(57)【要約】【課題】 一方向クラッチ付きプーリユニットを提供する。【解決手段】  軸3とプーリ4との間に少なくとも１つの軸受6,7が設けられており、一方向クラッチ5の外輪と軸受6,7の外輪とが一体化されるとともに、一方向クラッチ5の内輪と軸受6,7の内輪とが一体化されている。一方向クラッチ5の外輪の内周に、カム面11およびこれに連なる保持器対角部収納面21が、保持器15に、カム面11内に挿入されるポケット部15aおよびこれに連なり保持器対角部収納面21に挿入される保持器対角部23がそれぞれ複数組形成されている。カム面11の境界部分の径よりも保持器対角部収納面21の境界部分の径および保持器対角部23の境界部分の径が大きくなされている。【選択図】    図３
2005172182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸とこれの周囲に同心状に配されたプーリとの間に、内輪、外輪、両輪間に配された噛み込み部材および噛み込み部材を噛み込み方向へ付勢する付勢部材を備えた一方向クラッチが設けられている一方向クラッチ付きプーリユニットにおいて、軸とプーリとの間に、少なくとも１つの軸受が設けられており、一方向クラッチは、噛み込み部材および付勢部材が外輪と一体になって回転し、外輪の所定回転速度以上による遠心力によって噛み込み部材が解除方向に移動し、付勢部材の付勢力がこの移動を許容する大きさを有し、プーリと一方向クラッチの外輪とが一体とされ、一方向クラッチの外輪の内周に、カム面およびこれに連なる保持器対角部収納面が、保持器に、カム面内に挿入されるポケット部およびこれに連なり保持器対角部収納面に挿入される保持器対角部がそれぞれ複数組形成されており、カム面の境界部分の径よりも保持器対角部収納面の境界部分の径および保持器対角部の境界部分の径が大きくなされていることを特徴とする一方向クラッチ付きプーリユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、内燃機関の始動時および内燃機関による補機駆動時の回転力をベルトによって伝達するベルト伝動システムにおいて、ベルト駆動スタータに使用される一方向クラッチ付きプーリユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一方向クラッチ付きプーリユニットとして、本出願人による出願である特許文献１には、軸とプーリとの間に、少なくとも１つの軸受が設けられており、一方向クラッチは、噛み込み部材および付勢部材が外輪と一体になって回転し、外輪の所定回転速度以上による遠心力によって噛み込み部材が解除方向に移動し、付勢部材の付勢力がこの移動を許容する大きさを有し、プーリと一方向クラッチの外輪とが一体とされ、一方向クラッチの外輪の内周に、カム面およびこれに連なる保持器対角部収納面が、保持器に、カム面内に挿入されるポケット部およびこれに連なり保持器対角部収納面に挿入される保持器対角部がそれぞれ複数組形成されているものが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１１３９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載の一方向クラッチ付きプーリユニットによると、一方向クラッチの外輪、転がり軸受の外輪およびプーリが１つの部材とされているので、部品数を減少することができるという利点を有しているが、一方向クラッチの保持器を外輪に挿入するに際し、保持器の位相間違いが起こるという問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、保持器の位相間違いを防止することができる一方向クラッチ付きプーリユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明による一方向クラッチ付きプーリユニットは、軸とこれの周囲に同心状に配されたプーリとの間に、内輪、外輪、両輪間に配された噛み込み部材および噛み込み部材を噛み込み方向へ付勢する付勢部材を備えた一方向クラッチが設けられている一方向クラッチ付きプーリユニットにおいて、軸とプーリとの間に、少なくとも１つの軸受が設けられており、一方向クラッチは、噛み込み部材および付勢部材が外輪と一体になって回転し、外輪の所定回転速度以上による遠心力によって噛み込み部材が解除方向に移動し、付勢部材の付勢力がこの移動を許容する大きさを有し、プーリと一方向クラッチの外輪とが一体とされ、一方向クラッチの外輪の内周に、カム面およびこれに連なる保持器対角部収納面が、保持器に、カム面内に挿入されるポケット部およびこれに連なり保持器対角部収納面に挿入される保持器対角部がそれぞれ複数組形成されており、カム面の境界部分の径よりも保持器対角部収納面の境界部分の径および保持器対角部の境界部分の径が大きくなされていることを特徴とするものである。
【０００６】
一方向クラッチは、外輪（例えばプーリの内周面）に設けられたカム面と、カム面と内輪（例えば軸の外周面）とによって形成された楔状空間内に配置され、内輪と外輪とが一の方向（ロック方向）に相対回転することにより内輪と外輪との間に噛み込み、他の方向（フリー方向）に相対回転したとき噛み込みを解除する複数の噛み込み部材としてのころと、ころを噛み込み方向（楔状空間の狭い側）に付勢する付勢部材としてのコイルばねとを備えた構成とされる。
【０００７】
一方向クラッチは、軸とプーリの軸方向中間部との間に設けられており、軸とプーリとの間に、ころ軸受および玉軸受が一方向クラッチを挟んで設けられていることが好ましい。このようにすると、プーリの高速回転が可能となり、このユニットを自動車エンジンのベルト駆動スタータとして好適に使用することができる。
【０００８】
また、軸は中空軸であり、プーリは、ベルトが掛け渡されるベルト掛け渡し部を有し、ベルト掛け渡し部におけるプーリ外周の最内径部と噛み込み開始位置における噛み込み部材の中心部との径方向距離Ｔ１が、噛み込み開始位置における噛み込み部材の中心部と中空軸内周の最小内径部との径方向距離Ｔ２よりも小さくされていることが好ましい。このようにすると、プーリの外径を抑えながら、噛み込み部材のＰ．Ｃ．Ｄを大きくすることができ、噛み込み部材に働く遠心力をより一層大きくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の一方向クラッチ付きプーリユニットによると、カム面の境界部分の径よりも保持器対角部収納面の境界部分の径および保持器対角部の境界部分の径が大きくなされているので、ころが収納された保持器をプーリにセットする際、保持器のころ配置部分すなわちポケット部分を一方向クラッチのころが配置されるべき位置すなわちカム面部分以外に挿入することができないことから、保持器を挿入可能な位相で挿入することにより、自動的に位相合わせが行われる。したがって、位相間違いを防止することができる。
【００１０】
また、プーリと一方向クラッチの外輪とが一体、すなわち、一方向クラッチの外輪、転がり軸受の外輪およびプーリが１つの部材とされていることから、プーリの外径を抑えながら、一方向クラッチの噛み込み部材（スプラグ、ころ）のＰ．Ｃ．Ｄを大きくすることができ、この結果、噛み込み部材に働く遠心力が大きくなり、空転時における噛み込み部材と軸との非接触状態を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、この発明による一方向クラッチ付きプーリユニットを示している。この一方向クラッチ付きプーリユニット(1)は、エンジンの駆動部とスタータモータの回転軸とを連結する部分に配置されるもので、スタータモータの回転軸(2)に嵌められた中空軸(3)とこれと同心に配置されたプーリ(4)との間に、一方向クラッチ(5)が設けられている。プーリ(4)の外周には、Ｖリブドベルト(B)が掛け渡されるベルト掛け渡し部(4a)が設けられている。
【００１３】
一方向クラッチ(5)は、中空軸(3)とプーリ(4)の軸方向中間部との間に設けられており、中空軸(3)とプーリ(4)の各端部寄り部分との間には、ころ軸受(6)および玉軸受(7)が一方向クラッチ(5)を挟んで設けられている。そして、プーリ(4)と一方向クラッチ(5)の外輪と軸受(6)(7)の外輪とが一体とされるとともに、中空軸(3)と一方向クラッチ(5)の内輪と軸受(6)(7)の内輪とが一体とされ、部品点数の減少が図られている。
【００１４】
ころ軸受(6)および玉軸受(7)のさらに軸方向外側には、シール部材(8)(9)がそれぞれ配置されており、プーリユニットの自由端側（図の左端側）には、プーリユニット内部に泥水等の侵入を防止するために、さらに別のシール部材(10)が配置されている。
【００１５】
一方向クラッチ(5)は、図２に示すように、プーリ(4)の内周面に設けられたカム面(11)と、カム面(11)と中空軸(3)の外周面とによって形成された楔状空間(12)内に配置され、中空軸(3)とプーリ(4)とが一の方向（ロック方向）に相対回転することにより中空軸(3)とプーリ(4)との間に噛み込み、他の方向（フリー方向）に相対回転したとき噛み込みを解除する複数の噛み込み部材としてのころ(13)と、ころ(13)を噛み込み方向（楔状空間(12)の狭い側）に付勢する付勢部材としてのコイルばね(14)と、ころ(13)を楔状空間(12)内に位置させる保持器(15)とを備えている。
【００１６】
カム面(11)は、軸心を挟んで対向する平行２面(11a)(11b)(11c)(11d)が周方向に複数組（この実施形態では４組）設けられることによって構成されている。平行２面(11a)(11b)(11c)(11d)の各面は、ころ(13)の中心および軸心を通る法線(19)に対して直角ではなく、直角よりも若干小さい鋭角とされている。こうして、プーリ(4)にカム面(11)が設けられることにより、プーリ(4)には、一方向クラッチ(5)の外輪としての機能が付与され、プーリ(4)と一方向クラッチ(5)の外輪との一体化が果たされている。これにより、プーリ(4)の外径を抑えながら、ころ(13)のＰ．Ｃ．Ｄを大きくすることができ、ころ(13)に働く遠心力が大きいものとなっている。
【００１７】
平行２面(11a)(11b)(11c)(11d)の楔状空間(12)の広い側の端部には、横断面が円弧状で遠心力を受けたころ(13)を停止させる保持用凹面部(16)が設けられている。凹面部(16)は、ころ(13)の外周面の半径とほぼ同じ半径の円弧状とされている。
【００１８】
コイルばね(14)は、横断面内に中心軸を有し、長径の方向が一方向クラッチ(5)の軸方向に一致させられた楕円形のものとされている。そして、その短径の長さしたがってばねのころに当接している部分の径方向寸法は、ころ(13)の直径よりも小さくなされている。
【００１９】
保持器(15)は、合成樹脂製で、カム面(11)にほぼ沿った外周形状と中空軸(3)外周面に沿った内周形状を有しており、カム面(11)内に挿入されている。保持器(15)と中空軸(3)の外周との間には若干の間隙が設けられている。保持器(15)には、コイルばね(14)を位置決めするばね受け凹所(17)が設けられている。ばね受け凹所(17)には、グリスが封入されている。
【００２０】
ばね受け凹所(17)は、カム面(11)のころ保持用凹面部(16)に連なってプーリ(4)の内周に設けられたばね位置決め面(18)とによってコイルばね(14)の中心軸方向を一定に保っている。コイルばね(14)の中心軸は、コイルばね(14)に遠心力が作用した際にころ(13)に対する付勢力を減少させる方向に変形させられるように、中空軸(3)の外周面の接線方向に対して傾斜させられている。プーリ(4)のばね位置決め面(18)は、カム面(11)と同様に、一方向クラッチ(5)の軸心を挟んで対向して平行に形成された２面が周方向に４組設けられることによって構成されている。
【００２１】
ばね受け凹所(17)は、コイルばね(14)がばね軸方向へ移動することを阻止するばね端部位置決め面(17a)と、コイルばね(14)がばね軸に直交する内向きに移動することを阻止するばね内側位置決め面(17b)とを有しており、プーリ(4)のばね位置決め面(18)は、コイルばね(14)がばね軸に直交する外向きに移動することを阻止するばね外側位置決め面となっている。これらのばね位置決め面(17a)(17b)(18)によって、コイルばね(14)の中心軸は、ころ(13)の中心軸と直交し、カム面(11)の平行２面(11a)(11b)(11c)(11d)と平行に保たれている。
【００２２】
ばね受け凹所(17)のばね内側位置決め面(17b)に連なって、ころ保持用傾斜面(17c)が設けられている。この傾斜面(17c)の他端は、中空軸(3)の外周面に対してわずかに間隙を有するようになされている。プーリ(4)のころ保持面であるころ保持用凹面部(16)と保持器(15)のころ保持面であるころ保持用傾斜面(17c)とによって、噛み込み解除方向に移動したころ(13)を受け止めて保持する横断面略ハの字状のころ保持部が形成されている。
【００２３】
図２は、ころ(13)およびコイルばね(14)に遠心力が働いていない状態を示しており、この状態で中空軸(3)が反時計方向に回転させられると、ころ(13)が中空軸(3)とプーリ(4)との間に噛み込み、中空軸(3)とプーリ(4)とは、一体となって回転する。そして、プーリ(4)が高速回転となり、中空軸(3)の回転が停止させられると、ころ(13)に働く遠心力の方向（符号(19)で示す線の外向きの方向）ところ(13)が平行２面(11a)(11b)(11c)(11d)と接触している点における法線方向とがずれていることにより、ころ(13)には平行２面(11a)(11b)(11c)(11d)に沿った方向の力が掛かり、これにより、ころ(13)は、楔状空間(12)の広い側に移動する。
【００２４】
この状態では、プーリ(3)のころ保持面である凹面部(16)がころ(13)の外周面の半径とほぼ同じ半径の横断面円弧状の凹面とされているので、円筒面を有するころ(13)の外周部分がこの凹面部(16)にちょうど収まり、また、径方向内側からは、保持器(15)のころ保持面である傾斜面(17c)があてがわれるので、ころ(13)が傾くようなことはなく、中空軸(3)外周ところ(13)との間隙が確保され、中空軸(3)ところ(13)との非接触状態が達成される。
【００２５】
図３に拡大して示すように、一方向クラッチ(5)の外輪の内周には、カム面(11)に連なって、保持器対角部収納面(21)が形成されている。カム面(11)の内側部分は、一方向クラッチ(5)のころ(13)が配置されるべき位置であり、保持器(15)のポケット部分(15a)がこのカム面(11)の内側部分に位置させられている。そして、カム面(11)と保持器対角部収納面(21)との境界部分において、カム面(11)の径よりも保持器対角部収納面(21)の径が大きくなされており、したがって、カム面(11)と保持器対角部収納面(21)との境界部分に段差部(22)が形成されている。保持器対角部(23)は、保持器対角部収納面(21)に若干の余裕を持って嵌まり合うように形成されている。
【００２６】
参考のために、特許文献１に記載されているカム面(11)と保持器対角部収納面(31)との境界部分を図４に示す。同図において、保持器対角部収納面(31)は、カム面(11)と面一の延長面上にあり、保持器(15)内周と中空軸(3)外周との間に若干の間隔が設けられていることもあって、保持器(15)挿入の初期段階では保持器対角部(32)をカム面(11)内に挿入することが可能となり、位相ずれがあってもある程度挿入されてしまうことになる。
【００２７】
これに対し、この発明の一方向クラッチでは、図３に示すように、保持器対角部収納面(21)の境界部分の径および保持器対角部(23)の境界部分の径がこの部分のカム面(11)の径よりも大きいことから、保持器対角部(23)をカム面(11)内に挿入することは不可能であり、保持器対角部収納面(21)内に保持器対角部(23)を挿入する場合のみ挿入作業が可能となる。
【００２８】
中空軸(3)の外径には、玉軸受(7)の軌道面(7a)および各シール部材(8)(9)(10)の内径部が嵌め入れられるシール溝(8a)(9a)(10a)が設けられている。また、中空軸(3)の内径には、スタータモータの回転軸(2)端部に設けられた雄ねじ部にねじ合わされる雌ねじ部(3a)と、中空軸(3)を回転させて回転軸(2)端部にねじ合わせる際に使用される六角レンチが嵌め合わされる六角係合溝(3b)とが設けられている。
【００２９】
この一方向クラッチ付きプーリユニットは、次のように動作する。
【００３０】
まず、始動時においては、スタータモータの回転軸(2)と一体の中空軸(3)が反時計回りに回転させられる。これにより、一方向クラッチ(5)の楔状空間(12)の狭い側にころ(13)が噛み込まれ、駆動力が伝達されて、中空軸(3)とプーリ(4)とが一体となって回転する。プーリ(4)はベルトを介してクランクシャフトに接続されており、プーリ(4)の回転によってエンジンが始動する。エンジンが始動すると、スタータが停止し、プーリ(4)は反時計方向の回転を続ける。これにより、ころ(13)の噛み込みが解除され、プーリ(4)だけが回転する状態が継続される。特にエンジンの高速回転時、ころ(13)は、ころ(13)とほぼ同じ曲率の凹面部(16)によって位置決めされ、中空軸(3)と非接触状態となる。また、コイルばね(14)は、プーリ(4)の所定回転速度以上による遠心力によって縮む方向の力を受け、ころ(13)を噛み込み方向に付勢する弾性力が減少させられ、ころ(13)と中空軸(3)との間の非接触状態が確保される。遠心力が作用したときのころ(13)の移動方向とコイルばね(14)の中心軸方向とが一致していることから、ころ(13)が移動する際にコイルばね(14)がずれて、プーリ(4)が停止した際のコイルばね(14)の付勢力方向が変化することはなく、ころ(13)をうまく噛み込み側へ移動させることができないという問題が起こることはない。こうして、始動時においては、ころ（噛み込み部材）(13)およびコイルばね（付勢部材）(14)が外輪すなわちプーリ(4)と一体となって回転し、その後、プーリ(4)が所定回転速度以上になると、プーリ(4)だけが回転することになり、エンジンの駆動に寄与しない部分が回転することに伴うエネルギロスを抑えることができる。
【００３１】
このプーリユニット(1)を組み立てる際には、玉軸受(7)の玉および保持器、一方向クラッチ(5)のコイルばね(14)およびころ(13)、ころ軸受(6)のころおよび保持器の順に、プーリ(4)と中空軸(3)との間に挿入すればよい。上述したように、ころ軸受(6)の外輪軌道部内径(D1)＞一方向クラッチ(5)の外輪カム面(11)の平行２面間距離（一方向クラッチの外輪の最小内径）(D2)≧玉軸受(7)の外輪軌道肩部内径(D3)であるので、各挿入作業時において径方向外側に作業用のスペースが確保され、組立て作業を容易に行うことができる。
【００３２】
なお、上記において、平行２面(11a)(11b)(11c)(11d)としている２面(11a)(11b)(11c)(11d)については、「平行」でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、この発明による一方向クラッチ付きプーリユニットの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、同横断面図である。
【図３】図３は、図２の拡大図である。
【図４】図４は、図３に相当する従来の一方向クラッチ付きプーリユニットの図である。
【符号の説明】
【００３４】
(3)     中空軸
(4)     プーリ
(5)     一方向クラッチ
(6)     ころ軸受
(7)     玉軸受
(13)    ころ（噛み込み部材）
(15)    保持器
(21)    保持器対角部収納面
(23)    保持器対角部
【図１】
2005172182.tif 000003
【図２】
2005172182.tif 000004
【図３】
2005172182.tif 000005
【図４】
2005172182.tif 000006