JP2009079672A - プーリユニット - Google Patents

Abstract

【課題】トルクリミット用凹部内にローラが受け入れられてトルクリミット状態にあるときに、遠心力によるローラの浮き上がりを防止することができるプーリユニットを提供する。
【解決手段】エンジン補機１の突出筒部３と回転軸４との間に組み付けられ、プーリ１１と、転がり軸受２０と、一方向クラッチ４０とを備える。一方向クラッチ４０は、プーリ１１の内周面に固定状態で設けられる外輪体４１と、回転軸４の外周面に固定状態で設けられる内輪体４２と、内輪体４２の外周面に形成されて複数のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するカム面４３と、ローラ６１と、を備える。内輪体４２のカム面４３の周方向一側には、所定値以上のトルクが作用したときに、カム面４３を乗り越えて転動するローラ６１を受け入れることで、トルク伝達を遮断するトルクリミット用凹部４６が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジン補機（例えば、空調用圧縮機、オルタネータ、ウオーターポンプ、冷却ファン等）に用いられるプーリユニットに関する。

従来、図６と図７に示すように、車載エンジンのエンジン補機が空調用圧縮機（以下、単に圧縮機という）である場合、圧縮機１０１のケーシング１０２の一側から一体に突出された突出筒部１０３と、この突出筒部１０３の中心部に配置された回転軸１０４との間に、プーリ１１１、複列の転がり軸受１２０及び一方向クラッチ１４０を備えたプーリユニット１１０が組み付けられた構造のものが知られている。
これにおいては、突出筒部１０３の外周面と、プーリ１１１の一端部内周に一体状に固定された筒状体１１３の内周面との間に、外輪１２１、内輪１２２及び複列の玉１２３、１２４を有する転がり軸受１２０が組み付けられる。
また、一方向クラッチ１４０は、外輪体１４１と、内輪体１４２と、これら外輪体１４１と内輪体１４２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えるために、内輪体１４２の外周面に形成され、かつ外輪体１４１の内周面と協働して複数のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するカム面１４３と、複数のくさび空間にそれぞれ配設されたローラ１６１と、これらローラ１６１をロック方向に個別に付勢するコイルばね１６０と、複数のローラ１６１及びコイルばね１６０を保持する保持器１５０とを備えている。
また、一方向クラッチ１４０は、その内輪体１４２がプーリ１１１側の筒状体１１３の外周面に圧入固定される。
一方、回転軸１０４の端部寄り外周面には環状部材１３０がトルク伝達可能に嵌挿され、かつナット１３５によって締め付けられている。そして、一方向クラッチ１４０の外輪体１４１は、環状部材１３０の外周部に適宜の連結部材によってトルク伝達可能に連結されている。
これによって、車載エンジンのクランクシャフトのトルクが伝動ベルト１１８を介してプーリ１１１に伝達される。そして、プーリ１１１側からのトルクが、一方向クラッチ１４０と環状部材１３０を介して圧縮機１０１の回転軸１０４に伝達されるようになっている。
また、圧縮機１０１の回転軸１０４が焼き付きなどによってロックされ、プーリ１１１から回転軸４へ所定値以上のトルク（負荷トルク）が作用したときにトルク伝達を遮断するために、内輪体１４２のカム面１４３の周方向一側にトルクリミット用凹部１４６が形成される。そして、プーリ１１１側の内輪体１４２と、回転軸１０４側の外輪体１４１との間に所定値以上のトルクが作用すると、ローラ１６１がカム面１４３の一側を乗り越えて転動しトルクリミット用凹部１４６内に受け入れられる。これによって、プーリ１１１と共に内輪体１４２が空転状態となり、プーリ１１１側から回転軸１０４へのトルク伝達が遮断されるようになっている。
なお、内輪体のカム面の周方向一側にトルクリミット用凹部が形成された一方向クラッチとしては、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００２−１０６６０８号公報

ところで、図６と図７に示すような従来のプーリユニット１１０において、ローラ１６１がトルクリミット用凹部１４６内に受け入れられてトルクリミット状態となったときには、プーリ１１１と共に内輪体１４２が空転状態となる。
プーリ１１１と共に内輪体１４２が空転状態にあるときに、遠心力によってローラ１６１がトルクリミット用凹部１４６から浮き上がり、内輪体１４２と外輪体１４１との間に不測に噛み込んでロック状態となる恐れがある。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、トルクリミット用凹部内にローラが受け入れられてトルクリミット状態にあるときに、遠心力によるローラの浮き上がりを防止することができるプーリユニットを提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係るプーリユニットは、エンジン補機のケーシングの一側に突出された突出筒部と、この突出筒部の中心部に配置された回転軸との間に組み付けられ、プーリと、転がり軸受と、一方向クラッチと、を備えたプーリユニットであって、
前記一方向クラッチは、前記プーリの内周面に固定状態で設けられる外輪体と、
前記外輪体と同心状をなして前記回転軸の外周面に固定状態で設けられる内輪体と、
前記内輪体と前記外輪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えるために、前記内輪体の外周面に形成され、かつ前記外輪体の内周面と協働して複数のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するカム面と、
前記複数のくさび空間にそれぞれ配設されたローラと、
を備え、
前記内輪体の前記カム面の周方向一側には、所定値以上のトルクが作用したときに、前記カム面を乗り越えて転動する前記ローラを受け入れることで、前記外輪体と前記内輪体とのトルク伝達を遮断するトルクリミット用凹部が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、エンジン補機の回転軸が焼き付きなどによってロック状態となり、プーリ側の外輪体と、エンジン補機の回転軸側の内輪体との間に所定値以上のトルクが作用すると、ローラが内輪体のカム面の一側を乗り越えてトルクリミット用凹部内に受け入れられる。これによって、プーリと共に外輪体が空転状態となり、プーリ側から回転軸へのトルク伝達が遮断される。
この際、ロック状態にある回転軸と共に内輪体が静止状態にある。このため、内輪体のトルクリミット用凹部内に受け入れられたローラが遠心力の作用を受けることがない。
この結果、トルクリミット用凹部からローラが浮き上がることを防止することができ、ローラが内輪体と外輪体との間に不測に噛み込む不具合を抑制することができる。

次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。

（実施例１）
この発明の実施例１を図１〜図５にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係るプーリユニットを備えた圧縮機を示す側断面図である。図２はプーリユニットの一方向クラッチを示す横断面図である。図３は一方向クラッチの保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す平面図である。図４は一方向クラッチの保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す横断面図である。図５は一方向クラッチのローラがトルクリミット用凹部内に受け入れられた状態を示す説明図である。

図１に示すように、この実施例１に係るプーリユニット１０は、車載エンジンのエンジン補機の一つである圧縮機１に使用される場合を例示するものであり、圧縮機１のケーシング２の一側から一体に突出された突出筒部３と、この突出筒部３の中心部に同心上をなして回転可能に組み付けられた圧縮機１の回転軸４との間に跨って組み付けられると共に、プーリ１１、複列の転がり軸受２０、及び一方向クラッチ４０を備える。

プーリ１１は、突出筒部３の外周に同心上に配設される円筒状に形成され、プーリ１１の外周面には伝動ベルト１８が掛け渡される断面波形状のベルト溝１２が形成されている。なお、伝動ベルト１８は、車載エンジンのクランクシャフトのプーリに掛け渡され、クランクシャフトのトルクをプーリ１１に伝達するようになっている。
また、プーリ１１の内周面と突出筒部３の外周面との間の環状空間には、複列の転がり軸受２０と一方向クラッチ４０とが並設されている。

複列の転がり軸受２０は、外輪２１と、内輪２２と、これら外輪２１と内輪２２の間にそれぞれ保持器２５、２６によって保持された状態で複列をなして転動可能に配設された各複数個の玉２３、２４とを備えている。
そして、複列の転がり軸受２０は、その内輪２２が圧縮機１側の突出筒部３に圧入固定され、外輪２１がプーリ１１の内周面に圧入固定されている。

図１と図２に示すように、一方向クラッチ４０は、外輪体４１、内輪体４２、複数のローラ６１、コイルばね６０及び保持器５０を備えている。
そして、一方向クラッチ４０は、その内輪体４２が圧縮機１の回転軸４の先端部のクラッチ装着軸部４ａにトルク伝達可能に固定され、外輪体４１がプーリ１１の内周面に圧入固定されている。

すなわち、図２と図４に示すように、一方向クラッチ４０の外輪体４１と、内輪体４２との対向周面の間に複数（図２では６個）のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するための平坦面（又は曲面）なカム面４３が内輪体４２の外周面の周方向に所定間隔を隔てて形成される一方、外輪体４１の内周面は円形をなしている。複数のくさび空間には、これと同数のローラ６１と、これら各ローラ６１をロック方向（くさび空間の狭い側）に個別に付勢するコイルばね６０とが保持器５０の各ポケット５１に収納された状態でそれぞれ配設されている。

図４に示すように、内輪体４２の各カム面４３の周方向一側には、凹円弧形状、凹湾曲形状等のトルクリミット用凹部４６が所要の深さをもって形成されている。
そして、圧縮機１の回転軸４が焼き付きなどによってロックされ、プーリ１１側の外輪体４１から回転軸４側の内輪体４２へ所定値以上のトルク（負荷トルク）が作用したときに、図５に示すように、ローラ６１がカム面４３を乗り越えて転動しトルクリミット用凹部４６内に受け入れられることで、外輪体４１と、内輪体４２との間に対するローラ６１の噛み込みが不能となり、プーリ１１側の外輪体４１と回転軸４側の内輪体４２とのトルク伝達を遮断するようになっている。

また、一方向クラッチ４０の保持器５０は合成樹脂材の射出成形によって一体に円筒状に形成され、その周方向には複数のポケット５１と、これたポケット５１を区画する柱部５２とが交互に形成されている。そして、保持器５０は内輪体４２の外周面に嵌合されている。
保持器５０の各柱部５２の両側壁面のうち、一側面（くさび空間の狭い側に対向する面）には、コイルばね４５の基端巻回部が嵌挿される突起５３が突設されている。また、保持器５０の柱部５２のローラ６１に対向する他側面には、トルクリミット用凹部４６内にローラ６１が受け入れられたときに、トルクリミット用凹部４６と協働してローラ６１を挟持状に保持するローラ保持部５５が形成されることが望ましい。さらに、ローラ保持部５５は、ローラ６１の外周面に沿う円弧状に形成されることがより望ましい。
なお、この実施例１において、内輪体４２の外周面と保持器５０の内周面との間には、保持器５０のフリー方向への回動を阻止してコイルばね６０の反力を受け、カム面４３上からトルクリミット用凹部４６内に配置されたときのローラ６１の変位角度に対応して保持器５０のロック方向への回動は許容する係合部（図示しない）が設けられている。

コイルばね６０は、ばね線材が楕円形状、矩形形状等に巻回されて形成され、柱部５２の突起５３の根元部をばね座としてコイルばね６０の基端巻回部が突起５３に嵌挿されて支持された状態で先端巻回部がローラ６１の外周面に当接している。そして、コイルばね６０はローラ６１をくさび状空間の狭い側（ロック状態となる側）に弾発付勢している。
なお、保持器５０の内周面と内輪体４２の外周面には、相互に係合してコイルばね６０の反力を受ける係合部（図示しない）がそれぞれ形成されている。

また、この実施例１において、図１に示すように、一方向クラッチ４０の外輪体４１と内輪体４２との間の環状空間内には、保持器５０の片側に位置して転がり軸受７０を構成する複数の玉７１が保持器７２によって保持された状態で転動可能に配設されている。
そして、ローラ６１がトルクリミット用凹部４６内に配置されたときに、転がり軸受７０によって、外輪体４１と内輪体４２とを同心上に保持するようになっている。

この実施例１に係るエンジン補機としての圧縮機１に用いられるプーリユニット１０は上述したように構成される。
したがって、車載エンジンの作動時において、クランクシャフトのトルクが伝動ベルト１８によってプーリ１１に伝達されると、プーリ１１と共に、一方向クラッチ４０の外輪体４１が回転される。この外輪体４１のトルクは、ローラ６１によって内輪体４２及び圧縮機１の回転軸４にトルク伝達されて回転軸４が回転される。
すなわち、車載エンジンの作動時において、プーリ１１の回転速度が回転軸４の回転速度よりも速いときには、一方向クラッチ４０がロック状態となるので、回転軸４はプーリ１１と一体回転する。
また、プーリ１１の回転速度が回転軸４の回転速度よりも遅くなると、一方向クラッチ４０のローラ６１がロック位置から外れてくさび状空間の広い側へ移動してフリー状態に切替わる。これにより、プーリ１１の回転変動が吸収される。

圧縮機１の回転軸４に焼き付き等が生じて回転軸４がロック状態となった場合、外輪体４１と内輪体４２との間には所定値以上のトルク（負荷トルク）が作用する。
この場合、ローラ６１がカム面４３の一側を乗り越えて転動し、トルクリミット用凹部４６内に受け入れられる。そして、ローラ６１がトルクリミット用凹部４６内に受け入れられることによって、外輪体４１と共にプーリ１１が空転状態となり、プーリ１１側から回転軸４へのトルク伝達が遮断される。
この際、図５に示すように、圧縮機１のロック状態にある回転軸４と共に内輪体４２が静止状態にある。このため、内輪体４２のトルクリミット用凹部４６内に受け入れられたローラ６１が遠心力の作用を受けることがない。
この結果、内輪体４２外周面のトルクリミット用凹部４６からローラ６１が浮き上がることを防止することができ、ローラ６１が内輪体４２と外輪体４１との間に不測に噛み込む不具合を抑制することができる。

また、この実施例１において、図５に示すように、ローラ６１がトルクリミット用凹部４６内に受け入れられて外輪体４１と共にプーリ１１が空転状態となる際に、トルクリミット用凹部４６と、保持器５０の柱部５２のローラ保持部５５との協働によってローラ６１を挟持状に保持することができる。
このため、車両走行時の振動等によってローラ６１がトルクリミット用凹部４６から浮き上がったり、あるいはガタツクことを抑制することができる。ひいては、ローラ６１が内輪体４２と外輪体４１との間に不測に噛み込む不具合を防止することができ、外輪体４１と共にプーリ１１を空転状態に保つことができる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではない。
例えば、前記実施例１においては、保持器５０の柱部５２の他側面に、ローラ６１の外周面に沿う円弧状のローラ保持部５５が形成される場合を例示したが、円弧状のローラ保持部５５は必ずしも設けなくてもこの発明を実施することができる。
また、前記実施例１においては、エンジン補機としての圧縮機に採用されるプーリユニットである場合を例示したが、オルタネータ、ウオーターポンプ、冷却ファン等のエンジンの補機に対応するプーリユニットとして使用可能である。

この発明の実施例１に係るプーリユニットを備えた圧縮機を示す側断面図である。 同じくプーリユニットの一方向クラッチを示す横断面図である。 同じく一方向クラッチの保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す平面図である。 同じく一方向クラッチの保持器のポケットにローラ及びコイルばねが収納された状態を拡大して示す横断面図である。 同じく一方向クラッチのローラがトルクリミット用凹部内に受け入れられた状態を示す説明図である。 従来のプーリユニットを備えた圧縮機を示す側断面図である。 同じくプーリユニットの一方向クラッチを示す横断面図である。

符号の説明

１ 圧縮機（エンジン補機）
２ ケーシング
３ 突出筒部
４ 回転軸
１０ プーリユニット
１１ プーリ
２０ 複列の転がり軸受
４０ 一方向クラッチ
４１ 外輪体
４２ 内輪体
４３ カム面
４６ トルクリミット用凹部
５０ 保持器
５２ 柱部
５５ ローラ保持部
６０ コイルばね
６１ ローラ

Claims (1)

1. エンジン補機のケーシングの一側に突出された突出筒部と、この突出筒部の中心部に配置された回転軸との間に組み付けられ、プーリと、転がり軸受と、一方向クラッチと、を備えたプーリユニットであって、
   前記一方向クラッチは、前記プーリの内周面に固定状態で設けられる外輪体と、
   前記外輪体と同心状をなして前記回転軸の外周面に固定状態で設けられる内輪体と、
   前記内輪体と前記外輪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えるために、前記内輪体の外周面に形成され、かつ前記外輪体の内周面と協働して複数のくさび状空間を周方向に所定間隔を隔てて形成するカム面と、
   前記複数のくさび空間にそれぞれ配設されたローラと、
   を備え、
   前記内輪体の前記カム面の周方向一側には、所定値以上のトルクが作用したときに、前記カム面を乗り越えて転動する前記ローラを受け入れることで、前記外輪体と前記内輪体とのトルク伝達を遮断するトルクリミット用凹部が形成されていることを特徴とするプーリユニット。

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