(57)【要約】【課題】エンジン補機が破損したことを運転者に報知する機能を一方向クラッチに持たせ、しかもその構成を安価かつ簡易に実現する。【解決手段】一方向クラッチ３０には、クラッチ用外輪部３１（外輪部材）とクラッチ用内輪部３２（内輪部材）とがころ３４を介して同軸的に配置され、クラッチ用内輪部３２に形成されたカム面３２ａ上をころ３４が周方向に移動可能に設けられる。クラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２間にころ３４が噛み込むことでクラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２とが一体回転するロック状態（トルク伝達状態）となり、カム面３２ａに形成されたトルクリミット用溝３２ｂにころ３４が嵌り込むことでクラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２とが相対回転するフリー状態（トルク遮断状態）となる。トルクリミット用溝３２ｂには、フリー状態でころ３４と衝突して異音を発生する突起３２ｃが設けられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪部材と内輪部材とがころを介して同軸的に配置され、前記外輪部材または前記内輪部材に形成されたカム面上を前記ころが周方向に移動可能に設けられており、前記外輪部材と前記内輪部材間に前記ころが噛み込むことで該外輪部材と該内輪部材とが一体回転するロック状態となり、前記カム面に形成されたトルクリミット用溝に前記ころが嵌り込むことで前記外輪部材と前記内輪部材とが相対回転するフリー状態となる一方向クラッチであって、
前記トルクリミット用溝には、前記フリー状態で前記ころと衝突して異音を発生する１又は複数の突起が設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】
前記突起は、前記トルクリミット用溝を有する前記外輪部材または前記内輪部材とは別部材で構成され、前記トルクリミット用溝の溝面から突出した状態で埋め込まれる請求項１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、一方向クラッチに関し、特にトルクリミッタ機能付きの一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の一方向クラッチとして、例えば下記特許文献１に記載されているように、外輪と内輪とがころを介して同軸的に配置され、内輪に形成されたカム面上をころが周方向に移動可能に設けられており、外輪と内輪間にころが噛み込むことで外輪と内輪とが一体回転するロック状態となり、カム面に形成された凹部（トルクリミット用溝）にころが嵌り込むことで外輪と内輪とが相対回転するフリー状態となるもの（トルクリミッタ機能付きの一方向クラッチ）が知られている。この特許文献１に記載された一方向クラッチを、例えば車両のエアコン用のコンプレッサ、オルタネータ、ウォーターポンプ、冷却ファンなどのエンジン補機を駆動するプーリに適用した場合には、エンジン補機の破損（例えば、コンプレッサの焼付き等）によりプーリに過大なトルクが発生しても、プーリがフリー状態となることで破損したエンジン補機へのトルク伝達が遮断されるようになる。このため、エンジンの動力をプーリに伝達するベルトの異常摩耗や破損を良好に防止することができる。
【０００３】
【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、上記特許文献１に記載された一方向クラッチは、エンジン補機が破損した場合にはフリー状態となって通常のラジアル軸受として機能するようになるが、例えばコンプレッサの焼付き等のようにエンジン補機の破損が自動車の走行に直接の影響を与えない場合には、運転者がエンジン補機の破損に気付かないことが多い。したがって、このような異常使用が長期間継続することで、他のエンジン補機へ悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えばエンジン補機が破損したことを運転者に報知する機能を一方向クラッチに持たせ、しかもその構成を安価かつ簡易に実現することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、外輪部材と内輪部材とがころを介して同軸的に配置され、外輪部材または内輪部材に形成されたカム面上をころが周方向に移動可能に設けられており、外輪部材と内輪部材間にころが噛み込むことで外輪部材と内輪部材とが一体回転するロック状態（トルク伝達状態）となり、カム面に形成されたトルクリミット用溝にころが嵌り込むことで外輪部材と内輪部材とが相対回転するフリー状態（トルク遮断状態）となる一方向クラッチであって、トルクリミット用溝には、フリー状態でころと衝突して異音を発生する１又は複数の突起が設けられていることを特徴とする。この場合、突起は、トルクリミット用溝の溝面から突出した状態で外輪部材または内輪部材と一体形成される態様の他、例えば外輪部材または内輪部材とは別部材で構成され、トルクリミット用溝の溝面から突出した状態で埋め込まれるようにしてもよい。
【０００７】
これによれば、エンジン補機の破損により一方向クラッチがフリー状態となった場合には、ころと突起との衝突（軽微な衝突）により異音が発生するので、運転者はエンジン補機が破損したことを知ることができ、破損したエンジン補機を早急に修理することが可能となって、他のエンジン補機へ及ぼす悪影響を回避することができる。また、突起は、外輪部材または内輪部材と一体に形成したり、別部材をトルクリミット用溝に埋め込んで形成することができるので、安価かつ簡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】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る一方向クラッチを含んでなる一方向クラッチユニットを備えたプーリユニットの縦断面図、図２は図１の一方向クラッチの正面断面図、図３は図２の一方向クラッチの部分拡大平面図、図４は図２の部分拡大図、図５は図２の突起の拡大図である。図１中、１は車両のエンジン補機としてのエアコン用のコンプレッサ、１０はプーリユニット、２０は一方向クラッチユニットであり、エンジン（図示省略）の動力がベルト４を介してプーリユニット１０に伝達され、更にプーリユニット１０から一方向クラッチユニット２０を経由してコンプレッサ１の駆動軸３に伝達され、駆動軸３が軸線Ｏ回りに回転駆動されるようになっている。
【０００９】
コンプレッサ１は、例えば斜板型、ワッフル型など周知の連続可変容量式のものであり、その機構部（図示省略）がケース２に組み付けられている。ケース２は、軸線Ｏを中心線として外方へ向けて延び出す円筒部２ａを一体に備えており、駆動軸３が円筒部２ａを通して外方へ突出している。駆動軸３の軸端には、外スプライン部３ａが形成されている。
【００１０】
プーリユニット１０は、プーリ１１とフランジ部材１２とを備えている。プーリ１１は、軸線Ｏを中心線とする円筒状のボス部１１ａを一体に備え、ボス部１１ａ内に嵌入された複列転がり軸受１３（例えば、複列アンギュラ玉軸受）を介してケース２の円筒部２ａに回転可能に支持されている。
【００１１】
フランジ部材１２は、円筒状のボス部１２ａを一体に備え、ボス部１２ａがプーリ１１のボス部１１ａとは反対方向へ突出するようにプーリ１１にボルト５により取り付けられている。ボス部１２ａ内には、一方向クラッチユニット２０が組み付けられている。
【００１２】
一方向クラッチユニット２０は、アキシャル方向に隣接した一方向クラッチ３０とサポート軸受４０（例えば、一列の玉軸受）とで構成されている。一方向クラッチ３０は、クラッチ用外輪部３１（外輪部材）、クラッチ用内輪部３２（内輪部材）、保持器３３、ころ３４及びコイルばね３５を備え、サポート軸受４０は、軸受用外輪部４１、軸受用内輪部４２、保持器４３及び玉４４を備えている。
【００１３】
具体的には、一方向クラッチ３０のクラッチ用外輪部３１と、サポート軸受４０の軸受用外輪部４１とが一体化されて一方向クラッチユニット２０の一体外輪２１を構成し、一方向クラッチ３０のクラッチ用内輪部３２と、サポート軸受４０の軸受用内輪部４２とが一体化されて一方向クラッチユニット２０の一体内輪２２を構成している。一体内輪２２には、内スプライン部２２ａが形成されており、駆動軸３と一体内輪２２とが各スプライン部３ａ，２２ａにてスプライン結合されている。
【００１４】
クラッチ用内輪部３２の外周面には、図２に示すように、周方向に複数（例えば、８つ）のカム面３２ａが形成されている。各カム面３２ａは、何れも同じ大きさの矩形平面状に形成され、対向するクラッチ用外輪部３１の内周面３１ａとで周方向の一方に向けて狭くなるくさび状空間を形成している。各カム面３２ａには、過大トルクの負荷時にころ３４を嵌め入れて保持する断面円弧状で平面視にて矩形状のトルクリミット用溝３２ｂが形成されている。
【００１５】
保持器３３は、クラッチ用内輪部３２のカム面３２ａと係合可能な係合孔部を有する合成樹脂製の籠形筒状のものであり、クラッチ用内輪部３２に周方向及び軸方向に位置決めされた状態で外装されている。保持器３３には、図３及び図４に示すように、クラッチ用内輪部３２のカム面３２ａに対応する位置に径方向に貫通するポケット３３ａが形成されている。
【００１６】
ポケット３３ａは、ころ３４の移動時にころ３４の姿勢を安定させるガイドとしての機能を果たす。隣接するポケット３３ａ間には、ポケット３３ａの周長を規定する柱部３３ｂが形成されている。各柱部３３ｂは、ポケット３３ａのアキシャル方向の両側にて全周に渡って連結されるとともに、ポケット３３ａ内へ突出するばね用突起３３ｃを一体に備えている。
【００１７】
ころ３４は、鋼製の円柱体であり、カム面３２ａ（ポケット３３ａ）と同じ数だけ用いられている。ころ３４は、くさび状空間において、コイルばね３５によりくさび状空間が狭まる方向（ロック方向）に付勢されるとともに、その付勢力に抗してクラッチ用内輪部３２のカム面３２ａ上を移動可能とされている。コイルばね３５は、保持器３３における柱部３３ｂのばね用突起３３ｃに装着されている。
【００１８】
サポート軸受４０は、クラッチ用外輪部３１及びクラッチ用内輪部３２を位置決め（芯出し）する。すなわち、サポート軸受４０は、一方向クラッチ３０におけるくさび角の変化を防止して、一方向クラッチ３０がトルクリミッタとして機能するときのトルクリミット値のばらつきを防止する機能を果たす。
【００１９】
上記のように構成された一方向クラッチ３０において、プーリ１１の回転速度がコンプレッサ１の駆動軸３よりも相対的に速くなった場合には、一方向クラッチ３０のころ３４がくさび状空間の狭い側へ転動してクラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２間に噛み込む。このため、クラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２とが一体回転するロック状態（トルク伝達状態）となり、プーリ１１、フランジ部材１２、一方向クラッチユニット２０及びコンプレッサ１の駆動軸３が一体化して同期回転する。
【００２０】
一方、プーリ１１の回転速度がコンプレッサ１の駆動軸３よりも相対的に遅くなった場合には、一方向クラッチ３０のころ３４がくさび状空間の広い側へ転動してクラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２間に噛み込まなくなる。このため、クラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２とが相対回転するフリー状態（トルク遮断状態）となり、プーリ１１からコンプレッサ１の駆動軸３への回転動力の伝達が遮断されて、駆動軸３が回転慣性力のみで回転を継続するようになる。これにより、エンジンからプーリ１１に伝達される回転変動が吸収されて、駆動軸３の回転がほぼ一定に保たれるようになる。
【００２１】
そして、例えばコンプレッサ１の焼付きにより駆動軸３がロックして負荷トルクが所定のトルクリミット値に達した場合には、ころ３４がくさび状空間のロック位置よりも更に狭い側へロールオーバーして、カム面３２ａのトルクリミット用溝３２ｂに嵌り込む。これにより、クラッチ用外輪部３１とクラッチ用内輪部３２とが相対回転するフリー状態（トルク遮断状態）となり、プーリ１１のみが回転するようになって、プーリ１１からコンプレッサ１の駆動軸３への動力伝達が遮断されるトルクリミッタ機能を果たすようになる。このように、過大なトルクを受けたときもプーリ１１の回転が維持されるので、プーリ１１上でベルト４が滑らずに済みベルト４の寿命向上に貢献できるとともに、コンプレッサ１やベルト４を介して連結される他のエンジン補機へ及ぼす悪影響を回避することができる。
【００２２】
ところで、この実施形態では、各トルクリミット用溝３２ｂに突起３２ｃが形成されている。突起３２ｃは、トルクリミット用溝３２ｂの溝面から突出した状態でクラッチ用内輪部３２と一体に形成されている。この突起３２ｃは、図５にて模式的に示すように、トルクリミット用溝３２ｂに嵌り込んだころ３４がクラッチ用外輪部３１の内周面３１ａと接触可能な程度に溝面からの突出量が設定されるとともに、クラッチ用外輪部３１の回転に伴って回転するころ３４との軽微な衝突時に異音を発生する所定の大きさ、形状に形成されている。
【００２３】
その結果、運転者は、ころ３４と突起３２ｃとの衝突により発生する異音（異常発生信号）に基づいて、コンプレッサ１が破損したことを知ることができ、破損したコンプレッサ１を早急に修理することが可能となって、他のエンジン補機へ悪影響を及ぼすことを回避することができる。また、突起３２ｃは、クラッチ用内輪部３２と一体形成されているので、安価かつ簡易に構成することができる。
【００２４】
（変形実施形態）
上記実施形態では、突起３２ｃをクラッチ用内輪部３２と一体に形成したが、これに加えてまたは代えて、例えば図６にて模式的に示すように、クラッチ用内輪部３２とは別部材の突起部材１３２ｃをトルクリミット用溝３２ｂに埋め込むようにしてもよい。
【００２５】
なお、上記実施形態等では、各トルクリミット用溝３２ｂに一つの突起３２ｃ又は突起部材１３２ｃを設けるようにしたが、複数の突起３２ｃ又は突起部材１３２ｃを設けてもよい。なお、突起３２ｃ又は突起部材１３２ｃの大きさ、形状については、運転者に注意を促す異音が発生するように適宜変更して実施することが可能である。
【００２６】
また、上記実施形態等では、トルクリミット用溝３２ｂがクラッチ用内輪部３２に形成された一方向クラッチ３０に本発明を適用したが、これに限らず、例えばトルクリミット用溝がクラッチ用外輪部に形成された一方向クラッチや、内輪部材がプーリに連結され外輪部材がエンジン補機の駆動軸に連結される一方向クラッチなど、種々のタイプの一方向クラッチに本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る一方向クラッチを含んでなる一方向クラッチユニットを備えたプーリユニットの縦断面図。
【図２】図１の一方向クラッチの正面断面図。
【図３】図２の一方向クラッチの部分拡大平面図。
【図４】図２の部分拡大図。
【図５】図２の突起の拡大図。
【図６】本発明の変形実施形態に係る突起の拡大図。
【符号の説明】
【００２８】
１    コンプレッサ（エンジン補機）
２    ケース
３    駆動軸
４    ベルト
１０    プーリユニット
１１    プーリ
１２    フランジ部材
２０    一方向クラッチユニット
２１    一体外輪
２２    一体内輪
３０    一方向クラッチ
３１    クラッチ用外輪部（外輪部材）
３１ａ  内周面
３２    クラッチ用内輪部（内輪部材）
３２ａ  カム面
３２ｂ  トルクリミット用溝
３２ｃ，１３２ｃ  突起
３３    保持器
３３ａ  ポケット
３３ｂ  柱部
３３ｃ  ばね用突起
３４    ころ
３５    コイルばね
４０    サポート軸受
【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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【図６】
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