JPH10285873A - オルタネータプーリ - Google Patents

オルタネータプーリ

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JPH10285873A
JPH10285873A JP9090558A JP9055897A JPH10285873A JP H10285873 A JPH10285873 A JP H10285873A JP 9090558 A JP9090558 A JP 9090558A JP 9055897 A JP9055897 A JP 9055897A JP H10285873 A JPH10285873 A JP H10285873A
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    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
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    • F16D41/067—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical and the members being distributed by a separate cage encircling the axis of rotation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters

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Abstract

(57)【要約】 【課題】一方向クラッチを内蔵しているオルタネータプ
ーリにおいて、動力伝達を遮断する状態への切替動作を
速やかに行えるようにし、オルタネータの発電効率の向
上を図ること。 【解決手段】エンジンの出力軸からベルトＢを介して回
転駆動される駆動環体１と、駆動環体１の内周に配設さ
れる従動環体２と、駆動環体１と従動環体２との間に介
装される一方向クラッチ３とを備えるオルタネータプー
リＡであって、一方向クラッチ３においてころ１３をロ
ック側へ押圧するためのトルク値が、４〔Ｎ・ｍ〕以下
に設定されている。これにより、ころ１３がロック位置
からフリー位置へ速やかに転動しうるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方向クラッチを
備えるオルタネータプーリに関する。このオルタネータ
プーリは、例えば自動車などのエンジンのクランクシャ
フトからベルトを介して駆動され、オルタネータを発電
させるものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンのクランクシャフトは、一定の
回転数で回転するものでなく、エンジン搭載車両の運転
状況に応じて不規則となる。このようなエンジンのクラ
ンクシャフトを駆動源とするオルタネータでは、その発
電効率がエンジン出力に比例するようになっている。
【０００３】これに対して、例えば実開昭５７−１７２
５６号のマイクロフィルムに示されるように、オルタネ
ータに一方向クラッチを内蔵し、クランクシャフトの回
転数が低下するときに、オルタネータのロータの回転を
その慣性力を利用して継続させることによりオルタネー
タの発電効率を高めるようにしたものが考えられてい
る。この一方向クラッチは、ころを用いる一般的な構成
であり、クランクシャフトの回転変動に伴い一方向クラ
ッチがフリー状態（動力伝達状態）とロック状態（動力
伝達遮断状態）とに切り替わるように利用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、一方向クラッチのばねによる荷重を高く設定して
いると、クランクシャフトの回転数が低下するときに、
一方向クラッチのころがロック位置からフリー位置へと
転動しにくくなるので、動力伝達を遮断する切替動作が
遅れることになって、オルタネータのロータの回転を高
域で継続させることができなくなり、発電効率が低下す
る。
【０００５】したがって、本発明は、一方向クラッチを
内蔵しているオルタネータプーリにおいて、動力伝達を
遮断する状態への切替動作を速やかに行えるようにし、
オルタネータの発電効率の向上を図ることを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のオルタネ
ータプーリは、エンジンの出力軸からベルトを介して回
転駆動される駆動環体と、駆動環体の内周に配設される
従動環体と、駆動環体と従動環体との間に介装される一
方向クラッチとを備えるもので、一方向クラッチにおい
てころをロック側へ押圧するためのトルク値が、４〔Ｎ
・ｍ〕以下に設定されている。
【０００７】本発明の第２のオルタネータプーリは、エ
ンジンの出力軸からベルトを介して回転駆動される駆動
環体と、駆動環体の内周に配設される従動環体と、駆動
環体と従動環体との間に介装される一方向クラッチとを
備えるもので、一方向クラッチは、複数のころと、複数
のころを収納するポケットを有する保持器と、保持器の
外周に配設される外輪部材と、保持器のポケットに対応
する位置にくさび状空間形成用のカム面が設けられる内
輪部材と、ころをくさび状空間の狭い側へ押圧する弾性
部材とを含み、一方向クラッチにおいて、内輪部材の軸
心から弾性部材までの半径に弾性部材１つあたりの弾力
を乗じて求められるトルク値が、４〔Ｎ・ｍ〕以下に設
定されている。
【０００８】上記オルタネータプーリに備える一方向ク
ラッチは、エンジンの出力軸の回転変動に伴い、ロック
状態とフリー状態とに切り替わって、駆動環体から従動
環体へ動力を伝達したり遮断したりすることにより、オ
ルタネータの発電効率を高めるために設けられている
が、本発明ではころをロック位置側に拘束する力を適度
に管理しているから、ロック位置からフリー位置へのこ
ろの転動が速やかに行われるようになる。これにより、
ベルトの回転数が低下し始めてから早い時期にフリー状
態への切替が行えるようになり、オルタネータのロータ
の回転を高域に維持できるようになる。
【０００９】また、第２のオルタネータプーリでは、上
記作用の他に、一方向クラッチのカム面を外輪部材側で
なく内輪部材側に設けているので、高速回転域でも遠心
力によってころがロック位置から不必要に外れるのを防
止できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし
図４に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１１】図１ないし図４は本発明の一実施形態にか
かり、図１は、オルタネータプーリの縦断面図、図２
は、図１の（２）−（２）線断面で一方向クラッチのみ
を示す図、図３は、一方向クラッチの一部を示す平面展
開図、図４は、駆動環体と従動環体との回転特性を示す
図表である。
【００１２】図例のオルタネータプーリＡは、自動車エ
ンジンのクランクシャフトからベルトＢを介して回転駆
動される駆動環体１と、駆動環体１の内周に配設される
従動環体２と、駆動環体１と従動環体２との間に介装さ
れる一方向クラッチ３と、両環体１，２の間で一方向ク
ラッチ３の軸方向両側に配設される２つの転がり軸受
４，４とを備えている。
【００１３】駆動環体１の外周には、いわゆるＶベルト
と呼ばれるベルトＢが巻き掛けられる波状の溝が形成さ
れている。
【００１４】従動環体２は、図示省略のオルタネータの
ロータが固定されるスリーブ状のものからなる。
【００１５】一方向クラッチ３は、外周面の円周数箇所
に平坦なキー状のカム面１０ａが設けられた内輪１０
と、カム面１０ａに対応して径方向内外に貫通形成され
るポケット１２ａを有する保持器１２と、保持器１２の
各ポケット１２ａに１つずつ収納される複数のころ１３
と、保持器１２において各ポケット１２ａとつながる凹
部１２ｂに１つずつ収納されてころ１３をロック側（カ
ム面１０ａと駆動環体１内周面との間のくさび状空間の
狭い側）へ押圧する弾性部材としてのコイルバネ１４
と、コイルバネ１４の一端に係合されてころ１３の周面
に当接するばね受け部材１５とを備えている。コイルバ
ネ１４は、その弾発付勢力をころ１３に対してその自転
動作を補助する形態でバランスよくかつ効率よく付与さ
せるために、内輪１０側つまり内径側に片寄った位置に
配置されているとともに、ころ１３の軸方向中央位置に
当接されている。
【００１６】転がり軸受４は、軸方向外方の片側にシー
ル部材が装着された深溝型玉軸受からなり、２つの転が
り軸受４，４によって一方向クラッチ３を密封するよう
になっている。
【００１７】以上説明したプーリＡは、一方向クラッチ
３によりベルトＢが回転変動するときでもオルタネータ
の発電効率を可及的に高めるようになっている。つま
り。通常、ベルトＢの駆動源となるエンジンのクランク
シャフトの回転数は、走行状況に応じて不規則に変動す
るが、ベルトＢの回転数が上昇するときは、一方向クラ
ッチ３がロック状態となり、従動環体２を駆動環体１と
同期回転させ、一方、ベルトＢの回転数が低下すると
き、一方向クラッチ３がフリー状態となり、従動環体２
が駆動環体１の減速と無関係に自身の回転慣性力により
回転を継続する現象となる。このようにして、オルタネ
ータのロータの回転を高域に維持して、発電効率を高め
るようにしている。
【００１８】要するに、ベルトＢおよび駆動環体１の回
転速度が従動環体２よりも相対的に速いときは、一方向
クラッチ３のころ１３がくさび状空間の狭い側へ転動さ
せられてロック状態となるので、駆動環体１と従動環体
２とが一体化して同期回転する。しかし、ベルトＢおよ
び駆動環体１の回転速度が従動環体２よりも相対的に遅
いときは、一方向クラッチ３のころ１３がくさび状空間
の広い側へ転動させられてフリー状態となるので、駆動
環体１から従動環体２へ回転動力の伝達が遮断されるこ
とになって従動環体２が回転慣性力のみで回転を継続す
るようになる。
【００１９】ここで、本発明では、一方向クラッチ３に
おいて、ころ１３をロック側へ押圧するためのトルク値
を、４〔Ｎ・ｍ〕以下、好ましくは０．００１〜４〔Ｎ
・ｍ〕の範囲に設定している。このトルク値は、駆動環
体１の軸心Ｏからコイルバネ１４までの半径ｒとコイル
バネ１４の１つあたりのばね力ｐとを乗じて求められ
る。これにより、上述した一方向クラッチ３において、
ころ１３がロック位置からフリー位置へ速やかに転動し
うるようになるから、ベルトＢの回転数が低下し始めて
から早い時期にフリー状態への切替が行えるようにな
り、オルタネータのロータの回転を高域に維持できるよ
うになる。この他、本実施形態では、一方向クラッチ３
のカム面１０ａを外輪１１側でなく内輪１０側に設けて
いるから、高速回転域でも遠心力によってころ１３がロ
ック位置から不必要に外れるのを防止できるようになっ
ている。
【００２０】ちなみに、ベルトＢの回転変動量に対する
オルタネータの回転変動量を調べているので、説明す
る。図４は、ベルトの回転変動量に対するオルタネータ
の回転変動量を示す図表である。
【００２１】図４（ａ）では、一方向クラッチ３を内蔵
していない場合に関するデータを示しており、エンジン
の回転変動がそのままオルタネータのロータに伝達され
るようになっている。
【００２２】図４（ｂ）では、トルク値を４．５〔Ｎ・
ｍ〕に設定している場合に関するデータを示しており、
エンジンつまり駆動環体１の回転数を１８０００ｒｐｍ
の状態から９０００ｒｐｍ付近にまで下げたとき、従動
環体２つまりオルタネータのロータの回転数は９５００
ｒｐｍになり、発電効率がわずかに高められることが判
る。
【００２３】図４（ｃ）では、トルク値を４〔Ｎ・ｍ〕
に設定している場合に関するデータを示しており、エン
ジンつまり駆動環体１の回転数を１８０００ｒｐｍの状
態から９０００ｒｐｍ付近にまで下げたとき、従動環体
２つまりオルタネータのロータの回転数は１２０００ｒ
ｐｍになり、発電効率が大きく高められることが判る。
【００２４】なお、図４（ｂ），（ｃ）の測定は、台上
試験機において、サイズがφ５６のプーリを使用し、加
速１ｓ、減速１５ｓにて行った。
【００２５】このように、一方向クラッチ３のトルク値
が４〔Ｎ・ｍ〕を超えると、ベルトＢの回転数が低下す
るときに、ころ１３がロック位置からフリー位置へと転
動しにくくなるので、動力伝達を遮断する切替動作が遅
れることになり、一方向クラッチ３を内蔵していないも
のとほぼ同等と、あまり効果が見られない。一方、最小
トルク値として最適にはトルク値が０．００１〔Ｎ・
ｍ〕であり、これ以上トルク値が０に近づくと、ころ１
３がフリー側からロック側へと転動するときの補助的な
押圧付勢力が不足することになり、一方向クラッチ３本
来の機能が損なわれることになる。これらの知見に基づ
いて、トルク値の適正範囲を上述したように特定してい
るのである。
【００２６】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２７】（１） 上記実施形態では、一方向クラッ
チ３の弾性部材としてコイルバネ１４を例に挙げている
が、それについても種々な板ばねや弾性片などで代用す
ることができる。
【００２８】（２） 上記実施形態では、一方向クラッ
チ３のカム面１０ａを内輪部材側に形成した例を挙げて
いるが、外輪部材側に設けたものにも本発明を適用でき
る。
【００２９】
【発明の効果】請求項１の発明では、一方向クラッチに
より回転駆動力が低下するときでもオルタネータの駆動
力を低減させないよう動作するが、ころがロック位置か
らフリー位置へ速やかに転動しうるように工夫している
から、ベルトの回転数が低下し始めてから早い時期にフ
リー状態への切替が行えるようになり、オルタネータの
ロータの回転を高域に維持できるようになる。そのた
め、オルタネータの発電効率を可及的に高めることがで
きる。
【００３０】請求項２の発明では、上記請求項１の効果
に加えて、一方向クラッチのカム面を外輪部材側でなく
内輪部材側に設けているので、高速回転域でも遠心力に
よってころがロック位置から不必要に外れるのを防止で
きるようになる。したがって、この効果と上記トルク値
の特定による効果との相乗により、ころの動作安定化を
高めることができるようになる。
【００３１】このように、本発明によれば、一方向クラ
ッチの動作を安定化して、オルタネータの発電効率を高
めることができるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のオルタネータプーリの縦
断面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面で一方向クラッチ
のみを示す図
【図３】一方向クラッチの一部を示す平面展開図
【図４】減速時における駆動環体と従動環体との回転特
性を示す図表
【符号の説明】
Ａ オルタネータプーリ Ｂ ベルト １ 駆動環体 ２ 従動環体 ３ 一方向クラッチ １０ａ カム面 １３ ころ １４ コイルバネ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの出力軸からベルトを介して回
    転駆動される駆動環体と、駆動環体の内周に配設される
    従動環体と、駆動環体と従動環体との間に介装される一
    方向クラッチとを備えるオルタネータプーリであって、 一方向クラッチにおいてころをロック側へ押圧するため
    のトルク値が、４〔Ｎ・ｍ〕以下に設定されている、こ
    とを特徴とするオルタネータプーリ。
  2. 【請求項２】 エンジンの出力軸からベルトを介して回
    転駆動される駆動環体と、駆動環体の内周に配設される
    従動環体と、駆動環体と従動環体との間に介装される一
    方向クラッチとを備えるオルタネータプーリであって、 一方向クラッチは、複数のころと、複数のころを収納す
    るポケットを有する保持器と、保持器の外周に配設され
    る外輪部材と、保持器のポケットに対応する位置にくさ
    び状空間形成用のカム面が設けられる内輪部材と、ころ
    をくさび状空間の狭い側へ押圧する弾性部材とを含み、 一方向クラッチにおいて、内輪部材の軸心から弾性部材
    までの半径に弾性部材１つあたりの弾力を乗じて求めら
    れるトルク値が、４〔Ｎ・ｍ〕以下に設定されている、
    ことを特徴とするオルタネータプーリ。
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