JP5772144B2

JP5772144B2 - 回転伝達装置

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Publication number: JP5772144B2
Application number: JP2011071673A
Authority: JP
Inventors: 透野々山; 憲和合田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: JP2012207679A

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８および図９（特許文献１）に示したものがある。

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。

前記一方向クラッチ１６０は、回転軸１０１と一体回転する円筒状の保持器１２０と、保持器１２０の各ポケット１２１に回転可能に保持される円筒状の係合子１２２と、回転軸１０１とプーリ部１５０間に形成され円周方向に空間が漸減するくさび空間１２３と、くさび空間１２３に喰い込む方向に係合子１２２を押圧するバネ１２４とからなっている。回転軸１０１の外周には、断面六角形の係合面１０２が形成され、保持器１２０の内周には、断面六角形の受け面１２５が形成され、回転軸１０１および保持器１２０間で回転伝達できるようになっている。

回転軸１０１の外周には、玉軸受１４０の玉１４１が転動する内輪側軌道面１０３が形成され、内輪側軌道面１０３の径が係合面１０２の最小径に比べて大きいので、内輪側軌道面１０３および係合面１０２間にテーパ１０４あるいは一点鎖線で示す段部１０７が形成されている。回転軸１０１の外周には、ころ軸受１３０のころ１３１が転動する内輪側軌道面１０５が形成されている。

特開２０１０−１９３１７号公報

保持器１２０とテーパ１０４あるいは段部１０７間に係合面１０２の最小径と同径の逃がし面１０８があり、内輪側軌道面１０５の径が係合面１０２の最小径と同径であるので、一方向クラッチ１６０の保持器１２０が、軸方向に移動し、保持器１２０に付着した潤滑油が、玉軸受１４０の潤滑油あるいはころ軸受１３０の潤滑油に接触する。
プーリ部１５０の回転が停止し、回転軸１０１が惰性回転する空転時は、ころ軸受１３０の保持器１３２が、一方向クラッチ１６０の保持器１２０と異なる回転速度で回転し、前記接触が起こると、回転軸１０１が回転ロスし、交流発電器が発電ロスする。
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、一方向クラッチ１６０の保持器１２０の潤滑油が、玉軸受１４０の潤滑油あるいはころ軸受１３０の潤滑油に回転接触する恐れがない回転伝達装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、一対の転がり軸受を介して第１回転部および第２回転部を互いに同軸回りに回転可能に軸承し、軸方向においては一対の転がり軸受間で、径方向においては前記第１回転部および前記第２回転部間で周方向に空間が漸減するくさび空間を円周方向に複数形成し、各くさび空間に係合子を介挿し、これらの係合子を保持するクラッチ用保持器を前記一対の転がり軸受間に設け、前記係合子を前記くさび空間に喰い込む方向に押付ける弾性体を設け、前記第１回転部および前記クラッチ用保持器間で回転伝達できるよう前記クラッチ用保持器の内周に受け面を形成するとともに、前記第１回転部の外周に前記受け面に円周方向に係合する係合面を形成した回転伝達装置において、前記受け面に前記係合面を挟んで両側に一対の第２の傾斜面を形成し、前記一対の第２の傾斜面は、回転方向に対し軸方向に傾斜した面を有し、前記受け面に対し前記係合面が回転方向に傾き、前記係合面の一部が前記一対の第２の傾斜面に接触したときに、前記クラッチ用保持器を前記一対の転がり軸受の軸方向の中間へ押し戻すようにしたものである。

この構成によれば、第１の回転部の回転を減速させるような力が発生すると、一対の第２の傾斜面のうちどちらか一方に係合面が係合してクラッチ用保持器は、一対の転がり軸受の軸方向の中間へ押し戻される。この結果、クラッチ用保持器の潤滑油が、一対の転がり軸受の潤滑油に回転接触しなくなり、回転軸の回転ロスが無くなり、発電ロスを減らすことが出来る。

請求項２に記載の発明は、前記受け面および前記係合面をそれぞれ断面多角形状に形成した。

この構成によれば、受け面および係合面の加工が容易になり、回転伝達力が円周方向の数箇所で分散されるので、摩耗を少なくできる。
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記受け面に前記係合面と対応する位置に第１の傾斜面を形成し、前記第１の傾斜面は、回転方向に対し径方向に傾斜した面を有し、前記一対の第２の傾斜面は、回転方向に対し軸方向に傾斜しかつ回転方向に対し径方向に傾斜した面を有し、前記第１の傾斜面および前記一対の第２の傾斜面により前記受け面に対し前記係合面が回転方向に傾き、前記係合面の一部が前記一対の第２の傾斜面に接触したときに、前記クラッチ用保持器を前記一対の転がり軸受の軸方向の中間へ押し戻すようにしたことを特徴とするものである。
この構成によれば、第１の回転部の回転を減速させるような力が発生すると、前記第１の傾斜面および前記一対の第２の傾斜面により前記受け面に対し前記係合面が回転方向に傾き、一対の第２の傾斜面のうちどちらか一方に係合面が係合してクラッチ用保持器は、一対の転がり軸受の軸方向の中間へ押し戻される。この結果、クラッチ用保持器の潤滑油が、一対の転がり軸受の潤滑油に回転接触しなくなり、回転軸の回転ロスが無くなり、発電ロスを減らすことが出来る。

本発明によれば、第１の回転部の回転を減速させるような力が発生すると、一対の傾斜面のうちどちらか一方に係合面が係合してクラッチ用保持器は、一対の転がり軸受の軸方向の中間へ押し戻される。この結果、クラッチ用保持器の潤滑油が、一対の転がり軸受の潤滑油に回転接触しなくなり、回転軸の回転ロスが無くなり、発電ロスを減らすことが出来る。

本発明の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。本発明の実施形態における図１のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態における図２の要部拡大断面図である。本発明の実施形態における図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。本発明の実施形態における受け面の形状を表す拡大誇張矢視図である。本発明の実施形態における図３相当の作動状態図である。本発明の実施形態における図４相当の作動状態図である。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。図８のＡ−Ａ線断面図である。

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−Ｂ線断面図であり、図３は図２の要部拡大断面図であり、図４は図２のＣ−Ｃ線拡大断面図であり、図５は受け面の形状を表す拡大誇張矢視図であり、図６は図３相当の作動状態図であり、図７は図４相当の作動状態図である。

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。前記一方向クラッチ付きプーリ装置５０は、前記発電軸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と玉軸受５３、ころ軸受５２と玉軸受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、軸方向において前記ころ軸受５２と前記玉軸受５３間でしかも半径方向において前記回転軸５１と前記プーリ部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。前記六角穴５１ｂには、前記回転軸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。前記発電軸１３の一端外周にはネジ部１３ａが形成され、このネジ部１３ａに前記回転軸５１のネジ部５１ａが螺合している。

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、前記ポケット６１ａと前記円筒ころ６２間に配置され前記円筒ころ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、前記一方向クラッチ６０の外輪を兼ねており、前記プーリ部５４の内周には、前記円筒ころ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。前記回転軸５１は、前記一方向クラッチ６０の内輪を兼ねており、前記回転軸５１の外周には、前記一方向クラッチ６０に対応する軸方向位置において、前記円筒ころ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。前記クラッチ用外輪側軌道面５４ａと前記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。前記保持器６１は前記回転軸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、また前記保持器６１は前記プーリ部５４に円周方向に相対移動可能に遊嵌されている。

前記くさび空間７０は、図２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、前記くさび空間７０は、図２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２の時計方向に回転すると、前記円筒ころ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、前記円筒ころ６２がくさび空間７０へ喰い込んで、前記プーリ部５４の時計方向の回転が前記円筒ころ６２を介して前記回転軸５１に伝達されるようになっている。前記プーリ部５４の回転停止状態で、前記回転軸５１が図２の時計方向に回転すると、前記円筒ころ６２はコイルバネ６３に打ち勝って前記回転軸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、前記回転軸５１の回転は前記プーリ部５４に伝達されないようになっている。

図１に示すように、前記ころ軸受５２は、ころ５２ａ、保持器５２ｂを有する。前記プーリ部５４の内周には、前記ころ軸受５２に対応する軸方向位置において、前記ころ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。前記回転軸５１の外周には、前記ころ軸受５２に対応する軸方向位置において、前記ころ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５３ｂを有する。前記プーリ部５４の内周には、前記玉軸受５３に対応する軸方向位置において、前記玉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。前記回転軸５１の外周には、前記玉軸受５３に対応する軸方向位置において、前記玉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。

図１に示すように、前記回転軸５１と前記プーリ部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。前記第１のシール部７１は内周側が前記回転軸５１の外周に嵌合固定され、外周側が前記プーリ部５４に摺接している。前記第２のシール部７２は外周側が前記プーリ部５４の内周に嵌合固定され、内周側が前記回転軸５１に摺接している。前記第３のシール部７３は外周側が前記プーリ部５４の内周に嵌合固定され、内周側が前記回転軸５１に摺接している。軸方向の前記第２のシール部７２と前記第３のシール部７３間で、半径方向の前記プーリ部５４と前記回転軸５１間でグリースが充填されている。前記プーリ部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多数形成され、前記Ｖ溝５４ｄにベルト９０が係合している。

前記ころ軸受５２、前記玉軸受５３、前記一方向クラッチ６０は、グリースが塗布された状態で、一方向クラッチ付きプーリ装置５０に組み付けられる。特に前記クラッチ用外輪側軌道面５４ａ、前記クラッチ用内輪側軌道面５１ｃ、前記ころ軸受用外輪側軌道面５４ｂ、前記ころ軸受用内輪側軌道面５１ｄ、前記玉軸受用外輪側軌道面５４ｃ、前記玉軸受用内輪側軌道面５１ｅに入念にグリースが塗布される。このグリースは、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。

図１および図４において、回転軸５１の外周には、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃおよび玉軸受用内輪側軌道面５１ｅ間には段部５１ｆが形成され、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃおよび段部５１ｆ間にはころ軸受用内輪側軌道面５１ｄと同径の断面円形の逃がし面５１ｇが形成されている。また、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃおよびころ軸受用内輪側軌道面５１ｄ間にはころ軸受用内輪側軌道面５１ｄと同径の断面円形の逃がし面５１ｈが形成されている。クラッチ用内輪側軌道面５１ｃおよび逃がし面５１ｇ、５１ｈを合わせた軸方向長さは、保持器６１の軸方向長さとほぼ等しい。

図１および図２に示すように、保持器６１は、玉軸受５３側の第１の環状部２０と、ころ軸受５２側の第２の環状部３０と、第１の環状部２０および第２の環状部３０を繋ぐ柱部４０とからなっている。柱部４０は円周方向に等間隔に複数設けられ、第１の環状部２０、第２の環状部３０および柱部４０とで、ポケット６１ａが形成されている。

図３および図４において、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。この受け面６１ｂを外径方向に切欠くような形で傾斜面が形成され、この傾斜面について説明する。

図３ないし図５に示すように、第１の環状部２０の受け面６１ｂには、第１の円弧面２１と、第１の傾斜面２２と、第２の円弧面２３と、第２の傾斜面２４が形成されている。第１の円弧面２１および第１の傾斜面２２は、保持器６１に対し回転軸５１を図２の反時計回りに約３度傾けることができるように設けた面である。このために第１の傾斜面２２は、回転方向に対し径方向に傾斜している面を有する。第２の円弧面２３および第２の傾斜面２４は、保持器６１がころ軸受５２側へずれたときに、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃが回転方向に係合し、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃを第１の円弧面２１および第１の傾斜面２２と対応する位置に導くために設けた面である。このために第２の傾斜面２４は、回転方向に対し軸方向に傾斜し、回転方向に対し径方向に傾斜している面を有する。

図５に示すように、第２の環状部３０の受け面６１ｂには、第１の環状部２０および第２の環状部３０の中間で、第１の環状部２０の受け面６１ｂをミラー対称したような傾斜面が形成されている。即ち、第２の環状部３０の受け面６１ｂには、第１の円弧面２１と、第１の傾斜面２２と、第２の円弧面２３と、第２の傾斜面２４が形成されている。第１の円弧面２１および第１の傾斜面２２は、保持器６１に対し回転軸５１を図２の反時計回りに約３度傾けることができるように設けた面である。第２の円弧面２３および第２の傾斜面２４は、保持器６１が玉軸受５３側へずれたときに、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃが回転方向に係合し、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃを第１の円弧面２１および第１の傾斜面２２と対応する位置に導くために設けた面である。
一対の第２の円弧面２３および一対の第２の傾斜面２４は、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃを挟んで両側に設けられている。また、一対の第２の円弧面２３は、互いに向かい合いつつ内径側へ向けた面を有する。一対の第２の傾斜面２４は、互いに向かい合いつつ内径側へ向けた面を有する。

図５に示すように、柱部４０の受け面６１ｂには、第１の円弧面２１と、第１の傾斜面２２の一部が形成されている。第１の環状部２０の第１の傾斜面２２と、柱部４０の第１の傾斜面２２と、第２の環状部３０の第１の傾斜面２２を合わせた軸方向長さは、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃの軸方向長さとほぼ等しい。

次に上述した構成に基づいて動作を説明する。
自動車のエンジンの回転動力は、図１および図２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。

保持器６１は、プーリ部５４の回転あるいは停止にも関わらず、回転軸５１とともに回転し、回転軸５１とともに停止する。保持器６１の軸方向の玉軸受５３側の移動は、保持器６１が、段部５１ｆに接触することにより阻止され、このとき、保持器６１の玉軸受５３側の端面に付着した潤滑油が、玉軸受５３の保持器５３ｂに付着した潤滑油が接触する。逆に、プーリ部５４の軸方向のころ軸受５２側の移動は、保持器６１がころ軸受５２の保持器５２ｂに接触することにより阻止され、このとき、保持器６１のころ軸受５２側の端面に付着した潤滑油が、ころ軸受５２の保持器５２ｂに付着した潤滑油が接触する。

交流発電機が作動すると、発電軸１３および回転軸５１の回転を減速させようとする力がかかり、図３に示す状態から図６に示す状態へ、保持器６１に対し回転軸５１が反時計回りに回転する。このとき、図７に示すように、保持器６１が軸方向のころ軸受５２側へずれ、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃの玉軸受５３側の一端が、第２の円弧面２３に対応していたときは、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃの玉軸受５３側の一端が、第２の円弧面２３および第２の傾斜面２４に接触し、図７に示す状態から図４に示す状態へ、保持器６１を軸方向の玉軸受５３側へ移動させる。保持器６１が軸方向の玉軸受５３側へ移動した後は、図６に示すように、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃは、第１の傾斜面２２に接触する。

逆に、保持器６１が軸方向の玉軸受５３側へずれ、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃのころ軸受５２側の一端が、第２の円弧面２３に対応していたときは、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃのころ軸受５２側の一端が、第２の円弧面２３および第２の傾斜面２４に接触し、保持器６１を軸方向のころ軸受５２側へ移動させる。保持器６１が軸方向のころ軸受５２側へ移動した後は、図６に示すように、クラッチ用内輪側軌道面５１ｃは、第１の傾斜面２２に接触する。

このように、発電するたびに、保持器６１がクラッチ用内輪側軌道面５１ｃの軸方向の中間、すなわち、一対の転がり軸受５２、５３間の中間へ移動するので、保持器６１に付着した潤滑油が、一対の転がり軸受５２、５３に付着した潤滑油に回転接触しなくなり、接触による発電ロスを減らすことができる。

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。

２３：第２の円弧面（傾斜面）、２４：第２の傾斜面（傾斜面）、５１：回転軸（第１回転部）、５１ｃ：クラッチ用内輪側軌道面（係合面）、５４：プーリ部（第２回転部）、６０：一方向クラッチ、６１：保持器（クラッチ用保持器）、６１ｂ：受け面、６２：円筒ころ（係合子）、６３：コイルバネ（弾性体）、７０：くさび空間

Claims

一対の転がり軸受を介して第１回転部および第２回転部を互いに同軸回りに回転可能に軸承し、軸方向においては一対の転がり軸受間で、径方向においては前記第１回転部および前記第２回転部間で周方向に空間が漸減するくさび空間を円周方向に複数形成し、各くさび空間に係合子を介挿し、これらの係合子を保持するクラッチ用保持器を前記一対の転がり軸受間に設け、前記係合子を前記くさび空間に喰い込む方向に押付ける弾性体を設け、前記第１回転部および前記クラッチ用保持器間で回転伝達できるよう前記クラッチ用保持器の内周に受け面を形成するとともに、前記第１回転部の外周に前記受け面に円周方向に係合する係合面を形成した回転伝達装置において、
前記受け面に前記係合面を挟んで両側に一対の第２の傾斜面を形成し、前記一対の第２の傾斜面は、回転方向に対し軸方向に傾斜した面を有し、前記受け面に対し前記係合面が回転方向に傾き、前記係合面の一部が前記一対の第２の傾斜面に接触したときに、前記クラッチ用保持器を前記一対の転がり軸受の軸方向の中間へ押し戻すようにしたことを特徴とする回転伝達装置。
前記受け面および前記係合面をそれぞれ断面多角形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転伝達装置。
前記受け面に前記係合面と対応する位置に第１の傾斜面を形成し、前記第１の傾斜面は、回転方向に対し径方向に傾斜した面を有し、前記一対の第２の傾斜面は、回転方向に対し軸方向に傾斜しかつ回転方向に対し径方向に傾斜した面を有し、前記第１の傾斜面および前記一対の第２の傾斜面により前記受け面に対し前記係合面が回転方向に傾き、前記係合面の一部が前記一対の第２の傾斜面に接触したときに、前記クラッチ用保持器を前記一対の転がり軸受の軸方向の中間へ押し戻すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回転伝達装置。