JP3707721B2

JP3707721B2 - プーリユニット

Info

Publication number: JP3707721B2
Application number: JP25699799A
Authority: JP
Inventors: 英樹藤原; 修治長野; 重夫門谷; 敏和金井; 俊弘竹島
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP2001082582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチを備えるプーリユニットに関する。このプーリユニットは、例えば自動車などのエンジンのクランクプーリや、自動車に装備される補機（エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプ、オルターネータ、冷却ファンなど）のプーリとして利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプーリユニットは、内外２つの環体間に作用するラジアル荷重を負担させるために、一方向クラッチの少なくとも一側に対して転がり軸受を配設した構造や、すべり軸受を配設した構造になっている。
【０００３】
ここでは、すべり軸受を備えた構成のプーリユニットについて、図４に示す。図中、８１は軸体、８２はプーリ、８３は一方向クラッチ、８４，８４はすべり軸受、８５，８６はシールである。なお、軸体８１には、クランクシャフトのねじり振動や曲げ振動を減衰するダンパマス８７，８８が取り付けられている。
【０００４】
このプーリユニットは、通常、図示しないが、軸体８１にクランクシャフトなどの回転軸を取り付けて、プーリ８２にベルトを巻き掛けた形態で使用される関係より、軸体８１に対して、プーリ８２を位置決めする必要がある。
【０００５】
そこで、従来では、軸体８１に対して一方向クラッチ８３およびすべり軸受８４，８４を圧入により外嵌固定したうえで、これら一方向クラッチ８３およびすべり軸受８４，８４に対してプーリ８２を位置決めするようにしている。
【０００６】
このプーリ８２の位置決めは、一方向クラッチ８３およびすべり軸受８４，８４を、プーリ８２の内周面に径方向内向きに設けられる鍔部８２ａと、プーリ８２の開口端にねじ止めされる閉蓋８９とにより、軸方向から挟むことにより行っている。
【０００７】
但し、プーリ８２と軸体８１との相対回転を許容するために、前述した一方向クラッチ８３の内輪８３ａの軸方向寸法に２つのすべり軸受８４，８４の軸方向寸法を加えたトータルの軸方向寸法を、プーリ８２の鍔部８２ａの内面から閉蓋８９側の開口までの軸方向寸法よりも小さくすることにより、所要のアキシャル隙間を確保してプーリ８２の軸方向変位を許容させる必要がある。
【０００８】
なお、第１のシール８５は、プーリ８２の鍔部８２ａの外側位置に、また、第２のシール８６は、閉蓋８９の内周に取り付けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、一方向クラッチ８３およびすべり軸受８４，８４をプーリ８２の鍔部８２ａと閉蓋８９とで軸方向から挟む形態にしているが、そのために、使用部品点数が無駄に多くなっているとともに、軸方向寸法が無駄に大きくなっていることが指摘される。
【００１０】
この他、上記従来例では、プーリ８２に閉蓋８９をねじ止めにより固定させる形態にしているが、そのような場合では、プーリ８２にねじ孔を形成しなければならないので、肉厚寸法を厚くする必要があるなど、径方向寸法ならびに重量が無駄に増大する結果になっていることが指摘される。
【００１１】
ところで、上述したように部品点数が多いと、アキシャル隙間つまりプーリ８２の軸方向変位許容量を適正に管理することが困難になるために、プーリ８２のがたつきが大きくなったりあるいはプーリ８２の回転トルクが大きくなったりする、という弊害をもたらす。その理由を説明する。前述のアキシャル隙間は、一方向クラッチ８３の内輪８３ａの軸方向寸法に２つのすべり軸受８４，８４の軸方向寸法を加えたトータルの軸方向寸法と、プーリ８２の鍔部８２ａの内面から閉蓋８９側の開口までの軸方向寸法との偏差であるが、前述した一方向クラッチ８３の内輪８３ａと、２つのすべり軸受８４，８４と、プーリ８２の鍔部８２ａの内面から閉蓋８９側の開口までの軸方向寸法とのすべてに寸法公差があるために、これら多くの寸法公差が組み合わされることが原因で、アキシャル隙間が大小ばらつくことになっている。ちなみに、このばらつきを抑えるには、上述した各部の寸法公差を考慮したうえで組み合わせる必要があるなど、きわめて面倒な作業を強いられることになる。
【００１２】
このような事情に鑑み、本発明は、一方向クラッチを備えるプーリユニットにおいて、小型化ならびに軽量化を図ることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかるプーリユニットは、同心状に配設される内外２つの環体の対向環状空間に、一方向クラッチが配設されているとともに、前記対向環状空間において前記一方向クラッチの軸方向両側にすべり軸受が配設され、前記すべり軸受が、一方向クラッチの内輪の両端面に当接される状態で前記内側環体に対して固定されていて、前記外側環体に摺接する形態とされ、前記外側環体において前記一方向クラッチが配設される領域には、径方向内向きに膨出される環状膨出部が前記一方向クラッチの外輪として設けられているとともに、該環状膨出部の軸方向寸法が一方向クラッチの内輪の軸方向寸法よりも小さくされている。
【００１４】
請求項２の発明にかかるプーリユニットは、上記請求項１の両すべり軸受の摺接面において軸方向外側の肩部に、それぞれ、前記他方環体に対して摺接させられるシールが取り付けられている。
【００１６】
要するに、本発明では、一方向クラッチの両側の各すべり軸受を内側環体あるいは外側環体に対してかしめでもって抜け止め固定させて、従来例のような鍔部や閉蓋を排除している。これにより、構成要素を減らせるとともに、軸方向寸法を短くできるようになる。なお、従来例において用いていた閉蓋を排除できることに伴い、閉蓋をねじ止めする必要がなくなるから、外側環体の肉厚寸法を薄くできるようになり、径方向寸法をも小さくできるようになる。
【００１７】
特に、請求項２の発明では、すべり軸受とそれの摺接相手である他方環体との間にシールを配設しているから、従来例のようにすべり軸受と隣り合わせにシールを設置する場合に比べて、軸方向寸法をさらに短くできるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
図１ないし図３に本発明の一実施形態を示している。図１は、プーリユニットの縦断面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、一方向クラッチの一部を示す平面展開図である。
【００２０】
図例のプーリユニットＡは、自動車エンジンのクランクプーリとして利用されるものであり、内側環体としてのハブ１と、外側環体としてのプーリ２と、一方向クラッチ３と、２つのすべり軸受４，４とを有している。
【００２１】
ハブ１は、図示しないが自動車エンジンのクランクシャフトに直接または間接的に固定される。このハブ１には、クランクシャフトのねじり振動や曲げ振動を減衰するダンパマス５，６が取り付けられている。
【００２２】
プーリ２は、ハブ１に対して同心状に外装されるもので、その外周には、クランクシャフトの回転動力を自動車エンジンの補機に対して伝達するためのベルトＢが巻き掛けられる波状溝が形成されている。このプーリ２の内周において軸方向中央領域には、径方向内向きに膨出される環状膨出部２ａが設けられており、この環状膨出部２ａの存在によってその両側に拡径段差部２ｂ，２ｂが設けられる結果になっている。
【００２３】
一方向クラッチ３は、ハブ１とプーリ２との対向環状空間の軸方向中央に介装されるもので、内輪１０、円環状の保持器１１、複数のころ１２、楕円形のコイルバネ１３を備え、プーリ２の環状膨出部２ａを外輪として利用する形態になっている。内輪１０は、上記ハブ１に対して圧入により外嵌されるもので、その外周面の円周８カ所にはプーリ２における環状膨出部２ａの内周面との間でくさび状空間を形成するための平坦なキー状のカム面１０ａが設けられている。保持器１１は、上記内輪１０の外周に対して、内輪１０に設けてあるスリット１０ｂと当該保持器１１に設けてある凸部１１ｃとにより、周方向ならびに軸方向に位置決めされた状態で外装されている。この保持器１１の円周数カ所つまり内輪１０のカム面１０ａに対応する領域には、径方向内外に貫通形成されるポケット１１ａが設けられている。ころ１２は、保持器１１の各ポケット１１ａに１つずつ周方向転動範囲が規制された状態で収納される。コイルバネ１３は、保持器１１の各ポケット１１ａの内壁面に突設される突起１１ｂに対して装着されて、ころ１２をくさび状空間の狭い側（ロック側）へ押圧するものである。
【００２４】
２つのすべり軸受４，４は、ハブ１とプーリ２との対向環状空間において一方向クラッチ３の軸方向両側に１つずつ配設されており、ハブ１に対して外嵌されてプーリ２の拡径段差部２ｂ，２ｂの内周面に対して摺接する形態とされる。これらのすべり軸受４，４は、一般的なすべり軸受材料、例えば潤滑性を有する合成樹脂材あるいは銅系金属材などを円環状に製作したものとされている。
【００２５】
この実施形態では、ハブ１に対して２つのすべり軸受４，４を位置決め固定するための構造に特徴があるので、以下で説明する。
【００２６】
ハブ１の外周面において一方向クラッチ３の内輪１０の両端面に対して２つのすべり軸受４，４を当接させる状態ですきま嵌めしておいて、ハブ１の軸方向両端の外端面に打刻かしめを施すことにより、当該打刻かしめにより発生する偏肉部１ａ，１ａを前述の２つのすべり軸受４，４の外端面それぞれに押し付けて、２つのすべり軸受４，４をハブ１に対して抜け止め固定する。
【００２７】
これによって、ハブ１に固定された２つのすべり軸受４，４で一方向クラッチ３を軸方向から挟持した状態にできる。そして、この２つのすべり軸受４，４の外径側内側面を、プーリ２の環状膨出部２ａの両端面に対して所要のアキシャル隙間を介して対向配置させることにより、このすべり軸受４，４でもって、プーリ２を軸方向に位置決めさせている。なお、前述のアキシャル隙間は、ハブ１とプーリ２との相対回転を許容するために必要であり、環状膨出部２ａの軸方向寸法を一方向クラッチ３の内輪１０の軸方向寸法よりも小さく設定することにより確保している。
【００２８】
この他、プーリ２の拡径段差部２ａ，２ａの外側肩部には、シール７，７が取り付けられており、このシール７，７が、すべり軸受４，４の外周面の外側肩部に設けられている小径段差部４ａ，４ａに対して摺接されている。このシール７，７は、一般的に転がり軸受に装着する周知構成のものを利用しており、環状芯金にゴムなどの弾性体を被着し、この弾性体の一部としてすべり軸受４，４に対して摺接されるリップを設けた構成になっている。
【００２９】
次に、上記プーリユニットＡでは、ハブ１に連結されるクランクシャフトの回転変動を吸収できるようになっている。通常、自動車エンジンのクランクシャフトの回転数は、トルク変動に伴い変動するが、この回転変動に応じて、一方向クラッチ３がロック状態とフリー状態とに切り替わることにより、プーリ２がハブ１と同期回転したり、プーリ２自身の回転慣性力により回転する現象となることで、プーリ２の回転変動を抑制する。
【００３０】
要するに、クランクシャフトおよびハブ１の回転速度がプーリ２よりも相対的に速くなると、一方向クラッチ３のころ１２がくさび状空間の狭い側へ転動させられてロック状態となるので、ハブ１とプーリ２とが一体化して同期回転する。しかし、ハブ１の回転速度がプーリ２よりも相対的に遅くなると、一方向クラッチ３のころ１２がくさび状空間の広い側へ転動させられてフリー状態となるので、ハブ１からプーリ２への動力伝達が遮断されることになってプーリ２が回転慣性力のみで回転するようになる。このような動作により、プーリ２の回転変動を抑制できる。
【００３１】
以上説明したプーリユニットＡでは、すべり軸受４，４をハブ１に対してかしめにより固定する形態にして、従来例のような鍔部や閉蓋を排除しているから、構成を簡素にできて軸方向寸法を短くできるようになる。しかも、従来例において用いていた閉蓋を排除できることに伴い、閉蓋をプーリ２にねじ止めする必要がなくなるから、プーリ２の肉厚寸法を薄くできて、径方向寸法をも小さくできるようになる。
【００３２】
また、上記実施形態では、プーリ２においてすべり軸受４，４が摺接される拡径段差部２ａ，２ａにシール７，７を装着するようにしているから、従来例のようにすべり軸受と隣り合わせにシールを設置している場合に比べて、軸方向寸法をさらに短くできるようになる。
【００３３】
このようなことから、小型、軽量なプーリユニットＡを安価で提供できるようになる。
【００３４】
しかも、上記実施形態では、プーリ２の環状膨出部２ａを２つのすべり軸受４，４の間に挟むことによりプーリ２を軸方向に位置決めさせるようにしているから、プーリ２の軸方向変位許容量を適正に管理することが容易となり、プーリ２の回転トルクを軽減したうえでプーリ２のがたつきを小さくできる。つまり、この実施形態の場合、プーリ２における環状膨出部２ａの軸方向寸法と、一方向クラッチ３における内輪１０の軸方向寸法との偏差が、プーリ２の軸方向変位量つまりアキシャル隙間となる。そのために、プーリ２の環状膨出部２ａと一方向クラッチ３の内輪１０との寸法公差を管理すれば、アキシャル隙間つまりプーリ２の軸方向変位量を可及的に小さく抑えることができる。このように、従来例に比べてはるかに簡単な作業で、プーリ２の軸方向変位許容量を適正に管理することができるのである。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態のみに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。
（１）上記実施形態では、すべり軸受４，４をハブ１に対して固定するようにし、プーリ２の内周面に対して摺接させる形態にしているが、その反対、つまり、すべり軸受４，４をプーリ２に対して固定して、ハブ１の外周面に対して摺接させる形態としたものも本発明に含まれる。
（２）上記実施形態でのシール７については、図示しないが、従来周知の種々な構成のシールを用いることができる。
（３）上記実施形態での一方向クラッチ３は、外輪をプーリ２と一体にした形態になっているが、プーリ２と別体の外輪を備える形態としてもよい。また、上記実施形態において一方向クラッチ３のコイルバネ１３については、種々な板ばねや弾性片などで代用することができる。
（４）上記実施形態では、一方向クラッチ３のカム面１０ａを内輪１０側に形成した例を挙げているが、外輪側に設けたものにも本発明を適用できる。但し、上記実施形態の場合では、高速回転域でも遠心力によってころがロック位置から不必要に外れるのを防止できるなど、高速回転での使用に適している。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１および請求項２の発明では、従来例のような鍔部や閉蓋を排除できるように工夫しているから、構成を簡素にできて軸方向寸法を短くできるようになる。しかも、従来例において用いていた閉蓋を排除できることに伴い、閉蓋を外側環体にねじ止めする必要がなくなるから、外側環体の肉厚寸法を薄くできて、径方向寸法をも小さくできるようになる。
【００３７】
特に、請求項２の発明では、すべり軸受とそれの摺接相手となる環体との間にシールを配設させるようにしているから、従来例のようにすべり軸受と隣り合わせにシールを設置している場合に比べて、軸方向寸法をさらに短くできるようになる。
【００３８】
このように、本発明によれば、小型、軽量なプーリユニットを安価で提供できるようになる。
【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縦断面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】一方向クラッチの一部を示す平面展開図
【図４】従来例のプーリユニットの縦断面図
【符号の説明】
Ａプーリユニット
１ハブ
１ａハブの偏肉部
２プーリ
３一方向クラッチ
４すべり軸受
７シール

Claims

同心状に配設される内外２つの環体の対向環状空間に、一方向クラッチが配設されているとともに、前記対向環状空間において前記一方向クラッチの軸方向両側にすべり軸受が配設され、
前記すべり軸受が、一方向クラッチの内輪の両端面に当接される状態で前記内側環体に対して固定されていて、前記外側環体に摺接する形態とされ、
前記外側環体において前記一方向クラッチが配設される領域には、径方向内向きに膨出される環状膨出部が前記一方向クラッチの外輪として設けられているとともに、
該環状膨出部の軸方向寸法が一方向クラッチの内輪の軸方向寸法よりも小さくされている、ことを特徴とするプーリユニット。
請求項１に記載のプーリユニットにおいて、
前記両すべり軸受またはそれの摺接相手である他方環体のいずれか一方には、いずれか他方に対して摺接させられるシールが取り付けられている、ことを特徴とするプーリユニット。