JP2000283187A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ころを用いるタイプの一方向クラッチにおい
て、状態切り替えに伴いころをスムーズに動けるように
させて、クラッチ動作の応答性を高めること。 【解決手段】同心状に配設される内外２つの環体１，２
の間の円周数カ所に形成されるくさび状間隙にころ４を
配設した一方向クラッチＡにおいて、くさび状間隙のく
さび角度αを適正値（４〜８度）に特定している。これ
により、くさび状間隙の狭い側にころ４が位置している
ときは、ころ４の食い込み深さが比較的浅くなり、ま
た、くさび状間隙の広い側にころ４が位置しているとき
は、ころ４と２つの環体１，２との間のすきまが比較的
小さくなるから、ロック状態とフリー状態との相互の切
り替え時におけるころ４の動きがスムーズになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ころを用いるタイ
プの一方向クラッチに関する。この一方向クラッチは、
種々な機器の送り機構に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の一方向クラッチでは、同
心状に配設される内外２つの環体間の対向間隙の円周数
カ所に、ころが配設されるくさび状間隙が設けられ、前
記２つの環体間に配設されて前記くさび状間隙と同一位
相位置に径方向内外に貫通するころ保持用のポケットが
設けられ、このポケット内に収納される弾性部材により
前記ころをくさび状間隙の狭い側（ロック側）へ弾発付
勢させるような構成になっている。

【０００３】なお、前述のくさび状間隙は、２つの環体
のいずれか一方にカム面を設けることにより形成される
ものであり、このくさび状間隙のくさび角度について、
一般的に、９〜１１度に設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、くさ
び状間隙の狭い側と広い側とにころが転動して、ロック
状態とフリー状態とに切り替わるようになっているが、
前述のくさび状間隙のくさび角度が不適切であったため
に、くさび状間隙の狭い側と広い側との間でころが動く
ときに遅れが発生する場合があった。

【０００５】このような事情に鑑み、本発明は、ころを
用いるタイプの一方向クラッチにおいて、状態切り替え
に伴いころをスムーズに動けるようにさせて、クラッチ
動作の応答性を高めることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
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
態とに切り替えるもので、前記内外２つの環体間の対向
間隙の円周数カ所に、ころが配設されるくさび状間隙が
設けられ、このくさび状間隙のくさび角度が、４〜８度
に設定されている。

【０００７】請求項２の発明にかかる一方向クラッチ
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替え
るもので、前記内外２つの環体の対向間隙の円周数カ所
に、周方向一方に向けて対向間隙が広くなるくさび状間
隙が設けられ、前記内外２つの環体の対向間隙に、各く
さび状間隙に対応して径方向内外に貫通するポケットを
有する保持器が介装され、この保持器の各ポケット内に
ころが収納され、このころが弾性部材によりくさび状間
隙の狭い側へ弾発付勢される構成であり、かつ、前記く
さび状間隙のくさび角度が、４〜８度に設定されてい
る。

【０００８】以上、本発明のように、くさび状間隙のく
さび角度を適正値に設定すれば、くさび状間隙の狭い側
にころが位置しているときは、ころの食い込み深さが比
較的浅くなり、また、くさび状間隙の広い側にころが位
置しているときは、ころと２つの環体との間のすきまが
比較的小さくなり、そのために、ロック状態とフリー状
態との相互の切り替え時におけるころの動きがスムーズ
になる。

【０００９】

【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。

【００１０】図１ないし図４に本発明の一実施形態を示
している。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、保持器のポケット部分の平面展開図、図４は、１つ
のくさび状間隙のくさび角度を示す説明図である。

【００１１】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、弾性部材としてのコイルバネ５を備えて
おり、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
ロック状態や、相対回転させて動力伝達を遮断するフリ
ー状態に切り替わるようになっている。

【００１２】以下、上記各構成要素を詳細に説明する。

【００１３】内輪１は、その内周面の円周数カ所に平坦
なキー状の切欠きからなるカム面６が設けられている。
この内輪１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１ａ，１ａが設けられている。

【００１４】外輪２は、内外周面ともに円筒形に形成さ
れており、内輪１の外周に所要対向間隙を介して同心状
に配設される。この外輪２の内周面と前述の内輪１のカ
ム面６とによって、内・外輪１，２間の対向間隙の円周
数カ所にくさび状間隙が形成される。

【００１５】保持器３は、内・外輪１，２間に介装され
て内輪１の外周面に嵌合されるもので、内輪１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、内輪１の切欠き１ａ，１ａ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１ａ，
１ａに対する突片３ｃ，３ｃの嵌合により、保持器３が
カム面６を有する内輪１に対して周方向ならびに軸方向
に位置決めされている。

【００１６】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のカム
面６と外輪２の内周面との間に形成されるくさび状間隙
に配置されている。

【００１７】コイルバネ５は、保持器３の各ポケット３
ａ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をくさび状間隙の狭い側（ロック側）へ弾発
付勢する。このコイルバネ５は、保持器３のポケット３
ａ内において伸縮方向がころ４の回転軸心に対して直交
しかつ一端がころ４の軸方向中間領域に当接するよう
に、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。ここでのコイルバ
ネ５は、断面がほぼ長方形の角筒形に巻回された角巻き
バネからなり、その伸縮方向一端がころ４の軸方向中間
領域においてころの軸方向長さ寸法の１／２以上、例え
ば２／３の長さ範囲に対して当接させられている。

【００１８】次に、本発明の特徴について説明する。す
なわち、上記くさび状間隙のくさび角度αについて、４
〜８度、好ましくは５〜７度に設定していることであ
る。

【００１９】ちなみに、くさび角度αの下限値を４度未
満に設定すると、くさび状間隙における狭い側と広い側
との寸法偏差が小さくなり過ぎるために、ロック状態か
らフリー状態へ切り替えるときにころ４がロックしたま
まの状態になりやすくなる傾向となり、また、くさび角
度αの上限値を８度を越えて設定すると、くさび状間隙
における狭い側と広い側との寸法偏差が大きくなり過ぎ
るために、フリー状態からロック状態へ切り替えるとき
にころ４が空転して遅れやすくなる傾向となると言え
る。

【００２０】ここで、本実施形態でのくさび角度αと従
来例のくさび角度βの違いを図４に示す。図４におい
て、実線および破線は、本実施形態でのころ４のロック
状態（くさび状間隙の狭い側）とフリー状態（くさび状
間隙の広い側）とを示し、また、二点鎖線および一点鎖
線は、従来例でのころ４のロック状態とフリー状態とを
示している。

【００２１】図４では、誇張して記載しているものの、
本実施形態のほうが従来例に比べて、ロック状態ではこ
ろ４の食い込み深さが浅くなり、また、フリー状態では
ころ４と内・外輪１，２との間のすきまが小さくなるこ
とが判るであろう。

【００２２】このようなことから、くさび角度を適正値
に設定すれば、ロック状態とフリー状態との相互の切り
替え時にころ４がスムーズかつ安定的に動けるようにな
るので、状態切り替えが遅れることなく俊敏に行われる
ことになる。しかも、このようにころ４の動きがスムー
ズになれば、ころ４が接触する内・外輪１，２の摩耗が
軽減されることにもなる。

【００２３】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。

【００２４】（１） 上記実施形態では、カム面６を内
輪１側に形成した例を挙げているが、外輪２側に設けた
ものにも本発明を適用できる。

【００２５】（２） 上記実施形態では、コイルバネ５
を角筒形としているが、端面から見て円形や楕円形とし
たものを用いることができる。また、コイルバネ５の代
わりに、板ばねや皿ばねなど他の弾性部材を用いること
も可能である。

【００２６】（３） 上記実施形態で説明した一方向ク
ラッチＡ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
などに用いられる。具体的に、一方向クラッチＡを補機
としてのオルタネータのプーリに組み込む場合につい
て、図５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、クランク軸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。このような利用
形態では、本発明の一方向クラッチＡの優れたクラッチ
機能により、オルタネータのプーリ２０とロータ２１と
の間の動力の伝達と遮断との切り替えが安定に行えるよ
うになり、上記一方向クラッチＡを用いるオルタネータ
特有の機能が確実に行われることになる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１および２の発明では、くさび状
間隙のくさび角度を適正値に設定することにより、ロッ
ク状態とフリー状態との相互の切り替え時にころをスム
ーズかつ安定的に動かせるようになるから、状態切り替
えが遅れることなく俊敏に行われることになるなど、ク
ラッチ動作の応答性向上に貢献できるようになる。

【００２８】しかも、このようにころの動きをスムーズ
にできることに伴い、ころが接触する２つの環体の摩耗
軽減にも効果がある。

【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
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】図１における保持器のポケット部分の平面展開
図

【図４】図１における１つのくさび状間隙のくさび角度
を示す説明図

【図５】本発明の一方向クラッチを用いたプーリユニッ
トの上半分の断面図

【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 ４ ころ ５ コイルバネ ６ カム面

───────────────────────────────────────────────────── 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 藤原 英樹 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   切り替える一方向クラッチであって、 前記内外２つの環体間の対向間隙の円周数カ所に、ころ
   が配設されるくさび状間隙が設けられ、 このくさび状間隙のくさび角度が、４〜８度に設定され
   ている、ことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 【請求項２】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
   切り替える一方向クラッチであって、 前記内外２つの環体の対向間隙の円周数カ所に、周方向
   一方に向けて対向間隙が広くなるくさび状間隙が設けら
   れ、 前記内外２つの環体の対向間隙に、各くさび状間隙に対
   応して径方向内外に貫通するポケットを有する保持器が
   介装され、 この保持器の各ポケット内にころが収納され、このころ
   が弾性部材によりくさび状間隙の狭い側へ弾発付勢され
   る構成であり、 かつ、前記くさび状間隙のくさび角度が、４〜８度に設
   定されている、ことを特徴とする一方向クラッチ。