(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外２つの環体の径方向対向空間に介装されるとともに一方環体の周面に嵌合固定され、かつ円周数カ所に径方向内外に貫通するころ収納用のポケットを有し、該ポケット内に前記ころを周方向一方に弾発付勢された状態で転動可能に保持する一方向クラッチ用の保持器であって、前記ポケットの軸方向両端の壁部の内面が、各壁部の幅寸法（軸方向寸法）を一方環体に対する嵌合部位側から他方環体側へ向けて漸次幅狭とするようなテーパ状に形成されている、ことを特徴とする一方向クラッチ用の保持器。
【請求項２】
内外２つの環体の径方向対向空間に介装されるとともに内側環体の外周面に嵌合固定され、かつ円周数カ所に径方向内外に貫通するころ収納用のポケットを有し、該ポケット内に前記ころを、周方向一方に弾発付勢された状態で転動可能に保持する一方向クラッチ用の保持器であって、前記ポケットの軸方向両端の壁部の内面が、各壁部の幅寸法（軸方向寸法）を外径側へ向けて漸次幅狭とするようなテーパ状に形成されている、ことを特徴とする一方向クラッチ用の保持器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の一方向クラッチ用の保持器において、前記ポケットの軸方向両側の壁部の内面において径方向全領域がテーパ状に形成されている、ことを特徴とする一方向クラッチ用の保持器。
【請求項４】
請求項２に記載の一方向クラッチ用の保持器において、前記ポケットの軸方向両側の壁部の外径寸法が、各ポケットに収納されるころそれぞれの中心を結ぶ円の径寸法よりも小さく設定され、かつ、この壁部の内面において径方向途中から外径端縁までの領域がテーパ状に形成されている、ことを特徴とする一方向クラッチ用の保持器。
【請求項５】
同心状に配設される内外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２つの環体の径方向対向空間に介装されかつくさび部材としてのころを周方向転動可能に保持する保持器として、請求項１ないし４のいずれかに記載の保持器が用いられている、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項６】
同心状に配設される内外２つの環体と、内外いずれか一方の環体の周面の円周数カ所に設けられて他方の環体の対向周面との間でくさび状空間を形成するカム面と、前記各くさび状空間に１つずつ配置されてロック位置とフリー位置との間で転動変位して状態を切り換えるくさび部材としてのころと、前記各くさび状空間において前記ころと周方向隣り合わせに収納されかつころをくさび状空間の狭い側へ弾発付勢する弾発付勢手段と、前記２つの環体の径方向対向空間に介装されかつ前記カム面に対応する円周数カ所に前記ころおよび弾発付勢手段が収納されるポケットを有する保持器とを備え、前記保持器として、請求項１ないし４のいずれかに記載の保持器が用いられている、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、一方向クラッチ用の保持器ならびにそれを用いた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】
一方向クラッチでは、内外２つの環体間の径方向対向空間の円周数カ所にくさび状空間が設けられ、このくさび状空間にくさび部材としてのころが配置され、内外の環体の速度差に応じてころがくさび状空間の狭い側（ロック側）や広い側（フリー側）に転動して、内外２つの環体を同期回転させて動力を伝達する状態や、相対回転させて動力伝達を遮断する状態に切り替わるようになっている。
【０００３】
具体的に、従来の一方向クラッチを、図１１ないし図１４に示して説明する。図１１は、一方向クラッチの上半分を断面にした側面図、図１２は、図１１の（１２）−（１２）線断面の矢視図、図１３は、保持器のポケット部分の平面展開図、図１４は、ころを傾けた状態を示す説明図である。図中、８０は内輪、８１は外輪、８２は保持器、８３はころ、８４はコイルバネである。
【０００４】
外輪８１の内周面の円周数カ所には、径方向外向きに凹む凹曲面からなるカム面８１ａが形成されており、このカム面８１ａと内輪８０の外周面との間でくさび状空間を形成するようになっている。
【０００５】
保持器８２は、その円周数カ所に径方向内外に貫通する孔からなるポケット８２ａを有しており、このポケット８２ａにころ８３およびコイルバネ８４が各々１つずつ収納される。この保持器８２のポケット８２ａの位置と、外輪８１のカム面８５の位置とを対応配置させて固定する必要があるために、保持器８２を内輪８０の外周面に対して圧入により固定させている。
【０００６】
ところで、上記一方向クラッチでは、ころ８３に対してモーメント荷重が作用するようなことがあると、ころ８３の姿勢が斜めに傾く、いわゆるスキュー現象が起こる。
【０００７】
そこで、ころ８３を保持器８２のポケット８２ａに収納することにより、ころ８３のスキューを物理的に規制している。つまり、ころ８３が傾くと、図１４に示すように、ころ８３の端面の周縁においてころ８３それぞれの中心を結ぶ円（ＰＣＤ）上の１点Ｐ１が壁部８２ｂ，８２ｂの内面に対して当接し、そこでころ８３の傾きを制止する。それゆえ、ころ８３の軸方向両端面と保持器８２の壁部８２ｂ，８２ｂ内面との間の軸方向隙間Ｗを小さくすれば、ころ８３の傾き許容角度θ２を小さくできる。
【０００８】
従来では、ころ８３のスキューを防ぐことが重要と考えていたので、前記軸方向隙間Ｗをできるだけ小さく設計する傾向になっていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ころ８３のスキューが頻繁に発生するような場合には、保持器８２の破損寿命が短くなることが判った。
【００１０】
その原因を説明する。ころ８３がスキューすると、ころ８３の軸方向両端面が保持器８２の壁部８２ｂ，８２ｂに対して強く押し付けられるために、保持器８２の壁部８２ｂ，８２ｂと柱部８２ｃとの境に対して引張応力が作用することになる。ここで、スキューが頻繁に発生すると、前述した特定箇所に引張応力が繰り返し作用することになるため、そこが疲労破損するおそれがある。
【００１１】
特に、従来例のように軸方向隙間Ｗを小さく詰めている場合、ころ８３が僅かに傾いただけでも、すぐにころ８３が壁部８２ｂ，８２ｂの内面に対して当接するようになる。換言すれば、ころ８３が僅かに傾いただけで、前述した特定箇所に引張応力が即座に作用する結果になっているのである。
【００１２】
これに対して、ころ８３の傾き許容角度θ２を大きく、つまり、ころ８３と壁部８２ｂ，８２ｂとの間の軸方向隙間Ｗを大きくすれば、ころ８３が僅かに傾いただけでは、ころ８３が壁部８２ｂ，８２ｂ内面に押し付けられることを防げるので、保持器８２の破損寿命を延ばせると言える。
【００１３】
しかしながら、保持器８２の全幅寸法が制約されるような場合において、前述したように軸方向隙間Ｗを大きく設定すると、必然的に壁部８２ｂ，８２ｂの幅寸法が小さくなってしまうために、著しい強度低下につながる。
【００１４】
したがって、本発明は、一方向クラッチに用いられる保持器において、強度低下を抑制しながら、ころの傾き許容角度を可及的に大きくできるような構造とし、破損寿命を延ばせるようにすることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の一方向クラッチ用の保持器は、内外２つの環体の径方向対向空間に介装されるとともに一方環体の周面に嵌合固定され、かつ円周数カ所に径方向内外に貫通するころ収納用のポケットを有し、該ポケット内に前記ころを周方向一方に弾発付勢された状態で転動可能に保持する一方向クラッチ用の保持器であって、前記ポケットの軸方向両端の壁部の内面が、各壁部の幅寸法（軸方向寸法）を一方環体に対する嵌合部位側から他方環体側へ向けて漸次幅狭とするようなテーパ状に形成されている。
【００１６】
本発明の請求項２の一方向クラッチ用の保持器は、内外２つの環体の径方向対向空間に介装されるとともに内側環体の外周面に嵌合固定され、かつ円周数カ所に径方向内外に貫通するころ収納用のポケットを有し、該ポケット内に前記ころを、周方向一方に弾発付勢された状態で転動可能に保持する一方向クラッチ用の保持器であって、前記ポケットの軸方向両端の壁部の内面が、各壁部の幅寸法（軸方向寸法）を外径側へ向けて漸次幅狭とするようなテーパ状に形成されている。
【００１７】
本発明の請求項３の一方向クラッチ用の保持器は、上記請求項１または２において、前記ポケットの軸方向両側の壁部の内面において径方向全領域がテーパ状に形成されている。
【００１８】
本発明の請求項４の一方向クラッチ用の保持器は、上記請求項２において、前記ポケットの軸方向両側の壁部の外径寸法が、各ポケットに収納されるころそれぞれの中心を結ぶ円の径寸法よりも小さく設定され、かつ、この壁部の内面において径方向途中から外径端縁までの領域がテーパ状に形成されている。
【００１９】
本発明の請求項５の一方向クラッチは、同心状に配設される内外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もので、前記２つの環体の間に介装されかつくさび部材としてのころを周方向転動可能に保持する保持器として、上記請求項１ないし４のいずれかに記載の保持器が用いられている。
【００２０】
本発明の請求項６の一方向クラッチは、同心状に配設される内外２つの環体と、内外いずれか一方の環体の周面の円周数カ所に設けられて他方の環体の対向周面との間でくさび状空間を形成するカム面と、前記各くさび状空間に１つずつ配置されてロック位置とフリー位置との間で転動変位して状態を切り換えるくさび部材としてのころと、前記各くさび状空間において前記ころと周方向隣り合わせに収納されかつころをくさび状空間の狭い側へ弾発付勢する弾発付勢手段と、前記２つの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前記ころおよび弾発付勢手段が収納されるポケットを有する保持器とを備え、前記保持器として、上記請求項１ないし４のいずれかに記載の保持器が用いられている。
【００２１】
以上、本発明の保持器のように、ポケットの軸方向両側の壁部の内面をテーパ状とすれば、ころを傾かせたときに、ころの端面の周縁においてころそれぞれの中心を結ぶ円（ＰＣＤ）上の１点が壁部のテーパ状内面に対して当接せずに、それ以外の部位が当接することになる。この現象により、結果的にころの傾き許容角度が従来例に比べて大きくなるので、ころが頻繁に傾くような状況になっても、ころが僅かに傾いただけでは、言い換えればころが大きく傾かない限り、ころが壁部に当接せずに済むようになる。そのため、保持器のポケットの軸方向両側の壁部とポケットの周方向両側の柱部との境に対して引張応力が頻繁に作用することがなくなる。
【００２２】
なお、壁部のテーパ状内面の傾き方向は、保持器を内外どちらの環体に固定するかによって決まる。例えば内側環体に固定する場合、壁部のテーパ状内面の傾きは、壁部の幅寸法（軸方向寸法）を外径側へ向けて幅狭とする形状となり、また、外側環体に固定する場合、壁部の幅寸法を内径側へ向けて幅狭とする形状となる。
【００２３】
つまり、壁部の幅寸法（軸方向寸法）は、内径側（または外径側）において大きく外径側（または内径側）において小さくなっているため、当該壁部において幅広側でのころとの軸方向隙間を従来例と同一に設定した場合だと、前記壁部の断面積が、従来例において軸方向隙間を小さくする場合に比べると小さくなるものの、従来例において軸方向隙間を大きくする場合に比べれば大きくできるので、結果的に保持器の著しい強度低下が抑制されることになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図１０に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２５】
図１ないし図４は本発明の実施形態１にかかり、図１は、一方向クラッチの上半分を断面にした側面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、保持器のポケット部分の平面展開図、図４は、図２においてころを傾けた状態を示す説明図である。
【００２６】
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、内輪１、外輪２、保持器３、ころ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、ころ４が転動して内・外輪１，２を同期回転させて動力を伝達する状態や、相対回転させて動力伝達を遮断する状態に切り替わるようになっている。
【００２７】
以下、上記各構成要素を詳細に説明する。
【００２８】
内輪１は、内外周面ともに円筒形に形成されている。
【００２９】
外輪２は、その内周面の円周数カ所に周方向に湾曲する凹曲面からなるカム面６が設けられている。この外輪２は、内輪１の外周に所要対向空間を介して同心状に配設されるものであり、この外輪２のカム面６と内輪１の外周面とでくさび状空間が形成される。この外輪２の一端面の１８０度対向する２カ所には、スリット状の切欠き２ａ，２ａが設けられている。
【００３０】
保持器３は、内・外輪１，２間に介装されて外輪２の内周面に嵌合されるもので、外輪２のカム面６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。この保持器３のポケット３ａの軸方向一側の壁部３ｂの内周面において１８０度対向する２カ所には、外輪２の切欠き２ａ，２ａに対して圧入嵌合される突片３ｃ，３ｃが設けられており、切欠き２ａ，２ａに対する突片３ｃ，３ｃの嵌合により、保持器３が外輪２に対して周方向ならびに軸方向に位置決めされている。
【００３１】
ころ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の外周面と外輪２のカム面６との間に形成されるくさび状空間に配置されている。
【００３２】
コイルバネ５は、保持器３の各ポケット３ａに１つずつ圧縮状態で収納されており、その伸張復元力でころ４を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の内面に一体形成される突起３ｄに対して外嵌装着されている。
【００３３】
次に、本発明の特徴について説明する。保持器３のポケット３ａの軸方向両側の壁部３ｂ，３ｂの内面において径方向全領域が外径側から内径側へ向けて傾斜するテーパ状に形成されている。つまり、両壁部３ｂ，３ｂの幅寸法（軸方向寸法）が外径側から内径側に向けて漸次幅狭となるように設定されており、両壁部３ｂ，３ｂ間の間隔が外径側から内径側へ向けて漸次拡がっている。そして、壁部３ｂ，３ｂのテーパ状内面において外径端からころ４の端面までの軸方向隙間Ｗは、従来例と同じ寸法に設定されている。
【００３４】
このようにポケット３ａの軸方向両側の壁部３ｂ，３ｂの内面をテーパ状とすれば、図４に示すように、ころ４が傾いたときに、ころ４の端面の周縁において外輪２寄りの周縁の１点Ｐ２が壁部３ｂ，３ｂのテーパ状内面の外径側に対して当接することになり、ころ４の端面の周縁においてころ４それぞれの中心を結ぶ円（ＰＣＤ）上の１点Ｐ１は、壁部３ｂ，３ｂのテーパ状内面に対して当接しなくなる。
【００３５】
この現象により、結果的にころ４の傾き許容角度θ１を、従来例に比べて大きくできるようになるので、ころ４が頻繁に傾くような場合であっても、ころ４が僅かに傾いただけでは、言い換えればころ４が大きく傾かない限り、ころ４が壁部３ｂ，３ｂに当接せずに済むことになる。そのため、保持器３のポケット３ａの軸方向両側の壁部３ｂ，３ｂとポケット３ａの周方向両側の柱部３ｅとの境に対して引張応力が頻繁に作用することがなくなり、保持器３の破損寿命が延びる結果となる。
【００３６】
そして、上述したように、ポケット３ａの軸方向両側の壁部３ｂ，３ｂの幅寸法（軸方向寸法）は、外径側において大きく内径側において小さくなっているため、外径側でのころ４との軸方向隙間Ｗを従来例と同一に設定した場合だと、壁部３ｂ，３ｂの断面積が、従来例において軸方向隙間Ｗを小さくする場合に比べると小さくなるものの、従来例において軸方向隙間Ｗを大きくする場合に比べれば大きくできるので、保持器３の著しい強度低下が抑制されることになる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態１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。
【００３８】
（１）  上記実施形態１において、壁部３ｂ，３ｂのテーパ状内面の傾き角度は適宜設定すればよい。例えば、壁部３ｂ，３ｂのテーパ状内面の傾きを徐々に大きくすると、図５に示すように、壁部３ｂ，３ｂに対するころ４の端面の当接位置を、ころ４の端面の周縁において外輪２寄りに近づけることができ、傾き許容角度θ１を一層大きくできるようになる。但し、この場合、壁部３ｂ，３ｂの断面積が徐々に小さくなるので、強度面で不利になるが、保持器３全体の幅寸法が制約されないような状況では、上述したようにテーパ状内面の傾斜角を大きくしても壁部３ｂの幅寸法を大きく確保することができるから、問題ない。
【００３９】
（２）  上記実施形態１では、外輪２にカム面６を設けた例を挙げているが、図６ないし図９に示す実施形態２のように、内輪１の外周面にカム面６を設けるようにしてもよい。この実施形態２では、ころ４に作用する回転遠心力を外輪１の円筒形内周面で受けることができるから、ころ４に作用する回転遠心力がころ４を周方向に動かす力として作用しなくなり、ころ４の挙動が安定する。なお、この実施形態２の場合、内輪１のカム面６に対して保持器３のポケット３ａの位置を合わせるために、保持器３は内輪１に固定するのが好ましい。そして、保持器３の壁部３ｂ，３ｂのテーパ状内面の傾斜についても、壁部３ｂ，３ｂの幅寸法を内径側から外径側に漸次幅狭とするような形態に設定する必要がある。このような実施形態２でも、上記実施形態１と同様の作用、効果が得られる。
【００４０】
（３）  上記実施形態１，２において、壁部３ｂ，３ｂの厚み寸法（径方向寸法）を例えばＰＣＤの内径寸法よりも小さく設定してもよい。例えば、上記実施形態２の変形として、図１０に示す実施形態３のように、壁部３ｂ，３ｂの外径寸法を、ＰＣＤの内径寸法よりも小さく設定し、壁部３ｂ，３ｂの内面において厚み方向のほぼ中央から外径端縁までの領域をテーパ状とすることができる。このような実施形態３でも、上記実施形態２と同様の作用、効果が得られる。特に、図示しないが、壁部３ｂ，３ｂの内面全体をテーパ状とすれば、ころ４の端面において内輪１寄りの１点が壁部３ｂ，３ｂのテーパ状内面に対して当接する関係となるので、ころ４の傾き許容角度を上記実施形態２の場合よりもさらに大きく設定できると言える。なお、この実施形態３の技術思想は、上記実施形態１にも適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１ないし４の一方向クラッチ用の保持器は、ころの傾き許容角度を従来例に比べて大きくできるので、ころが頻繁に傾くような状況になっても、ころが僅かに傾いただけでは、言い換えればころが大きく傾かない限り、ころが壁部に当接せずに済むようになる。そのため、保持器のポケットの軸方向両側の壁部とポケットの周方向両側の柱部との境に対して引張応力が頻繁に作用することを防止できるようになり、保持器の破損寿命を延ばせる結果となる。
【００４２】
しかも、壁部の幅寸法（軸方向寸法）は、内径側（または外径側）において大きく外径側（または内径側）において小さくなっているため、当該壁部において幅広側でのころとの軸方向隙間を従来例と同一に設定した場合だと、前記壁部の断面積が、従来例において軸方向隙間を小さくする場合に比べると小さくなるものの、従来例において軸方向隙間を大きくする場合に比べれば大きくできるので、結果的に保持器の著しい強度低下が抑制されることになる。
【００４３】
本発明の請求項５および６の一方向クラッチは、上述した耐久性に優れた保持器を用いるので、耐久性ならびに信頼性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１にかかる一方向クラッチの上半分を断面にした側面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】実施形態１の保持器のポケット部分の平面展開図
【図４】図２においてころを傾けた状態を示す説明図
【図５】実施形態１において壁部のテーパ角度を大きくした場合のころ傾き状態を示す説明図
【図６】本発明の実施形態２にかかる一方向クラッチで、図１に対応する図
【図７】実施形態２で、図２に対応する図
【図８】実施形態２で、図３に対応する図
【図９】実施形態２で、図４に対応する図
【図１０】本発明の実施形態３にかかる一方向クラッチで、図２に対応する図
【図１１】従来例にかかる一方向クラッチの上半分を断面にした面図
【図１２】図１１の（１２）−（１２）線断面の矢視図
【図１３】従来例の保持器のポケット部分の平面展開図
【図１４】図１２においてころを傾けた状態を示す説明図
【符号の説明】
Ａ      一方向クラッチ
１      内輪
２      外輪
３      保持器
３ａ    保持器のポケット
３ｂ    保持器の壁部
３ｃ    保持器の柱部
４      ころ
５      コイルバネ
６      カム面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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