JP2002039221A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一方向クラッチにおいて、コイルバネにより、
ローラをスキューさせることなくロック方向に弾発付勢
する。 【解決手段】一方向クラッチにおいて、保持器３のポケ
ット３ａ内に、突起３ｃの周溝３ｅに基端側５ａが外嵌
係止された状態で自由端部５ｂでローラ４をロック方向
へ弾発付勢する形態で収容されるコイルバネ５を備え、
各ポケットにおける軸方向に対向する一対の内面３ｆ，
３ｆに、コイルバネの軸方向変位を規制する張り出し部
３ｇ，３ｇを備える。

Description

【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。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】一方向クラッチは、内外２つの環体の一
方から他方へ回転動力を伝達するロック状態と、動力伝
達を遮断するフリー状態とを切り換えるものである。

【０００３】この一方向クラッチでは、内外２つの環体
間の周方向対向空間の円周数カ所にくさび状空間が設け
られ。このくさび状空間は、両環体におけるいずれか一
方の対向周面の円周数カ所に設けられて他方の対向周面
との間でロック方向に向けて径方向隙間が狭くなるくさ
び状空間を形成するカム面と、いずれか他方の環体の円
筒形の対向周面とで形成される。

【０００４】この一方向クラッチはさらに、両環体の周
方向対向空間に前記カム面に対応する円周数カ所のポケ
ットを有する環状構造の保持器を介装し、この保持器の
各ポケットに、ロック位置とフリー位置との間で周方向
変位可能にローラを収容し、また、保持器のポケットに
収容されているローラの側面をほぼ平行姿勢でロック方
向へ弾発付勢するようにコイルバネを収容する。

【０００５】この場合、保持器のポケットの内面におけ
る軸方向中央部にコイルバネが外嵌装着されてその座屈
防止用とする突起が設けられ、コイルバネの基端側は、
この突起に外嵌装着されるとともに、その自由端側でロ
ーラをくさび状空間の狭い側であるロック位置の方向
（ロック方向）に弾発付勢する形態となっている。

【０００６】そして、この一方向クラッチにおいては、
前記両環体の相対回転により、コイルバネでローラをロ
ック方向へ弾発付勢し、このローラで前記両環体をロッ
クして動力伝達状態とし、また、コイルバネの弾発付勢
に抗してくさび状空間の広い側であるフリー位置の方向
（フリー方向）へ転動させて前記両環体のローラによる
ロックを解除して動力伝達遮断状態とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記一方向クラッチの
場合、ローラが平行姿勢を崩された（スキューした）状
態で両環体をロック状態とすることは、ロックやそのロ
ック解除の不安定を招くなどして好ましくないので、前
記ロック位置とフリー位置との間をほぼ平行姿勢を保っ
て転動させることが円滑なクラッチ動作に必要とされ
る。

【０００８】しかしながら、従来の一方向クラッチの場
合、その保持器のポケットにおけるコイルバネの基端側
に対応する両側壁の対向間隔が、コイルバネの基端側の
外径より大きくコイルバネの基端側が軸方向に変位する
余裕が生じた構造となっている。そのため、コイルバネ
の基端側が軸方向に大きく変位して、ローラに対してコ
イルバネの自由端側から軸方向中心から大きくずれた不
均一な状態の力がかかった状態で該ローラを弾発付勢
し、これによってローラをスキューさせた状態でロック
方向へ転動させてしまうことがある。

【０００９】したがって、本発明は、一方向クラッチに
おいて、ローラをスキューさせることなくコイルバネで
ロック方向に弾発付勢させることができるように、保持
器のポケットを改良することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の一方向クラッチ
は、同心状に内外に対向して配設される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、前記両環体にお
ける一方の対向周面の円周数カ所に設けられて他方の対
向周面との間でロック方向に向けて径方向隙間が狭くな
るくさび状空間を形成するカム面と、前記両環体の間に
介装されかつ前記カム面に対応する円周数カ所にローラ
およびコイルバネ収容用ポケットを有する保持器と、前
記保持器のポケット内に、ロック位置とフリー位置との
間で周方向変位可能に１つずつ収容されるローラと、前
記保持器のポケット内に、前記ローラと周方向隣り合わ
せに収容されて前記ローラをロック方向へ弾発付勢する
コイルバネとを備え、前記保持器の各ポケットにおい
て、軸方向に対向する一対の内面に、前記コイルバネの
軸方向変位を規制する張り出し部が設けられているもの
である。

【００１１】本発明によると、コイルバネは、ローラを
ロック方向に弾発付勢して転動させるに際して、ポケッ
トの軸方向対向内面の張り出し部により軸方向変位が規
制されるから、ローラをスキューさせることなくロック
方向に転動させることができる。

【００１２】本発明は、好ましくは、前記両張り出し部
は、互いの軸方向間隔を前記コイルバネ基端側の収容空
間をロック方向からフリー方向に向けて狭くするように
テーパ角が付けられている。こうした場合、コイルバネ
が挿入しやすくなり、また、コイルバネの軸方向位置の
安定化が可能となるという作用効果がある。

【００１３】本発明は、好ましくは、前記保持器の各ポ
ケット間の柱部内面に、前記コイルバネの基端側が外嵌
装着されてその座屈を防ぐ突起が設けられ、前記突起の
基部における側面が、前記張り出し部と共に前記コイル
バネ基端側の収容空間をロック方向からフリー方向に向
けて狭くするようにテーパ角が付けられている。こうし
た場合、コイルバネが挿入しやすくなり、また、コイル
バネの軸方向位置の安定化が可能となるという作用効果
がある。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。

【００１５】図１ないし図６は本発明の実施形態にかか
り、図１は、一方向クラッチの縦断側面図、図２は、図
１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図１にお
いて保持器のポケット周辺の断面図、図４は、同保持器
のポケット周辺の平面展開図、図５は、同保持器のポケ
ット周辺の斜視図、図６は、内輪を示す斜視図である。
なお、図３において、外輪の図示は省略している。

【００１６】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、内側環体としての内輪
１、外側環体としての外輪２、保持器３、転動体として
のローラ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、ローラ４が転
動して内・外輪１，２を相対回転させる状態と同期回転
させる状態とに切り換わり、内・外輪１，２間で回転動
力を遮断したり伝達したりする。

【００１７】内輪１は、外周面の円周数カ所に平坦なキ
ー状のカム面１ａが設けられており、それにより外周面
が多角形（例えば８角形）に形成されている。

【００１８】外輪２は、内輪１の外周に所要対向空間を
介して同心状に嵌合されるものであり、内外周面ともに
円筒形に形成されている。この外輪２の内周面と内輪１
のカム面１ａとでくさび状空間が形成される。

【００１９】保持器３は、内・外輪１，２間に介装され
て内輪１の外周面に圧入嵌合されるもので、内輪１の各
カム面１ｂ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。

【００２０】そして、保持器３の各ポケット３ａは、周
方向一方側（フリー方向側）の柱部内面３ｂのほぼ軸方
向中央にコイルバネ５の基端側５ａが外嵌装着されコイ
ルバネ５の座屈を防ぐための突起３ｃが一体に形成され
ている。

【００２１】突起３ｃの基部は、軸方向に切り欠かれ、
その切り欠き壁面３ｄと前記周方向一方側内面３ｂとの
間に周溝３ｅが形成されている。

【００２２】突起３ｃは、軸方向外径がロック方向から
フリー方向に向けて拡径したテーパ状とされた平面視台
形状となっている。

【００２３】ローラ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のカ
ム面１ａと外輪２との間に形成されるくさび状空間に配
置されている。

【００２４】コイルバネ５は、保持器３の各ポケット３
ａにおいてローラ４と周方向隣り合わせに１つずつ圧縮
した状態で収納されており、その伸張復元力でローラ４
を内輪１のカム面１ａと外輪２とで形成するくさび状空
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において突起３ｃに対
して装着されることによって、内輪１のカム面１ａに対
して略平行な姿勢とされているとともに、基端側５ａが
突起３ｃの周溝３ｅに係止嵌合されており、保持器３に
対して非分離に取り付けられるようになっている。

【００２５】したがって、コイルバネ５は、その基端側
５ａが突起３ｃの周溝３ｅに係止された状態でその自由
端部５ｂでローラ４をロック方向へ弾発付勢するように
なっている。

【００２６】本実施形態の特徴構成について説明する。

【００２７】本実施形態においては、ポケット３ａの両
軸方向内面３ｆ，３ｆに、コイルバネ５の軸方向変位を
規制する張り出し部３ｇ，３ｇを備えることに特徴を有
する。

【００２８】両張り出し部３ｇ．３ｇは、ポケット３ａ
の軸方向内面３ｂにおいてコイルバネ５の基端側５ａに
対し軸方向に対向する位置において互いの軸方向間隔を
コイルバネ５の基端側５ａの収容空間をロック方向から
フリー方向に向けて狭くするようにテーパ角が付けられ
ている。

【００２９】そして、突起３ｃは、その先端から基部に
かけて軸方向幅がロック方向からフリー方向に向けて小
さくなるよう、その側面にテーパ角が付けられていて、
両張り出し部３ｇ．３ｇと突起３ｃの両軸方向外面３
ｈ，３ｈとの間で構成される両コイルバネ基端側収容空
間３ｉ，３ｉがロック方向からフリー方向に向けて狭く
されている。

【００３０】この場合、前記両張り出し部３ｇ，３ｇに
おける周方向一方側の互いの最小軸方向間隔は、突起３
ｃに外嵌装着されたコイルバネ５の外径とほぼ等しい
か、若干大きくされている。

【００３１】上記構成を有した一方向クラッチにおいて
は、内・外輪１，２の相対回転により、コイルバネ５で
ローラ４をロック方向へ弾発付勢してローラ４で内・外
輪１，２をロックして動力伝達状態とし、また、コイル
バネ５の弾発付勢に抗してくさび状空間の広い側である
フリー位置方向（フリー方向）へ転動させて内・外輪
１，２のロックを解除して動力伝達遮断状態とする。

【００３２】そして、この場合、コイルバネ５の基端側
５ａの軸方向変位は、保持器３のポケット３ａにおける
張り出し部３ｇ，３ｇで規制されているから、内・外輪
１，２のロック解除のため、コイルバネ５でローラ４が
ロック方向に転動させられるにあたり、コイルバネ５の
自由端側５ｂは、ローラ４の側面に対してその軸方向中
からほぼ均等な距離で弾発付勢できるから、ローラ４は
スキューすることなく転動することができる。

【００３３】これによって、実施形態の一方向クラッチ
でのロック動作が安定する。

【００３４】この場合、コイルバネ５の自由端側５ｂ
は、ローラ４がスキューしない範囲であればその軸方向
中心から多少軸方向にずれた位置でローラ４を弾発付勢
してもよいから、両張り出し部３ｇ，３ｇによるコイル
バネ５の基端側５ａに対する軸方向変位の規制は、ある
程度の許容範囲を有してもよい。

【００３５】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。 （１） 上述の実施形態の場合、保持器３のポケット３
ａの軸方向内面３ｆ，３ｆにおける両張り出し部３ｇ，
３ｇは、テーパ状面取りとされていたが、図７で示すよ
うに、その張り出し部３ｇ，３ｇを、周方向にストレー
トな張り出し部３ｇ１，３ｇ１と、その周方向張り出し
部３ｇ１，３ｇ１に連接するテーパ状の張り出し部３ｇ
２，３ｇ３とで構成してもよい。この場合、ストレート
な張り出し部３ｇ１，３ｇ１の軸方向対向間隔は、コイ
ルバネ５の外径サイズと若干大きくされている。 （２） 上述の実施形態の場合、保持器３のポケット３
ａ軸方向内面３ｆ，３ｆにおける両張り出し部３ｇ，３
ｇが、コイルバネ５の基端側５ａに対してその軸方向変
位を規制しているが、図８で示すように、コイルバネ５
の途中部５ｃ，５ｃに対してその軸方向変位を規制する
張り出し部３ｇ，３ｇを設けてもよい。図８の張り出し
部３ｇ，３ｇは、互いの方向に膨出し、その軸方向対向
間隔は、コイルバネ５の外径サイズとほぼ等しいかまた
は若干大きくされている。 （３） 上述の実施形態の一方向クラッチ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９を参照して説明する。この場
合、オルタネータのプーリ２０とロータ２１との間に、
上述した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の軸方向両側に深溝型玉軸受などの転
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換わり、プーリ２
０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。

【００３６】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
下するが、一方向クラッチＡを内蔵していれば、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。また、クランクシャフトから
の回転変動とオルタネータのロータ軸の慣性力により、
ベルト２３にストレスがかかってベルト寿命が低下した
り、スリップによる騒音が発生したりすることを防止で
きる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の一方向クラッチでは、保持器の
ポケットを規定する両側壁に備える軸方向変位張り出し
部によりコイルバネの軸方向変位を規制するから、コイ
ルバネは、その自由端側でローラを内・外輪間のくさび
状空間をロック方向に向けて均一な弾発付勢によりロー
ラをほぼ平行な姿勢で転動させてそのスキューの発生を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる一方向クラッチの縦
断側面図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】図１において保持器のポケット周辺の断面図

【図４】図１の保持器のポケット周辺の平面図

【図５】図１の保持器のポケットの斜視図

【図６】図１の内輪の斜視図

【図７】保持器の他の変形を示す平面図

【図８】保持器のさらに他の変形を示す平面図

【図９】図１の一方向クラッチを備えるプーリユニット
を示す上半分の断面図

【符号の説明】

Ａ 一方向クラッチ １ 内輪 １ａ 内輪のカム面 ２ 外輪 ３ 保持器 ３ａ 保持器のポケット ３ｂ 保持器の周方向内面 ３ｃ 突起 ３ｄ 突起の切り欠き ３ｅ 周溝 ３ｆ 保持器の軸方向内面 ３ｇ 保持器における張り出し部 ４ ローラ ５ コイルバネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 忠弘 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 上田 満 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心状に内外に対向して配設される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、 前記両環体における一方の対向周面の円周数カ所に設け
   られて他方の対向周面との間でロック方向に向けて径方
   向隙間が狭くなるくさび状空間を形成するカム面と、 前記両環体の間に介装されかつ前記カム面に対応する円
   周数カ所にローラおよびコイルバネ収容用ポケットを有
   する保持器と、 前記保持器のポケット内に、ロック位置とフリー位置と
   の間で周方向変位可能に１つずつ収容されるローラと、 前記保持器のポケット内に、前記ローラと周方向隣り合
   わせに収容されて前記ローラをロック方向へ弾発付勢す
   るコイルバネとを備え、 前記保持器の各ポケットにおいて、軸方向に対向する一
   対の内面に、前記コイルバネの軸方向変位を規制する張
   り出し部が設けられている、ことを特徴とする一方向ク
   ラッチ。
2. 【請求項２】 請求項１の一方向クラッチにおいて、 前記両張り出し部は、互いの軸方向間隔を前記コイルバ
   ネ基端側の収容空間をロック方向からフリー方向に向け
   て狭くするようにテーパ角が付けられている、ことを特
   徴とする一方向クラッチ。
3. 【請求項３】 請求項２の一方向クラッチにおいて、 前記保持器の各ポケット間の柱部内面に前記コイルバネ
   の基端側が外嵌装着されてその座屈を防ぐ突起が設けら
   れ、 前記突起の基部における側面が、前記張り出し部と共に
   前記コイルバネ基端側の収容空間をロック方向からフリ
   ー方向に向けて狭くするようにテーパ角が付けられてい
   る、ことを特徴とする一方向クラッチ。