JP2001349346A - 一方向クラッチならびにそれを備えるプーリユニット - Google Patents
一方向クラッチならびにそれを備えるプーリユニットInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】一方向クラッチにおいて、過大トルク作用時に
クラッチ部で滑らせて、過大トルクを伝達させずに吸収
できるようにすること。 【解決手段】径方向内外に同心状に配設される駆動環体
２および従動環体３の対向環状空間に介装され、これら
両環体２，３の回転速度差に応じて駆動環体２に対して
従動環体３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一方向クラッチ４であっ
て、両環体２，３の間にくさび部材１３が介装されてい
て、駆動環体２から入力される回転トルクが所要値を越
えると、前記くさび部材２３が両環体２，３間で滑って
従動環体３への動力伝達を遮断する状態になる。これに
より、動力伝達する回転トルクの上限値を規制できるよ
うになる。
クラッチ部で滑らせて、過大トルクを伝達させずに吸収
できるようにすること。 【解決手段】径方向内外に同心状に配設される駆動環体
２および従動環体３の対向環状空間に介装され、これら
両環体２，３の回転速度差に応じて駆動環体２に対して
従動環体３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一方向クラッチ４であっ
て、両環体２，３の間にくさび部材１３が介装されてい
て、駆動環体２から入力される回転トルクが所要値を越
えると、前記くさび部材２３が両環体２，３間で滑って
従動環体３への動力伝達を遮断する状態になる。これに
より、動力伝達する回転トルクの上限値を規制できるよ
うになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方向クラッチな
らびにそれ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
シャフトや当該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される。補機としては、例えば自動
車のオルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッ
サ、ウォーターポンプ、冷却ファンなどが挙げられる。
らびにそれ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
シャフトや当該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される。補機としては、例えば自動
車のオルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッ
サ、ウォーターポンプ、冷却ファンなどが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ころやスプラグなどのくさび
部材を用いる一方向クラッチがいろいろ知られている
が、いずれの構成でも、くさび部材の食い込み力を強弱
変化させることによって駆動環体に従動環体を同期回転
させるロック状態と、両環体を相対回転させるフリー状
態とを切り換えるような形態になっている。
部材を用いる一方向クラッチがいろいろ知られている
が、いずれの構成でも、くさび部材の食い込み力を強弱
変化させることによって駆動環体に従動環体を同期回転
させるロック状態と、両環体を相対回転させるフリー状
態とを切り換えるような形態になっている。
【０００３】このような一方向クラッチは、例えば駆動
環体の角速度が増減変動するような状況において、この
角速度変動を従動環体に伝達させないようにするため
に、利用することがある。つまり、駆動環体の角速度の
増減変動に応じて一方向クラッチをロック状態やフリー
状態にさせて、駆動環体から従動環体へ回転動力を伝達
させたり遮断させたりすることによって、駆動環体側の
角速度変動を吸収させることができる。
環体の角速度が増減変動するような状況において、この
角速度変動を従動環体に伝達させないようにするため
に、利用することがある。つまり、駆動環体の角速度の
増減変動に応じて一方向クラッチをロック状態やフリー
状態にさせて、駆動環体から従動環体へ回転動力を伝達
させたり遮断させたりすることによって、駆動環体側の
角速度変動を吸収させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例の一方向ク
ラッチでは、動力伝達するロック状態と動力伝達を遮断
するフリー状態の２状態に切り換えるものであり、ロッ
ク状態において、過大なトルクが作用したときに、増速
の高角加速度がかかると、過大なトルクが一方向クラッ
チに作用することがある。
ラッチでは、動力伝達するロック状態と動力伝達を遮断
するフリー状態の２状態に切り換えるものであり、ロッ
ク状態において、過大なトルクが作用したときに、増速
の高角加速度がかかると、過大なトルクが一方向クラッ
チに作用することがある。
【０００５】このような一方向クラッチを自動車の補機
などに装着されるプーリユニットに組み込んだ構造の場
合だと、前述したような過大トルクが作用して、プーリ
に対してベルトが滑ったり、ベルトの張力変動が大きく
なり、ベルトの寿命低下につながる。
などに装着されるプーリユニットに組み込んだ構造の場
合だと、前述したような過大トルクが作用して、プーリ
に対してベルトが滑ったり、ベルトの張力変動が大きく
なり、ベルトの寿命低下につながる。
【０００６】このような事情に鑑み、本発明は、一方向
クラッチにおいて、過大トルク作用時にクラッチ部で滑
らせて、過大トルクを伝達させずに吸収できるようにす
ることを目的としている。
クラッチにおいて、過大トルク作用時にクラッチ部で滑
らせて、過大トルクを伝達させずに吸収できるようにす
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明第１の一方向クラ
ッチは、径方向内外に同心状に配設される駆動環体およ
び従動環体の対向環状空間に介装され、これら両環体の
回転速度差に応じて駆動環体に対して従動環体を同期回
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
り換えるもので、前記両環体の間にくさび部材が介装さ
れていて、駆動環体から入力される回転トルクが所要値
を越えると、前記くさび部材がロック状態から両環体間
で滑って従動環体への動力伝達を遮断する状態になる、
ことを特徴としている。
ッチは、径方向内外に同心状に配設される駆動環体およ
び従動環体の対向環状空間に介装され、これら両環体の
回転速度差に応じて駆動環体に対して従動環体を同期回
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
り換えるもので、前記両環体の間にくさび部材が介装さ
れていて、駆動環体から入力される回転トルクが所要値
を越えると、前記くさび部材がロック状態から両環体間
で滑って従動環体への動力伝達を遮断する状態になる、
ことを特徴としている。
【０００８】本発明第２の一方向クラッチは、径方向内
外に同心状に配設される駆動環体および従動環体の対向
環状空間に介装され、これら両環体の回転速度差に応じ
て駆動環体に対して従動環体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もので、
前記一方環体の周面の円周数カ所に、他方環体の周面と
の間で周方向一方で狭くかつ周方向他方で広くなったく
さび状空間を形成するカム面が設けられていて、このく
さび状空間にころが、保持器により周方向転動範囲が規
制された状態で１つずつ配置されており、前記くさび状
空間の狭い側において所要位置を越えた領域でくさび角
度がころをロック状態から滑り回転状態にさせるよう大
きく設定されている、ことを特徴としている。
外に同心状に配設される駆動環体および従動環体の対向
環状空間に介装され、これら両環体の回転速度差に応じ
て駆動環体に対して従動環体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もので、
前記一方環体の周面の円周数カ所に、他方環体の周面と
の間で周方向一方で狭くかつ周方向他方で広くなったく
さび状空間を形成するカム面が設けられていて、このく
さび状空間にころが、保持器により周方向転動範囲が規
制された状態で１つずつ配置されており、前記くさび状
空間の狭い側において所要位置を越えた領域でくさび角
度がころをロック状態から滑り回転状態にさせるよう大
きく設定されている、ことを特徴としている。
【０００９】本発明第３の一方向クラッチは、前記カム
面が、径方向内側に配設される環体の外周面に対して形
成されており、このカム面が、内側環体の外周面から急
峻に立ち下がる急峻立ち下がり部と、そこから深さが周
方向一方へ向けて漸次深くなるように傾斜された凸状球
面部とを有する形状に形成されている、ことを特徴とし
ている。
面が、径方向内側に配設される環体の外周面に対して形
成されており、このカム面が、内側環体の外周面から急
峻に立ち下がる急峻立ち下がり部と、そこから深さが周
方向一方へ向けて漸次深くなるように傾斜された凸状球
面部とを有する形状に形成されている、ことを特徴とし
ている。
【００１０】本発明第４の一方向クラッチは、径方向内
外に同心状に配設される駆動環体および従動環体の対向
環状空間に介装され、これら両環体の回転速度差に応じ
て駆動環体に対して従動環体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もので、
前記両環体の対向する周面が円筒形とされ、これら両環
体間の円周数ヶ所に鼓状断面を有するスプラグが、保持
器により周方向位置決めされた状態で傾動可能に配置さ
れており、前記スプラグの両環体に対するストラト角度
が、ロック方向に所要角度以上傾いた姿勢のときにロッ
ク状態から滑り状態に変化させるように設定されてい
る、ことを特徴としている。
外に同心状に配設される駆動環体および従動環体の対向
環状空間に介装され、これら両環体の回転速度差に応じ
て駆動環体に対して従動環体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もので、
前記両環体の対向する周面が円筒形とされ、これら両環
体間の円周数ヶ所に鼓状断面を有するスプラグが、保持
器により周方向位置決めされた状態で傾動可能に配置さ
れており、前記スプラグの両環体に対するストラト角度
が、ロック方向に所要角度以上傾いた姿勢のときにロッ
ク状態から滑り状態に変化させるように設定されてい
る、ことを特徴としている。
【００１１】本発明のプーリユニットは、プーリとその
内周に挿通されるロータ軸との対向環状空間に、上記第
１ないし第４のいずれかの一方向クラッチと、この一方
向クラッチの少なくとも軸方向一側に配設される転がり
軸受とが介装されている、ことを特徴としている。
内周に挿通されるロータ軸との対向環状空間に、上記第
１ないし第４のいずれかの一方向クラッチと、この一方
向クラッチの少なくとも軸方向一側に配設される転がり
軸受とが介装されている、ことを特徴としている。
【００１２】以上、本発明の一方向クラッチでは、所要
値以上の回転トルクが加担されたときに、くさび部材を
ロック状態から滑り状態にさせることにより、伝達する
回転トルクの伝達を遮断させる形態にしている。
値以上の回転トルクが加担されたときに、くさび部材を
ロック状態から滑り状態にさせることにより、伝達する
回転トルクの伝達を遮断させる形態にしている。
【００１３】また、本発明のプーリユニットでは、上述
したような一方向クラッチを組み込んだ構成であるか
ら、過大な回転トルクの入力時にプーリに対してそれに
巻き掛けられるベルトの滑りを抑制または防止できるよ
うになる。
したような一方向クラッチを組み込んだ構成であるか
ら、過大な回転トルクの入力時にプーリに対してそれに
巻き掛けられるベルトの滑りを抑制または防止できるよ
うになる。
【００１４】
【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。
態に基づいて説明する。
【００１５】図１ないし図５は本発明の実施形態１であ
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
ッチのポケット内を示す平面展開図、図４は、一方向ク
ラッチにおける内輪のカム面を示す斜視図、図５は、プ
ーリユニットの回転変動波形を示すグラフである。
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
ッチのポケット内を示す平面展開図、図４は、一方向ク
ラッチにおける内輪のカム面を示す斜視図、図５は、プ
ーリユニットの回転変動波形を示すグラフである。
【００１６】図例のプーリユニット１は、プーリ２、中
空軸３、一方向クラッチ４、２つの転がり軸受５，５を
有している。
空軸３、一方向クラッチ４、２つの転がり軸受５，５を
有している。
【００１７】プーリ２は、例えば自動車エンジンのクラ
ンクシャフトによりＶリブ形状のベルト６を介して回転
駆動されるもので、その外周にはベルト６が巻き掛けら
れる波状溝が形成されている。
ンクシャフトによりＶリブ形状のベルト６を介して回転
駆動されるもので、その外周にはベルト６が巻き掛けら
れる波状溝が形成されている。
【００１８】中空軸３は、プーリ２の内周に挿通され
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。
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。
【００１９】一方向クラッチ４は、プーリ２と中空軸３
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、外輪１１、合成樹脂製の円環状の保持器１２、
複数のころ１３、弾性部材として楕円形のコイルバネ１
４とを備えている。
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、外輪１１、合成樹脂製の円環状の保持器１２、
複数のころ１３、弾性部材として楕円形のコイルバネ１
４とを備えている。
【００２０】２つの転がり軸受５，５は、プーリ２と中
空軸３との対向環状空間の軸方向両側に１つずつ介装さ
れるもので、この実施形態ではいずれも一般的な深溝型
玉軸受が用いられている。これらの転がり軸受５，５の
軸方向外端側には、それぞれシール（符号省略）が装着
されており、グリースなどの潤滑剤が封入されている。
また、外側の転がり軸受５の外側には、さらに泥水など
が転がり軸受５に直接かかることを防止するために、環
状板からなるシールリング７が装着されている。
空軸３との対向環状空間の軸方向両側に１つずつ介装さ
れるもので、この実施形態ではいずれも一般的な深溝型
玉軸受が用いられている。これらの転がり軸受５，５の
軸方向外端側には、それぞれシール（符号省略）が装着
されており、グリースなどの潤滑剤が封入されている。
また、外側の転がり軸受５の外側には、さらに泥水など
が転がり軸受５に直接かかることを防止するために、環
状板からなるシールリング７が装着されている。
【００２１】上記一方向クラッチ４の各構成要素を説明
する。
する。
【００２２】内輪１０は、上記中空軸３に対して圧入に
より外嵌されるもので、その外周面の円周数カ所には凹
状のカム面１０ａが設けられている。このカム面１０ａ
は、周方向一方へ向けて漸次深さが深くなるような凹形
状に形成されており、このカム面１０ａと外輪１１の内
周面との対向部分が周方向一方に向けて狭くなるくさび
状空間となる。この各カム面１０ａの形状に特徴がある
ので、後で詳細に説明する。
より外嵌されるもので、その外周面の円周数カ所には凹
状のカム面１０ａが設けられている。このカム面１０ａ
は、周方向一方へ向けて漸次深さが深くなるような凹形
状に形成されており、このカム面１０ａと外輪１１の内
周面との対向部分が周方向一方に向けて狭くなるくさび
状空間となる。この各カム面１０ａの形状に特徴がある
ので、後で詳細に説明する。
【００２３】外輪１１は、上記プーリ２に対して圧入に
より内嵌されるもので、その内周面は円筒形に形成され
ている。
より内嵌されるもので、その内周面は円筒形に形成され
ている。
【００２４】保持器１２は、上記内・外輪１０，１１の
対向環状空間に配設されて内輪１０に対して周方向なら
びに軸方向に位置決めされた状態で外装されるもので、
そ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１２
ａが設けられている。
対向環状空間に配設されて内輪１０に対して周方向なら
びに軸方向に位置決めされた状態で外装されるもので、
そ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１２
ａが設けられている。
【００２５】ころ１３は、保持器１２の各ポケット１２
ａ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。
ａ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。
【００２６】コイルバネ１４は、保持器１２の各ポケッ
ト１２ａの内壁面に突設される突起１２ｂに対して装着
されて、ころ１３をカム面１０ａと外輪１１の内周面と
で形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）へ押圧す
るものである。
ト１２ａの内壁面に突設される突起１２ｂに対して装着
されて、ころ１３をカム面１０ａと外輪１１の内周面と
で形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）へ押圧す
るものである。
【００２７】なお、保持器１２の軸方向ならびに周方向
での位置決めについては、保持器１２の一方軸端に設け
てある凸部１２ｃと、内輪１０の一方軸端に設けてある
凹部１０ｂとの嵌合により行わせている。
での位置決めについては、保持器１２の一方軸端に設け
てある凸部１２ｃと、内輪１０の一方軸端に設けてある
凹部１０ｂとの嵌合により行わせている。
【００２８】次に、上記プーリユニット１の動作を説明
する。ここでは、ベルト６によりプーリ２が回転駆動さ
れて、このプーリ２から中空軸３に対して動力伝達され
る形態になっている。ここで、プーリ２の回転速度が中
空軸３よりも相対的に速くなると、一方向クラッチ４の
ころ１３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、プーリ２と中空軸３とが一体化して
同期回転する。しかし、プーリ２の回転速度が中空軸３
よりも相対的に遅くなると、一方向クラッチ４のころ１
３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、プーリ２から中空軸３へ回転動力の伝達が
遮断されることになって中空軸３が回転慣性力のみで回
転を継続するようになる。
する。ここでは、ベルト６によりプーリ２が回転駆動さ
れて、このプーリ２から中空軸３に対して動力伝達され
る形態になっている。ここで、プーリ２の回転速度が中
空軸３よりも相対的に速くなると、一方向クラッチ４の
ころ１３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、プーリ２と中空軸３とが一体化して
同期回転する。しかし、プーリ２の回転速度が中空軸３
よりも相対的に遅くなると、一方向クラッチ４のころ１
３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、プーリ２から中空軸３へ回転動力の伝達が
遮断されることになって中空軸３が回転慣性力のみで回
転を継続するようになる。
【００２９】そして、上記実施形態１では、プーリユニ
ット１に用いられる一方向クラッチ４について、プーリ
２から入力される回転トルクが所要値を越えると、ころ
１３をくさび状空間の狭い側においてプーリ２と中空軸
３とに対して滑り回転させるようにして、プーリ２から
中空軸３への動力伝達を遮断させる形態にしていること
に特徴がある。
ット１に用いられる一方向クラッチ４について、プーリ
２から入力される回転トルクが所要値を越えると、ころ
１３をくさび状空間の狭い側においてプーリ２と中空軸
３とに対して滑り回転させるようにして、プーリ２から
中空軸３への動力伝達を遮断させる形態にしていること
に特徴がある。
【００３０】このような動作を実現するために、内輪１
０のカム面１０の形状を次のようにしている。
０のカム面１０の形状を次のようにしている。
【００３１】このカム面１０ａは、内輪１０の外周面か
ら急峻に立ち下がる急峻立ち下がり部１０ａ１と、そこ
から深さが周方向一方へ向けて漸次深くなるように傾斜
された凸状球面部１０ａ２とを有する形状に形成されて
いる。なお、図４に示すように、凸状球面部１０ａ２
は、その曲率中心Ｏ１を内輪１０の曲率中心からずらし
た位置に確保することにより、形成される。
ら急峻に立ち下がる急峻立ち下がり部１０ａ１と、そこ
から深さが周方向一方へ向けて漸次深くなるように傾斜
された凸状球面部１０ａ２とを有する形状に形成されて
いる。なお、図４に示すように、凸状球面部１０ａ２
は、その曲率中心Ｏ１を内輪１０の曲率中心からずらし
た位置に確保することにより、形成される。
【００３２】このようなカム面１０ａでは、凸状球面部
１０ａ２のロック位置Ｐ１におけるくさび角度θ１が、
ころ１３を強く食い込ませるよう小さい角度になり、角
部１０ａ３の滑り回転位置Ｐ２におけるくさび角度θ２
が、ころ１３を滑らせるよう大きい角度になる。但し、
前述のくさび角度θ１は、例えば４〜６度の範囲に、ま
た、くさび角度θ２は、例えば１１度以上に設定するの
が好ましい。
１０ａ２のロック位置Ｐ１におけるくさび角度θ１が、
ころ１３を強く食い込ませるよう小さい角度になり、角
部１０ａ３の滑り回転位置Ｐ２におけるくさび角度θ２
が、ころ１３を滑らせるよう大きい角度になる。但し、
前述のくさび角度θ１は、例えば４〜６度の範囲に、ま
た、くさび角度θ２は、例えば１１度以上に設定するの
が好ましい。
【００３３】そして、カム面１０ａの浅い側の所要位置
Ｐ１にころ１３が位置したときにロックするように設定
し、このロック位置Ｐ１からさらに浅い側へころ１３が
移動したときにころ１３が内輪１０の外周面とカム面１
０ａとの角部１０ａ３に当接してころ１３を受け止める
とともにこの位置Ｐ２までくると、ころ１３を滑り回転
させる状態になるように設定している。
Ｐ１にころ１３が位置したときにロックするように設定
し、このロック位置Ｐ１からさらに浅い側へころ１３が
移動したときにころ１３が内輪１０の外周面とカム面１
０ａとの角部１０ａ３に当接してころ１３を受け止める
とともにこの位置Ｐ２までくると、ころ１３を滑り回転
させる状態になるように設定している。
【００３４】ここで、前述したロック位置Ｐ１と滑り回
転位置Ｐ２との離隔間隔と、内輪１０、外輪１１のばね
定数により、ころ１３が滑り回転するトルクを設定でき
る。
転位置Ｐ２との離隔間隔と、内輪１０、外輪１１のばね
定数により、ころ１３が滑り回転するトルクを設定でき
る。
【００３５】なお、上記ころ１３のかみ合い性は、前述
したくさび角度θ１，θ２の他に、くさび状空間を形成
する外輪１１の内周面や、カム面１０ａにおける急峻立
ち下がり部１０ａ１および角部１０ａ３の摩擦係数μも
関係する。つまり、ロック時において、トルク伝達に必
要な条件としては、一般的に周知であるが、μ＞ｔａｎ
θ／２の関係式であらわせる。θは、くさび角度であ
る。
したくさび角度θ１，θ２の他に、くさび状空間を形成
する外輪１１の内周面や、カム面１０ａにおける急峻立
ち下がり部１０ａ１および角部１０ａ３の摩擦係数μも
関係する。つまり、ロック時において、トルク伝達に必
要な条件としては、一般的に周知であるが、μ＞ｔａｎ
θ／２の関係式であらわせる。θは、くさび角度であ
る。
【００３６】このような構成により、一方向クラッチ４
の動作としては、ころ１３がロックしている状態つまり
動力伝達状態において、ベルト６の回転変動に伴いプー
リ２に対して所要の規定値以上の回転トルクが加わる
と、ころ１３がくさび状空間の狭い側へさらに押し込ま
れることになる。このときにころ１３が角部１０ａ３に
当接する位置Ｐ２まで移動させられると、ころ１３が滑
り回転することになって、プーリ２と中空軸３とが相対
的に回転することになるので、プーリ２から中空軸３に
対する動力伝達が遮断されることになる。これにより、
ベルト６がプーリ２上で滑らずに共回りして滑らずに済
むので、ベルト６の張り側（回転方向上流側）の張力が
より強くなって緩み側（回転方向下流側）の張力が弱く
なるといった張力変動を抑制できるようになり、しか
も、ベルト６に余分なストレスが作用せずに済むので、
ベルト６の寿命向上に貢献できるようになる。
の動作としては、ころ１３がロックしている状態つまり
動力伝達状態において、ベルト６の回転変動に伴いプー
リ２に対して所要の規定値以上の回転トルクが加わる
と、ころ１３がくさび状空間の狭い側へさらに押し込ま
れることになる。このときにころ１３が角部１０ａ３に
当接する位置Ｐ２まで移動させられると、ころ１３が滑
り回転することになって、プーリ２と中空軸３とが相対
的に回転することになるので、プーリ２から中空軸３に
対する動力伝達が遮断されることになる。これにより、
ベルト６がプーリ２上で滑らずに共回りして滑らずに済
むので、ベルト６の張り側（回転方向上流側）の張力が
より強くなって緩み側（回転方向下流側）の張力が弱く
なるといった張力変動を抑制できるようになり、しか
も、ベルト６に余分なストレスが作用せずに済むので、
ベルト６の寿命向上に貢献できるようになる。
【００３７】但し、ベルト６からプーリ２に対して加わ
る回転トルクが所要の規定値未満になると、ころ１３が
角部１０ａ３から離れてロック位置Ｐ１側へ戻されるこ
とになって、再度、ころ１３がロックすることになるの
で、プーリ２から中空軸３に対する動力伝達が行われ
る。
る回転トルクが所要の規定値未満になると、ころ１３が
角部１０ａ３から離れてロック位置Ｐ１側へ戻されるこ
とになって、再度、ころ１３がロックすることになるの
で、プーリ２から中空軸３に対する動力伝達が行われ
る。
【００３８】このように、一方向クラッチ４の本来のロ
ック、フリー動作の他に、上述した滑り回転という動作
を可能としているから、動力伝達する回転トルクの上限
値を規制できるようになり、結果的に、動力伝達する回
転トルクの下限値と上限値とを規定できるようになる。
ック、フリー動作の他に、上述した滑り回転という動作
を可能としているから、動力伝達する回転トルクの上限
値を規制できるようになり、結果的に、動力伝達する回
転トルクの下限値と上限値とを規定できるようになる。
【００３９】参考までに、上記実施形態１のプーリユニ
ット１の回転変動と張力変動とについて調べているの
で、説明する。
ット１の回転変動と張力変動とについて調べているの
で、説明する。
【００４０】試験条件は、エンジンに付設されるオルタ
ネータに試料としてのプーリユニット１を搭載した状態
とし、オルタネータ回転数を２０００ｒｐｍとし、オル
タネータの負荷電流を５Ａに設定している。
ネータに試料としてのプーリユニット１を搭載した状態
とし、オルタネータ回転数を２０００ｒｐｍとし、オル
タネータの負荷電流を５Ａに設定している。
【００４１】図５には、本実施形態に関する結果を、ま
た、図６には、一方向クラッチを用いていない従来例に
関する結果を、それぞれ示している。これらの図から明
らかであるが、従来例の場合だと、プーリ２の角速度が
サインカーブのように微小に増減変動していて、それが
そのまま中空軸３に対して伝達されるのに対して、本実
施形態の場合では、プーリ２の角速度がサインカーブの
ように微小に増減変動しているような場合であっても、
中空軸３の回転変動幅が小さくなることを確認してい
る。また、従来例の場合だと、プーリ２に巻き掛けられ
るベルト６の張り側（回転方向下流側）と、緩み側（回
転方向上流側）との張力変動が大きくなるのに対して、
本実施形態の場合では、それらの張力変動量が小さく抑
制されることを確認している。
た、図６には、一方向クラッチを用いていない従来例に
関する結果を、それぞれ示している。これらの図から明
らかであるが、従来例の場合だと、プーリ２の角速度が
サインカーブのように微小に増減変動していて、それが
そのまま中空軸３に対して伝達されるのに対して、本実
施形態の場合では、プーリ２の角速度がサインカーブの
ように微小に増減変動しているような場合であっても、
中空軸３の回転変動幅が小さくなることを確認してい
る。また、従来例の場合だと、プーリ２に巻き掛けられ
るベルト６の張り側（回転方向下流側）と、緩み側（回
転方向上流側）との張力変動が大きくなるのに対して、
本実施形態の場合では、それらの張力変動量が小さく抑
制されることを確認している。
【００４２】図７ないし図１１に本発明の実施形態２を
示している。図７は、プーリユニットの上半分の縦断面
図、図８は、図７の（８）−（８）線断面の矢視図、図
９は、一方向クラッチにおけるスプラグの動作を示す説
明図、図１０は、一方向クラッチにおけるばね体を示す
斜視図、図１１は、一方向クラッチにおけるスプラグの
設計要件を示す説明図である。
示している。図７は、プーリユニットの上半分の縦断面
図、図８は、図７の（８）−（８）線断面の矢視図、図
９は、一方向クラッチにおけるスプラグの動作を示す説
明図、図１０は、一方向クラッチにおけるばね体を示す
斜視図、図１１は、一方向クラッチにおけるスプラグの
設計要件を示す説明図である。
【００４３】この実施形態２のプーリユニット１は、ス
プラグを用いるタイプの一方向クラッチ２０を用いてい
る点が、上記実施形態１と相違している。
プラグを用いるタイプの一方向クラッチ２０を用いてい
る点が、上記実施形態１と相違している。
【００４４】ここでの一方向クラッチ２０は、一般的に
周知の構成であるが、一対の環状板２１、２２と、複数
のスプラグ２３と、保持器２４と、ばね体２５とを備え
ている。
周知の構成であるが、一対の環状板２１、２２と、複数
のスプラグ２３と、保持器２４と、ばね体２５とを備え
ている。
【００４５】スプラグ２３は、鼓状断面を有する形状と
され、一対の環状板２１，２２間に配置される。
され、一対の環状板２１，２２間に配置される。
【００４６】保持器２４は、例えば合成樹脂などで円環
状に形成されており、その円周数ヶ所に各スプラグ２３
が挿通されるポケット２４ａが設けられている。この保
持器２４は、一対の環状板２１，２２間に介装される。
状に形成されており、その円周数ヶ所に各スプラグ２３
が挿通されるポケット２４ａが設けられている。この保
持器２４は、一対の環状板２１，２２間に介装される。
【００４７】ばね体２５は、薄肉のばね鋼材などで円環
状に形成されており、図１０に示すように、その円周数
ヶ所に各スプラグ２３が挿通される貫通孔２５ａが設け
られているとともに、この貫通孔２５ａ内においてスプ
ラグ２３を起立姿勢に押圧する押さえ片２５ｂが設けら
れている。このばね体２５は、保持器２４の内径側に嵌
合装着される。
状に形成されており、図１０に示すように、その円周数
ヶ所に各スプラグ２３が挿通される貫通孔２５ａが設け
られているとともに、この貫通孔２５ａ内においてスプ
ラグ２３を起立姿勢に押圧する押さえ片２５ｂが設けら
れている。このばね体２５は、保持器２４の内径側に嵌
合装着される。
【００４８】この一方向クラッチ２０では、上述した実
施形態１と同様の機能を持たせるために、プーリ２や中
空軸３に対するスプラグ２３の各ストラト角度α、β
が、ロック方向に所要角度以上傾いた姿勢のときにロッ
ク状態から滑り状態に変化させるように設定されてい
る。
施形態１と同様の機能を持たせるために、プーリ２や中
空軸３に対するスプラグ２３の各ストラト角度α、β
が、ロック方向に所要角度以上傾いた姿勢のときにロッ
ク状態から滑り状態に変化させるように設定されてい
る。
【００４９】具体的に、スプラグ２３が起立姿勢となる
ように傾いてその径方向寸法が最も大きくなるとロック
状態になるが、その状態において、所要の規定値以上の
回転トルクが作用したときに、スプラグ２３がロック状
態の起立姿勢からさらに倒れてその径方向寸法が若干小
さくなると、滑り回転状態になって、動力伝達が遮断さ
れる。
ように傾いてその径方向寸法が最も大きくなるとロック
状態になるが、その状態において、所要の規定値以上の
回転トルクが作用したときに、スプラグ２３がロック状
態の起立姿勢からさらに倒れてその径方向寸法が若干小
さくなると、滑り回転状態になって、動力伝達が遮断さ
れる。
【００５０】そして、スプラグ２３が滑り状態になって
いる状況において、入力される回転トルクが所要の規定
値未満になると、スプラグ２３とプーリ２、中空軸３の
弾性変形の反力でもってロック状態に戻されることにな
る。
いる状況において、入力される回転トルクが所要の規定
値未満になると、スプラグ２３とプーリ２、中空軸３の
弾性変形の反力でもってロック状態に戻されることにな
る。
【００５１】ここで、上記スプラグ２３を用いた一方向
クラッチ２０の設計条件について説明する。
クラッチ２０の設計条件について説明する。
【００５２】まず、図１１に示すように、スプラグ２３
がプーリ２と中空軸３とに対して接する点をそれぞれ
Ａ，Ｂとすると、直線ＡＢと、プーリ２と中空軸３の軌
道径の中心Ｏからひかれる直線ＯＡ，ＯＢとのなす角
α，βをストラト角という。なお、直線ＯＡとＯＢのな
す角度をγとすると、α＝β＋γとなり、常に、α＞β
となる。
がプーリ２と中空軸３とに対して接する点をそれぞれ
Ａ，Ｂとすると、直線ＡＢと、プーリ２と中空軸３の軌
道径の中心Ｏからひかれる直線ＯＡ，ＯＢとのなす角
α，βをストラト角という。なお、直線ＯＡとＯＢのな
す角度をγとすると、α＝β＋γとなり、常に、α＞β
となる。
【００５３】スプラグ２３が軌道輪とかみ合い、トルク
を伝達するためには、ｔａｎαが接触面の摩擦係数μよ
り小さくなければならない。つまり、ｔａｎα＜μとな
る。
を伝達するためには、ｔａｎαが接触面の摩擦係数μよ
り小さくなければならない。つまり、ｔａｎα＜μとな
る。
【００５４】スプラグ２３がトルクを受けると、ストラ
ト直線Ａ，Ｂ上に力Ｑを生じ、接触点Ａにおいて垂直分
力をＰ、接触分力をＦとすると、Ｆ＝Ｐ・ｔａｎαとな
る。
ト直線Ａ，Ｂ上に力Ｑを生じ、接触点Ａにおいて垂直分
力をＰ、接触分力をＦとすると、Ｆ＝Ｐ・ｔａｎαとな
る。
【００５５】このときの伝達トルクＴは、Ｔ＝Ｎ・Ｐ・
ｔａｎα・Ｒ１・ｌとなる。
ｔａｎα・Ｒ１・ｌとなる。
【００５６】ここで、Ｎはスプラグ２３の数、Ｒ１は中
空軸３の軌道半径、ｌはスプラグ２３の有効長さであ
る。
空軸３の軌道半径、ｌはスプラグ２３の有効長さであ
る。
【００５７】以上のようなスプラグ式の一方向クラッチ
２０を備えるプーリユニットでは、プーリ２と中空軸３
に対するスプラグ２３の各ストラト角度α、βを、ロッ
ク方向に所要角度以上傾いた姿勢のときにロック状態か
ら滑り状態に変化させるように大きく設定すれば、上記
実施形態１で説明したことと同様に、一方向クラッチ２
０の本来のロック、フリー動作の他に、上述した滑りと
いう動作を可能とすることができるので、動力伝達する
回転トルクの下限値と上限値とを規定できるようにな
る。このように、過大な回転トルクを伝達させないよう
にすることによって、ベルト６とプーリ２との間の滑り
を無くすことができて、ベルト６の張力変動を抑制する
とともに、ベルト６の寿命向上に貢献できるようにな
る。
２０を備えるプーリユニットでは、プーリ２と中空軸３
に対するスプラグ２３の各ストラト角度α、βを、ロッ
ク方向に所要角度以上傾いた姿勢のときにロック状態か
ら滑り状態に変化させるように大きく設定すれば、上記
実施形態１で説明したことと同様に、一方向クラッチ２
０の本来のロック、フリー動作の他に、上述した滑りと
いう動作を可能とすることができるので、動力伝達する
回転トルクの下限値と上限値とを規定できるようにな
る。このように、過大な回転トルクを伝達させないよう
にすることによって、ベルト６とプーリ２との間の滑り
を無くすことができて、ベルト６の張力変動を抑制する
とともに、ベルト６の寿命向上に貢献できるようにな
る。
【００５８】なお、本発明は上述した実施形態１，２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。
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。
【００５９】（１）上記実施形態では、一方向クラッチ
４，２０をプーリユニット１に内蔵した形態で説明した
が、一方向クラッチ４，２０は、種々な用途の装置に利
用することができ、よって使用対象としてプーリユニッ
ト１だけに限定されない。
４，２０をプーリユニット１に内蔵した形態で説明した
が、一方向クラッチ４，２０は、種々な用途の装置に利
用することができ、よって使用対象としてプーリユニッ
ト１だけに限定されない。
【００６０】（２）上記実施形態での一方向クラッチ
４，２０における細部の構成についても限定されるもの
でなく、種々な変形が考えられる。
４，２０における細部の構成についても限定されるもの
でなく、種々な変形が考えられる。
【００６１】
【発明の効果】本発明の一方向クラッチは、一方向クラ
ッチの本来のロック、フリー動作の他に、くさび部材を
滑り回転状態または滑り状態という動作を行えるような
形態にしているから、動力伝達する回転トルクの上限値
を規制できるようになる。したがって、動力伝達する回
転トルクの下限値と上限値とをシビアに規定できるよう
になるから、使用対象に応じて最適な一方向クラッチを
選定できるなど、使い勝手が向上することになる。
ッチの本来のロック、フリー動作の他に、くさび部材を
滑り回転状態または滑り状態という動作を行えるような
形態にしているから、動力伝達する回転トルクの上限値
を規制できるようになる。したがって、動力伝達する回
転トルクの下限値と上限値とをシビアに規定できるよう
になるから、使用対象に応じて最適な一方向クラッチを
選定できるなど、使い勝手が向上することになる。
【００６２】本発明のプーリユニットは、上述したよう
に過大な回転トルクを伝達させないように構成した一方
向クラッチを備えているから、過大な回転トルクの入力
時に動力伝達を遮断させる状態にできて、ベルトとそれ
に巻き掛けられるプーリとの間の滑りを無くすことがで
きるとともに、ベルトの張力変動を抑制することができ
るようになるなど、ベルトの寿命向上に貢献できるよう
になる。
に過大な回転トルクを伝達させないように構成した一方
向クラッチを備えているから、過大な回転トルクの入力
時に動力伝達を遮断させる状態にできて、ベルトとそれ
に巻き掛けられるプーリとの間の滑りを無くすことがで
きるとともに、ベルトの張力変動を抑制することができ
るようになるなど、ベルトの寿命向上に貢献できるよう
になる。
【図１】本発明の実施形態１に係るプーリユニットの上
半分の縦断面図
半分の縦断面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】実施形態１の一方向クラッチのポケット内を示
す平面展開図
す平面展開図
【図４】実施形態１の一方向クラッチにおける内輪のカ
ム面を示す斜視図
ム面を示す斜視図
【図５】実施形態１のプーリユニットの回転変動波形を
示すグラフ
示すグラフ
【図６】実施形態１の比較例とする従来例のプーリユニ
ットの回転変動波形を示すグラフ
ットの回転変動波形を示すグラフ
【図７】本発明の実施形態２に係るプーリユニットの上
半分の縦断面図
半分の縦断面図
【図８】図７の（８）−（８）線断面の矢視図
【図９】実施形態２の一方向クラッチにおけるスプラグ
の動作を示す説明図
の動作を示す説明図
【図１０】実施形態２の一方向クラッチにおけるばね体
を示す斜視図
を示す斜視図
【図１１】実施形態２の一方向クラッチにおけるスプラ
グの設計要件を示す説明図
グの設計要件を示す説明図
１ プーリユニット ２ プーリ ３ 中空軸 ４ 一方向クラッチ ５ 転がり軸受 ６ ベルト １０ 一方向クラッチの内輪 １０ａ 内輪のカム面 １１ 一方向クラッチの外輪 １２ 一方向クラッチの保持器 １２ａ 保持器のポケット １３ 一方向クラッチのころ １４ コイルバネ
Claims (5)
- 【請求項１】径方向内外に同心状に配設される駆動環体
および従動環体の対向環状空間に介装され、これら両環
体の回転速度差に応じて駆動環体に対して従動環体を同
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
に切り換える一方向クラッチであって、 前記両環体の間にくさび部材が介装されていて、 駆動環体から入力される回転トルクが所要値を越える
と、前記くさび部材がロック状態から両環体間で滑って
従動環体への動力伝達を遮断する状態になる、ことを特
徴とする一方向クラッチ。 - 【請求項２】径方向内外に同心状に配設される駆動環体
および従動環体の対向環状空間に介装され、これら両環
体の回転速度差に応じて駆動環体に対して従動環体を同
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
に切り換える一方向クラッチであって、 前記一方環体の周面の円周数カ所に、他方環体の周面と
の間で周方向一方で狭くかつ周方向他方で広くなったく
さび状空間を形成するカム面が設けられていて、このく
さび状空間にころが、保持器により周方向転動範囲が規
制された状態で１つずつ配置されており、 前記くさび状空間の狭い側において所要位置を越えた領
域でくさび角度がころをロック状態から滑り回転状態に
させるよう大きく設定されている、ことを特徴とする一
方向クラッチ。 - 【請求項３】請求項２の一方向クラッチにおいて、 前記カム面が、径方向内側に配設される環体の外周面に
対して形成されており、このカム面が、内側環体の外周
面から急峻に立ち下がる急峻立ち下がり部と、そこから
深さが周方向一方へ向けて漸次深くなるように傾斜され
た凸状球面部とを有する形状に形成されている、ことを
特徴とする一方向クラッチ。 - 【請求項４】径方向内外に同心状に配設される駆動環体
および従動環体の対向環状空間に介装され、これら両環
体の回転速度差に応じて駆動環体に対して従動環体を同
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
に切り換える一方向クラッチであって、 前記両環体の対向する周面が円筒形とされ、これら両環
体間の円周数ヶ所に鼓状断面を有するスプラグが、保持
器により周方向位置決めされた状態で傾動可能に配置さ
れており、 前記スプラグの両環体に対するストラト角度が、ロック
方向に所要角度以上傾いた姿勢のときにロック状態から
滑り状態に変化させるように設定されている、ことを特
徴とする一方向クラッチ。 - 【請求項５】プーリとその内周に挿通されるロータ軸と
の対向環状空間に、上記請求項１ないし４のいずれかの
一方向クラッチと、この一方向クラッチの少なくとも軸
方向一側に配設される転がり軸受とが介装されている、
ことを特徴とするプーリユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000165815A JP4287983B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | プーリユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000165815A JP4287983B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | プーリユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001349346A true JP2001349346A (ja) | 2001-12-21 |
| JP4287983B2 JP4287983B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=18669238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000165815A Expired - Fee Related JP4287983B2 (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | プーリユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4287983B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7040871B2 (en) | 2002-04-01 | 2006-05-09 | Denso Corporation | Compressor provided with torque limiter |
| KR100986329B1 (ko) | 2004-12-06 | 2010-10-11 | 현대자동차주식회사 | 오버 로드 공 회전 풀리 유니트 |
| JP2014206268A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-30 | 本田技研工業株式会社 | 一方向回転阻止機構 |
| JP2017524108A (ja) * | 2014-08-21 | 2017-08-24 | クノール−ブレミゼ ジュステーメ フューア ヌッツファーツォィゲ ゲーエムベーハーＫＮＯＲＲ−ＢＲＥＭＳＥ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ | ディスクブレーキ用調整装置およびこのような調整装置を備えたディスクブレーキ |
| CN110552974A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-10 | 无锡嘉能电机技术有限公司 | 主从离合器 |
-
2000
- 2000-06-02 JP JP2000165815A patent/JP4287983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7040871B2 (en) | 2002-04-01 | 2006-05-09 | Denso Corporation | Compressor provided with torque limiter |
| KR100986329B1 (ko) | 2004-12-06 | 2010-10-11 | 현대자동차주식회사 | 오버 로드 공 회전 풀리 유니트 |
| JP2014206268A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-30 | 本田技研工業株式会社 | 一方向回転阻止機構 |
| JP2017524108A (ja) * | 2014-08-21 | 2017-08-24 | クノール−ブレミゼ ジュステーメ フューア ヌッツファーツォィゲ ゲーエムベーハーＫＮＯＲＲ−ＢＲＥＭＳＥ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ | ディスクブレーキ用調整装置およびこのような調整装置を備えたディスクブレーキ |
| CN110552974A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-10 | 无锡嘉能电机技术有限公司 | 主从离合器 |
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|---|---|
| JP4287983B2 (ja) | 2009-07-01 |
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