JP4200732B2 - Pulley device with built-in roller clutch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、例えば、自動車の走行を停止した状態でエンジンもアイドリングさせずに自動的に停止させる、所謂アイドリングストップ車で、上記エンジンを始動させる為のスタータモータの駆動軸の端部に装着した状態で使用する。そして、エンジンの始動時にはこの駆動軸から上記エンジンのクランクシャフトへの動力伝達を行ない、上記エンジンの始動後には、このエンジンにより上記駆動軸が回転駆動されない様に機能する。
【0002】
【従来の技術】
近年一部で実施されているアイドリングストップ車の場合、運転者に違和感を与えない様にする観点から、アイドリングストップ後の再発進を短時間で行なえる様にする事が望まれている。一般的なエンジン始動装置では、エンジンの始動時にのみ、スタータモータの駆動軸に固定したピニオンと、フライホイールに固設した大歯車とを噛合させる構造を採用している。ところが、この様な構造では、ピニオンと大歯車とを噛合させる動作がタイムラグの原因となる為、アイドリングストップ後の再発進を、運転者に違和感を与えない程の短時間で行なわせる事が難しい。
【0003】
この様な事情に鑑みて、図3に示す様に、エンジン1のクランクシャフト2の端部に固定した従動プーリ3と、スタータモータ4の回転駆動軸5の端部に固定した駆動プーリ装置6との間に無端ベルト7を掛け渡す構造が、各種提案されている。エンジンの始動装置にこの様な構造を採用する場合には、上記駆動プーリ装置6として一方向クラッチ内蔵型のものを使用して、上記回転駆動軸5から上記無端ベルト7に動力を伝達するが、この無端ベルト7から回転駆動軸5へは動力を伝達しない様にする。尚、実際のエンジンには、オルタネータやウォータポンプ等の各種補機の駆動装置が組み付けられるが、この駆動装置部分に関しては、本発明とは直接は関係しないので、図示並びに説明は省略する。
【0004】
上述の様な構造を有するエンジンの始動装置の場合、エンジン始動時には、上記スタータモータ4への通電によって上記駆動プーリ装置6を回転駆動し、上記無端ベルト7、上記従動プーリ3を介して、上記クランクシャフト2を回転駆動する。この際、上記駆動プーリ装置6に内蔵した一方向クラッチは繋がれ(ロック状態となり)、上記回転駆動軸5から上記無端ベルト7に動力を伝達する。この結果、上記エンジンが始動した後には、上記一方向クラッチの接続が断たれ(オーバラン状態となり)、上記クランクシャフト2の回転に伴う上記無端ベルト7の走行に拘らず、上記スタータモータ4の回転駆動軸5が回転する事はなくなる。従って、このスタータモータ4が上記エンジン1の運転に対する抵抗になったり、或はこのスタータモータ4の耐久性が損なわれる事はない。
【0005】
この様なエンジンの始動装置に駆動プーリ装置6として組み込む、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置としては、例えば特許文献1等に記載されている様な、一方向クラッチとしてローラクラッチを使用したものを利用する事が考えられる。ローラクラッチを使用した構造によれば、ラチェット機構を使用する場合等に比べて、非接続時(オーバラン時)に発生する振動や騒音、更には摩擦を低減できる。又、スプラグ式等のカムクラッチを使用する場合に比べて、非接続時に内部で発生する摩擦を低減できる。ところで、上述した様なエンジンの始動装置の場合、運転時には常に、上記エンジン1が駆動プーリ装置6を回転させ続ける事になる。この為、エンジンの始動時にのみ大歯車とピニオンとを噛合させる一般的な構造に比べて燃費が低下するのを抑えるべく、上記駆動プーリ装置6として使用するローラクラッチ内蔵型プーリ装置としては、軽量なものを採用するのが好ましい。
【0006】
図4〜5は、上記駆動プーリ装置6として使用するのに好適であると考えられる、上記特許文献1に記載されて従来から知られている軽量なローラクラッチ内蔵型プーリ装置の1例を示している。このローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、互いに同心に配置したスリーブ8とプーリ9とを備える。そして、これらスリーブ8の外周面とプーリ9の内周面との間に、ローラクラッチ10と、1対のサポート軸受11、11とを設けている。
【0007】
上記スリーブ8は、全体を円筒状に構成しており、オルタネータ等の補機の回転軸に外嵌固定して、この回転軸と共に回転自在である。一方、上記プーリ9は、プーリ本体12とライナ13とから成り、全体を円環状に構成している。このうちのプーリ本体12は、合成樹脂(例えば、ガラス繊維入りのポリアミド66、ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド等)を射出成形する事により、全体を円環状に構成している。この様なプーリ本体12は、互いに同心に配置した外径側円筒部14及び内径側円筒部15と、これら外径側、内径側両円筒部14、15の軸方向中央部同士を連結する円輪状の連結部16と、複数の補強リブ18、18とを備える。これら各補強リブ18、18は、それぞれが上記連結部16の側面と上記外径側円筒部14の内周面と上記内径側円筒部15の外周面とにより3方を囲まれた、上記連結部16の両側に存在する1対の凹部17、17内に、それぞれ上記3方を囲む各面に連結した状態で放射方向に、円周方向に関し等間隔に設けている。そして、上記外径側円筒部14の外周面の中間部の幅方向に関する断面形状を波形として、ポリVベルトと呼ばれる無端ベルトの一部を掛け渡し自在としている。
【0008】
又、上記ライナ13は、軟鋼等の金属製で、全体を円筒状に構成している。この様なライナ13は、上記プーリ本体12の内径部分に、このプーリ本体12を射出成形する際にモールドする。モールドした状態では、上記ライナ13の外周面に形成した多数の凹凸と上記プーリ本体12の内周面とが凹凸係合し、このプーリ本体12から上記ライナ13に大きなトルクを伝達する際にも、これら両部材12、13の周面同士の間にクリープが発生する事を防止する。
【0009】
そして、上記スリーブ8の外周面と上記プーリ9の内周面との間に存在する円筒状空間の軸方向中間部に前記ローラクラッチ10を、同じくこの空間の軸方向両端部でこのローラクラッチ10を軸方向両側から挟む位置に前記1対のサポート軸受11、11を、それぞれ配置している。このうちの1対のサポート軸受11、11は、上記プーリ9に加わるラジアル荷重を支承しつつ、このプーリ9と上記スリーブ8との相対回転を自在とする。この様な各サポート軸受11、11として、図示の例では、それぞれ深溝型の玉軸受を使用している。
【0010】
又、上記ローラクラッチ10は、上記プーリ9と上記スリーブ8とが所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、これらプーリ9とスリーブ8との間で回転力の伝達を自在とする。この様なローラクラッチ10は、鋼板製のクラッチ用内輪19と、鋼板製のクラッチ用外輪20と、複数の鋼製のローラ21と、合成樹脂製のクラッチ用保持器22と、弾性材である図示しないばねとから成る。このうちのクラッチ用内輪19は上記スリーブ8の中間部外周面に、上記クラッチ用外輪20は上記プーリ9を構成するライナ13の中間部内周面に、それぞれ締り嵌めで嵌合固定している。又、上記クラッチ用外輪20の中間部内周面を円筒面23とすると共に、上記クラッチ用内輪19の外周面をカム面24としている。即ち、このクラッチ用内輪19の外周面に、それぞれがランプ部と呼ばれる複数の凹部25を、円周方向に関し等間隔に形成して、このクラッチ用内輪19の外周面を上記カム面24としている。
【0011】
そして、このカム面24と上記円筒面23との間の円筒状空間に、上記複数のローラ21と、これら各ローラ21を転動並びに円周方向に関する若干の変位自在に保持する、上記クラッチ用保持器22とを設けている。上記各ローラ21はそれぞれ、上記各凹部25と整合する部分に配置している。又、上記クラッチ用保持器22は、その内周縁部を上記カム面24の一部に係合させる事で、上記クラッチ用内輪19に対する相対回転を阻止している。言い換えれば、上記クラッチ用保持器22とこのクラッチ用内輪19とが同期して回転する様にしている。又、上記クラッチ用保持器22と上記各ローラ21との間には、これら各ローラ21を上記各凹部25の浅い側に向け、円周方向に関して同方向(図5の右方向)に押圧する為の、図示しないばねを設けている。
【0012】
この様なローラクラッチ10の場合、上記クラッチ用内輪19が上記クラッチ用外輪20に対して図5の左方向に回転する傾向となる場合には、同図に示す様に、上記各ローラ21が上記円筒面23と上記カム面24を構成する凹部25の底面との間に食い込む。この結果、上記クラッチ用外輪20と上記クラッチ用内輪19との間で回転力の伝達が行なわれる様になり、これらクラッチ用外輪20とクラッチ用内輪19とが共回りする。この状態を、ロック状態という。反対に、上記クラッチ用内輪19が上記クラッチ用外輪20に対して図5の右方向に回転する傾向となる場合には、上記各ローラ21が上記各ばねの弾力に抗して上記各凹部25の深い部分(図5の左側部分)に移動し、これら各ローラ21の転動面と上記円筒面23との当接部の面圧が低下する。この結果、上記クラッチ用外輪20と上記クラッチ用内輪19との間で回転力の伝達が行なわれなくなり、これらクラッチ用外輪20とクラッチ用内輪19とが相対回転する。この状態を、オーバラン状態という。
【0013】
上述の様に構成するローラクラッチ内蔵型プーリ装置を、図3に示したアイドリングストップ車用のエンジン始動装置の駆動プーリ装置6として使用する場合には、前記スリーブ8をスタータモータ4の回転駆動軸5の端部に外嵌固定する。これと共に、前記プーリ9の外周面と、エンジン1のクランクシャフト2の端部に固定した従動プーリ3とに、無端ベルト7を掛け渡す。そして、エンジンの始動時には、上記スタータモータ4への通電によって上記ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を回転駆動し、上記無端ベルト7及び上記従動プーリ3を介して、上記クランクシャフト2を回転駆動する。即ち、この際には、上記ローラクラッチ10がロック状態となり、上記スタータモータ4の回転駆動軸5から上記無端ベルト7に動力が伝達される。そして、上記エンジン1が始動した後には、上記ローラクラッチ10がオーバラン状態となり、上記クランクシャフト2の回転に伴う無端ベルト7の走行に拘らず、上記スタータモータ4の回転駆動軸5が回転しなくなる。従って、このスタータモータ4が上記エンジン1の運転に対する抵抗となったり、或はこのスタータモータ4の耐久性が損なわれる事はない。この様な構造の場合、上記スタータモータ4を起動さえすれば、上記エンジン1を直ちに始動させる事ができる。この為、アイドリングストップ後の再発進を短時間で行なえる様になり、運転者に再発進時の違和感を与えない様にできる。
【0014】
上述の様に構成し作用するローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合、プーリ9を構成するプーリ本体12を合成樹脂製としている為、このプーリ9全体を金属製とした構造に比べて大幅な軽量化を図れる。又、上記プーリ本体12の両側面の径方向中間部に凹部17、17を設けた分だけ、更なる軽量化を図れる。従って、このローラクラッチ内蔵型プーリ装置を、上述の様に駆動プーリ装置6として使用すれば、自動車の燃費が低下するのを抑える事ができる。
【0015】
【特許文献1】
特開2001−208170号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
自動車のより十分な省燃費化を図る為には、上述の図4〜5に示したローラクラッチ内蔵型プーリ装置の更なる軽量化を実現する事が望まれる。そこで、この様な更なる軽量化を実現する為の具体策を検討するに、上記プーリ9を構成する金属製のライナ13を省略して、図6に示す様な構造にすれば、更なる軽量化を実現できると同時に、コストの低減をも図れると考えられる。
【0017】
一方、上記駆動プーリ装置6として使用するローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合、ロック状態で運転される時間(エンジンを始動する際の短時間)よりも、オーバラン状態で運転される時間(エンジンの始動後、このエンジンが運転し続けている間)の方が遥かに長い。従って、オーバラン状態での摩擦発熱量を抑える為に、上記図6、及び図7に示す様に、ローラクラッチ10aを構成するカム面24をクラッチ用外輪20aの内周面に、円筒面23をクラッチ用内輪19aの外周面に、それぞれ設けるのが好ましい。この様な構造を採用すれば、運転時に発生する遠心力によってオーバラン状態時に、各ローラ21を上記カム面24を構成する各凹部25に退避させて、これら各ローラ21の転動面と上記円筒面23とが摺接する事を防止できる。この結果、オーバラン状態で運転される時間が長くなっても、上記ローラクラッチ10a内部で摩擦に基づく発熱及び摩耗を抑える事ができる。
【0018】
ところが、上述の図6〜7に示した構造では、上記ローラクラッチ10aの信頼性及び耐久性を十分に確保する事が難しい。この理由は、次の通りである。即ち、上記ローラクラッチ10aを構成するクラッチ用外輪20aのうち、上記カム面24を構成する各凹部25に対応する部分は、これら各凹部25から外れた部分に比べて肉厚が薄く、剛性が低くなっている。これに対し、上記ローラクラッチ10aのロック状態では、図7に示す様に、上記各凹部25に対応する部分に、上記各ローラ21から径方向外方に向く大きな力Fが加わる。
【0019】
従って、上記クラッチ用外輪20aを径方向外方からバックアップするプーリ本体12のうち、特に、上記各凹部25に対応する部分の剛性が十分に確保されていないと、図7に鎖線で示す様に、上記クラッチ用外輪20aのうち上記各凹部25に対応する部分が、上記力Fによって径方向外方に弾性変形し、これら各凹部25の底面と上記円筒面23との径方向の間隔が広がる可能性がある。そして、広がった場合には、上記各凹部25の底面と上記円筒面23との間に上記各ローラ21が食い込みにくくなり、ロック状態が実現されにくくなる。又、ロック状態とオーバラン状態との繰り返しにより、上記クラッチ用外輪20aに、亀裂等の損傷が発生し易くなる、と言った不都合を生じる。
【0020】
そこで、上述の図6〜7に示したローラクラッチ内蔵型プーリ装置を構成するプーリ本体12の剛性に就いて考察すると、このプーリ本体12は、金属に比べて柔らかい合成樹脂製であり、しかも上記クラッチ用外輪20aを内嵌固定する部位である内径側円筒部15は、十分な軽量化を図る為に肉厚が薄くなっている。従って、この内径側円筒部15だけでは、上記力Fに基づく上記クラッチ用外輪20aの変形を抑える事は難しい。但し、上記内径側円筒部15のうち上記各凹部25に対応する部分(上記力Fが加わる部分)の径方向外方には、円輪状の連結部16が設けられている。従って、この連結部16が設けられている部分の剛性は比較的確保できると考えられる。
【0021】
但し、上記連結部16の肉厚T16は、十分な軽量化を図る為に薄くなっており、上記各凹部25の底面に上記力Fを加えるローラ21の軸方向寸法L21よりも小さく(T16<L21)なっている。又、図6を見れば明らかな様に、上記内径側円筒部15のうち上記各凹部25に対応する部分(上記力Fが加わる部分)と、この内径側円筒部15の径方向外方に存在する複数の補強リブ18、18とは、円周方向に関する配置の位相が互いに一致していない。即ち、上記内径側円筒部15のうち上記各凹部25に対応する部分(上記力Fが加わる部分)の径方向外方には、上記連結部16以外、当該部分を補強する部材が何も設けられていない。これに対し、上記クラッチ用外輪20aのうち上記各凹部25に対応する部分には、上記各ローラ21の全長に亙る範囲で上記力Fが加わる。
【0022】
従って、上述の図6〜7に示した構造では、上記力Fに基づく上記クラッチ用外輪20aの変形を確実に抑える事は難しい。尚、上記連結部16の肉厚T16を上記ローラ21の軸方向寸法L21以上(T16≧L21)とすれば、上記力Fに基づく上記クラッチ用外輪20aの変形を有効に防止できると考えられる。但し、この様な構造では、十分な軽量化を図れなくなる為、軽量化を重視する場合には好ましくない。
本発明のローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、上述の様な不都合を解消すべく発明したものである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明のローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、外周面に無端ベルトを掛け渡し自在とした円環状のプーリと、このプーリの内周面と回転軸の端部外周面との間の環状空間内に設けられ、これらプーリと回転軸とが所定方向に回転する傾向となる場合にのみこれらプーリと回転軸との間での回転力の伝達を自在とするローラクラッチとを備える。
特に、本発明のローラクラッチ内蔵型プーリ装置に於いては、上記プーリは、全体が合成樹脂製で、外径側円筒部と、内径側円筒部と、連結部と、複数の補強リブとから成る。このうちの外径側円筒部と内径側円筒部とは、互いに同心に配置している。又、上記連結部は、円輪状に構成しており、上記外径側、内径側両円筒部同士を連結する状態で設けている。又、上記各補強リブは、上記連結部の側面と上記外径側円筒部の内周面と上記内径側円筒部の外周面とにより3方を囲まれた空間内の円周方向複数個所に、それぞれこれら3方を囲む各面に連結した状態で設けている。そして、上記ローラクラッチを構成する複数のローラを径方向に変位させる為の凹部を円周方向複数個所に形成して成るカム面を、上記内径側円筒部に内嵌固定した、鋼板製のクラッチ用外輪の内周面に設けている。又、このカム面を構成する各凹部の数と、上記空間内に存在する上記補強リブの数とを、互いに等しくしている。これと共に、上記カム面を構成する各凹部とこれら各補強リブとの円周方向に関する配置の位相を、総ての凹部及び補強リブに関して、これら各凹部のうち上記各ローラから径方向外方の力を受ける部分乃至これら各凹部の最も深い部分で、互いに一致させている。
【0024】
又、請求項2に記載したローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記プーリを構成する連結部を、このプーリを構成する外径側、内径側両円筒部の軸方向中間部同士を連結する状態で設けている。これと共に、この連結部の軸方向寸法を上記ローラクラッチを構成する各ローラの軸方向寸法よりも小さくし、且つ、これら各ローラを径方向に関して上記連結部と重畳する部分に配置している。
【0025】
【作用】
上述の様に本発明のローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合、プーリ全体を合成樹脂により造っている。これと共に、このプーリを外径側、内径側両円筒部と連結部と複数の補強リブとから成る構造としている。この為、十分な軽量化を図れる。又、カム面を構成する各凹部の数と上記各補強リブの数とを互いに等しくすると共に、これら各凹部と各補強リブとの円周方向に関する配置の位相を、総ての凹部及び補強リブに関して、これら各凹部のうち上記各ローラから径方向外方の力を受ける部分乃至これら各凹部の最も深い部分で、互いに一致させている。この為、クラッチ用外輪を内嵌固定する内径側円筒部のうち、上記各凹部に対応する部分を、上記各補強リブにより十分に補強する事ができる。従って、ローラクラッチのロック時に、上記各ローラから上記各凹部に加わる力に基づいて上記クラッチ用外輪が変形する事を、有効に防止できる。又、上記内径側円筒部のうち上記各凹部に対応する部分を上記各補強リブにより補強する為、当該部分の補強部位として、(必ずしも)上記連結部を利用する必要はない。従って、上記連結部の軸方向寸法を各ローラの軸方向寸法よりも小さくして、より十分な軽量化を図る事ができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1〜2は、本発明の実施の形態の1例を示している。尚、本例の特徴は、全体を合成樹脂(例えば、ガラス繊維入りのポリアミド66、ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド等)製としたプーリ9a(プーリ本体12a)を構成する、複数の補強リブ18a、18aの数及び円周方向に関する配置の位相を規制する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図6に示したローラクラッチ内蔵型プーリ装置とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【0027】
本例の場合も、前述の図6〜7に示した構造と同様、上記プーリ9aを構成する円輪状の連結部16の肉厚T16は、ローラクラッチ10aを構成する各ローラ21、21の軸方向寸法L21よりも小さく(T16<L21)している。又、上記連結部16の両側に設ける補強リブ18a、18aの数を、この連結部16の両側でそれぞれ、これら各補強リブ18a、18a及び連結部16の径方向内方に存在するカム面24を構成する各凹部25、25の数と等しくしている。これと共に、上記連結部16の両側に存在する複数個ずつの補強リブ18a、18aと、上記各凹部25、25との、円周方向に関する位相を互いに一致させている。又、円周方向に関する上記各補強リブ18a、18aの幅寸法W18を、円周方向に関する上記各凹部25、25の幅寸法W25とほぼ等しく(W18≒W25)している。従って、本例の場合、上記ローラクラッチ10aを構成するクラッチ用外輪20aのうち、上記各凹部25、25に対応する部分の径方向外方には、このクラッチ用外輪20aを内嵌固定する内径側円筒部15だけでなく、上記連結部16と上記各補強リブ18a、18aとが存在する。
【0028】
尚、本例の場合、上記クラッチ用外輪20aは、上記合成樹脂製のプーリ9aに直接内嵌する為、このクラッチ用外輪20aからこのプーリ9aに大きなトルクを伝達する際にも、これら両部材20、9aの嵌合面で滑りが生じない様にする必要がある。この為に本例の場合には、上記クラッチ用外輪20aの外周面を上記プーリ9aの内径部分に、このプーリ9aを射出成形する際にモールドしている。そして、この状態で、上記クラッチ用外輪20aの外周面に形成した、図示しないローレット目等の多数の凹凸と、上記プーリ9aの内周面とを凹凸係合させている。尚、上記プーリ9aの射出成形を行なう際には、この射出成形後に上記各補強リブ18a、18aと上記各凹部25、25との円周方向に関する配置の位相が互いに一致する様にすべく、上記射出成形に用いる型に対する上記クラッチ用外輪20aの円周方向に関する位置を規制しておく。
【0029】
上述の様に構成する本例のローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合、プーリ9a全体を合成樹脂により造っている。これと共に、このプーリ9aの両側面の径方向中間部に凹部17、17を設けており、且つ、このプーリ9aを構成する連結部16の肉厚T16を、ローラクラッチ10aを構成する各ローラ21、21の軸方向寸法L21よりも小さく(T 16 <L21)している。この為、十分な軽量化を図れる。又、上記ローラクラッチ10aを構成するクラッチ用外輪20aのうち、カム面24を構成する各凹部25、25に対応する部分の径方向外方には、このクラッチ用外輪20aを内嵌固定する内径側円筒部15だけでなく、上記連結部16と各補強リブ18a、18aとが存在する。この為、上記クラッチ用外輪20aのうち上記各凹部25、25に対応する部分を、上記プーリ9aにより十分に補強する事ができる。従って、上記ローラクラッチ10aのロック時に、上記各ローラ21、21から上記各凹部25、25に加わる力F(図4)に基づいて上記クラッチ用外輪20aが変形する事を、有効に防止できる。
【0030】
尚、本発明を実施する場合、プーリを構成する連結部とローラクラッチを構成する各ローラとは、必ずしも、径方向に関して互いに重畳させる必要はない。又、これら連結部とローラクラッチとは、径方向に関して互いに重畳させるか否かに拘わらず、それぞれプーリの幅方向中央部以外の部分(例えば端部)に設ける事もできる。但し、この場合には強度的な問題が生じない様に構成する。
【0031】
【発明の効果】
本発明のローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、以上に述べた様に構成され作用する為、十分な軽量化と、ローラクラッチ部の耐久性確保とを図れる。従って、このローラクラッチ内蔵型プーリ装置をスタータモータの駆動軸に組み付けたアイドリングストップ車の省燃費化を図れると共に、ローラクラッチ部の動作の信頼性及び耐久性を十分に確保する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す半部断面図。
【図2】一部を省略して示す、図1のA−A断面図。
【図3】アイドリングストップ車用のエンジン始動装置として提案されている構造の略図。
【図4】ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の従来構造の1例を示す半部断面図。
【図5】一部を省略して示す、図4のB−B断面図。
【図6】本発明を完成させる過程で考えた、強度的に不十分な構造を示す半部断面図。
【図7】一部を省略して示す、図6のC−C断面図。
【符号の説明】
1 エンジン
2 クランクシャフト
3 従動プーリ
4 スタータモータ
5 回転駆動軸
6 駆動プーリ装置
7 無端ベルト
8 スリーブ
9、9a プーリ
10、10a ローラクラッチ
11 サポート軸受
12、12a プーリ本体
13 ライナ
14 外径側円筒部
15 内径側円筒部
16 連結部
17 凹部
18、18a 補強リブ
19、19a クラッチ用内輪
20、20a クラッチ用外輪
21 ローラ
22 クラッチ用保持器
23 円筒面
24 カム面
25 凹部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
A pulley device with a built-in roller clutch according to the present invention is a so-called idling stop vehicle that automatically stops an engine without idling in a state where the vehicle is stopped, for example, a starter motor for starting the engine. Used in the state where it is attached to the end of the drive shaft. Power is transmitted from the drive shaft to the crankshaft of the engine when the engine is started, and functions so that the drive shaft is not rotationally driven by the engine after the engine is started.
[0002]
[Prior art]
In the case of an idling stop vehicle that has been implemented in part in recent years, it is desired that the vehicle can be restarted in a short time after idling stop from the viewpoint of not giving the driver a sense of incongruity. A general engine starter employs a structure in which a pinion fixed to a drive shaft of a starter motor and a large gear fixed to a flywheel are engaged only when the engine is started. However, in such a structure, since the operation of meshing the pinion and the large gear causes a time lag, it is difficult to restart the vehicle after idling stop in a short time that does not give the driver a sense of incongruity. .
[0003]
In view of such circumstances, as shown in FIG. 3, the driven pulley 3 fixed to the end portion of the
[0004]
In the case of the engine starter having the above-described structure, at the time of engine start, the drive pulley device 6 is rotationally driven by energizing the starter motor 4, and the
[0005]
As a pulley device with a built-in one-way clutch incorporated in such an engine starter as a drive pulley device 6, for example, a one using a roller clutch as a one-way clutch as described in Patent Document 1 or the like is used. It is possible to do. According to the structure using the roller clutch, it is possible to reduce vibration, noise, and friction generated at the time of non-connection (overrun) as compared with the case where a ratchet mechanism is used. Further, the friction generated inside when not connected can be reduced as compared with the case of using a sprag type cam clutch. By the way, in the case of the engine starting device as described above, the engine 1 continues to rotate the drive pulley device 6 at all times during operation. For this reason, a roller clutch built-in type pulley device used as the drive pulley device 6 is light in weight in order to suppress a reduction in fuel consumption as compared with a general structure in which a large gear and a pinion are meshed only when the engine is started. It is preferable to adopt a new one.
[0006]
4 to 5 show an example of a lightweight roller clutch built-in pulley device described in the above-mentioned Patent Document 1, which is considered to be suitable for use as the drive pulley device 6 and is conventionally known. ing. This pulley device with a built-in roller clutch includes a
[0007]
The
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
Then, in the cylindrical space between the
[0012]
In the case of such a
[0013]
When the pulley device with built-in roller clutch configured as described above is used as the drive pulley device 6 of the engine starter for the idling stop vehicle shown in FIG. 3, the
[0014]
In the case of the pulley device with a built-in roller clutch configured and operated as described above, since the
[0015]
[Patent Document 1]
JP 2001-208170 A
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
In order to further reduce fuel consumption of an automobile, it is desired to further reduce the weight of the pulley device with a built-in roller clutch shown in FIGS. Therefore, in order to examine specific measures for realizing such further weight reduction, if the
[0017]
On the other hand, in the case of the pulley device with a built-in roller clutch used as the drive pulley device 6, the operation time in the overrun state (engine start) is shorter than the operation time in the locked state (short time when starting the engine). Later, while this engine continues to run, it is much longer. Accordingly, in order to suppress the amount of frictional heat generated in the overrun state, as shown in FIGS. 6 and 7, the
[0018]
However, in the structure shown in FIGS. 6 to 7 described above, it is difficult to sufficiently ensure the reliability and durability of the roller clutch 10a. The reason for this is as follows. That is, in the clutch
[0019]
Therefore, in the pulley
[0020]
Therefore, considering the rigidity of the
[0021]
However, the thickness T of the connecting
[0022]
Accordingly, in the structure shown in FIGS. 6 to 7, the clutch outer ring based on the force F is used.20aIt is difficult to reliably suppress the deformation. The wall thickness T of the connecting
The pulley apparatus with a built-in roller clutch according to the present invention has been invented to eliminate the above-mentioned disadvantages.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The pulley apparatus with a built-in roller clutch according to the present invention includes an annular pulley in which an endless belt can be freely looped on an outer peripheral surface, and an annular space between the inner peripheral surface of the pulley and the outer peripheral surface of the end of the rotating shaft. A roller clutch is provided that allows the rotational force to be freely transmitted between the pulley and the rotating shaft only when the pulley and the rotating shaft tend to rotate in a predetermined direction.
In particular, in the pulley apparatus with a built-in roller clutch of the present invention, the pulley is entirely made of synthetic resin, and includes an outer diameter side cylindrical portion, an inner diameter side cylindrical portion, a connecting portion, and a plurality of reinforcing ribs. Become. Of these, the outer diameter side cylindrical portion and the inner diameter side cylindrical portion are arranged concentrically with each other. Moreover, the said connection part is comprised in the shape of a ring, and is provided in the state which connects the said outer-diameter side and both inner diameter side cylindrical parts. The reinforcing ribs are provided at a plurality of locations in the circumferential direction in a space surrounded on three sides by the side surface of the connecting portion, the inner peripheral surface of the outer diameter side cylindrical portion, and the outer peripheral surface of the inner diameter side cylindrical portion. These are provided in a state of being connected to the respective surfaces surrounding these three sides. And the cam surface which forms the recessed part for displacing the some roller which comprises the said roller clutch to radial direction in several places of the circumferential direction was fitted and fixed to the said internal diameter side cylindrical part.Made of steel plateIt is provided on the inner peripheral surface of the outer ring for clutch.Further, the number of the concave portions constituting the cam surface and the number of the reinforcing ribs existing in the space are made equal to each other.With this,the aboveEach recess constituting the cam surface andtheseThe arrangement of each reinforcing rib in the circumferential directionThe phase for all recesses and reinforcing ribsOf these recesses, the portion receiving the radially outward force from each roller or the deepest of these recessesPart of each otherMatch.
[0024]
In the case of the pulley apparatus with a built-in roller clutch according to
[0025]
[Action]
As described above, in the pulley apparatus with a built-in roller clutch of the present invention, the entire pulley is made of synthetic resin. At the same time, this pulley has a structure composed of both cylindrical portions on the outer diameter side and inner diameter side, a connecting portion, and a plurality of reinforcing ribs. For this reason, sufficient weight reduction can be achieved. In addition, each concave portion constituting the cam surfaceNumber ofAnd each reinforcing ribThese recesses and reinforcing ribs are made equal to each other.And the phase of the arrangement in the circumferential direction, With respect to all the recesses and the reinforcing ribs, a portion of each of these recesses that receives a radial outward force from each of the rollers to a deepest portion of each of the recesses,Match each other. For this reason, the part corresponding to each said recessed part among the internal diameter side cylindrical parts which carry out inner fitting fixation of the clutch outer ring | wheel can fully be reinforced with each said reinforcing rib. Therefore, it is possible to effectively prevent the clutch outer ring from being deformed based on the force applied from the rollers to the recesses when the roller clutch is locked. Moreover, since the part corresponding to each said recessed part among the said internal diameter side cylindrical parts is reinforced with each said reinforcement rib, it is not necessary to necessarily use the said connection part as a reinforcement site | part of the said part. Therefore, the axial dimension of the connecting portion can be made smaller than the axial dimension of each roller, thereby further reducing the weight.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention. The feature of this example is that a plurality of reinforcing
[0027]
Also in the case of this example, like the structure shown in FIGS. 6 to 7 described above, the wall thickness T of the annular connecting
[0028]
In the case of this example, since the clutch
[0029]
In the case of the pulley apparatus with a built-in roller clutch of the present example configured as described above, the entire pulley 9a is made of synthetic resin. At the same time,
[0030]
When carrying out the present invention, the connecting portion constituting the pulley and the rollers constituting the roller clutch need not necessarily overlap each other in the radial direction. In addition, the connecting portion and the roller clutch can be provided at portions (for example, end portions) other than the central portion in the width direction of the pulley, regardless of whether or not they are overlapped with each other in the radial direction. However, in this case, it is configured so as not to cause a problem of strength.
[0031]
【The invention's effect】
Since the pulley apparatus with a built-in roller clutch of the present invention is configured and operates as described above, it is possible to achieve a sufficient weight reduction and ensure the durability of the roller clutch portion. Accordingly, it is possible to reduce the fuel consumption of the idling stop vehicle in which this roller clutch built-in type pulley device is assembled to the drive shaft of the starter motor, and to sufficiently ensure the reliability and durability of the operation of the roller clutch portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a schematic view of a structure proposed as an engine starter for an idling stop vehicle.
FIG. 4 is a half sectional view showing an example of a conventional structure of a pulley apparatus with a built-in roller clutch.
5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 6 is a half sectional view showing a structure insufficient in strength, which was considered in the process of completing the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6 with a part thereof omitted.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Crankshaft
3 driven pulley
4 Starter motor
5 Rotation drive shaft
6 Drive pulley device
7 Endless belt
8 sleeve
9, 9a Pulley
10, 10a Roller clutch
11 Support bearing
12, 12a Pulley body
13 liner
14 Outer diameter side cylindrical part
15 Inner diameter side cylindrical part
16 Connecting part
17 recess
18, 18a Reinforcing rib
19, 19a Clutch inner ring
20, 20a Clutch outer ring
21 Laura
22 Clutch retainer
23 Cylindrical surface
24 Cam surface
25 recess
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