JP4617610B2 - プーリユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車エンジンに付設されたクランクシャフトの駆動を、ベルトを介して補機の回転軸(オルタネータの発電用回転軸など)に伝達するためのプーリユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のプーリユニットには図5に示すようなものがある。このプーリユニット1は、自動車エンジンの補機を駆動するための回転軸に付設されるもので、この補機としては、例えばオルタネータ2、その他エアコンディショナー用コンプレッサ、ウォーターポンプ、冷却ファンなどがある。
【0003】
図示のプーリユニット1は、エンジンの駆動部とオルタネータ2の発電用回転軸3とを連結する部分に配置されており、オルタネータ本体4から側方に突出した発電用回転軸3の突出部に外嵌する中空の軸体部(以下「ロータ軸」という)5を有し、このロータ軸5に軸受空間11を介して、エンジンからの動力が伝達される動力伝達用のVリブドベルト9を巻回するためのプーリ10が外嵌されている。
【0004】
また前記軸受空間11には、一方向クラッチ6およびその両側方、すなわちオルタネータ2側(固定端側)に玉7(深溝玉軸受部)が配置され、この玉7の反対側(自由端側)にころ8が配置され、前記一方向クラッチ6の機能により、ロータ軸5はプーリ10の回転に伴なう一方向にのみ回転可能に構成されている。
【0005】
そして、前記プーリ10におけるベルト巻回部10aの長手方向中心10bは、一方向クラッチ6の長手方向中心6aに対して、前記ころ8の長手方向中心8aに近い位置に配置形成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一般にプーリユニット1では、ロータ軸5とプーリ10との間の軸受空間11対して、玉7、一方向クラッチ6、ころ8の順で組み付けられる。
【0007】
ところで、上記従来のプーリユニット1では、プーリ10におけるベルト巻回部10aの長手方向中心10bが、ころ8の長手方向中心8aに近い位置に配置形成されている。そして、Vリブドベルト9を介してプーリ10にプーリ荷重(モーメント)が働いた場合、プーリ10の傾き中心は玉7の軌道中心となる。
【0008】
従って、プーリ荷重の中心位置が玉7の軌道中心位置から離れる(オフセット量が大きくなる)と、プーリ10の傾き角が大きくなり、例えばころ8のエッジ部分に摩耗や剥離が発生したり、一方向クラッチ6のころの噛み合い不良が発生して、これら部品の摩耗、発熱の原因となって潤滑材(グリース)の劣化促進の原因となる。
【0009】
そこで、本発明は上記課題を解決し得るプーリユニットの提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるプーリユニットにおいては、同心状に配置される内外二つの環体と、両環体の間の環状軸受空間に介装される一方向クラッチと、前記環状軸受空間内で一方向クラッチの両側に配置される転動体とを備え、外側の環体が動力伝達用のベルトが掛巻されるプーリとして用いられ、内側の環体が補機駆動用の回転軸に連結され、前記両転動体のうち一側の転動体として複数個の玉が用いられ、他側の転動体として複数個のころが用いられるプーリユニットにおいて、前記プーリは、該プーリの外周部に設けたベルト掛巻部から径方向内側の前記環状軸受空間まで中実となる部材で構成されるとともに、前記ベルト掛巻部における軸心方向中心位置が、前記一方向クラッチに対して玉側寄りに配置され、かつ、前記プーリにおいて前記ころの配置箇所の外周側に前記ベルト掛巻部が設けられていない。
【0011】
上記構成によれば、プーリの外周部に設けたベルト掛巻部における軸心方向中心位置が一方向クラッチに対して玉側に配置しているので、ベルトを介してプーリにプーリ荷重(モーメント)が働いた場合に、プーリの傾き角が小さくなり、ころのエッジ部分の摩耗や剥離を防止し、あるいは一方向クラッチのころの噛み合い不良を防止する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図1ないし図4に基づいて、本発明の実施の形態に係るプーリユニット1を説明する。
【0013】
まず、図1ないし図3に示した本発明の実施の第一形態に係るプーリユニット1を説明すると、これは、エンジンの補機に付設されるもので、この補機と称されるものには、例えば自動車のオルタネータ2、エアコンディショナー用コンプレッサ、ウォーターポンプ、冷却ファンなどがある。
【0014】
このプーリユニット1は、エンジンの駆動部とオルタネータ2の発電用回転軸3とを連結する部分に配置され、オルタネータ本体4から側方に突出した発電用回転軸3の突出部に外嵌する中空の軸体部(以下「ロータ軸」という)5を有し、このロータ軸5に対し、一方向クラッチ6およびその両側に配置した転動体、すなわちオルタネータ2側に円周等配に配置した複数個の玉(深溝玉軸受部)7、および一方向クラッチ6を挟んで玉7の反対側に円周等配に配置した複数個のころ8を介して、エンジンからの動力が伝達される動力伝達用のVリブドベルト9を巻回するためのプーリ10を有している。
【0015】
前記一方向クラッチ6は、プーリ10とロータ軸5とが対向する環状軸受空間11の軸心方向略中央に配置され、前記ロータ軸5の軸心方向略中央部分は所定幅だけ多角形状(図2および図3では8角形状)に形成されてこの部分がカム面5aとされ、このカム面5aにその固定端側の大径領域(玉7の内輪軌道面)に連接されるテーパ状段差部5bが形成され、このテーパ状段差部5bによって一方向クラッチ6全体が玉7側に移動するのが阻止され、前記カム面5aにその自由端側の小径領域(ころ8の内輪軌道面)に連接されるテーパ状段差部5cが形成されている。
【0016】
前記カム面5aとプーリ10の円形の内周面とで楔状空間Aが形成され、前記一方向クラッチ6の転動体としてのころ12の内輪軌道面は前記カム面5aであり、ころ12の外輪軌道面はプーリ10の内周面とされる。また、一方向クラッチ6は、合成樹脂製で環状のころ保持器13、および前記ころ12を楔状空間Aの狭い側(ロック側)へ付勢する機能を有する楕円形のコイルばね14を有し、このコイルばね14は、ころ保持器13に円周等配位置で軸心方向に沿って形成された柱部13aの側壁面に楔状空間Aに向けて円周方向に突設された突起13bに装着されている。
【0017】
このような一方向クラッチ6の構成により、プーリ10とロータ軸5との回転速度差に応じて、一方向クラッチ6がロック状態またはフリー状態となることで、プーリ10からロータ軸5へ動力を伝達したり、動力を遮断したりする。なお、一方向クラッチ6がフリー状態となったときは、ロータ軸5が自身の回転慣性力により回転を継続する。
【0018】
前記ころ8は、プーリ10の自由端側内周面を外輪軌道面とし、ロータ軸5の自由端側円形外周面(小径領域)を内輪軌道面とし、保持器15によって円周等配位置に保持されている。
【0019】
前記玉7は、プーリ10の固定端側内周面を外輪軌道面とし、ロータ軸5の固定端側円形外周面(大径領域)を内輪軌道面とし、保持器17によって円周等配位置に保持されている。
【0020】
そして、ころ8および玉7のそれぞれの軸心方向両側に、前記環状軸受空間11をシールするためのシール部材18が装着され、これらシール部材18は、環状芯金19とその外側に被着した弾性体20とからなり、この弾性体20の径方向一端側がプーリ10の内周面に固着され、他端側がシールリップとされてロータ軸5の外周面に接触した構成となっている。さらにロータ軸5の自由端側端部外周面には、プーリ10の自由端内周面との間で泥水等が環状軸受空間11内部に侵入するのを防止するための環体21が固着されている。
【0021】
なお、前記ロータ軸5には中心孔22が形成され、その自由端側に、ロータ軸5を回転させるための工具(例えば六角レンチ)が嵌合する操作溝23が形成され、また中心孔22の途中に、発電用回転軸3の途中に形成した雄ねじ部24が螺合する雌ねじ部25が形成されている。
【0022】
前記プーリ10の外周部にはベルト掛巻部10aが形成され、このベルト掛巻部10aにおける軸心方向中心10bが、前記一方向クラッチ6の軸心方向中心6aよりも玉7の軸心方向中心7a側(図の場合、固定端側)に配置されている。なお、前記ベルト掛巻部10aには、Vリブドベルト9内周面の凹凸が嵌合する波状の溝10cが形成されている。
【0023】
上記構成において、プーリユニットの組み立てに際しては、ロータ軸5とプーリ10との間の環状軸受空間11に対して、玉7、一方向クラッチ6、ころ8の順で組み付けられる。
【0024】
そしてこの実施の第一形態では、プーリ10の外周部に形成されたベルト掛巻部10aにおける軸心方向中心10bを、一方向クラッチ6の軸心方向中心6aに対して玉7の軸心方向中心7a側に配置することで、玉7の軸心方向中心7aとベルト掛巻部10aにおける軸心方向中心10bとの間の距離(オフセット量)を小さくしてある。換言すれば、玉7(その軸心方向中心7a)をプーリ荷重が働く位置に近い位置に配置してあるので、Vリブドベルト9を介してプーリ10にプーリ荷重(モーメント)が働いた場合に、プーリ10の傾き角が極小に抑えられ、従って、ころ8のエッジ部分が内輪軌道面や外輪軌道面に当たるのを防止でき、例えばころ8のエッジ部分の摩耗や剥離、一方向クラッチ6のころの噛み合い不良を防止してこれら部品の摩耗や発熱を抑え、潤滑材(グリース)の劣化促進を抑えることができる。
【0025】
次に図4に基づいて、本発明の実施の第二形態を説明する。本発明の実施の第二形態に係るプーリユニット1は、実施の第一形態に対して固定端側と自由端側とが対象の構成になっている。
【0026】
すなわち、ロータ軸5の外周面のうち自由端側が大径領域とされ、固定端側が小径領域とされ、環状軸受空間11の自由端側に転動体としての玉7が配置され、この玉7に一方向クラッチ6を介して環状軸受空間11の自由端側に転動体としてのころ8が配置されている。
【0027】
そして、プーリ10の外周部にはベルト掛巻部10aが形成され、このベルト掛巻部10aにおける軸心方向中心10bが、前記一方向クラッチ6の軸心方向中心6aよりも玉7の軸心方向中心7a側に配置されている。なお、前記ベルト掛巻部10aには、Vリブドベルト9内周面の凹凸が嵌合する波状の溝10cが形成されている。他の構成は上記実施の第一形態と同様であるので省略する。
【0028】
上記構成において、プーリユニットの組み立ては、ロータ軸5とプーリ10との間の環状軸受空間11に対して、玉7、一方向クラッチ6、ころ8の順で組み付けられる。
【0029】
そしてこの実施の第二形態では、プーリ10の外周部に形成されたベルト掛巻部10aにおける軸心方向中心10bを、一方向クラッチ6の軸心方向中心6aに対して玉7の軸心方向中心7a側に配置することで、玉7の軸心方向中心7aとベルト掛巻部10aにおける軸心方向中心10bとの間の距離(オフセット量)を小さくしてあるので、Vリブドベルト9を介してプーリ10にプーリ荷重(モーメント)が働いた場合に、プーリ10の傾き角が極小に抑えられ、従って、ころ8のエッジ部分が内輪軌道面や外輪軌道面に当たるのを防止でき、例えばころ8のエッジ部分の摩耗や剥離、一方向クラッチ6のころの噛み合い不良を防止してこれら部品の摩耗や発熱を抑え、潤滑材(グリース)の劣化促進を抑えることができる。
【0030】
なお、上記各実施の形態ではプーリ10の内周面を直接外輪軌道面として用い、ロータ軸5の外周面を直接内輪軌道面として用いた構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図示しないが、プーリ10の内周面にこれとは別部材のの環体を嵌着してプーリ10と一体とし、この環体の内周面を外輪軌道面として用い、ロータ軸5の外周面にこれとは別部材の環体を嵌着してロータ軸5と一体とし、この環体の外周面を内輪軌道面として用いるタイプのプーリユニットにも適用させることができる。そしてこの場合も、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、内外二つの環体が両環体の間の環状軸受空間に介装される一方向クラッチと、その両側に配置されるころおよび玉とを備え、外側の環体が動力伝達用のベルトが掛巻されるプーリとして用いられ、プーリの外周部に設けたベルト掛巻部における軸心方向中心位置を、一方向クラッチに対して玉側に配置して玉の軸心方向中心とベルト掛巻部における軸心方向中心との間の距離(オフセット量)を小さくしてあるもので、換言すれば、玉をプーリ荷重が働く位置に近い位置に配置してあるので、ベルトを介してプーリにプーリ荷重(モーメント)が働いた場合に、プーリの傾き角が極小に抑えられ、従って、ころのエッジ部分が内輪軌道面や外輪軌道面に当たるのを防止でき、ころのエッジ部分の摩耗や剥離、一方向クラッチのころの噛み合い不良を防止してこれら部品の摩耗や発熱を抑え、潤滑材の劣化促進を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の第一形態を示すプーリユニットの全体構成を示す断面図である。
【図2】 同じくロータ軸と一方向クラッチの保持器を示す分解斜視図である。
【図3】 同じくプーリユニットにおける一方向クラッチ部分の断面図である。
【図4】 本発明の実施の第二形態を示すプーリユニットの全体構成を示す断面図である。
【図5】 従来のプーリユニットの全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 プーリユニット
2 オルタネータ
5 ロータ軸
6 一方向クラッチ
6a 一方向クラッチの軸心方向中心
7 玉
7a 玉の軸心方向中心
8 ころ
9 Vリブドベルト
10 プーリ
11 環状軸受空間
10a ベルト掛巻部
10b ベルト掛巻部における軸心方向中心
Claims (1)
- 同心状に配置される内外二つの環体と、両環体の間の環状軸受空間に介装される一方向クラッチと、前記環状軸受空間内で一方向クラッチの両側に配置される転動体とを備え、外側の環体が動力伝達用のベルトが掛巻されるプーリとして用いられ、内側の環体が補機駆動用の回転軸に連結され、前記両転動体のうち一側の転動体として複数個の玉が用いられ、他側の転動体として複数個のころが用いられるプーリユニットにおいて、前記プーリは、該プーリの外周部に設けたベルト掛巻部から径方向内側の前記環状軸受空間まで中実となる部材で構成されるとともに、前記ベルト掛巻部における軸心方向中心位置が、前記一方向クラッチに対して玉側寄りに配置され、かつ、前記プーリにおいて前記ころの配置箇所の外周側に前記ベルト掛巻部が設けられていないことを特徴とするプーリユニット。
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2001
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