JP4772657B2 - 一方向クラッチユニットの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のオルターネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプや冷却ファン等の補機のプーリに組み込まれ、径方向内外に同心状に配設された二つの回転部材間に一方向クラッチを組み込み、その一方向クラッチの両側に軸受をそれぞれ配設した一方向クラッチユニットの組立方法に関する。

例えば自動車のオルターネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプや冷却ファン等の補機のプーリには、一方向クラッチユニットが組み込まれているものがある（例えば、特許文献１参照）。

図５は、この特許文献１に開示された一方向クラッチユニットの全体構造例を示す。この一方向クラッチユニットは、同図に示すように径方向内外に同心状に配設された回転軸１およびプーリ２と、回転軸１とプーリ２の間の軸方向中央部に介設された一方向クラッチ３と、回転軸１とプーリ２の間で一方向クラッチ３の両側に配設された二つの転がり軸受４，５とで主要部が構成されている。

一方向クラッチ３は、回転軸１に圧入により嵌合された内輪６と、プーリ２として兼用された外輪（以下、プーリと称す）と、内輪６の外径面とプーリ２の内径面との間に係合離脱可能に介在した複数のローラ７と、各ローラ７を保持する保持器８とで主要部が構成されている。

この一方向クラッチ３では、内輪６の外径面にカム面が形成され、そのカム面とプーリ２の内径面との間で円周方向に楔状隙間が形成されている。この楔状隙間でのローラ７の係合・離脱を、保持器８に付設されてローラ７に弾性力を付勢するコイルばね（図示せず）により制御することで、内輪６（回転軸１）とプーリ２の間で回転トルクの伝達・遮断を行うようにしている。

前述の一方向クラッチ３の両側に配置された二つの転がり軸受４，５は、回転軸１の外径面とプーリ２の内径面の間に圧入により嵌合されている。つまり、転がり軸受４，５の構成部品の一つである内輪４ａ，５ａが回転軸１に対して圧入により嵌合し、また、もう一つの構成部品である外輪４ｂ，５ｂがプーリ２に対して圧入により嵌合している。

一方、一方向クラッチユニットの内部への異物や水の侵入を防止するため、転がり軸受４，５に接触型シール９，１０を組み付けるようにしている。この接触型シール９，１０により一方向クラッチユニットの耐塵性および耐水性を確保するようにしている。接触型シール９，１０は、転がり軸受４，５の外側端部で内輪４ａ，５ａと外輪４ｂ，５ｂの間に配設され、例えば外輪４ｂ，５ｂの外側端部内径面に固定されて内輪４ａ，５ａの外側端部外径面にリップ部９ｂ，１０ｂを接触させている。
特開２０００−２２７１２９号公報

ところで、前述した従来の一方向クラッチユニットでは、図６に示すように、回転軸１とプーリ２の間に一方向クラッチ３および一方の転がり軸受４を組み込んだ後、他方の転がり軸受５を回転軸１とプーリ２の間に圧入することにより組み立てられる。

この他方の転がり軸受５を組み込むに際して、その転がり軸受５の内輪５ａが回転軸１に圧入されると共に外輪５ｂがプーリ２に圧入されるため、その内輪５ａと回転軸１の間および外輪５ｂとプーリ２の間で隙間がなく、また、その転がり軸受５の外側端部に接触型シール１０が組み付けられていることから、一方向クラッチユニットの内部空気の逃げ場がなくなる。

その結果、一方向クラッチユニットの内部空気の圧力が上昇し、他方の転がり軸受５の圧入が困難となる。また、圧力上昇した内部空気が転がり軸受５の接触型シール１０のリップ部１０ｂから外部へ逃げようとするため、その接触型シール１０のリップ部１０ｂが変形し易く、一方向クラッチユニットのシール性低下を招くことになる。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、転がり軸受の組み込みを容易にし、かつ、接触型シールによるシール性の低下を未然に防止し得る一方向クラッチユニットの組立方法を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、回転軸とその径方向外側に同心状に配置したプーリとの間の軸方向中央部に一方向クラッチが配設され、その一方向クラッチの両側に、一方の軌道輪に固定されて他方の軌道輪にリップ部を接触させた接触型シールを有する転がり軸受が圧入により嵌挿された一方向クラッチユニットの組立方法であって、回転軸とプーリとの間で一方向クラッチの一方の側に一方の転がり軸受を組み込んだ後、一方向クラッチの他方の側に接触型シール組付前の転がり軸受を圧入した上で、その転がり軸受に接触型シールを組み付けることを特徴とする。

本発明では、回転軸とプーリとの間で一方向クラッチの一方の側に一方の転がり軸受を組み込んだ後、一方向クラッチの他方の側に接触型シール組付前の転がり軸受を圧入した上で、その転がり軸受に接触型シールを組み付けることにより、接触型シール組付前の転がり軸受を圧入するに際して、その転がり軸受の内外輪間から一方向クラッチユニットの内部空気を逃がすことができ、一方向クラッチユニットの内部空気の圧力上昇がなくなる。また、その転がり軸受の圧入後に接触型シールを組み付けるため、その接触型シールのリップ部が内部空気の逃げにより変形することもない。

本発明では、回転軸とプーリとの間で一方向クラッチの一方の側に一方の転がり軸受を組み込んだ後、一方向クラッチの他方の側に接触型シール組付前の転がり軸受を圧入した上で、その転がり軸受に接触型シールを組み付ける。

これにより、接触型シール組付前の転がり軸受を圧入するに際して、その転がり軸受の内外輪間から一方向クラッチユニットの内部空気を逃がすことができることから、一方向クラッチユニットの内部空気の圧力上昇がなくなるので、転がり軸受の圧入が容易となって一方向クラッチユニットの組立性が向上する。

また、その転がり軸受の圧入後に接触型シールを組み付けるため、その接触型シールのリップ部が内部空気の逃げにより変形することもないので、一方向クラッチユニットのシール性を確保することができる。

本発明に係る一方向クラッチユニットの組立方法の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、例えば自動車のオルターネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプや冷却ファン等の補機のプーリに組み込まれた一方向クラッチユニットについて説明するが、本発明はこれに限定されることなく、補機のプーリ以外の他の機器にも適用可能である。

図１および図２は、本発明の実施形態における一方向クラッチユニットの全体構造例を示し、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

一方向クラッチユニットは、同図に示すように径方向内外に同心状に配設された回転軸２１およびプーリ２２と、その回転軸２１とプーリ２２の間の軸方向中央部に介設された一方向クラッチ２３と、回転軸２１とプーリ２２の間で一方向クラッチ２３の両側に配設された二つの転がり軸受２４，２５とで主要部が構成されている。

一方向クラッチ２３は、回転軸２１に圧入により嵌合され、外径面に複数の平坦状カム面２６ａが円周方向等間隔に形成された内輪２６と、プーリ２２として兼用され、内径面を円筒面２２ａとした外輪と、内輪２６のカム面２６ａとプーリ２２の円筒面２２ａとの間に係合離脱可能に介在した複数のローラ２７と、各ローラ２７を円周方向等間隔に保持する保持器２８とで主要部が構成されている。なお、この実施形態では、ローラタイプの一方向クラッチについて説明するが、スプラグ等の他の係合子を用いたタイプの一方向クラッチにも適用することは可能である。

保持器２８は、内輪２６のカム面２６ａと対応する位置に複数のポケット２８ａが円周方向等間隔に形成され、この各ポケット２８ａ内にローラ２７が転動自在に個々に収容されている。また、この保持器２８には、その円周方向に沿ってコイルばね３１が装着されており、そのコイルばね３１の先端を保持器２８から突出させてポケット２８ａ内に収容されたローラ２７に当接させている（図２参照）。

この一方向クラッチ２３では、内輪２６の外径面に形成されたカム面２６ａとプーリ２２の円筒面２２ａとの間で円周方向に楔状隙間３２（図２参照）が形成されている。この楔状隙間３２でのローラ２７の係合・離脱をそのローラ２７に当接したコイルばね３１の弾性力でもって制御することで、内輪２６（回転軸２１）とプーリ２２の間で回転トルクの伝達・遮断を行うようにしている。

例えばプーリ２２を一方向（図２の時計方向）のみに回転駆動させて回転軸２１を従動させて使用する場合、一方向クラッチ２３の動作は次のとおりである。プーリ２２の回転速度を上昇させた時、ローラ２７がコイルばね３１の弾性力によりプーリ２２と内輪２６の間の楔状隙間３２の狭い側へ転動してそのプーリ２２と内輪２６の間に噛み込む。その結果、内輪２６（回転軸２１）がプーリ２２と一体化してロック状態となって同期回転する。一方、プーリ２２の回転速度が下がって内輪２６の回転速度がプーリ２２よりも速くなると、ローラ２７がコイルばね３１の弾性力に抗して楔状隙間３２の広い側へ転動して自転するようになる。その結果、プーリ２２と内輪２６（回転軸２１）がフリー状態となって相対回転する。

一方向クラッチ２３の両側に配置された二つの転がり軸受２４，２５は、回転軸２１の外径面に圧入により嵌合された内輪２４ａ，２５ａと、プーリ２２の円筒面２２ａに圧入により嵌合された外輪２４ｂ，２５ｂと、内輪２４ａ，２５ａの外径面と外輪２４ｂ，２５ｂの内径面との間に転動自在に介在した複数のボール２４ｃ，２５ｃと、それら複数のボール２４ｃ，２５ｃを円周方向等間隔に保持する保持器２４ｄ，２５ｄとで主要部が構成されている。

この転がり軸受２４，２５には、一方向クラッチユニットの内部への異物や水の侵入を防止するため、接触型シール２９，３０を組み付けている。この接触型シール２９，３０は、外輪２４ｂ，２５ｂと内輪２４ａ，２５ａとの間の隙間の外側端部が塞がれ、これにより、一方向クラッチユニットの耐塵性および耐水性を確保するようにしている。

この接触型シール２９，３０は、転がり軸受２４，２５の外側端部で内輪２４ａ，２５ａと外輪２４ｂ，２５ｂの間に配設され、例えば外輪２４ｂ，２５ｂの外側端部内径面に固定されて内輪２４ａ，２５ａの外側端部外径面にリップ部２９ｂ，３０ｂを接触させている。具体的に、接触型シール２９，３０は、鋼板製の芯金２９ａ，３０ａに合成ゴムで形成されたシール材２９ｃ，３０ｃを固着したもので、シール材２９ｃ，３０ｃの内周側にリップ部２９ｂ，３０ｂが設けられている。

以上で説明した構成からなる一方向クラッチユニットの組立方法を以下に詳述する。

まず、図３に示すように、回転軸２１とプーリ２２の間でその軸方向中央部に一方向クラッチ２３を組み込み、その一方向クラッチ２３の一方の側（図示左側）に一方の転がり軸受２４を組み付ける。この一方の転がり軸受２４は、その内輪２４ａと外輪２４ｂの間に接触型シール２９を組み込んだ状態で圧入により回転軸２１とプーリ２２の間に嵌合される。

このようにして一方の転がり軸受２４を組み込んだ後、一方向クラッチ２３の他方の側（図示右側）に他方の転がり軸受２５を組み付ける。この時、他方の転がり軸受２５は、接触型シール３０を未装着状態としている。この他方の転がり軸受２５を圧入により回転軸２１とプーリ２２の間に嵌合させるが、接触型シール３０が未装着状態であることから、転がり軸受２５の内輪２５ａと外輪２５ｂの間から一方向クラッチユニットの内部空気を逃がすことができ、一方向クラッチユニットの内部空気の圧力上昇がなくなる。その結果、転がり軸受２５の圧入が容易となって一方向クラッチユニットの組立性が向上する。

この接触型シール組付前の転がり軸受２５を圧入した後、図４に示すように、その転がり軸受２５の内輪２５ａと外輪２５ｂの間に接触型シール３０を組み付ける。このように、転がり軸受２５の圧入後に接触型シール３０を組み付けるため、その接触型シール３０のリップ部３０ｂが内部空気の逃げにより変形することはない。その結果、一方向クラッチユニットのシール性を確保することができる。

本発明は前述した実施形態に何ら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内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明の実施形態で、一方向クラッチユニットの全体構成を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態で、一方の転がり軸受を組み込んだ後に他方の転がり軸受を組み込む状態を示す断面図である。 本発明の実施形態で、図３の状態から接触型シールを組み付ける状態を示す断面図である。 一方向クラッチユニットの全体構成を示す断面図である。 従来例で、一方の転がり軸受を組み込んだ後に他方の接触型シールを組み付けた転がり軸受を組み込む状態を示す断面図である。

符号の説明

２１ 回転軸
２２ プーリ
２３ 一方向クラッチ
２４，２５ 転がり軸受
２４ａ，２５ａ 軌道輪（内輪）
２４ｂ，２５ｂ 軌道輪（外輪）
２９，３０ 接触型シール
２９ｂ，３０ｂ リップ部

Claims (1)

1. 回転軸とその径方向外側に同心状に配置したプーリとの間の軸方向中央部に一方向クラッチが配設され、その一方向クラッチの両側に、一方の軌道輪に固定されて他方の軌道輪にリップ部を接触させた接触型シールを有する転がり軸受が圧入により嵌挿された一方向クラッチユニットの組立方法であって、前記回転軸とプーリとの間で一方向クラッチの一方の側に一方の転がり軸受を組み込んだ後、前記一方向クラッチの他方の側に接触型シール組付前の転がり軸受を圧入した上で、その転がり軸受に接触型シールを組み付けることを特徴とする一方向クラッチユニットの組立方法。

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