JPH11270595A - 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、ころの姿勢を安定に
保ち、クラッチ動作の安定化を図ること。 【解決手段】同心状に配設される内外２つの環体１，２
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Ａにおいて、コイルバ
ネ５が、バネ線材を角筒形に巻回した角巻きバネからな
り、このコイルバネ５の伸縮方向両端部分が、コイルバ
ネ５の伸縮方向に対してほぼ直交する形状とされてい
る。これにより、コイルバネ５の弾発付勢力をころ４の
広い範囲に付与できるようになるとともに、ころ４に対
して付与するコイルバネ５の弾発付勢力が、ころ４を軸
方向で２分した領域においてほぼ均等になり、ころ４の
姿勢が安定するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方向クラッチに
関する。この一方向クラッチは、例えば自動車などのエ
ンジンのクランクシャフトからベルトを介して駆動され
る補機に装備するプーリに内蔵することができる。前述
の補機としては、例えば自動車のエアコンディショナ用
コンプレッサ、ウォーターポンプ、オルターネータ、冷
却ファンなどが挙げられる。

【０００２】

【従来の技術】従来の一方向クラッチでは、保持器の円
周数カ所に平面視矩形のポケットを径方向内外に貫通し
て設け、このポケット内に、ころと、ころをロック側へ
弾発付勢するコイルバネとを収納している。

【０００３】コイルバネは、圧縮状態で収納され、その
伸張復元力でもってころを弾発付勢するようになってい
る。このコイルバネは、バネ線材を円筒形に巻回した一
般的なものが用いられており、ころの軸方向中間領域に
当接されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、円筒形の市販のコイルバネを用いているため、そ
の伸縮方向両端の形状について、特別工夫していない。

【０００５】つまり、従来例のコイルバネは、その両端
を、バネ線材の中心に対して直交する状態に切断してい
るだけであるから、伸縮方向両端のいわゆる座巻き部分
が、伸縮方向に対して直交する形状にならずに、傾いて
いることになる。

【０００６】そのため、コイルバネの両端でのバネ線材
の周面一部がころに当接することになり、コイルバネの
組み込み形態によっては、ころの長さ方向（軸方向）で
の片半分側領域と残り片半分側領域とに作用するコイル
バネの弾発付勢力が、アンバランスになり、ころにスキ
ュー力を与える結果になる。

【０００７】このようにころがスキュー力を受けると、
ころの姿勢が傾くなどロック、フリー動作が不安定にな
りやすくなる。

【０００８】したがって、本発明は、一方向クラッチに
おいて、ころの姿勢を安定に保ち、クラッチ動作の安定
化を図ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の一方
向クラッチは、同心状に配設される内外２つの環体を同
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２つの環体の径方向対向
空間において円周数カ所に形成されるくさび状空間に、
それぞれ、ころおよびころをくさび状空間のロック側へ
弾発付勢するコイルバネが周方向に並べて配設され、前
記コイルバネが、バネ線材を角筒形または楕円形に巻回
された角巻きバネからなり、その伸縮方向両端部分が、
伸縮方向に対してほぼ直交する形状に設定されている。

【００１０】本発明の請求項２の一方向クラッチは、同
心状に配設される内外２つの環体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、内外２つの環体の間に介装されかつ円周数カ所に径
方向内外に貫通するポケットを有する保持器と、保持器
の各ポケットに１つずつ周方向転動可能に収納されるこ
ろと、保持器の各ポケットに圧縮状態で収納されかつ伸
張復元力によりころをロック側へ弾発付勢するコイルバ
ネとを備え、前記コイルバネが、バネ線材を角筒形また
は楕円形に巻回された角巻きバネからなり、その伸縮方
向両端部分が、伸縮方向に対してほぼ直交する形状に設
定されている。

【００１１】本発明の請求項３の一方向クラッチは、上
記請求項１または２において、前記コイルバネが、ころ
の軸方向中間領域においてころの長さ寸法（軸方向寸
法）の１／２以上の範囲に対して当接させられる大きさ
に設定されている。

【００１２】本発明の請求項４の一方向クラッチは、上
記請求項２において、前記コイルバネが、前記保持器の
ポケット内壁面に設けられる突起に伸縮可能な状態に装
着されている。

【００１３】以上、本発明では、要するに、コイルバネ
の伸縮方向両端部分の形状を工夫して、ころに対してコ
イルバネを適正な状態で当てるようにしている。これに
より、コイルバネの弾発付勢力を、ころの軸方向での片
半分領域と残り片半分領域とにほぼ均等に付与できるよ
うになる。このように、コイルバネの弾発付勢力をころ
に対してバランスよく付与できるようになるから、ころ
が適正な姿勢を保ちながらスムーズに転動しやすくな
る。

【００１４】特に、請求項３のように、コイルバネをこ
ろの軸方向で可及的に広い範囲に当てるようにすれば、
コイルバネの弾発付勢力をころに対して一層バランスよ
く付与できるようになる他、コイルバネの伸縮方向寸法
を、従来の円筒形のコイルバネに比べて縮小できるよう
になるので、保持器のポケットの周方向寸法を小さくで
きるなど、スペース的に有利となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１ないし図７に
示す実施形態に基づいて説明する。

【００１６】図１ないし図５は本発明の一実施形態にか
かり、図１は、一方向クラッチの上半分を断面にした側
面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、
図３は、保持器のポケット部分の平面展開図、図４は、
保持器とコイルバネを示す斜視図、図５は、コイルバネ
単体の平面図である。

【００１７】図中、Ａは一方向クラッチの全体を示して
いる。この一方向クラッチＡは、内輪１、外輪２、保持
器３、ころ４、コイルバネ５を備えている。動作として
は、内輪１と外輪２との回転差に応じて、ころ４が転動
して内・外輪１，２を同期回転させて動力を伝達する状
態や、相対回転させて動力伝達を遮断する状態に切り替
わるようになっている。

【００１８】以下、上記各構成要素を詳細に説明する。

【００１９】内輪１は、その内周面の円周数カ所に平坦
なキー状の切欠きからなるカム面６が設けられている。
この内輪１の一端面の１８０度対向する２カ所には、ス
リット状の切欠き１ａ，１ａが設けられている。

【００２０】外輪２は、内外周面ともに円筒形に形成さ
れており、内輪１の外周に所要対向空間を介して同心状
に配設される。この外輪２の内周面と内輪１のカム面６
とでくさび状空間が形成される。

【００２１】保持器３は、内・外輪１，２間に介装され
て外輪２の内周面に嵌合されるもので、外輪２のカム面
６に対応する位置に径方向内外に貫通するポケット３ａ
が設けられている。この保持器３のポケット３ａの軸方
向一側の壁部３ｂの内周面において１８０度対向する２
カ所には、内輪１の切欠き１ａ，１ａに対して圧入嵌合
される突片３ｃ，３ｃが設けられており、切欠き１ａ，
１ａに対する突片３ｃ，３ｃの嵌合により、保持器３が
内輪１に対して周方向ならびに軸方向に位置決めされて
いる。

【００２２】ころ４は、保持器３のポケット３ａに１つ
ずつ周方向転動可能に収納された状態で、内輪１のカム
面６と外輪２の内周面との間に形成されるくさび状空間
に配置されている。

【００２３】コイルバネ５は、保持器３の各ポケット３
ａに１つずつ圧縮状態で収納されており、その伸張復元
力でころ４をくさび状空間の狭い側（ロック側）へ弾発
付勢する。このコイルバネ５は、保持器３のポケット３
ａ内において伸縮方向がころ４の中心軸線に対して直交
しかつ一端がころ４の軸方向中間領域に当接するよう
に、保持器３のポケット３ａの内面に一体形成される突
起３ｄに対して外嵌装着されている。

【００２４】次に、本発明の特徴について説明する。コ
イルバネ５は、断面がほぼ長方形の角筒形に巻回された
角巻きバネからなり、その伸縮方向一端がころ４の軸方
向中間領域においてころの軸方向長さ寸法の１／２以
上、例えば２／３の長さ範囲に対して当接させられてい
る。そして、このコイルバネ５の伸縮方向両端部分は、
伸縮方向に対してほぼ直交する形状に設定されている。
具体的には、コイルバネ５の伸縮方向両端部分が、伸縮
方向に対してほぼ直交する形状となるように、研磨され
ている。これにより、コイルバネ５の伸縮方向両端部分
の座巻き部５ａ，５ｂにおける線材の半径方向断面が、
半円形状になっている。

【００２５】このようなコイルバネ５では、ころ４に対
して適正な状態で当てることができる。つまり、コイル
バネ５の伸縮方向一端部分が、保持器３の突起３ｄに装
着された状態で、コイルバネ５の伸縮方向に沿う軸線
が、ころ４の軸線に対して直交し、コイルバネ５の伸縮
方向他端部分が、ころ４に対してほぼ平行となる。これ
により、コイルバネ５の弾発付勢力を、ころ４の軸方向
での片半分領域と残り片半分領域とにほぼ均等に付与で
きるようになる。

【００２６】しかも、この実施形態では、コイルバネ５
を幅広に設定して、ころ４の軸方向で可及的に広い範囲
例えば有効軌道領域の大部分に当てるようにしていれ
ば、コイルバネ５の弾発付勢力をころ４に対して一層バ
ランスよく付与できるようになる。

【００２７】これらのことから、ころ４に対してコイル
バネ５の弾発付勢力を常にバランスよく付与できるよう
になるので、ころ４が適正な姿勢を保ちながらスムーズ
に転動しやすくなるなど、ころ４のスキューを防止でき
て、ころ４によるロック、フリー動作の安定化に貢献で
きるようになる。

【００２８】この他、上述しているように、コイルバネ
５を幅広に設定していれば、コイルバネ５の伸縮方向寸
法を、従来の円筒形のコイルバネに比べて縮小できるよ
うになるので、保持器３のポケット３ａの周方向寸法を
小さくできるなど、スペース的に有利となる。

【００２９】なお、本発明は上記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。

【００３０】（１） 上記実施形態では、カム面６を内
輪１側に形成した例を挙げているが、外輪２側に設けた
ものにも本発明を適用できる。

【００３１】（２） 上記実施形態では、コイルバネ５
を保持器３の突起３ｄに装着させるようにしているが、
図６に示すように、保持器３に凹部１５を設けて、この
凹部１５にコイルバネ５を収納させるようにすることが
できる。この場合も、上記実施形態と同様に、コイルバ
ネ５の姿勢を適正に保つことができる。

【００３２】（３） 上記実施形態では、コイルバネ５
の伸縮方向両端部分を伸縮方向に対してほぼ直交する形
状にしているが、伸縮方向一端部分（ころ４に当接する
側）のみを前述した形状にしてもよい。また、上記実施
形態では、コイルバネ５の伸縮方向両端部分をほぼ直交
する形状とするために、研磨処理を施しているが、プレ
ス加工により図５に示すような形状に塑性変形させた
り、あるいは図７に示すように、単に座巻き部分５ａ，
５ｂを屈曲させてその延出方向を変えるようにさせたり
することができる。

【００３３】（４） 上記実施形態では、コイルバネ５
を角筒形としているが、端面から見て楕円形としたもの
も本発明に含まれる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１ないし４の発明では、コイルバ
ネの形状を角筒形または楕円形のものに特定するととも
に、コイルバネの伸縮方向両端部分の形状を工夫して、
ころに対してコイルバネを適正な状態で当てるようにす
ることにより、コイルバネの弾発付勢力を、ころの軸方
向での片半分領域と残り片半分領域とにほぼ均等に付与
できるようにしている。これにより、ころを適正な姿勢
に保ちながらスムーズに転動させることができ、ころの
スキューを防止できて、ころによるロック、フリー動作
の安定化に貢献できるようになる。

【００３５】特に、請求項３のように、コイルバネをこ
ろの軸方向で可及的に広い範囲に当てるようにすれば、
コイルバネの弾発付勢力をころに対して一層バランスよ
く付与できるようになる他、コイルバネの伸縮方向寸法
を、従来の円筒形のコイルバネに比べて縮小できるよう
になるので、保持器のポケットの周方向寸法を小さくで
きるなど、スペース的に有利となる。

【００３６】このように、本発明によれば、一方向クラ
ッチの動作安定化を図ることができるなど、信頼性の向
上に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる一方向クラッチの
上半分を断面にした側面図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】図１における保持器のポケット部分の平面展開
図

【図４】図１における保持器とコイルバネを示す斜視図

【図５】図１におけるコイルバネ単体の平面図

【図６】保持器に対するコイルバネの装着形態の他の例
を示す平面展開図

【図７】コイルバネ単体の他の例を示す平面図

【符号の説明】

Ａ 一方向クラッチ １ 内輪 ２ 外輪 ３ 保持器 ３ａ 保持器のポケット ４ ころ ５ コイルバネ ６ カム面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心状に配設される内外２つの環体を同
   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２つの環体の径方向対向空間において円周数カ
   所に形成されるくさび状空間に、それぞれ、ころおよび
   ころをくさび状空間のロック側へ弾発付勢するコイルバ
   ネが周方向に並べて配設され、 前記コイルバネが、バネ線材を角筒形または楕円形に巻
   回された角巻きバネからなり、その伸縮方向両端部分
   が、伸縮方向に対してほぼ直交する形状に設定されてい
   る、ことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 【請求項２】 同心状に配設される内外２つの環体を同
   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、 内外２つの環体の間に介装されかつ円周数カ所に径方向
   内外に貫通するポケットを有する保持器と、保持器の各
   ポケットに１つずつ周方向転動可能に収納されるころ
   と、保持器の各ポケットに圧縮状態で収納されかつ伸張
   復元力によりころをロック側へ弾発付勢するコイルバネ
   とを備え、 前記コイルバネが、バネ線材を角筒形または楕円形に巻
   回された角巻きバネからなり、その伸縮方向両端部分
   が、伸縮方向に対してほぼ直交する形状に設定されてい
   る、ことを特徴とする一方向クラッチ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の一方向クラッ
   チにおいて、前記コイルバネが、ころの軸方向中間領域
   においてころの長さ寸法（軸方向寸法）の１／２以上の
   範囲に対して当接させられる大きさに設定されている、
   ことを特徴とする一方向クラッチ。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の一方向クラッチにおい
   て、前記コイルバネが、前記保持器のポケット内壁面に
   設けられる突起に伸縮可能な状態に装着されている、こ
   とを特徴とする一方向クラッチ。