JP2019100383A - ラチェット型ワンウェイクラッチの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 中心軸線方向の寸法の縮小化と高トルク設定を可能とするラチェット型ワンウェイクラッチの構造を提供すること。【解決手段】 ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の中心軸線上に配置され、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０と軸方向に対向する面１ｆを有する固定部材１を有し、外輪４には第１の嵌合部である貫通孔４ｂが複数形成され、面１ｆには第１の嵌合部４ｂと嵌合する第２の嵌合部である凸部１ｃが複数形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両などに用いられるラチェット型ワンウェイクラッチの構造に関する。

従来のワンウェイクラッチは一般的に、外内輪と、スプラグあるいはラチェット機構等のトルク伝達部とを組み合わせた構造を有している。例えばラチェット型構造を持つワンウェイクラッチを出力軸に固定するためには、ワンウェイクラッチの分解を防ぐための保持部材にワンウェイクラッチを保持し、ワンウェイクラッチが保持された該保持部材をフライホイールとともに出力軸に固定する必要があった（例えば特許文献１参照）。

特許文献１には、ラチェット型ワンウェイクラッチが保持された保持部材が、フライホイールとともに出力軸に固定された構造が記載されている。このような構造のため、特許文献１のラチェット型ワンウェイクラッチは保持部材を介してフライホイールとともに出力軸に固定されることとなり、ラチェット型ワンウェイクラッチの配置スペースが中心軸線方向に大きくなるという問題があった。

近年、中心軸線方向の配置スペースの縮小の要求が更に強くなってきており、それと同時に高トルク設定に適用できるラチェット型ワンウェイクラッチの要求も強くなってきている。

特開２０１６−２２３５７８

従来のラチェット型ワンウェイクラッチ２０は、図４に示すように、ラチェット型ワンウェイクラッチ２０を保持する保持部材２２によってフライホイール２１と出力軸へ取り付けられるため、中心軸線方向で配置スペースが大きくなり、また、中心軸線方向の配置スペースの拡大を防ぐため、保持部材２２を厚肉化することができず、高トルク設定が困難であった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、中心軸線方向の配置スペースの縮小化、及び、高トルク設定を可能とするラチェット型ワンウェイクラッチの構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造は、
外輪と、
前記外輪の径方向内側に前記外輪と同軸に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に構成されたラチェット機構とを有するラチェット型ワンウェイクラッチの構造であって、
前記ラチェット型ワンウェイクラッチの中心軸線上に配置され、前記ラチェット型ワンウェイクラッチと中心軸線方向に対向する対向部を有する固定部材を有し、
前記外輪には第１の嵌合部が形成され、
前記対向部には、前記第１の嵌合部と嵌合する第２の嵌合部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、中心軸線方向の配置スペースの縮小化、及び、高トルク設定を可能とするラチェット型ワンウェイクラッチの構造を提供することができる。

図１は第１実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ及び固定部材を示す正面図である。 図２は第１実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ、固定プレート及び固定部材を中心軸線方向に切断した断面図である。 図３は第２実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ、固定プレート及び固定部材を中心軸線方向に切断した断面図である。 図４は従来のラチェット型ワンウェイクラッチ、固定プレート及び固定部材を中心軸線方向に切断した断面図である。

以下、本発明の第１及び第２実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造を、図面を参照しながら説明する。
まず、第１及び第２実施形態におけるラチェット型ワンウェイクラッチの構造に係る方向について定義する。第１及び第２実施形態において、「中心軸線」とはラチェット型ワンウェイクラッチの中心軸線のことをいい、軸方向、径方向、周方向とは、中心軸線に関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。また、軸方向について、図１においては紙面手前側を軸方向一方側とし、紙面奥側を軸方向他方側とし、図２及び図３においては紙面右方側を軸方向一方側とし、紙面左方側を軸方向他方側とする。
以下、本発明の第１実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造を説明する。

図１は第１実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１０及びラチェット型ワンウェイクラッチ１０を固定保持する固定部材１を軸方向一方側から見た状態を示す正面図である。図１はラチェット型ワンウェイクラッチ１０及び固定部材１について、中心軸線を中心として略９０度の角度範囲を示し、他の部分の記載を省略している。図１においては、図２に示す固定プレート３及びプレート８の一部の図示を省略している。
図２は本実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１０、固定プレート３及び固定部材１を中心軸線方向に切断した断面図である。図２の切断位置は後述する凸部１ｃが表れる位置としている。

本実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造１００は、図４に示す、従来の保持部材２２を無くし、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０を固定部材１に直接固定保持する一体構造であることを特徴とする。固定部材１としては、動力伝達部材が考えられ、例として、エンジンの出力軸に取り付けられるフライホイールが考えられる。以下、本実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造１００について、フライホイールを固定部材１とした形態を例として説明する。

図１及び図２に示すように、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０は、外輪４と、外輪４に対して径方向内方に離間し、外輪４と同軸に且つ相対回転可能に配置された内輪７と、外輪４および内輪７の軸方向一方側に配置されたプレート８とを有している。外輪４の内径部には、径方向内方に開口する複数の凹部４ａが周方向に等間隔に形成されている。それぞれの凹部４ａの内部には、爪部材５とスプリング６とが配置されている。スプリング６は爪部材５の先端側を内輪７側、すなわち径方向内方へ付勢している。

内輪７の外径部には、各爪部材５と一対一に対応して係合するラチェット歯７ａが周方向に亘って形成されている。凹部４ａ、爪部材５、スプリング６、およびラチェット歯７ａは、ラチェット機構を構成している。このように、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０は、外輪４と内輪７との間にラチェット機構を有している。

内輪７の内径部には、回転固定用のプレート等を嵌め合わせるためのスプライン７ｂが形成されている。プレート８は外輪４に固定されており、爪部材５、スプリング６および内輪７がプレート８側すなわち軸方向一方側に移動することを規制している。ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の作動は、図１において、内輪７が向かって右側（時計方向）に回転する方向がロックであり、内輪７が向かって左側（反時計方向）に回転する方向が空転である。

固定部材１は、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０と同軸上に配置されている。固定部材１は、円板状の中央部１ａと、中央部１ａの径方向外方側において中央部１ａと一体に形成された環状部１ｂとを有している。円板状の中央部１ａは、中心軸線と同軸上で、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の軸方向他方側に配置されている。

中央部１ａは、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の軸方向他方側端部と軸方向に対向する面１ｆを、軸方向一方側端部に有している。詳細には、中央部１ａの面１ｆは、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の外輪４の軸方向他方側端面および内輪７の軸方向他方側端面と軸方向に対向している。中央部１ａの面１ｆは、中心軸線に対して直角となるように配置されている。すなわち面１ｆは、中心軸線と直交する平面である。ラチェット型ワンウェイクラッチ１０は、後述するように、中央部１ａの面１ｆに固定されている。

環状部１ｂは、中央部１ａよりも軸方向の寸法が大きく、中央部１ａよりも軸方向一方側すなわちラチェット型ワンウェイクラッチ１０側、及び軸方向他方側に突出している。本実施形態の固定部材１は、このような構成の中央部１ａおよび環状部１ｂを有するフライホイールである。

中央部１ａの面１ｆには、軸方向一方側すなわちラチェット型ワンウェイクラッチ１０側に突出する凸部１ｃが、周方向に等間隔に複数形成されている。また、中央部１ａの中心部には、軸部材を通すシャフトホール１ｅが形成されている。シャフトホール１ｅには、例えばエンジンのクランクシャフトが嵌合される。

ラチェット型ワンウェイクラッチ１０は、環状部１ｂの径方向内側に配置されている。ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の外輪４には、第１の嵌合部として、中心軸線方向に貫通した貫通孔４ｂが周方向に等間隔に複数形成されている。貫通孔４ｂと固定部材１の中央部１ａに形成された複数の凸部１ｃとは、同数が形成されている。中央部１ａの複数の凸部１ｃは、第２の嵌合部として、第１の嵌合部である外輪４の複数の貫通孔４ｂと一対一に対応して嵌合している。なお、貫通孔４ｂの代わりに貫通していない凹部を形成し、凸部１ｃの突出長さを凹部の深さに合わせても良い。本実施形態において凸部１ｃは円柱状としているが、半円状、直方体状などのその他の形状とすることができ、貫通孔４ｂ又は上記凹部が形成する空洞も円柱状以外の形状とすることもできる。

中央部１ａよりも軸方向一方側に突出した環状部１ｂの内周面には、全周に亘って周方向溝１ｄが形成されている。周方向溝１ｄには止輪９が嵌合されている。止輪９は、軸方向で中央部１ａの面１ｆとは反対側で外輪４に対向している。詳細には、止輪９は、軸方向他方側の面が、外輪４の軸方向一方側の面の外縁部と軸方向に対向し、接触している。

本実施形態においては、固定部材１の複数の凸部１ｃと外輪４の複数の貫通孔４ｂとが嵌合する嵌合構造により、固定部材１と外輪４とが一体となっている。すなわち固定部材１とラチェット型ワンウェイクラッチ１０とが一体となっている。この構造により、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０は、中心軸線を中心として固定部材１と外輪４とを相対回転させる荷重に対抗することができる。

さらに、本実施形態においては、外輪４の軸方向一方側の面が止輪９の軸方向他方側の面に接触することにより、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の軸方向一方側への移動が規制されている。この構造により、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０は、固定部材１とラチェット型ワンウェイクラッチ１０とを中心軸線方向に引き離す方向の荷重に対抗することができる。

このように、本実施形態によれば、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の外輪４が固定部材１に直接固定された一体型とすることにより、従来、固定部材１への組付けに使用していた保持部材を無くすことができ、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０の中心軸線方向の配置スペースを縮小することができる。また、従来使用していた保持部材を無くすことができるので、部品点数が減り、製造コストを抑えることができる。また、ラチェット型ワンウェイクラッチ１０が動力伝達部材ともなる固定部材１と一体型となることによってより高いトルクの伝達が可能となるため、高トルク設定が可能となる。また、固定部材１の形状は、固定部材１が配置されるスペースの形状、すなわち周辺部材の形状に応じて、適宜変更が可能である。

なお、本実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造は、固定部材の例として挙げたフライホイールへの適用の他、様々な回転伝達機構に適用が可能である。

次に、本発明の第２実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造を、図面を参照しながら説明する。

第２実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造は、第１実施形態と異なる構成を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、図１および２を援用し、詳細な説明は省略する。
第２実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチの構造２００は、第１実施形態とは、ワンウェイクラッチ１０の外輪４と固定部材１との嵌合構造が異なっている。他の構成は第１実施形態と同様である。

図３は第２実施形態に係るラチェット型ワンウェイクラッチ１０、固定プレート３及び固定部材１を中心軸線方向に切断した断面図である。図３の切断位置は後述する凸部４ｃが表れる位置としている。

本実施形態においては、外輪４に、第１の嵌合部として、第１実施形態における貫通孔４ｂに代えて、軸方向他方側すなわち固定部材１側に突出するに凸部４ｃが、周方向に等間隔に複数形成されている。さらに、固定部材１の中央部１ａに、第２の嵌合部として、第１実施形態における凸部１ｃに代えて、中央部１ａの面１ｆから中央部１ａを中心軸線方向に貫通した貫通孔１ｇが、周方向に等間隔に複数形成されている。外輪４の複数の凸部４ｃと固定部材１の中央部１ａに形成された複数の貫通孔１ｇとは、同数が形成され、一対一に対応して嵌合している。なお、第１実施形態と同様に、貫通孔１ｇの代わりに貫通していない凹部を形成し、凸部４ｃの突出長さを凹部の深さに合わせても良い。また、本実施形態において凸部４ｃは円柱状としているが、半円状、直方体状などのその他の形状とすることができ、貫通孔１ｇ又は上記凹部が形成する空洞も円柱状以外の形状とすることもできる。

本実施形態においては、固定部材１の複数の貫通孔１ｇと外輪４の複数の凸部４ｃとが嵌合する嵌合構造により、固定部材１と外輪４とが一体となっている。すなわち固定部材１とラチェット型ワンウェイクラッチ１０とが一体となっている。他の構成は、第１実施形態と同様である。
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、固定部材１への組付けに従来使用していた保持部材を無くすことができるので、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

１００、２００ ラチェット型ワンウェイクラッチの構造
１０ ラチェット型ワンウェイクラッチ
１ 固定部材
１ａ 中央部
１ｂ 環状部
１ｃ 凸部
１ｄ 周方向溝
１ｅ シャフトホール
１ｆ 面
１ｇ 貫通孔
３ 固定プレート
４ 外輪
４ａ 凹部
４ｂ 貫通孔
４ｃ 凸部
５ 爪部材
６ スプリング
７ 内輪
７ａ ラチェット歯
７ｂ スプライン
８ プレート
９ 止輪
２０ ラチェット型ワンウェイクラッチ
２１ フライホイール
２２ 保持部材

Claims (6)

1. 外輪と、
   前記外輪の径方向内側に前記外輪と同軸に配置された内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に構成されたラチェット機構とを有するラチェット型ワンウェイクラッチの構造であって、
   前記ラチェット型ワンウェイクラッチの中心軸線上に配置され、前記ラチェット型ワンウェイクラッチと中心軸線方向に対向する対向部を有する固定部材を有し、
   前記外輪には第１の嵌合部が形成され、
   前記対向部には、前記第１の嵌合部と嵌合する第２の嵌合部が形成されていることを特徴とするラチェット型ワンウェイクラッチの構造。
2. 前記第１の嵌合部は複数の貫通孔又は凹部であり、
   前記第２の嵌合部は、前記貫通孔又は凹部と同数の複数の凸部であることを特徴とする請求項１に記載のラチェット型ワンウェイクラッチの構造。
3. 前記第１の嵌合部は複数の凸部であり、
   前記第２の嵌合部は、前記凸部と同数の複数の貫通孔又は凹部であることを特徴とする請求項１に記載のラチェット型ワンウェイクラッチの構造。
4. 前記固定部材は、前記対向部よりも径方向外方側に、中心軸線方向で前記ラチェット型ワンウェイクラッチ側に突出した環状部を有し、
   前記環状部の内周面に形成された周方向溝に嵌合され、中心軸線方向で前記対向部とは反対側で前記外輪に対向する止輪をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のラチェット型ワンウェイクラッチの構造。
5. 前記対向部は、前記中心軸線と直交する面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のラチェット型ワンウェイクラッチの構造。
6. 前記固定部材は、エンジンの出力軸に取り付けられるフライホイールを構成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のラチェット型ワンウェイクラッチの構造。

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