１の内周と内輪１２の外周に噛み込む回転トルクの伝達時にローラ１４を弾性変形させ、その弾性変形によってローラ１４の噛み込み時に発生する衝撃力を緩和する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内周と、その内側に組込まれた内輪の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でくさび空間を形成する複数のカム面を周方向に間隔をおいて設け、外輪と内輪との間に組込まれた保持器には各カム面と対向する位置にポケットを形成し、各ポケット内にローラと、そのローラをくさび空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材を組込んだローラ式一方向クラッチにおいて、
前記内輪とローラの少なくとも一方を可撓性を有する材料で形成したことを特徴とするローラ式一方向クラッチ。
【請求項２】
前記内輪の外周にカム面を形成し、そのカム面を凹面とした請求項１に記載のローラ式一方向クラッチ。
【請求項３】
外輪の円筒形内面と内輪の円筒形外面間に保持器を組込み、その保持器に複数のポケットを周方向に間隔をおいて形成し、各ポケット内にスプラグを組込み、そのスプラグを弾性部材によって外輪の円筒形内面と内輪の円筒形外面に係合する方向に向けて付勢したスプラグ式一方向クラッチにおいて、
前記内輪とスプラグの少なくとも一方を可撓性を有する材料で形成したことを特徴とするスプラグ式一方向クラッチ。
【請求項４】
前記スプラグが可撓性を有する低剛性のスプラグと、高剛性のスプラグの２種類とし、その２種類のスプラグを周方向に交互に配置した請求項３に記載のスプラグ式一方向クラッチ。
【請求項５】
前記低剛性スプラグのくさび角を高剛性スプラグのくさび角より小さくして、低剛性スプラグが高剛性スプラグより先にロックするようにした請求項４に記載のスプラグ式一方向クラッチ。
【請求項６】
可撓性を有する材料が、ポリフェニレンスルファイドまたはフェノール樹脂からなる請求項１乃至５のいずれかの項に記載のスプラグ式一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力側部材の一方向の回転を出力側部材に伝達すると共に、出力側部材の回転速度が入力側部材の回転速度を上回った場合に、入力側部材から出力側部材への回転伝達を遮断する一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
外輪と内輪間に係合子を組込み、上記外輪と内輪の相対回転により係合子を外輪の内周と内輪の外周に噛み込ませて外輪と内輪の相互間で回転トルクを伝達する一方向クラッチには、特許文献１に記載されているように、係合子がローラからなるローラ式一方向クラッチと、係合子がスプラグからなるスプラグ式一方向クラッチとが存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９１９８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、上記いずれの一方向クラッチにおいても、外輪、内輪および係合子が鋼製とされて剛性が高く、係合子の噛み込みおよび解除の切換えが瞬時に行われるため、例えば、外輪から内輪に回転トルクを伝達する使用において、内輪に負荷される抵抗が大きい場合に、係合子の瞬時の噛み込みによって外輪と内輪に極めて大きな衝撃力が負荷されることになり、一方向クラッチが破損し易いという問題がある。
【０００５】
この発明の課題は、係合子の噛み込み時の衝撃力を緩和することができるようにした耐久性に優れた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】
上記の課題を解決するために、第１の発明においては、外輪の内周と、その内側に組込まれた内輪の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でくさび空間を形成する複数のカム面を周方向に間隔をおいて設け、外輪と内輪との間に組込まれた保持器には各カム面と対向する位置にポケットを形成し、各ポケット内にローラと、そのローラをくさび空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材を組込んだローラ式一方向クラッチにおいて、前記内輪とローラの少なくとも一方を可撓性を有する材料で形成した構成を採用したのである。
【０００７】
ここで、内輪にカム面を形成する場合において、そのカム面は平坦面であってもよく、あるいは、凹面であってもよい。カム面を凹面とすると、平坦面からなるカム面に比較して、ローラの噛み込み時におけるローラとカム面の接触面積が大きくなり、逆に面圧が低くなるため、内輪の耐久性の向上を図ることができる。
【０００８】
上記の課題を解決するために、第２の発明においては、外輪の円筒形内面と内輪の円筒形外面間に保持器を組込み、その保持器に複数のポケットを周方向に間隔をおいて形成し、各ポケット内にスプラグを組込み、そのスプラグを弾性部材によって外輪の円筒形内面と内輪の円筒形外面に係合する方向に向けて付勢したスプラグ式一方向クラッチにおいて、前記内輪とスプラグの少なくとも一方を可撓性を有する材料で形成した構成を採用したのである。
【０００９】
第２の発明に係るスプラグ式一方向クラッチにおいて、スプラグを可撓性を有する低剛性のスプラグと、鋼からなる高剛性のスプラグの２種類とし、その２種類のスプラグを周方向に交互に配置することにより、スプラグの全部を可撓性を有する低剛性のスプラグとする場合に比較してトルク容量の大きいスプラグ式一方向クラッチを得ることができる。
【００１０】
この場合、低剛性スプラグのくさび角を高剛性スプラグのくさび角より小さくすることにより、外輪と内輪が相対回転した場合に、可撓性を有する低剛性のスプラグの噛み込み後において高剛性のスプラグが噛み込むことになるため、トルク伝達開始時の衝撃力を低剛性のスプラグの弾性変形により確実に緩和することができる。
【００１１】
第１の発明に係るローラ式一方向クラッチおよび第２の発明に係るスプラグ式一方向クラッチにおいて、可撓性を有する材料として、ポリフェニレンスルファイドやフェノール樹脂を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明に係るローラ式一方向クラッチにおいては、上記のように、内輪とローラの少なくとも一方を可撓性を有する材料で形成したことにより、ローラの瞬時の噛み込みによって衝撃力が負荷されると、可撓性を有する部材が弾性変形することになり、その弾性変形によって上記衝撃力が緩和される。このため、外輪、内輪、ローラの破損を防止することができ、耐久性に優れたローラ式一方向クラッチを提供することができる。
【００１３】
また、第２の発明に係るスプラグ式一方向クラッチにおいては、内輪とスプラグの少なくとも一方を可撓性を有する材料で形成したことにより、スプラグの瞬時の噛み込みによって衝撃力が負荷されると、可撓性を有する部材が弾性変形することになり、その弾性変形によって上記衝撃力が緩和される。このため、外輪、内輪、スプラグの破損を防止することができ、第１の発明と同様に、耐久性に優れたスプラグ式一方向クラッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１および図２はクラッチ内蔵プーリを示す。このクラッチ内蔵プーリは、回転トルクが入力されるプーリ１と、そのプーリ１の内部に組込まれた一方向クラッチＡとからなる。
【００１５】
図１乃至図３に示すように、一方向クラッチＡは、外輪１１とその内側に組込まれた内輪１２との間に保持器１３を組込み、その保持器１３によってローラ１４および弾性部材１５を保持している。
【００１６】
外輪１１はプーリ１の内径面に固定され、その内周には円筒面１６が形成されている。一方、内輪１２の外周には上記円筒面１６との間でくさび空間を形成する複数の平坦なカム面１７が形成されている。
【００１７】
保持器１３は内輪１２に対して回り止めされている。この保持器１３には内輪１２の各カム面１７と対向する位置にポケット１８が形成され、各ポケット１８内にローラ１４および弾性部材１５が組込まれ、上記弾性部材１５の押圧によってローラ１４はくさび空間の狭小部に向けて付勢されている。
【００１８】
内輪１２は、両端に小径軸部１２ａ、１２ｂを有し、各小径軸部１２ａ、１２ｂの外周に嵌合した転がり軸受１９は内輪１２とプーリ１を相対的に回転自在に支持している。
【００１９】
上記の構成からなるクラッチ内蔵プーリにおいて、プーリ１に回転トルクが入力され、そのプーリ１に固定された外輪１１が図２の矢印で示す方向に回転すると、ローラ１４が外輪１１の円筒面１６と内輪１２のカム面１７に噛み込み、外輪１１の回転がローラ１４を介して内輪１２に伝達され、内輪１２が外輪１１と同方向に回転する。
【００２０】
外輪１１から内輪１２への回転伝達状態において、内輪１２の回転速度が外輪１１の回転速度を上回ると、ローラ１４は円筒面１６およびカム面１７に対する噛み込みが解除され、外輪１１から内輪１２への回転伝達が遮断される。
【００２１】
ここで、一方向クラッチＡにおけるローラ１４は弾性部材１５により押圧されて外輪１１の円筒面１６および内輪１２のカム面１７に接触するスタンバイ状態にあるため、外輪１１が図２の矢印で示す方向に回転すると、ローラ１４は円筒面１６およびカム面１７に瞬時に噛み込むことになり、その噛み込み時に衝撃力が発生する。
【００２２】
特に、内輪１２に負荷される回転抵抗が大きい場合、ローラ１４の噛み込み時に極めて大きな衝撃力が発生することになり、その衝撃力によって、外輪１１、内輪１２およびローラ１４が破損する可能性がある。
【００２３】
そのような不都合の発生を防止するため、実施の形態では、外輪１１、内輪１２および弾性部材１５を鋼で形成し、ローラ１４を可撓性を有する材料で形成している。ここで、可撓性を有する材料として、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）やフェノール樹脂を挙げることができる。
【００２４】
上記のように、ローラ１４を可撓性を有する材料で形成すると、そのローラ１４の噛み込み時、ローラ１４は弾性変形し、その弾性変形によって噛み込み時の衝撃力が緩和される。
【００２５】
このため、外輪１１、内輪１２およびローラ１４に大きな衝撃力が負荷されるようなことはなく、これらの部品の破損を防止し、耐久性に優れたローラ式一方向クラッチを得ることができる。
【００２６】
図１乃至図３では、ローラ１４の噛み込み時における衝撃力を緩和するため、ローラ１４を可撓性を有する材料で形成したが、そのローラ１４に代えて、内輪１２を可撓性を有する材料で形成してもよく、あるいは、内輪１２およびローラ１４の双方を可撓性を有する材料で形成してもよい。
【００２７】
また、図３では、内輪１２の外周に形成されたカム面１７を平坦面としたが、カム面１７は平坦面に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、凹面としてもよい。
【００２８】
ここで、カム面１７を凹面とすると、ローラ１４の噛み込み状態において、ローラ１４とカム面１７との接触面積が平坦面からなるカム面１７に比較して大きくなり、逆に面圧が低くなるため、内輪１２の耐久性の向上を図ることができる。
【００２９】
なお、図３および図４では、外輪１１の内周に円筒面１６を形成し、内輪１２の外周にカム面１７を設けたが、上記とは逆に、外輪１１の内周にカム面を形成し、内輪１２の外周に円筒面を設けるようにしてもよい。
【００３０】
図５は、クラッチ内蔵プーリの他の例を示す。この例では、プーリ１の内側に組込まれた一方向クラッチＡとしてスプラグ式の一方向クラッチを採用している。このスプラグ式一方向クラッチＡは、プーリ１の内径面に固定された外輪２１の円筒形内面２２と内輪２３の円筒形外面２４間に保持器２５を組込み、その保持器２５の周方向に等間隔に形成された複数のポケット２６のそれぞれ内部にスプラグ２７と、そのスプラグ２７を円筒形内面２２と円筒形外面２４に接触する方向に向けて付勢する弾性部材２８とを組込み、図５の矢印で示す方向の回転時にスプラグ２７を円筒形内面２２と円筒形外面２４に噛み込ませて、外輪２１の回転を内輪２３に伝達するようにしている。
【００３１】
また、内輪２３の回転速度が外輪２１の回転速度を上回った場合にスプラグ２７の噛み込みを解除させて、外輪２１から内輪２３への回転伝達を遮断するようにしている。
【００３２】
上記の構成からなるスプラグ式一方向クラッチＡにおいては、外輪２１、内輪２３および弾性部材２８を鋼で形成し、スプラグ２７をポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）やフェノール樹脂等の可撓性を有する材料によって形成している。
【００３３】
上記のように、スプラグ２７を可撓性を有する材料で形成することにより、そのスプラグ２７の噛み込み時、スプラグ２７は弾性変形し、その弾性変形によって噛み込み時の衝撃力が緩和される。
【００３４】
このため、外輪２１、内輪２３およびスプラグ２７に大きな衝撃力が負荷されるようなことはなく、これらの部品の破損を防止し、耐久性に優れたスプラグ式一方向クラッチＡを得ることができる。
【００３５】
ここで、スプラグ２７はその全部を可撓性を有する材料で形成してもよく、あるいは、半数のスプラグ２７を可撓性を有する材料で形成し、残りの半数のスプラグ２７を鋼で形成して、可撓性を有する低剛性のスプラグと、鋼からなる高剛性のスプラグを周方向に交互に配置してもよい。
【００３６】
上記のように、スプラグ２７を２種類とすることにより、スプラグ２７の全部を可撓性を有する低剛性のスプラグとする場合に比較してトルク容量の大きいスプラグ式一方向クラッチＡを得ることができる。
【００３７】
スプラグ２７を低剛性と高剛性の２種類とする場合において、図６に示すように、低剛性スプラグ２７ａのくさび角αを高剛性スプラグ２７ｂのくさび角βより小さくすることにより、外輪２１が回転すると、可撓性を有する低剛性のスプラグ２７ａの噛み込み後において高剛性のスプラグ２７ｂが噛み込むことになるため、トルク伝達開始時の衝撃力を低剛性のスプラグ２７ａの弾性変形により確実に緩和することができる。
【００３８】
図５および図６では、スプラグ２７を可撓性を有する材料で形成したが、そのスプラグ２７に代えて内輪２３を可撓性を有する材料で形成してもよく、あるいは、内輪２３およびスプラグ２７の両方を可撓性を有する材料で形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明に係る一方向クラッチを用いたクラッチ内蔵プーリの縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図２の一部分を拡大して示す断面図
【図４】内輪の外周に形成されたカム面の他の例を示す断面図
【図５】クラッチ内蔵プーリの他の例を示す断面図
【図６】図５に示す一方向クラッチの外輪と内輪間に低剛性のスプラグと高剛性のスプラグとを組込んだ状態の断面図
【符号の説明】
【００４０】
１１    外輪
１２    内輪
１３    保持器
１４    ローラ
１５    弾性部材
１６    円筒面
１７    カム面
１８    ポケット
２１    外輪
２２    円筒形内面
２３    内輪
２４    円筒形外面
２５    保持器
２６    ポケット
２７    スプラグ
２８    弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009068610.tif 000006
【図５】
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【図６】
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