(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玉軸受を含むプーリユニットであって、
前記一方向クラッチの保持器と前記両転がり軸受の転動体とが、前記環体のうち外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に軸方向に近接配置されていて、一方向クラッチの保持器の軸方向両端面に、前記転がり玉軸受の転動体を転動案内可能な軌道溝が断面ほぼ部分円弧状に周方向に連続して形成されている、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玉軸受を含むプーリユニットであって、
前記一方向クラッチは、複数のころと、これら複数のころを収納するポケットを有する環状の保持器と、保持器の外周に配設される外輪と、保持器の内周に配設される内輪と、各ころをロック側に弾発付勢するバネとを含み、
前記両転がり玉軸受は、いずれも前記一方向クラッチの外輪の軸方向両側を延長した部分を外輪として、前記一方向クラッチの保持器と前記両転がり玉軸受の転動体とを、前記環体のうち外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に軸方向に近接配置させていて、
前記一方向クラッチの保持器の軸方向両端面に、前記転がり玉軸受の転動体を転動案内可能な軌道溝が断面ほぼ部分円弧状に周方向に連続して形成されている、ことを特徴とするプーリユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプーリユニットにおいて、前記保持器が、潤滑性を有する合成樹脂材で成形されるものである、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、一方向クラッチを挟んだ両側に転がり軸受を配設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６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、上記補機などの駆動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】
一方向クラッチ３３は、複数のころ３７と、これら複数のころ３７を収納するポケット３９を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】
また、転がり軸受３４は、いずれも、内輪４３，外輪４４、複数の玉からなる転動体４５、冠形保持器４６を有する一般的な深溝玉軸受からなり、内・外輪４３，４４間の軸方向外端側にのみオイルシール４７が装着されている。
【０００６】
そして、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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本願出願人は、上述したプーリユニットＢにおいて、トルク容量を下げることなく軸方向寸法（幅寸法）を小さくすることを考えている。
【０００８】
これに対し、一方向クラッチ３３のころ３７の軸方向寸法を縮小せずに、外輪４０や内輪４２の軸方向寸法を短くすればよいと考えているが、その場合、転がり軸受３４の転動体４５が一方向クラッチ３３の保持器３８の端部に接近することになって、例えば運転中における外側環体３１の僅かなスラスト変位によって転動体４９が保持器３８の端部に干渉するおそれがあり、甚だしい場合には保持器３８の異常摩耗につながる。
【０００９】
このようなことから、プーリユニットＢの軸方向寸法（幅寸法）を小さくすることが困難となっている。
【００１０】
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幅寸法の短縮化が可能な構造としながら、一方向クラッチと転がり軸受との干渉による不具合の発生を防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のプーリユニットは、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玉軸受を含むプーリユニットであって、前記一方向クラッチの保持器と前記両転がり軸受の転動体とが、前記環体のうち外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に軸方向に近接配置されていて、一方向クラッチの保持器の軸方向両端面に、前記転がり玉軸受の転動体を転動案内可能な軌道溝が断面ほぼ部分円弧状に周方向に連続して形成されている。
【００１２】
本発明の請求項２のプーリユニットは、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玉軸受を含むプーリユニットであって、前記一方向クラッチは、複数のころと、これら複数のころを収納するポケットを有する環状の保持器と、保持器の外周に配設される外輪と、保持器の内周に配設される内輪と、各ころをロック側に弾発付勢するバネとを含み、前記両転がり玉軸受は、いずれも前記一方向クラッチの外輪の軸方向両側を延長した部分を外輪として、前記一方向クラッチの保持器と前記両転がり玉軸受の転動体とを、前記環体のうち外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に軸方向に近接配置させていて、前記一方向クラッチの保持器の軸方向両端面に、前記転がり玉軸受の転動体を転動案内可能な軌道溝が断面ほぼ部分円弧状に周方向に連続して形成されている。
【００１３】
本発明の請求項３のプーリユニットは、上記請求項１または２において、前記保持器を、潤滑性を有する合成樹脂材で成形されるものとしている。
【００１４】
以上の本発明では、一方向クラッチの保持器と転がり玉軸受の転動体とを外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に近接配置する構造としているから、一方向クラッチのころの軸方向寸法（長さ寸法）を小さくすることなく、プーリ全体の軸方向寸法（幅寸法）を可及的に短く設定できるようになる。このような構造においては、外側環体のスラスト変位によって転がり玉軸受の転動体と一方向クラッチの保持器側とが接触する可能性が高くなるけれども、仮に接触したとしても、転動体が断面ほぼ部分円弧状の軌道溝で円滑に転動案内されることになるので、転動体との接触によって保持器の局部的な応力が発生して、異常摩耗することが回避される。
【００１５】
特に、請求項２では、一方向クラッチの保持器と前記両転がり玉軸受の転動体とを、環体のうち外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に軸方向に近接配置するために、一方向クラッチの外輪を転がり玉軸受の外輪として兼用する構造にしているから、例えば一方向クラッチのころの軸方向寸法（長さ寸法）を小さくすることなく、プーリ全体の軸方向寸法（幅寸法）を可及的に短く設定できるようになる。
【００１６】
また、請求項３では、仮に、転がり軸受の転動体が一方向クラッチの保持器端面の軌道溝に接触しても、軌道溝の優れた潤滑性によって円滑に転動案内され、転動体と軌道面との接触抵抗による負荷トルクが減少される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図１ないし図５に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１８】
図１ないし図５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に示す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１に示す一方向クラッチの正面図、図５は、図２に示す保持器の一部切欠き斜視図である。
【００１９】
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。
【００２０】
このようなプーリユニットＡは、例えば自動車エンジンのオルタネータに装備することができる。その場合、ベルト６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。
【００２１】
以下、上記各構成要素を詳細に説明する。
【００２２】
外側環体１の外周にはベルト巻き掛け用の周溝５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６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、例えば自動車の補機（例えばオルタネータ）の駆動軸に取り付けられる。２つの転がり軸受４，４は、一般的な深溝玉軸受からなる。
【００２３】
一方向クラッチ３は、複数のころ７と、円周数箇所にころ７が１つずつ収納される矩形孔状のポケット９を有する保持器８と、保持器８の外周に配設される外輪１０と、保持器８のポケット９に対応する位置にくさび状空間を形成するカム面１１が設けられた内輪１２と、各ポケット９に各々圧縮状態で収納されかつ伸張復元力でころ７を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１３とを備えた構造となっている。そして、前記カム面１１は平坦なキー状の切り欠きとされており、このカム面１１と外輪１０の内周面とで前記くさび空間が形成される。
【００２４】
前述のころ７は、保持器８のポケット９内において周方向転動可能に周方向一方側に偏って収納されている。また、コイルバネ１３は、保持器８のポケット９内において周方向他方側に偏って収納されており、その伸縮方向がころ７の中心軸線に対して直交しかつ一端がころ７の軸方向中間部分に当接するように配置されている。前記コイルバネ１３は、バネ線材を長方形に巻回した角巻きバネが用いられ、内輪１２のカム面１１に対して略平行に配置されている。
【００２５】
保持器８のポケット９においてコイルバネ１３が配置される側の内壁面には、ポケット９内へ突出する単一のバネ受け突起１４が一体形成され、バネ受け突起１４にコイルバネ１３が外嵌装着されている。このバネ受け突起１４の基部に形成された周溝１５にコイルバネ１３の一端部が係止嵌合されるとともに、バネ受け突起１４の外周でコイルバネ１３の内周を受けることにより、コイルバネ１３を定位置に位置決め保持するとともに、コイルバネ１３の伸縮方向および上下左右方向への撓み変形を防止するようになっている。また、バネ受け突起１４は先細りに形成されて、コイルバネ１３の装着が容易に行えるようになっている。
【００２６】
保持器８は、内輪１２に対して固定されている。つまり、内輪１２の周方向一端面の対角位置には、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１６が設けられ、また、保持器８の軸方向一端の内周側には、前記凹部１６に軸方向から圧入嵌合される一対の凸部１７が設けられており、これら凹部１６と凸部１７との圧入嵌合によって保持器８の周方向ならびに軸方向への動きが封じられている。
【００２７】
また、一方向クラッチ３の外輪１０の延長部分が、両転がり軸受４の外輪を兼用しており、これによって転がり軸受４を含めた一方向クラッチ３全体の小径化が図られているとともに、両転がり軸受４の各内輪１８は、その転動体（ボール）１９の軌道面から内方（一方向クラッチ３側）の端部までの寸法が極力短く設定されて、プーリ幅Ｘの短縮化が図られている。
【００２８】
そして、このように、両転がり軸受４の転動体１９を一方向クラッチ３の保持器８に接近させた構造としていると、外側環体１が運転中にスラスト変位することで転がり軸受４の転動体１９が一方向クラッチ３の保持器８の端面に干渉するおそれが生じる。しかし、保持器８の両端面に、転動体１９を転動案内可能な断面ほぼ部分円弧状の軌道溝２０を形成することにより、万一、転動体１９が保持器８の端面の軌道溝２０に対して当接したときでも、転動体１９が軌道溝２０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。また、保持器８は、ガラス繊維を混在させたナイロンなどの合成樹脂で成形することにより、軌道溝２０の耐摩耗性を高いものにできる。また、もともと、前述のような合成樹脂であれば、転動体１９を案内する際の接触抵抗を少なくして負荷トルクを減少するのに役立つ。
【００２９】
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。
【００３０】
（１）  上記保持器８の素材としては、上述した合成樹脂材の他に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）や二硫化モリブデンなど、表面の潤滑性を促進する材料を添加した合成樹脂などで形成することができる。この場合、軌道溝での潤滑性が一層高いものとなり、転動体を案内する際の接触抵抗を少なくして負荷トルクの減少を図る上で特に有効となる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１ないし３の発明では、一方向クラッチの保持器と転がり玉軸受の転動体とを環体のうち外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に軸方向に近接配置させている構造であるので、一方向クラッチのころの軸方向寸法（長さ寸法）を小さくすることなく、プーリ全体の軸方向寸法（幅寸法）を可及的に短く設定できるようにしながら、仮に転がり玉軸受の転動体と一方向クラッチの保持器とが接触したときでも、保持器が異常摩耗することを回避することができる。
【００３２】
特に請求項２のように、一方向クラッチの外輪と転がり玉軸受の外輪として兼用する構造にして、一方向クラッチの保持器とその両側の転がり玉軸受の転動体とを環体のうち外側環体のスラスト変位によってお互いに接触することがある程度に軸方向に近接配置させるようにしていれば、例えば一方向クラッチのころの軸方向寸法（長さ寸法）を小さくすることなく、プーリ全体の軸方向寸法（幅寸法）を可及的に短く設定できるようになる。
【００３３】
また、請求項３では、仮に、転がり玉軸受の転動体が一方向クラッチの保持器端面の軌道溝に接触したときに、軌道溝の優れた潤滑性によって円滑に転動案内できるようになり、転動体と軌道面との接触抵抗による負荷トルクの増大を回避できるようになる。
【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に示す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１に示す一方向クラッチの正面図
【図５】  図２に示す保持器の一部切欠き斜視図
【図６】  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      転がり玉軸受
７      一方向クラッチのころ
８      一方向クラッチの保持器
９      保持器のポケット
１０      一方向クラッチの外輪
１２      一方向クラッチの内輪
１３      一方向クラッチのバネ
１９      転がり玉軸受の転動体
２０      保持器の軌道溝
【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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