(57)【要約】【課題】クラッチ７の摺動面の摩耗を抑制でき、且つトルクロスを低減できる動力伝達装置２を提供する。【解決手段】クラッチ７は、補機駆動用プーリ５に結合された外輪７ａと、始動用プーリ６に結合された内輪７ｂと、外輪７ａと内輪７ｂとの間でトルク伝達を断続する転動体７ｃ等で構成される。このクラッチ７は、始動装置の回転力が始動用プーリ６に伝達されて、始動用プーリ６と一体に内輪７ｂが回転すると、転動体７ｃを介して内輪７ｂと外輪７ａとが結合状態となり、内輪７ｂから外輪７ａへトルク伝達する。  一方、クランク軸８の回転速度が始動用プーリ６の回転速度を上回ると、転動体７ｃが空転して両者の結合状態を解除することにより、外輪７ａから内輪７ｂへのトルク伝達を遮断する。このとき、転動体７ｃは、外輪７ａの回転によって発生する遠心力で内輪７ｂの外周面から分離して空転するので、内輪７ｂと転動体７ｃとの摺動面の摩耗が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を始動するための回転力が伝達されて回転する始動用プーリと、
この始動用プーリと前記内燃機関のクランク軸との間に設けられる一方向クラッチとを有し、前記始動用プーリに伝達された回転力が前記一方向クラッチを介して前記クランク軸に伝達される内燃機関の動力伝達装置であって、
前記一方向クラッチは、前記クランク軸に直接または間接に結合されて前記クランク軸と一体に回転する外輪と、
この外輪の内径側に相対回転可能に配置されると共に、前記始動用プーリに直接または間接に結合されて前記始動用プーリと一体に回転する内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に設けられ、前記始動用プーリを介して前記内輪に一方向のトルクが伝達された時に、前記内輪と前記外輪とに係合して両者を結合状態とし、前記クランク軸より前記外輪に一方向のトルクが伝達された時に、前記内輪と前記外輪との間で空転することにより両者の結合状態を解除する転動体とを備えることを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載した内燃機関の動力伝達装置において、
前記内燃機関によって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリを有し、
この補機駆動用プーリが前記クランク軸に固定されると共に、前記補機駆動用プーリを介して前記クランク軸と前記一方向クラッチの外輪とが結合されていることを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１に記載した内燃機関の動力伝達装置において、
前記内燃機関によって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリを有し、
この補機駆動用プーリが前記クランク軸に固定されると共に、前記補機駆動用プーリあるいは前記クランク軸に取付けステーを介して前記一方向クラッチの外輪が結合されていることを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載した内燃機関の動力伝達装置において、
前記始動用プーリは、前記一方向クラッチの外輪の径方向外側に配置され、且つ前記補機駆動用プーリの反内燃機関側に配置され、前記始動用プーリと一体または別体に設けられたアームプレートを介して前記一方向クラッチの内輪と結合されていることを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１に記載した内燃機関の動力伝達装置において、
前記始動用プーリと前記一方向クラッチとが一体に組み合わされたプーリユニットと、  前記内燃機関によって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリとを有し、
この補機駆動用プーリが前記クランク軸に固定されると共に、前記プーリユニットが固定部材によって前記クランク軸または前記補機駆動用プーリに固定され、
この固定部材は、前記クランク軸または前記補機駆動用プーリに固定される第１の取付けステーと、前記プーリユニットに取り付けられる第２の取付けステーとを有し、この第２の取付けステーが、締結手段によって前記第１の取付けステーに着脱可能に固定されることを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト伝動により動力伝達を行う内燃機関の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１あるいは特許文献２に記載されたクラッチ内蔵型プーリ装置がある。
このクラッチ内蔵型プーリ装置は、エンジンの回転力を伝達する駆動プーリを有すると共に、この駆動プーリとエンジンのクランク軸との間に一方向クラッチを備えている。一方向クラッチは、クランク軸に固定される内輪と、駆動プーリに固定される外輪、および両者間のトルク伝達を断続するローラ等より構成される。
この一方向クラッチは、クランク軸の回転速度が一定もしくは上昇傾向にある時に、内輪と外輪とがローラを介してロック状態になることで、クランク軸の回転を駆動プーリに伝達し、クランク軸の回転速度が低下傾向にある時は、ローラが空転して内輪と外輪とのロック状態が解除される（フリー状態となる）ことで、クランク軸と駆動プーリとの相対回転を許容する。
【特許文献１】特開２００４−１０８５０５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の一方向クラッチは、エンジン運転中、クランク軸に固定されている内輪が常時回転しているため、内輪と外輪とがフリー状態となった時に、内輪の外周面にローラが摺動しながら空転することになる。このため、内輪とローラとの摺動面が摩耗すると共に、両者の摺動によるトルクロスが発生して燃費の悪化を招くという問題があった。  本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、一方向クラッチの摺動面の摩耗を抑制でき、且つトルクロスを低減できる内燃機関の動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明の動力伝達装置は、内燃機関を始動するための回転力が伝達されて回転する始動用プーリと、この始動用プーリと内燃機関のクランク軸との間に設けられる一方向クラッチとを有し、始動用プーリに伝達された回転力が一方向クラッチを介してクランク軸に伝達されることで内燃機関の始動が行われる。
一方向クラッチは、クランク軸に直接または間接に結合されてクランク軸と一体に回転する外輪と、この外輪の内径側に相対回転可能に配置されると共に、始動用プーリに直接または間接に結合されて始動用プーリと一体に回転する内輪と、外輪と内輪との間に設けられ、始動用プーリを介して内輪に一方向のトルクが伝達された時に、内輪と外輪とに係合して両者を結合状態とし、クランク軸より外輪に一方向のトルクが伝達された時に、内輪と外輪との間で空転することにより両者の結合状態を解除する転動体とを備えることを特徴とする。
【０００５】
上記の動力伝達装置は、内燃機関が始動してクランク軸の回転速度が始動用プーリの回転速度を上回ると、一方向クラッチの転動体が空転して外輪と内輪との結合状態が解除されるため、始動用プーリとクランク軸との間で相対回転が発生する。
その後、始動用プーリに結合された内輪の回転が停止しても、クランク軸に結合された外輪は、内燃機関の運転中、クランク軸と一体に常時回転している。その結果、外輪の回転によって発生する遠心力が転動体に作用するため、転動体は、内輪のトルク伝達面（内輪の外周面）から分離して空転する。つまり、転動体は、内輪の外周面に摺動しながら空転することはなく、内輪の外周面から主に浮き上がった状態で空転するので、内輪と転動体との摺動面の摩耗が抑制される。また、内輪と転動体との摺動によるトルクロスを低減できるので、内燃機関の燃費向上にも寄与できる。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した内燃機関の動力伝達装置において、内燃機関によって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリを有し、この補機駆動用プーリがクランク軸に固定されると共に、補機駆動用プーリを介してクランク軸と一方向クラッチの外輪とが結合されていることを特徴とする。
自動車等に搭載される内燃機関では、補機（例えば、オルタネータやエアコン用のコンプレッサ等）をベルト駆動するための補機駆動用プーリを有しているので、この補機駆動用プーリを介してクランク軸と一方向クラッチの外輪とを結合することができる。あるいは、補機駆動用プーリ自体に外輪を一体的に設けることも可能である。
【０００７】
（請求項３の発明）
請求項１に記載した内燃機関の動力伝達装置において、内燃機関によって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリを有し、この補機駆動用プーリがクランク軸に固定されると共に、補機駆動用プーリあるいはクランク軸に取付けステーを介して一方向クラッチの外輪が結合されていることを特徴とする。
取付けステーを用いることにより、一方向クラッチの外輪と補機駆動用プーリあるいはクランク軸とを直接結合することが困難な場合にも対応できる。
また、補機駆動用プーリあるいはクランク軸に外輪を直接結合する必要がないので、一方向クラッチの配置自由度を高めることができる。
【０００８】
（請求項４の発明）
請求項２または３に記載した内燃機関の動力伝達装置において、始動用プーリは、一方向クラッチの外輪の径方向外側に配置され、且つ補機駆動用プーリの反内燃機関側に配置され、始動用プーリと一体または別体に設けられたアームプレートを介して一方向クラッチの内輪と結合されていることを特徴とする。
この構成では、始動用プーリの内径側に一方向クラッチを配置できるので、動力伝達装置を軸方向にコンパクトに構成できる。
【０００９】
（請求項５の発明）
請求項１に記載した内燃機関の動力伝達装置において、始動用プーリと一方向クラッチとが一体に組み合わされたプーリユニットと、内燃機関によって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリとを有し、この補機駆動用プーリがクランク軸に固定されると共に、プーリユニットが固定部材によってクランク軸または補機駆動用プーリに固定され、この固定部材は、クランク軸または補機駆動用プーリに固定される第１の取付けステーと、プーリユニットに取り付けられる第２の取付けステーとを有し、この第２の取付けステーが、締結手段によって第１の取付けステーに着脱可能に固定されることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、補機駆動用プーリをボルト等でクランク軸に固定してから、プーリユニットを固定部材によってクランク軸または補機駆動用プーリに固定できるので、補機駆動用プーリをクランク軸に固定する際に、例えばボルト締めするための作業スペースをプーリユニットに確保する必要がない。これにより、プーリユニットでは、外径が小さく容量の小さいクラッチを採用できるので、軽負荷の動力伝達装置に対し、必要以上に大きなクラッチを使用する必要がなく、小型、軽量化が可能となる。
また、クランク軸または補機駆動用プーリに対してプーリユニットを着脱できるので、市場でのメンテナンスを実施し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）の動力伝達装置の全体断面図、図２はベルト駆動システムを搭載する車両の模式図である。
実施例１に示すエンジン１の動力伝達装置２は、図２に示す様に、ベルト駆動によってエンジン１を始動する始動装置３、およびエンジン１によってベルト駆動される補機４との間で動力伝達を行うもので、以下に説明する補機駆動用プーリ５、始動用プーリ６、および一方向クラッチ７を備える。
【００１３】
補機駆動用プーリ５は、図１に示す様に、エンジン１のクランク軸８の端部にボルト９で固定され、クランク軸８と一体に回転する。この補機駆動用プーリ５には、無端ベルト１０が掛け渡され、そのベルト１０を介して補機４の回転軸４ａに取り付けられた補機プーリ１１に連結されている（図２参照）。なお、図２では、１つの補機４（例えば、オルタネータ）が示されているが、同一のベルト１０によって複数の補機４を連結するサーペンタイン方式を採用することもできる。
【００１４】
始動用プーリ６は、図１に示す様に、補機駆動用プーリ５の反クランク軸側（図１の左側）に隣接して配置され、一方向クラッチ７を介して補機駆動用プーリ５に連結されている。この始動用プーリ６には、例えば、タイミングベルト１２が掛け渡され、そのタイミングベルト１２を介して、始動装置３の出力軸３ａに取り付けられたスタータプーリ１３に連結されている（図２参照）。
始動装置３は、ベルト駆動式スタータとして周知であり、内蔵するモータ（図示せず）の回転力を出力軸３ａに取り出してスタータプーリ１３を回転させることにより、その回転力がタイミングベルト１２を介して始動用プーリ６に伝達される。
【００１５】
一方向クラッチ７は、図１に示す様に、補機駆動用プーリ５に結合された外輪７ａと、始動用プーリ６にアームプレート６ａを介して結合された内輪７ｂと、外輪７ａと内輪７ｂとの間でトルク伝達を断続する転動体７ｃ等で構成される。
外輪７ａは、始動用プーリ６の内径側に配置され、補機駆動用プーリ５およびクランク軸８と一体に回転する。
内輪７ｂは、外輪７ａの径方向内側に配置されると共に、一組のサポート軸受１４を介して外輪７ａと相対回転可能に設けられ、始動用プーリ６と一体に回転する。アームプレート６ａは、始動用プーリ６と一体（別体でも良い）に設けられ、内輪７ｂの端部に溶接等により固定されている。
【００１６】
転動体７ｃは、例えば、円柱形状のローラであり、外輪７ａの内周に凹設された楔状のカム室に配設され、図示しないスプリングによってカム室の狭小方向に付勢されている。  この転動体７ｃは、始動用プーリ６を介して内輪７ｂに一方向のトルクが伝達された時、つまり、始動装置３の回転力が始動用プーリ６に伝達されて、始動用プーリ６と一体に内輪７ｂが回転すると、内輪７ｂと外輪７ａとの間に挟持されて両者を結合状態にすることにより、内輪７ｂから外輪７ａへトルク伝達する。一方、補機駆動用プーリ５を介してクランク軸８から外輪７ａに一方向のトルクが伝達された時、つまり、エンジン１の始動によってクランク軸８の回転速度が始動用プーリ６の回転速度を上回ると、内輪７ｂと外輪７ａとの間で空転して両者の結合状態を解除することにより、外輪７ａから内輪７ｂへのトルク伝達を遮断する。
【００１７】
次に、上記の動力伝達装置２の動作を説明する。
始動装置３がＯＮされると、出力軸３ａに発生する回転力がスタータプーリ１３からタイミングベルト１２を介して始動用プーリ６に伝達されることで、始動用プーリ６が回転する。
始動用プーリ６の回転は、一方向クラッチ７を介して補機駆動用プーリ５に伝達され、さらに補機駆動用プーリ５が固定されたクランク軸８に伝達される。
クランク軸８が回転してエンジン１が始動すると、クランク軸８の回転速度が始動用プーリ６の回転速度を上回ることにより、一方向クラッチ７が切り離される（転動体７ｃが空転する）。
【００１８】
エンジン１の始動により、始動装置３がＯＦＦされると、始動用プーリ６の回転が停止することで、一方向クラッチ７の内輪７ｂの回転も停止する。これに対し、一方向クラッチ７の外輪７ａは、エンジン１の運転中、クランク軸８および補機駆動用プーリ５と一体に常時回転している。
エンジン１の始動によってクランク軸８に発生する回転力は、補機駆動用プーリ５からベルト１０を介して補機プーリ１１に伝達されて、補機４を駆動する。
【００１９】
（実施例１の効果）
実施例１に示す動力伝達装置２は、エンジン１の始動により、始動装置３がＯＦＦされて一方向クラッチ７が切り離されると、始動用プーリ６に結合されている内輪７ｂの回転が停止して、クランク軸８に結合されている外輪７ａのみ回転を維持する。その結果、外輪７ａの回転によって発生する遠心力が転動体７ｃに作用するため、転動体７ｃは、内輪７ｂのトルク伝達面（内輪７ｂの外周面）から分離して空転する。つまり、転動体７ｃは、内輪７ｂの外周面に摺動しながら空転するのではなく、内輪７ｂの外周面から主に浮き上がった状態で空転するので、内輪７ｂと転動体７ｃとの摺動面の摩耗が抑制される。また、内輪７ｂと転動体７ｃとの摺動によるトルクロスを低減できるので、エンジン１の燃費向上にも寄与できる。
【００２０】
さらに、実施例１に示す動力伝達装置２は、一方向クラッチ７の内輪７ｂに結合される始動用プーリ６を外輪７ａの径方向外側に配置している。つまり、始動用プーリ６の内径側に一方向クラッチ７を配置しているので、動力伝達装置２を軸方向にコンパクトに構成できる。
【実施例２】
【００２１】
図３は実施例２に係る動力伝達装置２の全体断面図である。
本実施例の動力伝達装置２は、補機駆動用プーリ５と一方向クラッチ７の外輪７ａとを取付けステー１５によって連結した一例である。
取付けステー１５は、例えば、剛性を有する金属板を階段状にプレス成形したもので、図３に示す様に、一端側が補機駆動用プーリ５に固定（例えば溶接）され、他端側が一方向クラッチ７の外輪７ａに結合されている。なお、図３では、取付けステー１５の一端側を補機駆動用プーリ５に固定しているが、クランク軸８に直接固定しても良い。
【００２２】
この取付けステー１５を用いたこと以外は、動力伝達装置２の基本的な構成は実施例１と同じであり、一方向クラッチ７に係わる作用および効果も同じである。
また、取付けステー１５を用いたことにより、以下の効果を期待できる。
一方向クラッチ７の外輪７ａと補機駆動用プーリ５あるいはクランク軸８とを直接結合することが困難な場合にも、取付けステー１５を用いることで容易に対応できる。
補機駆動用プーリ５あるいはクランク軸８に外輪７ａを直接結合する必要がないので、一方向クラッチ７の配置自由度を高めることができる。
【実施例３】
【００２３】
図４は実施例３に係る動力伝達装置２の全体断面図である。
この実施例３は、始動用プーリ６と一方向クラッチ７とをサポート軸受１４と共に一体に組み合わせてプーリユニットＰＵを構成し、そのプーリユニットＰＵを固定部材により補機駆動用プーリ５またはクランク軸８に固定した一例である。
固定部材は、補機駆動用プーリ５またはクランク軸８に固定される第１の取付けステー１６と、プーリユニットＰＵに取り付けられる第２の取付けステー１７とで構成され、この第２の取付けステー１７が、スクリュ等の締結手段１８によって第１の取付けステー１６に着脱可能に固定される。
【００２４】
上記の構成によれば、補機駆動用プーリ５をクランク軸８の端部にボルト９で固定してから、第２の取付けステー１７を第１の取付けステー１６に固定してプーリユニットＰＵを組み付けることができるので、補機駆動用プーリ５をクランク軸８に固定する際に、ボルト締めするための作業スペースをプーリユニットＰＵに確保する必要がない。このため、プーリユニットＰＵでは、エンジン始動時の伝達トルクの大きさに適したクラッチ７を採用できる。つまり、伝達トルクが小さいにも係わらず、必要以上に大きなクラッチ７を使用する必要はなく、径が小さく容量の小さいクラッチ７を採用できるので、プーリユニットＰＵの小型、軽量化が可能となる。
【００２５】
また、クラッチ７の小型化より内輪径を小さく設定できるため、内輪７ｂの周速が小さくなり、摩耗等に対して有利な設計が可能である。
更に、クランク軸８または補機駆動用プーリ５に対してプーリユニットＰＵを容易に着脱できるので、市場でのメンテナンスを実施し易くなる。
【実施例４】
【００２６】
図５、図６は、補機駆動用プーリ５を持たない動力伝達装置２の実施例である。つまり、始動用プーリ６と一方向クラッチ７およびサポート軸受１４とで構成されるプーリユニットＰＵが、直接あるいは取付けステー１５等を介してエンジンのクランク軸８に固定されている。
この図５および図６に示す実施例においても、一方向クラッチ７の外輪７ａがクランク軸８に連結され、内輪７ｂが始動用プーリ６に連結されるので、エンジン１の始動により、始動装置３がＯＦＦされて一方向クラッチ７が切り離されると、転動体７ｃは、内輪７ｂの外周面から主に浮き上がった状態で空転するので、内輪７ｂと転動体７ｃとの摺動面の摩耗が抑制される。また、内輪７ｂと転動体７ｃとの摺動によるトルクロスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】エンジンの動力伝達装置の全体断面図である（実施例１）。
【図２】ベルト駆動システムを搭載する車両の模式図である。
【図３】エンジンの動力伝達装置の全体断面図である（実施例２）。
【図４】エンジンの動力伝達装置の全体断面図である（実施例３）。
【図５】エンジンの動力伝達装置の全体断面図である（実施例４）。
【図６】エンジンの動力伝達装置の全体断面図である（実施例４）。
【符号の説明】
【００２８】
１    エンジン（内燃機関）
２    動力伝達装置
４    補機
５    補機駆動用プーリ
６    始動用プーリ
６ａ  アームプレート
７    一方向クラッチ
７ａ  外輪
７ｂ  内輪
７ｃ  転動体
８    クランク軸
９    ボルト
１５    取付けステー
１６    第１の取付けステー
１７    第２の取付けステー
ＰＵ    プーリユニット
【図１】
2006097676.tif 000003
【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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