JP2003004121A - プーリユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】環状シールのシールリップが十分な締め代で当
接できる周溝の形成スペースを確保したうえで、プーリ
ユニットの軸方向寸法を従来のそれよりも短縮可能とす
ること。 【解決手段】プーリ１と、ロータ軸２と、一方向クラッ
チ３と、玉軸受４と、ころ軸受５と、環状シール６１と
を含み、ころ軸受５は、一方向クラッチ３側において径
方向内向きに突起５２を形成した保持器５１を有し、環
状シール６１は、プーリの１内周面に固定され、かつ、
その先端にシールリップ６１ａを有し、ロータ軸2の外
周面に突起５２が係入する抜け止め溝２ｄならびにシー
ルリップ６１ａが入り込むシール溝２ｆが形成されてい
る。

Description

【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
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、オルターネータ、
冷却ファンなどが挙げられる。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンに装着される各種の補機
は、エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して
駆動されるようになっている。ここで、補機のうち、例
えばオルタネータの場合、エンジンのクランクシャフト
と同期回転するように連結していると、クランクシャフ
トの回転数が低下するとき、オルタネータの発電能力が
低下する。そこで、本願出願人は、オルタネータのプー
リ部分に上記一方向クラッチを内蔵し、クランクシャフ
トの回転数が低下するときに、オルタネータのロータの
回転をその慣性力により継続させるようにして、発電効
率を高められるようにしたプーリユニットのいくつかを
既に出願している。

【０００３】図４は、本願出願人の出願に関連した公知
ではないプーリユニットの一つを示す。図４において、
１は、プーリ、２は、ロータ軸、３は、一方向クラッ
チ、４は、玉軸受、５は、ころ軸受、６１，６２は、環
状シール、７は、環状シールド板である。

【０００４】なお、図中、軸方向一方（右側）はエンジ
ン側であり、ロータ軸２の内周にその右側からクランク
シャフトが挿入されるようになっている。

【０００５】このプーリユニットは、プーリ１とロータ
軸２との回転差に応じて一方向クラッチ３を、動力を伝
達するロック状態と動力伝達を遮断するフリー状態とに
切り替え、プーリ１とロータ軸２との間で動力を伝達さ
せたり遮断させたりするようになっている。

【０００６】そして、ロータ軸２の外周面には、ころ軸
受５の保持器５１の内周面に設けられてある輪状突起５
２が係入され、保持器５１を軸方向に抜け止めするため
の抜け止め溝２ｄと、環状シール６１のシールリップ６
１ａが入り込むシール溝２ｆとが、設けられている。

【０００７】保持器５１の輪状突起５２は、保持器５１
の環状シール６１側に設けられているため、抜け止め溝
２ｄとシール溝２ｆはロータ軸2の軸方向に隣接して設
けられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように両溝２
ｄ，２ｆが隣接していると、ロータ軸２の強度低下を避
けるうえで、軸方向所要距離隔てて設ける必要がある
が、この場合、シール溝２ｆ側を抜け止め溝２ｄに対し
て所要距離隔てた箇所に形成せざるを得ない。

【０００９】一方、シールリップ６１ａは、径方向締め
代タイプであるため、ロータ軸２には、それに対応した
シール溝２ｆを形成するスペースが必要とされる。

【００１０】このようなことから、従来のプーリユニッ
トでは、その軸方向寸法を長くして、シール溝２ｆの設
置スペースを確保しており、そのため、その軸方向寸法
が大型化する。

【００１１】したがって、本発明は、プーリユニットに
おいて、環状シールのシールリップが十分な締め代で当
接できるシール溝の形成スペースを確保したうえで、プ
ーリユニットの軸方向寸法を従来のそれよりも短縮可能
とすることを解決しようとする課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、プーリと、こ
のプーリと互いに相対回転可能にかつこれの内側に同心
状に配設された軸体と、前記プーリと軸体との間の環状
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軸受と、
自由端側の転がり軸受の外端面側を密封する環状シール
とを含むプーリユニットであって、前記自由端側の転が
り軸受は、前記一方向クラッチ側において径方向内向き
に突起を形成した保持器を有し、前記環状シールは、前
記プーリの内周面に固定され、かつ、その先端にシール
リップを有し、前記軸体の外周面に前記突起が係入する
抜け止め溝ならびに前記シールリップが入り込むシール
溝をそれぞれ形成したことを特徴とする。

【００１３】なお、上記において、軸体は、自動車の補
機の入力軸そのものや入力軸の一部を含む。入力軸に
は、要するに、プーリと同心状にその内径側に配設さ
れ、プーリと互いに相対回転する軸体であれば、中空構
造、一部中空構造、中実構造、２重軸構造などそのすべ
てを含む。

【００１４】本発明によると、軸体の外周面において抜
け止め溝とシール溝とが前記保持器を介して離れて形成
されているから、従来のように前記両溝が隣接して形成
されていた場合と比較してその強度が低下するようなこ
とが無い。そして、シール溝は、軸体の軸方向寸法を長
くしなくても軸体の外周面に対して十分なスペースをも
って設けることができるから、環状シールはそのシール
リップを十分な締め代でもってシール溝に当接させられ
るようになる。

【００１５】したがって、本発明では、プーリユニット
において、環状シールのシールリップが十分な締め代で
当接できる周溝の形成スペースを確保したうえで、プー
リユニットの軸方向寸法を従来のそれよりも短縮可能と
することができる。

【００１６】さらに、前記保持器は、前記抜け止め溝に
係入する径方向内向きの突起が設けられており、突起を
抜け止め溝に係入させることで当該保持器を軸方向に抜
け止めできる。

【００１７】上記の場合、好ましくは、前記シール溝
が、径方向に沿う形状の第１内壁面と前記自由端側へ向
けて溝底が浅くなるテーパ形状の第２内壁面とを有す
る。そして、第１内壁面は、径方向に沿う形状に形成さ
れ、また、第２内壁面は、テーパ形状に形成されてい
る。こうすると、シールリップがシール溝の第１内壁面
に対して軸方向から接触するから、回転遠心力が作用し
たときにシールリップと第１内壁面との接触状態が変化
しにくく、また、環状シールを軸体に組み込むときに、
その組み込み過程で環状シールのシールリップが傾いて
もシール溝に対して正しい姿勢に容易に復元されるな
ど、その密封性能を所期の密封性能が長期にわたり確保
できて好ましい。

【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は、本発明の実施形態にか
かり、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、図１の要
部の拡大図である。

【００２０】図例のプーリユニットＡは、プーリ１、ロ
ータ軸２、一方向クラッチ３、玉軸受４、ころ軸受５、
環状シール６１，６２および環状シールド板７を有して
いる。

【００２１】このプーリユニットＡは、部品点数ならび
に製造コストを削減するために、一方向クラッチ３の内
・外輪、玉軸受４およびころ軸受５の各内・外輪を省略
し、これらの内輪についてプーリユニットＡのロータ軸
2で兼用させて、外輪についてプーリ１で兼用させた構
成としている。

【００２２】プーリ１は、例えば自動車エンジンのクラ
ンクシャフトによりＶリブドベルトＢを介して回転駆動
されるもので、その外周にはＶリブドベルトＢが巻き掛
けられる波状溝が形成されている。

【００２３】プーリ１の内周面において軸方向固定側の
領域には、深溝玉軸受からなる玉軸受４の玉４１が介装
される軌道溝が形成されている。

【００２４】ロータ軸２は、中空の軸体として、プーリ
１内部に挿通されて、図示しないが自動車エンジンの補
機の入力軸（例えばオルタネータのロータ）に固定され
る。

【００２５】ロータ軸２の外周面において軸方向中間領
域２ａの円周数カ所には、一方向クラッチ３の平坦なカ
ム面３１が形成され、その軸方向両側領域２ｂ，２ｃに
は、玉軸受４およびころ軸受５の内輪軌道が確保されて
いる。

【００２６】ロータ軸２の中間領域２ａは八角形に、両
側領域２ｂ，２ｃは円形に形成されている。

【００２７】ロータ軸２において玉軸受４の内輪軌道と
なる領域２ｂの外径寸法が、ころ軸受５の内輪軌道とす
る領域２ｃの外径寸法よりも大きく設定されているが、
これは、プーリ１とロータ軸２との間に、一方向クラッ
チ３や玉軸受４およびころ軸受５を軸方向固定側から順
番に簡単に組み込めるようにするためである。このロー
タ軸２の領域２ｂには、深溝玉軸受からなる玉軸受４の
玉４１が介装される軌道溝が形成されている。

【００２８】一方向クラッチ３は、プーリ１とロータ軸
２との対向環状空間Ｓの軸方向中央に介装されており、
その内輪軌道はロータ軸２の外周面で、その外輪軌道は
プーリ１の内周面で構成されている。

【００２９】一方向クラッチ３は、合成樹脂製の円環状
の保持器３２、転動体としての複数のころ３３、弾性部
材として楕円形のコイルバネ３４を備えている。

【００３０】この場合、一方向クラッチ３の保持器３２
は、プーリ１とロータ軸２の対向環状空間Ｓに配設され
て周方向ならびに軸方向に位置決めされた状態で外装さ
れており、ロータ軸２の外周面においてその円周方向数
カ所のカム面３１に対応する領域に径方向内外に貫通す
るポケット３５が設けられている。このポケット３５そ
れぞれの周方向間には軸方向の柱部３６が存在してい
る。

【００３１】一方向クラッチ３のころ３３は、保持器３
２の各ポケット３５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。

【００３２】一方向クラッチ３のコイルバネ３４は、保
持器３２の各柱部３６の内壁面に突設される突起３７に
対して装着されて、ころ３３をカム面３１とプーリ１の
内周面とで形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）
へと押圧するものである。

【００３３】一方向クラッチ３の保持器３２の内周面
は、ロータ軸２の軸方向中間領域２ａの八角形の外周面
形状に合致嵌合する形状に形成することにより、保持器
３２をロータ軸２に対して周方向に回り止めさせてい
る。

【００３４】また、一方向クラッチ３の保持器３２は、
ロータ軸２における中間領域２ａのカム面３１と大径の
領域２ｂとを連接するテーパ状段差部２ｅによって、玉
軸受４側への動きが封じられ、ロータ軸２に対して軸方
向位置決めされたころ軸受５の保持器５１によってころ
軸受５側への動きが封じられるようになっている。

【００３５】玉軸受４ところ軸受５は、転がり軸受とし
て、プーリ１とロータ軸２との対向環状空間Ｓにおい
て、一方向クラッチ３の軸方向両側に１つずつ介装され
る。

【００３６】玉軸受４は、その内輪軌道がロータ軸２の
軸方向一方領域２ｂにおける外周面で、その外輪軌道が
プーリ１の内周面で構成されていて、転動体としての複
数の玉４１およびそれを保持する冠形保持器４２からな
る一般的な深溝型玉軸受とされている。

【００３７】ころ軸受５は、その内輪軌道がロータ軸２
の軸方向他方領域２ｃにおける外周面で、その外輪軌道
がプーリ１の内周面で構成されていて、転動体としての
複数のころ５３およびそれを保持する保持器５１からな
るケージアンドローラとされている。

【００３８】前記環状空間Ｓにおいて、玉軸受４および
ころ軸受５の軸方向外端側に環状シール６１，６２が装
着されている。各環状シール６１，６２は、環状芯金の
外周に被着した弾性体の一端側をプーリ１の内周面に固
着し、その他端側をシールリップ６１ａ、６２ａとして
ロータ軸２の外周面に当接した接触形態のものである。

【００３９】上記プーリユニットＡの動作としては、要
するに、プーリ１とロータ軸２との回転速度差に応じ
て、一方向クラッチ３がロック状態またはフリー状態と
なり、プーリ１からロータ軸２へ動力を伝達したり、動
力伝達を遮断したりする。なお、一方向クラッチ３がフ
リー状態となったときは、ロータ軸２が自身の回転慣性
力により回転継続する。

【００４０】以上の構成において、本実施の形態は、自
由端側となるころ軸受５に備える保持器５１の一方向ク
ラッチ３側において径方向内向きに輪状突起５２を設
け、ロータ軸2の外周面において輪状突起５２を係入し
て保持器５１を抜け止めする抜け止め溝２ｄが形成され
ている。また、ロータ軸2の外周面には、ころ軸受５の
外端面側を密封する環状シール６１に備える主シールリ
ップ６１ａが入り込むシール溝２ｆが形成されている。

【００４１】なお、環状シール６は、プーリ１の内周面
に固定され、かつ、その先端にシールリップ６１ａが形
成されている。

【００４２】本実施の形態によると、ロータ軸２の外周
面において抜け止め溝２ｄとシール溝２ｆとが保持器５
１を介して軸方向に離れて形成されているから、従来の
ように前記両溝２ｄ，２ｆが隣接して形成されていた場
合と比較してその強度が低下するようなことが無い。そ
して、シール溝２ｆは、ロータ軸２の軸方向寸法を長く
しなくてもロータ軸２の外周面に対して十分なスペース
をもって設けることができるから、環状シール６１は主
シールリップ６１ａを十分な締め代でもってシール溝２
ｆに当接させられるようになる。

【００４３】したがって、この実施形態では、環状シー
ル６１の主シールリップ６１ａが十分な締め代で当接で
きるシール溝２ｆの形成スペースを確保したうえで、プ
ーリユニットＡの軸方向寸法を従来のそれよりも短縮可
能とすることができる。

【００４４】以上の特徴において、さらに詳しく説明す
ると、環状シール６１は、環状芯金６１ｃに対してゴム
などの弾性体６１ｄが接着されており、この弾性体６１
ｄの内周部分には、径方向に沿って中心側へ延びる主シ
ールリップ６１ａと、この主シールリップ６１ａの付け
根からころ軸受５内方へ向けて斜めに延びる補助シール
リップ６１ｂとを備える。

【００４５】また、シール溝２ｆは、第１内壁面２ｆ１
と第２内壁面２ｆ２とを有する。そして、第１内壁面２
ｆ１は、径方向に沿う形状に形成され、また、第２内壁
面２ｆ２は、前記自由端側へ向けて溝底が浅くなるテー
パ形状に形成されている。

【００４６】環状シール６１の主シールリップ６１ａ
は、シール溝２ｆの第１内壁面２ｆ１に対して軸方向か
ら接触されており、また、補助シールリップ６１ｂは、
シール溝２ｆに入り込まずに、ロータ軸２の外周面に対
して微小隙間を介して対向させられている。

【００４７】このような場合、主シールリップ６１ａが
シール溝２ｆの第１内壁面２ｆ１に対して軸方向から接
触するから、回転遠心力が作用したときに主シールリッ
プ６１ａと第１内壁面２ｆ１との接触状態が変化しにく
く、したがって、所期の密封性能が確保できる。

【００４８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、各種形態のものを適用することができ
ることは勿論である。

【００４９】また、本発明は、玉軸受４、ころ軸受５の
内・外輪をプーリ１ならびにロータ軸２上に一体形成し
たプーリユニットに限るものではなく、さらに一方向ク
ラッチ３の両側に設ける転がり軸受も上記実施形態に限
らず、各種形態のプーリユニットに適用することができ
る。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、プーリ
と、このプーリと互いに相対回転可能にかつこれの内側
に同心状に配設された軸体と、前記プーリと軸体との間
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軸
受と、自由端側の転がり軸受の外端面側を密封する環状
シールとを含むプーリユニットであって、前記自由端側
の転がり軸受は、前記一方向クラッチ側において径方向
内向きに突起を形成した保持器を有し、前記環状シール
は、前記プーリの内周面に固定され、かつ、その先端に
シールリップを有し、前記軸体の外周面に前記突起が係
入する抜け止め溝ならびに前記シールリップが入り込む
シール溝をそれぞれ形成したので、抜け止め溝とシール
溝とが前記保持器を介して離れて形成される結果、従来
のように前記両溝が隣接して形成されていた場合と比較
してその強度が低下するようなことが無い。そして、シ
ール溝は、軸体の軸方向寸法を長くしなくても軸体の外
周面に対して十分なスペースをもって設けることができ
るから、環状シールはそのシールリップを十分な締め代
でもってシール溝に当接させられるようになるから、環
状シールのシールリップが十分な締め代で当接できる周
溝の形成スペースを確保したうえで、プーリユニットの
軸方向寸法を従来のそれよりも短縮可能とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の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】図１の環状シールにおける周辺要部の拡大図

【図４】従来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 Ｂ ベルト １ プーリ ２ ロータ軸(軸体) ２ｄ 抜け止め溝 ２ｆ シール溝 ３ 一方向クラッチ ４ 玉軸受 ５ ころ軸受(自由端側転がり軸受) ５１ 突起 ６ 環状シール ６１ａ シールリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/78 Ｆ１６Ｃ 33/78 Ｄ Ｆターム(参考） 3J016 AA02 BB03 CA02 CA07 3J031 AC06 AC10 BA04 BA08 BA19 CA03 CA10 3J101 AA13 AA24 AA32 AA42 AA52 AA62 AA72 AA77 AA83 BA22 BA53 BA54 BA55 BA56 BA73 BA77 EA01 EA49 FA13 FA15 FA53 GA01 GA21 GA24 GA29

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プーリと、このプーリと互いに相対回転可
   能にかつこれの内側に同心状に配設された軸体と、前記
   プーリと軸体と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
   設けられる転がり軸受と、自由端側の転がり軸受の外端
   面側を密封する環状シールとを含むプーリユニットであ
   って、 前記自由端側の転がり軸受は、前記一方向クラッチ側に
   おいて径方向内向きに突起を形成した保持器を有し、 前記環状シールは、前記プーリの内周面に固定され、か
   つ、その先端にシールリップを有し、 前記軸体の外周面に前記突起が係入する抜け止め溝なら
   びに前記シールリップが入り込むシール溝をそれぞれ形
   成した、ことを特徴とするプーリユニット。
2. 【請求項２】請求項１記載のプーリユニットにおいて、 前記シール溝が、径方向に沿う形状の第１内壁面と、前
   記自由端側へ向けて溝底が浅くなるテーパ形状の第２内
   壁面とを有しており、 前記シールリップは、前記第１内壁面に対して軸方向か
   ら接触する、ことを特徴とするプーリユニット。