(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、
内輪部材と外輪部材との間隙における円周数箇所に設けられるくさび状空間に配設されるころそれぞれに対して、該くさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネを有し、
このコイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころＰＣＤよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、
コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、
複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、内輪部材の外周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて外輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、
前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころＰＣＤよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、
コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、
複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、外輪部材の内周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて内輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、
前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころＰＣＤよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、
コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】
前記コイルバネところとの間には、バネ受け部材が介在されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項５】
前記バネ受け部材は、そのコイルバネ側の端面が平坦面に、また、ころ側の端面がころの外周面に沿う湾曲面に形成されている、請求項４に記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ころおよびコイルバネを用いた一方向クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一方向クラッチにおいて、ころをくさび状空間の狭い側に付勢する弾性部材として、板ばねあるいは保持器に一体形成している弾性突片を用いている場合だと、ころに対する弾発付勢力を一定に管理しにくく、また、弾発付勢力の絶対的な大きさが不足するため、一方向クラッチの動作安定性を現状よりも高めることが困難になっている。このようなことから、弾性部材としてコイルバネを用いるようになっている。
【０００３】
このコイルバネを用いる従来例では、ころに対するコイルバネの当接位置を、コイルバネの中心ところの中心とを一致させるように設定しているとともに、ころに対してコイルバネの端縁を直接的に当接させるように設定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の一方向クラッチでは、下記するような不具合があり、改良の余地がある。
【０００５】
第１に、従来のように、ころに対するコイルバネの当接位置を、コイルバネの中心ところの中心とを一致させている場合、動力伝達を遮断する状態に切り換わるとき、つまりくさび状空間においてころが空転状態に移るとき、ころが外輪部材との摩擦力のみにより転動することになるため、場合によってはころが横滑りするなど、偏摩耗を引き起こす可能性がある。
【０００６】
第２に、従来のように、ころに対してコイルバネの端縁を直接的に当接させている場合、ころの円筒形の外周面に対するコイルバネの端縁の当接面積が小さくなっている他、コイルバネそれぞれの組み込み状態によってはころに対するコイルバネの端縁の当接状態が不揃いになりやすいために、ころそれぞれに対する付勢力がばらつくことがあるなど、全てのころのロック、フリー動作が同期しにくくなるおそれがある。
【０００７】
したがって、本発明は、一方向クラッチにおいて、ころの挙動の安定化および全てのころのロック、フリー動作を同期させることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の一方向クラッチは、径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、内輪部材と外輪部材との間隙における円周数箇所に設けられるくさび状空間に配設されるころそれぞれに対して、該くさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネを有し、このコイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころＰＣＤよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある。
【０００９】
本発明の第２の一方向クラッチは、径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、内輪部材の外周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて外輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころＰＣＤよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある。
【００１０】
本発明の第３の一方向クラッチは、径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、外輪部材の内周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて内輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころＰＣＤよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある。
【００１１】
なお、前述のコイルバネところとの間には、バネ受け部材を介在させるのが好ましい。また、このバネ受け部材は、そのコイルバネ側の端面を平坦面に、また、ころ側の端面をころの外周面に沿う湾曲面に形成するのが好ましい。
【００１２】
ところで、動力伝達の形態としては、内輪部材を駆動として外輪部材を従動とする場合や、その逆とする場合があり、この形態に応じて、前述の駆動部材は、内輪部材となったり、外輪部材となったりする。
【００１３】
上記本発明では、コイルバネの弾発付勢力をころに対してその転動動作を補助する形態でバランスよく付与できるようになる。これにより、特に動力伝達状態から動力伝達遮断状態へ移るとき、ころに対して外輪部材からの摩擦力だけでなくコイルバネの弾発付勢力も効率よく付与されることになるので、ころの転動動作が、その姿勢を真っすぐに保ちながら滑ることなく、円滑になるなど、ころの挙動が安定化するようになる。
【００１４】
また、コイルバネをバネ受け部材を介してころに当接させていれば、コイルバネの組み込み状態に関係なく、全てのころに対して付与するコイルバネの弾発付勢力をほぼ一定にできるようになるので、全てのころのロック、フリー動作が同期することになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図６に示す実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１ないし図３は本発明の一実施例にかかり、図１は、一方向クラッチを軸方向と直交する方向で断面した図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図２の円で囲む部分の平面展開図である。
【００１７】
図中、Ａは一方向クラッチの全体を示しており、１は内輪部材としての軸体、２は外輪部材としての外輪、３は保持器、４は複数のころ、５はコイルバネ、６はバネ受け部材である。ここでは、軸体１から外輪２に対して動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換えるものとする。そのため、軸体１が駆動部材、外輪２が従動部材となる。
【００１８】
この実施例の一方向クラッチＡでは、外輪１の内周面が円形に形成されていて、軸体１の外周面の円周数箇所に軸方向に沿う平坦な切欠きからなるカム面７が設けられている。つまり、このカム面７によって外輪２の内周面との間でくさび状空間が形成されるようになっている。このように、一方向クラッチＡにおいてカム面７を軸体１の外周面に形成する構造を採用していれば、ころ４に対しては、回転遠心力が作用しても外輪１の内周面に押し付けられる力が働くだけで済むから、ころ４のロック、フリー動作が安定して働くようになる。特に遠心力が大となる高速回転域において、すべてのころ４がロック状態である場合に一部のころ４がフリー状態になるような現象の発生を回避できるようになる。
【００１９】
保持器３は、その円周数箇所にころ４を１つずつ収納するポケット８と、コイルバネ５を１つずつ収納する凹部９とが設けられている。ポケット８は、径方向内外に貫通するように形成されており、凹部９は、駆動部材となる軸体１側つまり保持器３の内径側でポケット８および軸方向一側方へ向けて開放するように形成されている。
【００２０】
コイルバネ５は、保持器３の凹部９内に収容されており、それによって軸体１側に片寄って配置されているとともに、その一端縁がバネ受け部材６を介してころ３の軸方向中央位置でかつころ４のＰＣＤよりも軸体１側に片寄った位置に当接されている。この当接形態により、コイルバネ５の弾発付勢力をころ４に対してその自転動作を補助する形態でバランスよく付与できるようになる。
【００２１】
バネ受け部材６は、コイルバネ５ところ４との間に介在されており、そのコイルバネ５側の端面が平坦面に、また、ころ４側の端面がころ４の外周面に沿う湾曲面にそれぞれ形成されている。このバネ受け部材６の存在により、コイルバネ５の組み込み状態に関係なく、全てのころ４に付与するコイルバネ５の弾発付勢力をほぼ一定にできるようになる。しかも、このバネ受け部材６は、その少なくともころ４との当接部位について、摩擦係数の低い合成樹脂材や自己潤滑性を有する材料で構成される。この材料としては、例えばポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミン樹脂などが挙げられる。
【００２２】
次に、一方向クラッチＡの動作を説明する。
【００２３】
▲１▼  軸体１の回転数が上昇する領域では、ころ４がくさび状空間の狭い側へ転動させられてロック状態となるので、軸体１と外輪２とが一体化して同期回転し、軸体１から外輪２に対して動力が伝達される。
【００２４】
▲２▼  軸体１の回転速度が下降する領域において軸体１の回転速度が外輪２よりも遅くなると、ころ４がくさび状空間の広い側へ転動させられてフリー状態となるので、軸体１から外輪２へ回転動力の伝達が遮断されることになって外輪２が回転慣性力のみで回転するようになる。
【００２５】
▲３▼  軸体１の回転速度が上昇または下降する過程において軸体１と外輪２との回転速度差が無くなると、ころ４がくさび状空間の狭い側へ転動させられてロック状態となって、軸体１と外輪２とが一体化して同期回転する。
【００２６】
このような動作において、本実施例の特徴構成により、動力伝達状態と動力伝達の遮断状態との切り換えが円滑かつ適正に行えるようになる。つまり、コイルバネ５の弾発付勢力をころ４に対してその転動動作を補助する形態でバランスよく付与できるようにしているから、特に動力伝達状態から動力伝達遮断状態へ移るとき、ころ４に対して外輪２からの摩擦力だけでなくコイルバネ５の弾発付勢力も効率よく付与されることになるので、ころ４の転動動作が、その姿勢を真っすぐに保ちながら滑ることなく、円滑になるなど、ころ４の挙動が安定化するようになる。また、コイルバネ５をバネ受け部材６を介してころ４に当接させることにより、コイルバネ５の組み込み状態に関係なく、全てのころ４に対して付与するコイルバネ５の弾発付勢力をほぼ一定にできるようにしているから、全てのころ４のロック、フリー動作が同期することになる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施例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。
【００２８】
（１）  上記実施例では、軸体１を駆動部材とし、外輪２を従動部材とする場合を例に挙げているが、その逆の場合には、図４に示すように、コイルバネ５をころ４のＰＣＤよりも外輪２側に片寄った位置に当接させればよい。この場合にも、上記実施例と同様の作用、効果が得られる。
【００２９】
（２）  上記実施例では、カム面７を軸体１の外周面に形成したタイプの一方向クラッチＡを例に挙げているが、例えば図５および図６に示すように、カム面７を外輪２の内周面に形成したタイプの一方向クラッチＡにも本発明を適用できる。この実施例において上記実施例と異なる構成は、カム面７を外輪２の内周面の円周数箇所に形成していることであり、その他の構成は基本的に同じである。なお、図５の構成は、軸体１を駆動部材、外輪２を従動部材とする場合であり、また、図６の構成は、外輪２を駆動部材、軸体１を従動部材とする場合であり、それぞれ、ころ４に対するコイルバネ５の当接状態が異なっている。これらの場合も、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。
【００３０】
（３）  上記各実施例では、バネ受け部材６のころ４側の端面形状をころ４の外周面に対応する湾曲面に形成しているが、この形状は、例えば平坦な斜面などとすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１〜３の発明では、コイルバネのころに対する当接位置を工夫することにより、コイルバネの弾発付勢力をころに対してその自転動作を補助する形態でバランスよく付与できるようにしているから、ころがくさび状空間のどこに位置していてもころの姿勢を真っすぐに保ちながら滑ることなく、円滑になるなど、ころの挙動を安定化できるようになる。したがって、一方向クラッチの信頼性の向上に貢献できるようになる。
【００３２】
特に、請求項２の発明では、くさび状空間を形成するカム面を内輪部材の外周面に形成している構造であるから、ころに対して回転遠心力が働いて、ころが外輪の内周面に押し付けられても、ころ位置が変わらずに済む。このため、遠心力が大となる高速回転域において、全てのころがロック状態である場合に一部のころがフリー状態になるような現象が発生することがなくなるなど、信頼性が向上するようになる。
【００３３】
請求項４，５の発明では、コイルバネをころに対してバネ受け部材を介して当接させる状態にしているから、全てのころに対して付与するコイルバネの弾発付勢力をほぼ一定にできるようになり、全てのころのロック、フリー動作を同期させることができるなど、一方向クラッチの動作安定化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例で、一方向クラッチを軸方向と直交する方向で断面した図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】図２の円で囲む部分の平面展開図
【図４】本発明の他の実施例で、図１に対応する図
【図５】本発明の他の実施例で、図１に対応する図
【図６】本発明の他の実施例で、図１に対応する図
【符号の説明】
Ａ    一方向クラッチ
１    軸体
２    外輪
３    保持器
４    ころ
５    コイルバネ
６    バネ受け部材
７    カム面
８    保持器のポケット
９    保持器の凹部
【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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