(57)【要約】【課題】係合子とクラッチ外輪およびクラッチ内輪との係合部での摩耗を抑制する。【解決手段】クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２との間に、軸受部１３とクラッチ部１４とが軸方向に並設され、軸受部１３は軸受部内部の軸方向外端部を封止するシール２１とボール１６との間にグリース溜まり２９が形成される。クラッチ部１４のスプラグ１８を保持する保持器１７と、軸受部１３のボール１６を保持する軸受保持器１５とが一体に形成される。シール２１は、ボール１６に非接触の突出部２８が一体に形成され、この突出部２８がグリース溜まり２９を埋める状態に設けられる。この突出部２８により、クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２の間のクラッチ部１４側の空間に供給されるグリースがグリース溜り２９へ押し出されるのを防ぎ、スプラグ１８とクラッチ外輪１１およびクラッチ内輪１２との係合部での摩耗を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチ外輪とクラッチ内輪との間に、軸受部とクラッチ部とが軸方向に並んで設けられ、前記軸受部は、軸受保持器により複数の転動体が保持され、前記軸受部内部の軸方向外端部を封止するシールと前記転動体との間にグリース溜まりが形成され、前記クラッチ部は、保持器により係合子が周方向に間隔をおいて保持され、前記保持器が前記軸受保持器と一体に形成され、前記クラッチ外輪またはクラッチ内輪の一方が他方に対して一方向に相対回転する場合にのみ、前記係合子が前記クラッチ外輪およびクラッチ内輪に係合し、回転力を伝達する一方向クラッチにおいて、
前記シールは、その軸方向内面に前記転動体に対して非接触の突出部を有し、その突出部が前記グリース溜まりを埋める状態に設けられたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記突出部が前記シールに対して一体に形成され、そのシールが熱可塑性エラストマーにより形成されたことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記熱可塑性エラストマーが、熱可塑性ポリエステルエラストマーであることを特徴とする請求項２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記シールの軸方向内面にスペーサが設けられ、このスペーサが前記突出部とされたことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項５】
前記シールが芯金で補強した弾性体により形成され、その芯金の軸方向内面に前記スペーサが設けられたことを特徴とする請求項４に記載の一方向クラッチ。
【請求項６】
前記スペーサが熱可塑性エラストマーにより形成されたことを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項７】
前記スペーサが鋼材により形成されたことを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項８】
前記軸受部が前記クラッチ部の両側にそれぞれ設けられ、前記一方の軸受部の軸受保持器が前記保持器と一体に形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項９】
一方向クラッチのクラッチ外輪の外周に樹脂プーリを設けた樹脂プーリ付きクラッチにおいて、前記一方向クラッチが請求項１〜８のいずれかに記載の一方向クラッチであることを特徴とする樹脂プーリ付きクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動部材の一方向の回転を被駆動部材に伝達する一方向クラッチおよびその一方向クラッチが組込まれた樹脂プーリ付きクラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の内燃機関においては、ベルト伝動装置を介してエンジンのクランク軸の回転をオルタネータ等のエンジン補機の回転軸に伝えるようにしている。
【０００３】
このようなエンジン補機の駆動装置においては、エンジンを急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも急減速しようとする。しかし、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、その回転軸に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとし、クランク軸上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリとの間で大きな回転速度差が生じ、ベルトの張力が増大して破損し易くなる。
【０００４】
また、クランク軸は、１回転中に角速度が変動しており、その角速度の変動に起因してクランク軸上のプーリとベルトとの間で滑りが生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下する。
【０００５】
この問題を解消するため、エンジン補機の回転軸上に設けられるプーリ内に一方向クラッチを組み込んだクラッチ内蔵プーリが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
このクラッチ内蔵プーリに組み込まれた一方向クラッチ４０は、例えば、図６に示すように、クラッチ外輪４１とクラッチ内輪４２との間に、軸受部４３とクラッチ部４４が軸方向に並んで設けられている。
【０００７】
軸受部４３は軸受保持器４５により複数の転動体４６が保持されている。クラッチ部４４は保持器４９により係合子５１が周方向に間隔をおいて保持され、その保持器４９が軸受保持器４５と一体に形成されている。
【０００８】
この一方向クラッチ４０はクラッチ外輪４１またはクラッチ内輪４２が一方向に相対回転する場合にのみ、係合子５１がクラッチ外輪４１およびクラッチ内輪４２に係合して、回転力を伝達する。
【０００９】
このクラッチ内蔵プーリをエンジン補機の回転軸上に取付けることにより、プーリの回転速度がエンジン補機の回転軸の回転速度より低下すると、一方向クラッチの回転力の伝達が切れてプーリがフリー回転する。これにより、ベルトの張力増加を防止し、また、プーリとベルトの相互間における滑りを防止することができるため、ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１８７９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、クラッチ外輪４１とクラッチ内輪４２との間は、軸受部４３の軸方向外端に設けたシール４７により一端部が閉塞され、円環状のシール板５２により他端部が閉塞されている。このシール４７とシール板５２とで、クラッチ外輪４１とクラッチ内輪４２との間に充填されたグリースが封止される。
【００１２】
このグリースが係合子５１とクラッチ外輪４１およびクラッチ内輪４２との係合部と、軸受部４３の内部とを潤滑しているが、一方向クラッチ４０の回転力の伝達が切れてクラッチ外輪４１が他方向に回転することで係合子５１も回転し、その回転時にグリースが攪拌される。
【００１３】
攪拌されたグリースは、空転する係合子５１によって、軸受部４３の転動体４６とシール４７の間の空間（グリース溜まり４８）にまで押し出され、軸受部４３のシール４７の軸方向内面に付着する（図７中の符号Ｇ参照）。
【００１４】
シール４７に付着したグリースは、係合子５１まで戻りにくいため、係合部でのグリース量が不足し、潤滑に必要な油膜の形成が困難な状態となる。その結果、潤滑不足が発生し、係合部において摩耗が生じ、クラッチ機能が低下するとともに、クラッチの寿命が低下するという問題がある。
【００１５】
そこで、この発明の課題は、係合子とクラッチ外輪およびクラッチ内輪との係合部での摩耗の発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために、この発明の一方向クラッチは、クラッチ外輪とクラッチ内輪との間に、軸受部とクラッチ部とが軸方向に並んで設けられ、前記軸受部は、軸受保持器により複数の転動体が保持され、前記軸受部内部の軸方向外端部を封止するシールと前記転動体との間にグリース溜まりが形成され、前記クラッチ部は、保持器により係合子が周方向に間隔をおいて保持され、前記保持器が前記軸受保持器と一体に形成され、前記クラッチ外輪またはクラッチ内輪の一方が他方に対して一方向に相対回転する場合にのみ、前記係合子が前記クラッチ外輪およびクラッチ内輪に係合し、回転力を伝達する一方向クラッチにおいて、前記シールは、その軸方向内面に前記転動体に対して非接触の突出部を有し、その突出部が前記グリース溜まりを埋める状態に設けられた構成としたのである。
【００１７】
このようにすると、軸受部のシールに設けた突出部により、軸受部のグリース溜まりが埋められるので、空転する係合子によって、グリース溜まりにグリースが押し出されない。このため、グリース溜まりに押し出されるグリース量が減少するとともに、係合子とクラッチ外輪およびクラッチ内輪の係合部でのグリース量が確保され、係合部での潤滑に必要な油膜が形成されて、摩耗を抑制することができる。
【００１８】
また、グリース溜まりを埋めるために、例えば、軸受部について、シールを従来の軸受部よりも軸方向内側に設けた構造、または転動体を従来の軸受部よりも軸方向外側で転動させた構造などを採用する必要がなく、シールを上記の構成のものとすることでシールを除いた従来の軸受部をそのまま利用することができる。
【００１９】
この構成において、前記突出部が前記シールに対して一体に形成され、そのシールが熱可塑性エラストマーにより形成された構成を採用することができる。このようにすると、突出部を有する熱可塑性エラストマーからなるシールを一体成形により製作することが可能となり、シールを安価に製作することができる。
【００２０】
このシールを形成する熱可塑性エラストマーは、スチレン系、オレフィン系、エステル系、アミド系など様々な種類が存在するが、例えば、熱可塑性ポリエステルエラストマーを採用することができる。熱可塑性ポリエステルエラストマーは、機械的強度と柔軟性のバランスが良好であり、また、シールとして一般的に用いられるＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー）と比較して、耐オゾン性に優れているので、シールの耐久性を向上させることができるからである。
【００２１】
また、シールに突出部を設ける構成を採用する場合、前記シールの軸方向内面にスペーサが設けられ、このスペーサが前記突出部とされた構成としてもよい。このようにすると、従来使用していたシールを利用して、そのシールにスペーサを設けることで突出部を有するシールを製作することができる。
【００２２】
シールの軸方向内面にスペーサを設ける構成を採用する場合、前記シールを芯金で補強した弾性体により形成し、その芯金の軸方向内面に前記スペーサを設けるようにすることができる。この場合、弾性体を補強する芯金にスペーサを設けるので、スペーサをシールに確実に固定することができる。
【００２３】
スペーサは、クラッチ外輪とクラッチ内輪との間に充填するグリースに対して耐久性を有する材質であればよく、例えば、熱可塑性エラストマー、あるいは鋼材により形成されたものとすることができる。
【００２４】
また、前記軸受部が前記クラッチ部の両側にそれぞれ設けられると、クラッチ外輪が受ける径方向内向きの荷重を、両軸受部で受けることができ、単一の軸受部が設けられた場合と比較して、より大きい荷重を受けることが可能となる。
【００２５】
また、この発明に係る樹脂プーリ付きクラッチにおいては、上記の構成からなる一方向クラッチのクラッチ外輪の外周に樹脂プーリを設けた構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明の一方向クラッチは、軸受部のシールに設けた突出部により、軸受部のグリース溜りが埋められるので、クラッチ外輪の回転時、軸受空間へ押し出されるグリースが減少するとともに、係合子の係合部での潤滑に必要な油膜が形成され、係合部における摩耗が抑制される。
【００２７】
また、シールにより軸受部のグリース溜りが埋められるので、シールを除く従来の軸受部をそのまま利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明の第１実施形態を図１〜図３に示す。図１に示すように、プーリ付きクラッチは、自動車の補機駆動装置に適用され、一方向クラッチ１０と、その外周に設けたプーリ２０とからなり、プーリ２０の外周には、図示しないＶベルトがかけ渡される複列のＶ溝が設けられている。
【００２９】
一方向クラッチ１０は、外周にプーリ２０が一体化されるクラッチ外輪１１と、クラッチ内輪１２との間に、軸受部１３とクラッチ部１４が軸方向に並んで設けられたものである。
【００３０】
軸受部１３は、外輪２３と内輪２４との間に転動体としての複数のボール１６が軸受保持器１５で保持され、クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２との間の軸方向一端部に設けられる。
【００３１】
クラッチ部１４は、図２に示すように、保持器１７により係合子としての複数のスプラグ１８が周方向に間隔をおいて傾動可能に保持されている。この保持器１７は、各スプラグ１８を個別に収容するポケット３０と、弾性部材３３を収容する空間が形成されている。収容された弾性部材３３は、各スプラグ１８に形成されたカム面が、クラッチ外輪１１およびクラッチ内輪１２に係合する方向にそのスプラグ１８を付勢する。
【００３２】
また、保持器１７と軸受保持器１５とが合成樹脂により一体に形成されて一体保持器１９とされる（図１参照）。
【００３３】
クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２との間には、その軸方向一端部が軸受部１３の軸方向外端部に設けたシール２１により閉塞され、他端部が円環状のシール板２２により閉塞されている。このシール２１とシール板２２とで、クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２との間に充填されたグリースが封止される。
【００３４】
また、図３に示すように、軸受部１３は、外輪２３の内径面の両端部にシール係合溝２５、２５がそれぞれ形成され、このシール係合溝２５に対向する内輪２４の外径面の両端部にシール溝２６が形成されている。
【００３５】
外輪２３の軸方向外側のシール係合溝２５には、シール２１の外周部が係合し、そのシール２１の内周部に形成されたリップ２７がシール溝２６に対して摺接している。リップ２７はシール溝２６に対してラビリンスシールを形成するようにしてもよい。
【００３６】
軸受部１３のシール２１は、熱可塑性エラストマーからなり、軸方向内面にボール１６に非接触の軸方向内向きの突出部２８を有しており、この突出部２８がシール２１に対して一体に形成されている。
【００３７】
このシール２１の素材としての熱可塑性エラストマーは、シールとして機械的強度を保ちながら柔軟性を付与することができ、スチレン系、オレフィン系、エステル系、アミド系などの様々な種類が知られている。その中でも、熱可塑性ポリエステルエラストマーは、機械的強度と柔軟性のバランスがよく、一般的にシールに使用される弾性体としてのＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー）と比較して、耐熱性、耐オゾン性に優れているので、シール部材として形成することで、その耐久性を向上させることができる。
【００３８】
この突出部２８は、外輪２３と内輪２４との間（軸受部１３内部）のシール２１とボール１６との間に形成された空間２９（グリース溜まり２９）を埋めるように形成されている。なお、この突出部２８の径方向の断面形状は、ボール１６の転動を阻害しない限り、グリース溜り２９の径方向の断面形状に応じて、適宜に決定することができる。
【００３９】
この第１実施形態のプーリ付きクラッチは、クラッチ外輪１１が図２の矢印ａの方向に回転すると、スプラグ１８がクラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２の間で噛み込んでロックし、回転力が図示しない軸に伝達される。また、クラッチ外輪１１が図２の矢印ａと反対向きに回転すると、スプラグ１８とクラッチ外輪１１およびクラッチ内輪１２との係合が解除され、スプラグ１８が空転する。
【００４０】
図３に示すように、軸受部１３のシール２１は、その突出部２８で軸受部１３のグリース溜まり２９を埋めている。このため、クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２の間のクラッチ部１４側の空間に供給されるグリースが、クラッチの空転により、グリース溜り２９に押し出されない。
【００４１】
その結果、スプラグ１８とクラッチ外輪１１およびクラッチ内輪１２の係合部での潤滑に必要なグリース量が確保され、係合部での潤滑に必要な油膜が形成される。油膜の形成により、スプラグ１８とクラッチ外輪１１あるいはクラッチ内輪１２の摩耗を抑制することができ、クラッチ機能の低下が防止される。
【００４２】
軸受部１３のシール２１の構造は、軸受部１３のグリース溜まり２９を埋めることが可能な構造であれば、適宜に変更することができる。一例として、この発明の第２実施形態を図４に示す。なお、以下において、前述の第１実施形態と相違点を中心に述べ、同一に考えられる構成には同符号を用いる。
【００４３】
図４に示すように、軸受部１３のシール２１は、例えば、合成ゴムなどの弾性体を板状の円環体からなる芯金３１で補強したものであり、その軸方向内面において芯金３１が露出している。この芯金３１の露出部分にスペーサ３２が固定されている。
【００４４】
スペーサ３２は熱可塑性エラストマー製の円環体であり、シール２１に対して軸方向内向きに突出している。
【００４５】
スペーサ３２の素材としては熱可塑性エラストマーに限られず、鋼材としてもよい。鋼材とすると、シール２１の芯金３１と溶接により固定することが可能となり、より強固にスペーサ３２をシール２１に固定することができる。
【００４６】
スペーサ３２の素材として、熱可塑性エラストマーを採用した場合、スチレン系、オレフィン系、エステル系、アミド系などの様々な種類が知られているが、その中でも、熱可塑性ポリエステルエラストマーを採用すると機械的強度と柔軟性のバランスがよく好ましい。
【００４７】
このスペーサ３２により軸受部１３のグリース溜まり２９を埋めるので、前述の第１実施形態の場合と同様、クラッチの空転により、クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２の間のクラッチ部１４側の空間に供給されるグリースが、グリース溜り２９へ押し出されない。
【００４８】
その結果、この第２実施形態もスプラグ１８とクラッチ外輪１１およびクラッチ内輪１２の係合部での潤滑に必要なグリース量が確保され、係合部での潤滑に必要な油膜が形成される。
【００４９】
次に、この発明の第３実施形態を図５に示す。この実施形態のプーリ付きクラッチは、一方向クラッチ１０において、クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２の間に、クラッチ部１４と、その両側に軸受部１３（１３ａ、１３ｂ）とが軸方向に並んで設けられた点で、前述の第１実施形態の場合と相違する。他の構成は第１実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いて、その説明を省略する。
【００５０】
この実施形態では、軸受部１３ａ、１３ｂはクラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２との間の軸方向両端部にそれぞれ設けられる。一方（軸方向一端側）の軸受部１３ａの軸受保持器１５ａとクラッチ部１４の保持器１７とが合成樹脂により一体に形成されて一体保持器１９とされる。他方（軸方向他端側）の軸受部１３ｂの軸受保持器１５ｂはクラッチ部１４の保持器１７と独立している。
【００５１】
クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２との間には、その軸方向一端部が軸受部１３ａの軸方向外端部に設けたシール２１ａにより閉塞され、他端部が軸受部１３ｂのシール２１ｂにより閉塞されている。このシール２１ａ、２１ｂにより、クラッチ外輪１１とクラッチ内輪１２との間に充填されたグリースが封止される。
【００５２】
この実施形態では、第１実施形態の場合と同様、クラッチの空転により、グリースが軸受部１３ａ、１３ｂの転動体１６ａ、１６ｂよりも軸方向外側に押し出されず、スプラグ１８とクラッチ外輪１１およびクラッチ内輪１２の係合部での潤滑に必要なグリース量が確保され、係合部での潤滑に必要な油膜が形成される。
【００５３】
また、この実施形態において、両軸受部１３ａ、１３ｂのシール２１ａ、２１ｂは、図４の第２実施形態に示すように、弾性体を板状の円環体からなる芯金３１で補強し、その軸方向内面において露出した芯金３１の露出部分にスペーサ３２を固定したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態の一方向クラッチを示す断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
【図３】第１実施形態の一方向クラッチの軸受部を示す断面図
【図４】第２実施形態の一方向クラッチの軸受部を示す断面図
【図５】第３実施形態の一方向クラッチを示す断面図
【図６】従来の一方向クラッチを示す断面図
【図７】同上の一方向クラッチの軸受部を示す断面図
【符号の説明】
【００５５】
１０、４０  一方向クラッチ
１１、４１  クラッチ外輪
１２、４２  クラッチ内輪
１３、１３ａ、１３ｂ、４３  軸受部
１４、４４  クラッチ部
１５、４５  軸受部保持器
１６、４６  転動体（ボール）
１７、４９  保持器
１８、５１  係合子（スプラグ）
１９  一体保持器
２０  プーリ
２１、２１ａ、２１ｂ、４７  シール
２２、５２  シール板
２３  外輪
２４  内輪
２５  シール係合溝
２６  シール溝
２７  リップ
２８  突出部
２９、４８  グリース溜り
３０  ポケット
３１  芯金
３２  スペーサ
３３  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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