JPH11270594A - 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、ころの姿勢を安定に
保ち、クラッチ動作の安定化を図ること。 【解決手段】保持器３のポケット３ａに収納されるころ
４とコイルバネ５との間に、コイルバネ５の弾発付勢力
をころ４の軸方向にほぼ均等に分散して付与させる押さ
え部材７が介在されている。これにより、コイルバネ５
の弾発付勢力がころ４に対するスキュー力とならずに済
むので、ころ４の姿勢を適正に保ちながら転動動作をス
ムーズにできるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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プーリや、
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。このコイルバネは、バネ線材を円筒形に巻回した一
般的なものが用いられており、ころの軸方向中間領域に
当接されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コイルバネ
ところとの接触形態は、コイルバネの伸縮方向一端側の
座巻き部をころ周面にその長さ方向（軸方向）の２カ所
で接触させるようになっている。このコイルバネとして
は、通常、市販の円筒形のものを用いており、このよう
なコイルバネは、通常、螺旋状で各巻き部が伸縮方向に
対して直交せずに傾斜している。そのために、ころの長
さ方向（軸方向）での２カ所に作用するコイルバネの弾
発付勢力が、不均等になることがあり、ころにスキュー
力を与えてしまうことがある。ちなみに、ころがスキュ
ー力を受けると、ころの姿勢が傾くなどロック、フリー
動作が不安定になりやすい。

【０００５】この他、コイルバネをころに対して直接的
に接触させているため、ころにおいてコイルバネの接触
部分が、経時的に損傷しやすいことが指摘される。

【０００６】したがって、本発明は、一方向クラッチに
おいて、ころの姿勢を安定に保ち、クラッチ動作の安定
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】請求項１の発明の一方向
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
を切り換えるもので、前記内外２つの環体の径方向対向
空間に配設されかつ前記径方向対向空間の円周数カ所に
設けられるくさび状空間に対応する円周数カ所に径方向
内外に貫通するポケットを有する保持器と、保持器のポ
ケットそれぞれに周方向転動可能に収納される複数のこ
ろと、保持器の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各ころをロック側へ弾発付勢する
複数のコイルバネと、前記各ころと各コイルバネとの間
にそれぞれ介装されかつコイルバネの弾発付勢力をころ
の軸方向にほぼ均等に分散して付与させる複数の押さえ
部材とを含む。

【０００８】請求項２の発明の一方向クラッチは、上記
請求項１において、前記押さえ部材が、ころの軸方向に
沿って幅広く当接する帯板部と、帯板部の背面側に一体
形成されかつ前記コイルバネの内周に嵌入する脚部とを
有するものである。

【０００９】請求項３の発明の一方向クラッチは、上記
請求項２において、前記保持器のポケットの周方向一側
の内壁面に、前記コイルバネの伸縮方向に沿って突出す
るガイド突起が設けられ、このガイド突起に対し、前記
押さえ部材の脚部がスライド案内される状態でかつころ
側へのスライド量が規制された状態で係合されている。

【００１０】請求項４の発明の一方向クラッチは、上記
請求項３において、前記コイルバネが、前記ガイド突起
および脚部を囲む状態で外装され、当該コイルバネの伸
縮方向両端が、前記帯板部の背面と保持器においてガイ
ド突起が形成された内壁面とに当接されている。

【００１１】請求項５の発明の一方向クラッチは、上記
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記押さえ部材
のころ当接面が、ころの外周面に沿った凹曲面に形成さ
れている。

【００１２】以上、本発明では、要するに、コイルバネ
をころに対して直接当接させるのではなく、押さえ部材
を介して間接的に当接させるようにしている。そして、
押さえ部材についても、コイルバネの弾発付勢力をころ
に対するスキュー力とさせないようなものとしている。

【００１３】特に、請求項２では、ころがフリー状態側
に転動してコイルバネを圧縮させるときに、押さえ部材
の脚部が保持器ポケットの内壁面に当接することで、コ
イルバネの圧縮量が規制されることになる。これによ
り、コイルバネの各巻き部それぞれが衝突するのを回避
することが可能になる。

【００１４】また、請求項３では、押さえ部材のスライ
ドがガイド突起によりガイドされるので、押さえ部材の
動きを安定化できるようになる。

【００１５】また、請求項４では、押さえ部材およびガ
イド突起によってコイルバネの上下左右方向での位置ず
れを阻止できるようになる。これにより、コイルバネの
座屈を阻止できるようになる。

【００１６】また、請求項５の発明では、押さえ部材と
ころとの接触面積が一層大きいものとなり、接触圧を可
及的に低減できるようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１ないし図１０
に示す実施形態に基づいて説明する。

【００１８】図１ないし図５は本発明の一実施形態にか
かり、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、
保持器とコイルバネなどを示す分解斜視図、図５は、ス
ライダ単体の斜視図である。

【００１９】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、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との回転速度差に応じて、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
る状態や、相対回転させて動力伝達を遮断する状態に切
り替わるようになっている。

【００２０】以下、上記各構成要素を詳細に説明する。

【００２１】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。

【００２２】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の外周に所要対向空間を介して同心状
に配設される。この外輪２の内周面と内輪１のカム面６
とでくさび状空間が形成される。

【００２３】保持器３は、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の軸方向一側面にお
いて１８０度対向する２カ所には、内輪１の切欠き１
ａ，１ａに対して圧入嵌合される突片３ｂ，３ｂが設け
られており、切欠き１ａ，１ａに対する突片３ｂ，３ｂ
の嵌合により、保持器３が内輪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。

【００２４】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空間
に配置されている。

【００２５】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、側面視ほぼ長方形の角
筒形に巻回された角巻きバネからなり、保持器３のポケ
ット３ａ内において伸縮方向がころ４の中心軸線に対し
て直交しかつ一端側がころ４の軸方向中間領域において
ころ４の軸方向長さ寸法の１／２以上、例えば２／３の
長さ範囲に対してあてがわれる。

【００２６】次に、本発明の特徴について説明する。こ
ろ４とコイルバネ５との間に押さえ部材７を介在させる
ことにより、ころ４に対してコイルバネ５を直接接触さ
せずに、コイルバネ５の弾発付勢力を、押さえ部材７を
介して間接的にころ４に付与させている。なお、押さえ
部材７は、保持器３のポケット３ａ内にころ４の軸線方
向と直交する方向に所要量の移動を許容する状態で保持
されている。

【００２７】具体的に、押さえ部材７は、図５に示すよ
うに、ころ４の有効軌道領域とほぼ同寸法の帯板部７ａ
と、帯板部７ａの背面側に一体形成された左右一対の脚
部７ｂとからなり、例えば合成樹脂材を成形することに
より製作される。

【００２８】帯板部７ａは、ころ４の有効軌道領域と等
しい寸法に長方形状に形成されており、その前面は、こ
ろ４の外周面に沿う形状つまりころ４の曲率と同一曲率
あるいはこれより僅かに大きい曲率の凹曲面ｓとされて
いる。これにより、ころ４に対する押さえ部材７の接触
面積が可及的に大きくなる。

【００２９】一対の脚部７ｂは、保持器３のポケット３
ａの周方向一端側の内壁面に設けられているガイド突起
３ｃに、その両側から挟むような形態で係合される。こ
のガイド突起３ｃに脚部７ｂを係合した状態で、それら
を囲むようにコイルバネ５が外装され、これによりコイ
ルバネ５がポケット３ａの内壁面と帯板部７ａの背面と
の間に圧縮状態で保持されるようになる。この圧縮状態
のコイルバネ５の伸張復元力によって押さえ部材７がこ
ろ４に向けて弾発付勢されるので、押さえ部材７の帯板
部７ａの凹曲面ｓがころ４の外周面に対して押し付けら
れる。また、この形態により、押さえ部材７およびコイ
ルバネ５の姿勢が上下左右方向に位置決めされるので、
振動や衝撃を受けてもころ１に対する押さえ部材７の当
接位置がずれることがなくなる。

【００３０】さらに、保持器３のガイド突起３ｃの先端
側の左右側面には、段部３ｄが設けられ、一方、押さえ
部材７の脚部７ｂの自由端内面に突起７ｃが設けられ、
この段部３ｄに対して突起７ｃが引っ掛かることによ
り、押さえ部材７の前方移動量が規制されるようになっ
ている。そして、押さえ部材７の後退移動は、押さえ部
材７の脚部７ｂの自由端とポケット３ａの内壁面との当
接によって、規制されるようになっている。この後退移
動を規制することによって、コイルバネ５の圧縮量を規
制し、コイルバネ５の各巻き部が互いに衝撃的に密着す
ることを回避させている。

【００３１】このような押さえ部材７を用いていれば、
押さえ部材７における帯板部７ａの凹曲面ｓをころ４に
対して軸線方向に幅広くかつ大きい接触面積で当接させ
ることができるので、コイルバネ５の形状に関係なく、
コイルバネ５の弾発付勢力を、ころ４の軸方向ほぼ全域
に対して均等に分散して付与できるようになる。言い換
えれば、ころ４にスキュー力を与えずに済む。

【００３２】しかも、この実施形態のように、コイルバ
ネ５を角巻きバネとして、押さえ部材７の帯板部７ａの
長手方向両端側を押圧するようにしていれば、コイルバ
ネ５の弾発付勢力をころ４の軸方向ほぼ全域に対して分
散して付与させやすくなる。

【００３３】これらのことから、ころ４に対してコイル
バネ５の弾発付勢力を常にバランスよく付与できるよう
になるので、ころ４が適正な姿勢を保ちながらスムーズ
に転動しやすくなるなど、ころ４のスキューを防止でき
て、ころ４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。

【００３４】なお、本発明は上記実施形態にのみ限定さ
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。

【００３５】（１） 上記実施形態に示した押さえ部材
７の脚部７ｂは、図６および図７に示すように、中空の
角柱状、あるいは側面視ほぼコ字形状に形成することが
できる。この場合、保持器３に設けるガイド突起３ｃを
単純な角柱形に形成し、押さえ部材７の脚部７ｂを嵌入
するよう構成してもよい。

【００３６】（２） 上記実施形態に示した押さえ部材
７の脚部７ｂと保持器３のガイド突起３ｃとは、例えば
図８および図９に示すように、互いに逆の関係に設けて
もよい。つまり、図示例では、押さえ部材７に、１本の
中空角柱状の脚部７ｂが形成されており、また、保持器
３に、脚部７ｂを左右から挟む２つ一対のガイド突起３
ｃが形成されている。これらの係合形態は、上述した実
施形態と同様になっている。

【００３７】（３） 上記実施形態では、内輪１側にカ
ム面６を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。このカム面６は、平坦な
形状に限らず、湾曲面としてもよい。

【００３８】（４） 上記実施形態では、コイルバネ４
を角巻きバネを用いているが、楕円形または円形に巻回
した一般的なものを使用することもできる。

【００３９】（５） 上記実施形態での押さえ部材７の
帯板部７ａの前面形状は、偏平面に形成しても、また、
Ｖ字形に形成してもよい。

【００４０】（６） 上記保持器２および押さえ部材７
の材質は特に限定はないが、合成樹脂で成形すると、容
易かつ安価に製作できる。特に、滑性に優れた材質の樹
脂、あるいは、滑性材を混入した樹脂材で押さえ部材７
を成形すると、ころ４の転動を円滑にするとともにころ
４の損傷防止に一層有効となる。

【００４１】（７） 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１０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２
０とロータ２１との回転速度差に応じて、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。

【００４２】

【発明の効果】請求項１ないし５の発明では、ころを適
正な姿勢に保ちながらスムーズに転動させることができ
て、ころによるロック、フリー動作の安定化に貢献でき
るようになるなど、信頼性の向上に貢献できる。また、
コイルバネによるころの損傷を防止できるようになるか
ら、ころの耐久性向上に貢献できるようになる。

【００４３】特に、請求項２では、ころがフリー状態側
に転動してコイルバネを圧縮させるときに、押さえ部材
の脚部が保持器ポケットの内壁面に当接することで、コ
イルバネの圧縮量が規制されることになる。これによ
り、コイルバネの各巻き部それぞれが衝突するのを回避
することが可能になり、コイルバネの耐久性向上に貢献
できるようになる。

【００４４】また、請求項３では、押さえ部材のスライ
ドがガイド突起によりガイドされるので、押さえ部材の
動きを安定化できるようになり、ころに対して一層安定
した弾発付勢力を付与できるようになる。

【００４５】また、請求項４では、押さえ部材およびガ
イド突起によってコイルバネの上下左右方向での位置ず
れを阻止できるようになるから、コイルバネの座屈を阻
止できるようになり、万一のころのロック外れを防止で
きるようになる。

【００４６】また、請求項５の発明では、押さえ部材と
ころとの接触面積が一層大きいものとなるから、接触圧
を可及的に低減できるようになり、それらの耐久性向上
に貢献できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の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】保持器のポケット部分の平面展開図

【図４】保持器とコイルバネなどを示す分解斜視図

【図５】押さえ部材単体の斜視図

【図６】本発明の他の実施形態で、図５対応図

【図７】本発明の他の実施形態で、図５対応図

【図８】本発明の他の実施形態で、図３対応図

【図９】本発明の他の実施形態で、図５対応図

【図１０】図１の一方向クラッチを組み込んだプーリユ
ニットの上半部を示す断面図

【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 ３ｃ 保持器のガイド突起 ４ ころ ５ コイルバネ ７ 押さえ部材 ７ａ 押さえ部材の帯板部 ７ｂ 押さえ部材の脚部

Claims (5)

【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
   とを切り換える一方向クラッチであって、 前記内外２つの環体の径方向対向空間に配設されかつ前
   記径方向対向空間の円周数カ所に設けられるくさび状空
   間に対応する円周数カ所に径方向内外に貫通するポケッ
   トを有する保持器と、 保持器のポケットそれぞれに周方向転動可能に収納され
   る複数のころと、 保持器のポケットそれぞれに圧縮状態で収納されかつ伸
   張復元力により各ころをロック側へ弾発付勢する複数の
   コイルバネと、 前記各ころと各コイルバネとの間にそれぞれ介装されか
   つコイルバネの弾発付勢力をころの軸方向にほぼ均等に
   分散して付与させる複数の押さえ部材と、 を含むことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の一方向クラッチにおい
   て、前記押さえ部材が、ころの軸方向に沿って幅広く当
   接する帯板部と、帯板部の背面側に一体形成されかつ前
   記コイルバネの内周に嵌入する脚部とを有するものであ
   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記載の一方向クラッチにおい
   て、前記保持器のポケットの周方向一側の内壁面に、前
   記コイルバネの伸縮方向に沿って突出するガイド突起が
   設けられ、このガイド突起に対し、前記押さえ部材の脚
   部がスライド案内される状態でかつころ側へのスライド
   量が規制された状態で係合されている、ことを特徴とす
   る一方向クラッチ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の一方向クラッチにおい
   て、前記コイルバネが、前記ガイド突起および脚部を囲
   む状態で外装され、当該コイルバネの伸縮方向両端が、
   前記帯板部の背面と保持器においてガイド突起が形成さ
   れた内壁面とに当接されている、ことを特徴とする一方
   向クラッチ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の一
   方向クラッチにおいて、前記押さえ部材のころ当接面
   が、ころの外周面に沿った凹曲面に形成されている、こ
   とを特徴とする一方向クラッチ。