(57)【要約】【課題】ローラがトルクリミット用凹部内に配置されたトルクリミット状態において、ローラをトルクリミット用凹部内に保持してローラの浮き上がりやガタツキ等を抑制することができるトルクリミッター付き一方向クラッチを提供する。【解決手段】内輪体４２、外輪体４１、カム面４３、ローラ６１、コイルばね６０及び保持器５０を備える。カム面４３の周方向一側にはトルクリミット用凹部４６が形成される。保持器５０のポケット５１を区画する柱部５２のローラ６１に対向する一側壁面には、トルクリミット用凹部４６内にローラ６１が受け入れられたときにトルクリミット用凹部４６と協働してローラ６１を挟持状に保持するローラ保持部５５が形成されている。【選択図】図５
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【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両部材の対向周面のうち、一方の部材の周面には他方の部材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、
前記一方の部材の前記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、前記内輪体と前記外輪体との間に所定値以上のトルクが作用したときに、前記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を遮断するトルクリミッター付き一方向クラッチであって、
前記保持器のポケットを区画する柱部の前記ローラに対向する一側壁面には、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れたときに前記トルクリミット用凹部と協働して前記ローラを挟持状に保持するローラ保持部が形成されていることを特徴とするトルクリミッター付き一方向クラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載のトルクリミッター付き一方向クラッチであって、
ローラ保持部は、ローラの外周面に沿う円弧状に形成されていることを特徴とするトルクリミッター付き一方向クラッチ。
【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おいて、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トルクリミッター付き一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、エンジン補機が空調用圧縮機である場合、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、空調用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。
また、プーリから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トルクリミッター付き一方向クラッチとしては、例えば、図７に示すように、一方向クラッチの外輪体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。
また、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のポケットに収納された状態で配設されている。
また、カム面１４３の周方向一側に隣接してトルクリミット用凹部１４６が形成されている。そして、例えば、圧縮機側の回転軸に焼き付き等が生じて回転軸がロック状態となった場合、外輪体１４１と内輪体１４２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、図８に示すように、ローラ１６１がカム面１４３の一側を乗り越えて転動しトルクリミット用凹部１４６内に受け入れられて配置される。そして、ローラ１６１がトルクリミット用凹部１４６内に配置されることによって、内輪体１４２が空転状態となり、プーリ側から回転軸へのトルク伝達が遮断されるようになっている。
また、内輪体のカム面の周方向一側にトルクリミット用凹部が形成された一方向クラッチとしては、例えば、特許文献１に開示されている。
【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】
【０００３】
ところで、図７と図８に示すような従来のトルクリミッター付き一方向クラッチにおいて、ローラ１６１がトルクリミット用凹部１４６内に受け入れられてトルクリミット状態となったときには、内輪体１４２が空転状態となる。
内輪体１４２が空転状態にあるときに、遠心力や車両走行時の振動等によってローラ１６１がトルクリミット用凹部１４６から浮き上がったり、あるいはガタツクことが想定される。そして、ローラ１６１の浮き上がりやガタツキ等が生じると、ローラ１６１が内輪体１４２と外輪体１４１との間に不測に噛み込んでロック状態となる恐れがある。
【０００４】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、ローラがトルクリミット用凹部内に配置されたトルクリミット状態において、ローラをトルクリミット用凹部内に保持してローラの浮き上がりやガタツキ等を抑制することができるトルクリミッター付き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】
【０００５】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係るトルクリミッター付き一方向クラッチは、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両部材の対向周面のうち、一方の部材の周面には他方の部材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、
前記一方の部材の前記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、前記内輪体と前記外輪体との間に所定値以上のトルクが作用したときに、前記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を遮断するトルクリミッター付き一方向クラッチであって、
前記保持器のポケットを区画する柱部の前記ローラに対向する一側壁面には、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れたときに前記トルクリミット用凹部と協働して前記ローラを挟持状に保持するローラ保持部が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
前記構成によると、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は、ローラがカム面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、内輪体と外輪体とのトルク伝達が遮断される。
この際、トルクリミット用凹部と、保持器の柱部のローラ保持部との協働によってローラを挟持状に保持することができるため、ローラの浮き上がりやガタツキ等を抑制することができ、ローラが内輪体と外輪体との間に不測に噛み込む不具合を防止することができる。
【０００７】
請求項２に係るトルクリミッター付き一方向クラッチは、請求項１に記載のトルクリミッター付き一方向クラッチであって、
ローラ保持部は、ローラの外周面に沿う円弧状に形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、ローラの外周面に沿う円弧状に形成されたローラ保持部によってローラの保持力を良好に高めることができ、ローラの浮き上がりやガタツキ等の抑制効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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】
【０００９】
（実施例１）
この発明の実施例１を図１〜図５にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係るトルクリミッター付き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はトルクリミッター付き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はローラがトルクリミット用凹部に配置された状態を示す説明図である。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、凹円弧状、凹湾曲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、図５に示すように、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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）。
【００１８】
図４に示すように、保持器５０のポケット５１を区画する柱部５２の両側壁面のうち、ローラ６１に対向する一側壁面には、トルクリミット用凹部４６内にローラ６１が転動されたときに、トルクリミット用凹部４６と協働してローラ６１を挟持状に保持するローラ保持部５５が形成されている。
この実施例１において、ローラ保持部５５は、ローラ６１の外周面に沿う円弧状に形成されている。
なお、この実施例１において、内輪体４２の外周面と保持器５０の内周面との間には、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、カム面４３上からトルクリミット用凹部４６内に配置されたときのローラ６１の変位角度に対応して保持器５０のロック方向への回動は許容する係合部（図示しない）が設けられている。
【００１９】
また、この実施例１において、図１に示すように、トルクリミッター付き一方向クラッチ４０の外輪体４１と内輪体４２との間の環状空間内には、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。
【００２０】
この実施例１に係るトルクリミッター付き一方向クラッチ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、トルクリミッター付き一方向クラッチ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、車載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、トルクリミッター付き一方向クラッチ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、トルクリミッター付き一方向クラッチ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。
【００２１】
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、内輪体４２が空転状態となり、プーリ１１側から回転軸４へのトルク伝達が遮断される。
【００２２】
図５に示すように、ローラ６１がトルクリミット用凹部４６内に配置され、内輪体４２が空転状態となる際に、トルクリミット用凹部４６と、保持器５０の柱部５２のローラ保持部５５との協働によってローラ６１を挟持状に保持することができる。このため、内輪体４２の空転による遠心力や車両走行時の振動等によってローラ６１がトルクリミット用凹部４６から浮き上がったり、あるいはガタツクことを抑制することができる。ひいては、ローラ６１が内輪体４２と外輪体４１との間に不測に噛み込む不具合を防止することができる。
また、この実施例１においては、ローラ６１の外周面に沿う円弧状に形成されたローラ保持部５５によってローラ６１の保持力を良好に高めることができ、ローラ６１の浮き上がりやガタツキ等の抑制効果が大きい。
【００２３】
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、保持器５０の柱部５２の一側壁面のローラ保持部５５がローラ６１の外周面に沿う円弧状に形成される場合を例示したが、図に示すように、保持器５０の柱部５２の一側壁面の外径側端部からローラ保持部としてのローラ保持突片５６を突出し、このローラ保持突片５６とトルクリミット用凹部４６との協働によってローラ６１を挟持状に保持するように構成してもよい。
また、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てもこの発明を実施可能である。
【００２４】
また、前記実施例１においては、車載エンジンのエンジン補機の一つである空調用圧縮機に対応するトルクリミッター付き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、冷却ファン等の車載エンジンのエンジン補機に対応するトルクリミッター付き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トルクリミッター付き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】
【００２５】
【図１】この発明の実施例１に係るトルクリミッター付き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】同じくトルクリミッター付き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】同じくローラがトルクリミット用凹部に配置された状態を示す説明図である。
【図６】保持器の柱部に形成されたローラ保持部の他の実施態様を示す説明図である。
【図７】従来のトルクリミッター付き一方向クラッチの一部を示す横断面図である。
【図８】同じくローラがトルクリミット用凹部に配置された状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  プーリユニット
４０  トルクリミッター付き一方向クラッチ
４１  外輪体
４２  内輪体
４３  カム面
４６  トルクリミット用凹部
５０  保持器
５２  柱部
５５  ローラ保持部
５６  ローラ保持突片（ローラ保持部）
６０  コイルばね
６１  ローラ
【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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【図７】
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【図８】
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