(57)【要約】【課題】製作工程数が削減でき、その結果製作コストの低減を図ることが可能な一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０では、クラッチ外輪軌道面１６ａところ軸受１４ａ及び玉軸受１４ｂの軸受外輪軌道面１６ａ，１７ａは、プーリ１２の内周面と別に形成される。クラッチ内輪軌道面１１ａところ軸受１４ａの軸受内輪軌道面１１ｂは、スリーブ１１の外周面と一体に形成される。【選択図】図１
2007333034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が内嵌されるスリーブと、
前記スリーブの径方向外側に該スリーブと同心に配置されたプーリと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間に設けられ、複数の係合子がクラッチ外輪軌道面とクラッチ内輪軌道面間に配置され、前記プーリと前記スリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記プーリと前記スリーブとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間で、前記一方向クラッチの軸方向両側に設けられ、複数の転動体が軸受外輪軌道面と軸受内輪軌道面間に配置され、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ前記プーリと前記スリーブとの相対回転を可能とする一対のサポート軸受と、を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記一対のサポート軸受のうち、一方のサポート軸受には前記転動体としてころが用いられ、他方のサポート軸受には前記転動体として玉が用いられ、
前記クラッチ外輪軌道面と前記一対のサポート軸受の前記軸受外輪軌道面は、前記プーリの内周面と別に形成されており、
少なくとも前記クラッチ内輪軌道面と前記一方のサポート軸受の軸受内輪軌道面は、前記スリーブの外周面と一体に形成され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】
少なくとも前記クラッチ外輪軌道面と前記一方のサポート軸受の軸受外輪軌道面は、前記プーリに内嵌される単一の外輪部材によって形成され、
前記外輪部材は、前記クラッチ外輪軌道面を構成する部分の厚さを、前記一方のサポート軸受の軸受外輪軌道面を構成する部分の厚さより薄くして形成され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し、より詳細には、自動車のオルタネータ用プーリ、クランクプーリ、コンプレッサー等のエンジン補機及びエンジンアイドリングストップ時のモータによる補機駆動、又はエンジン始動用等に使用される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンを駆動源として種々の補機が駆動されており、例えば自動車に必要な発電を行なうオルタネータを駆動する際には、一方向クラッチが組み込まれたクラッチ内蔵型プーリ装置を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００は、図６に示すように、オルタネータの回転軸に固定されるスリーブ１０１と、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が掛け渡される従動プーリ１０２とを備え、スリーブ１０１とプーリ１０２との間には、一方向クラッチ１０３と、サポート軸受としてのころ軸受１０４ａ及び玉軸受１０４ｂが配置されている。
【０００４】
一方向クラッチ１０３は、クラッチ内輪軌道面１０５をカム面として、クラッチ内輪及びクラッチ外輪軌道面１０５，１０６間に楔空間を構成し、ばね１０７によってロック方向に押圧された状態で楔空間に配置されるローラ１０８を係脱することで、ロック状態とオーバーラン状態とを繰り返す。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、無端ベルトと従動プーリ１０２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、オルタネータの発電効率が低下することを防止できる。
【０００５】
ここで、一方向クラッチ１０３のカム面をなすクラッチ内輪軌道面１０５と両軸受１０４ａ，１０４ｂの軸受内輪軌道面は、スリーブ１０１の外周面によって形成されており、また、一方向クラッチ１０３のクラッチ外輪軌道面１０６と両軸受１０４ａ，１０４ｂの軸受外輪軌道面は、プーリ１０２の内周面によって形成されている。
【０００６】
このようなプーリ１０２は、次のような工程で加工が行われている。まず、プーリ素材を切削加工等により所望の形状に形成し、加工後、防錆のための表面処理をプーリ全体に施す。その後、プーリの内周面の表面処理皮膜を除去し、クラッチ外輪軌道面及び軸受外輪軌道面の硬度を確保するため、プーリの内周面に高周波焼入れ等の熱処理を行う。その後、上記軌道面に旋削加工等を施して、最終的なプーリ形状に仕上げる。
【特許文献１】特開２００３−４１２２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００では、プーリ１０２の内周面にクラッチ外輪軌道面及び軸受外輪軌道面が形成されているため、これら両軌道面の硬度を確保する上で、プーリの内周面に高周波焼入れ等の熱処理が不可欠となり、製作コストが嵩むという課題がある。
【０００８】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製作工程数が削減でき、その結果製作コストの低減を図ることが可能な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）  回転軸が内嵌されるスリーブと、
前記スリーブの径方向外側に該スリーブと同心に配置されたプーリと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間に設けられ、複数の係合子がクラッチ外輪軌道面とクラッチ内輪軌道面間に配置され、前記プーリと前記スリーブの一方が他方に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合のみ、前記プーリと前記スリーブとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
前記スリーブの外周面と前記プーリの内周面との間で、前記一方向クラッチの軸方向両側に設けられ、複数の転動体が軸受外輪軌道面と軸受内輪軌道面間に配置され、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ前記プーリと前記スリーブとの相対回転を可能とする一対のサポート軸受と、を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記一対のサポート軸受のうち、一方のサポート軸受には前記転動体としてころが用いられ、他方のサポート軸受には前記転動体として玉が用いられ、
前記クラッチ外輪軌道面と前記一対のサポート軸受の前記軸受外輪軌道面は、前記プーリの内周面と別に形成されており、
少なくとも前記クラッチ内輪軌道面と前記一方のサポート軸受の軸受内輪軌道面は、前記スリーブの外周面と一体に形成され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）  少なくとも前記クラッチ外輪軌道面と前記一方のサポート軸受の軸受外輪軌道面は、前記プーリに内嵌される単一の外輪部材によって形成され、
前記外輪部材は、前記クラッチ外輪軌道面を構成する部分の厚さを、前記一方のサポート軸受の軸受外輪軌道面を構成する部分の厚さより薄くして形成され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】
本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、クラッチ外輪軌道面と一対のサポート軸受の軸受外輪軌道面が、プーリの内周面と別に形成されるので、プーリの内周面における熱処理工程が不要となり、製作工程数が削減でき、その結果、製作コストの低減を図ることが可能となる。
【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）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態について詳細に説明する。図１（ａ）に示すように、クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の補機の回転軸（図示せず）が螺合して内嵌されるスリーブ１１と、スリーブ１１の径方向外側にスリーブ１１と同心に配設され、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２とを備えている。ベルト溝１２ａには、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（図示せず）が掛け渡されている。なお、ベルト溝１２ａの形状は、Ｖ溝、ポリＶ溝、歯型溝等の任意の形状に設計可能である。
【００１３】
また、スリーブ１１の軸方向中間部における外周面とプーリ１２の軸方向中間部における内周面との間には、一方向クラッチ１３が配置されており、一方向クラッチ１３の軸方向両端側となる、スリーブ１１の軸方向両端部における外周面とプーリ１２の軸方向両端部における内周面との間には、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂが配置されている。
【００１４】
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のみ、プーリ１２とスリーブ１１との間で回転力を伝達する。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する。これらサポート軸受１４ａ，１４ｂでは、オルタネータが配置される側と反対の一方のサポート軸受１４ａをころ軸受とし、オルタネータが配置される側の他方のサポート軸受１４ｂを玉軸受としている。
【００１５】
スリーブ１１の外周面は、一方向クラッチ１３のクラッチ内輪軌道面１１ａ、一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂの軸受内輪軌道面１１ｂ、１１ｃを一体に形成しており、スリーブ１１の外周面によって形成されるクラッチ内輪軌道面１１ａは、図１（ｂ）に示すように、複数のランプ部１５が円周方向に所定の間隔で形成されたカム面をなしている。
【００１６】
一方、プーリ１２の内周面には、一方向クラッチ１３のクラッチ外輪軌道面１６ａと、反オルタネータ側の一方のサポート軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂとが形成された外輪部材１６と、オルタネータ側の他方のサポート軸受１４ｂの軸受外輪１７とが内嵌されており、即ち、クラッチ外輪軌道面と一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂの軸受外輪軌道面は、プーリ１２の内周面と別に形成される。さらに、プーリ１２の内周面における反オルタネータ側の端部には、スリーブ１１の外周面に摺接するシール部材１８が取り付けられている。
【００１７】
このため、一方向クラッチ１３では、係合子である複数のローラ１９が、外輪部材１６によって構成されるクラッチ外輪軌道面１６ａとスリーブ１１の外周面によって構成されるカム面をなすクラッチ内輪軌道面１１ａとの間の楔空間内に回動自在に配置される。また、一方向クラッチ１３は、各ローラ１９を個別に収容する複数のポケットを有するクラッチ保持器２０と、各ローラ１９を楔空間の係合する方向に弾性的に押圧するばね２１（図１（ｂ）参照）とを有している。
【００１８】
一方、ころ軸受１４ａでは、転動体であるころ２２が、外輪部材１６によって構成される軸受外輪軌道面１６ｂとスリーブ１１の外周面によって構成される軸受内輪軌道面１１ｂとの間に転動自在に配置される。また、ころ軸受１４ａは、ころ２２を円周方向に所定の間隔で保持する軸受保持器２３を有している。
【００１９】
また、玉軸受１４ｂでは、転動体である玉２４が、軸受外輪１７によって構成される軸受外輪軌道面１７ａと、スリーブ１１の外周面によって構成される軸受内輪軌道面１１ｃ間に転動自在に配置される。また、玉軸受１４ｂは、玉２４を円周方向に所定の間隔で保持する軸受保持器２５を有している。
【００２０】
さらに、玉軸受１４ｂの軸受外輪１７の軸方向端部には、スリーブ１１の外周面に摺接するシール部材２６が取り付けられている。従って、このシール部材２６と、プーリ１２に取り付けられたシール部材１８とで、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間の空間を密封し、外部からの異物の侵入や、潤滑材の漏れを防止している。
【００２１】
なお、ころ軸受１４ａのころ２２が線接触であるのに対して、玉軸受１４ｂの玉２４は点接触であることから、玉２４の数をころ２２の数より多くし、また、玉径をころ径よりも大きくすることが望ましい。
【００２２】
このように構成された一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より速い場合、即ち、プーリ１２がスリーブ１１に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合には、ローラ１９が楔作用によって楔空間に噛み込まれて、プーリ１２とスリーブ１１との間で各ローラ１９を介して回転力が伝達自在となる。これにより、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回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より遅い場合には、ローラ１９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。
【００２３】
ここで、図２に示すように、スリーブ１１の外周面に形成されるクラッチ内輪軌道面１１ａ、ころ軸受１４ａの軸受内輪軌道面１１ｂは、冷間鍛造によって形成され、玉軸受１４ｂの軸受内輪軌道面１１ｃは、冷間鍛造後、研磨することで形成される。また、冷間鍛造の際の金型が矢印Ａの方向から押し当てられるため、クラッチ内輪軌道面１１ａのランプ部１５の底部は、ころ軸受１４ａの軸受内輪軌道面１１ｂよりも大径に形成されている。なお、本実施形態の様に、クラッチ内輪軌道面１１ａと玉軸受１４ｂの軸受内輪軌道面１１ｃとの間に、クラッチ保持器２０の軸方向位置を規制するための溝１１ｄを形成する場合には、この溝１１ｄが形成される部分をクラッチ内輪軌道面１１ａと同じ外径で冷間鍛造した後、旋削加工等によって形成してもよい。
【００２４】
また、一方向クラッチ１３でのトルク容量を大きくするため、一方向クラッチ１３のローラ１９の径をサポート軸受１４ａ，１４ｂのころ径及び玉径より大きくすることが望ましい。このため、クラッチ内輪軌道面１１ａがころ軸受１４ａの軸受内輪軌道面１１ｂより大径に形成され、また、プーリ１２の内周面をストレート形状に形成することが加工上望ましい点を併せて考慮すると、本実施形態のように、外輪部材１６のクラッチ外輪軌道面１６ａを構成する部分の厚さＴ１は、ころ軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂを構成する部分の厚さＴ２より薄く形成される。なお、本実施形態では、クラッチ外輪軌道面１６ａを構成する部分の厚さＴ１は、１ｍｍ程度であり、軸受外輪軌道面１６ｂを構成する部分の厚さＴ２は、２ｍｍ程度である。
【００２５】
また、この外輪部材１６は、板状の環状素材をプレス加工（深絞り加工）することで、クラッチ外輪軌道面１６ａを構成する部分の厚さＴ１が、軸受外輪軌道面１６ｂを構成する部分の厚さＴ２よりも薄く形成される。その際、図３に示すように、プレス後の環状素材には、軸受外輪軌道面側の軸方向端面にフランジ部分１６ｃが形成されてしまうため、外輪部材１６はこのフランジ部分１６ｃを切除して用いられる。このため、ころ軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂは、切除した粗い内周面位置よりも内側とし、この切除した部分の後加工を不要としている。
【００２６】
また、フランジ部１６ｃを切除したことで、ころ軸受１４ａのころ２２は、軸受保持器２３の端面を押し込むことで、スリーブ１１の外周面と外輪部材１６の内周面との間に組み込むことができる。なお、外輪部材１６は、そのオルタネータ側端面を、玉軸受１４ｂの軸受外輪１７の反オルタネータ側端面と突き当てることで組みつけられる。
【００２７】
さらに、プーリ１２の内周面には、クラッチ外輪軌道面や、軸受外輪軌道面が形成されないことから、従来のような熱処理工程が不要となる。即ち、プーリ１２は、切削加工等により所望の形状に加工した後、防錆のための表面処理をプーリ全体に行い、プーリ１２の内周面の表面処理皮膜を除去することで形成される。
【００２８】
以上説明した様に、本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０によれば、クラッチ外輪軌道面１６ａところ軸受１４ａ及び玉軸受１４ｂの軸受外輪軌道面１６ａ，１７ａは、プーリ１２の内周面と別に形成されるので、プーリの内周面における熱処理工程が不要となり、製作工程数が削減でき、その結果、製作コストの低減を図ることが可能となる。また、クラッチ内輪軌道面１１ａところ軸受１４ａの軸受内輪軌道面１１ｂは、スリーブ１１の外周面と一体に形成されるので、部品点数を削減することができ、製造コストの低減をより図ることが可能となる。
【００２９】
また、クラッチ外輪軌道面１６ａところ軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂは、プーリ１２に内嵌される単一の外輪部材１６によって形成されており、部品点数の削減によるコスト低減をより図ることができる。また、外輪部材１６は、クラッチ外輪軌道面１６ａを構成する部分の厚さＴ１を、ころ軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂを構成する部分の厚さＴ２より薄くして形成されるので、冷間鍛造でスリーブ１１を形成し、プーリ１２の内周面を加工上簡潔な構成とした場合においても、一方向クラッチ１３のローラ１９の径を大きくして一方向クラッチ１３でのトルク容量を大きくすることができる。特に、プーリ装置１０の軸方向寸法が制約を受ける場合であっても、ローラ１９の径を大きくすることができるので、ローラ１９の軸方向寸法を抑えても一方向クラッチ１３のトルク容量を確保できる。
【００３０】
なお、本実施形態では、クラッチ外輪軌道面１６ａところ軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂを単一の外輪部材１６によって形成したが、本実施形態の変形例として、図４に示すように、クラッチ外輪軌道面１６ａと、ころ軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂは別部材１６ａ１，１６ｂ１によって構成してもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態について詳細に説明する。なお、第１実施形態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。
【００３２】
図５に示されるように、本実施形態の外輪部材３１は、クラッチ軌道輪軌道面１６ａ、ころ軸受１４ａの軸受外輪軌道面１６ｂに加え、玉軸受１４ｂの軸受外輪軌道面１７ａを構成している。なお、本実施形態では、外輪部材３１は、単一内径の円筒部材としており、円筒部材の玉軸受１４ｂの軸受外輪軌道面１７ａは研磨することで形成されている。また、玉軸受１４ｂにシール部材を設ける代わりに、プーリ１２の内周面におけるオルタネータ側の端部にシール部材３２を設け、反オルタネータ側に設けたシール部材１８と共に、スリーブ１１の外周面とプーリ１２の内周面との間の空間を密封している。
【００３３】
このように、外輪部材３１がクラッチ外輪軌道面１６ａ、及び、両軸受１４ａ，１４ｂの軸受外輪軌道面１６ｂ，１７ａを構成することで、部品点数を削減でき、コスト低減をさらに図ることができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３４】
尚、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。
【００３５】
本実施形態では、クラッチ内輪軌道面と、ころ軸受及び玉軸受の軸受内輪軌道面とが、スリーブの外周面によって構成されているが、少なくともクラッチ内輪軌道面ところ軸受の軸受内輪軌道面がスリーブの外周面によって構成されればよく、例えば、図１の一点鎖線で示すように、玉軸受１４ｂの軸受内輪軌道面１１ｃがスリーブ１１と別体の軸受内輪４０によって構成されてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、反オルタネータ側にはシール部材１８が配置されているが、図６に示す従来構造と同様に、プーリに取り付けられるシール部材に加えて、スリーブに取り付けられる他のシール部材を設けた二重シール構造が適用されてもよい。
さらに、本実施形態では、ころ軸受１４ａが反オルタネータ側に、玉軸受１４ｂがオルタネータ側にそれぞれ配置されているが、ころ軸受１４ａがオルタネータ側に、玉軸受１４ｂが反オルタネータ側にそれぞれ配置されてもよい。
【００３７】
本実施形態では、外輪の内周面を円筒面、内輪の外周面をカム面としたが、外輪の内周面をカム面、内輪の外周面を円筒面とする構成であっても良い。
本実施形態では、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と従動プーリ間に装着されたが、スタータのプーリと回転軸間に装着されてもよく、この場合には、スリーブがプーリ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、スリーブとプーリとの間で回転力の伝達が自在となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態である一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。
【図２】スリーブの製作過程を説明するためのスリーブの断面図である。
【図３】外輪部材の製作過程を説明するための外輪部材の断面図である。
【図４】第１実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の変形例の縦断面図である。
【図５】第２実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図６】従来の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  クラッチ内蔵型プーリ装置
１１        スリーブ
１１ａ  クラッチ内輪軌道面
１１ｂ、１１ｃ  軸受内輪軌道面
１２        プーリ
１３        一方向クラッチ
１４ａ  ころ軸受（サポート軸受）
１４ｂ  玉軸受（サポート軸受）
１６，３１  外輪部材
１６ａ  クラッチ外輪軌道面
１６ｂ，１７ａ  軸受内輪軌道面
１９        ローラ（係合子）
２２  ころ（転動体）
２４  玉（転動体）
【図１】
2007333034.tif 000003
【図２】
2007333034.tif 000004
【図３】
2007333034.tif 000005
【図４】
2007333034.tif 000006
【図５】
2007333034.tif 000007
【図６】
2007333034.tif 000008