(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かつ内外輪を有し外輪内周面との間でくさび状空間を形成するカム面が内輪外周面に設けられ前記両環体の回転速度差に応じて一方環体と他方環体とを同期回転させるロック状態と相対回転させるフリー状態とに切り換わる一方向クラッチと、該一方向クラッチの軸方向両側に配設される２つの転がり軸受とを含むエンジンのクランクシャフト、補機用プーリユニットであって、
前記一方向クラッチの外径側に、前記一方向クラッチがロックするときの前記両環体間の動力伝達を遅延する動力伝達遅延手段が設けられ、
前記動力伝達遅延手段が、前記外側環体の内周面と前記一方向クラッチの外輪の外周面とが対向する間に、軸方向全長にわたって少なくともいずれか一方側に固着した状態で前記外側環体と前記一方向クラッチ外輪の全周にわたって介装される環状のゴム材とされ、
前記ゴム材は、全周にわたって前記外側環体の内周面と前記一方向クラッチの外輪の外周面とに接触している、ことを特徴とするエンジンのクランクシャフト、補機用プーリユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチ付きのプーリユニットに関する。このプーリユニットは、例えばエンジンのクランクシャフトやクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機など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、ウオーターポンプ、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１１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が巻き掛けられる外側環体３１と、上記補機などの回転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との回転速度差に応じて、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、内輪４２の外周面の円周数カ所に、外輪４０の内周面とでくさび状空間を形成するカム面（図示省略）が形成されている。
【０００５】
図例のプーリユニットＢでは、一方向クラッチ３３の外輪４０の軸方向両側に薄肉の延長部分４０ａ，４０ｂを設け、この延長部分４０ａ，４０ｂの内周に両転がり軸受３４，３４を圧入嵌合させるように構成し、一方向クラッチ３３と２つの転がり軸受３４，３４とを一体的に取り扱えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成のプーリユニットＢでは、一方向クラッチ３３がロック状態に切り換わって、内外２つの環体３１，３２が同期回転する状態になるとき、両環体３１，３２の回転速度差が瞬時にゼロになるため、衝撃が発生し、外側環体３１に巻き掛けられるベルト３６が滑りやすくなる。つまり、例えば外側環体３１をベルト３６により回転駆動する状況だと、一方向クラッチ３３がロックしたとき、外側環体３１に内側環体３２の質量が瞬時に加わることになって、外側環体３１に瞬間的に過大な回転制動力が働くことになるために、外側環体３１の外周でベルト３６が滑りやすくなるのである。なお、内側環体３２を駆動側とする場合も同様である。
【０００７】
例えば、プーリユニットＢを自動車エンジンのオルタネータなどに用いる場合だと、エンジンの回転数が変動する度に一方向クラッチ３３が切り換わるために、上記現象が頻繁に発生することになり、ベルト３６の摩耗やベルト３６および外側環体３１の発熱を招来しやすくなる。
【０００８】
したがって、本発明は、一方向クラッチ付きのプーリユニットにおいて、一方向クラッチがロック状態に切り換わるときのベルトの滑りを抑制し、ベルト滑りに伴う弊害の発生を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、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かつ内外輪を有し外輪内周面との間でくさび状空間を形成するカム面が内輪外周面に設けられ前記両環体の回転速度差に応じて一方環体と他方環体とを同期回転させるロック状態と相対回転させるフリー状態とに切り換わる一方向クラッチと、該一方向クラッチの軸方向両側に配設される２つの転がり軸受とを含むエンジンのクランクシャフト、補機用プーリユニットであって、前記一方向クラッチの外径側に、前記一方向クラッチがロックするときの前記両環体間の動力伝達を遅延する動力伝達遅延手段が設けられ、前記動力伝達遅延手段が、前記外側環体の内周面と前記一方向クラッチの外輪の外周面とが対向する間に、軸方向全長にわたって少なくともいずれか一方側に固着した状態で前記外側環体と前記一方向クラッチ外輪の全周にわたって介装される環状のゴム材とされ、前記ゴム材は、全周にわたって前記外側環体の内周面と前記一方向クラッチの外輪の外周面とに接触している。
【００１２】
以上、本発明では、一方向クラッチのロック状態において駆動側環体から従動側環体に対して動力伝達遅延手段を介して動力伝達するようになっている。そのため、一方向クラッチがロックしたとき、動力伝達遅延手段の存在によって、駆動側環体から従動側環体への動力伝達が瞬時に行われずに若干遅れて行われることになる。つまり、一方向クラッチがロックしても、両環体の回転速度差が瞬時にゼロにならないので、例えば外側環体をベルトにより回転駆動する状況だと、一方向クラッチがロックしたときでも、外側環体に内側環体の質量が瞬時に加わらなくなるから、外側環体に瞬間的に過大な回転制動力が働かずに済む。このため、外側環体に巻き掛けられるベルトが滑りにくくなる。
【００１３】
動力伝達遅延手段を環状のゴム材としていることによって、ベルト側から振動や衝撃が加わったときも、それらをゴム材が吸収減衰することになる。これにより、一方向クラッチに対して前述の振動や衝撃が伝達されなくなるので、その動作安定化が可能となる。
【００１４】
また、請求項１の発明のように一方向クラッチの外径側（例えば外側環体）に動力伝達遅延手段としてゴム材を設ける場合は、一方向クラッチの内径側（例えば内側環体）に動力伝達遅延手段としてゴム材を設ける場合に比べて、ゴム材の弾力の調整範囲を大きくすることが可能なので、設計自由度が増す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図１０に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１ないし図４は本発明の実施形態１にかかり、図１は、プーリユニットの上半部の縦断側面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、一方向クラッチのみの縦断正面図、図４は、一方向クラッチの保持器のポケット部分の展開平面図である。
【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の間に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との回転速度差に応じて、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５が巻き掛けられる周溝が波状に形成されている。また、内側環体２は、例えばエンジンのクランクシャフトや自動車に備える補機の駆動軸などの回転軸が取り付けられる。２つの転がり軸受４，４は、一般的な深溝玉軸受からなる。
【００２０】
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、以下のような構成になっている。
【００２１】
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１５が設けられており、外周面がほぼ八角形に形成されている。
【００２２】
外輪１１は、内外周面が円筒形に形成されており、その内周面と内輪１０のカム面１５とでくさび状空間を形成する。この外輪１１の軸方向両端には、薄肉の延長部分１１ａ，１１ｂが設けられており、この延長部分１１ａ，１１ｂの内周に両転がり軸受４，４が圧入嵌合されて一方向クラッチ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なっている。
【００２３】
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かつカム面１５に対応する位置に径方向内外に貫通するポケット１２ａが設けられている。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。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。
【００２４】
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１つずつ収納されている。コイルバネ１４は、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）へ弾発付勢するようになっている。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】
次に、本発明の特徴について説明する。外側環体１と一方向クラッチ３の外輪１１との間に、動力伝達遅延手段としての環状のゴム材２０が介在されている。このゴム材２０は、外輪１１の外周面（あるいは外側環体１の内周面）に焼き付けなどにより固着されている。このゴム材２０は、自由状態で外側環体１の内径寸法より少し大きな外径を有し、外側環体１の内周に圧入される。
【００２６】
この構成では、一方向クラッチ３のころ１３がくさび状空間の狭い側に噛み込んでロック状態になると、駆動側環体１（または２）から従動側環体２（または１）に対して一方向クラッチ３およびゴム材２０を介して動力伝達する。
【００２７】
ここで、外側環体１がベルト５により回転駆動される状況だと、例えば一方向クラッチ３がロック状態になったとき、ゴム材２０が周方向でねじれるため、外側環体１から内側環体２への動力伝達が瞬時に行われずに、ゴム材２０のせん断抵抗の増大に伴い外側環体１から内側環体２へ徐々に動力伝達が行われる。このように、一方向クラッチ３がロックしても、外側環体１から内側環体２への動力伝達が瞬時に行われずに若干遅れて行われることになり、両環体１，２の回転速度差が瞬時にゼロにならない。つまり、外側環体１に内側環体２の質量が瞬時に加わらずに徐々に加わるようになるから、外側環体１に瞬間的に過大な回転制動力が働かずに済む結果となる。したがって、外側環体１に巻き掛けられるベルト５が滑らなくなる。
【００２８】
このように、ゴム材２０のねじれによって一方向クラッチ３のロック時に発生していた衝撃力を減衰できるようにして、ベルト５の滑りを抑制している。また、ゴム材２０は、ベルト５側からの振動や衝撃などについても、吸収減衰することができるから、一方向クラッチ３に対して伝達されなくなり、その動作安定化が可能になる。
【００２９】
ところで、上述したプーリユニットＡは、例えばエンジンのオルタネータに装着することができる。この場合、ベルト５の駆動源であるエンジンのクランクシャフトの回転変動にかかわらず、オルタネータのロータの回転を高速に維持して、発電効率を高めるようにすることができる。つまり、クランクシャフトの回転数が上昇する時には、一方向クラッチ３がロック状態となって内側環体２を外側環体１と同期回転させるようにし、一方、クランクシャフトの回転数が低下する時には、一方向クラッチ３がフリー状態となって内側環体２を外側環体１の減速と無関係に自身の回転慣性力により回転継続させるようにすればよい。このような利用形態においては、エンジンの回転数が変動しやすくて、一方向クラッチ３の切り換え動作が頻繁に行われるものの、ベルト５の滑りを抑制できるから、ベルト５およびプーリユニットＡの長寿命化が達成できる結果となる。
【００３０】
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、種々な変形が考えられる。
【００３１】
（１）  参考例としての実施形態２を図５に示す。この実施形態２では、動力伝達遅延手段が内側環体２側に設けられている。つまり、内側環体２は、第１環体２Ａとこれに外挿された第２環体２Ｂとからなる二重構造に構成されるとともに、これら第１および第２環体２Ａ，２Ｂの間に動力伝達遅延手段としての環状のゴム材２０を介装させている。ゴム材２０は、内側環体２の第１環体２Ａと第２環体２Ｂとにそれぞれ焼き付けなどにより固着されている。なお、この場合、一方向クラッチ３の外輪１１については、図１のような延長部分１１ａ，１１ｂを設けずに、転がり軸受４，４を外側環体１に直接嵌合するようにしてもよい。
【００３２】
（２）  参考例の上記実施形態２の技術思想に関連し、図示しないが、外側環体１を２つの環体からなる二重構造に構成し、それらの間にゴム材２０を介在させるようにしてもよい。なお、この場合、一方向クラッチ３の外輪１１については、図１のような延長部分１１ａ，１１ｂを設けずに、転がり軸受４，４を外側環体１に直接嵌合するようにしてもよい。
【００３３】
（３）  参考例としての実施形態３を図６に示す。この実施形態３では、一方向クラッチ３の外輪１１の外周面に幅広の周溝１１ｃを形成して、ここに動力伝達遅延手段としてのゴム材２０を嵌合して焼き付けなどにより固着する。ゴム材２０は、自由状態で周溝１１ｃより少し突出する外径を有し、外側環体１の内周に圧入される。なお、外輪１１において周溝１１ｃの両脇部分は、外側環体１の内周に回動可能な状態に嵌合されている。
【００３４】
（４）  参考例としての実施形態４を図７に示す。この実施形態４では、外側環体１の内周面と一方向クラッチ３の外輪１１の外周面とを回動可能な状態に嵌合するとともに、外側環体１の内周面に周方向一定ピッチで形成した軸線方向の凹溝１ａと、外輪１１の外周面に一定ピッチで形成した軸線方向の凹溝１１ｄとを対向させ、両凹溝１ａ，１１ｄに亘って動力伝達遅延手段としてのゴム材２０を介在している。
【００３５】
（５）  参考例としての実施形態５を図８に示す。この実施形態５では、外側環体１の内周に形成した内歯１ｂと、一方向クラッチ３の外輪１１の外周面に形成した外歯１１ｅとを、動力伝達遅延手段としてのゴム材２０を介して係合させている。この場合は、ゴム材２０が周方向で圧縮した状態で動力伝達が行われるので、動力伝達ロスを抑制できる。また、１１ｅの歯先と内歯１ｂの歯底を周方向に摺接可能に接触させていれば、外側環体１の万一の回転振れを防止することができる。
【００３６】
（６）  参考例としての実施形態６を図９および図１０に示す。この実施形態６では、外側環体１の内周面と一方向クラッチ３の外輪１１の外周面とを回動可能な状態に嵌合するとともに、外側環体１の内周面に形成したキー溝１ｃと、外輪１１の外周面に形成したキー溝１１ｆとを対向させ、両キー溝１ｃ，１１ｆに亘って動力伝達遅延手段として波状に屈曲した金属バネ２５を嵌入している。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明では、一方向クラッチがロック状態に切り換わる際の衝撃発生を抑制して、外側環体に対するベルトの滑りを抑制できるように工夫しているから、ベルト摩耗やベルトと外側環体との間の発熱を抑制できるようになり、ベルトやプーリユニット自体の耐久性アップに貢献できるようになる。
【００３８】
動力伝達遅延手段を環状のゴム材としていることによって、ベルト側から振動や衝撃が加わったときも、それらをゴム材が吸収減衰することになる。これにより、一方向クラッチに対して前述の振動や衝撃が伝達されなくなるので、その動作安定化が可能となる。
【００３９】
また、請求項１の発明のように一方向クラッチの外径側（例えば外側環体）に動力伝達遅延手段としてゴム材を設ける場合は、一方向クラッチの内径側（例えば内側環体）に動力伝達遅延手段としてゴム材を設ける場合に比べて、ゴム材の弾力の調整範囲を大きくすることが可能なので、設計自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１のプーリユニットの上半分を示す縦断側面図
【図２】  図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】  図１の一方向クラッチのみの断面図
【図４】  図２の保持器のポケット部分の展開平面図
【図５】  参考例としての実施形態２のプーリユニットの上半部を示す縦断側面図
【図６】  参考例としての実施形態３のプーリユニットの上半部を示す縦断側面図
【図７】  参考例としての実施形態４のプーリユニットの上半部を示す図２対応図
【図８】  参考例としての実施形態５のプーリユニットの上半部を示す図２対応図
【図９】  参考例としての実施形態６のプーリユニットの上半部を示す図２対応図
【図１０】  図９の（ｘ）−（ｘ）線での矢視図
【図１１】  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】
１      外側環体
２      内側環体
３      一方向クラッチ
４      転がり軸受
１０      一方向クラッチの内輪
１１      一方向クラッチの外輪
２０      ゴム材
【図１】
0003811569.tif 000002
【図２】
0003811569.tif 000003
【図３】
0003811569.tif 000004
【図４】
0003811569.tif 000005
【図５】
0003811569.tif 000006
【図６】
0003811569.tif 000007
【図７】
0003811569.tif 000008
【図８】
0003811569.tif 000009
【図９】
0003811569.tif 000010
【図１０】
0003811569.tif 000011
【図１１】
0003811569.tif 000012