JP2012026558A - One-way clutch device and pulley device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワンウェイクラッチ装置及びこれを備えたプーリ装置に関する。 The present invention relates to a one-way clutch device and a pulley device including the same.
自動車等のエンジンの補機として用いられるオルタネータは、クランクシャフトから取り出された回転力によって駆動され、自動車の走行に必要な電力を供給する。このオルタネータの入力軸にはオルタネータ用プーリ装置が取り付けられ、このオルタネータ用プーリ装置と、クランクシャフトに取り付けられたプーリとの間にベルトを架け渡すことで、オルタネータにエンジンの回転力を伝達している。 An alternator used as an auxiliary machine for an engine of an automobile or the like is driven by a rotational force extracted from a crankshaft and supplies electric power necessary for running the automobile. An alternator pulley device is attached to the input shaft of the alternator. A belt is laid between the alternator pulley device and a pulley attached to the crankshaft to transmit engine torque to the alternator. Yes.
一般に、自動車等のエンジンのクランクシャフトはシリンダ内で間歇的に生じる爆発力によって回転力が付与されるので、その回転速度には変動が生じる。一方、オルタネータは、その内部において比較的重量の重いアーマチュア等が入力軸と一体に回転しているので、クランクシャフトの回転速度の変動が急激であると、アーマチュアは自身の回転で生じる慣性力によってクランクシャフトの回転速度の変動に追従できず、クランクシャフトとオルタネータとの間で一時的に回転速度差が生じる場合がある。このような回転速度差は、オルタネータ用プーリ装置とベルトとの間のスリップやベルトへの過大な負荷を招き、ベルトの異音の発生や寿命低下等の原因となる。また、ベルトのスリップを防止するために当該ベルトの初期張力を比較的高く設定すると、クランクシャフトの回転抵抗が増大し、エンジンの燃費性能を低下させるという問題が生じる。 In general, a crankshaft of an engine such as an automobile is given a rotational force by an explosive force generated intermittently in a cylinder, so that the rotational speed fluctuates. On the other hand, an alternator has a relatively heavy armature or the like that rotates integrally with the input shaft inside the alternator. Therefore, if the crankshaft rotation speed fluctuates rapidly, the armature is caused by the inertial force generated by its own rotation. There may be a case where the rotational speed difference of the crankshaft cannot be followed and a rotational speed difference is temporarily generated between the crankshaft and the alternator. Such a difference in rotational speed causes slippage between the alternator pulley device and the belt and an excessive load on the belt, causing abnormal noise of the belt and shortening the service life. Further, if the initial tension of the belt is set to be relatively high in order to prevent the belt from slipping, there arises a problem that the rotational resistance of the crankshaft increases and the fuel efficiency performance of the engine is lowered.
このような実情から従来のオルタネータ用プーリ装置には、クランクシャフトから伝達される回転速度の変動を吸収するために、ベルトが巻き掛けられるプーリ部材と、オルタネータの入力軸に固定されるプーリボスとの間にワンウェイクラッチ装置が設けられている。 Under such circumstances, the conventional pulley device for an alternator includes a pulley member around which a belt is wound and a pulley boss fixed to the input shaft of the alternator in order to absorb fluctuations in rotational speed transmitted from the crankshaft. A one-way clutch device is provided between them.
この種のワンウェイクラッチ装置としては、特許文献1に記載されたものが公知であり、このワンウェイクラッチ装置は、図6に示すように、転がり軸受101及びブッシュ102を介して相対回転可能に連結されたプーリボス103とプーリ部材104との間に設けられている。プーリボス103の外周には捩りコイルバネ105が外嵌され、プーリボス103の軸方向他端部に形成したフランジ部106に捩りコイルバネ105の一端部が当接している。捩りコイルバネ105の他端部は、プーリボス103の外周側に配置された担体107に当接し、さらにこの担体107は、プーリボス103に一体回転可能に連結されたスラストワッシャ108に捩りコイルバネ105の付勢力によって圧接している。そして、担体107には、クラッチバネ109の一端部が連結され、このクラッチバネ109は、プーリ部材104の内周面に嵌合されている。
As this kind of one-way clutch device, the one described in Patent Document 1 is known, and this one-way clutch device is connected to be rotatable relative to each other via a rolling
以上の構成において、クランクシャフトからの回転がベルトを介してプーリ部材104
に伝達されると、この回転方向とは逆方向に巻かれているクラッチバネ109の外径が拡
がり、プーリ部材104の内周面に強く密着する。これによって、プーリ部材104に対
する摩擦力が高まって担体107を一体回転させる。担体107は、捩りコイルバネ10
5の付勢力でスラストワッシャ108及びフランジ部106に摩擦結合しているので、プ
ーリボス103も一体に回転する。
In the above configuration, the rotation from the crankshaft is caused by the
, The outer diameter of the
Since the thrust washer 108 and the
そして、クランクシャフトの回転速度の比較的大きな変動により、プーリ部材104よ
りもプーリボス103の回転速度が高まると、クラッチバネ109の外径が縮小してプー
リ部材104の内周面に対する摩擦力が弱まり、プーリボス103とプーリ部材104と
が相対回転することによって当該変動を吸収するように構成されている。なお、クランク
シャフトの回転速度の微小な変動は、捩りコイルバネ105のねじり方向の弾性変形によ
って吸収される。
When the rotational speed of the
図6に示す従来のワンウェイクラッチ装置は、クラッチバネ109の外径が縮小してプーリ部材104とプーリボス103とが相対回転する際にもクラッチバネ109の外周面はプーリ部材104の内周面に接触し、摺動している。そのため、クラッチバネ109の摩耗が顕著となり、この摩耗に起因して異音が発生したり、焼き付きによりクラッチ機能が損なわれたりするおそれがある。
In the conventional one-way clutch device shown in FIG. 6, even when the outer diameter of the
また、従来のワンウェイクラッチ装置は、プーリボス103の外周に捩りコイルバネ105を設け、さらにその外周にクラッチバネ109を設けているので、径方向の寸法が大きくなるという欠点がある。言い換えると、プーリ部材104を所定の径寸法に収めようとすると、クラッチバネ109や捩りコイルバネ105の収容スペースが十分に確保できず、これらバネの線径や外径寸法を小さくせざるを得ない。そのため、部品選定の自由度が少なくなり、所望のバネ定数や強度を得るのが困難となる。
Further, the conventional one-way clutch device has a drawback that the radial dimension is increased because the
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、径方向にコンパクトに構成することができるとともに、摩耗等による機能低下を抑制することができるワンウェイクラッチ装置及びこれを備えたプーリ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a one-way clutch device that can be compact in the radial direction and can suppress functional deterioration due to wear and the like, and a pulley including the same. An object is to provide an apparatus.
本発明は、外周側回転体と、この外周側回転体の径方向内側に同一軸心状に配置された内周側回転体との間に配置されるワンウェイクラッチ装置であって、前記外周側回転体及び前記内周側回転体の一方の回転体に一体回転可能に結合された第1のクラッチ部材と、前記外周側回転体及び前記内周側回転体の他方の回転体に一体回転可能でかつ軸方向に相対移動可能に結合され、前記第1のクラッチ部材に対して軸方向に対向する第2のクラッチ部材と、この第2のクラッチ部材を前記第1のクラッチ部材側へ軸方向に付勢する付勢手段と、前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との間に転動可能に配置され、円周方向に複数配置された転動体と、前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との間に配置され、前記転動体を転動可能に保持するポケット部を円周方向に複数設けた保持器と、前記第2のクラッチ部材が前記第1のクラッチ部材から離反したときに、前記第2のクラッチ部材と前記一方の回転体とを軸方向に結合させる結合手段とを備え、前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との対向する端面のうち、少なくとも一方の端面に、前記転動体が接触する傾斜面を円周方向に複数形成し、前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との対向する端面のうち、傾斜面が形成された端面の傾斜面間に段面を形成し、前記段面と円周方向に係合する係合突起部を、前記保持器から前記段面側へ軸方向に突出して設けたことを特徴とする。 The present invention is a one-way clutch device disposed between an outer peripheral side rotating body and an inner peripheral side rotating body disposed in the same axial center on the radially inner side of the outer peripheral side rotating body. A first clutch member coupled to one of the rotating body and the inner rotating body, and the other rotating body of the outer rotating body and the inner rotating body. And a second clutch member that is coupled to be axially movable relative to the first clutch member in the axial direction, and the second clutch member is axially moved toward the first clutch member. An urging means for urging the rolling element, a rolling element disposed between the first clutch member and the second clutch member so as to be capable of rolling, and a plurality of circumferentially disposed rolling elements, and the first clutch. Arranged between the member and the second clutch member, the rolling A cage that is provided with a plurality of pocket portions in a circumferential direction to hold the roller, and when the second clutch member is separated from the first clutch member, the second clutch member and the one clutch A slanting surface with which the rolling element contacts at least one of the opposing end surfaces of the first clutch member and the second clutch member. Are formed in a circumferential direction, and a step surface is formed between the inclined surfaces of the end surfaces of the first clutch member and the second clutch member facing each other. An engaging protrusion that engages with the surface in the circumferential direction is provided so as to protrude in the axial direction from the cage toward the step surface.
本発明のワンウェイクラッチ装置では、一方の回転体と他方の回転体とが一方向に相対回転すると、これらに一体回転可能に結合された第1のクラッチ部材と第2のクラッチ部材も一方向に相対回転し、傾斜面上を転動体が転動し、第2のクラッチ部材を第1のクラッチ部材から軸方向に離反させる。そして、第2のクラッチ部材は、この離反動作によって一方の回転体に軸方向に結合し、これによって一方の回転体と他方の回転体とが一体回転する。この状態から、一方の回転体と他方の回転体とが他方向に相対回転とすると、これらに一体回転可能に結合された第1のクラッチ部材と第2のクラッチ部材も他方向に相対回転するため、第2のクラッチ部材は、付勢手段による付勢力で第1のクラッチ部材に接近し、一方の回転体に対する結合が解除される。これによって一方の回転体と他方の回転体とが切り離され、両者は他方向に相対回転可能となる。 In the one-way clutch device according to the present invention, when one rotating body and the other rotating body rotate relative to each other in one direction, the first clutch member and the second clutch member coupled to each other so as to rotate integrally are also moved in one direction. Rotating relative to each other, the rolling element rolls on the inclined surface, and the second clutch member is separated from the first clutch member in the axial direction. Then, the second clutch member is coupled to one of the rotating bodies in the axial direction by this separation operation, whereby the one rotating body and the other rotating body rotate integrally. From this state, when one rotating body and the other rotating body are rotated relative to each other in the other direction, the first clutch member and the second clutch member coupled to be integrally rotatable with each other also rotate in the other direction. Therefore, the second clutch member approaches the first clutch member by the urging force of the urging means, and the coupling with the one rotating body is released. As a result, the one rotating body and the other rotating body are separated from each other, and both can rotate relative to each other in the other direction.
以上のように、本発明では、一方の回転体と他方の回転体との一方向の相対回転で第2クラッチ部材と一方の回転体とを軸方向に結合し、他方向の相対回転で第2のクラッチ部材と一方の回転体との結合を完全に解除することができるので、図10に示す従来のワンウェイクラッチ装置のように常にクラッチバネがプーリ部材の内周面に接触している場合に比べて、部品の摩耗が少なく、異音の発生や焼き付きによる機能低下が防止される。また、第2のクラッチ部材と一方の回転体とは軸方向に結合するものであるため、従来のワンウェイクラッチ装置のように、プーリ部材等の外周側回転体の内周側にクラッチバネの収容スペースを確保する必要が無く、当該外周側回転体の外径を小さくすることができる。 As described above, in the present invention, the second clutch member and the one rotating body are coupled in the axial direction by the relative rotation in one direction between the one rotating body and the other rotating body, and the first rotation by the relative rotation in the other direction. Since the coupling between the two clutch members and one of the rotating bodies can be completely released, the clutch spring is always in contact with the inner peripheral surface of the pulley member as in the conventional one-way clutch device shown in FIG. Compared with, there is less wear of parts, and the occurrence of abnormal noise and seizure of functions due to seizure are prevented. Further, since the second clutch member and the one rotary member are coupled in the axial direction, the clutch spring is accommodated on the inner peripheral side of the outer peripheral side rotary member such as a pulley member as in the conventional one-way clutch device. There is no need to secure a space, and the outer diameter of the outer peripheral rotating body can be reduced.
さらに転動体外径を大きくしてトルク容量を上げる場合、転動体を円周方向から押す部材も転動体外径に合わせて大きくする必要があるが、本発明では保持器の係合突起部を介して前記転動体を前記段面に円周方向に係合させているので、成型が容易な保持器の係合突起部形状を調整すればよく、加工労力の大きい段面形状は大きく変更する必要がない。この結果、段面を形成した第1のクラッチ部材と第2のクラッチ部材の一方の回転体の鍛造成形が容易になり、鍛造型の損傷が少なくなるメリットがある。 Further, when the outer diameter of the rolling element is increased to increase the torque capacity, the member that pushes the rolling element from the circumferential direction needs to be increased in accordance with the outer diameter of the rolling element. Since the rolling element is engaged with the step surface in the circumferential direction, the shape of the engaging protrusion of the cage that can be easily molded may be adjusted, and the step surface shape that requires a large amount of work is greatly changed. There is no need. As a result, there is an advantage that forging of one of the rotating bodies of the first clutch member and the second clutch member having the stepped surface is facilitated, and damage to the forging die is reduced.
前記転動体は、前記カム面上を周方向に転動する円筒ローラによって構成されていてもよいし、玉によって構成されていてもよい。 The rolling element may be constituted by a cylindrical roller that rolls on the cam surface in the circumferential direction, or may be constituted by a ball.
転動体を円筒ローラによって構成した場合、第1のクラッチ部材及び第2のクラッチ部材に対する転動体の接触範囲を拡大することができ、転動体の許容荷重を高めるとともに耐久性を向上することができる。また、転動体を玉によって構成した場合、円筒ローラに比べて、第1,第2のクラッチ部材の径方向幅を小さくすることが可能であり、このワンウェイクラッチ装置を内蔵した装置の径方向寸法をより小さくすることができる。 When the rolling element is constituted by a cylindrical roller, the contact range of the rolling element with respect to the first clutch member and the second clutch member can be expanded, and the allowable load of the rolling element can be increased and the durability can be improved. . Further, when the rolling elements are constituted by balls, it is possible to reduce the radial width of the first and second clutch members as compared to the cylindrical roller, and the radial dimension of the device incorporating this one-way clutch device Can be made smaller.
前記結合手段は、前記第2のクラッチ部材に設けられた当接面と、前記当接面に軸方向に対向するように前記一方の回転体に設けられた被当接面と、を備え、前記当接面と前記被当接面との軸方向の接触により前記第2のクラッチ部材と前記一方の回転体とを摩擦結合するものであることが好ましい。 The coupling means includes a contact surface provided on the second clutch member, and a contact surface provided on the one rotating body so as to face the contact surface in the axial direction, It is preferable that the second clutch member and the one rotating body are frictionally coupled by axial contact between the contact surface and the contacted surface.
この構成によれば、当接面と被当接面との接触及び離反によって、第2のクラッチ部材と一方の回転体との結合及びその解除を滑らかに行うことができる。 According to this configuration, the second clutch member and the one rotating body can be smoothly coupled and released by contact and separation between the contact surface and the contacted surface.
前記付勢手段は、前記第2のクラッチ部材と、前記他方の回転体との間に介在されるとともに、両者に圧接することによって前記第2のクラッチ部材と前記他方の回転体とを摩擦結合するものであることが好ましい。 The biasing means is interposed between the second clutch member and the other rotating body, and is frictionally coupled between the second clutch member and the other rotating body by being in pressure contact with both. It is preferable that
このような構成によって、付勢手段によって第2のクラッチ部材を第1のクラッチ部材側へ付勢するだけでなく、第2のクラッチ部材と他方の回転体とを一体回転可能に結合することができる。 With such a configuration, not only can the second clutch member be urged toward the first clutch member by the urging means, but the second clutch member and the other rotating body can be coupled so as to be integrally rotatable. it can.
本発明のプーリ装置は、外周にベルトが巻き掛けられるプーリ部材と、前記プーリ部材の内周側に、当該プーリ部材と同一軸心状に配置されたプーリボスと、前記プーリ部材を外周側回転体とし、前記プーリボスを内周側回転体として設けられた上述のいずれかの構成のワンウェイクラッチ装置と、を備えていることを特徴とする。 The pulley device of the present invention includes a pulley member around which a belt is wound around an outer periphery, a pulley boss disposed on the inner peripheral side of the pulley member in the same axial center as the pulley member, and the pulley member as an outer peripheral rotating body. And the one-way clutch device having any one of the above-described configurations, in which the pulley boss is provided as an inner peripheral side rotator.
本発明のプーリ装置は、上述した各構成のワンウェイクラッチ装置と同様の作用効果を奏する。 The pulley device of the present invention has the same effects as the one-way clutch devices having the above-described configurations.
本発明によれば、ワンウェイクラッチ装置及びプーリ装置を径方向にコンパクトに構成
することができるとともに、摩耗等に起因する機能低下を抑制することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to comprise a one-way clutch apparatus and a pulley apparatus compactly in radial direction, the function fall resulting from abrasion etc. can be suppressed.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るプーリ装置(ワンウェイクラッチ装置)の正面断面図である。このプーリ装置10は、例えば自動車等のエンジン補機として用いられるオルタネータの入力軸に取り付けられて使用される。プーリ装置10は、円筒状に形成されたプーリボス12と、このプーリボス12の外周側に同軸に配置された円筒状のプーリ部材13と、これらの間に介装されたワンウェイクラッチ装置11とを備えている。
FIG. 1 is a front sectional view of a pulley device (one-way clutch device) according to a first embodiment of the present invention. This
プーリ部材13の外周面15には波状溝が形成され、当該外周面15には、エンジンのクランクシャフトからの回転力を伝達するためのベルトが巻き掛けられる。また、プーリボス12の内周には、図示しないオルタネータから突設された入力軸が挿入・固定される。プーリ部材13とプーリボス12との間の軸方向両端には転がり軸受16、17が設けられ、この転がり軸受16、17によってプーリ部材13とプーリボス12とが相対回転可能に連結されている。そして、クランクシャフトの回転はベルトを介してプーリ部材13に伝達され、このプーリ部材13の回転がワンウェイクラッチ装置11を介してプーリボス12に伝達され、オルタネータの入力軸を回転させる。
A wavy groove is formed on the outer
ワンウェイクラッチ装置11は、軸方向に対向する一対のクラッチ部材(第1のクラッチ部材19、第2のクラッチ部材20)と、この一対のクラッチ部材19,20の間に配置された転動体21と、一対のクラッチ部材19,20に隣接して配置されたねじりコイルバネ22と、を備えている。
The one-way
図2は、第1のクラッチ部材19の側面図、図3は、第1のクラッチ部材19の斜視図である。
FIG. 2 is a side view of the first
図1〜図3に示すように、第1のクラッチ部材19は、軸受鋼等の金属材料から鍛造と切削加工によって形成された環状の円板であり、プーリ部材13の内周面に一体回転可能に固定されている。また、図2及び図3に示すように、第1のクラッチ部材19の、第2のクラッチ部材20に対向する端面には、傾斜面24が円周方向に等間隔に複数形成されている。傾斜面24は、円周上の各点において、接線方向eに形成されている。しかも、傾斜面24は、前記接線方向eに対して傾斜して形成されているので、接線方向eの一側において、傾斜面24は第2のクラッチ部材19に最も接近し、接線方向eの他側において、傾斜面24は第2のクラッチ部材19から最も遠ざかる。傾斜面24間には第1のクラッチ部材19の回転軸線に対して垂直な平面25が形成されている。前記接線方向eの他側において、傾斜面24は平面25に対して大きく凹んでおり、傾斜面24と平面25間に前記接線方向eに垂直な段面26が形成されている。また、図1に示すように、第1のクラッチ部材19の反対側の端面は凹凸のない平坦な面とされ、転がり軸受16の外輪に当接している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the first
図1に示すように、第2のクラッチ部材20は、軸受鋼等の金属材料から鍛造と切削加工によって形成された環状の部材であり、径方向に沿って配置された円板部27と、この円板部27の径方向外端部から第1のクラッチ部材19とは反対側へ軸方向に向けて延設された円筒部28とから断面略L字形状に形成されている。
As shown in FIG. 1, the second
円板部27は、第1のクラッチ部材19に軸方向に対向して配置されるとともに、ねじりコイルバネ22から付勢力を受けるバネ受け部として機能し、円筒部28は、後述するように、プーリ部材13に対する摩擦結合部として機能する。また、円板部27の第1のクラッチ部材19に対向する端面は凹凸のない平坦な面に形成されている。
The
図1に示すように、ねじりコイルバネ22は、プーリボス12の一端部(右端部)から径方向外側に突出するフランジ部30の側面(被当接面)30Aと、第2のクラッチ部材20の円板部27の側面(当接面)27Aとの間に配置され、これらフランジ部30及び円板部27によって軸方向に圧縮されている。第2のクラッチ部材20は、ねじりコイルバネ22の軸方向の付勢力によって転動体21を介して第1のクラッチ部材19に押し付けられるとともに、フランジ部30(プーリボス12)に対して一体回転可能に摩擦結合されている。第1のクラッチ部材19は、ねじりコイルバネ22の軸方向の付勢力によって転がり軸受16の外輪に押し付けられている。
As shown in FIG. 1, the
また、ねじりコイルバネ22の一端部(左端部)は、第2のクラッチ部材20に周方向に係合し、ねじりコイルバネ22の他端部(右端部)は、プーリボス12に周方向に係合している。そのため、第2のクラッチ部材20が一方向に回転(正回転)すると、当該第2のクラッチ部材20がねじりコイルバネ22の一端部を周方向に押動し、更にねじりコイルバネ22の他端部がプーリボス12を周方向に押動して回転を伝達する。これにより、第2のクラッチ部材20とプーリボス12とが一方向に一体回転可能となっている。なお、ねじりコイルバネ22は、第2のクラッチ部材20とプーリボス12との一方向への一体回転によって拡径する方向に弾性変形する。
One end (left end) of the
図2に示すように、転動体21は円筒状のローラからなり、周方向に略等間隔で第1のクラッチ部材19の各傾斜面24に1個ずつ配置されている。そして、転動体21は、第1のクラッチ部材19と第2のクラッチ部材20との間に挟まれ、両者の相対回転によって円周上における各点の接線方向に転動するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the rolling
図5に示すように、第1のクラッチ部材19と第2のクラッチ部材20間には、板状の金属材料からプレス等によって製作される保持器40が配置され、保持器40には前記転動体21を転動可能に保持するポケット部41を有する。ポケット部41は、周方向に転動体21と同数だけ複数有する。ポケット部41は、保持器40の軸方向に貫通した四角形状の窓であり、四角形状の一辺だけは、第1のクラッチ部材19側へ直角に折り曲げられた係合突起部42の側面42aによって形成される。係合突起部42の転動体21と反対側の側面42bは、前記段面26に第1のクラッチ部材19の回転方向に係合する。
As shown in FIG. 5, between the first
ワンウェイクラッチ装置11のトルク伝達力を上げるためには、傾斜面24と転動体21との接触面積を増やし、転動体21と第2のクラッチ部材20の端面との接触面積を増やす必要がある。前記接触面積を増やすためには、転動体21の外径を大きくするか、転動体21の長さを長くするかのいずれかが考えられ、転動体21の長さを長くすることは、プーリ装置10の外径を大きくすることとなり、転動体21の外径を大きくすることは、プーリ装置10の軸方向の長さを長くすることとなる。オルタネータに使用されるプーリ装置10は、外径に制限があり、軸方向長さに許容がある。
In order to increase the torque transmission force of the one-way
前記段面26に転動体21を直接係合させた場合、トルク伝達力を上げるべく転動体21の外径を大きくすると、それに合わせて段面26も大きくする必要があった。段面26が大きくなると、第1のクラッチ部材19を鍛造成形する鍛造型の段面26に対応した部分が深くなり、鍛造型が損傷しやすくなる。前記係合突起42を設けた保持器40を使用することにより、段面26を大きくする必要が無くなり、第1のクラッチ部材19を鍛造成形する鍛造型の段面26に対応した部分が浅くてすみ、鍛造型の損傷を最小限に抑えることができる。
When the rolling
図4は、ワンウェイクラッチ装置11の要部の拡大断面図、図5は、図4のA−A断面図である。第2のクラッチ部材20の円筒部28は、プーリ部材13の内周面の径方向内側に隙間をあけて配置されている。また、円筒部28は、その軸方向の先端面33がプーリ部材13の内周面に形成された段差面34に隙間をあけて軸方向に対向している。
4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the one-way
第1のクラッチ部材19は、クランクシャフトから伝達された動力によるプーリ部材13の回転に伴って、図5の矢印a方向に回転(正回転)する。これにより、転動体21は、傾斜面25と円板部27の隙間Sが狭くなる方向へ向けて傾斜面25上を矢印c方向に転動し、第2のクラッチ部材20を、矢印d方向、すなわち第1のクラッチ部材19から離反する方向に押動する。これによって、第1のクラッチ部材19と第2のクラッチ部材20との対向間隔が拡げられる。ここで、第1のクラッチ部材19に形成された傾斜面25や、この傾斜面25上を転動する転動体21は、第2のクラッチ部材20を第1のクラッチ部材19から軸方向に離反させる作動手段を構成している。
The first
図4に示すように、第2のクラッチ部材20が矢印d方向に移動すると、円筒部28の先端面33がプーリ部材13の段差面34に当接し、両者が摩擦結合する。第2のクラッチ部材20はねじりコイルバネ22によってプーリボス12に一体回転可能に結合されているので、プーリ部材13の回転は、第2のクラッチ部材20及びねじりコイルバネ22を介してプーリボス12に伝達され、プーリボス12はプーリ部材13と一体回転する。ここで、円筒部28の先端面33及びプーリ部材13の段差面34は、第2のクラッチ部材20とプーリ部材13とを結合する結合手段を構成している。
As shown in FIG. 4, when the second
一方、クランクシャフトの回転変動によってプーリ部材13の回転速度が低下し、プーリボス12がオルタネータの慣性力によってプーリ部材13の回転に追従できずに、プーリ部材13よりも高速で回転した場合には、図5に示すように、第1のクラッチ部材19が第2のクラッチ部材20に対して相対的に矢印b方向に回転(逆回転)し、転動体21は矢印cとは反対方向に相対的に転動する。これによって、第2のクラッチ部材20は、ねじりコイルバネ22の付勢力で矢印dとは反対方向に移動し、プーリ部材13との結合が解除される。これにより、プーリ部材13とプーリボス12とが相対回転し、プーリ部材13の回転速度の変動がワンウェイクラッチ装置11によって吸収される。したがって、プーリ部材13とベルトとの間のスリップやベルトへの過大な負荷を防止し、ベルト異音の発生や寿命低下を防止することができる。
On the other hand, when the rotation speed of the
なお、プーリ部材13(クランクシャフト)のより微小な回転変動は、ねじりコイルバネ22のねじり方向の弾性変形でプーリ部材13とプーリボス12との相対回転が許容されることによって、ワンウェイクラッチ装置11の解除を伴うことなく吸収される。
It should be noted that more minute rotational fluctuations of the pulley member 13 (crankshaft) can be released by allowing the relative rotation between the
以上に説明した本実施形態のプーリ装置10は、プーリ部材13とプーリボス12との間に配置されたワンウェイクラッチ装置11が、プーリ部材13の正回転によって第2のクラッチ部材20とプーリ部材13とを軸方向に結合し、プーリ部材13の逆回転によって第2のクラッチ部材20とプーリ部材13との結合を解除する。そのため、図10に示す従来のワンウェイクラッチ装置11のように常にクラッチバネがプーリ部材13の内周面に接触している場合に比べて、部品の摩耗が少なく、異音の発生や焼き付きによる機能低下が防止される。また、本実施形態では、従来のワンウェイクラッチ装置(図6参照)のようにプーリ部材の内周側にクラッチばねの収容スペースを確保する必要がないので、プーリ部材13の外径を小さくすることができ、よりコンパクトなプーリ装置10を形成することができる。
In the
また、本実施形態では、転動体21として円筒ころを使用しているので、第1のクラッチ部材19及び第2のクラッチ部材20との接触範囲を拡大することができ、これらの摩耗損傷を抑制して寿命を延ばすことができる。
Moreover, in this embodiment, since the cylindrical roller is used as the rolling
また、第1のクラッチ部材19には、ある程度の精度が要求される傾斜面24(傾斜面25)の加工が必要であるが、その他の第2のクラッチ部材20やプーリ部材13、プーリボス12等にはクラッチ作動のための複雑な加工はないため、製造コストを低減することができる。
Further, the first
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜変更可能である。
例えば、本発明のワンウェイクラッチ装置11は、上述のプーリ装置10に限らず、種々の用途に使用することができ、特に、回転体の径方向寸法が制限される装置に好適に使用することができる。
The present invention can be appropriately changed without being limited to the above embodiment.
For example, the one-way
第2のクラッチ部材20とプーリボス12とは、ねじりコイルバネ(付勢手段)22によって摩擦結合されているが、これとは異なる他の手段(係合手段、連結手段等)によって一体回転可能に結合されていてもよい。
The second
例えば第2のクラッチ部材20を第1のクラッチ部材19側へ付勢する付勢手段22は、ねじりコイルバネに限らず、板ばねやゴム様弾性体などの他の部品を適用することができる。
For example, the biasing means 22 that biases the second
第1のクラッチ部材19に、傾斜面24と平面25と段面26を形成したが、第1のクラッチ部材19の第2のクラッチ部材20側の端面を、凹凸のない平面にし、第2のクラッチ部材20の第1のクラッチ部材19側の端面に、傾斜面と平面と段面を形成しても良い。
さらに、第1のクラッチ部材19と第2のクラッチ部材20の対向する両端面に、傾斜面と平面と段面を形成しても良い。
The
Furthermore, an inclined surface, a flat surface, and a step surface may be formed on opposite end surfaces of the first
10:プーリ装置、11:ワンウェイクラッチ装置、12:プーリボス(内周側回転体)、13:プーリ部材(外周側回転体)、19:第1のクラッチ部材、20:第2のクラッチ部材、21:転動体、22:ねじりコイルバネ(付勢手段)、24:傾斜面、26:段面、27A:当接面、28:円筒部、30A:被当接面、33:先端面(結合面;結合手段)、34:段差面(結合面;結合手段)、40:保持器、42:係合突起部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Pulley apparatus, 11: One-way clutch apparatus, 12: Pulley boss | hub (inner peripheral side rotary body), 13: Pulley member (outer peripheral side rotary body), 19: 1st clutch member, 20: 2nd clutch member, 21 : Rolling element, 22: torsion coil spring (biasing means), 24: inclined surface, 26: stepped surface, 27A: contact surface, 28: cylindrical portion, 30A: contacted surface, 33: tip surface (coupling surface; Coupling means), 34: stepped surface (coupling surface; coupling means), 40: retainer, 42: engaging protrusion
Claims (6)
前記外周側回転体及び前記内周側回転体の一方の回転体に一体回転可能に結合された第1のクラッチ部材と、
前記外周側回転体及び前記内周側回転体の他方の回転体に一体回転可能でかつ軸方向に相対移動可能に結合され、前記第1のクラッチ部材に対して軸方向に対向する第2のクラッチ部材と、
この第2のクラッチ部材を前記第1のクラッチ部材側へ軸方向に付勢する付勢手段と、
前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との間に転動可能に配置され、円周方向に複数配置された転動体と、
前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との間に配置され、前記転動体を転動可能に保持するポケット部を円周方向に複数設けた保持器と、
前記第2のクラッチ部材が前記第1のクラッチ部材から離反したときに、前記第2のクラッチ部材と前記一方の回転体とを軸方向に結合させる結合手段とを備え、
前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との対向する端面のうち、少なくとも一方の端面に、前記転動体が接触する傾斜面を円周方向に複数形成し、
前記第1のクラッチ部材と前記第2のクラッチ部材との対向する端面のうち、傾斜面が形成された端面の傾斜面間に段面を形成し、
前記段面と円周方向に係合する係合突起部を、前記保持器から前記段面側へ軸方向に突出して設けたこと
を特徴とするワンウェイクラッチ装置。 A one-way clutch device disposed between an outer circumferential rotating body and an inner circumferential rotating body disposed in the same axial center on the radially inner side of the outer circumferential rotating body,
A first clutch member coupled to one rotating body of the outer circumferential side rotating body and the inner circumferential side rotating body so as to be integrally rotatable;
A second rotating body coupled to the other rotating body of the outer circumferential rotating body and the inner circumferential rotating body so as to be integrally rotatable and relatively movable in the axial direction, and opposed to the first clutch member in the axial direction. A clutch member;
Biasing means for biasing the second clutch member in the axial direction toward the first clutch member;
A rolling element disposed between the first clutch member and the second clutch member so as to be capable of rolling, and a plurality of rolling elements disposed in a circumferential direction;
A cage that is disposed between the first clutch member and the second clutch member, and that has a plurality of pocket portions in the circumferential direction for holding the rolling elements in a rollable manner;
A coupling means for coupling the second clutch member and the one rotating body in the axial direction when the second clutch member is separated from the first clutch member;
A plurality of inclined surfaces in contact with the rolling elements are formed in at least one of the opposing end surfaces of the first clutch member and the second clutch member in the circumferential direction;
A step surface is formed between the inclined surfaces of the end surfaces where the inclined surfaces are formed among the opposing end surfaces of the first clutch member and the second clutch member,
An one-way clutch device characterized in that an engaging protrusion that engages with the step surface in the circumferential direction is provided so as to protrude in the axial direction from the retainer to the step surface side.
前記第2のクラッチ部材に設けられた当接面と、前記当接面に軸方向に対向するように前記一方の回転体に形成された被当接面と、を備え、前記当接面と前記被当接面との軸方向の接触により前記第2のクラッチ部材と前記一方の回転体とを摩擦結合するものである請求項1〜3のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ装置。 The coupling means includes
A contact surface provided on the second clutch member; and a contact surface formed on the one rotating body so as to face the contact surface in the axial direction; The one-way clutch device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second clutch member and the one rotating body are frictionally coupled by axial contact with the contacted surface.
前記プーリ部材の内周側に、当該プーリ部材と同一軸心状に配置されたプーリボスと、 前記プーリ部材を外周側回転体とし、前記プーリボスを内周側回転体として設けられた請求項1〜5のいずれか一項に記載のワンウェイクラッチ装置と、
を備えていることを特徴とするプーリ装置。 A pulley member around which a belt is wound;
A pulley boss disposed on the inner peripheral side of the pulley member and having the same axial center as the pulley member; The one-way clutch device according to any one of 5;
A pulley apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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JP2010168741A JP2012026558A (en) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | One-way clutch device and pulley device having the same |
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JP2016094946A (en) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | テクノエクセル株式会社 | Flow passage change-over unit and water purifier |
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-
2010
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