(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配設される内外２つの環体と、両環体の間の環状空間に介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含むプーリユニットであって、
前記一方向クラッチに備えるころの転動案内部の軸方向幅が、該ころの有効軌道幅に対応して設定されているとともに、
一方向クラッチに備えるころ保持用の保持器の軸方向両端部分が、前記転がり軸受の内・外輪間において転動体群の近傍位置にまで挿入されており、当該保持器の軸方向両端面に前記転がり軸受の転動体を転動案内可能な軌道溝が形成されている、ことを特徴とするプーリユニット。
【請求項２】
同心状に配設される内外２つの環体と、両環体の間の環状空間に介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含むプーリユニットであって、
前記一方向クラッチが、内・外輪と、複数のころと、円周数カ所に径方向内外に貫通するころ収納用ポケットを有する環状の保持器と、各ころをロック側に弾発付勢する弾発付勢手段とを含み、
前記両転がり軸受が、内・外輪と、複数の玉と、冠形保持器とを含み、前記環状空間に対して各冠形保持器の環状本体部を前記環状空間の外側に配置した状態で組み込まれており、
前記一方向クラッチの内・外輪のころ転動案内部の軸方向幅が、一方向クラッチのころの有効軌道幅に対応して設定されているとともに、一方向クラッチの保持器の軸方向両端部分が、前記転がり軸受の内・外輪間において玉群の近傍位置にまで挿入されており、当該保持器の軸方向両端面に前記転がり軸受の玉を転動案内可能な軌道溝が形成されている、ことを特徴とするプーリユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のプーリユニットにおいて、前記一方向クラッチの外輪と前記転がり軸受の外輪とが、一体に形成されている、ことを特徴とするプーリユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチおよび転がり軸受を内蔵したプーリユニットに関する。このプーリユニットは、例えば自動車などにおける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装備することができる。補機としては、例えば自動車のエアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプ、オルタネータ、冷却ファンなどが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプーリユニットの一例として、本願出願人は、図７に示すようなものを提案している。
【０００３】
このプーリユニットＢは、ベルト３６により回転駆動される外側環体３１と、上記補機などの入力軸に連結される内側環体３２とが同心状に配設され、両環体３１，３２の間の環状空間に、一方向クラッチ３３と、２つの転がり軸受３４とが配設されている。動作としては、外側環体３１と内側環体３２との回転差に応じて、一方向クラッチ３３がフリー状態とロック状態とに切り換わり、外側環体３１から内側環体３２への回転動力を遮断したり伝達したりする。
【０００４】
前述の一方向クラッチ３３は、複数のころ３７と、各ころ３７を収納するポケット３９を円周数カ所に有する環状の保持器３８と、保持器３８の外周に配設される外輪４０と、保持器３８の内周に配設される内輪４２と、各ころ３７をロック側に弾発付勢する図示しないバネとを含む構造になっている。なお、外輪４０の内周面あるいは内輪４２の外周面の円周数カ所に、くさび状空間を形成するカム面（図示省略）が形成される。
【０００５】
また、転がり軸受３４は、一般的な深溝型玉軸受が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のプーリユニットＢは、外側環体３１と内側環体３２との径方向対向空間に、既存の独立した一方向クラッチ３３と転がり軸受３４，３４とを組み込んだ単純な構造になっている。
【０００７】
ここで、例えばプーリユニットＢの使用対象を自動車エンジンの補機とする場合だと、自動車のエンジンルーム内でのプーリユニットＢの設置場所が自動車製作側の都合で決定されるため、プーリユニットＢの特に軸方向の設置スペースが制約されることがある。そのような状況では、プーリユニットＢを設置できなくなることがあるため、プーリユニットＢの軸方向幅Ｗ２（プーリ幅）を短縮する必要がある。
【０００８】
但し、プーリユニットＢの一方向クラッチ３３については、ころ３７の有効軌道幅を短くすると、トルク容量が下がることになり、また、保持器３８の軸方向幅を詰めると、強度が低下することになるなど、この一方向クラッチ３３の軸方向幅を所要寸法以上短くすることはできない。一方、転がり軸受３４についても、その軸方向外側にシール部材を装着する必要があるので、軸方向幅を短くすることは困難である。
【０００９】
したがって、本発明は、一方向クラッチを内蔵するプーリユニットにおいて、一方向クラッチのトルク容量を下げることなくプーリ幅の短縮化が可能な構造とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るプーリユニットは、同心状に配設される内外２つの環体と、両環体の間の環状空間に介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含むもので、前記一方向クラッチに備えるころの転動案内部の軸方向幅が、該ころの有効軌道幅に対応して設定されているとともに、一方向クラッチに備えるころ保持用の保持器の軸方向両端部分が、前記転がり軸受の内・外輪間において転動体群の近傍位置にまで挿入されており、当該保持器の軸方向両端面に前記転がり軸受の転動体を転動案内可能な軌道溝が形成されている。
【００１１】
本発明の請求項２に係るプーリユニットは、同心状に配設される内外２つの環体と、両環体の間の環状空間に介装される一方向クラッチと、前記環状空間において一方向クラッチの両側に設けられる転がり軸受とを含むもので、前記一方向クラッチが、内・外輪と、複数のころと、円周数カ所に径方向内外に貫通するころ収納用ポケットを有する環状の保持器と、各ころをロック側に弾発付勢する弾発付勢手段とを含み、前記両転がり軸受が、内・外輪と、複数の玉と、冠形保持器とを含み、前記環状空間に対して各冠形保持器の環状本体部を前記環状空間の外側に配置した状態で組み込まれており、前記一方向クラッチの内・外輪のころ転動案内部の軸方向幅が、一方向クラッチのころの有効軌道幅に対応して設定されているとともに、一方向クラッチの保持器の軸方向両端部分が、前記転がり軸受の内・外輪間において玉群の近傍位置にまで挿入されており、当該保持器の軸方向両端面に前記転がり軸受の玉を転動案内可能な軌道溝が形成されている。
【００１２】
本発明の請求項３に係るプーリユニットは、上記請求項２において、一方向クラッチの外輪と前記転がり軸受の外輪とが、一体に形成されているものとしている。
【００１３】
以上、本発明では、一方向クラッチのころ転動案内部の軸方向幅をころの有効軌道幅に対応して設定し、一方向クラッチにおいてころ転動案内部の軸方向両側からはみ出す保持器の軸方向両端部分を一方向クラッチの両側の転がり軸受の内・外輪間に挿入させている。このように、一方向クラッチと転がり軸受とを互いの機能を損なわない状態で合体させることにより、一方向クラッチのころの有効軌道幅を小さくすることなく、プーリ幅を可及的に短く設定できるようになる。
また、保持器の軸方向両端面に転がり軸受の転動体を転動案内可能な軌道溝が形成されており、保持器を転動体に対してより接近させることが可能になり、プーリ幅のさらなる縮小化に貢献できる。しかも、万一、転動体が保持器の軸方向端面の軌道溝に対して当接したときでも、軌道溝に対する転動体の接触面積が広いため、局部的に大きい接触圧をもたらすことなく円滑に転動案内させるようになる。
【００１４】
特に、請求項３のように、一方向クラッチと転がり軸受との間で構成要素を共用化すれば、使用部品点数および組立作業を減らすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図１ないし図６に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１ないし図４は本発明の一実施形態にかかり、図１は、プーリユニットの上半部を示す縦断側面図、図２は、図１の一方向クラッチの縦断正面図、図３は、図２に示す保持器のポケット部分の展開平面図、図４は、図２に示す保持器の斜視図である。
【００１７】
図例のプーリユニットＡは、同心状に配設される内外２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の軸方向両側に配設される２つの転がり軸受４とを備えている。動作としては、外側環体１と内側環体２との回転差に応じて、一方向クラッチ３がフリー状態とロック状態とに切り換わり、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。
【００１８】
以下、上記各構成要素を詳細に説明する。
【００１９】
外側環体１の外周にはベルト巻き掛け用の周溝が波状に形成されており、この外側環体１が、例えば自動車のクランクシャフトにより多連形のＶベルト５を介して回転駆動されるようになっている。また、内側環体２は、スリーブ状の部材からなり、図示しないが自動車の補機の入力軸（例えばオルタネータのロータ）に外嵌固定される。
【００２０】
一方向クラッチ３は、外周面の円周数カ所に平坦なキー状のカム面１０ａが設けられた内輪１０と、内輪１０の外周に所要間隙を介して嵌合される外輪１１と、カム面１０ａに対応する位置に径方向内外に貫通するポケット１２ａが設けられた保持器１２と、保持器１２の各ポケット１２ａに１つずつ収納される複数のころ１３と、保持器１２の各ポケット１２ａに１つずつ圧縮状態で収納されかつ伸張復元力でころ１３をカム面１０ａと外輪１１の内周面とで形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）へ弾発付勢するコイルバネ１４とを備えている。
【００２１】
なお、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。つまり、内輪１０の周方向一端面の１８０度対向する２カ所には、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１０ｂが、また、保持器１２の周方向で隣り合うポケット１２ａ間の柱部の内周には、前記凹部１０ｂ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。
【００２２】
また、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ることによって、内輪１０のカム面１０ａに対して略平行な姿勢とされている。コイルバネ１４の一端は突起１２ｃの基部に形成された周溝１２ｄに係止嵌合されている。
【００２３】
２つの転がり軸受４，４は、いずれも、内輪２０，外輪２１、複数の玉からなる転動体２２、冠形保持器２３を有する一般的な深溝型玉軸受からなり、内・外輪２０，２１間の軸方向外端側にのみオイルシール２４が装着されている。この２つの転がり軸受４，４のオイルシール２４，２４でもって当該軸受内部および一方向クラッチ３の内部を密封するようになっていて、それらを共通の潤滑剤で潤滑させるようにしている。
【００２４】
次に、本発明の特徴について説明する。つまり、一方向クラッチ３の内・外輪１０，１１の軸方向幅を、ころ１３の有効軌道幅（両端の面取り部分を除いた領域の幅）とほぼ同じかあるいは若干大きい寸法にと、一般的なものに比べて大幅に短く設定し、それによって内・外輪１０，１１の軸方向両側からはみ出す保持器１２の軸方向両端部分を、転がり軸受４，４の内・外輪２０，２１間において転動体２２群の近傍位置にまで挿入している。転がり軸受４，４は、内外環体１，２間の環状空間に対して、各冠形保持器２３の環状本体部を軸方向外端側に配置した状態で組み込まれている。
【００２５】
このように、一方向クラッチ３と転がり軸受４，４とを互いの機能を損なわない状態で合体させるようにして、一方向クラッチ３のころ１３の有効軌道幅を小さくすることなく、プーリ幅Ｗ１の短縮化を実現できるようになった。
【００２６】
このようなプーリユニットＡであれば、特に軸方向での占有スペースを小さくできるので、例えば自動車のエンジンの補機に用いる場合のように設置スペースが制約されるような場合に有利となる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２８】
（１）  例えば図５に示すように、一方向クラッチ３の外輪１１の軸方向両側に薄肉の延長部分１１ａ，１１ｂを設け、この延長部分１１ａ，１１ｂの内周に両転がり軸受４，４を圧入嵌合させるように構成し、一方向クラッチ３と２つの転がり軸受４，４とを一体的に取り扱えるようにしてもよい。
【００２９】
（２）  上記実施形態において、一方向クラッチ３の外輪１１と転がり軸受４，４の外輪２１，２１とを一体に形成することができる。この場合には、使用部品点数および組立作業を減らせるようになり、生産性向上ならびにコスト低減に貢献できるようになる。
【００３０】
（３）  上記実施形態において、一方向クラッチ３の保持器１２の素材としては、ガラス繊維を充填させたナイロンなどの合成樹脂、潤滑性を有するフッ素系樹脂などで形成することができる。特に後者の場合では、万一、転がり軸受４の転動体２２に対して当接したときでも、接触抵抗を少なくして転動体２２を良好に案内できるようになり、負荷トルクの減少を図る上で有効となる。
【００３１】
（４）  例えば図６に示すように、一方向クラッチ３の保持器１２の軸方向両端面に、転がり軸受４，４の転動体２２を転動案内可能とする断面ほぼ部分円弧状の軌道溝１２ｅを形成してもよい。この場合、保持器１２を転動体２２に対してより接近させることが可能になり、プーリ幅のさらなる縮小化に貢献できる。しかも、万一、転動体２２が保持器１２の端面の軌道溝１２ｅに対して当接したときでも、転動体２２が軌道溝１２ｅに対する接触面積が広いので、局部的に大きい接触圧をもたらすことなく円滑に転動案内させるようになる。
【００３２】
（５）  上記実施形態において、転がり軸受４，４は、玉軸受の他、ころ軸受などとすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１ないし３に係る発明では、一方向クラッチの特にころの有効軌道幅を小さくすることなく、つまり、一方向クラッチのトルク容量を下げることなくプーリユニットの軸方向幅を短縮できるようになった。
【００３４】
特に、請求項２に係る発明では、転がり軸受を玉軸受とすることにより、ころ軸受を用いる場合に比べてプーリ幅の短縮化に有効となる。
【００３５】
また、請求項３に係る発明では、一方向クラッチと転がり軸受との間で構成要素を共用化することにより、使用部品点数および組立作業を減らせるようになり、生産性向上ならびにコスト低減に貢献できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のプーリユニットの上半部を示す縦断側面図
【図２】図１の一方向クラッチの縦断正面図
【図３】図２に示す保持器のポケット部分の展開平面図
【図４】図２に示す保持器の斜視図
【図５】本発明の他の実施形態のプーリユニットの上半分を示す縦断側面図
【図６】本発明の他の実施形態で、保持器の一部切欠き斜視図
【図７】従来のプーリユニットの上半部を示す縦断側面図
【符号の説明】
Ａ      プーリユニット
１      外側環体
２      内側環体
３      一方向クラッチ
４      転がり軸受
５      ベルト
１０      一方向クラッチの内輪
１１      一方向クラッチの外輪
１２      一方向クラッチの保持器
１２ａ    保持器のポケット
１３      一方向クラッチのころ
１４      一方向クラッチのコイルバネ
２０      転がり軸受の内輪
２１      転がり軸受の外輪
２２      転がり軸受の転動体
２３      転がり軸受の冠形保持器
【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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