(57)【要約】【課題】クラッチ外輪の剛性低下を防止すると共に、一方向クラッチの伝達トルク容量の低下を抑え、加工コスト面でも有利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。【解決手段】一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、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、スリーブ１１とプーリ１２との間に配置される一方向クラッチ１３とサポート軸受１４とを備える。一方向クラッチ１３のは、内周面に円筒面２０ａが形成される円筒状のストレート部２０ｂを有するクラッチ外輪２０と、スリーブ１１と一体又は別体に設けられ、外周面にランプ面２１ａが形成されるクラッチ内輪２１と、円筒面２０ａとランプ面２１ａとの間に設けられる複数の係合子２２とを備える。クラッチ外輪２０は、ストレート部２０ｂの軸方向一端部にのみフランジ部２０ｃを有する。【選択図】  図１
2007032665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
該プーリと別体に設けられ、内周面に円筒面が形成される円筒状のストレート部を有するクラッチ外輪と、前記スリーブと一体又は別体に設けられ、外周面にランプ面が形成されるクラッチ内輪と、前記円筒面と前記ランプ面との間に設けられる複数の係合子と、該係合子を収容するポケットを構成する保持器と、前記係合子を前記ランプ面及び前記円筒面と係合する方向に弾性的に押圧する弾性部材とを備え、前記プーリと前記スリーブの一方が他方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、前記スリーブと前記プーリとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
前記スリーブと前記プーリとの間に配置され、前記スリーブと前記プーリとの相対回転を自在とするサポート軸受と、
を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記クラッチ外輪は前記ストレート部の軸方向一端部にのみフランジ部を有す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】
前記サポート軸受は、前記クラッチ外輪の軸方向他端部側に配置されており、
前記ストレート部の軸方向他端部は前記サポート軸受の外輪の端部と接し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。
【請求項３】
前記クラッチ外輪のストレート部の内径は、前記サポート軸受の外輪の内径より大きいことを特徴とする請求項２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、自動車補機であるスタータ、オルタネータ、クランクプーリ、コンプレッサや、エンジンアイドルストップ時のモータによる補機駆動用またはエンジン始動用等として使用す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】
例えば、近年のオルタネータでは、高性能・高出力化がますます進み、高回転・高荷重・高温・振動等が過酷になっており、エンジンの高出力化に伴いベルトの種類も様々であるが、更に条件が厳しい状況にある。また、エンジン等の微小角速度変動は、ベルトのばたつきやベルト鳴きを発生させる。このため、ベルト寿命の向上・異音問題を解決する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、市場において需要が高まりつつあるのが現状である（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
図５に示すように、従来の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が掛け渡される従動プーリ１０１と、オルタネータの回転軸に固定されるスリーブ１０２とを備え、従動プーリ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】
一方向クラッチ１０３は、従動プーリ１０１の軸方向中間部の内周面に内嵌されるクラッチ外輪１０５と、スリーブ１０２の軸方向中間部の外周面に外嵌され、外周面にカム面（図示せず）が形成されるクラッチ内輪１０６と、クラッチ外輪１０５の内周面とクラッチ内輪１０６のカム面とのくさび空間に回動自在に配設される複数のころ１０７とを備えている。また、一方向クラッチ１０３は、各ころ１０７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１０８と、クラッチ保持器１０８に支持され、各ころ１０７をロック方向に弾性的に押圧するばね１０９とを備えている。
【０００５】
そして、従動プーリ１０１の回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１０３のころ１０７のくさび作用によって、従動プーリ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の回転軸に伝達される。一方、速度変動や微小角速度変動等、従動プーリ１０１の回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より遅い場合には、従動プーリ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、駆動ベルトと従動プーリ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駆動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。
【０００６】
また、クラッチ外輪１０５の両側にはフランジ部１０５ａ，１０５ｂが形成されており、クラッチ保持器１０８の軸方向移動を規制して、クラッチ保持器１０８をクラッチ内部で適正な位置に保つと共に、遠心力で径方向外方に寄せられるグリースをクラッチ内部に保持している。
【０００７】
また、特許文献１に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置では、クラッチ内輪にランプ面が形成された内輪ランプ構造であり、クラッチ外輪の軸方向両端部は軸方向に延びてフランジ部を有しない構成となっている。
【特許文献１】特開２０００−２９７８６０号公報
【特許文献２】特表２００３−０６７１２８号公報（第１０図）
【特許文献３】特開平８−２２６４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のように、クラッチ外輪１０５が軸方向両端部に一対のフランジ部１０５ａ，１０５ｂを有する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００では、一対のフランジ部１０５ａ，１０５ｂを設けることでころ１０７の軸方向長さを短縮せざるを得なくなり、一方向クラッチ１０３の伝達トルク容量が低下するという問題がある。
【０００９】
また、プーリ１０１にクラッチ外輪１０５を圧入する前に、ころ１０７と保持器１０８をクラッチ外輪１０５に予め組み立てなければならず、ころ１０７と保持器１０８を組み込んだ後に一方のフランジ部１０５ｂを折り曲げて組み立てる必要があり、組み立てコストが増加するという問題がある。
【００１０】
さらに、特許文献１に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置では、クラッチ外輪の軸方向両端部にフランジ部を有しないので、クラッチ外輪の剛性が低下するため、組み立てを慎重に行う必要があり、コストがかかる。また、一方向クラッチ内部に封入されたグリースが攪拌により、外部に漏れ易くなってしまうという問題がある。
【００１１】
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、クラッチ外輪の剛性低下を防止すると共に、一方向クラッチの伝達トルク容量の低下を抑え、加工コスト面でも有利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】
【００１２】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  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、
該プーリと別体に設けられ、内周面に円筒面が形成される円筒状のストレート部を有するクラッチ外輪と、前記スリーブと一体又は別体に設けられ、外周面にランプ面が形成されるクラッチ内輪と、前記円筒面と前記ランプ面との間に設けられる複数の係合子と、該係合子を収容するポケットを構成する保持器と、前記係合子を前記ランプ面及び前記円筒面と係合する方向に弾性的に押圧する弾性部材とを備え、前記プーリと前記スリーブの一方が他方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、前記スリーブと前記プーリとの間で回転力を伝達する一方向クラッチと、
前記スリーブと前記プーリとの間に配置され、前記スリーブと前記プーリとの相対回転を自在とするサポート軸受と、
を備える一方向クラッチ内蔵型プーリ装置であって、
前記クラッチ外輪は前記ストレート部の軸方向一端部にのみフランジ部を有す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）  前記サポート軸受は、前記クラッチ外輪の軸方向他端部側に配置されており、
前記ストレート部の軸方向他端部は前記サポート軸受の外輪の端部と接し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。
（３）  前記クラッチ外輪のストレート部の内径は、前記サポート軸受の外輪の内径より大きいことを特徴とする（２）に記載の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クラッチ外輪はストレート部の軸方向一端部にのみフランジ部を有するので、クラッチ外輪の剛性低下を防止すると共に、一方向クラッチの伝達トルク容量の低下を抑え、加工コスト面でも有利な一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することができる。
また、クラッチ外輪はプーリの内周面に圧入されるため、プーリの内周面の形状によっては変形することが考えられる。本発明では、クラッチ外輪の内周面は円筒形状であるため、プーリに圧入することで圧入前よりも真円度が向上する効果が期待できる。これは、プーリの内周面（クラッチ外輪との嵌合部）の真円度がクラッチ外輪の圧入前の真円度より高い場合に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一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説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置として、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部分縦断面図であり、図１（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った部分断面図であり、図１（ｃ）は、（ａ）のＩ’拡大図である。また、図２は、スリーブ及びクラッチ外輪の断面図である。
【００１６】
図１に示されるように、本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の補機を駆動するためのもので、図示されない回転軸が内嵌されるスリーブ１１を有する。スリーブ１１の周囲には、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２がスリーブ１１と同心に配置されている。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、上記環状空間の軸方向両端部には、一方向クラッチ１３を挟持するようにして、例えば、深溝玉軸受等の一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂが配設されている。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。また、図２に示すように、スリーブ１１の外周面は段部１１ａ，１１ｂを持って形成されており、スリーブ１１の外周面は、軸方向中間部を大径部１１ｃとし、軸方向両端部を小径部１１ｄとする。
【００１７】
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。
【００１８】
各サポート軸受１４ａ，１４ｂは、スリーブ１１の小径部１１ｄ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とを備えている。また、サポート軸受１４ａ，１４ｂは、これらの軸方向両側に配置され、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１９を有している。
【００１９】
一方向クラッチ１３は、プーリ１２と別体に設けられて、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と別体に設けられて、スリーブ１１の大径部１１ｃ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ころ２２とを備えている。クラッチ内輪２１の外周面は、複数のランプ面２１ａが円周方向に所定の間隔で設けられたクラッチ内輪軌道面であるカム面を形成する。ころ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。
【００２０】
また、一方向クラッチ１３は、各ころ２２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２３と、各ころ２２をランプ面２１ａと円筒面２０ａと係合する方向、即ち、ロック方向に弾性的に押圧するばね２４（図１（ｂ）参照。）とを備えている。クラッチ保持器２３は、内周面の複数箇所に形成された係合凸部２３ａをランプ面２１ａの凹部に係合させる事で、クラッチ内輪２１に対して相対回転不能に装着される。
【００２１】
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、プーリ１２の回転角速度が、例えばオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ１３のころ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の回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度がオルタネータの回転角速度より遅い場合には、ころ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。
【００２２】
ここで、本実施形態において、クラッチ外輪２０は、円筒面２０ａを形成する円筒状のストレート部２０ｂの軸方向一端部にのみ径方向内向きに伸延するフランジ部２０ｃを設け、軸方向他端部２０ｄはフランジ部を設けずに軸方向に延出するストレート部２０ｂによって構成されている。
【００２３】
また、図２に示すように、クラッチ外輪２０の軸方向長さＬ１は、スリーブ１１の大径部１１ｃの軸方向長さＬ２より短く設定されており、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０が組み立てられた状態において、クラッチ外輪２０のフランジ部２０ｃは、サポート軸受１４ａの外輪１６と軸方向隙間ｇを持って配置されると共に、クラッチ外輪２０の軸方向他端部２０ｄは、サポート軸受１４ｂの外輪１６の軸方向端部と当接する（図１（ａ）参照。）。このように、ストレート部２０ｂの軸方向他端部２０ｄが外輪１６の端部と接することで、グリースがこれら端部の端面間からクラッチ外輪２０や外輪１６の外径側に逃げることがなく、グリースを一方向クラッチ１３とサポート軸受１４ｂの内部に保持することができる。
【００２４】
また、クラッチ外輪２０の軸方向他端部２０ｄまで延びるストレート部２０ｂの内径はサポート軸受１４ｂの外輪１６の内径より大きく設計されている。これにより、図１（ｃ）に示すように、クラッチ外輪２０の軸方向他端部２０ｄの内周面とサポート軸受１４ｂの外輪１６の軸方向端部の端面とによって画成される空間部Ｓにはグリースが溜まりやすく、一方向クラッチ１３の潤滑性が保持される。
【００２５】
また、サポート軸受１４ａはスリーブ１１の段部１１ａによって軸方向に規制されるので、クラッチ外輪２０のフランジ部２０ｃとサポート軸受１４ａの外輪１６とが軸方向隙間ｇを持って配置されて互いに当接することがなく、外輪１６との当接によるフランジ部２０ｃの変形を防止することができる。
【００２６】
次に、図３を参照して、本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０の組立方法について説明する。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、まず、軸方向一端部にのみフランジ部２０ｃを有するクラッチ外輪２０とプーリ１２が用意され、図３（ｂ）に示すようにクラッチ外輪２０がプーリ１２の内周面に圧入されて、プーリ１２の内周面の所定の位置に配置され、圧入後のクラッチ外輪２０のストレート部２０ｂの内径Ｄ０を測定する。
【００２８】
一方、図３（ｃ）に示すように、クラッチ内輪２１は、スリーブ１１の大径部１１ｃの外周面に圧入固定されて、スリーブ１１の外周面の所定の位置に配置され、圧入後のクラッチ内輪２１の外径ｄiを測定する。具体的には、図４に示すように、ランプ面２１ａが点対称に配置されるクラッチ内輪２１において、ランプ面２１ａの凹部に所定の径のころ２２’を押し当てた状態で、一対のころ２２’の最外径ＯＰＤが測定される。
【００２９】
そして、クラッチ外輪２０の内径Ｄ０とクラッチ内輪２１のころ２２’の最外径ＯＰＤとから、最適な大きさのころ径ｄｌが選定された後、図３（ｄ）に示すように、ころ２２及びばね２４がクラッチ保持器２３にセットされる。これにより、図３（ｅ）に示すように、クラッチ内輪２１が圧入されたスリーブ１１と保持器組立体Fが用意され、保持器組立体Fがクラッチ内輪２１の外周面上にセットされる（図３（ｆ）参照。）。
【００３０】
その後、図３（ｇ）に示すように、クラッチ外輪２０が組み込まれたプーリ１２と、クラッチ内輪２１及び保持器組立体Ｆが組み込まれたスリーブ１１とが組み合わされて、プーリ１２とスリーブ１１との間に一方向クラッチ１３が構成される。さらに、図３（ｈ）に示すように、プーリ１２とスリーブ１１との間に軸方向両側から一対のサポート軸受１４ａ，１４ｂが組み込まれる。この時、一方のサポート軸受１４ａは、内輪１５がスリーブ１１の段部１１ａと当接することで軸方向に規制され、外輪１６がクラッチ外輪２０のフランジ部２０ｃと接することがなく、フランジ部２０ｃの変形を防止することができる。また、他方のサポート軸受１４ｂは、内輪１５がスリーブ１１の段部１１ｂと当接すると共に、外輪１６がクラッチ外輪２０の軸方向他端部２０ｄの端面に当接して軸方向に規制され、クラッチ外輪２０と外輪１６が当接する位置近傍の空間部Ｓにグリースが溜まりやすい構造となる。
【００３１】
従って、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２０はストレート部２０ｂの軸方向一端部にのみフランジ部２０ｃを有するので、クラッチ外輪２０の剛性低下を防止すると共に、一方向クラッチ１３の伝達トルク容量の低下を抑え、加工コスト面でも有利な一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１０を提供することができる。
【００３２】
また、サポート軸受１４ｂは、クラッチ外輪２０の軸方向他端部側に配置されており、ストレート部２０ｂの軸方向他端部２０ｄは外輪１６の端部と接しているので、グリースがこれら端部の端面間からクラッチ外輪２０や外輪１６の外径側に逃げることがなく、グリースを一方向クラッチ１３とサポート軸受１４ｂの内部に保持することができる。
【００３３】
さらに、クラッチ外輪２０のストレート部２０ｃの内径は、サポート軸受１４ｂの外輪１６の内径より大きいので、クラッチ外輪２０の軸方向他端部２０ｄの内周面とサポート軸受１４ｂの外輪１６の軸方向端部の端面とによって画成される空間部Ｓにはグリースが溜まりやすく、一方向クラッチ１３の潤滑性が保持される。
【００３４】
また、本実施形態の組立方法によれば、使用するプーリ１２及びスリーブ１１に圧入した状態でのクラッチ外輪２０とクラッチ内輪２１を用いて、最適な径のころ２２が選定されるので、プーリ装置完成時のころ位置を正しく設定することができる。特に、クラッチ外輪にころと保持器を予め組み込んだ後にクラッチ外輪をプーリに圧入する従来の方法では、プーリ圧入後のクラッチ外輪の内径測定が困難であったが、本実施形態では、クラッチ外輪２０はストレート部２０ｂの軸方向一端部にのみフランジ部２０ｃを有し、ころ２２と保持器２３が組み込まれる前にクラッチ外輪２０はプーリ１２に圧入されるので、プーリ圧入後のクラッチ外輪２０の内径測定が容易となる。
【００３５】
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。
【００３６】
本実施形態では、クラッチ内輪２１は、スリーブ１１と別体に形成されているが、スリーブ１１に一体に形成されてもよい。
また、本実施形態では、クラッチ外輪２０の軸方向他端部２０ｄが当接するサポート軸受１４ｂの外輪１６はプーリ１２と別体に形成されているが、プーリ１２と一体に形成されてもよい。
また、本実施形態では、各サポート軸受１４の軸方向両端部に一対のシール部材１９を配しているが、軸方向外側のみにシール部材１９を配置するようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明の一方向クラッチは、本実施形態のように係合子をころとしたローラクラッチや、係合子をスプラグとしたスプラグクラッチ、係合子をカムとしたカムクラッチであってもよい。
【００３８】
また、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置がエンジンアイドルストップ機構の補機駆動用として適用される場合には、エンジン停止時にコンプレッサ等の補機を専用のモータにて駆動するため、エンジンの回転変動は受けないが、補機駆動用モータから発生する回転変動を受ける構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は、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り、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った部分断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＩ’拡大図である。
【図２】第１実施形態のクラッチ外輪及びスリーブの断面図である。
【図３】本実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の製造方法を示す図である。
【図４】一方向クラッチのころの選定方法を説明するための図である。
【図５】従来の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
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
１３  一方向クラッチ
１４ａ，１４ｂ  サポート軸受
１７  玉（転動体）
２０  クラッチ外輪
２１  クラッチ内輪
２２  ころ（係合子）
２３  クラッチ保持器
２４  ばね
【図１】
2007032665.tif 000003
【図２】
2007032665.tif 000004
【図３】
2007032665.tif 000005
【図４】
2007032665.tif 000006
【図５】
2007032665.tif 000007