(57)【要約】【課題】  ロック状態における衝撃荷重やロック位置におけるすべり摩擦が軽減されるとともに、フリー状態からロック状態への移行開始時にローラが溝部に残ることなくクラッチ機能に寄与できるローラクラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】  ローラクラッチ内蔵型プーリ装置のカム摺動面２６において、ロック状態においてローラ２３と接触する位置を含む第１領域２６ａにおける摩擦係数が、フリー状態においてローラ２３と接触する位置を含む第２領域２６ｂにおける摩擦係数より小さい。【選択図】  図２
2005195073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径側部材と、該内径側部材の周囲に該内径側部材と同芯に配置された筒状の外径側部材と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の間に設けられた複数のローラとを備え、前記内径側部材と前記外径側部材の一方が他方に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、前記内径側部材と前記外径側部材との間で前記ローラを介して回転力を伝達するローラクラッチが組み込まれたローラクラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の一方の周面には、他方の周面との間にくさび空間を形成するカム摺動面が形成され、
該カム摺動面は、ロック状態において前記ローラと接触する位置を含む第１領域と、フリー状態において前記ローラと接触する位置を含む第２領域とを備え、
前記カム摺動面の前記第１領域における摩擦係数は、前記第２領域における摩擦係数より小さいことを特徴とするローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項２】
内径側部材と、該内径側部材の周囲に該内径側部材と同芯に配置された筒状の外径側部材と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の間に設けられた複数のローラとを備え、前記内径側部材と前記外径側部材の一方が他方に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、前記内径側部材と前記外径側部材との間で前記ローラを介して回転力を伝達するローラクラッチが組み込まれたローラクラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の一方の周面には、他方の周面との間にくさび空間を形成するカム摺動面が形成され、
該カム摺動面は、ロック状態において前記ローラと接触する位置を含む第１領域と、フリー状態において前記ローラと接触する位置を含む第２領域とを備え、
前記カム摺動面の前記第１領域における表面粗さは、前記第２領域における表面粗さより小さいことを特徴とするローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項３】
前記カム摺動面の前記第１領域のみに表面硬化処理が施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項４】
前記カム摺動面の前記第１領域及び前記第２領域に表面硬化処理が施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項５】
内径側部材と、該内径側部材の周囲に該内径側部材と同芯に配置された筒状の外径側部材と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の間に設けられた複数のローラとを備え、前記内径側部材と前記外径側部材の一方が他方に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、前記内径側部材と前記外径側部材との間で前記ローラを介して回転力を伝達する一方向クラッチが組み込まれたローラクラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の一方の周面には、他方の周面との間にくさび空間を形成するカム摺動面が形成され、
該カム摺動面は、ロック状態において前記ローラと接触する位置を含む第１領域と、フリー状態において前記ローラと接触する位置を含む第２領域とを備え、
前記カム摺動面の前記第１領域のみに表面硬化処理が施されていることを特徴とするローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項６】
前記カム摺動面の前記第１領域における摩擦係数が、前記第２領域における摩擦係数より小さいことを特徴とする請求項５に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項７】
前記カム摺動面の前記第１領域における表面粗さが、前記第２領域における表面粗さより小さいことを特徴とする請求項５に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項８】
前記表面硬化処理として、前記カム摺動面にセラミック系被膜材がコーティングされていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項９】
前記表面硬化処理として、前記カム摺動面にダイヤモンドライクカーボン薄膜材がコーティングされていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、自動車のスタータやオルタネータ用プーリ、クランクプーリ、コンプレッサー等のエンジン補機及びエンジンアイドルストップ時のモータによる補機駆動用等に使用されている。
【０００３】
例えば、オルタネータに組み込まれるローラクラッチ内蔵型プーリ装置では、クランク軸に固定された駆動プーリに懸架された駆動ベルトが掛け渡される従動プーリと、オルタネータの回転軸に固定されるスリーブとが設けられ、従動プーリとスリーブとの間にローラクラッチ及び一対の転がり軸受が配置されている。
【０００４】
そして、従動プーリの回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、ローラクラッチのローラのくさび作用によって、従動プーリとスリーブとが相対回転不能（ロック状態）となり、エンジンの回転力が回転軸に伝達される。一方、従動プーリの回転角速度が回転軸の回転角速度より遅い場合には、従動プーリとスリーブとの相対回転が自在（フリー状態）となり、回転力の伝達が遮断される。
【０００５】
従来のローラクラッチでは、くさび作用を与えるローラとカム摺動面間で摩耗の発生を抑制するために種々の提案がなされている。例えば、内輪のカム面の表面粗さを外輪内周面の表面粗さよりも大きくして、フリー状態でのカム面の摩耗を抑制することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、フリー状態とロック状態間の移行時の動作安定化及び耐磨耗性向上のため、カム摺動面にＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）による表面処理を行うと共に、表面粗さの値を範囲限定することが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
また、他のクラッチ機構では、ジャダー特性の改善や振動防止を図ったり、クラッチの摩耗を防止するために、摩擦面の硬さ及び粗さを限定したものが知られている（例えば、特許文献３及び４参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２００８６３号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−１６５２００号公報（第４頁、第１図）
【特許文献３】特開平７−１７４２０８号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献４】特開２００３−２４００３３号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、オルタネータ等では高性能・高出力化に伴って高速回転が要求されており、過大な衝撃荷重が駆動ベルトから従動プーリを介してローラクラッチや転がり軸受にかかる。このような高速回転条件の下、ローラクラッチでは、フリー状態とロック状態の二つの状態をスムーズに切り替えられることが性能面から要求されていると共に、焼付き等を防止するため、カム摺動面で生じる摩耗をできるだけ低減することが必要とされている。
【０００８】
特に、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置では、フリー状態からロック状態への移行開始時に、すべてのローラがカム面の溝部に残ることなく均等に噛み込まれることが望ましい。しかしながら、これが不十分であると、スムーズでないクラッチの操作感を利用者に与えたり、負荷を受けるローラの数の減少により負荷に寄与しているローラにかかる荷重が増大してローラクラッチのカム摺動面が摩耗する可能性がある。
【０００９】
また、ロック状態においては、ローラ面とカム摺動面との間の接触面圧が高くなるため、摩耗や発熱が発生する可能性があり、特に、ローラの噛み合い時に衝撃荷重を受ける際やロック状態に近く接触面圧が高い状態で両面間にすべり摩擦が発生しているときに、摩耗が起こりやすくなると考えられる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜４に開示された従来の摩擦面或いはカム摺動面への対策では、上述したフリー状態からロック状態への移行開始時におけるローラのスムーズな動作と、摩耗が起きやすいロック状態またはその前後においてカムやローラの摺動面での摩耗の低減とを両立することは困難であった。
【００１１】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フリー状態からロック状態への移行開始時にローラが溝部に残ることなくクラッチ機能に寄与できるとともに、ロック状態において衝撃荷重やすべり摩擦が発生した場合でも摩耗が軽減されるローラクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  内径側部材と、該内径側部材の周囲に該内径側部材と同芯に配置された筒状の外径側部材と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の間に設けられた複数のローラとを備え、前記内径側部材と前記外径側部材の一方が他方に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、前記内径側部材と前記外径側部材との間で前記ローラを介して回転力を伝達するローラクラッチが組み込まれたローラクラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の一方の周面には、他方の周面との間にくさび空間を形成するカム摺動面が形成され、
該カム摺動面は、ロック状態において前記ローラと接触する位置を含む第１領域と、フリー状態において前記ローラと接触する位置を含む第２領域とを備え、
前記カム摺動面の前記第１領域における摩擦係数は、前記第２領域における摩擦係数より小さいことを特徴とするローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（２）  内径側部材と、該内径側部材の周囲に該内径側部材と同芯に配置された筒状の外径側部材と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の間に設けられた複数のローラとを備え、前記内径側部材と前記外径側部材の一方が他方に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、前記内径側部材と前記外径側部材との間で前記ローラを介して回転力を伝達するローラクラッチが組み込まれたローラクラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の一方の周面には、他方の周面との間にくさび空間を形成するカム摺動面が形成され、
該カム摺動面は、ロック状態において前記ローラと接触する位置を含む第１領域と、フリー状態において前記ローラと接触する位置を含む第２領域とを備え、
前記カム摺動面の前記第１領域における表面粗さは、前記第２領域における表面粗さより小さいことを特徴とするローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（３）  前記カム摺動面の前記第１領域のみに表面硬化処理が施されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（４）  前記カム摺動面の前記第１領域及び前記第２領域に表面硬化処理が施されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（５）  内径側部材と、該内径側部材の周囲に該内径側部材と同芯に配置された筒状の外径側部材と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の間に設けられた複数のローラとを備え、前記内径側部材と前記外径側部材の一方が他方に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、前記内径側部材と前記外径側部材との間で前記ローラを介して回転力を伝達する一方向クラッチが組み込まれたローラクラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面の一方の周面には、他方の周面との間にくさび空間を形成するカム摺動面が形成され、
該カム摺動面は、ロック状態において前記ローラと接触する位置を含む第１領域と、フリー状態において前記ローラと接触する位置を含む第２領域とを備え、
前記カム摺動面の前記第１領域のみに表面硬化処理が施されていることを特徴とするローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（６）  前記カム摺動面の前記第１領域における摩擦係数が、前記第２領域における摩擦係数より小さいことを特徴とする（５）に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（７）  前記カム摺動面の前記第１領域における表面粗さが、前記第２領域における表面粗さより小さいことを特徴とする（５）に記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（８）  前記表面硬化処理として、前記カム摺動面にセラミック系被膜材がコーティングされていることを特徴とする（３）〜（７）のいずれかに記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
（９）  前記表面硬化処理として、前記カム摺動面にダイヤモンドライクカーボン薄膜材がコーティングされていることを特徴とする（３）〜（７）のいずれかに記載のローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、ロック状態においてローラと接触する位置を含む第１領域と、フリー状態においてローラと接触する位置を含む第２領域とをカム摺動面に設け、カム摺動面の第１領域における摩擦係数は、第２領域における摩擦係数より小さい、或いは、カム摺動面の第１領域における表面粗さは、第２領域における摩擦係数より小さいとする。または、第１領域にのみ表面硬化処理を施して、ロック状態のカム摺動面である第１領域の表面粗さや摩擦係数を小さくしている。これにより、フリー状態からロック状態への移行開始時にローラが溝部に残ることなくクラッチ機能に寄与できる効果と、ロック状態において衝撃荷重やすべり摩擦が発生した場合でも摩耗が軽減される効果とを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態に係るローラクラッチ内蔵型プーリ装置を図面に参照して詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態であるプーリ装置の縦断面図であり、図２は図１におけるローラクラッチの断面図であり、（ａ）はロック状態を示し、（ｂ）はフリー状態を示す。
【００１６】
例えば、オルタネータ等に組み込まれるクラッチ内蔵型プーリ装置１０では、図１に示されるように、オルタネータの回転軸１１に螺合して固定されるスリーブ１２と、スリーブ１２の径方向外側にスリーブ１２と同芯に配設され、外周面にベルト溝１３ａが形成されたプーリ１３とを備えている。ベルト溝１３ａには、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリ（図示せず）に懸架された駆動ベルト（図示せず）が掛け渡されている。
【００１７】
また、スリーブ１２の軸方向中間部における外周面とプーリ１３の内周面との間には、ローラクラッチ１４が配置されており、スリーブ１２の軸方向両端部における外周面とプーリ１３の内周面との間には、ローラクラッチ１４を狭持するように一対の転がり軸受１５が配置されている。
【００１８】
転がり軸受１５としては、深溝玉軸受が使用されており、プーリ１３に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１２とプーリ１３とを相対回転可能に支持する。各転がり軸受１５は、内周面に外輪軌道を有する外輪１６と、外周面に内輪軌道を有する内輪１７と、外輪軌道と内輪軌道間に転動自在に設けた転動体である複数の玉１８と、各玉１８を保持する保持器１９とを有する。また、外輪１６の両端部内周面と内輪１７の両端部外周面との間に、シールリング２０、２０が設けられており、各転がり軸受１５の軸受空間の両端開口部を塞いでいる。
【００１９】
図１及び図２に示されるように、ローラクラッチ１４は、スリーブ１２の外周面に圧入固定され、回転軸１１と共に回転可能な本発明の内径側部材であるクラッチ内輪２１と、プーリ１３の内周面に圧入固定されると共に、クラッチ内輪２１の周囲にクラッチ内輪２１と同芯に配置された本発明の外径側部材である筒状のクラッチ外輪２２と、クラッチ内輪２１の外周面とクラッチ外輪２２の内周面との間に回動自在に設けられた複数のローラ２３とを備える。また、ローラクラッチ１４は、各ローラ２３を個別に収容する複数のポケットを有するクラッチ保持器２４と、各ローラ２３をロック方向に弾性的に押圧するばね２５とを有している。
【００２０】
クラッチ内輪２１の外周面には、複数のカム摺動面２６が円周方向に所定の間隔で形成されたおり、ローラ２３はクラッチ外輪２２の内周面２２ａと各カム摺動面２６とから形成されるくさび空間に回動自在に保持されている。カム摺動面２６は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、ロック状態においてローラ２３と接触する位置を含む第１領域２６ａと、第１領域２６ａよりもカム摺動面２６の溝が深い側で、フリー状態においてローラ２３と接触する位置を含む第２領域２６ｂとを備えている。
【００２１】
そして、プーリ１３の回転角速度が回転軸１１の回転角速度より速い場合、即ち、クラッチ外輪２２がクラッチ内輪２１に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合には、ローラ２３がくさび作用によってクラッチ外輪２２の内周面２２ａとカム摺動面２６の第１領域２６ａとの間に噛み込まれて、プーリ１３とスリーブ１２とが相対回転不能（ロック状態）となる。これにより、クラッチ外輪２２とクラッチ内輪２１との間で各ローラ２３を介してエンジンの回転力が回転軸１１に伝達される（図２（ａ）参照。）。  一方、クランク軸の回転角速度の変動等により、プーリ１３の回転角速度が回転軸１１の回転角速度より遅い場合には、ローラ２３がカム摺動面２６の第２領域２６ｂへ移動してローラ２３の噛み込みが解除され、プーリ１３とスリーブ１２との相対回転が自在（フリー状態）となる（図２（ｂ）参照。）。
【００２２】
ここで、本実施形態のローラクラッチ１４では、第１領域２６ａの摩擦係数は、第２領域２６ｂの摩擦係数より小さくなるように設定されている。
【００２３】
第１領域２６ａの摩擦係数を小さくすることで、ローラ２３の転がり抵抗が軽減され、ロック状態においてローラ２３とカム摺動面２６との接触面圧が高くなった状態においても摩耗を低減することができ、特に、ロック状態において、噛み合い時の衝撃荷重やローラ２３とカム摺動面２６間でのすべり摩擦が発生した場合でも、カム摺動面２６の摩耗を低減することができる。これにより、摩耗に起因する焼付きや寿命低下等のトラブルを避けることができる。
【００２４】
また、第２領域２６ｂの摩擦係数は、第１領域２６ａの摩擦係数より大きいものとしたので、ローラ２３に所望の転がり抵抗が確保されるため、フリー状態からロック状態への移行開始時に、すべてのローラ２３が確実にカム摺動面２６上を第２領域２６ｂから第１領域２６ａに向けて移動する。よって、すべてのローラ２３がカム摺動面２６の第２領域２６ｂに残ることなく第１領域２６ａにおいて均等に噛み込まれ、クラッチ機能にスムーズに寄与することができる。
【００２５】
なお、第１領域２６ａの摩擦係数を小さくする手法としては、通常の表面加工や従来から行われている浸炭処理や浸炭窒化処理等の表面硬化処理が第１領域２６ａに施されてもよく、また、以下に挙げられる表面硬化処理が第１領域２６ａに施されてもよい。
【００２６】
第１領域２６ａの表面硬化処理としては、例えば、TiN、TiAlN、TiCN、TiC、CrNや多層コート被膜であるTiC／TiN、TiC／TiCN／Al2O3、TiC／Al2O3／TiN、TiC／TiCN／TiC／Al2O3等のセラミック系被膜材やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン薄膜材）のコーティング等が挙げられる。また、これらのコーティングの他に、浸硫窒化等による表面処理も有効である。これらの表面処理によって、表面の硬度が上がるとともに、摺動特性、耐摩耗性、耐食性、耐酸化性等が向上する。
【００２７】
また、セラミック系被膜材のうち、TiN、TiAlN、TiCNまたはこれらの合金を基盤とした多層コート被膜等のTi合金系のコーティング膜は、高い硬度、低摩擦及び強い密着性を有しており、総合的な性質としてカム摺動面２６に適している。この中で、TiNやTiC/TiNの多層コート膜は、焼付きや剥離の防止とともに耐摩耗、耐食性向上において、TiAlNは耐熱性において優れている。また、TiC／TiCN／Al2O3、TiC／Al2O3／TiN、TiC／TiCN／TiC／Al2O3等の多層コート膜は、耐摩擦性向上や凝着防止に優れている。
【００２８】
性能値の具体例を挙げると、硬度においては、TiN膜が２０００〜２４００（HV）、TiAlN膜が２３００〜２８００（HV）、TiCN膜が３０００〜３５００（HV）である。また、摩擦係数としては、TiN膜が０．４〜０．４５、TiCN膜が０．１２〜０．１５であり、耐熱性においては、TiN膜が４００〜５００℃、TiAlN膜が６００〜７００℃である。  このように、各性能値はTi合金の種類によって異なることから、要求されるローラクラッチの仕様に応じて合金の種類を選定することができる。また、CrNのセラミック系被膜材は摺動特性とともに、耐熱性や耐食性に優れている。
【００２９】
ただし、Ti合金やCrNのコーティング及び浸硫処理は、通常、それぞれ、３００〜５００℃の高温域において行われるので、通常用いられている低合金鋼に適用した場合、コーティング時の熱的影響に基づく軟化とそれに伴う寸法変化が発生する可能性がある。このため、上記の処理温度が高く、使用条件において寸法精度やカム摺動面２６の硬度が要求される場合は、何らかの対策をとることが望ましく、例えば、カム摺動面２６の材料として高合金高速度鋼や工具鋼を用いて、その材料が５００℃以上の二次硬化により軟化を予め防止すること等が挙げられる。
【００３０】
また、DLC薄膜材によるコーティング膜は、耐摩耗性においてTi合金より優れており、通常のローラクラッチ稼動時の面圧状態においても、カム摺動面２６の摩擦係数を低く、また、高耐摩耗性を保持することができるとともに、コーティング処理の温度が通常２００℃以下と、Ti合金等のコーティング処理温度より低い。
【００３１】
このため、通常、ローラクラッチに使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼や高速度鋼が焼入れ焼戻しによって得られた硬さ等の特性が、コーティング処理時の熱的影響によって変わらないといった長所を持つ。これによって、設計に準じたローラクラッチの形状、また、それに応じたクラッチ性能特性が維持される。また、マルテンサイトステンレス鋼や高速度鋼のような高合金鋼にも適用可能であることもクラッチ部材への適用における長所として挙げられる。最近では、密着性の向上したDLCも開発されており、高速、高荷重域での回転部摺動部への適用が実用化しつつある。
【００３２】
従って、本実施形態によれば、ロック状態においてローラ２３と接触する位置を含む第１領域における摩擦係数は、フリー状態においてローラ２３と接触する位置を含む第２領域における摩擦係数より小さい。また、本実施形態では、第１領域２６ａに表面硬化処理を施して、第１領域２６ａにおける摩擦係数を小さくしている。これにより、ロック状態におけるカム摺動面２６の摩耗が低減され、ローラクラッチの過熱、焼付きを防止することができるとともに、フリー状態からロック状態への移行開始時に、ローラ２３が第２領域２６ｂから第１領域２６ａに移動せず、ローラの噛み込み度が低下することが防止される。従って、ローラクラッチの摩耗防止や利用者のスムーズな操作感が保持される。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るクラッチ内蔵型プーリ装置について説明する。なお、本実施形態は、カム摺動面の表面粗さを特徴としており、基本的な構成は図１及び図２に示したクラッチ内蔵型プーリ装置と同一である。
【００３４】
本実施形態のクラッチ内蔵型プーリ装置では、カム摺動面２６は、ロック状態においてローラと接触する位置を含む第１領域２６ａの表面粗さが、フリー状態においてローラ２３と接触する位置を含む第２領域２６ｂの表面粗さより小さくなるように設定されている。なお、第１領域２６ａの表面粗さを小さくする手法としては、通常の表面加工や従来から行なわれている浸炭処理や浸炭窒化処理等の表面硬化処理であってもよいし、第１実施形態で挙げられたものと同様な表面硬化処理によって施されてもよい。
【００３５】
第１領域２６ａの表面粗さを小さくすることで、ローラ２３の転がり抵抗が軽減され、ロック状態においてローラ２３とカム摺動面２６との接触面圧が高くなった状態においても摩耗を低減することができ、特に、ロック状態において、噛み合い時の衝撃荷重やローラ２３とカム摺動面２６間でのすべり摩擦が発生した場合でも、カム摺動面２６の摩耗を低減することができる。これにより、摩耗に起因する焼付きや寿命低下等のトラブルを避けることができる。
【００３６】
また、第２領域２６ｂの表面粗さは、第１領域２６ａの表面粗さより大きいものとしたので、ローラ２３に所望の転がり抵抗が確保されるため、フリー状態からロック状態への移行開始時に、すべてのローラ２３が確実にカム摺動面２６上を第２領域２６ｂから第１領域２６ａに向けて移動する。よって、すべてのローラ２３がカム摺動面２６の第２領域２６ｂに残ることなく第１領域２６ａにおいて均等に噛み込まれ、クラッチ機能にスムーズに寄与することができる。
【００３７】
従って、本実施形態によれば、ロック状態においてローラ２３と接触する位置を含む第１領域における表面粗さは、フリー状態においてローラ２３と接触する位置を含む第２領域における表面粗さより小さい。また、本実施形態では、第１領域２６ａに表面硬化処理を施して、第１領域２６ａにおける表面粗さを小さくしている。これにより、ロック状態におけるカム摺動面２６の摩耗が低減され、ローラクラッチの過熱、焼付きを防止することができるとともに、フリー状態からロック状態への移行開始時に、ローラ２３が第２領域２６ｂから第１領域２６ａに移動せず、ローラの噛み込み度が低下することが防止される。従って、ローラクラッチの摩耗防止や利用者のスムーズな操作感が保持される。
その他の構成及び作用については、第１実施形態と同様である。
【００３８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るクラッチ内蔵型プーリ装置について説明する。なお、本実施形態は、カム摺動面の表面硬化処理を特徴としており、基本的な構成は図１及び図２に示したクラッチ内蔵型プーリ装置と同一である。
【００３９】
本実施形態のクラッチ内蔵型プーリ装置では、カム摺動面２６は、ロック状態においてローラと接触する位置を含む第１領域２６ａと、フリー状態においてローラ２３と接触する位置を含む第２領域２６ｂとの両方に表面硬化処理が施されており、第１領域２６ａのカム摺動面２６には、耐摺動性に適した摩擦係数の小さい被膜材が使用され、第２領域２６ｂのカム摺動面２６には、摩擦係数の大きな被膜材が使用される。なお、第１領域２６ａと第２領域２６ｂの表面硬化処理は、第１実施形態に記載されたものであってもよく、また、いずれか片側の表面処理に、浸炭処理、浸炭窒化処理やリン系表面改質膜のコーティング等を用いることも、製造コストの低減や、ＤＬＣ膜やセラミック系被膜で被膜剥離が危惧される条件への対応等において有効である。
【００４０】
従って、本実施形態では、第１領域２６ａと第２領域２６ｂの両方に表面硬化処理を施して、第１領域２６ａの摩擦係数を第２領域の摩擦係数より小さくしたので、第１実施形態と同様に、ロック状態におけるカム摺動面２６の摩耗が低減され、ローラクラッチの過熱、焼付きを防止することができるとともに、フリー状態からロック状態への移行開始時に、ローラ２３が第２領域２６ｂから第１領域２６ａに移動せず、ローラの噛み込み度が低下することが防止される。従って、ローラクラッチの摩耗防止や利用者のスムーズな操作感が保持される。
【００４１】
また、本実施形態では、表面硬化処理として、第１実施形態で挙げられた各被膜材の耐摺動性、耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性等の特性を、カム摺動面２６の場所に応じて使い分けることが可能であり、フリー状態での摩耗、発熱低減とロック状態でのローラの噛み込み性能の両方をフォローすることによって、より広範な条件での摩耗や焼付きの防止につなげることが可能である。
【００４２】
なお、本実施形態では、第１領域２６ａと第２領域２６ｂに表面硬化処理を施して、第１領域２６ａの摩擦係数が第２領域２６ｂの摩擦係数より小さいとしたが、表面硬化処理により第１領域２６ａの表面粗さが第２領域の表面粗さより小さくなるようにしても、同様の効果を奏することができる。
【００４３】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
各実施形態のカム摺動面２６において、第１領域２６ａ、第２領域２６ｂの範囲は、ロック状態、フリー状態とも振動や衝撃荷重の影響を考慮して、剥離のないように適度な幅を選定することが好ましい。ただし、幅が大きすぎると、表面粗さや摩擦係数の為の処理、或いは表面硬化処理のコストの増大とともに、ロック位置とフリー位置の中間領域において、ローラのすべり摩擦を不必要に発生させてしまう可能性がある。
【００４４】
また、カム摺動面の表面硬化処理に加えて、ローラ２３、クラッチ外輪２２の軌道面及び保持器の接触面に表面硬化処理を行うことは、摩耗、焼付きに対する対策となり、安全性、品質保証等の点で特に有効となる。また、衝撃荷重を受ける箇所を分析して、表面処理を必要最小限の箇所に限定することが表面処理コスト及び製造上有利となる。
【００４５】
本実施形態では、カム面は、クラッチ内輪の外周面に形成されたが、クラッチ外輪の内周面に形成されてもよい。さらに、本発明においては、カム摺動面に対向する外輪軌道輪の表面粗さを小さくすることにより、ロック状態において発生する摩耗をさらに軽減することができる。
【００４６】
また、過酷な荷重条件等によって、ローラクラッチに円周方向で偏荷重が生じた場合や経時変化により寸法誤差が生じた場合、負荷に寄与しないローラが増えることが予想されるが、ロック状態のカム摺動面への表面硬化処理やコーティング処理はこのような場合の摩耗防止対策としても有効である。
【００４７】
本実施形態では、クラッチ内輪を内径側部材とし、クラッチ外輪を外径側部材としたが、クラッチ内輪はスリーブと一体化されてもよく、クラッチ外輪はプーリと一体化されてもよい。この場合には、内径側部材はスリーブによって構成され、また、外径側部材はプーリによって構成される。さらに、内径側部材は、回転軸が一体化されたスリーブであってもよい。
【００４８】
さらに、一方向クラッチの軸方向両側に配置された転がり軸受は、深溝玉軸受以外の形式の転がり軸受であってもよい。
本実施形態では、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置はオルタネータの回転軸と従動プーリ間に装着されたが、スタータのプーリと回転軸間に装着されてもよく、この場合には、内径側部材が外径側部材に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、内径側部材と外径側部材との間で回転力の伝達が自在となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図２】図１におけるローラクラッチの断面図であり、（ａ）はロック状態を示し、（ｂ）はフリー状態を示す。
【符号の説明】
【００５０】
１０                  プーリ装置
１１                  回転軸
１２                  スリーブ  
１３                  プーリ
１３ａ                ベルト溝
１４                  ローラクラッチ（一方向クラッチ）
１５                  転がり軸受
１６                  外輪
１７                  内輪
１８                  転動体
２１                  クラッチ内輪（内径側部材）
２２                  クラッチ外輪（外径側部材）
２３                  ローラ
２４                  クラッチ保持器
２５                  ばね
２６                  カム摺動面
２６ａ                第１領域
２６ｂ                第２領域
【図１】
2005195073.tif 000003
【図２】
2005195073.tif 000004