JP2001141037A - プーリユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プーリユニットにおいて、一方向クラッチの保
持器を軸方向に位置決めする構造について、製造工程を
簡略化しながら脆弱部分の発生を避ける構造とするこ
と。 【解決手段】一方向クラッチ３における保持器１２を軸
方向に位置決めするための形態として、保持器１２を、
その両側に配設される２つの転がり軸受４，５の内輪２
１，３１で所要隙間を介して挟む形態にしている。これ
により、従来例のように保持器１２や内輪１０に凹凸を
設けるという無駄を省けるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プーリユニットに
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
る補機に装備される。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】従来のこの種のプーリユニットの一例を
図８および図９に示す。図中、８１はプーリ、８２は軸
体、８３は一方向クラッチ、８４は転がり軸受である。
一方向クラッチ８３は、内輪８５、外輪８６、複数のこ
ろ８７、保持器８８、コイルバネ８９を有している。

【０００３】この一方向クラッチ８３では、保持器８８
が内輪８６に対して周方向や軸方向にがたつくことがあ
ると、一方向クラッチ８３のロック、フリー動作が不安
定になるので、保持器８８については、その一方軸端の
円周２カ所に径方向内向きに設けられる凸部９０，９０
と、内輪８６の一方軸端の円周２カ所に設けられるスリ
ット９１，９１とを軸方向から嵌合させることにより、
周方向ならびに軸方向に位置決めするようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、一方
向クラッチ８３の保持器８８を位置決めする形態につい
て改良の余地がある。

【０００５】というのは、内輪８５を軸体８２に対して
圧入外嵌することにより回り止めさせるのであるが、こ
の圧入に伴い内輪８５に作用する周方向の引張応力が、
内輪８５のスリット９１，９１の内角部に集中すること
になるために、そこを起点にして割れるおそれがある。

【０００６】この他、スリット９１，９１を形成するた
めの加工は、作業効率が悪く、バリが発生するために後
処理が必要になるなど、コストが高くつく。

【０００７】このような事情に鑑み、本発明は、プーリ
ユニットにおいて、一方向クラッチの保持器を軸方向に
位置決めする構造について、製造工程を簡略化しながら
脆弱部分の発生を避ける構造とすることを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明第１のプーリユニ
ットは、同心状に配設される内外２つの環体と、両環体
の対向環状空間に介装される一方向クラッチと、前記環
状空間において一方向クラッチの両側に設けられる転が
り軸受とを含み、前記一方向クラッチにおいてころの転
動範囲規制用の保持器内径が、少なくとも一方の転がり
軸受の内周軌道面の肩部外径よりも小さく設定されるこ
とによって、前記保持器の軸方向一方への動きが規制さ
れている、ことを特徴としている。

【０００９】本発明第２のプーリユニットは、同心状に
配設される内外２つの環体と、両環体の対向環状空間に
介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一
方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含み、
前記一方向クラッチにおいてころの転動範囲規制用の保
持器内径が、前記両転がり軸受の各内輪の肩部外径より
も小さく設定されることによって、前記保持器における
軸方向両側への動きが規制されている、ことを特徴とし
ている。

【００１０】本発明第３のプーリユニットは、同心状に
配設される内外２つの環体と、両環体の対向環状空間に
介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一
方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含み、
前記内側環体が、前記一方向クラッチの内輪および両転
がり軸受の各内輪を兼用する構造とされ、前記内側環体
において一方の転がり軸受の配置領域と、一方向クラッ
チの配置領域との境界に段差が設けられており、この段
差によって一方向クラッチの保持器における軸方向一方
への動きが規制されている、ことを特徴としている。

【００１１】本発明第４のプーリユニットは、同心状に
配設される内外２つの環体と、両環体の対向環状空間に
介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一
方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含み、
前記内側環体が、前記一方向クラッチの内輪および両転
がり軸受の各内輪を兼用する構造とされ、前記内側環体
において一方向クラッチ配置領域の円周数カ所に、前記
外側環体との間でくさび状空間を形成するカム面が設け
られ、前記内側環体において一方向クラッチの配置領域
の最大外径部分が一方の転がり軸受の配置領域と同一外
径とされ、前記内側環体において前記一方の転がり軸受
の配置領域と、一方向クラッチの配置領域との境界に形
成される段差によって一方向クラッチの保持器における
軸方向一方への動きが規制されている、ことを特徴とし
ている。

【００１２】本発明第５のプーリユニットは、上記第４
の構成に含まれる内側環体において他方の転がり軸受の
配置領域が、前記一方向クラッチの配置領域の最小外径
部分と同一外径とされ、前記内側環体において前記他方
の転がり軸受の配置領域と、当該軸受の保持器の内周と
に対して互いに係合して軸方向の引っ掛かりとなる凹凸
が振り分けられて設けられ、前記内側環体に軸方向位置
決めされる前記他方の転がり軸受の保持器によって、前
記一方向クラッチの保持器における軸方向他方への動き
が規制されている、ことを特徴としている。

【００１３】要するに、本発明では、一方向クラッチの
保持器の内径と両側の転がり軸受の内周軌道の肩部とに
段差を付けて一方向クラッチの保持器を軸方向に引っ掛
ける形態としている。これにより、従来例のように一方
向クラッチの保持器や内輪に対して凹凸を設けるという
無駄を省けるようになるから、製造工数を減らせるよう
になるとともに強度的な脆弱部分が発生せずに済む。

【００１４】特に、第３ないし第５の発明では、内側環
体と一方向クラッチの内輪と２つの転がり軸受の各内輪
とを一体化して部品点数を減らした構成について、上記
一方向クラッチの保持器における軸方向位置決め形態を
採用している。

【００１５】

【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。

【００１６】図１ないし図３に本発明の実施形態１を示
している。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、一
方向クラッチにおける内輪および保持器を示す斜視図で
ある。

【００１７】図例のプーリユニットＡは、プーリ１、中
空軸２、一方向クラッチ３、２つの転がり軸受４，５を
有している。

【００１８】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ＶリブドベルトＢを介して回転駆動
されるもので、その外周にはＶリブドベルトＢが巻き掛
けられる波状溝が形成されている。

【００１９】中空軸２は、プーリ１の内周に挿通され
て、図示しないが自動車エンジンの補機の入力軸（例え
ば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、プーリ１と中空軸２
との対向環状空間の軸方向中央に介装されるもので、内
輪１０、外輪１１、合成樹脂製の円環状の保持器１２、
複数のころ１３、弾性部材として楕円形のコイルバネ１
４とを備えている。

【００２１】２つの転がり軸受４，５は、プーリ１と中
空軸２との対向環状空間の軸方向両側に１つずつ介装さ
れる。これらの転がり軸受４，５は、いずれも一般的な
深溝型玉軸受とされており、内輪２１，３１、外輪２
２，３２、複数の玉２３，３３と、合成樹脂製の円環状
の保持器２４，３４を備えている。これらの転がり軸受
４，５の軸方向外端側には、シール６が装着されてい
る。

【００２２】上記一方向クラッチ３の各構成要素を説明
する。

【００２３】内輪１０は、上記中空軸２に対して圧入に
より外嵌されるもので、その外周面の円周数カ所には平
坦なキー状のカム面１０ａが設けられている。この例で
は、カム面１０ａを八つとしており、そのために内輪１
０の外径形状が八角形になっている。

【００２４】外輪１１は、上記プーリ１に対して圧入に
より内嵌されるもので、その内周面は円筒形に形成され
ている。

【００２５】保持器１２は、上記内・外輪１０，１１の
対向環状空間に配設されて内輪１０に対して周方向なら
びに軸方向に位置決めされた状態で外装されるもので、
その円周数カ所つまり内輪１０のカム面１０ａに対応す
る領域には、径方向内外に貫通形成されるポケット１２
ａが設けられている。

【００２６】ころ１３は、保持器１２の各ポケット１２
ａに１つずつ周方向転動範囲が規制された状態で収納さ
れる。

【００２７】コイルバネ１４は、保持器１２の各ポケッ
ト１２ａの内壁面に突設される突起１２ｂに対して装着
されて、ころ１３をカム面１０ａと外輪１１内周面とで
形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）へ押圧する
ものである。

【００２８】次に、上記プーリユニットＡの動作を説明
する。要するに、プーリ１の回転速度が中空軸２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へ転動させられてロック状態となる
ので、プーリ１と中空軸２とが一体化して同期回転す
る。しかし、プーリ１の回転速度が中空軸２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
状空間の広い側へ転動させられてフリー状態となるの
で、プーリ１から中空軸２へ回転動力の伝達が遮断され
ることになって中空軸２が回転慣性力のみで回転を継続
するようになる。

【００２９】ちなみに、上記プーリユニットＡを自動車
エンジンのオルタネータに利用する場合だと、ベルトＢ
の駆動源となるエンジンのクランクシャフトの回転変動
に関係なく、オルタネータのロータの回転を高域に維持
して、発電効率を高めるようにすることができる。つま
り、クランクシャフトの回転数が上昇するとき、一方向
クラッチ３がロック状態となって内側環体２を外側環体
１と同期回転させるようにし、一方、クランクシャフト
の回転数が低下するとき、一方向クラッチ３がフリー状
態となって中空軸２をプーリ１の減速と無関係に自身の
回転慣性力により回転継続させるようにすればよい。

【００３０】この実施形態１では、一方向クラッチ３に
おける保持器１２の軸方向位置決め形態について特徴が
あるので、以下において詳細に説明する。

【００３１】まず、保持器１２の内周面について、内輪
１０の多角形の外周面形状に合致嵌合する形状に形成す
ることにより、保持器１２を内輪１０に対して周方向に
回り止めさせている。

【００３２】そして、一方向クラッチ３の両側に配設さ
れる２つの転がり軸受４，５の各内輪２１，３１の外径
寸法Ｒ１，Ｒ２を、一方向クラッチ３の保持器１２の内
径寸法ｒよりも大きく設定することにより、一方向クラ
ッチ３の保持器１２を両側の転がり軸受４，５の内輪２
１，３１で軸方向から挟む形態として、一方向クラッチ
３の保持器１２における軸方向変位量を規制するように
している。

【００３３】以上説明したように、この実施形態１で
は、一方向クラッチ３における保持器１２を、その両側
に配設される２つの転がり軸受４，５の内輪２１，３１
で軸方向から挟む形態にしているから、従来例のように
保持器や内輪に凹凸を設けるという無駄を省くことがで
きて、保持器１２や内輪１０を簡素な形状にできて強度
的な脆弱部分の発生を回避するとともに、製造コストの
低減に貢献できるようになる。

【００３４】図４ないし図６に本発明の実施形態２を示
している。図４は、プーリユニットの縦断面図、図５
は、図４の（５）−（５）線断面の矢視図、図６は、一
方向クラッチにおける内輪および保持器を示す斜視図で
ある。

【００３５】この実施形態２のプーリユニットＡは、部
品点数ならびに製造コストを削減するために、一方向ク
ラッチ３の内・外輪１０，１１および２つの転がり軸受
４，５の各内・外輪２１，３１，２２，３２を省略し、
これらの内輪２１，３１についてプーリユニットＡの中
空軸２で兼用させて、外輪２２，３２についてプーリユ
ニットＡのプーリ１で兼用させた構成としている。

【００３６】これに関連して、第１転がり軸受４とし
て、複数の玉２３およびそれを保持する冠形保持器２４
からなる深溝玉軸受を、第２転がり軸受５として、複数
のころ３３およびそれを保持する保持器３４からなるケ
ージアンドローラをそれぞれ用いている。

【００３７】このようなプーリ１および中空軸２の形状
について詳細に説明する。

【００３８】まず、中空軸２において軸方向中間領域２
ａの円周数カ所には、一方向クラッチ３の平坦なカム面
１０ａが形成され、その軸方向両側領域２ｂ，２ｃに
は、転がり軸受４，５の内輪軌道部が確保されている。
なお、中空軸２の中間領域２ａは八角形に、両側領域２
ｂ，２ｃは円形に形成されている。

【００３９】そして、中空軸２において第１転がり軸受
４の内輪軌道部となる領域２ｂの外径寸法が、第２転が
り軸受５の内輪軌道部とする領域２ｃの外径寸法よりも
大きく設定されている。これは、プーリ１と中空軸２と
の間に、一方向クラッチ３や２つの転がり軸受４，５を
軸方向一方から順番に簡単に組み込めるようにするため
である。

【００４０】また、プーリ１の内周面および中空軸２の
外周面において大径に設定した軸方向一端側の領域２ｂ
には、深溝玉軸受からなる第１転がり軸受４の玉２３が
介装される軌道溝が形成されている。

【００４１】また、プーリ１の内周面および中空軸２の
外周面において小径に設定した軸方向他端側の領域２ｃ
には、周溝２ｄが設けられており、この周溝２ｄに対し
てケージアンドローラからなる第２転がり軸受５の保持
器３４の内周に設けられてある径方向内向きの輪状突起
３４ａが係入されることにより、当該保持器３４が軸方
向に位置決めされるようになっている。

【００４２】そして、一方向クラッチ３の保持器１２
は、中空軸２の外周面において軸方向中間領域２ａの外
形形状と合致する形状つまり八角形に形成されており、
この保持器１２にころ１３それぞれを保持させた状態で
中空軸２の軸方向中間領域２ａに外嵌されることによ
り、周方向に回り止めされている。

【００４３】また、一方向クラッチ３の保持器１２は、
中空軸２における中間領域２ａのカム面１０ａと大径の
領域２ｂとを連接するテーパ状段差部２ｅによって、第
１転がり軸受４側への動きが封じられ、中空軸２に対し
て軸方向位置決めされた第２転がり軸受５の保持器３４
によって第２転がり軸受５側への動きが封じられるよう
になっている。

【００４４】以上説明したように、この実施形態２で
は、中空軸２と一方向クラッチ３の内輪１０と２つの転
がり軸受４，５の各内輪２１，３１とを一体化した構造
を前提としたものについて、一方向クラッチ３の保持器
１２を中空軸２に設ける段差に対して軸方向に引っ掛け
る形態とすることによって、保持器１２や中空軸２を簡
素な形状にしながらも強度的な脆弱部分の発生を回避で
きるようにしているから、プーリユニットの低コスト化
ならびに製品信頼性をさらに向上させることができる。

【００４５】ところで、上記実施形態２のような複雑な
外形形状となる中空軸２については、比較的塑性変形さ
せやすい低炭素鋼材を用いて、冷間塑性加工により成形
して、この冷間塑性加工の後で中空軸２の外周面に対し
て浸炭処理を施すことにより製作するのが好ましい。こ
の低炭素鋼材としては、ＪＩＳ規格ＳＣｒ４１５などの
いわゆるはだ焼き鋼が好ましい。

【００４６】というのは、冷間塑性加工では、中空軸２
の外周面を塑性変形させて複数のカム面１０ａやころ軸
受用の軌道を同時に形成することができるから、複数の
カム面１０ａやころ軸受用の軌道を旋削加工によりひと
つずつ形成する場合に比べて手間を省くことができて生
産効率を高めることができる。但し、低炭素鋼材を用い
ると、強度が不足するので、冷間塑性加工の後で中空軸
２の外周面を浸炭処理により硬化させることにより耐摩
耗性を高めるようにしている。このように、中空軸２を
安価でかつ高精度に形成できるようにすれば、プーリユ
ニットＡの製造コストの低減ならびに製品品質の向上を
図るうえで有利となる。

【００４７】なお、中空軸２に対して浸炭処理を施すに
あたっては、中空軸２の外周面に局部的に行うのが好ま
しい。というのは、中空軸２の内周面にも浸炭処理を施
すと、ねじ部も同時に浸炭されてしまい、水素脆性が問
題となるために、ねじ部をマスキングする必要がある。
ここで、中空軸２の外周面のみに局部的に浸炭処理を施
すためのマスキング方法の一例としては、例えば図７に
示すように、支持軸Ｃの外周に中空軸２を装着し、支持
軸Ｃの軸端に閉蓋Ｄを螺合することにより、中空軸２の
軸方向両端面および中心孔を外部から隠蔽して中空軸２
の外周面のみを外部に露呈させることが考えられる。

【００４８】なお、本発明は上述した実施形態１，２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。 （１）上記実施形態１について、２つの転がり軸受４，
５の形式は深溝玉軸受に限定されず、アンギュラ玉軸
受、ころ軸受あるいは円錐ころ軸受などとすることがで
きる。 （２）上記実施形態１，２での一方向クラッチ３におけ
る細部の構成についても限定されるものでなく、種々な
変形が考えられる。

【００４９】

【発明の効果】本発明のプーリユニットでは、一方向ク
ラッチの保持器の内径と両側の転がり軸受の内周軌道の
肩部とに段差を付けて一方向クラッチの保持器を軸方向
に引っ掛ける形態とすることにより、従来例のように一
方向クラッチの保持器や内輪に対して凹凸を設けるとい
う無駄を省くようにしているから、製造工数を減らせる
ようになるとともに強度的な脆弱部分が発生せずに済
み、プーリユニットの低コスト化ならびに製品信頼性の
向上に貢献できるようになった。

【００５０】特に、請求項３ないし５の発明では、プー
リユニットの部品点数ならびに低コスト化のために、内
側環体と一方向クラッチの内輪と２つの転がり軸受の各
内輪とを一体化した構成を前提としたものについて、そ
の一方向クラッチの保持器の軸方向位置決め形態に関し
て、本発明の上記技術思想を適用することによって、製
造上の無駄を極力省きながら強度的な脆弱部分の発生を
回避できるようにしているから、プーリユニットの低コ
スト化ならびに製品信頼性をさらに向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１のプーリユニットの上半分
の縦断面図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】実施形態１の一方向クラッチにおける内輪およ
び保持器を示す斜視図

【図４】本発明の実施形態２のプーリユニットの縦断面
図

【図５】図４の（５）−（５）線断面の矢視図

【図６】実施形態２の一方向クラッチにおける内輪およ
び保持器を示す斜視図

【図７】実施形態２の中空軸に対する浸炭処理時のマス
キング形態を示す説明図

【図８】従来例のプーリユニットの上半分の縦断面図

【図９】図８の（９）−（９）線断面の矢視図

【符号の説明】

Ａ プーリユニット １ プーリ ２ 中空軸 ３ 一方向クラッチ ４，５ 転がり軸受 １０ 一方向クラッチの内輪 １０ａ 内輪のカム面 １２ 一方向クラッチの保持器 １３ 一方向クラッチのころ ２１，３１ 転がり軸受の内輪

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同心状に配設される内外２つの環体と、両
   環体の対向環状空間に介装される一方向クラッチと、前
   記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる
   転がり軸受とを含むプーリユニットであって、 前記一方向クラッチにおいてころの転動範囲規制用の保
   持器内径が、少なくとも一方の転がり軸受の内周軌道面
   の肩部外径よりも小さく設定されることによって、前記
   保持器の軸方向一方への動きが規制されている、ことを
   特徴とするプーリユニット。
2. 【請求項２】同心状に配設される内外２つの環体と、両
   環体の対向環状空間に介装される一方向クラッチと、前
   記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる
   転がり軸受とを含むプーリユニットであって、 前記一方向クラッチにおいてころの転動範囲規制用の保
   持器内径が、前記両転がり軸受の各内輪の肩部外径より
   も小さく設定されることによって、前記保持器における
   軸方向両側への動きが規制されている、ことを特徴とす
   るプーリユニット。
3. 【請求項３】同心状に配設される内外２つの環体と、両
   環体の対向環状空間に介装される一方向クラッチと、前
   記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる
   転がり軸受とを含むプーリユニットであって、 前記内側環体が、前記一方向クラッチの内輪および両転
   がり軸受の各内輪を兼用する構造とされ、 前記内側環体において一方の転がり軸受の配置領域と、
   一方向クラッチの配置領域との境界に段差が設けられて
   おり、この段差によって一方向クラッチの保持器におけ
   る軸方向一方への動きが規制されている、ことを特徴と
   するプーリユニット。
4. 【請求項４】同心状に配設される内外２つの環体と、両
   環体の対向環状空間に介装される一方向クラッチと、前
   記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる
   転がり軸受とを含むプーリユニットであって、 前記内側環体が、前記一方向クラッチの内輪および両転
   がり軸受の各内輪を兼用する構造とされ、 前記内側環体において一方向クラッチ配置領域の円周数
   カ所に、前記外側環体との間でくさび状空間を形成する
   カム面が設けられ、 前記内側環体において一方向クラッチの配置領域の最大
   外径部分が一方の転がり軸受の配置領域と同一外径とさ
   れ、 前記内側環体において前記一方の転がり軸受の配置領域
   と、一方向クラッチの配置領域との境界に形成される段
   差によって一方向クラッチの保持器における軸方向一方
   への動きが規制されている、ことを特徴とするプーリユ
   ニット。
5. 【請求項５】請求項４のプーリユニットにおいて、 前記内側環体において他方の転がり軸受の配置領域が、
   前記一方向クラッチの配置領域の最小外径部分と同一外
   径とされ、 前記内側環体において前記他方の転がり軸受の配置領域
   と、当該軸受の保持器の内周とに対して互いに係合して
   軸方向の引っ掛かりとなる凹凸が振り分けられて設けら
   れ、 前記内側環体に軸方向位置決めされる前記他方の転がり
   軸受の保持器によって、前記一方向クラッチの保持器に
   おける軸方向他方への動きが規制されている、ことを特
   徴とするプーリユニット。