JPH1130312A - プーリユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一方向クラッチを挟んだ両側に転がり軸受を配
設したプーリユニットにおいて、内側環体の自由端側に
位置する転がり軸受の寿命向上と一方向クラッチの動作
安定化を図ること。 【解決手段】同心状に配設される内外２つの環体１，２
と、両環体１，２の間の環状空間に介装される一方向ク
ラッチ３と、前記環状空間において一方向クラッチ３の
両側に設けられる転がり軸受４，５とを備えるプーリユ
ニットＡであって、片側の転がり軸受５がころ軸受とさ
れ、前記残り片側の転がり軸受４が玉軸受とされてい
る。ここで、外側環体１の軸方向片側にラジアル荷重が
偏って作用するような場合、偏荷重が作用する側にころ
軸受５を設けることにより、耐荷重性が向上する。

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
挟んだ両側に転がり軸受を配設したプーリユニットに関
する。このプーリユニットは、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る
補機に装備することができる。補機としては、例えば自
動車のエアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーター
ポンプ、オルターネータ、冷却ファンなどが挙げられ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンに装着される各種の補機
は、エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して
駆動されるようになっている。

【０００３】そして、補機のプーリと補機の入力軸との
間に一方向クラッチを介装し、プーリと入力軸との回転
差に応じて、一方向クラッチをフリー状態（動力伝達状
態）とロック状態（動力伝達遮断状態）とに切り替え、
プーリと入力軸との間で動力伝達させたり遮断させたり
するようにしたものがある。

【０００４】この種のプーリユニットとして、例えば、
特開平７−３１７８０７号公報に示すようなものがあ
る。この従来技術では、ベルトからプーリに作用する荷
重を受けるために、プーリと入力軸との間で一方向クラ
ッチの両側に玉軸受を設けている。なお、この公報のよ
うに、プーリの軸方向中心と、ベルトの幅方向中心とを
一致させることができる場合、プーリの軸方向中間に一
方向クラッチを、その両側に玉軸受をそれぞれ配置させ
ることができる。そのため、両方の玉軸受は荷重負担能
力が同じ仕様とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車のエ
ンジン廻りは、種々な部品が配置されていて、補機の設
置場所やベルトの配置場所などを種々工夫する必要があ
るが、例えば補機をエンジン前面に近接させた場所に配
置して、ベルトをエンジン前面から遠ざけた場所に配置
しなければならないような状況では、プーリユニット全
体を軸方向に長くし、プーリの外周面において前端側の
領域にベルトを巻き掛けるようにしなければならない。

【０００６】このような状況で用いるプーリユニットの
場合、ベルトからプーリに作用する荷重点と、補機の内
部における入力軸の支持部までの距離が長くなってしま
い、特に入力軸の自由端側（フロント側）に位置する玉
軸受に対して作用する荷重が、基端側（リア側）に位置
する玉軸受よりも大きくなるので、自由端側に位置する
玉軸受が早期に破損しやすくなることが指摘される。ま
た、このようなプーリに対する偏荷重の作用に関連し
て、一方向クラッチのころがスキューしやすくなるな
ど、ロック、フリー動作が不安定になりやすいとも考え
られる。

【０００７】したがって、本発明は、一方向クラッチを
挟んだ両側に転がり軸受を配設したプーリユニットにお
いて、内側環体の自由端側に位置する転がり軸受の寿命
向上と一方向クラッチの動作安定化を図ることを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のプーリユ
ニットは、同心状に配設される内外２つの環体と、両環
体の間の環状空間に介装される一方向クラッチと、前記
環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる転
がり軸受とを備えるもので、前記片側の転がり軸受がこ
ろ軸受とされ、前記残り片側の転がり軸受が玉軸受とさ
れている。

【０００９】本発明の第２のプーリユニットは、ベルト
により回転駆動される外側環体と、外側環体の内周に配
設され軸体の自由端側に一体的に取り付けられる内側環
体と、両環体の間の環状空間に介装される一方向クラッ
チと、前記環状空間において一方向クラッチの両側に設
けられる転がり軸受とを含むもので、ベルトの荷重作用
点が、内側環体の自由端側に偏るように設定されてい
て、内側環体の自由端側に位置する転がり軸受がころ軸
受とされ、内側環体の基端側に位置する転がり軸受が玉
軸受とされている。

【００１０】本発明の第３のプーリユニットは、上記第
１または第２のプーリユニットにおいて、一方向クラッ
チが外輪を有し、この外輪の軸方向一端側を延ばし、こ
の延長部の内周に前記ころ軸受が設けられている。

【００１１】上記第１の発明のプーリユニットでは、要
するに、一方向クラッチ両側の２つの転がり軸受を、従
来のように全く同じ仕様のものとせずに、片側の転がり
軸受を、残り片側の転がり軸受に比べて荷重負担能力の
大きなころ軸受としている。これにより、ベルト荷重が
プーリユニットの軸方向片側に偏るような場合、荷重負
担能力の大きなころ軸受をベルト荷重の作用する側に配
置すれば、この破損寿命が長くなる。

【００１２】また、上記第２のプーリユニットのよう
に、内側環体の自由端側にベルト荷重が偏る状況におい
て、内側環体の自由端側に位置する転がり軸受を、基端
側に位置する転がり軸受に比べて荷重負担能力の大きな
ころ軸受としている。このため、自由端側に位置するこ
ろ軸受が早期破損しにくくなる。しかも、自由端側に位
置するころ軸受によって荷重負担能力をアップさせてい
るから、一方向クラッチのころをスキューさせるような
力が発生しにくくなり、ころのロック、フリー動作の安
定化に貢献できるようになる。

【００１３】さらに、上記第３のプーリユニットでは、
一方向クラッチと片側のころ軸受とをいわば一体化した
構造としているから、取り扱いおよび組立作業性が良好
となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１ないし図５に
示す実施形態に基づいて説明する。

【００１５】図１ないし図４は本発明の一実施形態にか
かり、図１は、プーリユニットの縦断面図、図２は、図
１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図１の
（３）−（３）線断面の矢視図、図４は、一方向クラッ
チの一部を示す平面展開図である。

【００１６】図例のプーリユニットＡは、同心状に配設
される内外２つの環体１，２と、両環体１，２の間の環
状空間に介装される一方向クラッチ３と、前記環状空間
において一方向クラッチ３の軸方向両側に配設される２
つの転がり軸受４，５とを備えている。一方の転がり軸
受４は、深溝型玉軸受とされ、他方の転がり軸受５は、
針状ころ軸受とされている。

【００１７】外側環体１の外周において軸方向一端に偏
った位置には、波状のベルト巻き掛け用の溝が形成され
ており、この外側環体１は、例えば自動車エンジンのク
ランクシャフトによりいわゆるＶベルトと呼ばれるベル
トＢを介して回転駆動されるようになっている。内側環
体２は、スリーブ状の部材からなり、図示しないが自動
車の補機の入力軸（例えばオルタネータのロータ）に固
定される。

【００１８】一方向クラッチ３は、前述の内側環体２を
内輪とするもので、この内側環体２の外周面において軸
方向ほぼ中間領域の円周数箇所に設けられた平坦なキー
状のカム面１０ａと、軸方向片半分領域に針状ころ軸受
５が内嵌されるように軸方向長尺に形成された外輪１１
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の各ポケット１２ａに１つずつ収納され
かつころ１３をカム面１０ａと外輪１１内周面との間の
くさび状空間の狭い側（ロック側）へ押圧する弾性部材
としての断面ほぼ長方形のコイルバネ１４とを備えてい
る。なお、図４に示すように、保持器１２のポケット１
２ａの内壁面には、根元がくびれた形状の突起１２ｂが
一体形成されており、この突起１２ｂの根元のくびれ部
分にコイルバネ１４の軸方向一端が係止嵌合され、突起
１２ｂの外周でコイルバネ１４の内周を受けることによ
り、コイルバネ１４のゆがみなどを防止するようになっ
ている。この突起１２ｂの先端外径面には、コイルバネ
１４の装着を容易とするためのテーパ面が設けられてい
る。また、図３に示すように、保持器１２の軸方向一端
内周側には、凸部１２ｃが設けられており、また、内側
環体２の外周面において深溝型玉軸受４が外嵌装着され
る小径部分とカム面１０ａとの境界部分には、前記凸部
１２ｃが軸方向から嵌合する凹部６が設けられている。
そして、前述の凸部１２ｃは、凹部６に対して軸方向か
ら係止された状態で、この凹部６の垂直壁面と深溝型玉
軸受４の内輪１６とで挟まれており、これにより、保持
器１２の周方向ならびに軸方向への動きが封じられてい
る。これら凹部６と凸部１２ｃは、この実施形態におい
て１８０度対向する２カ所に設けられている。

【００１９】深溝型玉軸受４は、内輪１６、外輪１７、
複数の玉１８、保持器１９を有する一般的な構成である
が、内・外輪１６，１７間の軸方向外端側にのみ密封部
材としてのオイルシール２０が装着されている。

【００２０】針状ころ軸受５は、シェル状外輪２１、複
数の針状ころ２２、保持器２３を有する一般的な構成で
ある。

【００２１】ところで、上記一方向クラッチ３の外輪に
おいて針状ころ軸受５の配置側軸端には、内側環体２の
外周面に対して接触する状態となるようにオイルシール
２４が装着されており、さらに、内側環体２においてベ
ルトＢ配置側には、外側環体１の内周面に対して微小隙
間を介して対向する状態となるようにシール環体２５が
装着されている。これら、オイルシール２４，シール環
体２５と、上記深溝型玉軸受４のオイルシール２０と
で、一方向クラッチ３、深溝型玉軸受４ならびに針状こ
ろ軸受５の三者を密封するようになっていて、これら両
軸受４，５と一方向クラッチ３とを共通の潤滑剤で潤滑
させるようにしている。

【００２２】以上説明したプーリユニットＡの動作を説
明する。要するに、外側環体１の回転速度が内側環体２
よりも相対的に速くなると、一方向クラッチ３のころ１
３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、外側環体１と内側環体２とが一体化して同
期回転する。しかし、外側環体１の回転速度が内側環体
２よりも相対的に遅くなると、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、外側環体１から内側環体２へ回転動力の
伝達が遮断されることになって内側環体２が回転慣性力
のみで回転を継続するようになる。

【００２３】このようなプーリユニットＡを仮にオルタ
ネータに利用する場合だと、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変動に関係なく、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
高めるようにすることができる。つまり、クランクシャ
フトの回転数が上昇するとき、一方向クラッチ３がロッ
ク状態となって内側環体２を外側環体１と同期回転させ
るようにし、一方、クランクシャフトの回転数が低下す
るとき、一方向クラッチ３がフリー状態となって内側環
体２を外側環体１の減速と無関係に自身の回転慣性力に
より回転継続させるようにすればよい。

【００２４】ところで、上記実施形態のプーリユニット
Ａでは、内側環体２の自由端側にベルトＢの荷重が偏る
状況を考慮して、一方向クラッチ３の両側の転がり軸受
について、内側環体２の自由端側に荷重負担能力の比較
的大きな針状ころ軸受５を、基端側に荷重負担能力の比
較的小さな深溝型玉軸受４をそれぞれ配設している。そ
のため、ベルトＢの荷重が偏荷重として作用しても、前
述の針状ころ軸受５が耐荷重能力が大きいので従来のよ
うに早期に破損することがなくなるとともに、外側環体
１や内側環体２の撓みを抑制できるようになるから、一
方向クラッチ３のころ１３をスキューさせるような力が
発生しにくくなり、ころ１３のロック、フリー動作の安
定化に貢献できるようになる。なお、内側環体２の基端
側にスラスト荷重を受けることのできる深溝型玉軸受４
を配置しているから、継続的に振動を受けるような状況
でも、従来例と同様に一方向クラッチ３の軸方向変位を
防止できるようになる。

【００２５】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。

【００２６】（１） 上記実施形態では、外側環体１と
内側環体２とをほぼ同じ長さのものとしているが、図５
に示すように、外側環体１を内側環体２よりも長くした
構造とすることができる。この場合、外側環体１におい
てベルトＢの巻き掛け領域よりも、内側環体２の基端側
に、一方向クラッチ３およびその両側の転がり軸受４，
５が偏って配置されているが、この場合にも、上記実施
形態と同様に、ベルトＢ側の針状ころ軸受５に過大な荷
重が作用するけれども、この針状ころ軸受５の荷重負担
能力が大きいので、これが早期に破損することが防止さ
れる。

【００２７】（２） 上記実施形態では、一方向クラッ
チ３の外輪１１の内周に針状ころ軸受５を内装している
が、針状ころ軸受５を外側環体１と内側環体２との間に
配設するようにしてもよい。

【００２８】（３） 上記実施形態では、一方向クラッ
チ３の詳細構成については特に限定されるものではな
い。例えば、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。また、カム面１０ａを内側環体
２側に形成した例を挙げているが、外径側に設けたもの
にも本発明を適用できる。但し、上記実施形態の場合で
は、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など、高速回転での使
用に適している。

【００２９】

【発明の効果】請求項１ないし３の発明では、ベルトの
荷重が軸方向片側に偏る状況においても、この大きな荷
重が作用する側に荷重負担能力の比較的大きなころ軸受
を配置しているから、この針状ころ軸受が従来例のよう
に早期に破損することを防止できるようになるととも
に、外側環体や内側環体の撓みを抑制できるようになっ
て、一方向クラッチのころをスキューさせるような力が
発生しにくくなり、ころのロック、フリー動作の安定化
に貢献できるようになる。

【００３０】なお、内側環体の基端側にスラスト荷重を
受けることのできる深溝型玉軸受を配置しているから、
継続的に振動を受けるような状況でも、従来例と同様に
一方向クラッチの軸方向変位を防止できるようになる。

【００３１】特に、請求項３の発明では、一方向クラッ
チと片側のころ軸受とをいわば一体化した構造としてい
るから、取り扱いおよび組立作業性が良好となり、生産
性の向上に貢献できる。

【００３２】このように、本発明によれば、プーリユニ
ットの寿命向上に貢献できるとともに、一方向クラッチ
の動作を安定化して、同心状に配設される内外２つの環
体間の動力伝達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プーリユニットの断面図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】図１の（３）−（３）線断面の矢視図

【図４】同実施形態での一方向クラッチの一部を示す平
面展開図

【図５】本発明の他の実施形態で、図１に対応する図

【符号の説明】

Ａ プーリユニット Ｂ ベルト １ 外側環体 ２ 内側環体 ３ 一方向クラッチ ４ 針状ころ軸受 ５ 深溝型玉軸受

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心状に配設される内外２つの環体と、
   両環体の間の環状空間に介装される一方向クラッチと、
   前記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられ
   る転がり軸受とを備えるプーリユニットであって、 前記片側の転がり軸受がころ軸受とされ、前記残り片側
   の転がり軸受が玉軸受とされている、ことを特徴とする
   プーリユニット。
2. 【請求項２】 ベルトにより回転駆動される外側環体
   と、外側環体の内周に配設され軸体の自由端側に一体的
   に取り付けられる内側環体と、両環体の間の環状空間に
   介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一
   方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含むプ
   ーリユニットであって、 ベルトの荷重作用点が、内側環体の自由端側に偏るよう
   に設定されていて、内側環体の自由端側に位置する転が
   り軸受がころ軸受とされ、内側環体の基端側に位置する
   転がり軸受が玉軸受とされている、ことを特徴とするプ
   ーリユニット。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のプーリユニッ
   トにおいて、一方向クラッチが外輪を有し、この外輪の
   軸方向一端側を延ばし、この延長部の内周に前記ころ軸
   受が設けられている、ことを特徴とするプーリユニッ
   ト。