JP2003056677A - 一方向クラッチプーリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方向クラッチを内蔵したプーリ装置におい
ては、外周にベルト溝を形成し、内部に一方向クラッチ
を設けるプーリ部材が鉄製であったため重く、負荷変動
時のイナーシャが大きいため、一方向クラッチとそれを
支える転がり軸受の寿命が低下し、エンジンの回転変動
への追従性が悪く、且つベルトとの摩擦熱の発生が生じ
やすく、その熱がクラッチ部や軸受のグリースやシール
部材に影響して寿命が短くなる。また、製造コストが高
くなり製品が高価なものとなる。 【解決手段】 内部に一方向クラッチ５と転がり軸受
６、７を備えるプーリ部材４を、外周にＶベルト溝を備
えたプーリ部材８と、その内側のスリーブ部材９とに分
割し、プーリ部材８をナイロンやＰＰＳの樹脂製とし、
スリーブ部材９のみを金属製として、これらにスリット
１５、１６を形成して固定部材１８を用いる等により一
体化する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のスタータ
ーやオールタネータ用プーリ、クランクプーリ、コンプ
レッサー等のエンジン補機及びエンジンアイドルストッ
プ時のモータによる補機駆動用等に使用する、一方向ク
ラッチが内蔵されたプーリ装置に適用される一方向クラ
ッチプーリ装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】自動車の走行用エンジンを駆動源として
種々の補機が駆動されており、例えば自動車に必要な発
電を行うオルタネータを駆動する際には、エンジンの回
転角速度変動の影響によるベルトの保護等のため、一方
向クラッチを内蔵したプーリを用いている。 【０００３】この一方向クラッチ付きのプーリにおいて
は、外周面にエンジンのクランク軸で駆動されるベルト
が掛けられるベルト溝を有し、内周面に一方向クラッチ
の軌道を形成し、あるいは軌道部材を圧入したプーリ部
材と、外周面に一方向クラッチの軌道を形成し、あるい
は軌道部材を圧入するとともに内周面に補機の回転軸と
結合するスリーブとを備え、このプーリ部材とスリーブ
の軌道の間にコロを介在させ、そのコロを常にロック側
に押している板バネやコイルバネ等のバネ、そのバネを
固定している保持器等の部材によって一方向クラッチの
機能を生じさせ、更に、一方向クラッチの軸方向両側で
プーリ部材と内輪部材との間のラジアル空間に配置され
ている転がり軸受により、クラッチが外れた状態におけ
るプーリ部材とスリーブ間の自由な回転を確保してい
る。 【０００４】このような構造の一方向クラッチ付きのプ
ーリ装置においては、駆動時に発生する負荷トルクをク
ラッチがロックすることで駆動力を伝達し、速度変動及
び微少角速度変動が発生した場合、クラッチがオーバー
ランすることにより、ベルトのスリップや鳴き等の現象
を防止し、ベルト寿命の向上を図っている。 【０００５】上記一方向クラッチ付きのプーリーは、前
記のようなオルタネータ用プーリのほか、例えばスター
ター用プーリ、クランクプーリ及びエンジンアイドルス
トップ時の補機駆動用等のプーリにも用いられる。な
お、エンジンアイドルストップ機構については、エンジ
ン停止時にコンプレッサー等の補機を専用のモータにて
駆動するため、エンジンの回転変動は受けないものの、
補機駆動用モータから発生する回転変動を受けるため、
一方向クラッチ付きのプーリー装置を使用することがあ
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の一
方向クラッチプーリ装置において、外周面にベルトが掛
けられるベルト溝を有するプーリ部材は鉄材を切削加工
により、或いはプレス加工により成形していた。そのた
めこのような従来のプーリにおいては重量が重く、エン
ジン等の微少角度変動によるベルトのばたつきやベルト
鳴きを発生させ、ベルトの寿命が低下し、異音の発生に
よってユーザが不快感を感じるという問題があった。 【０００７】特に近年のオルタネータは高性能・高出力
化がますます進み、高回転・高荷重・高温・振動等が過
酷化しており、上記の問題は更に大きくなる傾向を生じ
ている。また、エンジンの高出力化に伴い、一般的に使
用されているＶベルトから、より耐久性の高いポリＶベ
ルトに移行しており、上記の条件はより厳しい状況とな
っている。 【０００８】上記のように従来のクラッチ付きプーリ部
材は鉄製であり、プーリの重量が重いためプーリ回転時
のイナーシャが大きく、クラッチ部への負荷トルクが大
きく作用することとなる。そのため、クラッチとそれを
支える転がり軸受の寿命が低下し、また、ベルトとの摩
擦による熱がプーリ部材を通してクラッチ部やそれを支
える転がり軸受に伝わこるととなる。それによりこの部
分の封入潤滑グリースの劣化や、転がり軸受のシールゴ
ム部材の劣化が促進されるため、更にクラッチ付きプー
リの寿命が低下することとなる。また、鉄材によってＶ
ベルトを掛ける複雑なベルト溝の加工や成型を行わなけ
ればならず、加工性が悪いほか、製造コストが高くなり
それに伴って製品のコストも高くなる欠点もあった。 【０００９】したがって本発明は、プーリ部材を軽量化
してプーリ回転時のイナーシャを軽くし、クラッチへの
負荷トルクを小さくすることによりクラッチや軸受への
負荷を低減し、また熱の伝導を減少してクラッチや軸受
に封入したグリースや転がり軸受のシールゴム部材の熱
劣化を防止することによりクラッチ付きプーリの寿命を
長くすると共に、加工が容易で製品を安価にすることが
できる一方向クラッチプーリ装置を提供することを目的
とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、外周面にベルト溝を有する樹脂製のプーリ部
材と、前記樹脂製のプーリ部材の内部に固定し、内周面
に一方向クラッチの軌道又は軌道部材を有するスリーブ
部材と、外周面に一方向クラッチの軌道又は軌道部材を
有し、内周面に補機の回転軸と結合する結合部を有する
内側スリーブと、前記プーリ部材と前記スリーブの両軌
道又は軌道部材の間に配置される一方向クラッチと、前
記一方向クラッチの軸方向両側の前記スリーブ部材と内
側スリーブ間に配置したラジアル軸受とからなることを
特徴とする一方向クラッチプーリ装置としたものであ
る。 【００１１】 【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。図１は本発明による一方向クラッチプーリ装置
の実施例の全体構成を示す断面図であり、この一方向ク
ラッチプーリ装置１は、図示されない補機の回転軸の雄
ねじに螺合する雌ねじ２を中心孔内周に設けた内側スリ
ーブ３と、エンジンのクランク軸で駆動されるベルトが
掛けられて回転するプーリ４との間に、一方向クラッチ
５とその両側にラジアル軸受６、７とを配置して構成し
ている。 【００１２】特に本発明においてはプーリ４を、ベルト
が掛けられる部分をプーリ樹脂部材８とし、このプーリ
樹脂部材８の中心側に金属製のスリーブ部材９を固定し
て一体化している。プーリ樹脂部材としては、例えばナ
イロン系、あるいはＰＰＳ系の樹脂を用いることによ
り、十分な強度が得られ、また外部の熱の影響にも対処
することができる。 【００１３】この実施例においては、一方向クラッチ５
はスリーブ部材９の内周面に形成した外側軌道１０と、
内側スリーブ３の外周面に形成した内側軌道１１間にコ
ロ１２を配置し、各コロ１２をクラッチ用保持器１３で
保持し、且つ図示されない一方向付勢用のスプリングを
備えている。また、サポート軸受としてのラジアル軸受
６、７は、各々周知の構造により内側スリーブ３とプー
リ４を相対的に回転自在に支持している。 【００１４】上記のような構成によりこの一方向クラッ
チプーリ装置においても、前記従来例と同様に、駆動時
に発生する負荷トルクをクラッチがロックすることによ
り駆動力を伝達し、エンジンの速度変動及び微少角速度
変動等が発生した場合は、一方向クラッチ５がオーバラ
ンすることで動力の伝達を遮断する。この機構によりベ
ルトのスリップや鳴き等の現象を防止し、ベルトの寿命
の向上を図ることができる。 【００１５】プーリ樹脂部材８とその内側の金属製のス
リーブ部材９の固定に際しては、後述するように種々の
手段を採用することができるが、例えば図１に示すよう
に、プーリ樹脂部材８の内周面にスリット１５を形成
し、このスリット１５に対向してスリーブ部材９の外周
面にもスリット１６を形成して、両者により矩形の固定
用空間１７を形成しており、この固定用空間１７内にく
さび或いは接着剤等の固定部材１８を入れることにより
両者を強固に固定した例を示している。 【００１６】上記実施例においては、スリーブ部材９の
内周面に外側軌道１０を形成し、また内側スリーブ３の
外周面に内側軌道１１を形成した一方向クラッチプーリ
装置の例を示したが、例えば図２に示すように、スリー
ブ部材９の内側に外側軌道部材２０を圧入し、内側スリ
ーブ３の外側に内側軌道部材２１を圧入するように構成
することもできる。この一方向クラッチプーリ装置にお
いても、前記図１に示す実施例と同様に、両者に形成し
たスリット１５、１６により固定用空間１７を形成し、
この固定用空間１７にくさび或いは接着剤等の固定部材
１８を入れることによりプーリ樹脂部材８を金属製のス
リーブ部材９と固定している。 【００１７】このように、プーリをプーリ樹脂部材と金
属製のプーリ部材を一体化して形成したので、プーリ全
体が鉄等の金属製のものより軽量化でき、負荷変動時の
イナーシャを小さくすることができ、クラッチとそれを
支える転がり軸受の寿命を向上させることができる。ま
た、上記のようにイナーシャが低減されることにより、
エンジンの回転変動への追従性が向上し、ベルトとの摩
擦熱の発生を低くすることができる。更にイナーシャが
低減することによりクラッチ機構のローック・オーバー
ランの性能を安定させることができる。 【００１８】また、樹脂部材は熱伝導性が鉄部材より低
く、クラッチ部とそれを支える転がり軸受に対する熱影
響が減少し、クラッチや軸受内のグリース、及び軸受の
シール材等が熱により性能の低下を生じることが無くな
り、これらの部材の寿命が向上する。更に、樹脂プーリ
は機械的強度も強く、鉄プーリと比較しても充分な強度
を維持することができる。特にこのプーリ樹脂をナイロ
ン系、ＰＰＳ系の樹脂とすることにより、外部の熱影響
に対しても十分対応することができ、また、樹脂材料は
加工性が良いので複雑な形状でも正確に、且つ容易に成
型することができ、製造コストを減少させ、また製品を
安価なものとすることができる。この樹脂プーリと鉄プ
ーリとの接合に際しては、適宜スリットを形成して固定
部材を用いる等によりクリープを発生させることなく、
長期間にわたって安定した作動を行わせることもでき
る。 【００１９】プーリ樹脂部材８とスリーブ部材９を固定
するためのスリットを形成するに際しては、必ずしも上
記各実施例に示すように両部材にスリットを形成する必
要はなく、例えば図３（ａ）に示すように、プーリ樹脂
部材８の内周面のみにスリット１５を形成し、この固定
用空間１７内にくさび或いは接着剤等の固定部材１８を
入れることにより両者を固定しても良い。また、同図
（ｂ）に示すように、スリーブ部材９の外周面のみにス
リット１６を形成し、前記と同様にこの固定用空間１７
内にくさび或いは接着剤等の固定部材１８を入れること
により両者を固定しても良い。 【００２０】このようなスリットは種々の態様で形成す
ることができ、例えば前記図１及び図２に示す実施例と
同様の図４に示す例のように、スリットを回転軸の軸線
Ｌに対して直角方向、即ちプーリの径方向に形成するに
際しては、同図（ａ）に示すようにプーリ樹脂部材８の
内周に対してスリット１５を、或いは同図（ｂ）に示す
ようにスリーブ部材９の外周に対してスリット１６を、
各々軸線Ｌに対して正確に直角方向としての径方向に形
成しても良いが、例えば同図（ｃ）に示すようにプーリ
樹脂部材８の内周に対してスリット１５を、或いは同図
（ｄ）に示すようにスリーブ部材９の外周に対してスリ
ット１６を、各々前記径方向に対して傾斜して形成して
も良い。 【００２１】なお、これらのスリットは、同図（ａ）と
（ｂ）のスリットのいずれかを用い、或いは両方を組み
合わせて用いることができ、同様に同図（ｃ）と（ｄ）
のスリットのいずれかを用い、あるいは両方を組み合わ
せて用いることができる。また、いずれの場合において
も、必要に応じてこのスリットを複数本形成して使用す
ることも可能であり、その際にも各スリットを上記のよ
うな種々の態様で実施することができる。 【００２２】上記のようなスリットの形成に際しては、
例えば図５に示すようにプーリの軸線方向に延びるスリ
ットを形成しても良い。その際には同図（ａ）に示すよ
うにプーリ樹脂部材８の内周面に対してスリット１５
を、或いは同図（ｂ）に示すようにスリーブ部材９の外
周に対してスリット１６を、各々軸線Ｌに対して正確に
平行な方向に形成しても良いが、例えば同図（ｃ）に示
すようにプーリ樹脂部材８の内周に対してスリット１５
を、或いは同図（ｄ）に示すようにスリーブ部材９の外
周に対してスリット１６を、各々軸線Ｌに対して捻れた
方向に形成しても良い。 【００２３】なお、これらのスリットにおいても前記と
同様に、同図（ａ）と（ｂ）のスリットのいずれかを用
い、或いは両方を組み合わせて用いることができ、同様
に同図（ｃ）と（ｄ）のスリットのいずれかを用い、あ
るいは両方を組み合わせて用いることができる。また、
いずれの場合においても、必要に応じてこのスリットを
複数本形成して使用することも可能であり、その際にも
各スリットを上記のような種々の態様で実施することが
できる。 【００２４】上記実施例のおいては、いずれもプーリ樹
脂部材８とスリーブ部材９の少なくともいずれかにスリ
ットを形成し、そのスリットによって形成される空間内
にくさび、或いは接着剤等の固定部材を入れた例を示し
たが、例えば図３（ｃ）に示すようにスリットを形成す
ることなく、プーリ樹脂部材８とスリーブ部材９とに適
宜の間隙２２を形成し、その間隙２２に接着剤２３を注
入することにより両部材を固定しても良い。その際には
この間隙を形成するいずれかの面、或いは両面に適宜の
凹凸を形成することにより、より強固な固定を行うこと
ができる。 【００２５】 【発明の効果】本発明に係る一方向クラッチプーリ装置
は、上記のように、プーリをプーリ樹脂部材と金属製の
プーリ部材を一体化して形成したので、プーリ全体が鉄
等の金属製のものより軽量化でき、負荷変動時のイナー
シャを小さくすることができ、クラッチとそれを支える
転がり軸受の寿命を向上させることができる。また、上
記のようにイナーシャが低減されることにより、エンジ
ンの回転変動への追従性が向上し、ベルトとの摩擦熱の
発生を低くすることができる。更にイナーシャが低減す
ることによりクラッチ機構のローック・オーバーランの
性能を安定させることができる。 【００２６】また、樹脂部材は熱伝導性が鉄部材より低
く、クラッチ部とそれを支える転がり軸受に対する熱影
響が減少し、クラッチや軸受内のグリース、及び軸受の
シール材等が熱により性能の低下を生じることが無くな
り、これらの部材の寿命が向上する。更に、樹脂プーリ
は機械的強度も強く、鉄プーリと比較しても充分名強度
を維持することができる。特にこのプーリ樹脂をナイロ
ン系、ＰＰＳ系の樹脂とすることにより、外部の熱影響
に対しても十分対応することができ、また、樹脂材料は
加工性が良いので複雑な形状でも正確に、且つ容易に成
型することができ、製造コストを減少させ、また製品を
安価なものとすることができる。更にこの樹脂プーリと
鉄プーリとの接合に際しては、適宜スリットを形成し、
この部分でくさびや接着剤で固定させる手段を採用する
ことにより、或いは両者の接触面間を接着剤で固定する
等により、高負荷が繰り返しても両部材間でクリープを
発生させることなく、長期間にわたって安定した作動を
行う一方向クラッチプーリ装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による一方向クラッチプーリ装置の実施
例の断面図である。 【図２】本発明を他の形式の一方向クラッチプーリ装置
に適用した実施例の断面図である。 【図３】本発明の実施例における樹脂プーリ部材とスリ
ーブ部材との各種固定手段を示す断面図であり、（ａ）
は樹脂プーリ部材のみにスリットを形成した断面図、
（ｂ）はスリーブ部材のみにスリットを形成した断面
図、（ｃ）は両部材を接着剤により固定した断面図であ
る。 【図４】本発明の実施例において径方向にスリットを形
成する例を示す図であり、（ａ）は樹脂プーリ部材内周
に径方向のスリットを形成した断面図、（ｂ）はスリー
ブ部材外周に径方向スリットを形成した正面図、（ｃ）
は樹脂プーリ部材内周に傾斜した径方向スリットを形成
した断面図、（ｄ）はスリーブ部材外周に傾斜した径方
向スリットを形成した正面図である。 【図５】本発明の実施例において軸線方向にスリットを
形成する例を示す図であり、（ａ）は樹脂プーリ部材内
周に軸線方向に平行なスリットを形成した断面図、
（ｂ）はスリーブ部材外周に軸線方向に平行なスリット
を形成した正面図、（ｃ）は樹脂プーリ部材内周に軸線
方向に捻れたスリットを形成した断面図、（ｄ）はスリ
ーブ部材外周に傾斜した径方向スリットを形成した正面
図である。 【符号の説明】 １ 一方向クラッチプーリ装置 ２ 雌ねじ ３ 内側スリーブ ４ プーリ ５ 一方向クラッチ ６、７ ラジアル軸受 ８ プーリ樹脂部材 ９ スリーブ部材 １０ 外側軌道 １１ 内側軌道 １２ コロ １３ クラッチ用保持器 １５ スリット １６ スリット １７ 固定用空間 １８ 固定部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 外周面にベルト溝を有する樹脂製のプー
   リ部材と、 前記樹脂製のプーリ部材の内部に固定し、内周面に一方
   向クラッチの軌道又は軌道部材を有するスリーブ部材
   と、 外周面に一方向クラッチの軌道又は軌道部材を有し、内
   周面に補機の回転軸と結合する結合部を有する内側スリ
   ーブと、 前記プーリ部材と前記スリーブの両軌道又は軌道部材の
   間に配置される一方向クラッチと、 前記一方向クラッチの軸方向両側の前記スリーブ部材と
   内側スリーブ間に配置したラジアル軸受とからなること
   を特徴とする一方向クラッチプーリ装置。