JP2001140943A - 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、組み立て作業を簡易
としたうえで、保持器の強度アップを図る構成とするこ
と。 【解決手段】内・外輪１０，１１の一方周面にくさび状
空間形成用のカム面１０ａを設けて各くさび状空間にこ
ろ１３を配置したタイプの一方向クラッチ３において、
保持器１２における各ポケット１２ａ間の柱部１２ｃの
一方壁面が、その内径側および外径側を膨出させること
で径方向中間部分を窪ませた形状としている。これによ
り、柱部１２ｃの一方壁面にころ１３を押し付けたとき
に、ころ１３が径方向内外に動けなくなるので、保持器
１２ところ１３とを一体物として取り扱えるようにな
る。しかも、前述した柱部１２ｃの膨出部１２ｄ，１２
ｅの存在によって柱部１２ｃの断面積が可及的に大きく
なるので、保持器１２の強度アップが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ころを用いた一方
向クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の一方向クラッチは、図７
に示すように、内輪８５、外輪８６、複数のころ８７、
保持器８８、コイルバネ８９を有している。

【０００３】図例の一方向クラッチでは、内輪８５の円
周数カ所に平坦なカム面８５ａが設けられており、この
内輪８５のカム面８５ａと外輪８６の円筒形の内周面と
によりくさび状空間が形成される。また、内輪８５に対
して保持器８８が固定状態で外嵌されており、この保持
器８８のポケット８８ａに対してころ８７およびコイル
バネ８９が各１つずつ収納されている。

【０００４】通常、保持器８８のポケット８８ａそれぞ
れの間の柱部８８ｂの壁面は、平面とされている。但
し、図示するように、前記柱部８８ｂの一方壁面を放射
方向に対して斜めに形成することにより、内輪８５に対
して保持器８８を外嵌装着して保持器８８のポケット８
８ａにころ８７およびコイルバネ８９を収納した状態に
おいて、ころ８７の抜け出しを阻止するように設計され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例の一方向ク
ラッチにおいて、保持器８８を内輪８５に装着していな
い状態だと、ポケット８８ａからころ８７が簡単に抜け
出る形態になっているために、組み立て過程で取り扱い
にくいと言える。

【０００６】また、上記一方向クラッチにおいて、所要
のトルク容量を確保したうえでコンパクト化を図る必要
があるような場合、保持器８８の柱部８８ｂの周方向幅
を薄肉化せざるを得ないが、そのような場合だと、保持
器８８の柱部８８ｂにおける断面積が小さくなるため
に、保持器８８の強度が低下する傾向となる。

【０００７】このような事情に鑑み、本発明は、一方向
クラッチにおいて、組み立て作業を簡易としたうえで、
保持器の強度アップを図る構成とすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明第１の一方向クラ
ッチは、同心状に配設される内・外輪を同期回転させる
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
もので、前記内・外輪の一方周面の円周数カ所に、内・
外輪の対向間隔を周方向一方へ向けて広くしたくさび状
空間を形成するためのカム面が設けられ、前記カム面が
設けられる側に、前記くさび状空間と対応する円周数カ
所に径方向内外に貫通するポケットを有する円環状の保
持器が嵌合装着され、前記保持器の各ポケット内にころ
およびころをくさび状空間の狭い側へ弾発付勢する弾性
部材が１つずつ収納され、前記保持器において前記ポケ
ットそれぞれの間に位置する柱部の一方壁面が、その外
径側および内径側を膨出させることで径方向中間部分を
窪ませた形状とされていて、この一方壁面にころの周面
が押し付けられたときにころが径方向に位置決めされる
ことを特徴としている。

【０００９】本発明第２の一方向クラッチは、内周面が
円筒形に形成される外輪と、外輪の内周に挿通され円周
数カ所に前記外輪の円筒形内周面との間でくさび状空間
を形成するカム面が設けられる内輪と、前記くさび状空
間それぞれに１つずつ配置されるころと、前記内輪に固
定状態で外嵌されかつ前記各ころが周方向転動範囲を規
制された状態で収納されるポケットを有する円環状の保
持器と、この保持器のポケットに配設されて前記ころを
くさび状空間の狭い側へ弾発付勢する弾性部材とを含
み、前記保持器において前記ポケットそれぞれの間に位
置する柱部の一方壁面が、その外径側および内径側を膨
出させることで径方向中間部分を窪ませた形状とされて
いて、この一方壁面にころの周面が押し付けられたとき
にころが径方向に位置決めされることを特徴としてい
る。

【００１０】このように、本発明では、内・外輪の一方
周面にくさび状空間形成用のカム面を設けて各くさび状
空間にころを配置したタイプの一方向クラッチを前提と
し、その保持器における各ポケット間の柱部の一方壁面
にころを径方向で位置決めするための窪みを設けてい
る。これにより、この窪み部分にころを押し付けた状態
だと、ころが径方向に位置決めされることになって、保
持器ところとを一体物として取り扱えるようになる。し
かも、前述した窪みについては、柱部の内径側と外径側
とを膨出させることで得るものとしているから、この柱
部の断面積が可及的に大きくなって、保持器の強度アッ
プが可能になる。

【００１１】

【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。

【００１２】図１ないし図３に本発明の実施形態１を示
している。ここでは、一方向クラッチをプーリユニット
に内蔵した例を挙げる。図１は、プーリユニットの縦断
面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、
図３は、一方向クラッチにおける内輪および保持器を示
す斜視図である。

【００１３】図例のプーリユニットＡは、プーリ１、中
空軸２、一方向クラッチ３、２つの転がり軸受４，５を
有している。

【００１４】プーリ１は、例えば自動車エンジンのクラ
ンクシャフトによりＶリブドベルトＢを介して回転駆動
されるもので、その外周にはＶリブドベルトＢが巻き掛
けられる波状溝が形成されている。

【００１５】中空軸２は、プーリ１の内周に挿通され
て、図示しないが自動車エンジンの補機の入力軸（例え
ばオルタネータのロータ）に固定される。

【００１６】一方向クラッチ３は、プーリ１と中空軸２
との対向環状空間の軸方向中央に介装されるもので、内
輪１０、外輪１１、合成樹脂製の円環状の保持器１２、
複数のころ１３、弾性部材として楕円形のコイルバネ１
４とを備えている。

【００１７】２つの転がり軸受４，５は、プーリ１と中
空軸２との対向環状空間の軸方向両側に１つずつ介装さ
れる。これらの転がり軸受４，５は、いずれも一般的な
深溝型玉軸受とされており、内輪２１，３１、外輪２
２，３２、複数の玉２３，３３と、合成樹脂製の円環状
の保持器２４，３４を備えている。これらの転がり軸受
４，５の軸方向外端側には、シール６が装着されてい
る。

【００１８】上記一方向クラッチ３の各構成要素を説明
する。

【００１９】内輪１０は、上記中空軸２に対して圧入に
より外嵌されるもので、その外周面の円周数カ所には平
坦なキー状のカム面１０ａが設けられている。この例で
は、カム面１０ａを八つとしており、そのために内輪１
０の外径形状が八角形になっている。

【００２０】外輪１１は、上記プーリ１に対して圧入に
より内嵌されるもので、その内周面は円筒形に形成され
ている。

【００２１】保持器１２は、上記内・外輪１０，１１の
対向環状空間に配設されて内輪１０に対して周方向なら
びに軸方向に位置決めされた状態で外装されるもので、
その円周数カ所つまり内輪１０のカム面１０ａに対応す
る領域には、径方向内外に貫通形成されるポケット１２
ａが設けられている。

【００２２】ころ１３は、保持器１２の各ポケット１２
ａに１つずつ周方向転動範囲が規制された状態で収納さ
れる。

【００２３】コイルバネ１４は、保持器１２の各ポケッ
ト１２ａの内壁面に突設される突起１２ｂに対して装着
されて、ころ１３をカム面１０ａと外輪１１内周面とで
形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）へ押圧する
ものである。

【００２４】なお、保持器１２の内周面について、内輪
１０の多角形の外周面形状に合致嵌合する形状に形成す
ることにより、保持器１２を内輪１０に対して周方向に
回り止めさせている。

【００２５】そして、一方向クラッチ３の両側に配設さ
れる２つの転がり軸受４，５の各内輪２１，３１の外径
寸法Ｒ１，Ｒ２を、一方向クラッチ３の保持器１２の内
径寸法ｒよりも大きく設定することにより、一方向クラ
ッチ３の保持器１２を両側の転がり軸受４，５の内輪２
１，３１で軸方向から挟む形態として、一方向クラッチ
３の保持器１２における軸方向変位量を規制するように
している。

【００２６】次に、上記プーリユニットＡの動作を説明
する。要するに、プーリ１の回転速度が中空軸２よりも
相対的に速くなると、一方向クラッチ３のころ１３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、プーリ１と中空軸２とが一体化して同期回転す
る。しかし、プーリ１の回転速度が中空軸２よりも相対
的に遅くなると、一方向クラッチ３のころ１３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、プーリ１から中空軸２へ回転動力の伝達が遮断され
ることになって中空軸２が回転慣性力のみで回転を継続
するようになる。

【００２７】ちなみに、上記プーリユニットＡを自動車
エンジンのオルタネータに利用する場合だと、ベルトＢ
の駆動源となるエンジンのクランクシャフトの回転変動
に関係なく、オルタネータのロータの回転を高域に維持
して、発電効率を高めるようにすることができる。つま
り、クランクシャフトの回転数が上昇するとき、一方向
クラッチ３がロック状態となって内側環体２を外側環体
１と同期回転させるようにし、一方、クランクシャフト
の回転数が低下するとき、一方向クラッチ３がフリー状
態となって中空軸２をプーリ１の減速と無関係に自身の
回転慣性力により回転継続させるようにすればよい。

【００２８】この実施形態１では、一方向クラッチ３に
おける保持器１２の形状について特徴があるので、以下
において詳細に説明する。

【００２９】すなわち、保持器１２のポケット１２ａ間
の柱部１２ｃについて、その一方壁面の内径側および外
径側に膨出部１２ｄ，１２ｅを設けることで、径方向中
間部分を窪ませた形状としている。

【００３０】具体的に、前述した膨出部１２ｄ，１２ｅ
は、柱部１２ｃの内径側および外径側を周方向に先鋭と
なる形態で膨出させたようなものであり、これらの膨出
部１２ｄ，１２ｅを設けることによって、柱部１２ｃの
径方向中間部分に窪みが形成されることになるのであ
る。この実施形態では、柱部１２ｃの一方壁面が断面ほ
ぼ「く」の字形状に形成されている。このような柱部１
２ｃの一方壁面に対してころ１３がコイルバネ１４の弾
発付勢力でもって押し付けられることによって、ころ１
３が径方向で位置決めされる結果となる。

【００３１】このような保持器１２であれば、ポケット
１２ａにころ１３を非分離に収納できるので、一方向ク
ラッチ３を組み立てる過程での取り扱いが簡単に行える
ようになる他、膨出部１２ｄ，１２ｅを設けることによ
って柱部１２ｃの断面積を可及的に大きくできるので、
保持器１２の強度アップが可能になる。このような形態
で柱部１２ｃの断面積を大きくすれば、ポケット１２ａ
の寸法を縮小せずに済むので、ころ１３の転動範囲なら
びに所要のトルク容量を確保するうえで有利となる。

【００３２】図４ないし図６に本発明の実施形態２を示
している。図４は、プーリユニットの縦断面図、図５
は、図４の（５）−（５）線断面の矢視図、図６は、一
方向クラッチにおける内輪および保持器を示す斜視図で
ある。

【００３３】この実施形態２のプーリユニットＡは、部
品点数ならびに製造コストを削減するために、一方向ク
ラッチ３の内・外輪１０，１１および２つの転がり軸受
４，５の各内・外輪２１，３１，２２，３２を省略し、
これらの内輪２１，３１についてプーリユニットＡの中
空軸２で兼用させて、外輪２２，３２についてプーリユ
ニットＡのプーリ１で兼用させた構成としている。

【００３４】これに関連して、第１転がり軸受４とし
て、複数の玉２３およびそれを保持する冠形保持器２４
からなる深溝玉軸受を、第２転がり軸受５として、複数
のころ３３およびそれを保持する保持器３４からなるケ
ージアンドローラをそれぞれ用いている。

【００３５】なお、この実施形態２での一方向クラッチ
３は、保持器１２ところ１３とコイルバネ１４とで構成
されることになるが、その保持器１２の構成については
上記実施形態１で説明したものと全く同じものを利用で
きる。この場合、保持器１２についてころ１３を非分離
とする構成が取り扱い面において特に有利となる。

【００３６】このようなプーリ１および中空軸２の形状
について詳細に説明する。

【００３７】まず、中空軸２において軸方向中間領域２
ａの円周数カ所には、一方向クラッチ３の平坦なカム面
１０ａが形成され、その軸方向両側領域２ｂ，２ｃに
は、転がり軸受４，５の内輪軌道部が確保されている。
なお、中空軸２の中間領域２ａは八角形に、両側領域２
ｂ，２ｃは円形に形成されている。

【００３８】そして、中空軸２において第１転がり軸受
４の内輪軌道部となる領域２ｂの外径寸法が、第２転が
り軸受５の内輪軌道部とする領域２ｃの外径寸法よりも
大きく設定されている。これは、プーリ１と中空軸２と
の間に、一方向クラッチ３や２つの転がり軸受４，５を
軸方向一方から順番に簡単に組み込めるようにするため
である。

【００３９】また、プーリ１の内周面および中空軸２の
外周面において大径に設定した軸方向一端側の領域２ｂ
には、深溝玉軸受からなる第１転がり軸受４の玉２３が
介装される軌道溝が形成されている。

【００４０】また、プーリ１の内周面および中空軸２の
外周面において小径に設定した軸方向他端側の領域２ｃ
には、周溝２ｄが設けられており、この周溝２ｄに対し
てケージアンドローラからなる第２転がり軸受５の保持
器３４の内周に設けられてある径方向内向きの輪状突起
３４ａが係入されることにより、当該保持器３４が軸方
向に位置決めされるようになっている。

【００４１】そして、一方向クラッチ３の保持器１２
は、中空軸２の外周面において軸方向中間領域２ａの外
形形状と合致する形状つまり八角形に形成されており、
この保持器１２にころ１３それぞれを保持させた状態で
中空軸２の軸方向中間領域２ａに外嵌されることによ
り、周方向に回り止めされている。

【００４２】また、一方向クラッチ３の保持器１２は、
中空軸２における中間領域２ａのカム面１０ａと大径の
領域２ｂとを連接するテーパ状段差部２ｅによって、第
１転がり軸受４側への動きが封じられ、中空軸２に対し
て軸方向位置決めされた第２転がり軸受５の保持器３４
によって第２転がり軸受５側への動きが封じられるよう
になっている。

【００４３】なお、本発明は上述した実施形態のみに限
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）上記実施形態では、一方向クラッチ３をプーリユ
ニットＡに内蔵した形態で説明したが、一方向クラッチ
３は、種々な用途の装置に利用することができ、よって
使用対象としてプーリユニットＡだけに限定されない。 （２）上記実施形態での一方向クラッチ３における細部
の構成についても限定されるものでなく、種々な変形が
考えられる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の一方向クラッチは、内・外輪の
一方周面にくさび状空間形成用のカム面を設けて各くさ
び状空間にころを配置した構成を前提とし、その保持器
における各ポケット間の柱部の一方壁面について、そこ
にころを押し付けたときにころが径方向内外へ動けない
ような窪みを設けることにより、保持器のポケットにこ
ろを非分離に収納できるようにしているので、組み立て
時の取り扱いが簡単に行えるようになる他、前記窪みを
一方壁面の内径側と外径側とに膨出部を設けることによ
って得ているから、この膨出部の存在によって柱部の断
面積が可及的に大きくなって、保持器の強度アップに貢
献できるようになる。

【００４５】このような形態で保持器の柱部の断面積を
大きくすれば、ポケットの寸法を縮小せずに済むので、
ころの転動範囲ならびに所要のトルク容量を確保するう
えで有利となる。換言すれば、一方向クラッチのトルク
容量をかせぐために、保持器の柱部の寸法を可及的に小
さくせざるを得ないような状況でも、ポケット内にころ
を非分離に保持させる機能を持たせたうえで、柱部の十
分な強度を確保できるようになるなど、有利な構造にで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１のプーリユニットの上半分
の断面図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】実施形態１のプーリユニットに内蔵される一方
向クラッチにおける内輪および保持器を示す斜視図

【図４】本発明の実施形態２のプーリユニットの縦断面
図

【図５】図４の（５）−（５）線断面の矢視図

【図６】実施形態２の一方向クラッチにおける内輪およ
び保持器を示す斜視図

【図７】従来例の一方向クラッチの上半分の断面図

【符号の説明】

３ 一方向クラッチ １０ 一方向クラッチの内輪 １０ａ 内輪のカム面 １１ 一方向クラッチの外輪 １２ 一方向クラッチの保持器 １２ａ 保持器のポケット １２ｃ 保持器の柱部 １２ｄ，１２ｅ 柱部の膨出部 １３ 一方向クラッチのころ １４ コイルバネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同心状に配設される内・外輪を同期回転さ
   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、 前記内・外輪の一方周面の円周数カ所に、内・外輪の対
   向間隔を周方向一方へ向けて広くしたくさび状空間を形
   成するためのカム面が設けられ、 前記カム面が設けられる側に、前記くさび状空間と対応
   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
   る円環状の保持器が嵌合装着され、 前記保持器の各ポケット内にころおよびころをくさび状
   空間の狭い側へ弾発付勢する弾性部材が１つずつ収納さ
   れ、 前記保持器において前記ポケットそれぞれの間に位置す
   る柱部の一方壁面が、その外径側および内径側を膨出さ
   せることで径方向中間部分を窪ませた形状とされてい
   て、この一方壁面にころの周面が押し付けられたときに
   ころが径方向に位置決めされる、ことを特徴とする一方
   向クラッチ。
2. 【請求項２】内周面が円筒形に形成される外輪と、 外輪の内周に挿通され円周数カ所に前記外輪の円筒形内
   周面との間でくさび状空間を形成するカム面が設けられ
   る内輪と、 前記くさび状空間それぞれに１つずつ配置されるころ
   と、 前記内輪に固定状態で外嵌されかつ前記各ころが周方向
   転動範囲を規制された状態で収納されるポケットを有す
   る円環状の保持器と、 この保持器のポケットに配設されて前記ころをくさび状
   空間の狭い側へ弾発付勢する弾性部材とを含み、 前記保持器において前記ポケットそれぞれの間に位置す
   る柱部の一方壁面が、その外径側および内径側を膨出さ
   せることで径方向中間部分を窪ませた形状とされてい
   て、この一方壁面にころの周面が押し付けられたときに
   ころが径方向に位置決めされる、ことを特徴とする一方
   向クラッチ。