JP2007198498A - 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ばねと保持器間の摩擦を低減してより良好なクラッチ性能を得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１３の保持器１８は、一対の円環部２０と、一対の円環部２０を連結する複数の柱部２１と、を備え、柱部２１は、その中央部２１ｂの外径φＢが円環部２０との連結部２１ａの外径φＡより小さくなるように形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、エンジンのクランク軸の動力によって駆動されるオルタネータ等の補機類の入力軸や、エンジンのクランク軸に動力を与えるスタータモータの出力軸等に固定して用いられる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関する。

従来、自動車の駆動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なうオルタネータを駆動する際には、一方向クラッチが組み込まれたクラッチ内蔵型プーリ装置を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方向クラッチは、内輪と外輪との間に楔空間を構成するように、内輪或いは外輪にカム面を有し、楔空間に配置されたローラの係脱によって、ロック状態とオーバーラン状態とを繰り返す。楔空間に配置される各ローラは、保持器に形成された複数のポケット内に収容されており、保持器に係止されたばねによって、楔作用を発揮する方向、即ちロック方向に弾性的に押圧される。

図６（ａ）に示すばね１００は、基部１０１と、基部１０１の両側で基部１０１に対して折れ曲がった一対の押圧部１０２と、を有し、押圧部１０２の先端部でローラと当接する。また、図６（ｂ）に示すばね１００´は、基部１０１と、一対の押圧部１０２と、押圧部１０２の先端部で押圧部１０２に対して折れ曲がってローラと当接する一対の当接部１０３とを有する。

例えば、ばね１００´は、図７に示すように、保持器１１０の柱部１１１から径方向外方に延びる中央側ばね保持部１１２と一対の端部側ばね保持部１１３とで係止されて、一対の円環部１１４（図では、一方の円環部のみを示す。）間に配置される。
特開平８−６１４３３号公報

ところで、図７に示すように、一方向クラッチのオーバーラン状態においては、ばね１００´はローラ１２０によって押圧されて屈曲するが、その際、屈曲するばね１００´の押圧部１０２や当接部１０３が保持器１１０の柱部１１１と干渉する可能性がある。このため、ばね１００´の保持器１１０との干渉を抑制し、ばね１００´と保持器１１０間の摩擦を低減してより良好なクラッチ性能を得ることが求められている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ばねと保持器間の摩擦を低減してより良好なクラッチ性能を得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） 回転軸が内嵌されるスリーブと、スリーブの径方向外側にスリーブと同心に配置されたプーリと、スリーブの外周面とプーリの内周面との間に設けられ、プーリとスリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、プーリとスリーブ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プーリとスリーブとの相対回転を可能とするサポート軸受と、を備え、
一方向クラッチは、スリーブとプーリのうちの一方の部材と共に回転する保持器と、保持器に保持された複数の係合子と、複数の係合子を係合する方向に押圧するばねと、を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
保持器は、一対の円環部と、一対の円環部を連結する複数の柱部と、を備え、柱部は、その中央部の外径が円環部との連結部の外径より小さくなるように形成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。

本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、保持器は、一対の円環部と、一対の円環部を連結する複数の柱部と、を備え、柱部は、その中央部の外径が円環部との連結部の外径より小さくなるように形成されるので、ばねが屈曲した際に、ばねの接触部が保持器と干渉するのを抑制し、ばねと保持器間の摩擦を低減してより良好なクラッチ性能を得ることができる。

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詳細に説明する。

図１〜３に示すように、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の回転軸（図示せず）が螺合して内嵌されるスリーブ１１と、スリーブ１１の径方向外側にスリーブ１１と同心に配設され、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２とを備えている。ベルト溝１２ａには、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリ（図示せず）に懸架された駆動ベルト（図示せず）が掛け渡されている。

また、スリーブ１１の軸方向中間部における外周面とプーリ１２の軸方向中間部における内周面との間には、一方向クラッチ１３が配置されており、一方向クラッチ１３に対して軸方向に離間した位置となる、スリーブ１１の軸方向両端部における外周面とプーリ１２の軸方向両端部における内周面との間には、一対の転がり軸受１４が配置されている。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のみ、プーリ１２とスリーブ１１との間で回転力を伝達する。転がり軸受１４は、深溝玉軸受等が使用されており、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とを相対回転を可能とする。

一方向クラッチ１３は、スリーブ１１の外周面に圧入固定される内輪１５と、プーリ１２の内周面に圧入固定される外輪１６と、内輪１５の外周面と外輪１６の内周面との間に配置される係合子である複数のローラ１７とを備える。内輪１５の外周面は、複数のランプ部１５ａが円周方向に所定の間隔で形成されたカム面をなしており、ローラ１７は外輪１６の円筒面１６ａと各ランプ部１５ａとから形成される楔空間に回動自在に保持されている。

また、図１及び図２に示すように、一方向クラッチ１３は、各ローラ１７を個別に収容する複数のポケットを有する保持器１８と、各ローラ１７を楔空間の係合する方向に弾性的に押圧するばね１９とを有している。

保持器１８は、一対の円環部２０と、一対の円環部２０を連結する複数の柱部２１とを備えている。一対の円環部２０の内周面には、ランプ部１５ａの軸方向両端部と係合する凸部３１が形成されており、保持器１８は内輪１５及びスリーブ１１と共に一体に回転する。また、一対の円環部２０の内側面で円周方向において各柱部２１と整合する部分には、一対の端部側ばね保持部２２が各柱部２１の外周面側から径方向外方に突出する状態で形成されている。これに対して、各柱部２１の軸方向中央部には、中央側ばね保持部２３が各柱部２１の外周面側から径方向外方に突出する状態で形成されている。

柱部２１は、図３に示すように、円環部２０との連結部２１ａから中央側ばね保持部２３が設けられる中央部２１ｂに向けて径方向内方に湾曲している。このため、柱部２１は、中央部２１ｂにおける外径φＢが円環部２０との連結部２１ｂにおける外径φＡより小さくなるように形成されている。

図２に示すように、ばね１９は、板ばねからなり、長手方向中間部である基部２５の両側を所定の位置で折り曲げることによって押圧部２６を構成しており、押圧部２６の先端部をさらに折り曲げてローラ１７が接触する接触部２７としている。これによりばね１９は、接触部２７で各ローラ１７と接触して、各ローラ１７をロック方向、即ち、ランプ部１５ａの溝の浅い側に向けて押圧している。

また、ばね１９は、基部２５を端部側ばね保持部２２の円周方向一側面と、中央側ばね保持部２３の円周方向他側面との間に挟持されて保持器１８に支持されるが、基部２５の中間部や接触部２７は、湾曲された柱部２１の中央部２１ｂの上面から離れて位置される。

なお、連結部２１ａと中央部２１ｂとの外径差（φＡ−φＢ）は、遠心力によって保持器１８が外輪側に撓んだ場合にも、保持器１８がばね１９の接触部２７と干渉することが防止される寸法を少なくとも有している。

このように構成された一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より速い場合、即ち、外輪１６が内輪１５に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合には、ローラ１７が楔作用によって外輪１６の円筒面と内輪１５のランプ部１５ａとの間の楔空間に噛み込まれて、外輪１６と内輪１５との間で各ローラ１７を介して回転力が伝達自在となる。これにより、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回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より遅い場合には、ローラ１７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。

ここで、オーバーラン状態等、ローラ１７が内輪１５のランプ部１５ａの溝の深い側に位置する場合には、ばね１９はローラ１７によって押圧されて屈曲されるが、柱部２１の中央部２１ｂが径方向内方に湾曲しているので、ばね１９のローラ１７との接触部２７は中央部２１ｂから浮いた状態となり、保持器１８の柱部２１の表面と干渉することがなく、ばね１９と保持器１８間の摩擦を低減することができる。

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、保持器１８は、一対の円環部２０と、一対の円環部２０を連結する複数の柱部２１と、を備え、柱部２１は、その中央部２１ｂの外径φＢが円環部２０との連結部２１ａの外径φＡより小さくなるように形成されるので、ばね１９が屈曲した際や保持器１８が外輪側に撓んだ際にも、ばね１９の接触部２７と保持器１８とが干渉するのが抑制され、ばね１９と保持器１８間の摩擦を低減してより良好なクラッチ性能を得ることができる。

なお、保持器の柱部２１の形状は、本実施形態のものに限定されるものでなく、図４（ａ）〜（ｊ）に示すように、柱部２１の中央部２１ｂの外径φＢが円環部２０との連結部２１ａの外径φＡより小さくなるように形成されるようなものであればいずれの形状であってもよい。

具体的に、図４（ａ）に示すように、柱部２１は、円環部２０との連結部２１ａから端部側ばね保持部２２の軸方向内端面が起立する軸方向位置２１ｃまでを一様外径とし、この軸方向位置２１ｃから中央部２１ｂに向けて径方向内方に湾曲させてもよい。これにより、ばね１９の基部２５は、柱部２１の端部側ばね保持部２２近傍の上面にてより安定して保持される。

また、図４（ｂ）に示すように、柱部２１は、連結部２１ａから軸方向位置２１ｃまでを径方向内方に傾斜させ、軸方向内端位置２１ｃと中央部２１ｂとを一様外径とするように形成してもよい。或いは、図４（ｃ）に示すように、柱部２１は、軸方向位置２１ｃにて段差を持たせ、連結部２１ａと軸方向内端位置２１ｃとの間を一様外径、中央部２１ｂを含む軸方向内端位置２１ｃ間を連結部２１ａの外径より小径の一様外径としてもよい。

さらに、図４（ｃ）〜（ｆ）に示すように、柱部２１の肉厚は一様でなくてもよく、柱部２１の連結部２１ａでの剛性を向上させるように、連結部２１ａ側において厚くするようにしてもよい。特に、図４（ｃ）〜（ｆ）の柱部２１は、半径方向において略対称な断面形状を有している。

また、図４（ｇ）〜（ｊ）に示すように、柱部２１の下面を一様内径とし、上面を図３及び図４（ａ）〜（ｃ）に示した外径寸法を有した形状としてもよい。

尚、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。

本実施形態では、外輪の内周面を円筒面、内輪の外周面をカム面としたが、外輪の内周面をカム面、内輪の外周面を円筒面とする構成であっても良い。
本実施形態では、一方向クラッチの内輪をスリーブ、一方向クラッチの外輪をプーリに圧入しているが、内輪をスリーブと、或いは外輪をプーリと一体に形成しても良い。
本実施形態では、クラッチ内蔵型プーリ装置はオルタネータの回転軸と従動プーリ間に装着されたが、スタータのプーリと回転軸間に装着されてもよく、この場合には、スリーブがプーリ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、スリーブとプーリとの間で回転力の伝達が自在となる。

本発明の一実施形態である一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。 図１の一方向クラッチの保持器とばねを示す斜視図である。 図１の一方向クラッチの保持器を示す断面図である。 本実施形態の一方向クラッチの変形例に係る保持器を示す断面図である。 従来の一方向クラッチのばねを示す斜視図である。 従来の一方向クラッチの保持器とばねを示す斜視図である。

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
１３ 一方向クラッチ
１４ サポート軸受
１５ 内輪
１５ａ ランプ部
１６ 外輪
１７ ローラ
１８ 保持器
１９ ばね
２１ 柱部
２１ａ 連結部
２１ｂ 中央部

Claims (1)

1. 回転軸が内嵌されるスリーブと、前記スリーブの径方向外側に該スリーブと同心に配置されたプーリと、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、前記プーリと前記スリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記プーリと前記スリーブ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プーリと前記スリーブとの相対回転を可能とするサポート軸受と、を備え、
   前記一方向クラッチは、前記スリーブと前記プーリのうちの一方の部材と共に回転する保持器と、前記保持器に保持された複数の係合子と、前記複数の係合子を係合する方向に押圧するばねと、を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
   前記保持器は、一対の円環部と、該一対の円環部を連結する複数の柱部と、を備え、前記柱部は、その中央部の外径が前記円環部との連結部の外径より小さくなるように形成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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