JP2004316873A

JP2004316873A - 一方向クラッチ内蔵型転がり軸受及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置

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Publication number: JP2004316873A
Application number: JP2003129764A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hatanaka; 和幸畑中; Hiroshige Sakota; 裕成迫田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】モーメント荷重が加わった場合にも、内輪２１の中心軸と外輪２２の中心軸とがずれにくく、信頼性及び耐久性を確保できる構造で、軸方向寸法を短縮して小型・軽量化を可能にする。
【解決手段】内輪２１の外周面に形成した円筒状の内輪軌道２９と、外輪２２の内周面に形成した円筒状の外輪軌道３２との間に、複数個ずつの円筒ころ２３、２３とカム部材２４、２４とを、円周方向に関して交互に配置する。トルク伝達時にはこれら各カム部材２４、２４を上記内輪軌道２９と外輪軌道３２との間で突っ張らせる。これに対してオーバラン時には、上記各円筒ころ２３、２３の転動に基づき、上記内輪軌道２９と外輪軌道３２との相対回転を自在とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る一方向クラッチ内蔵型転がり軸受は、所定方向の回転力のみを伝達するもので、例えばアイドリングストップ車用の動力伝達装置に、或はオルタネータの回転軸に設ける従動プーリに、それぞれ組み込んだ状態で使用する。又、本発明の対象となる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、上記オルタネータの回転軸に設ける従動プーリとして、或は上記動力伝達装置を構成する駆動プーリ或は従動プーリとして、それぞれ使用する。
【０００２】
【従来の技術】
一方向クラッチを組み込んだアイドリングストップ車用の動力伝達装置として、特許文献１には、図１２〜１３に示す様な構造が記載されている。この従来構造の場合、エンジン１と変速機２との間に設けられ、このエンジン１のクランクシャフトと共に回転するフライホイール３の外周縁部に、リングギヤ４を設けている。そして、このリングギヤ４とピニオンギヤ５とを、常時噛合させている。このピニオンギヤ５の内径側には、このピニオンギヤ５を駆動する為のスタータモータ６の出力軸７の先端部（図１２の左端部）を、このピニオンギヤ５に対し同心に挿入している。そして、このピニオンギヤ５の内周面と上記出力軸７の外周面との間に、一方向クラッチであるローラクラッチ８と、それぞれ１対ずつの、サポート軸受９、９及びシールリング１０、１０とを設けている。
【０００３】
上述の様に構成する自動車用エンジンの起動装置によれば、停車に伴ってエンジンをアイドリングさせずに停止（アイドリングストップ）させた自動車を再発進させる為、クラッチペダル（或はアクセルペダル）を踏み込んでからエンジン１を再起動させるべくスタータモータ６を起動させるまでの間に、ピニオンギヤ５を前進させる必要がない。即ち、このピニオンギヤ５は、前記リングギヤ４と常時噛合したままであるから、自動車を再発進させる動作に基づいて生じる信号により上記スタータモータ６を起動さえすれば、上記ローラクラッチ８が接続状態となり、上記出力軸７からピニオンギヤ５に動力が伝達され、上記エンジン１の再起動を行なえる。この為、自動車を再発進させる為の動作を開始してから実際にエンジン１が再始動するまでの間に存在するタイムラグが小さくなって、運転者に違和感を与える事がなくなる。これに対して、エンジン１が再起動し、上記ピニオンギヤ５の回転速度が、前記出力軸７の回転速度よりも速くなると、上記ローラクラッチ８の接続が断たれ、起動した上記エンジン１の回転が上記スタータモータ６に伝わるのを防止する。従って、このスタータモータ６が上記エンジン１の運転に対する負荷になる事はない。尚、スタータモータ６の出力軸７とエンジン１のクランクシャフトとの間の動力伝達を無端ベルトにより行なう構造の場合も、上記出力軸７の端部に設けるプーリを、一方向クラッチ内蔵型とする事により、同様の作用・効果を得られる。
【０００４】
又、オルタネータの回転軸の端部に、一方向クラッチを内蔵したプーリを組み込む事も、例えば特許文献２等に記載されている様に、従来から考えられ、一部で実施されている。図１４は、この様な一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の１例を示している。この従来構造の場合、外周面に無端ベルトを掛け渡し自在としたプーリ１１の内周面と、回転軸に外嵌固定自在としたスリーブ１２の外周面との間の環状空間１３内に１対のサポート軸受９、９を、互いに間隔をあけて配置している。そして、これら両転がり軸受９、９同士の間に、ローラクラッチ８を配置している。この様な一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を、オルタネータ用の従動プーリとして使用する場合、上記プーリ１１から上記スリーブ１２を外嵌固定した回転軸への回転伝達を行なうのに対して、この回転軸からこのプーリ１１への回転伝達は行なわない。この為、このプーリ１１に掛け渡した無端ベルトへの摩擦力の作用方向を一定にしてこの無端ベルトの耐久性向上を図れる。又、エンジンの回転速度が急減する場合には、オルタネータのロータを慣性により回転させ、このロータの回転速度が急に低下する事を防止する事で、このオルタネータの発電効率の向上を図れる。
【０００５】
又、特許文献３〜５には、内輪の外周面と外輪の内周面との間に、転がり軸受を構成する転動体と、一方向クラッチを構成するスプラグとを、円周方向に関して交互に配置した、一方向クラッチ内蔵型の転がり軸受が記載されている。図１５は、このうちの特許文献４に記載された、一方向クラッチ内蔵型の転がり軸受を示している。この従来構造の場合、内輪１４の外周面中央部に深溝型の内輪軌道１５を、外輪１６の内周面中央部に深溝型の外輪軌道１７を、それぞれ形成し、これら内輪軌道１５と外輪軌道１７との間に複数の玉１８を、転動自在に保持している。又、円周方向に関してこれら各玉１８から外れた部分に複数のスプラグ１９を配置し、これら各スプラグ１９を、上記内輪１４の外周面両端部と上記外輪１６の内周面両端部とに係合自在としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２９７７３０号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２０６５０号公報
【特許文献３】
特開平９−９６３２５号公報
【特許文献４】
特開平１０−１０３３９０号公報
【特許文献５】
特開２０００−２２７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１〜２に記載される等により従来から知られている、前述の図１２〜１３或は図１４に示した構造の場合、一方向クラッチであるローラクラッチ８を軸方向両側から挟む位置に１対のサポート軸受９、９を設ける為、軸方向寸法並びにコストが嵩む。
これに対して、特許文献３〜５に記載された、例えば図１５に示した様な構造の場合には、部品点数が少ない為、軸方向寸法の短縮を図れる。又、コスト低減も図れる可能性はあるが、十分な耐久性及び信頼性を確保する事は難しいものと考えられる。
【０００８】
例えば、一方向クラッチ内蔵型転がり軸受を備えた一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を、アイドリングストップ車用の動力伝達機構中に組み込んだ状態では、プーリ１１（図１４参照）に、ラジアル荷重だけでなく、モーメント荷重も加わる。この様なモーメント荷重は、上記プーリ１１と、エンジンのクランクシャフトに固定された別のプーリとの間に存在するミスアライメント（中央位置の不一致、中心軸の非平行）に基づき、上記両プーリ同士の間に掛け渡された無端ベルトから上記プーリ１１に加わる。そして、上記モーメント荷重により上記プーリ１１が、運転時に角度振れを生じる可能性がある。この様な角度振れを生じると、このプーリ１１に掛け渡した無端ベルトが偏摩耗する他、玉１８の転動面と内輪軌道１５と外輪軌道１７と接触状態、並びに、各スプラグ１９と内輪１４の外周面両端部及び外輪１６の内周面両端部との係合状態が不良になる。この結果、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の耐久性が損なわれるだけでなく、本来の機能も十分に発揮できなくなって、信頼性が低下する。
【０００９】
上述の様な耐久性及び信頼性の低下を防止する為には、内輪１４と外輪１６との相対回転を許容する為の転がり軸受（図１５参照）の、モーメント荷重に対する剛性を高くする必要がある。これに対して、図１５に示した従来構造の場合、上記転がり軸受が単列深溝型の玉軸受である為、上記剛性を十分に高くする事は難しい。
【００１０】
更に、図１５に示した従来構造の場合には、上記内輪１４と上記外輪１６とが相対回転する状態（オーバラン状態）で、上記各スプラグ１９と上記外輪１６の内周面両端部とが擦れ合う事が避けられず、この面からも十分な耐久性を確保する事が難しい。
即ち、図１５に示した従来構造の場合、上記各玉１８と上記各スプラグ１９とが、同一の保持器２０に保持されており、上記内輪１４と上記外輪１６との相対回転時にはこの保持器２０が、上記各玉１８の公転運動に伴って回転する。従って、上記各スプラグ１９も、これら各玉１８と共に公転運動する。この公転運動に伴う、上記内輪１４及び外輪１６に対する相対回転速度は、上記内輪１４と上記外輪１６との相対回転速度の凡そ１／２ずつである。又、上記各スプラグ１９は、回転運動に基づく遠心力により径方向外方に変位し、その一部が上記外輪１６の内周面両端部に当接する。従って、上記オーバラン状態では、上記内輪１４と上記外輪１６との何れが停止して何れが回転しているかに関係なく、上記各スプラグ１９の一部と上記外輪１６の内周面両端部とが擦れ合う。この結果、これら各スプラグ１９の一部と外輪１６の内周面両端部との摩耗が進む事が避けられず、耐久性確保の面からは不利である。
本発明の一方向クラッチ内蔵型転がり軸受及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一方向クラッチ内蔵型転がり軸受及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置のうち、請求項１に記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数個の円筒ころと、複数個のカム部材と、保持器と、弾性部材とを備える。
このうちの内輪は、外周面に円筒状の内輪軌道を設けている。
又、上記外輪は、内周面に円筒状の外輪軌道を設け、上記内輪と同心に配置されている。
又、上記各円筒ころは、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間の環状空間に設けられている。
又、上記各カム部材は、上記環状空間の一部で円周方向に関する位相がこれら各円筒ころと異なる部分に配置されたもので、中心軸に直交する仮想平面に関する断面形状のうちの最大径が上記環状空間の径方向に関する厚さよりも大きく、同じく最小径がこの厚さよりも小さい。
又、上記保持器は、上記各円筒ころを転動自在に、上記各カム部材を揺動変位自在に、それぞれ保持する。
更に、上記弾性部材は上記各カム部材を、上記内輪軌道と上記外輪軌道との間で突っ張る方向に付勢する。
【００１２】
又、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記外輪の内周面のうちで外輪軌道の少なくとも軸方向一端に内向鍔部を、内輪の外周面のうちで内輪軌道の少なくとも軸方向他端に外向鍔部を、それぞれ設けると共に、これら両鍔部の内側面を各円筒ころの軸方向両端面に対向させる。この構成により、上記外輪の軸方向他端向き、上記内輪の軸方向一端向きのアキシアル荷重を支承自在とする。
【００１３】
又、請求項５に記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受の場合には、上記保持器に、内輪と外輪との相対回転時にこの保持器の回転に伴って各カム部材に加わる遠心力により、これら各カム部材が上記内輪及び外輪の径方向外方に変位する事を規制する抑え片を設けると共に、上記各カム部材を付勢する弾性部材のばね特性を、これら各カム部材の上記径方向外方への変位に伴って変形量が多くなる程弾性力が大きくなる非線形としている。そして、上記相対回転時に上記各カム部材の表面を、内輪軌道及び外輪軌道から離隔させる様に構成している。
【００１４】
更に、請求項７に記載した一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、外周面に無端ベルトを掛け渡し自在としたプーリの内周面と、回転軸に外嵌固定自在としたスリーブの外周面との間の環状空間内に、上述した様な一方向クラッチ内蔵型転がり軸受を組み付けている。
【００１５】
【作用】
上述の様に構成する本発明の一方向クラッチ内蔵型転がり軸受及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、それぞれ複数個ずつの円筒ころとカム部材とを同一円周上に配置できる為、軸方向寸法を短縮して、小型・軽量化を図れる。又、サポート軸受として機能する、上記各円筒ころにより構成する円筒ころ軸受は、転がり接触部が軸方向に長い直線状である為、従来構造の様な単列深溝型玉軸受に比べて、モーメント荷重に対する剛性が高い。
【００１６】
特に、請求項２に係る発明の様に、内向、外向両鍔部の内側面を上記各円筒ころの軸方向両端面に対向させてアキシアル荷重を支承自在とすれば、上記モーメント荷重に対する剛性をより向上させる事ができる。この為、プーリ等の回転伝達部材にモーメント荷重が作用した場合にも、この回転伝達部材の傾斜を抑えられて、無端ベルト等の他の部材、及び、一方向クラッチ内蔵型転がり軸受及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の耐久性を向上させる事ができる。
【００１７】
又、請求項５に係る発明の様に、内輪と外輪との相対回転時に上記各カム部材の表面を、内輪軌道及び外輪軌道から離隔させる様に構成すれば、各カム部材の表面と内輪軌道及び外輪軌道との摩擦を防止して、これら各カム部材の表面と内輪軌道及び外輪軌道との摩耗を抑え、耐久性確保を図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の一方向クラッチ内蔵型転がり軸受は、内輪２１と、外輪２２と、複数個の円筒ころ２３、２３と、複数個のカム部材２４、２４と、１個の保持器２５と、それぞれが請求項１に記載した弾性部材である、これら各カム部材２４、２４と同数の弾性片４３、４３とを備える。
【００１９】
このうちの内輪２１は、断面Ｌ字形で全体を円環状とした主輪２７と、円輪状の鍔輪２８とを、軸方向に重ね合わせて成る。このうちの主輪２７の外周面の中間部乃至一端部（図１の右端部）に円筒面状の内輪軌道２９を、他端部に第一の外向鍔部３０を、それぞれ形成している。又、上記鍔輪２８を上記主輪２７に重ね合わせた状態で、この鍔輪２８の外径寄り部分が、上記内輪軌道２９よりも径方向外方に突出する、第二の外向鍔部３１を構成する。
【００２０】
又、上記外輪２２は、内周面の中央部に円筒面状の外輪軌道３２を、同じく両端部に第一、第二の内向鍔部３３、３４を、それぞれ設け、上記内輪２１と同心に配置されている。
又、上記各円筒ころ２３、２３は、上記外輪軌道３２と上記内輪軌道２９との間の環状空間３５に、それぞれの転動面（外周面）をこれら外輪軌道３２と内輪軌道２９とに接触させた状態で、転動自在に設けられている。
【００２１】
又、上記各カム部材２４、２４は、上記環状空間３５の一部でこの環状空間３５の円周方向に関する位相が上記各円筒ころ２３、２３と異なる部分に、それぞれ配置されている。本例の場合には、これら各円筒ころ２３、２３と上記各カム部材２４とを、円周方向に関して交互に配置している。これら各カム部材２４、２４は、中心軸に直交する仮想平面に関する断面形状（図２〜４に表れる端面形状と同じ）は、上記外輪２２及び内輪２１の径方向に関して外側の中間部が、上記カム部材２４、２４の揺動中心となる凸部２６となっている。そして、この凸部２６と上記外輪軌道３２との当接部を基準とする直径を考えた場合に、最大径Ｄ_ＭＡＸが上記環状空間３５の径方向に関する厚さＴ_３５よりも大きく、同じく最小径Ｄ_ＭＩＮがこの厚さＴ_３５よりも小さい（Ｄ_ＭＡＸ＞Ｔ_３５＞Ｄ_ＭＩＮ）。具体的には、本例の場合に上記各カム部材２４、２４は、上記各円筒ころ２３、２３の外径よりも大きな外径を有する円柱状の素材の一部を除去した如き外周面を有する。そして、この外周面には、曲率半径の大きな第一円筒面部３６と、曲率半径の小さな第二円筒面部３７と、これら両円筒面部３６、３７の両端部同士を連続させる、第一、第二平坦面部３８、３９とを設けている。上記凸部２６は、このうちの第二円筒面部３７により構成される。又、上記各カム部材２４、２４の軸方向中央部で、組み付け状態で前記内輪２１及び外輪２２の径方向に関して外側の部分に、これら内輪２１及び外輪２２の円周方向に亙る凹溝４０を形成している。この凹溝４０の底面の形状は、中間部一端寄り（図２〜４の反時計方向前寄り）が最も突出した、山形としている。尚、カム部材としては、図示の様な形状のものに限らず、従来から一方向クラッチ用として知られている、各種形状のものを使用できる。
【００２２】
又、前記保持器２５は、上記各円筒ころ２３、２３を転動自在に、上記各カム部材２４、２４を揺動変位自在に、それぞれ保持する。本例の場合に上記保持器２５は、ステンレス鋼板等の弾性を有する金属板を曲げ成形したり、或は弾性を有する合成樹脂を射出成形して成る。そして、この様な保持器２５に、上記各円筒ころ２３、２３を転動自在に保持する為の第一のポケット４１、４１と、上記各カム部材２４、２４を自身の中心軸を中心とする揺動変位自在に保持する為の第二のポケット４２、４２とを、円周方向に関して交互に設けている。又、上記保持器２５の一部に、弾性片４３、４３を設けている。これら各弾性片４３、４３は、第一、第二のポケット４１、４２を仕切る柱部４４、４４のうち、１個置きの柱部４４、４４の円周方向片端縁にそれぞれの基端部を連結された状態で、上記各第二のポケット４２、４２の軸方向中央部分に延出している。
【００２３】
この様な各弾性片４３、４３の先端部は、上記各カム部材２４、２４に形成した上記凹溝４０の底部のうちで最も突出した部分に、弾性的に当接させている。この最も突出した部分は、上述の様に上記凹溝４０の中間部一端寄りに存在する為、上記各カム部材２４、２４には、図２〜４で反時計方向に揺動する方向の弾力が付与されている。そして、上記各カム部材２４、２４の最大径Ｄ_ＭＡＸ部分と、上記各弾性片４３、４３の先端部と上記凹溝４０との当接部との位置関係により、他の力が加わらない限り、上記各カム部材２４、２４が前記内輪軌道２９と前記外輪軌道３２との間で突っ張る傾向になる。
【００２４】
上述の様に本例の一方向クラッチ内蔵型転がり軸受は、前記内輪２１に対し前記外輪２２が図２〜４の反時計方向に相対回転する傾向の場合には、これら内輪２１と外輪２２との間でトルクを伝達可能にする。この場合には、上記各カム部材２４、２４と、前記内輪軌道２９及び外輪軌道３２との摺接部に加わる摩擦力が、これら各カム部材２４、２４を図２〜４の反時計方向に揺動変位させる方向に、上記各弾性片４３、４３の弾力に付加された状態で加わる。この結果、上記各カム部材２４、２４が、図３に示す様に、上記内輪軌道２９及び外輪軌道３２との間で突っ張り、一方向クラッチがロック状態となって、上記内輪２１と上記外輪２２との間でトルクを伝達可能にする。
【００２５】
これに対して、上記内輪２１に対し上記外輪２２が図２〜４の時計方向に相対回転する傾向の場合には、これら内輪２１と外輪２２との間でのトルクの伝達を遮断する。この場合には、上記各カム部材２４、２４と、上記外輪軌道３２との摺接部に加わる摩擦力が、これら各カム部材２４、２４を図２〜４の時計方向に揺動変位させる方向に、上記各弾性片４３、４３の弾力に抗する状態で加わる。この結果、上記各カム部材２４、２４が、図４に示す様に、上記各弾性片４３、４３を弾性変形させながら変位し、これら各カム部材２４、２４と上記内輪軌道２９との当接圧が喪失する。この状態では、一方向クラッチがオーバラン状態となって、これら各カム部材２４、２４と上記内輪２１との間でのトルク伝達が行なわれなくなり、上記内輪２１と上記外輪２２との相対回転が許容される。
【００２６】
上述の様に構成され作用する本例の一方向クラッチ内蔵型転がり軸受は、それぞれ複数個ずつの円筒ころ２３、２３とカム部材２４、２４とを、同一円周上に配置している。この為、前述の図１２〜１４に示した従来構造の第１〜２例の様に、１対のサポート軸受９、９の間部分にローラクラッチ８を配置した構造に比べ、軸方向寸法を短縮して、小型・軽量化を図れる。
【００２７】
又、本例の構造の場合にサポート軸受として機能する、上記各円筒ころ２３、２３により構成する円筒ころ軸受は、これら各円筒ころ２３、２３の転動面と上記内輪軌道２９及び前記外輪軌道３２との転がり接触部が、軸方向に長い直線状である。この為、前述の図１５に示した従来構造の第３例の様な、単列深溝型玉軸受に比べて、モーメント荷重に対する剛性が高い。しかも本例の場合には、前記内輪２１の両端部外周面に設けた第一、第二の外向鍔部３０、３１及び上記外輪２２の両端部内周面に設けた第一、第二の内向鍔部３３、３４と、上記各円筒ころ２３、２３の軸方向両端面との係合により、前記内輪２１と前記外輪２２との間に作用するアキシアル荷重を支承する。従って、上記モーメント荷重に対する剛性をより向上させる事ができる。尚、上記アキシアル荷重を支承する鍔部は、このアキシアル荷重の作用方向により異なり、第一の外向鍔部３０と第二の内向鍔部３４との組み合せ、又は、第二の外向鍔部３１と第一の内向鍔部３３との組み合せで、各方向のアキシアル荷重を支承する。
【００２８】
この為、プーリ等、上記外輪２２の周囲に設けた回転伝達部材に何れの方向のモーメント荷重が作用した場合にも、この回転伝達部材の傾斜を抑えて、上記プーリに掛け渡した無端ベルトの耐久性向上を図れる。又、上記転がり接触部に過大な面圧が作用する事も防止して、一方向クラッチ内蔵型転がり軸受自体の耐久性を向上させる事もできる。尚、上記モーメント荷重に対する剛性を高くする為には、上記第一、第二の外向鍔部３０、３１同士の間隔、及び、上記第一、第二の内向鍔部３３、３４同士の間隔は、上記各円筒ころ２３、２３の軸方向長さと同じか、この長さよりも僅かに大きいだけにする事が好ましい。これに対して、前記各カム部材２４、２４の軸方向長さは、上記各円筒ころ２３、２３の軸方向長さよりも短くして、これら各カム部材２４、２４と上記各鍔部３０、３１、３３、３４と擦れ合わない様にする事が好ましい（請求項３）。
【００２９】
次に、図５〜６は、請求項１、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、内輪２１と外輪２２との相対回転時に、各カム部材２４、２４の表面と内輪軌道２９及び外輪軌道３２とが擦れ合う事を防止する為に、保持器２５ｂに、弾性片４３ａと抑え片４９とを設けている。即ち、上記各カム部材２４、２４を保持する為に上記保持器２５ｂに設けた第二のポケット４２、４２の円周方向両側縁のうち、一方（時計方向後側）の側縁に弾性片４３ａ、４３ａを、他方（時計方向前側）の側縁に抑え片４９、４９を、それぞれ円周方向に関して上記第二のポケット４２、４２内に突出する状態で形成している。
【００３０】
上記各弾性片４３ａ、４３ａと抑え片４９、４９とのうちの弾性片４３ａ、４３ａは、上記各カム部材２４、２４に形成した凹溝４０の中間部一端寄りに存在する突出部５０に弾性的に当接してこれら各カム部材２４、２４に、上記内輪軌道２９と上記外輪軌道３２との間で突っ張る方向の弾力を付与している。本例の場合、上記各弾性片４３ａ、４３ａのばね特性を、上記各カム部材２４、２４の上記径方向外方への変位に伴って変形量が多くなる程急激に弾性力が大きくなる、非線形としている。即ち、上記各弾性片４３ａ、４３ａが上記突出部５０を上記保持器２５ｂの径方向内方に押圧する弾力は、この突出部５０がこの径方向内方に存在する場合に比べて径方向外方に存在する場合が、二次曲線的に大きくなる様にしている。従って上記各弾性片４３ａ、４３ａは、上記各カム部材２４、２４が遠心力に基づいて上記径方向外方に或る程度変位すると、これら各カム部材２４、２４の一端寄り（図６の左寄り）部分が、それ以上径方向外方に変位する事を抑える機能を有する。
【００３１】
これに対して上記各抑え片４９、４９は、上記各カム部材２４、２４に形成した凹溝４０内に挿入している。これら各抑え片４９、４９は、上記保持器２５ｂの回転に伴う遠心力により上記各カム部材２４、２４がこの保持器２５ｂの径方向外方に変位すると上記凹溝４０の底面に当接し、これらカム部材２４、２４他端寄り（図６の右寄り）部分が、それ以上径方向外方に変位する事を抑える機能を有する。
【００３２】
本例の場合には、前記第二のポケット４２、４２の円周方向両側縁に上述の様な弾性片４３ａ、４３ａと抑え片４９、４９とを設ける事により、前記内輪２１と外輪２２との相対回転時に、上記各カム部材２４、２４の表面を、この内輪２１の外周面に設けた内輪軌道２９と、上記外輪２２の内周面に設けた外輪軌道３２とから離隔させる事ができる。即ち、本例の場合には、上記内輪２１と外輪２２との間で動力を伝達する（これら内輪２１と外輪２２とが同期して回転する＝相対回転しない）際には、図６（Ａ）に示す様に、上記各カム部材２４が上記内輪軌道２９と上記外輪軌道３２との間で突っ張る。この状態での作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００３３】
これに対して、上記内輪２１と上記外輪２２との間で動力を伝達せず、これら内輪２１と外輪２２とが相対回転する際には、各円筒ころ２３、２３の公転運動に伴って上記保持器２５ｂが回転し、上記各カム部材２４、２４全体が、この保持器２５ｂの径方向外方に変位する傾向になる。この状態では、上記各第二のポケット４２、４２の円周方向両側縁に設けた弾性片４３ａ、４３ａと抑え片４９、４９とが、上記各カム部材２４、２４が、或る程度以上、上記径方向外方に変位する事を阻止する。従って、上記各弾性片４３ａ、４３ａの設置位置及びばね特性と、上記各抑え片４９、４９の設置位置とを適切に規制すれば、上記内輪２１と外輪２２との相対回転時に上記各カム部材２４、２４の表面を、図６（Ｂ）に示す様に、上記内輪軌道２９及び外輪軌道３２から離隔させる事ができる。この結果、上記各カム部材２４、２４の表面と内輪軌道２９及び外輪軌道３２との摩擦を防止して、これら各カム部材２４、２４の表面と内輪軌道２９及び外輪軌道３２との摩耗を抑え、一方向クラッチ内蔵型転がり軸受の耐久性確保を図れる。
【００３４】
次に、図７は、請求項１、４、５、６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、弾性部材を、弾性片４３ｂとバックアップ片５１とから構成している。このうちの弾性片４３ｂは、保持器２５ｃと別体のばね片を、この保持器２５ｃと一体のバックアップ片５１に、接着、溶接、ねじ止め等により固定したもので、上述した第２例の場合と同様に、各カム部材２４に形成した凹溝４０の突出部５０を、上記保持器２５ｃの径方向内方に向け弾性的に押圧する。これに対して上記バックアップ片５１は、内輪２１及び外輪２２の径方向に関して上記弾性片４３ｂよりも外側に設けられており、十分な（遠心力に基づく各カム部材２４の径方向外方への変位を阻止できる程度の）剛性を有する。この様なバックアップ片５１は、遠心力に基づく上記各カム部材２４の変位に伴って上記弾性片４３ｂが弾性変形した状態でこの弾性片４３ｂをバックアップし、この弾性片４３ｂがそれ以上弾性変形する事を阻止する。
【００３５】
この様な本例の場合には、上記内輪２１と上記外輪２２との相対回転時に上記保持器２５ｃの回転に伴って上記カム部材２４がこの保持器２５ｃの径方向外方に変位する傾向になった場合に、このカム部材２４の一端寄り（図７の左寄り）部分の、上記径方向に関する位置決めを正確に行なえる。この為、上記カム部材２４の表面と内輪軌道２９及び外輪軌道３２との擦れ合い防止を確実に図れる。その他の構成及び作用は、前述した第２例の場合と同様である。
【００３６】
次に、図８は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、外輪２２の両端部内周面に形成した係止溝にそれぞれの外周縁部を係止したシールリング４７、４７の内周縁部を、それぞれ内輪２１の一部に、全周に亙って摺接させている。本例の場合にはこの構成により、円筒ころ２３及びカム部材２４を収納した環状空間３５内のグリースが外部に漏洩したり、周囲に存在する異物がこの環状空間３５内に入り込む事を防止している。その他の部分の構成及び作用に就いては、前述した第１例と同様である。
【００３７】
次に、図９は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、内輪２１ａを一体型とする代わりに、外輪２２ａを、１対の外輪素子４８、４８を軸方向に突き合わせて成る２分割型としている。その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した第４例と同様である。
【００３８】
次に、図１０は、請求項７に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、外周面に無端ベルトを掛け渡し自在としたプーリ１１ａの内周面と、回転軸に外嵌固定自在としたスリーブ１２ａの外周面との間に、上述の図８に示した構造を有する一方向クラッチ内蔵型転がり軸受を組み付けている。この構成により、上記プーリ１１ａと上記スリーブ１２ａとの間で、所定方向の回転力の伝達のみを自在としている。一方向クラッチ内蔵型転がり軸受の構造及び作用に就いては、先に述べた通りであるから、重複する説明は省略する。
【００３９】
次に、図１１は、請求項７〜９に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合には、プーリ１１ｂの内周面に直接外輪軌道３２ａを形成する事により独立した外輪を省略すると共に、スリーブ１２ｂの外周面に直接内輪軌道２９ａを形成する事により独立した内輪を省略している。その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した第６例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００４０】
尚、本発明は、図示の様な構造に限らず、特許請求の範囲の記載を満たす範囲で、適宜変更実施する事もできる。例えば、一方向クラッチがロック状態で使用される事がオーバラン状態で使用される場合よりも多い用途であれば、カム部材として、遠心力に基づいてロック方向に変位するものを使用し、エンゲージ方式の一方向クラッチを構成しても良い。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、信頼性及び耐久性を確保しつつ、一方向クラッチ内蔵型転がり軸受及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の軸方向寸法を短縮して、小型・軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、中心軸を含む仮想平面に関する断面図。
【図２】一部を省略して示す、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】一方向クラッチのロック状態を示す、図２のＢ部拡大図。
【図４】同じくオーバラン状態を示す、図２のＢ部拡大図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の断面図。
【図６】一方向クラッチのロック状態とオーバラン状態とを示す、図５のＣ部拡大図。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を示す、図６と同様の図。
【図８】本発明の実施の形態の第４例を示す、図１と同様の図。
【図９】同第５例を示す、図１と同様の図。
【図１０】同第６例を示す、図１と同様の図。
【図１１】同第７例を示す、図１と同様の図。
【図１２】従来構造の第１例を示す断面図。
【図１３】同じく部分拡大断面図。
【図１４】従来構造の第２例を示す、中心軸を含む仮想平面に関する半部断面図。
【図１５】同第３例を示す、中心軸を含む仮想平面に関する断面図。
【符号の説明】
１エンジン
２変速機
３フライホイール
４リングギヤ
５ピニオンギヤ
６スタータモータ
７出力軸
８ローラクラッチ
９サポート軸受
１０シールリング
１１、１１ａ、１１ｂプーリ
１２、１２ａ、１２ｂスリーブ
１３環状空間
１４内輪
１５内輪軌道
１６外輪
１７外輪軌道
１８玉
１９スプラグ
２０保持器
２１、２１ａ内輪
２２、２２ａ外輪
２３円筒ころ
２４カム部材
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ保持器
２６凸部
２７主輪
２８鍔輪
２９、２９ａ内輪軌道
３０第一の外向鍔部
３１第二の外向鍔部
３２、３２ａ外輪軌道
３３第一の内向鍔部
３４第二の内向鍔部
３５環状空間
３６第一円筒面部
３７第二円筒面部
３８第一平坦部
３９第二平坦部
４０凹溝
４１第一のポケット
４２第二のポケット
４３、４３ａ、４３ｂ弾性片
４４柱部
４７シールリング
４８外輪素子
４９抑え片
５０突出部
５１バックアップ片

Claims

外周面に円筒状の内輪軌道を設けた内輪と、内周面に円筒状の外輪軌道を設け、この内輪と同心に配置された外輪と、この外輪軌道と上記内輪軌道との間の環状空間に設けられた複数個の円筒ころと、この環状空間の一部で円周方向に関する位相がこれら各円筒ころと異なる部分に配置された、中心軸に直交する仮想平面に関する断面形状のうちの最大径が上記環状空間の径方向に関する厚さよりも大きく、同じく最小径がこの厚さよりも小さい複数個のカム部材と、上記各円筒ころを転動自在に、これら各カム部材を揺動変位自在に、それぞれ保持する保持器と、これら各カム部材を、上記内輪軌道と上記外輪軌道との間で突っ張る方向に付勢する弾性部材とを備えた一方向クラッチ内蔵型転がり軸受。
外輪の内周面のうちで外輪軌道の少なくとも軸方向一端に内向鍔部を、内輪の外周面のうちで内輪軌道の少なくとも軸方向他端に外向鍔部を、それぞれ設けると共に、これら両鍔部の内側面を各円筒ころの軸方向両端面に対向させる事により、上記外輪の軸方向他端向き、上記内輪の軸方向一端向きのアキシアル荷重を支承自在とした、請求項１に記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受。
各カム部材の軸方向長さが各円筒ころの軸方向長さよりも小さい、請求項１〜２の何れかに記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受。
各カム部材が、それぞれの軸方向中間部で内輪及び外輪の径方向に関して外側の部分に、これら内輪及び外輪の円周方向に亙る凹溝が形成されたものであり、弾性部材が、弾性材製の保持器に設けられてこの凹溝の底部にその先端部を当接させた弾性片である、請求項１〜３の何れかに記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受。
保持器に、内輪と外輪との相対回転時にこの保持器の回転に伴って各カム部材に加わる遠心力により、これら各カム部材が上記内輪及び外輪の径方向外方に変位する事を規制する抑え片を設けると共に、上記各カム部材を付勢する弾性部材のばね特性を、これら各カム部材の上記径方向外方への変位に伴って変形量が多くなる程弾性力が大きくなる非線形とする事により、上記相対回転時に上記各カム部材の表面を、内輪軌道及び外輪軌道から離隔させる、請求項１〜４の何れかに記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受。
弾性部材が、各カム部材に当接してこれら各カム部材を押圧する弾性片と、内輪及び外輪の径方向に関してこの弾性片よりも外側に設けられ、遠心力に基づく上記各カム部材の変位に伴ってこの弾性片が弾性変形した状態でこの弾性片をバックアップし、この弾性片がそれ以上弾性変形する事を阻止するバックアップ片とから成る、請求項５に記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受。
外周面に無端ベルトを掛け渡し自在としたプーリの内周面と、回転軸に外嵌固定自在としたスリーブの外周面との間の環状空間内に、請求項１〜６の何れかに記載した一方向クラッチ内蔵型転がり軸受を組み付けて成る、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
プーリの内周面に直接外輪軌道を形成する事により外輪を省略した、請求項７に記載した一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
スリーブの外周面に直接内輪軌道を形成する事により内輪を省略した、請求項７に記載した一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。