JP2008095920A - 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の取り付けるための作業が容易で、且つ、コンパクト化が図られた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は、スリーブ１１と、プーリ１２と、一方向クラッチ１３と、サポート軸受１４ａ，１４ｂと、を備えると共に、プーリ装置１０に負荷される軸方向の荷重を受ける荷重受け部材３０を有する。
【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し、より詳細には、自動車のオルタネータ用プーリ、パワーステアリング用ポンプ、水ポンプ、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リングストップ時のモータによる補機駆動、又はエンジン始動用等に使用さ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一方向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及び２参照。）。

一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、自動車補機の入力軸の端部に固定されており、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る。図４に示すように、一方向クラッチ１００は、無端ベルトが掛け渡された従動プーリ１０１と入力軸の端部が固定されたスリーブ１０２との間に配置されている。また、一方向クラッチ１００の軸方向両側には、一対のサポート軸受として玉軸受１０３が配置されており、従動プーリ１０１に加わるラジアル荷重及びアキシャル荷重を負荷している。

一方向クラッチは、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は、プーリと回転軸との相対回転を自在とする。従って、クランク軸の回転角速度が変動した場合でも、一方向クラッチの作用により、無端ベルトとプーリ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無端ベルトの寿命低下を防止すると共に、オルタネータの発電効率が低下することを防止できる。
特開２００１−３４９４１３号公報 特開２００３−２３２４３３号公報

ところで、実際の製品としての一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータ等の補機に取り付けられた状態で輸送に供される期間が長く、その間の取り扱い不備や落下等でフロント側（補機が取り付けられる側と反対側）から衝撃荷重Fが従動プーリ１０１に加わる虞がある。この場合、サポート軸受１０３の内径側は、スリーブ１０２の段差１０２ａにより軸方向位置が決められているため、スリーブ１０２と、一方向クラッチ１００及びサポート軸受１０３との位置ずれは生じないが、衝撃加重Ｆが従動プーリ１０１と、一方向クラッチ１００及びサポート軸受１０３との間の引抜力を越えると、従動プーリ１０１に図３の一点鎖線に示すような位置ずれが生じてしまう。

このずれは主として外観上の問題となるが、ベルト走行位置の乱れによる機能面での不具合も発生させる。また、負荷された衝撃荷重が過大な場合はサポート軸受の玉軸受軌道面にブリネル圧痕が生じることにより、相対回転の際の円滑な回転が妨げられるという問題となる。

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、外部からの衝撃荷重を負荷し、プーリずれやサポート軸受のブリネル圧痕を防止す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） 回転軸を内嵌可能なスリーブと、
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間に設けられ、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、
を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記プーリ装置に負荷される軸方向の荷重を受ける荷重受け部材を有することを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
（２） 前記荷重受け部材は、前記スリーブの外周面に形成された段部と、前記プーリの内周面に形成された段部とに対向することを特徴とする（１）に記載の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、プーリ装置に負荷される軸方向の荷重を受ける荷重受け部材を有するので、荷重受け部材が外部からの衝撃荷重を負荷し、プーリずれやサポート軸受のブリネル圧痕を防止することができる。

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詳細に説明する。

図１に示すように、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）が螺合して内嵌可能なスリーブ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。なお、ベルト溝１２ａの形状は、Ｖ溝、ポリＶ溝、歯型溝等の任意の形状に設計可能である。

また、スリーブ１１の外周面は、軸方向中間部に形成された大径外周面１１ａと、軸方向両端部に形成された小径外周面１１ｂ，１１ｃとを備え、また、プーリ１２の内周面は、軸方向中間部から補機側に亙り形成された大径内周面１２ｂと、反補機側に形成された小径内周面１２ｃとを備える。

スリーブ１１の大径外周面１１ａとプーリ１２の大径内周面１２ｂとの間には一方向クラッチ１３が配置されている。また、一方向クラッチ１３の軸方向両側、即ち、スリーブ１１の小径外周面１１ｂとプーリ１２の小径内周面１２ｃとの間、及び、スリーブ１１の小径外周面１１ｃとプーリ１２の大径内周面１２ｂとの間には、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂが配置されている。さらに、スリーブ１１の小径外周面１１ｂとプーリ１２の大径内周面１２ｂとの間で、軸方向において一方向クラッチ１３とサポート軸受１４ａとの間には、プーリ装置１０に負荷される軸方向の荷重を受ける荷重受け部材としての円環板状のすべり軸受３０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。サポート軸受１４ａ，１４ｂは、玉軸受であり、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との相対回転を可能する。

一方向クラッチ１３は、スリーブ１１の大径外周面１１ａに圧入固定されるクラッチ内輪１５と、プーリ１２の大径内周面１２ｂに圧入固定されるクラッチ外輪１６と、クラッチ内輪１５とクラッチ外輪１６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１７とを備えている。図２に示すように、クラッチ内輪１５の外周面は、ローラ１７が転接する複数の凹状のランプ面１５ａ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１７は、各ランプ面１５ａとクラッチ外輪１６の内周面に形成された円筒面１６ａ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１７を個別に収容する複数のポケットを有するクラッチ保持器１８と、各ローラ１７をロック方向に弾性的に押圧する弾性部材であるばね１９とを備えている。

各サポート軸受１４ａ，１４ｂは、スリーブ１１の小径外周面１１ｂ、１１ｃに外嵌される内輪２０と、プーリ１２の小径内周面１２ｃ又は大径内周面１２ｂに内嵌される外輪２１と、内輪２０と外輪２１の両軌道面間に配置された転動体である複数の玉２２と、玉２２を転動自在に保持する保持器２３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２４を有している。

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、プーリ１２がスリーブ１１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が楔作用によって楔空間に噛み込まれて、プーリ１２とスリーブ１１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。

一方向クラッチ１３とサポート軸受１４ａとの間に配置されるすべり軸受３０は、スリーブ１１の大径外周面１１ａと小径外周面１１ｂとの間に形成された段部３１と、クラッチ外輪１６のフランジ部１６ａとの間、及び、プーリ１２の大径内周面１２ｂと小径内周面１２ｃとの間に形成された段部３２と、サポート軸受１４ａの内輪２０との間に位置するように板状に形成されている。これにより、フロント側から衝撃荷重Fがプーリ１２に加わった場合、プーリ側の段部３２から伝わる衝撃荷重Ｆをすべり軸受３０が負荷することになり、プーリずれやサポート軸受１４ａ，１４ｂのブリネル圧痕を防止することができる。

また、すべり軸受３０は、プーリ１２の段部３２と対向する径方向外方位置からスリーブ１１の段部３１と対向する径方向内方位置まで延出する一体物であるので、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間の環状空間内で、グリース等の潤滑剤が軸方向に移動することを規制することができる。

この様に、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、プーリ装置１０に負荷される軸方向の荷重を受けるすべり軸受３０を有するので、すべり軸受３０が外部からの衝撃荷重Ｆを負荷し、プーリずれやサポート軸受１４ａ，１４ｂのブリネル圧痕を防止することができる。

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。

本発明の荷重受け部材は、本実施形態のすべり軸受に限定されるものでなく、プーリに負荷される軸方向の荷重をスリーブ部にも負荷させるものであれば、任意のものが適用可能である。

また、荷重受け部材は、ゴム等のブッシュであってもよく、すべり軸受３０と同様、プーリ１２の段部３２と対向する径方向外方位置からスリーブ１１の段部３１と対向する径方向内方位置まで延出する一体物とすることで、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間の環状空間内で、グリース等の潤滑剤が軸方向に移動することを規制することができる。

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。
また、本実施形態では、一対のサポート軸受として、玉軸受が使用されているが、一方をころ軸受とし、他方を玉軸受としてもよく、種々の軸受を適宜組み合わせてもよい。
さらに、本実施形態では、一方向クラッチのクラッチ内輪及びクラッチ外輪や、サポート軸受の内輪及び外輪は、スリーブやプーリと別体に設けられているが、スリーブやプーリに一体に設けられてもよく、これら軌道面がスリーブやプーリに形成されてもよい。

本実施形態では、一方向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。

本発明の第１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II−II断面図である。 従来の一方向クラッチ内蔵型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
１３ 一方向クラッチ
１４ａ，１４ｂ サポート軸受
１５ クラッチ内輪
１６ クラッチ外輪
１７ ローラ（係合子）
３０ すべり軸受（荷重受け部材）
３１，３２ 段部

Claims (2)

1. 回転軸を内嵌可能なスリーブと、
   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間に設けられ、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、
   を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
   前記プーリ装置に負荷される軸方向の荷重を受ける荷重受け部材を有することを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
2. 前記荷重受け部材は、前記スリーブの外周面に形成された段部と、前記プーリの内周面に形成された段部とに対向することを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。

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