(57)【要約】【課題】 一方向クラッチの保持器の圧入時の挟み込みによる変形および転がり軸受の軌道輪との干渉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。【解決手段】  一方向クラッチ5の軸方向両側に玉軸受6,7が設けられ、一方向クラッチ5の外輪が両玉軸受6,7の外輪6a,7aによって挟まれている。一方向クラッチ5の保持器15の転がり軸受側端部に、転がり軸受6,7の外輪6a,7aとの接触を防止する切欠き部19,20が設けられている。【選択図】    図１
2005188582.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、一方向クラッチの軸方向少なくとも一側に転がり軸受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、
一方向クラッチの保持器の転がり軸受側端部に、転がり軸受の軌道輪との接触を防止する切欠き部が設けら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】
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、一方向クラッチの軸方向両側に転がり軸受が設けられている一方向クラッチ付きプーリユニットは、例えば、特許文献１に記載されているように、従来より知られている。
【０００３】
この特許文献１では、一方向クラッチおよび転がり軸受の軸方向の位置決めは、これらが互いに接触することによって行われている。
【特許文献１】特開２００１−２０８１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の一方向クラッチ付きプーリユニットでは、一方向クラッチの保持器と転がり軸受の軌道輪（外輪または内輪）との間に間隙がないことから、一方向クラッチの保持器が軌道輪の圧入時に転がり軸受の軌道輪間に挟み込まれて変形したり、転がり軸受の軌道輪と干渉するという問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、一方向クラッチの保持器の圧入時の挟み込みによる変形および転がり軸受の軌道輪との干渉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】
【０００６】
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、一方向クラッチの軸方向少なくとも一側に転がり軸受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、一方向クラッチの保持器の転がり軸受側端部に、転がり軸受の軌道輪との接触を防止する切欠き部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
一方向クラッチは、プーリとは別部材の外輪および中空軸とは別部材の内輪を有していることがあり、また、プーリの中間部が一方向クラッチの外輪とされているとともに、中空軸の中間部が一方向クラッチの内輪とされていることがある。
【０００８】
前者（一方向クラッチの外輪および内輪がプーリまたは中空軸と別部材）の場合、例えば、プーリの内径および中空軸の外径は、シール部材用の環状溝部分を除いて同じ径とされ、軸受の外輪および内輪は、圧入時に一方向クラッチの外輪および内輪にそれぞれ当接することによってその軸方向の位置決めが行われる。また、保持器の径方向の位置決めは、保持器の外径が一方向クラッチの外輪に圧入されることによって行われ、保持器の軸方向の位置決めは、例えば、保持器に設けられた外向きフランジ部が、一方向クラッチの外輪に設けられた環状凹所に嵌め入れられることによって行われる。そして、保持器の切欠き部は、転がり軸受の外輪に臨まされている部分に設けられる。
【０００９】
後者（プーリが一方向クラッチの外輪を兼ね、中空軸が同内輪を兼ねる）の場合、例えば、プーリの内径は、両端部が中間部よりも大径となる段付き状に形成され、軸受の外輪は、プーリの段差部によって位置決めされ、軸受の内輪の位置決めは、外輪が位置決めされることによって行われる。また、保持器の径方向の位置決めは、保持器の外径がプーリの一方向クラッチ外輪相当部に圧入されることによって行われ、保持器の軸方向の位置決めは、一方向クラッチの両側に位置する軸受の外輪によって行われる。そして、保持器の切欠き部は、転がり軸受の内輪に臨まされている部分に設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
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、一方向クラッチの保持器の転がり軸受側端部に、転がり軸受の軌道輪との接触を防止する切欠き部が設けられているので、一方向クラッチと転がり軸受とが間隙が無いように取り付けられたとしても、一方向クラッチの保持器は、転がり軸受の軌道輪と接触することはなく、保持器の圧入時の挟み込みによる変形および転がり軸受の軌道輪との干渉が防止される。
【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。以下の説明において、左右は、図１の左右をいうものとする。
【００１２】
図１および図２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(3)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】
図１に示すように、中空軸(3)の外径およびプーリ(4)の内径は、いずれもストレート状（シール部材(8)(9)用の環状溝部分を除いて同じ径）とされている。そして、一方向クラッチ(5)は、中空軸(3)の軸方向中間部とプーリ(4)の軸方向中間部との間に設けられており、中空軸(3)の左端寄り部分とプーリ(4)の左端寄り部分との間および中空軸(3)の右端寄り部分とプーリ(4)の右端寄り部分との間には、それぞれ玉軸受(6)(7)が設けられている。
【００１４】
一方向クラッチ(5)は、後述するように、外輪(5a)、内輪(5b)、ころ(13)、コイルばね(14)および保持器(15)からなり、左右の玉軸受(6)(7)は、それぞれ、外輪(6a)(7a)、内輪(6b)(7b)、玉(6c)(7c)および保持器(6d)(7d)からなる。一方向クラッチ(5)の外輪(5a)は、各玉軸受(6)(7)の両外輪(6a)(7a)に挟まれており、一方向クラッチ(5)の内輪(5b)は、各玉軸受(6)(7)の両内輪(6b)(7b)に挟まれている。各玉軸受(6)(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いる。
【００１５】
一方向クラッチ(5)は、図２に示すように、外輪(5a)の内周面に設けられたカム面(11)と、カム面(11)と内輪(5b)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、内輪(5b)と外輪(5a)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(5b)と外輪(5a)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。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。
【００１７】
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。
【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内輪(5b)外周面に沿った内周形状を有しており、カム面(11)内に圧入されている。保持器(15)の内径と内輪(5b)の外径との間には若干の間隙が設けられており、保持器(15)と内輪(5b)とが接触することが防止されている。保持器(15)の内径は、左右の玉軸受(6)(7)の内輪(6b)(7b)の外径よりも大きくなされており、保持器(15)と左右の玉軸受(6)(7)の内輪(6b)(7b)とが接触することも防止されている。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)に連なって外輪(5a)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、内輪(5b)の外周面の接線方向に対して傾斜させられている。外輪(5a)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形成された２面が周方向に複数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、外輪(5a)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)の中心軸と直交するように保たれている。
【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、内輪(5b)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。外輪(5a)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、この状態で内輪(5b)が反時計方向に回転させられると、ころ(13)が内輪(5b)と外輪(5a)との間に噛み込み、内輪(5b)と外輪(5a)とは、一体となって回転する。そして、プーリ(4)したがって外輪(5a)が高速回転となり、内輪(5b)したがって中空軸(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、外輪(5a)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、内輪(5b)外周ところ(13)との間隙が確保され、内輪(5b)ところ(13)との非接触状態が達成される。
【００２５】
図１に示すように、一方向クラッチ(5)の保持器(15)の右端部には、外向きのフランジ部(21)が形成されており、このフランジ部(21)が外輪(5a)の右端部内径に設けられた環状の凹所(22)に嵌め入れられることにより、保持器(15)の軸方向および径方向への移動が阻止されている。保持器(15)の軸方向の長さは、外輪(5a)および内輪(5b)の軸方向の長さと同じとされている。保持器(15)の左端部には、左の玉軸受(6)の外輪(6a)の右端面に臨まされている径方向外側部分に、玉軸受(6)の外輪(6a)との接触を防止するための切欠き部(19)が設けられている。また、保持器(15)の右端部には、右の玉軸受(7)の外輪(7a)の左端面に臨まされている径方向外側部分に、玉軸受(7)の外輪(7a)との接触を防止するための切欠き部(20)が設けられている。
【００２６】
このプーリユニット(1)を組み立てる際には、例えば、右の玉軸受(7)、一方向クラッチ(5)、左の玉軸受(6)の順に圧入されるが、プーリ(4)の内径がストレート状であるので、圧入の順序にかかわらず、一方向クラッチ(5)の外輪(5a)は、左右の玉軸受(6)(7)の外輪(6a)(7a)間に挟まれ、一方向クラッチ(5)の内輪(5b)は、左右の玉軸受(6)(7)の内輪(6b)(7b)間に挟まれることになる。これに伴い、左の玉軸受(6)の外輪(6a)の端面に臨まされている保持器(15)の左端部の径方向外側部分および右の玉軸受(7)の外輪(7a)の端面に臨まされている保持器(15)の右端部の径方向外側部分は、対応する玉軸受(6)(7)の外輪(6a)(7a) と接触し変形または干渉する可能性があるが、前述したように、保持器(15)の左右端部には、これを防止する切欠き部(19)(20)がそれぞれ設けられているので、保持器(15)の変形および干渉が防止される。
【００２７】
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。
【００２８】
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)の内輪(5b)が反時計回りに回転し、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、一方向クラッチ(5)の内輪(5b)と外輪(5a)とが一体となって回転し、したがって、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)および一方向クラッチ(5)の外輪(5a)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、内輪(5b)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)と内輪(5b)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(5a)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)および一方向クラッチ(5)の外輪(5a)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。
【００２９】
図３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２実施形態を示している。以下の説明において、第１実施形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
この一方向クラッチ付きプーリユニット(31)は、スタータモータの回転軸(2)に嵌められた中空軸(33)とこれと同心に配置されたプーリ(34)との間に、一方向クラッチ(35)が設けられているもので、一方向クラッチ(35)は、中空軸(33)の軸方向中間部とプーリ(34)の軸方向中間部との間に設けられており、中空軸(33)の左端寄り部分とプーリ(34)の左端寄り部分との間および中空軸(33)の右端寄り部分とプーリ(34)の右端寄り部分との間に、それぞれ玉軸受(36)(37)が設けられている。プーリ(34)の中間部の内径部分は、一方向クラッチ(35)の外輪を兼ねており、中空軸(33)の中間部の外径部分は、一方向クラッチ(35)の内輪を兼ねている。
【００３１】
プーリ(34)の内径は、左右端部（大径部）(34a)(34b)が中間部（小径部）(34c)よりも大径となる段付き状に形成されており、中空軸(33)の外径は、シール部材(40)用の環状溝部分を除いて同じ径とされている。
【００３２】
一方向クラッチ(35)は、外輪としてのプーリ(34)の中間部(34c)、内輪としての中空軸(33)の中間部、ころ(13)、コイルばね(図示略)および保持器(45)からなり、左右の玉軸受(36)(37)は、それぞれ、外輪(36a)(37a)、内輪(36b)(37b)、玉(36c)(37c)および保持器(36d)(37d)からなる。
【００３３】
左右の玉軸受(36)(37)の外輪(36a)(37a)は、その外径がプーリ(34)の左右端部(34a)(34b)の内径に等しくされて、同部(34a)(34b)に圧入され、内輪(36b)(37b)は、その内径が中空軸(33)の外径に等しくされて、中空軸(33)の左右端部に圧入されている。
【００３４】
左の玉軸受(36)の左端部および右の玉軸受(37)の右端部には、シール部材(38)(39)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(40)が中空軸(33)の左端部とプーリ(34)の左端部との間に配置されている。
【００３５】
一方向クラッチ(35)は、図示省略するが（図２参照）、プーリ(34)中間部（外輪）の内周面に設けられたカム面(11)を有しており、複数の噛み込み部材としてのころ(13)は、このカム面(11)と中空軸(33)中間部（内輪）の外周面とによって形成された楔状空間(12)内に配置されている。そして、第１実施形態のものと同様に、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ころ(13)が噛み込み、他の方向（フリー方向）に相対回転したときその噛み込みが解除される。
【００３６】
保持器(45)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(33)中間部の外周面に沿った内周形状を有しており、カム面(11)内に圧入されている。保持器(45)の内径と中空軸(33)中間部の外径との間には若干の間隙が設けられており、保持器(45)と中空軸(33)とが接触することが防止されている。
【００３７】
保持器(45)は、左右対称状に形成されており、その外径がプーリ中間部(34c)に圧入されることにより、径方向への移動が阻止されるとともに、その左端面が左の玉軸受(36)の外輪(36a)の右端面に隙間が実質的にない状態で対向することにより、また、その右端面が右の玉軸受(37)の外輪(37a)の左端面に隙間が実質的にない状態で対向することにより、軸方向への移動が阻止されている。保持器(45)の軸方向の長さは、プーリ中間部(34c)の軸方向の長さと同じとされている。保持器(45)の左端部には、左の玉軸受(36)の内輪(36b)の右端面に臨まされている径方向内側部分に、玉軸受(36)の内輪(36b)との接触を防止するための切欠き部(49)が設けられている。また、保持器(45)の右端部には、右の玉軸受(37)の内輪(37b)の左端面に臨まされている径方向内側部分に、玉軸受(37)の内輪(37b)との接触を防止するための切欠き部(50)が設けられている。
【００３８】
このプーリユニット(31)を組み立てる際には、例えば、右の玉軸受(37)、一方向クラッチ(35)、左の玉軸受(36)の順に圧入されるが、プーリ(34)の内径が段付き状であるので、圧入の順序にかかわらず、各玉軸受(36)(37)の外輪(36a)(37a)は、プーリ(34)の中間部(34c)の両端にある段差部によって、それ以上の移動が阻止され、これにより、保持器(45)の玉軸受(36)(37)の外輪(36a)(37a)を臨む部分の変形および干渉は防止される。これに対し、玉軸受(36)(37)の内輪(36b)(37b)の圧入に際しては、これを位置決めする段差部が存在しないことから、左の玉軸受(36)の内輪(36b)の右端面に臨まされている保持器(45)の左端部の径方向内側部分および右の玉軸受(37)の内輪(37b)の左端面に臨まされている保持器(45)の右端部の径方向内側部分は、対応する玉軸受(36)(37)の内輪(36b)(37b)と接触し変形または干渉する可能性がある。この第２実施形態では、前述したように、保持器(45)の左右端部にこれを防止する切欠き部(49)(50)がそれぞれ設けられていることにより、保持器(45)の変形および干渉が防止されている。
【００３９】
上記第１および第２実施形態において、ころ(13)を付勢する手段として、コイルばねを示したが、コイルばねに代えて板ばね等を用いることも可能である。また、上記においては、外輪(5a)の内周面にカム面(11が形成された外輪カム式の一方向クラッチ(5)について説明したが、一方向クラッチの保持器の端部に転がり軸受の軌道輪との接触を防止する切欠き部を設ける技術は、一方向クラッチが内輪カム式のもの、すなわち、内輪の外周面に設けられたカム面と、カム面と外輪の内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ているものに対しても適用でき、この場合には、保持器の端部には、転がり軸受の内輪端面に臨まされている径方向内側部分に、転がり軸受の内輪との接触を防止するための切欠き部が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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、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２実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
(1)       一方向クラッチ付きプーリユニット
(3)       中空軸
(4)       プーリ
(5)       一方向クラッチ
(5a)      内輪
(5b)      外輪
(6)(7)    玉軸受
(13)      ころ（噛み込み部材）
(15)      保持器
(19)(20)  切欠き部
(31)      一方向クラッチ付きプーリユニット
(33)      中空軸
(34)      プーリ
(35)      一方向クラッチ
(36)(37)  玉軸受
(45)      保持器
(49)(50)  切欠き部
【図１】
2005188582.tif 000003
【図２】
2005188582.tif 000004
【図３】
2005188582.tif 000005