JP2002357263A - プーリユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プーリの幅方向幅を短縮した構造でもって泥
水等の侵入を防止可能とし、全体としてプーリユニット
の幅方向寸法を短縮することができる。 【解決手段】 プーリ１と、プーリ１と互いに相対回転
可能にかつプーリ１の内側に同心状に配設した軸体２
と、プーリ１と軸体２との間の環状空間Ｓに介装した一
方向クラッチ３と、環状空間Ｓにおいて一方向クラッチ
３の側方に設けた転がり軸受５とからなり、環状空間Ｓ
に位置して転がり軸受５の軸方向外側を密封した環状シ
ール６と、環状シール６の軸方向外方において、プーリ
１と軸体２の一方に固定して、プーリ１と軸体２の両端
面間に渡って設けられ、少なくとも環状空間Ｓを閉蓋し
た薄板部材８とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、あるいはテンショナやアイドラなどに装
備されるプーリユニットに関する。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
タポンプ、オルタネータ、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、例
えば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
トの回転数が低下するとき、オルタネータの発電能力が
低下する。そこで、本願出願人は、オルタネータのプー
リ部分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、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ようにして、発電効率を
高められるようにしたプーリユニットのいくつかを既に
出願している。

【０００３】図７は、そのプーリユニットの一つを示
す。図７において、1は、プーリ、２は、ロータ軸、３
は、一方向クラッチ、４は、玉軸受、５は、ころ軸受、
６は、環状シール、７は、環状シールド板である。

【０００４】なお、図中、右側はエンジン側の固定側で
あり、ロータ軸２の内周にその右側からクランクシャフ
トが挿入されるようになっており、左側はエンジンとは
反対側の自由端側である。

【０００５】このプーリユニットは、プーリ１とロータ
軸２との回転差に応じて一方向クラッチ３を動力を伝達
するロック状態と動力伝達を遮断するフリー状態とに切
り替え、プーリ１とロータ軸２との間で動力を伝達させ
たり遮断させたりするようになっている。

【０００６】そして、環状シールド板７は、プーリ１と
ロータ軸２との環状空間へ外側から泥水やその他が侵入
するのを防止して耐水性を高めるものであり、ロータ軸
２の外周に圧入されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の場合、環状シー
ルド板７は金属製等であり、ゴム製の環状シール６に比
べると厚肉であり、そのため、プーリ１の軸方向幅が長
くなり、また、プーリユニットもその方向に大型化して
しまうという問題があった。

【０００８】また、実開平５―８１５５５号公報などに
みられるように、自動車用エンジン、船舶用エンジンの
補機駆動ベルトテンショナやアイドラ等に使用されるプ
ーリユニットにおいて、プーリを支持する転がり軸受を
覆うキャップを設けたものが知られているが、充分なシ
ール性が得られない可能性があると共に、取り付け性の
問題も生じていた。

【０００９】したがって、本発明は、プーリユニットに
おいて、薄板部材を設けるだけで前記した泥水や海水等
の侵入を防止可能とし、かつ、肉厚の薄い薄板部材を用
いることで、プーリの軸方向幅を短縮可能とし、同時に
プーリユニット全体の寸法を短縮可能とすることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のプーリユニット
は、プーリと、前記プーリと互いに相対回転可能にかつ
前記プーリの内側に同心状に配設した軸体と、前記プー
リと前記軸体との間の環状空間に介装した一方向クラッ
チと、前記環状空間において前記一方向クラッチの側方
に設けた転がり軸受とからなり、前記環状空間に位置し
て前記転がり軸受の軸方向外側を密封した環状シール
と、前記環状シールの軸方向外方において、前記プーリ
と前記軸体の一方に固定して、前記プーリと前記軸体の
両端面間に渡って設けられ、少なくとも前記環状空間を
閉蓋した薄板部材とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】また、本発明のプーリユニットは、プーリ
と、前記プーリと互いに相対回転可能にかつ前記プーリ
の内側に同心状に配設した軸体と、前記プーリと前記軸
体との間の環状空間に介装した転がり軸受とからなり、
前記転がり軸受の軸方向外方において、前記プーリと前
記軸体の一方に固定して、前記プーリと前記軸体の両端
面間に渡って設けられ、少なくとも前記環状空間を閉蓋
した薄板部材とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】例えば、薄板部材が、外周縁をプーリの外
周縁と略一致させ、軸体の端面全体を閉蓋する形状に形
成され、かつ、前記プーリの端面に固定する。

【００１３】本発明によると、外側からの泥水の水等の
侵入防止を肉厚の薄い薄板部材で行うから、プーリと軸
体との対向間に従来のような環状シールド板を設ける必
要がなくなり、したがって、その分、プーリの軸方向幅
を短縮することができ、プーリユニット全体としての幅
方向寸法を短縮できる。

【００１４】なお、上記において、軸体は、自動車の補
機の入力軸そのものや入力軸の一部を含む。入力軸に
は、要するに、プーリと同心状にその内径側に配設さ
れ、プーリと互いに相対回転する軸体であれば、中空構
造、一部中空構造、中実構造、２重軸構造などそのすべ
てを含む。

【００１５】前記薄板部材が、前記プーリの端面に貼着
により固着されるようにすると、薄板部材の固着作業が
容易となって好ましい。

【００１６】

【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。

【００１７】図１ないし図３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
要部の拡大図である。

【００１８】図例のプーリユニットＡは、プーリ１、ロ
ータ軸２、一方向クラッチ３、玉軸受４、ころ軸受５、
シール６および薄板部材８を有している。

【００１９】このプーリユニット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、玉軸受４およびころ軸受５の各内・外輪を省略
し、これらの内輪についてプーリユニットＡのロータ軸
２で兼用させて、外輪についてプーリ１で兼用させた構
成としている。

【００２０】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ベルト(Ｖリブド型)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。

【００２１】プーリ１の内径面において軸方向固定端側
の領域には、深溝玉軸受からなる玉軸受４の玉２３が介
装される軌道溝が形成されている。

【００２２】ロータ軸２は、中空の軸体として、プーリ
１内部に挿通されて、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。

【００２３】ロータ軸２の外径面において軸方向中間領
域２ａ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、玉軸受４およびころ軸受５の内輪軌道が確保され
ている。

【００２４】ロータ軸２の中間領域２ａは八角形に、両
側領域２ｂ，２ｃは円形に形成されている。

【００２５】ロータ軸２において玉軸受４の内輪軌道と
なる領域２ｂの外径寸法が、ころ軸受５の内輪軌道とす
る領域２ｃの外径寸法よりも大きく設定されているが、
これは、プーリ１とロータ軸２との間に、一方向クラッ
チ３や玉軸受４およびころ軸受５を固定側から順番に簡
単に組み込めるようにするためである。このロータ軸２
の領域２ｂには、深溝玉軸受からなる玉軸受４の玉２３
が介装される軌道溝が形成されている。

【００２６】また、ロータ軸２の外径面において小径に
設定した軸方向自由端側の領域２ｃには、周溝２ｄが設
けられており、この周溝２ｄに対してころ軸受５の保持
器３４の内径面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。

【００２７】一方向クラッチ３は、プーリ１とロータ軸
２との対向環状空間Ｓの軸方向中央に介装されており、
その内輪軌道はロータ軸２の外径面で、その外輪軌道は
プーリ１の内径面で構成されている。

【００２８】一方向クラッチ３は、合成樹脂製の円環状
の保持器１２、転動体としての複数のころ１３、弾性部
材として楕円形のコイルバネ１４を備えている。

【００２９】この場合、一方向クラッチ３の保持器１２
は、プーリ１とロータ軸２の対向環状空間Ｓに配設され
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
れており、ロータ軸２の外径面においてその円周方向数
カ所のカム面１０ａに対応する領域に径方向内外に貫通
するポケット１２ａが設けられている。このポケット１
２ａそれぞれの周方向間には軸方向の柱部１２ｂが存在
している。

【００３０】一方向クラッチ３のころ１３は、保持器１
２の各ポケット１２ａ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。

【００３１】一方向クラッチ３のコイルバネ１４は、保
持器１２の各柱部１２ｂの内壁面に突設される突起１２
ｃに対して装着されて、ころ１３をカム面１０ａとプー
リ１の内径面とで形成するくさび状空間の狭い側（ロッ
ク側）へと押圧するものである。

【００３２】一方向クラッチ３の保持器１２の内径面
は、ロータ軸２の軸方向中間領域２ａの八角形の外径面
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をロータ軸２に対して周方向に回り止めさせてい
る。

【００３３】また、一方向クラッチ３の保持器１２は、
ロータ軸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、
玉軸受４側への動きが封じられ、ロータ軸２に対して軸
方向位置決めされたころ軸受５の保持器３４によってこ
ろ軸受５側への動きが封じられるようになっている。

【００３４】玉軸受４ところ軸受５は、転がり軸受とし
て、プーリ１とロータ軸２との対向環状空間Ｓにおい
て、一方向クラッチ３の軸方向両側に１つずつ介装され
る。

【００３５】玉軸受４は、その内輪軌道がロータ軸２の
軸方向一方領域２ｂにおける外径面で、その外輪軌道が
プーリ１の内径面で構成されていて、転動体としての複
数の玉２３およびそれを保持する冠形保持器２４からな
る一般的な深溝型玉軸受とされている。

【００３６】ころ軸受５は、その内輪軌道がロータ軸２
の軸方向他方領域２ｃにおける外径面で、その外輪軌道
がプーリ１の内径面で構成されていて、転動体としての
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とされている。

【００３７】前記環状空間Ｓにおいて、玉軸受４および
ころ軸受５の軸方向外側に環状シール６が装着されてい
る。環状シール６は、環状芯金の外周に被着した弾性体
の一端側をプーリ１の内径面に固着し、その他端側をシ
ールリップ６ａとしてロータ軸２の外径面に当接した接
触形態のものである。

【００３８】上記プーリユニットＡの動作としては、要
するに、プーリ１とロータ軸２との回転速度差に応じ
て、一方向クラッチ３がロック状態またはフリー状態と
なり、プーリ１からロータ軸２へ動力を伝達したり、動
力伝達を遮断したりする。なお、一方向クラッチ３がフ
リー状態となったときは、ロータ軸２が自身の回転慣性
力により回転継続する。

【００３９】図４を参照して説明するように、本実施の
形態は、自由端側の転がり軸受であるころ軸受５の外端
面を密封する一方の環状シール６と、この環状シール６
の外端面においてプーリ１の端面に密着状態で固着され
てプーリ１とロータ軸２との両端面間にわたって閉蓋し
た肉厚の薄い薄板部材８とを備えることを特徴としてい
る。

【００４０】薄板部材８は、アルミシールからなり、プ
ーリ１の外径と等しいかまたは少なくともその内径より
大きな外径を有する円形形状のものであり、プーリ１に
固着する内面側外周縁に沿って接着剤等からなる粘着層
８ａをプーリ１の端面に対して密着状態で貼着されて取
り付けられる。

【００４１】このようにアルミシールからなる薄板部材
８は、従来の厚肉の金属製の環状シールド板に比べ安価
である。また、粘着層８ａを一体に設けることにより、
簡単にプーリ１の端面に固着でき、製造性に優れる。な
お、薄板部材８に粘着層８ａを形成せず、接着剤等を塗
布して固着してもよい。

【００４２】この場合、プーリ１とロータ軸２との自由
端側端面は、径方向の面上にほぼ一致しており、これに
よって、薄板部材８は、平坦な密着面を有する形状とし
て、プーリ１とロータ軸２との両端面にまたがって容易
に密着状態で貼着されて、プーリ１とロータ軸２との端
面間を閉蓋できる。

【００４３】したがって、本実施の形態では、従来のよ
うな厚肉の環状シールド板が無くても、プーリ１とロー
タ軸２との間を肉厚の薄い薄板部材８により閉蓋して、
その内部に泥水などの異物の侵入を防止できるようにな
る。

【００４４】そして、薄板部材８は、従来の環状シール
ド板構造に代えて設けられており、そのため、プーリ１
とロータ軸２の自由端側は、環状シールド板の設定に必
要とされていた領域分が不要となるから、少なくともそ
の不要となった分だけ、プーリ１の軸方向寸法を短縮で
きる結果、寸法プーリユニット全体の幅方向寸法を短縮
できる。

【００４５】以下、具体的な幅方向の短縮された幅方向
寸法の一例について説明する。

【００４６】従来の場合、プーリ１の幅方向寸法は、３
３．９ｍｍ、また、プーリユニットの幅方向寸法は、４
０．３ｍｍであった。

【００４７】これに対して、本実施の形態では、環状シ
ールド板が不要となった分、プーリ１を軸方向に短縮で
きる。その短縮可能な幅方向寸法は、１．８ｍｍであっ
た。

【００４８】そして、薄板部材８は、０．４ｍｍである
から、結局、プーリ１の幅方向寸法は、４０．３ｍｍか
ら３８．９ｍｍに短縮され、全体として、プーリユニッ
トＡの幅方向寸法は、１．４ｍｍ短縮された。

【００４９】なお、薄板部材８は、アルミシールに限る
ものではなく、硬質あるいは軟質を問わず樹脂で作るこ
とができるが、硬質製の樹脂の方が薄く作っても形状保
持の点などで好ましい。また、その樹脂としては、耐水
性に優れたものが好ましい。

【００５０】また、薄板部材８は、金属製であってもよ
く、とりわけ軽量でかつ薄板に作りやすいものが好まし
い。さらに薄板部材８は、弾性を有する材料で作っても
構わない。

【００５１】薄板部材８を構成する樹脂の例として、ポ
リプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネ―ト、ポリ
フェニレンオキカイド、ポリスルホン、ポリフェニレン
スルフィド、ポリアミド６６、ポリアミド６１２、フェ
ノール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステ
ル、ポリアセタール（なお、これらのガラス繊維入りも
含む）等が挙げられる。

【００５２】また、薄板部材８を構成する金属の例とし
て、ＳＰＣＣ、ＳＥＣＣ、ＳＵＳ、ばね鋼板（ＳＫ）等
が挙げられる。

【００５３】さらに、薄板部材８を構成する弾性体の例
として、ウレタン、ＮＢＲ等が挙げられる。

【００５４】なお、前記実施形態では、薄板部材８がプ
ーリ１の端面に固定されるものであったが、図４に示す
ように、ロータ軸２の端面に固定されるものであっても
よい。この場合、薄板部材８とプーリ１の端面との間は
ラビリンスＣとして作用し、泥水等の侵入を防止する。

【００５５】また、本発明は、上述した実施形態で示さ
れる円形の薄板部材８の構造に限定されるものではな
く、プーリ１とロータ軸２との間の環状空間Ｓを密封す
ることができる構造であればよく、例えば図５で示すよ
うに、環状のものであっても構わない。この場合、薄板
部材８とロータ軸２の端面との間はラビリンスＣとして
作用し、泥水等の侵入を防止する。

【００５６】さらに、玉軸受４、ころ軸受５の内・外輪
をプーリ１ならびにロータ軸2上に一体形成したプーリ
ユニットに限るものではなく、さらに一方向クラッチ３
の両側に設ける転がり軸受も上記実施形態に限らず、各
種形態のプーリユニットに適用することができる。

【００５７】本発明の他の実施形態を、図６に基づいて
説明する。

【００５８】この実施形態は、自動車用エンジン、船舶
用エンジンの補機駆動ベルトテンショナやアイドラ等に
使用されるプーリユニットに関するものである。

【００５９】図６において、４０は軸体となるスリーブ
であり、ベース板４１と共にボルト４２にて取付台に固
定してある。スリーブ４０の外周には、転がり軸受４３
を介してテンションプーリ４５が設けられており、テン
ションプーリ４５にはタイミングベルト（図示せず）が
掛けられる。さらに、転がり軸受４３の軸方向外方にお
いて、テンションプーリ４５とスリーブ４０の両端面間
に渡って、薄板部材４６を設ける。薄板部材４６は、テ
ンションプーリ４５とスリーブ４０の間の環状空間Ｓを
閉蓋して、テンションプーリ４５の端面に貼着する。

【００６０】なお、薄板部材４６は、前記実施形態の薄
板部材８と同様、アルミシール等の各種材料にて形成さ
れている。また、環状空間Ｓのみを閉蓋する環状部材と
したり、あるいはスリーブ４０の端面に貼着してもよ
い。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、肉厚の
薄い薄板部材により泥酔等の侵入を防止できる構造であ
るから、厚肉の環状シールド板が不要となり、その環状
シールド板が不要となった分、プーリの軸方向幅を短縮
することが可能となり、結果、プーリユニット全体とし
ての幅方向幅を短縮できるものとなる。

【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の薄板部材周辺要部の拡大図

【図４】薄板部材の固定状態の変形例を示す拡大図

【図５】薄板部材の他の変形例を示す拡大図

【図６】本発明の他の実施形態のプーリユニットの縦断
面図

【図７】従来のプーリユニットの縦断面図

【符号の説明】

Ａ プーリユニット Ｂ ベルト Ｓ環状空間 １ プーリ ２ ロータ軸(軸体) ３ 一方向クラッチ ４ 玉軸受 ５ ころ軸受 ６ シール ８，４６ 薄板部材 ８ａ 粘着層 ４０ スリーブ(軸体) ４３ 転がり軸受 ４５ テンションプーリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プーリと、前記プーリと互いに相対回転
   可能にかつ前記プーリの内側に同心状に配設した軸体
   と、前記プーリと前記軸体との間の環状空間に介装した
   一方向クラッチと、前記環状空間において前記一方向ク
   ラッチの側方に設けた転がり軸受とからなるプーリユニ
   ットであって、 前記環状空間に位置して前記転がり軸受の軸方向外側を
   密封した環状シールと、 前記環状シールの軸方向外方において、前記プーリと前
   記軸体の一方に固定して、前記プーリと前記軸体の両端
   面間に渡って設けられ、少なくとも前記環状空間を閉蓋
   した薄板部材とを備えたことを特徴とするプーリユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 プーリと、前記プーリと互いに相対回転
   可能にかつ前記プーリの内側に同心状に配設した軸体
   と、前記プーリと前記軸体との間の環状空間に介装した
   転がり軸受とからなるプーリユニットであって、 前記転がり軸受の軸方向外方において、前記プーリと前
   記軸体の一方に固定して、前記プーリと前記軸体の両端
   面間に渡って設けられ、少なくとも前記環状空間を閉蓋
   した薄板部材とを備えたことを特徴とするプーリユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 薄板部材が、外周縁をプーリの外周縁と
   略一致させ、軸体の端面全体を閉蓋する形状に形成さ
   れ、かつ、前記プーリの端面に固定したことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載のプーリユニット。