JP2001090810A - プーリユニットおよびこれに用いる一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一方向クラッチの内輪の肉厚の薄肉化による寸
法精度の悪化という不具合を圧入締め代の低減で解消さ
せることを前提として、ロック状態での一方向クラッチ
の内輪がロータに対して相対回転するようなクリープ発
生を防止する。 【解決手段】一方向クラッチ３の内輪１０は、スリーブ
２の外周に圧入されている。スリーブ２の外周面に、前
記圧入状態で内輪１０の内周面側を部分的に塑性変形さ
せて食い込みを生じさせる溝部３０が円周上に１つまた
は複数形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プーリおよびこれ
に用いる一方向クラッチに関する。このプーリユニット
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ことができ
る。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】自動車エンジンに装着される各種の補機
は、エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して
駆動されるようになっている。ここで、補機のうち、特
にオルタネータの場合、エンジンのクランクシャフトと
同期回転するように連結していると、クランクシャフト
の回転数の低下に伴い、オルタネータの発電能力が低下
する。

【０００３】そこで、オルタネータに一方向クラッチを
内蔵し、クランクシャフトの回転数が低下するときに
は、オルタネータのロータの回転をその慣性力により継
続させることで発電効率を高めるように構成したプーリ
ユニットが本願出願人により提案されている。

【０００４】この場合のプーリユニットは、オルタネー
タのロータに対し径方向外側に同心状に配設されるプー
リと、プーリとロータとの間の環状空間に介装される一
方向クラッチとを少なくとも含み、ロータとプーリとの
回転数差に応じて、一方向クラッチをロック状態（動力
伝達状態：プーリからロータへ動力が伝達される状態）
とフリー状態（動力伝達遮断状態：プーリからロータへ
の動力伝達が遮断される状態）とに切り替え、プーリと
ロータとの間で動力の伝達と遮断とを行うように構成さ
れている。

【０００５】このようなプーリユニットに用いられる前
記一方向クラッチには、ロータが圧入される内輪と、プ
ーリに固定される外輪とを有し、この内輪と外輪との間
の対向空間にころを個別に介在させたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ロック
状態において、一方向クラッチの内輪がロータに対して
相対回転するようなクリープを発生させないようにする
ため、その圧入の締め代を大きく確保している。

【０００７】一方、プーリユニットに内蔵される一方向
クラッチの場合、その内輪の径方向肉厚が薄肉にされる
傾向にあるが、その薄肉化を進めた場合、前記圧入に際
しての内輪の径方向への膨張により、その寸法精度が悪
化してくるという不具合がある。

【０００８】このような寸法精度の悪化の防止には、前
記締め代を低減して前記薄肉分をカバーすることが考え
られるものの、これでは締め代が確保されにくくなって
内輪とロータとがクリープし易くなるという不具合があ
る。

【０００９】本発明者らは、相矛盾した前記両不具合を
一挙に解決するべく鋭意研究した結果、今回の発明の完
成に至ったのである。

【００１０】すなわち、本発明は、一方向クラッチの内
輪の肉厚の薄肉化による上述の寸法精度の悪化という不
具合をその圧入の締め代の低減で解消させることを前提
として、前記クリープの発生という不具合を解消できる
ようにすることを解決課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のプーリユニット
は、径方向内外に同心状に配設されるプーリと軸体との
間の環状空間に介装される一方向クラッチを含み、一方
向クラッチの内輪が、軸体の外周に圧入されており、前
記内輪の内周面または軸体の外周面の少なくとも一方の
面に、前記圧入状態で他方の面側を部分的に塑性変形さ
せて食い込みを生じさせる溝部または突部が円周上に１
つまたは複数形成されていることを特徴としている。

【００１２】好ましくは、前記溝部または突部が、所要
長の線状体とされており、これらはプーリの回転軸心に
対して斜めに配列されている。

【００１３】本発明の一方向クラッチは、プーリに固定
される外輪と、軸体に固定される内輪とを有し、内輪の
内周面には、前記圧入状態で他方の面側を部分的に塑性
変形させて食い込みを生じさせる溝部または突部が円周
上に１つまたは複数形成されていることを特徴としてい
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。

【００１５】図１ないし図５は本発明の一実施形態にか
かり、図１は、プーリユニットの縦断面図、図２は、図
１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図１の
（３）−（３）線断面の矢視図、図４は、一方向クラッ
チの一部を示す平面展開図、図５は、図１のスリーブ
（軸体）の斜視図である。

【００１６】このプーリユニットは、例えば自動車の補
機の１つであるオルタネータに適用して説明するが、こ
の補機に限定されるものではない。

【００１７】図例のプーリユニットＡは、プーリ１と、
スリーブ２と、プーリ１と軸体たるスリーブ２との間の
環状空間に介装される一方向クラッチ３と、前記環状空
間において一方向クラッチ３の軸方向両側に配設される
２つの転がり軸受４，４とを備えている。このスリーブ
２の内周に不図示のロータが嵌入される。このスリーブ
２とロータとのいずれか一方あるいは両者を含めて軸体
といって構わない。この場合、スリーブ２が省略され直
接ロータが軸体として配設される場合もある。また、軸
体は必ずしも回転されるものに限定されず、固定のもの
も含む。

【００１８】プーリ１の外周には、波状のベルト巻き掛
け用の溝が形成されている。プーリ１は、例えば自動車
エンジンのクランクシャフトによりいわゆるＶリブドベ
ルトと呼ばれるベルトＢを介して回転駆動される。

【００１９】スリーブ２は、その内周面に一方向から嵌
入される図示しないオルタネータのロータに固定され
る。

【００２０】一方向クラッチ３は、内輪１０と、外輪１
１と、保持器１２と、複数のころ１３と、複数のコイル
バネ１４とを備える。

【００２１】内輪１０は、外周面の円周数箇所にキー状
のカム面１０ａを有し、かつ、スリーブ２を介して不図
示のロータが圧入される。外輪１１は、両端に転がり軸
受４，４が内嵌されるように軸方向長尺に形成され、プ
ーリ１に固定されている。内輪１０と外輪１１は、プー
リ１とスリーブ２との間で径方向内外に同心状に対向し
て配設されている。

【００２２】保持器１２は、内輪１０の各カム面１０ａ
それぞれに対応して径方向内外に貫通形成される複数の
ポケット１２ａを有する。複数のころ１３は、保持器１
２の各ポケット１２ａそれぞれに１つずつ収納されてい
る。

【００２３】複数のコイルバネ１４は、断面ほぼ長方形
を有し、保持器１２の各ポケット１２ａそれぞれに１つ
ずつ収納されかつ複数のころ１３それぞれを各カム面１
０ａそれぞれと外輪１１内周面との間のくさび状空間の
狭い側（ロック側）へ押圧する弾性部材として機能す
る。

【００２４】内輪１０のカム面１０ａは、内輪１０の外
周面と外輪１１の内周面１１ａとの各対向空間を周方向
複数箇所それぞれで周方向一方（フリー方向）に向けて
漸次広くして複数のくさび状空間を形成するために、内
輪１０の外周面の周方向に沿って形成されている。

【００２５】これによって、実施の形態の一方向クラッ
チ３は、内輪１０の複数のカム面１０ａそれぞれと外輪
１１の内周面１１ａとの間に複数のころ１３を個別に介
在させた内輪カム方式のものとなっている。

【００２６】このような方式の一方向クラッチ３におい
ては、スリーブ２を介した不図示のロータとプーリ１と
の回転数差に応じて、複数のころ１３それぞれの各くさ
び状空間内での特定の周方向位置により、内輪１０と外
輪１１とを複数のころ１３それぞれを介して同期回転さ
せて一方向クラッチ３をロック状態に切り換え、また、
相対回転させて一方向クラッチ３をフリー状態に切り換
えるようにしている。

【００２７】さらに、一方向クラッチ３において、保持
器１２のポケット１２ａの内壁面には、根元がくびれた
形状の突起１２ｂが一体形成されており、この突起１２
ｂの根元のくびれ部分にコイルバネ１４の軸方向一端が
係止嵌合され、突起１２ｂの外周でコイルバネ１４の内
周を受けることにより、コイルバネ１４の圧縮時のゆが
みなどが防止される。

【００２８】なお、突起１２ｂの先端外径面には、コイ
ルバネ１４の装着を容易とするためのテーパ面が設けら
れている。

【００２９】２つの転がり軸受４，４は、いずれも、内
輪１６、外輪１７、複数の玉１８、保持器１９を有する
一般的な深溝型玉軸受からなり、内・外輪１６，１７間
の軸方向外端側にのみ密封部材としてのオイルシール２
０が装着されている。つまり、２つの転がり軸受４，４
で一方向クラッチ３を密封するようになっていて、２つ
の転がり軸受４，４と一方向クラッチ３とを共通の潤滑
油で潤滑させるようにしている。

【００３０】また、２つの転がり軸受４，４の両端に密
封部材としてのオイルシールを装着して、２つの転がり
軸受４，４と一方向クラッチ３とを別々の潤滑油で潤滑
させてもよい。

【００３１】一方向クラッチ３の保持器１２は周方向な
らびに軸方向に不動とされている。具体的には、一方向
クラッチ３の内輪１０の軸方向一端面には、軸端へ向け
て開放するとともに径方向内外に開放するスリット状の
凹部１０ｂが、また、保持器１２の軸方向一端内周側に
は、凹部１０ｂに軸方向から圧入嵌合される凸部１２ｃ
が、それぞれ設けられており、これら凹部１０ｂと凸部
１２ｃとの圧入嵌合により保持器１２の周方向への動き
を封じている。また、凸部１２ｃは、凹部１０ｂの奥壁
面と、凹部１０ｂの開口側に配設される片方の転がり軸
受４の内輪１６の端面とで軸方向から挟まれており、こ
れにより保持器１２の軸方向への動きを封じている。

【００３２】次に、本実施の形態のプーリユニットＡの
特徴構成について説明する。

【００３３】一方向クラッチ３の内輪１０は、軸体たる
スリーブ２の外周に圧入される。スリーブ２の外周面
に、内輪１０への圧入状態で内輪１０の内周面側を部分
的に塑性変形させて食い込みを生じさせる所要長の線状
体構成の溝部３０が円周上をプーリ１の回転軸心に対し
て斜めに複数配列形成されている。このような配列の場
合、スリーブ２をねじのようにして回転させながら内輪
１０の内周面に容易に圧入させることができる。

【００３４】なお、溝部３０は、必ずしも、平面視が線
状体の構成である必要はなく、円形、楕円形、等の他の
形状であっても構わない。

【００３５】なお、この線状の溝部３０の配列数は、複
数である必要は必ずしもなく、１つであっても構わな
い。

【００３６】また、溝部３０は、内輪１０の内周面に形
成しても構わない。この場合でも、前記圧入状態でスリ
ーブ２の外周面側を部分的に塑性変形させて食い込みを
生じさせることができる。

【００３７】また、溝部３０ではなく、図６で示すよう
に複数の線状体構成の突部３１であっても前記圧入状態
で内輪１０の内周面側を部分的に塑性変形させて食い込
みを生じさせることができる。

【００３８】次に、本実施の形態のプーリユニットＡの
動作を説明する。

【００３９】プーリ１の回転速度がスリーブ２を介する
ロータのそれよりも相対的に速くなると、一方向クラッ
チ３のころ１３がくさび状空間の狭い側（ロック方向）
へ転動させられてロック状態となるので、プーリ１とロ
ータとが一体化して同期回転する。

【００４０】プーリ１の回転速度がロータよりも相対的
に遅くなると、一方向クラッチ３のころ１３がくさび状
空間の広い側（フリー方向）へ転動させられてフリー状
態となるので、プーリ１からロータへ回転動力の伝達が
遮断されることになってロータが回転慣性力のみで回転
を継続するようになる。

【００４１】そして、本実施の形態の場合、ロック状態
では、スリーブ２の外周面の溝部３０が内輪１０の内周
面側を部分的に塑性変形させて食い込みを生じさせる。

【００４２】したがって、一方向クラッチ３の内輪１０
の肉厚の薄肉化による寸法精度の悪化という不具合を圧
入締め代の低減で解消させることを前提としたために、
その締め代が十分に確保できなくても、ロック状態で内
輪１０がスリーブ２に対して相対回転するようなクリー
プ発生は防止できる。その結果、従来において、相矛盾
した両不具合を一挙に解決することができる。

【００４３】図７および図８を参照して本発明の他の実
施の形態について説明する。

【００４４】図７は、プーリユニットの縦断面図、図８
は、図７の内輪１０の斜視図である。これらの図におい
て、図１ないし図５と対応する部分には同一の符号を付
し、その同一の符号に係る部分の詳しい説明は省略す
る。

【００４５】この実施の形態では、スリーブ２が圧入さ
れる前における内輪１０の内径が、軸方向両側でスリー
ブ２の外径より小さく、軸方向中央側でスリーブ２の外
径より大きくなった溝部３０形状となっている。この溝
部３０の場合も、内輪１０とスリーブ２との圧入締め代
を十分に確保することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明のプーリユニットによれば、内輪
の内周面または軸体の外周面の少なくとも一方の面に、
内輪への軸体の圧入状態で他方の面側を部分的に塑性変
形させて食い込みを生じさせる溝部または突部が円周上
に１つまたは複数形成されているので、一方向クラッチ
の内輪の肉厚の薄肉化による寸法精度の悪化という不具
合を圧入締め代の低減で解消させ、その場合の締め代の
低減があっても、内輪と軸体とが溝部や突部で食い込み
が生じているので、クリープの発生という不具合を解消
できることになる。その結果、プーリから軸体への動力
の伝達と遮断とを良好に行わせられるユニットを得られ
る。

【００４７】この場合、前記溝部または突部が、所要長
の線状体とし、これらをプーリの回転軸心に対して斜め
に配列した場合、軸体をねじのようにして回転させなが
ら内輪の内周面に容易に圧入させることができる。

【００４８】本発明の一方向クラッチによれば、内輪の
内周面に、軸体の圧入状態で軸体の面側を部分的に塑性
変形させて食い込みを生じさせる溝部または突部が円周
上に１つまたは複数形成されているので、一方向クラッ
チの内輪の肉厚の薄肉化による寸法精度の悪化という不
具合を圧入締め代の低減で解消させ、その場合の締め代
の低減があっても前記食い込みにより前記クリープの発
生という不具合を解消できる結果、これをプーリユニッ
トに使用した場合、そのプーリユニットにおけるプーリ
から軸体への動力の伝達と遮断とを良好に行わせられる
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のプーリユニットの縦断面
図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】図１の（３）−（３）線断面の矢視図

【図４】一方向クラッチの一部を示す平面展開図

【図５】図１のスリーブの斜視図

【図６】図１のスリーブの変形を示す斜視図

【図７】本発明の他の実施の形態のプーリユニットの縦
断面図

【図８】図７の内輪を示す斜視図

【符号の説明】

Ａ プーリユニット １ プーリ ２ スリーブ（軸体） ３ 一方向クラッチ ４ 転がり軸受 １０ 一方向クラッチの内輪 ３０ 溝部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 敬祐 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 中川 義崇 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J031 AC07 BA03 BA08 BC01 CA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】径方向内外に同心状に配設されるプーリと
   軸体との間の環状空間に介装される一方向クラッチを含
   み、 一方向クラッチの内輪が、軸体の外周に圧入されてお
   り、 前記内輪の内周面または軸体の外周面の少なくとも一方
   の面に、前記圧入状態で他方の面側を部分的に塑性変形
   させて食い込みを生じさせる溝部または突部が円周上に
   １つまたは複数形成されている、 ことを特徴とするプーリユニット。
2. 【請求項２】請求項１に記載のプーリユニットにおい
   て、 前記溝部または突部が、所要長の線状体とされており、
   これらはプーリの回転軸心に対して斜めに配列されてい
   る、ことを特徴とするプーリユニット。
3. 【請求項３】プーリに固定される外輪と、軸体に固定さ
   れる内輪とを有し、内輪の内周面には、前記圧入状態で
   他方の面側を部分的に塑性変形させて食い込みを生じさ
   せる溝部または突部が円周上に１つまたは複数形成され
   ている、 ことを特徴とする一方向クラッチ。