(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
円周数カ所にころが周方向転動可能に収納されるポケットを有する保持器と、ポケットそれぞれに圧縮状態で収納されかつ伸張復元力によりころをロック側へ弾発付勢するコイルバネとを備え、
前記保持器のポケット内壁面に、コイルバネの内周を受ける突起が一体形成されている、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
複数のころと、円周数カ所にころが１つずつ収納されるポケットを有する保持器と、保持器の外周に配設される外輪と、保持器のポケットに対応する位置にくさび状空間形成用のカム面が設けられる内輪と、ころをくさび状空間の狭い側へ弾発付勢するコイルバネとを備え、
前記保持器のポケット内壁面に、コイルバネの内周を受ける突起が一体形成されている、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の一方向クラッチにおいて、コイルバネが、その伸縮方向をころの中心軸線に対して直交しかつ一端がころの軸方向中間部分に当接するように配置されている、ことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】
請求項２に記載の一方向クラッチにおいて、前記カム面が、ほぼ平坦に形成されており、前記コイルバネが、前記カム面に対してほぼ平行に配設されている、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、一方向クラッチに関する。この一方向クラッチは、例えば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に内蔵することができる。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】
従来の一方向クラッチでは、保持器の円周数カ所に平面視矩形のポケットを径方向内外に貫通して設け、このポケット内に、ころと、ころをロック側へ弾発付勢するコイルバネとを収納している。
【０００３】
コイルバネは、圧縮状態で収納され、その伸張復元力でもってころを弾発付勢するようになっている。また、コイルバネは、ポケット内において軸方向ほぼ中央に配置されていて、ころの軸方向中間部分に当接されるようになっている。
【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、コイルバネを保持器のポケット内に収納しているだけであるため、コイルバネが平面的に見て例えば「く」の字形に撓んでしまうことがあり、そのようになると、コイルバネの弾発付勢力をころに対して効率よく与えることができなくなる。なお、コイルバネは複数用いられるが、いずれか１つでも、前述したような状態になると、ころによるロック、フリー動作が不安定になりやすくなる。
【０００５】
この他、一方向クラッチの使用環境が、振動や衝撃の多い状況だと、この振動や衝撃によってコイルバネところとの相対位置が適正位置からずれることがあり、そのようになると、ころに対して適正な弾発付勢力を与えることができなくなる他、ころの姿勢を斜めにさせてスキューを誘発することにもなりかねない。
【０００６】
したがって、本発明は、一方向クラッチにおいて、コイルバネの撓みを防止するとともに、コイルバネを不動とし、動作安定化を図ることを目的としている。
【０００７】
【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、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、円周数カ所にころが周方向転動可能に収納されるポケットを有する保持器と、ポケットそれぞれに圧縮状態で収納されかつ伸張復元力によりころをロック側へ弾発付勢するコイルバネとを備え、前記保持器のポケット内壁面に、コイルバネの内周を受ける突起が一体形成されている。
【０００８】
本発明の第２の一方向クラッチは、複数のころと、円周数カ所にころが１つずつ収納されるポケットを有する保持器と、保持器の外周に配設される外輪と、保持器のポケットに対応する位置にくさび状空間形成用のカム面が設けられる内輪と、ころをくさび状空間の狭い側へ弾発付勢するコイルバネとを備え、前記保持器のポケット内壁面に、コイルバネの内周を受ける突起が一体形成されている。
【０００９】
本発明の第３の一方向クラッチは、上記第１または第２の一方向クラッチにおいて、コイルバネが、その伸縮方向をころの中心軸線に対して直交しかつ一端がころの軸方向中間部分に当接するように配置されている。
【００１０】
本発明の第４の一方向クラッチは、上記第２の一方向クラッチにおいて、前記カム面が、ほぼ平坦に形成されており、前記コイルバネが、前記カム面に対してほぼ平行に配設されている。
【００１１】
以上、第１〜第４の一方向クラッチでは、コイルバネが保持器のポケット内に設けられる突起によってサポートされているから、コイルバネが撓まずに済むようになるとともに、コイルバネが定位置に固定されているから、振動や衝撃を受けてもころに対するコイルバネの相対位置が常に適正に保たれることになる。これにより、ころに対して常にコイルバネの適正な弾発付勢力を付与できるようになって、ころがスキューするのを回避できるなど、ころによるロック、フリー動作の安定化に貢献できるようになる。
【００１２】
特に、第２の一方向クラッチでは、回転遠心力が増大する状況においてころの挙動を安定化できるように、内輪にカム面を設けた構造としており、この一方向クラッチに対して本発明を適用することによって高速回転での使用により適したものにできる。
【００１３】
また、第３の一方向クラッチでは、ころに対するコイルバネの配置を適正にしているから、ころに対してコイルバネの弾発付勢力をバランスよくかつ効率よく付与できるようになる。
【００１４】
さらに、第４の一方向クラッチでは、その内輪にほぼ平坦なカム面を設けて、このカム面に対してコイルバネをほぼ平行に配置しているから、コイルバネの姿勢を安定させるうえで、一層有利となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図６に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１ないし図３は本発明の実施形態１にかかり、図１は、一方向クラッチの断面図、図２は、一方向クラッチの側面図、図３は、保持器のころ配置部分の平面展開図、図４は、図３に示す保持器の突起の斜視図である。
【００１７】
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、複数のころ１と、円周数カ所にころ１が１つずつ収納されるポケット６を有する保持器２と、保持器２の外周に配設される外輪３と、保持器２のポケット６に対応する位置にくさび状空間形成用のカム面７が設けられる内輪４と、各ポケット６に１つずつ圧縮状態で収納されかつ伸張復元力によりころ１をくさび状空間の狭い側（ロック側）へ弾発付勢するコイルバネ５とを備えている。前述のカム面７は、平坦なキー状の切欠きとされており、このカム面７と外輪３の内周面とでくさび状空間が形成される。
【００１８】
ころ１は、保持器２のポケット６内において周方向転動可能に周方向一方側に偏って収納されている。コイルバネ５は、保持器２のポケット６内において周方向他方側に偏って収納されており、その伸縮方向がころ１の中心軸線に対して直交しかつ一端がころ１の軸方向中間部分に当接するように配置されている。ここでのコイルバネ５は断面がほぼ長方形に形成されたものを用いている。また、コイルバネ５は、内輪４のカム面７に対してほぼ平行に配設されている。
【００１９】
保持器２のポケット６においてコイルバネ５が配置される側の内壁面には、ポケット６内へ突出する突起８が一体形成されており、この突起８に対してコイルバネ５が外嵌装着されている。この突起８の付け根側には周溝９が設けられていて、この周溝９にコイルバネ５の一端側が係止嵌合され、突起８の外周でコイルバネ５の内周を受けることにより、コイルバネ５の撓みを防止するようになっているとともに、コイルバネ５を定位置に固定するようになっている。なお、突起８の外径面には、コイルバネ５の装着を容易とするためのテーパ面１０が設けられている。
【００２０】
また、保持器２は、内輪４に対して固定されている。つまり、内輪４の軸方向一端面には、軸端へ向けて開放するとともに径方向内外に開放するスリット状の凹部１１が、また、保持器２の軸方向一端内周側には、凹部１１に軸方向から圧入嵌合される凸部１２が、それぞれ設けられており、これら凹部１１と凸部１２との圧入嵌合により保持器２の周方向ならびに軸方向への動きを封じている。
【００２１】
次に、上述した一方向クラッチＡの動作を説明する。外輪３の回転速度が内輪４よりも相対的に速くなると、ころ１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、外輪３と内輪４とが一体化して同期回転し、動力伝達が行われる。しかし、外輪３の回転速度が内輪４よりも相対的に遅くなると、ころ１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、外輪３と内輪４との間での動力伝達が遮断される。
【００２２】
そして、この実施形態の一方向クラッチＡでは、コイルバネ５をころ１の軸方向中央位置に当接させることにより、コイルバネ５の弾発付勢力をころ１に対してその自転動作を補助する形態でバランスよくかつ効率よく付与できるようにしている。しかも、このようなコイルバネ５を保持器２の突起８でもってサポートさせているから、コイルバネ５が撓まずに済むようになるとともに、コイルバネ５を定位置に固定させているから、振動や衝撃を受けてもころ１に対するコイルバネ５の相対位置が常に適正に保たれることになる。これにより、ころ１に対して常にコイルバネ５の適正な弾発付勢力を付与できるようになるので、ころ１がスキューするのを回避できるなど、ころ１によるロック、フリー動作の安定化に貢献できるようになる。
【００２３】
ところで、上記実施形態では、カム面７を内輪４の外周面に形成した構造としているから、回転遠心力が増大する状況において、ころ１の挙動を安定化できるなど、クラッチ動作が安定化するようになる。つまり、回転遠心力が増大する高速回転域では、ころ１が外輪３の内周面に押し付けられるだけとなり、すべてのころ１がロック状態である場合に一部のころ１がフリー状態になるような現象の発生を確実に回避できるのである。
【００２４】
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。
【００２５】
（１）  上記実施形態では、カム面７を平坦に形成しているが、図５に示すように、湾曲面とすることができる。但し、上記実施形態のように、カム面７を平坦に形成していれば、カム面７ところ１とで形成するくさび角度を、カム面７上でのころ１の位置に関係なくほぼ一定に保つことができるので、すべてのころ１のロックタイミングを同期させる上で有利となる。
【００２６】
（２）  上記実施形態では、カム面７を内輪４側に形成した例を挙げているが、外輪３側に設けたものにも本発明を適用できる。
【００２７】
（３）  また、上記一方向クラッチＡは、自動車などのエンジンに装着される各種の補機のプーリに内蔵することができる。具体的に、補機としてオルタネータとする場合について、図６に示して説明する。この場合、オルタネータのプーリ２０とロータ２１との間に上記実施形態の一方向クラッチＡを介装し、さらに一方向クラッチＡの軸方向両側に転がり軸受２２，２２を配設している。この場合、プーリ２０とロータ２１との回転差に応じて、一方向クラッチＡがフリー状態とロック状態とに切り替わり、プーリ２０からロータ２１へ回転動力を伝達させたり遮断させたりするようになる。なお、オルタネータでは、プーリ２０が、エンジンのクランクシャフトによりベルト２３を介して回転駆動されるため、従来では、例えばクランクシャフトの回転数が低下すると、オルタネータの発電効率が低下する。しかしながら、上述したように一方向クラッチＡを内蔵させれば、プーリ２０の回転数が低下するとき、ロータ２１を自身の慣性力によって回転数を高域に維持させるように一方向クラッチＡを機能させることができるので、発電効率の向上に貢献できるようになる。
【００２８】
（４）  さらにまた、保持器２の材質は特に限定はないが、合成樹脂で成形すると、容易に製作できかつ安価である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１ないし４の発明では、コイルバネを保持器のポケット内に設けられる突起によってサポートさせているから、コイルバネが従来のように撓むのを防止できるようになるとともに、コイルバネを定位置に固定させているから、振動や衝撃を受けてもころに対するコイルバネの相対位置を常に適正に保つことができるようになる。これにより、ころに対して常にコイルバネの適正な弾発付勢力を付与できるようになるので、ころがスキューするのを回避できるなど、ころによるロック、フリー動作の安定化に貢献できるようになる。
【００３０】
特に、請求項２の発明では、回転遠心力が増大する状況においてころの挙動を安定化できるように、内輪にカム面を設けた構造としており、この一方向クラッチに対して本発明を適用することによって高速回転での使用により適したものにできる。
【００３１】
また、請求項３の発明では、ころに対するコイルバネの配置を適正にしているから、ころに対してコイルバネの弾発付勢力をバランスよくかつ効率よく付与できるようになる。さらに、請求項４の発明では、その内輪にほぼ平坦なカム面を設けて、このカム面に対してコイルバネをほぼ平行に配置しているから、コイルバネの姿勢を安定させるうえで、一層有利となる。したがって、請求項３や４による効果と上記コイルバネの撓み防止による効果との相乗により、ころによる動作安定化を一層高めることができるようになる。
【００３２】
このように、本発明によれば、一方向クラッチの動作を安定化して、同心状に配設される内外２つの環体間の動力伝達効率を高めることができるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる一方向クラッチの断面図
【図２】同実施形態の一方向クラッチの側面図
【図３】同実施形態の保持器のころ配置部分の平面展開図
【図４】図３に示す保持器の突起の斜視図
【図５】本発明の他の実施形態にかかる一方向クラッチで、要部を示す断面図
【図６】本発明の一方向クラッチを用いたプーリユニットを示す上半分の断面図
【符号の説明】
Ａ      一方向クラッチ
１      ころ
２      保持器
３      外輪
４      内輪
５      コイルバネ
６      保持器のポケット
７      内輪のカム面
８      保持器の突起
【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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