JP2008019959A

JP2008019959A - Spring clutch

Info

Publication number: JP2008019959A
Application number: JP2006191620A
Authority: JP
Inventors: Takahide Saito; 隆英齋藤; Masafumi Nakakoji; 雅文中小路; Koji Akiyoshi; 幸治秋吉
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-31

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spring clutch having improved durability for preventing the breakage of a clutch spring due to fatigue. <P>SOLUTION: Between a pulley 11 and a pulley hub 2 incorporated inside thereof, the cylindrical clutch spring 10 is incorporated in its diameter shrunk condition, whose cross section is formed of an angular rod material, so that the outer diameter face of the clutch spring 10 has elastic contact with a cylindrical clutch face 4 formed on the inner periphery of the pulley 1. A spiral portion 11 is provided at one end of the clutch spring 10, and the spiral portion 11 is inserted and fixed into a spiral groove 6 of the pulley hub 2. Rigidity is imparted to the spiral portion 11 to reduce torque input with elastic deformation due to the diameter enlargement ranging from the large diameter end to the opening end of the spiral groove 6. The diameter of the clutch spring 10 is enlarged during the rotation of the pulley 1 in one direction. When the diameter is enlarged, the diameter of the spiral portion 11 of the clutch spring 10 is enlarged to reduce sudden torque of the clutch. Thus, the spiral portion 11 is free from bending, resulting in the spring clutch having improved durability. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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の一方向の回転を出力部材に伝達すると共に、出力部材の回転速度が入力部材の回転速度を上回った場合に入力部材から出力部材への回転伝達を遮断するスプリングクラッチに関するものである。 The present invention transmits the rotation of the input member in one direction to the output member by a clutch spring incorporated between the input member and the output member, and the input member when the rotation speed of the output member exceeds the rotation speed of the input member. The present invention relates to a spring clutch that interrupts transmission of rotation from the motor to 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, and the belt tension increases and the belt 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。 Patent Document 1 proposes a clutch pulley device that can eliminate such inconvenience.

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、プーリとその内側に組込まれたプーリハブとの間に断面が角形の線材からなるクラッチばねを組込み、そのクラッチばねの外周をプーリの内周に形成された円筒形のクラッチ面に弾性接触し、クラッチばねの一端のコイル部端末をプーリハブに係止し、上記プーリの一方向への回転時にクラッチばねを拡径させてクラッチ面に対する係合力を強め、そのクラッチばねを介してプーリの回転をプーリハブに伝達するようにしている。 In the clutch pulley device described in Patent Document 1, a clutch spring made of a wire having a square cross section is incorporated between the pulley and the pulley hub incorporated inside the pulley, and the outer periphery of the clutch spring is set to the inner periphery of the pulley. The formed cylindrical clutch surface is elastically contacted, and the coil end of one end of the clutch spring is locked to the pulley hub, and when the pulley rotates in one direction, the clutch spring is enlarged to increase the engagement force with the clutch surface. The rotation of the pulley is transmitted to the pulley hub via the clutch spring.

また、プーリハブの回転速度がプーリの回転速度を上回った場合に、クラッチばねを縮径させ、プーリのクラッチ面とクラッチばねの接触部で滑りを生じさせてプーリをフリー回転させるようにしている。
特開２００３−３２２１７４号公報 In addition, when the rotational speed of the pulley hub exceeds the rotational speed of the pulley, the diameter of the clutch spring is reduced, and slippage occurs at the contact portion between the clutch surface of the pulley and the clutch spring, so that the pulley is freely rotated.
JP 2003-322174 A

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、プーリハブの端部に形成されたうず巻き溝内にクラッチばねの一方の端末部を挿入して係止する構造であるため、うず巻き溝の入口部より外側においてコイル部の外周とプーリの内周に形成されたクラッチ面間に隙間が形成される。 By the way, in the clutch pulley apparatus described in the above-mentioned Patent Document 1, since one terminal portion of the clutch spring is inserted into and locked in the spiral groove formed at the end of the pulley hub, A gap is formed between the clutch surfaces formed on the outer periphery of the coil portion and the inner periphery of the pulley outside the inlet portion.

このため、トルク伝達時のクラッチばねの変形モードは、クラッチばねの前記うず巻き溝の入口部と対応する位置に折れ曲がり部が形成されることになり、その折れ曲がり部にトルク入力時の応力が集中することになる。 For this reason, in the deformation mode of the clutch spring at the time of torque transmission, a bent portion is formed at a position corresponding to the inlet portion of the spiral groove of the clutch spring, and stress at the time of torque input is concentrated on the bent portion. It will be.

したがって、伝達トルクが繰り返し負荷された場合に、上記折れ曲がり部が疲労によって折損するおそれがあり、耐久性を向上させるうえにおいて改善すべき点が残されていた。 Therefore, when the transmission torque is repeatedly applied, the bent portion may be broken due to fatigue, and there is a point to be improved in improving durability.

この発明の課題は、クラッチばねが疲労によって折損するのを防止することができるようにした耐久性に優れた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 spring clutch having excellent durability that can prevent the clutch spring from being broken by fatigue.

上記の課題を解決するため、この発明においては、円筒形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たクラッチばねとから成り、前記出力部材に対する入力部材の一方向の相対回転時にクラッチ面との接触により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、前記クラッチばねの一端部に端末に向けて半径が次第に小さくなる渦巻き部を設け、その渦巻き部の端末を出力部材の外周で開口する渦巻き溝内に挿入して出力部材に固定し、前記渦巻き部に、その大径端から渦巻き溝の開口端に至るまでの拡径による弾性変形によりトルク入力を緩和する剛性を持たせ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 clutch spring built in between the input member and the output member, and when the input member is rotated relative to the output member in one direction, the clutch spring is enlarged by contact with the clutch surface to rotate torque from the input member to the output member. In the spring clutch that transmits the torque, a spiral portion having a radius that gradually decreases toward the end is provided at one end of the clutch spring, and the end of the spiral portion is inserted into a spiral groove that opens at the outer periphery of the output member. The spiral member has rigidity that relaxes torque input by elastic deformation due to diameter expansion from the large-diameter end to the open end of the spiral groove. So it was than it was adopted configuration.

上記のように、クラッチばねの一端部に渦巻き部を設け、その渦巻き部を出力部材に形成された渦巻き溝内に挿入して固定したことにより、その渦巻き部とクラッチ面間に半径方向の隙間が確保されることになり、入力部材が出力部材に対して一方向に相対回転してクラッチばねが拡径するクラッチの係合時、渦巻き部の拡径による弾性変形によって衝撃的な入力トルクが吸収緩和される。このとき、渦巻き部は、その大径端から渦巻き溝の開口端に至るまでの拡径による弾性変形によりトルク入力を緩和する剛性を有するため、渦巻き部に折れ曲がりが形成されるようなことはない。 As described above, a spiral portion is provided at one end of the clutch spring, and the spiral portion is inserted and fixed in a spiral groove formed in the output member, so that a radial gap is provided between the spiral portion and the clutch surface. When the clutch is engaged, the input member rotates relative to the output member in one direction and the clutch spring expands in diameter. Absorption is eased. At this time, the spiral portion has rigidity that relaxes torque input by elastic deformation due to diameter expansion from the large-diameter end to the opening end of the spiral groove, so that no bending is formed in the spiral portion. .

その結果、クラッチばねが疲労によって破損するようなことはなく、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。 As a result, the clutch spring is not damaged by fatigue, and a spring clutch having excellent durability can be obtained.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３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、軸受３によって相対的に回転自在に支持されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, a pulley hub 2 as an output member is incorporated inside a pulley 1 as an input member, and is supported relatively rotatably by a bearing 3.

プーリ１の内周には円筒形のクラッチ面４が形成されている。一方、プーリハブ２の外周には、上記軸受３に近接する一端部にフランジ５が設けられている。フランジ５の外周には径方向の段差が形成され、その小径部５ａには小径部５ａ外周で開口する渦巻き溝６が設けられている。 A cylindrical clutch surface 4 is formed on the inner periphery of the pulley 1. On the other hand, on the outer periphery of the pulley hub 2, a flange 5 is provided at one end close to the bearing 3. A step in the radial direction is formed on the outer periphery of the flange 5, and a spiral groove 6 that opens on the outer periphery of the small diameter portion 5 a is provided in the small diameter portion 5 a.

プーリ１とプーリハブ２間にはクラッチばね１０が組込まれている。クラッチばね１０は断面が角形の線材から成り、そのクラッチばね１０は自然状態でクラッチ面４の内径より大径とされ、縮径された状態でプーリ１内に組込まれてクラッチ面４と弾性接触している。 A clutch spring 10 is incorporated between the pulley 1 and the pulley hub 2. The clutch spring 10 is formed of a wire having a square cross section, and the clutch spring 10 is naturally larger than the inner diameter of the clutch surface 4 and is incorporated into the pulley 1 in a reduced state, and is in elastic contact with the clutch surface 4. is doing.

クラッチばね１０はプーリハブ２の一端部のフランジ５とプーリハブ２の他端部に嵌合された抜止め板７によって軸方向に位置決めされている。このクラッチばね１０のフランジ５側の一端部には端末に向けて半径が次第に小さくなる渦巻き部１１が形成され、その渦巻き部１１はフランジ５の小径部５ａに形成された前記渦巻き溝６内に挿入されて固定されている。 The clutch spring 10 is positioned in the axial direction by a flange 5 at one end of the pulley hub 2 and a retaining plate 7 fitted to the other end of the pulley hub 2. At one end of the clutch spring 10 on the flange 5 side, a spiral portion 11 whose radius gradually decreases toward the terminal is formed, and the spiral portion 11 is formed in the spiral groove 6 formed in the small diameter portion 5 a of the flange 5. Inserted and fixed.

渦巻き部１１は、クラッチ面４から離反し始める大径端から渦巻き溝６の開口端までの角度θは１８０°以上とされている。また、渦巻き部１１は、その大径端から渦巻き溝６の開口端に至るまでの拡径による弾性変形によってトルク入力を緩和する剛性を有している。 In the spiral portion 11, the angle θ from the large-diameter end that starts to separate from the clutch surface 4 to the open end of the spiral groove 6 is 180 ° or more. Further, the spiral portion 11 has a rigidity for relaxing the torque input by elastic deformation due to the diameter expansion from the large-diameter end to the opening end of the spiral groove 6.

上記の構成から成るスプリングクラッチにおいて、エンジン補機としてのオルタネータの駆動に際しては、そのオルタネータの回転軸にプーリハブ２を取付けて回り止めし、プーリ１とクランク軸上のプーリ間にかけ渡されたベルトを介してクランク軸の回転をプーリ１に伝達する。 In the spring clutch having the above-described configuration, when driving the alternator as an engine auxiliary machine, a pulley hub 2 is attached to the rotating shaft of the alternator to prevent rotation, and a belt stretched between the pulley 1 and the pulley on the crankshaft is attached. The rotation of the crankshaft is transmitted to the pulley 1.

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１が図２の矢印で示す方向に回転すると、クラッチばね１０がクラッチ面４との接触により拡径して、クラッチ面４に対する係合力が高まり、クラッチばね１０はプーリ１と共に回転し、その回転はクラッチばね１０の端末からプーリハブ２に伝達され、プーリハブ２はプーリ１と共に回転する。 In the use state as described above, when the rotation of the crankshaft is transmitted to the pulley 1 and the pulley 1 rotates in the direction indicated by the arrow in FIG. 2, the clutch spring 10 expands in diameter due to contact with the clutch surface 4, The engaging force with respect to the clutch surface 4 is increased, the clutch spring 10 rotates with the pulley 1, the rotation is transmitted from the end of the clutch spring 10 to the pulley hub 2, and the pulley hub 2 rotates with the pulley 1.

クラッチばね１０の拡径によるトルク伝達時、クラッチばね１０の一端部には渦巻き部１１が形成され、その渦巻き部１１はプーリハブ２のフランジ５に形成された渦巻き溝６内に挿入されて、クラッチ面４との間に半径方向の隙間が形成されているため、渦巻き部１１は拡径する。その拡径によって衝撃的な入力トルクが吸収緩和される。このとき、渦巻き部１１は、その大径端から渦巻き溝６の開口端に至るまでの拡径による弾性変形によりトルク入力を緩和する剛性を有しているため、渦巻き部１１に折れ曲がりが形成されるようなことはない。 When torque is transmitted by expanding the diameter of the clutch spring 10, a spiral portion 11 is formed at one end of the clutch spring 10, and the spiral portion 11 is inserted into a spiral groove 6 formed in the flange 5 of the pulley hub 2. Since the radial gap is formed between the surface 4 and the spiral portion 11, the diameter of the spiral portion 11 increases. By the diameter expansion, shock input torque is absorbed and relaxed. At this time, since the spiral portion 11 has rigidity to relieve torque input by elastic deformation due to diameter expansion from the large-diameter end to the opening end of the spiral groove 6, the spiral portion 11 is bent. There is no such thing.

このため、クラッチばね１０が疲労によって破損するようなことはなく、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。 For this reason, the clutch spring 10 is not damaged by fatigue, and a spring clutch having excellent durability can be obtained.

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、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１０の一端の渦巻き部１１が縮径する方向に引きずられ、そのクラッチばね１０とクラッチ面４との接触部で滑りが生じてプーリ１がフリー回転し、プーリ１からプーリハブ２への回転伝達が遮断される。 When the rotational speed of the pulley hub 2 exceeds the rotational speed of the pulley 1 in the state of transmission of the rotational torque from the pulley 1 to the pulley hub 2, the spiral spring 11 at one end of the clutch spring 10 is dragged in the direction of reducing the diameter. The pulley 1 rotates freely at the contact portion between the clutch 10 and the clutch surface 4, and the rotation transmission from the pulley 1 to the pulley hub 2 is interrupted.

この発明に係るスプリングクラッチの実施の形態を示す縦断正面図A longitudinal front view showing an embodiment of a spring clutch according to the present invention 図１のII−II線に沿った断面図Sectional view along the line II-II in FIG. プーリハブの一部とクラッチばねとを示す分解斜視図An exploded perspective view showing a part of a pulley hub and a clutch spring

Explanation of symbols

１プーリ(入力部材)
２プーリハブ(出力部材)
６渦巻き溝
１０クラッチばね
１１渦巻き部 1 Pulley (input member)
2 Pulley hub (output member)
6 Spiral groove 10 Clutch spring 11 Spiral part

Claims

An input member having a cylindrical clutch surface on the inner periphery, an output member incorporated inside the input member and supported relatively rotatably, and a clutch spring incorporated between the input member and the output member; In the spring clutch which is configured to transmit a rotational torque from the input member to the output member by expanding the diameter of the clutch spring by contact with the clutch surface at the time of relative rotation in one direction of the input member with respect to the output member,
A spiral portion having a gradually decreasing radius toward the end is provided at one end of the clutch spring, and the end of the spiral portion is inserted into a spiral groove that opens at the outer periphery of the output member, and is fixed to the output member. Furthermore, the spring clutch is characterized in that it has rigidity to relieve torque input by elastic deformation by expanding the diameter from the large diameter end to the opening end of the spiral groove.