(57)【要約】【課題】高温によるシール部材の劣化とシール性の低下によるグリース漏れや異物の浸入を防ぎ、軸受の機能低下を防止することができる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】カップリング駆動される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、スリーブ１１とプーリ１２との間の環状空間に配置されるシール部材１９ａ，１９ｂを有する。少なくとも一つのシール部材１９ａは、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムである。【選択図】図１
2007120709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に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されるプーリと、
前記スリーブと前記プーリとの間の環状空間に設けられる一方向クラッチと、
前記環状空間に前記一方向クラッチに隣接して設けられるサポート軸受と、
を備え、カップリング駆動される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記環状空間に配置される少なくとも一つのシール部材は、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムであることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項２】
前記シール部材は、前記環状空間のカップリング側開口に面して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の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、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものであり、特に、オルタネータ等の自動車補機に用いられ、カップリング駆動される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オルタネータ等、自動車用補機の回転軸の端部には従動プーリが固定されており、エンジンのクランク軸の端部に固定された駆動プーリとの間に無端ベルトが掛け渡され、補機を駆動するために利用されている。また、従動プーリとしては、無端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、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、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とするよう、一方向クラッチを内蔵したプーリ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、図４に示すように、オルタネータＡに組み込まれる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００は、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリからの駆動ベルトＢが掛け渡されるプーリ１０１と、オルタネータＡの回転軸Ｓに固定されるスリーブ１０２とを備え、プーリ１０１とスリーブ１０２との間に、一方向クラッチ１０３及び一対のサポート軸受１０４が配置されている。
【０００４】
そして、プーリ１０１の回転角速度がオルタネータＡの回転軸Ｓの回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１０３のローラのくさび作用によって、プーリ１０１とスリーブ１０２とが相対回転不能(ロック状態)になり、エンジンの回転力がオルタネータＡの回転軸Ｓに伝達される。一方、速度変動や微小角速度変動等、プーリ１０１の回転角速度がオルタネータＡの回転軸Ｓの回転角速度より遅い場合には、プーリ１０１とスリーブ１０２との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。従って、クランク軸の回転角速度が変動した場合でも、一方向クラッチ１０３の作用により、無端ベルトＢとプーリ１０１が擦れ合うことが防止され、鳴きと呼ばれる異音の発生や摩耗による無端ベルトの寿命低下を防止すると共に、オルタネータＡの発電効率が低下することを防止できる。
【０００５】
また、一方向クラッチ１０３の軸方向両側に配置される一対のサポート軸受１０４は、それぞれニトリルゴムからなるシール部材１０５を有しており、軸受内に存在するグリースが外部に漏出するのを防止すると共に、この部分に異物が侵入することを防止している。
【特許文献１】特開平８―６１４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図４に示すような一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００は、高速回転することで発熱する。近年、燃費向上のために低アイドル回転化が進行していること、且つエレクトロニクス化で必要とされる電気量が増大していることが相まってプーリ比を大きくし、オルタネータの回転数を高く設定する傾向が強い。このため、プーリ装置１００の発熱量はより一層増加している。
【０００７】
また、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、上述したポリＶベルト駆動の代わりに、ゴムカップリング駆動により用いられるケースがある。その場合、プーリの外周はゴムカップリングで覆われるため、放熱性が悪く、内部に熱がこもってしまい、温度上昇がポリＶベルト駆動のプーリ装置に比べて高くなりやすい。このため、サポート軸受に設けられたシール部材が高温下で劣化し、シール性が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高温によるシール部材の劣化とシール性の低下によるグリース漏れや異物の浸入を防ぎ、軸受の機能低下を防止することができる一方向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】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  回転軸に固定自在なスリーブと、
スリーブの周囲にスリーブと同心に配置されるプーリと、
スリーブとプーリとの間の環状空間に設けられる一方向クラッチと、
環状空間に一方向クラッチに隣接して設けられるサポート軸受と、
を備え、カップリング駆動される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
環状空間に配置される少なくとも一つのシール部材は、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムであることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
（２）  シール部材は、環状空間のカップリング側開口に面して配置されていることを特徴とする（１）に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スリーブとプーリとの間の環状空間に配置される少なくとも一つのシール部材は、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムであるので、著しい温度上昇によるシール部材の劣化を防止し、シール部材の劣化による異物の浸入や、グリース漏れから生じる軸受の機能低下を防止する効果を有する。また、シール部材は、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムを用いることで、フッ素ゴムに比べて耐水性、耐寒性に優れ、且つ安価な材料で上記効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施形態に係る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詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を説明するための縦断面図である。図１に示されるように、第１実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、エンジンのクランク軸５０に装着される駆動プーリ５１と自動車用補機としてのオルタネータＡとの間で軸方向に並んで配置されており、駆動プーリ５１によってカップリング駆動される従動プーリである。
【００１３】
一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータＡの回転軸Ｓに固定自在なスリーブ１１と、スリーブ１１の周囲にスリーブ１１と同心に配置されるプーリ１２と、を備える。図１及び図２に示すように、プーリ１２の駆動プーリ側の外周面には、軸方向に延びる凹凸形状が全周に亘って形成される第１のプーリ溝１２ａが形成されており、第１のプーリ溝１２ａには、この凹凸形状と対応する凹凸形状の嵌合溝５２ａを持った環状のゴムカップリング５２が嵌合されている。また、ゴムカップリング５２は、第１のプーリ溝１２ａより軸方向において長く形成されており、軸方向全長に亘って形成された嵌合溝５２ａは、駆動プーリ５１の外周面に第１のプーリ溝１２ａと略同一形状に形成された第２のプーリ溝５１ａとも嵌合する。
【００１４】
また、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間で、この間に形成される環状空間の軸方向中間部には、一方向クラッチ１３が配置されており、上記環状空間の一方向クラッチに隣接した軸方向両端部には、例えば、深溝玉軸受等の玉軸受である一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂが配設されている。
【００１５】
一方向クラッチ１３は、プーリ１２がスリーブ１１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プーリ１２からスリーブ１１への回転力を伝達する。また、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂは、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２との相対回転を可能とする。
【００１６】
各サポート軸受１４ａ，１４ｂは、スリーブ１１の外周面に外嵌される内輪１５と、プーリ１２の内周面に内嵌される外輪１６と、内輪１５と外輪１６の両軌道面間に配置された転動体である複数の玉１７と、玉１７を転動自在に保持する保持器１８と、外部からの異物の浸入や内部からのグリース等の潤滑剤の漏洩を防止するシール部材１９ａ，１９ｂを有している。
【００１７】
一方向クラッチ１３は、プーリ１２の内周面に圧入固定されるクラッチ外輪２０と、スリーブ１１の大径部の外周面に圧入固定されるクラッチ内輪２１と、クラッチ外輪２０とクラッチ内輪２１との間に回動自在に配設された係合子である複数のローラ２２とを備えている。クラッチ内輪２１の外周面は、複数の凹状のランプ面２１ａが円周方向に所定の間隔で設けられたカム面を形成する。ローラ２２は、各ランプ面２１ａとクラッチ外輪２０の内周面に形成された円筒面２０ａとから構成される楔空間に回転自在に保持されている。
【００１８】
また、一方向クラッチ１３は、各ローラ２２を個別に保持する複数のポケットを有するクラッチ保持器２３と、各ローラ２２をクラッチ内輪２１の外周面及びクラッチ外輪２０の内周面の楔空間に対して係合する方向に弾性的に押圧するばね２４とを備えている。
【００１９】
上記のように構成される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０では、駆動プーリ５１からゴムカップリング５１を介して伝達されるプーリ１２の回転角速度が、例えばオルタネータＡの回転軸Ｓの回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１３のローラ２２がくさび作用によってクラッチ内輪２１のランプ面２１ａとクラッチ外輪２０の円筒面２０ａとの間に噛み込まれて、プーリ１２とスリーブ１１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オルタネータＡの回転軸Ｓに伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度がオルタネータＡの回転角速度より遅い場合には、ローラ２２の噛み込みが解除されて、プーリ１２とスリーブ１１との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。
【００２０】
上記のプーリ装置１０において、サポート軸受１４ａ，１４ｂのシール部材１９ａ，１９ｂは、耐熱性と共に、耐水性、耐寒性にも優れた、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムによって構成される。これらの水素添加ニトリルゴムやアクリルゴムは、フッ素ゴム等と比べて、安価で、且つ耐水性、耐寒性においても優れた材料である。これにより、ゴムカップリング５２の内部空間がプーリ装置１０と駆動プーリ５１とで挟まれて放熱し難い構成の結果、プーリ装置１０が高速回転により温度上昇したとしても、耐熱性を有するこれらのシール部材１９ａ，１９ｂの劣化は抑制される。従って、シール部材１９ａ，１９ｂの劣化による異物の浸入や、グリース漏れから生じるサポート軸受１４ａ，１４ｂの機能低下を防止することができる。
【００２１】
また、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂは、内輪１５及び外輪１６がいずれもスリーブ１１及びプーリ１２と別体で、シール部材１９ａ，１９ｂが同一材料からなる同一構成であるので、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂを識別する必要がなく、サポート軸受１４ａ，１４ｂの組付け性を向上することができる。
【００２２】
従って、本実施形態のカップリング駆動される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、環状空間に配置されるサポート軸受１４ａ，１４ｂのシール部材１９ａ，１９ｂは、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムであるので、著しい温度上昇によるシール部材の劣化を防止し、シール部材の劣化による異物の浸入や、グリース漏れから生じる軸受の機能低下を防止する効果を有する。また、シール部材１９ａ，１９ｂは、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムを用いることで、フッ素ゴムに比べて耐水性、耐寒性に優れ、且つ安価な材料で上記効果を奏する。
【００２３】
なお、本実施形態のように、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂのすべてのシール部材１９ａ，１９ｂに水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムを使用することは組付け性において好ましいが、本発明は、少なくとも環状空間のカップリング側開口に面して配置されるサポート軸受１４ａのシール部材１９ａを水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムとし、最も高温に晒されやすいサポート軸受１４ａのシール部材１９ａの劣化を防止するようにしてもよい。この場合、残りのシール部材は、コスト面を考慮してニトリルゴムであってもよい。
【００２４】
また、各サポート軸受１４ａ，１４ｂは、本実施形態のように一対のシール部材１９ａ，１９ｂを設けてもよいし、或いは、転動体１７より軸方向内側に設けられるシール部材１９ｂを設けずに構成されてもよい。但し、一対のシール部材１９ａ，１９ｂを有する駆動プーリ側のサポート軸受１４ａは、組付け性を考慮して、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムからなる同一材料のシール部材１９ａ，１９ｂを用いることが望ましい。一方、一対のシール部材１９ａ，１９ｂを有するオルタネータ側のサポート軸受１４ｂは、組付け性を考慮して、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴム、或いは、コストをさらに考慮して、ニトリルゴムからなる同一材料のシール部材１９ａ，１９ｂを用いてもよい。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図３を参照して説明する。なお、第１実施形態のものと同等部分については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００２６】
本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置３０では、スリーブ１１とプーリ１２との間の環状空間において、サポート軸受１４ａよりも軸方向外側に、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムからなる第２のシール部材３１が、プーリ１２に形成された係止溝１２ｂに係止されている。これにより、最も高温に晒されやすい第２のシール部材３１が劣化するのを防止でき、第２のシール部材３１は、サポート軸受１４ａのシール部材１９ａと共に二重シールを構成し、カップリング側開口からの異物の浸入をより確実に防止でき、サポート軸受１４ａ，１４ｂの機能低下を防止することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、二重シールを構成するサポート軸受１４ａのシール部材１９ａを含め、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂのシール部材１９ａ，１９ｂは、第２のシール部材３１と同様、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムであってもよいし、或いは、コストを考慮してニトリルゴムであってもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、水素添加ニトリルゴム若しくは、アクリルゴムからなる第２のシール部材３１が劣化することなく、カップリング側開口からの異物の浸入を防止できるので、サポート軸受１４ａのシール部材１９ａを設けず、二重シールを構成しなくてもよい。このため、コストを考慮して、少なくともサポート軸受１４ｂのオルタネータ側にシール部材１９ａを配置し、第２のシール部材３１とサポート軸受１４ｂのシール部材１９ａとで環状空間を密閉するようにしてもよい。
【００２９】
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。
【００３０】
本発明の一方向クラッチは、スリーブとプーリとの間で回転力を伝達するものであればよく、本実施形態のように、プーリがスリーブに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよいし、クラッチ内輪の外周面を円筒面と、クラッチ外輪の内周面を複数のランプ面を有するカム面とし、スリーブがプーリに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよい。
【００３１】
また、本発明の一方向クラッチは、本実施形態のようなローラクラッチであってもよく、カムクラッチやスプラグクラッチであってもよい。また、一方向クラッチのクラッチ外輪或いはクラッチ内輪は、本実施形態のようにプーリ或いはスリーブと別体であってもよく、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。
【００３２】
さらに、本発明の一対のサポート軸受は、深溝玉軸受以外の形式であってもよく、ころ軸受や、玉軸受ところ軸受の組合せであってもよい。また、サポート軸受の内輪或いは外輪も、プーリ或いはスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或いはスリーブの外周面によって構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図２】図１の駆動プーリ、ゴムカップリング、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図４】従来の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
１１  スリーブ
１２  プーリ
１２ａ  プーリ溝
１３  一方向クラッチ
１４ａ，１４ｂ  サポート軸受
１９ａ，１９ｂ  シール部材
３１  第２のシール部材
５１  駆動プーリ
５２  ゴムカップリング
【図１】
2007120709.tif 000003
【図２】
2007120709.tif 000004
【図３】
2007120709.tif 000005
【図４】
2007120709.tif 000006