JP2008291922A - 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブの加工コストを低減できると共に、スリーブと自動車補機の回転軸との組付けの信頼性を向上させることができ、且つコンパクトな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、スリーブ１１の内周面は回転軸３０と嵌合可能で、スリーブ１１と回転軸３０はナット３１によって固定可能であり、且つ、スリーブ１１の内周面は、回転軸３０が内嵌可能な円筒孔部１１ａと、ナット３１が内嵌可能な結合用部材嵌合孔１１ｂとからなり、回転軸３０がナット３１によってスリーブ１１に固定された時、ナット３１はスリーブ１１の反自動車補機側端面より軸方向内方に位置する。
【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するものであり、特に、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、逆に、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ものである。

一般に、オルタネータ等、自動車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及び２参照。）。

例えば、図７に示すように、自動車補機Ａ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が掛け渡されるプーリ１０１と、自動車補機Ａの回転軸１１０に固定されるスリーブ１０２とを備え、プーリ１０１とスリーブ１０２との間に、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。

そして、プーリ１０１の回転角速度が自動車補機Ａの回転軸１１０の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１０３のローラのくさび作用によって、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補機Ａの回転軸１１０に伝達される。一方、速度変動や微小角速度変動等、プーリ１０１の回転角速度が自動車補機Ａの回転軸１１０の回転角速度より遅い場合には、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、無端ベルトとプーリ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無端ベルトの寿命低下を防止すると共に、自動車補機Ａへの動力伝達効率が低下することを防止できる。

また、自動車補機Ａの回転軸１１０を固定するスリーブ１０２の内周面には、回転軸１１０をがたつきなく嵌合するための円筒孔部１０２ａと、回転軸１１０の雄ねじ部１１０ａと螺合固定するための雌ねじ部１０２ｂと、スリーブ１０２と回転軸１１０とを固定するため工具１１２（図８参照。）が係止可能な断面形状が六角形の工具用孔部１０２ｃとが形成されている（例えば、特許文献１参照。）。

さらに、図９に示す一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００’のように、他のスリーブ１０２’の内周面としては、回転軸１１０をがたつきなく嵌合するための円筒孔部１０２ａ’のみを形成して、スリーブ１０２’から突出する回転軸１１０の軸端の雄ねじ部１１０ａにナット１１１を螺合するようにしている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第２９３５４５０号公報 特開平１１−２７０６５８号公報

ところで、図７に示すように、スリーブ１０２の内周面には、円筒孔部１０２ａ、雌ねじ部１０２ｂ、及び工具掛け部１０２ｃがそれぞれ形成されているため、各部を形成するための加工ステップがそれぞれ必要となり、加工コストが嵩むという問題がある。

また、図８に示すように、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００を自動車補機Ａの回転軸１１０に組付ける際には、スリーブ１０２の円筒孔部１０２ａをガイドとするが、この円筒孔部１０２ａの軸方向長さが十分に長くない、即ち、円筒孔部１０２ａの長さが雄ねじ部１０２ｂの長さより長くないと、スリーブ１０２と回転軸１１０の軸心が合わないまま、つまり、回転軸１１０に対してスリーブ１０２が傾いたままスリーブ１０２の雌ねじ部１０２ｂと回転軸１１０の雄ねじ部１１０ａが締め込まれる可能性がある。

さらに、図９に示すような構成では、回転軸１１０の雄ねじ部１１０ａおよびナット１１１がスリーブ１０２’の外側に突出するため、プーリ装置１００’が軸方向に大きくなると共に、万一ナット１１１が緩んだ場合には動力が伝達されない可能性がある。

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、スリーブの加工コストを低減できると共に、スリーブと自動車補機の回転軸との組付けの信頼性を向上させることができ、且つコンパクトな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） 自動車補機の回転軸に固定自在なスリーブと、
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配置される一方向クラッチと、
を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記スリーブの内周面は前記回転軸と嵌合可能で、前記スリーブと前記回転軸は結合用部材によって固定可能であり、且つ、
前記スリーブの内周面は、前記回転軸が内嵌可能な円筒孔部と、前記結合用部材が内嵌可能な結合用部材嵌合孔とからなり、
前記回転軸が前記結合用部材によって前記スリーブに固定された時、前記結合用部材は前記スリーブの反自動車補機側の端面より軸方向内方に位置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。

本発明によれば、スリーブの内周面は、回転軸が内嵌可能な円筒孔部と、結合用部材が内嵌可能な結合用部材嵌合孔とからなるので、スリーブはシンプルな構成となり、加工コストを低減することができる。また、スリーブと回転軸は結合用部材によって固定可能で、スリーブの内周面に雌ねじ部を持たない形状であるので、組付けの際、スリーブと回転軸との軸心を合わせやすく、組付けの信頼性を向上させることができる。さらに、回転軸が結合用部材によってスリーブに固定された時、結合用部材はスリーブの反自動車補機側の端面より軸方向内方に位置するので、コンパクトな構成となる。また、自動車補機への締結に必要な各部（例えば、ねじ部や工具掛かり代）の軸方向寸法を変更せずに、上記効果を奏することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る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は、本実施形態の自動車補機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、オルタネータ等の自動車補機Ａを駆動するためのもので、補機Ａの回転軸３０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の軸方向両側には、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１４が配設されている。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。

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１４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１４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を個別に収容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をロック方向に弾性的に押圧する弾性部材であるばね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、例えば自動車補機Ａの回転軸３０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自動車補機Ａの回転軸３０に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が自動車補機Ａ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。

また、上記のプーリ装置１０において、スリーブ１１の内周面には、回転軸３０をがたつきなく嵌合するための円筒孔部１１ａと、回転軸３０の軸端に形成された雄ねじ部３０ｂに螺合する結合用部材であるナット３１の外周面と嵌合可能な、断面形状が六角形の結合用部材嵌合孔１１ｂと、が形成されている。結合用部材嵌合孔１１ｂは、軸中心からの最小距離が円筒孔部１１ａの内径より大きくなるように形成されている。また、この結合用部材嵌合孔１１ｂには、スリーブ１１と回転軸３０とを固定するため工具４０が係止可能である。

一方、スリーブ１１に固定される自動車補機Ａの回転軸３０は、その端部にスリーブ１１の円筒孔部１１ａに嵌合する嵌合部３０ａと、この嵌合部３０ａの先端に形成される雄ねじ部３０ｂとを有する。嵌合部３０ａは、ナット３１がスリーブ１１の円筒孔部１１ａと結合用部材嵌合孔１１ｂとの間の端面１１ｃと当接して締結を完了するように（図５（ｂ）参照。）、円筒孔部１１ａの軸方向長さＬａ以下の長さＬ１を有する。

スリーブ１１の円筒孔部１１ａの軸方向長さＬａは、一方向クラッチ１３と軸方向にオーバーラップする程度に長く形成され、耐モーメント荷重に強い構成としている。結合用部材嵌合孔１１ｂの軸方向長さＬｂは、ナット３１の軸方向長さＬ３より長く形成されており、回転軸３０がナット３１によってスリーブ１１に固定された時、ナット３１はスリーブ１１の反自動車補機側の端面より軸方向内方に位置する。また、結合用部材嵌合孔１１ｂの軸方向長さＬｂは、回転軸３０の雄ねじ部３０ｂが円筒孔部１１ａから突出する軸方向長さＬ２より長く設定されており、回転軸３０がスリーブ１１の反自動車補機側の端面より軸方向内方に位置し、これにより、コンパクト化が図られている。

このように構成されたスリーブ１１を有する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０を自動車補機Ａの回転軸３０に固定する際には、まず、図２に示すように、スリーブ１１の円筒孔部１１ａをガイドとして、スリーブ１１が回転軸３０に挿入され、回転軸３０の円筒部３０ａとの外端面３０ｃがスリーブ１１の自動車補機側端面と当接することで、スリーブ１１が回転軸３０に対して軸方向に位置決めされる。ここで、スリーブ１１の内周面に回転軸３０の雄ねじ部３０ｂに干渉する部分がなく、円筒孔部１１ａの軸方向長さＬａは長く形成されているので、スリーブ１１と回転軸３０の軸心を容易に合わせることができる。その後、スリーブ１１の結合用部材嵌合孔１１ｂに反自動車補機側からナット３１を、その外周面と結合用部材嵌合孔１１ｂと嵌合させながら挿入する。

次に、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば、手で、プーリ１２を矢印方向Ｘ１に回転させることによって、プーリ１２の回転力が一方向クラッチ１３を介してスリーブ１１に伝達され、さらにスリーブ１１の結合用部材嵌合孔１１ｂを介してナット３１に伝達され、ナット３１が矢印方向Ｘ２に進み、回転軸３０の雄ねじ部３０ｂと螺合していく。即ち、ナット３１と回転軸３０の雄ねじ部３０ｂのねじが切られる方向は、一方向クラッチ１３がロック状態となる方向にプーリ１２を回転させたときに、締め込まれるように形成されている。また、このようなナット３１と回転軸３０の雄ねじ部３０ｂを螺合する締結初期段階では、手でプーリを回転させているため、スリーブ１１の締結用部材嵌合孔１１ｂに工具を嵌合させる必要がない。従って、結合用部材嵌合孔１１ｂの軸方向長さＬｂは、ナット３１の軸方向長さＬ３と回転軸３０の雄ねじ部３０ｂが円筒孔部１１ａから突出する軸方向長さＬ２との合計より短く設定されているので、円筒孔部１１ａの軸方向長さＬａを長くしつつ、コンパクト化が図られる。

そして、図４に示すように、工具４０を挿入して工具４０を矢印方向Ｘ１に回転させることによって、ナット３１がスリーブ１１の円筒孔部１１ａと結合用部材嵌合孔１１ｂとの間の端面１１ｃまで完全に締め込まれ、図５（ａ）に示すように、工具４０を取り外すことで、組付けが完了する。

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、スリーブ１１の内周面は、回転軸３０が内嵌可能な円筒孔部１１ａと、ナット３１が内嵌可能な結合用部材嵌合孔１１ｂとからなるので、スリーブ１１はシンプルな構成となり、加工コストを低減することができる。また、スリーブ１１と回転軸３０はナット３１によって固定可能で、スリーブ１１の内周面に雌ねじ部を持たない形状であるので、組付けの際、スリーブ１１と回転軸３０との軸心を合わせやすく、組付けの信頼性を向上させることができる。さらに、回転軸３０がナット３１によってスリーブ１１に固定された時、ナット３１はスリーブ１１の端面より軸方向内方に位置するので、コンパクトな構成となる。また、自動車補機Ａへの締結に必要な各部（例えば、ねじ部や工具掛かり代）の軸方向寸法を変更せずに、上記効果を奏することができる。

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。

本実施形態では、スリーブ１１の結合用部材嵌合孔１１ｂの断面形状を結合用部材であるナット３１及び工具４０である六角レンチの形状に合わせて六角形としているが、スプライン形状等、少なくとも結合用部材が嵌合する形状であればよく、工具も係止可能な形状であることが好ましい。

また、結合用部材嵌合孔１１ｂに工具が係止されない場合には、スリーブ１１の反自動車補機側端面に複数の切欠き１１ｄ（図５参照。）を設けて、これら切欠き１１ｄに図６に示すような工具４１の突起４２を係止させて、ナット３１と回転軸３１とを完全に締め付けるようにしてもよい。或いは、プーリ１２の反自動車補機側端面に複数の切欠き１２ｄ（図５（ａ）参照。）を設けて、これら切欠き１２ｄに工具を係止させて、ナット３１と回転軸３１とを完全に締め付けるようにしてもよいし、プーリ１２の外周面を持って締め付けてもよい。

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、本発明の一方向クラッチは、本実施形態のようなローラクラッチであってもよく、カムクラッチやスプラグクラッチであってもよい。また、一方向クラッチのクラッチ外輪或いはクラッチ内輪は、本実施形態のようにプーリ或いはスリーブと別体であってもよく、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。

さらに、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いは外輪も、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置、自動車補機、ナット、及び工具を示す図である。 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の自動車補機への組付け過程を示す図である。 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の自動車補機への組付け過程を示す図である。 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の自動車補機への組付け過程を示す図である。 （ａ）は、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の自動車補機への組付け過程を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ部拡大図である。 スリーブに設けられた切り欠きと係止される突起を有する工具の斜視図である。 従来の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示す図である。 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の自動車補機への組付け過程を示す図である。 他の従来の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示す図である。

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
１１ａ 円筒孔部
１１ｂ 結合用部材嵌合孔
１２ プーリ
１３ 一方向クラッチ
１４ サポート軸受
３０ 回転軸
３１ ナット（結合用部材）
Ａ 自動車補機

Claims (1)

1. 自動車補機の回転軸に固定自在なスリーブと、
   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配置される一方向クラッチと、
   を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
   前記スリーブの内周面は前記回転軸と嵌合可能で、前記スリーブと前記回転軸は結合用部材によって固定可能であり、且つ、
   前記スリーブの内周面は、前記回転軸が内嵌可能な円筒孔部と、前記結合用部材が内嵌可能な結合用部材嵌合孔とからなり、
   前記回転軸が前記結合用部材によって前記スリーブに固定された時、前記結合用部材は前記スリーブの反自動車補機側の端面より軸方向内方に位置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。

Images