JP4457582B2 - 一方向クラッチ内蔵型プーリ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のエンジンの補機、オルタネータ、スタータ等に好適である一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一方向クラッチ内蔵型プーリ装置、例えば、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置には、特許文献1に開示してあるように、例えば、補機のオルタネータ、スタータ等の回転軸に装着するスリーブ状の軸体が設けてあり、この軸体の径方向外方に、一方向クラッチであるローラクラッチを介して、例えばエンジンの出力軸からのベルトを掛け渡すためのプーリが設けてある。
【0003】
一方向クラッチであるローラクラッチは、軸体に外嵌したクラッチ内輪と、プーリ内に圧入したクラッチ外輪とを備えており、これらクラッチ内輪・外輪の間には、保持器を有する多数のローラが介装してある。
【0004】
例えば、クラッチ外輪の内周面には、オーバーラン時にローラを収納して保持するための凹部が形成してあると共に、この凹部から周方向に向けてクラッチ内輪の外周面との間で間隔が徐々に狭くなりトルク伝達時にローラをロックするための楔状空間を規定するランプ部(カム面)が形成してある。各ローラは、保持器に夫々設けたバネにより、ランプ部(カム面)の楔状空間が狭くなる方向に弾性的に押圧してある
このように構成してあるため、トルク伝達の際には、バネにより弾性的に押圧されたローラがランプ部(カム面)により規定した楔状空間に入り込んでクラッチ内輪・外輪の間でロックされる。
【0005】
一方、クラッチのオーバーランの際には、クラッチ外輪とともに、ローラ・保持器・バネも回転する。この時、ローラは、静止しているクラッチ内輪と接触しながら、移動するため、ローラには、クラッチ内輪からの摩擦力を受ける(所謂クラッチのオーバーラン時の空転残留トルク)。この摩擦力により、ローラは、楔状空間の広い方に僅かに移動し、滑らかにオーバーランすることができる。
【0006】
ところで、ローラクラッチの両側には、ベルトからのラジアル荷重を支えるために、2つの転がり軸受が組み込んである。2つの転がり軸受は、玉軸受、ころ軸受、又は、玉軸受・ころ軸受の組合せ等により使用している。
【0007】
特許文献1では、プーリの内径および軸体の外径、また転がり軸受のラジアル隙間を複数種類に区分し、組付ける際、ラジアル隙間を適切に選択することで、クラッチの長寿命化の手法を提案している。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−310314号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
プーリ装置を自動車の補機に取り付けたとき、軸体の内周に形成したネジ部には、軸力(軸方向の圧縮荷重)が発生する。
【0010】
補機側の軸受の内輪と、補機の反対側に配置した反補機側の軸受の内輪とは、共に、プーリ装置の取り付け後、軸体が受ける軸力(軸方向の圧縮荷重)による径方向の膨張の影響を受ける。
【0011】
しかし、補機側の軸受の内輪は、反補機側の軸受の内輪よりも、この径方向膨張の影響をより一層強く受け、その結果、2つの転がり軸受において、ラジアル隙間に相互差が生じる。
【0012】
このように、軸受の内輪に、均等なラジアル隙間が得られないと、クラッチ内輪・外輪の軌道面同士が傾斜し、ローラが片当たりを生じ、クラッチの疲労寿命の低下を招く可能性がある。
【0013】
また、クラッチのラジアル隙間が軸受内輪のラジアル隙間よりも小さくなれば、クラッチがベルト張力に基づく、ラジアル荷重を支えることになり、オーバーラン状態でのPV値が高くなり、クラッチの焼きつきが生じやすくなる。
【0014】
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って、2つの転がり軸受に夫々適切なラジアル隙間を与えて、一方向クラッチの長寿命化を図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。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、軸体の径方向外方に、一方向クラッチを介して、プーリが設けてあり、
前記一方向クラッチの両側であって、前記プーリと前記軸体との間には、ラジアル荷重を支える2つの転がり軸受が配置してある一方向クラッチ内蔵型プーリ装置において、
前記軸体の内周面には、自動車の補機に連結される回転軸を固着するためのネジ部が形成してあり、
2つの前記転がり軸受の組み付け前の自由状態に於ける補機側の軸受のラジアル隙間を反補機側の軸受のラジアル隙間より大きくして、これによって組み付け状態に於ける2つの前記転がり軸受の残留隙間が等しくなるようにしたことを特徴とする。
【0016】
また、本発明の請求項2に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、軸体の径方向外方に、一方向クラッチを介して、プーリが設けてあり、
前記一方向クラッチの両側であって、前記プーリと前記軸体との間には、ラジアル荷重を支える2つの転がり軸受が配置してある一方向クラッチ内蔵型プーリ装置において、
前記軸体の内周面には、自動車の補機に連結される回転軸を固着するためのネジ部が形成してあり、
2つの前記転がり軸受の組み付け前の自由状態に於ける補機側の軸受と反補機側の軸受とは同程度のラジアル隙間を有しており、
前記軸体は補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法を反補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法より小さくして、これによって組み付け状態に於ける2つの前記転がり軸受の残留隙間が等しくなるようにしたことを特徴とする。
【0018】
さらに、本発明の請求項に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、請求項1または2において、前記プーリ装置は、自動車のオルタネータに装着されることを特徴とする。
【0019】
さらに、本発明の請求項に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、請求項1または2において、前記プーリ装置は、自動車のスタータに装着されることを特徴とする。
【0020】
このように、本発明によれば、プーリ装置の取付の際に生じる軸力(軸方向の圧縮荷重)による2つの転がり軸受の内輪の変形量の相違を考慮し、2つの転がり軸受の組み付け前の自由状態に於ける補機側の軸受のラジアル隙間を反補機側の軸受のラジアル隙間より大きくして、又は、軸体は、その外周面に、2つの転がり軸受を夫々外嵌すると共に補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法を反補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法より小さくして、2つの転がり軸受に、夫々、適切なラジアル隙間を与えることができ、ひいては、一方向クラッチの長寿命化を図ることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る一方向(ローラ)クラッチ内蔵型プーリ装置を図面を参照しつつ説明する。
【0022】
図1(a)は、本発明の実施の形態に係るローラクラッチ内蔵型プーリ装置の断面図であり、(b)は、(a)に示した一対の転がり軸受の断面図である。
【0023】
図2は、図1に示した軸体の断面図である。
【0024】
図1及び図2に示すように、本実施の形態では、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置には、例えば、補機のスタータ等の回転軸に装着するスリーブ状の軸体1が設けてあり、この軸体1の径方向外方に、一方向クラッチであるローラクラッチ2を介して、例えばエンジンの出力軸からのベルトを掛け渡すためのプーリ3が設けてある。
【0025】
なお、軸体1の内周面には、補機のスタータ、オルタネータ等の回転軸を固着するための雌ネジ部1aが形成してある。
【0026】
一方向クラッチであるローラクラッチ2は、軸体1に外嵌したクラッチ内輪11と、プーリ3内に圧入したクラッチ外輪12とを備えており、これらクラッチ内輪11・外輪12の間には、保持器13を有する多数のローラ14が介装してある。
【0027】
例えば、クラッチ外輪12の内周面には、オーバーラン時にローラ14を収納して保持するための凹部(図示略)が形成してあると共に、この凹部(図示略)から周方向に向けてクラッチ内輪11の外周面との間で間隔が徐々に狭くなりトルク伝達時にローラ14をロックするための楔状空間を規定するランプ部(カム面、図示略)が形成してある。
【0028】
各ローラ14は、保持器13に夫々設けたバネ(図示略)により、ランプ部(カム面、図示略)の楔状空間が狭くなる方向に弾性的に押圧してある。
【0029】
以上のように構成してあるため、トルク伝達の際には、バネ(図示略)により弾性的に押圧されたローラ14がランプ部(カム面、図示略)により規定した楔状空間に入り込んでクラッチ内輪11・外輪12の間でロックされる。
【0030】
一方、クラッチのオーバーランの際には、クラッチ外輪12とともに、ローラ14・保持器13・バネ(図示略)も回転する。この時、ローラ14は、静止しているクラッチ内輪11と接触しながら、楔状空間の広い方に僅かに移動する。
【0031】
これにより、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置がアイドルストップシステムに用いるスタータ用プーリクラッチとして使用される場合、このシステムは、エンジンがアイドルストップしたあと、再始動する際に、スタータモータがエンジンに動力を伝え、その後のエンジン点火後は、ローラクラッチ2が空転するというものである。この場合、自動車の総走行距離は長く、ローラクラッチ2の長寿命化は必要不可欠である。
【0032】
本実施の形態では、図1(a)(b)に示すように、ローラクラッチ2の両側であって、プーリ3と軸体1との間には、ラジアル荷重を支える2つの転がり軸受4a,4bが配置してある。
【0033】
各転がり軸受4a,4bは、玉軸受であり、内輪5と、球状の転動体6と、外輪7と、シール8とを備えている。但し、転がり軸受は、これに限定されず、ころ軸受、又は、玉軸受・ころ軸受の組合せ等であってもよい。
【0034】
ローラクラッチ2の寿命は、2つの転がり軸受4a,4bのラジアル隙間に大きく依存する。すなわち、自動車の補機にプーリ装置を取り付けたとき、補機側の軸受4aの内輪は、反補機側の軸受4bの内輪よりも、軸体が受ける軸力(軸方向の圧縮荷重)に伴う径方向膨張の影響をより一層強く受け、その結果、2つの転がり軸受4a,4bにおいて、ラジアル隙間に相互差が生じる。従って、2つの転がり軸受4a,4bは、適切なラジアル隙間となるようにしなければならない。
【0035】
そこで、本実施の形態では、プーリ装置の取付の際に生じる軸力(軸方向の圧縮荷重)による2つの転がり軸受4a,4bの内輪の変形量の相違を考慮して、2つの転がり軸受4a,4bの自由状態に於けるラジアル隙間を、夫々、異ならせている。
【0036】
すなわち、図1(b)に示すように、補機側の軸受4aは、取付前の自由状態に於いて、反補機側の軸受4bよりも、そのラジアル隙間が大きくなるように設定してある。
【0037】
これにより、2つの転がり軸受4a,4bに、夫々、適切なラジアル隙間を与えることができ、ひいては、ローラクラッチ2の焼付き、内輪11・外輪12の軌道輪の剥離をなくし、ローラクラッチ2の長寿命化を図ることができる。
【0038】
また、本実施の形態では、図2に示すように、軸体1は、その外周面に、2つの転がり軸受4a,4bを夫々外嵌すると共にその外径寸法が異なる小径部20aと大径部20bとを有している。
【0039】
すなわち、図2に示すように、2つの転がり軸受4a,4bは、夫々、その外径寸法が異なる小径部20aと大径部20bとに外嵌してある。この例は、組立の作業性から、同程度のラジアル隙間をもつ転がり軸受4a,4bにより組立を行う場合に好適である。
【0040】
この場合にも、2つの転がり軸受4a,4bに、夫々、適切なラジアル隙間を与えることができ、ひいては、ローラクラッチ2の焼付き、内輪11・外輪12の軌道輪の剥離をなくし、ローラクラッチ2の長寿命化を図ることができる。
【0041】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。また、内輪にカム面が形成されるオルタネータ用一方向プーリクラッチにおいても、本願発明は適用できる。
【0042】
以上説明したように、本発明によれば、プーリ装置の取付の際に生じる軸力(軸方向の圧縮荷重)による2つの転がり軸受の内輪の変形量の相違を考慮し、2つの転がり軸受の組み付け前の自由状態に於ける補機側の軸受のラジアル隙間を反補機側の軸受のラジアル隙間より大きくして、又は、軸体は、その外周面に、2つの転がり軸受を夫々外嵌すると共に補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法を反補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法より小さくして、2つの転がり軸受に、夫々、適切なラジアル隙間を与えることができ、ひいては、一方向クラッチの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施の形態に係るローラクラッチ内蔵型プーリ装置の断面図であり、(b)は、(a)に示した一対の転がり軸受の断面図である。
【図2】図1に示した軸体の断面図である。
【符号の説明】
1 軸体
1a 雌ネジ部
2 ローラクラッチ
3 プーリ
4a,4b 転がり軸受
5 内輪
6 転動体
7 外輪
8 シール
11 クラッチ内輪
12 クラッチ外輪
13 保持器
14 ローラ
20a 大径部
20b 小径部

Claims (4)

  1. 軸体の径方向外方に、一方向クラッチを介して、プーリが設けてあり、
    前記一方向クラッチの両側であって、前記プーリと前記軸体との間には、ラジアル荷重を支える2つの転がり軸受が配置してある一方向クラッチ内蔵型プーリ装置において、
    前記軸体の内周面には、自動車の補機に連結される回転軸を固着するためのネジ部が形成してあり、
    2つの前記転がり軸受の組み付け前の自由状態に於ける補機側の軸受のラジアル隙間を反補機側の軸受のラジアル隙間より大きくして、これによって組み付け状態に於ける2つの前記転がり軸受の残留隙間が等しくなるようにしたことを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
  2. 軸体の径方向外方に、一方向クラッチを介して、プーリが設けてあり、
    前記一方向クラッチの両側であって、前記プーリと前記軸体との間には、ラジアル荷重を支える2つの転がり軸受が配置してある一方向クラッチ内蔵型プーリ装置において、
    前記軸体の内周面には、自動車の補機に連結される回転軸を固着するためのネジ部が形成してあり、
    2つの前記転がり軸受の組み付け前の自由状態に於ける補機側の軸受と反補機側の軸受とは同程度のラジアル隙間を有しており、
    前記軸体は補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法を反補機側の軸受を外嵌する外径部の外径寸法より小さくして、これによって組み付け状態に於ける2つの前記転がり軸受の残留隙間が等しくなるようにしたことを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
  3. 前記プーリ装置は、自動車のオルタネータに装着されることを特徴とする請求項1または2に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
  4. 前記プーリ装置は、自動車のスタータに装着されることを特徴とする請求項1または2に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
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