(57)【要約】【課題】  組立後のサポート軸受内に存在するラジアル隙間を、各部品の寸法精度を測定することなく把握し、高性能なクラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】  クラッチ内蔵型プーリ装置においては、サポート軸受のラジアル隙間がクラッチ内蔵型プーリ装置に取り付けられた検出器によって検出された共振周波数として管理されている。【選択図】  図１
2005321036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に外嵌固定自在なスリーブと、該スリーブの周囲に該スリーブと同心に配置した従動プーリと、前記スリーブの外周面と前記従動プーリの内周面との間に設けられ、前記従動プーリが前記スリーブ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従動プーリと前記スリーブとの間での回転力の伝達を自在とするクラッチと、前記スリーブの外周面と前記従動プーリの内周面との間に設けられ、前記従動プーリに加わるラジアル荷重を支持しつつ前記スリーブと前記従動プーリとの相対回転を自在とするサポート軸受と、を備えたクラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記サポート軸受のラジアル隙間が前記クラッチ内蔵型プーリ装置に取り付けられた検出器によって検出された共振周波数に基づき管理されていることを特徴とするクラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項２】
前記検出された共振周波数により、前記サポート軸受のラジアル隙間が所定のラジアル隙間になるよう管理されていることを特徴とする請求項１に記載の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、クラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、自動車用補機であるオルタネータ、コンプレッサ、自動車始動装置を構成するスタータモータ等の回転軸の端部に固定して使用するクラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オルタネータ等のエンジン用補機は、例えば自動車の駆動用エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリにその一部を掛け渡したベルトにより駆動する。即ち、エンジン用補機の回転軸の端部に固定した従動プーリと駆動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡し、エンジン用補機を、駆動用エンジンと同期して回転駆動自在としている。従動プーリとして従来一般的には、単にエンジン用補機の回転軸に固定しただけのものを使用していた。これに対して近年、ベルトの走行速度が一定もしくは上昇傾向にある場合には、ベルトから回転軸への動力の伝達を自在とし、ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、プーリと回転軸との相対回転を自在とする、クラッチ内蔵型プーリが各種提案され、一部で使用されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
図２は、この様なクラッチ内蔵型プーリの一例を示す。このクラッチ内蔵型プーリは、内周面に円筒面が形成されたプーリ５１と、回転軸（図示省略）の外周に取り付けられるスリーブ５２との間に、クラッチ５３と、クラッチ５３を軸方向両側から挟む一対のサポート軸受（深溝玉軸受）５４とを配置したもので、スリーブ５２の軸方向中央部には、大径段部５２ａが、クラッチ５３の外輪５３ａの幅と概ね同じ寸法の長さで、クラッチ内輪と一体に設けられている。クラッチ外輪５３ａはプーリ５１の内周に圧入され、一対のサポート軸受５４は、各外輪５４ａがプーリ５１の内周面に、各内輪５４ｂがスリーブ５２の大径段部５２ａの両側に形成された小径部５２ｂの外周面に圧入されている。また、外輪５４ａと内輪５４ｂとの間には複数の玉５４ｃが配置される。
【特許文献１】特開平７−３１７８０７号公報
【特許文献２】特開平１１−８２６９０号公報
【特許文献３】特開平１１−６３１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した様なクラッチ内蔵型プーリ装置を構成する一対のサポート軸受として、従来から、玉軸受、或いはころ軸受が用いられている。何れにしても従来は、この様なサポート軸受として、クラッチ内蔵型プーリ装置に組付ける以前の自由状態で、内部隙間が普通隙間であるものを使用していた。但し、クラッチ内蔵型プーリ装置を設置すべき空間が限られる等の理由により、各サポート軸受を組み込む部分である従動プーリの内周面とスリーブの外周面との間に存在する円筒状空間は、直径方向に厚さ寸法が小さく制限される。従って、この円筒状空間内に組み込む各サポート軸受を構成する外輪及び内輪は、厚さ寸法が相当に小さく制限される。この様に外輪及び内輪の厚さ寸法が小さく制限されると、これら外輪及び内輪を上記従動プーリ及びスリーブに、それぞれ圧入し、締り嵌めにより嵌合した場合に、これら外輪及び内輪の軌道部の弾性変形量は嵌合部の絞め代の８割以上の値となり、無視できない程度に大きくなる可能性がある。そして、このように外輪及び内輪の弾性変形量が大きくなることに伴い、各サポート軸受内のラジアル隙間のばらつき量が大きくなる可能性がある。
【０００５】
また、外輪及び内輪をそれぞれ嵌合する従動プーリ及びスリーブの嵌合面は、一般的に、旋削による仕上げ加工を施している。この為、これら各嵌合面の仕上げ加工後の直径方向寸法には、製造上不可欠な寸法誤差が生じる。従って、これら嵌合面に外輪及び内輪を嵌合することにより構成した各サポート軸受内のラジアル隙間のばらつき量がやはり大きくなる可能性がある。
【０００６】
上述のような種々の原因により、各サポート軸受内のラジアル隙間のばらつき量が大きくなると、クラッチがローラクラッチである場合には、このクラッチのオーバラン状態（従動プーリとスリーブとの相対回転を自在とした状態）でのラジアル隙間が、サポート軸受内のラジアル隙間よりも小さくなる可能性が生じる。また、クラッチがスプラグ式である場合には、このクラッチを構成する複数のスプラグが捩られないと仮定した状態でのこれら各スプラグと従動プーリ及びスリーブとの間に存在するラジアル隙間が、やはり各サポート軸受内のラジアル隙間よりも小さくなる可能性が生じる。そして、この様にクラッチでのラジアル隙間が小さくなった場合には、オーバラン状態で、ベルト張力に基づくラジアル荷重が各サポート軸受に付与されず、従動プーリからクラッチを構成するローラまたはスプラグに、直接にラジアル荷重が付与され、クラッチのＰＶ値が高くなり、ローラまたはスプラグと、このローラまたはスプラグと接触する部材との間で、焼きつきを生じやすくなる可能性がある。
【０００７】
上述のように、サポート軸受のラジアル隙間はクラッチ内蔵型プーリ装置の性能に大きく影響するが、適正なラジアル隙間を得るために、従動プーリ、スリーブ及びサポート軸受の内輪、外輪の寸法精度を個々に全て測定するのには時間と手間が掛かりすぎ現実的ではない。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に鑑みて、組立後のサポート軸受内に存在するラジアル隙間を、各部品の寸法精度を測定することなく把握し、高性能なクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のクラッチ内蔵型プーリ装置は、従来から知られているクラッチ内蔵型プーリ装置と同様に、回転軸に外篏固定自在なスリーブと、該スリーブの周囲に該スリーブと同心に配置した従動プーリと、前記スリーブの外周面と前記従動プーリの内周面との間に設けられ、前記従動プーリが前記スリーブ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従動プーリと前記スリーブとの間での回転力の伝達を自在とするクラッチと、前記スリーブの外周面と前記従動プーリの内周面との間に設けられ、前記従動プーリに加わるラジアル荷重を支持しつつ前記スリーブと前記従動プーリとの相対回転を自在とするサポート軸受とを備える。特に、本発明のクラッチ内蔵型プーリ装置においては、前記サポート軸受のラジアル隙間が前記クラッチ内蔵型プーリ装置に取り付けられた検出器によって検出された共振周波数として管理されている。
【００１０】
また、本発明のクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、検出された共振周波数が所定のサポート軸受のラジアル隙間になるよう管理されている。
【発明の効果】
【００１１】
従って、本発明のクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、共振周波数によりサポート軸受のラジアル隙間が所定の隙間で管理されていることから、サポート軸受のラジアル隙間のばらつき量を小さく抑えて、クラッチの焼きつきを生じ難くし、クラッチの寿命低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係るクラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るオルタネータ用クラッチ内蔵型プーリ装置を示す断面図である。図１に示すように、オルタネータ用クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータの回転軸１１に外嵌固定自在なスリーブ１２と、スリーブ１２の周囲にスリーブ１２と同心に配置した従動プーリ１３とを有する。従動プーリ１３の外周面には、ベルト溝１３ａが形成されており、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１４が掛け渡されている。
【００１４】
また、スリーブ１２の外周面の軸方向中間部と従動プーリ１３の内周面の軸方向中間部との間には、ローラ式やスプラグ式等の一方向クラッチ１５が設けられており、従動プーリ１３がスリーブ１２に対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ従動プーリ１３とスリーブ１２との間での回転力の伝達を自在としている。また、クラッチ１５を軸方向両側から挟む状態でスリーブ１２の外周面と従動プーリ１３の内周面との間には、深溝玉軸受である一対のサポート軸受１６，１６が設けられており、各サポート軸受１６は、スリーブ１２の外周面に外嵌される内輪１７と、従動プーリ１３の内周面に内嵌される外輪１８と、内輪１７の外周面に形成された内輪軌道面１７ａと外輪１８の内周面に形成された外輪軌道面１８ａとの間に配置された転動体である複数の玉１９とを備えている。サポート軸受１６は、従動プーリ１３に加わるラジアル荷重を支持しつつスリーブ１２と従動プーリ１３との相対回転を自在としている。
【００１５】
一方のサポート軸受１６の外輪１８のアキシアル端面には、周波数を検出する加速度ピックアップ等の検出器２３が直接固定される。また、検出器２３には、アンプ２４を介して、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）等の周波数分析器２５が接続されており、検出器２３からの検出信号は、アンプ２４によって増幅された後、周波数分析器２５に転送される。
【００１６】
本実施形態では、クラッチ内蔵型プーリ装置１０を図１の矢印に示す方向に打撃し、打撃時の共振周波数を周波数分析器２５で測定する。なお、クラッチ内蔵型プーリ装置１０を加振する方法として、一般的な加振器（動電計等）を使用したり、あるいは小形ハンマや吊下した小物体等でクラッチ内蔵型プーリ装置１０を直接あるいは間接的に打撃して行われ、任意に選択可能である。なお、共振のピークは複数現れるが、その中の最も振幅の大きいピークに着目して、共振周波数の測定を行なう。
【００１７】
また、サポート軸受１６のラジアル隙間の差によるピーク周波数の変化を予め測定しておき、ラジアル隙間−共振周波数の変化の校正曲線を得ることで、検出された共振周波数からラジアル隙間を換算できるので、共振周波数によるラジアル隙間の管理が可能となる。具体的には、検出器２３により共振周波数の変化が測定され、その共振周波数により、サポート軸受１６のラジアル隙間が所定の範囲になるように管理されているので、サポート軸受１６のラジアル隙間のばらつきを小さくできる。
【００１８】
従って、本実施形態のクラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、クラッチ内蔵型プーリ装置１０の共振周波数を測定する検出器２３が設けられ、検出された共振周波数に基づき、サポート軸受１６のラジアル隙間が所定のラジアル隙間になるように管理されているので、サポート軸受１６のラジアル隙間のばらつき量を小さく抑えて、クラッチ１５の焼きつきを生じ難くし、クラッチ１５の疲労寿命低下を防止することができる。
【００１９】
なお、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。
本実施形態では、周波数分析器により共振周波数を測定しているが、予めラジアル隙間と共振周波数の関係値を記憶させたコンピュータを周波数分析器に接続しておくことで、コンピュータにより共振周波数の大きさからラジアル隙間の大きさを読み出すようにすることも可能である。
【００２０】
また、本発明のサポート軸受において、外輪、内輪、転動体は図示例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において他の周知形態に適宜変更可能である。さらに、検出器は、外輪のアキシアル端面のみに固定してアキシアル方向のみの周波数を測定するようにしたが、外輪のラジアル外径面とアキシアル端面の双方に固定して、ラジアル方向とアキシアル方向の周波数を測定するものでもよく、少なくともいずれか一方に固定するものであれば本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】従来のオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０    クラッチ内蔵型プーリ装置
１１    回転軸
１２    スリーブ
１３    従動プーリ
１５    一方向クラッチ（クラッチ）
１６    サポート軸受
１７    内輪
１８    外輪
１９    玉
２３    検出器
２４    アンプ
２５    周波数分析器
【図１】
2005321036.tif 000003
【図２】
2005321036.tif 000004