JP2006161951A - 一方向クラッチ付きプーリユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 グリースが軸受を介して外部へ漏れることを防止した一方向クラッチ付きプーリユニットを提供する。
【解決手段】 一方向クラッチと両軸受6,7のグリースが共通とされている。ころ13およびコイルばね14を保持する一方向クラッチの保持器15に、フリー状態時にグリースをころ軸受6側に移動しやすくするための斜め通路18が形成されている。斜め通路18は、保持器15のポケット15aとポケット15aとの間に設けられている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、例えば、内燃機関の始動時および内燃機関による補機駆動時の回転力をベルトによって伝達するベルト伝動システムにおいて、ベルト駆動スタータやオルタネータに使用されるのに好適な一方向クラッチ付きプーリユニットに関する。

軸とこれの周囲に同心状に配されたプーリとの間に、軸とプーリとの間のトルク伝達をロック状態またはフリー状態とする一方向クラッチが設けられ、この一方向クラッチを挟んでころ軸受および玉軸受が設けられており、クラッチと両軸受のグリースが共通とされている一方向クラッチ付きプーリユニットは、従来より知られている（特許文献１）。
特開２００３−２１１７２号公報

特許文献１の一方向クラッチ付きプーリユニットによると、グリースが軸受を介して外部へ漏れる可能性があった。

この発明の目的は、グリースが軸受を介して外部へ漏れることを防止した一方向クラッチ付きプーリユニットを提供することにある。

この発明による一方向クラッチ付きプーリユニットは、軸とこれの周囲に同心状に配されたプーリとの間に、軸とプーリとの間のトルク伝達をロック状態またはフリー状態とする一方向クラッチが設けられ、この一方向クラッチを挟んでころ軸受および玉軸受が設けられており、クラッチと両軸受のグリースが共通とされている一方向クラッチ付きプーリユニットにおいて、一方向クラッチは、噛み込み部材および付勢部材を保持するポケットが形成された保持器を有しており、一方向クラッチの保持器に、フリー状態時にグリースをころ軸受側に移動しやすくするための斜め通路が形成されていることを特徴とするものである。

各軸受は、外側（反一方向クラッチ側）にのみシール部材を有し、内側（一方向クラッチ側）にはシール部材を有していない片側シールの軸受とされる。グリースは、ロック時には、一方向クラッチおよび各軸受の外輪内径（軸受の軌道溝を含む）にへばりつき、フリー時には、各軸受の転動体（ころおよび玉）が回転することで、転動体と外輪との間に作用する力の方向に移動させられる。転動体がころの場合には、グリースを軸方向外側に移動させる力がほとんど生じないため、ころ軸受のシール側からグリースが漏れることはほとんど無いと考えられるが、転動体が玉の場合には、玉が自転することで、軌道溝にへばりついたグリースがシール側へ移動させられやすく、このグリースがシール外へ漏れるというメカニズムによる漏れが考えられる。そこで、一方向クラッチの保持器に、フリー状態時にグリースをころ軸受側に移動しやすくするための斜め通路を形成することにより、空転時に反玉軸受側（ころ軸受側）にグリースを移動させ、これにより、上記メカニズムによるグリースの漏れを防止することができる。

一方向クラッチは、外輪の内周面に設けられたカム面と、カム面と内輪の外周面とによって形成されたくさび状空間内に配置され、内輪と外輪とが一の方向（ロック方向）に相対回転することにより内輪と外輪との間に噛み込み、他の方向（フリー方向）に相対回転したとき噛み込みを解除する複数の噛み込み部材としてのころと、ころを噛み込み方向（くさび状空間の狭い側）に付勢する付勢部材としてのコイルばねと、ころをくさび状空間内に位置させる保持器とを備えている（外輪カム式）ことがあり、また、内輪の外周面に設けられたカム面と、カム面と外輪の内周面とによって形成されたくさび状空間内に配置され、内輪と外輪とが一の方向に相対回転することにより内輪と外輪との間に噛み込み、他の方向に相対回転したとき噛み込みを解除する複数の噛み込み部材としてのころと、ころを噛み込み方向（くさび状空間の狭い側）に付勢する付勢部材としてのコイルばねとを備えている（内輪カム式）ことがある。内輪カム式のものでは、一方向クラッチのころが外輪側で相対回転するので、グリースを移動させる効果を確実に得ることができる。

また、一方向クラッチは、プーリとは別部材の外輪および中空軸とは別部材の内輪を有していることがあり、また、プーリの中間部が一方向クラッチの外輪とされているとともに、中空軸の中間部が一方向クラッチの内輪とされていることがある。

この発明の一方向クラッチ付きプーリユニットによると、玉軸受側からグリースが漏れやすいという漏れメカニズムが存在することに着目し、一方向クラッチの保持器に、フリー状態時にグリースをころ軸受側に移動しやすくするための斜め通路を形成することにより、空転時に反玉軸受側（ころ軸受側）にグリースを移動させるようにしたので、これにより、グリースが軸受を介して外部へ漏れることを防止することができる。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図１の左右をいうものとする。

図１から図３までは、この発明による一方向クラッチ付きプーリユニットを示している。この一方向クラッチ付きプーリユニット(1)は、エンジンの駆動部とオルタネータの回転軸とを連結する部分に配置されるもので、オルタネータの回転軸(2)に嵌められた中空軸(3)とこれと同心に配置されたプーリ(4)との間に、一方向クラッチ(5)が設けられている。プーリ(4)の外周には、Ｖリブドベルト(B)が掛け渡されるベルト掛け渡し部(4a)が設けられている。

一方向クラッチ(5)は、中空軸(3)とプーリ(4)の軸方向中間部との間に設けられており、中空軸(3)とプーリ(4)の各端部寄り部分との間には、転動体がころ(6a)であるころ軸受(6)および転動体が玉(7a)である玉軸受(7)が一方向クラッチ(5)を挟んで設けられている。そして、プーリ(4)が一方向クラッチ(5)の外輪と軸受(6)(7)の外輪とを兼ねる一体品とされるとともに、中空軸(3)が一方向クラッチ(5)の内輪と軸受(6)(7)の内輪とを兼ねる一体品とされていることにより、部品点数の減少が図られている。

ころ軸受(6)および玉軸受(7)の軸方向外側には、シール部材(8)(9)がそれぞれ配置されており、プーリユニットの自由端側（図の左端側）には、プーリユニット内部に泥水等の侵入を防止するために、さらに別のシール部材(10)が配置されている。

一方向クラッチ(5)は、図２に詳しく示すように、外輪に相当するプーリ(4)中間部分の内周面(4b)と、内輪に相当する中空軸(3)中間部分の外周面が多角形状に形成されたカム面(11)と、プーリ内周面(4b)とカム面(11)とによって形成されたくさび状空間(12)と、くさび状空間(12)内に配置され、中空軸(3)とプーリ(4)とが一の方向（ロック方向）に相対回転することにより中空軸(3)とプーリ(4)との間に噛み込み、他の方向（フリー方向）に相対回転したとき噛み込みを解除する複数の噛み込み部材としてのころ(13)と、ころ(13)を噛み込み方向（くさび状空間(12)の狭い側）に付勢する付勢部材としてのコイルばね(14)と、ころ(13)をくさび状空間(12)内に位置させる保持器(15)とを備えている。

カム面(11)は、軸心を挟んで対向する２面が周方向に複数組（この実施形態では４組）設けられることによって構成されている。こうして、中空軸(3)にカム面(11)が設けられることにより、中空軸(3)には、一方向クラッチ(5)の内輪としての機能が付与され、中空軸(3)と一方向クラッチ(5)の外輪との一体化が果たされている。

保持器(15)は、合成樹脂製で、カム面(11)に沿った内周形状とプーリ(4)内周面(4a)に沿った内周形状を有しており、カム面(11)に圧入されている。保持器(15)とプーリ(4)内周面(4a)との間には若干の間隙が設けられている。保持器(15)は、ころ(13)およびコイルばね(14)を収納するポケット(15a)を有しており、保持器(15)のポケット(15a)には、グリースが封入されている。

図３に示すように、一方向クラッチ(5)の保持器(15)の外周には、軸方向に対して斜めとなる斜め通路(18)が形成されている。斜め通路(18)は、ポケット(15a)とポケット(15a)との間にあって、コイルばね(14)を位置決めしているばね受け凹所(17)にかかるように設けられており、その傾斜方向は、玉軸受(7)からころ軸受(6)に向かう軸方向の線に対して、フリー状態における保持器(15)の相対回転方向（空転方向）とは逆の方向とされている。すなわち、斜め通路(18)は、保持器(15)の回転に伴う遠心力を受けたグリースがころ軸受(6)側に移動しやすくなるように形成されている。

この一方向クラッチは、次のように動作する。

エンジンの高速回転時には、コイルばね(14)の付勢力によって、一方向クラッチ(5)のくさび状空間(12)の狭い側にころ(13)が噛み込まれ、駆動力が伝達されて、一方向クラッチ(5)の外輪とされているプーリ(4)と同内輪とされている中空軸(3)とが一体となって回転する（ロック状態）。プーリ(4)は、ベルト(B)を介してクランクシャフトに接続されており、プーリ(4)と中空軸(3)とが同期回転することによって、発電が行われる。そして、エンジンの回転数が低下すると、ころ(13)がフリー状態に移動し、オルタネータの慣性力によって発電効率が維持される。さらに、クランクシャフトが回転変動を伴う場合において、一方向クラッチ(5)がロックした状態では、クランクシャフトの駆動力がオルタネータに伝達されるとともに、一方向クラッチ(5)がフリーとなった状態では、駆動力の伝達が遮断されることによって回転変動が吸収されて、ベルト(B)のすべりを防止して長寿命化できる。

グリースは、ロック時には、一方向クラッチ(5)および各軸受(6)(7)の外輪内径（軸受(6)(7)の軌道溝を含む）にへばりつき、フリー時には、各軸受(6)(7)の転動体（ころ(6a)および玉(7a)）が回転することで、転動体(6a)(7a)と外輪との間に作用する力の方向に移動させられる。転動体がころ(6a)の場合には、グリースを軸方向外側に移動させる力がほとんど生じないため、ころ軸受(6)のシール(8)側からグリースが漏れることはほとんど無いと考えられるが、転動体が玉(7a)の場合には、玉(7a)が自転することで、軌道溝にへばりついたグリースがシール(9)側へ移動させられ、シール外へ漏れやすいものとなる。この発明の一方向クラッチ付きプーリユニット(1)によると、フリー状態時にグリースをころ軸受(6)側に移動しやすくするための斜め通路(18)が形成されているので、グリースは、空転時に反玉軸受(7)側（ころ軸受(6)側）に移動し、こうして、軸受(6)(7)を介してのグリースの漏れが防止されている。

上記実施形態では、斜め通路(18)は、保持器(15)のポケット(15a)とポケット(15a)との間に設けられているが、斜め通路は、図４に示すように、保持器(15)のポケットの形状を変更することで形成することもできる。図４において、ポケット(20)は、軸方向に対して直交する対向壁(20a)(20b)と、軸方向にのびる直交側壁(20c)と、軸方向に対して傾斜する傾斜壁(20d)とで形成されている。傾斜壁(20d)は、ばね受け凹所(17)側にあって、その傾斜方向は、第１実施形態の斜め通路(18)と同じで、玉軸受(7)からころ軸受(6)に向かう軸方向の線に対して、フリー状態における保持器(15)の相対回転方向（空転方向）とは逆の方向とされている。したがって、傾斜壁(20d)によって形成された斜め通路(21)によって、グリースは、空転時に反玉軸受(7)側（ころ軸受(6)側）に移動し、こうして、軸受(6)(7)を介してのグリースの漏れが防止されている。

図１は、この発明による一方向クラッチ付きプーリユニットの第１実施形態を示す縦断面図である。 図２は、同横断面図である。 図３は、保持器を径方向外側から見た図であり、図の左右方向が一方向クラッチの軸方向と一致している。 図４は、この発明による一方向クラッチ付きプーリユニットの第２実施形態の要部を示す図３に相当する図である。

符号の説明

(1) 一方向クラッチ付きプーリユニット
(3) 中空軸
(4) プーリ
(5) 一方向クラッチ
(6) ころ軸受
(7) 玉軸受
(13) ころ（噛み込み部材）
(14) コイルばね（付勢部材）
(15) 保持器
(15a) ポケット
(18) 斜め通路
(20) ポケット
(21) 斜め通路

Claims (3)

1. 軸とこれの周囲に同心状に配されたプーリとの間に、軸とプーリとの間のトルク伝達をロック状態またはフリー状態とする一方向クラッチが設けられ、この一方向クラッチを挟んでころ軸受および玉軸受が設けられており、クラッチと両軸受のグリースが共通とされている一方向クラッチ付きプーリユニットにおいて、一方向クラッチは、噛み込み部材および付勢部材を保持するポケットが形成された保持器を有しており、一方向クラッチの保持器に、フリー状態時にグリースをころ軸受側に移動しやすくするための斜め通路が形成されていることを特徴とする一方向クラッチ付きプーリユニット。
2. 斜め通路は、保持器のポケットとポケットとの間に設けられている請求項１の一方向クラッチ付きプーリユニット。
3. 斜め通路は、保持器のポケットの側壁が軸方向に対して傾斜させられることで形成されている請求項１の一方向クラッチ付きプーリユニット。

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