JP4339475B2 - 一方向クラッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内外輪の相対回転方向に応じてスプラグが揺動することにより内外輪間のトルク伝達を断接するようにした一方向クラッチに関し、特に内輪に対するスプラグの摺動速度を低下させる対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開昭６１−２２８１５３号公報に記載されているように、自動車エンジンのクランク軸のトルクを補機のロータに伝動ベルトを介して伝達するようにした補機駆動装置では、そのトルク伝達経路に一方向クラッチを配設することで、上記エンジンの爆発行程に起因するトルクの微小角速度変動を吸収して上記伝動ベルトの負荷を軽減できるということは知られている。つまり、一方向クラッチを用いることで、微小角速度変動における角速度増加時にはクランク軸のトルクを補機のロータに伝達する一方、角速度減少時にロータの慣性トルクがクランク軸側に伝達されようとする際にはそのトルク伝達を遮断するという作用効果が得られることになる。特に、補機がオルタネータである場合には、そのロータの慣性トルクが大きいことからベルト負荷の軽減効果も大きい。
【０００３】
ここで、プーリに一方向クラッチが内蔵されてなる一方向クラッチ内蔵プーリを例にとって従来の一方向クラッチについて説明すると、この一方向クラッチ内蔵プーリには、図１３に示すように、１の軸受ａにより内外輪ｂ，ｃを相対回転可能に支持するものと、図１４に示すように、軸方向に並設された２の軸受ａ，ａにより内外輪ｂ，ｃを相対回転可能に支持するものとが知られており、何れの場合にも、複数のスプラグｄ，ｄ，…が保持器ｅに傾動可能に保持されてなるクラッチ機構部ｆが軸受ａに並設されている。
【０００４】
上記クラッチ機構部ｆの各スプラグｄは、上記微小角速度変動における角速度増加時に、例えば外輪ｃがロック方向（図１５の時計回り方向）に相対回転するときには同図の時計回り方向に傾動して内外輪ｂ，ｃ間に食い込むようになり、このことで内外輪ｂ，ｃ間のトルク伝達が行われる。一方、微小角速度変動における角速度減少時に外輪ｃがフリー方向（同図の反時計回り方向）に相対回転するときには上記食込み方向とは逆の方向（同図の反時計回り方向）に傾動して内外輪ｂ，ｃに対し摺動するようになり、このことで内外輪ｂ，ｃが空転して上記トルク伝達は遮断されるようになっている。つまり、各スプラグｄは、内外輪ｂ，ｃの各カム面との接触面がカム面とされていて、内外輪ｂ，ｃの相対回転方向に応じて傾動方向が切り換わるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスプラグ・カムタイプの一方向クラッチにおいて、実際のスプラグｄ，ｄ，…は、内外輪ｂ，ｃの空転時（フリー方向の相対回転時）に内外輪ｂ，ｃに対して同じように摺動するのではない。すなわち、内輪ｂに対する外輪ｃの相対回転速度Ｖ_１ と、内輪ｂに対する各スプラグｄの相対公転速度Ｖ_２ との間には、
Ｖ_１ ＝Ｖ_２
という関係があって、各スプラグｄは、トルク抵抗の低い相手部材である内輪ｂに対してのみ摺動するのである。
【０００６】
このために、高速回転域での急加減速走行の多い自動車エンジンの補機駆動装置の場合のように、空転回転量の多い使用環境では、各スプラグｄの摩耗が内輪ｂ側のカム面でのみ過大となり、また、それに伴って、内輪ｂのカム面でも摩耗が進行し易く、その結果、クラッチ機能の耐久性が著しく低下し易いという問題がある。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、内外輪が軸受を介して相対回転する際にクラッチ機構部の各スプラグが揺動して内外輪間のトルク伝達を断接するようにした一方向クラッチにおいて、軸受の保持器の回転運動を利用することで、内外輪の空転時に、外輪に対しても各スプラグを摺動させるとともに、内輪に対する各スプラグの摺動速度を低下させるようにし、もって、各スプラグの摩耗が内輪カム面に接触するカム面でのみ過大になるとともに、その内輪のカム面の摩耗をも進行させるという事態を未然に防止してクラッチ機能の耐久性を向上させられるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明では、軸受の保持器が、外輪と同じ相対回転方向に該外輪よりも遅い相対回転速度で相対回転することに着目し、その保持器にクラッチ機構部の保持器を連結して、各スプラグの相対公転速度を外輪の相対回転速度よりも遅くすることで、外輪に対しても各スプラグを摺動させるとともに、内輪に対する各スプラグの摺動速度を低下させるようにした。
【０００９】
具体的には、請求項１の発明では、内輪と、この内輪の外周側に同軸状に配置されていて、該内輪に相対回転可能に組み付けられる外輪と、これら内外輪の回転軸心と直交する内外輪間の平面上に該内外輪の回転軸心回りに転動可能に配置された複数の転動体を有するとともに、内外輪間に該内外輪の回転軸心回りに回転可能に配置されていて複数の転動体を転動可能に保持する保持器を有し、上記複数の転動体が保持器を外輪と同じ相対回転方向に該外輪よりも遅い相対回転速度で回転させるように転動して内外輪を相対回転可能に支持する１の軸受と、上記内外輪の回転軸心と直交する内外輪間の上記軸受の転動体とは異なる平面上に揺動可能に配置された複数のスプラグを有するとともに、内外輪間に該内外輪の回転軸心回りに回転可能に配置されていて複数のスプラグを揺動可能に保持する保持器を有し、上記内外輪のロック方向への相対回転時には複数のスプラグが内外輪間に食い込む方向に傾動して該内外輪間のトルク伝達を行う一方、内外輪のフリー方向への相対回転時には複数のスプラグが上記食込み方向とは逆の方向に傾動して上記トルク伝達を遮断するクラッチ機構部とを備えた一方向クラッチが前提である。
【００１０】
そして、上記クラッチ機構部の保持器は、上記軸受の保持器に該保持器と一体となって回転するように連結されており、また、上記クラッチ機構部のスプラグと上記軸受の転動体とは、軸方向において各スプラグに隣接する位置に転動体が位置するように配置されており、さらに、上記クラッチ機構部の内外輪と上記軸受の内外輪とは、互いに別部材とされているものとする。尚、本明細書では、「スプラグ・カムタイプの一方向クラッチにおいて内外輪間に配置される中間部材」という広い意味での「スプラグ」と、スプラグ・カムタイプのうちのスプラグタイプという場合の狭い意味での「スプラグ」とを使い分けており、発明上の概念としては広義の「スプラグ」を、また、実施形態上の概念としては狭義の「スプラグ」をそれぞれ意味している。
【００１１】
上記の構成において、一方向クラッチの内外輪は、該内外輪間において軸受の転動体が保持器に転動可能に保持されていることにより相対回転可能に支持されている。この一方向クラッチにトルクが入力されて内外輪が相対回転すると、その相対回転方向に応じて、クラッチ機構部の各スプラグは内外輪間のトルク伝達を断接するように揺動する。つまり、各スプラグは、内外輪のロック方向の相対回転時には、その相対回転により内外輪間に食い込む方向に傾動して該内外輪間のトルク伝達を行う。一方、内外輪のフリー方向の相対回転時には、その相対回転により上記食込み方向とは逆の方向に傾動して内外輪を空転させ、このことで上記トルク伝達を遮断する。
【００１２】
上記内外輪のフリー方向への相対回転時に各スプラグが上記食込み方向とは逆の方向に傾動したとき、その内外輪の相対回転に伴い、該内外輪と各スプラグとの間にはそれぞれトルク抵抗が生じる。その際に、外輪との間のトルク抵抗よりも内輪との間のトルク抵抗の方が低いことから、実際には、各スプラグは内輪に対してのみ摺動しようとする。つまり、スプラグは、外輪の相対回転速度と略同じ速度で内輪に対し公転移動しようとする。
【００１３】
このとき、上記軸受の転動体の転動に伴い、該軸受の保持器が外輪と同じ相対回転方向に該外輪よりも遅い相対回転速度で回転しているので、クラッチ機構部の各スプラグは、該クラッチ機構部の保持器により上記相対回転方向とは逆の方向、つまり相対回転速度の低下する方向に強制的に外輪に対し公転移動させられる。その結果、外輪に対して各スプラグが摺動する一方、内輪に対する各スプラグの摺動速度が低下するようになるので、内輪のみに対する摺動による各スプラグの摩耗が内外輪の両方に対する摺動による摩耗に変化することとなる。
【００１４】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、軸受の数が２とされていて、それら軸受がクラッチ機構部の軸方向両側に配置されている場合に、上記クラッチ機構部の保持器は、上記２の軸受のうちの少なくとも一方の軸受の保持器に該保持器と一体となって回転するように連結されており、また、上記クラッチ機構部のスプラグと上記少なくとも一方の軸受の転動体とは、軸方向において各スプラグに隣接する位置に転動体が位置するように配置されており、さらに、上記クラッチ機構部の内外輪と上記少なくとも一方の軸受の内外輪とは、互いに別部材とされているものとする。
【００１５】
上記の構成において、内外輪のフリー方向の相対回転時には、クラッチ機構部の保持器は、２の軸受のうちの少なくとも一方の軸受の保持器と一体となって回転するので、上記請求項１の発明の場合と同様に作用が営まれることとなる。
【００１６】
請求項３の発明では、上記請求項１及び２の発明に係る一方向クラッチは、自動車エンジンの爆発行程による微小角速度変動を伴って回転するクランク軸のトルクを伝動ベルトを介して補機の補機軸に伝達するトルク伝達経路に配設されるものとする。
【００１７】
上記の構成において、自動車エンジンのクランク軸は、該自動車エンジンの爆発行程による角速度の微小変動を伴って回転する。そして、自動車エンジンの微小角速度変動における角速度増加時には、一方向クラッチは、クランク軸のトルクを補機の補機軸に伝達し、角速度減少時には、クランク軸及び補機間のトルク伝達を遮断して補機のロータの慣性トルクがクランク軸側に伝達されるのを回避する。よって、上記請求項１及び２の発明での作用は具体的にかつ適正に営まれることとなる。
【００１８】
請求項４の発明では、上記請求項３の発明において、内輪は、自動車エンジンのクランク軸及び補機の補機軸のうちの一方に連結されるようになされており、
外輪には、伝動ベルトを巻き掛けるためのプーリ部が該外輪と一体となって回転するように設けられているものとする。
【００１９】
上記の構成において、一方向クラッチの外輪の外周には、伝動ベルトを巻き掛けるためのプーリ部が設けられていて、一方向クラッチ内蔵プーリを構成しているので、この一方向クラッチ内蔵プーリが例えば補機の補機軸に取り付けられることで、自動車エンジンのクランク軸と補機の補機軸との間の上記伝動ベルトを介してのトルク伝達経路が構成される。よって、上記請求項３の発明での作用は適正に営まれることとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図５は、本発明の実施形態１に係る一方向クラッチ内蔵プーリＡが配設された自動車エンジンのベルト式補機駆動装置のレイアウトを概略的に示している。この補機駆動装置は、自動車が搭載する４気筒の４サイクルエンジン２０の一端側に設けられていて、エンジン２０の爆発行程に起因する角速度の微小変動を伴って回転するクランク軸２０ａに取り付けられた駆動プーリ２１と、オルタネータ２２を含む複数の補機の各補機軸にそれぞれ取り付けられた複数の従動プーリとの間に伝動ベルトとしての１本のＶリブドベルト２３が蛇行状に巻き掛けられた、いわゆるサーペンタインレイアウトと称されるものである。
【００２２】
具体的には、上記駆動プーリ２１から図５に矢印で示すＶリブドベルト２３の走行方向の順に、オートテンショナのテンションプーリ２４、パワーステアリング装置の油圧ポンプ用プーリ２５、アイドラプーリ２６、エアコンディショナの圧縮機用プーリ２７及びエンジン冷却ファン用プーリ２８が配置されている。そして、上記一方向クラッチ内蔵プーリＡは、オートテンショナのテンションプーリ２４と、パワーステアリング装置の油圧ポンプ用プーリ２５との間に配置されていて、ロータが比較的大きい慣性トルクを有するオルタネータ２２のオルタネータ軸２２ａに取り付けられている。
【００２３】
上記一方向クラッチ内蔵プーリＡは、図１〜図３に示すように、オルタネータ軸２２ａに連結される内輪１と、この内輪１の外周側に同軸状に配置されていて、該内輪１に相対回転可能に組み付けられる外輪２とを備えており、これら内外輪１，２は、内外輪１，２の回転軸心と直交する内外輪１，２間の単一平面上に配置された複数の転動体としての鋼球３ａ，３ａ，…を有する単列の深溝玉軸受３により相対回転可能に支持されていて、内外輪１，２の相対回転方向に応じてクラッチ機構部４により内外輪１，２間のトルク伝達が断接されるようになっている。
【００２４】
上記内輪１の軸心部には、該内輪１をオルタネータ軸２２ａに連結するための取付孔１ａが設けられている。一方、外輪２の外周には、上記Ｖリブドベルト２３を巻き掛けるためのプーリ部５が設けられている。
【００２５】
上記深溝玉軸受３は、図２にも示すように、内輪１の外周に該内輪１と一体となって回転するように外嵌固定されたリング状の軸受内輪６と、この軸受内輪６の外周側に同軸状に対向配置されていて、外輪２の内周に該外輪２と一体となって回転するように嵌挿固定されたリング状の軸受外輪７とを有する。これら軸受内輪６の外周面及び軸受外輪７の内周面には、鋼球３ａ，３ａ，…を転動可能に案内する断面円弧状の深溝６ａ，７ａがそれぞれ周設されている。また、軸受内輪６及び軸受外輪７間には、リング状の保持器３ｂが同軸状に配置されており、この保持器３ｂにより鋼球３ａ，３ａ，…は一定のピッチをおいて転動可能に保持されるようになっている。そして、鋼球３ａ，３ａ，…は保持器３ｂを外輪２と同じ相対回転方向に該外輪２よりも遅い相対回転速度で回転させるように転動するようになって、このことで内外輪１，２を相対回転可能に支持するようになされている。
【００２６】
上記クラッチ機構部４は、図３にも示すように、内外輪１，２の回転軸心と直交しかつ上記深溝玉軸受３の鋼球３ａ，３ａ，…とは異なる単一平面上に揺動可能に配置された複数のスプラグ４ａ，４ａ，…を有する。また、内外輪１，２間には、リング状の保持器４ｂが同軸状に配置されている。この保持器４ｂには、半径方向貫通するように設けられた断面矩形状をなす複数の保持孔９，９，…が周方向に所定ピッチをおいて配置されており、スプラグ４ａ，４ａ，…は、それら保持孔９，９，…内にそれぞれ揺動可能に収容されている。
【００２７】
上記保持器４ｂの各保持孔９の周方向に対向する２つの内壁面のうち、図３の反時計回り方向の側に位置する各内壁面は、各スプラグ４ａの揺動時に該スプラグ４ａを摺動可能に案内するガイド面１０とされている。一方、同図の時計回り方向の側に位置する各内壁面にはそれぞれ板ばね１１が配置されており、これら板ばね１１により各スプラグ４ａをガイド面１０に押し付けるようになっている。その際に、各スプラグ４ａのガイド面１０との接触点は、各スプラグ４ａが板ばね１１の押圧を受ける方向よりも半径方向外方に位置するようになされており、このことで各スプラグ４ａを内外輪１，２間に食い込む方向（同図の時計回り方向）に常時付勢するようになっている。
【００２８】
上記各スプラグ４ａは、内輪１の外周面（カム面）及び外輪２の内周面（カム面）との各接触面がそれぞれカム面とされていて、外輪２の相対回転方向に応じて傾動するようになっている。つまり、各スプラグ４ａは、外輪２がロック方向（図３の時計回り方向）に相対回転したときには、その相対回転により同図の時計回り方向に傾動して内外輪１，２間に食い込み、このことで内外輪１，２間のトルク伝達を行う一方、外輪２がフリー方向（同図の反時計回り方向）に相対回転したときには、その相対回転により同図の反時計回り方向に傾動して内外輪１，２に対し摺動することとなり、このことで、上記トルク伝達を遮断するようになっている。
【００２９】
さらに、上記内外輪１，２の軸方向両端には、該内外輪１，２間の空間を外部空間に対してシールするリング状のシール１２，１２が設けられている。具体的には、深溝玉軸受３側（図１の右側）のシール１２は、該深溝玉軸受３の軸受内輪６及び軸受外輪７間の軸方向右側に配置されており、その外周縁が軸受外輪７の内周面に嵌着固定されている一方、内周縁が軸受内輪６の外周面に摺接するようになされている。また、クラッチ機構部４側（同図の左側）のシール１２は、その外周縁が外輪２の内周面に嵌着固定されている一方、内周縁が内輪１の外周面に摺接するようになされている。
【００３０】
そして、本実施形態では、図１に示すように、上記クラッチ機構部４の保持器４ｂは、深溝玉軸受３の保持器３ｂに該保持器３ｂと一体となって回転するように連結されている。
【００３１】
ここで、上記のように構成された一方向クラッチ内蔵プーリＡの作動について説明する。
【００３２】
上記一方向クラッチ内蔵プーリＡの内外輪１，２は、深溝玉軸受３の各鋼球３ａが転動することで相対回転可能に支持される。この一方向クラッチ内蔵プーリＡに自動車エンジン２０のクランク軸２０ａのトルクがＶリブドベルト２３を介して入力されることにより外輪２が回転する際に、そのトルクの微小角速度変動により外輪２の相対回転方向は切り換わることとなる。つまり、微小角速度変動における角速度増加時には外輪２はロック方向に相対回転する一方、角速度減少時にはフリー方向に相対回転する。そして、クラッチ機構部４では、各スプラグ４ａ，４ａ，…は、外輪２のロック方向の相対回転時には、その相対回転により内外輪１，２間に食い込む方向に傾動して該内外輪１，２間のトルク伝達を行う。一方、外輪２のフリー方向の相対回転時には、その相対回転により上記食込み方向とは逆の方向に傾動して上記トルク伝達を遮断する。
【００３３】
ところで、上記外輪２のフリー方向の相対回転時（内外輪１，２の空転時）には、各スプラグ４ａと内外輪１，２との間にそれぞれトルク抵抗が生じる。その際に、外輪２との間のトルク抵抗よりも内輪１との間のトルク抵抗の方が低いことから、実際には、各スプラグ４ａは内輪１に対してのみ摺動しようとする。つまり、各スプラグ４ａは、「従来の技術」の項で既に説明したように、内輪１に対し、外輪２の相対回転速度と略同じ速度で公転移動しようとする。
【００３４】
このとき、上記深溝玉軸受３の各鋼球３ａの転動に伴い、該深溝玉軸受３の保持器３ｂが外輪２と同じ相対回転方向に該外輪２よりも遅い相対回転速度で回転しているので、クラッチ機構部４の各スプラグ４ａは、該クラッチ機構部４の保持器４ｂにより外輪２に対し相対回転速度の低下する方向に強制的に公転移動させられる。その結果、外輪２に対しても各スプラグ４ａが摺動する一方、内輪１に対する各スプラグ４ａの摺動速度が低下するようになるので、内輪１に対する摺動のみによる各スプラグ４ａの摩耗は、内外輪１，２の両方に対する摺動による摩耗に変化することとなる。
【００３５】
上記各スプラグ４ａのカム面の摺動摩耗について、さらに説明すると、先ず、その摺動摩耗の主な要素としては、カム面の相手部材に対する摺動速度と、カム面の面圧と、雰囲気温度とを挙げることができ、これらの要素の間には、一般には、次の関係式が成立している。
【００３６】
摺動摩耗＝摺動速度×面圧×雰囲気温度
そして、一方向クラッチ内蔵プーリＡの外輪２がフリー方向に相対回転しているときの深溝玉軸受３では、外輪２の相対回転速度Ｖ_１ と、保持器３ｂの相対回転速度Ｖ_３ との間には、
Ｖ_１ ＞Ｖ_３ ....（１）
という関係がある。
【００３７】
このとき、クラッチ機構部４の保持器４ｂの相対回転速度、つまり各スプラグ４ａの相対公転速度Ｖ_２ は、
Ｖ_２ ＝Ｖ_３ ....（２）
である。
【００３８】
よって、これらの式（１）及び式（２）から、クラッチ機構部４における外輪２の相対回転速度Ｖ_１ と、各スプラグ４ａの相対公転速度Ｖ_２ との間には、図４に模式的に示すように、
Ｖ_１ ＞Ｖ_２ ....（３）
という関係が成立（図１５参照）することになる。
【００３９】
以上のことから、一方向クラッチ内蔵プーリＡが空転状態にあるときの内輪１に対する各スプラグ４ａのカム面の摩耗は、摺動速度が低下した分だけ低減されることが判る。具体的には、内輪１に対する各スプラグ４ａの摺動速度、つまり内輪１に対する各スプラグ４ａの相対公転速度Ｖ_２ は、保持器の回転速度の違い等により軸受の種類等によって異なるが、一般には、外輪２の相対回転速度Ｖ_１ の略半分（Ｖ_２ ＝〔１／２〕・Ｖ_１ ）であるので、上記摩耗は略半減されることになる。
【００４０】
したがって、本実施形態によれば、自動車エンジン２０の爆発行程による微小角速度変動を伴って回転するクランク軸２０ａのトルクが１本のＶリブドベルト２３を介して複数の補機の補機軸に伝達されるサーペンタインレイアウトのトルク伝達経路に、鋼球３ａ，３ａ，…が保持器３ｂを外輪２と同じ相対回転方向に該外輪２よりも遅い相対回転速度で回転させつつ転動して内外輪１，２を相対回転可能に支持する１の深溝玉軸受３と、内外輪１，２の相対回転方向に応じて保持器４ｂ内のスプラグ４ａ，４ａ，…が揺動することで内外輪１，２間のトルク伝達を断接するクラッチ機構部４とを備えた一方向クラッチ内蔵プーリＡにおいて、上記クラッチ機構部４の保持器４ｂを深溝玉軸受３の保持器３ｂに連結することで、外輪２に対しても各スプラグ４ａを摺動させるとともに、内輪１に対する各スプラグ４ａの摺動速度を低下させるようにしたので、内外輪１，２の空転時に各スプラグ４ａの摩耗が内輪１とのカム面でのみ過大になるのみならず、それに伴って、内輪１のカム面についても摩耗が進行し易くなるという事態を未然に防止してクラッチ機能の耐久性を向上させることができる。
【００４１】
−実験例１−
ここで、実施形態１の一方向クラッチ内蔵プーリＡを発明例とし、図６に模式的に示すように、Ｖリブドプーリからなる駆動プーリ５１と一方向クラッチ内蔵プーリＡとの間にＶリブドベルト５２を巻き掛けた状態で、駆動プーリ５１を回転させて一方向クラッチ内蔵プーリＡを所定時間に亘って急加減速走行させたときの各スプラグの摩耗量〔単位：μｍ〕を測定する実験を行った。具体的には、一方向クラッチ内蔵プーリＡの内輪に所定の慣性トルクを有するロータ５３を軸部材５４を介して回転一体に連結するとともに、この一方向クラッチ内蔵プーリＡをＶリブドベルト５２に所定の張力が付与されるように駆動プーリ５１から離れる方向に向かって一定の付勢力で付勢し、この状態で、図７に示すように、駆動プーリ５１を基本的に８００ｒ／ｍｉｎの速度で回転しつつ、その回転速度を５ｓｅｃ毎に５０００ｒ／ｍｉｎに急上昇させるようにした。
【００４２】
また、比較のために、従来の一方向クラッチ内蔵プーリ、つまりクラッチ機構部の保持器が深溝玉軸受の保持器とは別体であるものを比較例とし、この比較例についても、発明例の場合と同じ条件で実験を行った。以上の結果を、図８の特性図に併せて示す。
【００４３】
上記の特性図から、発明例では、比較例の場合に比べて摩耗が略１／４程度に低減されていることが判る。
【００４４】
−実験例２−
次に、上記発明例の一方向クラッチ内蔵プーリＡについて、所定時間に亘って空転走行させたときの各スプラグの摩耗量〔単位：μｍ〕を測定する実験を行った。具体的には、実験例１の場合の実験要領において、図９に模式的に示すように、一方向クラッチ内蔵プーリＡの内輪を、固定体５５に固定された軸部材５４に連結して回転不能とし、この状態で、図１０に示すように、駆動プーリ５１を５０００ｒ／ｍｉｎの一定速度で回転させるようにした。また、実験例１の場合と同じ従来の一方向クラッチ内蔵プーリを比較例とし、この比較例についても発明例の場合と同じ条件で実験を行った。以上の結果を、図１１の特性図に併せて示す。
【００４５】
上記の特性図から、発明例では、比較例に比べて摩耗が略１／１０程度に低減されていることが判る。
【００４６】
（実施形態２）
図１２は、本発明の実施形態２に係る一方向クラッチ内蔵プーリＡの全体構成を示しており、この一方向クラッチ内蔵プーリＡも実施形態１の場合と同様に自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いられる。尚、以下の説明では、実施形態１の場合と同じ部分には同じ符号を付して示している。
【００４７】
本実施形態では、内外輪１，２は、共に幅寸法がプーリ部５の幅よりも僅かに小さい程度にまで実施形態１の場合よりも大きくなされている。そして、深溝玉軸受３は、２とされていて、内外輪１の回転軸心と直交する互いに異なる２の平面上にそれぞれ複数の鋼球３ａ，３ａ，…が配置されてなっている。つまり、それら深溝玉軸受３，３は、クラッチ機構部４を挟むように内外輪１，２の軸方向両端に配置されている。また、２の深溝玉軸受３，３のうち、図１１の右側の深溝玉軸受３については、シール１２は軸方向右側のみに配置されており、クラッチ機構部４側の左側のシールは省略されている。
【００４８】
そして、本実施形態では、クラッチ機構部４の保持器４ｂは、右側の深溝玉軸受３の保持器３ｂに連結されている。尚、その他の構成は実施形態１の場合と同じであるので説明は省略する。
【００４９】
したがって、本実施形態によれば、実施形態１の場合と同じ効果を奏することができる。
【００５０】
尚、上記実施形態１及び２では、鋼球３ａ，３ａ，…を転動体とする深溝玉軸受３により軸受を構成するようにしているが、例えば複数のニードルローラを転動体とするもの等、それ以外の公知の軸受を用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態１及び２では、転動体としての鋼球３ａ，３ａ，…が単一平面上に配置された単列軸受の場合について説明しているが、転動体が互いに異なる２の平面上にそれぞれ配置された複列軸受を用いるようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態１及び２では、外輪２にプーリ部５が設けられてなる一方向クラッチ内蔵プーリＡの場合について説明しているが、本発明は、一方向クラッチ一般に適用することができる。
【００５３】
また、上記実施形態１及び２では、狭い意味でのスプラグ４ａ，４ａ，…を備えたスプラグタイプの一方向クラッチの場合について説明しているが、本発明は、カムタイプの一方向クラッチに適用することもできる。
【００５４】
さらに、上記実施形態１及び２では、自動車エンジン２０におけるサーペンタインレイアウトのベルト式補機駆動装置の場合について説明しているが、本発明に係る一方向クラッチは、その他の種々の機器に使用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び２の発明によれば、転動体が保持器を外輪と同じ相対回転方向に該外輪よりも遅い相対回転速度で相対回転させつつ転動して内外輪を相対回転可能に支持する１ないし２の軸受と、内外輪の相対回転方向に応じて保持器内のスプラグの傾動方向が切り換わることで内外輪間のトルク伝達を断接するようにしたクラッチ機構部とを備えた一方向クラッチにおいて、上記クラッチ機構部の保持器を軸受の保持器に連結し、各スプラグの相対公転速度を外輪の相対回転速度よりも遅くすることで、外輪に対しても各スプラグを摺動させるとともに、内輪に対する各スプラグの摺動速度を低下させるようにしたので、内外輪の空転時に各スプラグの摩耗が内輪とのカム面でのみ過大になるのみならず、内輪のカム面でも摩耗が進行し易くなるという事態を未然に防止してクラッチ機能の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
請求項３の発明によれば、上記一方向クラッチを、空転回転量の多い自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いるようにしたので、上記請求項１及び２の発明による効果を適正に得ることができる。
【００５７】
請求項４の発明によれば、上記外輪の外周に、伝動ベルトを巻き掛けるためのプーリ部を設け、上記一方向クラッチを一方向クラッチ内蔵プーリとして使用できるようにしたので、本発明に係る一方向クラッチを自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に容易に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１に係る一方向クラッチ内蔵プーリの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】 図１のII−II線断面図である。
【図３】 図１のIII−III線断面図である。
【図４】 内外輪の空転時における各スプラグの相対公転速度を外輪の相対回転速度との対比で示す模式図である。
【図５】 自動車エンジンにおけるサーペンタインレイアウトのベルト式補機駆動装置を示す概略図である。
【図６】 実験例１の急加減速走行による摩耗実験のレイアウトを示す説明図である。
【図７】 駆動プーリの運転条件を示す特性図である。
【図８】 発明例の実験結果を比較例と併せて示す特性図である。
【図９】 実験例２の空転走行による摩耗実験のレイアウトを示す説明図である。
【図１０】 駆動プーリの運転条件を示す特性図である。
【図１１】 発明例の実験結果を比較例と併せて示す特性図である。
【図１２】 本発明の実施形態２に係る一方向クラッチ内蔵プーリの全体構成を示す縦断面図である。
【図１３】 単列軸受が用いられた従来の一方向クラッチ内蔵プーリの全体構成を示す図１相当図である。
【図１４】 複列軸受が用いられた従来の一方向クラッチ内蔵プーリの全体構成を示す図１１相当図である。
【図１５】 内外輪の空転時における各スプラグの相対公転速度を外輪の相対回転速度との対比で示す図４相当図である。
【符号の説明】
１ 内輪
２ 外輪
３ 深溝玉軸受（軸受）
３ａ 鋼球（転動体）
３ｂ 保持器
４ クラッチ機構部
４ａ スプラグ
４ｂ 保持器
５ プーリ部
２０ 自動車エンジン
２０ａ クランク軸
２２ オルタネータ（補機）
２２ａ オルタネータ軸（補機軸）
２３ Ｖリブドベルト（伝動ベルト）
Ａ 一方向クラッチ内蔵プーリ（一方向クラッチ）

Claims (4)

1. 内輪と、
   上記内輪の外周側に同軸状に配置され、該内輪に相対回転可能に組み付けられる外輪と、
   上記内外輪の回転軸心と直交する内外輪間の平面上に該内外輪の回転軸心回りに転動可能に配置された複数の転動体と、上記内外輪間に該内外輪の回転軸心回りに回転可能に配置され、上記複数の転動体を転動可能に保持する保持器とを有し、上記複数の転動体が上記保持器を上記外輪と同じ相対回転方向に該外輪よりも遅い相対回転速度で回転させるように転動して上記内外輪を相対回転可能に支持する１の軸受と、
   上記内外輪の回転軸心と直交する内外輪間の上記軸受の転動体とは異なる平面上に揺動可能に配置された複数のスプラグと、上記内外輪間に該内外輪の回転軸心回りに回転可能に配置され、上記複数のスプラグを揺動可能に保持する保持器とを有し、上記内外輪のロック方向への相対回転時には上記複数のスプラグが内外輪間に食い込む方向に傾動して該内外輪間のトルク伝達を行う一方、上記内外輪のフリー方向への相対回転時には上記複数のスプラグが上記食込み方向とは逆の方向に傾動して上記トルク伝達を遮断するクラッチ機構部とを備えた一方向クラッチにおいて、
   上記クラッチ機構部の保持器は、上記軸受の保持器に該保持器と一体となって回転するように連結され、
   上記クラッチ機構部のスプラグと上記軸受の転動体とは、軸方向において各スプラグに隣接する位置に転動体が位置するように配置され、
   上記クラッチ機構部の内外輪と上記軸受の内外輪とは、互いに別部材とされている
   ことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 内輪と、
   上記内輪の外周側に同軸状に配置され、該内輪に相対回転可能に組み付けられる外輪と、
   各々、上記内外輪の回転軸心と直交する内外輪間の互いに異なる平面上に該内外輪の回転軸心回りに転動可能に配置された複数の転動体と、上記内外輪間に該内外輪の回転軸心回りに回転可能に配置され、上記複数の転動体を転動可能に保持する保持器とを有し、上記複数の転動体が上記保持器を上記外輪と同じ相対回転方向に該外輪よりも遅い相対回転速度で回転させるように転動して上記内外輪を相対回転可能に支持する２の軸受と、
   上記内外輪の回転軸心に直交しかつ上記２の軸受の間に位置する内外輪間の平面上に揺動可能に配置された複数のスプラグと、上記内外輪間に該内外輪の回転軸心回りに回転可能に配置され、上記複数のスプラグを揺動可能に保持する保持器とを有し、上記内外輪のロック方向への相対回転時には上記複数のスプラグが内外輪間に食い込む方向に傾動して該内外輪間のトルク伝達を行う一方、上記内外輪のフリー方向への相対回転時には上記複数のスプラグが上記食込み方向とは逆の方向に傾動して上記トルク伝達を遮断するクラッチ機構部とを備えた一方向クラッチにおいて、
   上記クラッチ機構部の保持器は、上記２の軸受のうちの少なくとも一方の軸受の保持器に該保持器と一体となって回転するように連結され、
   上記クラッチ機構部のスプラグと上記少なくとも一方の軸受の転動体とは、軸方向において各スプラグに隣接する位置に転動体が位置するように配置され、
   上記クラッチ機構部の内外輪と上記少なくとも一方の軸受の内外輪とは、互いに別部材とされている
   ことを特徴とする一方向クラッチ。
3. 請求項１又は２記載の一方向クラッチは、自動車エンジンの爆発行程による微小角速度変動を伴って回転するクランク軸のトルクを伝動ベルトを介して補機の補機軸に伝達するトルク伝達経路に配設されるものである
   ことを特徴とする一方向クラッチ。
4. 請求項３記載の一方向クラッチにおいて、
   内輪は、自動車エンジンのクランク軸及び補機の補機軸のうちの一方に連結されるようになされており、
   外輪には、伝動ベルトを巻き掛けるためのプーリ部が該外輪と一体となって回転するように設けられている
   ことを特徴とする一方向クラッチ。

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