JP2001141035A - オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外径を小さくしてオルタネータの発電効率を
良好にでき、しかもオルタネータ側のサポート軸受２１
ｂの性能を確保できる構造を実現する。 【解決手段】 各サポート軸受２１ａ、２１ｂとして、
６８系列の玉軸受を使用する。スリーブ８ａのうちでオ
ルタネータ側のサポート軸受２１ｂが嵌合する部分での
内径の最大値ｄ₁ と、この部分の外径ｄ₂ とを、８≦ｄ
₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２１を満たす様に規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の対象となるオルタネ
ータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、自動車用の
発電機であるオルタネータの回転軸の端部に固定し、エ
ンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリ
との間に無端ベルトを掛け渡す事により、上記オルタネ
ータを駆動する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の走行用エンジンを駆動源とし
て、自動車に必要な発電を行なうオルタネータの構造
が、例えば特開平７−１３９５５０号公報に記載されて
いる。図４は、この公報に記載されたオルタネータ１を
示している。ハウジング２の内側に回転軸３を、１対の
転がり軸受４、４により、回転自在に支持している。こ
の回転軸３の中間部には、ロータ５と整流子６とを設け
ている。又、この回転軸３の一端部（図４の右端部）で
上記ハウジング２外に突出した部分には、従動プーリ７
を固定している。エンジンへの組み付け状態では、この
従動プーリ７に無端ベルトを掛け渡し、エンジンのクラ
ンクシャフトにより、上記回転軸３を回転駆動自在とす
る。

【０００３】上記従動プーリ７として従来一般的には、
単に上記回転軸３に固定しただけのものを使用してい
た。これに対して近年、無端ベルトの走行速度が一定若
しくは上昇傾向にある場合には、無端ベルトから回転軸
への動力の伝達を自在とし、無端ベルトの走行速度が低
下傾向にある場合には、従動プーリと回転軸との相対回
転を自在とする、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型
プーリ装置が各種提案され、一部で使用されている。例
えば、特開昭５６−１０１３５３号公報、特開平７−３
１７８０７号公報、同８−６１４４３号公報、同１０−
２８５８７３号公報、特公平７−７２５８５号公報、フ
ランス特許公報ＦＲ２７２６０５９Ａ１等に、上述の様
な機能を有するオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プ
ーリ装置が記載されている。

【０００４】図５は、このうちの特開平１０−２８５８
７３号公報に記載されているオルタネータ用一方向クラ
ッチ内蔵型プーリ装置を示している。このオルタネータ
用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータ１
の回転軸３（図４）に外嵌固定自在なスリーブ８を有す
る。そして、このスリーブ８の周囲に従動プーリ７ａ
を、このスリーブ８と同心に配置している。更に、これ
らスリーブ８の外周面と従動プーリ７ａの内周面との間
に、１対のサポート軸受９、９と一方向クラッチ１０と
を設けている。このうちのサポート軸受９、９は、上記
従動プーリ７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ、上
記スリーブ８と従動プーリ７ａとの相対回転を自在とす
る。

【０００５】又、上記一方向クラッチ１０は、上記従動
プーリ７ａが上記スリーブ８に対して所定方向に相対回
転する傾向となる場合にのみ、この従動プーリ７ａから
スリーブ８への回転力の伝達を自在とする。この為、上
記一方向クラッチ１０を構成し、上記スリーブ８に外嵌
固定した内輪１１の中間部外周面には、カム面１２を形
成している。又、このカム面１２と上記従動プーリ７ａ
の内周面との間には、複数のローラ１３、１３を配置し
ている。そして、これら各ローラ１３、１３と、これら
各ローラ１３、１３を保持する為の保持器１４との間
に、図示しない複数のばねを設けている。これら各ばね
は、上記カム面１２と上記従動プーリ７ａの内周面との
間に形成される円筒状隙間の寸法のうち、直径方向の幅
が狭くなった部分に、上記各ローラ１３、１３をくさび
状に食い込ませる方向に、これら各ローラ１３、１３を
弾性的に押圧している。又、この弾力に基づく上記各ロ
ーラ１３、１３を押圧する為のトルクは、４Ｎ・ｍ以下
としている。

【０００６】上述の様に構成する特開平１０−２８５８
７３号公報に記載されたオルタネータ用一方向クラッチ
内蔵型プーリ装置によれば、オルタネータ１の発電効率
を或る程度確保する事ができる。即ち、エンジンを構成
するクランクシャフトの回転速度が上昇し、このクラン
クシャフトの端部に固定した駆動プーリと上記従動プー
リ７ａとの間に掛け渡した無端ベルト１５の走行速度が
上昇傾向にある場合には、上記従動プーリ７ａがスリー
ブ８に対し、所定方向に相対回転する傾向になる。この
結果、上記各ローラ１３、１３が、上記内輪１１の外周
面と上記従動プーリ７ａの内周面との間に形成される円
筒状隙間の寸法のうち、直径方向に亙る幅が狭くなった
部分にくさび状に食い込んで（ロック状態となって）、
上記従動プーリ７ａから回転軸３への回転力の伝達を自
在とする。これに対して、上記クランクシャフトの回転
速度が低下し、上記無端ベルト１５の走行速度が低下傾
向にある場合には、上記従動プーリ７ａが上記スリーブ
８に対して、上記所定方向と反対方向に相対回転する。
この為、上記各ローラ１３、１３が上記円筒状隙間のう
ちの幅が広くなった部分に移動し、これら各ローラ１
３、１３が当該部分で転動自在となって（オーバラン状
態となって）、上記従動プーリ７ａと回転軸３との相対
回転を自在とする。この様にオーバラン状態への移行が
行なわれる為、クランクシャフトの回転速度の変動に拘
らず、上記オルタネータ１の回転軸３を、自身の回転慣
性力に基づき或る程度高域で回転させ続ける事ができ
る。この為、上記オルタネータ１の発電効率を或る程度
確保する事ができる。

【０００７】又、上述の様なオルネータ用一方向クラッ
チ内蔵型プーリ装置を使用する事により、無端ベルトの
内周面と従動プーリ７ａの外周面との摩擦面に加わる力
の作用方向を一定にし、上記無端ベルトの寿命を向上さ
せる事もできる。即ち、例えば駆動用のエンジンがディ
ーゼルエンジンであった場合、アイドリング時等の低回
転時には、クランクシャフトの回転角速度の変動が大き
くなる。この結果、このクランクシャフトの端部に固定
した駆動プーリに掛け渡した無端ベルト１５の走行速度
も細かく変動する事になる。一方、この無端ベルト１５
により従動プーリを介して回転駆動されるオルタネータ
１の回転軸３は、この回転軸３並びにこの回転軸３に固
定したロータ５及び整流子６（図４）等の慣性質量に基
づき、それ程急激には変動しない。従って、従動プーリ
を回転軸３に対し単に固定しただけの場合には、クラン
クシャフトの回転角速度の変動に伴い、上記無端ベルト
１５の内周面と従動プーリの外周面とが両方向に擦れ合
う傾向となる。この結果、この従動プーリと擦れ合う無
端ベルト１５に、繰り返し異なる方向の応力が作用し
て、この無端ベルト１５と従動プーリとの間に滑りが発
生し易くなったり、或はこの無端ベルト１５の寿命が短
くなったりする原因となる。尚、この様な従動プーリの
外周面と無端ベルト１５の内周面との摩擦に基づく無端
ベルト１５の寿命低下は、走行時に加減速を繰り返す等
によっても生じる。

【０００８】そこで、上述の様な従動プーリとして、上
記オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使
用する事により、上記無端ベルト１５の走行速度が一定
若しくは上昇傾向にある場合には、従動プーリ７ａから
回転軸３への回転力の伝達を自在とし、反対に上記無端
ベルト１５の走行速度が低下傾向にある場合には、これ
ら従動プーリ７ａと回転軸３との相対回転を自在とす
る。即ち、上記無端ベルト１５の走行速度が低下傾向に
ある場合には、上記従動プーリ７ａの回転角速度を上記
回転軸３の回転角速度よりも遅くして、上記無端ベルト
１５の内周面と従動プーリ７ａの外周面との当接部が強
く擦れ合う事を防止する。この様にして、従動プーリ７
ａと無端ベルト１５との擦れ合い部に作用する応力の方
向を一定にし、これら無端ベルト１５と従動プーリ７ａ
との間に滑りが発生したり、或はこの無端ベルト１５の
寿命が低下する事を防止する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】オルタネータ１の発電
効率を高くする為には、このオルタネータ１の回転軸３
の回転速度を高くする必要がある。又、この回転軸３の
回転速度を高くする為には、駆動用の無端ベルト１５を
掛け渡す為の従動プーリ７ａの外径を小さくする必要が
ある。これに対して、図５に示した従来構造の場合に
は、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置全
体としての小型化を考慮していない為、上記従動プーリ
７ａの外径が大きくなり、上記回転軸３の回転速度を高
くする事が難しかった。本発明のオルタネータ用一方向
クラッチ内蔵型プーリ装置は、この様な事情に鑑みて発
明したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のオルタネータ用
一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、前述した従来のオ
ルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置と同様
に、内周面に雌ねじ部を有し、オルタネータの回転軸に
ねじ止め固定自在なスリーブと、外周面にベルトを掛け
渡す為のベルト溝を有し、このスリーブの周囲にこのス
リーブと同心に配置された従動プーリと、これらスリー
ブの外周面の軸方向中間部と従動プーリの内周面の軸方
向中間部との間に設けられ、この従動プーリが上記スリ
ーブに対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にの
みこれら従動プーリとスリーブとの間での回転力の伝達
を自在とする一方向クラッチと、この一方向クラッチを
軸方向両側から挟む位置で上記スリーブの外周面と上記
従動プーリの内周面との間に設けられ、この従動プーリ
に加わるラジアル荷重を支承しつつこれらスリーブと従
動プーリとの相対回転を自在とする１対のサポート軸受
とを備える。特に、本発明のオルタネータ用一方向クラ
ッチ内蔵型プーリ装置に於いては、上記各サポート軸受
は、６８系列の玉軸受（JIS B 1513に規定する呼び番号
の始め２桁が６８である、JIS B 1521に規定する深溝玉
軸受）である。そして、上記スリーブのうちでオルタネ
ータ側のサポート軸受が嵌合する部分での内径の最大値
をｄ₁ とし、この部分の外径をｄ₂ とした場合に、８≦
ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２１を満たす。

【００１１】

【作用】上述の様に構成する本発明のオルタネータ用一
方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、各サポート軸受の性
能並びに耐久性を確保しつつ、径方向に関するスリーブ
並びに各サポート軸受の厚さを十分に小さくできる。即
ち、内径が同じである場合に比較的外径が小さい、言い
換えれば径方向に関する厚さが小さい６８系列の玉軸受
を、１対のサポート軸受として使用しているので、これ
ら各サポート軸受の周囲に設ける従動プーリの径方向に
関する厚さを確保しつつ、この従動プーリの外径を小さ
くして、オルタネータの発電効率の向上を図れる。又、
上記スリーブのうちでオルタネータ側のサポート軸受が
嵌合する部分の内径の最大値ｄ₁ と、この部分の外径ｄ
₂ との関係を、８≦ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２１とした
事により、上記オルタネータの回転軸に上記スリーブを
ねじ止め固定する際の、このスリーブの弾性変形量を、
実用上問題ない範囲に抑える事ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。このオルタネータ用一方向クラッチ
内蔵型プーリ装置は、オルタネータ１の回転軸３（図
４）に外嵌固定自在なスリーブ８ａを有する。又、この
スリーブ８ａの周囲に従動プーリ７ｂを、このスリーブ
８ａと同心に配置している。この従動プーリ７ｂの外周
面には、ポリＶベルトと呼ばれる内周面に複数の突条を
有する無端ベルトを掛け渡すべく、それぞれが断面Ｖ字
形である、複数の凹溝１６、１６を形成している。上記
従動プーリ７ｂの径方向に関する厚さＴ_7bは、これら各
凹溝１６、１６の溝底に対応する部分で最も小さくなる
が、この部分でも上記厚さＴ_7bを２〜５mm程度確保し、
上記無端ベルトから加わる大きなラジアル荷重に耐えら
れる様にしている。一方、上記従動プーリ７ｂの慣性モ
ーメントは、（０．７〜１．５）×１０^-4［kg・m²］程
度の小さな値としている。この理由は、エンジンのシリ
ンダ内で間欠的に発生する爆発に基づくクランクシャフ
トの回転角速度の変動に基づく上記無端ベルトの走行速
度の細かい変動に拘らず、この無端ベルトの耐久性を確
保する為である。言い換えれば、上記従動プーリ７ｂの
慣性モーメントを小さくし、この従動プーリ７ｂの回転
を上記無端ベルトの走行速度変動に追従し易くして、こ
れら従動プーリ７ｂと無端ベルトとの係合部に作用する
摩擦力の変動をできるだけ小さくして、この無端ベルト
に負荷される張力の最大値を小さくする為である。

【００１３】又、前記スリーブ８ａは、全体を円筒状に
形成しており、前記オルタネータ１の回転軸３の端部に
ねじ止め固定して、この回転軸３と共に回転自在であ
る。この為に、上記スリーブ８ａの中間部内周面にねじ
孔部１７を形成し、このねじ孔部１７と上記回転軸３の
先端部外周面に設けた雄ねじ部とを螺合自在としてい
る。又、上記スリーブ８ａの先端部に、内周面の断面形
状が六角形である係止孔部１８を形成して、この係止孔
部１８に、六角レンチ等の工具の先端部を係止自在とし
ている。又、上記スリーブ８ａの基端部内周面は、上記
回転軸３の先端部中間寄り部分とがたつきなく嵌合自在
な円孔部１９としている。又、上記スリーブ８ａの外周
面中央部には、この外周面から直径方向外方に突出する
凸部２０を、全周に亙り形成している。

【００１４】尚、上記スリーブ８ａの先端部の径方向に
関する厚さＴ₁ は、円周方向に関して最も小さい部分、
即ち、上記係止孔部１８の径が最も大きくなっている部
分で、２〜３mm程度としている。上記先端部の厚さＴ₁
をこの程度にする事により、この先端部の強度を確保
し、上記係止孔部１８に工具の先端部を挿入した状態で
上記スリーブ８ａを回転させ、このスリーブ８ａを上記
回転軸３の先端部に螺合し更に緊締した状態で、このス
リーブ８ａの先端部の変形量を僅少に抑えられる様にし
ている。より具体的には、このスリーブ８ａの先端部に
外嵌した、後述するサポート軸受２１ａを構成する軸受
用内輪３４の外周面に形成した内輪軌道３３の径方向に
関する変形を、２〜３μｍ程度に抑えられる様にしてい
る。同時に、上記スリーブ８ａの外径が必要以上に大き
くならない様にしている。

【００１５】又、上記スリーブ８ａの軸方向中間部で、
前記ねじ孔部１７の周囲部分の肉厚（ねじ溝の周囲に存
在する部分の厚さ）Ｔ₂ は、３〜５mm程度にしている。
この部分の周囲には、後述する一方向クラッチ１０ａを
設ける為、この一方向クラッチ１０ａのロック時に、径
方向内方に向いた大きなラジアル荷重を、円周方向に関
して間欠的に受ける。そこで、上記厚さＴ₂ を３〜５mm
の範囲に規制する事により、上記ラジアル荷重に対する
強度を確保しつつ、上記スリーブ８ａの外径が必要以上
に大きくならない様にしている。

【００１６】更に、上記スリーブ８ａの基端部、即ち、
オルタネータ側のサポート軸受２１ｂが嵌合する部分
で、前記円孔部１９を形成した部分の内径ｄ₁ を１７m
m、同じく外径ｄ₂ を２５mmとしている。従って、請求
項に記載したｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）の値は１４．６２と
なり、８≦ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２１を満たす。上記
各径ｄ₁ 、ｄ₂ をこの様に規制する事により、上記スリ
ーブ８ａの基端部の強度を確保しつつ、このスリーブ８
ａの基端部に外嵌した別のサポート軸受２１ｂを構成す
る軸受用内輪３４の外周面に形成した内輪軌道３３の径
方向に関する変形を抑えられる様にしている。同時に、
上記スリーブ８ａの外径が必要以上に大きくならない様
にしている。この点に就いては、後で詳しく述べる。

【００１７】前述の様な従動プーリ７ｂの内周面と、上
記スリーブ８ａの外周面との間に、１対のサポート軸受
２１ａ、２１ｂと、一方向クラッチ１０ａとを設けてい
る。即ち、上記スリーブ８ａの外周面と上記従動プーリ
７ｂの内周面との間に存在する空間の軸方向中間部に上
記一方向クラッチ１０ａを、同じくこの空間の軸方向両
端部でこの一方向クラッチ１０ａを軸方向両側から挟む
位置に上記サポート軸受２１ａ、２１ｂを、それぞれ配
置している。尚、本例の場合、上記一方向クラッチ１０
ａとして、ローラクラッチを使用している。この一方向
クラッチ１０ａは、上記従動プーリ７ｂが上記スリーブ
８ａに対して所定方向に相対回転する傾向となる場合に
のみ、これら従動プーリ７ｂとスリーブ８ａとの間での
回転力の伝達を自在とする。

【００１８】この様な一方向クラッチ１０ａを構成する
為、上記スリーブ８ａの外周面に形成した前記凸部２０
に、クラッチ用内輪２４を、締まり嵌めにより外嵌固定
している。このクラッチ用内輪２４は、浸炭鋼等の鋼板
にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成
しており、外周面にカム面２５を形成している。即ち、
上記クラッチ用内輪２４の外周面に、ランプ部と呼ばれ
る複数の凹部２６を、円周方向に亙って等間隔に形成す
る事により、上記外周面を上記カム面２５としている。
この様なクラッチ用内輪２４は、上記一方向クラッチ１
０ａのロック時に上記各凹部２６に径方向内方に加わる
大きなラジアル荷重に対する十分な強度を確保する為、
厚さが１．８mm程度の鋼板により造っている。

【００１９】これに対して、上記従動プーリ７ｂの中間
部内周面に締まり嵌めにより内嵌固定したクラッチ用外
輪２７の内周面のうち、少なくとも次述するローラ２８
の転動面と当接する軸方向中間部は、単なる円筒面とし
ている。この様なクラッチ用外輪２７は、やはり浸炭鋼
等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒
状に形成しており、軸方向両端部に内向フランジ状の鍔
部２９ａ、２９ｂを形成している。尚、上記両鍔部２９
ａ、２９ｂのうち、一方（図１の左方）の鍔部２９ａ
は、上記クラッチ用外輪２７の製造時に予め形成してお
く為、このクラッチ用外輪２７の円筒部と同等の肉厚に
している。これに対して、他方（図１の右方）の鍔部２
９ｂは、このクラッチ用外輪２７の直径方向内側に、次
述するローラ２８やクラッチ用保持器３０を組み込んで
から形成する為、薄肉にしている。この様なクラッチ用
外輪２７を構成する鋼板も、上記一方向クラッチ１０ａ
のロック時に加わる大きなラジアル荷重に対する十分な
強度を確保する為、厚さを１．３mm程度としている。上
記クラッチ用内輪２４に比べて薄いのは、クラッチ用外
輪２７の内周面は単なる円筒面で（凹部が設けられてお
らず）、全周に亙って厚さが均一である為である。尚、
上記クラッチ用内輪２４のうち、各凹部２６に対応する
部分での最小厚さを、上記クラッチ用内輪２７の厚さと
ほぼ同じとしている。

【００２０】又、上記クラッチ用内輪２４及び上記クラ
ッチ用外輪２７と共に上記一方向クラッチ１０ａを構成
する複数個のローラ２８は、上記クラッチ用内輪２４
に、このクラッチ用内輪２４に対する回転を不能として
外嵌した合成樹脂製のクラッチ用保持器３０に、転動及
び円周方向に亙る若干の変位自在に支持している。そし
て、このクラッチ用保持器３０に設けた柱部と上記各ロ
ーラ２８との間に、板ばね、或はこのクラッチ用保持器
３０と一体の合成樹脂ばね等のばねを設けて、これら各
ローラ２８を、円周方向に関して同方向に弾性的に押圧
している。又、図示の状態で、上記クラッチ用保持器３
０の軸方向両端面は、上記クラッチ用外輪２７を構成す
る両鍔部２９ａ、２９ｂの内側面と近接対向させて、こ
のクラッチ用保持器３０が軸方向に変位する事を阻止し
ている。但し、上記クラッチ用外輪２７の両鍔部２９
ａ、２９ｂの内側面とクラッチ用保持器３０の両端面と
の間の軸方向隙間は、１．５mm程度確保して、この隙間
空間をグリース溜りとしている。尚、この様な一方向ク
ラッチ１０ａの基本的な構造及び作用は、従来から周知
であるから、これ以上の詳しい図示並びに説明は省略す
る。

【００２１】又、前記各サポート軸受２１ａ、２１ｂ
は、前記従動プーリ７ｂに加わるラジアル荷重を支承し
つつ、この従動プーリ７ｂと前記スリーブ８ａとの相対
回転を自在とする。図示の例では、上記各サポート軸受
２１ａ、２１ｂとして、呼び番号が６８０５である深溝
型の玉軸受（内径＝２５mm、外径＝３７mm、幅＝７mm）
を使用している。即ち、これら各サポート軸受２１ａ、
２１ｂはそれぞれ、内周面に深溝型の外輪軌道３１を有
する軸受用外輪３２と、外周面に深溝型の内輪軌道３３
を有する軸受用内輪３４と、上記外輪軌道３１と内輪軌
道３３との間に転動自在に設けた複数個の玉３５とから
成る。又、上記軸受用外輪３２の両端部内周面にそれぞ
れシールリング３６、３６の外周縁部を係止する事によ
り、上記各玉３５を設置した空間の両端開口部を塞いで
いる。

【００２２】この様な各サポート軸受２１ａ、２１ｂ
は、それぞれの軸受用外輪３２を前記従動プーリ７ｂの
内周面両端部に締り嵌めで内嵌固定し、それぞれの軸受
用内輪３４を上記スリーブ８ａの外周面両端部に締り嵌
めで外嵌固定する事により、上記スリーブ８ａの外周面
両端部と従動プーリ７ｂの内周面両端部との間に組み付
けている。尚、本例の場合、上記各サポート軸受２１
ａ、２１ｂを構成する軸受用内輪３４の一端面を、それ
ぞれスリーブ８ａの中間部外周面に形成した凸部２０の
軸方向両端面に突き当てている。

【００２３】上述の様に構成する本発明の一方向クラッ
チ内蔵型プーリ装置の場合には、前述の図５に示した従
来構造と同様に、前記従動プーリ７ｂに掛け渡した無端
ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合に
は、この無端ベルトからオルタネータ１の回転軸３への
動力の伝達を自在とし、この無端ベルトの走行速度が低
下傾向にある場合には、上記従動プーリ７ｂと回転軸３
との相対回転を自在とする。この為、上記オルタネータ
１の発電効率の確保と上記無端ベルトの寿命延長とを図
れる。

【００２４】特に、本発明のオルタネータ用一方向クラ
ッチ内蔵型プーリ装置によれば、上記各サポート軸受２
１ａ、２１ｂの性能並びに耐久性を確保しつつ、径方向
に関する前記スリーブ８ａ並びにこれら各サポート軸受
２１ａ、２１ｂの厚さを十分に小さくできる。即ち、内
径が同じで（例えば、呼び番号が６８０５、６９０５の
場合で２５mm）ある場合に比較的外径が小さい（呼び番
号が６８０５の場合に３７mmであるのに対して、呼び番
号が６９０５の場合には４２mm）、言い換えれば径方向
に関する厚さが小さい６８系列の玉軸受を、１対のサポ
ート軸受２１ａ、２１ｂとして使用している。この為、
これら各サポート軸受２１ａ、２１ｂの周囲に設ける前
記従動プーリ７ｂの径方向に関する厚さを確保（前述し
たＴ_7bを２〜５mmに）しつつ、この従動プーリ７ｂの外
径を小さくして、オルタネータ１の発電効率の向上を図
れる。

【００２５】又、上記スリーブ８ａのうちでオルタネー
タ側のサポート軸受２１ｂが嵌合する部分の内径の最大
値ｄ₁ と、この部分の外径ｄ₂ との関係を、８≦ｄ₁ ³／
（ｄ ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２１としている。この為、上記オルタ
ネータの回転軸３に上記スリーブ８ａをねじ止め固定す
る際の、このスリーブ８ａの弾性変形量を、実用上問題
ない範囲に抑える事ができる。この点に就いて、以下に
説明する。上記スリーブ８ａをオルタネータ１の回転軸
３の端部にねじ止め固定する際には、前記ねじ孔部１７
をこの回転軸３の端部に形成した雄ねじ部に螺合し、更
に上記スリーブ８ａの基端面（図１の右端面）を上記回
転軸３の中間部に形成した鍔部若しくは段部に突き当て
た状態で緊締する。この様な緊締作業に伴って、上記ス
リーブ８ａのうちで上記ねじ孔部１７と上記基端面との
間が、軸方向の圧縮応力を受け、弾性変形する。

【００２６】しかも、上記スリーブ８ａの基端面、この
基端面と当接する鍔部等の加工誤差（直角度等）或は上
記雄ねじ部と上記ねじ孔部１７との螺合部の加工誤差等
に基づき、上記圧縮応力は円周方向に亙って不均一にな
り、その結果、上記スリーブ８ａの基端部外周面が局部
的に膨らんで、この外周面の真円度が悪化する事が避け
られない。この様にして真円度が悪化する程度は、上記
スリーブ８ａの基端部の厚さ｛（ｄ₂ −ｄ₁ ）／２｝が
小さい程著しくなる。本発明のオルタネータ用一方向ク
ラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記スリーブ８ａ
の基端部周囲に設けるサポート軸受２１ｂとして、直径
方向の厚さが小さい６８系列のものを使用する為、上記
スリーブ８ａの基端部外周面の真円度悪化が著しくなる
と、この基端部に外嵌した上記サポート軸受２１ｂの軸
受用内輪３４の外周面の内輪軌道３３の真円度の悪化も
無視できない程度になる。そこで、この様な内輪軌道３
３の真円度の悪化を問題ない程度に抑えられる範囲とし
て、本発明の場合には、８≦ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２
１の条件を規定した。この条件は、次の様にして導い
た。

【００２７】上記螺合・緊締作業の際、上記回転軸３に
負荷できる捩りトルクＴは、材料力学で知られた計算式
から明らかな通り、この回転軸３の外径の３乗に比例す
る。又、この回転軸３の外径は、上記スリーブ８ａの基
端部の内径ｄ₁ に等しいと考える事ができる。従って、
上記捩りトルクは、ｄ₁ ³に比例する。一方、上記螺合・
緊締作業に伴って上記スリーブ８ａの基端部に負荷され
る圧縮応力σは、この螺合・緊締作業に伴う圧縮荷重を
Ｆとし、上記基端部の外径をｄ₂ とした場合に、Ｆ／
（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）に比例する。又、上記圧縮荷重Ｆは上記
捩りトルクＴに比例するので、圧縮応力σはｄ₁ ³／（ｄ
₂ ²−ｄ₁ ²）に比例する事になる。

【００２８】上記スリーブ８ａの基端部に発生する歪み
量は、上記圧縮応力σに比例するので、上記螺合・緊締
作業に伴う、上記スリーブ８ａ基端部の真円度の悪化
は、上記ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）の値と相関関係があるも
のと考えられる。この様な観点で、本発明者は、スリー
ブを回転軸に螺合固定して、それに伴うこのスリーブの
外周面の真円度の悪化を測定する実験を行なった。尚、
この実験では、上記スリーブに加える締め付けトルク
を、上記回転軸の外表面に働く剪断応力が９．８×１０
⁷ Ｐａ（１０kgf/mm² ）となる様にして行なった。図２
は、この様にして行なった実験の結果得られた悪化の程
度を、上記ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）の値を引数にしてプロ
ットしたものである。

【００２９】一方、上記真円度の悪化に基づいて発生す
る、前記内輪軌道３３の真円度の悪化の許容値は、数μ
ｍである。この値を越えると、サポート軸受２１ｂで、
運転時騒音が発生する可能性がある。安全率を考慮し
て、上記スリーブの基端部外周面の真円度の悪化がその
まま上記内輪軌道３３の真円度の悪化に結び付くと仮定
した場合、この内輪軌道３３の真円度の悪化を数μｍ以
内に抑える為には、上記ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）の値を２
１以下に抑える必要がある。尚、このｄ₁ ³／（ｄ ₂ ²−ｄ
₁ ²）の値を小さくすれば、上記内輪軌道の真円度の悪化
は抑えられるが、逆に余裕があり過ぎて（スリーブの内
径を同じとした場合に、外径が大きくなり過ぎて）、オ
ルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の外径を
小さくできない。従って、このオルタネータ用一方向ク
ラッチ内蔵型プーリ装置の外径を小さくする為には、上
記ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）の値は、８以上、好ましくは１
２以上にする。従来のオルタネータ用一方向クラッチ内
蔵型プーリ装置は、上記ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）の値が小
さ過ぎて、このオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プ
ーリ装置の外径を小さくできなかった。

【００３０】次に、図２は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合には、スリーブ８ｂの外周
面は、全長に亙り単なる円筒面としている。クラッチ用
内輪２４ａは、このスリーブ８ｂの中間部外周面に、締
り嵌めにより外嵌固定している。又、従動プーリ７ｂの
内周面に外径側スリーブ３７を、締り嵌めにより内嵌固
定している。この外径側スリーブ３７は、軸受鋼等の硬
質金属により全体を円筒状に形成し、中間部内周面に直
径方向内方に突出する凸部３８を、全周に亙り形成して
いる。そして、この凸部３８の内周面を、上記クラッチ
用内輪２４ａの外周面に形成したカム面２５ａと共に一
方向クラッチ１０ｂを構成する、円筒面としている。即
ち、一方向クラッチ１０ｂのロック時に、この一方向ク
ラッチ１０ｂを構成する複数個のローラ１３が、上記カ
ム面２５ａと上記凸部３８の内周面との間で突っ張る様
に構成している。又、軸受用外輪３２、３２は、それぞ
れ上記外径側スリーブ３７の軸方向両端部に締り嵌めで
内嵌固定すると共に、それぞれの一端面を上記凸部３８
の軸方向両端面に突き当てている。

【００３１】又、本例の場合、上記スリーブ８ｂの内周
面中間部でねじ孔部１７と円孔部１９との間に、このね
じ孔部１７を加工する必要上全周に亙って形成した逃げ
溝３９を、基端側（図３の右側）のサポート軸受２１ｂ
の内径側に位置させている。従って、本例の場合には、
上記逃げ溝３９の溝底部の直径が、上記スリーブ８ｂの
うちでオルタネータ側のサポート軸受２１ｂが嵌合する
部分での内径の最大値ｄ₁ となる。本例の場合には、こ
の内径の最大値ｄ₁ と、上記スリーブ８ｂの基端部の外
径ｄ₂ とから計算されるｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）の値を１
３程度にして、上記サポート軸受２１ｂを構成する軸受
用内輪３４の外周面の内輪軌道３３の真円度の悪化を防
止しつつ、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ
装置の外径を小さくできる様にしている。その他の構成
及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成し作用
するので、オルタネータを効率良く駆動でき、しかも軽
量なオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面
図。

【図２】８≦ｄ₁ ³／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２１なる条件を決
定する為に行なった実験の結果を示す線図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面
図。

【図４】従来から知られているオルタネータの１例を示
す断面図。

【図５】従来から知られているオルタネータ用一方向ク
ラッチ内蔵型プーリ装置の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１ オルタネータ ２ ハウジング ３ 回転軸 ４ 転がり軸受 ５ ロータ ６ 整流子 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 従動プーリ ８、８ａ、８ｂ スリーブ ９ サポート軸受 １０、１０ａ、１０ｂ 一方向クラッチ １１ 内輪 １２ カム面 １３ ローラ １４ 保持器 １５ 無端ベルト １６ 凹溝 １７ ねじ孔部 １８ 係止孔部 １９ 円孔部 ２０ 凸部 ２１ａ、２１ｂ サポート軸受 ２４、２４ａ クラッチ用内輪 ２５、２５ａ カム面 ２６ 凹部 ２７ クラッチ用外輪 ２８ ローラ ２９ａ、２９ｂ 鍔部 ３０ クラッチ用保持器 ３１ 外輪軌道 ３２ 軸受用外輪 ３３ 内輪軌道 ３４ 軸受用内輪 ３５ 玉 ３６ シールリング ３７ 外径側スリーブ ３８ 凸部 ３９ 溝

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J031 AC06 AC10 BA03 BA08 BA10 CA02 5H607 AA00 BB02 BB07 BB14 BB26 CC03 CC09 DD03 DD19 EE05 EE28 FF11 FF22 FF24 GG01 GG08 5H619 BB02 BB17 PP30

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に雌ねじ部を有し、オルタネータ
   の回転軸にねじ止め固定自在なスリーブと、外周面にベ
   ルトを掛け渡す為のベルト溝を有し、このスリーブの周
   囲にこのスリーブと同心に配置された従動プーリと、こ
   れらスリーブの外周面の軸方向中間部と従動プーリの内
   周面の軸方向中間部との間に設けられ、この従動プーリ
   が上記スリーブに対し所定方向に相対回転する傾向とな
   る場合にのみこれら従動プーリとスリーブとの間での回
   転力の伝達を自在とする一方向クラッチと、この一方向
   クラッチを軸方向両側から挟む位置で上記スリーブの外
   周面と上記従動プーリの内周面との間に設けられ、この
   従動プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつこれらス
   リーブと従動プーリとの相対回転を自在とする１対のサ
   ポート軸受とを備えたオルタネータ用一方向クラッチ内
   蔵型プーリ装置に於いて、上記各サポート軸受は６８系
   列の玉軸受であり、上記スリーブのうちでオルタネータ
   側のサポート軸受が嵌合する部分での内径の最大値をｄ
   ₁ とし、この部分の外径をｄ₂ とした場合に、８≦ｄ₁ ³
   ／（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）≦２１を満たす事を特徴とするオルタ
   ネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。