JPH04185921A - スタータ用ローラクラッチ - Google Patents

スタータ用ローラクラッチ

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JPH04185921A
JPH04185921A JP2313907A JP31390790A JPH04185921A JP H04185921 A JPH04185921 A JP H04185921A JP 2313907 A JP2313907 A JP 2313907A JP 31390790 A JP31390790 A JP 31390790A JP H04185921 A JPH04185921 A JP H04185921A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clutch
roller
clutch outer
rollers
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2313907A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Kobayashi
政明 小林
Hideaki Kanbara
秀明 蒲原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2313907A priority Critical patent/JPH04185921A/ja
Publication of JPH04185921A publication Critical patent/JPH04185921A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
    • F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスタータ用ローラクラッチに係り、特にトルク
伝達特性及びオーバーラン性能の向上に関する。
〔従来の技術〕
従来、自動車などの内燃機開始動用スタータに装備され
るローラクラッチは、実開昭59−195231で記載
のような構造を採っている。その構造を示す第3図にお
いて、クラッチスリーブ2は回転出力軸であるピニオン
シャフト1とヘリカルスプライン係合されているスプラ
インチューブ2bと、楔形状のプロフィールをその内周
面に有するクラッチアウタ2aとが一体成形されている
ために、ピニオン側開放構造となっている。
したがって、ローラクラッチがトルク伝達時、すなわち
、クラッチアウタ2aとクラッチインナ3とがローラ5
によって楔係合される状態においては、ローラ5がクラ
ッチアウタ2aのプロフィール内の楔の狭い方向へ転動
し、クラッチアウタ2aとクラッチインナ3とは相対ね
じりを生ずる。
その時、伝達トルクに比例する荷重がクラッチアウタ2
a及びクラッチインナ3のローラ当接部すなわち軸方向
に分布する。第4図によれば、クラッチアウタ2a及び
クラッチインナ3の剛性に対してローラ5の剛性が大で
あるから、ローラ5の変形を無視して考えると、クラッ
チアウタ2a及びクラッチインナ3は断面図で片持ち楔
の如く変位し、全体的に見るとクラッチアウタ2aはラ
ツハ状に外側に拡がり、クラッチインナ3は内側につぼ
んだ形状を呈する。よって、ローラ5は軸方向に対して
倒れを生じ、ローラ5の軸方向の荷重分布は−様とはな
らず、クラッチアウタ2a及びクラッチインナ3の剛性
の違いによって決まる不均一なものとなってしまう。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術はクラッチアウタ2a及びクラッチインナ
3の設計が各々実働荷重における応力値などを材料の許
容値内に納まるようにしていたことや、どちらかと言え
ば周辺部品との寸法から決まっていたことなどから、双
方の剛性バランスという点ではあまり検討がなされてい
なかった。そのだめに、正転トルク伝達時にクラッチア
ウタ2aとクラッチインナ3の剛性アンバランスからロ
ーラ5が偏分重荷重を受けて倒れ、片当りになる。その
様な状態では良好なトルク伝達は行なわれずに、クラッ
チインナ3の圧痕やローラ偏摩耗を期だす要因ともなる
。また、正転係合からオーバーラン状態へ移行する場合
にも、ローラ5の楔への食い込みが片寄っているために
安定したトルクで切り離しが行なわれずに、スムーズな
オーバーラン性能を得ることが出来ないなどの欠点があ
った・ 本発明の目的は、クラッチを考慮し、良好なトルク伝達
特性及びオーバーラン性能を得ることを目的とするもの
である。従来、クラッチ機能の向上については、クラッ
チアウタ2aとクラッチインナ3の偏心や倒れ等を規制
したものが多かったが、本発明の意図するところは、ロ
ーラ5の倒れによって生ずる荷重分布を均一にすること
になり、安定したクラッチ機能の確保、耐久性の向上を
ねらうものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために有限要素法による解析を行な
い、クラッチアウタ2aとクラッチインナ3の剛性を求
め、それらのバランスを取った。
前述の様に、トルク伝達時にはクラッチアウタ2a及び
クラッチインナ3の剛性が異なるために、図示するよう
に軸方向に対し不均一に分布し、ローラ片当り状態を呈
する。すなわち、クラッチインナ3が剛でクラッチアウ
タ2aが柔である場合が第4図に相当し、柔であるクラ
ッチアウタ2aの変位量が大きいために、その剛の部分
である付根部付近にほとんど荷重を受けて面圧が高くな
り、柔部分である開放側は大きく変位して、面圧はあま
り上がらない状態となる。
したがって、これらの分布荷重を軸方向均一にするよう
にクラッチアウタ2aとクラッチインナ3の剛性を操作
することにより、双方のバランスが取れたローラクラッ
チが実現可能となる。具体的には、クラッチアウタ2a
及びクラッチインナ3に単位−様分布荷重を印加したと
きの各々の変位の傾きを一致させるように、クラッチア
ウタ2a及びクラッチインナ3の各部肉厚の補強あるい
は薄肉化などを施すことであり、ローラクラッチ全体と
しての最適な設計となる。
〔作用〕
有限要素法による解析をもとに、単位荷重印加時のクラ
ッチアウタ2a及びクラッチインナ3の変位角を等しく
なる様に双方の剛性バランスを取ることにより、トルク
伝達時のローラ5が受ける軸方向荷重を−様にすること
が可能となる。
それによって、クラッチアウタ2aとクラッチインナ3
により形成される楔室に対してローラ5が−様な面圧で
食い込み係合し、トルクを均等に伝達する。そして、エ
ンジンが完曝し、ピニオン4−クラッチインナ3が連れ
回されるとその係合が解かれ、オーバーラン状態へ移行
する時においても、ローラ係合時の面圧が均一であるが
ゆえに、焼付きなどを起こさずに、クラッチの切り離し
が安定に行なわれるのである。したがって、本発明によ
りスムーズなりラッチ機能が得られるような作用をする
。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第1
図は本発明の特徴を最も良く表わしているスタータ用ロ
ーラクラッチの縦断面図である。
第1図において、1は図示してないスタータモータより
回転駆動されるピニオンシャフト、1aはピニオンシャ
フト1上に成形されたヘリカルスプライン、2はクラッ
チスリーブ、2aはその内周面に楔形状のプロフィール
を有するクラッチアウタ、2bはクラッチアウタ2aと
一体成形されたスプラインチューブ、2cはスプライン
チューブ2bの内周面に成形されたヘリカルスプライン
、3はクラッチアウタ2aの内側に配置されたクラッチ
インナ、4はクラッチインナ3と一体成形され、ピニオ
ンシャフト1の動力を図示してないエンジンリングギヤ
へ伝達するピニオン、5はクラッチアウタ2aとクラッ
チインナ3で形成される楔空間に配置されたローラ、6
はローラ5の軸方向の移動を規制するとともに、楔空間
を遮閉するためにシール部材7とともにクラッチカバー
8によって、クラッチアウタ2aの開放側に固定された
ワッシャである。
次に上記構成においてその動作を説明する。図示してな
いスタータモータにより、ピニオンシャフト1が回転駆
動され、ヘリカルスプラインla。
2cを介して、スプラインチューブ2bと一体化された
クラッチアウタ2aと伝達される。クラッチアウタ2a
が回転すると、楔空間内に配置されたローラ5が楔の狭
い方向に転動し、クラッチインナ3と係合、それと一体
化されたピニオン4へと動力伝達され、図示してないエ
ンジンリングギヤを駆動してエンジンを始動させる。ト
ルク伝達時にローラクラッチはクラッチアウタ2aとク
ラッチインナ3において伝達方向に対し相対ねじれを生
じる。そして、始動時のピニオン噛込みによる衝撃トル
クを緩衝し、過大衝撃トルクに対しては正転方向にスリ
ップして、図示してない減速機等の機構部品を破壊から
保護する機能を有している。
エンジン始動後は1図示してないリングギヤによりピニ
オン4が連れ回される。この時にローラ5がクラッチア
ウタ2aとクラッチインナ3の係合から解除され、エン
ジンからのオーバーラントルクを切り離す構造となって
おり1図示してないスタータモータの焼損等を防止する
。
従来のローラクラッチ構造では、クラッチアウタ2aと
クラッチインナ3の剛性が第3図で示すように、単位分
布荷重に対する変位角が等しくなくバランスが取れてい
ないものとっていた。第5図の有限要素法で解析した例
によれば、白丸、黒丸印の実線に相当する。白丸印は剛
のクラッチアウタ2aと柔のクラッチインナ3の組み合
わせで、黒丸印はその逆の組み合わせとなる。そのため
に、第4図で示したようにローラ軸方向荷重分布が一様
とはならずに局部的に面圧の高い所が出来てしまい、ロ
ーラ5の倒れによる片当り状態になる。
そして、クラッチアウタ2a及びクラッチインナ3、ロ
ーラ5などに偏摩耗を起こす原因ともなり、強いてはク
ラッチスリップに至り、エンジンへのモータ動力伝達が
不能となってしまう。また、オーバーラン状態に移行す
る場合にも、ローラ5の食い込みが偏っていると円滑な
ローラ5の切り離しが行なえず、焼付き、モータ焼損と
なる場合がある。
これに対して、第1図に示すものはクラッチアウタ2a
とクラッチインナ3の剛性バランスを考慮している。す
なわち、第5図の解析例によれば。
三角印の実線の組み合わせて対応しており、クラッチア
ウタ2aとクラッチインナ3の単位分布荷重に対する変
位角を合せる設計となっている。これにより、ローラ5
の受ける荷重分布の均一化が可能となり、上述したよう
な不具合防止に効果があり、クラッチ機能としてのトル
ク伝達特性及びオーバーラン性能が良好になり、耐摩耗
性の優れたローラクラッチを提供することができる。
〔発明の効果〕
本発明で示すように、クラッチアウタとクラッチインナ
の剛性バランスを取ることによって、トルク伝達時にロ
ーラの受ける軸方向荷重が均一化され、安定したトルク
伝達、スムーズなオーバーランへの移行が行なわれ、耐
摩耗性の向上、焼付き防止等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のスタータ用ローラクラッチ
の縦断面図、第2図は第1図の要部拡大した荷重分布図
、第3図は従来のローラクラッチの縦断面図、第4図は
第3図の要部拡大した荷重分布図、第5図はローラクラ
ッチの有限要素法により解析した単位分布荷重印加時の
変位図である。 1・・・ピニオンシャフト、2・・・クラッチスリーブ
、2a・・クラッチアウタ、2b・・スプラインチュー
ブ、2c・・・ヘリカルスプライン、3・・・クラッチ
インナ、4・・・ピニオン、5・・・ローラ、6・・・
ワッシャ、7・・・シール部材、8・・・クラッチカバ
ー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、エンジン始動用スタータのモータにより駆動される
    出力軸にヘリカルスプライン係合されたクラッチアウタ
    、該クラッチアウタの内周部と楔空間を成し、ピニオン
    と一体成形されたクラッチインナ、該楔空間内に収納さ
    れ、上記クラッチアウタ及びクラッチインナとを一回転
    方向に楔係合するローラ、上記楔空間内に収納され、該
    ローラを常時楔の狭い方向に押圧する押バネより構成さ
    れるスタータ用一方向ローラクラッチにおいて、上記ク
    ラッチアウタ及びクラッチインナとが楔係合時に上記ロ
    ーラの軸方向に受ける荷重分布を一様となるように、上
    記クラッチアウタ及びクラッチインナの剛性を平衡させ
    たことを特徴とするスタータ用ローラクラッチ。
JP2313907A 1990-11-21 1990-11-21 スタータ用ローラクラッチ Pending JPH04185921A (ja)

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