(57)【要約】【課題】低コストで、且つプーリ７ｂの耐久性が低下する事なく、このプーリ７ｂの内部の温度上昇を抑えられる構造を実現する。【解決手段】  スリーブ９ａの軸方向寸法Ｌ９ａを、前記プーリ７ｂの軸方向寸法Ｌ７ｂよりも大きくする（Ｌ９ａ＞Ｌ７ｂ）。又、前記スリーブ９ａを、このプーリ７ｂに対して、このスリーブ９ａの軸方向一端寄り部分が、このプーリ７ｂの軸方向一端面よりも軸方向外側に突出した状態で組み付ける。そして、前記スリーブ９ａの外周面のうち前記プーリ７ｂの軸方向一端面よりも軸方向外側に突出した部分に、このスリーブ９ａの回転に基づいて軸方向の気流を発生する冷却ファン２８の円筒部２９を外嵌固定する。【選択図】図２
2013190005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の先端部に結合固定されるスリーブと、
このスリーブの周囲にこのスリーブと同心に配置したプーリと、
これらスリーブの外周面の軸方向中間部とプーリの内周面の軸方向中間部との間に設けられ、このプーリが前記スリーブに対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、これらプーリとスリーブとの間での回転力の伝達を可能とする一方向クラッチと、
この一方向クラッチを軸方向両側から挟む状態で、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、前記プーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ、このプーリと前記スリーブとの相対回転を可能とする１対のサポート軸受とを備えた一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に於いて、
前記スリーブの軸方向両端部のうち、少なくとも前記回転軸の基端側と反対側の端部でこの端部側に設けたサポート軸受よりも軸方向外側に外れた部分に、前記スリーブの回転に基づいて軸方向の気流を発生させる冷却ファンが設けられている事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】
前記冷却ファンが嵌合部を備えており、この嵌合部が、前記スリーブの外周面に外嵌固定されている、請求項１に記載した一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項３】
前記冷却ファンが嵌合部を備えており、この嵌合部が、前記スリーブの内周面に内嵌固定されている、請求項１に記載した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】
本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、例えば自動車用の発電機であるオルタネータの回転軸の端部に固定し、エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡す事により、前記オルタネータを駆動する為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の走行用エンジンを駆動源として、自動車に必要な発電を行うオルタネータの構造が、例えば特許文献１に記載されている。図５は、この特許文献１に記載されたオルタネータ１を示している。ハウジング２の内側に回転軸３を、１対の転がり軸受４、４により、回転自在に支持している。この回転軸３の中間部には、ロータ５と整流子６とを設けている。又、この回転軸３の一端部（図５の右端部）で前記ハウジング２外に突出した部分には、プーリ７を固定している。エンジンへの組み付け状態では、このプーリ７に無端ベルトを掛け渡し、エンジンのクランクシャフトにより、前記回転軸３を回転駆動自在とする。
【０００３】
前記プーリ７として従来一般的には、単に前記回転軸３に固定しただけのものを使用していた。これに対して近年、無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、無端ベルトから回転軸への動力の伝達を可能とし、無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、プーリと回転軸との相対回転を可能とする、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が各種提案され、一部で実際に使用されている。例えば、特許文献２〜７等に、上述の様な機能を有する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が記載されている。
【０００４】
図６は、このうちの特許文献６に記載されている一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示している。この一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８は、オルタネータ１（図５参照）等の回転軸３の先端部にボルト８により結合固定自在なスリーブ９を有する。そして、このスリーブ９の周囲にプーリ７ａを、このスリーブ９と同心に配置し、これらスリーブ９の外周面とプーリ７ａの内周面との間に、１対のサポート軸受１０、１０と一方向クラッチ１１とを設けている。このうちのサポート軸受１０、１０は、前記プーリ７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ、前記スリーブ９とプーリ７ａとの相対回転を可能とする。又、前記一方向クラッチ１１は、前記プーリ７ａが前記スリーブ９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、このプーリ７ａからこのスリーブ９への回転力の伝達を可能とする。
【０００５】
前記一方向クラッチ１１を構成し、前記プーリ７ａの軸方向中間部に内嵌固定した一方向クラッチ用外輪１２の内周面には、ランプ部と呼ばれる複数の凹部１３を、円周方向に亙って等間隔に形成し、前記内周面をカム面１４としている。これに対して、前記一方向クラッチ１１を構成する、前記スリーブ９の軸方向中間部に外嵌固定した一方向クラッチ用内輪１５の外周面は、ほぼ軸方向全長に亙り単なる円筒面としている。又、これら一方向クラッチ用外輪１２及び一方向クラッチ用内輪１５と共に前記一方向クラッチ１１を構成する複数個のローラ１６は、前記一方向クラッチ用外輪１２と共に回転するクラッチ用保持器１７に、転動及び円周方向に亙る若干の変位自在に支持している。そして、このクラッチ用保持器１７に設けた柱部と前記各ローラ１６との間にばねを設けている。これら各ばねは前記各ローラ１６を、前記カム面１４と前記一方向クラッチ用内輪１５の外周面との間に形成される円筒状隙間のうち、直径方向に関する幅が狭くなった部分に向け、弾性的に押圧している。尚、上述の様に、ランプ部を円周方向等間隔に配置して成るカム面は、前記一方向クラッチ用内輪１５の外周面に形成する事もできる。この場合、前記一方向クラッチ用外輪１２の内周面を、ほぼ全長に亙り単なる円筒面とする。この様な構造を採用すれば、高速回転時にも、遠心力により、前記一方向クラッチの接続が不用意に断たれるのを防止できる。
【０００６】
一方、前記プーリ７ａの軸方向両端寄り部分内周面と前記スリーブ９の軸方向両端寄り部分外周面とに、それぞれが前記各サポート軸受１０、１０を構成する、外輪１８及び内輪１９を嵌合固定している。そして、前記外輪１８の内周面に形成した外輪軌道２０と、前記内輪１９の外周面に形成した内輪軌道２１との間に、複数の玉２２を転動自在に設けている。又、前記プーリ７ａ及びスリーブ９の軸方向両端側に存在する、前記各外輪１８の端部内周面と前記各内輪１９の端部外周面との間に、それぞれシールリング２３、２３を設け、前記各サポート軸受１０、１０及び一方向クラッチ１１の内部空間を密封している。一方、前記スリーブ９の前記回転軸３と反対側の端部の外周面に環状部材２４を、この端部側に設けたサポート軸受１０と対向させる状態で外嵌固定している。
【０００７】
上述の様な一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８を使用する理由は、次の通りである。前記走行用エンジンのクランクシャフトには爆発に同期した回転速度の変動があるが、この走行用エンジンがディーゼルエンジン或は直噴式のガソリンエンジンであった場合、アイドリング時等、低回転時にはクランクシャフトの回転角速度の変動が特に大きくなる。この結果、前記クランクシャフトの端部に固定した駆動プーリに掛け渡した無端ベルト２６の走行速度も細かく変動する事になる。一方、この無端ベルト２６によりプーリ７ａを介して回転駆動されるオルタネータ１の回転軸３は、この回転軸３並びにこの回転軸３に固定したロータ５及び整流子６（図５参照）等の慣性質量に基づき、それ程急激には変動しない。従って、前記図５に示した構造の様に、単にプーリ７を回転軸３に対し固定しただけの場合には、ベルトの走行速度低下時に前記回転軸３の回転速度がそのまま低下し、オルタネータ１の発電効率が低下する。同時に、クランクシャフトの回転角速度の変動に伴い、無端ベルト２６（図６参照）とプーリ７とが両方向に擦れ合う傾向となる。この結果、このプーリ７と擦れ合う前記無端ベルト２６に、繰り返し異なる方向の応力が作用して、これら無端ベルト２６とプーリ７との間に滑りが発生し易くなったり、或はこの無端ベルト２６の寿命が短くなったりする原因となる。
【０００８】
又、上述の様なオルタネータ１の発電効率の低下、並びにプーリ７の外周面と無端ベルト２６の内周面との摩擦に基づく無端ベルト２６の寿命低下は、走行時に加減速を繰り返す事によっても生じる。即ち、加速時には無端ベルト２６側からプーリ７に駆動力が伝達されるのに対し、減速時には上述の様に慣性に基づいて回転し続けようとするプーリ７に、前記無端ベルト２６から制動力が作用する。この制動力に基づいて発電効率が低下するだけでなく、この制動力と前記駆動力とは、前記無端ベルト２６の内周面に対し逆方向の摩擦力として作用するので、やはりこの無端ベルト２６の寿命低下の原因となる。特に、トラックの様に排気ブレーキを備えた車両の場合には、アクセルオフ時に於けるクランクシャフトの回転低下の減速度が著しく、前記制動力に基づいて前記無端ベルト２６の内周面に加わる摩擦力が大きくなる結果、前記発電効率並びに寿命の低下が著しい。
【０００９】
そこで、上述の様なプーリ７として、前記一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８を使用する。これにより、前記無端ベルト２６の走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、一方向クラッチ１１を構成する各ローラ１６が、一方向クラッチ用内輪１５の外周面と一方向クラッチ用外輪１２の内周面との間に形成される円筒状隙間の寸法のうち、直径方向に関する幅が狭くなった部分に食い込んで（ロック状態となって）、前記プーリ７から回転軸３への回転力の伝達を可能とする。反対に前記無端ベルト２６の走行速度が低下傾向にある場合には、前記各ローラ１６が前記円筒状隙間のうちの幅が広くなった部分に移動し、これら各ローラ１６が当該部分で転動自在となって（オーバラン状態となって）、前記プーリ７と回転軸３との相対回転を可能とする。即ち、前記無端ベルト２６の走行速度が低下傾向にある場合には、前記プーリ７の回転角速度を前記回転軸３の回転角速度よりも遅くして、前記無端ベルト２６とプーリ７との当接部が強く擦れ合う事を防止する。この様にして、オルタネータの発電効率を確保すると共に、プーリ７と無端ベルト２６との擦れ合い部に作用する応力の方向を一定にし、この無端ベルト２６とプーリ７との間に滑りが発生したり、或はこの無端ベルト２６の寿命が低下する事を防止する。
【００１０】
ところで、上述の様にオルタネータ１の回転軸３に組み付けられた一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、使用中に高速で回転し発熱する。特に、上述したオーバラン状態では、前記各サポート軸受１０、１０に加えて、前記一方向クラッチ１１部分でも発熱する為、前記プーリ７ａの内部の温度が上昇し易い。この様なプーリ７ａ内部の温度上昇は、前記各サポート軸受１０、１０及び一方向クラッチ１１内のグリースを劣化させて、前記一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の耐久性低下の原因となる可能性がある。
【００１１】
そこで、図示は省略するが、特許文献８には、プーリの外周面にこのプーリと一体にフィンを設けた一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が記載されている。この様な構造によれば、前記プーリの放熱効率を向上する事により、このプーリの内部の温度上昇を抑える事ができる。但し、このプーリと一体にフィンを設ける構造は、図６に記載したプーリ７ａの構造と比べて加工コストが嵩んでしまう。又、前記フィン部分は剛性が低い為、前記プーリの耐久性が低下してしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１３９５５０号公報
【特許文献２】特開昭５６−１０１３５３号公報
【特許文献３】特開平７−３１７８０７号公報
【特許文献４】特開平８−２２６４６２号公報
【特許文献５】特開平９−２２９０９７号公報
【特許文献６】特開平１１−１５９５９９号公報
【特許文献７】特公平７−７２５８５号公報
【特許文献８】特開２００４−３５３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、低コストで、且つプーリの耐久性を低下させる事なく、このプーリの内部の温度上昇を抑えられる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、スリーブと、プーリと、一方向クラッチと、1対のサポート軸受とを備える。
このうちの、スリーブは、回転軸の先端部に結合固定される。
又、前記プーリは、このスリーブの周囲にこのスリーブと同心に配置している。
又、前記一方向クラッチは、前記スリーブの外周面の軸方向中間部と前記プーリの内周面の軸方向中間部との間に設け、このプーリが前記スリーブに対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、これらプーリとスリーブとの間での回転力の伝達を可能とする。
又、前記両サポート軸受は、前記一方向クラッチを軸方向両側から挟む状態で、前記スリーブの外周面とプーリの内周面との間に設けられて、このプーリに加わるラジアル荷重を支承しつつ、これらスリーブとプーリとの相対回転を可能とする。
【００１５】
特に、本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、前記スリーブの軸方向両端部のうち、少なくとも前記回転軸の基端側と反対側の端部でこの端部側に設けたサポート軸受よりも軸方向外側に外れた部分に、前記スリーブの回転に基づいて軸方向の気流を発生させる冷却ファンが設けられている。
又、上述の様な本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を実施する場合に具体的には、請求項２〜３に記載した発明の様に、前記冷却ファンを、嵌合部を備えたものとする。
そして、請求項２に記載した発明の場合には、この嵌合部を、前記スリーブの外周面に外嵌固定する。
これに対して、請求項３に記載した発明の場合には、前記嵌合部を、前記スリーブの内周面に内嵌固定する。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の場合、前記スリーブの軸方向端部に、このスリーブの回転に基づいて軸方向の気流を発生させる冷却ファンを設けている。この為、前記プーリの放熱効率を向上し、このプーリの内部の温度上昇を抑える事ができる。又、本発明の場合、従来から一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に組み込まれていたプーリの構造を変更する必要がない。この為、プーリの加工コストが嵩む事はない。又、前述した特許文献８に記載された構造の様にプーリに、剛性が低いフィン等を設ける必要がないか、仮に設けるとしても、簡単な構造のもので足りる。この為、このプーリの耐久性が低下する事もない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す斜視図。
【図２】同じく、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す斜視図。
【図４】同じく、図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】従来から知られているオルタネータの１例を示す断面図。
【図６】同じく、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の１例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８ａに、プーリ７ｂの放熱効率を向上させる為の冷却ファン２８を設けた点にある。又、本例の場合、図６に示す一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８が備える環状部材２４を設けていない。その他の構造は前述した図６に示した構造を含め、従来から知られている一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の構造とほぼ同様であるから、従来と同様に構成する部分に就いては、図示並びに説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１９】
本例の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８ａは、スリーブ９ａと、前記プーリ７ｂと、一方向クラッチ１１ａと、1対のサポート軸受１０ａ、１０ａと、前記冷却ファン２８とを備える。
このうちのスリーブ９ａは、オルタネータ１（図５参照）の駆動軸等の回転軸３の端部に外嵌固定して、この回転軸３と共に回転自在である。この為に、中心孔３４の軸方向基端側（図２の右端側）から順番に、円孔部３５と、雌ねじ部３６と、六角孔部３７とを設けている。このうちの円孔部３５は、前記回転軸３の円柱状部とがたつきなく嵌合する。又、前記雌ねじ３６は、この回転軸３の先端部に設けた雄ねじ部と螺合する。更に、前記六角孔部３７には、六角レンチ等の工具の先端部を係合させる。本例の場合、前記スリーブ９ａの軸方向寸法Ｌ９ａは、前記プーリ７ｂの軸方向寸法Ｌ７ｂよりも大きい（Ｌ９ａ＞Ｌ７ｂ）。又、前記スリーブ９ａの軸方向一端（図２の左側）寄り部分が、前記プーリ７ｂの軸方向一端面よりも軸方向外側に突出している。
尚、このプーリ７ｂ及び前記一方向クラッチ１１ａ及び前記両サポート軸受１０ａ、１０ａの構造は、前述した従来構造とほぼ同様である。
【００２０】
又、前記冷却ファン２８は、例えば合成樹脂を射出形成する事により、或は軽合金をダイキャスト成型する事により、一体に造られたもので、特許請求の範囲の嵌合部に相当する円筒部２９と、この円筒部２９の外周面の円周方向等間隔複数個所に、径方向外方に突出した状態で設けられた羽根３０、３０とから成る。又、前記冷却ファン２８は、前記円筒部２９の内周面を、前記スリーブ９ａの外周面の軸方向一端寄り部分（前記プーリ７ｂの軸方向一端面よりも軸方向外側に突出した部分）に外嵌固定している。この様な冷却ファン２８は、図１に矢印αで示した方向への、前記スリーブ９ａの回転に基づいて、軸方向一方（図２の左方向）への気流を発生する。尚、前記ファン２８を設ける位置は、本例の位置に限定されるものではなく、例えば、前記スリーブ９ａに、前記プーリ７ｂの軸方向他端面（図２の右端面）よりも軸方向外側に突出した部分等が存在すれば、この部分に前記冷却ファンを設ける事もできる。又、前記冷却ファン２８は、軸方向の気流を惹起させて、前記プーリ７ｂの放熱を促進させられるものであれば良く、惹起させた気流自体をこのプーリ７ｂに当てるべく、前記各羽根３０、３０の湾曲方向とこのプーリ７ｂの回転方向とを図示の場合と逆にして、前記スリーブ９ａの回転に基づいて、軸方向他方（図２の右方向）への気流を惹起させる事もできる。
【００２１】
上述した様に本例の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８ａの場合、前記スリーブ９ａの軸方向一端寄り部分に、このスリーブ９ａの回転に基づいて軸方向の気流を発生させる前記冷却ファン２８を設けている。この為、前記プーリ７ｂの放熱効率を向上し、このプーリ７ｂの内部の温度上昇を抑える事ができる。又、本例の場合、従来から使用されている一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の構造を大きく変更する必要がない。この為、プーリの加工コストが嵩む事はない。又、前述した特許文献８に記載された構造の様にプーリに、剛性が低いフィン等を設ける必要がないか、仮に設けるにしても簡単な構造のもので済む。この為、前記プーリ７ｂの耐久性が低下する事もない。
【００２２】
［実施の形態の第２例］
図３〜４は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８ｂの場合、スリーブ９ｂの軸方向寸法Ｌ９ｂを、前述した実施の形態の第１例のスリーブ９ａの軸方向寸法Ｌ９ａよりも小さくしている（Ｌ９ｂ＜Ｌ９ａ）。即ち、本例の場合、前記スリーブ９ｂの軸方向一端寄り部分が、プーリ７ｂの軸方向一端面よりも軸方向外側に突出している量を小さくしている。尚、このプーリ７ｂの形状及び寸法は、前述した実施の形態の第１例と同様である。
【００２３】
又、本例の場合、冷却ファン２８ａが、特許請求の範囲の嵌合部に相当する小径六角柱部３１と、この小径六角柱部３１と段部３２を介して連続する大径円柱部３３と、この大径円柱部３３の外周面の円周方向等間隔複数個所に、径方向外方に突出した状態で設けられた羽根３０、３０とから成る。この様な冷却ファン２８ａは前記スリーブ９ｂに対し、前記小径六角柱部３１を前記スリーブ９ｂの内周面の軸方向一端寄り部分に内嵌固定すると共に、前記段部３２を前記スリーブ９ｂの軸方向一端面に当接させた状態で組み付けられている。
上述した様な構成を有する本例の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置８ｂの場合、前記スリーブ９ｂの外周面の軸方向一端寄り部分に、前述した実施の形態の第１例の様に、冷却ファン２８ａを外嵌固定できる部分が存在しない場合でも、前記冷却ファン２８ａを組み付ける事が可能である。その他の構造、及び作用・効果は前述した実施の形態の第１例と同様である。
【符号の説明】
【００２４】
１  オルタネータ
２  ハウジング
３  回転軸
４  転がり軸受
５  ロータ
６  整流子
７、７ａ、７ｂ  プーリ
８、８ａ、８ｂ  一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
８  ボルト
９、９ａ、９ｂ  スリーブ
１０、１０ａ  サポート軸受
１１、１１ａ  一方向クラッチ
１２  一方向クラッチ用外輪
１３  凹部
１４  カム面
１５  一方向クラッチ用内輪
１６  ローラ
１７  クラッチ用保持器
１８、１８ａ  外輪
１９、１９ａ  内輪
２０、２０ａ  外輪軌道
２１、２１ａ  内輪軌道
２２  玉
２３  シールリング
２４  環状部材
２５  雌ねじ部
２６  無端ベルト
２７  係止溝
２８、２８ａ  冷却ファン
２９  円筒部
３０  羽根
３１  小径六角柱部
３２  段部
３３  大径円柱部
３４  中心孔
３５  円孔部
３６  雌ねじ部
３７  六角孔部
【図１】
2013190005.tif 000003
【図２】
2013190005.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013190005.tif 000008