JPH09210098A

JPH09210098A - 一方向クラッチ

Info

Publication number: JPH09210098A
Application number: JP8020984A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Murata; 村田　　光広
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 1997-08-12
Anticipated expiration: 2016-02-07
Also published as: JP3584592B2; US5779015A

Abstract

(57)【要約】【課題】一方向クラッチ１を小型、軽量化する。【解決手段】一方向クラッチ１のアウタ４は、ローラ
６およびスプリング８を収容し、そのスプリング８の一
端はローラ６に当接する。スプリング８の他端はアウタ
４に形成される台座１５に当接する。台座１５の外周側
には、円弧状の外側傾斜面１５ａが形成されている。ま
た、台座１５の内周側には、ローラ６側に突出する突起
１６が形成されている。この突起１６によって、台座１
５の内周側にも円弧状の内側傾斜面１６ａが形成され、
スプリング８の他端が外側傾斜面１５ａおよび内側傾斜
面１６ａに挟まれる。台座１５の外周側が円弧状の外側
傾斜面１５ａであるため、台座１５外側のアウタ４の肉
厚が厚くなり、応力集中が緩和でき、アウタ４の外径寸
法を小さくでき、結果的に一方向クラッチ１を小型、軽
量化できる。なお、台座１５の外周側を円弧状に設けて
も、突起１６による内側傾斜面１６ａによってスプリン
グ８がインナ側へ落ち込まない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方向のみに回転
を伝達する一方向クラッチに関し、特にスタータに用い
て好適な技術である。

【０００２】

【従来の技術】スタータに用いられる一方向クラッチを
例に従来技術を説明する。スタータは、搭載性の向上
や、車両の軽量化等により、近年、小型化、軽量化の要
望が大きい。スタータの小型化のために、モータを小型
化し、減速機構を設けて、小型のモータから大きな駆動
トルクを得るスタータも知られている。

【０００３】スタータは、小型化のために、全長の短縮
化、モータ径の小径化が図られているが、モータの小径
化は強度部品の小径化を伴い、また減速機構の高減速比
は衝撃力のアップとなる。このように、衝撃力がアップ
するとともに、強度部品が小径化すると、小径化によっ
て薄肉となった部分に高い応力がかかることとなり、強
度部品に破損の可能性がでてくる。

【０００４】特に、スタータのように、慣性力の大きい
エンジンを始動させるものでは、ピニオンとリングギア
との噛合時や、エンジンをクランキングしている時のピ
ニオンとリングギアの衝突に起因する衝撃は、減速機構
による減速比のアップによってさらに大きくなる。

【０００５】スタータに用いられる一方向クラッチは、
スタータの強度部品の一部で、エンジンのクランキング
時にモータのトルクをピニオンに伝達する役割と、エン
ジン始動後におけるオーバーラン時にトルクをモータに
非伝達とする役割とを果たす。

【０００６】従来の一方向クラッチの構造を図６に示
す。従来の一方向クラッチ１００は、ピニオンと一体的
に設けられたインナ１０１と、このインナ１０１の外周
を覆って配置され、出力軸１０２と一体的に回転するア
ウタ１０３と、このアウタ１０３に設けられたテーパ状
のカム室１０４内に配置されたローラ１０５と、このロ
ーラ１０５をテーパ小方向（カム室１０４の小径寸法
側）へ付勢する圧縮コイルスプリング１０６とから構成
される。そして、一方向クラッチ１００の強度は、伝達
されるトルクと、アウタ１０３の肉厚と、ローラ１０５
の当接長でほぼ決定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、減速比
のアップにより、衝撃トルクが増大すると、一方向クラ
ッチ１００に加わる応力も増大する。このため、アウタ
１０３の径寸法を大きくしたり、ローラ１０５の当接長
を長くして、応力を緩和する必要があるが、このような
対処は、折角行うモータの小径化に相反し、一方向クラ
ッチ１００が大型化する不具合が生じる。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、小型、軽量化が可能な一方向クラ
ッチの提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一方向クラッチ
は、次の技術的手段を採用した。〔請求項１の手段〕一方向クラッチのアウタは、肉厚が
最も薄くなるスプリングの台座の外周側に応力が集中す
る。そこで、台座の外周側を大きな曲率とするなど、ス
プリングの伸縮方向に対して内側に傾斜する外側傾斜面
を設けることで、応力が集中する小さな隅Ｒ形状を避
け、その部位の肉厚を厚くすることができる。このよう
に、応力が集中する形状を避け、その部位の肉厚を厚く
することにより、アウタを大型化することなく応力が緩
和でき、結果的に一方向クラッチを小型、軽量化でき
る。

【００１０】台座の外周側に外側傾斜面を設けること
で、スプリングの復元力、およびオーバーラン時におけ
るローラの動きにより、台座に当接するスプリングの外
周側は、外周傾斜面によって、スプリングの反ローラ側
がインナ側へ移動するよう作用する。

【００１１】ここで、スプリングが当接する台座の内周
側には、ローラ側に向かって突出する突起が設けられて
いる。このため、スプリングの反ローラ側がインナ側へ
移動するよう作用しても、突起によってスプリングの反
ローラ側のインナ側への移動が阻止され、スプリングが
インナに干渉することがない。

【００１２】このように、スプリングがインナに干渉す
ることがないため、スプリングがインナに干渉して、ス
プリングとインナとで摩擦力が発生したり、スプリング
がインナとアウタとの間に噛み合い、一方向クラッチが
破損する等の不具合は発生しない。

【００１３】〔請求項２の手段〕台座の外周側および内
周側が、スプリングの反ローラ側を内外から挟み込むよ
うに曲面に形成されることにより、ローラがテーパ室内
で移動してスプリングが延びた状態では、スプリングの
反ローラ側が外周側に動き、逆にスプリングが縮んだ状
態では、スプリングの反ローラ側が内周側に動くように
作用する。この作用によって、テーパ室内でローラが移
動しても、スプリングの付勢力が常にローラの中心に向
けられる効果が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一方向クラッチ
を、図に示す実施例に基づき説明する。〔第１実施例の構成〕図１および図２は第１実施例を説
明するために用いる図で、図１は一方向クラッチの軸方
向に垂直な断面図、図２は一方向クラッチの側面断面図
である。

【００１５】本実施例の一方向クラッチ１は、自動車の
エンジン（図示しない）を始動するスタータ（図示しな
い）のうち、モータ（図示しない）の回転出力を、減速
機構（図示しない）を介してピニオン２に伝える減速機
構付きスタータに用いられるものである。

【００１６】この一方向クラッチ１は、エンジンのリン
グギア（図示しない）に噛合可能なピニオン２と一体に
設けられたインナ３と、このインナ３の外側においてイ
ンナ３に対して相対回転可能に設けられたアウタ４と、
このアウタ４に設けられたテーパ状のカム室５内に配置
されたローラ６と、アウタ４に設けられたスプリング収
容室７内に配置された圧縮コイルスプリング８とから構
成される。

【００１７】インナ３は、アウタ４に伝えられた回転ト
ルクを、ローラ６を介して受けるもので、減速機構の出
力軸（図示しない）の周囲に滑り軸受１１を介して取り
付けられ、出力軸に対して回転自在で、且つ軸方向にス
ライド可能なものである。

【００１８】インナ３に一体的に設けられるピニオン２
は、インナ３に伝えられたモータの回転トルクを、エン
ジンのリングギアに伝えるもので、インナ３と同様、滑
り軸受１１を介して出力軸の周囲に取り付けられて、出
力軸に対して回転自在で、且つ軸方向にスライド可能に
設けられている。なお、ピニオン２は、インナ３ととも
に軸方向にスライドすることで、エンジンのリングギア
と係脱する。

【００１９】アウタ４は、ワッシャ１２およびカバー１
３によって、インナ３と一体に軸方向へスライドするよ
うに設けられている。また、アウタ４は、減速機構の出
力軸とスプライン係合部１４を介してスプライン係合し
て、減速機構の出力軸から回転トルクを受けるととも
に、レバー（図示しない）の作用によって軸方向にスラ
イド操作される。

【００２０】カム室５内に配置されるローラ６は、カム
室５とインナ３とで構成される楔状空間の最小径方向寸
法より大径で、且つ前記楔状空間の最大径方向寸法より
小径の略円柱体で、スプリング８によってカム室５の小
径方向へ向けて付勢される。そして、アウタ４が減速機
構の出力軸から回転を受けて、図１の矢印Ａ方向に回転
すると、アウタ４の回転によってローラ６がカム室５の
小径側へ食い込み、アウタ４に伝えられた回転トルクを
インナ３に伝達する。

【００２１】逆に、インナ３がエンジンから回転を受け
て、図１の矢印Ｂ方向に回転すると、インナ３の回転に
よってローラ６の食い込みが外れ、ローラ６の径より大
径なカム室５内に移動するため、インナ３がアウタ４に
対して空転し、エンジンの回転がモータ側へ伝えられる
のを阻止する。

【００２２】圧縮コイルスプリング８は、カム室５に繋
がるスプリング収容室７に配置されて、ローラ６をカム
室５の小径寸法側に付勢する。このスプリング８の反ロ
ーラ６側は、スプリング収容室７を形成するアウタ４の
台座１５に当接する。

【００２３】この台座１５の外周側には、スプリング８
の伸縮方向に対して内側に傾斜する外側傾斜面１５ａが
設けられている。本実施例の外側傾斜面１５ａは、スプ
リング８の線径より大きな円弧状の曲面によって形成さ
れている。また、台座１５の内周側には、ローラ６の付
勢方向に向かって突出する突起１６が設けられている。
この突起１６は、台座１５側のローラ６端から台座１５
までの最長寸法ｘに対し、ローラ６の付勢方向に有限長
ｙ突出するものである。

【００２４】本実施例では、突起１６を設けることによ
り台座１５の内周側に、スプリング８の伸縮方向に対し
て外側に傾斜する内側傾斜面１６ａが形成されている。
本実施例の内側傾斜面１６ａは、外側傾斜面１５ａ同
様、スプリング８の線径より大きな円弧状の曲面によっ
て形成されている。つまり、台座１５の外周側および内
周側は、外側傾斜面１５ａおよび突起１６の形成に伴う
内側傾斜面１６ａによって、スプリング８の反ローラ６
側を内外周から挟み込むように設けられている。

【００２５】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を説明する。エンジン始動時、図示しないスタータスイ
ッチがONされ、図示しないモータが駆動されると、その
回転出力が図示しない減速機構を介して出力軸を回転駆
動する。出力軸がモータによって回転駆動されると、ア
ウタ４は出力軸に対してスプライン係合しているため、
アウタ４が図１の矢印Ａ方向に回転駆動される。する
と、ローラ６がカム室５の小径側へ移動し、アウタ４と
インナ３がローラ６を介してロックすることとなり、ア
ウタ４に伝えられた回転トルクがインナ３を介してピニ
オン２に伝えられる。

【００２６】この時、アウタ４は、ローラ６を介してピ
ニオン２にかかるトルクを受ける。このため、アウタ４
の薄肉部である台座１５の外側に応力が集中する。しか
し、この応力が集中する台座１５の外側は、スプリング
８の線径より大きい曲面の外側傾斜面１５ａが形成され
ているため、肉厚が厚くされており、応力集中が緩和さ
れている。

【００２７】エンジンが始動すると、リングギアを介し
てピニオン２がエンジンの回転トルクを受け、ピニオン
２を介してインナ３が図１の矢印Ｂ方向に回転駆動され
る。すると、インナ３の回転によってローラ６が、カム
室５の大径側に移動し、インナ３がアウタ４に対して空
転する。このため、インナ３の回転トルクはアウタ４に
伝達されず、エンジンによってモータが駆動される不具
合が防がれる。

【００２８】この時、ローラ６がカム室５の大径側に移
動し、スプリング８が圧縮されると、外側傾斜面１５ａ
が、スプリング８の反ローラ６側をインナ３側へ移動さ
せるように作用する。しかし、スプリング８が当接する
台座１５の内周側には、ローラ６側に向かって突出する
突起１６が設けられているため、スプリング８の反ロー
ラ６側がインナ３側へ移動するよう作用しても、突起１
６によってスプリング８の反ローラ６側がインナ３側へ
移動するのが阻止され、スプリング８がインナ３に干渉
する不具合が防がれる。

【００２９】一方、台座１５の外周側および内周側に設
けられた円弧状の外側傾斜面１５ａおよび内側傾斜面１
６ａが、スプリング８の反ローラ６側を内外から挟み込
むように形成されることにより、ローラ６がテーパ室内
で移動してスプリング８が延びた状態では、スプリング
８の反ローラ６側が外周側に動き、逆にスプリング８が
縮んだ状態では、スプリング８の反ローラ６側が内周側
に動くように作用する。つまり、スプリング８の軸線が
ローラ６の中心を付勢するように、スプリング８の反ロ
ーラ６側が台座１５上で移動し、ローラ６の位置に応じ
て安定かつ均一にスプリング８がローラ６を付勢する。

【００３０】また、ローラ６の移動に応じてスプリング
８のローラ６側の端部が大きく傾斜する不具合が発生せ
ず、カム室５とローラ６との間にスプリング８が噛み込
む不具合が防がれる。

【００３１】さらに、スプリング８の軸線とローラ６の
中心とが一致するため、ローラ６の中心が移動する方向
と、スプリング８の軸線とのズレ角ψも、従来技術のズ
レ角ψ1 に比較して大きく取れるため、スプリング収容
室７の外側におけるアウタ４の肉厚も厚くでき、アウタ
４の強度を高くできる。

【００３２】〔実施例の効果〕本実施例の一方向クラッ
チ１は、上記の作用で示したように、応力が集中する台
座１５の外側の肉厚が外側傾斜面１５ａによって厚くさ
れて応力集中が緩和されるとともに、スプリング収容室
７の外側におけるアウタ４の肉厚も厚くされてアウタ４
の強度が高められているため、アウタ４を小型、軽量化
できる。

【００３３】また、外側傾斜面１５ａがスプリング８の
反ローラ６側をインナ３側へ移動させるように作用する
が、突起１６によってスプリング８の反ローラ６側がイ
ンナ３側へ移動するのが阻止され、結果的にスプリング
８がインナ３に干渉する不具合が防がれる。

【００３４】ここで、本実施例が解決した従来技術の不
具合を説明する。スプリング８はローラ６を確実に付勢
する必要があるが、従来技術では、図６に示すように、
ローラ１０５が図中の二点破線のように端部に移動した
場合であっても、スプリング１０６の反ローラ１０５側
が移動できないため、スプリング１０６の軸線とローラ
１０５の中心とがずれる。つまり、従来では、スプリン
グ１０６の反ローラ１０５側が移動できないため、スプ
リング１０６が安定してローラ１０５を付勢できない不
具合が生じた。

【００３５】これに対して、本実施例では、円弧状の外
側傾斜面１５ａおよび内側傾斜面１６ａが、スプリング
８の反ローラ６側を内外から挟み込むように設けられ、
スプリング８の反ローラ６側が台座１５上で移動できる
ように設けられたため、テーパ室内でローラ６が移動し
ても、スプリング８の軸線が常にローラ６の中心に向け
られる。この結果、ローラ６がカム室５内で移動して
も、スプリング８が安定かつ均一にローラ６を付勢する
ことができる。

【００３６】〔第２実施例〕図３は第２実施例を示す一
方向クラッチ１の軸方向に垂直な断面図である。本実施
例は、インナ３の外周表面に、ローラ６の配置方向に沿
う凹凸２０を多数設けたものである。このように、イン
ナ３の外周表面に凹凸２０を多数設けることにより、ロ
ーラ６からアウタ４にかかる荷重を低減できるととも
に、台座１５の応力集中が低減できることから、更にア
ウタ４を小型、軽量化できる。

【００３７】また、突起１６が設けられてスプリング８
がインナ３に干渉する不具合が防がれているため、イン
ナ３の凹凸２０にスプリング８が食い込む不安がなくな
る。このため、アウタ４の外周に凹凸２０を多数設けた
一方向クラッチ１を安心して用いることができる。

【００３８】〔第３実施例〕図４および図５は第３実施
例を示すもので、図４は一方向クラッチ１におけるアウ
タ４の要部断面図、図５は図４のＣ方向から見た図であ
る。本実施例の突起１６は、台座１５部の内側の一部に
カシメ等の簡単な加工技術で形成したものである。

【００３９】〔変形例〕上記の実施例では、本発明をス
タータの一方向クラッチ１に適用した例を示したが、自
動変速機のトルクコンバータにおけるステータとステー
タ軸との間に用いられる一方向クラッチに適用したり、
変速段の切替用に歯車と軸との間に用いられる一方向ク
ラッチに適用するなど、他の一方向クラッチに適用して
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】一方向クラッチの軸方向に垂直な断面図である
（第１実施例）。

【図２】一方向クラッチの側面断面図である（第１実施
例）。

【図３】一方向クラッチの軸方向に垂直な断面図である
（第２実施例）。

【図４】一方向クラッチにおけるアウタの要部断面図で
ある（第３実施例）。

【図５】図４のＣ視図である（第３実施例）。

【図６】一方向クラッチの軸方向に垂直な断面図である
（従来技術）。

【符号の説明】

１一方向クラッチ３インナ４アウタ５カム室６ローラ７スプリング収容室８圧縮コイルスプリング１５台座１５ａ外側傾斜面１６突起１６ａ内側傾斜面（突起によって形成される曲面）２０凹凸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能に設けられたインナと、このインナの外側において前記インナに対して相対回転
可能に設けられ、内周にテーパ状のカム室、およびこの
カム室に繋がるスプリング収容室を備えたアウタと、前記カム室と前記インナとで構成される楔状空間に配設
されるローラと、前記スプリング収容室に配置され、前記ローラを前記カ
ム室の小径方向側へ付勢する圧縮コイルスプリングとを
備える一方向クラッチにおいて、前記アウタは、前記スプリングの反ローラ側が当接する台座の外周側
に、前記スプリングの伸縮方向に対して内側に傾斜する
外側傾斜面が設けられるとともに、前記台座は、前記スプリングの内周側に突起が設けられ
たことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】請求項１の一方向クラッチにおいて、前記台座の外周側および内周側には、前記外側傾斜面お
よび前記突起によって、前記スプリングの反ローラ側を
内外周から挟み込むように、前記スプリングの線径より
大きな曲面が形成されることを特徴とする一方向クラッ
チ。
【請求項３】請求項１ないし請求項２の一方向クラッチ
において、前記インナの外周面には、前記ローラを係止するための
凹凸が形成されたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかの一方
向クラッチにおいて、前記突起は、前記台座の内周側に部分的に設けられたこ
とを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかの一方
向クラッチは、減速機構を有するスタータに用いられたことを特徴とす
る一方向クラッチ。