JP2006307885A - Pulley device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プーリ装置に関するものであり、特に、自動車補機であるスタータ、オルタネータ、クランクプーリ、コンプレッサや、エンジンアイドルストップ時のモータによる補機駆動用またはエンジン始動用等として使用するクラッチ内蔵型プーリ装置に関するものである。 The present invention relates to a pulley apparatus, and more particularly, a starter, an alternator, a crank pulley, a compressor, and a built-in clutch type used for driving an auxiliary machine by a motor at the time of engine idle stop or for starting an engine. The present invention relates to a pulley device.
一般に、オルタネータ等、自動車用補機の回転軸の端部には従動プーリが固定されており、エンジンのクランク軸の端部に固定された駆動プーリとの間に無端ベルトが掛け渡され、補機を駆動するために利用されている。また、従動プーリとしては、無端ベルトの走行速度が一定もしくは上昇傾向にある場合に、無端ベルトから回転軸への動力の伝達を自在とし、無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合に、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とするよう、一方向クラッチを内蔵したプーリ装置が知られている(例えば、特許文献1及び2参照。)。 In general, a driven pulley is fixed to an end of a rotating shaft of an auxiliary machine for an automobile such as an alternator, and an endless belt is stretched between a driving pulley fixed to an end of an engine crankshaft, and the auxiliary pulley is fixed. It is used to drive the machine. In addition, the driven pulley allows the transmission of power from the endless belt to the rotating shaft when the running speed of the endless belt is constant or increases, and the driven pulley is driven when the running speed of the endless belt tends to decrease. A pulley apparatus incorporating a one-way clutch so as to allow relative rotation between the pulley and the rotating shaft is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
図5に示すように、例えば、自動車用補機に組み込まれる一方向クラッチ内蔵型プーリ装置100は、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリからの駆動ベルトが掛け渡される従動プーリ101と、補機の回転軸に固定されるスリーブ102とを備え、従動プーリ101とスリーブ102との間に、一方向クラッチ103及び一対のサポート軸受104が配置されている。
As shown in FIG. 5, for example, a
一方向クラッチ103は、従動プーリ101の軸方向中間部の内周面に内嵌されるクラッチ外輪105と、スリーブ102の軸方向中間部の外周面に外嵌され、外周面にカム面(図示せず)が形成されるクラッチ内輪106と、クラッチ外輪105の内周面とクラッチ内輪106のカム面とのくさび空間に回動自在に配設される複数のころ107とを備えている。また、一方向クラッチ103は、各ころ107を個別に収容する複数のポケットを有するクラッチ保持器108と、クラッチ保持器108に支持され、各ころ107をロック方向に弾性的に押圧するばね109とを備えている。
The one-
そして、従動プーリ101の回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ103のころ107のくさび作用によって、従動プーリ101とスリーブ102とが相対回転不能(ロック状態)になり、エンジンの回転力がオルタネータの回転軸に伝達される。一方、速度変動や微小角速度変動等、従動プーリ101の回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より遅い場合には、従動プーリ101とスリーブ102との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。従って、クランク軸の回転角速度が変動した場合でも、一方向クラッチ103の作用により、駆動ベルトと従動プーリ101が擦れ合うことが防止され、鳴きと呼ばれる異音の発生や摩耗による駆動ベルトの寿命低下を防止すると共に、オルタネータの発電効率が低下することを防止できる。
When the rotational angular speed of the driven
図5に示す一方向クラッチ内蔵型プーリ装置100では、ラジアル方向から付与されるベルト荷重Fの作用点が一対のサポート軸受104の支点間の中間点に位置しているが、図6に示す一方向クラッチ内蔵型プーリ装置100’では、ベルト荷重Fの作用点と一対のサポート軸受104の2つの支点までの距離が異なり(A>B)、ベルト荷重Fの作用点が一対のサポート軸受104の支点間の中間点よりオルタネータ側にオフセットして位置される。
In the
また、特許文献1に記載のプーリユニットは、プーリのベルト荷重の作用点と軸受との配置を規定して、一方向クラッチのころの摩耗や剥離、ころの噛み合い不良を防止している。さらに、特許文献2に記載のプーリユニットは、一方向クラッチと軸受の締め代を規定して、一方向クラッチや転がり軸受の動作の安定を図っている。
ところで、図5及び図6に示すクラッチ内蔵型プーリ装置100,100’において、ベルト荷重により従動プーリ101には曲げ変形が発生する。プーリ装置100では、図5(b)に示すようにころ107の中央で最大たわみδmaxとなるように従動プーリ101が変形し、ころ107の長さの中央にラジアル荷重FRの作用点があり、ころ107の軸方向に亘ってほぼ均一な荷重分布wを与えている(図5(c)参照。)。
Incidentally, in the clutch-equipped
しかしながら、プーリ装置100’では、図6(b)に示すようにころの長さの中央ではなく軸方向にLだけずれたところにラジアル荷重FR’が作用し、この位置で最大たわみδmaxとなるように従動プーリ101が変形する。これは、純ラジアル荷重とモーメント荷重FR’×Lの作用に相当する。この場合、モーメント荷重分の作用で、ころ母線上の荷重分布wは図6(c)に示すような傾きとなる。これにより、ころ107はオルタネータ側に向かうにつれて大きく変形し、若干テーパ状に形成される。このため、条件によっては、ころ107が回転すると、ころ107の反オルタネータ側の方が先にスリーブの円周方向に移動して、スキューを発生する可能性がある。
However, in the
特許文献1及び2に記載のプーリユニットにおいても、一方向クラッチや転がり軸受の動作の安定を図っているが、上記の課題を十分に解決するものではなかった。 Even in the pulley units described in Patent Documents 1 and 2, the operations of the one-way clutch and the rolling bearing are stabilized, but the above-described problems have not been solved sufficiently.
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クラッチ部の係合子にかかるモーメント荷重分の作用を抑え、係合子の母線上の荷重分布の傾きを低減し、係合子のスキューを抑制することができるプーリ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and its purpose is to suppress the action of the moment load applied to the engagement member of the clutch portion, and to reduce the slope of the load distribution on the bus line of the engagement member. An object of the present invention is to provide a pulley device that can suppress skew of an engaging element.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 自動車補機の軸に取り付け可能なスリーブと、
該スリーブの周囲に該スリーブと同心に配置されるプーリと、
前記スリーブと前記プーリとの間に配置され、前記スリーブと前記プーリとの相対回転を自在とする複数の玉軸受と、
を備えるプーリ装置であって、
前記複数の玉軸受の少なくとも2つは、内部仕様と取付け条件の少なくとも一方が互いに異なるように設けられることを特徴とするプーリ装置。
(2) 前記スリーブと前記プーリとの間に配置され、前記スリーブと前記プーリとの間で回転力を伝達するクラッチ部をさらに備え、
前記複数の玉軸受の軸受支点間の中心位置は、前記プーリのベルト荷重作用点の軸方向位置と異なることを特徴とする(1)に記載のプーリ装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A sleeve that can be attached to the shaft of an automobile accessory;
A pulley disposed around the sleeve and concentrically with the sleeve;
A plurality of ball bearings disposed between the sleeve and the pulley, wherein the sleeve and the pulley can freely rotate relative to each other;
A pulley device comprising:
The pulley apparatus, wherein at least two of the plurality of ball bearings are provided such that at least one of an internal specification and an installation condition is different from each other.
(2) further comprising a clutch portion that is disposed between the sleeve and the pulley and transmits a rotational force between the sleeve and the pulley;
The pulley apparatus according to (1), wherein a center position between bearing support points of the plurality of ball bearings is different from an axial position of a belt load acting point of the pulley.
本発明によれば、プーリ装置に組み込まれる複数の玉軸受の少なくとも2つが、内部仕様と取付け条件の少なくとも一方が互いに異なるように設けられるので、クラッチ部の係合子にかかるモーメント荷重分の作用を抑え、係合子の母線上の荷重分布の傾きを低減し、係合子のスキューを抑制することができるプーリ装置を提供することにある。 According to the present invention, since at least two of the plurality of ball bearings incorporated in the pulley device are provided so that at least one of the internal specification and the mounting condition is different from each other, the action of the moment load applied to the engagement member of the clutch portion is achieved. An object of the present invention is to provide a pulley apparatus that can suppress, reduce the inclination of the load distribution on the bus bar of the engagement element, and suppress the skew of the engagement element.
以下、本発明の各実施形態に係るプーリ装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a pulley device according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明のプーリ装置として、オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を説明するための縦断面図である。図1に示されるように、第1実施形態の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10は、オルタネータ等の補機を駆動するためのもので、図示されない回転軸が内嵌されるスリーブ11を有する。スリーブ11の周囲には、外周面にベルト溝12aが形成されたプーリ12がスリーブ11と同心に配置されている。また、スリーブ11の外周面とプーリ12の内周面との間で、この間に形成される環状空間の軸方向中間部には、クラッチ部である一方向クラッチ13が配置されており、上記環状空間の軸方向両端部には、一方向クラッチ13を挟持するようにして、例えば、深溝玉軸受等の玉軸受である一対のサポート軸受14a,14bが配設されている。なお、ベルト溝12aの形状は、V溝、ポリV溝、歯型溝等の任意の形状に設計可能である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a pulley device incorporating a one-way clutch for an alternator as a pulley device of the present invention. As shown in FIG. 1, a
一方向クラッチ13は、プーリ12がスリーブ11に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみプーリ12からスリーブ11への回転力を伝達する。また、一対のサポート軸受14a,14bは、プーリ12に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ11とプーリ12との相対回転を可能とする。
The one-
各サポート軸受14a,14bは、スリーブ11の外周面に外嵌される内輪15と、プーリ12の大径筒部12cの内周面に内嵌される外輪16と、内輪15と外輪16の両軌道面間に配置された転動体である複数の玉17と、玉17を転動自在に保持する保持器(図示せず)と、外部からの異物の浸入や内部からのグリース等の潤滑剤の漏洩を防止するシール部材(図示せず)を有している。
Each of the
一方向クラッチ13は、プーリ12の内周面に圧入固定されるクラッチ外輪20と、スリーブ11の大径部の外周面に圧入固定されるクラッチ内輪21と、クラッチ外輪20とクラッチ内輪21との間に回動自在に配設された係合子である複数のころ22とを備えている。クラッチ内輪21の外周面は、複数のランプ面21aが円周方向に所定の間隔で設けられたカム面を形成する。ころ22は、各ランプ面21aとクラッチ外輪20の内周面に形成された円筒面20aとから構成される楔空間に回転自在に保持されている。
The one-
また、一方向クラッチ13は、各ころ22を個別に収容する複数のポケットを有するクラッチ保持器23と、各ころ22をロック方向に弾性的に押圧するばね24とを備えている。
The one-
上記のように構成される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置10では、プーリ12の回転角速度が、例えばオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向クラッチ13のころ22がくさび作用によってクラッチ内輪21のランプ面21aとクラッチ外輪20の円筒面20aとの間に噛み込まれて、プーリ12とスリーブ11とが相対回転不能(ロック状態)となり、エンジンの回転力がオルタネータの回転軸に伝達される。一方、プーリ12の回転角速度がオルタネータの回転角速度より遅い場合には、ころ22の噛み込みが解除されて、プーリ12とスリーブ11との相対回転が自在(オーバーラン状態)となる。
In the
また、上記のプーリ装置10では、ベルト溝12aはオルタネータ側に偏って形成されており、ベルト荷重Fの作用点は一対のサポート軸受14a,14bの支点間の中間点Oと軸方向に異なって位置される。また、一対のサポート軸受14a,14bの内部すきまは、ベルト荷重Fの作用点に近いオルタネータ側のサポート軸受14bが反オルタネータ側のサポート軸受14aに対して小さく設定されている。
Further, in the
具体的に、内部すきまの設定は、外輪軌道径、内輪軌道径、或は、玉径等の内部仕様を変更することで与えられる。図2に示すように、軸方向中間部に一方向クラッチ13が組み付けられたスリーブ11とプーリ12において、内部すきまの異なる一対の軸受14a,14bを、同じ締め代を持つスリーブ11とプーリ12の軸方向両端部に組み付けし、プーリ装置10完成時のサポート軸受14a,14bの内部すきまに差ができるようにしている。
Specifically, the setting of the internal clearance is given by changing internal specifications such as the outer ring raceway diameter, the inner ring raceway diameter, or the ball diameter. As shown in FIG. 2, in the
このように、ベルト荷重Fの作用点に近いサポート軸受14bの内部すきまを他方のサポート軸受14aより小さくし、サポート軸受14bの内外輪間の剛性を上げることで、プーリ12のたわみ角を小さくでき、プーリ12のたわみは、プーリ12に作用するラジアル荷重FRの作用点と共に、ころ22の長さの中央に位置し、図5(b)に示したような均一な荷重分布となる。これにより、ころ22の母線上の荷重分布の傾きがなくなり、ころ22のスキューを抑制することができる。
Thus, by making the internal clearance of the support bearing 14b close to the point of action of the belt load F smaller than that of the other support bearing 14a and increasing the rigidity between the inner and outer rings of the support bearing 14b, the deflection angle of the
従って、本実施形態のクラッチ内蔵型プーリ装置10によれば、プーリ装置10に組み込まれる複数の玉軸受であるサポート軸受14a,14bの少なくとも2つが、内部仕様が互いに異なるように設けられるので、一方向クラッチ13のころ22にかかるモーメント荷重分の作用を抑え、ころ22の母線上の荷重分布の傾きを低減し、ころ22のスキューを抑制することができる。
なお、一方向クラッチ13が一対のサポート軸受14a,14b間に配置される場合、ベルト荷重Fは、一方向クラッチ13のころ22と軸方向において重なって位置されることが望ましい。
Therefore, according to the
In addition, when the one-way clutch 13 is arrange | positioned between a pair of
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態におけるプーリ装置について図3を参照して説明する。なお、第1実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, the pulley apparatus in 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about a part equivalent to 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified.
本実施形態のプーリ装置30においても、ベルト荷重Fの作用点が一対のサポート軸受14a’,14b’の支点間の中心点Oと位置ずれしており、オルタネータ側のサポート軸受14b’の内部すきまが反オルタネータ側のサポート軸受14a’のものに対して小さく設定されているが、内部すきまの設定の仕方において第1実施形態のものと異なる。
Also in the
具体的に、本実施形態では、内部すきまの設定は、スリーブ外径、プーリ内径、或は、軸受の径(内輪内径及び外輪外径)の取付け条件を変更して互いの圧入部の締め代に差を持たせることで与えられる。具体的に、図3(b)に示すように、軸方向中間部に一方向クラッチ13が組み付けられたスリーブ11とプーリ12において、内部仕様(組付け前の内部すきま)の同じ一対のサポート軸受14a’,14b’を、締め代の異なるスリーブ11とプーリ12の軸方向両端部間に組み付けし、プーリ装置30完成時の内部すきまに差ができるようにしている。この場合、オルタネータ側のサポート軸受14b’のスリーブ11とプーリ12との少なくとも一方の締め代が、反オルタネータ側のサポート軸受14a’のスリーブ11とプーリ12との締め代より大きく設定されている。
Specifically, in this embodiment, the internal clearance is set by changing the mounting conditions of the sleeve outer diameter, pulley inner diameter, or bearing diameter (inner ring inner diameter and outer ring outer diameter), and tightening allowances for the press-fit portions of each other. Is given by giving a difference to. Specifically, as shown in FIG. 3 (b), a pair of support bearings having the same internal specifications (internal clearance before assembly) in the
このように、ベルト荷重Fの作用点に近いサポート軸受14b’の内部すきまを他方のサポート軸受14a’より小さくして、サポート軸受14b’の内外輪間の剛性を上げることでも、プーリ12のたわみ角を小さくでき、プーリ12のたわみは、プーリ12に作用するラジアル荷重FRの作用点と共に、ころ22の長さの中央に位置し、図5(b)に示したような均一な荷重分布となる。これにより、ころ22の母線上の荷重分布の傾きがなくなり、ころ22のスキューを抑制することができる。
Thus, the deflection of the
特に、スリーブ外径、プーリ内径に差を持たせて締め代を変更する場合には、一対のサポート軸受14a’,14b’として同一のものを使用することができ、組み立てを容易に行うことができる。一方、径に差があるサポート軸受14a’,14b’を用いて締め代を変更する場合には、ベルト荷重Fの作用点に近い側で締め代が大きくなるように、サポート軸受14a’,14b’を区別して組み込む必要がある。
なお、その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
In particular, when changing the tightening allowance by giving a difference between the sleeve outer diameter and the pulley inner diameter, the same one can be used as the pair of
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態における一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図3を参照して説明する。なお、第1実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
(Third embodiment)
Next, a pulley apparatus with a built-in one-way clutch according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about a part equivalent to 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified.
本実施形態のプーリ装置40では、プーリ12のベルト溝12aは、プーリ12の中央に形成されているが、スリーブ11とプーリ12との間には、一方向クラッチ13が軸方向一端部に片寄って配置されており、2つのサポート軸受14a’’,14b’’が軸方向他端部に並んで配置されている。
In the
このため、ベルト荷重Fの作用点は一対のサポート軸受14a’’,14b’’の支点中心、及び、一方向クラッチ13のころ22の軸方向中心と軸方向に異なって位置される。このようなプーリ装置40においても、サポート軸受14a’’,14b’’の内部仕様や取付け条件を変更して、組付け完了後の一対のサポート軸受14a’’,14b’’における内部すきまが異なるように設定されることで、ころ22における荷重分布が均一となり、ころ22のスキューを抑制することができる。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
For this reason, the operating point of the belt load F is positioned differently in the axial direction from the fulcrum center of the pair of
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
本発明のサポート軸受は、玉軸受であればよく、深溝玉軸受以外の形式であってもよい。また、サポート軸受の内輪或は外輪は、プーリ或はスリーブと一体、即ち、プーリの内周面或はスリーブの外周面によって構成されてもよい。 The support bearing of the present invention may be a ball bearing and may be of a type other than the deep groove ball bearing. Further, the inner ring or the outer ring of the support bearing may be formed integrally with the pulley or the sleeve, that is, constituted by the inner peripheral surface of the pulley or the outer peripheral surface of the sleeve.
また、本発明のクラッチ部は、スリーブとプーリとの間で回転力を伝達するものであればよく、本実施形態のように、プーリがスリーブに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよいし、クラッチ内輪の外周面を円筒面と、クラッチ外輪の内周面をカム面とし、スリーブがプーリに対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、回転力を伝達する一方向クラッチでもよい。或は、スリーブとプーリ間で両方向の回転力を伝達自在な両方向クラッチであってもよい。 また、クラッチ外輪20はプーリ12と一体に構成されてもよく、クラッチ内輪もスリーブ11と一体に構成されてもよい。
Moreover, the clutch part of this invention should just transmit a rotational force between a sleeve and a pulley, and it becomes the tendency for a pulley to rotate relatively in a predetermined direction with respect to a sleeve like this embodiment. Only in such a case, a one-way clutch that transmits the rotational force may be used, or the outer peripheral surface of the clutch inner ring may be a cylindrical surface and the inner peripheral surface of the clutch outer ring may be a cam surface, and the sleeve rotates relative to the pulley in a predetermined direction. A one-way clutch that transmits a rotational force may be used only when a tendency occurs. Alternatively, it may be a two-way clutch capable of transmitting a rotational force in both directions between the sleeve and the pulley. Further, the clutch
さらに、本発明のクラッチ部は、本実施形態のように係合子をころとしたローラクラッチや、係合子をスプラグとしたスプラグクラッチ、係合子をカムとしたカムクラッチであってもよい。 Furthermore, the clutch portion of the present invention may be a roller clutch using an engaging roller as in the present embodiment, a sprag clutch using a sprag as an engaging member, or a cam clutch using a cam as an engaging member.
また、クラッチ内蔵型プーリ装置がエンジンアイドルストップ機構の補機駆動用として適用される場合には、エンジン停止時にコンプレッサ等の補機を専用のモータにて駆動するため、エンジンの回転変動は受けないが、補機駆動用モータから発生する回転変動を受ける構成となる。 Also, when the pulley device with a built-in clutch is used for driving an auxiliary machine of an engine idle stop mechanism, the auxiliary machine such as a compressor is driven by a dedicated motor when the engine is stopped, so that the engine rotation fluctuation is not affected. However, it becomes a structure which receives the rotation fluctuation which generate | occur | produces from the motor for an auxiliary machine drive.
10,30,40 クラッチ内蔵型プーリ装置
11 スリーブ
12 プーリ
13 一方向クラッチ(クラッチ部)
14a,14b,14a’,14b’,14a’’,14b’’ サポート軸受
10, 30, 40 Pulley device with built-in clutch 11
14a, 14b, 14a ′, 14b ′, 14a ″, 14b ″ support bearings
Claims (2)
該スリーブの周囲に該スリーブと同心に配置されるプーリと、
前記スリーブと前記プーリとの間に配置され、前記スリーブと前記プーリとの相対回転を自在とする複数の玉軸受と、
を備えるプーリ装置であって、
前記複数の玉軸受の少なくとも2つは、内部仕様と取付け条件の少なくとも一方が互いに異なるように設けられることを特徴とするプーリ装置。 A sleeve that can be attached to the shaft of an automobile accessory;
A pulley disposed around the sleeve and concentrically with the sleeve;
A plurality of ball bearings disposed between the sleeve and the pulley, wherein the sleeve and the pulley can freely rotate relative to each other;
A pulley device comprising:
The pulley apparatus, wherein at least two of the plurality of ball bearings are provided such that at least one of an internal specification and an installation condition is different from each other.
前記複数の玉軸受の軸受支点間の中心位置は、前記プーリのベルト荷重作用点の軸方向位置と異なることを特徴とする請求項1に記載のプーリ装置。 A clutch portion that is disposed between the sleeve and the pulley and transmits a rotational force between the sleeve and the pulley;
The pulley apparatus according to claim 1, wherein a center position between bearing fulcrums of the plurality of ball bearings is different from an axial position of a belt load acting point of the pulley.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071128 |