(57)【要約】【課題】  一方向クラッチがロック状態に切り換わる際の衝撃を緩和する。【解決手段】  オルタネータ用プーリユニットでは、プーリ部１と内軸部２との間に一方向クラッチ３が設けられている。一方向クラッチ３の外輪３２においてころ３３等のくさび部材が接触する部位を含む外輪部分(例えば、薄肉部分７)が、くさび部材３３の圧接に応じて外径側へ弾性変形可能である。【選択図】  図１
2005163933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリ部と内軸部との間に配置されてこれらの回転数差に応じてこれらをロック状態とフリー状態とに切り換える一方向クラッチを備えるオルタネータ用プーリユニットであって、
一方向クラッチの外輪においてくさび部材が接触する部位を含む外輪部分を、当該くさび部材の圧接に応じて外径側へ弾性変形可能とした、ことを特徴とするオルタネータ用プーリユニット。
【請求項２】
上記外輪部分に、その幅方向両側の部分より薄肉の部分を形成し、外輪の薄肉部分の外周に当該薄肉部分の外径側への弾性変形を許容する空隙を設けた、ことを特徴とする請求項１に記載のオルタネータ用プーリユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの補機であるオルタネータに用いるプーリユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記オルタネータはロータ部を内蔵し、これに入力用回転軸が連結されている。このオルタネータの入力用回転軸に対して、特許文献１に開示されているようなプーリユニットを取り付けたものがある。
【０００３】
このプーリユニットにおいては、上記した入力用回転軸に対してプーリ部と内軸部とを、一方向クラッチを間に介在させて設け、プーリ部の外周面にはクランクシャフトに連動して回送されるベルトを巻き掛けている。
【０００４】
クランクシャフトの回転数が一時的に低下した場合、低速回転となったプーリ部に対して、一方向クラッチがロック状態からフリー状態になって、オルタネータのロータ部をその慣性力で回転を継続させることで、オルタネータの発電効率が低下しないようにしている。
【特許文献１】特開２００１−９０７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記プーリユニットでは、エンジンの急激な回転変動で一方向クラッチがフリー状態からロック状態に切り換わるに際して、ベルトからプーリ部に強い衝撃荷重がかかりやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプーリユニットは、プーリ部と内軸部との間に配置されてこれらの回転数差に応じてこれらをロック状態とフリー状態とに切り換える一方向クラッチを備えるオルタネータ用プーリユニットであって、一方向クラッチの外輪においてくさび部材が接触する部位を含む外輪部分を、当該くさび部材の圧接に応じて外径側へ弾性変形可能としたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成のプーリユニットでは、エンジンの急激な回転変動により、プーリ部に巻き掛けられたベルトの張力が変化するのに伴い、一方向クラッチが、フリー状態からロック状態に切り換わる。この際、一方向クラッチのころやスプラグ等のくさび部材は、外輪と内輪との間のくさび状空間の狭い側に食い込む。このとき、外輪の各部分のうち、くさび部材が接触する部位を含む外輪部分は、くさび部材の圧接に応じて、外径側に膨らむように弾性変形する。この外輪の部分的な弾性変形により、くさび部材が内外輪間に食い込む際の衝撃が緩和され、プーリ部ではベルトとの間のスリップが抑制され、また、従動側である内軸部には強い衝撃が伝わらない。
【０００８】
上記構成において、一方向クラッチは、くさび部材としてころを使用するものも、スプラグを使用するものも使用可能である。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態として、上記一方向クラッチの外輪においてくさび部材が接触する部位を含む外輪部分に、その幅方向両側の部分より薄肉の部分を形成し、外輪の薄肉部分の外周に当該薄肉部分の外径側への弾性変形を許容する空隙を設けた構成とすることができる。この構成によれば、外輪の薄肉部分は、くさび部材の圧接により、外径側へ弾性変形する。
【００１０】
この実施形態において、一方向クラッチの外輪の薄肉部分の軸方向幅は、くさび部材が接触する部位の幅と同一か、これより広幅であればよい。薄肉部分の肉厚は、くさび部材の急激な食い込みに対して弾性変形しうる肉厚であればよく、その具体的な数値は、プーリユニット全体の定格荷重、外輪の材料強度や、一方向クラッチの構造（例えば、くさび部材の個数、外輪の径）等を考慮して設定する必要がある。薄肉部分の形状は、その軸方向両側の部分から段落的に薄肉になっている形状でもよいし、軸方向両側の部分から連続的に薄肉になっている形状でもよい。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施形態として、一方向クラッチの外輪が、一方向クラッチと軸方向に隣り合う転がり軸受の外輪と一体化されるとともに、一方向クラッチの内輪と、一方向クラッチと軸方向に隣り合う転がり軸受の内輪とが、内軸部の外周部と一体化されている構成とすることができる。この構成によれば、部品点数が大幅に減少し、組立てが容易になるばかりか、径方向内外に配置する部品の点数が減少することで、プーリユニットの全体を小径にまとめることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一方向クラッチがフリー状態からロック状態に切り換わる際、くさび部材が内外輪間のくさび状空間の狭い側に食い込むときの衝撃が、外輪の部分的な弾性変形により緩和され、プーリ部のベルトとのスリップが抑制されるとともに、急峻な立ち上がりのない出力回転が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１および図２を参照して、本発明の最良の実施形態を説明する。図１は、最良の実施形態に係るプーリユニットの上半部の軸方向に沿った断面図、図２は、図１の（２）−（２）線に沿った部分断面図である。
【００１４】
これらの図において、この例のプーリユニットは、自動車エンジンの補機であるオルタネータの入力用回転軸に設けられる。プーリユニットは、プーリ部１を外周側に、内軸部２を内周側として、これらを同心に配置し、これらプーリ部１と内軸部２との対向間に、一方向クラッチ３と、転がり軸受４，５とを軸方向に並べて配置した構成となっている。
【００１５】
プーリ部１は、外周にベルト６が巻き掛けられるプーリ溝１ａを備えており、エンジンのクランクシャフトに連動して回送されてくるベルト６により回転駆動されるようになっている。内軸部２は、その内周の中心孔２ａに、オルタネータのロータと一体回転する図示略の入力用回転軸が挿入されて固着される。
【００１６】
一方向クラッチ３は、内輪カム型で、内輪３１と、外輪３２と、複数のころ３３と、保持器３４とを備える。
【００１７】
一方向クラッチ３の内輪３１は、外周が正八角形等の正多角形とされて正多角形の各面が平坦なカム面３１ａに形成されており、転がり軸受４，５の間で内軸部２の外周面に固定されている。外輪３２は、プーリ部１の内周面に嵌着されるとともに、転がり軸受４，５の外周側に取り付けられており、これら転がり軸受４，５の間に、ころ３３が接触する一定内径の内周面３２ａを有している。ころ３３は、くさび部材として、保持器３４の円周方向に形成された複数のポケット３６それぞれに収容され、各ポケット３６内のコイルばね３５により、内輪３１のカム面３１ａと外輪３２の内周面３２ａとの間のくさび状空間の狭い側（図２で時計周り方向で、ロック側）に付勢されている。保持器３４は、一端側の端部３４ａが内鍔状に径方向内方に延びており、この端部３４ａが、一方向クラッチ３の内輪３１と一方の転がり軸受５の内輪５１との間に挟み込まれて一方向クラッチ３の内輪３１に固定されている。
【００１８】
転がり軸受４，５は、内軸部２の外周で、一方向クラッチ３の軸方向両側に配置されている。図示例では、一方の転がり軸受４が、内輪４１と、外輪４２と、円筒ころ４３等を備えた円筒ころ軸受であり、他方の転がり軸受５が、内輪５１と、外輪５２と、玉５３等を備えた深溝玉軸受である。
【００１９】
以上の構成において、プーリユニットの動作を説明すると、クランクシャフトの回転数が一時的に低下して、プーリ部１が低速回転になると、一方向クラッチ３のころ３３が内外輪３１，３２間のくさび状空間の広い側へ転動させられてフリー状態となるので、プーリ部１から内軸部２への回転動力の伝達が遮断され、内軸部２に連結されているオルタネータのロータ部は、慣性力のみで回転を継続する。
【００２０】
一方、クランクシャフトの回転数が上がると、高速回転するプーリ部１により、一方向クラッチ３のころ３３がくさび状空間の狭い側へ転動させられてロック状態となり、プーリ部１と内軸部２とが一体的に回転し、内軸部２に連結されているオルタネータのロータ部はプーリ部１と同期回転する。
【００２１】
以上のプーリユニットにおいて、本実施形態では、一方向クラッチ３の外輪３１においてころ３３が接触する部位を含む外輪部分に薄肉部分７を形成し、この薄肉部分７の外周に対して全周にわたって空隙８を設けている。外輪３１においてころ３３が接触する部位とは、図１において、ころ３３に対応して軸方向の幅ｗで示される一定幅の部位である。
【００２２】
薄肉部分７の肉厚ｄは、ころ３３の急激な食い込みに対して弾性変形しうる肉厚であればよく、外輪３２の軸方向両側の部分の肉厚Ｄより薄く（ｄ＜Ｄ）設定されている。薄肉部分７の軸方向幅Ｗは、ころ３３が接触する部位の幅ｗと同一か、これより広幅であればよい（Ｗ≧ｗ）。薄肉部分７の形状は、その軸方向両側の部分から段落的に薄肉になっている形状である。空隙８は、外輪３２の薄肉部分７の外径側への弾性変形を許容するための部分である。この空隙８は、プーリ部１の一定内径の内周面に対して、一方向クラッチ３の外輪３２に薄肉部分７を設けて外輪３２の外周面を内径側に凹入させることで、形成されている。
【００２３】
上記構成を有するプーリユニットでは、エンジンの急激な回転変動により、プーリ部１に巻き掛けられたベルト６の張力が変化すると、通常、一方向クラッチ３は一旦、ロック状態からフリー状態に切り換わった後、フリー状態からロック状態に切り換わる。そのロック状態に切り換わる際、一方向クラッチ３のころ３３は、外輪３２と内輪３１との間のくさび状空間の狭い側に食い込む。
【００２４】
このとき、外輪３２の各部分のうち、ころ３３が接触する部位を含む外輪部分に形成されている薄肉部分７は、ころ３３の食い込みに応じて、外径側に膨らむように弾性変形する。この外輪３２の部分的な弾性変形により、ころ３３が内外輪３１，３２間に食い込む際の衝撃が緩和され、プーリ部１ではベルト６との間のスリップが抑制され、また、従動側である内軸部２には強い衝撃が伝わらない。
【００２５】
図示例では、一方向クラッチ３の外輪３２は、軸方向の全幅にわたって一定の内径を有しているが、二つの転がり軸受４，５に挟まれている部分の内径が、転がり軸受４，５の外輪４２，５２の外周に嵌着される部分の内径より小径となっていてもよい。このような場合、一方向クラッチ３の外輪３２のころ接触部位に形成されている薄肉部分７は、二つの転がり軸受４，５に挟まれている部分の軸方向幅の範囲内で、その軸方向両側の部分より薄肉になっていればよい。
【００２６】
図３は、本発明の他の実施形態に係るプーリユニットの上半部の軸方向に沿った断面図である。この実施形態では、一方向クラッチ３の外輪３２は、一方向クラッチ３に軸方向に隣り合う転がり軸受（円筒ころ軸受４と深溝玉軸受５）の外輪４２，５２と一体化されている。また、一方向クラッチ３の内輪３１は、これと軸方向に隣り合う転がり軸受４，５の内輪４１，５１と一体化され、これら一方向クラッチ３の内輪３１と、転がり軸受４，５の内輪４１，５１とは、内軸部２の外周部で構成されている。なお、一方向クラッチ３の保持器３４の一端部３４ａは、嵌合等の手段により、内軸部２の外周部である内輪３２外周のカム面に固定されていればよい。
【００２７】
上記のように、一方向クラッチ３の外輪３２や内輪３１が、他の部材と一体化されていると、部品点数が大幅に減少し、組立てが容易になる。しかも、径方向内外に配置する部品の点数が減少することで、プーリユニットの全体が小径になる。
【００２８】
この実施形態において、一方向クラッチ３の外輪３２においてころ３３が接触する部位を含む外輪部分に、その幅方向両側の部分より薄肉の部分７が形成され、外輪３２の薄肉部分７の外周には、空隙８が設けられている点は、図１および図２の実施形態と同じである。
【００２９】
図４は、本発明のさらに他の実施形態に係るプーリユニットの上半部の軸方向に沿った断面図である。この実施形態では、一方向クラッチ３の外輪３２は、軸方向全幅にわたって薄肉に構成されている。この外輪３２の肉厚ｄは、くさび部材であるころ３３の圧接により弾性変形しうる程度の肉厚で、図１および図２のプーリユニットにおける一方向クラッチ３の外輪３２の薄肉部分７と同程度の肉厚であればよい。一方、プーリ部１の内周には、一方向クラッチ３の外輪３２においてころ３３が接触する部位の外周に相当する個所が切削等により凹溝９に形成されることで、空隙８が設けられている。他の構成は、図１および図２に図示のプーリユニットと変わりがない。
【００３０】
この実施形態では、一方向クラッチ３の外輪３２の各部分のうち、ころ３３に接触する部位を含む外輪部分は、空隙８に臨んでいるので、ころ３３の圧接により、外径側に弾性変形する。この外輪３２の部分的な弾性変形により、図１および図２の実施形態と同じように、ころ３３が内外輪３１，３２間に食い込む際の衝撃が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の最良の実施形態に係るプーリユニットの上半部の軸方向断面図。
【図２】図１の（２）−（２）線に沿った部分断面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係るプーリユニットの上半部の軸方向断面図。
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係るプーリユニットの上半部の軸方向断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１    プーリ部
２    内軸部
３    一方向クラッチ
３１  内輪
３２  外輪
３３  ころ（くさび部材）
７    薄肉部分
８    空隙
【図１】
2005163933.tif 000003
【図２】
2005163933.tif 000004
【図３】
2005163933.tif 000005
【図４】
2005163933.tif 000006