(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心に配置される内外二つの環体の間の環状空間に、両環体を回転可能に確保するための一方向クラッチが配置され、両環体のうち内側環体の一方端側には、補機駆動用の回転軸を一方端側から挿通するための中心孔が、また内側環体の他方端部側には、内側環体を回転操作するための工具を軸方向に挿抜可能な回転操作用凹部が、それぞれ形成され、前記中心孔の回転操作用凹部側に、回転軸の端部を螺合するためのねじ部が形成され、回転操作用凹部に操作用工具を嵌合して回転することで、内側環体と回転軸とを螺合するとともに回転軸に対して内側環体を締付けるようにしたプーリユニットであって、
前記回転操作用凹部の周面にはセレーションが、また前記回転操作用凹部の中心孔側奥部には、軸心に向けて縮径するよう傾斜した環状傾斜面が、それぞれ形成された、
ことを特徴とするプーリユニット。
【請求項２】
請求項１記載のプーリユニットを回転軸に取付ける際にプーリユニットの内側環体を回転させる操作用工具を取付ける回転操作用凹部にセレーション加工を施すためのセレーション加工方法であって、
前記内側環体の他方端側に予め形成した回転操作用凹部形成用孔に、外周面に歯部を、また先端部に軸心に向けて縮径するよう傾斜した環状傾斜面を、それぞれ有する加工具を嵌入する、
ことを特徴とするセレーション加工方法。
【請求項３】
請求項１記載のプーリユニットであって、
前記ねじ部の回転操作用凹部側に、該回転操作用凹部にセレーション加工を施すための加工具の先端にその外周の歯部よりも小径に形成された凸部を当接させるための当接面が形成され、この当接面と、前記回転操作用凹部の中心孔側奥部に形成された環状傾斜面とが、それらの間に形成された環状面で連続的に形成されている、
ことを特徴とするプーリユニット。
【請求項４】
請求項３記載のプーリユニットを回転軸に取付ける際にプーリユニットの内側環体を回転させる操作用工具を取付ける回転操作用凹部にセレーション加工を施すためのセレーション加工方法であって、
前記内側環体の他方端側に予め形成した回転操作用凹部形成用孔に、外周面に歯部を、また先端部に軸心に向けて縮径するよう傾斜した環状傾斜面を、さらに前記環状傾斜面の先端に、歯部よりも小径の凸部を、それぞれ有する加工具を、前記凸部が、内側環体側の前記当接面に当接するまで嵌入する、
ことを特徴とするセレーション加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両のエンジンの駆動に伴なって駆動する補機の回転軸に取付けられるプーリユニットおよびこのプーリユニットに対してセレーションを形成するためのセレーション加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のエンジンのクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機には、エアコンディショナ用コンプレッサ、オルタネータ、冷却ファンなどがあり、これら補機ではその駆動軸に、前記ベルトが巻き掛けられるプーリユニットが取付けられている。
【０００３】
図４に示すように、このプーリユニット５０は、同心に配置される二つの環体５１，５２を有し、これら両環体５１，５２間に一方向クラッチ５３を介装し、両環体５１，５２のうち、補機５４の駆動軸５５が取付けられる内側環体５１の中心孔５６における自由端側の領域に、内側環体５１を回転操作するための操作用工具５７を取付けるための取付け孔５８を形成し、残りの領域に駆動軸５５の軸端の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を設けている。
【０００４】
このようなプーリユニット５０を駆動軸５５に取付ける際、内側環体５１の取付け孔に操作用工具５７を挿入しておき、内側環体５１の軸保持部側を駆動軸５５にあてがい、内側環体５１の雌ねじ部が駆動軸５５の雄ねじ部に当接するまで押込む。
【０００５】
こうしてから操作用工具５７を所要方向に回すことにより内側環体５１を回転させて、内側環体５１の雌ねじ部と駆動軸５５の雄ねじ部とを螺合する。最後に操作用の工具５７の締め付けトルクが所要値になるよう設定する。
【０００６】
プーリユニット５０を上記のように構成することで、内側環体５１にナットの機能をもたせることになり、駆動軸５５にプーリユニット５０を取付けるにあたって、特別にナットを設ける必要がなくなり、従ってナット分の出っ張りがなくなる。
【０００７】
ところで上記従来例では、図５および図６に示すように、内側環体５１を回転操作するために中心孔５６の周面に多数の三角歯からなるセレーション６０を形成することがある。この場合三角歯６０は、予め形成した中心孔５６に対してその一側端部から所定の加工具を挿入することで形成する塑性加工が一般的に用いられている。
【０００８】
上記セレーション６０は、加工具（セレーションフライス）を軸心方向に挿入（圧入）することで三角歯を軸心方向に沿って所定の幅だけ形成するものであるが、図７に示すように、セレーション６０の奥部では、削り取られた金属片６２が奥方に流れずに残留し易い。特に三角歯が鋭角三角形の場合には金属片６２が奥方に流れずにいっそう残留し易くなる。
【０００９】
そして、このように金属片６２が残留しているとプーリユニット５０の回転に際して支障をきたすことが考えられる。
【００１０】
そこで、この金属片６２の発生を防止するために、図８および図９に示すように、取付け孔５８の奥部に取付け孔５８より大径の環状溝６１を予め形成しておき、これによりセレーション６０を塑性加工した際に発生する金属片６２を除去するようにしている。この場合、図９に示すように仮に金属片６２が残る場合であっても、これは環状溝６１に流れ入るので、金属片６２が駆動軸５５に接触することは回避される。
【００１１】
また図１０に示すように、セレーション６０の加工後に取付け孔５８の奥部に取付け孔５８より大径の環状溝６１を形成することで、セレーションを塑性加工した際に発生した金属片６２を除去するといった方法が採られている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記プーリユニット５０では、内側環体５１にナットの機能をもたせることで、駆動軸５５にプーリユニット５０を取付けるにあたって特別にナットを設ける必要がないことからコンパクト化が実現されているが、上述したように、セレーション６０を塑性加工した際に発生する金属片６２の処理のために環状溝６１を形成するといった別の工程が必要であり、また、環状溝６１を形成した分だけセレーション６０の軸心方向の幅が短くなり、高い締付けトルクを必要とするプーリユニット５０では、その幅は不十分な場合があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、同心に配置される内外二つの環体の間の環状空間に、両環体を回転可能に確保するための一方向クラッチが配置され、両環体のうち内側環体の一方端側には、補機駆動用の回転軸を一方端側から挿通するための中心孔が、また内側環体の他方端部側には、内側環体を回転操作するための工具を軸方向に挿抜可能な回転操作用凹部が、それぞれ形成され、前記中心孔の回転操作用凹部側に、回転軸の端部を螺合するためのねじ部が形成され、回転操作用凹部に操作用工具を嵌合して回転することで、内側環体と回転軸とを螺合するとともに回転軸に対して内側環体を締付けるようにし、前記回転操作用凹部の周面にはセレーションが、また前記回転操作用凹部の中心孔側奥部には、軸心に向けて縮径するよう傾斜した環状傾斜面が、それぞれ形成されている。
【００１４】
上記構成のプーリユニットを回転軸に取付ける際には、内側環体の回転操作用凹部にレンチをなどの操作用工具を嵌入しておいてから、内側環体のねじが回転軸のねじに当接するまで内側環体を一方向から押込み、操作用工具を所要方向に回転させることにより内側環体を回転させ、内側環体のねじを回転軸のねじに螺合する。
【００１５】
また、プーリユニットの内側環体を回転させる操作用工具を取付ける回転操作用凹部にセレーション加工を施すにあたっては、内側環体の他方端側に予め形成した回転操作用凹部形成用孔に、外周面に歯部を、また先端部に軸心に向けて縮径するよう傾斜した環状傾斜面を、それぞれ有する加工具を嵌入することにより行い、加工具を嵌入する際に、回転操作用凹部の内周面の肉が奥方へ流れ、金属片の発生を抑える。
なお、加工具は、先端に小径の凸部を有し、内側環体は、ねじ部の回転操作用凹部側に前記凸部を当接させるための当接面が形成されているものとし、前記凸部が前記当接面に当接するまで、加工具を内側環体の回転操作用凹部形成用孔に嵌入するようにすることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るプーリユニットの側面断面図、図２は正面半断面図、図３は要部拡大断面図である。
【００１７】
図示のように、本発明の実施形態に係るプーリユニットＡは、自動車に付設する補機（例えばオルタネータ）の回転軸（発電用駆動軸）６の端部に取付けられ、自動車エンジンの駆動を、ベルト５を介して回転軸６に伝達するものである。すなわち、同心に配置される内外二つの環体１，２と、両環体１，２の間の環状空間に介装される一方向クラッチ３と、前記環状空間において一方向クラッチ３の軸方向両側に配置される二つの転がり軸受（一般的な深溝玉軸受が用いられる）４とを備えている。なお、前記外側環体１の外周には、ベルト５が巻き掛けられる波状の周溝が形成されている。
【００１８】
前記一方向クラッチ３は、内輪１０、外輪１１、保持器１２、複数のころ１３、コイルバネ１４を備えており、外側環体１と内側環体２との回転速度差に応じてこれらをフリー状態とロック状態とに切り替えて外側環体１から内側環体２への回転動力を遮断したり伝達したりする機能を有している。
【００１９】
このような一方向クラッチ３において、前記内輪１０は、その外周面の円周数カ所に平坦なキー状のカム面が設けられて外周面がほぼ八角形に形成され、外輪１１は、内周面が円筒形に形成されその内周面と内輪１０のカム面１５とでくさび状空間が形成されている。
【００２０】
この外輪１１の軸方向両端には、薄肉の延長部分１１ａ，１１ｂが形成され、これら延長部分１１ａ，１１ｂに対応する環状空間にそれぞれ前記転がり軸受４，４が圧入嵌合されて一方向クラッチ３と両転がり軸受４，４とを一体的に取り扱えるよう構成されている。
【００２１】
前記保持器１２は、内輪１０と外輪１１との間の径方向対向隙間に介装され、この保持器１２には、前記カム面１５に対応する位置に径方向内外に貫通するポケット１２ａが形成され、この保持器１２は、内輪１０に対して周方向ならびに軸方向への動きが封じられた状態で固定されている。
【００２２】
すなわち、前記内輪１０の周方向一端面の１８０°対向する二箇所には、軸端に向けて開放されるとともに径方向内外に開放するスリット状の凹部１０ａが、また、保持器１２の軸方向一端側の外周には、前記凹部１０ａに軸方向から圧入嵌合される一対の凸部１２ｂがそれぞれ設けられており、これらの嵌合によって保持器１２が内輪１０に固定されている。
【００２３】
前記ころ１３およびコイルバネ１４は、保持器１２の各ポケット１２ａに周方向隣り合わせに各々一つずつ収納され、コイルバネ１４は、ポケット１２ａに圧縮状態で収納されていて、その伸張復元力でころ１３を前記くさび状空間の狭い側（ロック側）へ付勢している。
【００２４】
なお、コイルバネ１４は、バネ線材を長方形に巻回した角巻きバネが用いられ、保持器１２の各ポケット１２ａの内面に一体形成される突起１２ｃに対して外嵌装着されている。
【００２５】
ところで、本発明の実施形態におけるプーリユニットＡの内側環体２にはナットの機能を付与させており、内側環体２の中心孔において自由端側（他方端部）の領域に、内側環体２の操作用工具が軸方向に挿抜可能にかつ周方向に同期回転可能に嵌合される回転操作用凹部２ａが形成され、前記中心孔において、軸方向中間領域に回転軸６の軸端の雄ねじ部６ａが螺合される雌ねじ部２ｂが形成され、内側環体２の一方である取付対象側の領域に、回転軸６の胴部６ｂが嵌合される軸保持部２ｃが形成されている。
【００２６】
前記内側環体２の回転操作用凹部２ａは内周面に多数の三角歯からなるセレーション２２が形成され、前記雌ねじ部２ｂと回転操作用凹部２ａとは、雌ねじ部２ｂ側の第一環状傾斜面２１、回転操作用凹部２ａ側の第二環状傾斜面２４および第一環状傾斜面２１と第二環状傾斜面２４とを連続する環状面２４ａで連続的に形成されている。なお、環状面２４ａの径は前記中心孔と同径である。
【００２７】
前記セレーション２２を形成するための加工具２８（セレーションフライス）は、図３に示すように、前記環状面２４ａと同径の先端凸部２７と、第二環状傾斜面２４を形成するための先進部２５と、セレーション２２における三角溝を形成するための歯部２３を有している。
【００２８】
上記構成において、プーリユニットＡを回転軸６に取付けるには、まず、内側環体２の回転操作用凹部２ａにレンチをなどの操作用工具を嵌入しておいてから、内側環体２の雌ねじ部２ｂが回転軸６の雄ねじ部６ａに当接するまで内側環体２を一方向から押込む。
【００２９】
こうしてから操作用工具を所要方向に回転させることにより、内側環体２を回転させて雌ねじ部２ｂを雄ねじ部６ａに螺合する。最後に、操作用工具の締付けトルクが所要値になるように管理する。なお、内側環体２の締付け方向は、回転軸６の回転方向と逆向きに設定される。
【００３０】
このように、プーリユニットＡの内側環体２を回転軸６に対して直接的に螺合することにより、回転軸６を締付けるためのナットを特別に設ける必要がなくなり、プーリユニットＡの占有スペースを小さくすることができる。
【００３１】
ところで、プーリユニットＡの製作に際しては、内側環体２の軸保持部２ｃに中心孔を形成するとともに雌ねじ部２ｂを形成する。また回転操作用凹部形成用孔２６を形成する。
【００３２】
続いて、回転操作用凹部形成用孔２６に対してセレーション２２を塑性加工（この場合、冷間鍛造）によって形成する。この場合、加工具２８の先端凸部２７を回転操作用凹部形成用孔２６に挿入し、加工具２８を軸方向に沿って、先端凸部２７が第一環状傾斜面２１に至るまで軸保持部２ｃ側へ押込むことで、歯部２３によって三角溝および三角歯が加工されてセレーション２２が形成される。
【００３３】
そして、このように加工具２８を軸方向に沿って押込む際、先進部２５が歯部２３に先進して三角溝を形成するが、先進部２５は第二環状傾斜面２４を形成するよう軸心２０に向けて傾斜した第二環状傾斜面２４が形成されているので、回転操作用凹部形成用孔２６の外周面部の肉が奥部へと流れ易く、従来セレーション２２の加工時に発生していた金属片６２が発生しにくい。
【００３４】
なお、先進部２５の傾斜面角度は、軸心２０に対して４５°以下に設定することにより、いっそう回転操作用凹部形成用孔２６の外周面部の肉が奥部へと流れ易いことが分かっている。
【００３５】
このように本発明の実施形態によれば、回転操作用凹部２ａを形成するための加工具２８に、第一環状傾斜面２１側の奥部に軸心２０に向けて縮径するよう傾斜する第二環状傾斜面２４を形成するための先進部２５を形成することにより、回転操作用凹部２ａを形成する際に、回転操作用凹部形成用孔２６の外周面部の肉が奥部へと流れ易く、従って回転操作用凹部２ａの形成を容易に行い得る。
【００３６】
そして、プーリユニットＡの軸方向の幅が同一の場合は、両環体１，２の間の環状空間に一方向クラッチ３を配置していたとしても、従来のように金属片を除去するための溝を形成する必要がないため、その分だけセレーション２２の幅を長くとることができ、これにより、操作用工具を回転操作用凹部２ａに装着してプーリユニットＡを回転させることで、これを回転軸６に確実に取付けることができる。
【００３７】
また、従来のように金属片を除去するための溝を形成する必要がないため、その分だけ工数を少なくすることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、同心に配置される内外二つの環体の間の環状空間に一方向クラッチを配置し、内側環体に、この内側環体を回転操作する工具を挿抜可能とする回転操作用凹部を設け、回転操作用凹部の周面にはセレーションを、また回転操作用凹部の中心孔側奥部には、軸心に向けて縮径するよう傾斜した環状傾斜面を、それぞれ形成しているものであり、
回転操作用凹部にセレーション加工を施すにあたっては、内側環体に予め形成した回転操作用凹部形成用孔に、外周面に歯部を、また先端部に軸心に向けて縮径するよう傾斜した環状傾斜面を、それぞれ有する加工具を嵌入するようにすると、回転操作用凹部の内周面の肉が奥方へ流れ易く、従って、従来のように金属片を除去するための溝を形成するための加工が不要になり、またその分だけセレーションの幅を長くとることができ、これによって、操作用工具を回転操作用凹部に装着してプーリユニットを回転させることで回転軸に確実に取付けることができる。
【００３９】
さらに、従来のように金属片を除去するための溝を形成する必要がないため、その分だけ工数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプーリユニットの側面断面図である。
【図２】同じく正面半断面図である。
【図３】同じく要部拡大断面図である。
【図４】従来のプーリユニットの側面断面図である。
【図５】同じく内側環体の単体斜視図である。
【図６】同じく内側環体の正面図である。
【図７】同じく内側環体にセレーションを形成した後の断面図である。
【図８】同じく内側環体にセレーションを形成する前の断面図である。
【図９】同じく内側環体にセレーションを形成した後の断面図である。
【図１０】別の従来例において内側環体にセレーションを形成した後の断面図である。
【符号の説明】
２      内側環体
２ａ    回転操作用凹部
６      回転軸
２２    セレーション
２４    第二環状傾斜面
２７    先端凸部
２８    加工具
Ａ      プーリユニット
【図１】
0004045745.tif 000002
【図２】
0004045745.tif 000003
【図３】
0004045745.tif 000004
【図４】
0004045745.tif 000005
【図５】
0004045745.tif 000006
【図６】
0004045745.tif 000007
【図７】
0004045745.tif 000008
【図８】
0004045745.tif 000009
【図９】
0004045745.tif 000010
【図１０】
0004045745.tif 000011