JP2007032686A - Spring clutch - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、入力部材と出力部材間に組込まれたクラッチばねによって入力部材と出力部材の相互間で回転トルクの伝達と遮断を行なうスプリングクラッチに関するものである。 The present invention relates to a spring clutch that transmits and shuts off rotational torque between an input member and an output member by means of a clutch spring incorporated between the input member and the output member.
一般に、エンジンのクランク軸の回転をベルト伝動装置によってエンジン補機の回転軸に伝えるようにした補機駆動装置においては、エンジンを急減速した場合、エンジン補機の回転軸に取付けられたプーリも同様に急減速しようとする。このとき、エンジン補機がオルタネータの場合、そのオルタネータの回転軸は慣性力が大きいため、エンジンが急減速されても回転軸は急減速されることはなく、その回転軸上に取付けられたプーリは一定の速度で回り続けようとする。 In general, in an accessory drive device that transmits the rotation of the crankshaft of the engine to the rotation shaft of the engine accessory by a belt transmission, when the engine is decelerated suddenly, a pulley attached to the rotation shaft of the engine accessory is also included. Try to slow down as well. At this time, if the engine accessory is an alternator, the rotating shaft of the alternator has a large inertial force, so even if the engine is suddenly decelerated, the rotating shaft is not suddenly decelerated, and a pulley mounted on the rotating shaft Tries to keep turning at a constant speed.
この場合、クランク軸上のプーリとオルタネータの回転軸上のプーリ間に大きな回転速度差が生じ、ベルトとプーリが滑り、異音を発生したり、ベルトの張力が増大して破損し易くなる。 In this case, a large rotational speed difference is generated between the pulley on the crankshaft and the pulley on the rotating shaft of the alternator, the belt and the pulley slip, and noise is generated, or the belt tension increases and is easily damaged.
また、クランク軸は1回転中において角速度が変化しており、その角速度変動に起因してプーリとベルトの間で滑りを生じ、その滑りによってベルトが摩耗し、耐久性が低下することになる。 Further, the crankshaft changes its angular velocity during one rotation, and slippage occurs between the pulley and the belt due to the fluctuation of the angular velocity, and the belt wears due to the slipping, and durability is lowered.
特許文献1および特許文献2には、そのような不都合を解消することができるようにしたクラッチプーリ装置が提案されている。
図3(I)、(II)は、上記特許文献1に記載されたクラッチプーリ装置を示す。このクラッチプーリ装置は、プーリ20とその内側に組込まれたプーリハブ21との間に断面が角形の線材からなるクラッチばね22を組込み、そのクラッチばね22の外周をプーリ20の内周に形成された円筒形のクラッチ面23に弾性接触し、クラッチばね22の一端のコイル部22a端末をプーリハブ21に係止し、上記プーリ20の一方向への回転時にクラッチばね22を拡径させてクラッチ面23に対する係合力を強め、そのクラッチばね22を介してプーリ20の回転をプーリハブ21に伝達するようにしている。
3 (I) and 3 (II) show the clutch pulley apparatus described in
また、プーリハブ21の回転速度がプーリ20の回転速度を上回った場合に、クラッチばね22を縮径させ、プーリ20のクラッチ面23とクラッチばね22の接触部で滑りを生じさせてプーリ20をフリー回転させるようにしている。
Further, when the rotational speed of the
一方、特許文献2に記載されたクラッチプーリ装置においては、プーリハブを形成するインナスリーブとアウタスリーブ間にもう一つのコイルスプリングを挿入し、そのコイルスプリングを介してプーリハブに回転トルクを伝達するようにしている。
ところで、上記特許文献1に記載されたクラッチプーリ装置においては、プーリハブ21の端部に形成されたうず巻き溝24内にクラッチばね22の一端のコイル部22aを挿入し、そのコイル部22aの端末の折り曲げによって形成された係止片25をうず巻き溝24の閉塞端に設けられた係止溝26に係止する構造であるため、プーリ20からプーリハブ21へのトルク伝達時、コイル部22aの端末の係止片25と係止溝26の係合部(トルク伝達部)で全ての荷重を受けることになり、上記トルク伝達部が破損し易い。特に、プーリ20の回転初期には負荷トルクが大きく、プーリ20に衝撃的なトルクが入力され、上記トルク伝達部に衝撃荷重が作用するため、そのトルク伝達部が破損し易く、改良すべき点が残されていた。
By the way, in the clutch pulley apparatus described in
一方、特許文献2に記載されたクラッチプーリ装置では、インナスリーブとアウタスリーブ間に組込まれたもう一つのコイルスプリングによって衝撃トルクを緩衝することができるため、耐久性に優れているものの、構造が複雑であり、コストが高いという不都合がある。
On the other hand, in the clutch pulley device described in
この発明の課題は、トルク伝達部での破損を防止することができるようにした耐久性に優れた簡単な構造のコストの安いスプリングクラッチを提供することである。 An object of the present invention is to provide a low-cost spring clutch having a simple structure excellent in durability and capable of preventing breakage in a torque transmission portion.
上記の課題を解決するために、この発明においては、円筒状のクラッチ面を内周に有する入力部材と、その入力部材の内側に組込まれて相対的に回転自在に支持された出力部材と、前記入力部材と出力部材間に組込まれて外周面が前記クラッチ面に弾性接触するコイル状のクラッチばねとからなり、前記入力部材の一方向の回転時にクラッチばねを拡径させて入力部材から出力部材へ回転トルクを伝達するようにしたスプリングクラッチにおいて、前記出力部材に前記クラッチばねの一端が挿入される係止凹部を設け、その係止凹部内に組込まれ、クラッチばねの一端が押し込まれた際に弾性変形する抜け止め緩衝部をクラッチばねの端部に設けた構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the present invention, an input member having a cylindrical clutch surface on the inner periphery, an output member incorporated inside the input member and supported relatively rotatably, A coiled clutch spring that is incorporated between the input member and the output member and has an outer peripheral surface that elastically contacts the clutch surface. When the input member rotates in one direction, the clutch spring is expanded in diameter and output from the input member. In the spring clutch configured to transmit rotational torque to the member, the output member is provided with a locking recess into which one end of the clutch spring is inserted, and is incorporated into the locking recess, and one end of the clutch spring is pushed in In this case, a configuration is adopted in which a retaining buffer portion that is elastically deformed is provided at the end of the clutch spring.
ここで、抜け止め緩衝部は波状に折れ曲がるウエーブばねから成るものであってもよく、あるいはコイルばねから成るものであってもよい。 Here, the retaining buffer portion may be formed of a wave spring that bends in a wave shape, or may be formed of a coil spring.
上記のように、クラッチばねの一端のコイル部端末に抜け止め緩衝部を設け、その抜け止め緩衝部をうず巻き溝の閉塞端に設けた係止凹部に係合させたことにより、入力部材から出力部材へのトルク伝達時に、衝撃的なトルクが入力されると、上記抜け止め緩衝部が弾性変形し、その変形によって衝撃トルクが緩衝されることになる。このため、クラッチばねと出力部材のトルク伝達部に負荷される荷重は小さく、上記トルク伝達部での破損を防止することができ、耐久性に優れたスプリングクラッチを得ることができる。 As described above, a retaining buffer is provided at the coil end of one end of the clutch spring, and the retaining buffer is engaged with the locking recess provided at the closed end of the spiral groove so that the output is output from the input member. When a shocking torque is input during torque transmission to the member, the retaining buffer portion is elastically deformed, and the shock torque is buffered by the deformation. For this reason, the load applied to the clutch spring and the torque transmission portion of the output member is small, damage to the torque transmission portion can be prevented, and a spring clutch having excellent durability can be obtained.
また、クラッチばねの一端のコイル部端末に破損防止用の抜け止め緩衝部を一体に設けたことにより、構造も簡単であり、コストの安いスプリングクラッチを得ることができる。 In addition, by providing a break-prevention buffering portion for preventing breakage at the coil end of one end of the clutch spring, the structure is simple and a low-cost spring clutch can be obtained.
ここで、入力部材をプーリとし、出力部材をプーリハブとすることによって、スプリングクラッチ内蔵プーリを得ることができる。そのプーリを補機駆動用ベルト伝動装置に組込むことにより、ベルトの張力が増大したとき抜け止め緩衝部が弾性変形してベルトの張力変化を吸収するため、ベルトの張力変動を極端に緩和することができ、ベルトの破損防止に効果を挙げることができる。 Here, a pulley with a built-in spring clutch can be obtained by using the input member as a pulley and the output member as a pulley hub. By incorporating the pulley into the belt drive for driving auxiliary equipment, when the belt tension increases, the retaining buffer part elastically deforms and absorbs the belt tension change, so that the belt tension fluctuation can be extremely reduced. Can be effective in preventing the belt from being damaged.
以下、この発明の実施形態を図1および図2に基づいて説明する。図1(I)、(II)に示すように、入力部材としてのプーリ1の内側には、出力部材としてのプーリハブ2が組込まれている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 (I) and (II), a
プーリハブ2は、金属製のインナスリーブ2aと、その外側に設けられたアウタスリーブ2bとから成り、上記インナスリーブ2aは一方の端部に小径部3を有し、その小径部3と外周とプーリ1の一端部内周間に、プーリ1とプーリハブ2を相対的に回転自在に支持する軸受4が組込まれている。軸受4として片シール軸受が採用され、一側に設けられたシールが外側面に位置するようにしてプーリ1とインナスリーブ2a間に組込まれている。
The
また、インナスリーブ2aの他端部外周とプーリ1の他端部内周間にはシール部材5が組込まれている。シール部材5として、ここでは、ラジアル接触型シールが採用され、そのシール部材の外周部がプーリ1によって支持され、内周に設けられたシールリップがインナスリーブ2aの他端部外周に弾性接触して、インナスリーブ2aとプーリ1の他端部間を密封している。
Further, a
アウタスリーブ2bは、合成樹脂の成形品から成る。このアウタスリーブ2bはインナスリーブ2aの外周に圧入され、かつインナスリーブ2aに対して回り止めされている。その回り止めについては図では省略している。
The
アウタスリーブ2bの両端部外周には一対の鍔6、7が形成され、その一対の鍔6、7間がグリース溜8とされている。一対の鍔6、7のうち、シール部材5側に位置する鍔6の外周にはプーリ1を回転自在に支持するラジアル軸受面9が設けられている。
A pair of
一方、軸受4側に位置する鍔7には、その外周面で開口するうず巻き溝10と、そのうず巻き溝10の閉塞端に係止凹部11とが形成されている。
On the other hand, on the
プーリ1の内周には、軸受4の嵌合部とシール部材5の取付部間に円筒状のクラッチ面12が形成され、そのクラッチ面12の内側にクラッチばね13が組込まれている。
A
クラッチばね13は、断面が角形の線材から成る。このクラッチばね13は自然状態でクラッチ面12の内径より大径とされ、縮径された状態でプーリ1内に組込まれて外周面がクラッチ面12に弾性接触している。
The
クラッチばね13の一端のコイル部13aは、アウタスリーブ2bの鍔7に形成された前記うず巻き溝10内に挿入され、そのコイル部13aの端末に係止凹部11に係合する抜け止め緩衝部14が設けられている。
The
抜け止め緩衝部14は、コイル部13aの長さ方向に波状に折れ曲がるウエーブばねから成る。この抜け止め緩衝部14は、係止凹部11に対する係合によってコイル部13aを抜け止めし、上記コイル部13aがうず巻き溝10の閉塞端に向けて押し込まれた際に弾性変形するようになっている。なお、上記抜け止め緩衝部14はスプリングクラッチが空転したとき係止凹部11から周方向に脱落しない構成となっている。
The
実施の形態で示すスプリングクラッチは上記の構造から成り、オルタネータ等のエンジン補機の駆動に際しては、そのエンジン補機の回転軸にプーリハブ2を取付けて回り止めし、そのプーリハブ2上のプーリ1とクランク軸に取付けたプーリとの間にベルトをかけ渡して、クランク軸の回転をプーリ1に伝達する。
The spring clutch shown in the embodiment has the above-described structure. When driving an engine accessory such as an alternator, a
上記のような使用状態において、クランク軸の回転がプーリ1に伝達され、そのプーリが図1(II)の矢印で示す方向に回転すると、クラッチばね13がクラッチ面12との接触により拡径して、クラッチ面12に対する圧接係合力が増大し、プーリ1と共にクラッチばね13が回転する。このとき、クラッチばね13の一端のコイル部13aには押し込み力が負荷されるため、抜け止め緩衝部14が係止凹部11の閉塞端面を押圧し、その押圧部からプーリハブ2にプーリ1の回転トルクが伝達され、プーリハブ2がプーリ1と同方向に回転する。
In the use state as described above, when the rotation of the crankshaft is transmitted to the
ここで、エンジン補機の駆動初期は、負荷が大きいため、プーリ1には衝撃的なトルクが入力されることになると共に、ベルトの張力も増大する。このとき、クラッチばね13の一端のコイル部13aに衝撃的な押し込み力が負荷されるため、抜け止め緩衝部14が弾性変形し、その弾性変形によってプーリ1に負荷される衝撃トルクが緩衝される。
Here, since the load is large in the initial stage of driving of the engine accessory, impact torque is input to the
このように、プーリ1に衝撃的なトルクが負荷されると、抜け止め緩衝部14が弾性変形して衝撃トルクを緩衝するため、クラッチばね13の一端のコイル部13aからアウタスリーブ2bへのトルク伝達部に衝撃的な荷重が負荷されることはない。このため、トルク伝達部が破損することはなく、耐久性に優れたスプリングクラッチを得ることができる。
In this way, when a shocking torque is applied to the
また、抜け止め緩衝部14の弾性変形によってベルトの張力変化も吸収されることになり、ベルトが過張力になることもないため、ベルトの損傷も防止される。また、ベルトの張力変化が吸収されることによりエンジンの振動も小さくなる。
In addition, a change in the belt tension is absorbed by the elastic deformation of the retaining
さらに、衝撃的なトルクを緩衝する抜け止め緩衝部14はコイル部13aの端末に一体に設けられているため、構造も簡単であり、コストの安いスプリングクラッチを得ることができる。
Furthermore, since the retaining
プーリ1からプーリハブ2への回転トルクの伝達状態において、エンジンの急減速等によりプーリハブ2の回転速度がプーリ1の回転速度を上回ると、クラッチばね13のコイル部13a端末の抜け止め緩衝部14に引張り力が負荷されるため、クラッチばね13が縮径し、そのクラッチばね13の外周面とクラッチ面12の接触部で滑りが生じてプーリ1からプーリハブ2への回転トルクの伝達が遮断される。
When the rotational speed of the
図1(II)では、コイル部13aの端末にウエーブばねから成る抜け止め緩衝部14を設けたが、抜け止め緩衝部14はウエーブばねに限定されるものではない。例えば、図2(II)に示すように、コイルばねから成るものであってもよい。
In FIG. 1 (II), the retaining
1 プーリ(入力部材)
2 プーリハブ(出力部材)
10 うず巻き溝
11 係止凹部
12 クラッチ面
13 クラッチばね
13a コイル部
14 抜け止め緩衝部
1 Pulley (input member)
2 Pulley hub (output member)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
The spring clutch according to claim 1, wherein the retaining buffer portion comprises a coil spring.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005216299A JP2007032686A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Spring clutch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005216299A JP2007032686A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Spring clutch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007032686A true JP2007032686A (en) | 2007-02-08 |
Family
ID=37792180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005216299A Pending JP2007032686A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Spring clutch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007032686A (en) |
-
2005
- 2005-07-26 JP JP2005216299A patent/JP2007032686A/en active Pending
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