JP3652207B2 - 一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置 - Google Patents
一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用発電機であるオルタネータの回転軸の端部に固定する従動プーリや、自動車用始動装置のスタータモータを構成する回転軸の端部に固定するピニオン等として使用できる、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の走行用エンジンを駆動源として、自動車に必要な発電を行なうオルタネータの構造が、例えば特開平７−１３９５５０号公報に記載されている。図６は、この公報に記載されたオルタネータ１を示している。ハウジング２の内側に回転軸３を、１対の転がり軸受４、４により、回転自在に支持している。この回転軸３の中間部には、ロータ５と整流子６とを設けている。又、この回転軸３の一端部（図６の右端部）で上記ハウジング２外に突出した部分には、従動プーリ７を固定している。エンジンへの組み付け状態では、この従動プーリ７に無端ベルトを掛け渡し、エンジンのクランクシャフトにより、上記回転軸３を回転駆動自在とする。
【０００３】
上記従動プーリ７として従来一般的には、単に上記回転軸３に固定しただけのものを使用していた。これに対して近年、無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、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は、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とする、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置である、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が各種提案され、一部で使用されている。例えば、特開昭５６−１０１３５３号公報、特開平７−３１７８０７号公報、同８−６１４４３号公報、同８−２２６４６２号公報、特公平７−７２５８５号公報、フランス特許公報ＦＲ２７２６０５９Ａ１等に、上述の様な機能を有する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が記載されている。
【０００４】
図７〜９は、これら各公報に記載される等により従来から知られている一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示している。この一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータ１の回転軸３（図６参照）に外嵌固定自在な、内径側部材であるスリーブ８を有する。又、このスリーブ８の周囲に、筒状の外径側部材である従動プーリ７ａを、このスリーブ８と同心に配置している。そして、これらスリーブ８の外周面と従動プーリ７ａの内周面との間に、１対のサポート軸受９、９と、一方向クラッチであるローラクラッチ１０とを設けている。
【０００５】
上記スリーブ８は、全体を円筒状に形成しており、上記オルタネータ１の回転軸３の端部に外嵌固定して、この回転軸３と共に回転自在である。この為に図示の例では、上記スリーブ８の内周面中間部にねじ孔部１１を形成し、このねじ孔部１１と上記回転軸３の先端部外周面に設けた雄ねじ部とを螺合自在としている。又、上記スリーブ８の内周面先端部（図７の左端部）に、断面形状が六角形である係止孔部１２を形成して、この係止孔部１２に、六角レンチ等の工具の先端部を係止自在としている。更に、上記スリーブ８の内周面基端部（図７の右端部）は、上記回転軸３の先端部中間寄り部分とがたつきなく嵌合自在な円孔部１３としている。尚、上記スリーブ８と回転軸３とを相対回転しない様に組み合わせる構造は、スプライン係合、非円形嵌合、キー係合等、他の構造を採用しても良い。又、上記スリーブ８の外周面中央部は、他の部分よりも直径寸法の大きな大径部１４としている。
【０００６】
一方、上記従動プーリ７ａの外周面先半部は、幅方向に亙る断面形状を波形として、ポリＶベルトと呼ばれる無端ベルトの一部を掛け渡し自在としている。そして、上記スリーブ８の外周面と上記従動プーリ７ａの内周面との間に存在する空間の軸方向中間部に、上記ローラクラッチ１０を、同じくこの空間の軸方向両端寄り部でこのローラクラッチ１０を軸方向両側から挟む位置に、上記サポート軸受９、９を、それぞれ配置している。
【０００７】
このうちのサポート軸受９、９は、上記従動プーリ７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ、この従動プーリ７ａと上記スリーブ８との相対回転を自在とする。図示の例では、上記各サポート軸受９、９として、深溝型の玉軸受を使用している。即ち、これら各サポート軸受９、９は、それぞれの内周面に深溝型の外輪軌道１５、１５を有する外輪１６、１６と、それぞれの外周面に深溝型の内輪軌道１７、１７を有する内輪１８、１８と、上記外輪軌道１５、１５と内輪軌道１７、１７との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた玉１９、１９とから成る。そして、上記外輪１６、１６を上記従動プーリ７ａの両端寄り部内周面に、上記内輪１８、１８を上記スリーブ８の両端寄り部外周面に、それぞれ嵌合固定している。又、この状態で上記各内輪１８、１８の軸方向片面を、それぞれ上記大径部１４の軸方向両端面（段差面）に当接させている。又、図示の例では、上記各外輪１６、１６の両端部内周面と上記各内輪１８、１８の両端部外周面との間に、それぞれシールリング２０、２０を設ける事により、上記各玉１９、１９を設置した空間の両端開口部を塞いでいる。
【０００８】
尚、上記各シールリング２０、２０のうち、上記両サポート軸受９、９同士の間に挟まれた空間と対向する側の各シールリング２０、２０の一部には、それぞれ連通孔を形成する事により、この挟まれた空間と上記両サポート軸受９、９の玉１９、１９を設置した空間とを連通させるのが好ましい。この理由は、上記各サポート軸受９、９を上記従動プーリ７ａの内周面と上記スリーブ８の外周面との間に押し込む際に、これら両サポート軸受９、９同士の間に挟まれた空間内の圧力が過度に上昇するのを防止する為である。又、上記各外輪１６、１６を上記従動プーリ７ａの内周面に締り嵌めにより内嵌固定する場合には、この従動プーリ７ａの内周面を、上記各外輪１６、１６を内嵌する部分を大径部とし、後述するクラッチ用外輪２５を内嵌する部分を小径部とし、これら大径部と小径部とを１対の段差面により連続させた段付形状とするのが好ましい。この理由は、上記従動プーリ７ａの内周面を単一円筒面とした場合、上記クラッチ用外輪２５を上記従動プーリ７ａの内周面に圧入する際に、この従動プーリ７ａの内周面に軸方向に亙る溝状の傷が生じ易い為である。そして、この様な溝が生じた場合には、上記両サポート軸受９、９同士の間部分に封入したグリースが、上記溝と上記外輪１６、１６の外周面との間を通じて外部に漏洩する可能性がある。これに対して、上記クラッチ用外輪２５を内嵌する部分を、上記各外輪１６、１６を内嵌する部分よりも小径にすれば、上述の様な傷の発生を防止できる。
【０００９】
又、前記ローラクラッチ１０は、上記従動プーリ７ａが上記スリーブ８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、これら従動プーリ７ａとスリーブ８との間での回転力の伝達を自在とする。この様なローラクラッチ１０を構成する為、上記スリーブ８の大径部１４にクラッチ用内輪２１を、締まり嵌めにより外嵌固定している。このクラッチ用内輪２１は、浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成しており、外周面にカム面２２を形成している。即ち、上記クラッチ用内輪２１の外周面に、ランプ部と呼ばれる複数の凹部２３、２３を、円周方向に亙って等間隔に形成する事により、上記外周面を上記カム面２２としている。尚、図示の例では、上記クラッチ用内輪２１の内周面の一端部（図７の左端部）に円すい凹面状の面取り部２４を形成し、この面取り部２４を、上記クラッチ用内輪２１を上記大径部１４の外周面に圧入する際の案内面としている。
【００１０】
これに対して、上記従動プーリ７ａの内周面中間部に締まり嵌めにより内嵌固定したクラッチ用外輪２５の内周面のうち、少なくとも次述するローラ２６と当接する軸方向中間部は、単なる円筒面としている。この様なクラッチ用外輪２５は、やはり浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成しており、軸方向両端部に、それぞれが特許請求の範囲に記載した円輪部である、内向フランジ状の鍔部２７ａ、２７ｂを形成している。尚、上記両鍔部２７ａ、２７ｂのうち、一方（図７の左方）の鍔部２７ａは、上記クラッチ用外輪２５の製造時に予め形成しておく為、このクラッチ用外輪２５の円筒部と同等の肉厚にしている。これに対して、他方（図７の右方）の鍔部２７ｂは、このクラッチ用外輪２５の直径方向内側に、次述するローラ２６やクラッチ用保持器２８を組み込んでから形成する為、薄肉にしている。
【００１１】
又、上記クラッチ用内輪２１及び上記クラッチ用外輪２５と共に上記ローラクラッチ１０を構成する複数個のローラ２６は、上記クラッチ用内輪２１に、このクラッチ用内輪２１に対する回転を不能として外嵌したクラッチ用保持器２８に、転動及び円周方向に亙る若干の変位自在に支持している。このクラッチ用保持器２８は、合成樹脂（例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂にガラス繊維を２０％程度混入したもの）により全体を籠型円筒状に形成しており、それぞれが円環状である１対のリム部２９、２９と、これら両リム部２９、２９同士を連結する複数の柱部３０、３０とを備える。
【００１２】
そして、上記各リム部２９、２９の内側面と各柱部３０、３０の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれ上記各ローラ２６を転動並びに円周方向に亙る若干の変位自在に保持する為の、ポケット３１、３１としている。そして、上記各リム部２９、２９の内周面複数個所に形成した円弧状の凸部３２、３２を、上記クラッチ用内輪２１の外周面に形成した凹部２３、２３に係合させる事により、上記クラッチ用保持器２８を上記クラッチ用内輪２１に、このクラッチ用内輪２１に対する相対回転を不能に装着している。
【００１３】
又、この様なクラッチ用保持器２８を構成する柱部３０、３０と上記各ローラ２６との間に、それぞれ板ばね、或はこのクラッチ用保持器２８と一体の合成樹脂ばね等のばねを設けている。これら各ばねは、上記各ローラ２６を、前記カム面２２の外周面と前記クラッチ用外輪２５の中間部内周面（円筒面）との間に形成される円筒状隙間の寸法のうち、直径方向の幅が狭くなった部分に向け、上記クラッチ用保持器２８の円周方向に関して同方向に、弾性的に押圧している。又、上述の様なクラッチ用保持器２８の軸方向両端面は、前記クラッチ用外輪２５を構成する両鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と近接対向させて、このクラッチ用保持器２８が軸方向に変位する事を阻止している。
【００１４】
上述の様に構成する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の使用時、前記従動プーリ７ａと前記スリーブ８とが所定方向に相対回転する傾向となった場合には、上記各ローラ２６が上記円筒状隙間の直径方向の幅の狭い部分に食い込み、上記従動プーリ７ａと上記スリーブ８との相対回転が不能（ロック状態）となる。一方、これら従動プーリ７ａとスリーブ８とが上記所定方向とは反対方向に相対回転する場合には、上記各ローラ２６が上記円筒状隙間の直径方向の幅の広い部分に退避し、上記従動プーリ７ａと上記スリーブ８との相対回転が自在（オーバラン状態）となる。
【００１５】
上述の様な構成を有するオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用する理由は、次の２通りである。先ず、第一の理由は、無端ベルトの寿命を延長する為である。例えば、上記駆動用エンジンがディーゼルエンジンであった場合、アイドリング時等の低回転時には、クランクシャフトの回転角速度の変動が大きくなる。この結果、上記駆動プーリに掛け渡した無端ベルトの走行速度も細かく変動する事になる。一方、この無端ベルトにより従動プーリを介して回転駆動されるオルタネータの回転軸３は、この回転軸３並びにこの回転軸３に固定したロータ等の慣性質量に基づき、それ程急激には変動しない。従って、上記従動プーリを回転軸に対し単に固定した場合には、クランクシャフトの回転角速度の変動に伴い、上記無端ベルトと従動プーリとが両方向に擦れ合う傾向となる。この結果、この従動プーリと擦れ合う無端ベルトに、繰り返し異なる方向の応力が作用して、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生し易くなったり、或はこの無端ベルトの寿命が短くなったりする原因となる。
【００１６】
そこで、この様な従動プーリとして、上記オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用する事により、上記無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、上記従動プーリから回転軸３への回転力の伝達を自在とし、反対に上記無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、これら従動プーリと回転軸３との相対回転を自在とする。即ち、上記無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、上記従動プーリの回転角速度を上記回転軸の回転角速度よりも遅くして、上記無端ベルトと従動プーリとの当接部が強く擦れ合う事を防止する。この様にして、従動プーリと無端ベルトとの擦れ合い部に作用する応力の方向を一定にし、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生したり、或はこの無端ベルトの寿命が低下する事を防止する。
【００１７】
第二の理由は、オルタネータの発電効率を向上させる為である。オルタネータのロータを固定した回転軸３は、自動車の駆動用エンジンにより、無端ベルトと従動プーリとを介して回転駆動する。固定式の従動プーリを使用すると、上記駆動用エンジンの回転速度が急激に低下した場合に、上記ロータの回転速度も急激に低下して、上記オルタネータによる発電量も急激に減少する。これに対して、上記オルタネータに付属の従動プーリとして、上記オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用すれば、上記駆動用エンジンの回転速度が急激に低下した場合でも、上記ロータの回転速度が慣性力により徐々に低下して、その間も発電を続ける。この結果、固定式の従動プーリを使用した場合に比べ、上記回転軸及びロータの運動エネルギを有効に利用して、オルタネータの発電量の増大を図れる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な従来構造の場合、クラッチ用保持器２８が軸方向に変位する事は、クラッチ用外輪２５の両端部に設けた１対の鍔部２７ａ、２７ｂにより阻止する。即ち、従動プーリ７ａとスリーブ８とが相対回転するオーバラン時に、上記クラッチ用保持器２８が軸方向に変位しようとした場合には、このクラッチ用保持器２８の軸方向端面と何れか一方の鍔部２７ａ（２７ｂ）の内側面とが接触（摺接）し、上記クラッチ用保持器２８の軸方向の変位が阻止される。ところが、上述した様なオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の場合、上記プーリ７ａとスリーブ８との相対回転速度は、数百 min-1（r.p.m.）から、著しい場合には数千 min-1（r.p.m.）に達する場合もある。この為、上述の様にクラッチ用保持器２８の軸方向両端面と上記各鍔部２７ａ、２７ｂの内側面とを摺接させると、このクラッチ用保持器２８の軸方向両端面が摩耗し易くなったり、或はこのクラッチ用保持器２８の軸方向両端面と上記各鍔部２７ａ、２７ｂの内側面との摺接部で発生する摩擦熱が過大となる可能性がある。
【００１９】
そして、上記クラッチ用保持器２８の軸方向両端面が摩耗する事により生じた摩耗粉が、前記ローラクラッチ１０を潤滑する為のグリースに混入した場合には、このグリースの潤滑性能を劣化させる可能性がある。又、上記摺接部で発生する摩擦熱が過大になった場合も、上記グリースが早期に熱劣化する可能性がある。グリースの劣化は、上記ローラクラッチ１０の耐久性を損なう原因となる為、好ましくない。尚、この様な不都合は、上記１対の鍔部２７ａ、２７ｂを有しない構造に於いて、上記クラッチ用保持器２８の軸方向両端面がこのクラッチ用保持器２８と相対回転する他の部材と摺接する場合にも、同様に生じる。
本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、前述の図７〜９に示した従来構造と同様に、回転軸の端部に固定する内径側部材と、この内径側部材の周囲にこの内径側部材と同心に配置した筒状の外径側部材と、これら内径側部材の外周面の軸方向中間部と外径側部材の内周面の軸方向中間部との間に設け、この外径側部材が上記内径側部材に対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、これら外径側部材と内径側部材との間での回転力の伝達を自在とする一方向クラッチと、この一方向クラッチを軸方向両側から挟む位置で上記内径側部材の外周面と上記外径側部材の内周面との間に設け、この外径側部材に加わるラジアル荷重を支承しつつこれら内径側部材と外径側部材との相対回転を自在とする１対のサポート軸受とを備える。
【００２１】
特に、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置に於いては、上記外径側部材の軸方向中間部に、その軸方向両端部に直径方向内方に延出する１対の円輪部を有するクラッチ用外輪を内嵌固定すると共に、これら両円輪部の互いに対向する内側面を、それぞれ上記一方向クラッチを構成するクラッチ用保持器の軸方向両端面に近接対向させている。又、上記一方向クラッチを構成するクラッチ用保持器は、このクラッチ用保持器の内周面の一部を上記内径側部材の外周面に直接、若しくは他の部材を介して凹凸係合させる事に基づき、この内径側部材と共に回転自在としている。且つ、上記クラッチ用保持器の軸方向端部にこの内径側部材の外周面に向け突出する状態で設けた凸部を、この内径側部材の外周面に全周に亙って形成した段差面若しくはこの内径側部材の外周面に嵌合固定した部材の軸方向端面と、同じくこの内径側部材の外周面に全周に亙って形成した他の段差面若しくはこの内径側部材の外周面に嵌合固定した上記他の部材の軸方向端面との間に配置している。これと共に、上記凸部の軸方向の厚さ寸法をＡとし、上記段差面若しくは部材の軸方向端面と上記他の段差面若しくは他の部材の軸方向端面との間隔をＢとし、上記クラッチ用保持器の両端面と上記両円輪部の内側面との間隔を、それぞれＣとした場合に、Ｃ＞Ｂ−Ａの関係を満たす事により、上記クラッチ用保持器の軸方向の変位を規制して、このクラッチ用保持器の軸方向両端面が上記両円輪部の内側面と接触するのを防止している。
【００２２】
【作用】
上述の様に、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の場合には、クラッチ用保持器の軸方向両端面が、このクラッチ用保持器と相対回転する部材と接触（摺接）する事を防止できる。即ち、本発明の場合、クラッチ用保持器が軸方向に変位する傾向となった場合には、このクラッチ用保持器の軸方向端面がクラッチ用外輪の端部に形成されてこのクラッチ用保持器と相対回転する円輪部の内側面と接触するよりも先に、このクラッチ用保持器の軸方向端部に設けた凸部が、内径側部材の外周面に形成した段差面若しくはこの外周面に嵌合固定した部材の軸方向端面と当接する。これら段差面及び端面は、上記クラッチ用保持器と共に回転する部位である為、一方向クラッチのオーバーラン時にも、上記段差面及び端面と上記凸部との当接部が擦れ合う事はない。従って本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の場合には、上記クラッチ用保持器の軸方向両端面が摩耗したり、或は、このクラッチ用保持器の軸方向両端面部分で摩擦熱が発生する事はない。この為、一方向クラッチを潤滑する為のグリースにクラッチ用保持器の摩耗粉が混入したり、或は、このグリースが熱劣化すると言った不都合が生じる事はない。この為、一方向クラッチの潤滑状態を長期に亙り良好に保持して、十分な耐久性を有する一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置を実現できる。
【００２３】
又、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の場合、クラッチ用外輪の軸方向両端部に形成した１対の円輪部の内側面とクラッチ用保持器の軸方向両端面との間には、常に隙間が存在する様になる。この為、この隙間部分をグリース溜りとして利用し、一方向クラッチの潤滑を十分に行なえる。即ち、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の使用時には、上記隙間部分に溜まったグリースに遠心力が作用する。そして、この様に遠心力を受けたグリースがクラッチ用外輪の内周面に均一に広がる。この結果、オーバラン時にグリースを必要とする部分である、一方向クラッチを構成する複数個のロック部材の表面とクラッチ用外輪の内周面との間部分に、グリースを十分に供給できる。この為、一方向クラッチの潤滑状態を長期に亙り良好に保持して、十分な耐久性を有する一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置を実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、クラッチ用保持器２８ａの軸方向の変位を規制する事により、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面とクラッチ用外輪２５を構成する１対の鍔部（円輪部）２７ａ、２７ｂの内側面とが接触（摺接）するのを防止する点にある。上記クラッチ用保持器２８ａの内周面に設けた複数の凸部３２、３２とクラッチ用内輪２１の外周面に設けた複数の凹部２３とを係合させる事に基づき、このクラッチ用保持器２８ａをこのクラッチ用内輪２１と共に回転自在としている点を含めて、その他の部分の構造及び作用は、前述の図７〜９に示した従来構造と同様である。この為、同等部分には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２５】
スリーブ８の軸方向中間部に設けた大径部１４の一端寄り部分（図１の左寄り端部分）の外周面には、この大径部１４の一端部外周面を直径方向外方に突出させる事により、段差面３３を形成している。又、ローラクラッチ１０を構成するクラッチ用保持器２８ａの一端部（図１の左端部）内周面には、直径方向内方に突出する凸部３４を、全周に亙り、或は円周方向の少なくとも１個所位置に形成している。そして、この凸部３４の先端側（内径側）部分を、上記段差面３３と上記大径部１４の中間部に外嵌固定したクラッチ用内輪２１の一端面（図１の左端面）との間に配置している。これにより、上記クラッチ用保持器２８ａの軸方向の変位を規制して、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面が、このクラッチ用保持器２８ａと相対回転する部位である、上記クラッチ用外輪２５の軸方向両端部に設けた１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と接触するのを防止している。即ち、上記クラッチ用保持器２８ａが軸方向に変位する傾向となった場合、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向端面と何れか一方の鍔部２７ａ（２７ｂ）の内側面とが接触するよりも先に、上記凸部３４の側面と上記段差面３３又は上記クラッチ用内輪２１の一端面とが当接する様に、各部の寸法を規制している。
【００２６】
この様な規制を行なう為に本例の場合、上記凸部３４の軸方向の厚さ寸法をＡとし、上記段差面３３と上記クラッチ用内輪２１の一端面との間隔をＢとし、上記クラッチ用保持器２８ａの両端面と上記各鍔部２７ａ、２７ｂの内側面との間隔を、それぞれＣとした場合に、組み付け誤差並びに組み付け性を考慮して、これら各寸法Ａ〜Ｃが、Ｃ＞Ｂ−Ａの関係を満たす様にしている。例えば、上記寸法差Ｂ−Ａが０〜０．５（mm）である場合に、上記各間隔Ｃを、それぞれ０．５（mm）よりも大きくする。尚、上記段差面３３及びクラッチ用内輪２１の一端面は、上記クラッチ用保持器２８ａと共に回転する部位である。この為、上述の様に凸部３４の側面と段差面３３又はクラッチ用内輪２１の一端面とが当接し、前記ローラクラッチ１０がオーバランした場合にも、これら両面同士の当接部が擦れ合う事はない。
【００２７】
上述の様に、本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記クラッチ用保持器２８ａの両端面が、このクラッチ用保持器２８ａと相対回転する、上記１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と接触（摺接）する事を防止できる。従って、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面が摩耗したり、或は、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面部分で摩擦熱が発生する事はない。この為、ローラクラッチ１０を潤滑する為のグリースに上記クラッチ用保持器２８ａの摩耗粉が混入したり、或は、このグリースが高温に曝されたりして、このグリースが早期に劣化する事を防止できる。
【００２８】
更に、本例の場合、上記１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と上記クラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面との間に、常に隙間が存在する様になる。この為、この隙間部分をグリース溜りとして利用し、上記ローラクラッチ１０の潤滑を十分に行なえる。即ち、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の使用時には、上記隙間部分に溜まったグリースに遠心力が作用する。そして、この様に遠心力を受けたグリースが前記クラッチ用外輪２５の内周面に均一に広がる。この結果、前記従動プーリ７ａと前記スリーブ８とが相対回転するオーバラン時に、グリースを必要とする部分である、上記ローラクラッチ１０を構成する複数個のローラ２６、２６の転動面と上記クラッチ用外輪２５の内周面との間部分に、グリースを十分に供給できる。この為、上記ローラクラッチ１０の潤滑状態を長期間に亙り良好に保持して、十分な耐久性を有する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を実現できる。
【００２９】
尚、本例の場合、前記凸部３４は上記クラッチ用保持器２８ａ一端側に設けたが、この凸部３４は、このクラッチ用保持器２８ａの他端側（図１の右端側）に設ける事もできる。
【００３０】
次に、図２〜３は、本発明の実施の形態の第２〜３例を示している。これら第２〜３例の場合には、スリーブ８ａを構成する大径部１４の一端（図２〜３の左端）寄り部外周面に段差面３３（図１参照）を設けず、この大径部１４の外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成している。その代りに、上記スリーブ８ａの外周面の一端寄り部で上記大径部１４と隣接する部分（図２に示した第２例の場合）若しくはこの大径部１４の外周面の一端部（図３に示した第３例の場合）に、断面矩形で円環状の抑え部材３６を、締り嵌め等により外嵌固定している。そして、この抑え部材３６の軸方向端面（図２〜３の右端面）と、上記大径部１４に外嵌固定したクラッチ用内輪２１（図１参照）の軸方向一端面（図１の左端面）との間に、クラッチ用保持器２８ａに設けた凸部３４（図１参照）を配置する様にしている。これら第２〜３例の場合には、上記大径部１４の外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成できる為、上記スリーブ８ａの材料費及び加工費を低減できる。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００３１】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、スリーブ８ｂの外周面に大径部１４（図１〜３参照）を設けず、このスリーブ８ｂの外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成している。そして、このスリーブ８ｂの中間部外周面に、全体を略円筒状に形成した第二スリーブ３７を外嵌固定している。この第二スリーブ３７は、上記スリーブ８ｂの外周面に締り嵌めにより外嵌固定する為の円筒部３８と、この円筒部３８の軸方向一端部（図４の左端部）に全周に亙り設けた外向フランジ状の鍔部３９とから成る。又、上記円筒部３８の中間部外周面には、クラッチ用内輪２１を外嵌固定している。そして、本例の場合には、上記鍔部３９の側面（図４の右側面）と上記クラッチ用内輪２１の軸方向一端面（図４の左端面）との間に、クラッチ用保持器２８ａに設けた凸部３４（図１参照）を配置する様にしている。この様な本例の場合、上記スリーブ８ｂ外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成できる為、このスリーブ８ｂの材料費及び加工費の更なる低減を図れる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００３２】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、クラッチ用保持器２８ｂの一端部（図５の左端部）内周面に突設した凸部３４ａの先端部に、軸方向外方（図５の左方）に延出する庇状部３５を形成している。そして、この庇状部３５を、一方（図５の左方）のサポート軸受９を構成する内輪１８の内端面（図５の右端面）と、ローラクラッチ１０を構成するクラッチ用内輪２１の一端面（図５の左端面）との間に配置している。これにより、上記クラッチ用保持器２８ｂの軸方向の変位を規制して、このクラッチ用保持器２８ｂの軸方向両端面が１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と接触（摺接）するのを防止している。上記凸部３４ａの形状並びに配置個所を変えた点を除き、その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００３３】
尚、上述した実施の形態では、一方向クラッチとしてロークラッチを使用した場合に就いて述べたが、本発明はこの一方向クラッチとして、スプラグクラッチの如きカムクラッチ等、従来から知られている他の構造の一方向クラッチを使用した場合でも同様の効果を得られる。カムクラッチを使用する場合には、カムと係合する周面は何れも円筒面となる。従って、何れの周面にも、カムクラッチを構成する為の部材を嵌合しない可能性がある。この様な場合には、一方の周面となる面に、直接、他の段差面を形成して、クラッチ用保持器の軸方向位置規制に供する。又、１対のサポート軸受としては、１対の玉軸受を使用する場合に限らず、１対のころ軸受、或は玉軸受ところ軸受とを１個ずつを使用した場合であっても、同様の効果を得られる。
【００３４】
更に、上述した実施の形態では、本発明をオルタネータ用プーリに適用した例に就いて示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、本発明を自動車用始動装置を構成するスタータモータの回転伝達部として利用する場合には、筒状の外径側部材の外周面に、フライホイールの外周面に形成したリングギヤと噛合自在な、ピニオンギヤを形成する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、以上に述べた通り構成され作用する為、一方向クラッチを潤滑する為のグリースにクラッチ用保持器の摩耗粉が混入したり、或はこのグリースが高温に曝されたりして、このグリースが早期に劣化する事を防止できる。この為、上記一方向クラッチの潤滑状態を長期間に亙り良好に保持して、耐久性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。
【図２】同第２例を、要部のみを取り出して示す半部断面図。
【図３】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図４】同第４例を、要部のみを取り出して示す半部断面図。
【図５】同第５例を示す半部断面図。
【図６】従来から知られているオルタネータの１例を示す断面図。
【図７】従来構造の１例を示す半部断面図。
【図８】クラッチ用保持器の部分斜視図。
【図９】クラッチ用内輪及びクラッチ用保持器のみを取り出して示す部分側面図。
【符号の説明】
１ オルタネータ
２ ハウジング
３ 回転軸
４ 転がり軸受
５ ロータ
６ 整流子
７、７ａ 従動プーリ
８、８ａ、８ｂ スリーブ
９ サポート軸受
１０ ローラクラッチ
１１ ねじ孔部
１２ 係止孔部
１３ 円孔部
１４ 大径部
１５ 外輪軌道
１６ 外輪
１７ 内輪軌道
１８ 内輪
１９ 玉
２０ シールリング
２１ クラッチ用内輪
２２ カム面
２３ 凹部
２４ 面取り部
２５ クラッチ用外輪
２６ ローラ
２７ａ、２７ｂ 鍔部
２８、２８ａ、２８ｂ クラッチ用保持器
２９ リム部
３０ 柱部
３１ ポケット
３２ 凸部
３３ 段差面
３４、３４ａ 凸部
３５ 庇状部
３６ 抑え部材
３７ 第二スリーブ
３８ 円筒部
３９ 鍔部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用発電機であるオルタネータの回転軸の端部に固定する従動プーリや、自動車用始動装置のスタータモータを構成する回転軸の端部に固定するピニオン等として使用できる、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の走行用エンジンを駆動源として、自動車に必要な発電を行なうオルタネータの構造が、例えば特開平７−１３９５５０号公報に記載されている。図６は、この公報に記載されたオルタネータ１を示している。ハウジング２の内側に回転軸３を、１対の転がり軸受４、４により、回転自在に支持している。この回転軸３の中間部には、ロータ５と整流子６とを設けている。又、この回転軸３の一端部（図６の右端部）で上記ハウジング２外に突出した部分には、従動プーリ７を固定している。エンジンへの組み付け状態では、この従動プーリ７に無端ベルトを掛け渡し、エンジンのクランクシャフトにより、上記回転軸３を回転駆動自在とする。
【０００３】
上記従動プーリ７として従来一般的には、単に上記回転軸３に固定しただけのものを使用していた。これに対して近年、無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、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は、従動プーリと回転軸との相対回転を自在とする、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置である、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が各種提案され、一部で使用されている。例えば、特開昭５６−１０１３５３号公報、特開平７−３１７８０７号公報、同８−６１４４３号公報、同８−２２６４６２号公報、特公平７−７２５８５号公報、フランス特許公報ＦＲ２７２６０５９Ａ１等に、上述の様な機能を有する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が記載されている。
【０００４】
図７〜９は、これら各公報に記載される等により従来から知られている一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を示している。この一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータ１の回転軸３（図６参照）に外嵌固定自在な、内径側部材であるスリーブ８を有する。又、このスリーブ８の周囲に、筒状の外径側部材である従動プーリ７ａを、このスリーブ８と同心に配置している。そして、これらスリーブ８の外周面と従動プーリ７ａの内周面との間に、１対のサポート軸受９、９と、一方向クラッチであるローラクラッチ１０とを設けている。
【０００５】
上記スリーブ８は、全体を円筒状に形成しており、上記オルタネータ１の回転軸３の端部に外嵌固定して、この回転軸３と共に回転自在である。この為に図示の例では、上記スリーブ８の内周面中間部にねじ孔部１１を形成し、このねじ孔部１１と上記回転軸３の先端部外周面に設けた雄ねじ部とを螺合自在としている。又、上記スリーブ８の内周面先端部（図７の左端部）に、断面形状が六角形である係止孔部１２を形成して、この係止孔部１２に、六角レンチ等の工具の先端部を係止自在としている。更に、上記スリーブ８の内周面基端部（図７の右端部）は、上記回転軸３の先端部中間寄り部分とがたつきなく嵌合自在な円孔部１３としている。尚、上記スリーブ８と回転軸３とを相対回転しない様に組み合わせる構造は、スプライン係合、非円形嵌合、キー係合等、他の構造を採用しても良い。又、上記スリーブ８の外周面中央部は、他の部分よりも直径寸法の大きな大径部１４としている。
【０００６】
一方、上記従動プーリ７ａの外周面先半部は、幅方向に亙る断面形状を波形として、ポリＶベルトと呼ばれる無端ベルトの一部を掛け渡し自在としている。そして、上記スリーブ８の外周面と上記従動プーリ７ａの内周面との間に存在する空間の軸方向中間部に、上記ローラクラッチ１０を、同じくこの空間の軸方向両端寄り部でこのローラクラッチ１０を軸方向両側から挟む位置に、上記サポート軸受９、９を、それぞれ配置している。
【０００７】
このうちのサポート軸受９、９は、上記従動プーリ７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ、この従動プーリ７ａと上記スリーブ８との相対回転を自在とする。図示の例では、上記各サポート軸受９、９として、深溝型の玉軸受を使用している。即ち、これら各サポート軸受９、９は、それぞれの内周面に深溝型の外輪軌道１５、１５を有する外輪１６、１６と、それぞれの外周面に深溝型の内輪軌道１７、１７を有する内輪１８、１８と、上記外輪軌道１５、１５と内輪軌道１７、１７との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた玉１９、１９とから成る。そして、上記外輪１６、１６を上記従動プーリ７ａの両端寄り部内周面に、上記内輪１８、１８を上記スリーブ８の両端寄り部外周面に、それぞれ嵌合固定している。又、この状態で上記各内輪１８、１８の軸方向片面を、それぞれ上記大径部１４の軸方向両端面（段差面）に当接させている。又、図示の例では、上記各外輪１６、１６の両端部内周面と上記各内輪１８、１８の両端部外周面との間に、それぞれシールリング２０、２０を設ける事により、上記各玉１９、１９を設置した空間の両端開口部を塞いでいる。
【０００８】
尚、上記各シールリング２０、２０のうち、上記両サポート軸受９、９同士の間に挟まれた空間と対向する側の各シールリング２０、２０の一部には、それぞれ連通孔を形成する事により、この挟まれた空間と上記両サポート軸受９、９の玉１９、１９を設置した空間とを連通させるのが好ましい。この理由は、上記各サポート軸受９、９を上記従動プーリ７ａの内周面と上記スリーブ８の外周面との間に押し込む際に、これら両サポート軸受９、９同士の間に挟まれた空間内の圧力が過度に上昇するのを防止する為である。又、上記各外輪１６、１６を上記従動プーリ７ａの内周面に締り嵌めにより内嵌固定する場合には、この従動プーリ７ａの内周面を、上記各外輪１６、１６を内嵌する部分を大径部とし、後述するクラッチ用外輪２５を内嵌する部分を小径部とし、これら大径部と小径部とを１対の段差面により連続させた段付形状とするのが好ましい。この理由は、上記従動プーリ７ａの内周面を単一円筒面とした場合、上記クラッチ用外輪２５を上記従動プーリ７ａの内周面に圧入する際に、この従動プーリ７ａの内周面に軸方向に亙る溝状の傷が生じ易い為である。そして、この様な溝が生じた場合には、上記両サポート軸受９、９同士の間部分に封入したグリースが、上記溝と上記外輪１６、１６の外周面との間を通じて外部に漏洩する可能性がある。これに対して、上記クラッチ用外輪２５を内嵌する部分を、上記各外輪１６、１６を内嵌する部分よりも小径にすれば、上述の様な傷の発生を防止できる。
【０００９】
又、前記ローラクラッチ１０は、上記従動プーリ７ａが上記スリーブ８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、これら従動プーリ７ａとスリーブ８との間での回転力の伝達を自在とする。この様なローラクラッチ１０を構成する為、上記スリーブ８の大径部１４にクラッチ用内輪２１を、締まり嵌めにより外嵌固定している。このクラッチ用内輪２１は、浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成しており、外周面にカム面２２を形成している。即ち、上記クラッチ用内輪２１の外周面に、ランプ部と呼ばれる複数の凹部２３、２３を、円周方向に亙って等間隔に形成する事により、上記外周面を上記カム面２２としている。尚、図示の例では、上記クラッチ用内輪２１の内周面の一端部（図７の左端部）に円すい凹面状の面取り部２４を形成し、この面取り部２４を、上記クラッチ用内輪２１を上記大径部１４の外周面に圧入する際の案内面としている。
【００１０】
これに対して、上記従動プーリ７ａの内周面中間部に締まり嵌めにより内嵌固定したクラッチ用外輪２５の内周面のうち、少なくとも次述するローラ２６と当接する軸方向中間部は、単なる円筒面としている。この様なクラッチ用外輪２５は、やはり浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成しており、軸方向両端部に、それぞれが特許請求の範囲に記載した円輪部である、内向フランジ状の鍔部２７ａ、２７ｂを形成している。尚、上記両鍔部２７ａ、２７ｂのうち、一方（図７の左方）の鍔部２７ａは、上記クラッチ用外輪２５の製造時に予め形成しておく為、このクラッチ用外輪２５の円筒部と同等の肉厚にしている。これに対して、他方（図７の右方）の鍔部２７ｂは、このクラッチ用外輪２５の直径方向内側に、次述するローラ２６やクラッチ用保持器２８を組み込んでから形成する為、薄肉にしている。
【００１１】
又、上記クラッチ用内輪２１及び上記クラッチ用外輪２５と共に上記ローラクラッチ１０を構成する複数個のローラ２６は、上記クラッチ用内輪２１に、このクラッチ用内輪２１に対する回転を不能として外嵌したクラッチ用保持器２８に、転動及び円周方向に亙る若干の変位自在に支持している。このクラッチ用保持器２８は、合成樹脂（例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂にガラス繊維を２０％程度混入したもの）により全体を籠型円筒状に形成しており、それぞれが円環状である１対のリム部２９、２９と、これら両リム部２９、２９同士を連結する複数の柱部３０、３０とを備える。
【００１２】
そして、上記各リム部２９、２９の内側面と各柱部３０、３０の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれ上記各ローラ２６を転動並びに円周方向に亙る若干の変位自在に保持する為の、ポケット３１、３１としている。そして、上記各リム部２９、２９の内周面複数個所に形成した円弧状の凸部３２、３２を、上記クラッチ用内輪２１の外周面に形成した凹部２３、２３に係合させる事により、上記クラッチ用保持器２８を上記クラッチ用内輪２１に、このクラッチ用内輪２１に対する相対回転を不能に装着している。
【００１３】
又、この様なクラッチ用保持器２８を構成する柱部３０、３０と上記各ローラ２６との間に、それぞれ板ばね、或はこのクラッチ用保持器２８と一体の合成樹脂ばね等のばねを設けている。これら各ばねは、上記各ローラ２６を、前記カム面２２の外周面と前記クラッチ用外輪２５の中間部内周面（円筒面）との間に形成される円筒状隙間の寸法のうち、直径方向の幅が狭くなった部分に向け、上記クラッチ用保持器２８の円周方向に関して同方向に、弾性的に押圧している。又、上述の様なクラッチ用保持器２８の軸方向両端面は、前記クラッチ用外輪２５を構成する両鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と近接対向させて、このクラッチ用保持器２８が軸方向に変位する事を阻止している。
【００１４】
上述の様に構成する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の使用時、前記従動プーリ７ａと前記スリーブ８とが所定方向に相対回転する傾向となった場合には、上記各ローラ２６が上記円筒状隙間の直径方向の幅の狭い部分に食い込み、上記従動プーリ７ａと上記スリーブ８との相対回転が不能（ロック状態）となる。一方、これら従動プーリ７ａとスリーブ８とが上記所定方向とは反対方向に相対回転する場合には、上記各ローラ２６が上記円筒状隙間の直径方向の幅の広い部分に退避し、上記従動プーリ７ａと上記スリーブ８との相対回転が自在（オーバラン状態）となる。
【００１５】
上述の様な構成を有するオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用する理由は、次の２通りである。先ず、第一の理由は、無端ベルトの寿命を延長する為である。例えば、上記駆動用エンジンがディーゼルエンジンであった場合、アイドリング時等の低回転時には、クランクシャフトの回転角速度の変動が大きくなる。この結果、上記駆動プーリに掛け渡した無端ベルトの走行速度も細かく変動する事になる。一方、この無端ベルトにより従動プーリを介して回転駆動されるオルタネータの回転軸３は、この回転軸３並びにこの回転軸３に固定したロータ等の慣性質量に基づき、それ程急激には変動しない。従って、上記従動プーリを回転軸に対し単に固定した場合には、クランクシャフトの回転角速度の変動に伴い、上記無端ベルトと従動プーリとが両方向に擦れ合う傾向となる。この結果、この従動プーリと擦れ合う無端ベルトに、繰り返し異なる方向の応力が作用して、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生し易くなったり、或はこの無端ベルトの寿命が短くなったりする原因となる。
【００１６】
そこで、この様な従動プーリとして、上記オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用する事により、上記無端ベルトの走行速度が一定若しくは上昇傾向にある場合には、上記従動プーリから回転軸３への回転力の伝達を自在とし、反対に上記無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、これら従動プーリと回転軸３との相対回転を自在とする。即ち、上記無端ベルトの走行速度が低下傾向にある場合には、上記従動プーリの回転角速度を上記回転軸の回転角速度よりも遅くして、上記無端ベルトと従動プーリとの当接部が強く擦れ合う事を防止する。この様にして、従動プーリと無端ベルトとの擦れ合い部に作用する応力の方向を一定にし、この無端ベルトと従動プーリとの間に滑りが発生したり、或はこの無端ベルトの寿命が低下する事を防止する。
【００１７】
第二の理由は、オルタネータの発電効率を向上させる為である。オルタネータのロータを固定した回転軸３は、自動車の駆動用エンジンにより、無端ベルトと従動プーリとを介して回転駆動する。固定式の従動プーリを使用すると、上記駆動用エンジンの回転速度が急激に低下した場合に、上記ロータの回転速度も急激に低下して、上記オルタネータによる発電量も急激に減少する。これに対して、上記オルタネータに付属の従動プーリとして、上記オルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を使用すれば、上記駆動用エンジンの回転速度が急激に低下した場合でも、上記ロータの回転速度が慣性力により徐々に低下して、その間も発電を続ける。この結果、固定式の従動プーリを使用した場合に比べ、上記回転軸及びロータの運動エネルギを有効に利用して、オルタネータの発電量の増大を図れる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な従来構造の場合、クラッチ用保持器２８が軸方向に変位する事は、クラッチ用外輪２５の両端部に設けた１対の鍔部２７ａ、２７ｂにより阻止する。即ち、従動プーリ７ａとスリーブ８とが相対回転するオーバラン時に、上記クラッチ用保持器２８が軸方向に変位しようとした場合には、このクラッチ用保持器２８の軸方向端面と何れか一方の鍔部２７ａ（２７ｂ）の内側面とが接触（摺接）し、上記クラッチ用保持器２８の軸方向の変位が阻止される。ところが、上述した様なオルタネータ用一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の場合、上記プーリ７ａとスリーブ８との相対回転速度は、数百 min-1（r.p.m.）から、著しい場合には数千 min-1（r.p.m.）に達する場合もある。この為、上述の様にクラッチ用保持器２８の軸方向両端面と上記各鍔部２７ａ、２７ｂの内側面とを摺接させると、このクラッチ用保持器２８の軸方向両端面が摩耗し易くなったり、或はこのクラッチ用保持器２８の軸方向両端面と上記各鍔部２７ａ、２７ｂの内側面との摺接部で発生する摩擦熱が過大となる可能性がある。
【００１９】
そして、上記クラッチ用保持器２８の軸方向両端面が摩耗する事により生じた摩耗粉が、前記ローラクラッチ１０を潤滑する為のグリースに混入した場合には、このグリースの潤滑性能を劣化させる可能性がある。又、上記摺接部で発生する摩擦熱が過大になった場合も、上記グリースが早期に熱劣化する可能性がある。グリースの劣化は、上記ローラクラッチ１０の耐久性を損なう原因となる為、好ましくない。尚、この様な不都合は、上記１対の鍔部２７ａ、２７ｂを有しない構造に於いて、上記クラッチ用保持器２８の軸方向両端面がこのクラッチ用保持器２８と相対回転する他の部材と摺接する場合にも、同様に生じる。
本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、前述の図７〜９に示した従来構造と同様に、回転軸の端部に固定する内径側部材と、この内径側部材の周囲にこの内径側部材と同心に配置した筒状の外径側部材と、これら内径側部材の外周面の軸方向中間部と外径側部材の内周面の軸方向中間部との間に設け、この外径側部材が上記内径側部材に対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、これら外径側部材と内径側部材との間での回転力の伝達を自在とする一方向クラッチと、この一方向クラッチを軸方向両側から挟む位置で上記内径側部材の外周面と上記外径側部材の内周面との間に設け、この外径側部材に加わるラジアル荷重を支承しつつこれら内径側部材と外径側部材との相対回転を自在とする１対のサポート軸受とを備える。
【００２１】
特に、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置に於いては、上記外径側部材の軸方向中間部に、その軸方向両端部に直径方向内方に延出する１対の円輪部を有するクラッチ用外輪を内嵌固定すると共に、これら両円輪部の互いに対向する内側面を、それぞれ上記一方向クラッチを構成するクラッチ用保持器の軸方向両端面に近接対向させている。又、上記一方向クラッチを構成するクラッチ用保持器は、このクラッチ用保持器の内周面の一部を上記内径側部材の外周面に直接、若しくは他の部材を介して凹凸係合させる事に基づき、この内径側部材と共に回転自在としている。且つ、上記クラッチ用保持器の軸方向端部にこの内径側部材の外周面に向け突出する状態で設けた凸部を、この内径側部材の外周面に全周に亙って形成した段差面若しくはこの内径側部材の外周面に嵌合固定した部材の軸方向端面と、同じくこの内径側部材の外周面に全周に亙って形成した他の段差面若しくはこの内径側部材の外周面に嵌合固定した上記他の部材の軸方向端面との間に配置している。これと共に、上記凸部の軸方向の厚さ寸法をＡとし、上記段差面若しくは部材の軸方向端面と上記他の段差面若しくは他の部材の軸方向端面との間隔をＢとし、上記クラッチ用保持器の両端面と上記両円輪部の内側面との間隔を、それぞれＣとした場合に、Ｃ＞Ｂ−Ａの関係を満たす事により、上記クラッチ用保持器の軸方向の変位を規制して、このクラッチ用保持器の軸方向両端面が上記両円輪部の内側面と接触するのを防止している。
【００２２】
【作用】
上述の様に、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の場合には、クラッチ用保持器の軸方向両端面が、このクラッチ用保持器と相対回転する部材と接触（摺接）する事を防止できる。即ち、本発明の場合、クラッチ用保持器が軸方向に変位する傾向となった場合には、このクラッチ用保持器の軸方向端面がクラッチ用外輪の端部に形成されてこのクラッチ用保持器と相対回転する円輪部の内側面と接触するよりも先に、このクラッチ用保持器の軸方向端部に設けた凸部が、内径側部材の外周面に形成した段差面若しくはこの外周面に嵌合固定した部材の軸方向端面と当接する。これら段差面及び端面は、上記クラッチ用保持器と共に回転する部位である為、一方向クラッチのオーバーラン時にも、上記段差面及び端面と上記凸部との当接部が擦れ合う事はない。従って本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の場合には、上記クラッチ用保持器の軸方向両端面が摩耗したり、或は、このクラッチ用保持器の軸方向両端面部分で摩擦熱が発生する事はない。この為、一方向クラッチを潤滑する為のグリースにクラッチ用保持器の摩耗粉が混入したり、或は、このグリースが熱劣化すると言った不都合が生じる事はない。この為、一方向クラッチの潤滑状態を長期に亙り良好に保持して、十分な耐久性を有する一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置を実現できる。
【００２３】
又、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の場合、クラッチ用外輪の軸方向両端部に形成した１対の円輪部の内側面とクラッチ用保持器の軸方向両端面との間には、常に隙間が存在する様になる。この為、この隙間部分をグリース溜りとして利用し、一方向クラッチの潤滑を十分に行なえる。即ち、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の使用時には、上記隙間部分に溜まったグリースに遠心力が作用する。そして、この様に遠心力を受けたグリースがクラッチ用外輪の内周面に均一に広がる。この結果、オーバラン時にグリースを必要とする部分である、一方向クラッチを構成する複数個のロック部材の表面とクラッチ用外輪の内周面との間部分に、グリースを十分に供給できる。この為、一方向クラッチの潤滑状態を長期に亙り良好に保持して、十分な耐久性を有する一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置を実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、クラッチ用保持器２８ａの軸方向の変位を規制する事により、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面とクラッチ用外輪２５を構成する１対の鍔部（円輪部）２７ａ、２７ｂの内側面とが接触（摺接）するのを防止する点にある。上記クラッチ用保持器２８ａの内周面に設けた複数の凸部３２、３２とクラッチ用内輪２１の外周面に設けた複数の凹部２３とを係合させる事に基づき、このクラッチ用保持器２８ａをこのクラッチ用内輪２１と共に回転自在としている点を含めて、その他の部分の構造及び作用は、前述の図７〜９に示した従来構造と同様である。この為、同等部分には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２５】
スリーブ８の軸方向中間部に設けた大径部１４の一端寄り部分（図１の左寄り端部分）の外周面には、この大径部１４の一端部外周面を直径方向外方に突出させる事により、段差面３３を形成している。又、ローラクラッチ１０を構成するクラッチ用保持器２８ａの一端部（図１の左端部）内周面には、直径方向内方に突出する凸部３４を、全周に亙り、或は円周方向の少なくとも１個所位置に形成している。そして、この凸部３４の先端側（内径側）部分を、上記段差面３３と上記大径部１４の中間部に外嵌固定したクラッチ用内輪２１の一端面（図１の左端面）との間に配置している。これにより、上記クラッチ用保持器２８ａの軸方向の変位を規制して、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面が、このクラッチ用保持器２８ａと相対回転する部位である、上記クラッチ用外輪２５の軸方向両端部に設けた１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と接触するのを防止している。即ち、上記クラッチ用保持器２８ａが軸方向に変位する傾向となった場合、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向端面と何れか一方の鍔部２７ａ（２７ｂ）の内側面とが接触するよりも先に、上記凸部３４の側面と上記段差面３３又は上記クラッチ用内輪２１の一端面とが当接する様に、各部の寸法を規制している。
【００２６】
この様な規制を行なう為に本例の場合、上記凸部３４の軸方向の厚さ寸法をＡとし、上記段差面３３と上記クラッチ用内輪２１の一端面との間隔をＢとし、上記クラッチ用保持器２８ａの両端面と上記各鍔部２７ａ、２７ｂの内側面との間隔を、それぞれＣとした場合に、組み付け誤差並びに組み付け性を考慮して、これら各寸法Ａ〜Ｃが、Ｃ＞Ｂ−Ａの関係を満たす様にしている。例えば、上記寸法差Ｂ−Ａが０〜０．５（mm）である場合に、上記各間隔Ｃを、それぞれ０．５（mm）よりも大きくする。尚、上記段差面３３及びクラッチ用内輪２１の一端面は、上記クラッチ用保持器２８ａと共に回転する部位である。この為、上述の様に凸部３４の側面と段差面３３又はクラッチ用内輪２１の一端面とが当接し、前記ローラクラッチ１０がオーバランした場合にも、これら両面同士の当接部が擦れ合う事はない。
【００２７】
上述の様に、本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記クラッチ用保持器２８ａの両端面が、このクラッチ用保持器２８ａと相対回転する、上記１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と接触（摺接）する事を防止できる。従って、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面が摩耗したり、或は、このクラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面部分で摩擦熱が発生する事はない。この為、ローラクラッチ１０を潤滑する為のグリースに上記クラッチ用保持器２８ａの摩耗粉が混入したり、或は、このグリースが高温に曝されたりして、このグリースが早期に劣化する事を防止できる。
【００２８】
更に、本例の場合、上記１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と上記クラッチ用保持器２８ａの軸方向両端面との間に、常に隙間が存在する様になる。この為、この隙間部分をグリース溜りとして利用し、上記ローラクラッチ１０の潤滑を十分に行なえる。即ち、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の使用時には、上記隙間部分に溜まったグリースに遠心力が作用する。そして、この様に遠心力を受けたグリースが前記クラッチ用外輪２５の内周面に均一に広がる。この結果、前記従動プーリ７ａと前記スリーブ８とが相対回転するオーバラン時に、グリースを必要とする部分である、上記ローラクラッチ１０を構成する複数個のローラ２６、２６の転動面と上記クラッチ用外輪２５の内周面との間部分に、グリースを十分に供給できる。この為、上記ローラクラッチ１０の潤滑状態を長期間に亙り良好に保持して、十分な耐久性を有する一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を実現できる。
【００２９】
尚、本例の場合、前記凸部３４は上記クラッチ用保持器２８ａ一端側に設けたが、この凸部３４は、このクラッチ用保持器２８ａの他端側（図１の右端側）に設ける事もできる。
【００３０】
次に、図２〜３は、本発明の実施の形態の第２〜３例を示している。これら第２〜３例の場合には、スリーブ８ａを構成する大径部１４の一端（図２〜３の左端）寄り部外周面に段差面３３（図１参照）を設けず、この大径部１４の外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成している。その代りに、上記スリーブ８ａの外周面の一端寄り部で上記大径部１４と隣接する部分（図２に示した第２例の場合）若しくはこの大径部１４の外周面の一端部（図３に示した第３例の場合）に、断面矩形で円環状の抑え部材３６を、締り嵌め等により外嵌固定している。そして、この抑え部材３６の軸方向端面（図２〜３の右端面）と、上記大径部１４に外嵌固定したクラッチ用内輪２１（図１参照）の軸方向一端面（図１の左端面）との間に、クラッチ用保持器２８ａに設けた凸部３４（図１参照）を配置する様にしている。これら第２〜３例の場合には、上記大径部１４の外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成できる為、上記スリーブ８ａの材料費及び加工費を低減できる。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００３１】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、スリーブ８ｂの外周面に大径部１４（図１〜３参照）を設けず、このスリーブ８ｂの外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成している。そして、このスリーブ８ｂの中間部外周面に、全体を略円筒状に形成した第二スリーブ３７を外嵌固定している。この第二スリーブ３７は、上記スリーブ８ｂの外周面に締り嵌めにより外嵌固定する為の円筒部３８と、この円筒部３８の軸方向一端部（図４の左端部）に全周に亙り設けた外向フランジ状の鍔部３９とから成る。又、上記円筒部３８の中間部外周面には、クラッチ用内輪２１を外嵌固定している。そして、本例の場合には、上記鍔部３９の側面（図４の右側面）と上記クラッチ用内輪２１の軸方向一端面（図４の左端面）との間に、クラッチ用保持器２８ａに設けた凸部３４（図１参照）を配置する様にしている。この様な本例の場合、上記スリーブ８ｂ外周面を軸方向の全長に亙り単なる円筒面状に形成できる為、このスリーブ８ｂの材料費及び加工費の更なる低減を図れる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００３２】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、クラッチ用保持器２８ｂの一端部（図５の左端部）内周面に突設した凸部３４ａの先端部に、軸方向外方（図５の左方）に延出する庇状部３５を形成している。そして、この庇状部３５を、一方（図５の左方）のサポート軸受９を構成する内輪１８の内端面（図５の右端面）と、ローラクラッチ１０を構成するクラッチ用内輪２１の一端面（図５の左端面）との間に配置している。これにより、上記クラッチ用保持器２８ｂの軸方向の変位を規制して、このクラッチ用保持器２８ｂの軸方向両端面が１対の鍔部２７ａ、２７ｂの内側面と接触（摺接）するのを防止している。上記凸部３４ａの形状並びに配置個所を変えた点を除き、その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００３３】
尚、上述した実施の形態では、一方向クラッチとしてロークラッチを使用した場合に就いて述べたが、本発明はこの一方向クラッチとして、スプラグクラッチの如きカムクラッチ等、従来から知られている他の構造の一方向クラッチを使用した場合でも同様の効果を得られる。カムクラッチを使用する場合には、カムと係合する周面は何れも円筒面となる。従って、何れの周面にも、カムクラッチを構成する為の部材を嵌合しない可能性がある。この様な場合には、一方の周面となる面に、直接、他の段差面を形成して、クラッチ用保持器の軸方向位置規制に供する。又、１対のサポート軸受としては、１対の玉軸受を使用する場合に限らず、１対のころ軸受、或は玉軸受ところ軸受とを１個ずつを使用した場合であっても、同様の効果を得られる。
【００３４】
更に、上述した実施の形態では、本発明をオルタネータ用プーリに適用した例に就いて示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、本発明を自動車用始動装置を構成するスタータモータの回転伝達部として利用する場合には、筒状の外径側部材の外周面に、フライホイールの外周面に形成したリングギヤと噛合自在な、ピニオンギヤを形成する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、以上に述べた通り構成され作用する為、一方向クラッチを潤滑する為のグリースにクラッチ用保持器の摩耗粉が混入したり、或はこのグリースが高温に曝されたりして、このグリースが早期に劣化する事を防止できる。この為、上記一方向クラッチの潤滑状態を長期間に亙り良好に保持して、耐久性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。
【図２】同第２例を、要部のみを取り出して示す半部断面図。
【図３】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図４】同第４例を、要部のみを取り出して示す半部断面図。
【図５】同第５例を示す半部断面図。
【図６】従来から知られているオルタネータの１例を示す断面図。
【図７】従来構造の１例を示す半部断面図。
【図８】クラッチ用保持器の部分斜視図。
【図９】クラッチ用内輪及びクラッチ用保持器のみを取り出して示す部分側面図。
【符号の説明】
１ オルタネータ
２ ハウジング
３ 回転軸
４ 転がり軸受
５ ロータ
６ 整流子
７、７ａ 従動プーリ
８、８ａ、８ｂ スリーブ
９ サポート軸受
１０ ローラクラッチ
１１ ねじ孔部
１２ 係止孔部
１３ 円孔部
１４ 大径部
１５ 外輪軌道
１６ 外輪
１７ 内輪軌道
１８ 内輪
１９ 玉
２０ シールリング
２１ クラッチ用内輪
２２ カム面
２３ 凹部
２４ 面取り部
２５ クラッチ用外輪
２６ ローラ
２７ａ、２７ｂ 鍔部
２８、２８ａ、２８ｂ クラッチ用保持器
２９ リム部
３０ 柱部
３１ ポケット
３２ 凸部
３３ 段差面
３４、３４ａ 凸部
３５ 庇状部
３６ 抑え部材
３７ 第二スリーブ
３８ 円筒部
３９ 鍔部
Claims (1)
- 回転軸の端部に固定する内径側部材と、この内径側部材の周囲にこの内径側部材と同心に配置した筒状の外径側部材と、これら内径側部材の外周面の軸方向中間部と外径側部材の内周面の軸方向中間部との間に設け、この外径側部材が上記内径側部材に対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、これら外径側部材と内径側部材との間での回転力の伝達を自在とする一方向クラッチと、この一方向クラッチを軸方向両側から挟む位置で上記内径側部材の外周面と上記外径側部材の内周面との間に設け、この外径側部材に加わるラジアル荷重を支承しつつこれら内径側部材と外径側部材との相対回転を自在とする１対のサポート軸受とを備えた一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置に於いて、上記外径側部材の軸方向中間部に、その軸方向両端部に直径方向内方に延出する１対の円輪部を有するクラッチ用外輪を内嵌固定すると共に、これら両円輪部の互いに対向する内側面を、それぞれ上記一方向クラッチを構成するクラッチ用保持器の軸方向両端面に近接対向させており、このクラッチ用保持器の内周面の一部を上記内径側部材の外周面に直接、若しくは他の部材を介して凹凸係合させる事に基づき、この内径側部材と共に回転自在とし、且つ、上記クラッチ用保持器の軸方向端部にこの内径側部材の外周面に向け突出する状態で設けた凸部を、この内径側部材の外周面に全周に亙って形成した段差面若しくはこの内径側部材の外周面に嵌合固定した部材の軸方向端面と、同じくこの内径側部材の外周面に全周に亙って形成した他の段差面若しくはこの内径側部材の外周面に嵌合固定した上記他の部材の軸方向端面との間に配置すると共に、上記凸部の軸方向の厚さ寸法をＡとし、上記段差面若しくは部材の軸方向端面と上記他の段差面若しくは他の部材の軸方向端面との間隔をＢとし、上記クラッチ用保持器の両端面と上記両円輪部の内側面との間隔をそれぞれＣとした場合に、Ｃ＞Ｂ−Ａの関係を満たす事により、上記クラッチ用保持器の軸方向の変位を規制して、このクラッチ用保持器の軸方向両端面が上記両円輪部の内側面と接触するのを防止した事を特徴とする一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置。
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