(57)【要約】【課題】  一方向クラッチの耐久性の向上と作動不良の防止を図ったオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】  スリーブ８は、その軸方向の一部に非円形形状のスプライン係合部４１を有すると共に、クラッチ内輪１４は、スプライン係合部４１の非円形形状に倣って、スプライン係合部４１と所定の隙間を持って係合する非円形形状のスプライン係合孔４０を有しており、所定の隙間は、一対のサポート軸受９，９の残留隙間の１／２より大きくしている。このため、従動プーリ７ａを介しラジアル荷重が負荷されサポート軸受９，９の残留隙間が無くなった場合でも、スプライン係合部４１とスプライン係合孔４０との間の所定の隙間は残る。よって、クラッチ内輪１４はスリーブ８に対して偏心可能となり、ローラ１８とカム面１５に設けた凹部１６とのロック位置が大きく変化することがなくなるので、耐久性の向上と作動不良防止を図ることができる。【選択図】    図２
2005233320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オルタネータの回転軸に外嵌固定自在なスリーブと、前記スリーブの周囲に前記スリーブと同心に配置される従動プーリと、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一方向クラッチと、該一方向クラッチを軸方向両側から挟む位置で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承しつつ、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一対のサポート軸受とを備えたオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記スリーブは、その軸方向の一部に非円形形状の係合部を有すると共に、前記一方向クラッチのクラッチ内輪は、前記係合部の非円形形状に倣って、前記係合部と所定の隙間を持って係合する非円形形状の係合孔を有しており、
前記所定の隙間は、前記一対のサポート軸受の残留隙間の１／２より大きいことを特徴とするオルタネータ用一方向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、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、自動車用の発電機であるオルタネータの回転軸の端部に固定され、エンジンのクランクシャフトの端部に固定された駆動プーリとの間で無端ベルトを掛け渡すことにより、オルタネータを駆動する為に利用されている。
【０００３】
従来、自動車の走行用エンジンを駆動源として、自動車に必要な発電を行なうオルタネータの構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。図３は、特許文献１に記載されたオルタネータ１を示している。ハウジング２の内側には、回転軸３が、一対の転がり軸受４、４を介して回転自在に支持されている。この回転軸３の中間部には、ロータ５と整流子６とが設けられている。また、この回転軸３の一端部（図３の右端部）でハウジング２外に突出した部分には、従動プーリ７が固定されている。エンジンへの組み付け状態では、この従動プーリ７に無端ベルトを掛け渡すことで、回転軸３はエンジンのクランクシャフトによって回転駆動自在となる。
【０００４】
従来、従動プーリ７は、単に回転軸３に固定しただけのものを一般的に使用していた。  これに対して近年、無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、無端ベルトから回転軸への動力の伝達を自在とし、無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とする、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が各種提案され、一部で使用されている（例えば、特許文献２〜７参照。）。
【０００５】
特許文献２〜７に記載された一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータの回転軸に外嵌固定自在なスリーブを有し、このスリーブの周囲に、円筒状の内周面を有する従動プーリを、このスリーブと同心に配置している。そして、これらスリーブの外周面と従動プーリの内周面との間に、一対のサポート軸受と一方向クラッチとを設けている。このうちのサポート軸受は、従動プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ、これらスリーブと従動プーリとの相対回転を自在とする。また、一方向クラッチは、従動プーリがスリーブに対して所定方向に回転する場合にのみ、この従動プーリからスリーブへの回転力の伝達を自在とする。
【０００６】
上述のようなオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用する理由は、次の通りである。例えば、前記駆動用エンジンがディーゼルエンジンであった場合、アイドリング時等の低回転時には、クランクシャフトの回転角速度の変動が大きくなる。この結果、クランクシャフトの端部に固定した駆動プーリに掛け渡した図示しない無端ベルトの走行速度も細かく変動する事になる。一方、この無端ベルトにより従動プーリを介して回転駆動されるオルタネータ１の回転軸３は、この回転軸３並びにこの回転軸３に固定したロータ５及び整流子６（図３）等の慣性質量に基づき、それ程急激には変動しない。従って、従動プーリを回転軸３に対し単に固定した場合には、クランクシャフトの回転角速度の変動に伴い、無端ベルトと従動プーリとが両方向に擦れ合う傾向となる。この結果、この従動プーリと擦れ合う無端ベルトに、繰り返し異なる方向の応力が作用して、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生し易くなったり、或いはこの無端ベルトの寿命が短くなったりする原因となる。尚、この様な従動プーリの外周面と無端ベルトの内周面との摩擦に基づく無端ベルトの寿命低下は、走行時に加減速を繰り返す等によっても生じる。
【０００７】
そこで、上述の様な従動プーリとして、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用する事により、無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、従動プーリから回転軸３への回転力の伝達を自在とし、反対に無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、これら従動プーリと回転軸３との相対回転を自在とする。即ち、無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、従動プーリの回転角速度を回転軸３の回転角速度よりも遅くして、無端ベルトと従動プーリとの当接部が強く擦れ合う事を防止する。この様にして、従動プーリと無端ベルトとの擦れ合い部に作用する応力の方向を一定にし、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生したり、或はこの無端ベルトの寿命が低下する事を防止する。
【特許文献１】特開平７−１３９５５０号公報
【特許文献２】特開昭５６−１０１３５３号公報
【特許文献３】特開平７−３１７８０７号公報
【特許文献４】特開平８−６１４４３号公報
【特許文献５】特開平８−２２６４６２号公報
【特許文献６】特公平７−７２５８５号公報
【特許文献７】フランス特許公報ＦＲ２７２６０５９Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置では、設置すべき空間が限られる等により、サポート軸受を構成する内輪及び外輪の厚さ寸法が相当に小さく制限される。この為、これら内輪及び外輪をスリーブ及びプーリに、それぞれ圧入し、締り嵌めにより嵌合した場合に、締め代に基づくこれら内輪及び外輪の弾性変形量が無視できない程度に大きくなる可能性がある。そして、この弾性変形量が大きくなった場合には、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（ラジアル隙間が例えば１０〜６０μｍの範囲でばらつく）可能性がある。
【０００９】
この様に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、このラジアル隙間が過大になり、次述するような種々の不都合を生じる可能性がある。即ち、サポート軸受内のラジアル隙間が過大になると、このサポート軸受に隣接して設ける、一方向クラッチを構成するクラッチ内輪とクラッチ外輪とが、互いに大きく偏心した状態でかみ合う可能性が生じる。そしてクラッチ内輪とクラッチ外輪とが大きく偏心した状態でかみ合った場合には、一方向クラッチがローラクラッチである場合に、このローラクラッチを構成する複数のローラの転動面とクラッチ内輪及びクラッチ外輪の一方の周面に形成したカム面に設ける複数の凹部とが接触する位置が、円周方向に亙り大きくばらつく。また、この様な状態では、ローラクラッチを構成し、各ローラに押付力を付与する為の複数のばねの付勢状態でのたわみ量も、円周方向に亙り大きくばらつく。
【００１０】
このため、各ローラの転動面と各凹部とが接触する位置が大きくばらついて、複数のばねの押付力が各ローラ毎に異なると、摩擦力が十分でないローラの一部が各凹部の中で傾き易くなり、ロック状態を確実に実現する事ができなくなったり、逆にローラの一端がクラッチ外輪およびクラッチ内輪の間に必要以上に強く挟み込まれたりする。そして、強く挟み込まれた場合には、ロック状態の解除が円滑に行なわれなくなりローラクラッチとして機能しなくなる。
【００１１】
さらに、一方向クラッチがスプラグ式である場合に、クラッチ内輪とクラッチ外輪とが互いに大きく偏心した状態でロックすると、ロック状態での、この一方向クラッチを構成する複数のスプラグの捩り角が、円周方向に亙り大きくばらつく可能性がある。この為、これら各スプラグに押付力を付与する為のばねの力が円周方向に亙り大きくばらつく可能性がある。この様にばねの押付力が大きくばらついた場合には、やはりロック状態を確実に実現する事ができなくなったり、オーバーラン状態で生じる発熱が大きくなり過ぎたりする可能性がある。
【００１２】
本発明は、上述したような事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、サポート軸受のラジアル隙間のばらつき量が大きくなった場合でも、一方向クラッチの耐久性を向上すると共に作動不良を防止することができるオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータの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前記スリーブと同心に配置される従動プーリと、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一方向クラッチと、該一方向クラッチを軸方向両側から挟む位置で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承しつつ、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一対のサポート軸受とを備える。特に、本発明のオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置において、前記スリーブは、その軸方向の一部に非円形形状の係合部を有すると共に、前記一方向クラッチのクラッチ内輪は、前記係合部の非円形形状に倣って、前記係合部と所定の隙間を持って係合する非円形形状の係合孔を有しており、前記所定の隙間は、前記一対のサポート軸受の残留隙間の１／２より大きい。
【発明の効果】
【００１４】
上述の様に構成する本発明のオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の場合、サポート軸受内のラジアル隙間がばらつきの範囲の最大値の１／２であっても、この値はクラッチ内輪とスリーブ間の所定の隙間より小さいので、仮にサポート軸受内のラジアル隙間が０（ゼロ）になってもクラッチ内輪はスリーブに対して偏心可能なため、各ローラのカム面との接触位置のばらつきを小さくでき、ロック状態でのかみ合いの信頼性を上げ、また解除不能という不具合を防止できるので、一方向クラッチの耐久性の向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るオルタネータ用一方向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。
図１に示されるように、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータ１の回転軸３（図３参照。）に外嵌固定自在なスリーブ８を有する。また、スリーブ８の周囲には、従動プーリ７ａがスリーブ８と同心に配置されている。そして、スリーブ８の外周面と従動プーリ７ａの内周面との間には、一対のサポート軸受９、９と、本発明の一方向クラッチであるローラクラッチ１０とが設けられている。
【００１６】
スリーブ８は、全体を円筒状に形成しており、オルタネータ１の回転軸３の端部に外嵌固定して、回転軸３と共に回転自在である。このため、図１に示されるように、スリーブ８の中間部内周面にねじ孔部１１を形成し、このねじ孔部１１と回転軸３の先端部外周面に設けた雄ねじ部とを螺合自在としている。また、スリーブ８の先端部（図１の左端部）内周面に、断面形状が六角形である係止孔部１２が形成されており、この係止孔部１２に、六角レンチ等の工具の先端部を係止自在としている。更に、スリーブ８の基端部（図１の右端部）内周面は、回転軸３の先端部中間寄り部とがたつきなく嵌合自在な円孔部１３としている。尚、スリーブ８と回転軸３とを相対回転しない様に組み合わせる構造は、スプライン係合、非円形嵌合、キー係合等、他の構造を採用してもよい。
【００１７】
一方、従動プーリ７ａの片半部（図１の左半部）外周面は、幅方向に亙る断面形状を波形として、ポリＶベルトと呼ばれる無端ベルトの一部を掛け渡し自在としている。また、この従動プーリ７ａの内周面は、単なる円筒面としている。そして、スリーブ８の外周面と従動プーリ７ａの内周面との間に存在する空間の軸方向中間部に、ローラクラッチ１０を、同じくこの空間の軸方向両端部でこのローラクラッチ１０を軸方向両側から挟む位置に、サポート軸受９、９を、それぞれ配置している。
【００１８】
ローラクラッチ１０は、従動プーリ７ａがスリーブ８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、これら従動プーリ７ａとスリーブ８との間での回転力の伝達を自在とする。このローラクラッチ１０は、クラッチ内輪１４、クラッチ外輪１７、複数個のローラ１８，１８、及びクラッチ用保持器２０を備えて構成される。
【００１９】
クラッチ内輪１４は、浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成しており、外周面にカム面１５を形成している。即ち、クラッチ内輪１４の外周面に、ランプ部と呼ばれる複数の凹部１６、１６を円周方向に亙って等間隔に形成する事で、この外周面をカム面１５としている。
【００２０】
また、図２に示されるように、クラッチ内輪１４は、スリーブ８の軸方向中間部の外周面とスプラインにより係合される。このため、スリーブ８の軸方向中間部の外周面には、本発明の非円形形状の係合部であるスプライン係合部４１が形成されると共に、クラッチ内輪１４の内周面には、このスプライン係合部４１の非円形形状に倣って、スプライン係合部４１と所定の隙間ｓを持って係合する、本発明の非円形形状の係合孔であるスプライン係合孔４０を有している。そして、スプライン係合部４１とスプライン係合孔４０との間の径方向における所定の隙間ｓは、サポート軸受９、９の残留隙間の最大値の１／２より大きく設定されている。このため、ラジアル荷重が負荷されてサポート軸受９、９の隙間が０（ゼロ）になっても、クラッチ内輪１４の中心がスリーブ８の中心から偏心することが許容される。なお、クラッチ内輪１４とスリーブ８との係合手段はスプライン係合のみならず、キー係合等、他の非円形形状を用いた係合であってもよい。
【００２１】
また、従動プーリ７ａの軸方向中間部の内周面に締り嵌めにより内嵌固定したクラッチ外輪１７の内周面のうち、少なくともローラ１８、１８と当接する軸方向中間部は、単なる円筒面としている。この様なクラッチ外輪１７は、やはり浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成すると共に、軸方向両端部に内向フランジ状の鍔部１９ａ、１９ｂを形成している。尚、これら両鍔部１９ａ、１９ｂのうち、一方（図１の左方）の鍔部１９ａは、クラッチ外輪１７の製造時に予め形成しておく為、このクラッチ外輪１７の円筒部と同等の肉厚にしている。これに対して、他方（図１の右方）の鍔部１９ｂは、このクラッチ外輪１７の直径方向内側に、ローラ１８、１８やクラッチ用保持器２０を組み込んでから形成する為、薄肉に形成している。
【００２２】
また、複数個のローラ１８、１８は、このクラッチ内輪１４に対する回転を不能として外嵌した合成樹脂製のクラッチ用保持器２０に保持されて、クラッチ内輪１４に転動及び円周方向に亙る若干の変位自在に支持されている。そして、このクラッチ用保持器２０に設けた柱部と各ローラ１８、１８との間に、板ばね、或いはこのクラッチ用保持器２０と一体の合成樹脂ばね等の不図示のばねを設けて、これら各ローラ１８、１８を、円周方向に関して同方向に弾性的に押圧している。また、図示の状態で、クラッチ用保持器２０の軸方向両端面は、クラッチ外輪１７を構成する両鍔部１９ａ、１９ｂの内側面と近接対向させて、このクラッチ用保持器２０が軸方向に変位する事を阻止している。尚、この様なローラクラッチ１０の基本的な構造及び作用は、従来から周知であるから、これ以上の詳しい図示並びに説明は省略する。
【００２３】
また、サポート軸受９、９は、従動プーリ７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ、この従動プーリ７ａとスリーブ８との相対回転を自在とする。図示の例では、サポート軸受９、９として、深溝型の玉軸受を使用している。即ち、これら各サポート軸受９、９は、それぞれ内周面に深溝型の外輪軌道２１、２１を有する外輪２２、２２と、それぞれの外周面に深溝型の内輪軌道２３、２３を有する内輪２４、２４と、外輪軌道２１、２１と内輪軌道２３、２３との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた玉２５、２５とからなる。また、外輪２２、２２の両端部内周面に形成した係止溝２６、２６に、それぞれシールリング２７、２７を装着する事により、各玉２５、２５を設置した空間の両端開口部を塞いでいる。この様な各サポート軸受９、９は、それぞれの外輪２２、２２を従動プーリ７ａの内周面両端部に締り嵌めにより内嵌固定し、それぞれの内輪２４、２４をスリーブ８の外周面両端部に締り嵌めで外嵌固定する事により、スリーブ８の外周面両端部と従動プーリ７ａの内周面両端部との間に組み付けられる。
【００２４】
上述したように構成されたオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置では、ローラクラッチ１０の働きにより、無端ベルトを掛け渡した従動プーリ７ａの回転速度が、オルタネータ１の回転軸３に固定したスリーブ８の回転速度以上の場合にのみ、従動プーリ７ａからこの回転軸３にトルクを伝達する。また、従動プーリ７ａの回転速度がスリーブ８の回転速度未満の場合には、従動プーリ７ａとスリーブ８との接続を断ち、無端ベルトに余計な（制動方向）力が加わることを防止する。
【００２５】
ここで、本実施形態では、スリーブ８のスプライン係合部４１とクラッチ内輪１４のスプライン係合孔４０との間の所定の隙間ｓが、サポート軸受９、９の残留隙間の１／２より大きく設定されている。このため、従動プーリ７ａやスリーブ８に外輪２２，２２や内輪２４，２４を締り嵌めした際の弾性変形量が大きくなって、サポート軸受９，９内のラジアル隙間がばらつきの範囲で最大となり、サポート軸受９，９内のラジアル隙間が０になったとしても、クラッチ内輪１４がスリーブ８に対して偏心することで、各ローラ１８のカム面１５との接触位置のばらつきを小さくできる。従って、ロック状態での噛み合いの信頼性を上げることができ、また、解除不能という不具合を防止することができる。
【００２６】
また、従動プーリ７ａから加わる大きなラジアル荷重がサポート軸受９，９に作用して、サポート軸受９、９内のラジアル隙間が過大になると、クラッチ外輪１７がサポート軸受９、９内のラジアル隙間により偏心するが、上記の所定の隙間ｓによってクラッチ内輪１４がクラッチ外輪１７と共に追従できるのでクラッチ内輪１４とクラッチ外輪１７とが、互いに大きく偏心した状態でロックする事を防止できる。この結果、上述の様にクラッチ外輪１７が偏心した場合においても一方向クラッチの不都合を防止することができ、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の耐久性を十分に確保できる。
【００２７】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良等が可能である。
上述した実施形態では、一方向クラッチとしてローラクラッチを使用した場合について述べたが、本発明は一方向クラッチとして、スプラグクラッチの如きカムクラッチ等、従来から知られている他の構造の一方向クラッチを使用した場合でも同様の効果を得ることができる。また、本発明は、一対のサポート軸受として、同種の深溝玉軸受を使用する場合の他、例えば、同種の円筒ころ軸受または玉軸受ところ軸受とを一個ずつを使用した場合であっても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】一方向クラッチのクラッチ内輪とスリーブの係合状態を示す正面図である。
【図３】従来のオルタネータの一例を示す断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１    オルタネータ
２    ハウジング
３    回転軸
４    転がり軸受
５    ロータ
６    整流子
７、７ａ  従動プーリ
８    スリーブ
９    サポート軸受
１０  ローラクラッチ（一方向クラッチ）
１１  ねじ孔部
１２  係止孔部
１３  円孔部
１４  クラッチ内輪
１５  カム面
１６  凹部
１７  クラッチ外輪
１８  ローラ
１９ａ、１９ｂ  鍔部
２０  クラッチ用保持器
２１  外輪軌道
２２  外輪
２３  内輪軌道
２４  内輪
２５  玉
２６  係止溝
２７  シールリング
４０  スプライン孔部
４１  スプライン係合部
【図１】
2005233320.tif 000003
【図２】
2005233320.tif 000004
【図３】
2005233320.tif 000005