JP2016023722A - ダンパプーリ - Google Patents
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Abstract
【課題】摩耗の発生を抑制することが可能なダンパプーリを提供する。
【解決手段】内部空間を備えると共に、外部から供給される動力によって回転可能なプーリ10と、少なくとも一部が前記内部空間に配置されると共に回転可能であり、動力を外部へと出力可能なハブ20と、コイル状に形成され、外周面がプーリ10の内周面に接触する状態で前記内部空間に配置されると共に、一部分がハブ20に連結され、プーリ10の回転に応じてねじられることにより、プーリ10の内周面に固定されてプーリ10の動力をハブ20に伝達可能な状態、及びプーリ10の内周面に対して摺動可能となってプーリ10の動力をハブ20に伝達不能な状態を切り換えるクラッチスプリング60と、を具備し、プーリ10の内周面及びクラッチスプリング60の外周面にCrN皮膜が形成される。
【選択図】図1
【解決手段】内部空間を備えると共に、外部から供給される動力によって回転可能なプーリ10と、少なくとも一部が前記内部空間に配置されると共に回転可能であり、動力を外部へと出力可能なハブ20と、コイル状に形成され、外周面がプーリ10の内周面に接触する状態で前記内部空間に配置されると共に、一部分がハブ20に連結され、プーリ10の回転に応じてねじられることにより、プーリ10の内周面に固定されてプーリ10の動力をハブ20に伝達可能な状態、及びプーリ10の内周面に対して摺動可能となってプーリ10の動力をハブ20に伝達不能な状態を切り換えるクラッチスプリング60と、を具備し、プーリ10の内周面及びクラッチスプリング60の外周面にCrN皮膜が形成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、ダンパプーリの技術に関する。
従来、内部空間を備えると共に、外部から供給される動力によって回転可能な第一回転体と、少なくとも一部が内部空間に配置されると共に回転可能であり、動力を外部へと出力可能な第二回転体と、コイル状に形成され、外周面が第一回転体の内周面に接触する状態で内部空間に配置されると共に、一部分が第二回転体に連結され、第一回転体の動力を第二回転体に伝達可能な状態と、伝達不能な状態とを切り換えるスプリングと、を具備するダンパプーリの技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。
特許文献1に記載の技術では、第一回転体(プーリ)がエンジンからの動力によって回転すると、当該第一回転体の内周面とスプリング(クラッチバネ)の外周面との間に摩擦が生じる。当該摩擦によってスプリングがねじられることによって、当該スプリングは径方向に拡大(拡径)しようとする。当該スプリングは、第一回転体の内周面に押し付けられることによって第一回転体の内周面に保持されて、当該第一回転体と一体的に回転するようになる。これによって、第一回転体の動力がスプリングを介して第二回転体へと伝達され、当該第二回転体が第一回転体と共に回転する。第二回転体にはオルタネータ等(ベルト駆動アクセサリ)が連結されており、エンジンからの動力を当該オルタネータ等に伝達することができる。
また、第二回転体が第一回転体と共に回転している最中にエンジンの回転数が低下すると、第一回転体の回転数が第二回転体の回転数よりも小さくなる。これによって、スプリングのねじりが解消され、当該スプリングが第一回転体の内周面に押し付けられる力が減少する。従って、第一回転体の内周面によるスプリングの保持が解除され、第一回転体と第二回転体との間での動力の伝達が遮断される。これによって、エンジンの回転数の変動に伴う不具合(各部の磨耗や損傷等)の発生を防止することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、第一回転体の内周面とスプリングの外周面との間に摩擦が生じるため、当該第一回転体の内周面とスプリングの外周面との間で摩耗が発生する点で不利であった。
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、摩耗の発生を抑制することが可能なダンパプーリを提供することである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、内部空間を備えると共に、外部から供給される動力によって回転可能な第一回転体と、少なくとも一部が前記内部空間に配置されると共に回転可能であり、動力を外部へと出力可能な第二回転体と、コイル状に形成され、外周面が前記第一回転体の内周面に接触する状態で前記内部空間に配置されると共に、一部分が前記第二回転体に連結され、前記第一回転体の回転に応じてねじられることにより、前記第一回転体の内周面に固定されて前記第一回転体の動力を前記第二回転体に伝達可能な状態、及び前記第一回転体の内周面に対して摺動可能となって前記第一回転体の動力を前記第二回転体に伝達不能な状態を切り換えるスプリングと、を具備し、前記第一回転体の内周面及び前記スプリングの外周面の少なくとも一方に窒化クロム皮膜が形成されるものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1においては、摩耗の発生を抑制することができる。
以下の説明においては、図中に記した矢印に従って、上下方向、前後方向及び左右方向をそれぞれ定義する。
以下では、図1から図3までを用いて、本発明の一実施形態に係るダンパプーリ1について説明する。
ダンパプーリ1は、動力を伝達すると共に、所定の場合に当該動力の伝達を遮断することが可能なプーリである。本実施形態に係るダンパプーリ1は、エンジン(不図示)に設けられ、ベルト(不図示)を介して伝達される当該エンジンの動力をオルタネータ(不図示)に伝達するものとする。ダンパプーリ1は、主としてプーリ10、ハブ20、ベアリング30、シール部材40、位置決め部材50、クラッチスプリング60及び連結部材70を具備する。
プーリ10は、軸線方向を前後方向に向けて配置される略円筒状の部材である。プーリ10には、貫通孔11及び溝部12が形成される。
貫通孔11は、プーリ10の軸線に沿って当該プーリ10を前後方向に貫通するように形成される。これによって、プーリ10は、他の部材を収容可能な内部空間を有する。貫通孔11の側面(プーリ10の内周面)には、窒化クロムによる皮膜(CrN皮膜11a)が形成される(図3(a)参照)。CrN皮膜11aは、適宜の方法(例えば、イオンプレーティング法等)によって形成される。
溝部12は、側面断面視略V字状の溝がプーリ10の周方向に沿って複数形成された部分である。溝部12は、プーリ10の外周面の前端部から前後中途部に亘って形成される。
ハブ20は、軸線方向を前後方向に向けて配置される略円筒状の部材である。ハブ20は、略全体がプーリ10の貫通孔11に挿入された状態で配置される。ハブ20は、主として軸部21及びスリーブ22を具備する。
軸部21は、軸線方向を前後方向に向けて配置される略円筒状の部材である。軸部21は、略全体がプーリ10の貫通孔11に挿入された状態で配置される。軸部21は、プーリ10の軸線上に配置される。
スリーブ22は、軸線方向を前後方向に向けて配置される略円筒状の部材である。スリーブ22は、軸部21に嵌め合わされ、当該軸部21に固定される。これによって、スリーブ22は、軸部21と一体的に回転可能となる。また、スリーブ22は、軸部21の外周面の後端部から前端部近傍までを覆う。スリーブ22には、第一フランジ部22a及び第二フランジ部22bが形成される。
第一フランジ部22aは、スリーブ22を拡径して形成される略円板状の部分である。第一フランジ部22aは、スリーブ22の後端部に形成される。第一フランジ部22aの直径は、プーリ10の貫通孔11の内径より若干小さくなるように(プーリ10の内周面と接触しない程度に)形成される。
第二フランジ部22bは、スリーブ22を拡径して形成される略円板状の部分である。第二フランジ部22bは、スリーブ22の前端部に形成される。第二フランジ部22bの直径は、第一フランジ部22aの直径よりも小さくなるように形成される。第二フランジ部22bには、切欠部22cが形成される。
切欠部22cは、第二フランジ部22bの一部分を切り欠いて形成される部分である。
ベアリング30は、プーリ10の内部空間においてハブ20を回転可能に支持するものである。ベアリング30は、プーリ10の貫通孔11の前端部近傍に嵌め合わされて当該プーリ10に固定される。当該プーリ10には、ハブ20(軸部21)の前端部(スリーブ22が嵌め合わされていない部分)が挿通される。これによって、ハブ20はプーリ10に対して相対的に滑らかに回転することができる。
シール部材40は、プーリ10の貫通孔11の後端部に配置され、当該プーリ10の内周面とハブ20との間の隙間を閉塞する。
位置決め部材50は、薄板状の部材である。位置決め部材50は、その板面を前後に向けた状態で、ベアリング30のすぐ後方に配置される。位置決め部材50には、ハブ20(軸部21)の前端部(スリーブ22が嵌め合わされていない部分)が挿通される。位置決め部材50は、ハブ20に固定される。位置決め部材50の外周端部の一部分(切欠部22cに対応する部分)は、プーリ10の内周面近傍まで延びるように形成される。
クラッチスプリング60は、金属によって形成された線状の部材(線材)を螺旋状(コイル状)に成形したねじりコイルスプリングである。クラッチスプリング60を形成する線材の断面は、略四角形状になるように形成される。クラッチスプリング60の外周面には、窒化クロムによる皮膜(CrN皮膜60a)が形成される(図3(a)参照)。CrN皮膜60aは、適宜の方法(例えば、イオンプレーティング法等)によって形成される。
クラッチスプリング60の外径は、プーリ10の貫通孔11の内径よりもやや大きくなるように形成される。クラッチスプリング60は、軸線方向を前後方向に向けて貫通孔11内に配置される。クラッチスプリング60の外径は貫通孔11の内径よりも大きいため、当該クラッチスプリング60は縮径した状態(直径が小さくなった状態)で貫通孔11内に配置されることになる。当該クラッチスプリング60は、弾性力によって元の直径に戻ろうとする(拡径しようとする)ため、プーリ10の内周面を押圧することになる。これによって、プーリ10が回転する際には、クラッチスプリング60の外周面とプーリ10の内周面との間に摩擦力が発生する。
クラッチスプリング60は、前後方向において、第一フランジ部22aのすぐ前方から、第二フランジ部22bに亘るように配置される。クラッチスプリング60の前端は位置決め部材50に当接する。クラッチスプリング60の後端は第一フランジ部22aに当接する。このようにして、クラッチスプリング60は位置決め部材50と第一フランジ部22aとの間に配置されることになる。
連結部材70は、クラッチスプリング60の一端とハブ20とを連結するものである。連結部材70は、スリーブ22の切欠部22cに嵌め込まれる。連結部材70には、クラッチスプリング60の前端が連結される。このように、クラッチスプリング60の前端は、連結部材70を介してハブ20(スリーブ22)と連結される。
このように構成されたダンパプーリ1は、前記エンジンに設けられる。プーリ10の溝部12には前記ベルトが巻回される。当該ベルトを介して、前記エンジンのクランク軸からの動力がプーリ10に伝達される。また、ハブ20の軸部21は、前記オルタネータの回転軸に連結される。
以下では、上述の如く構成されたダンパプーリ1の動作について説明する。
前記エンジンが始動し、前記クランク軸が回転すると、当該クランク軸からの動力がプーリ10に伝達される。すなわち、前記クランク軸の回転に伴って、プーリ10も一方向(例えば、正面視反時計回り)に回転する。
プーリ10が回転すると、プーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面とが摺動する。この際、プーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面との間に発生する摩擦力によって、クラッチスプリング60がねじられる。クラッチスプリング60は、ねじられることによって、より拡径しようとする。このため、プーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面との間に発生している摩擦力が増大する。
プーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面との間に発生している摩擦力が所定の値まで増大すると、クラッチスプリング60がプーリ10に固定(摩擦係合)され、当該クラッチスプリング60がプーリ10と一体的に回転するようになる。クラッチスプリング60が回転すると、連結部材70を介してハブ20が回転する。すなわち、プーリ10の動力がハブ20へと伝達され、当該ハブ20がプーリ10と同一回転数で回転することになる。このようにして、前記エンジンの動力が前記オルタネータへと伝達される。
上述のように、前記エンジンの動力が前記オルタネータへと伝達されている状態において、前記エンジンの回転数が低下するなどしてプーリ10の回転数よりもハブ20の回転数が高くなった場合、クラッチスプリング60のねじりが解消され、プーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面との間に発生している摩擦力が減少する。
プーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面との間に発生している摩擦力が減少すると、クラッチスプリング60のプーリ10に対する固定(摩擦係合)が解除され、再びプーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面とが摺動するようになる。このため、プーリ10からハブ20への動力の伝達が遮断される。これによって、前記エンジンの回転数が低下した場合に、前記オルタネータの回転数が急に低下するのを防止することができる。
上述の如く、ダンパプーリ1が動作する際には、プーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面とが摺動する。当該プーリ10の内周面及びクラッチスプリング60の外周面には、それぞれCrN皮膜11a及びCrN皮膜60aが形成されている。当該CrN皮膜11a及びCrN皮膜60aによって、プーリ10の内周面及びクラッチスプリング60の外周面の摩耗を低減することができる。
ここで、窒化クロム(CrN)による皮膜の性質を説明するため、CrNによる皮膜とダイヤモンドライクカーボン(DLC)による皮膜との性質の違いについて説明する。DLCによる皮膜は、CrNによる皮膜と同様に、摩耗を低減するためのコーティングである。
図4には、CrNによる皮膜及びDLCによる皮膜の、硬さ(具体的には、ビッカース硬さ)と剥離荷重(形成された皮膜が剥離する際の荷重)との関係を示している。図4に示したデータは、実験により得られたデータの一例である。図4において、CrNによる皮膜及びDLCによる皮膜の硬さが大きいほど、摩耗を効果的に低減することができることを意味している。また、CrNによる皮膜及びDLCによる皮膜の剥離荷重が大きいほど、当該皮膜が剥離し難いことを意味している。
図4に示すように、DLCによる皮膜は、硬さが大きい一方で剥離荷重が小さくなる(図4の領域A参照)か、剥離荷重が大きい一方で硬さが小さくなる(図4の領域B参照)傾向がある。これに対し、CrNによる皮膜は、硬さ及び剥離荷重のいずれもが適度に大きい値をとっている。このように、CrNによる皮膜は、剥離し難く、かつ摩耗を効果的に低減することができる。
特に本実施形態の如く、伸縮やねじりが発生するクラッチスプリング60に対して、摩耗を抑制するためのコーティングを施す場合には、DLCによる皮膜ではなく、剥離し難いCrNによる皮膜(CrN皮膜60a)を形成することが望ましい。
以上の如く、本実施形態に係るダンパプーリ1は、内部空間を備えると共に、外部から供給される動力によって回転可能なプーリ10(第一回転体)と、少なくとも一部が前記内部空間に配置されると共に回転可能であり、動力を外部へと出力可能なハブ20(第二回転体)と、コイル状に形成され、外周面がプーリ10の内周面に接触する状態で前記内部空間に配置されると共に、一部分がハブ20に連結され、プーリ10の回転に応じてねじられることにより、プーリ10の内周面に固定されてプーリ10の動力をハブ20に伝達可能な状態、及びプーリ10の内周面に対して摺動可能となってプーリ10の動力をハブ20に伝達不能な状態を切り換えるクラッチスプリング60(スプリング)と、を具備し、プーリ10の内周面及びクラッチスプリング60の外周面にCrN皮膜11a及びCrN皮膜60a(窒化クロム皮膜)が形成されるものである。
このように構成することにより、摩耗の発生を抑制することができる。
すなわち、互いに摺動するプーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面における摩耗の発生を抑制することができる。また、ねじりや伸縮によって変形するクラッチスプリング60の外周面においても、CrN皮膜60aの剥離の発生を抑制することができる。
すなわち、互いに摺動するプーリ10の内周面とクラッチスプリング60の外周面における摩耗の発生を抑制することができる。また、ねじりや伸縮によって変形するクラッチスプリング60の外周面においても、CrN皮膜60aの剥離の発生を抑制することができる。
なお、本実施形態に係るプーリ10は、本発明に係る第一回転体の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るハブ20は、本発明に係る第二回転体の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るクラッチスプリング60は、本発明に係るスプリングの実施の一形態である。
また、本実施形態に係るCrN皮膜11a及びCrN皮膜60aは、本発明に係る窒化クロム皮膜の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るハブ20は、本発明に係る第二回転体の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るクラッチスプリング60は、本発明に係るスプリングの実施の一形態である。
また、本実施形態に係るCrN皮膜11a及びCrN皮膜60aは、本発明に係る窒化クロム皮膜の実施の一形態である。
なお、上記実施形態においては、プーリ10の内周面及びクラッチスプリング60の外周面に、それぞれCrNによる皮膜(CrN皮膜11a及びCrN皮膜60a)を形成するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図3(b)に示すように、プーリ10の内周面にのみCrNによる皮膜(CrN皮膜11a)を形成しても良い。また、図3(c)に示すように、クラッチスプリング60の外周面にのみCrNによる皮膜(CrN皮膜60a)を形成しても良い。
また、本発明に係るダンパプーリは、本実施形態に係るダンパプーリ1の構成に限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で形状等を任意に変更することが可能である。
また、本実施形態に係るダンパプーリ1は前記エンジンに設けられ、当該エンジンの動力を前記オルタネータへと伝達するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、様々な用途に用いることが可能である。
1 ダンパプーリ
10 プーリ(第一回転体)
11a CrN皮膜(窒化クロム皮膜)
20 ハブ(第二回転体)
60 クラッチスプリング(スプリング)
60a CrN皮膜(窒化クロム皮膜)
10 プーリ(第一回転体)
11a CrN皮膜(窒化クロム皮膜)
20 ハブ(第二回転体)
60 クラッチスプリング(スプリング)
60a CrN皮膜(窒化クロム皮膜)
Claims (1)
- 内部空間を備えると共に、外部から供給される動力によって回転可能な第一回転体と、
少なくとも一部が前記内部空間に配置されると共に回転可能であり、動力を外部へと出力可能な第二回転体と、
コイル状に形成され、外周面が前記第一回転体の内周面に接触する状態で前記内部空間に配置されると共に、一部分が前記第二回転体に連結され、前記第一回転体の回転に応じてねじられることにより、前記第一回転体の内周面に固定されて前記第一回転体の動力を前記第二回転体に伝達可能な状態、及び前記第一回転体の内周面に対して摺動可能となって前記第一回転体の動力を前記第二回転体に伝達不能な状態を切り換えるスプリングと、
を具備し、
前記第一回転体の内周面及び前記スプリングの外周面の少なくとも一方に窒化クロム皮膜が形成されるダンパプーリ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014148620A JP2016023722A (ja) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | ダンパプーリ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014148620A JP2016023722A (ja) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | ダンパプーリ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016023722A true JP2016023722A (ja) | 2016-02-08 |
Family
ID=55270672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014148620A Pending JP2016023722A (ja) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | ダンパプーリ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016023722A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109538733A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种减振皮带轮 |
US20210245386A1 (en) * | 2020-02-12 | 2021-08-12 | Lamb Weston, Inc. | Water bearing and food cutting assembly with magnetically rotated cutting head |
-
2014
- 2014-07-22 JP JP2014148620A patent/JP2016023722A/ja active Pending
Cited By (6)
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GB2606972A (en) * | 2020-02-12 | 2022-11-23 | Lamb Weston Inc | Water bearing and food cutting assembly with magnetically rotated cutting head |
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