JP2007100865A - 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ内部の隙間を軸方向に一様に保ち、ローラにスキュー等が作用するのを防止することができる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。
【解決手段】一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０では、プーリ１２はその軸方向中心に対して軸方向にオフセットして形成される厚肉部１２ｂを有しており、クラッチ外輪２０の軸方向一端部に形成される内向きフランジ部２０ｂは、プーリ１２の厚肉部１２ｂ側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものであり、特に、自動車補機であるスタータ、オルタネータ、クランクプーリ、コンプレッサや、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またはエンジン始動用等として使用する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものである。

一般に、オルタネータ等、自動車用補機の回転軸の端部には従動プーリが固定されており、エンジンのクランク軸の端部に固定された駆動プーリとの間に無端ベルトが掛け渡され、補機を駆動するために利用されている。また、従動プーリとしては、無端ベルトの走行速度が一定もしくは上昇傾向にある場合に、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、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とするよう、一方向クラッチを内蔵したプーリ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図４に示すように、例えば、自動車用補機に組み込まれる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００は、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリからの駆動ベルトＢが掛け渡される従動プーリ１０１と、補機の回転軸Ｓに固定されるスリーブ１０２とを備え、従動プーリ１０１とスリーブ１０２との間に、ローラやラチェット式等の一方向クラッチ１０３及び一対のサポート軸受１０４が配置されている。

一方向クラッチ１０３は、従動プーリ１０１がスリーブ１０２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、従動プーリ１０１からスリーブ１０２への回転力の伝達を自在とする。また、サポート軸受１０４は、従動プーリ１０１に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１０２と従動プーリ１０１との相対回転を自在とする。

そして、従動プーリ１０１の回転角速度が自動車用補機の回転軸Ｓの回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１０３によって、従動プーリ１０１とスリーブ１０２とが相対回転不能(ロック状態)になり、エンジンの回転力が自動車用補機の回転軸Ｓに伝達される。一方、速度変動や微小角速度変動等、従動プーリ１０１の回転角速度が自動車用補機の回転軸Ｓの回転角速度より遅い場合には、従動プーリ１０１とスリーブ１０２との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。従って、クランク軸の回転角速度が変動した場合でも、一方向クラッチ１０３の作用により、駆動ベルトＢと従動プーリ１０１が擦れ合うことが防止され、鳴きと呼ばれる異音の発生や摩耗による駆動ベルトＢの寿命低下を防止すると共に、自動車用補機への回転伝達効率が低下することを防止できる。
特開平８−６１４４３号公報

ところで、図４に示す一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００では、係合子としてローラを用いた一方向クラッチの場合、内部隙間が軸方向に不同になると、ローラの運動に軸方向成分が生じ、ローラにスキューが作用する虞がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クラッチの内部隙間を軸方向に亘って略一様に保ち、係合子としてローラ等にスキューが作用するのを抑制することができる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）スリーブと、
スリーブの周囲にスリーブと同心に配置されるプーリと、
スリーブの外周面とプーリの内周面との間に設けられ、スリーブとプーリとが所定方向に相対回転する傾向となる場合のみ、スリーブとプーリとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
スリーブの外周面とプーリの内周面との間で一方向クラッチに対して軸方向に離間した位置に設けられ、プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつスリーブとプーリとの相対回転を可能とするサポート軸受と、
を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
一方向クラッチは、クラッチ外輪と、クラッチ内輪と、クラッチ外輪とクラッチ内輪との間に配置される複数の係合子と、複数の係合子を保持する保持器と、複数の係合子をクラッチ内輪の外周面及びクラッチ外輪の内周面に対して係合する方向に押圧する弾性材と、を備え、
プーリはその軸方向中心に対して軸方向にオフセットして形成される厚肉部を有しており、
前記クラッチ外輪の軸方向一端部に形成される内向きフランジ部は、プーリの厚肉部側に配置されることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
なお、本発明のクラッチ内輪は、スリーブと別体に設けられる場合や、スリーブと一体に設けられる場合を含む。

本発明によれば、プーリはその軸方向中心に対して軸方向にオフセットして形成される厚肉部を有しており、クラッチ外輪の軸方向一端部に形成される内向きフランジ部は、プーリの厚肉部側に配置されるので、一方向クラッチの内部隙間が軸方向に亘って略一様となり、係合子としてローラ等のスキューを抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態のオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を説明するための縦断面図である。図１に示されるように、本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の補機を駆動するためのもので、図示されない回転軸が内嵌されるスリーブ１１を有する。スリーブ１１の周囲には、外周面にポリＶ溝状のベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２がスリーブ１１と同心に配置されている。また、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間で、この間に形成される環状空間の軸方向中間部には、一方向クラッチ１３が配置されており、上記環状空間の軸方向両端部、即ち、一方向クラッチ１３に対して軸方向に離間した位置には、例えば、深溝玉軸受等の玉軸受である一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂが配設されている。

一方向クラッチ１３は、プーリ１２がスリーブ１１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プーリ１２からスリーブ１１への回転力を伝達する。また、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂは、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２との相対回転を可能とする。

各サポート軸受１４ａ，１４ｂは、スリーブ１１の外周面に外嵌される内輪１５と、プーリ１２の内周面に内嵌される外輪１６と、内輪１５と外輪１６の両軌道面間に配置された転動体である複数の玉１７と、玉１７を転動自在に保持する保持器１８と、外部からの異物の浸入や内部からのグリース等の潤滑剤の漏洩を防止するシール部材１９を有している。

一方向クラッチ１３は、プーリ１２の内周面に圧入固定されるクラッチ外輪２０と、スリーブ１１の大径部の外周面に圧入固定されるクラッチ内輪２１と、クラッチ外輪２０とクラッチ内輪２１との間に回動自在に配設された係合子である複数のローラ２２とを備えている。クラッチ内輪２１の外周面は、ローラ２２が転接する嵌合部である複数の凹状のランプ面２１ａが円周方向に所定の間隔で設けられたカム面を形成する。ローラ２２は、各ランプ面２１ａとクラッチ外輪２０の内周面に形成された円筒面２０ａとから構成される楔空間に回転自在に保持されている。

また、一方向クラッチ１３は、各ローラ２２を個別に保持する複数のポケットを有するクラッチ保持器２３と、各ローラ２２をクラッチ内輪２１の外周面及びクラッチ外輪２０の内周面に対して係合する方向に弾性的に押圧する弾性材であるばね２４とを備えている。

上記のように構成される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０では、プーリ１２の回転角速度が、例えばオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１３のローラ２２がくさび作用によってクラッチ内輪２１のランプ面２１ａとクラッチ外輪２０の円筒面２０ａとの間に噛み込まれて、プーリ１２とスリーブ１１とが相対回転不能(ロック状態)となり、エンジンの回転力がオルタネータの回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度がオルタネータの回転角速度より遅い場合には、ローラ２２の噛み込みが解除されて、プーリ１２とスリーブ１１との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。

上記のプーリ装置１０において、プーリ１２は、略一様な内径の内周面を有して、軸方向に沿って肉厚が異なって形成されており、ベルト溝１２ａは厚肉部１２ｂの外周面に設けられている。また、厚肉部１２ｂは、プーリ１２の軸方向中心Ｏに対して軸方向にオフセットして形成され、即ち、プーリ１２は、厚肉部１２ｂがプーリ装置１０の自由端側に、薄肉部１２ｃが自動車補機（オルタネータ）側となるように設けられている。

また、クラッチ外輪２０の軸方向一端部には内向きフランジ部２０ｂが形成されており、軸方向他端部２０ｃは軸方向に延出している。そして、内向きフランジ部２０ｂと軸方向他端部２０ｃは、それぞれサポート軸受１４ａ，１４ｂの外輪１６の内端面と当接している。さらに、クラッチ外輪２０の内向きフランジ部２０ｂは、プーリ１２の軸方向中心に対して厚肉部１２ｂ側に配置されており、厚肉部１２ｂと軸方向においてオーバーラップしている。

これは、厚肉部１２ｂの方が薄肉部１２ｃに比べて剛性が高いため、クラッチ外輪２０をプーリ１２の内周面に沿って圧入すると、クラッチ外輪２０には、厚肉部１２ｂにおいて内径側に撓む力が強く作用する。同時に、プーリ１２の内周面には、クラッチ外輪２０から外径側に押し広げようとする力が作用し、内向きフランジ部２０ｂを有する軸方向一端部側では剛性が強いため、その力はより強くなる傾向にある。このため、クラッチ外輪２０の内向きフランジ部２０ｂを厚肉部１２ｂ側に配置することで、圧入による変形が少なくなり、一方向クラッチ１３の内部隙間を軸方向に亘って略一様にすることができる。

なお、本実施形態は、加工性の観点から軸方向他端部２０ｃにテーパ２０ｄを形成しており、厚肉部１２ｂ側のプーリ１２の内周面から軸方向他端部２０ｃを先頭にクラッチ外輪２０を圧入している。

従って、本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、プーリ１２はその軸方向中心Ｏに対して軸方向にオフセットして形成される厚肉部１２ｂを有しており、クラッチ外輪２０の軸方向一端部に形成される内向きフランジ部２０ｂは、プーリ１２の厚肉部１２ｂ側に配置されるので、一方向クラッチ１３の内部隙間が軸方向において略一様となり、ローラ２２のスキューが抑制される。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。

なお、ベルト溝１２ａの形状は、本実施形態のように、ポリＶ溝に限定されるものでなく、図２（ａ）に示されるような歯型溝１２ａ１や、図２（ｂ）に示されるようなＶ溝１２ａ２等、任意の形状に設計可能である。即ち、本発明は、これらの溝１２ａ１，１２ａ２がオフセットした厚肉部１２ｂに形成される場合においても適用可能である。

また、ベルト溝１２ａの位置は、本実施形態のように、自由端側にオフセットしているものに限定されず、図３に示すように、自動車補機側（オルタネータ側）に配置されるものであってもよい。この場合、クラッチ外輪２０の内向きフランジ部２０ｂもプーリ１２の厚肉部１２ｂ側、即ち、自動車補機側に配置される。

さらに、本実施形態は、加工性を考慮して軸方向他端部２０ｃにテーパ２０ｄを形成したが、内向きフランジ部２０ｂの外周面にテーパ２０ｄを形成して、内向きフランジ部２０ｂ側を先頭にしてクラッチ外輪２０をプーリ１２に圧入しても良い。

また、本実施形態では、一方向クラッチ１３のクラッチ内輪２１は、スリーブ１１と別体に設けられているが、スリーブ１１と一体に形成されてもよい。

本発明の一対のサポート軸受は、深溝玉軸受以外の形式であってもよく、ころ軸受や、玉軸受ところ軸受の組合せであってもよい。また、サポート軸受の内輪或は外輪は、プーリ或はスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或はスリーブの外周面によって構成されてもよい。

また、本発明の一方向クラッチは、スリーブとプーリとの間で回転力を伝達するものであればよく、本実施形態のように、プーリがスリーブに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよいし、クラッチ内輪の外周面を円筒面と、クラッチ外輪の内周面を複数のランプ面を有するカム面とし、スリーブがプーリに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよい。

また、クラッチ内蔵型プーリ装置がエンジンアイドルストップ機構の補機駆動用として適用される場合には、エンジン停止時にコンプレッサ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が、補機駆動用モータから発生する回転変動を受ける構成となる。

本発明の一実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図でありる。 ベルト溝の形状が異なる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の２つの変形例を示す縦断面図である。 ベルト溝のオフセット位置が異なる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の変形例を示す断面図である。 従来のプーリ装置の縦断面図である。

符号の説明

１０ 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
１１ スリーブ
１２ プーリ
１２ｂ 厚肉部
１３ 一方向クラッチ
１４ａ，１４ｂ サポート軸受
２０ クラッチ外輪
２０ｂ 内向きフランジ部
２１ クラッチ内輪
２１ａ ランプ面

Claims (1)

1. スリーブと、
   該スリーブの周囲に該スリーブと同心に配置されるプーリと、
   前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間に設けられ、前記スリーブと前記プーリとが所定方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記スリーブと前記プーリとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
   前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間で前記一方向クラッチに対して軸方向に離間した位置に設けられ、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ前記スリーブと前記プーリとの相対回転を可能とするサポート軸受と、
   を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
   前記一方向クラッチは、クラッチ外輪と、クラッチ内輪と、前記クラッチ外輪と前記クラッチ内輪との間に配置される複数の係合子と、該複数の係合子を保持する保持器と、前記複数の係合子を前記クラッチ内輪の外周面及び前記クラッチ外輪の内周面に対して係合する方向に押圧する弾性材と、を備え、
   前記プーリはその軸方向中心に対して軸方向にオフセットして形成される厚肉部を有しており、
   前記クラッチ外輪の軸方向一端部に形成される内向きフランジ部は、前記プーリの厚肉部側に配置されることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。

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