JP2013047536A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】材料費ダウン、重量ダウンを図ることができ、しかも、ベルト掛けミスの発見が容易となる回転伝達装置を提供する。
【解決手段】回転軸５１に転がり軸受５２、５３を介してプーリ部５４を回転可能に軸承し、回転軸５１およびプーリ部５４間にプーリ部５４の一方向の回転を回転軸に伝達する一方向クラッチ６０を設け、プーリ部５４の外周にＶ溝５４ｄを複数形成し、これらＶ溝５４ｄに係合する複数のＶ突起９１を有するベルト９０をプーリ部５４の外周に掛け渡すことができるようにした回転伝達装置において、複数のＶ溝５４ｄ両側のプーリ部５４の外径を、Ｖ溝５４ｄ間の山の外径と同程度とし、複数のＶ溝５４ｄに対し複数のＶ突起９１が回転軸５１の軸線方向にずれて取付けられたときに、プーリ部５４の端面にＶ突起９１を外径側へ押し上げる干渉用突起５４ｆを設けるとともに、Ｖ突起９１を内径側へ逃がす逃がし用切欠き５４ｇを設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、２つの回転部間で回転を伝達するようにした回転伝達装置に関する。

従来の回転伝達装置を交流発電器（オルタネータ）に取付けた例として、図９（特許文献１）に示すものがある。

この回転伝達装置１００は、交流発電機１１０の発電軸１１１に取付けられた回転軸１０１と、回転軸１０１の外周側に配置されたころ軸受１３０および玉軸受１４０と、ころ軸受１３０および玉軸受１４０を介して回転軸１０１に回転可能に軸支されたプーリ部１５０と、回転軸１０１およびプーリ部１５０間に配置された一方向クラッチ１６０とからなっている。

回転軸１１０の六角穴１０２に六角レンチ等の工具を係合させ、発電軸１１１のおねじ部１１２に回転軸１０１のめねじ部１０３を螺合させることによって、回転伝達装置１００が交流発電機１１０の発電軸１１１に取付けられる。続いて交流発電機１１０をエンジンに取付け、エンジンの前面にベルトを掛けられる。このときに、ベルト１７０のＶ突起１７１がプーリ部１５０のＶ溝１０５に嵌る。Ｖ突起１７１は、ベルト１７０の幅方向に等間隔に複数有し、Ｖ溝１０５は、Ｖ突起１７１と同数有する。プーリ部１５０は、複数のＶ溝１０５を挟んで軸方向両側に外径側へ突出した第１の壁部１００ａおよび第２の壁部１００ｂを有する。第１の壁部１００ａおよび第２の壁部１００ｂは、Ｖ溝１０５間の山よりも外径側に出っ張っているため、ベルト１７０の長さの関係上、第１の壁部１００ａおよび第２の壁部１００ｂにベルト１７０が一部でも掛けられないようになっている。

特開２０１０−１９３１７号公報

第１の壁部１００ａおよび第２の壁部１００ｂは、ベルト掛けミスを防ぐ点で重要なものであるが、材料費ダウン、重量ダウンの観点から削除するのが望ましい。これらを削除すると、ベルト１７０が第１の壁部１００ａ側へＶ突起１７１が１列だけずれた状態で掛けられる可能性があり、この状態でベルト１７０を走らせてプーリ部１５０を回転させても気が付かない場合が多い。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、材料費ダウン、重量ダウンを図ることができ、しかも、ベルト掛けミスの発見が容易になる回転伝達装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、回転軸に転がり軸受を介してプーリ部を回転可能に軸承し、前記回転軸および前記プーリ部間に前記プーリ部の一方向の回転を前記回転軸に伝達する一方向クラッチを設け、前記プーリ部の外周にＶ溝を複数形成し、これらＶ溝に係合する複数のＶ突起を有するベルトを前記プーリ部の外周に掛け渡すことができるようにした回転伝達装置において、前記複数のＶ溝両側のプーリ部の外径を、Ｖ溝間の山の外径と同程度とし、前記複数のＶ溝に対し前記複数のＶ突起が前記回転軸の軸線方向にずれて取付けられたときに、前記プーリ部の端面に前記Ｖ突起を外径側へ押し上げる干渉用突起を設けるとともに、前記Ｖ突起を内径側へ逃がす逃がし用切欠きを設け、前記干渉用突起および前記逃がし用切欠きを、前記プーリ部の円周方向に交互に設けたものである。

本発明によれば、複数のＶ溝両側のプーリ部の外径を、Ｖ溝間の山の外径と同程度としたので、材料費ダウン、重量ダウンを図ることができる。また、ベルトを走らせてプーリ部を回転させると、干渉用突起によってベルトを外径側へ押し上げ、逃がし用切欠きにベルトが対応するとベルトは自らの弾性復帰により内径側へ移動し、これらが交互に行われてベルトがプーリ部に接触する音が発生するので、ベルト掛けミスの発見が容易となる。

本発明の一実施形態における一方向クラッチ付きプーリ装置の縦断面図である。 本発明の一実施形態における図１のＢ矢視図である。 本発明の一実施形態における図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の一実施形態における図１相当のベルト掛けミスの状態図であり、ベルトが外径側へ移動した状態図でもある。 本発明の一実施形態における図４のＤ矢視図である。 本発明の一実施形態における図１相当のベルト掛けミスの状態図であり、ベルトが内径側へ移動した状態図でもある。 本発明の一実施形態における図６のＥ矢視図である。 本発明の他の実施形態における図２相当の矢視図である。 従来の一方向クラッチ付きプーリ装置の縦断面図である。

本発明の一実施形態について、図１乃至図７を参酌しつつ説明する。図１は一方向クラッチ付きプーリ装置の縦断面図であり、図２は図１のＢ矢視図であり、図３は図１のＣ−Ｃ線断面図であり、図４は図１相当のベルト掛けミスの状態図であり、ベルトが外径側へ移動した状態図でもあり、図５は図４のＤ矢視図であり、図６は図１相当のベルト掛けミスの状態図であり、ベルトが内径側へ移動した状態図でもあり、図７は図６のＥ矢視図である。

図１および図２に示すように、一方向クラッチ付きプーリ装置５０は、交流発電機の発電軸１３の一端に取付けられている。一方向クラッチ付きプーリ装置５０は、発電軸１３にネジ結合された回転軸５１、この回転軸５１の外周に配置されたころ軸受５２および玉軸受５３、ころ軸受５２および玉軸受５３を介して前記回転軸５１に回転可能に軸承されるプーリ部５４、軸方向においてころ軸受５２および玉軸受５３間でしかも半径方向において回転軸５１とプーリ部５４間で介挿された一方向クラッチ６０からなっている。

前記回転軸５１の内周には、軸方向中間にネジ部５１ａが形成され、一端に六角穴５１ｂが形成されている。六角穴５１ｂには、回転軸５１を回すために六角レンチ等の図略の工具が挿入されるようになっている。発電軸１３の一端外周にはネジ部１３ａが形成され、このネジ部１３ａに回転軸５１のネジ部５１ａが螺合している。

図１および図３に示すように、前記一方向クラッチ６０は、円周方向に等間隔に複数のポケット６１ａを有する保持器６１と、各ポケット６１ａに周方向に移動可能に案内される円筒状の円筒ころ６２と、ポケット６１ａおよび円筒ころ６２間に配置され円筒ころ６２を周方向の一方向に付勢するコイルバネ６３とからなっている。前記プーリ部５４は、一方向クラッチ６０の外輪を兼ねており、プーリ部５４の内周には、円筒ころ６２が転動するクラッチ用外輪側軌道面５４ａが形成されている。このクラッチ用外輪側軌道面５４ａは、断面円形に形成されている。回転軸５１は、一方向クラッチ６０の内輪を兼ねており、回転軸５１の外周には、一方向クラッチ６０に対応する軸方向位置において、円筒ころ６２が転動するクラッチ用内輪側軌道面５１ｃが形成されている。クラッチ用内輪側軌道面５１ｃは、断面８角形状に形成されている。クラッチ用外輪側軌道面５４ａとクラッチ用内輪側軌道面５１ｃとで周方向に半径方向の空間が漸減するくさび空間７０が形成される。

前記保持器６１は、外周が断面円形に形成され、内周が断面８角形状に形成されている。保持器６１は回転軸５１のクラッチ用内輪側軌道面５１ｃに回転伝達可能に嵌合され、また保持器６１はプーリ部５４に円周方向に相対移動可能に遊嵌されている。

保持器６１は、玉軸受５３側の第１の環状部６１ｆと、ころ軸受５２側の第２の環状部６１ｇと、第１の環状部６１ｆおよび第２の環状部６１ｇを繋ぐ柱部６１ｈとからなっている。柱部６１ｈは円周方向に等間隔に複数設けられ、第１の環状部６１ｆ、第２の環状部６１ｇおよび柱部６１ｈとで、ポケット６１ａが形成されている。保持器６１の内周には、基本的には断面８角形状の受け面６１ｂが形成されている。

前記くさび空間７０は、図３の円筒ころ６２の位置から時計方向に向かって、半径方向の空間が漸減する。また、くさび空間７０は、図３の円筒ころ６２の位置から反時計方向に向かって、半径方向の空間が増加し、途中から漸減する。

前記プーリ部５４が、図３の時計方向に回転すると、円筒ころ６２は前記回転軸５１に対し時計方向、即ちくさび空間７０の半径方向の空間が漸減する方向へ移動し、円筒ころ６２がくさび空間７０へ喰い込んで、プーリ部５４の時計方向の回転が円筒ころ６２を介して回転軸５１に伝達されるようになっている。プーリ部５４の回転停止状態で、回転軸５１が図３の時計方向に回転すると、円筒ころ６２はコイルバネ６３に打ち勝って回転軸５１に対して反時計方向、即ちくさび空間７０の半径方向の空間が漸増する方向へ移動し、回転軸５１の回転はプーリ部５４に伝達されないようになっている。

前記ころ軸受５２は、ころ５２ａ、保持器５２ｂを有する。プーリ部５４の内周には、ころ軸受５２に対応する軸方向位置において、ころ５２ａが転動するころ軸受用外輪側軌道面５４ｂが形成されている。回転軸５１の外周には、ころ軸受５２に対応する軸方向位置において、ころ５２ａが転動するころ軸受用内輪側軌道面５１ｄが形成されている。

前記玉軸受５３は、玉５３ａ、保持器２０を有する。プーリ部５４の内周には、玉軸受５３に対応する軸方向位置において、玉５３ａが転動する玉軸受用外輪側軌道面５４ｃが形成されている。回転軸５１の外周には、玉軸受５３に対応する軸方向位置において、玉５３ａが転動する玉軸受用内輪側軌道面５１ｅが形成されている。

保持器２０は、リング状の環状体２１と、この環状体２１に対し一方向クラッチ６０と反対側へ突出した爪２２とからなる。一対の爪２２間にはポケット２４が形成され、各ポケット２４に玉５３ａが回転可能に保持される。一対の爪２２は円周方向に複数設けられている。保持器２０は、樹脂製で射出成形型によって一体成形される。爪２２自体は弾性力を有するので、玉５３ａに対し一方向クラッチ６０側から保持器２０を挿入すると、玉５３ａに倣って一対の爪２２間が拡がり、玉５３ａに倣って一対の爪２２間が狭まる。このようにして各ポケット２４に玉５３ａが保持される。

図１に示すように、回転軸５１とプーリ部５４間には、前記交流発電機と反対側の前側で第１のシール部７１と第２のシール部７２が設けられ、前記交流発電機と同側の後側で第３のシール部７３が設けられている。第１のシール部７１は内周側が回転軸５１の外周に嵌合固定され、外周側がプーリ部５４に摺接している。第２のシール部７２は外周側がプーリ部５４の内周に嵌合固定され、内周側が回転軸５１に摺接している。第３のシール部７３は外周側がプーリ部５４の内周に嵌合固定され、内周側が回転軸５１に摺接している。軸方向の第２のシール部７２および第３のシール部７３間で、半径方向のプーリ部５４および回転軸５１間でグリースが充填されている。グリースは、膜厚が小さいときは自重で落下せず、膜厚が数ミリ程度の大きさになって始めて自重で落下する程度のちょう度を有し、固体に近い液状のものが使用される。すなわち、ネバイものが使用される。

プーリ部５４の外周には、断面Ｖ字形状のＶ溝５４ｄが軸方向に等間隔に複数形成され、Ｖ溝５４ｄ間にはＶ溝５４ｄと同じ大きさの山を有する。また、プーリ部５４の外周には、複数のＶ溝５４ｄを挟んで軸方向両側で、Ｖ溝５４ｄ間の山の外径と同径の外径を有する。Ｖ溝５４ｄと同数のＶ突起９１がベルト９０に形成されており、ベルト掛けミスが無い場合は、全てのＶ溝５４ｄに全てのＶ突起９１が合致するようになっている。またベルト９０には、Ｖ突起９１間でＶ突起９１と同じ大きさの溝を有する。

ベルト掛けミスがあった場合は、図４乃至図７に示すように、ベルト９０が交流発電機と反対側へ１個のＶ突起９１が外れた状態で取付けられる可能性が高い。ベルト９０が交流発電機側へ１個のＶ突起９１が外れた状態で取付けられる可能性は、先ほどのケースに比べて低い。プーリ部５４の交流発電機と反対側の端面には、円周方向に等間隔に３個の円筒状の干渉用突起５４ｆが形成され、この干渉用突起５４ｆの最大外径は、Ｖ溝５４ｄ間の山の外径と同程度である。干渉用突起５４ｆは、プーリ部５４の軸方向に突出しており、この突出長さは、１個ずれたＶ突起９１に対し内径側から当接できる程度の長さを有している。このＶ突起９１は、ベルト９０を外径側へ押し上げ、Ｖ突起９１をＶ溝５４ｄから離す機能を有している。

干渉用突起５４ｆは、切削によりプーリ部５４の端面と一緒に形成しても良い。また円筒状のピンをプーリ部５４の端面に溶接により固定することにより干渉用突起５４ｆを形成しても良い。さらに円筒状のピンをプーリ部５４の端面にねじ込み固定することにより干渉用突起５４ｆを形成しても良い。

またプーリ部５４の交流発電機と反対側の端面には、円周方向において干渉用突起５４ｆ間で、逃がし用切欠き５４ｇが形成され、１個ずれたＶ突起９１に対し内径側から当接しないよう、Ｖ突起９１の肉厚以上の切欠きを有する。さらにプーリ部５４の交流発電機と反対側の端面には、干渉用突起５４ｆの内径側に、重量ダウンの目的で切欠きが形成されている。プーリ部５４は、逃がし用切欠き５４ｇおよびＶ溝５４ｄ間で、Ｖ突起９１間の溝底の幅と同程度の肉厚を有する。

次に上述した構成に基づいて組付け動作を説明する。
図１に示すように、プーリ部５４および回転軸５１間に、玉軸受５３、一方向クラッチ６０、ころ軸受５２の順に組付け、プーリ部５４に第２のシール部７２を嵌合固定し、回転軸５１に第１のシール部７１および第３のシール部７３を嵌合固定する。こうして一方向クラッチ付きプーリ装置５０が組み立てられる。

別の場所で、交流発電機の発電軸１３に一方向クラッチ付きプーリ装置５０が取付けられる。これは、六角穴５１ｂに六角レンチ等の工具を嵌めこみ、交流発電機の発電軸１３に回転軸５１を嵌め込んだ状態で回転軸５１を回し、発電軸１３のネジ部１３ａに回転軸５１のネジ部５１ａが螺合することによってなされる。

さらに別の場所で、エンジンに交流発電機が取付けられ、一方向クラッチ付きプーリ装置５０のＶ溝５４ｄにベルト９０が掛けられる。このとき、全てのＶ溝５４ｄに全てのＶ突起９１が合致するよう注意を払ってベルト９０が掛けられる。

万が一、１個のＶ突起９１が交流発電機と反対側へＶ溝５４ｄから外れ、図６および図７に示す状態となり、作業者が気づかなかった場合、この状態でエンジンを駆動してベルト９０を走らせ、プーリ部５４を回転させると、干渉用突起５４ｆによってＶ突起９１を内径側から押し上げ、外れていない残りのＶ突起９１がＶ溝５４ｄから離れ、図４および図５に示す状態となり、さらにプーリ部５４を回転させると、逃がし用切欠き５４ｇによりベルト９０が内径側へ移動可能となるため、ベルト９０が自らの弾性復帰により内径側へ移動し、Ｖ溝５４ｄに外れていない残りのＶ突起９１が接触して音を発し、図６および図７に示す状態となる。このように、ベルト９０を走らせてプーリ部５４を回転させると、Ｖ溝５４ｄからＶ突起９１が離れ、Ｖ溝５４ｄにＶ突起９１が接触して音を発する動作が繰り返し行われるので、作業者はベルト掛けミスに気づく。作業者は、ベルト９０の掛け直しを行い、エンジンを駆動し、先ほどと同じ音が発生しないか確認し、先ほどの音が確認されなければ、ベルト掛けミスが無いと判断される。

エンジンを駆動してベルト９０を走らせると、自動車のエンジンの回転動力は、図１および図３に示すように、ベルト９０、プーリ部５４、一方向クラッチ６０、回転軸５１を介して発電軸１３に伝えられる。このとき、一方向クラッチ６０の円筒ころ６２は、くさび空間７０に喰い込んでおり、プーリ部５４とともに回転軸５１が図３の時計回りに回転する。

エンジンの回転が停止すると、プーリ部５４の回転も停止し、回転軸５１は発電軸１３とともに惰性で図３の時計回りに回転する。このとき、円筒ころ６２はコイルバネ６３に打ち勝ってくさび空間７０の半径方向の空間が漸増する方向へ移動するので、プーリ部５４に対する回転軸５１の時計回りの回転が許容される。エンジンの回転数が低下し、プーリ部５４に比べて、回転軸５１が発電軸１３とともに惰性で勢い良く回転している場合も同様である。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、プーリ部５４の端面に円筒状の干渉用突起５４ｆを形成した。他の実施形態として、図８に示すように、プーリ部５４の端面に三角形状の干渉用突起５４ｈを形成しても良い。この場合、干渉用突起５４ｈは切削によりプーリ部５４の端面と一緒に形成される。プーリ部５４の端面には、円周方向において干渉用突起５４ｈ間で、ベルト９０を内径側へ逃がすことができる逃がし用切欠き５４ｊが形成されている。上述した実施形態と同じ部品、同じ部位、同じ面については、同一の番号を付与して説明を省略する。

上述した実施形態は、プーリ部５４の交流発電機と反対側の端面に、干渉用突起５４ｆおよび逃がし用切欠き５４ｇを形成した。他の実施形態として、プーリ部５４の交流発電機側の端面に、干渉用突起５４ｆおよび逃がし用切欠き５４ｇを形成しても良い。

５１：回転軸、５２：ころ軸受（転がり軸受）、５３：玉軸受（転がり軸受）、５４：プーリ部、５４ｄ：Ｖ溝、５４ｆ：干渉用突起、５４ｇ：逃がし用切欠き、６０：一方向クラッチ、９０：ベルト、９１：Ｖ突起

Claims (1)

1. 回転軸に転がり軸受を介してプーリ部を回転可能に軸承し、前記回転軸および前記プーリ部間に前記プーリ部の一方向の回転を前記回転軸に伝達する一方向クラッチを設け、前記プーリ部の外周にＶ溝を複数形成し、これらＶ溝に係合する複数のＶ突起を有するベルトを前記プーリ部の外周に掛け渡すことができるようにした回転伝達装置において、
   前記複数のＶ溝両側のプーリ部の外径を、Ｖ溝間の山の外径と同程度とし、前記複数のＶ溝に対し前記複数のＶ突起が前記回転軸の軸線方向にずれて取付けられたときに、前記プーリ部の端面に前記Ｖ突起を外径側へ押し上げる干渉用突起を設けるとともに、前記Ｖ突起を内径側へ逃がす逃がし用切欠きを設け、前記干渉用突起および前記逃がし用切欠きを、前記プーリ部の円周方向に交互に設けたことを特徴とする回転伝達装置。

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