(57)【要約】【課題】プーリ内径面に外輪を圧入嵌合する際、プーリ内径面が端部から軸方向に傷つけられる恐れのないクラッチ内蔵プーリを提供する。【解決手段】プーリ２１と、このプーリ内径面２１ａに圧入嵌合された外輪２２と、回転軸４ａに取付けられる内輪２３とを備え、上記外輪内径面２２ａと上記内輪外径面２３ｂとの間に係合子２４の保持器２５を組込み、上記プーリ内径面２１ａのうち、上記外輪２２が圧入嵌合される部分（小径部２７）を、他の部分よりも小径に設けたクラッチ内蔵プーリ２０とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリと、このプーリ内径面に圧入嵌合された外輪と、回転軸に取付けられる内輪とを備え、上記外輪内径面と上記内輪外径面との間に係合子の保持器を組込んだクラッチ内蔵プーリにおいて、上記プーリ内径面のうち、上記外輪が圧入嵌合される部分を、他の部分よりも小径に設けたことを特徴とするクラッチ内蔵プーリ。
【請求項２】
上記内輪外径面のうち、上記プーリ内径面の小径部と対面する部分を、他の部分よりも大径に設け、この大径部と上記小径部の側面を、軸方向において同位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ内蔵プーリ。
【請求項３】
上記係合子にスプラグまたはローラを用い、上記内輪と上記外輪とが一方向に相対回転すると、上記係合子が上記内輪外径面と上記外輪内径面に係合状態となり、上記内輪と上記外輪とが反対方向に相対回転すると、上記係合子が係合解除状態となることを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ内蔵プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、補機などに取付けられるプーリにクラッチと軸受とを組込んだクラッチ内蔵プーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によりオルタネータ等のエンジン補機の回転軸に伝達して、エンジン補機を駆動するようにしている。
【０００３】
上記のようなエンジン補機の駆動装置においては、エンジンが急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも同様に急減速しようとする。しかし、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、その回転軸上に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとし、クランクシャフト上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリ間に大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増加して破損し易くなる。
【０００４】
また、クランクシャフトは１回転中において角速度が変動しており、その角速度変動に起因してエンジン補機の回転軸上におけるプーリとベルトの間で滑りが生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。
【０００５】
そのような不都合を解消するため、従来から、図６に示すように、ベルトが掛けられるプーリ６１と、このプーリ内径面６１ａに圧入嵌合された外輪６２と、回転軸に取付けられる内輪６３とを備え、外輪内径面６２ａと内輪外径面６３ｂとの間に係合子６４の保持器６５が組込まれたクラッチ内蔵プーリが利用されている。プーリ内径面６１ａは全面が同一径とされており、プーリ内径面６１ａと内輪外径面６３ｂとの間には、外輪６２と内輪６３とを外輪両側において支持する一対の軸受６６，６６が圧入嵌合されている（特許文献１参照）。
【０００６】
ここで、このようなクラッチ内蔵プーリでは、プーリ内径面を係合面とすることもできる。しかし、通常、プーリは、防錆のためにメッキ処理が施されており、プーリ内径面をクラッチの係合面として利用するには、内径面または全面に熱処理を施して硬度を向上させ、さらに内径面の研削等の後加工を施さなければならない。このため、プーリが非常に高価なものとなってしまう。そこで、プーリに熱処理等を施す代わりに、外輪内径面に熱処理を施し、この外輪をプーリ内径面に圧入嵌合して係合面を設けるようになった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４０１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のようなクラッチ内蔵プーリでは、どちらか一方の軸受６６をプーリ内径面６１ａに圧入嵌合する前に、外輪６２をプーリ内径面６１ａに圧入嵌合する必要がある。ところが、熱処理が施されていないプーリ内径面６１ａは、表面が柔らかいため、外輪外径面に僅かな凸が存在すると、凸の引き摺りによってその端部から軸方向に延びた傷をつけられる。このような傷が生じると、軸受外輪の外径面とプーリ内径面６１ａとの間に隙間が生じ得る。
【０００９】
ところが、近年、エンジンの高速回転化が進んだことに伴い、エンジンが急減速した場合のクラッチ内蔵プーリの空転回転数が大きくなっている。このように外輪、内輪ともに高速回転する状況下では、クラッチ内蔵プーリの内部温度の上昇に伴い内部圧力も上昇し、上記の傷から圧力抜けが起こる。また、クラッチ内蔵プーリの中に密封されている潤滑剤が遠心力により外輪側に偏るので、潤滑剤が圧力抜けの勢いで傷から漏洩してしまう。やがて、内部に封入された潤滑剤が減少して潤滑性が悪化し、クラッチ機能が低下する。
【００１０】
このため、特許文献１のようなクラッチ内蔵プーリには、プーリ内径面に外輪を圧入嵌合する際、プーリ内径面が端部から軸方向に傷つけられ、これにより製品の耐久性が損なわれるという問題があった。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、プーリ内径面に外輪を圧入嵌合する際、プーリ内径面が端部から軸方向に傷つけられる恐れのないクラッチ内蔵プーリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明は、プーリと、このプーリ内径面に圧入嵌合された外輪と、回転軸に取付けられる内輪とを備え、上記外輪内径面と上記内輪外径面との間に係合子の保持器を組込んだクラッチ内蔵プーリにおいて、上記プーリ内径面のうち、上記外輪が圧入嵌合される部分を、他の部分よりも小径に設けた構成を採用した。
【００１３】
この発明の構成によれば、上記プーリ内径面のうち、上記外輪が圧入嵌合される部分を、他の部分よりも小径に設けたので、上記外輪を圧入嵌合する際、上記外輪が上記プーリ内径面の小径部に到達するまで、上記外輪と上記プーリ内径面の他の部分との間に径方向隙間を設けられる。このため、上記プーリ内径面は、上記外輪を圧入嵌合する際、端部から軸方向に傷つけられることがない。
【００１４】
また、プーリ内径面には小径部による段差が形成されるので、上記外輪と上記内輪を支持する軸受を圧入嵌合する際、軸受の軸方向位置決めが小径部側面によって確実に行われる。すなわち、この発明によれば、軸受の位置決めを容易にすることができるという副次的な効果も得られる。
【００１５】
より好ましくは、上記内輪外径面のうち、上記プーリ内径面の小径部と対面する部分を、他の部分よりも大径に設け、この大径部と上記小径部の側面を、軸方向において同位置に設けた構成とすることができる。この構成によれば、上記大径部と上記小径部の側面を、軸方向において同位置に設けたため、上記軸受側面の内外両輪の側面が、上記プーリ内径面の小径部と上記内輪外径面の大径部の側面とにより同時的に位置決めされる。これにより、圧入嵌合時における軸受の径方向に対する傾きを抑制することができる。
【００１６】
この発明の具体的構成としては、上記係合子にスプラグまたはローラを用い、上記内輪と上記外輪とが一方向に相対回転すると、上記係合子が上記内輪外径面と上記外輪内径面に係合状態となり、上記内輪と上記外輪とが反対方向に相対回転すると、上記係合子が係合解除状態となる構成を採用することができる。この構成のクラッチ内蔵プーリによれば、プーリの回転速度が回転軸の回転速度より低下した場合に、係合子のロック解除によってプーリをフリー回転させ、ベルトの張力増加を防止すると共に、プーリとベルトの相互間における滑りを防止することができる。なお、スプラグは、スプラグタイプの意味であり、繭形のものに限定されない。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように、この発明によれば、プーリ内径面に外輪を圧入嵌合する際、プーリ内径面が端部から軸方向に傷つけられる恐れがなく、製品の耐久性を確保することができるクラッチ内蔵プーリを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、クランクシャフトの回転をエンジン補機の回転軸に伝達するベルト伝動装置を示す。このベルト伝動装置は、自動車が搭載する４気筒の４サイクルエンジン１の一端側に設けられており、エンジン１の爆発行程に起因する角速度の微小変動を伴って回転するクランクシャフト２に駆動プーリ３を取付け、その駆動プーリ３とオルタネータ４を含む複数のエンジン補機の回転軸のそれぞれに取付けられた複数の従動プーリ間に伝動ベルトとしてのＶリブドベルト５をかけ渡した、所謂サーペンタインレイアウトと称されるものである。
【００１９】
具体的には、上述の従動プーリとして、前記駆動プーリ３からＶリブドベルト５の矢印で示す走行方向の順に、オートテンショナのテンションプーリ６、オルタネータ４の発電用プーリ７、パワーステアリング装置の油圧ポンプ用プーリ８、アイドラプーリ９、エアコンディショナの圧縮機用プーリ１０およびエンジン冷却ファン用プーリ１１が配置されている。
【００２０】
発電用プーリ７には、図２および図３に示すように、クラッチ内蔵プーリ２０が用いられている。クラッチ内蔵プーリ２０は、プーリ２１と、プーリ内径面２１ａに圧入嵌合された外輪２２と、オルタネータ４の回転軸４ａに取付けられる内輪２３とを備え、外輪内径面２２ａと内輪外径面２３ｂとの間に係合子２４の保持器２５が組込まれており、外輪２２の両側には、外輪２２と内輪２３とを支持する一対の軸受２６，２６がプーリ内径面２１ａと内輪外径面２３ｂとの間に圧入嵌合された構造となっている。
【００２１】
プーリ内径面２１ａは、円筒形に形成されており、その軸方向中心部に小径部２７が設けられている。この小径部２７の内径Ｄ１は、他の部分の内径Ｄ２よりも小径に設けられている。
【００２２】
外輪２２の外輪外径面２２ｂは、内径Ｄ１よりも大径で、内径Ｄ２よりも小径に設けられており、プーリ２１の側面から軸方向に挿入して小径部２７に圧入するようになっている。これにより、外輪２２は、圧入嵌合時において、小径部２７以外と接触することがなく、その圧入嵌合状態において、外輪２２は小径部２７上に収まるようになっている。
【００２３】
内輪２３の内輪外径面２３ｂは、小径部２７と対面する部分に大径部２８が設けられている。大径部２８の内径Ｄ３は、他の部分の内径Ｄ４よりも大径に設けられている。この大径部２８と小径部２７の両側面は、それぞれ軸方向において同位置に設けられている。小径部２７の側面はＲ形状とされ、大径部２８の側面は概ね垂壁面とされている。
【００２４】
一方、外輪２２の外輪内径面２２ａは、ローラからなる係合子２４のカム面が形成されており、内輪外径面２３ｂの大径部２８との間に係合子２４の保持器２５が組込まれている。保持器２５は、周方向にポケット２５ａが形成されており、ポケット２５ａの内部には、弾性部材２９により係合方向に付勢された係合子２４が収容されている。
【００２５】
軸受２６は、軸受内輪２６ａと軸受外輪２６ｂとの間にボールからなる転動体２６ｃを組込み、その転動体２６ｃを保持器２６ｄで保持した転がり軸受が用いられている。この軸受２６は、外輪２２と内輪２３とに作用するラジアル荷重およびモーメント荷重を支持し、係合子２４に偏荷重が作用することを防止する。
【００２６】
プーリ内径面２１ａと内輪外径面２３ｂとの間に、軸受２６を軸方向から圧入すると、軸受内輪２６ａの側面は、大径部２８の側面にぴったりと当たり、軸受外輪２６ｂの外周縁は、小径部２７の側面に合致する。
【００２７】
クラッチ内蔵プーリ２０の内輪２３をオルタネータ４の回転軸４ａに取付けてクランクシャフト２を回転させると、プーリ２１と共に外輪２２が、内輪２３に対して係合子２４の係合方向に相対回転する。ここで、クランクシャフト２の角速度増加時、係合子２４は、プーリ２１と共に回転する外輪２２との接触により相対回転方向に移され、カム面および大径部２８と係合される。このため、プーリ２１の回転はクラッチ内輪２３に伝達され、オルタネータ４の回転軸４ａが回転する。
【００２８】
また、クランクシャフト２の角速度が低下し、プーリ２１の回転速度がオルタネータ４の回転軸４ａの回転速度より低下すると、外輪２２は内輪２３に対して上記と反対方向に相対回転し、係合子２４は内輪２３との接触により相対回転方向に移され、カム面および大径部２８に対する係合が解除される。このため、プーリ２１は内輪２３に対してフリー回転し、Ｖリブドベルト５とプーリ２１の相互間における滑りが防止される。これにより、ベルト５に摩耗が生じることが防止される。
【００２９】
図４、図５は、この発明の第２実施形態に係るクラッチ内蔵プーリ３０を示す。外輪３１と内輪３２は肉厚が変更されているが、小径部２７、大径部２８と他の構成との関係はクラッチ内蔵プーリ２０と同様であるので、以下、クラッチ内蔵プーリ２０との相違点のみを述べる。このクラッチ内蔵プーリ３０では、従来と同様、係合子３３の保持器３４には、一端側の軸受２６の転動体２７ｃを保持するものが採用されている。係合子３３には、スプラグが用いられており、スプリング３５により係合方向に押圧された状態で周方向に揺動可能なように収容されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係るクラッチ内蔵プーリを発電用プーリに用いた補機駆動装置の模式図。
【図２】図１に示すクラッチ内蔵プーリの縦断正面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断し、プーリを省略して示す断面図。
【図４】第２実施形態に係るクラッチ内蔵プーリの縦断正面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した部分拡大断面図。
【図６】従来例の縦断正面図。
【符号の説明】
【００３１】
２０、３０  クラッチ内蔵プーリ
２１  プーリ
２２、３１  外輪
２２ａ  外輪内径面
２２ｂ  外輪外径面
２３、３２  内輪
２３ｂ  内輪外径面
２４、３３  係合子
２５、３４  保持器
２６  軸受
２７  小径部
２８  大径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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