JP4161740B2 - 一方向クラッチユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のエンジンと空気調和機との動力の断続に使用すれば好適な一方向クラッチユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のエンジンと空気調和機との動力の断続に使用する動力伝達装置としては、コンプレッサを駆動する回転軸とプーリとの間に電磁クラッチを設け、エンジンが回転しているときには、この電磁クラッチをオンにして、上記プーリから回転軸に回転動力を伝える一方、エンジン停止時には、上記電磁クラッチをオフにして、回転軸とプーリとを切り離して、モータで回転軸を回転駆動するようにしたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４０７５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の動力伝達装置では、電磁クラッチとこの電磁クラッチのオンオフ制御をする制御部が必要になって、動力伝達装置の構造が複雑になって、大型化するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、動力伝達装置を簡単かつ小型化できる一方向クラッチユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の一方向クラッチユニットは、
内周に係合面と軌道面とを隣接して有する第１の外輪と、外周に係合面と軌道面とを隣接して有する第１の内輪と、上記第１の外輪の係合面と上記第１の内輪の係合面との間に配置された第１の係合子と、上記第１の外輪の軌道面と上記第１の内輪の軌道面との間に配置された第１の玉とを有する第１の一方向クラッチと、
内周に係合面と軌道面とを隣接して有する第２の外輪と、外周に係合面と軌道面とを隣接して有する第２の内輪と、上記第２の外輪の係合面と上記第２の内輪の係合面との間に配置された第２の係合子と、上記第２の外輪の軌道面と上記第２の内輪の軌道面との間に配置された第２の玉とを有する第２の一方向クラッチとを備え、
上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の軌道面側に環状の凹部を設け、
この環状の凹部に、上記第２の一方向クラッチの軌道面側の一端部を配置し、
上記第１の内輪の上記軌道面の少なくとも一部は、上記第２の外輪の上記軌道面に上記第２の外輪の径方向に重なっていることを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明の一方向クラッチユニットにおいて、例えば、第１の一方向クラッチの第１の外輪をエンジンによって駆動されるプーリに連結すると共に、第２の一方向クラッチの第２の外輪をモータのロータに連結する一方、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪および上記第２の一方向クラッチの第２の内輪をコンプレッサの回転軸に連結したとする。そうすると、エンジン駆動中には、エンジンによって駆動されるプーリの回転動力が、上記第１の一方向クラッチの第１の外輪、第１の係合子および第１の内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がエンジンによって回転させられる。このエンジン駆動中には、第２の一方向クラッチは、切りの状態になっており、第２の内輪は遊転する。一方、エンジン停止時には、モータを駆動することによって、モータのロータの回転動力が、上記第２の一方向クラッチの第２の外輪、第２の係合子および第２の内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がモータによって回転させられる。エンジン停止時には、第１の一方向クラッチは、切りの状態になっており、第１の内輪は遊転する。
【０００８】
請求項１の発明の一方向クラッチユニットを用いれば、電磁クラッチおよび制御部を必要とせずに、コンプレッサの回転軸をエンジンおよびモータで駆動することができて、動力伝達装置を、小型化かつ簡単な構造にすることができる。
【０００９】
また、請求項１の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の軌道面側に環状の凹部を設け、この環状の凹部に、上記第２の一方向クラッチの一端部を配置したので、上記環状の凹部に配置された第２の一方向クラッチの軸方向の端部の寸法分だけ、一方向クラッチユニット全体の軸方向の寸法を短縮できる。したがって、一方向クラッチユニットをコンパクトにできる。
【００１０】
また、請求項１の発明の一方向クラッチユニットによれば、一般に上記環状の凹部を設けない状態では上記第１の内輪の軌道面側の肉厚が上記第１の内輪の係合面側の肉厚よりも大きいから、上記環状の凹部を上記第１の内輪の軌道面側に設けても上記第１の内輪の軌道面側の肉厚を、第１の一方向クラッチの構造強度を弱めない程度の厚さに保つことができる。したがって、第１の一方向クラッチおよび一方向クラッチユニットの構造強度、特に、ラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００１１】
また、請求項２の発明の一方向クラッチユニットは、請求項１に記載の一方向クラッチユニットにおいて、上記第１の一方向クラッチの第１の係合子は係合ころであり、上記第１の外輪の係合面は円筒係合面であり、上記第１の内輪の係合面は係合カム面であることを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の係合子を係合ころに、上記第１の外輪の係合面を円筒係合面に、かつ、上記第１の内輪の係合面を係合カム面にしたので、第１の一方向クラッチの構造上、一般に第１の内輪の係合カム面の最大外径よりも第１の内輪の軌道面の肩径の方が大きくなる。したがって、上記第1の内輪の内周の軌道面側に環状の凹部を設けても、上記第１の内輪の軌道面側の充分な肉厚を確保できて、一方向クラッチおよび第１の一方向クラッチのラジアル荷重に対する強度が低下することがない。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
また、請求項１の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周に環状の凹部を設け、この環状の凹部に、上記第２の一方向クラッチの軌道面側の端部を配置したので、上記環状の凹部に配置された第２の一方向クラッチの軌道面側の端部の軸方向の寸法分だけ、一方向クラッチユニットの軸方向の寸法を短縮できる。したがって、一方向クラッチユニットをコンパクトにできる。
【００１６】
また、請求項１の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の環状の凹部に上記第２の一方向クラッチの軌道面側の端部を配置した。一般に第２の外輪の軌道面側の肉厚が第２の外輪の係合面側の肉厚よりも大きいから、第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の凹部に配置可能となるよう、第２の外輪の軌道面側の肉厚を設定しても、第２の一方向クラッチの構造強度を弱めない程度の厚さに保つことができる。したがって、一方向クラッチユニットにおける第１の一方向クラッチと第２の一方向クラッチの係合部分のラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００１７】
また、請求項３の発明の一方向クラッチユニットは、請求項１または２に記載の一方向クラッチユニットにおいて、上記第２の一方向クラッチの第２の係合子は係合ころであり、上記第２の外輪の係合面は係合カム面であり、上記第２の内輪の係合面は円筒係合面であることを特徴としている。
【００１８】
請求項３の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第２の一方向クラッチの第２の係合子を係合ころに、上記第２の外輪の係合面を係合カム面に、かつ、上記第２の内輪の係合面を円筒係合面にしたので、第２の一方向クラッチの構造上、一般に第２の外輪の係合カム面の最小内径よりも第２の外輪の軌道面の肩径の方が小さくなる。したがって、上記第1の内輪の内周の環状の凹部に配置可能となるよう、第２の一方向クラッチの軌道面側の径方向の肉厚を設定しても、一方向クラッチユニットにおける第１の一方向クラッチと第２の一方向クラッチの係合部分の径方向の肉厚を充分な厚さにすることができて、第１の一方向クラッチおよび第２の一方向クラッチのラジアル荷重に対する強度が低下することがない。
【００１９】
また、請求項４の発明の一方向クラッチユニットは、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の一方向クラッチユニットにおいて、上記第１の内輪の上記環状の凹部の端面と周面との間を、湾曲面で接続すると共に、上記第１の内輪の環状の凹部に配置された上記第２の外輪の端部の外周面と端面との間を、湾曲面で接続することを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の内輪の上記環状の凹部の端面と周面との間を湾曲面で接続すると共に、上記第１の内輪の環状の凹部に配置された上記第２の外輪の端部の外周面と端面との間を湾曲面で接続したので、第２の一方向クラッチを第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の環状の凹部に配置して、第１の一方向クラッチの凹面と第２の一方向クラッチの端部の表面とを接触させても、上記第１の内輪の凹部の端面と周面との接続部分、および上記第２の外輪の端部の外周面と端面との接続部分に応力が集中することがない。したがって、これらの接続部分が破損することを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一方向クラッチユニットの１実施形態を備える動力伝達装置の断面図である。
【００２３】
この一方向クラッチユニットは、第１の一方向クラッチ１と第２の一方向クラッチ２とで構成されている。
【００２４】
図示しないエンジンの駆動中は、このエンジンによって駆動されるプーリ３の回転力を、第１の動力伝達部材４および第１の一方向クラッチ１を介して、図示しないコンプレッサの回転軸６に伝達する一方、上記エンジンの停止中は、モータ１０のロータ１１の回転力を第２の一方向クラッチ２を介してコンプレッサの回転軸６に伝達するようにしている。尚、図１において、参照番号１２は、ロータ１１のヨークを示し、参照番号４ａは、第１の動力伝達部材４における第１の一方向クラッチ１との接続面を示し、参照番号１２ａは、ロータ１１のヨーク１２における第２の一方向クラッチ２との接続面を示している。
【００２５】
上記第１の一方向クラッチ１は、図２に示すように、上記第１の動力伝達部材４に固定した第１の外輪５と、上記回転軸６に固定した第１の内輪７と、第１の係合子の一例としての第１の係合ころ２３と、保持器２２と、コイルバネ２１とを備える。上記第１の外輪５の内周に形成された係合面の一例としての円筒係合面５ａと第１の内輪７の外周に形成された係合面の一例としての係合カム面７ａとの間に、上記保持器２２によって保持された係合ころ２３を、周方向に一定の間隔に複数個配置して、上記係合ころ２３を、コイルバネ２１によって一方向に付勢している。
【００２６】
上記第１の外輪５の円筒係合面５ａ、第１の内輪７の係合カム面７ａ、コイルバネ２１、保持器２２および係合ころ２３は、第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０を形成している。
【００２７】
また、上記第１の一方向クラッチ１は、第１の転動体の一例としての第１の玉２７と、保持器２６とを備える。上記第１の外輪５の円筒係合面５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面５ｂと、第１の内輪７の係合カム面７ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面７ｂとの間に、保持器２６によって保持された第１の玉２７を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第１の外輪５の軌道面５ｂ、第１の内輪７の軌道面７ｂ、保持器２６および第１の玉２７は、深溝玉軸受部５５を形成している。
【００２８】
上記第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の深溝玉軸受部５５側の端部の内周に、軸方向に開口した環状の凹部６７を設けている。上記環状の凹部６７の軸方向の端面７９と周面７８とを湾曲面６８で接続している。
【００２９】
また、上記第１の内輪７の係合カム面７ａの最大外径は、第１の内輪７の軌道面７ｂの肩径よりも小さくなっており、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪の深溝玉軸受部５５側には、テーパ面７ｅが存在している。
【００３０】
一方、上記第２の一方向クラッチ２は、上記ロータ１１のヨーク１２に固定された第２の外輪１４と、上記回転軸６に固定された第２の内輪１５と、第２の係合子の一例としての第２の係合ころ３８と、保持器３７とを備える。上記第２の外輪１４の内周に形成された係合面の一例としての係合カム面１４ａと第２の内輪１５の外周に形成された係合面の一例としての円筒係合面１５ａとの間に、保持器３７によって保持された係合ころ３８を、周方向に一定の間隔に複数個配置して、図示しないコイルバネによって一方向に付勢している。
【００３１】
上記第２の外輪１４の係合カム面１４ａ、第２の内輪１５の円筒係合面１５ａ、コイルバネ、保持器３７および係合ころ３８は、第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０を形成している。
【００３２】
また、上記第２の一方向クラッチ２は、図２に示すように、第２の転動体の一例としての第２の玉４０と、保持器３９とを備える。上記第２の外輪１４の係合カム面１４ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１４ｂと、第２の内輪１５の円筒係合面１５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１５ｂとの間に、保持器３９によって保持された第２の玉４０を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第２の外輪１４の軌道面１４ｂ、第２の内輪１５の軌道面１５ｂ、保持器３９および第２の玉４０は、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５を形成している。
【００３３】
上記第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４の一方向クラッチ部６０側の外周面の外径は、上記深溝玉軸受部６５側の外周面の外径よりも大きくなっており、第２の外輪１４の外周面の一方向クラッチ部６０と深溝玉軸受部６５との間には、テーパ面１４ｃが形成されている。
【００３４】
また、上記第２の一方向クラッチ２の第２の内輪１５の円筒係合面１５ａの外径と第２の内輪１５の軌道面１５ｂの肩径とは等しくなっており、第２の係合ころ３８の径方向の断面の直径は、第２の玉４０の直径よりも大きくなっている。このことから、上記第２の外輪１４の係合カム面１４ａの内接円の直径は、第２の外輪１４の軌道面１４ｂの外径よりも大きくなっている。したがって、上記第２の外輪１４の深溝玉軸受部６５側の一部１４ｄは、上記係合カム面１４ａの内接円よりも半径方向内側に位置している。
【００３５】
また、上記第２の外輪１４の外周面の外径が小さくなっている深溝玉軸受部６５側の軸方向の端面８１と外周面８０とを湾曲面６９で接続している。上記第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５側の端部を、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周側の凹部６７内に配置している。
【００３６】
上記第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７を回転軸６のねじ部に螺合して固定し、この第１の内輪７の凹部６７の底面と回転軸６の段部６ａとで第２の内輪１５を固定している。尚、７１,７２,７３および７４は、シール部材である。
【００３７】
上記構成の一方向クラッチユニットにおいて、エンジン駆動中には、エンジンの回転動力が図示しないベルトを介して図１に示すプーリ３に伝えられる。このプーリ３に伝えられた回転動力は、第１の動力伝達部材４を介して第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５に伝達されて、第１の外輪５が周方向に回転する。すると、第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０の第１の係合ころ２３が、図２に示す第１の外輪５の円筒係合面５ａと第１の内輪７の係合カム面７ａとに係合して、第１の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第１の外輪５から第１の内輪７に伝達される。そして、この第１の内輪７に伝達されたエンジンの回転動力が、回転軸６に伝達されて、図示しないコンプレッサが駆動される。尚、エンジン駆動中には、モータ１０のロータ１１は、停止した状態になっていて、第２の一方向クラッチ２の第２の係合ころ３８は、静止している第２の外輪１４の係合カム面１４ａと正転する第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとの間で遊嵌状態となっていて、第２の一方向クラッチ２は切りの状態になっている。
【００３８】
他方、アイドルストップ等のエンジンの停止時には、エンジン駆動のプーリ３が停止し、第１の係合ころ２３は、静止している第１の外輪５の円筒係合面５ａと正転している第１の内輪７の係合カム面７ａとの間で遊嵌状態になって第１の一方向クラッチ１は切りの状態になる。このとき、モータ１０が駆動されてロータ１１が周方向に回転する。そして、上記ロータ１１の回転動力が、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４に伝達されて、第２の外輪１４が正転方向に回転する。すると、第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０の第２の係合ころ３８が、第２の外輪１４の係合カム面１４ａと第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとに係合して、第２の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第２の外輪１４から第２の内輪１５に伝達される。そして、この第２の内輪１４に伝達されたロータ１１の回転動力が、回転軸６に伝達されてコンプレッサを駆動する。尚、上記第１および第２の一方向クラッチ１,２の深溝玉軸受部５５,６５は、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０が切りの状態になったときに、一方向クラッチ１,２のラジアル荷重を支持して、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０の耐荷重性と耐久性とを確保している。
【００３９】
上記実施形態の一方向クラッチユニットを備えた動力伝達装置は、二つの一方向クラッチ１,２を使用してエンジン駆動中と、モータ１０の駆動中（エンジン停止時）との両方でコンプレッサの回転軸６を駆動することができる。したがって、従来の動力伝達装置のようにコンプレッサの回転軸６を駆動するのに電磁クラッチおよび制御部を必要としないので、動力伝達装置を小型化かつ簡単な構造にすることができる。
【００４０】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の深溝玉軸受部５５側に環状の凹部を設け、この環状の凹部６７に、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５側の端部を配置したので、上記環状の凹部６７に配置された一方向クラッチ２の軸方向の寸法分だけ、一方向クラッチの軸方向の寸法を短縮できる。したがって、一方向クラッチユニットをコンパクトにできる。
【００４１】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第１の外輪５の係合面を円筒係合面５ａにし、第１の内輪７の係合面を係合カム面７ａにしたので、第１の一方向クラッチ１の構造上、第１の内輪７の係合カム面７ａの最大外径よりも第１の内輪７の軌道面７ｂの肩径の方が大きくなる。したがって、第1の内輪５の内周に環状の凹部６７を設けても、第１の内輪７の軌道面７ｂ側の十分な肉厚を確保することができて、第１の一方向クラッチ１の深溝玉軸受部５５側のラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００４２】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第２の外輪１４の係合面を係合カム面１４ａにし、第２の内輪１５の係合面を円筒係合面１５ａにしたので、第２の一方向クラッチ２の構造上、第２の外輪１４の係合カム面１４ａの最小内径よりも第２の外輪１４の軌道面１４ｂの肩径の方が小さくなる。したがって、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４の軌道面１４ｂ側（深溝玉軸受部６５側）の肉厚を、係合カム面１４ａ側の肉厚よりも厚くすることができるので、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の凹部６７に配置可能となるよう、第２の一方向クラッチの軌道面側の肉厚を設定しても、充分な厚さにすることができ、一方向クラッチユニットにおける第２の一方向クラッチ２のラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００４３】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第１の内輪７の内周の環状の凹部６７の端面７９と周面７８との間を、湾曲面６８で接続すると共に、第１の内輪７の環状の凹部６７に配置された第２の外輪１４の深溝玉軸受部６５側の外周面８０と端面８１との間を、湾曲面６９で接続したので、第２の一方向クラッチ２を第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の環状の凹部６７に配置して、第１の一方向クラッチ１の凹面６７と第２の一方向クラッチ２の第２の内輪１５の端部の表面とを接触させても、上記第１の内輪７の凹部６７の端面７９と周面７８との接続部分および上記第２の外輪１４の端部の外周面８０と端面８１との接続部分に応力が集中することがない。したがって、これらの接続部分が破損することを防止できる。
【００４４】
尚、上記実施形態の一方向クラッチユニットでは、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の深溝玉軸受部５５側に環状の凹部６７を設け、この環状の凹部６７に第２の一方向クラッチ２の深溝軸受部６５側の端部を配置したが、この発明の一方向クラッチユニットは、第１の内輪の内周の深溝玉軸受部側に環状の凹部を設け、この環状の凹部に第２の一方向クラッチの一方向クラッチ部側の端部を配置しても良い。また、この発明の一方向クラッチユニットは、第１の内輪の内周の一方向クラッチ部側に環状の凹部を設け、この環状の凹部に第２の一方向クラッチの深溝玉軸受部側の端部を配置しても良い。
【００４５】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットでは、第１および第２の一方向クラッチ１,２を、一方向クラッチ部５０,６０と深溝玉軸受部５５,６５とで構成したが、第１および第２の一方向クラッチの少なくとも一方の深溝玉軸受部５５,６５の代わりにアンギュラ玉軸受部または４点接触玉軸受部等を採用しても良い。
【００４６】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットでは、第１および第２の一方向クラッチ１,２の第１および第２の係合子を、係合ころ２３,３８にしたが、第１および第２の係合子の少なくとも一方の係合子を、スプラグ等にしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の一方向クラッチユニットは、第１および第２の一方向クラッチを備えるので、２系統の動力伝達の断続を簡単に行うことができる。
【００４８】
さらに、本発明の一方向クラッチユニットは、小型化、強度低下の抑制および第１と第２の一方向クラッチの接触にともなう破損の防止を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一方向クラッチユニットの１実施形態を備える動力伝達装置の断面図である。
【図２】 図１の一方向クラッチユニット部分の拡大図である。
【符号の説明】
１ 第１の一方向クラッチ
２ 第２の一方向クラッチ
５ 第１の外輪
５ａ 円筒係合面
５ｂ 軌道面
７ 第１の内輪
７ａ 係合カム面
７ｂ 軌道面
７ｅ テーパ面
１４ 第２の外輪
１４ａ 係合カム面
１４ｂ 軌道面
１４ｄ 第２の外輪の深溝玉軸受部側の一部
１５ 第２の内輪
１５ａ 円筒係合面
１５ｂ 軌道面
２３ 第１の係合ころ
２７ 第１の玉
３８ 第２の係合ころ
４０ 第２の玉
５０,６０ 一方向クラッチ部
５５,６５ 深溝玉軸受部
６７ 凹部
６８,６９ 湾曲面
７８ 周面
８０ 外周面
７９,８１ 端面
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のエンジンと空気調和機との動力の断続に使用すれば好適な一方向クラッチユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のエンジンと空気調和機との動力の断続に使用する動力伝達装置としては、コンプレッサを駆動する回転軸とプーリとの間に電磁クラッチを設け、エンジンが回転しているときには、この電磁クラッチをオンにして、上記プーリから回転軸に回転動力を伝える一方、エンジン停止時には、上記電磁クラッチをオフにして、回転軸とプーリとを切り離して、モータで回転軸を回転駆動するようにしたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４０７５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の動力伝達装置では、電磁クラッチとこの電磁クラッチのオンオフ制御をする制御部が必要になって、動力伝達装置の構造が複雑になって、大型化するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、動力伝達装置を簡単かつ小型化できる一方向クラッチユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の一方向クラッチユニットは、
内周に係合面と軌道面とを隣接して有する第１の外輪と、外周に係合面と軌道面とを隣接して有する第１の内輪と、上記第１の外輪の係合面と上記第１の内輪の係合面との間に配置された第１の係合子と、上記第１の外輪の軌道面と上記第１の内輪の軌道面との間に配置された第１の玉とを有する第１の一方向クラッチと、
内周に係合面と軌道面とを隣接して有する第２の外輪と、外周に係合面と軌道面とを隣接して有する第２の内輪と、上記第２の外輪の係合面と上記第２の内輪の係合面との間に配置された第２の係合子と、上記第２の外輪の軌道面と上記第２の内輪の軌道面との間に配置された第２の玉とを有する第２の一方向クラッチとを備え、
上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の軌道面側に環状の凹部を設け、
この環状の凹部に、上記第２の一方向クラッチの軌道面側の一端部を配置し、
上記第１の内輪の上記軌道面の少なくとも一部は、上記第２の外輪の上記軌道面に上記第２の外輪の径方向に重なっていることを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明の一方向クラッチユニットにおいて、例えば、第１の一方向クラッチの第１の外輪をエンジンによって駆動されるプーリに連結すると共に、第２の一方向クラッチの第２の外輪をモータのロータに連結する一方、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪および上記第２の一方向クラッチの第２の内輪をコンプレッサの回転軸に連結したとする。そうすると、エンジン駆動中には、エンジンによって駆動されるプーリの回転動力が、上記第１の一方向クラッチの第１の外輪、第１の係合子および第１の内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がエンジンによって回転させられる。このエンジン駆動中には、第２の一方向クラッチは、切りの状態になっており、第２の内輪は遊転する。一方、エンジン停止時には、モータを駆動することによって、モータのロータの回転動力が、上記第２の一方向クラッチの第２の外輪、第２の係合子および第２の内輪を介してコンプレッサの回転軸に伝達されて、コンプレッサの回転軸がモータによって回転させられる。エンジン停止時には、第１の一方向クラッチは、切りの状態になっており、第１の内輪は遊転する。
【０００８】
請求項１の発明の一方向クラッチユニットを用いれば、電磁クラッチおよび制御部を必要とせずに、コンプレッサの回転軸をエンジンおよびモータで駆動することができて、動力伝達装置を、小型化かつ簡単な構造にすることができる。
【０００９】
また、請求項１の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の軌道面側に環状の凹部を設け、この環状の凹部に、上記第２の一方向クラッチの一端部を配置したので、上記環状の凹部に配置された第２の一方向クラッチの軸方向の端部の寸法分だけ、一方向クラッチユニット全体の軸方向の寸法を短縮できる。したがって、一方向クラッチユニットをコンパクトにできる。
【００１０】
また、請求項１の発明の一方向クラッチユニットによれば、一般に上記環状の凹部を設けない状態では上記第１の内輪の軌道面側の肉厚が上記第１の内輪の係合面側の肉厚よりも大きいから、上記環状の凹部を上記第１の内輪の軌道面側に設けても上記第１の内輪の軌道面側の肉厚を、第１の一方向クラッチの構造強度を弱めない程度の厚さに保つことができる。したがって、第１の一方向クラッチおよび一方向クラッチユニットの構造強度、特に、ラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００１１】
また、請求項２の発明の一方向クラッチユニットは、請求項１に記載の一方向クラッチユニットにおいて、上記第１の一方向クラッチの第１の係合子は係合ころであり、上記第１の外輪の係合面は円筒係合面であり、上記第１の内輪の係合面は係合カム面であることを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の係合子を係合ころに、上記第１の外輪の係合面を円筒係合面に、かつ、上記第１の内輪の係合面を係合カム面にしたので、第１の一方向クラッチの構造上、一般に第１の内輪の係合カム面の最大外径よりも第１の内輪の軌道面の肩径の方が大きくなる。したがって、上記第1の内輪の内周の軌道面側に環状の凹部を設けても、上記第１の内輪の軌道面側の充分な肉厚を確保できて、一方向クラッチおよび第１の一方向クラッチのラジアル荷重に対する強度が低下することがない。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
また、請求項１の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周に環状の凹部を設け、この環状の凹部に、上記第２の一方向クラッチの軌道面側の端部を配置したので、上記環状の凹部に配置された第２の一方向クラッチの軌道面側の端部の軸方向の寸法分だけ、一方向クラッチユニットの軸方向の寸法を短縮できる。したがって、一方向クラッチユニットをコンパクトにできる。
【００１６】
また、請求項１の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の環状の凹部に上記第２の一方向クラッチの軌道面側の端部を配置した。一般に第２の外輪の軌道面側の肉厚が第２の外輪の係合面側の肉厚よりも大きいから、第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の凹部に配置可能となるよう、第２の外輪の軌道面側の肉厚を設定しても、第２の一方向クラッチの構造強度を弱めない程度の厚さに保つことができる。したがって、一方向クラッチユニットにおける第１の一方向クラッチと第２の一方向クラッチの係合部分のラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００１７】
また、請求項３の発明の一方向クラッチユニットは、請求項１または２に記載の一方向クラッチユニットにおいて、上記第２の一方向クラッチの第２の係合子は係合ころであり、上記第２の外輪の係合面は係合カム面であり、上記第２の内輪の係合面は円筒係合面であることを特徴としている。
【００１８】
請求項３の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第２の一方向クラッチの第２の係合子を係合ころに、上記第２の外輪の係合面を係合カム面に、かつ、上記第２の内輪の係合面を円筒係合面にしたので、第２の一方向クラッチの構造上、一般に第２の外輪の係合カム面の最小内径よりも第２の外輪の軌道面の肩径の方が小さくなる。したがって、上記第1の内輪の内周の環状の凹部に配置可能となるよう、第２の一方向クラッチの軌道面側の径方向の肉厚を設定しても、一方向クラッチユニットにおける第１の一方向クラッチと第２の一方向クラッチの係合部分の径方向の肉厚を充分な厚さにすることができて、第１の一方向クラッチおよび第２の一方向クラッチのラジアル荷重に対する強度が低下することがない。
【００１９】
また、請求項４の発明の一方向クラッチユニットは、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の一方向クラッチユニットにおいて、上記第１の内輪の上記環状の凹部の端面と周面との間を、湾曲面で接続すると共に、上記第１の内輪の環状の凹部に配置された上記第２の外輪の端部の外周面と端面との間を、湾曲面で接続することを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明の一方向クラッチユニットによれば、上記第１の内輪の上記環状の凹部の端面と周面との間を湾曲面で接続すると共に、上記第１の内輪の環状の凹部に配置された上記第２の外輪の端部の外周面と端面との間を湾曲面で接続したので、第２の一方向クラッチを第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の環状の凹部に配置して、第１の一方向クラッチの凹面と第２の一方向クラッチの端部の表面とを接触させても、上記第１の内輪の凹部の端面と周面との接続部分、および上記第２の外輪の端部の外周面と端面との接続部分に応力が集中することがない。したがって、これらの接続部分が破損することを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一方向クラッチユニットの１実施形態を備える動力伝達装置の断面図である。
【００２３】
この一方向クラッチユニットは、第１の一方向クラッチ１と第２の一方向クラッチ２とで構成されている。
【００２４】
図示しないエンジンの駆動中は、このエンジンによって駆動されるプーリ３の回転力を、第１の動力伝達部材４および第１の一方向クラッチ１を介して、図示しないコンプレッサの回転軸６に伝達する一方、上記エンジンの停止中は、モータ１０のロータ１１の回転力を第２の一方向クラッチ２を介してコンプレッサの回転軸６に伝達するようにしている。尚、図１において、参照番号１２は、ロータ１１のヨークを示し、参照番号４ａは、第１の動力伝達部材４における第１の一方向クラッチ１との接続面を示し、参照番号１２ａは、ロータ１１のヨーク１２における第２の一方向クラッチ２との接続面を示している。
【００２５】
上記第１の一方向クラッチ１は、図２に示すように、上記第１の動力伝達部材４に固定した第１の外輪５と、上記回転軸６に固定した第１の内輪７と、第１の係合子の一例としての第１の係合ころ２３と、保持器２２と、コイルバネ２１とを備える。上記第１の外輪５の内周に形成された係合面の一例としての円筒係合面５ａと第１の内輪７の外周に形成された係合面の一例としての係合カム面７ａとの間に、上記保持器２２によって保持された係合ころ２３を、周方向に一定の間隔に複数個配置して、上記係合ころ２３を、コイルバネ２１によって一方向に付勢している。
【００２６】
上記第１の外輪５の円筒係合面５ａ、第１の内輪７の係合カム面７ａ、コイルバネ２１、保持器２２および係合ころ２３は、第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０を形成している。
【００２７】
また、上記第１の一方向クラッチ１は、第１の転動体の一例としての第１の玉２７と、保持器２６とを備える。上記第１の外輪５の円筒係合面５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面５ｂと、第１の内輪７の係合カム面７ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面７ｂとの間に、保持器２６によって保持された第１の玉２７を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第１の外輪５の軌道面５ｂ、第１の内輪７の軌道面７ｂ、保持器２６および第１の玉２７は、深溝玉軸受部５５を形成している。
【００２８】
上記第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の深溝玉軸受部５５側の端部の内周に、軸方向に開口した環状の凹部６７を設けている。上記環状の凹部６７の軸方向の端面７９と周面７８とを湾曲面６８で接続している。
【００２９】
また、上記第１の内輪７の係合カム面７ａの最大外径は、第１の内輪７の軌道面７ｂの肩径よりも小さくなっており、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪の深溝玉軸受部５５側には、テーパ面７ｅが存在している。
【００３０】
一方、上記第２の一方向クラッチ２は、上記ロータ１１のヨーク１２に固定された第２の外輪１４と、上記回転軸６に固定された第２の内輪１５と、第２の係合子の一例としての第２の係合ころ３８と、保持器３７とを備える。上記第２の外輪１４の内周に形成された係合面の一例としての係合カム面１４ａと第２の内輪１５の外周に形成された係合面の一例としての円筒係合面１５ａとの間に、保持器３７によって保持された係合ころ３８を、周方向に一定の間隔に複数個配置して、図示しないコイルバネによって一方向に付勢している。
【００３１】
上記第２の外輪１４の係合カム面１４ａ、第２の内輪１５の円筒係合面１５ａ、コイルバネ、保持器３７および係合ころ３８は、第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０を形成している。
【００３２】
また、上記第２の一方向クラッチ２は、図２に示すように、第２の転動体の一例としての第２の玉４０と、保持器３９とを備える。上記第２の外輪１４の係合カム面１４ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１４ｂと、第２の内輪１５の円筒係合面１５ａに隣接して形成された断面円弧状の軌道面１５ｂとの間に、保持器３９によって保持された第２の玉４０を、周方向に一定の間隔に複数個配置している。上記第２の外輪１４の軌道面１４ｂ、第２の内輪１５の軌道面１５ｂ、保持器３９および第２の玉４０は、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５を形成している。
【００３３】
上記第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４の一方向クラッチ部６０側の外周面の外径は、上記深溝玉軸受部６５側の外周面の外径よりも大きくなっており、第２の外輪１４の外周面の一方向クラッチ部６０と深溝玉軸受部６５との間には、テーパ面１４ｃが形成されている。
【００３４】
また、上記第２の一方向クラッチ２の第２の内輪１５の円筒係合面１５ａの外径と第２の内輪１５の軌道面１５ｂの肩径とは等しくなっており、第２の係合ころ３８の径方向の断面の直径は、第２の玉４０の直径よりも大きくなっている。このことから、上記第２の外輪１４の係合カム面１４ａの内接円の直径は、第２の外輪１４の軌道面１４ｂの外径よりも大きくなっている。したがって、上記第２の外輪１４の深溝玉軸受部６５側の一部１４ｄは、上記係合カム面１４ａの内接円よりも半径方向内側に位置している。
【００３５】
また、上記第２の外輪１４の外周面の外径が小さくなっている深溝玉軸受部６５側の軸方向の端面８１と外周面８０とを湾曲面６９で接続している。上記第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５側の端部を、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周側の凹部６７内に配置している。
【００３６】
上記第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７を回転軸６のねじ部に螺合して固定し、この第１の内輪７の凹部６７の底面と回転軸６の段部６ａとで第２の内輪１５を固定している。尚、７１,７２,７３および７４は、シール部材である。
【００３７】
上記構成の一方向クラッチユニットにおいて、エンジン駆動中には、エンジンの回転動力が図示しないベルトを介して図１に示すプーリ３に伝えられる。このプーリ３に伝えられた回転動力は、第１の動力伝達部材４を介して第１の一方向クラッチ１の第１の外輪５に伝達されて、第１の外輪５が周方向に回転する。すると、第１の一方向クラッチ１の一方向クラッチ部５０の第１の係合ころ２３が、図２に示す第１の外輪５の円筒係合面５ａと第１の内輪７の係合カム面７ａとに係合して、第１の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第１の外輪５から第１の内輪７に伝達される。そして、この第１の内輪７に伝達されたエンジンの回転動力が、回転軸６に伝達されて、図示しないコンプレッサが駆動される。尚、エンジン駆動中には、モータ１０のロータ１１は、停止した状態になっていて、第２の一方向クラッチ２の第２の係合ころ３８は、静止している第２の外輪１４の係合カム面１４ａと正転する第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとの間で遊嵌状態となっていて、第２の一方向クラッチ２は切りの状態になっている。
【００３８】
他方、アイドルストップ等のエンジンの停止時には、エンジン駆動のプーリ３が停止し、第１の係合ころ２３は、静止している第１の外輪５の円筒係合面５ａと正転している第１の内輪７の係合カム面７ａとの間で遊嵌状態になって第１の一方向クラッチ１は切りの状態になる。このとき、モータ１０が駆動されてロータ１１が周方向に回転する。そして、上記ロータ１１の回転動力が、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４に伝達されて、第２の外輪１４が正転方向に回転する。すると、第２の一方向クラッチ２の一方向クラッチ部６０の第２の係合ころ３８が、第２の外輪１４の係合カム面１４ａと第２の内輪１５の円筒係合面１５ａとに係合して、第２の一方向クラッチが入り状態になって、回転動力が第２の外輪１４から第２の内輪１５に伝達される。そして、この第２の内輪１４に伝達されたロータ１１の回転動力が、回転軸６に伝達されてコンプレッサを駆動する。尚、上記第１および第２の一方向クラッチ１,２の深溝玉軸受部５５,６５は、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０が切りの状態になったときに、一方向クラッチ１,２のラジアル荷重を支持して、一方向クラッチ１,２の夫々の一方向クラッチ部５０,６０の耐荷重性と耐久性とを確保している。
【００３９】
上記実施形態の一方向クラッチユニットを備えた動力伝達装置は、二つの一方向クラッチ１,２を使用してエンジン駆動中と、モータ１０の駆動中（エンジン停止時）との両方でコンプレッサの回転軸６を駆動することができる。したがって、従来の動力伝達装置のようにコンプレッサの回転軸６を駆動するのに電磁クラッチおよび制御部を必要としないので、動力伝達装置を小型化かつ簡単な構造にすることができる。
【００４０】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の深溝玉軸受部５５側に環状の凹部を設け、この環状の凹部６７に、第２の一方向クラッチ２の深溝玉軸受部６５側の端部を配置したので、上記環状の凹部６７に配置された一方向クラッチ２の軸方向の寸法分だけ、一方向クラッチの軸方向の寸法を短縮できる。したがって、一方向クラッチユニットをコンパクトにできる。
【００４１】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第１の外輪５の係合面を円筒係合面５ａにし、第１の内輪７の係合面を係合カム面７ａにしたので、第１の一方向クラッチ１の構造上、第１の内輪７の係合カム面７ａの最大外径よりも第１の内輪７の軌道面７ｂの肩径の方が大きくなる。したがって、第1の内輪５の内周に環状の凹部６７を設けても、第１の内輪７の軌道面７ｂ側の十分な肉厚を確保することができて、第１の一方向クラッチ１の深溝玉軸受部５５側のラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００４２】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第２の外輪１４の係合面を係合カム面１４ａにし、第２の内輪１５の係合面を円筒係合面１５ａにしたので、第２の一方向クラッチ２の構造上、第２の外輪１４の係合カム面１４ａの最小内径よりも第２の外輪１４の軌道面１４ｂの肩径の方が小さくなる。したがって、第２の一方向クラッチ２の第２の外輪１４の軌道面１４ｂ側（深溝玉軸受部６５側）の肉厚を、係合カム面１４ａ側の肉厚よりも厚くすることができるので、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の凹部６７に配置可能となるよう、第２の一方向クラッチの軌道面側の肉厚を設定しても、充分な厚さにすることができ、一方向クラッチユニットにおける第２の一方向クラッチ２のラジアル荷重に対する強度の低下を抑制できる。
【００４３】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットによれば、第１の内輪７の内周の環状の凹部６７の端面７９と周面７８との間を、湾曲面６８で接続すると共に、第１の内輪７の環状の凹部６７に配置された第２の外輪１４の深溝玉軸受部６５側の外周面８０と端面８１との間を、湾曲面６９で接続したので、第２の一方向クラッチ２を第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の環状の凹部６７に配置して、第１の一方向クラッチ１の凹面６７と第２の一方向クラッチ２の第２の内輪１５の端部の表面とを接触させても、上記第１の内輪７の凹部６７の端面７９と周面７８との接続部分および上記第２の外輪１４の端部の外周面８０と端面８１との接続部分に応力が集中することがない。したがって、これらの接続部分が破損することを防止できる。
【００４４】
尚、上記実施形態の一方向クラッチユニットでは、第１の一方向クラッチ１の第１の内輪７の内周の深溝玉軸受部５５側に環状の凹部６７を設け、この環状の凹部６７に第２の一方向クラッチ２の深溝軸受部６５側の端部を配置したが、この発明の一方向クラッチユニットは、第１の内輪の内周の深溝玉軸受部側に環状の凹部を設け、この環状の凹部に第２の一方向クラッチの一方向クラッチ部側の端部を配置しても良い。また、この発明の一方向クラッチユニットは、第１の内輪の内周の一方向クラッチ部側に環状の凹部を設け、この環状の凹部に第２の一方向クラッチの深溝玉軸受部側の端部を配置しても良い。
【００４５】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットでは、第１および第２の一方向クラッチ１,２を、一方向クラッチ部５０,６０と深溝玉軸受部５５,６５とで構成したが、第１および第２の一方向クラッチの少なくとも一方の深溝玉軸受部５５,６５の代わりにアンギュラ玉軸受部または４点接触玉軸受部等を採用しても良い。
【００４６】
また、上記実施形態の一方向クラッチユニットでは、第１および第２の一方向クラッチ１,２の第１および第２の係合子を、係合ころ２３,３８にしたが、第１および第２の係合子の少なくとも一方の係合子を、スプラグ等にしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の一方向クラッチユニットは、第１および第２の一方向クラッチを備えるので、２系統の動力伝達の断続を簡単に行うことができる。
【００４８】
さらに、本発明の一方向クラッチユニットは、小型化、強度低下の抑制および第１と第２の一方向クラッチの接触にともなう破損の防止を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一方向クラッチユニットの１実施形態を備える動力伝達装置の断面図である。
【図２】 図１の一方向クラッチユニット部分の拡大図である。
【符号の説明】
１ 第１の一方向クラッチ
２ 第２の一方向クラッチ
５ 第１の外輪
５ａ 円筒係合面
５ｂ 軌道面
７ 第１の内輪
７ａ 係合カム面
７ｂ 軌道面
７ｅ テーパ面
１４ 第２の外輪
１４ａ 係合カム面
１４ｂ 軌道面
１４ｄ 第２の外輪の深溝玉軸受部側の一部
１５ 第２の内輪
１５ａ 円筒係合面
１５ｂ 軌道面
２３ 第１の係合ころ
２７ 第１の玉
３８ 第２の係合ころ
４０ 第２の玉
５０,６０ 一方向クラッチ部
５５,６５ 深溝玉軸受部
６７ 凹部
６８,６９ 湾曲面
７８ 周面
８０ 外周面
７９,８１ 端面
Claims (4)
- 内周に係合面と軌道面とを隣接して有する第１の外輪と、外周に係合面と軌道面とを隣接して有する第１の内輪と、上記第１の外輪の係合面と上記第１の内輪の係合面との間に配置された第１の係合子と、上記第１の外輪の軌道面と上記第１の内輪の軌道面との間に配置された第１の玉とを有する第１の一方向クラッチと、
内周に係合面と軌道面とを隣接して有する第２の外輪と、外周に係合面と軌道面とを隣接して有する第２の内輪と、上記第２の外輪の係合面と上記第２の内輪の係合面との間に配置された第２の係合子と、上記第２の外輪の軌道面と上記第２の内輪の軌道面との間に配置された第２の玉とを有する第２の一方向クラッチとを備え、
上記第１の一方向クラッチの第１の内輪の内周の軌道面側に環状の凹部を設け、
この環状の凹部に、上記第２の一方向クラッチの軌道面側の一端部を配置し、
上記第１の内輪の上記軌道面のすくなくとも一部は、上記第２の外輪の上記軌道面に上記第２の外輪の径方向に重なっていることを特徴とする一方向クラッチユニット。 - 請求項１に記載の一方向クラッチユニットにおいて、
上記第１の一方向クラッチの第１の係合子は係合ころであり、上記第１の外輪の係合面は円筒係合面であり、上記第１の内輪の係合面は係合カム面であることを特徴とする一方向クラッチユニット。 - 請求項１または２に記載の一方向クラッチユニットにおいて、
上記第２の一方向クラッチの第２の係合子は係合ころであり、上記第２の外輪の係合面は係合カム面であり、上記第２の内輪の係合面は円筒係合面であることを特徴とする一方向クラッチユニット。 - 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の一方向クラッチユニットにおいて、
上記第１の内輪の上記環状の凹部の端面と周面との間を、湾曲面で接続すると共に、上記第１の内輪の環状の凹部に配置された上記第２の外輪の端部の外周面と端面との間を、湾曲面で接続することを特徴とする一方向クラッチユニット。
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