JP2007064348A

JP2007064348A - 一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリ

Info

Publication number: JP2007064348A
Application number: JP2005250743A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Domoto; 正和堂本
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】保持器の軸方向への移動を確実に防止することができるようにした一方向クラッチを提供することである。
【解決手段】円筒形内面１３を有する外輪１１の内側に内輪１２を組込み、その内輪１２の外周に複数のカム面１７を設ける。内輪１２の軸方向一端側から内輪１２の外側に嵌合される保持器１８の内周にカム面１７と係合する係合面１９を設ける。保持器１８に各カム面１７に対向してポケット２１を形成し、各ポケット２１内に係合子２２と、その係合子２２が円筒形内面１３とカム面１７に係合する方向に係合子２２を付勢する弾性部材２３とを組込む。保持器１８の一端部に内向きのフランジ２０を形成し、そのフランジ２０の内径面に突出部２５を設け、この突出部２５を内輪１２のフランジ嵌合面１５ｂに形成された係合溝２４に係合して保持器１８を軸方向に位置決めする。
【選択図】図３

Description

この発明は、駆動軸の一方向の回転トルクを従動軸に伝達する一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリに関するものである。

一般に、エンジンのクランク軸の回転をベルト伝動装置によってエンジン補機の回転軸に伝えるようにした補機駆動装置においては、エンジンを急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも同様に急減速しようとする。このとき、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、エンジンが急減速されても回転軸は急減速されることはなく、その回転軸上に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとする。

この場合、クランク軸上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリ間に大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増大して破損し易くなる。

また、クランク軸は１回転中において角速度が変化しており、その角速度変動に起因してプーリとベルトの間で滑りを生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。

そのような不都合を解消するため、オルタネータの回転軸とその回転軸上に設けられたプーリとの間に一方向クラッチを組込み、オルタネータの回転軸の回転速度がプーリの回転速度を上回ったとき、一方向クラッチによりプーリと回転軸の結合を解除して、プーリから回転軸への回転伝達を遮断し、プーリをフリー回転させるようにしたベルト伝動装置が提案されている。

上記ベルト伝動装置に採用される一方向クラッチとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

図７および図８は上記特許文献１に記載された一方向クラッチを示す。この一方向クラッチは、プーリ５０の内径面に圧入される外輪５１に円筒形内面５２を形成し、外輪５１の内側に組込まれた内輪５３の外周に上記円筒形内面５２との間でくさび状空間を形成する複数のカム面５４を設け、内輪５３の軸方向一端からその内輪５３の外側に保持器５５を嵌合し、その保持器５５の内周に形成された係合面５６とカム面５４の係合により、保持器５５を内輪５３に対して回り止めし、保持器５５の挿入方向後端から内向きに形成されたフランジ５７と内輪５３の保持器受入れ側の端面の当接によって保持器５５を軸方向に位置決めしている。

また、保持器５５には内輪５３の各カム面５４と対向する位置にポケット５８を形成し、そのポケット５８内にローラ５９と、そのローラ５９をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材（図示省略）とを組込み、外輪５１の一方向への回転時に、ローラ５９を円筒形内面５２およびカム面５４に係合させて外輪５１の回転を内輪５３に伝えるようにしている。
特開２００１−３９６１号公報

ところで、上記従来の一方向クラッチにおいては、外輪５１の両側にその外輪５１を挟み込むと共に、プーリ５０と内輪５３とを相対的に回転自在に支持する一対の軸受６０、６１を組込み、一方の軸受６０の軸受内輪６０ａと一方向クラッチの内輪５３の肩部５３ａとで保持器５５のフランジ５７を挾み込んで保持器５５の軸方向への移動を防止する構成であるため、公差の組み合わせによっては、図８に示すように、軸受内輪６０ａとフランジ５７の対向面間に隙間６２が形成される場合がある。

ここで、軸受内輪６０ａとフランジ５７の対向面間に隙間６２が形成されると、一方向クラッチの係合時に保持器５５およびローラ５９が軸方向にずれ動き、ローラ５９の噛み合いが不完全になって係合不良が生じたり、また、一方向クラッチの空転時に保持器５５およびローラ５９が軸方向に振動して異音が発生する可能性がある。

この発明の課題は、保持器の軸方向への移動を防止することができるようにした一方向クラッチおよびクラッチ内蔵プーリを提供することである。

上記の課題を解決するため、第１の発明に係る一方向クラッチにおいては、円筒形内面を有する外輪内に内輪を組込み、その内輪の外周に前記外輪の円筒形内面との間でくさび状空間を形成する複数のカム面を周方向に設け、前記内輪の軸方向一端から内輪の外周に嵌合される保持器には、前記カム面に係合して保持器を回り止めする係合面と、内輪の保持器受入れ側の端面に対向するフランジとを設け、前記保持器には前記各カム面と対向する位置にポケットを形成し、各ポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材とを組込んだ一方向クラッチにおいて、前記保持器を合成樹脂の成形品とし、その保持器のフランジ内周と内輪外周の対向面における一方に周方向に延びる係合溝を形成し、他方にその係合溝に係合する突出部を設けた構成を採用したのである。

上記第１の発明に係る一方向クラッチにおいて、フランジの片面内周部に前記突出部と対応する部位を薄肉厚とする盗みを形成すると、フランジの内径部が径方向に弾性変形し易くなり、係合溝に対して突出部を容易に係合させることができる。

第２の発明に係る一方向クラッチにおいては、外輪の内側に円筒形外面を有する内輪を組込み、外輪の内周には前記内輪の円筒形外面との間でくさび状空間を形成する複数のカム面を周方向に設け、前記外輪の軸方向一端からその外輪内に嵌合される保持器には、前記カム面に係合して保持器を回り止めする係合面と、外輪の保持器受入れ側の端面に対向するフランジとを設け、前記保持器には前記各カム面と対向する位置にポケットを形成し、各ポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材とを組込んだ一方向クラッチにおいて、前記保持器を合成樹脂の成形品とし、その保持器のフランジ外周と外輪内周の対向面における一方に周方向に延びる係合溝を形成し、他方にその係合溝に係合する突出部を設けた構成を採用したのである。

上記第２の発明に係る一方向クラッチにおいて、フランジの片面外周部に前記突出部と対応する部位を薄肉厚とする盗みを形成すると、フランジの外径部が径方向に弾性変形し易くなり、係合溝に対して突出部を容易に係合させることができる。

第１の発明に係る一方向クラッチおよび第２の発明に係る一方向クラッチにおいて、係合溝と突出部の相互間に半径方向のしめしろを設けると、係合溝に突出部を強固に係合させることができ、保持器の軸方向の移動をより確実に防止することができる。

第３の発明に係るクラッチ内蔵プーリにおいては、プーリの内径面に第１の発明に係る一方向クラッチ又は第２の発明に係る一方向クラッチの外輪を圧入し、その外輪の両側にプーリと内輪とを相対的に回転自在に支持する一対の軸受を設けた構成を採用したのである。

上記第１の発明のように、保持器に形成されたフランジの内周と内輪外周の対向面における一方に係合溝を形成し、他方にその係合溝に係合する突出部を設けたことにより、保持器が軸方向に移動するのを防止することができる。

また、第２の発明のように、保持器に形成されたフランジの外周と外輪内周の対向面における一方に係合溝を形成し、他方にその係合溝に係合する突出部を設けたことにより、保持器が軸方向に移動するのを防止することができる。

このため、第１の発明および第２の発明のいずれの発明においても、一方向クラッチの係合時に係合子をくさび状空間の狭小部に確実に噛み込ませることができると共に、一方向クラッチの空転時に保持器および係合子が軸方向に振動することがなくなり、異音の発生を防止することができる。

さらに、第３の発明のように、プーリの内側に一方向クラッチの外輪を圧入して、プーリと一方向クラッチとをユニット化することにより、プーリと一方向クラッチの組付けを同時に行なうことができるため、補機の回転速度がエンジンの回転速度を上回った際にエンジンから補機への動力伝達を遮断するベルト伝動装置の組立ての容易化を図ることができる。

以下、この発明の実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。図１および図２は、クラッチ内蔵プーリを示す。このクラッチ内蔵プーリは、プーリ１と、その内側に組込まれた一方向クラッチ１０とを有し、上記プーリ１の外周にはＶリブドベルトを案内する複数のＶ溝２が形成されている。

一方向クラッチ１０は、外輪１１と、その外輪１１の内側に組込まれた内輪１２とを有し、上記外輪１１はプーリ１の内径面に圧入されてプーリ１と共に回転するようになっている。また、外輪１１には円筒形内面１３が形成されている。

内輪１２は、カムリング部１４の両端に一対の小径筒部１５を設けた構成とされている。各小径筒部１５の外周には軸受嵌合面１５ａが設けられ、一方の小径筒部１５には軸受嵌合面１５ａとカムリング部１４との間に軸受嵌合面１５ａより大径のフランジ嵌合面１５ｂが形成されている。

軸受嵌合面１５ａのそれぞれには軸受１６が嵌合され、その軸受１６により外輪１１は挟まれて軸方向に位置決めされると共に、内輪１２とプーリ１は相対的に回転自在とされている。

図１および図２に示すように、カムリング部１４の外周には、外輪１１の円筒形内面１３との間でくさび状空間を形成する複数のカム面１７が周方向に等間隔に設けられている。

外輪１１と内輪１２との間には保持器１８が組込まれている。保持器１８は合成樹脂の成形品からなる。この保持器１８の内周には内輪１２のカム面１７に係合する複数の係合面１９が設けられ、その係合面１９とカム面１７の係合によって保持器１８は内輪１２に対して回り止めされている。

保持器１８は、内輪１２の軸方向一端側からカムリング部１４の外周に嵌合され、その嵌合時に後側となる端部に内向きのフランジ２０が形成されている。

保持器１８には内輪１２の各カム面１７に対向してポケット２１が形成され、各ポケット２１内にローラから成る係合子２２と、その係合子２２をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材２３とが組込まれている。

図３に示すように、フランジ２０はフランジ嵌合面１５ｂに嵌合されている。フランジ嵌合面１５ｂには周方向に延びる係合溝２４が形成され、一方、フランジ２０の内径面には上記係合溝２４に係合する突出部２５が設けられている。

ここで、係合溝２４と突出部２５はぴったりと嵌り合う係合であってもよく、あるいは図４に示すように、半径方向にしめしろδをもつ係合であってもよい。その係合によって保持器１８は軸方向に位置決めされている。

また、突出部２５は周方向に連続するものであってもよく、あるいは、周方向に不連続のものであってもよい。また、突起であってもよい。

フランジ２０の外側面における内周部には突出部２５と対応する部分を薄肉厚とする盗み２６が設けられている。盗み２６は、フランジ２０の内径部を弾性変形し易くして係合溝２４に対する突出部２５の係合の容易化を図るためのものであり、突出部２５の形状に応じて適切な形状を採るようにする。

例えば、突出部２５が周方向に連続するものである場合、盗み２６は環状溝とし、また、突出部２５が周方向に不連続のもの、あるいは突起から成るものの場合、弧状溝又は切欠部とする。弧状溝や切欠部から成る盗み２６においては突出部２５と対応する位置に設けるようにする。

図３に示す例では、フランジ２０の内径面に突出部２５を設け、フランジ嵌合面１５ｂに係合溝２４を形成するようにしたが、上記と逆に、フランジ２０の内径面に係合溝を形成し、フランジ嵌合面１５ｂに突出部を設けるようにしてもよい。

実施の形態で示すクラッチ内蔵プーリは上記の構造から成り、プーリ１が図２の矢印で示す方向に回転すると、係合子２２が外輪１１の円筒形内面１３および内輪１２のカム面１７に係合し、プーリ１の回転は係合子２２を介して内輪１２に伝達される。

内輪１２の回転速度がプーリ１の回転速度を上回ると、円筒形内面１３およびカム面１７に対する係合子２２の係合が解除され、プーリ１から内輪１２への回転伝達が遮断される。

このため、オルタネータの回転軸にクラッチ内蔵プーリの内輪１２を取付け、そのクラッチ内蔵プーリのプーリ１とクランク軸に取付けたプーリ間にベルトをかけ渡してオルタネータを駆動すると、エンジンの急減速等によってオルタネータの回転速度がクランク軸の回転速度を上回った場合に、プーリ１をフリー回転させることができる。したがって、プーリ１とベルトの接触部で滑りが生じたり、ベルトの張力が増大するのを防止することができ、ベルトの破損防止に効果を挙げることができる。

ここで、内輪１２に対する保持器１８の組付けは、図４に示すように、内輪１２の軸方向一端側に保持器１８を配置し、その保持器１８の係合面１９と内輪１２のカム面１７とを位置合わせしたのち、カムリング部１４の外周に保持器１８を嵌合する。

カムリング部１４に対する保持器１８の嵌合量が多くなると、フランジ嵌合面１５ｂに保持器１８のフランジ２０が嵌合し始め、その内径面に設けられた突出部２５が上記フランジ嵌合面１５ｂに接触し始めると、フランジ２０の内径部が弾性変形する。

このとき、フランジ２０の外側面の内周部には盗み２６が設けられているため、フランジ２０の内径部は径方向外方に容易に弾性変形する。

突出部２５が係合溝２４と対向する位置まで保持器１８が嵌合されると、係合溝２４に突出部２５が係合し、その係合によって保持器１８は軸方向に位置決めされる。この場合、係合溝２４と突出部２５の相互間に、図４に示すように、半径方向のしめしろδを設けておくことにより、係合溝２４に対する突出部２５の係合力が強く、保持器１８をより確実に軸方向に位置決めすることができる。

このように、保持器１８は、係合溝２４と突出部２５の係合によって軸方向に位置決めされるため、一方向クラッチの係合時に、保持器１８および係合子２２が軸方向に移動することはない。このため、係合子２２を円筒形内面１３とカム面１７とで形成されるくさび状空間の狭小部に確実に噛み込ませることができ、一方向クラッチに係合不良が発生するのを防止することができる。

また、一方向クラッチの空転時に、保持器１８および係合子２２が軸方向に振動することがなく、異音の発生を防止することができる。

図５および図６は、クラッチ内蔵プーリの他の実施形態を示す。この実施形態と図１および図２に示す実施形態のクラッチ内蔵プーリとは一方向クラッチ１０の構成が相違する。

図６に示す一方向クラッチ１０は、外輪３１の内側に組込まれた内輪３２に円筒形外面３３を形成し、外輪３１の内周には上記円筒形外面３３との間でくさび状空間を形成する複数のカム面３４を周方向に等間隔に設け、そのカム面３４と係合する係合面３６を外周に有する保持器３５を外輪３１内に嵌合し、上記保持器３５には各カム面３４と対向する位置にポケット３７を設け、各ポケット３７内にローラから成る係合子３８と、その係合子３８をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材３９とを組込んでいる。

また、外輪３１の一端部内周にフランジ嵌合面４０を形成し、保持器３５にはそのフランジ嵌合面４０に嵌合される外向きのフランジ４１を設け、上記フランジ嵌合面４０に係合溝４２を形成し、フランジ４１の外径面に上記係合溝４２に係合する突出部４３を設け、上記フランジ４１の外側面外周部に盗み４４を形成している。

上記のように、フランジ嵌合面４０に係合溝４２を形成し、その係合溝４２にフランジ４１の外径面に設けた突出部４３を係合させることにより、保持器３５を軸方向に位置決めすることができるため、図１および図２に示す一方向クラッチと同様に、係合不良が発生するのを防止することができると共に、空転時に異音が発生するのを防止することができる。

また、フランジ４１の外側面外周部に盗み４４を形成したことにより、フランジ４１の外径部が弾性変形し易く、係合溝４２に突出部４３を容易に係合させることができる。

図６に示す例において、係合溝４２と突出部４３の相互間に、図４に示す場合と同様に半径方向のしめしろを設けておくと、保持器３５をより確実に軸方向に位置決めすることができる。

図６に示す例では、フランジ嵌合面４０に係合溝４２を形成し、フランジ４１の外径面に突出部４３を設けたが、フランジ嵌合面４０に突出部を設け、フランジ４１の外径面に係合溝を形成してもよい。

この発明に係るクラッチ内蔵プーリの実施の形態を示す縦断正面図図１のII−II線に沿った断面図図１に示す保持器の軸方向位置決め部を拡大して示す断面図保持器の組付け前の状態を示す断面図この発明に係るクラッチ内蔵プーリの他の実施形態を示す断面図図５に示す保持器の軸方向の位置決め部を拡大して示す断面図従来のクラッチ内蔵プーリを示す断面図図７に示す保持器の軸方向の位置決め部を拡大して示す断面図

符号の説明

１プーリ
１０一方向クラッチ
１１外輪
１２内輪
１３円筒形内面
１７カム面
１８保持器
１９係合面
２０フランジ
２１ポケット
２２係合子
２３弾性部材
２４係合溝
２５突出部
２６盗み
３１外輪
３２内輪
３３円筒形外面
３４カム面
３５保持器
３６係合面
３７ポケット
３８係合子
３９弾性部材
４１フランジ
４２係合溝
４３突出部
４４盗み

Claims

円筒形内面を有する外輪内に内輪を組込み、その内輪の外周に前記外輪の円筒形内面との間でくさび状空間を形成する複数のカム面を周方向に設け、前記内輪の軸方向一端から内輪の外周に嵌合される保持器には、前記カム面に係合して保持器を回り止めする係合面と、内輪の保持器受入れ側の端面に対向するフランジとを設け、前記保持器には前記各カム面と対向する位置にポケットを形成し、各ポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材とを組込んだ一方向クラッチにおいて、
前記保持器を合成樹脂の成形品とし、その保持器のフランジ内周と内輪外周の対向面における一方に周方向に延びる係合溝を形成し、他方にその係合溝に係合する突出部を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
前記フランジの片面内周部に前記突出部と対応する部分を薄肉厚とする盗みを形成した請求項１に記載の一方向クラッチ。
外輪の内側に円筒形外面を有する内輪を組込み、外輪の内周には前記内輪の円筒形外面との間でくさび状空間を形成する複数のカム面を周方向に設け、前記外輪の軸方向一端からその外輪内に嵌合される保持器には、前記カム面に係合して保持器を回り止めする係合面と、外輪の保持器受入れ側の端面に対向するフランジとを設け、前記保持器には前記各カム面と対向する位置にポケットを形成し、各ポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材とを組込んだ一方向クラッチにおいて、
前記保持器を合成樹脂の成形品とし、その保持器のフランジ外周と外輪内周の対向面における一方に周方向に延びる係合溝を形成し、他方にその係合溝に係合する突出部を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
前記フランジの片面外周部に前記突出部と対応する部分を薄肉厚とする盗みを形成した請求項３に記載の一方向クラッチ。
前記係合溝と突出部の相互間に半径方向のしめしろを設けた請求項１乃至４のいずれかに記載の一方向クラッチ。
プーリの内径面に請求項１乃至５のいずれかに記載の一方向クラッチの外輪を圧入し、その外輪の両側にプーリと内輪を相対的に回転自在に支持する一対の軸受を設けたクラッチ内蔵プーリ。