JP4465966B2

JP4465966B2 - オルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置

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Publication number: JP4465966B2
Application number: JP2003059285A
Authority: JP
Inventors: 英男大内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-05-20
Also published as: JP2003232433A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の対象となるオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、自動車用の発電機であるオルタネータの回転軸の端部に固定し、エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡す事により、上記オルタネータを駆動する為に利用する。特に、本発明は、上記無端ベルトとして、内周面にそれぞれが断面Ｖ字形である複数本の突条を、それぞれ全周に亙り連続させた、所謂ポリＶベルトと呼ばれるものを使用する場合に有用な構造を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の駆動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５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５の右端部）で上記ハウジング２外に突出した部分には、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、プーリと回転軸との相対回転を自在とする、オルタネータ用ローラ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オルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置が記載されている。又、一部ではこの様なオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置が、実際に使用されている。
【０００４】
図６は、このうち特開平８−２２６４６２号公報に記載されているオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を示している。このオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、オルタネータ１（図５）の回転軸３に外嵌固定自在なスリーブ８を有する。そして、このスリーブ８の周囲にプーリ７ａを、このスリーブ８と同心に配置している。このプーリ７ａの外周面には、それぞれが全周に亙り連続する複数の断面Ｖ字形の凹溝２９、２９を、軸方向（図６の左右方向）に亙り互いに並列に形成している。この様なプーリ７ａには、内周面にそれぞれが断面Ｖ字形である複数本の突条を、それぞれ全周に亙り連続させた、所謂ポリＶベルトと呼ばれる無端ベルトを掛け渡す。
【０００５】
そして、上記スリーブ８の外周面とプーリ７ａの内周面との間に、１対のサポート軸受９、９とローラクラッチ１０とを設けている。このうちのサポート軸受９、９は、上記プーリ７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ、上記スリーブ８とプーリ７ａとの相対回転を自在とする。又、上記ローラクラッチ１０は、上記プーリ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、このプーリ７ａからスリーブ８への回転力の伝達を自在とする。図６に示した構造の場合、上記各サポート軸受９、９は円筒ころ軸受であるが、アンギュラ型、深溝型等の玉軸受をサポート軸受として使用する構造も、例えば前記特開平７−３１７８０７号公報に記載されている様に、従来から知られている。
【０００６】
上記ローラクラッチ１０を構成し、上記スリーブ８に外嵌固定した内輪２４の中間部外周面には、ランプ部と呼ばれる複数の凹部２５を、円周方向に亙って等間隔に形成し、上記中間部外周面にカム面２６を形成している。又、上記内輪２４の両端部外周面は、上記各サポート軸受９、９の為の内輪軌道２７、２７としている。これに対して、上記ローラクラッチ１０を構成し、上記プーリ７ａに外嵌固定した外輪１２の内周面は、ほぼ全長に亙り単なる円筒面としている。又、これら内輪２４及び外輪１２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１１、１１は、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。そして、この保持器２８に設けた柱部と上記各ローラ１１との間にばねを設けて、これら各ローラ１１を、円周方向に関して同方向に弾性的に押圧している。
【０００７】
上述の様なオルネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を使用する理由は、次の通りである。例えば、前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、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、上記クランクシャフトの端部に固定した駆動プーリに掛け渡した図示しない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プーリ７ａを介して回転駆動されるオルタネータ１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５及び整流子６（図５）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、上記プーリ７ａを回転軸３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、上記無端ベルトとプーリ７ａとが両方向に擦れ合う傾向となる。この結果、このプーリ７ａ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、この無端ベルトとプーリ７ａ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。
【０００８】
又、上述の様なプーリ７ａの外周面と無端ベルトの内周面との摩擦に基づく無端ベルトの寿命低下は、走行時に加減速を繰り返す事によっても生じる。即ち、加速時には無端ベルト側からプーリ７ａ側に駆動力が伝達されるのに対し、減速時には上述の様に慣性に基づいて回転し続けようとするプーリ７ａに、上記無端ベルトから制動力が作用する。この制動力と上記駆動力とは、上記無端ベルトの内周面に対して逆方向の摩擦力として作用するので、やはり上記無端ベルトの寿命低下の原因となる。特に、トラックの様に排気ブレーキを備えた車両の場合には、アクセルオフ時に於けるクランクシャフトの回転低下の減速度が著しく、上記制動力に基づいて上記無端ベルトの内周面に加わる摩擦力が大きくなる結果、上記寿命低下が著しい。
【０００９】
そこで、上述の様なプーリ７ａとして、上記オルタネータ用ローラ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、上記プーリ７ａ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、これらプーリ７ａ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、上記プーリ７ａの回転角速度を上記回転軸３の回転角速度よりも遅くして、上記無端ベルトとプーリ７ａとの当接部が強く擦れ合う事を防止する。この様にして、プーリ７ａ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、この無端ベルトとプーリ７ａ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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、ローラクラッチ用の保持器の軸方向に亙る変位を阻止し、この保持器に保持されたローラが、ローラクラッチ用内輪の外周面とローラクラッチ用外輪の内周面とから外れる事を防止する点にある。
【００１１】
又、第二の目的は、ローラクラッチの保持器が、相対回転するサポート軸受用の外輪と内輪とに掛け渡される様に擦れ合って、このサポート軸受の回転抵抗を増大させるのを防止する点にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、従来から知られているオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置と同様に、オルタネータの回転軸に外嵌固定自在なスリーブと、このスリーブの周囲にこのスリーブと同心に配置し、その外周面にそれぞれが全周に亙り連続する複数の断面Ｖ字形の凹溝を、軸方向に亙り互いに並列に形成したプーリと、これらスリーブの外周面の軸方向中間部とプーリの内周面の軸方向中間部との間に設け、このプーリが上記スリーブに対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみプーリとスリーブとの間での回転力の伝達を自在とするローラクラッチと、このローラクラッチを軸方向両側から挟む位置で上記スリーブの外周面とプーリの内周面との間に設け、このプーリに加わるラジアル荷重を支承しつつこれらスリーブとプーリ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。
【００１３】
特に、本発明のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に於いては、上記プーリは、内径寸法が軸方向の全長に亙って変化しないものである。又、上記両サポート軸受は、上記スリーブとは別体のサポート軸受用内輪及び上記プーリとは別体のサポート軸受用外輪を有する玉軸受である。更に、上記ローラクラッチは、上記スリーブとは別体のローラクラッチ用内輪及び上記プーリとは別体のローラクラッチ用外輪を有する。そして、このローラクラッチ用内輪の外径寸法及び上記ローラクラッチの保持器の内径寸法が上記サポート軸受用内輪の外径寸法よりも小さい。
又、請求項２に記載したオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に於いては、上述した請求項１に記載したオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の構成要件に加えて、上記ローラクラッチ用外輪の内径寸法を、上記両サポート軸受用外輪の内径寸法よりも大きくしている。且つ、上記ローラクラッチの保持器の外径寸法を、上記サポート軸受を構成する外輪の内径寸法よりも小さくしている。
【００１４】
【作用】
上述の様に構成する本発明のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、ローラクラッチ用の保持器の軸方向に亙る変位を阻止し、この保持器に保持されたローラが、ローラクラッチ用内輪の外周面とローラクラッチ用外輪の内周面とから外れる事を防止できる。
更に請求項２に記載したオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記作用・効果に加えて、ローラクラッチの保持器が、相対回転するサポート軸受用の外輪と内輪とに掛け渡される様に擦れ合って、このサポート軸受の回転抵抗を増大させるのを防止できる。
【００１５】
【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。スリーブ８は、全体を円筒状に形成しており、オルタネータの回転軸３（図５〜６参照）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の中間部内周面に雌スプライン部１３を形成し、この雌スプライン部１３と上記回転軸３の端部外周面に形成した雄スプライン部（図示省略）とを係合自在としている。尚、上記回転軸３とスリーブ８との相対回転を防止する為の構造は、スプラインに代えて、前述の図６に示した様なねじ、或は非円筒面同士の嵌合、キー係合等としても良い。
【００１６】
上述の様なスリーブ８の周囲にはプーリ７ａを、このスリーブ８と同心に配置している。このプーリ７ａは、その内側に次述するサポート軸受９ａ、９ａとローラクラッチ１０ａとを装着する。又、上記プーリ７ａの外周面には、それぞれが断面Ｖ字形である複数の凹溝２９、２９を、それぞれ全周に亙り形成し、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。
【００１７】
上述の様に構成するスリーブ８の外周面とプーリ７ａの内周面との間には、１対のサポート軸受９ａ、９ａと、１個のローラクラッチ１０ａとを設けている。このうちのサポート軸受９ａ、９ａは、上記プーリ７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ上記スリーブ８とプーリ７ａ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９ａ、９ａ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９ａ、９ａは、それぞれ内周面に深溝型の外輪軌道１４、１４を有するサポート軸受用外輪１５、１５と、それぞれの外周面に深溝型の内輪軌道１６、１６を有するサポート軸受用内輪１７、１７と、上記外輪軌道１４、１４と内輪軌道１６、１６との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた転動体（玉）１８、１８とから成る。この様な各サポート軸受９ａ、９ａは、それぞれのサポート軸受用外輪１５、１５を上記プーリ７ａの内周面両端部に締り嵌めにより内嵌固定し、それぞれのサポート軸受用内輪１７、１７を上記スリーブ８の外周面両端部に締り嵌めにより外嵌固定する事により、上記スリーブ８の外周面両端部とプーリ７ａの内周面両端部との間に設けている。
【００１８】
又、上記ローラクラッチ１０ａは、上記プーリ７ａがスリーブ８に対して所定方向に回転する傾向となる場合にのみ、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１０ａを構成する為、上記スリーブ８の中間部外周面にローラクラッチ用内輪１９を、締まり嵌めにより外嵌固定している。このローラクラッチ用内輪１９は、軸受鋼等の硬質金属により全体を円筒状に形成しており、外周面にはカム面２０を形成している。即ち、上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面に、ランプ部と呼ばれる複数の凹部２１を、円周方向に亙って等間隔に形成し、この外周面に上記カム面２０を形成している。これに対して、ローラクラッチ用外輪２２の内周面は、単なる円筒面としている。又、これらローラクラッチ用内輪１９及びローラクラッチ用外輪２２と共に上記ローラクラッチ１０ａを構成する複数個のローラ１１ａは、上記ローラクラッチ用内輪１９に、このローラクラッチ用内輪１９に対する回転を不能として外嵌した合成樹脂製の保持器２３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。そして、この保持器２３に設けた柱部と上記各ローラ１１ａとの間に、ばね等の弾性材を設けて、これら各ローラ１１ａを、円周方向に関して同方向に弾性的に押圧している。尚、ローラクラッチの構造及び作用は、従来から周知であるから、詳しい図示並びに説明は省略する。
【００１９】
特に、本例のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記ローラクラッチ１０ａを構成する複数個のローラ１１ａの直径Ｄ_a を、従来構造の場合に比べて大きくしている。即ち、これら各ローラ１１ａの直径Ｄ_a と、上記ローラクラッチ用外輪２２の内周面の直径Ｄ_o との比Ｄ_a ／Ｄ_o を、０．０７０を越える値（Ｄ_a ／Ｄ_o ＞０．０７０）としている。例えば、図示の例では、上記比Ｄ_a ／Ｄ_o を、０．１４としている。
【００２０】
上述の様に構成する本例のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記ローラクラッチ１０ａの働きにより、無端ベルトを掛け渡した前記プーリ７ａの回転速度が、オルタネータの回転軸３に固定したスリーブ８の回転速度以上の場合にのみ、上記プーリ７ａからこの回転軸３にトルクを伝達する。逆に言えば、上記プーリ７ａの回転速度が上記スリーブ８の回転速度未満の場合には、これらプーリ７ａとスリーブ８との接続を断ち、上記無端ベルトに無理な力が加わる事を防止する。
【００２１】
特に、本例のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記ローラクラッチ１０ａを構成する上記複数個のローラ１１ａの直径Ｄ_a を、このローラクラッチ１０ａを構成するローラクラッチ用外輪２２の内周面の直径Ｄ_o との関係で十分に大きくしているので、このローラクラッチ１０ａのトルク容量を十分に大きくできる。この為、上記プーリ７ａに掛け渡している無端ベルトの張力を大きくし、上記ローラクラッチ１０ａが伝達するトルクが大きくなる使用状態でも、十分な耐久性を確保できる。
【００２２】
本例のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置が、各ローラ１１ａの直径Ｄ_a と上記ローラクラッチ用外輪２２の内周面の直径Ｄ_o との比Ｄ_a ／Ｄ_o を、０．０７０を越える値にしている理由は、次の通りである。
上記無端ベルトが減速状態から増速状態に移る際に、上記ローラクラッチ１０ａを構成する上記各ローラ１１ａは、保持器２３の柱部との間に設けたばねに押されて、前記ローラクラッチ用内輪１９の外周面とローラクラッチ用外輪２２の内周面との間の隙間のうちで、直径方向に亙る幅が狭くなった部分に、くさび状に食い込む。上記ばねが上記各ローラ１１ａを押圧する力は、例えば１kgf 以下の小さなものであり、回転軸３（図５〜６）の外径が１５〜２０mm程度である、自動車用として一般的なオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合には、上記ローラクラッチ１０ａをロック状態とオーバラン状態とに切り換えるべく、上記各ローラ１１ａを円周方向に亙り変位可能に保持する為に要する空間長さ（ローラ１１ａが円周方向に変位可能な長さ）と、上記柱部及びばねを設ける為に要する空間長さとの合計である円周方向長さＷは、上記各ローラ１１ａの直径に拘らず、次の（１）式で表される、ほぼ一定の値（Ｗ）が必要になる。尚、この（１）式中、Ｄ_i は上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面のうち、上記各ローラ１１ａの転動面と当接する部分の直径で、Ｄ_i ≒Ｄ_o −２Ｄ_a である。又、Ｚは、上記各ローラ１１ａの数である。
【００２３】
π・（Ｄ_i ＋Ｄ_a ）／Ｚ＝Ｄ_a ＋Ｗ −−− （１）
又、上記各ローラ１１ａの転動面と上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面及びローラクラッチ用外輪２２の内周面との接触面圧の最大値Ｐ_max は、次の（２）式の様になる。尚、この（２）式中、Ｅは縦弾性係数（kgf/mm² ）、ｍはポアソン数、Σρは互いに当接する１対の円筒面の曲率の和（mm^-1）、Ｑ_max はこれら両円筒面に加わる法線方向の荷重の最大値（kgf ）、Ｌ_a はこれら両円筒面同士の接触長さである。
Ｐ_max
＝［｛Ｅ／π／（１−１／ｍ² ）｝・（Σρ／２）・Ｑ_max ／Ｌ_a ］^1/2
−−− （２）
【００２４】
上記ローラクラッチ１０ａの耐久性を確保すべく、このローラクラッチ１０ａのロック時に、上記ローラクラッチ用外輪２２の内周面に比べて大きな面圧が加わる上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面に亀裂（クラック）等の損傷が発生するのを防止する為には、このローラクラッチ用内輪１９と上記各ローラ１１ａの外周面とに、法線方向に加わる荷重の最大値Ｐ_max を、２５０〜３２０kgf/mm² の範囲内で定める、一定の値以下に抑える必要がある。上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面と上記各ローラ１１ａの外周面との接触長さＬ_a は一定であるから、上記最大値Ｐ_max を一定とした場合、これら両周面同士の接触部に加わる法線方向の荷重の最大値Ｑ_max は、
Ｑ_max ∝１／Σρ −−− （３）
となる。
更に、上記各ローラ１１ａの直径Ｄ_a に比較して、これら各ローラ１１ａの外周面が当接するカム面２０の曲率半径は遥かに大きいので、１／ΣρはＤ_a ／２で近似できる。従って、上記（３）式から、次の（４）式が導かれる。
Ｑ_max ∝Ｄ_a −−− （４）
【００２５】
次に、上記ローラクラッチ１０ａのトルク容量Ｔに就いて、図２を参照しつつ説明する。このトルク容量Ｔは、次の（５）式で表される。尚、この（５）式中、Ｆはロック時に前記カム面２０及びローラクラッチ用外輪２２の内周面が上記各ローラ１１ａの転動面を押圧する力、αはこれら各ローラ１１ａの転動面と上記カム面２０との接触角で、上記ローラクラッチ１０ａのロック状態を実現する為、４〜５度の範囲で決まる一定値である。又、βは、上記各ローラ１１ａに作用する荷重ベクトルと、これら各ローラ１１ａの転動面と上記カム面２０の回転中心とを結ぶ直線との交角である。
Ｔ＝Ｆ・sin β・Ｚ・Ｄ_i ／２ −−− （５）
Ｆ・cosα＝Ｑ_max −−− （６）
（６）式を（５）式に代入してＦを消去すると、
Ｔ＝Ｚ・Ｑ_max ・Ｄ_i ・(sinβ／ cosα)/２ −−− （７）
上記カム面２０及びローラクラッチ用外輪２２の内周面と上記各ローラ１１ａの転動面との接触点Ａ、Ｂとこのローラックラッチ用外輪２２の中心点Ｏとの３点を結ぶ三角形である、△ＡＯＢに正弦定理を適用すると、
sin β／（Ｄ₀ ／２）＝sin α／（Ｄ_i ／２） −−− （８）
（８）式を（７）式に代入してsin βを消去すると、
Ｔ＝Ｚ・Ｑ_max ・Ｄ_i ・（１／cos α）・（Ｄ₀ ／Ｄ_i ）・（sin α／２）
＝Ｚ・Ｑ_max ・Ｄ₀ ・tan α／２ −−− （９）
ここでＱ_max ∝Ｄ_a 、Ｄ_a ＝（Ｄ_i ・π−Ｚ・Ｗ）／（Ｚ−π）を（９）式に代入し、 tanαを一定とした場合、
Ｔ ∝ Ｚ・Ｄ_a ・Ｄ₀ ∝Ｚ・｛（Ｄ_i ・π−Ｚ・Ｗ）／（Ｚ−π）｝・Ｄ₀
−−− （１０）
ここで、前記△ＡＯＢに於いて第２余弦定理を用いると、
cosα＝｛（Ｄ₀ ／２）² ＋Ｄ_a ² ・cos²α−（Ｄ_i ／２）² ｝
／｛（Ｄ₀ ／２）・Ｄ_a cos α｝ −−− （１１）
この（１１）式をＤ₀ に就いて解くと、
Ｄ₀ ＝２Ｄ_a ・cos²α＋√（Ｄ_i ² ＋４Ｄ_a ² ・cos⁴α−４Ｄ_a ² ・cos²α）
−−− （１２）
この（１２）式を上記（１０）式に代入すると、
Ｔ ∝ Ｚ・｛（Ｄ_i ・π−Ｚ・Ｗ）／（Ｚ−π）｝・｛２Ｄ_a ・cos²α＋√ （Ｄ_i ² ＋４Ｄ_a ² ・cos⁴α−４Ｄ_a ² ・cos²α）｝ −−− （１３）
【００２６】
自動車のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の場合、オルタネータ１の回転軸３（図５）の外径に、スリーブ８及びローラクラッチ用内輪１９として強度上必要な肉厚を加えたものが、このローラクラッチ用内輪１９の外径Ｄ_i となり、その値は２８〜３８mm程度である。又、ロック状態とオーバーラン状態とを繰り返し実現する為、前記各ローラ１１ａを円周方向に亙り変位可能に保持する為に要する空間長さと、柱部及びばねを設ける為に要する空間長さとの合計である円周方向長さＷは２〜３mm程度である。尚、この円周方向長さＷを小さくできれば、多くのローラ１１ａを組み込む事が可能になって、ローラクラッチ１０ａのトルク容量を大きくできる。但し、このローラクラッチ１０ａのロック状態を実現する為の接触角αは、前述の様に４〜５度程度の小さな値である。この為、上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面に形成したカム面２０の直径寸法が少しだけ変わった場合でも、上記ローラクラッチ１０ａがロックした状態での上記各ローラ１１ａの円周方向位置が大きく変動する。この事を考慮すると、上記円周方向長さＷをあまり小さな値にする事は困難である。そして、この様な事を考慮すれば、この円周方向長さＷは、２〜３mm程度必要になる。
【００２７】
そこで、上記ローラクラッチ用内輪１９の外径Ｄ_i と円周方向長さＷとの種々の組み合わせに就いて、上記（１３）式によりローラクラッチ１０ａのトルク容量に比例する値を算出し、算出したトルク容量に比例する値と前記比Ｄ_a ／Ｄ_o との関係を図３に示した。この図３から明らかな通り、何れの場合でも、ローラの直径Ｄ_a とローラクラッチ用外輪２２の内周面の直径Ｄ_o との比Ｄ_a ／Ｄ_o が大きくなる程、ローラクラッチ１０ａのトルク容量は大きくなる。そして、従来使用されていた、上記比Ｄ_a ／Ｄ_o が０．０５〜０．０７程度のものに比べて、本発明の様にこの比Ｄ_a ／Ｄ_o が０．０７を越えるものの場合には、大きな容量を得られる事が分る。
【００２８】
更に、本発明の場合には、上記ローラクラッチ用内輪１９の外径を、前記各サポート軸受９ａ、９ａを構成するサポート軸受用内輪１７、１７の外径よりも小さくしている。従って、上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面は、上記各サポート軸受用内輪１７、１７の外周面よりも、直径方向内方に凹入している。そして、上記ローラクラッチ１０ａを構成する保持器２３の内径（前記各凹部２１に係合すべく、この保持器２３の内周縁部に形成した複数の凸部の内接円の直径）を、上記ローラクラッチ用内輪１９の外径よりも大きく、上記各サポート軸受用内輪１７、１７の外径よりも小さくしている。従って、上記保持器２３の軸方向両側面の内径寄り端部は、それぞれ上記各サポート軸受用内輪１７、１７の軸方向端面に対向し、上記保持器２３は、これら各サポート軸受用内輪１７、１７により軸方向（図１の左右方向）に亙る変位を阻止されている。この為、上記保持器２３に保持された上記各ローラ１１ａが、上記ローラクラッチ用内輪１９の外周面とローラクラッチ用外輪２２の内周面とから外れる事はない。従って、このローラクラッチ１０ａを構成する、それぞれが軸受鋼等の硬質金属製のローラクラッチ用内輪１９やローラクラッチ用外輪２２に、面倒な加工を施す必要がなくなり、オルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置のコスト低減を図れる。
【００２９】
同時に、本発明の場合には、前記保持器２３の外径を、上記各サポート軸受９ａ、９ａを構成するサポート軸受用外輪１５、１５の内径よりも小さくしている。従って、上記保持器２３の軸方向片側面の内径寄り端部が、何れかのサポート軸受用内輪１７の端面に突き当たった場合でも、上記保持器２３の軸方向片側面の外径寄り端部が上記何れかのサポート軸受用外輪１５の端面に接触する事はない。この為、上記保持器２３が、相対回転するサポート軸受用外輪１５とサポート軸受用内輪１７とに掛け渡される様に擦れ合って、当該サポート軸受９ａの回転抵抗を増大させる事はない。
【００３０】
尚、上記保持器２３は、必ずしも全周に亙って上記各サポート軸受用内輪１７、１７の軸方向端面と係合させる必要はない。円周方向の一部を直径方向に突出させ、この突出した部分を、上記各サポート軸受用内輪１７、１７の軸方向端面と係合させても良い。
【００３１】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、ローラクラッチ用外輪２２ａを幅広に形成し、このローラクラッチ用外輪２２ａ両端部に、それぞれサポート軸受９ａ、９ａを構成するサポート軸受用外輪１５、１５を内嵌固定している。この様な構造の場合には、これら１対のサポート軸受９ａ、９ａとローラクラッチ１０ａとを、プーリ７ａの内周面とスリーブ８の外周面との間に組み付ける以前に、非分離のユニットとして取り扱えるので、オルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の組立作業性の向上を図れる。本例の場合も、ローラ１１ａの直径Ｄ_a とローラクラッチ用外輪２２ａの中間部内周面の直径Ｄ_o との比Ｄ_a ／Ｄ_o を凡そ０．１２と、０．０７を越える値として、上記ローラクラッチ１０ａのトルク容量確保を図っている。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。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、ローラクラッチ用の保持器の軸方向に亙る変位を阻止し、この保持器に保持されたローラが、ローラクラッチ用内輪の外周面とローラクラッチ用外輪の内周面とから外れる事を防止できる。又、必要に応じて、ローラクラッチの保持器が、相対回転するサポート軸受用の外輪と内輪とに掛け渡される様に擦れ合って、このサポート軸受の回転抵抗を増大させるのを防止できる。
【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】ローラクラッチのトルク容量を説明する為の、図１のＸ−Ｘ断面に相当する略図。
【図３】ローラの直径とローラクラッチ用外輪の内周面の直径との比がローラクラッチのトルク容量に及ぼす影響を示す線図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面図。
【図５】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６】従来から知られているオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の構造の１例を示す部分断面図。
【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プーリ
８スリーブ
９、９ａサポート軸受
１０、１０ａローラクラッチ
１１、１１ａローラ
１２外輪
１３雌スプライン部
１４外輪軌道
１５サポート軸受用外輪
１６内輪軌道
１７サポート軸受用内輪
１８転動体
１９ローラクラッチ用内輪
２０カム面
２１凹部
２２、２２ａローラクラッチ用外輪
２３保持器
２４内輪
２５凹部
２６カム面
２７内輪軌道
２８保持器
２９凹溝

Claims

オルタネータの回転軸に外嵌固定自在なスリーブと、このスリーブの周囲にこのスリーブと同心に配置し、その外周面にそれぞれが全周に亙り連続する複数の断面Ｖ字形の凹溝を、軸方向に亙り互いに並列に形成したプーリと、これらスリーブの外周面の軸方向中間部とプーリの内周面の軸方向中間部との間に設け、このプーリが上記スリーブに対し所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみプーリとスリーブとの間での回転力の伝達を自在とするローラクラッチと、このローラクラッチを軸方向両側から挟む位置で上記スリーブの外周面とプーリの内周面との間に設け、このプーリに加わるラジアル荷重を支承しつつこれらスリーブとプーリ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オルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に於いて、上記プーリは、内径寸法が軸方向の全長に亙って変化しないものであり、上記両サポート軸受は、上記スリーブとは別体のサポート軸受用内輪及び上記プーリとは別体のサポート軸受用外輪を有する玉軸受であり、上記ローラクラッチは、上記スリーブとは別体のローラクラッチ用内輪及び上記プーリとは別体のローラクラッチ用外輪を有し、このローラクラッチ用内輪の外径寸法及び上記ローラクラッチの保持器の内径寸法が上記サポート軸受用内輪の外径寸法よりも小さい事を特徴とするオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
ローラクラッチ用外輪の内径寸法が両サポート軸受用外輪の内径寸法よりも大きく、且つ、ローラクラッチの保持器の外径寸法がこれら両サポート軸受用外輪の内径寸法よりも小さい、請求項１に記載したオルタネータ用ローラクラッチ内蔵型プーリ装置。